CN111742125B - 涡轮机以及涡轮增压器 - Google Patents

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Abstract

涡轮机具备：涡轮机叶轮；壳体，其以覆盖所述涡轮机叶轮的方式设置，并且包含位于所述涡轮机叶轮的外周侧的涡旋流路和划定所述涡旋流路的内周侧边界的内周壁部；多个喷嘴叶片，其设置于在废气流动方向上位于所述涡旋流路的下游侧且所述涡轮机叶轮的上游侧的中间流路；板，其相对于所述内周壁部在轴向上空出间隙而在所述中间流路侧面向所述中间流路设置；所述板具有使所述中间流路与所述间隙连通的至少一个贯通孔，所述至少一个贯通孔在所述板中的与所述中间流路相对的面上相对于所述多个喷嘴叶片的至少一个喷嘴叶片的负压面在径向外侧的位置开口。

Description

涡轮机以及涡轮增压器
技术领域
本公开涉及涡轮机以及涡轮增压器。
背景技术
使用一种涡轮增压器，具备对流入涡轮机动叶片的废气流进行调节的喷嘴叶片。
例如，在专利文献1中公开了一种涡轮增压器，在从设置于涡轮机叶轮的外周侧的流动空间(涡旋流路)向涡轮机叶轮流入的废气所通过的流动空间(中间流路)设有导向叶片(喷嘴叶片)。上述中间流路形成在对导向叶片进行支承的叶片支承环和面向该叶片支承环配置的盖盘之间。导向叶片经由贯通叶片支承环的叶片支承销而以能够旋转的方式安装于叶片支承环。并且，在与叶片支承环一起形成中间流路的盖盘上，在叶片支承销的延叶片弦长上设有在与该叶片支承销相同的方向上延伸的贯通孔。由此，经由导向叶片向叶片支承销施加由盖盘的两侧的压力差(即、涡旋流路与中间流路的压力差)引发的力，从而抵消作用于叶片支承销的力，抑制导向叶片等的磨损。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利申请公开第2013/0272847号说明书
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而，经过本发明发明人的认真研究，结果发现在具备喷嘴叶片的涡轮增压器的运转中，在壳体内部产生压力分布，特别是在形成涡旋流路的壳体的壁面与形成设有喷嘴叶片的中间流路的板之间形成的间隙的压力较大，而喷嘴叶片的负压面附近的压力变低。由于上述间隙与喷嘴叶片的负压面附近之间的压力差会成为涡轮机中的压力损失的原因，因此希望使该压力差降低。
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能够降低由壳体内部的压力分布引发的压力损失的涡轮机以及涡轮增压器。
用于解决技术问题的技术方案
(1)本发明的至少一实施方式的涡轮机具备：
涡轮机叶轮；
壳体，其以覆盖所述涡轮机叶轮的方式设置，并且包含位于所述涡轮机叶轮的外周侧的涡旋流路和划定所述涡旋流路的内周侧边界的内周壁部；
多个喷嘴叶片，其设置于在废气流动方向上位于所述涡旋流路的下游侧且所述涡轮机叶轮的上游侧的中间流路；
板，其相对于所述内周壁部在轴向上空出间隙而在所述中间流路侧面向所述中间流路设置；
所述板具有使所述中间流路与所述间隙连通的至少一个贯通孔，
所述至少一个贯通孔在所述板中的与所述中间流路相对的面上相对于所述多个喷嘴叶片的至少一个喷嘴叶片的负压面在径向外侧的位置开口。
在涡轮机的运转中，存在壳体的内周壁部与形成中间流路的板之间的间隙处于较高的压力而在设置于中间流路的喷嘴叶片的负压面附近形成压力较低的区域的情况。在该情况下，由于喷嘴叶片负压面附近与上述间隙的压力差，会产生从上述间隙经由板的外周端向喷嘴叶片的负压面的伴随着乱流的流动。伴随着这样的乱流的流动可能会成为压力损失的原因。
对于这一点，根据上述(1)的结构，在板上设有贯通孔，该贯通孔使上述中间流路与间隙连通，并且在中间流路侧相对于喷嘴叶片的负压面在径向外侧的位置开口，因此经由该贯通孔使中间流路的喷嘴叶片的负压面附近和间隙等压化。因此，由喷嘴叶片的负压面附近与间隙之间的压力差引发的、从间隙经由板的外周端向喷嘴叶片的负压面的伴随着乱流的流动受到抑制，因此能够降低涡轮机中的压力损失。
并且，在喷嘴叶片的负压面附近与间隙之间存在上述压力差的情况下，由于该压力差，喷嘴叶片向板倾斜，在喷嘴叶片与板之间产生摩擦。关于这一点，根据上述(1)的结构，经由上述贯通孔使中间流路和间隙等压化，能够抑制由上述压力差引发的喷嘴叶片的倾斜、抑制喷嘴叶片与板之间的磨损。
(2)在一些实施方式中，在上述(1)的结构的基础上，
所述多个喷嘴叶片在所述中间流路内在周向上排列，并且设置为能够绕沿着所述轴向延伸的转动轴转动，
在以所述周向上相邻的一对喷嘴叶片的各自的叶片弦长方向所成的角度为A、以所述多个喷嘴叶片的各自的开度最大时的所述角度为A1时，
在所述角度A为0.5×A1以上的喷嘴叶片的大开度范围的至少一部分，所述至少一个贯通孔在所述面上相对于所述负压面在径向外侧的位置开口。
根据本发明发明人的认知可知，在涡轮机运转中可能产生的喷嘴叶片负压面附近与间隙的压力差在喷嘴叶片的开度较大时变大，由该压力差引发的压力损失变显著。
关于这一点，在上述(2)的结构中，在上述角度A为0.5×A1以上的喷嘴叶片的大开度范围的至少一部分，贯通孔在板中的与中间流路相对的面上相对于喷嘴叶片的负压面在径向外侧的位置开口，因此在喷嘴叶片的大开度范围内能够经由该贯通孔而使中间流路的喷嘴叶片的负压面附近和间隙可靠地等压化。因此，能够抑制由上述压力差引发的、从间隙经由板的外周端向喷嘴叶片的负压面的伴随着乱流的流动，从而更有效地降低涡轮机中的压力损失。
(3)在一些实施方式中，在上述(1)或(2)的结构的基础上，
所述多个喷嘴叶片设置为能够绕沿着所述轴向的转动轴转动，
所述至少一个贯通孔在所述板的所述面上与所述至少一个喷嘴叶片的所述转动轴相比在周向上位于所述废气流动方向的上游侧的位置开口。
根据上述(3)的结构，上述贯通孔在板中的与中间流路相对的面上在与喷嘴叶片的转动轴相比在周向上位于废气流动方向的上游侧的位置开口，因此在喷嘴叶片的开度变大时，贯通孔的上述面上的开口容易接近喷嘴叶片的负压面。因此，能够抑制由上述压力引发的、从间隙经由板的外周端向喷嘴叶片的负压面的伴随着乱流的流动，从而更有效地降低涡轮机中的压力损失。
(4)在一些实施方式中，在上述(1)～(3)中任一结构的基础上，
所述多个喷嘴叶片在所述中间流路内在周向上排列，并且设置为能够绕沿着所述轴向的转动轴转动，
在以所述周向上相邻的一对喷嘴叶片的各自的叶片弦长方向所成的角度为A、以所述多个喷嘴叶片的开度最大时的所述角度为A1时，
在所述角度A为0.75×A1的所述多个喷嘴叶片的开度下，所述至少一个贯通孔与所述至少一个喷嘴叶片的所述负压面之间的径向上的距离L为所述至少一个贯通孔的直径D以下。
根据上述(4)的结构，设定为在上述角度A为0.75×A1的喷嘴叶片的开度下，贯通孔与喷嘴叶片的负压面之间的径向上的距离L为该贯通孔的直径D以下，因此在喷嘴叶片的大开度范围(例如上述角度A为0.5×A1以上的开度范围)，贯通孔与喷嘴叶片的负压面较近。因此，在喷嘴叶片的大开度范围，能够经由贯通孔而使中间流路的喷嘴叶片负压面附近的区域与上述间隙连通，能够经由该贯通孔使中间流路的喷嘴叶片的负压面附近和间隙更顺畅地等压化。因此，能够更有效地抑制由喷嘴叶片的负压面附近与间隙之间的压力差引发的、从间隙经由板的外周端向喷嘴叶片的负压面的伴随着乱流的流动。
(5)在一些实施方式中，在上述(1)～(4)中任一结构的基础上，
所述多个喷嘴叶片在所述中间流路内在周向上排列，并且设置为能够绕沿着所述轴向的转动轴转动，
在所述多个喷嘴叶片的各自的开度最大时，所述至少一个贯通孔的至少一部分在所述板的所述面上从所述至少一个喷嘴叶片向所述径向的外侧偏移。
根据上述(5)的结构，在喷嘴叶片的开度最大时(即在上述角度A为A1时)，贯通孔的至少一部分在板的与中间流路相对的面上从喷嘴叶片向径向的外侧偏移。即，即使在喷嘴叶片的开度最大而喷嘴叶片的负压面最接近贯通孔时，该贯通孔的在板的上述面上的开口也不会被喷嘴叶片封闭。
因此，即使在喷嘴叶片的开度最大时，也能够经由贯通孔而使中间流路中的喷嘴叶片的负压面附近的区域与间隙可靠地连通。由此，能够经由该贯通孔而使中间流路的喷嘴叶片的负压面附近和间隙等压化，能够更有效地抑制由喷嘴叶片的负压面附近与间隙之间的压力差引发的、从间隙经由喷嘴板的外周端向喷嘴叶片的负压面的伴随着乱流的流动。
(6)在一些实施方式中，在上述(1)～(5)中任一结构的基础上，
在与所述轴向正交的剖面中，在以所述涡轮机的旋转轴为中心，涡旋舌部的位置处的角度为0度、周向上的所述废气流动的方向为正角度方向时，所述至少一个贯通孔位于220度以上且360度以下的范围内。
根据本发明发明人的认知，在涡旋流路的出口附近，存在喷嘴叶片负压面附近与上述间隙之间的压力差变得特别大的倾向，容易产生可能成为涡轮机中的压力损失的主要原因的伴随着乱流的流动。
关于这一点，根据上述(6)的结构，在周向上的上述角度为220度以上且360度以下的范围内(即涡旋流路的出口附近)设有上述贯通孔，因此在该周向区域内经由该贯通孔而使中间流路的喷嘴叶片的负压面附近和间隙等压化。因此，能够有效地抑制由喷嘴叶片的负压面附近与间隙之间的压力差引发的、从间隙经由板的外周端向喷嘴叶片的负压面的伴随着乱流的流动，从而有效地降低涡轮机中的压力损失。
(7)在一些实施方式中，在上述(1)～(6)中任一结构的基础上，
在包含所述轴向的剖面中，所述至少一个贯通孔沿着所述至少一个喷嘴叶片的所述负压面的延展方向延伸。
根据上述(7)的结构，使贯通孔以沿着喷嘴叶片的负压面的延展方向延伸的方式形成，因此能够减少从贯通孔向中间流路流入的气流的乱流。因此，能够更有效地降低涡轮机中的压力损失。
(8)在一些实施方式中，在上述(7)的结构的基础上，
在包含所述轴向的剖面中，所述负压面相对于所述轴向倾斜地延展，所述至少一个贯通孔沿着所述负压面相对于所述轴向倾斜的方向延伸。
根据上述(8)的结构，在喷嘴叶片的负压面相对于轴向倾斜的情况下，使贯通孔以沿着该负压面的倾斜方向的方式倾斜地形成，因此能够得到上述(7)中叙述的效果。
(9)本发明的至少一实施方式的涡轮增压器具备：
上述(1)至(8)中任一项所述的涡轮机；
压缩机，其构成为被所述涡轮机驱动。
根据上述(9)的结构，在板上设有贯通孔，该贯通孔使上述中间流路与间隙连通，并且在中间流路侧相对于喷嘴叶片的负压面在径向外侧的位置开口，因此经由该贯通孔而使中间流路的喷嘴叶片的负压面附近和间隙等压化。因此，由喷嘴叶片的负压面附近与间隙之间的压力差引发的、从间隙经由板的外周端向喷嘴叶片的负压面的伴随着乱流的流动受到抑制，因此能够降低涡轮机中的压力损失。
并且，在喷嘴叶片的负压面附近与间隙之间存在上述压力差的情况下，由于该压力差，喷嘴叶片向板倾斜，在喷嘴叶片与板之间产生摩擦。关于这点，根据上述(9)的结构，经由上述贯通孔而使中间流路和间隙等压化，因此能够抑制由上述压力差引发的喷嘴叶片的倾斜，能够抑制喷嘴叶片与板之间的磨损。
发明的效果
根据本发明的至少一实施方式，提供一种能够降低由壳体内部的压力分布引发的压力损失的涡轮机以及涡轮增压器。
附图说明
图1是一实施方式的涡轮增压器的沿着旋转轴的概略剖视图。
图2是图1所示的涡轮机的与旋转轴正交的概略剖视图。
图3是图2的局部放大图，表示的是在周向上相邻的一对喷嘴叶片及其周边。
图4是图3所示的涡轮机的沿着轴向的剖视图。
图5是与图3对应的图，是表示喷嘴叶片的开度最大时的图。
图6是典型的涡轮机的沿着轴向的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的一些实施方式进行说明。其中，作为实施方式记载或附图中示出的构成部件的尺寸、材质、形状以及它们的相对配置等并非旨在将本发明的范围限定于此，只不过是一个说明例。
首先，对一些实施方式的涡轮增压器的整体构成进行说明。
图1是一实施方式的涡轮增压器的沿着旋转轴O的概略剖视图。如图1所示，涡轮增压器100具备涡轮机1和经由旋转轴2与涡轮机1连接的压缩机(未图示)，该涡轮机1包含以被来自未图示的发动机的废气驱动而旋转的方式构成的涡轮机叶轮4，该旋转轴2被轴承3支承为能够旋转。压缩机被涡轮机叶轮4的旋转同轴驱动而对向发动机供给的进气进行压缩。
需要说明的是，图1所示的涡轮机1是作为工作流体的废气沿半径方向流入的辐流式涡轮机，但涡轮机1的工作方式不限于此。例如，在一些实施方式中，涡轮机1也可以是所流入的工作流体具有半径方向和轴向的速度成分的斜流式涡轮机。
涡轮机叶轮4收纳于以覆盖该涡轮机叶轮4的方式设置的壳体6，包含与旋转轴2连结的毂17和在毂17的外周面上在周向上排列的多个动叶片5。
壳体6包含位于涡轮机叶轮4的外周侧的涡旋流路8和划定涡旋流路8的内周侧边界9的内周壁部22。需要说明的是，如图1所示，壳体6可以包含对涡轮机叶轮4进行收纳的部分即涡轮机壳6a和对轴承3进行收纳的部分即轴承壳6b。
在涡轮机叶轮4的外周侧形成有供从涡旋流路8向涡轮机叶轮4流入的废气流通过的中间流路10。即，中间流路10在废气流动方向上位于涡旋流路8的下游侧且涡轮机叶轮4的上游侧。
图2是图1所示的涡轮机1的与旋转轴O正交的概略剖视图。需要说明的是，图2是沿图1所示的箭头B的方向观察涡轮机1的图，为了方便说明，表示的是壳体6中包含涡旋流路8的部分的剖面、喷嘴板12和喷嘴叶片14，省略了涡轮机叶轮4等的图示。
如图1和图2所示，在中间流路10中，用于对向涡轮机叶轮4流入的废气流进行调节的多个喷嘴叶片14在周向上排列。
中间流路10形成在安装有喷嘴叶片14的喷嘴座16与在涡轮机1的轴向(以下也简称为“轴向”)上隔着喷嘴叶片14而在相反侧设置的喷嘴板12(本发明的板)之间。喷嘴座16通过螺栓(未图示)等而固定于轴承壳6b。在喷嘴座16与喷嘴板12之间设有例如沿轴向延伸的柱状部件(未图示)等，喷嘴板12被该柱状部件等支承而与喷嘴座16在轴向上分离。在喷嘴板12与壳体6的内周壁部22之间设有环状的密封部件26，抑制从涡旋流路8向涡轮机叶轮4的下游侧的空间的废气的泄漏(即未经过涡轮机叶轮4的废气的泄漏)。
喷嘴叶片14包含翼型部，该翼型部具有在喷嘴座16与喷嘴板12之间延伸的前缘34和后缘36(参照图2)。并且，喷嘴叶片14包含从前缘34延展至后缘36的压力面38和负压面40。在与轴向正交的剖面(参照图1)中，与压力面38相比，负压面40位于径向外侧。
多个喷嘴叶片14分别经由喷嘴轴20与杆板18的一端侧连结。并且，杆板18的另一端侧与圆盘状的驱动环19连结。
驱动环19被促动器(未图示)驱动而能够以旋转轴O为中心旋转。在驱动环19旋转时，各杆板18旋转，伴随于此喷嘴轴20以沿着轴向的转动轴Q为中心转动，经由该喷嘴轴20使喷嘴叶片14的开度(叶片角)发生变化。
在以这种方式构成的涡轮增压器100的涡轮机1中，从入口流路30(参照图2)流入并在涡旋流路8中流动的废气(参照图1和图2的箭头G)流入喷嘴座16与喷嘴板12之间的中间流路10，其流动方向被喷嘴叶片14控制而向壳体6的中心部流动。并且，在作用于涡轮机叶轮4之后从排气出口7向外部排出。
并且，根据向涡轮机1流入的废气流量来使喷嘴叶片14的开度适当地变化，由此能够使壳体6内的废气通路面积发生变化，对向涡轮机叶轮4的废气的流速进行调节，从而得到良好的涡轮机效率。
以下，对一些实施方式的涡轮机1的特征进行说明。
如图1和图2所示，喷嘴板12(板)与壳体6的内周壁部22在轴向上空出间隙24并且在中间流路10侧面向该中间流路10设置。在该喷嘴板12形成有使中间流路10与间隙24连通的至少一个贯通孔28。而且，该贯通孔28在喷嘴板12中与中间流路10相对的面13上，相对于多个喷嘴叶片14中的至少一个喷嘴叶片14(以下也称作“与贯通孔28对应的喷嘴叶片14”等)的负压面40在径向外侧的位置开口。
需要说明的是，在本实施方式中，如图2所示，分别与多个喷嘴叶片14中的各喷嘴叶片对应地各设有一个贯通孔28(即在喷嘴板12上形成有与喷嘴叶片14的片数相同数量的贯通孔28)，但是在另一实施方式中，可以与多个喷嘴叶片14中的一部分对应地各设置一个贯通孔28(即贯通孔28的数量可以比喷嘴叶片14少)。
在这里，图6是典型的涡轮机1’的沿着轴向的剖视图。图6所示的涡轮机1’基本上具有与图1所示的涡轮机1相同的结构，但是在喷嘴板12上未设置上述贯通孔28这一点与图1所示的涡轮机1不同。
在涡轮机1、1’的运转中，存在壳体6的内周壁部22与形成中间流路10的喷嘴板12之间的间隙24处于较高的压力(图6的区域PH)而在设置于中间流路10的喷嘴叶片14的负压面40附近形成压力较低的区域PL的情况(参照图6)。在该情况下，由于喷嘴叶片14的负压面40附近与间隙24的压力差，会产生从上述间隙24经由喷嘴板12的外周端向喷嘴叶片的负压面的伴随着乱流的流动S(参照图6)。伴随着这样的乱流的流动可能会成为压力损失的原因。
对于这一点，在上述实施方式的涡轮机1中，在板上设有贯通孔28，该贯通孔28使中间流路10与间隙24连通，并且在中间流路10侧相对于喷嘴叶片14的负压面40在径向外侧的位置开口，因此经由该贯通孔28使中间流路10的喷嘴叶片14的负压面40附近和间隙24等压化。因此，由喷嘴叶片14的负压面40附近与间隙24之间的压力差引发的、从间隙24经由喷嘴板12的外周端向喷嘴叶片14的负压面40的伴随着乱流的流动受到抑制(参照图6)，能够降低涡轮机1中的压力损失。
并且，在喷嘴叶片14的负压面40的附近与间隙24之间存在上述压力差的情况下，如图6所示，由该压力差引发的力F作用于喷嘴叶片14而使喷嘴叶片14向喷嘴板12倾斜，在喷嘴叶片14与喷嘴板12之间产生摩擦。
对于这一点，在上述实施方式的涡轮机1中，经由上述贯通孔28使中间流路10和间隙24等压化，因此能够抑制由上述压力差引发的喷嘴叶片14的倾斜，能够抑制喷嘴叶片14与喷嘴板12之间的磨损。
图3是图2的局部放大图，表示的是在周向上相邻的一对喷嘴叶片14及其周边。图4是图3所示的涡轮机1的沿着轴向的剖视图，即图1的局部放大图。图5是表示与图3对应的一对喷嘴叶片14及其周边的图，是表示喷嘴叶片14的开度最大时的图。
在这里，喷嘴叶片14的开度与在周向上相邻的一对喷嘴叶片14的各自的叶片弦长方向(将前缘34与后缘36连结的方向)所成的角度A对应，角度A越大，喷嘴叶片14的开度越大。在图5中表示的是喷嘴叶片14的开度最大时在周向上相邻的一对喷嘴叶片14，此时这一对喷嘴叶片的叶片弦长方向所成的角度A为A1。需要说明的是，图3和图5中的直线Lc为喷嘴叶片14的叶片弦长方向的直线。
在一些实施方式中，在上述角度A为0.5×A1以上的喷嘴叶片14的大开度范围的至少一部分，例如如图4所示，贯通孔28在喷嘴板12的与中间流路10相对的面13上相对于喷嘴叶片14的负压面40在径向外侧的位置开口。即，例如如图3、图4以及图5所示，贯通孔28的面13上的开口28a的至少一部分与喷嘴叶片14的负压面40相比位于径向外侧。
根据本发明发明人的认知可知，在涡轮机的运转中可能产生的喷嘴叶片14的负压面40附近与间隙24的压力差(参照图6)在喷嘴叶片14的开度较大时变大，由该压力差引发的压力损失变得显著。
对于这一点，在上述实施方式中，在上述角度A为0.5×A1以上的喷嘴叶片14的大开度范围的至少一部分，贯通孔28在喷嘴板12的面13上相对于喷嘴叶片14的负压面40在径向外侧的位置开口，因此在喷嘴叶片14的大开度范围能够经由该贯通孔28而使中间流路10的喷嘴叶片14的负压面40附近与间隙24可靠地等压化。因此，能够抑制由上述压力差引发的、从间隙24经由喷嘴板12的外周端向喷嘴叶片14的负压面40的伴随着乱流的流动S(参照图6)，从而更有效地降低涡轮机1中的压力损失。
在一些实施方式中，例如如图3和图5所示，贯通孔28在喷嘴板12的面13上在比与该贯通孔28对应的喷嘴叶片14的转动轴Q在周向上位于废气流动方向的上游侧的位置开口。即，贯通孔28的面13上的开口28a与通过喷嘴叶片14的转动轴Q的径向的直线LR(参照图3和图5)相比在周向上位于废气流动的上游侧。
在该情况下，上述贯通孔28在喷嘴板12中与中间流路10相对的面13上与喷嘴叶片14的转动轴Q相比在周向上位于废气流动方向的上游侧的位置开口，因此在喷嘴叶片14的开度变大时，贯通孔28的面13上的开口28a容易接近喷嘴叶片14的负压面40。因此，能够抑制由上述压力差引发的、从间隙24经由喷嘴板12的外周端向喷嘴叶片14的负压面40的伴随着乱流的流动(参照图6)，从而更有效地降低涡轮机1中的压力损失。
在一些实施方式中，在上述角度A为0.75×A1的多个喷嘴叶片14的开度下，贯通孔28和与该贯通孔28对应的喷嘴叶片14的负压面40之间的径向上的距离L(参照图3和图4)为该贯通孔28的直径D(参照图3)以下。
在该情况下，设定为在上述角度A为0.75×A1的喷嘴叶片14的开度下，贯通孔28与喷嘴叶片14的负压面40之间的径向上的距离L为该贯通孔28的直径D以下，因此在喷嘴叶片14的大开度范围(例如上述角度A为0.5×A1以上的开度范围)，贯通孔28与喷嘴叶片14的负压面40较近。因此，在喷嘴叶片14的大开度范围，能够经由该贯通孔28而使中间流路10中喷嘴叶片14的负压面40附近的区域与间隙24连通，能够经由该贯通孔28使中间流路10的喷嘴叶片14的负压面40附近与间隙24更顺畅地等压化。因此，能够更有效地抑制由喷嘴叶片14的负压面40附近与间隙24之间的压力差引发的、从间隙24经由喷嘴板12的外周端向喷嘴叶片14的负压面40的伴随着乱流的流动S(参照图6)。
在一些实施方式中，在多个喷嘴叶片14各自的开度最大时(参照图5)，贯通孔28的至少一部分在喷嘴板12的面13上从与该贯通孔28对应的喷嘴叶片14向径向的外侧偏移。即，贯通孔28的面13上的开口28a与喷嘴叶片14的负压面40相比至少一部分位于径向外侧。
在该情况下，在喷嘴叶片14的开度最大时(即在上述角度A为A1时)，贯通孔28的至少一部分在喷嘴板12的与中间流路10相对的面13上从喷嘴叶片14向径向的外侧偏移。即，即使在喷嘴叶片14的开度最大而喷嘴叶片14的负压面40最接近贯通孔28时，该贯通孔28在喷嘴板12的上述面13上的开口28a也不会被喷嘴叶片14封闭。
因此，即使在喷嘴叶片14的开度最大时，也能够经由贯通孔28而使中间流路10中的喷嘴叶片14的负压面40附近的区域与间隙24可靠地连通。由此，能够经由该贯通孔28而使中间流路10的喷嘴叶片14的负压面40附近和间隙24等压化，能够更有效地抑制由喷嘴叶片14的负压面40附近与间隙24之间的压力差引发的、从间隙24经由喷嘴板12的外周端向喷嘴叶片14的负压面40的伴随着乱流的流动S(参照图6)。
在一些实施方式中，例如，如图4所示，在包含轴向的剖面中，贯通孔28沿着与该贯通孔28对应的喷嘴叶片14的负压面40的延展方向延伸。
并且，在一些实施方式中，例如，如图4所示，在包含轴向的剖面中，喷嘴叶片14的负压面40相对于轴向倾斜地延展，贯通孔28沿着该负压面40相对于轴向倾斜的方向延伸。
需要说明的是，在图4所示的示例性的实施方式中，在包含轴向的剖面中，喷嘴叶片14的负压面40以随着从喷嘴板12(罩侧)向喷嘴座16(毂侧)而接近径向内侧的方式倾斜。
在该情况下，使贯通孔28以沿着喷嘴叶片14的负压面40的延展方向延伸的方式形成，因此能够减少从贯通孔28向中间流路10流入的气流的乱流。因此，能够更有效地降低涡轮机中的压力损失。
在一些实施方式中，包含轴向的剖面中的喷嘴叶片14的负压面40相对于轴向的角度θ1(参照图4)和贯通孔28相对于轴向的角度θ2(参照图4)可以满足|θ1－θ2|≤20°。
在该情况下，由于减小了上述角度θ1与角度θ2之间的差，因此贯通孔28形成为沿着喷嘴叶片14的负压面40的延展方向延伸。因此，能够减少从贯通孔28向中间流路10流入的气流的乱流，从而更有效地降低涡轮机中的压力损失。
在一些实施方式中，在与轴向正交的剖面中，以涡轮机1的旋转轴O为中心、以涡旋舌部32的位置处的角度为0度(参照图2)、以周向上的废气流动的方向为正角度方向时，至少一个贯通孔28位于220度以上且360度以下的范围内。需要说明的是，图2中斜线所示的范围R1表示上述角度范围(220度以上且360度以下的范围)，角度φ表示上述范围内的角度的一个例子。
需要说明的是，涡旋舌部32是壳体6中形成涡旋流路8的涡旋部的卷绕起始处与卷绕结束处的连接部。
根据本发明发明人的认知，在涡旋流路8的出口附近(涡旋的卷绕结束处附近)，存在喷嘴叶片14的负压面40附近与间隙24之间的压力差变得特别大的倾向，容易产生可能成为涡轮机1中的压力损失的主要原因的伴随着乱流的流动S(参照图6)。
对于这一点，在上述实施方式中，在周向上的上述角度为220度以上且360度以下的范围R1内(即涡旋流路8的出口附近)设置至少一个贯通孔28，因此在该周向区域，经由该贯通孔28而使中间流路10的喷嘴叶片14的负压面40附近和间隙24等压化。因此，能够有效地抑制由喷嘴叶片14的负压面40附近与间隙24之间的压力差引发的、从间隙24经由喷嘴板12的外周端向喷嘴叶片14的负压面40伴随着乱流的流动，从而有效地降低涡轮机1中的压力损失。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限于上述实施方式，也包含对上述实施方式实施了变形后的形态和将这些形态适当地组合的形态。
在本说明书中，“在某一方向上”“沿着某一方向”“平行”“正交”“中心”“同心”或“同轴”等表示相对或绝对的配置的表现不仅严格地表示这样的配置，也表示具有公差或以能够得到相同功能的程度的角度、距离而相对位移的状态。
例如，“同一”“相等”以及“等质”等表示事物为相等的状态的表现不仅严格地表示相等的状态，也表示存在公差或能够得到相同功能的程度的差的状态。
并且，在本说明书中，四边形状、圆筒形状等表示形状的表现不仅表示几何学上严格的意义下的四边形状或圆筒形状等形状，也表示在能够得到相同效果的范围内包含凹凸部或倒角部等的形状。
并且，在本说明书中，“具备”“包含”或者“具有”一构成要素这样的表现并不是排出其他构成要素的存在的排他性表现。
附图标记说明
1 涡轮机；
2 旋转轴；
3 轴承；
4 涡轮机叶轮；
5 动叶片；
6 壳体；
6a 涡轮机壳；
6b 轴承壳；
7 排气出口；
8 涡旋流路；
9 内周侧边界；
10 中间流路；
12 喷嘴板；
13 面；
14 喷嘴叶片；
16 喷嘴座；
17 毂；
18 杆板；
19 驱动环；
20 喷嘴轴；
22 内周壁部；
24 间隙；
26 密封部件；
28 贯通孔；
28a 开口；
30 入口流路；
32 涡旋舌部；
34 前缘；
36 后缘；
38 压力面；
40 负压面；
100 涡轮增压器。

Claims (7)

1.一种涡轮机，具备：
涡轮机叶轮；
壳体，其以覆盖所述涡轮机叶轮的方式设置，并且包含位于所述涡轮机叶轮的外周侧的涡旋流路和划定所述涡旋流路的内周侧边界的内周壁部；
多个喷嘴叶片，其设置于在废气流动方向上位于所述涡旋流路的下游侧且所述涡轮机叶轮的上游侧的中间流路；
板，其相对于所述内周壁部在轴向上空出间隙而在所述中间流路侧面向所述中间流路设置；
所述板具有使所述中间流路与所述间隙连通的至少一个贯通孔，
所述至少一个贯通孔在所述板中的与所述中间流路相对的面上相对于所述多个喷嘴叶片的至少一个喷嘴叶片的负压面在径向外侧的位置开口，
所述多个喷嘴叶片设置为能够绕沿着所述轴向的转动轴转动，
所述至少一个贯通孔在所述板的所述面上与所述至少一个喷嘴叶片的所述转动轴相比在周向上位于所述废气流动方向的上游侧的位置开口，
所述多个喷嘴叶片在所述中间流路内在周向上排列，并且设置为能够绕沿着所述轴向的转动轴转动，
在所述多个喷嘴叶片的各自的开度最大时，所述至少一个贯通孔的至少一部分在所述板的所述面上从所述至少一个喷嘴叶片向所述径向的外侧偏移，并且所述至少一个贯通孔的所述板的所述面上的开口与所述喷嘴叶片的所述负压面相比一部分位于径向外侧。
2.根据权利要求1所述的涡轮机，
所述多个喷嘴叶片在所述中间流路内在周向上排列，并且设置为能够绕沿着所述轴向延伸的转动轴转动，
在以所述周向上相邻的一对喷嘴叶片的各自的叶片弦长方向所成的角度为A、以所述多个喷嘴叶片的各自的开度最大时的所述角度为A1时，
在所述角度A为0.5×A1以上的喷嘴叶片的大开度范围的至少一部分，所述至少一个贯通孔在所述面上相对于所述负压面在径向外侧的位置开口。
3.根据权利要求1或2所述的涡轮机，其特征在于，
所述多个喷嘴叶片在所述中间流路内在周向上排列，并且设置为能够绕沿着所述轴向的转动轴转动，
在以所述周向上相邻的一对喷嘴叶片的各自的叶片弦长方向所成的角度为A、以所述多个喷嘴叶片的开度最大时的所述角度为A1时，
在所述角度A为0.75×A1的所述多个喷嘴叶片的开度下，所述至少一个贯通孔与所述至少一个喷嘴叶片的所述负压面之间的径向上的距离L为所述至少一个贯通孔的直径D以下。
4.根据权利要求1或2所述的涡轮机，其特征在于，
在与所述轴向正交的剖面中，在以所述涡轮机的旋转轴为中心，涡旋舌部的位置处的角度为0度、周向上的所述废气流动的方向为正角度方向时，所述至少一个贯通孔位于220度以上且360度以下的范围内。
5.根据权利要求1或2所述的涡轮机，其特征在于，
在包含所述轴向的剖面中，所述至少一个贯通孔沿着所述至少一个喷嘴叶片的所述负压面的延展方向延伸。
6.根据权利要求5所述的涡轮机，其特征在于，
在包含所述轴向的剖面中，所述负压面相对于所述轴向倾斜地延展，所述至少一个贯通孔沿着所述负压面相对于所述轴向倾斜的方向延伸。
7.一种涡轮增压器，其特征在于，具备：
权利要求1至6中任一项所述的涡轮机；
压缩机，其构成为被所述涡轮机驱动。
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