[发明专利]轴流流体机械及其可变静叶片驱动装置

说明书

技术领域

本发明具备设置有多个动叶片的回转件以及可变静叶片的轴流流体机械及其可变静叶片驱动装置。

本申请基于2012年2月21日向日本申请的特愿2012-035373号而主张优先权，并在此引用其内容。

背景技术

在燃气轮机、涡轮制冷机中，为了压缩气体而使用作为轴流流体机械的一种的轴流压缩机。这种轴流流体机械具备呈环状地配置在回转件的周围的多个可变静叶片和改变该可变静叶片的朝向的可变静叶片驱动装置。

例如，如以下的专利文献1所记载那样，可变静叶片驱动装置具备可动环、环支承机构、致动器以及连杆机构。可动环配置在静叶片支承环(外壳)的外周侧且呈环状。环支承机构将可动环支承成能够旋转。致动器使可动环旋转。连杆机构将可动环与多个可变静叶片连结起来。环支承机构具有两个第一滚子和一个第二滚子。第一滚子配置在可动环的外周侧，且以在可动环的周向上隔开间隔的方式配置在静叶片支承环的下侧。第二滚子配置在可动环的内周侧，且以在可动环的周向上与两个第一回转件隔开间隔的方式配置在静叶片支承环的下侧。

两个第一滚子从下方支撑可动环，并限制该可动环向下方的移动。一个第二滚子借助弹簧向下方施力而将可动环向下方按压。即，第二滚子向可动环靠近第一滚子的方向按压可动环，确保可动环与第一滚子之间的接触压力。

在轴流压缩机中，随着趋近下游侧，气体的压力逐渐增加，该气体的温度增高。因此，在轴流压缩机的起动过程以及停止过程中，在静叶片支承环的内侧与外侧产生温度差，在静叶片支承环与配置在该静叶片支承环的外周侧的可动环之间产生热伸长差。因此，在专利文献1所记载的可变静叶片驱动装置中，仅可动环的下侧的部分由第一滚子以及第二滚子支撑。另外，即使在使可动环的上侧处于自如状态，可动环发生热膨胀，在可动环的直径比静叶片支承环的直径大的情况下，可动环的上侧部分能够向上方移动。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-1821号公报

发明概要

发明要解决的课题

在上述专利文献1所记载的可变静叶片驱动装置中，即使静叶片支承环与可动环产生热伸长差，也会使可动环的伸长向上侧退让。因此，不会对可动环的支承施加过载荷，能够使可动环顺畅地旋转。

另外，在这种可变叶片驱动装置中，优选利用可动环的旋转使多个可变静叶片分别改变目标叶片角度。

发明内容

因此，本发明提供能够确保可动环的顺畅旋转并且能够将可变静叶片设为目标叶片角度的轴流流体机械及其可变静叶片驱动装置。

解决方案

为了实现上述目的发明的轴流流体机械的可变静叶片驱动装置具备：环状的可动环，其沿着呈环状配置的多个可变静叶片的外周侧设置；静叶片保持环，其覆盖上述多个可变静叶片的外周侧且保持上述多个可变静叶片；环支承机构，其将上述可动环支承为能够相对于上述静叶片保持环旋转；驱动力传递机构，其将上述可动环与上述多个可变静叶片连结起来，以便利用上述可动环的旋转来改变上述多个可变静叶片的朝向，其中，

上述环支承机构具有：多个第一滚子，其与上述可动环滚动接触；第一支承部，其将上述第一滚子支承为不能相对于上述静叶片保持环在上述静叶片保持环的径向以及轴向上相对移动；一个以上的第二滚子，其与上述可动环滚动接触；第二支承部，其将上述第二滚子支承为能够相对于上述静叶片保持环在上述径向上相对移动，并且向上述可动环被按压于上述第一滚子一侧沿着上述径向对上述第二滚子施力；一个以上的第三滚子，其确保自身与上述可动环之间的上述径向上的间隙，允许上述可动环的上述径向上的相对移动，并且限制上述可动环的上述轴向上的相对移动；以及第三支承部，其将上述第三滚子支承为不能相对于上述静叶片保持环在上述轴向以及上述径向上相对移动。

在本发明的一实施方式的可变静叶片驱动装置(以下，称作本发明的可变静叶片驱动装置)中，第二滚子以及第三滚子允许可动环的径向上的相对移动。并且，第二滚子以将可动环按压于第一滚子的方式被第二支承部施力，因此确保了各滚子与可动环之间的接触。由此，产生静叶片保持环与可动环之间的热伸长差，即使热伸长所导致的静叶片保持环的直径的变化与可动环的直径的变化不同，静叶片保持环的直径的变化也会因膨胀而比可动环的直径的变化大，能够避免对将可动环支承为能够旋转的环支承机构施加过负载，或者相反地能够避免静叶片保持环的直径的变化因收缩而比可动环的直径的变化大、从而导致可动环从环支承机构脱落。由此，能够使可动环稳定且顺畅地旋转。