JPS60122203A - Radial turbine nozzle - Google Patents
Radial turbine nozzleInfo
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- JPS60122203A JPS60122203A JP22978983A JP22978983A JPS60122203A JP S60122203 A JPS60122203 A JP S60122203A JP 22978983 A JP22978983 A JP 22978983A JP 22978983 A JP22978983 A JP 22978983A JP S60122203 A JPS60122203 A JP S60122203A
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- flange
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- blade
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- Pending
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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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はラジアルタービンノズルに関し、特にセラミッ
ク製の半固定式としたノズル翼を有するラジアルタービ
ンノズルに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a radial turbine nozzle, and more particularly to a radial turbine nozzle having semi-fixed ceramic nozzle vanes.
従来のラジアルタービンに設けられている可変ノズル機
構としては、例えば第１図に示すようなものがある。こ
こで、１はタービンロータ、２はロータ・１の周囲に沿
って形成されたシュラウド３を有するタービンハウジン
グ、４は背面側のベアリングハウジングであり、本例で
はタービンスクロール５がハウジング４と一体に構成さ
れている。An example of a variable nozzle mechanism provided in a conventional radial turbine is the one shown in FIG. Here, 1 is a turbine rotor, 2 is a turbine housing having a shroud 3 formed along the circumference of the rotor 1, and 4 is a bearing housing on the back side. In this example, the turbine scroll 5 is integrated with the housing 4. It is configured.
６はスクロール５からロータ１の入口部に向けて流路に
沿ってロータ１の周方向等分の位置に配−置されたノズ
ル翼であり、これらのノズル翼６はその回動軸およびリ
ング部材７を介して同一方向に回動自在とされ、更にレ
バ８によってこれらのノズル翼６を一斉に回動させるこ
とができる。Reference numeral 6 denotes nozzle blades arranged at equal positions in the circumferential direction of the rotor 1 along the flow path from the scroll 5 toward the inlet of the rotor 1. The nozzle blades 6 can be rotated in the same direction via a member 7, and can be rotated in unison by a lever 8.
このように構成された可変ノズル機構では、タービンの
運転状態に応じてノズルＲ６を回動させ、ノズル部の流
路を通過する流体の流量を調節することができる。In the variable nozzle mechanism configured in this way, the nozzle R6 can be rotated according to the operating state of the turbine to adjust the flow rate of the fluid passing through the flow path of the nozzle section.
また、このような可変ノズル機構に対して、図には示さ
ないが、個々のノズル翼を調整して回動可能なようにし
た半固定式のものがある。すなわち、タービンを含めて
、この種のターボ機械では、コンプレッサや別のタービ
ンとの特性を合わせるために、しばしばノズルを通過す
る流体流量を調節する必要が生じる。そこで、このよう
なときの調整のために、ノズル翼を回動可能な状態に構
成しておき、必要に応じてその都度ノズル翼の翼角を調
節するようにしている。Furthermore, although not shown in the drawings, there is a semi-fixed type variable nozzle mechanism in which individual nozzle blades are adjusted and made rotatable. That is, in this type of turbomachine, including a turbine, it is often necessary to adjust the fluid flow rate through the nozzle to match the characteristics of the compressor or another turbine. Therefore, in order to make adjustments in such cases, the nozzle blades are configured to be rotatable, and the blade angle of the nozzle blades is adjusted each time as necessary.
しかしながら、このような半固定式のノズルの場合にあ
っても、ノズル翼を回動可能とする以上、個々のノズル
翼には回動軸を設けておかねばならず、更にこれらのノ
ズル翼に対してそれぞれ固定用の部材が必要となり、構
造が複雑になる。However, even in the case of such a semi-fixed nozzle, as long as the nozzle blades are to be rotatable, each nozzle blade must be provided with a rotation axis, and furthermore, these nozzle blades must be provided with a rotation axis. However, fixing members are required for each, making the structure complicated.
特に、これらの、ノズル翼やその他のタービン部材がセ
ラミックスで形成される場合は、これらの部材をボルト
によって締結することが好ましくないので、特別な組立
ならびに固定構造が必要となる。更に′ｉた、このよう
にノズル翼ヲ回動させて流量を調節する方式では、流体
のノズル流出角が変化してしまうので、予め設定した角
度どおりに流体がロータに導かれない。In particular, when these nozzle blades and other turbine members are made of ceramics, it is not preferable to fasten these members with bolts, and special assembly and fixing structures are required. Furthermore, in this method of adjusting the flow rate by rotating the nozzle blades, the nozzle outflow angle of the fluid changes, so the fluid is not guided to the rotor at a preset angle.
本発明は、上述したような諸問題点に着目し、ノズルに
おける流量特性を容易に調整することができて部品点数
も少なくてすみ、特にセラミックスで形成するに好適な
半固定式のラジアルタービンノズルを提供することにあ
る。The present invention focuses on the above-mentioned problems, and provides a semi-fixed radial turbine nozzle that can easily adjust the flow rate characteristics in the nozzle, requires fewer parts, and is especially suitable for being made of ceramics. Our goal is to provide the following.
かかる目的を達成するために、本発明では、ノズル翼を
設定角度に固定すると共に、そのノズル部における高さ
、すなわち翼のスパンをスペーサにより一斉に調節可能
なようになして、流量特性を調整する。In order to achieve such an object, the present invention fixes the nozzle blades at a set angle and makes it possible to adjust the height at the nozzle part, that is, the span of the blades, all at once using a spacer to adjust the flow characteristics. do.
以下に、図面に蘂づいて本発明の詳細な説明する。The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
第２図は本発明の一実施例を示す。なお、本例ではノズ
ル関係の部材以外にも各部にセラミックスが使用される
ものとして、これらを後述するように弾性支持する構造
としている。ここで、１０はペアリングツ・ウジング４
に嵌着させたセラミック製のバックプレートであり、１
１はノズル翼１２を植設した環状のノズルフランジ、１
３はノズル翼１２の各端部１２Ａを嵌め合わすようにし
た環状の調整フランジである。FIG. 2 shows an embodiment of the invention. In addition, in this example, ceramics are used for various parts other than the nozzle-related members, and the structure is such that these are elastically supported as will be described later. Here, 10 is Pairingtu Uzing 4
It is a ceramic back plate fitted into the
1 is an annular nozzle flange in which nozzle blades 12 are installed;
3 is an annular adjustment flange into which each end 12A of the nozzle blade 12 is fitted.
しかして本例では、フランジ１１および１３の流路側の
面を、ノズル部高さがノズル入口部からノズル出口部に
近づくにつれて滑らかに狭くなるエンド・ウオール・コ
ンタリング（ＥＮＤＷＡＬＬ ０ＯＮ−ＴＯｔＪＲＩＮ
Ｇ １手法にならって形成する。なお、フランジ１３の
面にはノズル７１３１２の翼形に合わせた嵌合溝１３Ａ
が設けられている。Therefore, in this example, the flow path side surfaces of the flanges 11 and 13 are formed using end wall contouring (ENDWALL 0ON-TOtJRIN), which smoothly narrows the nozzle height as it approaches the nozzle outlet from the nozzle inlet.
Form following the G1 method. In addition, a fitting groove 13A matching the airfoil shape of the nozzle 71312 is formed on the surface of the flange 13.
is provided.
このように構成したノズルフランジ１１と調整フランジ
１３とを組合わせてノズル組立体となし、このノズル組
立体をバックプレート１０とシュラウド部材３との間に
挾持させるようにするが、この際に、スクロール５の端
部フランジ５Ａを）くツクプレート１０との間に保持さ
せるダクト部材１４および翼形ストラット１５と一体の
流路外壁１６をバックプレート１０と調整フランジ１３
との間に挾持させるようになし、更に、流路外壁１６と
調整フランジ１３との間にはスペーサ１７を、まり調整
フランジ１３とシュラウド部椙３との間にはスペーサ１
８を介装する。The nozzle flange 11 and adjustment flange 13 configured in this way are combined to form a nozzle assembly, and this nozzle assembly is sandwiched between the back plate 10 and the shroud member 3. At this time, The end flange 5A of the scroll 5 is held between the back plate 10 and the adjustment flange 13, and the flow passage outer wall 16 integral with the airfoil struts 15 and the duct member 14 are held between the back plate 10 and the adjustment flange 13.
Furthermore, a spacer 17 is provided between the flow path outer wall 16 and the adjustment flange 13, and a spacer 1 is provided between the adjustment flange 13 and the shroud portion 3.
Interpose 8.
１９はシュラウド部材３−の外側からこれらに嵌着させ
る押え板であり、２０は押え板１９と調整フランジ１３
との間に更に介装するスペーサである。かくして、スペ
ーサ２０を介装させた状態で押え板１９を数個け、押え
板１９、スペーサ２０．１７、フランジ１３、流路外壁
１６、ストラット１５、ダクト部材１４ 、スクロール
端部クラこ／ジ５Ａおよびバックプレート１０のそれぞ
れに設けた結合孔にロッド２１の細径部を縦貫させた上
で固定と７２２を細径端部に固着する。Reference numeral 19 denotes a retaining plate that is fitted onto the shroud member 3- from the outside, and 20 indicates the retaining plate 19 and the adjustment flange 13.
This is a spacer further interposed between the two. In this way, several presser plates 19 are installed with the spacer 20 interposed, and the presser plate 19, spacer 20. The narrow diameter portion of the rod 21 is passed vertically through the coupling holes provided in each of the rod 5A and the back plate 10, and the fixing member 722 is fixed to the narrow diameter end.
２３はロッド２１をハウジング４側に偏倚させるばねで
アシ、このばね２３のばね力によって、上述したタービ
ンノズル組立体を含むタービンまわシの構造体を弾性支
持させることができる。２４はスクロール５の一方の端
縁部と流路外壁１６のフランジとの間に装着したリング
シールである。Reference numeral 23 denotes a spring that biases the rod 21 toward the housing 4. The spring force of the spring 23 allows the structure of the turbine shaft including the above-mentioned turbine nozzle assembly to be elastically supported. 24 is a ring seal installed between one end edge of the scroll 5 and the flange of the outer wall 16 of the flow path.
このように構成したラジアルタービンノズルにあって、
ノズルにおける流量特性の変更の要があるときは、ノズ
ル部における流路の高さ、ずなわちノズル翼１２のスパ
ンを変えてやればよい。このためにはスペーサ１７の厚
さをそれだけ変更すればよいので、例えば流量特性を更
に一層大きくする要があれば、ノズル翼スパンを拡げる
分だけスペーサ１７の厚さを厚くなし、その分だけスペ
ーサ１８および２０の厚さを薄くなして調節する。In the radial turbine nozzle configured in this way,
When it is necessary to change the flow characteristics in the nozzle, the height of the flow path in the nozzle section, that is, the span of the nozzle blades 12 may be changed. For this purpose, it is only necessary to change the thickness of the spacer 17 by that amount. For example, if it is necessary to further increase the flow rate characteristics, the thickness of the spacer 17 can be increased by an amount corresponding to the enlargement of the nozzle blade span, and the spacer 17 can be increased by that amount. Adjust the thickness of Nos. 18 and 20 by making them thinner.
このようにノズル部を調節して組立てることにより、ロ
ータ１とタービンシュラウド゛３との間のすき間寸法や
その他の主要構成部分の相対位置には何等の変化を生じ
−させることもなく、タービンにこの状態に対応した機
能を十分に発揮させることができる。By adjusting and assembling the nozzle part in this way, there is no change in the gap size between the rotor 1 and the turbine shroud 3 or in the relative positions of other main components, and the turbine is Functions corresponding to this state can be fully demonstrated.
なお、本発明によれば、ノズル翼１２の迎え角を変化さ
せることがないので、流量を変化させても流体のロータ
１への流入角を常に設定したままの状態に保つことがで
き、また、調節にノズル翼１２の回動動作を要しないの
で、ノズル壁面の形状を自由に選定することができ、例
えば本例のように、一般の固定式には良く使用されてい
るエンド・ウオール・コンタ−型の壁面とすることが可
能となる。According to the present invention, the angle of attack of the nozzle blades 12 is not changed, so even if the flow rate is changed, the angle of inflow of the fluid into the rotor 1 can always be maintained at the set state. Since the rotation of the nozzle blade 12 is not required for adjustment, the shape of the nozzle wall surface can be freely selected. It becomes possible to create a contour-type wall surface.
以上説明してきたように、本発明によれば、複数のノズ
ル翼の各端部を周上等間隔の位置に植設した環状のノズ
ルフランジと、これら複数のノズル翼の他方の各端部が
嵌込まれ、これらの端部の嵌込み深さが調節自在に保持
される嵌合孔を有する調整用のフランジとを組合せてノ
ズル部を構成し、調整用ノズルフランジの環状ノズルフ
ランジに対する相対位置を変更させることにより流路高
さが調整可能なようにしたので、数多い部品点数を使用
することなく容易にノズルにおける流量特性の変更が可
能なノズル構造が得られ、捷だ、ボルト締めなどを用い
ずに組立てられるＭ＝Ｄなのでセラミックスのノズル構
造を有するラジアルタービンに適用するのに好適である
。As described above, according to the present invention, the annular nozzle flange in which each end of a plurality of nozzle blades is installed at equal intervals on the circumference, and the other end of each of the plurality of nozzle blades A nozzle part is configured by combining an adjustment flange having a fitting hole into which the fitting depth of these ends can be adjusted freely, and the relative position of the adjustment nozzle flange with respect to the annular nozzle flange. By changing the height of the flow path, the height of the flow path can be adjusted, making it possible to easily change the flow characteristics of the nozzle without using a large number of parts. Since M=D can be assembled without using it, it is suitable for application to a radial turbine having a ceramic nozzle structure.
第１図は従来の可変容量ラジアルタービンにおけるノズ
ルの可変機構の一例を示す断面図、第２図は本発明ラジ
アルタービンノズルの構成の一例を示す断面図である。
１・・・タービンロータ、
２・・・ハウジング、
３・・・シュラウド、
４・・・ペアリングツ・ウジング、
５・・・タービンスクロール、
５Ａ・・・フランジ、
６・・・ノズル翼、
７・・リング部材、
８・・レバ、
１０・・・バックプレート、
１１・・・環状ノズルフランジ、
１２・・・ノズル翼、
１２Ａ・・・端部、
１３・・調整フランジ、
１３Ａ・・・嵌合溝、
１４・・・ダクト部材、
１５・・・ストラット、
１６・流路外壁、
１７．１８．２０・・・スペーサ、
１９・・・押え板、
２１・・・ロンド、
２２・・・固定ピン、
２３・・・ばね、
２４・・・リングシール。
２５
第２図FIG. 1 is a sectional view showing an example of a nozzle variable mechanism in a conventional variable capacity radial turbine, and FIG. 2 is a sectional view showing an example of the configuration of the radial turbine nozzle of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Turbine rotor, 2... Housing, 3... Shroud, 4... Pairing housing, 5... Turbine scroll, 5A... Flange, 6... Nozzle blade, 7... Ring member, 8... Lever, 10... Back plate, 11... Annular nozzle flange, 12... Nozzle blade, 12A... End portion, 13... Adjustment flange, 13A... Fitting groove , 14... Duct member, 15... Strut, 16... Channel outer wall, 17.18.20... Spacer, 19... Holding plate, 21... Rondo, 22... Fixing pin, 23...Spring, 24...Ring seal. 25 Figure 2
Claims (1)
定した環状ノズルフランジと、前記複数のノズル翼の他
方の各端部を嵌合し、該他方の各端部の嵌合の深さを調
節自在に保持する調整フランジと、前記環状ノズルフラ
ンジに前記調整フランジを組合せた状態で該調整用フラ
ンジと前記環状ノズルフランジとの間に保たれる流路間
隔を調整可能な手段とを具えたことを特徴とするラジア
ルタービンノズル。 （以下余白）[Scope of Claims] 1) An annular nozzle flange in which each end of a plurality of nozzle blades is fixed at equally spaced positions, and each end of the other of the plurality of nozzle blades is fitted, and the other end of the plurality of nozzle blades is fitted. an adjustment flange for adjusting the depth of fitting at each end; and a flow path maintained between the adjustment flange and the annular nozzle flange when the adjustment flange is combined with the annular nozzle flange. A radial turbine nozzle comprising: means for adjusting spacing. (Margin below)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22978983A JPS60122203A (en) | 1983-12-07 | 1983-12-07 | Radial turbine nozzle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22978983A JPS60122203A (en) | 1983-12-07 | 1983-12-07 | Radial turbine nozzle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60122203A true JPS60122203A (en) | 1985-06-29 |
Family
ID=16897696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22978983A Pending JPS60122203A (en) | 1983-12-07 | 1983-12-07 | Radial turbine nozzle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60122203A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4877369A (en) * | 1988-02-08 | 1989-10-31 | Dresser-Rand Company | Vaned diffuser control |
-
1983
- 1983-12-07 JP JP22978983A patent/JPS60122203A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4877369A (en) * | 1988-02-08 | 1989-10-31 | Dresser-Rand Company | Vaned diffuser control |
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