JPH0765515B2 - 渦流ケーシング型タービン装置 - Google Patents
渦流ケーシング型タービン装置Info
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- JPH0765515B2 JPH0765515B2 JP61167713A JP16771386A JPH0765515B2 JP H0765515 B2 JPH0765515 B2 JP H0765515B2 JP 61167713 A JP61167713 A JP 61167713A JP 16771386 A JP16771386 A JP 16771386A JP H0765515 B2 JPH0765515 B2 JP H0765515B2
- Authority
- JP
- Japan
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- wall member
- casing
- movable wall
- inlet
- flow
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
- F01D17/10—Final actuators
- F01D17/12—Final actuators arranged in stator parts
- F01D17/18—Final actuators arranged in stator parts varying effective number of nozzles or guide conduits, e.g. sequentially operable valves for steam turbines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
- F01D17/10—Final actuators
- F01D17/12—Final actuators arranged in stator parts
- F01D17/14—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
- F01D17/146—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by throttling the volute inlet of radial machines or engines
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Supercharger (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は車両機関のターボ過給機の圧縮機等を駆動する
ラジアルタービン用の可変入口を有する渦流ケーシング
型タービン装置に関する。
ラジアルタービン用の可変入口を有する渦流ケーシング
型タービン装置に関する。
従来の技術 ラジアルタービンは機関の排気ガスで駆動され，ガス流
を調整して圧縮機速度を制御して機関マニホールド圧力
を制御する。現在のターボ過給機はラジアルタービンが
簡単な渦室を有し機関排気ガスを円運動即ち渦流としタ
ービンローターのブレード先端に供給される。ガスの角
運動量はローターに吸収され，ターボ過給機圧縮機に必
要とする駆動トルクを発生する。ローターの出口ベーン
はガスをローター内でタービン回転と反対方向に約60゜
回して更にトルクを発生させる。かくしてラジアルター
ビンは反動タービンであり，ローターベーン入口から排
気ダクトに入るベーン出口の間にガス流の圧力低下を生
ずる。このターボ過給機タービンの流れの容量はケーシ
ングの渦室面積，ローター先端面積，流路特にローター
出口ベーン通路の全出口絞り面積の関数である。
を調整して圧縮機速度を制御して機関マニホールド圧力
を制御する。現在のターボ過給機はラジアルタービンが
簡単な渦室を有し機関排気ガスを円運動即ち渦流としタ
ービンローターのブレード先端に供給される。ガスの角
運動量はローターに吸収され，ターボ過給機圧縮機に必
要とする駆動トルクを発生する。ローターの出口ベーン
はガスをローター内でタービン回転と反対方向に約60゜
回して更にトルクを発生させる。かくしてラジアルター
ビンは反動タービンであり，ローターベーン入口から排
気ダクトに入るベーン出口の間にガス流の圧力低下を生
ずる。このターボ過給機タービンの流れの容量はケーシ
ングの渦室面積，ローター先端面積，流路特にローター
出口ベーン通路の全出口絞り面積の関数である。
ターボ過給機の速度とガス流を機関に適合させて最大ク
ランク軸速度の選択された一部例えば最大クランク軸速
度の約70％で所要のマニホールド圧力とするのは通常で
ある。このクランク軸速度以上ではゲート弁を開いて機
関排気ガスの一部をターボ過給機タービン入口からター
ビン排気ダクトに分流してターボ過給機速度を調節す
る。ゲート弁を開けばタービン出入口間の膨張比を減少
してターボ過給機の過大速度を防ぐ。設計速度以上最大
機関クランク軸速度まではゲート弁を開いて一定の機関
マニホールドブースト圧力を保つ。ゲート弁は簡単有効
な機材であるがこの使用は利用可能エネルギの損失にな
る。クランク軸速度が低下して70％以下となった時には
ターボ過給機速度も低下し過給圧力は低下して機関トル
クは減少する。これは明らかに不具合であり機関性能の
向上の余地がある。
ランク軸速度の選択された一部例えば最大クランク軸速
度の約70％で所要のマニホールド圧力とするのは通常で
ある。このクランク軸速度以上ではゲート弁を開いて機
関排気ガスの一部をターボ過給機タービン入口からター
ビン排気ダクトに分流してターボ過給機速度を調節す
る。ゲート弁を開けばタービン出入口間の膨張比を減少
してターボ過給機の過大速度を防ぐ。設計速度以上最大
機関クランク軸速度まではゲート弁を開いて一定の機関
マニホールドブースト圧力を保つ。ゲート弁は簡単有効
な機材であるがこの使用は利用可能エネルギの損失にな
る。クランク軸速度が低下して70％以下となった時には
ターボ過給機速度も低下し過給圧力は低下して機関トル
クは減少する。これは明らかに不具合であり機関性能の
向上の余地がある。
低機関クランク軸速度で高マニホールドブースト圧力を
必要とする場合はターボ過給機は低ガス流量に適合する
寸法が必要になる。この場合はゲート弁容量を著しく大
きくして高クランク軸速度での過大排気背圧を防ぐ必要
あがる。
必要とする場合はターボ過給機は低ガス流量に適合する
寸法が必要になる。この場合はゲート弁容量を著しく大
きくして高クランク軸速度での過大排気背圧を防ぐ必要
あがる。
機関を過給する圧縮機の所要と，高クランク軸速度で圧
縮機を駆動するタービンの要求との間には流量と出力の
不適合がある。更に，ゲート弁流量が増大すれば機関の
排気側の全体としての膨張効率は低下する。尚，凡ての
ガスをタービンローターを通せば機関は以前より高い排
気背圧で運転される。
縮機を駆動するタービンの要求との間には流量と出力の
不適合がある。更に，ゲート弁流量が増大すれば機関の
排気側の全体としての膨張効率は低下する。尚，凡ての
ガスをタービンローターを通せば機関は以前より高い排
気背圧で運転される。
上述の問題点を解決するためにはターボ過給機に可変面
積タービンノズルを組合せる。
積タービンノズルを組合せる。
現在の簡単な，機械的に有効な，効率の良くない輻流タ
ービンローターはケーシング内に鋳込んだ１個のノズル
オリフィスを有し，次の渦流通路がガスをローター外周
360゜に導く。
ービンローターはケーシング内に鋳込んだ１個のノズル
オリフィスを有し，次の渦流通路がガスをローター外周
360゜に導く。
タービンノズル面積を設計値の25％以下に減少させたい
場合には，ローターの入口すなわち流入口でノズルオリ
フィスの面積を減少する方法は不満足である。即ち高速
ノズル流がローター外周の一部に集中しノズル流の摩擦
損失が大きく，流れがローターの外周を動きノズル流が
ローターブレードに入る時の速度が減少する。
場合には，ローターの入口すなわち流入口でノズルオリ
フィスの面積を減少する方法は不満足である。即ち高速
ノズル流がローター外周の一部に集中しノズル流の摩擦
損失が大きく，流れがローターの外周を動きノズル流が
ローターブレードに入る時の速度が減少する。
この欠点を解決するためには可変流量タービンを使用
し，タービン出入口間の膨張比を低機関クランク軸速度
の時に保ち，ターボ過給機速度と機関の過給圧力を保
つ。
し，タービン出入口間の膨張比を低機関クランク軸速度
の時に保ち，ターボ過給機速度と機関の過給圧力を保
つ。
発明が解決しようとする問題点 本発明はゲート弁の低効率とローターに対する入口すな
わち渦流流入口のみの単一可変面積ノズルオリフィスの
出力制限を解決する。
わち渦流流入口のみの単一可変面積ノズルオリフィスの
出力制限を解決する。
本発明は上述の目的を達するためのラジアルタービンケ
ーシングを提供し，比較的安価に既存のターボ過給機に
適用できる。
ーシングを提供し，比較的安価に既存のターボ過給機に
適用できる。
特に本発明によって，凡てのタービン原動ガスが凡ての
条件でタービンローターを通る。
条件でタービンローターを通る。
従って、本発明は、原動用媒体をタービンローターに受
入れて通過させる内部流路を備えた渦流ケーシングから
なり、該渦流ケーシングの流路は少なくとも一の流入口
と流出口を有していて少なくとも一の可動壁部材により
部分的に画成されており、上記可動壁部材は、上記流入
口の面積を最大値にする位置と、該流入口の面積を最大
値よりも小さくて原動用媒体の流れが壁部材の両面を流
過してたがいに少なくとも二の角度的に変位したタービ
ンローター表面部位に当たるようにするさらに別の第２
の位置との間で、上記流入口面積が可変であり、さらに
この可動壁部材が原動用媒体の一部を通過させる固定面
積のノズルを画成する少なくとも一の開口を備えている
タービン装置、を提供することを特色とする。
入れて通過させる内部流路を備えた渦流ケーシングから
なり、該渦流ケーシングの流路は少なくとも一の流入口
と流出口を有していて少なくとも一の可動壁部材により
部分的に画成されており、上記可動壁部材は、上記流入
口の面積を最大値にする位置と、該流入口の面積を最大
値よりも小さくて原動用媒体の流れが壁部材の両面を流
過してたがいに少なくとも二の角度的に変位したタービ
ンローター表面部位に当たるようにするさらに別の第２
の位置との間で、上記流入口面積が可変であり、さらに
この可動壁部材が原動用媒体の一部を通過させる固定面
積のノズルを画成する少なくとも一の開口を備えている
タービン装置、を提供することを特色とする。
問題点を解決するための手段 本発明による渦流ケーシングは，内部流路を有する渦型
ケーシングの流路に少なくとも１個の入口を設けて原動
ガス流を受け排出し，流路の一部を少なくとも１個の可
動壁部材によって画成し，該壁部材は可動として流路面
積を変化させ全原動ガス流を流路内を通過可能とする。
可動壁部材は例えば１個の部材としてスピンドルを中心
として回動可能に枢支し，制御ロッドによって操作され
る。
ケーシングの流路に少なくとも１個の入口を設けて原動
ガス流を受け排出し，流路の一部を少なくとも１個の可
動壁部材によって画成し，該壁部材は可動として流路面
積を変化させ全原動ガス流を流路内を通過可能とする。
可動壁部材は例えば１個の部材としてスピンドルを中心
として回動可能に枢支し，制御ロッドによって操作され
る。
本発明の他の実施例によって,2個以上の可動壁部材を設
け，共に又は個別に動いて流路面積を変化させ原動ガス
の全流量をケーシング通路内を通過させる。本発明は既
存の車両機関のターボ過給機に大きな改造なしで取付け
られる。
け，共に又は個別に動いて流路面積を変化させ原動ガス
の全流量をケーシング通路内を通過させる。本発明は既
存の車両機関のターボ過給機に大きな改造なしで取付け
られる。
実施例 本発明を例示とした実施例並びに図面について説明す
る。
る。
図において，図示しない車両のターボ過給機用のラジア
ルタービンの渦流ケーシング10に内部流路即ちノズル14
を有するケーシング12を設ける。流路14はタービン用の
原動ガスを受けてタービンローターに排出する。車両で
は原動ガスは通常は機関の排気ガスである。
ルタービンの渦流ケーシング10に内部流路即ちノズル14
を有するケーシング12を設ける。流路14はタービン用の
原動ガスを受けてタービンローターに排出する。車両で
は原動ガスは通常は機関の排気ガスである。
流路14の一部は可動壁部材即ちベーン16によって画成さ
れ，ベーンはスピンドル18を中心として回動可能とし，
流路の残部はケーシングの固定の平行壁によって画成さ
れる。壁部材は第３図に示すセラミックの面シール20を
有しケーシングの内面の漏洩を最小にする。
れ，ベーンはスピンドル18を中心として回動可能とし，
流路の残部はケーシングの固定の平行壁によって画成さ
れる。壁部材は第３図に示すセラミックの面シール20を
有しケーシングの内面の漏洩を最小にする。
壁部材16はスピンドル18に取付けた図示しない制御ロッ
ドによって第１図に示す第１の位置Ａと第２の位置Ｂと
の間に順次可動とする。
ドによって第１図に示す第１の位置Ａと第２の位置Ｂと
の間に順次可動とする。
機関のクランク速度が最大クランク速度の選択された一
部である時に壁部材は位置Ａであり，所要の機関マニホ
ールドのブースト圧力を与える構成とする。
部である時に壁部材は位置Ａであり，所要の機関マニホ
ールドのブースト圧力を与える構成とする。
クランク速度が選択された一部より低い時は機関のクラ
ンク速度の減少と共に壁部材は順次位置Ｂに向けて動
く。ノズル入口面積は設計面積NdからNxに減少するが二
次ノズル面積Nyが開くため排気ガスは壁部材の両側を流
れる。この構成はノズル面積（Nx＋Ny）が減少した時に
タービンローターの外周のガス流配分を良くし，ガス流
の広範囲の変化に際してタービン効率を保つ。
ンク速度の減少と共に壁部材は順次位置Ｂに向けて動
く。ノズル入口面積は設計面積NdからNxに減少するが二
次ノズル面積Nyが開くため排気ガスは壁部材の両側を流
れる。この構成はノズル面積（Nx＋Ny）が減少した時に
タービンローターの外周のガス流配分を良くし，ガス流
の広範囲の変化に際してタービン効率を保つ。
ターボ過給機圧縮機と機関を通る凡ての空気とガスは凡
ての条件でタービンローターを通る。圧縮機とタービン
とが速度と流量に関して正しく適合すれば通常のゲート
弁の必要はない。しかし，ゲート弁を設けて，微細な調
整のため及びターボ過給機の過大速度を防ぐために使用
する。
ての条件でタービンローターを通る。圧縮機とタービン
とが速度と流量に関して正しく適合すれば通常のゲート
弁の必要はない。しかし，ゲート弁を設けて，微細な調
整のため及びターボ過給機の過大速度を防ぐために使用
する。
第５図は渦流ケーシングと可動ベーン16との他の実施例
を示す。ベーン16に延長部16Aを設けてケーシング12の
延長部12A内に収容する。更に，ベーン16にベーンの前
後面間に延長する通路22を形成し，通路のノズル面積No
とする。ケーシング12の延長部12Aにノズル面積Npの通
路24を形成する。この通路を通る流れは後述する通りベ
ーン16の延長部16Aによって制御される。
を示す。ベーン16に延長部16Aを設けてケーシング12の
延長部12A内に収容する。更に，ベーン16にベーンの前
後面間に延長する通路22を形成し，通路のノズル面積No
とする。ケーシング12の延長部12Aにノズル面積Npの通
路24を形成する。この通路を通る流れは後述する通りベ
ーン16の延長部16Aによって制御される。
壁部材16と延長部16Aは機関クランク速度が選択最大ク
ランク速度の所定の一部である時に位置Ａにあり，上述
の実施例と同様に所要の機関マニホールド圧力を与え
る。この位置では通路22を通る流れはなく，ベーン16の
延長部16Aが通路24を閉鎖するためこの通路を通る流れ
もない。この位置では作動状態に関しては前の実施例と
同様である。
ランク速度の所定の一部である時に位置Ａにあり，上述
の実施例と同様に所要の機関マニホールド圧力を与え
る。この位置では通路22を通る流れはなく，ベーン16の
延長部16Aが通路24を閉鎖するためこの通路を通る流れ
もない。この位置では作動状態に関しては前の実施例と
同様である。
ベーン16が位置Ｂに向けて動けば面積Nxは減少し，ベー
ン16を横切る圧力低下に比例してNoを通る流量は増加す
る。ノズル面積Nyは開き，ベーン16が通路24を開くため
ノズル面積Npも開く。
ン16を横切る圧力低下に比例してNoを通る流量は増加す
る。ノズル面積Nyは開き，ベーン16が通路24を開くため
ノズル面積Npも開く。
この実施例では別のノズル面積No,Npを形成するためタ
ービンローターの外周へのガス流の配分は更に良くな
る。
ービンローターの外周へのガス流の配分は更に良くな
る。
上述の構成によって，ターボ過給機のラジアルタービン
の作動は可動ベーン16が第1,5図に示す位置Ａにある時
は通常の通りに作動し，渦流ケーシング内に生ずるガス
渦流によって定ったローターベーン25に供給され，可動
ベーン16が位置Ｂにある時は異なる作動となる。この場
合はローターベーン25に供給されて駆動する２本のガス
ノズル流を有しノズル面積Nx＋Ny（第１図）又はノズル
面積Nx,No,Ny,Np（第５図）である。
の作動は可動ベーン16が第1,5図に示す位置Ａにある時
は通常の通りに作動し，渦流ケーシング内に生ずるガス
渦流によって定ったローターベーン25に供給され，可動
ベーン16が位置Ｂにある時は異なる作動となる。この場
合はローターベーン25に供給されて駆動する２本のガス
ノズル流を有しノズル面積Nx＋Ny（第１図）又はノズル
面積Nx,No,Ny,Np（第５図）である。
第６−10図はさらに可能なノズル形状を示す。車両機関
ターボ過給機（図示せず）のラジアルタービンの渦流ケ
ーシング10に内部入口流路14を設けた実施例を示す。流
路14は車両機関からタービンへの原動ガスを受けて前述
のようなタービンローターの入口に排出する。車両では
原動ガスは通常は機関の排気ガスである。
ターボ過給機（図示せず）のラジアルタービンの渦流ケ
ーシング10に内部入口流路14を設けた実施例を示す。流
路14は車両機関からタービンへの原動ガスを受けて前述
のようなタービンローターの入口に排出する。車両では
原動ガスは通常は機関の排気ガスである。
入口通路の下流で流路面積は一部は２個の壁部材即ちセ
グメント16A,16Bによって画成され，セグメントは夫々
スピンドル18A,18Bを中心として回動可能とし，通路の
残部はケーシングの固定の平行壁12A,12Bによって画成
される。各セグメント16A,16Bに組合せたノズルベーン
素子17A,17B,17C;19A,19B,19Cを設ける。セグメント16A
のベーン素子は固定面積のノズル22A,22Bを形成し，セ
グメント16Bのベーン素子は固定面積のノズル24A,24Bを
形成する。ベーンセグメント16Aは可変面積の入口Ｒを
有し，ベーンセグメント16Bは可変面積の出口Ｖを有
し，ベーンセグメント16A,16B間には可変面積の通路Ｕ
を形成する。
グメント16A,16Bによって画成され，セグメントは夫々
スピンドル18A,18Bを中心として回動可能とし，通路の
残部はケーシングの固定の平行壁12A,12Bによって画成
される。各セグメント16A,16Bに組合せたノズルベーン
素子17A,17B,17C;19A,19B,19Cを設ける。セグメント16A
のベーン素子は固定面積のノズル22A,22Bを形成し，セ
グメント16Bのベーン素子は固定面積のノズル24A,24Bを
形成する。ベーンセグメント16Aは可変面積の入口Ｒを
有し，ベーンセグメント16Bは可変面積の出口Ｖを有
し，ベーンセグメント16A,16B間には可変面積の通路Ｕ
を形成する。
ベーンセグメント16A,16Bは３個の素子リンク装置26に
よって互いに連結され，レバー28によって操作する。レ
バー28の操作によって両ベーンセグメントは夫々のスピ
ンドルを中心として回動し可変面積R,U,Vを変化させて
ラジアルタービン12の速度を制御する。リンクに代えて
カムとレバー装置を使用してセグメント16A,16Bの動き
を制御することもできる。
よって互いに連結され，レバー28によって操作する。レ
バー28の操作によって両ベーンセグメントは夫々のスピ
ンドルを中心として回動し可変面積R,U,Vを変化させて
ラジアルタービン12の速度を制御する。リンクに代えて
カムとレバー装置を使用してセグメント16A,16Bの動き
を制御することもできる。
図示の通り，ノズルセグメントをレバー28とリンク機構
26によって動かしてターボ過給機速度を調節し，所要の
機関過給機圧力をクランク軸速度の100％から最大機関
クランク軸速度の25％までの間保たせる。
26によって動かしてターボ過給機速度を調節し，所要の
機関過給機圧力をクランク軸速度の100％から最大機関
クランク軸速度の25％までの間保たせる。
２個のベーンセグメントを設けることによって一連のノ
ズルを低機関クランク軸速度において渦流ケーシング面
積に比較して著しく少ない流路面積のタービンローター
の近接した上流部に設けることができる。第６図に示す
２個のベーンセグメントは位置Ｂにある最小機関クラン
ク軸速度に対応する。第７図は２個のベーンセグメント
は位置Ａにあり，最大機関クランク軸速度に対応し，タ
ービンローターは通常はターボ過給機と同様に渦流で作
動する。
ズルを低機関クランク軸速度において渦流ケーシング面
積に比較して著しく少ない流路面積のタービンローター
の近接した上流部に設けることができる。第６図に示す
２個のベーンセグメントは位置Ｂにある最小機関クラン
ク軸速度に対応する。第７図は２個のベーンセグメント
は位置Ａにあり，最大機関クランク軸速度に対応し，タ
ービンローターは通常はターボ過給機と同様に渦流で作
動する。
原動ガスはベーンセグメント16A,16Bの固定面積ノズル
を通り，可変面積通路，入口，出口を通る。全体の原動
ガスはタービン12のケーシング10を流れ，タービンをバ
イパスして排出ゲート弁に流れることはない。第８図に
示す絞り弁30をタービンの下流のケーシング内に組合
せ，タービンの入口出口の圧力値を上昇させてタービン
を通る容量流量を減少させ，特定設計と寸法のタービン
ローターを選択した機関のガス流に適合させる時に必要
に応じて採用する。
を通り，可変面積通路，入口，出口を通る。全体の原動
ガスはタービン12のケーシング10を流れ，タービンをバ
イパスして排出ゲート弁に流れることはない。第８図に
示す絞り弁30をタービンの下流のケーシング内に組合
せ，タービンの入口出口の圧力値を上昇させてタービン
を通る容量流量を減少させ，特定設計と寸法のタービン
ローターを選択した機関のガス流に適合させる時に必要
に応じて採用する。
弁30はコーリス型とし高い機関速度での全排気流を通す
時にタービンの流路面積が過大である時に弁の所定流路
抵抗によって排気ガスの密度を上げる必要のある時に使
用する。弁30はリンク装置32によってレバー28に結合し
弁30をベーンセグメントと同期作動させる。
時にタービンの流路面積が過大である時に弁の所定流路
抵抗によって排気ガスの密度を上げる必要のある時に使
用する。弁30はリンク装置32によってレバー28に結合し
弁30をベーンセグメントと同期作動させる。
第10図に示す通り，ベーンセグメント16A,16Bはセラミ
ックの面シール34を有し，ばね36によってケーシング壁
12A,12Bの内面に接触を保つ。セグメント16A,16Bは冷却
路38を有し，機関のブースト圧力供給装置からの空気を
供給し，スピンドル18Aの内部を通りスピンドルの出口4
0を出る。スピンドル自体はケーシング内にセラミック
のブッシュ42内に取付ける。
ックの面シール34を有し，ばね36によってケーシング壁
12A,12Bの内面に接触を保つ。セグメント16A,16Bは冷却
路38を有し，機関のブースト圧力供給装置からの空気を
供給し，スピンドル18Aの内部を通りスピンドルの出口4
0を出る。スピンドル自体はケーシング内にセラミック
のブッシュ42内に取付ける。
最低選択クランク軸速度では全ターボ過給機圧力を保つ
必要があるがターボ過給機の圧縮機を通るガス流が最低
安定流量より少ない場合がある。この場合には圧縮機供
給空気の一部をタービン入口に分流する必要がある。こ
のために，分流ダクト44,弁46,混合ノズル48を第６図に
示す通りに設ける。弁46を操作する信号は機関に対する
過給機圧力とタービン入口における排気ガス圧力との差
の所定値等とする。
必要があるがターボ過給機の圧縮機を通るガス流が最低
安定流量より少ない場合がある。この場合には圧縮機供
給空気の一部をタービン入口に分流する必要がある。こ
のために，分流ダクト44,弁46,混合ノズル48を第６図に
示す通りに設ける。弁46を操作する信号は機関に対する
過給機圧力とタービン入口における排気ガス圧力との差
の所定値等とする。
第11図は同じ符号によって前の図と同様の部分を示す。
ケーシング10は流路14を有する。２列のシリンダ列を有
する機関の夫々のシリンダ列から排気流を流路14が受け
る。各シリンダ列は個別の排気マニホールドを有する。
ケーシングは２個のセグメント16A,16Bを有し，第６−1
0図で説明した通りにガス流を制御する。
ケーシング10は流路14を有する。２列のシリンダ列を有
する機関の夫々のシリンダ列から排気流を流路14が受け
る。各シリンダ列は個別の排気マニホールドを有する。
ケーシングは２個のセグメント16A,16Bを有し，第６−1
0図で説明した通りにガス流を制御する。
本発明は車両機関ターボ過給機の速度を制御する装置を
有し，機関の最大出力トルクを保ち，機関クランク軸速
度が最大RPMからこの最大RPMの約25％に減少した時に出
力トルクは多少増加し燃料損失は最小である。このため
には，利用可能の機関排気ガスエネルギを最も効率の良
い使用とし，ターボ過給機圧縮機又は機関排気流を直接
大気に放出することなく，ターボ過給機流を機関ガス流
に対して適合させる。
有し，機関の最大出力トルクを保ち，機関クランク軸速
度が最大RPMからこの最大RPMの約25％に減少した時に出
力トルクは多少増加し燃料損失は最小である。このため
には，利用可能の機関排気ガスエネルギを最も効率の良
い使用とし，ターボ過給機圧縮機又は機関排気流を直接
大気に放出することなく，ターボ過給機流を機関ガス流
に対して適合させる。
既存ターボ過給機を適合させるためには，可動壁部材を
取付け収容し得る別の渦流ケーシングを設ける。これに
は新しい鋳物又は組合せによってケーシングを形成し，
ターボ過給機のローター装置，又は圧縮機ユニットは変
更しない。
取付け収容し得る別の渦流ケーシングを設ける。これに
は新しい鋳物又は組合せによってケーシングを形成し，
ターボ過給機のローター装置，又は圧縮機ユニットは変
更しない。
第１図は本発明による可動ベーンをもった渦流ケーシン
グからなる公知のタービン装置の図，第２図は第１図の
II−II線に沿う断面図，第３図は第１図のIII−III線に
沿う断面図，第４図は第１図のIV−IV線に沿う断面図，
第５図は本発明の実施例による渦流ケーシングの図，第
６図は本発明の他の実施例による２個の可動壁部材を有
する渦流ケーシングの図，第７図は第６図の渦流ケーシ
ングの可動壁部材の他の位置を示す図，第８図は第６図
のＡ−Ａ線に沿う断面図，第９図は第８図のＣ−Ｃ線に
沿う図，第10図は第７図のＢ−Ｂ線に沿う図，第11図は
本発明の別の実施例による渦流ケーシングの図である。 10……渦流ケーシング、12……ケーシング、14……流
路、16……可動壁部材（ベーン）、18……スピンドル、
20……面シール、22,24……流路、26……リンク装置、2
8……レバー、30……絞り弁、46……弁、48……ノズル
グからなる公知のタービン装置の図，第２図は第１図の
II−II線に沿う断面図，第３図は第１図のIII−III線に
沿う断面図，第４図は第１図のIV−IV線に沿う断面図，
第５図は本発明の実施例による渦流ケーシングの図，第
６図は本発明の他の実施例による２個の可動壁部材を有
する渦流ケーシングの図，第７図は第６図の渦流ケーシ
ングの可動壁部材の他の位置を示す図，第８図は第６図
のＡ−Ａ線に沿う断面図，第９図は第８図のＣ−Ｃ線に
沿う図，第10図は第７図のＢ−Ｂ線に沿う図，第11図は
本発明の別の実施例による渦流ケーシングの図である。 10……渦流ケーシング、12……ケーシング、14……流
路、16……可動壁部材（ベーン）、18……スピンドル、
20……面シール、22,24……流路、26……リンク装置、2
8……レバー、30……絞り弁、46……弁、48……ノズル
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−535（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−138727（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−6020（ＪＰ，Ａ) 特公 昭59−47130（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (11)
- 【請求項１】原動用媒体をタービンローターに受入れて
通過させる内部流路を備えた渦流ケーシングからなり、
該渦流ケーシングの流路は少なくとも一の流入口と流出
口を有しかつ少なくとも一の可動壁部材により部分的に
画成されており、上記可動壁部材は、上記流入口の面積
を最大値にする第１の位置と、該流入口の面積を最大値
よりも小さくて原動用媒体の流れが壁部材の両面を流過
してたがいに少なくとも二の角度的に変位したタービン
ローター表面部位に当たるようにするさらに別の第２の
位置との間で、上記流入口の面積が可変であり、さらに
この可動壁部材が原動用媒体の一部を通過させる固定面
積のノズルを画成する少なくとも一の開口を具備したこ
とを特徴とする渦流ケーシング型タービン装置。 - 【請求項２】２個の可動壁部材を有し、該可動壁部材は
原動ガスの全体の流れをケーシング流路内を通過させな
がら渦流ケーシング内の流路面積を変化せしめるように
可動であること、を特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の渦流ケーシング型タービン装置。 - 【請求項３】上記可動壁部材は固定面積の複数のノズル
からなる二以上の開口を具備すること、を特徴とする特
許請求の範囲第１項または第２項記載の渦流ケーシング
型タービン装置。 - 【請求項４】上記可動壁部材は回動可能に枢支され制御
機構によって操作可能になされていること、を特徴とす
る特許請求の範囲第１項または第２項記載の渦流ケーシ
ング型タービン装置。 - 【請求項５】上記渦流ケーシングの流入口および流出口
の圧力を制御するため渦流ケーシング流出口の下流に絞
り弁を配設してなること、を特徴とする特許請求の範囲
第１項から第４項のいずれかに記載の渦流ケーシング型
タービン装置。 - 【請求項６】上記可動壁部材は上記渦流ケーシングの内
面に接触する面シール手段を備えてなること、を特徴と
する特許請求の範囲第１項から第５項のいずれかに記載
の渦流ケーシング型タービン装置。 - 【請求項７】上記可動壁部材は冷却用媒体の流れを受け
る冷却流路を配設してなること、を特徴とする特許請求
の範囲第１項から第６項のいずれかに記載の渦流ケーシ
ング型タービン装置。 - 【請求項８】ターボ過給機圧縮機から圧縮空気を渦流ケ
ーシングの内部流入口流路に受入れるための抽気ダクト
を配設したこと、を特徴とする特許請求の範囲第１項か
ら第７項のいずれかに記載の渦流ケーシング型タービン
装置。 - 【請求項９】上記渦流ケーシングは二個の流入口を具備
し、各流入口は内燃機関の別の排気マニホールドからの
排気ガスを受けるように配設してなること、を特徴とす
る特許請求の範囲第１項から第４項のいずれかに記載の
渦流ケーシング型タービン装置。 - 【請求項１０】上記渦流ケーシングは貫流流路を有する
部分円周状の内壁を備え、上記原動用媒体は、上記少な
くとも一の可動壁部材が上記第１の位置から第２の位置
に変位して可動壁部材の上記少なくとも一が第３の位置
にある時、可動壁の両面上を流過し、上記少なくとも一
の可動壁部材が上記第１の位置にある時内壁の上記貫流
流路を閉塞するように延長部を配設してなること、を特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の渦流ケーシング型
タービン装置。 - 【請求項１１】原動用媒体をタービンローターに受入れ
て通過させる内部流路を備えた渦流ケーシングからな
り、該渦流ケーシングの流路は少なくとも一の流入口と
流出口を有しかつ少なくとも一の可動壁部材により部分
的に画成されており、上記可動壁部材は、上記流入口の
面積を最大値にする第１の位置と、該流入口の面積を最
大値よりも小さくて原動用媒体の流れが壁部材の両面を
流過してたがいに少なくとも二の角度的に変位したター
ビンローター表面部位に当たるようにするさらに別の第
２の位置との間で、上記流入口の面積が可変であり、さ
らにこの可動壁部材が原動用媒体の一部を通過させる固
定面積のノズルを画成する少なくとも一の開口を具備
し、該開口は、上記可動壁部材が流入口面積の最大値を
とる位置から流入口面積の最小値をとる位置まで移動す
るにつれて上記原動用媒体の流速を増大しつつ該媒体を
タービンローターブレードに直接に排出せしめること、
を特徴とする渦流ケーシング型タービン装置。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8518044 | 1985-07-17 | ||
| GB858518044A GB8518044D0 (en) | 1985-07-17 | 1985-07-17 | Radial turbine variable nozzle |
| GB858524633A GB8524633D0 (en) | 1985-10-05 | 1985-10-05 | Variable inlet for radial turbine |
| GB8524633 | 1985-10-05 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6285127A JPS6285127A (ja) | 1987-04-18 |
| JPH0765515B2 true JPH0765515B2 (ja) | 1995-07-19 |
Family
ID=26289541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61167713A Expired - Lifetime JPH0765515B2 (ja) | 1985-07-17 | 1986-07-16 | 渦流ケーシング型タービン装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4729715A (ja) |
| EP (1) | EP0212834B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0765515B2 (ja) |
| KR (1) | KR950003059B1 (ja) |
| AU (1) | AU603988B2 (ja) |
| DE (1) | DE3675605D1 (ja) |
| ES (1) | ES2000671A6 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2621190B2 (ja) * | 1987-07-10 | 1997-06-18 | ソニー株式会社 | Ｘ−ｙマトリクス表示装置 |
| JPH0727361Y2 (ja) * | 1987-11-11 | 1995-06-21 | 三菱重工業株式会社 | 可変容量形ノズルレスラジアルタービン |
| JPH0759881B2 (ja) * | 1988-04-15 | 1995-06-28 | 本田技研工業株式会社 | 可変容量タービン |
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| CA2680159A1 (en) | 2007-03-08 | 2008-09-12 | Jimmy L. Blaylock | Turbocharger with adjustable throat |
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- 1986-07-15 ES ES8600315A patent/ES2000671A6/es not_active Expired
- 1986-07-16 KR KR1019860005809A patent/KR950003059B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 1986-07-16 AU AU60239/86A patent/AU603988B2/en not_active Ceased
- 1986-07-16 JP JP61167713A patent/JPH0765515B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1986-07-16 US US06/886,221 patent/US4729715A/en not_active Expired - Fee Related
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