JPH0521601Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0521601Y2 JPH0521601Y2 JP1987121493U JP12149387U JPH0521601Y2 JP H0521601 Y2 JPH0521601 Y2 JP H0521601Y2 JP 1987121493 U JP1987121493 U JP 1987121493U JP 12149387 U JP12149387 U JP 12149387U JP H0521601 Y2 JPH0521601 Y2 JP H0521601Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- scroll
- flow
- turbine
- inlet
- flow rate
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
Links
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 12
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 10
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Turbines (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本考案は、軸流または半径流の蒸気タービン、
ガスタービンその他各種タービンに適用されるス
クロールの改良に関する。
ガスタービンその他各種タービンに適用されるス
クロールの改良に関する。
第９図ないし第１３図は、いずれもタービン入
口に設けられた従来のスクロールの例を示す図で
ある。第９図はノズルレス半径流タービンの場
合、第１０図は軸流タービンのタービン入口に周
辺から流入するように設けられた場合で、いずれ
も回転軸に垂直な横断面を示す。また第１１図な
いし第１３図は軸流タービンのタービン入口へ軸
方向から流入するように設けられた場合であつ
て、第１１図は回転軸を含む縦断面図、第１２図
は第１１図の−鎖線による断面、第１３
図は第１２図の−鎖線による断面を示
す。これら３つの従来例は、いずれも円周を等間
隔に分割して４つの導入口０２と４つのスクロー
ル０３が設けられている。これらスクロール０３
の出口の流れ０６は、スクロール０３の入口幅
BOとピツチＰの比に対する角度tan-1（BO／Ｐ）
にほぼ比例した流れ角αで、動翼０１に流入する
ようになつている。スクロール部外周壁０４は固
定されているので、作動流体の流量が変化して
も、スクロール部出口の流れ角αはほとんど変化
しない。
口に設けられた従来のスクロールの例を示す図で
ある。第９図はノズルレス半径流タービンの場
合、第１０図は軸流タービンのタービン入口に周
辺から流入するように設けられた場合で、いずれ
も回転軸に垂直な横断面を示す。また第１１図な
いし第１３図は軸流タービンのタービン入口へ軸
方向から流入するように設けられた場合であつ
て、第１１図は回転軸を含む縦断面図、第１２図
は第１１図の−鎖線による断面、第１３
図は第１２図の−鎖線による断面を示
す。これら３つの従来例は、いずれも円周を等間
隔に分割して４つの導入口０２と４つのスクロー
ル０３が設けられている。これらスクロール０３
の出口の流れ０６は、スクロール０３の入口幅
BOとピツチＰの比に対する角度tan-1（BO／Ｐ）
にほぼ比例した流れ角αで、動翼０１に流入する
ようになつている。スクロール部外周壁０４は固
定されているので、作動流体の流量が変化して
も、スクロール部出口の流れ角αはほとんど変化
しない。
第１４図は、従来形スクロールによる、スクロ
ール０３の出口、または動翼０１入口における速
度三角形である。実線は、設計点流量での速度三
角形を、破線は、流量が1/2になつた時の速度三
角形を、それぞれ示す。設計点流量でスクロール
出口の流速がＶの場合、周速Ｕで回転する動翼０
１に対し、流れは相対流速Ｗで流入する。この時
動翼０１入口に対する入射角ｉは、衝突損失がな
るべく小さくなるような値をとるように、設計さ
れている。設計点から流量が1/2に減少した時、
tan-1（BO／Ｐ）は一定なので、流れ角αはほぼ、
一定のままでα′となり、スクロール出口の絶対流
速Ｖは流量に比例して減少しV′となる。したが
つて流量が減少すると、動翼入射角ｉはi′へと大
きく変化し、その結果、動翼０１に流入する流れ
の衝突損失が増加し、タービンの効率が低下する
という問題点があつた。
ール０３の出口、または動翼０１入口における速
度三角形である。実線は、設計点流量での速度三
角形を、破線は、流量が1/2になつた時の速度三
角形を、それぞれ示す。設計点流量でスクロール
出口の流速がＶの場合、周速Ｕで回転する動翼０
１に対し、流れは相対流速Ｗで流入する。この時
動翼０１入口に対する入射角ｉは、衝突損失がな
るべく小さくなるような値をとるように、設計さ
れている。設計点から流量が1/2に減少した時、
tan-1（BO／Ｐ）は一定なので、流れ角αはほぼ、
一定のままでα′となり、スクロール出口の絶対流
速Ｖは流量に比例して減少しV′となる。したが
つて流量が減少すると、動翼入射角ｉはi′へと大
きく変化し、その結果、動翼０１に流入する流れ
の衝突損失が増加し、タービンの効率が低下する
という問題点があつた。
なお、第１４図には半径流タービンの動翼が描
かれているが、速度三角形は軸流タービンについ
ても同様である。
かれているが、速度三角形は軸流タービンについ
ても同様である。
本考案は前記問題点の解決を目的として、ター
ビン入口部の円周方向に、複数の矩形断面のスク
ロール部を配置し、それら各スクロール部にそれ
ぞれ入口管を接続したものにおいて、上記矩形断
面の１対の対向辺を形成する壁を固定壁とし、他
の１辺を形成する壁を可動壁とするとともに、上
記可動壁と固定部との間にフラツプを配置したこ
とを特徴とするタービンスクロールを提案するも
のである。
ビン入口部の円周方向に、複数の矩形断面のスク
ロール部を配置し、それら各スクロール部にそれ
ぞれ入口管を接続したものにおいて、上記矩形断
面の１対の対向辺を形成する壁を固定壁とし、他
の１辺を形成する壁を可動壁とするとともに、上
記可動壁と固定部との間にフラツプを配置したこ
とを特徴とするタービンスクロールを提案するも
のである。
本考案は上記の手段を講じたので、タービン流
量に応じてスクロール部の周壁の一部を動かし、
スクロール入口幅を変化させることにより、流れ
角αを調節して動翼に対する相対流速の向きを調
整し、動翼入口の流入角ｉを適切な値に近く保つ
て、衝突損失の増加を防止することができる。ま
た可動壁と固定部との間にフラツプを配置するの
で、流体が無理なくスムーズに導かれる。
量に応じてスクロール部の周壁の一部を動かし、
スクロール入口幅を変化させることにより、流れ
角αを調節して動翼に対する相対流速の向きを調
整し、動翼入口の流入角ｉを適切な値に近く保つ
て、衝突損失の増加を防止することができる。ま
た可動壁と固定部との間にフラツプを配置するの
で、流体が無理なくスムーズに導かれる。
第１図に本考案の一実施例を示す。動翼１１を
有するタービンの入口部を、円周方向に等間隔に
配置された４個の導入口１２、スクロール１３よ
り構成する。スクロール外周壁１４を、スクロー
ル１３の下流端近傍に設けた回動軸１５のまわり
に回動可能とし、ピストン１９によつて駆動す
る。これにより、スクロール入口幅Ｂを調節する
ことができる。フラツプ１７は上記スクロール外
周壁１４の回動により、スクロール１３入口に生
ずる段差をなくし、流路形状をできるだけ平滑な
ものにするために設けられており、スクロール１
３の入口に設けられたヒンジ１８のまわりに回動
できるようになつている。またばね１０によつて
スクロール外周壁１４に押しつけられており、ス
クロール外周壁１４の回動によつて回動させられ
る。
有するタービンの入口部を、円周方向に等間隔に
配置された４個の導入口１２、スクロール１３よ
り構成する。スクロール外周壁１４を、スクロー
ル１３の下流端近傍に設けた回動軸１５のまわり
に回動可能とし、ピストン１９によつて駆動す
る。これにより、スクロール入口幅Ｂを調節する
ことができる。フラツプ１７は上記スクロール外
周壁１４の回動により、スクロール１３入口に生
ずる段差をなくし、流路形状をできるだけ平滑な
ものにするために設けられており、スクロール１
３の入口に設けられたヒンジ１８のまわりに回動
できるようになつている。またばね１０によつて
スクロール外周壁１４に押しつけられており、ス
クロール外周壁１４の回動によつて回動させられ
る。
第２図は、本実施例における動翼１１入口の速
度三角形である。実線は設計点流量での速度三角
形を、破線は、流量が設計流量の1/2になつた時
の速度三角形を、それぞれ示す。本図は前記従来
の技術の項で説明した第１４図に対応するもの
で、設計点における速度三角形は、前記第１４図
のものと合同であるとする。本実施例では、先述
のように、スクロール部入口幅Ｂを調節すること
ができるので、これをタービン流量にほぼ比例す
るように調節すると、動翼入口における絶対流速
ベクトルＶの大きさは、流量変化の前後でほぼ一
定に保たれる。すなわち、またこの絶対流速ベク
トルＶの方向を表わす流れ角αも流量変化にほぼ
比例して小さくなるので、相対流速Ｗの向きの変
化が小さくなり、入射角ｉが適切な範囲に保持さ
れる。したがつて、流量変化に伴う衝突損失の増
加を従来形よりも小さく抑えることができ、ター
ビン効率の低下を小さくすることができる。
度三角形である。実線は設計点流量での速度三角
形を、破線は、流量が設計流量の1/2になつた時
の速度三角形を、それぞれ示す。本図は前記従来
の技術の項で説明した第１４図に対応するもの
で、設計点における速度三角形は、前記第１４図
のものと合同であるとする。本実施例では、先述
のように、スクロール部入口幅Ｂを調節すること
ができるので、これをタービン流量にほぼ比例す
るように調節すると、動翼入口における絶対流速
ベクトルＶの大きさは、流量変化の前後でほぼ一
定に保たれる。すなわち、またこの絶対流速ベク
トルＶの方向を表わす流れ角αも流量変化にほぼ
比例して小さくなるので、相対流速Ｗの向きの変
化が小さくなり、入射角ｉが適切な範囲に保持さ
れる。したがつて、流量変化に伴う衝突損失の増
加を従来形よりも小さく抑えることができ、ター
ビン効率の低下を小さくすることができる。
なお、第１図および第２図には、半径流タービ
ンの動翼が描かれているが、本実施例のタービン
スクロールは軸流タービンにも適用できる。
ンの動翼が描かれているが、本実施例のタービン
スクロールは軸流タービンにも適用できる。
次に本考案の第２の実施例を第３図により説明
する。この実施例ではスクロール外周壁２４はそ
の上流端（隣りのスクロール外周壁の下流端に隣
り合う位置）近傍の回動軸２５を持ちこの回動軸
２５の回りに回動される。これにより、スクロー
ル外周壁２４の下流端２４ａと下流側スクロール
外周壁２４で形成されるスクロール２３入口幅Ｂ
を調節することができる。この幅Ｂが小さくなつ
た場合、スクロール入口上流の流路断面積を変化
をなめらかにするために、前記第１の実施例と同
様、フラツプ２７が設けられている。
する。この実施例ではスクロール外周壁２４はそ
の上流端（隣りのスクロール外周壁の下流端に隣
り合う位置）近傍の回動軸２５を持ちこの回動軸
２５の回りに回動される。これにより、スクロー
ル外周壁２４の下流端２４ａと下流側スクロール
外周壁２４で形成されるスクロール２３入口幅Ｂ
を調節することができる。この幅Ｂが小さくなつ
た場合、スクロール入口上流の流路断面積を変化
をなめらかにするために、前記第１の実施例と同
様、フラツプ２７が設けられている。
本実施例においても、タービン流量が変化した
場合には、スクロール外周壁２４を回動させて、
スクロール入口幅Ｂを調節し、流れ角αを調節し
て、入射角ｉを適切な範囲に保持する。設計点お
よび流量1/2の場合の速度三角形は、本実施例に
おいても、前記第１の実施例の場合（第２図）と
全く同様になる。
場合には、スクロール外周壁２４を回動させて、
スクロール入口幅Ｂを調節し、流れ角αを調節し
て、入射角ｉを適切な範囲に保持する。設計点お
よび流量1/2の場合の速度三角形は、本実施例に
おいても、前記第１の実施例の場合（第２図）と
全く同様になる。
次に本考案の第３の実施例を第４図により説明
する。本実施例では、スクロール３３ａとスクロ
ール３３ｂを１組とし、３３ａを下流側スクロー
ル、３３ｂを上流側スクロールとそれぞれ呼ぶ。
下流側スクロール３３ａの外周壁３４ａは、下流
側スクロール３３ａの下流端近傍に回動軸３５ａ
を持ち、ピストン３９ａによつて回動される。上
流側スクロール３３ｂの外周壁３４ｂは上流側ス
クロール３３ｂの上流端近傍に回動軸３５ｂを持
ちピストン３９ｂによつて回動される。これによ
つて下流側スクロール３３ａの入口幅Ｂが可変に
なり、一定幅の上流側スクロール入口幅BOと等
しい幅から零になるまで調整可能になる。
する。本実施例では、スクロール３３ａとスクロ
ール３３ｂを１組とし、３３ａを下流側スクロー
ル、３３ｂを上流側スクロールとそれぞれ呼ぶ。
下流側スクロール３３ａの外周壁３４ａは、下流
側スクロール３３ａの下流端近傍に回動軸３５ａ
を持ち、ピストン３９ａによつて回動される。上
流側スクロール３３ｂの外周壁３４ｂは上流側ス
クロール３３ｂの上流端近傍に回動軸３５ｂを持
ちピストン３９ｂによつて回動される。これによ
つて下流側スクロール３３ａの入口幅Ｂが可変に
なり、一定幅の上流側スクロール入口幅BOと等
しい幅から零になるまで調整可能になる。
第５図には、本実施例の調整方法を示す。上流
側スクロール３３ｂの入口幅BOは一定であるが、
下流側スクロール３３ａの入口幅Ｂを、最大流量
の時全開、50％流量の時全閉となるように調整す
ることによつて、一組のスクロール入口幅（BO
＋Ｂ）は、流量50％から100％の間で、流量に比
例して変化する。
側スクロール３３ｂの入口幅BOは一定であるが、
下流側スクロール３３ａの入口幅Ｂを、最大流量
の時全開、50％流量の時全閉となるように調整す
ることによつて、一組のスクロール入口幅（BO
＋Ｂ）は、流量50％から100％の間で、流量に比
例して変化する。
流量50％の場合下流側スクロール３３ａの外周
壁３４ａと上流側スクロール３３ｂの外周壁３４
ｂが連なり、スクロール出口の流れ角α′はほぼ
tan-1（BO／2P）≒１／２tan-1（BO／Ｐ）となつて、 設計点の流れ角αのほぼ1/2となる。一方スクロ
ール出口の流速Ｖはスクロール入口幅（BO＋Ｂ）
が流量に比例して変化するため、ほぼ一定に保た
れる。すなわちV′≒Vp。その結果相対流速Ｗの
大きさはほぼ1/2のW′となるが、その方向の変化
は小さく、入射角ｉの変化はわずかとなる。この
入射角の変化を第６図に示す。流量が設計点から
約1/2までは入射角の変化量を従来例に比べて小
さくすることができる。このようにして、スクロ
ール出口の速度三角形は、本実施例の場合も、隣
接するスクロールにおける平均値をとれば、前記
第２図と同様になる。
壁３４ａと上流側スクロール３３ｂの外周壁３４
ｂが連なり、スクロール出口の流れ角α′はほぼ
tan-1（BO／2P）≒１／２tan-1（BO／Ｐ）となつて、 設計点の流れ角αのほぼ1/2となる。一方スクロ
ール出口の流速Ｖはスクロール入口幅（BO＋Ｂ）
が流量に比例して変化するため、ほぼ一定に保た
れる。すなわちV′≒Vp。その結果相対流速Ｗの
大きさはほぼ1/2のW′となるが、その方向の変化
は小さく、入射角ｉの変化はわずかとなる。この
入射角の変化を第６図に示す。流量が設計点から
約1/2までは入射角の変化量を従来例に比べて小
さくすることができる。このようにして、スクロ
ール出口の速度三角形は、本実施例の場合も、隣
接するスクロールにおける平均値をとれば、前記
第２図と同様になる。
なお、第３図および第４図には、軸流タービン
の動翼が描かれているが、これら実施例のタービ
ンスクロールは半径流タービンにも適用できる。
の動翼が描かれているが、これら実施例のタービ
ンスクロールは半径流タービンにも適用できる。
次に第７図および第８図により、本考案の第４
の実施例を説明する。第７図は回転軸を含む縦断
面図、第８図は第７図の−鎖線で切断した断
面の斜視図である。この実施例は軸流タービンの
タービン入口に軸方向から流入するようにスクロ
ールが設けられた前記第１１図ないし第１３図の
場合の改良である。
の実施例を説明する。第７図は回転軸を含む縦断
面図、第８図は第７図の−鎖線で切断した断
面の斜視図である。この実施例は軸流タービンの
タービン入口に軸方向から流入するようにスクロ
ールが設けられた前記第１１図ないし第１３図の
場合の改良である。
本実施例においても、スクロール４３を外周壁
４４ａ、内周壁４４ｃと羽根車回転軸方向に向い
た壁４４ｄから構成する。羽根車回転軸方向に向
いた壁４４ｄはスクロール入口近傍から下流端ま
でが下流端近傍に設けた羽根車回転軸に垂直な回
転軸４５のまわりに回動する。またスクロール入
口幅Ｂが小さくなつた場合にスクロール入口上流
の流路断面積がなめらかに変化する様にフラツプ
４７を設ける。
４４ａ、内周壁４４ｃと羽根車回転軸方向に向い
た壁４４ｄから構成する。羽根車回転軸方向に向
いた壁４４ｄはスクロール入口近傍から下流端ま
でが下流端近傍に設けた羽根車回転軸に垂直な回
転軸４５のまわりに回動する。またスクロール入
口幅Ｂが小さくなつた場合にスクロール入口上流
の流路断面積がなめらかに変化する様にフラツプ
４７を設ける。
本実施例においても、作用効果は前記諸実施例
とほぼ同様であり、速度三角形も同様となるの
で、詳細な説明は省略する。
とほぼ同様であり、速度三角形も同様となるの
で、詳細な説明は省略する。
本考案によれば、スクロール付タービンにおい
て、流量変化に伴なう動翼入口の入射角変化幅を
従来のものに比べて小さくすることができるか
ら、動翼入口の衝突損失を小さくでき、これによ
つて流量変化に伴なう効率低下量を少なくするこ
とができる。
て、流量変化に伴なう動翼入口の入射角変化幅を
従来のものに比べて小さくすることができるか
ら、動翼入口の衝突損失を小さくでき、これによ
つて流量変化に伴なう効率低下量を少なくするこ
とができる。
第１図は本考案の一実施例を示す断面図、第２
図はその速度線図、第３図および第４図はそれぞ
れ本考案の他の実施例を示す断面図、第５図およ
び第６図はその作用効果を説明するための図、第
７図および第８図は本考案のさらに他の実施例を
示す説明図である。第９図ないし第１３図は従来
のタービンスクロールの例を示す説明図、第１４
図はその速度線図である。 ０３，１３，２３，３３ａ，３３ｂ，４３……
スクロール、０４，１４，２４，３４ａ，３４
ｂ，４４ｄ……スクロール周壁、１５，２５，３
５ａ，３５ｂ，４５……回転軸、１７，２７，４
７……フラツプ、１８……ヒンジ、１９，３９
ａ，３９ｂ……ピストン、１０……ばね、Ｐ……
スクロールピツチ、BO，Ｂ……スクロール入口
幅。
図はその速度線図、第３図および第４図はそれぞ
れ本考案の他の実施例を示す断面図、第５図およ
び第６図はその作用効果を説明するための図、第
７図および第８図は本考案のさらに他の実施例を
示す説明図である。第９図ないし第１３図は従来
のタービンスクロールの例を示す説明図、第１４
図はその速度線図である。 ０３，１３，２３，３３ａ，３３ｂ，４３……
スクロール、０４，１４，２４，３４ａ，３４
ｂ，４４ｄ……スクロール周壁、１５，２５，３
５ａ，３５ｂ，４５……回転軸、１７，２７，４
７……フラツプ、１８……ヒンジ、１９，３９
ａ，３９ｂ……ピストン、１０……ばね、Ｐ……
スクロールピツチ、BO，Ｂ……スクロール入口
幅。
Claims (1)
- タービン入口部の円周方向に、複数の矩形断面
のスクロール部を配置し、それら各スクロール部
にそれぞれ入口管を接続したものにおいて、上記
矩形断面の１対の対向辺を形成する壁を固定壁と
し、他の１辺を形成する壁を可動壁とするととも
に、上記可動壁と固定部との間にフラツプを配置
したことを特徴とするタービンスクロール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987121493U JPH0521601Y2 (ja) | 1987-08-10 | 1987-08-10 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987121493U JPH0521601Y2 (ja) | 1987-08-10 | 1987-08-10 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6427403U JPS6427403U (ja) | 1989-02-16 |
| JPH0521601Y2 true JPH0521601Y2 (ja) | 1993-06-03 |
Family
ID=31368546
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1987121493U Expired - Lifetime JPH0521601Y2 (ja) | 1987-08-10 | 1987-08-10 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0521601Y2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62282128A (ja) * | 1986-05-30 | 1987-12-08 | Honda Motor Co Ltd | 可変容量タービン |
-
1987
- 1987-08-10 JP JP1987121493U patent/JPH0521601Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62282128A (ja) * | 1986-05-30 | 1987-12-08 | Honda Motor Co Ltd | 可変容量タービン |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6427403U (ja) | 1989-02-16 |
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