特許 7491151 タービンおよび過給機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-20

(45)【発行日】2024-05-28

(54)【発明の名称】タービンおよび過給機

(51)【国際特許分類】

   F02B 39/00 20060101AFI20240521BHJP

   F01D 25/24 20060101ALI20240521BHJP

【ＦＩ】

F02B39/00 D

F01D25/24 E

F01D25/24 H

F01D25/24 T

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020150599

(22)【出願日】2020-09-08

(65)【公開番号】P2022045100

(43)【公開日】2022-03-18

【審査請求日】2023-08-16

(73)【特許権者】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(74)【代理人】

【識別番号】110000936

【氏名又は名称】弁理士法人青海国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 渉

【審査官】津田 真吾

(56)【参考文献】

【文献】独国特許出願公開第１０２０１６１２３２４４（ＤＥ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／００２２８３０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｂ ３７／００

Ｆ０２Ｂ ３９／００

Ｆ０１Ｄ ２５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

タービン翼車を収容する収容部と、
前記タービン翼車に対して径方向外側に巻き回され、前記収容部と連通するタービンスクロール流路と、
前記タービンスクロール流路の下流端に面する位置に設けられ、前記タービンスクロール流路を区画し、前記タービン翼車に面する部分において、前記タービン翼車の回転軸方向の少なくとも一方の端部が前記回転軸方向の中央部に対して前記タービン翼車の径方向外側に窪んでいる舌部と、
を備え、
前記舌部の前記タービン翼車に面する部分において、前記回転軸方向の中央部は、前記少なくとも一方の端部よりも前記タービン翼車に接近する、
タービン。

【請求項2】

前記舌部の前記タービン翼車に面する部分において、前記回転軸方向の両端部が前記回転軸方向の中央部に対して前記タービン翼車の径方向外側に窪んでおり、前記回転軸方向の中央部は、他の部分よりも前記タービン翼車に接近する、
請求項１に記載のタービン。

【請求項3】

請求項１または２に記載のタービンを備える過給機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、タービンおよび過給機に関する。

【背景技術】

【0002】

過給機等に設けられるタービンとして、タービン翼車を収容する収容部と連通するタービンスクロール流路がタービン翼車に対して径方向外側に巻き回されるタービンがある。このようなタービンでは、タービンスクロール流路の下流端に面する位置に舌部が設けられる。例えば、特許文献１には、２つのタービンスクロール流路を備えるダブルスクロール式のタービンが開示されている。ダブルスクロール式のタービンでは、２つのタービンスクロール流路の間に、２つの舌部が形成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－１３２９９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

舌部とタービン翼車との距離（隙間）が大きいほど、排気ガスがタービン翼車に送られずにタービンスクロール流路へ漏れる流れが生じやすくなる。一方、舌部とタービン翼車との距離が小さいほど、タービン翼車に働く励振力が大きくなり、翼振動が増大しやすくなる。ゆえに、従来のタービンでは、タービン翼車の翼振動の低減と、排気ガスの漏れ流れの抑制とを両立させることが困難であった。

【0005】

本開示の目的は、タービン翼車の翼振動を低減しつつ、排気ガスの漏れ流れを抑制することが可能なタービンおよび過給機を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本開示のタービンは、タービン翼車を収容する収容部と、タービン翼車に対して径方向外側に巻き回され、収容部と連通するタービンスクロール流路と、タービンスクロール流路の下流端に面する位置に設けられ、タービンスクロール流路を区画し、タービン翼車に面する部分において、タービン翼車の回転軸方向の少なくとも一方の端部が回転軸方向の中央部に対してタービン翼車の径方向外側に窪んでいる舌部と、を備え、舌部のタービン翼車に面する部分において、回転軸方向の中央部は、少なくとも一方の端部よりもタービン翼車に接近する。

【0007】

舌部のタービン翼車に面する部分において、回転軸方向の両端部が回転軸方向の中央部に対してタービン翼車の径方向外側に窪んでおり、回転軸方向の中央部は、他の部分よりもタービン翼車に接近してもよい。

【0008】

上記課題を解決するために、本開示の過給機は、上記のタービンを備える。

【発明の効果】

【0009】

本開示によれば、タービン翼車の翼振動を低減しつつ、排気ガスの漏れ流れを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本開示の実施形態の過給機を示す概略断面図である。

【図2】図２は、図１のＡ－Ａ断面図である。

【図3】図３は、図２のＢ－Ｂ断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下に添付図面を参照しながら、本開示の一実施形態について説明する。実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。

【0012】

図１は、本開示の実施形態の過給機ＴＣを示す概略断面図である。以下では、図１に示す矢印Ｌ方向を過給機ＴＣの左側として説明する。図１に示す矢印Ｒ方向を過給機ＴＣの右側として説明する。図１に示されるように、過給機ＴＣは、過給機本体１を備える。過給機本体１は、ベアリングハウジング３と、タービンハウジング５と、コンプレッサハウジング７とを備える。タービンハウジング５は、ベアリングハウジング３の左側に締結ボルト９によって連結される。コンプレッサハウジング７は、ベアリングハウジング３の右側に締結ボルト１１によって連結される。過給機ＴＣは、タービンＴおよび遠心圧縮機Ｃを備える。タービンＴは、ベアリングハウジング３およびタービンハウジング５を含む。タービンＴは、ダブルスクロール式のタービンである。遠心圧縮機Ｃは、ベアリングハウジング３およびコンプレッサハウジング７を含む。

【0013】

ベアリングハウジング３には、軸受孔３ａが形成される。軸受孔３ａは、過給機ＴＣの左右方向に貫通する。軸受孔３ａには、セミフローティング軸受１３が配される。セミフローティング軸受１３は、シャフト１５を回転自在に軸支する。シャフト１５の左端部には、タービン翼車１７が設けられる。タービン翼車１７は、タービンハウジング５に回転自在に収容されている。シャフト１５の右端部には、コンプレッサインペラ１９が設けられる。コンプレッサインペラ１９は、コンプレッサハウジング７に回転自在に収容されている。シャフト１５の軸方向が、過給機ＴＣの軸方向（つまり、左右方向）である。以下、過給機ＴＣの軸方向、径方向および周方向（つまり、タービン翼車１７の軸方向、径方向および周方向）を、それぞれ単に軸方向、径方向および周方向と呼ぶ。

【0014】

コンプレッサハウジング７には、吸気口２１が形成される。吸気口２１は、過給機ＴＣの右側に開口する。吸気口２１は、不図示のエアクリーナに接続される。ベアリングハウジング３とコンプレッサハウジング７の対向面によって、ディフューザ流路２３が形成される。ディフューザ流路２３は、空気を昇圧する。ディフューザ流路２３は、環状に形成される。ディフューザ流路２３は、径方向内側において、コンプレッサインペラ１９を介して吸気口２１に連通している。

【0015】

また、コンプレッサハウジング７には、コンプレッサスクロール流路２５が形成される。コンプレッサスクロール流路２５は、環状に形成される。コンプレッサスクロール流路２５は、例えば、ディフューザ流路２３よりも径方向外側に位置する。コンプレッサスクロール流路２５は、不図示のエンジンの吸気口と、ディフューザ流路２３とに連通している。コンプレッサインペラ１９が回転すると、吸気口２１からコンプレッサハウジング７内に空気が吸気される。吸気された空気は、コンプレッサインペラ１９の翼間を流通する過程において加圧加速される。加圧加速された空気は、ディフューザ流路２３およびコンプレッサスクロール流路２５で昇圧される。昇圧された空気は、エンジンの吸気口に導かれる。

【0016】

タービンハウジング５には、排出流路２７と、収容部２９と、排気流路３１とが形成される。排出流路２７は、過給機ＴＣの左側に開口する。排出流路２７は、不図示の排気ガス浄化装置に接続される。排出流路２７は、収容部２９と連通する。排出流路２７は、収容部２９に対して、軸方向に連続する。収容部２９は、タービン翼車１７を収容する。収容部２９の径方向外側には、排気流路３１が形成される。排気流路３１は、不図示のエンジンの排気マニホールドと連通する。不図示のエンジンの排気マニホールドから排出された排気ガスは、排気流路３１および収容部２９を介して排出流路２７に導かれる。排出流路２７に導かれる排気ガスは、流通過程においてタービン翼車１７を回転させる。

【0017】

タービン翼車１７の回転力は、シャフト１５を介してコンプレッサインペラ１９に伝達される。コンプレッサインペラ１９が回転すると、上記のとおりに空気が昇圧される。こうして、空気がエンジンの吸気口に導かれる。

【0018】

図２は、図１のＡ－Ａ断面図である。図２では、タービン翼車１７について、外周のみを円で示す。図２に示すように、排気流路３１は、排気導入口３３と、排気導入路３５と、タービンスクロール流路３７と、スクロール出口３９とを備える。

【0019】

排気導入口３３は、タービンハウジング５の外部に開口する。排気導入口３３には、不図示のエンジンの排気マニホールドから排出される排気ガスが導入される。

【0020】

排気導入路３５は、排気導入口３３とタービンスクロール流路３７とを接続する。排気導入路３５は、例えば、直線状に形成される。排気導入路３５は、排気導入口３３から導入された排気ガスをタービンスクロール流路３７に導く。

【0021】

タービンスクロール流路３７は、スクロール出口３９を介して収容部２９と連通する。タービンスクロール流路３７は、排気導入路３５から導入された排気ガスを、スクロール出口３９を介して収容部２９に導く。

【0022】

タービンハウジング５には、仕切板４１が形成される。仕切板４１は、排気流路３１内（具体的には、排気導入口３３、排気導入路３５、および、タービンスクロール流路３７内）に配される。仕切板４１は、排気流路３１をタービン翼車１７の周方向に仕切る。仕切板４１は、排気導入口３３、排気導入路３５、および、タービンスクロール流路３７の内面に対して、軸方向に接続される。仕切板４１は、排気流路３１に沿って延在する。つまり、仕切板４１は、排気ガスの流れ方向に沿って延在する。以下、排気ガスの流れ方向の上流側を単に上流側と呼び、排気ガスの流れ方向の下流側を単に下流側と呼ぶ。

【0023】

排気導入口３３は、仕切板４１により第１排気導入口３３ａと第２排気導入口３３ｂとに分割される。本実施形態では、第１排気導入口３３ａは、第２排気導入口３３ｂよりも径方向内側に位置する。

【0024】

排気導入路３５は、仕切板４１により第１排気導入路３５ａと、第２排気導入路３５ｂとに分割される。本実施形態では、第１排気導入路３５ａは、第２排気導入路３５ｂよりも径方向内側に位置する。第１排気導入路３５ａは、第１排気導入口３３ａと連通する。第２排気導入路３５ｂは、第２排気導入口３３ｂと連通する。

【0025】

タービンスクロール流路３７は、仕切板４１により第１タービンスクロール流路３７ａと、第２タービンスクロール流路３７ｂとに分割される。本実施形態では、第１タービンスクロール流路３７ａは、第２タービンスクロール流路３７ｂよりも径方向内側に位置する。第１タービンスクロール流路３７ａは、第１排気導入路３５ａと連通する。第２タービンスクロール流路３７ｂは、第２排気導入路３５ｂと連通する。第１タービンスクロール流路３７ａおよび第２タービンスクロール流路３７ｂは、タービン翼車１７に対して径方向外側に巻き回される。第１タービンスクロール流路３７ａおよび第２タービンスクロール流路３７ｂは、タービン翼車１７の回転方向ＲＤに進むにつれてタービン翼車１７に近づくように、巻き回される。各タービンスクロール流路３７の径方向の幅は、上流側から下流側に向かうにつれて小さくなる。

【0026】

第１タービンスクロール流路３７ａおよび第２タービンスクロール流路３７ｂは、タービン翼車１７の周方向の互いに異なる位置で収容部２９とそれぞれ連通する。第１タービンスクロール流路３７ａは、第１スクロール出口３９ａを介して収容部２９と連通する。第２タービンスクロール流路３７ｂは、第２スクロール出口３９ｂを介して収容部２９と連通する。

【0027】

第１スクロール出口３９ａおよび第２スクロール出口３９ｂは、周方向に沿って形成される。具体的には、第１スクロール出口３９ａは、収容部２９の一側の半周（具体的には、図２中の左側の半周）に亘って収容部２９と連通される。第２スクロール出口３９ｂは、収容部２９の他側の半周（具体的には、図２中の右側の半周）に亘って収容部２９と連通される。第１スクロール出口３９ａおよび第２スクロール出口３９ｂは、タービン翼車１７を挟んで径方向に対向している。

【0028】

タービンハウジング５には、第１舌部４３ａと、第２舌部４３ｂとが形成される。なお、以下では、第１舌部４３ａおよび第２舌部４３ｂを特に区別しない場合、単に舌部４３とも呼ぶ。各舌部４３は、第１タービンスクロール流路３７ａと第２タービンスクロール流路３７ｂとを区画する。また、各舌部４３は、第１スクロール出口３９ａと第２スクロール出口３９ｂとを区画する。

【0029】

第１舌部４３ａは、第１タービンスクロール流路３７ａの下流端に面する位置に設けられる。第１舌部４３ａは、仕切板４１の下流側の端部に形成される。第１舌部４３ａは、第１タービンスクロール流路３７ａと第２タービンスクロール流路３７ｂとを区画する。また、第１舌部４３ａは、第１スクロール出口３９ａの下流端と第２スクロール出口３９ｂの上流端とを区画する。

【0030】

第２舌部４３ｂは、第２タービンスクロール流路３７ｂの下流端に面する位置に設けられる。第２舌部４３ｂは、第２タービンスクロール流路３７ｂと第１タービンスクロール流路３７ａとを区画する。また、第２舌部４３ｂは、第２スクロール出口３９ｂの下流端と第１スクロール出口３９ａの上流端とを区画する。

【0031】

第１舌部４３ａと第２舌部４３ｂとは、タービン翼車１７の周方向に等間隔に配置されている。つまり、第１舌部４３ａの周方向位置は、第２舌部４３ｂの周方向位置に対して、１８０°ずれている。ただし、第１舌部４３ａと第２舌部４３ｂとは、タービン翼車１７の周方向に不等間隔に配置されていてもよい。つまり、第１舌部４３ａの周方向位置は、第２舌部４３ｂの周方向位置に対して、１８０°と異なる角度でずれていてもよい。

【0032】

不図示のエンジンの排気マニホールドは、２以上の複数の分割路を備える。複数の分割路のうちの一部の分割路は、第１排気導入口３３ａに接続される。複数の分割路のうちの他の分割路は、第２排気導入口３３ｂに接続される。不図示のエンジンから排出される排気ガスは、分割路を流通し、第１排気導入口３３ａまたは第２排気導入口３３ｂに導入される。一方の排気導入口３３に排気ガスが導入されるタイミングでは、基本的に、他方の排気導入口３３には排気ガスが導入されない。第１排気導入口３３ａへの排気ガスの導入と、第２排気導入口３３ｂへの排気ガスの導入とが、交互に繰り返される。

【0033】

第１排気導入口３３ａへ導入された排気ガスは、第１排気導入路３５ａおよび第１タービンスクロール流路３７ａを通って、第１スクロール出口３９ａから収容部２９に流れる。第２排気導入口３３ｂへ導入された排気ガスは、第２排気導入路３５ｂおよび第２タービンスクロール流路３７ｂを通って、第２スクロール出口３９ｂから収容部２９に流れる。一方のタービンスクロール流路３７に排気ガスが流れるタイミングでは、基本的に、他方のタービンスクロール流路３７には排気ガスが流れない。ゆえに、第１タービンスクロール流路３７ａと第２タービンスクロール流路３７ｂとの間で圧力差が生じ、２つのタービンスクロール流路３７間での排気ガスの漏れ流れが生じる。上記の漏れ流れでは、排気ガスが、一方のタービンスクロール流路３７から他方のタービンスクロール流路３７へ、舌部４３の近傍を通って漏れ流れる。排気ガスの漏れ流れは、タービンＴの性能および過給機ＴＣと接続されるエンジンの性能を低下させる要因となる。

【0034】

ここで、舌部４３とタービン翼車１７との距離（具体的には、後述するタービン翼車１７の翼体１７ｂが舌部４３に最も接近したときの、舌部４３と後述する翼体１７ｂのリーディングエッジＥ１との距離）が大きいほど、排気ガスの漏れ流れが生じやすくなる。ゆえに、舌部４３とタービン翼車１７との距離を小さくすることによって、排気ガスの漏れ流れが抑制される。しかしながら、舌部４３とタービン翼車１７との距離が小さいほど、タービン翼車１７に働く励振力が大きくなり、翼振動が増大しやすくなる。本実施形態のタービンＴでは、舌部４３のタービン翼車１７に面する部分の形状を工夫することによって、タービン翼車１７の翼振動の低減と、排気ガスの漏れ流れの抑制とが両立される。

【0035】

図３は、図２のＢ－Ｂ断面図（具体的には、第１舌部４３ａを通りタービン翼車１７の回転軸を含む断面における断面図）である。図３には、第１舌部４３ａのタービン翼車１７に面する部分の形状が示されている。なお、第２舌部４３ｂのタービン翼車１７に面する部分の形状については、第１舌部４３ａのタービン翼車１７に面する部分の形状と同様であるので、図示を省略する。

【0036】

タービン翼車１７は、ハブ１７ａと、複数の翼体１７ｂとを有する。ハブ１７ａは、シャフト１５の左端部と接続されている。ハブ１７ａの外径は、過給機ＴＣの左側に向かうほど小さくなる。ハブ１７ａの外周面に複数の翼体１７ｂが設けられる。複数の翼体１７ｂは、周方向に間隔を空けて設けられる。各翼体１７ｂは、ハブ１７ａの外周面から径方向外側に延びて形成される。翼体１７ｂの外周縁は、リーディングエッジＥ１、トレーリングエッジＥ２および中間縁部Ｅ３を含む。

【0037】

リーディングエッジＥ１は、翼体１７ｂにおける排気ガスの流れ方向の上流側の縁部である。リーディングエッジＥ１は、翼体１７ｂにおける排気流路３１側の縁部である。リーディングエッジＥ１には、排気流路３１からの排気ガスが流入する。リーディングエッジＥ１は、翼体１７ｂの右端側に形成される。リーディングエッジＥ１は、タービン翼車１７の回転軸と平行に延びている。

【0038】

トレーリングエッジＥ２は、翼体１７ｂにおける排気ガスの流れ方向の下流側の縁部である。トレーリングエッジＥ２は、翼体１７ｂにおける排出流路２７側の縁部である。トレーリングエッジＥ２から排出流路２７に向けて排気ガスが流出する。トレーリングエッジＥ２は、翼体１７ｂの左端側に形成される。トレーリングエッジＥ２は、周方向にねじれながら径方向に延びている。

【0039】

中間縁部Ｅ３は、リーディングエッジＥ１とトレーリングエッジＥ２の間に亘って形成される。中間縁部Ｅ３は、タービンハウジング５のうち収容部２９を画成するシュラウド部２９ａに沿って延びている。

【0040】

舌部４３は、タービン翼車１７の翼体１７ｂのリーディングエッジＥ１の径方向外側に配置されている。図３では、舌部４３のタービン翼車１７に面する部分（具体的には、リーディングエッジＥ１に面する部分）のうち、タービン翼車１７の回転軸方向の中央部Ｐ１と、当該回転軸方向の両端部Ｐ２、Ｐ３との形状が示されている。なお、以下では、タービン翼車１７の回転軸方向を単に回転軸方向とも呼ぶ。

【0041】

端部Ｐ２は、舌部４３のタービン翼車１７に面する部分のうち排出流路２７側の端部（つまり、左端部）である。端部Ｐ２の軸方向位置は、リーディングエッジＥ１の左端部の軸方向位置と一致する。端部Ｐ３は、舌部４３のタービン翼車１７に面する部分のうち排出流路２７側と逆側の端部（つまり、右端部）である。端部Ｐ３の軸方向位置は、リーディングエッジＥ１の右端部の軸方向位置と一致する。中央部Ｐ１は、舌部４３のタービン翼車１７に面する部分のうち端部Ｐ２と端部Ｐ３との間の部分である。中央部Ｐ１の軸方向位置は、リーディングエッジＥ１の中央部の軸方向位置と一致する。

【0042】

舌部４３のタービン翼車１７に面する部分において、回転軸方向の両端部Ｐ２、Ｐ３は、回転軸方向の中央部Ｐ１に対してタービン翼車１７の径方向外側に窪んでいる。中央部Ｐ１は、タービン翼車１７の回転軸と平行に延びている。翼体１７ｂが舌部４３に最も接近したときに、両端部Ｐ２、Ｐ３とリーディングエッジＥ１との距離（隙間）は、中央部Ｐ１とリーディングエッジＥ１との距離（隙間）よりも大きくなっている。つまり、舌部４３は、中央部Ｐ１において、タービン翼車１７と最も接近する。なお、図３の例では、各端部Ｐ２、Ｐ３と中央部Ｐ１との接続部分が湾曲している。ただし、各端部Ｐ２、Ｐ３と中央部Ｐ１との接続部分は屈曲していてもよい。

【0043】

ここで、タービンスクロール流路３７内の排気ガスの流れでは、壁面近傍で境界層が生じ流速が小さくなる。タービンスクロール流路３７のうち収容部２９と接続される部分の内周側には、スクロール出口３９が形成されるので壁面が存在しない。ゆえに、タービンスクロール流路３７のうち収容部２９と接続される部分では、排気ガスの流速の周方向の成分が、回転軸方向の端側と比べて回転軸方向の中央側で大きくなる。よって、舌部４３とタービン翼車１７との距離が仮に回転軸方向の位置によらず一定である場合には、舌部４３の中央部Ｐ１の近傍で排気ガスの漏れ流れが生じやすくなる。

【0044】

上記のように、本実施形態では、舌部４３の両端部Ｐ２、Ｐ３が、舌部４３の中央部Ｐ１に対してタービン翼車１７の径方向外側に窪んでいる。これにより、舌部４３の中央部Ｐ１が、他の部分よりもタービン翼車１７に接近する。ゆえに、タービンスクロール流路３７内で排気ガスの流速の周方向の成分が大きくなる回転軸方向の中央側において、舌部４３をタービン翼車１７に極力接近させ、一方で、タービンスクロール流路３７内で排気ガスの流速の周方向の成分が小さくなる回転軸方向の端側において、舌部４３をタービン翼車１７から離隔させることができる。よって、例えば、舌部４３全体を回転軸方向の位置によらずに一律にタービン翼車１７に接近させた場合と比べて、タービン翼車１７の翼振動の低減と、排気ガスの漏れ流れの抑制とが両立される。

【0045】

ここで、舌部４３の中央部Ｐ１の回転軸方向の長さＬ１が長いほど、排気ガスの漏れ流れを抑制する効果が高まる。一方、舌部４３の端部Ｐ２の回転軸方向の長さＬ２、および、舌部４３の端部Ｐ３の回転軸方向の長さＬ３の合計が長いほど、タービン翼車１７の翼振動を低減する効果が高まる。ゆえに、長さＬ２および長さＬ３の合計よりも長さＬ１が長い場合、排気ガスの漏れ流れが効果的に抑制される。一方、長さＬ１よりも長さＬ２および長さＬ３の合計が長い場合、タービン翼車１７の翼振動が効果的に抑制される。ただし、長さＬ１と、長さＬ２および長さＬ３の合計とは、略一致していてもよい。

【0046】

図３の例では、端部Ｐ２の回転軸方向の長さＬ２と、端部Ｐ３の回転軸方向の長さＬ３とが略一致しているが、長さＬ２と長さＬ３との大小関係は、この例に限定されない。

【0047】

例えば、長さＬ２は長さＬ３よりも長くてもよい。この場合、リーディングエッジＥ１のシュラウド側（シュラウド部２９ａ側）において、リーディングエッジＥ１と舌部４３との距離が大きい領域が広くなるので、リーディングエッジＥ１のうちシュラウド側の部分に働く励振力が小さくなる。そのため、この部分で振動変位が大きくなる振動モードに対して、振動応答を抑制できる。

【0048】

例えば、長さＬ３は長さＬ２よりも長くてもよい。ここで、リーディングエッジＥ１のハブ側（つまり、シュラウド側と逆側）の部分の付近で剥離渦が生じることがあるが、この剥離渦はリーディングエッジＥ１のシュラウド側の部分の付近での流れ場を変動させ、この部分で振動変位が大きくなる振動モードに対して励振源となることがある。長さＬ３が長さＬ２よりも長い場合、リーディングエッジＥ１のハブ側において、リーディングエッジＥ１と舌部４３との距離が大きい領域が広くなるので、リーディングエッジＥ１のハブ側の部分での流れ場の変動が小さくなり、剥離渦の変動も小さくなる。そのため、リーディングエッジＥ１のシュラウド側の部分で振動変位が大きくなる振動モードに対して振動応答を抑制できる場合がある。

【0049】

上記では、舌部４３において、両端部Ｐ２、Ｐ３が中央部Ｐ１に対して径方向外側に窪んでいる例を説明したが、端部Ｐ２、Ｐ３の少なくとも一方が中央部Ｐ１に対して径方向外側に窪んでいればよい。例えば、端部Ｐ２、Ｐ３のうち左側の端部Ｐ２のみが中央部Ｐ１に対して径方向外側に窪んでいてもよい。例えば、端部Ｐ２、Ｐ３のうち右側の端部Ｐ３のみが中央部Ｐ１に対して径方向外側に窪んでいてもよい。これらの場合にも、上記と同様の効果が奏される。ただし、タービン翼車１７の翼振動の低減と、排気ガスの漏れ流れの抑制とを効果的に両立する観点では、両端部Ｐ２、Ｐ３が中央部Ｐ１に対して径方向外側に窪んでいることが好ましい。

【0050】

上記では、中央部Ｐ１のいずれの部分も両端部Ｐ２、Ｐ３に対して径方向内側に位置している。ただし、中央部Ｐ１の一部が端部Ｐ２または端部Ｐ３に対して径方向外側に位置していてもよい。

【0051】

上記では、タービン翼車１７がラジアル式（つまり、リーディングエッジＥ１がタービン翼車１７の回転軸と平行に延びているタイプ）である例を説明したが、リーディングエッジＥ１の形状は上記の例に限定されない。例えば、タービン翼車１７は斜流式（つまり、リーディングエッジＥ１が排出流路２７側に向かうにつれて径方向外側に傾斜するタイプ）であってもよい。また、タービン翼車１７が斜流式である場合、舌部４３の中央部Ｐ１は、リーディングエッジＥ１に沿って延びていてもよい。つまり、中央部Ｐ１は、排出流路２７側に向かうにつれて径方向外側に傾斜してもよい。

【0052】

上記では、第１舌部４３ａと第２舌部４３ｂとの間でタービン翼車１７に面する部分の形状が共通である例を説明したが、第１舌部４３ａと第２舌部４３ｂとの間でタービン翼車１７に面する部分の形状が異なっていてもよい。例えば、第１舌部４３ａおよび第２舌部４３ｂのうちの一方において、いずれの端部Ｐ２、Ｐ３も中央部Ｐ１に対して径方向外側に窪んでいなくてもよい。

【0053】

上記では、タービンＴがダブルスクロール式である例を説明したが、タービンＴのタイプは上記の例に限定されない。例えば、タービンＴに設けられるタービンスクロール流路３７の数は１つであってもよい。この場合、タービンＴに設けられる舌部４３の数は１つとなる。例えば、タービンＴは、軸方向に並んで配置される２つのタービンスクロール流路３７を備えるツインスクロール式であってもよい。ただし、タービンＴがダブルスクロール式である場合、排気ガスの漏れ流れを抑制することが特に重要となる。ゆえに、舌部４３のタービン翼車１７に面する部分の形状を上記のように工夫することが特に有効となる。

【0054】

以上、添付図面を参照しながら本開示の実施形態について説明したが、本開示はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

【0055】

上記では、タービンＴが過給機ＴＣに搭載される例を説明したが、タービンＴは、過給機ＴＣ以外の装置（例えば、発電機等）に搭載されてもよい。

【0056】

上記では、第１排気導入口３３ａ、第１排気導入路３５ａおよび第１タービンスクロール流路３７ａと、第２排気導入口３３ｂ、第２排気導入路３５ｂおよび第２タービンスクロール流路３７ｂとが径方向に並んで形成される例を説明したが、排気流路３１における各構成要素間の位置関係は、この例に限定されない。例えば、第１排気導入口３３ａ、第１排気導入路３５ａおよび第１タービンスクロール流路３７ａと、第２排気導入口３３ｂ、第２排気導入路３５ｂおよび第２タービンスクロール流路３７ｂとが、部分的に軸方向に並んで形成されていてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0057】

本開示は、タービンおよび過給機に利用することができる。

【符号の説明】

【0058】

１７ タービン翼車
２９ 収容部
３７ タービンスクロール流路
３７ａ 第１タービンスクロール流路
３７ｂ 第２タービンスクロール流路
４３ 舌部
４３ａ 第１舌部
４３ｂ 第２舌部
Ｐ１ 中央部
Ｐ２ 端部
Ｐ３ 端部
Ｒ 矢印
Ｔ タービン
ＴＣ 過給機

【図1】

【図2】

【図3】