CN107429608A - 涡轮及涡轮增压器 - Google Patents

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Abstract

在涡轮中,涡轮喷嘴包含环状的隔板,在该隔板与喷嘴内圈之间形成内侧喷嘴通路并在该隔板与喷嘴外圈之间形成外侧喷嘴通路,入口侧壳体包含:筒状的第一壳体;第二壳体,在该第二壳体中,第一流路形成在该第二壳体与第一壳体之间,并且第二流路形成在第一流路的外周侧,第一流路用于将排气引导到内侧喷嘴通路,第二流路用于将排气引导到外侧喷嘴通路;旁通管,该旁通管经由第一开口部而在一端侧与第一流路连接,并且经由第二开口部而在另一端侧与第二流路连接,第一开口部设置于第二壳体的外周面,第二开口部设置于第二壳体的所述外周面,在所述旁通管设置有阀。

Description

涡轮及涡轮增压器
技术领域
本发明涉及涡轮及涡轮增压器。
背景技术
作为用于提高内燃机的热效率的一种方法,已知有涡轮增压器。在专利文献1中,公开了一种涡轮增压器,该涡轮增压器具备由从内燃机排出的排气驱动的涡轮。
在专利文献1的图1~图4所示的涡轮增压器的涡轮中,在涡轮喷嘴(25)的内周侧部件(25a)与外周侧部件(25b)之间设置有隔壁(42、81)。
在例如专利文献1的图1及图2所示的涡轮增压器的涡轮中,来自排气流路(26)的排气被引导到涡轮喷嘴中的隔壁(42)的外周侧,来自排气流路(36)的排气被引导到隔壁的内周侧。在该结构中,当使开闭阀(41)处于关闭状态时,排气从排气流路(26)仅被引导到涡轮喷嘴中的隔壁的外周侧,当使开放阀处于打开的状态时,排气从排气流路(26)及排气流路(36)被引导到涡轮喷嘴的整个区域,开闭阀(41)设置于将排气流路(26)和排气流路(36)连接起来的配管(38)。
并且,在专利文献1的图3及图4所示的涡轮增压器的涡轮中,排气从排气流路(76)被引导到涡轮喷嘴中的隔壁(81)的外周侧,排气从排气流路(80)被引导到隔壁的内周侧。在该结构中,当使开闭阀(41)处于关闭状态时,排气从排气流路(80)仅被引导到涡轮喷嘴中的隔壁的内周侧,当使开放阀(41)处于打开的状态时,排气被从排气流路(76)及排气流路(80)引导到涡轮喷嘴的整个区域,开闭阀(41)设置于将排气流路(76)和排气流路(80)连接起来的配管(38)。
根据专利文献1的图1~图4所示的涡轮增压器的涡轮,即使不在涡轮喷嘴中的各个喷嘴叶片设置转动机构,仅通过开闭阀的开闭动作,也能够调节供给到涡轮动叶片的排气的流速。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特许第5222274号公报
发明所要解决的课题
在专利文献1的图1及图2所记载的涡轮增压器的涡轮中,将排气流路(26)和排气流路(36)连接起来的配管(38)以跨过涡轮转子的径向上的气体入口壳体(27、51)的内侧的空间的方式设置,难以在涡轮的维护时通过该空间而接近涡轮转子。例如,难以或不能通过上述空间而将转子锁定用的工具安装于涡轮转子,转子锁定用的工具是将涡轮转子锁定为不能旋转的工具。
另一方面,在专利文献1的图3及图4所记载的涡轮增压器的涡轮中,气体入口壳体(77、107)的结构方面,也难以在涡轮的维护时接近涡轮转子。并且,气体入口壳体的结构复杂,因而难以拆卸,在维护性这一点上有改良的余地。
发明内容
本发明是鉴于上述以往的课题而制成的,其目的在于能够提供一种维护性优异且结构简单的涡轮以及具备该涡轮的涡轮增压器。
解决课题的方法
(1)本发明的至少一实施方式所涉及的涡轮包含:涡轮转子,该涡轮转子被设置为可旋转;涡轮喷嘴,该涡轮喷嘴设置于所述涡轮转子的涡轮动叶片的上游侧;以及入口侧壳体,该入口侧壳体以将排气引导到所述涡轮喷嘴的方式构成,所述涡轮喷嘴包含:喷嘴内圈;喷嘴外圈;多个喷嘴叶片,该多个喷嘴叶片在所述喷嘴内圈及所述喷嘴外圈之间沿着所述涡轮转子的周向配置;以及环状的隔板,该隔板以在所述喷嘴叶片的叶片高度方向上的中途位置与各个所述喷嘴叶片交叉的方式设置,并且,在所述隔板与所述喷嘴内圈之间形成内侧喷嘴通路并在所述隔板与所述喷嘴外圈之间形成外侧喷嘴通路,所述入口侧壳体包含:筒状的第一壳体;位于所述第一壳体的外周侧的第二壳体,在该第二壳体与所述第一壳体之间形成第一流路,并且,在该第二壳体中,在所述第一流路的外周侧形成第二流路,所述第一流路用于将所述排气引导到所述内侧喷嘴通路,所述第二流路用于将所述排气引导到所述外侧喷嘴通路;旁通管,该旁通管构成为经由第一开口部而在一端侧与所述第一流路连接,并且经由第二开口部而在另一端侧与所述第二流路连接,所述第一开口部设置于所述第二壳体的外周面,所述第二开口部设置于所述第二壳体的所述外周面,在所述旁通管设置有阀。
根据上述(1)所记载的涡轮,当使阀处于关闭状态时,排气从第一流路仅被引导到涡轮喷嘴中的隔板的内周侧的内侧喷嘴通路,阀设置于连接第一流路和第二流路的旁通管。并且,当使阀处于打开状态时,来自第一流路的排气流向内侧喷嘴通路,并且来自第二流路的排气被引导到外侧喷嘴通路。因此,即使不在涡轮喷嘴中的各个喷嘴叶片设置转动机构,仅通过阀的开闭动作,也能够调节供给到涡轮动叶片的排气的流速。
并且,在上述(1)所记载的涡轮中,能够在位于筒状的第一壳体的外周侧的第二壳体的更外周侧设置旁通管,因此旁通管不跨过筒状的第一壳体的内侧的空间,能够以简单的结构连通第一流路和第二流路。由此,在涡轮的维护时,从筒状的第一壳体的内侧的空间接近涡轮转子变得容易。例如,使转子锁定用的工具通过该空间而安装于涡轮转子变得容易,转子锁定用的工具是将涡轮转子锁定为不能旋转的工具。由此,能够实现维护性优异且结构简单的涡轮。
(2)在几个实施方式中,在上述(1)所记载的涡轮中,在所述涡轮转子的轴向上的各位置,所述隔板与所述喷嘴内圈在所述涡轮转子的径向上的间隔比所述隔板与所述喷嘴外圈在所述涡轮转子的径向上的间隔大。
专利文献1的图1及图2所记载的上述的涡轮增压器以如下的方式构成:在开闭阀(41)打开的状态及关闭的状态这两个状态下,在涡轮喷嘴(25)中的隔壁(42)的外周侧流动有排气,因此通过涡轮动叶片的顶端和与该顶端相对的护罩壁的间隙的排气对涡轮效率降低的影响较大。
与此相对,根据上述(2)所记载的涡轮,在涡轮喷嘴中的隔板的外周侧的外侧喷嘴通路,仅在阀打开时引导排气,而在阀关闭时不引导排气。因此,能够减小通过涡轮动叶片的顶端和与该顶端相对的护罩壁的间隙的排气对涡轮效率降低的影响。并且,相邻的喷嘴叶片之间的间隔随着在涡轮转子的径向上朝向外侧而增大,因此即使喷嘴外圈与隔板的间隔较小,也能够使涡轮喷嘴的流路面积随着阀的开闭而较大地变化。
(3)在几个实施方式中,在上述(1)或(2)所记载的涡轮中,所述喷嘴外圈不与所述喷嘴叶片接合。
根据上述(3)所记载的涡轮,在涡轮喷嘴的制造时,当通过焊接来将各个喷嘴叶片与隔板焊接起来时,喷嘴叶片的外周侧顶端为露出的状态,即,在未由喷嘴外圈包围喷嘴叶片的外周侧顶端的状态下进行焊接变得可能,因此,焊接作业变得容易,并且能够降低涡轮喷嘴的制造费用。并且,即使在维护时,从由喷嘴外圈包围喷嘴叶片的外周侧顶端的状态通过沿轴向分开喷嘴外圈与喷嘴叶片而露出喷嘴叶片,由此能够在未由喷嘴外圈包围喷嘴叶片的外周侧顶端的状态下容易地清扫与外侧喷嘴通路对应的部分。
(4)在几个实施方式中,在上述(3)所记载的涡轮中,所述涡轮具备出口引导筒,该出口引导筒用于引导通过所述涡轮动叶片后的所述排气,所述喷嘴外圈作为与所述出口引导筒不同的部件而构成,并且所述喷嘴外圈固定于所述出口引导筒。
根据上述(4)所记载的涡轮,喷嘴外圈作为与出口引导筒不同的部件(分体)而构成,因此,例如能够独立地选择喷嘴外圈的材质与出口引导筒的材质,能够提高设计自由度。
(5)在几个实施方式中,在上述(4)所记载的涡轮中,所述涡轮还具备出口侧壳体,该出口侧壳体用于将通过所述涡轮动叶片后的所述排气排出,所述出口引导筒具有:动叶片侧流路壁,该动叶片侧流路壁面向所述涡轮动叶片;外周侧延伸部,该外周侧延伸部从所述动叶片侧流路壁向所述动叶片侧流路壁的外周侧分支延伸并固定于所述出口侧壳体,所述喷嘴外圈以覆盖在所述动叶片侧流路壁和所述外周侧延伸部之间形成的空间的方式设置。
根据上述(5)所记载的涡轮,喷嘴外圈以覆盖在动叶片侧流路壁和外周侧延伸部之间形成的空间的方式设置,由此,能够抑制因排气进入该空间而引起的涡轮效率的降低。
(6)在几个实施方式中,在上述(3)所记载的涡轮中,所述涡轮具备出口引导筒,该出口引导筒用于引导通过所述涡轮动叶片后的所述排气,所述喷嘴外圈由所述出口引导筒的一部分构成。
根据上述(6)所记载的涡轮,喷嘴外圈由所述出口引导筒的一部分构成(即,喷嘴外圈与出口引导筒并不是不同的部件),因此,和以不同的部件构成喷嘴外圈和引导筒的情况相比较,能够削减涡轮的部件个数。
(7)在几个实施方式中,在上述(1)至(6)的任一项所记载的涡轮中,所述隔板被倾斜地设置为所述隔板与所述喷嘴内圈的间隔随着靠近所述涡轮动叶片而减小。
根据上述(7)所记载的涡轮,沿着隔板流动的排气越朝向下游侧则越在涡轮转子的径向上朝向内侧,因此在将阀打开的状态下,能够减少通过涡轮动叶片的外周侧顶端和与该顶端相对的护罩壁之间的间隙的排气的量。由此,能够提高涡轮效率。
(8)本发明的至少一实施方式所涉及的涡轮增压器具备由从内燃机排出的排气驱动的涡轮,所述涡轮是上述(1)至(7)的任一项所记载的涡轮。
根据上述(8)所记载的涡轮增压器,涡轮由上述(1)至(7)的任一项所记载涡轮构成,因此即使不在涡轮喷嘴中的各个喷嘴叶片设置转动机构,仅通过阀的开闭动作,也能够调节供给到涡轮动叶片的排气的流速。并且,能够实现维护性优异且结构简单的涡轮增压器。
发明效果
根据本发明的至少一个实施方式,提供维护性优异且结构简单的涡轮以及具备该涡轮的涡轮增压器。
附图说明
图1是示意性地表示一实施方式所涉及的涡轮增压器的剖面结构的图。
图2是图1所示的涡轮喷嘴的局部立体图。
图3是表示图2所示的涡轮喷嘴中的喷嘴外圈以外的结构的局部立体图。
图4是将图1所示的涡轮增压器中的涡轮喷嘴附近的剖面结构放大的示意图。
图5是示意性地表示一实施方式所涉及的涡轮增压器的剖面结构的图。
具体实施方式
以下,一边参照附图一边对本发明的几个实施方式进行说明。但是,对于实施方式所记载的或附图所示的构成部件的尺寸、材质、形状及构成部件的相对配置等并不意味着将本发明的范围限定于此,只不过是说明例。
例如,“向某一方向”、“沿着某一方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或者“同轴”等的表示相对或绝对的配置的表述不仅表示严格地进行那样的配置,也表示带有公差或者得到相同功能的程度的角度、距离而相对位移的状态。
例如,“相同”、“相等”以及“均匀”等的表示事物相等的状态的表述不仅表示严格相等的状态,也表示存在公差或者存在能够得到相同功能的程度的差的状态。
例如,表示四边形、圆筒形等的形状的表述不仅表示几何学中严格意义上的四边形、圆筒形等形状,也表示在能够得到相同效果的范围内包含凹凸部、倒角部等的形状。
另一方面,表述为“具备”、“包括”、“含有”、“包含”或者“具有”一个构成要素的表述并不是排除其他构成要素的存在的排他性表述。
图1是表示一实施方式所涉及的涡轮增压器100的剖面结构的示意图。图2是图1所示的涡轮喷嘴的局部立体图。
在一实施方式中,例如图1所示,涡轮增压器100具备由从未图示的内燃机(例如,船舶用内燃机、发电用内燃机)被排出的排气来驱动的涡轮2。在涡轮增压器100中,涡轮2的涡轮转子4利用排气来旋转,由此,与涡轮转子4连结的未图示的压缩机被驱动,被供给到内燃机的空气等的燃料用气体被压缩。如图1所示,涡轮2是轴流涡轮。
如图1所示,涡轮2包含涡轮转子4、涡轮喷嘴8、入口侧壳体10、出口侧壳体12、阀40以及控制部42。涡轮转子4可旋转地支承于轴承78,涡轮喷嘴8设置于涡轮转子4的涡轮动叶片6的上游侧,入口侧壳体10以将排气引导到涡轮喷嘴8的方式构成,出口侧壳体12用于将通过涡轮动叶片6后的排气排出。本实施方式所述的涡轮2是可变容量型的涡轮。
如图1及图2的至少一方所示,涡轮喷嘴8包含喷嘴内圈14、喷嘴外圈16、多个喷嘴叶片18以及圆环状的隔板20。喷嘴外圈16在喷嘴内圈14的外周侧被设置为与喷嘴内圈14同心,多个喷嘴叶片18在喷嘴内圈14及喷嘴外圈16之间沿着涡轮转子4的周向配置。圆环状的隔板20以在喷嘴叶片18的叶片高度方向(涡轮转子4的径向)上的中途位置P1与各个喷嘴叶片18交叉的方式设置,并且圆环状的隔板20共享与各个喷嘴叶片18的交叉部分(连接部分)。并且,圆环状的隔板20被设置为与喷嘴内圈14及喷嘴外圈16同心,并且以在隔板20与喷嘴内圈14之间形成内侧喷嘴通路22且在隔板20与喷嘴外圈16之间形成外侧喷嘴通路24的方式构成。
如图1所示,入口侧壳体10包含筒状的第一壳体26(内侧壳体)、位于第一壳体26的外周侧的筒状的第二壳体28(外侧壳体)以及旁通管30。入口侧壳体10以排气从设置于第二壳体28的排气入口69流入的方式构成。第二壳体28构成为使环状的第一流路32形成于第二壳体28与第一壳体26之间并且使环状的第二流路34形成于第一流路32的外周侧,第一流路32用于将排气引导到内侧喷嘴通路22,第二流路34用于将排气引导到外侧喷嘴通路24。
旁通管30以经由设置于第二壳体28的外周面28a的第一开口部36而在一端侧与第一流路32连接,并且,经由设置于第二壳体28的外周面28a的第二开口部38而在另一端侧与第二流路34连接的方式构成。在旁通管30中设置有通过控制部42来控制开闭的阀40。
在涡轮增压器100中,当阀40通过控制部42而被控制为关闭状态时,从排气入口69流入第一流路32的排气全部从第一流路32通过内侧喷嘴通路22而流向涡轮动叶片6,并在通过涡轮动叶片6后被从出口侧壳体12的排气出口70排出。
并且,在涡轮增压器100中,当阀40通过控制部42而被控制为打开状态时,从排气入口69流入第一流路32的排气的大部分就这样通过第一流路32而被引导向内侧喷嘴通路22,但从排气入口69流入第一流路32的排气的一部分通过旁通管30而流入第二流路34并被引导向外侧喷嘴通路24。并且,通过内侧喷嘴通路22的排气及通过外侧喷嘴通路24的排气流向涡轮动叶片6,并在通过涡轮动叶片6后被从出口侧壳体12的排气出口70排出。
根据该涡轮增压器100,即使不在涡轮喷嘴8中的各个喷嘴叶片18设置转动机构,仅通过阀40的开闭动作,就能够调节供给到涡轮动叶片6的排气的流速。
并且,在涡轮增压器100中,能够在位于筒状的第一壳体26的外周侧的第二壳体28的更外周侧设置旁通管30,因此,旁通管30不跨过筒状的第一壳体26的内侧的空间72,能够以简单的结构连通第一流路32和第二流路34。由此,在涡轮增压器100的维护时,从筒状的第一壳体26的内侧的空间接近涡轮转子4变得容易。例如,使转子锁定用的工具74通过该空间72而安装于涡轮转子4变得容易,转子锁定用的工具74是将涡轮转子4锁定为不能旋转的工具。因此,能够实现维护性优异且具备简单结构的涡轮2的涡轮增压器100。
在一实施方式中,例如图1所示,筒状的第一壳体26包含一端侧固定部52、另一端侧固定部54以及扩径部56,一端侧固定部52在涡轮转子4的轴向上的一端侧利用螺栓76a而固定于喷嘴内圈14,另一端侧固定部54在涡轮转子4的轴向上的另一端侧利用螺栓76b而固定于第二壳体28。扩径部56在涡轮转子4的轴向上位于一端侧固定部52和另一端侧固定部54之间,并以随着沿涡轮转子4的轴向从喷嘴内圈14远离而内径及外径增大的方式构成。
根据该结构,在解除另一端侧固定部54相对于第二壳体28的固定状态(卸下螺栓76b)并沿轴向拉出第二壳体28后,通过解除一端侧固定部52相对于喷嘴内圈14的固定状态(卸下螺栓76a),能够相对于喷嘴内圈14及第二壳体28而容易地沿涡轮转子的轴向将第一壳体26拆卸下来,从而提高涡轮增压器100的维护性。
在一实施方式中,例如图1所示,第二壳体28包含筒状的第一流路形成部58和筒状的第二流路形成部60,第一流路形成部58具有第一开口部36,第二流路形成部60从第一流路形成部58向第一流路形成部58的外周侧分支延伸,并且第二流路形成部60具有第二开口部38。
筒状的第一流路形成部58具有一端侧连结部62和另一端侧固定部64,一端侧连结部62在涡轮转子4的轴向上的一端侧通过嵌合而与隔板20连结,另一端侧固定部64在涡轮转子4的轴向上的另一端侧利用螺栓76b而固定于第一壳体26。第一流路形成部58以在其与第一壳体26之间形成第一流路32的方式构成。
筒状的第二流路形成部60以如下的方式构成:在端部66利用螺栓76c而固定于出口侧壳体12,并且在与第一流路形成部58的排气出口侧的一部分68之间形成第二流路34,端部66是在涡轮转子4的轴向上第二流路形成部60的与从第一流路形成部58分支的分支位置P2相反的一侧的端部。
在一实施方式中,在例如图1及图2所示的涡轮喷嘴8中,喷嘴外圈16不与各个喷嘴叶片18接合。并且,在图1及图2所示的涡轮喷嘴8中,多个喷嘴叶片18通过例如焊接而相对于喷嘴内圈14及隔板20接合,多个喷嘴叶片18、喷嘴内圈14及隔板20一体地构成喷嘴环21。由此,喷嘴环21作为与喷嘴外圈16不同的部件(以分体的方式)而构成。
因此,在涡轮喷嘴8的制造时,当通过焊接来将各个喷嘴叶片18与隔板20焊接起来时,喷嘴叶片18的外周侧顶端18a为露出的状态(参照图3),即,在未由喷嘴外圈16包围喷嘴叶片18的外周侧顶端18a的状态下进行焊接变得可能,因此,焊接作业变得容易,并且能够降低涡轮喷嘴8的制造费用。
并且,即使在维护时,从由喷嘴外圈16包围喷嘴叶片18的外周侧顶端18a的状态通过沿轴向分开喷嘴外圈16与喷嘴叶片18而露出喷嘴叶片18,由此能够在未由喷嘴外圈16包围喷嘴叶片18的外周侧顶端18a的状态(参照图3)下容易地清扫与外侧喷嘴通路24对应的部分24a。
在一实施方式中,例如图1所示,涡轮2具备用于引导通过涡轮动叶片6后的排气的出口引导筒44,喷嘴外圈16作为与出口引导筒44不同的部件而构成,并且喷嘴外圈16固定于出口引导筒44。因此,例如能够独立地选择喷嘴外圈16的材质与出口引导筒44的材质,能够提高设计自由度。
在一实施方式中,例如图1所示,出口引导筒44具有动叶片侧流路壁46和外周侧延伸部48,动叶片侧流路壁46面向涡轮动叶片6,外周侧延伸部48从动叶片侧流路壁46向动叶片侧流路壁46的外周侧分支延伸并固定于出口侧壳体12,喷嘴外圈16以覆盖在动叶片侧流路壁46和外周侧延伸部48之间形成的空间50的方式设置。由此,能够抑制因排气进入该空间50而引起的涡轮效率的降低。
在一实施方式中,例如图4所示,在涡轮转子4的轴向上的各位置,隔板20与喷嘴内圈14在涡轮转子4的径向上的间隔D1比隔板20与喷嘴外圈16在涡轮转子4的径向上的间隔D2大。
专利文献1的图1及图2所记载的涡轮增压器以如下的方式构成:在开闭阀(41)打开的状态及关闭的状态这两个状态下,在涡轮喷嘴(25)中的隔壁(42)的外周侧流动有排气,因此通过涡轮动叶片的顶端和与该顶端相对的护罩壁的间隙的排气对涡轮效率降低的影响较大。
与此相对,根据使用图1~图4说明的涡轮增压器100,在涡轮喷嘴8中的隔板20的外周侧的外侧喷嘴通路24,仅在阀40打开时引导排气而在阀40关闭时不引导排气。因此,能够减小通过涡轮动叶片6的顶端和与该顶端相对的护罩壁(出口引导筒44中的上述动叶片侧流路壁)46的间隙的排气对涡轮效率降低的影响。并且,相邻的喷嘴叶片18之间的间隔随着在涡轮转子4的径向上朝向外侧而增大,因此即使喷嘴外圈16与隔板20的间隔较小,也能够使涡轮喷嘴8的流路面积随着阀40的开闭而较大地变化。
在一实施方式中,例如图4所示,隔板20被倾斜地设置为隔板20在涡轮转子4的径向上与喷嘴内圈14的间隔D1随着靠近涡轮动叶片6而减小。
由此,沿着隔板20流动的排气越朝向下游侧则越在涡轮转子4的径向上朝向内侧,因此,在将阀40打开的状态下,能够减少通过涡轮动叶片6的外周侧顶端和与该顶端相对的护罩壁(出口引导筒44中的上述动叶片侧流路壁)46之间的间隙的排气的量。由此,能够提高涡轮效率。
本发明不限定于上述的实施方式,也包含对上述实施方式增加变形的方式和对这些方式进行组合后的方式。
例如,在图1所示的实施方式中,喷嘴外圈16作为与出口引导筒44不同的部件而构成,并且喷嘴外圈16固定于出口引导筒44,但喷嘴外圈16的方式不限定于此。例如图5所示,喷嘴外圈16也可以由出口引导筒44的一部分构成。由此,和将喷嘴外圈16作为与出口引导筒44不同的部件而构成的情况相比较,能够削减部件个数并简化涡轮增压器100的结构。
并且,在图1所示的实施方式中,对由控制部42进行阀40的开闭的方式进行了说明,但阀40的开闭也可以由手动进行。并且,在几个实施方式中,如图1及图5所示,也可以在各个入口侧壳体10及出口侧壳体12安装有绝热材料80。
符号说明
2 涡轮
4 涡轮转子
6 涡轮动叶片
8 涡轮喷嘴
10 入口侧壳体
12 出口侧壳体
14 喷嘴内圈
16 喷嘴外圈
18 喷嘴叶片
20 隔板
21 喷嘴环
22 内侧喷嘴通路
24 外侧喷嘴通路
26 第一壳体
28 第二壳体
28a 外周面
30 旁通管
32 第一流路
34 第二流路
36 第一开口部
38 第二开口部
40 阀
42 控制部
44 出口引导筒
46 动叶片侧流路壁
48 外周侧延伸部
50 空间
52 一端侧固定部
54 另一端侧固定部
56 扩径部
58 第一流路形成部
60 第二流路形成部
62 一端侧连结部
64 另一端侧固定部
66 端部
68 一部分
69 排气入口
70 排气出口
72 空间
74 转子锁定用的工具
76a、76b、76c 螺栓
78 轴承
80 绝热材料
100 涡轮增压器

Claims (8)

1.一种涡轮,其特征在于,包含:
涡轮转子,该涡轮转子被设置为可旋转;
涡轮喷嘴,该涡轮喷嘴设置于所述涡轮转子的涡轮动叶片的上游侧;以及
入口侧壳体,该入口侧壳体以将排气引导到所述涡轮喷嘴的方式构成,
所述涡轮喷嘴包含:
喷嘴内圈;
喷嘴外圈;
多个喷嘴叶片,该多个喷嘴叶片在所述喷嘴内圈及所述喷嘴外圈之间沿着所述涡轮转子的周向配置;以及
环状的隔板,该隔板以在所述喷嘴叶片的叶片高度方向上的中途位置与各个所述喷嘴叶片交叉的方式设置,并且,在所述隔板与所述喷嘴内圈之间形成内侧喷嘴通路并在所述隔板与所述喷嘴外圈之间形成外侧喷嘴通路,
所述入口侧壳体包含:
筒状的第一壳体;
位于所述第一壳体的外周侧的第二壳体,在该第二壳体与所述第一壳体之间形成第一流路,并且,在该第二壳体中,在所述第一流路的外周侧形成第二流路,所述第一流路用于将所述排气引导到所述内侧喷嘴通路,所述第二流路用于将所述排气引导到所述外侧喷嘴通路;
旁通管,该旁通管构成为经由第一开口部而在一端侧与所述第一流路连接,并且经由第二开口部而在另一端侧与所述第二流路连接,所述第一开口部设置于所述第二壳体的外周面,所述第二开口部设置于所述第二壳体的所述外周面,
在所述旁通管设置有阀。
2.根据权利要求1所述的涡轮,其特征在于,
在所述涡轮转子的轴向上的各位置,所述隔板与所述喷嘴内圈在所述涡轮转子的径向上的间隔比所述隔板与所述喷嘴外圈在所述涡轮转子的径向上的间隔大。
3.根据权利要求1或2所述的涡轮,其特征在于,
所述喷嘴外圈不与所述喷嘴叶片接合。
4.根据权利要求3所述的涡轮,其特征在于,
所述涡轮具备出口引导筒,该出口引导筒用于引导通过所述涡轮动叶片后的所述排气,
所述喷嘴外圈作为与所述出口引导筒不同的部件而构成,并且所述喷嘴外圈固定于所述出口引导筒。
5.根据权利要求4所述的涡轮,其特征在于,
所述涡轮还具备出口侧壳体,该出口侧壳体用于将通过所述涡轮动叶片后的所述排气排出,
所述出口引导筒具有:动叶片侧流路壁,该动叶片侧流路壁面向所述涡轮动叶片;外周侧延伸部,该外周侧延伸部从所述动叶片侧流路壁向所述动叶片侧流路壁的外周侧分支延伸并固定于所述出口侧壳体,
所述喷嘴外圈以覆盖在所述动叶片侧流路壁和所述外周侧延伸部之间形成的空间的方式设置。
6.根据权利要求3所述的涡轮,其特征在于,
所述涡轮具备出口引导筒,该出口引导筒用于引导通过所述涡轮动叶片后的所述排气,
所述喷嘴外圈由所述出口引导筒的一部分构成。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的涡轮,其特征在于,
所述隔板被倾斜地设置为所述隔板与所述喷嘴内圈的间隔随着靠近所述涡轮动叶片而减小。
8.一种涡轮增压器,具备由从内燃机排出的排气驱动的涡轮,该涡轮增压器的特征在于,
所述涡轮是权利要求1~7中任一项所述的涡轮。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110242369A (zh) * 2018-03-09 2019-09-17 三菱重工业株式会社 蒸汽涡轮装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101573516A (zh) * 2007-02-09 2009-11-04 三菱重工业株式会社 排气涡轮增压器
WO2011026018A2 (en) * 2009-08-30 2011-03-03 Steven Don Arnold Variable volute turbine

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6010834U (ja) * 1983-06-30 1985-01-25 石川島播磨重工業株式会社 軸流タ−ビン
JP2999173B2 (ja) * 1998-05-12 2000-01-17 三菱重工業株式会社 排気ガスタービン過給機の漏洩ガス排出装置
JP4247214B2 (ja) * 2004-10-29 2009-04-02 三菱重工業株式会社 排気タービン過給機
JP5222274B2 (ja) * 2009-02-18 2013-06-26 三菱重工業株式会社 軸流タービンを備えたターボ過給機
JP5342594B2 (ja) * 2011-03-31 2013-11-13 三菱重工業株式会社 ターボ過給機
JP2013124626A (ja) * 2011-12-15 2013-06-24 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ターボ過給機の排気入口ケーシング

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101573516A (zh) * 2007-02-09 2009-11-04 三菱重工业株式会社 排气涡轮增压器
WO2011026018A2 (en) * 2009-08-30 2011-03-03 Steven Don Arnold Variable volute turbine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110242369A (zh) * 2018-03-09 2019-09-17 三菱重工业株式会社 蒸汽涡轮装置

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