JPH06299860A - 半径流排ガスターボ過給機タービン - Google Patents

半径流排ガスターボ過給機タービン

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JPH06299860A
JPH06299860A JP6054023A JP5402394A JPH06299860A JP H06299860 A JPH06299860 A JP H06299860A JP 6054023 A JP6054023 A JP 6054023A JP 5402394 A JP5402394 A JP 5402394A JP H06299860 A JPH06299860 A JP H06299860A
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JP
Japan
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exhaust gas
gas turbocharger
turbocharger turbine
radial
guide vane
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JP6054023A
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English (en)
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Jozef Baets
ベーツ ヨーゼフ
Marcel Zehnder
ツェーンダー マルセル
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ABB Management AG
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    • 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
    • F01D9/00—Stators
    • F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F01D9/04—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector
    • 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
    • F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10—Final actuators
    • F01D17/12—Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • F01D17/16—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes
    • F01D17/165—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes for radial flow, i.e. the vanes turning around axes which are essentially parallel to the rotor centre line
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/40—Application in turbochargers

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 案内羽根の旋回調節機構を含む案内装置を少
数の構成部品から成る簡単な構造にする。 【構成】 各案内羽根１８の弦ｓを所属の調節軸１９の
最大直径より小さくしかつ軸方向でみて案内羽根プロフ
ィルが所属の調節軸１９の半径方向外側の輪郭内に完全
に含まれるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半径流排ガスターボ過
給機タービンであって、個々の調節可能な案内羽根を有
し、該案内羽根がケーシング内に軸受けされたそれぞれ
１つの調節軸を介して回動可能であり、各調節軸が旋回
レバーを介して操作可能である形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】このような形式のタービンは排ガスター
ボ過給機において従来から公知である。この場合タービ
ンにおける案内羽根の調節手段は例えばＥＰ２２６４４
４Ｂ１号又はＥＰ２２７４７５Ｂ１号明細書に記載され
ている。調節可能なタービン案内羽根によれば所定の装
入量のために比較的大きな落差を発生させることができ
る。これによりタービン出力、タービン回転数及び最後
に過給圧力が高められる。調節羽根が“高温”運転中に
締付けにより作動しなくなることを避けるために、調節
羽根は一般に所定の遊びをもって組立てられなければな
らない。特に羽根が閉方向に回わされている場合羽根の
頭部及び脚部に沿った間隙流は流路中の主流に対して障
害的に作用する。このための対策としてＥＰ２２６４４
４Ｂ１号明細書記載の機械では、ケーシングの、回動可
能な羽根付近の通路壁が軸方向で移動可能に構成されて
いて運転中調節羽根に押圧されるようになっている。
【０００３】旋回レバーは一般に、ＥＰ２２６４４４Ｂ
１号又はＥＰ２２７４７５Ｂ１号明細書から判るよう
に、１つの共通の溝付きリングによって駆動される。こ
の溝付きリングは回動可能であり、従って軸受けされて
いなければならない。さらに調節羽根の駆動軸は直径が
調節羽根の弦より小さい。その結果例えば羽根の分解の
さい旋回レバーを調節軸から取外さなければならない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、はじ
めに述べた形式の半径流タービンにおいて、調節機構を
含む案内装置の構成部分を僅かな構成部分に減じること
にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明によれ
ば、各案内羽根の弦が所属の調節軸の最大直径よりも小
であり、かつ、軸方向でみて、各案内羽根の羽根プロフ
ィルが、所属の調節軸の半径方向外側の輪郭内に完全に
含まれていることによって、解決されている。
【０００６】
【発明の効果】本発明の利点は特に、案内羽根を所属の
調節軸及び旋回レバーと一体に構成する可能性がえられ
る点にある。このようにしてえられた調節ユニットは、
ケーシング内部への特別の接近手段を必要とすることな
しに、全体としてケーシング内へ装入することができ、
又はケーシングから取出すことができる。
【０００７】有利な一構成によれば、各調節ユニットが
軸方向で移動可能でありかつばね手段を介して案内羽根
頭部に対向するケーシング通路壁に押圧可能である。
【０００８】各調節軸が軸方向で隣り合う２つの軸受個
所を有している場合、ケーシング内の、両軸受個所間
に、圧力空気を負荷される環状室を設けることができ
る。これによれば、一方では、調節軸が冷却され、他方
では、流過通路から外部への作業媒体の漏出が防止され
る。
【０００９】
【実施例】次に本発明の一実施例を半径方向のタービン
入口を有する単段排ガスターボ過給機タービンについて
説明する。
【００１０】図１に示されている熱機関はディーゼル機
関である。個々のシリンダの吐出排ガスは排ガス集め容
器２内へ流入し、ここで圧力が均一化される。ほぼ一定
の圧力で排ガスは排ガス導管３を経てタービン４内へ達
する。このタービンから駆動される圧縮機５は大気から
吸込まれて圧縮された空気を過給空気集め容器７内へ圧
送し、ここから過給空気は個々のシリンダへ達する。タ
ービンは、調節可能な案内羽根１８（図２）の形の可変
の流過横断面を有している。
【００１１】図２に部分的に示されているガスタービン
は羽根配列部への半径方向のスパイラル流入流路及び羽
根配列部からの軸方向の流出流路を有している。回転羽
根１５の上流側の、流過通路１１を制限する壁は、ケー
シング１４の内側の左右の壁である。通路１１は、回転
羽根１５の範囲において、内側を、回転羽根１５が取付
けられたロータ１６のボス１２により制限され、外側
を、ケーシング１４のほぼ軸方向に延びている壁によっ
て制限されている。
【００１２】調節可能な案内羽根１８はそれぞれの調節
軸１９と望ましくは一体に構成されている。軸１９はケ
ーシング１４の、これを貫通している孔１３内に軸受け
されている。
【００１３】この軸は孔１３から突出している端部に旋
回レバー２１を有している。このレバーは調節軸１９及
び案内羽根１８と、例えば鋳造品として一体に構成され
ている。
【００１４】調節軸１９の冷却のためにその周囲に圧縮
空気を噴射する手段が設けられている。必要な空気を準
備するために例えば圧縮機の下流側に、調整エレンメン
ト９が内部に配置されたバイパス導管８が設けられてい
る。このバイパス導管８はガスタービン４のケーシング
内へ開口している。各調節軸１９は２つの、軸方向で隣
合った軸受部を有している。該軸受部間には、ケーシン
グの軸受孔１３内に、環状室１７が配置されており、該
環状室内へは圧力空気が導入される。圧力空気はその冷
却及び作業媒体漏出防止機能を果たしながら調節軸の軸
受部を流過し、かつ軸受部隙間を経て一方ではガス流中
へ、他方では大気中へ達する。
【００１５】図２及び特に図４から判るように各案内羽
根１８の弦Ｓは所属の調節軸１８の最大直径よりも小さ
い。軸方向でみて、羽根プロフィルは、所属の調節軸１
９の半径方向で外側の輪郭の完全に内側にある。従って
ユニット羽根−調節軸ユニットとして軸受孔から取り外
すことがきる。
【００１６】案内羽根１８の自由頭部における羽根隙間
を避けるために、各調節ユニットは軸受孔内において軸
方向で移動可能に構成されている。図７から判るよう
に、調節軸１９は中空軸として構成されている。この中
空室内にはばね部材、図示の実施例ではコイルばね２２
が挿入されている。このばね部材は、ケーシング１４に
適宜の形式で取り付けられたリング２０に支持されてい
る。案内羽根先端はこのばね部材によってケーシングの
反対側の通路壁に押し付けられている。
【００１７】格子状に配列された案内羽根１８の本来の
調節は旋回レバー２１を介して行われる。それぞれ２つ
の隣り合った旋回レバー２１は、該レバーの同期旋回運
動を保証するために、互いに連接エレメントを介して連
接されている。連接エレメントは図２〜図６ではピンを
有する偏平な連接板である。該ピンは旋回レバーの相応
する孔内に挿入されている。これらのピンは旋回レバー
２１への取付箇所で回転軸２５を形成している。すべて
の旋回レバーが同じ角運動を行うようにするためには、
１つの連接エレメントの回転軸２５間の距離Ａは隣り合
う２つの調節軸１９間の距離Ｂに等しくなければならな
い。
【００１８】図示の例では連接板は２分割されている。
両部分２４′及び２４″はそれらの連接箇所に第３のヒ
ンジ２６を有している。このような連接エレメントは、
図４に示されているように、製作誤差及び組み立て誤差
並びに種々異なる大きさの熱膨張を補償することができ
る。
【００１９】レバーの角度調節は図示されていない、例
えば圧縮機構造において公知である操作手段によって行
われる。図３から判るように、このために、例えば調節
レバーの延長部２１ａにピストンを作用させることがで
きる。調節は、有利には、過給圧力、回転数等の運転パ
ラメータの関数の形で自動的に行われる。
【００２０】図５には完全に開かれている位置での案内
羽根の格子状配列が部分的に示されている。この場合羽
根入口エッジの非半径方向の位置は問題にならない。そ
れというのは、該格子には作業媒体がスパイラル流路か
ら適正な流入角度で負荷されるからである。
【００２１】図６には、最小部分負荷に相応する、完全
に閉じられた位置での案内羽根の格子状配列が部分的に
示されている。
【００２２】図８は別の一実施例を示し、この場合連接
エレメントはローラチェーンのチェーンリンク２４ｂで
ある。チェーンヒンジを形成するピンは連接エレメント
の回転軸２５であり、また旋回レバー２１ｂはスプロケ
ットホイールセクタとして構成されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】排ガスターボ過給機により過給された４気筒内
燃機関の概略図。
【図２】タービンの部分的縦断面図。
【図３】回動機構の正面図。
【図４】連接板を有する旋回レバーの詳細図。
【図５】完全に開かれた案内格子を有する回動機構の部
分図。
【図６】完全に閉じられた案内格子を有する回動機構の
部分図。
【図７】調節軸の軸受部の部分的断面図。
【図８】調節機構の別の一実施例を示す部分図。
【符号の説明】
１ ディーゼル機関、 ２ 排ガス集め容器、 ３ 排
ガス導管、 ４ タービン、 ５ 圧縮機、 ６ 過給
空気導管、 ７ 過給空気集め容器、 ８ バイパス導
管、 ９ 調整エレメント、 １１ 通路、 １２ ボ
ス、 １３ 孔、 １４ ケーシング、 １５ 回転羽
根、 １６ ロータ、 １７ 環状室、１８ 案内羽
根、 １９ 調節軸、 ２０ リング、 ２１，２１ｂ
旋回レバー、 ２２ コイルばね、 ２３ 通路壁、
２４ 連接板、 ２４′，２４″ 連接板部分、 ２
４ｂ チェーンリンク、 ２５ 回転軸、 ２６ 回転
ヒンジ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半径流排ガスターボ過給機タービンであ
    って、個々の調節可能な案内羽根（１８）を有し、該案
    内羽根がケーシング（１４）内に軸受けされたそれぞれ
    １つの調節軸（１９）を介して回動可能であり、各調節
    軸（１９）が旋回レバー（２１）を介して操作可能であ
    る形式のものにおいて、各案内羽根(１８）の弦（ｓ）
    が所属の調節軸（１９）の最大直径よりも小であり、か
    つ、軸方向でみて、各案内羽根（１８）の羽根プロフィ
    ルが、所属の調節軸（１９）の半径方向外側の輪郭内に
    完全に含まれていることを特徴とする、半径流排ガスタ
    ーボ過給機タービン。
  2. 【請求項２】 １つの案内羽根（１８）が所属の調節軸
    （１９）及び旋回レバー（２１）と共に１つの調節ユニ
    ットを形成しかつ互いに一体に構成されていることを特
    徴とする、請求項１記載の半径流排ガスターボ過給機タ
    ービン。
  3. 【請求項３】 各調節ユニットが軸方向で移動可能であ
    りかつばね部材（２２）を介してケーシング（１４）の
    通路壁（２３）に圧着可能であることを特徴とする、請
    求項２記載の半径流排ガスターボ過給機タービン。
  4. 【請求項４】 各調節軸（１９）が軸方向で互いに隣り
    合う２つの軸受箇所を有し、これらの軸受箇所の間に、
    圧力空気を負荷される環状室（１７）が設けられている
    ことを特徴とする。請求項１記載の半径流排ガスターボ
    過給機タービン。
  5. 【請求項５】 それぞれ２つの互いに隣合った旋回レバ
    ー（２１，２１ｂ）が連接エレメント（２４，２４ｂ）
    によって連接されており、該連接エレメントが旋回レバ
    ーとの連接箇所に回転軸（２５）を有し、各連接エレメ
    ントの回転軸(２５)間の距離（Ａ）が２つの隣り合う調
    節軸（１９）間の軸間距離（Ｂ）に等しいことを特徴と
    する、請求項１記載の半径流排ガスターボ過給機タービ
    ン。
  6. 【請求項６】 連接エレメントがピンを有する平らな連
    接板（２４）であり、該ピンが旋回レバーの相応する孔
    内に係合していることを特徴とする、請求項５記載の半
    径流排ガスターボ過給機タービン。
  7. 【請求項７】 連接板が２つの連接板部分（２４′，２
    ４″）から構成されておりかつ第３の回転ヒンジ（２
    ６）を有していることを特徴とする、請求項６記載の半
    径流排ガスターボ過給機タービン。
  8. 【請求項８】 連接エレメントがローラチェーンのチェ
    ーンリンク（２４ｂ）であり、チェーンヒンジを形成す
    るピンが連接エレメントの回転軸（２５）を形成しかつ
    旋回レバー（２１ｂ）がチェーンホイールとして形成さ
    れていることを特徴とする、請求項５記載の半径流排ガ
    スターボ過給機タービン。
JP6054023A 1993-03-25 1994-03-24 半径流排ガスターボ過給機タービン Pending JPH06299860A (ja)

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DE4309636.0 1993-03-25
DE4309636A DE4309636C2 (de) 1993-03-25 1993-03-25 Radialdurchströmte Abgasturboladerturbine

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US (1) US5518365A (ja)
JP (1) JPH06299860A (ja)
KR (1) KR100289549B1 (ja)
CN (1) CN1034967C (ja)
CZ (1) CZ286599B6 (ja)
DE (1) DE4309636C2 (ja)
GB (1) GB2276424B (ja)
PL (1) PL173354B1 (ja)
RU (1) RU2125164C1 (ja)

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