(57)【要約】【課題】起動直後におけるロータの振動を低減できる圧縮機を提供すること。【解決手段】この圧縮機２は、複数の動翼２１および複数の静翼２２を有すると共にこれらの動翼２１および静翼２２がロータ５の軸方向に交互に配列されて成る。また、圧縮機２は、ロータ５に焼嵌めされて設置されると共に複数の動翼２１が外周に配列されるディスク２３を有する。また、このディスク２３は、ロータ５に対して接触しない非接触部をロータ５との嵌合面２３１に有する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の動翼および複数の静翼を有すると共にこれらの動翼および静翼がロータの軸方向に交互に配列されて成る圧縮機であって、
前記ロータに焼嵌めされて設置されると共に複数の前記動翼が外周に配列されるディスクを含み、且つ、前記ディスクが前記ロータに対して接触しない非接触部を前記ロータとの嵌合面に有することを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前記非接触部が前記嵌合面の縁部に開口する溝により構成される請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記非接触部が前記嵌合面の幅方向内側に形成された溝により構成される請求項１に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記非接触部が前記嵌合面の周方向に形成された環状の溝により構成される請求項１〜３のいずれか一つに記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、圧縮機に関し、さらに詳しくは、起動直後におけるロータの振動を低減できる圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ガスタービンや蒸気タービンに採用される圧縮機では、ロータにディスクが焼嵌めされて取り付けられる。かかる構成を有する従来の圧縮機には、特許文献１に記載される技術が知られている。
【０００３】
【特許文献１】特開昭６１−７０１０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の圧縮機では、起動直後（起動時の昇速直後から１時間程度）にロータとディスクとの嵌合が緩み、ロータの振動が漸増して駆動が不安定となるという課題がある。
【０００５】
そこで、この発明は、上記に鑑みてされたものであって、起動直後におけるロータの振動を低減できる圧縮機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】
【０００６】
上記目的を達成するため、この発明にかかる圧縮機は、複数の動翼および複数の静翼を有すると共にこれらの動翼および静翼がロータの軸方向に交互に配列されて成る圧縮機であって、前記ロータに焼嵌めされて設置されると共に複数の前記動翼が外周に配列されるディスクを含み、且つ、前記ディスクが前記ロータに対して接触しない非接触部を前記ロータとの嵌合面に有することを特徴とする。
【０００７】
この圧縮機では、ロータに対するディスクの嵌合面に非接触部が形成されるので、嵌合面の全面にてディスクがロータに接触する構成と比較して、ディスクとロータとの接触面圧が増加する。これにより、ディスクとロータとの接触面圧が適正に確保されて、起動直後におけるロータの振動が低減される利点がある。
【０００８】
また、この発明にかかる圧縮機は、前記非接触部が前記嵌合面の縁部に開口する溝により構成される。
【０００９】
この圧縮機では、非接触部が嵌合面の縁部（幅方向の端部）に開口する溝により構成されるので、ロータ回転中の自重たわみによるロータとディスクの嵌合面の微小な摺動（すべり）を押さえることができるという利点がある。
【００１０】
また、この発明にかかる圧縮機は、前記非接触部が前記嵌合面の幅方向内側に形成された溝により構成される。
【００１１】
この圧縮機では、非接触部が嵌合面の幅方向内側に形成された溝により構成されるので、ロータ回転中のディスクにかかる遠心力によって幅方向外側の接触部の接触面圧を増加させることができるという利点がある。
【００１２】
また、この発明にかかる圧縮機は、前記非接触部が前記嵌合面の周方向に形成された環状の溝により構成される。
【００１３】
この圧縮機では、嵌合面における面圧がディスクの周方向に略一様となる点で好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
この発明にかかる圧縮機では、ロータに対するディスクの嵌合面に非接触部が形成されるので、嵌合面の全面にてディスクがロータに接触する構成と比較して、ディスクとロータとの接触面圧が増加する。これにより、ディスクとロータとの接触面圧が適正に確保されて、起動直後におけるロータの振動が低減される利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施例の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的同一のものが含まれる。また、この実施例に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。
【実施例】
【００１６】
図１は、この発明の実施例にかかる圧縮機が適用されるガスタービンを示す構成図である。図２は、図１に記載した圧縮機を示す要部拡大図である。図３および図４は、図２に記載した圧縮機のディスクを示す径方向の断面図（図３）および内周面の平面図（図４）である。図５〜図８は、図２に記載した圧縮機のディスクの変形例を示す説明図である。
【００１７】
この圧縮機２は、例えば、ガスタービン、蒸気タービン、ジェットエンジンなどに用いられる。この実施例では、圧縮機２がガスタービン１に用いられる場合について説明する。ガスタービン１は、圧縮機２と、燃焼器３と、タービン４とを有する（図１参照）。圧縮機２は、空気取込口から取り込まれた空気を圧縮して圧縮空気を生成する。燃焼器３は、この圧縮空気に燃料を噴射して高温・高圧の燃焼ガスを発生させる。タービン４は、この燃焼ガスの熱エネルギーをロータ５の回転エネルギーに変換して駆動力を発生させる。そして、この駆動力がロータ５に連結された発電機（図示省略）などに伝達される。
【００１８】
また、圧縮機２は、複数の動翼２１および複数の静翼２２を有する（図２参照）。動翼２１は、ロータ５に焼嵌めされて設置されたディスク２３の外周に取り付けられる。静翼２２は、ガスタービン１の車室６に設置される。これらの動翼２１および静翼２２は、ロータ５の外周かつ軸方向に交互に配列されて空気通路を構成する。この圧縮機２では、ロータ５が回転すると、取り込まれた空気が空気通路にて圧縮されて後方の燃焼器３に供給される。
【００１９】
ここで、従来の圧縮機では、上記のように、起動直後にてロータの振動が漸増するという課題がある。これは、以下の作用による。まず、圧縮機の起動直後には、動翼側（ディスクの外周側）から加熱が進むため、ディスクの温度がロータの温度よりも早く上昇する。すると、ディスクがロータよりも早く熱伸びして、ディスクとロータとの接触面圧（焼嵌めによるディスクの締め付け面圧）が低下する。このため、ロータとディスクとの嵌合が緩んでロータの振動が不安定となる（サーマルエクスカーション）。なお、相当時間の経過によりロータの温度が上昇してロータが熱伸びすると、ディスクとロータとの接触面圧が回復する。
【００２０】
そこで、この圧縮機２では、ロータ５に対するディスク２３の嵌合面２３１に、ロータ５に対して接触しない非接触部（リリーフ）２３１が形成される（図３および図４参照）。すなわち、ディスク２３の嵌合面２３１は、ロータ５の周面に接触する接触部２３２と接触しない非接触部２３３とから成り、この非接触部２３３によりロータ５との接触面積（接触部２３２の面積）が低減されている。なお、非接触部２３３は、例えば、ディスク２３の嵌合面２３１に形成された溝、凹部、穴、スリットなどにより構成される。
【００２１】
この圧縮機２では、ロータ５に対するディスク２３の嵌合面２３１に非接触部２３３が形成されるので、嵌合面の全面にてディスクがロータに接触する構成（図示省略）と比較して、ディスク２３とロータ５との接触面圧が増加する。これにより、ディスク２３とロータ５との接触面圧が適正に確保されて、起動直後におけるロータ５の振動が低減される利点がある。
【００２２】
なお、この圧縮機２では、より小さな熱膨張係数を有する材料が選択されてディスク２３が形成されることが好ましい。これにより、ディスク２３の熱伸びが低減されるので、ディスク２３とロータ５との接触面圧が早期に増加して起動直後におけるロータ５の振動が低減される。
【００２３】
また、この圧縮機２では、非接触部２３３が嵌合面２３１の縁部（幅方向の端部）に開口する溝により構成されることが好ましい（図２〜図４参照）。これにより、ロータ回転中の自重たわみによるロータ５とディスク２３の嵌合面の微小な摺動（すべり）を押さえることができるという利点がある。例えば、この実施例では、嵌合面２３１の縁部から幅方向内側に向かって延在する溝により、嵌合面２３１の非接触部２３３が構成される。また、非接触部２３３（溝）が嵌合面２３１の幅の約１／３程度の溝長さを有する。また、一対の非接触部２３３、２３３が嵌合面２３１の両縁部にて相互に対向するように配列される。また、複数の非接触部２３３が嵌合面２３１の周方向に沿って略均等な間隔にて配列される。
【００２４】
また、この圧縮機２では、非接触部２３３が嵌合面２３１の幅方向内側に形成された溝により構成されることが好ましい（図５および図６参照）。これにより、ディスク２３にかかる遠心力によって幅方向外側の接触部２３２の接触面圧を増加させることができるという利点がある。例えば、この実施例では、嵌合面２３１の幅方向に向かって延在する溝が嵌合面２３１の内側の略中央に形成されており、この溝により非接触部２３３が構成される。また、非接触部２３３（溝）が嵌合面２３１の幅の約１／２程度の溝長さを有する。また、複数の非接触部２３３が嵌合面２３１の周方向に沿って略均等な間隔にて配列される。
【００２５】
また、この圧縮機２では、非接触部２３３が嵌合面２３１の周方向に形成された環状の溝により構成されても良い（図７および図８参照）。かかる構成では、ディスク２３の径方向断面がディスク２３の全周に渡って略一様となる。例えば、ディスク２３の径方向断面が図３（あるいは図５）のようになり、且つ、ディスク２３のない周面が図７（あるいは図８）のようになるように、非接触部２３３が形成される。これにより、嵌合面２３１における面圧がディスク２３の周方向に略一様となるので、ディスク２３がロータ５に安定的に接触する利点がある。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
以上のように、本発明にかかる圧縮機は、起動直後におけるロータの振動を低減できる点で有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明の実施例にかかる圧縮機が適用されるガスタービンを示す構成図である。
【図２】図１に記載した圧縮機を示す要部拡大図である。
【図３】図２に記載した圧縮機のディスクを示す径方向の断面図である。
【図４】図２に記載した圧縮機のディスクを示す内周面の平面図である。
【図５】図２に記載した圧縮機のディスクの変形例を示す説明図である。
【図６】図２に記載した圧縮機のディスクの変形例を示す説明図である。
【図７】図２に記載した圧縮機のディスクの変形例を示す説明図である。
【図８】図２に記載した圧縮機のディスクの変形例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２８】
１     ガスタービン
２     圧縮機
３     燃焼器
４     タービン
５     ロータ
６     車室
２１   動翼
２２   静翼
２３   ディスク
２３１ 嵌合面
２３２ 接触部
２３３ 非接触部
【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】
2007205337.tif 000009
【図８】
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