JP2008008227A - Variable capacity turbine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a highly efficient variable capacity turbine capable of suppressing gas leakage. <P>SOLUTION: This variable capacity turbine is provided with a casing having a scroll composing a spiral channel, a fixed nozzle 10 arranged in the casing and having two or more nozzle holes 11 throttling a flow rate of exhaust gas 18 passed through the scroll, two or more valves 12 advanced/retreated to/from respective nozzle holes 11 and regulating the flow rate of exhaust gas 18 by regulating a throat area formed in a throat part 17, an actuator 20 advancing/retreating the valves 12 through a ring member 13, a rotational part 15, a connection part 22 and a connecting member 21, and a turbine wheel rotatably arranged by exhaust gas 18 passed through the nozzle holes 11. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、自動車用内燃機関のターボ過給機に適用される可変容量タービンに関し、更に詳しくは、ガス漏れを抑制することができ、高効率の可変容量タービンに関する。   The present invention relates to a variable capacity turbine applied to a turbocharger of an internal combustion engine for an automobile, and more particularly to a variable capacity turbine capable of suppressing gas leakage and having high efficiency.

自動車用内燃機関の出力向上のために、排気ガスの流量を変化させ、その運動エネルギーを利用して空気を強制的に燃焼室へ送り込み、当該燃焼室への空気の充填効率を高める可変容量タービン過給機が種々提案され、実用化されている。   In order to improve the output of an internal combustion engine for automobiles, a variable capacity turbine that changes the flow rate of exhaust gas and uses the kinetic energy to forcibly send air into the combustion chamber to increase the efficiency of filling the combustion chamber with air. Various superchargers have been proposed and put into practical use.

すなわち、図示例を省略するが、従来の可変容量タービンでは、エンジンのシリンダから排出された排気ガスは、ガス入口ケーシングのスクロールを通ってその円周方向に旋回することにより半径方向の流速を与えられ、可変ノズルの入口前縁を経て当該ノズル内に流入する。   That is, although not shown in the figure, in a conventional variable capacity turbine, the exhaust gas discharged from the cylinder of the engine swirls in the circumferential direction through the scroll of the gas inlet casing to give a radial flow velocity. And flows into the nozzle via the inlet front edge of the variable nozzle.

そして、排気ガスは、この可変ノズル内において、ガスの最小通路であるノズルスロート部で流路を絞られて流速を増し、ノズル出口後縁から流出する。   In the variable nozzle, the exhaust gas is throttled at the nozzle throat portion, which is the minimum gas passage, to increase the flow velocity, and flows out from the nozzle outlet trailing edge.

当該ノズルを経た排気ガスは、動翼たるタービンホイールに流入し、当該タービンホイール内を通過する際に膨張仕事をなしてこれを回転させることにより動力を発生させる。タービンホイールを経た排気ガスは、図示しない排気ディフューザに流出する。   The exhaust gas that has passed through the nozzle flows into a turbine wheel that is a moving blade, and generates power by rotating the turbine wheel while rotating through the turbine wheel. Exhaust gas that has passed through the turbine wheel flows into an exhaust diffuser (not shown).

このような従来の可変容量タービンの可変ノズル機構の一例として、ベーン回転型による絞り機構を図１０〜図１３に基づいて説明する。   As an example of such a variable nozzle mechanism of a conventional variable capacity turbine, a vane rotation type throttle mechanism will be described with reference to FIGS.

ここで、図１０は、従来の可変容量タービンの大流量時におけるノズルベーンを示す部分正面図、図１１は、大流量時におけるスロート部を示す側面図であり、図１０に対応している。   Here, FIG. 10 is a partial front view showing a nozzle vane at a large flow rate of a conventional variable capacity turbine, and FIG. 11 is a side view showing a throat portion at a large flow rate, corresponding to FIG.

また、図１２は、従来の可変容量タービンの少流量時におけるノズルベーンを示す部分正面図、図１３は、少流量時におけるスロート部を示す側面図であり、図１２に対応している。   FIG. 12 is a partial front view showing a nozzle vane at a low flow rate of a conventional variable capacity turbine, and FIG. 13 is a side view showing a throat portion at a low flow rate, corresponding to FIG.

図１０〜図１３に示すように、ガス流量を変化させる際には、ベースプレート３１に軸支部３２によって回動自在に軸支された複数のノズルベーン３０を適宜回動させることにより、スロート部３３の面積（スロート面積）を変化させる。   As shown in FIGS. 10 to 13, when changing the gas flow rate, a plurality of nozzle vanes 30 pivotally supported by a shaft support portion 32 on the base plate 31 are appropriately rotated to appropriately rotate the throat portion 33. Change the area (throat area).

すなわち、大流量時には図１０および図１１に示すように、スロート部３３の面積を大きく設定し、少流量時には図１２および図１３に示すように、スロート部３３の面積を小さく設定する。   That is, when the flow rate is large, the area of the throat portion 33 is set large as shown in FIGS. 10 and 11, and when the flow rate is small, the area of the throat portion 33 is set small as shown in FIGS.

このように、ノズルベーン３０を開閉させて排気ガスの流速調整を行うことにより、タービンホイールの回転速度が調整され、ひいては燃焼室に強制的に送り込まれる空気の量が調整される。   Thus, by adjusting the flow rate of the exhaust gas by opening and closing the nozzle vanes 30, the rotational speed of the turbine wheel is adjusted, and consequently the amount of air forcedly fed into the combustion chamber is adjusted.

これらのノズルベーン３０は、図示しないタービンホイールの軸線を中心として等角度毎に配置され、互いに同期した状態で開閉動作するようになっている。また、熱歪みや煤詰まりによるスティックを抑制すべく、ベースプレート３１とノズルベーン３０との間には、所定の隙間であるサイドクリアランスｓが設けられている。   These nozzle vanes 30 are arranged at equal angles around the axis of a turbine wheel (not shown), and are opened and closed in synchronization with each other. A side clearance s, which is a predetermined gap, is provided between the base plate 31 and the nozzle vane 30 in order to suppress sticking due to thermal distortion or clogging.

また、図示例を省略するが、関連技術として、たとえば、つぎのものが公知である。すなわち、スロットに組み込まれた羽根のタブをユニゾンリングの回転によって移動し、当該羽根の開閉位置を可変にした技術が提案されている（特許文献１参照）。   Moreover, although illustration examples are omitted, for example, the following are known as related techniques. In other words, a technique has been proposed in which a blade tab incorporated in a slot is moved by rotation of a unison ring so that the opening / closing position of the blade is variable (see Patent Document 1).

また、固定ノズルリングの固定ノズル間に、可変ノズルを固着した回転ノズルリングを配置し、ノズルスロート部の面積を変化させるようにした技術が提案されている（特許文献２参照）。   In addition, a technique has been proposed in which a rotating nozzle ring with a variable nozzle fixed is disposed between fixed nozzles of a fixed nozzle ring so that the area of the nozzle throat portion is changed (see Patent Document 2).

また、可変ノズルベーンの支持部を案内孔に挿入し、ベーンを翼弦方向にスライド移動させることにより流路を可変にした技術が提案されている（特許文献３参照）。   In addition, a technique has been proposed in which a flow path is variable by inserting a support portion of a variable nozzle vane into a guide hole and sliding the vane in the direction of the chord (see Patent Document 3).

特表２００３−５２７５２２号公報Special table 2003-527522 gazette 特開平１１−１４１３４３号公報JP-A-11-141343 特開２０００−８８６９号公報JP 2000-8869 A

しかしながら、従来の可変容量タービンは、図１１および図１３中に破線で示したように、ノズルベーン３０が開き側となる大流量時には、スロート３３の面積が大きいためにサイドクリアランスｓからのガス漏れの影響は小さく問題とならないが、ノズルベーン３０が閉じ側となる少流量時には、スロート３３の面積が小さいためにサイドクリアランスｓからのガス漏れの影響が大きくなり、効率低下の一因となっていた。   However, in the conventional variable capacity turbine, as indicated by a broken line in FIGS. 11 and 13, when the nozzle vane 30 is on the open side, the area of the throat 33 is large, so that gas leakage from the side clearance s occurs. Although the influence is small and does not cause a problem, at the time of a small flow rate at which the nozzle vane 30 is on the closing side, the area of the throat 33 is small, so that the influence of gas leakage from the side clearance s becomes large, which causes a reduction in efficiency.

この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ガス漏れを抑制することができ、高効率の可変容量タービンを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a highly efficient variable capacity turbine that can suppress gas leakage.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明の請求項１に係る可変容量タービンは、渦巻き状の流路を構成するスクロールを有したケーシングと、前記ケーシング内に設けられ前記スクロールを経た流体の流量を絞る複数のノズル穴を有した固定ノズルと、前記各ノズル穴に対して進退しスロート面積を調節することにより前記流体の流量を調節する複数のバルブと、前記バルブを進退させるアクチュエータと、前記ノズル穴を通過した前記流体によって回転可能に配設されたタービンホイールと、を備えたことを特徴とするものである。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a variable capacity turbine according to a first aspect of the present invention includes a casing having a scroll that forms a spiral flow path, and the scroll provided in the casing. A fixed nozzle having a plurality of nozzle holes for restricting the flow rate of the fluid having passed through, a plurality of valves for adjusting the flow rate of the fluid by adjusting the throat area by advancing and retreating with respect to each nozzle hole, and advancing and retracting the valve And a turbine wheel rotatably provided by the fluid that has passed through the nozzle hole.

また、この発明の請求項２に係る可変容量タービンは、請求項１に記載の発明において、前記固定ノズルは円環状に形成され、前記ノズル穴は当該固定ノズルの内周面と外周面とを貫通し当該内周面から当該外周面に向けて拡開するように設けられていることを特徴とするものである。   According to a second aspect of the present invention, in the variable capacity turbine according to the first aspect, the fixed nozzle is formed in an annular shape, and the nozzle hole has an inner peripheral surface and an outer peripheral surface of the fixed nozzle. It is provided so as to penetrate and expand from the inner peripheral surface toward the outer peripheral surface.

また、この発明の請求項３に係る可変容量タービンは、請求項２に記載の発明において、前記固定ノズルの外周に沿って同軸に設けられ、かつ、前記アクチュエータによって回動可能となるように設けられたリング部材を備え、前記バルブは、前記リング部材に回動自在に軸支されていることを特徴とするものである。   A variable capacity turbine according to a third aspect of the present invention is the variable capacity turbine according to the second aspect, wherein the variable capacity turbine is provided coaxially along an outer periphery of the fixed nozzle and is rotatable by the actuator. The valve is rotatably supported by the ring member.

また、この発明の請求項４に係る可変容量タービンは、請求項１〜３のいずれか一つに記載の発明において、低流速用の前記スクロールと高流速用の前記スクロールとを併設して備え、前記低流速用のスクロールには、前記バルブを有しない前記固定ノズルを対応させて備える一方、前記高流速用のスクロールには、前記バルブを有した前記固定ノズルを対応させて備え、低流量時には前記固定ノズルの前記ノズル穴を前記バルブによって全閉にし、高流量時には前記固定ノズルの前記ノズル穴を前記バルブによって全開にすることを特徴とするものである。   A variable capacity turbine according to a fourth aspect of the present invention is the variable displacement turbine according to any one of the first to third aspects, wherein the scroll for low flow velocity and the scroll for high flow velocity are provided side by side. The scroll for the low flow rate is provided with the fixed nozzle not having the valve, while the scroll for the high flow rate is provided with the fixed nozzle having the valve corresponding to the low flow rate. Sometimes the nozzle hole of the fixed nozzle is fully closed by the valve, and when the flow rate is high, the nozzle hole of the fixed nozzle is fully opened by the valve.

この発明に係る可変容量タービン（請求項１）によれば、バルブによってノズル穴を開閉するため、従来のようなノズルベーンが不要となり、所定の隙間（サイドクリアランス）も不要となるので、流体の漏れを抑制することができ、高効率の可変容量タービンを提供することができる。   According to the variable capacity turbine of the present invention (Claim 1), since the nozzle hole is opened and closed by the valve, the conventional nozzle vane is not required, and a predetermined gap (side clearance) is not required. Therefore, it is possible to provide a highly efficient variable capacity turbine.

また、この発明に係る可変容量タービン（請求項２）によれば、固定ノズルを簡易に構成することができる。   Moreover, according to the variable capacity turbine according to the present invention (claim 2), the fixed nozzle can be simply configured.

また、この発明に係る可変容量タービン（請求項３）によれば、アクチュエータによってリング部材を所定量回動させるだけでバルブを進退させ、スロート面積を調節することができるので、流体の流量を容易に調節することができる。   Further, according to the variable capacity turbine according to the present invention (Claim 3), the valve can be advanced and retracted and the throat area can be adjusted only by rotating the ring member by a predetermined amount by the actuator, so that the flow rate of the fluid is easy. Can be adjusted to.

また、この発明に係る可変容量タービン（請求項４）によれば、バルブを開閉制御することにより、広範囲の流量を調節することができる。   According to the variable capacity turbine of the present invention (Claim 4), a wide range of flow rates can be adjusted by controlling the opening and closing of the valves.

以下に、この発明に係る可変容量タービンの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。   Embodiments of a variable capacity turbine according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

図１は、この発明の実施例１に係る可変容量タービンの要部を示す正面断面図であり、スロート面積を小さく設定した場合を示したものである。図２は、スロート面積を大きく設定した場合の可変容量タービンの要部を示す正面断面図である。   FIG. 1 is a front sectional view showing the main part of the variable capacity turbine according to the first embodiment of the present invention, and shows a case where the throat area is set small. FIG. 2 is a front sectional view showing a main part of the variable capacity turbine when the throat area is set large.

また、図３は、固定ノズルを示す斜視図、図４は、可変容量タービンの要部を示す側面断面図、図５は、リング部材を示す正面図である。   FIG. 3 is a perspective view showing the fixed nozzle, FIG. 4 is a side sectional view showing the main part of the variable capacity turbine, and FIG. 5 is a front view showing the ring member.

また、図６は、低流量時のノズル穴を示す断面図、図７は、中流量時のノズル穴を示す断面図、図８は、高流量時のノズル穴を示す断面図である。   6 is a cross-sectional view showing nozzle holes at a low flow rate, FIG. 7 is a cross-sectional view showing nozzle holes at a medium flow rate, and FIG. 8 is a cross-sectional view showing nozzle holes at a high flow rate.

図１〜図５に示すように、本実施例１に係る可変容量タービンは、渦巻き状の流路を構成するスクロール６を有したケーシング５と、ケーシング５内に設けられ、スクロール６を経た排気ガス（流体）１８の流量を絞る複数のノズル穴１１を有した固定ノズル１０と、各ノズル穴１１に対して進退し、スロート部１７に形成されるスロート面積を調節することによりガスの流量を調節する複数のバルブ１２と、このバルブ１２を進退させるアクチュエータ２０と、ノズル穴１１を通過したガスによって回転可能に配設されたタービンホイール７とを備えている。   As shown in FIGS. 1 to 5, the variable capacity turbine according to the first embodiment includes a casing 5 having a scroll 6 that forms a spiral flow path, and an exhaust gas that is provided in the casing 5 and passes through the scroll 6. The fixed nozzle 10 having a plurality of nozzle holes 11 for reducing the flow rate of the gas (fluid) 18 and the gas flow rate is adjusted by adjusting the throat area formed in the throat portion 17 by moving forward and backward with respect to each nozzle hole 11. A plurality of valves 12 to be adjusted, an actuator 20 that moves the valves 12 back and forth, and a turbine wheel 7 that is rotatably arranged by gas that has passed through the nozzle holes 11 are provided.

固定ノズル１０は、図３に示すように、円環状に形成され、ノズル穴１１は当該固定ノズル１０の内周面と外周面とを貫通し、当該内周面から当該外周面に向けて拡開するように設けられている。このような形状とすることで、固定ノズル１０を簡易に構成することができる。   As shown in FIG. 3, the fixed nozzle 10 is formed in an annular shape, and the nozzle hole 11 penetrates the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the fixed nozzle 10 and expands from the inner peripheral surface toward the outer peripheral surface. It is provided to open. By setting it as such a shape, the fixed nozzle 10 can be comprised simply.

リング部材１３は、固定ノズル１０の外周に沿って同軸に設けられ、かつ、アクチュエータ２０、連結部材２１および連結部２２によって回動可能となるように設けられている。   The ring member 13 is provided coaxially along the outer periphery of the fixed nozzle 10, and is provided so as to be rotatable by the actuator 20, the connecting member 21, and the connecting portion 22.

バルブ１２は、このリング部材１３により回動自在に回動部１５で軸支されている。また、バルブ１２は、図１および図２に示すように、その先端がテーパ形状に形成されている。   The valve 12 is pivotally supported by a rotating portion 15 so as to be rotatable by the ring member 13. Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the tip of the valve 12 is formed in a tapered shape.

このように、アクチュエータ２０によってリング部材１３を所定量回動させることにより、図６〜図８に示すように、バルブ１２をノズル穴１１に対して進退させ、スロート面積を容易に調節することができる。   In this way, by rotating the ring member 13 by a predetermined amount by the actuator 20, the valve 12 can be advanced and retracted with respect to the nozzle hole 11 as shown in FIGS. 6 to 8, and the throat area can be easily adjusted. it can.

なお、上記バルブ１２、固定ノズル１０、リング部材１３等は、耐熱性や耐食性等の条件に応じて、ステンレス、チタンとアルミニウムの合金等、種々の金属にて形成することができる。また、耐熱樹脂等、金属以外の材質にて形成してもよい。   The valve 12, the fixed nozzle 10, the ring member 13 and the like can be formed of various metals such as stainless steel, an alloy of titanium and aluminum, depending on conditions such as heat resistance and corrosion resistance. Moreover, you may form with materials other than metals, such as a heat resistant resin.

つぎに動作について説明する。図１、図２および図９に示すように、この可変容量タービンでは、図示しないエンジンのシリンダから排出された排気ガス１８は、ケーシング５のスクロール６を通ってその円周方向に旋回することにより半径方向の流速を与えられ、固定ノズル１０のノズル穴１１に流入する。   Next, the operation will be described. As shown in FIGS. 1, 2, and 9, in this variable capacity turbine, exhaust gas 18 exhausted from a cylinder of an engine (not shown) passes through the scroll 6 of the casing 5 and turns in the circumferential direction thereof. Given a radial flow velocity, it flows into the nozzle hole 11 of the fixed nozzle 10.

そして、排気ガス１８は、バルブ１２の進退量によって形成されたスロート部１７で流路を絞られて流速を増し、固定ノズル１０内周面側のノズル穴１１から流出する。   Then, the exhaust gas 18 is throttled by the throat portion 17 formed by the advance / retreat amount of the valve 12 to increase the flow velocity, and flows out from the nozzle hole 11 on the inner peripheral surface side of the fixed nozzle 10.

このバルブ１２の進退量は、たとえば、アクチュエータ２０によるリング部材１３の回動制御によって、つぎのように調節することができる。すなわち、低流量時には、図１および図６に示すように、バルブ１２の進量を最大限増やしてスロート面積を小さく設定する。   The advance / retreat amount of the valve 12 can be adjusted as follows, for example, by controlling the rotation of the ring member 13 by the actuator 20. That is, at the time of low flow rate, as shown in FIGS. 1 and 6, the advance amount of the valve 12 is increased to the maximum and the throat area is set small.

一方、高流量時には、図２および図８に示すように、バルブ１２の退量を最大限に増やしてスロート面積を大きく（全開）設定する。なお、中流量時には、これら低流量時と高流量時の中間的な制御を行えばよい。   On the other hand, when the flow rate is high, as shown in FIGS. 2 and 8, the retraction amount of the valve 12 is increased to the maximum to set the throat area large (fully open). When the medium flow rate is used, intermediate control between the low flow rate and the high flow rate may be performed.

このように流量制御され、固定ノズル１０を経た排気ガス１８は、タービンホイール７に流入し、当該タービンホイール７内を通過する際に膨張仕事をなしてこれを回転させることにより動力を発生させる。タービンホイール７を経た排気ガス１８は、図示しない排気ディフューザに流出する。   The exhaust gas 18 that has been flow-controlled in this way and has passed through the fixed nozzle 10 flows into the turbine wheel 7 and generates power by rotating it while performing expansion work when passing through the turbine wheel 7. The exhaust gas 18 that has passed through the turbine wheel 7 flows out to an exhaust diffuser (not shown).

以上のように、この実施例１に係る可変容量タービンによれば、バルブ１２によってノズル穴１１を開閉するため、従来のようなノズルベーン３０（図１０〜図１３参照）が不要となり、所定の隙間（サイドクリアランスｓ）も不要となるので、当該隙間からの排気ガス１８の漏れを抑制することができ、簡易な構成にて高効率の可変容量タービンを提供することができる。   As described above, according to the variable capacity turbine according to the first embodiment, since the nozzle hole 11 is opened and closed by the valve 12, the conventional nozzle vane 30 (see FIGS. 10 to 13) becomes unnecessary, and a predetermined gap is obtained. Since (side clearance s) is also unnecessary, leakage of the exhaust gas 18 from the gap can be suppressed, and a highly efficient variable capacity turbine can be provided with a simple configuration.

図９は、この発明の実施例２に係る可変容量タービンの要部を示す側面断面図である。なお、以下の説明において、すでに説明した部材と同一もしくは相当する部材には、同一の符号を付して重複説明を省略または簡略化する。   FIG. 9 is a side sectional view showing the main part of the variable capacity turbine according to the second embodiment of the present invention. In the following description, members that are the same as or correspond to those already described are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted or simplified.

本実施例２に係る可変容量タービンは、いわゆるツインノズルターボに本発明を適用したものであり、図９に示すように、低流速用のスクロール６ａと高流速用のスクロール６とを併設して備えている。   The variable capacity turbine according to the second embodiment is the one in which the present invention is applied to a so-called twin-nozzle turbo. As shown in FIG. 9, a scroll 6a for low flow velocity and a scroll 6 for high flow velocity are provided side by side. I have.

そして、低流速用のスクロール６ａには、バルブ１２を有しない固定ノズル１０ａを対応させて備える一方、高流速用のスクロール６には、バルブ１２を有した固定ノズル１０を対応させて備えたものである。   The low flow velocity scroll 6a is provided with a fixed nozzle 10a that does not have the valve 12, while the high flow velocity scroll 6 is provided with the fixed nozzle 10 that has the valve 12. It is.

なお、その他の構成および基本動作は、上記実施例１の場合と同様であるので、重複説明を省略する。   Other configurations and basic operations are the same as those in the first embodiment, and a duplicate description is omitted.

このように構成した可変容量タービンでは、低流量時には、固定ノズル１０のノズル穴１１をバルブ１２によって全閉にし、固定ノズル１０ａのみを排気ガス１８が通過するように設定する。   In the variable capacity turbine configured as described above, when the flow rate is low, the nozzle hole 11 of the fixed nozzle 10 is fully closed by the valve 12, and the exhaust gas 18 is set to pass only through the fixed nozzle 10a.

一方、高流量時には、固定ノズル１０のノズル穴１１をバルブ１２によって全開にし、固定ノズル１０および固定ノズル１０ａを排気ガス１８が通過するように設定する。   On the other hand, when the flow rate is high, the nozzle hole 11 of the fixed nozzle 10 is fully opened by the valve 12, and the exhaust gas 18 is set to pass through the fixed nozzle 10 and the fixed nozzle 10a.

また、中流量時には、固定ノズル１０のノズル穴１１をバルブ１２によって半開にし、この半開の固定ノズル１０と固定ノズル１０ａとを排気ガス１８が通過するように設定する。   At the middle flow rate, the nozzle hole 11 of the fixed nozzle 10 is half-opened by the valve 12, and the exhaust gas 18 is set to pass through the half-open fixed nozzle 10 and the fixed nozzle 10a.

以上のように、この実施例２に係る可変容量タービンによれば、バルブ１２を開閉制御することにより、広範囲の流量を調節することができる。   As described above, according to the variable capacity turbine of the second embodiment, a wide range of flow rates can be adjusted by controlling the opening and closing of the valve 12.

以上のように、この発明に係る可変容量タービンは、自動車用内燃機関のターボ過給機に有用であり、特に、ガス漏れを抑制することができ、高効率の可変容量タービンに適している。   As described above, the variable capacity turbine according to the present invention is useful for a turbocharger of an internal combustion engine for automobiles, and can particularly suppress gas leakage and is suitable for a highly efficient variable capacity turbine.

この発明の実施例１に係る可変容量タービンの要部を示す正面断面図である。It is a front sectional view showing the important section of the variable capacity turbine concerning Example 1 of this invention. スロート面積を大きく設定した場合の可変容量タービンの要部を示す正面断面図である。It is front sectional drawing which shows the principal part of the variable capacity turbine at the time of setting throat area large. 固定ノズルを示す斜視図である。It is a perspective view which shows a fixed nozzle. 可変容量タービンの要部を示す側面断面図である。It is side surface sectional drawing which shows the principal part of a variable capacity turbine. リング部材を示す正面図である。It is a front view which shows a ring member. 低流量時のノズル穴を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the nozzle hole at the time of low flow volume. 中流量時のノズル穴を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the nozzle hole at the time of medium flow volume. 高流量時のノズル穴を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the nozzle hole at the time of a high flow rate. この発明の実施例２に係る可変容量タービンの要部を示す側面断面図である。It is side surface sectional drawing which shows the principal part of the variable capacity turbine which concerns on Example 2 of this invention. 従来の可変容量タービンの大流量時におけるノズルベーンを示す部分正面図である。It is a partial front view which shows the nozzle vane at the time of the large flow volume of the conventional variable capacity turbine. 大流量時におけるスロート部を示す側面図である。It is a side view which shows the throat part at the time of a large flow volume. 従来の可変容量タービンの少流量時におけるノズルベーンを示す部分正面図である。It is a partial front view which shows the nozzle vane at the time of the small flow volume of the conventional variable capacity turbine. 少流量時におけるスロート部を示す側面図である。It is a side view which shows the throat part at the time of a small flow volume.

符号の説明Explanation of symbols

５ ケーシング
６ スクロール
６ａ 低流速用のスクロール
７ タービンホイール
１０ 固定ノズル
１０ａ 固定ノズル
１１ ノズル穴
１２ バルブ
１３ リング部材
１５ 回動部
１７ スロート部
１８ 排気ガス
２０ アクチュエータ
２１ 連結部材
２２ 連結部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 Casing 6 Scroll 6a Scroll for low flow rate 7 Turbine wheel 10 Fixed nozzle 10a Fixed nozzle 11 Nozzle hole 12 Valve 13 Ring member 15 Rotating part 17 Throat part 18 Exhaust gas 20 Actuator 21 Connecting member 22 Connecting part

Claims (4)

渦巻き状の流路を構成するスクロールを有したケーシングと、
前記ケーシング内に設けられ前記スクロールを経た流体の流量を絞る複数のノズル穴を有した固定ノズルと、
前記各ノズル穴に対して進退しスロート面積を調節することにより前記流体の流量を調節する複数のバルブと、
前記バルブを進退させるアクチュエータと、
前記ノズル穴を通過した前記流体によって回転可能に配設されたタービンホイールと、
を備えた可変容量タービン。 A casing having a scroll constituting a spiral flow path;
A fixed nozzle having a plurality of nozzle holes provided in the casing and restricting the flow rate of the fluid passing through the scroll;
A plurality of valves that adjust the flow rate of the fluid by advancing and retracting with respect to each nozzle hole and adjusting the throat area;
An actuator for moving the valve forward and backward,
A turbine wheel rotatably disposed by the fluid that has passed through the nozzle hole;
With variable capacity turbine. 前記固定ノズルは円環状に形成され、前記ノズル穴は当該固定ノズルの内周面と外周面とを貫通し当該内周面から当該外周面に向けて拡開するように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の可変容量タービン。   The fixed nozzle is formed in an annular shape, and the nozzle hole is provided so as to penetrate the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the fixed nozzle and expand from the inner peripheral surface toward the outer peripheral surface. The variable capacity turbine according to claim 1. 前記固定ノズルの外周に沿って同軸に設けられ、かつ、前記アクチュエータによって回動可能となるように設けられたリング部材を備え、
前記バルブは、前記リング部材に回動自在に軸支されていることを特徴とする請求項２に記載の可変容量タービン。 A ring member provided coaxially along the outer periphery of the fixed nozzle, and provided so as to be rotatable by the actuator;
The variable capacity turbine according to claim 2, wherein the valve is rotatably supported by the ring member. 低流速用の前記スクロールと高流速用の前記スクロールとを併設して備え、
前記低流速用のスクロールには、前記バルブを有しない前記固定ノズルを対応させて備える一方、
前記高流速用のスクロールには、前記バルブを有した前記固定ノズルを対応させて備え、
低流量時には前記固定ノズルの前記ノズル穴を前記バルブによって全閉にし、
高流量時には前記固定ノズルの前記ノズル穴を前記バルブによって全開にすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の可変容量タービン。 The scroll for low flow velocity and the scroll for high flow velocity are provided side by side,
The scroll for low flow rate is provided with the fixed nozzle not having the valve,
The scroll for the high flow rate is provided with the fixed nozzle having the valve,
When the flow rate is low, the nozzle hole of the fixed nozzle is fully closed by the valve,
The variable capacity turbine according to any one of claims 1 to 3, wherein the nozzle hole of the fixed nozzle is fully opened by the valve at a high flow rate.
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