JPS60184906A - タ−ビンハウジング - Google Patents
タ−ビンハウジングInfo
- Publication number
- JPS60184906A JPS60184906A JP4040084A JP4040084A JPS60184906A JP S60184906 A JPS60184906 A JP S60184906A JP 4040084 A JP4040084 A JP 4040084A JP 4040084 A JP4040084 A JP 4040084A JP S60184906 A JPS60184906 A JP S60184906A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- turbine
- rotor
- shroud member
- shroud
- turbine housing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
- F01D11/08—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
- F01D11/14—Adjusting or regulating tip-clearance, i.e. distance between rotor-blade tips and stator casing
- F01D11/16—Adjusting or regulating tip-clearance, i.e. distance between rotor-blade tips and stator casing by self-adjusting means
- F01D11/18—Adjusting or regulating tip-clearance, i.e. distance between rotor-blade tips and stator casing by self-adjusting means using stator or rotor components with predetermined thermal response, e.g. selective insulation, thermal inertia, differential expansion
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明はタービンハウジングに関し、特にセラミックス
のラジアルタービンロータを有するターボチャージャな
どのタービンハウジングに関する。
のラジアルタービンロータを有するターボチャージャな
どのタービンハウジングに関する。
第1図は従来のこの種のタービンロータトソのタービン
ハウジングを示し、ここで、1はタービン軸2と一体に
形成されたタービンロータであわ、3はスクロール部4
およびシュラウド部5が形成されているタービンハウジ
ングである。しかして、ターボチャージャなどにあって
は、加速性能の向上を図るために、タービンロータ1お
よびタービン軸2は、金属に比して比重が小さい窒化珪
素などのセラミック材料によって作製されており、一方
タービンハウジング3の方には一般の場合鋳鉄材料が使
用されている(特開昭56−44426号参照)0 なお、タービン軸2には図示しない圧縮機インペラが取
付けられるように構成されており、軸2は軸受6を介し
てペアリングツ・ウジング7に枢支されている。8は軸
シール、9はタービンハウジング3とペアリングツ・ウ
ジ/グアとの間に挾持される遮熱板であり、この遮熱板
9によりベアリングハウジング7を高温から保護してい
る。
ハウジングを示し、ここで、1はタービン軸2と一体に
形成されたタービンロータであわ、3はスクロール部4
およびシュラウド部5が形成されているタービンハウジ
ングである。しかして、ターボチャージャなどにあって
は、加速性能の向上を図るために、タービンロータ1お
よびタービン軸2は、金属に比して比重が小さい窒化珪
素などのセラミック材料によって作製されており、一方
タービンハウジング3の方には一般の場合鋳鉄材料が使
用されている(特開昭56−44426号参照)0 なお、タービン軸2には図示しない圧縮機インペラが取
付けられるように構成されており、軸2は軸受6を介し
てペアリングツ・ウジング7に枢支されている。8は軸
シール、9はタービンハウジング3とペアリングツ・ウ
ジ/グアとの間に挾持される遮熱板であり、この遮熱板
9によりベアリングハウジング7を高温から保護してい
る。
10はハウジング3および7と遮熱板9とを組合せだ状
態に保持させるリテーナリングト、11および12はそ
れぞれ固定用のボルトおよびナツト、13はガスの流入
口である0 このように構成されたタービンにあっては、ガスが流入
口13からスクロール4を介してロータ1の動翼IA間
に導かれることによってロータ1を高速回転させ、仕事
を終えたガスは排出口14から外部に排出される0 しかしながら、このような従来のタービンハウジングで
は、タービンロータ1がセラミックスであるのに対して
一般的には鋳鉄製であるために、セラミックスと鋳鉄と
の間の膨張係数の差異から、運転中に動1111Aとタ
ービンシュラウド部5との間のクリアランスが双方とも
金属製とした場合に比して増大され、タービン効率の低
下をきたす0しかして、このような傾向は、動3111
Aの翼端がタービン軸2の軸心と平行に近づく排出口1
4近傍の部分、すなわち、本図では区間りで示したよう
な範囲において特に著しく、そのラジアルクリアランス
ΔRが増大する0 〔目的及び構成〕 本発明の目的は、このような従来の問題点の解決を図る
だめに、タービンハウジングのシュラウド形成部分に、
タービンロータと同質若しくは熱膨張率がほぼ同等の種
類のセラミック製シュラウド部材を内股し7、ロータお
よびシュラウド部材の双方が同様な熱膨張をなすことに
よシ相互間のクリアランスの増大が防止できるタービン
・・ウジングを提供することにある。
態に保持させるリテーナリングト、11および12はそ
れぞれ固定用のボルトおよびナツト、13はガスの流入
口である0 このように構成されたタービンにあっては、ガスが流入
口13からスクロール4を介してロータ1の動翼IA間
に導かれることによってロータ1を高速回転させ、仕事
を終えたガスは排出口14から外部に排出される0 しかしながら、このような従来のタービンハウジングで
は、タービンロータ1がセラミックスであるのに対して
一般的には鋳鉄製であるために、セラミックスと鋳鉄と
の間の膨張係数の差異から、運転中に動1111Aとタ
ービンシュラウド部5との間のクリアランスが双方とも
金属製とした場合に比して増大され、タービン効率の低
下をきたす0しかして、このような傾向は、動3111
Aの翼端がタービン軸2の軸心と平行に近づく排出口1
4近傍の部分、すなわち、本図では区間りで示したよう
な範囲において特に著しく、そのラジアルクリアランス
ΔRが増大する0 〔目的及び構成〕 本発明の目的は、このような従来の問題点の解決を図る
だめに、タービンハウジングのシュラウド形成部分に、
タービンロータと同質若しくは熱膨張率がほぼ同等の種
類のセラミック製シュラウド部材を内股し7、ロータお
よびシュラウド部材の双方が同様な熱膨張をなすことに
よシ相互間のクリアランスの増大が防止できるタービン
・・ウジングを提供することにある。
以下に、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。
ここで、30はタービンハウジング、31B(−のシュ
ラウド部5の排出口14寄りに内設したシュラウド部材
である0本例ではシュラウド部材31をロータ1と同質
の材料若しくは熱膨張係数がほぼ同等のセラミックスで
形成し、その円環状とした部材31の内周面31Aによ
りシュラウド部5の連続した面が形成されるようにする
0 更ニ、一方のタービンハウジング30にはシュラウド部
材31を装着するだめの嵌合溝32を形設し、との嵌合
溝32には小径部32Aと大径部32Bとの二段に内聞
面が形成されるようになして、小径部32A Kおける
内周面とシュラウド部材31の外周面31Bとの間には
環状のすき間33が保持されるようにする。
ラウド部5の排出口14寄りに内設したシュラウド部材
である0本例ではシュラウド部材31をロータ1と同質
の材料若しくは熱膨張係数がほぼ同等のセラミックスで
形成し、その円環状とした部材31の内周面31Aによ
りシュラウド部5の連続した面が形成されるようにする
0 更ニ、一方のタービンハウジング30にはシュラウド部
材31を装着するだめの嵌合溝32を形設し、との嵌合
溝32には小径部32Aと大径部32Bとの二段に内聞
面が形成されるようになして、小径部32A Kおける
内周面とシュラウド部材31の外周面31Bとの間には
環状のすき間33が保持されるようにする。
34は金属製のリテーナリングであり、リテーナリング
34を溝32の大径部32Bに嵌装することによりリテ
ーナリング34に設けたつば部34Aをシュラウド部材
31の外周面31Bに嵌合させ、つば部34Aの有する
弾力により部材31を弾性支持させる。
34を溝32の大径部32Bに嵌装することによりリテ
ーナリング34に設けたつば部34Aをシュラウド部材
31の外周面31Bに嵌合させ、つば部34Aの有する
弾力により部材31を弾性支持させる。
このために、つば部34Aは第3図に示すように、局方
向にわたり等分に配置された切れ目34Bを有す。また
、リテーナリング34はその内周面340をシュラウド
部材31の内周面31Aとほぼ一致させるようにしてお
く。
向にわたり等分に配置された切れ目34Bを有す。また
、リテーナリング34はその内周面340をシュラウド
部材31の内周面31Aとほぼ一致させるようにしてお
く。
なお、高温雰囲気では金属製のリテーナリング34の方
がセラミック製シュラウド部材31より熱膨張が大きい
ことから、弾性支持に緩みが生じる虞がある。そこで、
常温時にあらかじめつば部34Aを弾性変形させておき
、高温雰囲気にあっても緩みが生じないようにしておく
ことによって、シュラウド部材31をロータ1と同心に
保持することができる。
がセラミック製シュラウド部材31より熱膨張が大きい
ことから、弾性支持に緩みが生じる虞がある。そこで、
常温時にあらかじめつば部34Aを弾性変形させておき
、高温雰囲気にあっても緩みが生じないようにしておく
ことによって、シュラウド部材31をロータ1と同心に
保持することができる。
このように構成したタービンハウジング30にあっては
、上述したようにシュラウド部材31がリテーナリング
34によって弾性支持された状態に保たれており、しか
も部材31がロータ1と同等の熱膨張率を有しているの
で、第1図で示したように最もクリアランスΔRが増大
しやすい範囲りでの増大傾向が抑制され、タービン効率
の低下を防止することができる。
、上述したようにシュラウド部材31がリテーナリング
34によって弾性支持された状態に保たれており、しか
も部材31がロータ1と同等の熱膨張率を有しているの
で、第1図で示したように最もクリアランスΔRが増大
しやすい範囲りでの増大傾向が抑制され、タービン効率
の低下を防止することができる。
第4図は本発明の他の実施例を示す。本例はセラミック
製シュラウド部材41の内聞面41Aによりシュラウド
部5がほぼ全面的に形成されるようにしたものである。
製シュラウド部材41の内聞面41Aによりシュラウド
部5がほぼ全面的に形成されるようにしたものである。
したがって、リテーナリング44およびハウジング40
に形設する嵌合溝42もシュラウド部材41に対応した
形状とするが、その基本的な構成については第2図の例
と同様とする。
に形設する嵌合溝42もシュラウド部材41に対応した
形状とするが、その基本的な構成については第2図の例
と同様とする。
このように構成することにより、タービンシュラウド部
5の全面にわたり、ロータ動翼IAとの間のクリアラン
スの増大を抑止することができる。
5の全面にわたり、ロータ動翼IAとの間のクリアラン
スの増大を抑止することができる。
なお、シュラウド部材41の内周面41Aをシュラウド
部5のどの範囲までとするか、あるいは第2図に示しだ
ような形態とするかは、設定対象であるタービンハウジ
ングや用途目的に応じて決定すタービンハウジングのタ
ービンシュラウド形成部分の少なくとも排出口寄りの部
分に、タービンロータと同質若しくは熱膨張率がほぼ同
等の種類のセラミックによシ上記のシュラウド部形状に
合わせて形成した環状のシュラウド部材を内装し、この
シュラウド部材をタービンハウジングに嵌装した金属製
リテーナ部材により弾性支持させるようにしたので、従
来のように、セラミック製タービンロータが@鉄製ター
ビンハウジングに直接収納されている場合、熱膨張の差
のだめにロータ動翼とタービン/ニラウドどの間のすき
間が増大して、タービン効率を低下させたが、そのよう
なことを防止することができ、良好なタービン効率の維
持に貢献することができる。
部5のどの範囲までとするか、あるいは第2図に示しだ
ような形態とするかは、設定対象であるタービンハウジ
ングや用途目的に応じて決定すタービンハウジングのタ
ービンシュラウド形成部分の少なくとも排出口寄りの部
分に、タービンロータと同質若しくは熱膨張率がほぼ同
等の種類のセラミックによシ上記のシュラウド部形状に
合わせて形成した環状のシュラウド部材を内装し、この
シュラウド部材をタービンハウジングに嵌装した金属製
リテーナ部材により弾性支持させるようにしたので、従
来のように、セラミック製タービンロータが@鉄製ター
ビンハウジングに直接収納されている場合、熱膨張の差
のだめにロータ動翼とタービン/ニラウドどの間のすき
間が増大して、タービン効率を低下させたが、そのよう
なことを防止することができ、良好なタービン効率の維
持に貢献することができる。
第1図は従来のタービンハウジングとこれに収納される
セラミックタービンロータとの関連を示す断面図、 第2図は本発明タービンハウジングの構成をセラミック
タービンロータと共に示す断面図、第3図はそのターピ
ノハウジングに嵌装す・るリテーナリングの正面図、 第4図は本発明タービンハウジングの他の実施例の構成
を示す断面図である。 1 ・タービンロータ、 IA・・・動翼、 2・タービン軸、 3.30.4’0 タービンハウジング、4−・・スク
ロール、 5 タービンシュラウド部、 6 ・軸受、 7・・・ベアリングハウジング、 8・・・軸シール、 9・・遮熱板、 10・・リテーナプレート、 11・・ボルト、 12 ・ナツト、 13・・流入口、 14・・排出口、 31・・・シュラウド部材、 31A・・内周面、 31B ・外周面、 32・・・嵌合溝、 32A・・・小径部、 32B・・大径部、 33 すき間、 34・・リテーナリング、 34A・つば部、 34B・・切れ目、 34G・・内周面、 41 シュラウド部材、 41A・・内周面、 42・嵌合溝、 44・・リテーナリング。 特許出願人 日産自動車株式会社 代理人 弁理士 谷 義 −
セラミックタービンロータとの関連を示す断面図、 第2図は本発明タービンハウジングの構成をセラミック
タービンロータと共に示す断面図、第3図はそのターピ
ノハウジングに嵌装す・るリテーナリングの正面図、 第4図は本発明タービンハウジングの他の実施例の構成
を示す断面図である。 1 ・タービンロータ、 IA・・・動翼、 2・タービン軸、 3.30.4’0 タービンハウジング、4−・・スク
ロール、 5 タービンシュラウド部、 6 ・軸受、 7・・・ベアリングハウジング、 8・・・軸シール、 9・・遮熱板、 10・・リテーナプレート、 11・・ボルト、 12 ・ナツト、 13・・流入口、 14・・排出口、 31・・・シュラウド部材、 31A・・内周面、 31B ・外周面、 32・・・嵌合溝、 32A・・・小径部、 32B・・大径部、 33 すき間、 34・・リテーナリング、 34A・つば部、 34B・・切れ目、 34G・・内周面、 41 シュラウド部材、 41A・・内周面、 42・嵌合溝、 44・・リテーナリング。 特許出願人 日産自動車株式会社 代理人 弁理士 谷 義 −
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 セラミック製のラジアル型タービンロータt[蔵し、タ
ービンシュラウドから排出口にいたる流路が形成される
鉄系材料のタービンハウジングにおいて、前記流路に沿
って前記タービンシュラウドの少なくとも前記排出口寄
りの部分に1前記タービンロータの熱膨張率とほぼ等し
い熱膨張率を持つセラミック材料により形成した環状部
材を設け、該環状部材の内周面を前記流路と一致させる
ようになして、該環状部材を、同心の金属製リテーナリ
ングにより前記タービンハウジングに弾性支持させるよ
うにしたことを特徴とするタービンハウジング。 (以下余白)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4040084A JPS60184906A (ja) | 1984-03-05 | 1984-03-05 | タ−ビンハウジング |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4040084A JPS60184906A (ja) | 1984-03-05 | 1984-03-05 | タ−ビンハウジング |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60184906A true JPS60184906A (ja) | 1985-09-20 |
Family
ID=12579605
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4040084A Pending JPS60184906A (ja) | 1984-03-05 | 1984-03-05 | タ−ビンハウジング |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60184906A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120017598A1 (en) * | 2010-07-09 | 2012-01-26 | Icr Turbine Engine Corporation | Metallic ceramic spool for a gas turbine engine |
JP2014092132A (ja) * | 2012-11-06 | 2014-05-19 | Toyota Motor Corp | ターボチャージャ |
US9051873B2 (en) | 2011-05-20 | 2015-06-09 | Icr Turbine Engine Corporation | Ceramic-to-metal turbine shaft attachment |
US20160090904A1 (en) * | 2014-09-26 | 2016-03-31 | Hyundai Motor Company | Sealing-coupled apparatus of turbocharger |
US10094288B2 (en) | 2012-07-24 | 2018-10-09 | Icr Turbine Engine Corporation | Ceramic-to-metal turbine volute attachment for a gas turbine engine |
-
1984
- 1984-03-05 JP JP4040084A patent/JPS60184906A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120017598A1 (en) * | 2010-07-09 | 2012-01-26 | Icr Turbine Engine Corporation | Metallic ceramic spool for a gas turbine engine |
US8984895B2 (en) * | 2010-07-09 | 2015-03-24 | Icr Turbine Engine Corporation | Metallic ceramic spool for a gas turbine engine |
US9051873B2 (en) | 2011-05-20 | 2015-06-09 | Icr Turbine Engine Corporation | Ceramic-to-metal turbine shaft attachment |
US10094288B2 (en) | 2012-07-24 | 2018-10-09 | Icr Turbine Engine Corporation | Ceramic-to-metal turbine volute attachment for a gas turbine engine |
JP2014092132A (ja) * | 2012-11-06 | 2014-05-19 | Toyota Motor Corp | ターボチャージャ |
US20160090904A1 (en) * | 2014-09-26 | 2016-03-31 | Hyundai Motor Company | Sealing-coupled apparatus of turbocharger |
US9777621B2 (en) * | 2014-09-26 | 2017-10-03 | Hyundai Motor Company | Sealing-coupled apparatus of turbocharger |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7384236B2 (en) | Exhaust-gas-turbine casing | |
US5964574A (en) | Exhaust-gas turbine of a turbocharger | |
KR101989548B1 (ko) | 일체형 열 실드를 구비한 터보차저 베어링 하우징 | |
JP3872830B2 (ja) | カンチレバー付ステータベーンのためのベーン付通路ハブ構造体及びその製造方法 | |
EP1092085B1 (en) | Low speed high pressure ratio turbocharger | |
US4311431A (en) | Turbine engine with shroud cooling means | |
WO2012090724A1 (ja) | タービンスクロール部構造 | |
JPH05504178A (ja) | 孔なしハブコンプレツサホイールを備えるターボチヤージヤコンプレツサホイール装置 | |
EP0371207B1 (en) | Radial turbine wheel | |
EP1726804B1 (en) | An air turbine starter | |
JPH052817B2 (ja) | ||
JP2010053792A (ja) | 可変容量排気ガスタービンの製造方法 | |
JPS59138728A (ja) | 非冷却ガス通路を備えた外部軸承型排気タ−ボ過給機 | |
US6155780A (en) | Ceramic radial flow turbine heat shield with turbine tip seal | |
JPH11173153A (ja) | 滑り部材付きターボチャージャ | |
JP2014047714A (ja) | ターボチャージャ | |
JPS60184906A (ja) | タ−ビンハウジング | |
EP3470648A1 (en) | Turbocharger | |
CN110344927B (zh) | 内燃机 | |
US7036320B2 (en) | Gas turbine with stator shroud in the cavity beneath the chamber | |
JP6429764B2 (ja) | ガスタービン | |
RU2151886C1 (ru) | Статор многоступенчатой газовой турбины | |
JPS61218733A (ja) | 排気タ−ビン過給機 | |
JP3034519B1 (ja) | タ―ビンロ―タの冷却構造を改善したガスタ―ビン | |
JPS60243303A (ja) | タ−ビンハウジング |