JPH10110622A - ターボチャージャの半径流タービン用の裂損防止装置 - Google Patents
ターボチャージャの半径流タービン用の裂損防止装置Info
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- JPH10110622A JPH10110622A JP9264730A JP26473097A JPH10110622A JP H10110622 A JPH10110622 A JP H10110622A JP 9264730 A JP9264730 A JP 9264730A JP 26473097 A JP26473097 A JP 26473097A JP H10110622 A JPH10110622 A JP H10110622A
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Classifications
-
- 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
- F01D9/00—Stators
- F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
- F01D9/026—Scrolls for radial machines or engines
-
- 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
- F01D21/00—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for
- F01D21/04—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for responsive to undesired position of rotor relative to stator or to breaking-off of a part of the rotor, e.g. indicating such position
- F01D21/045—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for responsive to undesired position of rotor relative to stator or to breaking-off of a part of the rotor, e.g. indicating such position special arrangements in stators or in rotors dealing with breaking-off of part of rotor
-
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- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
- F01D25/26—Double casings; Measures against temperature strain in casings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2220/00—Application
- F05D2220/40—Application in turbochargers
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 排ガスターボチャージャの半径流タービン用
の単純にして確実な裂損防止装置を提供し、ひいては半
径流タービンの疲れ強度を高めると共に該半径流タービ
ンに接続された内燃機関の効用性をも向上させる。 【解決手段】 半径方向で見て案内翼通路８を除いたガ
ス入口ケーシング３とガス出口ケーシング４との間に第
１の裂損防止装置１６が配置されていると共に、前記ガ
ス入口ケーシング３に沿って第２の裂損防止装置１７が
形成されており、かつ第１と第２の裂損防止装置１６，
１７が軸方向で見て共にタービン翼車６の領域内に配置
されている。
の単純にして確実な裂損防止装置を提供し、ひいては半
径流タービンの疲れ強度を高めると共に該半径流タービ
ンに接続された内燃機関の効用性をも向上させる。 【解決手段】 半径方向で見て案内翼通路８を除いたガ
ス入口ケーシング３とガス出口ケーシング４との間に第
１の裂損防止装置１６が配置されていると共に、前記ガ
ス入口ケーシング３に沿って第２の裂損防止装置１７が
形成されており、かつ第１と第２の裂損防止装置１６，
１７が軸方向で見て共にタービン翼車６の領域内に配置
されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、請求項１に発明の
上位概念として記載したように、ガス入口ケーシングと
ガス出口ケーシングとを主体として成るタービンケーシ
ング及び、軸に回転可能に支承されたタービン翼車並び
に、前記のガス入口ケーシングとガス出口ケーシングと
の間に形成された案内翼通路を備えたターボチャージ
ャ、特に排ガスターボチャージャの半径流タービン用の
裂損防止装置に関する。
上位概念として記載したように、ガス入口ケーシングと
ガス出口ケーシングとを主体として成るタービンケーシ
ング及び、軸に回転可能に支承されたタービン翼車並び
に、前記のガス入口ケーシングとガス出口ケーシングと
の間に形成された案内翼通路を備えたターボチャージ
ャ、特に排ガスターボチャージャの半径流タービン用の
裂損防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】排ガスターボチャージャに接続された内
燃機関の出力を増加させるための決定的な基準ファクタ
は、排ガスターボチャージャの圧縮機によって発生され
る給気圧である。給気圧が上昇すると、より多量の空気
がシリンダ内に押込まれ、こうして内燃機関の出力を改
善することが可能になる。高い給気圧を得るために、今
日使用されている排ガスターボチャージャは、きわめて
高い周速度で回転する。その結果、特に比較的大型の排
ガスターボチャージャでは、裂損した動翼の破片をター
ビンケーシング内に抑留しておくことは、高価な設計上
の対策を講じることによってしか達成することができな
い。裂損によって生じる破片の質量が比較的大きいこと
に基づいて、この問題は所謂インテグラルタービンの場
合一層厳しくなる。それというのは該インテグラルター
ビンのタービン翼車ディスクと動翼とが一体に製造され
ているからである。
燃機関の出力を増加させるための決定的な基準ファクタ
は、排ガスターボチャージャの圧縮機によって発生され
る給気圧である。給気圧が上昇すると、より多量の空気
がシリンダ内に押込まれ、こうして内燃機関の出力を改
善することが可能になる。高い給気圧を得るために、今
日使用されている排ガスターボチャージャは、きわめて
高い周速度で回転する。その結果、特に比較的大型の排
ガスターボチャージャでは、裂損した動翼の破片をター
ビンケーシング内に抑留しておくことは、高価な設計上
の対策を講じることによってしか達成することができな
い。裂損によって生じる破片の質量が比較的大きいこと
に基づいて、この問題は所謂インテグラルタービンの場
合一層厳しくなる。それというのは該インテグラルター
ビンのタービン翼車ディスクと動翼とが一体に製造され
ているからである。
【０００３】ターボチャージャの外壁を貫く破片の侵
徹、これに伴う人身傷害又は隣接機械部分の損傷を防止
するために、今日のターボチャージャは、タービン翼車
の半径方向外側のタービンケーシング領域では比較的肉
厚の壁を装備される。しかしながらこの解決手段は、例
えばタービンケーシングの著しい過剰重量や、このよう
なタービンケーシングの可鋳性が比較的不良であること
に基づく収縮巣形成危険といったような、一連の欠点を
付随している。そればかりか、このように肉厚にされた
ケーシングは部位に応じて加熱挙動が異なり、その結
果、熱ひび割れが発生することがある。これら全ての要
因はタービンの疲れ強度を低下させ、ひいては該タービ
ンに接続された内燃機関の効用も低下させることにな
る。
徹、これに伴う人身傷害又は隣接機械部分の損傷を防止
するために、今日のターボチャージャは、タービン翼車
の半径方向外側のタービンケーシング領域では比較的肉
厚の壁を装備される。しかしながらこの解決手段は、例
えばタービンケーシングの著しい過剰重量や、このよう
なタービンケーシングの可鋳性が比較的不良であること
に基づく収縮巣形成危険といったような、一連の欠点を
付随している。そればかりか、このように肉厚にされた
ケーシングは部位に応じて加熱挙動が異なり、その結
果、熱ひび割れが発生することがある。これら全ての要
因はタービンの疲れ強度を低下させ、ひいては該タービ
ンに接続された内燃機関の効用も低下させることにな
る。
【０００４】高速度回転機械用としての、裂損破片の運
動エネルギを低減させる装置がドイツ連邦共和国特許出
願公開第４２２３４９６号明細書に基づいて公知になっ
ている。軸流タービンの内部に配置された前記装置は、
複数の互いに結合された保護リングから成り、該保護リ
ング間には夫々、延性素材から製作された圧潰ゾーンが
形成されている。しかしながらこのような解決手段は半
径流タービンのためには適していない。それというのは
該半径流タービンのガス入口が半径方向であるために、
タービンの半径方向域に裂損防止装置を挿嵌することが
できないからである。
動エネルギを低減させる装置がドイツ連邦共和国特許出
願公開第４２２３４９６号明細書に基づいて公知になっ
ている。軸流タービンの内部に配置された前記装置は、
複数の互いに結合された保護リングから成り、該保護リ
ング間には夫々、延性素材から製作された圧潰ゾーンが
形成されている。しかしながらこのような解決手段は半
径流タービンのためには適していない。それというのは
該半径流タービンのガス入口が半径方向であるために、
タービンの半径方向域に裂損防止装置を挿嵌することが
できないからである。
【０００５】また外設した裂損防止リングも公知ではあ
るが、タービンの質量が大きい場合、裂損した破片がタ
ービンケーシングを侵徹するのを防止するには外設裂損
防止リングは矢張り充分ではない。
るが、タービンの質量が大きい場合、裂損した破片がタ
ービンケーシングを侵徹するのを防止するには外設裂損
防止リングは矢張り充分ではない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は前記従
来技術の欠点を全て回避しようとする。すなわち本発明
の課題は、排ガスターボチャージャの半径流タービン用
の単純にして確実な裂損防止装置を提供し、ひいては半
径流タービンの疲れ強度を高めると共に該半径流タービ
ンに接続された内燃機関の効用性をも向上させることで
ある。
来技術の欠点を全て回避しようとする。すなわち本発明
の課題は、排ガスターボチャージャの半径流タービン用
の単純にして確実な裂損防止装置を提供し、ひいては半
径流タービンの疲れ強度を高めると共に該半径流タービ
ンに接続された内燃機関の効用性をも向上させることで
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明の構成手段は、半径方向で見て案内翼通路を除
いたガス入口ケーシングとガス出口ケーシングとの間に
第１の裂損防止装置が配置されていると共に、前記ガス
入口ケーシングに沿って第２の裂損防止装置が形成され
ており、かつ第１と第２の裂損防止装置が軸方向で見て
共にタービン翼車の領域内に配置されている点にある。
の本発明の構成手段は、半径方向で見て案内翼通路を除
いたガス入口ケーシングとガス出口ケーシングとの間に
第１の裂損防止装置が配置されていると共に、前記ガス
入口ケーシングに沿って第２の裂損防止装置が形成され
ており、かつ第１と第２の裂損防止装置が軸方向で見て
共にタービン翼車の領域内に配置されている点にある。
【０００８】すなわち明細書冒頭で述べた形式の裂損防
止装置において本発明では、２つの裂損防止装置が軸方
向で見てタービン翼車の領域内に装備されている。第１
の裂損防止装置は内設され、つまり半径方向で見てガス
入口ケーシングとガス出口ケーシングとの間に（但し案
内翼通路を除いて）配置され、かつ円環状の裂損防止リ
ングとして構成されている。これに対して第２の裂損防
止装置は外設されており、つまりガス入口ケーシングの
外面に沿って配置されている。第２の裂損防止装置はス
パイラル状の板金スリーブとして構成されており、かつ
少なくともタービン翼車の軸方向拡がり全体にわたって
いる。裂損防止リングはガス出口側で矢張り少なくとも
タービン翼車の軸方向拡がりをカバーしている。更にガ
ス入口ケーシング並びにガス出口ケーシングは両者の接
続域に切欠部を夫々有している。両切欠部は１つの共通
の中空室を形成しており、該中空室内に前記裂損防止リ
ングがルーズに配置されている。第２の裂損防止装置は
摩擦接続式にガス入口ケーシングと結合されている。
止装置において本発明では、２つの裂損防止装置が軸方
向で見てタービン翼車の領域内に装備されている。第１
の裂損防止装置は内設され、つまり半径方向で見てガス
入口ケーシングとガス出口ケーシングとの間に（但し案
内翼通路を除いて）配置され、かつ円環状の裂損防止リ
ングとして構成されている。これに対して第２の裂損防
止装置は外設されており、つまりガス入口ケーシングの
外面に沿って配置されている。第２の裂損防止装置はス
パイラル状の板金スリーブとして構成されており、かつ
少なくともタービン翼車の軸方向拡がり全体にわたって
いる。裂損防止リングはガス出口側で矢張り少なくとも
タービン翼車の軸方向拡がりをカバーしている。更にガ
ス入口ケーシング並びにガス出口ケーシングは両者の接
続域に切欠部を夫々有している。両切欠部は１つの共通
の中空室を形成しており、該中空室内に前記裂損防止リ
ングがルーズに配置されている。第２の裂損防止装置は
摩擦接続式にガス入口ケーシングと結合されている。
【０００９】これによってターボチャージャの半径流タ
ービン用の比較的単純かつ確実な裂損防止装置が得られ
る。第１の裂損防止装置としての裂損防止リングをルー
ズに配置することによって、該裂損防止リングの組付け
が簡単になり、こうして組付け費も一層低廉になる。タ
ービン翼車に裂損が生じた場合、裂損防止リングは、裂
損エネルギの大部分を吸収する。裂損防止リングは案内
翼通路を除いてタービン翼車の全長をカバーしているの
で、比較的狭い案内翼通路を通ってガス入口ケーシング
内へ跳ね飛ばされ得るのは、タービン翼車の比較的小さ
な裂損破片だけである。大きな運動エネルギを有する大
きな破片は、裂損防止リングによって抑留されかつ受け
止められる。比較的小さな破片がガス入口ケーシングの
壁を侵徹つまり突き破ると、該破片は、外設された第２
の裂損防止装置によって捕捉される。従って内設された
第１の裂損防止装置と外設された第２の裂損防止装置と
の組合せによって、解放エネルギが著しく大きい場合で
も、タービン破片が半径流タービン内部から周辺環境内
へ跳ね飛ばされる危険が防止される。
ービン用の比較的単純かつ確実な裂損防止装置が得られ
る。第１の裂損防止装置としての裂損防止リングをルー
ズに配置することによって、該裂損防止リングの組付け
が簡単になり、こうして組付け費も一層低廉になる。タ
ービン翼車に裂損が生じた場合、裂損防止リングは、裂
損エネルギの大部分を吸収する。裂損防止リングは案内
翼通路を除いてタービン翼車の全長をカバーしているの
で、比較的狭い案内翼通路を通ってガス入口ケーシング
内へ跳ね飛ばされ得るのは、タービン翼車の比較的小さ
な裂損破片だけである。大きな運動エネルギを有する大
きな破片は、裂損防止リングによって抑留されかつ受け
止められる。比較的小さな破片がガス入口ケーシングの
壁を侵徹つまり突き破ると、該破片は、外設された第２
の裂損防止装置によって捕捉される。従って内設された
第１の裂損防止装置と外設された第２の裂損防止装置と
の組合せによって、解放エネルギが著しく大きい場合で
も、タービン破片が半径流タービン内部から周辺環境内
へ跳ね飛ばされる危険が防止される。
【００１０】本発明の第２の実施形態では、前記の第１
と第２の両裂損防止装置以外に、第３の裂損防止装置が
設けられておりかつ鋼索（鋼線ケーブル）パッケージと
して構成されている。該鋼索パッケージは、第１の裂損
防止装置と同様に、ガス入口ケーシング並びにガス出口
ケーシングの切欠部によって形成された共通の中空室内
に、しかも裂損防止リングのガス出口ケーシング寄り
に、配置されている。該鋼索パッケージは、タービン翼
車の回転方向に対して平行にかつ少なくとも１列に互い
に並設された多数本の鋼索から成っている。この付加的
な裂損防止装置の使用によって、裂損したタービン構成
部品の破片がタービンケーシング内に押し留められる公
算が増大し、ひいてはターボチャージャの安全性も著し
く大きくなる。
と第２の両裂損防止装置以外に、第３の裂損防止装置が
設けられておりかつ鋼索（鋼線ケーブル）パッケージと
して構成されている。該鋼索パッケージは、第１の裂損
防止装置と同様に、ガス入口ケーシング並びにガス出口
ケーシングの切欠部によって形成された共通の中空室内
に、しかも裂損防止リングのガス出口ケーシング寄り
に、配置されている。該鋼索パッケージは、タービン翼
車の回転方向に対して平行にかつ少なくとも１列に互い
に並設された多数本の鋼索から成っている。この付加的
な裂損防止装置の使用によって、裂損したタービン構成
部品の破片がタービンケーシング内に押し留められる公
算が増大し、ひいてはターボチャージャの安全性も著し
く大きくなる。
【００１１】ガス出口ケーシングの切欠部内に、タービ
ン翼車の回転軸線に対して平行に配列された少なくとも
２つのリブが形成されており、かつ鋼索パッケージが係
合式に前記リブと結合されているのが特に有利である。
このように構成すれば、付加的な裂損防止装置の格別簡
便な組付けと固定が保証される。
ン翼車の回転軸線に対して平行に配列された少なくとも
２つのリブが形成されており、かつ鋼索パッケージが係
合式に前記リブと結合されているのが特に有利である。
このように構成すれば、付加的な裂損防止装置の格別簡
便な組付けと固定が保証される。
【００１２】
【実施例】次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説す
る。但し図面には、本発明を理解する上で重要な構成エ
レメントだけが図示されているにすぎず、装置の内、例
えば排ガスターボチャージャの圧縮機側の図示は省かれ
ている。なお作動媒体の流動方向は矢印で図示されてい
る。
る。但し図面には、本発明を理解する上で重要な構成エ
レメントだけが図示されているにすぎず、装置の内、例
えば排ガスターボチャージャの圧縮機側の図示は省かれ
ている。なお作動媒体の流動方向は矢印で図示されてい
る。
【００１３】排ガスターボチャージャは主として、図示
を省いた圧縮機と、半径流タービンとして構成された排
ガスタービン１とから成っている。図１に本発明の第１
実施例として示した排ガスタービン１は、スパイラル状
のガス入口ケーシング３と、ガス出口フランジとして構
成されたガス出口ケーシング４とを備えたタービンケー
シング２を有している。該タービンケーシング２内に
は、軸５によって支持されかつ複数の動翼７を装備した
タービン翼車６が回転可能に支承されている。前記軸５
には圧縮機側で、やはり図示を省いた圧縮機羽根車が配
置されている。
を省いた圧縮機と、半径流タービンとして構成された排
ガスタービン１とから成っている。図１に本発明の第１
実施例として示した排ガスタービン１は、スパイラル状
のガス入口ケーシング３と、ガス出口フランジとして構
成されたガス出口ケーシング４とを備えたタービンケー
シング２を有している。該タービンケーシング２内に
は、軸５によって支持されかつ複数の動翼７を装備した
タービン翼車６が回転可能に支承されている。前記軸５
には圧縮機側で、やはり図示を省いた圧縮機羽根車が配
置されている。
【００１４】ガス入口ケーシング３は下流側で案内翼通
路８へ移行し、該案内翼通路内ではガス入口ケーシング
３とガス出口ケーシング４（ガス出口フランジとも呼ば
れる）との間にノズル環９が嵌合接続式に配置されてい
る。軸５は軸受１０によって軸受ケーシング１１内に回
転可能に軸支されている。ガス入口ケーシング３と軸受
ケーシング１１は、周方向に配置された緊締ストラップ
１２を介して互いに結合されている（図１）。
路８へ移行し、該案内翼通路内ではガス入口ケーシング
３とガス出口ケーシング４（ガス出口フランジとも呼ば
れる）との間にノズル環９が嵌合接続式に配置されてい
る。軸５は軸受１０によって軸受ケーシング１１内に回
転可能に軸支されている。ガス入口ケーシング３と軸受
ケーシング１１は、周方向に配置された緊締ストラップ
１２を介して互いに結合されている（図１）。
【００１５】ガス入口ケーシング３とガス出口ケーシン
グ４は複数本のねじ１３によって着脱可能に互いに結合
されている。タービンケーシング２の両部材、つまりガ
ス入口ケーシング３とガス出口ケーシング４は共に結合
域に切欠部１４を夫々有している。両切欠部１４は相俟
って１つの共通の中空室１５を形成し、該中空室は、周
方向の円環状の裂損防止リング１６として構成された第
１の裂損防止装置をルーズに受容している。従って該裂
損防止リング１６は、半径方向でガス入口ケーシング３
とガス出口ケーシング４との間に、但し案内翼通路８の
領域を除いて、配置されている。ガス出口側では前記裂
損防止リング１６はタービン翼車６を、その軸方向拡が
り範囲にわたって完全にカバーしている。勿論また該裂
損防止リング１６はタービン翼車６を超えてこのガス出
口側に張出していてもよい。
グ４は複数本のねじ１３によって着脱可能に互いに結合
されている。タービンケーシング２の両部材、つまりガ
ス入口ケーシング３とガス出口ケーシング４は共に結合
域に切欠部１４を夫々有している。両切欠部１４は相俟
って１つの共通の中空室１５を形成し、該中空室は、周
方向の円環状の裂損防止リング１６として構成された第
１の裂損防止装置をルーズに受容している。従って該裂
損防止リング１６は、半径方向でガス入口ケーシング３
とガス出口ケーシング４との間に、但し案内翼通路８の
領域を除いて、配置されている。ガス出口側では前記裂
損防止リング１６はタービン翼車６を、その軸方向拡が
り範囲にわたって完全にカバーしている。勿論また該裂
損防止リング１６はタービン翼車６を超えてこのガス出
口側に張出していてもよい。
【００１６】ガス入口ケーシング３の外側には、スパイ
ラル状の板金スリーブ１７として構成された第２の裂損
防止装置が配置され、かつ複数本のねじ１８を介して着
脱可能にガス入口ケーシング３と結合されている。両裂
損防止装置１６，１７の素材としては、例えばハステロ
イ（ Hastelloy）のような高級合金が使用される。これ
によって裂損防止効果を一層改善することが可能であ
る。
ラル状の板金スリーブ１７として構成された第２の裂損
防止装置が配置され、かつ複数本のねじ１８を介して着
脱可能にガス入口ケーシング３と結合されている。両裂
損防止装置１６，１７の素材としては、例えばハステロ
イ（ Hastelloy）のような高級合金が使用される。これ
によって裂損防止効果を一層改善することが可能であ
る。
【００１７】排ガスターボチャージャに接続されている
と共にディーゼル機関として構成された内燃機関（図示
せず）を運転する場合、該内燃機関の排ガスは先ず排ガ
スタービン１のガス入口ケーシング３内に達する。スパ
イラル状のガス入口ケーシング３内で前記排ガスは加速
され、かつノズル環９を介して最適の流動角度でもって
タービン翼車６に達する。該タービン翼車で排ガスは最
終的には膨張される。それによって排ガスは、軸５を駆
動し、ひいては圧縮機羽根車を駆動するための有効出力
を送出する。
と共にディーゼル機関として構成された内燃機関（図示
せず）を運転する場合、該内燃機関の排ガスは先ず排ガ
スタービン１のガス入口ケーシング３内に達する。スパ
イラル状のガス入口ケーシング３内で前記排ガスは加速
され、かつノズル環９を介して最適の流動角度でもって
タービン翼車６に達する。該タービン翼車で排ガスは最
終的には膨張される。それによって排ガスは、軸５を駆
動し、ひいては圧縮機羽根車を駆動するための有効出力
を送出する。
【００１８】しかしながら異常な条件下ではタービン翼
車６の裂損を阻止することができない場合がある。両裂
損防止装置１６，１７が軸方向ではタービン翼車６の領
域内に、また半径方向では該タービン翼車の外域に配置
されているので、この異常な状況において第１の裂損防
止装置つまり裂損防止リング１６は裂損エネルギの大部
分を吸収することができる。更に該裂損防止リング１６
は、比較的狭い案内翼通路８を除けば、タービン翼車６
の全長をカバーしているので、ガス入口ケーシング３内
へ跳ね飛ばされるのは、比較的小さなタービン破片だけ
にすぎない。大きな破片、つまり大きな運動エネルギを
有する破片は裂損防止リング１６によって抑留され、つ
まり受け止められる。比較的小さな破片がガス入口ケー
シング３の壁を侵徹して突き破る場合には、該小破片
は、タービン翼車６をその軸方向拡がり全体にわたって
カバーしている第２の裂損防止装置つまり外設した板金
スリーブ１７によって捕捉される。従って第１の裂損防
止装置つまり内設した裂損防止リング１６と、第２の裂
損防止装置つまり外設した板金スリーブ１７との組合せ
によって、著しく高いエネルギが解放されるような事態
が発生したとしても、周辺環境へタービン破片が飛び出
る不都合な事態は阻止される。
車６の裂損を阻止することができない場合がある。両裂
損防止装置１６，１７が軸方向ではタービン翼車６の領
域内に、また半径方向では該タービン翼車の外域に配置
されているので、この異常な状況において第１の裂損防
止装置つまり裂損防止リング１６は裂損エネルギの大部
分を吸収することができる。更に該裂損防止リング１６
は、比較的狭い案内翼通路８を除けば、タービン翼車６
の全長をカバーしているので、ガス入口ケーシング３内
へ跳ね飛ばされるのは、比較的小さなタービン破片だけ
にすぎない。大きな破片、つまり大きな運動エネルギを
有する破片は裂損防止リング１６によって抑留され、つ
まり受け止められる。比較的小さな破片がガス入口ケー
シング３の壁を侵徹して突き破る場合には、該小破片
は、タービン翼車６をその軸方向拡がり全体にわたって
カバーしている第２の裂損防止装置つまり外設した板金
スリーブ１７によって捕捉される。従って第１の裂損防
止装置つまり内設した裂損防止リング１６と、第２の裂
損防止装置つまり外設した板金スリーブ１７との組合せ
によって、著しく高いエネルギが解放されるような事態
が発生したとしても、周辺環境へタービン破片が飛び出
る不都合な事態は阻止される。
【００１９】図２に示した本発明の第２実施例では、第
１と第２の裂損防止装置以外に第３の裂損防止装置が、
中空室１５の内部に、しかも第１の裂損防止装置つまり
裂損防止リング１６のガス出口ケーシング寄りに、配置
されている。この第３の裂損防止装置は鋼索パッケージ
１９として構成されており、該鋼索パッケージは、ター
ビン翼車６の回転方向に対して平行にかつ１列に互いに
並設された多数本の鋼索２０から成っている（図２）。
ガス出口ケーシング４つまりガス出口フランジはその切
欠部１４内に、タービン翼車６の回転軸線２１に対して
平行に配置された４つのリブ２２を有し、該リブに鋼索
パッケージ１９は係合接続式に結合されている（図
３）。該リブは補強作用を及ぼすので、付加的な裂損防
止効果が得られる。
１と第２の裂損防止装置以外に第３の裂損防止装置が、
中空室１５の内部に、しかも第１の裂損防止装置つまり
裂損防止リング１６のガス出口ケーシング寄りに、配置
されている。この第３の裂損防止装置は鋼索パッケージ
１９として構成されており、該鋼索パッケージは、ター
ビン翼車６の回転方向に対して平行にかつ１列に互いに
並設された多数本の鋼索２０から成っている（図２）。
ガス出口ケーシング４つまりガス出口フランジはその切
欠部１４内に、タービン翼車６の回転軸線２１に対して
平行に配置された４つのリブ２２を有し、該リブに鋼索
パッケージ１９は係合接続式に結合されている（図
３）。該リブは補強作用を及ぼすので、付加的な裂損防
止効果が得られる。
【００２０】第３の裂損防止装置１９の使用によって、
タービンケーシング２からタービン破片が飛び出る公算
は更に低減され、ひいては排ガスターボチャージャの安
全性が高められる。ガス出口フランジ４のリブ２２を構
成し、かつ該リブを鋼索パッケージ１９と係合接続式に
結合することによって鋼索パッケージ１９の簡便な組付
け並びに確実な固定が得られる。
タービンケーシング２からタービン破片が飛び出る公算
は更に低減され、ひいては排ガスターボチャージャの安
全性が高められる。ガス出口フランジ４のリブ２２を構
成し、かつ該リブを鋼索パッケージ１９と係合接続式に
結合することによって鋼索パッケージ１９の簡便な組付
け並びに確実な固定が得られる。
【００２１】勿論また鋼索２０を半径方向で複数列上下
に重ねて配列することも可能であり、これによって第３
の裂損防止装置１９の遮蔽効果は更に増強される。
に重ねて配列することも可能であり、これによって第３
の裂損防止装置１９の遮蔽効果は更に増強される。
【図１】第１実施例による半径流タービンの部分縦断面
図である。
図である。
【図２】第２実施例による半径流タービンの部分縦断面
図である。
図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿ったガス出口ケー
シングの横断面図である。
シングの横断面図である。
１ 半径流タービンとして構成した排ガスタービン、
２ タービンケーシング、 ３ ガス入口ケーシ
ング、 ４ ガス出口フランジとも呼ばれるガス出口
ケーシング、 ５ 軸、 ６ タービン翼車、 ７
動翼、 ８案内翼通路、 ９ ノズル環、 １０
軸受、 １１ 軸受ケーシング、 １２ 緊締
ストラップ、 １３ ねじ、 １４ 切欠部、 １
５中空室、 １６ 第１の裂損防止装置としての裂損
防止リング、 １７第２の裂損防止装置としての板金ス
リーブ、 １８ ねじ、 １９ 第３の裂損防止装
置としての鋼索パッケージ、 ２０ 鋼索、 ２１
回転軸線、２２ リブ
２ タービンケーシング、 ３ ガス入口ケーシ
ング、 ４ ガス出口フランジとも呼ばれるガス出口
ケーシング、 ５ 軸、 ６ タービン翼車、 ７
動翼、 ８案内翼通路、 ９ ノズル環、 １０
軸受、 １１ 軸受ケーシング、 １２ 緊締
ストラップ、 １３ ねじ、 １４ 切欠部、 １
５中空室、 １６ 第１の裂損防止装置としての裂損
防止リング、 １７第２の裂損防止装置としての板金ス
リーブ、 １８ ねじ、 １９ 第３の裂損防止装
置としての鋼索パッケージ、 ２０ 鋼索、 ２１
回転軸線、２２ リブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴォルフガング ディーボルト スイス国 ヌスバウメン ハルデンシュト ラーセ 13アー (72)発明者 レト マイアー スイス国 デッティンゲン バートシュト ラーセ 19アー (72)発明者 マルセル ツェーンダー スイス国 ニーダーヴィル リギヴェーク ３
Claims (10)
- 【請求項１】 ガス入口ケーシング（３）とガス出口ケ
ーシング（４）とを主体として成るタービンケーシング
（２）及び、軸（５）に回転可能に支承されたタービン
翼車（６）並びに、前記のガス入口ケーシング（３）と
ガス出口ケーシング（４）との間に形成された案内翼通
路（８）を備えたターボチャージャの半径流タービン用
の裂損防止装置において、半径方向で見て案内翼通路
（８）を除いたガス入口ケーシング（３）とガス出口ケ
ーシング（４）との間に第１の裂損防止装置（１６）が
配置されていると共に、前記ガス入口ケーシング（３）
に沿って第２の裂損防止装置（１７）が形成されてお
り、かつ第１と第２の裂損防止装置（１６，１７）が軸
方向で見て共にタービン翼車（６）の領域内に配置され
ていることを特徴とする、ターボチャージャの半径流タ
ービン用の裂損防止装置。 - 【請求項２】 第１の裂損防止装置（１６）が円環状の
裂損防止リングとして、また第２の裂損防止装置（１
７）がスパイラル状の板金スリーブとして構成されてい
る、請求項１記載の裂損防止装置。 - 【請求項３】 第２の裂損防止装置（１７）が、少なく
ともタービン翼車（６）の軸方向拡がり全体にわたって
おり、かつ裂損防止リング（１６）がガス出口側で少な
くともタービン翼車（６）の軸方向拡がりをカバーして
いる、請求項２記載の裂損防止装置。 - 【請求項４】 ガス入口ケーシング（３）並びにガス出
口ケーシング（４）が両者の接続域に切欠部（１４）を
夫々有しており、両切欠部（１４）が１つの共通の中空
室（１５）を形成しており、かつ該中空室（１５）内に
裂損防止リング（１６）が配置されている、請求項２又
は３記載の裂損防止装置。 - 【請求項５】 裂損防止リング（１６）が中空室（１
５）内にルーズに配置されている、請求項４記載の裂損
防止装置。 - 【請求項６】 第２の裂損防止装置（１７）が摩擦接続
式にガス入口ケーシング（３）と結合されている、請求
項４記載の裂損防止装置。 - 【請求項７】 第３の裂損防止装置（１９）が設けられ
ておりかつ第１の裂損防止装置（１６）と同様に中空室
（１５）内に配置されている、請求項４記載の裂損防止
装置。 - 【請求項８】 第３の裂損防止装置（１９）が鋼索パッ
ケージとして構成されており、かつ裂損防止リング（１
６）のガス出口ケーシング寄りに配置されている、請求
項７記載の裂損防止装置。 - 【請求項９】 鋼索パッケージ（１９）が、タービン翼
車（６）の回転方向に対して平行にかつ少なくとも１列
に互いに並設された多数本の鋼索（２０）から成ってい
る、請求項８記載の裂損防止装置。 - 【請求項１０】 ガス出口ケーシング（４）の切欠部
（１４）内に、タービン翼車（６）の回転軸線（２１）
に対して平行に配列された少なくとも２つのリブ（２
２）が形成されており、かつ鋼索パッケージ（１９）が
係合式に前記リブ（２２）と結合されている、請求項９
記載の裂損防止装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19640654.4 | 1996-10-02 | ||
| DE19640654A DE19640654A1 (de) | 1996-10-02 | 1996-10-02 | Berstschutzvorrichtung für Radialturbinen von Turboladern |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10110622A true JPH10110622A (ja) | 1998-04-28 |
Family
ID=7807677
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9264730A Pending JPH10110622A (ja) | 1996-10-02 | 1997-09-30 | ターボチャージャの半径流タービン用の裂損防止装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0834646A1 (ja) |
| JP (1) | JPH10110622A (ja) |
| KR (1) | KR19980032381A (ja) |
| CZ (1) | CZ309997A3 (ja) |
| DE (1) | DE19640654A1 (ja) |
| PL (1) | PL322377A1 (ja) |
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| JP2008202467A (ja) * | 2007-02-19 | 2008-09-04 | Ihi Corp | 過給機 |
| JP2012211544A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-01 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 板金タービンハウジング |
| WO2015045540A1 (ja) * | 2013-09-25 | 2015-04-02 | 三菱重工業株式会社 | 圧縮機及び過給機 |
| US9121281B2 (en) | 2010-02-04 | 2015-09-01 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Turbocharger and turbocharger wheel housing |
| WO2015151844A1 (ja) * | 2014-03-31 | 2015-10-08 | 三菱重工業株式会社 | 遠心圧縮機、過給機、および遠心圧縮機の製造方法 |
| JP2015197052A (ja) * | 2014-03-31 | 2015-11-09 | 三菱重工業株式会社 | 遠心圧縮機、過給機、および遠心圧縮機の製造方法 |
| JP2016041927A (ja) * | 2014-08-14 | 2016-03-31 | マン・ディーゼル・アンド・ターボ・エスイー | 排気ガスターボチャージャー |
| JP2016079910A (ja) * | 2014-10-17 | 2016-05-16 | 三菱重工業株式会社 | 遠心圧縮機およびそれを備えた過給機 |
| US11326615B2 (en) | 2017-03-17 | 2022-05-10 | Ihi Corporation | Seal structure of variable nozzle unit, and variable capacity type turbocharger |
| WO2025047352A1 (ja) * | 2023-08-25 | 2025-03-06 | 株式会社Ihi | 遠心圧縮機 |
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| DE10014810A1 (de) * | 2000-03-27 | 2001-10-11 | Abb Turbo Systems Ag Baden | Radialturbine eines Abgasturboladers |
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| DE102008062363A1 (de) | 2008-12-17 | 2010-06-24 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg | Fangehäuse für ein Strahltriebwerk |
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