JPH07259508A - 可変形状タービン - Google Patents
可変形状タービンInfo
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- JPH07259508A JPH07259508A JP6286533A JP28653394A JPH07259508A JP H07259508 A JPH07259508 A JP H07259508A JP 6286533 A JP6286533 A JP 6286533A JP 28653394 A JP28653394 A JP 28653394A JP H07259508 A JPH07259508 A JP H07259508A
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- movable wall
- annular
- recess
- inlet passage
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/12—Control of the pumps
- F02B37/22—Control of the pumps by varying cross-section of exhaust passages or air passages, e.g. by throttling turbine inlets or outlets or by varying effective number of guide conduits
-
- 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
- F01D17/141—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of shiftable members or valves obturating part of the flow path
- F01D17/143—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of shiftable members or valves obturating part of the flow path the shiftable member being a wall, or part thereof of a radial diffuser
-
- 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
-
- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
- Supercharger (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 可動壁部材の表面に生じる荷重を低減し、簡
素かつ安価な構成でもって可動壁部材を正確に位置制御
できる可変形状タービンを提供する。 【構成】 可変形状タービンは、環状凹部19をもち、可
動壁部材５を支承するハウジング1を備える。環状の入
口通路4は、可動壁部材5とハウジング1の対向壁6とで区
切られる。可動壁部材5は、入口通路4の幅を変化させる
ように移動できる。可動壁部材5と凹部19の半径方向内
周および外周との間に、気密シール20,21が設けられ、
可動壁部材5の表面を貫いて穴24が設けられる。この装
置は、入口通路4を通過するガス流によって可動壁部材5
に加わる全軸方向荷重を減じるように、凹部19と入口通
路4の間の圧力差が減少するようになっている。
素かつ安価な構成でもって可動壁部材を正確に位置制御
できる可変形状タービンを提供する。 【構成】 可変形状タービンは、環状凹部19をもち、可
動壁部材５を支承するハウジング1を備える。環状の入
口通路4は、可動壁部材5とハウジング1の対向壁6とで区
切られる。可動壁部材5は、入口通路4の幅を変化させる
ように移動できる。可動壁部材5と凹部19の半径方向内
周および外周との間に、気密シール20,21が設けられ、
可動壁部材5の表面を貫いて穴24が設けられる。この装
置は、入口通路4を通過するガス流によって可動壁部材5
に加わる全軸方向荷重を減じるように、凹部19と入口通
路4の間の圧力差が減少するようになっている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、専用ではないが,とり
わけ内燃機関に用いられる可変形状タービンに関する。
わけ内燃機関に用いられる可変形状タービンに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、タービンは、タービン室内に設
けられたタービン羽根車と、上記タービン室に向かって
半径方向内方へ延びる入口通路と、この入口通路の半径
方向外方端部の回りに配置された入口室と、上記タービ
ン室から軸方向に延びる出口通路とからなる。上記入口
および出口通路とタービン室は、入口室に流入した圧縮
ガスが、入口通路を通りタービン室を経て出口通路に流
れ、それによってタービン羽根車を駆動するように連通
している。内燃機関用の排気タービン過給機の場合、タ
ービン羽根車が軸を駆動し、軸が今度は回転圧縮機を駆
動する。
けられたタービン羽根車と、上記タービン室に向かって
半径方向内方へ延びる入口通路と、この入口通路の半径
方向外方端部の回りに配置された入口室と、上記タービ
ン室から軸方向に延びる出口通路とからなる。上記入口
および出口通路とタービン室は、入口室に流入した圧縮
ガスが、入口通路を通りタービン室を経て出口通路に流
れ、それによってタービン羽根車を駆動するように連通
している。内燃機関用の排気タービン過給機の場合、タ
ービン羽根車が軸を駆動し、軸が今度は回転圧縮機を駆
動する。
【０００３】可変形状タービンでは、上記入口通路の１
つの壁に可動壁部材が設けられ、この可動壁部材の位置
は、入口通路の対向壁に対して調整可能になっていて、
入口通路の幅を制御するようになっている。油圧的,機
械的なものを含む種々の駆動機構が、上記可動壁部材の
位置を制御するために提案されてきている。
つの壁に可動壁部材が設けられ、この可動壁部材の位置
は、入口通路の対向壁に対して調整可能になっていて、
入口通路の幅を制御するようになっている。油圧的,機
械的なものを含む種々の駆動機構が、上記可動壁部材の
位置を制御するために提案されてきている。
【０００４】例えば、米国特許第5,044,880号は、可動
壁部材が、環状でシート材料から形成され、かつタービ
ンのハウジング内の環状凹部内に設けられた可変形状タ
ービンについて述べている。上記可動壁部材は、その半
径方向の最外周からハウジングの対向面より離れるよう
に延びる管状部分を有する。この管状部分とタービンハ
ウジングの間に気密シールが配置され、ガスが入口通路
から環状の可動壁部材の背後に漏れるのを防いでいる。
このような漏れは、タービンの効率を低下させるのであ
る。
壁部材が、環状でシート材料から形成され、かつタービ
ンのハウジング内の環状凹部内に設けられた可変形状タ
ービンについて述べている。上記可動壁部材は、その半
径方向の最外周からハウジングの対向面より離れるよう
に延びる管状部分を有する。この管状部分とタービンハ
ウジングの間に気密シールが配置され、ガスが入口通路
から環状の可動壁部材の背後に漏れるのを防いでいる。
このような漏れは、タービンの効率を低下させるのであ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】可変形状タービンにお
いて、タービンに供給される排気ガスの体積が比較的少
ない場合、タービンに達するガスの速度は、環状の入口
通路を狭めることによって、効率的なタービンの運転を
保証するようなレベルに維持される。入口通路を横切っ
て延びる羽根は、ガス流を羽根車に向ける。入口通路が
狭まると、どんな体積流量のガスに対しても、入口通路
を通過する流入ガスの速度は増加する。すると、可動壁
部材の表面を上流側から下流側に横切る半径方向の圧力
勾配は、入口通路が狭まるにつれて増加する。可動壁部
材の半径方向の外縁が、この壁部材の背後へのガスの漏
れを防ぐように封止されていると仮定すれば、可動壁部
材の背後の圧力は、その表面の半径方向外側の部分にお
ける圧力よりも低くなるであろう。この圧力差は、可動
壁部材に大きな荷重を加える結果になる。例えば、１０
リッターの内燃機関用のタービンでは、入口通路の幅が
最小になったとき、８０kgの荷重が可動壁部材に加わる
ことになる。ブレーキをかけたときは、上記圧力差は５
バールにも達し、２００kgもの荷重が加わる結果にな
る。このような荷重は、駆動機構によって支えられなけ
ればならない。
いて、タービンに供給される排気ガスの体積が比較的少
ない場合、タービンに達するガスの速度は、環状の入口
通路を狭めることによって、効率的なタービンの運転を
保証するようなレベルに維持される。入口通路を横切っ
て延びる羽根は、ガス流を羽根車に向ける。入口通路が
狭まると、どんな体積流量のガスに対しても、入口通路
を通過する流入ガスの速度は増加する。すると、可動壁
部材の表面を上流側から下流側に横切る半径方向の圧力
勾配は、入口通路が狭まるにつれて増加する。可動壁部
材の半径方向の外縁が、この壁部材の背後へのガスの漏
れを防ぐように封止されていると仮定すれば、可動壁部
材の背後の圧力は、その表面の半径方向外側の部分にお
ける圧力よりも低くなるであろう。この圧力差は、可動
壁部材に大きな荷重を加える結果になる。例えば、１０
リッターの内燃機関用のタービンでは、入口通路の幅が
最小になったとき、８０kgの荷重が可動壁部材に加わる
ことになる。ブレーキをかけたときは、上記圧力差は５
バールにも達し、２００kgもの荷重が加わる結果にな
る。このような荷重は、駆動機構によって支えられなけ
ればならない。
【０００６】可動壁部材の位置制御への悪影響に加え
て、可動壁部材の表面に生じる大きな荷重は、摩耗を増
大させ、生じた大きな荷重に耐えるように組み立てられ
ねばならぬタービン全体の複雑さと価格を増大させる。
て、可動壁部材の表面に生じる大きな荷重は、摩耗を増
大させ、生じた大きな荷重に耐えるように組み立てられ
ねばならぬタービン全体の複雑さと価格を増大させる。
【０００７】そこで、本発明の目的は、上述の不都合を
除去あるいは軽減する可変形状タービンを提供すること
である。
除去あるいは軽減する可変形状タービンを提供すること
である。
【０００８】
【発明の構成，作用，効果】本発明によれば、ハウジン
グ内に支承されるタービン羽根車と、このタービン羽根
車に向かって半径方向内方へ延びる環状の入口通路とを
備えた可変形状タービンが提供される。上記環状の入口
通路は、可動壁部材の環状の壁とハウジングの対向壁と
で区切られ、上記可動壁部材は、入口通路の幅を変える
ようにハウジングに対して動くことができるとともに、
ハウジング内に設けられた環状の凹部に取り付けられ
る。上記可動壁部材の半径方向の内周と外周は、上記凹
部に対して封止され、可動壁部材の環状の壁を貫く穴が
設けられ、それによって上記凹部が上記入口通路と連通
する。
グ内に支承されるタービン羽根車と、このタービン羽根
車に向かって半径方向内方へ延びる環状の入口通路とを
備えた可変形状タービンが提供される。上記環状の入口
通路は、可動壁部材の環状の壁とハウジングの対向壁と
で区切られ、上記可動壁部材は、入口通路の幅を変える
ようにハウジングに対して動くことができるとともに、
ハウジング内に設けられた環状の凹部に取り付けられ
る。上記可動壁部材の半径方向の内周と外周は、上記凹
部に対して封止され、可動壁部材の環状の壁を貫く穴が
設けられ、それによって上記凹部が上記入口通路と連通
する。
【０００９】従来技術に関連して既に述べたように、入
口通路が閉ざされたときに可動壁部材の表面に加わる全
体荷重の増加は、入口通路を区切る可動壁部材の表面を
横切る半径方向の圧力勾配の増加に起因する。本発明に
おいて可動壁部材に貫通穴を設けることは、可動壁部材
を貫いてハウジング内の上記凹部に流入ガスを通過させ
ることを可能にする。上記凹部のガス圧力は、貫通穴の
箇所で可動壁部材の表面に働くガス圧力と実質的に等し
いが、このガス圧力は、可動壁部材を横切る全体圧力差
を減少させ、ひいては可動壁部材に結果として加わる荷
重を減少させる。
口通路が閉ざされたときに可動壁部材の表面に加わる全
体荷重の増加は、入口通路を区切る可動壁部材の表面を
横切る半径方向の圧力勾配の増加に起因する。本発明に
おいて可動壁部材に貫通穴を設けることは、可動壁部材
を貫いてハウジング内の上記凹部に流入ガスを通過させ
ることを可能にする。上記凹部のガス圧力は、貫通穴の
箇所で可動壁部材の表面に働くガス圧力と実質的に等し
いが、このガス圧力は、可動壁部材を横切る全体圧力差
を減少させ、ひいては可動壁部材に結果として加わる荷
重を減少させる。
【００１０】上記可動壁部材は、ハウジング内の上記凹
部が、可動壁部材に設けられた穴を経る場合を除いて,
上記入口通路から密封されるように、ハウジングに対し
て封止されることが重要である。こうすることは、凹部
内のガスの圧力が、上記穴の箇所で可動壁部材の表面に
働く静圧と実質的に等しくなることを保証する。例え
ば、もし可動壁部材の半径方向の内縁と凹部との間にシ
ールがなければ、凹部内の圧力は、流入ガスの下流側の
圧力に実質的に等しくなって、可動壁部材に加わる荷重
を減少させる効果は失われる。
部が、可動壁部材に設けられた穴を経る場合を除いて,
上記入口通路から密封されるように、ハウジングに対し
て封止されることが重要である。こうすることは、凹部
内のガスの圧力が、上記穴の箇所で可動壁部材の表面に
働く静圧と実質的に等しくなることを保証する。例え
ば、もし可動壁部材の半径方向の内縁と凹部との間にシ
ールがなければ、凹部内の圧力は、流入ガスの下流側の
圧力に実質的に等しくなって、可動壁部材に加わる荷重
を減少させる効果は失われる。
【００１１】上記可動壁部材は、その半径方向の最内お
よび最外の周辺から上記対向壁より離れるように軸方向
に延びる内側と外側の環状フランジを備え、このフラン
ジと上記凹部の内周面および外周面との間にシールが配
置されている。
よび最外の周辺から上記対向壁より離れるように軸方向
に延びる内側と外側の環状フランジを備え、このフラン
ジと上記凹部の内周面および外周面との間にシールが配
置されている。
【００１２】上記凹部の内面に設けられた環状溝に、少
なくとも１つのシールが装着されるのが好ましい。
なくとも１つのシールが装着されるのが好ましい。
【００１３】上記可動壁部材の半径方向外側の周辺に設
けられた溝に、少なくとも１つのシールが装着されるの
が好ましい。
けられた溝に、少なくとも１つのシールが装着されるの
が好ましい。
【００１４】本発明の好ましい実施例では、可動壁部材
は、入口通路内に延びる羽根を支え、上記穴は、隣合う
羽根の間に設けられる。
は、入口通路内に延びる羽根を支え、上記穴は、隣合う
羽根の間に設けられる。
【００１５】タービンハウジングの上記対向壁は、環状
の可動壁部材がこの対向壁に向かって移動せしめられる
とき、上記羽根を収容するための環状凹部を備えるのが
好ましい。
の可動壁部材がこの対向壁に向かって移動せしめられる
とき、上記羽根を収容するための環状凹部を備えるのが
好ましい。
【００１６】上記環状凹部は、上記羽根を収容するため
の溝穴をもつカバーで覆われるのが好ましい。
の溝穴をもつカバーで覆われるのが好ましい。
【００１７】
【実施例】以下、本発明を図示の実施例により詳細に説
明する。図示された可変形状タービンは、内燃機関(図
示せず)からのガスが供給される渦室または入口室２を
区切るタービンハウジング１を備える。排気ガスは、入
口室２から環状の入口通路４を経て出口通路３に流れ、
上記入口通路は、片側を可動壁部材５の表面で,反対の
片側を環状の囲い板６で夫々区切られ、この囲い板は、
ハウジング１の対向壁内に区切られた環状の凹部７の開
口部を覆っている。
明する。図示された可変形状タービンは、内燃機関(図
示せず)からのガスが供給される渦室または入口室２を
区切るタービンハウジング１を備える。排気ガスは、入
口室２から環状の入口通路４を経て出口通路３に流れ、
上記入口通路は、片側を可動壁部材５の表面で,反対の
片側を環状の囲い板６で夫々区切られ、この囲い板は、
ハウジング１の対向壁内に区切られた環状の凹部７の開
口部を覆っている。
【００１８】上記可動壁部材５は、円周方向に間隔をお
いて配置された複数の羽根の列を支え、各羽根は、上記
入口通路を横切り,囲い板６に適切に形成された溝穴を
通って,凹部７内まで延びている。
いて配置された複数の羽根の列を支え、各羽根は、上記
入口通路を横切り,囲い板６に適切に形成された溝穴を
通って,凹部７内まで延びている。
【００１９】入口室２から出口通路３へ流れるガスは、
タービン羽根車９を通過し、その結果、圧縮機翼車１１
を駆動する排気タービン過給機の軸１０にトルクが加わ
る。上記圧縮機翼車１１の回転は、空気入口１２に存す
る外気を圧縮し、圧縮された空気は、空気出口または渦
室１３に供給され、ここから内燃機関(図示せず)に供給
される。タービン羽根車９の速度は、環状の入口通過４
を通過するガスの速度に依存する。一定流量のガスにつ
いては、そのガスの速度は、入口通路４の幅の関数であ
り、入口通路の幅は、可動壁部材５の軸方向の位置を制
御することによって調整できる。図１は、最小幅まで閉
ざされた環状の入口通路を示す一方、図２は、全開した
入口通路を示している。入口通路４の幅が減少するにつ
れて、この入口通路を通過するガスの速度は増加する。
タービン羽根車９を通過し、その結果、圧縮機翼車１１
を駆動する排気タービン過給機の軸１０にトルクが加わ
る。上記圧縮機翼車１１の回転は、空気入口１２に存す
る外気を圧縮し、圧縮された空気は、空気出口または渦
室１３に供給され、ここから内燃機関(図示せず)に供給
される。タービン羽根車９の速度は、環状の入口通過４
を通過するガスの速度に依存する。一定流量のガスにつ
いては、そのガスの速度は、入口通路４の幅の関数であ
り、入口通路の幅は、可動壁部材５の軸方向の位置を制
御することによって調整できる。図１は、最小幅まで閉
ざされた環状の入口通路を示す一方、図２は、全開した
入口通路を示している。入口通路４の幅が減少するにつ
れて、この入口通路を通過するガスの速度は増加する。
【００２０】可動壁部材５の移動は、例えば、米国特許
第5,044,880号に記載されているような適切な駆動手段
であればどんなものによっても制御することができる。
図示の例では、駆動機構は、上記米国特許のそれに実質
的に基づいており、可動壁部材５は、軸方向に延びるピ
ン１４（図にはそのうちの１本のみを示す)に載せられ
ていて、可動壁部材の位置は、空気圧で操作されるアク
チュエータ１６に連結された(破線で示される)あぶみ状
部材１５によって制御される。このアクチュエータ系の
詳細は、本発明の主題と関係しないので、ここでは説明
しないこととする。
第5,044,880号に記載されているような適切な駆動手段
であればどんなものによっても制御することができる。
図示の例では、駆動機構は、上記米国特許のそれに実質
的に基づいており、可動壁部材５は、軸方向に延びるピ
ン１４（図にはそのうちの１本のみを示す)に載せられ
ていて、可動壁部材の位置は、空気圧で操作されるアク
チュエータ１６に連結された(破線で示される)あぶみ状
部材１５によって制御される。このアクチュエータ系の
詳細は、本発明の主題と関係しないので、ここでは説明
しないこととする。
【００２１】可動壁部材５は、軸方向に延びる内側と外
側の環状フランジ１７と１８を有し、各環状フランジ
は、タービンハウジング内に設けられた環状凹部１９内
に延びている。内側と外側のシールリング２０と２１
が、凹部１９の内側と外側の環状面に対して可動壁部材
５を封止するために設けられるが、可動壁部材５は、環
状凹部１９内で滑動できるようになっている。内側のシ
ールリング２０は、凹部１９の内面に設けられた環状溝
２２に装着され、可動壁部材５の内側の環状フランジ１
７を押す一方、外側のシールリング２１は、可動壁部材
５の環状フランジ１８内に設けられた環状溝２３に装着
され、凹部１９の半径方向最外の内面を押している。内
側のシールリング２０は、図示のものと異なり内側の環
状フランジの環状溝に装着することもできることが判る
であろう。このような配置は、組み立てをより容易にす
るであろう。
側の環状フランジ１７と１８を有し、各環状フランジ
は、タービンハウジング内に設けられた環状凹部１９内
に延びている。内側と外側のシールリング２０と２１
が、凹部１９の内側と外側の環状面に対して可動壁部材
５を封止するために設けられるが、可動壁部材５は、環
状凹部１９内で滑動できるようになっている。内側のシ
ールリング２０は、凹部１９の内面に設けられた環状溝
２２に装着され、可動壁部材５の内側の環状フランジ１
７を押す一方、外側のシールリング２１は、可動壁部材
５の環状フランジ１８内に設けられた環状溝２３に装着
され、凹部１９の半径方向最外の内面を押している。内
側のシールリング２０は、図示のものと異なり内側の環
状フランジの環状溝に装着することもできることが判る
であろう。このような配置は、組み立てをより容易にす
るであろう。
【００２２】可動壁部材５には、隣合う各対の羽根８の
間に配置された幾つかの穴２４が設けられ、環状の入口
通路４を区切る可動壁部材の表面は、上記穴を介して凹
部１９に連通し、この凹部は上記穴がなければ、シール
リング２０と２１によって入口通路４に対して封止され
る。
間に配置された幾つかの穴２４が設けられ、環状の入口
通路４を区切る可動壁部材の表面は、上記穴を介して凹
部１９に連通し、この凹部は上記穴がなければ、シール
リング２０と２１によって入口通路４に対して封止され
る。
【００２３】使用時に、排気ガスが入口通路４を通過す
ると、環状の可動壁部材５の表面に静圧が加わり、この
可動壁部材を凹部１９内へ押し込もうとする。この静圧
の効果は、可動壁部材５の位置を正確に制御しようとす
る場合は、駆動機構によって克服されなければならな
い。可動壁部材５がハウジングの対向壁６に近付くよう
に移動すると、環状の入口通路４の幅がさらに減少し
て、この入口通路４を流れる空気の速度が増加し、可動
壁部材５の表面に加わる荷重が増加しようとする。しか
し、可動壁部材５を貫く穴２４を設けることで、凹部１
９内の圧力が,穴２４の箇所で可動壁部材５の表面に加
わる静圧と確実に等しくなり、従って穴２４を適切な位
置に設けることによって、可動壁部材に結果として生じ
る荷重が著しく減じられる。
ると、環状の可動壁部材５の表面に静圧が加わり、この
可動壁部材を凹部１９内へ押し込もうとする。この静圧
の効果は、可動壁部材５の位置を正確に制御しようとす
る場合は、駆動機構によって克服されなければならな
い。可動壁部材５がハウジングの対向壁６に近付くよう
に移動すると、環状の入口通路４の幅がさらに減少し
て、この入口通路４を流れる空気の速度が増加し、可動
壁部材５の表面に加わる荷重が増加しようとする。しか
し、可動壁部材５を貫く穴２４を設けることで、凹部１
９内の圧力が,穴２４の箇所で可動壁部材５の表面に加
わる静圧と確実に等しくなり、従って穴２４を適切な位
置に設けることによって、可動壁部材に結果として生じ
る荷重が著しく減じられる。
【００２４】上記穴２４の荷重低減効果は、穴の寸法,
数および正確な位置に依存し、適用が異なり,タービン
が異なった特性を持てば変化するであろう。
数および正確な位置に依存し、適用が異なり,タービン
が異なった特性を持てば変化するであろう。
【００２５】穴２４の配置を選択する際に考慮した方が
よいことは、可動壁部材５を横切る圧力差が、結果とし
て生じる荷重が軸方向に一方から他方に変化するような
のは、それが可動壁部材５の位置制御に不安定をもたら
しうるから望ましくないということである。可動壁部材
がハウジングに対して移動するとき、凹部１９内の圧力
が、可変の入口通路４内のガスによって加わる荷重を正
確に追跡できないということが判るだろう。可動壁部材
に結果として加わる荷重が、結果的に最小化されなかっ
た場合でも、この荷重が常に軸方向一方になるように上
記穴２４を配置することが好ましい。
よいことは、可動壁部材５を横切る圧力差が、結果とし
て生じる荷重が軸方向に一方から他方に変化するような
のは、それが可動壁部材５の位置制御に不安定をもたら
しうるから望ましくないということである。可動壁部材
がハウジングに対して移動するとき、凹部１９内の圧力
が、可変の入口通路４内のガスによって加わる荷重を正
確に追跡できないということが判るだろう。可動壁部材
に結果として加わる荷重が、結果的に最小化されなかっ
た場合でも、この荷重が常に軸方向一方になるように上
記穴２４を配置することが好ましい。
【００２６】可動壁部材を凹部内に封止するために、図
示のものと択一的なシール手段を設けることもできる。
可動壁部材５の内周または外周とハウジング１との間
に、１つ以上のシールを設けることもできる。シール
は、適切な溝内で伸縮できるように円周上に隙間をもっ
た矩形断面の例えばピストンリング型のものでもよい。
また、シールは、上述のものと択一的にばねのような構
造をなす２重巻きシールでもよい。上記シールは、内方
に向いた面の溝に装着するのに適するように内方へ付勢
するものであっても、外方へ向いた面の溝に装着するの
に適するように外方へ付勢するものであってもよい。
示のものと択一的なシール手段を設けることもできる。
可動壁部材５の内周または外周とハウジング１との間
に、１つ以上のシールを設けることもできる。シール
は、適切な溝内で伸縮できるように円周上に隙間をもっ
た矩形断面の例えばピストンリング型のものでもよい。
また、シールは、上述のものと択一的にばねのような構
造をなす２重巻きシールでもよい。上記シールは、内方
に向いた面の溝に装着するのに適するように内方へ付勢
するものであっても、外方へ向いた面の溝に装着するの
に適するように外方へ付勢するものであってもよい。
【図１】 本発明による可変形状タービンの軸方向の断
面図である。
面図である。
【図２】 図１のタービンの部分断面図であり、図１で
示されたのと異なった位置にある可動壁部材を示してい
る。
示されたのと異なった位置にある可動壁部材を示してい
る。
１…タービンハウジング、２…入口室、３…出口通路、
４…入口通路、５…可動壁部材、６…囲い板、７…環状
凹部、８…羽根、９…タービン羽根車、１１…圧縮機翼
車、１６…アクチュエータ、１７…内側環状フランジ、
１８…外側環状フランジ、１９…環状凹部、２０,２１
…シールリング、２２,２３…環状溝、２４…穴。
４…入口通路、５…可動壁部材、６…囲い板、７…環状
凹部、８…羽根、９…タービン羽根車、１１…圧縮機翼
車、１６…アクチュエータ、１７…内側環状フランジ、
１８…外側環状フランジ、１９…環状凹部、２０,２１
…シールリング、２２,２３…環状溝、２４…穴。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン・フレデリック・パーカー イギリス、エイチディ１・６アールエイ、 ハッダーズフィールド、セント・アンドリ ュース・ロード（番地の表示なし） ホル セット・エンジニアリング・カンパニー・ リミテッド内 (72)発明者 スティーブン・エドワード・ガレット イギリス、エイチディ１・６アールエイ、 ハッダーズフィールド、セント・アンドリ ュース・ロード（番地の表示なし） ホル セット・エンジニアリング・カンパニー・ リミテッド内
Claims (7)
- 【請求項１】 ハウジング内に支承されるタービン羽根
車と、このタービン羽根車に向かって半径方向内方へ延
びる環状の入口通路とを備えた可変形状タービンにおい
て、上記環状の入口通路は、可動壁部材の環状壁と上記
ハウジングの対向壁との間で区切られ、上記可動壁部材
は、上記入口通路の幅を変化させるために上記ハウジン
グに対して移動することができ、上記可動壁部材は、上
記ハウジング内に設けられた環状の凹部内に取り付けら
れ、上記可動壁部材の半径方向の内側および外側の周辺
は、上記凹部に対して封止され、上記可動壁部材の環状
壁を貫いて穴が設けられて、上記凹部が上記入口通路に
連通していることを特徴とする可変形状タービン。 - 【請求項２】 上記可変壁部材は、その半径方向の最内
および最外の周辺から上記対向壁より離れるように軸方
向に延びる内側および外側の環状フランジを備え、これ
らのフランジと上記凹部の内面および外面との間にシー
ルが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の
可変形状タービン。 - 【請求項３】 上記凹部の内面に設けられた環状溝に、
少なくとも１つのシールが装着されていることを特徴と
する請求項１または２に記載の可変形状タービン。 - 【請求項４】 上記可動壁部材の半径方向の外側周辺に
設けられた環状溝に、少なくとも１つのシールが装着さ
れていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１
つに記載の可変形状タービン。 - 【請求項５】 上記可動壁部材は、上記入口通路内に延
びる羽根を支え、上記穴は、隣合う羽根の間に設けられ
ていることを特徴とする請求項１に記載の可変形状ター
ビン。 - 【請求項６】 タービンの上記ハウジングの対向壁は、
この対向壁に向かって上記可動壁部材が移動せしめられ
るにつれて、上記羽根を収容するための環状凹部を備え
ることを特徴とする請求項５に記載の可変形状タービ
ン。 - 【請求項７】 上記環状凹部は、上記羽根を収容するた
めの穴溝が設けられたカバーによって覆われていること
を特徴とする請求項６に記載の可変形状タービン。
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|---|---|---|---|
| GB9323840 | 1993-11-19 | ||
| GB939323840A GB9323840D0 (en) | 1993-11-19 | 1993-11-19 | Variable geometry turbine |
| US08/342,546 US5522697A (en) | 1993-11-19 | 1994-11-21 | Load reducing variable geometry turbine |
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|---|---|
| JPH07259508A true JPH07259508A (ja) | 1995-10-09 |
| JP3148081B2 JP3148081B2 (ja) | 2001-03-19 |
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| JP28653394A Expired - Fee Related JP3148081B2 (ja) | 1993-11-19 | 1994-11-21 | 可変形状タービン |
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- 1994-11-21 US US08/342,546 patent/US5522697A/en not_active Expired - Lifetime
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