(57)【要約】  ガスタービン圧縮機は、複数の第１調節可能羽根（１１）を備えた第１固定段階（５）と、第１軸（Ａ１）の周囲に伸びる内輪（１２）を備えた後続の固定段階（７）を成し、内輪（１２）の周囲に内輪（１２）と同軸の外輪（１３）と、複数の第２調節可能羽根（１４）はそれぞれ内輪（１２）と外輪（１３）の間の第１軸（Ａ１）に対して基本的に半径方向にある第２軸（Ａ２）に沿って伸びており、第１調節可能羽根（１１）から独立して対応する第２軸（Ａ２）に対して調節可能である。
2009540210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の第１調節可能羽根（１１）からなる第１固定段階（５）と、第１軸（Ａ１）の周囲に伸びる内輪（１２）と、内輪（１２）の周囲に内輪（１２）と同軸に配置される外輪（１３）と、それぞれが第１軸（Ａ１）に対して内輪（１２）と外輪（１３）の間で基本的に半径方向にある第２軸（Ａ２）に沿って伸びる複数の第２調節可能羽根（１４）とからなる後続の固定段階（７）とからなるガスタービン圧縮機であって、該圧縮機が、第２羽根（１４）がそれぞれ第１調節可能羽根（１１）から独立して、対応する第２軸（Ａ２）の周囲で調節可能であることを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
第２羽根（１４）の方向性を単に調節するように適合されて、それぞれが対応する第２羽根（１４）に固定されて前記第２羽根（１４）を調節するために第２軸（Ａ２）の周囲で回転可能な複数のレバー（２２）と、第１軸（Ａ１）の周囲で回転可能な調節輪（２０）と、それぞれが対応レバー（２２）を調節輪（２０）に結合するように適合される複数の玉継ぎ手（２１）からなる調節装置（１９）からなることを特徴とする請求項１記載の圧縮機。
【請求項３】
ケーシング（Ｃ）からなり、調節輪（２０）が前記ケーシング（Ｃ）の周囲に配置されることを特徴とする請求項３記載の圧縮機。
【請求項４】
調節輪（２０）がケーシング（Ｃ）に固定される支持部材（２５）上に嵌合されるベアリング（２４）上に嵌合されることを特徴とする請求項３記載の圧縮機。
【請求項５】
各レバー（２２）がピン（２３）と一体化し、各玉継ぎ手（２１）がピン（２３）自体に沿って対応するピン（２３）により滑動して係合されることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の圧縮機。
【請求項６】
各レバー（２２）が対応する軸（Ａ２）に垂直で、各ピン（２３）が対応する軸（Ａ２）に基本的に平行であることを特徴とする請求項５記載の圧縮機。
【請求項７】
各羽根（１４）が対応するレバー（２２）と対応するピン（２３）と共に単一の剛性部材を形成することを特徴とする請求項６記載の圧縮機。
【請求項８】
各玉継ぎ手（２１）が対応するピン（２３）を滑動して収容する貫通孔（３１）を具備する球体（３０）からなることを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の圧縮機。
【請求項９】
前記調節輪（２０）が第１軸（Ａ１）に平行な方向に可動することを特徴とする請求項２〜８のいずれかに記載の圧縮機。
【請求項１０】
各玉継ぎ手（２１）が、対応するレバー（２２）に結合する球体（３０）と、前記球体（３０）のハウジング部材（３２）とからなり、前記ハウジング部材（３２）が前記調節輪（２０）に固定されることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の圧縮機。
【請求項１１】
各ハウジング部材（３２）が、球体（３０）の形状により結合されるように適合される面を具備する第１軸受筒（３３）と、球体（３０）の形状により結合されるように適合される面を具備する第２軸受筒（３４）と、第１軸受筒（３３）と第２軸受筒（３４）の間で球体（３０）を弾性的に固定する弾性手段（３５）からなることを特徴とする請求項１０記載の圧縮機。
【請求項１２】
各ハウジング部材（３２）が、第１軸受筒（３３）と一体化する円筒形の側壁（３６）と、前記側壁（３６）内で可動して前記側壁（３６）によって誘導される第２軸受筒（３４）からなることを特徴とする請求項１１記載の圧縮機。
【請求項１３】
各玉継ぎ手（２１）が、側壁（３６）内に固定されるプレート（３７）からなり、前記プレート（３７）と第２軸受筒（３８）の間に配置される弾性手段（３５）用の位置決めを形成することを特徴とする請求項１２記載の圧縮機。
【請求項１４】
前記弾性手段（３５）がベルビルバネであることを特徴とする請求項１３記載の圧縮機。
【請求項１５】
前記ベルビルバネが相互に平衡を保つことを特徴とする請求項１４記載の圧縮機。
【請求項１６】
玉継ぎ手（２１）が、前記プレート（３７）を係止するために側壁（３６）内に配置される環状座部内に係合される止め輪（３８）からなることを特徴とする請求項１２〜１５のいずれかに記載の圧縮機。
【請求項１７】
調節輪（２０）が第１軸（Ａ１）の周囲に均一に配置される複数の座部（２７）と、対応する座部（２７）内に固定される各玉継ぎ手（２１）とからなることを特徴とする請求項２〜１６のいずれかに記載の圧縮機。
【請求項１８】
圧縮機が第１軸（Ａ１）に平行な第３軸（Ａ４）の周囲で選択的に回転可能なピニオン（２９）からなり、調節輪（２０）が前記ピニオン（２９）と係合する歯状部（２６）からなることを特徴とする請求項２〜１７のいずれかに記載の圧縮機。
【請求項１９】
前記後続の固定段階（３）が第２固定段階であることを特徴とする請求項１〜１８のいずれかに記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービン圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、いわゆるガスタービン圧縮機は、複数の第１調節可能羽根からなる第１固定段階と、第１軸の周囲に伸びる内輪、内輪の周囲に内輪と同軸に配置される外輪、それぞれが第１軸に対して内輪と外輪の間で基本的に半径方向にある第２軸の周囲に伸びる複数の第２調節可能羽根からなる後続の固定段階を含む複数の段階からなる。
【０００３】
ガスタービン圧縮機は空気流によって軸方向に交差される。第１固定段階の機能は、第１固定段階の下流に直接配置される第１羽根車上で空気流の作用を最大限に活用するために、空気流を運搬して正しく方向づけることである。同様に、後続の固定段階の機能は、後続の固定段階の下流に直接配置される後続の羽根車上で空気流の作用を最大限に活用するために、空気流を運搬して正しく方向づけることである。
【０００４】
空気流の方向性は、第１固定段階の第１羽根の方向性と、後続の固定段階の第２羽根の方向性を調節することによって得られる。
【０００５】
このために、公知の型のガスタービン圧縮機は、第１羽根と第２羽根の方向性を同時に調節することができる調節装置を備えている。
【０００６】
該調節装置は、中途半端な調節位置を特定する必要があるため、十分に立証されていない。換言すると、第１羽根の最適な方向性が第２羽根の最適な方向性と一致しない。このため、圧縮機の、結果的にガスタービンの機能を最大限に活用することができない。
【０００７】
さらに、公知の型の調節装置は、調節装置の構造に対して後続の固定段階の形状と寸法を適合させる必要がある。
【発明の開示】
【０００８】
本発明の目的は、複数の第１調節可能羽根を備えた第１固定段階と、複数の第２調節可能羽根を備えた後続の固定段階からなる、公知技術の欠点のない、簡便で製造費用効率の高いガスタービン圧縮機を製造することにある。
【０００９】
本発明により製造されるガスタービン圧縮機は、複数の第１調節可能羽根からなる第１固定段階と、複数の第１調節可能羽根からなる後続の固定段階からなり、後続の固定段階は、第１軸の周囲に伸びる内輪と、内輪の周囲に内輪と同軸に配置される外輪と、それぞれが第１軸に対して内輪と外輪の間で基本的に半径方向にある第２軸に沿って伸びる複数の第２調節可能羽根とからなり、本圧縮機は、第２羽根がそれぞれ第１調節可能羽根から独立し、対応する第２軸の周囲で調節可能であることを特徴とする。
【００１０】
本発明によると、圧縮機の効率性と機能を最大限に活用するために、空気流は第１および後続の固定段階に沿って独自に方向づけられて最大限に活用されている。
【００１１】
本発明の好適な実施例によると、本発明の圧縮機は、それぞれが対応する第２羽根に固定されていて前記第２羽根を調節するために第２軸の周囲で回転可能である複数のレバーと、第１軸の周囲で回転可能な調節輪と、それぞれが対応するレバーを調節輪に結合するように適合される複数の玉継ぎ手からなる第２羽根の方向性を単に調節するために適合される調節装置からなる。
【００１２】
各玉継ぎ手は、対応するレバーと調節輪の間を、等間隔ではないが確実に結合することが可能である。
【００１３】
本発明のさらなる好適な実施例によると、各玉継ぎ手は、対応するレバーに結合する玉継ぎ手本体と、前記球体のハウジング部材とからなり、前記ハウジング部材は調節輪に固定される。
【００１４】
調節装置は、玉継ぎ手により調節輪に簡単に固定することができる。
【００１５】
本発明のさらなる実施例によると、各ハウジング部材は、球体の形状によって結合されるように適合される面を具備する第１軸受筒と、球体の形状によって結合されるように適合される面を具備する第２軸受筒と、第１および第２軸受筒の間で球体を弾性的に固定する弾性手段からなる。
【００１６】
このように、すべての玉継ぎ手の間隙を塞ぎ、振動する可能性を排除するために、自動間隙防止システムが開発されている。
【００１７】
本発明をより理解できるように、添付図面を参照して本発明の好適な実施例を例示して以下に説明するが、これに限られない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、軸Ａ１に沿って伸びて、第１段階２と第２段階３、軸Ａ１に沿って伸びて軸Ａ１の周囲で回転可能なシャフト４からなる軸型の圧縮機１の全体を示す。圧縮機１は空気流を運搬する基本的には先細り形を備えたケーシングＣからなる。第１段階２は、第１固定段階５と、第１固定段階５の下流に直接配置されてシャフト４上に嵌合される第１羽根車６からなる。第２段階３は、第２固定段階７と、第２固定段階７の下流に直接配置されてシャフト４上に固定される羽根車８からなる。第１固定段階５は内輪９と、内輪９と同軸の外輪１０と、それぞれが内輪９と外輪１０の間に伸びる複数の羽根１１からなる。
【００１９】
第２固定段階７は、第１軸Ａ１の周囲に伸びる内輪１２と、内輪１２の周囲に内輪１２と同軸に配置される外輪１３と、それぞれが内輪１２と外輪１３の間に伸びて軸Ａ２の周囲で回転可能であり、第１軸Ａ１に対して内輪１２と外輪１３の間で基本的に半径方向に配置される複数の羽根１４からなる。同様に、羽根１１はそれぞれ軸Ａ１に対して基本的に半径方向に配置される軸Ａ３の周囲で調節可能である。
【００２０】
羽根１４は、一体である対応軸Ａ２の周囲で調節可能であり、第１調節可能羽根１１からは独立している。図２を参照すると、このために各羽根１４は内輪１２と外輪１３に回転可能に嵌合される。図２を参照すると、各羽根１４は、軸Ａ２に沿って配列されて、内輪１２内と外輪１３内にそれぞれ設けられた各座部１７、１８内に収容される２個のピン１５、１６を示す。
【００２１】
圧縮機１は調節装置１９からなり、調節装置１９は、外輪１３の周囲に伸びて第１軸Ａ１の周囲に回転可能に取り付けられた調節輪２０と、調節輪２０上にそれぞれ嵌合される複数の玉継ぎ手２１と、対応する羽根１４のピン１６にそれぞれ固定される複数のレバー２２と、対応するレバー２２とそれぞれ一体化して、対応する玉継ぎ手２１に滑動して結合される複数のピン２３からなる。
【００２２】
各羽根１４、対応するレバー２２、対応するピン２３は結合されて、剛体部材を形成する。レバー２２は対応する羽根１４のピン１６に固定されて、軸Ａ２に垂直に配置される第１端部と、対応するピン２３に固定されて、軸Ａ２に基本的に平行な第２端部を有する。
【００２３】
調節輪２０は、複数のベアリング２４上に嵌合されており（そのうちの１個だけを図２に図示する）、軸Ａ１とケーシングＣの周囲に均一に分配されて、ケーシングＣに固定した各支持材２５上に嵌合される。調節輪２０は歯状部２６と、軸Ａ１の周囲に均一に分配される複数の座部２７を有する。調節輪２０はベアリング２５上に位置し、軸Ａ１の周囲で調節輪２０が低摩擦回転を確実に行うことに加えて、調節輪２０がベアリング２４に対して軸Ａ１に平行な方向に滑動できるようになっている。
【００２４】
さらに調節装置１９は、ピニオン２９を回転させるように適合される駆動部材２８からなり、駆動部材２８は軸Ａ１に平行な軸Ａ４の周囲で回転して、一方向または調節輪２０の反対方向に選択的に回転するように歯状部２６に係合する。
【００２５】
図３を参照すると、各座部２７は軸Ａ１に垂直な軸Ａ５の周囲に伸びて、調節輪２０の厚さ内に形成され、貫通孔であり、環状位置決め壁を示す。
【００２６】
図４を参照すると、各玉継ぎ手２１は、対応するピン２３を滑動して収容するための貫通孔３１（図４）を具備する球体３と、球体３０のハウジング部材３２からなり、部材３２は、球体３０の形状によって結合されるように適合する面を具備する第１軸受筒３３（図４）と、球体３０の形状によって結合されるように適合する面を具備する第２軸受筒３４と、第１軸受筒３３と第２軸受筒３４の間で球体３０を弾性的に固定するバネ３５からなる。
【００２７】
図４を参照すると、ハウジング部材３２は基本的にカップ状であり、外側ねじ切りを具備する側壁３６と、第１軸受筒３３により基本的に定められる底壁からなる。各ハウジング部材３２は調節輪２０の対応する（ねじ込み）座部１７内に固定される。
【００２８】
第１軸受筒３３は対応するピン２３を挿入できるように貫通孔を示し、第２軸受筒３４は、ピン２３が通過できるような貫通孔を備えていて、ハウジング部材３２に沿って摺動可能に、側壁３６により案内される。
【００２９】
ハウジング部材３２は、プレート３７と第２軸受筒３４の間で圧縮される弾性手段用の位置決めを形成するために側壁３６内に固定されるプレート３７と、プレート３７を係止するために円筒壁３６に沿って配置される環状座部内に係合される止め輪３８（図３、図５）からなる。
【００３０】
図４を参照すると、バネ３５はベルビルバネと平衡する。
【００３１】
各ハウジング部材３２は基本的に円筒形であり、調節輪２０の対応する適切にねじ込まれた座部２７内に固定される。第１軸受筒３３を座部２７の環状位置決め壁に対して隣接して配置し、対応する球体３０を対応するピン２３に滑動して結合する。
【００３２】
使用時には、調節輪２０は、羽根１１から独立して軸Ａ２の周囲ですべての羽根１４が確実に同時に一致して回転するように、軸Ａ１の周囲で駆動部材２８とピニオン２９によって回転する両方向に選択的に回転する。
【００３３】
図４、図５を参照すると、単一の羽根１４と、調節輪２０の回転は、図４、図５にＩで示す第１操作参照位置については比較的重要ではない。調節輪２０は第１操作参照位置Ｉでは複数の操作位置にあってもよい。第２操作位置を図４、図５にIIで示す。図４、図５に示すように、第１操作位置Ｉと第２操作位置IIの間の調節輪２０の回転は以下と同時に確定する。
ａ）軸Ａ２周辺のレバーの回転
ｂ）レバー２２を回転させる軸Ａ２周辺の羽根１４の回転
ｃ）調節輪２０の座部２７の軸Ａ２と対応する軸Ａ５の距離が軸Ａ１に平行な方向に減少するという事実のため、ベアリング２４に対して軸Ａ１に平行な方向への調節輪２０の移動
ｄ）レバー２２と調節輪２０の距離の減少によって生じる球体３０内のピンの滑動
ｅ）球体内のピン２３の存在によって決定される第１軸受筒３３と第２軸受筒３４に対する球体３０の回転
【００３４】
換言すると、調節装置１９は１自由度の運動学系であり、それゆえに連鎖の部材の移動が連鎖の他の部材の移動を決定する。
【００３５】
添付図面に図示していない一実施例によると、ピン２３は対応する軸Ａ２に垂直であり、対応する座部２７の軸Ａ５は軸Ａ１と平行であり、レバー２２は対応する羽根１４に対して軸Ａ２に沿って滑動する。本実施例（図示しない）では、軸Ａ１に沿って滑動しないように調節輪２０を固定してもよい。
【００３６】
上述の利点に加えて、これまでに説明した、請求項に記載の圧縮機１は、調節不能な羽根を具備する固定段階圧縮機に関する特定の構造的変化が調節装置１９には不要であるため、特に有効である。つまり調節装置１９には、内輪１２内と外輪１３内にそれぞれ設けられて、ケーシングＣ上のベアリング２４の支持部材２５を固定する座部１７、１８が必要である。従って、追加的な機械加工が必要である。さらに、本発明による調節装置１９は小型である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明によって製造されるガスタービン圧縮機の一部であって、明瞭にするために一部を除去した縦断面略図である。
【図２】図１の圧縮機の細部であって、明瞭にするために拡大して一部を除去した縦断面略図である。
【図３】図１の圧縮機の調節装置であって、明瞭にするために一部を除去した一部断面分解図である。
【図４】第１操作位置Ｉと第２操作位置IIにおける図２の細部であって、明瞭にするために一部を除去して一部を断面で表す細部の正面図である。
【図５】第１操作位置Ｉと第２操作位置IIにおける図２の細部であって、明瞭にするために一部を除去して一部を断面で表す細部の側面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
2009540210.tif 000008
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