JPS5918098Y2 - 過給機のタ−ビンハウジング - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は排気ガスタービン過給機付機関の過給機用ター
ビンハウジングと機関の排気マニホルドを一体として形
成し、機関の性能向上、小型軽量化、組立工程の短縮等
を図るものである。

過給機付きエンジンは過給機なしの場合に較べて、同じ
容量であれば大きな出力が得られるという特長に加えて
、騒音、燃費も低く排気公害の防止にも有効であるとい
う長所により、エンジンに過給機を取り付ける傾向はま
すます強くなっており、従来過給機は大型機関、例えば
総排気量５１以上のものにのみ採用されて来たが、最近
、高出力化、更には省資源化に伴ない、例えば１．０１
〜３１程度の小型機関にも過給機が採用されて来ている
。

又、従来過給機はディーゼル機関のみに採用されていた
が、最近ではガソリン噴射機関の出現により、ガソリン
機関にも過給機が装備されるようになっており、従来大
型機関では解決できないとされて来た過給機取付上の不
都合等も、小型機関にあっては解決可能となる場合もあ
ることは見逃すことができない。

従来、かかる過給機取付時における配置としては、先ず
大型機関では第１図、第２図に図示する如くシリンダヘ
ッド２に連結された排気マニホルド１と、過給機３のコ
ンプレッサーハウジング４と一体となったタービンハウ
ジング５とは個別に形成され、ガスケット６を間に挾ん
でボルト７により結合されており、水冷式のディーゼル
機関の場合には第３図に示す通り、シリンダヘッド２に
連結された排気マニホルド１は、これを冷却するための
冷却水通路８を有し、該排気マニホルド１とは別体に設
けられた過給機用タービンハウジング５にも、そのまわ
りを取りまく冷却水通路９が前記冷却水通路８とは別個
に設けられており、両画冷却水通路８，９には冷却水管
１０が連結され、図示しない清水ポンプにより冷却水が
注入されている。

そして、そのマニホルド１とタービンハウジング５は第
１図、第２図の場合と同様、ガスケット６を挾んでボル
ト７により結合されており、該結合部１１は断熱のため
断熱用ラッキングにより覆われている。

このように従来の大型機関において排気マニホルドと過
給機用タービンハウジングを別体にする理由は、大型機
関では排気マニホルドも過給機用タービンハウジングも
大型であり、今日までの鋳造技術では一体鋳造が困難で
あり、又、たとえ鋳造できたとしても極めて高価となり
実用不可能だったからであるが、このように排気マニホ
ルドと過給機用タービンハウジングを別体としてボルト
等で結合する結果、次に述べるような問題点が指摘され
るのである。

即ち、排気マニホルドと過給機用タービンハウジングが
別体であるため、これらをボルト等で結合しなければな
らず、ボルトを締め付けるためのスペースが必要となり
、かがる結合部では漏れ止めのためガスケット等を使用
しガスケットの通路に対するはみ出し、へこみ又はマニ
ホルドと過給機用タービンハウジングの断面の噛み合い
不良等により排気通路断面が凸凹になり、排気の流れが
乱れタービン性能、排気性能に悪影響を及ぼす場合があ
り、又、かかる結合部に用いるガスケットは極めて高温
に曝されるため耐久性が問題となり、信頼性が低く、万
一ガス漏れを生じた場合、機関出力に大なる影響を与え
るものである。

更に上記結合部の温度はガス温度において７５０°Ｃ程
度の高温となり、高価な耐熱鋼を使用せざるを得す、緩
み止めのため増締めが必要となるが、ボルトが焼き付き
を生じた場合は増締めも不可能となる。

一方、船用主機、補機の商工船用では排気マニホルド、
タービン類の表面温度は１００°Ｃ以下とする必要があ
り、漁船では機関室の温度を下げるため排気マニホルド
は水冷式を適用しているが、タービンハウジングは一部
を除いて空冷式が殆んどであり、表面温度の上昇を防ぐ
ためアスベスト類によって断熱カバーを設けているのが
実情であり、又排気マニホルドと過給機用タービンハウ
ジングが別体となっていることから必然的に機関が大型
となるのもやむを得ないものとされてきたのである。

本考案は叙上の如き大型機関では従来解決できなかった
不都合を比較的小型の機関において一掃せんとするもの
であり、小型の機関では排気マニホルドと過給機用ター
ビンハウジングを一体としで鋳造し得る点に着目し過給
機のタービンハウジングと機関の排気マニホルドとを鋳
造により連続一体成型した構成を特徴とする過給機のタ
ービンハウジングを提供することを目的とするものであ
る。

以下、添付した図面を参照しつつ本考案の実施例を詳し
く説明する。

第４図は本考案に係る過給機のタービンハウジング及び
排気マニホルド部を断面で表示した一実施例の概略説明
図であり、第５図は機関全体を表示した断面図、又、第
６図は排気マニホルドの中央に過給機のタービンハウジ
ングを連結した場合の一実施例を示す概略説明図である
。

これらの図において２１はシリンダー２２内を上下に摺
動するピストン、２３は該ピストン２１に連結されシリ
ンダー２２の直下に設けたクランクシャフト２４に回転
運動を与えるコネクティングロッドで゛あり、クランク
シャツＩ〜２４と同調して回転するカムシャフト２５に
設けられたカム２６によりケーシング２７中を上下動す
るスライダー２８の頭部凹設部２９に載置されたロッド
３０は、シャフト３１を中心に揺動運動をする揺れ腕３
２のレバー３３を押し上げる如く構成されている。

揺れ腕３２の従動側の押圧レバー３４の先端３５は、排
気弁３７の上下動をガイドする弁棒３６の先端３８に当
接していると共に、該弁棒３６の先端部に設けたバネ受
は皿３９と弁棒３６のケーシング４１との間には圧縮バ
ネ４０が設けられており、揺れ腕３２の揺動運動に伴な
って排気弁３７を開閉させる。

該排気弁３７の開閉運動により燃焼室４２より排出され
、ガス通路４３を通って送出される排気ガスを収集する
排気マニホルド４４は該排気マニホルドを冷却するため
のジャケット（水依部）４５に囲まれており、排気ガス
の出口４６は該排気マニホルドと一体になった過給機用
タービン４７のハウジング４８内に設けられたタービン
人口４９に連通している。

即ち、排気マニホルド４４は過給機のタービンハウジン
グ４８と一体として鋳造され、両者の間に結合用のボル
トやガスケットは存在せず、排気マニホルド４４の出口
４６とタービン人口４９は一体の一路として滑らかに連
通している。

又、第４図に示す如く排気マニホルド４４を囲むジャケ
ット４５はタービンハウジング４８に設けたジャケット
４５′と一体として連通されている。

次に上記実施例における作用を説明すると、排気弁３７
の開状態において、ピストン２１がシリンダ２２内を上
昇すると、燃焼室４２内に充満した高温高圧の排気ガス
は排気弁３７、ガス通路４３を通って排気マニホルド４
４内に流入した後、該排気マニホルド４４の出口４６、
過給機用タービン人口４９を通って過給機用タービン４
７に入り、タービンを回転させて図示せぬコンプレッサ
ーを駆動し吸気を過給する。

又、図示せぬ清水ポンプにより送られる冷却水は排気マ
ニホルド４４及び過給機用タービンハウジング４８のジ
ャケット４５．４５’を通って排気マニホルド４４及び
過給機用タービンハウジング４８を冷却する。

本考案は上記の通り過給機のタービンハウジングと機関
の排気マニホルドとを鋳造により連続一体戒型したもの
であるから、排気通路に不要のガスケット、連結部を設
ける必要がなく、管路抵抗が少なくなり排気の圧力低下
が最小限となり、過給機の性能が向上すると共に、ガス
ケット等を設ける必要がなく、ガス漏れの危険が皆無と
なった。

又、機関全体が極めて小型、軽量となり、特に舶用機関
として最高となると共に、特にかかる一体鋳造が可能な
１１〜２１程度の小型機関について出力増大に大なる貢
献をなすことは顕著であり、排気マニホルドと過給機用
タービンを別体に取付けることに伴なうボルトの増締め
の問題、組立工程の複数性、断熱ラッキングの必要性等
が解消され、安価で高精度の過給機付機関を得ることが
できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は従来の排気マニホルドと過給機用タ
ービンハウジングの連結状態の概略を説明する図であり
、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図である。 又、第４図は一実施例の概略説明図、第５図は機関全体
を表示した一実施例の断面図、第６図は排気マニホルド
の中央に過給機用タービンハウジングを連結した場合の
一実施例を示す平面概略説明図である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 排気ガスタービン過給機付機関において、過給機のター
   ビンハウジングと機関の排気マニホルドとを鋳造により
   連続一体戊型したことを特徴とする過給機のタービンハ
   ウジング。