[发明专利]用于涡轮机的涡轮的扩散器空间

说明书

一种限定一对蜗壳的涡轮壳体，相应的出口由分隔壁分隔，该涡轮壳体包括在蜗壳与涡轮叶轮之间的气流路径中的扩散器空间。扩散器空间的上游部分具有比扩散器空间的下游部分更小的轴向范围。扩散器空间变宽趋向于将从分隔壁的至少一侧进入扩散空间的排气朝着扩散器空间的对应轴向端引导。因此减小了该气体用来阻断来自另一入口蜗壳的排气流入到扩散器空间中的趋势。

技术领域

本发明涉及一种限定两个排气入口蜗壳的涡轮壳体。

背景技术

涡轮机是在转子和流体之间传递能量的机器。例如，涡轮机可从流体到转子传递能量，或者可从转子到流体传递能量。涡轮机的两个示例是：动力涡轮，其使用由流体驱动的转子的旋转能来做有用功(例如，生成电功率)；以及压缩机，其使用转子的旋转能来压缩流体。

涡轮增压器是用于以高于大气压的压力(升压)将空气供应到内燃机的入口的公知的涡轮机。传统涡轮增压器基本上包括安装在连接到发动机出口歧管下游的涡轮壳体内的可旋转轴上的排气驱动涡轮叶轮。涡轮叶轮的旋转使安装在压缩机壳体内的轴的另一端的压缩机叶轮旋转。压缩机叶轮将压缩空气传送到发动机入口歧管。

涡轮增压器轴传统上由包括适当的润滑系统的径向轴承和推力轴承支撑，径向轴承和推力轴承位于连接在涡轮和压缩机叶轮壳体之间的中央轴承壳体内。

图1示出已知涡轮增压器的示意性横截面。涡轮增压器包括经由中央轴承壳体13结合到压缩机12的涡轮11。涡轮11包括用于在涡轮壳体15内旋转的涡轮叶轮14。涡轮叶轮14具有旋转轴线1(在图平面内)和桨叶9。类似地，压缩机12包括可在压缩机壳体17内旋转的压缩机叶轮16(或“叶轮”)。压缩机壳体17限定主要由压缩机叶轮16填充的压缩机室38，压缩机叶轮16可在压缩机室38内旋转。涡轮叶轮14和压缩机叶轮16安装在穿过中央轴承壳体13延伸的公共涡轮增压器轴18的相对端上。涡轮增压器轴18由轴承壳体13中的轴承组件可旋转地支撑，该轴承组件包括分别朝着轴承壳体13的涡轮端和压缩机端容纳的两个径向轴承34和35。轴承组件还包括推力轴承36。

涡轮壳体15具有围绕涡轮叶轮14环状设置的两个排气入口蜗壳19a、19b以及轴向排气出口10。蜗壳19a、19b在垂直于轴向方向的镜像平面内相对于彼此对称(要注意的是，在其它已知涡轮壳体中，蜗壳是不对称的；此外在“双入口”涡轮中，蜗壳围绕涡轮的旋转轴线1周向间隔开例如180度)。压缩机壳体17具有轴向进气通道31以及围绕压缩机室38环状布置的蜗壳32。蜗壳32与压缩机出口33气流连通。压缩机室38通过径向延伸扩散器空间39(这里也称为“扩散器”)连接到蜗壳32，扩散器空间39是壳体17的径向延伸罩表面25与轴承壳体13的径向延伸轮毂表面26之间的间隙。扩散器39关于轴18的旋转轴线1是旋转对称的。

在使用中，将排气从附接有涡轮增压器的发动机(未示出)的排气歧管(也称为出口歧管)提供给两个排气入口蜗壳19a、19b。入口蜗壳19a、19b由分隔壁20分隔，分隔壁20从涡轮壳体15的径向外壁21径向向内延伸到尖端22。排气通过分隔壁20的尖端22与涡轮11的第一罩表面23之间的间隙离开蜗壳19a。排气通过分隔壁20的尖端22与涡轮11的第二罩表面24之间的间隙离开蜗壳19b。因此，排气从排气入口蜗壳19a、19b经由涡轮叶轮14到达排气出口10，涡轮叶轮14通过排气而旋转。在变型中，第二罩表面24可设置为轴承壳体或一些其它部件的表面，而非涡轮壳体15的表面。

涡轮叶轮14继而使压缩机叶轮16旋转，压缩机叶轮16从而通过压缩机入口31吸入进气，并将升压空气经由扩散器39、蜗壳32然后出口33传送到发动机的入口歧管。