开关阀装置及旋转机械制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种开关阀装置及旋转机械。本发明专利技术为具备如下阀主体(10)的涡轮增压器(1)：从覆盖涡轮机动叶片(6)的壳体(4a)的流入口(14)至涡旋部(15)的范围内，单一构成或者被分割成多个而构成，并且配置于将第一壁面(17)及与第一壁面(17)对置的第二壁面(18)作为其一部分而形成有内表面并向涡轮机动叶片(6)供给流体(G)的吸入流路(C)内，且从流体(G)的流动的上游朝向下游延伸，并以能够在与第一壁面(17)及第二壁面(18)靠近分离的方向上转动的方式设置于壳体(4a)，在上游侧的端部于与第一壁面(17)之间形成上游侧节流流路(F1)，且在下游侧的端部于与第二壁面(18)之间形成下游侧节流流路(F2)。阀主体(10)具有：第一面(21)，在上游侧的端部与第一壁面(17)对置且从上游侧朝向下游侧逐渐靠近第一壁面(17)之后逐渐分离；及第二面(22)，与第二壁面(18)对置。

Switching valve device and rotating machinery

The invention provides a valve switching device and a rotating machine. \u672c\u53d1\u660e\u4e3a\u5177\u5907\u5982\u4e0b\u9600\u4e3b\u4f53(10)\u7684\u6da1\u8f6e\u589e\u538b\u5668(1)\uff1a\u4ece\u8986\u76d6\u6da1\u8f6e\u673a\u52a8\u53f6\u7247(6)\u7684\u58f3\u4f53(4a)\u7684\u6d41\u5165\u53e3(14)\u81f3\u6da1\u65cb\u90e8(15)\u7684\u8303\u56f4\u5185\uff0c\u5355\u4e00\u6784\u6210\u6216\u8005\u88ab\u5206\u5272\u6210\u591a\u4e2a\u800c\u6784\u6210\uff0c\u5e76\u4e14\u914d\u7f6e\u4e8e\u5c06\u7b2c\u4e00\u58c1\u9762(17)\u53ca\u4e0e\u7b2c\u4e00\u58c1\u9762(17)\u5bf9\u7f6e\u7684\u7b2c\u4e8c\u58c1\u9762(18)\u4f5c\u4e3a\u5176\u4e00\u90e8\u5206\u800c\u5f62\u6210\u6709\u5185\u8868\u9762\u5e76\u5411\u6da1\u8f6e\u673a\u52a8\u53f6\u7247(6)\u4f9b\u7ed9\u6d41\u4f53(G)\u7684\u5438\u5165\u6d41\u8def(C)\u5185\uff0c\u4e14\u4ece\u6d41\u4f53(G)\u7684\u6d41\u52a8\u7684\u4e0a\u6e38\u671d\u5411\u4e0b\u6e38\u5ef6\u4f38\uff0c\u5e76\u4ee5\u80fd\u591f\u5728\u4e0e\u7b2c\u4e00\u58c1\u9762(17)\u53ca\u7b2c\u4e8c\u58c1\u9762(18)\u9760\u8fd1\u5206\u79bb\u7684\u65b9\u5411\u4e0a\u8f6c\u52a8\u7684\u65b9\u5f0f\u8bbe\u7f6e\u4e8e\u58f3\u4f53(4a)\uff0c\u5728\u4e0a\u6e38\u4fa7\u7684\u7aef\u90e8\u4e8e\u4e0e\u7b2c\u4e00\u58c1\u9762(17)\u4e4b\u95f4\u5f62\u6210\u4e0a\u6e38\u4fa7\u8282\u6d41\u6d41\u8def(F1)\uff0c\u4e14\u5728\u4e0b\u6e38\u4fa7\u7684\u7aef\u90e8\u4e8e\u4e0e\u7b2c\u4e8c\u58c1\u9762(18)\u4e4b\u95f4\u5f62\u6210\u4e0b\u6e38\u4fa7\u8282\u6d41\u6d41\u8def(F2)\u3002 The valve body (10) having a first surface (21), at the end of the upstream side of the first wall (17) and opposite from upstream to downstream gradually close to the first wall (17) gradually after separation; and two surface (22), and second (18) opposite wall.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种设置于旋转机械并调整工作流体的流量的开关阀装置及具备该开关阀装置的旋转机械。
技术介绍
例如，已知有能够将流体的动能作为机械能而取出的旋转机械。作为旋转机械，已知有涡轮增压器、膨胀机及燃气轮机等，这些设有辐流式涡轮机及斜流式涡轮机等。涡轮增压器一般使用具有根据引擎的输出变化来调整成为工作流体的排气的流量的功能的可变容量式涡轮机。并且，当膨胀机用于将排气能量转换成电能的设备时，为了将发电频率保持为恒定，需要一边将转速保持为恒定一边改变输出。为了应对这种状况，膨胀机具有上述可变容量的功能。另外，喷气式引擎等中使用的燃气轮机为了航空器的加减速等而也具有可变容量的功能。然而，为了实现涡轮增压器的可变容量功能，目前已知有各种技术，例如可举出通过调整喷嘴的安装角度来改变喉部面积的涡轮增压器(例如专利文献1)、及使用流量调整阀或旁通阀的涡轮增压器等。在此，将现有技术中的使用了喷嘴且具有可变容量功能的涡轮机示于图11。该涡轮机100中，作为发挥可变容量功能的结构，具有开关阀101，所述开关阀101设置于涡旋流路C0的分割壁102的上游端部，并通过以该上游端为支点转动来调整流入到涡轮机动叶片103的工作流体F0的流量。以往技术文献专利文献专利文献1：日本特开2012-102745号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术课题然而，在作为上述现有例的图11所示的结构中，若开关阀101相对于工作流体F0的流动方向的角度变大，则由于扩散器效果在下游侧工作流体F0剥离而产生回流(参考图11的虚线Y所示的速度分布)，压力损失增大而有可能导致涡轮机100的运行效率降低。尤其在涡轮增压器及小型燃气轮机中，开关阀处于暴露在1000℃程度的高温气体中的状态，因此需要避免产生开关阀的驱动机构中的热应力、热变形、磨耗等。因此，需要设置如保护驱动机构的机构，或者确保开关阀与壳体的间隙。并且，还有可能因这种保护机构或来自间隙的泄漏流而导致运行效率降低。本专利技术提供一种能够以简单的结构提高运行效率的开关阀装置及具备该开关阀装置的旋转机械。用于解决技术课题的手段本专利技术的第一方式的开关阀装置具备如下阀主体：从覆盖涡轮机动叶片的壳体的流入口至涡旋部的范围内，单一构成或者被分割成多个而构成，并且配置于将第一壁面及与该第一壁面对置的第二壁面作为其一部分而形成有内表面并向所述涡轮机动叶片供给流体的吸入流路内，从流体的流动的上游朝向下游延伸，并以能够在相对于所述第一壁面及所述第二壁面靠近分离的方向上转动的方式设置于所述壳体，在所述上游侧的端部于与所述第一壁面之间形成上游侧节流流路，且在所述下游侧的端部于与所述第二壁面之间形成下游侧节流流路，所述阀主体中，所述上游侧的端部为与所述第一壁面对置的端部，该上游侧的端部由第一面形成，所述第一面从所述上游侧朝向下游侧与该第一壁面逐渐靠近之后逐渐分离，在所述下游侧的端部具有与所述第二壁面对置的第二面。根据这种开关阀装置，通过使阀主体转动，能够调整壳体与第一壁面之间的间隙即上游侧节流流路的流路宽度，并能够改变流入到涡轮机动叶片的流体的流量。并且，在上游侧节流流路中，沿着阀主体的第一面的形状，流路宽度逐渐变小之后，流路宽度逐渐变大。因此，可抑制通过上游侧节流流路的流体从第一面剥离的同时，通过扩散器效果恢复压力。另外，若流体通过下游侧节流流路，则流体被加速，因此下游侧节流流路周边的静压降低。因此，在第一壁面与阀主体之间的流路中流通的流体朝向由下游侧节流流路形成的静压降低区域被加速。因此，能够抑制流体从第一面剥离。即，在阀主体的下游侧，流体的速度分布朝向均匀化方向而能够抑制压力损失，并能够抑制总压降低。并且，本专利技术的第二方式所涉及的开关阀装置可设为如下，即，上述第一方式中的所述阀主体中可以形成有：上游侧开口，向所述第二面开口；下游侧开口，在比该上游侧开口更靠所述下游侧向所述第一面开口；及贯穿孔部，连接这些上游侧开口和下游侧开口，并且贯穿所述第一面与所述第二面之间。如此，通过在阀主体形成贯穿孔部，流体从上游侧开口流入到贯穿孔部，并从下游侧开口流出。其结果，在下游侧开口的出口周边，流体的流速增大而静压降低，因此能够使沿着第一面流动的流体朝向下游侧加速。因此，在阀主体的下游侧，流体的速度分布朝向均匀化方向而能够抑制压力损失，并能够进一步抑制总压降低。并且，本专利技术的第三方式所涉及的开关阀装置可设为如下：上述第一或第二方式中的所述阀主体可以具有朝向所述下游侧逐渐靠近该第一壁面的凸面、与该凸面的下游侧延续并朝向所述第二面凹状弯曲的第一凹面及与该第一凹面的下游侧延续且以比该第一凹面大的曲率半径朝向所述第二面凹状弯曲的第二凹面来作为所述第一面，且具有朝向与所述第一面分离的一侧凸状弯曲的凸面来作为所述第二面。如此，通过了上游侧节流流路的流体在沿着凸面流通之后，沿着第一凹面和第二凹面向下游侧流通。此时，首先，能够通过第一凹面加大与第一壁面之间的流路宽度的增加率的同时，使流体流通。然后，能够通过第二凹面将流路宽度的增加率抑制为较小的同时，使流体流通。即，通过在流速更快且边界层容易发展的下游侧设置曲率半径更大的第二凹面，能够更有效地抑制流体从第一面剥离。另外，通过在第二壁面侧设置作为第二面的凸面，在上游侧，与第二壁面之间的流路宽度的减小率急剧变大之后，流路宽度的减小率逐渐变小。即，朝向下游侧节流流路，沿着第二面流通的流体被加速，下游侧节流流路周边的静压降低。因此，在第一壁面与阀主体之间的流路中流通的流体朝向由下游侧节流流路形成的静压降低区域被加速，能够抑制流体从第一面剥离。因此，能够抑制压力损失，并能够抑制总压降低。并且，本专利技术的第四方式所涉及的开关阀装置可设为如下：与所述壳体分体地具备使上述第一至第三中任一方式中的所述阀主体转动的转动部。如此，通过分体具备转动部，能够利用与壳体的制造不同的工序另行加工转动部，能够提高加工精确度。因此，可进行能够尽量减小第一壁面及第二壁面与阀主体的间隙的准确的加工，能够抑制由来自间隙的泄漏流引起的运行效率的降低。并且，容易提高转动部和阀主体的安装部分的加工精确度，能够提高安装部分的刚性，且能够提高安装部分的耐久性，从而提高开关阀装置的可靠性。并且，本专利技术的第五方式所涉及的开关阀装置可设为如下：以从上游侧朝向下游侧成列的方式具备多个上述第一至第四中任一方式中的所述阀主体，并具备使各个所述阀主体单独转动的转动部。如此，通过设置多个阀主体并使各自转动，能够在位于最上游侧的阀主体与第一壁面之间形成上游侧节流流路，并在位于最下游侧的阀主体与第二壁面之间形成下游侧节流流路。另外，通过使这些阀主体单独转动，能够任意改变上游侧节流流路及下游侧节流流路的流路宽度。并且，通过使这些阀主体单独转动，能够在阀主体彼此之间使流体从上游朝向下游流通。即，流体在阀主体彼此之间流通，并向阀主体的第一面侧流出。其结果，在该流体流出的位置，静压降低。因此，能够使沿着第一面流动的流体朝向下游侧加速。因此，在阀主体的下游侧，流体的速度分布朝向均匀化方向而能够抑制压力损失，并能够抑制总压降低。并且，通过选择各个阀主体的转动角，作为成列的多个阀主体整体，能够设为朝向第二壁面呈凸状的形状，或者设为朝向第一壁面呈凸状的形状等，选择任意形状的阀主体。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关阀装置，其具备如下阀主体：从覆盖涡轮机动叶片的壳体的流入口至涡旋部的范围内，单一构成或者被分割成多个而构成，并且配置于将第一壁面及与该第一壁面对置的第二壁面作为其一部分而形成有内表面并向所述涡轮机动叶片供给流体的吸入流路内，且从流体的流动的上游朝向下游延伸，并以能够在相对于所述第一壁面及所述第二壁面靠近分离的方向上转动的方式设置于所述壳体，在所述上游侧的端部于与所述第一壁面之间形成上游侧节流流路，且在所述下游侧的端部于与所述第二壁面之间形成下游侧节流流路，所述阀主体中，所述上游侧的端部为与所述第一壁面对置的端部，该上游侧的端部由第一面形成，所述第一面从所述上游侧朝向下游侧逐渐靠近该第一壁面之后逐渐分离，在所述下游侧的端部具有与所述第二壁面对置的第二面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种开关阀装置，其具备如下阀主体：从覆盖涡轮机动叶片的壳体的流入口至涡旋部的范围内，单一构成或者被分割成多个而构成，并且配置于将第一壁面及与该第一壁面对置的第二壁面作为其一部分而形成有内表面并向所述涡轮机动叶片供给流体的吸入流路内，且从流体的流动的上游朝向下游延伸，并以能够在相对于所述第一壁面及所述第二壁面靠近分离的方向上转动的方式设置于所述壳体，在所述上游侧的端部于与所述第一壁面之间形成上游侧节流流路，且在所述下游侧的端部于与所述第二壁面之间形成下游侧节流流路，所述阀主体中，所述上游侧的端部为与所述第一壁面对置的端部，该上游侧的端部由第一面形成，所述第一面从所述上游侧朝向下游侧逐渐靠近该第一壁面之后逐渐分离，在所述下游侧的端部具有与所述第二壁面对置的第二面。2.根据权利要求1所述的开关阀装置，其中，所述阀主体中形成有：上游侧开口，向所述第二面开口；下游侧开口，在比该上游侧开口更靠所述下游侧向所述第一面开口；及贯穿孔部，连接这些上游侧开口和下游侧开口，并且贯穿所述第一面与所述第二面之间。3.根据权利要求1或2所述的开...

【专利技术属性】
技术研发人员：东森弘高，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP