JPH01267301A - ターボ機械の翼先端ギャップコントロール - Google Patents
ターボ機械の翼先端ギャップコントロールInfo
- Publication number
- JPH01267301A JPH01267301A JP9144388A JP9144388A JPH01267301A JP H01267301 A JPH01267301 A JP H01267301A JP 9144388 A JP9144388 A JP 9144388A JP 9144388 A JP9144388 A JP 9144388A JP H01267301 A JPH01267301 A JP H01267301A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- casing
- gap
- blade tip
- inner casing
- moving blade
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
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。
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、ロータ、翼、ケーシングより構成されるター
ボ機械に係り、特に起動時に非定常熱変形、遠心変形の
ため翼先端ギャップが大きく変動する高温、高周速ター
ボ機械に好適な、翼先端ギャップコントロールに関する
。
ボ機械に係り、特に起動時に非定常熱変形、遠心変形の
ため翼先端ギャップが大きく変動する高温、高周速ター
ボ機械に好適な、翼先端ギャップコントロールに関する
。
従来のターボ機械の翼先端ギャップコントロールは、特
開昭５７−３５１０５号に記載のように、ケーシング外
側に第３図、に示すマニホールド系及び制御弁１３を設
け、ガス温度、ケーシング４の温度、動翼２の回転速度
な応じて、制御装置１４によって冷却空気を冷却用マニ
ホールド１２Ａに流したり、バイパス流路１２Ｂに流す
べく制御弁１３を作動させるようになっていた。
開昭５７−３５１０５号に記載のように、ケーシング外
側に第３図、に示すマニホールド系及び制御弁１３を設
け、ガス温度、ケーシング４の温度、動翼２の回転速度
な応じて、制御装置１４によって冷却空気を冷却用マニ
ホールド１２Ａに流したり、バイパス流路１２Ｂに流す
べく制御弁１３を作動させるようになっていた。
上記従来技術は、ガス温度、ケーシング温度。
ロータの回転速度に応じて、経験をもとにケーシングの
冷却つまり、翼先端ギャップをコントロールするシステ
ムであったが、この方法は、逐次真の翼先端ギャップを
計測し、それに応じてケーシングの冷却をコントロール
しているものではなく。
冷却つまり、翼先端ギャップをコントロールするシステ
ムであったが、この方法は、逐次真の翼先端ギャップを
計測し、それに応じてケーシングの冷却をコントロール
しているものではなく。
従来の経験をもとにコントロールプログラミングされた
もので自由度が小さく、種々の起動パターン全てに対し
て適切なるコントロールができない問題があった。また
、動翼の先端、あるいはケーシング内周は、旋回失速、
サージング等の異常運転時に接触し、摩耗するなどして
経時的に変化する可能性があるが、これらの変化に対し
ても充分コントールに反映できない問題があ−った。さ
らに一般のターボ機械のケーシングは厚く、冷却空気を
マニホールドに流すのみで過速的なギャップ変動に対し
て充分追従性のあるコントロールができないという欠点
があった。
もので自由度が小さく、種々の起動パターン全てに対し
て適切なるコントロールができない問題があった。また
、動翼の先端、あるいはケーシング内周は、旋回失速、
サージング等の異常運転時に接触し、摩耗するなどして
経時的に変化する可能性があるが、これらの変化に対し
ても充分コントールに反映できない問題があ−った。さ
らに一般のターボ機械のケーシングは厚く、冷却空気を
マニホールドに流すのみで過速的なギャップ変動に対し
て充分追従性のあるコントロールができないという欠点
があった。
上記目的は、実際に起動中あるいは定常運転中の動翼先
端ギャップを常時ギャップセンサーにより計測し、この
ギャップを目標値（最適値）になるようにケーシング温
度をコントロールするか、外力によってケーシングを変
形させることによって、どのような起動パターンに対し
ても適切なるコントロールができる。また、ケーシング
を二重にし、薄い内側ケーシングのみをコントロールす
ることにより過速的な変形変動に対して充分追従性のあ
るコントロールが達成される。
端ギャップを常時ギャップセンサーにより計測し、この
ギャップを目標値（最適値）になるようにケーシング温
度をコントロールするか、外力によってケーシングを変
形させることによって、どのような起動パターンに対し
ても適切なるコントロールができる。また、ケーシング
を二重にし、薄い内側ケーシングのみをコントロールす
ることにより過速的な変形変動に対して充分追従性のあ
るコントロールが達成される。
すなわち、ケーシングを外ケーシングと内ケーシングの
二重としその内ケーシングをヒータ、あるいは圧電素子
などによって変形させ、起動時に翼先端がケーシングに
接触することなく定常状態での翼先端ギャップを最小に
するべくコントロールすることを特徴とする。この場合
、翼先端のギャップを常にギャップセンサーにより監視
し、この量が常にある目標値にするべくコータへの電流
圧電素子への電圧を閉ループ制御することが好ましい。
二重としその内ケーシングをヒータ、あるいは圧電素子
などによって変形させ、起動時に翼先端がケーシングに
接触することなく定常状態での翼先端ギャップを最小に
するべくコントロールすることを特徴とする。この場合
、翼先端のギャップを常にギャップセンサーにより監視
し、この量が常にある目標値にするべくコータへの電流
圧電素子への電圧を閉ループ制御することが好ましい。
ケーシングを二重構造とし、構造全体としての負荷、外
力は外ケーシングで受け、翼先端ギャップコントロール
に対する対応を、薄く剛性の低い内ケーシングによって
行なうようにすることにより、制御速度の速いコントロ
ールが可能となる。
力は外ケーシングで受け、翼先端ギャップコントロール
に対する対応を、薄く剛性の低い内ケーシングによって
行なうようにすることにより、制御速度の速いコントロ
ールが可能となる。
また、ギャップセンサーを取り付け、翼先端ギャップを
常に監視することにより、種々の起動パターン、外部温
度の変動に対して自由に追加できる閉ループ制御が可能
となる。
常に監視することにより、種々の起動パターン、外部温
度の変動に対して自由に追加できる閉ループ制御が可能
となる。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。
ケーシングは外ケーシング３と内ケーシング４に分割さ
れており、両者は支持バネ７により結合されている。内
ケーシング外周にはヒータ５が設けられており、ギャッ
プセンサー６によって常時計測している内ケーシング内
周と動翼２の先端とのギャップが、あらかじめシステム
に入力しである目標値８になるように比較器９．サーボ
アンプ１０を介してそのヒータの電流を制御する。１は
ロータである。
れており、両者は支持バネ７により結合されている。内
ケーシング外周にはヒータ５が設けられており、ギャッ
プセンサー６によって常時計測している内ケーシング内
周と動翼２の先端とのギャップが、あらかじめシステム
に入力しである目標値８になるように比較器９．サーボ
アンプ１０を介してそのヒータの電流を制御する。１は
ロータである。
第２図は他の実施例であり、内ケーシングの変形を、圧
電素子５′によって与えようとしたものである。
電素子５′によって与えようとしたものである。
本実施例によれば、ギャップセンサー６を多数設け、そ
れぞれに対して独立その近傍の圧電素子を駆動すること
により、ケーシングの楕円あるいは玉子型などのいびつ
な変形に対しても充分対応できるギャップコントロール
が可能となる。
れぞれに対して独立その近傍の圧電素子を駆動すること
により、ケーシングの楕円あるいは玉子型などのいびつ
な変形に対しても充分対応できるギャップコントロール
が可能となる。
一般にターボ機械の翼先端ギャップは、第４図。
第５図に示す如く、起動待大幅に減少２３し、その後増
大する。そのためこの３点で翼先端とケーシング２１が
接触しないための充分の初期設計ギャップ２４を与える
と定常時の翼先端ギャップ２５が大きくなり、定常状態
での性能が充分でなくなってしまう。
大する。そのためこの３点で翼先端とケーシング２１が
接触しないための充分の初期設計ギャップ２４を与える
と定常時の翼先端ギャップ２５が大きくなり、定常状態
での性能が充分でなくなってしまう。
本発明によれば、この翼先端ギャップを常にセンサーで
監視し、このギャップが目標値を確保するべく、ケーシ
ングを変形させるので、どのような起動パターンに対し
ても、起動時に翼先端ケーシングが接触することなく、
定常時に充分な効果がある。
監視し、このギャップが目標値を確保するべく、ケーシ
ングを変形させるので、どのような起動パターンに対し
ても、起動時に翼先端ケーシングが接触することなく、
定常時に充分な効果がある。
第１図、第２図は夫々本発明の実施例を示す回路付きの
部分断面、第３図は従来技術の回路付き部分断面図、第
４図は一般のターボ機械の翼先端ギャップ部分の側面図
、第５図はギャップの起動後の変動を示す特性図である
。 １・・・ロータ、２・・・動翼、３・・・外ケーシング
、４・・・内ケーシング、５・・・ヒータ、５′・・・
圧電素子、６・・・ギャップセンサー、８・・・目標ギ
ャップ入力、９・・・比較器、１０・・・サーボアンプ
。 不 １ 図 １−シーロ−７６−−〜゛ヤツ７′セユ′ブーＺ−ｈｌ
７−−−内ケー沁フ゛支将ノ聾３−シ
ー外ケー９７ ９−一νで、奉に是【４−−−１内ブ一
シ；７” ／θ−−−サーホ゛了＞７′５−−−ヒ
ー７一 第 Ｚ 図 １−ｍ−ロータ 乙−シー代′亭ンフ１ン°
フ′−５−−−斤電壽壬 第 ３ 図 木
部分断面、第３図は従来技術の回路付き部分断面図、第
４図は一般のターボ機械の翼先端ギャップ部分の側面図
、第５図はギャップの起動後の変動を示す特性図である
。 １・・・ロータ、２・・・動翼、３・・・外ケーシング
、４・・・内ケーシング、５・・・ヒータ、５′・・・
圧電素子、６・・・ギャップセンサー、８・・・目標ギ
ャップ入力、９・・・比較器、１０・・・サーボアンプ
。 不 １ 図 １−シーロ−７６−−〜゛ヤツ７′セユ′ブーＺ−ｈｌ
７−−−内ケー沁フ゛支将ノ聾３−シ
ー外ケー９７ ９−一νで、奉に是【４−−−１内ブ一
シ；７” ／θ−−−サーホ゛了＞７′５−−−ヒ
ー７一 第 Ｚ 図 １−ｍ−ロータ 乙−シー代′亭ンフ１ン°
フ′−５−−−斤電壽壬 第 ３ 図 木
Claims (1)
- １、ロータ、翼、ケーシングよりなるターボ機械におい
て、ケーシングを外ーシンクと内ケーシングの二重とし
、その内ケーシングをヒータ、あるいは圧電素子などに
憤妻変形させ、起動時に翼先端がケーシングに接触する
ことなく定常状態での翼先端ギャップを最小にするべく
コントロールできることを特徴とするターボ機械の翼先
端ギャップコントロール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9144388A JPH01267301A (ja) | 1988-04-15 | 1988-04-15 | ターボ機械の翼先端ギャップコントロール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9144388A JPH01267301A (ja) | 1988-04-15 | 1988-04-15 | ターボ機械の翼先端ギャップコントロール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01267301A true JPH01267301A (ja) | 1989-10-25 |
Family
ID=14026512
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9144388A Pending JPH01267301A (ja) | 1988-04-15 | 1988-04-15 | ターボ機械の翼先端ギャップコントロール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01267301A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996017156A1 (en) * | 1994-11-25 | 1996-06-06 | United Technologies Corporation | Turbine blade tip clearance control system with piezoelectric actuator |
| US6416290B1 (en) * | 1997-01-22 | 2002-07-09 | Seiko Instruments Inc. | Turbo molecular pump |
| EP1550791A3 (en) * | 2003-12-30 | 2012-12-05 | General Electric Company | Method and system for active tip clearance control in turbines |
| EP2466075A3 (en) * | 2010-12-16 | 2013-06-26 | Rolls-Royce plc | Clearance control arrangement for a gas turbine engine |
-
1988
- 1988-04-15 JP JP9144388A patent/JPH01267301A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996017156A1 (en) * | 1994-11-25 | 1996-06-06 | United Technologies Corporation | Turbine blade tip clearance control system with piezoelectric actuator |
| US5545007A (en) * | 1994-11-25 | 1996-08-13 | United Technologies Corp. | Engine blade clearance control system with piezoelectric actuator |
| US6416290B1 (en) * | 1997-01-22 | 2002-07-09 | Seiko Instruments Inc. | Turbo molecular pump |
| EP1550791A3 (en) * | 2003-12-30 | 2012-12-05 | General Electric Company | Method and system for active tip clearance control in turbines |
| EP2466075A3 (en) * | 2010-12-16 | 2013-06-26 | Rolls-Royce plc | Clearance control arrangement for a gas turbine engine |
| US8894358B2 (en) | 2010-12-16 | 2014-11-25 | Rolls-Royce Plc | Clearance control arrangement |
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