(57)【要約】  タービン動翼（６）を覆うハウジング（４ａ）の流入口（１４）からスクロール流路（Ｃａ）に至り、単一で構成され、又は複数に分割されて構成されるとともに、第一壁面（１７）及び、第一壁面（１７）に対向する第二壁面（１８）をその一部として内面が形成されてタービン動翼（６）に流体（Ｇ）を供給する吸込流路（Ｃｂ）内に配置され、流体（Ｇ）の流れの上流から下流に向かって延び、第一壁面（１７）及び第二壁面（１８）に近接離間する方向に回動可能にハウジング（４ａ）に設けられ、上流側の端部で第一壁面（１７）との間に上流側絞り流路（Ｆ１）を形成し、下流側の端部で第二壁面（１８）との間に下流側絞り流路（Ｆ２）を形成する弁本体（１０）を備えるターボチャージャ（１）である。弁本体（１０）は、上流側の端部に第一壁面（１７）に対向して上流側から下流側向かって第一壁面（１７）に漸次近接した後に漸次離間する第一面（２１）と、第二壁面（１８）に対向する第二面（２２）と、を有している。
2016031268.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービン動翼を覆うハウジングの流入口から渦巻き状をなして流体の流れの下流に至るに従って流路面積が次第に小さくなるスクロール流路に至り、単一で構成され、又は複数に分割されて構成されるとともに、第一壁面及び、該第一壁面に対向する第二壁面をその一部として内面が形成されて前記タービン動翼に流体を供給する吸込流路内に配置され、流体の流れの上流から下流に向かって延び、前記第一壁面及び前記第二壁面に対して近接離間する方向に回動可能に前記ハウジングに設けられ、前記上流側の端部で前記第一壁面との間に上流側絞り流路を形成し、かつ、前記下流側の端部で前記第二壁面との間に下流側絞り流路を形成する弁本体を備え、
前記弁本体では、
前記上流側の端部は、前記第一壁面に対向した端部であり、該上流側の端部は、前記上流側から下流側に向かって該第一壁面に漸次近接した後に漸次離間する第一面で形成されており、
前記下流側の端部には、前記第二壁面に対向する第二面を有する開閉弁装置。
【請求項２】
前記弁本体には、前記第二面に開口する上流側開口と、該上流側開口よりも前記下流側で前記第一面に開口する下流側開口と、これら上流側開口と下流側開口とを接続するとともに前記第一面と前記第二面との間を貫通する貫通孔部とが形成されている請求項１に記載の開閉弁装置。
【請求項３】
前記弁本体は、前記第一面として前記下流側に向かって該第一壁面に漸次近接する凸面、該凸面の下流側に連続して前記第二面に向かって凹状に湾曲する第一凹面、及び、該第一凹面の下流側に連続し、該第一凹面よりも大きな曲率半径で前記第二面に向かって凹状に湾曲する第二凹面と、
前記第二面として前記第一面から離間する側に向かって凸状に湾曲する凸面と、
を有する請求項１又は２に記載の開閉弁装置。
【請求項４】
前記弁本体は、前記上流側に位置して前記下流に向かって延びる第一の部分と、
前記第一の部分の前記下流側に滑らかに連続して形成され、該第一の部分よりも前記第二壁面側に位置し、第一の部分の延在方向に沿って前記下流に延びる第二の部分と、を有し、
前記第一面として、前記下流側に向かって該第一壁面に漸次近接する凸面、及び、該凸面の下流側に連続して前記第二面に向かって凹状に湾曲する凹面が、前記第一の部分と前記第二の部分とにわたって形成されている請求項１又は２に記載の開閉弁装置。
【請求項５】
前記弁本体を回動させる回動部を、前記ハウジングと別体として備える請求項１から４のいずれか一項に記載の開閉弁装置。
【請求項６】
前記弁本体を、上流側から下流側に向かって列をなすように複数備え、
各々の前記弁本体を個別に回動させる回動部を備える請求項１から５のいずれか一項に記載の開閉弁装置。
【請求項７】
前記スクロール流路内で、前記タービン動翼よりも該タービン動翼の回転軸の径方向の外側に、該タービン動翼の回転軸の周方向に互いに離間して複数配置されるとともに、前記径方向の内側を向く案内面を有する複数の案内部をさらに備え、
前記流体の流れの上流側に位置する前記案内部における前記案内面は、下流側に位置する案内部における前記案内面に向かって前記流体を案内可能に設けられている請求項１から６のいずれか一項に記載の開閉弁装置。
【請求項８】
各々の前記案内部は、前記周方向に向かって延びる板状をなし、
前記案内面は、前記周方向に沿う曲面状をなし、
周方向に隣接する案内部のうち、前記上流側の案内部における前記下流側の端部となる後縁部での前記案内面は、該案内面における前記回転軸に直交する断面での接線の延長線が前記下流側の案内部における案内面を通るように配置されている請求項７に記載の開閉弁装置。
【請求項９】
各々の前記案内部は、前記上流側の端部となる前縁部から前記下流側の端部となる後縁部に向かって、前記径方向に沿う厚さ寸法が漸次大きくなった後に小さくなることで、前記タービン動翼の回転軸の延びる方向から見て翼形状をなす請求項７又は８に記載の開閉弁装置。
【請求項１０】
前記スクロール流路は、前記流体の流れる方向に向かって流路面積が小さくなる形状をなし、
各々の前記案内部は、前記周方向に向かって延びる板状をなし、
前記周方向に隣接する前記案内部のうち、前記下流側に位置する案内部における前記上流側の端部となる前縁部の方が、前記上流側に位置する案内部における前縁部よりも、前記径方向の内側に位置している請求項７から９のいずれか一項に記載の開閉弁装置。
【請求項１１】
前記スクロール流路は、前記流体の流れる方向に向かって流路面積が小さくなる形状をなし、
各々の前記案内部は、前記周方向に向かって延びる板状をなし、
前記周方向に隣接する前記案内部のうち、前記下流側に位置する案内部における前記下流側の端部となる後縁部の方が、前記上流側に位置する案内部における後縁部よりも、前記径方向の内側に位置している請求項７から１０のいずれか一項に記載の開閉弁装置。
【請求項１２】
前記スクロール流路は、前記流体の流れる方向に向かって流路面積が小さくなる形状をなし、
各々の前記案内部は、前記周方向に向かって延びる板状をなし、
前記周方向に隣接する前記案内部のうち、前記下流側に位置する案内部の方が前記周方向に沿う長さ方向の寸法が小さくなっている請求項７から１１のいずれか一項に記載の開閉弁装置。
【請求項１３】
前記ハウジングは、前記タービン動翼の回転軸の延びる方向に分割されて形成され、
前記案内部は、前記分割されたハウジングの一方に一体に形成されている請求項７から１２のいずれか一項に記載の開閉弁装置。
【請求項１４】
軸線を中心として回転する回転軸と、
前記回転軸とともに回転するタービン動翼と、
前記回転軸及び前記タービン動翼を覆うとともに、該タービン動翼に流体を供給する吸込流路とスクロール流路とが形成されたハウジングと、
前記弁本体が前記吸込流路内に配置されるように、前記ハウジングに設けられた請求項１から１３のいずれか一項に記載の開閉弁装置と、
を備える回転機械。
【請求項１５】
前記ハウジングでは、前記第二壁面が、前記スクロール流路を前記流体の流通方向に交差する方向に二分割する分割壁面として形成されている請求項１４に記載の回転機械。
【請求項１６】
軸線を中心として回転する回転軸と、
前記回転軸とともに回転するタービン動翼と、
前記回転軸及び前記タービン動翼を覆うとともに、該タービン動翼に流体を供給する吸込流路とスクロール流路とが形成されたハウジングと、
前記スクロール流路内で、前記タービン動翼よりも該タービン動翼の径方向の外側に、該タービン動翼の回転軸の周方向に互いに離間して複数配置されるとともに、前記径方向の内側を向く案内面を有する複数の案内部と、
を備え、
前記流体の流れの上流側に位置する前記案内部における前記案内面は、下流側に位置する案内部における前記案内面に向かって前記流体を案内可能に設けられている回転機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転機械に設けられ、作動流体の流量を調整する開閉弁装置、及びこれを備えた回転機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、流体の運動エネルギーを機械的なエネルギーとして取り出すことのできる回転機械が知られている。
回転機械としては、ターボチャージャ、エキスパンダ、及びガスタービン等が知られており、これらにはラジアルタービンや斜流タービン等が設けられている。【０００３】
ターボチャージャには、エンジンの出力変化に合わせて作動流体となる排気ガスの流量を調整する機能を有する可変容量タービンが一般に用いられている。【０００４】
また、エキスパンダが排気エネルギーを電気エネルギーに変換する設備に用いられる場合には、発電周波数を一定に保つために回転数を一定に保ちつつ、出力を変化させる必要がある。このような状況に対応するため、エキスパンダは上述の可変容量の機能を有している。【０００５】
さらに、ジェットエンジン等に使用されるガスタービンは、航空機の加減速等のため、やはり可変容量の機能を有している。【０００６】
ところで、ターボチャージャの可変容量機能を実現するため、現在、様々な技術が知られており、例えば、ノズルの取付角を調整することでスロート面積を可変にするものや（例えば特許文献１）、流量調整弁やバイパス弁を用いるもの等が挙げられる。【０００７】
ここで、従来の技術におけるノズルを用いた可変容量機能を有するタービンを図２１に示す。このタービン２００では、可変容量機能を発揮する構成として、スクロール流路Ｃ０ａ及び吸込流路Ｃ０ｂの分割壁２０２の上流端部に設けられて、この上流端を支点として回動することでタービン動翼２０３に流入する作動流体Ｆ０の流量を調整する開閉弁２０１を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１２−１０２７４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した従来例である図２１に示す構成では、開閉弁の作動流体の流れ方向に対する角度が大きくなると、ディフーザ効果によって下流側で作動流体が剥離して逆流が発生し（図２１の破線Ｙに示す速度分布を参照）、圧力損失が増大してタービンの運転効率低下を招く可能性がある。
特にターボチャージャや小型のガスタービンでは、開閉弁は１０００℃レベルの高温ガスに晒された状態となるため、開閉弁の駆動機構における熱応力、熱変形、摩耗等の発生を回避する必要がある。このため、駆動機構を保護するような機構を設けたり、開閉弁とハウジングとのクリアランスを確保したりする必要がある。そしてこのような保護機構や、クリアランスからの漏れ流れによっても運転効率が低下してしまう可能性がある。【００１０】
本発明は、簡易な構造で、運転効率を向上することが可能な開閉弁装置、及びこの開閉弁装置を備える回転機械を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第一の態様の開閉弁装置は、タービン動翼を覆うハウジングの流入口から渦巻き状をなして流体の流れの下流に至るに従って流路面積が次第に小さくなるスクロール流路に至り、単一で構成され、又は複数に分割されて構成されるとともに、第一壁面及び、該第一壁面に対向する第二壁面をその一部として内面が形成されて前記タービン動翼に流体を供給する吸込流路内に配置され、流体の流れの上流から下流に向かって延び、前記第一壁面及び前記第二壁面に対して近接離間する方向に回動可能に前記ハウジングに設けられ、前記上流側の端部で前記第一壁面との間に上流側絞り流路を形成し、かつ、前記下流側の端部で前記第二壁面との間に下流側絞り流路を形成する弁本体を備え、前記弁本体では、前記上流側の端部は、前記第一壁面に対向した端部であり、該上流側の端部は、前記上流側から下流側に向かって該第一壁面に漸次近接した後に漸次離間する第一面で形成されており、前記下流側の端部には、前記第二壁面に対向する第二面を有している。【００１２】
このような開閉弁装置によれば、弁本体を回動させることにより、ハウジングの第一壁面との間の隙間、即ち、上流側絞り流路の流路幅を調整することができ、タービン動翼に流入する流体の流量を変化させることができる。
そして、上流側絞り流路では、弁本体の第一面の形状に応じて、徐々に流路幅が小さくなり、その後、徐々に流路幅が大きくなる。このため、上流側絞り流路を通過する流体は、第一面から剥離することを抑制されながら、ディフューザ効果によって圧力回復される。
さらに、下流側絞り流路を流体が通過すると流体は加速されるため、下流側絞り流路周辺の静圧が低下する。このため、第一壁面と弁本体との間の流路を流通する流体は、下流側絞り流路によって形成された静圧低下領域に向かって加速される。従って、第一面からの流体の剥離を抑制することができる。即ち、弁本体の下流側で流体の速度分布が均一化の方向に向かい、圧力損失を抑えることが可能となり全圧低下を抑制することができる。【００１３】
また、本発明の第二の態様に係る開閉弁装置では、上記第一の態様における前記弁本体には、前記第二面に開口する上流側開口と、該上流側開口よりも前記下流側で前記第一面に開口する下流側開口と、これら上流側開口と下流側開口とを接続するとともに前記第一面と前記第二面との間を貫通する貫通孔部とが形成されていてもよい。【００１４】
このように弁本体に貫通孔部が形成されていることで、貫通孔部に上流側開口から流体が流入し、下流側開口から流出する。この結果、下流側開口の出口周辺で流体の流速が増大して静圧が低下するため、第一面を沿って流れる流体を下流側に向かって、加速させることができる。よって、弁本体の下流側で流体の速度分布が均一化の方向に向かい、圧力損失を抑えることが可能となり全圧低下をさらに抑制することができる。【００１５】
また、本発明の第三の態様に係る開閉弁装置では、上記第一又は第二の態様における前記弁本体は、前記第一面として前記下流側に向かって該第一壁面に漸次近接する凸面、該凸面の下流側に連続して前記第二面に向かって凹状に湾曲する第一凹面、及び、該第一凹面の下流側に連続し、該第一凹面よりも大きな曲率半径で前記第二面に向かって凹状に湾曲する第二凹面と、前記第二面として前記第一面から離間する側に向かって凸状に湾曲する凸面と、を有していてもよい。【００１６】
このように、上流側絞り流路を通過した流体は凸面に沿って流通した後に、第一凹面と第二凹面とに沿って下流側へ流通することになる。この際、まず第一凹面によって第一壁面との間の流路幅の増加率を大きくとりつつ流体を流通させることができる。その後、第二凹面によって流路幅の増加率を小さく抑えながら流体を流通させることができる。即ち、より流速が速く、境界層が発達し易い下流側に曲率半径がより大きな第二凹面を設けることで、第一面からの流体の剥離をより効果的に抑制することができる。
さらに、第二壁面側に第二面としての凸面が設けられていることで、上流側で第二壁面との間の流路幅の減少率が急激に大きくなった後に、次第に流路幅の減少率が小さくなる。即ち、下流側絞り流路に向かって第二面に沿って流通する流体は加速され、下流側絞り流路周辺の静圧が低下する。このため、第一壁面と弁本体との間の流路を流通する流体は、下流側絞り流路によって形成された静圧低下領域に向かって加速され、第一面からの流体の剥離を抑制することができる。
よって、圧力損失を抑えることが可能となり全圧低下を抑制することができる。【００１７】
本発明の第四の態様に係る開閉弁装置では、上記第一又は第二の態様における前記弁本体は、前記上流側に位置して前記下流に向かって延びる第一の部分と、前記第一の部分の前記下流側に滑らかに連続して形成され、該第一の部分よりも前記第二壁面側に位置し、第一の部分の延在方向に沿って前記下流に延びる第二の部分と、を有し、前記第一面として、前記下流側に向かって該第一壁面に漸次近接する凸面、及び、該凸面の下流側に連続して前記第二面に向かって凹状に湾曲する凹面が前記第一の部分と前記第二の部分とにわたって形成されていてもよい。【００１８】
このように弁本体が第一の部分及び第二の部分を有することで、弁本体の形状が第一の部分と第二の部分との間で屈曲または湾曲したような形状をなす。従って、このような形状を有する弁本体をターボチャージャに設けることで、第一壁面側では、第一面の凸面によって流体が下流側へ案内された後に、第一面の凹面によってさらに下流側へ案内されて、上流側絞り流路の下流側に形成された下流側拡大流路を通過する。従って、弁本体の第一壁面側では、下流側に向かって流路面積が拡大する際、上流側で面積拡大率が大きく、下流側で面積拡大率が小さくなる。従って、上流側絞り流路を通過した流体は、上流側から下流側に向かって、速度の減少率が小さくなっていく。よって流体の急激な減速を抑えることができ、圧力損失の低減が可能となる。
さらに、吸込流路の幅方向の中心線に、第一の部分の中心線が沿うように弁本体が設けられると、吸込流路からスクロール流路へ至る流体が、吸込流路の幅方向の中心線に平行に流通する。従って、スクロール流路の巻き始め（吸込流路の終わり）に向かって、流体が滑らかに減速しながら到達する事ができ、スクロール流路に流体を効率よく流入させることができる。
さらに、弁本体では第二壁面側に第二の部分が寄っている。よって、弁本体の開度を変化させた際にも、上流側の端部（前縁部）で流体のインシデンス角（流入角）を小さく抑えたとしても、下流側絞り流路の流路面積を小さくでき、下流側絞り流路を通過する流体の流速を増大できる。一方、第一壁面と弁本体との間では上流側絞り流路の下流側で、上記の通り流路面積の拡大率が小さくなるので、第一面からの流体の剥離を抑制することができる。このため、前縁部でのインシデンス角を小さくしても問題なく、流体の圧力損失をさらに低減することができる。【００１９】
また、本発明の第五の態様に係る開閉弁装置は、上記第一から第四のいずれかの態様における前記弁本体を回動させる回動部を、前記ハウジングと別体として備えていてもよい。【００２０】
このように回動部を別体で備えることで、ハウジングの製造とは異なる工程で、回動部を別途加工することができ、加工精度を向上させることができる。このため、第一壁面及び第二壁面と弁本体とのクリアランスを可能な限り小さくできるような正確な加工が可能であり、クリアランスからの漏れ流れによる運転効率低下を抑制することができる。
また、回動部と弁本体との取り付け部分の加工精度を向上することが容易となり、取り付け部分の剛性を向上でき、取り付け部分の耐久性を向上でき、開閉弁装置の信頼性の向上につながる。【００２１】
また、本発明の第六の態様に係る開閉弁装置は、上記第一から第五のいずれかの態様における前記弁本体を、上流側から下流側に向かって列をなすように複数備え、各々の前記弁本体を個別に回動させる回動部を備えていてもよい。【００２２】
このように、弁本体が複数設けられて各々を回動させることで、最も上流側に位置する弁本体と第一壁面との間で上流側絞り流路を形成し、最も下流側に位置する弁本体と第二壁面との間で下流側絞り流路を形成することができる。さらに、これら弁本体を各々に回動させることで、上流側絞り流路及び下流側絞り流路の流路幅を任意に変化させることができる。また、これら弁本体を各々に回動させることで、弁本体同士の間で、上流から下流に向けて流体を流通させることが可能である。即ち、弁本体同士の間を流体が流通し、弁本体の第一面側に流出する。この結果、この流体の流出する位置で静圧が低下する。よって、第一面を沿って流れる流体を、下流側に向かって加速させることができる。従って、弁本体の下流側で流体の速度分布が均一化の方向に向かい、圧力損失を抑えることが可能となり全圧低下を抑制することができる。
また、各々の弁本体の回動角を選択することで、列をなす複数の弁本体全体として、第二壁面へ向かって凸状をなす形状としたり、第一壁面に向かって凸状をなす形状としたり、任意の形状の弁本体を選択することができる。よって、流体の流れ場の状況に応じて、各々の弁本体を回動させることで、剥離等の抑制を効果的に行うことができる。【００２３】
本発明の第七の態様に係る開閉弁装置は、上記第一から第六のいずれかの態様における前記スクロール流路内で、前記タービン動翼よりも該タービン動翼の回転軸の径方向の外側に、該タービン動翼の回転軸の周方向に互いに離間して複数配置されるとともに、前記径方向の内側を向く案内面を有する複数の案内部をさらに備え、前記流体の流れの上流側に位置する前記案内部における前記案内面は、下流側に位置する案内部における前記案内面に向かって前記流体を案内可能に設けられていてもよい。【００２４】
弁本体の開度が小さくなって下流側絞り流路の面積が小さくなると、下流側絞り流路を通過した流体の流速が大きくなるような流速分布が生じる。スクロール流路は渦巻き状になっており、下流側絞り流路を通過した流体による高速流れは、その慣性力によって直線状に流れスクロール流路の壁部に向かって径方向外側に向かうように流れる。ここで複数の案内部を設けることにより、この高速流れを、最も上流側に配置された案内部の案内面によって周方向に向かって流れるように転向させる。そして、次々に下流側の案内部の案内面に案内することができる。よって、周方向に高速流れを案内でき、タービン動翼にこの高速流れを導入することができるので、運転効率の向上につながる。さらに、このような複数の案内部によって、スクロール流路の流路面積を小さくするような効果が得られる。従って、流路面積可変のスクロール流路を有する可変容量タービンのように、高効率化を図ることができる。【００２５】
本発明の第八の態様に係る開閉弁装置では、上記第七の態様における各々の前記案内部は、前記周方向に向かって延びる板状をなし、前記案内面は、前記周方向に沿う曲面状をなし、周方向に隣接する案内部のうち、前記上流側の案内部における前記下流側の端部となる後縁部での前記案内面は、該案内面における前記回転軸に直交する断面での接線の延長線が前記下流側の案内部における案内面を通るように配置されていてもよい。【００２６】
このように案内部を設けることで、下流側の案内部の案内面に流体を接触させるように案内することで流体を次々に下流側の案内部に導くことができる。よって、周方向に上記の高速流れを案内でき、タービン動翼にこの高速流れを導入することができるので、さらなる運転効率の向上につながる。【００２７】
本発明の第九の態様に係る開閉弁装置では、上記第七又は第八の態様における各々の前記案内部は、前記上流側の端部となる前縁部から前記下流側の端部となる後縁部に向かって、前記径方向に沿う厚さ寸法が漸次大きくなった後に小さくなることで、前記タービン動翼の回転軸の延びる方向から見て翼形状をなしていてもよい。【００２８】
このように案内部が断面翼形状をなしていることで、案内面による流体の摩擦損失を低減しながら、滑らかに流体を回転軸の周方向に案内することができ、さらなる運転効率の向上につながる。【００２９】
本発明の第十の態様に係る開閉弁装置では、上記第七から第九のいずれかの態様における前記スクロール流路は、前記流体の流れる方向に向かって流路面積が小さくなる形状をなし、各々の前記案内部は、前記周方向に向かって延びる板状をなし、前記周方向に隣接する前記案内部のうち、前記下流側に位置する案内部における前記上流側の端部となる前縁部の方が、前記上流側に位置する案内部における前縁部よりも、前記径方向の内側に位置していてもよい。【００３０】
スクロール流路の流路面積は、上流から下流側に向かって小さくなっていく。ここで、従来のスクロール流路に新たに案内部を設けると、案内部が流路断面の一部の領域を占有することで、ブロッケイジが生じる。特にスクロール流路の下流側では流路断面積が上流部に比べて小さくなっており、スクロール流路の上流側と同じ案内部を設置するとその案内部の断面積がスクロール断面積に占める割合が大きくなる。そのために下流に所謂ウエイク（後流）が発生し損失の原因になるが、複数の案内部の前縁部の位置を、下流側に向かって徐々に径方向の内側配置していくことにより、ブロッケイジによる圧力損失を減少することができる。これにより損失を増やすことなく、下流側絞り流路を通過した流れをスクロール流路の形状に応じて流体を周方向に導くことが可能となる。【００３１】
本発明の第十一の態様に係る開閉弁装置では、上記第七から第十のいずれかの態様における前記スクロール流路は、前記流体の流れる方向に向かって流路面積が小さくなる形状をなし、各々の前記案内部は、前記周方向に向かって延びる板状をなし、前記周方向に隣接する前記案内部のうち、前記下流側に位置する案内部における前記下流側の端部となる後縁部の方が、前記上流側に位置する案内部における後縁部よりも、前記径方向の内側に位置していてもよい。【００３２】
スクロール流路の流路面積は、上流から下流側に向かって小さくなっていく。ここで、従来のスクロール流路に新たに案内部を設けると上述したブロッケイジが生じ、下流に所謂ウエイク（後流）が発生し損失の原因になる。そこで、複数の案内部の後縁部の位置を、下流側に向かって徐々に径方向の内側配置していくことにより、ブロッケイジによる圧力損失を減少することができる。これにより損失を増やすことなく、下流側絞り流路を通過した流れをスクロール流路の形状に応じて流体を周方向に導くことが可能となる。【００３３】
本発明の第十二の態様に係る開閉弁装置では、上記第七から第十一のいずれかの態様における前記スクロール流路は、前記流体の流れる方向に向かって流路面積が小さくなる形状をなし、各々の前記案内部は、前記周方向に向かって延びる板状をなし、前記周方向に隣接する前記案内部のうち、前記下流側に位置する案内部の方が前記周方向に沿う長さ方向の寸法が小さくなっていてもよい。【００３４】
スクロール流路の流路面積は、下流側に向かって小さくなっていく。このため、案内部の厚さ寸法を下流側に向かって徐々に小さくしていくことで、吸込流路内で案内部の占める体積比が増加することを抑制することができる。この結果、案内部からの後流が吸込流路内で占める割合を低減することができ、後流による圧力損失を低減して、損失を増やすことなく下流絞り流路を通過した流れをスクロール流路の形状に応じて流体を周方向に導くことが可能となる。また、後流によって発生するタービン動翼の加振力を抑えることができる。【００３５】
本発明の第十三の態様に係る開閉弁装置では、上記第七から第十二のいずれかの態様における前記ハウジングは、前記タービン動翼の回転軸の延びる方向に分割されて形成され、前記案内部は、前記分割されたハウジングの一方に一体に形成されていてもよい。【００３６】
例えば鋳造によってハウジングを形成する場合、このハウジングが内部に吸込流路及びスクロール流路を有するように一体に形成される場合には、案内部は中子を用いて形成される必要がある。ここで、ハウジングを分割して形成することで、中子を用いず、分割された一方に立設された部材として案内部を形成することができる。このため、案内部を精度よく形成することができる。また、案内部の案内面も滑らかに仕上げることができる。さらに、吸込流路及びスクロール流路の内面も滑らかに仕上げることができるため、流体が吸込流路及びスクロール流路を流れる際の流動損失の増加を抑えることができる。【００３７】
また、本発明の第十四の態様に係る回転機械は、軸線を中心として回転する回転軸と、前記回転軸とともに回転するタービン動翼と、前記回転軸及び前記タービン動翼を覆うとともに、該タービン動翼に流体を供給する吸込流路とスクロール流路とが形成されたハウジングと、前記弁本体が前記吸込流路内に配置されるように、前記ハウジングに設けられた上記第一から第十三のいずれかの態様に記載の開閉弁装置と、を備えている。【００３８】
このような回転機械によれば、開閉弁装置を備えていることで、上流側絞り流路では、弁本体の第一面の形状に応じて、徐々に流路幅が小さくなり、その後、徐々に流路幅が大きくなる。このため、上流側絞り流路を通過する流体は、第一面から剥離することを抑制されながら、ディフューザ効果によって圧力回復される。さらに、下流側絞り流路を流体が通過すると流体は加速されるため、下流側絞り流路周辺の静圧が低下する。このため、第一壁面と弁本体との間の流路を流通する流体は、下流側絞り流路によって形成された静圧低下領域に向かって加速される。従って、第一面からの流体の剥離を抑制することができ、即ち、弁本体の下流側で流体の速度分布が均一化の方向に向かう。この結果、圧力損失を抑えることが可能となり全圧低下を抑制することができる。【００３９】
また、本発明の第十五の態様に係る回転機械では、上記第十四の態様における前記ハウジングでは、前記第二壁面が、前記スクロール流路を前記流体の流通方向に交差する方向に二分割する分割壁面として形成されていてもよい。【００４０】
このようにスクロール流路が二分割された回転機械であっても、弁本体の下流側で流体の速度分布が均一化の方向に向かい、圧力損失を抑えることが可能となり、全圧低下を抑制することができる。【００４１】
本発明の第十六の態様に係る回転機械は、軸線を中心として回転する回転軸と、
前記回転軸とともに回転するタービン動翼と、前記回転軸及び前記タービン動翼を覆うとともに、該タービン動翼に流体を供給する吸込流路とスクロール流路とが形成されたハウジングと、前記スクロール流路内で、前記タービン動翼よりも該タービン動翼の径方向の外側に、該タービン動翼の回転軸の周方向に互いに離間して複数配置されるとともに、前記径方向の内側を向く案内面を有する複数の案内部と、を備え、前記流体の流れの上流側に位置する前記案内部における前記案内面は、下流側に位置する案内部における前記案内面に向かって前記流体を案内可能に設けられている。【００４２】
流入口から流入した流体がスクロール流路の壁面（吸込流路の内面）で反射され、径方向内側に向かう二次流れが生じることがある。ここで案内部を設けることで、入口部からの流体を、スクロール流路の壁面に向かわせることなくスクロール流路で周方向に導くことができる。このため、このような二次流れの発生を抑制することができる。従って、二次流れの抑制によって、圧力損失の低減を図ることができ、タービン動翼へ流入する際の流体の流れを一様な流れとすることができる。この結果、タービン動翼への流体のインシデンス角（流入角）を最適な状態に保ち、インシデンス損失を低減することで、運転効率を向上することができる。さらに、このような複数の案内部によって、スクロール流路の流路面積を小さくするような効果が得られる。従って、流路面積可変のスクロール流路を有する可変容量タービンのように、高効率化を図ることができる。
【発明の効果】
【００４３】
上記の開閉弁装置、及び回転機械によれば、上流側絞り流路及び下流側絞り流路を形成するとともに、第一面を有する弁本体を設けることによって、簡易な構造で、運転効率を向上することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第一実施形態に係るターボチャージャの全体を示す回転軸の軸線を含む断面図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係るターボチャージャの要部を示す回転軸の軸線に平行な面で切断した断面図である。
【図３Ａ】本発明の第一実施形態に係るターボチャージャの要部を示す回転軸の軸線に平行な面で切断した断面図であって、全開時の開閉弁装置を示す。
【図３Ｂ】本発明の第一実施形態に係るターボチャージャの要部を示す回転軸の軸線に平行な面で切断した断面図であって、中間開度の開閉弁装置を示す。
【図３Ｃ】本発明の第一実施形態に係るターボチャージャの要部を示す回転軸の軸線に平行な面で切断した断面図であって、全閉時の開閉弁装置を示す。
【図４】本発明の第二実施形態に係るターボチャージャの要部を示す回転軸の軸線に平行な面で切断した断面図である。
【図５】本発明の第三実施形態に係るターボチャージャの要部を示す回転軸の軸線に平行な面で切断した断面図である。
【図６】本発明の第四実施形態に係るターボチャージャの要部を示す回転軸の軸線に平行な面で切断した断面図である。
【図７Ａ】本発明の第五実施形態に係るターボチャージャの要部を示す回転軸の軸線に平行な面で切断した断面図である。
【図７Ｂ】本発明の第五実施形態に係るターボチャージャの要部を示す断面図であって、図７ＡのＸ−Ｘ断面図を示す。
【図８】本発明の第六実施形態に係るターボチャージャの要部を示す回転軸の軸線に平行な面で切断した断面図である。
【図９】本発明の第一から第六実施形態の第一変形例に係るターボチャージャの要部を示す回転軸の軸線に直交する断面図である。
【図１０】本発明の第一から第六実施形態の第二変形例に係るターボチャージャの要部を示す回転軸の軸線に直交する断面図である。
【図１１】本発明の第一から第六実施形態の第三変形例に係るターボチャージャの要部を示す回転軸の軸線に直交する断面図である。
【図１２】本発明の第七実施形態に係るターボチャージャの要部を示す回転軸の軸線に直交する断面図である。
【図１３】本発明の第七実施形態に係るターボチャージャの要部を示す回転軸の軸線に平行な面で切断した断面図である。
【図１４】仮に、スクロール案内翼が設けられていない場合のターボチャージャの要部を示す回転軸の軸線に直交する断面図である。
【図１５】本発明の第七実施形態の第一変形例に係るターボチャージャの要部を示す回転軸の軸線に直交する断面図である。
【図１６】本発明の第七実施形態の第二変形例に係るターボチャージャの要部を示す回転軸の軸線に直交する断面図である。
【図１７】本発明の第七実施形態の第三変形例に係るターボチャージャの要部を示す回転軸の軸線に平行な面で切断した断面図である。
【図１８】本発明の第八実施形態に係るターボチャージャの要部を示す回転軸の軸線に平行な面で切断した断面図である。
【図１９】本発明の第九実施形態に係るターボチャージャの要部を示す回転軸の軸線に直交する断面図である。
【図２０】本発明の第九実施形態の変形例に係るターボチャージャの要部を示す回転軸の軸線に直交する断面図である。
【図２１】従来のターボチャージャの要部を示す回転軸の軸線に平行な面で切断した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
〔第一実施形態〕
以下、本発明の第一実施形態に係るターボチャージャ１について、図面を参照して説明する。
図１に示すように、ターボチャージャ１（回転機械）は、軸線Ｏ１を中心として回転する回転軸５と、回転軸５とともに回転するタービン２及び圧縮機３と、回転軸５を覆うハウジング４と、ハウジング４に設けられて回転軸５を支持する軸受装置７とを備えている。
【００４６】
軸受装置７は、回転軸５のラジアル方向の荷重を受けるラジアル軸受７ａと、スラスト方向の荷重を受けるスラスト軸受７ｂとを有している。
【００４７】
このターボチャージャ１は、図示しないエンジンからの排気ガスＧ（流体）によりタービン２が回転し、当該回転に伴って圧縮機３が圧縮した空気ＡＲをエンジンに供給する。
【００４８】
図２に示すように、タービン２は、タービン回転軸５ａと、タービン回転軸５ａに取り付けられたタービン動翼６と、タービン動翼６を覆うタービンハウジング４ａと、タービンハウジング４ａに設けられた開閉弁装置８とを備えている。
【００４９】
タービン回転軸５ａは、上記回転軸５におけるタービン２側の部分である。タービン回転軸５ａは、圧縮機３側の圧縮機回転軸５ｂと一体となって、回転軸５を構成している。
【００５０】
タービンハウジング４ａは、圧縮機３を覆う圧縮機ハウジング４ｂと一体となってハウジング４を構成している。
【００５１】
また、このタービンハウジング４ａには、排気ガスＧをタービン動翼６に取り込む流路Ｃが形成されている。
流路Ｃは、タービンハウジング４ａに設けられて軸線Ｏ１の径方向外側に向かって延びて開口する流入口が設けられた入口部１４と、入口部１４に連続してタービンハウジング４ａに設けられ、周方向に渦巻き状にタービン動翼６に向かって延びるスクロール部１５（タービンハウジング４ａを全体として見たときに渦巻き状に見える部分）との内部に形成されている。
即ち、流路Ｃは、スクロール部１５の内部に形成されたスクロール流路Ｃａと、入口部１４の内部に形成された吸込流路Ｃｂとによって構成されている。
そしてスクロール流路Ｃａは、排気ガスＧの流れの下流に至るに従って流路面積が次第に小さくなっていく。
【００５２】
入口部１４には、吸込流路Ｃｂの内面を形成する壁面１７（第一壁面）と、この壁面１７に軸線Ｏ１の方向に対向するように配されてタービン動翼６への入口から径方向外側に向かって延びる分割壁面１８（第二壁面）とが形成されている。これにより、吸込流路Ｃｂ（及びスクロール流路Ｃａ）は軸線Ｏ１の方向に二つに分割されている。即ち、本実施形態のターボチャージャ１は、いわゆるツインスクロールターボとなっている。
以下、分割壁面１８を挟んで流路Ｃにおけるタービン動翼６側の部分を第一流路Ｃ１とし、圧縮機３側の部分を第二流路Ｃ２とする。
【００５３】
開閉弁装置８は、壁面１７と分割壁面１８との間にわたってタービンハウジング４ａに設けられた弁本体１０と、弁本体１０をタービンハウジング４ａに取り付ける回動部１１とを備えている。
【００５４】
弁本体１０は、排気ガスＧの流れの上流側から下流側に向かって、即ち、回転軸５の径方向に沿って延びる部材である。この弁本体１０は、タービンハウジング４ａの壁面１７側を向く第一面２１と、分割壁面１８側を向く第二面２２とを有しており、回転軸５の周方向から見た形状が翼形状をなしている。
【００５５】
弁本体１０は、上流側の端部（径方向外側の端部（前縁部１０ａ））で壁面１７との間に上流側絞り流路Ｆ１を形成し、下流側の端部（径方向内側（後縁部１０ｂ））で分割壁面１８との間に下流側絞り流路Ｆ２を形成するように設けられている。上流側絞り流路Ｆ１及び下流側絞り流路Ｆ２は、排気ガスＧの流路幅が小さくなる絞り部である。
【００５６】
また、弁本体１０の下流側の端部は、分割壁面１８の先端部１８ａが、回転軸５の径方向に重なる位置まで延びている。換言すると、弁本体１０の下流側の端部と回転軸５の軸線Ｏ１との距離は、先端部１８ａと回転軸５の軸線Ｏ１との距離に比べ小さくなっている。
【００５７】
弁本体１０における第一面２１は、上流側の端部の位置となる前縁部１０ａに、後縁部１０ｂ側に向かって滑らかに湾曲して壁面１７に漸次近接した後に、下流側に向かって壁面１７から漸次離間するように直線状に形成されている。即ち、第一面２１は、軸線Ｏ１の方向に壁面１７側に向かって凸形状をなしている。
【００５８】
弁本体１０における第二面２２は、第一面２１と同様な形状をなしている。即ち、第二面２２は、分割壁面１８側に向かって凸形状をなしており、後縁部１０ｂ側に直線状に延びて形成されている。
【００５９】
即ち、第一面２１と第二面２２とが後縁部１０ｂ側に向かって互いに離間した後、近接する。よって、弁本体１０は、前縁部１０ａから後縁部１０ｂ側に向かって徐々に軸線Ｏ１方向に沿う方向の厚みが増大した後に徐々に厚みが減少し、前縁部１０ａに比べて後縁部１０ｂでは、厚みが小さくなって先細り形状をなしている。
【００６０】
回動部１１は、入口部１４でタービンハウジング４ａに設けられて弁本体１０を取り付けている。回動部１１は、図２に示すように、壁面１７及び分割壁面１８に近接離間する方向、即ち、回転軸５の周方向に沿って延びる軸線Ｏ２を中心として弁本体１０を回動可能としている。この回動部１１は不図示の制御部によって、弁本体１０を所定の角度、回動させる。
【００６１】
さらに、この回動部１１は、弁本体１０の回動中心となる軸線Ｏ２が弁本体１０の外部に位置している。即ち、弁本体１０の回動中心は、回転軸５の軸線Ｏ１の方向に圧縮機３側に、弁本体１０から離間して配置されている。
【００６２】
次に、図３Ａから図３Ｃを参照して、弁本体１０の動作について説明する。
具体的には、図３Ａに示すように、全開時は、弁本体１０の前縁部１０ａが壁面１７から離間し、第一面２１が壁面１７に沿うように配置される。また後縁部１０ｂが分割壁面１８から離間し、第二面２２が分割壁面１８に沿うように配置される。
本実施形態では、第一面２１が壁面１７に略平行になった状態が全開時となり、第一流路Ｃ１を通じてタービン動翼６に流入する排気ガスＧの流量が最大となる。
【００６３】
さらに、図３Ｂに示すように、中間開度の場合には、全開時から開度θ（弁本体１０の後縁部１０ｂにおける壁面１７から分割壁面１８に向かう方向の傾き角）となって、弁本体１０の前縁部１０ａが壁面１７に近接し、後縁部１０ｂが分割壁面１８に近接する。この際、弁本体１０の前縁部１０ａと壁面１７との間には隙間が形成され、この隙間が上流側絞り流路Ｆ１となる。また、後縁部１０ｂと分割壁面１８との間にも隙間が形成され、この隙間が下流側絞り流路Ｆ２となる。
【００６４】
そして、図３Ｃに示すように、全閉時には弁本体１０の前縁部１０ａが壁面１７に接触するとともに、後縁部１０ｂが分割壁面１８の先端部に接触し、第一流路Ｃ１を閉塞する。
ここで、実際には全閉時は、弁本体１０が完全に壁面１７及び分割壁面１８に接触する状態のみを示すのではなく、弁本体１０と壁面１７及び分割壁面１８との間に微小な隙間が形成されている場合も含んでいる。
【００６５】
ところで、開度θを大きくすることによって、弁本体１０の翼弦長（前縁部１０ａから後縁部１０ｂまでの長さ寸法）を小さくすることが可能である。この場合、弁本体１０が高温の排気ガスＧに晒される表面積が低減される。従って、開度θが１０度よりも大きくなることが好ましい。またこの開度θは、１５度から４５度の範囲に設定することがさらに好ましい。
【００６６】
このようなターボチャージャ１によると、弁本体１０を回動部１１によって回動させることにより、上流側絞り流路Ｆ１の流路幅を調整することができ、第一流路Ｃ１及びスクロール流路Ｃａを通じてタービン動翼６に流入する排気ガスＧの流量を変化させることができる。
【００６７】
そして、中間開度の場合には、上流側絞り流路Ｆ１の形状は弁本体１０の第一面２１の形状に応じて、徐々に流路幅が小さくなり、その後、徐々に流路幅が大きくなる。このため、上流側絞り流路Ｆ１を通過する排気ガスＧは、第一面２１から剥離してしまうことを抑制されながら、ディフューザ効果によって圧力回復される。
【００６８】
さらに、下流側絞り流路Ｆ２を排気ガスＧが通過すると、排気ガスＧは加速されるため、下流側絞り流路Ｆ２周辺の静圧が低下する。このため、弁本体１０における第一面２１と壁面１７との間を流通する排気ガスＧは、下流側絞り流路Ｆ２によって形成された上記の静圧低下領域Ｓ１（図２参照）に向かって加速される。
【００６９】
従って、第一面２１からの排気ガスＧの剥離を抑制することができる。即ち、図２の破線Ａに示すように、弁本体１０の下流側で流体の速度分布が均一化の方向に向かい、圧力損失を抑えることが可能となり第一流路Ｃ１での全圧低下を抑制することができる。
【００７０】
本実施形態のターボチャージャ１によると、上流側絞り流路Ｆ１及び下流側絞り流路Ｆ２を形成するとともに、翼形状をなす弁本体１０を設けることによって、簡易な構造で、運転効率を向上することが可能である。
【００７１】
ここで、本実施形態では弁本体１０は、断面翼形状をなしているが、これに代えて、例えば断面楕円形状や、前縁部、後縁部を頂点とする断面ひし形状をなしていてもよい。即ち、前縁部から後縁部側に向かって第一面が漸次近接した後に漸次離間するように形成されていればよい。このため、第二面は必ずしも分割壁面１８側に向かって凸形状をなしていなくともよく、例えば、周方向から見て直線状をなしていてもよい。
【００７２】
〔第二実施形態〕
次に、図４を参照して、本発明の第二実施形態に係るターボチャージャ３１について説明する。
なお、第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態では、開閉弁装置３０の弁本体３２が第一実施形態とは異なっている。
【００７３】
弁本体３２は、第一実施形態と同様に断面翼形状をなしている。さらに、弁本体３２には、第二面３４に開口する上流側開口３６と、第一面３３に開口する下流側開口３７と、上流側開口３６と下流側開口３７とを接続して弁本体３２を貫通する貫通孔部３８とが形成されている。
【００７４】
上流側開口３６は、弁本体３２の回動中心となる軸線Ｏ２を回転軸５の径方向内外の両側から挟むようにして拡がり、第二面３４に開口している。
【００７５】
下流側開口３７は、軸線Ｏ２よりも回転軸５の径方向内側の位置で、第一面３３に開口している。下流側開口３７の開口面積は上流側開口３６の開口面積よりも小さくなっている。
即ち、弁本体３２の前縁部３２ａと後縁部３２ｂとを結ぶ直線に対して、上流側開口３６は下流側開口３７に比べて前縁部３２ａに近接して第二面３４に開口し、下流側開口３７は後縁部３２ｂに近接して第一面３３に開口している。
【００７６】
貫通孔部３８は、上流側開口３６から徐々に孔径が小さくなる。また、貫通孔部３８の内面のうち、弁本体３２の後縁部３２ｂ側に位置する内面３８ａが、前縁部３２ａ側に凸となるように円弧状に滑らかに湾曲して下流側開口３７に接続されている。換言すると、貫通孔部３８は、上流側開口３６側では弁本体３２の外方に向かって拡径するベルマウス状に形成されている。
【００７７】
弁本体３２に貫通孔部３８が形成されていることで、貫通孔部３８に上流側開口３６から排気ガスＧが流入して下流側開口３７から流出する。この際、下流側開口３７の出口周辺で排気ガスＧの流速が増大して静圧が低下するため、第一面３３を沿って流れる排気ガスＧを下流側に向かって、加速させることができる。
【００７８】
この結果、図４の破線Ｂに示すように、弁本体３２の下流側で排気ガスＧの速度分布が均一化の方向に向かい、圧力損失を抑えることが可能となり全圧低下をさらに抑制することができる。よって、本実施形態のターボチャージャ３１では運転効率をさらに向上することが可能である。
【００７９】
ここで、貫通孔部３８は、弁本体３２の回動中心となる軸線Ｏ２の方向に離間して複数形成されていてもよいし、一つのみが形成されていてもよい。同様に、弁本体３２の延在方向（前縁部３２ａから後縁部３２ｂに向かう方向）に複数形成されていてもよい。
【００８０】
また、貫通孔部３８の形状は必ずしも本実施形態の場合に限定されず、上流側開口３６側がベルマウス状になっていなくともよい。例えば、上流側開口３６から下流側開口３７まで、断面積が一律となった単純な孔部であってもよい。さらに孔部は断面円形状でもよいし、断面矩形状であってもよい。
【００８１】
〔第三実施形態〕
次に、図５を参照して、本発明の第三実施形態に係るターボチャージャ４１について説明する。
なお、第一実施形態及び第二実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態では、開閉弁装置４０の弁本体４２が第一実施形態及び第二実施形態とは異なっている。
【００８２】
弁本体４２は、第一面４３として、前縁部４２ａから後縁部４２ｂに連続する凸面４３ａ、第一凹面４３ｂ、及び第二凹面４３ｃを有している。また第二面４４として凸面４４ａを有している。
【００８３】
第一面４３の凸面４３ａは、弁本体４２の前縁部４２ａに形成されており、後縁部４２ｂ側に向かって湾曲しつつ壁面１７に漸次近接する。
【００８４】
第一凹面４３ｂは、凸面４３ａに対して後縁部４２ｂ側に滑らかに連続し、第二面４４に向かって曲率半径Ｒ１で凹状に湾曲している。
【００８５】
第二凹面４３ｃは、第一凹面４３ｂに対して後縁部４２ｂ側に滑らかに連続し、第一凹面４３ｂよりも大きな曲率半径Ｒ２で第二面４４に向かって湾曲している。
【００８６】
第二面４４の凸面４４ａは、前縁部４２ａから後縁部４２ｂ側に向かって延びるとともに、第一面４３から離間する側に向かって凸状に湾曲している。
【００８７】
本実施形態のターボチャージャ４１によると、上流側絞り流路Ｆ１を通過した排気ガスＧは、凸面４３ａに沿って流通した後に第一凹面４３ｂと第二凹面４３ｃとに沿って下流側へ流通することになる。この際、まず、より小さな曲率半径Ｒ１の第一凹面４３ｂによって、壁面１７との間の流路幅の増加率を大きくとりつつ排気ガスＧを流通させることができる。
【００８８】
その後、第二凹面４３ｃによって流路幅の増加率を小さく抑えながら排気ガスＧを流通させることができる。即ち、境界層が発達し易い下流側により大きな、曲率半径Ｒ２の第二凹面４３ｃを設けることで、第一面４３からの排気ガスＧの剥離をより効果的に抑制することができる。
【００８９】
さらに、第二面４４が凸面４４ａとなっていることで、弁本体４２が全閉の場合に近づくと、下流側絞り流路Ｆ２における上流側で分割壁面１８との間の流路幅の減少率が急激に大きくなった後に、次第に流路幅の減少率が小さくなっていく（図５のＤ部参照）。即ち、下流側絞り流路Ｆ２は、下流側に向かって流路面積が拡大するベルマウス形状となっている。
【００９０】
この結果、第二面４４の凸面４４ａに沿って流通する排気ガスＧは、下流側絞り流路Ｆ２で下流側に向かって加速され、下流側絞り流路Ｆ２周辺の静圧が低下する。このため、壁面１７と弁本体４２との間を流通する排気ガスＧは、下流側絞り流路Ｆ２によって形成された静圧低下領域Ｓ２に向かって加速され、第一面４３からの排気ガスＧの剥離を抑制することができる。よって、第一流路Ｃ１での圧力損失を抑えることが可能となり、全圧低下を抑制することができる。
【００９１】
さらに、弁本体４２の第二面４４が凸面４４ａとなって、分割壁面１８との間の下流側絞り流路Ｆ２がベルマウス状に形成されている。このため、排気ガスＧが流通すると排気ガスＧが加速された後に加速度が減少する。従って、排気ガスＧの急激な加速によって排気ガスＧの流れが乱れ、吸込流路Ｃｂにおける第二流路Ｃ２に流入する排気ガスＧの流れを乱して損失が生じてしまうことを抑制することができる。
【００９２】
〔第四実施形態〕
次に、図６を参照して、本発明の第四実施形態に係るターボチャージャ５１について説明する。
なお、第一実施形態から第三実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態では、開閉弁装置５０の弁本体５２が第一実施形態から第三実施形態とは異なっている。
【００９３】
弁本体５２は、第三実施形態の弁本体４２と同様に、第一面５３として凸面５３ａ、第一凹面５３ｂ、及び第二凹面５３ｃを有し、第二面５４として、凸面５４ａを有している。さらに、弁本体５２には、第二実施形態と同様に、上流側開口３６、下流側開口３７、及び貫通孔部３８が形成されていている。
本実施形態では、下流側開口３７は、第一面５３における第一凹面５３ｂと第二凹面５３ｃとの境界位置近傍に形成されている。
【００９４】
本実施形態のターボチャージャ５１によると、第二実施形態と同様に弁本体５２の下流側で排気ガスＧの速度分布が均一化の方向に向かい、圧力損失を抑えることが可能となり全圧低下をさらに抑制することができる。よって、ターボチャージャ５１の運転効率をさらに向上することが可能である。
【００９５】
また、第一面５３が第一凹面５３ｂと第二凹面５３ｃとによって湾曲して形成されているため、第一面５３が直線的に形成されている場合に比べ、より第一面５３に沿って排気ガスＧを加速することができる。
即ち、下流側開口３７よりも上流側（前縁部５２ａ側）での第一面５３の接線の傾きと、下流側開口３７よりも下流側（後縁部５２ｂ側）での第一面５３の接線の傾きとの角度差αが存在する。このため、下流側開口３７から流出した排気ガスＧを第二凹面５３ｃに押し付けるようにして流通させ、第一面５３での境界層流れの剥離を抑制することができる。
【００９６】
〔第五実施形態〕
次に、図７Ａ及び図７Ｂを参照して、本発明の第五実施形態に係るターボチャージャ６１について説明する。
なお、第一実施形態から第四実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態では、ターボチャージャ６１は第一実施形態と同様の構成を備えているが、弁本体６２を回動させる開閉弁装置６０の回動部６３が第一実施形態から第四実施形態とは異なっている。弁本体６２は第一実施形態の弁本体１０と同様の形状をなしている。
【００９７】
回動部６３は、弁本体６２の回動中心となる軸線Ｏ２の方向の一方側（本実施形態では、図７Ａの紙面奥側）で、タービンハウジング４ａの入口部１４に開口する開口孔６５から、吸込流路Ｃｂ内に挿入されて設けられている。即ち、回動部６３は、タービンハウジング４ａとは別体で製造され、タービンハウジング４ａに取り付けられている。
【００９８】
より具体的には、図７Ｂに示すように、回動部６３は、開口孔６５にタービンハウジング４ａの外側から接触するフランジ部６３ａを有し、かつ、フランジ部６３ａがタービンハウジング４ａに接触した状態で、吸込流路Ｃｂの内面と面一となる回動部本体６３ｂを有している。
【００９９】
また回動部６３は、軸線Ｏ２を中心とした円柱状に形成されて回動部本体６３ｂを軸線Ｏ２方向に貫通する軸部材６３ｃと、弁本体６２と軸部材６３ｃとの間に介在された円盤状をなす取付板６３ｄとを有している。
【０１００】
取付板６３ｄは回動部本体６３ｂに埋め込まれるようにして設けられ、吸込流路Ｃｂ側の表面は、回動部本体６３ｂの表面とともに、吸込流路Ｃｂの内面と面一になっている。
また、第一実施形態から第四実施形態と同様に、弁本体６２の回動中心が、弁本体６２の外部に位置するように取付板６３ｄに弁本体６２が取り付けられている。
【０１０１】
本実施形態のターボチャージャ６１によると、回動部６３を別体で備えることで、タービンハウジング４ａの製造とは異なる工程で、回動部６３を別途加工することができる。このため、タービンハウジング４ａに回動部６３を直接形成する場合に比べて加工が容易となり、加工精度を向上させることができる。
【０１０２】
このため、弁本体６２と壁面１７、及び弁本体６２と分割壁面１８とのクリアランスを、可能な限り小さくできるような正確な加工が可能となる。よって、クリアランスからの漏れ流れによる運転効率低下を抑制することができる。
【０１０３】
また、取付板６３ｄの加工精度を向上することが容易となり、取付板６３ｄの剛性を向上することが可能となり、取付板６３ｄと弁本体６２との取り付け部分の耐久性を向上することができ、信頼性の向上につながる。
【０１０４】
ここで、本実施形態での回動部６３を、第一実施形態から第四実施形態の回動部１１に代えて用いてもよい。
【０１０５】
〔第六実施形態〕
次に、図８を参照して、本発明の第六実施形態に係るターボチャージャ７１について説明する。
なお、第一実施形態から第五実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態では、開閉弁装置７０の弁本体７２が第一実施形態から第四実施形態とは異なっている。
【０１０６】
弁本体７２としては、第一実施形態の弁本体１０と同様な形状をなすものが、上流側から下流側に向かって列をなすように複数（本実施形態では二つ）設けられている。各々の弁本体７２は、回動部１１によって個別に回動される。
ここで、上流側の弁本体７２を第一弁本体７２Ａ、下流側の弁本体７２を第二弁本体７２Ｂとする。
【０１０７】
第一弁本体７２Ａは、上流側の端部（径方向外側の端部（前縁部７２Ａａ））でタービンハウジング４ａの壁面１７との間に上流側絞り流路Ｆ１を形成している。
【０１０８】
第二弁本体７２Ｂは、下流側の端部（径方向内側の端部（後縁部７２Ｂｂ））でタービンハウジング４ａの分割壁面１８との間に下流側絞り流路Ｆ２を形成している。
【０１０９】
ここで、複数の弁本体７２が列をなす状態とは、上流側の第一弁本体７２Ａの後縁部７２Ａｂに隣接して下流側の第二弁本体７２Ｂの前縁部７２Ｂａが配置されている状態をいう。そして、上流側の第一弁本体７２Ａと、下流側の第二弁本体７２Ｂとが完全に一列になっていない状態、即ち、例えば弁本体７２同士が回転軸５の軸線Ｏ１の方向に多少ずれた位置に配置されていてもよい。
【０１１０】
本実施形態のターボチャージャ７１によると、第一弁本体７２Ａ及び第二弁本体７２Ｂの各々を回動させることで、上流側絞り流路Ｆ１及び下流側絞り流路Ｆ２の流路幅を任意に変化させることができる。また、これら第一弁本体７２Ａ、第二弁本体７２Ｂを各々に回動させることで、第一弁本体７２Ａと第二弁本体７２Ｂとの間で、上流から下流に向けて排気ガスＧを流通させることが可能である。
【０１１１】
弁本体７２同士の間を排気ガスＧが流通し、第一弁本体７２Ａ及び第二弁本体７２Ｂの第一面７３側に流出することで、この流出する位置で静圧が低下する。よって、第一面７３を沿って流れる排気ガスＧを下流側に向かって加速させることができる。この結果、図８の破線Ｅに示すように、下流側に位置する第二弁本体７２Ｂの下流側で、排気ガスＧの速度分布が均一化の方向に向かい、圧力損失を抑えることが可能となり全圧低下をさらに抑制することができる。
【０１１２】
また、各々の弁本体７２の回動角を選択することで、列をなす複数の弁本体７２の全体で、分割壁面１８へ向かって凸状をなす形状としたり、壁面１７に向かって凸状をなす形状としたり、弁本体７２の全体を任意の形状とすることができる。よって、排気ガスＧの流れ場の状況に応じて、各々の弁本体７２を回動させることで、剥離等の抑制を効果的に行うことができる。
【０１１３】
〔第一から第六実施形態の変形例〕
例えば、図９（第一変形例）に示すように、開閉弁装置８（３０、４０、５０、６０、７０）を、流路Ｃ３におけるスクロール流路Ｃ３ａ及び吸込流路Ｃ３ｂが軸線Ｏ１に直交する断面において、半径方向に二つに分割された構造のターボチャージャ８１に適用してもよい。換言すると、スクロール流路Ｃ３ａ及び吸込流路Ｃ３ｂが排気ガスＧの流通方向に交差する方向に二分割されている。
【０１１４】
即ち、スクロール流路Ｃ３ａ及び吸込流路Ｃ３ｂは、軸線Ｏ１を中心とした渦巻き状に形成された分割壁８４を介して隣接する径方向外側の第一流路Ｃ４と、径方向内側の第二流路Ｃ５とから構成されている。分割壁８４には、第一流路Ｃ４から第二流路Ｃ５に向かって排気ガスＧを流入させる貫通孔８６が、周方向に間隔をあけて複数形成されている。
【０１１５】
貫通孔８６は、第一流路Ｃ４側で大きく開口し、第一流路Ｃ４側に比べて第二流路Ｃ５側で小さく開口しており、径方向外側から内側に向かうに従って、タービン動翼６の回転方向に向かって傾斜して形成されている。
開閉弁装置８（３０、４０、５０、６０、７０）における弁本体１０（３２、４２、５２、６２、７２）は、第一流路Ｃ４内に配されて、第一流路Ｃ４を形成するハウジング８２の壁面８３（軸線Ｏ１の径方向内側を向く面（第一壁面））と、分割壁８４における分割壁面８５（軸線Ｏ１の径方向外側を向く面（第二壁面））との間に配されている。
この弁本体１０（３２、４２、５２、６２、７２）は、弁本体１０の回動軸となる軸線Ｏ２が軸線Ｏ１に沿うようにハウジング８２に設けられている。
【０１１６】
また、上述の実施形態では、流路Ｃ（Ｃ３）は軸線Ｏ１の方向（又は径方向）に二つに分割されている例について説明したが、このように複数に分割されて流路Ｃ（Ｃ３）が構成されている場合に限定されず、単一の流路として構成されていてもよい。
具体的には、図１０（第二変形例）に示すように、ターボチャージャ９１では、ハウジング９２に単一の流路としての流路Ｃ７（スクロール流路Ｃ７ａ及び吸込流路Ｃ７ｂ）が形成されている。
【０１１７】
図１０に示す例では、吸込流路Ｃ７ｂは、軸線Ｏ１の径方向外側に向かって延びて開口する入口部９３に形成され、スクロール流路Ｃ７ａは、入口部９３に連続して周方向に渦巻き状にタービン動翼６に向かって延びるスクロール部９４との内部に形成されている。
また、吸込流路Ｃ７ｂはハウジング９２の壁面である第一壁面９５と、第一壁面９５に軸線Ｏ１に交差する方向で対向する第二壁面９６との間に形成されている。
【０１１８】
さらに、入口部９３とスクロール部９４との接続部分でハウジング９２には、スクロール流路Ｃ７ａ内で、軸線Ｏ１の周方向に沿って延びるように舌部９２ａが形成されている。舌部９２ａの内面は第二壁面９６の端部を形成している。
ここで、本実施形態では、スクロール部９４の始まりはハウジング９２が渦巻き状に巻き始める位置であるとし、舌部９２ａの先端を上記の「始まり」として、舌部９２ａの先端よりも下流側の部分がスクロール部９４となっている。
【０１１９】
開閉弁装置８（３０、４０、５０、６０、７０）における弁本体１０（３２、４２、５２、６２、７２）は、吸込流路Ｃ７ｂ内で第一壁面９５と第二壁面９６との間に配されている。
【０１２０】
また、弁本体１０（３２、４２、５２、６２、７２）は、弁本体１０の回動軸となる軸線Ｏ２が軸線Ｏ１に沿うようにハウジング９２に設けられている。
【０１２１】
弁本体１０が軸線Ｏ２を中心として回動すると、弁本体１０の後縁部１０ｂが舌部９２ａに近接、離間するようになっている。
【０１２２】
また、上述の実施形態では、図１０に示す弁本体１０とは異なり、図１１（第三変形例）に示すような形状を有する弁本体１０Ａであってもよい。
【０１２３】
即ち、図１１に示す例では、弁本体１０Ａは、排気ガスＧの流れの上流側に位置する第一の部分１１Ａと、第一の部分１１Ａに連続して下流に延びる第二の部分１２Ａとを有している。
第一の部分１１Ａと第二の部分１２Ａとは、弁本体１０Ａの延在方向の略中央の位置で接続されている。
【０１２４】
第一の部分１１Ａは、弁本体１０Ａの上流側の端部（径方向外側の端部（前縁部１０Ａａ））側に配置された部分であって、第一壁面９５との間に上流側絞り流路Ｆ１を形成している。
【０１２５】
第二の部分１２Ａは、弁本体１０Ａの下流側の端部（径方向内側（後縁部１０Ａｂ））側に配置された部分であって、第二壁面９６との間に下流側絞り流路Ｆ２を形成している。この第二の部分１２Ａは、第一の部分１１Ａよりも第二壁面９６側に配置されている。
【０１２６】
即ち、第二の部分１２Ａにおける周方向に沿う厚さ方向の中央を通る中心線ＬＣ２が、第一の部分１１Ａにおける中心線ＬＣ１から湾曲して下流側に向かって直線状に延びている。
【０１２７】
また、第二の部分１２Ａの中心線ＬＣ２は、後縁部１０Ａｂに向かうに従って、第一の部分１１Ａの中心線ＬＣ１に平行になるように延びている。即ち、第二の部分１２Ａは第一の部分１１Ａの延在方向に沿って下流に延びている。
【０１２８】
また、上流側絞り流路Ｆ１及び下流側絞り流路Ｆ２がともに最大の流路面積を持つ全開時（図１１の場合）には、軸線Ｏ１の延びる方向に直交する方向、即ち、入口部９３のスクロール流路Ｃ７の幅方向（排気ガスＧの流れに直交する方向）の中心線ＬＣ３に第二の部分１２Ａの中心線ＬＣ２が一致するように弁本体１０Ａが設けられている。
【０１２９】
弁本体１０Ａには、弁本体１０Ａにおける第一壁面９５を向く第一面３３Ａとして、凸面３３Ａａ、及び凸面３３Ａａに連続する凹面３３Ａｂが形成されている。
【０１３０】
凸面３３Ａａは、弁本体１０Ａの前縁部１０Ａａから、後縁部１０Ａｂ側に向かって湾曲しつつ、第一壁面９５に漸次近接する凸状をなしている。
【０１３１】
凹面３３Ａｂは、凸面３３Ａａの下流側に段差のない状態で滑らかに連続して第一壁面９５から離間する方向に向かって凹状に湾曲して後縁部１０Ａｂに至る形状をなしている。
【０１３２】
また、弁本体１０Ａには、弁本体１０Ａにおける第二壁面９６を向く第二面３４Ａとして、第一凸面３４Ａａ、第一凸面３４Ａａに連続する凹面３４Ａｂ、及び、凹面３４Ａｂに連続する第二凸面３４Ａｃとが形成されている。
【０１３３】
第一凸面３４Ａａは、弁本体１０Ａの前縁部１０Ａａから、後縁部１０Ａｂ側に向かって湾曲しつつ、第一面３３Ａから離間する側に向かって凸状に湾曲している。
【０１３４】
凹面３４Ａｂは、第一凸面３４Ａａの下流側に段差のない状態で滑らかに連続して第一面３３Ａに向かって凹状に湾曲している。
【０１３５】
第二凸面３４Ａｃは、凹面３４Ａｂの下流側に段差のない状態で滑らかに連続して第一面３３Ａに向かって凹状に湾曲して後縁部１０Ａｂに至る形状をなしている。
【０１３６】
このような形状を有する弁本体１０Ａが設けられていることで、第一面３３Ａ側では、上流側絞り流路Ｆ１を通過した排気ガスＧが、凸面３３Ａａによって案内された後に凹面３３Ａｂによって下流側へ案内される。
【０１３７】
ここで、上流側絞り流路Ｆ１の下流側の領域（下流側拡大流路）では、下流側に向かって流路面積が拡大する際、上流側で面積拡大率が大きく、下流側で面積拡大率が小さくなっている。従って、上流側絞り流路Ｆ１を通過した排気ガスＧは、上流側から下流側に向かって、速度の減少率が小さくなっていく。よって排気ガスＧの急激な減速を抑えることができ、圧力損失の低減が可能となる。
【０１３８】
さらに、弁本体１０Ａの開度を変化させた際にも、下流側では、上述の各種の弁本体に比べて入口部９３の中心線ＬＣ３との角度差を小さく抑えることができる。特に全開時で、入口部９３の中心線ＬＣ３に第二の部分１２Ａの中心線ＬＣ２が一致するように弁本体１０Ａが設けられることで、入口部９３からスクロール部９４へ至る排気ガスＧが、入口部９３の中心線ＬＣ３に平行に流通する。
【０１３９】
従って、スクロール部９４の始まりに向かって、即ち、スクロール流路Ｃ７ａの巻き始めに向かって、排気ガスＧが減速しながら滑らかに到達することができ、スクロール部９４の始まりにおける径方向外側の位置で排気ガスＧの流速を小さく、径方向内側の位置で排気ガスＧの流速を大きくできる。この結果、スクロール部９４のスクロール流路Ｃ７ａに向かって排気ガスＧを効率よく流入させることができる。
【０１４０】
さらに、弁本体１０Ａの開度を変化させた際にも、上述した各種の弁本体と比べて第二壁面９６側に第二の部分１２Ａが寄っている。よって、前縁部１０Ａａで排気ガスＧのインシデンス角（流入角）を小さく抑えたとしても、下流側絞り流路Ｆ２の流路面積を小さくでき、下流側絞り流路Ｆ２を通過する排気ガスＧの流速を増大できる。一方、第一壁面９５と弁本体１０Ａとの間では上流側絞り流路Ｆ１の下流側で、上記の通り流路面積の拡大率が小さくなるので、第一面３３Ａからの排気ガスＧの剥離を抑制することができる。このため、前縁部１０Ａａでのインシデンス角を小さくしても問題なく、排気ガスＧの圧力損失をさらに低減することができる。
【０１４１】
〔第七実施形態〕
次に、図１２から図１４を参照して、本発明の第七実施形態に係るターボチャージャ１０１について説明する。
なお、第一実施形態から第六実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態のターボチャージャ１０１は、図１０に示す第二変形例のターボチャージャ９１を基本構成として、このターボチャージャ９１がさらスクロール流路Ｃ７ａ内に設けられたスクロール案内翼（案内部）１０２を備えている。
ここで、図１２に示すスクロール流路Ｃ７ａ内の矢印は、排気ガスＧに流れを示す。
【０１４２】
スクロール案内翼１０２は、スクロール流路Ｃ７ａ内で、タービン動翼６よりも径方向の外側に周方向に互いに離間して複数配置され、タービン動翼６を径方向外側から取り囲んでいる。
【０１４３】
そして、最も上流側に配置されたスクロール案内翼１０２は、少なくとも上流側（前縁部１０２ａ側）の一部が、下部よりも径方向外側に位置している。各スクロール案内翼１０２の後縁部１０２ｂの位置は、舌部９２ａの先端を通る軸線Ｏ１を中心とした仮想円ＣＬの外側に位置している。
【０１４４】
各々のスクロール案内翼１０２は、周方向に延びる板状をなし、軸線Ｏ１に直交する断面の形状が、即ち回転軸５の延びる方向から見た形状が翼形状をなしている。
即ち、スクロール案内翼１０２は、径方向内側を向く案内面１０３と、径方向外側を向く外面１０４とを有している。案内面１０３は回転軸５から離間するように凹状に形成された湾曲面であり、外面１０４はスクロール部９４の壁面９４ａ（スクロール流路Ｃ７ａの内面）に向かって凸状に形成された湾曲面である。
【０１４５】
よって、スクロール案内翼１０２は、上流側の端部となる前縁部１０２ａから下流側の端部となる後縁部１０２ｂに向かって、径方向に沿う厚さ寸法が漸次大きくなった後に小さくなる。
【０１４６】
排気ガスＧの流れの上流側に位置するスクロール案内翼１０２における案内面１０３は、下流側に位置するスクロール案内翼１０２における案内面１０３に向かって、排気ガスＧを案内可能に設けられている。
【０１４７】
また、本実施形態では、周方向に隣接するスクロール案内翼１０２のうち、上流側のスクロール案内翼１０２における後縁部１０２ｂでの案内面１０３は、この案内面１０３の回転軸５に直交する断面での接線の延長線Ｌ１が、下流側のスクロール案内翼１０２の案内面１０３を通るように、各スクロール案内翼１０２が配置されている。
【０１４８】
ところで、図１４に示すように、仮にスクロール案内翼１０２が設けられていない場合、上流側絞り流路Ｆ１を通過した径方向外側の排気ガスＧの流速に比べて、下流側絞り流路Ｆ２を通過した径方向内側の排気ガスＧの流速が大きくなるような流速分布が生じ、径方向内側で、排気ガスＧの高速流れＧＨが生成される。
【０１４９】
そして、このような径方向内側の高速流れＧＨは、その慣性力によって、スクロール部９４におけるスクロール流路Ｃ７ａの延在方向、即ち、周方向に向かうことなく、スクロール部９４の壁面９４ａに向かって径方向外側に向かうように流れる。この結果、高速流れＧＨをタービン動翼６に導くことができず、運転効率の低下につながってしまうという問題がある。
【０１５０】
さらに、このような高速流れＧＨが、上流側絞り流路Ｆ１を通過した径方向外側の低速流れＧＬと混合することで圧力損失が生じるといった問題がある。
【０１５１】
この点、本実施形態では、開度が小さい状態で特に生じ易い径方向内側の高速流れＧＨを、最も上流側に配置されたスクロール案内翼１０２の案内面１０３によって、周方向に向かって流れを転向させるとともに、次々に下流側のスクロール案内翼１０２の案内面１０３に案内することができる。よって、周方向に高速流れＧＨを案内でき、タービン動翼６にこの高速流れＧＨを導入することができるので、運転効率の向上につながる。
【０１５２】
さらに、このような複数のスクロール案内翼１０２によって、スクロール部９４におけるスクロール流路Ｃ７ａの流路面積を小さくするような効果が得られる。従って、流路面積可変のスクロール部を有する可変容量タービンのように、高効率化を図ることができる。
【０１５３】
さらに、スクロール案内翼１０２は、断面翼形状をなしていることで、案内面１０３による排気ガスＧの摩擦損失を低減しながら、滑らかに排気ガスＧを周方向に案内することができる。
【０１５４】
周方向に隣接するスクロール案内翼１０２のうち、上流側のスクロール案内翼１０２の案内面１０３の後縁部１０２ｂでは、軸線Ｏ１に直交する断面での案内面１０３の接線の延長線Ｌ１が、下流側のスクロール案内翼１０２の案内面１０３を通過している。このため、排気ガスＧを下流側のスクロール案内翼１０２の案内面１０３に接触させるように案内することができる。
【０１５５】
ここで、本実施形態では、スクロール案内翼１０２は後縁部１０２ｂでは可能な限り径方向の厚さ寸法を小さく形成するとよい。即ち、後縁部１０２ｂに向かって先細り形状とするとよい。また、スクロール案内翼１０２は断面翼形状をなしていなくともよい。例えば、案内面１０３及び外面１０４が円弧状に形成されていてもよい。またスクロール案内翼１０２は、断面楕円状や断面矩形状（整流板形状）をなしていてもよい。
【０１５６】
またスクロール案内翼１０２では、前縁部１０２ａと後縁部１０２ｂとを結ぶとともに径方向に沿う厚さ方向の中心を通る線分Ｌ２が、直線や、対数螺旋曲線状、多項式曲線状、及び円弧状等の曲線であってもよい。
【０１５７】
〔第七実施形態の第一変形例〕
例えば、図１５に示すように、スクロール案内翼１１２のうち、下流側に位置するスクロール案内翼１１２における前縁部１１２ａの方が、上流側に位置するスクロール案内翼１１２における前縁部１１２ａよりも、径方向の内側に位置している。即ち、軸線Ｏから各スクロール案内翼１１２の前縁部１１２ａまでの距離αが、下流側に向かって小さくなっていく。
【０１５８】
スクロール部９４では、スクロール流路Ｃ７ａの流路面積が下流側に向かって小さくなっていく。ここで、新たにスクロール案内翼１１２を設けると、スクロール案内翼１１２がスクロール流路Ｃ７ａの流路断面の一部の領域を占有することで、ブロッケイジが生じる。特にスクロール流路Ｃ７ａの下流側では流路断面積が上流部に比べて小さくなっており、スクロール流路Ｃ７ａの上流側と同じスクロール案内翼１１２を設置すると、そのスクロール案内翼１１２の断面積がスクロール断面積に占める割合が大きくなる。
【０１５９】
そのために下流に所謂ウエイク（後流Ｇ１）が発生し損失の原因になるが、複数のスクロール案内翼１１２の前縁部１１２ａの位置を、下流側に向かって徐々に径方向の内側に配置していくことで、上記のブロッケイジによる圧力損失を減少することができる。これにより損失を増やすことなく、下流側絞り流路Ｆ２を通過した排気ガスＧを、スクロール流路Ｃ７ａの形状に応じて周方向に導くことが可能となる。
【０１６０】
また、第七実施形態では、同様に、軸線Ｏから各スクロール案内翼１１２の後縁部１１２ｂまでの距離βが、下流側に向かって小さくなっていってもよい。
【０１６１】
〔第七実施形態の第二変形例〕
さらに、図１６に示すように、周方向に隣接するスクロール案内翼１２２のうち、下流側に位置するスクロール案内翼１２２の方が、周方向に沿う長さ方向の寸法γが小さくなっている。
【０１６２】
スクロール部９４では、スクロール流路Ｃ７ａの流路面積が下流側に向かって小さくなっていく。このため、スクロール案内翼１２２の長さ寸法を下流側に向かって徐々に小さくしていくことで、スクロール流路Ｃ７ａ内でスクロール案内翼１２２の占める体積比が増加することを抑制することができる。この結果、上述のようなブロッケイジを抑制できる。また、スクロール案内翼１２２からの後流Ｇ１のスクロール流路Ｃ７ａ内の排気ガスＧの全体に占める割合を低減することができる。よって、後流Ｇ１による圧力損失を低減するとともに、後流Ｇ１によって発生するタービン動翼６の加振力を抑えることができる。
【０１６３】
さらに、スクロール案内翼１２２は、周方向に隣接するスクロール案内翼１２２のうち、下流側に位置するスクロール案内翼１２２の方が、径方向に沿う厚さ寸法ｘの最大値が小さくなっていてもよい。
【０１６４】
このような場合でも、上述のように、スクロール流路Ｃ７ａ内でスクロール案内翼１２２の占める体積比が増加することを抑制することができる。そして、後流Ｇ１による圧力損失を低減できるとともに、後流Ｇ１によって発生するタービン動翼６の加振力を抑えることができる。
【０１６５】
また、第七実施形態では、スクロール案内翼１０２（１１２、１２２）の厚さ方向の中心を通る線分Ｌ２の位置を、各スクロール案内翼１０２で異なる位置、形状にしてもよい。これは、スクロール部９４におけるスクロール流路Ｃ７ａの流路面積によって、最適な対数螺旋曲線が変化するためである。
【０１６６】
また、スクロール案内翼１０２における前縁部１０２ａの設置角度（回転軸の接線に対する角度）は、スクロール案内翼１０２毎に異なっていてもよい。
【０１６７】
スクロール案内翼１０２同士の周方向の間隔も一定でなくともよい。
【０１６８】
また、第七実施形態では、図１６に示すように、各スクロール案内翼１２２の後縁部１２２ｂの位置は、舌部９２ａの先端を通る軸線Ｏ１を中心とした仮想円ＣＬの内側に位置していてもよい。
【０１６９】
このように、スクロール流路Ｃ７ａの設計に応じて、スクロール案内翼１０２を最適な形状、設置位置となるように設計することで、高速流れＧＨを周方向に導くとともに、圧力損失をさらに低減することができる。
【０１７０】
〔第七実施形態の第三変形例〕
また、図１７に示すように、第七実施形態のスクロール案内翼１０２（１１２、１２２）は、図２に示す第一実施形態のターボチャージャ１にも適用可能である。即ち、第二流路Ｃ２にはノズルとして固定ノズル１２５が設けられ、第一流路Ｃ１内にスクロール案内翼１０２が設けられている。本変形例では、タービン動翼６は斜流動翼である。
【０１７１】
図１８の例では、弁本体１０を全閉とした場合、排気ガスＧの流量は固定ノズル１２５からの流量で決定される。この際、固定ノズル１２５を採用し、固定ノズル１２５の翼先端と、固定された分割壁面１８とに軸線Ｏ１の方向から押し付けられるように固定された板状の追設分割壁１２６を設置することにより、固定ノズル１２５の翼先端との間の隙間をほぼ無くする事ができる。よって、ノズルからの漏れ損失を抑制することができる。
また、スクロール案内翼１０２も板状の追設分割壁１２６に押し付けられるように固定されるので、スクロール案内翼１０２の翼先端からの漏れ流れも防止できる。
【０１７２】
〔第八実施形態〕
次に、図１８を参照して、本発明の第八実施形態に係るターボチャージャ１３１について説明する。
なお、第一実施形態から第七実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態では、ターボチャージャ１３１は第七実施形態と同様の構成を備えているが、弁本体１０を回動させる開閉弁装置６０が第五実施形態と同様のものであり、タービンハウジング１３４とは別体となっている。
【０１７３】
さらに、タービンハウジング１３４は、分割壁面１８（第二壁面）が形成された分割壁１３５を挟んで軸線Ｏ１の方向の一方側となる壁面１７側と、軸線Ｏ１の方向の他方側となる壁面１７とは反対側とで、二分割されている。即ち、一方側タービンハウジングと１３４ａと他方側タービンハウジング１３４ｂとがボルト等の締結具１３６を用いて結合されている。
【０１７４】
一方側タービンハウジング１３４ａには、軸線Ｏ１の方向の一方側から回動部６３が第一流路Ｃ１内に挿入されて設けられている。また、一方側タービンハウジング１３４ａには、スクロール案内翼１０２及び舌部１３４ｃを軸線Ｏ１の方向の他方側に向かって突出するように一体に形成する。
【０１７５】
本実施形態のターボチャージャ１３１では、一方側タービンハウジング１３４ａと他方側タービンハウジング１３４ｂとを別々に製造することができる。
【０１７６】
ここで、例えば鋳造によってタービンハウジングを形成する場合、仮に、一方側タービンハウジング１３４ａと他方側タービンハウジング１３４ｂとが一体に形成される場合には、スクロール案内翼１０２は、スクロール流路Ｃａ及び吸込流路Ｃｂの形成とともに、中子を用いて形成される必要がある。
【０１７７】
一方、本実施形態のタービンハウジング１３４では、中子を用いず、一方側タービンハウジング１３４ａに立設された部材としてスクロール案内翼１０２を形成することができる。このため、スクロール案内翼１０２を精度よく形成することができる。また、スクロール案内翼１０２の案内面１０３や外面１０４も滑らかに仕上げることができる。さらに、スクロール流路Ｃａ及び吸込流路Ｃｂの内面も滑らかに仕上げることができるため、排気ガスＧの流動損失の増加を抑えることができる。
【０１７８】
〔第九実施形態〕
次に、図１９を参照して、本発明の第九実施形態に係るターボチャージャ１４１について説明する。
なお、第一実施形態から第八実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態では、第七実施形態のターボチャージャ１０１を基本構成として、第七実施形態の開閉弁装置８が設けられていない。
【０１７９】
ここで、仮にスクロール案内翼１０２が設けられていない場合には、スクロール部９４の壁面９４ａで入口部９３から流入した排気ガスＧが反射され、径方向内側に向かう二次流れＧ２が生じる（図１９の破線矢印を参照）。
【０１８０】
しかし、本実施形態のターボチャージャ１４１では、スクロール案内翼１０２によって、第七実施形態で得られる効果と同様に、入口部９３からの排気ガスＧを周方向に導くことができる。このため、このような二次流れＧ２の発生を抑制することができる。
【０１８１】
従って、二次流れＧ２の抑制によって、圧力損失の低減を図ることができ、タービン動翼６へ流入する際の排気ガスＧの流れを一様な流れとすることができる。この結果、タービン動翼６への排気ガスＧのインシデンス角（流入角）を最適な状態に保ち、インシデンス損失を低減することで、運転効率を向上することができる。
【０１８２】
〔第九実施形態の変形例〕
本実施形態では、図２０に示すように、入口部９３における吸込流路Ｃ７ｂ内に開閉弁装置１４５が設けられていてもよい。
開閉弁装置１４５は、軸線Ｏ１の方向に平行に延びて入口部９３の第一壁面９５に取り付けられた回動軸１４６と、回動軸１４６に取り付けられて、下流側に向かって延びる弁本体１４７とを有している。
【０１８３】
図２０の例では、弁本体１４７は、軸線Ｏ１に直交する断面形状が、下流側に向かって先細りとなる形状をなしているが、特にこの形状に限定されるものではない。
【０１８４】
また、弁本体１４７は、回動軸１４６によって、その先端（下流側の端部）が第一壁面９５と第二壁面９６との間で回動することで、入口部９３における吸込流路Ｃ７ｂの流路面積を変更可能としている。
【０１８５】
図２０の例でも、同様に、入口部９３からの排気ガスＧを周方向に導くことができる。さらに、図２０の破線矢印に示すように、弁本体１４７と第一壁面９５との間に回動軸１４６に向かって、剥離流れとなる逆流Ｇ３が生じる場合がある。このような場合でも、スクロール案内翼１０２によって、弁本体１４７近傍の排気ガスＧを周方向に向かうように案内することができるため、このような逆流Ｇ３の規模を低減することができる。よって、圧力損失のさらなる低減が可能となる。
【０１８６】
以上、本発明の実施形態について詳細を説明したが、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内において、多少の設計変更も可能である。
【０１８７】
流路Ｃ（Ｃ３、Ｃ７）の断面形状（排気ガスＧの流れに交差する断面）は、矩形、円形、楕円形等、様々な形状であってもよいが、矩形状であることが好ましい。
【０１８８】
また、上述の各実施形態及び各変形例の構成を組み合わせてもよい。
さらに、上述の各実施形態では、回転機械としてターボチャージャに開閉弁装置８（３０、４０、５０、６０、７０）を適用した例について説明を行ったが、ガスタービンやエキスパンダ等の他の回転機械に適用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１８９】
上記した開閉弁装置、回転機械によれば、上流側絞り流路及び下流側絞り流路を形成するとともに、第一面を有する弁本体を設けることによって、簡易な構造で、運転効率を向上することが可能である。
【符号の説明】
【０１９０】
１    ターボチャージャ（回転機械）
２    タービン
３    圧縮機
４    ハウジング
４ａ    タービンハウジング
４ｂ    圧縮機ハウジング
５    回転軸
５ａ    タービン回転軸
５ｂ    圧縮機回転軸
６    タービン動翼
７    軸受装置
７ａ    ラジアル軸受
７ｂ    スラスト軸受
８    開閉弁装置
１０    弁本体
１０ａ    前縁部
１０ｂ    後縁部
１１    回動部
１４    入口部（流入口）
１５    スクロール部
１７    壁面（第一壁面）
１８    分割壁面（第二壁面）
１８ａ    先端部
２１    第一面
２２    第二面
Ｆ１    上流側絞り流路
Ｆ２    下流側絞り流路
Ｃ    流路
Ｃａ    スクロール流路
Ｃｂ    吸込流路
Ｃ１    第一流路
Ｃ２    第二流路
Ｏ１    軸線
Ｏ２    軸線
Ｇ    排気ガス（流体）
ＡＲ    空気
Ｓ１    静圧低下領域
３０    開閉弁装置
３１    ターボチャージャ（回転機械）
３２    弁本体
３２ａ    前縁部
３２ｂ    後縁部
３３    第一面
３４    第二面
３６    上流側開口
３７    下流側開口
３８    貫通孔部
３８ａ    内面
４０    開閉弁装置
４１    ターボチャージャ（回転機械）
４２    弁本体
４２ａ    前縁部
４２ｂ    後縁部
４３    第一面
４３ａ    凸面
４３ｂ    第一凹面
４３ｃ    第二凹面
４４    第二面
４４ａ    凸面
５０    開閉弁装置
５１    ターボチャージャ（回転機械）
５２    弁本体
５２ａ    前縁部
５２ｂ    後縁部
５３    第一面
５３ａ    凸面
５３ｂ    第一凹面
５３ｃ    第二凹面
５４    第二面
５４ａ    凸面
６０    開閉弁装置
６１    ターボチャージャ（回転機械）
６２    弁本体
６３    回動部
６５    開口孔
６３ａ    フランジ部
６３ｂ    回動部本体
６３ｃ    軸部材
６３ｄ    取付板
７０    開閉弁装置
７１    ターボチャージャ（回転機械）
７２    弁本体
７２Ａ    第一弁本体
７２Ｂ    第二弁本体
７２Ａａ    前縁部
７２Ａｂ    後縁部
７２Ｂａ    前縁部
７２Ｂｂ    後縁部
７３    第一面
８１    ターボチャージャ（回転機械）
８２    ハウジング
８３    壁面（第一壁面）
８４    分割壁
８５    分割壁面（第二壁面）
８６    貫通孔
Ｃ３    流路
Ｃ３ａ    スクロール流路
Ｃ３ｂ    吸込流路
Ｃ４    第一流路
Ｃ５    第二流路
９１    ターボチャージャ
９２    ハウジング
９２ａ    舌部
９３    入口部
９４    スクロール部
９４ａ    壁面
９５    第一壁面
９６    第二壁面
Ｃ７    流路
Ｃ７ａ    スクロール流路
Ｃ７ｂ    吸込流路
１０Ａ    弁本体
１０Ａａ    前縁部
１０Ａｂ    後縁部
１１Ａ    第一の部分
１２Ａ    第二の部分
３３Ａ    第一面
３３Ａａ    凸面
３３Ａｂ    凹面
３４Ａ    第二面
３４Ａａ    第一凸面
３４Ａｂ    凹面
３４Ａｃ    第二凸面
ＬＣ１    中心線
ＬＣ２    中心線
ＬＣ３    中心線
１０１    ターボチャージャ（回転機械）
１０２    スクロール案内翼（案内部）
１０２ａ    前縁部
１０２ｂ    後縁部
１０３    案内面
１０４    外面
Ｌ１    延長線
Ｌ２    線分
ＧＨ    高速流れ
ＧＬ    低速流れ
ＣＬ    仮想円
１１２    スクロール案内翼（案内部）
１１２ａ    前縁部
１１２ｂ    後縁部
１２２    スクロール案内翼（案内部）
１２２ｂ    後縁部
Ｇ１    後流
１２５    固定ノズル
１２６    追設分割壁
１３１    ターボチャージャ（回転機械）
１３４    タービンハウジング
１３４ａ    一方側タービンハウジング
１３４ｂ    他方側タービンハウジング
１３４ｃ    舌部
１３５    分割壁
１３６    締結具
１４１    ターボチャージャ（回転機械）
Ｇ２    二次流れ
１４５    開閉弁装置
１４６    回動軸
１４７    弁本体
Ｇ３    逆流
２００    タービン
２０１    開閉弁
２０２    分割壁
２０３    タービン動翼
Ｆ０    作動流体
Ｃ０ａ    スクロール流路
Ｃ０ｂ    吸込流路
【図１】
2016031268.tif 000003
【図２】
2016031268.tif 000004
【図３Ａ】
2016031268.tif 000005
【図３Ｂ】
2016031268.tif 000006
【図３Ｃ】
2016031268.tif 000007
【図４】
2016031268.tif 000008
【図５】
2016031268.tif 000009
【図６】
2016031268.tif 000010
【図７Ａ】
2016031268.tif 000011
【図７Ｂ】
2016031268.tif 000012
【図８】
2016031268.tif 000013
【図９】
2016031268.tif 000014
【図１０】
2016031268.tif 000015
【図１１】
2016031268.tif 000016
【図１２】
2016031268.tif 000017
【図１３】
2016031268.tif 000018
【図１４】
2016031268.tif 000019
【図１５】
2016031268.tif 000020
【図１６】
2016031268.tif 000021
【図１７】
2016031268.tif 000022
【図１８】
2016031268.tif 000023
【図１９】
2016031268.tif 000024
【図２０】
2016031268.tif 000025
【図２１】
2016031268.tif 000026
【国際調査報告】
2016031268.tif 000027
2016031268.tif 000028
2016031268.tif 000029
2016031268.tif 000030
2016031268.tif 000031
2016031268.tif 000032
2016031268.tif 000033