(57)【要約】【課題】  ケーシングに気体を流す通路を設け熱変形によりケーシングの変形を防止する。【解決手段】  回転機械１の内部に回転部分３，５を有し、前記回転部分３，５を外側から覆う断面が円形状のケーシング７において、流体を通過させる適数の通路１１を前記ケーシング７の肉厚内に設け、前記ケーシング７の変形量を検知する適数の検出部１３ａと、この検出した値に対応し前記通路１１を通過する流体の状態を制御する制御部１５とを有し、前記流体の通過による温度変化でケーシング７を変形させ変形量を所定範囲内に保つ。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転機械の内部の回転部分を外側から覆う環状のケーシングにおいて、
流体を通過させる適数の通路を前記ケーシングの肉厚内に設け、
前記ケーシングの変形量を検出し、この検出した値に対応し前記通路を通過する流体の状態を制御し、前記流体の通過による温度変化で前記変形量を所定範囲内にすることを特徴とするケーシング。
【請求項２】
回転機械の内部の回転部分を外側から覆う環状のケーシングにおいて、
前記ケーシングは半割れされ、一方の半割れケーシングと他方の半割れケーシングとからなり、流体を通過させる通路を前記一方の半割れケーシングと前記他方の半割れケーシングとの結合部に設け、
前記ケーシングの変形量を検出し、この検出した値に対応し前記通路を通過する流体の状態を制御し、前記流体の通過による温度変化で前記変形量を所定範囲内にすることを特徴とするケーシング。
【請求項３】
前記通路に近接した箇所で前記変形量を検出することを特徴とする請求項１又は２記載のケーシング。
【請求項４】
前記変形量はケーシングの内側の面と動翼の間のチップクリアランスを検出して求めることを特徴とする請求項１、２又は３記載のケーシング。
【請求項５】
回転機械の内部の回転部分を外側から覆う環状のケーシングの変形を防止するケーシングの変形防止システムにおいて、
前記ケーシングに設ける流体を通過させる適数の通路と、前記ケーシングの変形量を検知する適数の検出部と、この検出した値に対応し前記通路を通過する流体の状態を制御する制御部とを有し、
前記流体の通過による温度変化で前記変形量を所定範囲内にすることを特徴とするケーシングの変形防止システム。
【請求項６】
回転機械の内部の回転部分を外側から覆う円筒形のケーシングの変形を防止するケーシングの変形防止方法において、
適数の検出部により前記ケーシングの変形量を検知し、この検出した値に対応し前記ケーシングに設けられた適数の通路を通過する流体の状態を制御し、
前記流体の通過による温度変化で前記変形量を所定範囲内にすることを特徴とするケーシングの変形防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ケーシング及びケーシングの変形防止システム並びにその方法に関し、さらに詳細には、ケーシングに設けられた通路に流体を通過させ温度変化によりケーシングの楕円化を防ぐケーシング及びケーシングの変形防止システム並びにその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転機械（例えば、ジェットエンジン、タービン、コンプレッサ等）においては、外側は環状（例えば、断面が円形状）のケーシングにより覆われている。このケーシングは、半割れされていない場合と、半割れされている場合とがある。
【０００３】
一方、航空機用ジェットエンジン等のエンジン開発段階において、圧縮機の特性を把握することが重要である。このため、空力性能試験を実施している（例えば、非特許文献１）。
【非特許文献１】ＡＳＭＥ９７−ＧＴ−１０３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように、ケーシングの外形は円筒に似た形状であるが、回転機械に取り付けた場合、楕円化（例えば、熱影響による）する傾向がある。特に半割れのケーシングの場合において顕著であり精密な寸法精度を得ることが出来ないという問題がある。
【０００５】
一方、開発段階においても、例えば、半割れのケーシングで性能試験を行うと熱影響により変形（例えば楕円化）を起こす。これにより、ロータ（例えば、回転部分）とケーシングとの隙間が均一とならないため、性能評価を正確に把握することができないという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述のごとき問題に鑑みてなされたものであり、請求項１に係る発明は、回転機械の内部の回転部分を外側から覆う環状のケーシングにおいて、流体を通過させる適数の通路を前記ケーシングの肉厚内に設け、前記ケーシングの変形量を検出し、この検出した値に対応し前記通路を通過する流体の状態を制御し、前記流体の通過による温度変化で変形量を所定範囲内にするケーシングである。
【０００７】
請求項２に係る発明は、回転機械の内部の回転部分を外側から覆う環状のケーシングにおいて、前記ケーシングは半割れされ、一方の半割れケーシングと他方の半割れケーシングとからなり、流体を通過させる通路を前記一方の半割れケーシングと前記他方の半割れケーシングとの結合部に設け、前記ケーシングの変形量を検出し、この検出した値に対応し前記通路を通過する流体の状態を制御し、前記流体の通過による温度変化で変形量を所定範囲内にするケーシングである。
【０００８】
請求項３に係る発明は、前記通路に近接した箇所で変形量を検出する請求項１又は２記載のケーシングである。
【０００９】
請求項４に係る発明は、前記変形量はケーシングの内側の面と動翼の間のチップクリアランスを検出して求める請求項１、２又は３記載のケーシングである。
【００１０】
請求項５に係る発明は、回転機械の内部の回転部分を外側から覆う環状のケーシングの変形を防止するケーシングの変形防止システムにおいて、前記ケーシングに設ける流体を通過させる適数の通路と、前記ケーシングの変形量を検知する適数の検出部と、この検出した値に対応し前記通路を通過する流体の状態を制御する制御部とを有し、前記流体の通過による温度変化で変形量を所定範囲内にするケーシングの変形防止システムである。
【００１１】
請求項６に係る発明は、回転機械の内部の回転部分を外側から覆う円筒形のケーシングの変形を防止するケーシングの変形防止方法において、適数の検出部により前記ケーシングの変形量を検知し、この検出した値に対応し前記ケーシングに設けられた適数の通路を通過する流体の状態を制御し、前記流体の通過による温度変化で変形量を所定範囲内にするケーシングの変形防止方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、以下の効果を得ることができる。すなわち、ケーシングの楕円化等の変形を防止することができる。
【００１３】
一方、開発段階（試験中）、ケーシングの変形（例えば、楕円化等）が発生した場合でも、この溝に空気を流すことによって、周方向に熱の分布をつけることができる。これにより、周方向的に熱膨張差が発生する。従って、ロータとケーシングのクリアランス（チップクリアランス）が均一になり、ケーシングの楕円化を低減することができる。そして、正確な性能試験を行えるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１及び図２を参照する。図１は回転機械１の断面図（長手方向）である。図２は回転機械１を断面Ａ−Ａ（円形方向）から見た図である。
【００１５】
図１に示すように、回転機械（例えば、ジェットエンジン、タービン、コンプレッサ等）１は内部に回転部分（例えば、回転体３と、この回転体３に取付られた複数の動翼５）を有している。
【００１６】
そして、前記回転機械１は、前記回転部分（回転体３と、この回転体３に取付られた複数の動翼５）を外側から覆う環状（例えば、断面が円形状）のケーシング７を備えている（本例のケーシング７は２つに半割れしたものを想定する）。
【００１７】
前記ケーシング７は複数の静翼９が取付られている。そして、前記ケーシング７は流体（例えば空気）を通過させる適数（本例では２箇所）の通路１１を前記ケーシング７の各結合部（図２に示すフランジ２３ａとフランジ２３ｂとの結合部分）に設けている。なお、半割れでないケーシングにおいては、例えば肉厚内に通路１１を設ける。
【００１８】
ここで、通路１１は回転機械１の長手方向（回転軸ＣＬ方向）に長く設けられている。ケーシング７の長手方向に長く通路を設けることにより、ケーシング７の長手方向の外形が複雑な曲線を描く場合でも、均一にケーシング７の冷却を行うことができる。このため、環状のケーシング７の周方向の楕円化をより適正に防ぐことができる。
【００１９】
そして、回転機械１は前記ケーシング７の変形量を検出する適数（１又は２以上）の検出部１３ａ，１３ｂ（図２参照）と、この検出した変形量に対応し前記通路１１を通過する流体（例えば空気）の状態（例えば、空気の流量、空気の温度、又は空気の供給の停止）を制御する制御部１５とを有している。
【００２０】
なお、本例では、検出部１３ａ，１３ｂを２箇所しか図示していないが実際には適宜の箇所に複数配置することが好ましい。ケーシング７の外形をより正確に把握できるからである。
【００２１】
説明を戻す。前記検出部１３ａ，１３ｂで検出したケーシング７の変形量（例えば、周方向の楕円化）を制御部１５が読み込み、予め設定されたケーシングの変形量と、流体の通過によるケーシングの熱膨張量との関係から、流体の流量、及び流体の温度を制御しケーシング７の周方向の楕円化を防止する（温度変化による楕円化防止）。すなわち、制御部１５により制御された入力バルブ１７が流量を制御し、制御部１５に制御された熱交換器１９が流体の温度を制御する。この流体が配管を伝わって矢印ＡＲ方向に流れ出口部２１から排気される。これにより、前記流体の通過による温度変化で熱膨張差が生じケーシング７を変形させ変形量を元に戻し所定範囲内に保つことができる。
【００２２】
上述のように、本例では、図２に示すように、前記ケーシング７は半割れされ、一方の半割れケーシング７ａと他方の半割れケーシング７ｂとからなる。そして、流体を通過させる通路１１を前記一方の半割れケーシング７ａと前記他方の半割れケーシング７ｂとの結合部（本例ではフランジ２３ａとフランジ２３ｂとがボルト等で結合されている）内に設けられている。なお、図示しないが結合部は上述で説明した結合部の反対方向（対向方向）にも設けられている（すなわち、２箇所設けられている）。
【００２３】
そして、前記通路１１に近接して前記検出部１３ａを設けることが好ましい（図示しない他方の結合部付近にも検出部を設ける）。すなわち、前記検出部１３ａで検出した箇所に近接した箇所を温度変化（例えば、冷却）させることにより、より正確に変形した量を元に戻す（ケーシング７の周方向を歪みの無い正確な円形に戻す）ことができる。
【００２４】
さらに、前記検出部１３ａはケーシング７の内側の面と動翼５の間のクリアランス（チップクリアランス）Ｃを検出することが望ましい。すなわち、動翼５は正確な円形状を形成し回転する。そして、この動翼５とケーシング７の内面との間のクリアランス（チップクリアランス）Ｃの量を検出することにより、ケーシング７の変形（例えば、楕円化）を測定することができる。
【００２５】
図３を参照する。一方の半割れケーシングと、他方の半割れケーシングとが結合部により結合され縦方向に長い楕円形状３１に歪んでいる。そして、この歪み量Ａ１，Ａ２を検出部で検出し、この歪み量Ａ１，Ａ２に対応した流体（例えば、冷却された空気）をそれぞれの結合部に設けられた経路に流す。これにより経路に沿った所定部分Ｅａ及びＥｂが冷却され、前記ケーシングは熱膨張差により矢印ＡＲ２方向に変形し歪みの無い円形状３３に戻る。
【００２６】
図４を参照する。一方の半割れケーシングと、他方の半割れケーシングとが結合部により結合され横方向に長い楕円形状４１に歪んでいる。そして、この歪み量Ｂ１，Ｂ２を検出部で検出し、この歪み量Ｂ１，Ｂ２（この場合Ｂ１，Ｂ２の値は負の値とする）に対応した流体（例えば、暖められた空気）をそれぞれの結合部に設けられた経路に流す。これにより所定部分Ｅａ及びＥｂが暖められ、前記ケーシングは熱膨張差により矢印ＡＲ３方向に変形し歪みの無い円形状４３に戻る。
【００２７】
なお、この発明は前述した実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことによりその他の態様で実施し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】回転機械のケーシングの概略を示す概略図である。
【図２】回転機械の断面を示す断面図である。
【図３】ケーシングの変形を説明する説明図である。
【図４】ケーシングの変形を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  回転機械
３  回転体
５  動翼
７  ケーシング
９  静翼
１１  経路
１３ａ  検出部
１５  制御部
１７  入力バルブ部
１９  熱交換器
２１  出口部
Ｃ  チップクリアランス
【図１】
2005042612.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005042612.tif 000005
【図４】
2005042612.tif 000006