涡旋部构造及增压器制造技术

增压器(1)具备涡轮(2)和压缩机(3)。涡轮(2)具备绕涡轮动叶(21)的旋转轴形成为螺旋形状的涡旋部(流路)(4)。涡旋部(4)构成为在入口部(41)与出口部(42)的中间部分(43)上流路截面形状的纵横比高于入口部(41)及出口部(42)的纵横比。

【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涡旋部构造及具备该涡旋部构造的增压器，该涡旋部构造具备向动叶供给流体的螺旋形状的流路，特别涉及能够降低压力损失的涡旋部构造及增压器。
技术介绍
向动叶供给流体而将流体的动能变换为旋转运动以获得动力的旋转式原动机一般称为涡轮。利用该涡轮的装置之一有增压器。例如车辆用增压器(涡轮增压器)具备：涡轮，其包含利用废气的供给进行旋转的涡轮动叶；以及压缩机，其包含与上述涡轮动叶同轴地联结的叶轮而通过上述叶轮的旋转吸入空气。通过上述压缩机吸入的空气被压缩后供给至发动机，与燃料混合进行燃烧。燃烧后的废气被送至上述涡轮做功后，最终被排放到大气中。将上述废气向上述涡轮动叶供给的流路具有涡旋部，其用于使废气加速。涡旋部绕上述涡轮动叶的旋转轴形成为螺旋形状，构成为向上述涡轮动叶的旋转轴供给上述废气的流路。在该增压器中，为了按照车辆的发动机的转速得到适当的涡轮输出，而开发了可变容量增压器(参照专利文献1及2)。可变容量增压器具备配置在涡旋部与涡轮动叶之间的流路上的多个能够转动的叶片(叶)。近年来随着对增压器性能的要求提高，存在想要进一步降低可变容量增压器中的压力损失的需求。若要降低增压器的压力损失，在相同流量的情况下流路截面积大的话则能够抑制流速而降低压力损失。但是，按照与车载条件等的关系，在增压器或涡轮的设计中，无法将涡旋部设计为某个一定的尺寸以上。为此，提出了一种增压器的方案，将专利文献2记载的那种涡旋部向内侧扩径。对专利文献1的图5和专利文献2的图1进行比较则容易理解，在该增压器中称为管套的可变喷嘴机构的一部分向涡旋部内突出。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2002－206427号公报专利文献2：日本特开2006－132386号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题但是，在专利文献2记载的那种可变容量增压器中，向涡旋部内突出的可变喷嘴机构的一部分会阻碍废气的流动，削弱通过增大流路截面积得到的降低压力损失的效果。本专利技术是针对上述问题构思的，目的是提供一种涡旋部构造及增压器，即使在可变喷嘴机构的一部分向涡旋部突出的情况下，也能够降低向动叶供给的流体的压力损失。换言之，本专利技术的目的是提供一种涡旋部构造及增压器，即使在涡旋部设有可变喷嘴机构的情况下，也不会因可变喷嘴机构的突出部分而影响到流体压力损失的降低。用于解决课题的方法本专利技术的第一方式是一种涡旋部构造，其要点在于，具备流路，该流路绕向动叶供给流体以获得动力的涡轮的上述动叶的旋转轴，形成为由入口部、出口部以及上述入口部与上述出口部的中间部分构成的螺旋形状，上述中间部分的流路截面形状的纵横比高于上述入口部及上述出口部的纵横比，上述纵横比定义为：上述流路截面形状的上述涡轮的轴向长度/上述流路截面形状的上述涡轮的径向长度，上述中间部分至少具有上述纵横比为1.8以上的部分。本专利技术的第二方式是一种增压器，其具有：涡轮，其包含通过废气的供给进行旋转的涡轮动叶；以及压缩机，其包含与上述涡轮动叶同轴地联结的叶轮而通过上述叶轮的旋转吸入空气，其要点在于，具备第一方式的涡旋部构造。上述涡旋部也可以在距起点30°～120°的范围内具有上述纵横比的峰值。上述峰值也可以设定于2.0～3.0的范围内。上述涡轮也可以具备在从上述涡旋部向上述动叶供给流体的导入路配置有多个能够转动的叶片的可变喷嘴机构，且配置为该可变喷嘴机构的一部分向上述涡旋部突出。专利技术的效果根据上述本专利技术的涡旋部构造及增压器，通过在涡旋部的中间部分提高流路截面形状的纵横比，能够确保涡旋部的流路截面积并使流路截面形状构成为扁平形状。因此，即使在配置为可变喷嘴机构的一部分向涡旋部突出的涡轮或具有该涡轮的增压器中，也能够以避开突出部分的方式形成涡旋部的流路，能够降低向动叶供给的流体的压力损失。附图说明图1是表示本专利技术实施方式的增压器的剖视图。图2(a)是表示本实施方式的涡旋部构造的俯视图，图2(b)是表示现有技术的涡旋部构造的俯视图。图3(a)是层叠表示图2(a)所示的涡旋部的流路截面形状的断层图，图3(b)是层叠表示图2(b)所示的涡旋部的流路截面形状的断层图。图4(a)是表示本实施方式的涡旋部(流路)的纵横比的图，图4(b)是表示本实施方式的变形例的涡旋部(流路)的纵横比的图。图5(a)及图5(b)是使用CFD的涡旋部中的全压分布的解析结果的一个例子的图，图5(a)表示针对本实施方式的涡旋部的解析结果，图5(b)表示针对现有技术的涡旋部的解析结果。图6(a)及图6(b)是表示涡轮的要素试验结果的图，图6(a)表示涡轮效率，图6(b)表示涡轮流量比。具体实施方式以下参照图1～图6对本专利技术的实施方式进行说明。这里，图1是表示本实施方式的增压器的剖视图。图2(a)是表示本实施方式的涡旋部构造的俯视图。图2(b)是表示现有技术的涡旋部构造的俯视图。图3(a)是层叠表示图2(a)所示的涡旋部的流路截面形状的断层图。图3(b)是层叠表示图2(b)所示的涡旋部的流路截面形状的断层图。本实施方式的增压器1具备：涡轮2，其包含通过废气的供给进行旋转的涡轮动叶21；以及压缩机3，其包含与涡轮动叶21同轴地联结的叶轮31而通过叶轮31的旋转吸入空气。涡轮2具有绕涡轮动叶21的旋转轴形成为螺旋形状的作为流路的涡旋部4。涡旋部(流路)4由入口部41、出口部42、入口部41与出口部42的中间部分43构成。中间部分43的流路截面形状的纵横比高于入口部41及出口部42的纵横比。这里，纵横比由(流路截面形状的涡轮2的轴向长度La)/(流路截面形状的涡轮2的径向长度Lr)定义。中间部分43至少具有纵横比为1.8以上的部分。增压器1的外形构成为包括：构成涡轮2的壳体的涡轮壳22、构成压缩机3的壳体的压缩机壳32、对联结涡轮盘23和叶轮31的旋转轴5进行支撑的中心壳51。涡旋部4构成涡轮壳22的一部分。增压器1是所谓的车辆用增压器。并且，增压器1还是具备可变喷嘴机构6的可变容量增压器。为了与车辆发动机的转速匹配地获得适当的涡轮2的输出，可变喷嘴机构6具备配置在涡旋部4与涡轮动叶21之间的流路上的多个能够转动的叶片61。可变喷嘴机构6构成为包括：固定于涡轮壳22的环状的管套62、被支撑在涡轮壳22及中心壳51之间的环状的支撑环63、能够转动地被支撑在管套62及支撑环63本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涡旋部构造，其特征在于，具备流路，该流路绕向动叶供给流体以获得动力的涡轮的上述动叶的旋转轴，形成为由入口部、出口部以及上述入口部与上述出口部的中间部分构成的螺旋形状，上述中间部分的流路截面形状的纵横比高于上述入口部及上述出口部的纵横比，上述纵横比定义为：上述流路截面形状的上述涡轮的轴向长度/上述流路截面形状的上述涡轮的径向长度，上述中间部分至少具有上述纵横比为1.8以上的部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.07.05 JP 2013-1415501.一种涡旋部构造，其特征在于，
具备流路，该流路绕向动叶供给流体以获得动力的涡轮的上述动叶的旋转
轴，形成为由入口部、出口部以及上述入口部与上述出口部的中间部分构成的
螺旋形状，
上述中间部分的流路截面形状的纵横比高于上述入口部及上述出口部的
纵横比，
上述纵横比定义为：上述流路截面形状的上述涡轮的轴向长度/上述流路
截面形状的上述涡轮的径向长度，
上述中间部分至少具有上述纵横比为1.8以上的部分。
2.根据权利要求1所述的涡旋部构造，其特征在于，
上述流路在距起点30...

【专利技术属性】
技术研发人员：山方章弘，
申请(专利权)人：株式会社IHI，
类型：发明
国别省市：日本;JP