JP4531268B2 - ターボ機械翼 - Google Patents

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Description

【０００１】
技術分野
本発明は、請求項１の前提部分に記載した、ダンパワイヤ穴を有するターボ機械翼に関する。
【０００２】
技術水準
ターボ機械の翼の許容されない振動を回避するために、ダンパワイヤまたは他の減衰要素が往々にして使用される。このダンパワイヤは翼の対応する穴に収容される。しかし、高い回転数のために、特に穴の端縁部に、増大した応力が発生する。
【０００３】
材料の早期の疲れを防止するために、翼の穴の範囲内に、適当な補強部を設けることが知られている。ターボ機械の運転時のダンパワイヤとダンパワイヤ穴との接触範囲は、補強部の画成平面の間の間隔によって決まる。その際、この間隔または接触範囲の長さは、充分な静的強度と動的強度を保証するように選定されている。
【０００４】
しかし、穴範囲のこのような補強の場合、各補強部がダンパワイヤの範囲におて流れの乱れを引き起こし、それによって翼装置の効率を低下させるという問題がある。その際、効率の低下は、補強部を大きく形成すればするほど大きくなる。
【０００５】
発明の開示
本発明はこれらのすべての欠点を除去せんとするものである。本発明の根底をなす課題は、減衰要素を収容するための補強された穴を有するターボ機械翼の効率を改善することである。
【０００６】
この課題は本発明に従い、請求項１の前提部分に記載した装置において、穴の方に補強された翼本体の端縁範囲の隆起した端面が、翼本体の前縁の方に開放した鋭角αおよびまたは翼端８の方に開放した鋭角βを有することによって解決される。
【０００７】
それによって、補強された端縁範囲の端面が翼後縁の方におよび翼根元の方に収斂するので、補強された端縁範囲の大きさは作動媒体の主流れ方向に小さくなっている。その結果、穴の範囲が空気力学的に所望されるように形成されたターボ機械翼は、改善された効率を有する。
【０００８】
両鋭角α，βは好ましくは５〜３０°の範囲である。このような形状の場合、減衰要素の範囲内の流れの乱れが非常に小さいことが判った。
【０００９】
図面の簡単な説明
図には、ターボ過給器の排気タービンの動翼に基づく本発明の実施の形態が示してある。
【００１０】
本発明の理解にとって重要な要素だけが示してある。例えばタービン翼車を含む排気タービンの他の部品は図示していない。
【００１１】
発明の実施の形態
図１に示した、動翼１として形成されたターボ機械翼は、翼の根元２、プラットホーム３および翼本体４からなっている。図示していないタービン翼車の隣接するタービン翼のプラットホームは、互いに直接接触し、流路の内側を画成している。この流路の外側は、同様に図示していない翼シュラウドによって閉鎖されている。翼本体４は前縁５、後縁６、吸込み側７および圧力側８を有し、そして翼端９を備えている。
【００１２】
翼本体４には、吸込み側７から圧力側８に通過する、図示していないダンパワイヤを収容するための穴１０が設けられている。このダンパワイヤは運転中に発生する翼振動を減衰する。翼本体は更に、穴１０の方に肉厚になっている端縁領域１１を備えている。この場合、端縁領域１１は吸込み側７と圧力側８に、翼本体４よりも隆起した端面１２，１３を備えている。この端面１２，１３は翼本体４の前縁５の方に開放した約１０°の鋭角αと、翼端９の方に開放した約２０°の鋭角βを有する（図２、図３）。
【００１３】
それによって、肉厚の端縁範囲１１の両端面１２，１３は翼本体４の後縁６の方におよび翼根元２の方に収斂し、端縁範囲１１の後縁側と翼根元側の部分の肉厚は、端縁範囲１１の前縁側と翼端側の部分の肉厚よりも小さくなっている。
【００１４】
穴１０の範囲の翼本体４のこのような形状は、ターボ過給器または排気タービンの運転時に流れの案内を改善する。特に、翼本体４に沿って主流れ方向１４に流れる作動媒体は上述のように端面１２，１３が互いに鋭角をなして配置されているので、技術水準の場合よりも、乱れがはるかに小さい。タービン翼車の範囲における流れの案内の改善に基づいて、ターボ過給器の効率が高まり、それに伴いこのターボ過給器に連結された内燃機関の効率が高まる。
【００１５】
翼本体４の形状に応じておよびターボ過給器の使用条件に相応して、補強された端縁範囲１１お端面１２，１３の間の角度α，βがそれぞれ、５〜３０°の範囲内であると有利であることが判った。
【００１６】
勿論、端面１２，１３は両鋭角α，βの一方だけを有していてもよい（図示していない）。これは、製作を簡単にするが、効率が或る程度低下する。
【００１７】
ダンパワイヤを収容する穴の端縁範囲の上記のように形成された補強部は当然、連結ワイヤ、ボルト等の場合の減衰要素やいわゆるジグザグ結合部材の場合の減衰要素のようなすべての種類の減衰要素に使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 吸込み側から見た動翼の側面図である。
【図２】 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った動翼の断面図である。
【図３】 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った動翼の断面図である。
【符号の説明】
１ ターボ機械翼、動翼
２ 翼根元
３ プラットホーム
４ 翼本体
５ 前縁
６ 後縁
７ 吸込み側
８ 圧力側
９ 翼端
１０ 穴
１１ 端縁範囲
１２ 端面
１３ 端面
１４ 主流れ方向

Claims (3)

  1. 翼本体を備え、この翼本体が前縁（５）、後縁（６）、吸込み側（７）、圧力側（８）および翼端（９）を備え、かつ翼の振動の減衰要素を収容するための穴（１０）を有し、翼本体（４）が穴（１０）の方に肉厚になっている端縁範囲（１１）を備え、この端縁範囲（１１）が吸込み側（７）と圧力側（８）に、隆起した端面（１２，１３）を備えている、ターボ機械翼において、端面（１２，１３）が、翼本体（４）の前縁（５）の方に開放した鋭角（α）を有するか、翼端（９）の方に開放した鋭角（β）を有するか、翼本体（４）の前縁（５）の方に開放した鋭角（α）と翼端（９）の方に開放した鋭角（β）を有することを特徴とするターボ機械翼。
  2. 角度αが５°≦α≦３０°であることを特徴とする請求項１記載のターボ機械翼。
  3. 角度βが５°≦α≦３０°であることを特徴とする請求項１記載のターボ機械翼。
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