JP2000018004A - ノズル付きラジアルタービン - Google Patents
ノズル付きラジアルタービンInfo
- Publication number
- JP2000018004A JP2000018004A JP10186323A JP18632398A JP2000018004A JP 2000018004 A JP2000018004 A JP 2000018004A JP 10186323 A JP10186323 A JP 10186323A JP 18632398 A JP18632398 A JP 18632398A JP 2000018004 A JP2000018004 A JP 2000018004A
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- Japan
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- nozzle
- angle
- turbine
- blade
- flow
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- Pending
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- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 回転可能に設置されたタービン動翼と、同タ
ービン動翼を回転駆動させるガス等の流体のタービン動
翼への流入路を形成する複数のノズルとを有するラジア
ルタービンにおいて、ハブ側及びシュラウド側両壁面近
傍でノズル流入角が大きくなる事により生ずる損失を抑
えることのできるノズル付きラジアルタービンを提供す
る。 【解決手段】 タービン動翼を回転駆動させるガス等の
流体の流入路を形成する複数のノズル３の形状を次のよ
うにしている。すなわち、ノズル前縁部のハブ側壁面３
ａ近傍とシュラウド側壁面３ｂ近傍の翼角７ａを流路中
央の翼角７ｂより大きい形状とする。これによってハブ
側及びシュラウド側の両壁面近傍の流れのインシデンス
角８１が小さくなりノズル損失が低減される。
ービン動翼を回転駆動させるガス等の流体のタービン動
翼への流入路を形成する複数のノズルとを有するラジア
ルタービンにおいて、ハブ側及びシュラウド側両壁面近
傍でノズル流入角が大きくなる事により生ずる損失を抑
えることのできるノズル付きラジアルタービンを提供す
る。 【解決手段】 タービン動翼を回転駆動させるガス等の
流体の流入路を形成する複数のノズル３の形状を次のよ
うにしている。すなわち、ノズル前縁部のハブ側壁面３
ａ近傍とシュラウド側壁面３ｂ近傍の翼角７ａを流路中
央の翼角７ｂより大きい形状とする。これによってハブ
側及びシュラウド側の両壁面近傍の流れのインシデンス
角８１が小さくなりノズル損失が低減される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、小形ガスタービ
ン、エキスパンダ、ターボチャージャー、斜流タービン
及び水車等に用いられるノズル付きラジアルタービンに
関する。
ン、エキスパンダ、ターボチャージャー、斜流タービン
及び水車等に用いられるノズル付きラジアルタービンに
関する。
【０００２】
【従来の技術】図４に示すように、ラジアルタービンの
ノズル３は、タービンケーシング１内のスクロール流路
２からの流れを、動翼４に対して周方向にも幅方向にも
流れ角が一様になるように増速させるために使用され
る。従来のノズル付きラジアルタービンのノズル３の形
状は、図５に示すように、幅方向に一様な形状（翼角７
一定）をしている。
ノズル３は、タービンケーシング１内のスクロール流路
２からの流れを、動翼４に対して周方向にも幅方向にも
流れ角が一様になるように増速させるために使用され
る。従来のノズル付きラジアルタービンのノズル３の形
状は、図５に示すように、幅方向に一様な形状（翼角７
一定）をしている。
【０００３】ノズル３に流入する流れは、ノズル上流側
のスクロール内部に発達している境界層による二次流れ
の影響を受け、ハブ側壁面３ａ及びシュラウド側壁面３
ｂの近くでは周方向の流速が小さいので遠心力も小さ
く、従って、半径方向内方に流入する流速が速くなる。
この様子を図６に示してある。
のスクロール内部に発達している境界層による二次流れ
の影響を受け、ハブ側壁面３ａ及びシュラウド側壁面３
ｂの近くでは周方向の流速が小さいので遠心力も小さ
く、従って、半径方向内方に流入する流速が速くなる。
この様子を図６に示してある。
【０００４】図６に示すように、ハブ側壁面３ａ、シュ
ラウド側壁面３ｂの近傍Ａでの半径方向流速５１ａが流
路中央Ｂでの半径方向流速５１ｂより速くなっている。
そのため図７（ａ）に示すように、両壁面近傍でのノズ
ル流入角６ａが図７（ｂ）に示す流路中央のノズル流入
角６ｂより大きくなる（６ａ＞６ｂ）。
ラウド側壁面３ｂの近傍Ａでの半径方向流速５１ａが流
路中央Ｂでの半径方向流速５１ｂより速くなっている。
そのため図７（ａ）に示すように、両壁面近傍でのノズ
ル流入角６ａが図７（ｂ）に示す流路中央のノズル流入
角６ｂより大きくなる（６ａ＞６ｂ）。
【０００５】従って、従来のノズル形状はノズル幅方向
に翼角７が一定であったために、両壁面近傍ではインシ
デンス角８が大きくなり、ここでの損失が大きいという
問題があった。
に翼角７が一定であったために、両壁面近傍ではインシ
デンス角８が大きくなり、ここでの損失が大きいという
問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のノズ
ル付きラジアルタービンが前記した問題点を有していた
のに鑑み、回転可能に設置されたタービン動翼と、同タ
ービン動翼を回転駆動させるガス等の流体のタービン動
翼への流入路を形成する複数のノズルとを有するラジア
ルタービンにおいて、ハブ側及びシュラウド側両壁面近
傍でノズル流入角が大きくなる事により生ずる損失を抑
えることのできるノズル付きラジアルタービンを提供す
ることを課題としている。
ル付きラジアルタービンが前記した問題点を有していた
のに鑑み、回転可能に設置されたタービン動翼と、同タ
ービン動翼を回転駆動させるガス等の流体のタービン動
翼への流入路を形成する複数のノズルとを有するラジア
ルタービンにおいて、ハブ側及びシュラウド側両壁面近
傍でノズル流入角が大きくなる事により生ずる損失を抑
えることのできるノズル付きラジアルタービンを提供す
ることを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、ノズルを有す
るラジアルタービンにおける前記課題を解決するため、
ノズル前縁部のハブ側及びシュラウド側両壁面近傍の翼
角を流路中央の翼角より大きい形状としたノズルを採用
したノズル付きラジアルタービンを提供する。
るラジアルタービンにおける前記課題を解決するため、
ノズル前縁部のハブ側及びシュラウド側両壁面近傍の翼
角を流路中央の翼角より大きい形状としたノズルを採用
したノズル付きラジアルタービンを提供する。
【０００８】このように構成した本発明のラジアルター
ビンにおいては、ノズル前縁部のハブ側及びシュラウド
側両壁面近傍の翼角が流路中央の翼角より大きくしてあ
るので、ハブ側及びシュラウド側両壁面近傍でのインシ
デンス角が小さくなりノズル損失が低減される。
ビンにおいては、ノズル前縁部のハブ側及びシュラウド
側両壁面近傍の翼角が流路中央の翼角より大きくしてあ
るので、ハブ側及びシュラウド側両壁面近傍でのインシ
デンス角が小さくなりノズル損失が低減される。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態によ
るノズル付きラジアルタービンについて図１〜図３を用
いて具体的に説明する。先に説明したように、ノズル付
きラジアルタービンにおいては、図６の曲線６で示すノ
ズル流入速度のように、二次流れの影響によってハブ側
壁面３ａ及びシュラウド側壁面３ｂ近傍の半径方向流速
５１ａは、流路中央Ｂ部の半径方向流速５１ｂより速く
なり、図７に示すような速度三角形になる。
るノズル付きラジアルタービンについて図１〜図３を用
いて具体的に説明する。先に説明したように、ノズル付
きラジアルタービンにおいては、図６の曲線６で示すノ
ズル流入速度のように、二次流れの影響によってハブ側
壁面３ａ及びシュラウド側壁面３ｂ近傍の半径方向流速
５１ａは、流路中央Ｂ部の半径方向流速５１ｂより速く
なり、図７に示すような速度三角形になる。
【００１０】そのため図７の（ａ）に示すハブ側及びシ
ュラウド側両壁面近傍のノズル流入角６ａは、図７の
（ｂ）に示す流路中央部のノズル流入角６ｂより大きく
なる。そのため両壁面近傍のインシデンス角度が大きく
なる。インシデンス角度が大きくなれば、図３に示すよ
うにノズル損失が大きくなる。このノズル損失を低減す
るためには、両壁面近傍のインシデンス角８を小さくす
る必要がある。
ュラウド側両壁面近傍のノズル流入角６ａは、図７の
（ｂ）に示す流路中央部のノズル流入角６ｂより大きく
なる。そのため両壁面近傍のインシデンス角度が大きく
なる。インシデンス角度が大きくなれば、図３に示すよ
うにノズル損失が大きくなる。このノズル損失を低減す
るためには、両壁面近傍のインシデンス角８を小さくす
る必要がある。
【００１１】このような考え方で、本実施形態によるタ
ービンにおいては、そのノズルのハブ側壁面近傍、及び
シュラウド側壁面近傍の翼角７ａを流路中央の翼角７ｂ
より大きくしている。すなわち、図１の（ｂ）に見られ
るように、ハブ側壁面３ａ近傍のＡ−Ａ線、およびシュ
ラウド側壁面３ｂ近傍のＣ−Ｃ線に沿う断面（破線）に
おける翼角７ａは、流路中央のＢ−Ｂ線に沿う断面（実
線）における翼角７ｂより大きくしている。従来のラジ
アルタービンのノズルの翼角と本実施形態におけるノズ
ルの翼角との関係を図２に示している。
ービンにおいては、そのノズルのハブ側壁面近傍、及び
シュラウド側壁面近傍の翼角７ａを流路中央の翼角７ｂ
より大きくしている。すなわち、図１の（ｂ）に見られ
るように、ハブ側壁面３ａ近傍のＡ−Ａ線、およびシュ
ラウド側壁面３ｂ近傍のＣ−Ｃ線に沿う断面（破線）に
おける翼角７ａは、流路中央のＢ−Ｂ線に沿う断面（実
線）における翼角７ｂより大きくしている。従来のラジ
アルタービンのノズルの翼角と本実施形態におけるノズ
ルの翼角との関係を図２に示している。
【００１２】本実施形態によるノズル付きラジアルター
ビンにおいては、ノズル前縁部のハブ側及びシュラウド
側両壁面近傍の翼角７ａを流路中央の翼角７ｂより大き
くすることで、インシデンス角８１が従来のインシデン
ス角８２より小さくなり、ノズル損失が低減する。ただ
し、ノズル３から流出する流れに幅方向の流出角がつけ
ば、動翼で幅方向にインシデンスがつき、損失が増加す
るので、ノズル前縁部だけに幅方向に翼角分布をつけ
る。
ビンにおいては、ノズル前縁部のハブ側及びシュラウド
側両壁面近傍の翼角７ａを流路中央の翼角７ｂより大き
くすることで、インシデンス角８１が従来のインシデン
ス角８２より小さくなり、ノズル損失が低減する。ただ
し、ノズル３から流出する流れに幅方向の流出角がつけ
ば、動翼で幅方向にインシデンスがつき、損失が増加す
るので、ノズル前縁部だけに幅方向に翼角分布をつけ
る。
【００１３】ノズル付きスクロールの場合には、ノズル
レススクロールと比較してノズル入口での周方向流速が
遅いので、スクロールの断面積が大きい。そのためノズ
ル付きスクロールにおいても、周方向流速を速くするこ
とでスクロール断面積を小さくでき、製作費を抑えるこ
とができる。
レススクロールと比較してノズル入口での周方向流速が
遅いので、スクロールの断面積が大きい。そのためノズ
ル付きスクロールにおいても、周方向流速を速くするこ
とでスクロール断面積を小さくでき、製作費を抑えるこ
とができる。
【００１４】ところが周方向流速を速くすればノズル流
入角が小さくなり、前縁半径を大きくすることが困難に
なる。つまりノズル損失はインシデンスによって大きく
影響されるようになる。
入角が小さくなり、前縁半径を大きくすることが困難に
なる。つまりノズル損失はインシデンスによって大きく
影響されるようになる。
【００１５】そのため本実施形態のようにノズル前縁部
のハブ側及びシュラウド側両壁面近傍の翼角を流路中央
の翼角より大きいノズル形状にすれば、スクロールを小
型化したときのノズル損失を低減できる。なお、本発明
によりノズルにおけるインシデント角を変えるのは翼弦
長の０．１５〜０．２の範囲に限るのが望ましい。
のハブ側及びシュラウド側両壁面近傍の翼角を流路中央
の翼角より大きいノズル形状にすれば、スクロールを小
型化したときのノズル損失を低減できる。なお、本発明
によりノズルにおけるインシデント角を変えるのは翼弦
長の０．１５〜０．２の範囲に限るのが望ましい。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、回転可
能に設置されたタービン動翼と、同タービン動翼を回転
駆動させるガス等の流体のタービン動翼への流入路を形
成する複数のノズルとを有するラジアルタービンにおい
て、前記ノズルは、ノズル前縁部のハブ側及びシュラウ
ド側両壁面近傍の翼角を流路中央の翼角より大きい形状
としたノズル付きラジアルタービンを提供する。
能に設置されたタービン動翼と、同タービン動翼を回転
駆動させるガス等の流体のタービン動翼への流入路を形
成する複数のノズルとを有するラジアルタービンにおい
て、前記ノズルは、ノズル前縁部のハブ側及びシュラウ
ド側両壁面近傍の翼角を流路中央の翼角より大きい形状
としたノズル付きラジアルタービンを提供する。
【００１７】このように、本発明によれば、ノズル付き
ラジアルタービンのノズル形状について、ノズル前縁部
のハブ側及びシュラウド側両壁面近傍の翼角を流路中央
の翼角より大きくすることで、両壁面近傍の流れのイン
シデンスを改良して、ノズル損失を低減することができ
る。
ラジアルタービンのノズル形状について、ノズル前縁部
のハブ側及びシュラウド側両壁面近傍の翼角を流路中央
の翼角より大きくすることで、両壁面近傍の流れのイン
シデンスを改良して、ノズル損失を低減することができ
る。
【図１】本発明の実施の一形態によるノズル付きラジア
ルタービンを示す図面で、（ａ）は半径方向の断面図、
（ｂ）は（ａ）のノズルのＡ−Ａ，Ｂ−Ｂ及びＣ−Ｃ線
に沿う断面形状を示す図面。
ルタービンを示す図面で、（ａ）は半径方向の断面図、
（ｂ）は（ａ）のノズルのＡ−Ａ，Ｂ−Ｂ及びＣ−Ｃ線
に沿う断面形状を示す図面。
【図２】ノズル付きラジアルタービンにおけるノズル入
口でのノズル幅方向の流れ角分布を示した線図で、
（ａ）は従来のタービンにおけるノズル、（ｂ）は本発
明のタービンにおけるノズルの場合を示す。
口でのノズル幅方向の流れ角分布を示した線図で、
（ａ）は従来のタービンにおけるノズル、（ｂ）は本発
明のタービンにおけるノズルの場合を示す。
【図３】ノズル付きラジアルタービンにおけるノズルへ
のインシデンス角度とノズル損失の関係を示した線図。
のインシデンス角度とノズル損失の関係を示した線図。
【図４】従来のノズル付きラジアルタービンの構造を示
す半径方向の断面図。
す半径方向の断面図。
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図。
【図６】従来のノズル付きラジアルタービンのノズル入
口における流速のノズル幅方向の速度分布を示す線図。
口における流速のノズル幅方向の速度分布を示す線図。
【図７】ノズル付きラジアルタービンにおけるノズル入
口での速度三角形を示す図面で、（ａ）は両壁面近傍、
（ｂ）は流路中央での速度三角形を示す。
口での速度三角形を示す図面で、（ａ）は両壁面近傍、
（ｂ）は流路中央での速度三角形を示す。
１ タービンケーシング ２ スクロール流路 ３ ノズル ３ａ ハブ側壁面 ３ｂ シュラウド側壁面 ４ 動翼 ５ａ，５ｂ 絶対流速 ５１ａ，５１ｂ 半径方向流速 ５２ 周方向流速 ６ ノズル流入速度 ７ 翼角 ７ａ （Ａ−Ａ付近）壁面近傍での翼角 ７ｂ （Ｂ−Ｂ付近）流路中央での翼角 ８ インシデンス角
Claims (1)
- 【請求項１】 回転可能に設置されたタービン動翼と、
同タービン動翼を回転駆動させるガス等の流体のタービ
ン動翼への流入路を形成する複数のノズルとを有するラ
ジアルタービンにおいて、前記ノズルは、ノズル前縁部
のハブ側及びシュラウド側両壁面近傍の翼角を流路中央
の翼角より大きい形状としたことを特徴とするノズル付
きラジアルタービン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10186323A JP2000018004A (ja) | 1998-07-01 | 1998-07-01 | ノズル付きラジアルタービン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10186323A JP2000018004A (ja) | 1998-07-01 | 1998-07-01 | ノズル付きラジアルタービン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000018004A true JP2000018004A (ja) | 2000-01-18 |
Family
ID=16186337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10186323A Pending JP2000018004A (ja) | 1998-07-01 | 1998-07-01 | ノズル付きラジアルタービン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000018004A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010052911A1 (ja) | 2008-11-05 | 2010-05-14 | 株式会社Ihi | ターボチャージャ |
| JP2012246807A (ja) * | 2011-05-26 | 2012-12-13 | Ihi Corp | ノズル翼 |
| WO2013080795A1 (ja) | 2011-11-30 | 2013-06-06 | 三菱重工業株式会社 | ラジアルタービン |
| US11346236B2 (en) | 2018-07-12 | 2022-05-31 | Vitesco Technologies GmbH | Guide vane and turbine assembly provided with same |
-
1998
- 1998-07-01 JP JP10186323A patent/JP2000018004A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010052911A1 (ja) | 2008-11-05 | 2010-05-14 | 株式会社Ihi | ターボチャージャ |
| US8807926B2 (en) | 2008-11-05 | 2014-08-19 | Ihi Corporation | Turbocharger |
| JP2012246807A (ja) * | 2011-05-26 | 2012-12-13 | Ihi Corp | ノズル翼 |
| EP2716878A1 (en) * | 2011-05-26 | 2014-04-09 | IHI Corporation | Nozzle blade |
| EP2716878A4 (en) * | 2011-05-26 | 2015-03-25 | Ihi Corp | AUBE OF BUSE |
| US9528386B2 (en) | 2011-05-26 | 2016-12-27 | Ihi Corporation | Nozzle blade |
| WO2013080795A1 (ja) | 2011-11-30 | 2013-06-06 | 三菱重工業株式会社 | ラジアルタービン |
| JP2013137017A (ja) * | 2011-11-30 | 2013-07-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ラジアルタービン |
| WO2014080889A1 (ja) * | 2011-11-30 | 2014-05-30 | 三菱重工業株式会社 | ラジアルタービン |
| CN103946487A (zh) * | 2011-11-30 | 2014-07-23 | 三菱重工业株式会社 | 径流式涡轮机 |
| US10072513B2 (en) | 2011-11-30 | 2018-09-11 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Radial turbine |
| US11346236B2 (en) | 2018-07-12 | 2022-05-31 | Vitesco Technologies GmbH | Guide vane and turbine assembly provided with same |
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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: 20050118 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050217 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050726 |