JP3547593B2

JP3547593B2 - 排気タービン過給機の構造

Info

Publication number: JP3547593B2
Application number: JP23599097A
Authority: JP
Inventors: 正平上村
Original assignee: Niigata Power Systems Co Ltd
Current assignee: Niigata Power Systems Co Ltd
Priority date: 1997-09-01
Filing date: 1997-09-01
Publication date: 2004-07-28
Anticipated expiration: 2017-09-01
Also published as: JPH1182038A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼル機関などの内燃機関に併設され、タービン入口ケース内に固設されるノズルリングを備えた排気タービン過給機の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼル機関などの内燃機関に併設されている排気タービン過給機は、内燃機関の排気を利用してタービンを回転させ、その発生動力で機関への給気を行うコンプレッサを駆動し、この機関の出力増大、効率の向上が図られるものである。
【０００３】
ところが、この排気タービン過給機は、タービンを回転させる源がディーゼル機関の排気であるために、特に低質燃料油を使用する機関では、排気中に含まれるカーボンなどの燃焼残さ物Ｘが、タービン内、特に図１２に示すように排気をタービン動翼に導く静翼であるタービンノズル翼４０に付着し、堆積してしまい、過給機及び機関の出力性能を著しく低下させる原因となっており、この燃焼残さ物Ｘの堆積量が過大になるとタービンノズル翼４０における排気の流入が困難になり、運転不能となる問題となっていた。
【０００４】
このタービン内に付着する燃焼残さ物を除去する方法としては、従来では、機関及び過給機を低負荷運転とし、この過給機内に所定の圧力の水を流し込む水による洗浄方法や、機関及び過給機を常用の７０〜８０％のやや軽い負荷運転として、この過給機内に破砕活性炭や破砕米などの固形粉体物を所定の圧力の雑用空気とともに噴出・撒布させて、その衝撃による機械的エネルギーにて洗浄を行う方法などを行っていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の過給機の洗浄方法では、初期の段階における洗浄時では効果のある除去が行えるが、完全に燃焼残さ物を除去することは不可能であり、洗浄作業を定期的に繰り返し行っても、付着した燃焼残さ物は徐々に堆積状態となり、過給機及び機関の性能を完全に回復させることが困難である問題がある。
【０００６】
このようなことから、定期的に過給機を分解し洗浄するオーバーホール作業が必要となるが、このオーバーホール作業も、非常に煩雑な作業であり、工期が長大となる問題があり、容易に付着する燃焼残さ物を取り除く方法が望まれている。
【０００７】
そこで本発明は、上記問題点を解消するために、内燃機関による燃焼残さ物がタービン内のノズルリング部分に容易に付着することがなく、過給機及び内燃機関の出力性能を低下させることのない排気タービン過給機の構造を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
次に、上記の課題を解決するための手段を、実施の形態に対応する図面を参照して説明する。
この発明の排気タービン過給機の構造は、軸心方向に内燃機関２の排気を導く複数のタービン静翼１８が、リング状プレート１６の一方の面１６ａに配設され、該リング状プレート１６の他方の面１６ｂがタービン入口ケース６内の取付面６ａと対接して固設されるノズルリング１５を備えた排気タービン過給機１の構造において、前記ノズルリング１５の前記リング状プレート１６の他方の面１６ｂおよびまたは該他方の面１６ｂと対接する前記タービン入口ケース６の取付面６ａに凹溝状の通路２０が形成され、該通路２０内に前記タービン入口ケース６の外部よりエアが流入される構成としている。
【０００９】
前記各タービン静翼１８における前記排気の流出側となる前記リング状プレート１６の内周１６ｄ側に、該リング状プレート１６の他方の面１６ｂ側の前記通路２０と一方の面１６ａとを連通して該リング状プレート１６を貫通するとともに、前記一方の面１６ａにおける開口１９ａが、前記タービン静翼１８の翼面１８ｂにおける前記排気の流れにて生じる負圧の発生する面１８ｂに向いて形成される噴出孔１９を有する構造とし、該噴出孔１９より前記エアが噴出される構成とすることを特徴とする。
【００１０】
また、前記通路２０内に流入されるエアは、コンプレッサにて圧縮されて供給される構成としてもよく、さらには、コンプレッサにて圧縮されるとともに、冷却器にて冷却されて供給される構成としてもよい。
【００１１】
さらに、前記コンプレッサは、前記排気タービン過給機１を構成するコンプレッサ４よりなり、前記内燃機関２へ供給するエアの一部を前記通路２０内に流入させる構成としてもよい。
【００１２】
また、前記各タービン静翼１８における前記排気の流出側の端縁１８ａが、前記リング状プレート１６の板面に対して所定の角度に傾斜して形成される構造としてもよい。
【００１３】
このような構成により、通路２０内に流入されるエアがノズルリング１５を冷却することとなり、また、この通路２０内のエアを噴出孔１９より噴出させることで、このノズルリング１５のタービン静翼１８への燃焼残さ物の付着を低下させることとなる。
また、通路２０内に流入されるエアをコンプレッサ４にて圧縮させ、かつ冷却器１３にて冷却させることにより、タービン静翼１８への燃焼残さ物の付着をさらに防ぐことが可能となる。
さらに、タービン静翼１８の排気の流出側端縁１８ａを傾斜形成させたことにより、この排気の流れによる負圧発生面が減少され、このことからも燃焼残さ物の付着を抑えることとなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明による排気タービン過給機の構造の実施の形態を示す側断面図、図２は同排気タービン過給機のノズルリング部分の拡大断面図、図３は同拡大斜視図である。
【００１５】
排気タービン過給機１は、図４に示すように、ディーゼル機関などの内燃機関２に併設されており、図１に示すように、ラジアル式のタービン３と遠心式のコンプレッサ４とで略構成されている。
【００１６】
タービン３は、内燃機関２の排気を、各気筒２ａに接続されている排気管５を介してタービン入口ケース６より軸心方向に導入してタービン３内のタービン動翼７を回転駆動させるとともに、このタービン動翼７と同軸に設けられているコンプレッサ４側のインペラ８を回転させるようになっている。
【００１７】
また、コンプレッサ４側では、フィルタサイレンサ９を備えた空気吸込口１０から取り込まれるエアを、回転するインペラ８と遠心力によって圧力を高め、コンプレッサ出口ケース１１より送出し、この圧縮されたエアを給気管１２を介して内燃機関２の各気筒２ａに供給させるようになっている。
【００１８】
なお、給気管１２の中途には、図４に示すように、水冷式の冷却器１３が配設されており、コンプレッサ４にて圧縮されたエアを冷却して内燃機関２に供給させるようになっている。
【００１９】
また、給気管１２の冷却器１３の出口側に近接する中途には、図４に示すように、後述するタービン３側のノズルリング１５へ冷却されたエアを送出する冷却エア配管１４が分岐接続されている。
【００２０】
次に、前述したタービン３には、図１に示すように、タービン動翼７の外周に位置するタービン入口ケース６内にノズルリング１５が固設されている。
【００２１】
このノズルリング１５は、環状の円板よりなるリング状プレート１６と、このリング状プレート１６と一体に成形される複数のタービン静翼１８で構成されている。
【００２２】
各タービン静翼１８は、図３に示すように、リング状プレート１６の一方の面１６ａに対して立設するように設けられているとともに、リング状プレート１６の外周縁１６ｃから内周縁１６ｄにかけて所定の角度に傾斜した略放射状に配設されており、外周縁１６ｃ側から内周縁１６ｄ側へ、すなわち軸心方向であるタービン動翼７に排気を導くようにそれぞれが設けられている。
【００２３】
また、各タービン静翼１８は、図２及び図３に示すように、リング状プレート内周側１６ｄとなる排気の流出側の端縁１８ａが、リング状プレート１６の板面（１６ａ）上の垂線に対して所定の角度、例えば、４０〜６０°好ましくは４０°傾斜して略台形状に形成されている。
【００２４】
また、このリング状プレート１６の他方の面１６ｂには、図３に示すように、やや内周側１６ｄに位置して、周方向に連続する凹溝状の通路２０Ａが形成されている。
【００２５】
さらに、このノズルリング１５には、リング状プレート１６を貫通し、このリング状プレート１６の一方の面１６ａと他方の面１６ｂ側の通路２０Ａとを連通する噴出孔１９が穿設されている。
【００２６】
この噴出孔１９は、少なくとも１つ又は複数、本実施の形態では、図３に示すように、２個１組で構成され、各タービン静翼１８における前記排気の流出側となる前記リング状プレート１６の内周側１６ｄに位置して配設され、一方の面１６ａにおける開口１９ａが、タービン静翼１８の翼面における排気の流れにて生じる負圧の発生する面となる一方の翼面１８ｂに近接しこの翼面１８ｂに向くように形成されている。
【００２７】
また、このノズルリング１５が固設されるタービン入口ケース６内の取付面６ａには、ノズルリング１５のリング状プレート１６に形成される通路２０Ａと対向するように、環状に連続した凹溝状の通路２０Ｂが形成されており、すなわち、この取付面６ａの通路２０Ｂとノズルリング１５の通路２０Ａの各通路により、図２に示すような断面略円形の連続した通路２０が環状に形成されるようになっている。
【００２８】
このタービン入口ケース６内に形成される通路２０Ｂの中途には、図１及び図２に示すように、タービン入口ケース６を貫通する接続孔２１が穿設され、このタービン入口ケース６の外側面に接続口２１ａが開口形成されている。
【００２９】
この接続口２１ａには、前述した給気管１２の中途に分岐接続されている冷却エア配管１４の先端が接続されている。
【００３０】
そして、この冷却エア配管１４により、コンプレッサ４で圧縮され冷却器１３にて冷却された内燃機関２への給気のためのエアの一部が、接続孔２１を介して通路２０内に流入するようになっている。
なお、この冷却エア配管１４には、中途にストップ弁が設けられている。
【００３１】
次に、以上のように構成された排気タービン過給機１の動作について説明する。
【００３２】
まず、前述したように、この排気タービン過給機１は、タービン３に、内燃機関２の排気が排気管５を介してタービン入口ケース６より導入されてタービン３内のタービン動翼７が回転駆動し、このタービン動翼７に同軸に設けられているコンプレッサ４側のインペラ８が回転して、コンプレッサ４の空気吸込口１０から取り込まれるエアを、インペラ８によって圧力を高め、コンプレッサ出口ケース１１より送出し、この圧縮されたエアを冷却器１３にて冷却した後、給気管１２を介して内燃機関２の各気筒２ａに供給させる。
【００３３】
同時に、コンプレッサ４にて圧縮され冷却器１３にて冷却されたエアの一部が、給気管１２の中途に分岐接続された冷却エア配管１４によってタービン３側へ送られ、タービン入口ケース６の接続孔２１を介して、通路２０内に流入する。
【００３４】
すると、この通路２０内に流入されるエアにより、ノズルリング１５が冷却され、また、このノズルリング１５のリング状プレート１６に穿設されている各噴出孔１９よりエアが各タービン静翼１８の翼面１８ｂに向けて噴出される。
【００３５】
このノズルリング１５のタービン静翼１８は、タービン入口ケース６よりタービン動翼７へ排気を導き流入させるために、このタービン動翼７の周囲から排気をスムーズに軸心方向に流れるよう軸心を通る放射線に対して所定の角度に傾斜させ流入角を設けた構造となっていることから、このタービン静翼１８の一方の翼面１８ｂにおける排気の流出側（１６ｄ）に負圧が発生するが、この流出側の端縁１８ａが傾斜形成されており、かつ噴出孔１９より噴出されるエアが翼面１８ｂに当たることにより、負圧部分の発生が減少されることとなる。
【００３６】
これにより、排気中に含まれるカーボンやバナジウム，ナトリウム，鉄などの化合物などの燃焼残さ物がタービン静翼１８の翼面１８ｂに付着せず、この燃焼残さ物は排気とともにタービン動翼７へと流出される。
【００３７】
また、リング状プレート１６及び各タービン静翼１８が通路２０内のエアにより冷却され、ノズルリング１５が高温にならないことからも、タービン静翼１８の翼面１８ｂに対して燃焼残さ物が付着しにくくなることとなる。
【００３８】
なお、燃焼残さ物は排気とともに、タービン動翼７を回転駆動させ通過したのち、排気ディフューザ２２を介しタービン３の外部、例えば煙突より排出される。
【００３９】
従ってこのように構成された排気タービン過給機１の構造では、タービン３における内燃機関２の排気をタービン動翼７に導くノズルリング１５に、エアが流入される通路２０Ａ（２０）と、各タービン静翼１８の翼面１８ｂにエアを噴出させる噴出孔１９を設けるとともに、タービン静翼１８の流出側の端縁１８ａを所定角度に傾斜形成させたことにより、従来各タービン静翼１８の翼面１８ｂに付着し堆積していた内燃機関２の排気中に含まれるカーボンなどの燃焼残さ物が、この翼面１８ｂに対して付着が起こりにくくなり、従来のように堆積してしまう不具合が減少することから、排気の流入及び流出が困難とならず、この過給機１及び内燃機関２の出力性能を低下させることがなくなる。
【００４０】
また、この過給機１及び内燃機関２の通常の運転中に、燃焼残さ物の付着が防止されることから、この排気タービン過給機１の保守・点検の頻度を減少させることが可能となり、洗浄のために過給機１及び内燃機関２を停止させたり、また機関出力を弱めるなどの煩雑な作業が不要となる。そして、このことから、タービン３の洗浄作業が軽減されることとなる。
【００４１】
さらに、各タービン静翼１８に噴出させるエアを、コンプレッサ４にて圧縮され冷却器１３にて冷却された内燃機関２に供給させるためのエアの一部を用いることから、排気タービン過給機１として無駄な構成がなく、また、複雑な機構を有せず、効率のよいものとなる。
【００４２】
また、上述したように、タービン静翼１８がエアにより冷却させられることから、このタービン静翼１８は排気による高温に曝されないこととなり、このタービン静翼１８の材質について、耐熱温度を従来より低く設定でき、これにより、安価な材料を選定して製作が可能となることとなる。
【００４３】
なお、上述した実施の形態では、タービン静翼１８の翼面１８ｂに対して噴出されるエアを、コンプレッサ４にて圧縮した後に冷却器１３にて冷却したエアを用いる例について述べたが、このエアは、冷却する以前のコンプレッサ４にて圧縮されたエアを用いる構成としてもよい。
この場合、図５に示すように、コンプレッサ４のコンプレッサ出口ケース１１から延出する給気管１２の中途の配管１４’を分岐接続し、この配管１４’をタービン３のタービン入口ケース６に設けられた接続孔２１に接続させ、圧縮されたエアを通路２０内に流入させる構成とする。
【００４４】
また、上述した実施の形態では、タービン静翼１８の翼面１８ｂに対して噴出されるエアを、この排気タービン過給機１を構成するコンプレッサ４にて圧縮し冷却器１３にて冷却したエアを用いる例について述べたが、これらコンプレッサ及び又は冷却器を排気タービン過給機１とは別構成、すなわち別体に構成されるコンプレッサ等を用いエアを送る構造としてもよい。
【００４５】
【実施例】
次に、上述した実施の形態における、具体的な実施例について説明する。
【００４６】
まず、この実施例において用いる排気タービン過給機１の基本性能は、
最大許容過給機回転速度：３６０００ｒｐｍ
最大許容圧力比：４．０
タービン入口許容排気ガス温度：６５０℃
空気流量（π_ｃ＝３）：１．９２〜３．５５ｍ^３／ｓ
適用機関出力：１０７５〜１９９５ｋＷ，１４６０〜２７１５ＰＳ
過給機乾燥質量：５００ｋｇ
とされる。
【００４７】
また、計測機器としては、シース熱電対を用いた温度計測器であり、温度計測位置は、図６に示すように、ノズルリング１５における各タービン静翼１８の２か所、本実施例ではタービン３の排気入口３ａに最も近接した位置のタービン静翼１８Ａと、最も離れた位置のタービン静翼１８Ｂの各排気流出側（１６ｄ）の負圧の発生する翼面１８ｂに、図７に示すように、前記シース熱電対３０をそれぞれ貼着固定し、これら翼面１８ｂの表面温度を計測し、同時に、タービン３の排気入口３ａにおける内燃機関２の排気ガスの温度を計測する。
なお、シース熱電対３０は、翼面１８ｂにステンレス箔３１にて被覆固定させる。
【００４８】
そして、上記仕様において、２１０００ｒｐｍ，２５０００ｒｐｍ，２９０００ｒｐｍ，３２０００ｒｐｍ，３６０００ｒｐｍの各過給機回転速度時にてタービン静翼１８の翼面１８ｂの表面温度を計測するとともに、各回転数におけるノズルリング１５へのエアの供給を、供給なし，過給機１のコンプレッサ４のエアを使用，外部のコンプレッサのエアを使用、の３条件として、それぞれの条件において各計測を行い、２か所のタービン静翼１８の表面温度とタービン排気入口３ａにおける排気ガス温度との関係を求めるとともに、総合効率、タービン容量、及びタービン効率の各性能について求める。
なお、ノズルリング１５へ供給されるエアの各条件における噴出のための圧力は同一とする。
【００４９】
【表１】

【００５０】
【表２】

【００５１】
【表３】

【００５２】
なお、この表３において、３２０００ｒｐｍ及び３６０００ｒｐｍの過給機回転数では、エアの圧力が不足していたために計測不能であった。
【００５３】
上記各表に基づき２か所のタービン静翼１８Ａ，１８Ｂの表面温度とタービン３の排気入口３ａにおける排気ガス温度との関係を図８に示す。
【００５４】
この図８によれば、熱電対３０の貼着位置及び貼着方法等により結果が異なると思われるがエアを用いた冷却効果は、タービン排気入口３ａ位置における排気温度に比べ、１０〜１５℃の低下となる結果であった。
なお、冷却エアの温度が、過給機１のコンプレッサ４のエアと、外部のコンプレッサのエアとでは異なっているが、これらに冷却効果の差は生じない結果となった。
また、この図８中に描かれている翼表面温度４８０℃を示す線は、未燃焼物の付着が著しくなる温度を示している。
【００５５】
また、上記条件におけるこの排気タービン過給機１の性能を図９〜１１に示す。
【００５６】
図９（ａ）（ｂ）（ｃ）の各図は、圧力比ＰＲに対するタービン効率ηｔｕｒ，コンプレッサ効率ηｃｏｍｐ，過給機総合効率ηａｌｌとの関係を示す図である。
この図９の各効率曲線、特に圧力比ＰＲと過給機総合効率ηａｌｌとの関係を示す図９（ｃ）によれば、ノズルリング１５へ供給されるエアを過給機１のコンプレッサ４のエアを用いた場合には、外部のコンプレッサにてエアを供給させる場合や、エアを供給させない場合に比べて損失分の約１％のみ総合効率が低下することとなる。
なお、図９（ａ）に示すタービン効率ηｔｕｒ，図９（ｂ）に示すコンプレッサ効率ηｃｏｍｐ，図９（ｃ）に示す過給機総合効率ηａｌｌは、それぞれ次式のように求められる。
【００５７】
【数１】

【００５８】
ここで、ＰＲは圧力比、Ｔ_１はコンプレッサ入口温度（Ｋ）、Ｔ_５はコンプレッサ出口温度（Ｋ）、Ｔ_６はタービン入口温度（Ｋ）、Ｅｒは膨張比である。
また、圧力比ＰＲは、Ｐｂ／Ｐａ＝コンプレッサ出口圧力（絶対圧力）／コンプレッサ入口圧力（絶対圧力）より求められており、表１〜３に示される圧力比と同じ圧力比である。
【００５９】
また、図１０は、タービン無次元流量に対する膨張比Ｅｒの関係を表しており、タービン容量に関しては、エアを用いて冷却を行う場合と、エアを使用しない場合とで、上記各条件においてタービン容量は変わらない結果が得られた。
【００６０】
さらに、図１１は、ノズル面積に対するタービン効率を示す図であり、単独運転試験の結果であるが、この図によれば、比較として描かれているエア噴出のない通常の排気タービン過給機における曲線に比べ、ノズル面積が小さい場合にはタービン効率が低下することのない結果を得られた。
【００６１】
以上の結果のまとめを以下に示す。
１）ノズルリング１５を冷却することにより、タービン静翼１８の翼面表面温度を約１０〜１５℃低下させることが可能となる。
２）冷却させるためのエアの温度を変えても、タービン静翼１８における冷却効果は変わらない。
３）各タービン静翼１８の流出側の端縁１８ａを傾斜形成させても、排気タービン過給機１としての性能は低下することがない。
４）エアによる冷却が行われるノズルリング１５を使用しないタービンとする場合は、タービン排気入口３ａにおける排気ガス温度を４８５〜４９０℃（内燃機関のシリンダ出口で３８０〜３９０℃）以下に保つ構成とすれば、タービン静翼１８の翼面１８ｂにカーボンなどの燃焼残さ物が付着しにくくなると思われる。
【００６２】
従って、上記結果により、ノズルリング１５へのエアを流入させる通路を設け、ノズルリング１５を冷却させるとともに、タービン静翼の流出側端縁を傾斜形成させる構造としても、過給機の効率やタービン容量に大きく変化することがなく、また、このような構造とすることで、内燃機関２の排気中の燃焼残さ物がタービン静翼１８の翼面１８ｂに付着しにくくなることとなる。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明による排気タービン過給機の構造によれば、内燃機関の排気をタービン動翼に導くノズルリングのリング状プレートの他方の面およびまたはこの他方の面と対接するタービン入口ケースの取付面に、エアが流入される通路を設けたことにより、このノズルリングを通過する内燃機関の排気の温度に対してノズルリングを冷却させることが可能となり、これによりノズルリングの各タービン静翼に対して、排気中に含まれる燃焼残さ物が高温下で衝突することがなくなるので、この燃焼残さ物が付着しづらくなるという効果が得られる。
【００６４】
また、ノズルリングの各タービン静翼の翼面における排気の流れにて生じる負圧の発生する翼面にエアを噴出させる噴出孔をリング状プレートに設け、前記通路内のエアを用いる構成としたことで、前記タービン静翼の翼面に発生していた負圧部分が乱されることとなり、これにより、従来、この翼面に付着し堆積していた燃焼残さ物は吹き飛ばされることとなり、付着することがなくなる効果を得られる。
【００６５】
さらに、タービン静翼の流出側の端縁を所定角度に傾斜形成させたことにより、排気の流出側部分において負圧の発生する部分が減少、すなわちその面積が減少され、これにより、タービン静翼の翼面には燃焼残さ物が付着しづらくなる効果を得られる。
【００６６】
そして、これらのことから、従来各タービン静翼の翼面に付着し堆積していた内燃機関の排気中に含まれるカーボンなどの燃焼残さ物が、この翼面に対して付着が起こりにくくなり、従来のように堆積してしまう不具合が減少することから、排気の流入及び流出が困難とならず、この過給機及び内燃機関の出力性能を低下させることがなくなるという効果が得られる。
【００６７】
また、この過給機及び内燃機関の通常の運転中に、燃焼残さ物の付着が防止されることから、この排気タービン過給機の保守・点検の頻度を減少させることが可能となり、洗浄のために過給機及び内燃機関を停止させたり、また機関出力を弱めるなどの煩雑な作業が不要となる効果が得られる。そして、このことから、タービンの洗浄作業が軽減されることとなる効果があり、すなわち、燃焼残さ物を除去する対処作業となる洗浄作業ではなく、この燃焼残さ物の付着，堆積の予防が行える過給機の構造を得ることのできる効果がある。
【００６８】
さらに、各タービン静翼に噴出させるエアを、コンプレッサにて圧縮され冷却器にて冷却された内燃機関に供給させるためのエアの一部を用いる構成とすることにより、排気タービン過給機として無駄な構成がなく、また、複雑な機構を有せず、効率のよいものが得られる効果がある。
【００６９】
また、上述したように、タービン静翼がエアにより冷却させられることから、このタービン静翼は排気による高温に晒されないこととなり、このタービン静翼の材質について、耐熱温度を従来より低く設定でき、これにより、安価な材料を選定して製作が可能となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による排気タービン過給機の構造の実施の形態を示す側断面図
【図２】同排気タービン過給機のノズルリング部分の拡大断面図
【図３】同拡大斜視図
【図４】同排気タービン過給機と内燃機関との構成を示す概略図
【図５】他の実施の形態による排気タービン過給機と内燃機関との構成を示す概略図
【図６】本発明による排気タービン過給機の構造の一実施例のノズルリングの正面図
【図７】同ノズルリングのタービン静翼の側面図
【図８】同実施例におけるタービン静翼の表面温度とタービン排気入口における排気ガス温度との関係を示すグラフ
【図９】同実施例における排気タービン過給機の総合効率を示すグラフ
【図１０】同タービン容量を示すグラフ
【図１１】同タービン効率を示すグラフ
【図１２】従来のタービンノズル翼を示す斜視図
【符号の説明】
１…排気タービン過給機
２…内燃機関
３…タービン
４…コンプレッサ
６…タービン入口ケース
６ａ…取付面
１３…冷却器
１５…ノズルリング
１６…リング状プレート
１６ａ…一方の面
１６ｂ…他方の面
１６ｄ…内周
１８…タービン静翼
１８ａ…端縁
１８ｂ…一方の翼面
１９…噴出孔
２０…通路

Claims

軸心方向に内燃機関の排気を導く複数のタービン静翼が、リング状プレートの一方の面に配設され、該リング状プレートの他方の面がタービン入口ケース内の取付面と対接して固設されるノズルリングを備えた排気タービン過給機の構造において、前記ノズルリングの前記リング状プレートの他方の面およびまたは該他方の面と対接する前記タービン入口ケースの取付面に凹溝状の通路が形成され、該通路内に前記タービン入口ケースの外部よりエアが流入される構成になり、
前記各タービン静翼における前記排気の流出側となる前記リング状プレートの内周側に、該リング状プレートの他方の面側の前記通路と一方の面とを連通して該リング状プレートを貫通するとともに、前記一方の面における開口が、前記タービン静翼の翼面における前記排気の流れにて生じる負圧の発生する面に向いて形成される噴出孔を有し、該噴出孔より前記エアが噴出されることを特徴とする排気タービン過給機の構造。
前記通路内に流入されるエアは、コンプレッサにて圧縮されて供給されることを特徴とする請求項１記載の排気タービン過給機の構造。
前記通路内に流入されるエアは、コンプレッサにて圧縮されるとともに、冷却器にて冷却されて供給されることを特徴とする請求項１又は２記載の排気タービン過給機の構造。
前記コンプレッサは、前記排気タービン過給機を構成するコンプレッサよりなり、前記内燃機関へ供給するエアの一部を前記通路内に流入させることを特徴とする請求項２又は３記載の排気タービン過給機の構造。
前記各タービン静翼における前記排気の流出側の端縁が、前記リング状プレートの板面に対して所定の角度に傾斜して形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の排気タービン過給機の構造。