JP2018168742A - Recirculation flow passage structure, exhaust turbine supercharger, and engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、排気タービン過給機の再循環流路構造、排気タービン過給機及びエンジンに関する。 The present invention relates to a recirculation flow path structure for an exhaust turbine supercharger, an exhaust turbine supercharger, and an engine.
排気タービン過給機のインペラの作動範囲を拡大するため、再循環流路を配置することが知られている。再循環流路を配置することによって不必要な再循環が生じて効率が低下することを解決するため、作動点に応じて再循環流路を開閉する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の技術は、アクチュエータを使用して再循環流路を開閉する。 In order to expand the operating range of the impeller of the exhaust turbine supercharger, it is known to arrange a recirculation flow path. A technique for opening and closing the recirculation flow path in accordance with the operating point is known in order to solve the problem that unnecessary recirculation occurs due to the arrangement of the recirculation flow path and the efficiency is lowered (for example, Patent Documents). 1). The technique described in Patent Document 1 opens and closes a recirculation flow path using an actuator.
例えば、自動車用ターボチャージャーのような小型の排気タービン過給機では、スペースが限られているので、再循環流路の開閉にアクチュエータを適用することが難しい。例えば、自動車用ターボチャージャーのような安価な排気タービン過給機では、再循環流路の開閉にアクチュエータを使用するとコストが増大するため適用することが難しい。 For example, in a small exhaust turbine supercharger such as a turbocharger for automobiles, since the space is limited, it is difficult to apply an actuator to open and close the recirculation flow path. For example, in an inexpensive exhaust turbine supercharger such as a turbocharger for automobiles, it is difficult to apply an actuator because the cost increases when an actuator is used to open and close the recirculation flow path.
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、適切に再循環流路を開閉することができる再循環流路構造、排気タービン過給機及びエンジンを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a recirculation flow path structure, an exhaust turbine supercharger, and an engine that can appropriately open and close the recirculation flow path. .
本発明の再循環流路構造は、インペラを内部の空間に収容して、流体の流路を区画するケーシング内に、前記インペラの前面側の外周を周方向に囲んで配置された筒状の内筒と、前記内筒より前記流路の上流側において、前記内筒の前面と向かい合う筒状に形成され、前記流路の上流側に面した前面に作用する流体の第一圧力と背面に作用する流体の第二圧力との差で、流体の流れ方向に沿って可動可能に配置されたカバーと、を備え、前記内筒は、前記流路の下流側と上流側との間に再循環流路を区画し、前記カバーは、前記第二圧力が前記第一圧力より大きいと、上流側に移動して、前記再循環流路を流れる流体の流量を増加させ、前記第一圧力が前記第二圧力より大きいと、下流側に移動して、前記再循環流路を流れる流体の流量を減少させる、ことを特徴とする。 The recirculation flow path structure of the present invention has a cylindrical shape in which an impeller is accommodated in an internal space, and the outer periphery on the front side of the impeller is disposed in a circumferential direction in a casing that divides a flow path of fluid. An inner cylinder and a first pressure and a rear surface of a fluid acting on a front surface facing the upstream side of the flow path, formed on the upstream side of the flow path from the inner cylinder and facing the front surface of the inner cylinder A cover that is movably disposed along a fluid flow direction by a difference from a second pressure of the acting fluid, and the inner cylinder is disposed between the downstream side and the upstream side of the flow path. When the second pressure is greater than the first pressure, the cover moves upstream, and increases the flow rate of the fluid flowing through the recirculation flow path. If the pressure is greater than the second pressure, the fluid moves downstream and reduces the flow rate of the fluid flowing through the recirculation flow path. Make, characterized in that.
この構成によれば、カバーが移動することで、適切に再循環流路を開閉することができる。 According to this configuration, the recirculation channel can be appropriately opened and closed by moving the cover.
本発明の再循環流路構造は、前記カバーが、前記ケーシングの内周に流体の流れ方向に沿って形成されたキー溝に可動可能に係合するキー部、を備え、前記カバーは、前記第二圧力が前記第一圧力より大きいと、前記キー部が前記キー溝に沿って上流側に移動して、前記再循環流路を流れる流体の流量を増加させ、前記第一圧力が前記第二圧力より大きいと、前記キー部が前記キー溝に沿って下流側に移動して、前記再循環流路を流れる流体の流量を減少させる、ことが好ましい。この構成によれば、カバーがキー溝に沿って移動することで、適切に再循環流路を開閉することができる。 In the recirculation flow path structure of the present invention, the cover includes a key portion movably engaged with a key groove formed along the fluid flow direction on the inner periphery of the casing. When the second pressure is greater than the first pressure, the key portion moves upstream along the key groove to increase the flow rate of the fluid flowing through the recirculation flow path, and the first pressure is When the pressure is greater than two pressures, it is preferable that the key portion moves downstream along the key groove to reduce the flow rate of the fluid flowing through the recirculation flow path. According to this structure, a recirculation flow path can be opened and closed appropriately because a cover moves along a keyway.
本発明の再循環流路構造は、前記内筒が、前記カバーと一体に組み付けられ、前記内筒と前記カバーとは、前記第二圧力が前記第一圧力より大きいと、上流側に一体として移動して、前記再循環流路を流れる流体の流量を増加させ、前記第一圧力が前記第二圧力より大きいと、下流側に一体として移動して、前記再循環流路を流れる流体の流量を減少させることが好ましい。この構成によれば、内筒とカバーとが一体として移動することで、適切に再循環流路を開閉することができる。 In the recirculation flow path structure according to the present invention, the inner cylinder is integrally assembled with the cover, and the inner cylinder and the cover are integrated on the upstream side when the second pressure is larger than the first pressure. When the first pressure is larger than the second pressure, the flow rate of the fluid flowing through the recirculation flow path is increased and the flow rate of the fluid flowing through the recirculation flow path is increased. Is preferably reduced. According to this configuration, the recirculation flow path can be appropriately opened and closed by moving the inner cylinder and the cover integrally.
本発明の再循環流路構造は、前記内筒が、前記第一圧力と前記第二圧力との差で、流体の流れ方向に沿って可動可能に配置され、前記カバーが、前記第一圧力と前記第二圧力との差で、前記内筒に対して、流体の流れ方向に沿って可動可能に配置され、前記内筒と前記カバーとは、前記第二圧力が前記第一圧力より大きいと、上流側にそれぞれ移動して、前記再循環流路を流れる流体の流量を増加させ、前記第一圧力が前記第二圧力より大きいと、下流側にそれぞれ移動して、前記再循環流路を流れる流体の流量を減少させることが好ましい。この構成によれば、内筒とカバーとがそれぞれ移動することで、適切に再循環流路を開閉することができる。 In the recirculation flow path structure of the present invention, the inner cylinder is arranged so as to be movable along a fluid flow direction by a difference between the first pressure and the second pressure, and the cover is provided with the first pressure. And the second pressure are arranged to be movable along the fluid flow direction with respect to the inner cylinder, and the inner cylinder and the cover have the second pressure larger than the first pressure. And when the first pressure is greater than the second pressure, the fluid moves to the downstream side and moves to the upstream side, respectively. It is preferable to reduce the flow rate of the fluid flowing through. According to this configuration, the recirculation flow path can be appropriately opened and closed by moving the inner cylinder and the cover, respectively.
本発明の再循環流路構造は、前記カバーを前記第一圧力または前記第二圧力と同じ方向に付勢する付勢手段、を備えることが好ましい。この構成によれば、カバーを適切に移動して、適切に再循環流路を開閉することができる。 The recirculation flow path structure of the present invention preferably includes an urging means for urging the cover in the same direction as the first pressure or the second pressure. According to this configuration, it is possible to appropriately open and close the recirculation flow path by appropriately moving the cover.
本発明の排気タービン過給機は、エンジンから排出された排気ガスによって駆動するタービンと、前記タービンの回転が回転軸を介して伝達されて駆動するコンプレッサと、前記タービンと前記コンプレッサとを回転自在に連結する回転軸と、ケーシングと、上記の再循環流路構造と、を備えることを特徴とする。 An exhaust turbine turbocharger according to the present invention includes a turbine driven by exhaust gas discharged from an engine, a compressor driven by transmission of rotation of the turbine via a rotating shaft, and the turbine and the compressor being freely rotatable. A rotating shaft connected to the casing, a casing, and the recirculation flow path structure.
この構成によれば、適切に再循環流路を開閉することができる。 According to this configuration, the recirculation channel can be appropriately opened and closed.
本発明のエンジンは、排気タービン過給機と、前記排気タービン過給機と接続されたエンジン本体と、を備えることを特徴とする。 The engine of the present invention includes an exhaust turbine supercharger, and an engine main body connected to the exhaust turbine supercharger.
この構成によれば、適切に再循環流路を開閉することができる。 According to this configuration, the recirculation channel can be appropriately opened and closed.
本発明によれば、適切に再循環流路を開閉することができる。 According to the present invention, the recirculation channel can be appropriately opened and closed.
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能であり、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせることも可能である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art or those that are substantially the same. Furthermore, the constituent elements described below can be appropriately combined, and when there are a plurality of embodiments, the embodiments can be combined.
[第一実施形態]
図1は、第一実施形態に係る排気タービン過給機を示す断面図である。図2は、第一実施形態に係る再循環流路構造を示す断面図である。排気タービン過給機100は、例えば、自動車、船舶、その他の産業機械、送風機などに搭載される。
[First embodiment]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an exhaust turbine supercharger according to the first embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the recirculation flow path structure according to the first embodiment. The
排気タービン過給機100は、タービン110と、回転軸120と、コンプレッサ130と、ケーシング140と、再循環流路構造1とを備える。排気タービン過給機100は、図示しないエンジンから排出された高速で流れる高温の排気ガスによってタービン110が駆動して、タービン110の回転が回転軸120を介して伝達されてコンプレッサ130が駆動して、コンプレッサ130が燃焼用気体を圧縮してエンジンに供給する。
The
コンプレッサ130は、ケーシング140に収容されている。ケーシング140は、インペラ131に対して流体取込口132と圧縮流体吐出口が設けられている。ケーシング140は、インペラ131と圧縮流体吐出口との間にディフューザ134が設けられている。タービン110により回転軸120が回転すると、一体のインペラ131が回転し、流体取込口132を通って圧縮用気体(流体)が吸入される。吸入された流体は、インペラ131で加圧されて圧縮空気(圧縮流体)となり、この圧縮流体は、ディフューザ134を通り、圧縮流体吐出口からエンジンに供給される。
The
ケーシング140は、インペラ131を内部の空間に収容し、インペラ131に対して流入する流体(以下、「主流」という。)の流路を区画する。ケーシング140は、カバー3のキー部32が可動可能に係合するキー溝141が形成されている。
The
キー溝141は、ケーシング140の内周面140bに周方向に間隔を空けて複数形成されている。キー溝141は、内周面140bに主流の流れ方向に沿って形成されている。キー溝141は、カバー3のキー部32よりも回転軸120の軸線方向(以下、「軸線方向」という。)に長い長さを有する。キー溝141は、ケーシング140の端面140aより上流側に形成されている。
A plurality of
再循環流路構造1は、インペラ131の翼端側、言い換えると、インペラ131の径方向外側に配置され、主流から分岐した流体を下流側から上流側に再循環する。再循環流路構造1は、内筒2と、カバー3と、ケーシング140と内筒2とカバー3とで区画された再循環流路4とを有する。再循環流路構造1は、インペラ131の昇圧力が高くなると、再循環流路4を流れる流体の流量を増加する。再循環流路構造1は、インペラ131の昇圧力が高くなると、再循環流路4を開放する。再循環流路構造1は、インペラ131の昇圧力が高くないとき、言い換えると、再循環を必要としないとき、再循環流路4を流れる流体の流量を減少する。本実施形態において、再循環流路構造1は、インペラ131の昇圧力が高くないとき、再循環流路4を閉塞する。
The recirculation flow path structure 1 is arranged on the blade tip side of the
内筒2は、インペラ131の翼端側において、流路の下流側と上流側との間に流体の再循環流路4を区画する。内筒2は、ケーシング140内に、インペラ131の前面131a側の外周を周方向に囲んで配置されている。内筒2は、筒部21と、支柱22とを有する。
The
筒部21は、軸線方向に沿った円筒状に形成されている。筒部21は、上流側の端面である前面21aがインペラ131の前面131aより上流側に位置している。筒部21は、下流側の端面である背面21bがインペラ131の前面131aより下流側に位置している。筒部21は、ケーシング140の端面140aから上流側に離間している。筒部21は、内周面21cがインペラ131の翼端側と離間している。筒部21は、外周面21dがケーシング140の内周面140bと離間している。
The
支柱22は、内筒2をケーシング140の内周面140bに固定する。支柱22は、筒部21の外周面21dにおいて周方向に間隔を空けて配置されている。
The
カバー3は、内筒2の前面を覆い、主流が内筒2の前面に接触することを規制する。カバー3は、内筒2より上流側に配置されている。カバー3は、内筒2の前面と向かい合う筒状に形成されている。カバー3は、上流側に面した前面31aに作用する主流の第一圧力F1と、背面31bに作用する第二圧力F2との差で、主流の流れ方向に沿って可動可能に配置されている。カバー3は、本体部31と、キー部32とを有する。本体部31とキー部32とは一体に形成されている。
The
第一圧力F1は、カバー3の上流側に主流が接触して生じる淀み圧である。第一圧力F1は、インペラ131の流量が大きいほど大きくなる。
The first pressure F <b> 1 is a stagnation pressure generated when the main flow contacts the upstream side of the
第二圧力F2は、インペラ131の昇圧量が大きいほど大きくなる。言い換えると、第二圧力F2は、インペラ131の低圧力運転時は小さく、インペラ131の高圧力運転時は大きい。
The second pressure F2 increases as the pressure increase amount of the
本体部31は、ケーシング140の内周面140bより径方向内側に露出している。本体部31は、径方向内側の端部が内筒2の筒部21の径方向内側の端部近傍に位置している。本体部31は、前面31aが径方向外側から径方向内側に向かうにつれて上流側から下流側に上流側に凸状に湾曲した曲面状に形成されている。本体部31は、背面31bが平面状に形成されている。
The
図3を参照して、キー部32について説明する。図3は、第一実施形態に係る再循環流路構造のカバーを示す斜視図である。キー部32は、本体部31の外周面に周方向に間隔を空けて複数形成されている。キー部32は、ケーシング140のキー溝141に可動可能に係合する。キー部32は、ケーシング140のキー溝141に沿って、軸線方向に可動する。キー部32には、例えば、グリースや個体潤滑剤を含む潤滑剤を塗布することで、ケーシング140のキー溝141との固着を抑制することが好ましい。
The
このように構成されたカバー3は、キー部32がケーシング140のキー溝141に沿って可動することで、軸線方向に移動する。より詳しくは、カバー3は、第二圧力F2が第一圧力F1より大きいと、第二圧力F2に押されてカバー3が上流側に動いて、本体部31の背面31bが筒部21の前面21aから離間する。再循環流路4は、出口側が開放される。カバー3は、第二圧力F2が第一圧力F1より大きいと、再循環流路4を流れる流体の流量を増加させる。
The
カバー3は、第一圧力F1が第二圧力F2より大きいと、第一圧力F1に押されてカバー3が下流側に動いて、本体部31の背面31bが筒部21の前面21aに接触する。再循環流路4は、出口側が閉塞される。カバー3は、第一圧力F1が第二圧力F2より大きいと、再循環流路4を流れる流体の流量を減少させる。
When the first pressure F1 is greater than the second pressure F2, the
再循環流路4は、インペラ131の翼端側において、下流側から上流側に再循環する流体の流路である。より詳しくは、再循環流路4は、ケーシング140の端面140aと筒部21の背面21bとによって区画された流路と、ケーシング140の内周面140bと筒部21の外周面21dとによって区画された流路と、筒部21の前面21aと本体部31の背面31bとで区画された流路とが連通している。再循環流路4は、カバー3が可動することによって出口幅d1が変化し、再循環する流体の流量が変化する。このような再循環流路4は、ケーシング140の端面140aと筒部21の背面21bとの間から流体が流入し、筒部21の前面21aと本体部31の背面31bとの間から流体を排出する。
The
次に、再循環流路構造1の作用について説明する。 Next, the operation of the recirculation flow path structure 1 will be described.
図2を用いて、再循環が必要な、コンプレッサ130の小流量、高圧力運転時について説明する。コンプレッサ130が小流量、高圧力であるので、第一圧力F1が小さく、第二圧力F2が大きい。カバー3は、第二圧力F2によってケーシング140のキー溝141に沿って上流側に押し込まれて、本体部31の背面31bが筒部21の前面21aから離間する。再循環流路4は、出口幅d1が大きくなる。言い換えると、再循環流路4は、出口側が開放される。再循環流路4へ流体が流入して再循環流を生成する。インペラ131の上流側に再循環流が流入することで、インペラ131の上流側の流量が増加する。これにより、インペラ131の失速が抑制されて、インペラ131の作動範囲が拡大する。
With reference to FIG. 2, a description will be given of a small flow rate and high pressure operation of the
図4を用いて、再循環流が不要な、コンプレッサ130の大流量、低圧力運転時について説明する。図4は、第一実施形態に係る再循環流路構造を示す断面図である。コンプレッサ130が大流量、低圧力であるので、第一圧力F1が大きく、第二圧力F2が小さい。カバー3は、第一圧力F1によってケーシング140のキー溝141に沿って下流側に押し込まれて、本体部31の背面31bが筒部21の前面21aに接触する。再循環流路4は、出口幅がd1より小さいd2である。言い換えると、再循環流路4は、出口側が狭くなる。再循環流路4へ流体が流入することを規制する。
With reference to FIG. 4, a description will be given of a high flow rate and low pressure operation of the
このように、コンプレッサ130の小流量、高圧力運転時には、カバー3が動いて、再循環流路4の出口側を開放して、再循環流路4を形成する。コンプレッサ130の大流量、低圧力運転時には、カバー3が動いて、再循環流路4の出口側を閉塞して、再循環流路4へ流体が流入することを規制する。
As described above, when the
以上説明したように、本実施形態によれば、コンプレッサ130の小流量、高圧力運転時には、カバー3が動いて、再循環流路4の出口側を開放して、再循環流路4を形成する。本実施形態によれば、コンプレッサ130の大流量、低圧力運転時には、カバー3が動いて、再循環流路4の出口側を閉塞して、再循環流路4へ流体が流入することを規制する。このように、本実施形態は、コンプレッサ130の作動点の流量および圧力に応じて、カバー3が適切に可動して、再循環流路4を適切に開閉することができる。本実施形態では、例えば、アクチュエータを含む駆動装置を使用せずに、カバー3を可動することができる。これにより、本実施形態によれば、排気タービン過給機100を小型化することができる。また、本実施形態によれば、排気タービン過給機100の製造コストを低減することができる。
As described above, according to the present embodiment, when the
本実施形態は、コンプレッサ130の小流量、高圧力運転時に再循環流路4を形成することで、インペラ131の失速を抑制して、インペラ131の作動範囲を拡大することができる。
In the present embodiment, by forming the
本実施形態は、コンプレッサ130の大流量、低圧力運転時に再循環流路4へ流体が流入することを規制することで、コンプレッサ130の効率低下を抑制することができる。
In the present embodiment, the efficiency reduction of the
本実施形態は、カバー3によって、内筒2の前面21aを覆い、主流が内筒2の前面21aに接触することを規制する。本実施形態によれば、再循環流路4に流入する再循環流によって生じるノイズを低減することができる。
In the present embodiment, the
本実施形態によれば、再循環流路4は、カバー3によって、主流の流れ方向の上流側に面して開口せず、径方向内側を向いて開口している。これにより、本実施形態は、主流が、再循環流路4の出口側から再循環流路4に流入してバイパス流れを形成することを規制することができる。本実施形態によれば、上記のようにバイパス流れが抑制されることで、コンプレッサ130の小流量時でも、流体が再循環流路4の入口側から再循環流路4へ容易に流入する。これにより、本実施形態によれば、コンプレッサ130の小流量時に、再循環流路4の流量が低下することを抑制することができる。
According to the present embodiment, the
[第二実施形態]
図5、図6を参照しながら、本実施形態に係る再循環流路構造1Aについて説明する。図5は、第二実施形態に係る再循環流路構造を示す断面図である。図6は、第二実施形態に係る再循環流路構造を示す断面図である。再循環流路構造1Aは、基本的な構成は第一実施形態の再循環流路構造1と同様である。以下の説明においては、再循環流路構造1と同様の構成要素には、同一の符号または対応する符号を付し、その詳細な説明は省略する。
[Second Embodiment]
The recirculation flow
再循環流路構造1Aは、内筒2Aとカバー3Aとが一体に組み付けられている。内筒2Aとカバー3Aとの間の出口幅d3は一定である。
In the
内筒2Aは、支柱22Aを介して、カバー3Aのキー部32Aに固定されている。
The
カバー3Aのキー部32Aは、本体部31Aより下流側に突出して形成されている。キー部32Aには、支柱22Aを介して内筒2Aが一体に組み付けられている。
The
このように構成された内筒2Aとカバー3Aとは、キー部32Aがケーシング140のキー溝141Aに沿って可動することで、軸線方向に一体として移動する。より詳しくは、内筒2Aとカバー3Aは、第二圧力F2が第一圧力F1より大きいと、第二圧力F2に押されて内筒2Aとカバー3Aが上流側に動いて、筒部21Aの背面21Abがケーシング140の端面140aから離間する。再循環流路4は、入口側が開放される。再循環流路4は、入口幅d4が大きくなる。内筒2Aが一体に組み付けられたカバー3Aは、第二圧力F2が第一圧力F1より大きいと、再循環流路4を流れる流体の流量を増加させる。
The
内筒2Aとカバー3Aは、第一圧力F1が第二圧力F2より大きいと、第一圧力F1に押されて内筒2Aとカバー3Aとが下流側に動いて、筒部21Aの背面21Abがケーシング140の端面140aに近づく。再循環流路4は、入口幅がd4より小さいd5である。再循環流路4は、入口側が狭くなる。内筒2Aが一体に組み付けられたカバー3Aは、第一圧力F1が第二圧力F2より大きいと、再循環流路4を流れる流体の流量を減少させる。
When the first pressure F1 is greater than the second pressure F2, the
入口幅d5をゼロとすると、筒部21Aの背面21Abに作用する第二圧力F2がゼロになった後、コンプレッサ130の流量や圧力が変化しても第二圧力F2が増加することがなくなる。そこで、入口幅d5をゼロまで小さくせずに、筒部21Aの背面21Abとケーシング140の端面140aとの間にわずかな隙間を空けておくことが好ましい。これにより、再循環流路4の入口側が狭くなった後、コンプレッサ130の流量や圧力の変化に応じて、筒部21Aの背面21Abに作用する第二圧力F2が増加して、内筒2Aとカバー3Aとが動いて、再循環流路4の入口側を開放することが可能になる。
If the inlet width d5 is zero, the second pressure F2 does not increase even if the flow rate or pressure of the
このように、コンプレッサ130の小流量、高圧力運転時には、内筒2Aとカバー3Aとが一体として動いて、再循環流路4の入口側を開放して、再循環流路4を形成する。コンプレッサ130の大流量、低圧力運転時には、内筒2Aとカバー3Aとが一体として動いて、再循環流路4の入口側を狭くして、再循環流路4へ流体が流入することを規制する。
As described above, when the
以上説明したように、本実施形態によれば、コンプレッサ130の小流量、高圧力運転時には、内筒2Aとカバー3Aとが一体として動いて、再循環流路4の入口側を開放して、再循環流路4を形成する。本実施形態によれば、コンプレッサ130の大流量、低圧力運転時には、内筒2Aとカバー3Aとが一体として動いて、再循環流路4の入口側を狭くして、再循環流路4へ流体が流入することを規制する。このように、本実施形態は、コンプレッサ130の作動点の流量および圧力に応じて、内筒2Aとカバー3Aとが一体として可動して、再循環流路4を適切に開閉することができる。本実施形態では、例えば、アクチュエータを含む駆動装置を使用せずに、内筒2Aとカバー3Aとを一体として可動することができる。これにより、本実施形態によれば、排気タービン過給機100を小型化することができる。また、本実施形態によれば、排気タービン過給機100の製造コストを低減することができる。
As described above, according to the present embodiment, when the
[第三実施形態]
図7、図8を参照しながら、本実施形態に係る再循環流路構造1Bについて説明する。図7は、第三実施形態に係る再循環流路構造を示す断面図である。図8は、第三実施形態に係る再循環流路構造を示す断面図である。
[Third embodiment]
The recirculation flow
再循環流路構造1Bは、内筒2Bはケーシング140のキー溝141Bに可動可能に係合し、カバー3Bが内筒2Bのキー溝24Bに対して可動可能に係合する。
In the recirculation
内筒2Bは、筒部21Bと、支柱22Bと、キー部23Bと、キー溝24Bとを有する。
The
支柱22Bは、筒部21Bをキー部23Bに固定する。
The
キー部23Bは、支柱22Bの径方向外側に形成されている。キー部23Bは、ケーシング140のキー溝141Bに可動可能に係合する。キー部23Bは、ケーシング140のキー溝141Bに沿って、軸線方向に可動する。キー部23Bには、例えば、グリースや個体潤滑剤などの潤滑剤を塗布することで、ケーシング140のキー溝141Bとの固着を抑制してもよい。
The
キー溝24Bは、キー部23Bの内周面に周方向に間隔を空けて複数形成されている。キー溝24Bは、カバー3Bのキー部32Bが可動可能に係合する。キー溝24Bは、カバー3Bのキー部32Bよりも軸線方向に長い長さを有する。
A plurality of
このように構成された内筒2Bは、キー部23Bがケーシング140のキー溝141Bに沿って可動することで、軸線方向に移動する。より詳しくは、内筒2Bは、第二圧力F2が第一圧力F1より大きいと、第二圧力F2に押されて内筒2Bが上流側に動いて、筒部21Bの背面21Bbがケーシング140の端面140aから離間する。再循環流路4は、入口幅がd7である。再循環流路4は、入口側が開放される。
The
内筒2Bは、第一圧力F1が第二圧力F2より大きいと、第一圧力F1に押されて内筒2Bが下流側に動いて、筒部21Bの背面21Bbがケーシング140の端面140aに近づく。再循環流路4は、入口側が狭くなる。再循環流路4は、入口幅がd7より小さいd9である。
When the first pressure F1 is greater than the second pressure F2, the
カバー3Bは、本体部31Bと、キー部32Bとを有する。
The
キー部32Bは、内筒2Bのキー溝24Bに可動可能に係合する。キー部32Bは、内筒2Bのキー溝24Bに沿って、軸線方向に可動する。キー部32Bには、例えば、グリースや個体潤滑剤などの潤滑剤を塗布することで、内筒2Bのキー溝24Bとの固着を抑制してもよい。
The
このように構成されたカバー3Bは、キー部32Bが内筒2Bのキー溝24Bに沿って可動することで、軸線方向に移動する。より詳しくは、カバー3Bは、第二圧力F2が第一圧力F1より大きいと、第二圧力F2に押されてカバー3Bが上流側に動いて、本体部31Bの背面31Bbが筒部21Bの前面21Baから離間する。再循環流路4は、出口幅がd6である。再循環流路4は、出口側が開放される。
The
カバー3Bは、第一圧力F1が第二圧力F2より大きいと、第一圧力F1に押されてカバー3Bが下流側に動いて、本体部3B1の背面31Bbが筒部21Bの前面21Baに近づく。再循環流路4Bは、出口側が狭くなる。再循環流路4は、出口幅がd6より小さいd8である。
When the first pressure F1 is greater than the second pressure F2, the
このように、コンプレッサ130の小流量、高圧力運転時には、内筒2Bとカバー3Bとがそれぞれ動いて、再循環流路4の入口側と出口側とを開放して、再循環流路4を形成する。コンプレッサ130の大流量、低圧力運転時には、内筒2Bとカバー3Bとがそれぞれ動いて、再循環流路4の入口側と出口側とを狭くして、再循環流路4へ流体が流入することを規制する。
As described above, when the
以上説明したように、本実施形態によれば、コンプレッサ130の小流量、高圧力運転時には、内筒2Bとカバー3Bとがそれぞれ動いて、再循環流路4の入口側と出口側とを開放して、再循環流路4を形成する。本実施形態によれば、コンプレッサ130の大流量、低圧力運転時には、内筒2Bとカバー3Bとがそれぞれ動いて、再循環流路4の入口側と出口側とを狭くして、再循環流路4へ流体が流入することを規制する。本実施形態では、再循環が不要な時に、再循環流路4の入口側と出口側とが狭くなるので、第一実施形態と第二実施形態とに比べて、より確実に再循環流路4への流体の流入を規制することができる。
As described above, according to the present embodiment, when the
本実施形態では、例えば、アクチュエータを含む駆動装置を使用せずに、内筒2Bとカバー3Bとをそれぞれ可動することができる。これにより、本実施形態によれば、排気タービン過給機100を小型化することができる。また、本実施形態によれば、排気タービン過給機100の製造コストを低減することができる。
In the present embodiment, for example, the
[第四実施形態]
図9を参照しながら、本実施形態に係る再循環流路構造1Cについて説明する。図9は、第四実施形態に係る再循環流路構造のカバーと付勢手段とを示す断面図である。
[Fourth embodiment]
A recirculation
再循環流路構造1Cは、内筒2Cと、カバー3Cと、付勢手段5Cを有する。
The recirculation flow
付勢手段5Cは、カバー3Cを第一圧力F1または第二圧力F2と同じ方向に付勢する。本実施形態では、付勢手段5Cは、カバー3Cに対して、第一圧力F1と同じ方向、言い換えると、再循環流路4を流れる流体の流量を減少させる方向に付勢する。付勢手段5Cは、カバー3Cが動いて再循環流路4を狭くする方向に付勢する。本実施形態では、付勢手段5Cは、カバー3Cを内筒2Cに近づける方向に付勢する。付勢手段5Cは、例えば、コイルバネ、皿バネを含む弾性体である。
The urging means 5C urges the
このように構成された再循環流路構造1Cにおいて、付勢手段5Cによって、カバー3Cを内筒2Cに近づける方向に付勢されている。これにより、第二圧力F2が所定値以下になると、付勢手段5Cによって、カバー3Cを内筒2Cに近づける方向に押して、再循環流路4を狭くする。
In the recirculation
以上説明したように、本実施形態によれば、第二圧力F2が所定値以下になると、付勢手段5Cによって、カバー3Cを内筒2Cに近づける方向に押して、再循環流路4を狭くすることができる。
As described above, according to the present embodiment, when the second pressure F2 becomes equal to or lower than a predetermined value, the
例えば、第一圧力F1が過大となる位置にカバー3Cが配置されているときは、付勢手段5Cは、カバー3Cに対して、第二圧力F2と同じ方向、言い換えると、再循環流路4を流れる流体の流量を増加させる方向に付勢してもよい。
For example, when the
図10に示すように、付勢手段は、モータとし、カバー3Dのキー部32Dにモータの出力軸と噛み合うネジ加工を施し、モータによってカバー3Dを第一圧力F1または第二圧力F2と同じ方向に付勢してもよい。図10は、第四実施形態に係る再循環流路構造のカバーと付勢手段との変形例を示す断面図である。
As shown in FIG. 10, the urging means is a motor, the
1 再循環流路構造
2 内筒
21 筒部
22 支柱
3 カバー
31 本体部
32 キー部
4 再循環流路
100 排気タービン過給機
110 タービン
120 回転軸
130 コンプレッサ
131 インペラ
140 ケーシング
141 キー溝
F1 第一圧力
F2 第二圧力
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Recirculation
Claims (7)
前記内筒より前記流路の上流側において、前記内筒の前面と向かい合う筒状に形成され、前記流路の上流側に面した前面に作用する流体の第一圧力と背面に作用する流体の第二圧力との差で、流体の流れ方向に沿って可動可能に配置されたカバーと、
を備え、
前記内筒は、前記流路の下流側と上流側との間に再循環流路を区画し、
前記カバーは、前記第二圧力が前記第一圧力より大きいと、上流側に移動して、前記再循環流路を流れる流体の流量を増加させ、前記第一圧力が前記第二圧力より大きいと、下流側に移動して、前記再循環流路を流れる流体の流量を減少させる、
ことを特徴とする再循環流路構造。 A cylindrical inner cylinder disposed in a casing that accommodates the impeller in an inner space and surrounds the outer periphery of the front side of the impeller in the circumferential direction, in a casing that divides a fluid flow path;
The first pressure of the fluid acting on the front surface facing the upstream side of the flow path and the fluid acting on the back surface are formed in a cylindrical shape facing the front surface of the inner cylinder on the upstream side of the flow path from the inner cylinder. A cover arranged to be movable along the fluid flow direction by a difference from the second pressure;
With
The inner cylinder defines a recirculation flow path between a downstream side and an upstream side of the flow path,
When the second pressure is greater than the first pressure, the cover moves upstream to increase the flow rate of the fluid flowing through the recirculation flow path, and the first pressure is greater than the second pressure. , Moving downstream to reduce the flow rate of fluid flowing through the recirculation flow path,
A recirculation flow path structure characterized by that.
を備え、
前記カバーは、前記第二圧力が前記第一圧力より大きいと、前記キー部が前記キー溝に沿って上流側に移動して、前記再循環流路を流れる流体の流量を増加させ、前記第一圧力が前記第二圧力より大きいと、前記キー部が前記キー溝に沿って下流側に移動して、前記再循環流路を流れる流体の流量を減少させる、ことを特徴とする請求項1に記載の再循環流路構造。 The cover is movably engaged with a key groove formed along the fluid flow direction on the inner periphery of the casing;
With
When the second pressure is greater than the first pressure, the cover moves the key portion upstream along the key groove to increase the flow rate of the fluid flowing through the recirculation flow path. 2. When the one pressure is larger than the second pressure, the key portion moves downstream along the key groove to reduce the flow rate of the fluid flowing through the recirculation flow path. The recirculation flow path structure described in 1.
前記内筒と前記カバーとは、前記第二圧力が前記第一圧力より大きいと、上流側に一体として移動して、前記再循環流路を流れる流体の流量を増加させ、前記第一圧力が前記第二圧力より大きいと、下流側に一体として移動して、前記再循環流路を流れる流体の流量を減少させる、ことを特徴とする請求項1に記載の再循環流路構造。 The inner cylinder is assembled integrally with the cover,
When the second pressure is greater than the first pressure, the inner cylinder and the cover move together upstream to increase the flow rate of the fluid flowing through the recirculation flow path, and the first pressure is 2. The recirculation flow path structure according to claim 1, wherein when the pressure is greater than the second pressure, the recirculation flow path structure moves integrally as a downstream side to reduce the flow rate of the fluid flowing through the recirculation flow path.
前記カバーは、前記第一圧力と前記第二圧力との差で、前記内筒に対して、流体の流れ方向に沿って可動可能に配置され、
前記内筒と前記カバーとは、前記第二圧力が前記第一圧力より大きいと、上流側にそれぞれ移動して、前記再循環流路を流れる流体の流量を増加させ、前記第一圧力が前記第二圧力より大きいと、下流側にそれぞれ移動して、前記再循環流路を流れる流体の流量を減少させる、ことを特徴とする請求項1に記載の再循環流路構造。 The inner cylinder is arranged to be movable along a fluid flow direction due to a difference between the first pressure and the second pressure,
The cover is arranged to be movable along the fluid flow direction with respect to the inner cylinder by a difference between the first pressure and the second pressure,
When the second pressure is greater than the first pressure, the inner cylinder and the cover move to the upstream side to increase the flow rate of the fluid flowing through the recirculation flow path, and the first pressure is 2. The recirculation flow path structure according to claim 1, wherein when the pressure is larger than the second pressure, the recirculation flow path structure moves to the downstream side to reduce the flow rate of the fluid flowing through the recirculation flow path.
前記タービンの回転が回転軸を介して伝達されて駆動するコンプレッサと、
前記タービンと前記コンプレッサとを回転自在に連結する回転軸と、
ケーシングと、
請求項1から5のいずれか一項に記載の再循環流路構造と、
を備えることを特徴とする排気タービン過給機。 A turbine driven by exhaust gas discharged from the engine;
A compressor in which rotation of the turbine is transmitted through a rotating shaft and driven;
A rotating shaft that rotatably connects the turbine and the compressor;
A casing,
The recirculation flow path structure according to any one of claims 1 to 5,
An exhaust turbine supercharger comprising:
前記排気タービン過給機と接続されたエンジン本体と、
を備えることを特徴とするエンジン。 An exhaust turbine supercharger according to claim 6,
An engine body connected to the exhaust turbine supercharger;
An engine comprising:
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