JPS6013926A - 排気タ−ボ過給機のための軸流タ−ビン - Google Patents

排気タ−ボ過給機のための軸流タ−ビン

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JPS6013926A
JPS6013926A JP59131214A JP13121484A JPS6013926A JP S6013926 A JPS6013926 A JP S6013926A JP 59131214 A JP59131214 A JP 59131214A JP 13121484 A JP13121484 A JP 13121484A JP S6013926 A JPS6013926 A JP S6013926A
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BBC Brown Boveri France SA
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ターボ過給機軸に配置されていてかつ軸方向
で貫流されるタービン羽根を備えているタービン羽根車
と、タービンケーシングとから成っている排気ターボ過
給機のだめの軸流タービンにおいて、前記タービンケー
シングにターボ過給機軸が軸受けされており、さらに半
径方向で貫流される案内羽根の項がタービン羽根の上流
でタービンケーシング内に配置されており、かつ案内羽
根とタービン羽根との間に回転対称的な排ガス変向通路
が配置されている形式のものに関する。
従来の技術 内燃機関のだめのターボ過給機のばあい、機関排ガスが
、入口ら旋部によって、あるいは案内羽根によって必要
なうすに分配されて、まず全周にわたって内方へ、かつ
次いで変向されて軸流タービンを通って流されることが
流れ技術的に有利である。
前述の形式の半径方向で貫流されるタービン案内装置を
有する軸流タービンは、スイス連邦特許出願２６０９７
８２号明細書（第２図）に示されている。
この公知の構成のばあいには、タービン案内装置とター
ビン羽根との間に配置された排ガス変向通路の内壁は剛
性でありかつ運動不能である。このような内壁において
排ガスが摩擦するために、うず形成が失なわれる。半径
方向内方で増大するガスの高い周速度によって、排ガス
変向通路のこのような内壁は比較的高い摩擦損失を惹起
される。このことによって、タービンの断熱効率がほぼ
２％〜５チ低下する。
発明が解決しようとする問題点 軸流タービンにおいて、ガス変向通路におけるうず形成
損失を最小限に減少しかつこのことによって効率を・高
めるととである。
問題点を解決するだめの手段 本発明の構成では、回転対称的な排ガス変向通路の内壁
が、ターボ過給機軸と剛性に結合されていてかつターボ
過給機軸と一緒に回転する変向カラーとして形成されて
いるようにした。
第１実施例 両方の図面において同一部材には同一符号が付けられて
いる。作業媒体の流れ方向が矢印で示されている。軸流
タービンの、たとえばタービン排ガス通路、ブラケット
及び固定部材のような、本発明の要旨ではない部材は省
略されている。　□ 第１図において、ターボ過給機軸線が符号１で示されて
いる。半径方向のガス供給流を有する図示の軸流タービ
ンは、タービンケーシング７を介して、過給されるディ
ーゼル機関の排気管（図示せず）に接続されている。タ
ーボ過給機軸２が、軸受け１ｏを介してタービンケーシ
ング７に軸受けされていてかっクーピン羽根４ヲ備えた
タービン羽根車３を支持している。
軸方向で流過されるタービン羽根４のガス流の上流にお
いて、リング状の排ガス通路りａ内に半径方向で流過さ
れる案内羽根５が配置されている。タービンケーシング
７内には、閉鎖空気通路８の他に排気通路９が配置され
ている。
本発明により、回転対象的な排ガス変向通路７ｂの内壁
が、ターボ過給機軸２と一緒に回転する変向カラー６と
して形成されている。このような変向カラー６はねじ１
２によってターボ過給軸２と剛性に結合されている。回
転する変向カラー６のタービン側外径は、タービン羽根
車３の直径より大きくかつ変向カラーの、タービン側と
は反対側の最大外径はタービンロータの外径と同じであ
る。回転する変向カラー６とケーシング７との間に、排
ガス変向通路の無接触式シールのだめの部材が設けられ
ている。
前記のシール部材は、２つのラビリンスシール部材１１
　、　’１　ｌ　ｂから成っており、該ラビリンスシー
ル部材は、変向カラー６の内方へ開口する円筒状の、゛
かつ同心的な面に配置されている。タービンケーシング
内に配置された閉鎖空気通路８が、タービンに向かう側
のラビリンスシール部材１１とターぎンとは反対の側の
ラビリンスシール部材１１１）との間に形成された半径
方向ギャップ１５と接続されている。タービンケーシン
グγ内に配置された排気通路９が空気室１３と接続され
ている。
排気ターボ過給機のだめの軸流タービンの作用形式は以
下の通りである： 機関排ガスが、排ガス通路７ａ、案内羽根５の環及び排
ガス変向通路７ｂを通ってタービン羽根４へ流れ、該タ
ービン羽根において排ガスは、出力の引渡しにより圧力
軽減されかつ続いて図示されない排気管によって外気に
排出される。タービンの案内羽根５には、専ら半径方向
で流入する機関排ガスが接線方向で負荷する。
このばあいタービンの回転方向に作用するうすが生ぜし
められる。
排ガス変向通路７ｂの内壁がターボ過給機軸２と一緒に
回転せしめられるので、接線方向の排ガス速度と、回転
する壁との間の相対速度は、この区域で、回転する変向
カラーなしの軸流タービンより著しく小さくなる。この
結果生じるタービン効率は、摩擦が小さいことに基づき
ほぼ１．５〜３チさらに増加する。
閉鎖空気通路８による閉鎖空気供給は、ターボ過給機軸
２及びタービン羽根車３の冷却のために役立ち、かつ空
気室１３によって、排ガス変向通路γｂから軸受け１０
へ、及び周辺へ排ガスが流出することを阻止する。
変向カラー６の、ガス流とは反対の側において、空気室
１３内に制動された摩擦力が生ぜしめられ、しかし該摩
擦力は比較的少ない。ターボ過給機軸２において作用す
る合成された軸方向力は、なかんずく変向カラー６の両
側における圧力分配の機能を有する。ラビリンスシール
部材１１が半径方向でさらに外方に位置するので、合成
されたこのような軸方向力は著しく減少されかつ半径流
タービンの軸方向力にほぼ相応する。ラビリンスシール
部材１１における流れ損失によって、空気室１３内の空
気圧は変向カラー６の後でほぼ外気圧まで低下される。
閉鎖空気消費は、このような構成のばあいには、回転す
る変向カラー６を有してい力い構成のばあいよりわずか
に多い。
第２実施例 第２図に示された実施例のばあいには、変向通路７ｂの
無接触式のシールのだめの部材が、軸に垂直な平面に同
心的に配置されたラビリンスシール部材１１から成って
いる。ラビリンスシール部材１１は、回転する変向カラ
ー６の最大外径部に配置されている。排ガス変向通路７
ｂからラビリンスシール部材１１を通って内方へ流れる
わずか外排ガス量は、半径方向で内方から外方へ供給さ
れる閉鎖空気と一緒に排気通路９内へ排出される。この
ような実施例における閉鎖空気消費は、回転する変向カ
ラー６を有していない構成より少ない。特に、このよう
な閉鎖空気消費は、変向カラーの必要な冷却によって規
定されている。機関排ガスの極めてわずかな量が、この
実施例においてラビリンスシール部材１１によって失わ
れる。このような損失量は、ガス濃度が薄いため無視で
きる。このような実施例の主な利点は、ターボ過給機軸
における軸方向力が実際になくなることである。
発明の効果 本発明によって得られる利点は、入口ら飾部あるいは案
内羽根において周方向成分によって負荷される機関排ガ
スが、排ガス変向通路によってタービン羽根に供給され
、このことによって効率が高められることである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の軸流タービンの第１実施例を示す部分
縦断面図、第２図は第２実施例の部分縦断面図である。 １・・−ターボ過給機軸線、２・・・ターボ過給機軸、
３・・・タービン羽根車、４・・・タービン羽根、５・
・・案内羽根、６・・・変向カラー、７・・・タービン
ケーシング、γａ・・・リング状の排ガス通路、７ｂ・
・・排ガス変向通蕗、８・・・閉鎖空気通路、９・・・
排気通路、１０・・・軸受け、１１・１１．ａ・１１１
）・・・ラビリンスシール部材、１２・・・ねじ、１３
空気室、１５・・・半径方向ギャップ、

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、　ターボ過給機軸（２）に配置されていてかつ軸方
    向で貫流されるタービン羽根（４）を備えているタービ
    ン羽根車（３）と、タービンケーシング（７）とから成
    っている排気ターボ過給機のだめの軸流タービンにおい
    て、前記タービンケーシング（７）にターボ過給機軸（
    ２）が軸受けされており、さらに半径方向で貫流される
    案内羽根（５）の環がタービン羽根（４）の上流でター
    ビンケーシング（７）内に配置されており、かつ案内羽
    根（５）とタービン羽根（４）との間に回転対称的な排
    ガス変向通路（７ｂ）が配置されている形式のもの゛に
    おいて、前記の回転対称的な排ガス変向通路（７ｂ）の
    内壁が、ターボ過給機軸（２）と剛性に結合されていて
    かつターボ過給機軸（２）と−緒に回転する変向カラー
    （６）として形成されていることを特徴とする排気タル
    ボ過給機のだめの軸流タービン。 ２、前記変向カラー（６）のター♂ン側外径がタービン
    羽根車（３）の直径よりも大きくかつ最大外径がタービ
    ンロータの外径と同じである特許請求の範囲第１項記載
    の軸流タービン口 ６、　回転する変向カラー（６）とタービンケーシング
    （７）との間に、排ガス変向通路（７ｂ）の無接触式シ
    ールのだめの部材が設けられている特許請求の範囲第１
    項記載の軸流タービン。 ４、前記の排ガス変向通路（γｂ）の無接触式シールの
    ための部材が、変向カラー（６）の、内方へ開口する円
    筒状の同心的な面に配置された２つのラビリンスシール
    部材（１１，１１ｂ）から成っており、さらにタービン
    ケーシング（７）内に配置された閉鎖空気通路（８）が
    、タービンに向かう側のラビリンスシ一層部材（１ｌ　
    ｂ）と、タービンとは反対の側のラビリンスシール部材
    （１１）との間に配置された半径方向ギャップ（１５）
    と接続されており、さらに閉鎖空気が半径方向内方から
    半径方向ギャップ（１５）を通って供給されかつラビリ
    ンスシール部材（１１）を通り変向カラー（６）の外側
    半径を経てタービン前方の排ガス変向通路（γｂ）内に
    排出され、及びラビリンスシール部材（１１ａ）”ｅ通
    って周辺へあるいは排気管内へ排出されるようになって
    いる特許請求の範囲第６項記載の軸流タービン。 ５、排ガス変向通路（７ｂ）の無接触式シールのだめの
    部材が、軸垂直な平面に同心的に配置されたラビリンス
    シール部材（１１）として形成されており、さらに機関
    排ガスが排ガス変向通路（ゝ７ｂ）から、半径方向内方
    から供給される閉鎖空気と一緒に排気通路（９）内に排
    出されるようになっている特許請求の範囲第６項記載の
    軸流タービン　−
JP59131214A 1983-06-29 1984-06-27 排気タ−ボ過給機のための軸流タ−ビン Granted JPS6013926A (ja)

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