CN109563771B - 涡轮壳体、排气涡轮、以及增压器 - Google Patents

涡轮壳体、排气涡轮、以及增压器 Download PDF

Info

Publication number
CN109563771B
CN109563771B CN201680087885.0A CN201680087885A CN109563771B CN 109563771 B CN109563771 B CN 109563771B CN 201680087885 A CN201680087885 A CN 201680087885A CN 109563771 B CN109563771 B CN 109563771B
Authority
CN
China
Prior art keywords
sleeve
turbine housing
turbine
flow path
exhaust gas
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.)
Active
Application number
CN201680087885.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109563771A (zh
Inventor
北村刚
吉田豊隆
星彻
惠比寿干
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
Mitsubishi Heavy Industries Engine and Turbocharger 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 Mitsubishi Heavy Industries Engine and Turbocharger Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Engine and Turbocharger Ltd
Publication of CN109563771A publication Critical patent/CN109563771A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109563771B publication Critical patent/CN109563771B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
    • F02C6/04—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output
    • F02C6/10—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output supplying working fluid to a user, e.g. a chemical process, which returns working fluid to a turbine of the plant
    • F02C6/12—Turbochargers, i.e. plants for augmenting mechanical power output of internal-combustion piston engines by increase of charge pressure
    • 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
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/18—Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
    • 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
    • F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10—Final actuators
    • F01D17/12—Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • F01D17/16—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes
    • 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
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/001—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust using exhaust drives arranged in parallel
    • F02B37/002—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust using exhaust drives arranged in parallel the exhaust supply to one of the exhaust drives can be interrupted
    • 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
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
    • F04D29/582—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/5853—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for elastic fluid pumps heat insulation or conduction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2220/00—Application
    • F05B2220/30—Application in turbines
    • F05B2220/302—Application in turbines in gas turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2230/00—Manufacture
    • F05B2230/50—Building or constructing in particular ways
    • 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)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

本发明提供一种涡轮壳体、排气涡轮、以及增压器。涡轮壳体具有：壳体主体，其包括：收纳涡轮叶轮的涡轮收纳部、形成有用来向所述涡轮收纳部引导排气的入口流路的入口部、形成有用来排出来自所述涡轮收纳部的所述排气的出口流路的出口部、以及绕过所述涡轮收纳部而连通所述入口流路与所述出口流路的废气门流路；套筒，其在所述壳体主体的所述废气门流路的至少所述排气流动方向的下游侧，沿形成所述废气门流路的所述壳体主体的内壁面而设置。

Description

涡轮壳体、排气涡轮、以及增压器
技术领域
本公开涉及排气涡轮的涡轮壳体、排气涡轮、以及增压器。
背景技术
已知一种利用从发动机等内燃机排出的排气的能量进行驱动的排气涡轮。排气涡轮在内部具有收纳涡轮叶轮的涡轮壳体。由于该涡轮壳体具有较大的热容量，所以，由于与高温的排气接触而剥夺了排气的热能，使之流失。
因此，在专利文献1中，通过在涡轮壳体的入口区域及出口区域安装套筒，减少涡轮壳体的内壁面与排气直接接触的面积。
另外，在专利文献2中，由包括废气门流路及涡旋流路等的一体的内机壳、以及支承内侧机壳的外机壳构成涡轮机壳，并且由陶瓷形成与高温气体接触的内机壳，由此来抑制热量向外部流失。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)特开2005-266892号公报
专利文献2：(日本)特开昭62-29724号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而，在专利文献1中，因为废气门流路中的涡轮壳体的内壁面与高温排气直接接触，所以，在该废气门流路中产生了从排气向涡轮壳体的热输入，使排气的热能流失。
另外，专利文献2的涡轮机壳因为具有包括废气门流路及涡旋流路等的一体的内机壳、以及支承内侧机壳的外机壳，所以涡轮机壳的结构复杂。因此涡轮机壳的制造比较困难。
鉴于上述的问题，本发明的几个实施方式的目的在于提供一种抑制排气的热能流失、且容易制造的涡轮壳体、排气涡轮、以及增压器。
用于解决技术问题的技术方案
(1)本发明的几个实施方式的涡轮壳体为一种涡轮壳体，其特征在于，具有：
壳体主体，其包括：收纳涡轮叶轮的涡轮收纳部、形成有用来向所述涡轮收纳部引导排气的入口流路的入口部、形成有用来排出来自所述涡轮收纳部的所述排气的出口流路的出口部、以及绕过所述涡轮收纳部而连通所述入口流路与所述出口流路的废气门流路；
套筒，其在所述壳体主体的所述废气门流路的至少所述排气的流动方向的下游侧，沿着形成所述废气门流路的所述壳体主体的内壁面而设置。
根据上述(1)的结构，因为在壳体主体的废气门流路的至少排气的流动方向的下游侧，沿着形成废气门流路的壳体主体的内壁面设有套筒，所以，能够减少形成废气门流路的壳体主体的内壁面与排气的接触面积，抑制排气的热能流失。另外，因为套筒与壳体主体分别设置，所以，在制造时单独加工套筒即可，能够比具有上述的内机壳、以及外机壳的现有涡轮壳体更容易制造。
(2)在例示的一个实施方式中，基于上述(1)的结构，其特征在于，
所述套筒包括沿所述排气的流动方向而被分割的多个区段。
根据上述(2)的结构，因为套筒构成为包括沿排气的流动方向而被分割的多个区段，所以，当制造时以每个区段加工套筒即可，能够比具有一体结构的套筒的涡轮壳体更容易制造。
(3)在例示的一个实施方式中，基于上述(1)或者(2)的结构，其特征在于，所述套筒为沿着所述排气的流动方向延伸的圆筒形状。
根据上述(3)的结构，因为套筒具有沿排气的流动方向延伸的圆筒形状，例如，与弯曲的复杂形状的套筒相比，在制造时容易加工套筒，更容易制造涡轮壳体。
另外，因为套筒具有沿排气的流动方向延伸的圆筒形状，所以，例如在将套筒从壳体主体的出口部侧向入口部侧插入废气门流路中来制造涡轮壳体的情况下，与弯曲的复杂形状的套筒相比，容易将套筒插入废气门流路，更容易制造涡轮壳体。
(4)在例示的一个实施方式中，基于上述(1)至(3)中的任一结构，其特征在于，所述套筒只设置在所述壳体主体的所述废气门流路的所述排气流动方向的下游侧。
废气门流路的排气流动方向的上游侧中的壳体主体的内壁面为了顺畅地引导来自壳体主体的入口部的排气，有时形成为复杂的曲面形状。在上述情况下，当遍及废气门流路的全长来设置套筒时，废气门流路本来应该具有的曲面形状有可能被破坏。
根据上述(4)的结构，因为将套筒只设置在壳体主体的废气门流路的排气流动方向的下游侧，所以，即使在废气门流路的排气流动方向的上游侧中的壳体主体的内壁面形成为复杂的曲面形状的情况下，也能够不会破坏该曲面形状而沿壳体主体的内壁面设置套筒。
(5)在例示的一个实施方式中，基于上述(1)至(4)的任一结构，其特征在于，
所述壳体主体包括沿所述壳体主体的所述废气门流路的所述排气流动方向的下游侧的开口端周缘而设置的凹部，
所述套筒包括与所述凹部嵌合而向所述套筒的径向外侧突出设置的凸部。
根据上述(5)的结构，因为在沿着壳体主体的废气门流路的排气流动方向的下游侧的开口端周缘而设置的凹部中嵌合有向套筒的径向外侧突出设置的凸部，所以，能够相对于壳体主体定位套筒。其结果是，能够相对于壳体主体容易地安装套筒，容易制造涡轮壳体。
(6)在例示的一个实施方式中，基于上述(5)的结构，其特征在于，
此外具有用来在所述壳体主体固定所述套筒的固定用工件，
所述套筒的所述凸部在嵌合于所述壳体主体的所述凹部中的状态下，夹持在所述固定用工件与所述壳体主体之间。
根据上述(6)的结构，因为套筒的凸部在嵌合于壳体主体的凹部中的状态下，夹持在固定用工件与壳体主体之间，所以能够使套筒相对于壳体主体的固定牢固。
(7)在例示的一个实施方式中，基于上述(1)至(6)的任一结构，其特征在于，
所述套筒支承于所述壳体主体，而在形成所述废气门流路的所述壳体主体的所述内壁面与所述套筒的外表面之间形成有间隙。
根据上述(7)的结构，在形成废气门流路的壳体主体的内壁面与套筒的外表面之间形成有间隙。因此，能够利用本间隙抑制从排气向涡轮壳体的热输入，因而能够进一步减少排气的热能流失。
(8)在例示的一个实施方式中，基于上述(7)的结构，其特征在于，
所述壳体主体包括从所述壳体主体的所述内壁面向径向内侧只突出所述间隙的宽度而设置的耐压支承部。
根据上述(8)的结构，设有从壳体主体的内壁面向径向内侧只突出所述间隙的宽度的耐压支承部。因此，因为该耐压支承部支承套筒的外表面，所以能够抑制套筒变形。例如，即使在因形成废气门流路的壳体主体的内壁面和套筒的外表面之间的间隙与壳体主体的出口部的压力差而产生的负载作用于套筒的情况下，通过设置上述结构的耐压支承部，也能够抑制由于该负载而使套筒变形。
(9)在例示的一个实施方式中，基于上述(7)或者(8)的结构，其特征在于，此外具有设置于所述间隙的绝热材料。
根据上述(9)的结构，因为在形成废气门流路的壳体主体的内壁面与套筒的外表面之间的间隙设有绝热材料，所以能够抑制从排气向涡轮壳体的热输入，进一步减少排气的热能流失。
(10)在例示的一个实施方式中，基于上述(1)至(9)的任一结构，其特征在于，
所述壳体主体包括从所述壳体主体的所述内壁面向径向内侧突出设置的突起部，以与所述套筒的所述入口部侧的端部接触。
根据上述(10)的结构，因为套筒的入口部侧的端部与从壳体主体的内壁面向径向内侧突出设置的突起部接触，并支承于壳体主体，所以能够相对于壳体主体稳定地固定套筒。
(11)在例示的一个实施方式中，基于上述(1)至(9)的任一结构，其特征在于，
所述套筒的所述入口部侧的端部具有朝向所述废气门流路中的所述排气流动方向的上游侧、并向径向外侧扩展的形状。
根据上述(11)的结构，套筒的入口部侧的端部具有朝向废气门流路中的排气流动方向的上游侧、并向径向外侧扩展的形状。因此，因为套筒的入口部侧的端部顺畅地引导从壳体主体的入口部流入废气门流路的排气，所以能够抑制在排气的流动中发生剥离，减少排气的压力损失。
(12)在例示的一个实施方式中，基于上述(1)至(11)的任一结构，其特征在于，
在所述套筒的内表面具有隔热涂层。
根据上述(12)的结构，因为在套筒的内表面具有隔热涂层，所以，能够抑制从废气门流路中的排气向涡轮壳体的热输入，进一步减少排气的热能流失。
(13)本发明的几个实施方式的排气涡轮的特征在于，具有：
上述(1)至(12)的任意一个涡轮壳体；
收纳于所述涡轮壳体中的涡轮叶轮。
根据上述(13)的结构，因为具有上述(1)至(12)的任意一个涡轮壳体，所以能够抑制流入排气涡轮中的排气的热能流失。另外，因为能够容易地制造涡轮壳体，所以排气涡轮的制造也变得容易。
(14)本发明的几个实施方式的增压器的特征在于，具有：上述(13)所述的排气涡轮；
由所述排气涡轮进行驱动而构成的压缩机。
根据上述(14)的结构，因为具有上述(13)的排气涡轮，所以能够抑制排气涡轮中的排气的热能流失。另外，因为能够容易地制造排气涡轮，所以增压器的制造也变得容易。
发明的效果
根据本发明的几个实施方式，通过在废气门流路设置套筒，能够减少形成废气门流路的壳体主体的内壁面与排气的接触面积，抑制排气的热能流失。另外，因为套筒与壳体主体分别设置，所以在制造时单独加工套筒即可，能够容易地制造涡轮壳体。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的几个实施方式的增压器的结构的图。
图2是表示本发明几个实施方式的涡轮壳体的废气门流路周边结构的一个例子的图。
图3是表示本发明几个实施方式的涡轮壳体的废气门流路周边结构的变形例的图。
图4是表示本发明几个实施方式的涡轮壳体的废气门流路周边结构的其它变形例的图。
图5是表示本发明几个实施方式的涡轮壳体的隔热结构的一个例子的图。
图6是表示本发明几个实施方式的涡轮壳体的隔热结构的变形例的图。
具体实施方式
下面，参照附图，针对本发明的几个实施方式进行说明。但是，作为实施方式而记载的或附图所示的结构配件的尺寸、材质、形状、及其相对的配置等主旨不是将本发明的范围限制于此，只是单纯的说明例。
例如，表示“一样”、“相同”以及“均匀”等的事物为相同状态的表达不只表示严格意义上相同的状态，也表示公差、或可得到相同功能程度的差别存在的状态。另一方面，“配置”、“配备”、“具备”、“包括”或“具有”一个结构主要部件这样的表达不是排除其它结构主要部件存在的排他性表达。
在下面的说明中，首先，参照图1，说明几个实施方式的增压器的整体结构的一个例子。接着，参照图2至图4，说明几个实施方式的涡轮壳体的结构的一个例子、以及两个变形例。然后，参照图5及图6，说明几个实施方式的涡轮壳体的隔热结构的一个例子与变形例。
图1是示意性地表示本发明的几个实施方式的增压器的结构的图。需要说明的是，在几个实施方式中，增压器例如是在机动车用发动机等中搭载的增压器。
如图1所示，增压器1具有：旋转轴3、在旋转轴3的一端侧设置的压缩机7、以及在旋转轴3的另一端侧设置的排气涡轮10。另外，增压器1具有轴承壳体5，该轴承壳体5在内部包括：可旋转地支承旋转轴3的径向轴承(未图示)、以及支承旋转轴3的推力的推力轴承(未图示)。
压缩机7具有：在旋转轴3的一端侧设置的叶轮71、以及收纳叶轮71的压缩机壳体73。在压缩机壳体73的外周部形成有螺旋状的压缩机涡旋流路75，在压缩机涡旋流路75的中心部分收纳有叶轮71。另外，在压缩机壳体73形成有沿旋转轴3的轴向延伸、向叶轮71引导供给于发动机等的进气的入口流路77。另外，在压缩机壳体73形成有用来将从叶轮71排出并通过压缩机涡旋流路75的进气向压缩机壳体73的外部引导的出口流路79。
另一方面，排气涡轮10具有：在旋转轴3的另一端侧设置的涡轮叶轮11、以及收纳涡轮叶轮11的涡轮壳体13。另外，涡轮壳体13具有壳体主体100、以及后面叙述的套筒。
在涡轮壳体13的壳体主体100的外周部形成有螺旋状的涡轮涡旋流路103。壳体主体100包括位于该涡轮涡旋流路103的内周侧、且用来收纳涡轮叶轮11的涡轮收纳部105。另外，壳体主体100包括入口部109，该入口部109形成有用来将经由涡轮涡旋流路103向涡轮收纳部105引导来自发动机等的排气的入口流路107。另外，壳体主体100包括出口部113，其形成有沿旋转轴3的轴向延伸、且用来将来自涡轮收纳部105的排气排出的出口流路111。
此外，壳体主体100包括废气门流路115，该废气门流路115绕过涡轮收纳部105而连通壳体主体100的入口流路107与出口流路111。另外，在该废气门流路115的排气流动方向的下游侧设有废气门阀117，该废气门阀117用来对经由废气门流路115而被向壳体主体100的出口部113引导的排气的流量进行调整。
因此，在废气门阀117开启时，流入壳体主体100的入口流路107的、来自发动机等的排气的一部分没有经由涡旋流路103而被向涡轮收纳部105引导，而是经由废气门流路115而被向壳体主体的出口流路111引导。
图2是表示本发明几个实施方式的涡轮壳体的废气门流路周边结构的一个例子的图。需要说明的是，图2(a)是涡轮壳体的废气门流路及其周边的剖视图。另外，图2(b)是从前面观察废气门流路的排气流动方向的下游侧的开口的主视图。
如上所述，涡轮壳体13具有壳体主体100，该壳体主体100包括：收纳涡轮叶轮11的涡轮收纳部105(图1)、形成有用来向涡轮收纳部105引导排气的入口流路107的入口部109、以及形成有用来将来自涡轮收纳部105的排气排出的出口流路111的出口部113。此外，壳体主体100具有绕过涡轮收纳部105而连通壳体主体100的入口流路107与出口流路111的废气门流路115。
此外，涡轮壳体13具有沿壳体主体100的废气门流路115的内壁面101而设置的套筒200。利用套筒200，能够减少壳体主体100的内壁面101与在废气门流路115中流动的排气直接接触的面积。
另外，在几个实施方式中，套筒200从壳体主体100的出口部113侧向入口部109侧插入废气门流路115，并安装于壳体主体100。
在本实施方式中，如图2(a)及图2(b)所示，套筒200为沿着排气的流动方向延伸的圆筒形状。在该情况下，只设置在壳体主体100的废气门流路115的排气流动方向的下游侧115b。
在其它的实施方式中，废气门流路115弯曲，套筒200也可以具有沿着废气门流路115的弯曲形状的形状。在该情况下，与套筒200为圆筒形状的情况相比，利用套筒200，能够顺畅地引导在废气门流路115中流动的排气。
另外，在图2(a)所示的例示的实施方式中，虽然圆筒形状的套筒200只设置在废气门流路115的下游侧115b，但本发明不限于此例。例如，在其它的实施方式中，套筒200也可以遍及废气门流路115的全长而设置。在该情况下，与套筒200只设置在废气门流路115的排气流动方向的一部分的情况相比，能够减少壳体主体100的内壁面101与排气接触的面积，抑制排气的热能流失。
另外，如图2(a)、图2(b)所示，在本实施方式中例示的套筒200包括沿气体的流动方向而被分割的第一区段200a与第二区段200b。
在其它的几个实施方式中，套筒200也可以不在气体的流动方向上被分割。在该情况下，与套筒200在气体的流动方向上被分割而形成的情况相比，能够提高套筒200的强度。
另外，在另一其它的实施方式中，套筒200也可以沿着排气的流动方向而被分割为三个以上的区段。此外，套筒200除了沿排气的流动方向而被分割为多个区段以外，也可以沿着各区段与排气的流动方向交叉的方向进一步被分割。
接着，针对套筒200相对于壳体主体100的支承结构进行说明。
壳体主体100包括沿着废气门流路115的排气流动方向的下游侧115b的开口端周缘而设置的凹部119。
另一方面，套筒200在套筒200的排气的下游侧的端部203包括向套筒200的径向外侧突出而设置的凸部205。而且，凸部205嵌合于壳体主体100的凹部119中。
需要说明的是，在几个实施方式中，套筒200的凸部205相对于壳体主体100的凹部119，例如能够通过激光焊接等进行固定。另外，在其它的几个实施方式中，例如套筒200的凸部205也可以相对于壳体主体100的凹部119，只通过热嵌或冷嵌等嵌合进行固定。
另外，套筒200支承于壳体主体100，以在形成废气门流路115的壳体主体100的内壁面101与套筒200的外表面207之间形成有间隙501。
另外，壳体主体100包括从壳体主体100的内壁面101向径向内侧只突出间隙501的宽度而设置的耐压支承部121。在本实施方式中，耐压支承部121是在壳体主体100中与壳体主体100的凹部119的排气流动方向上游侧相邻而形成的环状部件，其内周面与套筒200的外表面207抵接。另外，耐压支承部121的排气流动方向的下游侧的侧面与套筒200的凸部205抵接。
在套筒200的排气的下游侧的端部203作用有因壳体主体100的出口部113与间隙501的压力差而引起的负载。在本实施方式中，因为由该耐压支承部121支承套筒200的外表面207，所以，即使在对套筒200作用有上述负载的情况下，也能够抑制套筒200变形。
另外，壳体主体100包括从壳体主体100的内壁面101向径向内侧突出而设置的突起部123，以与套筒200的排气的上游侧(套筒200的涡轮壳体100的入口部109侧)的端部201接触。而且，通过使套筒200的排气的上游侧的端部201与壳体主体100的突起部123进行接触，能够将套筒200支承于壳体主体100。
需要说明的是，在几个实施方式中，壳体主体100的突起部123的内周面的形状也可以为朝向废气门流路115的排气流动方向的上游侧、并向径向外侧扩展的形状。通过如上设置，能够顺畅地引导在废气门流路115中流动的排气。
在几个实施方式中，在涡轮壳体中也可以应用如下所示的变形例。图3是表示本发明几个实施方式的涡轮壳体的废气门流路周边结构的变形例的图。需要说明的是，图3(a)是涡轮壳体的废气门流路及其周边的剖视图。另外，图3(b)是从前面观察废气门流路的排气流动方向的下游侧的开口的主视图。
如图3(a)、图3(b)所示，本变形例的涡轮壳体13此外具有用来在壳体主体100固定套筒200的固定用工件300。在本变形例中，固定用工件300为环状部件，嵌合在壳体主体100的凹部119中。而且，套筒200的凸部205在嵌合于壳体主体100的凹部119的状态下，夹持在固定用工件300与壳体主体100之间。
需要说明的是，在几个实施方式中，固定用工件300也可以相对于壳体主体100的凹部119通过焊接进行固定。
根据本变形例，因为套筒200的凸部205在嵌合于壳体主体100的凹部119的状态下，夹持在固定用工件300与壳体主体100之间，所以，能够使套筒200相对于壳体主体100的固定牢固。
根据本变形例，因为具有固定用工件300，所以，也能够通过焊接将固定用工件300相对于壳体主体100进行固定，并且将套筒200的凸部205夹持在固定用工件300与壳体主体100之间。由此，能够使套筒200相对于壳体主体100的固定更牢固。
另外，在通过焊接将套筒200直接固定在壳体主体100的情况下，因为套筒200的厚度较小，所以，可能由于焊接时产生的热量而使套筒200变形。关于这一点，如上所述，不是将套筒200、而是将固定用工件300通过焊接固定于壳体主体100，由此，能够抑制套筒200的变形，并且将套筒200相对于壳体主体100牢固地进行固定。
另外，在几个实施方式中，在涡轮壳体中也可以应用如下所示的与上述说明不同的变形例。图4是表示本发明几个实施方式的涡轮壳体的废气门流路周边结构的其它变形例的图。
如图4所示，在本变形例的涡轮壳体13中，套筒200的排气的上游侧的端部211具有朝向废气门流路115的排气流动方向的上游侧115a、并向径向外侧扩展的形状。因此，因为套筒的入口侧的端部211顺畅地引导从壳体主体100的入口部109向废气门流路115流入的排气，所以，能够抑制在排气的流动中发生剥离，减少排气的压力损失。
接着，参照图5，针对本发明几个实施方式的涡轮壳体的隔热结构的一个例子进行说明。图5是表示本发明几个实施方式的涡轮壳体的隔热结构的一个例子的图。
如图5所示，几个实施方式的涡轮壳体13在套筒200的内表面具有隔热涂层500。该隔热涂层500例如能够通过喷涂而形成。
即，根据本实施方式，在壳体主体100的内壁面101与套筒200的外表面207之间形成有间隙501，此外，在套筒200的内表面形成有隔热涂层500。这样，利用间隙501、套筒200以及隔热涂层500三层，将废气门流路115与壳体主体100的内壁面隔开。
而且，因为利用隔热涂层500，能够阻挡热量从废气门流路115的排气向套筒200侵入，所以，能够进一步抑制从排气向涡轮壳体13的热输入。
另外，例如在套筒200沿着排气的流动方向被分割为两个区段、并且隔热涂层500通过喷涂而形成在套筒200的内表面的情况下，与筒状的一体结构的套筒相比，能够容易地形成隔热涂层500。
参照图6，针对本发明几个实施方式的涡轮壳体的隔热结构的变形例进行说明。图6是表示本发明几个实施方式的涡轮壳体的隔热结构的变形例的图。
如图6所示，在几个实施方式中，涡轮壳体13具有在壳体主体100的内壁面101与套筒200的外表面207之间的间隙501设置的绝热材料502。
利用该绝热材料502，能够减少从套筒200向涡轮壳体13传递的热的量，所以，能够进一步抑制从排气向涡轮壳体13的热输入。
需要说明的是，在本变形例中，在例举表示的实施方式中，虽然在套筒200的内表面形成有隔热涂层500，但不限于此，在其它的几个实施方式中也可以省略隔热涂层500。
根据上述的几个实施方式，因为在壳体主体100的废气门流路115的至少排气流动方向的下游侧115b，沿形成废气门流路115的壳体主体100的内壁面101而设有套筒200，所以，能够减少形成废气门流路115的壳体主体100的内壁面101与排气的接触面积，抑制排气的热能流失。
由此，例如在排气涡轮10的排气的流动方向下游侧设有用来净化排气中的有害成分的催化剂的情况下，能够较高地保持从排气涡轮10排出的排气温度，所以，在增压器1启动时，能够缩短使催化剂活性化的时间。
另外，根据上述的实施方式，因为套筒200与壳体主体100分别设置，所以，在制造时单独加工套筒200即可，能够容易地制造涡轮壳体13。
另外，根据上述的实施方式，因为套筒200构成为包括沿着排气的流动方向而被分割的多个区段(200a、200b)，所以，当制造时以每个区段加工套筒200即可，能够比具有一体结构的套筒的涡轮壳体更容易地制造。
另外，根据上述的实施方式，因为套筒200具有沿排气的流动方向延伸的圆筒形状，所以，例如与弯曲的复杂形状的套筒相比，在制造时容易进行套筒200的加工，更容易制造涡轮壳体13。
另外，因为套筒200具有沿着排气的流动方向延伸的圆筒形状，所以，例如在将套筒200从壳体主体100的出口部113侧向入口部109侧插入废气门流路115中来制造涡轮壳体的情况下，与弯曲的复杂形状的套筒相比，易于将套筒200插入废气门流路115中，更容易地制造涡轮壳体13。
在此，为了使废气门流路115的排气流动方向的上游侧115a的壳体主体100的内壁面101顺畅地引导来自壳体主体100的入口部109的排气，有时形成为复杂的曲面形状。在上述情况下，当试图遍及废气门流路115的全长而设置套筒200时，可能会破坏废气门流路115本来应该具有的曲面形状。
根据上述的实施方式，因为将套筒200只设置在壳体主体100的废气门流路115的排气流动方向的下游侧115b，所以，即使在废气门流路115的排气流动方向的上游侧115a的壳体主体100的内壁面101形成为复杂的曲面形状的情况下，能够不会破坏该曲面形状，而沿壳体主体100的内壁面101设置套筒200。
另外，根据上述的实施方式，因为在沿着壳体主体100的废气门流路115的排气流动方向的下游侧115b的开口端周缘而设置的凹部119中嵌合有向套筒200的径向外侧突出而设置的凸部205，所以，能够相对于壳体主体100定位套筒200。其结果是，能够容易地相对于壳体主体100安装套筒200，使涡轮壳体13的制造容易。
另外，根据上述的实施方式，因为套筒200支承于壳体主体100，以在形成废气门流路115的壳体主体100的内壁面101与套筒200的外表面207之间形成间隙501，所以，利用本间隙501能够抑制从排气向涡轮壳体13的热输入，进一步减少排气的热能流失。
另外，根据上述的实施方式，因为设有从壳体主体100的内壁面101向径向内侧只突出间隙501的宽度的耐压支承部121。因此，由于该耐压支承部121支承套筒200的外表面207，所以能够抑制套筒200变形。例如，即使在因形成废气门流路115的壳体主体100的内壁面101和套筒200的外表面207之间的间隙501与壳体主体100的出口部113的压力差而产生的负载作用于套筒200的情况下，通过设置上述结构的耐压支承部121，能够抑制因该负载而使套筒200变形。
另外，根据上述的实施方式，因为套筒200的排气流动方向的上游侧的端部201与从壳体主体100的内壁面101向径向内侧突出而设置的突起部123接触，并支承于壳体主体100，所以，能够相对于壳体主体100稳定地固定套筒200。
附图标记说明
1增压器；3旋转轴；5轴承壳体；7压缩机；71叶轮；73压缩机壳体；75压缩机涡旋流路；77压缩机入口流路；79压缩机出口流路；10排气涡轮；11涡轮叶轮；13涡轮壳体；100壳体主体；101内壁面；103涡轮涡旋流路；105涡轮收纳部；107入口流路；109入口部；111出口流路；113出口部；115废气门流路；115a废气门流路的上游侧；115b废气门流路的下游侧；117废气门阀；119凹部；121耐压支承部；123突起部；200套筒；200a套筒第一区段；200b套筒第二区段；201套筒的入口侧的端部；211套筒的入口侧的端部(变形例)；203套筒的出口侧的端部；205凸部；207套筒的外表面；300固定用工件；500涂层；501间隙；502绝热材料。

Claims (22)

1.一种涡轮壳体，其特征在于，具有：
壳体主体，其包括：收纳涡轮叶轮的涡轮收纳部、形成有用来向所述涡轮收纳部引导排气的入口流路的入口部、形成有用来排出来自所述涡轮收纳部的所述排气的出口流路的出口部、以及绕过所述涡轮收纳部而将所述入口流路与所述出口流路连通的废气门流路；
套筒，其在所述壳体主体的所述废气门流路的至少所述排气的流动方向的下游侧，沿形成所述废气门流路的所述壳体主体的内壁面而设置，
所述套筒从所述壳体主体的所述出口部侧向所述入口部侧插入所述废气门流路并支承于所述壳体主体，而在形成所述废气门流路的所述壳体主体的所述内壁面与所述套筒的外表面之间形成间隙，
所述壳体主体包括凹部，该凹部沿所述壳体主体的所述废气门流路的所述排气的流动方向的下游侧的开口端周缘而设置，
所述套筒包括嵌合于所述凹部而向所述套筒的径向外侧突出设置的凸部，
所述壳体主体包括从所述壳体主体的所述内壁面向径向内侧突出所述间隙的宽度而设置的耐压支承部。
2.如权利要求1所述的涡轮壳体，其特征在于，
所述套筒包括沿所述排气的流动方向而被分割的多个区段。
3.如权利要求1或2所述的涡轮壳体，其特征在于，
所述套筒为沿所述排气的流动方向延伸的圆筒形状。
4.如权利要求1或2所述的涡轮壳体，其特征在于，
所述套筒只设置在所述壳体主体的所述废气门流路的所述排气的流动方向的下游侧。
5.如权利要求1所述的涡轮壳体，其特征在于，
此外具有用来在所述壳体主体固定所述套筒的固定用工件，
所述套筒的所述凸部在嵌合于所述壳体主体的所述凹部的状态下，夹持在所述固定用工件与所述壳体主体之间。
6.如权利要求1或2所述的涡轮壳体，其特征在于，
此外具有设置于所述间隙的绝热材料。
7.如权利要求1或2所述的涡轮壳体，其特征在于，
所述壳体主体包括从所述壳体主体的所述内壁面向径向内侧突出设置的突起部，以与所述套筒的所述入口部侧的端部接触。
8.如权利要求1或2所述的涡轮壳体，其特征在于，
所述套筒的所述入口部侧的端部具有朝向所述废气门流路的所述排气的流动方向的上游侧、并向径向外侧扩展的形状。
9.如权利要求1或2所述的涡轮壳体，其特征在于，
在所述套筒的内表面具有隔热涂层。
10.一种排气涡轮，其特征在于，具有：
如权利要求1或2所述的涡轮壳体；
收纳于所述涡轮壳体的涡轮叶轮。
11.一种增压器，其特征在于，具有：
如权利要求10所述的排气涡轮；
由所述排气涡轮进行驱动而构成的压缩机。
12.一种涡轮壳体，其特征在于，具有：
壳体主体，其包括：收纳涡轮叶轮的涡轮收纳部、形成有用来向所述涡轮收纳部引导排气的入口流路的入口部、形成有用来排出来自所述涡轮收纳部的所述排气的出口流路的出口部、以及绕过所述涡轮收纳部而将所述入口流路与所述出口流路连通的废气门流路；
套筒，其在所述壳体主体的所述废气门流路的至少所述排气的流动方向的下游侧，沿形成所述废气门流路的所述壳体主体的内壁面而设置，
所述套筒从所述壳体主体的所述出口部侧向所述入口部侧插入所述废气门流路并支承于所述壳体主体，而在形成所述废气门流路的所述壳体主体的所述内壁面与所述套筒的外表面之间形成间隙，
所述壳体主体包括凹部，该凹部沿所述壳体主体的所述废气门流路的所述排气的流动方向的下游侧的开口端周缘而设置，
所述套筒包括嵌合于所述凹部而向所述套筒的径向外侧突出设置的凸部，
所述壳体主体包括从所述壳体主体的所述内壁面向径向内侧突出设置的突起部，以与所述套筒的所述入口部侧的端部接触。
13.如权利要求12所述的涡轮壳体，其特征在于，
所述套筒包括沿所述排气的流动方向而被分割的多个区段。
14.如权利要求12或13所述的涡轮壳体，其特征在于，
所述套筒为沿所述排气的流动方向延伸的圆筒形状。
15.如权利要求12或13所述的涡轮壳体，其特征在于，
所述套筒只设置在所述壳体主体的所述废气门流路的所述排气的流动方向的下游侧。
16.如权利要求12所述的涡轮壳体，其特征在于，
此外具有用来在所述壳体主体固定所述套筒的固定用工件，
所述套筒的所述凸部在嵌合于所述壳体主体的所述凹部的状态下，夹持在所述固定用工件与所述壳体主体之间。
17.如权利要求12或13所述的涡轮壳体，其特征在于，
所述壳体主体包括从所述壳体主体的所述内壁面向径向内侧突出所述间隙的宽度而设置的耐压支承部。
18.如权利要求12或13所述的涡轮壳体，其特征在于，
此外具有设置于所述间隙的绝热材料。
19.如权利要求12或13所述的涡轮壳体，其特征在于，
所述套筒的所述入口部侧的端部具有朝向所述废气门流路的所述排气的流动方向的上游侧、并向径向外侧扩展的形状。
20.如权利要求12或13所述的涡轮壳体，其特征在于，
在所述套筒的内表面具有隔热涂层。
21.一种排气涡轮，其特征在于，具有：
如权利要求12或13所述的涡轮壳体；
收纳于所述涡轮壳体的涡轮叶轮。
22.一种增压器，其特征在于，具有：
如权利要求21所述的排气涡轮；
由所述排气涡轮进行驱动而构成的压缩机。
CN201680087885.0A 2016-12-16 2016-12-16 涡轮壳体、排气涡轮、以及增压器 Active CN109563771B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2016/087599 WO2018109934A1 (ja) 2016-12-16 2016-12-16 タービンハウジング、排気タービン、及び過給機

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109563771A CN109563771A (zh) 2019-04-02
CN109563771B true CN109563771B (zh) 2022-03-29

Family

ID=62558174

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680087885.0A Active CN109563771B (zh) 2016-12-16 2016-12-16 涡轮壳体、排气涡轮、以及增压器

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10907541B2 (zh)
EP (1) EP3470647B1 (zh)
JP (1) JP6626975B2 (zh)
CN (1) CN109563771B (zh)
WO (1) WO2018109934A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017175729A1 (ja) * 2016-04-05 2017-10-12 株式会社Ihi 過給機
JP2020002829A (ja) * 2018-06-26 2020-01-09 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 断熱シート部材
JP7045782B2 (ja) * 2018-10-10 2022-04-01 本田技研工業株式会社 過給機のタービンハウジング
JP7168427B2 (ja) * 2018-11-30 2022-11-09 ダイハツ工業株式会社 排気ターボ過給機
US11982222B2 (en) * 2020-08-17 2024-05-14 Mitsubishi Heavy Industries Engine & Turbocharger, Ltd. Wastegate valve device, turbine, and turbocharger

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10307028B3 (de) * 2003-02-20 2004-05-13 Benteler Automobiltechnik Gmbh Anordnung zur Überführung der Abgase eines Verbrennungsmotors in eine Abgasleitung
CN104395581A (zh) * 2012-06-21 2015-03-04 博格华纳公司 排气涡轮增压器
CN104533603A (zh) * 2009-10-30 2015-04-22 博格华纳公司 排气涡轮增压器的涡轮机壳体
WO2016126623A1 (en) * 2015-02-03 2016-08-11 Borgwarner Inc. Exhaust gas turbocharger

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6229724A (ja) 1985-07-30 1987-02-07 Nissan Motor Co Ltd タ−ビンハウジング
JP2005266892A (ja) 2004-03-16 2005-09-29 Suzuki Motor Corp 金型設計支援システム及び方法並びに金型設計支援用プログラム
JP5667286B2 (ja) * 2011-03-23 2015-02-12 アイシン高丘株式会社 タービンハウジング
US8984880B2 (en) * 2012-09-13 2015-03-24 Honeywell International Inc. Turbine wastegate
JP2016003573A (ja) 2014-06-13 2016-01-12 トヨタ自動車株式会社 過給機
DE102015212305A1 (de) * 2015-07-01 2017-01-05 Continental Automotive Gmbh Laufradgehäuse für einen Abgasturbolader mit einem einen Ventilsitzring aufweisenden Bypass-Ventil sowie Abgasturbolader und Verfahren zur Herstellung eines Ventilsitzringes
CN106150572B (zh) * 2016-08-29 2017-11-14 无锡康明斯涡轮增压技术有限公司 涡轮增压器的涡壳部件结构

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10307028B3 (de) * 2003-02-20 2004-05-13 Benteler Automobiltechnik Gmbh Anordnung zur Überführung der Abgase eines Verbrennungsmotors in eine Abgasleitung
CN104533603A (zh) * 2009-10-30 2015-04-22 博格华纳公司 排气涡轮增压器的涡轮机壳体
CN104395581A (zh) * 2012-06-21 2015-03-04 博格华纳公司 排气涡轮增压器
WO2016126623A1 (en) * 2015-02-03 2016-08-11 Borgwarner Inc. Exhaust gas turbocharger

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2018109934A1 (ja) 2018-12-13
JP6626975B2 (ja) 2019-12-25
EP3470647A4 (en) 2020-01-08
US10907541B2 (en) 2021-02-02
EP3470647B1 (en) 2021-08-25
EP3470647A1 (en) 2019-04-17
CN109563771A (zh) 2019-04-02
US20190234304A1 (en) 2019-08-01
WO2018109934A1 (ja) 2018-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109563771B (zh) 涡轮壳体、排气涡轮、以及增压器
EP3267010B1 (en) Turbocharger
US10907649B2 (en) Turbine housing, exhaust turbine, and turbocharger
KR101182121B1 (ko) 터보 챠저
US8641371B2 (en) Turbine shroud
US10465601B2 (en) Variable nozzle unit and variable-capacity supercharger
US20130312420A1 (en) Chamber-bottom baffle, combustion chamber comprising same and gas turbine engine fitted therewith
EP2818664A1 (en) Turbo charger
WO2008060195A1 (en) Vane assembly configured for turning a flow ina a gas turbine engine, a stator component comprising the vane assembly, a gas turbine and an aircraft jet engine
EP3543500B1 (en) Turbine housing and turbo charger provided with same
CN111065803A (zh) 涡轮增压器
EP2940270B1 (en) Variable-geometry turbocharger
EP3112633A1 (en) Sheet metal turbine housing
US10605266B2 (en) Gas turbine engine
KR101055231B1 (ko) 터빈 하우징
CN110520607B (zh) 涡轮机以及具有该涡轮机的涡轮增压器
CN109563769B (zh) 可变喷嘴装置以及可变容量型排气涡轮增压器
CN110678635A (zh) 涡轮机壳体
EP3489469B1 (en) Turbine housing
US11428108B2 (en) Turbine housing and turbocharger
JP7130545B2 (ja) ガスタービン燃焼器、ガスタービン及びガスタービン燃焼器の製造方法
EP4010632B1 (en) Combustion chamber for a gas turbine with wall cooling
CN116802384A (zh) 具有外壳屏蔽件的燃烧部段

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant