[發明專利]渦輪的渦旋部構造

有效

• 申請號: 201180052624.2
• 申請日: 2011-12-16
• 公開（公告）號: CN103261622A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 橫山隆雄;大迫雄志;白石隆;若島幸司
• 申請（專利權）人: 三菱重工業株式會社
• 主分類號: F02B39/00
• 分類號: F02B39/00
• 代理公司: 上海市華誠律師事務所 31210
• 代理人: 梅高強;劉煜

技術領域

本發明涉及一種形成輻流式渦輪的廢氣流路的渦旋部構造，該輻流式渦輪用于內燃機的增壓器（排氣渦輪增壓器），構成為通過使廢氣從渦旋狀的渦旋部沿徑向流入渦輪轉子的動葉片，作用在該動葉片后沿軸向流出，從而驅動該渦輪轉子旋轉。

背景技術

在用于汽車的內燃機等的增壓器（排氣渦輪增壓器）中，大量采用了這樣一種的輻流式渦輪，其構成為通過使廢氣從形成在渦輪殼體內的渦旋狀的渦旋部沿徑向流入位于該渦旋部內側的渦輪轉子的動葉片，作用在該動葉片后沿軸向流出，從而驅動渦輪轉子旋轉。

圖6是以往技術中使用這種輻流式渦輪的增壓器的一例的日本特開2003-120303號公報（專利文獻1）。在圖中01是渦輪殼體，04是形成在渦輪殼體01內的渦旋狀的渦旋部，05是形成在渦輪殼體01的內周的廢氣排出口通路，06是壓縮機殼體，09是連接渦輪殼體01以及壓縮機殼體06的軸承殼體。

010是渦輪葉輪，其在外周部沿圓周方向等間隔地緊固有多個渦輪動葉片03。07是壓縮機葉輪，08是設在壓縮機葉輪07的空氣出口處的擴散部，012是連接渦輪葉輪010和壓縮機葉輪07的轉子軸。011是安裝在軸承殼體09上的支撐轉子軸012的一對軸承。L1是渦輪葉輪010、壓縮機葉輪以及轉子軸012的旋轉軸心。

并且，在具有輻流式渦輪的增壓器中，來自內燃機（省略圖示）的廢氣進入渦旋部04，一邊沿著渦旋部04的渦旋狀環繞一邊從渦輪動葉片03的外周側入口端面流入渦輪動葉片03，向渦輪葉輪010的中心側沿著徑向流動，在對渦輪葉輪010進行膨脹做功后，沿轉子軸012的軸線L1方向流出，從廢氣出口通路05被送出增壓器外。

圖7（A）表示專利文獻1的在形成于輻流式渦輪的廢氣入口內周的舌部附近、相對于轉子軸012的軸線L1呈直角方向的截面概略結構圖，（B）是表示圖7（A）的W向視圖。

在圖7（A）中04是渦旋部，044是廢氣導入口，045是來自廢氣導入口044的廢氣經過流路046而導入渦旋部04部的連接部的隔開流路046、和流入動葉片的動葉片側通路047的舌部。

并且，如（B）圖所示，舌部045從流路046側以及動葉片側通路047側承受廢氣的熱量，另一方面，積累在舌部045的熱量如箭頭Z表示的那樣由于散熱路徑狹窄散熱效率不佳。

因此，存在舌部045的溫度達到800～900℃情況。

專利文獻1：日本特開2003-120303號公報

發明要解決的問題

在這種輻流式渦輪中，來自發動機的高溫廢氣通過流路046，一邊沿著渦旋在渦旋部04內環繞一邊向動葉片側通路047流出。

因此，舌部045被暴露在來自流路046以及動葉片側通路047的兩側的高溫廢氣中，由于舌部045的散熱路徑只有Z方向〔參照圖7（A）〕，熱量容易積累成為高溫，舌部045容易由于表面氧化或熱應力的原因產生疲勞損傷。

作為對策，作為渦輪殼體01的材料使用在高溫下抗氧化性或耐疲勞特性良好的高價的材料（例如奧氏體鑄鋼、鐵素體鑄鋼等），這成為成本增加的主要原因。

發明內容

本發明是為了解決這樣的問題而做成的，其目的在于通過使渦輪殼體的連接部（舌部）外部的外部空氣露出表面積增加，使從該部分產生的散熱量增加，從而抑制積累在舌部的熱量，通過降低使用在該部分的材料的耐熱等級來實現減少成本。

解決課題的手段

本發明為了解決所述課題，本發明提供一種渦輪的渦旋部構造，該渦輪是輻流式渦輪，該渦輪構成為通過使廢氣從形成在渦輪殼體內的渦旋狀的渦旋部沿徑向流入該渦旋部的動葉片，作用在該動葉片后沿軸向流出，從而驅動渦輪轉子旋轉，在該渦輪的渦旋部構造中，

使與所述渦旋部連接的連接部的流路沿著所述渦輪轉子的旋轉軸的軸線從所述渦輪殼體的廢氣導入口偏移，并且利用該偏移在隔開所述流路和流入所述動葉片的動葉片側通路的舌部附近形成露出在外部空氣中的壁面，利用該壁面進行所述舌部附近的散熱。

通過這樣的結構，通過使連接部的流路便宜，使渦輪殼體的連接部外部的露出表面積增加，使從該部產生的散熱量增加，從而抑制積累在舌部的熱量，通過降低該部份所使用的材料的耐熱等級來實現減少成本。

另外，通過設置切口部，具有抑制舌部接受的熱量的效果。

另外，在本發明中優選為，所述壁面的軸向長度根據所述偏移量變化，使所述流路的所述偏移量向所述舌部的頂端減少。

利用這樣的結構，通過減小舌部前端的偏移，使渦旋部入口處的階梯差減小，能夠抑制廢氣的流動損失。