JP2017219046A - Axial flow turbine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、軸流式タービンに関する。さらに、本発明は、当該軸流式タービンを有している排ガスターボ過給機に関する。 The present invention relates to an axial flow turbine. Furthermore, the present invention relates to an exhaust gas turbocharger having the axial flow turbine.
従来技術として知られている軸流式タービンは、可動ブレードを具備するタービン羽根車をロータ側に備えており、ステータ側にタービンハウジングを備えている。さらに、カバーリングがラジアル方向外側において可動ブレードに追従していると共に可動ブレードと共にラジアル方向間隙を形成している状態で、固定ネジを介してカバーリングをタービンハウジングに取り外し可能に固定することが、従来技術として既に知られている。 An axial-flow turbine known as a prior art includes a turbine impeller having movable blades on the rotor side and a turbine housing on the stator side. Further, the cover ring is detachably fixed to the turbine housing via a fixing screw in a state where the cover ring follows the movable blade on the radially outer side and forms a radial gap with the movable blade. It is already known as a prior art.
特許文献１は、タービンハウジングを具備する排ガスターボ過給機であって、タービン羽根車が可動ブレードと当該可動ブレードに固定されているカバーリングとを備えている当該排ガスターボ過給機を開示している。 Patent Document 1 discloses an exhaust gas turbocharger including a turbine housing, the turbine impeller including a movable blade and a cover ring fixed to the movable blade. ing.
動作中にタービンハウジング及びカバーリングが不均一に加熱されるので、その結果として、可動ブレードとカバーリングとの間に形成されたラジアル方向間隙が変化する。このように可動ブレードとカバーリングとの間に形成されたラジアル方向間隙が変化することによって、タービン羽根車の可動ブレードがカバーリングを擦るようになる。このことは欠点である。 During operation, the turbine housing and the cover ring are heated unevenly, resulting in a change in the radial clearance formed between the movable blade and the cover ring. As described above, the radial gap formed between the movable blade and the cover ring changes, so that the movable blade of the turbine impeller rubs the cover ring. This is a drawback.
従って、このような場合に可動ブレードとカバーリングとの間に形成されたラジアル方向間隙が動作中にほとんど変化しない軸流式タービンに対するニーズが存在する。 Therefore, there is a need for an axial turbine in which the radial clearance formed between the movable blade and the cover ring in such a case hardly changes during operation.
これを起点として、本発明は、新しいタイプの軸流式タービンと当該軸流式タービンを具備する排ガスターボ過給機との創作という目的に基づいている。 With this as a starting point, the present invention is based on the object of creating a new type of axial flow turbine and an exhaust gas turbocharger equipped with the axial flow turbine.
当該目的は、請求項１における軸流式タービンによって解決される。本発明における軸流式タービンは、カバーリングのための芯出しリングを備えており、芯出しリングが、芯出しリングとカバーリングとの間におけるトラクションがカバーリングとタービンハウジングとの間におけるトラクションより大きい状態において、カバーリングに取り外す可能に接続されている。芯出しリングが、少なくとも部分的にタービンハウジングの溝の内部に突出しており、軸流式タービンの冷間状態において、芯出しリングが、芯出しリングのラジアル方向内面を溝のラジアル方向内面に接触させることによって芯出しされ、軸流式タービンの温間状態において、芯出しリングが、芯出しリングのラジアル方向外面を溝のラジアル方向外面に接触させることによって芯出しされる。 This object is solved by the axial turbine according to claim 1. The axial-flow turbine according to the present invention includes a centering ring for the cover ring, and the centering ring is more traction between the centering ring and the cover ring than the traction between the cover ring and the turbine housing. In a large state, it is detachably connected to the cover ring. The centering ring protrudes at least partially into the groove of the turbine housing, and in the cold state of the axial turbine, the centering ring contacts the radial inner surface of the centering ring with the radial inner surface of the groove. In the warm state of the axial flow turbine, the centering ring is centered by bringing the radially outer surface of the centering ring into contact with the radially outer surface of the groove.
本発明における軸流式タービンは、芯出しリングを備えており、芯出しリングとカバーリングとはそれぞれ、カバーリングとタービンハウジングと同様に、互いに対して取り外し可能に固定されている。芯出しリングとカバーリングとの間におけるトラクションと、カバーリングとタービンハウジングとの間におけるトラクションとの比を適切に選定することによって、動作中における軸流式タービンの加熱及び冷却の際に、 温度に起因してカバーリングがタービンハウジングに滑動するが、カバーリングと芯出しリングとの間における相対運動は発生しない。タービンハウジングの溝のラジアル方向内面及びラジアル方向外面は、芯出しリングによって少なくとも部分的に突入されているが、カバーリングとタービンハウジングとの間における温度に起因する相対運動を制限し、ひいては可動ブレードとカバーリングとの間におけるラジアル方向間隙の変化を制限する。従って、タービンロータの可動ブレードがカバーリングを擦る危険が低減される。 The axial-flow turbine according to the present invention includes a centering ring, and the centering ring and the cover ring are detachably fixed to each other in the same manner as the cover ring and the turbine housing. By appropriately selecting the ratio of traction between the centering ring and the cover ring and traction between the cover ring and the turbine housing, the temperature during heating and cooling of the axial turbine during operation Due to this, the cover ring slides on the turbine housing, but no relative movement occurs between the cover ring and the centering ring. The radial inner surface and the radial outer surface of the turbine housing groove are at least partially pierced by the centering ring, but limit the relative motion due to temperature between the cover ring and the turbine housing and thus the movable blade Limit the change in radial clearance between the cover and the cover ring. Accordingly, the risk that the movable blade of the turbine rotor rubs the cover ring is reduced.
優位なさらなる発展形態では、カバーリングと芯出しリングとが、第１の固定ネジを介して、互いに対して取り外し可能に固定されており、カバーリングとタービンハウジングとが、第２の固定ネジを介して、互いに対して取り外し可能に固定されている。優位には、芯出しリングとカバーリングとの間におけるトラクションと、カバーリングとタービンハウジングとの間におけるトラクションとの比が、第１の固定ネジ及び第２の固定ネジの数量及び／又は大きさ及び／又は締付トルクによって決定される。これにより、芯出しリングとカバーリングとの間におけるトラクションと、カバーリングとタービンリングとの間におけるトラクションとの比は、カバーリングとタービンハウジングとの間における温度に起因する相対運動を可能とするが、カバーリングと芯出しリングとの間における対応する相対運動を防止するように、特に容易に且つ有効に調整可能とされる。 In an advantageous further development, the cover ring and the centering ring are detachably fixed to each other via a first fixing screw, and the cover ring and the turbine housing have a second fixing screw. And are detachably fixed to each other. Advantageously, the ratio between the traction between the centering ring and the cover ring and the traction between the cover ring and the turbine housing is the quantity and / or size of the first and second fixing screws. And / or determined by the tightening torque. Thereby, the ratio of the traction between the centering ring and the cover ring and the traction between the cover ring and the turbine ring allows a relative movement due to the temperature between the cover ring and the turbine housing. Is particularly easily and effectively adjustable so as to prevent a corresponding relative movement between the cover ring and the centering ring.
優位なさらなる発展形態では、芯出しリングとカバーリングとの間におけるトラクションと、カバーリングとタービンハウジングとの間におけるトラクションとの比が、芯出しリングとカバーリングとの間における摩擦面の粗さと、カバーリングとタービンハウジングとの間における摩擦面との粗さによってさらに決定可能とされる。これにより、タービンリングとカバーリングとの間におけるトラクションと、カバーリングとタービンハウジングとの間におけるトラクションとの比も、容易に且つ有効に調整可能とされる。 In an advantageous further development, the ratio of the traction between the centering ring and the cover ring and the traction between the cover ring and the turbine housing is determined by the roughness of the friction surface between the centering ring and the cover ring. And can be further determined by the roughness of the friction surface between the cover ring and the turbine housing. Thereby, the ratio of the traction between the turbine ring and the cover ring and the traction between the cover ring and the turbine housing can be easily and effectively adjusted.
優位なさらなる発展形態では、タービンハウジングが、可動ブレードを基準として流入側に、ハウジングセクション及び流入側にノズルリングを備えており、可動ブレードを基準として流出側にハウジングセクションを備えており、カバーリングが、流出側においてハウジングセクションに固定されており、ノズルリングが、カバーリングをタービンハウジングに固定している。特にノズルリングがカバーリングをタービンハウジングに固定し、これによりカバーリングとタービンハウジングとの間におけるトラクションの一部が付与された場合に、カバーリングとタービンハウジングとの間に設けられる第２の固定ネジの数量を減らすことができる。 In a further advantageous development, the turbine housing comprises a housing section on the inflow side with respect to the movable blade and a nozzle ring on the inflow side, and a housing section on the outflow side with respect to the movable blade. Is secured to the housing section on the outflow side, and a nozzle ring secures the cover ring to the turbine housing. A second fixing provided between the cover ring and the turbine housing, in particular when the nozzle ring fixes the cover ring to the turbine housing and thereby provides some traction between the cover ring and the turbine housing. The number of screws can be reduced.
見解として、トラクションは、ノズルリングによって完全に解消可能とされる。当該見解では、固定ネジは、底部又はカラーに螺入されるようになっており、ネジ頭とカバーリングのサポートとの間にはガン系が形成される。従って、固定ネジは“自由”とされる。拡張スリーブを具備する例示した手段をさらに必要とすることはない。固定ネジは、カバーリングが芯出しリングと共に組立／分解の際に落下しないように保護する組立体として、及び回転防止装置として機能するにすぎない。 In view, traction can be completely eliminated by the nozzle ring. In this view, the fixing screw is screwed into the bottom or collar, and a gun system is formed between the screw head and the support of the cover ring. Therefore, the fixing screw is “free”. There is no further need for the illustrated means comprising an expansion sleeve. The fixing screw serves only as an assembly that protects the cover ring from falling with the centering ring during assembly / disassembly and as an anti-rotation device.
排ガスガスターボ過給機が、請求項１２に規定されている。 An exhaust gas turbocharger is defined in claim 12.
本発明の好ましいさらなる発展形態は、従属請求項及び発明の詳細な説明から得られる。本発明の典型的な実施例については、添付図面を用いて以下に詳述するが、本発明は、添付図面に表わす実施例に限定される訳ではない。 Preferred further developments of the invention result from the dependent claims and the detailed description of the invention. Exemplary embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to the embodiments shown in the accompanying drawings.
本発明は、軸流式タービン、特に排ガスターボ過給機のための軸流式タービンに関する。図１〜図３は、周方向において互いに対してオフセットされている軸流式タービン１０の、３つの異なるアキシアル方向断面であって、軸流式タービン１０の、可動ブレード１２を具備するタービンロータ１１を表わす。さらに、図１〜図３は、タービンハウジング１３を表わす。図１〜図３には、タービンハウジング１３の複数のセクションが、具体的には、可動ブレード１２に対する流入側に配設されたハウジングセクション１４と、同様に流入側に配設されたノズルリング１５と、流出側に配設されたハウジングセクション１６とに関して表わされている。図１〜図３に表わす典型的な実施例では、流入側に設けられたノズルリング１５が、クランプリング１７及び固定ネジ１８を介して、流入側に設けられたハウジングセクション１４に取り付けられており、回り止め装置１９が、流入側に設けられたノズルリング１５と流入側に設けられたハウジングセクション１４との間における相対的な回転を防止している。 The present invention relates to an axial flow turbine, and more particularly to an axial flow turbine for an exhaust gas turbocharger. 1 to 3 are three different axial sections of an axial turbine 10 that are offset relative to one another in the circumferential direction, wherein the turbine rotor 11 comprises a movable blade 12 of the axial turbine 10. Represents. 1 to 3 represent the turbine housing 13. In FIGS. 1 to 3, a plurality of sections of the turbine housing 13 are specifically, a housing section 14 disposed on the inflow side with respect to the movable blade 12, and a nozzle ring 15 disposed on the inflow side as well. And the housing section 16 arranged on the outflow side. In the exemplary embodiment shown in FIGS. 1 to 3, a nozzle ring 15 provided on the inflow side is attached to a housing section 14 provided on the inflow side via a clamp ring 17 and a fixing screw 18. The anti-rotation device 19 prevents relative rotation between the nozzle ring 15 provided on the inflow side and the housing section 14 provided on the inflow side.
さらに、図１は、ステータ側に設けられたカバーリング２０を表わす。具体的には、図１〜図３では、カバーリング２０は、図３に表わす固定ネジ２１を介して、タービンハウジング１３に、流出側に設けられたタービンハウジング１３のハウジングセクション１６に固定されている。固定ネジ２１は、カバーリング２０をタービンハウジング１３のハウジングセクション１６に取り外し可能に固定するように機能する。 Further, FIG. 1 shows a cover ring 20 provided on the stator side. Specifically, in FIGS. 1 to 3, the cover ring 20 is fixed to the turbine housing 13 via a fixing screw 21 shown in FIG. 3 to a housing section 16 of the turbine housing 13 provided on the outflow side. Yes. Fixing screw 21 functions to removably secure cover ring 20 to housing section 16 of turbine housing 13.
カバーリング２０は、ラジアル方向外側において、タービンロータ１１の可動ブレード１２に隣り合って位置決めされており、タービンロータ１１の可動ブレード１２と共に、ラジアル方向間隙２２の境界を形成している。 The cover ring 20 is positioned adjacent to the movable blade 12 of the turbine rotor 11 on the outer side in the radial direction, and forms a boundary of the radial gap 22 together with the movable blade 12 of the turbine rotor 11.
本発明における軸流式タービン１０は、カバーリング２０のための芯出しリング２３を備えており、芯出しリング２３は、図２に表わす固定ネジ２４を介して、カバーリング２０に取り外し可能に取り付けられている。当該実施例では、芯出しリング２３とカバーリング２０との間におけるトラクションは、カバーリング２０とタービンハウジング１３との間におけるトラクションより大きいので、カバーリング２０とタービンハウジング１３との間における温度に起因する相対運動が可能となるが、芯出しリング２３とカバーリング２０との間における対応する温度に起因する相対運動は防止される。 The axial-flow turbine 10 according to the present invention includes a centering ring 23 for the cover ring 20, and the centering ring 23 is detachably attached to the cover ring 20 via a fixing screw 24 shown in FIG. It has been. In this embodiment, the traction between the centering ring 23 and the cover ring 20 is larger than the traction between the cover ring 20 and the turbine housing 13, and thus is caused by the temperature between the cover ring 20 and the turbine housing 13. Relative movement due to the corresponding temperature between the centering ring 23 and the cover ring 20 is prevented.
カバーリング２０に接続されている芯出しリング２３は、タービンハウジング１３の溝２５に、より具体的には、タービンハウジング１３のタービンセクション１６の溝２５に突出している。軸流式タービン１０が冷間状態とされる場合に、芯出しリング２３が、ラジアル方向内側面２６と溝２５のラジアル方向内側面２７とが接触することによって芯出しされる一方、軸流式タービン１０が温間状態とされる場合には、芯出しリング２３が、ラジアル方向外側面２８が溝２５のラジアル方向外側面２９と接触することによって芯出しされる。軸流式タービンの冷間状態は、軸流式タービンが冷却されている状態を意味する一方、軸流式タービン１０の温間状態は、軸流式タービン１０が運転中に加熱されている状態を意味する。 The centering ring 23 connected to the cover ring 20 projects into the groove 25 of the turbine housing 13, more specifically into the groove 25 of the turbine section 16 of the turbine housing 13. When the axial flow turbine 10 is in a cold state, the centering ring 23 is centered when the radial inner surface 26 and the radial inner surface 27 of the groove 25 come into contact with each other. When the turbine 10 is in a warm state, the centering ring 23 is centered by the radial outer surface 28 coming into contact with the radial outer surface 29 of the groove 25. The cold state of the axial flow turbine means a state in which the axial flow turbine is cooled, while the warm state of the axial flow turbine 10 is a state in which the axial flow turbine 10 is heated during operation. Means.
従って、カバーリング２０に固定されている芯出しリング２３の対応するラジアル方向内側面２６及びラジアル方向外側面２８が、タービンハウジング１３の溝２５の対応するラジアル方向内側面２７及びラジアル方向外側面２９と相互作用することによって、タービンハウジング１３のタービンセクション１６の溝２５のラジアル方向内側面２７，２９は、タービンハウジング１３に対するカバーリング２０の相対運動を制限する。 Accordingly, the corresponding radial inner surface 26 and the radial outer surface 28 of the centering ring 23 fixed to the cover ring 20 correspond to the corresponding radial inner surface 27 and the radial outer surface 29 of the groove 25 of the turbine housing 13. By interacting with the radial inner surfaces 27, 29 of the grooves 25 of the turbine section 16 of the turbine housing 13, the relative movement of the cover ring 20 with respect to the turbine housing 13 is limited.
上述のように、カバーリング２０と芯出しリング２３とは、固定ネジ２４を介して、互いに対して固定されている（図２参照）。以下において、固定ネジ２４は、第１の固定ネジと呼称される。第１の固定ネジ２４は、カバーリング２０の対応する通路穴３０を貫通して延在しており、芯出しリング２３のネジ付ボア３１に係合している。 As described above, the cover ring 20 and the centering ring 23 are fixed to each other via the fixing screw 24 (see FIG. 2). Hereinafter, the fixing screw 24 is referred to as a first fixing screw. The first fixing screw 24 extends through the corresponding passage hole 30 of the cover ring 20 and is engaged with the threaded bore 31 of the centering ring 23.
カバーリング２０は、固定ネジ２１を介して、タービンハウジング１３のハウジングセクション１６に固定されている（図３参照）。以下において、固定ネジ２１は、第２の固定ネジと呼称される。第２の固定ネジ２１は、カバーリング２０の通路穴３２，３３を貫通して延在しており、タービンハウジング１３のネジ付ボア３４に螺入している。 The cover ring 20 is fixed to the housing section 16 of the turbine housing 13 via fixing screws 21 (see FIG. 3). Hereinafter, the fixing screw 21 is referred to as a second fixing screw. The second fixing screw 21 extends through the passage holes 32 and 33 of the cover ring 20 and is screwed into the threaded bore 34 of the turbine housing 13.
上述のように、カバーリング２０と芯出しリング２３との間におけるトラクションは、カバーリング２０とタービンハウジング１３との間におけるトラクションより大きい。 As described above, the traction between the cover ring 20 and the centering ring 23 is larger than the traction between the cover ring 20 and the turbine housing 13.
カバーリング２０と芯出しリング２３との間におけるトラクションと、カバーリング２０とタービンハウジング１３との間におけるトラクションとの比は、特に固定ネジ２１，２４の数量及び／又は大きさ及び／又は締付トルクによって決定される。 The ratio of the traction between the cover ring 20 and the centering ring 23 and the traction between the cover ring 20 and the turbine housing 13 is particularly determined by the quantity and / or size and / or tightening of the fixing screws 21, 24. Determined by torque.
図４に表わす典型的な実施例では、カバーリング２０及び芯出しリング２３を固定するように機能する第１の固定ネジの数量が、カバーリング２０をタービンハウジング１３のハウジングセクション１６に固定するように機能する第２の固定ネジの数量の２倍である。図４では、固定ネジ２１，２４の直径は同一であるが、第１の固定ネジ２４の直径を第２の固定ネジ２１の直径より大きくしても良い。 In the exemplary embodiment depicted in FIG. 4, the number of first set screws that serve to fix the cover ring 20 and centering ring 23 will fix the cover ring 20 to the housing section 16 of the turbine housing 13. It is twice the quantity of the second fixing screw that functions in the above. In FIG. 4, the diameters of the fixing screws 21 and 24 are the same, but the diameter of the first fixing screw 24 may be larger than the diameter of the second fixing screw 21.
第２の固定ネジ２１がタービンハウジング１３の内部に延在しているので、第２の固定ネジ２１の長さは第１の固定ネジ２４の長さより大きい。 Since the second fixing screw 21 extends inside the turbine housing 13, the length of the second fixing screw 21 is larger than the length of the first fixing screw 24.
さらに、第１の固定ネジ２４の締付トルクは、優位には、第２の固定ネジ２１の締付トルクより大きく、好ましくは第２の固定ネジ２１の締付トルクの少なくとも１．３倍とされ、特に好ましくは第２の固定ネジ２１の締付トルクの少なくとも１．５倍とされ、最も好ましくは第２の固定ネジ２１の締付トルクの少なくとも１．８倍とされる。 Further, the tightening torque of the first fixing screw 24 is advantageously larger than the tightening torque of the second fixing screw 21, preferably at least 1.3 times the tightening torque of the second fixing screw 21. Particularly preferably, the tightening torque of the second fixing screw 21 is at least 1.5 times, and most preferably, the tightening torque of the second fixing screw 21 is at least 1.8 times.
上述のように、第２の固定ネジ２１は、カバーリング２０をタービンハウジング１３に固定するように機能する。軸流式タービン１０の運転の際に、カバーリング２０とタービンハウジング１３との間における温度に起因する相対運動が可能となるので、運転中に、曲げ力（bending-through）が第２の固定ネジ２１に作用する。これらが、対応する曲げ力を確実に吸収することができるように、第２の固定ネジ２１は、適切な長さを有しており、図示の典型的な実施例では、第２の固定ネジ２１が、拡張スリーブ３５を介して、自身をカバーリング２０に支持している。しかしながら、これら拡張スリーブ３５は最適なアセンブリである。第２の固定ネジ２１の対応する長さを受容することができるように、タービンハウジング１３のネジ付ボア３４も対応して長く構成されている。 As described above, the second fixing screw 21 functions to fix the cover ring 20 to the turbine housing 13. During operation of the axial flow turbine 10, relative movement due to temperature between the cover ring 20 and the turbine housing 13 is possible, so that during operation, the bending-through is the second fixed. Acts on the screw 21. In order to ensure that they can absorb the corresponding bending forces, the second fixing screw 21 has a suitable length, and in the exemplary embodiment shown, the second fixing screw 21 21 supports itself to the cover ring 20 via the expansion sleeve 35. However, these expansion sleeves 35 are an optimal assembly. The threaded bore 34 of the turbine housing 13 is also correspondingly long so that the corresponding length of the second fixing screw 21 can be received.
また、芯出しリング２３とカバーリング２０との間におけるトラクションと、カバーリング２０とタービンハウジング１３との間におけるトラクションとの比は、カバーリング２３とカバーリング２０との間における摩擦面及びカバーリング２０とタービンハウジング１３との間における摩擦面の粗さを介して、調整可能とされる。当該実施例では、優位には、カバーリング２０と芯出しリング２３との間における摩擦面は、カバーリング２０とタービンハウジング１３との間における摩擦面より大きい粗さを有するように選定される。 The ratio between the traction between the centering ring 23 and the cover ring 20 and the traction between the cover ring 20 and the turbine housing 13 is determined by the friction surface and the cover ring between the cover ring 23 and the cover ring 20. Adjustment is possible via the roughness of the friction surface between 20 and the turbine housing 13. In this embodiment, advantageously, the friction surface between the cover ring 20 and the centering ring 23 is selected to have a greater roughness than the friction surface between the cover ring 20 and the turbine housing 13.
図１〜図３に表わす典型的な実施例では、アキシアル方向間隙３６はノズルリング１５とカバーリング２０との間に形成されている。この場合には、カバーリング２０とタービンハウジング１３との間におけるトラクションは、専ら第２の固定ネジ２１を介して調整される。これとは対照的に、ノズルリング１５がカバーリング２０をタービンハウジング１３に固定するが、アキシアル方向間隙３６がカバーリング２０とノズルリング１５との間に形成されていない場合もある。この場合には、カバーリング２０とタービンハウジング１３との間におけるトラクションの一部は、ノズルリング１５がカバーリング２０に作用させる固定力によって発生するので、第２の固定ネジ２１の数量を低減させることができる。この場合には、カバーリング２０とタービンハウジング１３との間におけるトラクションは、ノズルリング１５の固定力及び第２の固定ネジ２１の締付力（screw force）によって決定されるが、カバーリング２０と芯出しリング２３との間におけるトラクションより小さい。 In the exemplary embodiment depicted in FIGS. 1-3, the axial gap 36 is formed between the nozzle ring 15 and the cover ring 20. In this case, the traction between the cover ring 20 and the turbine housing 13 is adjusted exclusively via the second fixing screw 21. In contrast, the nozzle ring 15 secures the cover ring 20 to the turbine housing 13, but the axial gap 36 may not be formed between the cover ring 20 and the nozzle ring 15. In this case, a part of the traction between the cover ring 20 and the turbine housing 13 is generated by the fixing force that the nozzle ring 15 acts on the cover ring 20, thereby reducing the number of second fixing screws 21. be able to. In this case, the traction between the cover ring 20 and the turbine housing 13 is determined by the fixing force of the nozzle ring 15 and the screw force of the second fixing screw 21. It is smaller than the traction between the centering ring 23.
本発明では、カバーリング２０とタービンハウジング１３との間における温度に起因する相対運動が制限される。カバーリング２０は、芯出しリング２３を介してタービンハウジング１３の中心に配置されている。従って、可動ブレード１２とカバーリング２０との間におけるラジアル方向間隙２２は、関連するアセンブリ同士の熱膨張が相違する場合であっても、運転中に、より正確に調整可能とされる。従来技術と比較して、カバーリング２０を擦っている可動ブレード１２を減らすことができるか、又は完全になくすことができる。 In the present invention, relative motion due to temperature between the cover ring 20 and the turbine housing 13 is limited. The cover ring 20 is disposed at the center of the turbine housing 13 via a centering ring 23. Therefore, the radial gap 22 between the movable blade 12 and the cover ring 20 can be adjusted more accurately during operation even when the thermal expansion of the associated assemblies is different. Compared to the prior art, the movable blade 12 rubbing the cover ring 20 can be reduced or eliminated altogether.
本発明における軸流式タービンは、優位には、圧縮機及び軸流式タービンを備えている排ガスターボ過給機の一部分とされる。 The axial turbine according to the present invention is advantageously part of an exhaust gas turbocharger comprising a compressor and an axial turbine.
様々なハウジングとロータ部品との許容寸法誤差、配向誤差、位置合わせ誤差のために、組立の際に、タービンブレードとカバーリングとの間には、不均一な間隙が発生する場合がある。 Due to allowable dimensional errors, orientation errors, and alignment errors between various housings and rotor parts, non-uniform gaps may occur between the turbine blades and the cover ring during assembly.
このような不均一な間隙を是正するために、カバーリングが、固定状態であるが調整可能な態様で中心に配置されておらず、摩擦接続によって取り付けられている。 In order to correct such a non-uniform gap, the cover ring is fixed but not centered in an adjustable manner and is attached by a frictional connection.
しかしながら、カバーリングとハウジングとの間における摩擦接続は、構成部材の温度変化及び相違する加熱によって、常にカバーリングの片面摩耗（one sided migrating）の原因、ひいては間隙の変化及び擦過損傷の原因となる。 However, the frictional connection between the cover ring and the housing is always responsible for one sided migrating of the cover ring, and hence the change of the gap and scratching damage due to temperature changes and different heating of the components. .
このような事態を避けるために、従来技術では、カバーリングの間隙を部分的に拡大していたが、その結果として効率の低下を招いた。 In order to avoid such a situation, in the prior art, the gap of the cover ring was partially enlarged, but as a result, the efficiency was lowered.
本発明では、このような不均一な間隙を解消するために、カバーリング及び芯出しリングを調整することを目的として別体化している。 In the present invention, in order to eliminate such a non-uniform gap, the cover ring and the centering ring are separated for the purpose of adjustment.
カバーリングと芯出しリングとの間における調整機能が実現されている。カバーリングは、外径について、ハウジングに対して十分な間隙を有している。 An adjustment function between the cover ring and the centering ring is realized. The cover ring has a sufficient clearance with respect to the housing with respect to the outer diameter.
本発明は、（可動ブレードとカバーリングとの間における）擦過損傷を低減する点、及び、間隙を小さくすることによって効率を高めることができる点において優位である。 The present invention is advantageous in that it reduces fretting damage (between the movable blade and the cover ring) and can increase efficiency by reducing the gap.
１０ 軸流式タービン
１１ タービンロータ
１２ 可動ブレード
１３ タービンハウジング
１４ ハウジングセクション
１５ ノズルリング
１６ （タービンハウジング１３の）ハウジングセクション
１７ クランプリング
１８ 固定ネジ
１９ 回り止め装置
２０ カバーリング
２１ 固定ネジ（第２の固定ネジ）
２２ ラジアル方向間隙
２３ 芯出しリング
２４ 固定ネジ（第１の固定ネジ）
２５ 溝
２６ （芯出しリング２３の）ラジアル方向内側面
２７ （溝２５の）ラジアル方向内側面
２８ （芯出しリング２３の）ラジアル方向外側面
２９ （溝２５の）ラジアル方向外側面
３０ （カバーリング２０の）通路穴
３１ （芯出しリング２３の）ネジ付ボア
３２ （カバーリング２０の）通路穴
３３ （カバーリング２０の）通路穴
３４ （タービンハウジング１３の）ネジ付ボア
３５ 拡張スリーブ
３６ アキシアル方向間隙
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Axial flow turbine 11 Turbine rotor 12 Movable blade 13 Turbine housing 14 Housing section 15 Nozzle ring 16 Housing section (of turbine housing 13) 17 Clamp ring 18 Fixing screw 19 Non-rotating device 20 Cover ring 21 Fixing screw (second fixing) screw)
22 Radial clearance 23 Centering ring 24 Fixing screw (first fixing screw)
25 Groove 26 Radial inner side surface 27 (of centering ring 23) Radial inner side surface 28 (of groove 25) Radial outer side surface 29 (of centering ring 23) Radial outer side surface 30 (of groove 25) 20) passage hole 31 threaded bore 32 (for centering ring 23) 32 passage hole (for cover ring 20) 33 passage hole (for cover ring 20) 34 threaded bore (for turbine housing 13) 35 expansion sleeve 36 axial direction gap
Claims (12)
ステータ側に設けられているタービンハウジング（１３）と、
前記タービンハウジング（１３）に取り外し可能に固定されているカバーリング（２０）であって、ラジアル方向外側において前記可動ブレード（１２）に追従しており、前記可動ブレード（１２）と共にラジアル方向間隙（２２）を形成している前記カバーリング（２０）と、
を備えている軸流式タービン（１０）において、
芯出しリング（２３）が、前記芯出しリング（２３）と前記カバーリング（２０）との間におけるトラクションが前記カバーリング（２０）と前記タービンハウジング（１３）との間におけるトラクションより大きい状態において、前記カバーリング（２０）に取り外す可能に接続されており、
前記芯出しリング（２３）が、少なくとも部分的に前記タービンハウジング（１３）の溝（２４）の内部に突出しており、
前記軸流式タービンの冷間状態において、前記芯出しリング（２３）が、芯出しリング（２３）のラジアル方向内面を前記溝（２４）のラジアル方向内面に接触させることによって芯出しされ、
前記軸流式タービンの温間状態において、前記芯出しリング（２３）が、前記芯出しリング（２３）のラジアル方向外面を前記溝（２４）のラジアル方向外面に接触させることによって芯出しされることを特徴とする軸流式タービン。 A turbine impeller (11) provided on the rotor side, the turbine impeller (11) comprising a movable blade (12);
A turbine housing (13) provided on the stator side;
A cover ring (20) removably fixed to the turbine housing (13), following the movable blade (12) in a radially outer side, together with the movable blade (12) and a radial gap ( 22) said covering (20) forming;
In an axial turbine (10) comprising:
In a state where the centering ring (23) has a larger traction between the centering ring (23) and the cover ring (20) than between the cover ring (20) and the turbine housing (13). , Removably connected to the cover ring (20),
The centering ring (23) protrudes at least partially into the groove (24) of the turbine housing (13);
In the cold state of the axial flow turbine, the centering ring (23) is centered by bringing the radially inner surface of the centering ring (23) into contact with the radially inner surface of the groove (24);
In the warm state of the axial flow turbine, the centering ring (23) is centered by bringing the radially outer surface of the centering ring (23) into contact with the radially outer surface of the groove (24). An axial-flow turbine characterized by that.
前記カバーリング（２０）が、流出側において前記ハウジングセクション（１６）に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の軸流式タービン。 The turbine housing (13) includes a housing section (14) on the inflow side with respect to the movable blade (12) and a nozzle ring (15) on the inflow side, and flows out with respect to the movable blade (12). With a housing section (16) on the side,
The axial turbine according to claim 1, characterized in that the cover ring (20) is fixed to the housing section (16) on the outflow side.
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3062497A (en) * | 1958-11-24 | 1962-11-06 | Ford Motor Co | Gas turbine engine |
| JPS59138728A (en) * | 1983-01-18 | 1984-08-09 | ベ−・ベ−・ツエ−・アクチエンゲゼルシヤフト・ブラウン・ボベリ・ウント・コンパニ− | External shaft support type exhaust turbo over-feeder equipped with non-cooling gas passage |
| JP2015094345A (en) * | 2013-11-14 | 2015-05-18 | 三菱重工業株式会社 | Turbine |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE60113826T2 (en) * | 2001-07-06 | 2006-04-27 | Electro-Motive Diesel Inc., Lagrange | Turbocharger with vane ring coupling |
| DE102006039064B4 (en) * | 2006-08-19 | 2020-06-25 | Man Energy Solutions Se | Exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine |
| JP2008169705A (en) * | 2007-01-09 | 2008-07-24 | Toshiba Corp | Steam turbine |
| DE102009045167A1 (en) | 2009-09-30 | 2011-04-07 | Man Diesel & Turbo Se | Turbine i.e. axial turbine, for use in exhaust-gas turbocharger to turbocharge large diesel engine, has diffuser divided into two segments in circumferential direction, where side of each segment is extended in radial direction |
| US8864443B2 (en) * | 2010-07-14 | 2014-10-21 | Hitachi, Ltd. | Sealing device for steam turbines and method for controlling sealing device |
| DE102010064047A1 (en) * | 2010-12-23 | 2012-06-28 | Man Diesel & Turbo Se | Fluid flow machine has housing with fluid guiding housing and bearing housing that is connected with fluid guiding housing, where impeller is mounted in fluid guiding housing over central impeller shaft in rotating manner |
| CN204402580U (en) * | 2014-12-31 | 2015-06-17 | 北京华清燃气轮机与煤气化联合循环工程技术有限公司 | A kind of gas turbine turbine moving-stator blade axial clearance adjust structure |
| US10450895B2 (en) * | 2016-04-22 | 2019-10-22 | United Technologies Corporation | Stator arrangement |
-
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3062497A (en) * | 1958-11-24 | 1962-11-06 | Ford Motor Co | Gas turbine engine |
| JPS59138728A (en) * | 1983-01-18 | 1984-08-09 | ベ−・ベ−・ツエ−・アクチエンゲゼルシヤフト・ブラウン・ボベリ・ウント・コンパニ− | External shaft support type exhaust turbo over-feeder equipped with non-cooling gas passage |
| JP2015094345A (en) * | 2013-11-14 | 2015-05-18 | 三菱重工業株式会社 | Turbine |
Also Published As
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