JPH04124446U - 空力性能試験リグ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この考案は、タ−ビン，コンプレッサと収容部
との間のクリアランスを小さく一定に保ち、かつスラス
ト方向，ラジアル方向の両荷重に対して高い強度もつよ
うにすることを最も主要な特徴とする。 【構成】タ−ビン部品１のシャフトを回転自在に支持す
る軸受部５を、シャフト４の両端側に配置されタ−ビン
部品１のラジアル荷重を受けるロ−ラベアリング２０，
２０と、シャフト４の片側に配置されタ−ビン部品１の
スラスト荷重を受けるスラストベアリング２１とから構
成した。これにより、スラストベアリング２１にて過大
なスラスト力に対しては高い強度が得られ、ロ−ラベア
リング２０，２０にてラジアル力に対しては高い強度が
得られる。しかも、シャフト４には軸ずれが起きないの
で、耐久強度に優れ、かつ高精度な性能試験ができるよ
うになる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、ガスタ−ビン装置などに使用されるタ−ビン部品の空気性能を試 験する空力性能試験リグ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

近時、乗用車にガスタ−ビン装置を搭載し、このガスタ−ビン装置で発生する 出力で乗用車を走行させることが進められている。

【０００３】 こうしたガスタ−ビン装置には、シャフトでタ−ビンとコンプレッサとを同軸 に連結したタ−ビン部品を用いられている。そして、このタ−ビン部品のタ−ビ ンにて燃焼器から出た高温ガスの持つエネルギ−を機械的仕事に変換し、またコ ンプレッサにて大気を吸入するとともにこれを必要な圧力まで圧縮して燃焼器に 送るようにしている。

【０００４】 ところで、ガスタ−ビン装置から所定性能を出力させるために、タ−ビン部品 ではタ−ビン、コンプレッサの空力性能試験が行われている。この試験に空力性 能試験リグ装置が用いられている。

【０００５】 空力性能試験リグ装置は、第２図に示されるようにタ−ビン部品１のタ−ビン ２とコンプレッサ３とを同軸につなぐシャフト４を回転自在に支持する軸受部５ 、タ−ビン２を収容するスクロ−ル６（収容部）、コンプレッサ３を収容するス クロ−ル７（収容部）を有して構成され、軸受部５、スクロ−ル６，７に各部を 収容して装着することにより、ガスタ−ビン装置に相当する装置が構成されるよ うにしてある。そして、回転数およびガス流量を広範囲に変化させて、タ−ビン ２、コンプレッサ３をガスタ−ビン装置のときと同じように運転し、そのときの 温度，流量、圧力などを調べる。なお、図２および図３に示す矢印Ａ，Ｂはタ− ビンにて高温ガスの持つエネルギ−を機械的仕事に変換するとともに、コンプレ ッサ３にて大気を吸入して圧縮するときの空気を流れを示している。

【０００６】 ところで、こうした空力性能試験リグ装置の軸受部５は、回転数およびガス流 量を広範囲に変化させて試験する都合上、スラスト荷重を考慮した軸受構造が要 求される。

【０００７】 従来では、軸受部５は、図２に示されるようにシャフト４のコンプレッサ３側 を空力性能試験リグ装置の本体１２に設けたロ−ラベアリング８で回転自在に支 え、タ−ビン２側を本体１２に設けたボ−ルベアリング９で回転自在に支える構 造や、図３に示されるようにシャフト４の両端側を本体１２に設けたフロ−ティ ングベアリング１０，１０で支えると同時に、シャフト４のコンプレッサ３側を スラストベアリング１１で支えるようにした構造が用いられている。

【０００８】 すなわち、前者はラジアル荷重をロ−ラベアリング８で受け、スラスト荷重を ボ−ルベアリング９で受ける構造で、後者はフロ−ティングベアリング１０，１ ０で受け、スラストベアリング１１でスラスト荷重を受ける構造である。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、空気性能試験リグ装置によると、回転数およびガス流量を広範囲に 変化させて試験を行なうために、タ−ビン２側とコンプレッサ３側とのスラスト 力が釣合わずに、過大なスラスト力が働く場合がある。

【００１０】 ところが、前者の軸受部５の構造は、ボ−ルベアリング９で試験中、タ−ビン 部品１に働く全てのスラスト力を受ける構造（ロ−ラベアリング８にはスラスト 力を受ける機能はない）である。

【００１１】 そのため、耐久性を保つための強度が確保しに難い。しかも、耐久性を高めよ うと強度を強くすると、かなり大形のボ−ルベアリング９が必要とされるので、 空力性能試験リグ装置が大形になる不都合をきたす。

【００１２】 一方、後者の軸受部５の構造は、スラストベアリング１１で全てのスラスト力 を受けるので、過大なスラスト力に対しては高い強度が得られるものの、フロ− ティングベアリング１０，１０を用いているために、シャフト４はフロ−ティン グベアリング１０，１０のクリアランスによって軸ずれが起きやすく、高精度な 性能試験を行なう上で障害となる。

【００１３】 すなわち、高精度な性能試験を行なうためには、図２および図３中、符号δで 示すタ−ビン２およびコンプレッサ３の翼２ａおよび翼３ａと各スクロ−ル６， ７との間のクリアランスを小さく、かつ一定に保つことが要求される。しかし、 軸ずれにより、クリアランスδは、一定に小さく保つことが難しく、高精度な性 能試験ができない不具合がある。 それ故、強度とクリアランスδとの点の双方を満足した軸受部５が要望されて いる。

【００１４】 この考案は、このような事情に着目してなされたもので、その目的とするとこ ろは、タ−ビン，コンプレッサと収容部との間のクリアランスを小さく一定に保 ち、かつスラスト方向，ラジアル方向の両荷重に対して高い強度もつ空力性能試 験リグ装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するためにこの考案の空力性能試験リグ装置は、タ−ビン部品 のシャフトを回転自在に支持する軸受部を、シャフトの両端側に配置されタ−ビ ン部品のラジアル荷重を受けるロ−ラベアリングと、シャフトの片側に配置され タ−ビン部品のスラスト荷重を受けるスラストベアリングとから構成したことに ある。

【００１６】

【作用】

この考案の空力性能試験リグ装置によると、回転数およびガス流量を広範囲に 変化させて行なう試験中、タ−ビン部品に働く全てのスラスト力はスラストベア リングで受ける。そして、ロ−ラベアリングではこのときタ−ビン部品に働くラ ジアル力のみを受ける。 つまり、スラストベアリングにて過大なスラスト力に対しては高い強度が得ら れ、ロ−ラベアリングにてラジアル力に対しては高い強度が得られる。

【００１７】 しかも、シャフトには軸ずれが起きないので、各タ−ビン，コンプレッサと収 容部との間のクリアランスは小さく、一定に保つことができる。つまり、高精度 な性能試験ができる。 それ故、耐久強度とクリアランスとの点の双方を満足することができる。

【００１８】

【実施例】

以下、この考案を図１に示す一実施例にもとづいて説明する。なお、図１にお いて、先の「従来の技術」の項で示した構成部分と同じ部分には同一符号を付し てその説明を省略し、この項では異なる部分（考案の要部）について説明するこ とにする。 本実施例は、軸受部５の構造の点で異なっている。

【００１９】 すなわち、本体１２に形成した軸受据付部分５ａのタ−ビン２側およびコンプ レッサ３側には、それぞれロ−ラベアリング２０，２０が設けられている。これ らシャフト４の両端側に配置されたロ−ラベアリング２０，２０にて、タ−ビン 部品１に働くラジアル荷重を受けるようにしてある。

【００２０】 また軸受据付部分５ａのコンプレッサ３側の端部には、スラストベアリング２ １が設けられている。このシャフト４の片側に配置されるスラストベアリング２ １にて、タ−ビン部品１に働くスラスト荷重を受けるようにしてある。

【００２１】 このような軸受部５の構造によると、回転数およびガス流量を広範囲に変化さ せて行なう試験中、タ−ビン部品１に働く全てのスラスト力はスラストベアリン グ２１で受ける。またロ−ラベアリング２０，２０ではこのときタ−ビン部品１ に働くラジアル力のみを受ける。

【００２２】 つまり、過大なスラスト力に対してはスラストベアリング２１の採用により、 高い強度が得られる。またラジアル力に対してはロ−ラベアリング２０，２０の 採用により、高い強度が得られる。

【００２３】 しかも、ロ−ラベアリング２０，２０の採用によって、シャフト４には軸ずれ が起きないので、各タ−ビン２，コンプレッサ３とスクロ−ル６，７との間のク リアランスδは小さく、かつ一定に保持できる。このことは、空力性能試験リグ 装置を用いて高精度な性能試験ができる。 それ故、耐久強度とクリアランスδとの点の双方を満足することができるもの である。

【００２４】 なお、一実施例では、２つのロ−ラべアリングでラジアル荷重を受け、片側の スラスベアリングでスラスト荷重を受けるようにしたが、ロ−ラベアリングの数 量は２以上でもよい。

【００２５】 また一実施例では、この考案をガスタ−ビン装置に用いられるタ−ビン部品を 試験する空力性能試験リグ装置に適用したが、これに限らず、例えばタ−ボチャ −ジャに使用されるタ−ビン部品を試験するものにも適用してもよい。

【００２６】

【考案の効果】

以上説明したようにこの考案によれば、タ−ビン，コンプレッサと収容部との 間のクリアランスを小さく一定に保ち、かつスラスト方向，ラジアル方向の両荷 重に対して高い強度もつことができる。 したがって、耐久強度に優れ、かつ高精度な性能試験ができる空力性能試験リ グ装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例の空力性能試験リグ装置を
示す断面図。

【図２】従来のロ−ラベアリングとボ−ルベアリングと
を用いた軸受部をもつ空力性能試験リグ装置の断面図。

【図３】従来のフロ−ティングベアリングとスラストベ
アリングとを用いた軸受部をもつ空力性能試験リグ装置
の断面図。

【符号の説明】

１…タ−ビン部品、２…タ−ビン、３…コンプレッサ、
４…シャフト、５…軸受部、５ａ…軸受据付部分、６，
７…スクロ−ル（収容部）、２０…ロ−ラベアリング、
２１…スラストベアリング。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 タ−ビンとコンプレッサとをシャフトと
   同軸に連結してなるタ−ビン部品の前記シャフトを回転
   自在に支持する軸受部、前記タ−ビンおよびコンプレッ
   サを収容する収容部を有してなり、前記タ−ビン部品を
   装着することにより、タ−ビン装置に相当する装置を構
   成して、前記タ−ビン、コンプレッサの空力試験を行う
   ようにした空気性能試験リグ装置において、前記軸受部
   を、シャフトの両端側に配置され前記タ−ビン部品のラ
   ジアル荷重を受けるロ−ラベアリングと、シャフトの片
   側に配置され前記タ−ビン部品のスラスト荷重を受ける
   スラストベアリングとから構成したことを特徴とする空
   力性能試験リグ装置。