涡轮机以及涡轮增压器制造技术

涡轮机具备：涡轮机叶轮；壳体，其以覆盖所述涡轮机叶轮的方式设置，并且包含位于所述涡轮机叶轮的外周侧的涡旋流路和划定所述涡旋流路的内周侧边界的内周壁部；多个喷嘴叶片，其设置于在废气流动方向上位于所述涡旋流路的下游侧且所述涡轮机叶轮的上游侧的中间流路；板，其相对于所述内周壁部在轴向上空出间隙而在所述中间流路侧面向所述中间流路设置；所述板具有使所述中间流路与所述间隙连通的至少一个贯通孔，所述至少一个贯通孔在所述板中的与所述中间流路相对的面上相对于所述多个喷嘴叶片的至少一个喷嘴叶片的负压面在径向外侧的位置开口。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】涡轮机以及涡轮增压器
本公开涉及涡轮机以及涡轮增压器。
技术介绍
使用一种涡轮增压器，具备对流入涡轮机动叶片的废气流进行调节的喷嘴叶片。例如，在专利文献1中公开了一种涡轮增压器，在从设置于涡轮机叶轮的外周侧的流动空间(涡旋流路)向涡轮机叶轮流入的废气所通过的流动空间(中间流路)设有导向叶片(喷嘴叶片)。上述中间流路形成在对导向叶片进行支承的叶片支承环和面向该叶片支承环配置的盖盘之间。导向叶片经由贯通叶片支承环的叶片支承销而以能够旋转的方式安装于叶片支承环。并且，在与叶片支承环一起形成中间流路的盖盘上，在叶片支承销的延叶片弦长上设有在与该叶片支承销相同的方向上延伸的贯通孔。由此，经由导向叶片向叶片支承销施加由盖盘的两侧的压力差(即、涡旋流路与中间流路的压力差)引发的力，从而抵消作用于叶片支承销的力，抑制导向叶片等的磨损。现有技术文献专利文献专利文献1：美国专利申请公开第2013/0272847号说明书
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题然而，经过本专利技术专利技术人的认真研究，结果发现在具备喷嘴叶片的涡轮增压器的运转中，在壳体内部产生压力分布，特别是在形成涡旋流路的壳体的壁面与形成设有喷嘴叶片的中间流路的板之间形成的间隙的压力较大，而喷嘴叶片的负压面附近的压力变低。由于上述间隙与喷嘴叶片的负压面附近之间的压力差会成为涡轮机中的压力损失的原因，因此希望使该压力差降低。鉴于上述情况，本专利技术的至少一实施方式的目的在于提供一种能够降低由壳体内部的压力分布引发的压力损失的涡轮机以及涡轮增压器。用于解决技术问题的技术方案(1)本专利技术的至少一实施方式的涡轮机具备：涡轮机叶轮；壳体，其以覆盖所述涡轮机叶轮的方式设置，并且包含位于所述涡轮机叶轮的外周侧的涡旋流路和划定所述涡旋流路的内周侧边界的内周壁部；多个喷嘴叶片，其设置于在废气流动方向上位于所述涡旋流路的下游侧且所述涡轮机叶轮的上游侧的中间流路；板，其相对于所述内周壁部在轴向上空出间隙而在所述中间流路侧面向所述中间流路设置；所述板具有使所述中间流路与所述间隙连通的至少一个贯通孔，所述至少一个贯通孔在所述板中的与所述中间流路相对的面上相对于所述多个喷嘴叶片的至少一个喷嘴叶片的负压面在径向外侧的位置开口。在涡轮机的运转中，存在壳体的内周壁部与形成中间流路的板之间的间隙处于较高的压力而在设置于中间流路的喷嘴叶片的负压面附近形成压力较低的区域的情况。在该情况下，由于喷嘴叶片负压面附近与上述间隙的压力差，会产生从上述间隙经由板的外周端向喷嘴叶片的负压面的伴随着乱流的流动。伴随着这样的乱流的流动可能会成为压力损失的原因。对于这一点，根据上述(1)的结构，在板上设有贯通孔，该贯通孔使上述中间流路与间隙连通，并且在中间流路侧相对于喷嘴叶片的负压面在径向外侧的位置开口，因此经由该贯通孔使中间流路的喷嘴叶片的负压面附近和间隙等压化。因此，由喷嘴叶片的负压面附近与间隙之间的压力差引发的、从间隙经由板的外周端向喷嘴叶片的负压面的伴随着乱流的流动受到抑制，因此能够降低涡轮机中的压力损失。并且，在喷嘴叶片的负压面附近与间隙之间存在上述压力差的情况下，由于该压力差，喷嘴叶片向板倾斜，在喷嘴叶片与板之间产生摩擦。关于这一点，根据上述(1)的结构，经由上述贯通孔使中间流路和间隙等压化，能够抑制由上述压力差引发的喷嘴叶片的倾斜、抑制喷嘴叶片与板之间的磨损。(2)在一些实施方式中，在上述(1)的结构的基础上，所述多个喷嘴叶片在所述中间流路内在周向上排列，并且设置为能够绕沿着所述轴向延伸的转动轴转动，在以所述周向上相邻的一对喷嘴叶片的各自的叶片弦长方向所成的角度为A、以所述多个喷嘴叶片的各自的开度最大时的所述角度为A1时，在所述角度A为0.5×A1以上的喷嘴叶片的大开度范围的至少一部分，所述至少一个贯通孔在所述面上相对于所述负压面在径向外侧的位置开口。根据本专利技术专利技术人的认知可知，在涡轮机运转中可能产生的喷嘴叶片负压面附近与间隙的压力差在喷嘴叶片的开度较大时变大，由该压力差引发的压力损失变显著。关于这一点，在上述(2)的结构中，在上述角度A为0.5×A1以上的喷嘴叶片的大开度范围的至少一部分，贯通孔在板中的与中间流路相对的面上相对于喷嘴叶片的负压面在径向外侧的位置开口，因此在喷嘴叶片的大开度范围内能够经由该贯通孔而使中间流路的喷嘴叶片的负压面附近和间隙可靠地等压化。因此，能够抑制由上述压力差引发的、从间隙经由板的外周端向喷嘴叶片的负压面的伴随着乱流的流动，从而更有效地降低涡轮机中的压力损失。(3)在一些实施方式中，在上述(1)或(2)的结构的基础上，所述多个喷嘴叶片设置为能够绕沿着所述轴向的转动轴转动，所述至少一个贯通孔在所述板的所述面上与所述至少一个喷嘴叶片的所述转动轴相比在周向上位于所述废气流动方向的上游侧的位置开口。根据上述(3)的结构，上述贯通孔在板中的与中间流路相对的面上在与喷嘴叶片的转动轴相比在周向上位于废气流动方向的上游侧的位置开口，因此在喷嘴叶片的开度变大时，贯通孔的上述面上的开口容易接近喷嘴叶片的负压面。因此，能够抑制由上述压力引发的、从间隙经由板的外周端向喷嘴叶片的负压面的伴随着乱流的流动，从而更有效地降低涡轮机中的压力损失。(4)在一些实施方式中，在上述(1)～(3)中任一结构的基础上，所述多个喷嘴叶片在所述中间流路内在周向上排列，并且设置为能够绕沿着所述轴向的转动轴转动，在以所述周向上相邻的一对喷嘴叶片的各自的叶片弦长方向所成的角度为A、以所述多个喷嘴叶片的开度最大时的所述角度为A1时，在所述角度A为0.75×A1的所述多个喷嘴叶片的开度下，所述至少一个贯通孔与所述至少一个喷嘴叶片的所述负压面之间的径向上的距离L为所述至少一个贯通孔的直径D以下。根据上述(4)的结构，设定为在上述角度A为0.75×A1的喷嘴叶片的开度下，贯通孔与喷嘴叶片的负压面之间的径向上的距离L为该贯通孔的直径D以下，因此在喷嘴叶片的大开度范围(例如上述角度A为0.5×A1以上的开度范围)，贯通孔与喷嘴叶片的负压面较近。因此，在喷嘴叶片的大开度范围，能够经由贯通孔而使中间流路的喷嘴叶片负压面附近的区域与上述间隙连通，能够经由该贯通孔使中间流路的喷嘴叶片的负压面附近和间隙更顺畅地等压化。因此，能够更有效地抑制由喷嘴叶片的负压面附近与间隙之间的压力差引发的、从间隙经由板的外周端向喷嘴叶片的负压面的伴随着乱流的流动。(5)在一些实施方式中，在上述(1)～(4)中任一结构的基础上，所述多个喷嘴叶片在所述中间流路内在周向上排列，并且设置为能够绕沿着所述轴向的转动轴转动，在所述多个喷嘴叶片的各自的开度最大时，所述至少一个贯通孔的至少一部分在所述板的所述面上从所述至少一个喷嘴叶片向所述径向的外侧偏移。根据上述(5)的结构，在喷嘴叶片的开度最大时(即在上述角度A为A1时)，贯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涡轮机，具备：/n涡轮机叶轮；/n壳体，其以覆盖所述涡轮机叶轮的方式设置，并且包含位于所述涡轮机叶轮的外周侧的涡旋流路和划定所述涡旋流路的内周侧边界的内周壁部；/n多个喷嘴叶片，其设置于在废气流动方向上位于所述涡旋流路的下游侧且所述涡轮机叶轮的上游侧的中间流路；/n板，其相对于所述内周壁部在轴向上空出间隙而在所述中间流路侧面向所述中间流路设置；/n所述板具有使所述中间流路与所述间隙连通的至少一个贯通孔，/n所述至少一个贯通孔在所述板中的与所述中间流路相对的面上相对于所述多个喷嘴叶片的至少一个喷嘴叶片的负压面在径向外侧的位置开口。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种涡轮机，具备：
涡轮机叶轮；
壳体，其以覆盖所述涡轮机叶轮的方式设置，并且包含位于所述涡轮机叶轮的外周侧的涡旋流路和划定所述涡旋流路的内周侧边界的内周壁部；
多个喷嘴叶片，其设置于在废气流动方向上位于所述涡旋流路的下游侧且所述涡轮机叶轮的上游侧的中间流路；
板，其相对于所述内周壁部在轴向上空出间隙而在所述中间流路侧面向所述中间流路设置；
所述板具有使所述中间流路与所述间隙连通的至少一个贯通孔，
所述至少一个贯通孔在所述板中的与所述中间流路相对的面上相对于所述多个喷嘴叶片的至少一个喷嘴叶片的负压面在径向外侧的位置开口。


2.根据权利要求1所述的涡轮机，
所述多个喷嘴叶片在所述中间流路内在周向上排列，并且设置为能够绕沿着所述轴向延伸的转动轴转动，
在以所述周向上相邻的一对喷嘴叶片的各自的叶片弦长方向所成的角度为A、以所述多个喷嘴叶片的各自的开度最大时的所述角度为A1时，
在所述角度A为0.5×A1以上的喷嘴叶片的大开度范围的至少一部分，所述至少一个贯通孔在所述面上相对于所述负压面在径向外侧的位置开口。


3.根据权利要求1或2所述的涡轮机，其特征在于，
所述多个喷嘴叶片设置为能够绕沿着所述轴向的转动轴转动，
所述至少一个贯通孔在所述板的所述面上与所述至少一个喷嘴叶片的所述转动轴相比在周向上位于所述废气流动方向的上游侧的位置开口。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的涡轮机，其特征在于，
所述多个喷嘴叶片在所述中间流路内在周向上排列，并且设置为能够绕沿着所述轴向的...

【专利技术属性】
技术研发人员：B古普塔，吉田豊隆，
申请(专利权)人：三菱重工发动机和增压器株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP