JPH11190201A - Turbine - Google Patents
TurbineInfo
- Publication number
- JPH11190201A JPH11190201A JP35690797A JP35690797A JPH11190201A JP H11190201 A JPH11190201 A JP H11190201A JP 35690797 A JP35690797 A JP 35690797A JP 35690797 A JP35690797 A JP 35690797A JP H11190201 A JPH11190201 A JP H11190201A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- impeller
- turbine
- flow
- angle
- exhaust gas
- 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
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Supercharger (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ラジアルタービン
や斜流タービンなどのタービンに関するものである。The present invention relates to a turbine such as a radial turbine or a mixed flow turbine.
【0002】[0002]
【従来の技術】図7は従来の可変ノズルを有するターボ
チャージャのタービンの部分正面図である。図におい
て、aは図示しないタービンケーシング内に配設された
インペラである。bはインペラaに固着された複数の翼
である。cはインペラaへの排気ガスの入口部に設けら
れた回転可能な複数の可変ノズルである。2. Description of the Related Art FIG. 7 is a partial front view of a turbine of a turbocharger having a conventional variable nozzle. In the drawing, a is an impeller provided in a turbine casing (not shown). b denotes a plurality of wings fixed to the impeller a. Reference numeral c denotes a plurality of rotatable variable nozzles provided at the inlet of the exhaust gas to the impeller a.
【0003】エンジンから排出された排気ガスは、排気
管路をへてタービンケーシング内に導入される(図示せ
ず)。導入された排気ガスは、ガス通路から可変ノズル
cを経てインペラaへ流入し、インペラaを駆動して出
口から排出される。[0003] Exhaust gas discharged from the engine is introduced into a turbine casing via an exhaust pipe (not shown). The introduced exhaust gas flows into the impeller a from the gas passage via the variable nozzle c, drives the impeller a, and is discharged from the outlet.
【0004】一般的にタービンのインペラは、タービン
の作動点が設計点から外れると翼で剥離を生じ、効率が
低下する。この効率の低下を防止するために、図7に示
すような可変ノズルcを用いて、インペラaへのガスの
相対流入角度を制御し、インペラ内部を流れるガス流の
剥離を防ぐことが行われている。[0004] Generally, when the operating point of the turbine deviates from the design point, the impeller of the turbine is separated from the blade, and the efficiency is reduced. In order to prevent this decrease in efficiency, a variable nozzle c as shown in FIG. 7 is used to control the relative inflow angle of gas into the impeller a to prevent separation of a gas flow flowing inside the impeller. ing.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、可変ノ
ズルは構造が複雑でコスト高となり、かつ、小型化が困
難となるなどの問題がある。However, the variable nozzle has problems such as a complicated structure, high cost, and difficulty in downsizing.
【0006】本発明は、上記のような問題点を解決する
ために創案されたもので、インペラ入口にノズルを設け
ず、または、固定のノズルを用いながらタービンのイン
ペラに生じる剥離を抑制し、広い流量範囲での効率維持
を図るとともに、小型化を図ることができるタービンを
提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and does not provide a nozzle at the impeller inlet, or suppresses separation occurring in the turbine impeller while using a fixed nozzle. It is an object of the present invention to provide a turbine that can maintain efficiency in a wide flow rate range and can be downsized.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、前縁に
後退角を有する張出部または切欠部を設けた翼を有する
インペラを設けたラジアルタービンが提供される。な
お、後退角とは、図6に示すように、流れに対して前縁
と直角方向のなす角βである。According to the present invention, there is provided a radial turbine provided with an impeller having a wing provided with an overhanging portion or a notch at a leading edge. Note that the receding angle is an angle β formed by a direction perpendicular to the leading edge with respect to the flow, as shown in FIG.
【0008】本発明の他の実施形態によれば、前縁に後
退角を有する張出部または切欠部を設けた翼を有するイ
ンペラを設けた斜流タービンが提供される。According to another embodiment of the present invention, there is provided a mixed flow turbine provided with an impeller having blades provided with a protrusion or notch having a swept angle at a leading edge.
【0009】本発明の他の好ましい実施形態によれば、
後退角の角度は、30°〜70°である。According to another preferred embodiment of the present invention,
The angle of the receding angle is 30 ° to 70 °.
【0010】次に本発明の作用について説明する。エン
ジンから排出された排気ガスは、タービンケーシング内
に流入し、スクロールを経てタービンのインペラに流入
する。この場合、インペラ入口に固定のノズルを設けて
もよいし、スクロールから直接インペラに流入してもよ
い。タービンが設計点で運転している場合には、排気ガ
スのインペラへの相対流入角と入口羽根角とが一致して
おり、排気ガスはインペラ翼に沿って滑らかに流れる。
タービンが設計点から離れて運転している場合には、排
気ガスのインペラへの相対流入角と入口羽根角とに差が
出てインペラ翼の前縁に対して大きな迎え角で流れが流
入してくるので、翼のいずれか一方の面に剥離が生じ
る。本発明は、航空機の離着陸時に大きな迎え角で飛行
するとき、翼に生じる剥離をボルテックスゼネレータや
前縁ストレーキにより抑制していることにヒントを得て
着想されたものである。大きな迎え角でインペラ前縁に
流れが流入してきたとき、翼全体に生じる剥離によるう
ずは翼の表面を流れに沿ってコロが転がるようにうずの
中心軸は流れに直角になっているが、後退角を有する張
出部または切欠部から生じるうずは流れに平行なスクリ
ュウー状の縦うずで、中心軸は流れに平行である。この
うずは強く安定しており、翼全体に生じる剥離に対し、
全圧の高い流れを供給し、剥離の規模を小さく抑制する
作用がある。その結果、インペラは設計性能に近い状態
で作動することができる。一方、設計点ではこの張出部
または切欠部は、流れに影響を与えず、ごくわずかの摩
擦抵抗の増加しか生じない。このため、設計点での効率
低下はわずかである。Next, the operation of the present invention will be described. Exhaust gas discharged from the engine flows into the turbine casing and flows into the impeller of the turbine via the scroll. In this case, a fixed nozzle may be provided at the impeller inlet or may flow directly from the scroll into the impeller. When the turbine is operating at the design point, the relative inflow angle of the exhaust gas to the impeller and the inlet blade angle match, and the exhaust gas flows smoothly along the impeller blades.
When the turbine is operating away from the design point, there is a difference between the relative inlet angle of the exhaust gas to the impeller and the inlet blade angle, and the flow flows at a large angle of attack to the leading edge of the impeller blade. Flakes occur on either side of the wing. The present invention was conceived inspired by the fact that when flying at a large angle of attack during takeoff and landing of an aircraft, separation occurring on the wing is suppressed by a vortex generator and a leading edge strake. When the flow comes into the leading edge of the impeller at a large angle of attack, the vortex due to the separation that occurs on the entire wing is such that the central axis of the vortex is perpendicular to the flow so that the rollers roll along the flow on the surface of the wing, The swirl resulting from the swiveling overhang or notch is a screw-like vertical swirl parallel to the flow, the central axis of which is parallel to the flow. This vortex is strong and stable,
It has the effect of supplying a flow with a high total pressure and suppressing the scale of separation. As a result, the impeller can operate at near design performance. On the other hand, at the design point, this overhang or notch has no effect on the flow and causes only a slight increase in frictional resistance. Therefore, the efficiency decrease at the design point is slight.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい一実施形
態について、図面に基づいて説明する。図1は本発明の
ラジアルタービンの断面図である。図2(A)はインペ
ラの部分正面図、(B)はインペラ翼の投影図である。
図3は張出部を有するインペラの拡大断面図、図4は切
欠部を有するインペラの拡大断面図である。図5はうず
流を示す図、図6は後退角を示す図である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of the radial turbine of the present invention. FIG. 2A is a partial front view of the impeller, and FIG. 2B is a projection view of the impeller blade.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of an impeller having a projecting portion, and FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of an impeller having a cutout portion. FIG. 5 is a diagram showing the eddy flow, and FIG. 6 is a diagram showing the sweepback angle.
【0012】図1ないし図5において、1はラジアルタ
ービンのタービンケーシングである。2はタービン軸で
ある。3はタービン軸2に固着されたインペラであり、
3aは翼である。3bはインペラ3の前縁に設けられた
30°〜70°の後退角を有する張出部であり、3cは
張出部3bに替えて設けられた切欠部である。4はスク
ロールであり、5はガス出口である。6は縦うずである
(図5)。1 to 5, reference numeral 1 denotes a turbine casing of a radial turbine. 2 is a turbine shaft. Reference numeral 3 denotes an impeller fixed to the turbine shaft 2,
3a is a wing. Reference numeral 3b denotes an overhang portion provided at the front edge of the impeller 3 and having a receding angle of 30 ° to 70 °, and 3c denotes a cutout portion provided in place of the overhang portion 3b. 4 is a scroll and 5 is a gas outlet. 6 is a vertical vortex (FIG. 5).
【0013】次に実施形態に基づく作用について説明す
る。エンジンから排出された排気ガスは、タービンケー
シング1内に流入し、スクロール4を経てタービンのイ
ンペラ3に流入する。この場合、インペラ3入口に固定
のノズルを設けてもよいし、スクロール4から直接イン
ペラ3に流入してもよい。タービンが設計点で運転して
いる場合には、排気ガスのインペラ3への相対流入角と
入口羽根角とが一致しており、排気ガスはインペラ翼3
aに沿って滑らかに流れる。タービンが設計点から離れ
て運転している場合には、排気ガスのインペラ3への相
対流入角と入口羽根角とに差が出てインペラ翼3aの前
縁に対して大きな迎え角で流れが流入してくるので、翼
3aのいずれか一方の面に剥離が生じる。大きな迎え角
でインペラ前縁に流れが流入してきたとき、翼全体に生
じる剥離によるうずは翼の表面を流れに沿ってコロが転
がるようにうずの中心軸は流れに直角になっているが、
後退角を有する張出部3bまたは切欠部3cから生じる
うずは流れに平行なスクリュウー状の縦うず6で、中心
軸は流れに平行である。このうず6は強く安定してお
り、翼全体に生じる剥離に対し、全圧の高い流れを供給
し、剥離の規模を小さく抑制する作用がある。その結
果、インペラ3は設計性能に近い状態で作動することが
できる。一方、設計点ではこの張出部3bまたは切欠部
3cは、流れに影響を与えず、ごくわずかの摩擦抵抗の
増加しか生じない。このため、設計点での効率低下はわ
ずかである。Next, the operation based on the embodiment will be described. Exhaust gas discharged from the engine flows into the turbine casing 1 and flows into the impeller 3 of the turbine via the scroll 4. In this case, a fixed nozzle may be provided at the inlet of the impeller 3 or may flow directly from the scroll 4 into the impeller 3. When the turbine is operating at the design point, the relative inflow angle of the exhaust gas to the impeller 3 and the inlet blade angle match, and the exhaust gas is
Flows smoothly along a. When the turbine is operating away from the design point, there is a difference between the relative inlet angle of the exhaust gas to the impeller 3 and the inlet blade angle, and the flow at a large angle of attack with respect to the leading edge of the impeller blade 3a. Because of the inflow, separation occurs on one surface of the wing 3a. When the flow comes into the leading edge of the impeller at a large angle of attack, the vortex caused by the separation that occurs on the entire wing causes the center axis of the vortex to be perpendicular to the flow so that the rollers roll along the flow on the surface of the wing
The vortex generated from the overhang 3b or the notch 3c having the sweepback angle is a screw-shaped vertical vortex 6 parallel to the flow, and the central axis is parallel to the flow. The vortex 6 is strong and stable, and has a function of supplying a flow having a high total pressure and suppressing the scale of the separation to the separation occurring on the entire blade. As a result, the impeller 3 can operate in a state close to the design performance. On the other hand, at the design point, the overhang 3b or the notch 3c does not affect the flow and causes only a slight increase in frictional resistance. Therefore, the efficiency decrease at the design point is slight.
【0014】本発明は上述した実施の形態に限定され
ず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できるこ
とは勿論である。たとえば、実施例ではターボチャージ
ャのラジアルタービンについて説明したが、ガスタービ
ンでもよく、ラジアルタービンでなく斜流タービンでも
よい。The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be variously modified without departing from the gist of the present invention. For example, in the embodiment, the radial turbine of the turbocharger has been described. However, a gas turbine may be used, and a diagonal flow turbine may be used instead of the radial turbine.
【0015】[0015]
【発明の効果】上述した本発明のタービンによれば、タ
ービンのインペラに生じる剥離を抑制し、広い流量範囲
で高い効率維持を図るとともに、小型化を図ることがで
きるなどの効果を奏する。According to the turbine of the present invention described above, it is possible to suppress the separation occurring in the impeller of the turbine, to maintain high efficiency in a wide flow rate range, and to reduce the size.
【図1】本発明のラジアルタービンの断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a radial turbine according to the present invention.
【図2】(A)はインペラの部分正面図、(B)はイン
ペラ翼の投影図である。2A is a partial front view of an impeller, and FIG. 2B is a projection view of an impeller blade.
【図3】張出部を有するインペラの拡大断面図である。FIG. 3 is an enlarged sectional view of an impeller having an overhang portion.
【図4】切欠部を有するインペラの拡大断面図である。FIG. 4 is an enlarged sectional view of an impeller having a cutout portion.
【図5】縦うず流を示す図ある。FIG. 5 is a diagram showing a vertical vortex flow.
【図6】後退角の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a backward angle.
【図7】従来の可変ノズルを有するターボチャージャの
タービンの部分正面図である。FIG. 7 is a partial front view of a turbine of a turbocharger having a conventional variable nozzle.
1 タービンケーシング 2 タービン軸 3 インペラ 3a 翼 3b 張出部 3c 切欠部 4 スクロール 5 ガス出口 6 縦うず DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Turbine casing 2 Turbine shaft 3 Impeller 3a Blade 3b Overhang 3c Notch 4 Scroll 5 Gas outlet 6 Vertical vortex
Claims (3)
部を設けた翼を有するインペラを設けたことを特徴とす
るラジアルタービン。1. A radial turbine having an impeller having a wing provided with an overhanging portion or a notch at a leading edge thereof.
部を設けた翼を有するインペラを設けたことを特徴とす
る斜流タービン。2. The mixed flow turbine according to claim 1, further comprising an impeller having a wing provided with an overhanging portion or a notch at the leading edge.
請求項1または請求項2記載のラジアルタービンまたは
斜流タービン。3. The radial turbine or the mixed flow turbine according to claim 1, wherein the swept angle is 30 ° to 70 °.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35690797A JPH11190201A (en) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | Turbine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35690797A JPH11190201A (en) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | Turbine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11190201A true JPH11190201A (en) | 1999-07-13 |
Family
ID=18451364
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP35690797A Pending JPH11190201A (en) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | Turbine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11190201A (en) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6742989B2 (en) * | 2001-10-19 | 2004-06-01 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Structures of turbine scroll and blades |
WO2005052322A1 (en) * | 2003-11-19 | 2005-06-09 | Honeywell International Inc. | Profiled blades for turbocharger turbines, compressors |
WO2006067359A1 (en) * | 2004-12-21 | 2006-06-29 | Honeywell International, Inc. | Turbine wheel with backswept inducer |
JP2011132810A (en) * | 2009-12-22 | 2011-07-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Moving blade of radial turbine |
US8096777B2 (en) | 2006-11-20 | 2012-01-17 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Mixed flow turbine or radial turbine |
WO2018131167A1 (en) * | 2017-01-16 | 2018-07-19 | 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 | Turbine wheel, turbine, and turbocharger |
WO2019138497A1 (en) * | 2018-01-11 | 2019-07-18 | 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 | Turbine rotor blade, turbo charger, and turbine rotor blade manufacturing method |
EP3636880A1 (en) | 2018-10-11 | 2020-04-15 | BorgWarner, Inc. | Turbine wheel |
EP4187057A1 (en) * | 2021-11-25 | 2023-05-31 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Fuel cell fluid machine |
-
1997
- 1997-12-25 JP JP35690797A patent/JPH11190201A/en active Pending
Cited By (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6742989B2 (en) * | 2001-10-19 | 2004-06-01 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Structures of turbine scroll and blades |
CN100447373C (en) * | 2001-10-19 | 2008-12-31 | 三菱重工业株式会社 | Turbine volute pipeline and moving blade structure |
JP4818121B2 (en) * | 2003-11-19 | 2011-11-16 | ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド | Contoured blades for turbocharger turbines and compressors |
WO2005052322A1 (en) * | 2003-11-19 | 2005-06-09 | Honeywell International Inc. | Profiled blades for turbocharger turbines, compressors |
US7147433B2 (en) | 2003-11-19 | 2006-12-12 | Honeywell International, Inc. | Profiled blades for turbocharger turbines, compressors, and the like |
JP2007511708A (en) * | 2003-11-19 | 2007-05-10 | ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド | Contoured blades for turbocharger turbines and compressors |
US8360730B2 (en) * | 2004-12-21 | 2013-01-29 | Honeywell International Inc. | Turbine wheel with backswept inducer |
US20090047134A1 (en) * | 2004-12-21 | 2009-02-19 | Hua Chen | Turbine Wheel with Backswept Inducer |
WO2006067359A1 (en) * | 2004-12-21 | 2006-06-29 | Honeywell International, Inc. | Turbine wheel with backswept inducer |
US8096777B2 (en) | 2006-11-20 | 2012-01-17 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Mixed flow turbine or radial turbine |
JP2011132810A (en) * | 2009-12-22 | 2011-07-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Moving blade of radial turbine |
JPWO2018131167A1 (en) * | 2017-01-16 | 2019-07-04 | 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 | Turbine wheel, turbine and turbocharger |
CN109844263A (en) * | 2017-01-16 | 2019-06-04 | 三菱重工发动机和增压器株式会社 | Turbine wheel, turbine and turbocharger |
US11215057B2 (en) | 2017-01-16 | 2022-01-04 | Mitsubishi Heavy Industries Engine & Turbocharger, Ltd. | Turbine wheel, turbine, and turbocharger |
WO2018131167A1 (en) * | 2017-01-16 | 2018-07-19 | 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 | Turbine wheel, turbine, and turbocharger |
CN109844263B (en) * | 2017-01-16 | 2021-11-16 | 三菱重工发动机和增压器株式会社 | Turbine wheel, turbine and turbocharger |
WO2019138497A1 (en) * | 2018-01-11 | 2019-07-18 | 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 | Turbine rotor blade, turbo charger, and turbine rotor blade manufacturing method |
CN111566316A (en) * | 2018-01-11 | 2020-08-21 | 三菱重工发动机和增压器株式会社 | Turbine rotor blade, turbocharger and manufacturing method of turbine rotor blade |
JPWO2019138497A1 (en) * | 2018-01-11 | 2020-12-17 | 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 | Manufacturing method of turbine blades, turbochargers and turbine blades |
US11512634B2 (en) | 2018-01-11 | 2022-11-29 | Mitsubishi Heavy Industries Engine & Turbocharger, Ltd. | Turbine rotor blade, turbocharger, and method for producing turbine rotor blade |
EP3636880A1 (en) | 2018-10-11 | 2020-04-15 | BorgWarner, Inc. | Turbine wheel |
US11208894B2 (en) | 2018-10-11 | 2021-12-28 | Borgwarner Inc. | Turbine wheel |
EP4187057A1 (en) * | 2021-11-25 | 2023-05-31 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Fuel cell fluid machine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4746484B2 (en) | Integrated counter rotating turbo fan | |
US7510371B2 (en) | Forward tilted turbine nozzle | |
US7594388B2 (en) | Counterrotating turbofan engine | |
US7887287B2 (en) | Turbofan jet engine | |
US6540481B2 (en) | Diffuser for a centrifugal compressor | |
US6164913A (en) | Dust resistant airfoil cooling | |
US8528318B2 (en) | Cambered aero-engine inlet | |
JP4658618B2 (en) | Branch outlet guide vane | |
US20070224033A1 (en) | Fanned trailing edge teardrop array | |
WO2014038054A1 (en) | Diagonal flow turbine | |
JP2007120494A (en) | Variable geometry inlet guide vane | |
CN112061404B (en) | Mitigating adverse flow conditions in nacelle inlet | |
WO2016103799A1 (en) | Axial flow device and jet engine | |
CN109477430B (en) | Turbine and gas turbine | |
JPH11190201A (en) | Turbine | |
RU2565253C2 (en) | Supersonic compressor rotor and supersonic compressor plant | |
JP6651404B2 (en) | Turbo machinery | |
JPH0893691A (en) | Variable inlet guide vane of centrifugal compressor | |
CN112031879A (en) | Turbine rear support plate blade and aero-engine thereof | |
JP2010270748A (en) | Compressor for turbocharger and turbocharger including this compressor | |
JPH01318790A (en) | Water return vane of multistage pump | |
JPH09203394A (en) | Return vane of multiple centrifugal compressor | |
JP2005351193A (en) | Turbo-charging device | |
JP3380897B2 (en) | Compressor | |
JP7303763B2 (en) | Exhaust diffuser and turbine housing, and supercharger |