JPH06147027A - 排気再循環装置 - Google Patents

排気再循環装置

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JPH06147027A
JPH06147027A JP4317960A JP31796092A JPH06147027A JP H06147027 A JPH06147027 A JP H06147027A JP 4317960 A JP4317960 A JP 4317960A JP 31796092 A JP31796092 A JP 31796092A JP H06147027 A JPH06147027 A JP H06147027A
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circulation passage
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/07Mixed pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is either taken out upstream of the turbine and reintroduced upstream of the compressor, or is taken out downstream of the turbine and reintroduced downstream of the compressor
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    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ターボチャージャのコンパクト化を阻害しな
いように排気再循環装置を構成する。 【構成】 タービン2とコンプレッサ4とを軸受車室3
にて一体化してなるターボチャージャ1をエンジン5に
装備させる。コンプレッサ3のディフューザ形成壁19
中に環状のチャンバ21を設ける。チャンバ21とディ
フューザ17とをスリット20により連通させる。ター
ビン2のガス流路16に循環通路22の入口部を接続す
る。循環通路22の出口部をチャンバ21に接続する。
循環通路22の中間部を、軸受車室3内の冷却水通路2
4に対し、交差又は隣接させて配置する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はエンジンから排出された
排気ガスの一部を再循環使用して低NOx化を図るため
の排気再循環装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ターボチャージャを装備したエンジンと
しては、図3にその一例を示す如く、導入されるガスに
よりタービン翼車を回転させるようにしてあるタービン
2と、該タービン2に軸受車室3を介して一体化されタ
ービン翼車の回転により羽根車を回転させて吸気を圧縮
させて吐出させるようにしてあるコンプレッサ4とから
ターボチャージャ1を構成し、該ターボチャージャ1
を、エンジン5に、排気通路6、吸気通路7を介して接
続し、コンプレッサ4からの圧縮空気が吸気通路7を介
してエンジン5に、又、エンジン5からの排気ガスが排
気通路6を介してタービン2に送られ、排気ガスでター
ビン2が駆動されることによりコンプレッサ4が作動さ
せられてエンジン5への過給圧を発生させるようにして
ある。8はインタークーラーを示す。
【0003】上記ターボチャージャ1を装備したエンジ
ン5では、排気ガスの低NOx化対策が重要な課題であ
り、かかる低NOx化対策の一つとして排気再循環(E
GRと称す)方式がある。これは、排気ガスの一部を排
気系から取り出し、再びエンジンの吸気系に戻して混合
気に加えるものであり、これにより、燃焼混合気中の不
活性ガス(H2 O、N2 、CO2 等)の割合が増加し、
燃焼温度が下がることによってNOxの発生が抑えられ
るものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、かかる排気
再循環方式を上記ターボチャージャ1付きのエンジン5
に単に採用すると、図3において、二点鎖線で示す如
く、配管9を、タービン2の入口側の排気通路6とコン
プレッサ4の入口側の吸気通路7との間に循環通路とし
て接続することになるが、この場合、循環通路となる配
管9がエンジン5の出口側からコンプレッサ4の入口側
にかけて長く配置されるため、コンパクト化が重要な一
課題であるターボチャージャ1の外周部のレイアウトが
複雑となってコンパクト化を阻害する原因になり、又、
エンジン5からの高温の排気ガスがコンプレッサ4に直
接入れられるため、コンプレッサ4のハウジングが熱変
形して羽根車との接触事故を起すおそれがある。
【0005】そこで、本発明は、ターボチャージャのコ
ンパクト化を阻害することなく、しかも高温の排気ガス
導入によるコンプレッサハウジングの熱変形を防止する
ことができるような排気再循環装置を提供しようとする
ものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、タービンとコンプレッサとを軸受車室を
介して一体化させてなるターボチャージャをエンジンに
装備させ、該エンジンの排ガスの一部を、エンジンの吸
気系に、循環通路により戻すようにしてある排気再循環
装置において、上記コンプレッサのディフューザを形成
するディフューザ形成壁中に、ディフューザと連通する
環状のチャンバを形成し、該チャンバに上記循環通路の
出口部を接続し、且つ上記タービンのガス流路に、上記
循環通路の入口部を接続してなる構成とする。
【0007】又、循環通路の中間部を、軸受車室内の水
冷ジャケットへ冷却水を送る冷却水通路に、交差又は隣
接させて導設した構成とするとよい。
【0008】更に、循環通路の途中に制御弁を設けた構
成とするのがよい。
【0009】
【作用】循環通路の入口部がタービンのガス流路に、
又、出口部がコンプレッサのディフューザ形成壁中に設
けたチャンバにそれぞれ接続してあることから、循環通
路の配管長さが必要最短となり、ターボチャージャのコ
ンパクト化を阻害することがなくなる。エンジンからの
排気ガスはタービンハウジングのガス流路内で増速され
るが、この膨張過程にて、ガス温度が低下してコンプレ
ッサ内へ導かれるため、コンプレッサハウジングの熱変
形が防止される。
【0010】又、循環通路の中間部分を、水冷ジャケッ
トの冷却水通路に交差又は隣接させることにより、コン
プレッサ内へ導かれる排気ガスが冷却されるため、コン
プレッサハウジングの熱変形が防止されることになる。
【0011】更に、循環通路に制御弁を設けると、該制
御弁の操作で、負荷変動に応じて排気ガスの環流量を調
整できることになる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
【0013】図1は本発明の一実施例を示すもので、タ
ービンハウジング10内に翼車11を有するタービン2
と、コンプレッサハウジング12内に羽根車13を有す
るコンプレッサ4とを、上記翼車11と羽根車13を連
結するタービン軸15を有する軸受車室3にて一体化し
てなるターボチャージャ1を、排気通路6及び吸気通路
7を介してエンジン5に接続し、且つ上記エンジン5の
排気ガスの一部を、循環通路により吸気系に戻すように
してある排気再循環装置において、排気ガスの取出部を
タービン2のガス流路16とし、排気ガスの供給部をコ
ンプレッサ4のディフューザ17とした構成とする。
【0014】詳述すると、コンプレッサ4を構成するコ
ンプレッサハウジング12の一部であって、ディフュー
ザ17を形成するために対向配置されたディフューザ形
成壁18と19のうち、軸受車室3側のディフューザ形
成壁19中に、ディフューザ17へ向かって開口するス
リット20を有する環状のチャンバ21を形成し、該チ
ャンバ21に循環通路22の出口部を接続し、一方、タ
ービン2を構成するタービンハウジング10の一部であ
って、スクロール状のガス流路16を形成する外周部所
要位置に、上記循環通路22の入口部を接続し、タービ
ン2のガス流路16内を流通するエンジン5からの排気
ガスの一部を、循環通路22によりコンプレッサ4のチ
ャンバ21内へ一旦導いてからスリット20を通してデ
ィフューザ17へ供給させられるようにする。又、上記
循環通路22の中間部を、軸受車室3内に形成されてい
る水冷ジャケット23への冷却水通路24に対し、軸受
車室3に付設した補助ケーシング14内で、図2の
(イ)に示す如く交差させるように貫通させたり、ある
いは、図2の(ロ)に示す如く隣接位置させるようにし
て導設し、コンプレッサ4内へ供給する循環流路22内
の排気ガスを冷却させられるようにする。更に、上記循
環流路22の途中に(図では入口部)、制御弁25を設
け、該制御弁25の操作により、排気ガスの環流量を負
荷変動に応じて調整させられるようにする。
【0015】エンジン5が運転されると、エンジン5か
らの排気ガスでターボチャージャ1のタービン2が駆動
されることによりコンプレッサが駆動されてエンジン5
への過給圧が発生するが、この際、排気ガスの一部がタ
ービン2のガス流路16から循環通路22を通ってコン
プレッサ4側に導かれ、ディフューザ形成壁19中のチ
ャンバ21内に一旦入れられてスリット20を通りディ
フューザ17に導入された後、エンジン5へ環流させら
れることで、排気ガスの低NOx化が図られる。
【0016】上記において、排気ガスを環流させる循環
通路22は、入口部がタービン2のガス流路16に、
又、出口部がコンプレッサ4のディフューザ形成壁19
中のチャンバ21にそれぞれ接続してあるので、循環通
路22の配管長さをターボチャージャ1の外側で最短距
離とすることができる。したがって、ターボチャージャ
1のコンパクト化を阻害することがない。又、上記循環
通路22の中間部を、軸受車室3の冷却水通路24に対
し交差あるいは隣接させて配置したので、チャンバ21
へ入れる排ガスを冷却することができ、その結果、冷却
した排ガスをディフューザ17へ導入することができる
ことにより、コンプレッサハウジング12の熱変形を防
止できて、コンプレッサハウジング12と羽根車13と
の接触事故の発生を未然に防ぐことができる。更に、上
記循環通路22の入口部には制御弁25が設けてあるの
で、該制御弁25を開閉制御することで、エンジン5の
負荷変動に応じて排気ガスを環流させることができて、
低NOx化を図ることができる。
【0017】なお、本発明は上記実施例のみに限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内にお
いて種々変更を加え得ることは勿論である。
【0018】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明の排気再循環装
置によれば、エンジンの排ガスを環流させるための循環
通路の入口部を、タービンのガス流路に接続し、循環通
路の出口部を、コンプレッサのディフューザ形成壁中に
形成したチャンバに接続したので、循環通路の配管をタ
ーボチャージャの外周部で最短長さで配置することがで
きて、ターボチャージャのコンパクト化、軽量化を阻害
する心配がなく、又、循環通路の中間部を、軸受車室内
の水冷ジャケットへの冷却水通路に対し交差又は隣接さ
せて導設することにより、ディフューザへ導入する排気
ガスを冷却することができて、コンプレッサハウジング
の熱変形を防止することができ、更に、循環通路の途中
に制御弁を設けることにより、エンジンの負荷変動に応
じて排気ガスの環流量を制御することができる、等の優
れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の排気再循環装置の一実施例を示す概要
図である。
【図2】図1のII方向拡大矢視図で、(イ)は冷却水通
路と循環通路との配置関係の一例を示す図、(ロ)は他
の例を示す図である。
【図3】ターボチャージャを装備したエンジンの一例を
示す概略図である。
【符号の説明】
1 ターボチャージャ 2 タービン 3 軸受車室 4 コンプレッサ 5 エンジン 16 ガス流路 17 ディフューザ 19 ディフューザ形成壁 21 チャンバ 22 循環通路 23 水冷ジャケット 24 冷却水通路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02B 39/00 G 9332−3G

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 タービンとコンプレッサとを軸受車室を
    介して一体化させてなるターボチャージャをエンジンに
    装備させ、該エンジンの排ガスの一部を、エンジンの吸
    気系に、循環通路により戻すようにしてある排気再循環
    装置において、上記コンプレッサのディフューザを形成
    するディフューザ形成壁中に、ディフューザと連通する
    環状のチャンバを形成し、該チャンバに上記循環通路の
    出口部を接続し、且つ上記タービンのガス流路に、上記
    循環通路の入口部を接続してなることを特徴とする排気
    再循環装置。
  2. 【請求項2】 循環通路の中間部を、軸受車室内の水冷
    ジャケットへ冷却水を送る冷却水通路に、交差又は隣接
    させて導設した請求項1記載の排気再循環装置。
  3. 【請求項3】 循環通路の途中に制御弁を設けた請求項
    1又は2記載の排気再循環装置。
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