軸流式渦輪機的迷宮式密封裝置及具備該裝置的排氣渦輪增壓器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種軸流式渦輪機的迷宮式密封裝置及具備該裝置的排氣渦輪增壓器。本發(fā)明的軸流式渦輪機(5)的迷宮式密封裝置(15)中，將在與渦輪盤(6)之間構(gòu)成氣體迷宮式密封(GL)的迷宮式部件(22)固定于軸承臺(2)，以在與形成排氣通道(13)的排氣出口殼體(12)之間經(jīng)由間隙狀密封氣體排出通道(26)而相鄰，并且使該迷宮式部件(22)的外周面(22a)暴露于排氣通道(13)內(nèi)，以防止相對于排氣通道(13)的內(nèi)周面(13a)產(chǎn)生高低差。密封氣體排出通道(26)末端部的剖面形狀構(gòu)成為供給至氣體迷宮式密封(GL)的密封氣體或密封空氣相對于在排氣通道(13)中流動的排氣的流動方向斜向合流的形狀。
【專利說明】
軸流式渦輪機的迷宮式密封裝置及具備該裝置的排氣渦輪増壓器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種軸流式渦輪機的迷宮式密封裝置及具備該裝置的排氣渦輪增壓器。
【背景技術(shù)】
[0002]如下述專利文獻1、2及圖6所示，例如由內(nèi)燃機的排氣驅(qū)動的軸流式的排氣渦輪增壓器101具備渦輪轉(zhuǎn)子8，其在被軸支承于軸承臺2的渦輪軸4上以一體旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)置有渦輪盤6與排氣渦輪葉片7。
在設(shè)置于軸承臺2周圍的排氣出口殼體12的內(nèi)部沿渦輪軸4的軸向形成排氣通道13，通過由在該排氣通道13內(nèi)流動的內(nèi)燃機的排氣驅(qū)動排氣渦輪葉片7，從而渦輪轉(zhuǎn)子8及渦輪軸4旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生動力。
并且，通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動設(shè)置于渦輪軸4的另一端側(cè)的未圖示的壓縮機(吸氣渦輪葉片)，內(nèi)燃機所吸入的空氣被壓縮并增壓。
[0003]在渦輪盤6與固定于軸承臺2側(cè)且與渦輪盤6的排氣下游側(cè)相鄰的環(huán)狀迷宮式部件22之間構(gòu)成有公知的空氣迷宮式密封AL(多級迷宮式翼片)。由此，由上述壓縮機壓縮的空氣通過抽氣通道24被抽出一部分氣體并作為密封空氣而被供給至該空氣迷宮式密封AL之間的狹窄的迷宮狀間隙中(通常為I?2毫米左右)。
[0004]通過供給該密封空氣，對抗排氣的壓力而產(chǎn)生將渦輪轉(zhuǎn)子8及渦輪軸4向排氣上游側(cè)推壓的推力。由此，減輕對未圖示的推力軸承的負(fù)擔(dān)，同時減輕使渦輪軸4旋轉(zhuǎn)所需的驅(qū)動力。并且，防止在排氣通道13內(nèi)流動的排氣從渦輪盤6與迷宮式部件22之間(迷宮式間隙)侵入到軸承臺2側(cè)。如此，供給至空氣迷宮式密封AL的密封空氣如箭頭所示從迷宮式間隙向排氣通道13內(nèi)與排氣流動方向大致垂直地排出。
以往技術(shù)文獻專利文獻
[0005]專利文獻1:日本實公平04-026661號公報專利文獻2:日本專利公開2009-287539號公報發(fā)明的概要
發(fā)明要解決的技術(shù)課題
[0006]圖6中，在排氣通道13內(nèi)流動的排氣的壓力在排氣渦輪葉片7的下游側(cè)通常下降至
0.05bar以下。另一方面，從迷宮式間隙向排氣通道13內(nèi)排出的密封空氣的壓力最高為4bar左右，高于通過該位置的排氣的壓力。因此，密封空氣以較高的流速從迷宮式間隙向排氣渦輪葉片7的緊接下游側(cè)垂直噴出，這會使排氣渦輪葉片7的緊接下游側(cè)的排氣的流動發(fā)生混亂。即，發(fā)現(xiàn)了通過噴出高壓的密封空氣，排氣的流動從排氣通道13的內(nèi)面剝離，從而成為使渦輪效率下降的原因。
[0007]并且，存在構(gòu)成排氣通道13的排氣出口殼體12受到排氣的熱而熱膨脹，并且趨于其端部12a接近渦輪盤6側(cè)。因此，考慮到上述熱伸長，排氣出口殼體12的端部12a與渦輪盤6之間的間隙G需要設(shè)為大于迷宮式間隙，一般設(shè)定為5?6毫米左右。由于該間隙G的存在，通過排氣渦輪葉片7之后，排氣的流動立即發(fā)生混亂，在這點上也有可能使渦輪效率下降。
[0008]本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種能夠防止通過排氣渦輪葉片之后的排氣流因排氣通道的形狀或從氣體(空氣)迷宮式密封向排氣通道內(nèi)排出的密封氣體(或者密封空氣)而立即發(fā)生混亂，且提高渦輪效率的軸流式渦輪機的迷宮式密封裝置及具備該裝置的排氣渦輪增壓器。
用于解決技術(shù)課題的手段
[0009]為了解決上述課題，本發(fā)明的第一方式所涉及的軸流式渦輪機的迷宮式密封裝置具備:渦輪軸，被軸支承于軸承臺；渦輪盤，設(shè)置于所述渦輪軸;排氣渦輪葉片，設(shè)置于所述渦輪盤的外周部;殼體，向所述排氣渦輪葉片供給排氣，且形成將通過所述排氣渦輪葉片的所述排氣向系統(tǒng)外部排出的排氣通道;環(huán)狀迷宮式部件，固定于所述軸承臺側(cè)且與所述渦輪盤的排氣下游側(cè)相鄰而構(gòu)成氣體迷宮式密封;及密封氣體排出通道，將在所述氣體迷宮式密封內(nèi)流動的密封氣體排出至所述排氣渦輪葉片的排氣下游側(cè)的所述排氣通道內(nèi)，其中，所述密封氣體排出通道形成于所述殼體的所述排氣通道形成部分與所述迷宮式部件之間。
[0010]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的軸流式渦輪機的迷宮式密封裝置，密封氣體從設(shè)置于迷宮式部件的下游側(cè)的位置的密封氣體排出通道向排氣通道內(nèi)排出，而不是如以往那樣從渦輪盤與迷宮式部件之間排出。
[0011]如此，密封氣體的排出位置(密封氣體排出通道)位于渦輪盤與迷宮式部件的相鄰部的下游側(cè)，因此在通過排氣渦輪葉片之后的排氣流的至少一部分區(qū)域中，能夠抑制因高壓的密封氣體排出而產(chǎn)生流動混亂，從而能夠提高渦輪效率。
[0012]而且，受到排氣的熱而熱膨脹的殼體(排氣通道)與渦輪盤之間配置有迷宮式部件，該迷宮式部件與殼體之間形成有間隙狀密封氣體排出通道，因此通過該密封氣體排出通道吸收殼體的熱膨脹。
[0013]因此，無需如殼體與渦輪盤相鄰的以往的結(jié)構(gòu)那樣，考慮到殼體的熱伸長而將排氣出口殼體的端部與渦輪盤之間的間隙設(shè)定得較大。而且，迷宮式部件連接于不易受到熱應(yīng)力的軸承臺，因此迷宮式部件不會熱膨脹而接近渦輪盤。因此，能夠?qū)⒚詫m式部件與渦輪盤之間的間隙設(shè)定為最小限度。
[0014]由此，通過排氣渦輪葉片之后的排氣的流動無需通過較大的間隙，排氣流不會發(fā)生混亂，在這點上也能夠提高渦輪效率。
[0015]所述結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選所述迷宮式部件的外周面與所述殼體一同形成所述排氣通道。
[0016]如此，迷宮式部件的外周面與殼體一同形成排氣通道，因此，通過排氣渦輪葉片之后的排氣的流動無需通過較大的間隙，能夠抑制排氣流的混亂并提高渦輪效率。
[0017]所述結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選所述密封氣體排出通道的與所述排氣通道的合流部形成為所述密封氣體的流動方向具有朝向所述排氣通道的下游側(cè)的軸向成分。
[0018]如此，通過形成密封氣體排出通道，能夠使從該密封氣體排出通道向排氣通道內(nèi)排出的密封氣體以較淺的角度與排氣的流動合流。由此，能夠減少通過排氣渦輪葉片之后的排氣流的混亂，并進一步提尚禍輪效率。
[0019]所述結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選所述密封氣體排出通道具備所述密封氣體的流動方向發(fā)生變化的彎曲部。
[0020]如此，通過在密封氣體排出通道設(shè)置彎曲部，在密封氣體排出通道的內(nèi)部流動的密封氣體的流動阻力(壓力損失)增加，其流速下降。因此，能夠抑制密封氣體向排氣通道內(nèi)排出時的排氣流的混亂，并進一步提高渦輪效率。
[0021]所述結(jié)構(gòu)中，也可以為在所述密封氣體排出通道的位置，將所述迷宮式部件的排氣下游側(cè)端部重疊于所述殼體的所述排氣通道形成部的排氣上游側(cè)端部的外周側(cè)，將突起部件沿周向分散地夾裝在該重疊部分。
[0022]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，即使形成排氣通道的殼體的排氣上游側(cè)端部熱膨脹，而引起例如在排氣通道的內(nèi)面發(fā)生高低差的這種變形，也可經(jīng)由突起部件并通過迷宮式部件抑制該變形。
[0023]因此，能夠抑制殼體熱膨脹而變形，防止排氣的流動混亂，阻止渦輪效率的下降，并且防止密封氣體排出通道的開口面積變小。
[0024]本發(fā)明的第二方式所涉及的排氣渦輪增壓器具備所述任一項的軸流式渦輪機的迷宮式裝置，并且與所述渦輪軸同軸設(shè)置壓縮機，通過所述排氣能量旋轉(zhuǎn)驅(qū)動該壓縮機并對內(nèi)燃機的吸入氣體進行增壓。
[0025]根據(jù)該排氣渦輪增壓器，密封氣體在迷宮式部件的下游側(cè)的位置向排氣通道內(nèi)排出，而不是如以往那樣從渦輪盤與迷宮式部件之間排出。因此，能夠抑制通過排氣渦輪葉片之后的排氣流因高壓的密封氣體排出而發(fā)生混亂，從而能夠提高渦輪效率。
[0026]而且，通過設(shè)置在配置于殼體與渦輪盤之間的迷宮式部件與殼體之間的密封氣體排出通道吸收殼體的熱膨脹。因此，能夠?qū)⒚詫m式部件與渦輪盤之間的間隙設(shè)定為最小限度，抑制通過排氣渦輪葉片之后的排氣流的混亂并提高渦輪效率。
發(fā)明效果
[0027]如上所述，本發(fā)明所涉及的發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)傳感器裝置、具備該裝置的船船用發(fā)動機中，通過簡單且廉價的結(jié)構(gòu)，能夠高精度檢測曲軸的旋轉(zhuǎn)信息。
【附圖說明】
[0028]圖1是應(yīng)用了本發(fā)明所涉及的迷宮式密封裝置的排氣渦輪增壓器的排氣渦輪附近的縱剖視圖。
圖2是表示本發(fā)明的第I實施方式的迷宮式密封裝置附近的放大圖。
圖3是表示本發(fā)明的第2實施方式的迷宮式密封裝置附近的放大圖。
圖4是表示本發(fā)明的第3實施方式的迷宮式密封裝置附近的放大圖。
圖5是沿圖4的V-V線的縱剖視圖。
圖6是表示現(xiàn)有技術(shù)的應(yīng)用了迷宮式密封裝置的排氣渦輪增壓器的排氣渦輪附近的縱剖視圖。
【具體實施方式】
[0029]以下，參考圖1至圖5對本發(fā)明的多個實施方式進行說明。
[第I實施方式] 圖1是應(yīng)用了本發(fā)明所涉及的迷宮式密封裝置的軸流式排氣渦輪增壓器的排氣渦輪附近的縱剖視圖。圖2是表示本發(fā)明的第I實施方式的迷宮式密封裝置附近的放大圖。
[0030]排氣渦輪增壓器I為例如安裝在未圖示的船用大型柴油機且用于對吸入氣體進行增壓的裝置，且構(gòu)成為具備:軸承臺2 ；渦輪軸4，經(jīng)由一對徑向軸承3被軸支承于該軸承臺2 ；排氣渦輪5(軸流式渦輪機)，設(shè)置于該渦輪軸4的一端且通過船用大型柴油機排出的排氣被高速旋轉(zhuǎn)驅(qū)動;及未圖示的壓縮機，與渦輪軸4的另一端同軸設(shè)置且通過排氣能量旋轉(zhuǎn)驅(qū)動渦輪軸4來壓縮吸入氣體并對船用大型柴油機進行增壓。
[0031]作為吸入氣體，應(yīng)用從船用大型柴油機的外部吸入的空氣，除此以外也可以應(yīng)用例如利用船用大型柴油機排出的排氣的EGR氣體。
[0032]排氣渦輪5具備渦輪轉(zhuǎn)子8，其由在渦輪軸4的一端一體旋轉(zhuǎn)設(shè)置的圓盤狀渦輪盤6及以相等間隔設(shè)置于該渦輪盤6的外周部的多個排氣渦輪葉片7構(gòu)成。而且，排氣渦輪5具備排氣入口殼體11、排氣出口殼體12(殼體)、排氣通道13及后述迷宮式密封裝置15。
[0033]通過對準(zhǔn)排氣入口殼體11與排氣出口殼體12，形成沿渦輪軸4的軸向且包圍渦輪軸4的形狀的排氣通道13。并且，排氣渦輪葉片7在成為排氣出口殼體12的入口附近的排氣通道13的內(nèi)部突出。符號17為設(shè)置于排氣渦輪葉片7的入口側(cè)的渦輪噴嘴。
[0034]在排氣通道13的內(nèi)部突出的排氣渦輪葉片7通過在排氣通道13內(nèi)流動且在渦輪噴嘴17中膨脹的排氣流來驅(qū)動。由此，渦輪轉(zhuǎn)子8及渦輪軸4旋轉(zhuǎn)并發(fā)生動力，由該動力驅(qū)動前述壓縮機(吸氣渦輪)，從外部吸入的氣體被壓縮并作為船用大型柴油機的吸入氣體而供給(增壓)。通過排氣渦輪葉片7后的排氣的壓力下降至0.05bar以下。
[0035]迷宮式密封裝置15具備2個環(huán)狀迷宮式部件21、22。其中一個迷宮式部件21在渦輪軸4的軸向上以位于徑向軸承3與渦輪盤6之間的方式固定于軸承臺2側(cè)而構(gòu)成油迷宮式密封0L。另一個迷宮式部件22以在排氣下游側(cè)(軸承臺2側(cè))與渦輪盤6相鄰的方式固定于軸承臺2側(cè)而構(gòu)成氣體迷宮式密封GL。這些迷宮式密封0L、GL均為嚙合多級迷宮式翼片的公知的結(jié)構(gòu)。
[0036]軸承臺2的內(nèi)部形成有抽氣通道24。該抽氣通道24為抽取利用前述壓縮機壓縮的吸入氣體的一部分并供給至油迷宮式密封OL與氣體迷宮式密封GL的氣體通道。作為吸入氣體，應(yīng)用利用船用大型柴油機排出的排氣的EGR氣體時，也可以將EGR氣體作為密封氣體而供給至油迷宮式密封0L、氣體迷宮式密封GL。
[0037]如圖2中所示，構(gòu)成氣體迷宮式密封GL的迷宮式部件22暴露子排氣通道13內(nèi)，以防止其外周面22a相對于排氣通道13(排氣出口殼體12)的內(nèi)面13a產(chǎn)生高低差，并且與排氣出口殼體12—同形成排氣通道13。迷宮式部件22以與排氣出口殼體12之間經(jīng)由前述間隙狀密封氣體排出通道26相鄰的方式固定于軸承臺2。
[0038]迷宮式部件22的渦輪盤6的相反一側(cè)形成有外徑比外周面22a小的臺階部22b(參考圖2)，該臺階部22b嵌入有環(huán)狀氣體密封環(huán)28。并且，該氣體密封環(huán)28的外周面上以沿軸向滑動自如的方式覆蓋有排氣出口殼體12的排氣上游側(cè)端部12a的內(nèi)周面，在該排氣上游側(cè)端部12a與迷宮式部件22之間形成有密封氣體排出通道26。
[0039]密封氣體排出通道26的末端部，即與排氣通道13連通的合流部如圖1中的箭頭所示形成為，從該密封氣體排出通道26向排氣通道13內(nèi)排出的密封氣體的流動方向沿著在排氣通道13內(nèi)流動的排氣的流動方向，且具有朝向排氣通道13的下游側(cè)的軸向成分。即，密封氣體排出通道26的末端部呈相對于排氣通道13斜向合流的剖面形狀。
[0040]如圖2所示，迷宮式部件22的氣體迷宮式密封GL的外周側(cè)的部分形成有與渦輪盤6之間的間隙設(shè)得較大的集氣室30，該集氣室30的更外周側(cè)的部分與渦輪盤6之間的間隙Gl設(shè)定為最小限度的尺寸，例如I毫米左右。并且，形成有從集氣室30連通至密封氣體排出通道26的脫氣通道31。該脫氣通道31沿迷宮式部件22的周向設(shè)有多個。
[0041]如上構(gòu)成的迷宮式密封裝置15中，利用壓縮機壓縮的吸入氣體的一部分經(jīng)由抽氣通道24作為密封氣體分別被供給至油迷宮式密封OL與氣體迷宮式密封GL。具體而言，從抽氣通道24首先向油迷宮式密封OL供給密封氣體，從油迷宮式密封OL排出的密封氣體接著被供給至氣體迷宮式密封GL。然后，如圖1中箭頭所示，從位于排氣渦輪葉片7的排氣下游側(cè)的間隙狀密封氣體排出通道26向排氣通道13內(nèi)排出。
[0042]由此，油迷宮式密封OL中，通過密封氣體的壓力，防止供給至徑向軸承3的潤滑油向渦輪盤6側(cè)泄漏。并且，氣體迷宮式密封GL中，通過密封氣體的壓力，渦輪盤6相對于迷宮式部件22被推壓至排氣上游側(cè)(朝向圖1的右方向)。
因此，對抗排氣的壓力而產(chǎn)生將渦輪轉(zhuǎn)子8及渦輪軸4向排氣上游側(cè)推壓的推力。減輕對未圖示的推力軸承的負(fù)擔(dān)，同時減輕使渦輪軸4旋轉(zhuǎn)所需的驅(qū)動力。
[0043]通過空氣迷宮式密封GL后的密封氣體流動到集氣室30(參考圖2)，進一步經(jīng)由脫氣通道31流向密封氣體排出通道26，向排氣通道13內(nèi)排出。如此，密封氣體排出到排氣通道13內(nèi)的位置在渦輪軸4的軸向上位于渦輪盤6與迷宮式部件22的相鄰部(間隙Gl)的下游側(cè)的位置。
[0044]如此，比排氣的壓力高的高壓的密封氣體排出到排氣通道13內(nèi)的位置(密封氣體排出通道26)成為圖6所示的以往的間隙G的位置(渦輪盤6與迷宮式部件22的相鄰部(間隙G))的下游側(cè)。因此，能夠抑制通過排氣渦輪葉片7之后的位置(以往的密封氣體噴出口即間隙Gl的位置)附近的排氣流因高壓的密封氣體排出而發(fā)生混亂，從而能夠提高渦輪效率。
[0045]而且，受到排氣的熱而熱膨脹的排氣出口殼體12與渦輪盤6之間配置有迷宮式部件22，該迷宮式部件22與排氣出口殼體12之間形成有間隙狀密封氣體排出通道26，因此，通過該密封氣體排出通道26吸收排氣出口殼體12的熱膨脹。
[0046]即，若排氣出口殼體12向軸向熱膨脹，則該端部12a的內(nèi)周面相對于氣體密封環(huán)28的外周面沿軸向滑動，端部12a向迷宮式部件22側(cè)延伸，如此與排氣出口殼體12熱膨脹而沿軸向延伸的量相比，密封氣體排出通道26的軸向長度具有充分的間隔，因此，熱膨脹的排氣出口殼體12不會干擾迷宮式部件22。
[0047]如此，在密封氣體排出通道26的位置吸收排氣出口殼體12的熱膨脹，因此，無需如排氣出口殼體12與渦輪盤6相鄰的以往的結(jié)構(gòu)(參考圖6)那樣，考慮到排氣出口殼體12的熱伸長而將排氣出口殼體12的端部12a與渦輪盤6之間的間隙GI設(shè)定得較大。
[0048]而且，迷宮式部件22連接于不易受到熱應(yīng)力的軸承臺2，因此迷宮式部件22不會熱膨脹而接近渦輪盤6。由此，能夠?qū)㈤g隙Gl設(shè)定為最小限度。因此，排氣渦輪葉片7的緊接下游側(cè)的排氣通道13內(nèi)的高低差幅度變小，由于通過排氣渦輪葉片7之后的排氣流的邊界層剝離而導(dǎo)致的排氣流的混亂減少，因此在這點上也能夠提高渦輪效率。
[0049]而且，密封氣體排出通道26的末端部為相對于排氣的流動方向斜向合流的剖面形狀，因此能夠使從密封氣體排出通道26向排氣通道13內(nèi)排出的密封氣體以較淺的角度與排氣的流動合流。由此，能夠減少通過排氣渦輪葉片7之后的排氣流的混亂(邊界層的剝離等)，進一步提尚禍輪效率。
[0050][第2實施方式]
圖3是表示本發(fā)明的第2實施方式的迷宮式密封裝置附近的放大圖。該迷宮式密封裝置35中，密封氣體排出通道26的中間部設(shè)有彎曲部，這點與第I實施方式的迷宮式密封裝置15不同，其他結(jié)構(gòu)相同，因此僅對上述不同點進行說明。
[0051]密封氣體排出通道26設(shè)有密封氣體的流動方向在從其上游端部(脫氣通道31所連通的部分)至與排氣通道13傾斜地連通的末端部之間變?yōu)橹苯堑?個彎曲部26a、26b。通過設(shè)置這2個彎曲部26a、26b，密封氣體排出通道26的剖面形狀彎曲成曲柄狀。
[0052]因此，在密封氣體排出通道26的內(nèi)部流動的密封氣體的流動阻力(壓力損失)增加，其流速下降。由此，密封氣體向排氣通道13內(nèi)排出時的排氣流的混亂減少，能夠進一步提高渦輪效率。彎曲部26a、26b的角度和數(shù)量等諸多條件能夠適當(dāng)變更。
[0053][第3實施方式]
圖4是表示本發(fā)明的第3實施方式的迷宮式密封裝置附近的放大圖。該迷宮式密封裝置40具備與第2實施方式的迷宮式密封裝置35相同的剖面形狀。即，密封氣體排出通道26的中間部設(shè)有2個彎曲部26a、26b，該迷宮式部件22的排氣下游側(cè)端部重疊于排氣出口殼體12的端部12a(排氣上游側(cè)端部)的外周側(cè)。
[0054]并且，如圖5所示，該重疊部分中，突起狀的變形抑制部件43沿周向分散設(shè)置于排氣出口殼體12的外周面。該變形抑制部件43例如形成為軸向上較長的四角柱狀，與排氣出口殼體12的外周面一體設(shè)置或者作為獨立部件設(shè)置?？梢詫⒃撟冃我种撇考?3形成于迷宮式部件22側(cè)，但考慮制造性時，優(yōu)先設(shè)置于排氣出口殼體12的外周面。也可以考慮將變形抑制部件43的形狀設(shè)為圓柱狀或葉片型剖面狀等。
[0055]通過設(shè)置這種變形抑制部件43，即使排氣出口殼體12的排氣上游側(cè)的端部12a熱膨脹，引起例如在排氣通道13的內(nèi)面發(fā)生高低差的這種變形，也可經(jīng)由突起狀變形抑制部件43并通過環(huán)狀迷宮式部件22抑制該變形。
[0056]因此，通過在排氣通道13的內(nèi)面發(fā)生高低差，能夠防止通過排氣渦輪葉片7之后的排氣流發(fā)生混亂，阻止渦輪效率的下降。而且，能夠防止因排氣出口殼體12的熱膨脹而導(dǎo)致密封氣體排出通道26的開口面積變小。
[0057]如以上說明，根據(jù)本實施方式所涉及的迷宮式密封裝置15、35、40，能夠防止通過排氣渦輪葉片7之后的排氣流因排氣通道13的形狀或從氣體迷宮式密封GL向排氣通道13內(nèi)排出的高壓的密封氣體而發(fā)生混亂，從而提高渦輪效率。
[0058]根據(jù)具備這種迷宮式密封裝置15、35、40的排氣渦輪增壓器I，密封氣體在迷宮式部件22的下游側(cè)的位置向排氣通道13內(nèi)排出，而不是如以往那樣從渦輪盤6與迷宮式部件22之間(間隙Gl)排出，因此能夠抑制通過排氣渦輪葉片7之后的排氣流因密封氣體的排出而發(fā)生混亂，從而提高渦輪效率。
[0059]而且，通過設(shè)置在配置于排氣出口殼體12與渦輪盤6之間的迷宮式部件22與排氣出口殼體12之間的密封氣體排出通道26而吸收排氣出口殼體12的熱膨脹。因此，能夠?qū)⒚詫m式部件22與渦輪盤6之間的間隙Gl設(shè)定為最小限度，消除通過排氣渦輪葉片7之后的排氣流的混亂以提尚禍輪效率。[ΟΟ?Ο]本發(fā)明并不限定于上述實施方式，能夠適當(dāng)?shù)剡M行變更。例如，上述實施方式中，對將本發(fā)明所涉及的迷宮式密封裝置應(yīng)用于安裝在船用大型柴油機的排氣渦輪增壓器的例子進行了說明，但并不限定于船用發(fā)動機的增壓器，還能夠廣泛應(yīng)用于氣體渦輪或噴氣發(fā)動機等其他形態(tài)或用途的軸流式渦輪機中。
符號說明
[0061]1-排氣渦輪增壓器，2-軸承臺，4-渦輪軸，5-排氣渦輪(軸流式渦輪機)，6_渦輪盤，7-排氣渦輪葉片，8-渦輪轉(zhuǎn)子，12-排氣出口殼體(殼體)，13-排氣通道，13a-排氣通道的內(nèi)周面，15、35、40_迷宮式密封裝置，22-迷宮式部件，22a_迷宮式部件的外周面，26-密封氣體排出通道，26a、26b-彎曲部，43-變形抑制部件，GL-氣體迷宮式密封。
【主權(quán)項】
1.一種軸流式渦輪機的迷宮式密封裝置，其具備: 渦輪軸，被軸支承于軸承臺； 渦輪盤，設(shè)置于所述渦輪軸； 排氣渦輪葉片，設(shè)置于所述渦輪盤的外周部； 殼體，向所述排氣渦輪葉片供給排氣，且形成將通過所述排氣渦輪葉片的所述排氣向系統(tǒng)外部排出的排氣通道； 環(huán)狀迷宮式部件，固定于所述軸承臺側(cè)且與所述渦輪盤的排氣下游側(cè)相鄰而構(gòu)成氣體迷宮式密封;及 密封氣體排出通道，將在所述氣體迷宮式密封內(nèi)流動的密封氣體排出至所述排氣渦輪葉片的排氣下游側(cè)的所述排氣通道內(nèi)，其中， 所述密封氣體排出通道形成于所述殼體的所述排氣通道形成部分與所述迷宮式部件之間。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸流式渦輪機的迷宮式密封裝置，其中， 所述迷宮式部件的外周面與所述殼體一同形成所述排氣通道。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的軸流式渦輪機的迷宮式密封裝置，其中， 所述密封氣體排出通道與所述排氣通道的合流部形成為所述密封氣體的流動方向具有朝向所述排氣通道的下游側(cè)的軸向成分。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的軸流式渦輪機的迷宮式密封裝置，其中， 所述密封氣體排出通道具備所述密封氣體的流動方向發(fā)生變化的彎曲部。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的軸流式渦輪機的迷宮式密封裝置，其中， 在所述密封氣體排出通道的位置，所述迷宮式部件的排氣下游側(cè)端部重疊于所述殼體的所述排氣通道形成部的排氣上游側(cè)端部的外周側(cè)，突起部件沿周向分散地夾裝在該重疊部分。6.—種排氣渦輪增壓器，具備權(quán)利要求1至5中任一項所述的軸流式渦輪機的迷宮式密封裝置，且與所述渦輪軸同軸設(shè)置壓縮機，由所述排氣的能量旋轉(zhuǎn)驅(qū)動該壓縮機并對內(nèi)燃機的吸入空氣進行增壓。
【文檔編號】F01D25/00GK105980685SQ201580006111
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2015年6月24日
【發(fā)明人】白石啟, 白石啟一
【申請人】三菱重工業(yè)株式會社