(57)【要約】      （修正有）【課題】回転機械の流量調整装置において、流体入口部における流体漏れを抑制することで性能の向上を可能とする。【解決手段】円筒形状をなす内外のケーシングの間に空気通路４３を形成し、内側ケーシングにロータ３２を回転自在に支持し、ケーシングに静翼２３を固定する一方、ロータ３２に動翼２４を固定し、空気通路４３の空気取入口２０側に入口案内翼２２を設けて構成し、入口案内翼２２として、放射状をなすように周方向に沿って配列されると共に放射方向の端部が各ケーシングに回動自在に支持される複数の翼本体５１を設け、各翼本体５１における放射方向の端部に各ケーシング側に変位または変形、例えば、伸縮して隙間を閉塞可能な閉塞部材５４，５５，５６，５７を設ける。【選択図】図２
2011196280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外壁及び内壁により環状流路が構成され、該環状流路内に回転翼が回転自在に支持されると共に、前記環状流路の流体入口部に流体の流量を調整可能な入口案内翼が設けられる回転機械の流量調整装置において、
前記入口案内翼は、前記環状流路に放射状をなすように周方向に沿って配列されると共に放射方向の端部が前記外壁及び前記内壁の少なくともいずれか一方に回動自在に支持される複数の翼本体を有し、
該翼本体における放射方向の端部に前記外壁及び前記内壁の少なくともいずれか一方との隙間を閉塞可能な閉塞部材が設けられる、
ことを特徴とする回転機械の流量調整装置。
【請求項２】
前記外壁及び前記内壁は、円筒形状をなす内外のケーシングにより形成され、前記閉塞部材は、前記翼本体における放射方向の端部から前記外側ケーシングの内周面及び前記内側ケーシングの外周面の少なくともいずれか一方に対して変位または変形可能であることを特徴とする請求項１に記載の回転機械の流量調整装置。
【請求項３】
本発明の回転機械の流量調整装置では、前記閉塞部材を前記翼本体側から前記外壁側及び前記内壁側の少なくともいずれか一方に付勢する付勢部材を設けることを特徴とする請求項１または２に記載の回転機械の流量調整装置。
【請求項４】
本発明の回転機械の流量調整装置では、前記翼本体は、放射方向の端部が支持軸により前記外側ケーシング及び前記内側ケーシングの少なくともいずれか一方に回動自在に支持され、前記支持軸における径方向の両側に前記閉塞部材が装着されることを特徴とする請求項２または３に記載の回転機械の流量調整装置。
【請求項５】
前記翼本体は、放射方向の端部に収納凹部が形成され、前記閉塞部材が前記収納凹部内に移動自在に支持されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の回転機械の流量調整装置。
【請求項６】
前記閉塞部材は、前記翼本体の幅方向及び／または厚さ方向に複数分割されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の回転機械の流量調整装置。
【請求項７】
前記閉塞部材は、弾性体により形成されることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載の回転機械の流量調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転機械の流体入口部に設けられた可変案内翼を用いて、内部に取り込む流体の流量を調整可能な回転機械の流量調整装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、回転機械の一種である発電用のガスタービンは、圧縮機と燃焼器とタービンにより構成されている。そして、空気取入口から取り込まれた空気が圧縮機によって圧縮されることで高温・高圧の圧縮空気となり、燃焼器にて、この圧縮空気に対して燃料を供給して燃焼させることで高温・高圧の燃焼ガス（作動流体）を得て、この燃焼ガスによりタービンを駆動し、このタービンに連結された発電機を駆動する。
【０００３】
このようなガスタービンの圧縮機にて、回転軸に複数の動翼が複数段にわたって装着されると共に、ケーシングに複数の静翼が複数段にわたって装着されており、空気取入口に入口案内翼が設けられている。この入口案内翼は、複数の翼本体が周方向に沿って並設されると共に、駆動装置により各翼本体の角度を変更可能となっている。従って、ガスタービンによる発電量などに応じて、駆動装置により各翼本体の角度を変更することで、空気取入口の流路面積を変えて内部に取り込む空気量を調整することができる。
【０００４】
圧縮機の空気取入口は、円形をなすケーシングにより構成され、一方、入口案内翼を構成する各翼本体には、長手方向の端部がこのケーシングに回動自在に支持されている。この場合、各翼本体を回転してその角度を変更することで、空気取入口の流路面積を変えることから、このとき、各翼本体における端部とケーシングとの間に隙間が形成されてしまう。すると、翼本体とケーシングとの隙間に空気の漏れ流れが作用することから、ここに渦が発生したり、流れの剥離が発生したりしてしまい、圧縮機の性能が低下してしまうおそれがある。
【０００５】
そこで、このような問題を解決するものとして、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に記載された送風機の風量調整装置では、ベーンケーシングに放射状をなして複数のベーン軸を回動自在に支持し、このベーン軸にベーンブレードを固定し、ベーンケーシングとベーン軸とベーンブレードとの間隙にシール部材を取付けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５８−２０５０００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、上述した従来の送風機の風量調整装置において、シール部材は、ケーシング側に設けられ、ベーンブレードの閉止時にのみ接触して空気漏れをシールするようにしている。そのため、ベーンブレードを開放して空気取入口の流路面積を所定の大きさに調整している状態では、シール部材により空気漏れをシールすることができず、依然として、渦の発生や剥離流れの発生を抑制することはできず、性能が低下してしまうという問題がある。
【０００８】
本発明は、上述した課題を解決するものであり、流体入口部における流体漏れを抑制することで性能の向上を可能とする回転機械の流量調整装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した目的を達成するための本発明の回転機械の流量調整装置は、外壁及び内壁により環状流路が構成され、該環状流路内に回転翼が回転自在に支持されると共に、前記環状流路の流体入口部に流体の流量を調整可能な入口案内翼が設けられる回転機械の流量調整装置において、前記入口案内翼は、前記環状流路に放射状をなすように周方向に沿って配列されると共に放射方向の端部が前記外壁及び前記内壁の少なくともいずれか一方に回動自在に支持される複数の翼本体を有し、該翼本体における放射方向の端部に前記外壁及び前記内壁の少なくともいずれか一方との隙間を閉塞可能な閉塞部材が設けられる、ことを特徴とするものである。
【００１０】
従って、入口案内翼を構成する複数の翼本体に外壁及び内壁の少なくともいずれか一方との隙間を閉塞可能な閉塞部材を設けることで、内部に取り入れる流体の流量を調整するために各翼本体を回動すると、外壁及び／または内壁と翼本体の端部との距離が変わるものの、閉塞部材が翼本体側から外壁側及び／または内壁側に変位または変形、例えば、伸縮して隙間を閉塞することとなり、流体入口部にて、入口案内翼における流体漏れを抑制することができ、回転機械の性能を向上することができる。
【００１１】
本発明の回転機械の流量調整装置では、前記外壁及び前記内壁は、円筒形状をなす内外のケーシングにより形成され、前記閉塞部材は、前記翼本体における放射方向の端部から前記外側ケーシングの内周面及び前記内側ケーシングの外周面の少なくともいずれか一方に対して変位可能または変形可能、例えば、伸縮可能であることを特徴としている。
【００１２】
従って、閉塞部材が翼本体側から外側ケーシング及び／または内側ケーシングに対して変位または変形、例えば、伸縮して隙間を閉塞することとなり、入口案内翼における流体漏れを適正に抑制することができる。
【００１３】
本発明の回転機械の流量調整装置では、前記閉塞部材を前記翼本体側から前記外壁側及び前記内壁側の少なくともいずれか一方に付勢する付勢部材を設けることを特徴としている。
【００１４】
従って、翼本体側の閉塞部材は、付勢部材により常時外壁及び／または内壁に押圧されて隙間を閉塞することとなり、簡単な構成で容易に翼本体と外壁及び／または内壁との隙間を減少することができる。
【００１５】
本発明の回転機械の流量調整装置では、前記翼本体は、放射方向の端部が支持軸により前記外側ケーシング及び前記内側ケーシングの少なくともいずれか一方に回動自在に支持され、前記支持軸における径方向の両側に前記閉塞部材が装着されることを特徴としている。
【００１６】
従って、支持軸を回避して閉塞部材を装着することとなり、翼本体の回動に影響を与えることなく、翼本体とケーシングとの隙間を減少することができる。
【００１７】
本発明の回転機械の流量調整装置では、前記翼本体は、放射方向の端部に収納凹部が形成され、前記閉塞部材が前記収納凹部内に移動自在に支持されることを特徴としている。
【００１８】
従って、閉塞部材が脱落・飛散することはなく、収納凹部の内壁にガイドされてスムーズに移動することができ、追従性を向上することができるとともに、閉塞部材の分解、組み立てを容易に行うことができる。
【００１９】
本発明の回転機械の流量調整装置では、前記閉塞部材は、前記翼本体の幅方向及び／または厚さ方向に複数分割されることを特徴としている。
【００２０】
従って、閉塞部材を分割して構成することで、ケーシングの形状に応じて閉塞部材の分割部が個々に変位または変形、例えば、伸縮して翼本体とケーシングとの隙間を閉塞することとなり、回動時の隙間量の変動に対する追従性も向上し、この隙間を効果的に減少することができる。
【００２１】
本発明の回転機械の流量調整装置では、前記閉塞部材は、弾性体により形成されることを特徴としている。
【００２２】
従って、弾性体からなる閉塞部材は、弾性変形しながらケーシングに押圧されて隙間を閉塞することとなり、簡単な構成で容易に翼本体とケーシングとの隙間を減少することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の回転機械の流量調整装置によれば、複数の翼本体を放射状に配列すると共に端部を外壁及び／または内壁に回動自在に支持して入口案内翼を構成し、各翼本体における放射方向の端部に外壁側及び／または内壁側に伸縮して隙間を閉塞可能な閉塞部材を設けるので、各翼本体を回動すると、閉塞部材が外壁側及び／または内壁側に変位または変形、例えば、伸縮して隙間を閉塞するため、流体入口部にて、入口案内翼が回動しても常に流体漏れを抑制することができ、回転機械の性能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明の実施例１に係る回転機械の流量調整装置を表す概略図である。
【図２】図２は、実施例１の回転機械の流量調整装置における入口案内翼を表す概略図である。
【図３】図３は、実施例１の入口案内翼の上面図または下面図である。
【図４】図４は、実施例１の入口案内翼における閉塞部材を表す断面図である。
【図５】図５は、実施例１の回転機械の流量調整装置が適用されたガスタービンを表す概略図である。
【図６】図６は、本発明の実施例２に係る回転機械の流量調整装置を表す入口案内翼における閉塞部材を表す断面図である。
【図７】図７は、実施例２の変形例を表す入口案内翼における閉塞部材を表す概略図である。
【図８】図８は、本発明の実施例３に係る回転機械の流量調整装置を表す入口案内翼における閉塞部材を表す概略図である。
【図９】図９は、実施例３の変形例を表す入口案内翼における閉塞部材を表す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る回転機械の流量調整装置の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００２６】
図１は、本発明の実施例１に係る回転機械の流量調整装置を表す概略図、図２は、実施例１の回転機械の流量調整装置における入口案内翼を表す概略図、図３は、実施例１の入口案内翼の上面図または下面図、図４は、実施例１の入口案内翼における閉塞部材を表す断面図、図５は、実施例１の回転機械の流量調整装置が適用されたガスタービンを表す概略図である。
【００２７】
実施例１のガスタービンは、図５に示すように、圧縮機１１と燃焼器１２とタービン１３により構成されている。このガスタービンには、図示しない発電機が連結されており、発電可能となっている。
【００２８】
圧縮機１１は、空気を取り込む空気取入口２０を有し、圧縮機車室２１内に入口案内翼（ＩＧＶ：Inlet Guide Vane）２２が配設されると共に、複数の静翼２３と動翼２４が前後方向（後述するロータ３２の軸方向）に交互に配設されてなり、その外側に抽気室２５が設けられている。燃焼器１２は、圧縮機１１で圧縮された圧縮空気に対して燃料を供給し、点火することで燃焼可能となっている。タービン１３は、タービン車室２６内に複数の静翼２７と動翼２８が前後方向（後述するロータ３２の軸方向）に交互に配設されている。このタービン車室２６の下流側には、排気車室２９を介して排気室３０が配設されており、排気室３０は、タービン１３に連続する排気ディフューザ３１を有している。
【００２９】
また、圧縮機１１、燃焼器１２、タービン１３、排気室３０の中心部を貫通するようにロータ（回転軸）３２が位置している。ロータ３２は、圧縮機１１側の端部が軸受部３３により回転自在に支持される一方、排気室３０側の端部が軸受部３４により回転自在に支持されている。そして、このロータ３２は、圧縮機１１にて、各動翼２４が装着されたディスクが複数重ねられて固定され、タービン１３にて、各動翼２８が装着されたディスクが複数重ねられて固定されており、排気室３０側の端部に図示しない発電機の駆動軸が連結されている。
【００３０】
そして、このガスタービンは、圧縮機１１の圧縮機車室２１が脚部３５に支持され、タービン１３のタービン車室２６が脚部３６により支持され、排気室３０が脚部３７により支持されている。
【００３１】
従って、圧縮機１１の空気取入口２０から取り込まれた空気が、入口案内翼２２、複数の静翼２３と動翼２４を通過して圧縮されることで高温・高圧の圧縮空気となる。燃焼器１２にて、この圧縮空気に対して所定の燃料が供給され、燃焼する。そして、この燃焼器１２で生成された作動流体である高温・高圧の燃焼ガス（作動流体）が、タービン１３を構成する複数の静翼２７と動翼２８を通過することでロータ３２を駆動回転し、このロータ３２に連結された発電機を駆動する。一方、排気ガス（燃焼ガス）のエネルギは、排気室３０の排気ディフューザ３１により圧力に変換され減速されてから大気に放出される。
【００３２】
上述した実施例１の圧縮機１１において、図１に示すように、圧縮機車室２１は、円筒形状をなす外側ケーシング（外壁）４１と、同じく円筒形状をなす内側ケーシング（内壁）４２とから構成され、この外側ケーシング４１と内側ケーシング４２との間に空気通路（環状流路）４３が構成されている。ロータ３２は、内側ケーシング４２の内側で、各ケーシング４１，４２と同心状に配設され、内側ケーシング４２に軸受部３３，３４（図５参照）により回転自在に支持されている。そして、固定翼としての静翼２３は、空気通路４３に放射状をなして配設されると共に、周方向に複数配設されており、各端部が各ケーシング４１，４２に固定されている。また、回転翼としての動翼２４は、空気通路４３に放射状をなして配設されると共に、周方向に複数配設されており、基端部がロータ３２にディスク４４を介して固定されている。
【００３３】
空気通路４３は、一端部が流体入口部としての空気取入口２０に連通しており、ここに空気（流体）の流量を調整可能な入口案内翼２２が配設されている。この入口案内翼２２は、静翼２３と同様に、空気通路４３に放射状をなして配設されると共に、ロータ３２の周方向に複数配設されているものの、ロータ３２の径方向（放射方向）における各端部は、各ケーシング４１，４２に回動自在に支持されている。
【００３４】
即ち、入口案内翼２２は、放射状をなすようにロータ３２の周方向に沿って配列されると共に放射方向の端部が各ケーシング４１，４２に回動自在に支持される複数の翼本体５１を有している。この翼本体５１は、図１乃至図４に示すように、放射方向となる長手方向の一端部（外側端部）に支持軸５２が固定され、この支持軸５２が外側ケーシング４１に回動自在に支持されている。また、翼本体５１は、長手方向の他端部（内側端部）に支持軸５３が固定され、この支持軸５３が内側ケーシング４２に回動自在に支持されている。そして、外側ケーシング４１側の支持軸５２は、図示しない駆動装置が連結されており、翼本体５１は、この駆動装置により支持軸５２を介して所定の角度範囲にわたって回動可能となっている。
【００３５】
そして、本実施例では、この翼本体５１は、各ケーシング４１，４２側に伸縮することで、ロータ３２の径方向における翼本体５１の放射方向両端部と各ケーシング４１，４２との隙間を閉塞可能な閉塞部材５４，５５，５６，５７が設けられている。この閉塞部材５４，５５，５６，５７は、付勢部材としての圧縮スプリング５８，５９により翼本体５１側から各ケーシング４１，４２側に付勢支持されている。
【００３６】
翼本体５１は、外側端部にて、支持軸５２の両側、つまり、翼本体５１における幅方向（図３参照）の両側に、換言すると支持軸５２における径方向の両側に、端部側に開口する収納凹部６１，６２が形成されており、この収納凹部６１，６２に閉塞部材５４，５５が収容され、翼本体５１の長手方向（図２参照）に移動自在となっている。そして、閉塞部材５４，５５と凹部６１，６２の底面との間に圧縮スプリング５８，５９が介装されている。この閉塞部材５４，５５は、凹部６１，６２内に収容された圧縮スプリング５８，５９の付勢力により、先端部が外側ケーシング４１の内周面に押圧されている。
【００３７】
また、翼本体５１は、内側端部にて、支持軸５３の両側、つまり、翼本体５１における幅方向（図３参照）の両側に、換言すると支持軸５２における径方向の両側に、端部側に開口する収納凹部６３，６４が形成されており、この収納凹部６３，６４に閉塞部材５６，５７が収容され、翼本体５１の長手方向（図２参照）に移動自在となっている。そして、閉塞部材５６，５７と凹部６３，６４の底面との間に圧縮スプリング（図示略）が介装されている。この閉塞部材５６，５７は、凹部６３，６４内に収容された圧縮スプリングの付勢力により、先端部が内側ケーシング４２の外周面に押圧されている。
【００３８】
従って、翼本体５１が支持軸５２，５３を支点として回動すると、図３に示すように、この翼本体５１における幅方向の端部（図３にて、左右端部）が、空気通路４３における空気流れ方向（ロータ３２の軸方向）に沿った軸線Ａに対して、ロータ３２の周方向となる軸線Ｂ方向に移動する。このとき、翼本体５１の外側端部では、外側ケーシング４１の内壁面が円弧形状をなしているため、翼本体５１における幅方向の端部が軸線Ａから離間する場合には、外側ケーシング４１の内壁面との距離が短くなる。そのため、各閉塞部材５４，５５は、外側ケーシング４１の内壁面に押圧されることで、圧縮スプリング５８，５９を圧縮して凹部６１，６２内に入り込む。一方、翼本体５１における幅方向の端部が軸線Ａに接近する場合には、外側ケーシング４１の内壁面との距離が長くなる。そのため、各閉塞部材５４，５５は、圧縮スプリング５８，５９の付勢力により外側ケーシング４１の内壁面を押圧したまま、凹部６１，６２から突出する。
【００３９】
また、翼本体５１が支持軸５２，５３を支点として回動するとき、翼本体５１の内側端部では、内側ケーシング４２の外壁面が円弧形状をなしているため、翼本体５１における幅方向の端部が軸線Ａから離間する場合には、内側ケーシング４２の外壁面との距離が長くなる。そのため、各閉塞部材５６，５７は、圧縮スプリングの付勢力により内側ケーシング４２の外壁面を押圧したまま、凹部６３，６４から突出する。一方、翼本体５１における幅方向の端部が軸線Ａに接近する場合には、内側ケーシング４２の外壁面との距離が短くなる。そのため、各閉塞部材５６，５７は、内側ケーシング４２の外壁面に押圧されることで、圧縮スプリングを圧縮して凹部６３，６４内に入り込む。
【００４０】
入口案内翼２２が作動し、各翼本体５１が支持軸５２，５３を支点として回動するとき、翼本体５１における長手方向における各端部と各ケーシング４１，４２との隙間の大きさが変動する。しかし、この隙間の長さ（距離）の変動に伴って、各閉塞部材５４，５５，５６，５７が圧縮スプリング５８，５９の付勢力により出没し、各閉塞部材５４，５５，５６，５７は、先端部が常時各ケーシング４１，４２の壁面に追従して接触することとなり、翼本体５１と各ケーシング４１，４２との隙間が最小限に低減される。
【００４１】
このように実施例１の回転機械の流量調整装置にあっては、円筒形状をなす内外のケーシング４１，４２の間に空気通路４３を形成し、内側ケーシング４２にロータ３２を回転自在に支持し、ケーシング４１，４２に静翼２３を固定する一方、ロータ３２に動翼２４を固定し、空気通路４３の空気取入口２０側に入口案内翼２２を設けて構成し、入口案内翼２２として、放射状をなすように周方向に沿って配列されると共に放射方向の端部が各ケーシング４１，４２に回動自在に支持される複数の翼本体５１を設け、各翼本体５１における放射方向の端部に各ケーシング４１，４２側に伸縮（変形）して隙間を閉塞可能な閉塞部材５４，５５，５６，５７を設けている。
【００４２】
従って、圧縮機１１の内部に取り入れる空気の流量を調整するために、入口案内翼２２を構成する各翼本体５１を回動すると、各ケーシング４１，４２と各翼本体５１の端部との距離が変わるものの、閉塞部材５４，５５，５６，５７が翼本体５１側から各ケーシング４１，４２側に変位または変形、ここでは伸縮して、この変動する隙間を閉塞することとなり、空気取入口２０にて、入口案内翼２２における流体漏れを抑制することができる。また、隙間によって生じていた渦や流れの剥離の発生をこれにより抑制できるので、空気取入口２０から空気通路４３を通して各翼２３，２４に流れる空気の流れがスムーズとなり、動翼２４の仕事量が増加し、空気の吸い込み量が増加すると共に断熱効率も向上し、圧縮機１１、ガスタービンの性能を向上することができる。
【００４３】
この場合、外側ケーシング４１の内側に内側ケーシング４２を設け、各翼本体５１における一端部を外側ケーシング４１に支持軸５２をもって回動自在に支持し、各翼本体５１における他端部を内側ケーシング４２に支持軸５３を持って回動自在に支持し、各翼本体５１における放射方向の両端部に各ケーシング４１，４２側に変位または変形、ここでは伸縮して隙間を閉塞可能な閉塞部材５４，５５，５６，５７を設けている。そのため、各翼本体５１が内外のケーシング４１，４２に両持ち支持されているときには、各翼本体５１における両方の端部側の隙間を各閉塞部材５４，５５，５６，５７により閉塞することができる。
【００４４】
また、本実施例の回転機械の流量調整装置では、閉塞部材５４，５５，５６，５７を翼本体５１側から各ケーシング４１，４２側に付勢する圧縮スプリング５８，５９を設けている。従って、各翼本体５１に装着された各閉塞部材５４，５５，５６，５７は、圧縮スプリング５８，５９により、常時、各ケーシング４１，４２に押圧されて隙間を閉塞することとなり、簡単な構成で容易に翼本体５１とケーシング４１，４２との隙間を減少することができる。
【００４５】
この場合、翼本体５１における各端部に収納凹部６１，６２，６３，６４を形成し、この収納凹部６１，６２，６３，６４に閉塞部材５４，５５，５６，５７を移動自在に収容し、閉塞部材５４，５５，５６，５７と凹部６１，６２，６３，６４の底面との間に圧縮スプリング５８，５９を介装している。従って、閉塞部材５４，５５，５６，５７が脱落することはなく、収納凹部６１，６２，６３，６４の内壁にガイドされてスムーズに移動することができ、追従性を向上することができる。また、閉塞部材５４，５５，５６，５７の分解、組み立てを容易に行うことができる。
【００４６】
また、本実施例の回転機械の流量調整装置では、各翼本体５１にて、放射方向における各端部を支持軸５２，５３により各ケーシング４１，４２に回動自在に支持し、各支持軸５２，５３における径方向の両側に閉塞部材５４，５５，５６，５７を装着している。従って、各支持軸５２，５３を回避して各閉塞部材５４，５５，５６，５７を装着することとなり、各翼本体５１の回動、つまり、入口案内翼２２の作動に悪影響を与えることなく、各翼本体５１と各ケーシング４１，４２との隙間を減少することができる。
【実施例２】
【００４７】
図６は、本発明の実施例２に係る回転機械の流量調整装置を表す入口案内翼における閉塞部材を表す断面図、図７は、実施例２の変形例を表す入口案内翼における閉塞部材を表す概略図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の記号を付して詳細な説明は省略する。
【００４８】
実施例２の回転機械の流量調整装置において、図６に示すように、入口案内翼を構成する翼本体５１は、長手方向における一端部が支持軸５２により外側ケーシング４１に回動自在に支持されると共に、この一端部に外側ケーシング４１側に伸縮することで、翼本体５１と外側ケーシング４１との隙間を閉塞可能な閉塞部材７１，７２が設けられている。本実施例にて、この閉塞部材７１，７２は、翼本体５１の幅方向（図６にて、左右方向）に複数（本実施例では、２つ）に分割されて構成されている。
【００４９】
即ち、翼本体５１は、外側端部にて、支持軸５２に隣接して、つまり、翼本体５１における幅方向の側方に、端部側に開口する収納凹部７３，７４が形成されており、この収納凹部７３，７４に閉塞部材７１，７２が収容され、翼本体５１の長手方向に移動自在となっている。そして、閉塞部材７１，７２と凹部７３，７４の底面との間に圧縮スプリング７５，７６が介装されている。この閉塞部材７１，７２は、凹部７３，７４内に収容された圧縮スプリング７５，７６の付勢力により、先端部が外側ケーシング４１の内周面に押圧されている。
【００５０】
従って、翼本体５１が支持軸５２を支点として回動すると、この翼本体５１における幅方向の端部が、空気通路４３における空気流れ方向に交差する方向に移動し、外側ケーシング４１の内壁面との距離が変動する。このとき、各閉塞部材７１，７２は、圧縮スプリング７５，７６の弾性力をもって、先端部が外側ケーシング４１の内壁面を押圧したまま、変位または変形、例えば、伸縮する。そのため、各閉塞部材７１，７２は、先端部が常時外側ケーシング４１に接触することとなり、翼本体５１と外側ケーシング４１との隙間が最小限に低減される。この場合、閉塞部材７１，７２が２つに分割されていることで、外側ケーシング４１の内壁面の形状に応じて各閉塞部材７１，７２が個別に追従して隙間を閉塞するため、翼本体５１と外側ケーシング４１との隙間が効率的に低減される。
【００５１】
なお、実施例２にて、閉塞部材７１，７２を翼本体５１の幅方向に２分割して構成したが、この分割方向や分割数は、この実施例に限定されるものではない。
【００５２】
即ち、図７に示すように、入口案内翼を構成する翼本体５１は、長手方向における一端部に支持軸５２が設けられると共に、この一端部に外側ケーシング側に変位または変形、例えば、伸縮することで、翼本体５１と外側ケーシングとの隙間を閉塞可能な閉塞部材７７，７８が設けられている。この変形例にて、閉塞部材７７，７８は、翼本体５１の幅方向（図７にて、左右方向）及び厚さ方向（図３参照。図７にて、上下方向）に複数（本実施例では、各４つ）の分割体７７ａ，７７ｂ，７７ｃ，７７ｄ，７８ａ，７８ｂ，７８ｃ，７８ｄに分割されて構成されている。この場合、図示しないが、閉塞部材７７，７８（分割体７７ａ，７７ｂ，７７ｃ，７７ｄ，７８ａ，７８ｂ，７８ｃ，７８ｄ）は、翼本体５１の一端部に形成された凹部内に収容された圧縮スプリングの付勢力により、先端部が外側ケーシングに押圧されている。
【００５３】
このように実施例２の回転機械の流量調整装置にあっては、入口案内翼として、放射状をなすように周方向に沿って配列されると共に放射方向の端部がケーシングに回動自在に支持される複数の翼本体５１を設け、この翼本体５１における放射方向の端部にケーシング側に変位または変形、例えば、伸縮して隙間を閉塞可能な閉塞部材７１，７２，７７，７８を設けている。
【００５４】
従って、翼本体５１が回動し、ケーシングと翼本体５１の端部との距離が変動しても、閉塞部材７１，７２，７７，７８が翼本体５１側からケーシング側に変位または変形、例えば、伸縮して、この変動する隙間を閉塞することとなり、入口案内翼における流体漏れを抑制することができ、圧縮機の性能を向上することができる。
【００５５】
この場合、閉塞部材７１，７２は、翼本体５１の幅方向に分割され、閉塞部材７７，７８は、翼本体５１の幅方向及び厚さ方向に分割されている。従って、閉塞部材７１，７２，７７，７８を分割して構成することで、ケーシングの内壁面または外壁面の形状に応じて各閉塞部材７１，７２，７７，７８の分割部が個々に変位または変形、例えば、伸縮して翼本体５１とケーシングとの隙間を閉塞することとなり、この隙間を効果的に減少することができる。
【００５６】
また、上述した各実施例では、本発明の付勢部材を圧縮スプリング５８，５９，７５，７６により構成したが、この構成に限定されるものではなく、ゴムや合成樹脂などの弾性体により閉塞部材をケーシング側に付勢支持してもよい。
【実施例３】
【００５７】
図８は、本発明の実施例３に係る回転機械の流量調整装置を表す入口案内翼における閉塞部材を表す概略図、図９は、実施例３に変形例を表す入口案内翼における閉塞部材を表す概略図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の記号を付して詳細な説明は省略する。
【００５８】
実施例３の回転機械の流量調整装置において、図８に示すように、入口案内翼を構成する翼本体５１は、長手方向における一端部に支持軸５２が設けられると共に、翼本体５１が回動した際に生じる外側ケーシング側との隙間量の変動に追従して変位または変形、ここでは弾性変形することで、翼本体５１と外側ケーシングとの隙間を閉塞可能なように弾性体で形成されて可撓性を有する閉塞部材８１，８２が翼本体５１の一端部に設けられている。本実施例にて、この閉塞部材８１，８２は、ブラシシールにより構成されている。また、変形例にて、図９に示すように、閉塞部材８３，８４は、薄板を複数積層させたリーフシールにより構成されている。
【００５９】
即ち、ブラシシールにより構成される閉塞部材８１，８２は、翼本体５１と外側ケーシングとの隙間の変動に対して、三次元的に弾性変形してこの隙間を閉塞することができる。また、リーフシールにより構成される閉塞部材８３，８４は、翼本体５１と外側ケーシングとの隙間の変動に対して、二次元的に弾性変形してこの隙間を閉塞することができる。この場合、閉塞部材８１，８２，８３，８４自体が付勢部材として機能する。
【００６０】
このように実施例３の回転機械の流量調整装置にあっては、閉塞部材８１，８２を弾性体により形成し、ブラシシールとしている。また、閉塞部材８３，８４を弾性体により形成し、リーフシールとしている。従って、弾性体からなる閉塞部材８１，８２，８３，８４は、弾性変形しながらケーシングを押圧して隙間を閉塞することとなり、簡単な構成で容易に翼本体５１とケーシングとの隙間を減少することができる。
【００６１】
なお、実施例３にて、閉塞部材８１，８２，８３，８４を弾性体により形成し、ブラシシールまたはリーフシールとしたが、この構成に限定されるものではない。例えば、閉塞部材を櫛状の薄板を複数積層させた弾性体としてのスプリングシールなどを用いてもよい。
【００６２】
また、上述した各実施例では、本発明の閉塞部材を、入口案内翼２２を構成する翼本体５１の長手方向における両端部に設けたが、一方側だけに設けてもよい。また、翼本体５１は両持ち支持構造として説明したが、入口案内翼を構成する翼本体が長手方向における一端部だけケーシングに支持された片持ち支持構造の場合でも適用することができる。この場合、支持軸のない端部側は端部のほぼ全面に閉塞部材を設けることにより、隙間量をより低減させることができる。なお、翼本体が長手方向における外側の端部にてケーシングに片持ち支持され内側にケーシングがなく、翼本体の内側端部にロータ（回転軸）の外周面が直接対向している場合、支持された側の外側端部に閉塞部材を設けると共に、翼本体の内側の端部に内壁となる回転軸の外周面との隙間を閉塞する閉塞部材を設けてもよい。
【００６３】
また、上述した実施例１および実施例２における閉塞部材５４〜５７，７１，７２，７７，７８は剛性体でもよいが、閉塞部材自体もゴムや合成樹脂などの弾性体としてもよい。また、この場合、付勢部材５８，５９，７５，７６を用いずに弾性体で形成された閉塞部材自体の付勢力のみを利用してケーシング側に押圧することにより隙間を閉塞させてもよい。
【００６４】
また、上述した各実施例では、本発明の閉塞部材を、入口案内翼２２を構成する翼本体５１の長手方向における両端部にて、幅方向の２つに分割して設けたが、一体に設けてもよい。
【００６５】
また、上述した各実施例では、静翼と動翼が交互に複数列配設された多段圧縮機を用いて説明したが、これに限らず、静翼と動翼が各１列のみ配設された単段圧縮機にも適用することができる。
【００６６】
また、上述した各実施例では、本発明に係る回転機械の流量調整装置をガスタービンの圧縮機に適用して説明したが、適用分野はガスタービンに限定されるものではなく、回転機械として、例えば、送風機やポンプに適用することもでき、この場合、軸流式、斜流式、遠心式などその形式が限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明に係る回転機械の流量調整装置は、入口案内翼を構成する翼本体の端部に外壁側及び／または内壁側に変位または変形、例えば、変形して隙間を閉塞可能な閉塞部材を設けることで、流体入口部における流体漏れを抑制することで性能の向上を可能とするものであり、いずれの種類の回転機械にも適用することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１１  圧縮機
１２  燃焼器
１３  タービン
２０  空気取入口（流体入口部）
２１  圧縮機車室
２２  入口案内翼
２３  静翼
２４  動翼（回転翼）
３２  ロータ（回転軸）
４１  外側ケーシング（外壁）
４２  内側ケーシング（内壁）
４３  空気通路（環状流路）
５１  翼本体
５２，５３  支持軸
５４，５５，５６，５７，７１，７２，７７，７８，８１，８２，８３，８４  閉塞部材
５８，５９，７５，７６  圧縮スプリング（付勢部材）
６１，６２，６３，６４，７３，７４  収納凹部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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