JP2012017714A - 過給機及び過給機システム - Google Patents

Abstract

【課題】容易に多段化可能な過給機を提供する。
【解決手段】インペラハウジング３ｂは、流体を内部に取込む吸入口３ｂ１と、吸入口３ｂ１から吸入された流体のうちインペラを通過した流体を排出する排出口３ｂ２と、吸入口３ｂ１から吸入された流体のうちインペラを通過しない流体を排出するバイパス排出口３ｂ４と、流体を内部に取込むと共に取込まれた当該流体をインペラを通過させることなく排出口３ｂ２に送るためのバイパス吸入口３ｂ３とを備え、吸入口３ｂ１が同一形状の他のインペラハウジング３ｂが有するバイパス排出口３ｂ４に対して、排出口３ｂ２が当該他のインペラハウジング３ｂが有するバイパス吸入口３ｂ３に対して、同時に連通可能に形状設定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、過給機及び過給機システムに関するものである。

従来から、複数の過給機を多段に接続することにより、高圧過給やターボラグの低減を実現する過給機システムが用いられている。
例えば、特許文献１には、同一容量の過給機を３つ備える過給機システムが開示されている。

特許３７０９５９２号公報

しかしながら、従来の過給機システムにおいては、過給機同士の接続が複雑なものであり、特に、並列に複数の過給機が接続される場合には、配管が複雑化する傾向が強い。したがって、従来の過給機システムは、過給機同士の接続が複雑化することによって信頼性の確保に大きな労力を割く必要が生じ、容易に多段の過給機システムを採用することはできなかった。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、容易に多段化可能な過給機を提供し、さらには信頼性に優れた過給機システムを提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。

第１の発明は、インペラと当該インペラを収容するインペラハウジングとを備える過給機であって、上記インペラハウジングは、流体を内部に取込む吸入口と、上記吸入口から吸入された流体のうち上記インペラを通過した流体を排出する排出口と、上記吸入口から吸入された流体のうち上記インペラを通過しない流体を排出するバイパス排出口と、流体を内部に取込むと共に取込まれた当該流体を上記インペラを通過させることなく上記排出口に送るためのバイパス吸入口とを備え、上記吸入口が同一形状の他のインペラハウジングが有する上記バイパス排出口に対して、上記排出口が当該他のインペラハウジングが有する上記バイパス吸入口に対して、同時に連通可能に形状設定されている。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記インペラハウジングが、上記吸入口が設けられる第１当接部と、上記第１当接部と当接可能な形状を有すると共に当接時に上記吸入口と連通可能な位置に上記バイパス排出口が設けられる第２当接部と、上記排出口が設けられる第３当接部と、上記第３当接部と当接可能な形状を有すると共に当接時に上記排出口と連通可能な位置に上記バイパス吸入口が設けられる第４当接部とを備えるという構成を採用する。

第３の発明は、上記第２の発明において、上記第１当接部と上記第３当接部とが一体化されて形成される第１フランジ部と、上記第２当接部と上記第４当接部とが一体化されて形成される第２フランジ部とを備えるという構成を採用する。

第４の発明は、上記第３の発明において、上記インペラハウジングにて、上記第１フランジ部と上記第２フランジ部との間に位置する中央部が屈曲され、上記第１フランジ部に対して上記第２フランジ部が傾斜されているという構成を採用する。

第５の発明は、上記第１〜第４いずれかの発明において、上記インペラの上流側に配置され、上記インペラへの流体供給の調整を行うバルブを備えるという構成を採用する。

第６の発明は、上記吸入口と上記バイパス排出口とが連通され、上記排出口と上記バイパス吸入口とが連通されて連結される複数の上記第１〜第５いずれかの発明である過給機を備えるという構成を採用する。

本発明の過給機によれば、インペラハウジングが吸入口及び排出口の他に、吸入口から吸入された流体のうちインペラを通過しない流体を排出するバイパス排出口と、流体を内部に取込むと共に取込まれた当該流体を前記インペラを通過させることなく排出口に送るためのバイパス吸入口とを備えている。
そして、本発明の過給機においては、インペラハウジングの吸入口が、他の過給機が備える同一形状のインペラハウジング（他のインペラハウジング）のバイパス排出口に対して連通可能とされており、これと同時に、本発明の過給機が備えるインペラハウジングの排出口が、他の過給機が備える同一形状のインペラハウジングのバイパス吸入口と連通可能とされている。
つまり、本発明の過給機によれば、本発明の過給機同士を接続する場合に、これらの過給機が備えるインペラハウジングの間に別途配管を配設する必要なく接続することができる。

そして、本発明の過給機同士が上述のように接続された場合には、一方の過給機（第１の過給機と称する）が備えるインペラハウジングの吸入口から吸入された流体を、この過給機が備えるインペラを通過させることなく、他方の過給機（第２の過給機）が備えるインペラハウジングの吸入口に流入させることができる。また、第２の過給機のインペラを通過した流体を、第１の過給機が備えるインペラハウジングを介することで、第１の過給機のインペラを通過した流体と纏めて第１の過給機の排出口から排出することができる。
このため、本発明の過給機によれば、複雑に配管を引き回すことなく、容易に並列接続することができる。

したがって、本発明の過給機によれば、容易に接続することができ、容易に多段化することができる。そして、このような本発明の過給機が複数接続されてなる過給機システムは、過給機同士を接続する配管を少なくでき、接合箇所が少なくて信頼性の高いものとなる。

本発明の一実施形態における過給機の斜視図である。 本発明の一実施形態における過給機が複数接続された過給機システムの斜視図である。 本発明の一実施形態における過給機が複数接続された過給機システムの模式図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る過給機及び過給機システムの一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。

図１は、本実施形態における過給機１の斜視図であり、（ａ）が一方側から見た斜視図であり、（ｂ）が反対側から見た斜視図である。
また、図２は、本実施形態における過給機１が複数（本実施形態においては４つ）接続された過給機システム１００の斜視図である。
また、図３は、上記過給機システム１００の模式図である。

本実施形態の過給機１は、図３に示すように、エンジンＥに対して接続されており、エンジンＥから排出された排気ガスに含まれるエネルギを回転動力として回収、この回転動力を用いて空気を圧縮してエンジンＥに供給するものである。そして、図１〜図３に示すように、本実施形態の過給機１は、コンプレッサ２と、タービン３と、軸部４と、バルブ駆動用アクチュエータ５とを備えている。

コンプレッサ２は、外部から供給される空気を圧縮するものであり、コンプレッサインペラ２ａ（図３参照）と、当該コンプレッサインペラ２ａを収容するコンプレッサハウジング２ｂとを有している。

コンプレッサハウジング２ｂは、例えば、アルミニウム等の金属材料から形成されており、吸入口２ｂ１と、排出口２ｂ２と、バイパス吸入口２ｂ３と、第１フランジ部２ｂ４と、第２フランジ部２ｂ５とを備えている。

吸入口２ｂ１は、コンプレッサハウジング２ｂの内部に空気（流体）を取込むための開口である。なお、図３に示すように、吸入口２ｂ１とコンプレッサインペラ２ａとの間には、コンプレッサインペラ２ａ側から吸入口２ｂ１への空気の逆流を防止するための逆止弁２ｃが設置されている。
排出口２ｂ２は、吸入口２ｂ１から吸入されてコンプレッサインペラ２ａを通過した空気を排出する開口である。
バイパス吸入口２ｂ３は、他の過給機１が備えるコンプレッサハウジング２ｂの排出口２ｂ２から排出された空気を取込むと共に取込まれた空気をコンプレッサインペラ２ａを通過させることなく排出口２ｂ２に送るための開口である。
第１フランジ部２ｂ４は、排出口２ｂ２が設けられており、他の過給機１が備えるコンプレッサハウジング２ｂの第２フランジ部２ｂ５と同一の形状を有しており、不図示のボルト等によって他の過給機１が備えるコンプレッサハウジング２ｂの第２フランジ部２ｂ５と締結可能とされている。
第２フランジ部２ｂ５は、上述のように、他の過給機１が備えるコンプレッサハウジング２ｂの第１フランジ部２ｂ４と締結可能に構成されており、当該第１フランジ部２ｂ４と締結された際に排出口２ｂ２と連通可能な位置にバイパス吸入口２ｂ３が設けられている。

なお、第１フランジ部２ｂ４と、第２フランジ部２ｂ５とは、コンプレッサインペラ２ａを囲う中央部を挟んで、コンプレッサハウジング２ｂの両端に配置されており、互いの当接面が略反対側を向いて配置されている。
そして、第１フランジ部２ｂ４の位置及び角度は、他の過給機１が第１フランジ部２ｂ４側に取り付けられた場合に、第１フランジ部２ｂ４が他の過給機１が備えるコンプレッサハウジング２ｂの第２フランジ部２ｂ５と当接可能に設定されている。
また、第２フランジ部２ｂ５の位置及び角度は、他の過給機１が第２フランジ部２ｂ５側に取り付けられた場合に、第２フランジ部２ｂ５が他の過給機１が備えるコンプレッサハウジング２ｂの第１フランジ部２ｂ４と当接可能に設定されている。
つまり、第１フランジ部２ｂ４と第２フランジ部２ｂ５との配置関係は、本実施形態の過給機１が他の過給機１と接続された際に、接続された側において互いが当接する関係に設定されている。

タービン３は、エンジンＥから供給される排気ガスに含まれるエネルギを回転動力に変換するものであり、タービンインペラ３ａ（図３参照）と、当該タービンインペラ３ａを収容するタービンハウジング３ｂとを有している。なお、タービンインペラ３ａが本発明のインペラに相当し、タービンハウジング３ｂが本発明のインペラハウジングに相当する。

タービンハウジング３ｂは、例えば、鋳鉄等の金属材料から形成されており、吸入口３ｂ１と、排出口３ｂ２と、バイパス吸入口３ｂ３と、バイパス排出口３ｂ４と、第１フランジ部３ｂ５と、第２フランジ部３ｂ６とを備えている。

吸入口３ｂ１は、タービンハウジング３ｂの内部に排気ガス（流体）を取込むための開口である。
排出口３ｂ２は、吸入口３ｂ１から吸入された排気ガスのうち、タービンインペラ３ａを通過した排気ガスを排出するための開口である。
バイパス吸入口３ｂ３は、他の過給機１が備えるタービンハウジング３ｂの排出口３ｂ２から排出された排気ガスを取込むと共に取込まれた排気ガスをタービンインペラ３ａを通過させることなく排出口３ｂ２に送るための開口である。
バイパス排出口３ｂ４は、吸入口３ｂ１から吸入された排気ガスのうち、インペラを通過しない排気ガスを排出するための開口である。
なお、吸入口３ｂ１に繋がる内部流路は、図３に示すように、タービンハウジング３ｂの内部において２又に分岐されており、一方がタービンインペラ３ａに繋がり、他方がバイパス排出口３ｂ４に繋がっている。そして、タービンインペラ３ａの上流側には、当該タービンインペラ３ａへの排気ガスの供給状態を調節する開閉バルブ３ｃ（バルブ）が設置されている。

第１フランジ部３ｂ５は、吸入口３ｂ１及び排出口３ｂ２が設けられており、他の過給機１が備えるタービンハウジング３ｂの第２フランジ部３ｂ６と同一の形状を有しており、不図示のボルト等によって他の過給機１が備えるタービンハウジング３ｂの第２フランジ部３ｂ６と締結可能とされている。

第２フランジ部３ｂ６は、バイパス吸入口３ｂ３及びバイパス排出口３ｂ４が設けられており、上述のように、他の過給機１が備える第１フランジ部３ｂ５と締結可能に構成されている。

第２フランジ部３ｂ６に設けられるバイパス吸入口３ｂ３及びバイパス排出口３ｂ４は、第２フランジ部３ｂ６が他の過給機１が備える第１フランジ部３ｂ５と締結された際に、他の過給機１の第１フランジ部３ｂ５に形成された吸入口３ｂ１及び排出口３ｂ２と連通可能な位置に設けられている。具体的には、バイパス吸入口３ｂ３が他の過給機１の排出口３ｂ２と連通する位置に設けられ、バイパス排出口３ｂ４が他の過給機１の吸入口３ｂ１と連通する位置に設けられている。

第１フランジ部３ｂ５と、第２フランジ部３ｂ６とは、タービンインペラ３ａを囲うと共に屈曲した中央部３ｂ７を挟んで、タービンハウジング３ｂの両端に配置されており、互いの当接面が略反対側を向くと共に、第１フランジ部３ｂ５に対して第２フランジ部３ｂ６が傾斜されて配置されている。
そして、第１フランジ部３ｂ５の位置及び角度は、他の過給機１のタービンハウジング３ｂが第１フランジ部３ｂ５側に取り付けられた場合に、第１フランジ部３ｂ５が他の過給機１が備えるタービンハウジング３ｂの第２フランジ部３ｂ６と当接可能に設定されている。
また、第２フランジ部３ｂ６の位置及び角度は、他の過給機１のタービンハウジング３ｂが第２フランジ部３ｂ６側に取り付けられた場合に、第２フランジ部３ｂ６が他の過給機１が備えるタービンハウジング３ｂの第１フランジ部３ｂ５と当接可能に設定されている。
つまり、第１フランジ部３ｂ５と第２フランジ部３ｂ６との配置関係は、本実施形態の過給機１が他の過給機１と接続された際に、接続された側において互いが当接する関係に設定されている。

このように本実施形態の過給機１においては、タービンハウジング３ｂは、吸入口３ｂ１が同一形状の他の過給機１のタービンハウジング３ｂが有するバイパス排出口３ｂ４に対して、排出口３ｂ２が同一形状の他の過給機１のタービンハウジング３ｂが有するバイパス吸入口３ｂ３に対して同時に連通可能に形状設定されている。

なお、第１フランジ部３ｂ５は、本発明における、吸入口が設けられた第１当接部と、排出口が設けられた第３当接部とが一体化されて形成されたものである。
また、第２フランジ部３ｂ６は、本発明における、第１当接部と当接可能な形状を有すると共に当接時に吸入口と連通可能な位置にバイパス排出口が設けられる第２当接部と、第３当接部と当接可能な形状を有すると共に当接時に排出口と連通可能な位置にバイパス吸入口が設けられる第４当接部とが一体化されて形成されたものである。
そして、本発明の過給機においては、例えば、第１フランジ部３ｂ５を第１当接部と第３当接部とに分離し、第２フランジ部３ｂ６を第２当接部と第４当接部とに分離することも可能である。

軸部４は、コンプレッサ２とタービン３とを接続するものであり、コンプレッサインペラ２ａとタービンインペラ３ａとを連結するシャフト４ａ（図３参照）と、当該シャフト４ａを収容する軸部ハウジングとを備えている。

バルブ駆動用アクチュエータ５は、タービンインペラ３ａの上流側に配置された開閉バルブ３ｃに連結されており、開閉バルブ３ｃを開閉駆動するための動力源となるものである。

そして、本実施形態においては、図２及び図３に示すように、過給機システム１００は、上述の過給機１を４つ備えている。なお、以下の説明においては、４つの過給機１を説明の便宜上、エンジンＥ側から第１の過給機１Ａ、第２の過給機１Ｂ、第３の過給機１Ｃ、第４の過給機１Ｄと称する。

図３に示すように、第１の過給機１Ａは、コンプレッサハウジング２ｂの第１フランジ部２ｂ４に形成された排出口２ｂ２がエンジンＥの吸気管Ｅ１に連通されており、タービンハウジング３ｂの第１フランジ部３ｂ５に形成された吸入口３ｂ１がエンジンＥの排気管Ｅ２と連通されると共に排出口３ｂ２が車両外部に繋がる排気管Ｘに連通されている。

また、第１の過給機１ＡのエンジンＥと反対側には第２の過給機１Ｂが接続されている。より詳細には、図２に示すように、第１の過給機１Ａが備えるコンプレッサハウジング２ｂの第２フランジ部２ｂ５が第２の過給機１Ｂが備えるコンプレッサハウジング２ｂの第１フランジ部２ｂ４と当接して締結されている。また、第１の過給機１Ａが備えるタービンハウジング３ｂの第２フランジ部３ｂ６が第２の過給機１Ｂが備えるタービンハウジング３ｂの第１フランジ部３ｂ５と当接して締結されている。
これによって、図３に示すように、第１の過給機１Ａが備えるコンプレッサハウジング２ｂのバイパス吸入口２ｂ３が第２の過給機１Ｂの排出口２ｂ２と連通され、第１の過給機１Ａが備えるタービンハウジング３ｂのバイパス排出口３ｂ４が第２の過給機１Ｂが備えるタービンハウジング３ｂの吸入口３ｂ１と連通され、第１の過給機１Ａが備えるタービンハウジング３ｂのバイパス吸入口３ｂ３が第２の過給機１Ｂが備えるタービンハウジング３ｂの排出口３ｂ２と連通されている。

第２の過給機１ＢのエンジンＥと反対側には第３の過給機１Ｃが接続されている。より詳細には、図２に示すように、第２の過給機１Ｂが備えるコンプレッサハウジング２ｂの第２フランジ部２ｂ５が第３の過給機１Ｃが備えるコンプレッサハウジング２ｂの第１フランジ部２ｂ４と当接して締結されている。また、第２の過給機１Ｂが備えるタービンハウジング３ｂの第２フランジ部３ｂ６が第３の過給機１Ｃが備えるタービンハウジング３ｂの第１フランジ部３ｂ５と当接して締結されている。
これによって、図３に示すように、第２の過給機１Ｂが備えるコンプレッサハウジング２ｂのバイパス吸入口２ｂ３が第３の過給機１Ｃの排出口２ｂ２と連通され、第２の過給機１Ｂが備えるタービンハウジング３ｂのバイパス排出口３ｂ４が第３の過給機１Ｃが備えるタービンハウジング３ｂの吸入口３ｂ１と連通され、第２の過給機１Ｂが備えるタービンハウジング３ｂのバイパス吸入口３ｂ３が第３の過給機１Ｃが備えるタービンハウジング３ｂの排出口３ｂ２と連通されている。

第３の過給機１ＣのエンジンＥと反対側には第４の過給機１Ｄが接続されている。より詳細には、図２に示すように、第３の過給機１Ｃが備えるコンプレッサハウジング２ｂの第２フランジ部２ｂ５が第４の過給機１Ｄが備えるコンプレッサハウジング２ｂの第１フランジ部２ｂ４と当接して締結されている。また、第３の過給機１Ｃが備えるタービンハウジング３ｂの第２フランジ部３ｂ６が第４の過給機１Ｄが備えるタービンハウジング３ｂの第１フランジ部３ｂ５と当接して締結されている。
これによって、図３に示すように、第３の過給機１Ｃが備えるコンプレッサハウジング２ｂのバイパス吸入口２ｂ３が第４の過給機１Ｄの排出口２ｂ２と連通され、第３の過給機１Ｃが備えるタービンハウジング３ｂのバイパス排出口３ｂ４が第４の過給機１Ｄが備えるタービンハウジング３ｂの吸入口３ｂ１と連通され、第３の過給機１Ｃが備えるタービンハウジング３ｂのバイパス吸入口３ｂ３が第４の過給機１Ｄが備えるタービンハウジング３ｂの排出口３ｂ２と連通されている。

第４の過給機１ＤのエンジンＥと反対側には、他の過給機が備えられていない。そして、第４過給機１Ｄが備えるコンプレッサハウジング２ｂのバイパス吸入口２ｂ３は閉塞されており、また第４過給機１Ｄが備えるバイパス吸入口３ｂ３とバイパス排出口３ｂ４とは開閉バルブ６が内部に設置されたバイパス流路７で接続されている。

なお、図３に示すように、各コンプレッサハウジング２ｂの吸入口２ｂ１は、３又に分岐された分岐管Ｙと接続されており、分岐管Ｙを介して各コンプレッサ２に空気が供給される。この分岐管Ｙは、例えば、プラスチック材料によって形成されている。

このように本実施形態の過給機システム１００は、同一容量の過給機１を複数備えて構成されている。
１つの過給機１のタービン３の作動レンジは、エンジンＥから過給機システム１００に供給される排気ガスが最も少ない状態であっても、タービンインペラ３ａが回転駆動可能に設定されている。つまり、過給機１は、エンジンＥに許容されるターボラグの時間以下で動作可能なイナーシャの小さなタービン動翼を有するタービンインペラ３ａを備えている。

そして、エンジンＥから過給機システム１００に供給される排気ガスの流量が１つの過給機１の作動レンジを超えた場合に、当該作動レンジを超える排気ガスが順次、他の過給機１に供給される。このため、過給機システム１００に備えられる過給機１の数は、エンジンＥから排気される排気ガスの流量が最も多い場合に、全ての排気ガスの過給機１の作動レンジ内で分配可能に設定されている。これによって、チョーク及びオーバーブーストを防止することができる。
つまり、本実施形態の過給機システム１００は、エンジンＥから排気される排気ガスの流量が最も少ない場合でも作動可能な過給機１を、エンジンＥから排気される排気ガスの流量が最も多い場合にチョーク及びオーバーブーストしない数だけ備えている。

なお、本実施形態の過給機システム１００によれば、過給機１の数を自由に変更可能であり、自由にワイドレンジ化することができる。このため、各過給機１の作動レンジを狭くして過給機１を高圧力比に対応可能なものとし、この過給機１を多数備えることで、本実施形態の過給機システム１００を高圧過給に対応させることも可能である。

次に、このように構成された本実施形態における過給機１（第１の過給機１Ａ〜第４の過給機１Ｄ）及び過給機システム１００の動作について説明する。

本実施形態の過給機システム１００においては、不図示の制御部がエンジンＥの状態を監視しており、エンジンＥから排気される排気ガスの流量に応じて、第１の過給機１Ａ〜第４の過給機１Ｄが備える開閉バルブ３ｃを制御する。
より詳細には、エンジンＥから排気される排気ガスの流量が多くなるに連れて、多くの開閉バルブ３ｃが開放される。すなわち、エンジンＥから排気される排気ガスの流量が最も少ない状態では第１の過給機１Ａの開閉バルブ３ｃのみが開放され、排気ガスの流量が多くなるに連れて第２の過給機１Ｂの開閉バルブ３ｃ及び第３の過給機１Ｃの開閉バルブ３ｃが順次開放され、排気ガスの流量が最も多い状態では第１の過給機１Ａ〜第４の過給機１Ｄの全ての開閉バルブ３ｃが開放される。なお、上述の第１の過給機１Ａ〜第４の過給機１Ｄが備える開閉バルブ３ｃの開放タイミングは一例であり、開放の順序や開放される開閉バルブ３ｃの数は、エンジンＥに求められる出力等に応じて変化可能である。
バイパス流路７に設置された開閉バルブ６は、緊急用の開閉バルブ６であり、エンジンＥから排出される排気ガスの流量が予期せずに増量したり、過給機１の動作不良が生じたりした場合に、排気ガスを逃がす必要が生じた際に開放される。つまり、開閉バルブ６は、通常時は閉鎖されている。
そして、以下の動作説明では、エンジンＥから排気される排気ガスの流量が最も多い状態、すなわち、第１の過給機１Ａ〜第４の過給機１Ｄが備える全ての開放バルブ３ｃが開放された状態について説明する。

エンジンＥから排気管Ｅ２を介して排気ガスが排出されると、排出された排気ガスは、第１の過給機１Ａの吸入口３ｂ１に流入する。
吸入口３ｂ１に流入した排気ガスは、第１の過給機１Ａが備えるタービンハウジング３ｂ内に取込まれ、一部がタービンインペラ３ａに供給されてタービンインペラ３ａを回転駆動させて通過し、残りがタービンインペラ３ａを通過することなくバイパス排出口３ｂ４から第２の過給機１Ｂに供給される。

第１の過給機１Ａが備えるタービンインペラ３ａを通過した排気ガスは、バイパス吸入口３ｂ３を介して第２の過給機１Ｂが備えるタービンハウジング３ｂの排出口３ｂ２から流入した排気ガスと合流されて第１の過給機１Ａの排出口３ｂ２から排気管Ｘに排気される。

第１の過給機１Ａにおいてタービンインペラ３ａが回転駆動されると、シャフト４ａで連結されたコンプレッサインペラ２ａが回転駆動する。
このように第１の過給機１Ａのコンプレッサインペラ２ａが回転駆動すると、分岐管Ｙを介して吸入口２ｂ１からコンプレッサハウジング２ｂ内に取込まれた空気が圧縮される。そして、圧縮された空気は、バイパス吸入口２ｂ３を介して第２の過給機１Ｂが備えるコンプレッサハウジング２ｂの排出口２ｂ２から流入した圧縮空気と合流されて第１の過給機１Ａの排出口２ｂ２から吸気管Ｅ１を介してエンジンＥに供給される。

また、上述のように、第２の過給機１Ｂの吸入口３ｂ１に第１の過給機１Ａのバイパス排出口３ｂ４から排気ガスが流入すると、吸入口３ｂ１に流入した排気ガスは、第２の過給機１Ｂが備えるタービンハウジング３ｂ内に取込まれ、一部がタービンインペラ３ａに供給されてタービンインペラ３ａを回転駆動させて通過し、残りがタービンインペラ３ａを通過することなくバイパス排出口３ｂ４から第３の過給機１Ｃに供給される。

第２の過給機１Ｂが備えるタービンインペラ３ａを通過した排気ガスは、バイパス吸入口３ｂ３を介して第３の過給機１Ｃが備えるタービンハウジング３ｂの排出口３ｂ２から流入した排気ガスと合流されて第２の過給機１Ｂの排出口３ｂ２から第１の過給機１Ａが備えるタービンハウジング３ｂのバイパス吸入口３ｂ３に供給される。

第２の過給機１Ｂにおいてタービンインペラ３ａが回転駆動されると、シャフト４ａで連結されたコンプレッサインペラ２ａが回転駆動する。
このように第２の過給機１Ｂのコンプレッサインペラ２ａが回転駆動すると、分岐管Ｙを介して吸入口２ｂ１からコンプレッサハウジング２ｂ内に取込まれた空気が圧縮される。そして、圧縮された空気は、バイパス吸入口２ｂ３を介して第３の過給機１Ｃが備えるコンプレッサハウジング２ｂの排出口２ｂ２から流入した圧縮空気と合流されて第２の過給機１Ｂの排出口２ｂ２から第１の過給機１Ａが備えるコンプレッサハウジング２ｂのバイパス吸入口２ｂ３に供給される。

また、上述のように、第３の過給機１Ｃの吸入口３ｂ１に第２の過給機１Ｂのバイパス排出口３ｂ４から排気ガスが流入すると、吸入口３ｂ１に流入した排気ガスは、第３の過給機１Ｃが備えるタービンハウジング３ｂ内に取込まれ、一部がタービンインペラ３ａに供給されてタービンインペラ３ａを回転駆動させて通過し、残りがタービンインペラ３ａを通過することなくバイパス排出口３ｂ４から第４の過給機１Ｄに供給される。

第３の過給機１Ｃが備えるタービンインペラ３ａを通過した排気ガスは、バイパス吸入口３ｂ３を介して第４の過給機１Ｄが備えるタービンハウジング３ｂの排出口３ｂ２から流入した排気ガスと合流されて第３の過給機１Ｃの排出口３ｂ２から第２の過給機１Ｂが備えるタービンハウジング３ｂのバイパス吸入口３ｂ３に供給される。

第３の過給機１Ｃにおいてタービンインペラ３ａが回転駆動されると、シャフト４ａで連結されたコンプレッサインペラ２ａが回転駆動する。
このように第３の過給機１Ｃのコンプレッサインペラ２ａが回転駆動すると、分岐管Ｙを介して吸入口２ｂ１からコンプレッサハウジング２ｂ内に取込まれた空気が圧縮される。そして、圧縮された空気は、バイパス吸入口２ｂ３を介して第４の過給機１Ｄが備えるコンプレッサハウジング２ｂの排出口２ｂ２から流入した圧縮空気と合流されて第３の過給機１Ｃの排出口２ｂ２から第２の過給機１Ｂが備えるコンプレッサハウジング２ｂのバイパス吸入口２ｂ３に供給される。

また、上述のように、第４の過給機１Ｄの吸入口３ｂ１に第３の過給機１Ｃのバイパス排出口３ｂ４から排気ガスが流入すると、吸入口３ｂ１に流入した排気ガスは、第４の過給機１Ｄが備えるタービンハウジング３ｂ内に取込まれ、バイパス流路７の開閉バルブ６が閉鎖されているために全量がタービンインペラ３ａに供給されてタービンインペラ３ａを回転駆動させて通過する。

第４の過給機１Ｄが備えるタービンインペラ３ａを通過した排気ガスは、第４の過給機１Ｄの排出口３ｂ２から第３の過給機１Ｃが備えるタービンハウジング３ｂのバイパス吸入口３ｂ３に供給される。

第４の過給機１Ｃにおいてタービンインペラ３ａが回転駆動されると、シャフト４ａで連結されたコンプレッサインペラ２ａが回転駆動する。
このように第４の過給機１Ｄのコンプレッサインペラ２ａが回転駆動すると、分岐管Ｙを介して吸入口２ｂ１からコンプレッサハウジング２ｂ内に取込まれた空気が圧縮される。そして、圧縮された空気は、第４の過給機１Ｄの排出口２ｂ２から第３の過給機１Ｃが備えるコンプレッサハウジング２ｂのバイパス吸入口２ｂ３に供給される。

以上のような本実施形態の過給機１によれば、タービンハウジングが３ｂが吸入口３ｂ１及び排出口３ｂ２の他に、吸入口３ｂ１から吸入された排気ガスのうちタービンインペラ３ａを通過しない排気ガスを排出するバイパス排出口３ｂ４と、排気ガスを内部に取込むと共に取込まれた当該排気ガスを前記タービンインペラ３ａを通過させることなく排出口３ｂ２に送るためのバイパス吸入口３ｂ３とを備えている。
そして、本実施形態の過給機１においては、タービンハウジング３ｂの吸入口３ｂ１が、他の過給機１が備える同一形状のタービンハウジング３ｂのバイパス排出口３ｂ４に対して連通可能とされており、これと同時に、本実施形態の過給機１が備えるタービンハウジング３ｂの排出口３ｂ２が、他の過給機１が備える同一形状のタービンハウジング３ｂのバイパス吸入口３ｂ３と連通可能とされている。
つまり、本実施形態の過給機１によれば、本実施形態の過給機１同士を接続する場合に、これらの過給機１が備えるタービンハウジング３ｂの間に別途配管を配設する必要なく接続することができる。

そして、本実施形態の過給機１同士が上述のように接続された場合には、一方の過給機（例えば、第１の過給機１Ａ）が備えるタービンハウジング３ｂの吸入口３ｂ１から吸入された排気ガスを、この過給機１Ａが備えるタービンインペラ３ａを通過させることなく、他方の過給機（例えば、第２の過給機１Ｂ）が備えるタービンハウジング３ｂの吸入口３ｂ１に流入させることができる。また、第２の過給機１Ｂのタービンインペラ３ａを通過した排気ガスを、第１の過給機１Ａが備えるタービンハウジング３ｂを介することで、第１の過給機１Ａのタービンインペラ３ａを通過した排気ガスと纏めて第１の過給機１Ａの排出口３ｂ２から排出することができる。
このため、本実施形態の過給機１によれば、複雑に配管を引き回すことなく、容易に並列接続することができる。

したがって、本実施形態の過給機１によれば、容易に接続することができ、容易に多段化することができる。そして、このような本実施形態の過給機１が複数接続されてなる過給機システム１００は、過給機１同士を接続する配管を少なくでき、接合箇所が少なくて信頼性の高いものとなる。

また、本実施形態の過給機１においては、タービンハウジング３ｂ同士の接続の際に、本発明の第１当接部及び第３当接部が一体化された第１フランジ部３ｂ５と、第２当接部及び第４当接部とが一体化された第２フランジ部３ｂ６とが当接される。
このため、タービンハウジング３ｂ同士を面接触させることができ、確実にタービンハウジング３ｂ同士を接続することができる。

また、本実施形態の過給機１においては、第１当接部及び第３当接部が第１フランジ部３ｂ５として一体化され、第２当接部及び第４当接部とが第２フランジ部３ｂ６として一体化されている。
このため、吸入口３ｂ１と排出口３ｂ２との位置関係、及び、バイパス吸入口３ｂ３とバイパス排出口３ｂ４との位置関係とを確実に確保することができる。

また、本実施形態の過給機１においては、タービンハウジング３ｂにて、第１フランジ部３ｂ５と第２フランジ部３ｂ６との間に位置する中央部３ｂ７が屈曲され、第１フランジ部３ｂ５に対して第２フランジ部３ｂ６が傾斜されている。
このため、本実施形態の過給機１を複数接続した場合には、図２に示す、本実施形態の過給機システム１００のように、外形形状が湾曲する。よって、過給機システム１００の全長を短く抑えることができる。

また、本実施形態の過給機１においては、タービンインペラ３ａの上流側に配置され、タービンインペラ３ａへの排気ガス供給の調節を行う開閉バルブ３ｃを備えている。
このため、過給機システム１００においては、各過給機１に供給される排気ガスの流量を任意に調節することが可能となる。

以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態においては、本発明のインペラハウジングがタービンハウジング３ｂである構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、本発明のインペラハウジングをコンプレッサハウジングとする構成を採用することも可能である。
この場合には、分岐管Ｙが設置されることはなく、コンプレッサハウジングに対して、バイパス排出口が設けられることとなる。

また、上記実施形態では、タービンハウジング３ｂにおいて、第１フランジ部３ｂ５及び第２フランジ部３ｂ６の当接面が面一の平面である構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、第１フランジ部３ｂ５及び第２フランジ部３ｂ６の当接面側に段差を形成しても良い。
これによって、第１フランジ部３ｂ５と第２フランジ部３ｂ６とが当接する際に、ずれることを抑止することが可能となる。

また、上記実施形態においては、第１フランジ部３ｂ５と第２フランジ部３ｂ６とを当接させることによって、吸入口３ｂ１とバイパス排出口３ｂ４とを接続し、排出口３ｂ２とバイパス吸入口３ｂ３とを連通する構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、フランジ部を形成することなく、例えば、吸入口３ｂ１を有する配管をバイパス排出口３ｂ４を有する配管に挿し込むあるいは逆とすることによって、吸入口３ｂ１とバイパス排出口３ｂ４とを接続するようにしても良い。
また、排出口３ｂ２を有する配管とバイパス吸入口３ｂ３を有する配管に挿し込むあるいは逆とすることによって、排出口３ｂ２とバイパス吸入口３ｂ３とを接続するようにしても良い。

また、上記実施形態では、タービンハウジング３ｂにおいて、第１フランジ部３ｂ５と第２フランジ部３ｂ６とに挟まれる中央部３ｂ７が屈曲され、第１フランジ部３ｂ５に対して第２フランジ部３ｂ６が傾斜された構成を採用した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、中央部３ｂ７が屈曲していない形状を採用することも可能である。

１……過給機、２……コンプレッサ、２ａ……コンプレッサインペラ、２ｂ……コンプレッサハウジング、２ｂ１……吸入口、２ｂ２……排出口、２ｂ３……バイパス吸入口、２ｂ４……第１フランジ部、２ｂ５……第２フランジ部、２ｃ……逆止弁、３……タービン、３ａ……タービンインペラ（インペラ）、３ｂ……タービンハウジング（インペラハウジング）、３ｂ１……吸入口、３ｂ２……排出口、３ｂ３……バイパス吸入口、３ｂ４……バイパス排出口、３ｂ５……第１フランジ部、３ｂ６……第２フランジ部、３ｂ７……中央部、３ｃ……開閉バルブ（バルブ）、４……軸部、５……バルブ駆動用アクチュエータ、６……開閉バルブ、７……バイパス流路、１００……過給機システム、Ｅ……エンジン、Ｅ１……吸気管、Ｅ２……排気管、Ｘ……排気管、Ｙ……分岐管

Claims (6)

1. インペラと当該インペラを収容するインペラハウジングとを備える過給機であって、
   前記インペラハウジングは、
   流体を内部に取込む吸入口と、
   前記吸入口から吸入された流体のうち前記インペラを通過した流体を排出する排出口と、
   前記吸入口から吸入された流体のうち前記インペラを通過しない流体を排出するバイパス排出口と、
   流体を内部に取込むと共に取込まれた当該流体を前記インペラを通過させることなく前記排出口に送るためのバイパス吸入口とを備え、
   前記吸入口が同一形状の他のインペラハウジングが有する前記バイパス排出口に対して、前記排出口が当該他のインペラハウジングが有する前記バイパス吸入口に対して、同時に連通可能に形状設定されている
   ことを特徴とする過給機。
2. 前記インペラハウジングは、
   前記吸入口が設けられる第１当接部と、
   前記第１当接部と当接可能な形状を有すると共に当接時に前記吸入口と連通可能な位置に前記バイパス排出口が設けられる第２当接部と、
   前記排出口が設けられる第３当接部と、
   前記第３当接部と当接可能な形状を有すると共に当接時に前記排出口と連通可能な位置に前記バイパス吸入口が設けられる第４当接部と
   を備えることを特徴とする請求項１記載の過給機。
3. 前記第１当接部と前記第３当接部とが一体化されて形成される第１フランジ部と、前記第２当接部と前記第４当接部とが一体化されて形成される第２フランジ部とを備えることを特徴とする請求項２記載の過給機。
4. 前記インペラハウジングにて、前記第１フランジ部と前記第２フランジ部との間に位置する中央部が屈曲され、前記第１フランジ部に対して前記第２フランジ部が傾斜されていることを特徴とする請求項３記載の過給機。
5. 前記インペラの上流側に配置され、前記インペラへの流体供給の調整を行うバルブを備えることを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の過給機。
6. 前記吸入口と前記バイパス排出口とが連通され、前記排出口と前記バイパス吸入口とが連通されて連結される複数の請求項１〜５いずれかに記載の過給機を備えることを特徴とする過給機システム。

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