涡轮、涡轮增压器、内燃机及船舶的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种涡轮、涡轮增压器、内燃机及船舶。
【背景技术】
[0002]要求改善船用内燃机和发电用内燃机等(例如，柴油机)在以低负载运行时的性能。为了改善以低负载运行时的性能，优选将搭载于内燃机的增压器的增压压力设高，但当内燃机以高负载运行时会导致增压压力过于变高。因此，当内燃机以高负载运行而导致排气量增多时，实际多采用通过抑制增压压力过于上升以使排气绕开增压器的所谓排气旁通系统(例如，参考专利文献1及专利文献2)。
以往技术文献专利文献
[0003]专利文献1:日本专利公开2011-149327号公报专利文献2:日本专利公开2013-124626号公报发明的概要
发明要解决的技术课题
[0004]如专利文献1的图1所示，专利文献1中的排气旁通系统由一端在排气管L1的中途连接且另一端在排气管L3的中途连接的旁通管L2和设置于旁通管L2的中途且控制导入到增压器3的排气的流量的排气旁通控制阀VI构成。如此，在专利文献1的系统中，为了使流入到增压器3之前的排气分支，需要与增压器3另行设置旁通管L2。
[0005]因此，存在如下问题，即在必需将旁通管L2引导到空间有限的机舱内而又不能确保引导旁通管L2所需的空间的船舶中无法应用排气旁通系统。
并且，即便确保了引导旁通管L2所需的空间，也存在必需在机舱内进行引导旁通管L2的大规模的配管工程，且成本上不合算的问题。
[0006]另一方面，如专利文献2的图1所示，专利文献2的排气旁通系统中，在涡轮增压器1的内部设置有排气旁通流路22b。因此，如专利文献1的排气旁通系统，无需与增压器另行设置旁通管。专利文献2的排气旁通系统中，在内侧外壳与外侧外壳之间设置旁通室32，且将排气导入到与旁通室32连通的排气旁通流路22b。
[0007]然而，在内侧外壳与外侧外壳之间设置有将排气导入到轴流涡轮的内周侧流路，旁通室32与内周侧流路呈局部连通的状态。并且，在从供排气流入到涡轮增压器1的入口至旁通室32的流路上设置有开闭阀。
因此，即便关闭开闭阀而不使排气迂回，也存在使排气从旁通室32流出，且有可能给涡轮增压器1的性能带来不良影响的问题。具体而言，存在内侧外壳内的一部分排气从内侧外壳与外侧外壳之间的间隙流入到旁通室32，不通过涡轮动叶片向外部流出，用于驱动涡轮动叶片的排气的流量减少的问题。此外，还存在需要将专利文献2的内侧外壳设为用于形成旁通室32的特殊结构，且耗费内侧外壳的设计工时、制造成本增大的问题。
[0008]本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种既能够抑制关闭开闭阀时的性能下降，又能够抑制外壳的设计工时及制造成本的涡轮、涡轮增压器、具备涡轮增压器的内燃机及船舶。
用于解决技术课题的手段[0009 ]本发明为解决上述课题，采用以下方法。
本发明所涉及的涡轮，其通过从内燃机排出的排气驱动，所述涡轮的特征在于，具备:涡轮动叶片;外壳，形成所述排气的流路;旁通部，设置于所述外壳的外周，且形成不使所述排气通过所述涡轮动叶片而用于将所述排气导入到排气出口的旁通流路;及开闭阀，开闭所述旁通流路。
[0010]在本发明所涉及的涡轮中，通过设置于形成从内燃机排出的排气的流路的外壳的外周的旁通部形成有旁通流路。该旁通流路为不使排气通过涡轮动叶片而将排气导入到排气出口的流路，且在该流路上设置有开闭阀。通过开闭阀关闭旁通流路时，排气不会不通过涡轮动叶片而被导入到排气出口，因此不会给涡轮的性能带来不良影响。
如此，根据本发明所涉及的涡轮，既能够抑制关闭开闭阀时的性能下降，又能够抑制外壳的设计工时及制造成本。
[0011]本发明的第1方式所涉及的涡轮的特征在于，所述外壳具备:内侧外壳，与所述涡轮动叶片的旋转轴以同轴方式配置;及外侧外壳，配置于所述内侧外壳的外侧，且与所述内侧外壳一同形成将从排气入口向与所述涡轮的旋转轴方向交叉的方向流入的所述排气导入到所述涡轮动叶片的内周侧流路，所述外侧外壳具有:第1开口部，向与所述旋转轴方向交叉的方向开口，且与所述旁通流路的入口部连通;第2开口部，向与所述旋转轴方向交叉的方向开口，且与所述旁通流路的出口部连通;及外周侧流路，比所述内周侧流路更靠外周侧配置，且将从所述第2开口部流入的所述排气导入到所述排气出口。
[0012]本发明的第1方式所涉及的涡轮中，利用通过内侧外壳及外侧外壳形成的内周侧流路将从排气入口流入的排气导入到涡轮动叶片。通过涡轮动叶片的排气被导入到排气出口。并且，沿着与涡轮动叶片的旋转轴方向交叉的方向流入到内周侧流路的排气经由外侧外壳的第1开口部流入到旁通流路的入口部。第1开口部由于向与涡轮动叶片的旋转轴方向交叉的方向开口，因此具有与涡轮动叶片的旋转轴方向交叉的方向的速度成分的排气从第1开口部流入到旁通流路的入口部。从第1开口部流入的排气从第2开口部流入到外周侧流路，且与通过涡轮动叶片的排气汇合并被导入到排气出口。
[0013]旁通流路隔着开闭阀连接外侧外壳所具备的第1开口部与第2开口部，且在开闭阀关闭的状态下，从排气入口流入的气体不会不通过涡轮叶片4而漏到涡轮出口外壳。因此，不会给涡轮增压器的性能带来不良影响。并且，内侧外壳呈用于将排气导入到旁通流路的特殊结构，且呈与外侧外壳一同形成将排气导入到涡轮的内周侧流路的结构。
如此，根据本发明所涉及的涡轮增压器，既能够抑制关闭开闭阀时的性能下降，又能够抑制内侧外壳的设计工时及制造成本。
[0014]本发明的第1方式的涡轮增压器中，所述内侧外壳及所述外侧外壳分别通过多个螺栓与形成所述排气出口的排气出口外壳接合，且所述内侧外壳及所述外侧外壳可以构成为通过装卸所述多个螺栓，能够任意设置所述涡轮动叶片相对于所述排气引导部绕所述旋转轴旋转的旋转位置。
通过如此设置，能够将设置于内侧外壳及外侧外壳的排气入口和设置于排气出口外壳的排气出口设置在与设置有涡轮增压器的环境相应的任意旋转位置。
[0015]本发明所涉及的涡轮增压器具备上述任一涡轮。
并且，本发明所涉及的内燃机具备上述涡轮增压器。
并且，本发明所涉及的船舶具备上述内燃机。
发明效果
[0016]根据本发明，可提供一种既能够抑制关闭开闭阀时的性能下降，又能够抑制外壳的设计工时及制造成本的涡轮、涡轮增压器、具备涡轮增压器的内燃机及船舶。
【附图说明】
[0017]图1为本发明的一实施方式的涡轮增压器的纵剖视图。
图2为图1的涡轮增压器的右侧视图，且为省略旁通部及开闭阀的图。
图3为图1的涡轮增压器的右侧视图。
【具体实施方式】
[0018]以下，参考图1对本发明的一实施方式的涡轮增压器进行说明。
图1为表示本实施方式的涡轮增压器的纵剖视图。
[0019]涡轮增压器1为例如压缩船用内和发电用的内燃机(未图示)的燃烧用空气，并将高密度的空气强制送入内燃机的燃烧室内的装置。另外，本实施方式的涡轮增压器1设置于内燃机，且具备涡轮增压器1的内燃机设置于船舶。
[0020]涡轮增压器1通过从内燃机排出的排气驱动。涡轮增压器1具备:轴流涡轮2，通过内燃机所排出的排气被驱动；转子轴(旋转轴)3，通过轴流涡轮2旋转驱动；压缩机(未图示)，通过转子轴3的旋转驱动而压缩空气;及轴承台，设置于轴流涡轮2与压缩机之间并轴承支承转子轴3(未图示)。
另外，图1中以格子状阴影表示的部分为以绝热及隔音的目的而设置的绝热材料11。[0021 ]轴流涡轮2具备:涡轮动叶片4，通过从内燃机排出的排气旋转驱动;涡轮喷嘴5，将排气导入到涡轮动叶片4;及排气入口外壳10。
[0022]涡轮动叶片4配置于靠近成为涡轮喷嘴5的出口的下游侧的位置。在转子轴3的轴向的一端部配置有呈圆盘形状的涡轮盘6。多片涡轮动叶片4沿周向等间隔安装于涡轮盘6的外周缘部。而且，从涡轮喷嘴5喷出的高温排气通过涡