CN104718361B - 涡轮增压机、涡轮喷嘴及船舶 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种能够提高涡轮效率并根据发动机负载而使向涡轮喷嘴流入的废气流入面积有效地变化的涡轮增压机、涡轮喷嘴及船舶。在涡轮喷嘴(25)中，在外周侧构件(25b)与分隔构件(42)之间沿周向隔开间隔地设有多片外周叶片部(44)，在内周侧构件(25a)与分隔构件(42)之间沿周向隔开间隔地设有多片内周叶片部(45)。并且，内周叶片部(45)的废气的流动方向下游侧的后缘部(45b)形成在比外周叶片部(44)的后缘部(44b)靠废气的流动方向上游侧的位置。由此，涡轮喷嘴(25)的周向上相邻的内周叶片部(45、45)彼此之间的喉部宽度(S1)设定得比周向上相邻的外周叶片部(44、44)彼此之间的喉部宽度(S2)大。

Description

涡轮增压机、涡轮喷嘴及船舶
技术领域
本发明涉及例如与船用内燃机或发电用内燃机等大型内燃机组合使用的涡轮增压机、涡轮喷嘴及船舶。
背景技术
近年来，船舶的低负载运转日益盛行，在船用内燃机中，在低负载时，要求更高的性能。
因此，作为与船用内燃机或发电用内燃机等大型内燃机组合使用的涡轮增压机，已知有如下的涡轮增压机：形成在内侧壳体与外侧壳体之间的空间构成为用于将从内燃机排出的废气向涡轮喷嘴的外周侧引导的第一废气流路，在内侧壳体的内周侧形成有用于将在第一废气流路的中途分支出的废气向涡轮喷嘴的内周侧引导的第二废气流路(例如参照专利文献1)。
由此，能够根据发动机负载而使向涡轮喷嘴流入的废气流入面积呈两阶段(仅第一废气流路、或者第一废气流路及第二废气流路这两方)地变化。
然而，在上述这样的涡轮增压机中，在仅从第一废气流路将废气向涡轮喷嘴引导的情况下，废气沿着为了将第一废气流路与第二废气流路隔开而设于涡轮喷嘴的分隔构件(内侧壳体)向涡轮喷嘴的下游侧流动。因此，从涡轮喷嘴导出的废气不会被导向涡轮动叶片的整体，与在涡轮喷嘴未设置分隔构件的涡轮增压机相比，存在涡轮效率降低的问题。
因此，在专利文献2中，公开了如下的涡轮增压机：在引导从内燃机排出的废气的涡轮压缩机的涡轮喷嘴上，在其半径方向的中途位置设置分隔构件，该分隔构件的外周侧从导向涡轮喷嘴的废气的上游侧朝向下游侧而向涡轮喷嘴的内周侧倾斜。
根据这样的涡轮增压机，在比分隔构件靠半径方向外侧的涡轮喷嘴中流动的废气沿着分隔构件的外周侧的倾斜而被导向涡轮喷嘴的内周侧。由此，能够将从涡轮喷嘴导出的废气导向涡轮动叶片的整体。因而，与未使分隔构件的外周侧倾斜的情况相比，能够提高涡轮效率。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本专利第5222274号公报
【专利文献2】日本特开2012-215129号公报
发明内容
【发明要解决的课题】
如上所述，基于将从涡轮喷嘴导出的废气导向涡轮动叶片的整体这样的观点，优选不仅使分隔构件的外周侧倾斜，并且将分隔构件自身尽可能地设置在半径方向内侧。
另外，在低负载时，基于获得更高性能的观点，也优选将分隔构件尽量设置在半径方向内侧。
然而，若使分隔构件自身向半径方向内侧移动，则比分隔构件靠半径方向内侧的第二废气流路的宽度变窄。于是，在比分隔构件靠内侧的喷嘴叶片部分成为仅是比分隔构件靠外侧的喷嘴叶片部分延长而成的结构时，第二废气流路的面积减小。其结果是，在使从内燃机排出的废气仅流向第一废气流路的情况下、以及使从内燃机排出的废气流向第一废气流路和第二废气流路这两方的情况下，向涡轮喷嘴流入的废气流入面积的变化量减小。于是，根据发动机负载而使向涡轮喷嘴流入的废气流入面积呈两阶段性变化所带来的效果会减小。
本发明鉴于上述情况而提出，其目的在于提供一种提高废气流入面积减小的情况下的涡轮效率、由此能够改善在发动机低负载时切换成最佳的废气流入面积的状态下的发动机性能的涡轮增压机、涡轮喷嘴及船舶。
【用于解决课题的方案】
本发明的第一方案涉及的涡轮增压机对内燃机的燃烧用空气进行压缩并向所述内燃机的燃烧室内送入，其特征在于，在所述涡轮增压机设置的涡轮具备：由从所述内燃机排出的废气驱动而旋转的涡轮动叶片；将所述废气向该涡轮动叶片引导的多个涡轮喷嘴；无论所述内燃机的输出如何都向所述涡轮喷嘴引导废气的第一废气流路；仅在所述内燃机的输出为特定的输出以上时向所述涡轮喷嘴引导废气的第二废气流路，所述涡轮喷嘴具备：将从所述第一废气流路引导的废气与从所述第二废气流路引导的废气分隔开的分隔构件；供从所述第一废气流路引导的废气通过的第一废气流路侧叶片部；供从所述第二废气流路引导的废气通过的第二废气流路侧叶片部，周向上相邻的第二废气流路侧叶片部彼此之间的喉部宽度设定得比周向上相邻的所述第一废气流路侧叶片部彼此之间的喉部宽度大。
本发明的第二方案涉及的涡轮增压机对内燃机的燃烧用空气进行压缩并向所述内燃机的燃烧室内送入，其特征在于，在所述涡轮增压机设置的涡轮具备：由从所述内燃机排出的废气驱动而旋转的涡轮动叶片；将所述废气向该涡轮动叶片引导的涡轮喷嘴，所述涡轮喷嘴具备：圆筒状的内周侧构件；具有比所述内周侧构件大的内径、且在所述内周侧构件的外周侧呈同心状地配置的外周侧构件；设置在所述内周侧构件与所述外周侧构件之间的分隔构件；在所述外周侧构件与所述分隔构件之间沿周向隔开间隔地设置的多片外周叶片部；在所述内周侧构件与所述分隔构件之间沿周向隔开间隔地设置的多片内周叶片部，周向上相邻的所述内周叶片部彼此之间的喉部宽度设定得比周向上相邻的所述外周叶片部彼此之间的喉部宽度大。
这里，喉部宽度是指在相邻的外周叶片部彼此、内周叶片部彼此之间形成的废气流路中，外周叶片部彼此、内周叶片部彼此之间的间隔最小的部分的间隔尺寸。
外周叶片部和内周叶片部以相同的截面形状在隔着分隔构件的内周侧和外周侧沿径向连续地形成的情况下，涡轮喷嘴的周向上相邻的外周叶片部彼此、内周叶片部彼此之间的间隔随着向涡轮喷嘴的径向内侧行进而变小。于是，形成在相邻的外周翼彼此之间、内周翼彼此之间的废气流路的喉部宽度也随着向径向内侧行进而变小。
相对于此，根据本发明的第一方案及第二方案涉及的涡轮增压机，通过使相邻的内周叶片部彼此之间的喉部宽度比外周叶片部彼此之间的喉部宽度大，由此能够增大在内周侧构件与分隔构件之间流动的废气的流路面积。于是，即使向半径方向内侧移动而设置分隔构件，也能够抑制在内周侧构件与分隔构件之间流动的废气的流量减小的情况。
在隔着所述分隔构件的内周侧和外周侧，所述外周叶片部的叶片表面形状与所述内周叶片部的叶片表面形状连续地形成，所述内周叶片部的后缘部形成在比所述外周叶片部的后缘部靠所述废气的流动方向上游侧的位置。
将外周叶片部和内周叶片部最初形成为相同的截面形状，在隔着分隔构件的内周侧和外周侧沿径向连续地形成，之后，对内周叶片部的后缘进行切削。于是，内周叶片部的后缘部位于比外周叶片部的后缘部靠废气的流动方向上游侧的位置。由此，内周叶片部彼此之间的喉部宽度大于外周叶片部彼此之间的喉部宽度。
本发明的第三方案涉及的涡轮增压机对内燃机的燃烧用空气进行压缩并向所述内燃机的燃烧室内送入，其特征在于，在所述涡轮增压机设置的涡轮具备：由从所述内燃机排出的废气驱动而旋转的涡轮动叶片；将所述废气向该涡轮动叶片引导的涡轮喷嘴，所述涡轮喷嘴具备：圆筒状的内周侧构件；具有比所述内周侧构件大的内径、且在所述内周侧构件的外周侧呈同心状地配置的外周侧构件；设置在所述内周侧构件与所述外周侧构件之间的分隔构件；在所述外周侧构件与所述分隔构件之间沿周向隔开间隔地设置的多片外周叶片部；在所述内周侧构件与所述分隔构件之间沿周向隔开间隔地设置的多片内周叶片部，在隔着所述分隔构件的内周侧和外周侧，所述外周叶片部的叶片表面形状与所述内周叶片部的叶片表面形状连续地形成，所述内周叶片部的后缘部形成在比所述外周叶片部的后缘部靠所述废气的流动方向上游侧的位置。
就这样的涡轮增压机而言，只要形成为内周叶片部的后缘部位于比外周叶片部的后缘部靠废气的流动方向上游侧的位置即可，也可以不将内周叶片部彼此之间的喉部宽度设定得大于外周叶片部彼此之间的喉部宽度。即使内周叶片部彼此之间的喉部宽度比外周叶片部彼此之间的喉部宽度小，与外周叶片部和内周叶片部以相同的截面形状在隔着分隔构件的内周侧外周侧沿径向连续地形成的情况相比，也能够通过上述结构来获得充分的作用效果。
另外，沿着所述周向的所述内周叶片部的片数比沿着所述周向的所述外周叶片部的片数少。
由此，也能够使内周叶片部彼此之间的喉部宽度比外周叶片部彼此之间的喉部宽度大。
本发明的第四方案涉及的涡轮喷嘴配置在对内燃机的燃烧用空气进行压缩并向所述内燃机的燃烧室内送入的涡轮增压机的涡轮动叶片的上游侧，将所述废气向所述涡轮动叶片引导。该涡轮喷嘴的特征在于，具备：圆筒状的内周侧构件；具有比所述内周侧构件大的内径、且在所述内周侧构件的外周侧呈同心状地配置的外周侧构件；设置在所述内周侧构件与所述外周侧构件之间的分隔构件；在所述外周侧构件与所述分隔构件之间沿周向隔开间隔地设置的多片外周叶片部；在所述内周侧构件与所述分隔构件之间沿周向隔开间隔地设置的多片内周叶片部，周向上相邻的所述内周叶片部彼此之间的喉部宽度设定得比周向上相邻的所述外周叶片部彼此之间的喉部宽度大。
这样的涡轮喷嘴也可以装入既有的涡轮增压机。
本发明的第五方案涉及的船舶的特征在于，在船身上设置内燃机和上述那样的涡轮增压机。
【发明效果】
根据本发明涉及的涡轮增压机，通过提高废气流入面积减小了的情况的涡轮效率，由此起到能够改善在发动机低负载时切换成最佳的废气流入面积的状态下的发动机性能。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式涉及的涡轮增压机的涡轮侧的剖视图。
图2是图1的涡轮增压机所具备的涡轮喷嘴的从与中心轴正交的方向观察到的图。
图3A是图2的D-D向视剖视图。
图3B是图2的E-E向视剖视图。
图4是图2的F-F向视剖视图。
图5是用于说明涡轮喷嘴中的半径方向位置与喉部宽度的关系的图。
具体实施方式
以下，参照图1至图5，对本发明涉及的排气涡轮增压机的一实施方式进行说明。
图1是表示本实施方式涉及的涡轮增压机的涡轮侧的剖视图，图2是图1的涡轮增压机所具备的涡轮喷嘴的从与中心轴正交的方向观察到的图。图3A是图2的D-D向视剖视图，图3B是图2的E-E向视剖视图。图4是图2的F-F向视剖视图。图5是用于说明涡轮喷嘴中的半径方向位置与喉部宽度的关系的图。
如图1所示，涡轮增压机(也可以称作“排气涡轮增压机”)10是用于对内燃机(未图示)的燃烧用空气进行压缩、将密度升高了的空气向内燃机的燃烧室(未图示)内强行送入的装置。涡轮增压机10具备涡轮20和压缩机(未图示)。
涡轮20具备由从内燃机排出的废气驱动而进行旋转的涡轮动叶片30、向涡轮动叶片30引导废气的涡轮喷嘴25。
这样的涡轮增压机与内燃机一起搭载于船身(未图示)，构成船舶。
涡轮增压机10例如是如下结构的轴流式的涡轮：利用导入到涡轮20的内燃机的废气膨胀所得到的轴输出来使配置在转子轴31的另一端部的压缩机(未图示)旋转，将压缩成高密度的压缩空气向内燃机供给。
需要说明的是，图1中用格子状的阴影表示的部分是出于隔热及防音的目的而设置的隔热件11。
涡轮20具备气体入口壳体27，该气体入口壳体27如下构成：形成在内侧壳体21与外侧壳体22之间的空间成为无论内燃机的输出如何都用于将废气导向涡轮喷嘴25的废气流路(第一废气流路)26。
在这样的双重结构的气体入口壳体27中，废气流路26形成在涡轮20的旋转方向的整周上。从气体入口壳体27的气体入口27a如图1中箭头Gi所示那样导入的废气在通过废气流路26而被导向气体入口壳体27的气体出口27b之后，如图1中箭头Go所示那样从气体出口壳体28的出口向外部排出。另外，气体出口27b以在旋转方向的整周上向涡轮喷嘴25供给废气的方式开口设置。
另外，涡轮20具备：在转子轴31的一端部设置的转子盘32；在该转子盘32的周缘部沿着周向安装的多个涡轮动叶片30。涡轮动叶片30接近涡轮喷嘴25的成为出口的下游侧而设置。并且，从涡轮喷嘴25喷出的高温的废气通过涡轮动叶片30而膨胀，由此使转子盘32及转子轴31进行旋转。
在气体入口壳体27中，内侧壳体21的一端部通过紧固机构(例如柱状螺栓23及螺母24)固定支承在外侧壳体22的一端部。即，内侧壳体21在其凸缘面21a和与该凸缘面21a对置地形成的外侧壳体22的凸缘面22a重合的状态下通过将紧固机构(例如螺母24)拧紧而被固定支承，其中，该凸缘面21a形成在成为转子盘32的相反侧的纸面右侧的壳体端部。上述凸缘面21a、22a均成为与和转子盘32一体旋转的转子轴31的轴向正交的面。
在内侧壳体21的内周侧(半径方向内侧)遍及涡轮20的旋转方向的整周地形成废气流路(第二废气流路)36，该废气流路36仅在内燃机的输出为特定的输出以上时将在废气流路26的中途分支出的废气导向涡轮喷嘴25的内周侧(半径方向内侧)。该废气流路36设置在废气流路26的内周侧(半径方向内侧)，废气流路26和废气流路36由设置在内侧壳体21上的隔壁37分隔开。
另外，在内侧壳体21的一端内周部(一端部内周侧)设有用于连接配管38的凸缘39。在配管38的中途连接有通过控制装置40而自动开闭的开闭阀(例如蝶阀)41。并且，在废气流路26的中途分支出的废气通过凸缘39及配管38而被导向内周侧的废气流路36。
如图2所示，通常被称作喷嘴环而形成涡轮喷嘴25的环状构件构成为双重环结构，具备圆筒状的内周侧构件25a、形成为比内周侧构件25a大的内径的圆筒状且在内周侧构件25a的外周侧呈同心状地配置的外周侧构件25b、以及在内周侧构件25a与外周侧构件25b之间呈同心状地设置的圆筒状的分隔构件42。分隔构件42将从废气流路26引导的废气与从废气流路36引导的废气分隔开。
如图1所示，涡轮喷嘴25的内周侧构件25a经由螺栓35而结合(安装)于内侧壳体21的另一端(转子盘32侧的端部)内周部(另一端部内周侧)。
另一方面，涡轮喷嘴25的外周侧构件25b的气体入口侧(气体出口27b这一侧)的端部内周面25c呈喇叭形状扩径。另外，在外侧壳体22的转子盘32侧的端部设有通过将外侧壳体22的内周面向转子盘32的方向折弯而形成的台阶部22b。并且，该台阶部22b与在喷嘴环的气体入口侧的端部设置的台阶部25d在轴向上卡合(嵌合)。
而且，在喷嘴环的外周侧构件25b上，在成为气体出口侧(涡轮动叶片30这一侧)的端部连结有气体引导筒29。喷嘴环的外周侧构件25b与气体引导筒29的连结部构成为将彼此的端部相互嵌合而成的凹窝(日语原文：インロ一)结构。
分隔构件42的内周面42a在涡轮喷嘴25的根部侧(喷嘴环的内周侧构件25a这一侧)形成与隔壁37的内周面(半径方向内侧的表面)37a连续的面，并且与转子轴31及喷嘴环的内周侧构件25a大致平行。
另外，分隔构件42的外周面(外周侧)42b优选形成为随着从由废气流路26向外周侧的涡轮喷嘴25引导的废气的上游侧朝向下游侧(图1中从右侧朝向左侧)而向涡轮喷嘴25的内周侧倾斜的锥形形状。
从向外周侧的涡轮喷嘴25引导的废气的上游侧朝向下游侧形成为锥形形状的分隔构件42的外周面42b的锥形角度例如为20°左右。
另外，分隔构件42设置于在外周侧构件25b和分隔构件42之间形成的喉部面积与在内周侧构件25a和分隔构件42之间形成的喉部面积之比成为例如9∶1(90％∶10％)的位置处。
如图2所示，在涡轮喷嘴25中，在外周侧构件25b与分隔构件42之间设有沿周向隔开间隔地设置的多片外周叶片部(第一废气流路侧叶片部)44，在内周侧构件25a与分隔构件42之间设有沿周向隔开间隔地设置的多片内周叶片部(第二废气流路侧叶片部)45。从废气流路26引导的废气通过外周叶片部44，从废气流路36引导的废气通过内周叶片部45。
如图3A及图3B所示，外周叶片部44及内周叶片部45中，朝向废气的流动方向上游侧的叶片表面44s、45s形成为向流动方向下游侧凹陷的弯曲面。另外，在外周叶片部44及内周叶片部45中，朝向废气的流动方向下游侧的叶片表面44t、45t形成为向流动方向下游侧凸出的弯曲面。并且，在隔着分隔构件42的内周侧和外周侧，外周叶片部44和内周叶片部45以外周叶片部44的叶片表面44s、44t的形状与内周叶片部45的叶片表面45s、45t的形状隔着分隔构件42而连续的方式形成。
由此，如图3A、图3B及图4所示，外周叶片部44的废气的流动方向上游侧的前缘部44f与内周叶片部45的前缘部45f在废气的流动方向上形成在同一位置。
另一方面，内周叶片部45的废气的流动方向下游侧的后缘部45b以位于比外周叶片部44的后缘部44b靠废气的流动方向上游侧的位置的方式形成。
即，如图3A及图3B所示，涡轮喷嘴25的周向上相邻的内周叶片部45、45彼此之间的流路的最窄宽度的值、即喉部宽度S1设定得比周向上相邻的外周叶片部44、44彼此之间的喉部宽度S2大。
为了形成这样的内周叶片部45，例如将外周叶片部44和内周叶片部45最初形成为相同的截面形状，在隔着分隔构件42的内周侧和外周侧沿径向连续地形成，之后，对内周叶片部45的后缘进行切削。于是，内周叶片部45的后缘部45b位于比外周叶片部44的后缘部44b靠废气的流动方向上游侧的位置。由此，内周叶片部45、45彼此之间的喉部宽度S1大于外周叶片部44、44彼此之间的喉部宽度S2。
当然，也可以不像上述那样对内周叶片部45的后缘部45b从后方进行切削，而是预先形成为规定尺寸。关于该涡轮喷嘴25的制造方法，没有任何限定。
接着，对这样构成的涡轮增压机10中的废气的流动进行说明。
例如，在内燃机的负载低且废气的量少的情况下，将开闭阀41设为全闭状态，在内燃机的负载高且废气的量多的情况下，将开闭阀41设为全开状态。
即，在内燃机的负载低且废气的量少的情况下，从气体入口壳体27的气体入口27a导入的废气的全部容量通过废气流路26被导向外周侧的气体出口27b。导向外周侧的气体出口27b的废气从气体出口27b被向涡轮喷嘴25的外周侧(由外周侧构件25b和分隔构件42分隔出的空间内)引导。
由于设置在涡轮喷嘴25上的分隔构件42的外周面42b成为锥形形状，因此导向涡轮喷嘴25的外周侧的废气沿着分隔构件42的外周面42b的锥形形状朝向涡轮喷嘴25的内周侧流动。因此，从涡轮喷嘴25的下游侧导出的废气被向涡轮动叶片30的整体引导。这样，导向涡轮动叶片30的整体的废气在通过涡轮动叶片30之际发生膨胀而使转子盘32及转子轴31旋转。
另一方面，在内燃机的负载高且废气的量多的情况下，从气体入口壳体27的气体入口27a导入的废气的大半部分(例如约70～95％)通过废气流路26被导向外周侧的气体出口27b，从气体入口壳体27的气体入口27a导入的废气的一部分(约5～30％)通过凸缘39、配管38、开闭阀41、废气流路36被导向内周侧的气体出口36a。
导向外周侧的气体出口27b的废气从在旋转方向的整周上开口的气体出口27b被向涡轮喷嘴25的外周侧(由外周侧构件25b和分隔构件42分隔开的空间内)引导。
导向涡轮喷嘴25的外周侧的废气沿着锥形形状的分隔构件42的外周面42b流动。因此，从涡轮喷嘴25的下游侧导出的废气被向涡轮动叶片30的整体引导。这样，导向涡轮动叶片30的整体的废气在通过涡轮动叶片30之际发生膨胀而使转子盘32及转子轴31旋转。
另一方面，导向内周侧的气体出口36a的废气从在旋转方向的整周上开口的气体出口36a被向涡轮喷嘴25的内周侧(由内周侧构件25a和分隔构件42分隔开的空间内)引导。此时，由于相邻的内周叶片部45、45彼此之间的喉部宽度S1设定得比外周叶片部44、44彼此之间的喉部宽度S2大，因此在内周侧构件25a和分隔构件42之间流动的废气的流量与喉部宽度S1设为喉部宽度S2以下的情况相比增大。
导向涡轮喷嘴25的内周侧的废气沿着设置在涡轮喷嘴25上的分隔构件42的内周面42a流动。因此，从涡轮喷嘴25的下游侧导出的废气被导向涡轮动叶片30的内周侧。这样，导向涡轮动叶片30的内周侧的废气在通过涡轮动叶片30之际发生膨胀而使转子盘32及转子轴31旋转。
综上所述，废气在通过涡轮动叶片30之际发生膨胀而使转子盘32及转子轴31旋转，由此驱动设置在转子轴31的另一端部的压缩机，对向内燃机供给的空气进行压缩。
需要说明的是，由压缩机压缩的空气通过过滤器(未图示)被吸入，在涡轮动叶片30中膨胀后的废气被导向气体引导筒29及气体出口壳体28而向外部流出。
另外，例如在从压缩机送出(喷出)的空气的压力或者向内燃机的燃烧室供给的空气的压力以绝对压力计低于例如0.2MPa(2bar)的情况下、即内燃机进行低负载运转的情况下，开闭阀41设为全闭状态，在从压缩机送出(喷出)的空气的压力或者向内燃机的燃烧室供给的空气的压力以绝对压力计为例如0.2MPa(2bar)以上的情况下、即内燃机进行高负载运转的情况下，开闭阀41设为全开状态。
如上所述，在本实施方式中，使相邻的内周叶片部45、45彼此之间的喉部宽度S1大于外周叶片部44、44彼此之间的喉部宽度S2。
在将外周叶片部44和内周叶片部45以相同的截面形状在隔着分隔构件42的内周侧和外周侧沿径向连续形成的情况下，涡轮喷嘴25的周向上相邻的外周叶片部44、44彼此、内周叶片部45、45彼此之间的间隔随着向涡轮喷嘴25的径向内侧行进而变小。于是，如图5中的双点划线所示，形成在相邻的外周叶片部44、44彼此之间、内周叶片部45、45彼此之间的废气流路的喉部宽度也随着向径向内侧行进而变小。
相对于此，通过如上述那样使相邻的内周叶片部45、45彼此之间的喉部宽度S1大于外周叶片部44、44彼此之间的喉部宽度S2，由此使在内周侧构件25a与分隔构件42之间流动的废气的流量增大。于是，与将外周叶片部44和内周叶片部45形成为相同的截面形状且在隔着分隔构件42的内周侧和外周侧连续地形成的情况相比，即使向半径方向内侧移动而设置分隔构件42，也能够抑制在内周侧构件25a与分隔构件42之间流动的废气的流量减少的现象。因而，能够提高涡轮效率，并且根据发动机负载而使向涡轮喷嘴25流入的废气流入面积明确地呈两阶段变化。
另外，分隔构件42的外周面(外周侧)42b随着从向涡轮喷嘴25引导的废气的上游侧朝向下游侧而向涡轮喷嘴25的内周侧倾斜。因此，在比分隔构件42靠半径方向外侧的涡轮喷嘴25中流动的废气沿着分隔构件42的外周面42b被导向涡轮喷嘴25的内周侧。由此，能够将从涡轮喷嘴25导出的废气向涡轮动叶片30的整体引导。因而，与未使分隔构件42的外周面42b倾斜的情况相比，能够提高涡轮效率。并且，通过提高废气流入面积减小了的情况下的涡轮效率，由此能够改善在发动机低负载时切换成最佳的废气流入面积的状态下的发动机性能。
需要说明的是，本发明并不局限于上述的实施方式，可以在不脱离本发明的技术思想的范围内适当根据需要而实施变形、变更。
例如，在上述的实施方式中，对将分隔构件42的外周面42b的锥形角度设为20°左右的情况进行了说明，但本发明并不局限于此，只要是能够将从涡轮喷嘴25的下游侧导向涡轮动叶片30的废气向涡轮动叶片30的整体引导的角度即可，可以为任意度。
而且，在上述的实施方式中，说明了分隔构件42的外周面42b形成为随着从涡轮喷嘴25的上游侧朝向下游侧而逐渐下降倾斜的锥形形状的情况，但也可以是在关闭开闭阀41时朝向下游侧将废气的流动向涡轮喷嘴25的内周侧引导的形状、例如圆锥面状或曲面状，只要是能够将通过涡轮喷嘴25后的废气导向涡轮动叶片30的根部侧的形状即可。
另外，在上述的实施方式中，使用轴流涡轮进行了说明，但也可以适用于离心式/斜流式的涡轮或者动力涡轮等回转机械。
另外，就上述那样的涡轮增压机10而言，只要形成为内周叶片部45的后缘部45b位于比外周叶片部44的后缘部44b靠废气的流动方向上游侧的位置即可，也可以不将内周叶片部45、45彼此之间的喉部宽度S1设定得比外周叶片部44、44彼此之间的喉部宽度S2大。其原因在于，即使内周叶片部45、45彼此之间的喉部宽度S1比外周叶片部44、44彼此之间的喉部宽度S2小，只要内周叶片部45的后缘部45b位于比外周叶片部44的后缘部44b靠废气的流动方向上游侧的位置，就能够得到与外周叶片部44和内周叶片部45以相同的截面形状在隔着分隔构件42的内周侧和外周侧沿径向连续地形成的情况相比充分的作用效果。
另外，也可以形成为沿着周向的内周叶片部45的片数少于沿着周向的外周叶片部44的片数。
由此，也会使内周叶片部45、45彼此之间的喉部宽度S1大于外周叶片部44、44彼此之间的喉部宽度S2，能够获得与上述实施方式同样的作用效果。
另外，涡轮增压机10整体的结构并不局限于如上所示的结构。例如，上述那样的涡轮喷嘴25也可以装入既有的涡轮增压机中。由此，仅通过装入涡轮喷嘴25，就能够在既有的涡轮增压机中获得与上述实施方式同样的作用效果。
【符号说明】
10 涡轮增压机
20 涡轮
21 内侧壳体
22 外侧壳体
25 涡轮喷嘴
25a 内周侧构件
25b 外周侧构件
26 废气流路(第一废气流路)
27 气体入口壳体
27a 气体入口
27b 气体出口
28 气体出口壳体
30 涡轮动叶片
36 废气流路(第二废气流路)
36a 气体出口
37 隔壁
42 分隔构件
44 外周叶片部(第一废气流路侧叶片部)
44b 后缘部
44f 前缘部
44s、44t 叶片表面
45 内周叶片部(第二废气流路侧叶片部)
45b 后缘部
45f 前缘部
45s、45t 叶片表面

Claims (9)

1.一种涡轮增压机，对内燃机的燃烧用空气进行压缩并向所述内燃机的燃烧室内送入，其特征在于，
在所述涡轮增压机设置的涡轮具备：
由从所述内燃机排出的废气驱动而旋转的涡轮动叶片；
将所述废气向该涡轮动叶片引导的多个涡轮喷嘴；
无论所述内燃机的输出如何都向所述涡轮喷嘴引导废气的第一废气流路；
仅在所述内燃机的输出为特定的输出以上时向所述涡轮喷嘴引导废气的第二废气流路，
所述涡轮喷嘴具备：
将从所述第一废气流路引导的废气与从所述第二废气流路引导的废气分隔开的分隔构件；
供从所述第一废气流路引导的废气通过的第一废气流路侧叶片部；
供从所述第二废气流路引导的废气通过的第二废气流路侧叶片部，
周向上相邻的第二废气流路侧叶片部彼此之间的喉部宽度设定得比周向上相邻的所述第一废气流路侧叶片部彼此之间的喉部宽度大。
2.根据权利要求1所述的涡轮增压机，其特征在于，
沿着所述周向的所述第二废气流路侧叶片部的片数比沿着所述周向的所述第一废气流路侧叶片部的片数少。
3.一种涡轮增压机，对内燃机的燃烧用空气进行压缩并向所述内燃机的燃烧室内送入，其特征在于，
在所述涡轮增压机设置的涡轮具备：
由从所述内燃机排出的废气驱动而旋转的涡轮动叶片；
将所述废气向该涡轮动叶片引导的涡轮喷嘴，
所述涡轮喷嘴具备：
圆筒状的内周侧构件；
具有比所述内周侧构件大的内径、且在所述内周侧构件的外周侧呈同心状地配置的外周侧构件；
设置在所述内周侧构件与所述外周侧构件之间的分隔构件；
在所述外周侧构件与所述分隔构件之间沿周向隔开间隔地设置的多片外周叶片部；
在所述内周侧构件与所述分隔构件之间沿周向隔开间隔地设置的多片内周叶片部，
周向上相邻的所述内周叶片部彼此之间的喉部宽度设定得比周向上相邻的所述外周叶片部彼此之间的喉部宽度大。
4.根据权利要求3所述的涡轮增压机，其特征在于，
在隔着所述分隔构件的内周侧和外周侧，所述外周叶片部的叶片表面形状与所述内周叶片部的叶片表面形状连续地形成，
所述内周叶片部的后缘部形成在比所述外周叶片部的后缘部靠所述废气的流动方向上游侧的位置。
5.根据权利要求3或4所述的涡轮增压机，其特征在于，
沿着所述周向的所述内周叶片部的片数比沿着所述周向的所述外周叶片部的片数少。
6.一种涡轮增压机，对内燃机的燃烧用空气进行压缩并向所述内燃机的燃烧室内送入，其特征在于，
在所述涡轮增压机设置的涡轮具备：
由从所述内燃机排出的废气驱动而旋转的涡轮动叶片；
将所述废气向该涡轮动叶片引导的涡轮喷嘴，
所述涡轮喷嘴具备：
圆筒状的内周侧构件；
具有比所述内周侧构件大的内径、且在所述内周侧构件的外周侧呈同心状地配置的外周侧构件；
设置在所述内周侧构件与所述外周侧构件之间的分隔构件；
在所述外周侧构件与所述分隔构件之间沿周向隔开间隔地设置的多片外周叶片部；
在所述内周侧构件与所述分隔构件之间沿周向隔开间隔地设置的多片内周叶片部，
在隔着所述分隔构件的内周侧和外周侧，所述外周叶片部的叶片表面形状与所述内周叶片部的叶片表面形状连续地形成，
所述内周叶片部的后缘部形成在比所述外周叶片部的后缘部靠所述废气的流动方向上游侧的位置。
7.根据权利要求6所述的涡轮增压机，其特征在于，
沿着所述周向的所述内周叶片部的片数比沿着所述周向的所述外周叶片部的片数少。
8.一种涡轮喷嘴，配置在对内燃机的燃烧用空气进行压缩并向所述内燃机的燃烧室内送入的涡轮增压机的涡轮动叶片的上游侧，将废气向所述涡轮动叶片引导，其特征在于，具备：
圆筒状的内周侧构件；
具有比所述内周侧构件大的内径、且在所述内周侧构件的外周侧呈同心状地配置的外周侧构件；
设置在所述内周侧构件与所述外周侧构件之间的分隔构件；
在所述外周侧构件与所述分隔构件之间沿周向隔开间隔地设置的多片外周叶片部；
在所述内周侧构件与所述分隔构件之间沿周向隔开间隔地设置的多片内周叶片部，
周向上相邻的所述内周叶片部彼此之间的喉部宽度设定得比周向上相邻的所述外周叶片部彼此之间的喉部宽度大。
9.一种船舶，其特征在于，
在船身上设有内燃机、权利要求1～7中任一项所述的涡轮增压机。
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