JPS60162002A - 排気タ−ビン過給機における軸推力調整装置 - Google Patents
排気タ−ビン過給機における軸推力調整装置Info
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- JPS60162002A JPS60162002A JP1611284A JP1611284A JPS60162002A JP S60162002 A JPS60162002 A JP S60162002A JP 1611284 A JP1611284 A JP 1611284A JP 1611284 A JP1611284 A JP 1611284A JP S60162002 A JPS60162002 A JP S60162002A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D3/00—Machines or engines with axial-thrust balancing effected by working-fluid
- F01D3/04—Machines or engines with axial-thrust balancing effected by working-fluid axial thrust being compensated by thrust-balancing dummy piston or the like
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Supercharger (AREA)
- 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】
この発明は、ロータ軸を排気タービンおよび圧縮機間で
支承させている排気タービン過給機における軸推力調整
装置に関する。
支承させている排気タービン過給機における軸推力調整
装置に関する。
ロータ軸を排気タービンおよび圧縮機間で支承させてい
る排気タービン過給機の従来構造には第１図に示すもの
がある。すなわち、圧縮機ケーシング３５の空気吸込口
３６がら空気を吸入して空気吐出口３７から圧縮空気を
吐出させる圧縮機羽根車１とタービンケーシング３８の
ガス人口３９から送流される排気ガスによって回転させ
られて排気ガス出口４０から仕事を終えた排気ガスを排
出させているタービン翼１１を突設したタービンディス
ク１２とをロータ軸１３によって連結させ、該ロータ軸
の中間部の圧縮機側を圧縮機側ジャーナル軸受２１で、
またタービン側をタービン側ジャーナル軸受２２で支承
させるとともに、前記両軸受の中間部のロータ軸１３か
ら突設しである推力受４１の両側において圧縮機側に圧
縮機側推力軸受２３を、タービン側にタービン側推力軸
受２４を夫々配設させて軸推力を支承させているが、前
記両ジャーナル軸受の両外側に圧縮機側ラビリンスパツ
キン２５およびタービン側ラビリンスパツキン２６を設
置して潤滑油の漏洩を防止させるとともに、前記羽ｉ車
の背面部の密閉室（Ｃ）の外周に空気漏洩防止ラビリン
スパツキン２９を囲設して該密閉室内の空気を空気放出
路４２を経て大気に放出させ、また前記タービンディス
クの両側に密閉室（Ａ）および（Ｂ）を配設させ、前記
密閉室（Ａ）を前記ディスク外周部に配設した高圧空気
漏洩防止ラビリンスパツキン２７によって密閉させると
ともに、前記各軸受を収蔵させである軸受ケース３０に
穿設させた高圧空気路３１、あるいは管路を経て該密閉
室内に前記空気吐出口の高圧空気を導入自在にし、また
前記密閉室（Ｂ）には該ディスク外周部に配設した排気
ガス侵入防止ラビリンスパツキン２８でガスが流入しな
いようにし、かつ該室内を大気に連通させ、あるいはガ
ス出口通路に管路を経て連結させてなっている。なお、
前記排気ガス入口からの排気ガスはノズル３３のノズル
人口３２からタービン翼１１の流入し、１だ前記排気ガ
ス出口はガス出口ケーシング３４で構成させられている
。
る排気タービン過給機の従来構造には第１図に示すもの
がある。すなわち、圧縮機ケーシング３５の空気吸込口
３６がら空気を吸入して空気吐出口３７から圧縮空気を
吐出させる圧縮機羽根車１とタービンケーシング３８の
ガス人口３９から送流される排気ガスによって回転させ
られて排気ガス出口４０から仕事を終えた排気ガスを排
出させているタービン翼１１を突設したタービンディス
ク１２とをロータ軸１３によって連結させ、該ロータ軸
の中間部の圧縮機側を圧縮機側ジャーナル軸受２１で、
またタービン側をタービン側ジャーナル軸受２２で支承
させるとともに、前記両軸受の中間部のロータ軸１３か
ら突設しである推力受４１の両側において圧縮機側に圧
縮機側推力軸受２３を、タービン側にタービン側推力軸
受２４を夫々配設させて軸推力を支承させているが、前
記両ジャーナル軸受の両外側に圧縮機側ラビリンスパツ
キン２５およびタービン側ラビリンスパツキン２６を設
置して潤滑油の漏洩を防止させるとともに、前記羽ｉ車
の背面部の密閉室（Ｃ）の外周に空気漏洩防止ラビリン
スパツキン２９を囲設して該密閉室内の空気を空気放出
路４２を経て大気に放出させ、また前記タービンディス
クの両側に密閉室（Ａ）および（Ｂ）を配設させ、前記
密閉室（Ａ）を前記ディスク外周部に配設した高圧空気
漏洩防止ラビリンスパツキン２７によって密閉させると
ともに、前記各軸受を収蔵させである軸受ケース３０に
穿設させた高圧空気路３１、あるいは管路を経て該密閉
室内に前記空気吐出口の高圧空気を導入自在にし、また
前記密閉室（Ｂ）には該ディスク外周部に配設した排気
ガス侵入防止ラビリンスパツキン２８でガスが流入しな
いようにし、かつ該室内を大気に連通させ、あるいはガ
ス出口通路に管路を経て連結させてなっている。なお、
前記排気ガス入口からの排気ガスはノズル３３のノズル
人口３２からタービン翼１１の流入し、１だ前記排気ガ
ス出口はガス出口ケーシング３４で構成させられている
。
したがって、従来排気タービン過給機の前述した構造に
ついてその軸推力を考察すれば、説明の便宜のために該
軸推力を圧縮機側およびタービン側に分けて述べると、
なお前記軸推力の方向をりると、まず圧縮機側の推力Ｆ
Ｂは、羽根車１の空気吸込口３６側からの力ＦＢＩと背
面側、すなわち密閉室（Ｃ）側からの力ＦＢ２との和で
あるが、カＦＢ２が大きいので常に正（＋）方向で、そ
の値は高い圧力比の圧縮機では極めて大であるので、密
閉室（Ｃ）内空気を大気放出させて推力ＦＢを軽減させ
ている。また、タービン側の推力ＦＴは、タービン翼前
後の圧力差と運動量の合成力ＦＴＩ （常に正（＋）方
向であるが、その大きさはタービンの反動度によって左
右される）、密閉室（Ａ）側からの力ＦＴ□（圧縮機吐
出圧力Ｐｄによってほぼ決定され、負（＝）方向に働く
）、および密閉室（Ｂ）側からの力ＦＴ８ （前記力Ｆ
Ｔｔと同様にタービンの反動度によって左右され、正（
＋）方向に働く）の合成力であって、そのために、 ＦＴ ＝ ＦＴＩ ＦＴ２ ＋ ＦＴ８であられされる
。したがって、軸推力Ｆ”ｒｏ’ｒは、前記圧縮機側推
力ＦＢおよびタービン側推力ＦＴの合成力であシ、ター
ビンの反動度によって変化す７− ＞ １− １／’
ｆｐ １ １− 、ｋｍｌ−４−ｕ−−１−ｈ−−−−
−反動度による変化を第２図によって示せば、タービン
の反動度が大きい場合には、軸推力ＦＴｏ’ｒは正（＋
）方向の大きな力となり、また反動度が小さい場合には
負（−）方向の力になることが知られている。このこと
から、従来排気タービン過給機においては、タービンの
反動度の変化に応じて変る軸推力ＦＴｏＴの大きさに対
応させて圧縮機側推力軸受２３およびタービン側推力軸
受２４とに受圧面積差を配設させ、あるいは軸推力の最
大値に対応しだ受圧面積を保持させる構造を採用させて
いるが、しかしこのような構造はいずれも性能上からも
不満足である上に、製造原価構成の点からも不得策であ
る。
ついてその軸推力を考察すれば、説明の便宜のために該
軸推力を圧縮機側およびタービン側に分けて述べると、
なお前記軸推力の方向をりると、まず圧縮機側の推力Ｆ
Ｂは、羽根車１の空気吸込口３６側からの力ＦＢＩと背
面側、すなわち密閉室（Ｃ）側からの力ＦＢ２との和で
あるが、カＦＢ２が大きいので常に正（＋）方向で、そ
の値は高い圧力比の圧縮機では極めて大であるので、密
閉室（Ｃ）内空気を大気放出させて推力ＦＢを軽減させ
ている。また、タービン側の推力ＦＴは、タービン翼前
後の圧力差と運動量の合成力ＦＴＩ （常に正（＋）方
向であるが、その大きさはタービンの反動度によって左
右される）、密閉室（Ａ）側からの力ＦＴ□（圧縮機吐
出圧力Ｐｄによってほぼ決定され、負（＝）方向に働く
）、および密閉室（Ｂ）側からの力ＦＴ８ （前記力Ｆ
Ｔｔと同様にタービンの反動度によって左右され、正（
＋）方向に働く）の合成力であって、そのために、 ＦＴ ＝ ＦＴＩ ＦＴ２ ＋ ＦＴ８であられされる
。したがって、軸推力Ｆ”ｒｏ’ｒは、前記圧縮機側推
力ＦＢおよびタービン側推力ＦＴの合成力であシ、ター
ビンの反動度によって変化す７− ＞ １− １／’
ｆｐ １ １− 、ｋｍｌ−４−ｕ−−１−ｈ−−−−
−反動度による変化を第２図によって示せば、タービン
の反動度が大きい場合には、軸推力ＦＴｏ’ｒは正（＋
）方向の大きな力となり、また反動度が小さい場合には
負（−）方向の力になることが知られている。このこと
から、従来排気タービン過給機においては、タービンの
反動度の変化に応じて変る軸推力ＦＴｏＴの大きさに対
応させて圧縮機側推力軸受２３およびタービン側推力軸
受２４とに受圧面積差を配設させ、あるいは軸推力の最
大値に対応しだ受圧面積を保持させる構造を採用させて
いるが、しかしこのような構造はいずれも性能上からも
不満足である上に、製造原価構成の点からも不得策であ
る。
この発明は、このような現状からなされたものであって
、圧縮機羽根車の背面に作用する推力、およびロータデ
ィスクの両面に夫々作用する各推力を夫々調整自在にす
ることによって、ロータ軸の軸推力を零値、または最小
値にさせて、タービンの反動度に拘らずに最小の各推力
軸受の受圧面積で満足させるようにした排気タービン過
給機における軸推力調整装置を提供することを目的とし
たものである。
、圧縮機羽根車の背面に作用する推力、およびロータデ
ィスクの両面に夫々作用する各推力を夫々調整自在にす
ることによって、ロータ軸の軸推力を零値、または最小
値にさせて、タービンの反動度に拘らずに最小の各推力
軸受の受圧面積で満足させるようにした排気タービン過
給機における軸推力調整装置を提供することを目的とし
たものである。
つぎに、この発明の実施例を図面によって説明すれば、
第３図において、圧縮機ケーシング３５の空気吸込口３
６からの吸入空気を空気吐出口３７から高圧化させて吐
出する圧縮機羽根車ｌとタービンケーシング３８の排気
ガス人口３９からの送流ガスで回転させられ、仕事を終
えた該ガスをガス出口ケーシング３４の排気ガス出口４
０から排出させるタービン翼１１を突設しであるタービ
ンディスク１２とを中間に推力受４１を配設させたロー
タ軸１３で連結させ、該ロータ軸の中間部の両側を圧縮
機側ジャーナル軸受２１およびタービン側ジャーナル軸
受２２で夫々支承させるとともに、前記推力受の両側を
圧縮機側推力軸受２３およびタービン側推力軸受２４で
夫々軸推力を支承させ、さらに前記両ジャーナル軸受の
両性側に夫夫圧縮１機側ラビリンスパツキン２５および
タービン側ラビリンスパツキン２Ｇを設置させて潤滑油
漏洩を防止するとともに、前記羽根車の背面をその外層
膜した空気漏洩防止ラビリンスパツキン２９で密閉室（
Ｃ）で形成させ、また前記タービンディスクの圧縮機側
面をその外層膜させた高圧空気漏洩防止ラビリンスパツ
キン２７で密閉室（Ａ）ヲ、圧縮機反対側面をその外層
膜させた排気ガス侵入防止ラビリンスパツキン２８で密
閉室（Ｂ）を夫々形成させである排気タービン過給機の
前記密閉室（Ｃ）の適宜個所に制御弁（ＶＣ）４３を介
設した大気放出管４４を接続させて大気と連通自在にさ
せ、また前記密閉室（Ａ）と前記空気吐出口とを制御弁
（ｖＡ）４５を介在させて高圧空気導入管４６で接続さ
せ、さらに前記密閉室（Ｂ）と前記ガス出口ケーシング
とを制御弁（ＶＢ）４７を介した排気ガス連通管４８で
連通させるとともに、ロータ軸１３の圧縮機側軸端に付
設しである圧縮機側軸位置計４９および同じくタービン
側軸端に付設しているタービン側軸位置計５０によって
検知した夫々の軸位置を発信する軸位置発信器５１およ
び制御弁（ＶＡ）４５、（ＶＢ）４７、（ＶＣ）４３の
各々の弁開度を発信する弁開度発信器５２を前記両軸位
置計が検知した夫々の計測値が等しくなるように前記各
制御弁の弁開度を予め設定したプロセスにしたがって計
算して指示を行なう開度判別装置５３に接続し、ついで
各制御弁の弁開度検出値と該開度判別装置が与える弁開
度設定値との偏差を修正する偏差修正器５４に、さらに
前記修正器が修正した開度偏差値量に対応して弁開度の
増減量を設定する弁開度コントローラ５５に、またさら
に前記コントローラの信号によって各制御弁の弁開度の
増減量を夫々の弁に伝達するアクチュエータ５６に連続
して接続させてなるものである。なお、前述の軸位置計
の説明において、ロータ軸１３の両軸端に夫々軸位置計
を配設した場合について述べたが、片側だけに軸位置計
を付設させてもよく、この場合には検出された軸位置を
軸推力が零値のときの初期軸位置に一致させるように開
度判別装置５３が計算して指示をするようにさせれば、
同様な効果がある。
第３図において、圧縮機ケーシング３５の空気吸込口３
６からの吸入空気を空気吐出口３７から高圧化させて吐
出する圧縮機羽根車ｌとタービンケーシング３８の排気
ガス人口３９からの送流ガスで回転させられ、仕事を終
えた該ガスをガス出口ケーシング３４の排気ガス出口４
０から排出させるタービン翼１１を突設しであるタービ
ンディスク１２とを中間に推力受４１を配設させたロー
タ軸１３で連結させ、該ロータ軸の中間部の両側を圧縮
機側ジャーナル軸受２１およびタービン側ジャーナル軸
受２２で夫々支承させるとともに、前記推力受の両側を
圧縮機側推力軸受２３およびタービン側推力軸受２４で
夫々軸推力を支承させ、さらに前記両ジャーナル軸受の
両性側に夫夫圧縮１機側ラビリンスパツキン２５および
タービン側ラビリンスパツキン２Ｇを設置させて潤滑油
漏洩を防止するとともに、前記羽根車の背面をその外層
膜した空気漏洩防止ラビリンスパツキン２９で密閉室（
Ｃ）で形成させ、また前記タービンディスクの圧縮機側
面をその外層膜させた高圧空気漏洩防止ラビリンスパツ
キン２７で密閉室（Ａ）ヲ、圧縮機反対側面をその外層
膜させた排気ガス侵入防止ラビリンスパツキン２８で密
閉室（Ｂ）を夫々形成させである排気タービン過給機の
前記密閉室（Ｃ）の適宜個所に制御弁（ＶＣ）４３を介
設した大気放出管４４を接続させて大気と連通自在にさ
せ、また前記密閉室（Ａ）と前記空気吐出口とを制御弁
（ｖＡ）４５を介在させて高圧空気導入管４６で接続さ
せ、さらに前記密閉室（Ｂ）と前記ガス出口ケーシング
とを制御弁（ＶＢ）４７を介した排気ガス連通管４８で
連通させるとともに、ロータ軸１３の圧縮機側軸端に付
設しである圧縮機側軸位置計４９および同じくタービン
側軸端に付設しているタービン側軸位置計５０によって
検知した夫々の軸位置を発信する軸位置発信器５１およ
び制御弁（ＶＡ）４５、（ＶＢ）４７、（ＶＣ）４３の
各々の弁開度を発信する弁開度発信器５２を前記両軸位
置計が検知した夫々の計測値が等しくなるように前記各
制御弁の弁開度を予め設定したプロセスにしたがって計
算して指示を行なう開度判別装置５３に接続し、ついで
各制御弁の弁開度検出値と該開度判別装置が与える弁開
度設定値との偏差を修正する偏差修正器５４に、さらに
前記修正器が修正した開度偏差値量に対応して弁開度の
増減量を設定する弁開度コントローラ５５に、またさら
に前記コントローラの信号によって各制御弁の弁開度の
増減量を夫々の弁に伝達するアクチュエータ５６に連続
して接続させてなるものである。なお、前述の軸位置計
の説明において、ロータ軸１３の両軸端に夫々軸位置計
を配設した場合について述べたが、片側だけに軸位置計
を付設させてもよく、この場合には検出された軸位置を
軸推力が零値のときの初期軸位置に一致させるように開
度判別装置５３が計算して指示をするようにさせれば、
同様な効果がある。
したがって、この発明によれば、前記各制御弁の弁開度
を調節することによって各密閉室内の圧力を制御できる
から、個々の推力および過給機全体ｐ軸推力の制御を行
なえるが、これを第４ア、４イ、４つ、４工、４オ、４
力、４キおよび４り図に示す軸推力の調整例によって説
明すれば、タービン翼前後の圧力差と運動量の合成力Ｆ
”ｒｔは、第４７図において、タービンの反動度によっ
て、’Ｉ’ｌｌ （反動慶大）からＴ２１ （反動度小
）の範囲で一義的に定寸り、密閉室（Ａ）側からの力Ｆ
Ｔ２は、第４イ図において、制御弁（ＶＡ）４５を制御
してＴ２１（前記制御弁全開時）からＴ２２（前記制御
弁全閉時）の範囲の調整が自在であるので、その中間の
Ｔ２４の設定ができ、捷だ密閉室（Ｂ）側からの力ＦＴ
８は、第４つ図において、いま、制御弁（ＶＢ）が全閉
時には、Ｔａ２（反動慶大、調整前）からＴａ２（反動
度小、調整前）の範囲で一義的に定まるが、前記制御弁
に（１）密閉室（Ｂ）内の圧力ＰＢがガス出口圧力ＰＥ
以下の場合（ｐＢ≦ＰＥ）に該弁が閉で、ＰＢ＞ＰＥの
場合に該弁を開となる機能、（２）前記密閉室からガス
出口に向うガス流がガス侵入防止ラビリンスパツキン２
８によって制約されているから前記弁（ＶＢ ）の代シ
に適当形状のオリフィスまたは管路を設置させて制御し
ない無制御機能のいずれかの機能をもたせると、力ＦＴ
８を反動度如何によらずに一定の力Ｔ８８（制御弁（Ｖ
Ｂ）による調整後）に調整可能であり、したがって、第
４工図に示すように、タービン側の推力ＦＴは、制御弁
（ｖＡ）および（ＶＢ）の制御調整によって、Ｔ４８（
反動慶大、ＦＴを可能最小に調整、Ｔ４８ ” ’ｒｔ
ｔ ＋ Ｔ２１ ＋ Ｔ８Ｂ ）からＴ４４（反動度小
、ＦＴ−０に調整、Ｔ４４ ＝ ＴＬ２ ＋Ｔ２５ ＋
’ｒａａ ）の範囲に設定でき、つぎに、圧縮機羽根
車の空気吸込口からの力ＦＢＩは、第４オ図において、
圧縮機仕様によって一義的に１３ｔｔと定まり、羽根車
背面からの力ＦＢ２は、第４力図において、制御弁（ｖ
ｃ）の制御によってＢ２□（前記弁の全閉時）から８２
２（前記弁の全開時）の範囲で調整できるから、その間
のＢ２８．８２４等の設定が自在であり、したがって、
圧縮機側の推力ＦＢは、第４キ図において、制御弁（Ｖ
ｃ ）の制御調整によって、Ｂ４１ （前記弁の全閉時
、Ｂ４１ ＝ Ｂｔｔ ＋ Ｂ２１ ）からＢ４２（前
記弁の全開時、Ｂ４２−Ｂ１１＋Ｂ２２）の範囲で設定
できるから、その間のＢ４Ｂ （Ｂ４８ ” Ｂｌ□十
Ｂ２８）、Ｂ４４（Ｂ４４ ” Ｂｉｔ ＋ Ｂ２４
）等の設定が自在である。前述したように、タービン側
の推力ＦＴ１および圧縮機側の推力ＦＢは、夫々の制御
弁の制御によって設定できるので、それ等の合力である
過給機の軸推力ＦＴＯＴが自在に設定でき、いま反動度
の大きい場合の大きい場合を例示すれば、第４り図にお
いて、タービン側推力ＦＴ ”ＫＴ４８のように正（＋
）の推力がかかると、圧縮機側推力ＦＢとして前記’ｒ
ａａに絶対値が等しく、かつ反対向き、すなわち負（−
）向きの推力Ｂ４８を選定すれば、軸推力Ｆ”ｒｏ’ｒ
はＭ ＦＴＯＴ４Ｂ （ＦＴＯＴ４Ｂ ”” Ｔ４Ｂ
＋ Ｂ４Ｂ ）とな９て零値にすることができ、また反
動度の大きい場合を除けば、タービン側推力ＦＴをＴ４
４のようにそれ自体で零値に調整することができるが、
圧縮機側推力ＦＢは当然Ｂ４４のように零値に調整され
るので、その合力である軸推力ＦＴＯＴ４４となって零
値になる。
を調節することによって各密閉室内の圧力を制御できる
から、個々の推力および過給機全体ｐ軸推力の制御を行
なえるが、これを第４ア、４イ、４つ、４工、４オ、４
力、４キおよび４り図に示す軸推力の調整例によって説
明すれば、タービン翼前後の圧力差と運動量の合成力Ｆ
”ｒｔは、第４７図において、タービンの反動度によっ
て、’Ｉ’ｌｌ （反動慶大）からＴ２１ （反動度小
）の範囲で一義的に定寸り、密閉室（Ａ）側からの力Ｆ
Ｔ２は、第４イ図において、制御弁（ＶＡ）４５を制御
してＴ２１（前記制御弁全開時）からＴ２２（前記制御
弁全閉時）の範囲の調整が自在であるので、その中間の
Ｔ２４の設定ができ、捷だ密閉室（Ｂ）側からの力ＦＴ
８は、第４つ図において、いま、制御弁（ＶＢ）が全閉
時には、Ｔａ２（反動慶大、調整前）からＴａ２（反動
度小、調整前）の範囲で一義的に定まるが、前記制御弁
に（１）密閉室（Ｂ）内の圧力ＰＢがガス出口圧力ＰＥ
以下の場合（ｐＢ≦ＰＥ）に該弁が閉で、ＰＢ＞ＰＥの
場合に該弁を開となる機能、（２）前記密閉室からガス
出口に向うガス流がガス侵入防止ラビリンスパツキン２
８によって制約されているから前記弁（ＶＢ ）の代シ
に適当形状のオリフィスまたは管路を設置させて制御し
ない無制御機能のいずれかの機能をもたせると、力ＦＴ
８を反動度如何によらずに一定の力Ｔ８８（制御弁（Ｖ
Ｂ）による調整後）に調整可能であり、したがって、第
４工図に示すように、タービン側の推力ＦＴは、制御弁
（ｖＡ）および（ＶＢ）の制御調整によって、Ｔ４８（
反動慶大、ＦＴを可能最小に調整、Ｔ４８ ” ’ｒｔ
ｔ ＋ Ｔ２１ ＋ Ｔ８Ｂ ）からＴ４４（反動度小
、ＦＴ−０に調整、Ｔ４４ ＝ ＴＬ２ ＋Ｔ２５ ＋
’ｒａａ ）の範囲に設定でき、つぎに、圧縮機羽根
車の空気吸込口からの力ＦＢＩは、第４オ図において、
圧縮機仕様によって一義的に１３ｔｔと定まり、羽根車
背面からの力ＦＢ２は、第４力図において、制御弁（ｖ
ｃ）の制御によってＢ２□（前記弁の全閉時）から８２
２（前記弁の全開時）の範囲で調整できるから、その間
のＢ２８．８２４等の設定が自在であり、したがって、
圧縮機側の推力ＦＢは、第４キ図において、制御弁（Ｖ
ｃ ）の制御調整によって、Ｂ４１ （前記弁の全閉時
、Ｂ４１ ＝ Ｂｔｔ ＋ Ｂ２１ ）からＢ４２（前
記弁の全開時、Ｂ４２−Ｂ１１＋Ｂ２２）の範囲で設定
できるから、その間のＢ４Ｂ （Ｂ４８ ” Ｂｌ□十
Ｂ２８）、Ｂ４４（Ｂ４４ ” Ｂｉｔ ＋ Ｂ２４
）等の設定が自在である。前述したように、タービン側
の推力ＦＴ１および圧縮機側の推力ＦＢは、夫々の制御
弁の制御によって設定できるので、それ等の合力である
過給機の軸推力ＦＴＯＴが自在に設定でき、いま反動度
の大きい場合の大きい場合を例示すれば、第４り図にお
いて、タービン側推力ＦＴ ”ＫＴ４８のように正（＋
）の推力がかかると、圧縮機側推力ＦＢとして前記’ｒ
ａａに絶対値が等しく、かつ反対向き、すなわち負（−
）向きの推力Ｂ４８を選定すれば、軸推力Ｆ”ｒｏ’ｒ
はＭ ＦＴＯＴ４Ｂ （ＦＴＯＴ４Ｂ ”” Ｔ４Ｂ
＋ Ｂ４Ｂ ）とな９て零値にすることができ、また反
動度の大きい場合を除けば、タービン側推力ＦＴをＴ４
４のようにそれ自体で零値に調整することができるが、
圧縮機側推力ＦＢは当然Ｂ４４のように零値に調整され
るので、その合力である軸推力ＦＴＯＴ４４となって零
値になる。
上１−シーたように、この発明は、タービン側Ｌ２Ｌを
制御弁（ＶＡ＞および（ＶＢ）を夫々制御し、また圧縮
機側推力を制御弁（ＶＣ）を制御することによって、前
記側推力の合力である過給機軸推力を自在に制御できる
から、その産業上の利用価値が極めて高い。
制御弁（ＶＡ＞および（ＶＢ）を夫々制御し、また圧縮
機側推力を制御弁（ＶＣ）を制御することによって、前
記側推力の合力である過給機軸推力を自在に制御できる
から、その産業上の利用価値が極めて高い。
第１図は、従来排気タービン過給機の要部の縦断側面図
、第２図は、同じくタービンの反動度に対応する過給機
軸推力の値を示す曲線図、第３図は、この発明の実施例
を示す要部の縦断側面図に制御系統を部面した説明図、
第４ア、４イ、４つおよび４工図は、タービン側推力の
調整例を示す曲線図、第４オ、４カおよび４キ図は、圧
縮機側推力の調整例を示す曲線図、第４り図は、過給機
軸推力の調整例を示す曲線図である。 １・・圧縮機羽根車、１１・・タービン翼、１２＠・タ
ービンディスク、１３・命ロータ軸、２１・・圧縮機側
ジャーナル軸受、２２・・タービン側ジャーナル軸受、
２３・・圧縮機側推力軸」、２４・・タービン側推力軸
受、２５・・圧縮機側ラビリンスパツキン、２６・舎タ
ービン側ラビリンスパツキン、２７・・高圧空気漏洩防
止ラビリンスパツキン、２８・Ｑ排気ガス侵入防止ラビ
リンスパツキン、２９・・空気漏洩防止ラビリンスバノ
ギン、３０＠・軸受ケース、３１・−高圧空気路、３２
・・ノズル入口、３３・・ノズル、３４・・ガス出ロケ
ーシング、３５・・圧縮機ケーシング、３６・・空気吸
込口、３７・・空気吐出口、３８・・タービンケーシン
グ、３９・・排気ガス入口、４０・・排気ガス出口、４
１・・推力受、４２・・空気放出路、４３・・制御弁（
ＶＣ）、４４・・大気放出管、４５・・制御弁（ＶＡ）
、４６・・高圧空気導入管、４７・・制御弁（ＶＢ）、
４８・・排気ガス連通管、４９・・圧縮機側軸位置計、
５０・・タービン側軸位置計、５１・・軸位置発信器、
５２・・弁開度発信器、５３・・弁開度判効Ｊ装置、５
４・・偏差修正器、５５・・弁開度コントローラ、５６
・・アクチュエータ、（Ａ）・・密閉室、（Ｂ）・・密
閉室、（Ｃ）・・密閉室。 手続補正書（方式） 昭和５９年 ５月２１日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 １、事件の表示 特願昭５９年１６１１２号２、発明の
名称 排気タービン過給機における軸推力調整装置３、
補正をする者 事件との関係 出願人名 称 三菱重工
業株式会社 ４、復代理人 〒１００東京都千代田区有楽町−丁目８
番１号日比谷パークビルヂング５１９号（電話２１３−
０６８６）５、補正命令の日刊 昭和５９年 ４月２４
日６、補正の対象 図面 ７、補正の内容 ＃５４−７図ないし第４−り図を別紙
のとおり第４−７図 第４−イ 図 ７ｉｍｍｏ土出圧力 ｐｄ （ｍｒｎｌ−１ｇ）第４−
ウ図 バ４−１琴口土出圧力 ｐｄ（ｍｍＨｇ）第４−１図 １１ 圧檜機・口上出圧力 Ｐ辻（ｍｍ？１９）第４−オ図 第４−力図
、第２図は、同じくタービンの反動度に対応する過給機
軸推力の値を示す曲線図、第３図は、この発明の実施例
を示す要部の縦断側面図に制御系統を部面した説明図、
第４ア、４イ、４つおよび４工図は、タービン側推力の
調整例を示す曲線図、第４オ、４カおよび４キ図は、圧
縮機側推力の調整例を示す曲線図、第４り図は、過給機
軸推力の調整例を示す曲線図である。 １・・圧縮機羽根車、１１・・タービン翼、１２＠・タ
ービンディスク、１３・命ロータ軸、２１・・圧縮機側
ジャーナル軸受、２２・・タービン側ジャーナル軸受、
２３・・圧縮機側推力軸」、２４・・タービン側推力軸
受、２５・・圧縮機側ラビリンスパツキン、２６・舎タ
ービン側ラビリンスパツキン、２７・・高圧空気漏洩防
止ラビリンスパツキン、２８・Ｑ排気ガス侵入防止ラビ
リンスパツキン、２９・・空気漏洩防止ラビリンスバノ
ギン、３０＠・軸受ケース、３１・−高圧空気路、３２
・・ノズル入口、３３・・ノズル、３４・・ガス出ロケ
ーシング、３５・・圧縮機ケーシング、３６・・空気吸
込口、３７・・空気吐出口、３８・・タービンケーシン
グ、３９・・排気ガス入口、４０・・排気ガス出口、４
１・・推力受、４２・・空気放出路、４３・・制御弁（
ＶＣ）、４４・・大気放出管、４５・・制御弁（ＶＡ）
、４６・・高圧空気導入管、４７・・制御弁（ＶＢ）、
４８・・排気ガス連通管、４９・・圧縮機側軸位置計、
５０・・タービン側軸位置計、５１・・軸位置発信器、
５２・・弁開度発信器、５３・・弁開度判効Ｊ装置、５
４・・偏差修正器、５５・・弁開度コントローラ、５６
・・アクチュエータ、（Ａ）・・密閉室、（Ｂ）・・密
閉室、（Ｃ）・・密閉室。 手続補正書（方式） 昭和５９年 ５月２１日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 １、事件の表示 特願昭５９年１６１１２号２、発明の
名称 排気タービン過給機における軸推力調整装置３、
補正をする者 事件との関係 出願人名 称 三菱重工
業株式会社 ４、復代理人 〒１００東京都千代田区有楽町−丁目８
番１号日比谷パークビルヂング５１９号（電話２１３−
０６８６）５、補正命令の日刊 昭和５９年 ４月２４
日６、補正の対象 図面 ７、補正の内容 ＃５４−７図ないし第４−り図を別紙
のとおり第４−７図 第４−イ 図 ７ｉｍｍｏ土出圧力 ｐｄ （ｍｒｎｌ−１ｇ）第４−
ウ図 バ４−１琴口土出圧力 ｐｄ（ｍｍＨｇ）第４−１図 １１ 圧檜機・口上出圧力 Ｐ辻（ｍｍ？１９）第４−オ図 第４−力図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ■両側軸端に圧縮機羽根車およびタービン翼を突設した
タービンディスクを配設しであるロータ軸の中間に突設
した推力受の両側を夫々推力軸受で、ならびにさらにそ
の両側を夫々ジャーナル軸受で支承させるとともに一１
前記羽根車背面の密閉室を制御弁を介設して大気放出さ
せ、また前記ディスクの圧縮機側の密閉室と圧縮機空気
吐出口とを制御弁を介して、さらに前記ディスクの圧縮
機反対側の密閉室とガス出口とを制御弁を介して夫々連
通させ、前記ロータ軸の両軸端の軸位置計が検出した夫
々の軸位置を発信する軸位置発信器および各制御弁の弁
開度を発信する弁開度発信器を前記両軸位置計の夫々の
計測値が等しくなるように弁開度を設定プロセスにした
がって算出指示する開度判別装置に接続し、ついで各弁
開度検出値と該開度判別装置の弁開度設定値との偏差を
修正する偏差修正器に、さらに前記修正器が修正した偏
差値量に対応して弁開度増減量を設定する弁開度コント
ローラに、またさらに該コントローラの信号によって各
弁の開度増減量を夫々の弁に伝達するアクチュエータに
連続して接続させたことを特徴とする排気タービン過給
機における軸推力調整装置。 ■両側軸端に圧縮機羽根車およびタービン翼を突設した
タービンディスクを配設しであるロータ軸の中間に突設
した推力受の両側を夫々推力軸受で、ならびにさらにそ
の両側を夫々ジャーナル軸受で支承させるとともに、前
記羽根車背面の密閉室を制御弁を介設して大気放出させ
、また前記ディスクの圧縮機側の密閉室と圧縮機空気吐
出口とを制御弁を介して、さらに前記ディスクの圧縮機
反対側の密閉室とガス出口とを制御弁を介して夫々連通
させ、前記ロータ軸の片側軸端の軸位置計が検出した軸
位置を発信する軸位置発信器および各制御弁の弁開度を
発信する弁開度発信器を前記検出軸位置を軸推力が零値
のときの初期軸位置に一致するように弁開度を設定プロ
セスにしたがって算出指示する開度判別装置に接続し、
ついで各弁開度検出値と該開度判別装置の弁開度設定値
との偏差を修正する偏差修正器に、さらに前記修正器が
修正した偏差値量に対応して弁開度増減量を設定する弁
開度コントローラに、またさらに該コントローラの信号
によって各弁の開度増減量を夫々の弁に伝達するアクチ
ュエータに連続して接続させたことを特徴とする排気タ
ービン過給機における軸推力調整装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1611284A JPS60162002A (ja) | 1984-02-02 | 1984-02-02 | 排気タ−ビン過給機における軸推力調整装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1611284A JPS60162002A (ja) | 1984-02-02 | 1984-02-02 | 排気タ−ビン過給機における軸推力調整装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60162002A true JPS60162002A (ja) | 1985-08-23 |
Family
ID=11907426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1611284A Pending JPS60162002A (ja) | 1984-02-02 | 1984-02-02 | 排気タ−ビン過給機における軸推力調整装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60162002A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1541803A3 (de) * | 2003-12-11 | 2006-05-24 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co KG | Anordnung zur Lagerentlastung in einer Gasturbine |
| CN112648068A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-04-13 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种增压器状态控制方法及装置 |
-
1984
- 1984-02-02 JP JP1611284A patent/JPS60162002A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1541803A3 (de) * | 2003-12-11 | 2006-05-24 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co KG | Anordnung zur Lagerentlastung in einer Gasturbine |
| CN112648068A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-04-13 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种增压器状态控制方法及装置 |
| CN112648068B (zh) * | 2020-12-22 | 2022-04-05 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种增压器状态控制方法及装置 |
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