JPS595150Y2 - タ−ボ過給機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は内燃機関の充填効率を増加するターボ過給機
の改良に関し、特に排気ガスバイパス弁を持つバイパス
系統を改良してエゼクタ効果を持たせたターボ過給機に
関する。

従来、排気ガス逃し弁を備えたターボ過給機として種々
構造のものが提供されているが、いずれも問題点を有す
る。

すなわち、この種のターボ過給機においては、コンプレ
ッサ吐出圧を一定値以下に保つ目的でエンジンからの排
気ガスの余分な一部をタービンケーシングの流入側から
タービンを通さずに排気側へ排気ガス逃し弁を通過させ
て噴出させるのであるが、その噴出手段としてタービン
ケーシングの排気側にエゼクタ効果を持たせたノズルを
開口させることはすでに知られている。

ところが、従来は排気ガス逃し弁通過ガスの噴出ノズル
をタービンケーシングの一部にノズル径相等分だけ開口
させ、しかも、その開口方向を主排気ガス流出方向と直
交する方向に設定しているため、バイパス噴流ガスによ
り主排気ガス流が乱される結果となってエゼクタ効果が
期待できない そこで、最近、タービンケーシングの排気側全周に亙っ
て環状のエゼクタノズルを開口させ、しがも、その開口
方向を主排気ガス流と同一方向に設定したターボ過給機
も提供されているが、前述のごとくタービンケーシング
自体の全周にエゼクタノズルを主排気ガス流出方向に向
けて開口させることは鋳造成型が頗ぶる困難化して製造
コストも嵩み、かつタービンケーシング自体が大型化す
るなど、構造上の問題がある。

この考案は上記従来技術の問題点を解消するためになさ
れ、主排気ガス流を加速するに充分なエゼクタ効果が得
られてタービン性能等を向上させ得るとともに、成型上
の困難をきたすこともなく全体を軽量なコンパクト構成
としてコスト低置等を図ることができるようにしたター
ボ過給機を提供することが目的である。

すなわち、この考案はその目的を達成するために、ウェ
ストゲートバルブ 通過したガスのバイパス路がタービンケーシングの排気
側周方向に沿って６０〜１８０°の中心角範囲内で開口
し、かつその開口部が主排気ガス流に沿った方向に向け
て設けられたことを特徴とするものである。

以下に、この考案を図示の好適一実施例について説明す
る。

第１図及び第２図において、１はタービン翼車、２は流
入側をエンジンの排気マニホールドに、かつ排気側を排
気管にそれぞれ連通させるタービンケーシングであり、
タービン入口側ガス通路２ａとタービン翼車排気ガス通
路２ｂ力形威されている。

前述のタービンケーシング２には排気ガス逃し弁６が取
り付けである。

斯様なタービンケーシング２の排気側周壁には、そのス
クロール３と隣合って周方向に沿う弧状のエゼクタノズ
ル孔４が形成しである。

このエゼクタノズル孔４は、タービンケーシング２の流
入側５ａと排気ガス逃し弁６のシート面６ａを通じて排
気側を連通ずる排気ガスバイパス路５ｂに通じて前記排
気ガス通路２ｂに開口しており、もって、その開口部４
ａはタービン翼車１からの主排気ガス流出方向に沿って
主排気ガス流を加速する方向にその向きが設定されてい
る。

この考案で最も重要なことは、前記エゼクタノズル孔４
がタービンケーシング２の排気側周方向に沿って６０〜
１８０°の中心角範囲内で開口していることであり、図
示例では第１図に示すごとくその開口長の中心角Ｊが約
１１０°に設定されている。

このようなエゼクタノズル孔４の開口長設定条件は種々
実験の結果、得られたものであり、その実験結果は第３
図に示しである。

同図中の点線は排気ガス逃し弁通過ガス流をタービン翼
車通過主排気流に直交させた場合のタービン性能を示し
、実線或はタービンケーシングの排気側周方向に沿って
中心角６０°〜３６０°の範囲でエゼクタノズル孔を開
口させた場合のタービン性能が示してあり中心角６０°
の場合と排気ガス逃し弁のない場合がほぼ同一線となる
。

なお、この場合における同図中の縦軸はタービン効率、
横軸はタービン速度比を表わす。

この実験では、同図によって明らかなごとく、中心角３
６０°開度のエゼクタノズル孔と、中心角６０〜１８０
°開度のエゼクタノズル孔とでは両者のタービン性能が
殆んど変わらないことを示している。

すなわち、上記実施例の過給機構成において、エンジン
からの排気ガスは、タービンケーシング２のスクロール
３内を通ってタービン翼車１を回転駆動しながらその軸
流方向に沿ってタービンケーシング２の排気側を流出す
る主排気ガス流と、タービンケーシング２の排気側から
排気ガスバイパス路５に排気ガス逃し弁６を介して流入
するバイパスガス流に分れるのであり、このバイパスガ
ス流がエゼクタノズル孔４からタービンケーシング２の
排気側に前記主排気ガス流を加速する方向へ噴出される
ので゛ある。

斯様に、主排気ガス流がバイパスガス流で加速されるこ
とにより、ターボ過給機の充分なエゼクタ効果が得られ
、もって、エンジンの熱負荷軽減燃費低減等タービン性
能が向上するのである。

これを換言すると、排気ガス逃し弁を備えたターボ過給
機において排気ガス逃し弁通過ガスを単にバイパスさせ
るのではなく、タービン効率が上昇するようにタービン
翼車１の通過後主排気流にエゼクタ効果を持つようにタ
ービンケーシング２の排気側にエゼクタノズル孔４を開
口させているのであるが、この場合に肝要なことはエゼ
クタノズル孔４の開口方向と開口率であり、開口方向は
主排気ガス流を加速する方向、開口率はタービンケーシ
ング２の排気側周方向に沿って大きくすることが好まし
いが、問題は開口率である。

その点を種々研究して実験した結果が前述のごとく第３
図に示されているのであり、中心角３６０°開度のエゼ
クタノズル孔と中心角６０〜１８０°開度のエゼクタノ
ズルとを対比した場合、両者のタービン性能は殆んど変
りがなく、さすれば前者よりも後者がターボ過給機の鋳
造成型や構造上等において遥かに有利である。

この考案は以上説明した実験結果に基づく排気ガスバイ
パス手段、すなわちバイパス排気ガス噴流用のエゼクタ
ノズル孔を、タービンケーシングの排気側周方向に沿っ
て中心角６０〜１８０°の開度範囲内で主排気ガス流を
加速する方向に開口させたので、エゼクタノズル孔から
のバイパス排気ガス噴出流により主排気ガス流を充分に
加速することができてターボ過給機のエゼクタ効果を満
足させ、そのタービン性能を向上させ得るとともに、エ
ゼクタノズル孔をタービンケーシングの排気側全周に亙
って開口させている従来技術の場合に比してターボ過給
機の鋳造成型が簡易化でき、全体を軽量かつコンパクト
化できてコスト低減を図ることができるなど種々の顕著
な実用的効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面はこの考案の好適一実施例を示すもので、第１図は
ターボ過給機におけるタービンケーシングの排気側正面
図、第２図は第１図のＩＩ −ＩＩ線断面図、第３図は
タービン性能表示図である。 図中 ２はタービンケーシング、４はエゼクタノズル孔
、４ａはエゼクタノズル孔の開口部、５は排気ガスバイ
パス路、６は排気ガス逃し弁である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. タービンケーシングの流入側と排気側を連通ずる排気ガ
   スバイパス路を備え、かつこのバイパス路の開閉を行う
   排気ガス逃し弁を備えたターボ過給機において、タービ
   ンケーシングの排気側に、その周方向に沿って６０〜１
   ８０°の中心角範囲内で開口し、該開口部が主排気ガス
   流に沿った方向を向く排気ガス逃し弁通過ガス噴出用の
   エゼクタノズル孔を設けたことを特徴とするターボ過給
   機。