CN111448374A - 涡轮及涡轮增压器 - Google Patents

涡轮及涡轮增压器 Download PDF

Info

Publication number
CN111448374A
CN111448374A CN201780097524.9A CN201780097524A CN111448374A CN 111448374 A CN111448374 A CN 111448374A CN 201780097524 A CN201780097524 A CN 201780097524A CN 111448374 A CN111448374 A CN 111448374A
Authority
CN
China
Prior art keywords
turbine
flow path
guide vane
gap
axial direction
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
CN201780097524.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111448374B (zh
Inventor
B.古普塔
吉田豊隆
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 Ltd
Original Assignee
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 Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Publication of CN111448374A publication Critical patent/CN111448374A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111448374B publication Critical patent/CN111448374B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • 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
    • F01D17/165—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes for radial flow, i.e. the vanes turning around axes which are essentially parallel to the rotor centre line
    • 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
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/24—Control of the pumps by using pumps or turbines with adjustable guide vanes
    • 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
    • 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

Landscapes

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

Abstract

本发明提供一种涡轮，具备：涡轮叶轮；外壳，设置为覆盖上述涡轮叶轮，且包括位于上述涡轮叶轮的外周侧的涡形流路；喷嘴叶片，在排气流动方向上设置于位于上述涡形流路的下游侧且上述涡轮叶轮的上游侧的中间流路；板，相对于上述外壳中划定上述涡形流路的内周侧边界的内周壁部在轴向上隔开间隙并面向上述中间流路设置在上述中间流路侧；至少一个导向叶片，在上述轴向上设置于上述内周壁部和上述板之间的上述间隙中，上述至少一个导向叶片包括第一端和相对于上述第一端在径向外侧且周向上位于上述排气流动方向的下游侧的第二端。

Description

涡轮及涡轮增压器
技术领域
本公开涉及涡轮及涡轮增压器。
背景技术
使用一种具备喷嘴叶片的涡轮增压器，该喷嘴叶片调节流入涡轮叶轮的排气流。
例如，专利文献1中公开了一种采用径流式涡轮的涡轮增压器，该径流式涡轮在工作气体(排气)通过的涡旋件的内侧具备沿周向排列的多个喷嘴叶片。该涡轮增压器中使用的喷嘴叶片在前缘部及后缘部具有使喷嘴叶片宽度方向的两端部比中央部更向压力面侧膨出的形状。通过这种喷嘴叶片的形状，在前缘侧减少工作气体的碰撞损失，在后缘侧使从喷嘴流出的工作气体的流动均匀以减少喷嘴叶片及转动叶片中的二次流动损失。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013－137017号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而，本发明人等认真讨论的结果了解到，在具备喷嘴叶片的涡轮增压器的运转中，在形成于形成涡形流路的外壳的壁面和形成设置喷嘴叶片的中间流路的板之间的间隙中，湍流变大，由此，存在流体和外壳之间的传热系数变大的趋势，或者，存在总压降低的趋势。这种传热系数的增加及总压的降低意味着涡轮中发生热损失及压力损失。因此，在涡轮中，期待着降低这种热损失或压力损失。
鉴于上述情况，本发明的至少一实施方式的目的在于提供一种降低能够减少湍流引起的热损失和压力损失的涡轮及涡轮增压器。
用于解决技术问题所采用的技术方案
(1)本发明的至少一实施方式的涡轮具备：
涡轮叶轮；
外壳，设置为覆盖所述涡轮叶轮，且包括位于所述涡轮叶轮的外周侧的涡形流路；
喷嘴叶片，在排气流动方向上设置于位于所述涡形流路的下游侧且所述涡轮叶轮的上游侧的中间流路；
板，相对于所述外壳中划定所述涡形流路的内周侧边界的内周壁部在轴向上隔开间隙并面向所述中间流路设置在所述中间流路侧；
至少一个导向叶片，在所述轴向上设置于所述内周壁部和所述板之间的所述间隙中，
所述至少一个导向叶片包括：
第一端；
第二端，相对于所述第一端在径向外侧且周向上位于所述排气流动方向的下游侧。
根据上述(1)的结构，将包括第一端和相对于该第一端在径向外侧且周向上位于排气流动方向的下游侧的第二端的导向叶片设置于内周壁部和板之间的间隙中，因此，从涡形流路流入上述间隙的流动被导向叶片引导为在径向外侧且周向上朝向排气流动方向的下游侧。因此，由于流过涡形流路的排气流难以流入上述间隙中，所以能够将因排气流流入该间隙中可能产生的湍流防患于未然。由此，在涡轮中，能够减少因湍流引起的热损失或压力损失。
(2)在一些实施方式中，在上述(1)的结构中，
所述至少一个导向叶片设置为从所述内周壁部或所述板的至少一方的表面朝向所述内周壁部或所述板的另一方的表面沿所述轴向突出。
根据上述(2)的结构，导向叶片设置为在形成轴向间隙的内周壁部和板之间具有轴向高度，所以能够有效地抑制排气流从涡形流路流入该间隙中。
(3)在一些几个实施方式中，在上述(1)或(2)的结构中，
所述第一端位于所述间隙的内周侧端部，
所述第二端位于所述间隙的外周侧端部。
根据上述(3)的结构，由于使导向叶片的第一端位于间隙的内周侧端部，所以当排气流入间隙的内周侧区域时，容易将该排气流沿着导向叶片引导至外周侧。另外，由于导向叶片的第二端位于间隙的外周侧端部，所以能够引导排气流使其向该间隙的外周侧流动。因此，能够有效地抑制排气流从涡形流路流入该间隙中。
(4)在一些实施方式中，在上述(1)～(3)中的任一结构中，
所述至少一个导向叶片在与所述轴向正交的截面内具有朝向所述涡形流路凸起的弯曲形状。
根据上述(4)的结构，导向叶片在与轴向正交的截面内具有朝向涡形流路凸起的弯曲形状，因此，来自涡形流路的排气流难以停留在间隙内，并且能够将该排气流沿着导向叶片平滑地引导至外周侧且下游侧。因此，能够有效地抑制排气流从涡形流路流入该间隙中。
(5)在一些实施方式中，在上述(1)～(4)中的任一结构中，
所述至少一个导向叶片包括沿着所述周向排列的多个导向叶片，
所述多个导向叶片中至少一个导向叶片的所述周向上的长度比在所述周向上位于比该导向叶片靠所述排气流的上游侧的导向叶片的所述周向上的长度长。
在典型的涡轮中，上述槽的径向长度在周向上越向排气流的下游侧越变长。在上述(5)的结构中，随着在周向上朝向排气流的下游侧，使得导向叶片的周向长度根据槽的径向长度的增加而变长，因此，通过配置于各周向区域的导向叶片，能够有效地抑制排气流从涡形流路流入该间隙中。
(6)在一些实施方式中，在上述(1)～(5)中的任一结构中，
所述至少一个导向叶片的所述轴向上的高度为所述间隙的所述轴向上的高度的30％以上。
根据上述(6)的结构，由于将导向叶片的轴向上的高度设定为上述间隙的轴向上的高度的30％以上，因此能够有效地抑制排气流从涡形流路流入该间隙中。
(7)在一些实施方式中，在上述(1)～(6)的任一结构中，
在与所述轴向正交的截面上，在将所述涡轮的旋转轴设为中心、将卷舌部的位置处的角度设为0度、将周向上的所述排气流动方向设为正角度方向时，所述至少一个导向叶片位于220度以上360度以下的范围内。
根据本发明人等的见解，了解到在涡形流路的出口附近，湍流变得特别大，流体和外壳之间的传热系数变大的趋势及总压降低的趋势增加。
在这一点上，根据上述(7)的结构，由于将导向叶片设置于周向上的上述角度为220度以上360度以下的范围内(即涡形流路的出口附近)，所以在该周向区域中，排气流被导向叶片引导为朝向径向外侧且下游侧。因此，在该周向区域中，能够防止在涡形流路流动的排气流流入上述间隙中，由此，能够有效地降低涡轮中的热损失或压力损失。
(8)本发明的至少一实施方式的涡轮增压器具备：
上述(1)～(7)中任一项所述的涡轮；
压缩机，其构成为由所述涡轮来驱动。
根据上述(8)的结构，将包括第一端和相对于该第一端在径向外侧且周向上位于排气流动方向的下游侧的第二端的导向叶片设置于内周壁部和板之间的间隙中，因此从涡形流路流入上述间隙的流动被导向叶片引导为在径向外侧且周向上朝向排气流动方向的下游侧。因此，由于流过涡形流路的排气流难以流入上述间隙中，所以能够将因排气流流入该间隙中可能发生的湍流防患于未然。由此，在涡轮中，能够减少因湍流引起的热损失或压力损失。
发明效果
根据本发明的至少一实施方式，提供可以降低因湍流引起的热损失或压力损失的涡轮及涡轮增压器。
附图说明
图1是一实施方式的沿着涡轮增压器的旋转轴的概略剖视图。
图2是图1的局部放大图。
图3是与图1所示的涡轮的旋转轴正交的概略剖视图。
图4A是一实施方式的包括导向叶片的周向及轴向的概略剖视图。
图4B是一实施方式的包括导向叶片的周向及轴向的概略剖视图。
图4C是一实施方式的包括导向叶片的周向及轴向的概略剖视图。
图4D是一实施方式的包括导向叶片的周向及轴向的概略剖视图。
图4E是一实施方式的包括导向叶片的周向及轴向的概略剖视图。
图4F是一实施方式的包括导向叶片的周向及轴向的概略剖视图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的一些实施方式进行说明。其中，作为实施方式记载的或附图所示的构成零件的尺寸、材质、形状、其相对配置等只不过是说明例，并不是将本发明的范围限定于此的意思。
首先，对一些实施方式的涡轮增压器的整体结构进行说明。
图1是一实施方式的沿着涡轮增压器的旋转轴O的概略剖视图。如图1所示，涡轮增压器100具备包括构成为由来自未图示的发动机的排气旋转驱动的涡轮叶轮4的涡轮1和经由被轴承3支承为能够旋转的旋转轴2与涡轮1连接的压缩机(未图示)。压缩机构成为由涡轮叶轮4的旋转同轴驱动并压缩向发动机的进气。
此外，图1所示的涡轮1是工作流体即排气沿半径方向流入的径流式涡轮，但涡轮1的工作方式不限于此。例如，在一些实施方式中，涡轮1也可以是流入的工作流体具有半径方向及轴向的速度分量的混流式涡轮。
涡轮叶轮4被收容于设置为覆盖该涡轮叶轮4的外壳6内，包括与旋转轴2连结的轮毂17和在轮毂17的外周面沿周向排列的多个动叶片5。
外壳6包括位于涡轮叶轮4的外周侧的涡形流路8和划定涡形流路8的内周侧边界9的内周壁部22。此外，如图1所示，外壳6也可以包括收容涡轮叶轮4的部分即涡轮外壳6a和收容轴承3的部分即轴承外壳6b。
在涡轮叶轮4的外周侧形成有从涡形流路8流入涡轮叶轮4的排气流通过的中间流路10。即，中间流路10在排气流动方向上位于涡形流路8的下游侧且涡轮叶轮4的上游侧。
在中间流路10中，沿周向排列有用于调节流入涡轮叶轮4的排气流的多个喷嘴叶片14。
中间流路10形成于安装喷嘴叶片14的喷嘴支架16和在涡轮1的轴向(下面，也简称为“轴向”。)上隔着喷嘴叶片14设置于相反侧的喷嘴板12(本发明的板)之间。喷嘴支架16通过螺栓(未图示)等固定于轴承外壳6b上。在喷嘴支架16和喷嘴板12之间设置有例如沿轴向延伸的柱状部件(未图示)等，通过该柱状部件等将喷嘴板12支承为与喷嘴支架16在轴向上分离。在喷嘴板12和外壳6的内周壁部22之间设置有环状的密封部件26，抑制排气从涡形流路8泄漏到涡轮叶轮4的下游侧空间(即不经由涡轮叶轮4的排气的泄漏)。
喷嘴叶片14包括延伸至喷嘴支架16和喷嘴板12之间的翼型部。
多个喷嘴叶片14分别经由喷嘴轴20连接至杠杆板18的一端侧。另外，杠杆板18的另一端侧连接至圆盘状的驱动环19。
驱动环19由致动器(未图示)驱动并能够以旋转轴O为中心旋转。构成为：当驱动环19旋转时，各杠杆板18旋转，随之，喷嘴轴20以沿着轴向的转动轴Q为中心转动，喷嘴叶片14的开度(翼角)经由该喷嘴轴20而变化。
在这样构成的涡轮增压器100的涡轮1中，从入口流路30(参照图2)流入并流过涡形流路8的排气(参照图1及图2的箭头G)流入喷嘴支架16和喷嘴板12之间的中间流路10，通过喷嘴叶片14控制流动方向，流向外壳6的中心部。而且，在作用于涡轮叶轮4之后，从排气出口7排出到外部。
另外，通过使喷嘴叶片14的开度根据流入涡轮1的排气流量适当地变化，能够改变外壳6内的排气通道面积，调节排气向涡轮叶轮4流动的流速，获得良好的涡轮效率。
下面，对一些实施方式的涡轮1的特征进行说明。
图2是图1的局部放大图，图3是与图1所示的涡轮1的旋转轴O正交的概略剖视图。此外，图3是在图1所示的箭头B的方向观察涡轮1的图，为了简化说明，示出了外壳6中包括涡形流路8的部分的截面、喷嘴板12、喷嘴叶片14及后述的导向叶片42(42A～42E)，省略了涡轮叶轮4等的图示。
如图2所示，喷嘴板12(板)相对于外壳6的内周壁部22在轴向上隔开间隙24并面向该中间流路10设置在中间流路10侧。而且，涡轮1包括设置于间隙24中的至少一个导向叶片42。在图示的实施方式中，如图3所示，在涡轮1的间隙24中，多个导向叶片42(42A～42E)沿着周向排列。下面，有时将多个导向叶片42A～42E统一表记为导向叶片42。
如图2及图3所示，导向叶片42分别包括第一端44和相对于第一端44在径向外侧且周向上位于排气流动方向的下游侧的第二端46。
根据上述实施方式，将上述导向叶片42设置于内周壁部22和喷嘴板12之间的间隙24中，因此，从涡形流路8流入间隙24的排气流被导向叶片42引导为在径向外侧且周向上朝向排气流动方向的下游侧。因此，因为路过涡形流路8的排气流难以流入间隙24，所以能够将因排气流流入该间隙24而可能发生的湍流防患于未然。由此，在涡轮1中，能够减少因湍流引起的热损失或压力损失。
在一些实施方式中，导向叶片42设置为从内周壁部22或喷嘴板12的至少一方的表面朝向内周壁部22或喷嘴板12的另一方的表面沿轴向突出。
例如，在图2所示的例示性实施方式中，间隙24形成于沿着旋转轴O的正交方向的内周壁部22的表面23和喷嘴板12的两侧的表面11、13中与内周壁部22的表面23对置的表面11之间。而且，导向叶片42设置为从喷嘴板12的表面11朝向内周壁部22沿轴向突出。
在一些实施方式中，导向叶片42也可以设置为从内周壁部22的表面23朝向喷嘴板12沿轴向突出。另外，在一些实施方式中，导向叶片42也可以设置为从内周壁部22的表面23及喷嘴板12的表面11轴向突出。
在该这种情况下，导向叶片42设置为在形成轴向间隙24的内周壁部22和喷嘴板12之间具有轴向高度，因此，能够有效地抑制排气流从涡形流路8流入该间隙24。
导向叶片42的轴向上的高度H(参照图2)也可以为间隙24的轴向上的高度D(参照图2)的30％以上。
这样，通过将导向叶片42的轴向上的高度H设定为间隙24的轴向上的高度D的30％以上，能够有效地抑制排气流从涡形流路8流入间隙24。
在一些实施方式中，导向叶片42的第一端44位于间隙24的内周侧端部24a，导向叶片42的第二端46位于上述间隙24的外周侧端部24b。
例如，在图示的实施方式的情况下，如图2所示，间隙24在径向上形成于与内周壁部22的延伸范围对应的径向区域。因此，如图2及图3所示，间隙24的内周侧端部24a是该间隙24中包括内周壁部22的表面23的内周侧端23a的径向位置的部分，间隙24的外周侧端部24b是该间隙24中包括内周壁部22的表面23的外周侧端23b的径向位置的部分。
这样，由于使得导向叶片42的第一端44位于间隙24的内周侧端部24a，所以当排气流入间隙24的内周侧区域时，容易将该排气流沿着导向叶片42引导到外周侧。另外，由于使得导向叶片42的第二端46位于间隙24的外周侧端部24b，所以能够将排气流引导成从该间隙24向外周侧流动。因此，能够有效地抑制排气流从涡形流路8流入该间隙24。
在一些实施方式中，导向叶片42在与轴向正交的截面内具有朝向涡形流路8凸起的弯曲形状。换言之，在一些实施方式中，在从旋转轴O朝向径向外侧观察时，导向叶片42在与轴向正交的截面内具有凹弯曲形状。
例如，在图示的实施方式中，如图3所示，导向叶片42A～42E分别具有朝向涡形流路8凸起的弯曲形状。
这样，导向叶片42在与轴向正交的截面内具有朝向涡形流路8凸起的弯曲形状，因此，来自涡形流路8的排气流难以停留在间隙24内，并且能够将该排气流沿着导向叶片42平滑地引导至外周侧且下游侧。因此，能够有效地抑制排气流从涡形流路8流入该间隙24。
在一些实施方式中，多个导向叶片42中至少一个导向叶片42的周向上的长度比在周向上位于比该导向叶片42靠排气流的上游侧的导向叶片42的周向上的长度长。
例如，在图3所示的涡轮1中，在多个导向叶片42A～42E中，导向叶片42E的周向上的长度LE比位于该导向叶片42E上游侧的导向叶片42A～42D的周向上的长度LA～LD长。此外，在图3所示的涡轮1中，多个导向叶片42A～42E中越位于排气流的下游侧的叶片周向长度越长。即，多个导向叶片42A～42E各自的周向长度LA～LE满足LA＜LB＜LC＜LD＜LE。
在典型的涡轮中，在周向上越靠近排气流的下游侧，上述间隙24的径向长度越长。
例如，在图3所示的例示性实施方式中，内周壁部22的表面23的内周侧端23a的径向位置在整个周向上不会大幅变化，与此相对，外周侧端23b在周向上越朝向排气流的下游侧越位于径向外侧。因此，在图3所示的实施方式中，间隙24的径向长度在周向上越朝向排气流的下游侧越变长。
在这一点上，在上述实施方式中，随着在周向上朝向排气流的下游侧，使得导向叶片42的周向长度根据间隙24的径向长度的增加而变长，因此，通过配置于各周向区域的导向叶片42，能够有效地抑制排气流从涡形流路8流入该间隙24。
在一些实施方式中，在与轴向正交的截面上，将涡轮1的旋转轴O设为中心、将卷舌部32的位置处的角度设为0度(参照图3)、将周向上的排气流动方向设为正角度方向时，至少一个导向叶片42位于220度以上360度以下的范围内。此外，图3中的斜线所示的范围R1表示上述角度范围(220度以上360度以下的范围)，角度φ表示上述范围内的角度的一例。此外，卷舌部32是外壳6中形成涡形流路8的涡旋部的涡旋开始和涡旋结束的连接部。
例如，在图3所示的例示性实施方式中，在多个导向叶片42A～42E中，导向叶片42D、42E位于上述角度范围R1内。
根据本发明人等的见解了解到，在涡形流路8的出口附近，湍流特别大，流体(排气)和外壳6之间的传热系数变大的趋势及外壳6内的总压降低的趋势增加。
在这一点上，在上述实施方式中，将至少一个导向叶片42设置于周向上的上述角度为220度以上360度以下的范围R1内(即涡形流路8的出口附近)，因此，在该周向区域中，通过导向叶片42将排气流引导为朝向径向外侧且下游侧。因此，在该周向区域中，能够防止流过涡形流路8的排气流流入间隙24，由此，能够有效地减少涡轮1中的热损失或压力损失。
图4A～图4F分别是一实施方式的包括导向叶片42的周向及轴向的概略剖视图。
包括导向叶片42的周向及轴向的截面的形状没有特别限定，例如，如图4A～图4F所示，可以具有各种形状。
例如，在图4A所示的实施方式中，导向叶片42的轴向上的一端与内周壁部22的表面23连接，另一端与喷嘴板12的表面11连接。即，导向叶片42设置为从内周壁部22的表面23及喷嘴板12的表面11向轴向突出。在该实施方式中，导向叶片42的轴向上的高度H与间隙24的轴向上的高度D相等。
另外，在图4B～图4F所示的实施方式中，导向叶片42的轴向上的一端与喷嘴板12的表面11连接，导向叶片42设置为从喷嘴板12的表面11朝向内周壁部22沿轴向突出。在这些实施方式中，导向叶片42的轴向上的高度H小于间隙24的轴向上的高度D。
另外，虽然没有特别图示，但在另一实施方式中，导向叶片42的轴向上的一端与内周壁部22的表面23连接，导向叶片42也可以被设置为从内周壁部22的表面23朝向喷嘴板12沿轴向突出。在这种情况下，导向叶片42的轴向上的高度H小于间隙24的轴向上的高度D。
在图4A～图4D所示的实施方式中，导向叶片42的周向上的厚度在轴向上恒定，为t1。
在一些实施方式中，如图4E及图4F所示，导向叶片42的周向上的厚度可以在轴向上变化。例如，在图4E、图4F所示的实施方式中，在喷嘴板12侧的端部，导向叶片42的周向上的厚度为t2，随着在轴向上朝向内周壁部22，导向叶片42的厚度减少，在内周壁部22侧的端部，该厚度最小。更具体而言，内周壁部22侧的端部处的导向叶片42的厚度在图4E所示的实施方式中为零，在图4F所示的实施方式中为t3(其中t3＜t2)。
沿着导向叶片42的轴向延伸的一对侧面48、49(参照图4A～4F)的形状在包括周向及轴向的截面中可以包括直线，也可以包括曲线。
在一些实施方式中，例如，如图4A、图4B及图4E所示，一对侧面48、49中的至少一方也可以包括沿着轴向延伸的直线。
在一些实施方式中，例如，如图4D及图4E所示，一对侧面48、49中的至少一方也可以包括相对于轴向倾斜延伸的直线。此外，在图4D及图4E所示的例示性实施方式中，一对侧面48、49中的至少一方包括随着在轴向上从喷嘴板12朝向内周壁部22而朝向周向上的排气流上游侧倾斜延伸的直线。在另一实施方式中，一对侧面48、49中的至少一方也可以包括随着在轴向上从喷嘴板12朝向内周壁部22而朝向周向上的排气流下游侧倾斜延伸的直线。
在一些实施方式中，例如，如图4A、图4B及图4D所示，一对侧面48、49也可以包括彼此大致平行的直线。
在一些实施方式中，例如，如图4C及图4F所示，一对侧面48、49中的至少一方也可以包括在周向上朝向排气流的上游侧或下游侧凸的曲线。此外，在图4C所示的例示性实施方式中，一对侧面48、49分别包括在周向上朝向排气流的上游侧凸的曲线。另外，在图4F所示的例示性实施方式中，在一对侧面48、49中，在周向上位于下游侧的一侧面48包括在周向上朝向排气流的上游侧凸的曲线，另一侧面49包括沿着轴向的直线。
如上所述，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限于上述的实施方式，也包括对上述的实施方式施加了变形的方式或将这些方式进行了适当地组合而成的方式。
在本说明书中，“在某方向上”、“沿着某方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或者“同轴”等表示相对或绝对配置的表现不仅表示严格意义上的这种配置，也表示以公差或可获得相同功能的程度的角度或距离相对位移的状态。
例如，表示“相同”“相等”及“均质”等事物为相等的状态的表现不仅表示严格意义上相等的状态，也表示存在公差或可获得相同功能的程度的差的状态。
另外，在本说明书中，表示四边形状或圆筒形状等形状的表现不仅表示几何学上严格意义上的四边形状或圆筒形状等形状，也表示在可获得相同效果的范围内，包括凹凸部或倒角部等的形状。
另外，在本说明书中，将一构成要素称为“具备”“包括”或“具有”的表现不是将存在其它构成要素排除在外的排他性的表现。
附图标记说明
1涡轮；2旋转轴；3轴承；4涡轮叶轮；5转动叶片；6外壳；6a涡轮外壳；6b轴承外壳；7排气出口；8涡形流路；9内周侧边界；10中间流路；11表面；12喷嘴板；13表面；14喷嘴叶片；16喷嘴支架；17轮毂；18杆板；19驱动环；20喷嘴轴；22内周壁部；23表面；23a内周侧端；23b外周侧端；24间隙；24a内周侧端部；24b外周侧端部；26密封部件；30入口流路；32卷舌部；34前缘；36后缘；38压力面；40负压面；42、42A～42F导向叶片；44第一端；46第二端；48侧面；49侧面；100涡轮增压器；O旋转轴；Q转动轴。

Claims (8)

1.一种涡轮，其特征在于，具备：
涡轮叶轮；
外壳，设置为覆盖所述涡轮叶轮，且包括位于所述涡轮叶轮的外周侧的涡形流路；
喷嘴叶片，在排气流动方向上设置于位于所述涡形流路的下游侧且所述涡轮叶轮的上游侧的中间流路；
板，相对于所述外壳中划定所述涡形流路的内周侧边界的内周壁部在轴向上隔开间隙并面向所述中间流路设置在所述中间流路侧；
至少一个导向叶片，在所述轴向上设置于所述内周壁部和所述板之间的所述间隙中，
所述至少一个导向叶片包括：
第一端；以及
第二端，相对于所述第一端在径向外侧且周向上位于所述排气流动方向的下游侧。
2.根据权利要求1所述的涡轮，其特征在于，
所述至少一个导向叶片设置为从所述内周壁部或所述板的至少一方的表面朝向所述内周壁部或所述板的另一方的表面沿所述轴向突出。
3.根据权利要求1或2所述的涡轮，其特征在于，
所述第一端位于所述间隙的内周侧端部，
所述第二端位于所述间隙的外周侧端部。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的涡轮，其特征在于，
所述至少一个导向叶片在与所述轴向正交的截面内具有朝向所述涡形流路凸起的弯曲形状。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的涡轮，其特征在于，
所述至少一个导向叶片包括沿着所述周向排列的多个导向叶片，
所述多个导向叶片中至少一个导向叶片的所述周向上的长度比在所述周向上位于比该导向叶片靠所述排气流的上游侧的导向叶片的所述周向上的长度长。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的涡轮，其特征在于，
所述至少一个导向叶片的所述轴向上的高度为所述间隙的所述轴向上的高度的30％以上。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的涡轮，其特征在于，
在与所述轴向正交的截面上，在将所述涡轮的旋转轴设为中心、将卷舌部的位置处的角度设为0度、将周向上的所述排气流动方向设为正角度方向时，所述至少一个导向叶片位于220度以上360度以下的范围内。
8.一种涡轮增压器，其特征在于，具备：
权利要求1～7中任一项所述的涡轮；
压缩机，其构成为由所述涡轮来驱动。
CN201780097524.9A 2017-12-20 2017-12-20 涡轮及涡轮增压器 Active CN111448374B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2017/045706 WO2019123566A1 (ja) 2017-12-20 2017-12-20 タービン及びターボチャージャ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111448374A true CN111448374A (zh) 2020-07-24
CN111448374B CN111448374B (zh) 2022-07-19

Family

ID=66992554

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780097524.9A Active CN111448374B (zh) 2017-12-20 2017-12-20 涡轮及涡轮增压器

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11136900B2 (zh)
EP (1) EP3705697B1 (zh)
JP (1) JP6864119B2 (zh)
CN (1) CN111448374B (zh)
WO (1) WO2019123566A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7008789B2 (ja) * 2018-02-28 2022-01-25 三菱重工エンジン＆ターボチャージャ株式会社 半径流入式タービン及びターボチャージャー

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09184575A (ja) * 1995-12-28 1997-07-15 Kawasaki Heavy Ind Ltd 可動型シール
JP2010090713A (ja) * 2008-10-03 2010-04-22 Ihi Corp ターボチャージャ
CN103649494A (zh) * 2011-09-22 2014-03-19 三菱重工业株式会社 涡轮增压器的密封环组装方法及涡轮增压器
CN103703219A (zh) * 2011-07-20 2014-04-02 Ihi供应系统国际有限责任公司 用于废气涡轮增压器的涡轮机
US20150184541A1 (en) * 2013-12-27 2015-07-02 Ihi Corporation Bearing structure and turbocharger

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3243159A (en) * 1964-04-27 1966-03-29 Ingersoll Rand Co Guide vane mechanism for centrifugal fluid-flow machines
US4242040A (en) * 1979-03-21 1980-12-30 Rotoflow Corporation Thrust adjusting means for nozzle clamp ring
US7571607B2 (en) * 2006-03-06 2009-08-11 Honeywell International Inc. Two-shaft turbocharger
JP2009008013A (ja) * 2007-06-28 2009-01-15 Ihi Corp 過給機
JP4952558B2 (ja) * 2007-12-12 2012-06-13 株式会社Ｉｈｉ ターボチャージャ
JP2009197633A (ja) * 2008-02-20 2009-09-03 Ihi Corp ターボチャージャ
JP5402061B2 (ja) * 2009-02-17 2014-01-29 株式会社Ｉｈｉ ターボチャージャ
JP2013002292A (ja) * 2011-06-13 2013-01-07 Ihi Corp ターボチャージャ
DE102011111702A1 (de) * 2011-08-24 2013-02-28 Ihi Charging Systems International Gmbh Turbine für einen Abgasturbolader
JP5710452B2 (ja) * 2011-11-16 2015-04-30 トヨタ自動車株式会社 ターボチャージャ
WO2013080795A1 (ja) 2011-11-30 2013-06-06 三菱重工業株式会社 ラジアルタービン
US9011089B2 (en) * 2012-05-11 2015-04-21 Honeywell International Inc. Expansion seal
DE112016001532T5 (de) * 2015-03-31 2018-01-04 Ihi Corporation Verstelllader

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09184575A (ja) * 1995-12-28 1997-07-15 Kawasaki Heavy Ind Ltd 可動型シール
JP2010090713A (ja) * 2008-10-03 2010-04-22 Ihi Corp ターボチャージャ
CN103703219A (zh) * 2011-07-20 2014-04-02 Ihi供应系统国际有限责任公司 用于废气涡轮增压器的涡轮机
CN103649494A (zh) * 2011-09-22 2014-03-19 三菱重工业株式会社 涡轮增压器的密封环组装方法及涡轮增压器
US20150184541A1 (en) * 2013-12-27 2015-07-02 Ihi Corporation Bearing structure and turbocharger

Also Published As

Publication number Publication date
US20200362721A1 (en) 2020-11-19
EP3705697B1 (en) 2022-02-02
JP6864119B2 (ja) 2021-04-21
EP3705697A1 (en) 2020-09-09
EP3705697A4 (en) 2020-11-04
JPWO2019123566A1 (ja) 2020-11-19
WO2019123566A1 (ja) 2019-06-27
US11136900B2 (en) 2021-10-05
CN111448374B (zh) 2022-07-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6234600B2 (ja) タービン
CN107002556B (zh) 轴流式涡轮及增压机
EP3147464B1 (en) Expansion turbine and turbocharger
CN114837759A (zh) 用于涡轮机的涡轮的扩散器空间
CN111742125B (zh) 涡轮机以及涡轮增压器
CN111448374B (zh) 涡轮及涡轮增压器
CN109563770B (zh) 涡轮机及涡轮增压器
CN111911455A (zh) 离心压缩机的叶轮、离心压缩机以及涡轮增压器
CN109312658B (zh) 可变容量型涡轮增压器
US11401828B2 (en) Asymmetric turbomachinery housing for thermal expansion
WO2019167181A1 (ja) 半径流入式タービン及びターボチャージャー
US20240076996A1 (en) Variable geometry turbine and turbocharger
US20230272738A1 (en) Turbine and turbocharger
US11421546B2 (en) Nozzle vane
WO2023203855A1 (ja) タービンハウジングおよび可変容量型のターボチャージャ
JP6759463B2 (ja) ターボチャージャ用タービン及びターボチャージャ
JP2023118180A (ja) タービン及び過給機
JP2023023914A (ja) 遠心圧縮機
JP2008163761A (ja) ラジアルタービン

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