JPH09280001A - ラジアルタービン - Google Patents
ラジアルタービンInfo
- Publication number
- JPH09280001A JPH09280001A JP8086522A JP8652296A JPH09280001A JP H09280001 A JPH09280001 A JP H09280001A JP 8086522 A JP8086522 A JP 8086522A JP 8652296 A JP8652296 A JP 8652296A JP H09280001 A JPH09280001 A JP H09280001A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- radial turbine
- width
- radial
- inlet
- throat portion
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- Pending
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- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 動翼入口の衝突損失を低減することによりタ
ービン効率が向上されたラジアルタービンを提供する。 【解決手段】 ラジアルタービンの動翼入口のスロート
部に円周方向等間隔に突起を設け、同突起を、外周側の
ガス入口近傍においては幅広で高さが低く、中央部にか
けて幅が狭くなりかつ高さが増加し、上記動翼に近接し
た出口部においては、幅が最も狭く断面形状が尖鋭状で
高さが低くなるように構成して半径方向流速分布の歪を
少なくし、衝突損失を低減する。
ービン効率が向上されたラジアルタービンを提供する。 【解決手段】 ラジアルタービンの動翼入口のスロート
部に円周方向等間隔に突起を設け、同突起を、外周側の
ガス入口近傍においては幅広で高さが低く、中央部にか
けて幅が狭くなりかつ高さが増加し、上記動翼に近接し
た出口部においては、幅が最も狭く断面形状が尖鋭状で
高さが低くなるように構成して半径方向流速分布の歪を
少なくし、衝突損失を低減する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、過給機、ガスター
ビン等に適用されるラジアルタービンに関する。
ビン等に適用されるラジアルタービンに関する。
【０００２】
【従来の技術】図６〜図７には、過給機用ラジアルター
ビンの従来の１例が示され、図６は軸心線に沿う要部断
面図、図７は図６のＹ−Ｙ線断面図である。
ビンの従来の１例が示され、図６は軸心線に沿う要部断
面図、図７は図６のＹ−Ｙ線断面図である。
【０００３】図６〜図７において、 300は翼車、 304は
動翼であり、複数枚の上記動翼304が円周方向等間隔に
配設された翼車300 が中心部に配置され、同翼車300 の
外側を渦巻状に形成されたスクロール302 で囲繞してい
る。そして上記動翼304 とスクロール302 の間に円周方
向等間隔に配設された複数枚のノズル翼車301 が、その
片端をケーシング305 の一方の壁面303 に固定されてい
る。
動翼であり、複数枚の上記動翼304が円周方向等間隔に
配設された翼車300 が中心部に配置され、同翼車300 の
外側を渦巻状に形成されたスクロール302 で囲繞してい
る。そして上記動翼304 とスクロール302 の間に円周方
向等間隔に配設された複数枚のノズル翼車301 が、その
片端をケーシング305 の一方の壁面303 に固定されてい
る。
【０００４】尚、図８（ａ）に示されるように、上記壁
面303 にノズル翼を備えないベーンレスノズル型式のラ
ジアルタービンも多数提供されている。
面303 にノズル翼を備えないベーンレスノズル型式のラ
ジアルタービンも多数提供されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のラジアルタ
ービンのうち、上記ノズル翼301 を備えないべーンレス
ノズル（図８（ａ）参照）においては、ケーシング305
のノズル壁面303 に生成された境界層401 が発達する
と、これの速度線図である図９（ａ）に示されるよう
に、動翼304 入口相対流れ角ｉc が両壁面 303，303 側
でｉb まで大きくなり、これによって、動翼304 入口の
衝突損失が大きくなるという問題点を抱えている。
ービンのうち、上記ノズル翼301 を備えないべーンレス
ノズル（図８（ａ）参照）においては、ケーシング305
のノズル壁面303 に生成された境界層401 が発達する
と、これの速度線図である図９（ａ）に示されるよう
に、動翼304 入口相対流れ角ｉc が両壁面 303，303 側
でｉb まで大きくなり、これによって、動翼304 入口の
衝突損失が大きくなるという問題点を抱えている。
【０００６】また図６〜図７及び図８（ｂ）に示される
ようなノズル翼301 を備えたラジアルタービンにあって
も、ノズル翼301 の下流の両壁面 303，303 では同ノズ
ル翼301 の作用により、流れの旋回成分が大きくなるた
め、遠心力による半径方向圧力勾配が大きくなる一方
で、遠心力の小さい境界層401 内では、図９（ｂ）に示
されるように、相対流れ角ｉc がｉb まで大きくなり、
このため上記と同様に動翼304 入口の衝突損失が大きく
なるという問題点がある。
ようなノズル翼301 を備えたラジアルタービンにあって
も、ノズル翼301 の下流の両壁面 303，303 では同ノズ
ル翼301 の作用により、流れの旋回成分が大きくなるた
め、遠心力による半径方向圧力勾配が大きくなる一方
で、遠心力の小さい境界層401 内では、図９（ｂ）に示
されるように、相対流れ角ｉc がｉb まで大きくなり、
このため上記と同様に動翼304 入口の衝突損失が大きく
なるという問題点がある。
【０００７】本発明の目的は、動翼入口の衝突損失を低
減することによりタービン効率が向上されたラジアルタ
ービンを提供することにある。
減することによりタービン効率が向上されたラジアルタ
ービンを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するもので、その要旨とする手段は、外周に設けられ
た渦巻状のスクロール内のガス通路を経た作動ガスが翼
車の外周から半径方向に流入して動翼に作用し、軸方向
に流出するように構成されたラジアルタービンにおい
て、上記動翼入口のスロート部に円周方向等間隔に突起
を設け、同突起は、外周側のガス入口近傍においては幅
広で高さが低く、中央部にかけて幅が狭くなりかつ高さ
が増加し、上記動翼に近接した出口部においては幅が最
も狭く断面形状が尖鋭状で高さが低くなるように構成さ
れたことを特徴とするラジアルタービンにある。
決するもので、その要旨とする手段は、外周に設けられ
た渦巻状のスクロール内のガス通路を経た作動ガスが翼
車の外周から半径方向に流入して動翼に作用し、軸方向
に流出するように構成されたラジアルタービンにおい
て、上記動翼入口のスロート部に円周方向等間隔に突起
を設け、同突起は、外周側のガス入口近傍においては幅
広で高さが低く、中央部にかけて幅が狭くなりかつ高さ
が増加し、上記動翼に近接した出口部においては幅が最
も狭く断面形状が尖鋭状で高さが低くなるように構成さ
れたことを特徴とするラジアルタービンにある。
【０００９】上記手段によれば、スロート部に突起が設
けられているので、スロート部の壁面近傍の流れが突起
に導かれることにより、スロート部における半径方向流
速分布の幅方向の歪が改善され、これによって動翼入口
の相対流れ角が小さくなることにより、衝突損失が低減
される。
けられているので、スロート部の壁面近傍の流れが突起
に導かれることにより、スロート部における半径方向流
速分布の幅方向の歪が改善され、これによって動翼入口
の相対流れ角が小さくなることにより、衝突損失が低減
される。
【００１０】さらに具体的には上記突起を上記スロート
部の壁面の両側から突設すること、あるいは、同スロー
ト部の片側に突設することも本発明の手段に含まれ、ラ
ジアルタービンの大きさ、ガス流路の形状、ガスの流動
状態等により、上記手段を使い分ける。
部の壁面の両側から突設すること、あるいは、同スロー
ト部の片側に突設することも本発明の手段に含まれ、ラ
ジアルタービンの大きさ、ガス流路の形状、ガスの流動
状態等により、上記手段を使い分ける。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下図１〜図５を参照して本発明
の実施形態につき詳細に説明する。
の実施形態につき詳細に説明する。
【００１２】図１には本発明の実施形態に係る排気ター
ビン過給機用ラジアルタービンの回転軸心に沿う要部断
面図、図２には図１のＡ−Ａ線矢視図、図３には図２の
ａ−ａ線、ｂ−ｂ線及びｃ−ｃ線に沿う断面図（突起の
形状）、図４には突起の高さ変化状況が夫々示されてい
る。
ビン過給機用ラジアルタービンの回転軸心に沿う要部断
面図、図２には図１のＡ−Ａ線矢視図、図３には図２の
ａ−ａ線、ｂ−ｂ線及びｃ−ｃ線に沿う断面図（突起の
形状）、図４には突起の高さ変化状況が夫々示されてい
る。
【００１３】図１〜図４において、 300は翼車、 304は
同翼車300 の外周に円周方向等間隔に一体形成された動
翼、 102はスクロール、 305はケーシング、 104は上記
スクロール102 内に形成された渦巻状のガス通路であ
る。
同翼車300 の外周に円周方向等間隔に一体形成された動
翼、 102はスクロール、 305はケーシング、 104は上記
スクロール102 内に形成された渦巻状のガス通路であ
る。
【００１４】101，101 は、上記ケーシング305 のスロ
ート部105 に臨む両壁面 103，103から同スロート部105
へ向けて突設された突起である。同突起 101，101
は、図２に示されるように、円周方向等間隔に複数個設
けられている。この実施形態においては、上記突起 10
1，101 の最大高さｈは、スロート部105 の流路幅Ｂｎ
の約１／３になるように形成されている。
ート部105 に臨む両壁面 103，103から同スロート部105
へ向けて突設された突起である。同突起 101，101
は、図２に示されるように、円周方向等間隔に複数個設
けられている。この実施形態においては、上記突起 10
1，101 の最大高さｈは、スロート部105 の流路幅Ｂｎ
の約１／３になるように形成されている。
【００１５】上記突起101 は、図３に示されるように、
ボールエンドミルＳの削り込み深さを調整して削設す
る。
ボールエンドミルＳの削り込み深さを調整して削設す
る。
【００１６】図４に上記突起101 の半径方向における壁
面103 からの高さｈの変化を示し、また図３に半径方向
における突起101 の断面形状の変化を示す。
面103 からの高さｈの変化を示し、また図３に半径方向
における突起101 の断面形状の変化を示す。
【００１７】図３〜図４に示されるように、上記突起10
1 は、外周寄りではその幅が大きくかつ高さが低く、ス
ロート部105 の中央部にかけて幅が狭くかつ高さｈa が
高くなり、動翼304 入口に近接した出口部において、図
３（ｃ）に示されるように、幅狭の尖鋭な断面形状で高
さｈc が低くなるように形成される。
1 は、外周寄りではその幅が大きくかつ高さが低く、ス
ロート部105 の中央部にかけて幅が狭くかつ高さｈa が
高くなり、動翼304 入口に近接した出口部において、図
３（ｃ）に示されるように、幅狭の尖鋭な断面形状で高
さｈc が低くなるように形成される。
【００１８】上記のような突起101 の形状は、図３
（ａ）〜（ｃ）に示されるように、相隣るボールエンド
ミルＳのカッター軌跡が円周側において交叉し、外周側
において交叉が無いように削ることにより形成される。
（ａ）〜（ｃ）に示されるように、相隣るボールエンド
ミルＳのカッター軌跡が円周側において交叉し、外周側
において交叉が無いように削ることにより形成される。
【００１９】また、上記突起101 は、スロート部105 の
流速分布が幅方向の何れかに片寄る場合等には流速分布
の歪の大きい片側のみに設けてもよい。この場合は、同
突起101 の高さｈがスロート105 の幅Ｂn に対しｈ＝Ｂ
n となるように形成してもよい。
流速分布が幅方向の何れかに片寄る場合等には流速分布
の歪の大きい片側のみに設けてもよい。この場合は、同
突起101 の高さｈがスロート105 の幅Ｂn に対しｈ＝Ｂ
n となるように形成してもよい。
【００２０】さらに、同一直径でスロート部105 の幅が
異なるような機種等において、対向する上記突起101 を
円周方向において同一位置に設けると、両壁面からの突
起が干渉するような場合には、上記突起101 を円周方向
に互い違いにずらして設け、スロート105 の幅が突起10
1 の高さ以上の範囲でも同一形状のノズルを使用できる
ようにする。
異なるような機種等において、対向する上記突起101 を
円周方向において同一位置に設けると、両壁面からの突
起が干渉するような場合には、上記突起101 を円周方向
に互い違いにずらして設け、スロート105 の幅が突起10
1 の高さ以上の範囲でも同一形状のノズルを使用できる
ようにする。
【００２１】上記のように構成されたラジアルタービン
の運転時において、スクロール102のガス通路104 に導
入されたガスは上記突起101 が設けられたスロート部10
5 を通って動翼304 に入り、同動翼304 内を外周から半
径方向に流れた後軸方向に変向して流出する間に動翼30
4 に回転力を附与する。
の運転時において、スクロール102のガス通路104 に導
入されたガスは上記突起101 が設けられたスロート部10
5 を通って動翼304 に入り、同動翼304 内を外周から半
径方向に流れた後軸方向に変向して流出する間に動翼30
4 に回転力を附与する。
【００２２】この際において、スロート部105 に上記突
起101 が設けられているので、壁面103 近傍の流れが、
上記突起101 に導かれることにより、流れ角の増加が防
止され、動翼304 入口の衝突損失が低減される。
起101 が設けられているので、壁面103 近傍の流れが、
上記突起101 に導かれることにより、流れ角の増加が防
止され、動翼304 入口の衝突損失が低減される。
【００２３】図５には、本発明の実施形態に係るラジア
ルタービンと図６〜図７に示される従来のものとの速度
線図の比較が示されている。
ルタービンと図６〜図７に示される従来のものとの速度
線図の比較が示されている。
【００２４】図５において、（Ａ）は本発明の上記実施
形態、（Ｂ）は従来のものである。図に明らかなよう
に、本発明のものにおいては特に半径方向流速分布の幅
方向の歪が改善され、これによって動翼入口の相対流れ
角ｉb ′が従来のもののｉb に較べて小さくなり、衝突
損失が低減されている。
形態、（Ｂ）は従来のものである。図に明らかなよう
に、本発明のものにおいては特に半径方向流速分布の幅
方向の歪が改善され、これによって動翼入口の相対流れ
角ｉb ′が従来のもののｉb に較べて小さくなり、衝突
損失が低減されている。
【００２５】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されており、
本発明によれば、動翼入口のスロート部に設けられた突
起によって壁面近傍の流れが動翼入口へと導かれること
によって、スロート部の半径方向流速分布の幅方向の歪
が改善される。これによって動翼入口の流れ角の増加が
抑制されて衝突損失が低減され、タービン効率の向上が
得られる。
本発明によれば、動翼入口のスロート部に設けられた突
起によって壁面近傍の流れが動翼入口へと導かれること
によって、スロート部の半径方向流速分布の幅方向の歪
が改善される。これによって動翼入口の流れ角の増加が
抑制されて衝突損失が低減され、タービン効率の向上が
得られる。
【図１】本発明の実施形態に係る排気タービン過給機用
ラジアルタービンの回転軸心に沿う要部断面図。
ラジアルタービンの回転軸心に沿う要部断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線矢視図。
【図３】図２のａ−ａ線（ａ）、ｂ−ｂ線（ｂ）、ｃ−
ｃ線（ｃ）、夫々に沿う断面図。
ｃ線（ｃ）、夫々に沿う断面図。
【図４】上記実施形態における突起の高さ変化を示す
図。
図。
【図５】上記実施形態と従来のものとの流速比較線図。
【図６】従来のラジアルタービンを示す図１応当図。
【図７】図６のＹ−Ｙ線矢視図。
【図８】従来のものにおけるノズルの流速分布を示す
図。
図。
【図９】従来のものにおける速度線図。
101 突起 102 スクロール 103 壁面 104 動翼 105 スロート部 300 翼車 304 動翼 305 ケーシング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｃ 9/20 Ｆ０２Ｃ 9/20
Claims (3)
- 【請求項１】 外周に設けられた渦巻状のスクロール内
のガス通路を経た作動ガスが翼車の外周から半径方向に
流入して動翼に作用し、軸方向に流出するように構成さ
れたラジアルタービンにおいて、上記動翼入口のスロー
ト部に円周方向等間隔に突起を設け、同突起は、外周側
のガス入口近傍においては幅広で高さが低く、中央部に
かけて幅が狭くなりかつ高さが増加し、上記動翼に近接
した出口部においては幅が最も狭く断面形状が尖鋭状で
高さが低くなるように構成されたことを特徴とするラジ
アルタービン。 - 【請求項２】 上記突起を上記スロート部の両側壁面か
ら突設してなる請求項１記載のラジアルタービン。 - 【請求項３】 上記突起を上記スロート部の片側壁面か
ら突設してなる請求項１記載のラジアルタービン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8086522A JPH09280001A (ja) | 1996-04-09 | 1996-04-09 | ラジアルタービン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8086522A JPH09280001A (ja) | 1996-04-09 | 1996-04-09 | ラジアルタービン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09280001A true JPH09280001A (ja) | 1997-10-28 |
Family
ID=13889329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8086522A Pending JPH09280001A (ja) | 1996-04-09 | 1996-04-09 | ラジアルタービン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09280001A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014126018A (ja) * | 2012-12-27 | 2014-07-07 | Ihi Corp | ラジアルタービン及び過給機 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6229723A (ja) * | 1985-07-31 | 1987-02-07 | Hitachi Ltd | タ−ボ過給機 |
| JPH0283304U (ja) * | 1988-12-19 | 1990-06-27 |
-
1996
- 1996-04-09 JP JP8086522A patent/JPH09280001A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6229723A (ja) * | 1985-07-31 | 1987-02-07 | Hitachi Ltd | タ−ボ過給機 |
| JPH0283304U (ja) * | 1988-12-19 | 1990-06-27 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014126018A (ja) * | 2012-12-27 | 2014-07-07 | Ihi Corp | ラジアルタービン及び過給機 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040624 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050125 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050531 |