JPH07259574A - 排ガスターボ過給機を備えた内燃機関 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 流れ損失が減少され効率が高められ、しかも
高い過給に適した、２つの排ガスターボ過給機に接続さ
れた内燃機関を提供する。 【構成】 ２つの排ガスターボ過給機１が横方向で互い
にずらして配置されており、２つのラジアルタービン
２，２′の流出側１１，１１′において、タービン流出
側ケーシング３の壁部１０に対する、排ガスターボ過給
機の軸線９，９′の側方の間隔が、それぞれ反対側に存
在する壁部１２，１２′に対する側方の間隔よりも大き
く構成されており、ラジアルタービン２，２′のディフ
ューザ出口５，５′が、中央壁６の中心点（８）に対し
て点対称に配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、２つの排ガスターボ過
給機に接続された排ガスターボ過給装置を有する内燃機
関に関する。

【０００２】

【従来の技術】ドイツ連邦共和国実用新案登録第７００
４６１１号明細書によれば、支持部材を介在して２つの
同一構造の排ガスターボ過給機が固定されている内燃機
関が公知である。この排ガスターボ過給機は、逆方向に
流出する排ガスを、これら２つの排ガスターボ過給機の
間に接続部材として配置された簡単なタービン流出側ケ
ーシング内に導入する。しかしながらこの解決策は、排
ガスが比較的高速で、ひいては排ガスエネルギを回収す
るための可能性がないまま導出されてしまうという欠点
がある。

【０００３】ドイツ連邦共和国特許第３１０８２８８号
明細書によれば、同じく、流れ方向で逆向きに配置さ
れ、それぞれ１つの遠心圧縮機とラジアルタービンとを
備えた２つの排ガスターボ過給機を有する内燃機関が公
知である。この公知の内燃機関では、前記の欠点を避け
るために、共通のタービン流出側ケーシング内に、排ガ
ス流の流れに関して好都合に構成された多数の構成部材
が配置されており、これらの構成部材は、排ガスの流れ
速度を低下させるので、速度エネルギを比較的多く回収
することができる。

【０００４】しかしながらこの公知の排ガスターボ過給
機は、著しく強い過給で作業し、より小さいラジアルタ
ービンによって、高い速度エネルギを有する排ガス流が
生ぜしめられ、この高い速度エネルギが高い静圧に変換
される。このような形式のラジアルタービンにおいて
は、排ガスの回転方向は、タービンのロータ回転方向と
は逆方向である。このような排ガスの回転方向によっ
て、排ガス流のねじれが生じ、このねじれによって、局
所的に高い流過速度が生ぜしめられることになる。

【０００５】このような排ガスの高い流過速度に基づい
て、前記ドイツ連邦共和国特許第３１０８２８８号明細
により公知の装置、つまり、特にタービン流出側ケーシ
ングに配置された、排ガス流の流れに関して好都合に構
成された構成部材は、流れ速度を低下させて高められた
静圧を得ようとする作用に不都合な影響を与えることな
しには、著しく高い過給を有する排ガスターボ過給機の
ために使用することはできない。したがって、このよう
な解決策を使用する際においては、排ガスターボ過給機
の効率が低下することになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の課題
は、以上のような欠点を避けて、流れ損失が減少され効
率が高められ、しかも高い過給に適した、２つの排ガス
ターボ過給機に接続された内燃機関を提供することであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この課題を解決した本発
明によれば、請求項１の上位概念に記載した装置におい
て、２つの排ガスターボ過給機が横方向で互いにずらし
て配置されている。また、ラジアルタービンの流出側に
おいて、タービン流出側ケーシングの一方の壁部に対す
る、排ガスターボ過給機の軸線の側方の間隔が、それぞ
れ反対側に存在する他方の壁部に対する側方の間隔より
も大きく構成されている。ラジアルタービンのディフュ
ーザ出口が、中央壁の中心点に対して点対称に配置され
ている。

【０００８】

【発明の効果】本発明の構成によれば、排ガスの流出側
には、ラジアルタービンのそれぞれの出口とタービン流
出側ケーシングの壁部との間に十分なスペースが得られ
るので、この箇所に沿って流れる大部分の排ガスは、さ
らに加速されることなしに、煙道を通って導出され得る
ようになっている。また本発明の別の利点は、排ガスの
流れ速度を低下させることにある。つまり、排ガスター
ボ過給機の過給範囲とは無関係に流れ損失を避けること
ができるという点にある。このような形式で、静圧の上
昇及びひいては、ターボ過給機若しくは内燃機関の効率
を高めることが保証される。

【０００９】本発明の別の構成要件によれば、タービン
流出側ケーシングは、中央壁に互いに結合され、２つの
排ガス流の流れ特性に応じて成形された、側方で逆向き
に構成された２つのケーシング部分より成っている。こ
れによって有利な形式で、排ガスの特に良好な流出特性
が得られる。

【００１０】本発明の別の構成要件によれば、煙道が、
少なくともほぼ楕円形に構成されていて、この楕円形の
長い方の軸線が、ラジアルタービンのそれぞれの流出側
に整列されている。このような形式で、排ガスの直接的
な移行、ひいては同ように特に良好な流出特性が得られ
る。

【００１１】本発明のすべての実施例において、タービ
ン流出側ケーシング内で、排ガスターボ過給機の軸線の
延長部に、それぞれ１つのロート状のハブ体を配置し、
このハブ体のベースを中央壁に接続することができる。
これによって、排ガスがターボ流出側ケーシング内に流
入する入口において既に、排ガス流特性の改良が達成さ
れている。

【００１２】

【実施例】次に図面に示した実施例について本発明の構
成を具体的に説明する。

【００１３】図面には、煙道及びディフューザ出口を有
する、本発明の１実施例によるタービン流出側ケーシン
グを示す。図面には、本発明を理解するために必要なの
主要な部分だけが示されている。例えば内燃機関及び排
ガスターボ過給機の遠心圧縮機は図示されていない。作
業媒体の流れ方向は矢印で示されている。

【００１４】内燃機関を過給するために、内燃機関は２
つの排ガスターボ過給機１，１′に接続されている。こ
れらの排ガスターボ過給機のラジアルタービン２，２′
は、共通のタービン流出側ケーシング３内に開口してい
る。ラジアルタービン２，２′は、それぞれ１つの排ガ
スディフューザ４，４′を有しており、該排ガスディフ
ューザのディフューザ出口５，５′はタービン流出側ケ
ーシング３内に突入している。中央壁６は、２つの排ガ
ス流７，７′を互いに仕切っている。排ガスターボ過給
機１，１′は、側方で互いにずらされていて、水平な共
通の平面内に配置されていて、ディフューザ出口５，
５′は、中央壁６の中心点８に対して左右対称に配置さ
れている。

【００１５】ラジアルタービン２，２′の流出側１１，
１１′における、タービン流出側ケーシング３の壁部１
０，１０′に対する、排ガスターボ過給機１，１′若し
くはラジアルタービン２，２′の軸９，９′の側方の間
隔は、それぞれ反対側の壁部１２，１２′に対する側方
の間隔よりも大きく構成されている。これによって流出
側１２，１２′には、ディフューザ出口５，５′と壁部
１０，１０′との間の自由空間１３，１３′が形成さ
れ、この自由空間１３，１３′は、それぞれ反対側の壁
部１２，１２′に対する中間室１４，１４′よりも著し
く大きい。タービン流出側ケーシング３には中央の煙道
１５が配置されている（図１参照）。

【００１６】ラジアルタービン２，２′から流れ込んで
来る２つの排ガス流７，７′は、ディフューザ出口５，
５′を通ってタービン流出側ケーシング３内に導入され
る。ここで、これらの排ガス流７，７′は、それぞれ流
出側１１，１１′で、本発明に従って拡大された自由室
１３，１３′を通って煙道１５（図２、図３参照）に達
する。

【００１７】別の実施例においては、タービン流出側ケ
ーシング３は、側面が互いに逆向きに形成された２つの
ケーシング部分１６，１６′（図４、図５参照）より成
っている。これらのケーシング部分１６，１６′は、中
央壁６に互いに結合されていて、２つの排ガス流７，
７′の流れ形状に応じて成形されている。これら２つの
ケーシング部分１６，１６′は、排ガス流９，９′の流
れに関して好都合に、つまり排ガス流９，９′を煙道１
５内に流れ易くガイドしている。

【００１８】別の実施例によれば、煙道１５は楕円形に
構成されている。この煙道１５の長い方の軸線１７は、
ラジアルタービン２，２′のそれぞれの流出側１１，１
１′に整列されている（図６参照）。これによってター
ビン流出側ケーシング３から煙道５への排ガス流７，
７′の流れの良好な移行が得られる。

【００１９】本発明の別の実施例によれば、タービン流
出側ケーシング３内の、それぞれ排ガスターボ過給機
１，１′の軸線９，９′の延長部にロート状のハブ本体
１８，１８′が配置されている。このハブ本体１８，１
８′のベース１９，１９′は中央壁５に接続されている
（図６参照）。ハブ本体１８，１８′は、排ガス流７，
７′をタービン流出側ケーシング３内へ良好に流入する
ことを可能にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例によるタービン流出側ケーシ
ングの平面図である。

【図２】図１をII−II線に沿って断面して後ろから見た
図である。

【図３】図１をII−II線に沿って断面して前から見た図
である。

【図４】別の実施例によるタービン流出側ケーシング
の、図２に相当する図、つまり断面して後ろから見た図
である。

【図５】図４に示したタービン流出側ケーシングの、図
３に相当する図、つまり断面して前から見た図である。

【図６】別の実施例によるタービン流出側ケーシング
の、図１に相当する平面図である。

【符号の説明】

１，１′ 排ガスターボ過給機、 ２，２′ ラジアル
タービン、 ３ タービン流出側ケーシング、 ４，
４′ 排ガスディフューザ、 ５ ディフューザ出口、
６ 中央壁、 ７ 排ガス流、 ８ 中心点、 ９
軸線、 １０ 壁部、 １１ 流出側、 １２ 反対側
の壁部、 １３ 自由空間、 １４ 中間室、 １５
煙道、 １６ ケーシング部分、 １７ 軸線、 １８
ハブ本体、 １９ ベース

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排ガスターボ過給機を備えた内燃機関で
   あって、 ａ）それぞれ１つの遠心圧縮機とラジアルタービンと有
   し、共通の水平な平面内で及び流れ方向で互いに向き合
   って配置された、同一構造の２つの排ガスターボ過給機
   が、共通のタービン流出側ケーシングを有しており、該
   タービン流出側ケーシング内でラジアルタービンから流
   出する排ガスがガイドされるようになっており、 ｂ）２つのラジアルタービンがそれぞれ１つの排ガスタ
   ービンディフューザを有しており、該排ガスタービンデ
   ィフューザのディフューザ出口がタービン流出側ケーシ
   ング内に突入しており、 ｃ）２つの排ガス流がタービン流出側ケーシングに配置
   された中央の煙道を介して導出される前に、これら２つ
   の排ガス流を互いに分離する中央壁が設けられている、 形式のものにおいて、 ｄ）２つの排ガスターボ過給機（１，１′）が横方向に
   互いにずらして配置されており、 ｅ）ラジアルタービン（２，２′）の流出側（１１，１
   １′）において、タービン流出側ケーシング（３）の一
   方の壁部（１０）に対する、排ガスターボ過給機の軸線
   （９，９′）の側方の間隔が、それぞれ反対側に存在す
   る他方の壁部（１２，１２′）に対する側方の間隔より
   も大きく構成されており、 ｆ）２つのラジアルタービン（２，２′）のディフュー
   ザ出口（５，５′）が、中央壁（６）の中心点（８）に
   対して点対称に配置されていることを特徴とする、 排ガスターボ過給機を備えた内燃機関。
2. 【請求項２】 タービン流出側ケーシング（３）が、排
   ガス流の流れに関して好都合であるように構成されてい
   る、請求項１記載の内燃機関。
3. 【請求項３】 タービン流出側ケーシング（３）が、中
   央壁（１０）に互いに結合され、２つの排ガス流（７，
   ７′）の流れ特性に応じて成形された、側方で逆向きに
   構成された２つのケーシング部分（１６，１６′）より
   成っている、請求項１及び２記載の内燃機関。
4. 【請求項４】 煙道（１５）が、少なくともほぼ楕円形
   に構成されていて、この楕円形の長い方の軸線（１７）
   が、ラジアルタービン（２，２′）のそれぞれの流出側
   （１１，１１′）に整列されている、請求項１から３ま
   でのいずれか１項記載の内燃機関。
5. 【請求項５】 タービン流出側ケーシング（３）内で、
   排ガスターボ過給機の軸線（９，９′）の延長部に、そ
   れぞれ１つのロート状のハブ体（１８，１８′）が配置
   されていて、このハブ体（１８，１８′）のベース（１
   ９，１９′）が中央壁（６）に接続されている、請求項
   １から４までのいずれか１項記載の内燃機関。