JPS6045287B2 - 混流形タ−ビン - Google Patents
混流形タ−ビンInfo
- Publication number
- JPS6045287B2 JPS6045287B2 JP928678A JP928678A JPS6045287B2 JP S6045287 B2 JPS6045287 B2 JP S6045287B2 JP 928678 A JP928678 A JP 928678A JP 928678 A JP928678 A JP 928678A JP S6045287 B2 JPS6045287 B2 JP S6045287B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- impeller
- flow
- gap
- fins
- casing
- 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.)
- Expired
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- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、排気タービン過給機、ヘリウム膨張ター
ビン等に用いられる混流形タービンに関するものてある
。
ビン等に用いられる混流形タービンに関するものてある
。
まず、ハーフシユラウド形と呼ばれるインペラをそな
えた従来の混流形タービンを第1図により−説明する。
えた従来の混流形タービンを第1図により−説明する。
ケーシング3には、軸7に固定したインペラ1がおさ
められるとともにノズル2が設けられており、流路4が
形成されている。インペラ1の下流側のケーシング3部
につらなる壁面は、拡大され;たテイフユーザ6になつ
ている。作動流体は流路4から矢印5で示すようにノズ
ル2、インペラ1を経てテイフユーザ6に流れる。 こ
のような混流形タービンでは、インペラ1とケーシング
3との接触を防ぐため、両者間に間隙8を設けなければ
ならない。
められるとともにノズル2が設けられており、流路4が
形成されている。インペラ1の下流側のケーシング3部
につらなる壁面は、拡大され;たテイフユーザ6になつ
ている。作動流体は流路4から矢印5で示すようにノズ
ル2、インペラ1を経てテイフユーザ6に流れる。 こ
のような混流形タービンでは、インペラ1とケーシング
3との接触を防ぐため、両者間に間隙8を設けなければ
ならない。
作動流体の一部はインペラ1内を通過しないで間隙8を
通過する。間隙8を通過する作動流体は動力を発生せす
、さらにはインペラ1内の流れを乱すため、タービンの
発生動力を低下させる。すなわち、製造原価が安く、加
工精度の確保が容易である等の利点を有するハーフシユ
ラウド形のインペラを内蔵させた混流形タービンは、効
率が低い難点がある。 この発明は、ハーフシユラウド
形インペラをそなえた混流形タービンの効率を向上する
ことを目的とするものであり、インペラの出口側におけ
るケーシング内壁面部に、インペラ内の流れを整えるガ
イド、ケーシングとインペラとの間の間隙から作動流体
が漏洩するのを防ぐシール、あるいは前記のガイドとシ
ールとの両方の機能を持つシールを設けたものである。
通過する。間隙8を通過する作動流体は動力を発生せす
、さらにはインペラ1内の流れを乱すため、タービンの
発生動力を低下させる。すなわち、製造原価が安く、加
工精度の確保が容易である等の利点を有するハーフシユ
ラウド形のインペラを内蔵させた混流形タービンは、効
率が低い難点がある。 この発明は、ハーフシユラウド
形インペラをそなえた混流形タービンの効率を向上する
ことを目的とするものであり、インペラの出口側におけ
るケーシング内壁面部に、インペラ内の流れを整えるガ
イド、ケーシングとインペラとの間の間隙から作動流体
が漏洩するのを防ぐシール、あるいは前記のガイドとシ
ールとの両方の機能を持つシールを設けたものである。
つぎに、この発明の一実施態様を第2図により説明す
る。
る。
同図において、第1図と同じ符号をつけたものは同じも
のを表わす。 ハーフシユラウド形のインペラ1をそな
えた混流形タービンでは、インペラ1とケーシング3と
の間隙のうち、インペラ入口11近傍における間隙9よ
りもインペラ出口12近傍における間隙10の方が性能
に大きく作用し、間隙10を減少させると効率が向上す
ることが知られている。
のを表わす。 ハーフシユラウド形のインペラ1をそな
えた混流形タービンでは、インペラ1とケーシング3と
の間隙のうち、インペラ入口11近傍における間隙9よ
りもインペラ出口12近傍における間隙10の方が性能
に大きく作用し、間隙10を減少させると効率が向上す
ることが知られている。
このことを第3図、第4図について述べる。第3図は第
1図の■一■断面図であり、第4図は第3図の■一■断
面図である。インペラ1の羽根15とケーシング3との
間隙を通過する作動流体は、第1図の間隙8に沿つて流
れるとともに、羽根15に対して相対的には矢印17の
ように流れて羽根15側に流れこみ、羽根15間の流れ
を乱し、機械的エネルギが小さい領域18をつくる。
1図の■一■断面図であり、第4図は第3図の■一■断
面図である。インペラ1の羽根15とケーシング3との
間隙を通過する作動流体は、第1図の間隙8に沿つて流
れるとともに、羽根15に対して相対的には矢印17の
ように流れて羽根15側に流れこみ、羽根15間の流れ
を乱し、機械的エネルギが小さい領域18をつくる。
このような領域18ができると、作動流体に対する抵抗
が著しく増加し、タービンの効率が大巾に低下する。作
動流体は第4図中の羽根15間を羽根15に対して相対
的に矢印19のように流れる場合に動力を発生するが、
羽根15に対して相対的に矢印17のように流れる場合
には動力を発生せず、単に通過するだけとなる。インペ
ラ出口12近くでは、羽根15は第4図に示すように屈
曲しているから、第3図に示す機械的エネルギの小さい
領域18が発達しやすい。
が著しく増加し、タービンの効率が大巾に低下する。作
動流体は第4図中の羽根15間を羽根15に対して相対
的に矢印19のように流れる場合に動力を発生するが、
羽根15に対して相対的に矢印17のように流れる場合
には動力を発生せず、単に通過するだけとなる。インペ
ラ出口12近くでは、羽根15は第4図に示すように屈
曲しているから、第3図に示す機械的エネルギの小さい
領域18が発達しやすい。
また、インペラ出口12近くで間隙8が狭くなつている
と、インペラ入口11近くで大きな角運動量を持ちなが
ら間隙8を通過してきた作動流体が、インペラ1内の流
路を通過しなければならなくなり、動力を発生すること
になる。このような−理由で、間隙8のインペラ出口1
2近くを狭くすることがタービンの効率に大きく影響す
ると考えられる。この発明は上記に基つき、インペラ1
の出口12近くの外縁を、軸7を軸心とする円筒面上に
あ.るように形成し、その外縁部13をかこむケーシン
グ3の内周面部に、インペラ1が接触しても損傷を生じ
ない形式のシールガイド14を設けたものである。
と、インペラ入口11近くで大きな角運動量を持ちなが
ら間隙8を通過してきた作動流体が、インペラ1内の流
路を通過しなければならなくなり、動力を発生すること
になる。このような−理由で、間隙8のインペラ出口1
2近くを狭くすることがタービンの効率に大きく影響す
ると考えられる。この発明は上記に基つき、インペラ1
の出口12近くの外縁を、軸7を軸心とする円筒面上に
あ.るように形成し、その外縁部13をかこむケーシン
グ3の内周面部に、インペラ1が接触しても損傷を生じ
ない形式のシールガイド14を設けたものである。
このシールガイド14にはハニカムシールのようなもの
を用いる。シールガイド14は円筒面上にあるインペラ
の外縁部13のまわりにおけるケーシング内周面部に設
けられているので、回転中にインペラ1が軸7とともに
前後(軸方向)に移動することがあつても、両者間の間
隙の大きさが変化することはな・い。
を用いる。シールガイド14は円筒面上にあるインペラ
の外縁部13のまわりにおけるケーシング内周面部に設
けられているので、回転中にインペラ1が軸7とともに
前後(軸方向)に移動することがあつても、両者間の間
隙の大きさが変化することはな・い。
また、インペラ1、軸7の半径方向の移動は、通常用い
られているインペラ1の寸法と比較すれば皆無といえる
程度のものである。シールガイド14はインペラ1に接
触しても損傷を与えない形式のものであるので、インペ
ラ出口12近くの流れをいちじるしく改善できる。した
がつて、タービンの効率を向上するすることができる。
ここで、シールガイド14の構成および効果を詳細に述
べる。第5図はシールガイド14を展関した平面図、第
6図は第5図の■−■切断端面図である。
られているインペラ1の寸法と比較すれば皆無といえる
程度のものである。シールガイド14はインペラ1に接
触しても損傷を与えない形式のものであるので、インペ
ラ出口12近くの流れをいちじるしく改善できる。した
がつて、タービンの効率を向上するすることができる。
ここで、シールガイド14の構成および効果を詳細に述
べる。第5図はシールガイド14を展関した平面図、第
6図は第5図の■−■切断端面図である。
シールガイド14のインペラ1に対面する側には、フィ
ン20が設けられている。フィン20は上流側J2lで
は、接線方向23に対してシールガイド14の上流側2
1に対面する位置のインペラ1の外縁近くの流れの絶対
速度24と同じ角度を持ち、下流に向うにつれて接線方
向23に対してインペラ1の外縁近くの流れの絶対速度
25と同じ角度をなしつつ下流側22に至る。フィン2
0の断面は、第6図に示すように先端を尖鋭にし間隔を
設けたもの、第7図に示すように一様な薄い厚さのもの
、第8図に示すように先端を尖鋭にし密接させたもの、
第9図に示すように鋸歯状のもの等、先端部ないしフィ
ン自体が薄くなつており、インペラの羽根15とフィン
との間隙10が過小となり、万−インペラが接触しても
インペラに損傷を与えない形状にしてある。
ン20が設けられている。フィン20は上流側J2lで
は、接線方向23に対してシールガイド14の上流側2
1に対面する位置のインペラ1の外縁近くの流れの絶対
速度24と同じ角度を持ち、下流に向うにつれて接線方
向23に対してインペラ1の外縁近くの流れの絶対速度
25と同じ角度をなしつつ下流側22に至る。フィン2
0の断面は、第6図に示すように先端を尖鋭にし間隔を
設けたもの、第7図に示すように一様な薄い厚さのもの
、第8図に示すように先端を尖鋭にし密接させたもの、
第9図に示すように鋸歯状のもの等、先端部ないしフィ
ン自体が薄くなつており、インペラの羽根15とフィン
との間隙10が過小となり、万−インペラが接触しても
インペラに損傷を与えない形状にしてある。
フィン20は常に流れの絶対速度に沿うように上流側か
ら下流側に延びているので、インペラ10における流れ
を乱すことがない。また、各フィン間の間隙26は、イ
ンペラの羽根15の厚さより狭い方が望ましいが、羽根
15の間隔27より狭ければよい。第10図は第5図の
インペラ出口12のケーシング3近くにおける作動流体
の流れを示す。
ら下流側に延びているので、インペラ10における流れ
を乱すことがない。また、各フィン間の間隙26は、イ
ンペラの羽根15の厚さより狭い方が望ましいが、羽根
15の間隔27より狭ければよい。第10図は第5図の
インペラ出口12のケーシング3近くにおける作動流体
の流れを示す。
インペラ1の羽根15を通らない流れ28は、矢印29
,30のように流れる。フィン20と羽根15との間隙
は非常に小さいので、この部分を通過する流れは無視す
ることができる。これらの流れはインペラ1を通過しな
いゆえ動力は発生しないが、インペラ1内の流れを乱す
ことが極めて少ないゆえ機械的エネルギの損失が減少す
る。フィン20の高さは小さくできるので、各フィン2
0間を流れる作動流体の量は少なく、作動流体がフィン
20内を通過して発生しなくなる動力より、インペラ1
内の流れの機械的エネルギの損失の減少巾の方が大きく
、タービンの出力を増大させることができる。第11図
,第12図は第4図と同様にこの発明によるシールガイ
ドを展関した平面図である。
,30のように流れる。フィン20と羽根15との間隙
は非常に小さいので、この部分を通過する流れは無視す
ることができる。これらの流れはインペラ1を通過しな
いゆえ動力は発生しないが、インペラ1内の流れを乱す
ことが極めて少ないゆえ機械的エネルギの損失が減少す
る。フィン20の高さは小さくできるので、各フィン2
0間を流れる作動流体の量は少なく、作動流体がフィン
20内を通過して発生しなくなる動力より、インペラ1
内の流れの機械的エネルギの損失の減少巾の方が大きく
、タービンの出力を増大させることができる。第11図
,第12図は第4図と同様にこの発明によるシールガイ
ドを展関した平面図である。
第11図は製造を容易にするためフィン20を直線状に
したものである。このシールガイドは効果は低減するが
、工作性は良くなる。第12図はフィンを途中で屈折さ
せ、工作性の確保と効果の低減の防止をはかつたもので
ある。
したものである。このシールガイドは効果は低減するが
、工作性は良くなる。第12図はフィンを途中で屈折さ
せ、工作性の確保と効果の低減の防止をはかつたもので
ある。
この実施態様は第11図の実施態様にくらべて流れを円
滑にすることができる。以上説明したこの発明によれば
、前面シユラウドを設けてないインペラをそなえた混流
形タービンの効率を容易に向上することができる。
滑にすることができる。以上説明したこの発明によれば
、前面シユラウドを設けてないインペラをそなえた混流
形タービンの効率を容易に向上することができる。
第1図は従来の混流形タービンを示す断面側面図、第2
図は土の発明による混流形タービンの一実施態様を示す
断面側面図、第3図、第4図はインペラとケーシングと
の間隙を通る作動流体の流れの作用を示す説明図で、第
3図は第1図の■−■断面拡大図、第4図は第3図の■
−■断面図てある。 第5図、第11図、第12図はそれぞれこの発明による
シールガイドの異なる実施態様を示す展開平面図、第6
図ないし第9図はこの発明によるシールガイドにおける
フィンの異なる形状を示す断面展開図、第10図はこの
発明によるシールガイド部における流れを示す説明図で
ある。1・・・・・・インペラ、2・・・・・・ノズル
、3・・・・・・ケーシング、4・・・・・・流路、6
・・・・・テイフユーザ、7・・・軸、11・・・・・
・インペラ入口、12・・・・・・インペラ出口、13
・・・・円筒面上にあるインペラの外縁部、14・・・
・・・シールガイド、15・・・・・・羽根、20・・
フィン、23・・・・・・接線方向、24・・・・・・
絶対速度、25・・・・・絶対速度。
図は土の発明による混流形タービンの一実施態様を示す
断面側面図、第3図、第4図はインペラとケーシングと
の間隙を通る作動流体の流れの作用を示す説明図で、第
3図は第1図の■−■断面拡大図、第4図は第3図の■
−■断面図てある。 第5図、第11図、第12図はそれぞれこの発明による
シールガイドの異なる実施態様を示す展開平面図、第6
図ないし第9図はこの発明によるシールガイドにおける
フィンの異なる形状を示す断面展開図、第10図はこの
発明によるシールガイド部における流れを示す説明図で
ある。1・・・・・・インペラ、2・・・・・・ノズル
、3・・・・・・ケーシング、4・・・・・・流路、6
・・・・・テイフユーザ、7・・・軸、11・・・・・
・インペラ入口、12・・・・・・インペラ出口、13
・・・・円筒面上にあるインペラの外縁部、14・・・
・・・シールガイド、15・・・・・・羽根、20・・
フィン、23・・・・・・接線方向、24・・・・・・
絶対速度、25・・・・・絶対速度。
Claims (1)
- 1 前面シユラウドのないインペラをそなえた混流形
タービンにおいて、インペラ外周の出口近傍部を、イン
ペラの軸の軸心を中心とする円筒面上にあるように形成
し、そのインペラの出口外縁部分をかこむケーシングの
内周面部に、インペラの羽根とケーシングとの間の間隙
を流れる流体の流れを制御するフィンを形成し、フィン
の形状を、フィンの入口側部に対面するインペラの外周
近傍部における流れの絶対速度が接線方向となす角度と
、インペラ出口の外周近傍部における流れの絶対速度が
接線方向となす角度との中間の角度で、接線方向から傾
いた方向に延びるように形成したことを特徴ととする混
流形タービン。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP928678A JPS6045287B2 (ja) | 1978-02-01 | 1978-02-01 | 混流形タ−ビン |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP928678A JPS6045287B2 (ja) | 1978-02-01 | 1978-02-01 | 混流形タ−ビン |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS54103907A JPS54103907A (en) | 1979-08-15 |
JPS6045287B2 true JPS6045287B2 (ja) | 1985-10-08 |
Family
ID=11716226
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP928678A Expired JPS6045287B2 (ja) | 1978-02-01 | 1978-02-01 | 混流形タ−ビン |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6045287B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE59407403D1 (de) * | 1993-09-25 | 1999-01-14 | Klein Schanzlin & Becker Ag | Strömungsmaschine mit verringertem abrasiven verschleiss |
US9151175B2 (en) * | 2014-02-25 | 2015-10-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Turbine abradable layer with progressive wear zone multi level ridge arrays |
-
1978
- 1978-02-01 JP JP928678A patent/JPS6045287B2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS54103907A (en) | 1979-08-15 |
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