JPS6137767Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はタービン装置の改善に関する。

デイーゼル機関ではシリンダより排出される排
出ガスのエネルギを利用して排気ガスタービンを
駆動し、そのタービンと同軸上の送風機で吸入空
気を加圧し、シリンダ内に供給する空気量を増加
させる排気ガスタービン過給機が採用されてい
る。

近来デイーゼル機関の高出力、高過給化が著し
いが、これに伴ないデイーゼル機関の諸性能が過
給機性能に依存する度合が大きくなつている。

デイーゼル機関の性能を評価する要素は排気ガ
ス温度、燃料消費率等が挙げられるが、一般に高
効率、高性能の過給機を採用すると排気ガス温度
及び燃料消費率が低下し、それらによる熱負荷低
減により機関の燃焼各部の信頼性が向上する。ま
た、その排気ガス温度低下に伴ない過給機出口排
気ガス温度も当然低下する。

一方、その過給機より排出される排気ガスはま
だかなりの熱量を有しているため、排気ガスボイ
ラで排気ガスエネルギを回収する例が多い。この
排気ガスボイラでは、排気ガス温度がボイラ伝熱
面積に与える影響が大きいので、排気ガス温度は
高い方が良い。

しかし、デイーゼル機関の燃料消費率を低減さ
せるため高性能、高効率の過給機を採用すると、
排気ガス温度が低下するので、排気ガスボイラの
蒸発量不足を来たす。その対策としてはボイラ伝
熱面積の増加か、排気ガス温度の上昇を計る必要
があるが、特に排気ガス温度低下で蒸気量不足を
来たすのは外気温度の低下する冬期に多い。

若し、排気ガス温度の低下する冬期に排気ガス
温度を上げることができるならば、ボイラ伝熱面
積の増加を来たすことなく、排気ガスボイラを設
計することができる。

従来過給機出口排気ガス温度を任意の時期に上
げる装置としては下記のものがある。

(a) 排気ガス管より過給機へ送られる排気ガスの
１部をバイパスさせる装置で、第１図に示され
る。図において、０１はシリンダ、０２は排気
ガス管、０３は過給機、０４は排気ガスボイ
ラ、０５は排気ガスバイパス管、０６は弁、矢
印Ａは大気を示す。

この装置では排気ガスバイパス管の弁０６が
高温にさらされるため、弁のシール性、作動性
に難点がある。

(b) 排気ガスタービン過給機の排気ガス出口通路
に弁を設け通路抵抗を増大させる装置で、第２
図に示される。図において、符号０１より０４
までは第１図と同一部材を示し、０７は弁であ
る。

この装置では、通路抵抗を増加せしめるため、
機関の作動線（ガス流量と圧力との関係）が移動
し、サージング現象を引起しやすくなり、安定な
運転がしにくくなる。

本考案の目的は上記の点に着目し、過給機のタ
ービン側効率η_tを変化させることで過給機出口
排気ガス温度を制御し、排気ガスボイラの伝熱面
積が大型化を防止できるタービン装置を提供する
ことであり、その特徴とするところは、タービン
翼の翼端を囲繞する可動環と、上記タービン翼の
翼端と上記可動環の内周との間隙を調整する駆動
装置とを備えたことである。

排気ガス温度を制御するためにタービン側効率
を変化させるものは従来装置の(b)項で示すような
ものがあつたが、通路抵抗を増加させるためサー
ジングの問題があつた。

本考案はタービン側効率に多大な影響を与える
タービン翼と噴口覆間距離（タービン翼先端間
隙）を変化させ、サージング等の問題なくしてタ
ービン側効率を変え排気ガス温度制御を実現する
ものである。

以下図面を参照して本考案による実施例につき
説明する。

第３図は本考案による１実施例の過給機タービ
ン部を示す断面図、第４図は第３図のＡ矢視図で
ある。

図において、過給機タービンロータ１の排気入
口側にはタービン翼２が取付けられている。ター
ビン翼２の外周には噴口覆３が取付けられてい
る。タービン翼２と噴口覆３との間にはタービン
翼２が噴口覆３に接触することを防ぐためタービ
ン翼先端間隙４が設けてある。

タービン翼２の回転に際し、間隙４を通るガス
の漏洩は仕事量の減少となるため、間隙４はター
ビン翼２、噴口覆３が接触を生じない範囲で極力
小さくするようにしている。

従つて、間隙４を外部より任意に変更すること
が可能となれば、タービン仕事量が変えらるの
で、ブロア仕事量も変わる。その結果、排気ガス
タービン出入口排気温度も変わる。

そのため、噴口覆本体３ａから分設された環状
の噴口覆３は周方向に数分割された分割片にて構
成され、各分割片の全部または一部はプツシユロ
ツド５に連結されこれによりタービンロータの径
方向に可動とする。

分割片に設けられたプツシユロツド５は外部活
動力源７よりの駆動軸６の先端に設けたカム８に
係合する。プツシユロツド５の周囲にはばね受
９，１０及びばね１１が設けられ、ばね受９はケ
ーシング固定部に設けられた取付台１３に装着さ
れている。ガイドブツシユ１４はプツシユロツド
５の中間を支持する。また、プツシユロツド５、
カム８、ばね受９，１０、ばね１１は保護箱１２
及び取付台１３により覆われ排気ガスより保護さ
れる。軸受１５は駆動軸６を支承する。

上記構成の場合の作用について述べる。

プツシユロツド５は外部動力源７によるカム８
の回動によりばね１１のばね力に抗して選択され
た位置に移動して、その位置に保持され、これに
連動して上記噴口覆の分割片はタービンロータ１
の径方向に移動して保持される。即ち、間隙４を
可変とすると共にその量を調整する。

上述のような本考案による場合は次の効果があ
る。

(1) タービン翼先端間隙４を調整することができ
るので、排気ガスタービン過給機付デイーゼル
機関の排気ガス温度を任意の時期に任意の量上
げることが可能となり、冬期の低排温時を考慮
して大伝熱面積のボイラを装備するといつた現
象を解決することができる。また、この場合、
背圧増大法のようなサーシングの問題はない。

(2) タービン翼先端間隙４が可変であるので、経
年変化等に影響されず、常時最適の間隙保持が
可能となり、機関性能維持上有効である。

以上は内燃機関用排気ガスタービン過給機につ
いて説明したが、本考案はこの他にタービン等全
てのタービンに適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来の排気ガスタービン過
給機出口排気ガス温度上昇装置をそれぞれ示す説
明図、第３図は本考案による１実施例の過給機タ
ービン部を示す断面図、第４図は第３図のＡ矢視
図である。 １……タービンロータ、２……タービン翼、３
……噴口覆、４……タービン翼先端間隙、５……
プツシユロツド、６……駆動軸、７……外部動力
源、８……カム、１１……ばね。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. タービンからの排気ガス通路中に排気ガス通路
   中に排気ガスのエネルギ回収のためのボイラを具
   えたものにおいて、円周方向に沿つて複数個に分
   割されタービン翼の翼端を囲繞する可動環と、同
   可動環に連結され同可動環をタービンロータの径
   方向に移動せしめて上記タービン翼の翼端と上記
   可動環の内周との間隙を調整する駆動装置とを備
   えたことを特徴とするタービン装置。