JP2002364374A - 可変容量ターボ過給機 - Google Patents
可変容量ターボ過給機Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Supercharger (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ノズル翼の両端を肉厚にすることなく高効率な
可変容量ターボ過給機を提供する。 【解決手段】ケーシング内で回転可能なタービン翼車の
外周部に配設された回動可能な複数のノズル翼を有する
可変容量タービンを備えた可変容量ターボ過給機におい
て、ノズル翼３の翼端と対向するケーシング１の壁とで
形成される翼端隙間に、ガス漏れ流れを減速させる減速
手段６を設けたことを特徴とする。
可変容量ターボ過給機を提供する。 【解決手段】ケーシング内で回転可能なタービン翼車の
外周部に配設された回動可能な複数のノズル翼を有する
可変容量タービンを備えた可変容量ターボ過給機におい
て、ノズル翼３の翼端と対向するケーシング１の壁とで
形成される翼端隙間に、ガス漏れ流れを減速させる減速
手段６を設けたことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ケーシング内で回
転可能なタービン翼車の外周部に配設された回動可能な
複数のノズル翼を有する可変容量タービンを備えた可変
容量ターボ過給機に関する。
転可能なタービン翼車の外周部に配設された回動可能な
複数のノズル翼を有する可変容量タービンを備えた可変
容量ターボ過給機に関する。
【０００２】
【従来の技術】ケーシング内で回転可能なタービン翼車
の外周部に配設された回動可能な複数のノズル翼を有す
る可変容量タービンは、ガス流量に応じてノズル翼の開
度を調節し適切な流路面積を実現することにより、広い
流量範囲に渡って高過給を達成できる。
の外周部に配設された回動可能な複数のノズル翼を有す
る可変容量タービンは、ガス流量に応じてノズル翼の開
度を調節し適切な流路面積を実現することにより、広い
流量範囲に渡って高過給を達成できる。
【０００３】従来の可変容量タービンでは、ノズル翼と
ケーシング壁との摺動を避けるため、ノズル翼の翼端と
ノズル翼の翼端と対向するケーシング壁の間に翼端隙間
が設けられている。一般にノズル翼の翼端とケーシング
壁は共に平面状であり、翼端隙間は幅が一定の平行流路
となっている。
ケーシング壁との摺動を避けるため、ノズル翼の翼端と
ノズル翼の翼端と対向するケーシング壁の間に翼端隙間
が設けられている。一般にノズル翼の翼端とケーシング
壁は共に平面状であり、翼端隙間は幅が一定の平行流路
となっている。
【０００４】ケーシング入口から流入したガス主流はノ
ズル翼間を通ってタービン翼車に導かれ、タービン翼車
を回転させる。この時、流れの一部は前記翼端隙間内で
外径側から内径側に向かってノズル翼の反り線を横切
り、ガス漏れ流れとなってノズル翼間からのガス主流と
合流する。翼端隙間の幅は狭く、流れが絞られるため、
ガス漏れ流れはガス主流に比べて高速となる。さらに翼
端隙間からのガス漏れ流れはノズル翼間からのガス主流
と大きく異なる方向を持っている。ガス主流と異なる速
度及び方向を有するガス漏れ流れは主流と干渉して二次
流れ渦を生成し、流体的なエネルギーの損失を生じ、タ
ービン効率低下の大きな要因となっている。
ズル翼間を通ってタービン翼車に導かれ、タービン翼車
を回転させる。この時、流れの一部は前記翼端隙間内で
外径側から内径側に向かってノズル翼の反り線を横切
り、ガス漏れ流れとなってノズル翼間からのガス主流と
合流する。翼端隙間の幅は狭く、流れが絞られるため、
ガス漏れ流れはガス主流に比べて高速となる。さらに翼
端隙間からのガス漏れ流れはノズル翼間からのガス主流
と大きく異なる方向を持っている。ガス主流と異なる速
度及び方向を有するガス漏れ流れは主流と干渉して二次
流れ渦を生成し、流体的なエネルギーの損失を生じ、タ
ービン効率低下の大きな要因となっている。
【０００５】この二次流れ渦を抑制しタービン効率を改
善するために、例えば特開平１１−２２９８１５号公報
では、ノズル翼の両端を中央部より肉厚にして翼端隙間
を長くすることにより、ガス漏れ流れを少なくして二次
流れ渦を小さくしている。
善するために、例えば特開平１１−２２９８１５号公報
では、ノズル翼の両端を中央部より肉厚にして翼端隙間
を長くすることにより、ガス漏れ流れを少なくして二次
流れ渦を小さくしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ノズル
翼の両端部が中央部より肉厚のため、ノズル翼開度を小
さくしていくと、隣合うノズル翼の両端同士が接触して
しまう。一方、ノズル翼開度を大きくしていくと、ノズ
ル翼の両端とタービン翼車が接触する。このため、ノズ
ル翼の両端を肉厚にしない場合に比べてノズル翼の回動
範囲が制限され、適切なノズル翼開度を設定することが
できない。
翼の両端部が中央部より肉厚のため、ノズル翼開度を小
さくしていくと、隣合うノズル翼の両端同士が接触して
しまう。一方、ノズル翼開度を大きくしていくと、ノズ
ル翼の両端とタービン翼車が接触する。このため、ノズ
ル翼の両端を肉厚にしない場合に比べてノズル翼の回動
範囲が制限され、適切なノズル翼開度を設定することが
できない。
【０００７】本発明の目的はノズル翼の両端を肉厚にす
ることなく高効率な可変容量ターボ過給機を提供するこ
とにある。
ることなく高効率な可変容量ターボ過給機を提供するこ
とにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、ケーシング内
で回転可能なタービン翼車の外周部に配設された回動可
能な複数のノズル翼を有する可変容量タービンを備えた
可変容量ターボ過給機において、前記ノズル翼の翼端と
対向するケーシング壁とで形成される翼端隙間に、ガス
漏れ流れを減速させる減速手段を設けたことを特徴とす
る。
で回転可能なタービン翼車の外周部に配設された回動可
能な複数のノズル翼を有する可変容量タービンを備えた
可変容量ターボ過給機において、前記ノズル翼の翼端と
対向するケーシング壁とで形成される翼端隙間に、ガス
漏れ流れを減速させる減速手段を設けたことを特徴とす
る。
【０００９】本発明は、 ケーシング内で回転可能なタ
ービン翼車の外周部に配設された回動可能な複数のノズ
ル翼を有する可変容量タービンを備えた可変容量ターボ
過給機において、前記ノズル翼の翼端に外径側から内径
側に向かう拡大部を設けたことを特徴とする。
ービン翼車の外周部に配設された回動可能な複数のノズ
ル翼を有する可変容量タービンを備えた可変容量ターボ
過給機において、前記ノズル翼の翼端に外径側から内径
側に向かう拡大部を設けたことを特徴とする。
【００１０】本発明は、ケーシング内で回転可能なター
ビン翼車の外周部に配設された回動可能な複数のノズル
翼を有する可変容量タービンを備えた可変容量ターボ過
給機において、前記ノズル翼の翼端に外径側から内径側
への所定傾斜の切り欠き部を設けたことを特徴とする。
ビン翼車の外周部に配設された回動可能な複数のノズル
翼を有する可変容量タービンを備えた可変容量ターボ過
給機において、前記ノズル翼の翼端に外径側から内径側
への所定傾斜の切り欠き部を設けたことを特徴とする。
【００１１】本発明は、ケーシング内で回転可能なター
ビン翼車の外周部に配設された回動可能な複数のノズル
翼を有する可変容量タービンを備えた可変容量ターボ過
給機において、前記ノズル翼の翼端と対向するケーシン
グ壁とで形成される翼端隙間に、ガス漏れ流れを転向さ
せる転向手段を設けたことを特徴とする。
ビン翼車の外周部に配設された回動可能な複数のノズル
翼を有する可変容量タービンを備えた可変容量ターボ過
給機において、前記ノズル翼の翼端と対向するケーシン
グ壁とで形成される翼端隙間に、ガス漏れ流れを転向さ
せる転向手段を設けたことを特徴とする。
【００１２】本発明は、ケーシング内で回転可能なター
ビン翼車の外周部に配設された回動可能な複数のノズル
翼を有する可変容量タービンを備えた可変容量ターボ過
給機において、前記ノズル翼の翼端に所定角度のガスフ
ローガイドを設けたことを特徴とする。
ビン翼車の外周部に配設された回動可能な複数のノズル
翼を有する可変容量タービンを備えた可変容量ターボ過
給機において、前記ノズル翼の翼端に所定角度のガスフ
ローガイドを設けたことを特徴とする。
【００１３】本発明は、ケーシング内で回転可能なター
ビン翼車の外周部に配設された回動可能な複数のノズル
翼を有する可変容量タービンを備えた可変容量ターボ過
給機において、前記ノズル翼の翼端に対向するケーシン
グ壁に所定角度のガスフローガイドを設けたことを特徴
とする。
ビン翼車の外周部に配設された回動可能な複数のノズル
翼を有する可変容量タービンを備えた可変容量ターボ過
給機において、前記ノズル翼の翼端に対向するケーシン
グ壁に所定角度のガスフローガイドを設けたことを特徴
とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１乃至図５は本発明の可変容量
ターボ過給機の第１の実施の形態であり、図１は可変容
量ターボ過給機の可変容量タービンの正面断面図であ
る。可変容量タービンは、ケーシング１内で回転可能な
タービン翼車２の外周部に配設された回動可能な複数の
ノズル翼３を有する。各ノズル翼３は回転軸５によって
支持されており、回転軸５はノズル翼台４より図１で下
側の外に延出し、外部の駆動機構（図示せず）によって
回動され、したがって各ノズル翼３が回動される。本実
施の形態はタービン翼車２の外径はφ４０ｍｍ程度、ノ
ズル翼３の翼弦長は２０ｍｍ、最大厚さは３ｍｍ程度で
あり、ノズル翼３の回転軸５の軸中心Ｏ'とタービン翼
車２の軸中心Ｏの距離は３５ｍｍ程度である。また、ノ
ズル翼３の枚数は１１枚であり、周方向に等ピッチで配
置されている。ノズル翼３の後縁Ｂにおけるノズル翼３
の反り線の周方向からの角度αは１０°程度であり、ノ
ズル翼開度が小さい状態となっている。
ターボ過給機の第１の実施の形態であり、図１は可変容
量ターボ過給機の可変容量タービンの正面断面図であ
る。可変容量タービンは、ケーシング１内で回転可能な
タービン翼車２の外周部に配設された回動可能な複数の
ノズル翼３を有する。各ノズル翼３は回転軸５によって
支持されており、回転軸５はノズル翼台４より図１で下
側の外に延出し、外部の駆動機構（図示せず）によって
回動され、したがって各ノズル翼３が回動される。本実
施の形態はタービン翼車２の外径はφ４０ｍｍ程度、ノ
ズル翼３の翼弦長は２０ｍｍ、最大厚さは３ｍｍ程度で
あり、ノズル翼３の回転軸５の軸中心Ｏ'とタービン翼
車２の軸中心Ｏの距離は３５ｍｍ程度である。また、ノ
ズル翼３の枚数は１１枚であり、周方向に等ピッチで配
置されている。ノズル翼３の後縁Ｂにおけるノズル翼３
の反り線の周方向からの角度αは１０°程度であり、ノ
ズル翼開度が小さい状態となっている。
【００１５】図２に図１のノズル翼３の斜視図を示す。
ノズル翼３は円弧翼であり、回転軸５の軸中心Ｏ'はノ
ズル翼３中央に位置する。点Ａ，Ｂはそれぞれノズル翼
３の前縁および後縁である。ノズル翼３の反り線は３点
Ａ，Ｏ'，Ｂを通る１円弧で表現されており、３点Ａ，
Ｏ'，Ｂを含む平面上における反り線の円弧中心をＯｃ
と定義する。点Ｏｃ'は点Ｏｃから回転軸５の方向に離
れた点であり、ノズル翼３の翼端の一部は、点Ｏｃ'を
中心とし３点Ａ，Ｂ，Ｏ'を通る円錐面からなる拡大部
で構成されている。この拡大部の例として、ノズル翼３
の翼端の一部に設けた所定傾斜の切り欠き部６を示して
いる。
ノズル翼３は円弧翼であり、回転軸５の軸中心Ｏ'はノ
ズル翼３中央に位置する。点Ａ，Ｂはそれぞれノズル翼
３の前縁および後縁である。ノズル翼３の反り線は３点
Ａ，Ｏ'，Ｂを通る１円弧で表現されており、３点Ａ，
Ｏ'，Ｂを含む平面上における反り線の円弧中心をＯｃ
と定義する。点Ｏｃ'は点Ｏｃから回転軸５の方向に離
れた点であり、ノズル翼３の翼端の一部は、点Ｏｃ'を
中心とし３点Ａ，Ｂ，Ｏ'を通る円錐面からなる拡大部
で構成されている。この拡大部の例として、ノズル翼３
の翼端の一部に設けた所定傾斜の切り欠き部６を示して
いる。
【００１６】図３に、図２の３点Ｏ'，Ｏｃ，Ｏｃ'を含
むノズル翼３の周りの縦断面図を示す。翼端隙間を形成
するノズル翼３の翼端とケーシング１の壁は平面状であ
り、ノズル翼３はケーシング１の壁とノズル翼台４の壁
で形成されるほぼ平行な流路中に位置する。ノズル翼３
の翼端の切り欠き部６の切欠角度θは∠Ｏ'，Ｏｃ，Ｏ
ｃ'の大きさで定義され、θ＝１０°程度となってい
る。この切り欠き部６により、翼端隙間の一部が外径側
から内径側に向かって拡大されている。翼端隙間はノズ
ル翼３の両翼端に形成され、それぞれの幅ｃ１とｃ２の
和は０．２ｍｍ程度である。また、ノズル翼３の幅ｈは
７ｍｍ程度である。
むノズル翼３の周りの縦断面図を示す。翼端隙間を形成
するノズル翼３の翼端とケーシング１の壁は平面状であ
り、ノズル翼３はケーシング１の壁とノズル翼台４の壁
で形成されるほぼ平行な流路中に位置する。ノズル翼３
の翼端の切り欠き部６の切欠角度θは∠Ｏ'，Ｏｃ，Ｏ
ｃ'の大きさで定義され、θ＝１０°程度となってい
る。この切り欠き部６により、翼端隙間の一部が外径側
から内径側に向かって拡大されている。翼端隙間はノズ
ル翼３の両翼端に形成され、それぞれの幅ｃ１とｃ２の
和は０．２ｍｍ程度である。また、ノズル翼３の幅ｈは
７ｍｍ程度である。
【００１７】図４に、図３のノズル翼３を切り欠き部６
の方向からみた可変容量タービンの部分平面図で、ノズ
ル翼３の周囲におけるガスの流れの概略を示す。ノズル
翼３の外周から流入したガスの多くはノズル翼３間を通
過するガス主流Ｍであるが、一部は翼端隙間を通るガス
漏れ流れＳとなる。ノズル翼３間を流れるガス主流Ｍは
周方向の速度成分が大きいのに対し、翼端隙間内のガス
漏れ流れＳは外径側から内径側に向かってノズル翼３の
反り線を横切り、径方向の速度成分が大きい。その結
果、ガス主流Ｍと大きく方向の異なるガス漏れ流れＳが
ノズル翼３の内径側で合流する。なお、ノズル翼３の翼
端に切り欠き部６を設けない従来においても、ノズル翼
３の周囲での流れは図４と類似の流れとなる。
の方向からみた可変容量タービンの部分平面図で、ノズ
ル翼３の周囲におけるガスの流れの概略を示す。ノズル
翼３の外周から流入したガスの多くはノズル翼３間を通
過するガス主流Ｍであるが、一部は翼端隙間を通るガス
漏れ流れＳとなる。ノズル翼３間を流れるガス主流Ｍは
周方向の速度成分が大きいのに対し、翼端隙間内のガス
漏れ流れＳは外径側から内径側に向かってノズル翼３の
反り線を横切り、径方向の速度成分が大きい。その結
果、ガス主流Ｍと大きく方向の異なるガス漏れ流れＳが
ノズル翼３の内径側で合流する。なお、ノズル翼３の翼
端に切り欠き部６を設けない従来においても、ノズル翼
３の周囲での流れは図４と類似の流れとなる。
【００１８】図５に、図３と同じ縦断面図で、ガスの流
れの概略を示す。翼端隙間の幅ｃ１は流路全体の幅ｈ＋
ｃ１＋ｃ２に比べて小さいため、ガス漏れ流れが絞られ
ることにより、翼端隙間の入口ではガス主流に比べて高
速となる。しかし、切り欠き６部では翼端隙間の幅が拡
大しているため、ガス漏れ流れは減速してノズル翼３の
内径側に流出する。ガス漏れ流れとガス主流が合流する
部分では、両者の速度及び方向が異なるために互いに干
渉し、流体的なエネルギー損失を伴う二次流れ渦が生成
される。しかし、切り欠き６部による減速効果で干渉が
弱まるため、二次流れ渦は従来よりも小さい。その結
果、エネルギー損失が抑制され、高いタービン効率が得
られる。
れの概略を示す。翼端隙間の幅ｃ１は流路全体の幅ｈ＋
ｃ１＋ｃ２に比べて小さいため、ガス漏れ流れが絞られ
ることにより、翼端隙間の入口ではガス主流に比べて高
速となる。しかし、切り欠き６部では翼端隙間の幅が拡
大しているため、ガス漏れ流れは減速してノズル翼３の
内径側に流出する。ガス漏れ流れとガス主流が合流する
部分では、両者の速度及び方向が異なるために互いに干
渉し、流体的なエネルギー損失を伴う二次流れ渦が生成
される。しかし、切り欠き６部による減速効果で干渉が
弱まるため、二次流れ渦は従来よりも小さい。その結
果、エネルギー損失が抑制され、高いタービン効率が得
られる。
【００１９】なお、本実施の形態では、ノズル翼３の翼
端に切り欠き部６を設けているが、ノズル翼台４に対向
する側の翼端のうち、回転軸５の部分を除いた部分に同
様の切り欠き部６を設けても良い。
端に切り欠き部６を設けているが、ノズル翼台４に対向
する側の翼端のうち、回転軸５の部分を除いた部分に同
様の切り欠き部６を設けても良い。
【００２０】図６，図７は本発明の可変容量ターボ過給
機の第２の実施の形態であり、図６に、ノズル翼３の斜
視図を示す。本実施の形態の構成は図１乃至図５の第１
の実施の形態の構成とほぼ同じであるが、ノズル翼３の
ケーシング２の壁に対向する翼端の形状が異なってい
る。本実施の形態では、ノズル翼３の翼端に、互いに平
行な直線状で所定角度のガスフローガイドの例として、
溝７が複数設けられている。ノズル翼３の幅ｈ＝７．０
０ｍｍ程度に対し、溝７の深さｄは０．２ｍｍ程度であ
る。
機の第２の実施の形態であり、図６に、ノズル翼３の斜
視図を示す。本実施の形態の構成は図１乃至図５の第１
の実施の形態の構成とほぼ同じであるが、ノズル翼３の
ケーシング２の壁に対向する翼端の形状が異なってい
る。本実施の形態では、ノズル翼３の翼端に、互いに平
行な直線状で所定角度のガスフローガイドの例として、
溝７が複数設けられている。ノズル翼３の幅ｈ＝７．０
０ｍｍ程度に対し、溝７の深さｄは０．２ｍｍ程度であ
る。
【００２１】図７に、図６のノズル翼３を溝７の方向か
らみた可変容量タービンの部分平面図で、ノズル翼３の
周囲におけるガスの流れの概略を示す。回転軸５の軸中
心Ｏ'において、ノズル翼３の反り線（Ａ−Ｏ'ーＢを通
る線）と溝７が成す角の大きさβは２０°程度である。
溝７の幅ｔ１、隣合う溝７の間隔ｔ２は共に１．０ｍｍ
程度である。翼端隙間内のガス漏れ流れの一部は、溝７
の中を溝７に沿った方向に流れる。溝７内のガス漏れ流
れの方向は、溝７が無い従来における翼端隙間内漏れ流
れの方向よりもガス主流の方向に近く、溝７は翼端隙間
内の流れを転向させるフローガイドの役割を持ってい
る。また、翼端隙間内流れの溝７に垂直な方向の流れ成
分に対しては、シール効果も有する。
らみた可変容量タービンの部分平面図で、ノズル翼３の
周囲におけるガスの流れの概略を示す。回転軸５の軸中
心Ｏ'において、ノズル翼３の反り線（Ａ−Ｏ'ーＢを通
る線）と溝７が成す角の大きさβは２０°程度である。
溝７の幅ｔ１、隣合う溝７の間隔ｔ２は共に１．０ｍｍ
程度である。翼端隙間内のガス漏れ流れの一部は、溝７
の中を溝７に沿った方向に流れる。溝７内のガス漏れ流
れの方向は、溝７が無い従来における翼端隙間内漏れ流
れの方向よりもガス主流の方向に近く、溝７は翼端隙間
内の流れを転向させるフローガイドの役割を持ってい
る。また、翼端隙間内流れの溝７に垂直な方向の流れ成
分に対しては、シール効果も有する。
【００２２】翼端隙間内漏れ流れの一部が溝７を通過す
ることにより、ノズル翼３の内径側において、漏れ流れ
は全体的に従来よりも大きな周方向の速度成分を持つ。
その結果、ガス漏れ流れとガス主流が合流する際、ガス
漏れ流れとガス主流の方向の差が縮まることで干渉が弱
まり、二次流れ渦は従来よりも小さくなる。従って、エ
ネルギー損失が抑制され、高いタービン効率が得られ
る。
ることにより、ノズル翼３の内径側において、漏れ流れ
は全体的に従来よりも大きな周方向の速度成分を持つ。
その結果、ガス漏れ流れとガス主流が合流する際、ガス
漏れ流れとガス主流の方向の差が縮まることで干渉が弱
まり、二次流れ渦は従来よりも小さくなる。従って、エ
ネルギー損失が抑制され、高いタービン効率が得られ
る。
【００２３】なお、本実施の形態では、ケーシング１の
壁に対向するノズル翼３の翼端に溝７を設けているが、
ノズル翼台４に対向する側の翼端のうち、回転軸５の部
分を除いた部分に同様の溝７を設けても良い。
壁に対向するノズル翼３の翼端に溝７を設けているが、
ノズル翼台４に対向する側の翼端のうち、回転軸５の部
分を除いた部分に同様の溝７を設けても良い。
【００２４】図８は本発明の可変容量ターボ過給機の第
３の実施の形態であり、可変容量タービンの部分平面図
で、ノズル翼３の周囲におけるガスの流れの概略も示
す。本実施の形態の構成は第１の実施の形態の構成とほ
ぼ同じであるが、ノズル翼３の翼端に対向するケーシン
グ２の壁に複数の溝８が設けられている。なお、ノズル
翼３の翼端には切り欠き部６（第１の実施の形態）や溝
７（第２の実施の形態）は無く、従来と同じ平面状とな
っている。溝８は互いに平行な直線状であり、回転軸５
の軸中心Ｏ'におけるタービン翼車２の軸中心Ｏからの
円周方向に対する溝８の角度γは４５°程度である。溝
８の幅ｔ３と隣合う溝８の間隔ｔ４は共に１．０ｍｍ程
度であり、長さＬは１７ｍｍ程度である。溝８の紙面に
垂直な方向の深さは０．２ｍｍ程度で一定となってい
る。
３の実施の形態であり、可変容量タービンの部分平面図
で、ノズル翼３の周囲におけるガスの流れの概略も示
す。本実施の形態の構成は第１の実施の形態の構成とほ
ぼ同じであるが、ノズル翼３の翼端に対向するケーシン
グ２の壁に複数の溝８が設けられている。なお、ノズル
翼３の翼端には切り欠き部６（第１の実施の形態）や溝
７（第２の実施の形態）は無く、従来と同じ平面状とな
っている。溝８は互いに平行な直線状であり、回転軸５
の軸中心Ｏ'におけるタービン翼車２の軸中心Ｏからの
円周方向に対する溝８の角度γは４５°程度である。溝
８の幅ｔ３と隣合う溝８の間隔ｔ４は共に１．０ｍｍ程
度であり、長さＬは１７ｍｍ程度である。溝８の紙面に
垂直な方向の深さは０．２ｍｍ程度で一定となってい
る。
【００２５】翼端隙間内のガス流れの一部は、溝８の中
を溝８に沿った方向に流れる。溝８内の流れの方向は、
溝８が無い従来における翼端隙間内流れの方向よりもガ
ス主流の方向に近く、溝８は翼端隙間内の流れを転向さ
せるフローガイドの役割を持っている。また、翼端隙間
内流れの溝８に垂直な方向の流れ成分に対しては、シー
ル効果も有している。翼端隙間内流れの一部が溝８を通
過することにより、ノズル翼３の内径側において、ガス
漏れ流れは全体的に従来よりも大きな周方向の速度成分
を持つ。これにより、ガス漏れ流れとガス主流の方向の
差が縮まることで干渉が弱まり、二次流れ渦が抑制され
る。その結果、エネルギー損失が低減し、高いタービン
効率が得られる。
を溝８に沿った方向に流れる。溝８内の流れの方向は、
溝８が無い従来における翼端隙間内流れの方向よりもガ
ス主流の方向に近く、溝８は翼端隙間内の流れを転向さ
せるフローガイドの役割を持っている。また、翼端隙間
内流れの溝８に垂直な方向の流れ成分に対しては、シー
ル効果も有している。翼端隙間内流れの一部が溝８を通
過することにより、ノズル翼３の内径側において、ガス
漏れ流れは全体的に従来よりも大きな周方向の速度成分
を持つ。これにより、ガス漏れ流れとガス主流の方向の
差が縮まることで干渉が弱まり、二次流れ渦が抑制され
る。その結果、エネルギー損失が低減し、高いタービン
効率が得られる。
【００２６】なお、本実施の形態では、ノズル翼３の翼
端部に対向するケーシング１の壁に溝８を設けている
が、ノズル翼３の翼端に対向するノズル翼台４に同様の
溝８を設けても良い。
端部に対向するケーシング１の壁に溝８を設けている
が、ノズル翼３の翼端に対向するノズル翼台４に同様の
溝８を設けても良い。
【００２７】本発明は上述した第１の実施の形態から第
３の実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明
の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。
また、各実施の形態を組み合わせて使用することも可能
である。さらに、上述した実施の形態を、翼端隙間を最
小に保つ役割を有する流路スペーサを配した可変容量型
ターボ過給機に適用することも可能である。
３の実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明
の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。
また、各実施の形態を組み合わせて使用することも可能
である。さらに、上述した実施の形態を、翼端隙間を最
小に保つ役割を有する流路スペーサを配した可変容量型
ターボ過給機に適用することも可能である。
【００２８】以上のように、本発明の実施の形態によれ
ば、本発明によれば、ノズル翼３の翼端部と対向するケ
ーシング２の壁とで形成される翼端隙間を通過するガス
漏れ流れが、減速あるいはガス主流の方向に転向され
る。これにより、ガス漏れ流れとガス主流の干渉が弱め
られ、二次流れ渦が抑制される。その結果、流体的なエ
ネルギー損失が低減され、高いタービン効率が得られ
る。
ば、本発明によれば、ノズル翼３の翼端部と対向するケ
ーシング２の壁とで形成される翼端隙間を通過するガス
漏れ流れが、減速あるいはガス主流の方向に転向され
る。これにより、ガス漏れ流れとガス主流の干渉が弱め
られ、二次流れ渦が抑制される。その結果、流体的なエ
ネルギー損失が低減され、高いタービン効率が得られ
る。
【００２９】
【発明の効果】本発明によれば、ノズル翼の両端を肉厚
にすることなく高効率な可変容量ターボ過給機を得るこ
とができる。
にすることなく高効率な可変容量ターボ過給機を得るこ
とができる。
【図１】本発明の可変容量ターボ過給機の第１の実施の
形態であり、可変容量ターボ過給機の可変容量タービン
の正面断面図である。
形態であり、可変容量ターボ過給機の可変容量タービン
の正面断面図である。
【図２】図１のノズル翼３の斜視図である。
【図３】図２の３点Ｏ'，Ｏｃ，Ｏｃ'を含むノズル翼３
の周りの縦断面図である。
の周りの縦断面図である。
【図４】図３のノズル翼３を切り欠き部６の方向からみ
た可変容量タービンの部分平面図である。
た可変容量タービンの部分平面図である。
【図５】図３と同じ縦断面図で、ガスの流れの概略を示
す図である。
す図である。
【図６】本発明の可変容量ターボ過給機の第２の実施の
形態であり、ノズル翼３の斜視図である。
形態であり、ノズル翼３の斜視図である。
【図７】図６のノズル翼３を溝７の方向からみた可変容
量タービンの部分平面図である。
量タービンの部分平面図である。
【図８】本発明の可変容量ターボ過給機の第３の実施の
形態であり、可変容量タービンの部分平面図で、ノズル
翼３周囲におけるガスの流れの概略も示す図である。
形態であり、可変容量タービンの部分平面図で、ノズル
翼３周囲におけるガスの流れの概略も示す図である。
１：ケーシング、２：タービン翼車、３：ノズル翼、
４：ノズル翼台、５：ノズル翼の回転軸、６：ノズル翼
端の切り欠き部、７：ノズル翼端の溝、８：ケーシング
壁の溝、Ａ：ノズル翼の前縁、Ｂ：ノズル翼の後縁、
Ｍ：ガス主流、Ｓ：ガス漏れ流れ、Ｏ：タービン翼車の
軸中心、Ｏ'・・・ノズル翼の回転軸中心、Ｏｃ：３点
Ａ，Ｂ，Ｏ'を含む平面上における反り線の円弧中心、
Ｏｃ'：点Ｏｃからノズル翼の回転軸の方向に離れた
点。
４：ノズル翼台、５：ノズル翼の回転軸、６：ノズル翼
端の切り欠き部、７：ノズル翼端の溝、８：ケーシング
壁の溝、Ａ：ノズル翼の前縁、Ｂ：ノズル翼の後縁、
Ｍ：ガス主流、Ｓ：ガス漏れ流れ、Ｏ：タービン翼車の
軸中心、Ｏ'・・・ノズル翼の回転軸中心、Ｏｃ：３点
Ａ，Ｂ，Ｏ'を含む平面上における反り線の円弧中心、
Ｏｃ'：点Ｏｃからノズル翼の回転軸の方向に離れた
点。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宇田川 哲男 茨城県ひたちなか市高場2520番地 株式会 社日立製作所自動車機器グループ内 (72)発明者 村上 保則 茨城県ひたちなか市高場2477番地 株式会 社日立カーエンジニアリング内 (72)発明者 岡崎 勉 茨城県ひたちなか市高場2520番地 株式会 社日立製作所自動車機器グループ内 Ｆターム(参考） 3G005 EA04 EA15 EA16 FA00 FA43 GA04 GB24 GB86 3G071 AA02 AB06 BA00 DA16
Claims (6)
- 【請求項１】ケーシング内で回転可能なタービン翼車の
外周部に配設された回動可能な複数のノズル翼を有する
可変容量タービンを備えた可変容量ターボ過給機におい
て、前記ノズル翼の翼端と対向するケーシング壁とで形
成される翼端隙間に、ガス漏れ流れを減速させる減速手
段を設けたことを特徴とする可変容量ターボ過給機。 - 【請求項２】ケーシング内で回転可能なタービン翼車の
外周部に配設された回動可能な複数のノズル翼を有する
可変容量タービンを備えた可変容量ターボ過給機におい
て、前記ノズル翼の翼端に外径側から内径側に向かう拡
大部を設けたことを特徴とする可変容量ターボ過給機。 - 【請求項３】ケーシング内で回転可能なタービン翼車の
外周部に配設された回動可能な複数のノズル翼を有する
可変容量タービンを備えた可変容量ターボ過給機におい
て、前記ノズル翼の翼端に外径側から内径側への所定傾
斜の切り欠き部を設けたことを特徴とする可変容量ター
ボ過給機。 - 【請求項４】ケーシング内で回転可能なタービン翼車の
外周部に配設された回動可能な複数のノズル翼を有する
可変容量タービンを備えた可変容量ターボ過給機におい
て、前記ノズル翼の翼端と対向するケーシング壁とで形
成される翼端隙間に、ガス漏れ流れを転向させる転向手
段を設けたことを特徴とする可変容量ターボ過給機。 - 【請求項５】ケーシング内で回転可能なタービン翼車の
外周部に配設された回動可能な複数のノズル翼を有する
可変容量タービンを備えた可変容量ターボ過給機におい
て、前記ノズル翼の翼端に所定角度のガスフローガイド
を設けたことを特徴とする可変容量ターボ過給機。 - 【請求項６】ケーシング内で回転可能なタービン翼車の
外周部に配設された回動可能な複数のノズル翼を有する
可変容量タービンを備えた可変容量ターボ過給機におい
て、前記ノズル翼の翼端に対向するケーシング壁に所定
角度のガスフローガイドを設けたことを特徴とする可変
容量ターボ過給機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001173704A JP2002364374A (ja) | 2001-06-08 | 2001-06-08 | 可変容量ターボ過給機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001173704A JP2002364374A (ja) | 2001-06-08 | 2001-06-08 | 可変容量ターボ過給機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002364374A true JP2002364374A (ja) | 2002-12-18 |
Family
ID=19015116
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001173704A Pending JP2002364374A (ja) | 2001-06-08 | 2001-06-08 | 可変容量ターボ過給機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002364374A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1584796A2 (en) * | 2004-04-08 | 2005-10-12 | Holset Engineering Company Limited | Variable geometry turbine |
| WO2012168114A1 (de) * | 2011-06-07 | 2012-12-13 | Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg | Leitschaufeln für eine variable turbinen- oder verdichtergeometrie |
| JP2013542372A (ja) * | 2010-11-13 | 2013-11-21 | ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト | 排気ガスターボチャージャーのタービン、排気ガスターボチャージャー、排気ガスターボチャージャー用のタービンのための挿入部品 |
| US9028202B2 (en) | 2010-09-30 | 2015-05-12 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Variable geometry turbine |
| US20150152741A1 (en) * | 2012-01-13 | 2015-06-04 | Borgwarner Inc. | Turbocharger with variable turbine geometry having grooved guide vanes |
| CN114776403A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-07-22 | 东方电气集团东方汽轮机有限公司 | 一种适用于大焓降小流量透平进气结构及其方法 |
-
2001
- 2001-06-08 JP JP2001173704A patent/JP2002364374A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP1584796A2 (en) * | 2004-04-08 | 2005-10-12 | Holset Engineering Company Limited | Variable geometry turbine |
| EP1584796A3 (en) * | 2004-04-08 | 2006-11-02 | Holset Engineering Company Limited | Variable geometry turbine |
| US7628580B2 (en) | 2004-04-08 | 2009-12-08 | Holset Engineering Company, Limited | Variable geometry turbine |
| US9028202B2 (en) | 2010-09-30 | 2015-05-12 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Variable geometry turbine |
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| CN114776403A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-07-22 | 东方电气集团东方汽轮机有限公司 | 一种适用于大焓降小流量透平进气结构及其方法 |
| CN114776403B (zh) * | 2021-12-29 | 2023-12-26 | 东方电气集团东方汽轮机有限公司 | 一种适用于大焓降小流量透平进气结构及其方法 |
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