JP2730968B2 - バリアブルジオメトリタービン - Google Patents
バリアブルジオメトリタービンInfo
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- JP2730968B2 JP2730968B2 JP1121635A JP12163589A JP2730968B2 JP 2730968 B2 JP2730968 B2 JP 2730968B2 JP 1121635 A JP1121635 A JP 1121635A JP 12163589 A JP12163589 A JP 12163589A JP 2730968 B2 JP2730968 B2 JP 2730968B2
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- JP
- Japan
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- wall member
- annular wall
- movable annular
- turbine
- inlet passage
- Prior art date
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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
- F01D17/141—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of shiftable members or valves obturating part of the flow path
- F01D17/143—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of shiftable members or valves obturating part of the flow path the shiftable member being a wall, or part thereof of a radial diffuser
-
- 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
- F01D17/167—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes of vanes moving in translation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
- Supercharger (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はバリアブルジオメトリタービンに関し、より
詳細には内燃機関のターボチャージャに使用されるのに
適したタイプのタービンに関する。
詳細には内燃機関のターボチャージャに使用されるのに
適したタイプのタービンに関する。
バリアブルジオメトリタービンは公知であって、概し
て、タービンを取りつけたタービン室と、タービン室の
周りに配置される環状の入口通路と、入口通路の周りに
配置される入口室と、タービン室から延びる出口通路と
を備え、これらの両通路及び両室が入口室に供給された
圧力ガスが入口通路を通ってタービン室を介して出口通
路へ流れるように連通するようになっている。入口通路
の一壁が可動の環状壁メンバによって形成され、該可動
の環状壁メンバの入口通路の対面壁に対する位置が入口
通路の幅を制御するために調節可能である。入口通路の
幅及びそれによるタービンのジオメトリが、タービンを
通るガスの流量が減少するにつれて入口通路の幅を減少
してガス流速及びタービン効率を維持するように、変化
される。
て、タービンを取りつけたタービン室と、タービン室の
周りに配置される環状の入口通路と、入口通路の周りに
配置される入口室と、タービン室から延びる出口通路と
を備え、これらの両通路及び両室が入口室に供給された
圧力ガスが入口通路を通ってタービン室を介して出口通
路へ流れるように連通するようになっている。入口通路
の一壁が可動の環状壁メンバによって形成され、該可動
の環状壁メンバの入口通路の対面壁に対する位置が入口
通路の幅を制御するために調節可能である。入口通路の
幅及びそれによるタービンのジオメトリが、タービンを
通るガスの流量が減少するにつれて入口通路の幅を減少
してガス流速及びタービン効率を維持するように、変化
される。
さらに、入口通路を通るガスの流れをタービン効率を
最適にする方向に偏流させるように入口通路にノズルベ
ーンを配置することも公知である。そのようなノズルベ
ーンを設けることはタービンの有効面積を減少させて、
タービンを通る最大のガス流量がノズルベーンがないと
きよりも小さくなる。さらに、ノズルベーンを設けるこ
とは信頼性のある且つ有効なバリアブルジオメトリ構造
を提供することをより困難にする。
最適にする方向に偏流させるように入口通路にノズルベ
ーンを配置することも公知である。そのようなノズルベ
ーンを設けることはタービンの有効面積を減少させて、
タービンを通る最大のガス流量がノズルベーンがないと
きよりも小さくなる。さらに、ノズルベーンを設けるこ
とは信頼性のある且つ有効なバリアブルジオメトリ構造
を提供することをより困難にする。
公知のバリアブルジオメトリ構造の一例は英国特許明
細書第874085号に記載されている。この構造において
は、入口通路の一壁が固定のベーンを支持し、他の壁構
造がスロットを支持し、入口通路の幅が最小値に減少し
たときにそれらのベーンがこのスロットに嵌合するよう
になっている。入口通路の幅が最大値に増加したときに
はベーンはその入口通路の全幅を横切らない。
細書第874085号に記載されている。この構造において
は、入口通路の一壁が固定のベーンを支持し、他の壁構
造がスロットを支持し、入口通路の幅が最小値に減少し
たときにそれらのベーンがこのスロットに嵌合するよう
になっている。入口通路の幅が最大値に増加したときに
はベーンはその入口通路の全幅を横切らない。
その他のバリアブルジオメトリ構造が例えば、米国特
許明細書第4292807号、及び英国特許明細書第1138941
号、同第2044860号に記載されている。それらの明細書
は、ベーンが入口通路の全幅を横切って突出し、対面す
る入口通路壁に設けられたソケットに受けられる種々の
構成を開示している。そのような構成は、入口通路が全
開されたときでさえベーンが入口通路の全幅を横切って
延びることを保証するものであるが、ソケットは凹部を
形成するものであってその中に汚物がたまり、つまりの
危険性を増大させる。
許明細書第4292807号、及び英国特許明細書第1138941
号、同第2044860号に記載されている。それらの明細書
は、ベーンが入口通路の全幅を横切って突出し、対面す
る入口通路壁に設けられたソケットに受けられる種々の
構成を開示している。そのような構成は、入口通路が全
開されたときでさえベーンが入口通路の全幅を横切って
延びることを保証するものであるが、ソケットは凹部を
形成するものであってその中に汚物がたまり、つまりの
危険性を増大させる。
ヨーロッパ特許明細書第0080810号はもう１つのバリ
アブルジオメトリ構造を開示しており、ベーンがシート
材料で作られた可動の壁メンバのスロットを通して延び
るようになっている。従って、可動の壁メンバが動くと
きにベーンは動かず、ベーンは常に入口通路の全幅を横
切って延びる。
アブルジオメトリ構造を開示しており、ベーンがシート
材料で作られた可動の壁メンバのスロットを通して延び
るようになっている。従って、可動の壁メンバが動くと
きにベーンは動かず、ベーンは常に入口通路の全幅を横
切って延びる。
上記したように、入口通路にベーンがあると、タービ
ンステージの最大有効面積が減少する。従って、入口通
路からベーンを除くことができるのが有効である場合が
あることになる。しかし、タービンの作動領域を増加さ
せるために入口通路の幅を調節できることがより重要で
あり、このタービンの基本的なジオメトリの特徴を変化
させることのできる信頼性のある構造を生成する上でこ
れまで困難があったのである。入口通路の一壁に付加し
て、入口通路のベーンを動かすことのできる機構を追加
することはさらに困難な信頼性の問題を生じさせること
になる。さらに、そのような機構に利用できるスペース
は非常に制限されているのである。
ンステージの最大有効面積が減少する。従って、入口通
路からベーンを除くことができるのが有効である場合が
あることになる。しかし、タービンの作動領域を増加さ
せるために入口通路の幅を調節できることがより重要で
あり、このタービンの基本的なジオメトリの特徴を変化
させることのできる信頼性のある構造を生成する上でこ
れまで困難があったのである。入口通路の一壁に付加し
て、入口通路のベーンを動かすことのできる機構を追加
することはさらに困難な信頼性の問題を生じさせること
になる。さらに、そのような機構に利用できるスペース
は非常に制限されているのである。
本発明の目的は上記問題点を解消し、又は緩和するこ
とのできるバリアブルジオメトリタービンを提供するこ
とである。
とのできるバリアブルジオメトリタービンを提供するこ
とである。
本発明によれば、タービン室に配置されるタービン
と、タービン室の周りに配置される環状の入口通路と、
入口通路の周りに配置される入口室と、タービン室から
延びる出口通路とを備え、該両通路及び該両室が入口室
に供給された圧力ガスが入口通路を通ってタービン室を
介して出口通路へ流れるように連通し、入口通路の一壁
が環状壁メンバによって形成され、該可動の環状壁メン
バの入口通路の対面壁に対する位置が入口通路の幅を制
御するために調節可能であり、そしてノズルベーンが入
口通路を横切るように該可動の環状壁メンバに設けられ
たスロットを通って延びるようにしたバリアブルジオメ
トリタービンにおいて、上記ノズルベーンが前記可動の
環状壁メンバの入口通路から遠い側に配置された可動の
ノズルサポートから延び、該ノズルサポートが、前記可
動の環状壁メンバが前記対面壁からの距離が所定の距離
よりも小さいときに前記ノズルベーンの自由端部が前記
対面壁と当接するように、且つ前記可動の環状壁メンバ
が前記対面壁からの距離が前記所定の距離よりも大きい
ときに前記ノズルサポートが前記可動の環状壁メンバと
ともに動くように配置され、よって前記可動の環状壁メ
ンバが前記所定の位置を越えて前記対面壁から遠ざかる
につれて前記ノズルベーンの自由端部が前記対面壁から
遠ざかるようにしたバリアブルジオメトリタービンが提
供される。
と、タービン室の周りに配置される環状の入口通路と、
入口通路の周りに配置される入口室と、タービン室から
延びる出口通路とを備え、該両通路及び該両室が入口室
に供給された圧力ガスが入口通路を通ってタービン室を
介して出口通路へ流れるように連通し、入口通路の一壁
が環状壁メンバによって形成され、該可動の環状壁メン
バの入口通路の対面壁に対する位置が入口通路の幅を制
御するために調節可能であり、そしてノズルベーンが入
口通路を横切るように該可動の環状壁メンバに設けられ
たスロットを通って延びるようにしたバリアブルジオメ
トリタービンにおいて、上記ノズルベーンが前記可動の
環状壁メンバの入口通路から遠い側に配置された可動の
ノズルサポートから延び、該ノズルサポートが、前記可
動の環状壁メンバが前記対面壁からの距離が所定の距離
よりも小さいときに前記ノズルベーンの自由端部が前記
対面壁と当接するように、且つ前記可動の環状壁メンバ
が前記対面壁からの距離が前記所定の距離よりも大きい
ときに前記ノズルサポートが前記可動の環状壁メンバと
ともに動くように配置され、よって前記可動の環状壁メ
ンバが前記所定の位置を越えて前記対面壁から遠ざかる
につれて前記ノズルベーンの自由端部が前記対面壁から
遠ざかるようにしたバリアブルジオメトリタービンが提
供される。
好ましくは、前記可動の環状壁メンバが、該可動の環
状壁メンバと前記対面壁との間のギャップが、前記可動
の環状壁メンバと隣接し且つ該可動の環状壁メンバの下
流側になる前記入口通路の壁の連続を形成する仮想表面
と前記対面壁との間隔よりも大きい全開位置へ動くこと
ができる。全開位置における前記ギャップが前記仮想表
面と前記対面壁との間の前記間隔の約（１＋2/3）倍大
きい。
状壁メンバと前記対面壁との間のギャップが、前記可動
の環状壁メンバと隣接し且つ該可動の環状壁メンバの下
流側になる前記入口通路の壁の連続を形成する仮想表面
と前記対面壁との間隔よりも大きい全開位置へ動くこと
ができる。全開位置における前記ギャップが前記仮想表
面と前記対面壁との間の前記間隔の約（１＋2/3）倍大
きい。
タービンに対する所定の位置の配置は、前記可動の環
状壁メンバが前記所定位置にあるときの前記ギャップが
前記間隔よりも大きいようにしたものである。前記可動
の環状壁メンバが前記所定位置にあるときに前記ギャッ
プが前記間隔の例えば約（１＋1/3）倍大きい。
状壁メンバが前記所定位置にあるときの前記ギャップが
前記間隔よりも大きいようにしたものである。前記可動
の環状壁メンバが前記所定位置にあるときに前記ギャッ
プが前記間隔の例えば約（１＋1/3）倍大きい。
以下本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
る。
第１図から第４図を参照すると、図示のバリアブルジ
オメトリタービンはボリュート又は入口室２を形成した
タービンハウジング１を具備し、内燃機関（図示せず）
からの排気ガスがこの入口室２に送られる。排気ガス
は、入口室２から一側において可動の環状壁メンバ４に
よって形成され且つ他側において可動の環状壁メンバ４
と対面する対面壁５によって形成される入口通路を介し
て、出口通路３へ流れる。ノズルサポートリング７によ
って支持された一連のノズルベーン６が入口通路を横切
って延びる。入口室２からの出口通路３へ流れる排気ガ
スはタービンホイール８を通過し、その結果、ターボチ
ャージャシャフト９にトルクが与えられ、コンプレッサ
ホイール10を駆動する。コンプレッサホイール10の回転
は空気入口の周囲空気を加圧し、加圧された空気をボリ
ュート又は空気出口12へ送る。加圧空気は内燃機関（図
示せず）へ供給される。
オメトリタービンはボリュート又は入口室２を形成した
タービンハウジング１を具備し、内燃機関（図示せず）
からの排気ガスがこの入口室２に送られる。排気ガス
は、入口室２から一側において可動の環状壁メンバ４に
よって形成され且つ他側において可動の環状壁メンバ４
と対面する対面壁５によって形成される入口通路を介し
て、出口通路３へ流れる。ノズルサポートリング７によ
って支持された一連のノズルベーン６が入口通路を横切
って延びる。入口室２からの出口通路３へ流れる排気ガ
スはタービンホイール８を通過し、その結果、ターボチ
ャージャシャフト９にトルクが与えられ、コンプレッサ
ホイール10を駆動する。コンプレッサホイール10の回転
は空気入口の周囲空気を加圧し、加圧された空気をボリ
ュート又は空気出口12へ送る。加圧空気は内燃機関（図
示せず）へ供給される。
可動の環状壁メンバ４はシールリング13に接触され
る。可動の環状壁メンバ４は、半径方向内方管状壁14
と、半径方向に延びる環状部分15と、シールリング13に
当接する半径方向外方管状部分16と、半径方向に延びる
フランジ17とからなり、半径方向に延びる環状部分15に
はノズルベーン６を通すスロットが形成されている。半
径方向外方管状部分16は直径方向に対向して配置された
２個のメンバ（ブリッジリンクプレート）18に係合さ
れ、これらのメンバ18はそれぞれのガイドピン19に支持
されている。
る。可動の環状壁メンバ４は、半径方向内方管状壁14
と、半径方向に延びる環状部分15と、シールリング13に
当接する半径方向外方管状部分16と、半径方向に延びる
フランジ17とからなり、半径方向に延びる環状部分15に
はノズルベーン６を通すスロットが形成されている。半
径方向外方管状部分16は直径方向に対向して配置された
２個のメンバ（ブリッジリンクプレート）18に係合さ
れ、これらのメンバ18はそれぞれのガイドピン19に支持
されている。
ノズルサポートリング７はターボチャージャの回転軸
線と平行に動くことができるように４個のガイドピン20
に取りつけられる。ガイドピン20の各々は圧縮ばね21に
よって第２図から第４図で右方向に付勢されている。よ
ってノズルサポートリング７及びそれに支持されたノズ
ルベーン６が第２図から第４図で右方向に付勢され、よ
って常時第２図に示される位置を占め、ノズルベーン６
の自由端部が入口通路の対面壁５と当接する。
線と平行に動くことができるように４個のガイドピン20
に取りつけられる。ガイドピン20の各々は圧縮ばね21に
よって第２図から第４図で右方向に付勢されている。よ
ってノズルサポートリング７及びそれに支持されたノズ
ルベーン６が第２図から第４図で右方向に付勢され、よ
って常時第２図に示される位置を占め、ノズルベーン６
の自由端部が入口通路の対面壁５と当接する。
空気圧作動式のアクチュエータ22がそのアウトプット
シャフト23の位置を制御可能に設けられ、このアウトプ
ットシャフト23がガイドピン19の各々と係合するあぶみ
メンバ24と連結される。従って、アクチュエータ22を制
御することによって、ガイドピン19及び可動の環状壁メ
ンバ４の軸線方向の位置を制御することができる。第２
図は可動の環状壁メンバ４が全閉位置にある状態を示
し、この可動の環状壁メンバ４の半径方向に延びる環状
部分15が入口通路の対面壁５と当接する。第３図は可動
の環状壁メンバ４が半閉位置にある状態を示し、第４図
は可動の環状壁メンバ４が全開位置にある状態を示して
いる。アクチュエータ22はタービンの軸線からかなりの
距離のところに配置されるので、スペースの問題はな
い。さらに、アウトプットシャフト23の正確な半径方向
の位置は重要ではなく、公差の増加を許容するようにな
っている。同様に、熱ひずみによる半径方向の膨張は重
要な問題ではない。
シャフト23の位置を制御可能に設けられ、このアウトプ
ットシャフト23がガイドピン19の各々と係合するあぶみ
メンバ24と連結される。従って、アクチュエータ22を制
御することによって、ガイドピン19及び可動の環状壁メ
ンバ４の軸線方向の位置を制御することができる。第２
図は可動の環状壁メンバ４が全閉位置にある状態を示
し、この可動の環状壁メンバ４の半径方向に延びる環状
部分15が入口通路の対面壁５と当接する。第３図は可動
の環状壁メンバ４が半閉位置にある状態を示し、第４図
は可動の環状壁メンバ４が全開位置にある状態を示して
いる。アクチュエータ22はタービンの軸線からかなりの
距離のところに配置されるので、スペースの問題はな
い。さらに、アウトプットシャフト23の正確な半径方向
の位置は重要ではなく、公差の増加を許容するようにな
っている。同様に、熱ひずみによる半径方向の膨張は重
要な問題ではない。
第４図を参照すると、一点鎖線25は可動の環状壁メン
バ４の下流側に位置し且つタービンホイール８と隣接す
るタービンハウジング１の端面と同一面となる仮想表面
を示す。この表面は実際上タービン室への入口通路の一
側を形成する。可動の環状壁メンバ４によって形成され
る入口通路の壁が仮想表面25と整列するときには、可動
の環状壁メンバ４と対面壁５との間の間隔はこの説明の
目的のためにノズルベーン６の下流の入口通路の入口幅
に対応するとみなされる。この状態は以下100パーセン
トの公称入口幅と呼ばれる。可動の環状壁メンバ４が10
0パーセントの公称入口幅の位置にあるときには、ノズ
ルベーン６はまだ対面壁５と接触している。可動の環状
壁メンバ４がさらに対面壁５から離れるように動くと、
可動の環状壁メンバ４の後面とノズルサポートリング７
との間のギャップが、この両者が接触するようになるま
で減少する。これは可動の環状壁メンバ４と対面壁５と
の間の間隔が135パーセントの公称入口幅に相当すると
きに生じる。可動の環状壁メンバ４がさらに対面壁５か
ら離れるように動くと、ノズルサポートリング７が可動
の環状壁メンバ４とともに動くようになる。従って、ノ
ズルベーン６の自由端部は対面壁５から離れ、よって入
口通路のノズルベーン６の自由端部と対面壁５との間の
ギャップが広がる。これは入口通路の有効面積を増加さ
せる。可動の環状壁メンバ４が完全に引き戻された（第
４図）ときに、その位置は165パーセントの公称入口幅
に相当する。
バ４の下流側に位置し且つタービンホイール８と隣接す
るタービンハウジング１の端面と同一面となる仮想表面
を示す。この表面は実際上タービン室への入口通路の一
側を形成する。可動の環状壁メンバ４によって形成され
る入口通路の壁が仮想表面25と整列するときには、可動
の環状壁メンバ４と対面壁５との間の間隔はこの説明の
目的のためにノズルベーン６の下流の入口通路の入口幅
に対応するとみなされる。この状態は以下100パーセン
トの公称入口幅と呼ばれる。可動の環状壁メンバ４が10
0パーセントの公称入口幅の位置にあるときには、ノズ
ルベーン６はまだ対面壁５と接触している。可動の環状
壁メンバ４がさらに対面壁５から離れるように動くと、
可動の環状壁メンバ４の後面とノズルサポートリング７
との間のギャップが、この両者が接触するようになるま
で減少する。これは可動の環状壁メンバ４と対面壁５と
の間の間隔が135パーセントの公称入口幅に相当すると
きに生じる。可動の環状壁メンバ４がさらに対面壁５か
ら離れるように動くと、ノズルサポートリング７が可動
の環状壁メンバ４とともに動くようになる。従って、ノ
ズルベーン６の自由端部は対面壁５から離れ、よって入
口通路のノズルベーン６の自由端部と対面壁５との間の
ギャップが広がる。これは入口通路の有効面積を増加さ
せる。可動の環状壁メンバ４が完全に引き戻された（第
４図）ときに、その位置は165パーセントの公称入口幅
に相当する。
第５図を参照すると、これは可動の環状壁メンバ４と
ノズルサポートリング７の運動のタービン効率の効果を
示すものである。100パーセントの公称入口幅に相当す
る曲線上の点は、参照数字26によって示されている。13
5パーセント及び165パーセントの公称入口幅に相当する
曲線上の点は、参照数字27,28によって示されている。
このように、可動の環状壁メンバ４を100パーセントの
公称入口幅の位置を大分越えて開くことによって、且つ
少なくともノズルベーン６の部分的な引き戻しを行うこ
とによって、作動特性曲線の高い効率の部分を向上させ
るようにタービンの作動特性を改善することができる。
基本的には、与えられた流量領域（流れの軸線と平行に
固定された距離に相当する）について、特性曲線を点28
へ延ばす能力は第５図の特性曲線の左端部に示される低
効率領域でタービンを作動させることを防止することに
よって平均的なタービン効率を向上させる。
ノズルサポートリング７の運動のタービン効率の効果を
示すものである。100パーセントの公称入口幅に相当す
る曲線上の点は、参照数字26によって示されている。13
5パーセント及び165パーセントの公称入口幅に相当する
曲線上の点は、参照数字27,28によって示されている。
このように、可動の環状壁メンバ４を100パーセントの
公称入口幅の位置を大分越えて開くことによって、且つ
少なくともノズルベーン６の部分的な引き戻しを行うこ
とによって、作動特性曲線の高い効率の部分を向上させ
るようにタービンの作動特性を改善することができる。
基本的には、与えられた流量領域（流れの軸線と平行に
固定された距離に相当する）について、特性曲線を点28
へ延ばす能力は第５図の特性曲線の左端部に示される低
効率領域でタービンを作動させることを防止することに
よって平均的なタービン効率を向上させる。
第６図を参照すると、これはあぶみメンバ24と可動の
環状壁メンバ４が取りつけられたガイドピン19の１つと
の関係を示すものである。あぶみメンバ24の２端部はガ
イドピン19の側面に設けられたスロットと係合する。こ
のスロットと当接するあぶみメンバ24の２端部のエッジ
は、各あぶみメンバ24の端部とスロットの端部との間の
クリアランスが常に一定になるように丸くされている。
あぶみメンバ24はピボットピン29（第２図）に枢着され
てガイドピン19を精密に配置させるように動かされるこ
とができるレバーを形成する。あぶみメンバ24はシート
状網によって形成され、ガイドピン19の軸線に平行な方
向には比較的に剛性があるが、ガイドピン19の直角方向
には比較的にフレキシブルになるように配置される。よ
って、ガイドピン19にかかる横方向の力は最小になり、
よってガイドピン19がそれを収めたベアリング内でつま
るようになるのを低減する。さらに、あぶみメンバ24は
ガイドピン19の中央部分に係合し、ガイドピン19がそれ
を収めたベアリングが比較的に広く間隔を開けて配置さ
れる。
環状壁メンバ４が取りつけられたガイドピン19の１つと
の関係を示すものである。あぶみメンバ24の２端部はガ
イドピン19の側面に設けられたスロットと係合する。こ
のスロットと当接するあぶみメンバ24の２端部のエッジ
は、各あぶみメンバ24の端部とスロットの端部との間の
クリアランスが常に一定になるように丸くされている。
あぶみメンバ24はピボットピン29（第２図）に枢着され
てガイドピン19を精密に配置させるように動かされるこ
とができるレバーを形成する。あぶみメンバ24はシート
状網によって形成され、ガイドピン19の軸線に平行な方
向には比較的に剛性があるが、ガイドピン19の直角方向
には比較的にフレキシブルになるように配置される。よ
って、ガイドピン19にかかる横方向の力は最小になり、
よってガイドピン19がそれを収めたベアリング内でつま
るようになるのを低減する。さらに、あぶみメンバ24は
ガイドピン19の中央部分に係合し、ガイドピン19がそれ
を収めたベアリングが比較的に広く間隔を開けて配置さ
れる。
第７図はガイドピン19と可動の環状壁メンバ４の関係
を示す図である。可動の環状壁メンバ４は温度及び圧力
の大きな変化にさらされ、よって大きくゆがむことがで
きる。もしガイドピン19と可動の環状壁メンバ４との連
結が剛性のものであればそのようなゆがみはガイドピン
19にかなりの横方向の力を与えるであろう。従って、ガ
イドピン19と可動の環状壁メンバ４との連結は、可動の
環状壁メンバ４のゆがみがガイドピン19に横方向の力を
与えることのないように収容されるようにしたものであ
る。
を示す図である。可動の環状壁メンバ４は温度及び圧力
の大きな変化にさらされ、よって大きくゆがむことがで
きる。もしガイドピン19と可動の環状壁メンバ４との連
結が剛性のものであればそのようなゆがみはガイドピン
19にかなりの横方向の力を与えるであろう。従って、ガ
イドピン19と可動の環状壁メンバ４との連結は、可動の
環状壁メンバ４のゆがみがガイドピン19に横方向の力を
与えることのないように収容されるようにしたものであ
る。
第７図に示されるように、これは、各ガイドピン19の
端部にブリッジリンクプレート18を固定することによっ
て達成される。ブリッジリンクプレート18の２個の脚部
30は可動の環状壁メンバ４の半径方向に延びるフランジ
17に隣接する半径方向外方管状部分16に形成されたスロ
ット31内に係合する。その結果得られた構造は、ガイド
ピン19の軸線方向に適切に剛性があって可動の環状壁メ
ンバ４の軸線方向の位置の密接な制御を保証するが、半
径方向及び周方向には可動の環状壁メンバ４のゆがみを
吸収できるほどに十分にゆるいものである。可動の環状
壁メンバ４は実際上ノズルベーン６上に配置され、よっ
てゆるい取りつけにもかかわらず所定の位置に維持され
る。
端部にブリッジリンクプレート18を固定することによっ
て達成される。ブリッジリンクプレート18の２個の脚部
30は可動の環状壁メンバ４の半径方向に延びるフランジ
17に隣接する半径方向外方管状部分16に形成されたスロ
ット31内に係合する。その結果得られた構造は、ガイド
ピン19の軸線方向に適切に剛性があって可動の環状壁メ
ンバ４の軸線方向の位置の密接な制御を保証するが、半
径方向及び周方向には可動の環状壁メンバ４のゆがみを
吸収できるほどに十分にゆるいものである。可動の環状
壁メンバ４は実際上ノズルベーン６上に配置され、よっ
てゆるい取りつけにもかかわらず所定の位置に維持され
る。
ブリッジリンクプレート18は軸線方向の硬い結合を維
持するためにフランジ17よりも厚くされることができ、
ブリッジリンクプレート18の厚さは可動の環状壁メンバ
４のタービン軸線に対するチルトに対して良好な抵抗を
維持する。
持するためにフランジ17よりも厚くされることができ、
ブリッジリンクプレート18の厚さは可動の環状壁メンバ
４のタービン軸線に対するチルトに対して良好な抵抗を
維持する。
第８図を参照すると、これはばねによって付勢された
ガイドピン20とノズルベーン６を取りつけたノズルサポ
ートリング７との関係を示す図である。各ガイドピン20
はその先端に固定したブラケット32を有し、ブラケット
32がノズルサポートリング７の後側と係合する平坦な表
面と、ノズルサポートリング７の半径方向内方エッジと
係合するフランジ状の内方エッジとを有する。
ガイドピン20とノズルベーン６を取りつけたノズルサポ
ートリング７との関係を示す図である。各ガイドピン20
はその先端に固定したブラケット32を有し、ブラケット
32がノズルサポートリング７の後側と係合する平坦な表
面と、ノズルサポートリング７の半径方向内方エッジと
係合するフランジ状の内方エッジとを有する。
図示の構成は、可動の環状壁メンバ４の半径方向外側
に配置されたシールリング13を有するものである。しか
し、その他のシール構成をとることができる。例えば、
可動の環状壁メンバ４のそれぞれ半径方向外側及び内側
の部分に一対のシールを設けることもできる。
に配置されたシールリング13を有するものである。しか
し、その他のシール構成をとることができる。例えば、
可動の環状壁メンバ４のそれぞれ半径方向外側及び内側
の部分に一対のシールを設けることもできる。
第１図は本発明によるバリアブルジオメトリタービンの
軸線方向の特徴を示す軸線方向に見た破断断面図、第２
図から第４図はそれぞれ全閉位置、半閉位置、及び全開
位置にある第１図の線Ｘ−Ｘに沿って見た断面図、第５
図は一定の膨張比でのタービン効率と第１図のタービン
を通る流量との関係を示す図、第６図は第１図から第４
図の構成の可動の環状壁メンバを支持するガイドピンと
それらのガイドピンの位置を制御するあぶみメンバとの
関係を示す図、第７図は第６図に示されるタイプのガイ
ドピンと可動の環状壁メンバの関係を示す図、第８図は
第１図から第４図の構成に設けられるノズルベーンサポ
ートリングの取りつけを示す図である。 １……タービンハウジング、 ２……入口室、３……出口室、 ４……可動の環状壁メンバ、 ５……対面壁、６……ノズルベーン、 ７……ノズルサポートリング、 ８……タービンホイール、 14……内方管状壁、15……環状部分、 16……外方管状部分、17……フランジ、 18……ブリッジリンクプレート、 19,20……ガイドピン、22……アクチュエータ、 24……あぶみメンバ、29……枢着ピン。
軸線方向の特徴を示す軸線方向に見た破断断面図、第２
図から第４図はそれぞれ全閉位置、半閉位置、及び全開
位置にある第１図の線Ｘ−Ｘに沿って見た断面図、第５
図は一定の膨張比でのタービン効率と第１図のタービン
を通る流量との関係を示す図、第６図は第１図から第４
図の構成の可動の環状壁メンバを支持するガイドピンと
それらのガイドピンの位置を制御するあぶみメンバとの
関係を示す図、第７図は第６図に示されるタイプのガイ
ドピンと可動の環状壁メンバの関係を示す図、第８図は
第１図から第４図の構成に設けられるノズルベーンサポ
ートリングの取りつけを示す図である。 １……タービンハウジング、 ２……入口室、３……出口室、 ４……可動の環状壁メンバ、 ５……対面壁、６……ノズルベーン、 ７……ノズルサポートリング、 ８……タービンホイール、 14……内方管状壁、15……環状部分、 16……外方管状部分、17……フランジ、 18……ブリッジリンクプレート、 19,20……ガイドピン、22……アクチュエータ、 24……あぶみメンバ、29……枢着ピン。
Claims (5)
- 【請求項１】タービン室に配置されるタービンと、ター
ビン室の周りに配置される環状の入口通路と、入口通路
の周りに配置される入口室と、タービン室から延びる出
口通路とを備え、該両通路及び該両室が入口室に供給さ
れた圧力ガスが入口通路を通ってタービン室を介して出
口通路へ流れるように連通し、入口通路の一壁が可動の
環状壁メンバによって形成され、該可動の環状壁メンバ
の入口通路の対面壁に対する位置が入口通路の幅を制御
するために調節可能であり、そしてノズルベーンが入口
通路を横切るように該可動の環状壁メンバに設けられた
スロットを通って延びるようにしたバリアブルジオメト
リタービンにおいて、前記ノズルベーンが前記可動の環
状壁メンバの入口通路から遠い側に配置された可動のノ
ズルサポートから延び、該ノズルサポートが、前記可動
の環状壁メンバが前記対面壁からの距離が所定の距離よ
りも小さいときに前記ノズルベーンの自由端部が前記対
面壁と当接するように、且つ前記可動の環状壁メンバが
前記対面壁からの距離が前記所定の距離よりも大きいと
きに前記ノズルサポートが前記可動の環状壁メンバとと
もに動くように配置され、よって前記可動の環状壁メン
バが前記所定の位置を越えて前記対面壁から遠ざかるに
つれて前記ノズルベーンの自由端部が前記対面壁から遠
ざかるようにしたバリアブルジオメトリタービン。 - 【請求項２】前記可動の環状壁メンバが、該可動の環状
壁メンバと前記対面壁との間のギャップが、前記可動の
環状壁メンバと隣接し且つ該可動の環状壁メンバの下流
側になる前記入口通路の壁の連続を形成する仮想表面と
前記対面壁との間隔よりも大きい全開位置へ動くことが
できることを特徴とする請求項１に記載のバリアブルジ
オメトリタービン。 - 【請求項３】全開位置における前記ギャップが前記仮想
表面と前記対面壁との間の前記間隔の約（１＋2/3）倍
大きいことを特徴とする請求項２に記載のバリアブルジ
オメトリタービン。 - 【請求項４】前記可動の環状壁メンバが前記所定位置に
あるときの前記ギャップが前記間隔よりも大きいことを
特徴とする請求項２又は３に記載のバリアブルジオメト
リタービン。 - 【請求項５】前記可動の環状壁メンバが前記所定位置に
あるときの前記ギャップが前記間隔の約（１＋1/3）倍
大きいことを特徴とする請求項４に記載のバリアブルジ
オメトリタービン。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8811623A GB2218744B (en) | 1988-05-17 | 1988-05-17 | Variable geometry turbine |
| GB8811623.1 | 1988-05-17 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0264203A JPH0264203A (ja) | 1990-03-05 |
| JP2730968B2 true JP2730968B2 (ja) | 1998-03-25 |
Family
ID=10637018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1121635A Expired - Lifetime JP2730968B2 (ja) | 1988-05-17 | 1989-05-17 | バリアブルジオメトリタービン |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4973223A (ja) |
| EP (1) | EP0342889B1 (ja) |
| JP (1) | JP2730968B2 (ja) |
| BR (1) | BR8902302A (ja) |
| DE (1) | DE68901360D1 (ja) |
| ES (1) | ES2030973T3 (ja) |
| GB (1) | GB2218744B (ja) |
| MX (1) | MX171870B (ja) |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PT8409T (pt) * | 1991-12-09 | 1993-06-30 | Antonio Manuel Da Costa Lage | Greencar |
| EP0571205B1 (en) * | 1992-05-21 | 1997-03-05 | Alliedsignal Limited | Variable exhaust driven turbochargers |
| GB2326198A (en) | 1997-06-10 | 1998-12-16 | Holset Engineering Co | Variable geometry turbine |
| GB9711893D0 (en) | 1997-06-10 | 1997-08-06 | Holset Engineering Co | Variable geometry turbine |
| US6652224B2 (en) * | 2002-04-08 | 2003-11-25 | Holset Engineering Company Ltd. | Variable geometry turbine |
| US6941755B2 (en) * | 2003-10-28 | 2005-09-13 | Daimlerchrysler Corporation | Integrated bypass and variable geometry configuration for an exhaust gas turbocharger |
| CN1910345B (zh) * | 2003-12-10 | 2010-06-02 | 霍尼韦尔国际公司 | 用于涡轮增压器的可变喷嘴装置 |
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| KR101070903B1 (ko) * | 2004-08-19 | 2011-10-06 | 삼성테크윈 주식회사 | 가변 베인형 터빈 |
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| WO2008124758A1 (en) * | 2007-04-10 | 2008-10-16 | Elliott Company | Centrifugal compressor having adjustable inlet guide vanes |
| GB2470166B (en) | 2008-04-01 | 2012-07-11 | Cummins Turbo Tech Ltd | Variable geometry turbine |
| WO2009145277A1 (ja) | 2008-05-28 | 2009-12-03 | 京セラ株式会社 | バンドパスフィルタならびにそれを用いた無線通信モジュールおよび無線通信機器 |
| US8710942B2 (en) | 2008-05-28 | 2014-04-29 | Kyocera Corporation | Bandpass filter and radio communication module and radio communication device using the same |
| DE102009004890A1 (de) * | 2009-01-16 | 2010-07-22 | Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg | Ladeeinrichtung |
| GB2468871B (en) * | 2009-03-25 | 2015-03-18 | Cummins Turbo Tech Ltd | Turbocharger |
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| US8967956B2 (en) * | 2011-09-26 | 2015-03-03 | Honeywell International Inc. | Turbocharger variable-nozzle assembly with vane sealing arrangement |
| US9932888B2 (en) | 2016-03-24 | 2018-04-03 | Borgwarner Inc. | Variable geometry turbocharger |
| JP7317657B2 (ja) * | 2019-10-07 | 2023-07-31 | トヨタ自動車株式会社 | ターボチャージャ |
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|---|---|---|---|---|
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| US1656012A (en) * | 1928-01-10 | Hydraulic machine | ||
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| GB691144A (en) * | 1950-02-16 | 1953-05-06 | Alfred Buechi | Inlet control device for radial flow turbine wheels |
| US2846185A (en) * | 1955-02-22 | 1958-08-05 | Sfindex | Full admission impulse turbine |
| NL225232A (ja) * | 1958-01-20 | |||
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| DE161559T1 (de) * | 1984-05-15 | 1986-04-10 | Aktieselskabet Kongsberg Vaepenfabrikk, Kongsberg | Einstecktiefe- und winkelstandregelungseinrichtung fuer verdichtereinlassleitschaufel. |
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-
1988
- 1988-05-17 GB GB8811623A patent/GB2218744B/en not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-05-15 DE DE8989304869T patent/DE68901360D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-05-15 US US07/352,095 patent/US4973223A/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-05-15 ES ES198989304869T patent/ES2030973T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1989-05-15 EP EP89304869A patent/EP0342889B1/en not_active Expired
- 1989-05-17 BR BR898902302A patent/BR8902302A/pt not_active IP Right Cessation
- 1989-05-17 MX MX016080A patent/MX171870B/es unknown
- 1989-05-17 JP JP1121635A patent/JP2730968B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB8811623D0 (en) | 1988-06-22 |
| MX171870B (es) | 1993-11-22 |
| BR8902302A (pt) | 1990-01-09 |
| GB2218744B (en) | 1992-03-18 |
| GB2218744A (en) | 1989-11-22 |
| DE68901360D1 (de) | 1992-06-04 |
| JPH0264203A (ja) | 1990-03-05 |
| US4973223A (en) | 1990-11-27 |
| EP0342889A1 (en) | 1989-11-23 |
| ES2030973T3 (es) | 1992-11-16 |
| EP0342889B1 (en) | 1992-04-29 |
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