WO2020161896A1 - 過給機 - Google Patents

過給機 Download PDF

Info

Publication number
WO2020161896A1
WO2020161896A1 PCT/JP2019/004649 JP2019004649W WO2020161896A1 WO 2020161896 A1 WO2020161896 A1 WO 2020161896A1 JP 2019004649 W JP2019004649 W JP 2019004649W WO 2020161896 A1 WO2020161896 A1 WO 2020161896A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gap
turbine rotor
wall surface
exhaust gas
nozzle
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/004649
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
石崎 達也
林 慎之
洋二 秋山
Original Assignee
三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社
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 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 filed Critical 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社
Priority to JP2020570321A priority Critical patent/JP7105935B2/ja
Priority to PCT/JP2019/004649 priority patent/WO2020161896A1/ja
Publication of WO2020161896A1 publication Critical patent/WO2020161896A1/ja

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12Control of the pumps
    • F02B37/24Control of the pumps by using pumps or turbines with adjustable guide vanes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present disclosure relates to the structure of a supercharger.
  • variable capacity superchargers such as variable capacity superchargers that control the vane opening at the turbine blade inlet to improve turbine blade performance over a wide range from low speed to high speed are known. More specifically, in this variable displacement supercharger, there are a plurality of vanes between the nozzle mount on the bearing housing side and the nozzle plate on the turbine housing side, and the drive ring attached to the tip of the vane shaft is driven to rotate. By doing so, the opening of the vane can be adjusted. Then, by controlling the opening of the vane, the flow velocity and pressure of the exhaust gas supplied to the turbine blade are changed to enhance the supercharging effect.
  • a difference in thermal expansion between the turbine housing and the nozzle plate due to a difference in temperature rise at the time of starting the engine causes a difference in thermal expansion between the turbine housing and the nozzle plate.
  • This gap forms a space in which the exhaust gas flows without passing through the vane or the turbine rotor, for example, by directly connecting the scroll passage and the outlet of the turbine.
  • a C-ring-shaped member is installed together with a wave washer between the inner wall surface of the turbine housing forming the gap and the end face of the shroud (nozzle plate), and the gap is sealed.
  • a sealing material having an annular V-shaped cross-sectional shape is installed between two support members protruding from different positions of a turbine housing and a nozzle plate to ensure sealing performance.
  • At least one embodiment of the present invention aims to provide a supercharger capable of reducing leakage of exhaust gas from a gap formed between an inner wall surface of a turbine housing and a nozzle plate.
  • the supercharger is A turbine rotor that is driven to rotate by the exhaust gas from the engine, A turbine housing that houses the turbine rotor and that forms a scroll channel on the outer peripheral side of the turbine rotor, A plurality of nozzle vanes provided in the introduction passage for guiding the exhaust gas after passing through the scroll passage to the turbine rotor, A pair of introduction passage forming members arranged so as to face each other so as to form the introduction passage, the nozzle plate being provided with a gap between the nozzle mount and the inner wall surface of the turbine housing; A pair of introduction path forming members including, A spiral gap space extending in a direction opposite to the rotation direction of the turbine rotor is formed in the gap.
  • a spiral gap space extending in the direction opposite to the rotation direction of the turbine rotor is formed in the gap between the inner wall surface of the turbine housing and the nozzle plate. Therefore, flow path resistance can be provided for the exhaust gas that is about to flow while swirling through the gap. Therefore, by passing through the above gap, the amount of exhaust gas that leaks directly from the scroll flow passage to the downstream (exhaust gas outlet) of the turbine rotor without passing through the introduction passage that guides the exhaust gas after passing through the scroll flow passage to the turbine rotor. (Leakage amount) can be reduced. Therefore, it is possible to suppress the turbulence of the flow of the exhaust gas near the exhaust gas outlet of the turbine and improve the performance of the supercharger.
  • the gap space is It is formed by the turbine housing and the nozzle plate forming the gap, and the metal wire rod installed in the gap.
  • the metal wire rod having a shape wound in the direction opposite to the rotation direction of the turbine rotor is installed in the gap formed between the inner wall surface of the turbine housing and the nozzle plate.
  • a spiral gap space extending in the direction opposite to the rotation direction of the turbine rotor can be formed in the gap.
  • the cross section of the metal wire is V-shaped or U-shaped.
  • the metal wire rod spirally wound along the extending direction (axial direction) of the rotating shaft of the turbine rotor has a U-shaped or V-shaped cross-section. Then, if the metal wire having such a cross section is installed in such a direction that it is structurally expanded and contracted in the radial direction when it is pressed in the radial direction (direction orthogonal to the axial direction), the above-mentioned gap is formed.
  • the contact force at the contact surface with the inner wall surface of the turbine housing or the nozzle plate can be increased. Therefore, the amount of exhaust gas leaking from between the metal wire rod and the inner wall surface of the turbine housing or the nozzle plate 4 can be further reduced. Therefore, since the exhaust gas can flow without leaking through the clearance space, it is possible to further reduce the amount of the exhaust gas passing through the clearance formed between the inner wall surface of the turbine housing and the nozzle plate.
  • the gap space is formed by the spiral groove formed in the nozzle plate.
  • the gap formed between the inner wall surface of the turbine housing and the nozzle plate is formed in the direction opposite to the rotation direction of the turbine rotor.
  • An extending spiral gap space can be formed.
  • the supercharger is A turbine rotor that is driven to rotate by the exhaust gas from the engine, A turbine housing that houses the turbine rotor and that forms a scroll channel on the outer peripheral side of the turbine rotor, A plurality of nozzle vanes provided in the introduction passage for guiding the exhaust gas after passing through the scroll passage to the turbine rotor, A pair of introduction passage forming members arranged to face each other so as to form the introduction passage, the nozzle mount and a nozzle plate installed with a gap between the inner wall surface of the turbine housing, A pair of introduction path forming members including, A tubular flow path resistance member installed in the gap, Equipped with The nozzle plate is An annular plate portion installed to face the nozzle mount, The tubular portion is erected from the plate portion along the axial direction of the turbine rotor, and has a tubular portion in which a step portion is formed on an outer peripheral surface, The turbine housing is A first inner wall surface that forms a partial gap that forms a part of the gap that
  • the flow path resistance member when the flow path resistance member is installed in the gap (axial gap) formed between the inner wall surface (first inner wall surface) of the turbine housing and the nozzle plate, With one end abutting on the step portion of the tubular portion and the other end abutting on the second inner wall surface of the turbine housing, between the step portion and the second inner wall surface in the axial direction of the turbine rotor. Extend along. With this, while providing the flow path resistance to the exhaust gas trying to flow through the above-mentioned gap, it is possible to reduce the amount of axial movement of the nozzle plate relative to the turbine housing due to the difference in thermal expansion due to the high temperature exhaust gas. You can Further, if the flow path resistance member is configured to be in contact with the first inner wall surface of the turbine housing as well, the amount of radial movement of the nozzle plate can be reduced.
  • the amount of exhaust gas that leaks directly from the scroll flow path to the downstream of the turbine rotor can be determined. It can be reduced. Therefore, it is possible to suppress the turbulence of the flow of the exhaust gas near the exhaust gas outlet of the turbine and improve the performance of the supercharger. Furthermore, by suppressing the movement of the nozzle plate, the force acting on the nozzle support between the nozzle plate and the nozzle mount is reduced, so the nozzle support is manufactured with a cheaper material and the structure of the nozzle support is reviewed. As a result, it is possible to reduce the weight of parts.
  • the flow path resistance member is A small-diameter tubular portion having a first diameter that abuts the stepped portion of the tubular portion; A large-diameter cylindrical portion that comes into contact with the first inner wall surface and the second inner wall surface and has a second diameter larger than the first diameter; It has a connection cylinder part which connects the small diameter cylinder part and the large diameter cylinder part.
  • the flow path resistance member is configured to have the small-diameter tubular portion, the large-diameter tubular portion, and the connecting tubular portion, so that it is formed between the inner wall surface of the turbine housing and the nozzle plate.
  • the flow path resistance member capable of suppressing the movement of the nozzle plate can be appropriately installed in the above-described gap while reducing the amount of exhaust gas leaking from the generated gap.
  • a bellows is formed on at least a part of the connecting tubular portion.
  • the connection tubular portion of the flow path resistance member is configured to serve as a spring by the bellows. Therefore, while suppressing the relative movement of the nozzle plate with respect to the turbine housing, it is possible to increase the load on the stepped portion of the cylindrical portion and the contact portion with the inner wall surface of the bearing housing according to the movement amount. It is possible to reduce the leakage of exhaust gas from the gap inevitably generated between the road resistance member and the contact portion.
  • a bellows is formed on at least a part of the flow path resistance member.
  • the flow path resistance member is configured to serve as a spring by the bellows. Therefore, while suppressing the movement of the nozzle plate, it is possible to increase the load of the contact portion with the step portion of the cylindrical portion and the inner wall surface of the bearing housing in accordance with the movement amount. It is possible to reduce the leakage of exhaust gas from the gap that is unavoidable. Therefore, a flow path resistance member capable of suppressing the movement of the nozzle plate while reducing the leakage amount of the exhaust gas leaking from the gap formed between the inner wall surface of the turbine housing and the nozzle plate is appropriate for the above gap. Can be installed in
  • the flow path resistance member is made of a wool-like material.
  • the flow path resistance member is formed of a wool-like material such as ceramic wool.
  • a supercharger capable of reducing exhaust gas leakage from a gap formed between an inner wall surface of a turbine housing and a nozzle plate.
  • FIG. 1 It is a figure which shows roughly the cross section along the axial direction of the turbine in the supercharger which concerns on one Embodiment of this invention. It is a figure which shows schematically the variable nozzle mechanism which concerns on one Embodiment of this invention. It is a figure which shows the relationship between the rotation direction of the turbine rotor shown in FIG. 1, and the winding direction of the spiral clearance space. It is a figure which shows roughly the cross section near the turbine rotor which concerns on one Embodiment of this invention, and the spiral clearance space is formed in the clearance by the metal wire. It is sectional drawing which shows the clearance gap space formed in the clearance gap concerning other embodiment of this invention, and a metal wire has a V-shaped cross section.
  • FIG. 1 shows roughly the cross section along the axial direction of the turbine in the supercharger which concerns on one Embodiment of this invention. It is a figure which shows schematically the variable nozzle mechanism which concerns on one Embodiment of this invention. It is a figure which shows the relationship between the rotation
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a gap space formed in the gap according to the embodiment of the present invention, in which the metal wire has a circular cross section. It is sectional drawing which shows the clearance gap space formed in the clearance gap concerning other embodiment of this invention, and a metal wire has a V-shaped cross section. It is a figure which shows roughly the cross section of the conical flow path resistance member which concerns on one Embodiment of this invention. It is a figure which shows roughly the cross section of the conical flow path resistance member which concerns on other one Embodiment of this invention. It is a figure which shows roughly the cross section of the flow path resistance member of the bellows shape which concerns on another embodiment of this invention. It is a figure which shows roughly the cross section of the wool-like flow path resistance member which concerns on other one Embodiment of this invention.
  • expressions such as “identical”, “equal”, and “homogeneous” that indicate that they are in the same state are not limited to a state in which they are exactly equal. It also represents the existing state.
  • the representation of a shape such as a quadrangle or a cylindrical shape does not only represent a shape such as a quadrangle or a cylindrical shape in a geometrically strict sense, but also an uneven portion or a chamfer within a range in which the same effect can be obtained.
  • the shape including parts and the like is also shown.
  • the expressions “comprising”, “comprising”, “comprising”, “including”, or “having” one element are not exclusive expressions excluding the existence of other elements.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a cross section along an axial direction Ds of a variable displacement supercharger according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing the variable nozzle mechanism 10 according to the embodiment of the present invention.
  • 3 is a diagram showing the relationship between the rotation direction W of the turbine rotor 12 shown in FIG. 1 and the winding direction Wi of the spiral gap space Gp.
  • the extending direction of the rotating shaft 15 of the turbine rotor 12 described below is referred to as the axial direction Ds
  • the direction orthogonal to the axial direction Ds is referred to as the radial direction Dr.
  • a supercharger (hereinafter referred to as a turbocharger 1) is, for example, a variable displacement supercharger and is configured to be rotationally driven by exhaust gas discharged from an engine (not shown).
  • a turbine 13 including a turbine rotor 12 and a compressor (not shown) including a compressor rotor (not shown) connected to the turbine rotor 12 via a rotating shaft 15 are provided.
  • the compressor rotor (not shown) is coaxially driven by the rotation of the turbine rotor 12, and is configured to compress intake air to the engine (not shown).
  • the rotating shaft 15 is rotatably supported by the bearing 22.
  • the axis line 10a indicated by the alternate long and short dash line in the figure is a virtual line along the axial direction Ds passing through the rotation center of the rotation shaft 15.
  • the turbine rotor 12, the bearing 22, and the compressor rotor are housed in the turbine housing 16, the bearing housing 18, and the compressor housing (not shown), respectively.
  • the turbine housing 16 and the bearing housing 18, and the bearing housing 18 and the compressor housing (not shown) are fastened with bolts, for example.
  • a scroll-shaped scroll passage 20 (exhaust gas passage) is formed on the outer peripheral side of the turbine rotor 12 in the turbine housing 16 so as to communicate with an exhaust manifold (not shown) and through which exhaust gas discharged from an engine (not shown) flows. It The variable nozzle mechanism 10 that controls the flow of exhaust gas that acts on the turbine rotor 12 is disposed between the scroll passage 20 and the turbine rotor 12.
  • variable nozzle mechanism 10 includes a nozzle vane 8, a nozzle mount 2 to which the nozzle vane 8 is attached, a nozzle plate 4 provided to face the nozzle mount 2, a nozzle mount 2, and a nozzle.
  • a nozzle support 6 provided between the plate 4 and the plate 4.
  • the nozzle mount 2 is sandwiched between the turbine housing 16 and the bearing housing 18, and is fixed by, for example, fastening with a bolt.
  • one end of the nozzle support 6 is connected to one surface 2a of the nozzle mount 2, and the other end is connected to one surface 4a of the nozzle plate 4.
  • a plurality of nozzle supports 6 are arranged along the circumferential direction of the rotating shaft 15 (see FIG. 1 ), and the nozzle plate 4 is supported by the nozzle support 6 so as to be separated from the one surface 2 a of the nozzle mount 2.
  • the nozzle mount 2 and the nozzle plate 4 are used as a pair of introducing passage forming members, and a passage (introducing passage 9) through which the exhaust gas flowing into the turbine rotor 12 flows is formed between the nozzle mount 2 and the nozzle plate 4. Has been done.
  • the introduction path 9 is an exhaust gas flow path that guides the exhaust gas that has passed through the scroll flow path 20 to the turbine rotor 12, and the one surface 2a of the nozzle mount 2 and the one surface 4a of the nozzle plate 4 are introduced as described above.
  • a pair of flow path forming wall surfaces arranged to face each other so as to form the path 9 is formed.
  • the gap G described later is formed by the other surface 4b of the nozzle plate 4 and the turbine housing 16.
  • the nozzle vane 8 is provided in the introduction passage 9 and is connected to one end side of the lever plate 3 via the nozzle shaft 8c.
  • the other end of the lever plate 3 is connected to the drive ring 5.
  • the drive ring 5 is formed in a disk shape and is rotatably arranged on the other surface 2b of the nozzle mount 2.
  • the drive ring 5 can be rotated by being driven by an actuator (not shown) or the like. When the drive ring 5 rotates, each lever plate 3 rotates, and the opening degree (blade angle) of the nozzle vane 8 changes via the nozzle shaft 8c.
  • a gap G is provided between the inner wall surface 17 of the turbine housing 16 and the turbine support 16 in a state of being supported by the nozzle support 6 in consideration of thermal expansion due to a difference in temperature rise at the time of starting the engine. Installed.
  • the scroll passage 20 and the outlet (exhaust gas outlet 24) of the turbine 13 are directly connected by the gap G, and the exhaust gas flows without passing through the nozzle vane 8 and the turbine rotor 12. Such a cylindrical space is formed.
  • the nozzle plate 4 is provided so as to face the nozzle mount 2 and has a hole with a predetermined radius formed in the center.
  • the plate portion 41 has a circular ring shape, and the tubular portion 42 is provided upright from the plate portion 41 along the axial direction Ds of the turbine rotor 12. Therefore, the gap G is formed between the plate portion 41 (outer peripheral surface 4b) and the inner wall surface 17 of the turbine housing 16 that faces the outer peripheral surface 4b of the plate portion 41.
  • a first radial gap Ga which is formed in an annular shape and extends in the radial direction Dr in the direction Ds, and a downstream side of the first radial gap Ga (on the exhaust gas outlet 24 side of the first radial gap Ga)
  • an inner wall surface 17 of the turbine housing 16 (second inner wall surface 17b, which will be described later with reference to FIGS. 5 to 7) and a second radial gap Gc formed in an annular shape.
  • the exhaust gas flowing through the scroll passage 20 is discharged between the nozzle mount 2 and the nozzle plate 4 as indicated by an arrow f in FIG. Flowing into the inlet passage 9 of the turbine vane 8, the flow direction of which is controlled by the nozzle vane 8 and flowing to the central portion of the turbine housing 16. Then, after acting on the turbine rotor 12, it is discharged from the exhaust gas outlet 24 to the outside.
  • a spiral gap space Gp extending in the gap G is formed.
  • the spiral direction of the gap space Gp is opposite to the rotation direction W of the turbine rotor 12 as shown in FIG. Since the exhaust gas flowing into the gap G passes through the scroll passage 20, it swirls in the same direction as the rotation direction W of the turbine rotor 12 and passes through the gap space Gp formed in the gap G and the exhaust gas outlet. Go to 24.
  • the gap space Gp is a spiral flow path that is opposite to the swirling direction of the exhaust gas, it functions to block the flow of the exhaust gas while swirling in the same direction as the rotation direction W of the turbine rotor 12. To do. Therefore, it becomes possible to provide a high flow path resistance to the exhaust gas flowing through the gap G by the above-mentioned gap space Gp.
  • the method of forming the gap space Gp will be described later.
  • a spiral gap space Gp extending in the direction opposite to the rotation direction W of the turbine rotor 12 is formed in the gap G between the inner wall surface 17 of the turbine housing 16 and the nozzle plate 4, a spiral gap space Gp extending in the direction opposite to the rotation direction W of the turbine rotor 12 is formed. ing. Therefore, flow path resistance can be provided for the exhaust gas that tries to flow while swirling through the gap G. Therefore, by passing through the gap G, the exhaust gas after passing through the scroll passage 20 does not pass through the introduction passage 9 that guides the exhaust gas to the turbine rotor 12, and the scroll passage 20 is downstream of the turbine rotor 12 (of the turbine 13). The amount of exhaust gas (leakage amount) that directly leaks to the exhaust gas outlet 24) can be reduced. Therefore, turbulence of the flow of exhaust gas near the exhaust gas outlet 24 of the turbine 13 can be suppressed, and the performance of the turbocharger 1 can be improved.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing a cross section in the vicinity of the turbine rotor 12 according to the embodiment of the present invention, and a spiral gap space Gp is formed in the gap G by the metal wire rod 71.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a gap space Gp formed in the gap G according to another embodiment of the present invention, and the metal wire rod 71 has a V-shaped cross section.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing the gap space Gp formed in the gap G according to the embodiment of the present invention, and the metal wire rod 71 has a circular cross section.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the gap space Gp formed in the gap G according to another embodiment of the present invention, and the metal wire 71 has a V-shaped cross section.
  • the turbocharger 1 may further include a metal wire 71 having a shape wound in a direction opposite to the rotation direction W of the turbine rotor 12. good.
  • the gap space Gp is formed by the nozzle plate 4 and the turbine housing 16 that form the gap G, and the metal wire 71 that is wound in the direction opposite to the rotation direction W of the turbine rotor 12 and installed in the gap G. Has been formed.
  • the gap space Gp is such that the metal wire rods 71 adjacent to each other in the axial direction Ds are adjacent to each other. Between the nozzles, the nozzle plate 4, and the turbine housing 16.
  • the above-mentioned metal wire 71 is installed in the above-mentioned axial gap Gb forming the above-mentioned gap G.
  • the metal wire 71 may be installed in the axial gap Gb by winding around the outer peripheral surface 4b of the tubular portion 42 along the axial direction Ds.
  • the metal wire 71 is a coil spring, and may be installed in at least a part of the tubular portion 42 by being fitted into the tubular portion 42.
  • the metal wire rod 71 having a shape wound in the direction opposite to the rotation direction W of the turbine rotor 12 is provided in the gap G formed between the inner wall surface 17 of the turbine housing 16 and the nozzle plate 4.
  • a spiral gap space Gp extending in the direction opposite to the rotation direction W of the turbine rotor 12 can be formed in the gap G.
  • the cross-sectional shape of the metal wire 71 described above may be V-shaped or U-shaped (hereinafter, V-shaped, etc.) in some embodiments, as shown in FIG.
  • V-shaped U-shaped
  • the turbine housing 16 and the nozzle plate It can be structurally contracted in the radial direction by being sandwiched between and pushed by 4. Therefore, it is possible to properly absorb the stress caused by the difference in thermal expansion.
  • the contact force between the metal wire rod 71 and the nozzle plate 4 and the contact force between the metal wire rod 71 and the inner wall surface 17 of the turbine housing 16 increase according to the relative movement amount of the nozzle plate 4 in the radial direction Dr. Therefore, it becomes possible to prevent the exhaust gas from leaking between the inner wall surface 17 of the turbine housing 16 and the metal wire rod 71 or between the nozzle plate 4 and the metal wire rod 71.
  • the tubular portion 42 is formed with a step portion 42s.
  • the turbine housing 16 is provided between the outer peripheral surface 4b of the tubular portion 42 and the first inner wall surface 17a forming a part of the axial gap Gb described above, and the end surface 42e of the tubular portion 42. It has the 2nd inner wall surface 17b which forms the 2nd radial direction gap Gc mentioned above.
  • the metal wire 71 is installed between the stepped portion 42s of the nozzle plate 4 and the second inner wall surface 17b of the turbine housing 16 described above in the state of being installed in the gap G.
  • the metal wire 71 is installed such that the opening side of the V-shaped cross section faces the nozzle plate 4 side and the bent portion side of the V-shape faces the turbine housing 16 side.
  • the metal wire 71 is installed such that the opening side of the V-shaped cross section is on the nozzle plate 4 side, so that the metal wire 71 is better caught by the step portion 42s. Therefore, when the nozzle plate 4 moves due to a difference in thermal expansion or the like, the movement of the nozzle plate 4 is suppressed by the metal wire 71 coming into contact with the step portion 42s and the second inner wall surface 17b. It is like this.
  • the tubular portion 42 is located at a position farther from the plate portion 41 than the large diameter portion 42a, which is a tubular wall forming the outer peripheral surface 4b having a predetermined diameter, and the large diameter portion 42a.
  • a small diameter portion 42b that is a cylindrical wall that is provided on the downstream side and forms an outer peripheral surface 4b having a diameter smaller than the above-mentioned predetermined diameter.
  • a step portion 42s is formed by the boundary between the large diameter portion 42a and the small diameter portion 42b.
  • the metal wire 71 may be in contact with the step portion 42s and the second inner wall surface 17b even when the engine is stopped.
  • the metal wire 71 may be installed in the above-mentioned gap G in a state in which a V-shaped shape or the like is pressed by the turbine housing 16 and the nozzle plate 4 (unbiased state) when the engine is stopped.
  • the step portion 42s may not be formed.
  • the orientation of the V shape or the like of the metal wire 71 is not limited to the embodiment shown in FIG. 5, and the orientation such that one end on the opening side such as the V shape abuts the step portion 42s, or the V shape.
  • the opening side such as may face the turbine housing 16 side in the opposite direction of FIG.
  • the cross sectional shape of the metal wire 71 spirally wound along the axial direction Ds of the turbine rotor 12 is U-shaped or V-shaped. Then, if the metal wire rod 71 having such a cross section is installed in such a direction as to structurally expand and contract in the radial direction Dr when pushed in the radial direction Dr, the turbine housing 16 forming the above-mentioned gap G is formed.
  • the contact force at the contact portion with the inner wall surface 17 or the nozzle plate 4 can be increased. Therefore, the amount of exhaust gas leaking from between the metal wire 71 and the inner wall surface 17 of the turbine housing 16 or the nozzle plate 4 can be further reduced. Therefore, since the exhaust gas can flow without leaking from the gap space Gp, the amount of the exhaust gas passing through the gap G formed between the inner wall surface 17 of the turbine housing 16 and the nozzle plate 4 can be further reduced. ..
  • the cross-sectional shape of the metal wire 71 may be circular, as shown in FIG.
  • the step portion 42s is not formed on the nozzle plate 4 (cylindrical portion 42), but in some other embodiments, the step portion 42s described above may be formed.
  • the above-mentioned gap space Gp is formed in the nozzle plate 4 and has a spiral groove (that extends in a direction opposite to the rotation direction W of the turbine rotor 12).
  • it may be formed by the plate groove 42n).
  • the plate groove 42n is formed on at least a part of the outer peripheral surface 4b of the tubular portion 42 of the nozzle plate 4, and the outer peripheral surface 4b of the tubular portion 42 is uneven.
  • the gap space Gp is formed inside the plate groove 42n (recess).
  • the first inner wall surface 17a of the turbine housing 16 has a portion projecting toward the rotary shaft 15 on the second inner wall surface 17b side.
  • a groove (housing groove 16n) is formed in a portion facing between the grooves 42 (convex portions) of the plate groove 42n of the nozzle plate 4 which are in contact with and away from each other.
  • the projecting surface of the first inner wall surface 17a projects toward the rotary shaft 15 until the tip of the space (projection) between the plate grooves 42n of the nozzle plate 4 fits into the housing groove 16n (recess) of the turbine housing 16. ing. That is, the gap space Gp is formed by the plate groove 42n of the nozzle plate 4 and the protruding surface 16s of the first inner wall surface 17a of the turbine housing 16 positioned so as to cover the opening of the plate groove 42n.
  • the turbine rotor 12 rotates in the gap G formed between the inner wall surface 17 of the turbine housing 16 and the nozzle plate 4.
  • a spiral gap space Gp extending in the direction opposite to the direction W can be formed.
  • FIG. 8 is a diagram schematically showing a cross section of the conical flow path resistance member 7 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a view schematically showing a cross section of a conical flow path resistance member 7 according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a view schematically showing a cross section of a bellows-shaped flow path resistance member 7 according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram schematically showing a cross section of a wool-like flow path resistance member 7 according to another embodiment of the present invention.
  • the turbocharger 1 includes the turbine rotor 12, the turbine housing 16, the plurality of nozzle vanes 8, the pair of introduction passage forming members including the nozzle mount 2 and the nozzle plate 4.
  • the nozzle plate 4 includes, as already described, the annular plate portion 41 installed to face the nozzle mount 2 and the axial direction Ds of the turbine rotor 12. And a tubular portion 42 having a step portion 42s formed on the outer peripheral surface thereof.
  • the turbine housing 16 has one portion of the gap G extending along the axial direction Ds of the turbine rotor 12 between the outer peripheral surface of the tubular portion 42 and the turbine housing 16.
  • first inner wall surface 17a forming a partial gap (axial gap Gb) that forms a portion and the end surface 42e of the tubular portion 42 described above that extends along the radial direction of the turbine rotor 12.
  • second inner wall surface 17b forming a partial gap (second radial gap Gc) that constitutes another part of the gap G.
  • the turbocharger 1 having the above-described configuration is installed in the gap G formed between the inner wall surface 17 of the turbine housing 16 and the nozzle plate 4 as described above, as shown in FIGS. 8 to 11. Further provided is a tubular flow path resistance member 7.
  • the flow path resistance member 7 has one end in contact with the step portion 42s of the tubular portion 42 and the other end in contact with the second inner wall surface 17b, and the step portion 42s of the tubular portion 42.
  • the second inner wall surface 17b are installed so as to extend along the axial direction Ds. That is, the flow path resistance member 7 is installed in the above-mentioned gap G so as to divide the gap G where the axial gap Gb and the second radial gap Gc are connected into two parts.
  • the flow path resistance member 7 having the above-described tubular shape is provided on the step portion 42s of the tubular portion 42 of the nozzle plate 4.
  • the connecting cylinder portion 74b has a relatively small diameter small diameter cylinder portion 74a and a relatively large diameter large diameter cylinder portion 74c that are linearly connected by the connecting cylinder portion 74b. When connected, it has a conical shape (a straight line in the cross section of FIGS. 8 to 9) as a whole. Further, since the large-diameter cylinder portion 74c is located on the upstream side (the plate portion 41 side) of the small-diameter cylinder portion 74a, the connecting cylinder portion 74b has a diameter that increases toward the downstream side along the axial direction Ds. Has become. The large-diameter cylindrical portion 74c is in contact with the first inner wall surface 17a and the second inner wall surface 17b of the turbine housing 16.
  • the gap G is divided into two parts, that is, the outer peripheral surface side and the inner peripheral surface side of the flow path resistance member 7. That is, the exhaust gas that has flowed into the gap G is supplied to the first inner wall surface 17a of the turbine housing 16, the outer peripheral surface 4b of the tubular portion 42 (large diameter portion 42a) of the nozzle plate 4, and the outer periphery of the flow path resistance member 7. It is designed to be confined in the area defined by the plane and. Further, the flow path resistance member 7 is brought into contact with the step portion 42s of the nozzle plate 4 and the first inner wall surface 17a and the second inner wall surface 17b of the turbine housing 16 to move the nozzle plate 4 in the axial direction and the radial direction. Is designed to suppress.
  • a bellows may be formed on at least a part of the above-mentioned connecting cylinder portion 74b.
  • the connecting cylinder portion 74b is configured to play the role of a spring. Therefore, while restraining the relative movement of the nozzle plate 4 with respect to the turbine housing 16, the load of the contact portion with the step portion 42s of the tubular portion 42 and the inner wall surface 17 of the turbine housing 16 is increased according to the movement amount. Therefore, the flow path resistance member 7 and the contact portion (the contact portion between the small-diameter cylinder portion 74a and the nozzle plate 4, the contact portion between the large-diameter cylinder portion 74c and the turbine housing 16) are unavoidably generated from the gap. It is possible to reduce exhaust gas leakage.
  • a bellows may be formed on at least a part of the flow path resistance member 7 having the above-mentioned tubular shape.
  • the flow path resistance member 7 has a bellows structure and has a wavy shape in a sectional view along the axial direction Ds. Then, the wavy radial end of the bellows (projection) on the outer side in the radial direction contacts the first inner wall surface 17a of the turbine housing 16, and the inner end of the radial direction on the outer periphery of the nozzle plate 4 (cylindrical part 42). It comes into contact with the surface.
  • the flow path resistance member 7 is configured to play the role of a spring by the bellows. Therefore, while suppressing the movement of the nozzle plate 4, it is possible to increase the load of the contact portion (same as above) with the step portion 42s of the tubular portion 42 and the inner wall surface 17 of the turbine housing 16 depending on the movement amount. It is possible to reduce the leakage of exhaust gas from the gap inevitably generated between the flow path resistance member 7 and the contact portion.
  • the flow path resistance member 7 having the cylindrical shape described above may be formed of a wool-shaped material. More specifically, the flow path resistance member 7 may be made of ceramic wool. Thereby, the flow path resistance member capable of suppressing the movement of the nozzle plate 4 while reducing the amount of exhaust gas leaking from the gap G formed between the inner wall surface 17 of the turbine housing 16 and the nozzle plate 4. It is possible to properly install 7 in the above-mentioned gap G.
  • the flow path resistance member 7 is installed in the gap G (axial gap Gb) formed between the inner wall surface 17 (first inner wall surface 17a) of the turbine housing 16 and the nozzle plate 4. At this time, one end is in contact with the step portion 42s of the tubular portion 42 and the other end is in contact with the second inner wall surface 17b of the turbine housing 16, and the step portion 42s and the second inner wall surface 17b are Between the turbine rotor 12 and the turbine rotor 12 along the axial direction Ds.
  • the flow path resistance is provided for the exhaust gas which tries to flow through the gap G
  • the relative movement amount of the nozzle plate 4 in the axial direction Ds with respect to the turbine housing 16 due to the difference in thermal expansion due to the high temperature exhaust gas is set. It can be reduced. Further, if the flow path resistance member 7 is also configured to contact the first inner wall surface 17a of the turbine housing 16, the amount of radial movement of the nozzle plate 4 can also be reduced.
  • the turbocharger 1 of the present invention has been described above by taking the variable capacity supercharger as an example.
  • the present invention is not limited to the variable capacity supercharger described above.
  • the present invention is also applicable to a supercharger that is not a variable capacity type, such as a supercharger in which the nozzle vane 8 is fixed.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes a form in which the above-described embodiment is modified and a form in which these forms are appropriately combined.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

過給機は、エンジンからの排ガスにより回転駆動されるタービンロータと、タービンロータを収容すると共に、タービンロータの外周側にスクロール流路を形成するタービンハウジングと、スクロール流路を通過後の排ガスをタービンロータに導く導入路内に設けられた複数のノズルベーンと、導入路を形成するように互いに対向して配置される一対の導入路形成部材であって、ノズルマウント、およびタービンハウジングの内壁面との間に隙間を設けて設置されるノズルプレート、を含む一対の導入路形成部材と、を備え、隙間には、タービンロータの回転方向と逆方向に延在する螺旋状の隙間空間が形成されている。

Description

過給機
 本開示は、過給機の構造に関する。
 タービン翼入口に存在するベーンの開度を制御し、低速域から高速域の広い範囲でタービン翼性能を向上した可変容量型過給機などの過給機が知られている。より詳細には、この可変容量型過給機では、ベアリングハウジング側のノズルマウントとタービンハウジング側のノズルプレートとの間にベーンが複数存在し、ベーンシャフトの先に取り付けられたドライブリングを回転駆動することで、ベーンの開度の調節が可能となっている。そして、ベーンの開度を制御することで、タービン翼に供給する排ガスの流速や圧力を変化させて過給効果を高める。
 このような可変容量型過給機などの過給機では、エンジン始動時の温度上昇の差等により、タービンハウジングやノズルプレート等の熱伸びに差が生じることから、タービンハウジングとノズルプレートとの間には隙間が設けられている。この隙間によって、スクロール流路とタービンの出口とが直接接続されるなど、ベーンやタービンロータを通過することなく排ガスが流れられる空間が形成されてしまう。例えば特許文献1では、上記の隙間を形成するタービンハウジングの内壁面とシュラウド(ノズルプレート)の端面との間などにCリング状の部材を波ワッシャと共に設置し、この隙間を密封している。また、特許文献2では、タービンハウジングおよびノズルプレートの異なる位置から突出する2つの支持部材の間に円環状でV字型の断面形状を有するシール材を設置し、シール性能を確保している。
特許第4729901号公報 特開2007-309139号公報
 特許文献1~2のように、タービンハウジングの内壁面とノズルプレートとの間に形成された隙間からの排ガスのガス漏れを低減できると、タービンの排ガス出口付近の乱れが抑制され、タービン翼性能向上を図ることが可能となる。本発明者らは、上記の隙間からの排ガスの漏れを低減できる新たな手法を発明した。また、熱伸び等によるノズルプレートの動きを抑制できると、ノズルプレートとノズルマウントの間にあるノズルサポートに作用する力が低減し、安価な材料の適用や構造見直を通して、ノズルサポートの部品重量の低減等を図ることが可能となる。
 上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、タービンハウジングの内壁面とノズルプレートとの間に形成される隙間からの排ガスの漏れを低減可能な過給機を提供することを目的とする。
(1)本発明の少なくとも一実施形態に係る過給機は、
 エンジンからの排ガスにより回転駆動されるタービンロータと、
 前記タービンロータを収容すると共に、前記タービンロータの外周側にスクロール流路を形成するタービンハウジングと、
 前記スクロール流路を通過後の前記排ガスを前記タービンロータに導く導入路内に設けられた複数のノズルベーンと、
 前記導入路を形成するように互いに対向して配置される一対の導入路形成部材であって、ノズルマウント、および前記タービンハウジングの内壁面との間に隙間を設けて設置されるノズルプレート、を含む一対の導入路形成部材と、を備え、
 前記隙間には、前記タービンロータの回転方向と逆方向に延在する螺旋状の隙間空間が形成されている。
 上記(1)の構成によれば、タービンハウジングの内壁面とノズルプレートとの間の隙間には、タービンロータの回転方向と逆方向に延在する螺旋状の隙間空間が形成されている。このため、上記の隙間を旋回しながら流れようとする排ガスに対して流路抵抗を設けることができる。よって、上記の隙間を通過することにより、スクロール流路を通過後の排ガスをタービンロータに導く導入路を通過することなく、スクロール流路からタービンロータの下流(排ガス出口)に直接漏れる排ガスの量(漏れ量)を低減することができる。したがって、タービンの排ガス出口付近における排ガスの流れの乱れを抑制することができ、過給機の性能の向上を図ることができる。
(2)幾つかの実施形態では、上記(1)の構成において、
 前記タービンロータの回転方向と逆方向に巻回された形状を有する金属線材を、さらに備え、
 前記隙間空間は、
 前記隙間を形成する前記タービンハウジングおよび前記ノズルプレートと、前記隙間に設置された前記金属線材とにより形成されている。
 上記(2)の構成によれば、タービンロータの回転方向と逆方向に巻回した形状を有する金属線材を、タービンハウジングの内壁面とノズルプレートとの間に形成される隙間に設置することにより、上記隙間に、タービンロータの回転方向と逆方向に延在する螺旋状の隙間空間を形成することができる。
(3)幾つかの実施形態では、上記(2)の構成において、
 前記金属線材の断面形状は、V字状またはU字状である。
 上記(3)の構成によれば、タービンロータの回転軸の延在方向(軸方向)に沿って螺旋状に巻回された金属線材の断面形状は、U字状またはV字状である。そして、このような断面を有する金属線材を、径方向(軸方向に直交する方向)に押された時に、径方向に構造的に伸縮するような向きで設置すれば、上記の隙間を形成するタービンハウジングの内壁面やノズルプレートとの接触部における接触力を増加させることができる。よって、金属線材と、タービンハウジングの内壁面やノズルプレート4の間から漏れる排ガスの量をより少なくすることができる。したがって、排ガスが隙間空間を漏れることなく流れるようにできるので、タービンハウジングの内壁面とノズルプレートとの間に形成される隙間を通過する排ガスの量をより低減することができる。
(4)幾つかの実施形態では、上記(1)の構成において、
 前記隙間空間は、前記ノズルプレートに形成された前記螺旋状の溝により形成されている。
 上記(4)の構成によれば、ノズルプレートに螺旋状の溝を形成することにより、タービンハウジングの内壁面とノズルプレートとの間に形成される隙間に、タービンロータの回転方向と逆方向に延在する螺旋状の隙間空間を形成することができる。
(5)本発明の少なくとも一実施形態に係る過給機は、
 エンジンからの排ガスにより回転駆動されるタービンロータと、
 前記タービンロータを収容すると共に、前記タービンロータの外周側にスクロール流路を形成するタービンハウジングと、
 前記スクロール流路を通過後の前記排ガスを前記タービンロータに導く導入路内に設けられた複数のノズルベーンと、
 前記導入路を形成するように互いに対向して配置される一対の導入路形成部材であって、ノズルマウント、および前記タービンハウジングの内壁面との間に隙間を設けて設置されるノズルプレート、を含む一対の導入路形成部材と、
 前記隙間に設置される筒状の流路抵抗部材と、
を備え、
 前記ノズルプレートは、
 前記ノズルマウントに対向して設置される円環状のプレート部と、
 前記タービンロータの軸方向に沿って前記プレート部から立設し、外周面に段部が形成された筒状の筒状部と、を有し、
 前記タービンハウジングは、
 前記筒状部の外周面との間に、前記タービンロータの軸方向に沿って延在する前記隙間の一部を構成する部分隙間を形成する第1内壁面と、
 前記筒状部の端面との間に、前記タービンロータの径方向に沿って延在する前記隙間の他の一部を構成する部分隙間を形成する第2内壁面と、を有し、
 前記流路抵抗部材は、一端が前記筒状部の段部に当接し、他端が前記第2内壁面に当接した状態で、前記筒状部の段部と前記第2内壁面との間に前記軸方向に沿って延在するように設置される。
 上記(5)の構成によれば、流路抵抗部材は、タービンハウジングの内壁面(第1内壁面)とノズルプレートとの間に形成される隙間(軸方向隙間)に設置された際に、一端が筒状部の段部に当接し、他端がタービンハウジングの第2内壁面に当接した状態で、上記の段部と上記の第2内壁面との間にタービンロータの軸方向に沿って延在する。これによって、上記の隙間を流れようとする排ガスに対して流路抵抗を設けつつ、高温の排ガスによる熱伸び差による、タービンハウジングに対するノズルプレートの相対的な軸方向への移動量を低減することができる。また、流路抵抗部材が、タービンハウジングの第1内壁面にも当接するように構成すれば、ノズルプレートの径方向への移動量も低減することができる。
 よって、スクロール流路を通過後の排ガスをタービンロータに導く導入路を通過することなく上記の隙間を通過することにより、スクロール流路からタービンロータの下流に直接漏れる排ガスの量(漏れ量)を低減することができる。したがって、タービンの排ガス出口付近における排ガスの流れの乱れを抑制することができ、過給機の性能の向上を図ることができる。さらに、ノズルプレートの移動を抑制することにより、ノズルプレートとノズルマウントとの間にあるノズルサポートに作用する力が低減されるので、より安価な材料によるノズルサポートの製造や、ノズルサポートの構造見直しによる部品重量の低減を図ることができる。
(6)幾つかの実施形態では、上記(5)の構成において、
 前記流路抵抗部材は、
 前記筒状部の段部に当接する第1径を有する小径筒部と、
 前記第1内壁面および前記第2内壁面に当接する、前記第1径よりも大きい第2径を有する大径筒部と、
 前記小径筒部と前記大径筒部とを接続する接続筒部と、を有する。
 上記(6)の構成によれば、流路抵抗部材が小径筒部、大径筒部、および接続筒部を有するように構成することで、タービンハウジングの内壁面とノズルプレートとの間に形成される隙間から漏れる排ガスの漏れ量を低減しつつ、ノズルプレートの移動を抑制することが可能な流路抵抗部材を上記の隙間に適切に設置することができる。
(7)幾つかの実施形態では、上記(6)の構成において、
 前記接続筒部の少なくとも一部にはベローズが形成されている。
 上記(7)の構成によれば、流路抵抗部材の接続筒部は、ベローズによりバネの役割を担うように構成される。このため、タービンハウジングに対するノズルプレートの相対的な移動を抑制しつつ、移動量に応じて筒状部の段部やベアリングハウジングの内壁面との接触部分の荷重が増加させることができるので、流路抵抗部材と接触部分とに不可避的に生じる間隙からの排気ガスの漏れを低減することができる。
(8)幾つかの実施形態では、上記(5)の構成において、
 前記流路抵抗部材の少なくとも一部にはベローズが形成されている。
 上記(8)の構成によれば、流路抵抗部材は、ベローズによりバネの役割を担うように構成される。このため、ノズルプレートの移動を抑制しつつ、移動量に応じて筒状部の段部やベアリングハウジングの内壁面との接触部分の荷重が増加させることができるので、流路抵抗部材と接触部分とに不可避的に生じる間隙からの排気ガスの漏れを低減することができる。よって、タービンハウジングの内壁面とノズルプレートとの間に形成される隙間から漏れる排ガスの漏れ量を低減しつつ、ノズルプレートの移動を抑制することが可能な流路抵抗部材を上記の隙間に適切に設置することができる。
(9)幾つかの実施形態では、上記(5)の構成において、
 前記流路抵抗部材は、ウール状の材料で形成されている。
 上記(9)の構成によれば、例えばセラミックウールなどのウール状の材料で流路抵抗部材を形成する。これによって、タービンハウジングの内壁面とノズルプレートとの間に形成される隙間から漏れる排ガスの漏れ量を低減しつつ、ノズルプレートの移動を抑制することが可能な流路抵抗部材を上記の隙間に適切に設置することができる。
 本発明の少なくとも一実施形態によれば、タービンハウジングの内壁面とノズルプレートとの間に形成される隙間からの排ガスの漏れを低減可能な過給機が提供される。
本発明の一実施形態に係る過給機におけるタービンの軸方向に沿った断面を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態に係る可変ノズル機構を概略的に示す図である。 図1に示すタービンロータの回転方向と螺旋状の隙間空間の巻回向きとの関係を示す図である。 本発明の一実施形態に係るタービンロータ付近の断面を概略的に示す図であり、金属線材により螺旋状の隙間空間が隙間に形成されている。 本発明の他の実施形態に係る隙間に形成された隙間空間を示す断面図であり、金属線材はV字状の断面を有する。 本発明の一実施形態に係る隙間に形成された隙間空間を示す断面図であり、金属線材は円形の断面を有する。 本発明のその他の実施形態に係る隙間に形成された隙間空間を示す断面図であり、金属線材はV字状の断面を有する。 本発明の一実施形態に係る円錐状の流路抵抗部材の断面を概略的に示す図である。 本発明の他の一実施形態に係る円錐状の流路抵抗部材の断面を概略的に示す図である。 本発明の他の一実施形態に係るベローズ状の流路抵抗部材の断面を概略的に示す図である。 本発明の他の一実施形態に係るウール状の流路抵抗部材の断面を概略的に示す図である。
 以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
 例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
 例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
 例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
 一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
 図1は、本発明の一実施形態に係る可変容量型過給機の軸方向Dsに沿った断面を概略的に示す図である。図2は、本発明の一実施形態に係る可変ノズル機構10を概略的に示す図である。また、図3は、図1に示すタービンロータ12の回転方向Wと螺旋状の隙間空間Gpの巻回向きWiとの関係を示す図である。
 なお、以下の説明では、後述するタービンロータ12の回転軸15の延在方向を軸方向Dsと呼び、軸方向Dsに直交する方向を径方向Drと呼ぶものとする。
 図1に示すように、過給機(以下、ターボチャージャ1という。)は、例えば可変容量型過給機であり、不図示のエンジンから排出された排ガスにより回転駆動されるように構成されたタービンロータ12を含むタービン13と、回転軸15を介してタービンロータ12に接続されたコンプレッサロータ(不図示)を含むコンプレッサ(不図示)と、を備える。コンプレッサロータ(不図示)は、タービンロータ12の回転により同軸駆動されて、エンジン(不図示)への吸気を圧縮するように構成される。また、回転軸15は軸受22によって回転可能に支持される。なお、図中の一点鎖線で示す軸線10aは、回転軸15の回転中心を通る軸方向Dsに沿った仮想の線である。
 上記のタービンロータ12、軸受22、コンプレッサロータ(不図示)は、それぞれ、タービンハウジング16、軸受ハウジング18及びコンプレッサハウジング(不図示)に収容される。そして、タービンハウジング16および軸受ハウジング18、及び、軸受ハウジング18およびコンプレッサハウジング(不図示)は、それぞれ、例えばボルトによって締結される。
 また、タービンハウジング16におけるタービンロータ12の外周側には、不図示の排気マニホールドと連通し、エンジン(不図示)から排出された排ガスが流れるスクロール状のスクロール流路20(排ガス通路)が形成される。そして、スクロール流路20とタービンロータ12との間には、タービンロータ12に作用する排ガスの流れを制御する可変ノズル機構10が配置される。
 この可変ノズル機構10は、図1に示す実施形態では、ノズルベーン8と、ノズルベーン8が取り付けられるノズルマウント2と、ノズルマウント2に対向するように設けられたノズルプレート4と、ノズルマウント2とノズルプレート4との間に設けられるノズルサポート6と、を有する。ノズルマウント2は、タービンハウジング16と軸受ハウジング18との間に挟まれた状態で、例えばボルトで締結されることによって固定されている。
 より詳細には、図2に示すように、ノズルサポート6の一端は、ノズルマウント2の一面2aに連結され、他端は、ノズルプレート4の一面4aが連結されている。ノズルサポート6は、回転軸15(図1参照)の周方向に沿って複数配置されおり、ノズルプレート4は、ノズルサポート6によって、ノズルマウント2の一面2aから離間して支持されている。これによって、ノズルマウント2およびノズルプレート4を一対の導入路形成部材として、ノズルマウント2とノズルプレート4との間に、タービンロータ12に流入される排ガスが流れる流路(導入路9)が形成されている。すなわち、この導入路9は、上記のスクロール流路20を通過後の排ガスをタービンロータ12に導く排ガスの流路であり、ノズルマウント2の一面2a及びノズルプレート4の一面4aは、上述した導入路9を形成するように互いに対向して配置される一対の流路形成壁面を構成する。なお、後述する隙間Gは、ノズルプレート4の他面4bとタービンハウジング16とによって形成される。
 また、図2に示すように、ノズルベーン8は、導入路9内に設けられており、ノズル軸8cを介してレバープレート3の一端側に連結されている。また、レバープレート3の他端側は、ドライブリング5に連結されている。ドライブリング5は、円盤状に形成されており、ノズルマウント2の他面2bに回転可能に配置されている。このドライブリング5は不図示のアクチュエータなどにより駆動されて回転可能になっている。ドライブリング5が回転すると、各レバープレート3が回転し、ノズル軸8cを介してノズルベーン8の開度(翼角)が変化するように構成されている。
 また、図1に示すように、エンジン始動時の温度上昇の差等による熱伸びを考慮して、ノズルサポート6により支持された状態においてタービンハウジング16の内壁面17との間に隙間Gを設けて設置される。図1に示す実施形態では、この隙間Gによって、スクロール流路20と、タービン13の出口(排ガス出口24)とが直接接続されており、ノズルベーン8やタービンロータ12を通過することなく排ガスが流れるような円筒状の空間が形成されている。
 より詳細には、図1~図2に示すように(後述する図4も同様)、ノズルプレート4は、上述したノズルマウント2に対向して設置される、中心に所定の半径の穴が形成された円環状のプレート部41と、タービンロータ12の軸方向Dsに沿ってプレート部41から立設される筒状の筒状部42と、を有する。このため、上記の隙間Gは、プレート部41(外周面4b)と、このプレート部41の外周面4bに対向するタービンハウジング16の内壁面17との間に形成された、タービンロータ12の軸方向Dsに径方向Drに延在する円環状に形成された第1径方向隙間Gaと、第1径方向隙間Gaの下流側(第1径方向隙間Gaよりも排ガス出口24側)に接続(連通)され、筒状部42の外周面4bと、この外周面4bに対向するタービンハウジング16の内壁面17(第1内壁面17a。後述する図5~図7参照)との間に円筒状に形成された軸方向隙間Gbと、軸方向隙間Gbの下流側(軸方向隙間Gbよりも排ガス出口24側)に接続(連通)され、筒状部42の端面42eと、この端面42eに対向するタービンハウジング16の内壁面17(第2内壁面17b。後述する図5~図7参照)との間に円環状に形成された第2径方向隙間Gcと、を含む。
 上述したような構成を備える可変ノズル機構10を備えたターボチャージャ1では、スクロール流路20を流れた排ガスは、図1の矢印fで示したように、ノズルマウント2とノズルプレート4との間の導入路9に流れ込み、ノズルベーン8によって流れ方向が制御されて、タービンハウジング16の中心部へと流れる。そして、タービンロータ12に作用した後に、排ガス出口24から外部に排出される。
 また、上記のスクロール流路20などから上記の隙間Gに流入する排ガスも存在する。このような排ガスは、上記の導入路9を通過することなく、上記の隙間Gを通って、タービンロータ12の下流の排ガス出口24に直接流れようとする。このような隙間Gを通過した排ガスは、排ガス出口24付近の乱れとなるため、タービン翼性能向上を図るためには、隙間Gを通過して排ガス出口24に流れる排ガスの量(漏れ量)を低減する必要がある。
 このため、上述したような、タービンハウジング16の内壁面17とノズルプレート4とによって形成される隙間Gには、図1に示すような位置に、後述する図5~図7に示すような、隙間Gに延在する螺旋状の隙間空間Gpが形成されている。この隙間空間Gpの螺旋の向きは、図3に示すように、タービンロータ12の回転方向Wと逆方向となっている。上記の隙間Gに流入する排ガスは、スクロール流路20を通ることから、タービンロータ12の回転方向Wと同じ方向に旋回しつつ、上記の隙間Gに形成された隙間空間Gpを通って排ガス出口24に向かう。この際、隙間空間Gpは、排ガスの旋回方向と逆向きの螺旋状の流路となっているため、タービンロータ12の回転方向Wと同じ方向に旋回しながら流れる排ガスの流れを妨げるように機能する。よって、上記の隙間空間Gpにより、隙間Gを流れる排ガスに対して高い流路抵抗を設けることが可能となる。なお、隙間空間Gpの形成手法については、後述する。
 上記の構成によれば、タービンハウジング16の内壁面17とノズルプレート4との間の隙間Gには、タービンロータ12の回転方向Wと逆方向に延在する螺旋状の隙間空間Gpが形成されている。このため、上記の隙間Gを旋回しながら流れようとする排ガスに対して流路抵抗を設けることができる。よって、上記の隙間Gを通過することにより、スクロール流路20を通過後の排ガスをタービンロータ12に導く導入路9を通過することなく、スクロール流路20からタービンロータ12の下流(タービン13の排ガス出口24)に直接漏れる排ガスの量(漏れ量)を低減することができる。したがって、タービン13の排ガス出口24付近における排ガスの流れの乱れを抑制することができ、ターボチャージャ1の性能の向上を図ることができる。
 次に、上述したタービンハウジング16の内壁面17との間の隙間Gへの隙間空間Gpの形成手法に関する幾つかの実施形態について、図4~7を用いて説明する。
 図4は、本発明の一実施形態に係るタービンロータ12付近の断面を概略的に示す図であり、金属線材71により螺旋状の隙間空間Gpが隙間Gに形成されている。図5は、本発明の他の実施形態に係る隙間Gに形成された隙間空間Gpを示す断面図であり、金属線材71はV字状の断面を有する。図6は、本発明の一実施形態に係る隙間Gに形成された隙間空間Gpを示す断面図であり、金属線材71は円形の断面を有する。また、図7は、本発明のその他の実施形態に係る隙間Gに形成された隙間空間Gpを示す断面図であり、金属線材71はV字状の断面を有する。
 幾つかの実施形態では、図4~図6に示すように、ターボチャージャ1は、タービンロータ12の回転方向Wと逆方向に巻回された形状を有する金属線材71を、さらに備えていても良い。そして、上記の隙間空間Gpは、隙間Gを形成するノズルプレート4およびタービンハウジング16と、タービンロータ12の回転方向Wと逆方向に巻回されて隙間Gに設置された金属線材71と、により形成されている。図4~図6に示すように、金属線材71がノズルプレート4などに軸方向Dsに沿って複数回巻回された状態においては、隙間空間Gpは、軸方向Dsで隣接する金属線材71同士の各間と、ノズルプレート4と、タービンハウジング16とにより囲まれることで画定される。
 より詳細には、上記の金属線材71は、上記の隙間Gを構成する上述した軸方向隙間Gbに設置される。例えば、金属線材71は、筒状部42の外周面4bの少なくとも一部に軸方向Dsに沿って巻き付けることで、軸方向隙間Gbに設置しても良い。あるいは、金属線材71はコイルバネであり、筒状部42に嵌め込むことで、筒状部42の少なくとも一部に設置しても良い。
 上記の構成によれば、タービンロータ12の回転方向Wと逆方向に巻回した形状を有する金属線材71を、タービンハウジング16の内壁面17とノズルプレート4との間に形成される隙間Gに設置することにより、上記隙間Gに、タービンロータ12の回転方向Wと逆方向に延在する螺旋状の隙間空間Gpを形成することができる。
 また、上述した金属線材71の断面形状は、幾つかの実施形態では、図5に示すように、V字状またはU字状(以下、V字状等)であっても良い。金属線材71がV字状等の断面を有する場合には、筒状部42が熱伸び差により、タービンハウジング16に対して相対的に径方向Drに動く場合には、タービンハウジング16とノズルプレート4との間に挟まれて押されることで、構造的に径方向に縮むことが可能である。よって、熱伸び差により生じる応力を適切に吸収することが可能となる。また、ノズルプレート4の径方向Drの相対的な移動量に応じて、金属線材71とノズルプレート4との接触力、および、金属線材71とタービンハウジング16の内壁面17との接触力が増加するので、タービンハウジング16の内壁面17と金属線材71との間、あるいは、ノズルプレート4と金属線材71との間を排ガスが漏れるのを防ぐことが可能となる。
 図5に示す実施形態では、筒状部42には段部42sが形成されている。また、タービンハウジング16は、筒状部42の外周面4bとの間に、上述した軸方向隙間Gbの一部を形成する第1内壁面17aと、筒状部42の端面42eとの間に上述した第2径方向隙間Gcを形成する第2内壁面17bと、を有している。そして、金属線材71は、上記の隙間Gに設置された状態において、上述したノズルプレート4の段部42sと、上述したタービンハウジング16の第2内壁面17bとの間に設置されている。この際、金属線材71は、V字状の断面の開口側がノズルプレート4側を向き、V字状の折れ曲がり部分の側がタービンハウジング16側を向くように設置されている。このように、金属線材71を、V字状の断面の開口側がノズルプレート4側になる向きに設置することにより、段部42sにより良く引っ掛かるようになっている。このため、ノズルプレート4が熱伸び差等により移動した場合に、金属線材71が上記の段部42s、および上記の第2内壁面17bに当接することで、ノズルプレート4の移動が抑制されるようになっている。
 また、図5に示す実施形態では、筒状部42は、所定の径の外周面4bを形成する筒壁である大径部42aと、大径部42aよりもプレート部41から離れた位置(下流側)に設けられ、上記の所定の径よりも小さい径の外周面4bを形成する筒壁である小径部42bと、を有している。そして、これらの大径部42aと小径部42bとの境界によって、段部42sが形成されている。
 なお、金属線材71は、エンジンの停止時においても、上記の段部42sおよび上記の第2内壁面17bに当接していても良い。金属線材71は、エンジンの停止時において、V字状等の形状が、タービンハウジング16とノズルプレート4とに押された状態(不勢状態)で上記の隙間Gに設置されていても良い。後述する図7に示すように、段部42sは形成されていなくても良い。金属線材71のV字状等の向きは、図5に示す実施形態に限定されず、V字状等の開口側の一方の端部が段部42sと当接するような向きや、V字状等の開口側がタービンハウジング16側を向くような図5の反対向きであっても良い。
 上記の構成によれば、タービンロータ12の軸方向Dsに沿って螺旋状に巻回された金属線材71の断面形状は、U字状またはV字状である。そして、このような断面を有する金属線材71を、径方向Drに押された時に、径方向Drに構造的に伸縮するような向きで設置すれば、上記の隙間Gを形成するタービンハウジング16の内壁面17やノズルプレート4との接触部における接触力を増加させることができる。よって、金属線材71と、タービンハウジング16の内壁面17やノズルプレート4との間から漏れる排ガスの量をより少なくすることができる。したがって、排ガスが隙間空間Gpから漏れることなく流れるようにできるので、タービンハウジング16の内壁面17とノズルプレート4との間に形成される隙間Gを通過する排ガスの量をより低減することができる。
 なお、他の幾つかの実施形態では、図6に示すように、金属線材71の断面形状は、円形であっても良い。図6に示す実施形態では、ノズルプレート4(筒状部42)に段部42sが形成されていないが、他の幾つかの実施形態では、上述した段部42sが形成されていても良い。
 また、幾つかの実施形態では、図7に示すように、上述した隙間空間Gpは、ノズルプレート4に形成された、タービンロータ12の回転方向Wと逆方向に延在する螺旋状の溝(以下、プレート溝42n)により形成されても良い。このプレート溝42nは、ノズルプレート4の筒状部42の外周面4bの少なくとも一部に形成されており、筒状部42の外周面4bに凹凸を形成している。そして、隙間空間Gpは、このプレート溝42n(凹部)の内側に形成される。
 図7に示す実施形態では、タービンハウジング16の第1内壁面17aは、第2内壁面17b側において回転軸15に向けて突出している部分を有している。この第1内壁面17aの突出面を形成するタービンハウジング16の内壁には、ノズルプレート4のプレート溝42nの離接する溝42間(凸部)に対向する部分に溝(ハウジング溝16n)が形成されている。そして、第1内壁面17aの突出面は、このタービンハウジング16のハウジング溝16n(凹部)にノズルプレート4のプレート溝42n間(凸部)の先端が入るぐらいまで、回転軸15に向けて突出している。すなわち、隙間空間Gpは、ノズルプレート4のプレート溝42nと、このプレート溝42nの開口を覆うように位置するタービンハウジング16の第1内壁面17aの突出面16sとで形成されている。
 上記の構成によれば、ノズルプレート4に螺旋状のプレート溝42nを形成することにより、タービンハウジング16の内壁面17とノズルプレート4との間に形成される隙間Gに、タービンロータ12の回転方向Wと逆方向に延在する螺旋状の隙間空間Gpを形成することができる。
 次に、上述したタービンハウジング16の内壁面17とノズルプレート4とによって形成される上記の隙間Gから排ガス出口24に直接漏れる排ガスの漏れ量を低減するための、他の実施形態について、図8~図11を用いて説明する。
 図8は、本発明の一実施形態に係る円錐状の流路抵抗部材7の断面を概略的に示す図である。図9は、本発明の他の一実施形態に係る円錐状の流路抵抗部材7の断面を概略的に示す図である。図10は、本発明の他の一実施形態に係るベローズ状の流路抵抗部材7の断面を概略的に示す図である。図11は、本発明の他の一実施形態に係るウール状の流路抵抗部材7の断面を概略的に示す図である。
 既に図1~図2を用いて説明したように、ターボチャージャ1は、タービンロータ12と、タービンハウジング16と、複数のノズルベーン8と、ノズルマウント2およびノズルプレート4を含む一対の導入路形成部材と、を備える。また、図8~図11に示すように、ノズルプレート4は、既に説明したように、ノズルマウント2に対向して設置される円環状のプレート部41と、タービンロータ12の軸方向Dsに沿ってプレート部41から立設し、外周面に段部42sが形成された筒状の筒状部42と、を有する。他方、図8~図11に示すように、タービンハウジング16は、上記の筒状部42の外周面との間に、タービンロータ12の軸方向Dsに沿って延在する上記の隙間Gの一部を構成する部分隙間(軸方向隙間Gb)を形成する第1内壁面17aと、上記の筒状部42の端面42eとの間に、タービンロータ12の径方向に沿って延在する上記の隙間Gの他の一部を構成する部分隙間(第2径方向隙間Gc)を形成する第2内壁面17bと、を有する。
 そして、上述した構成を備えるターボチャージャ1は、図8~図11に示すように、上述したような、タービンハウジング16の内壁面17とノズルプレート4との間に形成される隙間Gに設置される筒状の流路抵抗部材7を、さらに備える。そして、この流路抵抗部材7は、その一端が上記の筒状部42の段部42sに当接し、その他端が第2内壁面17bに当接した状態で、筒状部42の段部42sと第2内壁面17bとの間に軸方向Dsに沿って延在するように設置される。つまり、流路抵抗部材7は、軸方向隙間Gbと第2径方向隙間Gcが接続された隙間Gを2つの部分に分断するように、上記の隙間Gに設置される。
 具体的には、幾つかの実施形態では、図8~図9に示すように、上述した筒状の形状を有する流路抵抗部材7は、ノズルプレート4の筒状部42の段部42sに当接する第1径R1を有する小径筒部74aと、第1内壁面および第2内壁面に当接する、上記の第1径R1よりも大きい第2径R2(R1<R2)を有する大径筒部74cと、小径筒部74aと大径筒部74cとを接続する接続筒部74bと、を有する。
 図8~図9に示す実施形態では、接続筒部74bは、相対的に径が小さい小径筒部74aと、相対的に径が大きい大径筒部74cとを接続筒部74bによって直線状に接続することで、全体として円錐状(図8~図9の断面では直線状)の形状を有している。また、大径筒部74cが、小径筒部74aよりも上流側(プレート部41側)に位置するので、接続筒部74bは、軸方向Dsに沿って下流に行くほど径が大きくなるようになっている。そして、大径筒部74cは、タービンハウジング16の第1内壁面17aおよび第2内壁面17bに当接されている。
 このように流路抵抗部材7を構成することで、隙間Gを、流路抵抗部材7の外周面側と内周面側との2つの部分に分断するようなっている。つまり、上記の隙間Gに流入した排ガスを、タービンハウジング16の第1内壁面17aと、ノズルプレート4の筒状部42(大径部42a)の外周面4bと、流路抵抗部材7の外周面とで画定されている部分に閉じ込めるようになっている。また、流路抵抗部材7が、ノズルプレート4の段部42sとタービンハウジング16の第1内壁面17aおよび第2内壁面17bに当接することによって、ノズルプレート4の軸方向および径方向での移動を抑制するようになっている。
 また、図9に示すように、上述した接続筒部74bの少なくとも一部には、ベローズが形成されていても良い。このベローズにより、接続筒部74bはバネの役割を担うように構成される。このため、タービンハウジング16に対するノズルプレート4の相対的な移動を抑制しつつ、移動量に応じて筒状部42の段部42sやタービンハウジング16の内壁面17との接触部分の荷重が増加させることができるので、流路抵抗部材7と接触部分(小径筒部74aとノズルプレート4との接触部分、大径筒部74cとタービンハウジング16との接触部分)とに不可避的に生じる間隙からの排気ガスの漏れを低減することが可能となる。
 他の幾つかの実施形態では、図10に示すように、上述した筒状の形状を有する流路抵抗部材7の少なくとも一部にはベローズが形成されていても良い。図10に示す実施形態では、流路抵抗部材7はベローズ構造を有しており、軸方向Dsに沿った断面視において、波状の形状を有している。そして、ベローズの波状の径方向Dr外側の端部(凸部)がタービンハウジング16の第1内壁面17aに当接し、径方向Dr内側の端部がノズルプレート4(筒状部42)の外周面に当接するようになっている。このため、排ガスが上記の隙間Gを流れるためには、ベローズにより形成される複数の障壁を越えていかなくてはならず、流路抵抗を設けることが可能となる。また、ノズルプレート4が軸方向Dsに移動する場合には、ベローズが径方向Drに伸びることで、ベローズと、タービンハウジング16およびノズルプレート4との各々の接触部における接触力が増加するので、排ガスが接触部から漏れにくくなる。
 このように、流路抵抗部材7は、ベローズによりバネの役割を担うように構成される。このため、ノズルプレート4の移動を抑制しつつ、移動量に応じて筒状部42の段部42sやタービンハウジング16の内壁面17との接触部分(同上)の荷重が増加させることができるので、流路抵抗部材7と接触部分とに不可避的に生じる間隙からの排気ガスの漏れを低減することが可能となる。
 その他の幾つかの実施形態では、図11に示すように、上述した筒状の形状を有する流路抵抗部材7は、ウール状の材料で形成されていても良い。より具体的には、流路抵抗部材7はセラミックウールで形成されていても良い。これによって、タービンハウジング16の内壁面17とノズルプレート4との間に形成される隙間Gから漏れる排ガスの漏れ量を低減しつつ、ノズルプレート4の移動を抑制することが可能な流路抵抗部材7を上記の隙間Gに適切に設置することが可能となる。
 上記の構成によれば、流路抵抗部材7は、タービンハウジング16の内壁面17(第1内壁面17a)とノズルプレート4との間に形成される隙間G(軸方向隙間Gb)に設置された際に、一端が筒状部42の段部42sに当接し、他端がタービンハウジング16の第2内壁面17bに当接した状態で、上記の段部42sと上記の第2内壁面17bとの間にタービンロータ12の軸方向Dsに沿って延在する。これによって、上記の隙間Gを流れようとする排ガスに対して流路抵抗を設けつつ、高温の排ガスによる熱伸び差によるタービンハウジング16に対するノズルプレート4の相対的な軸方向Dsへの移動量を低減することができる。また、流路抵抗部材7が、タービンハウジング16の第1内壁面17aにも当接するように構成すれば、ノズルプレート4の径方向への移動量も低減することができる。
 よって、スクロール流路20を通過後の排ガスをタービンロータ12に導く導入路9を通過することなく上記の隙間Gを通過することにより、スクロール流路20からタービンロータ12の下流に直接漏れる排ガスの量(漏れ量)を低減することができる。したがって、タービン13の排ガス出口24付近における排ガスの流れの乱れを抑制することができ、ターボチャージャ1の性能の向上を図ることができる。さらに、ノズルプレート4の移動を抑制することにより、ノズルプレート4とノズルマウント2との間にあるノズルサポート6に作用する力が低減されるので、より安価な材料によるノズルサポート6の製造や、ノズルサポート6の構造見直しによる部品重量の低減を図ることができる。
 以上、可変容量型過給機を例に本発明のターボチャージャ1を説明した。ただし、上述した可変容量型過給機に本発明は限定さない。本発明は、例えばノズルベーン8が固定されたような過給機など、可変容量型ではない過給機にも適用可能である。
 また、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
1    ターボチャージャ(過給機)
10   可変ノズル機構
10a  軸線
12   タービンロータ
13   タービン
15   回転軸
16   タービンハウジング
17   タービンハウジングの内壁面
17a  第1内壁面
17b  第2内壁面
16n  ハウジング溝
16s  タービンハウジングの内壁面の突出面
18   軸受ハウジング
2    ノズルマウント
2a   ノズルマウントの一面
2b   ノズルマウントの他面
20   スクロール流路
22   軸受
24   排ガス出口
3    レバープレート
4    ノズルプレート
4a   ノズルプレートの一面
4b   ノズルプレートの他面(外周面)
41   プレート部
42   筒状部
42a  大径部
42b  小径部
42e  端面
42s  段部
42n  プレート溝
5    ドライブリング
6    ノズルサポート
7    流路抵抗部材
71   金属線材
74a  小径筒部
74b  接続筒部
74c  大径筒部
8    ノズルベーン
8c   ノズル軸
9    導入路
W    タービンロータの回転方向
Wi   隙間空間の巻回向き
G    隙間
Ga   第1径方向隙間
Gb   軸方向隙間
Gc   第2径方向隙間
Gp   隙間空間
R1   第1径
R2   第2径
f    排ガスの流れ

Claims (9)

  1.  エンジンからの排ガスにより回転駆動されるタービンロータと、
     前記タービンロータを収容すると共に、前記タービンロータの外周側にスクロール流路を形成するタービンハウジングと、
     前記スクロール流路を通過後の前記排ガスを前記タービンロータに導く導入路内に設けられた複数のノズルベーンと、
     前記導入路を形成するように互いに対向して配置される一対の導入路形成部材であって、ノズルマウント、および前記タービンハウジングの内壁面との間に隙間を設けて設置されるノズルプレート、を含む一対の導入路形成部材と、を備え、
     前記隙間には、前記タービンロータの回転方向と逆方向に延在する螺旋状の隙間空間が形成されていることを特徴とする過給機。
  2.  前記タービンロータの回転方向と逆方向に巻回された形状を有する金属線材を、さらに備え、
     前記隙間空間は、
     前記隙間を形成する前記タービンハウジングおよび前記ノズルプレートと、前記隙間に設置された前記金属線材とにより形成されていることを特徴とする請求項1に記載の過給機。
  3.  前記金属線材の断面形状は、V字状またはU字状であることを特徴とする請求項2に記載の過給機。
  4.  前記隙間空間は、前記ノズルプレートに形成された前記螺旋状の溝により形成されていることを特徴とする請求項1に記載の過給機。
  5.  エンジンからの排ガスにより回転駆動されるタービンロータと、
     前記タービンロータを収容すると共に、前記タービンロータの外周側にスクロール流路を形成するタービンハウジングと、
     前記スクロール流路を通過後の前記排ガスを前記タービンロータに導く導入路内に設けられた複数のノズルベーンと、
     前記導入路を形成するように互いに対向して配置される一対の導入路形成部材であって、ノズルマウント、および前記タービンハウジングの内壁面との間に隙間を設けて設置されるノズルプレート、を含む一対の導入路形成部材と、
     前記隙間に設置される筒状の流路抵抗部材と、
    を備え、
     前記ノズルプレートは、
     前記ノズルマウントに対向して設置される円環状のプレート部と、
     前記タービンロータの軸方向に沿って前記プレート部から立設し、外周面に段部が形成された筒状の筒状部と、を有し、
     前記タービンハウジングは、
     前記筒状部の外周面との間に、前記タービンロータの軸方向に沿って延在する前記隙間の一部を構成する部分隙間を形成する第1内壁面と、
     前記筒状部の端面との間に、前記タービンロータの径方向に沿って延在する前記隙間の他の一部を構成する部分隙間を形成する第2内壁面と、を有し、
     前記流路抵抗部材は、一端が前記筒状部の段部に当接し、他端が前記第2内壁面に当接した状態で、前記筒状部の段部と前記第2内壁面との間に前記軸方向に沿って延在するように設置されることを特徴とする過給機。
  6.  前記流路抵抗部材は、
     前記筒状部の段部に当接する第1径を有する小径筒部と、
     前記第1内壁面および前記第2内壁面に当接する、前記第1径よりも大きい第2径を有する大径筒部と、
     前記小径筒部と前記大径筒部とを接続する接続筒部と、を有することを特徴とする請求項5に記載の過給機。
  7.  前記接続筒部の少なくとも一部にはベローズが形成されていることを特徴とする請求項6に記載の過給機。
  8.  前記流路抵抗部材の少なくとも一部にはベローズが形成されていることを特徴とする請求項5に記載の過給機。
  9.  前記流路抵抗部材は、ウール状の材料で形成されていることを特徴とする請求項5に記載の過給機。
PCT/JP2019/004649 2019-02-08 2019-02-08 過給機 WO2020161896A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020570321A JP7105935B2 (ja) 2019-02-08 2019-02-08 過給機
PCT/JP2019/004649 WO2020161896A1 (ja) 2019-02-08 2019-02-08 過給機

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2019/004649 WO2020161896A1 (ja) 2019-02-08 2019-02-08 過給機

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020161896A1 true WO2020161896A1 (ja) 2020-08-13

Family

ID=71948145

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/004649 WO2020161896A1 (ja) 2019-02-08 2019-02-08 過給機

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP7105935B2 (ja)
WO (1) WO2020161896A1 (ja)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002349276A (ja) * 2001-05-25 2002-12-04 Aisin Takaoka Ltd タービンハウジング
JP2006125588A (ja) * 2004-11-01 2006-05-18 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 過給機および密封装置
JP2007309139A (ja) * 2006-05-16 2007-11-29 Toyota Motor Corp ターボチャージャ
JP2009008013A (ja) * 2007-06-28 2009-01-15 Ihi Corp 過給機
JP2010090713A (ja) * 2008-10-03 2010-04-22 Ihi Corp ターボチャージャ
JP2013194546A (ja) * 2012-03-16 2013-09-30 Ihi Corp 可変ノズルユニット及び可変容量型過給機
JP2015504135A (ja) * 2012-01-18 2015-02-05 アイ・エイチ・アイ チャージング システムズ インターナショナル ゲーエムベーハー 排気ガスターボチャージャー
US20160348524A1 (en) * 2012-05-11 2016-12-01 Honeywell International Inc. Turbine Exhaust Housing
WO2017168629A1 (ja) * 2016-03-30 2017-10-05 三菱重工業株式会社 ターボチャージャー

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002349276A (ja) * 2001-05-25 2002-12-04 Aisin Takaoka Ltd タービンハウジング
JP2006125588A (ja) * 2004-11-01 2006-05-18 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 過給機および密封装置
JP2007309139A (ja) * 2006-05-16 2007-11-29 Toyota Motor Corp ターボチャージャ
JP2009008013A (ja) * 2007-06-28 2009-01-15 Ihi Corp 過給機
JP2010090713A (ja) * 2008-10-03 2010-04-22 Ihi Corp ターボチャージャ
JP2015504135A (ja) * 2012-01-18 2015-02-05 アイ・エイチ・アイ チャージング システムズ インターナショナル ゲーエムベーハー 排気ガスターボチャージャー
JP2013194546A (ja) * 2012-03-16 2013-09-30 Ihi Corp 可変ノズルユニット及び可変容量型過給機
US20160348524A1 (en) * 2012-05-11 2016-12-01 Honeywell International Inc. Turbine Exhaust Housing
WO2017168629A1 (ja) * 2016-03-30 2017-10-05 三菱重工業株式会社 ターボチャージャー

Also Published As

Publication number Publication date
JP7105935B2 (ja) 2022-07-25
JPWO2020161896A1 (ja) 2021-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2014128939A1 (ja) 遠心圧縮機
JPH0650164A (ja) 可変排気ガス駆動ターボ過給機
JP4944717B2 (ja) 可変タービン
KR20020084114A (ko) 가변 노즐 터보차저를 위한 개량형 베인
JPH0519013B2 (ja)
CN101896692A (zh) 用于涡轮增压器的具有由径向构件定位的喷嘴环的可变喷嘴
JP4983693B2 (ja) 過給機
JPWO2010047259A1 (ja) ラジアルタービンのスクロール構造
JPWO2016031017A1 (ja) 膨張タービン及びターボチャージャ
CN103821609A (zh) 涡轮增压器和用于它的可变喷嘴组件
JP5082991B2 (ja) 過給機
JP6621982B2 (ja) コンプレッサ、これを備えた過給機、ならびにコンプレッサのスロート通路幅調整方法
WO2020161896A1 (ja) 過給機
JP2010071140A (ja) 可変容量ターボチャージャ
US11319964B2 (en) Turbocharger and bearing housing therefor
US11401828B2 (en) Asymmetric turbomachinery housing for thermal expansion
WO2019167181A1 (ja) 半径流入式タービン及びターボチャージャー
JP7353354B2 (ja) 遠心圧縮機及びターボチャージャ
US12012958B2 (en) Centrifugal compressor
JPWO2019077962A1 (ja) 過給機のシール構造
WO2023203855A1 (ja) タービンハウジングおよび可変容量型のターボチャージャ
CN113597514B (zh) 离心压缩机和涡轮增压器
JPH10141074A (ja) 可変容量排気ターボ過給機
JPH04311633A (ja) ガスタービンエンジン
JPS6363727B2 (ja)

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19914470

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020570321

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19914470

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1