JPH0771263A - ターボチャージャ - Google Patents

ターボチャージャ

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JPH0771263A
JPH0771263A JP6148714A JP14871494A JPH0771263A JP H0771263 A JPH0771263 A JP H0771263A JP 6148714 A JP6148714 A JP 6148714A JP 14871494 A JP14871494 A JP 14871494A JP H0771263 A JPH0771263 A JP H0771263A
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turbine
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turbine chamber
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ジョン・ジョゼフ・トーリー
James Alexander Mcewan
ジェイムズ・アレキサンダー・マックイーワン
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    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/02Gas passages between engine outlet and pump drive, e.g. reservoirs
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
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    • F02B37/18Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 ターボチャージャのバイパス通路からの放出
ガス流に関し、タービン室からのガスに対し、邪魔をし
て装置の効率を低下させることを、解消又は軽減する。 【構成】 タービン室に配置されたタービン車(羽根
車)が排出ガスにより駆動されるターボチャージャであ
る。バイパス通路はタービン室の回りに延長され、排出
ガスがタービン車から方向転換される。バイパス通路に
はポペット弁5が設けられ、上記通路を選択的に開閉す
べく制御される。通路から放出されるガスが、環状の隙
間9を介してタービン室からのガスが流れる方向と平行
に送られるように、通路が排出出口3に対して開放され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はターボチャージャ、特に
バイパス通路を備え、これを通じて排出ガスの進路をタ
ービン車(羽根車)からそらすことのできるターボチャ
ージャに関する。
【0002】
【従来の技術】タービン室を形成するタービンハウジン
グと、このタービン室への排出ガス入口と、上記タービ
ン室からの排出ガス出口と、上記入口と出口の間に延在
し上記タービン室を迂回する通路とを有するターボチャ
ージャが知られている。上記迂回通路には弁が設けら
れ、この迂回通路を選択的に開閉するように制御され
る。このような配置を採用することにより、ターボチャ
ージャの出口に多くの排出ガスを送ることができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記ターボチャージャ
では、バイパス通路は、タービンの出口に連絡した比較
的大きな側部ポケット部に開放されている。したがっ
て、排出ガスがバイパスを介してポケット部に流入する
とき、これはタービン室から出口に送られるガスに対し
てほぼ直角に放出される。そのために出口を通るガスの
流れが妨げられ、バックプレッシャが増加してタービン
の効率が低下する。バイパスが弁によって閉じられてい
るときでさえ、タービン出口に開口した比較的大きなポ
ケット部がガスの流れを邪魔するので、装置の効率が低
下する。
【0004】そこで、本発明は、上述した問題を解消し
又は軽減することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ターボ
チャージャは、タービン室を形成するタービンハウジン
グと、このタービン室への排出ガス入口と、上記タービ
ン室からの排出ガス出口と、上記入口と出口との間に延
在し上記タービン室を迂回する通路と、この通路に設け
た弁と、この弁を制御して上記通路を選択的に開閉する
手段とを備えており、上記通路から放出されるガスが、
タービン室から出口を介してガスが流れる方向とほぼ平
行に送られるように、上記通路が上記出口に開放されて
いる。
【0006】
【作用】この発明では、ガスは、上記出口を通るその他
のガスの方向と平行に、バイパス通路から出口に送られ
るので、出口を通るガス流の乱れが最小になる。また、
弁で通路が閉鎖されているときも、ガス流の乱れは最小
になる。
【0007】上記通路には、出口の上流部分と同軸的に
かつその半径方向外側に配設され、出口の下流部分に開
放された環状部分を設けてもよい。出口の上流部と下流
部の間の流れをスムーズにするために、出口は上流部か
ら下流部に向けて半径方向外側にテーパ状にしてもよ
い。
【0008】上記通路から出口へと排出ガスを均等に分
配するために、通路の環状部分をその上流端部において
弁の周囲に形成した比較的大きな室に連結し、出口に連
絡する下流端部に向けて半径方向の幅を小さくしてもよ
い。
【0009】
【実施例】添付図面を参照し、実施例を通じて本発明を
説明する。図1において、図示する装置はタービンハウ
ジングを備えている。このタービンハウジングは、ケー
シング1(下流側部分だけを示す)と、カバープレート
2と、排出出口3とを有する。ケーシング1はタービン
室を形成し、その中にはタービン車(羽根車)(図示せ
ず)が回転自在に支持されている。排出ガスは、排出入
口(図示せず)から供給され、タービン室を通り、ター
ビン羽根の上を流れてこれを回転させる。この排出ガス
は、タービン室から出口3に続く。
【0010】ケーシング1は、バイパス通路の上流部4
を形成している。この部分は室6内に設けたポペット弁
(きのこ弁)5によって遮断されている。インサート7
が排出出口内に設けてあり、この出口と共に、室6に連
絡する環状の室8を形成している。そのために、室6に
流れ込むガスは環状の室8に分配され、インサートの下
流側端部10との間に形成された環状の隙間9を介して
出口3に放出される。インサート7において外側にテー
パ状になっている部分11は、比較的小径のインサート
7上流部から比較的大径のインサートの下流側端部10
へ比較的なだらかに変化している。
【0011】ポペット弁5を閉じると、隙間9を介して
出口3には全くガスは放出されない。しかしながら、イ
ンサート7のテーパ部11によって、隙間9を通るガス
流には全く乱れが生じない。弁5を開放すると、タービ
ン室からインサート7を通るガスは出口の軸12と概ね
平行に移動し、隙間9を介して出口3に放出されるガス
もまた概ね軸12と平行に移動する。そのため、ガス流
に乱れはなく、従って運転効率が最大になる。図1に示
す構造を用いて試験した結果、隙間9の断面流の面積
は、バイパス通路の上流部4の断面積の1.5倍ないし
2倍とするのが好ましいことが分かった。
【0012】図2、3に示す本発明の第2実施例につい
て説明する。ケーシング13はタービン車(羽根車)
(図示せず)を収容しており、バイパス通路の上流部1
4を形成している。ポペット弁15は通路部分14の下
流側端部を閉鎖する。弁15を開放すると、通路14内
のガスが、ケーシング13と鋳造カバープレート17と
の間に形成された室16に入る。排出出口18は、ボル
ト19によってカバープレート17に固定されている。
【0013】上記カバープレートは鋳造物として形成さ
れ、バイパス通路の環状部20を形成している。この環
状部は環状の溝21に向かって半径方向の幅が小さくな
っており、この環状溝21を介して排出出口18にガス
が放出される。半径方向に伸びる支柱22はカバープレ
ート17の半径方向内側壁23を支持しており、その半
径方向内側壁23が排出出口の上流部を形成している。
その表面(側壁)23は、ガスが溝21から放出される
出口下流部に向けて外側にテーパ状となっている。
【0014】図2、3に示すカバープレート17を製造
するために、溝21を形成することなく鋳造によってケ
ーシングを形成することができる。そして、環状の溝2
1は旋盤切削で形成され、切削された溝が環状の室(環
状部)20に現れてこれと連結するまで金属が除去され
る。
【0015】図2、3の構成は、メインの出口を介して
タービン室及びバイパス通路から排出ガスが送られるよ
うになっているという点で、図1のそれに類似してい
る。溝21から放出されるガスは、管状の出口18の軸
と概ね平行に送られ、タービンからのガス流を大きく乱
すことはない。
【0016】図4、5には本発明の第3実施例が図示さ
れており、管状のインサート24がハウジングケーシン
グ25と鋳造カバープレート26との間に固定されてい
る。排出出口27は、ボルト28によってカバープレー
ト26に固定されている。インサート24は、その内側
端部に環状の肩部29が形成され、これはケーシング2
5に設けた対応する環状の肩部30に当接している。ま
た、インサート24は、その外側端部に半径方向に伸び
る6つのウエブ31(それらの一つだけを図示する)が
等間隔に形成されており、これはカバープレート26に
形成した半径方向の肩部26に当接している。インサー
ト24とケーシング25、カバープレート26との間に
は、それらの間にインサート24がぴったりと保持され
るように、ガスケット(図示せず)を設けてもよい。
【0017】バイパス通路3の環状部分33は、インサ
ート24とケーシング25及びカバープレート26との
間に形成されている。図示しない弁を操作することによ
ってバイパス通路33を開放すると、環状部分32とウ
エブ31間とを介して排出出口27に放出される。
【0018】図6から9は、図4と図5に示す発明の変
形例である第4実施例の構成部品を組み立てるために使
用される鋳造要素を示す。図示する単一の鋳造部品は、
管状部分34と環状部分35を備えており、上述したそ
れぞれの管状インサート24とカバープレート26に代
わるものである。管状部分34と環状部分35は6個の
ウエブ36によって互いに連結されている。
【0019】鋳造後、上記鋳造部品は図8に示す点線で
部分的に示されているように加工されて仕上げられる。
特に、符号37で示す切り込みを設けてウエブ36間に
環状溝が開口され、バイパス通路(図示せず)が排出出
口(図示せず)に連絡される。また、管状部分34の端
部は点線38で示すように加工され、タービンのハウジ
ングケーシング中に配置するために環状の肩部が設けら
れる。
【0020】上述した図4から図9の実施例は、排出ガ
スがメインの出口を介してタービン室から及びバイパス
通路から送られるという点で上述した本発明の実施例と
同様に機能する。特に、管状インサート24と管状部分
34の下流部分は半径方向外側に傾斜しており、タービ
ンを出る排出ガスや排出出口に入る排出ガスが比較的ス
ムーズに移送される。いずれの場合でも、それぞれのバ
イパス通路から放出されるガスは排出出口の軸と概ね平
行に送られ、タービンからのガスの流れにおける乱れを
最小にする。
【0021】
【発明の効果】この発明では、ガスは、上記出口を通る
その他のガスの方向と平行に、バイパス通路から出口に
送られるので、出口を通るガス流の乱れが最小になる。
弁で通路が閉鎖されているときも、ガス流の乱れは最小
になる。
【0022】また、出口を上流部から下流部に向けて半
径方向外側にテーパ状にすることにより、出口の上流部
と下流部の間の流れがスムーズになる。
【0023】さらに、通路の環状部分をその上流端部に
おいて弁の周囲に形成した比較的大きな室に連結し、出
口に連絡する下流端部に向けて半径方向の幅を小さくす
ることにより、通路から出口に排出ガスが均等に分配さ
れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る第1実施例の概略断面図であ
る。
【図2】 本発明に係る第2実施例の出口端部を示す図
である。
【図3】 図2の3−3線に沿った図である。
【図4】 本発明に係る第3実施例の部分断面図であ
る。
【図5】 図4に示す装置の端部を示す図である。
【図6】 本発明に係る第4実施例の要素が作られる鋳
造部品の入口端部を示す図である。
【図7】 図6の鋳造部品の入口端を示す図である。
【図8】 図6の8−8線に沿った鋳造部品の断面図で
ある。
【図9】 図7の9−9線に沿った鋳造部品の断面図で
ある。
【符号の説明】
1…ケーシング、2…カバープレート、3…排出出口、
5…ポペット弁(きのこ弁)、6…室、7…インサー
ト、8…環状室、9…環状の隙間、11…傾斜部分、1
2…軸。
フロントページの続き (72)発明者 ジョン・ジョゼフ・トーリー イギリス、イングランド、エイチディ1・ 6アールディ、ウエスト・ヨークシャー、 ハッダーズフィールド、ターンブリッジ、 ピー・オー・ボックス・エイ9番 ホルセ ット・エンジニアリング・カンパニー・リ ミテッド内 (72)発明者 ジェイムズ・アレキサンダー・マックイー ワン イギリス、イングランド、エイチディ1・ 6アールディ、ウエスト・ヨークシャー、 ハッダーズフィールド、ターンブリッジ、 ピー・オー・ボックス・エイ9番 ホルセ ット・エンジニアリング・カンパニー・リ ミテッド内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 タービン室を形成するタービンハウジン
    グと、このタービン室への排出ガス入口と、上記タービ
    ン室からの排出ガス出口と、上記入口と出口との間に延
    在し上記タービン室を迂回する通路と、この通路に設け
    た弁と、この弁を制御して上記通路を選択的に開閉する
    手段とを備え、上記通路から放出されるガスが、タービ
    ン室から出口を介してガスが流れる方向とほぼ平行に送
    られるように、上記通路が上記出口に開放されているタ
    ーボチャージャ。
  2. 【請求項2】 上記通路は、出口の上流部分と同軸的に
    かつその半径方向外側に配設され、上記通路の環状部分
    が出口の下流部分に開放されている請求項1のターボチ
    ャージャ。
  3. 【請求項3】 上記出口が、上流部分から下流部分へと
    半径方向外側にテーパ状となっている請求項2のターボ
    チャージャ。
  4. 【請求項4】 上記通路の環状部分がその上流端部にお
    いて弁の周囲に形成した室に連結され、下流側端部に向
    けて半径方向の幅が小さくしてある請求項2又は3のタ
    ーボチャージャ。
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