JP6101297B2 - タービン及びターボ過給機 - Google Patents

Description

本開示は、タービン及びターボ過給機に関する。

内燃機関の熱効率を高めるための一手段として、ターボ過給機が知られている。特許文献１には、内燃機関から排出された排気ガスによって駆動するタービンを備えたターボ過給機が開示されている。

特許文献１の図１〜図４に示されるターボ過給機のタービンでは、タービンノズル（２５）の内周側部材（２５ａ）と外周側部材（２５ｂ）との間に隔壁（４２，８１）が設けられている。

例えば特許文献１の図１及び図２に示されるターボ過給機のタービンでは、タービンノズルのうち隔壁（４２）の外周側に排気ガス流路（２６）から排気ガスが導かれ、隔壁の内周側に排気ガス流路（３６）から排気ガスが導かれる。かかる構成においては、排気ガス流路（２６）と排気ガス流路（３６）とを接続する配管（３８）に設けられた開閉弁（４１）を閉じた状態にすると、排気ガス流路（２６）からタービンノズルのうち隔壁の外周側のみに排気ガスが導かれ、開放弁を開いた状態にすると、排気ガス流路（２６）及び排気ガス流路（３６）からタービンノズルの全域に排気ガスが導かれる。

また、特許文献１の図３及び図４に示されるターボ過給機のタービンでは、タービンノズルのうち隔壁（８１）の外周側に排気ガス流路（７６）から排気ガスが導かれ、隔壁の内周側に排気ガス流路（８０）から排気ガスが導かれる。かかる構成においては、排気ガス流路（７６）と排気ガス流路（８０）とを接続する配管（３８）に設けられた開閉弁（４１）を閉じた状態にすると、排気ガス流路（８０）からタービンノズルのうち隔壁の内周側のみに排気ガスが導かれ、開放弁（４１）を開いた状態にすると、排気ガス流路（７６）及び排気ガス流路（８０）からタービンノズルの全域に排気ガスが導かれる。

特許文献１の図１〜図４に示されるターボ過給機のタービンによれば、タービンノズルにおけるノズルベーンの各々に回動機構を設けなくとも、開閉弁の開閉動作のみによって、タービン動翼に供給される排気ガスの流速を調節することが可能となる。

特許第５２２２２７４号公報

特許文献１の図１及び図２に記載のターボ過給機のタービンでは、排気ガス流路（２６）と排気ガス流路（３６）とを接続する配管（３８）がタービンロータの径方向におけるガス入口ケーシング（２７，５１）の内側の空間を跨ぐように設けられており、タービンのメンテナンス時に該空間を通ってタービンロータへアクセスすることが困難であった。例えばタービンロータを回転しないようにロックするロータロック用の要具を上記空間を通ってタービンロータに装着することが困難又は不可能であった。

一方、特許文献１の図３及び図４に記載のターボ過給機のタービンにおいても、ガス入口ケーシング（７７，１０７）の構造上、タービンのメンテナンス時にタービンロータへアクセスすることが困難であった。また、ガス入口ケーシングの構造が複雑で分解しにくく、メンテナンス性の点で改良の余地があった。

本発明は、上述したような従来の課題に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、メンテナンス性に優れた簡易な構成のタービン及びこれを備えたターボ過給機を提供することである。

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係るタービンは、回転可能に設けられたタービンロータと、前記タービンロータのタービン動翼の上流側に設けられたタービンノズルと、前記タービンノズルに前記排気ガスを導くよう構成された入口側ケーシングと、を含み、前記タービンノズルは、ノズル内輪と、ノズル外輪と、前記ノズル内輪及び前記ノズル外輪の間に前記タービンロータの周方向に沿って配置された複数のノズルベーンと、前記ノズルベーンの翼高さ方向における途中位置に設けられ、前記ノズル内輪との間に内側ノズル通路を形成するとともに前記ノズル外輪との間に外側ノズル通路を形成する環状の仕切り板と、を含み、前記入口側ケーシングは、筒状の第１ケーシングと、前記第１ケーシングの外周側に位置する第２ケーシングであって、前記内側ノズル通路に前記排気ガスを導くための第１流路を前記第１ケーシングとの間に形成するとともに、前記外側ノズル通路に前記排気ガスを導くための第２流路を前記第１流路の外周側に形成する第２ケーシングと、前記第２ケーシングの外周面に設けられた第１開口部を介して一端側で前記第１流路に接続するとともに、前記第２ケーシングの前記外周面に設けられた第２開口部を介して他端側で前記第２流路に接続するよう構成されたバイパス管と、を含み、前記バイパス管にはバルブが設けられている。

上記（１）に記載のタービンによれば、第１流路と第２流路とを接続するバイパス管に設けられたバルブを閉じた状態にすると、タービンノズルのうち仕切り板の内周側の内側ノズル通路のみに第１流路から排気ガスが導かれる。また、バルブを開いた状態にすると、第１流路から内側ノズル通路へ排気ガスが流れるとともに第２流路から外側ノズル通路に排気ガスが導かれる。このため、タービンノズルにおけるノズルベーンの各々に回動機構を設けなくとも、バルブの開閉動作のみによって、タービン動翼に供給される排気ガスの流速を調節することが可能となる。

また、上記（１）に記載のタービンでは、筒状の第１ケーシングの外周側に位置する第２ケーシングの更に外周側にバイパス管を設けることができるので、筒状の第１ケーシングの内側の空間をバイパス管が跨ぐことなく、簡易な構成で第１流路と第２流路とを連通させることができる。これにより、タービンのメンテナンス時に筒状の第１ケーシングの内側の空間を通ってタービンロータへアクセスすることが容易となる。例えばタービンロータを回転しないようにロックするロータロック用の要具を該空間を通ってタービンロータに装着することが容易となる。このように、メンテナンス性に優れた簡易な構成のタービンを実現することができる。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）に記載のタービンにおいて、前記タービンロータの軸方向における各位置において、前記タービンロータの径方向における前記仕切り板と前記ノズル内輪との間隔は、前記タービンロータの径方向における前記仕切り板と前記ノズル外輪との間隔より大きい。

特許文献１の図１及び図２に記載される前述のターボ過給機は、開閉弁（４１）が開いている状態及び閉じている状態の両方において、タービンノズル（２５）のうち隔壁（４２）の外周側に排気ガスが流れるよう構成されていたため、タービン動翼の先端と該先端に対向するシュラウド壁との隙間を通る排気ガスがタービン効率低下に与える影響が比較的大きかった。

これに対し、上記（２）に記載のタービンによれば、タービンノズルのうち仕切り板の外周側の外側ノズル通路には、バルブが開いている時のみ排気ガスが導かれバルブが閉じている時に排気ガスが導かれない。このため、タービン動翼の先端と該先端に対向するシュラウド壁との隙間を通る排気ガスがタービン効率低下に与える影響を小さくすることができる。また、隣接するノズルベーン同士の間隔は、タービンロータの径方向において外側に向かうにつれて大きくなるため、ノズル外輪と仕切り板との間隔が比較的小さくともバルブの開閉に伴ってタービンノズルの流路面積を大きく変化させることができる。

（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）に記載のタービンにおいて、前記ノズル外輪は、前記ノズルベーンに接合されていない。

上記（３）に記載のタービンによれば、タービンノズルの製造時において、ノズルベーンの各々と仕切り板とを溶接によって溶接する際に、ノズルベーンが露出した状態、すなわちノズル外輪によってノズルベーンの外周側先端が囲まれていない状態で溶接することが可能となるため、溶接作業が容易となり、タービンノズルの製造コストを低減することができる。また、メンテナンス時においても、ノズルベーンの外周側先端がノズル外輪によって囲まれている状態からノズル外輪とノズルベーンとを離間させてノズルベーンを露出させることにより、ノズル外輪によってノズルベーンが囲まれていない状態で、外側ノズル通路に対応する部分を容易に清掃することができる。

（４）幾つかの実施形態では、上記（３）に記載のタービンにおいて、前記タービンは、前記タービン動翼を通過した前記排気ガスを案内するための出口案内筒を備え、前記ノズル外輪は、前記出口案内筒とは別部品として構成されるとともに前記出口案内筒に固定されている。

上記（４）に記載のタービンによれば、ノズル外輪は、出口案内筒とは別部品（別体）で構成されるため、例えばノズル外輪の材質を出口案内筒の材質とは独立して選択することができ、設計自由度を高めることができる。

（５）幾つかの実施形態では、上記（４）に記載のタービンにおいて、前記タービンは、前記タービン動翼を通過した前記排気ガスを排出するための出口側ケーシングを更に備え、前記出口案内筒は、前記タービン動翼に面する動翼側流路壁と、前記動翼側流路壁から前記動翼側流路壁の外周側に分岐して延在するとともに前記出口側ケーシングに固定される外周側延在部と、を有し、前記ノズル外輪は、前記動翼側流路壁と前記外周側延在部との間に形成される空間を覆うように設けられている。

上記（５）に記載のタービンによれば、ノズル外輪は、動翼側流路壁と外周側延在部との間に形成される空間を覆うように設けられているため、該空間への排気ガスの入り込みに起因するタービン効率の低下を抑制することができる。

（６）幾つかの実施形態では、上記（３）に記載のタービンにおいて、前記タービンは、前記タービン動翼を通過した前記排気ガスを案内するための出口案内筒を備え、前記ノズル外輪は、前記出口案内筒の一部によって構成される。

上記（６）に記載のタービンによれば、ノズル外輪が前記出口案内筒の一部によって構成される（すなわち、ノズル外輪と出口案内筒とは別部品ではない）ため、ノズル外輪が出口案内筒と別部品で構成される場合と比較して、タービンの部品点数を削減することができる。

（７）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（６）の何れか１項に記載のタービンにおいて、前記仕切り板は、前記タービン動翼に近づくにつれて前記ノズル内輪との間隔が小さくなるように斜めに設置されている。

上記（７）に記載のタービンによれば、仕切り板に沿って流れる排気ガスが、下流側に向かうにつれてタービンロータの径方向における内側へ向かうため、バルブを開いた状態において、タービン動翼の外周側先端と該先端に対向するシュラウド壁との間の隙間を通る排気ガスの量を少なくすることができる。これにより、タービン効率を向上することができる。

（８）本発明の少なくとも一実施形態に係るターボ過給機は、内燃機関から排出された排気ガスによって駆動するタービンを備えたターボ過給機であって、前記タービンは、上記（１）乃至（７）の何れか１項に記載のタービンである。

上記（８）に記載のターボ過給機によれば、タービンが上記（１）乃至（７）の何れか１項に記載のタービンで構成されているため、タービンノズルにおけるノズルベーンの各々に回動機構を設けなくとも、バルブの開閉動作のみによって、タービン動翼に供給される排気ガスの流速を調節することが可能となる。また、メンテナンス性に優れた簡易な構成のターボ過給機を実現することができる。

本発明の少なくとも一つの実施形態によれば、メンテナンス性に優れた簡易な構成のタービン及びこれを備えたターボ過給機が提供される。

一実施形態に係るターボ過給機の断面構成を模式的に示す図である。 図１に示すタービンノズルの部分斜視図である。 図２に示すタービンノズルのうち、ノズル外輪以外の構成を示す部分斜視図である。 図１に示すターボ過給機におけるタービンノズル付近の断面構成を拡大した模式図である。 一実施形態に係るターボ過給機の断面構成を模式的に示す図である。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

図１は、一実施形態に係るターボ過給機１００の断面構成を模式的に示す図である。図２は、図１に示すタービンノズルの部分斜視図である。

一実施形態では、例えば図１に示すように、ターボ過給機１００は、不図示の内燃機関（例えば、舶用内燃機関や発電用内燃機関）から排出された排気ガスによって駆動するタービン２を備えている。ターボ過給機１００では、タービン２のタービンロータ４が排気ガスによって回転することにより、タービンロータ４に連結された不図示の圧縮機が駆動され、内燃機関に供給する空気等の燃料用気体が圧縮される。タービン２は、図１に示すように軸流タービンである。

図１に示すように、タービン２は、軸受７８に回転可能に支持されたタービンロータ４と、タービンロータ４のタービン動翼６の上流側に設けられたタービンノズル８と、タービンノズル８に排気ガスを導くよう構成された入口側ケーシング１０と、タービン動翼６を通過した排気ガスを排出するための出口側ケーシング１２と、バルブ４０と、制御部４２とを含む。本実施形態に記載のタービン２は、可変容量型のタービンである。

図１及び図２の少なくとも一方に示すように、タービンノズル８は、ノズル内輪１４と、ノズル内輪１４の外周側にノズル内輪１４と同心に設けられたノズル外輪１６と、ノズル内輪１４及びノズル外輪１６の間にタービンロータ４の周方向に沿って配置された複数のノズルベーン１８と、円環状の仕切り板２０と、を含む。円環状の仕切り板２０は、ノズルベーン１８の翼高さ方向（タービンロータ４の径方向）における途中位置Ｐ１にてノズルベーン１８の各々と交差するように設けられ、ノズルベーン１８の各々との交差部分（接続部分）を共有している。また、円環状の仕切り板２０は、ノズル内輪１４及びノズル外輪１６と同心に設けられており、ノズル内輪１４との間に内側ノズル通路２２を形成するとともにノズル外輪１６との間に外側ノズル通路２４を形成するよう構成されている。

図１に示すように、入口側ケーシング１０は、筒状の第１ケーシング２６（内側ケーシング）と、第１ケーシング２６の外周側に位置する筒状の第２ケーシング２８（外側ケーシング）と、バイパス管３０とを含む。入口側ケーシング１０は、第２ケーシング２８に設けられた排気ガス入口６９から排気ガスが流入するよう構成されている。第２ケーシング２８は、内側ノズル通路２２に排気ガスを導くための環状の第１流路３２を第１ケーシング２６との間に形成するとともに、外側ノズル通路２４に排気ガスを導くための環状の第２流路３４を第１流路３２の外周側に形成するよう構成されている。

バイパス管３０は、第２ケーシング２８の外周面２８ａに設けられた第１開口部３６を介して一端側で第１流路３２に接続するとともに、第２ケーシング２８の外周面２８ａに設けられた第２開口部３８を介して他端側で第２流路３４に接続するよう構成されている。バイパス管３０には、制御部４２によって開閉を制御されるバルブ４０が設けられている。

ターボ過給機１００において、バルブ４０が制御部４２によって閉じた状態に制御されているときには、排気ガス入口６９から第１流路３２に流入した排気ガスの全ては、第１流路３２から内側ノズル通路２２を通ってタービン動翼６へ流れ、タービン動翼６を通過した後に出口側ケーシング１２の排気ガス出口７０から排出される。

また、ターボ過給機１００において、バルブ４０が制御部４２によって開いた状態に制御されているときには、排気ガス入口６９から第１流路３２に流入した排気ガスの大半は、そのまま第１流路３２を通って内側ノズル通路２２へ導かれるが、排気ガス入口６９から第１流路３２に流入した排気ガスの一部は、バイパス管３０を通って第２流路３４へ流入し、外側ノズル通路２４へ導かれる。そして、内側ノズル通路２２を通った排気ガス及び外側ノズル通路２４を通った排気ガスがタービン動翼６へ流れ、タービン動翼６を通過した後に出口側ケーシング１２の排気ガス出口７０から排出される。

かかるターボ過給機１００によれば、タービンノズル８におけるノズルベーン１８の各々に回動機構を設けなくとも、バルブ４０の開閉動作のみによって、タービン動翼６に供給される排気ガスの流速を調節することが可能となる。

また、ターボ過給機１００では、筒状の第１ケーシング２６の外周側に位置する第２ケーシング２８の更に外周側にバイパス管３０を設けることができるので、筒状の第１ケーシング２６の内側の空間７２をバイパス管３０が跨ぐことなく、簡易な構成で第１流路３２と第２流路３４とを連通させることができる。これにより、ターボ過給機１００のメンテナンス時に筒状の第１ケーシング２６の内側の空間からタービンロータ４へアクセスすることが容易となる。例えばタービンロータ４を回転しないようにロックするロータロック用の要具７４を該空間７２を通ってタービンロータ４に装着することが容易となる。したがって、メンテナンス性に優れた簡易な構成のタービン２を備えたターボ過給機１００を実現することができる。

一実施形態では、例えば図１に示すように、筒状の第１ケーシング２６は、タービンロータ４の軸方向における一端側にてノズル内輪１４にボルト７６ａで固定される一端側固定部５２と、タービンロータ４の軸方向における他端側にて第２ケーシング２８にボルト７６ｂで固定される他端側固定部５４と、拡径部５６とを含む。拡径部５６は、タービンロータ４の軸方向における一端側固定部５２と他端側固定部５４の間に位置し、ノズル内輪１４からタービンロータ４の軸方向に離れるにつれて内径及び外径が大きくなるよう構成されている。

かかる構成によれば、第２ケーシング２８に対する他端側固定部５４の固定状態を解除し（ボルト７６ｂを取り外し）、第２ケーシング２８を軸方向に引き出した後に、ノズル内輪１４に対する一端側固定部５２の固定状態を解除する（ボルト７６ａを取り外す）ことにより、ノズル内輪１４及び第２ケーシング２８に対して第１ケーシング２６をタービンロータの軸方向に容易に取り外すことができ、ターボ過給機１００のメンテナンス性が向上する。

一実施形態では、例えば図１に示すように、第２ケーシング２８は、第１開口部３６を有する筒状の第１流路形成部５８と、第１流路形成部５８から第１流路形成部５８の外周側に分岐して延在するとともに第２開口部３８を有する筒状の第２流路形成部６０と、を含む。

筒状の第１流路形成部５８は、タービンロータ４の軸方向における一端側にて仕切り板２０に嵌合することにより連結される一端側連結部６２と、タービンロータ４の軸方向における他端側にて第１ケーシング２６にボルト７６ｂで固定される他端側固定部６４と、を有する。第１流路形成部５８は、第１ケーシング２６との間に第１流路３２を形成するよう構成されている。

筒状の第２流路形成部６０は、タービンロータ４の軸方向において第１流路形成部５８から分岐する分岐位置Ｐ２とは反対側の端部６６にて出口側ケーシング１２にボルト７６ｃで固定されるとともに、第１流路形成部５８の排気ガス出口側の一部６８との間に第２流路３４を形成するよう構成されている。

一実施形態では、例えば図１及び図２に示すタービンノズル８において、ノズル外輪１６は、ノズルベーン１８の各々に接合されていない。また、図１及び図２に示すタービンノズル８では、複数のノズルベーン１８が、ノズル内輪１４及び仕切り板２０に対して例えば溶接により接合されており、複数のノズルベーン１８、ノズル内輪１４及び仕切り板２０が一体となってノズルリング２１を構成している。このように、ノズルリング２１はノズル外輪１６とは別部品として（別体で）構成されている。

このため、タービンノズル８の製造時において、ノズルベーン１８の各々と仕切り板２０とを溶接によって溶接する際に、ノズルベーン１８の外周側先端１８ａが露出した状態（図３参照）、すなわちノズル外輪１６によってノズルベーン１８の外周側先端１８ａが囲まれていない状態で溶接することが可能となるため、溶接作業が容易となり、タービンノズル８の製造コストを低減することができる。

また、メンテナンス時においても、ノズル外輪１６によってノズルベーン１８の外周側先端１８ａが囲まれている状態からノズル外輪１６とノズルベーン１８とを軸方向に離間させてノズルベーン１８を露出させることにより、ノズル外輪１６によってノズルベーン１８の外周側先端１８ａが囲まれていない状態（図３参照）で、外側ノズル通路２４に対応する部分２４ａを容易に清掃することができる。

一実施形態では、例えば図１に示すように、タービン２は、タービン動翼６を通過した排気ガスを案内するための出口案内筒４４を備え、ノズル外輪１６は、出口案内筒４４とは別部品として構成されるとともに出口案内筒４４に固定されている。このため、例えばノズル外輪１６の材質を出口案内筒４４の材質とは独立して選択することができ、設計自由度を高めることができる。

一実施形態では、例えば図１に示すように、出口案内筒４４は、タービン動翼６に面する動翼側流路壁４６と、動翼側流路壁４６から動翼側流路壁４６の外周側に分岐して延在するとともに出口側ケーシング１２に固定される外周側延在部４８と、を有し、ノズル外輪１６は、動翼側流路壁４６と外周側延在部４８との間に形成される空間５０を覆うように設けられている。これにより、該空間５０への排気ガスの入り込みに起因するタービン効率の低下を抑制することができる。

一実施形態では、例えば図４に示すように、タービンロータ４の軸方向における各位置において、タービンロータ４の径方向における仕切り板２０とノズル内輪１４との間隔Ｄ１は、タービンロータ４の径方向における仕切り板２０とノズル外輪１６との間隔Ｄ２より大きい。

特許文献１の図１及び図２に記載されるターボ過給機は、開閉弁（４１）が開いている状態及び閉じている状態の両方において、タービンノズル（２５）のうち隔壁（４２）の外周側に排気ガスが流れるよう構成されていたため、タービン動翼の先端と該先端に対向するシュラウド壁との隙間を通る排気ガスがタービン効率低下に与える影響が比較的大きかった。

これに対し、図１〜図４を用いて説明したターボ過給機１００によれば、タービンノズル８のうち仕切り板２０の外周側の外側ノズル通路２４には、バルブ４０が開いている時のみ排気ガスが導かれバルブ４０が閉じている時に排気ガスが導かれない。このため、タービン動翼６の先端と該先端に対向するシュラウド壁（出口案内筒４４における上述の動翼側流路壁）４６との隙間を通る排気ガスがタービン効率低下に与える影響を小さくすることができる。また、隣接するノズルベーン１８同士の間隔は、タービンロータ４の径方向において外側に向かうにつれて大きくなるため、ノズル外輪１６と仕切り板２０との間隔が比較的小さくともバルブ４０の開閉に伴ってタービンノズル８の流路面積を大きく変化させることができる。

一実施形態では、例えば図４に示すように、仕切り板２０は、タービン動翼６に近づくにつれてタービンロータ４の径方向におけるノズル内輪１４との間隔Ｄ１が小さくなるように斜めに設置されている。

これにより、仕切り板２０に沿って流れる排気ガスが、下流側に向かうにつれてタービンロータ４の径方向における内側へ向かうため、バルブ４０を開いた状態において、タービン動翼６の外周側先端と該先端に対向するシュラウド壁（出口案内筒４４における上述の動翼側流路壁）４６との間の隙間を通る排気ガスの量を少なくすることができる。これにより、タービン効率を向上することができる。

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

例えば、図１に示した実施形態では、ノズル外輪１６は、出口案内筒４４とは別部品として構成されており、出口案内筒４４に固定されていたが、ノズル外輪１６の形態はこれに限らない。例えば図５に示すように、ノズル外輪１６は出口案内筒４４の一部によって構成されていてもよい。これにより、ノズル外輪１６を出口案内筒４４と別部品として構成する場合と比較して、部品点数を削減しターボ過給機１００の構成を簡素化することができる。

また、図１に示した実施形態では、バルブ４０の開閉を制御部４２によって行う形態を説明したが、バルブ４０の開閉は手動で行ってもよい。また、幾つかの実施形態では、図１及び図５に示すように、入口側ケーシング１０及び出口側ケーシング１２の各々に断熱材８０が取り付けられていてもよい。

２ タービン
４ タービンロータ
６ タービン動翼
８ タービンノズル
１０ 入口側ケーシング
１２ 出口側ケーシング
１４ ノズル内輪
１６ ノズル外輪
１８ ノズルベーン
２０ 仕切り板
２１ ノズルリング
２２ 内側ノズル通路
２４ 外側ノズル通路
２６ 第１ケーシング
２８ 第２ケーシング
２８ａ 外周面
３０ バイパス管
３２ 第１流路
３４ 第２流路
３６ 第１開口部
３８ 第２開口部
４０ バルブ
４２ 制御部
４４ 出口案内筒
４６ 動翼側流路壁
４８ 外周側延在部
５０ 空間
５２ 一端側固定部
５４ 他端側固定部
５６ 拡径部
５８ 第１流路形成部
６０ 第２流路形成部
６２ 一端側連結部
６４ 他端側固定部
６６ 端部
６８ 一部
６９ 排気ガス入口
７０ 排気ガス出口
７２ 空間
７４ ロータロック用の要具
７６ａ，７６ｂ，７６ｃ ボルト
７８ 軸受
８０ 断熱材
１００ ターボ過給機

Claims (11)

1. 回転可能に設けられたタービンロータと、
   前記タービンロータのタービン動翼の上流側に設けられたタービンノズルと、
   前記タービンノズルに排気ガスを導くよう構成された入口側ケーシングと、
   を含み、
   前記タービンノズルは、
   ノズル内輪と、
   ノズル外輪と、
   前記ノズル内輪及び前記ノズル外輪の間に前記タービンロータの周方向に沿って配置された複数のノズルベーンと、
   前記ノズルベーンの翼高さ方向における途中位置にて前記ノズルベーンの各々と交差するよう設けられ、前記ノズル内輪との間に内側ノズル通路を形成するとともに前記ノズル外輪との間に外側ノズル通路を形成する環状の仕切り板と、
   を含み、
   前記入口側ケーシングは、
   一端側および他端側にそれぞれ開口を有し、前記一端側の開口から前記他端側の開口まで連続する内側空間を有する筒状の第１ケーシングと、
   前記第１ケーシングの外周側に位置する第２ケーシングであって、前記内側ノズル通路に前記排気ガスを導くための第１流路を前記第１ケーシングとの間に形成するとともに、前記外側ノズル通路に前記排気ガスを導くための第２流路を前記第１流路の外周側に形成する第２ケーシングと、
   前記第２ケーシングの外周面に設けられた第１開口部を介して一端側で前記第１流路に接続するとともに、前記第２ケーシングの前記外周面に設けられた第２開口部を介して他端側で前記第２流路に接続するよう構成されたバイパス管と、
   を含み、
   前記バイパス管にバルブが設けられたタービン。
2. 前記タービンロータの軸方向における各位置において、前記タービンロータの径方向における前記仕切り板と前記ノズル内輪との間隔は、前記タービンロータの径方向における前記仕切り板と前記ノズル外輪との間隔より大きい請求項１に記載のタービン。
3. 前記ノズル外輪は、前記ノズルベーンに接合されていない請求項１又は２に記載のタービン。
4. 前記タービンは、前記タービン動翼を通過した前記排気ガスを案内するための出口案内筒を備え、
   前記ノズル外輪は、前記出口案内筒とは別部品として構成されるとともに前記出口案内筒に固定されている請求項３に記載のタービン。
5. 前記タービンは、前記タービン動翼を通過した前記排気ガスを排出するための出口側ケーシングを更に備え、
   前記出口案内筒は、前記タービン動翼に面する動翼側流路壁と、前記動翼側流路壁から前記動翼側流路壁の外周側に分岐して延在するとともに前記出口側ケーシングに固定される外周側延在部と、を有し、
   前記ノズル外輪は、前記動翼側流路壁と前記外周側延在部との間に形成される空間を覆うように設けられている請求項４に記載のタービン。
6. 前記タービンは、前記タービン動翼を通過した前記排気ガスを案内するための出口案内筒を備え、
   前記ノズル外輪は、前記出口案内筒の一部によって構成される請求項３に記載のタービン。
7. 前記仕切り板は、前記タービン動翼に近づくにつれて前記ノズル内輪との間隔が小さくなるように斜めに設置されている請求項１乃至６の何れか１項に記載のタービン。
8. 前記第１ケーシングは、前記ノズル内輪から前記タービンロータの軸方向に離れるにつれて内径及び外径が大きくなるように構成された拡径部を含む、請求項１乃至７の何れか１項に記載のタービン。
9. 回転可能に設けられたタービンロータと、
   前記タービンロータのタービン動翼の上流側に設けられたタービンノズルと、
   前記タービンノズルに排気ガスを導くよう構成された入口側ケーシングと、
   を含み、
   前記タービンノズルは、
   ノズル内輪と、
   ノズル外輪と、
   前記ノズル内輪及び前記ノズル外輪の間に前記タービンロータの周方向に沿って配置された複数のノズルベーンと、
   前記ノズルベーンの翼高さ方向における途中位置にて前記ノズルベーンの各々と交差するよう設けられ、前記ノズル内輪との間に内側ノズル通路を形成するとともに前記ノズル外輪との間に外側ノズル通路を形成する環状の仕切り板と、
   を含み、
   前記入口側ケーシングは、
   筒状の第１ケーシングと、
   前記第１ケーシングの外周側に位置する第２ケーシングであって、前記内側ノズル通路に前記排気ガスを導くための第１流路を前記第１ケーシングとの間に形成するとともに、前記外側ノズル通路に前記排気ガスを導くための第２流路を前記第１流路の外周側に形成する第２ケーシングと、
   前記第２ケーシングの外周面に設けられた第１開口部を介して一端側で前記第１流路に接続するとともに、前記第２ケーシングの前記外周面に設けられた第２開口部を介して他端側で前記第２流路に接続するよう構成されたバイパス管と、
   を含み、
   前記バイパス管にバルブが設けられ、
   前記ノズル外輪は、前記ノズルベーンに接合されていない、タービン。
10. 回転可能に設けられたタービンロータと、
    前記タービンロータのタービン動翼の上流側に設けられたタービンノズルと、
    前記タービンノズルに排気ガスを導くよう構成された入口側ケーシングと、
    を含み、
    前記タービンノズルは、
    ノズル内輪と、
    ノズル外輪と、
    前記ノズル内輪及び前記ノズル外輪の間に前記タービンロータの周方向に沿って配置された複数のノズルベーンと、
    前記ノズルベーンの翼高さ方向における途中位置にて前記ノズルベーンの各々と交差するよう設けられ、前記ノズル内輪との間に内側ノズル通路を形成するとともに前記ノズル外輪との間に外側ノズル通路を形成する環状の仕切り板と、
    を含み、
    前記入口側ケーシングは、
    筒状の第１ケーシングと、
    前記第１ケーシングの外周側に位置する第２ケーシングであって、前記内側ノズル通路に前記排気ガスを導くための第１流路を前記第１ケーシングとの間に形成するとともに、前記外側ノズル通路に前記排気ガスを導くための第２流路を前記第１流路の外周側に形成する第２ケーシングと、
    前記第２ケーシングの外周面に設けられた第１開口部を介して一端側で前記第１流路に接続するとともに、前記第２ケーシングの前記外周面に設けられた第２開口部を介して他端側で前記第２流路に接続するよう構成されたバイパス管と、
    を含み、
    前記バイパス管にバルブが設けられ、
    前記仕切り板は、前記タービン動翼に近づくにつれて前記ノズル内輪との間隔が小さくなるように斜めに設置されている、タービン。
11. 内燃機関から排出された排気ガスによって駆動するタービンを備えたターボ過給機であって、前記タービンは、請求項１乃至１０の何れか１項に記載のタービンである、ターボ過給機。

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