JP2007211660A - Chip turbine fan - Google Patents
Chip turbine fan Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007211660A JP2007211660A JP2006031465A JP2006031465A JP2007211660A JP 2007211660 A JP2007211660 A JP 2007211660A JP 2006031465 A JP2006031465 A JP 2006031465A JP 2006031465 A JP2006031465 A JP 2006031465A JP 2007211660 A JP2007211660 A JP 2007211660A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shroud
- fan
- rotor blade
- turbine
- fan rotor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、外周面にタービン動翼が設けられたシュラウドがファン動翼の外周に設置されたチップタービンファンに関する。 The present invention relates to a chip turbine fan in which a shroud provided with turbine blades on the outer peripheral surface is installed on the outer periphery of a fan blade.
特許文献1には、外周面にタービン動翼が設けられたシュラウドがファン動翼の外周に設置されたチップタービンファンが開示されている。このチップタービンファンにおいては、タービン動翼の端部がシュラウドの内周面に接続されている。そして、タービン動翼に燃焼ガスを供給することでシュラウドを回転させ、それによってファン動翼を回転させる。
シュラウドの外周面にタービン動翼が設けられ且つ該シュラウドの内周面にタービン動翼の端部が接続されたチップタービンファンにおいては、タービン動翼およびシュラウド、ファン動翼が一体となって回転する。このときに生じる遠心力によるシュラウドの変形を抑制するために該シュラウドの径方向の剛性をある程度高くする必要がある。 In the tip turbine fan in which the turbine blade is provided on the outer peripheral surface of the shroud and the end of the turbine blade is connected to the inner peripheral surface of the shroud, the turbine blade, the shroud, and the fan blade rotate together. To do. In order to suppress the deformation of the shroud due to the centrifugal force generated at this time, it is necessary to increase the radial rigidity of the shroud to some extent.
また、このときに生じる遠心力のためにシュラウドによってファン動翼が径方向外側に引っ張られることになる。そのため、ファン動翼におけるシュラウドとの接続部に引張応力が生じる。ここで、ファン動翼においてはエッジ部分の厚さが比較的薄くなっている。そのため、ファン動翼におけるシュラウドとの接続部に引張応力が生じた場合、ファン動翼の端部のエッジ近傍により大きな引張応力が生じる虞がある。 Also, the fan blades are pulled radially outward by the shroud due to the centrifugal force generated at this time. Therefore, a tensile stress is generated at the connection portion of the fan blade with the shroud. Here, in the fan rotor blade, the edge portion is relatively thin. For this reason, when a tensile stress is generated in the connection portion of the fan blade with the shroud, there is a possibility that a large tensile stress is generated near the edge of the end portion of the fan blade.
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、チップタービンファンにおいて、駆動時におけるシュラウドの変形を抑制しつつファン動翼の端部に過剰な引張応力が生じるのを抑制することが可能な技術を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and in a chip turbine fan, it is possible to suppress the occurrence of excessive tensile stress at the end of the fan rotor blade while suppressing deformation of the shroud during driving. The problem is to provide a possible technology.
本発明に係るチップタービンファンは、
主軸と、該主軸の外周面に設けられたファン動翼と、を有するファン部と、
前記主軸と同軸となるように環状に形成されたシュラウドと、該シュラウドの外周面に設けられたタービン動翼と、を有するチップタービン部と、
前記タービン動翼にガスを供給するガス供給部と、を備え、
前記シュラウドの内周面に前記ファン動翼の端部が接続されており、
前記ガス供給部によって前記タービン動翼にガスを供給することで前記シュラウドを回転させ、それによって前記ファン動翼を回転させるチップタービンファンにおいて、
前記シュラウドの径方向の剛性が、前記ファン動翼の比較的厚さの厚い部分との接続部分に比べて前記ファン動翼の比較的厚さの薄い部分との接続部分でより低くなっていることを特徴とする。
The chip turbine fan according to the present invention is
A fan portion having a main shaft and a fan rotor blade provided on the outer peripheral surface of the main shaft;
A tip turbine section having a shroud formed in an annular shape so as to be coaxial with the main shaft, and a turbine rotor blade provided on an outer peripheral surface of the shroud;
A gas supply unit for supplying gas to the turbine rotor blade,
The end of the fan rotor blade is connected to the inner peripheral surface of the shroud,
In the chip turbine fan that rotates the shroud by supplying gas to the turbine rotor blade by the gas supply unit, thereby rotating the fan rotor blade,
The radial rigidity of the shroud is lower at the connecting portion with the relatively thin portion of the fan rotor blade than at the connecting portion with the relatively thick portion of the fan rotor blade. It is characterized by that.
本発明は、シュラウドの径方向の剛性を該シュラウドの軸方向において不均一にすることを最大の特徴とする。シュラウドの径方向の剛性を低下させることで、チップタービンファンの駆動時にファン動翼の端部に生じる引張応力を低減することが出来る。また、シ
ュラウドの軸方向における一部の部分の径方向の剛性を低下させた場合、該シュラウドの軸方向全体における径方向の剛性を均一に低下させた場合に比べて、チップタービンファンの駆動時における遠心力によるシュラウドの変形を抑制することが出来る。
The greatest feature of the present invention is that the radial rigidity of the shroud is not uniform in the axial direction of the shroud. By reducing the radial rigidity of the shroud, it is possible to reduce the tensile stress generated at the end of the fan rotor blade when the chip turbine fan is driven. Further, when the radial rigidity of a part of the shroud in the axial direction is reduced, the tip turbine fan is driven more than when the radial rigidity of the entire shroud in the axial direction is uniformly reduced. The deformation of the shroud due to the centrifugal force can be suppressed.
従って、本発明によれば、チップタービンファンを駆動させたときにおいて、シュラウドの変形を抑制しつつファン動翼の端部に過剰な引張応力が生じるのを抑制することが出来る。 Therefore, according to the present invention, when the tip turbine fan is driven, it is possible to suppress excessive tensile stress from being generated at the end portion of the fan rotor blade while suppressing deformation of the shroud.
本発明に係るチップタービンファンによれば、駆動時におけるシュラウドの変形を抑制しつつファン動翼の端部のエッジ近傍に生じる引張応力を低減することが出来る。 According to the chip turbine fan of the present invention, it is possible to reduce the tensile stress generated in the vicinity of the edge of the end of the fan rotor blade while suppressing deformation of the shroud during driving.
以下、本発明に係るチップタービンファンの具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。 Hereinafter, specific embodiments of a chip turbine fan according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施例に係るチップタービンファンの概略構成を示す断面図である。チップタービンファン1は、ファン部2とチップタービン部3とを備えている。ファン部2は主軸4と該主軸4の外周面に複数設けられたファン動翼5とを有している。チップタービン部3は、主軸4と同軸となるように環状に形成され且つファン動翼5の外周に配置されたシュラウド6と、該シュラウド6の外周面に複数設けられたタービン動翼7と、を有している。そして、本実施例においては、ファン動翼5の端部がシュラウド6の内周面に接続されている。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a chip turbine fan according to the present embodiment. The
また、タービン動翼7の外周を囲うように形成された外周壁8に高圧ガス供給口9が設けられている。該高圧ガス供給口9には図示しないガスタンクから高圧ガスが供給される。
A high-pressure
チップタービンファン1を駆動させる場合、高圧ガス供給口9からタービン動翼7に対して高圧ガスが吹き付けられる。これにより、シュラウド6が回転し、それによってファン動翼5が主軸4を中心に回転する。尚、図1において、白抜きの矢印は高圧ガスの流れを表し、黒塗りの矢印はファン動翼5の回転によって発生する空気の流れを表す。
When driving the
ここで、ファン動翼5の断面形状について図2に基づいて説明する。図2は、ファン動翼5の断面形状を示す図である。図2において、黒塗りの矢印は、図1と同様、ファン動翼5の回転によって発生する空気の流れを表す。図2に示すように、ファン動翼5においては、空気の流れに沿って下流側となる方のエッジ(以下、下流側エッジと称する)5a近傍の厚さが、該下流側エッジ5a近傍よりも空気の流れにそって上流側となる部分(以下、単に上流部と称する)5bの厚さよりも薄くなっている。
Here, the cross-sectional shape of the
チップタービンファン1を駆動させることで、ファン動翼5およびシュラウド6が回転した場合、遠心力のためにシュラウド6によってファン動翼5が径方向外側に引っ張られることになる。そのため、ファン動翼5におけるシュラウド6との接続部(端部)に引張応力が生じる。このとき、ファン動翼5の下流側エッジ5a近傍の厚さがその上流部5bの厚さよりも薄くなっているために、ファン動翼5の端部における下流側エッジ5a近傍にその上流部5bに比べてより大きな引張応力が生じる虞がある。
When the
そこで、本実施例においては、図1に示すように、シュラウド6の径方向の厚さtsが、空気の流れに沿って下流側ほど薄くなるように形成されている。つまり、シュラウド6
において、ファン動翼5の上流部5bと接続する部分の厚さに比べて該ファン動翼5の下流側エッジ5a近傍と接続する部分の厚さが薄くなっている。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, the radial thickness ts of the
The thickness of the portion connected to the vicinity of the
これによれば、シュラウド6の径方向の剛性が、ファン動翼5の上流部5bとの接続部分に比べてファン動翼5の下流側エッジ5a近傍との接続部分でより低くなる。その結果、チップタービンファン1が駆動することでファン動翼5の端部における下流側エッジ5a近傍に生じる引張応力を低減することが出来る。
According to this, the radial rigidity of the
また、シュラウド6を上記のように形成した場合、該シュラウド6の幅tsをファン動翼5の下流側エッジ5a近傍と接続する部分の幅程度にまで軸方向に均一に薄くした場合に比べてシュラウド6全体としての剛性の低下を抑制することが出来る。
In addition, when the
従って、本実施例によれば、チップタービンファン1を駆動させたときにおいて、シュラウド6の変形を抑制しつつファン動翼5の端部に過剰な引張応力が生じるのを抑制することが出来る。
Therefore, according to this embodiment, when the
<変形例1>
ここで、本実施例の第一の変形例について図3に基づいて説明する。図3は該第一の変形例に係るシュラウド6の断面形状を示す図である。図3において、黒塗りの矢印は、図1と同様、ファン動翼5の回転によって発生する空気の流れを表している。
<
Here, a first modification of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a view showing a cross-sectional shape of the
図2に示すように、ファン動翼5においては上流部側のエッジ近傍の厚さもファン動翼5の中央近傍に比べると薄くなっている。そこで、第一の変形例では、図3に示すように、シュラウド6において、ファン動翼5の中央近傍と接続する部分の厚さに比べて該ファン動翼5の上流部側のエッジ(以下、上流側エッジと称する)近傍と接続する部分の厚さが薄くなっている。
As shown in FIG. 2, in the
これにより、ファン動翼5の端部の下流側エッジのみならず上流側エッジ近傍に生じる引張応力をも低減することが出来る。従って、チップタービンファン1の駆動時にファン動翼5の端部に過剰な引張応力が生じるのをより抑制することが出来る。
Thereby, not only the downstream edge of the end portion of the
また、本実施例においては、図4に示すように、ファン動翼5の端部の上流側エッジおよび下流側エッジにフィレット10を設ける場合がある。この場合、チップタービンファン1が駆動したときにフィレット10に生じる引張応力が大きくなり易い。しかしながら、このような場合であっても、シュラウド6を上記変形例1のように形成することで、フィレット10に生じる引張応力が過剰に大きくなることを抑制することが出来る。
In the present embodiment, as shown in FIG. 4,
<変形例2>
次に、本実施例の第二の変形例について図5に基づいて説明する。図5の(a)は該第二の変形例に係るシュラウド6の断面形状を示す図である。図5の(b)は該第二の変形例に係るシュラウド6の内周面の様子を示す図である。図5において、黒塗りの矢印は、図1と同様、ファン動翼5の回転によって発生する空気の流れを表している。
<Modification 2>
Next, a second modification of the present embodiment will be described with reference to FIG. (A) of FIG. 5 is a figure which shows the cross-sectional shape of the
第二の実施例においては、図5に示すように、シュラウド6の径方向の厚さtsが空気の流れに沿って上流側と下流側とで同一となっている。そして、シュラウド6におけるファン動翼5の接続部と接続部の間に凹部11が形成されている。
In the second embodiment, as shown in FIG. 5, the radial thickness ts of the
凹部11は、図5の(a)に示すように、その底面がシュラウド6の内周面に対して斜めに形成されている。そして、該凹部11は、シュラウド6の軸方向においてファン動翼5の端部の下流側エッジ5a近傍が接続する部分と同等の位置で、その深さが最も深くな
っている。
As shown in FIG. 5A, the bottom surface of the
上記のようにシュラウド6に凹部11を形成することで、前記と同様、シュラウド6の径方向の剛性を、ファン動翼5の上流部5bとの接続部分に比べてファン動翼5の下流側エッジ5a近傍との接続部分でより低くなるようにすることが出来る。そのため、チップタービンファン1が駆動することでファン動翼5の端部における下流側エッジ5a近傍に生じる引張応力を低減することが出来る。
By forming the
尚、第二の変形例においては、凹部11をシュラウド6の外周面に設けても良い。
In the second modification, the
<変形例3>
次に、本実施例の第三の変形例について図6に基づいて説明する。図6は該第三の変形例に係るシュラウド6の断面形状を示す図である。図6において、黒塗りの矢印は、図1と同様、ファン動翼5の回転によって発生する空気の流れを表している。
<
Next, a third modification of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a view showing a cross-sectional shape of the
第三の実施例においては、図6に示すように、シュラウド6の径方向の厚さtsが空気の流れに沿って上流側と下流側とで同一となっている。そして、シュラウド6の空気の流れに沿って下流側の端面に溝12が形成されている。該溝12の底面は、シュラウド6の軸方向においてファン動翼5の端部の下流側エッジ5a近傍が接続する部分と同等の位置となっている。
In the third embodiment, as shown in FIG. 6, the radial thickness ts of the
上記のようにシュラウド6に溝12を形成することで、前記と同様、シュラウド6の径方向の剛性を、ファン動翼5の上流部5bとの接続部分に比べてファン動翼5の下流側エッジ5a近傍との接続部分でより低くなるようにすることが出来る。そのため、チップタービンファン1が駆動することでファン動翼5の端部における下流側エッジ5a近傍に生じる引張応力を低減することが出来る。
By forming the
尚、以上説明した実施例は可能な限り組み合わせることが出来る。 The embodiments described above can be combined as much as possible.
1・・・チップタービンファン
2・・・ファン部
3・・・チップタービン部
4・・・主軸
5・・・ファン動翼
5a・・下流側エッジ
5b・・上流部
6・・・シュラウド
7・・・タービン動翼
8・・・外周壁
9・・・高圧ガス供給口
10・・フィレット
11・・凹部
12・・溝
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記主軸と同軸となるように環状に形成されたシュラウドと、該シュラウドの外周面に設けられたタービン動翼と、を有するチップタービン部と、
前記タービン動翼にガスを供給するガス供給部と、を備え、
前記シュラウドの内周面に前記ファン動翼の端部が接続されており、
前記ガス供給部によって前記タービン動翼にガスを供給することで前記シュラウドを回転させ、それによって前記ファン動翼を回転させるチップタービンファンにおいて、
前記シュラウドの径方向の剛性が、前記ファン動翼の比較的厚さの厚い部分との接続部分に比べて前記ファン動翼の比較的厚さの薄い部分との接続部分でより低くなっていることを特徴とするチップタービンファン。
A fan portion having a main shaft and a fan rotor blade provided on the outer peripheral surface of the main shaft;
A tip turbine section having a shroud formed in an annular shape so as to be coaxial with the main shaft, and a turbine rotor blade provided on an outer peripheral surface of the shroud;
A gas supply unit for supplying gas to the turbine rotor blade,
The end of the fan rotor blade is connected to the inner peripheral surface of the shroud,
In the chip turbine fan that rotates the shroud by supplying gas to the turbine rotor blade by the gas supply unit, thereby rotating the fan rotor blade,
The radial rigidity of the shroud is lower at the connecting portion with the relatively thin portion of the fan rotor blade than at the connecting portion with the relatively thick portion of the fan rotor blade. A chip turbine fan characterized by that.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006031465A JP4821351B2 (en) | 2006-02-08 | 2006-02-08 | Chip turbine fan |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006031465A JP4821351B2 (en) | 2006-02-08 | 2006-02-08 | Chip turbine fan |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007211660A true JP2007211660A (en) | 2007-08-23 |
JP4821351B2 JP4821351B2 (en) | 2011-11-24 |
Family
ID=38490326
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006031465A Expired - Fee Related JP4821351B2 (en) | 2006-02-08 | 2006-02-08 | Chip turbine fan |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4821351B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013027239A1 (en) * | 2011-08-24 | 2013-02-28 | 株式会社 日立製作所 | Axial flow turbine |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3011762A (en) * | 1956-03-28 | 1961-12-05 | Pouit Robert | Turbines and in particular gas turbines |
JPS4893095A (en) * | 1972-03-14 | 1973-12-01 |
-
2006
- 2006-02-08 JP JP2006031465A patent/JP4821351B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3011762A (en) * | 1956-03-28 | 1961-12-05 | Pouit Robert | Turbines and in particular gas turbines |
JPS4893095A (en) * | 1972-03-14 | 1973-12-01 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013027239A1 (en) * | 2011-08-24 | 2013-02-28 | 株式会社 日立製作所 | Axial flow turbine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4821351B2 (en) | 2011-11-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10519850B2 (en) | Turbine housing and method of producing turbine housing | |
JP5043347B2 (en) | Bleed manifold and compressor / case assembly | |
JP5145117B2 (en) | Compressor housing | |
JP2009052549A (en) | Airplane turbomachine fan having balancing flange hidden by air intake cone | |
EP3156604A1 (en) | Stator blade, gas turbine, split ring, method for modifying stator blade, and method for modifying split ring | |
JP2007247428A (en) | Dovetail structure of fan | |
WO2011007466A1 (en) | Impeller and rotary machine | |
JP2010285878A (en) | Gas turbine blade and gas turbine | |
JP2011033020A (en) | Rotor blade for turbine engine | |
JP2014025395A (en) | Engine duct and aircraft engine | |
JP2009243299A (en) | Turbocharger | |
JP5699132B2 (en) | Aircraft turbo engine stator shell with mechanical blade load transfer slit | |
JP5242107B2 (en) | Annular turbomachine combustion chamber | |
JP6066948B2 (en) | Shroud, blades, and rotating machinery | |
JP4918455B2 (en) | Turbocharger | |
JP2005278288A (en) | Motor cooler | |
US20170350408A1 (en) | Compressor housing for turbocharger and method of manufacturing the same | |
JP4821351B2 (en) | Chip turbine fan | |
JPWO2017203917A1 (en) | Rotating body and turbocharger | |
JP2009167882A (en) | Centrifugal impeller | |
JP6012519B2 (en) | Turbine and rotating machine equipped with the same | |
JP2009115047A (en) | Pump fluid machine | |
JP2010174807A (en) | Impeller, turbine impeller, turbocharger and method for adjusting impeller balance | |
JP2008157110A (en) | Exhaust strut | |
US10393132B2 (en) | Compressor usable within a gas turbine engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090204 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110222 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110419 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110809 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110822 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140916 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |