[发明专利]涡轮增压机、涡轮喷嘴及船舶

说明书

技术领域

本发明涉及例如与船用内燃机或发电用内燃机等大型内燃机组合使用的涡轮增压机、涡轮喷嘴及船舶。

背景技术

近年来，船舶的低负载运转日益盛行，在船用内燃机中，在低负载时，要求更高的性能。

因此，作为与船用内燃机或发电用内燃机等大型内燃机组合使用的涡轮增压机，已知有如下的涡轮增压机：形成在内侧壳体与外侧壳体之间的空间构成为用于将从内燃机排出的废气向涡轮喷嘴的外周侧引导的第一废气流路，在内侧壳体的内周侧形成有用于将在第一废气流路的中途分支出的废气向涡轮喷嘴的内周侧引导的第二废气流路(例如参照专利文献1)。

由此，能够根据发动机负载而使向涡轮喷嘴流入的废气流入面积呈两阶段(仅第一废气流路、或者第一废气流路及第二废气流路这两方)地变化。

然而，在上述这样的涡轮增压机中，在仅从第一废气流路将废气向涡轮喷嘴引导的情况下，废气沿着为了将第一废气流路与第二废气流路隔开而设于涡轮喷嘴的分隔构件(内侧壳体)向涡轮喷嘴的下游侧流动。因此，从涡轮喷嘴导出的废气不会被导向涡轮动叶片的整体，与在涡轮喷嘴未设置分隔构件的涡轮增压机相比，存在涡轮效率降低的问题。

因此，在专利文献2中，公开了如下的涡轮增压机：在引导从内燃机排出的废气的涡轮压缩机的涡轮喷嘴上，在其半径方向的中途位置设置分隔构件，该分隔构件的外周侧从导向涡轮喷嘴的废气的上游侧朝向下游侧而向涡轮喷嘴的内周侧倾斜。

根据这样的涡轮增压机，在比分隔构件靠半径方向外侧的涡轮喷嘴中流动的废气沿着分隔构件的外周侧的倾斜而被导向涡轮喷嘴的内周侧。由此，能够将从涡轮喷嘴导出的废气导向涡轮动叶片的整体。因而，与未使分隔构件的外周侧倾斜的情况相比，能够提高涡轮效率。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本专利第5222274号公报

【专利文献2】日本特开2012-215129号公报

发明内容

【发明要解决的课题】

如上所述，基于将从涡轮喷嘴导出的废气导向涡轮动叶片的整体这样的观点，优选不仅使分隔构件的外周侧倾斜，并且将分隔构件自身尽可能地设置在半径方向内侧。

另外，在低负载时，基于获得更高性能的观点，也优选将分隔构件尽量设置在半径方向内侧。

然而，若使分隔构件自身向半径方向内侧移动，则比分隔构件靠半径方向内侧的第二废气流路的宽度变窄。于是，在比分隔构件靠内侧的喷嘴叶片部分成为仅是比分隔构件靠外侧的喷嘴叶片部分延长而成的结构时，第二废气流路的面积减小。其结果是，在使从内燃机排出的废气仅流向第一废气流路的情况下、以及使从内燃机排出的废气流向第一废气流路和第二废气流路这两方的情况下，向涡轮喷嘴流入的废气流入面积的变化量减小。于是，根据发动机负载而使向涡轮喷嘴流入的废气流入面积呈两阶段性变化所带来的效果会减小。

本发明鉴于上述情况而提出，其目的在于提供一种提高废气流入面积减小的情况下的涡轮效率、由此能够改善在发动机低负载时切换成最佳的废气流入面积的状态下的发动机性能的涡轮增压机、涡轮喷嘴及船舶。

【用于解决课题的方案】

本发明的第一方案涉及的涡轮增压机对内燃机的燃烧用空气进行压缩并向所述内燃机的燃烧室内送入，其特征在于，在所述涡轮增压机设置的涡轮具备：由从所述内燃机排出的废气驱动而旋转的涡轮动叶片；将所述废气向该涡轮动叶片引导的多个涡轮喷嘴；无论所述内燃机的输出如何都向所述涡轮喷嘴引导废气的第一废气通路；仅在所述内燃机的输出为特定的输出以上时向所述涡轮喷嘴引导废气的第二废气通路，所述涡轮喷嘴具备：将从所述第一废气通路引导的废气与从所述第二废气通路引导的废气分隔开的分隔构件；供从所述第一废气通路引导的废气通过的第一废气通路侧叶片部；供从所述第二废气通路引导的废气通过的第二废气通路侧叶片部，周向上相邻的第二废气通路侧叶片部彼此之间的喉部宽度设定得比周向上相邻的所述第一废气通路侧叶片部彼此之间的喉部宽度大。