(57)【要約】  本発明は、タービン動翼高さＨを備えた複数のタービン動翼（２）を備えたタービンロータ（１２）を含む排ガスタービンに関する。排ガスタービンは、トランスバースディフューザ（１）および排ガス集合室（９）を備えたディフューザ装置（２０）をさらに含む。トランスバースディフューザ（１）は、タービン動翼（２）の下流側に配置されている。トランスバースディフューザ（１）が、ディフューザ通路出口（１７）において排ガス集合室（９）に開口する湾曲したディフューザ通路（１３）を有している。排ガス集合室（９）の軸方向の延在長さＭとタービン動翼高さＨとの間の比Ｍ／Ｈが、１．０≦Ｍ／Ｈ≦４．６の値を有していて、ディフューザ装置（２０）の半径方向の延在長さＰと、タービン動翼高さＨとの間の比Ｐ／Ｈが、２．７≦Ｐ／Ｈ≦４．９の値を有している。ディフューザ通路（１３）の半径方向の延在長さＤと、タービン動翼高さＨとの間の比Ｄ／Ｈが、２．５≦Ｄ／Ｈ≦３．０の値を有していて、タービンハブ半径Ｒと、タービン動翼高さＨとの間の比Ｒ／Ｈが、１．１≦Ｒ／Ｈ≦１．５の値を有している。
2020537728.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガスタービンであって、
−タービン動翼高さＨを有する複数のタービン動翼（２）を備えたタービンロータ（１２）と、
トランスバースディフューザ（１）および排ガス集合室（９）を備えたディフューザ装置（２０）と
を含み、
前記トランスバースディフューザ（１）が、前記タービン動翼（２）の下流側に配置されていて、
前記トランスバースディフューザ（１）が、ディフューザ通路出口（１７）において前記排ガス集合室（９）に開口する湾曲したディフューザ通路（１３）を有していて、
前記排ガス集合室（９）の軸方向の延在長さＭと前記タービン動翼高さＨとの比Ｍ／Ｈが、１．０≦Ｍ／Ｈ≦４．６の値を有していて、
前記ディフューザ装置（２０）の半径方向の延在長さＰと、前記タービン動翼高さＨとの比Ｐ／Ｈが、２．７≦Ｐ／Ｈ≦４．９の値を有していて、
前記ディフューザ通路（１３）の半径方向の延在長さＤと、前記タービン動翼高さＨとの比Ｄ／Ｈが、２．５≦Ｄ／Ｈ≦３．０の値を有していて、
タービンハブ半径Ｒと、前記タービン動翼高さＨとの比Ｒ／Ｈが、１．１≦Ｒ／Ｈ≦１．５の値を有している、排ガスタービン。
【請求項２】
前記タービン動翼高さＨが、最小のタービン動翼高さＨ２および最大のタービン動翼高さＨ１の範囲から選択されていて、前記最小のタービン動翼高さＨ２と、前記最大のタービン動翼高さＨ１との比Ｈ２／Ｈ１が、０．８≦Ｈ２／Ｈ１≦１．０の値を有している、請求項１記載の排ガスタービン。
【請求項３】
前記ディフューザ通路出口（１７）が、軸方向の延在長さＥを有していて、前記ディフューザ通路出口（１７）の前記軸方向の延在長さＥと、前記タービン動翼高さＨとの比Ｅ／Ｈが、１．０５２≦Ｅ／Ｈ≦１．１１６の値を有している、請求項１または２記載の排ガスタービン。
【請求項４】
前記ディフューザ通路（１３）の軸方向の長さＬと、前記タービン動翼高さＨとの比Ｌ／Ｈが、２．３１２≦Ｌ／Ｈ≦２．４５２の値を有している、請求項１から３までのいずれか１項記載の排ガスタービン。
【請求項５】
前記ディフューザ通路（１３）の半径方向の延在長さＤと、前記タービン動翼高さＨとの比Ｄ／Ｈが、２．６２３≦Ｄ／Ｈ≦２．７８２の値を有している、請求項１から４までのいずれか１項記載の排ガスタービン。
【請求項６】
タービンハブ半径Ｒと、前記タービン動翼高さＨとの比Ｒ／Ｈが、１．２４８≦Ｒ／Ｈ≦１．３２４の値を有している、請求項１から５までのいずれか１項記載の排ガスタービン。
【請求項７】
前記ディフューザ通路（１３）が、第１のディフューザ通路輪郭（６Ａ）を含み、該第１のディフューザ通路輪郭（６Ａ）が、該第１のディフューザ通路輪郭（６Ａ）の始点（１４）から前記第１のディフューザ通路輪郭（６Ａ）の終点（８）まで延びると共に、第２のディフューザ通路輪郭（６Ｂ）に対峙していて、前記第１のディフューザ通路輪郭（６Ａ）の前記始点（１４）が、前記第２のディフューザ通路輪郭（６Ｂ）の始点（１５）よりも半径方向でさらに外側に配置されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の排ガスタービン。
【請求項８】
前記第１のディフューザ通路輪郭（６Ａ）が、該第１のディフューザ通路輪郭（６Ａ）の前記終点（８）において、前記ディフューザ通路出口（１７）の開放角Ａを提供するように形成されていて、前記半径方向に対する前記開放角Ａが、４０°≦Ａ≦５０°の値を有している、請求項７記載の排ガスタービン。
【請求項９】
前記排ガス集合室（９）の半径方向の延在長さＮと、前記タービン動翼高さＨとの比Ｎ／Ｈが、（Ｐ−Ｄ）／Ｈ≦Ｎ／Ｈ≦（Ｐ−Ｈ）／Ｈの値、特に２．１３０≦Ｎ／Ｈ≦２．２６０の値を有していて、ここでＰは前記ディフューザ装置（２０）の前記半径方向の延在長さであり、Ｄは前記ディフューザ通路（１３）の前記半径方向の延在長さである、請求項１から８までのいずれか１項記載の排ガスタービン。
【請求項１０】
前記ディフューザ通路（１３）が、挿入エレメント（１６）を有していて、該挿入エレメント（１６）が、第３のディフューザ通路輪郭（７）を提供し、前記挿入エレメント（１６）は、前記第３のディフューザ通路輪郭（７）が移行点（１０）において前記第１のディフューザ通路輪郭（６Ａ）に移行するように配設されていて、
前記移行点（１０）が、前記第２のディフューザ通路輪郭（６Ｂ）の前記始点（１５）に対して半径方向の間隔Ｔを有していて、
前記半径方向の間隔Ｔと、前記タービン動翼高さＨとの比Ｔ／Ｈが、１．０≦Ｔ／Ｈ≦（Ｐ−Ｎ）／Ｈの値、特に１．３３４≦Ｔ／Ｈ≦１．４１５の値を有していて、ここでＰは、前記トランスバースディフューザの前記半径方向の延在長さであり、Ｎは前記排ガス集合室の前記半径方向の延在長さである、請求項７から９までのいずれか１項記載の排ガスタービン。
【請求項１１】
請求項１から１０までのいずれか１項記載の排ガスタービンを備えた排ガスターボチャージャ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過給される内燃機関用の排ガスターボチャージャの分野に関する。特に本発明は、排ガスターボチャージャの排ガスタービンのディフューザ装置に関する。
【０００２】
技術背景
内燃機関の出力を向上させるために、今日では標準的に排ガスターボチャージャが使用される。排ガスターボチャージャは、内燃機関の排ガス路内のタービンと、内燃機関に前置されたコンプレッサとを備えている。内燃機関の排ガスは、タービン内で膨張させられる。その際に得られる仕事量は、シャフトによりコンプレッサに伝達される。このコンプレッサは、内燃機関に供給される空気を圧縮する。排ガスのエネルギを、内燃機関内での燃焼プロセスに供給される空気を圧縮するために使用することにより、内燃機関の燃焼プロセスおよび効率を最適化することができる。
【０００３】
排ガスターボチャージャの、先行技術から公知の排ガスタービンでは、排ガスタービン出口における圧力回収は、典型的にはディフューザにより実現される。ディフューザは、たとえば環状かつ真っ直ぐな形式で円錐形に形成されていてよい。流れは軸方向で緩慢にされる。さらに次いで流れの変向を半径方向で行うことができ、排ガスを排ガス集合室に供給することができる。
【０００４】
排ガスタービンの、先行技術から公知のこのようなディフューザでは、圧力回収がさらに改善可能であることが判った。特に、先行技術から公知のディフューザでは、たとえば半径方向の流れ変向時に流れ剥離が発生することが判った。これは、圧力回収に不都合に作用する。
【０００５】
発明の概要
本発明の課題は、先行技術から公知の排ガスディフューザに対して改善されているディフューザ装置を備えた排ガスタービンを提供することにある。特に、本発明の課題は、改善された圧力回収作用と、コンパクトな構造形式とを有するディフューザ装置を備えた排ガスタービンを提供することにある。
【０００６】
上述の課題を解決するために、独立請求項１に記載の排ガスタービンが提供される。本発明の別の態様、利点および特徴は、従属請求項、明細書および添付の図面から判る。
【０００７】
本発明の１つの態様によれば、排ガスタービンが提供される。排ガスタービンは、タービン動翼高さＨを有する複数のタービン動翼を備えたタービンロータを含む。排ガスタービンは、トランスバースディフューザと、排ガス集合室とを備えたディフューザ装置をさらに含む。トランスバースディフューザは、タービン動翼の下流側に配置されている。トランスバースディフューザは、湾曲したディフューザ通路を有している。湾曲したディフューザ通路は、ディフューザ通路出口において排ガス集合室に開口している。排ガス集合室の軸方向の延在長さＭと、タービン動翼高さＨとの比Ｍ／Ｈは、１．０≦Ｍ／Ｈ≦４．６の値を有していて、ディフューザ装置の半径方向の延在長さＰと、タービン動翼高さＨとの比Ｐ／Ｈは、２．７≦Ｐ／Ｈ≦４．９の値を有している。ディフューザ通路の半径方向の延在長さＤと、タービン動翼高さＨとの比Ｄ／Ｈは、２．５≦Ｄ／Ｈ≦３．０の値を有していて、タービンハブ半径Ｒと、タービン動翼高さＨとの比Ｒ／Ｈは、１．１≦Ｒ／Ｈ≦１．５の値を有している。
【０００８】
したがって、有利には、先行技術から公知の排ガスタービンに対して改善されている、ディフューザ装置を備えた排ガスタービンが提供される。特に、本発明に係る排ガスタービンにより、排ガスタービン出口において改善された圧力回収を可能にする改善されたディフューザ設計を備えた排ガスタービンが提供される。さらに、比較的コンパクトな構造形式、特に軸方向での比較的コンパクトな構造形式を有する、排ガスタービン用のディフューザ装置が提供される。さらに、軸方向でコンパクトな構造形式は、排ガス集合室から下流側で均一な流出を可能にし、したがって流れ損失が減じられる。
【０００９】
本発明の別の態様によれば、本明細書において説明する実施形態による排ガスタービンを備えた排ガスターボチャージャが提供されるので、有利には改善された排ガスターボチャージャを提供することができる。
【００１０】
以下では、本発明を図面に図示された実施例につき説明する。これらの実施例からは別の利点および変化形が判る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】明細書において説明する実施形態によるディフューザ装置を備えた排ガスタービンの部分領域を概略的に示す長手方向の断面図である。
【図２】明細書において説明する別の実施形態によるディフューザ装置を備えた排ガスタービンの部分領域を示す長手方向の断面図である。
【００１２】
図面の詳細な説明
図１は、明細書において説明する実施形態による排ガスタービンの部分領域の概略的な長手方向の断面図を示している。
【００１３】
特に、図１は、タービン動翼高さＨを有する複数のタービンロータブレードもしくはタービン動翼（Turbinenrotorblaettern）２を備えたタービンロータ１２を含む排ガスタービンの部分領域を示している。典型的には、タービンロータ１２は、回転軸線４を中心として回転可能に支承されている。図１の断面図では、タービン動翼高さＨを有する１つのタービン動翼２が例示的に図示されている。さらに、排ガスタービンは、トランスバース（横流）ディフューザ１および排ガス集合室９を備えたディフューザ装置２０を含んでいる。
【００１４】
トランスバースディフューザ１は、タービン動翼２の下流側に配置されている。排ガスの流れ方向３は、図１および図２には矢印で記入されている。さらに、ディフューザ装置２０は、例示的に図１に図示されているような、ディフューザケーシング５を含んでいる。トランスバースディフューザ１は、湾曲したディフューザ通路１３を有している。典型的にはディフューザ通路１３は、ディフューザ通路入口１８と、ディフューザ通路出口１７とを有している。特に、ディフューザ通路入口１８は、排ガスを流れ方向３でディフューザ通路１３内に導入するために、形成されている。
【００１５】
これに関連して、トランスバース（横流）ディフューザ（Transversal-Diffusor）とは、構造的な観点において、湾曲した斜流ディフューザ（Diagonaldiffusor）と真っ直ぐな軸流ディフューザ（Axialdiffusor）との組み合わせを成すディフューザであると理解すべきであることを記しておく。真っ直ぐな軸流ディフューザ内では、流れ方向でのディフューザ通路横断面の拡大によって流れの減速が行われる。湾曲した斜流ディフューザ内では、流れ方向に沿ったディフューザ通路横断面の増大する半径方向の位置によって、流れの減速が行われる。トランスバースディフューザでは、流れが両方の組合せにより減速される。つまり、ディフューザ通路横断面の変化により、かつディフューザ通路横断面の増大する半径方向位置により、流れが減速される。
【００１６】
図１に例示的に示されているように、ディフューザ通路入口１８は、典型的には半径方向ｒでタービン動翼高さＨにわたって延びている。ディフューザ通路１３はディフューザ通路出口１７において、排ガス集合室９に開口している。特に、図１に例示的に図示されているように、ディフューザ通路１３は、半径方向外方に向かって湾曲させられている。排ガス集合室９は、軸方向の延在長さＭを有していて、ディフューザ装置は、半径方向の延在長さＰを有している。図１および図２では、軸方向は、タービンロータ１２の回転軸線４の方向に相当する。半径方向ｒは、図１および図２では矢印により図示されている。本明細書において説明する実施形態によれば、排ガス集合室９の軸方向の延在長さＭと、タービン動翼高さＨとの間の比Ｍ／Ｈは、１．０≦Ｍ／Ｈ≦４．６の値を有している。特に、比Ｍ／Ｈは、３．４６７≦Ｍ／Ｈ≦３．６７９の値を有している。さらに、ディフューザ装置２０の半径方向の延在長さＰと、タービン動翼高さＨとの間の比Ｐ／Ｈは、２．７≦Ｐ／Ｈ≦４．９の値を有している。特に、比Ｐ／Ｈは、３．７７９≦Ｐ／Ｈ≦４．０１０の値を有している。
【００１７】
本明細書において説明する排ガスタービンの実施形態、特に本明細書において説明するディフューザ装置の設計コンセプトは、軸方向でコンパクトな設計寸法を実現しながら同時に圧力回収に関して特別な利点を有していることが判ったので、先行技術から公知の排ガスタービンに比べて改善された排ガスタービンが提供される。
【００１８】
さらに、本明細書において説明するディフューザ装置の設計コンセプトは、当該設計コンセプトを種々異なるタービン動翼高さＨに適合させることができるという利点を有していて、同時にディフューザの比較的短い軸方向長さＭの範囲内で最適な圧力回収が達成され、これにより、軸方向で比較的コンパクトなタービン段、ひいては比較的コンパクトなターボチャージャを実現することができる。比較的コンパクトな構造形式は、特に、エンジン内の構造空間が制限されていること基づき特に有利である。
【００１９】
さらに、本明細書に説明するディフューザ装置の実施形態において、流れ剥離損失は、軸方向から半径方向への流れのなだらかかつ連続的な変向によって、かつ流れ方向に沿ったディフューザ通路横断面の変化に基づいて最小限にされる。この変化は、流れ状態に適合させられているので、流れの剥離の恐れは排除されている。
【００２０】
本明細書において説明する別の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態によれば、タービン動翼高さＨは、最小のタービン動翼高さＨ２から最大のタービン動翼高さＨ１までの範囲において選択されている。最大のタービン動翼高さＨ１および最小のタービン動翼高さＨ２は、図２に例示的に図示されている。最小のタービン動翼高さＨ２と最大のタービン動翼高さＨ１との間の比Ｈ２／Ｈ１は、典型的には０．８≦Ｈ２／Ｈ１≦１．０の値を有している。
【００２１】
本明細書において説明する別の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態によれば、ディフューザ通路出口１７は、図２に例示的に図示されているように、軸方向の延在長さＥを有している。特に、ディフューザ通路出口１７の軸方向の延在長さＥと、タービン動翼高さＨとの間の比Ｅ／Ｈは、０．９≦Ｅ／Ｈ≦１．８の値を有していてよい。特に比Ｅ／Ｈは、１．０５２≦Ｅ／Ｈ≦１．１１６の値を有している。
【００２２】
本明細書において説明する別の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態によれば、ディフューザ通路１３は、図２に例示的に図示されているように、軸方向の長さＬを有している。特に、ディフューザ通路１３の軸方向の長さＬと、タービン動翼高さＨとの間の比Ｌ／Ｈは、１．５≦Ｌ／Ｈ≦３．０の値を有していてよい。代替的には、比Ｌ／Ｈは、２．０≦Ｌ／Ｈ≦２．７の値を有していてよい。特に、比Ｌ／Ｈは、２．３１２≦Ｌ／Ｈ≦２．４５２の値を有している。
【００２３】
本明細書において説明する別の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態によれば、ディフューザ通路１３は、図２に例示的に図示されているように、半径方向の延在長さＤを有している。典型的には、半径方向の延在長さＤは、第２のディフューザ通路輪郭６Ｂの始点１５と、第１のディフューザ通路輪郭６Ａの終点８との間の半径方向の間隔に相当する。特に、ディフューザ通路１３の半径方向の延在長さＤと、タービン動翼高さＨとの間の比Ｄ／Ｈは、２．３≦Ｄ／Ｈ≦３．５の値を有していてよい。代替的には、比Ｄ／Ｈは、２．５≦Ｄ／Ｈ≦３．０の値を有していてよい。特に、比Ｄ／Ｈは、２．６２３≦Ｄ／Ｈ≦２．７８２の値を有している。
【００２４】
本明細書において説明する別の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態によれば、タービンロータ１２は、図１および図２に例示的に図示されているように、タービンハブ半径Ｒを有している。典型的には、タービンハブ半径Ｒは、タービンロータの回転軸線４からタービンハブ外輪郭１１にまで延びている。特にタービンハブ半径Ｒと、タービン動翼高さＨとの間の比Ｒ／Ｈは、１．０≦Ｒ／Ｈ≦１．７の値を有していてよい。代替的には、比Ｒ／Ｈは、１．１≦Ｒ／Ｈ≦１．５の値を有していてよい。特に、比Ｒ／Ｈは、１．２４８≦Ｒ／Ｈ≦１．３２４の値を有している。
【００２５】
本明細書において説明する別の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態によれば、ディフューザ通路１３は、図２に例示的に図示されているように、第１のディフューザ通路輪郭６Ａの始点１４から第１のディフューザ通路輪郭６Ａの終点８にまで延びる第１のディフューザ通路輪郭６Ａを含んでいる。典型的には、第１のディフューザ通路輪郭６Ａは、第２のディフューザ通路輪郭６Ｂに対峙する。図２に例示的に図示されているように、第１のディフューザ通路輪郭６Ａの始点１４は、第２のディフューザ通路輪郭６Ｂの始点１５よりも半径方向でさらに外側に配置されている。
【００２６】
本明細書において説明する別の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態によれば、図２に例示的に図示されているように、第１のディフューザ通路輪郭６Ａは、該第１のディフューザ通路輪郭６Ａの終点８において、ディフューザ通路出口１７に開放角Ａが提供されているように形成されている。ディフューザ通路出口１７の開放角Ａは、第１のディフューザ通路輪郭６Ａの終点８における接線と、半径方向ｒとの間の角度である。典型的には、開放角Ａは、２０°≦Ａ≦７０°の値を有している。代替的には、開放角Ａは、３０°≦Ａ≦６０°の値を有していてよい。特に、開放角Ａは、４０°≦Ａ≦５０°の値を有している。
【００２７】
本明細書において説明する別の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態によれば、排ガス集合室９は、図２に例示的に図示されているように、半径方向の延在長さＮを有している。特に、排ガス集合室９の半径方向の延在長さＮと、タービン動翼高さＨとの間の比Ｎ／Ｈは、（Ｐ−Ｄ）／Ｈ≦Ｎ／Ｈ≦（Ｐ−Ｈ）／Ｈの値を有していてよい。ここでＰは、ディフューザ装置２０の半径方向の延在長さであり、Ｄは、ディフューザ通路１３の半径方向の延在長さである。特に比Ｎ／Ｈは、２．１３０≦Ｎ／Ｈ≦２．２６０の値を有している。
【００２８】
本明細書において説明する別の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態によれば、ディフューザ通路１３は、挿入エレメント１６を有していてよい。図２に例示的に図示されているように、挿入エレメント１６は、該挿入エレメント１６が、第３のディフューザ通路輪郭７を提供するように、形成されていてよい。典型的には、挿入エレメント１６は、第３のディフューザ通路輪郭７が、移行点１０において第１のディフューザ通路輪郭６Ａに移行するように配設されている。図２に示されているように、移行点１０は、第２のディフューザ通路輪郭６Ｂの始点１５に対して半径方向の間隔Ｔを有している。特に、半径方向の間隔Ｔと、タービン動翼高さＨとの間の比Ｔ／Ｈは、１．０≦Ｔ／Ｈ≦（Ｐ−Ｎ）／Ｈの値を有している。ここでＰは、トランスバースディフューザの半径方向の延在長さであり、Ｎは、排ガス集合室９の半径方向の延在長さである。特に比Ｔ／Ｈは、１．３３４≦Ｔ／Ｈ≦１．４１５を有している。
【００２９】
挿入エレメント１６は、たとえば環状に形成されていてよい。典型的には、挿入エレメント１６は、該挿入エレメント１６がディフューザ通路入口１８の開口に適合するように、寸法設計されている。図２に例示的に図示されているように、挿入エレメント１６の第３のディフューザ通路輪郭７は、ディフューザ通路入口１８の開口が、半径方向ｒでタービン動翼高さＨ（図２では最小のタービン動翼高さＨ２）に適合するように、形成されていてよい。
【００３０】
本明細書において説明する実施形態から判るように、有利には、先行技術から公知の排ガスタービンに対して改善されている、ディフューザ装置を備えた排ガスタービンが提供される。特に、本発明による排ガスタービンにより、改善された圧力回収作用も、比較的コンパクトな構造形式、特に軸方向で比較的コンパクトな構造形式も可能にする、改善されたディフューザ設計を有する排ガスタービンが提供される。対応して、排ガスターボチャージャのために本明細書において説明する実施形態のうちの１つのよる排ガスタービンを使用した場合、有利には改善された排ガスターボチャージャを提供することができる。
【００３１】
最終的に、本明細書において説明するディフューザ装置の設計は、要求された寸法設計に関して対応して適合させることができる。換言すると、本明細書において説明するディフューザ装置の設計は、概して有効であり、小型、中型および大型の構造空間サイズに転用することができる。さらに、本明細書において説明するディフューザコンセプトを軸流タービン、混合流タービンおよびラジアルタービンに使用することができるが、軸流タービン、混合流タービンおよびラジアルタービンに制限されない。さらに、図１および図２は、ｘ−ｚ平面に沿った長手方向の断面図を示していることを述べておく。したがって、本明細書において記載される値および比は、例示的に図１および図２に示されているように、典型的には、本明細書において説明するディフューザ装置の実施形態のｘ―ｚ平面の長手方向の断面に関連する。
【符号の説明】
【００３２】
１  トランスバースディフューザ
２  タービン動翼
３  流れ方向
４  回転軸線／軸方向
５  ディフューザケーシング
６Ａ  第１のディフューザ通路輪郭
６Ｂ  第２のディフューザ通路輪郭
７  第３のディフューザ通路輪郭
８  第１のディフューザ通路輪郭の終点
９  排ガス集合室
１０  第３のディフューザ通路輪郭と第１のディフューザ通路輪郭との間の移行点
１１  タービンハブ外輪郭
１２  タービンロータ
１３  ディフューザ通路
１４  第１のディフューザ通路輪郭６Ａの始点
１５  第２のディフューザ通路輪郭６Ｂの始点
１６  挿入エレメント
１７  ディフューザ通路出口
１８  ディフューザ通路入口
２０  ディフューザ装置
ｒ  半径方向
Ｒ  タービンハブ半径
Ｈ  動翼高さ
Ｈ１  最大のタービン動翼高さ
Ｈ２  最小のタービン動翼高さ
Ｌ  ディフューザ通路の軸方向の長さ
Ｄ  ディフューザ通路１３の半径方向の延在長さ
Ｐ  ディフューザ装置２０の半径方向の延在長さ
Ｍ  排ガス集合室９の軸方向の延在長さ
Ｎ  排ガス集合室９の半径方向の延在長さ
Ｅ  ディフューザ通路出口１７の軸方向の延在長さ
Ｔ  第２のディフューザ通路輪郭６Ｂの始点１５からの移行点１０の半径方向の間隔
Ａ  半径方向ｒに対するディフューザ通路出口１７の開放角
【図１】
2020537728.tif 000003
【図２】
2020537728.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】令和2年6月18日(2020.6.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガスタービンであって、
−タービン動翼高さＨを有する複数のタービン動翼（２）を備えたタービンロータ（１２）と、
トランスバースディフューザ（１）および排ガス集合室（９）を備えたディフューザ装置（２０）と
を含み、
前記トランスバースディフューザ（１）が、前記タービン動翼（２）の下流側に配置されていて、
前記トランスバースディフューザ（１）が、ディフューザ通路出口（１７）において前記排ガス集合室（９）に開口する湾曲したディフューザ通路（１３）を有していて、
前記排ガス集合室（９）の軸方向の延在長さＭと前記タービン動翼高さＨとの比Ｍ／Ｈが、１．０≦Ｍ／Ｈ≦４．６の値を有していて、
前記ディフューザ装置（２０）の半径方向の延在長さＰと、前記タービン動翼高さＨとの比Ｐ／Ｈが、２．７≦Ｐ／Ｈ≦４．９の値を有していて、
前記ディフューザ通路（１３）の半径方向の延在長さＤと、前記タービン動翼高さＨとの比Ｄ／Ｈが、２．５≦Ｄ／Ｈ≦３．０の値を有していて、
タービンハブ半径Ｒと、前記タービン動翼高さＨとの比Ｒ／Ｈが、１．１≦Ｒ／Ｈ≦１．５の値を有している、排ガスタービン。
【請求項２】
前記タービン動翼高さＨが、最小のタービン動翼高さＨ２および最大のタービン動翼高さＨ１の範囲から選択されていて、前記最小のタービン動翼高さＨ２と、前記最大のタービン動翼高さＨ１との比Ｈ２／Ｈ１が、０．８≦Ｈ２／Ｈ１≦１．０の値を有している、請求項１記載の排ガスタービン。
【請求項３】
前記ディフューザ通路出口（１７）が、軸方向の延在長さＥを有していて、前記ディフューザ通路出口（１７）の前記軸方向の延在長さＥと、前記タービン動翼高さＨとの比Ｅ／Ｈが、１．０５２≦Ｅ／Ｈ≦１．１１６の値を有している、請求項１または２記載の排ガスタービン。
【請求項４】
前記ディフューザ通路（１３）の軸方向の長さＬと、前記タービン動翼高さＨとの比Ｌ／Ｈが、２．３１２≦Ｌ／Ｈ≦２．４５２の値を有している、請求項１から３までのいずれか１項記載の排ガスタービン。
【請求項５】
前記ディフューザ通路（１３）の半径方向の延在長さＤと、前記タービン動翼高さＨとの比Ｄ／Ｈが、２．６２３≦Ｄ／Ｈ≦２．７８２の値を有している、請求項１から４までのいずれか１項記載の排ガスタービン。
【請求項６】
タービンハブ半径Ｒと、前記タービン動翼高さＨとの比Ｒ／Ｈが、１．２４８≦Ｒ／Ｈ≦１．３２４の値を有している、請求項１から５までのいずれか１項記載の排ガスタービン。
【請求項７】
前記ディフューザ通路（１３）が、第１のディフューザ通路輪郭（６Ａ）を含み、該第１のディフューザ通路輪郭（６Ａ）が、該第１のディフューザ通路輪郭（６Ａ）の始点（１４）から前記第１のディフューザ通路輪郭（６Ａ）の終点（８）まで延びると共に、第２のディフューザ通路輪郭（６Ｂ）に対峙していて、前記第１のディフューザ通路輪郭（６Ａ）の前記始点（１４）が、前記第２のディフューザ通路輪郭（６Ｂ）の始点（１５）よりも半径方向でさらに外側に配置されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の排ガスタービン。
【請求項８】
前記第１のディフューザ通路輪郭（６Ａ）が、該第１のディフューザ通路輪郭（６Ａ）の前記終点（８）において、前記ディフューザ通路出口（１７）の開放角Ａを提供するように形成されていて、前記半径方向に対する前記開放角Ａが、４０°≦Ａ≦５０°の値を有している、請求項７記載の排ガスタービン。
【請求項９】
前記排ガス集合室（９）の半径方向の延在長さＮと、前記タービン動翼高さＨとの比Ｎ／Ｈが、（Ｐ−Ｄ）／Ｈ≦Ｎ／Ｈ≦（Ｐ−Ｈ）／Ｈの値を有していて、ここでＰは前記ディフューザ装置（２０）の前記半径方向の延在長さであり、Ｄは前記ディフューザ通路（１３）の前記半径方向の延在長さである、請求項１から８までのいずれか１項記載の排ガスタービン。
【請求項１０】
前記排ガス集合室（９）の前記半径方向の延在長さＮと、前記タービン動翼高さＨとの前記比Ｎ／Ｈが、２．１３０≦Ｎ／Ｈ≦２．２６０の値を有している、請求項９記載の排ガスタービン。
【請求項１１】
前記ディフューザ通路（１３）が、挿入エレメント（１６）を有していて、該挿入エレメント（１６）が、第３のディフューザ通路輪郭（７）を提供し、前記挿入エレメント（１６）は、前記第３のディフューザ通路輪郭（７）が移行点（１０）において前記第１のディフューザ通路輪郭（６Ａ）に移行するように配設されていて、
前記移行点（１０）が、前記第２のディフューザ通路輪郭（６Ｂ）の前記始点（１５）に対して半径方向の間隔Ｔを有していて、
前記半径方向の間隔Ｔと、前記タービン動翼高さＨとの比Ｔ／Ｈが、１．０≦Ｔ／Ｈ≦（Ｐ−Ｎ）／Ｈの値を有していて、ここでＰは、前記トランスバースディフューザの前記半径方向の延在長さであり、Ｎは前記排ガス集合室の前記半径方向の延在長さである、請求項７から１０までのいずれか１項記載の排ガスタービン。
【請求項１２】
前記半径方向の間隔Ｔと、前記タービン動翼高さＨとの前記比Ｔ／Ｈが、１．３３４≦Ｔ／Ｈ≦１．４１５の値を有している、請求項１１記載の排ガスタービン。
【請求項１３】
請求項１から１２までのいずれか１項記載の排ガスタービンを備えた排ガスターボチャージャ。
【国際調査報告】
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