JPS6236140B2 - - Google Patents

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JPS6236140B2
JPS6236140B2 JP58074851A JP7485183A JPS6236140B2 JP S6236140 B2 JPS6236140 B2 JP S6236140B2 JP 58074851 A JP58074851 A JP 58074851A JP 7485183 A JP7485183 A JP 7485183A JP S6236140 B2 JPS6236140 B2 JP S6236140B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
turbine
exhaust gas
spiral passage
turbine housing
turbocharger
Prior art date
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Application number
JP58074851A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS58206824A (ja
Inventor
Matsukuiinzu Hyuu
Ei Meiyaa Jon
Ii Jonsuton Andoryuu
Daburyu Fuooto Junia Jon
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Roto Master Inc
Original Assignee
Roto Master Inc
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Publication date
Application filed by Roto Master Inc filed Critical Roto Master Inc
Publication of JPS58206824A publication Critical patent/JPS58206824A/ja
Publication of JPS6236140B2 publication Critical patent/JPS6236140B2/ja
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/18—Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
    • F02B37/183—Arrangements of bypass valves or actuators therefor
    • 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
    • F01D17/105—Final actuators by passing part of the fluid
    • 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
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/18—Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はターボチヤージヤ用タービンハウジン
グに係る。
内燃機関からの排気ガスにより当該内燃機関の
ための吸気を圧縮するターボチヤージヤは従来よ
り当技術分野に於てよく知られており、それは一
般にタービンハウジングとコンプレツサハウジン
グ内に担持された一つの共通の軸上に装着された
タービンホイールとコンプレツサインペラとを含
んでいる。そしてタービンハウジングは排気ガス
が送入される入口と、該入口よりタービンホイー
ルの周りを回つて存在する渦巻き状の通路と、該
渦巻き状の通路よりタービンホイールへ向けて噴
出されたガスを集めて排出するガスの出口とを有
している。かかるターボチヤージヤには、内燃機
関の運転状態の如何によつてはその排気ガスの全
てを用いて吸気を圧縮する時には吸気の圧縮が過
剰になる場合があることに鑑み、排気ガスの全て
のターボチヤージヤのタービンへ導くことなく、
その一部を選択的にタービンをバイパスして排出
する手段が設けられている。
かかる排気ガスの一部の選択的バイパスのため
の手段としては、内燃機関の排気ガスをターボチ
ヤージヤのガス入口へ導くガス通路の途中にバイ
パス弁を設けることが従来より行われている。ま
たこのように排気ガスの一部をターボチヤージヤ
のタービンをバイパスして排出する構成の一つと
して、ターボチヤージヤの排気ガス入口までは排
気ガスの全てを送入し、タービンハウジング内の
渦巻き状通路に沿つて延在する環状空隙と、該環
状空隙に連通するバイパスのための排出通路とを
形成し、この排出通路の下流側に制御弁を設ける
ことによりタービンハウジングのガス入口へ供給
された排気ガスの一部をタービンへ送ることなく
選択的にバイパスさせる構造が特開昭55−96322
号公報に示されている。
これらの従来の排気ガスバイパス構造による時
には、何れの場合にもタービンに対する排気ガス
のバイパスが行われる時には、そのバイパス量の
増大に応じてタービンハウジング内の渦巻き状通
路を通る排気ガスの流量がそれに相当して減小
し、それに相当して渦巻き状通路内を流れる排気
ガスの流速が低下し、タービンホイールの先端の
周方向速度に対する渦巻き状通路内を流れる排気
ガスの該渦巻き状通路に沿う方向の流速の比がほ
ぼ1.2の如き値以下に低下すると、タービン効率
が著しく低下し、これによつてターボチヤージヤ
の効率が低下するのみならずその運転が不安定に
なるという問題がある。
本発明は、かかる問題に鑑み、ターボチヤージ
ヤのタービンへ供給される排気ガスの一部がター
ビンをバイパスして排出される場合にも、タービ
ンハウジング内の渦巻き状通路内をそれに沿つて
流れる排気ガスの流速を可及的に大きく保ち、こ
れによつてタービンハウジングの渦巻き状通路を
流れる排気ガスの流速の低下による急激なタービ
ン効率の低下を防ぎ、ターボチヤージヤの作動効
率を高く維持すると共にその安定した運転性能を
確保することを目的としている。
かかる目的は、本発明によれば、入口と出口と
渦巻き状通路とを有し前記入口より送入された排
気ガスが前記渦巻き状通路を通つて流れる間に前
記出口へ向けて流れる渦流を形成するよう構成さ
れたターボチヤージヤ用タービンハウジングにし
て、前記渦巻き状通路に沿う排気ガスの流れ方向
に見て該渦巻き状通路の終端部に該渦巻き状通路
を通つて流れた排気ガスを選択的に排出するため
の出口ポートが設けられていることを特徴とする
ターボチヤージヤ用タービンハウジングによつて
達成される。
かかる構成のタービンハウジングを用いる時に
は、内燃機関の排気ガスの一部がターボチヤージ
ヤのタービンをバイパスして排出される時にも、
バイパスされる排気ガスの全量が一旦タービンハ
ウジング内の渦巻き状通路を通つて流されるの
で、該渦巻き状通路内に於ける排気ガスの流速は
排気ガスがタービンをバイパスして排出されるこ
とによつては殆ど影響されず、ターボチヤージヤ
に於けるタービンのホイール先端周速度に対する
渦巻き状通路内のガス流速の比を常にタービン効
率の急激な低下を生ずることのない1.2程度以上
の値に安定して維持することができ、これによつ
てターボチヤージヤの作動効率を常に高く維持す
ると共にその運転性能を常に安定した状態に保つ
ことができ、またこれによつて該ターボチヤージ
ヤを伴つて運転される内燃機関の運転を負荷の変
動に拘らず安定した状態に維持することができ
る。
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例
について詳細に説明する。
添付の各図に於て、タービンハウジング２は符
号４にて全体的に示された渦巻き状通路を有する
従来の型式のものであり、タービンハウジング２
には入口６及び出口８が設けられており、また図
には示されていないタービンホイールを受入れる
ためのキヤビテイ１０が設けられている。タービ
ンハウジング２はフランジを有する平坦面１２及
び２０を有する従来の型式のものであり、平坦面
２０にはねじ孔１４が設けられている。
渦巻き状通路４は舌状端部２２を有しており、
該端部は入口６内へ導入され渦巻き状通路４を通
過した排気ガスを図には示されていないタービン
ホイールのブレードへ導いて該ブレードへ衝突さ
せるノズルとして機能する。ガス通路の端部１６
には出口ポート１８が設けられている。この出口
ポート１８はタービンのウエイストゲーテイング
が必要でない場合には図には示されていないカバ
ープレートにより覆われてよい。
タービンハウジング２は出口８及び出口ポート
１８と整合した平坦面２０を与えている。出口ポ
ート１８はタービンハウジング２の平坦面２０に
対し一定の割合にて通路断面積が増大する孔を有
している。
第１図及び第２図に示されたタービンハウジン
グ２に於ては、ウエイストゲーテイングが必要で
ある場合には、出口ポート１８はもし必要ならば
タービンハウジングがウエイストゲート機構より
離れた位置にて使用され得るようウエイストゲー
ト機構との関連で便宜な位置に設けられる。添付
の図面に示されている如く、タービンハウジング
がウエイストゲート機構と共に使用されるよう出
口ポート１８がカバーにて覆われていない場合に
は、入口６へ流入した排気ガスはタービンハウジ
ングの内部へ流れ、出口１６へ至る前に渦巻き状
通路４内へ流入し、該渦巻き状通路内に於てター
ビンハウジング２のキヤビテイ１０内に装着され
たタービンホイールのブレード（図示せず）に衝
突する。出口ポート１８を閉塞すべく平坦面２０
にカバープレートが取付けられれば、排気ガスは
出口ポート１８を通過することができず、全ての
排気ガスはタービンホイールを経て出口８へ導か
れる。
第３図はタービン先端速度に対するガスの接線
方向速度の比の関数としてラジアルインフロータ
ービンのタービン効率を示すグラフである。ター
ビン先端速度に対するガスの接線方向速度の比と
ラジアルインフロータービンのタービン効率との
関係は第３図に示されている如き関係にある。
この場合、Cv／Ｕ＝1.35（Cvはガスの接線方
向速度であり、Ｕはタービンホイールの先端速度
である）である場合に最高効率が得られる。
タービン効率はCv／Ｕが1.2以下の場合に急激
に低下し、またCv／Ｕが1.6以上の場合に徐々に
低下する。従つて本発明のタービンの運転方向に
於ては、全てのガスは常にタービンハウジングの
渦巻き状通路を経て流れ、これにより排気ガスが
渦巻き状通路の入口に流入する前にウエイストゲ
ーテイングが行われる従来のターボチヤージヤに
於けるウエイストゲーテイング工程中に得られる
ガスの接線方向速度よりも高い接線方向速度がタ
ーボチヤージヤに与えられる。本発明によるター
ビンハウジング内に流入するガスの流速がより高
くなることにより、従来のターボチヤージヤのウ
エイストゲーテイング中に得られる効率よりも高
い効率範囲にてタービンを運転させることができ
る。このことにより排気ガスがタービンハウジン
グの渦巻き状通路の入口に流入する前に排気ガス
をバイパスすることが行われる従来のウエイスト
ゲーテイングに比してエンジンに作用するタービ
ン背圧が低減される。
本発明の好ましい形態は、排気ガスの運動量を
最も高くすべく、渦巻き状通路を通して排気ガス
を流すものであるが、もし必要ならば、ウエイス
トゲーテイングは渦巻き状通路の入口と出口との
間の任意の位置に於て発生するようにされてよ
い。その場合出口ポートがタービンハウジングに
如何に設けられるかは当業者にとつて明らかであ
ろう。
以上に於ては内燃機関のためのターボチヤージ
ヤの一部を含むタービンのユニークな運転方法及
び該運転方法に使用されるユニークな構成のター
ビンハウジングについて説明した。
以上に於ては本発明を特定の実施例について詳
細に説明したが、本発明はかかる実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の範囲内にて種々の実
施例が可能であることは当業者にとつて明らかで
あろう。
【図面の簡単な説明】
第１図は渦巻き状通路を有するターボチヤージ
ヤのタービンハウジングを示す正面図である。第
２図は第１図の線−による断面図である。第
３図は運転中に於けるラジアルインフロータービ
ンのタービン効率を示すグラフである。 ２……タービンハウジング、４……渦巻き状通
路、６……入口、８……出口、１０……キヤビテ
イ、１２……平坦面、１４……ねじ孔、１６……
端部、１８……出口ポート、２０……平坦面、２
２……端部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 入口と出口と渦巻き状通路とを有し前記入口
    より送入された排気ガスが前記渦巻き状通路を通
    つて流れる間に前記出口へ向けて流れる渦流を形
    成するよう構成されたターボチヤージヤ用タービ
    ンハウジングにして、前記渦巻き状通路に沿う排
    気ガスの流れ方向に見て該渦巻き状通路の終端部
    に該渦巻き状通路を通つて流れた排気ガスを選択
    的に排出するための出口ポートが設けられている
    ことを特徴とするターボチヤージヤ用タービンハ
    ウジング。
JP58074851A 1982-05-10 1983-04-27 タ−ボチヤ−ジヤ用タ−ビンハウジング Granted JPS58206824A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US376492 1982-05-10
US06/376,492 US4504187A (en) 1982-05-10 1982-05-10 Turbocharger method of operation and turbine housing therefor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS58206824A JPS58206824A (ja) 1983-12-02
JPS6236140B2 true JPS6236140B2 (ja) 1987-08-05

Family

ID=23485235

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58074851A Granted JPS58206824A (ja) 1982-05-10 1983-04-27 タ−ボチヤ−ジヤ用タ−ビンハウジング

Country Status (12)

Country Link
US (1) US4504187A (ja)
JP (1) JPS58206824A (ja)
AR (1) AR230479A1 (ja)
BR (1) BR8301808A (ja)
CA (1) CA1199506A (ja)
DE (1) DE3312259C2 (ja)
FR (1) FR2526486B1 (ja)
GB (1) GB2119860B (ja)
IE (1) IE54295B1 (ja)
IN (1) IN157453B (ja)
IT (1) IT1161164B (ja)
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IT1161164B (it) 1987-03-11
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