JPH0341643B2 - - Google Patents
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- JPH0341643B2 JPH0341643B2 JP60248175A JP24817585A JPH0341643B2 JP H0341643 B2 JPH0341643 B2 JP H0341643B2 JP 60248175 A JP60248175 A JP 60248175A JP 24817585 A JP24817585 A JP 24817585A JP H0341643 B2 JPH0341643 B2 JP H0341643B2
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- JP
- Japan
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- blade
- region
- runner
- semi
- hub
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- Expired - Lifetime
Links
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 9
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 6
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
- F01D5/04—Blade-carrying members, e.g. rotors for radial-flow machines or engines
- F01D5/043—Blade-carrying members, e.g. rotors for radial-flow machines or engines of the axial inlet- radial outlet, or vice versa, type
- F01D5/048—Form or construction
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S416/00—Fluid reaction surfaces, i.e. impellers
- Y10S416/02—Formulas of curves
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はガス・タービンのランナ、特に円板形
の端領域を持つハブがあり、ハブには３次元的に
曲つたブレードが設けられ、ブレードは放射方向
の流れ領域が回転方向に対して曲つていて圧力側
と吸い込み側との間にスケルトン線を持ち、スケ
ルトン線の放射方向の広がりは１つの曲線で表わ
すことができる、ガス・タービンのランナに関す
る。
の端領域を持つハブがあり、ハブには３次元的に
曲つたブレードが設けられ、ブレードは放射方向
の流れ領域が回転方向に対して曲つていて圧力側
と吸い込み側との間にスケルトン線を持ち、スケ
ルトン線の放射方向の広がりは１つの曲線で表わ
すことができる、ガス・タービンのランナに関す
る。
尚ここに云うスケルトン線とはロータの回転軸
に垂直にブレードの長手方向中間平面上放射方向
にブレードの圧力面と吸い込み面の間をのびる想
像線を示す。
に垂直にブレードの長手方向中間平面上放射方向
にブレードの圧力面と吸い込み面の間をのびる想
像線を示す。
従来の技術
米国特許第4243357号から、ランナが主翼形の
断面をもち回転方向の反対向きに曲つたブレード
を持つラジアル・タービンは公知である。ランナ
は円板形の端領域を持つハブを含む。端領域はブ
レードの放射方向の流れ領域が接触している。
断面をもち回転方向の反対向きに曲つたブレード
を持つラジアル・タービンは公知である。ランナ
は円板形の端領域を持つハブを含む。端領域はブ
レードの放射方向の流れ領域が接触している。
さらに米国特許第4381172号から、放射方向に
流れる領域が回転方向の反対向きに曲がつている
ブレードを持つガス・タービンは公知である。
流れる領域が回転方向の反対向きに曲がつている
ブレードを持つガス・タービンは公知である。
しかしながらこれらの米国特許はブレードを曲
げる法則を得るのには何ら参考にならない。
げる法則を得るのには何ら参考にならない。
発明が解決しようとする問題点
本発明の目的は上記のラジアル・タービンにお
いて、ブレードが小さいガス流においても近似的
に衝撃なく作用することができ、ブレードの周囲
を流れるガス流の速度パターンがブレードの各断
面にわたつてその曲りによつて与えられるように
ブレードを構成することである。
いて、ブレードが小さいガス流においても近似的
に衝撃なく作用することができ、ブレードの周囲
を流れるガス流の速度パターンがブレードの各断
面にわたつてその曲りによつて与えられるように
ブレードを構成することである。
問題を解決するための手段
この目的は本発明によれば、ハブの上にブレー
ドが配置されたガスタービンのランナにおいて半
軸方向に流れるブレード領域はブレード端からは
じめてのびるブレード部分をもち、この部分ほハ
ブ上に真直にのびるスケルトン線をもつて放射方
向にはなれて配置されそこから放射方向に流れる
ブレード領域がハブに対してランナ回転方向と反
対方向に傾いてのびるスケルトン線をもつてのび
るガスタービンのランナを使用することによつて
解決される。
ドが配置されたガスタービンのランナにおいて半
軸方向に流れるブレード領域はブレード端からは
じめてのびるブレード部分をもち、この部分ほハ
ブ上に真直にのびるスケルトン線をもつて放射方
向にはなれて配置されそこから放射方向に流れる
ブレード領域がハブに対してランナ回転方向と反
対方向に傾いてのびるスケルトン線をもつてのび
るガスタービンのランナを使用することによつて
解決される。
効 果
本発明のブレードの構成においてブレードは通
り抜けて流れる領域５において楕円状に形成され
た曲面を持ち、この曲がりによつてブレードはそ
の入口領域においてより小さい衝撃角を与えま
す。ここで衝撃角とはこの角度でガスの流れがブ
レード面の圧力側に入つて来る角度として定義さ
れる。
り抜けて流れる領域５において楕円状に形成され
た曲面を持ち、この曲がりによつてブレードはそ
の入口領域においてより小さい衝撃角を与えま
す。ここで衝撃角とはこの角度でガスの流れがブ
レード面の圧力側に入つて来る角度として定義さ
れる。
この角度が小さい程小量の排気ガスのときにお
いてもタービンランナのより高い回転数が達成さ
れ、より高い空転回転数によつて低い部分的負荷
からのエンジンのよりよい加速が可能となる。
いてもタービンランナのより高い回転数が達成さ
れ、より高い空転回転数によつて低い部分的負荷
からのエンジンのよりよい加速が可能となる。
実施例
図に本発明のガス・タービンのブレードの２つ
の実施例を示す。
の実施例を示す。
第１図に中心を通る縦断面図で示すランナ１は
円板形の端領域３を持つハブ２を含む。
円板形の端領域３を持つハブ２を含む。
ハブ２の上に３次元的に曲つた半軸ブレード４
が設けられている。その放射方向の流れ領域５は
一方ではハブ２の円板形端領域３によつて限ら
れ、他方ではブレード４の半軸の曲つた領域６に
よつて限られている。
が設けられている。その放射方向の流れ領域５は
一方ではハブ２の円板形端領域３によつて限ら
れ、他方ではブレード４の半軸の曲つた領域６に
よつて限られている。
第２図に第１図のランナ１の全体図を示す。空
間的に曲つたブレード４はその圧力側９と吸入側
１０との間の中間の放射方向に延びる、２次曲線
すなわち楕円で表わすことができるスケルトン線
１１を軸方向に広がりに沿つて持つ。その際回転
軸１４に垂直に延びるスケルトン線１１にはそれ
ぞれ接線１２が接して、その接点はランナ１の回
転軸１４上にある。
間的に曲つたブレード４はその圧力側９と吸入側
１０との間の中間の放射方向に延びる、２次曲線
すなわち楕円で表わすことができるスケルトン線
１１を軸方向に広がりに沿つて持つ。その際回転
軸１４に垂直に延びるスケルトン線１１にはそれ
ぞれ接線１２が接して、その接点はランナ１の回
転軸１４上にある。
即ちスケルトン線１１は放射方向の流れ領域５
において先づ楕円に対応して曲げて形成される。
この領域はこの種の楕円曲面をもつてランナの放
射軸に対して傾斜して位置しているのでスケルト
ン線の想像される延長線はランナ回転軸１４に接
する。
において先づ楕円に対応して曲げて形成される。
この領域はこの種の楕円曲面をもつてランナの放
射軸に対して傾斜して位置しているのでスケルト
ン線の想像される延長線はランナ回転軸１４に接
する。
バケツト４は外側の放射方向に流れる領域５
が、ここに現われるガス流はほとんど衝撃なく圧
力側９に沿つて流出側に導びかれるように曲つて
いる。これに関してブレード入口につくられた曲
り角αは5°〜45°が好ましい。曲り角αは回転軸
１４と外側ブレード領域５におけるスケルトン線
１１とに交わる半径（放射方向線）２７と外側ブ
レード領域において吸入側１０に接する接線２８
とで決定される。
が、ここに現われるガス流はほとんど衝撃なく圧
力側９に沿つて流出側に導びかれるように曲つて
いる。これに関してブレード入口につくられた曲
り角αは5°〜45°が好ましい。曲り角αは回転軸
１４と外側ブレード領域５におけるスケルトン線
１１とに交わる半径（放射方向線）２７と外側ブ
レード領域において吸入側１０に接する接線２８
とで決定される。
第３図に中心を通る縦断面で示すランナ１６は
円板形の端領域３を持つハブ２を含む。ハブ２に
は放射方向に流れる領域５と半軸方向に流れる領
域６とを持つブレード１９が設けられている。放
射方向に流れる領域５はその軸方向の広がりに沿
つて２次曲線で表わすことができるスケルトン線
１１を持つている。半軸方向に流れる領域６は移
行領域２２と領域２３とに分割される。
円板形の端領域３を持つハブ２を含む。ハブ２に
は放射方向に流れる領域５と半軸方向に流れる領
域６とを持つブレード１９が設けられている。放
射方向に流れる領域５はその軸方向の広がりに沿
つて２次曲線で表わすことができるスケルトン線
１１を持つている。半軸方向に流れる領域６は移
行領域２２と領域２３とに分割される。
第４図に示すように放射方向に流れる領域５に
おいてブレード１９は空間的に、および回転方向
の反対方向に曲つている。回転軸１４に垂直に設
けられたスケルトン線１１とスケルトン線の接線
２５との接点１３はランナ１６の回転軸１４上に
ある。スケルトン線１１は２次曲線である楕円で
表わすことができる。移行領域２２は２次曲線で
表わすことができるスケルトン線１５を持ち、そ
の曲りはブレード領域２３においては直線２６と
なるように流出方向に一定の割合でだんだん狭く
なつている。
おいてブレード１９は空間的に、および回転方向
の反対方向に曲つている。回転軸１４に垂直に設
けられたスケルトン線１１とスケルトン線の接線
２５との接点１３はランナ１６の回転軸１４上に
ある。スケルトン線１１は２次曲線である楕円で
表わすことができる。移行領域２２は２次曲線で
表わすことができるスケルトン線１５を持ち、そ
の曲りはブレード領域２３においては直線２６と
なるように流出方向に一定の割合でだんだん狭く
なつている。
この際楕円の短半軸は一定で、長半軸はブレー
ド１９のブレード領域２３に向かつてｘ方向に次
式で表わされる変化をする： a(x)＝a01（xc）n／〔１xc／1c〕m ただし a(x)…局所的長半軸（mm） a0…放射方向の流入流領域における長半軸（mm） ｘ…ハブの円板形端領域に原点のあるブレードの
軸方向の広がり（mm） ｃ…放射方向に流れる領域のブレードの巾（mm） １…放射方向に流れる領域と移行領域とのブレー
ドの巾（mm） ｎ…分子のべき ｍ…分母のべき で、べきｍおよびｎは１に等しいか１より大き
い。
ド１９のブレード領域２３に向かつてｘ方向に次
式で表わされる変化をする： a(x)＝a01（xc）n／〔１xc／1c〕m ただし a(x)…局所的長半軸（mm） a0…放射方向の流入流領域における長半軸（mm） ｘ…ハブの円板形端領域に原点のあるブレードの
軸方向の広がり（mm） ｃ…放射方向に流れる領域のブレードの巾（mm） １…放射方向に流れる領域と移行領域とのブレー
ドの巾（mm） ｎ…分子のべき ｍ…分母のべき で、べきｍおよびｎは１に等しいか１より大き
い。
移行領域２２に接続した、半軸方向に流れる、
放射方向に広がる（延びる）ブレードとなる領域
２３は、回転軸１４を通つて放射方向に延びる直
線２６によつて形成されるスケルトン線２６を持
つている。
放射方向に広がる（延びる）ブレードとなる領域
２３は、回転軸１４を通つて放射方向に延びる直
線２６によつて形成されるスケルトン線２６を持
つている。
第１図はブレード回転方向の反対向きに空間的
に曲つた排気ガス・タービン・チヤージヤのラジ
アル・タービンの中心を通る縦断面図である。第
２図はランナの全体図である。第３図は放射方向
に流れる領域が回転方向に対して曲つたブレード
を持つ排気ガス・タービン・チヤージヤのランナ
の中心を通る縦断面図である。第４図は第３図の
ランナの全体図である。
に曲つた排気ガス・タービン・チヤージヤのラジ
アル・タービンの中心を通る縦断面図である。第
２図はランナの全体図である。第３図は放射方向
に流れる領域が回転方向に対して曲つたブレード
を持つ排気ガス・タービン・チヤージヤのランナ
の中心を通る縦断面図である。第４図は第３図の
ランナの全体図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 放射方向及び半軸方向に流れるブレード領域
をもつブレードがハブの上に配置されたガスター
ビンのランナにおいて、半軸方向に流れるブレー
ド領域はブレード端からはじめてのびるブレード
部分をもち、この部分はハブ上に真直にのびるス
ケルトン線をもつて放射線方向にはなれて配置さ
れて居り、そこから放射方向に流れるブレード領
域が、ハブに対してランナの回転方向と反対方向
に傾いてのびるスケルトン線をもつて伸びている
ガスタービンのランナであつて、スケルトン線１
１は放射方向に流れるブレード領域５の中で楕円
状にまがつた伸びを示し、ハブ２に対して傾斜し
ており、このスケルトン線１１に接しておかれた
接線２５はランナ１６の回転軸１４に接し、ブレ
ード領域５の楕円状に曲つたスケルトン線１１
は、半軸方向に流れるブレード領域６の中にある
ブレード部分２２の中で、同様に曲つてのびるス
ケルトン線１５に続き、その曲りは２次曲線にし
たがい、ブレード部分２２からのスケルトン線１
５は常に曲がりが減少しながら真直なスケルトン
線２６になつてのびるブレード部分２３に移行す
ることを特徴とするタービンランナ。 ２ 放射方向流れブレード領域５と半軸流れブレ
ード領域２３との間に移行領域２２があり、そこ
でのスケルトン線は式 a(x)＝a01（xc）n／〔１xc／1c〕m ただし a(x)…楕円の局所的長半軸（mm） a0…放射方向の流入流領域における長円の長半軸
（mm） ｘ…ハブの円板形端領域に原点のあるブレードの
軸方向の広がり（mm） ｃ…放射方向流領域のブレードの巾（mm） １…放射方向流領域と移行領域とのブレードの巾
（mm） ｎ…分子のべき ｍ…分母のべき で、べきｍおよびｎは１に等しいか１より大きい
で表わされることを特徴とする、特許請求の範囲
第１項記載のランナ。 ３ 外側の放射方向流ブレード領域５におけるブ
レード４，１９は5°〜45°の曲り角αを持ち、こ
の曲り角αは回転軸１４と外側ブレード領域５に
おけるスケルトン線１１とに交わる半径２７とブ
レード領域の吸い込み側１０に接する接線２８と
で決定されることを特徴とする、特許請求の範囲
第１〜２項のいずれかに記載のランナ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3441115A DE3441115C1 (de) | 1984-11-10 | 1984-11-10 | Laufrad fuer eine Gasturbine |
| DE3441115.1 | 1984-11-10 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61171803A JPS61171803A (ja) | 1986-08-02 |
| JPH0341643B2 true JPH0341643B2 (ja) | 1991-06-24 |
Family
ID=6249979
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60248175A Granted JPS61171803A (ja) | 1984-11-10 | 1985-11-07 | ガス・タ−ビンのランナ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4652212A (ja) |
| JP (1) | JPS61171803A (ja) |
| DE (1) | DE3441115C1 (ja) |
| FR (1) | FR2573126B1 (ja) |
| GB (1) | GB2166808B (ja) |
Families Citing this family (21)
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| CN1009017B (zh) * | 1988-02-12 | 1990-08-01 | 中国科学院工程热物理研究所 | 潜油泵 |
| GB2224083A (en) * | 1988-10-19 | 1990-04-25 | Rolls Royce Plc | Radial or mixed flow bladed rotors |
| JPH0452504U (ja) * | 1990-09-10 | 1992-05-06 | ||
| GB2249144A (en) * | 1990-10-22 | 1992-04-29 | Roland Store | Turbine for oscillating fluid flow systems |
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| DE19615237C2 (de) * | 1996-04-18 | 1999-10-28 | Daimler Chrysler Ag | Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine |
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- 1985-11-08 FR FR858516565A patent/FR2573126B1/fr not_active Expired
- 1985-11-08 GB GB8527618A patent/GB2166808B/en not_active Expired
- 1985-11-12 US US06/796,793 patent/US4652212A/en not_active Expired - Fee Related
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