JPS5993925A - 排気タ−ビン過給機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はタービン翼車および圧縮機羽根車を取付けた回
転軸を空気軸受により回転自在に支持してなる排気ター
ビン過給機に関するものである。

〔従来技術〕

従来の排気タービン過給機には、タービン翼車および圧
縮機羽根車を取付けた回転軸を支持する軸受として、油
滑シ軸受を用いる方式と空気軸受を用いる方式の二種類
があることは周知のとおシである。

前者の方式は油潤滑を行うため、油供給源を必要とする
ばかりでなく、圧縮空気に油の混入する恐れがｓｂ、ま
た軸受部のエネルギー損失が大であるため、高速回転時
に性能の低下を招く欠点がある。

後者の方式すなわち静圧型空気軸受を用いる場合には、
圧縮空気の供給源を必要とし、また動圧型空気軸受を用
いる場合には、起動時に軸と軸受が接触するので、その
両者の損耗を生ずるばかりでなく、高速回転に不安定現
象が起る欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明は上記諸欠点を解消し、起動時における軸受部の
エネルギー損失を減少させ、かつ高速回転時の安定性を
向上させることを目的とするものである。

〔発明の概要〕

本発明は上記目的を達成するために、エンジンの排気側
と排気タービン過給機のタービン側との間に、排気ター
ビン圧縮機に接続する分流弁を設け、この分流弁をエン
ジンの吸気側および排気タービン過給機の圧縮機側に連
通させると共に、排気タービン圧縮機の圧縮機吐出側を
排気タービン過給機の回転軸を支持する空気軸受および
前記分流弁に連通させたことを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕 以下本発明の一実施例を図面について説明する。

第１図において、排気タービン過給機１は、空気軸受５
により回転自在に支持された回転軸４の両端にそれぞれ
取付けられたタービン翼車２および圧縮機羽根車３をケ
ーシング６．７にそれぞれ収納して構成されている。そ
の一方のケーシング６はエンジン８の排気側８Ｂに導管
１０Ｂ１分流弁１１および導管１０Ａを介して連通し、
他方のケーシング７の吐出側は導管９を介してエンジン
８の吸気側８Ａに連通している。

上記分流弁１１は、導管１０Ａ、ＩＯＢの各端部に一体
に形成した半割れケーシング１２人。

１２Ｂを結合してなるケーシング１２と、このケーシン
グ１２内に互いに接触し、かつ別個に移動するように収
態された一組の開閉弁１３．１４と、これらの開閉弁１
３．１４にそれぞれ異なるばね力を付勢する一組のはね
１５．１６と、分流弁１１のケーシング１２に設けた排
気タービン圧縮機２１からの圧縮空気の流入口１８に設
けられた逆止弁１７とからなシ、前記開閉弁１３，１４
には開孔１３ａ、１３ｂおよび１４ａ、１４ｂがそれぞ
れ設けられ、また前記ケーシング１２は導管１９を介し
て前記導管９に連通されている・排気タービン圧縮機２
１は、ラジアル軸受２５とスラスト軸受２６によυ回転
自在に支持された回転軸２４の両端にそれぞれ取付けた
タービン翼車２２および圧縮機羽根車２３をケーシング
２７゜２８にそれぞれ収納した構造からなシ、そのケー
シング２７．２８は分流弁１１のケーシング１２に設け
た排気ガス流出口３０および圧縮空気流入口１８にそれ
ぞれ連通されている。

次に上記のような構成からなる本実施例の作用について
説明する。

排気タービン過給機１の起動直後には、分流弁１１の開
閉弁１３．１４は第２図に示すようにばね１５，１６の
ばね力によシ開放状態にあって、開閉弁１３によシ排気
タービン過給機１に接続する導管１０Ｂは閉塞されてい
るので、エンジン８から排出された全部の排気ガスは開
閉弁１４゜１３の開孔１４ａ、１３ａおよびケーシング
１２の排気ガス流出口３０を経て排気タービン圧縮機２
１のタービン翼車２に導入される。

一方、排気タービン圧縮機２１の圧縮機羽根車２３のケ
ーシング２８から吐出される圧縮空気は、導管２０．２
９を経て排気タービン過給機１の空気軸受５に導入され
るから、この空気軸受５は静圧型空気軸受となって回転
軸４を浮上させる。

ついで排気タービン圧縮機２１の回転数が上昇し、これ
に伴ってケーシング２８から吐出される圧縮空気の圧力
が上昇すると、この圧縮空気は分流弁ケーシング１２の
流入口１８に設けた逆止弁１７を押しのけて前記ケーシ
ング１２内に流入する。このため開閉弁１３はばね１５
の弱いばね力に打ち勝って第３図に示すように左行し、
開孔１３ａが開くと同時に開孔１３ｂは閉じるので、排
気ガスは導管１０Ｂを経て排気タービン過給機１のター
ビン翼車２に導入され、同時に排気タービン圧縮機２１
のタービン翼車２２への排気ガスの供給は停止される。

したがって排気タービン圧縮機２１からの圧縮空気が流
入する空気軸受５により浮上されている排気タービン過
給機１の回転軸４０回転数は上昇するから、その空気軸
受５は動圧型空気軸受として作動する。この状態では、
排気タービン圧縮機２１の回転軸２４の回転数は上昇し
ないので、その軸受２５，２６は無潤滑軸受で十分であ
る。

さらに排気タービン過給機１の回転数の上昇によシ、そ
の吐出圧力も上昇し、この上昇した吐出圧力が分流弁１
１のケーシング１２に流入すると、分流弁１１の開閉弁
１４はばね１６の強いばね力に打ち勝って第４図に示す
ように左行する。このため開孔１４ｂは開いて開閉弁１
３の開孔１３ｂおよび排気タービン圧縮機２１のタービ
ン翼車２２に連通ずる排気ガス流出口３０に連通するの
で、エンジン８からの排気ガスを排気タービン圧縮機２
１にも分流して供給することができる。

上述したように排気タービン過給機１の起動時には、そ
の回転軸４を支持する空気軸受５は、排気タービン圧縮
機２１から送られる圧縮空気によシ静圧型空気軸受とし
て作用するので、前記回転軸４と空気軸受５が接触して
摩耗するのを防止することができる。

また排気タービン過給機１の高速回転時には、排気ター
ビン圧縮機２１からの圧縮空気により分流弁１１を作動
させ、エンジン８からの排気ガスを排気タービン圧縮機
２１へ分流させると共に、排気タービン圧縮機２１の高
圧の圧縮空気が排気タービン過給機１の空気軸受５に導
入されるため、その空気軸受５の剛性を増大させること
ができる。

さらに前記のようにエンジン８からの排気ガスを分流さ
せることにより、排気タービン過給機１０回転数の上昇
を抑制することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、排気タービン過給
機の起動時および高速回転時には、空気軸受はエンジン
からの排気ガスのみで静圧型および動圧型としてそれぞ
れ作用するので、油供給源および圧縮空気供給源を設け
る必要がなく、また排気タービン過給機の回転軸と軸受
が接触して摩耗するのを防止することにより、軸受部の
エネルギー損失を低減することができる。

さらに排気タービン過給機の高速回転時には、空気軸受
に高圧の圧縮空気を導入することによシ、空気軸受の軸
受剛性を増大させることができるから、回転軸の安定性
を向上させることが可能である。また排気タービン過給
機の回転数の上昇を抑制することによシ、エンジンの許
容する最大過給圧以上の圧縮空気が排気タービン圧縮機
から吐出するのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の排気タービン過給機の一実施例を示す
系統図、第２図ないし第４図は同実施例に使用される分
流弁の作動説明図である。 １・・・排気タービン過給機、２・・・タービン翼車、
３・・・圧縮機羽根車、４・・・回転軸、５・・・空気
軸受、８・・・エンジン、８Ａ・・・吸気側、８Ｂ・・
・排気側、１１・・・分流弁、１２・・・ケーシング、
１３．１４・・・開閉弁、１５．１６・・・ばね、１７
・・・逆止弁、１８・・・流入口、２１・・・排気ター
ビン圧縮機、２２・・・タービン翼車、２３・・・圧縮
機羽根車。 第　　１　図 ”ｉｚ図 第３図 ＩＩ／ＩＩ） 菖　４　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、エンジンの排気側と排気タービン過給機のタービン
   側との間に、排気タービン圧縮機羽根車する分流弁を設
   け、この分流弁をエンジンの吸気側および排気タービン
   過給機の圧縮機側に連通させると共に、排気タービン圧
   縮機の圧縮機吐出側を排気タービン過給機の回転軸を支
   持する空気軸受および分流弁に連通させたことを特徴と
   する排気タービン過給機。 ２、前記分流弁は、エンジンの吸気側と排気側、排気タ
   ービン過給機のタービン側と圧縮機側および排気タービ
   ン圧縮機のタービン側と圧縮機側にそれぞれ連通ずるケ
   ーシングと、とのケーシング内に互いに接続し、かつ別
   個に移動するように収納した一組の開閉弁と、との−組
   の開閉弁にそれぞれ異なるばね力を付勢する一組のばね
   と、前記ケーシングに設けた排気タービン圧縮機からの
   圧縮空気の流入口に設置した逆止弁とからなることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の排気タービン過給
   機。