JPS61218733A - 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〕 本発明は内燃機関用の排気タービン過給機に係り、特に
耐久性が優れたタービンケーシングを有する排気タービ
ン過給機に関する。

〔発明の背景〕

タービンケーシングを仕切板で軸方向に２分割にした排
気タービン過給機は内燃機関の排気脈動を有効に利用す
るため、またはタービン容量を可変とするために提案さ
れているが、従来の装置は米国特許第３，６１４，２５
９号に記載のようにタービンケーシング内の仕切板はタ
ービンロータグと一体構造になっていた。しかし、該仕
切板はタービンケーシング内に突出しているために特に
先端部が高温となり、一方、ケーシング外周部は外側が
外気にさらされているため仕切板先端部よりも温度が低
く、仕切板がケーシングと一体構造だとエンジン運転時
には仕切板の高温による熱膨張をケーシングの外周側で
拘束する力が加わり、仕切板内周部には圧縮応力がかか
り塑性変形する。この状態でエンジンを停止すれば仕切
板は冷却され、仕切板先端部には引張応力が発生し、こ
のようなエンジンの運転、停止を繰返すことにより、仕
切板先端部は繰返し応力を受け、安価な材質ではクラッ
クが生ずることがあり耐久性が問題であった。また、こ
の場合外側のタービンケーシングは逆に仕切板から繰返
し応力を受け、同様に耐久性が低下する欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明は仕切板によって軸方向に２分割した構造のター
ビンケーシングにおいて繰返し熱応力に対する仕切板の
耐久性を向上させるようにした排気タービン過給機を提
供することを目的するものである。

〔発明の概要〕

本発明はタービンロータとコンプレッサロータを共通な
軸上に配置し、タービンロータを覆うタービンケーシン
グの内部を仕切板で軸方向に２分割し、エンジンの低速
回転時にタービンケーシングの分割された一方に排気を
供給し、エンジンの高速回転時にタービンケーシングの
夫々に排気を分散させてタービンロータに供給するよう
にした排気タービン過給機において、タービンケーシン
グ内部を分割する仕切板をこのタービンケーシングと別
体に構成し、かつ仕切板と−ビンケーシングの接合部に
半径方向の空隙を設けたことを特徴とするもので、ター
ビンケーシングと仕切板の空隙の存在によって高温時の
仕切板の熱膨張を自由にし、熱応力を低減させる。また
、仕切板のみを耐久性の優れた材料で構成することによ
って低コストで耐久性をさらに高めるようにしたもので
ある。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図、第２図により説明する
。図において過給機のコンプレッサの部分は本発明の一
部ではないので詳しい説明は省略する。

タービン羽根車５の回転軸６は軸受ケーシング８内の軸
受（片側のラジアル輪受７のみ図示）に支承されており
、軸受ケーシング８の一端にはタービン裏板４および遮
熱板９が押え板１０とボルト１１により軸受ケーシング
が固定されている。

タービンケーシング１はタービン裏板４にクランプリン
グ１２により取り付けられタービン羽根車５を収納して
いる。タービンケーシング内の流路は仕切板２により２
分割されており、仕切板♀はタービンケーシング１内に
比較的ゆるくはめ合わされており押えリング３と前記ク
ランプリング１２の作用によりタービンケーシング１内
の端面に押し付けられ固定されている。２分割されたタ
ービンケーシング内の流路１３ａ、１３ｂには内燃機関
のいくつかのリングからの排気管のうち。

それぞれ特定の排気管から排気ガスを導き排気脈動のエ
ネルギを有効にタービン羽根車へ導くよう２分割タービ
ンケーシングを利用する場合と、エンジン低速時には排
気を片側の流路にのみ集中させ、エンジン高速時には排
気を両方の流路に導き広いエンジン運転範囲で良好な過
給特性が得られるように可変容量タービンとして２分割
タービンケーシングを利用する場合がある。本実施例に
よれば、仕切板はタービンケーシングと別体であり、し
かも半径方向がタービンケーシングとゆるく嵌合されて
いるので高温の排気ガスで仕切板が膨張しても半径方向
へ拘束されずタービンケーシングと一体の仕切板に比較
して熱応力が大幅に低下し耐久性が向上する。またター
ビンケーシング側も逆に仕切板が膨張することによる応
力を受けなくなり耐久性が向上する。

次に第３図、第４図により１本発明の他の実施例につい
て説明する。このタービンケーシングは片側流路１３ｂ
のノズル部にノズル案内翼リング１４が取付けられてお
り、エンジン低速時には排気ガスをこのノズル案内翼の
ある流路１３ｂにのみ集中させ少ない排気流量を案内翼
で十分増速させ過給性能を向上させ、エンジン高速時に
は両方の流路１３ａ、１３ｂに排気ガスを導く可変容量
タービンケーシングであり、仕切板１は該ノズル案内翼
リング１４の翼端面でタービンケーシング中央部に押し
付けられ固定されている。このような構成によりノズル
案内翼リング１４は翼側板が不要となり製作が容易とな
り、また仕切板２を固定する特別な部材が不要となり、
さらに流路１３ｂからタービン羽根車５へのノズル部の
流れはノズル案内翼で規定されるためタービンケーシン
グの流路１３ｂは排気ガスを通過させる通路としての機
能があれば良く、スクロールとして設計する必要がなく
なり、その形状を自由に設計出来るという効果がある。

また第５図に示すようなタービンケーシングと一体の仕
切板壁１′の内径側にのみタービンケーシングと別体の
仕切板２を取付けても良く、この場合タービンケーシン
グ１とタービン裏板、軸受ケーシング８を結合させるク
ランプリング１２の径を小さくすることが出来る利点を
有する。さらにこれらの実施例においてタービンケーシ
ングと別体の仕切板、タービン裏板、タービンケーシン
グの材質はそれぞれコスト、耐久性を勘案して自由に選
ぶことが可能であり、例えば仕切板のみ耐熱合金または
セラミックス材料で構成することによりコストをあまり
上げずに耐久性の大幅な向上が可能となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によればタービンケーシン
グ内の流路を２分割する仕切板をタービンケーシングと
は別体で構成したので高温の排気ガスによる仕切板、タ
ービンケーシングの熱応力を低減出来、クラック等の発
生が避けられ耐久性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の縦断面一、第２図は第１図
タービンケーシング１ａの側面図、第３図は本発明の他
の実施例の縦断面図、第４図は第３図のノズル案内翼リ
ング１４の側面図、第５図は更に他の実施例の縦断面図
である。 １・・・タービンケーシング、２・・・仕切板、８．・
・・押えリング、４・・・タービン裏板、５・・・ター
ビン羽根車。 不　２　図 ■　３　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、タービンロータとコンプレッサロータを共通な軸上
   に配置し、前記タービンロータを覆うタービンケーシン
   グの内部を仕切板で軸方向に２分割し、エンジンの低速
   回転時に前記タービンケーシングの分割された一方に排
   気を供給し、エンジンの高速回転時に前記タービンケー
   シングの夫々に排気を分散させて前記タービンロータに
   供給するようにした排気タービン過給機において、前記
   タービンケーシング内部を分割する前記仕切板を該ター
   ビンケーシングと別体に構成し、かつ前記仕切板と前記
   タービンケーシングの接合部に半径方向の空隙を設けた
   ことを特徴とする排気タービン過給機。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記仕切板はその
   外周部において前記タービンケーシング内部に沿つて軸
   方向に延びる仕切板押え部材により押圧し支持されてい
   ることを特徴とする排気タービン過給機。 ３、特許請求の範囲第２項において、前記仕切板押え部
   材はタービンケーシング外周部に挿入した環状のリング
   であることを特徴とする排気タービン過給機。 ４、特許請求の範囲第２項において、前記仕切板押え部
   材はタービンノズル部に配置したノズル案内翼であり、
   ノズル案内翼の端面で前記仕切板を押圧し前記タービン
   ケーシングに固定するように構成したことを特徴とする
   排気タービン過給機。 ５、特許請求の範囲第１項において、前記仕切板は先端
   部分のみを別体に構成したことを特徴とする排気タービ
   ン過給機。 ６、特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれかにお
   いて、前記仕切板は耐熱合金で構成されていることを特
   徴とする排気タービン過給機。 ７、特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれかにお
   いて、前記仕切板はセラミックスで構成したことを特徴
   とする排気タービン過給機。