CN105940204A - 涡轮 - Google Patents

涡轮 Download PDF

Info

Publication number
CN105940204A
CN105940204A CN201580003295.0A CN201580003295A CN105940204A CN 105940204 A CN105940204 A CN 105940204A CN 201580003295 A CN201580003295 A CN 201580003295A CN 105940204 A CN105940204 A CN 105940204A
Authority
CN
China
Prior art keywords
turbine
scroll portion
case
circumferential position
wing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201580003295.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105940204B (zh
Inventor
横山隆雄
茨木诚
茨木诚一
R.马丁内斯-博塔斯
M.杨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Engine and Turbocharger Ltd
Original Assignee
Imperial College Innovations Ltd
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Imperial College Innovations Ltd, Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Imperial College Innovations Ltd
Publication of CN105940204A publication Critical patent/CN105940204A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105940204B publication Critical patent/CN105940204B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00—Stators
    • F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F01D9/026—Scrolls for radial machines or engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/04—Blade-carrying members, e.g. rotors for radial-flow machines or engines
    • F01D5/043—Blade-carrying members, e.g. rotors for radial-flow machines or engines of the axial inlet- radial outlet, or vice versa, type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/40—Application in turbochargers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/10—Stators
    • F05D2240/14—Casings or housings protecting or supporting assemblies within
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/20—Rotors
    • F05D2240/24—Rotors for turbines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

提供一种涡轮，其涡轮具有涡轮动翼和具有沿涡轮动翼的周向延伸的涡旋部的涡轮外壳。涡旋部在以涡旋部的流路面积为A、以从涡旋部的流路中心到涡轮动翼的轴线的距离为R、以在涡轮动翼的轴线周围的周向位置为横轴，以流路面积A相对于距离R的比即A/R为纵轴的曲线图中，A/R在至少一部分具有凹型的分布。

Description

涡轮
技术领域
本公开涉及涡轮。
背景技术
在涡轮增压器等中所使用的涡轮的壳体具有涡旋部，涡旋部沿涡轮动翼的周向延伸以包围涡轮动翼。涡旋部的形状构成为流入涡旋部的入口的流体相对于涡轮动翼，遍及涡轮动翼整周均等地碰撞。具体地说，涡旋部构成为，在以涡旋部的流路面积为A、以从涡旋部的流路中心到涡轮动翼的轴线的距离为R时，流路面积A相对于距离R的比即A/R从涡旋部的入口朝向末端减少。
例如，在专利文献1的图4中，表示了对于体积不同的三个涡旋部(螺旋)，涡轮动翼的周向的涡旋部的流路的位置与A/R的关系的曲线。这些曲线在上方具有凸形形状，在涡旋部的末端侧A/R的变化率变大。
并且作为其他的A/R的分布，存在从涡旋部的入口朝向末端线性减少的情况。
专利文献1：美国专利申请公开第2013/0219885号说明书
以往，涡轮的涡旋部的设计是不考虑排气脉动而进行的。这是由于，排气脉动的周期长因而认为能够无视其影响，或者考虑排气脉动而进行涡轮的设计必须评价涡轮的不稳定的流动，所以并不容易。
然而，近些年，存在涡轮效率由于排气脉动大幅度降低的报告。根据该报告，在现有的涡轮中，也会产生排气脉动导致的性能降低。
在所述情况下，基于考虑排气脉动的新概念进行涡轮的涡旋部的设计，能够实现涡轮效率的提高，进而，能够实现涡轮所适用的机动车或船舶等的燃油经济性的提高。
发明内容
于是，本发明的至少一实施方式的目的在于提供一种涡轮，即使所导入的流体存在脉动，也具有良好的涡轮效率。
本发明的至少一实施方式的涡轮具备：
涡轮动翼；
涡轮外壳，其具有沿所述涡轮动翼的周向延伸的涡旋部，
所述涡旋部构成为，在以所述涡旋部的流路面积为A、以从所述涡旋部的流路中心到所述涡轮动翼的轴线的距离为R、以在所述涡轮动翼的轴线周围的周向位置为横轴，以流路面积A相对于距离R的比即A/R为纵轴的曲线图中，所述A/R在至少一部分具有凹型的分布。
根据该结构，A/R在至少一部分具有凹型的分布，涡旋部的流路面积与末端侧相比在入口侧大幅度地变化。因此，涡旋部的体积与现有的相比，在入口侧大幅度缩小。
这样，通过使体积在涡旋部的入口侧缩小，流体的脉动压力的振幅在涡旋部的入口侧增大。而且，由于脉动压力在入口侧增大，流体在涡旋部的入口侧朝向涡轮动翼顺畅地流动。其结果是，涡轮效率变高，涡轮输出提高。
此外，在A/R线性减少的现有的情况下，为了缩小涡旋部的体积必须缩小涡旋部的入口的面积。然而如果涡旋部的入口的面积缩小，则流量特性大幅度地变化。在这一点，根据上述结构，通过使体积在涡旋部的入口侧缩小，能够不改变涡旋部的入口的面积地缩小涡旋部的体积。因此，根据上述结构，能够将对流量特性的影响抑制在最小限度，并且能够实现涡轮效率的提高。
在几个实施方式中，
以所述涡旋部的入口的位置为所述周向位置为0°的位置，在所述周向位置的值从所述涡旋部的入口朝向末端增加时，
所述涡旋部构成为，所述周向位置从0°到90°的所述A/R的变化率成为所述A/R线性减少的情况下的1.2倍以上。
根据该结构，A/R的变化率在线性减少的情况下的1.2倍以上，从而将涡旋部的入口的流路面积保持在规定的值，与A/R线性减少的情况相比，能够缩小涡旋部的体积。由此，即使存在脉动，也能够将对流量特性的影响抑制在最小限度，并且使涡轮效率切实地提高。
在几个实施方式中，
所述涡旋部构成为，所述周向位置从0°到90°的所述A/R的变化率成为所述A/R线性减少的情况下的1.4倍以上。
根据该结构，A/R的变化率成为所述A/R线性减少的情况下的1.4倍以上，因而能够将涡旋部的入口的流路面积保持为规定的值，并且与A/R线性减少的情况相比，能够进一步缩小涡旋部的体积。由此，能够将对流量特性的影响抑制在最小限度，并且使涡轮效率进一步提高。
在几个实施方式中，
所述涡旋部构成为，所述周向位置从0°到90°的所述A/R的变化率成为所述A/R线性减少的情况下的3倍以下。
在周向位置从0°到90°的A/R的变化率达到线性减少的情况下的3倍以下的情况下，能够防止由涡旋部形成的流动的角度在局部变得过大，能够抑制压力损失的产生。
根据本发明的至少一实施方式，能够提供即使所导入的流体存在脉动，也具有良好的涡轮效率的涡轮。
附图说明
图1是概略表示本发明几个实施方式的涡轮增压器的纵剖面图。
图2是沿图1中的II-II线的概略剖面图。
图3是用于说明涡旋部的A/R的图。
图4是以在涡轮动翼的轴线周围的周向位置θ为横轴，以A/R为纵轴的曲线图，是表示实施例和线性减少的情况下，周向位置θ与A/R的关系的曲线图。
图5是以在涡轮动翼的轴线周围的周向位置θ为横轴、以相对于周向位置θ的变化Δθ的A/R的变化Δ(A/R)的比即变化率Δ(A/R)/Δθ为纵轴的曲线图，是表示实施例和线性减少的情况下，周向位置θ与变化率Δ(A/R)/Δθ的关系的曲线图。
图6是在横轴表示周期平均涡轮压力比、在纵轴表示周期平均涡轮效率的曲线图，是表示实施例和线性减少的情况下，排气的压力变动为20Hz的情况下的周期平均涡轮压力比与周期平均涡轮效率的关系的曲线图。
图7是在横轴表示周期平均涡轮压力比、在纵轴表示周期平均涡轮效率的曲线图，是表示在实施例和线性减少的情况下，排气的压力变动在60Hz的情况下的周期平均涡轮压力比与周期平均涡轮效率的关系的曲线图。
图8是在横轴表示涡轮的压力比、在纵轴表示涡轮的效率的曲线图，是表示在实施例和线性减少的情况下，导入涡轮的流体不存在脉动的情况下的压力比与效率的关系的曲线图。
图9是在横轴表示涡轮的压力比、在纵轴表示涡轮的流量的曲线图，是表示在实施例和线性减少的情况下，导入涡轮的流体具有和不具有脉动的情况下的压力比与流量的关系的曲线图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。其中，在该实施方式中记载或附图所示的构成部件的尺寸、材质、形状及其相对的配置等并不是用于将本发明的范围限定于这些，只不过是简单的说明例。
图1是概略表示本发明几个实施方式的涡轮增压器的纵剖面图。涡轮增压器适用于例如车辆或船舶等。
涡轮增压器具有涡轮10和压缩机12。涡轮10具有涡轮外壳14和收纳于涡轮外壳14的涡轮动翼(叶轮)16，压缩机12具有压缩机外壳18和收纳于压缩机外壳18的叶轮20。
涡轮10的涡轮动翼16和压缩机12的叶轮20利用轴22相互连结。涡轮10的涡轮动翼16例如，利用从内燃机排出的排气旋转，由此经由轴22使压缩机12的叶轮20旋转。然后，利用压缩机12的叶轮20的旋转，来压缩供给到内燃机的进气。
例如，涡轮外壳14由涡轮壳体24和与涡轮壳体24结合的端壁26构成，轴22贯通端壁26。端壁26被夹在涡轮壳体24与轴承外壳28之间，轴承外壳28经由轴承旋转自如地支承轴22。
并且，例如，压缩机外壳18由压缩机壳体30和与压缩机壳体30结合的端壁32构成，轴22贯通端壁32。端壁32与轴承外壳28一体形成。
涡轮外壳14具有收纳涡轮动翼16的筒部34、沿涡轮动翼16及筒部34的周向延伸的涡旋部(螺旋部)36、连接筒部34与涡旋部36的连通部38。并且，在几个实施方式中，涡轮外壳14具有与涡旋部36相连的流体的导入部40。流体的出口由筒部34形成。
图2是沿图1中的II-II线的概略剖面图。
如图2所示，涡旋部36的入口(开始端)处于在涡轮动翼16周向上的位置(周向位置θ)为0°的位置。此外，周向位置θ为0°的位置被定义为舌部41的前端的位置。舌部41是涡轮壳体24的涡旋部36的外周壁42与导入部40的壁44相交成锐角的部分。
而且，涡旋部36的末端处于在涡轮动翼16周向上的位置(周向位置θ)为360°的位置。
此外，使周向位置θ的值从涡旋部36的入口朝向末端增加，沿着涡旋部36中的流体的流动的方向增加。
另一方面，利用以涡轮动翼16的轴线(旋转轴)为中心、与舌部41相切的假想的圆48规定涡旋部36的内周缘。利用涡旋部的外周壁42规定涡旋部36的外周缘，涡旋部36的流路面积A是在圆48和涡旋部36的外周壁42之间划分的空间的面积。
图3是用于说明涡旋部36的A/R的图。A/R是以涡旋部36的流路面积为A、以从涡旋部36的流路中心C到涡轮动翼16的轴线50的距离为R时，流路面积A相对于距离R的比。此外，在图3中，在相当于涡旋部36的流路的区域标注阴影。
在这里，A/R是在以在涡轮动翼16径向上的位置为r，涡旋部36的流路的剖面的微小面积要素为dA时，通过下式(1)定义的。在已知涡旋部36的流路的流路面积A及剖面形状的情况下，基于式(1)能够确定距离R。其中，简单地说，距离R能够以从轴线50到涡旋部36的流路的附图中心的距离代替。
【式1】
A / R = ∫ A 1 r d A ... ( 1 )
图4是以在涡轮动翼16的轴线周围的周向位置θ为横轴，以A/R为纵轴的曲线图，是表示在实施例和线性减少的情况下，周向位置θ与A/R的关系的曲线图。此外，涡旋部36的入口处的流路面积A与实施例和线性减少的情况下相同，图4中的A/R被规格化为涡旋部36的入口处的A/R为1。
并且图5是以在涡轮动翼16的轴线周围的周向位置θ为横轴、以相对于周向位置θ的变化Δθ的A/R的变化Δ(A/R)的比(以下，也称为变化率Δ(A/R)/Δθ)为纵轴的曲线图，是表示在实施例和线性减少的情况下，周向位置θ与变化率Δ(A/R)/Δθ的关系的曲线图。也就是说，图5的曲线表示对图4的A/R的曲线进行微分的结果的绝对值。
图6是在横轴表示周期平均涡轮压力比、在纵轴表示周期平均涡轮效率的曲线图，是表示在实施例和线性减少的情况下，排气的压力变动为20Hz的情况下的周期平均涡轮压力比与周期平均涡轮效率的关系的曲线图。
此外，周期平均涡轮压力比是在导入涡轮的流体(排气)的压力变动的一个周期期间的涡轮的压力比的平均值，周期平均涡轮效率是在排气的压力变动的一个周期期间的涡轮的效率的平均值。
图7与图6相同，是在横轴表示周期平均涡轮压力比、在纵轴表示周期平均涡轮效率的曲线图，是表示在实施例和线性减少的情况下，排气的压力变动在60Hz的情况下的周期平均涡轮压力比与周期平均涡轮效率的关系的曲线图。
图8是在横轴表示涡轮的压力比、在纵轴表示涡轮的效率的曲线图，是表示在实施例和线性减少的情况下，导入涡轮的流体不存在脉动的情况下的压力比与效率的关系的曲线图。
图9是在横轴表示涡轮的压力比、在纵轴表示涡轮的流量的曲线图，是表示在实施例和线性减少的情况下，导入涡轮的流体具有和不具有脉动的情况下的压力比与流量的关系的曲线图。
如图4所示，涡旋部36构成为，在以在涡轮动翼16的轴线50周围的周向位置θ为横轴、以A/R为纵轴的曲线图中，A/R在至少一部分具有凹型的分布。换句话说，涡旋部36的入口侧的A/R的变化率Δ(A/R)/Δθ比末端侧的A/R的变化率Δ(A/R)/Δθ大。此外，变化率Δ(A/R)/Δθ大表示变化率Δ(A/R)/Δθ的绝对值大。
根据该结构，如图4所示A/R在至少一部分具有凹型的分布，涡旋部36的流路面积A与末端侧相比在入口侧大幅度地变化。因此，涡旋部36的体积与现有的相比，在入口侧大幅度地缩小。
这样，通过使体积在涡旋部36的入口侧缩小，流体的脉动压力的振幅在涡旋部36的入口侧增大。而且，通过使脉动压力在入口侧增大，流体在涡旋部36的入口侧朝向涡轮动翼16顺畅地流动。其结果是，涡轮效率变高，涡轮输出提高。
具体地说，如图6所示，即使所导入的流体存在低频率的脉动，与线性减少的情况下相比，实施例的周期平均涡轮效率，在周期平均压力比低的一侧提高约4％，在高的一侧提高约2％。
并且，如图7所示，即使所导入的流体存在相对高频率的脉动，与线性减少的情况下相比，实施例的周期平均涡轮效率在周期平均压力比低的一侧及高的一侧分别提高约5％。
另一方面，如图8所示，在导入的流体不存在脉动的情况下，与线性减少的情况相比，实施例的涡轮效率在压力比高的一侧提高最大2％以上。
此外，在A/R线性减少的现有的情况下，为了缩小涡旋部的体积，必须缩小涡旋部的入口的面积。然而如果涡旋部的入口的面积缩小，则流量特性大幅度地变化。在这一点，根据上述结构，通过使体积在涡旋部36的入口侧缩小，能够将涡旋部36的入口面积的改变抑制为最小限度并且缩小涡旋部36的体积。因此，根据上述结构，也能够将对流量特性的影响抑制在最小限度，并且实现涡轮效率的提高。
具体地说，如图9所示，如果导入的流体不存在脉动，在实施例和线性减少的情况下，流量特性没有大的差异。然而，如果导入的流体存在脉动，则在线性减少的情况下，根据压力比的变化，流量大幅度地变化，能够观测到大的迟滞。相对于此，在实施例的情况下，相对于压力比的变动的流量的变动被抑制，迟滞缩小。
在几个实施方式中，以涡旋部36的入口的位置为周向位置θ为0°的位置，在周向位置θ的值从涡旋部36的入口朝向末端增加时，涡旋部36构成为周向位置θ从0°到90°的A/R的变化率Δ(A/R)/Δθ成为A/R线性减少的情况下的1.2倍以上。
此外，周向位置θ从0°到90°的A/R的变化率Δ(A/R)/Δθ是周向位置为0°的A/R((A/R)θ＝0)与周向位置为90°的A/R((A/R)θ＝90)的差((A/R)θ＝0-(A/R)θ＝90)除以周向位置θ的差即90°而得到的值。
根据该结构，例如在图4的A/R分布的情况下，将涡旋部36的入口的流路面积A保持为规定的值，并且与A/R线性减少的情况相比，能够使涡旋部36的体积缩小5％以上。由此，即使存在脉动，也能够将对流量特性的影响抑制在最小限度，并且使涡轮效率切实地提高。
在几个实施方式中，涡旋部36构成为周向位置θ从0°到90°的A/R的变化率Δ(A/R)/Δθ成为A/R线性减少的情况下的1.4倍以上。
根据该结构，例如在图4的A/R分布的情况下，将涡旋部36的入口的流路面积A保持为规定的值，并且与A/R线性减少的情况相比，能够使涡旋部36的体积缩小10％以上。由此，也能够将对流量特性的影响抑制在最小限度，并且使涡轮效率进一步提高。
在几个实施方式中，涡旋部36构成为周向位置θ从0°到90°的A/R的变化率Δ(A/R)/Δθ达到A/R线性减少的情况下的3倍以下。
在周向位置θ从0°到90°的A/R的变化率Δ(A/R)/Δθ在线性减少的情况下的3倍以下的情况下，能够防止利用涡旋部36所形成的流动的角度在局部变得过大，能够抑制压力损失的产生。
在几个实施方式中，以涡旋部36的入口的位置为周向位置θ为0°的位置，在周向位置θ的值从涡旋部36的入口朝向末端增加时，涡旋部36的A/R的变化率Δ(A/R)/Δθ在周向位置θ在至少0°以上90°以下的范围，与A/R线性减少的情况相比变大。
在几个实施方式中，涡旋部36构成为在周向位置θ在0°以上60°以下的范围，A/R的变化率Δ(A/R)/Δθ与A/R线性减少的情况相比变大。换句话说，如图4所示，涡旋部36构成为在周向位置θ在0°以上60°以下的范围，A/R斜率与A/R线性减少的情况相比变大。
在几个实施方式中，涡旋部36构成为在周向位置θ为30°的位置，A/R的变化率Δ(A/R)/Δθ成为A/R线性减少的情况下的1.3倍以上。换句话说，涡旋部36构成为在周向位置θ为30°的位置，A/R斜率成为A/R线性减少的情况下的1.3倍以上。
本发明不限于上述实施方式，包括对上述实施方式进行变更的形态和对这些形态进行适宜组合的形态。
附图标记说明
10 涡轮
12 压缩机
14 涡轮外壳
16 涡轮动翼
18 压缩机外壳
20 叶轮
22 轴
24 涡轮壳体
26 端壁
28 轴承外壳
30 压缩机壳体
32 端壁
34 筒部
36 涡旋部
38 连通部
40 导入部
41 舌部
42 外周壁
44 壁
48 圆
50 轴线
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种涡轮，其特征在于，具备：
涡轮动翼；
涡轮外壳，其具有沿所述涡轮动翼的周向延伸的涡旋部，
所述涡旋部，其具有以所述涡轮动翼的轴线为中心并且被与舌部相切的假想的圆规定的内周缘，所述涡旋部构成为，在以所述涡旋部的流路面积为A、以从所述涡旋部的流路中心到所述涡轮动翼的轴线的距离为R、以在所述涡轮动翼的轴线周围的周向位置为横轴、以流路面积A相对于距离R的比即A/R为纵轴的曲线图中，所述A/R在至少一部分具有凹型的分布。
2.根据权利要求1所述的涡轮，其特征在于，
以所述涡旋部的入口的位置为所述周向位置为0°的位置，在所述周向位置的值从所述涡旋部的入口朝向末端增加时，
所述涡旋部构成为，所述周向位置从0°到90°的所述A/R的变化率成为所述A/R线性减少的情况下的1.2倍以上。
3.根据权利要求2所述的涡轮，其特征在于，
所述涡旋部构成为，所述周向位置从0°到90°的所述A/R的变化率成为所述A/R线性减少的情况下的1.4倍以上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的涡轮，其特征在于，
所述涡旋部构成为，所述周向位置从0°到90°的所述A/R的变化率成为所述A/R线性减少的情况下的3倍以下。

Claims (4)

1.一种涡轮，其特征在于，具备：
涡轮动翼；
涡轮外壳，其具有沿所述涡轮动翼的周向延伸的涡旋部，
所述涡旋部，其具有以所述涡轮动翼的轴线为中心并且被与舌部相切的假想的圆规定的内周缘，所述涡旋部构成为，在以所述涡旋部的流路面积为A、以从所述涡旋部的流路中心到所述涡轮动翼的轴线的距离为R、以在所述涡轮动翼的轴线周围的周向位置为横轴、以流路面积A相对于距离R的比即A/R为纵轴的曲线图中，所述A/R在至少一部分具有凹型的分布。
2.根据权利要求1所述的涡轮，其特征在于，
以所述涡旋部的入口的位置为所述周向位置为0°的位置，在所述周向位置的值从所述涡旋部的入口朝向末端增加时，
所述涡旋部构成为，所述周向位置从0°到90°的所述A/R的变化率成为所述A/R线性减少的情况下的1.2倍以上。
3.根据权利要求2所述的涡轮，其特征在于，
所述涡旋部构成为，所述周向位置从0°到90°的所述A/R的变化率成为所述A/R线性减少的情况下的1.4倍以上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的涡轮，其特征在于，
所述涡旋部构成为，所述周向位置从0°到90°的所述A/R的变化率成为所述A/R线性减少的情况下的3倍以下。
CN201580003295.0A 2013-12-27 2015-01-05 涡轮 Active CN105940204B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013271673A JP5870083B2 (ja) 2013-12-27 2013-12-27 タービン
JP2013-271673 2013-12-27
PCT/JP2015/050050 WO2015099199A1 (ja) 2013-12-27 2015-01-05 タービン

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105940204A true CN105940204A (zh) 2016-09-14
CN105940204B CN105940204B (zh) 2018-11-30

Family

ID=53479035

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580003295.0A Active CN105940204B (zh) 2013-12-27 2015-01-05 涡轮

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10378369B2 (zh)
EP (1) EP3088700B1 (zh)
JP (1) JP5870083B2 (zh)
KR (1) KR101831089B1 (zh)
CN (1) CN105940204B (zh)
WO (1) WO2015099199A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109563770A (zh) * 2016-12-28 2019-04-02 三菱重工发动机和增压器株式会社 涡轮机及涡轮增压器

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015203615A1 (de) * 2015-02-27 2016-09-01 Fev Gmbh Abgasturbolader
DE102015014900A1 (de) * 2015-10-22 2017-04-27 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Radialturbinengehäuse
SE539835C2 (en) 2016-04-08 2017-12-12 Scania Cv Ab A turbine arrangement comprising a volute with continuously decreasing flow area
WO2018179112A1 (ja) 2017-03-28 2018-10-04 三菱重工エンジン＆ターボチャージャ株式会社 コンプレッサのスクロール形状及び過給機
CN110582648B (zh) * 2017-11-20 2021-05-25 三菱重工发动机和增压器株式会社 离心压缩机以及具有该离心压缩机的涡轮增压器
US10513936B2 (en) 2018-04-02 2019-12-24 Garrett Transportation I Inc. Turbine housing for turbocharger with linear A/R distribution and nonlinear area distribution
US11401828B2 (en) 2018-12-21 2022-08-02 Mitsubishi Heavy Industries Engine & Turbocharger, Ltd. Asymmetric turbomachinery housing for thermal expansion
US11976572B2 (en) 2021-08-23 2024-05-07 Borgwarner Inc. Method of reducing turbine wheel high cycle fatigue in sector-divided dual volute turbochargers
WO2023187913A1 (ja) * 2022-03-28 2023-10-05 三菱重工エンジン＆ターボチャージャ株式会社 斜流タービン及びターボチャージャ

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101982647A (zh) * 2008-02-29 2011-03-02 三菱重工业株式会社 涡轮及具备该涡轮的涡轮增压器
JP2012097699A (ja) * 2010-11-04 2012-05-24 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ツインスクロール型ターボチャージャのタービンハウジング
JP5087160B2 (ja) * 2011-08-26 2012-11-28 三菱重工業株式会社 タービンおよびこれを備えるターボチャージャ
EP2617961A1 (en) * 2010-12-27 2013-07-24 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Turbine scroll structure

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63186915A (ja) * 1987-01-30 1988-08-02 Hitachi Ltd 可変容量形の排気タ−ビン式過給機
JP3725287B2 (ja) 1996-04-25 2005-12-07 アイシン精機株式会社 可変容量ターボチャージャ
JP3534728B2 (ja) 2001-10-19 2004-06-07 三菱重工業株式会社 ラジアルタービンのスクロール構造
JP4512617B2 (ja) 2007-06-26 2010-07-28 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関の制御装置および方法
US20100074744A1 (en) 2008-09-22 2010-03-25 Phillips Jr Robert Arthur Fabricated Turbine Housing
US20100178164A1 (en) * 2009-01-15 2010-07-15 General Electric Company System and method for turbocharging an engine
CN103180569B (zh) 2010-11-05 2015-09-23 博格华纳公司 具有增加的流量范围的简化型可变几何形状涡轮增压器
JP2011231780A (ja) * 2011-08-26 2011-11-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd タービンおよびこれを備えるターボチャージャ

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101982647A (zh) * 2008-02-29 2011-03-02 三菱重工业株式会社 涡轮及具备该涡轮的涡轮增压器
JP4875644B2 (ja) * 2008-02-29 2012-02-15 三菱重工業株式会社 タービンおよびこれを備えるターボチャージャ
JP2012097699A (ja) * 2010-11-04 2012-05-24 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ツインスクロール型ターボチャージャのタービンハウジング
CN103038479A (zh) * 2010-11-04 2013-04-10 三菱重工业株式会社 双涡流式涡轮增压器的涡轮壳体
EP2617961A1 (en) * 2010-12-27 2013-07-24 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Turbine scroll structure
CN103261622A (zh) * 2010-12-27 2013-08-21 三菱重工业株式会社 涡轮的涡旋部构造
JP5087160B2 (ja) * 2011-08-26 2012-11-28 三菱重工業株式会社 タービンおよびこれを備えるターボチャージャ

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109563770A (zh) * 2016-12-28 2019-04-02 三菱重工发动机和增压器株式会社 涡轮机及涡轮增压器
US10781704B2 (en) 2016-12-28 2020-09-22 Mitsubishi Heavy Industries Engine & Turbocharger, Ltd. Turbine and turbocharge
CN109563770B (zh) * 2016-12-28 2021-05-18 三菱重工发动机和增压器株式会社 涡轮机及涡轮增压器

Also Published As

Publication number Publication date
KR101831089B1 (ko) 2018-02-21
JP2015124743A (ja) 2015-07-06
WO2015099199A1 (ja) 2015-07-02
CN105940204B (zh) 2018-11-30
EP3088700B1 (en) 2019-05-01
JP5870083B2 (ja) 2016-02-24
EP3088700A4 (en) 2017-01-18
EP3088700A1 (en) 2016-11-02
US20160319683A1 (en) 2016-11-03
US10378369B2 (en) 2019-08-13
KR20160106576A (ko) 2016-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105940204A (zh) 涡轮
EP2960528B1 (en) Centrifugal compressor
US10330102B2 (en) Centrifugal compressor and turbocharger
CN103328827B (zh) 离心式压缩机及其制造方法
CN108700089B (zh) 离心压缩机以及涡轮增压器
CN111133174B (zh) 用于涡轮机的涡轮的扩散器空间
CN101506488B (zh) 压缩机壳体
CN105283674B (zh) 离心压缩机以及增压器
CN108019362A (zh) 具有非对称第二级入口管的双级压缩机
CN102892995A (zh) 排气涡轮增压器的压缩机
CN109563770B (zh) 涡轮机及涡轮增压器
CN106460646A (zh) 涡轮外壳、涡轮、用于铸造涡轮外壳的型芯、以及涡轮外壳的制造方法
US10378432B2 (en) Radial turbine casing
JP2017002910A (ja) タービン及び車両用過給機
EP3550123A1 (en) Turbine housing for turbocharger with linear a/r distribution and nonlinear area distribution
CN204984604U (zh) 径向多级涡轮发动机
CN104364496B (zh) 排气涡轮增压器
JP7413514B2 (ja) スクロールケーシングおよび遠心圧縮機
CN114746637B (zh) 涡轮机壳体及涡轮增压器
US12031546B2 (en) Scroll casing and centrifugal compressor
JP2009197614A (ja) 遠心圧縮機及びディフューザベーン
CN104500156A (zh) 蜗壳出口结构
CN105003339A (zh) 径向多级涡轮发动机

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20170113

Address after: Tokyo, Japan

Applicant after: MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES, Ltd.

Address before: Tokyo, Japan

Applicant before: MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES, Ltd.

Applicant before: IMPERIAL INNOVATIONS LTD.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20240402

Address after: Kanagawa Prefecture, Japan

Patentee after: MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES ENGINE & TURBOCHARGER, LTD.

Country or region after: Japan

Address before: Tokyo, Japan

Patentee before: MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES, Ltd.

Country or region before: Japan

TR01 Transfer of patent right