JPH0717763Y2 - Radial turbine scroll - Google Patents
Radial turbine scrollInfo
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- JPH0717763Y2 JPH0717763Y2 JP17017188U JP17017188U JPH0717763Y2 JP H0717763 Y2 JPH0717763 Y2 JP H0717763Y2 JP 17017188 U JP17017188 U JP 17017188U JP 17017188 U JP17017188 U JP 17017188U JP H0717763 Y2 JPH0717763 Y2 JP H0717763Y2
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- scroll
- turbine
- radial turbine
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- inner peripheral
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Description
【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、ラジアルタービンスクロール、殊に小形過給
機に使用されるラジアルタービンのスクロールに関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radial turbine scroll, and more particularly to a radial turbine scroll used in a small turbocharger.
従来の技術 従来のラジアルタービンスクロールとして、例えば第３
図に示すようなものがある。2. Description of the Related Art As a conventional radial turbine scroll, for example, the third
There is something like the one shown in the figure.
第３図において、周方向（紙面直角方向）から流入した
作動流体は、動翼２の周囲に渦巻状に設けられている流
路から成るスクロール１によって半径方向速度を与えら
れ、動翼２に流入する。そして、動翼２は、スクロール
１を流出した流れが有する周方向速度によって仕事を与
えられ、回転する。In FIG. 3, the working fluid that has flowed in from the circumferential direction (the direction perpendicular to the plane of the drawing) is given a radial velocity by the scroll 1 composed of a flow path provided in a spiral shape around the moving blade 2, and the working fluid is applied to the moving blade 2. Inflow. Then, the moving blade 2 is given work by the circumferential velocity of the flow flowing out of the scroll 1 and rotates.
考案が解決しようとする課題 小形過給機に使用されるラジアルタービンでは、機関と
の取合等の関係で、タービンの最も外周側にあるスクロ
ール１の外径が抑えられたり、またタービン回転軸方向
の一方側にしかスクロール流路をとれない場合も多く、
そのような場合には、第３図に示すような、偏平でしか
も動翼２の入口に対してタービン回転軸方向の一方側
（第３図の従来例ではタービンの排気側）に偏った形状
をしたスクロール１が用いられる。DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention In a radial turbine used for a small turbocharger, the outer diameter of the scroll 1 on the outermost side of the turbine is suppressed or the turbine rotary shaft is restricted due to the connection with the engine. In many cases, the scroll channel can be taken only on one side of the direction,
In such a case, as shown in FIG. 3, the shape is flat and biased to one side in the turbine rotation axis direction (in the conventional example of FIG. 3, the exhaust side of the turbine) with respect to the inlet of the moving blade 2. The scroll 1 that has been used is used.
しかし、このような形状のスクロール１を用いると、タ
ービン性能の低下が生じており、その要因としては、以
下のようなものが考えられる。However, when the scroll 1 having such a shape is used, the turbine performance is deteriorated, and the causes thereof are as follows.
同一流路面積で比較した場合、半径方向に長い形状
のスクロールに比べて、相対的にスクロール１の内周壁
３の表面積が大きくなる。スクロール内の主流は自由渦
流れであり、スクロール流路の内径側の方が周方向速度
が大きくなっているために、スクロール流路を形成する
壁面のうち、内周壁３に作用するせん断力が最大とな
る。すなわち、この内周壁３の面で生じる壁面摩擦損失
が相対的に大きい。したがって、損失は半径方向に長い
形状のスクロールに比べて、大きくなる。When compared with the same flow passage area, the surface area of the inner peripheral wall 3 of the scroll 1 is relatively larger than that of a scroll having a shape elongated in the radial direction. The main flow in the scroll is a free vortex flow, and since the circumferential velocity is higher on the inner diameter side of the scroll passage, the shearing force acting on the inner peripheral wall 3 among the wall surfaces forming the scroll passage is It will be the maximum. That is, the wall surface friction loss generated on the surface of the inner peripheral wall 3 is relatively large. Therefore, the loss is larger than that of a scroll having a shape that is long in the radial direction.
スクロール横断面内には、流路の曲率に起因して、
第４図に示すような二次流れ４が発生する。この二次流
れ４により、壁面摩擦によってエネルギを失った壁面境
界層内の低エネルギ流体５は、タービンの内周側に輸送
される。第３図に示すような、流路の一部分がタービン
回転軸方向の一方側に突出した形状のスクロール１で
は、流路が突出した側（第３図の場合、タービンの排気
側）、すなわちスクロール内周壁３が広い側では、動翼
２に流入するまでに低エネルギ流体５が通過する長さが
長くなり、前述したの現象とあいまって、流路が突出
した側の内周壁３で非常に大きな損失が生じ、その壁面
上には低エネルギ流体５が蓄積する。In the scroll cross section, due to the curvature of the flow path,
A secondary flow 4 as shown in FIG. 4 is generated. Due to this secondary flow 4, the low energy fluid 5 in the wall surface boundary layer which has lost energy due to wall friction is transported to the inner peripheral side of the turbine. In the scroll 1 having a shape in which a part of the flow passage projects to one side in the turbine rotation axis direction as shown in FIG. 3, the side where the flow passage projects (in the case of FIG. 3, the exhaust side of the turbine), that is, the scroll. On the side where the inner peripheral wall 3 is wide, the length through which the low-energy fluid 5 passes before it flows into the rotor blade 2 becomes long, and, in combination with the above-mentioned phenomenon, the inner peripheral wall 3 on the side where the flow path protrudes is extremely large. A large loss occurs, and the low energy fluid 5 accumulates on the wall surface.
前述したで述べた低エネルギ流体５は、動翼２の
内部でも損失を引き起こす。すなわち、第３図の如く、
スクロール１の突出した流路側が動翼２のシュラウド側
にある場合には、本来高負荷（仕事量が大きい）となる
べき動翼シュラウド側に大量の低エネルギ流体５が流入
することにより、動翼２の仕事量が減少し、タービンの
性能が低下する。逆に、スクロール１の流路が動翼２の
ハブ（背板）側に突出している場合には、流路が長くて
エネルギ的に苦しい動翼ハブ側に低エネルギ流体５が流
入することによりハブ側の流れの剥離等が助長され、タ
ービンの性能が低下する。The low energy fluid 5 described above causes a loss even inside the moving blade 2. That is, as shown in FIG.
When the protruding flow path side of the scroll 1 is located on the shroud side of the moving blade 2, a large amount of low energy fluid 5 flows into the moving blade shroud side, which is supposed to have a high load (a large amount of work), thereby causing a motion. The work of the blade 2 is reduced and the performance of the turbine is reduced. On the contrary, when the flow path of the scroll 1 projects toward the hub (back plate) side of the moving blade 2, the low energy fluid 5 flows into the moving blade hub side where the flow path is long and energy is difficult. The separation of the flow on the hub side is promoted, and the performance of the turbine deteriorates.
タービンの外径が抑えられている場合には、スクロ
ール１の出口から動翼２の入口までの距離が十分とれ
ず、第３図に示すように、スクロール１の出口、特にそ
の動翼２のシュラウド側に、アールの小さなエッヂ部６
を形成せざるを得なくなる。このような場合、前述した
で述べた、スクロール内周壁３の面上に集積した低エ
ネルギ流体５がこのエッヂ部６を通過して動翼２に流れ
込む際、一緒に動翼２に流入する主流と干渉、混合する
ことにより、損失が生じる。When the outer diameter of the turbine is suppressed, the distance from the outlet of the scroll 1 to the inlet of the rotor blade 2 cannot be sufficient, and as shown in FIG. On the shroud side, a small edge part 6
Will be forced to form. In such a case, when the low-energy fluid 5 accumulated on the surface of the scroll inner peripheral wall 3 passes through this edge portion 6 and flows into the moving blade 2 as described above, the main flow that flows into the moving blade 2 together. A loss occurs due to interference and mixing with.
課題を解決するための手段 本考案は、このような従来技術の課題を解決するために
なされたもので、特に前述した〜の損失要因のうち
〜の損失要因を低減するために、ラジアルタービン
におけるスクロールであって、その渦巻状流路の一部分
がタービン回転軸方向の一方側に突出して形成されてい
るラジアルタービンスクロールにおいて、突出している
側の流路の内周壁に壁面境界層吸出用の多孔部材を設け
るとともに、この多孔部材の底面をタービン動翼の出口
へ連通する連通路を設けたものである。Means for Solving the Problems The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art as described above, and particularly in order to reduce the loss factors of In a radial turbine scroll in which a part of the spiral flow passage is formed so as to project to one side in the turbine rotation axis direction, in the scroll, the inner wall of the flow passage on the projecting side has a porous wall wall layer suction hole. A member is provided, and a communication passage that connects the bottom surface of the porous member to the outlet of the turbine blade is provided.
作用 このような手段によれば、スクロールの流路が突出した
側の内周壁面上に集積する低エネルギ流体を壁面から流
路の外へ排出してしまうことにより、内周壁上に集積し
た低エネルギ流体と主流との干渉による損失（損失要因
）を低減できる。By such means, the low-energy fluid accumulated on the inner peripheral wall surface of the scroll on the side where the flow passage protrudes is discharged from the wall surface to the outside of the flow passage, so that the low energy accumulated on the inner peripheral wall is reduced. The loss (loss factor) due to the interference between the energetic fluid and the mainstream can be reduced.
また、スクロールから流出する低エネルギ流体の量を低
減することにより、低エネルギ流体の動翼への流入によ
って生ずる損失（損失要因）、及び内周壁のエッヂ部
まわりで生じる損失（損失要因）を低減できる。Also, by reducing the amount of low-energy fluid flowing out of the scroll, the loss (loss factor) caused by the inflow of low-energy fluid into the rotor blades and the loss (loss factor) generated around the edges of the inner peripheral wall are reduced. it can.
実施例 以下第１図及び第２図を参照して、本考案の一実施例に
ついて詳述する。なお、これらの図において、第３図〜
４図に示したものと同一の部分には同一の符号を付し
て、その詳細な説明は省略する。Embodiment Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. In addition, in these figures, FIG.
The same parts as those shown in FIG. 4 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
第１図において、ラジアルタービンのスクロール１は前
述した如くその渦巻状流路の一部分が動翼２の排気側に
突出して形成されているタイプである。In FIG. 1, the scroll 1 of the radial turbine is of a type in which a part of the spiral flow passage is formed so as to project toward the exhaust side of the moving blade 2 as described above.
そして、本実施例によれば、スクロール１の流路が突出
した側の内周壁３の面に、その壁面の横断面方向長さの
半分ほどの点からスクロール１の出口近傍までにわたる
幅を有する、例えば多孔物質で作られた壁面境界層吸出
用の多孔部材７が、例えば周方向に連続して埋設されて
いるとともに、この多孔部材７の底面をスクロール１の
内部より圧力が低い場所例えば動翼２の出口へ連通する
連通路８が例えば周方向に等ピッチ間隔で設けられてい
る。Further, according to the present embodiment, the surface of the inner peripheral wall 3 on the side where the flow passage of the scroll 1 projects has a width extending from a point about half the length of the wall surface in the cross-sectional direction to the vicinity of the outlet of the scroll 1. For example, the porous member 7 for sucking the wall boundary layer made of, for example, a porous material is continuously embedded in, for example, the circumferential direction, and the bottom surface of the porous member 7 is placed in a place where the pressure is lower than the inside of the scroll 1. Communication passages 8 communicating with the outlets of the blades 2 are provided, for example, at equal pitch intervals in the circumferential direction.
このような構成において、スクロール１の流路が突出し
た側の内周壁３の面上に集積する低エネルギ流体の境界
層は、多孔部材７によって吸出され、連通路８を通して
動翼２の出口へ排出される。In such a configuration, the boundary layer of the low-energy fluid accumulated on the surface of the inner peripheral wall 3 on the side where the flow passage of the scroll 1 projects is sucked by the porous member 7 and passes through the communication passage 8 to the outlet of the rotor blade 2. Is discharged.
したがって、前述した損失要因であるスクロール１の
内周壁３の面上に集積する低エネルギ流体５（第４図参
照）と主流との干渉による損失が、低減される。また、
スクロール１から流出する低エネルギ流体の量が低減さ
れることにより、同じく前述した損失要因ととであ
る低エネルギ流体の動翼２への流入によって生ずる損失
と、エッヂ部６まわりで生じる損失とが低減される。Therefore, the loss due to the interference between the main flow and the low energy fluid 5 (see FIG. 4) accumulated on the surface of the inner peripheral wall 3 of the scroll 1 which is the above-described loss factor is reduced. Also,
Since the amount of the low energy fluid flowing out from the scroll 1 is reduced, the loss caused by the inflow of the low energy fluid, which is also the above-described loss factor, into the moving blade 2 and the loss generated around the edge portion 6 are caused. Will be reduced.
考案の効果 第２図に、本考案の効果を示す例として、スクロール１
の出口にオケル全圧損失係数ζｐのタービン回転軸方向
の分布図を示す。Effect of the Invention Fig. 2 shows a scroll 1 as an example showing the effect of the invention.
A distribution diagram of the Okel total pressure loss coefficient ζp in the turbine rotation axis direction is shown at the outlet of the.
スクロール１の流路が突出した側の内周壁３の面上に集
積する低エネルギ流体が境界層吸出用の多孔部材７及び
連通路８（第１図参照）によりスクロール１の外に排出
されることにより、破線で示す従来形スクロールの場合
に比べて、動翼出口側の全圧損失係数が実線で示すよう
に小さくなっている。このように、本考案の如き構成の
スクロールを用いることにより、ラジアルタービンの性
能低下を軽減することができる。The low-energy fluid accumulated on the surface of the inner peripheral wall 3 on the side where the flow path of the scroll 1 projects is discharged to the outside of the scroll 1 by the porous member 7 for sucking the boundary layer and the communication passage 8 (see FIG. 1). As a result, the total pressure loss coefficient on the rotor blade outlet side is smaller as shown by the solid line than in the case of the conventional scroll shown by the broken line. As described above, by using the scroll having the structure according to the present invention, it is possible to reduce the performance deterioration of the radial turbine.
第１図は本考案によるラジアルタービンスクロールの一
例を示す縦断面図、第２図は本考案の効果を示す、スク
ロール出口における全圧損失係数分布図、第３図は従来
のラジアルタービンスクロールを示す縦断面図、第４図
は従来のラジアルタービンスクロールにおける損失発生
のメカニズムを説明するための図である。 １……スクロール、２……動翼、３……内周壁、４……
二次流れ、５……低エネルギ流体、６……エッヂ部、７
……多孔部材、８……連通路。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of a radial turbine scroll according to the present invention, FIG. 2 is a distribution diagram of total pressure loss coefficient at a scroll outlet showing the effect of the present invention, and FIG. 3 is a conventional radial turbine scroll. FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing the mechanism of loss generation in the conventional radial turbine scroll. 1 ... Scroll, 2 ... Moving blade, 3 ... Inner wall, 4 ...
Secondary flow, 5 ... Low energy fluid, 6 ... Edge part, 7
...... Porous member, 8 ...... Communication passage.
Claims (1)
って、その渦巻状流路の一部分がタービン回転軸方向の
一方側に突出して形成されているラジアルタービンスク
ロールにおいて、突出している側の流路の内周壁に壁面
境界層吸出用の多孔部材を設けるとともに、この多孔部
材の底面をタービン動翼の出口へ連通する連通路を設け
たことを特徴とするラジアルタービンスクロール。1. A radial turbine scroll in a radial turbine, wherein a part of a spiral flow passage is formed so as to project to one side in a turbine rotation axis direction, and an inner peripheral wall of the flow passage on the projecting side. A radial turbine scroll characterized in that a porous member for sucking a wall boundary layer is provided on the inner surface of the porous member, and a communication passage is provided to connect a bottom surface of the porous member to an outlet of a turbine rotor blade.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17017188U JPH0717763Y2 (en) | 1988-12-29 | 1988-12-29 | Radial turbine scroll |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17017188U JPH0717763Y2 (en) | 1988-12-29 | 1988-12-29 | Radial turbine scroll |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0290301U JPH0290301U (en) | 1990-07-18 |
| JPH0717763Y2 true JPH0717763Y2 (en) | 1995-04-26 |
Family
ID=31460882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17017188U Expired - Lifetime JPH0717763Y2 (en) | 1988-12-29 | 1988-12-29 | Radial turbine scroll |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0717763Y2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009167971A (en) * | 2008-01-18 | 2009-07-30 | Ihi Corp | Housing fastening method and supercharger |
| WO2016071959A1 (en) * | 2014-11-04 | 2016-05-12 | 三菱重工業株式会社 | Turbine housing and method for manufacturing turbine housing |
-
1988
- 1988-12-29 JP JP17017188U patent/JPH0717763Y2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0290301U (en) | 1990-07-18 |
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