JPS61258903A - 流体流動機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、例えば、ドイツ特許公開筒２３３３　５２５
号公報から公知のような、流れノ１ウジングの中に配置
された放射方向の羽根車と、流れハウジングの放射方向
に延びている環状導溝の中に配置された、調節可能な、
環状導溝を形成しているハウジング部分の軸受穴の中を
ピボットピンによって回転自在に軸承されている案内羽
根とを有している流動機械に関するものである。

従来の技術 上記の公開特許公報の中には、ラジアル圧縮機及びラジ
アルタービンを有する排ガスタービン式過給機が示され
ている。流動手段から放射方向に貫流されるタービンハ
ウジングの環状導溝の中には、調節自在な案内羽根が配
置されている。案内羽根は、それぞれ、狭い側において
ピボットピンを設けられており、これらは、軸受ハウジ
ングに隣接している環状導溝の壁の中の軸受穴の中に回
転自在に軸承されている。ピボットピンには、操作レバ
ーが係合しており、このレバーは、調節リングと協同す
るようになっている。環状導溝の壁と、案内羽根の狭い
側との間には、すきまがあり、このすきまは、流動機械
の性能に影響を与える。相互に相接して置かれるハウジ
ング部分の寸法公差が環状導溝の幅を決定する上述の構
造においては、すきまの幅は、特に、望ましくないもの
である。なぜならば、種々の部分から組立てられる、例
えば、圧縮機ハウジング及びタービンハウジングの場合
のように、羽根車と案内羽根とが組立てられるべき時に
、タービンハウジングが、図とは相違して、一体に構成
されることができないような構造部材の精度は、まだ経
済的に耐え得る経費で製作可能である、あらかじめ与え
られた構造上の寸法公差に関係するからである。

標準的なハウジング壁の後からの加工は、組立てられた
状態においては、もはや不可能である。それに対応して
、環状導溝の間の間隔は、最小値と最大値との間におい
て変動し得る。羽根の幅は、環状導溝の最小幅よりも、
より小さくなければならない。羽根の幅の選択の場合に
は、ハウジングのねじ止め及び圧力並びに温度負荷に基
づくハウジング部分のひずみの影響もまた、考慮されな
ければならない。これは、既に説明したように、望まし
く無く大きなすきまとし、対応して効率への影響となる
。

発明が解決しようとする問題点 本発明は、流動機械を、案内羽根の軸承に関して、構造
的にできる限り簡単に且つ運転が確実であるように形成
し、その場合に、効率をすきま損失の減少により、改良
するという課題を基礎とするものである。

問題点を解決するための手段 この課題は、添附図面の第１図に示すように、環状導溝
６を形成しているハウジング部分の中に、相互に対向し
ている軸受リングが埋込まれ、これらの軸受リングが、
連結棒により、一体の構造ユニット、すなわち、案内羽
根担体に強固に相互に連結され、これらの軸受リングが
、案内羽根７の両側の軸承のための軸受穴１ｏを含んで
おり、また、それらの上表面が案内羽根７の領域内にお
いて側方に流れ面を形成するようにすることにより解決
される。

連結棒を介して強固に且つ分解不能に相互に連結されて
いる２個の軸受リングから成立っている案内羽根担体は
、別個の構成部材を形成しており、この構成部材は、案
内羽根に対する側部流れ面を有している一体の軸受ハウ
ジングを示している。この構造的に簡単な構造部材には
、案内羽根のためのその軸方向の幅内の空間が、非常に
精密に、限界寸法に加工されることができるが、このこ
とは、小さなすきま幅及び対応して改善された効率を意
味している。本発明の一つの形態においては、案内羽根
担体が、−側をハウジングの中に、軸受ハウジング及び
流れハウジングの熱及び圧力負荷のためのひずみが、案
内羽根担体に伝達されること無く、従って、この影響が
、すきま幅の束縛の際にも、考慮されなければならない
ことの無いように保持されている。、 更に、流れハウジングは、流れ媒体入口及び出口と共に
軸受ハウジングに対して任意の位置に、案内羽根の位置
が変更されること無しに、旋回されることができるので
有利である。

実施例 以下、本発明を、その実施例を示す添附図面に基づいて
詳細に説明する。

′第１図は、排気ガスタービン式過給機のタービン１の
縦断面図である。共通軸２を介してタービン１に連結さ
れている所属する流れ圧縮機は、ここには示されていな
い。流れハウジング５にねじ止めされた締付はカラー４
を介して、流れハウジング５は、軸受ハウジング３に対
して軸方向に締付けられている。軸受ハウジング３の中
には、軸２が軸承されている。放射方向に延びていると
共に流れ媒体により外方から内方に貫流される環状導溝
６の中には、調節可能な案内羽根７が配置されている。

案内羽根７は、案内羽根担体８の中に、ピボットピン９
に回転自在に軸承されているが、これらのピボットピン
９は、外方の−流れ媒体の出口側の一側方　　　　１の
案内羽根担体８の側方の軸受リングと、内方の一軸受ハ
ウジング３の側の一側方の軸受リングの軸受穴１０に係
合している。これらの軸受リングは、流れの中に横たわ
っている数個の連結けたを介して、案内羽根担体８に組
付けられている。連結けたは、軸受リングを強固に相互
に連結している。連結けたは、例えば、軸受リングに溶
接、又は、他の方法で、分解不能に軸受リングに連結さ
れている。

案内羽根７の領域内において、軸受リングの内表面は、
少なくとも部分的に、環状導溝６を貫流する流れ媒体に
対する境界面、又は、流れ面を形成している。軸受ハウ
ジング３の側において、流れ面は、案内羽根７の領域内
において、部分的に、好適には、流れ導溝６の中に突出
しているカム１１を設けられている調節リング１２によ
って形成されることが望ましい。流動を妨害する構成部
材の角が何ら現われることが無いように、調節リング１
２は、また、案内羽根７の領域内においても、側方の流
れ面を有している。案内羽根担体８には、更に、環状フ
ランジ１３が形成されており、この環状フランジ１３は
、その正面１４により、軸受ハウジング３において支持
されており、また、同時に、外部層において、軸受ハウ
ジング３に支持された流れハウジング５に締付けられて
いる。このようにして、軸方向を固定されて、外部軸受
リングと、それが埋込まれているハウジング５の外部く
ぼみとの間には、軸方向の膨張すきま１６が設けられ、
このすきま１６は、案内羽根担体８の軸方向の延びを許
すようにする。ハウジング部分の熱及び圧力膨張のため
に生ずるハウジングのゆがみは、案内羽根担体８の一方
の側の拘束により、環状フランジ１３には伝達されない
。案内羽根担体８に成形された環状フランジ１３の正面
１４と、軸受ハウジング３との間には、更に、熱遮断体
１７が締付けられているが、この熱遮断体１７は、軸受
ハウジング３への過剰の熱流を阻止し、タービン羽根車
１８の領域内における流れ壁を与えている。調節リング
１２の軸方向に延びている部分は、環状フランジ１３の
内部層と、軸受ハウジング３に支持されている熱遮断体
１７との間において、軸方向には固定されるが、回転は
可能となっている。調節リング１２の調節のために、軸
受ハウジング３の中に、調節軸１９が配置されており、
その回転が操作レバー２０に伝達され、また、このレバ
ー２０は、軸方向のピン２１によって側部棒２２に係合
しており、この側部棒２２は、調節リング１２に連結さ
れている。調節軸１９の熱遮断体１７を通る通路の中に
おいて、調節軸１７は、好適には、熱遮断セラミックブ
シュの中において軸承されることが望ましい。ガスの漏
れ止めを達成するために、調節軸１９は、図示はされて
いないが、ばねによってセラミックブシュに向かって、
軸方向に押圧されることができるようになっている。

第２図は、タービン１の第１図に描かれた切断線■−■
に沿う横断面図である。横断面の半分において、調節軸
１９のピボット２１が示されているが、このピボット２
１は、連結棒２２に係合しており、また、この連結棒２
２は、調節リング１２の放射方向に凹まされた縁に、ピ
ン２４を介して連結されている。ピン２４は、図示はさ
れていないが、熱遮断体１７の周辺方向に延びている長
穴に係合しており、従って、―節行程は制限されている
。ここで、図示されていない、行程経路を制限する他の
可能性のあることを述べて置く。放射方向に外方に向け
られた、調節リング１２に連結されている制限ピンが、
案内羽根担体８の環状フランジの境界を付けられている
くぼみに係合するようにしても良い。これにより、熱ガ
ス空間に対するより良好な熱遮断があるので、有利であ
る。なぜならば、境界ピンの貫通のための開口が、必要
が無くなるからである。

第２図の横断面の他の半分の中には、カム状の隆起を有
している調節リング１２が示されており、この隆起は、
案内羽根７の端部の領域内ｌこおいて、排ガスタービン
式過給機の異なった運転条件に対するその位置の変化に
対して、案内羽根７と協同する。カム形状は、流れに好
都合であり、好適には、羽根輪郭の形状に形成される。

第３〜５図は、案内羽根７の軸承を示す各図である。

第３図は、軸受の領域内における、軸受ハウジング３の
側の、案内羽根担体８の軸受リングを通るピボットピン
９に対して、横方向の断面を示すものである。軸受穴１
０が、ピボットピン９の連結の領域内において、羽根輪
郭の幅の放射方向の近付きを有していることが分かる。

また、ピボットピン９の直径は、羽根７の幅よりもより
本質的に大きく、これにより、軸受穴１０の放射方向の
膨張にもかかわらず、ピボットピン９のより確実な、固
着の無い案内が保証されるようになることも分かるとこ
ろである。

ピボットピン９は、異なった直径を有すること、又は、
異なった長さであることもできる。これにより、案内羽
根担体８の中への挿入の際における誤った取付は位置が
、閉出される。

第４図は、軸受の第３図に描かれている切断線ＩＶ−Ｉ
Ｖに沿う切断図を示すものである。

第５図は、軸受の第４図に描かれている切断線ｖ−■に
沿う切断図を示すものである。第４及び５図から、軸受
穴１０が、外方の軸受リングの中において、軸方向にお
いてだけ近付き可能であることが分かる。強固に連結さ
れているピボットピン９を設けられている案内羽根７の
挿入は、放射方向の運動及びそれに引続く軸方向の運動
において行われ、この軸方向の運動において、ピボット
ピン９は軸受穴１ｏの中に挿入される。放射方向の運動
の終了の際に、羽根の輪郭部分が、一つの軸受穴のスリ
ットの中にある。また、両方の軸受穴が、スリット無し
とされることも考えられるところである。しかしながら
、ピボットピンは、案内羽根と一体とされること無く、
案内羽根に固定可能に形成されなければならないように
することもできる。

案内羽根担体８が示すように、構成ユニットは、案内羽
根７の挿入の前に、案内羽根７の軸方向の幅に対する空
間を、精密な寸法に加工することを可能とさせる。この
ことは、すきま損失が対応して、小さく保持され、従っ
て、ハウジング壁の間、又は、ハウジング壁と連結され
てはいるが、強固には相互に連結されていない軸受リン
グの間における案内羽根７の対応する軸承の場合よりも
、より良好である効率が達成可能であることを意味する
ものである。更に、案内羽根担体８は、ハウジングの中
に、ハウジングの圧力膨張及び熱膨張のためのゆがみが
、案内羽根担体８の上に到達しないように配置されるこ
とができるので、すきまの寸法公差は、対応して、なお
小さく維持されることができ、また、効率が改善される
ことができる。この達成される改善においては、案内羽
根の図示された構造の案内羽根担体の中におけるハウジ
ングとは無関係な軸承が、流体流動機械の構造的に簡単
な実施を許すことが本質的である。従って、種々の部分
の組立てが、実際上、何らの工具無しに且つ短い組立て
時間で可能となる。熱的に高負荷とされる領域内におけ
るねじ止めは、必要とされない。このことは、流体流動
機械の運転の安全性に対して、大きな重要性を有してい
る。

更に、タービンハウジングが、各回転位置にｉいて軸受
ハウジングに、案内羽根の位置が、それにより変えられ
ること無しに、ねじ止めされることも有利なことである
。このことは、異なった機関における排ガスタービン式
過給機の取付けの際に、特に重要なこ七である。

発明の効果 本発明は、上記のような構成及び作用を有しているので
、案内羽根の軸承をできる限り簡単に且つ運転が確実で
あるようにした流体流動機械を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、案内羽根担体の中に軸承された調節可能な案
内羽根を有している排ガスタービン式過給機の夕でビン
の断面図、第２図は、第１図に描かれた切断線■−Ｈに
沿うタービンの横断面図、第３〜５図は、案内羽根担体
のピボットピン及び軸受穴の構成を示す３個の異なった
方向から見た切断面図である。 ３・・軸受ハウジング；５番・流動室：６・・環状導溝
；７・・案内羽根；８・・案内羽根担体；９・・ピボッ
トピン：　１０・・軸受穴；１２・・調節リング；　１
３・・環状フランジ；１６・・膨張継手；　１７・・熱
遮断体。 特許出願人代理人　　曽　我　通　照　・“＋　、　ｔ
　＋ｊｙ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、流れハウジングの中に配置された放射方向の羽根車
   と、流れハウジングの放射方向に延びている環状導溝の
   中に配置された、環状導溝を形成しているハウジング部
   分の軸受穴の中をピボットピンによって回転自在となっ
   ている調節自在な案内羽根とを有している流動機械にお
   いて、環状導溝（６）を形成しているハウジング部分の
   中に、相互に対向して横たわっている軸受リングが埋込
   まれており、この軸受リングは、連結棒を介して一体の
   構成ユニット−案内羽根担体−に強固に相互に連 結されており、この軸受リングは、案内羽根（７）の両
   側の軸承のために軸受穴（１０）を含んでおり、また、
   その表面は、案内羽根（７）の領域内において、側方の
   流れ面を形成していることを特徴とする流体流動機械。 ２、ピボットピン（９）が、案内羽根（７）に強固に連
   結されており、また、少なくとも１個の軸受リングの軸
   受穴（１０）が、案内羽根（７）の厚さの幅の中のスリ
   ットを介して近付き可能となっており、更に、少なくと
   も、スリットを設けられた軸受穴（１０）の中に軸承さ
   れたピボットピン（９）が、ピボットピン（９）の接続
   部の領域内における羽根の厚さよりも、本質的により大
   きくなっている特許請求の範囲第１項記載の流体流動機
   械。 ３、ピボットピン（９）が、案内羽根（７）の前方の角
   の領域内において連結されている特許請求の範囲第１項
   記載の流体流動機械。 ４、案内羽根（７）の調節のための調節リング（１２）
   のカムが、流れ導溝の中に突出しており且つ流れに好都
   合な羽根輪郭を有している特許請求の範囲第１、２又は
   ３項記載の流体流動機械。 ５、案内羽根担体（８）が、軸受ハウジング（３）の側
   において、成形された、軸方向に延びている環状フラン
   ジ（１３）を、軸受ハウジング（３）と、流動室（５）
   との間において軸方向に支持されている特許請求の範囲
   第１〜４項のいずれかに記載の流体流動機械。 ６、外部に横たわっている軸受リングと、それが埋込ま
   れている軸受ハウジング（３）との間に、軸方向の膨張
   継手（１６）が形成されている特許請求の範囲第１〜５
   項のいずれかに記載の流体流動機械。 ７、案内羽根担体（８）に成形された環状フランジ（１
   ３）の正面（１４）と、くぼみとを介して熱遮断体（１
   ７）及び調節リング（１２）が軸方向に固着されている
   特許請求の範囲第１〜６項のいずれかに記載の流体流動
   機械。