JP2008202467A

JP2008202467A - 過給機

Info

Publication number: JP2008202467A
Application number: JP2007038148A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Nakano; 健中野; Yutaka Hirata; 豊平田
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2007-02-19
Filing date: 2007-02-19
Publication date: 2008-09-04
Anticipated expiration: 2027-02-19
Also published as: JP4876959B2

Abstract

【課題】
断熱カバー自体の断熱性能を増大させることなく、タービンハウジングの断熱性能を向上させた過給機を提供する。
【解決手段】
内燃機関に付属して設けられる過給機２０であって、該過給機のタービンハウジング９に空気層成形部材２１，２２を介在して断熱カバー１６を設け、該断熱カバーと前記タービンハウジングとの間に空気層１７を形成した。
【選択図】図１

Description

本発明は内燃機関に付属して設けられる過給機、特に舶用過給機に関するものである。

内燃機関の出力増大、燃焼効率の向上の為、排気ガスのエネルギを利用して駆動され、内燃機関に過給する過給機が設けられる。

図４に於いて、過給機について説明する。

過給機１は、回転軸２を共有するタービン３とコンプレッサ４によって構成されている。

前記回転軸２は軸受ハウジング５に軸受６を介して回転自在に支持され、前記回転軸２の一端にはタービン翼車７が設けられ、他端にはコンプレッサ翼車８が設けられている。

前記タービン翼車７は前記軸受ハウジング５に取付けられたタービンハウジング９に収納され、前記コンプレッサ翼車８は前記軸受ハウジング５に取付けられたコンプレッサハウジング１１に収納されている。

前記タービン翼車７、前記タービンハウジング９等によって前記タービン３が構成され、前記コンプレッサ翼車８、前記コンプレッサハウジング１１等によって前記コンプレッサ４が構成される。

前記タービンハウジング９は排気ガス流入口１２、排気ガス流出口１３を有し、前記排気ガス流入口１２には内燃機関からの排気ガスが流入し、前記排気ガス流出口１３からは排気エネルギによって前記タービン翼車７を回転した後の排気ガスが排気される。

前記コンプレッサハウジング１１は、吸入口１４、吐出口１５を有し、前記コンプレッサ翼車８が前記回転軸２を介して前記タービン翼車７により回転されることで、前記吸入口１４より吸入した空気を圧縮し、前記吐出口１５より圧縮空気を内燃機関に給気する。

上記過給機１に於いて、前記タービンハウジング９には前記排気ガス流入口１２から流入した高温の排気ガスが流通する。この為、前記タービンハウジング９は排気ガスによって加熱され、高温となる。

舶用内燃機関等では過給機が露出しており、作業者が触れる状態にある。内燃機関の作動中に作業者が触れた場合は、火傷する虞れがあるので、前記タービンハウジング９を断熱カバーによって覆い、表面温度が所定温度（２２０℃）以下となる様に、義務付けられている。

図４中、１６は断熱カバーを示しており、該断熱カバー１６は、例えば硝子ウール等の断熱材料を所要の厚みに形成し、表面にアルミ等を蒸着したものである。

従来の過給機では、前記断熱カバー１６が前記タービンハウジング９に装着された状態では、前記断熱カバー１６は前記タービンハウジング９の高温のガスが流通する流路部分９ａに密着している。この為、前記断熱カバー１６の表面温度を所定温度以下とするには、前記断熱材の厚みを厚くする等、前記断熱カバー１６自体の断熱性能を大きくする必要がある。

該断熱カバー１６の厚みを厚くすると、該断熱カバー１６の柔軟性がなくなり、前記タービンハウジング９への着脱作業性が悪くなる。或は、該タービンハウジング９を装着する為に該タービンハウジング９の周囲に空間を確保しなければならない等、前記過給機１を取付ける際の制約が大きくなる。又、前記断熱カバー１６の厚みが厚くなるので、コストが上昇する等の問題がある。

特開平７−１８９７２５号公報

本発明は斯かる実情に鑑み、断熱カバー自体の断熱性能を増大させることなく、タービンハウジングの断熱性能を向上させた過給機を提供するものである。

本発明は、内燃機関に付属して設けられる過給機であって、該過給機のタービンハウジングに空気層成形部材を介在して断熱カバーを設け、該断熱カバーと前記タービンハウジングとの間に空気層を形成した過給機に係るものである。

又本発明は、前記空気層成形部材は前記タービンハウジングの表面に形成されたリブである過給機に係り、又前記リブは排気ガス流路に沿って形成された縦リブと、前記排気ガス流路と交差し、所要間隔で設けられた横リブである過給機に係り、又前記縦リブの高さと、前記横リブの高さが異なる過給機に係り、更に又前記縦リブ、前記横リブの少なくとも一方の表面に、凹部を形成した過給機に係るものである。

本発明によれば、内燃機関に付属して設けられる過給機であって、該過給機のタービンハウジングに空気層成形部材を介在して断熱カバーを設け、該断熱カバーと前記タービンハウジングとの間に空気層を形成したので、タービンハウジングに対する断熱性能が向上し、断熱カバー自体が負担する断熱性能が減少するので、コストの低減、断熱カバー着脱の作業性の向上が図れる。

又本発明によれば、前記空気層成形部材は前記タービンハウジングの表面に形成されたリブであるので、タービンハウジング製作時に一体成形でき、コストの低減が図れる。

又本発明によれば、前記リブは排気ガス流路に沿って形成された縦リブと、前記排気ガス流路と交差し、所要間隔で設けられた横リブであり、又前記縦リブの高さと、前記横リブの高さが異なるので、前記縦リブ表面、前記横リブ表面と前記断熱カバーとの間に隙間が形成され、断熱性能が向上する。

更に又本発明によれば、前記縦リブ、前記横リブの少なくとも一方の表面に、凹部を形成したので、前記縦リブ、前記横リブと前記断熱カバーとの接触面積が減少し、断熱性能が向上する等の優れた効果を発揮する。

以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。

図１は、本発明が実施された過給機２０の一例を示すものであり、図１中、図４中で示したものと同等のものには同符号を付してある。又、過給機としての基本的な構造は同一であるので、説明を省略する。

本発明では、タービン３、即ちタービンハウジング９に対する断熱の為、該タービンハウジング９に断熱カバー１６を装着するが、前記タービンハウジング９に対する断熱性能を向上させる為、前記タービンハウジング９の表面と前記断熱カバー１６との間に空気層１７を形成する。

以下、該空気層１７を形成する一例を説明する。

図２は、過給機２０に使用されるタービンハウジング９の一例を示しており、該タービンハウジング９の流路部分９ａの表面に、流れ方向に沿って縦リブ２１を形成し、又、流れ方向に直交する横リブ２２を所要角度間隔で形成する。

尚、前記タービンハウジング９を鋳型成型する場合は、前記縦リブ２１は鋳抜き方向に対して垂直な面に形成し、前記横リブ２２は鋳抜き方向と平行となる様に形成する。

前記縦リブ２１、前記横リブ２２を形成することで、前記タービンハウジング９に前記断熱カバー１６を装着した場合、前記流路部分９ａの表面と前記断熱カバー１６の内面との間に前記空気層１７が形成される。

空気は、熱伝導率が小さく、大きな断熱性能を有する。従って、前記流路部分９ａの表面と前記断熱カバー１６の内面との間に前記空気層１７が形成されることで、前記タービンハウジング９に対する断熱性能が向上する。従って、前記断熱カバー１６の厚みを薄くでき、コストが低減すると共に前記断熱カバー１６の柔軟性を確保でき、該断熱カバー１６の着脱の作業性が向上する。

尚、前記縦リブ２１と前記横リブ２２の表面は、前記断熱カバー１６の内面に直接接触することになるので、図２、図３に示される様に、前記縦リブ２１と前記横リブ２２の高さを変えることで、前記縦リブ２１、前記横リブ２２と前記断熱カバー１６の内面との間に間隙２３（図１参照）が形成され、接触面積が減少すると共に前記縦リブ２１、前記横リブ２２と前記断熱カバー１６の内面との間にも空気層が形成される。

本実施の形態に於いて、前記縦リブ２１、前記横リブ２２を形成することで、前記タービンハウジング９と前記断熱カバー１６との接触面積は、従来の過給機に比して３０％に減少する。

又、前記縦リブ２１、前記横リブ２２の表面と前記断熱カバー１６との接触面積を、更に減少させる為、図３に示す様に、前記縦リブ２１、前記横リブ２２の両方、又は一方の表面に所要間隔で凹部２４を形成してもよい（図３は前記横リブ２２に形成した凹部２４のみが現れている）。

前記凹部２４を形成することで、前記縦リブ２１、前記横リブ２２と前記断熱カバー１６との接触面積が減少し、前記縦リブ２１、前記横リブ２２、前記凹部２４から前記断熱カバー１６に直接熱伝達される熱量が減少し、断熱性能が向上する。

上記実施の形態では、前記空気層１７を形成する為の空気層成形部材である前記縦リブ２１、前記横リブ２２を前記タービンハウジング９と一体に形成したが、前記縦リブ２１、前記横リブ２２を前記タービンハウジング９とは別部材とし、該タービンハウジング９に後付けしてもよい。或は、該タービンハウジング９の表面、又は、前記断熱カバー１６の内面に、空気層を形成する為の突起物を設けてもよい。

本発明の実施の形態に係る過給機の断面図である。該過給機に使用されるタービンハウジングの斜視図である。該過給機の部分断面図である。従来の過給機の断面図である。

符号の説明

１過給機
３タービン
４コンプレッサ
７タービン翼車
８コンプレッサ翼車
９タービンハウジング
９ａ流路部分
１６断熱カバー
１７空気層
２１縦リブ
２２横リブ
２３間隙
２４凹部

Claims

内燃機関に付属して設けられる過給機であって、該過給機のタービンハウジングに空気層成形部材を介在して断熱カバーを設け、該断熱カバーと前記タービンハウジングとの間に空気層を形成したことを特徴とする過給機。
前記空気層成形部材は前記タービンハウジングの表面に形成されたリブである請求項１の過給機。
前記リブは排気ガス流路に沿って形成された縦リブと、前記排気ガス流路と交差し、所要間隔で設けられた横リブである請求項２の過給機。
前記縦リブの高さと、前記横リブの高さが異なる請求項３の過給機。
前記縦リブ、前記横リブの少なくとも一方の表面に、凹部を形成した請求項３の過給機。