[发明专利]涡轮及具备该涡轮的涡轮增压器

说明书

本申请为2008年12月1日提交的、申请号为200810178827.6的、发明名称为“涡轮及具备该涡轮的涡轮增压器”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及涡轮以及具备该涡轮的涡轮增压器，该涡轮容量可变。

背景技术

以往，作为可变容量的涡轮增压器所具备的涡轮，例如已知有特开平10-8977号公报中公开的技术。该涡轮具备连通部(以下，称作“喉道”)，其将涡旋部在径方向上分成内周涡旋部和外周涡旋部，且具备将这些涡旋部之间连通；切换阀，其切换流体流入内周涡旋还是两涡旋的任一个。根据流体的流量通过切换阀切换流路。

根据所述技术，在流体的流量小时，使切换阀动作，让流体只流入内周涡旋部，并对涡轮转子施加转矩，从而使涡轮转子高效地进行旋转。另外，在流体的流量多时，使切换阀动作，使流体也流入外周涡旋部，降低流体的流速，减小施加给涡轮转子的转矩，能够防止涡轮转子旋转超过需要。

但是，在所述技术中，在流体流量多时，从外周涡旋部通过喉道流向内周涡旋部时的流量因喉道位置的不同而不同。即，如图14所示，从外周涡旋通过喉道流向内周涡旋时的流量沿涡旋部的下游方向增加。在此，所谓固定叶片喉道序号表示从涡旋部的上游方向起赋予各喉道的序号。另外，在流体的流量小时，流体从涡旋部通过喉道向外周涡旋部流出。其结果是，如图15所示，在涡旋部的上游，在喉道中发生了向外的流动，在下游发生了向内的流动。因这些图14及图15所示的各喉道内的流量的波动引起了涡轮的能力下降。

发明内容

本发明是为解决所述问题而开发的，其目的在于，提供涡轮以及具备该涡轮的涡轮增压器，该涡轮在流体流量少时或多时均降低各喉道内流量的波动，能够防止能力下降。

为解决所述课题，本发明采用以下手段。

本发明第一方面的涡轮具备：涡轮转子，其具有涡轮翼；壳体，其收容该涡轮转子，并使在其与所述涡轮转子之间形成的涡旋部的截面积逐渐减小；多个固定叶片，其固定在将所述涡旋部分成内周涡旋部和外周涡旋部的曲线上；连通部，其形成于相邻的所述固定叶片之间，将所述内周涡旋部和所述外周涡旋部连通；切换阀，其将所述壳体内的流路切换到所述内周涡旋部和所述内周涡旋部及所述外周涡旋部的任一个。所述连通部的流路面积形成为随着朝向所述涡旋部的下游方向而缩小。

根据第一方面，例如在流入外壳内的流体的流量多时，通过切换阀，不仅使流体流入内周涡旋部，而且也流入外周涡旋部，通过增大涡旋部的容量，将与高速区域相对应的流量向着涡轮引导，从而能够使涡轮转子高效地进行旋转。在此，由于连通内周涡旋部和外周涡旋部的连通部的流路面积形成为随着朝向涡旋部的下游方向而缩小，所以在涡旋部的下游侧，能够增加流体的压力损失，使流速减小。由此，使由外周涡旋部通过连通路向内周涡旋部流入时的流速均匀化，能够使涡轮转子高效地进行旋转。

在第一方面中，相邻的所述固定叶片间的距离也可以形成为随着朝向所述涡旋部的下游方向而缩小。

由于使相邻的固定叶片间的距离形成为随着朝向涡旋部的下游方向而缩小，所以不改变固定叶片的叶弦长就能够缩小连通部的流路面积，从而能够使叶片的设计及制作变容易。

在第一方面中，所述固定叶片的叶弦长也可以形成为随着朝向所述涡旋部的下游方向而增大。

由于使固定叶片间的叶弦长形成为随着朝向涡旋部的下游方向而增大，所以不改变相邻的固定叶片的中心间的距离(间距)就能够缩小连通部的流路面积，从而能够使叶片的设计及制作变容易。

本发明第二方面的涡轮具备：涡轮转子，其具有涡轮翼；

壳体，其收容该涡轮转子，并使在其与所述涡轮转子之间形成的涡旋部的截面积逐渐减小；多个固定叶片，其固定在将所述涡旋部分成内周涡旋部和外周涡旋部的曲线上；连通部，其形成于相邻的所述固定叶片之间，将所述内周涡旋部和所述外周涡旋部连通；切换阀，其将所述壳体内的流路切换到所述内周涡旋部和所述内周涡旋部及所述外周涡旋部的任一个。在设所述外周涡旋部的流路面积为A、设从所述外周涡旋部的流路中心到所述涡轮转子的旋转中心的距离为R的情况下，第一位置的A/R相对于流体流动方向的变化率形成为比所述第一位置的下游侧的第二位置的A/R相对于流体流动方向的变化率大。