JP5811548B2 - ツインスクロール型の斜流タービン及び過給機 - Google Patents
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Description
また、ラジアル要素に基づいて構成されたタービン動翼にあっては、タービンインペラの径方向に沿った任意の断面において、タービンインペラの軸心から径方向外側(放射状)に延びている。換言すれば、タービン動翼の任意の点における軸方向位置(タービンインペラの軸方向の位置)zと周方向角度(タービンインペラの軸心SC周りの周方向角度)θとの関係が、図4に示すように、規定された曲線(θ=f(z))によって決定されるようになっている。そして、タービン動翼の任意の点における径方向の位置(径方向位置)rとすると、tanφ=r(dθ/dz)の関係が成立する。よって、式(1)を後記の式(2)に置き換えることができる。
式(2)をツインスクロール型の斜流タービンに適用する際に、第1スクロール流路からタービン動翼の前縁のハブ側部分に流入する場合(第1スクロール流から流入する場合)と、第2スクロール流路からタービン動翼の前縁のシュラウド側部分(チップ側部分)に流入する場合(第2スクロール流路から流入する場合)に分ける必要がある。
同様に、第2スクロール流路から流入する場合には、式(2)におけるコーン角λを前記軸心方向に平行な方向に対して第2スクロール流路から流入する角度(以下、適宜に第2スクロール流入角という)λbと同義であるとみなすことができ、式(2)を後記の式(4)に置き換えることができる。ここで、第2スクロール流入角λbは鈍角(λb>90°)である。
従来のツインスクロール型の斜流タービンにおいて、式(3)におけるcosλa>0、式(3)におけるr(dθ/dz)>0であるため、第1スクロール流路から流入する場合におけるtanβb>0であって、タービン動翼のハブ側部分の入口メタル角βb>0になる。一方、式(4)におけるcosλb<0、式(4)におけるr(dθ/dz)>0であるため、第2スクロール流路から流入する場合におけるtanβb<0であって、タービン動翼のシュラウド側部分の入口メタル角βb<0になる。つまり、タービン動翼の入口メタル角の符号がハブ側(シュラウド側)からシュラウド側(チップ側)に向かう途中で正から負に反転してしまい、図6に示すように、排気ガスの流れ角βとタービン動翼の入口メタル角βbの差であるインシデンスiが増大する。なお、排気ガスの流れ角βは、タービン動翼の前縁の径方向の長さに逆比例して増加するようになっている。
βb 入口メタル角
β 入口メタル角
θ 周方向角度
λa 第1スクロール流入角
λb 第2スクロール流入角
λ コーン角
φ チャンバー角
CL 規定された曲線
F 規定された曲線の変曲点
i インシデンス
1 斜流タービン
3 タービンハウジング
3S シュラウド
5 ベアリングハウジング
7 タービンインペラ
SC タービンインペラの軸心
9 ホイール
11 タービン動翼
11L タービン動翼の前縁
11Lh タービン動翼の前縁のハブ側部分
15 タービン軸
17 ガス取入口
19 ガス排出口
21 ツインスクロール流路
23 仕切壁
23T 仕切壁の先端縁
EL 仕切壁の先端縁の延長線
N 仕切壁の先端縁の延長線とタービン動翼の前縁との交点
25 第1スクロール流路
27 第2スクロール流路
Claims (2)
- エンジン側に供給される空気を過給する過給機に用いられ、エンジンから排気された排気ガスの圧力エネルギーを利用して回転力を発生させるツインスクロール型の斜流タービンであって、
内側にシュラウドを有したタービンハウジングと、
前記タービンハウジング内に回転可能に設けられ、軸心周りに回転可能なホイール、及び前記ホイールの外周面に間隔を置いて設けられかつ先端縁が前記タービンハウジングの前記シュラウドに沿うように延びかつ前縁がシュラウド側からハブ側に向かうにしたがい前記軸心に漸次近づくように前記軸心に対して傾斜した複数枚のタービン動翼を備えたタービンインペラと、を具備し、
前記タービンハウジングの内部に環状のツインスクロール流路が前記タービンインペラを囲むように形成され、前記ツインスクロール流路内に環状の仕切壁が形成され、前記ツインスクロール流路は、前記仕切壁によって、複数枚の前記タービン動翼の前縁のハブ側部分に向かって排気ガスを供給する環状の第1スクロール流路と、複数枚の前記タービン動翼の前縁の前記シュラウド側部分に向かって排気ガスを供給する環状の第2スクロール流路とに仕切られ、
前記タービン動翼は、前記タービンインペラの径方向に沿った任意の断面において、前記タービンインペラの軸心から放射状に延びるように構成され、前記タービン動翼の任意の点における軸方向位置と周方向角度との関係は、変曲点を有する凸状の曲線によって決定され、前記タービン動翼の入口メタル角の符号がハブ側からシュラウド側に向かう途中で反転しないように、前記曲線の前記変曲点における軸方向位置は、前記仕切壁の先端縁の延長線と前記タービン動翼の前縁との交点の軸方向位置と同じになるように設定されている、斜流タービン。 - エンジン側に供給される空気を過給する過給機において、
請求項1のツインスクロール型の斜流タービンを具備する過給機。
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