(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状の外側リブを備えた環状のハウジングを加熱又は冷却するための装置であって、
リブの正面にかつリブに平行に置かれると共に、リブの少なくとも一つにおける二つの主側面の一方に開口するアパーチャを備えており、リブの各々の二つの主側面がそれぞれ、連続するチャンバのアパーチャを通じてガスの供給を受ける、一連のチャンバと、
共通の出発点から、複数のチャンバの交互に反対側の端部に位置する該チャンバとの接続点に至る、複数の分岐パイプを含む、ガス分配ネットワークとを備えており、
前記共通の出発点から前記チャンバとの接続点の各々まで測った各パイプの長さが全て等しい、前記装置。
【請求項２】
前記ガス分配ネットワークが、Ｔ字形直角分岐によって分岐している、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記複数のパイプがそれぞれ、ガス分配ネットワークの分岐点の下流側に、チャンバの一つの横断面に比例する、あるいはまた、前記パイプがそれぞれ到達する一群のチャンバの全横断面に比例する横断面を有している、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記チャンバが、二つのリブの間に位置しかつ該二つのリブに開口するアパーチャを備える中間チャンバと、リブの一方に隣接して位置しかつ中間チャンバの横断面の半分の大きさの横断面を有する端側チャンバとから構成される、請求項１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は環状のハウジングを加熱又は冷却するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ターボ機械のハウジングは、その直径を熱の影響により膨張又は収縮させることによって調節する標準手段によって適宜に冷却又は加熱される。したがって、ハウジングとそれによって覆われるロータの間の遊びを、特にロータの回転羽根の端部において正確に調節することにより、遊びを通して漏れて機械の効率を低下させるガス漏洩を減少させることができる。この構成のもう一つの長所は、冷ガスを使用の場合に限るが、ハウジングとそれを支持する装置又は隣接する装置のオーバーヒートが回避されることである。いずれにせよ、ガスは加圧下で機械の他の領域から取り入れられ、一定の流量又はモータの速度に従って調節される流量でハウジングの外面に吹き付けられる。設計によってはガスを直接ハウジングの外面に吹き付けられることもあり、また、同一出願人の出願によるフランス特許第２６８８５３９号のように、ハウジングの外面を環状リブによって補強し、ガスは主にそれらのリブに吹き付けることがあり、ガスによってはハウジングに直接吹き付けることもできる。ガスをリブに吹き付けることによって熱交換表面積がより大きくなり、それによってハウジングの熱変形を速めることができるので有利である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明のガス吹付け装置の主たる目的の一つはハウジングと回転羽根との間の遊びの範囲を微調節することにあるとすれば、ハウジングの変形をきわめて正確に制御しなければならない。しかし、ハウジング及びリブの表面への吹付けが一定でないと、本発明の目的に反する変形のばらつきが生じることに留意されたい。したがって、本発明の目的は、補強リブを備えたハウジングの外面を均一に加熱又は冷却する送気システムを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
リブの正面に連続して配置され、リブに平行に置かれ、リブに面しかつガス分配ネットワークによって給気されるアパーチャを備えた一連の吹付けチャンバが使用される。さらに、リブの両側に二つの異なるチャンバがあり、分配ネットワークはチャンバに沿って互いに対面する部分によって隣り合うチャンバに接続されている。したがって、交互方向の流れがチャンバ内に生じ、すべてのリブが一方の表面で比較的分配ネットワークに近いガスを受け、反対側の表面で比較的遠いガスを受ける。これらのガスのうち、はじめのガス流はチャンバ内を通過する時間がより短いのでその温度が後の方のガスより変化が大きくない。しかし、リブのいずれの部分に関しても二つのガス流の平均移動距離は同じであり、その結果、加熱あるいは冷却はリブの全長にわたって均一となり、本発明の目的が達成される。
【０００５】
本発明の重要かつ固有の特徴は、ガス分配ネットワークが、慎重に位置決めされた分岐によっていずれのチャンバについても出発点が共通し、全長が同一又は概ね同一であるパイプから構成されることである。したがって、すべてのガス流がチャンバ内に到達する前に均等な温度変化を受け、隣り合うチャンバ内の反対方向の循環により生じる均等化効果が完全なものとなる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に、添付図面を参照して本発明をさらに詳細に説明する。図面は説明のための例示にすぎず、本発明を制限するものではない。
【０００７】
図１において、符号１はハウジングを示す。ハウジングにはカラー２のセグメントがスペーサ３によって接続され、ロータの回転羽根４からわずかな間隔に位置し、回転羽根の自由端までの間に遊び５が設けられている。調節し減少させなければならないのは遊び５の幅である。またスペーサ３の前方にあるハウジング１の外面にはリブ６が設けられている。図１に示すガス吹付け装置の断面には三つのチャンバ７、８及び９（当分野ではランプとしても知られる）が含まれ、うち第一のチャンバと最後のチャンバはそれぞれのリブ６に隣り合ってその外面１０に対向し、第二のチャンバ８は他の二つのチャンバの中間チャンバで、二つのリブ６の間にあり内面１１に対向する。チャンバ７、８及び９にはいずれもそれらが位置する前方でリブ６に面するアパーチャ１２が設けられている。ガスは前記アパーチャを経てチャンバ７、８及び９から離れリブ６、ハウジング１の隣接部分に送られる。ガスは次いで一連のチャンバ７、８及び９の隣接部又は連続チャンバの間を流れて外部へと向かう。
【０００８】
図２は、ハウジング１を省いた加熱装置全体の図である。分配チャンバ７、８及び９はそれぞれ周の四半分に及び、それぞれ三つの同じチャンバからなる他のグループ１０７、１０８、１０９、２０７、２０８、２０９及び３０７、３０８、３０９がその後に続き、ハウジング１及びリブ６の周りに三連のカラーを形成する。さらに、この実施形態では上述のハウジングとリブの隣りにやはり二つのリブを備える別のハウジング１の別のセクション用の同じガス吹付け装置があり、したがってさらに四グループの三つの同じチャンバ７’、８’、９’、１０７’、１０８’、１０９’、２０７’、２０８’、２０９’、３０７’、３０８’、３０９’が同様に配置されている。
【０００９】
この分配ネットワークはまず共通パイプ１５にいくつかの分岐を備え、それによってすべてのチャンバに給気する。共通パイプはまず二つの第二口径パイプ１６及び１７に分岐し、それぞれハウジング１の周囲四半分にわたり、いくつかのチャンバ（７、８、９、７’、８’、９’及び２０７、２０８、２０９、２０７’、２０８’、２０９’）の長さの半ばで終わる。その終点でパイプはそれぞれ二つの第三口径パイプ１８に再分岐し、片側のパイプの端までが上述のチャンバに対向するハウジング１の周囲の八分の一の長さに及ぶ。パイプはチャンバの終端に対向する分配器１９及び２０に通じ、ここからチャンバ内にガスが送り込まれる。分配器１９はＸ字形に配置された四本のパイプ２１から成り、第三口径パイプ１８の終端に通じかつ中間のチャンバ８、１０８、８’、１０８’の外面に接続されている。もう一つの分配器１９（図２では見えないが、上述の分配器と同じもの）はチャンバ２０８、２０８’、３０８、３０８’に接続されている。別の二つの分配器２０は（これも相互に同じ）はもう少し複雑で、まず第三口径パイプ１８の端から対向軸方向に行く分岐パイプ２２があり、パイプ２１と同様にＸ字形に配置され、端のチャンバ７、３０７、９、３０９、７’、３０７’、９’、３０９’、１０７、２０７、１０９、２０９、及び１０７’、１０９’、２０７’、２０９’の外面に接続された接続パイプ２３で終わる。
【００１０】
吹付けガスはそれぞれのグループの両端のチャンバ、たとえば７及び９内を中間のチャンバ８内の流れの方向と反対方向に循環する。吹付けガスが、たとえば過熱構造を冷却する効果のある冷ガスである場合には、吹付けガスはパイプとチャンバに接触して巡る距離間を通じ、とりわけハウジング１に至近のチャンバにおいては相当の高熱にさらされる。
【００１１】
したがって、分配パイプ２１又は２３に近いアパーチャ１２を通して送られるガスはチャンバ７、８、９の反対端を離れるガスより一段と冷たくかつ効率がよい。ガスをリブ６の各ポイントに送るのにカウンターフロー（向流）循環が用いられる。ガスは外面１０に触れるときは冷たく、同じ箇所の内面１１に送られるガスは熱い。したがって二つの流量がいずれの箇所でも同じであれば、冷却はリブ６に沿って均一である。したがって、分配ネットワークはこの要求に適合するように設計しなければならない。一つの解決法は、ネットワークを分岐毎に等しい数のパイプ区分に分け、その区分の向きを分岐したパイプの向きと等角度とすることである。そうすれば流れは対称となり、分岐したパイプ間に均等に分配される。図示した実施形態においては、分岐がＴ字形であり、ガス流の軌跡が一つのパイプから次のパイプへと直角になり、かつ分岐パイプ同士が相互に対向整列していることに注目されたい。さらに、二つのリブ６に給気する中間のチャンバ８の横断面は端のチャンバ７及び９の二倍の幅であり、流量はチャンバの大きさに比例して二倍となる。これは単に分配ネットワークが、分岐パイプ２２を省くことにより、中間のチャンバ８への分岐を端のチャンバ７及び９への分岐より一回少なくすることによって達成される。最後に、ガスは、共通の出発点、たとえばライン１５からチャンバ７、８、９他に至るまで分配ネットワークパイプ内でほぼ等距離を流れた後にチャンバ７、８、９他に到達し、それによってさらにチャンバの加熱が均等化される。すでに分かっているように、このネットワークは、共通の分岐、又は同口径の分岐で終わるパイプは同じ長さとするように設計された分岐を備えて組立られている。ただし、分配器１９と２０とは互いに幾分異なるもののどちらも短いので、全体としての長さの均等性にさしたる相違は生じない。本発明の背景にある基本概念は実施形態と部品数及びリブ形態の異なる場合、及びチャンバの延長部の角度が異なる場合にも容易に適用できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】ハウジング及びガス吹付け装置の一部横断面図である。
【図２】ガス吹付け装置の全体図である。
【符号の説明】
１  ハウジング
２  カラー
３  スペーサ
４  回転羽根
５  遊び
６  リブ
７、８、９  チャンバ
１２  アパーチャ
１５、１６、１７、１８、１９、２０  パイプ
【図１】
0003592533.tif 000002
【図２】
0003592533.tif 000003