JPH0347401B2 - - Google Patents
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- JPH0347401B2 JPH0347401B2 JP59145877A JP14587784A JPH0347401B2 JP H0347401 B2 JPH0347401 B2 JP H0347401B2 JP 59145877 A JP59145877 A JP 59145877A JP 14587784 A JP14587784 A JP 14587784A JP H0347401 B2 JPH0347401 B2 JP H0347401B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flow
- adjustment ring
- end limit
- rotation
- fluid
- 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 - Lifetime
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
- F04D29/44—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
- F04D29/46—Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable
- F04D29/462—Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable especially adapted for elastic fluid pumps
-
- 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
- F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
- F01D17/10—Final actuators
- F01D17/12—Final actuators arranged in stator parts
- F01D17/14—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
- F01D17/16—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Supercharger (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
- Steering Controls (AREA)
- Harvester Elements (AREA)
- Transplanting Machines (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、流体機械、特に排気タービン過給機
の排気タービンの調整可能な導流装置であつて、
排気タービンのロータの回転軸の周囲に同軸的に
配置された複数の羽根部材、例えば環状静翼列を
有し、環状列をなした複数の羽根部材である静翼
は各々二つの限界位置の間、即ち端部限界間で、
静翼の上流側の前縁領域に位置する回転軸である
軸部材のまわりで回動可能であり、前記端部限界
の一方が端部限界規定手段を構成する前記静翼に
対する接触部材、例えば調整リング等によつて調
整され得る導流装置に係わる。
の排気タービンの調整可能な導流装置であつて、
排気タービンのロータの回転軸の周囲に同軸的に
配置された複数の羽根部材、例えば環状静翼列を
有し、環状列をなした複数の羽根部材である静翼
は各々二つの限界位置の間、即ち端部限界間で、
静翼の上流側の前縁領域に位置する回転軸である
軸部材のまわりで回動可能であり、前記端部限界
の一方が端部限界規定手段を構成する前記静翼に
対する接触部材、例えば調整リング等によつて調
整され得る導流装置に係わる。
西独国特許公開公報第2329022号には、回動軸
の周囲に回動可能に配置された複数の静翼を有す
るガスタービンの当該静翼のための調整可能な導
流装置が記載されている。前記複数の静翼は回動
のために静翼自体の側部の前縁領域にピンを有し
ている。これらのピンは調整リングに設けられた
軸方向に伸延する案内溝に係合している。このよ
うに構成された静翼は、確かに調整リングによつ
て二つの端部限界間で回動し得るが、自在には動
き得ない。このような静翼はガスタービンの運転
段毎に行なわれる調整リングの調整に対応して強
制案内される。
の周囲に回動可能に配置された複数の静翼を有す
るガスタービンの当該静翼のための調整可能な導
流装置が記載されている。前記複数の静翼は回動
のために静翼自体の側部の前縁領域にピンを有し
ている。これらのピンは調整リングに設けられた
軸方向に伸延する案内溝に係合している。このよ
うに構成された静翼は、確かに調整リングによつ
て二つの端部限界間で回動し得るが、自在には動
き得ない。このような静翼はガスタービンの運転
段毎に行なわれる調整リングの調整に対応して強
制案内される。
西独国特許公開公報第2455361号には、複数の
静翼が一方でケーシング内に、他方で調整リング
に接合されている、タービン或るいは圧縮機のた
めの調整可能な導流装置が記載されている。前記
調整リングは、２つの固定ストツパ間で調整され
得る。即ち上記静翼は、比較的大規模な機械的作
用が必要とされる機械的手段によつて強制案内さ
れている。その機械的手段は、各静翼をそれぞれ
２本の回動軸の周囲に載置し、且つ偏心板、長穴
等を装備している。また、このように構成された
静翼を調整するには２方向への外的調整力が必要
である。
静翼が一方でケーシング内に、他方で調整リング
に接合されている、タービン或るいは圧縮機のた
めの調整可能な導流装置が記載されている。前記
調整リングは、２つの固定ストツパ間で調整され
得る。即ち上記静翼は、比較的大規模な機械的作
用が必要とされる機械的手段によつて強制案内さ
れている。その機械的手段は、各静翼をそれぞれ
２本の回動軸の周囲に載置し、且つ偏心板、長穴
等を装備している。また、このように構成された
静翼を調整するには２方向への外的調整力が必要
である。
更に米国特許第4179247号明細書には、調整可
能な導流装置を具備した排気タービン過給機が記
載されている。この過給機において各静翼の複数
本の回動軸は１つのクランクと一体的に回転する
ように結合されている。このクランクは短冊穴等
を備えた調整リングと作動的に結合されており、
その結合された調整リングを回転するとクランク
に従つて当該クランクに付属する静翼もた対応し
て回転される。即ち、この場合も静翼は強制案内
され、調整力は２方向に関して必要である。上記
強制案内される静翼によつて流動媒体に、導流装
置における流動方向が付与される。特に排気ター
ビン過給機によつて過給される機関に部分負荷が
かかつた状態において、供給される流動媒体を所
定の機関に導くための流路を規定する静翼が、所
望以上の断面の流路を規定してしまい、これによ
り必要量以上の流動媒体を通過させてしまうこと
によつて生じる〓間損及び所望以下の断面の流路
を規定してしまい、これにより必要量以下の流動
媒体しか通過させることができず、余剰の流動媒
体が当該静翼に衝突してしまうことによつて生じ
る衝撃損等が発生することによつて流体の消費量
に悪影響を及ぶことが判明している。
能な導流装置を具備した排気タービン過給機が記
載されている。この過給機において各静翼の複数
本の回動軸は１つのクランクと一体的に回転する
ように結合されている。このクランクは短冊穴等
を備えた調整リングと作動的に結合されており、
その結合された調整リングを回転するとクランク
に従つて当該クランクに付属する静翼もた対応し
て回転される。即ち、この場合も静翼は強制案内
され、調整力は２方向に関して必要である。上記
強制案内される静翼によつて流動媒体に、導流装
置における流動方向が付与される。特に排気ター
ビン過給機によつて過給される機関に部分負荷が
かかつた状態において、供給される流動媒体を所
定の機関に導くための流路を規定する静翼が、所
望以上の断面の流路を規定してしまい、これによ
り必要量以上の流動媒体を通過させてしまうこと
によつて生じる〓間損及び所望以下の断面の流路
を規定してしまい、これにより必要量以下の流動
媒体しか通過させることができず、余剰の流動媒
体が当該静翼に衝突してしまうことによつて生じ
る衝撃損等が発生することによつて流体の消費量
に悪影響を及ぶことが判明している。
従つて本発明は、冒頭に述べたような導流装置
であつて、比較的単純な構成を有し、かつ調整力
が１方向にのみ作用すればよい導流装置を提供す
ることを目的とする。
であつて、比較的単純な構成を有し、かつ調整力
が１方向にのみ作用すればよい導流装置を提供す
ることを目的とする。
また、本発明の別の目的は、流動媒体、即ち流
体の消費量を低減させるために、前述の隙間損及
び／または衝撃損を減少させ得る導流装置を提供
することにある。
体の消費量を低減させるために、前述の隙間損及
び／または衝撃損を減少させ得る導流装置を提供
することにある。
更にまた、本発明の別の目的は、調整リングに
調整力を容易に且つその都度所望の場所で適用し
得る導流装置を提供することにある。
調整力を容易に且つその都度所望の場所で適用し
得る導流装置を提供することにある。
上記の目的を達成するために、羽根部材である
静翼を、端部限界によつて予め規定された調整角
度範囲内で流れの力の作用によつて自在に回動し
得るように配置することが本発明によつて提案さ
れている。
静翼を、端部限界によつて予め規定された調整角
度範囲内で流れの力の作用によつて自在に回動し
得るように配置することが本発明によつて提案さ
れている。
即ち前記目的は、本発明によれば、回転軸を有
する回転体に対して回転力を与えるべく流体の流
れを導く導流装置であつて、各々が流入縁部を有
しており、前記回転軸と同軸的に且つ当該回転軸
の周囲に環状に配置された複数の羽根部材と、前
記流れの力の作用のもとに前記流入縁部のまわり
で回動し得るように当該流入縁部に於いて前記羽
根部材の夫々を枢軸的に支持すべく各々が前記各
流入縁部と平行に配置された複数の軸部材と、前
記各羽根部材の回動の端部限界を規定するための
端部限界規定手段とを有してなる導流装置によつ
て達成される。
する回転体に対して回転力を与えるべく流体の流
れを導く導流装置であつて、各々が流入縁部を有
しており、前記回転軸と同軸的に且つ当該回転軸
の周囲に環状に配置された複数の羽根部材と、前
記流れの力の作用のもとに前記流入縁部のまわり
で回動し得るように当該流入縁部に於いて前記羽
根部材の夫々を枢軸的に支持すべく各々が前記各
流入縁部と平行に配置された複数の軸部材と、前
記各羽根部材の回動の端部限界を規定するための
端部限界規定手段とを有してなる導流装置によつ
て達成される。
従つて、本発明によれば、小型で軽量の構造
と、そのうえ運転上の高い安全性とが達成され
る。本発明の導流装置は、軽量であることにより
運転上の必要条件並びに適用条件は機能上適切に
満足させられる。
と、そのうえ運転上の高い安全性とが達成され
る。本発明の導流装置は、軽量であることにより
運転上の必要条件並びに適用条件は機能上適切に
満足させられる。
本発明によつて提案される導流装置は比較的単
純な構成を有し、かつこの導流装置において調整
力は１方向にのみ作用すればよい。端部限界によ
つて予め規定された領域内で、正常運転あるいは
部分負荷運転において、静翼が流線方向に対応し
て自律的に調整、即ち自己調整することを実現さ
せ得る。従つて、機関への過給圧が全くもしくは
僅かしか必要でない場合、部分負荷状態での前述
の〓間損及び衝撃損が少なからず減少される。即
ち上記部分負荷状態での運転において、回動自在
の静翼は流体の状態に応じて最少損失が生じるよ
うに前述の回動動作を行ない、即ち自己調整し、
その際静翼が強制的に案内される場合に必要とさ
れるような非常に煩瑣な制御及び調整を実施する
必要性は無い。そのうえ、静翼が常に強制的に案
内される場合に比べ過給圧が大きい時にも同一の
結果が得られることに留意すべきである。
純な構成を有し、かつこの導流装置において調整
力は１方向にのみ作用すればよい。端部限界によ
つて予め規定された領域内で、正常運転あるいは
部分負荷運転において、静翼が流線方向に対応し
て自律的に調整、即ち自己調整することを実現さ
せ得る。従つて、機関への過給圧が全くもしくは
僅かしか必要でない場合、部分負荷状態での前述
の〓間損及び衝撃損が少なからず減少される。即
ち上記部分負荷状態での運転において、回動自在
の静翼は流体の状態に応じて最少損失が生じるよ
うに前述の回動動作を行ない、即ち自己調整し、
その際静翼が強制的に案内される場合に必要とさ
れるような非常に煩瑣な制御及び調整を実施する
必要性は無い。そのうえ、静翼が常に強制的に案
内される場合に比べ過給圧が大きい時にも同一の
結果が得られることに留意すべきである。
本発明による導流装置は、単純な構成で高い運
転安全性を有している。静翼への調整力は実際上
個々の所望位置にもたらされ得る。従つてその
時々に静翼に適用すべき状態への適合を難無く実
現し得る。ここで重要なのは、回動可能な静翼
が、その回動軸に作用する外的なトルクによつて
調整されるのではなく、例えば部分負荷段におい
て、可変の端部限界間で自在に回動し得るという
点である。他方、静翼は当該静翼の回動軸と調整
可能な端部限界との間に作用する流れに起因する
翼力によつて更に荷重が加わると、当該端部限界
によつてその都度規定される最大角度だけ回動す
る。端部限界の位置の調整は、排気タービン過給
機の場合、例えば過給圧特性に応じて行ない得
る。他の流体機械の場合、それぞれに適当なパラ
メータに対応して調整が実施され得ることは強調
するまでもない。従つて、本発明による導流装置
に於いては、予め選択され得るパラメータに応じ
て行なわれる調整によつて、その時々の必要条件
並びに適用条件への最良の適合が可能であること
は明白である。
転安全性を有している。静翼への調整力は実際上
個々の所望位置にもたらされ得る。従つてその
時々に静翼に適用すべき状態への適合を難無く実
現し得る。ここで重要なのは、回動可能な静翼
が、その回動軸に作用する外的なトルクによつて
調整されるのではなく、例えば部分負荷段におい
て、可変の端部限界間で自在に回動し得るという
点である。他方、静翼は当該静翼の回動軸と調整
可能な端部限界との間に作用する流れに起因する
翼力によつて更に荷重が加わると、当該端部限界
によつてその都度規定される最大角度だけ回動す
る。端部限界の位置の調整は、排気タービン過給
機の場合、例えば過給圧特性に応じて行ない得
る。他の流体機械の場合、それぞれに適当なパラ
メータに対応して調整が実施され得ることは強調
するまでもない。従つて、本発明による導流装置
に於いては、予め選択され得るパラメータに応じ
て行なわれる調整によつて、その時々の必要条件
並びに適用条件への最良の適合が可能であること
は明白である。
本発明による導流装置の特別の具体例におい
て、静翼は、調整可能な案内溝内を滑動する案内
ピンを側部に有する。上述の調整リングによつ
て、本発明によつて提案されている案内溝が所望
どおりに調整され得る点に留意されよう。前記案
内ピンが側部に配置されることにより、静翼同士
の間の通風領域の開口は維持される。
て、静翼は、調整可能な案内溝内を滑動する案内
ピンを側部に有する。上述の調整リングによつ
て、本発明によつて提案されている案内溝が所望
どおりに調整され得る点に留意されよう。前記案
内ピンが側部に配置されることにより、静翼同士
の間の通風領域の開口は維持される。
別の具体例では、流体管路壁に各静翼に関し１
つの調整可能な案内ピンが設置されており、この
案内ピンは静翼の端面に設けられた案内溝内か、
または静翼の下流側の側面上を滑動し得る。この
具体例の場合、好ましくは調整リングと直接結合
される案内ピンによつて静翼の確実な支持あるい
は限定がもたらされる。その際必要とされる製造
上の手間は比較的僅かである。
つの調整可能な案内ピンが設置されており、この
案内ピンは静翼の端面に設けられた案内溝内か、
または静翼の下流側の側面上を滑動し得る。この
具体例の場合、好ましくは調整リングと直接結合
される案内ピンによつて静翼の確実な支持あるい
は限定がもたらされる。その際必要とされる製造
上の手間は比較的僅かである。
特に重要な具体例では、流体が求心方向に貫流
する翼車用として、調整リングは複数の静翼の流
出縁部である自由端部に対して接触する鋸歯状接
触面を具備している。本発明による鋸歯状接触面
は、ロータの回転軸に対して、回転軸が当該ロー
タの回転軸に対して有する距離より短い距離で離
間されている。その時々の必要条件に対応して、
接触面には湾曲した形態が予め付与され得る。好
ましくは、湾曲は調整リングの調整角に静翼の規
定される調整角が対応するように設けられ、この
ことにより線形の関連性がもたらされ得る。
する翼車用として、調整リングは複数の静翼の流
出縁部である自由端部に対して接触する鋸歯状接
触面を具備している。本発明による鋸歯状接触面
は、ロータの回転軸に対して、回転軸が当該ロー
タの回転軸に対して有する距離より短い距離で離
間されている。その時々の必要条件に対応して、
接触面には湾曲した形態が予め付与され得る。好
ましくは、湾曲は調整リングの調整角に静翼の規
定される調整角が対応するように設けられ、この
ことにより線形の関連性がもたらされ得る。
流体が軸方向に貫流する翼車用である別の具体
例の場合、静翼の自由端部は流体管路内に配置さ
れた調整リングに部分的に接触している。この調
整リングは軸方向に沿つて調整され得る。この具
体例でも調整リングは、流体の流れの方向に関し
て回動軸の後方に位置し、その結果翼力によつて
惹起される静翼の回動は当該静翼の自由端部の調
整リングへの当接によつて制限されている。
例の場合、静翼の自由端部は流体管路内に配置さ
れた調整リングに部分的に接触している。この調
整リングは軸方向に沿つて調整され得る。この具
体例でも調整リングは、流体の流れの方向に関し
て回動軸の後方に位置し、その結果翼力によつて
惹起される静翼の回動は当該静翼の自由端部の調
整リングへの当接によつて制限されている。
別の具体例では、少なくとも２つの静翼が互い
に連結されて一体的に回動自在に配設されてい
る。即ち、個々の静翼は互いに独立に回動自在で
はなく、それぞれ連結された静翼同士が一体的に
回動し得るように本具体例の導流装置は構成され
ている。従つて、本発明の範囲内で、個々の静翼
はロータの回転軸の周上に配設され、幾つかのグ
ループにまとめられている。互いに連結された複
数の静翼は互いに等しい、流体に対する迎え角を
有している。それによつて流体のタービン翼車へ
の一様な流入が確保される。しかも複数の静翼を
連結することによつて、静翼が個々に回動可能で
ある場合に生起し得る不利な状態、即ち静翼の揺
動あるいは震動が防止され得る。例えば、すべて
の静翼は２つずつ結合されている。必要によつて
は２つより多数の静翼も、例えばクランク等によ
つて互いに結合することができる。
に連結されて一体的に回動自在に配設されてい
る。即ち、個々の静翼は互いに独立に回動自在で
はなく、それぞれ連結された静翼同士が一体的に
回動し得るように本具体例の導流装置は構成され
ている。従つて、本発明の範囲内で、個々の静翼
はロータの回転軸の周上に配設され、幾つかのグ
ループにまとめられている。互いに連結された複
数の静翼は互いに等しい、流体に対する迎え角を
有している。それによつて流体のタービン翼車へ
の一様な流入が確保される。しかも複数の静翼を
連結することによつて、静翼が個々に回動可能で
ある場合に生起し得る不利な状態、即ち静翼の揺
動あるいは震動が防止され得る。例えば、すべて
の静翼は２つずつ結合されている。必要によつて
は２つより多数の静翼も、例えばクランク等によ
つて互いに結合することができる。
本発明の好ましい具体例を、添付図面に基づき
以下に詳述する。
以下に詳述する。
第１図は、流体が求心方向に貫流する翼車２を
具備した排気タービンを概略的に示している。こ
の排気タービンには渦巻形の流入路４が設けられ
ている。通常この流入路４を径方向に通過して内
部へ流れる流体、例えば排気が周状に配設された
羽根部材である静翼６に達する。静翼６はケーシ
ング８内に軸部材を構成する回動軸１０の周囲に
回動可能に配置されている。その場合、回動軸１
０は静翼６の、排気の流れの流入縁部である前縁
１１の領域に位置している。ケーシング８内には
更に、回転軸を構成するロータ回転軸１２の周囲
に於いて、適当な方法で回転され得る調整リング
１４が配置されている。この調整リング１４によ
つて接触部材を備えた端部限界規定手段を構成し
ている。静翼６は半径方向に於ける内向きの、流
入縁部である前縁１１の反対側の流出縁部である
自由端部１６によつて、調整リング１４の突出部
１８に接触している。調整リング１４及び周状に
配設された複数の静翼６に夫々対応して存在する
突出部１８は、後に説明する鋸歯形の輪郭を有し
ている。端部限界規定手段である調整リング１４
の突出部１８によつて個々の静翼６に関する内側
の端部限界が形成されている。静翼６は、負荷が
増すと、例えば流入する流体が増加すると、この
端部限界の上に載置された状態になる。他の場合
には、静翼６は回動軸１０の周囲に於いて自在に
回動し得る。好ましくは空気式あるいは機械的に
構成された適当な調整手段によつて、調整リング
１４はロータ回転軸１２に対して所望の角度位置
へと調整され得る。
具備した排気タービンを概略的に示している。こ
の排気タービンには渦巻形の流入路４が設けられ
ている。通常この流入路４を径方向に通過して内
部へ流れる流体、例えば排気が周状に配設された
羽根部材である静翼６に達する。静翼６はケーシ
ング８内に軸部材を構成する回動軸１０の周囲に
回動可能に配置されている。その場合、回動軸１
０は静翼６の、排気の流れの流入縁部である前縁
１１の領域に位置している。ケーシング８内には
更に、回転軸を構成するロータ回転軸１２の周囲
に於いて、適当な方法で回転され得る調整リング
１４が配置されている。この調整リング１４によ
つて接触部材を備えた端部限界規定手段を構成し
ている。静翼６は半径方向に於ける内向きの、流
入縁部である前縁１１の反対側の流出縁部である
自由端部１６によつて、調整リング１４の突出部
１８に接触している。調整リング１４及び周状に
配設された複数の静翼６に夫々対応して存在する
突出部１８は、後に説明する鋸歯形の輪郭を有し
ている。端部限界規定手段である調整リング１４
の突出部１８によつて個々の静翼６に関する内側
の端部限界が形成されている。静翼６は、負荷が
増すと、例えば流入する流体が増加すると、この
端部限界の上に載置された状態になる。他の場合
には、静翼６は回動軸１０の周囲に於いて自在に
回動し得る。好ましくは空気式あるいは機械的に
構成された適当な調整手段によつて、調整リング
１４はロータ回転軸１２に対して所望の角度位置
へと調整され得る。
第２図の左半部には第１図の矢印Ａの方向から
の眺めを、右半部には第１図の−線による断
面が示されている。調整リング１４は外表面に、
鋸歯状に形成された複数の突出部１８を有してい
る。即ち、調整リング１４は外表面が鋸歯状面と
して形成されている。この場合、静翼６は複数の
突出部１８の各々１つに付属している。この第２
図には、静翼６の間に規定される流路の横断面が
最大となる場合が示されている。調整リング１４
がロータ回動軸１２の周囲で矢印２０の方向へ回
転することによつて、上記の流路の横断面は減少
する。静翼６の自由端部１６は鋸歯形輪郭を有し
た外表面に沿つて、半径方向に関する外方へ移動
し得る。上記のように構成された調整リング１４
によつて、静翼６の内方向の回動の限界の位置、
即ち内側の可変の端部限界が形成されている。外
方向の回動の限界の位置、即ち外側の端部限界
は、この本具体例の場合、静翼６の環状列の外周
によつて形成されている。前述の排気タービンに
対する負荷が小さい時、即ち導流装置に流入する
排気が少ない部分負荷の場合、静翼６は圧力比及
び流量比に対応して上記両方の端部限界の間で前
述の如く、流体の流れの変化の状態に応じた回動
動作、即ち自己調整をすることによつて前述した
〓間損及び衝撃損は最少に減じられる。その結果
この部分負荷段では、静翼が常に強制的に案内さ
れる場合に比べて、比較的少ない流体の損失しか
生じない。本発明によれば、鋸歯状突出部１８の
湾曲部あるいは上表面は、調整リング１４の回転
角度の変化と静翼６の調整角度の変化とが比例す
るように形成されている。更に、調整リング１４
の突出部１８の領域において、即ち静翼６の流出
縁部である後縁あるいは自由端部の領域において
流路の幅が狭められるという点が非常に重要であ
る。
の眺めを、右半部には第１図の−線による断
面が示されている。調整リング１４は外表面に、
鋸歯状に形成された複数の突出部１８を有してい
る。即ち、調整リング１４は外表面が鋸歯状面と
して形成されている。この場合、静翼６は複数の
突出部１８の各々１つに付属している。この第２
図には、静翼６の間に規定される流路の横断面が
最大となる場合が示されている。調整リング１４
がロータ回動軸１２の周囲で矢印２０の方向へ回
転することによつて、上記の流路の横断面は減少
する。静翼６の自由端部１６は鋸歯形輪郭を有し
た外表面に沿つて、半径方向に関する外方へ移動
し得る。上記のように構成された調整リング１４
によつて、静翼６の内方向の回動の限界の位置、
即ち内側の可変の端部限界が形成されている。外
方向の回動の限界の位置、即ち外側の端部限界
は、この本具体例の場合、静翼６の環状列の外周
によつて形成されている。前述の排気タービンに
対する負荷が小さい時、即ち導流装置に流入する
排気が少ない部分負荷の場合、静翼６は圧力比及
び流量比に対応して上記両方の端部限界の間で前
述の如く、流体の流れの変化の状態に応じた回動
動作、即ち自己調整をすることによつて前述した
〓間損及び衝撃損は最少に減じられる。その結果
この部分負荷段では、静翼が常に強制的に案内さ
れる場合に比べて、比較的少ない流体の損失しか
生じない。本発明によれば、鋸歯状突出部１８の
湾曲部あるいは上表面は、調整リング１４の回転
角度の変化と静翼６の調整角度の変化とが比例す
るように形成されている。更に、調整リング１４
の突出部１８の領域において、即ち静翼６の流出
縁部である後縁あるいは自由端部の領域において
流路の幅が狭められるという点が非常に重要であ
る。
第３図には、流体が軸方向に貫流するインペラ
（図示せず）を具備した排気タービン用の導流装
置が概略的に示されている。本具体例の導流装置
は、ロータ回転軸１２に対して同軸的に配置され
た調整リング１４を備えている。この調整リング
１４はここでは中空リングとして形成されてい
る。またこの調整リング１４は、流体管路内に於
ける径方向に関する外側に配置されている。静翼
６は実質的に径方向に伸長するように配置された
回動軸１０の周囲に回動可能である。回動軸１０
は静翼６の上流側の端部である前縁領域に位置し
ている。静翼６の自由端部である後縁は、径方向
に関する外側の一部分が調整リング１４の端面に
当接している。調整リング１４は、適当な方法で
ケーシング２２内を案内され、例えばボルト２４
によつてロータ回転軸１２に対して平行に調整さ
れ得る。
（図示せず）を具備した排気タービン用の導流装
置が概略的に示されている。本具体例の導流装置
は、ロータ回転軸１２に対して同軸的に配置され
た調整リング１４を備えている。この調整リング
１４はここでは中空リングとして形成されてい
る。またこの調整リング１４は、流体管路内に於
ける径方向に関する外側に配置されている。静翼
６は実質的に径方向に伸長するように配置された
回動軸１０の周囲に回動可能である。回動軸１０
は静翼６の上流側の端部である前縁領域に位置し
ている。静翼６の自由端部である後縁は、径方向
に関する外側の一部分が調整リング１４の端面に
当接している。調整リング１４は、適当な方法で
ケーシング２２内を案内され、例えばボルト２４
によつてロータ回転軸１２に対して平行に調整さ
れ得る。
第４図は第３図の矢印Ｂで示す方向から見た導
流装置の一部分を平面に投影したものとして図示
している。ケーシング２２はボルト２４のため
に、斜めに設けられたスリツト２６を有してい
る。その結果、ロータ回転軸１２の軸方向での調
整だけでなく、調整リング１４のロータ回転軸１
２の周囲での回転も同時に実現し得る。このよう
な構成により調整リング１４を容易に調整するこ
とができる。このことは第３図も共に参照すれば
容易に認識され得る。即ち、静翼６はその後縁の
径方向に関する外側部分によつて調整リング１４
に当接しており、これによつて調整リング１４は
静翼６の一方の端部限界を形成している。この具
体例でも調整リング１４の矢印２０で示す方向へ
の移動によつて、一方の端部限界を変更すること
ができる。他方の端部限界が環状の列をなした複
数の静翼６各々によつて規定され得ることは特に
強調するまでもない。過給圧が増大すると、流入
媒体、即ち、流体の矢印２８で示す力成分が大き
くなり、その結果静翼６は、調整リング１４によ
つて形成された端部限界に強固に押し付けられ
る。過給圧が減少すると、即ち部分負荷の状態で
は上記の力成分は零に近付く。従つて、両方の端
部限界の間で自在に回動し得る静翼６は、その都
度最も好ましい角度位置へと回動し、即ち自動的
に自己調整することができる。以上から、本具体
例に於いても、前述の〓間損及び衝撃損を少なか
らず減少することができる。
流装置の一部分を平面に投影したものとして図示
している。ケーシング２２はボルト２４のため
に、斜めに設けられたスリツト２６を有してい
る。その結果、ロータ回転軸１２の軸方向での調
整だけでなく、調整リング１４のロータ回転軸１
２の周囲での回転も同時に実現し得る。このよう
な構成により調整リング１４を容易に調整するこ
とができる。このことは第３図も共に参照すれば
容易に認識され得る。即ち、静翼６はその後縁の
径方向に関する外側部分によつて調整リング１４
に当接しており、これによつて調整リング１４は
静翼６の一方の端部限界を形成している。この具
体例でも調整リング１４の矢印２０で示す方向へ
の移動によつて、一方の端部限界を変更すること
ができる。他方の端部限界が環状の列をなした複
数の静翼６各々によつて規定され得ることは特に
強調するまでもない。過給圧が増大すると、流入
媒体、即ち、流体の矢印２８で示す力成分が大き
くなり、その結果静翼６は、調整リング１４によ
つて形成された端部限界に強固に押し付けられ
る。過給圧が減少すると、即ち部分負荷の状態で
は上記の力成分は零に近付く。従つて、両方の端
部限界の間で自在に回動し得る静翼６は、その都
度最も好ましい角度位置へと回動し、即ち自動的
に自己調整することができる。以上から、本具体
例に於いても、前述の〓間損及び衝撃損を少なか
らず減少することができる。
第５図は第４図と同様の方向から見た導流装置
の一部分を平面に投影したものとして図示してい
る。この図に示された３つの静翼６はクランク３
０によつて互いに連結されている。その他につい
ては第４図の説明がそのまま充当される。クラン
ク３０によつて３つの静翼６は、それぞれの回動
軸１０の周囲で３つ共一体的に回動し得る。従つ
て部分負荷の状態でも各々相等しい角度位置を取
るようにして互いに連結されている。ロータ回転
軸１２の周囲に分配設された第５図に示されてい
ない他の静翼６も幾つかのグループに分けて互い
に連結されることは自明である。渦巻状の流れに
よつて互いに異なる調整角を取りがちな個別に回
動し得る静翼６の場合と異なり、上述のように互
いに連結された静翼６同士は等しい角度位置を取
り得る。このような構成により、流体がタービン
翼車へ流入する際の当該流体の一様性が少なから
ず改善されると共に静翼６の個々の振動は防止さ
れ得る。
の一部分を平面に投影したものとして図示してい
る。この図に示された３つの静翼６はクランク３
０によつて互いに連結されている。その他につい
ては第４図の説明がそのまま充当される。クラン
ク３０によつて３つの静翼６は、それぞれの回動
軸１０の周囲で３つ共一体的に回動し得る。従つ
て部分負荷の状態でも各々相等しい角度位置を取
るようにして互いに連結されている。ロータ回転
軸１２の周囲に分配設された第５図に示されてい
ない他の静翼６も幾つかのグループに分けて互い
に連結されることは自明である。渦巻状の流れに
よつて互いに異なる調整角を取りがちな個別に回
動し得る静翼６の場合と異なり、上述のように互
いに連結された静翼６同士は等しい角度位置を取
り得る。このような構成により、流体がタービン
翼車へ流入する際の当該流体の一様性が少なから
ず改善されると共に静翼６の個々の振動は防止さ
れ得る。
以上から、本発明による導流装置は、前記の構
成からもわかるように、回転体の回転軸と同軸的
に且つ当該回転軸の周囲に環状に配置された複数
の羽根部材の各々の流入縁部が、流体の流れの力
の作用のもとに回動し得るように当該各流入縁部
と平行に配置された複数の軸部材によつて枢軸的
に支持されているために、該羽根部材は、流体が
流入する際に当該流体の流入状態、即ち流れの方
向、流量及び流速等の変化に応じて、当該流体に
及ぼす抵抗力が最小になるように該軸部材の回り
で自在に回動することができ、その結果当該流体
が通過するのに最適な断面の流路を規定すること
ができる。これにより必要量以上の流動媒体を通
過させてしまうことによつて生じる〓間損及び所
望以下の断面の流路を規定してしまい、これによ
り必要量以下の流動媒体しか通過させることがで
きず、余剰の流動媒体が当該静翼に衝突してしま
うことによつて生じる衝撃損等が発生することに
よる流体の消費量の悪化を未然に防止することが
できる。
成からもわかるように、回転体の回転軸と同軸的
に且つ当該回転軸の周囲に環状に配置された複数
の羽根部材の各々の流入縁部が、流体の流れの力
の作用のもとに回動し得るように当該各流入縁部
と平行に配置された複数の軸部材によつて枢軸的
に支持されているために、該羽根部材は、流体が
流入する際に当該流体の流入状態、即ち流れの方
向、流量及び流速等の変化に応じて、当該流体に
及ぼす抵抗力が最小になるように該軸部材の回り
で自在に回動することができ、その結果当該流体
が通過するのに最適な断面の流路を規定すること
ができる。これにより必要量以上の流動媒体を通
過させてしまうことによつて生じる〓間損及び所
望以下の断面の流路を規定してしまい、これによ
り必要量以下の流動媒体しか通過させることがで
きず、余剰の流動媒体が当該静翼に衝突してしま
うことによつて生じる衝撃損等が発生することに
よる流体の消費量の悪化を未然に防止することが
できる。
第１図は排気タービンの概略的縦断面図、第２
図は第１図の矢印方向Ａからみた側面図及び線
−による断面図それぞれを部分的に示す説明
図、第３図は軸流用静翼を具えた流体管路の縦断
面を示す原理説明図、第４図は第３図の矢印方向
Ｂから見た本発明の導流装置の一部分を平面に投
影した部分的説明図、第５図は第４図と同様の方
向から見た本発明の導流装置の一部分を平面に投
影した部分的説明図で、３つの静翼がクランクに
よつて互いに連絡されている状態を示す説明図で
ある。 ２……翼車、４……流入路、６……静翼、８，
２２……ケーシング、１０……回動軸、１１……
前縁、１２……ロータ回転軸、１４……調整リン
グ、１６……自由端部、１８……突出部、２４…
…ボルト、２６……スリツト、３０……クラン
ク。
図は第１図の矢印方向Ａからみた側面図及び線
−による断面図それぞれを部分的に示す説明
図、第３図は軸流用静翼を具えた流体管路の縦断
面を示す原理説明図、第４図は第３図の矢印方向
Ｂから見た本発明の導流装置の一部分を平面に投
影した部分的説明図、第５図は第４図と同様の方
向から見た本発明の導流装置の一部分を平面に投
影した部分的説明図で、３つの静翼がクランクに
よつて互いに連絡されている状態を示す説明図で
ある。 ２……翼車、４……流入路、６……静翼、８，
２２……ケーシング、１０……回動軸、１１……
前縁、１２……ロータ回転軸、１４……調整リン
グ、１６……自由端部、１８……突出部、２４…
…ボルト、２６……スリツト、３０……クラン
ク。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 回転軸を有する回転体に対して回転力を与え
るべく流体の流れを導く導流装置であつて、各々
が流入縁部を有しており、前記回転軸と同軸的に
且つ当該回転軸の周囲に環状に配置された複数の
羽根部材と、前記流れの力の作用のもとに前記流
入縁部のまわりで回動し得るように当該流入縁部
に於いて前記羽根部材の夫々を枢軸的に支持すべ
く各々が前記各流入縁部と平行に配置された複数
の軸部材と、前記各羽根部材の回動の端部限界を
規定するための端部限界規定手段とを有してなる
導流装置。 ２ 前記各羽根部材は前記流入縁部と反対側に流
出縁部を有しており、前記端部限界規定手段は、
前記流出縁部に接触することによつて前記端部限
界の一方を規定するように構成された接触部材を
有している特許請求の範囲第１項に記載の導流装
置。 ３ 前記接触部材が、前記回転軸の径方向に関す
る高さが当該回転軸の周方向に沿つて変化するよ
うな鋸歯状面を含んだ前記一方の端部限界を調整
するための調整リングであつて、この調整リング
は当該回転軸の周囲で回転することによつて、当
該鋸歯状面に対して前記流出縁部が接触すること
により規定される当該一方の端部限界を調整し得
るように構成されている特許請求の範囲第２項に
記載の導流装置。 ４ 前記接触部材が、前記一方の端部限界を調整
するための調整リングであつて、この調整リング
は前記回転軸に実質的に沿つて移動することによ
つて、当該調整リングに対して前記流出縁部が接
触することにより規定される当該一方の端部限界
を調整し得るように構成されている特許請求の範
囲第２項に記載の導流装置。 ５ 前記羽根部材の少なくとも２つが相互に連結
され一体的に回動自在であるように構成されてい
る特許請求の範囲第１項から第４項のいずれか一
項に記載の導流装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3325756.6 | 1983-07-16 | ||
| DE3325756A DE3325756C1 (de) | 1983-07-16 | 1983-07-16 | Verstellbarer Leitapparat |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6053602A JPS6053602A (ja) | 1985-03-27 |
| JPH0347401B2 true JPH0347401B2 (ja) | 1991-07-19 |
Family
ID=6204187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59145877A Granted JPS6053602A (ja) | 1983-07-16 | 1984-07-13 | 導流装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4657480A (ja) |
| EP (1) | EP0131719B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6053602A (ja) |
| AT (1) | ATE27335T1 (ja) |
| DE (2) | DE3325756C1 (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4629396A (en) * | 1984-10-17 | 1986-12-16 | Borg-Warner Corporation | Adjustable stator mechanism for high pressure radial turbines and the like |
| DE3516738A1 (de) * | 1985-05-09 | 1986-11-13 | Mtu Motoren- Und Turbinen-Union Friedrichshafen Gmbh, 7990 Friedrichshafen | Stroemungsmaschine |
| DE3541508C1 (de) * | 1985-11-23 | 1987-02-05 | Kuehnle Kopp Kausch Ag | Abgasturbolader |
| US4741666A (en) * | 1985-12-23 | 1988-05-03 | Ishikawajima-Harima Jukogyo Kabushiki Kaisha | Variable displacement turbocharger |
| JPS63183207A (ja) * | 1987-01-23 | 1988-07-28 | Honda Motor Co Ltd | 可変容量式タ−ビン |
| US5266003A (en) * | 1992-05-20 | 1993-11-30 | Praxair Technology, Inc. | Compressor collector with nonuniform cross section |
| US5437539A (en) * | 1992-07-22 | 1995-08-01 | Massachusetts Institute Of Technology | Apparatus for the dynamic control of rotating stall and surge in turbo machines and the like |
| US5730580A (en) * | 1995-03-24 | 1998-03-24 | Concepts Eti, Inc. | Turbomachines having rogue vanes |
| DE19644892A1 (de) * | 1996-10-29 | 1998-04-30 | Johannes Werner | Vorleiteinrichtung für Strömungsmaschinen und Verbrennungskraftmaschinen |
| US6174129B1 (en) | 1999-01-07 | 2001-01-16 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Turbine vane clocking mechanism and method of assembling a turbine having such a mechanism |
| DE10013335A1 (de) | 2000-03-17 | 2001-09-20 | Abb Turbo Systems Ag Baden | Leitapparat für eine axial durchströmte Abgasturbine |
| DE50205152D1 (de) | 2001-03-30 | 2006-01-12 | Abb Turbo Systems Ag Baden | Abgasturbolader |
| DE102004040536A1 (de) * | 2004-08-20 | 2006-02-23 | Volkswagen Ag | Abgasturbolader mit variabler Turbinengeometrie |
| US20060177305A1 (en) * | 2005-02-07 | 2006-08-10 | Hoang Khanh C | Centrifugal volute pump with discontinuous vane-island diffuser |
| JP6768287B2 (ja) * | 2014-11-21 | 2020-10-14 | ボーグワーナー インコーポレーテッド | 一軸のセルフセンタリングピボット部を有する可変タービンジオメトリベーン |
| US10883379B2 (en) * | 2018-05-11 | 2021-01-05 | Rolls-Royce Corporation | Variable diffuser having a respective penny for each vane |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1136877A (en) * | 1914-06-01 | 1915-04-20 | Thomas Henry Collett Homersham | Centrifugal blower and other centrifugal machine of a similar nature. |
| DE518787C (de) * | 1926-11-02 | 1931-02-19 | Georges Claude | Turbine zum Betrieb mit Wasserdampf oder anderen Treibmitteln von geringem Druck |
| GB304638A (en) * | 1927-09-21 | 1929-01-21 | Neil Shaw Muir | Improvements in or relating to centrifugal blowers, compressors and the like |
| DE889091C (de) * | 1940-03-08 | 1953-09-07 | Versuchsanstalt Fuer Luftfahrt | Stetig verstellbares Leitschaufelsystem |
| FR1041161A (fr) * | 1951-08-14 | 1953-10-21 | Napier & Son Ltd | Perfectionnements aux appareils à réaction à courant axial de fluide comprenant au moins une rangée d'aubes radiales |
| GB731822A (en) * | 1952-03-14 | 1955-06-15 | Power Jets Res & Dev Ltd | Improvements relating to turbines or compressors for operation with gaseous fluids |
| DE2262031A1 (de) * | 1972-12-19 | 1974-06-20 | Klein Schanzlin & Becker Ag | Eintritts-leitapparat fuer stroemungsmaschinen |
| DE2329022A1 (de) * | 1973-06-07 | 1975-02-20 | Volkswagenwerk Ag | Einrichtung zur verstellung der leitschaufeln einer gasturbine |
| DE2455361A1 (de) * | 1973-12-11 | 1975-06-12 | Plessey Handel Investment Ag | Turbine bzw. kompressor insbesondere fuer turbolader |
| US3957392A (en) * | 1974-11-01 | 1976-05-18 | Caterpillar Tractor Co. | Self-aligning vanes for a turbomachine |
| GB1524969A (en) * | 1974-12-17 | 1978-09-13 | Penny Turbines Ltd Noel | Stator vane assembly |
| US4179247A (en) * | 1977-01-14 | 1979-12-18 | Wrr Industries, Inc. | Turbocharger having variable area turbine nozzles |
| JPS5724500A (en) * | 1980-07-22 | 1982-02-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Variable stator blade mechanism for turbomachine |
| DE3030079A1 (de) * | 1980-08-08 | 1982-03-11 | Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim | Rueckschlagklappen-anordnung im ansaugkanal eines geblaeses |
| US4484857A (en) * | 1982-09-21 | 1984-11-27 | Pierre Patin | Bladed turbine pump with adjustable guide vanes |
-
1983
- 1983-07-16 DE DE3325756A patent/DE3325756C1/de not_active Expired
-
1984
- 1984-05-26 EP EP84106015A patent/EP0131719B1/de not_active Expired
- 1984-05-26 AT AT84106015T patent/ATE27335T1/de not_active IP Right Cessation
- 1984-05-26 DE DE8484106015T patent/DE3463812D1/de not_active Expired
- 1984-07-11 US US06/629,601 patent/US4657480A/en not_active Expired - Fee Related
- 1984-07-13 JP JP59145877A patent/JPS6053602A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0131719A2 (de) | 1985-01-23 |
| JPS6053602A (ja) | 1985-03-27 |
| US4657480A (en) | 1987-04-14 |
| EP0131719A3 (en) | 1985-03-13 |
| DE3325756C1 (de) | 1984-09-13 |
| EP0131719B1 (de) | 1987-05-20 |
| DE3463812D1 (en) | 1987-06-25 |
| ATE27335T1 (de) | 1987-06-15 |
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