膨脹渦輪及渦輪增壓器的製作方法
2023-10-09 18:01:14
本發明涉及具有可變噴嘴的膨脹渦輪、及具備該膨脹渦輪的渦輪增壓器。
背景技術：
近年來，存在以降低油耗為目的而在機動車用內燃機安裝渦輪增壓器的顯著傾向。在渦輪增壓器之中有在膨脹渦輪的進氣側具有可變噴嘴的可變容積式渦輪增壓器，可變容積式渦輪增壓器能夠利用可變噴嘴的開度調整來進行工作流體的流量調整。因此，與內燃機的負荷變動相配合的運轉成為可能，並且，特別地，其低負荷時的響應性能優秀。
但是，如圖8所示，作為可變容積式渦輪增壓器的特性，當可變噴嘴的開度小時，渦輪效率與峰值點(噴嘴開度處於中開度區域附近)相比大幅度降低。噴嘴開度處於小開度區域時的渦輪效率對響應性能的影響大。因此，期望可以提升在小開度區域的渦輪效率。
為了提升在小開度區域的渦輪效率，減小可變噴嘴的傾角(流入可變噴嘴的工作流體的流入角與可變噴嘴的前緣翼片角度之差)是有益的。因此，為了減小傾角，考慮根據處於小開度區域的可變噴嘴的前緣翼片角度來縮減渦輪殼體的渦旋部(減小渦旋部)。
另一方面，若縮減渦旋部，則噴嘴開度處於大開度區域時的傾角變大，將導致在可變噴嘴的翼面產生氣流的剝離，實際流路面積降低，工作流體的流量(最大流量)降低這樣的問題。
這樣，僅改善渦輪殼體的渦旋部的形狀不足以同時實現可變噴嘴處於小開度區域時的渦輪效率的提升，以及確保可變噴嘴處於大開度區域時的最大流量。因此，希望通過活用除渦旋部的形狀變更以外的方法來滿足這兩個要求。
需要說明的是，在專利文獻1中，雖然沒有同時實現可變噴嘴處於小開度區域時的渦輪效率提升和處於大開度區域時的最大流量的確保，但其中公開了一種渦輪，該渦輪在與動翼的翼梢對置的渦輪殼體的罩壁面處的動翼的入口側，形成有環狀的引導部(引導面)，所述引導部相對於渦輪的半徑方向朝著渦輪葉輪的背面側傾斜。
在專利文獻1所記載的渦輪中，通過形成上述引導部，使流入動翼的工作流體靠近渦輪葉輪的背面側，抑制可變噴嘴的尾流(尾渦)產生的激振力作用於動翼前端緣附近，從而動翼的抖動被抑制。另外，利用上述引導部塞住動翼與罩壁面之間的間隙，由此可以抑制經由該間隙產生的間隙流動。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1：(日本)特開2012－002140號公報
技術實現要素：
發明所要解決的課題
然而，在對比文件1所公開的渦輪中，為了減緩經由動翼和罩壁面之間的間隙產生的間隙流動，而使所述引導部在輪轂側大幅度突出。因此，動翼入口前緣的一部分被引導部的前端覆蓋，流路寬度最窄的部位存在於動翼入口的上遊側。因此，工作流體由於縮流效果而未流入到動翼前緣的一部分，不能發揮期待的動翼性能，渦輪效率有可能降低。
鑑於上述現有技術的課題，本發明的至少一個實施方式的目的在於提供膨脹渦輪及渦輪增壓器，其能夠抑制可變噴嘴處於小開度區域時的渦輪效率的降低，並且確保可變噴嘴處於大開度區域時的工作流體的流量，而且一併引出期待的動翼性能來抑制渦輪效率的降低。
用於解決課題的技術方案
(1)本發明的至少一個實施方式的膨脹渦輪，其用於從工作流體具有的能量回收動力，所述膨脹渦輪具備：渦輪殼體，其包括導入有所述工作流體的渦旋部；多個可變噴嘴，其在所述渦輪殼體內在所述膨脹渦輪的周向上隔開間隔而配置，並能夠以經過所述渦旋部的所述工作流體的流路面積產生變化的方式繞轉動軸轉動；渦輪葉輪，其具有多個位於所述可變噴嘴的下遊側的動翼，且該渦輪葉輪被旋轉自如地設置在所述渦輪殼體內；
所述渦輪殼體具有第一壁面和第二壁面，所述第一壁面包括與所述動翼的翼梢對置的罩部，所述第二壁面隔著所述工作流體的流路而與所述第一壁面對置，
所述可變噴嘴的出口側的翼片高度大於所述動翼的入口側的翼片高度，
所述罩部在所述可變噴嘴的出口的下遊側且在所述動翼的入口的上遊側以所述工作流體的流路高度朝下遊側變窄的方式具有突出部，所述突出部朝著所述第二壁面突出，
所述突出部的突出量以所述突出部的前端超過所述動翼的所述入口的所述翼梢而不向所述第二壁面側突出的方式設定。
根據上述結構(1)，通過使可變噴嘴的出口側的翼片高度大於動翼的入口側的翼片高度，能夠增大可變噴嘴之間的工作流體流路中的喉口面積。從而能夠充分確保可變噴嘴處於大開度區域時的流入動翼的工作流體的流量(最大流量)。
另外，當可變噴嘴處於小開度區域時，流入動翼的工作流體由於噴嘴開度小而具有強烈的迴轉成分，另一方面，朝著半徑方向內側的流速成分小。因此，在現有的膨脹渦輪中，在可變噴嘴處於小開度區域的情況下，流入動翼的工作流體具有的迴轉成分所引起離心力導致工作流體容易被推壓到罩側(第一壁面側)。當工作流體被推壓到罩壁面側時，在動翼出口，工作流體的流動偏向罩側，流速在罩側變大，流速在輪轂側(第二壁面側)變小。因此，工作流體的範圍在動翼的下遊側以消除流速不均衡的方式擴大，從而容易引起混合損失。
關於這一點，根據上述結構(1)，由於具有所述突出部，故而工作流體通過沿著突出部流動而向第二壁面側(輪轂側)靠近，可以抑制工作流體向第一壁面側(罩側)的偏流。因此，在動翼出口的不均衡的流動得以緩解，混合損失降低，故而渦輪效率提升。
因此，通過上述結構(1)，除了確保上述可變噴嘴處於大開度區域時的最大流量這一優點以外，還具有可變噴嘴處於小開度區域時的渦輪效率提升的優點。
另外，根據上述結構(1)，所述突出部的突出量以所述突出部的前端超過動翼的入口的翼梢而不向第二壁面側突出的方式設置，故而工作流體流入動翼高度方向上的寬範圍，因而能夠抑制突出部產生的縮流效果所引起的動翼入口處的有效流路面積的降低。因此，容易得到期待的動翼性能，能夠將渦輪效率維持在高水平。
(2)在數個實施方式中，在上述結構(1)中，
所述膨脹渦輪為所述工作流體沿著所述膨脹渦輪的半徑方向流入所述動翼的所述入口的徑流式渦輪，
當使所述動翼的所述入口處的根部的軸向位置為原點，使所述動翼的所述入口處的所述翼梢的軸向位置為Xt時，所述突出部的前端的軸向位置Xp滿足0＜Xt≤Xp的關係。
根據上述結構(2)，在徑流式渦輪中，所述突出部的突出量以所述突出部的前端不向動翼的輪轂側突出的方式設定。因此，能夠抑制動翼入口處的流路面積的降低，故而容易得到期待的動翼性能，能夠將渦輪效率維持在高水平。
(3)在數個實施方式中，在上述結構(2)中，
所述第一壁面具有相對於所述半徑方向傾斜的錐面，所述突出部由該錐面形成，
所述錐面相對於所述膨脹渦輪的軸向所成的角度為40度以下。
根據上述結構(3)，能夠使工作流體在動翼入口的上遊側沿著所述錐面充分向第二壁面側(輪轂側)靠近，因此，能夠抑制工作流體向第一壁面側(罩側)的偏流。由此，通過使動翼出口處的流速分布均勻化，抑制混合損失，從而渦輪效率提升。
(4)在數個實施方式中，在上述結構(2)或(3)的任一項中，
當使從所述膨脹渦輪的中心軸到所述可變噴嘴的所述轉動軸的所述半徑方向上的距離為RS，使從所述膨脹渦輪的中心軸到所述動翼的所述入口的所述半徑方向上的距離為RR時，滿足RS/RR≥1.4。
根據上述結構(4)，從可變噴嘴出口到動翼入口的距離變寬，由於該部分的距離變寬，工作流體在可變噴嘴出口側的流速降低，從而能夠抑制靜壓的降低。因此，能夠降低可變噴嘴的壓力面與負壓面之間的壓差，故而能夠抑制間隙流動，並能夠提升渦輪效率。
特別地，在小開度區域內，由於間隙流動產生的損失佔全部流動損失的比例高，故而上述結構(4)產生的效果(間隙流動的抑制產生的渦輪效率提升效果)大。
(5)在數個實施方式中，在上述結構(1)～(4)的任一項中，渦輪增壓器具備：
技術方案1至6中任一項所述的膨脹渦輪，其構成為被來自內燃機的排氣驅動；
壓縮機，其構成為被所述膨脹渦輪驅動而壓縮進入所述內燃機的進氣。
根據上述結構(5)，在所述渦輪增壓器中，能夠抑制可變噴嘴處於小開度區域時的渦輪效率的降低，並且能夠確保可變噴嘴處於大開度區域時的工作流體的流量。另外，容易得到期待的動翼性能，能夠將渦輪效率維持在高水平。
發明效果
根據本發明的至少一個實施方式，能夠抑制可變噴嘴處於小開度區域時的渦輪效率的降低，並且能夠確保可變噴嘴處於大開度區域時的工作流體的流量，而且能夠一併抑制動翼性能來抑制渦輪效率的降低。
附圖說明
圖1是表示本發明的一個實施方式的渦輪增壓器的整體結構的圖。
圖2是表示本發明的一個實施方式的渦輪增壓器的排氣渦輪的縱剖視圖。
圖3是表示一個實施方式的膨脹渦輪的可變噴嘴及動翼周邊的結構的剖視圖。
圖4是表示一個實施方式的膨脹渦輪的可變噴嘴及動翼周邊的結構的剖視圖。
圖5是表示一個實施方式的膨脹渦輪中的工作流體的流動的說明圖。
圖6是現有的膨脹渦輪的局部放大剖視圖。
圖7是表示圖6所示的現有的膨脹渦輪的工作流體的流動的說明圖。
圖8是表示膨脹渦輪的工作流體的流量與渦輪效率之間的關係的曲線圖。
具體實施方式
以下，參照附圖對本發明的數個實施方式進行說明。但是，作為實施方式所記載或附圖所示的結構部件的尺寸、材質、形狀、及其相對配置等不對本發明的範圍產生限定，僅僅是單純的說明例。
例如，「在某方向」、「沿某方向」、「平行」、「正交」、「中心」、「同心」或「同軸」等表現相對或絕對配置的表述不僅表示嚴格地遵循這樣的配置，也表示帶著公差、或能夠得到相同功能程度的角度或距離來進行相對位移的狀態。
例如，「相同」、「相等」及「均勻」等表示事物相等狀態的表述不僅表示嚴格地相等的狀態，也表示存在公差、或能夠得到相同功能程度的差的狀態。
例如，表示四角形或圓筒形等形狀的表述不僅表示幾何學上的嚴格意義上的四角形或圓筒形等形狀，也表示在能夠得到相同效果的範圍內包含凹凸部或倒角部等的形狀。
另一方面，「包括」、「具有」、「具備」、「包含」、「有」一個構成要素這樣的表述，不是將其他構成要素的存在排除在外的排他性表述。
首先，對本發明的適用對象即渦輪增壓器進行說明。本發明的適用對象即渦輪增壓器只要是用於將進氣強制送入內燃機的增壓器即可，不特別限定，例如，可以是機動車用渦輪增壓器，也可以是船用渦輪增壓器。
圖1是表示一個實施方式的渦輪增壓器的整體結構的圖。圖2是表示一個實施方式的渦輪增壓器的排氣渦輪的詳細結構的剖視圖。
圖1所示的渦輪增壓器1是機動車用渦輪增壓器，裝備在機動車用發動機6上。渦輪增壓器1由排氣渦輪1a、軸承座1b、壓縮機1c構成。排氣渦輪1a由下文詳述的膨脹渦輪10A或膨脹渦輪10B構成。排氣渦輪1a具有渦輪殼體2a，軸承座1b具有軸承殼體2b，壓縮機1c具有壓縮機殼體2c。
在這些殼體的內部沿渦輪增壓器1的軸向設有中心軸3，中心軸3被軸承(未圖示)轉動自如地支承。在位於渦輪殼體2a側的中心軸3的一端固定有渦輪葉輪4，在位於壓縮機殼體2c側的中心軸3的另一端固定有壓縮機葉輪5。
在機動車用發動機6的排氣口6a連接有排氣管7，排氣管7的另一端與渦輪殼體2a的入口殼體2d連接。在壓縮機殼體2c的出口殼體2g連接有進氣管8，進氣管8的另一端與機動車用發動機6的進氣口6b連接。
從排氣口6a排出的排氣e經由排氣管7作為工作流體沿切線方向流入渦輪殼體2a的渦旋部，在使渦輪葉輪4旋轉後，從出口開口2e流出。
渦輪葉輪4的旋轉經由中心軸3傳遞到壓縮機葉輪5，利用壓縮機葉輪5的旋轉而從壓縮機殼體2c的入口開口2f吸入空氣a。從入口開口2f吸入的空氣a被壓縮機葉輪5壓縮，從壓縮機殼體2c的出口殼體2g排出到進氣管8。排出到進氣管8的高壓空氣在中間冷卻器9冷卻後，從進氣口6b供給到機動車用發動機6的燃燒室(未圖示)。
需要說明的是，在圖1所例示的實施方式中，渦輪增壓器1的排氣渦輪(膨脹渦輪)1a僅由排氣驅動，但在其他實施方式中，也可以將排氣作為主驅動源，將馬達作為輔助驅動源。
另外，在圖2所例示的實施方式中，排氣渦輪1a的渦輪殼體2a和軸承座2b由結合件16結合。設於軸承座2b的旋轉自如地支承中心軸3的軸承20供給有來自潤滑油路22的潤滑油r。需要說明的是，在與排氣渦輪1a的相反側與軸承座2b鄰接設有壓縮機2c(參照圖1)。
在中心軸3的渦輪側端部固定有渦輪葉輪4，所述中心軸3沿渦輪增壓器1的軸向設置在上述殼體內。渦輪葉輪4由固定於中心軸3的輪轂26和沿周向呈放射狀地固定於輪轂26的外表面(輪轂面26a)的多個動翼28構成。
在渦輪殼體2a形成有導入有作為工作流體的排氣e的渦旋部30，在渦旋部30的內部形成有導入有排氣e的漩渦狀的空間s。渦輪殼體2a具有劃定渦輪外殼2a的外形的外殼部12、設置在空間s的下遊端附近的噴嘴板32、與噴嘴板32對置地設置的噴嘴裝配部34。
在噴嘴板32與噴嘴裝配部34之間形成有與空間s連通的流路f。在流路f中沿中心軸3的周向(排氣渦輪1a的周向)配置有多個可變噴嘴36，這些多個可變噴嘴36在動翼28的周圍隔開間隔而配置。
在多個可變噴嘴36上分別一體地結合有轉動軸38，各可變噴嘴36的旋轉軸38從形成於噴嘴裝配部34的貫通孔向形成於噴嘴裝配部34的背面側的空間突出。在噴嘴裝配部34的背面側，各轉動軸38經由同步機構40及傳動軸(未圖示)與設置在軸承殼體2b外部的促動器(未圖示)連接。
通過使該促動器工作，能夠使多個可變噴嘴36以轉動軸38為中心同步轉動。通過使多個可變噴嘴36同步轉動，能夠在經過空間s的排氣e經過流路f而流入動翼28時，改變流路f的流路面積。
噴嘴板32的一部分構成將動翼28的翼梢28a覆蓋的罩壁面32a。渦輪殼體2a的噴嘴板32的壁面構成包含罩壁面32a的第一壁面，與渦輪板32對置的渦輪殼體2a的噴嘴裝配部34的壁面構成第二壁面。對所述渦輪殼體2a的第一壁面及第二壁面，將進行詳細後述。
流路f沿與中心軸3的軸線C正交的方向、即排氣渦輪1a的半徑方向形成，排氣渦輪1a構成徑流式渦輪。
從排氣管7流入渦旋部30的空間s的排氣e沿切線方向流入流路f。流入流路f的排氣e到達動翼28而使渦輪葉輪4及中心軸3旋轉，之後，從形成於中心軸3的軸線C上的出口開口42流出。
以下，對能夠用作排氣渦輪1a的膨脹渦輪的可變噴嘴及動翼周邊的結構進行說明。
圖3是表示一個實施方式的膨脹渦輪的可變噴嘴及動翼周邊的結構的剖視圖。圖4是表示其他實施方式的膨脹渦輪的可變噴嘴及動翼周邊的結構的剖視圖。
在數個實施方式中，如圖3及圖4所示，膨脹渦輪10(10A、10B)的渦輪殼體13具有第一壁面50和第二壁面52，所述第一壁面50包含與動翼28的翼梢28a對置的罩部(罩壁面32a)，所述第二壁面52隔著工作流體w的流路f而與第一壁面50對置。在圖3及圖4所示的膨脹渦輪10(10A、10B)中，可變噴嘴36的出口處的翼片高度形成為大於動翼28的入口處的翼片高度。另外，在可變噴嘴36的出口的下遊側且在動翼28的入口的上遊側的第一壁面50以流路f的流路高度朝著工作流體的下遊側變窄的方式形成有突出部44、54，所述突出部44、54朝著第二壁面52突出。在圖3及圖4所例示的實施方式中，突出部44、54具有相對於膨脹渦輪10的軸向(軸線C的方向)傾斜的平面狀的錐面44a、54a。
突出部44、54的突出量以突出部44的前端超過動翼28的入口(前緣28b)處的翼梢28a而不向第二壁面52側突出的方式設置。即，當使動翼28的前緣28b處的動翼根部的軸向位置(前緣28b與渦輪葉輪24的輪轂26的輪轂面26a的交點)為原點O，使動翼28的前緣28b處的翼梢28a的軸向位置為Xt時，突出部44的前端的軸向位置Xp滿足0＜Xt≤Xp。
需要說明的是，在圖3所例舉的實施方式中，突出部44的前端的軸向位置Xp與動翼28的前緣28b處的翼梢28a的軸向位置Xt一致(即，滿足Xp＝Xt的條件)。另一方面，在圖4所例舉的實施方式中，突出部44的前端的軸向位置Xp與動翼28的前緣28b處的翼梢28a的軸向位置Xt相比朝罩側退後(即，滿足Xp＞Xt的條件)。
在數個實施方式中，突出部44、54的錐面44a、54a相對於軸向以40度以下的角度傾斜。
另外，在數個實施方式中，如圖3及圖4所示，從軸線C到轉動軸38的軸線的半徑方向的距離RS與從軸線C到動翼28的入口(前緣28b)的距離RR之比滿足1.4≤RS/RR的條件。
另外，在比突出部44、54靠上遊側的罩壁32a上，為了允許由可變噴嘴36的熱膨脹產生的伸長，而在最大開度時的可變噴嘴36的出口端與突出部44、54(錐面44a、54a)之間留有伸長餘量h。
在所述結構中，從空間s流入流路f的工作流體w可以通過可變噴嘴36的開度調整來調節流量。如圖5中的虛線所示，在可變噴嘴36的出口，流過與第一壁面50(罩側)接近的區域的工作流體在沿著突出部44、54的外表面(錐面44a、54a)流動時向第二壁面52側靠近，並在該狀態下，在動翼28的翼片高度方向上比較均勻地流過動翼28之間的流路，在使渦輪葉輪24旋轉後，流出到出口開口42。
在上述的實施方式中，突出部44、54的前端被設定成超過動翼28的入口的翼梢28a而不向第二壁面52側突出。即，當使動翼28的前緣28b處的動翼根部的軸向位置(前緣28b與渦輪葉輪的輪轂26的輪轂面26a的交點)為原點O，使翼梢28a的軸向(軸線C的方向)位置為Xt時，由於突出部44、54的前端的軸向位置Xp滿足0＜Xt≤Xp，故而能夠抑制突出部44、54產生的縮流效果所引起的動翼28的入口處的有效流路面積的降低。因此，容易得到期待的動翼性能，能夠將渦輪效率維持在高水平。
另外，錐面44a、54a相對於軸向所成的角度為40度以下，故而能夠使工作流體w在動翼28的入口沿錐面44a、54a充分靠近第二壁面52側(輪轂側)，因此，工作流體w向第一壁面50側(罩壁32a側)的偏流得以抑制。由此，使動翼出口處的流速分布均勻化，抑制了混合損失，從而渦輪效率提升。
另外，從軸線C到轉動軸38的軸線的半徑方向的距離RS與從軸線C到入口前緣28b的距離RR之比滿足1.4≤RS/RR，因而從可變噴嘴36的出口到動翼28的入口的距離變寬，由於該部分的距離變寬，所以引起工作流體w在可變噴嘴出口側的流速減低，從而能夠抑制靜壓的降低。
因此，能夠降低可變噴嘴36的壓力面與負壓面之間的壓差，故而能夠抑制間隙流動，並能夠提升渦輪效率。特別地，在小開度區域中，全部流動損失中所佔的間隙流動的抑制產生的渦輪效率提升效果大。
另外，根據上述實施方式，使可變噴嘴36的出口側翼片高度大於動翼28的入口側翼片高度，由此能夠使鄰接的可變噴嘴36之間的工作流體w的流路f中的喉口面積增大。從而能夠充分確保可變噴嘴36處於大開度區域時的流入動翼28的工作流體w的流量(最大流量)。
另外，工作流體w由於突出部44、54而向第二壁面53側(輪轂側)靠近，向第一壁面50側(罩側)的偏流得以抑制。因此，膨脹渦輪10(10A、10B)的徑向上的流速分布(流速V的徑向分布)的不均勻性在動翼28的出口得到緩和，混合損失降低。因此，即使在可變噴嘴36處於小開度區域的情況下，也能夠將渦輪效率維持在高水平。
由此，能夠不依賴於渦旋部的形狀而提升可變噴嘴36處於小開度區域時的渦輪效率，並且能夠確保可變噴嘴36處於大開度區域時的流入動翼28的工作流體w的流量(最大流量)。
圖6及圖7表示現有的膨脹渦輪，是與表示本實施方式的圖3～圖5對應的圖。一般地，當可變噴嘴36處於小開度區域時，工作流體w帶著強烈的迴轉成分的同時流入動翼28，且工作流體w的半徑方向的流速成分小。
在現有的膨脹渦輪100中，可變噴嘴36的出口側翼片高度與動翼28的入口側翼片高度相等，且未形成有錐面44a(54a)及突出部44(54)。因此，如圖7所示，在可變噴嘴36的小開度區域內，由於流入動翼28的工作流體w帶有的迴轉成分所引起的離心力，工作流體w容易被推壓到包含罩壁32a的壁面的第一壁面50側。
因此，當工作流體w被推壓到第一壁面50側時，在動翼28的出口，工作流體w的流動偏向第一壁面50側，從而流速V在第一壁面50側變大，流速在第二壁面52側變小。其結果是，在動翼28的下遊側，工作流體w的範圍以消除流速不均衡的方式擴大，從而容易引起混合損失。
需要說明的是，上述的實施方式是將本發明適用於徑流式渦輪的例子，但本發明的適用對象不限於徑流式渦輪，例如，也可以適用於斜流式渦輪及具有該斜流式渦輪的渦輪增壓器。
工業實用性
根據本發明的至少一個實施方式，能夠實現一種膨脹渦輪，其能夠抑制可變噴嘴處於小開度區域時的渦輪效率的降低，並且確保可變噴嘴處於大開度區域時的工作流體的流量，而且能夠一併抑制動翼性能的降低來抑制渦輪效率降低。
附圖標記說明
1渦輪增壓器；1a排氣渦輪；1b軸承座；1c壓縮機；2a、13渦輪殼體；12外殼部；2d入口殼體；2e、42出口開口；2b軸承殼體；2c壓縮機殼體；2f入口開口；2g出口殼體；3中心軸；4渦輪葉輪；5壓縮機葉輪；6機動車用發動機；6a排氣口；6b進氣口；7排氣管；8進氣管；9中間冷卻器；10A、10B、100膨脹渦輪；16結合件；20軸承；22潤滑油路；26輪轂；26a輪轂面；28動翼；28a翼梢；28b前緣；30渦旋部；32噴嘴板；32a罩壁；34噴嘴裝配部；36可變噴嘴；38轉動軸；40同步機構；42出口開口；44、54突出部；44a、54a錐面；50第一壁面；52第二壁面；C軸線；a空氣；e排氣；f流路；h伸長餘量；r潤滑油；s空間；w工作流體。
權利要求書(按照條約第19條的修改)
1.一種膨脹渦輪，其用於從工作流體具有的能量回收動力，所述膨脹渦輪的特徵在於，具備：
渦輪殼體，其包括導入有所述工作流體的渦旋部；
多個可變噴嘴，其在所述渦輪殼體內在所述膨脹渦輪的周向上隔開間隔而配置，並能夠以經過所述渦旋部的所述工作流體的流路面積產生變化的方式繞轉動軸轉動；
渦輪葉輪，其具有多個位於所述可變噴嘴的下遊側的動翼，且該渦輪葉輪被旋轉自如地設置在所述渦輪殼體內；
所述渦輪殼體包括劃定所述渦輪殼體的外形的外殼部、噴嘴板、與所述噴嘴板對置地設置的噴嘴裝配部，
所述噴嘴板部具有第一壁面，所述噴嘴裝配部具有第二壁面，所述第一壁面包括與所述動翼的翼梢對置的罩部，所述第二壁面隔著所述工作流體的流路而與所述第一壁面對置，
所述可變噴嘴的出口側的翼片高度大於所述動翼的入口側的翼片高度，
所述罩部在所述可變噴嘴的出口的下遊側且在所述動翼的入口的上遊側以所述工作流體的流路高度朝下遊側變窄的方式具有突出部，所述突出部朝著所述第二壁面突出，
所述突出部的突出量以所述突出部的前端超過所述動翼的所述入口的所述翼梢而不向所述第二壁面側突出的方式設定。
2.如權利要求1所述的膨脹渦輪，其特徵在於，
所述膨脹渦輪為所述工作流體沿著所述膨脹渦輪的半徑方向流入所述動翼的所述入口的徑流式渦輪，
當使所述動翼的所述入口處的根部的軸向位置為原點，使所述動翼的所述入口處的所述動翼的所述翼梢的軸向位置為Xt時，所述突出部的前端的軸向位置Xp滿足0＜Xt≤Xp的關係。
3.如權利要求1所述的膨脹渦輪，其特徵在於，
所述第一壁面具有相對於所述半徑方向傾斜的錐面，所述突出部由該錐面形成，
所述錐面相對於所述膨脹渦輪的軸向所成的角度為40度以下。
4.如權利要求2或3所述的膨脹渦輪，其特徵在於，
當使從所述膨脹渦輪的中心軸到所述可變噴嘴的所述轉動軸的所述半徑方向上的距離為RS，使從所述膨脹渦輪的中心軸到所述動翼的所述入口的所述半徑方向上的距離為RR時，滿足RS/RR≥1.4。
5.如權利要求1至4中任一項所述的膨脹渦輪，其特徵在於，
所述噴嘴板的所述第一壁面在所述可變噴嘴的入口的上遊側不具有朝所述第二壁面突出的突出部。
6.如權利要求1至5中任一項所述的膨脹渦輪，其特徵在於，
在沿著所述膨脹渦輪的軸線的截面中，所述噴嘴板的所述第一壁面從所述罩部的所述突出部到所述第一壁面的上遊端形成為直線狀。
7.如權利要求1至6中任一項所述的膨脹渦輪，其特徵在於，
在比所述突出部靠上遊側的所述罩部上，為了允許由所述可變噴嘴的熱膨脹產生的伸長，而在最大開度時的所述可變噴嘴的出口與所述突出部之間設有伸長餘量。
8.如權利要求1至7中任一項所述的膨脹渦輪，其特徵在於，
所述渦輪葉輪的輪轂的輪轂面延伸至所述動翼的前緣位置。
9.一種渦輪增壓器，其特徵在於，具備：
權利要求1至8中任一項所述的膨脹渦輪，其構成為被來自內燃機的排氣驅動；
壓縮機，其構成為被所述膨脹渦輪驅動而壓縮進入所述內燃機的進氣。