流出ラジアルタービン

ラジアルとは、流体がランナー シャフトの軸に対して内側から外側へ、または外側から内側へ放射状に流れることを意味します。流体が内側から外側へ流れる場合は、流出ラジアルタービンと呼ばれます。

1. このタービンでは、作動流体はホイールの軸の周囲に入り、その後外側（つまり、ホイールの外周方向）に流れます。
2. ガイドベーン機構は通常、ランナー/タービンに囲まれています。
3. このタービンでは、ランナーの内径が入口で、外径が出口です。^[1]

最も実用的なラジアル流出タービンは反動型タービンですが、逆にラジアル流入タービンは反動型、衝動型（一般的なターボスーパーチャージャーの場合）、または中間型（たとえばフランシス水車の場合）のいずれかになります。

反動タービンの主な構成要素は以下の通りである。^[2]

• ケーシング/インボリュート:通常、ランナーシャフトベアリング、回転シール、ガイドベーンアセンブリ、入口チューブがケーシングに取り付けられます。
• ガイドベーン:液体タービンでは、ウィケット ゲートと呼ばれることもあります。これらは圧力エネルギーの一部を運動量エネルギーに変換しますが、主な機能は流量を制御し、ランナー入口の接線速度以上の平均接線速度を流体に与えることです。OFRT では、これらは通常、タービンと同じ平面に同心円状に取り付けられます。ただし、ガイドベーンは軸方向または斜め/混合構成で設計することもできます。
• ランナー/タービン:ブレード間の通路は、収束-発散プロファイルを持っています。ヘッド損失または圧力降下の大部分は、放射状流出設計で作動流体がタービンを通過するときに発生します。ランナーは、それとともに回転するシャフトに接続されており、これにより発電に使用できます。設計に応じて、タービンを通過する流れは厳密に平面になる場合もあれば、タービンに軸方向に進入して 90 度回転する場合もあります。
• ドラフト チューブ:タービンの出口に接続され、スパイラル ケーシングから流体が排出されるのを助けます。出口圧力がテール レース内のよどみ圧力よりも低くなり、流体が下流に進みにくくなり、チョーク フローが発生する可能性があるため、ドラフト チューブが使用されます。テール レース/インボリュートから流体を排出するには、線速度が大幅に低下する一方で圧力が上昇できるように、発散断面を提供する必要があります。

ラジアルアウトフロータービンの利点は次のとおりです。

• ラジアルフロータービンの構成は、遠心圧縮機と同様に単純です。
• ラジアルフロータービンは軸流タービンに比べて機械的に堅牢で、構成も簡単です。そのため、軸流タービンよりも先にラジアルフロータービンの採用が検討されました。ラジアルフロータービンは、過速度や一時的な温度の極端さに対してより耐性があります。
• ラジアルフロータービンは、単一ステージでより高いエネルギー抽出能力を備えています。
• 高圧側が回転軸に近い（半径が小さい）ため、他の反動タービン（リュングストローム、軸方向、または流入ラジアル）よりも漏れ損失を低く抑えることができます。これは、複雑な回転シール システムのコスト効率が良くない小型タービンでは特に重要です。

ラジアルフロー タービンは、構造が簡単なため、小型タービンでは一般的に好まれます。ラジアルフロー タービンのローターは、翼断面を使用しません。そのため、ラジアルフロー タービンのローターは遠心コンプレッサーに非常に似た形状になり、エネルギー抽出に 3D 形状を使用します。これらは、ブレード ディスクまたは「ブリスク」として単一の鋳造または丸いビレットから製造するのに適しています。