JP2000064847A - Exhaust by-pass structure for turbocharger - Google Patents

Exhaust by-pass structure for turbocharger

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JP2000064847A
JP2000064847A JP10235533A JP23553398A JP2000064847A JP 2000064847 A JP2000064847 A JP 2000064847A JP 10235533 A JP10235533 A JP 10235533A JP 23553398 A JP23553398 A JP 23553398A JP 2000064847 A JP2000064847 A JP 2000064847A
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JP
Japan
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passage
turbine
exhaust gas
turbine impeller
scroll
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Application number
JP10235533A
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Japanese (ja)
Inventor
Fusayoshi Nakamura
房芳 中村
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To optimize a passage after bleeding so as to improve turbine efficiency and increase a flow rate by providing a by-pass passage for bleeding exhaust gas from halfway of a turbine impeller, and forming this by-pass passage as a scroll passage gradually increased in cross-sectional area along the rotating direction of the turbine impeller. SOLUTION: When a waste gate valve is closed, exhaust gas of an engine flows into a scroll chamber 2 from an inlet passage 8 and is exhausted from an exhaust outlet chamber to rotate a turbine impeller 3. When boost pressure is heightened to open the waste gate valve 2, exhaust gas is detoured to the exhaust outlet chamber via a by-pass passage 23 so as to suppress the rotation rise of the turbine impeller 3. In this case, the by-pass passage 23 comprises a groove 24 provided at the whole periphery of the internal wall of a turbine storage chamber, a scroll passage 25 provided on the radially outside of the groove 24, and an outlet 26 opened to the exhaust outlet chamber. The flow of bled exhaust gas is therefore optimized to improve turbine efficiency.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等に搭載さ
れるターボチャージャーの排気バイパス構造に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust bypass structure for a turbocharger mounted on an automobile or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般にターボチャージャーは、エンジン
の排ガスの高温、高圧エネルギを利用してタービンを駆
動し、これと同軸のコンプレッサを駆動して過給を行う
ようになっている。一方、ターボチャージャーは過給圧
の制御手段を有し、その中でも代表的なのが排気バイパ
ス方式のものである。
2. Description of the Related Art Generally, a turbocharger is designed to drive a turbine by utilizing high temperature and high pressure energy of exhaust gas of an engine, and to drive a compressor coaxial with the turbine for supercharging. On the other hand, the turbocharger has a supercharging pressure control means, of which the exhaust bypass type is typical.

【0003】通常は、タービンインペラの上流側で排ガ
スを抽気し、タービンインペラをバイパスさせて排気す
る。これによりタービンに供給する排ガス流量が減じら
れ、その回転上昇が抑制されて過給圧が一定値以内に保
たれる。
Usually, exhaust gas is extracted on the upstream side of the turbine impeller and bypasses the turbine impeller to be exhausted. As a result, the flow rate of exhaust gas supplied to the turbine is reduced, the increase in rotation thereof is suppressed, and the supercharging pressure is maintained within a fixed value.

【0004】しかし、こうすると排ガスの持つエネルギ
を単純に捨ててしまうことになり、エネルギを十分活用
することができない。
However, in this case, the energy of the exhaust gas is simply discarded, and the energy cannot be fully utilized.

【0005】そこで、本出願人は特願平6-200717号にお
いてタービンインペラの途中から排ガスを抽気する方式
を提案した。これによれば、排ガスエネルギをタービン
駆動に利用した後、捨てることができ、エネルギ効率の
向上等が図れる。
Therefore, the applicant of the present invention has proposed a method for extracting exhaust gas from the middle of the turbine impeller in Japanese Patent Application No. 6-200717. According to this, after the exhaust gas energy is used for driving the turbine, it can be discarded, and the energy efficiency can be improved.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
抽気方式だと、抽気部とその下流側の排気部との圧力差
が小さくなるため、抽気後の流路をうまく整形してやら
ないと、かえって流路損失が増大して所望の効果が期待
できない。
By the way, in such a bleeding system, the pressure difference between the bleeding section and the exhaust section on the downstream side becomes small, so that the flow path after the bleeding must be properly shaped. The flow path loss increases and the desired effect cannot be expected.

【0007】かかる先願では、当該流路がタービンケー
シング内壁に全周設けられた断面積一定の溝でできてい
るが、これでも十分でなく、最適な流路とは言い難い。
In the above-mentioned prior application, the flow passage is formed by a groove having a constant cross-sectional area provided all around the inner wall of the turbine casing, but this is not sufficient, and it cannot be said to be the optimum flow passage.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明に係るターボチャ
ージャーの排気バイパス構造は、タービンインペラの途
中より排ガスを抽気するバイパス通路を設け、このバイ
パス通路を、タービンインペラ回転方向に沿って順次断
面積が増加するスクロール通路から構成したものであ
る。
The exhaust bypass structure for a turbocharger according to the present invention is provided with a bypass passage for extracting exhaust gas from the middle of the turbine impeller, and the bypass passage is sequentially cross-sectional area along the rotational direction of the turbine impeller. Is composed of a scroll passage that increases.

【0009】ここで、上記スクロール通路の一部が、上
記タービンインペラに排ガスを送るスクロール室の半径
方向内側に重ね合わされるのが好ましい。
Here, it is preferable that a part of the scroll passage is superposed on the inner side in the radial direction of the scroll chamber for sending the exhaust gas to the turbine impeller.

【0010】また、上記タービンインペラの上流側より
排ガスを抽気する上流側バイパス通路がさらに設けられ
るのが好ましい。
It is preferable that an upstream bypass passage for extracting the exhaust gas from the upstream side of the turbine impeller is further provided.

【0011】また、上記バイパス通路と上記上流側バイ
パス通路との出口が隣接され、これら出口が共通のウェ
ストゲート弁で開閉されるのが好ましい。
Further, it is preferable that outlets of the bypass passage and the upstream bypass passage are adjacent to each other, and these outlets are opened and closed by a common wastegate valve.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
添付図面に基づいて詳述する。
Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【0013】図2に示すように、タービンケーシング1
の内部に、エンジンからの排ガスが導入されるスクロー
ル室(渦巻室)2と、タービンインペラ3が回転自在に
収容されるタービン収容室4とが区画形成される。ここ
ではラジアル形タービンの構成が採られ、スクロール室
2はタービン収容室4の半径方向外側に位置される。ス
クロール室2の排ガスはタービンインペラ3に半径方向
外側から流入し、タービンインペラ3を通過して仕事を
した後、軸方向先端側(図示左側)に流出し、排気出口
室21から排気されるようになっている。こうしてター
ビンインペラ3が回転駆動されると、タービンインペラ
3にタービンシャフト7を介して連結された図外右側の
コンプレッサインペラが回転駆動され、吸気の過給が実
行される。
As shown in FIG. 2, the turbine casing 1
A scroll chamber (swirl chamber) 2 into which exhaust gas from the engine is introduced, and a turbine housing chamber 4 in which a turbine impeller 3 is rotatably housed are sectioned and formed inside. Here, the configuration of a radial turbine is adopted, and the scroll chamber 2 is located outside the turbine housing chamber 4 in the radial direction. The exhaust gas in the scroll chamber 2 flows into the turbine impeller 3 from the outside in the radial direction, passes through the turbine impeller 3 to work, and then flows out to the axial front end side (the left side in the drawing) to be exhausted from the exhaust outlet chamber 21. It has become. When the turbine impeller 3 is rotationally driven in this manner, the compressor impeller on the right side in the drawing, which is connected to the turbine impeller 3 via the turbine shaft 7, is rotationally driven, and supercharging of intake air is executed.

【0014】タービンインペラ3はディスク10の外周
面に複数のタービン羽根6を立設して構成される。ター
ビン収容室4の内壁16はタービンインペラ3から僅か
に離間されつつ、タービンインペラ3全体を半径方向外
側から囲繞している。
The turbine impeller 3 is constructed by arranging a plurality of turbine blades 6 on the outer peripheral surface of a disk 10. The inner wall 16 of the turbine housing chamber 4 surrounds the entire turbine impeller 3 from the outside in the radial direction while being slightly separated from the turbine impeller 3.

【0015】図5に示すように、タービン羽根6は、そ
の中央部で滑らかに折り曲げられると共に、隣接するタ
ービン羽根6との間にガス流路17を形成する。ガス流
路17の間隔はガス流れ方向に沿って順次縮小され、出
口となるスロート部18で最小となる。なおスロート部
18が存在する軸方向範囲を出口領域22というものと
する。
As shown in FIG. 5, the turbine blade 6 is smoothly bent at its central portion and forms a gas flow path 17 between the turbine blade 6 and the adjacent turbine blade 6. The interval between the gas flow paths 17 is gradually reduced along the gas flow direction, and becomes the smallest at the throat portion 18 serving as an outlet. The axial range in which the throat portion 18 exists is referred to as an outlet area 22.

【0016】図2に示すように、タービンケーシング1
には、タービンインペラ3の途中から排ガスを抽気する
バイパス通路23が設けられる。バイパス通路23は、
タービン収容室4の内壁16に全周設けられた溝24
と、溝24の半径方向外側に設けられ溝24に連通する
スクロール通路(渦巻通路)25と、スクロール通路2
5の周方向一カ所から排気出口室21に開口する出口2
6とから構成される。これによってバイパス通路23
が、タービンインペラ3のガス流路17と排気出口室2
1とを連通するようになる。
As shown in FIG. 2, the turbine casing 1
A bypass passage 23 for extracting the exhaust gas from the middle of the turbine impeller 3 is provided in the. Bypass passage 23,
Groove 24 provided all around the inner wall 16 of the turbine housing chamber 4
A scroll passage (spiral passage) 25 provided outside the groove 24 in the radial direction and communicating with the groove 24;
Outlet 2 opening to exhaust outlet chamber 21 from one location in the circumferential direction of 5
6 and 6. By this, the bypass passage 23
However, the gas passage 17 of the turbine impeller 3 and the exhaust outlet chamber 2
It comes to communicate with 1.

【0017】ここでは溝24の入口が出口領域22ない
しスロート部18に開口され、その入口全体が出口領域
22内に含まれるようになっている。これによってスロ
ート部18の排ガスが抽気されバイパスされるようにな
る。スクロール通路25は、図1に示すような渦巻状の
通路で、溝24を略全周囲繞し、タービンインペラ回転
方向Rに沿って順次断面積が増加されている。この略最
大断面積の位置に出口26が開口されている。またスク
ロール通路25は、後述の理由によりスクロール室2に
対し逆巻きとなり、図2に示す如く一部(上部25a)
がスクロール室2の半径方向内側に重ね合わされる。
Here, the inlet of the groove 24 is opened to the outlet region 22 or the throat portion 18, and the entire inlet is included in the outlet region 22. As a result, the exhaust gas from the throat portion 18 is extracted and bypassed. The scroll passage 25 is a spiral passage as shown in FIG. 1, and substantially surrounds the groove 24, and has a cross-sectional area that increases along the turbine impeller rotation direction R. The outlet 26 is opened at the position of this substantially maximum cross-sectional area. Further, the scroll passage 25 is reversely wound around the scroll chamber 2 for the reason described below, and is partially (upper portion 25a) as shown in FIG.
Are superposed on the inner side of the scroll chamber 2 in the radial direction.

【0018】ここで図1、図2に示すように、スクロー
ル室2の上流側の入口通路8に上流側バイパス通路19
が設けられる。上流側バイパス通路19の出口20は排
気出口室21に開口され、バイパス通路23の出口26
に隣接される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the upstream bypass passage 19 is provided in the inlet passage 8 on the upstream side of the scroll chamber 2.
Is provided. The outlet 20 of the upstream bypass passage 19 is opened to the exhaust outlet chamber 21, and the outlet 26 of the bypass passage 23 is opened.
Be adjacent to.

【0019】図3にも示すように、排気出口室21にウ
ェストゲート弁27が設けられ、バイパス通路23の出
口26及び上流側バイパス通路19の出口20を同時に
開閉するようになっている。つまりウェストゲート弁2
7は両出口20,26に対し共通である。ウェストゲー
ト弁27は具体的にはスイングタイプのポペット弁であ
る。即ち、両出口26,20を実質的に開閉する弁体2
9a,29bが支持板5に取り付けられ、支持板5は弁
軸28に固定される。弁軸28はタービンケーシング1
を貫通して外部に突出され、この突出部に図4にも示す
ような操作レバー部材9が取付けられ、アクチュエータ
31によって回動されるようになっている。アクチュエ
ータ31にはコンプレッサ(図示せず)から送られてき
た吸気圧ないし過給圧Pcが導入される。
As shown in FIG. 3, a waste gate valve 27 is provided in the exhaust outlet chamber 21 so that the outlet 26 of the bypass passage 23 and the outlet 20 of the upstream bypass passage 19 are opened and closed at the same time. That is, wastegate valve 2
7 is common to both outlets 20 and 26. The wastegate valve 27 is specifically a swing type poppet valve. That is, the valve body 2 that substantially opens and closes both outlets 26, 20.
9a and 29b are attached to the support plate 5, and the support plate 5 is fixed to the valve shaft 28. The valve shaft 28 is the turbine casing 1
4 and is projected to the outside, and the operation lever member 9 as shown in FIG. 4 is attached to this projection and is rotated by the actuator 31. Intake pressure or supercharging pressure Pc sent from a compressor (not shown) is introduced into the actuator 31.

【0020】これによれば、過給圧Pcが所定値を越え
たときに、アクチュエータ31を駆動し、操作レバー部
材9を介して弁軸28を回動させ、弁体29a,29b
を出口20,26から離反させてバイパス通路23及び
上流側バイパス通路19を開放することができる。
According to this, when the supercharging pressure Pc exceeds a predetermined value, the actuator 31 is driven and the valve shaft 28 is rotated via the operating lever member 9, and the valve bodies 29a, 29b are rotated.
Can be separated from the outlets 20 and 26 to open the bypass passage 23 and the upstream bypass passage 19.

【0021】次に、上記実施形態の作用を説明する。Next, the operation of the above embodiment will be described.

【0022】通常のウェストゲート弁27閉状態にあっ
て、エンジンから送られてきた排ガスは、図1に示すよ
うに、入口通路8からスクロール室2に流入された後、
タービンインペラ3に供給され、タービンインペラ3を
回転駆動する。そして軸方向先端に抜けて排気出口室2
1から排出される。
With the normal wastegate valve 27 closed, the exhaust gas sent from the engine flows into the scroll chamber 2 through the inlet passage 8 as shown in FIG.
It is supplied to the turbine impeller 3 and rotationally drives the turbine impeller 3. Then, the exhaust outlet chamber 2 is pulled out to the tip in the axial direction.
Emitted from 1.

【0023】一方、過給圧が高まってウェストゲート弁
27が開かれると、バイパス通路23及び上流側バイパ
ス通路19を通じて排ガスが排気出口室21にバイパス
される。これによってタービンインペラ3の回転上昇が
抑制され、過給圧が一定値以内に保持される。
On the other hand, when the supercharging pressure increases and the waste gate valve 27 is opened, the exhaust gas is bypassed to the exhaust outlet chamber 21 through the bypass passage 23 and the upstream bypass passage 19. As a result, the rotation increase of the turbine impeller 3 is suppressed, and the boost pressure is maintained within a fixed value.

【0024】このとき排ガスの流れとしては、まず上流
側バイパス通路19から排ガスの一部がバイパスされ、
残りの排ガスがスクロール室2に送られ、タービンイン
ペラ3に流入されていく。スクロール室2では上流側か
ら順次排ガスが抜け出ていくので、スクロール室2の断
面積は下流側に至るにつれ縮小される。つまり巻きの方
向としては下流側ほど断面積が小さくなる巻き方であ
る。
At this time, as the flow of the exhaust gas, a part of the exhaust gas is first bypassed from the upstream bypass passage 19,
The remaining exhaust gas is sent to the scroll chamber 2 and flows into the turbine impeller 3. Since the exhaust gas sequentially escapes from the upstream side in the scroll chamber 2, the cross-sectional area of the scroll chamber 2 is reduced toward the downstream side. In other words, the winding direction is such that the cross-sectional area decreases toward the downstream side.

【0025】次に、タービンインペラ3に流入された排
ガスは、タービンインペラ3を回転駆動し、仕事をした
後、スロート部18に差し掛かる。すると排ガスの一部
が溝24に流入し、バイパス通路23を通じてバイパス
される。このとき図1に示すように、スクロール通路2
5には、タービンインペラ3の回転方向と同方向の旋回
成分を持った排ガスが流入する。しかもその旋回方向下
流側ほど流入ガス量が増すので、スクロール通路25の
断面積も下流側に至るほど増大させている。そしてスク
ロール通路25の最下流位置の出口26から、排気出口
室21に向けて排ガスが流出する。
Next, the exhaust gas flowing into the turbine impeller 3 drives the turbine impeller 3 to rotate and work, and then approaches the throat portion 18. Then, a part of the exhaust gas flows into the groove 24 and is bypassed through the bypass passage 23. At this time, as shown in FIG. 1, the scroll passage 2
Exhaust gas having a swirl component in the same direction as the rotational direction of the turbine impeller 3 flows into the gas turbine 5. Moreover, since the inflowing gas amount increases toward the downstream side in the orbiting direction, the cross-sectional area of the scroll passage 25 also increases toward the downstream side. Then, the exhaust gas flows out from the outlet 26 at the most downstream position of the scroll passage 25 toward the exhaust outlet chamber 21.

【0026】こうして先願同様、タービンインペラ3を
駆動した後、排ガスをバイパスさせることができるの
で、排ガスエネルギの有効利用が図れる。
Thus, as in the previous application, the exhaust gas can be bypassed after driving the turbine impeller 3, so that the exhaust gas energy can be effectively used.

【0027】図5に示すように、一般には、タービン羽
根6の出口位置で排ガスの絶対速度C4 が軸方向を向く
よう、タービンの設計が行われる。即ち、排ガスのター
ビン羽根6に対する相対速度W4 と、タービン羽根6の
周速U4 とのベクトル合成が絶対速度C4 であり、この
絶対速度C4 がある設計流量下で軸方向を向くようにな
っている。
As shown in FIG. 5, the turbine is generally designed so that the absolute velocity C 4 of the exhaust gas is oriented in the axial direction at the outlet position of the turbine blade 6. That is, the vector combination of the relative speed W 4 of the exhaust gas with respect to the turbine blades 6 and the peripheral speed U 4 of the turbine blades 6 is the absolute speed C 4 , and this absolute speed C 4 is oriented in the axial direction under a certain design flow rate. It has become.

【0028】しかし、タービン羽根6の出口位置の上流
側では、絶対速度C2 (相対速度W2 と周速U2 とのベ
クトル合成)が一般に軸方向を向かず、タービンインペ
ラ3の回転方向Rの旋回成分Cuを持っている。
On the upstream side of the outlet position of the turbine blades 6, however, the absolute velocity C 2 (the vector combination of the relative velocity W 2 and the peripheral velocity U 2 ) generally does not face the axial direction, and the rotation direction R of the turbine impeller 3 It has the turning component Cu of.

【0029】本発明はこの旋回成分に着目し、旋回方向
ないしタービンインペラ回転方向に沿って順次流路が拡
大するスクロール通路25を設けることにより、ガス流
れの急偏向、加減速を防止して流路損失を低減すると共
に、スクロール通路25でガス速度エネルギの圧力エネ
ルギへの変換を行い、排気出口室21との圧力差を作り
出して溝24の圧力を低く保ち、効果的に排気バイパス
を行うことができる。これによって最適形状の流路を提
供でき、排ガスの抜けがスムーズとなる。
The present invention pays attention to this swirling component, and by providing the scroll passage 25 whose flow passage is gradually expanded along the swirling direction or the turbine impeller rotation direction, sudden deflection and acceleration / deceleration of the gas flow are prevented. In addition to reducing the path loss, the gas velocity energy is converted into pressure energy in the scroll passage 25 to create a pressure difference with the exhaust outlet chamber 21 to keep the pressure in the groove 24 low, thereby effectively performing exhaust bypass. You can This makes it possible to provide a flow path having an optimum shape, and exhaust gas can be smoothly discharged.

【0030】一方、エンジン回転が上昇して排ガス流量
が一定値に達すると、最小通路面積のスロート部18で
閉塞ないしチョークが生じるが、このスロート部18に
バイパス通路23の入口(溝24)を開口し、抽気する
ようにしているので、チョークを防止でき、タービン容
量の実質的拡大が図れる。
On the other hand, when the engine speed rises and the exhaust gas flow rate reaches a constant value, the throat portion 18 having the minimum passage area is clogged or choked, and the inlet (groove 24) of the bypass passage 23 is provided in this throat portion 18. Since it is opened and bleeds, choking can be prevented and the turbine capacity can be substantially expanded.

【0031】本実施形態では、バイパス流量確保のため
従来同様の上流側バイパス通路19を設けている。しか
しながら、バイパス通路23のみで流量が確保できるな
ら上流側バイパス通路19はなくてもよい。
In this embodiment, the upstream bypass passage 19 similar to the conventional one is provided to secure the bypass flow rate. However, if the flow rate can be secured only by the bypass passage 23, the upstream bypass passage 19 may be omitted.

【0032】このような併用タイプの場合、最適な性能
のためには各出口20,26を個別に開閉、即ち先ず出
口26を開き、バイパス通路23のみで流量が確保でき
なくなってから出口20を開くようにするとよい。しか
し本実施形態のように各通路の出口20,26を隣接さ
せ、共通のウェストゲート弁27で開閉させるようにす
ると、部品点数の増加が防止され、シンプル化、低コス
ト化が図れる。
In the case of such a combined type, for optimum performance, each of the outlets 20 and 26 is individually opened / closed, that is, the outlet 26 is first opened, and the flow rate cannot be secured only by the bypass passage 23 before the outlet 20 is opened. You should open it. However, when the outlets 20 and 26 of the respective passages are adjacent to each other and opened and closed by the common wastegate valve 27 as in the present embodiment, an increase in the number of parts can be prevented, and simplification and cost reduction can be achieved.

【0033】また、スクロール通路25とスクロール室
2とが互いに逆巻きとなるので、互いの大径部分と小径
部分とが符合してレイアウト性が良くなり、本実施形態
の如くスクロール室2の半径方向内側にスクロール通路
25の一部を重ね合わせると、一層のコンパクト化が達
成できる。
Further, since the scroll passage 25 and the scroll chamber 2 are wound in opposite directions to each other, the large diameter portion and the small diameter portion match each other to improve the layout property, and the radial direction of the scroll chamber 2 as in the present embodiment. If a part of the scroll passage 25 is superposed on the inside, further compactness can be achieved.

【0034】なお、かかる途中抽気の場合、本実施形態
のバイパス通路23のように、周方向にガスを送って一
カ所から排気する方法でなく、全周方向から排気する方
法もあるが、これだと全周方向で開閉するスライド弁が
必要となり、構造複雑、高コストとなり好ましくない。
In the case of such bleeding on the way, there is a method of exhausting gas in the entire circumferential direction instead of the method of sending gas in the circumferential direction and exhausting it from one place like the bypass passage 23 of the present embodiment. If so, a slide valve that opens and closes in the entire circumferential direction is required, which is not preferable because the structure is complicated and the cost is high.

【0035】図6はかかるタービンの排ガス流量とター
ビン効率との関係を調べたグラフである。実線が従来の
タービンインペラ上流側で抽気するもの、破線が本実施
形態による途中抽気のもの、一点鎖線が途中抽気ながら
抽気位置やバイパス通路形状等を不適切に設定したもの
である。これから分かるように、抽気位置等を不適切に
設定すると、途中抽気でもかえって効率を落とし、好ま
しくない場合がある。本実施形態によれば効率、流量と
もに向上することができ、好ましい特性を得ることがで
きる。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the exhaust gas flow rate of the turbine and the turbine efficiency. The solid line indicates the air extracted on the upstream side of the conventional turbine impeller, the broken line indicates the air extracted in the middle according to the present embodiment, and the alternate long and short dash line indicates the air extraction position and the bypass passage shape set inappropriately during the air extraction. As can be seen from this, if the bleeding position or the like is set inappropriately, even if the bleeding is performed midway, the efficiency is rather lowered and it may not be preferable. According to this embodiment, both efficiency and flow rate can be improved, and preferable characteristics can be obtained.

【0036】なお、本実施形態ではスロート部18から
抽気を行うようにしたが、スロート部18以外の位置で
も良好な特性が得られれば位置変更は可能である。例え
ばスロート部18に部分的に掛るように溝24を設けた
り、スロート部18から外れた上流側に溝24を設けた
りすることが可能である。
Although the bleed air is extracted from the throat portion 18 in this embodiment, the position can be changed at a position other than the throat portion 18 as long as good characteristics are obtained. For example, the groove 24 may be provided so as to partially overlap the throat portion 18, or the groove 24 may be provided upstream from the throat portion 18.

【0037】本実施形態の効率アップ、流量増加の理由
としては以下のものも考えられる。即ち、図7に示すよ
うに、スロート部18に溝24を臨ませここから抽気す
るようにすると、タービン羽根6の圧力面側のガスを、
タービン羽根6を乗り越え溝24を通じて負圧面側に送
ることができる。よって負圧面側で生じる剥離渦を、圧
力面側から送られたガスで消失させることができ、これ
によって損失を生む低エネルギー域を減少し、流路面積
を実質的に拡大できる、というものである。
The reasons for increasing the efficiency and increasing the flow rate of this embodiment are also considered as follows. That is, as shown in FIG. 7, when the groove 24 is made to face the throat portion 18 and air is extracted from here, the gas on the pressure surface side of the turbine blade 6 is
The turbine blades 6 can be passed over and fed to the suction surface side through the grooves 24. Therefore, the separation vortex generated on the suction surface side can be eliminated by the gas sent from the pressure surface side, thereby reducing the low energy region that causes loss and substantially expanding the flow passage area. is there.

【0038】以上、本発明の実施の形態は他にも種々考
えられる。例えばラジアル形のスクロール室に斜流形の
タービンインペラを組み合わせたタービン(特願平6-19
4469号参照)にも本発明は適用できる。
As described above, various other embodiments of the present invention are possible. For example, a turbine that combines a radial scroll chamber with a mixed-flow turbine impeller (Japanese Patent Application No. 6-19
The present invention is also applicable to (see No. 4469).

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。
The present invention exhibits the following excellent effects.

【0040】(1)抽気後の流路を最適化できる。(1) The flow path after extraction can be optimized.

【0041】(2)タービン効率向上、流量増加等を図
れる。
(2) It is possible to improve turbine efficiency and increase flow rate.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本実施形態のバイパス通路及びスクロール室を
示す概略正面図である。
FIG. 1 is a schematic front view showing a bypass passage and a scroll chamber of the present embodiment.

【図2】本実施形態のターボチャージャーのタービン周
辺部を示す縦断側面図である。
FIG. 2 is a vertical sectional side view showing a turbine peripheral portion of the turbocharger of the present embodiment.

【図3】本実施形態のターボチャージャーを排気出口側
から見た正面図である。
FIG. 3 is a front view of the turbocharger of the present embodiment viewed from the exhaust outlet side.

【図4】本実施形態のターボチャージャーの全体を示す
側面図である。
FIG. 4 is a side view showing the entire turbocharger of the present embodiment.

【図5】タービンインペラを示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a turbine impeller.

【図6】タービンの流量と効率の関係を示すグラフであ
る。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between turbine flow rate and efficiency.

【図7】圧力面側から負圧面側にまわり込むガス流れを
示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a gas flow that wraps around from a pressure surface side to a suction surface side.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 スクロール室 3 タービンインペラ 19 上流側バイパス通路 20 出口 23 バイパス通路 25 スクロール通路 26 出口 27 ウェストゲート弁 R タービンインペラ回転方向 2 scroll room 3 turbine impeller 19 upstream bypass passage 20 exit 23 Bypass passage 25 scroll passage 26 exit 27 wastegate valve R Turbine impeller rotation direction

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 タービンインペラの途中より排ガスを抽
気するバイパス通路を設け、該バイパス通路を、タービ
ンインペラ回転方向に沿って順次断面積が増加するスク
ロール通路から構成したことを特徴とするターボチャー
ジャーの排気バイパス構造。
1. A turbocharger, characterized in that a bypass passage for extracting exhaust gas from the middle of the turbine impeller is provided, and the bypass passage is constituted by a scroll passage whose cross-sectional area increases sequentially along the rotational direction of the turbine impeller. Exhaust bypass structure.
【請求項2】 上記スクロール通路の一部が、上記ター
ビンインペラに排ガスを送るスクロール室の半径方向内
側に重ね合わされる請求項1記載のターボチャージャー
の排気バイパス構造。
2. The exhaust bypass structure for a turbocharger according to claim 1, wherein a part of the scroll passage is superposed on an inner side in a radial direction of a scroll chamber that sends exhaust gas to the turbine impeller.
【請求項3】 上記タービンインペラの上流側より排ガ
スを抽気する上流側バイパス通路がさらに設けられる請
求項1又は2記載のターボチャージャーの排気バイパス
構造。
3. The exhaust bypass structure for a turbocharger according to claim 1, further comprising an upstream bypass passage for extracting exhaust gas from an upstream side of the turbine impeller.
【請求項4】 上記バイパス通路と上記上流側バイパス
通路との出口が隣接され、これら出口が共通のウェスト
ゲート弁で開閉される請求項3記載のターボチャージャ
ーの排気バイパス構造。
4. The exhaust bypass structure for a turbocharger according to claim 3, wherein outlets of the bypass passage and the upstream bypass passage are adjacent to each other, and these outlets are opened and closed by a common wastegate valve.
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