JPS60132005A - 可変容量ラジアルタ−ビン - Google Patents

可変容量ラジアルタ−ビン

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Publication number
JPS60132005A
JPS60132005A JP58239856A JP23985683A JPS60132005A JP S60132005 A JPS60132005 A JP S60132005A JP 58239856 A JP58239856 A JP 58239856A JP 23985683 A JP23985683 A JP 23985683A JP S60132005 A JPS60132005 A JP S60132005A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
turbine
tongue
housing
wall surface
scroll
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP58239856A
Other languages
English (en)
Inventor
Masafumi Urasato
浦郷 雅文
Yuji Hirabayashi
平林 雄二
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP58239856A priority Critical patent/JPS60132005A/ja
Publication of JPS60132005A publication Critical patent/JPS60132005A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10Final actuators
    • F01D17/12Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は可変容量ラジアルタービンに関し、特にターボ
チャージャ等のタービンにおける流量特性を、スクロー
ルに設けた揺動自在な舌状部材を動作させることによっ
て可変とした可変容量ラジアルタービンに関する。
一般のターボチャージャ付内燃機関にあってはその出力
特性が、タービンロータの径とターボチャージャにおけ
るA/R比率、すなわち後述するスクロール入口部の流
路断面積Aをロータ中心軸からこの入口部断面積重心位
置までの垂直距離Rで除した値とによってほぼ決定され
てしまい、例えば、”i比率が大きいほど高速向きとな
り、高回転領域におけるトルクを増大させる。
そこで、エンジンの運転条件に応じて上述したように舌
状部材(可変ノズル)を動作させてスクロール入口部の
流路断面積Aを変化させ、以てスクロールに流入する排
気ガスの流量等を変化させて、低速運転領域から高速運
転領域にいたるまで適切な過給を維持することによって
適切なトルクの増大が図れるようにした可変容量ラジア
ルタービンが提案されてきた。
第1図(4)および(B)は従来のこの種可変容量ラジ
アルタービンの一例全示し、本例は特開昭54−841
23号公報等に開示されたものである。ここで、1は図
示しない圧縮機インペラに直結されているタービンロー
タであり、2はタービンロータ1の外周部に設けられて
いるタービンハウジングである。タービンハウジング2
には一般に鋳造品が使用される。
更に3は、このタービンハウジング2に設けられ、渦巻
型の流路を形成しているタービンスクロールであり、ス
クロール3への流入口3Aは図示しない排気マニホール
ドに接続され、マニホールドからの排気ガスはこの流入
口3Aからスクロール3の流路3Bに沿ってロータ1へ
と導かれる。
しかして、本例では、このスクロール3の巻き初め部分
、すなわち流路3Bの外周側壁面がロータ1に最も近接
する舌部4を軸5の回りに揺動自在なようになして(以
下でこのように揺動自在とした舌部4を舌状部材という
)、ノズル開口部(スクロール入口部)6における半径
方向の幅を変化させ、以て、との部における流路断面積
Aを可変としている。
また、第1図(A)に示す7はハウジング2の外部に配
置された電磁アクチュエータであり、このアクチュエー
タ7は、エンジンの運転条件、例えば機関回転数に応じ
て動作させられるもので、このアクチュエータ7の動作
によりリンク部材8を介して舌状部材4をロータ1の半
径方向に揺動させることができる。
更にまた、第1図CB)において、9はロータ軸1Aを
ベアリング10を介して軸支させているセンタハウジン
グであり、11はセンタハウジング9とロータ軸】Aと
の間に設けられたリングシール、12はタービンロータ
1の円板状背面を形成しているシュラウド板である。シ
ュラウド板12はその周囲のフランジ部がタービンハウ
ジング2の環状溝に嵌合された状態に保たれており、セ
ンタハウジング9を固定するボルト13によって図示の
状態に固定される。また、タービンロータ1はそのロー
タ軸1Aを介して図示しない圧縮機インペラに直結され
ている。
なお、このように構成された可変容量ラジアルタービン
においては、その舌状部材4を設けるにあたって、舌状
部材4とタービンハウジング2との間に存在する熱膨張
率や、部材4の回動軸5の軸受部に生じる遊びのだめに
その先端部4Dがぶれることなどにより、部材4の側面
4Aおよび4Bがハウジング内壁面2人および2Bと接
触したシ固着したりして揺動不能の状態となる虞がある
ことから、第2図にも示すように、側面4Aおよび4B
と内壁面2人および2Bとの間に、舌状部材4の根元部
4Cから先端部4Dの間にわたり一様な間隙CおよびC
′が保たれるようにしている。
このように構成された可変容量ラジアルタービンにおけ
る可変動作を説明すると、排気ガスは流入口3Aからス
クロール入口部6を経てその流路3Bに導かれてくるが
、その際に、運転条件に応じてアクチュエータが駆動さ
れて舌状部材4を揺(5) 動させ、入口部6における流路断面積Aを変化させるこ
とにより部材4の位置に応じた流量の排気ガスが流路3
Bからタービンロータ1へと導かれるようにするもので
、ロータ1を回転させる仕事をした排気ガスは第1図(
B)に示す出口部30から外部に排出される。
しかしながら、このような従来の可変容量ラジアルター
ビンにおいては、舌状部材4を設置するにあたり、部材
4の両側の側面4Aおよび4Bと、ハウジング内壁面2
人および2Bとの間に保たせるすき間0およびC′を理
想的な最も好ましい寸法に設定することが困難であり、
特に組立の際にこれらのすき間0およびG′を安全側の
過大寸法に設定しがちで、ためにすき間Cおよび0′に
よるガスの漏洩量の増大を招き、タービン効率の低下を
きたす。
本発明の目的は、このような問題点に着目し、舌状部材
とハウジング内壁面との間のすき間が最小限度に保たれ
て、ガスの漏洩が防止でき、以てタービン効率の向上を
図ることのできる可変容量/61 ラジアルタービンを提供することにある。
かかる目的を達成するために、本発明では、舌状部材の
両側の側面に対向するハウジング内壁面の舌状部材揺動
範囲に、少カくともすき間CおよびC′の寸法もしくは
それ以上の厚さの溶射材料による溶射層を形成すると共
に、舌状部材の両側面における端縁に鋭角のナイフェツ
ジ部を形成し、舌状部材の揺動動作によりそのナイフェ
ツジ部で溶射層の表面を切削させることにより、最小限
のすき間を形成する。
以下に、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。
第3図は本発明の一実施例を示す。ここで20は被削性
を有する耐熱性の溶射材料によりハウジング2の内壁面
2Aおよび2Bを溶射して形成した溶射層であり、溶射
層20の形成範囲は第4図に示すように舌状部材40の
揺動する範囲をカバするものであればよい。
lだ、溶射層20の形成厚さは、ハウジング2と舌状部
材40との間の熱膨張の差等を考慮して従来の場合に設
定されていたすき間CおよびC′の寸法と少なくとも同
等かそれ以上の厚さとする。
更にまた、舌状部材40の側面40Aおよび40Bを傾
斜させて形成することにより、第5図に示すように、そ
の一方の端縁に鋭角のナイフェツジ部41Aおよび41
Bを形設することができる。
いま、このように形成した舌状部材40を第6図(4)
に示すようにハウジング2の所定の位置に組込んだとし
て、タービンを運転状態とすると、高温時では第6図(
B)および(0)に゛示すように双方間の熱膨張の差に
よりすき間CおよびQ′の設けられていた部分が縮めら
れる。
そこで、縮まった分だけ溶射層20が舌状部材40の揺
動動作によりそのナイフェツジ部41Aおよび41Bに
よって切削されることになり、このような繰返しによっ
て得られる溶射層20の面は、最大の熱膨張差が生じる
ような場合にあっても舌状部材40の両側面40Aおよ
び40Bと接触するようなことがなく、かくして、舌状
部材4oとハウジング2との間に安定した最小のすき間
を保持させることかできる。
まだ、ここでナイフェツジ部41Aおよび41Bの形状
は、その角度が鋭角であればあるほど、上述した切削を
行わせるのが容易になるので、より安定したすき間の状
態を早期に形成することができる。
なお、このように構成した可変容量ラジアルタービンに
あっては、舌状部材40を揺動させることによって、溶
射層20が切削られて得られる案内面2OAおよび20
B(第4図参照)が、舌状部材40の最小流量位置40
 MINと最大流量位置40MAXとのそれぞれによっ
て限界されるので、その限界位置に段付き部2OA’と
20A //および20B’と20B〃が形成される。
そこで、すき間CおよびC′から最も漏洩の発生し易い
最小流量時および最大流量時におけるガスの洩れが、こ
れらの段付面20A’ 、 20B’および2OA’。
20B〃での封正によってほとんど零に近く抑止するこ
とができる。
以上説明してきたように、本発明によれば、舌状部材の
両側の側面に対向するハウジングのタービンスクロール
内壁面の少なくとも舌状部材が揺動する範囲に、舌状部
材と内壁面との間に形成されるすき間より少なくとも厚
さの厚い溶射層を形成すると共に、舌状部材の両側の側
面の端縁部を鋭角のナイフェツジに形成し、運転状態に
おける舌状部材の揺動動作によシ溶射層の表面を切削さ
せてハウジング側の案内面を形成するようにしたので、
舌状部材の揺動位置の如何にかかわらず常に舌状部材と
ハウジング側との間のすき間を最小限度の状態に保つこ
とができて、タービン効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(4)は従来の可変容量ラジアルタービンの構成
の一例を示す模型図、 第1図(B)は第1図(A)のA、 −A線断面によっ
て示す構成図、 第2図はその可変容量ラジアルタービンにおいてハウジ
ングに舌状部材が設けられた状態を示す説明図、 第3図は本発明可変容量ラジアルタービンにおいてその
ハウジングに舌状部材を設けた状態を示す説明図、 第4図は本発明可変容量ラジアルタービンにおける溶射
層設置の状態を示す線図、 第5図は第3図のB−B線断面図、 第6図(4)および(B)は本発明可変容量ラジアルタ
ービンにおける溶射層の未切削状態および切削による案
内面成形状態をそれぞれに示す説明図、第6図(0)は
第6図、(B)のO−0線断面図である。 1・・・タービンロータ、 1人・・・ロータ軸、 2・・・タービンハウジング、 2A、2B・・・内壁面、 3・・・タービンスクロール、 3A・・・流入口、 3B・・・流路、 3C・・・出口部、 4・・・舌部、 4A、4B・・・側面、 4C・・・根元部、 4D・・・先端部、 5・・・軸、 6・・・スクロール入口部、 7・・・アクチュエータ、 8・・・リンク部材、 9・・・センタハウジング、 10・・ベアリング、 11・・・リングシール、 12・・・シュラウド板、 13・・・ボルト、 20・・・溶射層、 2OA 、 20B・・・案内面、 20A′、20A〃、20B′、20B〃・・・段付部
、40・・・舌状部材、 4OA 、 40B・・側面、 40 MIN 、 40 MAX−・・位置、41A 
、 41B・・・ナイフェツジ部。 特開昭60−132005 (5) 4A 2A 第5図 第6図(A) 第6図(C) 第6図(B) 2 2020 2OA 2A 28 20B

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 タービンスクロールに設けた舌状部材を前記タービンス
    クロールの壁面に沿って揺動自在となしだ可変容量ラジ
    アルタービンにおいて、前記タービンスクロールの壁面
    の少なくとも前記舌状部材が揺動する範囲に、溶射材料
    による層を形成し、前記舌状部材の前記壁面に沿った側
    面には刃型部を形成して、前記舌状部材の揺動動作によ
    り前記刃型部で前記層の表面を切削させて、前記舌状部
    材と前記タービンスクロールの壁面との間のすき間を最
    小限度に保つようにしたことを特徴とする可変容量ラジ
    アルタービン。 (以下余白)
JP58239856A 1983-12-21 1983-12-21 可変容量ラジアルタ−ビン Pending JPS60132005A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58239856A JPS60132005A (ja) 1983-12-21 1983-12-21 可変容量ラジアルタ−ビン

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JP58239856A JPS60132005A (ja) 1983-12-21 1983-12-21 可変容量ラジアルタ−ビン

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JPS60132005A true JPS60132005A (ja) 1985-07-13

Family

ID=17050893

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58239856A Pending JPS60132005A (ja) 1983-12-21 1983-12-21 可変容量ラジアルタ−ビン

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JP (1) JPS60132005A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62128125U (ja) * 1986-02-05 1987-08-13
EP2966269A1 (de) * 2014-07-08 2016-01-13 MTU Aero Engines GmbH Verschleissschutzanordnung für eine strömungsmaschine, verfahren und verdichter

Cited By (2)

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JPS62128125U (ja) * 1986-02-05 1987-08-13
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