JPH0117618Y2 - - Google Patents

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JPH0117618Y2
JPH0117618Y2 JP1984047873U JP4787384U JPH0117618Y2 JP H0117618 Y2 JPH0117618 Y2 JP H0117618Y2 JP 1984047873 U JP1984047873 U JP 1984047873U JP 4787384 U JP4787384 U JP 4787384U JP H0117618 Y2 JPH0117618 Y2 JP H0117618Y2
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water
cooling water
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casing
turbine
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Description

【考案の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本考案は内燃機関に付設されるターボチヤージ
ヤー、特に最も高温を呈するタービンケーシング
を冷却水で冷却する水冷式ターボチヤージヤーに
関するものである。
【従来技術】
デイーゼルエンジンの如き内燃機関の出力向上
を目的として付設される過給機のうちでも、もり
わけ、排気ガスの圧力をかりてガスタービンを駆
動し、該ガスタービンと同軸一体のコンプレツサ
によつて強制過給を行う排気ガスタービン式過給
機、所謂、ターボチヤージヤーにおいては、前記
ガスタービンを収容するタービンケーシングが高
温の排気ガスに直接曝され、大きな熱歪みを生じ
るため、前記タービンケーシングの外面を水ジヤ
ケツトで包囲し、該水ジヤケツトに常時冷却水を
供給して、その過熱を防いでいる。 第1図は、この種従来の水冷式ターボチヤージ
ヤーの一例を示したもので、ターボチヤージヤー
1は、そのタービンケーシング2の排気ガス入口
3が機関の排気マニホールド4のガス出口5に接
続され、前記タービンケーシング2の外面が所定
間隔を置いて該タービンケーシング2と鋳造によ
り一体形成された外部ケーシング6により覆われ
ており、両ケーシング2,6間に形成された水ジ
ヤケツト7の下部には、機関冷却水の一部を水ジ
ヤケツト7に導入するための冷却水入口8が設け
られ、また、上部には水ジヤケツト7内の冷却水
を機関冷却水系統に還流させる冷却水出口9が設
けられ、前記水ジヤケツト7に対し冷却水を常時
供給し得るようになつている。 ところが、上記従来の水冷式ターボチヤージヤ
ーにおいては、機関冷却水系統の冷却水量が多
く、水ジヤケツト7内が満水状態にある場合は、
タービンケーシング2外面全体が水ジヤケツト7
により覆われ、略々均一な冷却を行う反面、機関
冷却水系統の冷却水量が減少し、液面Sが低下し
てタービンケーシング2の上部2aが水ジヤケツ
ト7上部に生じる空間内に露出した場合は、該部
分2aの冷却が殆んど行われず、壁面温度が急速
に上昇すると共に、液面Sが船体や車輌の揺れに
より動揺し、前記タービンケーシング2の上部2
aが冷却水により間欠的、かつ、急激に冷却され
るため、ここに過大な熱応力が発生して亀裂を生
じる懸念があり、この点について改良すべき余地
を残していた。
【考案の目的】
本考案はかかる従来の水冷式ターボチヤージヤ
ーが有していた冷却水量減少に伴うタービンケー
シングの局部的な熱応力発生の問題に着目し、冷
却水量低下によりタービンケーシング外面が冷却
水液面から露出する部分の水ジヤケツトを無くし
て該部分に対する間欠冷却を防止し、該部分の熱
応力発生を防止することにより前記問題点を解消
せんとするものである。
【考案の構成】
即ち、上記目的を達成するための本考案の構成
は、タービンケーシングの外面を外部ケーシング
で覆い、両ケーシングの対向間隙に水ジヤケツト
形成してなる水冷式ターボチヤージヤーにおいて
前記タービンケーシングの外面のうち、前記水ジ
ヤケツト内の冷却水液面が下限レベルまで低下し
たとき、水面上に露出する部分と水面下に没する
部分との境界から該境界に対向する前記外部ケー
シングの内面に亘つて前記タービンケーシング上
部側への冷却水移行を阻止する冷却水遮断壁を水
平に形成せしめた点にある。
【実施例】
以下本考案の実施例を添付図面にもとづいて詳
細に説明する。 第2図は本考案の水冷式ターボチヤージヤーを
適用した内燃機関の一例を示す概要断面図、第3
図は第2図の−線矢視断面図である。 これら各図において、13は内燃機関のシリン
ダブロツク側面に固定され、内部に排気管を覆う
水ジヤケツト12を備えた水冷式排気マニホール
ド11の上面に固着された清水クーラであつて、
該清水クーラ13はその外殻をなすケーシング1
4内に冷却水を通過させるチユーブを内蔵し、該
ケーシング14内の清水通路15上部が膨張タン
ク部16となつていると共に、該清水クーラ13
の内部が前記水冷式排気マニホールド11の水ジ
ヤケツト12と連通している。 17は本考案の要部をなす水冷式ターボチヤー
ジヤーであつて、該ターボチヤージヤー17は、
そのタービンケーシング18の排気ガス入口19
が前記排気マニホールド11の排気通路20と接
続されており、該排気通路20から吐出された排
気ガスを前記タービンケーシング18内の渦巻き
状通路21を通じて、内部に回転自在に軸承した
タービン22のインペラ23に当て、該タービン
22を駆動した後、使用済みの排気ガスを排気ガ
ス出口24から機外に放出する。 上記ターボチヤージヤー17は、前記タービン
ケーシング18の外面18aが、所定間隔tを存
して該タービンケーシング18と鋳造により一体
形成した外部ケーシング25により覆われてお
り、両ケーシング18,25の対向間隙に水ジヤ
ケツト26が形成されていると共に、該水ジヤケ
ツト26の下部には冷却水入口27が、また、上
部には冷却水出口28が夫々設けられている。な
お、前記冷却水入口27は、前記排気マニホール
ド11側面の冷却水供給口29と冷却水パイプ3
0を介して接続されていると共に、前記水ジヤケ
ツト26上部の冷却水出口28は配管31を介し
て前記清水クーラ13の膨張タンク部16に接続
されていて、清水クーラ13、排気マニホールド
11およびターボチヤージヤー17間を冷却水が
自由に流れるようになつている。 図中、32,32′はターボチヤージヤー17
の水ジヤケツト26を形成する際の中子支持孔3
3,33′を閉鎖する盲プラグ、また34は、前
記冷却水入口27の隣接位置に穿設したドレン孔
35に着脱可能に螺着したドレンプラグである。 上記構成からなるターボチヤージヤー17は前
記タービンケーシング18外面のうち、前記水ジ
ヤケツト26内の冷却水量が低下し、その液面S
が下限レベルに達したとき、水面下に位置する部
分と水面上に露出する部分との境界から、前記外
部ケーシング25の内面25aに亘り水ジヤケツ
ト26の天井面を構成する冷却水遮断壁36が水
平に設けられており、該遮断壁36の上面が外部
に露出している。 図中、37は内燃機関の上部を通過している給
気ダクトである。 本考案の水冷式ターボチヤージヤーは叙上の如
き構成を有するものであるが、次にその作用につ
いて説明すると、先ず、機関運転時において、排
気マニホールド11を通じて高温高圧の排気ガス
をタービンケーシング18内の渦巻状通路24に
導入し、タービン22のインペラ23に吹き付け
ると、該タービン22は排気ガスの圧力により高
速回転を生じ、該タービン22と同軸のコンプレ
ツサが駆動して給気が燃焼室に圧送され、燃焼効
率が上昇して機関の出力が向上する。 一方、この間、排気ガスと接触して高温に曝さ
れたタービンケーシング18は、次第に温度上昇
するが、タービンケーシング18は、その外面1
8aが水ジヤケツト26により覆われていること
から、該水ジヤケツト26内の冷却水で過熱が防
止され、熱を奪つて比重の軽くなつた冷却水が冷
却水出口28から配管31を通じて清水クーラ1
3の膨張タンク16に流入すると共に、冷却水入
口27からは、前記排気マニホールド11内の水
ジヤケツト12から冷却水パイプ30を通じて比
較的低温の冷却水が供給され、冷却水がターボチ
ヤージヤー17、清水クーラ13および排気マニ
ホールド11間にてサーモサイフオンの原理によ
り循環し、ターボチヤージヤー17の水ジヤケツ
ト16に絶えず冷却水が供給される。 なお、冷却水の液面Sが船体等の揺れにより動
揺した場合は、冷却水が冷却水遮断壁36に当接
してタービンケーシング18の上部に対する冷却
水移行を阻止し間欠冷却が防止されるため、該部
分での局部的な熱応力の発生が抑制されることに
なる。なお、タービンケーシング18の各部のう
ち、前記冷却水遮断壁36より上方の壁面は、水
ジヤケツト26から隔絶されていることから、冷
却水との直接の接触はないが、この部分の熱は冷
却水遮断壁36やタービンケーシング18あるい
は外部ケーシング25の壁を伝つて周囲に逃げこ
こで冷却水に放出され過熱が防止されることにな
る。 第4図および第5図は、機関冷却水系統の冷却
水量の最低液面レベルを更に低く設定した場合の
実施例であつて、冷却水遮断壁36は、タービン
ケーシング18の最も高い位置から稍々下つた位
置に設けられている関係から冷却水出口28も、
前記実施例よりも稍々低い位置に設けられてい
る。 図中、前記第2図および第3図と同一符号を付
した部分は夫々同一部材、同一部分を示してい
る。 なお、この実施例におけるタービンケーシング
18の上部壁は、冷却水遮断壁36より上方に突
出し、外部に露出しているため、ここに油が付着
して火災を生じたり、不注意にここにふれて火傷
を負つたりすることがないよう外部ケーシング2
5に沿つた大きさの断熱材38で被覆されてお
り、安全を確保するための配慮がなされている。
【考案の効果】
以上述べた如く本考案の水冷式ターボチヤージ
ヤーは、水ジヤケツトで覆われたタービンケーシ
ングの外面のうち、水ジヤケツト内の冷却水液面
が下限レベルまで低下したとき、水面上に露出す
る部分と水面下に没する部分との境界から、該境
界に対向する外部ケーシングの内面に亘り、前記
タービンケーシング上部側への冷却水移行を阻止
する冷却水遮断壁を水平に形成することにより、
前記境界より上部のタービンケーシングに冷却水
が接触しないようにしたものであるため、船体の
揺れ等により冷却水液面が動揺した場合において
も、タービンケーシングの上部が間欠的かつ、急
激に冷却されることがなく、タービンケーシング
の局部的な熱応力の発生を抑制して、タービンケ
ーシングの亀裂等を未然に防止し、機関の寿命を
大巾に延長するというすぐれた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の水冷式ターボチヤージヤーを示
す側断面図、第2図は本考案の水冷式ターボチヤ
ージヤーを適用した内燃機関の側断面図、第3図
は第2図における−線矢視断面図、第4図は
本考案水冷式ターボチヤージヤーの他の実施例を
示す側面図、第5図は第4図における−線矢
視断面図である。 18……タービンケーシング、18a……ター
ビンケーシング外面、25……外部ケーシング、
25a……外部ケーシング内面、26……水ジヤ
ケツト、36……冷却水遮断壁、S……冷却水液
面。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. タービンケーシングの外面を外部ケーシングで
    覆い、両ケーシングの対向間隙に水ジヤケツトを
    形成してなる水冷式ターボチヤージヤーにおい
    て、前記タービンケーシングの外面のうち、前記
    水ジヤケツト内の冷却水液面が下限レベルまで低
    下したとき、水面上に露出する部分と水面下に没
    する部分との境界から、該境界に対向する前記外
    部ケーシングの内面に亘り前記タービンケーシン
    グ上部側への冷却水移行を阻止する冷却水遮断壁
    を水平に形成せしめたことを特徴とする水冷式タ
    ーボチヤージヤー。
JP4787384U 1984-03-31 1984-03-31 水冷式タ−ボチヤ−ジヤ− Granted JPS60159836U (ja)

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JPS60159836U JPS60159836U (ja) 1985-10-24
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9835051B2 (en) * 2012-09-12 2017-12-05 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Water cooled turbine housing

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JPS60159836U (ja) 1985-10-24

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