JPS6027773Y2 - 過給機付エンジンの二次空気供給装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、排気ターボ過給機を備えたエンジンの二次空
気供給装置に関するものである。

（従来の技術） 従来より、エンジンの排気通路に介装されたタービンに
より吸気通路に装されたブロアを駆動して吸気過給する
排気ターボ過給機を備えて、エンジンの出力の向上を図
るようにすることは知られている。

また、従来、触媒装置等の排気ガス浄化装置を介設した
排気通路に二次空気を供給する二次空気供給通路を開口
して、浄化性能の向上を図るようにした二次空気供給装
置も知られている。

（考案が解決しようとする問題点） ところで、上記のような排気ターボ過給機付エンジンに
おいては、タービンは常時、高温度の排気ガスに晒され
て高温状態におかれているため、耐久性に欠けるという
問題があり、何らかの方法で冷却を行なうことを要する
。

そこで、特開昭５４−１４７３１５号公報に見られるよ
うに、タービンの背面から二次空気を供給してタービン
の冷却を図ろうとするものが提案されている。

しかしながら、上記従来装置においては、二次空気がタ
ービンのブレードに達するまで、既にタービンの背面と
接触して加熱されて高温になってしまうため、熱的に最
も厳しいタービンのブレード部を効果的に冷却すること
ができないうえ、二次空気がタービンノズル部を排気ガ
ス流に対して逆流するため、タービン効率を低下させる
問題が残っている。

本考案はかかる点に鑑みてなされたもので、排気ガス浄
化装置に供給する二次空気を過給機のタービンの冷却手
段としてうまく利用することにより、新たな冷却手段を
設けることなく、かつタービン効率を低下させることな
く、簡単な構造でもってタービンの冷却を効果的に行い
得るようにした過給機付エンジンの二次空気供給装置を
提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的のため、本考案の解決手段は、排気ターボ過
給機を備えた過給機付エンジンの二次空気供給装置にお
いて、二次空気供給通路をタービンスクロール部終端の
タービンノズル部にタービン回転方向に向けて開口させ
る構成としたものである。

（作 用） 上記の構成により、本考案では、二次空気供給通路から
の二次空気がタービンスクロール部終端のタービンノズ
ル部にタービン回転方向に向けて噴射されることにより
、この二次空気の噴射方向がタービンのほぼ接線方向と
なって、タービンの回転に支障を与えることがないとと
もに、二次空気は排気ガスにほとんど晒されることなく
ほぼぼ大気温度を維持したままタービンに噴射されるの
で、排気ガスで高温となったタービンが効果的に冷却さ
れることになる。

しかも、タービン冷却後の二次空気はタービンとの熱交
換により加温され、この昇温した二次空気が排気ガス浄
化装置に供給されて、排気ガス中の未燃焼戊分との反応
が著しく促進されることになる。

さらに、タービンのほぼ接線方向に噴射された二次空気
により、排気ガスのタービンに対する流入角がタービン
効率が良くなるほぼ接線方向に補正されるので、タービ
ン効率を向上させることが可能となる。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図において、１はエンジン、２は吸気通路、３は排
気通路、４は排気通路３に介装されたタービン５と吸気
通路２に介装されタービン５により駆動されるブロア６
とからなる排気ターボ過給機、７はタービン５下流の排
気通路３に介装された触媒装置である。

一方、８は一端がエアクリーナ９（又は大気）に連通さ
れ他端がタービン５の直上流の排気通路３に連通された
二次空気供給通路であって、該二次空気供給通路８の途
中にはエアポンプ１０が介設されており、該エアポンプ
１０により二次空気供給通路８を介して二次空気を排気
通路３に供給するように構成されている。

尚、１１は二次空気供給通路８に介設された制御弁で、
未燃焼戊分の発生が多い低、中負荷時に開動作して二次
空気を排気通路３に供給するように二次空気供給通路８
を開閉制御するものである。

また、１２はブロア６下流の吸気通路２に設けたスロッ
トル弁、１３はブロア６上流の吸気通路２に配設したエ
アフローメータ、１４はスロットル弁１２下流の吸気通
路２に設けられ、エアフローメータ１３の出力に基づい
た燃料を噴射する燃料噴射弁である。

そして、上記タービン５の直上流の排気通路３において
、第２図および第３図に示すように、１５は排気通路３
の一部を構成するタービンケーシングであって、該ター
ビンケーシング１５はスクロール部１６およびノズル部
１７を有する。

一方、上記二次空気供給通路８の他端８ａは上記スクロ
ール部１６終端のノズル部１７にタービン５回転方向（
矢印Ｘで示す）に向けて開口されており、エアポンプ１
０からの二次空気をスクロール部１６終端においてター
ビン５のほぼ接線方向に噴射せしめるように構成されて
いる。

したがって、上記実施例においては、二次空気供給通路
８を排気通路３におけるタービンスクロール部１６終端
のタービンノズル部１７にタービン５回転方向に向けて
開口させたことにより、エアポンプ１０からの二次空気
は破線で示す如くタービンスクロール部１６終端におい
てタービン５のほぼ接線方向に噴射されるので、タービ
ン５の回転に支障を与えることなく、かつ排気ガスにほ
とんど晒されることなく大気温度を維持したままタービ
ン５に噴射し、排気ガスによって高温度になったタービ
ン５を効果的に冷却することができる。

そして、タービン５の冷却後は、タービン５との熱交換
によって加温された二次空気は触媒装置７等の排気ガス
浄化装置に供給されることになり、排気ガス中の未燃焼
戊分との反応が著しく促進されて、浄化性能を大きく向
上させることができる。

しかも、上記二次空気はエアポンプ１０によりタービン
５のほぼ接線方向に噴射されることにより、排気ガスの
タービン５に対する流入角を実線矢印Ｙで示す如くター
ビン効率が良くなるようにほぼ接線方向に補正すること
ができるので、タービン効率をも向上させることができ
る。

特に、タービン効率が悪く、しかも排気ガス中の未燃焼
戒分の発生の多い低、中負荷時に、上記の如くエアポン
プ１０からの二次空気を噴射すれば、タービン効率の向
上と浄化性能の向上とを同時に図る上で有効である。

尚、上記実施例では、エアポンプ１０により二次空気を
供給するエアポンプ式二次空気供給装置について述べた
が、本考案はリードバルブ等の逆止弁を二次空気供給通
路８に介設したものについても適用でき、この場合、タ
ービンスクロール部１６終端のタービンノズル部１７で
発生する負圧により逆止弁が開かれて二次空気を排気通
路３のタービン５直上流に供給し、該タービン５を冷却
するものであり、エアポンプ１０を要しないために構造
の簡略化およびコストダウン化を図ることができる利点
を有するものである。

（考案の効果） 以上の如く、本考案によれば、排気ターボ過給機を備え
る一方、排気通路に二次空気を供給する二次空気供給通
路を開口してなる過給機付エンジンの二次空気供給装置
において、上記二次空気供給通路をタービンスクロール
部終端のタービンノズル部にタービン回転方向に向けて
開口させたことにより、タービン効率を向上させながら
タービンを効果的に冷却することができ、よってタービ
ンの耐久性の向上とタービン効率の向上とを併せ図るこ
とができるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を例示するもので、第１図は全体
概略図、第２図は要部の断面正面図、第３図は第２図の
■−■線断面図である。 １・・・・・・エンジン、２・・・・・・吸気通路、３
・・・・・・排気通路、４・・・・・・排気ターボ過給
機、５・・・・・・タービン、６・・・・・・ブロア、
７・・・・・・触媒装置、８・・・・・・二次空気供給
通路、１０・・・・・・エアポンプ、１６・・・・・・
スクロール部、１７・・・・・・ノズル部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 排気通路に介装されたタービンにより吸気通路に介装さ
   れたブロアを駆動して吸気過給する排気ターボ過給機を
   備える一方、上記排気通路に二次空気を供給する二次空
   気供給通路を開口してなる過給機付エンジンの二次空気
   供給装置において、上記二次空気供給通路をタービンス
   クロール部終端のタービンノズル部にタービン回転方向
   に向ケて開口させたことを特徴とする過給機付エンジン
   の二次空気供給装置。