JP6832204B2 - 弁装置、タービンハウジング、排気タービン過給機及びエンジン - Google Patents

Description

本発明は、排気タービン過給機の排気バイパス流路を開閉する弁装置、タービンハウジング、排気タービン過給機及びエンジンに関する。

排気タービン過給機について、タービン入口およびタービン出口の領域ならびにウエストゲート導管の領域において、高速で流れる高温の排気ガスと直接接触するタービンケーシング内の表面を減少させたタービンケーシングに関する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の技術は、タービンケーシングのタービン入口およびタービン出口の領域ならびにウエストゲート導管の領域への熱の流入を抑えることができる。

米国特許出願公開第２０１５／０３３７８５８号明細書

排気バイパス流路を開閉する弁装置は、排気バイパス流路の開放時、高速で流れる高温の排気ガスと直接接触する。弁装置は、タービンケーシングと同様に熱容量の大きい材料で製造されている。このため、排気バイパス流路の開放時、弁装置と高温の排気ガスとが直接接触することで、高温の排気ガスの熱が弁装置に入熱し熱損失を生じる。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、排気ガスの熱損失を低減することができる弁装置、タービンハウジング、排気タービン過給機及びエンジンを提供することを目的とする。

本発明の弁装置は、排気タービン過給機のタービンに供給する排気ガスをバイパスするバイパス流路を開閉する弁装置であって、前記バイパス流路を通過する排気ガスの流れ方向の上流側に表面が対面する第一弁体と、前記第一弁体の裏面と向かい合って表面が配置され、前記第一弁体と接合された第二弁体と、前記第一弁体の裏面と前記第二弁体の表面との間に形成された空間部と、を備えることを特徴とする。

この構成によれば、排気ガスの熱損失を低減することができる。

本発明の弁装置は、前記空間部に充填された、空気より低い熱伝導率を有する断熱材を備えることが好ましい。この構成によれば、第一弁体から空間部を介した第二弁体への熱の伝達経路が遮断され、排気ガスの熱損失をより低減することができる。

本発明の弁装置は、前記第一弁体の表面に形成された、第一弁体より低い熱容量と第一弁体より低い熱伝導率とを有する遮熱コーティング層を備えることが好ましい。この構成によれば、第一弁体の表面における、排気ガスの熱損失をより低減することができる。

本発明の弁装置は、前記空間部に配置され、一方の端部が前記第一弁体の裏面に接触し、他方の端部が前記第二弁体の表面に接触する補強部材を備えることが好ましい。この構成によれば、第一弁体と第二弁体との剛性を高めることができる。

本発明のタービンハウジングは、前記排気タービン過給機のタービンを収容するハウジング本体と、前記ハウジング本体の内部に形成され、前記排気タービン過給機のタービンに排気ガスを供給する排気ガスの流路と、前記流路に接続され、前記排気タービン過給機のタービンに供給される排気ガスをバイパスするバイパス流路と、上記の弁装置とを備えることを特徴とする。

この構成によれば、排気ガスの熱損失を低減することができる。

本発明の排気タービン過給機は、エンジンから排出された排気ガスによって駆動するタービンと、前記タービンの回転が回転軸を介して伝達されて駆動するコンプレッサと、前記タービンと前記コンプレッサとを回転自在に連結する回転軸と、上記のタービンハウジングとを備えることを特徴とする。

この構成によれば、排気ガスの熱損失を低減することができる。

本発明のエンジンは、上記の排気タービン過給機と、前記排気タービン過給機と接続されたエンジン本体とを備えることを特徴とする。

この構成によれば、排気ガスの熱損失を低減することができる。

本発明によれば、排気ガスの熱損失を低減することができる。

図１は、第一実施形態に係る排気タービン過給機を示す断面図である。 図２は、第一実施形態に係るタービンハウジングを示す部分断面図である。 図３は、第一実施形態に係る弁装置を示す部分断面図である。 図４は、第二実施形態に係る弁装置を示す部分断面図である。 図５は、第三実施形態に係る弁装置を示す部分断面図である。 図６は、第四実施形態に係る弁装置を示す部分断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能であり、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせることも可能である。

［第一実施形態］
図１は、第一実施形態に係る排気タービン過給機を示す断面図である。図２は、第一実施形態に係るタービンハウジングを示す部分断面図である。タービンハウジング１は、排気タービン過給機２００のタービン２１０を収容する。

排気タービン過給機２００は、図示しないエンジンから排出された高速で流れる高温の排気ガス（以下、「高温の排気ガス」という。）によってタービン２１０が駆動して、タービン２１０の回転が回転軸２２０を介して伝達されてコンプレッサ２３０が駆動して、コンプレッサ２３０が燃焼用気体を圧縮してエンジンに供給する。

タービンハウジング１は、内部の空間に排気タービン過給機２００のタービン２１０を収容する。タービンハウジング１は、ハウジング本体２の内部に、タービン翼２１１に供給する高温の排気ガスが通過する渦巻状の流路３が形成されている。

ハウジング本体２は、排気タービン過給機２００のタービン２１０を収容する。ハウジング本体２は、鋳造によって鋳物として製造されている。ハウジング本体２は、鋳物であるので熱容量が大きい。ハウジング本体２は、流路３を通過する高温の排気ガスと直接接触することで高温になる。言い換えると、ハウジング本体２と高温の排気ガスとが直接接触することで高温の排気ガスからハウジング本体２に入熱する。

流路３は、ハウジング本体２の内部に空洞として形成されている。言い換えると、流路３の内壁は、ハウジング本体２の内周面である。流路３には、高温の排気ガスが流入する入口通路４と、高温の排気ガスを排出する出口通路５とが連通している。流路３には、高温の排気ガスをタービン２１０に供給せずにバイパスするバイパス流路６が連通している。

入口通路４は、流路３の外周から径方向外側に突出して配置されている。入口通路４は、鋳造によって鋳物として製造されている。入口通路４は、流路３と接合されて一体に形成されている。

出口通路５は、流路３からタービン２１０の軸方向に突出して配置されている。出口通路５は、鋳造によって鋳物として製造されている。出口通路５は、流路３と接合されて一体に形成されている。

このように構成された流路３における高温の排気ガスの流れを説明する。エンジンから排出された高温の排気ガスは、入口通路４から流路３に流入する。そして、流路３において、高温の排気ガスがタービンノズル１１３によって静圧膨張されて、軸方向の高温の排気ガス流が複数のタービン翼２１１に導かれる。そして、複数のタービン翼２１１が固定されたタービンディスク２１２を介してタービン２１０が駆動回転する。そして、複数のタービン翼２１１を駆動した高温の排気ガスを、出口通路５から外部に排出する。

バイパス流路６は、流路３を通過する高温の排気ガスの一部を、タービン翼２１１をバイパスさせて外部に排出する。バイパス流路６は、上流側が流路３に連通している。バイパス流路６は、下流側が出口通路５に連通している。バイパス流路６によってバイパスされた高温の排気ガスは、出口通路５から外部に排出される。本実施形態では、バイパス流路６は、軸方向に沿って配置されている。バイパス流路６には、バイパス流路６を開閉する弁装置１０が配置されている。

図３を用いて、弁装置１０について説明する。図３は、第一実施形態に係る弁装置を示す部分断面図である。弁装置１０は、バイパス流路６を開閉して、バイパス流路６を通過する排気ガス量を調整する。弁装置１０は、図示しない制御部からの制御信号で作動するアクチュエータで開閉する。弁装置１０は、バイパス流路６と出口通路５との接続部である出口部６１に対して進退可能に配置されている。弁装置１０は、出口部６１に対して進退することで、バイパス流路６を流れる高温の排気ガスの流量を調節する。より詳しくは、弁装置１０が出口部６１に対して後退し出口部６１を開放すると、バイパス流路６を開放する。弁装置１０が開状態となりバイパス流路６を開放すると、流路３を通過する高温の排気ガスの一部がバイパス流路６を通過しタービン翼をバイパスする。弁装置１０が出口部６１に対して進出し出口部６１を閉塞すると、バイパス流路６を閉塞する。弁装置１０が閉状態となりバイパス流路６を閉塞すると、流路３を通過する高温の排気ガスの全量をタービン翼２１１に供給する。弁装置１０は、第一弁体１１と、第二弁体１２と、空間部１３と、軸部１４とを有する。

第一弁体１１は、バイパス流路６を通過する高温の排気ガスの流れ方向の上流側に対面する弁体である。第一弁体１１は、バイパス流路６の出口部６１より大きい径を有する円盤状に形成されている。第一弁体１１は、表面１１１がバイパス流路６を通過する高温の排気ガスの流れ方向の上流側に対面する。第一弁体１１の表面１１１は、平面状に形成されている。第一弁体１１の裏面１１２は、中央部が外周部よりも凹んだ凹状に形成されている。第一弁体１１は、熱容量が大きい材料で構成されている。

このように構成された第一弁体１１は、弁装置１０が開状態となりバイパス流路６を開放したときでも、少なくとも一部が、バイパス流路６の出口部６１に対面している。第一弁体１１は、弁装置１０が閉状態となりバイパス流路６を閉塞したとき、表面１１１の外周部が出口部６１の外周部に押し付けられた状態で密着する。

第二弁体１２は、第一弁体１１と向かい合って配置されている。より詳しくは、第二弁体１２は、表面１２１が第一弁体１１の裏面１１２と向かい合っている。第二弁体１２は、第一弁体１１と同径を有する円盤状に形成されている。第二弁体１２の表面１１１と裏面１１２とは、平面状に形成されている。第二弁体１２は、熱容量が大きい材料で構成されている。

このように構成された第一弁体１１と第二弁体１２とは、第一弁体１１の裏面１１２の外周部と第二弁体１２の表面１２１の外周部と重ね合わせた状態で溶接によって接合されて一体に形成されている。

空間部１３は、第一弁体１１と第二弁体１２との間に形成されている。より詳しくは、空間部１３は、第一弁体１１の裏面１１２と第二弁体１２の表面１２１との間の空間である。空間部１３が形成されていることで、第一弁体１１の裏面１１２と第二弁体１２の表面１２１とが面で接触する面積が小さくなる。これにより、空間部１３は、高温の排気ガスによって第一弁体１１の温度が上昇した際に、第一弁体１１から第二弁体１２へ直接伝達する熱の伝達経路が第一弁体１１の外周と第二弁体１２の外周との間に限定される。

第一弁体１１の温度が上昇して空間部１３の空気の温度が上昇すると、空間部１３の空気を介して第二弁体１２の温度が上昇する。ところが、第一弁体１１から第二弁体１２へ直接伝達する熱による第二弁体１２の温度上昇に比べて、空間部１３の空気を介した第二弁体１２の温度上昇は時間を要する。このように、空間部１３は、第一弁体１１と第二弁体１２との間で断熱材として機能する。

空間部１３による断熱効果を高めるためには、空間部１３は、一体に形成された第一弁体１１および第二弁体１２が高温の排気ガスの吹き付けに耐え得る剛性を有する範囲で体積を大きくすることが好ましい。空間部１３の体積を大きくするためには、例えば、第一弁体１１の裏面１１２の凹部の径を大きくしたり、凹部の深さを深くしたりすればよい。

軸部１４は、一方の端部が第二弁体１２の裏面に接合されている。軸部１４は、他方の端部が図示しないアクチュエータに連結されている。軸部１４は、アクチュエータの動力を第一弁体１１と第二弁体１２とに伝達して、第一弁体１１と第二弁体１２とを一体として動作する。より詳しくは、軸部１４は、アクチュエータの動力によって、バイパス流路６の出口部６１に対して第一弁体１１と第二弁体１２とを一体として進退する。軸部１４は、例えば、鋳造によって鋳物として製造されている。鋳物である軸部１４は、熱容量が大きい。

次に、高温の排気ガスがバイパス流路６を流れるときの、弁装置１０の作用について説明する。

弁装置１０が閉状態であるとき、弁装置１０は、バイパス流路６の下流側の出口部６１を閉塞する。このため、高温の排気ガスは、流路３からバイパス流路６へ流入しない。弁装置１０は、高温の排気ガスと直接接して温度が上昇しているハウジング本体２より温度が低い。言い換えると、弁装置１０の第一弁体１１は、高温の排気ガスとの温度差が大きい。

例えば、エンジンの負荷状態や高温の排気ガスの流量などが所定条件を満たすと、制御部からの制御信号でアクチュエータが作動して、弁装置１０が開状態となって、弁装置１０は、バイパス流路６の出口部６１を開放する。バイパス流路６を開放すると、流路３を通過する高温の排気ガスの少なくとも一部がバイパス流路６に流入して、タービン翼２１１をバイパスして、出口通路５から外部に排出する。

開状態となった弁装置１０は、バイパス流路６の出口部６１から離間する。第一弁体１１の表面１１１は、少なくとも一部分がバイパス流路６の出口部６１と離間した状態で向かい合っている。これにより、流路３からバイパス流路６へ流入して出口部６１から流出した高温の排気ガスが、第一弁体１１の表面１１１に直接吹き付けられる。

高温の排気ガスが第一弁体１１の表面１１１に直接吹き付けられるので、第一弁体１１は、短時間で高温になる。第一弁体１１と第二弁体１２との間には空間部１３が形成されているので、第一弁体１１の熱は、接合されている第一弁体１１の裏面１１２の外周部から第二弁体１２の表面１２１の外周部を介して、第二弁体１２へ伝達する。または、第一弁体１１の熱は、熱伝導率が第一弁体１１と第二弁体１２より低い空間部１３の空気を介して第二弁体１２に伝達する。このように、第一弁体１１から第二弁体１２へ直接伝達する熱の伝達経路が限定されているので、第二弁体１２は温度が上昇するまでに時間を要する。言い換えると、第一弁体１１の熱は、第二弁体１２に伝達しにくくなっている。

バイパス流路６を通過した高温の排気ガスは、第一弁体１１が高温になるまでは、第一弁体１１に入熱し熱損失を生じる。上述したように、第一弁体１１は、第二弁体１２など他の部材に熱を伝達しにくいので、短時間で温度が上昇する。これにより、バイパス流路６を通過した高温の排気ガスと第一弁体１１との温度差が短時間で縮小する。高温の排気ガスは、熱損失が抑制される。

このようにして、弁装置１０が開状態になった直後から、高温の排気ガスを、温度を下げることなく、タービンハウジング１の下流側に供給する。タービンハウジング１の下流側において、高温のまま供給された排気ガスは、触媒の温度を短時間で昇温し、触媒を早期に活性化する。

弁装置１０が開状態となってからしばらく時間が経過すると、第一弁体１１の裏面１１２の外周部から第二弁体１２の表面１２１の外周部を介して伝達した熱と、空間部１３の空気を介して伝達した熱によって、第二弁体１２の温度が上昇する。

さらに時間が経過すると、第二弁体１２から軸部１４を介して伝達した熱と、弁装置１０の周囲を流れる高温の排気ガスからの入熱によって、弁装置１０全体の温度が上昇する。弁装置１０の周囲を流れる高温の排気ガスからの弁装置１０全体への入熱は、第一弁体１１の表面１１１に直接吹き付ける高温の排気ガスから第一弁体１１への入熱よりも小さい。このため、弁装置１０の周囲を流れる高温の排気ガスの熱損失は、小さく抑えられる。そして、弁装置１０全体の温度が上昇することで、高温の排気ガスは、熱損失がさらに抑制される。

このように、弁装置１０が開状態になると、第一弁体１１は短時間で高温になる。バイパス流路６を通過した高温の排気ガスと第一弁体１１との温度差が短時間で縮小する。これにより、弁装置１０が開状態になった直後から、高温の排気ガスは、熱損失が抑制される。そして、弁装置１０が開状態になってからしばらく時間が経過すると、弁装置１０全体の温度が上昇する。弁装置１０全体の温度が上昇することで、高温の排気ガスは、熱損失がさらに抑制される。

以上説明したように、本実施形態によれば、弁装置１０が開状態になると、第一弁体１１は、第二弁体１２との間に空間部１３が形成されていることにより、第二弁体１２など他の部材に熱を伝達しにくく、短時間で高温になる。このため、本実施形態によれば、バイパス流路６を通過した高温の排気ガスと第一弁体１１との温度差を短時間で縮小することができる。これにより、本実施形態は、弁装置１０が開状態になった直後から、高温の排気ガスの熱損失を抑制することができる。

本実施形態によれば、弁装置１０が開状態になってからしばらく時間が経過すると、弁装置１０全体の温度が上昇する。本実施形態は、弁装置１０全体の温度が上昇すると、高温の排気ガスの熱損失をさらに抑制することができる。

このようにして、本実施形態によれば、弁装置１０が開状態となったとき、タービンハウジング１の出口における排気ガスの温度を、高温に維持することができる。

本実施形態は、高温の排気ガスの温度を下げることなく、タービンハウジング１より下流側に供給する。これにより、本実施形態によれば、タービンハウジング１の下流側において、触媒の温度を短時間で昇温することができるとともに、触媒を早期に活性化することができる。

これらにより、本実施形態によれば、排気タービン過給機２００の運転効率を向上することができる。

本実施形態は、従来の弁装置と交換することで従来の排気タービン過給機２００に適用することができる。排気タービン過給機２００の点検時またはメンテナンス時に交換作業を行うことができるので、適用が容易である。

［第二実施形態］
図４を参照しながら、本実施形態に係る弁装置１０Ａについて説明する。図４は、第二実施形態に係る弁装置を示す部分断面図である。弁装置１０Ａは、基本的な構成は第一実施形態の弁装置１０と同様である。以下の説明においては、弁装置１０と同様の構成要素には、同一の符号または対応する符号を付し、その詳細な説明は省略する。

弁装置１０Ａは、第一弁体１１と、第二弁体１２と、空間部１３と、軸部１４と、断熱材１５Ａとを有する。

第一弁体１１と第二弁体１２とは、第一弁体１１の裏面１１２の外周部と第二弁体１２の表面１２１の外周部と重ね合わせて、空間部１３に断熱材１５Ａを配置した状態で溶接によって接合されて一体に形成されている。

断熱材１５Ａは、空間部１３に充填されている。断熱材１５Ａは、第一弁体１１の裏面１１２の熱が空間部１３を介して第二弁体１２に伝達することを抑制する。断熱材１５Ａは、空気より低い熱伝導率を有する。断熱材１５Ａの熱伝導率は、例えば、０．１Ｗ／ｍ／Ｋ以下が好ましい。断熱材１５Ａは、例えば、セラミックファイバー、グラスウール、ロックウール、セルローズファイバーを含む繊維状のシート材、または、例えば、エアロゲルを含む多孔質材などで構成されている。

弁装置１０Ａが開状態になると、高温の排気ガスが第一弁体１１の表面１１１に直接吹き付けられる。第一弁体１１の熱は、接合されている第一弁体１１の裏面１１２の外周部から第二弁体１２の表面１２１の外周部を介して、第二弁体１２へ伝達する。第一弁体１１と第二弁体１２との間の空間部１３に断熱材１５Ａが充填されているので、第一弁体１１の熱が空間部１３の空気を介して第二弁体１２に伝達する伝達経路が遮断される。第一弁体１１の熱は、断熱材１５Ａによって、第二弁体１２に、より伝達しにくくなっている。これにより、第一弁体１１は、より短時間で高温になる。

弁装置１０Ａが開状態となってからしばらく時間が経過すると、第一弁体１１の裏面１１２の外周部から第二弁体１２の表面１２１の外周部を介して伝達した熱によって、第二弁体１２の温度が上昇する。

上述したように、第一弁体１１は、より短時間で温度が上昇する。これにより、バイパス流路６を通過した高温の排気ガスと第一弁体１１との温度差がより短時間で縮小する。このように、高温の排気ガスは、熱損失がより抑制される。

このようにして、弁装置１０Ａが開状態になった直後から、高温の排気ガスの温度の低下をより抑制して、タービンハウジング１の下流側に供給する。タービンハウジング１の下流側において、温度の低下がより抑制されて、高温のまま供給された排気ガスは、触媒の温度をより短時間で昇温し、触媒をより早期に活性化する。

このように、弁装置１０Ａが開状態になると、断熱材１５Ａによって第一弁体１１から空間部１３の空気に入熱することが抑制され、第一弁体１１は、より短時間で高温になる。これにより、バイパス流路６を通過した高温の排気ガスと第一弁体１１との温度差がより短時間で縮小する。

以上説明したように、本実施形態によれば、弁装置１０Ａが開状態になると、第一弁体１１は、空間部１３に断熱材１５Ａが充填されていることにより、第一弁体１１から空間部１３の空気への入熱が抑制される。これにより、本実施形態によれば、第一弁体１１は、第二弁体１２など他の部材に熱をより伝達しにくく、より短時間で高温になる。このため、本実施形態によれば、バイパス流路６を通過した高温の排気ガスと第一弁体１１との温度差をより短時間で縮小することができる。これにより、本実施形態は、弁装置１０Ａが開状態になった直後から、高温の排気ガスの熱損失をより抑制することができる。

本実施形態は、高温の排気ガスを温度の低下をより抑制し、タービンハウジング１より下流側に供給することができる。これにより、本実施形態は、触媒の温度をより短時間で昇温することができるとともに、触媒をより早期に活性化することができる。

これらにより、本実施形態によれば、排気タービン過給機２００の運転効率をより向上することができる。

［第三実施形態］
図５を参照しながら、本実施形態に係る弁装置１０Ｂについて説明する。図５は、第三実施形態に係る弁装置を示す部分断面図である。弁装置１０Ｂは、遮熱コーティング層１６Ｂを有する点で第二実施形態の弁装置１０Ｂと異なる。

弁装置１０Ｂは、第一弁体１１と、第二弁体１２と、空間部１３と、軸部１４と、断熱材１５Ｂと、遮熱コーティング層１６Ｂとを有する。

遮熱コーティング層１６Ｂは、第一弁体１１の表面１１１に直接吹き付けられる高温の排気ガスの熱が第一弁体１１の表面１１１に入熱することを抑制する。遮熱コーティング層１６Ｂは、第一弁体１１の表面１１１に形成されている。より詳しくは、遮熱コーティング層１６Ｂは、弁装置１０Ｂが閉状態のときにバイパス流路６の出口部６１の外周部と密着する表面１１１の外周部を除いて形成されている。表面１１１の外周部を除いて遮熱コーティング層１６Ｂを形成することで、弁装置１０Ｂが閉状態のときの、バイパス流路６の出口部６１と弁装置１０Ｂとの気密性を保持する。

遮熱コーティング層１６Ｂは、第一弁体１１より低い熱容量を有する。遮熱コーティング層１６Ｂは、第一弁体１１より低い熱伝導率を有する。遮熱コーティング層１６Ｂは、熱伝導率の低い材料、例えば、ＹＳＺ（イットリア安定化ジルコニア）、ＣＳＺ（カルシウム安定化ジルコニア）、ムライトなどで構成された断熱膜と、例えば、ＮｉＣｒ（ニッケルクロム）、ＮｉＡｌ（ニッケルアルミニウム）などで構成されたボンディング層との二層構造である。断熱膜は、例えば、ＹＳＺ、ＣＳＺ、ムライトなどと、例えば、ＮｉＣｒ、ＮｉＡｌなどとの混合膜または傾斜膜であってもよい。

弁装置１０Ｂが開状態になると、高温の排気ガスが第一弁体１１の表面１１１に吹き付けられる。第一弁体１１の表面１１１には遮熱コーティング層１６Ｂが形成されているため、高温の排気ガスから第一弁体１１への入熱が抑制される。これにより、高温の排気ガスの熱損失がより抑制される。

弁装置１０Ｂが開状態となってからしばらく時間が経過すると、弁装置１０Ｂの周囲を流れる高温の排気ガスからの入熱によって、弁装置１０Ｂ全体の温度が上昇する。

このようにして、弁装置１０Ｂが開状態になった直後から、高温の排気ガスの温度の低下をより抑制して、タービンハウジング１の下流側に供給する。タービンハウジング１の下流側において、温度の低下がより抑制されて、高温のまま供給された排気ガスは、触媒の温度をより短時間で昇温し、触媒をより早期に活性化する。

以上説明したように、本実施形態によれば、弁装置１０Ｂが開状態になると、表面１１１に遮熱コーティング層１６Ｂが形成されていることにより、第一弁体１１への入熱が抑制される。これにより、本実施形態は、弁装置１０Ｂが開状態になった直後から、高温の排気ガスの熱損失をより抑制することができる。

本実施形態は、高温の排気ガスの温度の低下をより抑制し、タービンハウジング１より下流側に供給することができる。これにより、本実施形態は、触媒の温度をより短時間で昇温することができるとともに、触媒をより早期に活性化することができる。

これらにより、本実施形態によれば、排気タービン過給機２００の運転効率をより向上することができる。

［第四実施形態］
図６を参照しながら、本実施形態に係る弁装置１０Ｃについて説明する。図６は、第四実施形態に係る弁装置を示す部分断面図である。弁装置１０Ｃは、補強部材１７Ｃを有する点で第三実施形態の弁装置１０Ｂと異なる。

弁装置１０Ｃは、第一弁体１１と、第二弁体１２と、空間部１３と、軸部１４と、断熱材１５Ｃと、遮熱コーティング層１６Ｃと、補強部材１７Ｃとを有する。

補強部材１７Ｃは、一体に形成された第一弁体１１および第二弁体１２の剛性を高める。補強部材１７Ｃは、断熱材１５Ｃを避けて空間部１３に複数が配置され、一方の端部１７Ｃ１が第一弁体１１の裏面１１２に接触し、他方の端部１７Ｃ２が第二弁体１２の表面１２１に接触する。補強部材１７Ｃは、例えば、円柱状の棒材である。

このように、空間部１３に補強部材１７Ｃが配置されることにより、第一弁体１１の表面１１１で受ける圧力を、表面１１１の外周部以外でも分散して受けられる。

以上説明したように、本実施形態によれば、空間部１３に配置された補強部材１７Ｃによって、一体に形成された第一弁体１１および第二弁体１２の剛性を高めることができる。

上記の説明では、弁装置１０の第一弁体１１と第二弁体１２とは、熱容量が大きい材料で製造され、軸部１４は、例えば鋳物として製造されているものとして説明したが、一部をセラミックなど熱容量が小さく、熱伝導率の低い材料で構成してもよい。これにより、弁装置１０が開状態となったとき、高温の排気ガスの熱が弁装置１０に入熱することをさらに抑制し、熱損失をさらに抑制することができる。

１ タービンハウジング
２ ハウジング本体
３ 流路
４ 入口通路
５ 出口通路
６ バイパス流路
６１ 出口部
１０ 弁装置
１１ 第一弁体
１１１ 表面
１１２ 裏面
１２ 第二弁体
１２１ 表面
１３ 空間部
１４ 軸部
２００ 排気タービン過給機
２１０ タービン
２２０ 回転軸
２３０ コンプレッサ

Claims (7)

1. 排気タービン過給機のタービンに供給する排気ガスをバイパスするバイパス流路を開閉する弁装置であって、
   前記バイパス流路を通過する排気ガスの流れ方向の上流側に表面が対面する第一弁体と、
   前記第一弁体の裏面と向かい合って表面が配置され、前記第一弁体と接合された第二弁体と、
   前記第一弁体の裏面と前記第二弁体の表面との間に形成された空間部と、
   を備え、
   前記バイパス流路を閉塞したとき、前記第一弁体の表面の外周部が前記バイパス流路の出口部の外周部に押し付けられた状態で密着し、
   前記第一弁体の表面、前記第二弁体の表面及び裏面は、平面状に形成されている、
   ことを特徴とする弁装置。
2. 前記空間部に充填された、空気より低い熱伝導率を有する断熱材、を備えることを特徴とする請求項１に記載の弁装置。
3. 前記第一弁体の表面に形成された、第一弁体より低い熱容量と第一弁体より低い熱伝導率とを有する遮熱コーティング層、を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の弁装置。
4. 前記空間部に配置され、一方の端部が前記第一弁体の裏面に接触し、他方の端部が前記第二弁体の表面に接触する補強部材、を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の弁装置。
5. 前記排気タービン過給機のタービンを収容するハウジング本体と、
   前記ハウジング本体の内部に形成され、前記排気タービン過給機のタービンに排気ガスを供給する排気ガスの流路と、
   前記流路に接続され、前記排気タービン過給機のタービンに供給される排気ガスをバイパスするバイパス流路と、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の弁装置と、
   を備えることを特徴とするタービンハウジング。
6. エンジンから排出された排気ガスによって駆動するタービンと、
   前記タービンの回転が回転軸を介して伝達されて駆動するコンプレッサと、
   前記タービンと前記コンプレッサとを回転自在に連結する回転軸と、
   請求項５に記載のタービンハウジングと、
   を備えることを特徴とする排気タービン過給機。
7. 請求項６に記載の排気タービン過給機と、
   前記排気タービン過給機と接続されたエンジン本体と、
   を備えることを特徴とするエンジン。

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