JPH1182038A - 排気タービン過給機の構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内燃機関の排気による燃焼残さ物がタービン
内のノズルリング部分に容易に付着させない。 【解決手段】 軸心方向に排気を導くタービン静翼１８
が、リング状プレート１６の一方の面１６ａに配設され
るノズルリング１５を備えた排気タービン過給機１の構
造であって、リング状プレート１６の他方の面１６ｂお
よびこの他方の面１６ｂと対接するタービン入口ケース
６の取付面６ａに通路２０が形成され、また、タービン
静翼１８における排気の流出側となるリング状プレート
１６の内周１６ｄ側に、他方の面１６ｂ側の通路２０と
一方の面１６ａとを連通してリング状プレート１６を貫
通するとともに、一方の面１６ａにおける開口１９ａが
タービン静翼１８の翼面１８ｂにおける排気の流れにて
生じる負圧の発生する面１８ｂに向いて形成される噴出
孔１９を有する構造とし、通路２０内に外部よりコンプ
レッサ４のエアが流入され噴出孔１９よりエアが噴出さ
れる構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼル機関な
どの内燃機関に併設され、タービン入口ケース内に固設
されるノズルリングを備えた排気タービン過給機の構造
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼル機関などの内燃機関に併設さ
れている排気タービン過給機は、内燃機関の排気を利用
してタービンを回転させ、その発生動力で機関への給気
を行うコンプレッサを駆動し、この機関の出力増大、効
率の向上が図られるものである。

【０００３】ところが、この排気タービン過給機は、タ
ービンを回転させる源がディーゼル機関の排気であるた
めに、特に低質燃料油を使用する機関では、排気中に含
まれるカーボンなどの燃焼残さ物Ｘが、タービン内、特
に図１２に示すように排気をタービン動翼に導く静翼で
あるタービンノズル翼４０に付着し、堆積してしまい、
過給機及び機関の出力性能を著しく低下させる原因とな
っており、この燃焼残さ物Ｘの堆積量が過大になるとタ
ービンノズル翼４０における排気の流入が困難になり、
運転不能となる問題となっていた。

【０００４】このタービン内に付着する燃焼残さ物を除
去する方法としては、従来では、機関及び過給機を低負
荷運転とし、この過給機内に所定の圧力の水を流し込む
水による洗浄方法や、機関及び過給機を常用の７０〜８
０％のやや軽い負荷運転として、この過給機内に破砕活
性炭や破砕米などの固形粉体物を所定の圧力の雑用空気
とともに噴出・撒布させて、その衝撃による機械的エネ
ルギーにて洗浄を行う方法などを行っていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の過給機の洗浄方法では、初期の段階における洗
浄時では効果のある除去が行えるが、完全に燃焼残さ物
を除去することは不可能であり、洗浄作業を定期的に繰
り返し行っても、付着した燃焼残さ物は徐々に堆積状態
となり、過給機及び機関の性能を完全に回復させること
が困難である問題がある。

【０００６】このようなことから、定期的に過給機を分
解し洗浄するオーバーホール作業が必要となるが、この
オーバーホール作業も、非常に煩雑な作業であり、工期
が長大となる問題があり、容易に付着する燃焼残さ物を
取り除く方法が望まれている。

【０００７】そこで本発明は、上記問題点を解消するた
めに、内燃機関による燃焼残さ物がタービン内のノズル
リング部分に容易に付着することがなく、過給機及び内
燃機関の出力性能を低下させることのない排気タービン
過給機の構造を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】次に、上記の課題を解決
するための手段を、実施の形態に対応する図面を参照し
て説明する。この発明の排気タービン過給機の構造は、
軸心方向に内燃機関２の排気を導く複数のタービン静翼
１８が、リング状プレート１６の一方の面１６ａに配設
され、該リング状プレート１６の他方の面１６ｂがター
ビン入口ケース６内の取付面６ａと対接して固設される
ノズルリング１５を備えた排気タービン過給機１の構造
において、前記ノズルリング１５の前記リング状プレー
ト１６の他方の面１６ｂおよびまたは該他方の面１６ｂ
と対接する前記タービン入口ケース６の取付面６ａに凹
溝状の通路２０が形成され、該通路２０内に前記タービ
ン入口ケース６の外部よりエアが流入されることを特徴
としている。

【０００９】なお、前記各タービン静翼１８における前
記排気の流出側となる前記リング状プレート１６の内周
１６ｄ側に、該リング状プレート１６の他方の面１６ｂ
側の前記通路２０と一方の面１６ａとを連通して該リン
グ状プレート１６を貫通するとともに、前記一方の面１
６ａにおける開口１９ａが、前記タービン静翼１８の翼
面１８ｂにおける前記排気の流れにて生じる負圧の発生
する面１８ｂに向いて形成される噴出孔１９を有する構
造とし、該噴出孔１９より前記エアが噴出される構成と
してもよい。

【００１０】また、前記通路２０内に流入されるエア
は、コンプレッサにて圧縮されて供給される構成として
もよく、さらには、コンプレッサにて圧縮されるととも
に、冷却器にて冷却されて供給される構成としてもよ
い。

【００１１】さらに、前記コンプレッサは、前記排気タ
ービン過給機１を構成するコンプレッサ４よりなり、前
記内燃機関２へ供給するエアの一部を前記通路２０内に
流入させる構成としてもよい。

【００１２】また、前記各タービン静翼１８における前
記排気の流出側の端縁１８ａが、前記リング状プレート
１６の板面に対して所定の角度に傾斜して形成される構
造としてもよい。

【００１３】このような構成により、通路２０内に流入
されるエアがノズルリング１５を冷却することとなり、
また、この通路２０内のエアを噴出孔１９より噴出させ
ることで、このノズルリング１５のタービン静翼１８へ
の燃焼残さ物の付着を低下させることとなる。また、通
路２０内に流入されるエアをコンプレッサ４にて圧縮さ
せ、かつ冷却器１３にて冷却させることにより、タービ
ン静翼１８への燃焼残さ物の付着をさらに防ぐことが可
能となる。さらに、タービン静翼１８の排気の流出側端
縁１８ａを傾斜形成させたことにより、この排気の流れ
による負圧発生面が減少され、このことからも燃焼残さ
物の付着を抑えることとなる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は本発明による排気タービン
過給機の構造の実施の形態を示す側断面図、図２は同排
気タービン過給機のノズルリング部分の拡大断面図、図
３は同拡大斜視図である。

【００１５】排気タービン過給機１は、図４に示すよう
に、ディーゼル機関などの内燃機関２に併設されてお
り、図１に示すように、ラジアル式のタービン３と遠心
式のコンプレッサ４とで略構成されている。

【００１６】タービン３は、内燃機関２の排気を、各気
筒２ａに接続されている排気管５を介してタービン入口
ケース６より軸心方向に導入してタービン３内のタービ
ン動翼７を回転駆動させるとともに、このタービン動翼
７と同軸に設けられているコンプレッサ４側のインペラ
８を回転させるようになっている。

【００１７】また、コンプレッサ４側では、フィルタサ
イレンサ９を備えた空気吸込口１０から取り込まれるエ
アを、回転するインペラ８と遠心力によって圧力を高
め、コンプレッサ出口ケース１１より送出し、この圧縮
されたエアを給気管１２を介して内燃機関２の各気筒２
ａに供給させるようになっている。

【００１８】なお、給気管１２の中途には、図４に示す
ように、水冷式の冷却器１３が配設されており、コンプ
レッサ４にて圧縮されたエアを冷却して内燃機関２に供
給させるようになっている。

【００１９】また、給気管１２の冷却器１３の出口側に
近接する中途には、図４に示すように、後述するタービ
ン３側のノズルリング１５へ冷却されたエアを送出する
冷却エア配管１４が分岐接続されている。

【００２０】次に、前述したタービン３には、図１に示
すように、タービン動翼７の外周に位置するタービン入
口ケース６内にノズルリング１５が固設されている。

【００２１】このノズルリング１５は、環状の円板より
なるリング状プレート１６と、このリング状プレート１
６と一体に成形される複数のタービン静翼１８で構成さ
れている。

【００２２】各タービン静翼１８は、図３に示すよう
に、リング状プレート１６の一方の面１６ａに対して立
設するように設けられているとともに、リング状プレー
ト１６の外周縁１６ｃから内周縁１６ｄにかけて所定の
角度に傾斜した略放射状に配設されており、外周縁１６
ｃ側から内周縁１６ｄ側へ、すなわち軸心方向であるタ
ービン動翼７に排気を導くようにそれぞれが設けられて
いる。

【００２３】また、各タービン静翼１８は、図２及び図
３に示すように、リング状プレート内周側１６ｄとなる
排気の流出側の端縁１８ａが、リング状プレート１６の
板面（１６ａ）上の垂線に対して所定の角度、例えば、
４０〜６０°好ましくは４０°傾斜して略台形状に形成
されている。

【００２４】また、このリング状プレート１６の他方の
面１６ｂには、図３に示すように、やや内周側１６ｄに
位置して、周方向に連続する凹溝状の通路２０Ａが形成
されている。

【００２５】さらに、このノズルリング１５には、リン
グ状プレート１６を貫通し、このリング状プレート１６
の一方の面１６ａと他方の面１６ｂ側の通路２０Ａとを
連通する噴出孔１９が穿設されている。

【００２６】この噴出孔１９は、少なくとも１つ又は複
数、本実施の形態では、図３に示すように、２個１組で
構成され、各タービン静翼１８における前記排気の流出
側となる前記リング状プレート１６の内周側１６ｄに位
置して配設され、一方の面１６ａにおける開口１９ａ
が、タービン静翼１８の翼面における排気の流れにて生
じる負圧の発生する面となる一方の翼面１８ｂに近接し
この翼面１８ｂに向くように形成されている。

【００２７】また、このノズルリング１５が固設される
タービン入口ケース６内の取付面６ａには、ノズルリン
グ１５のリング状プレート１６に形成される通路２０Ａ
と対向するように、環状に連続した凹溝状の通路２０Ｂ
が形成されており、すなわち、この取付面６ａの通路２
０Ｂとノズルリング１５の通路２０Ａの各通路により、
図２に示すような断面略円形の連続した通路２０が環状
に形成されるようになっている。

【００２８】このタービン入口ケース６内に形成される
通路２０Ｂの中途には、図１及び図２に示すように、タ
ービン入口ケース６を貫通する接続孔２１が穿設され、
このタービン入口ケース６の外側面に接続口２１ａが開
口形成されている。

【００２９】この接続口２１ａには、前述した給気管１
２の中途に分岐接続されている冷却エア配管１４の先端
が接続されている。

【００３０】そして、この冷却エア配管１４により、コ
ンプレッサ４で圧縮され冷却器１３にて冷却された内燃
機関２への給気のためのエアの一部が、接続孔２１を介
して通路２０内に流入するようになっている。なお、こ
の冷却エア配管１４には、図４に示すように、中途にス
トップ弁１７が設けられている。

【００３１】次に、以上のように構成された排気タービ
ン過給機１の動作について説明する。

【００３２】まず、前述したように、この排気タービン
過給機１は、タービン３に、内燃機関２の排気が排気管
５を介してタービン入口ケース６より導入されてタービ
ン３内のタービン動翼７が回転駆動し、このタービン動
翼７に同軸に設けられているコンプレッサ４側のインペ
ラ８が回転して、コンプレッサ４の空気吸込口１０から
取り込まれるエアを、インペラ８によって圧力を高め、
コンプレッサ出口ケース１１より送出し、この圧縮され
たエアを冷却器１３にて冷却した後、給気管１２を介し
て内燃機関２の各気筒２ａに供給させる。

【００３３】同時に、コンプレッサ４にて圧縮され冷却
器１３にて冷却されたエアの一部が、給気管１２の中途
に分岐接続された冷却エア配管１４によってタービン３
側へ送られ、タービン入口ケース６の接続孔２１を介し
て、通路２０内に流入する。

【００３４】すると、この通路２０内に流入されるエア
により、ノズルリング１５が冷却され、また、このノズ
ルリング１５のリング状プレート１６に穿設されている
各噴出孔１９よりエアが各タービン静翼１８の翼面１８
ｂに向けて噴出される。

【００３５】このノズルリング１５のタービン静翼１８
は、タービン入口ケース６よりタービン動翼７へ排気を
導き流入させるために、このタービン動翼７の周囲から
排気をスムーズに軸心方向に流れるよう軸心を通る放射
線に対して所定の角度に傾斜させ流入角を設けた構造と
なっていることから、このタービン静翼１８の一方の翼
面１８ｂにおける排気の流出側（１６ｄ）に負圧が発生
するが、この流出側の端縁１８ａが傾斜形成されてお
り、かつ噴出孔１９より噴出されるエアが翼面１８ｂに
当たることにより、負圧部分の発生が減少されることと
なる。

【００３６】これにより、排気中に含まれるカーボンや
バナジウム，ナトリウム，鉄などの化合物などの燃焼残
さ物がタービン静翼１８の翼面１８ｂに付着せず、この
燃焼残さ物は排気とともにタービン動翼７へと流出され
る。

【００３７】また、リング状プレート１６及び各タービ
ン静翼１８が通路２０内のエアにより冷却され、ノズル
リング１５が高温にならないことからも、タービン静翼
１８の翼面１８ｂに対して燃焼残さ物が付着しにくくな
ることとなる。

【００３８】なお、燃焼残さ物は排気とともに、タービ
ン動翼７を回転駆動させ通過したのち、排気ディフュー
ザ２２を介しタービン３の外部、例えば煙突より排出さ
れる。

【００３９】従ってこのように構成された排気タービン
過給機１の構造では、タービン３における内燃機関２の
排気をタービン動翼７に導くノズルリング１５に、エア
が流入される通路２０Ａ（２０）と、各タービン静翼１
８の翼面１８ｂにエアを噴出させる噴出孔１９を設ける
とともに、タービン静翼１８の流出側の端縁１８ａを所
定角度に傾斜形成させたことにより、従来各タービン静
翼１８の翼面１８ｂに付着し堆積していた内燃機関２の
排気中に含まれるカーボンなどの燃焼残さ物が、この翼
面１８ｂに対して付着が起こりにくくなり、従来のよう
に堆積してしまう不具合が減少することから、排気の流
入及び流出が困難とならず、この過給機１及び内燃機関
２の出力性能を低下させることがなくなる。

【００４０】また、この過給機１及び内燃機関２の通常
の運転中に、燃焼残さ物の付着が防止されることから、
この排気タービン過給機１の保守・点検の頻度を減少さ
せることが可能となり、洗浄のために過給機１及び内燃
機関２を停止させたり、また機関出力を弱めるなどの煩
雑な作業が不要となる。そして、このことから、タービ
ン３の洗浄作業が軽減されることとなる。

【００４１】さらに、各タービン静翼１８に噴出させる
エアを、コンプレッサ４にて圧縮され冷却器１３にて冷
却された内燃機関２に供給させるためのエアの一部を用
いることから、排気タービン過給機１として無駄な構成
がなく、また、複雑な機構を有せず、効率のよいものと
なる。

【００４２】また、上述したように、タービン静翼１８
がエアにより冷却させられることから、このタービン静
翼１８は排気による高温に曝されないこととなり、この
タービン静翼１８の材質について、耐熱温度を従来より
低く設定でき、これにより、安価な材料を選定して製作
が可能となることとなる。

【００４３】なお、上述した実施の形態では、タービン
静翼１８の翼面１８ｂに対して噴出されるエアを、コン
プレッサ４にて圧縮した後に冷却器１３にて冷却したエ
アを用いる例について述べたが、このエアは、冷却する
以前のコンプレッサ４にて圧縮されたエアを用いる構成
としてもよい。この場合、図５に示すように、コンプレ
ッサ４のコンプレッサ出口ケース１１から延出する給気
管１２の中途の配管１４’を分岐接続し、この配管１
４’をタービン３のタービン入口ケース６に設けられた
接続孔２１に接続させ、圧縮されたエアを通路２０内に
流入させる構成とする。

【００４４】また、上述した実施の形態では、タービン
静翼１８の翼面１８ｂに対して噴出されるエアを、この
排気タービン過給機１を構成するコンプレッサ４にて圧
縮し冷却器１３にて冷却したエアを用いる例について述
べたが、これらコンプレッサ及び又は冷却器を排気ター
ビン過給機１とは別構成、すなわち別体に構成されるコ
ンプレッサ等を用いエアを送る構造としてもよい。

【００４５】

【実施例】次に、上述した実施の形態における、具体的
な実施例について説明する。

【００４６】まず、この実施例において用いる排気ター
ビン過給機１の基本性能は、 最大許容過給機回転速度：３６０００ｒｐｍ 最大許容圧力比：４．０ タービン入口許容排気ガス温度：６５０℃ 空気流量（π_c ＝３）：１．９２〜３．５５ｍ³ ／ｓ 適用機関出力：１０７５〜１９９５ｋＷ，１４６０〜２
７１５ＰＳ 過給機乾燥質量：５００ｋｇ とされる。

【００４７】また、計測機器としては、シース熱電対を
用いた温度計測器であり、温度計測位置は、図６に示す
ように、ノズルリング１５における各タービン静翼１８
の２か所、本実施例ではタービン３の排気入口３ａに最
も近接した位置のタービン静翼１８Ａと、最も離れた位
置のタービン静翼１８Ｂの各排気流出側（１６ｄ）の負
圧の発生する翼面１８ｂに、図７に示すように、前記シ
ース熱電対３０をそれぞれ貼着固定し、これら翼面１８
ｂの表面温度を計測し、同時に、タービン３の排気入口
３ａにおける内燃機関２の排気ガスの温度を計測する。
なお、シース熱電対３０は、翼面１８ｂにステンレス箔
３１にて被覆固定させる。

【００４８】そして、上記仕様において、２１０００ｒ
ｐｍ，２５０００ｒｐｍ，２９０００ｒｐｍ，３２００
０ｒｐｍ，３６０００ｒｐｍの各過給機回転速度時にて
タービン静翼１８の翼面１８ｂの表面温度を計測すると
ともに、各回転数におけるノズルリング１５へのエアの
供給を、供給なし，過給機１のコンプレッサ４のエアを
使用，外部のコンプレッサのエアを使用、の３条件とし
て、それぞれの条件において各計測を行い、２か所のタ
ービン静翼１８の表面温度とタービン排気入口３ａにお
ける排気ガス温度との関係を求めるとともに、総合効
率、タービン容量、及びタービン効率の各性能について
求める。なお、ノズルリング１５へ供給されるエアの各
条件における噴出のための圧力は同一とする。

【００４９】

【表１】

【００５０】

【表２】

【００５１】

【表３】

【００５２】なお、この表３において、３２０００ｒｐ
ｍ及び３６０００ｒｐｍの過給機回転数では、エアの圧
力が不足していたために計測不能であった。

【００５３】上記各表に基づき２か所のタービン静翼１
８Ａ，１８Ｂの表面温度とタービン３の排気入口３ａに
おける排気ガス温度との関係を図８に示す。

【００５４】この図８によれば、熱電対３０の貼着位置
及び貼着方法等により結果が異なると思われるがエアを
用いた冷却効果は、タービン排気入口３ａ位置における
排気温度に比べ、１０〜１５℃の低下となる結果であっ
た。なお、冷却エアの温度が、過給機１のコンプレッサ
４のエアと、外部のコンプレッサのエアとでは異なって
いるが、これらに冷却効果の差は生じない結果となっ
た。また、この図８中に描かれている翼表面温度４８０
℃を示す線は、未燃焼物の付着が著しくなる温度を示し
ている。

【００５５】また、上記条件におけるこの排気タービン
過給機１の性能を図９〜１１に示す。

【００５６】図９（ａ）（ｂ）（ｃ）の各図は、圧力比
ＰＲに対するタービン効率ηｔｕｒ，コンプレッサ効率
ηｃｏｍｐ，過給機総合効率ηａｌｌとの関係を示す図
である。この図９の各効率曲線、特に圧力比ＰＲと過給
機総合効率ηａｌｌとの関係を示す図９（ｃ）によれ
ば、ノズルリング１５へ供給されるエアを過給機１のコ
ンプレッサ４のエアを用いた場合には、外部のコンプレ
ッサにてエアを供給させる場合や、エアを供給させない
場合に比べて損失分の約１％のみ総合効率が低下するこ
ととなる。なお、図９（ａ）に示すタービン効率ηｔｕ
ｒ，図９（ｂ）に示すコンプレッサ効率ηｃｏｍｐ，図
９（ｃ）に示す過給機総合効率ηａｌｌは、それぞれ次
式のように求められる。

【００５７】

【数１】

【００５８】ここで、ＰＲは圧力比、Ｔ₁ はコンプレッ
サ入口温度（Ｋ）、Ｔ₅ はコンプレッサ出口温度
（Ｋ）、Ｔ₆ はタービン入口温度（Ｋ）、Ｅｒは膨張比
である。また、圧力比ＰＲは、Ｐｂ／Ｐａ＝コンプレッ
サ出口圧力（絶対圧力）／コンプレッサ入口圧力（絶対
圧力）より求められており、表１〜３に示される圧力比
と同じ圧力比である。

【００５９】また、図１０は、タービン無次元流量に対
する膨張比Ｅｒの関係を表しており、タービン容量に関
しては、エアを用いて冷却を行う場合と、エアを使用し
ない場合とで、上記各条件においてタービン容量は変わ
らない結果が得られた。

【００６０】さらに、図１１は、ノズル面積に対するタ
ービン効率を示す図であり、単独運転試験の結果である
が、この図によれば、比較として描かれているエア噴出
のない通常の排気タービン過給機における曲線に比べ、
ノズル面積が小さい場合にはタービン効率が低下するこ
とのない結果を得られた。

【００６１】以上の結果のまとめを以下に示す。 １）ノズルリング１５を冷却することにより、タービン
静翼１８の翼面表面温度を約１０〜１５℃低下させるこ
とが可能となる。 ２）冷却させるためのエアの温度を変えても、タービン
静翼１８における冷却効果は変わらない。 ３）各タービン静翼１８の流出側の端縁１８ａを傾斜形
成させても、排気タービン過給機１としての性能は低下
することがない。 ４）エアによる冷却が行われるノズルリング１５を使用
しないタービンとする場合は、タービン排気入口３ａに
おける排気ガス温度を４８５〜４９０℃（内燃機関のシ
リンダ出口で３８０〜３９０℃）以下に保つ構成とすれ
ば、タービン静翼１８の翼面１８ｂにカーボンなどの燃
焼残さ物が付着しにくくなると思われる。

【００６２】従って、上記結果により、ノズルリング１
５へのエアを流入させる通路を設け、ノズルリング１５
を冷却させるとともに、タービン静翼の流出側端縁を傾
斜形成させる構造としても、過給機の効率やタービン容
量に大きく変化することがなく、また、このような構造
とすることで、内燃機関２の排気中の燃焼残さ物がター
ビン静翼１８の翼面１８ｂに付着しにくくなることとな
る。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように本発明による排気タ
ービン過給機の構造によれば、内燃機関の排気をタービ
ン動翼に導くノズルリングのリング状プレートの他方の
面およびまたはこの他方の面と対接するタービン入口ケ
ースの取付面に、エアが流入される通路を設けたことに
より、このノズルリングを通過する内燃機関の排気の温
度に対してノズルリングを冷却させることが可能とな
り、これによりノズルリングの各タービン静翼に対し
て、排気中に含まれる燃焼残さ物が高温下で衝突するこ
とがなくなるので、この燃焼残さ物が付着しづらくなる
という効果が得られる。

【００６４】また、ノズルリングの各タービン静翼の翼
面における排気の流れにて生じる負圧の発生する翼面に
エアを噴出させる噴出孔をリング状プレートに設け、前
記通路内のエアを用いる構成としたことで、前記タービ
ン静翼の翼面に発生していた負圧部分が乱されることと
なり、これにより、従来、この翼面に付着し堆積してい
た燃焼残さ物は吹き飛ばされることとなり、付着するこ
とがなくなる効果を得られる。

【００６５】さらに、タービン静翼の流出側の端縁を所
定角度に傾斜形成させたことにより、排気の流出側部分
において負圧の発生する部分が減少、すなわちその面積
が減少され、これにより、タービン静翼の翼面には燃焼
残さ物が付着しづらくなる効果を得られる。

【００６６】そして、これらのことから、従来各タービ
ン静翼の翼面に付着し堆積していた内燃機関の排気中に
含まれるカーボンなどの燃焼残さ物が、この翼面に対し
て付着が起こりにくくなり、従来のように堆積してしま
う不具合が減少することから、排気の流入及び流出が困
難とならず、この過給機及び内燃機関の出力性能を低下
させることがなくなるという効果が得られる。

【００６７】また、この過給機及び内燃機関の通常の運
転中に、燃焼残さ物の付着が防止されることから、この
排気タービン過給機の保守・点検の頻度を減少させるこ
とが可能となり、洗浄のために過給機及び内燃機関を停
止させたり、また機関出力を弱めるなどの煩雑な作業が
不要となる効果が得られる。そして、このことから、タ
ービンの洗浄作業が軽減されることとなる効果があり、
すなわち、燃焼残さ物を除去する対処作業となる洗浄作
業ではなく、この燃焼残さ物の付着，堆積の予防が行え
る過給機の構造を得ることのできる効果がある。

【００６８】さらに、各タービン静翼に噴出させるエア
を、コンプレッサにて圧縮され冷却器にて冷却された内
燃機関に供給させるためのエアの一部を用いる構成とす
ることにより、排気タービン過給機として無駄な構成が
なく、また、複雑な機構を有せず、効率のよいものが得
られる効果がある。

【００６９】また、上述したように、タービン静翼がエ
アにより冷却させられることから、このタービン静翼は
排気による高温に晒されないこととなり、このタービン
静翼の材質について、耐熱温度を従来より低く設定で
き、これにより、安価な材料を選定して製作が可能とな
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による排気タービン過給機の構造の実施
の形態を示す側断面図

【図２】同排気タービン過給機のノズルリング部分の拡
大断面図

【図３】同拡大斜視図

【図４】同排気タービン過給機と内燃機関との構成を示
す概略図

【図５】他の実施の形態による排気タービン過給機と内
燃機関との構成を示す概略図

【図６】本発明による排気タービン過給機の構造の一実
施例のノズルリングの正面図

【図７】同ノズルリングのタービン静翼の側面図

【図８】同実施例におけるタービン静翼の表面温度とタ
ービン排気入口における排気ガス温度との関係を示すグ
ラフ

【図９】同実施例における排気タービン過給機の総合効
率を示すグラフ

【図１０】同タービン容量を示すグラフ

【図１１】同タービン効率を示すグラフ

【図１２】従来のタービンノズル翼を示す斜視図

【符号の説明】

１…排気タービン過給機 ２…内燃機関 ３…タービン ４…コンプレッサ ６…タービン入口ケース ６ａ…取付面 １３…冷却器 １５…ノズルリング １６…リング状プレート １６ａ…一方の面 １６ｂ…他方の面 １６ｄ…内周 １８…タービン静翼 １８ａ…端縁 １８ｂ…一方の翼面 １９…噴出孔 ２０…通路

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸心方向に内燃機関の排気を導く複数の
   タービン静翼が、リング状プレートの一方の面に配設さ
   れ、該リング状プレートの他方の面がタービン入口ケー
   ス内の取付面と対接して固設されるノズルリングを備え
   た排気タービン過給機の構造において、前記ノズルリン
   グの前記リング状プレートの他方の面およびまたは該他
   方の面と対接する前記タービン入口ケースの取付面に凹
   溝状の通路が形成され、該通路内に前記タービン入口ケ
   ースの外部よりエアが流入されることを特徴とする排気
   タービン過給機の構造。
2. 【請求項２】 前記各タービン静翼における前記排気の
   流出側となる前記リング状プレートの内周側に、該リン
   グ状プレートの他方の面側の前記通路と一方の面とを連
   通して該リング状プレートを貫通するとともに、前記一
   方の面における開口が、前記タービン静翼の翼面におけ
   る前記排気の流れにて生じる負圧の発生する面に向いて
   形成される噴出孔を有し、該噴出孔より前記エアが噴出
   されることを特徴とする請求項１記載の排気タービン過
   給機の構造。
3. 【請求項３】 前記通路内に流入されるエアは、コンプ
   レッサにて圧縮されて供給されることを特徴とする請求
   項１または２記載の排気タービン過給機の構造。
4. 【請求項４】 前記通路内に流入されるエアは、コンプ
   レッサにて圧縮されるとともに、冷却器にて冷却されて
   供給されることを特徴とする請求項１または２記載の排
   気タービン過給機の構造。
5. 【請求項５】 前記コンプレッサは、前記排気タービン
   過給機を構成するコンプレッサよりなり、前記内燃機関
   へ供給するエアの一部を前記通路内に流入させることを
   特徴とする請求項３または４記載の排気タービン過給機
   の構造。
6. 【請求項６】 前記各タービン静翼における前記排気の
   流出側の端縁が、前記リング状プレートの板面に対して
   所定の角度に傾斜して形成されていることを特徴とする
   請求項１〜５のいずれか１つに記載の排気タービン過給
   機の構造。