BR112012007833A2 - turbina de geometria variável. - Google Patents

Abstract

TURBINA DE GEOMETRIA VARIÁVEL Uma turbina de geometria variável compreendendo uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo geométrico da turbina dentro de um alojamento. O alojamento define uma entrada anular envolvendo a roda de turbina e definida entre primeira e segunda paredes laterais de entrada. A turbina compreende adicionalmente uma luva cilíndrica que é axialmente móvel através da entrada anular para variar o tamanho do trajeto de fluxo de gás através da entrada. A entrada anular é dividida em pelo menos duas passagens de entrada axialmente deslocadas. O diâmetro interno da luva é maior que o diâmetro interno das passagens de entrada.

Description

“TURBINA DE GEOMETRIA VARIÁVEL” A presente invenção diz respeito a uma turbina de geometria variável.

A turbina de geometria variável pode, por exemplo, formar uma parte de um turbocarregador. 5 Este pedido reivindica prioridade dos pedidos de patente ingleses seguintes GB0917513.4, GB1005680.2, GB1012382.6, GB1012389.1, GB1012488.1, GB1012474.1, GB1012536.7, GB1012734.8, GB1012557.3, GB1012767.8, GB1012769.4, GB1012463.4, GB1012471.7, GB1012475.8, GB1012479.0, GB1012492.3, GB1012774.4, GB1012715.7, GB1012538.3, GB1012658.9, GB1012486.5, GB1012768.6, GB1012779.3, GB1012380.0, e GB1012744.7, que todos dizem respeito a uma turbina de geometria variável, cujos conteúdos de cada um deles estão por meio deste incorporados pela referência nas íntegras.

Turbocarregadores são dispositivos bem conhecidos para suprir ar a uma admissão de um motor de combustão interna a pressões acima da pressão atmosférica (pressões de intensificação). Um turbocarregador convencional compreende essencialmente uma roda de turbina acionada por gás de exaustão montada em um eixo mecânico rotativo dentro de um alojamento da turbina conectado à jusante de um coletor de saída do motor.

A rotação da roda de turbina gira uma roda do compressor montada na outra extremidade do eixo mecânico dentro de um alojamento do compressor.

A roda do compressor entrega ar comprimido a um coletor de admissão do motor.

O eixo mecânico do turbocarregador é convencionalmente suportado por mancais de munhão ou empuxo, incluindo sistemas de lubrificação apropriados, localizados dentro de um alojamento do mancal central conectado entre o alojamento das rodas da turbina e do compressor.

O estágio da turbina de um turbocarregador típico compreende: uma câmara da turbina dentro da qual a roda de turbina é montada; uma entrada anular definida entre paredes radiais confrontantes arranjadas em torno da câmara da turbina; uma voluta de entrada arranjada em torno da entrada anular; e um trajeto de passagem de saída estendendo-se da câmara da turbina.

Os trajetos de passagem e câmara comunicam de maneira tal que gás de exaustão pressurizado admitido na voluta de entrada escoe 5 através da entrada até o trajeto de passagem de saída por meio da turbina e gire a roda de turbina.

É também conhecido melhorar o desempenho da turbina provendo paletas, referidas como paletas de bocal, na entrada de maneira a defletir gás que escoa através da entrada.

Ou seja, gás que escoa através da entrada anular escoa através de passagens de entrada (definidas entre paletas adjacentes) que induzem turbilhonamento no fluxo de gás, mudando a direção de fluxo no sentido de rotação da roda de turbina.

Turbinas podem ser de um tipo de geometria fixo ou variável.

Turbinas de geometria variável diferem de turbinas de geometria fixa em que o tamanho da entrada pode ser variado para otimizar as velocidades de fluxo de gás em uma faixa de vazões de massa de forma que a saída de potência da turbina possa ser variada para adequar-se às demandas variáveis do motor.

Por exemplo, quando o volume de gás de exaustão que está sendo entregue na turbina é relativamente baixo, a velocidade do gás que chega na roda de turbina é mantida em um nível que garante operação eficiente da turbina pela redução do tamanho da entrada usando um mecanismo de geometria variável.

Turbocarregadores providos com uma turbina de geometria variável são referidos como turbocarregadores de geometria variável.

Arranjos de paleta de bocal em turbocarregadores de geometria variável podem ter diferentes formas.

Em um tipo, conhecido como um “anel do bocal deslizante”, as paletas são fixas em uma parede axialmente móvel que desliza através do trajeto de passagem de entrada.

A parede axialmente móvel move-se em direção a uma chapa de cobertura confrontante a fim de fechar o trajeto de passagem de entrada e, assim procedendo, as paletas passam através de aberturas na chapa de cobertura.

Alternativamente,

o anel do bocal é fixo em uma parede da turbina e uma chapa de cobertura move-se sobre as paletas para variar o tamanho do trajeto de passagem de entrada.

O componente móvel do mecanismo de geometria variável, 5 quer seja o anel do bocal ou a chapa de cobertura, é suportado para movimento axial em uma cavidade em uma parte do alojamento do turbocarregador (normalmente tanto o alojamento da turbina quanto o alojamento do mancal do turbocarregador). Ele pode ser selado com relação às paredes da cavidade para reduzir ou impedir vazamento de fluxo em torno da parte de trás do anel do bocal.

A parede móvel do mecanismo de geometria variável é axialmente deslocada por um conjunto atuador adequado compreendendo um atuador e uma articulação.

Um exemplo de um conjunto atuador conhecido como este é, por exemplo, revelado em US 5.868.552. A articulação compreende uma culatra suportada a pivô dentro do alojamento do mancal e com dois braços, cada um dos quais estende-se para encaixe com uma extremidade de uma respectiva haste de empurrar na qual é montado o componente móvel (neste caso, o anel do bocal). A culatra é montada em um eixo mecânico apoiado em munhão no alojamento do mancal e suportando uma manivela externa ao alojamento do mancal que pode ser conectada no atuador de qualquer maneira apropriada.

O atuador que move a culatra pode ter uma variedade de formas, incluindo forma pneumática, hidráulica e elétrica, e pode ser ligado na culatra de uma variedade de maneiras.

O atuador no geral ajustará a posição da parede móvel pelo controle de uma unidade de controle do motor (ECU) a fim de modificar o fluxo de ar através da turbina para atender as exigências de desempenho.

Em uso, forças axiais são transferidas para a parede móvel pelo fluxo de ar através da entrada, que devem ser acomodadas pelo conjunto atuador.

Além do mais, um torque é transferido para o anel do bocal em decorrência de as passagens das paletas de fluxo de gás serem defletidas na direção de rotação da roda de turbina. Se o anel do bocal for a parede móvel do mecanismo de geometria variável, este torque também tem que sofrer reação ou de outra forma ser acomodado pelo conjunto atuador tal como pelas 5 partes da articulação. É um objetivo da presente invenção eliminar ou atenuar as desvantagens supracitadas. É também um objetivo da presente invenção prover um mecanismo de geometria variável e turbina melhorado ou alternativo.

DECLARAÇÕES DA INVENÇÃO De acordo com um aspecto da presente invenção, é provida uma turbina de geometria variável compreendendo uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo geométrico da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular envolvendo a roda de turbina e definida entre primeira e segunda paredes laterais de entrada; e uma luva cilíndrica axialmente móvel através da entrada anular para variar o tamanho do trajeto de fluxo de gás através da entrada; em que a entrada anular é dividida em pelo menos duas passagens de entrada axialmente deslocadas, e em que o diâmetro interno da luva é maior que o diâmetro interno das passagens de entrada. Percebe-se que passagens de entrada axialmente deslocadas incluem passagens de entrada com diferentes posições axiais e/ou passagens de entrada com diferentes extensões axiais. Passagens de entrada axialmente deslocadas podem ser espaçadas, adjacentes ou axialmente sobrepostas. Além disso, percebe-se que Referências à luva como "cilíndrica" devem ser interpretadas englobando qualquer forma no geral cilíndrica ou anular, e não exclui luvas com uma estrutura que não tem uma seção transversal axial perfeitamente circular. A título de exemplo, luvas cilíndricas de acordo com a presente invenção podem incluir seções ou segmentos que não são perfeitamente arqueados de maneira a definir uma seção transversal axial continuamente circular.

Tais seções ou segmentos, por exemplo, poderiam ser substancialmente retas na seção transversal axial, desde que um número suficiente seja provido para definir uma luva no geral cilíndrica. 5 O diâmetro interno da luva pode ser menor ou substancialmente igual ao diâmetro externo das passagens de entrada.

Alternativamente, o diâmetro interno da luva é maior que o diâmetro externo das passagens de entrada.

Como uma alternativa adicional, a turbina pode incorporar uma pluralidade de luvas axialmente móveis, uma primeira luva com um diâmetro interno que é maior que o diâmetro interno das passagens de entrada, e uma segunda luva com um diâmetro interno que é menor ou substancialmente igual ao diâmetro externo das passagens de entrada ou um diâmetro interno que é maior que o diâmetro externo das passagens de entrada.

Em uma modalidade ainda adicional, a turbina pode incorporar uma pluralidade de luvas axialmente móveis, uma primeira luva com um diâmetro interno que é menor ou substancialmente igual ao diâmetro externo das passagens de entrada, e uma segunda luva com um diâmetro interno que é maior que o diâmetro externo das passagens de entrada.

A luva pode ser axialmente móvel através da entrada anular na direção da segunda parede lateral de entrada de maneira a reduzir o tamanho do trajeto de fluxo de gás através da entrada.

Pelo menos uma porção de uma extremidade da luva mais próxima da primeira parede lateral de entrada do que da segunda parede lateral de entrada pode ser configurada de maneira a ficar exposta a gases que escoam através da dita entrada anular durante uso.

Adicionalmente, ou alternativamente, pelo menos uma porção de uma extremidade da luva mais próxima da primeira parede lateral de entrada do que da segunda parede lateral de entrada pode ser configurada de maneira a ficar localizada entre a dita primeira e segunda parede lateral de entrada durante movimento axial da luva através da entrada anular.

A luva preferivelmente possui uma pequena espessura ou extensão radial, que pode, por exemplo, ser menor que a largura axial da entrada anular.

Isto visa reduzir a carga aerodinâmica na luva, ou seus 5 atuadores. "Pequeno" pode ser definido como menor que a largura axial da entrada anular, ou menor que a largura axial de uma porção de entrada ou trajeto de passagem.

A luva pode ter menos que 5 mm de espessura, menos que 4 mm de espessura, menos que 3 mm de espessura, menos que 2 mm de espessura, ou menos que 1 mm de espessura, por exemplo, aproximadamente 0,5 mm de espessura.

A entrada anular pode ser dividida em pelo menos duas passagens de entrada axialmente deslocadas por pelo menos um defletor anular axialmente espaçado da primeira e segunda paredes laterais de entrada.

Paletas de entrada podem estender-se axialmente através de pelo menos uma das passagens de entrada axialmente deslocadas.

A distância mínima entre um defletor e a roda de turbina pode ser menor que a distância mínima entre uma paleta adjacente e a roda de turbina.

As bordas de fuga de pelo menos algumas das paletas que estendem-se através de uma das passagens de entrada axialmente deslocadas, podem ficar em um raio diferente com as bordas de fuga de pelo menos algumas das paletas que estendem-se através de uma outra das passagens de entrada axialmente deslocadas.

A entrada anular pode ser dividida em um arranjo anular de passagens de entrada substancialmente tubulares estendendo-se no geral em direção à roda de turbina, em que o arranjo anular de passagens de entrada compreende pelo menos três passagens de entrada axialmente deslocadas.

Uma turbina de geometria variável pode compreender uma entrada anular envolvendo uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo geométrico da turbina dentro de uma câmara da turbina definida por um alojamento, a câmara tendo uma entrada anular definida entre paredes laterais de entrada interna e externa e envolvendo a roda de turbina, a entrada anular incluindo: 5 um primeiro par de primeira e segunda passagens de entrada circunferencialmente espaçadas; e um segundo par de terceira e quarta passagens de entrada circunferencialmente espaçadas; em que o segundo par de passagens de entrada é axialmente deslocado do primeiro par de passagens de entrada; e em que uma luva cilíndrica é suportada dentro do alojamento para movimento alternado em uma direção axial para variar o tamanho da entrada anular; e em que a luva é móvel entre pelo menos uma primeira posição, na qual cada qual do primeiro par de passagens de entrada é aberto pelo menos parcialmente ao fluxo de gás, e o segundo par de passagens de entrada é completamente aberto ao fluxo de gás, e uma segunda posição, na qual o primeiro par de passagens de entrada é completamente bloqueado ao fluxo de gás e cada qual do segundo par de passagens de entrada é pelo menos parcialmente bloqueado ao fluxo de gás.

Tipicamente, gás de exaustão pode escoar para a entrada anular por meio de uma voluta envolvente.

Em algumas modalidades da invenção, a voluta pode ser axial ou circunferencialmente dividida, a entrada anular sendo definida à jusante da voluta ou qualquer porção dividida da voluta.

Em tais turbinas de voluta dividida, as porções de voluta adjacentes no geral não comunicam umas com as outras, a não ser pelas suas extremidades à jusante onde elas terminam na entrada.

As paredes laterais de entrada interna e externa podem, por exemplo, ser continuações de paredes que definem a voluta.

Tipicamente, a largura máxima da entrada corresponderá à área varrida pela rotação das pontas das pás da roda de turbina.

Quando a luva está na segunda posição, cada qual do segundo par de passagens de entrada pode ser completamente bloqueada ao fluxo de 5 gás.

Alguns turbocarregadores de geometria variável podem incluir um terceiro par de quarta e quinta passagens de entrada circunferencialmente espaçadas que são axialmente deslocadas tanto do primeiro quanto segundo pares de passagens de entrada.

Tais modalidades podem compreender quatro ou mais pares axialmente deslocados de passagens de entrada circunferencialmente espaçadas.

Quando a luva está na segunda posição, todas menos uma dos ditos pares axialmente espaçados de passagens de entrada circunferencialmente espaçadas podem ser completamente bloqueadas ao fluxo de gás, o par restante de passagens de entrada circunferencialmente espaçadas sendo pelo menos parcialmente bloqueado ao fluxo de gás.

Cada qual dos pares de passagens de entrada pode ser uma parte de um respectivo arranjo anular de passagens de entrada circunferencialmente espaçadas envolvendo a roda de turbina.

Cada par ou arranjo anular de passagens de entrada pode compreender passagens que são coincidentes de forma substancialmente axial.

Pelo menos uma passagem de entrada de pelo menos um par ou arranjo anular de passagens de entrada pode sobrepor axialmente pelo menos uma das passagens de entrada de um par ou arranjo anular adjacente de passagens de entrada.

A primeira posição da luva pode ser uma posição aberta na qual cada qual dos ditos pares ou arranjos anulares de passagens de entrada circunferencialmente espaçadas são abertas ao fluxo de gás.

A segunda posição da luva pode ser uma posição fechada na qual uma extremidade livre da luva projeta-se através da entrada anular e apóia-se tanto na parede lateral interna quanto externa.

A luva pode ser posicionada controlavelmente entre as ditas primeira e segunda posições. 5 Em algumas modalidades, o número de passagens de entrada compreendendo cada arranjo anular de passagens de entrada circunferencialmente espaçadas pode ser o mesmo.

Em outras modalidades, o número de passagens de entrada compreendendo um arranjo anular de passagens de entrada circunferencialmente espaçadas pode diferir do número de passagens de entrada compreendendo pelo menos um outro arranjo anular de passagens de entrada circunferencialmente espaçadas.

Uma turbina de geometria variável pode compreender uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo geométrico da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular envolvendo a roda de turbina e definida entre paredes laterais de entrada interna e externa, em que uma luva cilíndrica é montada dentro do alojamento para movimento deslizante axial através de pelo menos uma porção da entrada anular para variar o tamanho da entrada anular, compreendendo adicionalmente: pelo menos um defletor anular axialmente espaçado das paredes laterais interna e externa da entrada anular para dividir a entrada anular em porções anulares axialmente adjacentes, e em que paletas de entrada estendem-se axialmente através de pelo menos duas das ditas porções anulares definidas por todo ou qualquer defletor.

Novamente, gás pode escoar para a entrada anular por meio de uma voluta anular ou câmara similar envolvendo a entrada anular.

Em algumas modalidades, a voluta pode ser uma voluta dividida, por exemplo, dividida em porções axiais ou circunferenciais separadas que podem, por exemplo, receber gás de diferentes fontes (por exemplo, diferentes bancos de cilindros em um motor de combustão multicilindros). Em modalidades da presente invenção, a entrada e defletor ficarão à jusante da voluta, ou qualquer porção da voluta em uma voluta dividida. 5 Uma turbina de geometria variável pode compreender dois ou mais defletores axialmente espaçados de entrada que dividem axialmente a entrada anular em três ou mais regiões anulares, em que paletas de entrada estendem-se através de pelo menos três das ditas regiões anulares.

Pelo menos algumas paletas de entrada podem estender-se por toda a largura da entrada anular entre as paredes laterais interna e externa.

Por exemplo, um arranjo anular de paletas de entrada pode estender-se através da entrada anular entre as paredes laterais interna e externa e dois ou mais defletores de entrada anular podem ser axialmente espaçados dentro da entrada anular que, juntos com as paletas, definem três ou mais arranjos anulares axialmente espaçados de passagens de entrada.

Uma turbina de geometria variável pode compreender uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo geométrico da turbina dentro de um alojamento, o alojamento tendo uma entrada anular envolvendo a roda de turbina e definida entre paredes laterais de entrada interna e externa, em que a entrada anular é axialmente dividida em regiões anulares adjacentes por dois ou mais defletores de entrada anular, e em que uma luva cilíndrica é montada dentro do alojamento para movimento deslizante axial através de pelo menos uma porção da entrada anular para variar o tamanho da entrada anular.

Como com outras turbinas de geometria variável, a entrada anular pode ser definida à jusante de uma voluta envolvente (que pode ser uma voluta dividida) ou câmara de gás similar.

Paletas de entrada podem estender-se através de pelo menos uma das regiões anulares para dividir a região anular em um arranjo espaçado circunferencial de passagens de entrada.

Algumas turbinas de geometria variável, que incluem paletas de entrada como anteriormente mencionado, pode ser de maneira tal que As bordas de fuga de pelo menos a maioria das paletas que estendem-se através 5 de uma porção anular da entrada podem ficar em um raio maior que o raio interno de um defletor definindo a porção anular.

Em algumas turbinas de geometria variável, todas as paletas que estendem-se através de uma porção anular da entrada podem ter uma borda de fuga disposta em um raio maior que o raio interno de um defletor definindo a porção anular.

Em algumas modalidades, cada defletor anular pode ter um raio interno menor que o raio da borda de avanço de qualquer paleta da entrada anular.

O número de paletas que estendem-se através de uma primeira porção anular da entrada pode diferir do número de paletas que estendem-se através de uma segunda porção anular da entrada.

Pelo menos algumas das paletas que estendem-se através de uma primeira porção anular da entrada podem ter uma configuração diferente de pelo menos algumas das paletas que estendem-se através de uma segunda porção anular da entrada.

Por exemplo, as paletas que estendem-se através de uma primeira porção anular da entrada podem ter um ângulo de turbilhonamento diferente com as paletas que estendem-se através de uma segunda porção anular da entrada.

As bordas de fuga de pelo menos algumas das paletas que estendem-se através de uma primeira porção anular da entrada podem ficar em um raio diferente com as bordas de fuga de pelo menos algumas das paletas que estendem-se através de uma segunda porção anular da entrada.

Em algumas modalidades, as bordas de fuga de todas as paletas que estendem-se através de uma primeira porção anular da entrada ficam em um raio diferente daquele das bordas de fuga de todas as paletas que estendem-se através de uma segunda porção anular da entrada.

Em algumas modalidades, as bordas de fuga das paletas de uma porção anular da entrada ficam em um raio mínimo que é diferente daquele das paletas que estendem-se através de qualquer outra porção anular da entrada. 5 Algumas turbinas de geometria variável podem compreender pelo menos dois dos ditos defletores anulares que dividem a entrada anular em pelo menos três porções anulares axialmente adjacentes.

O movimento da luva entre posições definindo as larguras máxima e mínima da entrada é confinado a posições discretas correspondentes à localização axial de todo ou qualquer defletor anular.

Dessa maneira, em algumas turbinas de geometria variável, a luva pode ser controlada para mover de uma forma passo a passo entre posições discretas que podem corresponder a posições aberta e fechada, bem como posições intermediárias, em que cada qual das posições intermediárias corresponde à posição de um defletor anular.

Em tais posições intermediárias, a extremidade livre da luva pode alinhar axialmente com a borda de avanço de um defletor.

Algumas turbinas de geometria variável podem compreender pelo menos dois dos ditos defletores anulares dividindo a entrada anular em pelo menos três porções anulares axialmente adjacentes, em que pelo menos uma das ditas porções anulares não inclui nenhuma paleta de entrada.

Uma turbina de geometria variável pode compreender uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo geométrico da turbina dentro de um alojamento, o alojamento incluindo uma entrada anular envolvendo a roda de turbina e definida entre paredes laterais de entrada interna e externa, em que um arranjo anular de paletas de entrada estende-se entre as paredes laterais de entrada interna e externa definindo passagens de paleta circunferencialmente espaçadas entre paletas de entrada adjacentes, e em que paredes do defletor estendendo-se de forma substancialmente circunferencial estendem-se entre pelo menos alguns pares adjacentes de paletas de entrada para dividir as respectivas passagens de paleta em passagens de entrada axialmente espaçadas.

Pelo menos uma parede do defletor pode ser anular. 5 Uma turbina de geometria variável pode compreender uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo geométrico da turbina dentro de um alojamento, o alojamento incluindo uma entrada anular envolvendo a roda de turbina e definida entre paredes laterais de entrada interna e externa, em que a entrada anular inclui uma estrutura de bocal compreendendo um arranjo anular de passagens de entrada substancialmente tubulares estendendo-se no geral em direção à roda de turbina, em que o arranjo anular de passagens de entrada compreende pelo menos três passagens de entrada axialmente deslocadas.

A estrutura de bocal pode ser disposta à jusante de uma voluta anular (que pode ser axial ou circunferencialmente dividida) que envolve a passagem de entrada anular para entregar o fluxo de gás na passagem de entrada anular.

As passagens de entrada podem ter uma seção transversal no geral em forma de diamante, pentagonal, hexagonal ou outras formas poligonais ao longo de pelo menos uma porção de seu comprimento.

Em algumas turbinas de geometria variável, a geometria de qualquer dada passagem de entrada pode variar ao longo de seu comprimento.

Por exemplo, a área seccional transversal da passagem de entrada pode diminuir até um mínimo e então aumentar novamente.

Similarmente, a área seccional transversal pode mudar de forma em diferentes posições ao longo de seu comprimento.

Por exemplo, a passagem de entrada pode ter uma seção transversal na sua extremidade de entrada (à montante) e uma outra seção transversal na sua extremidade de saída (à jusante). A seção transversal pode mudar gradualmente ao longo de seu comprimento da entrada para a saída.

Passagens de entrada podem ser substancialmente retas, ou podem ser curvas.

Em qualquer caso, elas podem ser varridas para a frente e para trás em relação à direção de rotação da roda de turbina.

Pode haver dois ou mais arranjos anulares adjacentes de 5 passagens de entrada.

Arranjos anulares adjacentes podem compreender passagens de entrada de um número e/ou tamanho e/ou geometria ou configuração diferente.

Por exemplo, as passagens de um arranjo anular podem definir um ângulo de turbilhonamento diferente com as passagens de um outro arranjo anular.

As passagens de entrada podem ser definidas por dois ou mais defletores de entrada anular posicionados dentro da entrada anular, em que defletores de entrada adjacentes fazem contato um com o outro ou são de outra forma unidos um no outro em localizações circunferencialmente espaçadas para definir passagens de entrada entre as áreas de contato.

Os defletores de entrada anular podem ser circunferencialmente corrugados, de forma que as áreas de contato entre defletores adjacentes estendam-se substancialmente por toda a largura radial de cada defletor anular.

A luva cilíndrica de qualquer aspecto da invenção pode ser montada dentro de uma cavidade do alojamento separada da passagem de entrada pela dita parede lateral interna, em que uma extremidade livre da luva cilíndrica estende-se da dita cavidade ao interior da entrada anular para definir a largura da entrada anular.

O fluxo de gás através da entrada anular pode portanto ser confinado entre a extremidade livre da luva e a parede lateral externa.

Em algumas turbinas de geometria variável, o alojamento compreende uma porção do alojamento do mancal ou central, e uma porção do alojamento da turbina, em que a roda de turbina gira em uma câmara definida entre o alojamento do mancal/central e as porções do alojamento da turbina, e em que a luva cilíndrica é montada com uma cavidade do alojamento definida dentro do alojamento do mancal/central.

A luva cilíndrica de qualquer dos aspectos da invenção pode alternativamente ser montada dentro de uma cavidade do alojamento separada da passagem de entrada pela dita parede lateral externa, em que uma 5 extremidade livre da luva cilíndrica estende-se da dita cavidade ao interior da entrada anular para definir a largura da entrada anular.

O fluxo de gás através da entrada anular pode portanto ser confinado entre a extremidade livre da luva e a parede lateral interna.

Em algumas turbinas de geometria variável, o alojamento compreende uma porção do alojamento do mancal ou central, e uma porção do alojamento da turbina, em que a roda de turbina gira em uma câmara definida entre o alojamento do mancal/central e as porções do alojamento da turbina, e em que a luva cilíndrica é montada com uma cavidade do alojamento definida dentro do alojamento da turbina.

A luva cilíndrica é preferivelmente móvel através de um diâmetro externo da entrada anular para bloquear seletivamente as extremidades à montante das respectivas passagens ou porções de entrada relativas ao fluxo de gás através da turbina.

Entretanto, em outras turbinas de geometria variável, a luva cilíndrica é móvel através de um diâmetro interno da entrada anular para bloquear seletivamente as extremidades à jusante das respectivas passagens ou porções de entrada relativas ao fluxo de gás através da turbina.

Preferencialmente, a luva envolve as porções de entrada, que considera-se dar um melhor desempenho aerodinâmico.

Em outras palavras, o diâmetro interno da luva é maior que o diâmetro externo (ou extensão radial externa) da porção ou porções de entrada.

Em uma outra modalidade, a luva pode ser envolta pelas porções de entrada.

Em outras palavras, o diâmetro externo da luva pode ser menor que o diâmetro interno da porção ou porções de entrada.

Em uma outra modalidade, a luva pode ser móvel através da porção ou porções de entrada.

Em outras palavras, o diâmetro (por exemplo, interno ou externo, ou diâmetro médio) da luva pode ser menor que o diâmetro externo da porção ou porções de entrada, e maior que o diâmetro interno da porção ou porções de entrada. 5 Uma turbina de geometria variável pode compreender uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo geométrico da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular envolvendo a roda de turbina e definida entre paredes laterais de entrada interna e externa, e compreendendo adicionalmente pelo menos um defletor anular axialmente espaçado das paredes laterais interna e externa da entrada anular para dividir a entrada anular em porções anulares axialmente adjacentes, e uma luva cilíndrica axialmente móvel dentro da entrada anular em torno do diâmetro externo das porções de entrada anular e o dito pelo menos um defletor anular para variar o tamanho da entrada anular definida entre uma extremidade livre da luva e tanto a parede lateral interna quanto externa.

Novamente, a entrada anular pode ser definida à jusante de uma voluta envolvente (incluindo uma voluta dividida ou câmara similar para entregar fluxo de gás na entrada anular). A largura axial efetiva da entrada é definida entre a extremidade livre da luva e tanto as paredes laterais interna quanto externa (dependendo em qual lado do alojamento a luva é montada). Em algumas turbinas de geometria variável, a luva cilíndrica é montada para movimento de uma maneira passo a passo entre uma posição aberta, uma posição fechada, e uma ou mais posições correspondentes à posição de todo ou qualquer defletor anular.

A luva é portanto limitada a mover entre posições predeterminadas discretas, algumas das quais correspondem à localização dos defletores de entrada.

Em algumas modalidades, a luva pode ser impedida de ser posicionada de maneira tal que sua extremidade livre fique entre defletores adjacentes.

Uma ou mais paletas podem estender-se através de pelo menos uma das porções de entrada anular.

Dessa maneira, pode ser provido um método de controlar ou 5 operar uma turbina de acordo com a presente invenção, no qual a luva move- se em degraus axiais discretos entre posições correspondentes a uma posição fechada, uma posição aberta e posições intermediárias nas quais a extremidade livre da luva é alinhada com um defletor de entrada anular.

Uma turbina de geometria variável pode compreender uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo geométrico da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular envolvendo a roda de turbina e definida entre primeira e segunda paredes laterais de entrada; e uma luva cilíndrica axialmente móvel através da entrada anular para variar o tamanho do trajeto de fluxo de gás através da entrada, pelo menos uma porção da luva cilíndrica sendo revestida com um catalisador que promove a decomposição de contaminantes que passam através da entrada.

O catalisador pode promover a oxidação de fuligem.

A entrada anular pode ser dividida em pelo menos duas passagens de entrada axialmente deslocadas.

Uma turbina de geometria variável pode compreender uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo geométrico da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular envolvendo a roda de turbina e definida entre primeira e segunda paredes laterais de entrada; e uma luva cilíndrica axialmente móvel através da entrada anular para variar o tamanho do trajeto de fluxo de gás através da entrada; em que a entrada anular é dividida em uma primeira porção de entrada anular e uma segunda porção de entrada anular axialmente deslocada da primeira porção de entrada, paletas de entrada principais e paletas de entrada divisoras que estendem-se axialmente em pelo menos um da primeira e segunda porções de entrada, as paletas de entrada principais e paletas de entrada divisoras definindo passagens de entrada circunferencialmente adjacentes.

Percebe-se que passagens de entrada axialmente deslocadas 5 incluem passagens de entrada com diferentes posições axiais e/ou passagens de entrada com diferentes extensões axiais.

Passagens de entrada axialmente deslocadas podem ser espaçadas, adjacentes ou axialmente sobrepostas.

As paletas de entrada principais e paletas divisoras podem estender-se até pelo menos uma da primeira e segunda porções de entrada de maneira tal que as paletas de entrada principais e paletas de entrada divisoras são circunferencialmente alternadas.

A distância radial entre a roda de turbina e a borda de fuga de uma paleta de entrada divisora pode ser maior que a distância radial entre a roda de turbina e a borda de fuga de uma paleta de entrada principal.

Uma turbina de geometria variável pode compreender uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo geométrico da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular envolvendo a roda de turbina e definida entre primeira e segunda paredes laterais de entrada, a entrada anular sendo dividida em pelo menos duas porções de entrada axialmente deslocadas; e uma luva cilíndrica axialmente móvel através da entrada anular para variar o tamanho do trajeto de fluxo de gás através da entrada; em que a luva é formada de uma folha laminada de material.

Faces opostas da folha laminada de material podem ser anexadas uma na outra, de maneira tal que não haja nenhuma sobreposição entre extremidades da folha que carrega as faces opostas.

Faces opostas ou extremidades da folha laminada de material podem, em vez disso, se sobrepor.

A luva, e/ou uma estrutura definindo as porções de entrada, é provida com um degrau estendendo-se axialmente.

O degrau é um degrau para cima e para baixo na direção circunferencial.

Uma turbina de geometria variável pode compreender uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo geométrico da 5 turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular envolvendo a roda de turbina e definida entre primeira e segunda paredes laterais de entrada, a entrada anular sendo dividida em pelo menos duas porções de entrada axialmente deslocadas; uma primeira seção de luva cilíndrica axialmente móvel através da entrada anular para variar o tamanho do trajeto de fluxo de gás através da entrada; e uma segunda seção de luva cilíndrica axialmente móvel através da entrada anular para variar o tamanho do trajeto de fluxo de gás através da entrada.

A primeira seção de luva cilíndrica e a segunda seção de luva cilíndrica podem ser independentemente móveis uma em relação à outra.

A primeira seção de luva cilíndrica e a segunda seção de luva cilíndrica podem ser anexadas uma na outra.

A primeira seção de luva cilíndrica e a segunda seção de luva cilíndrica podem ambas ter um diâmetro interno que é maior que o diâmetro externo das porções de entrada.

A primeira seção de luva cilíndrica e a segunda seção de luva cilíndrica podem ambas ter um diâmetro externo que é menor que o diâmetro interno das porções de entrada.

A primeira seção de luva cilíndrica pode ter um diâmetro interno que é maior que o diâmetro externo das porções de entrada; e/ou a segunda seção de luva cilíndrica pode ter um diâmetro externo que é menor que o diâmetro interno das porções de entrada.

A turbina de geometria variável pode compreender adicionalmente uma terceira seção de luva cilíndrica, móvel para abrir ou fechar uma passagem entre a entrada, ou um volume à montante da entrada, e uma saída da turbina.

Uma turbina de geometria variável pode compreender: uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo geométrico da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular 5 envolvendo a roda de turbina e definida entre primeira e segunda paredes laterais de entrada, e uma estrutura de defletor (por exemplo, substancialmente anular) sendo axialmente móvel através da entrada para variar a configuração de um trajeto de fluxo de gás através da entrada; a estrutura de defletor compreendendo pelo menos duas porções de entrada deslocadas axialmente, cujas ambas porções podem ficar localizadas totalmente (isto é, não parcialmente) dentro da entrada anular.

Pelo menos uma porção de entrada pode compreender paletas, dividindo uma porção de entrada em trajetos de passagem de entrada.

Pelo menos duas porções de entrada podem compreender paletas, dividindo as porções de entrada em trajetos de passagem de entrada.

A configuração de paletas em uma primeira porção de entrada pode ser diferente da configuração de paletas em uma segunda porção de entrada.

A configuração de paletas em uma segunda porção de entrada pode ser a mesma da configuração de paletas em uma segunda porção de entrada.

A estrutura de defletor pode ser provida em uma luva móvel axialmente ou nela.

A luva pode compreender uma porção sólida (isto é, não uma porção de entrada) que pode ser localizável pelo menos parcialmente dentro da entrada.

A estrutura de defletor pode compreender pelo menos três porções de entrada deslocadas axialmente, todas três de cujas porções podem ficar localizadas totalmente dentro da entrada anular.

Uma turbina de geometria variável pode compreender: uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo geométrico da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular envolvendo a roda de turbina e definida entre primeira e 5 segunda paredes laterais de entrada; uma luva cilíndrica axialmente móvel através da entrada anular para variar o tamanho do trajeto de fluxo de gás através da entrada; a entrada anular dividida em porções anulares axialmente adjacentes por pelo menos um defletor anular que é axialmente espaçado da primeira e segunda paredes laterais de entrada; paletas de entrada que estendem-se axialmente através de pelo menos duas das ditas porções anulares definidas por todo ou qualquer defletor, de maneira a dividir a dita entrada anular em pelo menos duas passagens de entrada axialmente deslocadas; em que um do(s) dito(s) defletor(s) anular(s) tem uma espessura axial que é menor que a espessura axial máxima de pelo menos uma das ditas paletas de entrada.

As paletas são orientadas para defletir gás que escoa através da entrada anular na direção de rotação da roda de turbina.

Embora paletas mais espessas possam ter certos benefícios, elas podem reduzir a “área de estrangulamento” da entrada anular, isto é, a capacidade máxima de absorvimento da turbina.

A área de estrangulamento da entrada pode também ser reduzida pela presença de quaisquer outras obstruções ou restrições dentro da entrada anular.

A presente invenção emprega pelo menos um defletor anular provido dentro da entrada anular de maneira a dividir a entrada em porções anulares axialmente adjacentes.

Para abordar o problema potencial do(s) defletor(s) de reduzir a área de estrangulamento da entrada, um (ou mais, quando uma pluralidade de defletores está presente) do(s) dito(s) defletor(s) anular(s) tem uma espessura axial que é menor que a espessura axial máxima de pelo menos uma das ditas paletas de entrada.

O dito um defletor anular preferivelmente tem uma espessura axial que é menor que a espessura axial máxima de todas as ditas paletas de entrada.

Em uma modalidade preferida, a turbina incorpora uma pluralidade 5 de defletores e todos os ditos defletores têm uma espessura axial que é menor que a espessura axial máxima de todas as ditas paletas de entrada.

A espessura axial total de todos os defletores dentro da entrada anular (isto é, a espessura axial do defletor quando somente um está presente, ou a soma das espessuras axiais de todos os defletores quando dois ou mais estão presentes) pode ser menor que em torno de 50 % da espessura axial máxima de pelo menos uma das ditas paletas de entrada.

Mais preferivelmente, a espessura axial total de todos os defletores dentro da entrada anular é menor que em torno de 25 % da espessura axial máxima de pelo menos uma das ditas paletas de entrada.

Ainda mais preferivelmente a espessura axial total dos defletores é menor que em torno de 10 % da espessura axial máxima de pelo menos uma das ditas paletas de entrada.

É preferível que a espessura axial total de todos os defletores dentro da entrada anular seja menor que em torno de 25 % da largura máxima axial da dita entrada anular e possa ser menor que em torno de 10 % ou 5 % da largura máxima axial da dita entrada anular.

Um outro meio no qual a espessura total do defletor ou defletores pode ser definida é em relação ao diâmetro externo da roda de turbina usada nesta turbina particular.

É preferível que a espessura axial total do defletor ou defletores dentro da entrada anular seja em torno de 1 a 5 % do diâmetro da roda de turbina.

Mais preferivelmente, a espessura axial total pode ser em torno de 1,5 a 3 %, e é também mais preferivelmente em torno de 2 a 2,5 %. É particularmente preferível que a espessura axial total seja em torno de 2,25 % do diâmetro da roda de turbina.

A título de exemplo, em uma roda de turbina de 40 mm de diâmetro, 3 defletores anulares podem ser empregados, cada qual com uma espessura axial de em torno de 0,3 mm, que é 0,75 % do diâmetro da roda de turbina.

Uma vez que 3 defletores anulares estão presentes, a espessura axial total dos defletores dentro da entrada é 3 x 0.75 % = 2,25 %. 5 A título de um exemplo adicional, em uma roda de turbina de 90 mm de diâmetro novamente que emprega 3 defletores anulares, uma espessura axial apropriada para cada defletor é em torno de 0,7 mm, que é em torno de 0,78 % do diâmetro da roda de turbina, perfazendo uma espessura axial total dos defletores de 3 x ~0,78 % = ~2,3 %. Em modalidades exemplares adicionais que empregam um único defletor anular, uma roda de turbina de 65 mm de diâmetro poderia incorporar um defletor anular com uma espessura axial de 1,5 mm, e uma roda de turbina de 35 mm de diâmetro poderia incorporar um defletor anular de 0,8 mm de espessura axial.

Ainda em modalidades exemplares adicionais que empregam dois defletores anulares, defletores de 0,75 mm de espessura poderiam ser usados com uma roda de turbina de 65 mm de diâmetro, e defletores de 0,4 mm de espessura poderiam ser usados em uma roda de turbina de 35 mm de diâmetro.

É preferível que a espessura axial de todo ou qualquer defletor anular seja pelo menos em torno de 0,075 a 0,1 mm, e seja mais preferivelmente pelo menos em torno de 0,2 mm.

Em modalidades da presente invenção, incluindo dois ou mais defletores anulares, a espessura axial de pelo menos dois dos ditos defletores pode ser a mesma ou diferente.

Por exemplo, um primeiro defletor anular pode definir uma primeira espessura axial e um segundo defletor anular dentro da mesma entrada anular pode definir uma segunda espessura axial diferente, que pode ser a mesma, maior ou menor que a primeira.

Independente se os defletores têm espessuras axiais iguais ou diferentes, é preferível que a espessura axial total dos defletores fique dentro da faixa preferida citada anteriormente em torno de 1 a 5 % do diâmetro da roda de turbina com a qual os defletores estão sendo usados.

As paletas de entrada podem ter qualquer configuração 5 adequada, e podem, por exemplo, ter uma configuração de aerofólio geral similar à de paletas de entrada conhecidas, ou elas podem ter qualquer configuração alternativa selecionada para definir um arranjo e configuração particular de passagens de entrada.

Uma vez que as paletas e defletores de entrada juntos definem a configuração e orientação das passagens de entrada, uma ampla variedade de diferentes configurações de passagem de entrada pode ser conseguida pelo desenho apropriado das paletas de bocal individuais em combinação com os defletores de entrada.

Além disso, os desenhos podem ser de maneira tal que possa haver passagens de entrada configuradas diferentemente em uma porção anular, comparada com uma outra porção anular dentro de uma entrada anular, ou pode haver passagens de entrada configuradas diferentemente dentro de uma única porção anular, ou ambas.

Por exemplo, as paletas que estendem-se através de uma primeira porção anular da entrada podem definir um ângulo de turbilhonamento diferente com as paletas que estendem-se através de uma segunda porção anular da entrada.

As paletas de entrada podem ser providas em arranjos anulares dentro de cada porção anular.

As paletas em dois ou mais arranjos anulares podem ter diferente espessura axial máxima, espessura da borda de avanço, espessura circunferencial máxima e/ou ângulo de turbilhonamento.

Assim, por exemplo, um arranjo de paletas em uma primeira porção anular pode incorporar uma pluralidade de paletas de uma primeira espessura axial máxima, e um outro arranjo de paletas em uma segunda porção anular, que é axialmente deslocada da primeira porção anular, pode incorporar uma pluralidade de paletas de uma segunda espessura axial máxima diferente, a primeira espessura axial máxima sendo maior que a segunda, ou vice-versa,

da maneira apropriada.

Em modalidades incorporando as três ou mais porções anulares e, portanto, três ou mais arranjos anulares de paletas, a variação na espessura axial máxima das paletas pode diminuir progressivamente entre pares adjacentes de arranjos anulares, ou um arranjo intermediário pode 5 possuir paletas com uma espessura da borda de avanço que é maior ou menor que dos arranjos de paletas em qualquer lado.

Um relacionamento similar pode existir em relação a espessura da borda de avanço, espessura circunferencial máxima e/ou ângulo de turbilhonamento entre arranjos de paletas axialmente deslocados.

É adicionalmente provida uma turbina de geometria variável compreendendo uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo geométrico da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular envolvendo a roda de turbina e definida entre primeira e segunda paredes laterais de entrada; e uma luva cilíndrica axialmente móvel através da entrada anular para variar o tamanho do trajeto de fluxo de gás através da entrada; em que a entrada anular é dividida em uma primeira porção de entrada anular e uma segunda porção de entrada anular axialmente deslocada da primeira porção de entrada, paletas de entrada estendendo-se axialmente até cada qual da primeira e segunda porções de entrada, as paletas de entrada definindo passagens de entrada axialmente adjacentes; em que a configuração de paletas de entrada que estendem-se até a primeira porção de entrada difere da configuração de paletas de entrada que estendem-se até a segunda porção de entrada.

O número de paletas em cada arranjo anular pode diferir.

Por exemplo, um arranjo anular de quinze paletas pode ser incluído no mesmo conjunto do bocal de um arranjo anular de somente oito paletas.

Outros arranjos podem ter um número diferente de paletas, maior que quinze ou menor que oito, ou algum valor intermediário, por exemplo, doze.

Além do mais, paletas com diferentes extensões radiais e diferentes ângulos de turbilhonamento podem ser usadas, por exemplo, algumas paletas varrem para a frente uma maior extensão do que outras, e como tal definindo um maior ângulo de turbilhonamento.

Para certas aplicações de motor (tal como para recirculação de 5 gás de exaustão, “EGR”), pode ser desejável reduzir a eficiência da turbina em um ou mais dos arranjos de trajetos de passagem de entrada.

Por exemplo, pode ser desejável reduzir a eficiência em larguras de entrada relativamente grandes em algumas aplicações.

Tal eficiência reduzida poderia, por exemplo, ser conseguida reduzindo a extensão radial das paletas, aumentando a largura circunferencial e/ou espessura da borda de avanço das paletas, ou de outra forma configurando as paletas para reduzir a área de entrada efetiva.

Um efeito similar pode também ser conseguido provendo um ou mais defletores de maior espessura axial.

Em algumas modalidades, “paletas divisoras” relativamente pequenas podem ser localizadas entre pares adjacentes de paletas "principais". Este arranjo pode ter o efeito de aumentar o número total de paletas, comparado com outras modalidades, mas as paletas podem ser providas com uma extensão radial reduzida, de forma que exista uma maior folga radial entre as paletas e a roda de turbina.

As paletas divisoras podem ser vantajosas em algumas modalidades para reduzir vibração induzida nas pás da turbina.

Em algumas modalidades, as paletas podem ter uma configuração "recortada" na região da borda de fuga, em vez de uma configuração completa tipo aerofólio que pode-se esperar prover reduzida eficiência, mas que pode ser adequada em algumas aplicações.

Além do mais, obstruções podem ser localizadas entre paletas adjacentes, o que poderia reduzir ainda mais a eficiência.

O(s) defletor(s), paleta(s) e/ou luva deslizante pode(m) ser formado(s) de um material que é uma cerâmica, um metal ou um cermet (um compósito cerâmica/metal). O metal poderia ser qualquer aço, ou uma liga a base de níquel, tal como inconel.

Todo ou qualquer desses componentes pode ser provido com um revestimento, por exemplo, na interface deslizante do bocal e da luva poderia haver um revestimento de carbono tipo diamante, anodização, ou tribaloy ou um revestimento resistente ao desgaste substituto. 5 As superfícies aerodinâmicas podem ser providas com um revestimento para promover suavização ou resistir a corrosão.

Tais revestimentos poderiam incluir revestimentos não depositados tal como um revestimento de óxido eletrolítico de plasma ou revestimentos substitutos.

Deve-se perceber que gás de exaustão tipicamente escoa de uma voluta ou câmara envolvente para a entrada anular.

A entrada anular é portanto definida à jusante da voluta, com a extremidade à jusante da voluta terminando na extremidade à montante da entrada anular.

Como tal, a voluta transmite o gás para a entrada anular, enquanto as passagens de entrada de gás da presente invenção recebem gás da voluta.

Em algumas modalidades, a primeira e segunda paredes laterais de entrada que definem a entrada anular são continuações de paredes que definem a voluta.

A entrada anular pode ser dividida em pelo menos duas passagens de entrada axialmente deslocadas por um ou mais defletores localizados na entrada anular, e que são portanto posicionados à jusante da voluta.

A turbina da presente invenção foi ilustrada nas figuras usando uma voluta de fluxo simples, entretanto, ela é aplicável a alojamentos que são divididos axialmente, por meio do que gás de um ou mais dos cilindros de um motor é direcionado para uma das volutas divididas, e gás de um ou mais dos outros cilindros é direcionado para uma voluta diferente.

É também possível dividir um alojamento da turbina circunferencialmente para prover múltiplas volutas circunferencialmente divididas, ou mesmo dividir o alojamento da turbina tanto circunferencial quanto axialmente.

Deve-se perceber, entretanto, que uma voluta dividida axial ou circunferencialmente é distinta das múltiplas passagens de entrada de gás presentes na turbina da presente invenção.

Por exemplo, as passagens de entrada de gás dizem respeito a uma estrutura de bocal arranjada para acelerar o gás de exaustão recebido da voluta em direção à turbina, e opcionalmente ajustar ou controlar o ângulo de turbilhonamento do gás à medida que ele acelera.

As múltiplas passagens de entrada de gás que 5 formam parte da presente invenção podem ser adicionalmente distintas de um arranjo de voluta dividida em que, enquanto as passagens de entrada de gás recebem gás da voluta (ou voluta dividida), e dividem o gás em um arranjo de trajetos direcionado para a turbina, uma voluta dividida recebe gás do coletor de exaustão de maneira a manter a velocidade do gás em pulsos de gás resultantes de eventos de abertura do cilindro do motor individuais.

Percebe-se que passagens de entrada axialmente deslocadas incluem passagens de entrada com diferentes posições axiais e/ou passagens de entrada com diferentes extensões axiais.

Passagens de entrada axialmente deslocadas podem ser espaçadas, adjacentes ou axialmente sobrepostas.

Uma turbina de geometria variável pode compreender uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo geométrico da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular envolvendo a roda de turbina e definida entre primeira e segunda paredes laterais de entrada; e uma luva cilíndrica axialmente móvel através da entrada anular para variar o tamanho do trajeto de fluxo de gás através da entrada; em que a entrada anular é dividida em uma primeira porção de entrada anular e uma segunda porção de entrada anular axialmente deslocada da primeira porção de entrada, números iguais das paletas de entrada estendendo-se axialmente até cada qual da primeira e segunda porções de entrada, as paletas de entrada definindo passagens de entrada axialmente adjacentes; em que a configuração de paletas de entrada que estendem-se até a primeira porção de entrada difere da configuração de paletas de entrada que estendem-se até a segunda porção de entrada, em que as paletas que estendem-se até a primeira porção de entrada são circunferencialmente deslocadas das paletas que estendem-se até a segunda porção de entrada de maneira tal que o trajeto de fluxo de gás para gases que saem das passagens de entrada na primeira porção de entrada fique circunferencialmente deslocado do trajeto de fluxo de gás para gases que saem das passagens de entrada na segunda porção de entrada. 5 Percebe-se que passagens de entrada axialmente deslocadas incluem passagens de entrada com diferentes posições axiais e/ou passagens de entrada com diferentes extensões axiais.

Passagens de entrada axialmente deslocadas podem ser espaçadas, adjacentes ou axialmente sobrepostas.

A primeira e segunda porções de entrada podem ser adjacentes uma à outra.

A configuração de paletas de entrada que estendem-se até a primeira porção de entrada pode diferir da configuração de paletas de entrada que estendem-se até a segunda porção de entrada, em que as paletas que estendem-se até a primeira porção de entrada são circunferencialmente deslocadas das paletas que estendem-se até a segunda porção de entrada.

As paletas que estendem-se até a primeira porção de entrada podem ser circunferencialmente deslocadas das paletas que estendem-se até a segunda porção de entrada por uma distância circunferencial que é no geral metade da distância circunferencial que separa duas paletas adjacentes em qualquer da primeira porção de entrada ou da segunda porção de entrada.

As paletas na primeira e segunda porções de entrada podem ter substancialmente o mesmo diâmetro externo e diferentes diâmetros internos.

Alternativamente, as paletas na primeira e segunda porções de entrada podem ter diferentes diâmetros externos e substancialmente os mesmos diâmetros internos.

Como uma alternativa adicional, os respectivos diâmetros externo e interno das paletas na primeira e segunda porções de entrada podem ser diferentes, ou podem ser substancialmente iguais.

Uma turbina de geometria variável pode compreender uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo geométrico da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular envolvendo a roda de turbina e definida entre primeira e segunda paredes laterais de entrada; e uma luva cilíndrica axialmente móvel através da entrada anular para variar o tamanho do trajeto de fluxo de gás através da entrada; em 5 que a entrada anular é dividida em uma primeira porção de entrada anular e uma segunda porção de entrada anular axialmente deslocada da primeira porção de entrada, paletas de entrada estendendo-se axialmente até cada qual da primeira e segunda porções de entrada, as paletas de entrada definindo passagens de entrada axialmente adjacentes; em que a configuração de paletas de entrada que estendem-se até a primeira porção de entrada difere da configuração de paletas de entrada que estendem-se até a segunda porção de entrada em que a distribuição circunferencial de paletas que estendem-se até a primeira porção de entrada é diferente da distribuição circunferencial de paletas que estendem-se até a segunda porção de entrada; e em que a distribuição circunferencial de paletas que estendem-se até a primeira porção de entrada não é uniforme.

A configuração de paletas de entrada que estendem-se até a primeira porção de entrada pode diferir da configuração de paletas de entrada que estendem-se até a segunda porção de entrada.

A configuração de paletas de entrada que estendem-se até a primeira porção de entrada pode diferir da configuração de paletas de entrada que estendem-se até a segunda porção de entrada em que a distribuição circunferencial de paletas que estendem-se até a primeira porção de entrada é diferente da distribuição circunferencial de paletas que estendem-se até a segunda porção de entrada.

A primeira e segunda porções de entrada podem ser adjacentes uma à outra.

Preferivelmente, a distribuição circunferencial de paletas que estendem-se até a segunda porção de entrada não é uniforme.

Uma turbina de geometria variável pode compreender uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo geométrico da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular envolvendo a roda de turbina e definida entre primeira e segunda paredes 5 laterais de entrada; e uma luva cilíndrica axialmente móvel através da entrada anular para variar o tamanho do trajeto de fluxo de gás através da entrada; em que a entrada anular é dividida em uma primeira porção de entrada anular e uma segunda porção de entrada anular axialmente deslocada da primeira porção de entrada, paletas de entrada estendendo-se axialmente até cada qual da primeira e segunda porções de entrada, as paletas de entrada definindo passagens de entrada axialmente adjacentes; em que a configuração de paletas de entrada que estendem-se até a primeira porção de entrada difere da configuração de paletas de entrada que estendem-se até a segunda porção de entrada, em que as paletas que estendem-se até a primeira porção de entrada são circunferencialmente deslocadas das paletas que estendem-se até a segunda porção de entrada; e em que o número de paletas na primeira porção de entrada é maior que em torno de 50 % do número de paletas na segunda porção de entrada.

É preferível que o número de paletas na primeira porção de entrada seja maior que em torno de 75 % do número de paletas na segunda porção de entrada, ainda mais preferivelmente em torno de 85 % ou mais, também mais preferivelmente em torno de 95 a 99 % ou mais do número de paletas na segunda porção de entrada.

É particularmente preferível que o número de paletas na primeira porção de entrada seja substancialmente similar, mas menor que o número de paletas na segunda porção de entrada.

A primeira e segunda porções de entrada podem ser adjacentes uma à outra.

As paletas na primeira e segunda porções de entrada podem ter substancialmente o mesmo diâmetro externo e diferentes diâmetros internos.

Alternativamente, as paletas na primeira e segunda porções de entrada podem ter diferentes diâmetros externos e substancialmente os mesmos diâmetros internos.

Como uma alternativa adicional, os respectivos diâmetros externo e interno das paletas na primeira e segunda porções de entrada podem ser 5 diferentes, ou podem ser substancialmente iguais.

A distribuição circunferencial de paletas que estendem-se até a primeira e/ou segunda porção de entrada pode não ser uniforme.

Uma turbina de geometria variável pode compreender uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo geométrico da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular envolvendo a roda de turbina e definida entre primeira e segunda paredes laterais de entrada; e uma luva cilíndrica axialmente móvel através da entrada anular para variar o tamanho do trajeto de fluxo de gás através da entrada; em que a entrada anular é dividida em pelo menos três porções de entrada anular deslocadas axialmente por dois ou mais defletores anulares axialmente espaçados disposta entre a primeira e segunda paredes laterais de entrada; paletas de entrada que estendem-se axialmente até pelo menos uma das porções de entrada e definindo passagens de entrada circunferencialmente adjacentes; e em que cada qual de pelo menos dois dos ditos defletores estende-se radialmente para dentro das paletas de entrada que estendem-se até pelo menos uma das porções de entrada axialmente adjacente os respectivos defletor.

Os pelo menos dois defletores que estendem-se radialmente para dentro das paletas de entrada podem ter diferentes diâmetros internos.

De acordo com um outro aspecto da invenção é provida uma turbina de geometria variável compreendendo uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo geométrico da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular envolvendo a roda de turbina e definida entre primeira e segunda paredes laterais de entrada; e uma luva cilíndrica axialmente móvel através da entrada anular para variar o tamanho do trajeto de fluxo de gás através da entrada; em que a entrada anular é dividida em pelo menos três porções de entrada anular deslocadas axialmente por dois ou mais defletores anulares axialmente espaçados 5 disposta entre a primeira e segunda paredes laterais de entrada; paletas de entrada que estendem-se axialmente até pelo menos uma das porções de entrada e definindo passagens de entrada circunferencialmente adjacentes; e em que cada qual de pelo menos dois dos ditos defletores estende-se radialmente para dentro das paletas de entrada que estendem-se até pelo menos uma das porções de entrada axialmente adjacente aos respectivos defletores, e em que a distância entre um diâmetro interno de um primeiro defletor dos ditos pelo menos dois dos ditos defletores e uma borda de fuga de uma paleta radialmente mais interna em uma das ditas porções de entrada anular adjacentes ao primeiro defletor é maior que a distância entre um diâmetro interno de um segundo defletor dos ditos pelo menos dois dos ditos defletores e uma borda de fuga de uma paleta radialmente mais interna em uma das ditas porções de entrada anular adjacentes ao segundo defletor.

A dita uma das ditas porções de entrada anular adjacentes ao primeiro defletor pode ser axialmente deslocada do primeiro defletor em uma primeira direção e em que a dita uma das ditas porções de entrada anular adjacentes ao segundo defletor pode ser axialmente deslocada do segundo defletor na primeira direção.

Pelo menos dois defletores que estendem-se radialmente para dentro das paletas de entrada em uma respectiva porção de entrada adjacente podem ter diferentes diâmetros internos.

O perfil axial formado pelos diâmetros internos de pelo menos dois defletores que estendem-se radialmente para dentro das paletas de entrada em uma respectiva porção adjacente de entrada pode no geral corresponder a um perfil axial de uma superfície que seria varrida pela rotação da roda de turbina.

Os diâmetros internos relativos de pelo menos três defletores que estendem-se radialmente para dentro das paletas de entrada em uma respectiva porção adjacente de entrada podem no geral aumentar na direção 5 axial.

Pelo menos dois dos pelo menos dois dos ditos defletores podem ter um diâmetro interno de maneira tal que a distância radial relativa ao eixo geométrico da turbina entre o diâmetro interno do defletor e a borda de fuga de uma paleta radialmente mais interna de uma porção de entrada adjacente ao defletor seja no geral mais de 50 %, no geral 60 %, no geral 70 %, no geral 80 %, no geral 95 % ou no geral 90 % da distância radial entre a borda de fuga da dita paleta radialmente mais interna e o diâmetro externo da roda de turbina na posição axial do defletor.

Uma turbina de geometria variável pode compreender uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo geométrico da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular envolvendo a roda de turbina e definida entre primeira e segunda paredes laterais de entrada; e uma luva cilíndrica axialmente móvel através da entrada anular para variar o tamanho do trajeto de fluxo de gás através da entrada; em que a entrada anular é dividida em pelo menos duas porções de entrada anular deslocadas axialmente por um ou mais defletores anulares axialmente espaçados dispostos entre a primeira e segunda paredes laterais de entrada; paletas de entrada que estendem-se axialmente até pelo menos uma das porções de entrada e definindo passagens de entrada circunferencialmente adjacentes; e em que pelo menos um do um ou mais defletores estende-se radialmente para dentro das paletas de entrada que estendem-se até pelo menos uma das porções de entrada axialmente adjacente aos respectivos defletores, e em que pelo menos um do dito pelo menos um do um ou mais defletores tem um diâmetro interno de maneira tal que a distância radial relativa ao eixo geométrico da turbina entre o diâmetro interno do defletor e a borda de fuga de uma paleta radialmente mais interna de uma porção de entrada adjacente ao defletor seja no geral mais de 50 % da distância radial entre a borda de fuga da dita paleta radialmente mais interna e 5 o diâmetro externo da roda de turbina na posição axial do defletor.

A distância radial relativa ao eixo geométrico da turbina entre o diâmetro interno do defletor e a borda de fuga de uma paleta radialmente mais interna de uma porção de entrada adjacente ao defletor pode ser no geral mais de 60 %, no geral 70 %, no geral 80 %, no geral 90 % ou no geral 95 % da distância radial entre a borda de fuga da dita paleta radialmente mais interna e o diâmetro externo da roda de turbina na posição axial do defletor.

Uma turbina de geometria variável pode compreender: uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo geométrico da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular envolvendo a roda de turbina e definida entre primeira e segunda paredes laterais de entrada; e uma luva cilíndrica axialmente móvel através da entrada anular para variar o tamanho do trajeto de fluxo de gás através da entrada; a entrada anular dividida em porções anulares axialmente adjacentes por pelo menos um defletor anular que é axialmente espaçado da primeira e segunda paredes laterais de entrada; paletas de entrada que estendem-se axialmente através de pelo menos duas das ditas porções anulares definidas por todo ou qualquer defletor, de maneira a dividir a dita entrada anular em pelo menos duas passagens de entrada axialmente deslocadas; em que a configuração de paletas de entrada que estendem-se até uma das porções de entrada difere da configuração de paletas de entrada que estendem-se até uma outra das porções de entrada e em que o diâmetro interno da luva é maior que o diâmetro externo das passagens de entrada.

Uma turbina de geometria variável pode compreender: uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo geométrico da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo 5 uma entrada anular envolvendo a roda de turbina e definida entre primeira e segunda paredes laterais de entrada; e uma luva cilíndrica axialmente móvel através da entrada anular para variar o tamanho do trajeto de fluxo de gás através da entrada; a entrada anular dividida em porções anulares axialmente adjacentes por pelo menos dois defletores anulares que são axialmente espaçados da primeira e segunda paredes laterais de entrada; paletas de entrada que estendem-se axialmente através de pelo menos duas das ditas porções anulares definidas por todo ou qualquer defletor, de maneira a dividir a dita entrada anular em pelo menos duas passagens de entrada axialmente deslocadas; em que a configuração de paletas de entrada que estendem-se até uma das porções de entrada difere da configuração de paletas de entrada que estendem-se até uma outra das porções de entrada.

Em algumas modalidades, é preferível que a luva seja móvel em direção à segunda parede lateral de entrada de maneira a estreitar o trajeto de fluxo de gás através da entrada, e o trajeto de fluxo de gás através da passagem de entrada que fica mais próximo da segunda parede lateral de entrada tem uma área seccional transversal perpendicular à direção de fluxo de gás ao longo do dito trajeto que é menor que a área seccional transversal correspondente do trajeto de fluxo de gás através da passagem de entrada que fica ainda mais afastada da segunda parede lateral de entrada.

As paletas podem ser providas em arranjos anulares dentro de cada porção anular.

Preferivelmente, um arranjo de paletas em uma primeira porção anular define uma pluralidade de primeiras passagens de entrada com uma primeira área seccional transversal total perpendicular à direção de fluxo de gás e um outro arranjo de paletas em uma segunda porção anular, que é axialmente deslocada da primeira porção anular, define uma pluralidade de segundas passagens de entrada com uma segunda área seccional transversal 5 total maior perpendicular à direção de fluxo de gás.

Em uma modalidade preferida, a turbina incorpora três ou mais porções anulares, cada porção anular com um respectivo arranjo anular de paletas disposto nela, e as paletas dentro de cada arranjo anular de paletas definindo uma pluralidade de passagens de entrada com uma área seccional transversal total perpendicular à direção de fluxo de gás que diminui progressivamente entre pares adjacentes de arranjos anulares.

Em uma modalidade preferida adicional a turbina incorpora três ou mais porções anulares, cada porção anular com um respectivo arranjo anular de paletas disposto nela, e as paletas dentro de um arranjo intermediário definindo uma pluralidade de passagens de entrada com uma área seccional transversal total perpendicular à direção de fluxo de gás que é maior ou menor que a área seccional transversal total perpendicular à direção de fluxo de gás de passagens de entrada definidas pelos arranjos de paletas em qualquer lado do arranjo intermediário.

As passagens de entrada com a menor área seccional transversal total perpendicular à direção de fluxo de gás podem ser providas na porção anular mais próxima da segunda parede lateral de entrada onde o trajeto de fluxo de gás através da entrada é mais estreito ou substancialmente fechado.

Preferivelmente, a soma das separações circunferenciais mínimas entre paletas adjacentes dentro da passagem de entrada mais próxima da segunda parede lateral de entrada é menor que a soma das separações circunferenciais mínimas entre paletas adjacentes dentro da passagem de entrada ainda mais afastada da segunda parede lateral de entrada.

Em algumas modalidades, é preferível que pelo menos uma paleta em uma das ditas porções anulares tenha uma maior espessura circunferencial máxima do que pelo menos uma paleta em uma outra das porções anulares. 5 As paletas podem ser providas em arranjos anulares dentro de cada porção anular.

Preferivelmente, um arranjo de paletas em uma primeira porção anular incorpora uma pluralidade de paletas de uma espessura circunferencial máxima e um outro arranjo de paletas em uma segunda porção anular, que é axialmente deslocada da primeira porção anular, incorpora uma pluralidade de paletas de uma maior espessura circunferencial máxima.

É preferível que a turbina incorpore três ou mais porções anulares, cada porção anular com um respectivo arranjo anular de paletas disposto nela, e as paletas dentro de cada arranjo anular de paletas com uma espessura circunferencial máxima que diminui progressivamente entre pares adjacentes de arranjos anulares.

Alternativamente, é preferível que a turbina incorpore três ou mais porções anulares, cada porção anular com um respectivo arranjo anular de paletas disposto nela, e as paletas dentro de um arranjo intermediário com uma espessura circunferencial máxima que é maior ou menor que a espessura circunferencial máxima das paletas nos arranjos de paletas em qualquer lado do arranjo intermediário.

Preferivelmente, as paletas com maior espessura circunferencial máxima são providas na(s) porção(s) anular(s) mais próxima(s) de uma posição fechada da luva onde o trajeto de fluxo de gás através da entrada é mais estreito.

É particularmente preferível que paletas com a maior espessura circunferencial máxima sejam providas na porção anular mais próxima da posição fechada da luva onde o trajeto de fluxo de gás através da entrada é mais estreito ou substancialmente fechado.

É preferível no primeiro e/ou segundo aspectos da presente invenção que pelo menos uma paleta em uma das ditas porções anulares tenha uma maior espessura da borda de avanço do que pelo menos uma paleta em uma outra das porções anulares.

As ditas paletas podem ser providas em arranjos anulares 5 dentro de cada porção anular.

Um arranjo de paletas em uma primeira porção anular preferivelmente incorpora uma pluralidade de paletas de uma primeira espessura da borda de avanço e um outro arranjo de paletas em uma segunda porção anular, que é axialmente deslocada da primeira porção anular, incorpora uma pluralidade de paletas de uma segunda espessura da borda de avanço maior.

Em uma modalidade preferida, a turbina incorpora três ou mais porções anulares, cada porção anular com um respectivo arranjo anular de paletas disposto nela, e as paletas dentro de cada arranjo anular de paletas com uma espessura da borda de avanço que diminui progressivamente entre pares adjacentes de arranjos anulares.

Em uma modalidade adicional, a turbina incorpora três ou mais porções anulares, cada porção anular com um respectivo arranjo anular de paletas disposto nela, e as paletas dentro de um arranjo intermediário com uma espessura da borda de avanço que é maior ou menor que a espessura da borda de avanço das paletas nos arranjos de paletas em qualquer lado do arranjo intermediário.

É preferível que paletas com uma maior espessura da borda de avanço sejam providas na(s) porção(s) anular(s) mais próxima(s) de uma posição fechada da luva onde o trajeto de fluxo de gás através da entrada é mais estreito.

Paletas com a maior espessura da borda de avanço são preferivelmente providas na porção anular mais próxima da posição fechada da luva onde o trajeto de fluxo de gás através da entrada é mais estreito ou substancialmente fechado.

É preferível no primeiro e/ou segundo aspectos da presente invenção que pelo menos uma paleta em uma das ditas porções anulares tenha um maior diâmetro externo máximo do que pelo menos uma paleta em uma outra das porções anulares.

As paletas podem ser providas em arranjos anulares dentro de 5 cada porção anular.

Preferivelmente, um arranjo de paletas em uma primeira porção anular incorpora uma pluralidade de paletas de um primeiro diâmetro externo máximo e um outro arranjo de paletas em uma segunda porção anular, que é axialmente deslocada da primeira porção anular, incorpora uma pluralidade de paletas de um segundo diâmetro externo máximo maior.

Uma modalidade preferida provê que a turbina incorpora três ou mais porções anulares, cada porção anular com um respectivo arranjo anular de paletas disposto nela, e as paletas dentro de cada arranjo anular de paletas com um diâmetro externo máximo que diminui progressivamente entre pares adjacentes de arranjos anulares.

Uma outra modalidade preferida provê que a turbina incorpora três ou mais porções anulares, cada porção anular com um respectivo arranjo anular de paletas disposto nela, e as paletas dentro de um arranjo intermediário com um diâmetro externo máximo que é maior ou menor que o diâmetro externo máximo das paletas nos arranjos de paletas em qualquer lado do arranjo intermediário.

As paletas com um maior diâmetro externo máximo podem ser providas na(s) porção(s) anular(s) mais próxima(s) de uma posição fechada da luva onde o trajeto de fluxo de gás através da entrada é mais estreito.

Preferivelmente, paletas com o maior diâmetro externo máximo são providas na porção anular mais próxima da posição fechada da luva onde o trajeto de fluxo de gás através da entrada é mais estreito ou substancialmente fechado.

Em algumas modalidades da presente invenção, é preferível que pelo menos uma paleta em uma das ditas porções anulares tenha um maior diâmetro interno máximo e defina uma maior folga radial entre a dita paleta e a roda de turbina do que pelo menos uma paleta em uma outra das porções anulares.

As ditas paletas podem ser providas em arranjos anulares dentro de cada porção anular.

Preferivelmente, um arranjo de paletas em uma 5 primeira porção anular incorpora uma pluralidade de paletas de um primeiro diâmetro interno máximo que define uma primeira folga radial entre as ditas paletas e a roda de turbina e um outro arranjo de paletas em uma segunda porção anular, que é axialmente deslocada da primeira porção anular, incorpora uma pluralidade de paletas de um segundo diâmetro interno máximo maior que define uma segunda folga radial maior entre as ditas paletas e a roda de turbina.

Em uma modalidade preferida, a turbina incorpora três ou mais porções anulares, cada porção anular com um respectivo arranjo anular de paletas disposto nela, e as paletas dentro de cada arranjo anular de paletas com um diâmetro interno máximo que define uma folga radial entre as ditas paletas e a roda de turbina que ambas diminuem progressivamente entre pares adjacentes de arranjos anulares.

Em uma modalidade alternativa preferida, a turbina incorpora três ou mais porções anulares, cada porção anular com um respectivo arranjo anular de paletas disposto nela, e as paletas dentro de um arranjo intermediário com um diâmetro interno máximo que define uma folga radial entre as ditas paletas e a roda de turbina, ambas as quais são maiores ou menores que o diâmetro interno máximo das paletas e uma folga radial entre as ditas paletas e a roda de turbina nos arranjos de paletas em qualquer lado do arranjo intermediário.

Paletas com um diâmetro interno máximo maior e que definem uma folga radial maior entre as ditas paletas e a roda de turbina são preferivelmente providas na(s) porção(s) anular(s) mais próxima(s) de uma posição fechada da luva onde o trajeto de fluxo de gás através da entrada é mais estreito.

É preferível que as ditas paletas com um diâmetro interno máximo maior e que definem uma folga radial maior entre as ditas paletas e a turbina também definam um maior ângulo de turbilhonamento.

Paletas com o maior diâmetro interno máximo e que definem a maior folga radial entre as 5 ditas paletas e a roda de turbina são preferivelmente providas na porção anular mais próxima da posição fechada da luva onde o trajeto de fluxo de gás através da entrada é mais estreito ou substancialmente fechado.

É particularmente preferível que paletas com o maior diâmetro interno máximo e que definem a maior folga radial maior entre as ditas paletas e a turbina também definam o maior ângulo de turbilhonamento.

Em algumas modalidades da presente invenção é preferível que o número de paletas de entrada que estendem-se até uma das porções de entrada difira do número de paletas de entrada que estendem-se até uma outra das porções de entrada.

As ditas porções de entrada podem ser adjacentes uma à outra.

Uma turbina de geometria variável pode compreender: uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo geométrico da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular envolvendo a roda de turbina e definida entre primeira e segunda paredes laterais de entrada; uma luva cilíndrica axialmente móvel através da entrada anular para variar o tamanho do trajeto de fluxo de gás através da entrada; a entrada anular dividida em porções anulares axialmente adjacentes por pelo menos um defletor anular que é axialmente espaçado da primeira e segunda paredes laterais de entrada; paletas de entrada que estendem-se axialmente através de pelo menos duas das ditas porções anulares definidas por todo ou qualquer defletor, de maneira a dividir a dita entrada anular em pelo menos duas passagens de entrada axialmente deslocadas;

a luva sendo móvel em direção à segunda parede lateral de entrada de maneira a estreitar o trajeto de fluxo de gás através da entrada; em que o trajeto de fluxo de gás através da passagem de entrada que fica mais próxima da segunda parede lateral de entrada tem uma 5 área seccional transversal perpendicular à direção de fluxo de gás ao longo do dito trajeto que é menor que a área seccional transversal correspondente do trajeto de fluxo de gás através da passagem de entrada que fica ainda mais afastada da segunda parede lateral de entrada.

As paletas são orientadas para defletir gás que escoa através da entrada anular na direção de rotação da roda de turbina.

Gás é defletido ao longo das passagens de entrada definidas entre paletas vizinhas e defletores ou paredes laterais adjacentes.

A “área de estrangulamento” da entrada anular, que pode ser considerada a máxima “capacidade de absorvimento” de gás da turbina, é a área seccional transversal total perpendicular à direção de fluxo de gás de todas as passagens de entrada definidas através da entrada anular.

Um dos parâmetros que contribui para a definição da área de estrangulamento é a mínima separação circunferencial entre paletas circunferencialmente adjacentes dentro de cada porção anular.

É assim preferível que a soma das distâncias circunferenciais mínimas entre paletas adjacentes dentro da passagem de entrada mais próxima da segunda parede lateral de entrada seja menor que a soma das distâncias circunferenciais mínimas entre paletas adjacentes dentro da passagem de entrada ainda mais afastada da segunda parede lateral de entrada.

Usando defletores para dividir a entrada anular em duas ou mais porções anulares, a área de estrangulamento de cada porção anular pode ser independentemente definida pelo arranjo de paletas dentro de cada porção anular e a largura axial de cada porção anular.

Desta maneira, a área de estrangulamento da entrada anular pode ser variada entre a primeira e segunda paredes laterais de entrada.

Preferivelmente, o trajeto de fluxo de gás através da entrada anular é mais restrito mais próximo da segunda parede lateral de entrada, onde o trajeto de fluxo de gás através da entrada é mais estreito ou substancialmente fechado, do que mais próximo da primeira parede lateral de entrada.

A variação no grau de restrição pode ser progressiva através da 5 largura axial da entrada anular ou pode variar descontinuamente, com porções anulares intermediárias sendo menos restritas do que porções anulares vizinhas, desde que o trajeto de fluxo de gás através de uma passagem de entrada mais próxima da segunda parede lateral de entrada seja mais restrito que o trajeto de fluxo de gás através de uma passagem de entrada que fica ainda mais afastada da segunda parede lateral de entrada.

O controle do grau de restrição para o trajeto de fluxo de gás através da entrada anular pelo arranjo de paletas pode ser conseguido de inúmeras maneiras.

Por exemplo, uma ou mais, ou todas, paletas dentro de uma porção anular podem ter uma borda de avanço mais espessa, uma maior espessura circunferencial, ou ambas, comparadas com paletas em outras porções anulares.

Em uma modalidade preferida, paletas com uma borda de avanço mais espessa são providas na(s) porção(s) anular(s) mais próxima(s) da segunda parede lateral de entrada, isto é, a posição fechada da luva onde o trajeto de fluxo de gás através da entrada é o mais estreito, uma vez que isto é, onde é de se esperar uma maior variação no ângulo de incidência de gás.

A título de um exemplo adicional, um maior número de paletas pode ser provido em uma porção anular do que em uma outra.

Por exemplo, um arranjo anular de quinze paletas pode ser incluído no mesmo conjunto do bocal de um arranjo anular de somente oito paletas.

Outros arranjos podem ter um número diferente de paletas, maior que quinze ou menor que oito, ou algum valor intermediário, por exemplo, doze.

Em um outro exemplo, o ângulo de turbilhonamento das paletas em uma porção anular pode ser maior que em uma outra porção anular.

Além disso, a extensão radial, diâmetro máximo externo e/ou interno das paletas em uma porção anular pode ser diferente de em uma outra porção anular para prover um grau de restrição diferente nas duas porções anulares.

Percebe-se que qualquer uma ou mais das modificações apresentadas na estrutura, arranjo ou orientação de paleta podem ser empregadas para conseguir a variação desejada na área de 5 estrangulamento através da largura axial da entrada anular.

As paletas são preferivelmente providas em arranjos anulares dentro de cada porção anular.

Um arranjo de paletas em uma primeira porção anular pode definir uma pluralidade de primeiras passagens de entrada com uma primeira área seccional transversal total perpendicular à direção de fluxo de gás e um outro arranjo de paletas em uma segunda porção anular, que é axialmente deslocada da primeira porção anular, pode definir uma pluralidade de segundas passagens de entrada com uma segunda área seccional transversal total maior perpendicular à direção de fluxo de gás.

As primeiras passagens de entrada são preferivelmente providas mais próximas da segunda parede lateral de entrada do que as segundas passagens de entrada.

Em uma modalidade, a turbina incorpora três ou mais porções anulares, cada porção anular com um respectivo arranjo anular de paletas disposto nela, e as paletas dentro de cada arranjo anular de paletas definem uma pluralidade de passagens de entrada com uma área seccional transversal total perpendicular à direção de fluxo de gás que diminui progressivamente entre pares adjacentes de arranjos anulares.

Em uma modalidade alternativa na qual a turbina incorpora três ou mais porções anulares, cada porção anular com um respectivo arranjo anular de paletas disposto nela, as paletas dentro de um arranjo intermediário definem uma pluralidade de passagens de entrada com uma área seccional transversal total perpendicular à direção de fluxo de gás que é maior ou menor que a área seccional transversal total perpendicular à direção de fluxo de gás de passagens de entrada definidas pelos arranjos de paletas em qualquer lado do arranjo intermediário.

Em uma modalidade preferida, as passagens de entrada na turbina com a menor área seccional transversal total perpendicular à direção de fluxo de gás são providas na porção anular mais próxima da segunda parede lateral de entrada onde o trajeto de fluxo de gás através da entrada é mais estreito ou substancialmente fechado. 5 Em uma modalidade preferida, pode ser provido pelo menos um arranjo anular de paletas consistindo em um número relativamente pequeno de paletas configuradas para definir um ângulo de turbilhonamento relativamente grande, mas que são relativamente “espessas” e estendem-se até um raio interno relativamente pequeno, comparado com outros arranjos de paletas dentro da mesma entrada anular de maneira a prover uma folga radial relativamente pequena em torno dessa região da roda de turbina.

Com um arranjo como este, é mais fácil para um atuador alcançar um alto controle de resolução da área seccional transversal de fluxo em virtude de ela variar menos para um dado movimento da luva.

O maior turbilhonamento pode ser adequado para um arranjo de paleta posicionado para corresponder a larguras de entrada relativamente pequenas, que poderia proporcionar uma melhoria na eficiência.

É adicionalmente provida uma turbina de geometria variável compreendendo uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo geométrico da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular envolvendo a roda de turbina e definida entre primeira e segunda paredes laterais de entrada; e uma luva cilíndrica axialmente móvel através da entrada anular para variar o tamanho do trajeto de fluxo de gás através da entrada; em que a entrada anular é dividida em uma primeira porção de entrada anular e uma segunda porção de entrada anular axialmente deslocada da primeira porção de entrada, paletas de entrada estendendo-se axialmente até cada qual da primeira e segunda porções de entrada, as paletas de entrada definindo passagens de entrada axialmente adjacentes; em que a configuração de paletas de entrada que estendem-se até a primeira porção de entrada difere da configuração de paletas de entrada que estendem-se até a segunda porção de entrada.

As paletas de entrada podem ter qualquer configuração adequada, e podem, por exemplo, ter uma configuração de aerofólio geral 5 similar à de paletas de entrada conhecidas, ou elas podem ter qualquer configuração alternativa selecionada para definir um arranjo e configuração particular de passagens de entrada.

Uma vez que as paletas e defletores de entrada juntos definem a configuração e orientação das passagens de entrada, uma ampla variedade de diferentes configurações de passagem de entrada pode ser conseguida pelo desenho apropriado das paletas de bocal individuais em combinação com os defletores de entrada.

Além disso, os desenhos podem ser de maneira tal que possa haver passagens de entrada configuradas diferentemente em uma porção anular, comparada com uma outra porção anular dentro de uma entrada anular, ou pode haver passagens de entrada configuradas diferentemente dentro de uma única porção anular, ou ambas.

Por exemplo, as paletas que estendem-se através de uma primeira porção anular da entrada podem definir um ângulo de turbilhonamento diferente com as paletas que estendem-se através de uma segunda porção anular da entrada.

Para certas aplicações de motor (tal como para recirculação de gás de exaustão, “EGR”), pode ser desejável reduzir a eficiência da turbina em um ou mais dos arranjos de trajetos de passagem de entrada.

Por exemplo, pode ser desejável reduzir a eficiência em larguras de entrada relativamente grandes em algumas aplicações.

Tal eficiência reduzida poderia, por exemplo, ser conseguida reduzindo a extensão radial das paletas (como anteriormente discutido), aumentando a largura circunferencial das paletas, ou de outra forma configurando as paletas para reduzir a área de entrada efetiva, isto é, a área de estrangulamento da entrada anular.

Em algumas modalidades, “paletas divisoras” relativamente pequenas podem ser localizadas entre pares adjacentes de paletas "principais".

Este arranjo pode ter o efeito de aumentar o número total de paletas, comparado com outras modalidades, mas as paletas podem ser providas com uma extensão radial reduzida, de forma que exista uma maior folga radial entre as paletas e a roda de turbina.

As paletas divisoras podem ser vantajosas 5 em algumas modalidades para reduzir vibração induzida nas pás da turbina.

Em algumas modalidades, as paletas podem ter uma configuração "recortada" na região da borda de fuga, em vez de uma configuração completa tipo aerofólio que pode-se esperar prover reduzida eficiência, mas que pode ser adequada em algumas aplicações.

Além do mais, obstruções podem ser localizadas entre paletas adjacentes, o que poderia reduzir ainda mais a eficiência.

As bordas de fuga de pelo menos algumas das paletas que estendem-se através de uma primeira porção anular da entrada podem ficar em um raio diferente com as bordas de fuga de pelo menos algumas das paletas que estendem-se através de uma segunda porção anular da entrada.

Em algumas modalidades, as bordas de fuga de todas as paletas que estendem-se através de uma primeira porção anular da entrada ficam em um raio diferente daquele das bordas de fuga de todas as paletas que estendem-se através de uma segunda porção anular da entrada.

Em algumas modalidades, as bordas de fuga das paletas de uma porção anular da entrada ficam em um raio mínimo que é diferente daquele das paletas que estendem-se através de qualquer outra porção anular da entrada.

As bordas de fuga de pelo menos a maioria das paletas que estendem-se através de uma porção anular da entrada podem ficar em um raio maior que o raio interno de um defletor definindo a porção anular.

Em algumas modalidades, todas as paletas que estendem-se através de uma porção anular podem ter uma borda de fuga disposta em um raio maior que o raio interno de um defletor definindo a porção anular.

Em algumas modalidades, cada defletor anular pode ter um raio interno menor que o raio da borda de avanço de qualquer paleta na entrada anular.

Uma turbina de geometria variável pode compreender: uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo geométrico da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo 5 uma entrada anular envolvendo a roda de turbina e definida entre primeira e segunda paredes laterais de entrada; uma luva cilíndrica axialmente móvel através da entrada anular para variar o tamanho do trajeto de fluxo de gás através da entrada; a entrada anular dividida em porções anulares axialmente adjacentes por pelo menos um defletor anular que é axialmente espaçado da primeira e segunda paredes laterais de entrada; paletas de entrada que estendem-se axialmente através de pelo menos duas das ditas porções anulares definidas por todo ou qualquer defletor, de maneira a dividir a dita entrada anular em pelo menos duas passagens de entrada axialmente deslocadas; em que pelo menos uma paleta em uma das ditas porções anulares tem uma maior espessura circunferencial máxima do que pelo menos uma paleta em uma outra das porções anulares.

As paletas são orientadas para defletir gás que escoa através da entrada anular na direção de rotação da roda de turbina.

Uma paleta de maior espessura pode ser adequada na acomodação de maior variação no ângulo de incidência de gás sem causar separação de fluxo e fluxo turbulento (perda de eficiência). Percebe-se que paletas mais espessas reduzem a “área de estrangulamento” da entrada anular, isto é, a máxima capacidade de absorvimento da turbina.

Em decorrência disto, a máxima espessura de uma paleta ou paletas em cada porção anular da entrada ou “seção do bocal” pode ser otimizada para adequar sua localização axial dentro da entrada anular e uma aplicação particular.

A título de exemplo, em uma modalidade preferida, paletas mais espessas são providas na(s) porção(s) anular(s) mais próxima(s)

da posição fechada da luva, isto é, onde o trajeto de fluxo de gás através da entrada é o mais estreito, uma vez que isto é, onde é de se esperar uma maior variação no ângulo de incidência de gás.

Em uma modalidade preferida, pode ser provido pelo menos 5 um arranjo anular de paletas consistindo em um número relativamente pequeno de paletas configuradas para definir um ângulo de turbilhonamento relativamente grande, mas que são relativamente “espessas” e estendem-se até um raio interno relativamente pequeno, comparado com outros arranjos de paletas dentro da mesma entrada anular de maneira a prover uma folga radial relativamente pequena em torno dessa região da roda de turbina.

Com um arranjo como este, é mais fácil para um atuador alcançar um alto controle de resolução da área seccional transversal de fluxo em virtude de ela variar menos para um dado movimento da luva.

O maior turbilhonamento pode ser adequado para um arranjo de paleta posicionado para corresponder a larguras de entrada relativamente pequenas, que poderia proporcionar uma melhoria na eficiência.

É adicionalmente provida uma turbina de geometria variável compreendendo uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo geométrico da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular envolvendo a roda de turbina e definida entre primeira e segunda paredes laterais de entrada; e uma luva cilíndrica axialmente móvel através da entrada anular para variar o tamanho do trajeto de fluxo de gás através da entrada; em que a entrada anular é dividida em uma primeira porção de entrada anular e uma segunda porção de entrada anular axialmente deslocada da primeira porção de entrada, paletas de entrada estendendo-se axialmente até cada qual da primeira e segunda porções de entrada, as paletas de entrada definindo passagens de entrada axialmente adjacentes; em que a configuração de paletas de entrada que estendem-se até a primeira porção de entrada difere da configuração de paletas de entrada que estendem-se até a segunda porção de entrada.

As paletas de entrada podem ter qualquer configuração adequada, e podem, por exemplo, ter uma configuração de aerofólio geral similar à de paletas de entrada conhecidas, ou elas podem ter qualquer 5 configuração alternativa selecionada para definir um arranjo e configuração particular de passagens de entrada.

Uma vez que as paletas e defletores de entrada juntos definem a configuração e orientação das passagens de entrada, uma ampla variedade de diferentes configurações de passagem de entrada pode ser conseguida pelo desenho apropriado das paletas de bocal individuais em combinação com os defletores de entrada.

Além disso, os desenhos podem ser de maneira tal que possa haver passagens de entrada configuradas diferentemente em uma porção anular, comparada com uma outra porção anular dentro de uma entrada anular, ou pode haver passagens de entrada configuradas diferentemente dentro de uma única porção anular, ou ambas.

Por exemplo, as paletas que estendem-se através de uma primeira porção anular da entrada podem definir um ângulo de turbilhonamento diferente com as paletas que estendem-se através de uma segunda porção anular da entrada.

As paletas de entrada podem ser providas em arranjos anulares dentro de cada porção anular.

As paletas em dois ou mais arranjos anulares podem ter diferentes espessuras circunferenciais máximas.

Ou seja, um arranjo de paletas em uma primeira porção anular pode incorporar uma pluralidade de paletas de uma primeira espessura circunferencial máxima e um outro arranjo de paletas em uma segunda porção anular, que é axialmente deslocada da primeira porção anular, pode incorporar uma pluralidade de paletas de uma segunda espessura circunferencial máxima diferente, a primeira espessura circunferencial máxima sendo maior que a segunda, ou vice-versa, da maneira apropriada.

Em modalidades incorporando três ou mais porções anulares e, portanto, três ou mais arranjos anulares de paletas, a variação na espessura circunferencial máxima das paletas pode diminuir progressivamente entre pares adjacentes de arranjos anulares, ou um arranjo intermediário pode possuir paletas com uma espessura circunferencial máxima que é maior ou menor que dos arranjos de paletas em qualquer lado.

As paletas dentro de cada arranjo anular podem ter a mesma 5 extensão radial de maneira tal que os arranjos de paletas fiquem essencialmente contínuos em toda a largura da entrada anular.

Alternativamente, as paletas em dois ou mais arranjos anulares podem ter diferentes extensões radiais.

Por exemplo, as bordas de avanço de todas as paletas através dos diferentes arranjos podem ficar no mesmo raio externo, enquanto os raios das bordas de fuga dos diferentes arranjos de paletas podem diferir.

Em uma modalidade incluindo três ou mais arranjos anulares axialmente espaçados de paletas, a posição radial da borda de fuga de cada arranjo anular de paletas pode diminuir de um primeiro arranjo anular para um segundo arranjo anular adjacente e então diminuir ainda mais do segundo arranjo anular para um terceiro arranjo anular adjacente de paletas.

O número de paletas em cada arranjo anular pode diferir.

Por exemplo, um arranjo anular de quinze paletas pode ser incluído no mesmo conjunto do bocal de um arranjo anular de somente oito paletas.

Outros arranjos podem ter um número diferente de paletas, maior que quinze ou menor que oito, ou algum valor intermediário, por exemplo, doze.

Além do mais, paletas com diferentes extensões radiais e diferentes ângulos de turbilhonamento podem ser usadas, por exemplo, algumas paletas varrem para a frente uma maior extensão do que outras, e como tal definindo um maior ângulo de turbilhonamento.

Para certas aplicações de motor (tal como para recirculação de gás de exaustão, “EGR”), pode ser desejável reduzir a eficiência da turbina em um ou mais dos arranjos de trajetos de passagem de entrada.

Por exemplo, pode ser desejável reduzir a eficiência em larguras de entrada relativamente grandes em algumas aplicações.

Tal eficiência reduzida poderia, por exemplo,

ser conseguida reduzindo a extensão radial das paletas (como anteriormente discutido), aumentando a largura circunferencial das paletas, ou de outra forma configurando as paletas para reduzir a área de entrada efetiva.

Em algumas modalidades, “paletas divisoras” relativamente 5 pequenas podem ser localizadas entre pares adjacentes de paletas "principais". Este arranjo pode ter o efeito de aumentar o número total de paletas, comparado com outras modalidades, mas as paletas podem ser providas com uma extensão radial reduzida, de forma que exista uma maior folga radial entre as paletas e a roda de turbina.

As paletas divisoras podem ser vantajosas em algumas modalidades para reduzir vibração induzida nas pás da turbina.

Em algumas modalidades, as paletas podem ter uma configuração "recortada" na região da borda de fuga, em vez de uma configuração completa tipo aerofólio que pode-se esperar prover reduzida eficiência, mas que pode ser adequada em algumas aplicações.

Além do mais, obstruções podem ser localizadas entre paletas adjacentes, o que poderia reduzir ainda mais a eficiência.

As bordas de fuga de pelo menos algumas das paletas que estendem-se através de uma primeira porção anular da entrada podem ficar em um raio diferente com as bordas de fuga de pelo menos algumas das paletas que estendem-se através de uma segunda porção anular da entrada.

Em algumas modalidades, as bordas de fuga de todas as paletas que estendem-se através de uma primeira porção anular da entrada ficam em um raio diferente daquele das bordas de fuga de todas as paletas que estendem-se através de uma segunda porção anular da entrada.

Em algumas modalidades, as bordas de fuga das paletas de uma porção anular da entrada ficam em um raio mínimo que é diferente daquele das paletas que estendem-se através de qualquer outra porção anular da entrada.

As bordas de fuga de pelo menos a maioria das paletas que estendem-se através de uma porção anular da entrada podem ficar em um raio maior que o raio interno de um defletor definindo a porção anular.

Em algumas modalidades, todas as paletas que estendem-se através de uma porção anular podem ter uma borda de fuga disposta em um raio maior que o raio interno de um defletor definindo a porção anular.

Em algumas 5 modalidades, cada defletor anular pode ter um raio interno menor que o raio da borda de avanço de qualquer paleta na entrada anular.

Uma turbina de geometria variável pode compreender: uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo geométrico da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular envolvendo a roda de turbina e definida entre primeira e segunda paredes laterais de entrada; uma luva cilíndrica axialmente móvel através da entrada anular para variar o tamanho do trajeto de fluxo de gás através da entrada; a entrada anular dividida em porções anulares axialmente adjacentes por pelo menos um defletor anular que é axialmente espaçado da primeira e segunda paredes laterais de entrada; paletas de entrada que estendem-se axialmente através de pelo menos duas das ditas porções anulares definidas por todo ou qualquer defletor, de maneira a dividir a dita entrada anular em pelo menos duas passagens de entrada axialmente deslocadas; em que pelo menos uma paleta em uma das ditas porções anulares tem uma maior espessura da borda de avanço do que pelo menos uma paleta em uma outra das porções anulares.

As paletas são orientadas para defletir gás que escoa através da entrada anular na direção de rotação da roda de turbina.

Como é bem conhecido dos versados na técnica, uma paleta tem uma borda de avanço e uma borda de fuga.

A borda de avanço é a porção da paleta que é orientada para ficar voltada para o gás incidente que escoa através da entrada e portanto é a porção da paleta na qual o gás que chega colide primeiro.

A borda de fuga é a porção da paleta com a qual gás que escoa através da entrada faz contato por último antes de escoar para a roda de turbina.

Uma paleta com uma borda de avanço mais espessa pode ser adequada na acomodação de maior variação no ângulo de incidência de gás sem causar separação de fluxo e fluxo 5 turbulento (perda de eficiência). Percebe-se que paletas com uma borda de avanço mais espessa podem reduzir a “área de estrangulamento” da entrada anular, isto é, a máxima capacidade de absorvimento da turbina.

Em decorrência disto, a espessura da borda de avanço de uma paleta ou paletas em cada porção anular da entrada ou “seção do bocal” pode ser otimizada para adequar sua localização axial dentro da entrada anular e uma aplicação particular.

A título de exemplo, em uma modalidade preferida, paletas com borda de avanço mais espessas são providas na(s) porção(s) anular(s) mais próxima(s) da posição fechada da luva, isto é, onde o trajeto de fluxo de gás através da entrada é o mais estreito, uma vez que isto é, onde é de se esperar uma maior variação no ângulo de incidência de gás.

O uso de paletas com espessura da borda de avanço variada pode ser combinado com paletas de espessura circunferencial máxima variada.

Por exemplo, paletas com bordas de avanço mais espessas podem também ter maiores espessuras circunferenciais máximas comparadas com as outras paletas presentes na mesma entrada anular.

Alternativamente, pelo desenho apropriado, paletas com borda de avanço mais espessas podem ter menores espessuras circunferenciais máximas comparadas com as outras paletas presentes na mesma entrada anular.

A espessura da borda de avanço das paletas providas dentro de uma entrada anular pode variar de uma maneira geral similar à espessura circunferencial máxima das paletas, isto é, ambas podem aumentar progressivamente da primeira parede lateral de entrada para a segunda parede lateral de entrada, ou a espessura da borda de avanço das paletas pode variar independentemente da variação na espessura circunferencial máxima das paletas através da entrada anular, ou a espessura circunferencial máxima de todas as paletas providas dentro da entrada anular pode ser a mesma, a despeito das paletas com diferentes espessuras das bordas de avanço. 5 Em uma modalidade preferida, pode ser provido pelo menos um arranjo anular de paletas consistindo em um número relativamente pequeno de paletas configuradas para definir um ângulo de turbilhonamento relativamente alto, mas que têm bordas de avanço relativamente “espessas” e estendem-se até um raio interno relativamente pequeno, comparado com outros arranjos de paletas dentro da mesma entrada anular de maneira a prover uma folga radial relativamente pequena em torno dessa região da roda de turbina.

Com um arranjo como este, é mais fácil para um atuador alcançar um alto controle de resolução da área seccional transversal de fluxo em virtude de ela variar menos para um dado movimento da luva.

O maior turbilhonamento pode ser adequado para um arranjo de paleta posicionado para corresponder a larguras de entrada relativamente pequenas, que poderia proporcionar uma melhoria na eficiência.

É adicionalmente provida uma turbina de geometria variável compreendendo uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo geométrico da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular envolvendo a roda de turbina e definida entre primeira e segunda paredes laterais de entrada; e uma luva cilíndrica axialmente móvel através da entrada anular para variar o tamanho do trajeto de fluxo de gás através da entrada; em que a entrada anular é dividida em uma primeira porção de entrada anular e uma segunda porção de entrada anular axialmente deslocada da primeira porção de entrada, paletas de entrada estendendo-se axialmente até cada qual da primeira e segunda porções de entrada, as paletas de entrada definindo passagens de entrada axialmente adjacentes; em que a configuração de paletas de entrada que estendem-se até a primeira porção de entrada difere da configuração de paletas de entrada que estendem-se até a segunda porção de entrada.

As paletas de entrada podem ter qualquer configuração adequada, e podem, por exemplo, ter uma configuração de aerofólio geral 5 similar à de paletas de entrada conhecidas, ou elas podem ter qualquer configuração alternativa selecionada para definir um arranjo e configuração particular de passagens de entrada.

Uma vez que as paletas e defletores de entrada juntos definem a configuração e orientação das passagens de entrada, uma ampla variedade de diferentes configurações de passagem de entrada pode ser conseguida pelo desenho apropriado das paletas de bocal individuais em combinação com os defletores de entrada.

Além disso, os desenhos podem ser de maneira tal que possa haver passagens de entrada configuradas diferentemente em uma porção anular, comparada com uma outra porção anular dentro de uma entrada anular, ou pode haver passagens de entrada configuradas diferentemente dentro de uma única porção anular, ou ambas.

Por exemplo, as paletas que estendem-se através de uma primeira porção anular da entrada podem definir um ângulo de turbilhonamento diferente com as paletas que estendem-se através de uma segunda porção anular da entrada.

As paletas de entrada podem ser providas em arranjos anulares dentro de cada porção anular.

As paletas em dois ou mais arranjos anulares podem ter diferentes espessuras da borda de avanço.

Ou seja, um arranjo de paletas em uma primeira porção anular pode incorporar uma pluralidade de paletas de uma primeira espessura da borda de avanço e um outro arranjo de paletas em uma segunda porção anular, que é axialmente deslocada da primeira porção anular, pode incorporar uma pluralidade de paletas de uma segunda espessura da borda de avanço diferente, a primeira espessura da borda de avanço sendo maior que a segunda, ou vice-versa, da maneira apropriada.

Em modalidades incorporando três ou mais porções anulares e, portanto, três ou mais arranjos anulares de paletas, a variação na espessura da borda de avanço das paletas pode diminuir progressivamente entre pares adjacentes de arranjos anulares, ou um arranjo intermediário pode possuir paletas com uma espessura da borda de avanço que é maior ou menor que dos arranjos de paletas em qualquer lado. 5 As paletas dentro de cada arranjo anular podem ter a mesma extensão radial de maneira tal que os arranjos de paletas fiquem essencialmente contínuos em toda a largura da entrada anular.

Alternativamente, as paletas em dois ou mais arranjos anulares podem ter diferentes extensões radiais.

Por exemplo, as bordas de avanço de todas as paletas através dos diferentes arranjos podem ficar no mesmo raio externo, enquanto os raios das bordas de fuga dos diferentes arranjos de paletas podem diferir.

Em uma modalidade incluindo três ou mais arranjos anulares axialmente espaçados de paletas, a posição radial da borda de fuga de cada arranjo anular de paletas pode diminuir de um primeiro arranjo anular para um segundo arranjo anular adjacente e então diminuir ainda mais do segundo arranjo anular para um terceiro arranjo anular adjacente de paletas.

O número de paletas em cada arranjo anular pode diferir.

Por exemplo, um arranjo anular de quinze paletas pode ser incluído no mesmo conjunto do bocal de um arranjo anular de somente oito paletas.

Outros arranjos podem ter um número diferente de paletas, maior que quinze ou menor que oito, ou algum valor intermediário, por exemplo, doze.

Além do mais, paletas com diferentes extensões radiais e diferentes ângulos de turbilhonamento podem ser usadas, por exemplo, algumas paletas varrem para a frente uma maior extensão do que outras, e como tal definindo um maior ângulo de turbilhonamento.

Para certas aplicações de motor (tal como para recirculação de gás de exaustão, “EGR”), pode ser desejável reduzir a eficiência da turbina em um ou mais dos arranjos de trajetos de passagem de entrada.

Por exemplo, pode ser desejável reduzir a eficiência em larguras de entrada relativamente grandes em algumas aplicações.

Tal eficiência reduzida poderia, por exemplo, ser conseguida reduzindo a extensão radial das paletas (como anteriormente discutido), aumentando a largura circunferencial e/ou espessura da borda de avanço das paletas, ou de outra forma configurando as paletas para reduzir a 5 área de entrada efetiva.

Em algumas modalidades, “paletas divisoras” relativamente pequenas podem ser localizadas entre pares adjacentes de paletas "principais". Este arranjo pode ter o efeito de aumentar o número total de paletas, comparado com outras modalidades, mas as paletas podem ser providas com uma extensão radial reduzida, de forma que exista uma maior folga radial entre as paletas e a roda de turbina.

As paletas divisoras podem ser vantajosas em algumas modalidades para reduzir vibração induzida nas pás da turbina.

Em algumas modalidades, as paletas podem ter uma configuração "recortada" na região da borda de fuga, em vez de uma configuração completa tipo aerofólio que pode-se esperar prover reduzida eficiência, mas que pode ser adequada em algumas aplicações.

Além do mais, obstruções podem ser localizadas entre paletas adjacentes, o que poderia reduzir ainda mais a eficiência.

As bordas de fuga de pelo menos algumas das paletas que estendem-se através de uma primeira porção anular da entrada podem ficar em um raio diferente com as bordas de fuga de pelo menos algumas das paletas que estendem-se através de uma segunda porção anular da entrada.

Em algumas modalidades, as bordas de fuga de todas as paletas que estendem-se através de uma primeira porção anular da entrada ficam em um raio diferente daquele das bordas de fuga de todas as paletas que estendem-se através de uma segunda porção anular da entrada.

Em algumas modalidades, as bordas de fuga das paletas de uma porção anular da entrada ficam em um raio mínimo que é diferente daquele das paletas que estendem-se através de qualquer outra porção anular da entrada.

As bordas de fuga de pelo menos a maioria das paletas que estendem-se através de uma porção anular da entrada podem ficar em um raio maior que o raio interno de um defletor definindo a porção anular.

Em algumas modalidades, todas as paletas que estendem-se através de uma 5 porção anular podem ter uma borda de fuga disposta em um raio maior que o raio interno de um defletor definindo a porção anular.

Em algumas modalidades, cada defletor anular pode ter um raio interno menor que o raio da borda de avanço de qualquer paleta na entrada anular.

Uma turbina de geometria variável pode compreender: uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo geométrico da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular envolvendo a roda de turbina e definida entre primeira e segunda paredes laterais de entrada; uma luva cilíndrica axialmente móvel através da entrada anular para variar o tamanho do trajeto de fluxo de gás através da entrada; a entrada anular dividida em porções anulares axialmente adjacentes por pelo menos um defletor anular que é axialmente espaçado da primeira e segunda paredes laterais de entrada; paletas de entrada que estendem-se axialmente através de pelo menos duas das ditas porções anulares definidas por todo ou qualquer defletor, de maneira a dividir a dita entrada anular em pelo menos duas passagens de entrada axialmente deslocadas; em que pelo menos uma paleta em uma das ditas porções anulares tem um maior diâmetro externo máximo do que pelo menos uma paleta em uma outra das porções anulares.

As paletas são orientadas para defletir gás que escoa através da entrada anular na direção de rotação da roda de turbina.

As paletas de entrada podem ser providas em arranjos anulares dentro de cada porção anular.

As bordas de avanço de pelo menos algumas das paletas que estendem-se através de uma primeira porção anular da entrada podem ficar em um raio diferente com as bordas de avanço de pelo menos algumas das paletas que estendem-se através de uma segunda porção anular da entrada.

Em algumas modalidades, as bordas de avanço de todas as paletas 5 que estendem-se através de uma primeira porção anular da entrada ficam em um raio diferente daquele das bordas de avanço de todas as paletas que estendem-se através de uma segunda porção anular da entrada.

Em algumas modalidades, as bordas de avanço das paletas de uma porção anular da entrada ficam em um raio máximo que é diferente daquele das paletas que estendem-se através de qualquer outra porção anular da entrada.

As paletas em dois ou mais arranjos anulares podem ter diferentes diâmetros externos máximos.

Ou seja, um arranjo de paletas em uma primeira porção anular pode incorporar uma pluralidade de paletas de um primeiro diâmetro externo máximo e um outro arranjo de paletas em uma segunda porção anular, que é axialmente deslocada da primeira porção anular, pode incorporar uma pluralidade de paletas de um segundo diâmetro externo máximo diferente, o primeiro diâmetro externo máximo sendo maior que o segundo, ou vice-versa, da maneira apropriada.

Em modalidades incorporando três ou mais porções anulares e, portanto, três ou mais arranjos anulares de paletas, a variação no diâmetro externo máximo das paletas pode diminuir progressivamente entre pares adjacentes de arranjos anulares, ou um arranjo intermediário pode possuir paletas com um diâmetro externo máximo que é maior ou menor que dos arranjos de paletas em qualquer lado.

As paletas dentro de um ou mais arranjos anulares podem ter diferentes extensões radiais, comparadas com as de um ou mais arranjos anulares dentro da mesma entrada.

Por exemplo, enquanto pelo menos uma paleta em uma das ditas porções anulares tem um maior diâmetro externo máximo do que pelo menos uma paleta em uma outra das porções anulares, as ditas paletas podem ter substancialmente o mesmo diâmetro interno máximo de maneira tal que as bordas de fuga das paletas fiquem essencialmente contínuas em toda a largura da entrada anular.

Em uma modalidade incluindo três ou mais arranjos anulares axialmente espaçados de paletas, a posição radial da borda de fuga de cada arranjo anular de paletas pode diminuir de um 5 primeiro arranjo anular para um segundo arranjo anular adjacente e então diminuir ainda mais do segundo arranjo anular para um terceiro arranjo anular adjacente de paletas.

É adicionalmente provida uma turbina de geometria variável compreendendo uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo geométrico da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular envolvendo a roda de turbina e definida entre primeira e segunda paredes laterais de entrada; e uma luva cilíndrica axialmente móvel através da entrada anular para variar o tamanho do trajeto de fluxo de gás através da entrada; em que a entrada anular é dividida em uma primeira porção de entrada anular e uma segunda porção de entrada anular axialmente deslocada da primeira porção de entrada, paletas de entrada estendendo-se axialmente até cada qual da primeira e segunda porções de entrada, as paletas de entrada definindo passagens de entrada axialmente adjacentes; em que a configuração de paletas de entrada que estendem-se até a primeira porção de entrada difere da configuração de paletas de entrada que estendem-se até a segunda porção de entrada.

As paletas de entrada podem ter qualquer configuração adequada, e podem, por exemplo, ter uma configuração de aerofólio geral similar à de paletas de entrada conhecidas, ou elas podem ter qualquer configuração alternativa selecionada para definir um arranjo e configuração particular de passagens de entrada.

Uma vez que as paletas e defletores de entrada juntos definem a configuração e orientação das passagens de entrada, uma ampla variedade de diferentes configurações de passagem de entrada pode ser conseguida pelo desenho apropriado das paletas de bocal individuais em combinação com os defletores de entrada.

Além disso, os desenhos podem ser de maneira tal que possa haver passagens de entrada configuradas diferentemente em uma porção anular, comparada com uma outra porção anular dentro de uma entrada anular, ou pode haver passagens de entrada 5 configuradas diferentemente dentro de uma única porção anular, ou ambas.

Por exemplo, as paletas que estendem-se através de uma primeira porção anular da entrada podem definir um ângulo de turbilhonamento diferente com as paletas que estendem-se através de uma segunda porção anular da entrada.

O número de paletas em cada arranjo anular pode diferir.

Por exemplo, um arranjo anular de quinze paletas pode ser incluído no mesmo conjunto do bocal de um arranjo anular de somente oito paletas.

Outros arranjos podem ter um número diferente de paletas, maior que quinze ou menor que oito, ou algum valor intermediário, por exemplo, doze.

Além do mais, paletas com diferentes extensões radiais e diferentes ângulos de turbilhonamento podem ser usadas, por exemplo, algumas paletas varrem para a frente uma maior extensão do que outras, e como tal definindo um maior ângulo de turbilhonamento.

Para certas aplicações de motor (tal como para recirculação de gás de exaustão, “EGR”), pode ser desejável reduzir a eficiência da turbina em um ou mais dos arranjos de trajetos de passagem de entrada.

Por exemplo, pode ser desejável reduzir a eficiência em larguras de entrada relativamente grandes em algumas aplicações.

Tal eficiência reduzida poderia, por exemplo, ser conseguida reduzindo a extensão radial das paletas (como anteriormente discutido), aumentando a largura circunferencial das paletas, ou de outra forma configurando as paletas para reduzir a área de entrada efetiva.

Em algumas modalidades, “paletas divisoras” relativamente pequenas podem ser localizadas entre pares adjacentes de paletas "principais". Este arranjo pode ter o efeito de aumentar o número total de paletas, comparado com outras modalidades, mas as paletas podem ser providas com uma extensão radial reduzida, de forma que exista uma maior folga radial entre as paletas e a roda de turbina.

As paletas divisoras podem ser vantajosas em algumas modalidades para reduzir vibração induzida nas pás da turbina.

Em algumas modalidades, as paletas podem ter uma 5 configuração "recortada" na região da borda de fuga, em vez de uma configuração completa tipo aerofólio que pode-se esperar prover reduzida eficiência, mas que pode ser adequada em algumas aplicações.

Além do mais, obstruções podem ser localizadas entre paletas adjacentes, o que poderia reduzir ainda mais a eficiência.

As bordas de fuga de pelo menos algumas das paletas que estendem-se através de uma primeira porção anular da entrada podem ficar em um raio diferente com as bordas de fuga de pelo menos algumas das paletas que estendem-se através de uma segunda porção anular da entrada.

Em algumas modalidades, as bordas de fuga de todas as paletas que estendem-se através de uma primeira porção anular da entrada ficam em um raio diferente daquele das bordas de fuga de todas as paletas que estendem-se através de uma segunda porção anular da entrada.

Em algumas modalidades, as bordas de fuga das paletas de uma porção anular da entrada ficam em um raio mínimo que é diferente daquele das paletas que estendem-se através de qualquer outra porção anular da entrada.

As bordas de fuga de pelo menos a maioria das paletas que estendem-se através de uma porção anular da entrada podem ficar em um raio maior que o raio interno de um defletor definindo a porção anular.

Em algumas modalidades, todas as paletas que estendem-se através de uma porção anular podem ter uma borda de fuga disposta em um raio maior que o raio interno de um defletor definindo a porção anular.

Em algumas modalidades, cada defletor anular pode ter um raio interno menor que o raio da borda de avanço de qualquer paleta na entrada anular.

Uma turbina de geometria variável pode compreender:

uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo geométrico da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular envolvendo a roda de turbina e definida entre primeira e segunda paredes laterais de entrada; 5 uma luva cilíndrica axialmente móvel através da entrada anular para variar o tamanho do trajeto de fluxo de gás através da entrada; a entrada anular dividida em porções anulares axialmente adjacentes por pelo menos um defletor anular que é axialmente espaçado da primeira e segunda paredes laterais de entrada; paletas de entrada que estendem-se axialmente através de pelo menos duas das ditas porções anulares definidas por todo ou qualquer defletor, de maneira a dividir a dita entrada anular em pelo menos duas passagens de entrada axialmente deslocadas; em que pelo menos uma paleta em uma das ditas porções anulares tem um maior diâmetro interno máximo e define uma maior folga radial entre a dita paleta e a roda de turbina do que pelo menos uma paleta em uma outra das porções anulares.

As paletas são orientadas para defletir gás que escoa através da entrada anular na direção de rotação da roda de turbina.

Uma folga radial é definida entre cada paleta e a roda de turbina.

As paletas de entrada podem ser providas em arranjos anulares dentro de cada porção anular.

As bordas de fuga de pelo menos algumas das paletas que estendem-se através de uma primeira porção anular da entrada podem ficar em um raio diferente com as bordas de fuga de pelo menos algumas das paletas que estendem-se através de uma segunda porção anular da entrada.

Em algumas modalidades, as bordas de fuga de todas as paletas que estendem-se através de uma primeira porção anular da entrada ficam em um raio diferente daquele das bordas de fuga de todas as paletas que estendem-se através de uma segunda porção anular da entrada.

Em algumas modalidades, as bordas de fuga das paletas de uma porção anular da entrada ficam em um raio máximo que é diferente daquele das paletas que estendem- se através de qualquer outra porção anular da entrada.

As paletas em dois ou mais arranjos anulares podem ter 5 diferentes diâmetros internos máximos e definem folgas radiais correspondentemente diferentes entre aquelas paletas e a roda de turbina.

Ou seja, um arranjo de paletas em uma primeira porção anular pode incorporar uma pluralidade de paletas de um primeiro diâmetro interno máximo que define uma primeira folga radial entre as paletas e a roda de turbina e um outro arranjo de paletas em uma segunda porção anular, que é axialmente deslocada da primeira porção anular, pode incorporar uma pluralidade de paletas de um segundo diâmetro interno máximo diferente que define uma segunda folga radial correspondentemente diferente entre as paletas e a roda de turbina, o primeiro diâmetro interno máximo e folga radial sendo maior que o segundo, ou vice-versa, da maneira apropriada.

Em modalidades incorporando três ou mais porções anulares e, portanto, três ou mais arranjos anulares de paletas, a variação no diâmetro interno máximo das paletas e a folga radial correspondente entre as paletas e a roda de turbina pode diminuir progressivamente entre pares adjacentes de arranjos anulares, ou um arranjo intermediário pode possuir paletas com um diâmetro interno máximo e que define uma folga radial correspondente que é maior ou menor que dos arranjos de paletas em qualquer lado.

As paletas dentro de um ou mais arranjos anulares podem ter diferentes extensões radiais, comparadas com as de um ou mais arranjos anulares dentro da mesma entrada.

Por exemplo, enquanto pelo menos uma paleta em uma das ditas porções anulares tem um maior diâmetro interno máximo do que pelo menos uma paleta em uma outra das porções anulares e define uma maior folga radial entre si e a roda de turbina do que a paleta na outra porção anular, as ditas paletas podem ter substancialmente o mesmo diâmetro externo máximo de maneira tal que as bordas de avanço das paletas fiquem essencialmente contínuas em toda a largura da entrada anular.

Em uma modalidade incluindo três ou mais arranjos anulares axialmente espaçados de paletas, a posição radial da borda de fuga de cada arranjo anular 5 de paletas pode diminuir de um primeiro arranjo anular para um segundo arranjo anular adjacente e então diminuir ainda mais do segundo arranjo anular para um terceiro arranjo anular adjacente de paletas.

O(s) defletor(s), formações(s) de entrada e/ou luva deslizante pode(m) ser formado(s) de um material que é uma cerâmica, um metal ou um cermet (um compósito cerâmica/metal). O metal poderia ser qualquer aço, ou uma liga a base de níquel, tal como inconel.

Todo ou qualquer desses componentes pode ser provido com um revestimento, por exemplo, na interface deslizante do bocal e da luva poderia haver um revestimento de carbono tipo diamante, anodização, ou tribaloy ou um revestimento resistente ao desgaste substituto.

As superfícies aerodinâmicas podem ser providas com um revestimento para promover suavização ou resistir a corrosão.

Tais revestimentos poderiam incluir revestimentos não depositados tal como um revestimento de óxido eletrolítico de plasma ou revestimentos substitutos.

Um revestimento catalisador para retardar ou impedir o acúmulo de depósitos de fuligem indesejados poderia ser provido em qualquer superfície dentro do alojamento da turbina, por exemplo, qualquer superfície do(s) defletor(s), formação(s) de entrada e/ou luva, que entra em contato com gases de exaustão durante operação.

Em certas modalidades, é preferível que a luva axialmente móvel possa mover-se substancialmente por toda a largura axial da entrada anular de maneira a fechar substancialmente ou fechar completamente o trajeto de fluxo de gás através da entrada anular.

Em algumas modalidades, além da luva com um diâmetro interno que é maior que o diâmetro externo das passagens de entrada, uma segunda luva pode ser provida no diâmetro interno de um ou mais dos defletores anulares, ou adjacente a eles, em um ou mais diâmetros externos do(s) defletor(s) anular(s), ou adjacente a ele(s), ou em qualquer diâmetro intermediário. 5 Em algumas modalidades, a luva pode ser provida no diâmetro interno de um ou mais dos defletores anulares, ou adjacente a eles, em um ou mais diâmetros externos do(s) defletor(s) anular(s), ou adjacente a ele(s), ou em qualquer diâmetro intermediário, entretanto, é preferível que a luva tenha um diâmetro interno que é maior que o diâmetro externo das passagens de entrada.

Preferivelmente, a luva é móvel com relação ao(s) defletor(s). Assim, é preferível que o(s) defletor(s) seja/sejam substancialmente fixo(s) na posição durante operação da turbina de maneira tal que variação na largura axial da entrada anular da turbina seja conseguida pelo deslocamento axial da luva, em vez de qualquer movimento no(s) defletor(s). É preferível que a luva seja móvel com relação às formações de entrada, isto é, a(s) paleta(s) e/ou qualquer outro tipo de estrutura de guia de fluxo provido na entrada anular, tal como uma guia de fluxo tipo favo de mel.

Assim, as formações de entrada são de preferência substancialmente fixas na posição durante operação da turbina de maneira tal que variação na largura axial da entrada anular da turbina seja conseguida pelo deslocamento axial da luva, em vez de qualquer movimento nas formações de entrada.

Em algumas modalidades, pode haver um único defletor de maneira a dividir a entrada anular em duas porções de entrada axialmente deslocadas.

Alternativamente, pode haver dois defletores axialmente deslocados dispostos dentro da entrada anular de maneira a definir três porções de entrada axialmente deslocadas.

Como uma alternativa adicional, pode haver dois ou mais defletores axialmente deslocados dispostos dentro da entrada anular, como no segundo aspecto da presente invenção, de maneira a definir três ou mais porções de entrada axialmente deslocadas.

É adicionalmente provida uma turbina de geometria variável compreendendo uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo geométrico da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo 5 uma entrada anular envolvendo a roda de turbina e definida entre primeira e segunda paredes laterais de entrada; e uma luva cilíndrica axialmente móvel através da entrada anular para variar o tamanho do trajeto de fluxo de gás através da entrada; em que a entrada anular é dividida em uma primeira porção de entrada anular e uma segunda porção de entrada anular axialmente deslocada da primeira porção de entrada, paletas de entrada estendendo-se axialmente até cada qual da primeira e segunda porções de entrada, as paletas de entrada definindo passagens de entrada axialmente adjacentes; em que a configuração de paletas de entrada que estendem-se até a primeira porção de entrada difere da configuração de paletas de entrada que estendem-se até a segunda porção de entrada.

As paletas de entrada podem ter qualquer configuração adequada, e podem, por exemplo, ter uma configuração de aerofólio geral similar à de paletas de entrada conhecidas, ou elas podem ter qualquer configuração alternativa selecionada para definir um arranjo e configuração particular de passagens de entrada.

Uma vez que as paletas e defletores de entrada juntos definem a configuração e orientação das passagens de entrada, uma ampla variedade de diferentes configurações de passagem de entrada pode ser conseguida pelo desenho apropriado das paletas de bocal individuais em combinação com os defletores de entrada.

Além disso, os desenhos podem ser de maneira tal que possa haver passagens de entrada configuradas diferentemente em uma porção anular, comparada com uma outra porção anular dentro de uma entrada anular, ou pode haver passagens de entrada configuradas diferentemente dentro de uma única porção anular, ou ambas.

Por exemplo, as paletas que estendem-se através de uma primeira porção anular da entrada podem definir um ângulo de turbilhonamento diferente com as paletas que estendem-se através de uma segunda porção anular da entrada.

O número de paletas em cada arranjo anular pode diferir.

Por exemplo, um arranjo anular de quinze paletas pode ser incluído no mesmo 5 conjunto do bocal de um arranjo anular de somente oito paletas.

Outros arranjos podem ter um número diferente de paletas, maior que quinze ou menor que oito, ou algum valor intermediário, por exemplo, doze.

Além do mais, paletas com diferentes extensões radiais e diferentes ângulos de turbilhonamento podem ser usadas, por exemplo, algumas paletas varrem para a frente uma maior extensão do que outras, e como tal definindo um maior ângulo de turbilhonamento.

Em uma modalidade preferida o ângulo de turbilhonamento de uma paleta ou arranjo anular de paletas é maior que o ângulo de turbilhonamento de uma paleta ou arranjo anular de paletas que é axialmente deslocado.

É preferível que o relacionamento entre o ângulo de turbilhonamento de um arranjo de paletas, comparado com um arranjo axialmente deslocado de paletas, seja no geral similar à variação no diâmetro interno máximo da paleta e a folga entre as paletas e a roda de turbina na medida em que um aumento em um parâmetro é acompanhado por um aumento nos outros dois parâmetros.

A título de exemplo, onde um primeiro arranjo de paletas define um primeiro diâmetro interno máximo, uma primeira folga radial entre as paletas e a roda de turbina e um primeiro ângulo de turbilhonamento, um segundo arranjo de paletas axialmente deslocadas pode definir um segundo diâmetro interno máximo, uma segunda folga radial e um segundo ângulo de turbilhonamento nos quais os ditos primeiros parâmetros são maiores que todos os segundos parâmetros correspondentes.

Em uma modalidade preferida, os três parâmetros aumentam progressivamente de um lado da entrada para o lado oposto, mais preferivelmente do “lado aberto” da entrada, isto é, o lado mais próximo da porção anular mais afastada de uma posição fechada da luva onde o trajeto de fluxo de gás através da entrada é mais estreito, em direção ao “lado fechado” da entrada, isto é, a porção anular mais próxima da posição fechada da luva.

As bordas de avanço de pelo menos algumas das paletas que 5 estendem-se através de uma primeira porção anular da entrada podem ficar em um raio diferente com as bordas de avanço de pelo menos algumas das paletas que estendem-se através de uma segunda porção anular da entrada.

Em algumas modalidades, as bordas de avanço de todas as paletas que estendem-se através de uma primeira porção anular da entrada ficam em um raio diferente daquele das bordas de avanço de todas as paletas que estendem- se através de uma segunda porção anular da entrada.

Em algumas modalidades, as bordas de avanço das paletas de uma porção anular da entrada ficam em um raio mínimo que é diferente daquele das paletas que estendem-se através de qualquer outra porção anular da entrada.

As bordas de fuga de pelo menos a maioria das paletas que estendem-se através de uma porção anular da entrada podem ficar em um raio maior que o raio interno de um defletor definindo a porção anular.

Em algumas modalidades, todas as paletas que estendem-se através de uma porção anular podem ter uma borda de fuga disposta em um raio maior que o raio interno de um defletor definindo a porção anular.

Em algumas modalidades, cada defletor anular pode ter um raio interno menor que o raio da borda de avanço de qualquer paleta na entrada anular.

De acordo com um outro aspecto da presente invenção, é provida uma turbina de geometria variável compreendendo uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo geométrico da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular envolvendo a roda de turbina e definida entre primeira e segunda paredes laterais de entrada; e uma luva cilíndrica axialmente móvel através da entrada anular para variar o tamanho do trajeto de fluxo de gás através da entrada; em que a entrada anular é dividida em uma primeira porção de entrada anular e uma segunda porção de entrada anular axialmente deslocada da primeira porção de entrada, paletas de entrada estendendo-se axialmente até cada qual da primeira e segunda porções de entrada, as paletas de entrada definindo 5 passagens de entrada axialmente adjacentes; em que a configuração de paletas de entrada que estendem-se até a primeira porção de entrada difere da configuração de paletas de entrada que estendem-se até a segunda porção de entrada.

Percebe-se que passagens de entrada axialmente deslocadas incluem passagens de entrada com diferentes posições axiais e/ou passagens de entrada com diferentes extensões axiais.

Passagens de entrada axialmente deslocadas podem ser espaçadas, adjacentes ou axialmente sobrepostas.

A primeira e segunda porções de entrada podem ser adjacentes uma à outra.

A configuração de paletas de entrada que estendem-se até a primeira porção de entrada pode diferir da configuração de paletas de entrada que estendem-se até a segunda porção de entrada em que o número de paletas de entrada que estendem-se até a primeira porção de entrada difere do número de paletas de entrada que estendem-se até a segunda porção de entrada.

Percebe-se que recursos de qualquer um ou mais das modalidades anteriormente definidas, e seus recursos opcionais, podem ser combinados em qualquer arranjo desejável em uma turbina de geometria variável, sujeitas naturalmente a restrições técnicas que devem ficar evidentes aos versados na técnica.

O(s) defletor(s), paleta(s) e/ou luva deslizante pode(m) ser formado(s) de um material que é uma cerâmica, um metal ou um cermet (um compósito cerâmica/metal). O metal poderia ser qualquer aço, ou uma liga a base de níquel, tal como inconel.

Todo ou qualquer desses componentes pode ser provido com um revestimento, por exemplo, na interface deslizante do bocal e da luva poderia haver um revestimento de carbono tipo diamante, anodização, ou tribaloy ou um revestimento resistente ao desgaste substituto.

As superfícies aerodinâmicas podem ser providas com um revestimento para promover suavização ou resistir a corrosão.

Tais revestimentos poderiam 5 incluir revestimentos não depositados tal como um revestimento de óxido eletrolítico de plasma ou revestimentos substitutos.

Deve-se perceber que gás de exaustão tipicamente escoa de uma voluta ou câmara envolvente para a entrada anular.

A entrada anular é portanto definida à jusante da voluta, com a extremidade à jusante da voluta terminando na extremidade à montante da entrada anular.

Como tal, a voluta transmite o gás para a entrada anular, enquanto as passagens de entrada de gás da presente invenção recebem gás da voluta.

Em algumas modalidades, a primeira e segunda paredes laterais de entrada que definem a entrada anular são continuações de paredes que definem a voluta.

A entrada anular pode ser dividida em pelo menos duas passagens de entrada axialmente deslocadas por um ou mais defletores localizados na entrada anular, e que são portanto posicionados à jusante da voluta.

A turbina da presente invenção foi ilustrada nas figuras usando uma voluta de fluxo simples, entretanto, ela é aplicável a alojamentos que são divididos axialmente, por meio do que gás de um ou mais dos cilindros de um motor é direcionado para uma das volutas divididas, e gás de um ou mais dos outros cilindros é direcionado para uma voluta diferente.

É também possível dividir um alojamento da turbina circunferencialmente para prover múltiplas volutas circunferencialmente divididas, ou mesmo dividir o alojamento da turbina tanto circunferencial quanto axialmente.

Deve-se perceber, entretanto, que uma voluta dividida axial ou circunferencialmente é distinta das múltiplas passagens de entrada de gás presentes na turbina da presente invenção.

Por exemplo, as passagens de entrada de gás dizem respeito a uma estrutura de bocal arranjada para acelerar o gás de exaustão recebido da voluta em direção à turbina, e opcionalmente ajustar ou controlar o ângulo de turbilhonamento do gás à medida que ele acelera.

As múltiplas passagens de entrada de gás que formam parte da presente invenção podem ser adicionalmente distintas de um arranjo de voluta dividida em que, enquanto as passagens de entrada de gás 5 recebem gás da voluta (ou voluta dividida), e dividem o gás em um arranjo de trajetos direcionado para a turbina, uma voluta dividida recebe gás do coletor de exaustão de maneira a manter a velocidade do gás em pulsos de gás resultantes de eventos de abertura do cilindro do motor individuais.

Percebe-se que passagens de entrada axialmente deslocadas incluem passagens de entrada com diferentes posições axiais e/ou passagens de entrada com diferentes extensões axiais.

Passagens de entrada axialmente deslocadas podem ser espaçadas, adjacentes ou axialmente sobrepostas.

Uma turbina de geometria variável pode compreender: uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo geométrico da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular envolvendo a roda de turbina e definida entre primeira e segunda paredes laterais de entrada; uma luva cilíndrica axialmente móvel através da entrada anular para variar o tamanho do trajeto de fluxo de gás através da entrada; a entrada anular dividida em porções anulares axialmente adjacentes por pelo menos um defletor anular que é axialmente espaçado da primeira e segunda paredes laterais de entrada; formações de entrada estendendo-se axialmente através de pelo menos duas das ditas porções anulares definidas por todo ou qualquer defletor, de maneira a dividir a dita entrada anular em pelo menos duas passagens de entrada axialmente deslocadas; o(s) defletor(s) e formações de entrada que formam parte de um conjunto do bocal localizadas dentro da dita entrada anular; em que primeiro e segundo componentes do conjunto do bocal definem recursos complementares que cooperam para conectar os ditos primeiro e segundo componentes entre si.

Dentro de cada porção anular, as formações estendendo-se axialmente podem ser paletas, a parte estendendo-se axialmente de uma 5 estrutura porosa, tal como um material com uma estrutura interna tipo favo de mel, ou ambas.

As formações são orientadas para defletir gás que escoa através da entrada anular na direção de rotação da roda de turbina.

Gás é defletido ao longo das passagens de entrada definidas entre formações vizinhas e defletores ou paredes laterais adjacentes.

O conjunto do bocal incorpora um ou mais defletores localizados na entrada anular e as formações de entrada estendendo-se axialmente.

O primeiro e segundo componentes com os recursos complementares podem ambos ser defletores ou partes de defletores, eles podem ambos ser formações de entrada ou uma subseção de formações de entrada, ou uma combinação das duas.

A título de exemplo, um defletor pode incorporar uma depressão ou recesso que é complementar a uma projeção em uma formação de entrada, tal como uma paleta.

A recepção conjugada da projeção na paleta com a depressão no defletor permite que esses dois componentes, isto é, a paleta e o defletor, sejam conectados entre si.

Em um exemplo adicional, o primeiro e segundo componentes podem ser seções de um defletor que precisam ser montadas juntas para definir o defletor final para localização dentro da entrada anular.

As duas seções podem cada qual incorporar uma projeção com uma seção invertida que são imagens especulares uma da outra e podem portanto ser montadas juntas pela co- operação das duas projeções.

As seções de defletor podem ser parte ou elementos anulares completos que, quando montados juntos, ficam axialmente adjacentes, ou eles podem ser segmentos do defletor anular que são conectados entre si ao longo de uma borda radial ou quase radial.

Em modalidades preferidas, o conjunto do bocal incorpora três ou quatro defletores espaçados axialmente através da entrada anular da turbina.

Os defletores podem ser considerados axialmente “empilhados” um por cima do outro.

Cada par dos defletores adjacentes é provido com um par de recursos complementares que cooperam para alinhar corretamente os 5 defletores um em relação ao outro.

Desta maneira, a pilha de três ou quatro defletores pode ser devidamente montada e alinhada antes de ser colocada na entrada anular, ou eles podem ser alinhados à medida que cada defletor é montado separadamente dentro da entrada anular.

Um dos recursos complementares pode ser uma depressão ou recesso formado na estrutura do componente relevante por estampagem ou qualquer outro meio apropriado.

Um recurso complementar, tal como uma projeção, pode também ser formado por estampagem, ou um outro método adequado.

Onde componentes do conjunto do bocal devem ser conectados entre si de maneira a ficar axialmente adjacentes um ao outro, tal como uma paleta e seu respectivo defletor, então pode ser preferível que os recursos complementares estendam-se axialmente.

Onde os componentes devem ficar dispostos circunferencialmente um em relação ao outro, tais como segmentos de um defletor anular, então pode ser preferível que os recursos complementares estendam-se circunferencialmente e opcionalmente estendam-se pelo menos parcialmente em uma direção radial e/ou direção axial.

O conjunto do bocal pode compreender uma pluralidade de pares do dito primeiro e segundo componentes, e/ou o conjunto do bocal pode compreender uma pluralidade de pares de recursos complementares.

Os ditos pares de recursos complementares podem ser providos em qualquer arranjo, mas um arranjo preferido tem os recursos complementares providos em um ou mais arranjos anulares.

Neste arranjo preferido, os pares de recursos complementares providos no dito arranjo anular, ou providos em pelo menos um dos ditos arranjos anulares, são preferivelmente equiagularmente espaçados.

Um bocal pode ser provido para localização dentro de uma entrada anular de uma turbina de geometria variável, o bocal compreendendo pelo menos um defletor e formações de entrada; primeiro e segundo 5 componentes do bocal definindo recursos complementares; em que os ditos primeiro e segundo componentes definem recursos complementares que cooperam para conectar os ditos primeiro e segundo componentes entre si.

Um método pode ser provido para montar um bocal para localização dentro de uma entrada anular de uma turbina de geometria variável, o bocal compreendendo pelo menos um defletor e formações de entrada; primeiro e segundo componentes do bocal definindo recursos complementares; em que o método compreende montar o dito primeiro e segundo componentes de maneira tal que os ditos recursos complementares cooperem para conectar os ditos primeiro e segundo componentes.

Um método pode ser provido para montar uma turbina de geometria variável, a turbina compreendendo: uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo geométrico da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular envolvendo a roda de turbina e definida entre primeira e segunda paredes laterais de entrada; uma luva cilíndrica axialmente móvel através da entrada anular para variar o tamanho do trajeto de fluxo de gás através da entrada; a entrada anular dividida em porções anulares axialmente adjacentes por pelo menos um defletor anular que é axialmente espaçado da primeira e segunda paredes laterais de entrada; formações de entrada estendendo-se axialmente através de pelo menos duas das ditas porções anulares definidas por todo ou qualquer defletor, de maneira a dividir a dita entrada anular em pelo menos duas passagens de entrada axialmente deslocadas; o(s) defletor(s) e formações de entrada que formam parte de um conjunto do bocal localizadas dentro da dita entrada anular; primeiro e segundo componentes do conjunto do bocal definindo recursos complementares; em que o método compreende montar os ditos primeiro e segundo componentes de maneira tal que o dito recursos complementares cooperam para conectar os ditos primeiro e segundo componentes entre si. 5 Preferivelmente, a turbina de geometria variável no segundo, terceiro e/ou quarto aspectos supradefinidos é de acordo com o primeiro aspecto da presente invenção.

Percebe-se que, pelo uso apropriado de recursos cooperantes da maneira geral supradescrita, o custo e complexidade de fabricação do conjunto do bocal e, portanto, da turbina pode ser reduzido, comparado com montagem similar, mas que não incorpora os recursos cooperantes.

Os recursos cooperantes podem ser presos de maneira liberável ou não liberável uns nos outros.

Por exemplo, os recursos podem ser travados ou aparafusados uns nos outros, ou eles podem ser brasados uns nos outros.

Os recursos não têm que ser usados para prender seus respectivos componentes uns nos outros, eles podem ser usados simplesmente para autoalinhar os dois componentes durante a montagem para garantir que, quando os componentes forem presos uns nos outros, eles fiquem na orientação relativa correta.

Uma turbina de geometria variável pode compreender: uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo geométrico da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular envolvendo a roda de turbina e definida entre primeira e segunda paredes laterais de entrada; uma luva cilíndrica axialmente móvel através da entrada anular para variar o tamanho do trajeto de fluxo de gás através da entrada; a entrada anular dividida em porções anulares axialmente adjacentes por pelo menos um defletor anular que é axialmente espaçado da primeira e segunda paredes laterais de entrada; formações de entrada estendendo-se axialmente através de pelo menos duas das ditas porções anulares definidas por todo ou qualquer defletor, de maneira a dividir a dita entrada anular em pelo menos duas passagens de entrada axialmente deslocadas; o(s) defletor(s) e formações de entrada que formam parte de um conjunto do bocal localizadas dentro da dita entrada anular; em que o conjunto do bocal compreende pelo menos dois 5 componentes modulares de um primeiro tipo.

Referência a um “componente modular” deve referir-se a um componente com um desenho particular que permite que ele seja usado de uma maneira modular, ou seja, ser combinado com um ou mais componentes modulares adicionais do mesmo desenho para constituir um conjunto compreendido de uma pluralidade dos ditos componentes modulares.

Desta maneira, conjuntos de bocal de uma faixa de diferentes configurações podem ser fabricados a partir de uma quantidade relativamente pequena de componentes, reduzindo assim o custo e complexidade de fabricação.

Percebe-se que referência a um “tipo” de componente modular deve significar simplesmente que pelo menos dois componentes modulares no conjunto do bocal são substancialmente (isto é, dentro de tolerâncias de fabricação) idênticos no tamanho e forma, e são assim “componentes modulares”. Os componentes modulares podem ser presos de forma liberável ou não liberável uns nos outros.

Por exemplo, os componentes podem ser travados ou aparafusados uns nos outros, ou eles podem ser brasados uns nos outros.

Além disso, os componentes modulares não têm que conectar diretamente um no outro, qualquer número de componentes intermediários pode ser provido entre os componentes modulares para produzir o conjunto do bocal final.

Um aspecto adicional da presente invenção provê um bocal para localização dentro de uma entrada anular de uma turbina de geometria variável, o bocal compreendendo pelo menos um defletor e formações de entrada; em que o bocal compreende pelo menos dois componentes modulares de um primeiro tipo.

Um outro aspecto da presente invenção provê um método para montar um bocal para localização dentro de uma entrada anular de uma turbina de geometria variável, o bocal compreendendo pelo menos dois componentes modulares de um primeiro tipo; em que o método compreende 5 montar os ditos pelo menos dois componentes modulares de um primeiro tipo.

Ainda um aspecto adicional da presente invenção provê um método para montar uma turbina de geometria variável de acordo com o quinto aspecto da presente invenção, em que o método compreende montar os ditos pelo menos dois componentes modulares de um primeiro tipo.

Percebe-se que qualquer um ou mais dos recursos da turbina de geometria variável de acordo com o quinto aspecto da presente invenção podem ser combinados com qualquer um ou mais dos recursos da turbina de geometria variável do primeiro aspecto da presente invenção.

O(s) defletor(s), formações(s) de entrada e/ou luva deslizante pode(m) ser formado(s) de um material que é uma cerâmica, um metal ou um cermet (um compósito cerâmica/metal). O metal poderia ser qualquer aço, ou uma liga a base de níquel, tal como inconel.

Todo ou qualquer desses componentes pode ser provido com um revestimento, por exemplo, na interface deslizante do bocal e da luva poderia haver um revestimento de carbono tipo diamante, anodização, ou tribaloy ou um revestimento resistente ao desgaste substituto.

As superfícies aerodinâmicas podem ser providas com um revestimento para promover suavização ou resistir a corrosão.

Tais revestimentos poderiam incluir revestimentos não depositados tal como um revestimento de óxido eletrolítico de plasma ou revestimentos substitutos.

A “área de estrangulamento” da entrada anular pode ser considerada a máxima “capacidade de absorvimento” de gás da turbina.

Usando defletores para dividir a entrada anular em duas ou mais porções anulares, a área de estrangulamento de cada porção anular pode ser independentemente definida pelo arranjo das formações de entrada em cada porção anular e a largura axial de cada porção anular.

Desta maneira, a área de estrangulamento da entrada anular pode ser variada entre a primeira e segunda paredes laterais de entrada.

Preferivelmente, o trajeto de fluxo de gás através da entrada anular é mais restrito mais próximo da segunda parede 5 lateral de entrada, onde o trajeto de fluxo de gás através da entrada é mais estreito ou substancialmente fechado, do que mais próximo da primeira parede lateral de entrada.

A variação no grau de restrição pode ser progressiva através da largura axial da entrada anular ou pode variar descontinuamente, com porções anulares intermediárias sendo menos restritas do que porções anulares vizinhas, desde que o trajeto de fluxo de gás através de uma passagem de entrada mais próxima da segunda parede lateral de entrada seja mais restrito que o trajeto de fluxo de gás através de uma passagem de entrada que fica ainda mais afastada da segunda parede lateral de entrada.

Em uma modalidade preferida, as passagens de entrada na turbina com a menor área seccional transversal total perpendicular à direção de fluxo de gás são providas na porção anular mais próxima da segunda parede lateral de entrada onde o trajeto de fluxo de gás através da entrada é mais estreito ou substancialmente fechado.

As formações de entrada que estendem-se axialmente são preferivelmente providas em arranjos anulares dentro de cada porção anular.

Em uma modalidade preferida, algumas ou todas as formações são paletas.

As paletas de entrada podem ter qualquer configuração adequada, e podem, por exemplo, ter uma configuração de aerofólio geral similar à de paletas de entrada conhecidas, ou elas podem ter qualquer configuração alternativa selecionada para definir um arranjo e configuração particular de passagens de entrada.

Uma vez que as paletas e defletores de entrada juntos definem a configuração e orientação das passagens de entrada, uma ampla variedade de diferentes configurações de passagem de entrada pode ser conseguida pelo desenho apropriado das paletas de bocal individuais em combinação com os defletores de entrada.

O controle do grau de restrição para o trajeto de fluxo de gás através da entrada anular pelo arranjo das formações, por exemplo, as paletas, pode ser conseguida de inúmeras maneiras.

Por exemplo, uma ou mais, ou 5 todas, paletas dentro de uma porção anular podem ter uma borda de avanço mais espessa, uma maior espessura circunferencial, ou ambas, comparadas com paletas em outras porções anulares.

Em uma modalidade preferida, paletas com uma borda de avanço mais espessa são providas na(s) porção(s) anular(s) mais próxima(s) da segunda parede lateral de entrada, isto é, a posição fechada da luva onde o trajeto de fluxo de gás através da entrada é o mais estreito, uma vez que isto é, onde é de se esperar uma maior variação no ângulo de incidência de gás.

A título de um exemplo adicional, um maior número de paletas pode ser provido em uma porção anular do que em uma outra.

Por exemplo, um arranjo anular de quinze paletas pode ser incluído no mesmo conjunto do bocal de um arranjo anular de somente oito paletas.

Outros arranjos podem ter um número diferente de paletas, maior que quinze ou menor que oito, ou algum valor intermediário, por exemplo, doze.

Em um outro exemplo, o ângulo de turbilhonamento das paletas em uma porção anular pode ser maior que em uma outra porção anular.

Além disso, a extensão radial, diâmetro máximo externo e/ou interno das paletas em uma porção anular pode ser diferente de em uma outra porção anular para prover um grau de restrição diferente nas duas porções anulares.

Percebe-se que qualquer uma ou mais das modificações apresentadas na estrutura, arranjo ou orientação de paleta podem ser empregadas para conseguir a variação desejada na área de estrangulamento através da largura axial da entrada anular.

Para certas aplicações de motor (tal como para recirculação de gás de exaustão, “EGR”), pode ser desejável reduzir a eficiência da turbina em um ou mais dos arranjos de trajetos de passagem de entrada.

Por exemplo,

pode ser desejável reduzir a eficiência em larguras de entrada relativamente grandes em algumas aplicações.

Tal eficiência reduzida poderia, por exemplo, ser conseguida reduzindo a extensão radial das paletas (como anteriormente discutido), aumentando a largura circunferencial das paletas, ou de outra 5 forma configurando as paletas para reduzir a área de entrada efetiva, isto é, a área de estrangulamento da entrada anular.

Em algumas modalidades, “paletas divisoras” relativamente pequenas podem ser localizadas entre pares adjacentes de paletas "principais". Este arranjo pode ter o efeito de aumentar o número total de paletas, comparado com outras modalidades, mas as paletas podem ser providas com uma extensão radial reduzida, de forma que exista uma maior folga radial entre as paletas e a roda de turbina.

As paletas divisoras podem ser vantajosas em algumas modalidades para reduzir vibração induzida nas pás da turbina.

Em algumas modalidades, as paletas podem ter uma configuração "recortada" na região da borda de fuga, em vez de uma configuração completa tipo aerofólio que pode-se esperar prover reduzida eficiência, mas que pode ser adequada em algumas aplicações.

Além do mais, obstruções podem ser localizadas entre paletas adjacentes, o que poderia reduzir ainda mais a eficiência.

Em certas modalidades, é preferível que a luva axialmente móvel possa mover-se substancialmente por toda a largura axial da entrada anular de maneira a fechar substancialmente ou fechar completamente o trajeto de fluxo de gás através da entrada anular.

Embora a luva possa ser provida no diâmetro interno de um ou mais dos defletores anulares, ou adjacente a eles, em um ou mais diâmetros externos do(s) defletor(s) anular(s), ou adjacente a ele(s), ou em qualquer diâmetro intermediário, é preferível que a luva seja provida apenas radialmente para fora do diâmetro externo do defletor anular(s) de maneira tal que ela faça contato ou fique apenas livre da superfície radialmente mais externa do defletor anular(s) durante movimento axial para variar a largura da entrada anular.

Preferivelmente, a luva é móvel com relação ao(s) defletor(s). Assim, é preferível que o(s) defletor(s) seja/sejam substancialmente fixo(s) na 5 posição durante operação da turbina de maneira tal que variação na largura axial da entrada anular da turbina seja conseguida pelo deslocamento axial da luva, em vez de qualquer movimento no(s) defletor(s). É preferível que a luva seja móvel com relação às formações de entrada, isto é, a(s) paleta(s) e/ou qualquer outro tipo de estrutura de guia de fluxo provido na entrada anular, tal como uma guia de fluxo tipo favo de mel.

Assim, as formações de entrada são de preferência substancialmente fixas na posição durante operação da turbina de maneira tal que variação na largura axial da entrada anular da turbina seja conseguida pelo deslocamento axial da luva, em vez de qualquer movimento nas formações de entrada.

Pode haver um único defletor de maneira a dividir a entrada anular em duas porções de entrada axialmente deslocadas.

Alternativamente, pode haver dois defletores axialmente deslocados dispostos dentro da entrada anular de maneira a definir três porções de entrada axialmente deslocadas.

Como uma alternativa adicional, pode haver dois ou mais defletores axialmente deslocados dispostos dentro da entrada anular de maneira a definir três ou mais porções de entrada axialmente deslocadas.

Deve-se perceber que gás de exaustão tipicamente escoa de uma voluta ou câmara envolvente para a entrada anular.

A entrada anular é portanto definida à jusante da voluta, com a extremidade à jusante da voluta terminando na extremidade à montante da entrada anular.

Como tal, a voluta transmite o gás para a entrada anular, enquanto as passagens de entrada de gás da presente invenção recebem gás da voluta.

Em algumas modalidades, a primeira e segunda paredes laterais de entrada que definem a entrada anular são continuações de paredes que definem a voluta.

A entrada anular pode ser dividida em pelo menos duas passagens de entrada axialmente deslocadas por um ou mais defletores localizados na entrada anular, e que são portanto posicionados à jusante da voluta.

A turbina da presente invenção foi ilustrada nas figuras usando 5 uma voluta de fluxo simples, entretanto, ela é aplicável a alojamentos que são divididos axialmente, por meio do que gás de um ou mais dos cilindros de um motor é direcionado para uma das volutas divididas, e gás de um ou mais dos outros cilindros é direcionado para uma voluta diferente.

É também possível dividir um alojamento da turbina circunferencialmente para prover múltiplas volutas circunferencialmente divididas, ou mesmo dividir o alojamento da turbina tanto circunferencial quanto axialmente.

Deve-se perceber, entretanto, que uma voluta dividida axial ou circunferencialmente é distinta das múltiplas passagens de entrada de gás presentes na turbina da presente invenção.

Por exemplo, as passagens de entrada de gás dizem respeito a uma estrutura de bocal arranjada para acelerar o gás de exaustão recebido da voluta em direção à turbina, e opcionalmente ajustar ou controlar o ângulo de turbilhonamento do gás à medida que ele acelera.

As múltiplas passagens de entrada de gás que formam parte da presente invenção podem ser adicionalmente distintas de um arranjo de voluta dividida em que, enquanto as passagens de entrada de gás recebem gás da voluta (ou voluta dividida), e dividem o gás em um arranjo de trajetos direcionado para a turbina, uma voluta dividida recebe gás do coletor de exaustão de maneira a manter a velocidade do gás em pulsos de gás resultantes de eventos de abertura do cilindro do motor individuais.

Percebe-se que passagens de entrada axialmente deslocadas incluem passagens de entrada com diferentes posições axiais e/ou passagens de entrada com diferentes extensões axiais.

Passagens de entrada axialmente deslocadas podem ser espaçadas, adjacentes ou axialmente sobrepostas.

Uma turbina de geometria variável pode compreender: uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo geométrico da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular envolvendo a roda de turbina e definida entre primeira e segunda paredes laterais de entrada, a entrada anular sendo dividida em pelo menos duas porções de entrada axialmente deslocadas; uma luva cilíndrica axialmente 5 móvel através da entrada anular para variar o tamanho do trajeto de fluxo de gás através da entrada; e uma guia para guiar o movimento da luva cilíndrica, a guia sendo localizada pelo menos parcialmente dentro da entrada a uma extensão radial das porções de entrada, e estendendo-se em uma direção axial paralela ao eixo geométrico da turbina.

A guia compreende um ou mais elementos alongados (por exemplo, hastes ou trilhos). Um ou mais elementos alongados podem ficar localizados a uma extensão radialmente externa das porções de entrada se a luva tiver um diâmetro interno que é maior que o diâmetro externo de porções de entrada.

Um ou mais elementos alongados são localizados a uma extensão radialmente interna das porções de entrada se a luva tiver um diâmetro externo que é menor que o diâmetro interno de porções de entrada.

A turbina de geometria variável pode compreender adicionalmente: uma ou mais paletas localizadas em um ou ambas porções de entrada, o uma ou mais paletas dividindo uma porção de entrada em pelo menos duas passagens de entrada, e em que a guia pode compreender: uma ou mais bordas de uma ou mais paletas.

Se a luva tiver um diâmetro interno maior que o diâmetro externo das porções de entrada, uma ou mais bordas podem ser uma borda de avanço, ou podem ser bordas de avanço, de uma ou mais paletas.

Se a luva tiver um diâmetro externo que é menor que o diâmetro interno das porções de entrada, uma ou mais bordas podem ser uma borda de fuga, ou podem ser bordas de fuga, de uma ou mais paletas.

Uma turbina de geometria variável pode compreender: uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo geométrico da turbina dentro de um alojamento; o alojamento definindo uma entrada anular envolvendo a roda de turbina e definida entre primeira e segunda paredes laterais de entrada, a entrada anular sendo dividida em pelo menos duas 5 porções de entrada axialmente deslocadas por um defletor, uma porção de entrada sendo dividida em pelo menos duas passagens de entrada por uma paleta; e uma luva cilíndrica axialmente móvel através da entrada anular para variar o tamanho do trajeto de fluxo de gás através da entrada; em que uma ou mais de: uma porção de uma extremidade do defletor, uma porção de uma extremidade da paleta e/ou uma extremidade de avanço da luva é provida com uma superfície inclinada para facilitar o movimento da luva através do defletor e/ou paleta.

O diâmetro interno da luva pode ser maior que o diâmetro externo da porção de entrada, e em que: um ou mais de: uma porção radialmente externa do defletor, uma porção radialmente externa da paleta e/ou uma porção radialmente interna de uma extremidade de avanço da luva pode ser provida com uma superfície inclinada para facilitar o movimento da luva através do defletor e/ou paleta.

A paleta pode estender-se a uma maior extensão radial do que o defletor, e pelo menos a paleta pode ser provida com a superfície inclinada.

A paleta pode estender-se a uma maior extensão radial do que o defletor, e uma extremidade de avanço da luva pode ser provida com um ou mais superfícies inclinadas discretas (isto é, não estendendo-se em toda a circunferência da luva) distribuídas em torno da circunferência da luva, cuja localização ou localizações coincidem com a localização de uma paleta.

O defletor pode estender-se a uma maior extensão radial do que a paleta, e pelo menos o defletor pode ser provido com a superfície inclinada.

A superfície inclinada pode ser um ou mais de um bisel, um chanfro e/ou uma borda arredondada.

Uma turbina de geometria variável pode compreender: uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo geométrico da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular 5 envolvendo a roda de turbina e definida entre primeira e segunda paredes laterais de entrada, a entrada anular sendo dividida em pelo menos duas porções de entrada axialmente deslocadas; uma estrutura de luva cilíndrica axialmente móvel através da entrada anular para variar o tamanho do trajeto de fluxo de gás através da entrada; e em que a estrutura de luva cilíndrica estende-se por toda a largura da entrada, de maneira tal que uma primeira extremidade da estrutura de luva seja suportada dentro ou pela primeira parede lateral de entrada, ou um corpo definindo essa parede, e uma segunda extremidade oposta da estrutura de luva é suportado dentro ou pela segunda parede lateral, ou um corpo definindo essa parede; e em que a estrutura de luva compreende uma ou mais aberturas localizáveis dentro da entrada para, mediante movimento da estrutura de luva, variar o tamanho do trajeto de fluxo de gás através da entrada.

A estrutura de luva pode compreender uma luva provida com uma ou mais aberturas.

A estrutura de luva pode compreender uma seção de luva e uma ou mais escoras de suporte.

A estrutura de luva pode compreender uma primeira seção de luva e uma segunda seção de luva, a primeira e segunda seções de luva sendo unidas e axialmente separadas por uma ou mais escoras de suporte.

Uma ou mais escoras de suporte podem ser anexadas na seção de luva, e/ou a primeira seção de luva, e/ou a segunda seção de luva.

Uma ou mais escoras de suporte podem ser integrais (por exemplo, formadas integralmente) com a seção de luva, e/ou a primeira seção de luva, e/ou a segunda seção de luva.

Uma ou mais escoras de suporte podem ser alinhadas com bordas de avanço ou de fuga das paletas providas em uma ou ambas porções de entrada.

Uma ou mais aberturas podem ser alinháveis com uma ou mais passagens de entrada definidas (por exemplo, por paletas ou outras estruturas) 5 em uma ou mais porções de entrada.

Uma turbina de geometria variável pode compreender: uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo geométrico da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular envolvendo a roda de turbina e definida entre primeira e segunda paredes laterais de entrada, a entrada anular sendo dividida em pelo menos duas porções de entrada axialmente deslocadas; um conjunto da luva, compreendendo uma luva que é móvel em uma direção paralela ao eixo geométrico da turbina e através da entrada anular para variar o tamanho do trajeto de fluxo de gás através da entrada, e um atuador para mover a luva; em que uma interface helicoidal está presente no conjunto da luva, a interface helicoidal sendo arranjada para induzir, em uso, movimento helicoidal de uma parte do conjunto da luva.

O atuador, ou uma parte deste, pode formar uma parte da própria luva, ou ser provido interna ou externamente a ela.

A luva pode compreender a interface helicoidal, e a luva é arranjada para mover helicoidalmente.

O atuador pode compreender um colar rotativo que envolve ou é envolto pela luva, o colar rotativo sendo fixo em posição em uma direção axial, e rotacionável para mover a luva helicoidalmente.

Pelo menos uma parte do atuador compreende a interface helicoidal, e a luva é arranjada para mover axialmente, e/ou helicoidalmente.

A luva pode compreender um entalhe ou fenda helicoidal, e o atuador pode compreender: um colar rotativo que envolve ou é envolto pela luva, o colar rotativo sendo fixo em posição em uma direção axial, e o colar rotativo sendo provido com um entalhe ou fenda helicoidal; e uma coroa anular helicoidal ou axialmente móvel localizada entre a luva e o colar rotativo, a coroa anular alojando um ou mais mancais configurados para assentar no entalhe ou fenda helicoidal do colar rotativo, e assentar no entalhe 5 ou fenda helicoidal provido na luva, o entalhe ou fenda helicoidal da luva, e o entalhe ou fenda helicoidal do colar rotativo, com diferentes mãos.

A luva pode compreender um entalhe ou fenda helicoidal, e o atuador pode compreender: um colar que envolve ou é envolto pela luva, o colar sendo fixo em posição, e o colar sendo provido com um entalhe ou fenda helicoidal; e uma coroa anular helicoidalmente móvel localizada entre a luva e o colar, a coroa anular alojando um ou mais mancais configurados para assentar no entalhe ou fenda helicoidal do colar rotativo, e assentar no entalhe ou fenda helicoidal provido na luva, o entalhe ou fenda helicoidal da luva, e o entalhe ou fenda helicoidal do colar, com a mesma mão.

Um ou mais do colar, colar rotativo e/ou luva pode ser provida com uma pluralidade de entalhes ou fendas helicoidais, disposta em torno da circunferência dos respectivos colar, colar rotativo e/ou luva.

O conjunto da luva pode compreender adicionalmente uma guia ou condutor para guiar ou conduzir o movimento da luva de uma maneira axial e/ou helicoidal.

De acordo com um aspecto da presente invenção, é provida uma turbina de geometria variável compreendendo uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo geométrico da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular envolvendo a roda de turbina e definida entre primeira e segunda paredes laterais de entrada; e uma luva cilíndrica axialmente móvel através da entrada anular para variar o tamanho do trajeto de fluxo de gás através da entrada; em que a entrada anular é dividida em pelo menos três passagens de entrada axialmente deslocadas por duas ou mais paredes de passagem de entrada dispostas entre a primeira e segunda paredes laterais de entrada.

Percebe-se que passagens de entrada axialmente deslocadas incluem passagens de entrada com diferentes posições axiais e/ou passagens de entrada com diferentes extensões axiais.

Passagens de entrada axialmente 5 deslocadas podem ser espaçadas, adjacentes ou axialmente sobrepostas.

As paredes de passagem de entrada podem ser defletores anulares axialmente espaçados, os defletores dividindo a entrada anular em porções anulares axialmente adjacentes.

O número de defletores pode ser um de 2, 3, 4, 5 ou 6. A turbina de geometria variável pode compreender adicionalmente paletas de entrada que estendem-se axialmente através de pelo menos duas das ditas porções anulares axialmente adjacentes; em que a luva cilíndrica é axialmente móvel através da entrada anular para variar o tamanho do trajeto de fluxo de gás através da entrada entre uma extremidade livre da luva e a primeira parede lateral de entrada; e em que a largura axial das paletas de entrada que estendem-se através de uma primeira porção anular da entrada é menor que a largura axial das paletas de entrada que estendem-se através de uma segunda porção anular da entrada, a primeira porção anular sendo mais próxima da primeira parede lateral de entrada do que a segunda porção anular é da primeira parede lateral de entrada.

As duas ou mais paredes de passagem de entrada podem definir um arranjo anular de passagens de entrada substancialmente tubulares estendendo-se no geral em direção à roda de turbina, em que o arranjo anular de passagens de entrada compreende pelo menos três passagens de entrada axialmente deslocadas.

A luva pode ser axialmente móvel entre uma posição aberta na qual existe um trajeto de fluxo de gás através da entrada, entre uma extremidade livre da luva e a primeira parede lateral de entrada, através de pelo menos uma das ditas pelo menos três passagens de entrada axialmente deslocadas, e uma posição fechada na qual o tamanho do dito trajeto de fluxo de gás através da entrada entre a extremidade livre da luva e a primeira parede lateral de entrada é reduzido, comparado com quando a luva está na posição aberta; e em que a luva move-se na direção da dita primeira parede lateral de 5 entrada quando a luva move-se da posição aberta para a posição fechada.

Quando a luva está na posição fechada, a distância axial entre pelo menos uma porção da extremidade livre da luva e a primeira parede lateral de entrada pode ser menor que cada qual das respectivas distâncias axiais entre pelo menos duas das duas ou mais paredes de passagem de entrada e a primeira parede lateral de entrada.

Quando a luva está na posição fechada, a distância axial entre toda a extremidade livre da luva e a primeira parede lateral de entrada pode ser menor que cada qual das respectivas distâncias axiais entre pelo menos duas das duas ou mais paredes de passagem de entrada e a primeira parede lateral de entrada.

Quando a luva está na posição fechada, a distância axial entre pelo menos uma porção da extremidade livre da luva e a primeira parede lateral de entrada pode ser menor que cada qual das respectivas distâncias axiais entre cada qual das duas ou mais paredes de passagem de entrada e a primeira parede lateral de entrada.

Quando a luva está na posição fechada, a distância axial entre toda a extremidade livre da luva e a primeira parede lateral de entrada pode ser menor que cada qual das respectivas distâncias axiais entre cada qual das duas ou mais paredes de passagem de entrada e a primeira parede lateral de entrada.

Quando a luva está na posição fechada, a distância axial entre pelo menos uma porção da extremidade livre da luva e a primeira parede lateral de entrada pode ser menor que a distância axial entre uma das duas ou mais paredes de passagem de entrada e a primeira parede lateral de entrada, e em que a dita uma das duas ou mais paredes de passagem de entrada é localizada de maneira tal que a distância axial entre a dita uma das duas ou mais paredes de passagem de entrada e a primeira parede lateral de entrada é menor ou igual a substancialmente 50 % da distância axial entre a primeira e 5 segunda paredes laterais de entrada.

Quando a luva está na posição fechada, a distância axial entre pelo menos uma porção da extremidade livre da luva e a primeira parede lateral de entrada pode ser menor que a distância axial entre uma das duas ou mais paredes de passagem de entrada e a primeira parede lateral de entrada, e em que a luva substancialmente não faz contato com a dita uma das duas ou mais paredes de passagem de entrada quando a luva está na posição fechada.

Quando a luva está na posição fechada, a distância axial entre pelo menos uma porção da extremidade livre da luva e a primeira parede lateral de entrada pode ser menor que a distância axial entre uma das duas ou mais paredes de passagem de entrada e a primeira parede lateral de entrada, e em que a luva é montada de maneira tal que gás possa passar entre a dita uma das duas ou mais paredes de passagem de entrada e a luva quando a luva está na posição fechada, o gás então passando através da entrada.

A luva pode ser montada de maneira tal que, quando a luva está na posição fechada, a luva substancialmente não faz contato com nenhuma das duas ou mais paredes de passagem de entrada.

A dimensão axial de uma primeira das ditas passagens de entrada axialmente deslocadas pode ser menor que a dimensão axial de uma segunda das ditas passagens de entrada axialmente deslocadas, e em que a primeira das ditas passagens de entrada axialmente deslocadas é localizada mais próxima da primeira parede lateral de entrada do que da segunda das ditas passagens de entrada axialmente deslocadas.

Uma turbina de geometria variável pode compreender: uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo geométrico da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular envolvendo a roda de turbina e definida entre primeira e segunda paredes laterais de entrada, a entrada anular sendo dividida em pelo menos duas porções de entrada axialmente deslocadas; uma luva cilíndrica axialmente 5 móvel através da entrada anular para variar o tamanho do trajeto de fluxo de gás através da entrada; em que a extensão axial da extremidade de avanço da luva varia de magnitude em torno da circunferência da luva.

A variação na extensão axial define uma pluralidade de recessos e/ou protuberâncias localizada em torno da circunferência da extremidade de avanço da luva.

A luva, ou sua extensão axial, é livre de paletas.

Um máximo na variação de magnitude da extensão axial pode ser substancialmente igual a: a largura axial de uma porção de entrada; ou a largura axial de uma porção de entrada mais a largura axial de um defletor que divide a entrada; ou a largura axial de uma passagem de entrada através de uma porção de entrada.

A variação na extensão axial é de maneira tal que a área definida por recessos nas protuberâncias, ou entre elas, a extremidade de avanço da luva é substancialmente igual à área de uma abertura de uma porção de entrada, ou de aberturas através de passagens de entrada formadas nessas porções de entrada.

Uma porção de entrada pode compreender uma ou mais paletas ou outras estruturas que dividem a porção de entrada para uma ou mais passagens de entrada, e em que a variação de magnitude da extensão axial na direção circunferencial é sincronizada com a localização de uma ou mais paletas ou outras estruturas, ou o espaçamento entre uma ou mais paletas ou outras estruturas.

A espessura da luva, na direção radial, pode ser menor que a largura axial da entrada anular, ou menor que a largura axial de uma porção de entrada ou passagens de entrada formadas nessa porção de entrada.

O diâmetro interno da luva pode ser maior que o diâmetro externo, ou extensão radial externa, das porções de entrada.

A extensão axial da extremidade de avanço da luva pode variar de uma maneira acastelada e/ou de uma maneira ondulada.

A variação pode 5 ser periódica.

De acordo com um aspecto da presente invenção, é provida uma turbina de geometria variável compreendendo uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo geométrico da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular envolvendo a roda de turbina e definida entre primeira e segunda paredes laterais de entrada; e uma luva cilíndrica axialmente móvel através da entrada anular para variar o tamanho do trajeto de fluxo de gás através da entrada; em que a entrada anular é dividida em pelo menos duas passagens de entrada axialmente deslocadas que se sobrepõem axialmente.

Percebe-se que passagens de entrada axialmente deslocadas incluem passagens de entrada com diferentes posições axiais e/ou passagens de entrada com diferentes extensões axiais.

Passagens de entrada axialmente deslocadas podem ser espaçadas, adjacentes ou axialmente sobrepostas.

A entrada anular pode ser dividida em um arranjo anular de passagens de entrada substancialmente tubulares estendendo-se no geral em direção à roda de turbina, em que o arranjo anular de passagens de entrada compreende pelo menos três passagens de entrada axialmente deslocadas que se sobrepõem axialmente.

Pelo menos duas das ditas passagens de entrada axialmente deslocadas que se sobrepõem axialmente podem se sobrepor circunferencialmente.

As passagens de entrada substancialmente tubulares podem ter uma seção transversal no geral em forma de diamante ou no geral hexagonal.

A entrada pode ser dividida nas ditas passagens de entrada por paredes de passagem de entrada definidas por uma pluralidade de defletores não planos no geral anulares. Os defletores podem ser anéis no geral anulares que são circunferencialmente corrugados. 5 Os defletores podem ter uma superfície parabólica no geral hiperbólica. O arranjo anular de passagens de entrada pode ser construído de uma pluralidade de segmentos circunferencialmente adjacentes discretos. Qualquer um ou mais dos aspectos e modalidades apresentados, ou seus recursos, pode ser combinada com outros aspectos, modalidades, ou seus recursos, onde apropriado.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO Modalidades específicas da presente invenção serão agora descritas, com referência aos desenhos anexos. A figura 1 é uma seção transversal axial de um turbocarregador conhecido incluindo uma turbina de geometria variável. A figura 2 é uma representação esquemática de uma vista radial de uma porção da circunferência da entrada anular da turbina ilustrada na figura 1. A figura 3 é uma seção transversal axial de parte de um turbocarregador incluindo uma turbina de geometria variável de acordo com uma modalidade da presente invenção. As figuras 4a e 4b ilustram detalhe do conjunto do bocal da turbina da figura 3. A figura 5 é uma representação esquemática de uma vista radial de uma porção da circunferência da entrada anular do conjunto do bocal das figuras 4a e 4b. A figura 6 mostra a ilustração esquemática da figura 5 modificada para mostrar uma luva que forma parte do conjunto do bocal das figuras 4a e 4b.

As figuras 7a a 7g são seções transversais axiais de parte de uma turbina de geometria variável de acordo com modalidades alternativas da presente invenção. 5 As figuras 8a – 8c são ilustrações esquemáticas de modalidades adicionais da presente invenção.

As figuras 9a a 9c são ilustrações esquemáticas de modalidades adicionais da presente invenção.

As figuras 10 a 10e ilustram esquematicamente componentes de uma modalidade adicional da presente invenção.

As figuras 11a a 11e ilustram esquematicamente componentes de uma modalidade adicional da presente invenção.

As figuras 12a a 12e ilustram esquematicamente componentes de uma modalidade adicional da presente invenção.

As figuras 13a a 13f, 14a a 14d, 15, 16a a 16d e 17 a 22 são cada qual ilustrações esquemáticas de uma vista radial de uma porção da circunferência de uma respectiva estrutura de entrada de acordo com várias modalidades da presente invenção.

As figuras 23 a 24 são seções transversais axiais ilustrando esquematicamente modalidades da presente invenção.

A figura 26 é uma ilustração esquemática de uma vista radial de uma porção da circunferência de uma estrutura de entrada anular de acordo com uma modalidade da presente invenção.

As figuras 27a a 27b ilustram porções de uma turbina e conjunto do bocal de acordo com uma modalidade da presente invenção.

As figuras 28 e 29 são cada qual ilustrações esquemáticas de uma vista radial de uma porção da circunferência de uma estrutura de entrada anular de acordo com respectivas modalidades da presente invenção.

As figuras 30a e 30b ilustram uma modificação de uma modalidade da presente invenção.

As figuras 32a a 32b são seções transversais axiais de parte de uma turbina de acordo com uma outra modalidade da presente invenção.

As figuras 33a a 33b são seções transversais axiais de parte de 5 uma turbina de acordo com uma outra modalidade da presente invenção.

As figuras 34a a 34c ilustram um detalhe de uma luva de entrada de acordo com modalidades da presente invenção.

As figuras 35a e 35b ilustram esquematicamente um detalhe de possíveis modificações em modalidades da presente invenção.

A figura 36 é uma seção transversal axial de um turbocarregador convencional; A figura 37 é uma seção transversal axial de uma voluta e entrada anular de turbina de uma turbina de acordo com uma modalidade da presente invenção; As figuras 38 e 39 representam uma construção de luva para a luva na turbina da figura 37, de acordo com uma modalidade da presente invenção; A figura 40 é uma vista de extremidade de uma luva para uso na turbina da figura 37, de acordo com uma outra modalidade da presente invenção; e As figuras 41a-41f são vistas de extremidade de luvas para uso na turbina da figura 37, de acordo com outras modalidades da presente invenção.

A figura 42 representa seções de luva para uso no controle de um trajeto de fluxo de gás através de uma entrada, de acordo com uma modalidade da presente invenção; A figura 43 representa seções de luva para uso no controle de um trajeto de fluxo de gás através de uma entrada, de acordo com uma outra modalidade da presente invenção; e

A figura 44 representa seções de luva para uso no controle do trajeto de fluxo de gás através de uma entrada, de acordo com uma modalidade adicional da presente invenção.

A figura 45 é uma seção transversal axial de uma voluta e 5 entrada anular de turbina de uma turbina de acordo com uma modalidade da presente invenção.

A figura 46 é uma seção transversal axial de uma voluta e entrada anular de turbina de uma turbina de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção; e A figura 47 é uma seção transversal axial de uma voluta e entrada anular de turbina de uma turbina de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção.

A figura 48 mostra uma ilustração esquemática de uma modalidade adicional da presente invenção.

A figura 49 é uma seção transversal axial de uma voluta e entrada anular de turbina de uma turbina de acordo com uma modalidade da presente invenção; A figura 50 é uma seção transversal axial de uma voluta e entrada anular de turbina de uma turbina de acordo com uma modalidade adicional da presente invenção; A figura 51 é uma seção transversal axial de uma voluta e entrada anular de turbina de uma turbina de acordo com uma outra modalidade da presente invenção; A figura 52 é uma seção transversal axial de uma voluta e entrada anular de turbina de uma turbina de acordo com uma modalidade ainda adicional da presente invenção; A figura 53 é uma seção transversal axial de uma voluta e entrada anular de turbina de uma turbina de acordo com ainda uma modalidade adicional da presente invenção;

A figura 54 é uma ilustração em perspectiva de componentes de uma seção de uma estrutura de bocal que forma parte de uma turbina de acordo com a modalidade da figura 49 composta de uma parede lateral de entrada, defletores, paletas e uma luva axialmente deslizante; 5 A figura 55 é uma ilustração de componentes de uma seção de uma estrutura de bocal que forma parte de uma turbina de acordo com a modalidade da figura 50 composta de uma parede lateral de entrada, defletores, paletas e uma luva axialmente deslizante – (A) é uma vista em perspectiva da dita seção da estrutura de bocal, (B) mostra vistas seccionais transversais radiais dos três arranjos de paletas e sua respectiva parede lateral ou defletor, e (C) mostra vistas detalhadas de uma paleta em cada qual dos ditos três arranjos de paletas; A figura 56 é uma ilustração de componentes de uma seção de uma estrutura de bocal que forma parte de uma turbina de acordo com a modalidade da figura 51 composta de uma parede lateral de entrada, defletores, paletas e uma luva axialmente deslizante – (A) é uma vista em perspectiva da dita seção da estrutura de bocal, (B) mostra vistas seccionais transversais radiais dos três arranjos de paletas e sua respectiva parede lateral ou defletor, e (C) mostra vistas detalhadas de uma paleta em cada qual dos ditos três arranjos de paletas; A figura 57 é uma ilustração de componentes de uma seção de uma estrutura de bocal que forma parte de uma turbina de acordo com a modalidade da figura 52 composta de uma parede lateral de entrada, defletores, paletas e uma luva axialmente deslizante – (A) é uma vista em perspectiva da dita seção da estrutura de bocal, e (B) mostra vistas seccionais transversais radiais dos três arranjos de paletas e sua respectiva parede lateral ou defletor; A figura 58 é uma ilustração de componentes de uma seção de uma estrutura de bocal que forma parte de uma turbina de acordo com a modalidade da figura 53 composta de uma parede lateral de entrada, defletores, paletas e uma luva axialmente deslizante – (A) é uma vista em perspectiva da dita seção da estrutura de bocal, e (B) mostra vistas seccionais transversais radiais dos três arranjos de paletas e sua respectiva parede lateral 5 ou defletor; A figura 59 é uma seção transversal axial de uma voluta e entrada anular de turbina de uma turbina de acordo com uma modalidade da presente invenção; e A figura 60 é uma ilustração em perspectiva de componentes de uma seção de uma estrutura de bocal que forma parte de uma turbina de acordo com uma modalidade da presente invenção composta de uma parede lateral de entrada, defletores, paletas e uma luva axialmente deslizante.

A figura 61 é uma vista em perspectiva de defletores, paletas e uma guia para guiar movimento de uma luva, de acordo com uma modalidade da presente invenção; A figura 62 é uma vista em perspectiva de defletores, paletas e uma guia para guiar movimento de uma luva, de acordo com uma outra modalidade da presente invenção.

A figura 63 é uma vista em perspectiva de uma luva de acordo com uma modalidade da presente invenção; As figuras 64a a 64e representam diferentes exemplos de superfícies inclinadas que podem ser usadas de acordo com modalidades da presente invenção; A figura 65 é uma vista em perspectiva das paletas providas com superfícies inclinadas, de acordo com uma modalidade da presente invenção; A figura 66 é uma vista em perspectiva de defletores providos com superfícies inclinadas, de acordo com uma modalidade da presente invenção;

A figura 67 é uma vista em perspectiva de um conjunto da luva de acordo com uma modalidade da presente invenção; A figura 68 é uma vista em perspectiva de um conjunto da luva de acordo com uma outra modalidade da presente invenção; 5 A figura 69 é uma vista em perspectiva de um conjunto da luva, em diferentes posições operacionais, de acordo com uma modalidade adicional da presente invenção; e A figura 70 representa esquematicamente uma estrutura de luva de acordo com uma outra modalidade da presente invenção.

A figura 70a representa esquematicamente uma estrutura de luva de acordo com uma modalidade adicional da presente invenção; A figura 70b representa esquematicamente uma estrutura de luva de acordo com ainda uma modalidade adicional da presente invenção; A figura 70c representa esquematicamente uma seção de uma turbina incorporando a estrutura de luva mostrada na figura 70b.

As figuras 71a a 71c representam esquematicamente cada qual uma vista lateral de diferentes modalidades de uma extremidade de avanço de uma luva móvel axialmente; A figura 72 é uma vista lateral esquemática da extremidade de avanço de uma luva móvel axialmente de acordo com uma outra modalidade da presente invenção; e A figura 73 é uma vista lateral esquemática da extremidade de avanço de uma luva móvel axialmente de acordo com uma modalidade ainda adicional da presente invenção.

A figura 74 ilustra esquematicamente uma turbina incorporando uma luva axialmente deslizante e um arranjo de defletor/paleta de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção.

As figuras 75a e 75b são ilustrações esquemáticas em perspectiva e lateral de uma modalidade alternativa adicional de uma estrutura de defletor/paletas de acordo com a presente invenção.

A figura 76 é uma ilustração esquemática em perspectiva de ainda uma outra modalidade de uma estrutura de defletor/paleta de acordo com a presente invenção. 5 A figura 77 é uma ilustração esquemática em perspectiva de ainda uma outra modalidade de uma estrutura de defletor/paleta de acordo com a presente invenção.

A figura 78 é uma vista em perspectiva de uma luva que forma parte de uma turbina de acordo com uma modalidade da invenção; As figuras 79 a 82 mostram seções axiais transversais através de partes de turbinas de acordo com modalidades adicionais da invenção; A figura 83 é uma seção transversal axial de uma voluta e entrada anular de turbina de uma turbina de acordo com ainda uma modalidade adicional da presente invenção.

A figura 84 é uma ilustração em perspectiva de componentes de uma seção de uma estrutura de bocal que forma parte de uma turbina de acordo com a modalidade da figura 83 composta de uma parede lateral de entrada, defletores, paletas e uma luva axialmente deslizante.

A figura 85 é uma ilustração em seção transversal radial do arranjo de paletas, defletores e luva cilíndrica de acordo com a modalidade das figuras 83 e 84. A figura 86 é uma ilustração em seção transversal radial de uma luva no geral cilíndrica axialmente deslizante e arranjo de paletas de acordo com uma modalidade alternativa da presente invenção.

Referindo-se à figura 1, esta ilustra um turbocarregador conhecido compreendendo um alojamento da turbina de geometria variável 1 e um alojamento do compressor 2 interconectados por um alojamento do mancal central 3. Um eixo mecânico do turbocarregador 4 estende-se do alojamento da turbina 1 até o alojamento do compressor 2 através do alojamento do mancal 3. Uma roda de turbina 5 é montada em uma extremidade do eixo mecânico 4 para rotação dentro do alojamento da turbina 1, e uma roda do compressor 6 é montada na outra extremidade do eixo mecânico 4 para rotação dentro do alojamento do compressor 2. O eixo 5 mecânico 4 gira em torno do eixo geométrico do turbocarregador 4a em conjuntos de mancais localizados no alojamento do mancal.

O alojamento da turbina 1 define uma voluta 7 na qual gás de um motor de combustão interna (não mostrado) é entregue.

O gás de exaustão escoa da voluta 7 para um trajeto de passagem de saída axial 8 por meio de uma entrada anular 9 e roda de turbina 5. A entrada 9 é definida entre paredes laterais, uma parede lateral sendo a superfície 10 de uma parede radial de um elemento de parede do anel do bocal anular móvel 11 e, na parede lateral oposta, sendo uma chapa de cobertura anular 12. A cobertura 12 cobre a abertura de um recesso anular 13 no alojamento da turbina 1. O anel do bocal 11 suporta um arranjo de paletas de bocal circunferencialmente e igualmente espaçadas 14, cada uma das quais estende- se por toda a largura axial da entrada 9. As paletas de bocal 14 são orientadas para defletir gás que escoa através da entrada 9 na direção de rotação da roda de turbina 5. Quando o anel do bocal 11 está próximo da cobertura anular 12, as paletas 14 projetam-se através de fendas devidamente configuradas na cobertura 12, ao interior do recesso 13. Um atuador (não mostrado) é operável para controlar a posição do anel do bocal 11 por meio de um eixo mecânico de saída do atuador (não mostrado), que é ligado a um elemento de agitação 15. O elemento de agitação 15 por sua vez encaixa hastes de guia que estendem-se axialmente 16 que suportam o anel do bocal 11. Dessa maneira, pelo controle apropriado do atuador (que pode, por exemplo, ser pneumático ou elétrico, ou qualquer outro tipo adequado), a posição axial das hastes de guia 16 e assim do anel do bocal 11 pode ser controlada.

Percebe-se que detalhes dos arranjos de montagem e guia do anel do bocal podem diferir daqueles ilustrados.

O anel do bocal 11 tem flanges anulares radialmente interno e externo estendendo-se axialmente 17 e 18 que estendem-se ao interior de uma cavidade anular 19 provida no alojamento da turbina 1. Anéis de vedação 5 interno e externo 20 e 21 são providos para selar o anel do bocal 11 com relação às superfícies anulares interna e externa da cavidade anular 19 respectivamente, permitindo ainda que o anel do bocal 11 deslize dentro da cavidade anular 19. O anel de vedação interno 20 é suportado dentro de um entalhe anular formado na superfície anular radialmente interna da cavidade 19 e apóia-se no flange anular interno 17 do anel do bocal 11. O anel de vedação externo 20 é suportado dentro de um entalhe anular formado na superfície anular radialmente externa da cavidade 19 e apóia-se no flange anular externo 18 do anel do bocal 11. Gás que escoa da voluta de entrada 7 para o trajeto de passagem de saída 8 passa sobre a roda de turbina 5 e, em decorrência disto, torque é aplicado no eixo mecânico 4 para acionar a roda do compressor 6. A rotação da roda do compressor 6 dentro do alojamento do compressor 2 pressuriza ar ambiente presente em uma entrada de ar 22 e entrega o ar pressurizado a uma voluta de saída de ar 23 da qual ele é alimentado a um motor de combustão interna (não mostrado). A velocidade da roda de turbina 5 depende da velocidade do gás que passa através da entrada anular 9. Para uma taxa fixa de massa de gás que escoa para a entrada 9, a velocidade do gás é função da largura da entrada 9, a largura sendo ajustável controlando-se a posição axial do anel do bocal 11. (À medida que a largura da entrada 9 é reduzida, a velocidade do gás que passa através dela aumenta). A figura 1 mostra a entrada anular 9 completamente aberta.

O trajeto de passagem de entrada 9 pode ser fechada até um mínimo movendo o anel do bocal 11 em direção à cobertura 12. Referindo-se à figura 2, esta é uma representação esquemática de uma vista radial de uma porção da circunferência da entrada anular 9 da turbina da figura 1, desdobrada e disposta no plano do papel. Nesta representação, o anel do bocal 11 está em uma posição completamente aberta de maneira tal que linhas paralelas 11 e 12 representam o anel do bocal 11 e a 5 chapa de cobertura 12, respectivamente, e linhas paralelas 14 representam as bordas de avanço das paletas de bocal 14 que estendem-se através da entrada

9. A dimensão c é uma porção da circunferência da entrada 9, e a dimensão w é a largura máxima da entrada anular 9. Pela figura 2, pode-se ver que as paletas 14 dividem a entrada anular 9 em um arranjo anular de passagens de entrada circunferencialmente adjacentes 14a. Cada passagem de entrada 14a estende-se no geral radialmente, mas com uma varredura direta (com a redução do raio) resultante da configuração de paletas 14 que, como anteriormente mencionado, é projetada para defletir o fluxo de gás que passa através da entrada 9 na direção de rotação da roda de turbina. A geometria de cada qual das passagens de entrada 14a, que estendem-se por toda a largura w da entrada 9, é definida pela configuração e espaçamento das paletas 14, mas, como mostrado, tem uma seção transversal no geral retangular. A figura 3 é uma seção transversal através de parte de um turbocarregador incluindo uma turbina de geometria variável de acordo com uma modalidade da presente invenção. Onde apropriado, recursos correspondentes dos turbocarregadores da figura 1 e da figura 3 são identificados com os mesmos números de referência. Referências a “axial” e “axialmente” devem ser entendidas referindo-se ao eixo geométrico de rotação da roda de turbina. A figura 3 mostra o alojamento do mancal 3 e alojamento da turbina 4 do turbocarregador, com o compressor (não mostrado) removido. Como com o turbocarregador conhecido da figura 1, um eixo mecânico do turbocarregador 4 estende-se através do alojamento do mancal 3 até o alojamento da turbina 1 e uma roda de turbina 5 é montada em uma extremidade do eixo mecânico 4 dentro do alojamento da turbina 1. O alojamento da turbina 1 define uma voluta 7 da qual o fluxo de gás de exaustão é entregue a uma entrada anular 9 que envolve a roda de turbina 5. De acordo com a presente invenção, o tamanho da entrada 9 é variável controlando-se a posição de uma luva cilíndrica axialmente 5 deslizante 30 que é suportada em hastes de guia 31 que são montadas de forma deslizante dentro de uma cavidade 19 definida pelo alojamento do mancal 3. As hastes de guia 31 podem ter uma configuração substancialmente idêntica à das hastes de guia 16 ilustradas na figura 1, e ser atuadas da mesma maneira por meio de uma culatra (não mostrada) ligada nas extremidades internas 31a das hastes de guia 31. As extremidades externas 31a das hastes de guia 31 são conectadas em flanges radialmente estendidos 30a da luva 30. Os respectivos flanges separados 30a podem ser providos para conexão nas hastes de guia 31, como ilustrado, ou a luva 30 pode compreender um único flange anular estendendo-se radialmente que é conectado nas hastes de guia

31. A luva 30 tem uma extremidade livre que projeta-se ao interior da entrada 9 de forma que a largura da entrada possa ser variada de uma maneira controlada pelo movimento e posicionamento apropriado da luva 30 por meio das hastes de guia 31. Também, de acordo com a presente invenção, a entrada 9 é, pelo menos em parte, definida entre paredes laterais confrontantes do alojamento da turbina que, nesta modalidade, compreendem anéis de bocal 32 e 33 de um conjunto do bocal 34. O conjunto do bocal 34 está mostrado com mais detalhes nas figuras 4a e 4b (junto com uma seção da luva 31, e uma haste de guia 31). O primeiro anel do bocal 32 do conjunto do bocal 34 estende-se radialmente através da abertura da cavidade 19 do alojamento da turbina até a luva 30. O anel de vedação 35 sela o anel do bocal 32 com relação à luva 30 para impedir vazamento de gás entre a entrada 9 e a cavidade 19. Similarmente, um anel de vedação 36 sela o anel do bocal 32 com relação ao alojamento da turbina adjacente a uma periferia interna radial do anel do bocal 32. O segundo anel do bocal 33 do conjunto do anel do bocal 34 é fixo em uma parede radial do alojamento da turbina, dentro de um recesso anular raso definido pelo alojamento da turbina e é selado com relação a ele pelo anel de vedação 36 para impedir vazamento de gás entre o 5 anel do bocal 33 e o alojamento da turbina. Um arranjo anular de paletas de bocal circunferencialmente equiespaçadas 37 estende-se entre o primeiro e segundo anéis de bocal 32 e

33. As paletas de bocal 37 dividem a entrada anular em porções de entrada circunferencialmente espaçadas. Defletores de entrada anular estendendo-se radialmente 38a, 38b e 38c são axialmente equiespaçados entre os anéis de bocal 32 e 33 e adicionalmente dividem a entrada anular 9 em porções de entrada axialmente espaçadas. Os defletores 38 são anéis relativamente finos coaxiais com o eixo geométrico da turbina e orientados paralelos aos anéis de bocal 32 e 33 de forma que eles tenham faces estendendo-se radialmente. Dessa maneira, as paletas 37, juntamente com os defletores de entrada 38a- 38c, dividem a entrada anular 9 em uma pluralidade de passagens de entrada discretas 39 (nem todas das quais estão referenciadas individualmente nos desenhos) que está mais bem ilustrado na figura 5 que é uma representação esquemática de uma vista radial de uma porção desdobrada da circunferência do conjunto do bocal 34 correspondente à representação da estrutura de entrada conhecida mostrada na figura 2. Novamente, a dimensão w é a largura total da entrada 9 e a dimensão c é uma porção da circunferência da entrada. Referindo-se à figura 5, as paletas 37, e defletores de entrada 38a-38c, dividem a entrada 9 em quatro arranjos anulares axialmente espaçados de passagens de entrada circunferencialmente espaçadas 39a, 39b, 39c e 39d, respectivamente. Ao contrário, o arranjo conhecido da figura 2 tem um único arranjo anular de passagens de entrada circunferencialmente espaçadas, cada uma das quais estende-se por toda a largura da entrada 9. A configuração exata das passagens de entrada 39a a 39d é definida pela configuração de paletas 37 e defletores 38a a 38c, mas, como ilustrado, pode- se ver que as passagens têm uma seção transversal no geral retangular (neste caso, quase quadrada). Cada qual das passagens de entrada 39a – 39d direciona o fluxo de gás para a roda de turbina e, por causa da varredura das 5 paletas 37, muda o fluxo de gás na direção do sentido de rotação da roda de turbina 5. Nesta modalidade, as passagens de entrada 39 em cada arranjo anular são circunferencialmente adjacentes e cada arranjo anular 39a a 39d é axialmente adjacente ao seguinte.

Como anteriormente descrito, o tamanho da entrada 9 é controlado pelo ajuste da posição axial da luva 30 que desliza no diâmetro externo das paletas e defletores.

Dependendo do posicionamento da luva 30, um ou mais dos arranjos anulares axialmente espaçados de passagens de entrada 39a-39d pode portanto ser bloqueado ou parcialmente bloqueado ao fluxo de gás através da entrada 9. Por exemplo, a figura 4a ilustra a luva 30 em uma posição quase completamente aberta na qual o primeiro arranjo anular de passagens de fluxo de gás 39a é parcialmente bloqueado ao fluxo de gás, e o segundo ao quarto arranjos anulares de passagens de entrada 39b-39d são completamente abertos ao fluxo de gás.

A figura 4b (e figura 3) mostra a luva 30 em uma posição completamente fechada na qual a extremidade da luva 30 apóia-se no anel do bocal 33 e todos os quatro dos arranjos anulares axialmente adjacentes de passagens de entrada 39a-39d são fechados (sujeitos ao potencial para uma mínima quantidade de vazamento para as passagens de entrada 39d entre a luva 30 e o anel do bocal 33). Controlando-se a posição da luva 30 entre as posições aberta e fechada, um número selecionado dos arranjos anulares axialmente adjacentes de passagens de entrada 39a-39d pode ser aberto ou bloqueado, ou parcialmente aberto/bloqueado.

Por exemplo, pelo posicionamento da luva 30 de forma que a extremidade livre da luva fique axialmente alinhada com o primeiro defletor de entrada 38a, o primeiro arranjo anular de passagens de entrada 39a é fechado e o segundo ao quarto arranjos anulares de passagens de entrada 39b-39d são completamente abertos ao fluxo de gás.

Similarmente, pelo posicionamento da extremidade livre da luva 30 intermediária aos defletores de entrada 38b e 38c, o primeiro e segundo arranjos anulares de 5 passagens de entrada 39a e 39b serão completamente fechados, o quarto arranjo anular de passagem de entrada 39d será completamente aberto e o terceiro arranjo anular de passagens de entrada 39c será parcialmente aberto.

Isto está ilustrado esquematicamente na figura 6 que sobrepõe a luva 30 na vista mostrada na figura 5. Nas modalidades da invenção supradescritas (e a seguir), a luva 30 pode fechar totalmente a entrada, isto é, bloquear a entrada 9 completamente.

Em outras modalidades, a luva não precisa necessariamente ser capaz de fechar a entrada totalmente, mas pode ter uma posição “fechada” na qual o arranjo final de passagens 39 é aberto pelo menos parcialmente.

Por exemplo, a extremidade livre da luva poderia ser provida com bases estendendo-se axialmente que fornecem um limitador rígido para a posição fechada da luva, com folgas de escoamento definidas entre bases em torno da circunferência da luva.

Nesta modalidade da invenção, a maior aceleração do fluxo de gás é conseguida pela redução do tamanho da entrada 9 que ocorre à montante das passagens de entrada 39. Na ausência dos defletores de entrada 38, gás que acelera após a extremidade da luva 30 expandirá axialmente em toda a largura da entrada 9 antes de chegar à roda de turbina 5. Isto resultaria em perda substancial de energia no fluxo de gás à medida que ele passa através da entrada que pode anular bastante o efeito desejado de restringir a entrada.

Dessa maneira, é de se esperar que uma turbina de geometria variável como esta seja muito ineficiente e assim impraticável para muitas aplicações, tal como, por exemplo, para uso em uma turbina do turbocarregador.

Com a presente invenção, à medida que a luva 30 move-se além do primeiro defletor de entrada e defletores de entrada subsequentes, o volume da entrada 9 no qual o gás pode expandir é reduzido, que similarmente reduz o potencial para perda de energia pela expansão do fluxo de gás dentro da entrada 9 à montante da roda de turbina.

Isto, por sua vez, melhora significativamente a 5 eficiência da entrada.

Como a extremidade livre da luva se alinha com um dado defletor de entrada, ela é efetivamente equivalente a um elemento de parede radial móvel.

Entre essas localizações, é possível que haja uma queda na eficiência, mas esta não será da mesma magnitude que seria observada na ausência de qualquer defletor de entrada.

Surpreendentemente, simulações sugerem que a estrutura de entrada da presente invenção tem uma eficiência ainda melhor que algumas estruturas de entrada de parede móveis conhecidas, particularmente a menores larguras de entrada.

A modalidade da invenção ilustrada nas figuras 3 a 6 tem três defletores de entrada 38, mas uma quantidade maior ou menor que três defletores poderia ser incorporada em modalidades alternativas.

Por exemplo, a provisão de apenas um único defletor de entrada, por exemplo, intermediário aos anéis de bocal 32 e 33, pode melhorar a eficiência acima daquela que pode ser obtida na ausência de qualquer defletor de entrada até um ponto suficiente para fornecer uma estrutura de turbina de geometria variável efetiva para uso em um turbocarregador e outras aplicações.

É de se esperar que a eficiência da entrada da turbina varie de uma maneira aproximadamente passo a passo do tamanho de entrada correspondente à localização de todo ou qualquer defletor de entrada.

Este efeito pode entretanto ser suavizado aumentando-se o número de defletores.

Embora o aumento no número de defletores (que têm uma espessura axial) possa aumentar o arrasto aerodinâmico e reduzir a área seccional transversal máxima de fluxo disponível para o fluxo de gás para qualquer dada largura de entrada w, isto pode, se necessário, ser compensado construindo-se a entrada anular 9 para ter uma maior largura axial máxima do que seria o caso na ausência dos defletores.

A turbina de acordo com a presente invenção também tem inúmeras outras vantagens em relação à turbina de anel do bocal móvel conhecida mostrada na figura 1. Com a presente invenção, existe uma 5 considerável redução de pressão e forças aerodinâmicas na luva comparadas com aquelas que agem em uma parede radial.

Por exemplo, a força axial imposta na luva 30 pelo fluxo de ar através da entrada é muito menor que a imposta em uma parede radial móvel.

Isto permite o uso de um atuador menor e menos robusto, e também uma articulação menos robusta entre o atuador e a luva, já que a força axial necessária para mover a luva e mantê-la na posição é muito menor que a necessária para controlar a posição de uma parede radial.

A redução nas forças axiais na luva comparada com aquelas observadas por uma parede radial também simplifica o controle preciso do tamanho da entrada.

Empregando uma luva cilíndrica como o componente móvel para variar o tamanho da entrada, em vez de uma parede radial móvel, também evita a necessidade de prover fendas para receber as paletas à medida que a largura de entrada é reduzida, que é uma exigência de estruturas de entrada conhecidas compreendendo um anel do bocal móvel (como ilustrado, por exemplo, na figura 1) e também de estruturas conhecidas alternativas nas quais as paletas são fixas e uma cobertura fendilhada move-se axialmente sobre as paletas para variar a largura de entrada.

A presente invenção assim elimina muitas das exigências de interface entre o componente móvel e o arranjo de paleta que, por sua vez, aumenta as tolerâncias de fabricação.

A ausência de tais fendas também reduz a possibilidade de vazamento de gás em torno do arranjo de paleta e simplifica exigências de vedação.

Dispositivos conhecidos compreendendo um anel do bocal móvel no qual o elemento de parede móvel inclui as paletas, por exemplo, como mostrado na figura 1, também suportam um torque significante à medida que o fluxo de gás é defletido pelas paletas. Com a presente invenção, não existe um torque desses no componente móvel que reduz ainda mais a força no atuador e articulações do atuador. Com a modalidade da invenção ilustrada nas figuras 3 e 4, as 5 passagens de entrada 39 são definidas por um conjunto do bocal 34 compreendendo os anéis de bocal 32 e 33 que suportam as paletas de entrada 37 e defletores 38. Os anéis de bocal 32 e 33 assim definem as paredes laterais da entrada anular 9 da turbina. Esta estrutura pode ter vantagens tal como permitir que conjuntos de bocal configurados diferentemente sejam montados em um alojamento da turbina comum de forma que a estrutura de entrada (isto é, configuração de passagens de entrada 39) possa ser variada entre turbinas que são de outra forma substancialmente idênticas. Esta construção (modular) pode ter benefícios de fabricação. Entretanto, percebe- se que as paletas 37 e defletores 38 que definem as passagens 39 (ou qualquer outra estrutura que possa definir as passagens de entrada 39 como descrito a seguir), não precisam ser formados em um conjunto do bocal modular separado, mas poderiam ser fundidos ou usinados integralmente com o alojamento do turbocarregador (por exemplo, o alojamento do mancal e/ou alojamento da turbina em uma estrutura de turbina típica). Em tais modalidades, paredes laterais da entrada 9 não precisam ser formadas por anéis de bocal discretos como com as modalidades das figuras 3 e 5. Dessa maneira, embora na descrição seguinte números de referência 32 e 33 sejam convenientemente usados para identificar paredes laterais de uma entrada da turbina 9, essas não devem ser consideradas limitadas aos anéis de bocal 32 e

33. Na modalidade da invenção ilustrada nas figuras 3-6, o bocal da turbina compreende três defletores de entrada 38, mas, como anteriormente mencionado, pode haver uma quantidade maior ou menor de defletores de entrada em modalidades alternativas da invenção. Por exemplo, modalidades com somente um ou dois defletores de entrada são efetivas para aumentar significativamente a eficiência de uma entrada da turbina na qual o componente móvel usado para variar o tamanho da entrada é uma luva cilíndrica envolvendo o arranjo de paleta.

Similarmente, modalidades com 5 mais de três defletores podem ser vantajosas em alguns casos.

Em algumas aplicações, tais como, por exemplo, aplicações de turbocarregador, espera-se que 3 a 6 defletores sejam apropriados.

Os defletores não precisam ser axialmente equiespaçados através da largura da entrada 9 e, no caso de um único defletor, este não precisa ser localizado intermediário às paredes laterais da entrada 9. Por exemplo, o espaçamento axial entre quaisquer dois defletores adjacentes, ou entre um defletor e uma parede lateral adjacente da entrada pode aumentar ou diminuir de um lado axial da entrada para o outro, ou pode primeiro aumentar e então diminuir, ou vice-versa.

Por exemplo, onde existe mais de um defletor de entrada, o espaço axial entre os defletores adjacentes e entre qualquer defletor e uma parede lateral da entrada pode reduzir/aumentar através da entrada 9 de forma que, à medida que a entrada é progressivamente fechada pela luva cilíndrica, a largura axial de qualquer passagem de entrada exposta 39 reduz/aumenta.

Na modalidade da invenção ilustrada nas figuras 3-6, cada qual dos defletores de entrada compreende uma parede estendendo-se radialmente de espessura constante de forma que superfícies opostas de cada defletor fiquem em um plano radial.

Além do mais, superfícies confrontantes de cada defletor são paralelas tanto uma à outra quanto às superfícies confrontantes dos anéis de bocal 32 e 33 que definem as paredes laterais da entrada anular 9. Em modalidades alternativas da invenção, as superfícies opostas de qualquer dado defletor não precisam ser paralelas uma à outra e/ou não precisam ficar em um plano radial, e/ou não precisam ser paralelas à superfície confrontante de um defletor ou parede lateral de entrada adjacente.

Por exemplo, uma ou ambas as superfícies opostas de um único defletor de entrada podem ficar em uma superfície troncocônica de revolução em torno do eixo geométrico da turbina.

Tais superfícies podem ser paralelas uma à outra, ou podem angular em direções opostas.

Em 5 modalidades compreendendo uma pluralidade de defletores troncocônicos, defletores adjacentes podem ter superfícies confrontantes que tanto são paralelas uma à outra quanto ficam em um ângulo uma com a outra.

Similarmente, as paredes laterais de entrada (por exemplo, anéis de bocal 32 e 33) podem ter superfícies que podem ser paralelas ou anguladas com as superfícies confrontantes de defletores de entrada adjacentes.

Um defletor de entrada pode ter uma espessura axial uniforme, ou pode ter uma espessura que varia através de seu raio.

Por exemplo, um defletor pode ter uma espessura axial que diminui com a redução do raio.

Por exemplo, um defletor de entrada pode afunilar ou pode ter uma seção transversal radial que tem forma de aerofólio similar à de uma paleta de entrada convencional.

Exemplos de algumas das possíveis alternativas supradescritas são mostrados nas figuras 7a a 7g.

Essas figuras são uma seção transversal radial simplificada de uma entrada da turbina 9 compreendendo as paredes laterais 11 e 12, e defletores 38. Detalhes das paletas de entrada 37 são omitidos de algumas das figuras por questão de simplificação.

A figura 7a ilustra uma modalidade compreendendo uma entrada anular 9 definida entre paredes laterais 32 e 33 e compreendendo um bocal com três defletores 38a-38c.

Neste caso particular, o defletor 38c está muito mais próximo da parede lateral 33 do que o defletor vizinho 38b.

Similarmente, o espaçamento dos defletores 38a e 38b e o espaçamento da parede lateral 32 e do defletor 38a é maior que o espaçamento entre o defletor 38c e a parede lateral 33. Nesta modalidade particular, os defletores são radiais e paralelos um ao outro, bem como às paredes laterais 32 e 33.

A figura 7b é uma modificação da estrutura mostrada na figura 7a, na qual a parede lateral 33 do alojamento da turbina 1 fica em uma superfície troncocônica de maneira a ficar angulada com relação ao defletor 38c.

Em modalidades alternativas, a parede lateral 32 poderia ser angulada de 5 uma maneira similar e, em algumas modalidades, ambas paredes laterais 32 e 33 podem ser anguladas de forma que ambos os lados da entrada anular 9 afunilem-se para dentro.

A figura 7c ilustra uma modalidade incluindo três defletores de entrada 38a-38c que têm espaçamento cada vez maior através da entrada 9, de forma que, à medida que a luva 30 move-se para perto da entrada, a largura axial das passagens de entrada 39 aumenta.

Na modalidade da figura 7d, o bocal de entrada compreende 5 defletores 38a-38e.

Como pode-se ver, em seção transversal os defletores têm um arranjo de "ventilador". Ou seja, o defletor central 38c, que fica intermediário às paredes laterais de entrada 32 e 33, fica em um plano radial, mas os anéis de bocal 38a, 38b, e defletores 38d e 38e são inclinados de forma que eles fiquem cada qual em uma superfície troncocônica em decorrência do que as passagens de entrada 39 tendem convergir em direção ao defletor de entrada central 38c.

Além do mais, o efeito é de definir um bocal cônico que tem uma largura máxima definida entre o anel do bocal 38a e o anel do bocal 38e, e que estreita-se com a diminuição do raio.

Em outras palavras, o bocal afunila-se para dentro.

Um efeito similar poderia ser conseguido eliminando os anéis de bocal 38a e 38e e em vez disso inclinando as paredes laterais 32 e 33. Na figura 7e, são mostrados dois defletores de entrada 38 que afunilam-se para dentro.

O afunilamento dos defletores está exagerado por questão de clareza, e somente dois defletores estão mostrados para evitar complicação, mas, deve-se perceber que, em modalidades alternativas, pode haver somente um, ou três ou mais defletores.

As paletas são omitidas por questão de clareza.

A figura 7f é uma modificação da modalidade mostrada na figura 7e, na qual os defletores 38 têm uma seção transversal tipo aerofólio.

Na modalidade da figura 7g, os defletores são novamente anéis 5 anulares de espessura uniforme simples, mas, nesta modalidade, cada qual dos anéis fica em superfície troncocônica paralela de forma que os defletores 38 fiquem angulados com relação às paredes laterais 32 e 33, mas fiquem paralelos entre si.

Na ilustração, os defletores angulam para fora da parede lateral interna 32 com a redução do raio.

Em uma modalidade alternativa, os defletores poderiam ser angulados na direção oposta à mostrada.

Se defletores em cada extremidade axial da entrada fizer contato com as paredes laterais 32 e 33 eles podem efetivamente constituir anéis de bocal definindo a largura máxima da entrada 9. As paletas de entrada podem ter qualquer configuração adequada, e podem ter, por exemplo, substancialmente a mesma configuração de aerofólio das paletas de entrada convencionais ou qualquer configuração alternativa selecionada para definir um arranjo e configuração particular de passagens de entrada 39. Ou seja, uma vez que as paletas e defletores de entrada juntos definem a configuração e orientação das passagens de entrada 39, uma ampla variedade de diferentes configurações de passagem de entrada pode ser conseguida pelo desenho apropriado da configuração e orientação das paletas de bocal ou defletores de entrada individuais e, além disso, os desenhos podem ser de maneira tal que possa haver uma variedade de passagens de entrada configuradas diferentemente dentro de um único conjunto do bocal.

Como anteriormente mencionado, a eficiência da entrada da turbina pode variar à medida que a luva move-se para diferentes posições e, em particular, pode ser maior em posições nas quais a extremidade livre da luva é alinhada com um dos defletores do que quando ela é posicionada entre os defletores.

Dessa maneira, em algumas modalidades da invenção, o atuador e/ou sistema de controle para a luva pode ser configurado de forma que a luva somente mova-se de uma maneira passo a passo entre posições completamente aberta e fechada (incluindo qualquer “superaberta” ou 5 “superfechada”) e posições correspondentes à localização de alguns ou todos os defletores, e não mova-se para localizações entre defletores adjacentes.

O efeito disto é, prover uma entrada com uma pluralidade de tamanhos discretos entre um máximo e mínimo.

Isto pode proporcionar vantagens de eficiência, e pode permitir que seja usado um atuador de menor custo.

Similarmente, em algumas modalidades da invenção, pode ser desejável localizar os defletores em posições axiais particulares correspondentes às posições da luva (isto é, tamanhos das entradas) que são ideais para certas condições operacionais predeterminadas da turbina.

Por exemplo, tais posições para uma turbina do turbocarregador podem corresponder a larguras de entrada preferidas para operação no torque de pico do motor, velocidade nominal do motor e velocidade de cruzeiro em autoestrada.

Em algumas aplicações, por exemplo, em geradores de energia turbocarregados, o motor gerador de potência pode ser operado a cargas e/ou velocidades fixas sem necessidade de permitir ajuste contínuo da largura da entrada da turbina.

Em tais modalidades, defletores podem ser colocados em posições correspondentes às larguras de entrada ideais para as condições operacionais particulares exigidas, e a luva operada para mover somente entre posições correspondentes às posições de todo ou qualquer defletor.

Nas modalidades da invenção supradescritas, cada paleta de entrada pode ser vista compreendendo porções de paleta de entrada axialmente adjacentes separadas pelos defletores de entrada.

Assim, na modalidade ilustrada, pode-se considerar que cada paleta 37 compreende porções que são axialmente alinhadas de forma que elas sejam equivalentes a uma única paleta estendendo-se por toda a largura da entrada 9. Entretanto,

em modalidades alternativas, pode ser desejável, por exemplo, desencontrar circunferencialmente porções de paleta de entrada entre pares adjacentes de defletores de entrada e, em algumas modalidades, pode não ser mais possível identificar o equivalente de uma única paleta estendendo-se por toda a largura 5 da entrada 9. Referindo-se mais uma vez à figura 7a, pode-se ver que, nesta modalidade, a luva 30 é axialmente móvel entre uma posição aberta e uma posição fechada.

Na posição aberta (não mostrada, mas quando a luva 30 é retraída para a esquerda na figura) em que existe um trajeto de fluxo de gás através da entrada 9, entre uma extremidade livre da luva (a extremidade da luva para a direita na figura) e uma primeira parede lateral de entrada 33. O trajeto de fluxo de gás através da entrada pode ser através de pelo menos uma das passagens de entrada axialmente deslocadas.

Em uma posição fechada (um exemplo da qual está mostrado na figura), o tamanho do dito trajeto de fluxo de gás através da entrada 9 entre a extremidade livre da luva 30 e a parede lateral de entrada 33 é reduzido, comparado com quando a luva está na posição aberta.

A luva 30 move-se em direção à parede lateral de entrada 33 quando a luva 30 move-se da posição aberta para a posição fechada.

A luva 30 mostrada na figura 7a está em uma posição fechada.

A distância axial entre qualquer parte da extremidade livre da luva (a extremidade para a direita mostrada na figura) e a parede lateral de entrada 33 é menor que cada qual das respectivas distâncias axiais entre pelo menos uma das paredes de passagem de entrada (neste caso, os defletores 38a, 38b e 38c) e a parede lateral de entrada 33. Percebe-se que, nesta modalidade, o conjunto do bocal tem três paredes de passagem de entrada (neste caso, defletores). Em outras modalidades, o conjunto do bocal pode ter qualquer número apropriado de paredes de passagem de entrada.

Preferivelmente, o número de paredes de passagem de entrada (que define passagens de entrada axialmente adjacentes) é dois ou mais.

Na posição fechada da luva 30 mostrada na figura 7a, a distância axial entre a extremidade livre da luva 30 e a parede lateral de entrada 33 é menor que a distância axial entre cada qual dos defletores 38a e 38b e a parede lateral de entrada 33. A distância axial entre a extremidade livre da luva 30 e a parede lateral de entrada 33 é substancialmente a mesma 5 da distância axial entre o defletor 38c e a parede lateral de entrada 33. Isto é porque, na posição fechada da luva 30 mostrada na figura 7a, a luva fica localizada de maneira tal que a extremidade livre da luva 30 fique alinhada de forma substancialmente axial com a posição do defletor 38c.

Depreende-se que, na posição fechada da luva 30 mostrada na figura 7a, diz-se que a luva 30 moveu-se além dos defletores 38a e 38b e está alinhada com o defletor 38c.

Em outras modalidades, uma posição fechada da luva pode ser de maneira tal que a luva fique alinhada de forma substancialmente axial com qualquer das paredes de passagem de entrada (por exemplo, defletores). Alternativamente, em algumas modalidades, uma posição fechada da luva pode ser de maneira tal que a luva não fique axialmente alinhada com uma parede da passagem de entrada (por exemplo, defletor) e, em vez disso, a extremidade livre da luva bloqueia parcialmente a passagem de entrada definida por pelo menos uma das paredes de passagem de entrada.

Como previamente mencionado, na posição fechada da luva 30 mostrada na figura 7a, a luva 30 é localizada além das duas paredes de passagem de entrada (defletores 38a e 38b). Isto se dá em virtude de a distância axial entre a extremidade livre da luva 30 e a parede lateral de entrada 33 ser menor que a distância axial entre cada qual dos defletores 38a e 38b e a parede lateral de entrada 33. Em outras modalidades, em uma posição fechada da luva, a luva pode ficar localizada além de qualquer número apropriado de paredes de passagem de entrada.

Por exemplo, a luva pode ficar localizada além de uma, duas, três ou mais paredes de passagem de entrada.

Em algumas modalidades, em uma posição fechada da luva, a luva não pode ficar localizada além de nenhuma das paredes de passagem de entrada (de maneira tal que a distância axial entre a extremidade livre da luva e a parede lateral de entrada é maior que a respectiva distância axial entre cada qual das paredes de passagem de entrada e a parede lateral de entrada). Em outras modalidades, em uma posição fechada da luva, a luva pode ficar localizada além de todas as paredes 5 de passagem de entrada (de maneira tal que a distância axial entre a extremidade livre da luva e a parede lateral de entrada é menor que a respectiva distância axial entre cada qual das paredes de passagem de entrada e a parede lateral de entrada). Na modalidade mostrada na figura 7a, a luva anular 30 tem uma extremidade livre (a que está para a direita na figura) que tem uma face de extremidade 30f que é no geral plana.

A face de extremidade 30f no geral fica em um plano que é perpendicular ao eixo geométrico da turbina.

Em outras palavras, para uma dada posição da luva 30, a distância axial entre qualquer porção da face de extremidade 30f e a parede lateral de entrada 33 é substancialmente constante.

Em outras modalidades, este não precisa ser o caso.

Por exemplo, a face de extremidade 30f pode não ser no geral plana, isto é, para uma dada posição da luva 30, a distância axial entre uma primeira porção da face de extremidade 30f e a parede lateral de entrada 33 é diferente da distância axial entre uma segunda porção da face de extremidade 30f e a parede lateral de entrada 33. Por exemplo, a face de extremidade 30f pode ter um perfil circunferencial que é de forma geral ondulada.

Em tais modalidades onde a face de extremidade 30f da luva 30 não é plana, quando a luva está na posição fechada, a distância axial entre pelo menos uma porção da extremidade livre da luva e a primeira parede lateral de entrada pode ser menor que cada qual das respectivas distâncias axiais entre pelo menos uma das paredes de passagem de entrada e a primeira parede lateral de entrada.

Em algumas modalidades, quando a luva está na posição fechada, a distância axial entre pelo menos uma porção da extremidade livre da luva e a primeira parede lateral de entrada pode ser menor que cada qual das respectivas distâncias axiais entre qualquer número das paredes de passagem de entrada e a primeira parede lateral de entrada.

Por exemplo, quando a luva está na posição fechada, a distância axial entre pelo menos uma porção da extremidade livre da luva e a primeira parede lateral de entrada pode ser menor que cada qual 5 das respectivas distâncias axiais entre pelo menos duas ou pelo menos três paredes de passagem de entrada e a primeira parede lateral de entrada.

Em uma modalidade alternativa, quando a luva está na posição fechada, a distância axial entre pelo menos uma porção da extremidade livre da luva e a primeira parede lateral de entrada pode ser maior que cada qual das respectivas distâncias axiais entre qualquer das paredes de passagem de entrada e a primeira parede lateral de entrada.

Na modalidade mostrada na figura 7a, pode-se ver que, enquanto na posição fechada, a luva 30 estende-se além de ambas as paredes de passagem de entrada (defletores) 38a e 38b.

O defletor 38b fica localizado dentro da entrada 9 de maneira tal que a distância axial entre o defletor e parede lateral de entrada 33 seja ligeiramente menor que substancialmente 50 % da distância axial entre as paredes laterais de entrada 32 e 33. Em outras modalidades, em uma posição fechada, a luva pode estender-se além de pelo menos uma parede da passagem de entrada (por exemplo, um defletor) que é localizada de maneira tal que a distância axial entre a parede da passagem de entrada e a parede lateral de entrada 33 seja substancialmente 50 % da distância axial entre as paredes laterais de entrada 32 e 33. Em outras modalidades, em uma posição fechada, a luva pode estender-se além de pelo menos uma parede da passagem de entrada (por exemplo, um defletor) que é localizada de maneira tal que a distância axial entre a parede da passagem de entrada e a parede lateral de entrada 33 seja substancialmente entre 50 % e 40 %, entre 40 % e 30 %, entre 30 % e 20 %, entre 20 % e 10 %, entre 10 % e 5 % ou entre 5 % e 0 % da distância axial entre as paredes laterais de entrada 32 e 33. Considera-se que prover uma parede da passagem de entrada que é localizada de maneira tal que a distância axial entre a parede da passagem de entrada e a parede lateral de entrada seja substancialmente 50 % ou menos da distância axial entre as paredes laterais de entrada, em algumas modalidades, aumenta o desempenho da turbina e/ou melhora o controle do fluxo de gás 5 através da entrada.

Uma outra maneira de considerar o posicionamento relativo da luva em uma posição fechada e as paredes de passagem de entrada (defletores), mostrado na figura 7a, é que pelo menos uma parede da passagem de entrada (neste caso, defletor 38b) é mais próxima da parede lateral de entrada 33 do que da parede lateral de entrada 32. A parede lateral de entrada 33 é a parede lateral em cuja direção a luva move-se quando ela move-se da posição aberta para a posição fechada (isto é, quando a luva move-se para reduzir o tamanho da entrada 9). Além disso, quando a luva 30 está na posição fechada, a extremidade livre da luva 30 fica mais próxima da parede lateral de entrada 33 do que a parede da passagem de entrada (defletor 38b) está da parede lateral de entrada 33. A luva 30 e paredes de passagem de entrada 38a-38c da modalidade mostrada na figura 7a são configurada de maneira tal que a luva faz contato com as paredes de passagem de entrada.

Mais especificamente, uma superfície radialmente para dentro da luva faz contato com uma porção radialmente para fora das paredes de passagem de entrada.

A luva 30 pode fazer contato com pelo menos uma das paredes de passagem de entrada 38a- 38c à medida que ela move-se entre posições aberta e fechada, de maneira tal que pelo menos uma parede da passagem de entrada ajude guiar o movimento da luva.

Em outras modalidades, a luva pode substancialmente não fazer contato com uma ou mais das paredes de passagem de entrada que a luva fica além quando a luva está na posição fechada.

Em outras palavras, a luva pode ser montada de maneira tal que gás possa passar entre pelo menos uma das paredes de passagem de entrada (que a luva fica além) e a luva quando a luva está na posição fechada.

Em algumas modalidades, a luva não pode fazer contato com nenhuma das paredes de passagem de entrada quando está em uma posição fechada. 5 Por exemplo, uma possível modificação da modalidade das figuras 3 a 6 está ilustrada nas figuras 8a – 8c, e os mesmos números de referência são usados onde apropriado.

Referindo-se primeiro à figura 8a, pode-se ver que as paletas 37 não são contínuas em toda a largura da entrada 9, mas, em vez disso, paletas definindo cada qual dos arranjos anulares de passagens de entrada 39a – 39d têm diferentes extensões radiais.

Enquanto as bordas de avanço de todas as paletas 37 ficam no mesmo raio externo, o raio das bordas de fuga das paletas difere, em que a posição radial da borda de fuga de cada arranjo anular de paletas diminui progressivamente do primeiro arranjo anular 39a para o quarto arranjo anular 39d.

Além do mais, pode-se ver que os defletores de entrada 38a – 38c têm uma maior extensão radial do que pelo menos algumas das paletas 37 (na modalidade ilustrada, é maior que a de qualquer das paletas). Ou seja, embora eles tenham substancialmente o mesmo raio externo que as paletas 37, o raio interno dos defletores 38a - 38c é significativamente menor que o das paletas 37, de forma que os defletores 38a – 38c estendem-se ainda mais em direção à roda de turbina 5 do que as paletas 37. Nesta modalidade particular, cada qual dos defletores 38a – 38c tem a mesma dimensão radial, mas isto pode não ser o caso em outras modalidades.

Além do mais, modalidades nas quais os defletores estendem-se mais próximos da roda de turbina do que as paletas podem incluir modalidades nas quais as paletas têm todas a mesma extensão radial.

Para proporcionar uma melhoria significante de eficiência da turbina, os defletores preferivelmente têm uma extensão radial maior que 110 % pelo menos das paletas que não estendem-se até tão perto da roda quanto do defletor, mais preferivelmente maior que 120 %. Onde pelo menos algumas das passagens de gás têm direção de turbilhonamento relativamente radial (por exemplo, a um ângulo médio maior que 40 graus com a direção circunferencial) os defletores preferivelmente têm uma extensão radial maior que 120 % pelo menos das paletas que não estendem-se até tão perto da roda quanto do 5 defletor, mais preferivelmente maior que 140 %. Onde pelo menos algumas das passagens de gás têm uma direção de turbilhonamento muito radial (por exemplo, a um ângulo médio maior que 60 graus com a direção circunferencial) os defletores preferivelmente têm uma extensão radial maior que 140 % pelo menos das paletas que não estendem-se até tão perto da roda quanto do defletor, mais preferivelmente maior que 160 %. Também aparente pela figura 8a, o espaçamento axial dos defletores de entrada 38a – 38c é irregular de forma que, enquanto a largura dos arranjos anulares de passagens de entrada 39b e 39c é a mesma, a largura axial do arranjo anular 39a é maior que a de 38b e 38c, e a largura axial do arranjo anular 39d é menor que a dos arranjos axiais 38b e 38c.

Embora não aparente pela figura 8a, mas ilustrado nas figuras 8b e 8c, o número de paletas em cada qual dos arranjos anulares 39a a 39d pode diferir.

Por exemplo, a figura 8b mostra um arranjo anular de quinze paletas e a figura 8c mostra um arranjo anular de somente oito paletas que pode ser incluído no mesmo conjunto do bocal.

Outros arranjos podem ter um número diferente de paletas, maior que quinze ou menor que oito, ou algum valor intermediário (por exemplo, doze). Além do mais, as figuras 8b e 8c mostram as paletas com diferentes extensões radiais, e diferentes ângulos de turbilhonamento (isto é, as paletas visíveis em 8c são varridas para a frente uma maior extensão do que as paletas mostradas na figura 8b e, como tal, têm um maior ângulo de turbilhonamento). A presente invenção portanto provê um alto grau de flexibilidade na otimização de vários recursos do bocal a perfis de exigência e eficiência particulares.

Por exemplo, em uma modalidade da invenção,

ilustrada nas figuras 8a a 8c, pode haver oito paletas no arranjo 39d, doze paletas em cada qual dos arranjos 39b e 39c, e 15 paletas no arranjo 39a.

O ângulo de turbilhonamento pode ser o maior no arranjo 39d e diminuir progressivamente até o arranjo 39a.

Isto é apenas um exemplo e percebe-se 5 que muitas outras variações são possíveis.

Vários fatores podem influenciar o desenho de bocal particular, que pode incluir minimizar fadiga de alto ciclo da turbina (isto é, minimizar a função de força nas pás), e otimizar ou de outra forma adequar a eficiência e capacidade de absorvimento da turbina (por exemplo, provendo baixa eficiência a grandes aberturas de entrada que é proveitoso em algumas aplicações tais como, por exemplo, motores EGR, como descrito a seguir). Por exemplo, em uma modalidade na qual a luva 30 é atuada pelo lado do alojamento da turbina da entrada, de forma que sua extremidade livre mova-se em direção ao lado do alojamento do mancal da entrada 9 à medida que a entrada é fechada (esta possibilidade é discutida com mais detalhes adicionalmente a seguir), os arranjos de canais de entrada 39c e 39d são menos capazes de estimular vibração e fadiga nas pás da turbina em virtude de a extremidade do cubo da borda de avanço da turbina estar mais rigidamente conectada no cubo da turbina (em virtude de estar mais próxima da face traseira da roda de turbina). Em algumas aplicações da invenção, pode ser desejável maximizar a eficiência da turbina a menores aberturas de entrada e assim os arranjos de paleta 39c e 39d podem ter uma folga reduzida com relação à da roda de turbina (como ilustrado) para intensificar a eficiência, dado que isto não pode resultar em nenhum problema de vibração/fadiga significante, já que as pás da turbina são mais rigidamente suportadas nesta região.

Além do mais, o aumento do ângulo de turbilhonamento das paletas no arranjo 39d pode proporcionar um ligeiro aumento de eficiência, quando a luva está em posições praticamente fechadas (nas quais a borda de avanço da luva 30 estende-se além da localização do defletor de entrada 38c). Isto teria o efeito adicional de reduzir a taxa na qual a área seccional transversal de fluxo muda em função do movimento da luva, quando a luva está praticamente fechada, que permite ao atuador controlar a área seccional transversal de fluxo mais precisamente. 5 Para certas aplicações de motor (tal como para EGR), pode ser desejável reduzir a eficiência da turbina em um ou mais dos arranjos de canais de entrada 39a – 39d.

Por exemplo, pode ser desejável reduzir a eficiência em larguras de entrada relativamente grandes em algumas aplicações.

Tal eficiência reduzida poderia, por exemplo, ser conseguida reduzindo a extensão radial das paletas (como ilustrado) e/ou aumentando a largura circunferencial ou de outra forma configurando as paletas para reduzir a área de entrada efetiva.

A área de entrada poderia ser reduzida adicionalmente provendo outros obstáculos para o fluxo, por exemplo, pilares estendendo-se axialmente ao interior do canal.

A largura axial do arranjo pode ser reduzida para aumentar as perdas por atrito efetivas, e o ângulo de turbilhonamento das paletas poderia ser configurado para prover um turbilhão misto.

Outros exemplos (não ilustrados) poderiam incluir um anel de pilares similares e uniformemente espaçados, dois ou mais anéis concêntricos dos pilares, um anel de pilares distribuídos irregular e aleatoriamente, ou mesmo um anel das paletas arranjado para inverter o ângulo de turbilhonamento do gás (isto é, girar o gás na direção oposta à turbina). Outros possíveis exemplos de arranjo de paletas que podem definir qualquer dado arranjo anular de passagens de entrada estão ilustrados nas figuras 9a – 9c, que são seções axiais mostrando um defletor de entrada 38 suportando as paletas 37. Na figura 9a existe um número relativamente pequeno de paletas 37 com um ângulo de turbilhonamento relativamente alto.

Além do mais, as paletas são relativamente “espessas” e estendem-se até um raio interno relativamente pequeno para prover uma folga radial relativamente pequena em torno da roda de turbina.

Com um arranjo como este, é mais fácil para um atuador alcançar um alto controle de resolução da área seccional transversal de fluxo em virtude de ela variar menos para um dado movimento da luva.

O maior turbilhonamento pode ser adequado para um arranjo de paleta posicionado para corresponder a larguras de entrada relativamente 5 pequenas, que proporcionaria uma pequena melhoria de eficiência.

Na modalidade da figura 9b, “paletas divisoras” relativamente pequenas 37a são localizadas entre pares adjacentes de paletas principais 37. Neste caso, existe um maior número de paletas, comparado com a modalidade da figura 9a, mas as paletas têm uma extensão radial reduzida, de forma que existe uma maior folga radial entre as paletas e a roda de turbina.

Paletas divisoras têm um comprimento cordal (isto é, um comprimento em linha reta entre a borda de avanço e borda de fuga da paleta) que é menor que o das paletas principais.

As paletas divisoras podem ser vantajosas em algumas modalidades para reduzir vibração induzida nas pás da turbina.

Paletas divisoras podem ser usadas para diminuir a redução no fluxo através da entrada causada atrito do efeito saia.

Isto se dá em virtude de as paletas divisoras poderem ter uma menor área superficial que é exposta ao fluxo de gás através da entrada do que das paletas principais.

Paletas divisoras podem também direcionar o fluxo de gás para a roda de turbina de uma maneira similar às paletas de entrada convencionais (ou principais), como previamente discutido.

Embora na figura 9b uma única paleta divisora 37a esteja localizada entre pares adjacentes de paletas principais 37 (isto é, de maneira tal que as paletas divisoras e paletas principais fiquem circunferencialmente alternadas), este não precisa ser o caso.

Percebe-se que qualquer esquema apropriado das paletas principais e divisoras paletas pode ser usado, por exemplo, pode haver mais de uma paleta divisora entre um par adjacente de paletas principais, ou o espaçamento entre paletas divisoras e/ou paletas principais adjacentes pode variar.

Além disso, pode haver mais de um tipo de paleta divisora, por exemplo, paletas divisoras com diferentes características,

tais como tamanho e forma, podem ser usadas.

Em algumas modalidades, paletas divisoras podem ficar localizadas radialmente para dentro ou radialmente para fora das paletas principais.

Em algumas modalidades, a distância radial entre as bordas de fuga das paletas divisoras e a roda de 5 turbina pode ser maior que a distância radial entre as bordas de fuga das paletas principais e a roda de turbina.

Na modalidade da figura 9c, as paletas têm uma configuração "recortada" em vez de uma configuração completa tipo aerofólio que pode-se esperar prover eficiência reduzida que pode ser adequada em algumas aplicações.

Além do mais, obstruções 37b são localizadas entre paletas adjacentes 37 que podem reduzir ainda mais a eficiência.

Modalidades possíveis adicionais de um conjunto do bocal de acordo com a invenção estão ilustradas nas figuras 10a – 10e, 11a – 11e, e 12a – 12e.

Em cada caso, cada qual das figuras a – d é uma seção axial mostrando as paletas de um arranjo anular particular de passagens de entrada 39 que juntas constituem 5 arranjos anulares adjacentes de passagens de entrada no conjunto do bocal como um todo.

Cada figura e é uma ilustração das localizações combinadas de todas as paletas das figuras a – d.

Referindo-se primeiro às figuras 10a – 10e, pode-se ver que cada qual dos arranjos anulares 39a – 39d compreende números diferentes de paletas, que, para algumas modalidades, podem ter diferentes configurações tais como curvatura e/ou ângulo de turbilhonamento e/ou extensão radial e/ou espessura, etc.

Entretanto, em cada qual dos arranjos, existe uma paleta com uma borda de avanço a 0o (o topo do arranjo de paleta é visto nas figuras) e também a 120o e 240o.

Isto provê bordas de suporte através da largura do conjunto como um todo (e assim através da largura da entrada 9 como um todo) que podem ser adequadas para guiar a luva usada para variar a largura de entrada.

Com um arranjo de bocal convencional, no qual as paletas estendem-se por toda a largura da entrada 9 e são equiespaçadas em torno da circunferência da entrada, a pá da turbina produz um padrão uniforme de estímulos de paleta à medida que ela varre além das bordas de fuga das paletas e é assim sujeita a uma ou mais frequências de vibração principais.

Dependendo da velocidade da turbina, essas frequências de vibração podem 5 casar com um modo de vibração residente da pá, levando a excitação ressonante que contribui para fadiga do metal.

Entretanto, com a modalidade ilustrada da presente invenção, existem diversos diferentes padrões de estímulos de paleta, cada um dos quais poderia excitar a vibração da pá a certas velocidades, mas menos intensamente do que se as pás fossem alinhadas circunferencialmente.

Referindo-se agora às modalidades das figuras 12a a 12e, pode-se ver que esta é muito similar à modalidade das figuras 10a a 10e, exceto que a paleta a 120o moveu-se para 112,5o e a paleta a 240o moveu-se para 225o (percebe-se que essas são posições de exemplo não limitantes, e outras posições poderiam ser escolhidas incluindo um arranjo reverso com os ângulos ligeiramente deslocados acima de 120o / 240o). Dessa maneira, as posições de algumas das paletas (entre 0o e 240o) são deslocadas juntas ligeiramente, enquanto outras paletas são deslocadas (de 240o até 360o/0o). Isto pode atenuar vibração induzida pela pá da turbina que passa em cada paleta e estímulo correspondente (isto é, excitação de nona ordem para o arranjo na figura 12a, décima segunda ordem para o da figura 12b, décima quinta ordem na figura 12d). Isto se dá em virtude de, se o primeiro (comprimido) conjunto de paletas passa a uma velocidade que começa induzir vibração, essas serão seguidas por um segundo (estirado) conjunto de paletas que passa a uma frequência diferente que não excita a vibração.

Este é então seguido pelo primeiro (comprimido) conjunto de paletas novamente que induz vibração na frequência ressonante, mas em um ângulo de fase errado, e assim por diante.

A quantidade de obstrução de fluxo apresentada pelas paletas é agora menor na esquerda superior de cada qual das figuras 12a, 12b e 12d.

Isto ordinariamente induziria considerável vibração de primeira ordem (vibração de primeira ordem é causada por variação no fluxo de gás entre um lado da turbina e o outro, e assim vibração seria induzida se a turbina estiver 5 girando a uma das frequências ressonantes de suas pás). Se isto for problemático, uma opção é prover pelo menos um dos arranjos de paletas (neste caso, o terceiro arranjo mostrado na figura 12c) com uma paleta extra na região “estirada” de forma que, nesta região, as paletas sejam em vez disso “comprimidas” umas com as outras.

Isto, por exemplo, será efetivo quando a luva deslizante estiver em uma posição, ou em pequeno número de posições.

A modalidade das figuras 11a a 11e mostra uma modificação que pode ser provida adicionalmente, ou como uma alternativa, à ilustrada na figura 12a a 12e.

Aqui, as paletas na região estirada (240o a 360o) são mais espessas para compensar a redução na densidade angular das paletas.

Alternativamente, ou adicionalmente, as paletas na região comprimida (120o a 240o) podem ser mais finas.

Em vez de mudar a espessura da pá, seria possível variar outras características das pás, tal como, por exemplo, o comprimento da pá.

Referindo-se às modalidades supradiscutidas com relação às figuras 10 a 12, percebe-se que as paletas em cada arranjo anular de cada modalidade têm uma distribuição circunferencial que é uniforme em que as paletas são equiespaçadas em torno do arranjo anular.

Por exemplo, a distância circunferencial entre o centro de qualquer paleta e o centro de uma paleta adjacente é a mesma.

Em outras palavras, a distância circunferencial entre os centros de quaisquer paletas adjacentes é a mesma.

O centro de uma paleta pode ser definido como a metade ao longo de um a corda que estende- se entre as bordas de avanço e de fuga da paleta.

Entretanto, o centro da paleta pode ser considerado um ponto de dado para cada paleta que pode ser definido de qualquer outra maneira apropriada, desde que seja definido da mesma maneira para cada paleta.

Em algumas modalidades, as paletas de um arranjo anular podem ter uma distribuição circunferencial que não é uniforme em que as paletas não são equiespaçadas em torno do arranjo anular.

Por exemplo, dentro de um arranjo anular, a distância circunferencial entre os 5 centros de duas paletas adjacentes (que formam um primeiro conjunto de paletas adjacentes) pode ser diferente da distância circunferencial entre os centros de duas outras paletas adjacentes (que formam um segundo conjunto de paletas adjacentes). Além disso, a distância circunferencial entre o centro de uma primeira paleta e o centro de uma segunda paleta adjacente à primeira paleta pode ser diferente da distância circunferencial entre o centro da primeira paleta e o centro de uma terceira paleta adjacente à primeira paleta.

Em algumas modalidades, a distribuição circunferencial de paletas que estendem-se até um primeiro arranjo anular pode ser diferente da distribuição circunferencial de paletas que estendem-se até um segundo arranjo anular.

Por exemplo, em algumas modalidades, a distribuição circunferencial de paletas que estendem-se até um primeiro arranjo anular pode não ser uniforme, enquanto a distribuição circunferencial de paletas que estendem-se até um segundo arranjo anular pode ser uniforme.

Além disso, em algumas modalidades, a distribuição circunferencial de paletas que estendem-se tanto até um primeiro arranjo anular quanto um segundo arranjo anular pode não ser uniforme, entretanto, a distribuição circunferencial de paletas que estendem-se até o primeiro arranjo anular e o segundo arranjo anular pode ser diferente.

Percebe-se que esses são apenas alguns dos muitos diferentes arranjos possibilitados pela presente invenção.

Nas modalidades da invenção supradescritas, cada defletor de entrada é anular e, como tal, estende-se por toda a circunferência da entrada 9. Entretanto, pode-se considerar que cada defletor de entrada compreende um arranjo anular de porções de defletor adjacentes definido entre paletas de entrada adjacentes (ou porções de paleta). Na modalidade ilustrada das figuras 3-6, as “porções” de defletor de cada defletor 38 são alinhadas de forma a definir o respectivo defletor anular.

Entretanto, em modalidades alternativas, pode ser desejável, por exemplo, omitir efetivamente algumas porções de 5 defletor e, em algumas modalidades, pode não ser mais possível identificar o equivalente de um único defletor de entrada estendendo-se anularmente por toda a circunferência da entrada 9. Exemplos não limitantes de várias modalidades alternativas são ilustrados nas figuras 13a a 13f e 14a a 14d.

Essas figuras são vistas radiais esquemáticas de porções desdobradas da circunferência das respectivas modalidades correspondentes às vistas mostradas nas figuras 2 e 5, por exemplo.

A figura 13a ilustra uma modalidade na qual porções de paleta de entrada 37a-37d estendem-se entre defletores de entrada adjacentes 38 e entre os defletores 38 e paredes laterais 32 e 33. Nenhuma única paleta de entrada 37 é contínua através de um defletor 38, em decorrência do que passagens de entrada individuais 39 são dispostas em arranjos anulares circunferencialmente desencontrados 39a-39b (existe sobreposição circunferencial entre passagens axialmente adjacentes 39). A figura 13b é uma modificação da modalidade mostrada na figura 8a, na qual algumas paletas 37 estendem-se por toda a largura da entrada 9, ao passo que outras porções de paleta estendem-se somente entre defletores vizinhos 38 ou entre um defletor 38 e a parede de entrada habilitante 32/33. Existem novamente quatro arranjos anulares de passagens de entrada circunferencialmente adjacentes 39a-39d, mas, neste caso, cada arranjo anular inclui passagens de entrada 39 de diferentes tamanhos, neste caso, algumas têm uma seção transversal retangular, ao passo que outras têm uma seção transversal quadrada.

A figura 13c ilustra uma modalidade da invenção na qual paletas de entrada 37 estendem-se das paredes laterais 32 e 33, respectivamente, mas na qual nenhuma única paleta de entrada 37 estende-se por toda a largura da entrada 9. O efeito neste caso é criar quatro arranjos anulares de passagens circunferencialmente adjacentes 39a-39b, em que as 5 passagens adjacentes a cada parede lateral 32 e 33 têm uma seção transversal retangular e as passagens 39b e 39c definidas entre os defletores 38 têm uma seção transversal no geral quadrada.

A figura 13d ilustra uma modalidade na qual paletas de entrada 37 estendem-se somente na metade de toda a largura da entrada 9, neste caso estendendo-se da parede lateral 32 até um defletor de entrada central 38b.

Neste caso, existem somente dois arranjos anulares de passagens de entrada 39a e 39b, ao passo que os “arranjos” de 39c e 39d são cada qual substituídos por um único trajeto de passagem anular 39c e 39d, respectivamente.

Embora um único espaço "sem paletas" 39d possa ser provido sem nenhuma paleta ou outras estruturas cruzando-o, se dois espaços sem paletas forem providos (como mostrado na figura 13d) então o defletor que os separa precisará de suporte.

Isto poderia, por exemplo, ser na forma de pelo menos três pequenas escoras estendendo-se axialmente espaçadas em torno da entrada da turbina entre esse defletor central e um defletor vizinho ou uma parede lateral.

Um único espaço sem paletas 19c entre uma das paredes laterais 32 ou 33 e os arranjos anulares de passagens (isto é, em uma extremidade axial da entrada da turbina) pode ser muito benéfico.

Pela inclusão de um espaço sem paletas a ser exposto quando a luva está completamente aberta, a faixa de fluxo da turbina de geometria variável pode ser consideravelmente aumentada.

Opcionalmente, a entrada radialmente externa do espaço sem paletas pode ser axialmente mais ampla do que a saída radialmente interna (não ilustrada).

As modalidades das figuras 13e e 13f também compreendem pelo menos uma passagem de entrada anular sem nenhuma paleta.

Na modalidade da figura 13e, existe um único defletor de entrada 38, e as paletas 37 estendem-se da parede lateral 32 até o defletor de entrada 38, mas não 5 estendem-se do defletor de entrada 38 até a parede lateral 33. Isto cria um primeiro arranjo anular de passagens de entrada adjacentes 39a e uma única passagem de entrada anular 39b.

A figura 13f é um exemplo extremo das modalidades mostradas na figura 13e, na qual está mostrada somente uma única paleta 37 que estende-se da parede lateral 32 até o único defletor de entrada 38. Onde a figura mostra somente uma única paleta 37, deve-se entender que existe uma paleta diametralmente oposta 37 de forma que hajam duas porções de entrada semicirculares adjacentes 39a em um primeiro arranjo anular, e um único trajeto de passagem de entrada anular axialmente adjacente 39b.

Na prática, provavelmente não haverá nenhuma aplicação para a presente invenção que exigirá somente um único par de paletas diametralmente opostas 37. Em algumas modalidades, pode haver pelo menos 6 paletas para ajudar garantir que as extremidades das paletas fiquem próximas o bastante umas das outras sem ser impraticavelmente compridas e sem induzir atrito de gás excessivo.

Isto pode também ajudar o gás turbilhonar de maneira relativamente homogênea (por exemplo, ângulo de turbilhonamento constante em torno da circunferência) que pode ser difícil de se conseguir com menos que 6 paletas.

Em algumas modalidades, pode haver pelo menos 9 paletas, preferivelmente pelo menos 12 e normalmente pelo menos 14. Por exemplo, uma entrada da turbina como esta poderia ter 9-18 paletas, com turbinas de turbocarregadores muito pequenas acomodando talvez 13-16 paletas e as automotivas muito grandes acomodando talvez 15-18 paletas.

Em algumas modalidades da invenção, o atrito do revestimento induzido pelos defletores pode ser reduzido pela redução da extensão radial dos defletores e paletas e, consequentemente, pela redução do comprimento da paleta.

Se necessário ou desejado, o número de paletas pode ser aumentado para aumentar a “solidez da paleta”. Com os materiais atualmente disponíveis, e as pulsações de 5 gás e variações de temperatura esperadas, até 30 passagens de gás circunferencialmente distribuídas podem, por exemplo, ser apropriadas para algumas aplicações da invenção, tais como, por exemplo, aplicações de turbocarregador de motor de trabalho pesado.

Em outras modalidades, até 40 passagens de gás circunferencialmente distribuídas talvez sejam apropriadas, por exemplo, para aplicações de turbocarregador de motor de trabalho leve.

Para aplicações de turbocarregador de célula de combustível, 75 ou mais passagens de gás circunferencialmente distribuídas podem ser desejáveis (por causa das menores temperaturas de exaustão e ausência de pulsações de gás). Para turbinas muito grandes operadas a baixas temperaturas, baixos diferenciais de pressão de turbina, baixas velocidades de gás e, na ausência de pulsações de gás e variações de temperatura, 100 passagens de gás circunferencialmente distribuídas podem ser apropriadas.

Portanto, o número de passagens de gás circunferencialmente distribuídas (que podem ser todas pelo menos de forma parcial axialmente sobrepostas) pode no geral ser entre 8 e 100. Em outras modalidades, pode ser entre 12 e 100, ou entre 18 e 100 (talvez 23 e 100, possivelmente 26 e 100 ou concebivelmente 30 a 100). De acordo com uma modalidade da invenção, podem ser providos dois arranjos anulares axialmente divididos de passagens de gás, cada arranjo anular tendo entre 12 e 100 passagens de gás circunferencialmente distribuídas.

Tais estruturas com grandes números de passagens de gás circunferencialmente distribuídas não estão mostradas por questão de simplificação, mas deve-se entender que as estruturas aqui descritas são exemplos e os princípios descritos podem ser implementados com grandes números de passagens de gás circunferencialmente distribuídas, opcionalmente entre 18 e 100. Percebe-se assim que o número de paletas pode variar em relação aos ilustrados nas figuras 13a-13f. 5 As figuras 14a a 14d mostram modalidades nas quais paletas 37 estendem-se por toda a largura da entrada 9, mas pelo menos um ou mais defletores de entrada estendem-se somente uma parte na circunferência da entrada.

A figura 14a ilustra uma modalidade da invenção compreendendo um único defletor de entrada 38 que estende-se por toda a circunferência da entrada 9 (neste caso, a metade entre as paredes laterais 32 e 33), e porções de defletor de entrada 38a e 38c que estendem-se entre outros pares de paletas 37 (que estendem-se por toda a largura da entrada 9). A modalidade da figura 14b difere da modalidade da figura 14a em que existem dois defletores 38a e 38d que estendem-se por toda a circunferência da entrada 9, mas onde o defletor 38c é dividido em porções de defletor descontínuas estendendo-se entre um par sim outro não de paletas 37. A figura 14c é uma modalidade na qual não existe um único defletor de entrada estendendo-se por toda a circunferência da entrada anular 9, mas, em vez disso, os defletores de entrada 38a-38c compreendem porções de defletor estendendo-se entre respectivos pares de paletas de entrada 37. Na modalidade particular ilustrada, as porções de defletor de entrada 38b são circunferencialmente desencontradas em relação às porções de defletor de entrada 38a e 38c.

As passagens de entrada individuais 39 são axialmente desencontradas, em que existe sobreposição axial entre passagens circunferencialmente adjacentes 39. A modalidade da figura 14d mostra um outro exemplo de um bocal que não tem um único defletor de entrada estendendo-se por toda a circunferência da entrada anular 9. Além disso, esta modalidade mostra como o espaçamento entre porções de defletor de entrada estendendo-se entre um par de paletas pode diferir daquele entre as porções de defletor estendendo-se entre um par adjacente de paletas.

As modalidades das figuras 13 e 14 têm arranjos no geral 5 regulares de passagens de entrada 39. Entretanto, isto não precisa ser necessariamente o caso.

Por exemplo, a figura 15 ilustra esquematicamente uma modalidade na qual não existe um único defletor de entrada estendendo- se por toda a circunferência da entrada, e nenhuma única paleta de entrada estendendo-se por toda a largura da entrada.

Neste caso, o arranjo de passagem é muito irregular.

Na prática, este padrão específico pode não ser particularmente desejável, mas está incluído para ilustrar a extensão da variação que pode ser conseguida (sujeita a adequabilidade de fabricação) com algumas modalidades da presente invenção.

Percebe-se que as paletas ou porções de paleta das várias modalidades da invenção supradescritas podem ter qualquer seção transversal ou configuração adequada.

Por exemplo, as paletas podem ter uma configuração tipo aerofólio relativamente convencional.

Em geral, pode ser vantajoso garantir que a borda de avanço de cada paleta tenha uma maior espessura comparada com a borda de fuga de cada paleta.

O aumento da espessura da borda de avanço das paletas proporciona maior tolerância a qualquer variação no ângulo de incidência do fluxo de gás que colide nas paletas.

Ou seja, dependendo da vazão/pressão na voluta da turbina, a direção que o gás colidirá nas paletas pode variar.

Se gás colidir em uma estrutura de folha simples em um ângulo, isto pode fazer com que o fluxo de gás no lado a sotavento se separe da folha, deixando uma área de vórtice/turbulência que reduz bastante a eficiência.

Além do mais, percebe-se que a configuração e/ou arranjo das paletas pode variar a fim de produzir passagens de fluxo de entrada 39 de uma configuração desejada.

Por exemplo, é geralmente benéfico que as passagens

39 curvem em vez de seguir um trajeto substancialmente reto.

Em vista da ampla variedade de possíveis estruturas alternativas de acordo com a presente invenção, portanto, nem sempre pode ser possível ver as estruturas de bocal de entrada compreendendo paletas de 5 entrada discerníveis no sentido convencional, ou mesmo porções de paleta.

Similarmente, pode não ser possível identificar defletores de entrada individuais ou porções de defletor como tal.

Em vez disso, em termos mais gerais, pode ser mais apropriado considerar a invenção com relação a uma estrutura do bocal de entrada que define uma pluralidade de passagens de entrada discretas que pode assumir uma variedade de configurações e ser arranjada em uma variedade de diferentes maneiras.

Comum a todas as modalidades da invenção ilustradas nas figuras 3 a 15, o bocal da turbina compreende pelo menos dois arranjos anulares axiais espaçados de passagens de entrada.

Em algumas modalidades, um único “arranjo” axial pode de fato compreender somente uma passagem de entrada circunferencial.

Entretanto, na maioria das modalidades, considera-se que cada arranjo anular compreenderá muitas passagens de entrada circunferencialmente espaçadas (por exemplo, adjacentes) em torno da entrada anular.

Em qualquer dada modalidade da invenção, pode ser possível identificar arranjos anulares de passagens de entrada circunferencialmente espaçadas 39 de diferentes maneiras.

Por exemplo, as figuras 16a a 16d mostram a modalidade da figura 9d, mas com arranjos anulares axialmente espaçados de passagens circunferencialmente espaçadas 39 identificadas de diferentes maneiras.

Por exemplo, referindo-se primeiro à figura 16a, quatro arranjos anulares de passagens de entrada 39a-39d são identificados.

Neste caso, as passagens de entrada do primeiro arranjo 39a têm diferentes larguras axiais, mas são adjacentes uma à outra.

As passagens de entrada 39b de um segundo arranjo têm cada qual a mesma largura axial, mas são desencontradas uma em relação à outra, e não são sempre adjacentes uma à outra.

É identificado um terceiro arranjo anular de passagens de entrada circunferencialmente espaçadas 39c que têm a mesma largura e posição axial, mas não são adjacentes uma à outra.

Finalmente, um quarto arranjo anular de passagens de entrada circunferencialmente espaçadas 39d corresponde ao 5 primeiro arranjo 39a.

Para qualquer modalidade particular da presente invenção, pode não ser necessário identificar mais que dois arranjos anulares axialmente espaçados distintos de passagens de entrada, mesmo quando mais que dois tais arranjos puderem existir.

Por exemplo, a figura 16b identifica somente dois arranjos anulares de passagens de entrada espaçadas 39a e 39b.

Neste caso, as passagens de entrada em cada arranjo anular não são nem circunferencialmente nem axialmente adjacentes uma à outra.

Na figura 16c, dois diferentes arranjos anulares de passagens de entrada circunferencialmente espaçadas 39a e 39b são identificados.

Neste caso, as passagens de entrada 39a do primeiro arranjo são realmente passagens de entrada circunferencialmente adjacentes 39b do segundo arranjo, o espaçamento axial sendo conseguido por uma sobreposição na dimensão axial das passagens de cada arranjo.

Ou seja, as passagens de entrada 39b têm uma maior largura axial do que as passagens de entrada 39a de forma que pelo menos uma porção de cada passagem de entrada 39b fique axialmente espaçado das passagens de entrada 39a.

Finalmente, a figura 16d mostra uma outra abordagem para identificar dois arranjos anulares axialmente espaçados de passagens de entrada 39a e 39b.

Neste caso, as passagens 39a e 39b são axialmente adjacentes uma à outra, mas as passagens 39 de cada arranjo não são circunferencialmente adjacentes.

Deve-se entender que distintos arranjos anulares possíveis adicionais de passagens de entrada de acordo com a presente invenção podem ser identificados com a modalidade da invenção ilustrada na figura 16a-16d, e que, similarmente em outras modalidades da invenção, será possível definir arranjos anulares axialmente espaçados distintos de passagens de entrada de diferentes maneiras.

Com todas modalidades da invenção ilustradas nas figuras 3 a 16, cada passagem de entrada 39 tem uma seção transversal no geral retilínea. 5 Entretanto, seções transversais alternativas são possíveis, tais como, por exemplo, seções transversais em forma de diamante ou hexagonais, como mostrado nas figuras 17 e 18, definidas por paredes de entradas 50. Esses são exemplos de modalidades em que não é necessariamente apropriado considerar qualquer parede de entrada simples 50 constituindo tanto uma paleta no sentido convencional quanto um defletor de entrada distinto das paletas de entrada.

Entretanto, em cada caso, a estrutura de bocal compreende claramente uma pluralidade de passagens de entrada 39. Nas figuras 17 ou 18, está mostrada uma abordagem para identificar dois arranjos anulares axialmente espaçados distintos de passagens circunferencialmente espaçadas, 39a e 39b.

Em cada qual dessas modalidades, as passagens de entrada em cada arranjo anular identificado são circunferencialmente adjacentes uma à outra.

Um outro recurso dessas modalidades é que arranjos anulares adjacentes que são espaçados axialmente através da entrada se sobrepõem até um certo grau.

Ou seja, uma porção de cada passagem de entrada individual 39b do segundo arranjo anular sobrepõe axialmente uma porção de cada passagem de entrada 39a dos primeiros arranjos anulares.

Acredita-se que tais estruturas de bocais suavizarão ainda mais qualquer tendência para a eficiência da turbina ter uma característica "escalonada" com tamanho da entrada variável.

As figuras 19 e 20 mostram as mesmas modalidades das figuras 17 e 18, mas ilustram uma abordagem diferente para identificar arranjos anulares axialmente espaçados de passagens de entrada 39a e 39b.

Neste caso, em cada modalidade, dois arranjos anulares de passagens de entrada que são axialmente espaçadas, mas não se sobrepõem axialmente, são identificados.

Percebe-se novamente que a configuração precisa das passagens de entrada é governada pela configuração das paredes que as definem, e que a estrutura de bocal pode ser projetada de maneira tal que haja 5 passagens de entrada individuais dentro da estrutura de bocal com uma configuração diferente daquela de outras passagens de entrada dentro do mesmo bocal.

Uma variação da modalidade tipo “favo de mel” das figuras 17 e 18 está, por exemplo, ilustrada na figura 21. Com esta modalidade, as paredes de entrada 50 novamente definem passagens de entrada no geral hexagonais 39 mas, neste caso, o arranjo é um pouco irregular.

Uma abordagem particular para identificar exemplos de dois arranjos anulares axialmente espaçados de passagens de entrada 30a e 39b está ilustrada.

Percebe-se que arranjos anulares espaçados alternativos de passagens de entrada podem ser identificados considerando-se uma abordagem similar à supradescrita com relação às figuras 16a a 16d, por exemplo.

Em todas as modalidades da invenção ilustradas nas figuras 3 a 21, e anteriormente descritas, a estrutura do bocal de entrada compreende uma pluralidade de passagens de entrada incluindo pelo menos uma passagem de entrada espaçada circunferencial e axialmente, respectivamente, de duas outras passagens de entrada, ou certamente espaçada tanto circunferencial quanto axialmente de cada qual das outras duas passagens de entrada.

O espaçamento pode ser de maneira tal que pelo menos algumas das passagens fiquem adjacentes uma à outra, e que possa haver sobreposição axial e/ou circunferencial entre pelo menos algumas das passagens.

Uma outra maneira de expressar este relacionamento é que, em cada qual das modalidades da invenção ilustradas, é possível identificar um primeiro par de passagens de entrada que são circunferencialmente espaçadas – e possivelmente adjacentes e/ou circunferencialmente sobrepostas (ou desencontradas), e um segundo par de passagens de entrada que são axialmente espaçadas – e possivelmente adjacentes e/ou sobrepostas (ou desencontradas). Dependendo de como os pares são identificados, em alguns casos, podem ser necessárias somente três passagens para definir os dois pares, com uma passagem de entrada comum tanto ao primeiro quanto segundo pares. 5 Por exemplo, a figura 22 mostra a modalidade das figuras 18 e 20 supradescrito.

Referindo-se à figura 17, uma primeira passagem de entrada 60 é circunferencialmente espaçada de uma segunda passagem de entrada 61 e é axialmente espaçada de uma terceira passagem de entrada 62. Neste caso, as passagens são adjacentes uma à outra.

Similarmente, uma única passagem de entrada 63 é circunferencialmente espaçada de uma passagem de entrada 64 e axialmente espaçada de uma passagem de entrada 65. Aqui, as passagens não são adjacentes.

Pode-se considerar que as passagens de entrada 60 e 61, por exemplo, compreendem um primeiro par de passagens de entrada circunferencialmente espaçadas (bem como axialmente espaçadas, em virtude de sua sobreposição axial), e pode-se considerar que as passagens de entrada 60 e 62 compreendem um segundo par de passagens de entrada que são axialmente espaçadas, com a única passagem de entrada 60 comum a ambos os pares.

Similarmente, pode-se considerar que as passagens de entrada 63 e 64 compreendem um primeiro par de passagens de entrada que são circunferencialmente espaçadas, mas não adjacentes, e pode-se considerar que as passagens de entrada 63 e 65 compreendem um segundo par de passagens de entrada que são axialmente espaçadas (e, neste caso também, circunferencialmente espaçadas), neste caso, uma única passagem de entrada 63 sendo comum a ambos os pares.

Alternativamente, pode-se considerar que as passagens de entrada 60 e 63, por exemplo, compreendem um primeiro par de passagens de entrada circunferencialmente espaçadas, e pode-se considerar que as passagens de entrada 64 e 65 compreendem um segundo par de passagens de entrada axialmente espaçadas.

Referindo-se às figuras 23 a 25, essas ilustram modalidades da invenção em vistas compreendendo um arranjo de passagens de entrada “em forma de diamante” 39 em seção transversal axial correspondendo no geral às figuras 7a, 7b e 7d, respectivamente.

Esta ilustra que o bocal pode afunilar-se para dentro, compreendendo passagens de entrada individuais 39 que 5 estreitam-se com a redução do raio.

Percebe-se que a mesma abordagem poderia ser feita com o arranjo de passagem de entrada hexagonal, ilustrado nas figuras 18 e 20, por exemplo.

De forma mais geral, percebe-se que a configuração de passagens de entrada 39 pode variar consideravelmente entre modalidades da invenção.

Por exemplo, as passagens de entrada 39 podem ter uma varredura direta maior ou menor em relação à direção de rotação da pá da turbina 5 para induzir turbilhonamento maior ou menor no fluxo de gás de entrada.

O grau de varredura (ou ângulo de turbilhonamento) pode variar ao longo do comprimento das passagens de entrada.

Diferentes passagens de entrada podem ter ângulos de turbilhonamento diferentes.

Por exemplo, um arranjo anular de passagens de entrada pode ter todas o mesmo ângulo de turbilhonamento, mas este pode diferir do ângulo de turbilhonamento de um outro (por exemplo, adjacente) arranjo anular de passagens de entrada.

Também, passagens de entrada individuais 39 podem ter uma área seccional transversal que é constante ao longo de seu comprimento, ou que afunila-se, ou que, por exemplo, estreita-se e então alarga-se novamente entre suas extremidades à montante e à jusante.

Por exemplo, a área seccional transversal pode mudar de um tamanho e/ou forma na entrada da passagem para um outro tamanho e/ou forma na sua saída.

Por exemplo, a forma seccional transversal pode ser de diamante ou hexagonal na entrada e mudar gradualmente para uma forma mais retangular ou quadrada na sua saída.

Em algumas modalidades da invenção, pode ser apropriado ter passagens de entrada 39 que são restritas ao plano radial, a grosso modo equivalente, por exemplo, aos desenhos de bocais de turbocarregador conhecidos compreendendo paletas retas, isto é, paletas que ficam em um plano contendo o eixo geométrico do turbocarregador.

Embora em um sentido as estruturas tipo “diamante” e “favo de mel” mostradas nas figuras 17 e 18, por exemplo, não possam ser 5 necessariamente consideradas compreendendo paletas no sentido convencional, ou defletores claramente discerníveis, é de fato possível construir tais estruturas de bocal a partir de defletores de entrada discretos de uma configuração apropriada.

Por exemplo, a figura 26 mostra como a estrutura mostrada esquematicamente na figura 18 pode ser construída comprimindo defletores axialmente adjacentes, quatro dos quais 78a-78d são identificados na figura.

Cada qual desses defletores é um anel anular, mas é circunferencialmente corrugado ao longo das linhas de uma “arruela ondulada” e alinhado “fora de fase” (circunferencialmente desencontrado) de forma que passagens de entrada hexagonais 39 sejam definidas entre os defletores adjacentes.

Se as corrugações de cada defletor estenderem de forma estritamente radial, cada qual das passagens de entrada 39 estenderá ao longo de um raio.

Entretanto, varrendo as corrugações para a frente em relação à direção circunferencial de cada defletor, passagens de entrada 39 que similarmente varrem para a frente podem ser definidas.

Isto está ilustrado nas figuras 27a a 27d.

A figura 27a mostra sete defletores nos defletores 80 providos com corrugações espirais antes da montagem em uma estrutura de bocal.

Para completar o bocal, os defletores 80 são comprimidos e unidos por qualquer meio adequado.

A figura 27b é uma seção transversal de uma parte de um turbocarregador com a estrutura de bocal resultante in situ.

A figura 27c é uma vista de extremidade da estrutura de bocal envolvendo a roda de turbina 5, olhando ao longo do eixo geométrico do eixo mecânico do turbocarregador 4m, e a figura 27d é uma seção transversal axial correspondendo, por exemplo, à figura 23.

Percebe-se que várias modificações podem ser feitas na modalidade da invenção ilustrada nas figuras 26 e 27a a 27d.

Por exemplo, as corrugações ou ondas poderiam ter uma variedade de formas incluindo, por exemplo, senoidal e diagonal, ou em forma de “V”, ou qualquer outra forma 5 apropriada para definir a configuração exigida de passagens de entrada 39. Além disso, ao passo que, com a modalidade ilustrada, cada qual dos defletores 80 é corrugado, em outras modalidades, pode ser desejável colocar defletores não corrugados (por exemplo, rigorosamente radiais) entre um ou mais pares de defletores corrugados para modificar a configuração das passagens de entrada 39 e certas localizações axiais através da entrada.

Similarmente, defletores corrugados individuais 80 não precisam ter a mesma profundidade de corrugação.

Além disso, em algumas modalidades, os defletores 80 podem ser comprimidos de uma maneira tal a ter maior ou menor área de contato entre os defletores 80 do que ilustrado nas figuras 21 a 22 para novamente variar a configuração das passagens de entrada.

Certamente, a área de contato pode variar através do raio da estrutura de bocal para definir passagens de entrada individuais 39 que têm uma área seccional transversal variável correspondente.

Existem várias possibilidades para unir os defletores.

Por exemplo, os defletores podem ser brasados (por exemplo, usando brasagem de prata ou outra brasagem apropriada para as altas temperaturas encontradas em uma entrada da turbina) ou defletores adjacentes podem ser providos com formações conjugadas, tais como projeções e reentrâncias complementares.

Alternativamente, defletores podem ser soldados por pontos.

Outros métodos de fabricação apropriados ficarão aparentes aos versados na técnica.

Com a modalidade da invenção ilustrada nas figuras 26 e 27a a 27d, defletores adjacentes são alinhados em anti-fase de forma que um defletor sim outro não 70 fique diretamente alinhado.

Isto cria uma estrutura tipo favo de mel na qual passagens de entrada axialmente adjacentes 39 são alinhadas precisamente ao longo do eixo geométrico do turbocarregador.

Entretanto, pela introdução de um ligeiro deslocamento circunferencial em cada sucessivo defletor, como mostrado na figura 28 é possível desencontrar circunferencialmente passagens de entrada axialmente adjacentes 39 como 5 ilustrado pelas linhas 90 mostradas desviadas em um ângulo com a linha pontilhada 91 que é paralela ao eixo geométrico do turbocarregador.

Isto poderia, por exemplo, ser usado para atenuar parcialmente fadiga de alto ciclo em pás da turbina quando a luva está na posição aberta.

Em algumas modalidades, os defletores podem ser no geral anulares e ter uma superfície parabólica no geral hiperbólica (isto é, ter uma superfície que é no geral definida em parte pela superfície de uma paraboloide hiperbólica). Uma paraboloide hiperbólica pode ser normalmente referida como uma forma de sela.

Um tipo de paraboloide hiperbólica pode ser definido em geometria Cartesiana pela equação:

onde x, y e z são coordenadas Cartesianas em três dimensões e a e b são constantes.

Em alguns casos, a e b podem ter substancialmente o mesmo valor.

O defletor parabolóide hiperbólico ou em forma de "sela" pode incluir qualquer número de quinas, bordas ou vértices que são localizadas acima ou abaixo do plano principal do defletor.

Embora um defletor como este possa convenientemente incorporar quatro de tais quinas, bordas ou vértices, it pode incorporar qualquer outro número desejado, tais como seis, oito ou mais.

A figura 29 ilustra uma abordagem alternativa para produzir uma estrutura tipo favo de mel substancialmente idêntica à mostrada em 26, mas formada de uma única estrutura de defletor helicoidal 100 em vez de defletores anulares individuais como ilustrado, por exemplo, na figura 26. Uma estrutura tal como a mostrada, por exemplo, na figura 21 poderia também ser fabricada de defletores corrugados, mas com as corrugações definidas a fim de produzir o arranjo de favo de mel mais “irregular” ilustrado.

Neste caso, e referindo-se novamente à figura 21, as paredes 50 poderiam, por exemplo, ser providas prensando ou de outra forma unindo defletores anulares de três diferentes configurações (dois dos quais são 5 imagens especulares um do outro) como ilustrado em linha em negrito, que mostrou três chapas defletoras pressionadas adjacentes uma à outra e uma quarta chapa defletora adjacente à parede 33 da entrada 9. Como ilustrado nas figuras 30a e 30b, alguns dos canais de fluxo podem ser bloqueados para adequar a eficiência em regiões correspondentes a certas larguras de entrada.

Por exemplo, nas figuras 30a e 30b, canais em parte hexagonais nas extremidades axiais do bocal são mostrados bloqueados.

No caso da figura 30b, a largura axial dos canais nessas regiões é reduzida, que pode ser benéfico na redução de vibração na pá quando esses canais são expostos ao fluxo de entrada.

Qualquer que seja a configuração ou método de construção do conjunto do bocal (por exemplo, conjuntos compreendendo estruturas das paletas/defletores ou “favo de mel”), as superfícies definindo as passagens de entrada e/ou a luva que varia o tamanho do trajeto de fluxo de gás através da entrada podem ser pelo menos parcialmente revestidas com um catalisador adequado para oxidar fuligem a altas temperaturas operacionais da turbina a fim de ajudar impedir deposição e acúmulo de fuligem nas superfícies do bocal.

Versados na técnica percebem que existe uma variedade de diferentes maneiras nas quais o conjunto do bocal e outros detalhes das estruturas de entrada de acordo com a presente invenção podem ser construídos.

Modalidades da invenção ilustradas, por exemplo, nas figuras 3, 4a-4b, 7a-7g, 23-25 e 27a-27d mostram cada qual uma estrutura de entrada da turbina na qual a luva 30 desliza em torno do diâmetro externo da estrutura de bocal, de forma que a luva aja para bloquear/desbloquear passagens de entrada 39 nas suas extremidades à montante.

Entretanto, em modalidades alternativas da invenção, a luva cilíndrica pode ficar localizada no diâmetro interno do bocal de forma que ele abra e feche passagens de entrada 39 nas 5 suas extremidades à jusante adjacentes à roda de turbina.

Por exemplo, as figuras 31a a 31c mostram uma modificação da modalidade da invenção ilustrada nas figuras 3 e 4a-4b, em que uma luva modificada 130 desliza através da passagem de entrada 9 à jusante das passagens de entrada 39 de forma que ela deslize entre o bocal e a roda de turbina.

Outros detalhes desta modalidade da invenção são substancialmente os mesmos daqueles mostrados e descritos com relação às figuras 3 e 4a-4b e números de referência iguais são usados onde apropriado.

As únicas diferenças significantes são aquelas necessárias para acomodar a luva de diâmetro reduzido 130, a saber, reposicionamento de um dos dois anéis de bocal, identificado como anel do bocal 132, e flanges 130a nos quais hastes de suporte 31 são conectadas.

Em particular, percebe-se que cada qual das várias estruturas de bocal anteriormente ilustradas e descritas, e todas variações supradescritas, podem ser incluídas em modalidades da invenção nas quais a luva 130 é posicionada em torno da roda de turbina no diâmetro interno do bocal de entrada.

Em algumas modalidades da invenção, pode ser vantajoso prover duas luvas axialmente deslizantes, compreendendo uma primeira luva localizada em torno do diâmetro externo das passagens de entrada e uma segunda luva cilíndrica localizada no diâmetro interno das passagens de entrada.

Em tais casos, a primeira e segunda luvas podem ter a mesma extensão axial na largura da entrada 9, ou uma das duas luvas pode estender- se mais do que as outras pelo menos algumas posições, de forma que, em tais posições, a largura axial geral das entradas anulares difere de suas aberturas à montante para à jusante.

As duas luvas poderiam ser acopladas uma na outra (ou integrais) para atuação como uma unidade, ou podem ser independentemente arranjadas e atuadas.

Modalidades da invenção supradescritas mostram a luva 30 e 130 estendendo-se através da entrada anular 9 do lado do alojamento do mancal da roda de turbina.

Em modalidades alternativas da invenção, a luva 5 pode estender-se através da entrada anular 9 pelo lado do alojamento da turbina da roda.

Em outras palavras, a luva e mecanismo de atuação podem ser alojados no alojamento da turbina, e não no alojamento do mancal.

Exemplos de tais modalidades da invenção estão mostrados nas figuras 32a e 32b, e 33a e 33b.

Atuação da luva pelo lado da turbina pode ser benéfica para atenuar a fadiga de alto ciclo das pás da turbina, em virtude de, quando a luva está praticamente fechada, expor apenas um anel das passagens de entrada.

Quando a luva está fechada pelo lado da turbina, então ordinariamente ela fecha em direção ao lado do alojamento do mancal, e em direção à traseira da roda de turbina – que é onde a pá é mais robustamente suportada pela face traseira da turbina.

Deve-se notar também, entretanto, que é possível prover o atuador em um lado, arranjado para puxar a luva pelo outro lado por meio de uma ou mais escoras (no geral, pelo menos duas e normalmente três serão necessárias). Portanto, o atuador poderia ser no alojamento do mancal, e conectado por algumas “hastes de puxar” (não mostradas) em uma luva no alojamento da turbina.

As “hastes de puxar” puxam a luva em direção ao alojamento do mancal para bloquear as entradas de gás.

Alternativamente, o atuador poderia ser no alojamento da turbina conectado por “hastes de puxar” em uma luva que é puxada do alojamento do mancal em direção ao alojamento da turbina de maneira a bloquear as entradas de gás.

Essas modalidades não estão ilustradas, parcialmente por questão de concisão e parcialmente em virtude de tipicamente ser preferível prover o atuador e a luva no mesmo lado da entrada da turbina anular.

Se quiser hastes de puxar, pode ser desejável alinhá-las circunferencialmente com as paletas, por exemplo, ao longo das bordas (por exemplo, as bordas radialmente externas) de algumas das paletas (por exemplo, de três conjuntos de paletas axialmente divididas), que podem ser 5 paletas circunferencialmente alinhadas (isto é, não desencontradas). Uma possível vantagem do sistema de haste de puxar (não mostrado) é que ele pode assistir no alinhamento da luva em torno do bocal (por causa do comprimento axial extra do sistema de luva) e assim impedindo que ele incline ou emperre.

Um outro motivo para implementar um sistema de haste de puxar seria obter os benefícios de atuação do alojamento do mancal ainda também a atenuação da fadiga de alto ciclo da pá da turbina que pode resultar do deslizamento da luva do lado da turbina.

Referindo-se primeiro às figuras 32a e 32b, um conjunto do bocal está indicado no geral pela referência 34 e pode assumir qualquer da variedade de formas supradescritas e alternativas a elas.

A diferença significante entre a modalidade das figuras 32a e 32b e, por exemplo, a modalidade da figura 3, por exemplo, é que uma luva cilíndrica 230 é montada dentro de uma cavidade 240 definida em um alojamento da turbina 1 em vez de no alojamento do mancal 3. Independente desta diferente localização da luva 230, de forma que ela deslize através da entrada 9 do lado da turbina até o lado do alojamento do mancal, a maneira de montar e atuar a luva é muito similar à ilustrada na figura 3. Ou seja, a luva 230 é montada em hastes de guia 241 que são ligadas a uma culatra do atuador 243, que pode, por sua vez, ser atuada por uma variedade de diferentes formas de atuador incluindo pneumática, hidráulica e elétrica.

No exemplo ilustrado, as hastes de guia 241 são suportadas de forma deslizante dentro de escovas 244. O conjunto do bocal 34 compreende um primeiro anel do bocal 232 que define uma primeira parede lateral da entrada 9, e um segundo anel do bocal 233 que fecha o recesso anular 240 para a entrada 9, e como tal define uma segunda parede lateral da entrada 9. Um anel de vedação anular 107 é provido para selar a luva 230 com relação ao anel do bocal 233. Percebe-se que outros aspectos de operação nesta modalidade da invenção serão substancialmente os mesmos das modalidades na invenção supradescritas nas quais a luva 30 é 5 atuada pelo lado do alojamento do mancal.

Em particular, as passagens de entrada 39 funcionarão substancialmente da mesma maneira.

Referindo-se às figuras 33a e 33b, essas mostram uma modificação da modalidade mostrada nas figuras 32a e 32b na qual a luva 330 é posicionada no diâmetro interno do conjunto do bocal 34 em vez de no diâmetro externo.

Nesta modalidade particular, o conjunto do bocal 34 é localizado entre uma parede lateral 332 do alojamento 1 e uma parede lateral confrontante 332 no lado oposto da entrada anular 9 e que fecha a cavidade anular 240 dentro da qual hastes de guia 241 são suportadas de forma deslizante.

Aqui, novamente, luvas 330 podem ser atuadas por qualquer atuador adequado ligado nas luvas por uma culatra 243. Nesta modalidade, a cavidade 240 é selada com relação à entrada 9 por um anel de vedação 334 suportado no diâmetro interno de um elemento anular 335. Como anteriormente mencionado, modalidades alternativas da invenção podem compreender duas luvas paralelas, uma no diâmetro interno e uma no diâmetro externo, que podem ser arranjadas e controladas para mover juntas ou independentes uma da outra, e podem ter diferentes comprimentos.

Várias modificações podem ser feitas na estrutura da luva.

Por exemplo, as figuras 34a e 34c mostram três diferentes possibilidades para o perfilamento da extremidade livre da luva 30. Enquanto a luva 30 da figura 34a tem uma extremidade quadrada, a extremidade livre da luva 30 poderia ser curva ou de outra forma adaptada, como mostrado nas figuras 34b e 34c.

Isto pode melhorar a eficiência aerodinâmica à medida que gás escoa além da luva através da porção aberta da entrada 9. As figuras 35a e 35b mostram dois possíveis arranjos para uma luva 30 incluindo uma vedação do anel do pistão 100 adjacente à extremidade livre da luva 30 para impedir fluxo de gás entre a luva 30 e um arranjo de bocal de acordo com a invenção, indicado no geral pela referência 101. Percebe-se que o conjunto do bocal 101 pode ter qualquer das possíveis 5 configurações de acordo com a presente invenção supradescrita.

Deve-se perceber também que a extremidade livre da luva 30 poderia ser perfilada, por exemplo, como mostrado nas figuras 34b e 34c (e, se no diâmetro interno do bocal, poderia ser perfilada de maneira oposta, isto é, no seu diâmetro externo). Esta, e outras formas, tal como uma crista radial (não mostrada), podem ser implementadas para modificar a eficiência aerodinâmica da turbina ou para modificar as forças aerodinâmicas axiais ou radiais observadas pela luva.

Alternativamente, em algumas modalidades da invenção (que podem ter qualquer conjunto do bocal com qualquer das possíveis configurações supradescritas, por exemplo, uma pluralidade de defletores), pode não haver vedação do anel do pistão adjacente à extremidade livre da luva.

Desta maneira, a luva pode ser montada de maneira tal que gás possa passar entre a luva e o conjunto do bocal.

Por exemplo, em um caso onde o conjunto do bocal compreende uma pluralidade de defletores anulares e a luva é montada além do diâmetro externo dos defletores anulares, a luva pode ser montada de maneira tal que haja uma folga entre a luva e pelo menos um dos defletores anulares.

Neste caso, a luva pode ter um diâmetro interno que é maior que o diâmetro externo de pelo menos um dos defletores anulares.

Um exemplo de um trajeto de fluxo de gás 38g entre uma luva 30 e um conjunto do bocal 34 pode ser visto na figura 7c.

O trajeto de fluxo 38g passa através de uma folga radial entre a luva 30 e o defletor 38b do conjunto do bocal 34. O trajeto de fluxo 38g é de maneira tal que, uma vez que gás tenha passado através da folga entre a luva 30 e o defletor 38b, o gás escoa através da entrada 9 em direção à roda de turbina.

Em outras modalidades, qualquer outra folga apropriada entre a luva e o conjunto do bocal (que define um trajeto de fluxo de gás entre o conjunto do bocal e a luva) pode ser usada.

Na figura 7c, a folga entre a luva e os defletores 38a-38c foi exagerada por questão de clareza.

No caso onde a luva move-se axialmente em direção a 5 uma parede lateral de entrada de maneira a reduzir o tamanho da entrada através da qual gás pode escoar, a folga entre a luva e o conjunto do bocal pode ser de maneira tal que ela permita que gás escoe entre o conjunto do bocal e a luva em uma direção que é no geral oposta à direção na qual a luva move-se quando ela move-se em direção à parede lateral de entrada de maneira a reduzir o tamanho da entrada.

Além disso, a folga entre a luva e o conjunto do bocal pode ser de maneira tal que ela permita que gás escoe entre o conjunto do bocal e a luva em uma direção que é no geral radialmente para dentro, em direção à roda de turbina.

Em algumas modalidades, o conjunto do bocal e a luva podem ser configurados de maneira tal que haja uma folga entre todos os defletores e a luva (por exemplo, os defletores têm todos um diâmetro externo que é menor que o diâmetro interno da luva). Entretanto, em outras modalidades, o conjunto do bocal e a luva podem ser configurados de maneira tal que haja uma folga entre somente alguns dos defletores e a luva.

Por exemplo, aqueles defletores para os quais não existe uma folga entre o bocal e a luva podem ser de maneira tal que eles no geral façam contato com a luva.

Neste caso, tais defletores que apóiam-se na luva podem guiar o movimento da luva à medida que ela varia o tamanho da entrada.

Observou-se que, em algumas modalidades, a provisão de uma folga (e consequentemente um trajeto de fluxo de gás) entre a luva e o conjunto do bocal pode melhorar o desempenho da turbina.

É também possível perfilar ou chanfrar o lado oposto da luva (isto é, a borda que faz contato com o bocal) para facilitar a corrida suave e eliminar a possibilidade de emperramento da luva, por exemplo, contra um defletor.

Além disso, percebe-se que essas possibilidades, incluindo aquelas mostradas nas figuras 34a – 34c, 30a e 30b são aplicáveis na luva independente, se ela for montada no lado do alojamento do mancal ou do alojamento da turbina do bocal, e independente se ela for montada no 5 diâmetro interno ou externo do bocal, ou ambos.

Referindo-se à figura 36, o turbocarregador compreende uma turbina 1w unida a um compressor 2w por meio de um alojamento do mancal central 3w.

A turbina 1w compreende uma roda de turbina 4w para rotação dentro de um alojamento da turbina 5w.

Similarmente, o compressor 2w compreende uma roda do compressor 6w que pode girar dentro de um alojamento do compressor 7w.

A roda de turbina 4w e a roda do compressor 6 são montadas em extremidades opostas de um eixo mecânico do turbocarregador comum 8w que estende-se através do alojamento do mancal central 3w.

O alojamento da turbina 5w tem uma voluta de entrada de gás de exaustão 9w localizada anularmente em torno da roda de turbina 4w e uma saída de gás de exaustão axial 10w.

O alojamento do compressor 7w tem uma passagem de admissão de ar axial 11w e uma voluta de saída de ar comprimido 12w arranjadas anularmente em torno da roda do compressor 6w.

O eixo mecânico do turbocarregador 8w gira em mancais de munhão 13w e 14w alojados em direção à extremidade da turbina e extremidade do compressor respectivamente do alojamento do mancal 3w.

O mancal de extremidade do compressor 14w inclui adicionalmente um mancal de empuxo 15w que interage com um conjunto de vedação de óleo incluindo um defletor de óleo 16w.

Óleo é suprido no alojamento do mancal pelo sistema de óleo do motor de combustão interna por meio da entrada de óleo 17w e é alimentado nos conjuntos de mancais por trajetos de passagem de óleo 18w.

Em uso, a roda de turbina 4w é rotacionada pela passagem de gás de exaustão da entrada de gás de exaustão anular 9w até a saída de gás de exaustão 10w, que, por sua vez, gira a roda do compressor 6w que, por meio disto, extrai ar de admissão através da entrada do compressor 11w e entrega ar de intensificação na admissão de um motor de combustão interna (não mostrado) por meio da voluta de saída do compressor 12w. 5 Na figura 37 está mostrada uma voluta da turbina 20w e uma entrada anular 21w de uma turbina 22w de acordo com uma modalidade da presente invenção.

Equiaxialmente espaçados através da entrada 21w estão dois defletores anulares 23aw, 23bw que, juntos com paredes laterais interna e externa 24w, 25w da entrada, definem três porções de entrada anular deslocadas axialmente 26aw 26bw, 26cw de mesma largura axial.

Estendendo-se axialmente através de cada qual das três porções de entrada 26aw, 26bw, 26cw são respectivos arranjos anulares de paletas 27aw, 27bw, 27cw.

As paletas 27aw, 27bw, 27cw são opcionais e, em outras modalidades, podem não estar presentes em todas as porções de entrada 26aw, 26bw, 26cw.

As paletas 27aw, 27bw, 27cw divide cada respectiva porção de entrada 26aw, 26bw, 26cw para formar passagens de entrada em cada porção de entrada 26aw, 26bw, 26cw.

É provida uma luva cilíndrica 28w que é axialmente móvel através da entrada anular 21w para variar o tamanho do trajeto de fluxo de gás através da entrada 21w (isto é, variar a geometria da turbina). Movimento da luva cilíndrica 28w pode ser realizado, por exemplo, para fechar, ou fechar pelo menos parcialmente, ou abrir, ou abrir pelo menos parcialmente, uma ou mais das porções de entrada 26aw, 26bw, 26cw.

A turbina 22w está também mostrada compreendendo uma roda de turbina 29w montada em um eixo mecânico da turbina 30w para rotação em torno de um eixo geométrico da turbina.

A luva 28w da figura 37 pode ser formada, por exemplo, por fundição.

Entretanto, uma maneira mais precisa, mais barata ou mais simples de fabricar a luva 28w está mostrada nas figuras 38 e 39. A figura 38 mostra uma folha de material 40w.

A folha 40w pode ser formada de qualquer material adequado para suportar as condições dentro de uma turbina.

Por exemplo, a folha 40w pode ser formada de um metal, ou uma liga.

A figura 39 mostra que a folha foi laminada em uma forma 5 tipo luva 28w.

Faces opostas da folha laminada são soldadas, brasadas ou de outra forma anexadas uma na outra 42w para formar a luva 28w.

Em uma modalidade diferente, mas relacionada, as faces opostas da folha laminada não são anexadas umas nas outras.

Uma modalidade como esta está mostrada na figura 40. Na figura 40, está mostrada uma vista de extremidade de uma luva 50w de acordo com uma outra modalidade da presente invenção.

A luva 50w é, novamente, formada laminando uma folha de material, que pode ser formada de qualquer material adequado para suportar as condições dentro de uma turbina.

Por exemplo, a folha pode ser formada de um metal, ou de uma liga.

Ao contrário com a luva da figura 39, na figura 40, as faces opostas da folha (ou extremidades que têm essas faces) não são anexadas uma na outra, mas em vez disso se sobrepõem 52w.

Tal sobreposição 52w pode permitir, acomodar ou facilitar a expansão ou contração da luva durante operação da turbina, por exemplo, por causa de mudanças na temperatura às quais a luva é submetida.

Tal tolerância, acomodação ou facilitação pode reduzir ou impedir emperramento da luva em paletas ou defletores supradiscutidos.

Por exemplo, sem tal tolerância, acomodação ou facilitação para expansão, a luva pode apoiar-se em defletores ou paletas que expandiram, em uso, por causa do aquecimento, que pode causar emperramento.

O grau de sobreposição, e/ou o material da luva, pode ser selecionado de maneira tal que expansão e/ou contração seja realizada a uma taxa (por exemplo, uma taxa radial) que casa com a taxa (por exemplo, uma taxa radial) de expansão dos defletores ou paletas que a luva envolve (ou, em outras modalidades, – não mostradas – que envolvem a luva).

Um degrau estendendo-se axialmente pode ser provido na luva e/ou no defletor, paletas ou outra estrutura definindo as porções de entrada.

O degrau é um degrau para cima ou para baixo na direção circunferencial, e pode ter um componente helicoidal.

O degrau pode acomodar a sobreposição 5 supradiscutida e/ou pode garantir que a sobreposição não deixa uma folga através da qual gás pode de outra forma escoar, reduzindo a eficiência da turbina como um todo.

As figuras 41a a 41f representam vistas de extremidade de diferentes luvas 60w, 70w, 80w, 90w, 100w, 110w e estruturas de entrada 65w, 75w, 85w, 95w, 105w, 115w, uma de ambas das quais é provida com um degrau como este.

Mais de um degrau pode ser provido em uma dada luva, por exemplo, um degrau no diâmetro interno ou externo.

A luva pode sobrepor até uma extensão tal que a luva forme um rolo.

A luva pode ser formada de duas ou mais porções ou seções, por exemplo, meia ou um quarto de seções de luva, que são unidas entre si.

Na figura 37, é provida uma única seção de luva.

Uma única seção de luva pode ser suficiente.

Entretanto, maior funcionalidade pode ser desejável ou, em alguns casos, exigida.

Por exemplo, pode ser desejável garantir que gás escoe somente através de uma única porção de entrada, ou através de uma pluralidade de porções de entrada adjacentes, mas não de todas.

Isto pode ser desejável para garantir fluxo de gás através de uma porção de entrada com uma certa configuração de paleta, ou através de porções de entrada com certas configurações de paleta.

De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, é provida uma turbina de geometria variável compreendendo uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo geométrico da turbina dentro de um alojamento.

O alojamento define uma entrada anular envolvendo a roda de turbina e definida entre primeira e segunda paredes laterais de entrada.

A entrada anular é dividida em pelo menos duas porções de entrada axialmente deslocadas.

Os recursos anteriores estão mostrados na figura 37. Ao contrário do arranjo da figura 37, e de acordo com a presente invenção, a turbina compreende adicionalmente uma primeira seção de luva cilíndrica axialmente móvel através da entrada anular para variar o tamanho do trajeto de fluxo de gás através da entrada, e uma segunda seção de luva 5 cilíndrica axialmente móvel através da entrada anular para variar o tamanho do trajeto de fluxo de gás através da entrada.

Provendo duas seções de luva, pode-se conseguir maior controle do fluxo de gás.

A figura 42 mostra uma vista de uma subseção da turbina mostrada e descrita com referência à figura 37. Além dos recursos mostrados na figura 37, a figura 42 mostra que é provida uma segunda seção de luva cilíndrica 40x.

A (primeira) seção de luva cilíndrica 28w e a segunda seção de luva 40x são independentemente móveis uma em relação à outra.

Isto permite, por exemplo, melhor controle do fluxo de gás através da entrada, de forma que, por exemplo, gás possa escoar através de somente uma única porção de entrada 27bw (por exemplo, com uma certa ou determinada configuração de paleta, que pode incluir ausência das paletas). Em virtude de serem providas duas seções de luvas independentemente móveis 28w, 40x, a porção de entrada 27bw ou porções que é ou são expostas precisam / não precisam ser adjacentes a uma parede lateral 24w, 25w, mas podem ser uma porção ou porções de entrada localizadas afastadas (por exemplo, separadas por um ou mais outras porções de entrada 27aw, 27bw) das paredes laterais 24w, 25w.

Na figura 42, a primeira seção de luva cilíndrica 28w e a segunda seção de luva cilíndrica 40x ambas têm um diâmetro interno que é maior que o diâmetro externo das porções de entrada (isto é, a seções de luva 28w, 40x envolvem as porções de entrada 27aw, 27bw, 27cw). Este arranjo pode melhorar a operação da turbina, por exemplo, reduzindo ou melhorando as propriedades de fluxo de gás através ou além da entrada.

Em uma outra modalidade, a primeira seção de luva cilíndrica e a segunda seção de luva cilíndrica podem ambas ter um diâmetro externo que é menor que o diâmetro interno das porções de entrada (isto é, as seções de luva são envoltas pelas porções de entrada). A figura 43 mostra uma modalidade adicional, onde a primeira seção de luva cilíndrica 28w tem um diâmetro interno que é maior que o 5 diâmetro externo das porções de entrada 27aw, 27bw, 27cw (isto é, a primeira seção de luva 28w envolve as porções de entrada 27aw, 27bw, 27cw). Ao contrário uma segunda seção de luva cilíndrica 50x tem um diâmetro externo que é menor que o diâmetro interno das porções de entrada 27aw, 27bw, 27cw (isto é, a segunda seção de luva 50x é envolta pelas porções de entrada 27aw, 27bw, 27cw). Este arranjo pode ser vantajoso, uma vez que agora ambas as seções de luva 28w, 50x podem, se exigido, estender-se através da entrada, e ao mesmo tempo. A figura 44 mostra um arranjo similar ao mostrado na figura

42. Entretanto, na figura 44 (e ao contrário da figura 42) as seções de luva 28w, 40x são conectadas uma na outra por meio de uma conexão tipo ponte 60x. As seções de luva 28w, 40x assim não são mais independentemente móveis, por causa de sua anexação uma na outra. Entretanto, exposição adequada de uma ou mais porções de entrada 27aw, 27bw, 27cw (dependendo do grau de separação da seção de luva 28w, 40x e da largura axial das porções de entrada 27aw, 27bw, 27cw) pode ainda ser conseguida por meio de movimento apropriado das seções de luva 28w, 40x em uníssono. As seções de luva 28w, 40x podem ser formadas de uma única luva, com uma abertura (por exemplo, uma abertura anular) na luva sendo provida para formar as duas seções de luva. Uma porção restante da luva pode formar a conexão de ponte supramencionada. Nas modalidades discutidas, as luvas foram mostradas movimentadas de dentro de paredes laterais da entrada opostas, ou em relação a elas. Em todas modalidades discutidas, uma variação pode incluir seções de luva movimentadas da mesma parede lateral, ou em relação a ela. Entretanto,

um arranjo como este pode restringir a capacidade de expor porções de entrada localizadas fora das paredes laterais da entrada.

As seções de luva podem movimentar-se pela atuação e interação apropriada com uma extremidade de saída das seções de luva (por 5 exemplo, uma extremidade não localizada ou localizável dentro da entrada). Alternativamente, ou adicionalmente, as seções de luva podem movimentar-se pela atuação e interação apropriada com uma ou mais guias (por exemplo, móveis ou arames ou cabos móveis) que estendem-se através da entrada.

Diferentes porções de entrada podem ter diferentes configurações de paleta (que podem incluir uma porção de entrada sem paletas). Essas configurações podem ser selecionadas, por meio da seleção da porção de entrada apropriada, pelo movimento das duas seções de luva.

A turbina de geometria variável pode compreender adicionalmente uma terceira seção de luva cilíndrica, móvel para abrir ou fechar uma passagem entre a entrada, ou um volume à montante da entrada, e uma saída da turbina.

Uma alternativa potencialmente viável para o arranjo mostrado na figura 37 está mostrada na figura 45. Na figura 45, estão mostradas uma voluta da turbina 120w e uma entrada anular 121w de uma turbina 122w de acordo com uma modalidade da presente invenção.

A entrada é definida pelo menos parcialmente por paredes laterais 124w, 125w.

Equiaxialmente espaçados através da entrada 121w estão dois defletores anulares 123aw, 123bw que, juntos com paredes de extremidade 123cw, 123dw, definem três porções de entrada anular deslocadas axialmente 126aw, 126bw, 126cw de mesma largura axial.

Estendendo-se axialmente através de cada qual das três porções de entrada 126aw, 126bw, 126cw estão respectivos arranjos anulares de paletas 127aw, 127bw, 127cw.

As paletas 127aw, 127bw, 127cw são opcionais e, em outras modalidades, podem não estar presentes em todas as porções de entrada 126aw, 126bw, 126cw.

As paletas 127aw, 127bw, 127cw dividem cada respectiva porção de entrada 126aw, 126bw, 126cw para formar passagens de entrada em cada porção de entrada 126aw, 126bw, 126cw.

Ao contrário do arranjo mostrado na figura 37, os defletores 123aw, 123bw e as paletas 127aw, 127bw, 127cw na figura 45 são parte de 5 uma estrutura de defletor substancialmente anular 200w que é axialmente móvel através da entrada 121w para variar a configuração de um trajeto de fluxo de gás através da entrada 121w (isto é, variar a geometria da turbina). A figura 45 mostra que a estrutura de defletor 200w compreende pelo menos duas porções de entrada deslocadas axiais 126aw, 126bw, 126cw, pelo menos (e talvez somente) duas das quais podem ficar localizadas totalmente (isto é, não parcialmente) dentro da entrada anular 121w.

Se pelo menos duas porções de entrada 126aw, 126bw, 126cw forem localizáveis apenas parcialmente na entrada 121w, o desempenho pode ser reduzido, por exemplo, por causa de um aumento na turbulência ou diminuição no fluxo de gás.

A estrutura de defletor 200w pode ser provida interna ou externamente (por exemplo, na extremidade) a uma luva móvel axialmente.

A luva pode compreender uma porção sólida 201w (isto é, não uma porção de entrada) que pode ser localizável pelo menos parcialmente dentro da entrada 121w, por exemplo, para bloquear ou fechar pelo menos parcialmente a entrada.

Como mostrado na figura, pelo menos uma porção de entrada 126aw, 126bw, 126cw pode compreender paletas 127aw, 127bw, 127cw, dividindo uma porção de entrada 126aw, 126bw, 126cw em trajetos de passagem de entrada.

Novamente como mostrado na figura, pelo menos duas porções de entrada 126aw, 126bw, 126cw podem compreender paletas, dividindo as respectivas porções de entrada 126aw, 126bw, 126cw em trajetos de passagem de entrada.

A configuração de paletas em uma primeira porção de entrada pode ser diferente da configuração de paletas em uma segunda porção de entrada (não mostrado na figura). A configuração de paletas em uma segunda porção de entrada pode ser a mesma da configuração de paletas em uma segunda porção de entrada, como, por exemplo, representado esquematicamente na figura.

Como mostrado na figura, a estrutura de defletor 200w pode 5 compreender pelo menos três porções de entrada deslocadas axialmente 126aw, 126bw, 126cw, todas três de cujas porções 126aw, 126bw, 126cw podem ficar localizadas totalmente dentro da entrada anular.

Em outras modalidades, pode ser preferível poder localizar (somente) o número total de porções de entrada dentro da entrada (isto é, não uma entrada parcial, ou entradas parciais). Se uma ou mais porções de entrada forem localizáveis somente parcialmente na entrada, o desempenho pode ser reduzido, por exemplo, por causa de um aumento na turbulência ou diminuição no fluxo de gás.

Referindo-se novamente à figura, por questão de concisão, a turbina 122w está também mostrada compreendendo uma roda de turbina 129w montada em um eixo mecânico da turbina 130w para rotação em torno de um eixo geométrico da turbina.

Na figura 46, está mostrada uma voluta da turbina 20w e entrada anular 21w de uma turbina 22w de acordo com uma modalidade da presente invenção.

Localizado dentro da entrada 21w está um defletor anular 23w que, junto com paredes laterais interna e externa 24w, 25w da entrada, define duas porções de entrada anular deslocadas axialmente 26aw, 26bw de mesma largura axial.

Estendendo-se axialmente através de cada qual das duas porções de entrada 26aw-bw são respectivos arranjos anulares de paletas 27aw, 27bw de espessura axial máxima equivalente.

Como pode-se ver na figura 46, a espessura axial ‘TB’ do defletor 23w é significativamente menor que a espessura axial máxima ‘Tv’ de cada qual das paletas 27aw-bw.

Além disso, a espessura axial TB do defletor 23w é também muito menor que o diâmetro ‘D’ da roda de turbina 29w.

Na modalidade específica mostrada, TB é em torno de 2,25 % de D.

A figura 47 mostra uma modalidade alternativa da presente invenção na qual uma turbina 32y incorpora uma voluta da turbina 30w e uma entrada anular 31y.

Equiaxialmente espaçados através da entrada 31y estão 5 três defletores anulares 33ay, 33by, 33cy que, juntos com paredes laterais interna e externa 34y, 35y da entrada, definem quatro porções de entrada anular deslocadas axialmente 36ay, 36by, 36cy, 36dy de mesma largura axial.

Estendendo-se axialmente através de cada qual das quatro porções de entrada 36ay-dy estão respectivos arranjos anulares de paletas 37ay, 37by, 37cy, 37dy de espessura axial máxima equivalente.

A espessura axial ‘TB’ de cada qual dos defletores 33ay-cy é significativamente menor que a espessura axial máxima ‘Tv’ de cada qual das paletas 37ay-dy e é também muito menor que o diâmetro ‘D’ da roda de turbina 39y.

Nesta modalidade mostrada, TB é em torno de 2,25 % de D.

Percebe-se que, em modalidades alternativas, o número e/ou perfil das paletas em um arranjo pode variar de um arranjo para um outro, e/ou o ângulo de turbilhonamento definido pelas paletas em um arranjo pode variar daquele definido pelas paletas em outros arranjos na mesma estrutura de bocal.

Tipicamente, gás de exaustão escoa de uma voluta ou câmara envolvente para a entrada anular.

A entrada anular é portanto definida à jusante da voluta, com a extremidade à jusante da voluta terminando na extremidade à montante da entrada anular.

Como tal, a voluta transmite o gás para a entrada anular, enquanto as passagens de entrada de gás da presente invenção recebem gás da voluta.

Em algumas modalidades, a primeira e segunda paredes laterais de entrada que definem a entrada anular são continuações de paredes que definem a voluta.

A entrada anular pode ser dividida em pelo menos duas passagens de entrada axialmente deslocadas por um ou mais defletores localizados na entrada anular, e que são portanto posicionados à jusante da voluta.

A turbina da presente invenção foi ilustrada nas figuras usando uma voluta de fluxo simples, entretanto, ela é aplicável a alojamentos que são divididos axialmente, por meio do que gás de um ou mais dos cilindros de um 5 motor é direcionado para uma das volutas divididas, e gás de um ou mais dos outros cilindros é direcionado para uma voluta diferente.

É também possível dividir um alojamento da turbina circunferencialmente para prover múltiplas volutas circunferencialmente divididas, ou mesmo dividir o alojamento da turbina tanto circunferencial quanto axialmente.

Deve-se perceber, entretanto, que uma voluta dividida axial ou circunferencialmente é distinta das múltiplas passagens de entrada de gás presentes na turbina da presente invenção.

Por exemplo, as passagens de entrada de gás dizem respeito a uma estrutura de bocal arranjada para acelerar o gás de exaustão recebido da voluta em direção à turbina, e opcionalmente ajustar ou controlar o ângulo de turbilhonamento do gás à medida que ele acelera.

As múltiplas passagens de entrada de gás que formam parte da presente invenção podem ser adicionalmente distintas de um arranjo de voluta dividida em que, enquanto as passagens de entrada de gás recebem gás da voluta (ou voluta dividida), e dividem o gás em um arranjo de trajetos direcionado para a turbina, uma voluta dividida recebe gás do coletor de exaustão de maneira a manter a velocidade do gás em pulsos de gás resultantes de eventos de abertura do cilindro do motor individuais.

Percebe-se que passagens de entrada axialmente deslocadas incluem passagens de entrada com diferentes posições axiais e/ou passagens de entrada com diferentes extensões axiais.

Passagens de entrada axialmente deslocadas podem ser espaçadas, adjacentes ou axialmente sobrepostas.

A figura 48 mostra uma possível modificação da modalidade ilustrada nas figuras 8a – 8c, e os mesmos números de referência são usados onde apropriado.

Como com a modalidade ilustrada nas figuras 8a – 8c, pode- se ver que as paletas 37wv-37zv não são contínuas em toda a largura da entrada, mas, em vez disso, paletas definindo cada qual dos arranjos anulares de passagens de entrada 39wv – 39zv têm várias configurações.

As várias configurações das paletas definindo cada qual dos arranjos anulares de passagens de entrada podem ser vantajosas em virtude de, em algumas 5 modalidades, poder ser desejável que gás que passa através do diferentes arranjos anulares tenham diferentes características de fluxo e/ou eficiências dependendo da localização axial do arranjo anular.

As bordas de avanço das paletas 37xv-37zv ficam no mesmo raio externo, enquanto a borda de avanço da paleta 37wv fica em um raio externo diferente.

As bordas de fuga das paletas 37wv, 37xv e 37zv ficam no mesmo raio interno, enquanto a borda de fuga da paleta 37yv fica em um raio interno diferente.

A extensão radial das paletas 37wv e 37yv é a mesma, mas diferente daquela das paletas 37xv e 37zv.

Além do mais, pode-se ver que os defletores de entrada 38xv – 38zv têm uma maior extensão radial do que pelo menos algumas das paletas 37v (na modalidade ilustrada, é maior que a de qualquer das paletas). Ou seja, embora eles tenham substancialmente o mesmo raio externo que as paletas 37v, o raio interno dos defletores 38av - 38cv é significativamente menor que o das paletas 37v, de forma que os defletores 38xv – 38zv estendam-se ainda mais em direção à roda de turbina 5v que as paletas 37v (isto é, os defletores estendem-se radialmente para dentro das paletas). Em particular, cada defletor estende-se radialmente para dentro das paletas nas porções de entrada axialmente em qualquer lado dela.

Por exemplo, o defletor 38xv estende-se radialmente para dentro das paletas 37wv e 37xv.

Em algumas modalidades, o defletor pode estender-se radialmente para dentro das paletas em somente uma porção adjacente de entrada.

As paletas na outra porção de entrada adjacente pode ter uma borda de fuga que tem o mesmo raio (ou diâmetro) do raio interno (ou diâmetro) do defletor.

Pode ser vantajoso, em algumas modalidades, que o defletor estenda- se radialmente para dentro das paletas em pelo menos uma das porções de entrada adjacentes, em virtude de isto limitar a comunicação de fluxo e turbulência entre porções de entrada axialmente adjacentes à montante da roda de turbina.

Nesta modalidade particular, cada qual dos defletores 38xv – 5 38zv tem a mesma dimensão radial externa (ou diâmetro externo). Em outras modalidades, pelo menos um dos defletores pode ter uma dimensão radial externa diferente.

Nesta modalidade particular, cada qual dos defletores 38xv – 38zv tem uma dimensão radial interna diferente (ou diâmetro interno). Em outras modalidades, somente alguns dos defletores podem ter uma dimensão radial interna diferente.

As dimensões radiais internas (ou diâmetros internos) dos defletores 38xv-38zv formam um curso por meio do qual os diâmetros internos relativos dos defletores 38xv-38zv aumentam em uma direção axial da parede lateral de entrada 32v até a parede lateral de entrada 33v.

Percebe- se que, em outras modalidades, as dimensões radiais internas (ou diâmetros internos) dos defletores podem formar uma tendência por meio da qual os diâmetros internos relativos dos defletores diminuem em uma direção axial da parede lateral de entrada 32v até a parede lateral de entrada 33v.

Em algumas modalidades, a tendência por meio da qual as dimensões radiais internas relativas (ou diâmetros internos) dos defletores aumentam / diminuem em uma direção axial entre as paredes laterais de entrada só pode ser uma tendência geral.

Por exemplo, as dimensões radiais internas relativas (ou diâmetros internos) dos defletores podem no geral aumentar em uma direção axial entre as paredes laterais de entrada, mas pelo menos um dos defletores pode ter uma dimensão radial interna relativa que cai fora do curso.

Uma tendência por meio da qual as dimensões radiais internas relativas (ou diâmetros internos) dos defletores aumenta / diminui em uma direção axial entre as paredes laterais de entrada pode ser vantajosa em algumas modalidades, já que pode permitir que as características de fluxo do gás que passa através de cada porção de entrada seja incidente na roda de turbina para variar através da entrada.

Nesta modalidade, o perfil axial formado pelas dimensões radiais internas (ou diâmetros internos) dos defletores 38xv-38zv no geral corresponde ao perfil axial da superfície 5pv varrido pela rotação da roda de 5 turbina.

Nesta modalidade, a separação radial entre cada qual dos defletores 38xv-38zv e a respectiva porção radialmente adjacente da superfície 5pv varrida pela rotação da roda de turbina é no geral constante.

Percebe-se que, em outras modalidades, o perfil axial da superfície varrida pela rotação da roda de turbina pode ser diferente.

Deve-se perceber também que, em algumas modalidades, somente alguns dos defletores podem ter dimensões radiais internas que formam um perfil axial que no geral corresponde ao perfil axial da superfície varrida pela rotação da roda de turbina.

Modalidades onde o perfil axial formado pelas dimensões radiais internas (ou diâmetros internos) dos defletores no geral correspondem ao perfil axial da superfície varrida pela rotação da roda de turbina podem ser vantajosas, em que permitem que as características de fluxo de gás através das porções de entrada para a roda de turbina que são definidas pela separação entre o defletor e a roda de turbina sejam mantidas constantes através de diferentes porções de entrada.

Nesta modalidade, pode-se ver que cada qual dos defletores 38xv-38zv tem uma dimensão radial interna (diâmetro interno) de maneira tal que a distância radial relativa ao eixo geométrico da turbina entre o diâmetro interno de cada defletor e a borda de fuga de uma paleta de uma porção de entrada adjacente ao defletor (que, no caso onde as paletas têm diferentes posições radiais, pode ser uma paleta radialmente mais interna) seja no geral mais de 50 % da distância radial entre a borda de fuga da dita paleta e o diâmetro externo da roda de turbina na posição axial do defletor.

Por exemplo, referindo-se ao defletor 38yv e à paleta adjacente 37yv, o defletor 38yv tem uma dimensão radial interna (diâmetro interno) de maneira tal que a distância radial db relativa ao eixo geométrico da turbina entre o diâmetro interno do defletor e a borda de fuga da paleta adjacente 37yv é no geral mais de 50 % da distância radial dt entre a borda de fuga da dita paleta e o diâmetro externo da roda de turbina na posição axial do defletor.

Em algumas 5 modalidades, a distância radial relativa ao eixo geométrico da turbina entre o diâmetro interno de um defletor e a borda de fuga de uma paleta de uma porção de entrada adjacente ao defletor pode ser no geral 60 %, no geral 70 %, no geral 80 %, no geral 90 % ou no geral 95 % da distância radial entre a borda de fuga da dita paleta e o diâmetro externo da roda de turbina na posição axial do defletor.

Isto quer dizer que a distância radial relativa ao eixo geométrico da turbina entre o diâmetro interno de um defletor e a borda de fuga de uma paleta de uma porção de entrada adjacente ao defletor pode ser no geral entre 50 % e 100 %, entre 50 % e 60 %, entre 60 % e 70 %, entre 80 % e 90 %, entre 90 % e 95 % ou entre 95 % e 100 % da distância radial entre a borda de fuga da dita paleta e o diâmetro externo da roda de turbina na posição axial do defletor.

Garantindo que a distância radial relativa ao eixo geométrico da turbina entre o diâmetro interno de um defletor e a borda de fuga de uma paleta de uma porção de entrada adjacente ao defletor é uma grande proporção da distância radial entre a borda de fuga da dita paleta e o diâmetro externo da roda de turbina na posição axial do defletor, isto pode ajudar impedir expansão indesejada de gás que passa através de as porções de entrada antes de passar pela roda de turbina.

Este recurso pode também ajudar impedir comunicação de fluxo e turbulência entre porções de entrada adjacentes à montante da roda de turbina.

Além disso, ele pode ser vantajoso para ajudar impedir que gás escoe das porções de entrada em torno da roda de turbina, sem exercer força significante na roda de turbina.

Um limite prático de até que ponto os defletores podem estender-se em direção à superfície externa da roda de turbina pode ser provido quando o efeito de saia (por causa do atrito do revestimento causado pela proximidade da roda de turbina com os defletores) afeta negativamente o desempenho da roda de turbina.

Na figura 49, está mostrada uma voluta da turbina 20u e entrada anular 21u de uma turbina 22u de acordo com uma modalidade da presente invenção.

Equiaxialmente espaçados através da entrada 21u estão 5 dois defletores anulares 23au, 23bu que, juntos com paredes laterais interna e externa 24u, 25u da entrada, definem três porções de entrada anular deslocadas axialmente 26au, 26bu, 26cu de mesma largura axial.

Estendendo- se axialmente através de cada qual das três porções de entrada 26au-cu são respectivos arranjos anulares de paletas 27au, 27bu, 27cu com diferentes arranjos de maneira a restringir a área acessível ao gás que escoa através dos arranjos anulares 27au-cu em diferentes extensões.

A figura 54 é uma ilustração de componentes de uma seção de uma estrutura de bocal que forma parte de uma turbina de acordo com a modalidade da figura 49. Uma vista em perspectiva da estrutura de bocal está mostrada, que compreende uma parede lateral de entrada 30u, primeiro e segundos defletores axialmente espaçados 31au, 31bu, três arranjos anulares de paletas estendendo-se axialmente 32au, 32bu, 32cu e uma luva axialmente deslizante 33u.

Cada arranjo de paletas 32au-cu é compreendido de uma pluralidade de paletas 34au, 34bu, 34cu.

Dos três arranjos 32au-cu, o arranjo 32cu mais afastado da “posição fechada” da luva 33u, isto é, quando a luva 33u cobre toda a entrada da turbina e sobrepõe a parede lateral 30u, inclui o menor número de paletas 34cu.

O arranjo intermediário 32bu contém mais paletas 32bu, enquanto o arranjo 32au mais próximo da “posição fechada” da luva 33u, isto é, o arranjo 32au que fica na porção de entrada anular que é delimitada em um lado pela parede lateral de entrada 30u, contém o maior número de paletas 34au.

Desta maneira, o arranjo 32au mais próximo da “posição fechada” da luva 33u apresenta a maior restrição para gás que escoa através da entrada anular, enquanto o arranjo 32cu que fica disposto mais afastado da “posição fechada” da luva 33u apresenta a menor restrição ao fluxo de gás através da entrada anular.

Na figura 50, está mostrada uma voluta da turbina 120u e entrada anular 121u de uma turbina 122u de acordo com uma modalidade da presente invenção.

Equiaxialmente espaçados através da entrada 121u estão 5 dois defletores anulares 123au, 123bu que, juntos com paredes laterais interna e externa 124u, 125u da entrada, define três porções de entrada anular deslocadas axialmente 126au, 126bu, 126cu de mesma largura axial.

Estendendo-se axialmente através de cada qual das três porções de entrada 126au-cu estão respectivos arranjos anulares de paletas 127au, 127bu, 127cu de diferentes espessuras circunferenciais máximas, isto é, largura na seção transversal radial, por exemplo, como visto na figura 55B ou 55C.

A figura 55 é uma ilustração de componentes de uma seção de uma estrutura de bocal que forma parte de uma turbina de acordo com a modalidade da figura 50. Uma vista em perspectiva da estrutura de bocal está mostrada na figura 55(A) e compreende uma parede lateral de entrada 130u, primeiro e segundos defletores axialmente espaçados 131au, 131bu, três arranjos anulares de paletas estendendo-se axialmente 132au, 132bu, 132cu e uma luva axialmente deslizante 133u.

A figura 55(B) mostra vistas seccionais transversais radiais dos três arranjos anulares de paletas 132au-cu compreendidos na estrutura de bocal mostrada na figura 55(A). A figura 55(C) mostra uma vista seccional transversal radial detalhada de uma respectiva paleta 134au, 134bu, 134cu em cada qual dos três arranjos de paletas 132au-cu.

A espessura circunferencial de cada paleta 134au-cu em cada arranjo 132au-cu está indicada por uma seta de dupla direção dentro de cada paleta 134au-cu na figura 55(C). Como pode-se observar pelas figuras 55(B) e 55(C), as paletas 134cu no arranjo 132cu mais afastado da “posição fechada” da luva 133u, isto é, quando a luva 133u cobre toda a entrada da turbina e sobrepõe a parede lateral 130u, são circunferencialmente mais finas e dessa forma definem uma menor área seccional transversal radial do que as paletas 134bu no arranjo intermediário 132bu, que são, por sua vez, circunferencialmente mais finas que as paletas 134au no arranjo 132au mais próximo da “posição fechada” da luva 133u, isto é, as paletas 134au que ficam na porção de entrada anular que 5 é delimitada em um lado pela parede lateral de entrada 130u.

Na modalidade ilustrada na figura 55 os três arranjos de paletas 132au-cu contêm cada qual o mesmo número total de paletas 134au-cu e definem cada qual um ângulo de turbilhonamento similar.

Percebe-se entretanto que, em modalidades alternativas, o número de paletas em um arranjo pode variar de um arranjo para um outro, e/ou o ângulo de turbilhonamento definido pelas paletas em um arranjo pode variar daquele definido pelas paletas em outros arranjos na mesma estrutura de bocal.

Na figura 51, está mostrada uma voluta da turbina 220u e entrada anular 221u de uma turbina 222u de acordo com uma modalidade da presente invenção.

Equiaxialmente espaçados através da entrada 221u estão dois defletores anulares 223au, 223bu que, juntos com paredes laterais interna e externa 224u, 225u da entrada, definem três porções de entrada anular deslocadas axialmente 226au, 226bu, 226cu de mesma largura axial.

Estendendo-se axialmente através de cada qual das três porções de entrada 226au-cu estão respectivos arranjos anulares de paletas 227au, 227bu, 227cu de diferentes espessuras circunferenciais máximas, isto é, largura na seção transversal radial, por exemplo, como visto na figura 56B ou 56C.

A figura 56 é uma ilustração de componentes de uma seção de uma estrutura de bocal que forma parte de uma turbina de acordo com a modalidade da figura 51. Uma vista em perspectiva da estrutura de bocal está mostrada na figura 56(A) e compreende uma parede lateral de entrada 230u, primeiro e segundos defletores axialmente espaçados 231au, 231bu, três arranjos anulares de paletas estendendo-se axialmente 232au, 232bu, 232cu e uma luva axialmente deslizante 233u.

A figura 56(B) mostra vistas seccionais transversais radiais dos três arranjos anulares de paletas 232au-cu compreendidos na estrutura de bocal mostrada na figura 56(A). A figura 56(C) mostra uma vista seccional transversal radial detalhada de uma respectiva paleta 234au, 234bu, 234cu em cada qual dos três arranjos de 5 paletas 232au-cu.

A espessura de cada respectiva borda de avanço 235au, 235bu, 235cu de cada paleta 234au-cu em cada arranjo 232au-cu está diretamente relacionada com um respectivo ângulo 236au, 236cu, 236cu definido como mostrado na figura 56(C). A espessura circunferencial máxima de cada paleta 234au-cu em cada arranjo 232au-cu está indicada por uma seta de dupla direção dentro de cada paleta 234au-cu na figura 56(C). Como pode-se observar pelas figuras 56(B) e 56(C), as paletas 234cu no arranjo 232cu mais afastado da “posição fechada” da luva 233u, isto é, quando a luva 233u cobre toda a entrada da turbina e sobrepõe a parede lateral 230u, têm bordas de avanço mais finas 235cu, que, por sua vez, têm bordas de avanço mais finas 235bu que as paletas 234au no arranjo 232au mais próximo da “posição fechada” da luva 233u, isto é, as paletas 234au que ficam na porção de entrada anular que é delimitada em um lado pela parede lateral de entrada 230u.

A despeito da diferença na espessura da borda de avanço, as paletas 234au-cu nos três arranjos de paletas 232au-cu todas possuem substancialmente a mesma espessura circunferencial (indicada por uma seta de dupla direção dentro de cada paleta na figura 56(C)). Em uma modalidade alternativa, as paletas 234au-cu nos três arranjos 232au-cu podem ter diferentes espessuras circunferenciais máximas, por exemplo, o arranjo de paletas 232au com as bordas de avanço mais espessas 235au pode também possuir a maior espessura circunferencial máxima comparado com os outros dois arranjos 232bu-cu.

Na modalidade ilustrada na figura 56, os três arranjos de paletas 232au-cu contêm cada qual o mesmo número total de paletas 234au-cu e definem cada qual um ângulo de turbilhonamento similar.

Percebe-se entretanto que, em modalidades alternativas, o número de paletas em um arranjo pode variar de um arranjo para um outro, e/ou o ângulo de turbilhonamento definido pelas paletas em um arranjo pode variar daquele definido pelas paletas em outros arranjos na mesma estrutura de bocal.

Na figura 52, está mostrada uma voluta da turbina 320u e 5 entrada anular 321u de uma turbina 322u de acordo com uma modalidade da presente invenção.

Equiaxialmente espaçados através da entrada 321u estão dois defletores anulares 323au, 323bu que, juntos com paredes laterais interna e externa 324u, 325u da entrada, definem três porções de entrada anular deslocadas axialmente 326au, 326bu, 326uc de mesma largura axial.

Estendendo-se axialmente através de cada qual das três porções de entrada 326au-cu são respectivos arranjos anulares de paletas 327au, 327bu, 327cu de diferentes diâmetros externos máximos, isto é, largura na seção transversal radial.

Como pode-se ver na figura 52, a paleta 327au tem uma menor extensão radial e assim define um menor diâmetro externo máximo que as duas outras paletas 327bu-cu.

Isto está descrito adicionalmente a seguir com relação à figura 57. A figura 57 é uma ilustração de componentes de uma seção de uma estrutura de bocal que forma parte de uma turbina de acordo com a modalidade da figura 52. Uma vista em perspectiva da estrutura de bocal está mostrada na figura 57(A) e compreende uma parede lateral de entrada 330u, primeiro e segundos defletores axialmente espaçados 331au, 331bu, três arranjos anulares de paletas estendendo-se axialmente 332au, 332bu, 332cu e uma luva axialmente deslizante 333u.

A figura 57(B) mostra vistas seccionais transversais radiais dos três arranjos anulares de paletas 332au-cu compreendidos na estrutura de bocal mostrada na figura 57(A). Cada arranjo de paletas 332au-cu é compreendido de uma pluralidade de paletas equiangularmente espaçadas 334au, 334bu, 334cu de perfil seccional transversal radial similar em que a borda de avanço de cada paleta 334au-cu tem a mesma espessura, a espessura circunferencial máxima de cada paleta

334au-cu é a mesma, e a área seccional transversal radial de cada paleta 334au-cu é a mesma.

Como pode-se observar pela figura 57(B), as paletas 334bu-cu nos arranjos 332bu-cu mais afastados da “posição fechada” da luva 333u, isto 5 é, quando a luva 333u cobre toda a entrada da turbina e sobrepõe a parede lateral 330u, estendem-se radialmente para fora a um maior valor e definem assim um maior diâmetro externo máximo que as paletas 334au no arranjo 332au mais próximo da “posição fechada” da luva 333u, isto é, as paletas 334au que ficam na porção de entrada anular que é delimitada em um lado pela parede lateral de entrada 330u.

Na modalidade mostrada na figura 57, as paletas 334au-cu nos três arranjos 332au-cu todas possuem bordas de fuga que ficam no mesmo raio interno, isto é, definindo o mesmo diâmetro interno máximo.

Entretanto, este não tem que ser o caso.

Um ou mais arranjos 332au- cu podem definir um maior diâmetro interno máximo do que um ou mais outros arranjos 332au-cu.

Além disso, em uma modalidade alternativa adicional, arranjos de paletas 332au-cu podem cada qual definir um diâmetro externo máximo diferente.

Na modalidade ilustrada na figura 57, os três arranjos de paletas 332au-cu contêm cada qual o mesmo número total de paletas 334au- cu e definem cada qual um ângulo de turbilhonamento similar.

Percebe-se entretanto que, em modalidades alternativas, o número de paletas em um arranjo pode variar de um arranjo para um outro, e/ou o ângulo de turbilhonamento definido pelas paletas em um arranjo pode variar daquele definido pelas paletas em outros arranjos na mesma estrutura de bocal.

Na figura 53, está mostrada uma voluta da turbina 420u e entrada anular 421u de uma turbina 422u de acordo com uma modalidade da presente invenção.

Equiaxialmente espaçados através da entrada 421u estão dois defletores anulares 423au, 423bu que, juntos com paredes laterais interna e externa 424u, 425u da entrada, definem três porções de entrada anular deslocadas axialmente 426au, 426bu, 426cu de mesma largura axial.

Estendendo-se axialmente através de cada qual das três porções de entrada 426au-cu estão respectivos arranjos anulares de paletas 427au, 427bu, 427cu de diâmetro interno máximo diferente, isto é, largura na seção transversal 5 radial.

Como pode-se ver na figura 53, o arranjo de paletas 427au tem uma menor extensão radial e define um maior diâmetro interno máximo e uma maior folga radial entre as paletas 427au e a roda de turbina 428u do que as paletas intermediárias 427bu.

De uma maneira similar, o arranjo intermediário de paletas 427bu tem uma menor extensão radial e define um maior diâmetro interno máximo e uma maior folga radial entre as paletas 427bu e a roda de turbina 428u que as paletas 427cu.

Isto está descrito adicionalmente a seguir com relação à figura 58. A figura 58 é uma ilustração de componentes de uma seção de uma estrutura de bocal que forma parte de uma turbina de acordo com a modalidade da figura 53. Uma vista em perspectiva da estrutura de bocal está mostrada na figura 58(A) e compreende uma parede lateral de entrada 430u, primeiro e segundos defletores axialmente espaçados 431au, 431bu, três arranjos anulares de paletas estendendo-se axialmente 432au, 432bu, 432cu e uma luva axialmente deslizante 433u.

A figura 58(B) mostra vistas seccionais transversais radiais dos três arranjos anulares de paletas 432au-cu compreendidos na estrutura de bocal mostrada na figura 58(A). Cada arranjo de paletas 432au-cu é compreendido de uma pluralidade de paletas equiangularmente espaçadas 434au, 434bu, 434cu de perfil seccional transversal radial similar em que a borda de avanço de cada paleta 434au-cu tem a mesma espessura, a espessura circunferencial máxima de cada paleta 434au-cu é a mesma, e a área seccional transversal radial de cada paleta 434au-cu é a mesma.

Como pode-se observar pela figura 58(B), as paletas 434cu no arranjo 432cu mais afastado da “posição fechada” da luva 433u, isto é,

quando a luva 433u cobre toda a entrada da turbina e sobrepõe a parede lateral 430u, estendem-se radialmente para dentro a uma maior extensão e definem assim um menor diâmetro interno máximo que as paletas 434bu no arranjo intermediário 432bu, que, por sua vez, definem um menor diâmetro interno 5 máximo que as paletas 434au no arranjo 432au mais próximo da “posição fechada” da luva 433u, isto é, as paletas 434au que ficam na porção de entrada anular que é delimitada em um lado pela parede lateral de entrada 430u.

Além disso, a folga radial definido entre as bordas de fuga das paletas 434au-cu e a roda de turbina (não mostrado na figura 58) aumenta progressivamente do arranjo 434cu mais afastado da posição fechada da luva para o arranjo 434au mais próximo da posição fechada da luva.

Em virtude das diferentes orientações das paletas 432au-cu dentro de cada arranjo 434au- cu, o ângulo de turbilhonamento gerado pelos arranjos de paletas 434au-uc também aumenta progressivamente do arranjo 434cu mais afastado da posição fechada para o arranjo 434au mais próximo da posição fechada.

Na modalidade mostrada na figura 58, as paletas 434au-cu nos três arranjos 432au-cu todas possuem bordas de avanço que ficam no mesmo raio externo, isto é, definindo o mesmo diâmetro externo máximo.

Entretanto, este não tem que ser o caso.

Um ou mais arranjos 432au-cu pode definir um maior diâmetro externo máximo do que um ou mais outros arranjos 432au-cu.

Além disso, em uma modalidade alternativa adicional, dois dos arranjos de paletas 432au-cu podem definir um primeiro diâmetro interno máximo que é diferente daquele dos outros arranjos 432au-cu.

Na modalidade ilustrada na figura 58, os três arranjos de paletas 432au-cu contêm cada qual o mesmo número total de paletas 434au- cu.

Percebe-se entretanto que, em modalidades alternativas, o número de paletas em um arranjo pode variar de um arranjo para um outro na mesma estrutura de bocal.

Na figura 59, está mostrada uma voluta da turbina 20w e entrada anular 21w de uma turbina 22w de acordo com uma modalidade da presente invenção.

Equiaxialmente espaçados através da entrada 21w estão dois defletores anulares 23aw, 23bw que, juntos com paredes laterais interna e externa 24w, 25w da entrada, definem três porções de entrada anular 5 deslocadas axialmente 26aw, 26bw, 26cw de mesma largura axial.

Estendendo-se axialmente através de cada qual das três porções de entrada 26aw-cw estão respectivos arranjos anulares de paletas 27aw, 27bw, 27cw.

Os defletores 23aw-bw e paletas 27aw-cw juntos representam um conjunto do bocal localizado dentro da entrada anular 21w que direciona gases de exaustão que escoam da voluta da turbina 20 para as pás de turbina 22w da maneira mais apropriada para adequar-se às exigências operacionais da turbina 22w.

Embora não visível na figura 59, cada paleta nos arranjos de paletas externos 27aw, 27cw incorpora um dedo que estende-se axialmente para dentro da borda interna da paleta em direção ao defletor interno adjacente 23aw, 23bw, respectivamente, enquanto cada paleta no arranjo intermediário de paletas 27bw incorpora um par de dedos, um estendendo-se axialmente para fora de cada qual das bordas opostas da paleta que são recebidos em depressões complementares definidas por cada qual dos defletores 23aw-bw.

Em uma modalidade alternativa, o defletor 23aw suporta as paletas 27aw e o defletor 23bw suporta as paletas 27bw.

As paletas 27cw são suportadas pela parede lateral de entrada 25w.

Os dois defletores 23aw- bw e seus respectivos arranjos de paletas 27aw-bw são substancialmente idênticos em tamanho e forma e, como tal, representam componentes modulares que foram montados, junto com as paletas 27cw, para prover o conjunto do bocal mostrado dentro da entrada da turbina 21w.

A figura 60 é uma ilustração de componentes de uma seção de um conjunto do bocal que formam parte de uma turbina de acordo com uma modalidade da presente invenção.

Uma vista em perspectiva do conjunto do bocal está mostrada em combinação com uma parede lateral de entrada 30w de um trajeto de passagem de entrada da turbina.

O conjunto do bocal compreende primeiro e segundos defletores axialmente espaçados 31at, 31bt e três arranjos anulares de paletas estendendo-se axialmente 32at, 32bt, 32ct.

Uma luva axialmente deslizante 33t é disposta em torno do diâmetro externo 5 do arranjo de paletas 32at-bt e é atuada para variar a largura axial do trajeto de passagem de entrada da turbina e, assim procedendo, o “estrangulamento” da turbina.

Cada arranjo de paletas 32at-ct é compreendido de uma pluralidade de paletas 34at, 34bt, 34ct.

Embora não visível na figura 60, cada paleta 34at, 34ct nos arranjos de paletas externos 32at, 32ct incorpora uma projeção que estende-se axialmente para dentro que é recebida em um conjunto de depressões complementares formado no defletor adjacente axialmente 31at, 31bt, respectivamente, e cada paleta 34bt no arranjo intermediário de paletas 32bt incorpora um par de projeções estendendo-se axialmente das bordas opostas da paleta 34bt que são recebidas em depressões complementares definidas por cada qual dos defletores 31at-bt.

Em uma modalidade alternativa, o defletor 31at suporta o arranjo de paleta 32bt e o defletor 31bt suporta o arranjo de paleta 32ct.

O arranjo de paleta 32at é suportado pela parede lateral de entrada 30w.

Os dois defletores 31at-tb e seus respectivos arranjos de paletas 32bt-ct são de desenho modular e foram produzidos da mesma peça fundida.

Como tal, o conjunto do bocal pode ser fabricado de uma maneira mais barata do que se os dois defletores 31at-bt e três arranjos de paletas 32at-ct tivessem sido produzidos separadamente.

Embora ambas as modalidades mostradas nas figuras 59 e 60 empreguem paletas, percebe-se que uma ou mais das ditas paletas ou arranjos de paletas podem ser substituídas com uma forma alternativa de formação estendendo-se axialmente, tal como material com uma estrutura interna tipo favo de mel.

Além disso, em modalidades alternativas, os recursos cooperantes podem ambos ser definidos nos defletores, ou ambos em paletas ou outras formações estendendo-se axialmente.

Referindo-se novamente à figura 37, o movimento da luva 28w na direção axial pode fazer com que a luva 28w impacte em um ou mais dos defletores 23aw, 23bw ou paletas 27aw, 27bw, 27cw.

Tal impacto pode resultar no emperramento ou aderência da luva 28w, que é indesejável.

De 5 acordo com uma modalidade da presente invenção, este problema pode ser superado pelo menos parcialmente provendo uma guia (que pode ser referida como uma guia de correr) para guiar o movimento axial da luva cilíndrica 28. A guia é localizada pelo menos parcialmente dentro da entrada anular a uma extensão radial das porções de entrada 26aw, 26bw, 26cw, e estende-se em uma direção substancialmente axial, paralela ao eixo geométrico da turbina.

A guia pode ficar localizada em uma extensão radialmente externa ou interna das porções de entrada 26aw, 26bw, 26cw, dependendo da configuração da luva 28w.

O arranjo mostrado na figura 37 compreende uma guia como esta, embora esta guia não esteja visível na figura.

A figura 61 é usada para descrever a guia.

A figura 61 é uma vista em perspectiva de defletores 23aw, 23bw e das paletas 27bw, 27cw.

Uma guia 40r está mostrada compreendendo as bordas de avanço das paletas 27bw, 27cw, as bordas sendo a uma extensão radial externa de porções de entrada definidas pelos defletores 23aw, 23bw.

As bordas de avanço das paletas 27bw, 27cw estendem de uma maneira linear substancialmente contínua, paralela ao eixo geométrico da turbina.

A continuidade é somente quebrada pela presença dos defletores 23aw, 23bw, cuja extensão radialmente externa é preferivelmente nivelada com as bordas das paletas 27bw, 27cw que formam a guia 40r.

Em uso, a luva pode mover- se ao longo da guia 40r.

Nesta modalidade, a luva tem um diâmetro interno maior que o diâmetro externo da porção de entrada – isto é, a luva envolve as porções de entrada.

Se, por exemplo, em uma outra modalidade, a luva tiver um diâmetro externo que é menor que o diâmetro interno das porções de entrada – isto é, as porções de entrada envolvem a luva - uma ou mais bordas das paletas podem ser bordas de fuga, por exemplo, definindo uma guia em uma extensão radial interna das paletas e/ou porções de entrada.

A figura 62 representa esquematicamente uma outra 5 modalidade da presente invenção.

A figura 62 é uma vista em perspectiva de defletores 50ar, 50br e paletas 52ar, 52br.

Uma guia está mostrada compreendendo elementos alongados 54r.

Os elementos alongados 54r são localizados a uma extensão radialmente externa das porções de entrada definidas pelos defletores 50ar, 50br.

É provida uma pluralidade de elementos alongados 54r, que é alinhada de uma maneira substancialmente contínua e linear entre os defletores 50ar, 50br, estendendo-se paralela ao eixo geométrico da turbina.

A continuidade somente é quebrada pela presença dos defletores 50ar, 50br, cuja extensão radialmente externa é preferivelmente nivelada com a extensão radial externa dos elementos alongados 54r que formam a guia.

Em uso, a luva pode mover-se ao longo da guia.

A guia ou guias na forma de elementos alongados (que, no geral, estendem-se axialmente) podem indesejavelmente afetar o fluxo de gás através da entrada.

Para minimizar este efeito indesejável, a guia ou guias podem ser alinhadas com bordas de avanço ou de fuga das paletas ou outras estruturas (preferivelmente estendendo-se axialmente) providas em uma ou ambas porções de entrada ou passagens nessas porções.

Em uma outra modalidade relacionada, um elemento alongado, ou uma pluralidade de elementos alongados, pode não estender-se entre os defletores.

Em vez disso, os elementos podem estender-se através de um ou mais defletores, de forma que a extensão radialmente externa dos defletores não precisa ficar nivelada com uma extensão radial externa dos elementos alongados que formam a guia.

Na modalidade mostrada na figura 62, a luva tem um diâmetro interno maior que o diâmetro externo das porções de entrada – isto é, a luva envolve as porções de entrada.

Se, por exemplo, em uma outra modalidade, a luva tiver um diâmetro externo que é menor que o diâmetro interno das porções de entrada – isto é, as porções de entrada envolvem a luva - Um ou mais elementos alongados podem ficar localizados a uma extensão 5 radialmente interna das porções de entrada.

A localização da guia da presente invenção pelo menos parcialmente dentro da entrada garante que a luva é devidamente guiada dentro da própria entrada, onde forças por causa do fluxo de gás são maiores e onde o impacto da luva com as paletas ou defletores pode de outra forma ocorrer.

A luva pode também ser guiada por um canal ou similares em um alojamento da turbina, por exemplo.

Entretanto, uma guia no alojamento pode, sozinha, ser insuficiente para impedir o impacto da luva com as paletas ou defletores na entrada.

Em qualquer modalidade, pode ser provida uma única guia estendendo-se em uma direção axial.

Mais de uma guia pode ser provida, por exemplo, guias diametralmente opostas, ou guias localizadas em certas localizações em torno da entrada (por exemplo, três, quatro, cinco ou mais localizações igualmente espaçadas, ou na localização de uma borda de avanço de uma paleta, na localização de cada paleta, ou na localização de um grupo de paletas). Uma única guia pode, em vez disso, ser considerada compreendendo subguias ou partes de guias ou similares, que, por exemplo, podem ser subguias ou partes de guias diametralmente opostas, ou subguias ou partes de guia que são localizadas em certas localizações em torno da entrada (por exemplo, três, quatro, cinco ou mais localizações igualmente espaçadas, ou na localização de uma borda de avanço de uma paleta, na localização de cada paleta, ou na localização de um grupo de paletas). Embora não visível na figura 37, uma, mais ou todas de uma porção de uma extremidade dos defletores 23aw, 23bw, uma porção de uma extremidade das paletas 27aw, 27bw, 27cw e/ou uma extremidade de avanço da luva 28w pode ser provida com uma superfície inclinada para facilitar o movimento da luva 28w através do defletor 23aw, 23bw e/ou paleta 27aw, 27bw, 27cw.

A superfície inclinada é provida em uma superfície que pode fazer contato com a luva 28w, paleta 27aw, 27bw, 27cw e/ou defletor 23aw, 5 23bw.

Sem uma superfície inclinada como esta, a luva 28w pode mais provavelmente apoiar-se facilmente em uma superfície mais facilmente oposta (por exemplo, duas faces ou bordas planas se agrupando), que pode fazer com que a luva 28w emperre, ou que pode pelo menos causar aderência da luva 28w, ou desgaste excessivo da luva 28w, defletores 23aw, 23bw, ou paletas 27aw, 27bw, 27cw.

A figura 63 mostra uma modalidade de uma luva 60r.

Nesta modalidade, o diâmetro interno da luva 60r é maior que o diâmetro externo das porções de entrada discutidas anteriormente – isto é, a luva 60r envolve as porções de entrada.

Uma porção radialmente interna de uma extremidade de avanço 62r da luva 60r é provida com uma superfície inclinada 64r na forma de um chanfro para facilitar o movimento da luva 60r através de os defletores e/ou paletas que formam as porções de entrada ou passagens.

Uma porção radialmente externa 66r da extremidade de avanço 62r da luva não precisa compreender uma superfície inclinada, uma vez que a extensão radialmente externa é remota das paletas ou defletores, e assim não entrará em contato com elas.

As figuras 64a, 64b e 64c representam diferentes exemplos de superfícies inclinadas que podem ser usadas de acordo com modalidades da presente invenção.

A figura 64a representa uma porção de um objeto 70r (por exemplo, uma porção de uma luva, defletor ou paleta) provida com um chanfro 72r.

A figura 64b representa uma porção de um objeto 80r (por exemplo, uma porção de uma luva, defletor ou paleta) provida com um bisel 82r.

A figura 64c representa uma porção de um objeto 90r (por exemplo, uma porção de uma luva, defletor ou paleta) provida com uma borda arredondada 92r.

A figura 64d mostra que a superfície inclinada da figura 64a, por exemplo, poderia ser estendida pela provisão de uma estrutura adicional 5 100r (por exemplo, uma virola, uma tampa ou similares) com uma superfície inclinada adicional 102r, ou provendo a mesma.

A figura 64e mostra um objeto 110r sem superfície inclinada.

O objeto 110r pode ser provido com uma superfície inclinada pela provisão de uma estrutura adicional 112r (por exemplo, uma virola, uma tampa ou similares) com uma superfície inclinada adicional 114r, ou provendo a mesma.

Por causa das tolerâncias de fabricação, ou pelo desenho deliberado (por exemplo, por questão de desempenho), os defletores e paletas podem não ter uma extensão radial externa idêntica.

As figuras 65 e 66 representam exemplos onde os defletores e paletas não têm a mesma extensão radial externa.

A figura 65 mostras paletas 120r estendendo-se, em uma direção radial, ligeiramente além de uma extensão radial dos defletores 122r.

Em virtude de as paletas 120r estenderem-se ligeiramente além de uma extensão radial dos defletores 122r, é mais provável que as paletas 120r sejam impactadas por uma luva que move-se através dessas paletas 120r, e potencialmente causem o emperramento delas.

Por este motivo, uma extremidade das paletas 120r (pelo menos) é provida com uma superfície inclinada 124r para facilitar o movimento da luva através das paletas 120r.

Em uma outra modalidade (não mostrada) e, alternativamente, ou adicionalmente, o problema identificado no parágrafo anterior pode ser eliminado ou atenuado provendo-se uma extremidade de avanço da luva com uma ou mais superfícies inclinadas discretas (isto é, não estendendo-se em toda a circunferência da luva) distribuídas em torno da circunferência da luva,

cuja localização ou localizações coincidem com a localização de uma paleta.

Por exemplo, uma pluralidade ou um arranjo de tais superfícies inclinadas discretas pode ser distribuído em torno da circunferência da extremidade de avanço da luva para coincidir com uma pluralidade ou um arranjo de paletas 5 circunferencialmente distribuídas em torno da entrada (por exemplo, dentro das porções de entrada). A figura 66 mostra defletores 130r estendendo-se, em uma direção radial, ligeiramente além de uma extensão radial das paletas 132r.

Em virtude de os defletores 130 estenderem-se ligeiramente além de uma extensão radial dos defletores 130r, mais provavelmente os defletores 130r serão impactados por uma luva que move-se através desses defletores 130r, e potencialmente causam o emperramento dos mesmos.

Por este motivo, uma extremidade dos defletores 130r (pelo menos) é provida com uma superfície inclinada 134r para facilitar o movimento da luva através dos defletores 130r.

Em uma modalidade ou conjuntos de modalidades diferente, mas relacionadas, o diâmetro externo da luva é menor que o diâmetro interno das porções de entrada discutidas anteriormente – isto é, a luva é envolta pelas porções de entrada.

Uma porção radialmente externa de uma extremidade de avanço da luva pode ser provida com uma superfície inclinada na forma de um chanfro ou similares (por exemplo, qualquer superfície inclinada) para facilitar o movimento da luva através dos defletores e/ou paletas que formam as porções de entrada ou passagens.

Nesta modalidade, ou conjunto de modalidades, uma porção das extremidades radialmente internas (oposto a externas) dos defletores ou paletas que são providos com as superfícies inclinadas, uma vez que nessas modalidades a luva moverá sobre essas porções.

A superfície inclinada pode não estender-se em torno de toda a circunferência da luva, ou ao longo de toda a circunferência de um defletor anular, ou ser provida em toda e qualquer paleta.

Em vez disso, a superfície ou superfícies inclinadas podem ser discretas e localizadas em partes ou seções apropriadas da luva e/ou defletor, ou somente em certas paletas.

Por exemplo, a superfície inclinada só precisa ser provida onde provavelmente deve haver (ou de outra forma provavelmente seria) contato oposto (por 5 exemplo, potencialmente emperrando) entre a luva e defletores e/ou paletas.

A superfície ou superfícies inclinadas das paletas ou defletores, em geral, serão localizadas e/ou orientadas para ficar voltadas para uma extremidade de avanço da luva, de maneira tal que a luva possa correr ao longo da superfície inclinada, e sobre ela.

A luva 28w na figura 37 pode formar parte de um conjunto da luva.

O conjunto da luva compreende luva 28w e um atuador para realizar o movimento da luva 28w.

O atuador pode realizar o movimento movendo a luva 28w de uma certa maneira, ou restringindo ou controlando o movimento de uma certa maneira.

O atuador, ou uma parte deste, pode formar uma parte da luva 28w, ou ser provido nela.

De acordo com uma modalidade da presente invenção, uma interface helicoidal está presente no conjunto da luva.

A interface helicoidal é arranjada para induzir, em uso, movimento helicoidal de uma parte do conjunto da luva.

O movimento helicoidal de uma parte do conjunto (que pode ser uma parte ou todo o atuador, ou da luva) garante, ou pelo menos promove, uma distribuição mais uniforme de forças na luva durante movimento da luva, que pode assistir garantir ou promover o movimento coaxial da luva.

Tal movimento coaxial pode reduzir as chances de a luva apoiar-se em um ou mais defletores ou paletas, que pode de outra forma resultar na aderência ou emperramento da luva.

Tal aderência ou emperramento é indesejável.

O conjunto da luva usado na figura 37 está mostrado com mais detalhes na figura 67. A figura 67 mostra uma vista expandida do conjunto da luva.

O conjunto da luva compreende a luva 28r e uma parte do atuador na forma de um colar rotativo 140r.

Na prática, o colar rotativo 140r envolve completamente a luva 28r.

Entretanto, isto não está mostrado na figura, por questão de clareza.

A luva 28r é provida com uma ou mais nervuras helicoidais 142r.

Uma superfície interna do colar rotativo é provida com um ou mais 5 mancais 144 para encaixar em lados opostos de uma ou mais nervuras helicoidais 142r.

O colar rotativo 140r é fixo na posição axialmente.

Em uso, o colar rotativo 140r é rotacionado, por exemplo, por uma outra parte do atuador (não mostrada). A rotação do colar rotativo 140r faz com que uma ou mais nervuras helicoidais 144r movam-se entre mancais 144r.

Em virtude de o colar rotativo 140r ser fixo axialmente na posição, e em virtude de uma ou mais nervuras 142r serem helicoidais, a rotação do colar rotativo 140r causa movimento helicoidal da luva 28r.

A figura 68 representa uma vista expandida de uma outra modalidade de um conjunto da luva.

O conjunto da luva compreende uma luva 150r e uma primeira parte do atuador na forma de um colar rotativo 152r que é fixo axialmente na posição.

O colar rotativo 152r é provido com um ou mais entalhes ou fendas helicoidais 154r.

A luva 150r é também provida com um ou mais entalhes ou fendas helicoidais 156r.

O entalhes ou fendas helicoidais 154r do colar rotativo 152r têm o mesma mão daqueles entalhes ou fendas helicoidais 156r da luva 150r.

Disposta entre o colar rotativo 152r e a luva 150r fica uma segundo parte do atuador na forma de uma coroa anular 158r.

A coroa anular 158r aloja um ou mais mancais 160r configurados para assentar em um ou mais entalhes ou fendas helicoidais 154r do colar rotativo 152r, e também assentar nos entalhes ou fendas helicoidais 156r providos na luva 150r.

Em uso, o colar rotativo 152r é rotacionado, por exemplo, por uma outra parte do atuador (não mostrado). Rotação do colar rotativo 152r faz com que a coroa anular 158r mova-se em uma direção helicoidal e/ou axial, em virtude de os mancais 160r moverem-se nos entalhes ou fendas helicoidais

154r do colar 152r.

Tal movimento da coroa anular 158r, por sua vez, causa movimento da luva 150r, por causa dos mancais 160r moverem nos entalhes ou fendas helicoidais 156r da luva 150r e a mesma mão dos entalhes ou fendas helicoidais 154r, 156r.

Se movimento da luva 150r não for guiado de 5 alguma maneira, a luva 150r pode simplesmente girar com a coroa anular 158r.

Assim, o conjunto da luva pode compreender adicionalmente uma guia para guiar (que inclui restringir) movimento da luva 150r de uma maneira axial e/ou helicoidal.

Na prática, o colar rotativo 152r envolve completamente a coroa anular 158r, que envolve completamente a luva 50r.

Entretanto, isto não está mostrado na figura, por questão de clareza.

A figura 69 representa vistas expandidas de uma outra modalidade de um conjunto da luva, em três estágios de operação.

O conjunto da luva compreende uma luva 170r e uma primeira parte do atuador na forma de um colar 172r que é fixo na posição.

O colar 172r é provido com um ou mais entalhes ou fendas helicoidais 174r.

A luva 170r é também provida com um ou mais entalhes ou fendas helicoidais 176r.

Os entalhes ou fendas helicoidais 174r do colar 172r têm uma mão diferente daqueles entalhes ou fendas helicoidais 176r da luva 170r.

Disposta entre o colar 172r e a luva 170r fica uma segunda parte do atuador na forma de uma coroa anular 178r.

A coroa anular 178r aloja um ou mais mancais 180r configurados para assentar em um ou mais entalhes ou fendas helicoidais 174r do colar 172r, e também assentar nos entalhes ou fendas helicoidais 176r providos na luva 170r.

Em uso, a luva 170r é acionada axialmente, por exemplo, por uma outra parte do atuador, por exemplo, hastes de empurrar ou similares (não mostrado). Movimento da luva 170r faz com que a coroa anular 178r mova-se em uma direção helicoidal e/ou axial, por causa dos mancais 180r moverem-se nos entalhes ou fendas helicoidais 174r do colar 172r e nos entalhes ou fendas helicoidais 176r da própria luva 170r.

Movimento dos mancais com a coroa anular, junto com as diferentes mãos dos entalhes ou fendas helicoidais 174r do colar 172r e dos entalhes ou fendas helicoidais 176r da luva 170r, faz com que uma força de acionamento aplicada na luva 5 170r seja uniformemente distribuída em torno da luva 170r.

Na prática, o colar 172r envolve completamente a coroa anular 178r, que envolve completamente a luva 170r.

Entretanto, isto não está mostrado na figura, por questão de clareza.

Em qualquer das modalidades, um ou mais do colar, colar rotativo e/ou luva pode ser provida com uma pluralidade de entalhes ou fendas helicoidais, disposta (por exemplo, igualmente) em torno da circunferência dos respectivos colar, colar rotativo e/ou luva.

Isto pode melhorar, ou melhorar adicionalmente, a equalização da distribuição de forças relacionadas ao acionamento ou movimento em torno da luva.

Vários aparelhos, e seus componentes, foram descritos para reduzir ou eliminar o contato entre estruturas definindo porções de entrada axialmente deslocadas (por exemplo, defletores, paletas, ou outras estruturas). A figura 70 mostra uma maneira alternativa ou adicional na qual este resultado pode ser conseguido.

A figura 70 representa esquematicamente uma estrutura de luva cilíndrica 190r de acordo com uma modalidade da presente invenção.

A estrutura de luva cilíndrica 190r é axialmente móvel através da entrada anular supradiscutida para variar o tamanho do trajeto de fluxo de gás através da entrada.

A estrutura de luva cilíndrica 190r estende-se por toda a largura da entrada, de maneira tal que uma primeira extremidade da estrutura de luva 192r seja suportada dentro ou pela primeira parede lateral de entrada, ou um corpo definindo essa parede, e uma segunda extremidade oposta da estrutura de luva 194r é suportado dentro ou pela segunda parede lateral, ou um corpo definindo essa parede.

Suportar a estrutura de luva 190r em ambos os lados da entrada limita ou reduz as chances de a estrutura da luva entrar em contato com uma estrutura na entrada.

A estrutura de luva 190r compreende uma ou mais aberturas 196r (por exemplo, aberturas com a extensão axial) localizáveis dentro da 5 entrada para, mediante movimento da estrutura de luva 190r, variar o tamanho do trajeto de fluxo de gás através da entrada.

Isto pode incluir movimentar a estrutura de luva 190r para alinhar as aberturas 196r com porções de entrada ou trajetos de passagem definido na entrada.

A estrutura de luva 190r pode ser alternativamente, ou adicionalmente, descrita como compreendendo uma estrutura de luva que foi provida ou formada com uma ou mais aberturas.

A estrutura de luva 190r pode ser alternativamente, ou adicionalmente, descrita compreendendo uma primeira seção de luva 192r, e uma segunda seção de luva 194r, a primeira e segunda seções de luva sendo unidas e axialmente separadas por uma ou mais (por exemplo, axialmente estendendo-se) escoras de suporte 198r.

Uma ou mais escoras de suporte 198r podem ser anexadas nas seções de luva 192r, 194r.

Entretanto, se uma ou mais escoras de suporte 198r forem integrais (por exemplo, formada integralmente) com as seções de luva 192r, 194r, a estrutura geral da luva pode ser mais rígida e mecanicamente robusta.

Em modalidades alternativas (vide figuras 70a a 70c) uma única seção de luva 200r, 204r pode ser provida com uma ou mais escoras de suporte 202r, 206r.

A seção de luva 200r, 204r pode ser suportada dentro ou pela primeira parede lateral de entrada, ou um corpo definindo essa parede, e as escoras 202r, 206r, cujas extremidades voltadas em direção à segunda parede lateral podem ser livres (como na figura 70a) ou podem ser ligadas por meio de um anel 208r (vide figuras 70b e 70c), podem ser suportadas dentro ou pela segunda parede lateral, ou por um corpo definindo essa parede.

Duas seções de luva axialmente separadas podem, entretanto, ser preferíveis, de forma que o tamanho da entrada possa ser controlado levando qualquer das seções de luva para a entrada para controlar o seu tamanho.

Isto pode facilitar o controle do tamanho da entrada a partir de qualquer lado seu, que pode proporcionar funcionalidade adicional.

Alternativamente, ou adicionalmente, 5 o uso de duas seções de luva, com um espaçamento apropriado definido entre elas, pode permitir que uma porção de entrada particular ou sua passagem seja aberta ou fechada de uma maneira seletiva pelo movimento da estrutura de luva como um todo.

Percebe-se que, se forem empregadas escoras, as aberturas podem ser definidas entre as escoras, ou dentro e/ou através das escoras.

Escoras, ou qualquer estrutura envolvendo ou definindo as aberturas supramencionadas, podem indesejavelmente afetar o fluxo de gás através da entrada.

Para minimizar este efeito indesejável, as escoras ou estruturas podem ser alinhadas (ou mais, no geral, alinháveis) com as bordas de avanço ou de fuga das paletas ou outras estruturas (preferivelmente estendendo-se axialmente) providas em uma ou ambas porções de entrada ou passagens nessas porções.

Uma paleta pode ser qualquer estrutura que divide uma porção de entrada em uma ou mais passagens de entrada.

A paleta pode preferivelmente ser definida como qualquer estrutura que pode direcionar o fluxo de gás para uma direção particular, por exemplo, de acordo com um ângulo de turbilhonamento ou ângulo de ataque desejado, ou similares.

Preferencialmente, a luva envolve as porções de entrada, que considera-se dar um melhor desempenho aerodinâmico.

Em outras palavras, o diâmetro interno da luva é maior que o diâmetro externo (ou extensão radial externa) da porção ou porções de entrada.

Em uma outra modalidade, a luva pode ser envolta pelas porções de entrada.

Em outras palavras, o diâmetro externo da luva pode ser menor que o diâmetro interno da porção ou porções de entrada.

Em uma outra modalidade, a luva pode ser móvel através da porção ou porções de entrada.

Em outras palavras, o diâmetro (por exemplo, interno ou externo, ou diâmetro médio) da luva pode ser menor que o diâmetro externo da porção ou porções de entrada, e maior que o diâmetro interno da porção ou porções de entrada. 5 Embora não visível na figura 37 a extensão axial da extremidade de avanço (que inclui uma borda ou face de avanço) da luva 28w varia de magnitude em torno da circunferência da luva 28w.

As figuras 71a a 71c representam diferentes exemplos de tal variação.

A figura 71a mostra uma modalidade de uma luva 40q.

A extensão axial da extremidade de avanço 42q da luva 40q varia de magnitude em torno da circunferência da luva 40q.

A variação tem uma configuração acastelada.

O acastelamento pode alternativamente, ou adicionalmente, ser descrito com a variação axial na forma de uma onda quadrada.

A figura 71b mostra uma outra modalidade de uma luva 50q.

A extensão axial da extremidade de avanço 52q da luva 50q varia de magnitude em torno da circunferência da luva 50q.

A variação tem uma configuração acastelada.

Nesta modalidade, o acastelamento não é rigorosamente angular, mas envolve um grau de curvatura de bordas lateral e de base do acastelamento.

O acastelamento pode alternativamente, ou adicionalmente, ser descrito com a variação axial de uma maneira ondulada.

A figura 71c mostra uma outra modalidade de uma luva 60q.

A extensão axial da extremidade de avanço 62q da luva 60q varia de magnitude em torno da circunferência da luva 60q.

A variação tem uma propriedade tipo onda, por exemplo, variando de uma maneira senoidal.

Em virtude da extensão axial da extremidade de avanço da luva variar de magnitude em torno da circunferência da luva, a abertura ou fechamento das porções de entrada não é realizado de uma maneira escalonada confusa, como pode ser o caso se a extensão axial não apresentar variação.

Isto pode resultar em característica de escalonamento associada ou relacionada no desempenho da turbina como um todo.

Em vez disso, a variação axial garante que a abertura ou fechamento das porções de entrada é realizada mais gradualmente, que elimina ou atenua uma característica escalonada como esta. 5 Referindo-se às figuras 71a a 71c, um máximo 70q na variação de magnitude da extensão axial pode ser substancialmente igual a: a largura axial de uma porção de entrada; ou a largura axial de uma porção de entrada mais a largura axial de um defletor que divide a entrada; ou a largura axial de uma passagem de entrada através de uma porção de entrada.

Isto pode facilitar uma mudança ou transição suave no fluxo de gás através da porção de entrada à medida que a luva move-se axialmente.

Uma porção de entrada pode compreender uma ou mais paletas ou outras estruturas que dividem a porção de entrada em uma ou mais passagens de entrada.

A variação de magnitude da extensão axial na direção circunferencial (por exemplo, um passo ou comprimento de onda 72q) pode ser sincronizada de alguma maneira com a localização de uma ou mais paletas ou outras estruturas, ou o espaçamento entre uma ou mais paletas ou outras estruturas.

A sincronização pode estender ou continuar em torno da circunferência da luva.

Por exemplo, a sincronização pode ser de maneira tal que a variação de magnitude fique em fase com a localização das paletas ou outras estruturas.

Alternativamente, ou adicionalmente, uma área definida entre a extensão axial máxima e mínima pode ser igual à área definida entre paletas ou outras estruturas nas proximidades da variação.

Em outras palavras, a área definida por recessos (ou, em outras palavras, entre protuberâncias) da extremidade de avanço da luva pode ser igual à área da abertura ou abertura de porções de entrada ou passagens de entrada através dessas porções de entrada.

Isto pode garantir que, quando uma borda de avanço da extremidade de avanço da luva é alinhada com um defletor que divide a entrada, o fluxo de gás através de uma porção de entrada que a luva fechou parcialmente é otimizado.

A sincronização pode ser usada em combinação com o conceito supradescrito relacionado ao máximo na variação de magnitude da extensão axial.

Referindo-se à figura 72, está mostrada uma outra modalidade 5 de uma luva 80q incorporando áreas recortadas A e B, somente duas das quais estão visíveis na figura 72. A área total das seções recortadas A e B foi projetada para ser substancialmente igual à área do estrangulamento definido pelas paletas localizadas radialmente para dentro da luva (não mostrado na figura 72). Desta maneira, a localização axial da luva basicamente controla o fluxo de gás através da entrada da turbina em vez de o estrangulamento da paleta.

A profundidade axial de cada área A é substancialmente igual à distância entre os defletores adjacentes dentro da entrada da turbina.

O propósito de cada área B é filtrar ou reduzir ao máximo possível o efeito indesejável do defletor, permitindo que mais área circunferencial seja exposta ao fluxo de gás no ponto no qual a área A começa ser anulada por um defletor, por este motivo a profundidade axial de área B é igual à espessura axial de cada defletor.

O alinhamento de uma única área de estrangulamento da paleta com uma seção recortada radialmente sobrejacente da luva pode ser importante somente se o número de recortes for efetivamente igual ao número de paletas.

Percebe-se que isto não precisa necessariamente ser o caso em todas modalidades.

Em modalidades alternativas, mais recortes podem ser desejados, por exemplo.

Neste caso, a mesma teoria básica pode ser aplicada, isto é, a área de fluxo total definida pelos recortes da luva deve ser substancialmente similar ou igual à área de fluxo total definida pela combinação de todos os estrangulamentos de paleta.

A forma do perfil da extremidade da luva definido por uma ou mais seções recortadas pode ser feita adequada para atender uma exigência específica.

Por exemplo, uma luva pode ser provida com um perfil tipo dente de serra, senoidal ou semicircular.

Referindo-se à figura 73, uma luva 90q com recortes semicirculares 92q pode ser particularmente desejável em virtude de recortes semicirculares oferecerem um bom equilíbrio entre característica de fluxo e desenho para fabricação.

Um perfil em semicírculo pode ser usinado de forma 5 relativamente fácil em comparação com alguns perfis mais complexos, mas ainda oferece um aumento circunferencial em área de fluxo com relação a posição axial, para filtrar o defletor.

É vantajoso em certas modalidades que a profundidade axial das seções recortadas da luva seja substancialmente igual ao espaçamento entre os defletores adjacentes dentro da entrada da turbina (incluindo a largura de um defletor). Em tais modalidades, pode também ser vantajoso que pelo menos um ou mais, mais preferivelmente a maioria, ou todos os defletores tenham espaçamento axial substancialmente igual.

Em algumas modalidades, as seções recortadas na extremidade da luva não precisam ser todas da mesma forma e tamanho, ou ter o mesmo espaçamento, entretanto é geralmente preferido que sua área seccional transversal combinada relativa ao fluxo de gás através da entrada da turbina deve ser substancialmente igual à área seccional transversal da área de estrangulamento de pelo menos um arranjo anular de passagens de entrada de gás definido pelas paletas.

A invenção pode ser alternativamente, ou adicionalmente, descrita ou definida de muitas maneiras, como será agora discutido.

A extensão axial da extremidade de avanço da luva varia de magnitude em torno da circunferência da luva.

Isto faz com que uma pluralidade de recessos e/ou protuberâncias seja definida em torno da circunferência da extremidade de avanço da luva.

Os recessos (que podem ser definidos como espaços entre protuberâncias) estendem-se através de toda a espessura da luva.

Os recessos e/ou protuberâncias estão presentes, mediante movimento da luva, para seletivamente bloquear ou expor (por exemplo,

fechar ou abrir) porções de entrada, ou passagens de entrada providas nessas porções por outras estruturas.

Ficará aparente que a luva é livre de paletas.

É conhecido na tecnologia anterior prover uma luva com paletas, por exemplo, para afetar o 5 ângulo de ataque de gás que escoa além das paletas.

Entretanto, é importante notar que uma luva da tecnologia anterior como esta é cilíndrica, e este cilindro é então provido com paletas.

Em outras palavras, a extensão axial de uma extremidade de avanço da luva da tecnologia anterior não varia de magnitude em torno da circunferência da luva.

Nesta luva da tecnologia anterior, uma pluralidade de recessos e/ou protuberâncias não é definida em torno da circunferência da extremidade de avanço da luva.

Em vez disso, paletas salientam-se de uma face circular dessa luva.

Em uma outra luva da tecnologia anterior, uma porção de avanço (isto é, não de saída) da luva estende-se adicionalmente em uma direção axial que uma outra porção adjacente (por exemplo, uma porção do diâmetro externo) para acomodar uma estrutura de paleta mediante movimento apropriado da luva.

Entretanto, e novamente, a extensão axial da extremidade de avanço da luva da tecnologia anterior não varia de magnitude em torno da circunferência da luva.

Em vez disso, a extensão axial define uma estrutura circular.

Nesta luva da tecnologia anterior, uma pluralidade de recessos e/ou protuberâncias não é definida em torno da circunferência da extremidade de avanço da luva.

Preferencialmente, a luva envolve as porções de entrada, que considera-se dar um melhor desempenho aerodinâmico.

Em outras palavras, o diâmetro interno da luva é maior que o diâmetro externo (ou extensão radial externa) da porção ou porções de entrada.

Em uma outra modalidade, a luva pode ser envolta pelas porções de entrada.

Em outras palavras, o diâmetro externo da luva pode ser menor que o diâmetro interno da porção ou porções de entrada.

Em uma outra modalidade, a luva pode ser móvel através da porção ou porções de entrada.

Em outras palavras, o diâmetro (por exemplo, interno ou externo, ou diâmetro médio) da luva pode ser menor que o diâmetro externo da porção ou porções de entrada, e maior que o diâmetro interno da porção ou porções de entrada. 5 A extensão da luva na direção radial (que pode ser descrita como a espessura da luva) pode ser pequena, para reduzir a carga aerodinâmica na luva, ou seus atuadores. "Pequeno" pode ser definido como menor que a largura axial da entrada anular, ou menor que a largura axial de uma porção de entrada ou trajeto de passagem.

A luva pode ter menos que 5 mm de espessura, menos que 4 mm de espessura, menos que 3 mm de espessura, menos que 2 mm de espessura, ou menos que 1 mm de espessura, por exemplo, aproximadamente 0,5 mm de espessura.

Referindo-se agora à figura 74, está mostrada uma vista seccional transversal de uma turbina incorporando uma luva axialmente deslizante 401 e um arranjo de defletor/paleta de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção na qual as paletas 402 são configuradas de forma que suas bordas radialmente internas 403, isto é, as superfícies da paleta que definem as saídas de gás da estrutura de defletor/paleta, tenham menos (ou mínima) sobreposição axial do que suas bordas radialmente externas 404, isto é, as superfícies da paleta que definem as entradas para a estrutura de defletor/paleta.

As figuras 75a e 75b são vistas em perspectiva e lateral de uma modalidade alternativa adicional de uma estrutura de defletor/paletas de acordo com a presente invenção que, quando montada dentro da entrada anular na turbina, divide a entrada em pelo menos duas passagens de entrada axialmente deslocadas que se sobrepõem axialmente.

As figuras 76 e 77 são vistas em perspectiva de modalidades ainda adicionais da estrutura de defletor/paletas de acordo com a presente invenção que, quando montada dentro da entrada anular na turbina, divide a entrada em pelo menos duas passagens de entrada axialmente deslocadas que se sobrepõem axialmente.

A figura 78 é uma vista em perspectiva de uma luva 30n que forma parte de uma turbina de acordo com uma modalidade da invenção.

A 5 luva 30n é no geral cilíndrica e tem uma primeira extremidade livre 30an que pode ser usada para definir o tamanho de uma entrada quando a luva 30n é instalada em uma turbina de acordo com uma modalidade da presente invenção.

Uma segunda extremidade 30bn da luva 30n é ligada em um par de hastes de guia 16n pelas respectivas estruturas tolerantes a expansão térmica 16an.

Quando a luva 30n é instalada na turbina, as hastes de guia 16n estendem-se axialmente e suportam a luva 30n.

As hastes de guia 16n são também ligadas a um atuador.

Dessa maneira, pelo controle apropriado do atuador (que pode, por exemplo, ser pneumático ou elétrico, ou qualquer outro tipo adequado), a posição axial das hastes de guia 16n e assim da luva 30n pode ser controlada.

As estruturas tolerantes a expansão térmica 16an mostradas na figura 78 têm cada qual um par de braços de mola 16bn que são montados em uma extremidade na luva 30n por meio de uma porção de montagem 16cn.

Os braços de mola 16bn são feitos de um material (tal coma folha metal) que é flexível e pode portanto tolerar movimento relativo que pode ocorrer entre a luva 30n e as hastes de guia 16n por causa da expansão térmica da luva 30n, hastes de guia 16n e/ou qualquer outra parte da turbina (não mostrada) incluindo o alojamento da turbina.

Os braços de mola 16bn e/ou porções de montagem 16cn podem ser construídos de um material que tem um coeficiente de expansão térmica que é diferente daquele do material do qual a luva 30n e/ou hastes de guia 16n é construída.

Percebe-se que qualquer outra estrutura tolerante a expansão térmica apropriada pode ser usada.

Por exemplo, qualquer das estruturas tolerantes a expansão térmica reveladas no pedido inglês GB2468871 pode ser apropriadamente adaptada para uso nas modalidades da presente invenção.

Os conteúdos nas íntegras do pedido de patente inglês GB2468871 estão por meio desta incorporados pela referência.

A figura 79 mostra uma seção transversal axial esquemática de parte de uma turbina de acordo com a presente invenção.

A turbina tem uma 5 roda de turbina 5k montada para rotação em torno de um eixo geométrico dentro de um alojamento da turbina 1ak.

Um conjunto do bocal 1k é montado dentro de uma entrada anular 9k que fica à montante da roda de turbina 5k e à jusante de uma voluta de entrada 7k.

Uma luva 30k é montada nas hastes de guia 16k (somente uma das quais está mostrada na figura) dentro de um alojamento da turbina 1ak, de maneira tal que as hastes de guia 16k (e consequentemente a luva 30k) podem mover axialmente para controlar o tamanho da entrada 9. As hastes de guia 16k são localizadas dentro de uma câmara 4k.

Vedações anulares 2k e 3k são localizadas entre o alojamento da turbina 1ak e a luva 30k em localizações que são radialmente para fora da luva 30k e radialmente para dentro da luva 30k, respectivamente.

As vedações anulares 2k e 3k definem, pelo menos em parte, a câmara 4k, separando a câmara 4k da entrada 9k e consequentemente a voluta de entrada 7k.

Uma primeira porção da luva 30k estende-se ao interior da entrada 9k (e é consequentemente exposta ao gás na entrada que está a uma pressão de entrada), enquanto uma segunda porção da luva 30k é recebida dentro da câmara 4k.

Movimento axial da luva 30k faz com que o tamanho relativo da primeira e segunda porções da luva 30k mude.

As vedações anulares 2k e 3k selam substancialmente a luva 30k e o alojamento da turbina 1ak, tanto radialmente para fora quanto radialmente para dentro da luva 30k.

Depreende- se que o fluxo de gás da entrada 9k (e consequentemente a voluta de entrada 7k) para dentro da câmara 4k é substancialmente impedido.

Desta maneira, as hastes de guia 16k e a porção da luva 30k que estão dentro da câmara 4k são isoladas e, consequentemente, não expostas ao gás na entrada 9k.

Gás na entrada 9k pode estar a uma pressão relativamente alta comparada com a pressão de gás dentro da câmara 4k.

Percebe-se que, em algumas modalidades, as vedações 2k e 3k podem impedir totalmente que o gás escoe da entrada 9k para a câmara 4k.

Em outras modalidades, um certo grau de fluxo de gás pode ser permitido por 5 pelo menos uma das vedações 2k e 3k da entrada 9k para a câmara 4k.

A figura 80 mostra uma modalidade alternativa da presente invenção que é similar à mostrada na figura 79. A modalidade mostrada na figura 80 difere da mostrada na figura 79 em que a vedação (2k na figura 79) que é radialmente para fora da luva 30k foi omitida.

A omissão das vedações significa que existe um trajeto de fluxo de gás 6k entre a entrada 9k (e, consequentemente, a voluta de entrada 7k) e a câmara 4k.

Depreende-se que a pressão do gás na câmara 4k é substancialmente igual à pressão do gás na entrada 9k (e, consequentemente, a voluta de entrada 7k). Depreende-se que substancialmente toda a luva 30k (e também as hastes de guia 16k) fica exposta ao gás que está substancialmente na mesma pressão (neste caso, a pressão da entrada 9k e, consequentemente, a voluta de entrada 7k). Expor substancialmente toda a luva ao gás que está substancialmente na mesma pressão pode, em algumas modalidades da invenção, minimizar a força aerodinâmica que é exercida pelo gás na luva.

Depreende-se que uma redução na força aerodinâmica que é exercida pelo gás na luva pode levar a uma redução na força aerodinâmica transmitida para o atuador e qualquer articulação do atuador da luva e das hastes de guia.

Uma redução na força aerodinâmica transmitida ao atuador e qualquer articulação do atuador pode significar que um atuador menos potente e/ou um atuador menos resiliente pode ser usado.

Isto pode levar a uma redução no custo, peso e ou tamanho da turbina, que pode ser desejável em certas aplicações da turbina.

A modalidade mostrada na figura 80 difere adicionalmente da mostrada na figura 79 em que existe uma passagem do fluxo de gás 8k entre a voluta de entrada 7k e a câmara 4k.

A passagem do fluxo de gás 8k cria um trajeto de fluxo de gás adicional 10k entre a voluta de entrada 7k (e, consequentemente, a entrada 9k) e a câmara 4k.

O efeito do trajeto de fluxo de gás 10k é substancialmente idêntico ao do trajeto de fluxo de gás 6k em que a pressão do gás na voluta de entrada 7k (e, consequentemente, o da 5 entrada 9k) é substancialmente equalizado.

Assim, substancialmente toda a luva 30k (e também as hastes de guia 16k) é exposta ao gás que está substancialmente na mesma pressão (neste caso, a pressão da entrada 9k e consequentemente da voluta de entrada 7k). Percebe-se que, embora a modalidade mostrada na figura 80 tenha tanto trajeto de fluxo de gás 6k quanto trajeto de fluxo de gás 10k para equalizar substancialmente a pressão do gás na câmara 4k e na entrada 9k (e, consequentemente, a voluta de entrada 7k). Em outras modalidades, somente um dos trajetos de fluxo de gás 6k ou 10k pode ser provido.

A figura 81 mostra uma modalidade alternativa na qual existe um trajeto de fluxo de gás 11k que permite que substancialmente toda de uma luva relativamente fina 30ak (por exemplo, uma com uma pequena extensão radial) seja exposta ao gás que está substancialmente na mesma pressão que aquela dentro da entrada 9k.

Além disso, uma face traseira 31k da luva é exposta ao gás que está substancialmente na mesma pressão que aquela dentro da entrada 9k.

A força que é exercida na face traseira 31k da luva 30ak pelo gás é exposta impelirá a luva 30k em uma direção oposta à que é um resultado de uma força exercida em uma porção da luva 30k que está na entrada 9k.

Somente uma porção das hastes de guia 16k é recebida dentro da câmara 4k e consequentemente exposta ao gás que está substancialmente na mesma pressão daquela dentro da entrada 9k.

Câmara 17k que contém uma porção separada das hastes de guia pode ser isolada (isto é, de maneira tal que gás não possa escoar entre as duas) da câmara 4k.

A figura 82 mostra uma modalidade adicional na qual uma luva relativamente espessa 30bk é recebida na câmara 4k.

O trajeto de fluxo de gás 11k garante que a câmara 4k contém gás que está substancialmente na mesma pressão que aquela dentro da entrada 9k. Em virtude de a luva 30bk ser mais espessa (isto é, ter uma maior extensão radial) do que a luva 30ak, a área da face traseira 31k será maior que a da luva 30ak. Em decorrência disto, 5 a força exercida pelo gás na face traseira 31k da luva 30bk será maior que aquela exercida na face traseira 31k da luva 30ak. A modalidade mostrada na figura 82 difere daquela na figura 81 em que uma protuberância 18k no alojamento da turbina 1ak mostrado na figura 82 estende-se axialmente menos em direção à entrada 9k comparada com uma protuberância 19k no alojamento da turbina 1ak mostrado na figura

81. Isto tem o efeito que, quando a luva 30bk está em uma posição fechada (como mostrado na figura 82), a luva fica mais exposta a uma força no geral radial exercida pelo gás que escoa através da entrada 9k do que a luva 30ak em uma posição fechada (como mostrado na figura 81). A minimização da força no geral radial exercida na luva 30ak pode reduzir desgaste na luva 30ak em algumas modalidades da invenção. Referindo-se às figuras 83 a 85, está mostrada uma voluta da turbina 1j incorporando uma entrada anular definida entre primeira e segunda paredes laterais de entrada 2j, 3j. Dentro da entrada é montada uma estrutura de bocal compreendida de três arranjos anulares axialmente deslocados de paletas estendendo-se axialmente 4j interpostos pelo primeiro e segundos defletores anulares 5j, 6j de maneira a definir passagens de entrada através da qual gases de exaustão escoam em direção à roda de turbina (não mostrada) durante operação. É também provida uma luva axialmente deslizante 7j que pode mover-se entre a primeira e segunda paredes laterais 2j, 3j de maneira a variar a largura axial da entrada. Como pode-se observar nas figuras 83 a 85, a luva 7j é localizada em um raio que é intermediário aos diâmetros interno e externo dos defletores 5j, 6j. Em decorrência disto, para facilitar o movimento axial da luva 7j, as paletas 4j e defletores 5j, 6j definem fendas estendendo-se radialmente centralizadas no mesmo raio e com uma espessura radial similar ou maior que a da luva 7j.

A localização da luva 7j dentro da área de "estrangulamento" das paletas 4j reduz ou pode remover substancialmente 5 qualquer resposta de degrau no fluxo de massa dos gases de exaustão à medida que a luva 7j é deslocada axialmente através da entrada.

A figura 86 é uma ilustração da seção transversal radial de uma luva axialmente deslizante 9j e arranjo de paletas 8j de acordo com uma modalidade alternativa da presente invenção.

O arranjo representado na figura 86 é similar ao mostrado na figura 85, exceto pelo fato de que a luva 9j, embora ainda claramente no geral cilíndrica, é composta de uma pluralidade de seções ou segmentos 10j, 11j que são substancialmente retos em seção transversal axial.

Uma modalidade como esta pode ser vantajosa, por exemplo, para melhor alinhar a luva 9j com a posição de mínima área seccional transversal, isto é, o estrangulamento definido pelas paletas 8j.

Estruturas de bocal de acordo com a presente invenção podem ser configuradas para prover eficiência variável para diferentes larguras de entrada (isto é, correspondentes a diferentes posições da luva ou luvas). Por exemplo, foi anteriormente mencionado com relação à modalidade das figuras 3 a 6 que os defletores podem ser espaçados irregularmente através da largura axial da entrada.

Onde a luva é capaz de mover para posições entre a localização dos defletores, pode haver maior ineficiência em uma posição intermediária como esta entre dois defletores espaçados de forma relativamente ampla do que entre dois defletores espaçados de forma relativamente justa.

A capacidade de adequar a eficiência do bocal desta maneira pode ter inúmeras aplicações.

Por exemplo, motores turbocarregados podem ter um trajeto de fluxo de exaustão para retornar gás de exaustão para a entrada do motor.

Tais sistemas são no geral referidos como “sistemas de "recirculação do gás de exaustão”, ou sistemas EGR.

Sistemas EGR são projetados para reduzir emissões de particulados do motor pela recirculação de uma porção de gás de exaustão para re-combustão que pode geralmente ser necessário para atender legislação de emissões cada vez mais rigorosas.

A introdução e recirculação 5 de gás de exaustão no fluxo de ar de entrada intensificado podem exigir uma maior pressão do coletor de exaustão em sistemas EGR “rota curta” nos quais o gás de exaustão recirculante passa da exaustão para a entrada do motor sem chegar na turbina do turbocarregador.

Turbocarregadores de geometria variável podem ser usados para assistir na elevação da pressão do gás de exaustão até o valor exigido para recirculação para aumentar a “contrapressão” do fluxo do gás de exaustão à montante da turbina.

Quando se usa um turbocarregador de geometria variável dessa maneira, observou-se que pode ser vantajoso reduzir a eficiência operacional da turbina em certas larguras de entrada.

De acordo com a presente invenção, isto pode ser conseguido construindo o bocal, por exemplo, espaçamento dos defletores de entrada, de forma que as passagens de entrada 39 fiquem particularmente amplas (axialmente) na região da posição de meio curso da luva.

Por exemplo, entre dois defletores posicionados adequadamente de forma ampla, haverá uma faixa de posições relativamente eficiente para a luva, tipicamente correspondente a quando o par dos defletores está aberto um terço até dois terços, e as posições do defletor podem ser escolhidas para prover operação eficiente quando toda a entrada estiver aberta mais que a metade.

Tal ineficiência deliberadamente produzida pode não ter nenhum efeito significante na eficiência do bocal quando a luva está completamente aberta, ou certamente total ou quase totalmente fechada.

Seria possível conseguir um efeito similar a partir de estruturas de bocal tipo “favo de mel” de acordo com a invenção, garantindo que as passagens de entrada 39 tenham uma maior largura máxima axial em torno do ponto médio do conjunto do bocal ou qualquer outra localização axial do bocal correspondente às larguras de entrada nas quais se deseja eficiência reduzida.

Em algumas modalidades da invenção, pode ser vantajoso 5 diminuir o espaçamento do defletor (ou de outra forma aumentar o tamanho axial das passagens de entrada 39) em regiões da entrada correspondentes a posições fechadas ou relativamente fechadas da luva.

Ou seja, com uso de um dado número de defletores, pode haver vantagens em arranjar os defletores agrupados perto da posição completamente fechada.

Para qualquer dado número de defletores, isto pode aumentar a eficiência em posições relativamente fechadas da luva.

Várias outras modificações podem ser feitas em certas modalidades da invenção.

Por exemplo, a luva poderia ser provida com uma ou mais aberturas de desvio que são expostas ao fluxo de gás através da entrada somente quando a luva estiver em uma posição fechada ou “sobrefechada”. Uma posição “sobrefechada” pode ser considerada uma posição na qual a luva move-se axialmente além de uma posição necessária para bloquear totalmente a entrada.

Uma abertura de desvio, por exemplo, pode permitir que gás de exaustão sangre através da luva em direção à entrada da turbina, em direção à turbina à jusante de sua entrada (por exemplo, por meio da cobertura da turbina) ou mesmo à jusante da turbina para desviar completamente dela a fim de aumentar a temperatura do gás de exaustão à jusante da turbina que pode ser útil a fim de oxidar fuligem coletada em um filtro de particulado à jusante, a fim de regenerar o filtro.

Em outras aplicações, pode haver outros efeitos aerodinâmicos vantajosos a ser conseguidos deixando que a luva mova-se para uma posição “sobrefechada”, e assim abrir um trajeto alternativo de fluxo de gás.

Similarmente, em algumas modalidades da invenção, pode ser vantajoso que a luva seja móvel para uma posição “sobreaberta” para expor uma passagem de gás de desvio que não é normalmente aberta à medida que a luva move-se através de sua faixa operacional normal para controlar o tamanho da entrada.

Uma passagem de desvio como esta poderia, por exemplo, proporcionar funcionalidade de válvula de alívio que pode estender 5 a faixa de fluxo efetiva da turbina.

A passagem de desvio poderia, por exemplo, compreender uma ou mais aberturas de desvio formadas em uma superfície cilíndrica estendendo-se para dentro da luva deslizante (por exemplo, como uma extensão até a luva). Este arranjo pode ser particularmente adequado para uma luva montada no lado da turbina.

Em um arranjo alternativo, o movimento da luva para uma posição “sobreaberta” pode expor aberturas providas no alojamento da turbina, dessa forma abrindo um trajeto de fluxo de desvio.

Este arranjo pode ser particularmente adequado para uma luva montada no lado do alojamento do mancal da entrada.

Arranjos de desvio tal como o revelado em US 7.207.176 poderiam, por exemplo, ser adaptados para aplicação nas modalidades da presente invenção.

Deve-se entender que, embora modalidades da presente invenção tenham sido descritas com relação à turbina de um turbocarregador, a invenção não está limitada em aplicação a turbocarregadores, mas poderia ser incorporada em turbinas de outro aparelho.

Exemplos não limitantes de tais turbinas alternativas incluem turbinas de energia, turbinas a vapor e turbinas a gás.

Em modalidades nas quais a turbina é parte de um turbocarregador, o turbocarregador pode ser parte de um motor de combustão turbocarregado, tal como um motor de ignição de compressão (diesel), ou um motor de injeção direta de gasolina (GDi), por exemplo.

Tais aplicações poderiam incluir mais de um turbocarregador incluindo uma turbina de acordo com a presente invenção.

Outras possíveis aplicações incluem turbocarregadores ou turbinas de célula de combustível.

Turbinas de acordo com a presente invenção podem incluir uma válvula de alívio, que pode ser controlável independentemente da luva

(ou luvas). Válvulas de alívio de desenho convencional podem ser usadas.

A presente invenção pode ser usada em uma ou mais turbinas de um arranjo de turbina multiestágios.

Por exemplo, uma turbina de entrada radial de acordo com a presente invenção pode ser combinada com um 5 segundo estágio da turbina que poderia ser radial ou axial.

As turbinas multiestágios podem ser montadas em um eixo mecânico da turbina comum.

Turbinas de acordo com a presente invenção podem similarmente ser incluídas em turbocarregadores de um sistema multiturbocarregador.

Por exemplo, turbocarregadores em um arranjo em série ou paralelo podem incluir turbinas de acordo com a presente invenção.

Turbinas de acordo com a presente invenção podem também ser usadas para gerar energia elétrica (por exemplo, em um sistema automotivo) ou em sistemas de recuperação de calor residual (de novo, particularmente para aplicações automotivas, por exemplo, onde um fluido secundário tal como água ou um fluido refrigerante é fervido pelo calor do motor/exaustão de baixa qualidade, e expande para acionar a turbina). O fluido secundário poderia ser ainda ar comprimido, descrito pelo ciclo de Brayton.

A voluta de entrada da turbina pode ser uma voluta dividida.

Por exemplo, é conhecido prover uma turbina do turbocarregador com uma voluta dividida em mais de uma câmara, cada câmara da voluta sendo conectada a um conjunto diferente de cilindros do motor.

Neste caso, a divisão é normalmente uma parede anular dentro da voluta separando a voluta em porções axialmente adjacentes.

Pode também ser possível dividir a voluta circunferencialmente de forma que diferentes porções arqueadas da voluta entreguem gás a diferentes porções arqueadas da entrada da turbina.

A turbina da presente invenção foi ilustrada nas figuras usando uma voluta de fluxo simples, entretanto, ela é aplicável a alojamentos que são divididos axialmente, por meio do que gás de um ou mais dos cilindros de um motor é direcionado para uma das volutas divididas, e gás de um ou mais dos outros cilindros é direcionado para uma voluta diferente do alojamento da turbina.

É também possível dividir um alojamento da turbina circunferencialmente para prover múltiplas volutas circunferencialmente 5 divididas, ou mesmo dividir o alojamento da turbina tanto circunferencial quanto axialmente.

Entretanto, uma voluta dividida axial ou circunferencialmente pode, por exemplo, ser distinta das passagens de entrada de gás axial e circunferencialmente espaçadas da presente invenção.

Por exemplo, esta última diz respeito a uma estrutura de bocal arranjada para acelerar o gás de exaustão da voluta em direção à turbina, e também possivelmente ajustar ou controlar o ângulo de turbilhonamento do gás à medida que ele acelera.

Embora passagens de entrada de gás diretas sejam em princípio possíveis, no geral elas são curvas de maneira a controlar o ângulo de turbilhonamento de gás eficientemente.

As passagens de entrada de gás podem também ser distintas de volutas divididas em que a primeira recebe gás da voluta (ou voluta dividida) e divide o gás em um arranjo de trajetos.

Ao contrário, volutas divididas recebem gás do coletor de exaustão e no geral de diferentes cilindros de um motor de maneira a manter a velocidade do gás em pulsos de gás resultantes de eventos de abertura do cilindro do motor individuais.

Como tal, uma voluta dividida transmite o gás para a entrada anular, enquanto as passagens de entrada de gás da presente invenção aceitam gás da voluta.

Seria possível prover a presente invenção em conjunto com uma voluta axialmente dividida.

Em tais modalidades, o(s) defletor(s) axialmente dividindo as passagens de entrada de gás no geral seria(m) distinto(s) da(s) parede(s) que divide(m) axialmente as volutas.

Seria também possível prover a presente invenção em conjunto com uma voluta circunferencialmente dividida.

Uma parede dividindo duas volutas circunferencialmente espaçadas poderia estender-se radialmente para dentro para servir adicionalmente como uma das paletas (novamente, desde que a luva deslizante opere no diâmetro interno das passagens de entrada de gás). Alternativamente, uma parede divisória da voluta como esta poderia estender-se radialmente para dentro e adjacente à luva deslizante, assim a luva 5 fica radialmente para dentro da parede divisória da voluta, mas para fora das passagens de entrada de gás.

Um arranjo como este poderia beneficamente atenuar a perda de velocidade do gás em pulsos de gás observados em uma turbina de uma única voluta, e pode também assistir em guiar a luva deslizante para atenuar a possibilidade de ficar desalinhada e consequentemente de emperrar.

A presente invenção foi descrita no geral com relação a turbinas de entrada radial.

Entretanto, não é necessário que o fluxo fique totalmente restrito ao plano radial, e uma entrada moderadamente cônica pode ser implementada em substituição.

Além disso, a invenção pode ser aplicada a turbinas de "fluxo misto", por meio do que a entrada cônica tem um ângulo de conicidade na região de até 45 graus ou onde o alojamento da turbina é axialmente dividido em mais de uma voluta, cada qual com um grau diferente de direção de fluxo misto.

Por exemplo, uma voluta pode ter uma entrada substancialmente no plano radial, enquanto uma segunda voluta pode ter uma entrada estendendo-se para trás na região de 45 graus.

A presente invenção poderia ser aplicada a qualquer ou ambas as volutas em uma modalidade como esta.

A presente invenção descrita poderia ser aplicada no caso de um alojamento da turbina axialmente dividido, onde uma voluta direciona gás axialmente para a turbina, e uma outra voluta direciona gás radialmente ou em um ângulo intermediário para a turbina.

A invenção é também aplicável a turbinas de dois (multi) estágios.

Portanto, ela pode ser aplicada no primeiro estágio de uma turbina multiestágio onde o primeiro estágio é um estágio da turbina de entrada radial

(ou estágio da turbina de fluxo misto) e existe um ou mais estágios adicionais tais como estágio de turbinas axiais e/ou um estágio de turbina de saída radial.

Como anteriormente indicado, a presente invenção pode ser implementada para variar a geometria de somente uma ou algumas das 5 volutas de uma turbina de voluta axialmente dividida.

Certamente, seria possível prover dois mecanismos de geometria variável como aqui descritos, utilizando duas luvas deslizantes de maneira a variar o fluxo de duas volutas axialmente divididas independentemente.

A presente invenção poderia ser implementada em conjunto com um mecanismo de turbina de geometria variável deslizante da tecnologia anterior tal como descrito em US4557665, US5868552 ou US6931849. Por exemplo, a parede deslizante cilíndrica pode adicionalmente ser provida com uma parede deslizante radial.

A parede deslizante cilíndrica age para variar o número de passagens de entrada de gás expostas, enquanto a parede radial deslizante age para variar a largura de um segundo conjunto de passagens de entrada de gás que estão a uma extensão radial diferente das outras.

Uma outra maneira de combinar a presente invenção com um mecanismo de turbina de geometria variável deslizante da tecnologia anterior seria implementar os dois tipos de mecanismo de geometria variável em duas volutas diferentes de uma turbina de voluta axialmente dividida.

Uma terceira maneira de implementar esses mecanismos em conjunto seria provê-los em diferentes turbinas de um sistema de múltiplas turbinas, tal como um turbocarregador de dois estágios.

A presente invenção poderia ser implementada em conjunto com um mecanismo de geometria variável de paleta oscilante tal como descrito em US6779971 ou US2008118349. Uma possível maneira de conseguir isto seria prover um arranjo de paletas oscilantes, cada qual com defletores locais (por exemplo, circulares), que são arranjados nivelados com defletores anulares.

Os defletores anulares têm folga o bastante para permitir que as paletas girem entre ângulos predefinidos.

A luva deslizante aqui descrita poderia deslizar para dentro ou para fora dos defletores anulares.

Este desenho apresenta alguns desafios técnicos e assim pode ser preferível implementar um arranjo de paletas oscilantes radialmente para dentro ou 5 radialmente para fora do arranjo axialmente dividido de passagens de entrada de gás aqui descrito, entretanto, a vantagem de assim proceder pode ser pequena, comparada com o custo de assim proceder.

Uma terceira maneira, e talvez melhor, de combinar a presente invenção com um sistema de paleta oscilante seria prover uma turbina de entradas gêmeas (voluta axialmente dividida) com um arranjo de paletas oscilantes em uma voluta, e a luva deslizante e defletores axialmente divididos aqui descrito na segunda voluta.

Uma quarta maneira, e também melhor, de combinar a presente invenção com um sistema de paleta oscilante seria prover duas turbinas (ou dois turbocarregadores) em um sistema (por exemplo, em um sistema turbomotor gêmeo), um deles sendo uma turbina de paleta oscilante e o outro sendo uma turbina de acordo com a presente invenção.

As passagens de gás axialmente divididas e luva deslizante aqui descritas podem também ser implementadas em conjunto com um desenho de “turbina de fluxo variável” descrito em JP10008977. Nesses desenhos, uma “turbina de fluxo variável” tem uma voluta principal interna e uma voluta de "extensão de fluido" externa (ou em raros casos uma axialmente adjacente) cuja entrada é controlada por uma válvula similar em forma a válvulas de chapeleta ou válvulas de alívio convencionais, a presente invenção pode ser implementada para variar a área seccional transversal do trajeto de fluxo de volta da voluta externa para a voluta interna.

Isto pode aliviar a necessidade de que a voluta externa tenha uma passagem na sua entrada.

Alternativamente / adicionalmente, a presente invenção pode ser implementada para variar a área seccional transversal de fluxo da voluta interna na turbina.

Adicionalmente/alternativamente, a presente invenção pode ser implementada em um sistema multiturbina (ou multiturbocarregador), um apresentando a presente invenção, e o outro apresentando uma “turbina de fluxo variável” tal como descrita em JP10008977. 5 Embora estejam aqui discutidos exemplos de mecanismos para atuar as luvas de entrada, percebe-se que outros mecanismos podem ser empregados da maneira apropriada a diferentes modalidades e aplicações da invenção.

Um bocal da turbina de acordo com a presente invenção poderia ser implementado em conjunto com o extensor de língua da voluta circunferencialmente deslizante descrito em DE102007058246. Um bocal da turbina de acordo com a presente invenção poderia ser implementado com um alojamento da turbina de múltiplas volutas sendo um alojamento assimétrico, onde uma voluta é maior que a outra.

A parede divisória entre as volutas pode ou não estender-se até o bocal anular.

Um bocal da turbina de acordo com a presente invenção poderia também ser habilitado a atuar um segundo dispositivo, por exemplo, um mecanismo de geometria variável de uma turbina diferente, uma válvula de alívio de intensificação, ou um mecanismo compressor de geometria variável.

Um bocal da turbina de acordo com a presente invenção pode ser implementado em conjunto com um eixo mecânico operando nos mancais de filme de fluido (isto é, alimentado por óleo) e poderia ser implementado com um eixo mecânico operando em mancais de rolamento (isto é, mancais de esfera), entretanto, outros mancais tais como aerostáticos, aerodinâmicos e magnéticos são possíveis.

Um bocal da turbina de acordo com a presente invenção pode ser implementado para acionar uma máquina elétrica.

Por exemplo, ele poderia acionar um eixo mecânico suportando a turbina, um compressor e um gerador.

O gerador pode ser entre o compressor e a turbina, ou pode ser axialmente para fora, em particular além do compressor.

Um bocal da turbina de acordo com a presente invenção pode ser implementado em conjunto com um alojamento da turbina de parede dupla ou de outra forma termicamente isolante.

Alternativamente, ou 5 adicionalmente, o alojamento da turbina poderia ser resfriado, por exemplo, com água.

Alternativamente, ou adicionalmente, o alojamento da turbina poderia ser provido com uma camada não metálica, por exemplo, cerâmica para isolamento ou fibra de aramida ou fibra substitutas para contenção de estouro.

Além disso, o material de um bocal da turbina de acordo com a invenção (ou certamente a luva deslizante) poderia ser cerâmica, cermet, em vez de metal.

Ou, se de metal, poderia ser qualquer aço, ou uma liga a base de níquel tal como inconel.

Ela poderia ser provida com um revestimento, por exemplo, na interface deslizante do bocal e da luva poderia haver um revestimento de carbono tipo diamante, anodização, ou tribaloy ou um revestimento resistente ao desgaste substituto.

Nas superfícies aerodinâmicas poderia haver um revestimento para promover suavização ou resistir a corrosão.

Tais revestimentos nos componentes da turbina poderiam incluir revestimentos não depositados tal como revestimento de óxido eletrolítico de plasma ou revestimentos substitutos.

Opcionalmente, o bocal ou a luva poderia ser provida com um sensor que poderia ser um sensor integrado (tal como um sensor de pressão, temperatura, vibração ou velocidade). Tais sensores precisariam ser eletricamente isolados de outros componentes metálicos.

Um bocal da turbina de acordo com a presente invenção poderia ser implementado em conjunto com dispositivo de redução de ruído tais como silenciadores de absorção ou reflexão, incluindo ressonadores de quarto de onda ou Helmholtz.

Esses, em princípio, poderiam ser providos em qualquer superfície aerodinâmica.

Um bocal da turbina de acordo com a presente invenção poderia ser implementado em conjunto com dispositivo de vedação de óleo no eixo mecânico da turbina, que poderia incluir vedações duplas sopradas tais como anéis de pistão.

Uma faixa de defletores de óleo e outras vedações de 5 óleo conhecida na tecnologia anterior poderia ser provida.

Um bocal da turbina de acordo com a presente invenção poderia ser implementado em conjunto com uma curva de tubo de baixa restrição, por exemplo, na saída da turbina, a curva tendo nela uma porção alargada.

A entrada da turbina poderia ter uma válvula arranjada para controlar a razão do fluxo de entrada entre duas ou mais volutas, ou controlar a razão de fluxo (ou contrapressão) entre várias fontes de gás tais como cilindros do motor.

A entrada da turbina pode ser formada como um elemento contíguo com um coletor de exaustão.

Uma ampla faixa de estratégias de controle pode ser implementada para controlar a luva deslizante aqui descrita.

A faixa de possíveis estratégias de controle inclui todas aquelas já descritas na literatura com relação ao controle de mecanismos de geometria variável convencionais, especialmente mecanismos de paleta deslizante usados em turbocarregadores automotivos.

Entre os vários possíveis métodos de atuação, é o tripod axialmente arranjado que permite atuação no eixo geométrico, por exemplo, usando um recipiente de atuação pneumática.

A luva deslizante pode ser atuada de uma câmara situada axialmente afastada da turbina, que pode conter um elemento de coleta ou oxidação de fuligem, tal como uma malha de arame ou malha de arame revestida com catalisador como descrito em WO2010012992. Um bocal da turbina de acordo com a invenção pode ser usado em conjunto com uma roda de turbina dividida, com algumas pás que estendem-se na largura axial total da entrada da turbina, e algumas paletas que estendem-se somente na metade da traseira da turbina axialmente através da entrada.

Por exemplo, as paletas menores podem estender-se até, mas não 5 além, de uma divisão de bocal axial particular, tal como um defletor.

As paletas curtas e compridas podem alternar ou, alternativamente, poderia haver diversas paletas curtas entre cada paleta comprida.

Uma outra opção é ter mais que dois tipos de paleta.

Pode também ou alternativamente haver uma variação no número de pás ao longo da turbina.

Por exemplo, algumas pás podem estender-se por completo da entrada da turbina até a saída da turbina, enquanto outras paletas (por exemplo, alternadas) podem estender-se somente do trajeto de entrada até a saída, ou da saída somente até em parte da entrada.

A turbina pode ser provida com uma parede rotativa integral que pode ser adjacente à cobertura da turbina formada pelo alojamento da turbina.

Isto forma uma face dianteira para as passagens entre as pás da turbina.

Alternativamente, ou adicionalmente, a turbina pode ser provida com uma ou mais paredes rotativas na metade entre o cubo/face traseira da turbina e a face dianteira da turbina.

Uma ou mais paredes rotativas como estas podem ser alinhadas axialmente com um ou mais respectivos divisores axiais do bocal axialmente dividido aqui descrito.

Isto impediria que o gás se expandisse do cubo da turbina e face traseira quando a luva deslizante fosse aberta apenas parcialmente, e contribuiria para a eficiência da turbina.

Qualquer uma ou mais da modalidades apresentadas, ou seus recursos, pode ser combinada com outras modalidades, ou seus recursos, onde apropriado.

Outras possíveis modificações e alternativas das modalidades aqui ilustradas e descritas ficarão facilmente aparentes aos versados na técnica.

Claims (58)

REIVINDICAÇÕES

1. Turbina de geometria variável, caracterizada pelo fato de que compreende: uma roda de turbina montada para rotação em torno de um 5 eixo geométrico da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular envolvendo a roda de turbina e definida entre primeira e segunda paredes laterais de entrada; e uma luva cilíndrica axialmente móvel através da entrada anular para variar o tamanho do trajeto de fluxo de gás através da entrada; em que a entrada anular é dividida em pelo menos duas passagens de entrada axialmente deslocadas, e em que o diâmetro interno da luva é maior que o diâmetro interno das passagens de entrada.

2. Turbina de geometria variável, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o diâmetro interno da luva é menor ou substancialmente igual ao diâmetro externo das passagens de entrada.

3. Turbina de geometria variável, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o diâmetro interno da luva é maior que o diâmetro externo das passagens de entrada.

4. Turbina de geometria variável, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a luva é axialmente móvel através da entrada anular na direção da segunda parede lateral de entrada de maneira a reduzir o tamanho do trajeto de fluxo de gás através da entrada, e em que pelo menos uma porção de uma extremidade da luva mais próxima da primeira parede lateral de entrada do que da segunda parede lateral de entrada é configurada de maneira a ficar exposta a gases que escoam através da dita entrada anular durante uso.

5. Turbina de geometria variável, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que a luva é axialmente móvel através da entrada anular na direção da segunda parede lateral de entrada de maneira a reduzir o tamanho do trajeto de fluxo de gás através da entrada, e em que pelo menos uma porção de uma extremidade da luva mais 5 próxima da primeira parede lateral de entrada do que da segunda parede lateral de entrada é configurada de maneira a ficar localizada em entre a dita primeira e segunda parede lateral de entrada durante movimento axial da luva através da entrada anular.

6. Turbina de geometria variável, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a luva possui uma pequena espessura radial.

7. Turbina de geometria variável, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a luva possui uma espessura radial que é menor que a largura axial da entrada anular.

8. Turbina de geometria variável, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que a entrada anular é dividida em pelo menos duas passagens de entrada axialmente deslocadas por pelo menos um defletor anular axialmente espaçado das primeira e segunda paredes laterais de entrada.

9. Turbina de geometria variável, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que paletas de entrada estendem-se axialmente através de pelo menos uma das passagens de entrada axialmente deslocadas.

10. Turbina de geometria variável, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que a distância mínima entre um defletor e a roda de turbina é menor que a distância mínima entre uma paleta adjacente e a roda de turbina.

11. Turbina de geometria variável, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 ou 10, caracterizada pelo fato de que as bordas de fuga de pelo menos algumas das paletas que estendem-se através de uma das passagens de entrada axialmente deslocadas ficam em um raio diferente das bordas de fuga de pelo menos algumas das paletas que estendem-se através de uma outra das passagens de entrada axialmente deslocadas. 5

12. Turbina de geometria variável, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de que a entrada anular é dividida em um arranjo anular de passagens de entrada substancialmente tubulares que estende-se no geral em direção à roda de turbina, em que o arranjo anular de passagens de entrada compreende pelo menos três passagens de entrada axialmente deslocadas.

13. Turbina de geometria variável, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizada pelo fato de que ainda compreende uma vedação anular adjacente a u ma extremidade livre da luva, pelo menos uma parte da vedação anular sendo localizada entre a luva e as passagens de entrada.

13. Turbina de geometria variável, de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que a vedação está, pelo menos em uso, em contato com uma estrutura definindo as passagens de entrada.

15. Turbina de geometria variável, de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de que a entrada anular é dividida em pelo menos duas passagens de entrada de deslocamento axial por pelo menos um defletor espaçado axialmente das primeira e segunda paredes laterais de entrada, e em que a vedação anular está, pelo menos em uso, em contato com o defletor anular.

16. Turbina de geometria variável, de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 15, caracterizada pelo fato de que uma extensão axial da vedação anular é nivelada com uma extensão axial da extremidade livre da luva.

17. Turbina de geometria variável, caracterizada pelo fato de que compreende: uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo geométrico da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular envolvendo a roda de turbina e definida entre primeira e 5 segunda paredes laterais de entrada; e uma luva cilíndrica axialmente móvel através da entrada anular para variar o tamanho do trajeto de fluxo de gás através da entrada anular, a entrada anular sendo dividida em pelo menos duas passagens de entrada axialmente deslocadas, e uma vedação anular adjacente a um extremidade livre da luva, pelo menos uma parte da vedação anular estando deslocada entre a luva e as passagens de entrada.

18. Turbina de geometria variável, de acordo com a reivindicação 17, caracterizada pelo fato de que a vedação está, pelo menos em uso, em contato com uma estrutura definido as passagens de entrada.

19. Turbina de geometria variável, de acordo com a reivindicação 18, caracterizada pelo fato de que a entrada anular é dividida em pelo menos duas passagens de entrada axialmente deslocadas por pelo menos um defletor anular espaçado axialmente das primeira e segunda paredes laterais de entrada, e em que a vedação anular está, pelo menos em uso, em contato com o defletor anular.

20. Turbina de geometria variável, de acordo com qualquer uma das reivindicações 17 a 19, caracterizada pelo fato de que uma extensão axial da vedação anular é nivelada com uma extensão axial da extremidade livre da luva.

21. Turbina de geometria variável, de acordo com qualquer uma das reivindicações 17 a 20, caracterizada pelo fato de que um diâmetro interno da luva é maior do que um diâmetro externo das passagens de entrada.

22. Turbina de geometria variável, caracterizada pelo fato de que compreende uma entrada anular em torno de uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo da turbina dentro de uma câmara de turbina definida por um alojamento, a câmara tem uma entrada anular definida entre interior e as paredes laterais de entrada interna e externa e em 5 torno da roda de turbina, a entrada anular incluindo um primeiro par de primeira e segunda passagens de entrada espaçadas circunferencialmente, e um segundo par de terceira e quarta passagens de entrada espaçadas circunferencialmente; em que o segundo par de passagens de entrada é deslocado axialmente a partir do primeiro par de passagens de entrada, e em que uma luva cilíndrica é suportada dentro do alojamento para movimento alternado em uma direção axial para variar o tamanho da entrada anular; e em que a luva é móvel entre pelo menos uma primeira posição em que cada um do primeiro do primeiro de passagens de entrada é pelo menos parcialmente aberta para o gás fluxo, e o segundo par de passagens de entrada está totalmente aberto para o fluxo de gás, e uma segunda posição em que o primeiro par de passagens de entrada é totalmente bloqueado para o fluxo de gás e cada um dos segundos pares ou passagens de entrada é pelo menos parcialmente bloqueado para fluxo de gás.

23. Turbina de geometria variável, caracterizada pelo fato de que compreende uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo da turbina dentro de um alojamento, o alojamento que define uma entrada anular em torno da roda de turbina e definida entre as paredes laterais de entrada interna e externa, em que uma luva cilíndrica é montada dentro do alojamento para movimento deslizante axial através de pelo menos uma porção da entrada anular para variar o tamanho da entrada anular, que compreende ainda pelo menos um defletor anular axialmente espaçado a partir das paredes laterais interna e externa da entrada anular para dividir a entrada anular em porções anulares axialmente adjacentes, e em que as palhetas de entrada se estendem axialmente através de pelo menos duas, das ditas porções anulares definidas por ou cada defletor.

24. Turbina de geometria variável, caracterizada pelo fato de que compreende uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo da turbina dentro de um alojamento, o alojamento tendo uma entrada 5 anular em torno da roda de turbina e definida entre as paredes laterais de entrada interna e externa, em que a entrada anular é axialmente dividida em regiões adjacentes anulares por dois ou mais defletores de entrada anulares, e em que uma luva cilíndrica é montada dentro do alojamento para movimento deslizante axial através de pelo menos uma porção da entrada anular para variar o tamanho da entrada anular.

25. Turbina de geometria variável, caracterizada pelo fato de que compreende uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo da turbina dentro de um alojamento, o alojamento inclui uma entrada anular em torno da roda de turbina e definida entre as paredes laterais de entrada interna e externa, em que um arranjo anular de palhetas de entrada estende-se entre as paredes laterais de entrada interna e externa definindo passagens de palhetas circunferencialmente espaçadas entre as palhetas de entrada adjacentes, e em que paredes defletoras se estendem substancialmente circunferencialmente entre pelo menos alguns pares adjacentes de palhetas de entrada para dividir as passagens de palhetas respectivas em passagens de entrada axialmente espaçadas.

26. Turbina de geometria variável, caracterizada pelo fato de que compreende uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo da turbina dentro de um alojamento, o alojamento inclui uma entrada anular em torno da roda de turbina e definida entre as paredes laterais de entrada interna e externa, em que a entrada anular inclui uma estrutura de bocal compreendendo um arranjo anular de passagens de entrada substancialmente tubular se estendendo geralmente no sentido da roda de turbina, em que o arranjo anular de passagens de entrada compreende pelo menos três passagens de entrada deslocadas axialmente.

27. Turbina de geometria variável, caracterizada pelo fato de que compreende uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada 5 anular em torno da roda de turbina e definida entre as primeira e segunda paredes laterais de entrada, e uma luva cilíndrica móvel axialmente através da entrada anular para variar o tamanho de um trajeto de fluxo de gás através da entrada; em que a entrada anular é dividida em pelo menos duas passagens de entrada axialmente deslocadas, e em que o diâmetro interior da luva é maior do que o diâmetro interior das passagens de entrada, e em que a luva cilíndrica está montada dentro de uma cavidade alojamento separado a partir da entrada anular por dita parede lateral interna lado ou por dita parede lateral externa, em que uma extremidade livre da luva cilíndrica se estende a partir da dita cavidade para dentro da entrada anular para definir a largura da entrada anular.

28. Turbina de geometria variável, caracterizada pelo fato de que compreende uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo da turbina dentro de um alojamento, o alojamento que define uma entrada anular em torno da roda de turbina e definida entre as paredes laterais de entrada interna e externa do veículo, e que compreende ainda pelo menos um defletor anular axialmente espaçado a partir das paredes laterais interna e externa da entrada anular para dividir a entrada anular em porções anulares axialmente adjacentes, e uma luva cilíndrica móvel axialmente no interior da entrada anular em torno do diâmetro externo das porções de entrada anulares e dito pelo menos um defletor anular para variar o tamanho da entrada anular definido entre uma extremidade livre da luva e, ou a parede lateral interna ou externa.

29. Turbina de geometria variável, caracterizada pelo fato de que compreende uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo da turbina dentro de um alojamento, o alojamento tendo uma entrada anular em torno da roda de turbina e definida entre as paredes laterais de entrada interna e externa, em que a entrada anular é axialmente dividida em regiões adjacentes anulares por dois ou mais defletores de entrada anulares, e 5 em que uma luva cilíndrica é montada dentro do alojamento para movimento deslizante axial através de pelo menos uma porção da entrada anular para variar o tamanho da entrada anular, luva cilíndrica sendo montada para movimento em uma maneira gradual entre uma posição aberta, uma posição fechada, e uma ou mais posições correspondentes à posição do ou de cada defletor anular.

30. Turbina de geometria variável, caracterizada pelo fato de que compreende uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo da turbina dentro de um alojamento, o alojamento que define uma entrada anular em torno da roda de turbina e definida entre as primeira e segunda paredes laterais de entrada, e uma luva cilíndrica móvel axialmente através da entrada anular para variar o tamanho de um trajeto de fluxo de gás através da entrada, pelo menos uma porção da luva cilíndrica sendo revestida com um catalisador que promove a decomposição de contaminantes que passam através da entrada.

31. Turbina de geometria variável, caracterizada pelo fato de que compreende uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo da turbina dentro de um alojamento, o alojamento que define uma entrada anular em torno da roda de turbina e definida entre as primeira e segunda paredes laterais de entrada, e uma luva cilíndrica móvel axialmente através da entrada anular para variar o tamanho de um trajeto de fluxo de gás através da entrada; em que a entrada anular é dividida em uma primeira porção de entrada anular e uma segunda porção de entrada anular deslocada axialmente a partir da primeira porção de entrada, as palhetas de entrada principais e as palhetas de entrada do separador que se estende axialmente em pelo menos uma das primeira e segunda porções de entrada, as palhetas de entrada principais e palhetas de entrada do separador definindo passagens de entrada circunferencialmente adjacentes.

32. Turbina de geometria variável, caracterizada pelo fato de 5 que compreende uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo da turbina dentro de um alojamento, o alojamento que define uma entrada anular em torno da roda de turbina e definida entre as primeira e segunda paredes laterais de entrada, a entrada anular sendo dividida em, pelo menos, duas porções de entrada deslocadas axialmente, e uma luva cilíndrica móvel axialmente através da entrada anular para variar o tamanho de um trajeto de fluxo de gás através da entrada; em que a luva é formada a partir de uma folha laminada de material.

33. Turbina de geometria variável, caracterizada pelo fato de que compreende uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo da turbina dentro de um alojamento, o alojamento que define uma entrada anular em torno da roda de turbina e definida entre as primeira e segunda paredes laterais de entrada, a entrada anular sendo dividida em, pelo menos, duas porções de entrada deslocadas axialmente; uma primeira seção de luva cilíndrica axialmente móvel através da entrada anular para variar o tamanho de um trajeto de fluxo de gás através da entrada, e uma segunda seção de luva cilíndrica axialmente móvel através da entrada anular para variar o tamanho de um trajeto de fluxo de gás através da entrada .

34. Turbina de geometria variável, caracterizada pelo fato de que compreende uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular em torno da roda de turbina e definida entre as primeira e segunda paredes laterais de entrada, e uma estrutura de defletor sendo axialmente móvel através da entrada para variar uma configuração de um trajeto de fluxo de gás através da entrada; a estrutura de defletor compreendendo pelo menos duas porções de entrada de deslocamento axial.

35. Turbina de geometria variável, caracterizada pelo fato de que compreende uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada 5 anular em torno da roda de turbina e definida entre as primeira e segunda paredes laterais de entrada; uma luva cilíndrica móvel axialmente através da entrada anular para variar o tamanho de um trajeto de fluxo de gás através da entrada; a entrada anular dividida em porções anulares axialmente adjacentes por pelo menos um defletor anular que é axialmente espaçado a partir das primeira e segunda paredes laterais de entrada; palhetas de entrada que se estendem axialmente através de pelo menos duas das ditas porções anulares definido por o ou cada defletor de modo a dividir dita entrada anular em pelo menos duas passagens de entrada axialmente deslocadas; em que um de dito(s) defletor(es) anular(es) tem uma espessura axial que é menos do que a espessura axial máximo de pelo menos uma das referidas palhetas de entrada .

36. Turbina de geometria variável, caracterizada pelo fato de que compreende uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo da turbina dentro de um alojamento, o alojamento que define uma entrada anular em torno da roda de turbina e definida entre as primeira e segunda paredes laterais de entrada, e uma luva cilíndrica axialmente móvel através da entrada anular para variar o tamanho de um trajeto de fluxo de gás através da entrada; em que a entrada anular é dividida em uma primeira porção de entrada anular e uma segunda porção de entrada anular axialmente deslocada a partir da primeira porção de entrada, as palhetas de entrada que se estendem axialmente em cada uma das primeira e segunda porções de entrada, as palhetas de entrada que definem passagens de entrada axialmente adjacentes; em que a configuração das palhetas de entrada que se estendem para dentro da primeira porção de entrada difere da configuração das palhetas de entrada que se estendem para dentro da segunda porção de entrada.

37. Turbina de geometria variável, caracterizada pelo fato de que compreende uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular em torno da roda de turbina e definida entre as primeira e segunda 5 paredes laterais de entrada, uma luva cilíndrica axialmente móvel através da entrada anular para variar o tamanho de um trajeto de fluxo de gás através da entrada; em que a entrada anular é dividida em uma primeira porção de entrada anular e uma segunda porção de entrada anular axialmente deslocada a partir da primeira porção de entrada, números iguais de palhetas de entrada que se estendem axialmente em cada uma das primeira e segunda porções de entrada, as palhetas de entrada definem passagens de entrada axialmente adjacentes; em que as configuração das palhetas de entrada que se estendem para dentro da primeira porção de entrada difere da configuração das palhetas de entrada que se estendem para dentro da segunda porção de entrada em que as palhetas que se estendem para dentro da primeira porção de entrada são circunferencialmente deslocadas a partir das palhetas que se estendem para dentro da segunda porção de entrada tal que o trajeto de fluxo de gás para os gases que saem das passagens de entrada na primeira porção de entrada é circunferencialmente deslocada a partir do trajeto de fluxo de gás para os gases que saem das passagens de entrada na segunda porção de entrada.

38. Turbina de geometria variável, caracterizada pelo fato de que compreende uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular em torno da roda de turbina e definida entre as primeira e segunda paredes laterais de entrada, e uma luva cilíndrica móvel axialmente através da entrada anular para variar o tamanho de um trajeto de fluxo de gás através da entrada; em que a entrada anular é dividida em uma primeira porção de entrada anular e uma segunda porção de entrada anular axialmente deslocado a partir da primeira porção de entrada, as palhetas de entrada que se estendem axialmente em cada uma das primeira e segunda porções de entrada, as palhetas de entrada que definem passagens de entrada axialmente adjacentes; em que a configuração das palhetas de entrada que se estendem para dentro da primeira porção de entrada difere da configuração das palhetas de entrada que 5 se estendem para dentro da segunda porção de entrada em que a distribuição circunferencial das palhetas que se estende para a primeira porção de entrada é diferente da distribuição circunferencial das palhetas que se estendem para dentro da segunda porção de entrada, e em que a distribuição circunferencial das palhetas que se estendem para dentro da primeira porção de entrada é não uniforme.

39. Turbina de geometria variável, caracterizada pelo fato de que compreende uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo da turbina dentro de um alojamento, o alojamento que define uma entrada anular em torno da roda de turbina e definida entre as primeira e segunda paredes laterais de entrada, e uma luva cilíndrica móvel axialmente através da entrada anular para variar o tamanho de um trajeto de fluxo de gás através da entrada; em que a entrada anular é dividida em uma primeira porção de entrada anular e uma segunda porção de entrada anular axialmente deslocada a partir da primeira porção de entrada, as palhetas de entrada que se estendem axialmente em cada uma das primeira e segunda porções de entrada, as palhetas de entrada que definem passagens de entrada axialmente adjacentes; em que a configuração das palhetas de entrada que se estendem para dentro da primeira porção de entrada difere da configuração das palhetas de entrada que se estendem para dentro da segunda porção de entrada em que as palhetas que se estendem para dentro da primeira porção de entrada são circunferencialmente deslocadas a partir das palhetas que se estendem para dentro da segunda porção de entrada, e em que o número de palhetas na primeira porção de entrada é mais do que cerca de 50% do número de palhetas na segunda porção de entrada.

40. Turbina de geometria variável, caracterizada pelo fato de que compreende uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo da turbina dentro de um alojamento, o alojamento que define uma entrada anular em torno da roda de turbina e definida entre as primeira e 5 segunda paredes laterais de entrada, e uma luva cilíndrica móvel axialmente através da entrada anular para variar o tamanho de um trajeto de fluxo de gás através da entrada; em que a entrada anular é dividida em pelo menos três porções de entrada anular axialmente deslocadas por dois ou mais defletores anulares espaçados axialmente dispostos entre as primeira e segunda paredes laterais de entrada; palhetas de entrada que se estendem axialmente em pelo menos uma das porções de entrada e definindo passagens de entrada circunferencialmente adjacentes; e em que cada um de pelo menos dois dos ditos defletores estende-se radialmente interna de palhetas de entrada, que se estendem até, pelo menos, uma das porções de entrada axialmente adjacentes do defletor respectivo.

41. Turbina de geometria variável, caracterizada pelo fato de que compreende uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo da turbina dentro de um alojamento, o alojamento que define uma entrada anular em torno da roda de turbina e definida entre as primeira e segunda paredes laterais de entrada, e uma luva cilíndrica móvel axialmente através da entrada anular para variar o tamanho de um trajeto de fluxo de gás através da entrada; em que a entrada anular é dividida em pelo menos três porções de entrada anular axialmente deslocadas por dois ou mais defletores anulares axialmente espaçados dispostos entre as primeira e segunda paredes laterais de entrada; palhetas de entrada que se estendem axialmente em pelo menos uma das porções de entrada e que definem passagens de entrada circunferencialmente adjacentes; e em que cada um de pelo menos dois dos ditos defletores estendem-se radialmente para dentro das palhetas de entrada,

que se estendem até, pelo menos, uma das porções de entrada axialmente adjacentes ao defletor respectivo, e em que uma distância entre uma diâmetro interior de um primeiro defletor de um primeiro defletor de dito pelo menos dois dos ditos defletores e um bordo de fuga de uma palheta radialmente mais 5 interna, em uma das ditas porções de entrada anulares adjacentes ao primeiro defletor é maior do que uma distância entre um diâmetro interno de um segundo defletor de dito pelo menos dois dos ditos defletores e uma borda de fuga de uma palheta radialmente mais interna em uma das ditas porções de entrada anulares adjacente ao segundo defletor.

42. Turbina de geometria variável, caracterizada pelo fato de que compreende uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo da turbina dentro de um alojamento, o alojamento que define uma entrada anular em torno da roda de turbina e definida entre as primeira e segunda paredes laterais de entrada, e uma luva cilíndrica móvel axialmente através da entrada anular para variar o tamanho de um trajeto de fluxo de gás através da entrada; em que a entrada anular é dividida em pelo menos duas porções de entrada anular axialmente deslocadas por um ou mais defletores anulares espaçados axialmente dispostos entre as primeira e segunda paredes laterais de entrada; palhetas de entrada que se estendem axialmente em pelo menos uma das porções de entrada e definindo passagens de entrada circunferencialmente adjacentes; e em que pelo menos um dos um ou mais defletores estende-se radialmente para dentro de palhetas de entrada, que se estendem até, pelo menos, uma das porções de entrada axialmente adjacentes do defletor respectivo, e onde pelo menos um dos referidos pelo menos um dos um ou mais defletores tem um diâmetro interno de tal modo que a distância radial em relação ao eixo da turbina entre o diâmetro interno do defletor e a borda de fuga de uma palheta radialmente mais interna de uma porção de entrada adjacente do defletor é mais do que geralmente 50% da distância radial entre a borda de fuga de dita palheta radialmente mais interna e o diâmetro externo da roda de turbina na posição axial do defletor.

43. Turbina de geometria variável, caracterizada pelo fato de que compreende uma roda de turbina montada para rotação em torno de um 5 eixo da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular em torno da roda de turbina e definida entre as primeira e segunda paredes laterais de entrada, e uma luva cilíndrica móvel axialmente através da entrada anular para variar o tamanho de um trajeto de fluxo de gás através da entrada; a entrada anular dividida em porções anulares adjacentes axialmente por pelo menos um defletor anular que é axialmente espaçada a partir das primeira e segunda paredes laterais de entrada; palhetas de entrada que se estendem axialmente através de pelo menos duas das ditas porções anulares definidas por ou cada defletor, de modo a dividir dita entrada anular em pelo menos duas passagens de entrada axialmente deslocadas; em que a configuração das palhetas de entrada que se estendem para uma das porções de entrada diferente da configuração das palhetas de entrada que se estendem para outro das porções de entrada e em que o diâmetro interno da luva é maior do que o diâmetro externo das passagens de entrada.

44. Turbina de geometria variável, caracterizada pelo fato de que compreende uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular em torno da roda de turbina e definida entre as primeira e segunda paredes laterais de entrada, e uma luva cilíndrica móvel axialmente através da entrada anular para variar o tamanho de um trajeto de fluxo de gás através da entrada; a entrada anular dividida em porções anulares adjacentes axialmente por pelo menos dois defletores anulares que estão espaçados axialmente a partir das primeira e segunda paredes laterais de entrada; palhetas de entrada que se estendem axialmente através de pelo menos duas das ditas porções anulares definido por ou cada defletor, de modo a dividir dita entrada anular em pelo menos duas passagens de entrada axialmente deslocadas; em que a configuração das palhetas de entrada que se estendem para uma das porções de entrada diferente da configuração das palhetas de entrada que se estendem para outro das porções de entrada. 5

45. Turbina de geometria variável, caracterizada pelo fato de que compreende uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular em torno da roda de turbina e definida entre as primeira e segunda paredes laterais de entrada, e uma luva cilíndrica móvel axialmente através da entrada anular para variar o tamanho de um trajeto de fluxo de gás através da entrada; a entrada anular dividida em porções anulares adjacentes axialmente por pelo menos dois defletores anulares que estão espaçados axialmente a partir das primeira e segunda paredes laterais de entrada; palhetas de entrada que se estendem axialmente através de pelo menos duas das ditas porções anulares definido por ou cada defletor, de modo a dividir dita entrada anular em pelo menos duas passagens de entrada axialmente deslocadas; a luva sendo móvel no sentido da segunda parede lateral de entrada, de modo a estreitar o trajeto de fluxo de gás através da entrada; em que o trajeto de fluxo de gás através da passagem de entrada que está mais perto da segunda parede lateral de entrada tem uma perpendicular área transversal à direção de fluxo de gás ao longo do dito trajeto que é menor do que a área da secção transversal correspondente do trajeto de fluxo de gás através da passagem de entrada que está mais longe a partir da segunda parede lateral de entrada.

46. Turbina de geometria variável, caracterizada pelo fato de que compreende uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular em torno da roda de turbina e definida entre as primeira e segunda paredes laterais de entrada, e uma luva cilíndrica móvel axialmente através da entrada anular para variar o tamanho de um trajeto de fluxo de gás através da entrada; a entrada anular dividida em porções anulares adjacentes axialmente por pelo menos dois defletores anulares que estão espaçados axialmente a partir das primeira e segunda paredes laterais de entrada; palhetas de entrada que se estendem axialmente através de pelo menos duas das ditas porções 5 anulares definido por ou cada defletor, de modo a dividir dita entrada anular em pelo menos duas passagens de entrada axialmente deslocadas; em que pelo menos uma palheta em uma das ditas porções anulares tem uma espessura maior máxima circunferencial do que pelo menos uma palheta em outra das porções anulares.

47. Turbina de geometria variável, caracterizada pelo fato de que compreende uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular em torno da roda de turbina e definida entre as primeira e segunda paredes laterais de entrada, e uma luva cilíndrica móvel axialmente através da entrada anular para variar o tamanho de um trajeto de fluxo de gás através da entrada; a entrada anular dividida em porções anulares adjacentes axialmente por pelo menos dois defletores anulares que estão espaçados axialmente a partir das primeira e segunda paredes laterais de entrada; palhetas de entrada que se estendem axialmente através de pelo menos duas das ditas porções anulares definido por ou cada defletor, de modo a dividir dita entrada anular em pelo menos duas passagens de entrada axialmente deslocadas; em que pelo menos uma palheta em uma das ditas porções anulares tem uma espessura de borda de ataque maior máxima circunferencial do que pelo menos uma palheta em outra das porções anulares.

48. Turbina de geometria variável, caracterizada pelo fato de que compreende uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular em torno da roda de turbina e definida entre as primeira e segunda paredes laterais de entrada, e uma luva cilíndrica móvel axialmente através da entrada anular para variar o tamanho de um trajeto de fluxo de gás através da entrada; a entrada anular dividida em porções anulares adjacentes axialmente por pelo menos dois defletores anulares que estão espaçados axialmente a partir das primeira e segunda paredes laterais de entrada; palhetas de entrada 5 que se estendem axialmente através de pelo menos duas das ditas porções anulares definido por ou cada defletor, de modo a dividir dita entrada anular em pelo menos duas passagens de entrada axialmente deslocadas; em que pelo menos uma palheta em uma das ditas porções anulares tem um diâmetro externo maior máximo do que pelo menos uma palheta em outra das porções anulares.

49. Turbina de geometria variável, caracterizada pelo fato de que compreende uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular em torno da roda de turbina e definida entre as primeira e segunda paredes laterais de entrada, e uma luva cilíndrica móvel axialmente através da entrada anular para variar o tamanho de um trajeto de fluxo de gás através da entrada; a entrada anular dividida em porções anulares adjacentes axialmente por pelo menos dois defletores anulares que estão espaçados axialmente a partir das primeira e segunda paredes laterais de entrada; palhetas de entrada que se estendem axialmente através de pelo menos duas das ditas porções anulares definido por ou cada defletor, de modo a dividir dita entrada anular em pelo menos duas passagens de entrada axialmente deslocadas; em que pelo menos uma palheta em uma das ditas porções anulares tem um diâmetro interno maior máximo do que pelo menos uma palheta em outra das porções anulares.

50. Turbina de geometria variável, caracterizada pelo fato de que compreende uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular em torno da roda de turbina e definida entre as primeira e segunda paredes laterais de entrada, e uma luva cilíndrica móvel axialmente através da entrada anular para variar o tamanho de um trajeto de fluxo de gás através da entrada; a entrada anular dividida em porções anulares adjacentes axialmente por pelo menos dois defletores anulares que estão espaçados axialmente a 5 partir das primeira e segunda paredes laterais de entrada; palhetas de entrada que se estendem axialmente através de pelo menos duas das ditas porções anulares definido por ou cada defletor, de modo a dividir dita entrada anular em pelo menos duas passagens de entrada axialmente deslocadas; o(s) defletor(es) e as formações de entrada que fazem parte de um conjunto de bocal localizado no interior da dita entrada anular; em que primeiro e segundo componentes do conjunto do bocal definem as características complementares que cooperam para unir ditos primeiro e segundo componentes.

51. Turbina de geometria variável, caracterizada pelo fato de que compreende uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular em torno da roda de turbina e definida entre as primeira e segunda paredes laterais de entrada, e uma luva cilíndrica móvel axialmente através da entrada anular para variar o tamanho de um trajeto de fluxo de gás através da entrada; a entrada anular dividida em porções anulares adjacentes axialmente por pelo menos dois defletores anulares que estão espaçados axialmente a partir das primeira e segunda paredes laterais de entrada; palhetas de entrada que se estendem axialmente através de pelo menos duas das ditas porções anulares definido por ou cada defletor, de modo a dividir dita entrada anular em pelo menos duas passagens de entrada axialmente deslocadas; o(s) defletor(es) e as formações de entrada que fazem parte de um conjunto de bocal localizado no interior da dita entrada anular; em que o conjunto de bocal compreende pelo menos dois componentes modulares de um primeiro tipo.

52. Turbina de geometria variável, caracterizada pelo fato de que compreende uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular em torno da roda de turbina e definida entre as primeira e segunda paredes laterais de entrada, a entrada anular sendo dividida em pelo menos, 5 duas porções de entrada axialmente deslocadas; uma luva cilíndrica móvel axialmente através da entrada anular para variar o tamanho de um trajeto de fluxo de gás através da entrada, e um guia para guiar o movimento da luva cilíndrica, o guia sendo pelo menos parcialmente localizado dentro da entrada em uma ponto extensão radial das porções de entrada, e estendendo-se em uma direção axial paralela ao eixo da turbina.

53. Turbina de geometria variável, caracterizada pelo fato de que compreende uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular em torno da roda de turbina e definida entre as primeira e segunda paredes laterais de entrada, a entrada anular sendo dividida em pelo menos, duas porções de entrada axialmente deslocadas por um defletor, uma porção de entrada a ser dividida em pelo menos duas passagens de entrada por uma palheta, e uma luva cilíndrica móvel axialmente através da entrada anular para variar o tamanho de um trajeto de fluxo de gás através da entrada; em que um ou mais de: uma porção de uma extremidade do defletor, uma porção de uma extremidade da palheta e/ou uma extremidade dianteira da luva é fornecida com uma superfície inclinada para facilitar o movimento da luva através do defletor e/ou de palhetas.

54. Turbina de geometria variável, caracterizada pelo fato de que compreende uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular em torno da roda de turbina e definida entre as primeira e segunda paredes laterais de entrada, a entrada anular sendo dividida em pelo menos, duas porções de entrada axialmente deslocadas; uma estrutura de luva cilíndrica móvel axialmente através da entrada anular para variar o tamanho de um trajeto de fluxo de gás através da entrada, e em que a estrutura de luva cilíndrica prolonga-se através de toda a largura da entrada, de tal modo que uma primeira extremidade da estrutura de luva é suportada dentro ou por a 5 primeira parede lateral de entrada, ou um corpo definindo que a parede, e uma segunda extremidade oposta da estrutura de luva é suportada dentro ou pela segundo parede lateral, ou um corpo definindo que a parede, e em que a estrutura de luva compreende uma ou mais aberturas localizáveis dentro da entrada para, mediante movimento da estrutura de luva, variar o tamanho de um trajeto de fluxo de gás através da entrada.

55. Turbina de geometria variável, caracterizada pelo fato de que compreende uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular em torno da roda de turbina e definida entre as primeira e segunda paredes laterais de entrada, a entrada anular sendo dividida em, pelo menos, duas porções de entrada axialmente deslocadas; um conjunto de luva que compreende uma luva que é móvel em uma direção paralela ao eixo da turbina e através da entrada anular para variar o tamanho de um trajeto de fluxo de gás através da entrada, e um atuador para mover a luva; em que uma interface helicoidal está presente no conjunto da luva, a interface helicoidal sendo disposta para induzir, em uso, movimento helicoidal de uma parte do conjunto da luva.

56. Turbina de geometria variável, caracterizada pelo fato de que compreende uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular em torno da roda de turbina e definida entre as primeira e segunda paredes laterais de entrada, e uma luva cilíndrica móvel axialmente através da entrada anular para variar o tamanho de um trajeto de fluxo de gás através da entrada; em que a entrada anular é dividida em pelo menos três passagens de entrada axialmente deslocadas por duas ou mais paredes de passagem de entrada dispostas entre as primeira e segunda paredes laterais de entrada.

57. Turbina de geometria variável, caracterizada pelo fato de que compreende uma roda de turbina montada para rotação em torno de um 5 eixo da turbina dentro de um alojamento, o alojamento que define uma entrada anular em torno da roda de turbina e definida entre as primeira e segunda paredes laterais de entrada, a entrada anular sendo dividida em pelo menos, duas porções de entrada axialmente deslocadas; uma luva cilíndrica móvel axialmente através da entrada anular para variar o tamanho de um trajeto de fluxo de gás através da entrada; em que uma extensão axial de uma extremidade dianteira da luva varia em magnitude em torno de uma circunferência da luva.

58. Turbina de geometria variável, caracterizada pelo fato de que compreende uma roda de turbina montada para rotação em torno de um eixo da turbina dentro de um alojamento, o alojamento definindo uma entrada anular em torno da roda de turbina e definida entre as primeira e segunda paredes laterais de entrada, e uma luva cilíndrica móvel axialmente através da entrada anular para variar o tamanho de um trajeto de fluxo de gás através da entrada; em que a entrada anular é dividida em pelo menos duas passagens de entrada axialmente deslocadas, que se sobrepõem axialmente.