JPH1047012A - 排ガスターボ過給機の排ガスタービン - Google Patents
排ガスターボ過給機の排ガスタービンInfo
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- JPH1047012A JPH1047012A JP9116817A JP11681797A JPH1047012A JP H1047012 A JPH1047012 A JP H1047012A JP 9116817 A JP9116817 A JP 9116817A JP 11681797 A JP11681797 A JP 11681797A JP H1047012 A JPH1047012 A JP H1047012A
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- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas- turbine plants for special use
- F02C6/04—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output
- F02C6/10—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output supplying working fluid to a user, e.g. a chemical process, which returns working fluid to a turbine of the plant
- F02C6/12—Turbochargers, i.e. plants for augmenting mechanical power output of internal-combustion piston engines by increase of charge pressure
-
- 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
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
-
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- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
- F02C3/04—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16P—SAFETY DEVICES IN GENERAL; SAFETY DEVICES FOR PRESSES
- F16P7/00—Emergency devices preventing damage to a machine or apparatus
- F16P7/02—Emergency devices preventing damage to a machine or apparatus by causing the machine to stop on the occurrence of dangerous conditions therein
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ノズルリングの簡単でかつ確実な固定が保証
されるように排ガスターボ過給機の排ガスタービンを構
成すること。 【構成】 ノズルリング（１４）がその外リング（１
１）でカバーリング（８）に接しかつその内リング（１
２）でガス入口ケーシング（１）に接していること。外
リング（１１）とガス入口ケーシング（１）との間には
軸方向の膨張ギャップ（１５）が形成され、外リング
（１１）とガス出口ケーシング（２）との間には半径方
向の膨張ギャップ（１６）が形成されている。
されるように排ガスターボ過給機の排ガスタービンを構
成すること。 【構成】 ノズルリング（１４）がその外リング（１
１）でカバーリング（８）に接しかつその内リング（１
２）でガス入口ケーシング（１）に接していること。外
リング（１１）とガス入口ケーシング（１）との間には
軸方向の膨張ギャップ（１５）が形成され、外リング
（１１）とガス出口ケーシング（２）との間には半径方
向の膨張ギャップ（１６）が形成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は排ガスターボ過給機
の排ガスタービンであって、（イ） ガス入口及びガス
出口ケーシングを有し、該ガス入口及びガス出口ケーシ
ングが結合部材により結合されてタービンケーシングを
成しており、（ロ） タービンケーシング内に配置され
かつ軸により保持されたタービン回転羽根車を有し、
（ハ） ガス出口ケーシングにタービン回転羽根車のカ
バーリングが固定されており、（ニ） タービン回転羽
根車の上流側に、軸方向で見てカバーリングとガス入口
ケーシングとの間にかつ半径方向で見てガス出口ケーシ
ングの内側に配置されたノズルリングを有し、該ノズル
リングが外リングと内リングとその間に構成された多数
の案内羽根とから成り、内リングが位置決め部材によ
り、回動しないようにガス入口ケーシングに支えられて
いる形式のものに関する。
の排ガスタービンであって、（イ） ガス入口及びガス
出口ケーシングを有し、該ガス入口及びガス出口ケーシ
ングが結合部材により結合されてタービンケーシングを
成しており、（ロ） タービンケーシング内に配置され
かつ軸により保持されたタービン回転羽根車を有し、
（ハ） ガス出口ケーシングにタービン回転羽根車のカ
バーリングが固定されており、（ニ） タービン回転羽
根車の上流側に、軸方向で見てカバーリングとガス入口
ケーシングとの間にかつ半径方向で見てガス出口ケーシ
ングの内側に配置されたノズルリングを有し、該ノズル
リングが外リングと内リングとその間に構成された多数
の案内羽根とから成り、内リングが位置決め部材によ
り、回動しないようにガス入口ケーシングに支えられて
いる形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】排ガスターボ過給機を運転する場合に
は、排ガスターボ過給機の排ガスタービンは該排ガスタ
ービンと結合された内燃機関側から、比較的に高い温度
に晒される。したがってタービン側の構成部分、例えば
ガス入口ケーシング、ノズルリング、カバーリング及び
ガス出口ケーシングには大きな熱的な応力が発生する。
これらの構成部分の各々は内燃機関に対し別の間隔を有
し、加えて異なる材料が使用されているので、これらの
構成部分温度も相応に異なる。この結果、個々のコンポ
ーネントの間には相対運動を伴う異なる熱膨張が発生
し、ねじの破損、ガス漏れ及び構成部分の亀裂をもたら
す惧れがある。したがってガス入口ケーシング、ガス出
口ケーシング、ノズルリング及びカバーリングの分離個
所の構成と配置は、排ガスターボ過給機の機能性に重要
な意味を持つ。
は、排ガスターボ過給機の排ガスタービンは該排ガスタ
ービンと結合された内燃機関側から、比較的に高い温度
に晒される。したがってタービン側の構成部分、例えば
ガス入口ケーシング、ノズルリング、カバーリング及び
ガス出口ケーシングには大きな熱的な応力が発生する。
これらの構成部分の各々は内燃機関に対し別の間隔を有
し、加えて異なる材料が使用されているので、これらの
構成部分温度も相応に異なる。この結果、個々のコンポ
ーネントの間には相対運動を伴う異なる熱膨張が発生
し、ねじの破損、ガス漏れ及び構成部分の亀裂をもたら
す惧れがある。したがってガス入口ケーシング、ガス出
口ケーシング、ノズルリング及びカバーリングの分離個
所の構成と配置は、排ガスターボ過給機の機能性に重要
な意味を持つ。
【０００３】ＤＥ−Ａ１−４２２３４９６号明細書によ
れば、ノズルリングをガス入口ケーシングにねじで結合
することが公知である。このためにはノズルリングの内
リングは厚肉に構成されており、付加的なフランジを備
え、このフランジがガス入口ケーシングとの結合に役立
つねじを受容している。
れば、ノズルリングをガス入口ケーシングにねじで結合
することが公知である。このためにはノズルリングの内
リングは厚肉に構成されており、付加的なフランジを備
え、このフランジがガス入口ケーシングとの結合に役立
つねじを受容している。
【０００４】このような解決では、片側からのねじ締結
に基づき、ノズルリングが戻ることのできない反りに晒
される。さらにノズルリングの外リングにおいてバイパ
ス流が形成される惧れがあり、これによって排ガスター
ビンの効率、ひいてはターボ過給機の効率が低下させら
れる。しかもタービン側における熱の発生が大きいため
に、ノズルリングを固定するために役立つねじはきわめ
てきつく締まり、取外しがきわめて困難になる。この結
果、ノズルリングを交換するために必要な組立時間は著
しく延長される。これは排ガスターボ過給機と結合さ
れ、出力が該排ガスターボ過給機に関連する内燃機関に
とって顕著な欠点である。
に基づき、ノズルリングが戻ることのできない反りに晒
される。さらにノズルリングの外リングにおいてバイパ
ス流が形成される惧れがあり、これによって排ガスター
ビンの効率、ひいてはターボ過給機の効率が低下させら
れる。しかもタービン側における熱の発生が大きいため
に、ノズルリングを固定するために役立つねじはきわめ
てきつく締まり、取外しがきわめて困難になる。この結
果、ノズルリングを交換するために必要な組立時間は著
しく延長される。これは排ガスターボ過給機と結合さ
れ、出力が該排ガスターボ過給機に関連する内燃機関に
とって顕著な欠点である。
【０００５】ＥＰ−Ｂ１−１９１３８０号明細書には排
ガスターボ過給機の排ガスタービンであって、そのノズ
ルリングがカバーリングによりガス入口ケーシングに対
してクランプされている形式のものが開示されている。
このためにはノズルリングの外リングは軸方向の張出し
部を有し、カバーリングは対応する固定フランジを有し
ている。この固定フランジは複数のねじでガス入口ケー
シングと結合されている。周方向ではノズルリングは形
状接続的なセンタリングピンを介してガス入口ケーシン
グに固定されている。
ガスターボ過給機の排ガスタービンであって、そのノズ
ルリングがカバーリングによりガス入口ケーシングに対
してクランプされている形式のものが開示されている。
このためにはノズルリングの外リングは軸方向の張出し
部を有し、カバーリングは対応する固定フランジを有し
ている。この固定フランジは複数のねじでガス入口ケー
シングと結合されている。周方向ではノズルリングは形
状接続的なセンタリングピンを介してガス入口ケーシン
グに固定されている。
【０００６】両方の解決は、ノズルリングが固定部材の
配置もしくは受容のために付加的な構成部分を有すると
いう共通の欠点を有している。これによってノズルリン
グは製造費がかかり、ひいては高価になる。さらに外リ
ングの軸方向の張出し部も内リングのフランジも既に述
べた熱的な応力に基づき亀裂を受けやすい。これによっ
てノズルリングの確実な固定、ひいてはターボ過給機の
機能性は長期的には保証されなくなる。
配置もしくは受容のために付加的な構成部分を有すると
いう共通の欠点を有している。これによってノズルリン
グは製造費がかかり、ひいては高価になる。さらに外リ
ングの軸方向の張出し部も内リングのフランジも既に述
べた熱的な応力に基づき亀裂を受けやすい。これによっ
てノズルリングの確実な固定、ひいてはターボ過給機の
機能性は長期的には保証されなくなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は前記欠
点をすべて回避することであり、本発明の課題はノズル
リングの簡単でかつ確実な固定が保証されるように排ガ
スターボ過給機の排ガスタービンを構成することであ
る。
点をすべて回避することであり、本発明の課題はノズル
リングの簡単でかつ確実な固定が保証されるように排ガ
スターボ過給機の排ガスタービンを構成することであ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の課題は、請求項
１の上位概念部に記述した装置において、ノズルリング
がその外リングでカバーリングに接しかつ内リングがガ
ス入口ケーシングに接していることにより解決された。
外リングとガス入口ケーシングとの間には軸方向の膨張
ギャップが、外リングとガス出口ケーシングとの間には
半径方向の膨張ギャップが形成されている。
１の上位概念部に記述した装置において、ノズルリング
がその外リングでカバーリングに接しかつ内リングがガ
ス入口ケーシングに接していることにより解決された。
外リングとガス入口ケーシングとの間には軸方向の膨張
ギャップが、外リングとガス出口ケーシングとの間には
半径方向の膨張ギャップが形成されている。
【０００９】
【発明の利点】本発明の利点は、ノズルリングが単に対
角線方向でガス出口ケーシングとガス入口ケーシングと
の間に緊締されていることにある。この固定に基づきノ
ズルリングにおける力は、カバーリングから外リング、
案内羽根及び内リングを介してガス入口ケーシングに向
かって流れる。両方の膨張ギャップによってノズルリン
グは半径方向にも軸方向にも自由に膨張することができ
る。ノズルリングをこのように対角線方向で緊締するこ
とはタービン側の構成部分の間の自由な熱膨張のための
前提条件を成すので、熱的な応力が発生しないか又はこ
の応力が補償される。
角線方向でガス出口ケーシングとガス入口ケーシングと
の間に緊締されていることにある。この固定に基づきノ
ズルリングにおける力は、カバーリングから外リング、
案内羽根及び内リングを介してガス入口ケーシングに向
かって流れる。両方の膨張ギャップによってノズルリン
グは半径方向にも軸方向にも自由に膨張することができ
る。ノズルリングをこのように対角線方向で緊締するこ
とはタービン側の構成部分の間の自由な熱膨張のための
前提条件を成すので、熱的な応力が発生しないか又はこ
の応力が補償される。
【００１０】この場合には、ノズルリングを硬くする、
亀裂の発生する惧れを有する構成部分は存在していな
い。したがってノズルリングは比較的にやわらかく、つ
まり弾性的に構成されており、ノズルリングを取囲む構
成部分の間でダイヤフラムとして作用する。ノズルリン
グは固定フランジを有していないのでノズルリングは簡
単に価格的に有利に製作できる。その結果、ノズルリン
グの固定にはねじが必要でなくなるので、取付け、取外
しに際して作業時間が節減される。付加的な利点とし
て、ノズルリングはいまや両側から、つまり圧縮機側か
らも内燃機関の側からも取付けることができる。
亀裂の発生する惧れを有する構成部分は存在していな
い。したがってノズルリングは比較的にやわらかく、つ
まり弾性的に構成されており、ノズルリングを取囲む構
成部分の間でダイヤフラムとして作用する。ノズルリン
グは固定フランジを有していないのでノズルリングは簡
単に価格的に有利に製作できる。その結果、ノズルリン
グの固定にはねじが必要でなくなるので、取付け、取外
しに際して作業時間が節減される。付加的な利点とし
て、ノズルリングはいまや両側から、つまり圧縮機側か
らも内燃機関の側からも取付けることができる。
【００１１】特に有利であるのは、ガス出口ケーシング
にガス入口ケーシングに対するシール面が配置されてい
ることである。半径方向で見てシール面の外側にはガス
出口ケーシングとガス入口ケーシングとの間に組立ギャ
ップが構成されている。この構成に基づきガス入口ケー
シングとガス出口ケーシングとの間には良好なシールが
達成される。
にガス入口ケーシングに対するシール面が配置されてい
ることである。半径方向で見てシール面の外側にはガス
出口ケーシングとガス入口ケーシングとの間に組立ギャ
ップが構成されている。この構成に基づきガス入口ケー
シングとガス出口ケーシングとの間には良好なシールが
達成される。
【００１２】さらに有利であることは、軸方向もしくは
半径方向の膨張ギャップのギャップ幅が、外リングとガ
ス入口ケーシングとの最大の熱膨張もしくは外リングと
ガス出口ケーシングとの最大の熱膨張よりも大きいか又
はそれと同じであるように構成されていることである。
半径方向の膨張ギャップのギャップ幅が、外リングとガ
ス入口ケーシングとの最大の熱膨張もしくは外リングと
ガス出口ケーシングとの最大の熱膨張よりも大きいか又
はそれと同じであるように構成されていることである。
【００１３】このような形式で、排ガスタービンのすべ
ての運転状態でノズルリングが、その弾性的な形態を維
持すること、すなわち応力が発生しないことが保証され
る。極端な場合には外リングは、発生する圧着力で材料
の摩滅がもたらされることなしに、軸方向ではガス入口
ケーシングにかつ半径方向ではガス出口ケーシングに軽
く接触することができる。これはガス漏れを回避できる
という利点を有する。
ての運転状態でノズルリングが、その弾性的な形態を維
持すること、すなわち応力が発生しないことが保証され
る。極端な場合には外リングは、発生する圧着力で材料
の摩滅がもたらされることなしに、軸方向ではガス入口
ケーシングにかつ半径方向ではガス出口ケーシングに軽
く接触することができる。これはガス漏れを回避できる
という利点を有する。
【００１４】さらに、外リングも内リングも、カバーリ
ングもしくはガス入口ケーシングに比べてはっきりとわ
ずかな材料厚さを有している。この結果として与えられ
るノズルリングの案内羽根と外もしくは内リングとの間
の最小の壁厚差は、わずかな熱応力しかもたらさない。
ングもしくはガス入口ケーシングに比べてはっきりとわ
ずかな材料厚さを有している。この結果として与えられ
るノズルリングの案内羽根と外もしくは内リングとの間
の最小の壁厚差は、わずかな熱応力しかもたらさない。
【００１５】特に有利であるのは、外リングと内リング
とが金層薄板から製作されていることである。これによ
ってノズルリングはきわめて簡単にかつ価格的に有利に
製作することができる。
とが金層薄板から製作されていることである。これによ
ってノズルリングはきわめて簡単にかつ価格的に有利に
製作することができる。
【００１６】本発明の第２の実施形態においては、ガス
入口ケーシングには、該ガス入口ケーシングにもガス出
口ケーシングにも軸方向で形により結合されたクランプ
セグメントが配置されかつ結合部材のための切欠きを備
えている。ガス入口ケーシングとクランプセグメントと
の間には少なくとも１つの半径方向のギャップが構成さ
れている。第１の実施形態とは異って、このような形式
で、ガス入口ケーシングの熱膨張も補償される。この結
果、ガス入口ケーシングとガス出口ケーシングとの結合
個所にかかる負荷が除かれるので、運転応力ははっきり
と低下させられる。この理由からこの解決は熱的に高負
荷されたターボ過給機にも適している。
入口ケーシングには、該ガス入口ケーシングにもガス出
口ケーシングにも軸方向で形により結合されたクランプ
セグメントが配置されかつ結合部材のための切欠きを備
えている。ガス入口ケーシングとクランプセグメントと
の間には少なくとも１つの半径方向のギャップが構成さ
れている。第１の実施形態とは異って、このような形式
で、ガス入口ケーシングの熱膨張も補償される。この結
果、ガス入口ケーシングとガス出口ケーシングとの結合
個所にかかる負荷が除かれるので、運転応力ははっきり
と低下させられる。この理由からこの解決は熱的に高負
荷されたターボ過給機にも適している。
【００１７】
【実施例】次に本発明を排ガスターボ過給機の軸流ター
ビンの２つの実施例に基づき詳細に説明する。図面には
本発明を理解する上で重要な部分しか示されていない。
例えば内燃機関と排ガスターボ過給機の圧縮機は図示さ
れていない。作業媒体の流動方向は矢印で記入されてい
る。
ビンの２つの実施例に基づき詳細に説明する。図面には
本発明を理解する上で重要な部分しか示されていない。
例えば内燃機関と排ガスターボ過給機の圧縮機は図示さ
れていない。作業媒体の流動方向は矢印で記入されてい
る。
【００１８】ターボ過給機の排ガスタービンはガス入口
ケーシング１とガス出口ケーシング２とから形成された
タービンケーシング３を有している。このタービンケー
シング３はねじとして構成された結合部材４によって組
み立てられている。タービンケーシング３内には軸５に
より保持されたタービン回転羽根車６が配置され、該タ
ービン回転羽根車６は回転羽根７を有している。タービ
ン回転羽根車６は外に向かっては、ディフューザとして
構成されたカバーリング８により制限されている。この
カバーリング８自体はねじ９でガス出口ケーシング２に
固定されている。タービン回転羽根車６とタービンケー
シング３との間には流動通路１０が構成され、該流動通
路１０はターボ過給機と結合された、図示されていない
ディーゼルモータの排ガスを受取り、タービン回転羽根
車６に向かって搬送する。もちろん他の内燃機関がター
ボ過給機と結合されていることもできる。
ケーシング１とガス出口ケーシング２とから形成された
タービンケーシング３を有している。このタービンケー
シング３はねじとして構成された結合部材４によって組
み立てられている。タービンケーシング３内には軸５に
より保持されたタービン回転羽根車６が配置され、該タ
ービン回転羽根車６は回転羽根７を有している。タービ
ン回転羽根車６は外に向かっては、ディフューザとして
構成されたカバーリング８により制限されている。この
カバーリング８自体はねじ９でガス出口ケーシング２に
固定されている。タービン回転羽根車６とタービンケー
シング３との間には流動通路１０が構成され、該流動通
路１０はターボ過給機と結合された、図示されていない
ディーゼルモータの排ガスを受取り、タービン回転羽根
車６に向かって搬送する。もちろん他の内燃機関がター
ボ過給機と結合されていることもできる。
【００１９】タービン回転羽根車６の上流側では、流動
通路１０内に、外リング１１と内リング１２とその間に
構成された案内羽根１３とから成りかつ鋳造部分として
構成されたノズルリング１４が配置されている。ノズル
リング１４は軸方向でカバーリング８とガス出口ケーシ
ング１との間に緊締されかつ半径方向でガス出口ケーシ
ング２の内側に配置されている。このためにはノズルリ
ング１４はその外リング１１でカバーリング８に接し、
その内リング１２でガス入口ケーシング１に接する。ノ
ズルリング１４の外リング１１も内リング１２も、カバ
ーリング８もしくはガス入口ケーシング１よりもはっき
りとわずかな材料厚さを有している（図１）。もちろん
ノズルリング１４は他の材料、例えば金属薄板又は成形
鋼から製作されるか又はセラミックから成っていること
もできる。
通路１０内に、外リング１１と内リング１２とその間に
構成された案内羽根１３とから成りかつ鋳造部分として
構成されたノズルリング１４が配置されている。ノズル
リング１４は軸方向でカバーリング８とガス出口ケーシ
ング１との間に緊締されかつ半径方向でガス出口ケーシ
ング２の内側に配置されている。このためにはノズルリ
ング１４はその外リング１１でカバーリング８に接し、
その内リング１２でガス入口ケーシング１に接する。ノ
ズルリング１４の外リング１１も内リング１２も、カバ
ーリング８もしくはガス入口ケーシング１よりもはっき
りとわずかな材料厚さを有している（図１）。もちろん
ノズルリング１４は他の材料、例えば金属薄板又は成形
鋼から製作されるか又はセラミックから成っていること
もできる。
【００２０】外リング１１とガス入口ケーシング１との
間には軸方向の膨張ギャップ１５が構成され、外リング
１１とガス出口ケーシング２との間には半径方向の膨張
ギャップ１６が構成されている。膨張ギャップ１５，１
６のギャップ幅は外リング１１とガス入口ケーシング１
との最大熱膨張もしくは外リング１１とガス出口ケーシ
ング２との最大熱膨張よりも大きい。この場合、軸方向
の膨張ギャップ１５のギャップ幅に対する半径方向の膨
張ギャップ１６のギャップ幅に対する比は約４：１であ
る。この比はノズルリング１４の半径方向の寸法と軸方
向の寸法とから与えられる。もちろんギャップ幅は、関
与する構成部分の最大の熱膨張に相応することもでき
る。
間には軸方向の膨張ギャップ１５が構成され、外リング
１１とガス出口ケーシング２との間には半径方向の膨張
ギャップ１６が構成されている。膨張ギャップ１５，１
６のギャップ幅は外リング１１とガス入口ケーシング１
との最大熱膨張もしくは外リング１１とガス出口ケーシ
ング２との最大熱膨張よりも大きい。この場合、軸方向
の膨張ギャップ１５のギャップ幅に対する半径方向の膨
張ギャップ１６のギャップ幅に対する比は約４：１であ
る。この比はノズルリング１４の半径方向の寸法と軸方
向の寸法とから与えられる。もちろんギャップ幅は、関
与する構成部分の最大の熱膨張に相応することもでき
る。
【００２１】図２においては図１の１部が拡大されて示
されており、この図はギャップ幅の大きさの比を示して
いる。ガス出口ケーシング２の半径方向内側の範囲には
ガス入口ケーシング１に対するシール面１７が構成され
ている。このシール面１７の半径方向外側においては、
ガス出口ケーシング２とガス入口ケーシング１との間に
組立ギャップ１８が配置されている。内リング１２はピ
ンとして構成された複数の位置決め部材１９を介して回
動不能にガス入口ケーシング１に支えられている。ピン
１９を受容するためには内リング１２は上流側に第１の
切欠き２１を有する相当数の肉厚部２０を有しているの
に対し、ガス入口ケーシング１はこれに対応する第２の
切欠きを有している。肉厚部２０に配置された第１の切
欠き２１の各々はピン１９の範囲に付加的に内側のギャ
ップ２３を有している（図１）。
されており、この図はギャップ幅の大きさの比を示して
いる。ガス出口ケーシング２の半径方向内側の範囲には
ガス入口ケーシング１に対するシール面１７が構成され
ている。このシール面１７の半径方向外側においては、
ガス出口ケーシング２とガス入口ケーシング１との間に
組立ギャップ１８が配置されている。内リング１２はピ
ンとして構成された複数の位置決め部材１９を介して回
動不能にガス入口ケーシング１に支えられている。ピン
１９を受容するためには内リング１２は上流側に第１の
切欠き２１を有する相当数の肉厚部２０を有しているの
に対し、ガス入口ケーシング１はこれに対応する第２の
切欠きを有している。肉厚部２０に配置された第１の切
欠き２１の各々はピン１９の範囲に付加的に内側のギャ
ップ２３を有している（図１）。
【００２２】ディーゼルモータの運転に際しては、ディ
ーゼルモータの熱い排ガスはガス入口ケーシング１もし
くはその中に配置された流動通路１０を介して排ガスタ
ービンのタービン回転羽根車６に達する。この場合、ノ
ズルリング１４は排ガスを良好にタービン回転羽根車６
の回転羽根７に導くという任務を有している。これによ
り駆動されたタービン回転羽根車６自体は該タービン回
転羽根車６と結合された、図示されていない圧縮機の駆
動に役立つ。圧縮機において圧縮された空気は過給に、
つまりディーゼルモータの出力上昇に使用される。
ーゼルモータの熱い排ガスはガス入口ケーシング１もし
くはその中に配置された流動通路１０を介して排ガスタ
ービンのタービン回転羽根車６に達する。この場合、ノ
ズルリング１４は排ガスを良好にタービン回転羽根車６
の回転羽根７に導くという任務を有している。これによ
り駆動されたタービン回転羽根車６自体は該タービン回
転羽根車６と結合された、図示されていない圧縮機の駆
動に役立つ。圧縮機において圧縮された空気は過給に、
つまりディーゼルモータの出力上昇に使用される。
【００２３】流動通路１０内に直接的に配置されたノズ
ルリング１４は、この過程において、高い排ガス温度に
晒される。ノズルリング１４の案内羽根１３が比較的に
薄く、しかもノズルリング１４全体がガス入口ケーシン
グ１、ガス出口ケーシング２もしくはカバーリング８よ
りも著しくわずかな質量を有しているので、ノズルリン
グ１４はノズルリングを取囲む前述の構成部分よりも著
しく大きい温度上昇を経験する。
ルリング１４は、この過程において、高い排ガス温度に
晒される。ノズルリング１４の案内羽根１３が比較的に
薄く、しかもノズルリング１４全体がガス入口ケーシン
グ１、ガス出口ケーシング２もしくはカバーリング８よ
りも著しくわずかな質量を有しているので、ノズルリン
グ１４はノズルリングを取囲む前述の構成部分よりも著
しく大きい温度上昇を経験する。
【００２４】半径方向及び軸方向の膨張ギャップ１６，
１５の本発明による構成によって、ノズルリング１４の
外リング１１は具体的な運転条件に相応して半径方向に
も軸方向にも自由に膨張することができる。この場合に
は外リング１１とガス入口ケーシング１とにおいて可能
な軸方向の膨張に比べて著しく大きな、外リング１１と
ガス出口ケーシング２との間の範囲における材料の半径
方向の膨張は、前述の約４：１のギャップ幅の比によっ
て考慮されている。このような形式でカバーリング８と
ガス入口ケーシング１とガス出口ケーシング２とノズル
リング１４との間に形成される熱的な応力は補償され
る。ノズルリング１４は一方では対角線方向でカバーリ
ング８とガス入口ケーシング１との間で緊締され、他方
ではノズルリング１４を取巻く構成部分の間でダイヤフ
ラムとして作用する。組立ギャップの構成によりシール
面は常にガス入口ケーシング１に接触する。シール面１
７は排ガスが周囲へ漏れることを阻止する。ノズルリン
グ１４のための材料として金属薄板が使用されている
と、ノズルリングのフレキシブルな構成は付加的に助成
される。
１５の本発明による構成によって、ノズルリング１４の
外リング１１は具体的な運転条件に相応して半径方向に
も軸方向にも自由に膨張することができる。この場合に
は外リング１１とガス入口ケーシング１とにおいて可能
な軸方向の膨張に比べて著しく大きな、外リング１１と
ガス出口ケーシング２との間の範囲における材料の半径
方向の膨張は、前述の約４：１のギャップ幅の比によっ
て考慮されている。このような形式でカバーリング８と
ガス入口ケーシング１とガス出口ケーシング２とノズル
リング１４との間に形成される熱的な応力は補償され
る。ノズルリング１４は一方では対角線方向でカバーリ
ング８とガス入口ケーシング１との間で緊締され、他方
ではノズルリング１４を取巻く構成部分の間でダイヤフ
ラムとして作用する。組立ギャップの構成によりシール
面は常にガス入口ケーシング１に接触する。シール面１
７は排ガスが周囲へ漏れることを阻止する。ノズルリン
グ１４のための材料として金属薄板が使用されている
と、ノズルリングのフレキシブルな構成は付加的に助成
される。
【００２５】軸方向の膨張ギャップ１５のギャップ幅及
び半径方向の膨張ギャップ１６のギャップ幅が外リング
１１とガス入口ケーシング１との最大熱膨張もしくは外
リング１１とガス出口ケーシング２との最大熱膨張に相
応していると、外リング１１は、ディーゼルモータの全
負荷に際して軸方向でガス入口ケーシング１に接触し、
半径方向でガス出口ケーシング２に接触する。これによ
って膨張ギャップ１５，１６は排ガスタービンの運転の
間は閉鎖される。この結果、外リング１１とガス出口ケ
ーシング２とディフューザ８との間に形成された中空室
へ排ガスが流入することはなくなる。このような形式で
排ガス流の妨害も分割損失も回避され、この結果効率が
高められる。
び半径方向の膨張ギャップ１６のギャップ幅が外リング
１１とガス入口ケーシング１との最大熱膨張もしくは外
リング１１とガス出口ケーシング２との最大熱膨張に相
応していると、外リング１１は、ディーゼルモータの全
負荷に際して軸方向でガス入口ケーシング１に接触し、
半径方向でガス出口ケーシング２に接触する。これによ
って膨張ギャップ１５，１６は排ガスタービンの運転の
間は閉鎖される。この結果、外リング１１とガス出口ケ
ーシング２とディフューザ８との間に形成された中空室
へ排ガスが流入することはなくなる。このような形式で
排ガス流の妨害も分割損失も回避され、この結果効率が
高められる。
【００２６】第２実施態様においてはガス入口ケーシン
グ１には、該ガス入口ケーシング１ともガス出口ケーシ
ング２とも軸方向で形により結合されたクランプセグメ
ント２４が配置され、ねじ４のために孔として構成され
た切欠き２５を備えている。クランプセグメント２４と
ガス入口ケーシング１との間には半径方向のギャップが
形成されている（図３）。これによりガス入口ケーシン
グ１もその運転応力を高めることなく半径方向に膨張す
ることができる。構成部分の他の配置及び機能は第１の
実施態様と同じである。
グ１には、該ガス入口ケーシング１ともガス出口ケーシ
ング２とも軸方向で形により結合されたクランプセグメ
ント２４が配置され、ねじ４のために孔として構成され
た切欠き２５を備えている。クランプセグメント２４と
ガス入口ケーシング１との間には半径方向のギャップが
形成されている（図３）。これによりガス入口ケーシン
グ１もその運転応力を高めることなく半径方向に膨張す
ることができる。構成部分の他の配置及び機能は第１の
実施態様と同じである。
【図面の簡単な説明】
【図１】排ガスターボ過給機を排ガスタービンの範囲で
断面した部分縦断面図。
断面した部分縦断面図。
【図２】図１の外リングの範囲を拡大した部分図。
【図３】本発明の排ガスタービンの第２実施例を示し
た、図１に相当する部分縦断面図。
た、図１に相当する部分縦断面図。
１ ガス入口ケーシング ２ ガス出口ケーシング ３ タービンケーシング ４ 結合部材 ５ 軸 ６ タービン回転羽根車 ７ 回転羽根 ８ カバーリング ９ ねじ １０ 通路 １１ 外リング １２ 内リング １３ 案内羽根 １４ ノズルリング １５ 膨張ギャップ １６ 膨張ギャップ １７ シール面 １８ 組立ギャップ １９ 位置決め部材 ２０ 肉厚部 ２１ 切欠き ２２ 切欠き ２３ ギャップ ２４ クランプセグメント ２５ 切欠き ２６ ギャップ
Claims (7)
- 【請求項１】 排ガスターボ過給機の排ガスタービンで
あって、 （イ） ガス入口及びガス出口ケーシング（１，２）を
有し、該ガス入口及びガス出口ケーシング（１，２）が
結合部材（４）により結合されてタービンケーシング
（３）を成しており、 （ロ） タービンケーシング（３）内に配置されかつ軸
（５）により保持されたタービン回転羽根車（６）を有
し、 （ハ） ガス出口ケーシング（２）にタービン回転羽根
車（６）のカバーリング（８）が固定されており、 （ニ） タービン回転羽根車（６）の上流側に、軸方向
で見てカバーリング（８）とガス入口ケーシング（１）
との間にかつ半径方向で見てガス出口ケーシング（２）
の内側に配置されたノズルリング（１４）を有し、該ノ
ズルリング（１４）が外リング（１１）と内リング（１
２）とその間に構成された多数の案内羽根（１３）とか
ら成り、内リング（１２）が位置決め部材（１９）によ
り、回動しないようにガス入口ケーシング（１）に支え
られている形式のものにおいて、 （ホ） ノズルリング（１４）がその外リング（１１）
でカバーリング（８）に接しかつ内リング（１２）がガ
ス入口ケーシング（１）に接しており、 （ヘ） 外リング（１１）とガス入口ケーシング（１）
との間に軸方向の膨張ギャップ（１５）が構成されかつ
外リング（１１）とガス出口ケーシング（２）との間に
半径方向の膨張ギャップ（１６）が構成されていること
を特徴とする、排ガスターボ過給機の排ガスタービン。 - 【請求項２】 ガス出口ケーシング（２）にガス入口ケ
ーシング（１）に対するシール面（１７）が配置され、
半径方向でシール面（１７）の外側で、ガス入口ケーシ
ング（１）とガス出口ケーシング（２）との間に組立ギ
ャップ（１８）が構成されている、請求項１記載の排ガ
スタービン。 - 【請求項３】 軸方向もしくは半径方向の膨張ギャップ
（１５，１６）のギャップ幅が外リング（１１）とガス
入口ケーシングの最大熱膨張もしくは外リング（１１）
とガス出口ケーシング（２）の最大熱膨張よりも大きく
又は該最大熱膨張と等しく構成されている、請求項１又
は２記載の排ガスタービン。 - 【請求項４】 外リング（１１）と内リング（１２）と
の両方がカバーリング（８）もしくはガス入口ケーシン
グ（１）よりもあきらかに小さい材料厚さを有してい
る、請求項３記載の排ガスタービン。 - 【請求項５】 外リング（１１）と内リング（１２）と
の両方が金属薄板から成る、請求項４記載の排ガスター
ビン。 - 【請求項６】 ガス入口ケーシング（１）に、該ガス入
口ケーシング（１）にもガス出口ケーシング（２）にも
軸方向で形状により結合されたクランプセグメント（２
４）が配置されかつ結合部材（４）のための切欠き（２
５）を備えている、請求項１から５までのいずれか１項
記載の排ガスタービン。 - 【請求項７】 ガス入口ケーシング（１）とクランプセ
グメント（２４）との間に少なくとも１つの半径方向ギ
ャップが構成されている、請求項６記載の排ガスタービ
ン。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19618314A DE19618314A1 (de) | 1996-05-08 | 1996-05-08 | Abgasturbine eines Abgasturboladers |
| DE19618314.6 | 1996-05-08 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1047012A true JPH1047012A (ja) | 1998-02-17 |
| JP4082756B2 JP4082756B2 (ja) | 2008-04-30 |
Family
ID=7793599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11681797A Expired - Lifetime JP4082756B2 (ja) | 1996-05-08 | 1997-05-07 | 排ガスターボ過給機の排ガスタービン |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5868553A (ja) |
| EP (1) | EP0806548B1 (ja) |
| JP (1) | JP4082756B2 (ja) |
| KR (1) | KR100476516B1 (ja) |
| CN (1) | CN1105231C (ja) |
| CZ (1) | CZ290760B6 (ja) |
| DE (2) | DE19618314A1 (ja) |
| PL (1) | PL319809A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP2014529700A (ja) * | 2011-08-08 | 2014-11-13 | アーベーベーターボ システムズ アクチエンゲゼルシャフト | 軸流排気タービン内で排気を導く構造体 |
| JP2015094345A (ja) * | 2013-11-14 | 2015-05-18 | 三菱重工業株式会社 | タービン |
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| DE19850732A1 (de) | 1998-11-04 | 2000-05-11 | Asea Brown Boveri | Axialturbine |
| KR100293492B1 (ko) * | 1998-12-24 | 2001-07-12 | 이계철 | 부인 프로토콜을 이용한 전자 서명 확인 방법 |
| DE19925684A1 (de) * | 1999-06-04 | 2000-12-07 | Asea Brown Boveri | Vorrichtung zur Befestigung eines Turboladers an einer Basis |
| US6287091B1 (en) * | 2000-05-10 | 2001-09-11 | General Motors Corporation | Turbocharger with nozzle ring coupling |
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| US6364606B1 (en) | 2000-11-08 | 2002-04-02 | Allison Advanced Development Company | High temperature capable flange |
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| US7708518B2 (en) | 2005-06-23 | 2010-05-04 | Siemens Energy, Inc. | Turbine blade tip clearance control |
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| US11384936B2 (en) | 2019-04-05 | 2022-07-12 | Raytheon Technologies Corporation | Pre-diffuser for a gas turbine engine |
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| CN115387906B (zh) * | 2022-05-12 | 2024-04-16 | 中国航发四川燃气涡轮研究院 | 低进口轮毂比发动机的进气承力框架连接结构及装配方法 |
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- 1997-04-11 DE DE59701158T patent/DE59701158D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-04-15 US US08/839,644 patent/US5868553A/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-05-05 PL PL97319809A patent/PL319809A1/xx unknown
- 1997-05-06 CZ CZ19971376A patent/CZ290760B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1997-05-07 KR KR1019970017523A patent/KR100476516B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1997-05-07 JP JP11681797A patent/JP4082756B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1997-05-08 CN CN97110900A patent/CN1105231C/zh not_active Expired - Lifetime
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