KR20110039497A - 터보 과급기 - Google Patents

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KR20110039497A
KR20110039497A KR1020117005487A KR20117005487A KR20110039497A KR 20110039497 A KR20110039497 A KR 20110039497A KR 1020117005487 A KR1020117005487 A KR 1020117005487A KR 20117005487 A KR20117005487 A KR 20117005487A KR 20110039497 A KR20110039497 A KR 20110039497A
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internal combustion
combustion engine
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KR1020117005487A
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Inventor
게이이치 시라이시
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미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
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Abstract

　내연기관의 연소용 공기를 압축하여 밀도가 높은 공기를 상기 내연기관의 연소실 내로 강제적으로 이송하는 터보 과급기(10)의 가스 입구 케이싱(27)에 있어서, 내측 케이싱(21)과 외측 케이싱(22) 사이에 형성되는 공간이, 상기 내연기관으로부터 배출된 배기가스를 터빈 노즐(25)의 외주측으로 인도하기 위한 제 1 배기가스 유로(26)가 되도록 구성되어 있다. 상기 내측 케이싱(21)의 내주측에는, 상기 제 1 배기가스 유로(26)의 도중에서 분기된 배기가스를 상기 터빈 노즐(25)의 내주측으로 인도하기 위한 제 2 배기가스 유로(36)가 형성되어 있다. 상기 제 1 배기가스 유로(26)의 도중과 상기 제 2 배기가스 유로(36)의 가스 입구가 배기가스관(38)을 거쳐서 연통되고, 그 도중에 개폐 밸브(41)가 접속되어 있다. 이에 의해, 간단한 구성으로, 제조비 및 유지보수비가 저감되며 터빈의 성능이 향상된다.

Description

터보 과급기{TURBO SUPERCHARGER}
본 발명은, 예컨대 선박용 내연기관이나 발전용 내연기관 등의 대형 내연기관과 조합하여 사용되는 터보 과급기에 관한 것이다.
내연기관의 연소용 공기를 압축하여 밀도가 높은 공기를 연소실 내로 강제적으로 이송하는 터보 과급기로서는, 예컨대 특허문헌 1에 개시된 것이 알려져 있다.
일본 특허 공개 제 2007-64126 호 공보
상기 특허문헌 1에 개시된 터보 과급기는 노즐 베인(터빈 노즐)을 회동시키는 것에 의해 노즐 개방도(노즐부의 개구 면적)를 변경하여, 배기 터빈 휠에 유입하는 배기의 유속을 조정할 수 있도록 한 것이다.
그러나, 이러한 터보 과급기에서는, 노즐 베인을 회동시키기 위한 복잡한 기구가 필요하게 되어 제조비 및 유지보수비가 비싸지게 되는 문제점이 있다. 또한, 이러한 터보 과급기에서는, 노즐 베인을 회동시키기 위한 간극이 필요하게 되며, 이 간극으로부터 배기가스가 누출되어 터빈의 성능이 저하하게 되는 문제점도 있었다. 나아가, 이러한 터보 과급기에서는, 노즐 베인을 회동시키기 위한 간극에 배기가스 중의 분진 등이 인입되어 노즐 베인을 부드럽게 회동시킬 수 없게 될 우려가 있다.
본 발명은 상기의 사정에 감안하여 이루어진 것으로서, 간단한 구성이며, 또한, 제조비 및 유지보수비를 저감시킬 수 있고, 터빈의 성능을 향상시킬 수 있는 터보 과급기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여 이하의 수단을 채용했다.
본 발명의 제 1 형태에 따른 터보 과급기는, 내연기관의 연소용 공기를 압축하여 밀도가 높은 공기를 상기 내연기관의 연소실 내로 강제적으로 이송하는 터보 과급기로서, 내측 케이싱과 외측 케이싱 사이에 형성되는 공간이, 상기 내연기관으로부터 배출된 배기가스를 터빈 노즐의 외주측으로 인도하기 위한 제 1 배기가스 유로가 되도록 구성되며, 상기 내측 케이싱의 내주측에는 상기 제 1 배기가스 유로의 도중에서 분기된 배기가스를 상기 터빈 노즐의 내주측으로 인도하기 위한 제 2 배기가스 유로가 형성되어 있고, 상기 제 1 배기가스 유로의 도중과 상기 제 2 배기가스 유로의 가스 입구가 배기가스관을 거쳐서 연통되며, 이 배기가스관의 도중에 개폐 밸브가 접속되어 있다.
본 발명의 제 2 형태에 따른 터보 과급기는, 내연기관의 연소용 공기를 압축하여 밀도가 높은 공기를 상기 내연기관의 연소실 내로 강제적으로 이송하는 터보 과급기로서, 내측 케이싱과 외측 케이싱 사이에 형성되는 공간이, 상기 내연기관으로부터 배출된 배기가스를 터빈 노즐의 내주측으로 인도하기 위한 제 1 배기가스 유로가 되도록 구성되며, 상기 내측 케이싱의 외주측에는 상기 제 1 배기가스 유로의 도중에 분기된 배기가스를 상기 터빈 노즐의 외주측으로 인도하기 위한 제 2 배기가스 유로가 형성되어 있고, 상기 제 1 배기가스 유로의 도중과 상기 제 2 배기가스 유로의 가스 입구가 배기가스관을 거쳐서 연통되며, 이 배기가스관의 도중에 개폐 밸브가 접속되어 있다.
본 발명의 제 1 형태 또는 제 2 형태에 따른 터보 과급기에 의하면, 터빈 노즐을 회동시키기 위한 복잡한 기구가 불필요해지므로, 제조비 및 유지보수비를 저감시킬 수 있다.
또한, 이러한 터보 과급기에서는 터빈 노즐을 회동시키기 위한 간극도 불필요해져서 종래의 터보 과급기와 같이 이 간극로부터 배기가스가 누출되는 일도 없기 때문에 터빈의 성능을 향상시킬 수 있다.
나아가, 이러한 터보 과급기에서는, 터빈 노즐을 회동시키기 위한 간극도 불필요해져서 종래의 터보 과급기와 같이 이 간극에 배기가스 중의 분진이 인입되는 경우가 없기 때문에, 터빈 동익(動翼)에 유입하는 배기의 유속을 조정할 수 없게 되는 현상을 회피할 수 있다.
상기 터보 과급기에 있어서, 상기 내측 케이싱과 상기 외측 케이싱이 한 물건으로 구성되어 있으면 더욱 바람직하다.
이러한 터보 과급기에 의하면, 내측 케이싱과 외측 케이싱을 조합하여 일체화시키기 위한 구성이나 조립 작업이 불필요해지므로, 제조비 및 유지보수비를 한층 더 저감시킬 수 있어 작업 공정의 간소화를 도모할 수 있다.
상기 터보 과급기에 있어서, 상기 터빈 노즐의 측에 위치하는 상기 내측 케이싱의 일단 내주부가 중공 원통형의 별도 부재로 되어 있으면 더욱 바람직하다.
상기 터보 과급기에 있어서, 상기 터빈 노즐의 측에 위치하는 상기 내측 케이싱의 일단 내주부가 중공 원추형의 별도 부재로 되어 있으면 더욱 바람직하다.
이러한 터보 과급기에 의하면, 주형(사형)의 형상에 가늘고 긴 부분(좁은 간극를 형성하는 부분)이 없어져서 주형(사형)의 형상을 간소한 형상으로 만들 수 있으므로, 주조 공정의 탈형을 용이한 것으로 할 수 있다.
본 발명의 제 3 형태에 따른 터보 과급기의 운전 방법은, 내연기관의 연소용 공기를 압축하여 밀도가 높은 공기를 상기 내연기관의 연소실 내로 강제적으로 이송하는 동시에, 내측 케이싱과 외측 케이싱 사이에 형성되는 공간이, 상기 내연기관으로부터 배출된 배기가스를 터빈 노즐의 외주측으로 인도하기 위한 제 1 배기가스 유로가 되도록 구성되며, 상기 내측 케이싱의 내주측에는 상기 제 1 배기가스 유로의 도중에 분기된 배기가스를 상기 터빈 노즐의 내주측으로 인도하기 위한 제 2 배기가스 유로가 형성되어 있고, 상기 제 1 배기가스 유로의 도중과 상기 제 2 배기가스 유로의 가스 입구가 배기가스관을 거쳐서 연통되며, 이 배기가스관의 도중에 개폐 밸브가 접속되어 있는 가스 입구 케이싱을 구비한 터보 과급기의 운전 방법으로서, 상기 내연기관의 부하가 낮고 배기가스의 양이 적은 경우에 상기 개폐 밸브를 완전 폐쇄 상태로 하며, 상기 내연기관의 부하가 높고 배기가스의 양이 많은 경우에 상기 개폐 밸브를 완전 개방 상태로 한다.
본 발명의 제 4 형태에 따른 터보 과급기의 운전 방법은, 내연기관의 연소용 공기를 압축하여 밀도가 높은 공기를 상기 내연기관의 연소실 내로 강제적으로 이송하는 동시에, 내측 케이싱과 외측 케이싱 사이에 형성되는 공간이, 상기 내연기관으로부터 배출된 배기가스를 터빈 노즐의 내주측으로 인도하기 위한 제 1 배기가스 유로가 되도록 구성되며, 상기 내측 케이싱의 외주측에는 상기 제 1 배기가스 유로의 도중에 분기된 배기가스를 상기 터빈 노즐의 외주측으로 인도하기 위한 제 2 배기가스 유로가 형성되어 있고, 상기 제 1 배기가스 유로의 도중과 상기 제 2 배기가스 유로의 가스 입구가 배기가스관을 거쳐서 연통되며, 이 배기가스관의 도중에 개폐 밸브가 접속되어 있는 가스 입구 케이싱을 구비한 터보 과급기의 운전 방법으로서, 상기 내연기관의 부하가 낮고 배기가스의 양이 적은 경우에 상기 개폐 밸브를 완전 폐쇄 상태로 하며, 상기 내연기관의 부하가 높고 배기가스의 양이 많은 경우에 상기 개폐 밸브를 완전 개방 상태로 한다.
본 발명의 제 3 형태 또는 제 4 형태에 따른 터보 과급기의 운전 방법에 의하면, 예컨대, 내연기관의 부하가 낮고 배기가스의 양이 적은 경우에 개폐 밸브가 완전 폐쇄 상태로 되고, 내연기관의 부하가 높고 배기가스의 양이 많은 경우에 개폐 밸브가 완전 개방 상태로 된다.
즉, 내연기관의 부하가 낮고 배기가스의 양이 적은 경우에는, 가스 입구 케이싱의 가스 입구로부터 도입된 배기가스의 전량이 배기가스 유로를 통해 가스 출구로 인도된다. 가스 출구로 인도된 배기가스는 회전 방향의 전체 둘레에 걸쳐서 개구되는 가스 출구로부터 터빈 노즐의 외주측으로 흡입되고, 터빈 동익을 통과할 때에 팽창하여 로터 디스크 및 로터 축을 회전시킨다.
한편, 내연기관의 부하가 높고 배기가스의 양이 많은 경우에는, 가스 입구 케이싱의 가스 입구로부터 도입된 배기가스의 대부분(약 70~95%)이 제 1 배기가스 유로를 통해 가스 출구로 인도되고, 가스 입구 케이싱의 가스 입구로부터 도입된 배기가스의 일부(약 5~30%)가 배기가스관, 개폐 밸브, 제 2 배기가스 유로를 통해 가스 출구로 인도된다. 가스 출구로 인도된 배기가스는 회전 방향의 전체 둘레에 걸쳐서 개구되는 가스 출구로부터 터빈 노즐의 외주측으로 흡입되고, 가스 출구로 인도된 배기가스는 회전 방향의 전체 둘레에 걸쳐서 개구되는 가스 출구로부터 터빈 노즐의 내주측으로 흡입되며, 터빈 동익을 통과할 때에 팽창하여 로터 디스크 및 로터 축을 회전시킨다.
이에 의해, 터빈 노즐을 회동시키기 위한 복잡한 기구를 필요로 하지 않게 할 수 있어서 제조비 및 유지보수비를 저감시킬 수 있다.
또한, 터빈 노즐을 회동시키기 위한 간극을 필요로 하지 않게 할 수 있어서, 종래의 터보 과급기와 같이 이 간극로부터 배기가스가 누출되는 것을 없앨 수 있으므로, 터빈의 성능을 향상시킬 수 있다.
나아가, 터빈 노즐을 회동시키기 위한 간극을 필요로 하지 않게 할 수 있어서, 종래의 터보 과급기와 같이 이 간극에 배기가스중의 분진 등이 인입되는 것을 없앨 수 있으므로, 터빈 동익으로 유입되는 배기의 유속을 조정할 수 없게 되는 현상을 회피할 수 있다.
본 발명에 따른 터보 과급기에 의하면, 간단한 구성이며, 또한, 제조비 및 유지보수비를 저감시킬 수 있고, 터빈의 성능을 향상시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 터보 과급기의, 터빈측의 내부 구성예를 단면으로 도시하는 일부 단면 구성도,
도 2는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 터보 과급기의, 터빈측의 내부 구성예를 단면으로 도시하는 일부 단면 구성도,
도 3은 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 터보 과급기의, 터빈측의 내부 구성예를 단면으로 도시하는 일부 단면 구성도,
도 4는 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 터보 과급기의, 터빈측의 내부 구성예를 단면으로 도시하는 일부 단면 구성도.
이하, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 터보 과급기("배기 터빈 과급기"라고도 함)에 대하여, 도 1을 참조하면서 설명한다.
도 1은 터빈 및 압축기를 동축에 마련한 대형 내연기관용의 터보 과급기(10)의, 터빈측의 내부 구성예를 단면으로 도시하는 일부 단면 구성도이다.
터보 과급기(10)는, 축류 터빈(20)에 도입된 내연기관의 배기가스가 팽창하여 얻어지는 축 출력으로 동축의 압축기(도시하지 않음)를 회전시켜서, 고밀도로 압축한 압축 공기를 내연기관에 공급하도록 구성된, 예컨대 축류식 터빈이다.
또한, 도 1 중에 격자 형상의 빗금으로 도시하는 부분은 단열 및 방음의 목적으로 설치된 단열재(11)이다.
축류 터빈(20)은, 별체의 내측 케이싱(21) 및 외측 케이싱(22)을 체결수단[예컨대, 스터드 볼트(23) 및 너트(24)]에 의해 일체화하며, 내측 케이싱(21)과 외측 케이싱(22) 사이에 형성되는 공간이 배기가스를 터빈 노즐(25)로 인도하기 위한 배기가스 유로(제 1 배기가스 유로 : 주 배기가스 유로)(26)가 되도록 구성된 가스 입구 케이싱(27)을 구비하고 있다.
이러한 이중 구조의 가스 입구 케이싱(27)에서는, 배기가스 유로(26)가 축류 터빈(20)의 회전 방향의 전체 둘레에 걸쳐서 형성되어 있으며, 가스 입구 케이싱(27)의 가스 입구(27a)로부터 도 1의 화살표(Gi)로 도시하는 바와 같이 도입된 배기가스는 배기가스 유로(26)를 통해 가스 출구(27b)로 인도된 후, 도 1 중에 화살표(Go)로 도시하는 바와 같이 가스 출구 케이싱(28)의 출구로부터 외부로 배출된다. 또한, 가스 출구(27b)는 회전 방향의 전체 둘레에 걸쳐서 터빈 노즐(25)에 배기가스를 공급하도록 개구되어 마련되어 있다.
또한, 도 1 중의 부호(29)는 터빈 동익(30)의 하류측에 마련된 가스 안내통이다.
또한, 축류 터빈(20)은 로터 축(31)의 일단부에 마련된 로터 디스크(32)와, 이 로터 디스크(32)의 주연부에 둘레 방향을 따라 장착된 다수의 터빈 동익(30)을 구비하고 있다. 터빈 동익(30)은 터빈 노즐(25)의 출구가 되는 하류측에 근접하여 마련되어 있다. 그리고, 터빈 노즐(25)로부터 분출하는 고온의 배기가스가 터빈 동익(30)을 통과하여 팽창하는 것에 의해, 로터 디스크(32) 및 로터 축(31)이 회전하게 되어 있다.
상술한 이중 구조의 가스 입구 케이싱(27)에 있어서, 내측 케이싱(21)의 일단부는 외측 케이싱(22)의 일단부에 체결 수단[예컨대, 스터드 볼트(23) 및 너트(24)]에 의해 고정 지지되어 있다. 즉, 내측 케이싱(21)은, 로터 디스크(32)의 반대측이 되는 지면 우측의 케이싱 단부에 형성된 플랜지면(21a)과, 이 플랜지면(21a)에 대향하도록 형성된 외측 케이싱(22)의 플랜지면(22a)을 중첩한 상태로 하고, 이 상태에서 체결 수단[예컨대, 너트(24)]을 조여 가는 것에 의해 고정 지지되어 있다. 이들 플랜지면(21a, 22a)은 모두 로터 디스크(32)와 일체로 회전하는 로터 축(31)의 축방향과 직교하는 면으로 되어 있다.
또한, 내측 케이싱(21)의 타단[로터 디스크(32)측의 단부] 내주부(타단부 내주측)는, 중공 원통형의 부재(33)가 볼트(34)를 통해 결합되는(장착되는) 구조로 되어 있고, 부재(33)의 단부면[로터 디스크(32)측의 단부면]에는 터빈 노즐(25)을 형성하는 링 형상 부재(노즐 링)의 내주측 부재(25a)가 볼트(35)를 통해 결합되어(장착되어) 있다. 일반적으로, 노즐 링으로 불리며 터빈 노즐(25)을 형성하는 링 형상 부재는, 소정의 간격을 갖는 내주측 부재(25a) 및 외주측 부재(25b)의 링 부재 사이를 칸막이 부재로 연결한 이중 링 구조로 되어 있다.
한편, 터빈 노즐(25)을 형성하는 노즐 링의 외주측 부재(25b)는 가스 입구측[가스 출구(27b)측]의 단부 내주면(25c)이 나팔 형상으로 확경되어 있다. 또한, 외측 케이싱(22)의 로터 디스크(32)측의 단부에는 외측 케이싱(22)의 내주면을 로터 디스크(32)의 방향으로 절곡하도록 하여 형성된 단차부(22b)가 마련되어 있다. 그리고, 이 단차부(22b)와, 노즐 링(25)의 가스 입구측의 단부에 마련된 단차부(25d)가 축방향으로 맞물림(끼워 맞춤)하도록 구성되어 있다.
또한, 터빈 노즐(25)의 외주측 부재(25b)에는 가스 출구측[터빈 동익(30)측]이 되는 단부에 가스 안내통(29)이 연결되어 있다. 터빈 노즐(25)의 외주측 부재(25b)와 가스 안내통(29)의 연결부는 서로의 단부끼리를 끼워 맞춤시킨 인로우(in low) 구조로 되어 있다.
그러나, 본 실시형태에 따른 내측 케이싱(21)의 내주측(반경 방향 내측)에는, 배기가스 유로(26)의 도중에 분기된 배기가스를 터빈 노즐(25)의 내주측(반경 방향 내측)으로 인도하는 배기가스 유로(제 2 배기가스 유로 : 부 배기가스 유로)(36)가 축류 터빈(20)의 회전 방향의 전체 둘레에 걸쳐서 형성되어 있다. 이 배기가스 유로(36)는 배기가스 유로(26)의 내주측(반경 방향 내측)에 마련되어 있으며, 배기가스 유로(26)와 배기가스 유로(36)는 내측 케이싱(21)을 형성하는 격벽(칸막이 벽)(37)에 의해 분할되어 있다.
또한, 내측 케이싱(21)의 일단 내주부(일단부 내주측)에는, 배관(배기가스관)(38)을 접속하기 위한 플랜지(39)가 마련되어 있고, 배관(38)의 도중에는 제어 장치(40)에 의해 자동적으로 개폐되는 개폐 밸브(예컨대, 버터플라이 밸브)(41)가 접속되어 있다. 그리고, 배기가스 유로(26)의 도중에 분기된 배기가스는 플랜지(39) 및 배관(38)의 내부에 형성된 유로(도시하지 않음)를 통해 배기가스 유로(36)로 인도되도록 되어 있다.
나아가, 터빈 노즐(25)의 근원측[내주측 부재(25a)의 측]에는, 그 내주면(반경 방향 내측의 표면)(42a)이 격벽(37)의 내주면(반경 방향 내측의 표면)(37a)과 동일 평면을 형성하는 동시에, 터빈 노즐(25)의 내주측과 외주측을 나누는 격벽(칸막이 벽)(42)이 마련되어 있다.
또한, 격벽(42)은, 터빈 노즐(25)의 근원에 있어서의 위치[내주측 부재(25a)와 접합되어 있는 위치]를 날개 길이 0%, 터빈 노즐(25)의 선단에 있어서의 위치[외주측 부재(25b)와 접합되어 있는 위치]를 날개 길이 100%로 했을 경우, 날개 길이 약 10%의 위치에 마련되어 있다.
이와 같이 구성된 터보 과급기(10)에서는, 예컨대 내연기관의 부하가 낮고 배기가스의 양이 적은 경우에 개폐 밸브(41)가 완전 폐쇄 상태가 되고, 내연기관의 부하가 높고 배기가스의 양이 많은 경우에 개폐 밸브(41)가 완전 개방 상태가 된다.
즉, 내연기관의 부하가 낮고 배기가스의 양이 적은 경우에는, 가스 입구 케이싱(27)의 가스 입구(27a)로부터 도입된 배기가스의 전량이 배기가스 유로(26)를 통해 가스 출구(27b)로 인도된다. 가스 출구(27b)로 인도된 배기가스는 회전 방향의 전체 둘레에 걸쳐서 개구되는 가스 출구(27b)로부터 터빈 노즐(25)의 외주측으로[외주측 부재(25b)와 격벽(42)으로 분할된 공간 내로] 흡입되고, 터빈 동익(30)을 통과할 때에 팽창하여 로터 디스크(32) 및 로터 축(31)을 회전시킨다.
한편, 내연기관의 부하가 높고 배기가스의 양이 많은 경우에는, 가스 입구 케이싱(27)의 가스 입구(27a)로부터 도입된 배기가스의 대부분(약 70~95%)이 배기가스 유로(26)를 통해 가스 출구(27b)로 인도되며, 가스 입구 케이싱(27)의 가스 입구(27a)로부터 도입된 배기가스의 일부(약 5~30%)가 플랜지(39), 배관(38), 개폐 밸브(41), 배기가스 유로(36)를 통해 가스 출구(36a)로 인도된다. 가스 출구(27b)로 인도된 배기가스는 회전 방향의 전체 둘레에 걸쳐서 개구되는 가스 출구(36a)로부터 터빈 노즐(25)의 외주측으로[외주측 부재(25b)와 격벽(42)으로 분할된 공간 내로] 흡입되고, 터빈 동익(30)을 통과할 때에 팽창하여 로터 디스크(32) 및 로터 축(31)을 회전시킨다.
그리고, 로터 디스크(32) 및 로터 축(31)이 회전하는 것에 의해, 로터 축(31)의 타단부에 마련된 압축기(도시하지 않음)가 구동되어 내연기관에 공급하는 공기가 압축된다.
또한, 압축기에서 압축된 공기는 필터(도시하지 않음)를 통해 흡입되고, 터빈 동익(30)에서 팽창한 배기가스는 가스 출구 안내통(29) 및 가스 출구 케이싱(28)으로 인도되어 외부로 유출한다.
또한, 개폐 밸브(41)는, 예컨대 압축기로부터 송출(토출)되는 공기의 압력 또는 내연기관의 연소실에 공급되는 공기의 압력이 절대 압력으로 0.2㎫(2bar)보다 낮은 경우, 즉, 내연기관이 저부하 운전되고 있는 경우에 완전 폐쇄 상태로 되며, 압축기로부터 송출(토출)되는 공기의 압력 또는 내연기관의 연소실에 공급되는 공기의 압력이 절대 압력으로 0.2㎫(2bar) 이상의 경우, 즉, 내연기관이 고부하 운전되어 있는 경우에 완전 개방 상태로 된다.
본 실시형태에 따른 터보 과급기(10)에 의하면, 터빈 노즐(25)을 회동시키기 위한 복잡한 기구가 불필요해지므로, 제조비 및 유지보수비를 저감시킬 수 있다.
또한, 이러한 터보 과급기(10)에서는, 터빈 노즐(25)을 회동시키기 위한 간극도 불필요해져서, 종래의 터보 과급기와 같이 이 간극로부터 배기가스가 누출되는 일도 없기 때문에, 터빈의 성능을 향상시킬 수 있다.
나아가, 이러한 터보 과급기(10)에서는, 터빈 노즐(25)을 회동시키기 위한 간극도 불필요해져서, 종래의 터보 과급기와 같이 이 간극에 배기가스 중의 분진 등이 인입되는 일이 없기 때문에, 터빈 동익(30)에 유입하는 배기의 유속을 조정할 수 없게 되는 현상을 회피할 수 있다.
또한, 내측 케이싱(21)은 주조 공정의 탈형을 용이한 것으로 하기 위하여 2 분할 구조, 즉, 내측 케이싱(21)의 타단 내주부를 별도 부재[부재(33)]로 하고, 이 부재(33)가 볼트(34)를 통해 결합되는 구조로 되어 있다.
그리고, 이러한 배기가스의 유로를 형성하는 이중 구조의 가스 입구 케이싱(27)은 내측 케이싱(21) 및 외측 케이싱(22)의 양자와 직접 배기가스가 접촉하여 흐르므로, 내측 케이싱(21) 및 외측 케이싱(22)이 배기가스로부터 받는 열 영향에 차이가 발생하는 일은 없다. 이 때문에, 내측 케이싱(21) 및 외측 케이싱(22)의 사이에 큰 열팽창차가 발생하는 일이 없고, 축류 터빈(20)의 구성부품에 작용하는 열응력이 작아져서 적정한 터빈 간극의 유지가 용이하게 된다.
이에 의해, 축류 터빈(20) 및 터보 과급기(10)에서는, 열팽창차를 고려한 어려운 설계가 완화되어, 더욱 성능이나 신뢰성이 향상된다.
또한, 내측 케이싱(21)과 외측 케이싱(22) 사이에 큰 온도차가 없는 이중 케이싱 구조에서는, 반경 방향의 열 신장이 균일화하므로, 상술한 터빈 노즐(25)과 가스 안내통(29)과의 인로우 구조가 가능하게 된다. 이러한 인로우 구조는 끼워 맞춤부의 밀봉성이 향상하여 가스 누출을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 유지보수 등으로 축류 터빈(20)의 조립이나 개방을 실행할 때, 인로우부가 가이드가 되어 작업을 용이하게 한다.
그리고, 이중 구조의 배기가스 유로(26, 36)가 터빈 회전 방향의 전체 둘레에 걸쳐서 마련되며, 내측 케이싱(21) 및 외측 케이싱(22)의 양쪽 모두에 쓸모없는 부재가 없기 때문에, 가스 입구 케이싱(27)을 경량화할 수도 있다.
본 발명의 제 2 실시형태에 따른 터보 과급기("배기 터빈 과급기"라고도 함)에 대하여, 도 2를 참조하면서 설명한다.
도 2는 터빈 및 압축기를 동축에 마련한 대형 내연기관용의 터보 과급기(50)의, 터빈측의 내부 구성예를 단면으로 도시하는 일부 단면 구성도이다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태에 따른 터보 과급기(50)는, 가스 입구 케이싱(27) 대신에, 가스 입구 케이싱(51)을 구비하고 있다는 점에서 상술한 제 1 실시형태의 터보 과급기와 다르다. 그 외의 구성요소에 대해서는 상술한 제 1 실시형태의 터보 과급기와 동일하므로, 여기에서는 그들 구성요소에 대한 설명은 생략한다.
또한, 상술한 제 1 실시형태와 동일한 부재에는 동일한 부호를 부여하고 있다.
가스 입구 케이싱(51)은, 제 1 실시형태에서 설명한 내측 케이싱(21) 및 외측 케이싱(22)이 일체물로 주조 성형된 것이다. 따라서, 본 실시형태에서는, 제 1 실시형태에서 설명한 플랜지면(21a, 22a), 스터드 볼트(23) 및 너트(24)가 필요 없게 되어 내측 케이싱(21)과 외측 케이싱(22)을 조합하여 일체화시키는 조립 작업이 불필요해진다.
본 실시형태에 따른 터보 과급기(50)에 의하면, 제조비 및 유지보수비를 한층 더 저감시킬 수 있으며, 유지보수 등으로 축류 터빈(20)의 조립이나 개방을 실행할 때의 작업 공정의 간소화를 도모할 수 있다.
그 외의 작용 효과는, 상술한 제 1 실시형태의 터보 과급기와 동일하므로, 여기에서는 그 설명을 생략한다.
또한, 상술한 터보 과급기(10, 50)는 선박용 내연기관이나 발전용 내연기관 등의 대형 내연기관과만 조합하여 사용되는 것이 아니고, 그 외 각종 내연기관과 조합하여 사용 가능하다.
본 발명의 제 3 실시형태에 따른 터보 과급기("배기 터빈 과급기"라고도 함)에 대하여, 도 3을 참조하면서 설명한다.
도 3은 터빈 및 압축기를 동축에 마련한 소형 내연기관용의 터보 과급기(60)의, 터빈측의 내부 구성예를 단면으로 도시하는 일부 단면 구성도이다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태에 따른 터보 과급기(60)는 축류 터빈(20) 대신에, 축류 터빈(70)을 구비하고 있다는 점에서 상술한 제 1 실시형태의 터보 과급기와 다르다. 그 외의 구성요소에 대해서는 상술한 제 1 실시형태의 터보 과급기와 동일하므로, 여기에서는 그들 구성요소에 대한 설명은 생략한다.
또한, 상술한 제 1 실시형태와 동일한 부재에는 동일한 부호를 부여하고 있다.
축류 터빈(70)은, 별개의 내측 케이싱(71) 및 외측 케이싱(72)을 체결 수단[예컨대, 스터드 볼트(23) 및 너트(24)(도 1 참조)]에 의해 일체화하여, 내측 케이싱(71)과 외측 케이싱(72) 사이에 형성되는 공간이 배기가스를 터빈 노즐(25)로 인도하기 위한 배기가스 유로(제 2 배기가스 유로 : 부 배기가스 유로)(76)가 되도록 구성된 가스 입구 케이싱(77)을 구비하고 있다.
이러한 이중 구조의 가스 입구 케이싱(77)에서는, 배기가스 유로(76)가 축류 터빈(60)의 회전 방향의 전체 둘레에 걸쳐서 형성되어 있고, 가스 입구 케이싱(77)의 가스 입구(77a)로부터 도 3에 화살표(Gi)로 도시하는 바와 같이 도입된 배기가스는 배기가스 유로(76)를 통해 가스 출구(77b)로 인도된 후, 도 3에 화살표(Go)로 도시하는 바와 같이 가스 출구 케이싱(28)의 출구로부터 외부로 배출된다. 또한, 가스 출구(77b)는 회전 방향의 전체 둘레에 걸쳐서 터빈 노즐(25)에 배기가스를 공급하도록 개구되어 마련되어 있다.
또한, 내측 케이싱(71)의 일단[로터 디스크(32)측의 단부] 내주부(일단부 내주측)에는 중공 원추형의 부재(78)가 마련되어 있고, 부재(78)의 단부면[로터 디스크(32)측의 단부면]에는 터빈 노즐(25)을 형성하는 링 형상 부재(노즐 링)의 내주측 부재(25a)가 볼트(35) 및 잠금쇠(79)를 통해 결합되어(장착되어) 있다.
그런데, 본 실시형태에 따른 내측 케이싱(71)의 내주측(반경 방향 내측)에는, 가스 입구(77a)로부터 도입된 배기가스를 터빈 노즐(25)의 내주측(반경 방향 내측)으로 인도하는 배기가스 유로(제 1 배기가스 유로 : 주 배기가스 유로)(80)가 축류 터빈(60)의 회전 방향의 전체 둘레에 걸쳐서 형성되어 있다. 이 배기가스 유로(80)는 배기가스 유로(76)의 내주측(반경 방향 내측)에 마련되어 있고, 배기가스 유로(76)와 배기가스 유로(80)는 내측 케이싱(71)을 형성하는 격벽(칸막이 벽)(37)에 의해 분할되어 있다.
또한, 내측 케이싱(71)의 길이 방향에 있어서의 중앙부 외주측에는 배관(배기가스관)(38)의 일단부를 접속하기 위한 플랜지(39)가 마련되고, 외측 케이싱(72)의 일 측방부에는 배관(38)의 타단부를 접속하기 위한 플랜지(39)가 마련되어 있으며, 배관(38)의 도중에는 제어 장치(40)에 의해 자동적으로 개폐되는 개폐 밸브(예컨대, 버터플라이 밸브)(41)가 접속되어 있다. 그리고, 배기가스 유로(80)의 도중에 분기된 배기가스는 플랜지(39) 및 배관(38)의 내부에 형성된 유로(도시하지 않음)를 통해 배기가스 유로(76)로 인도되도록 되어 있다.
나아가, 터빈 노즐(25)의 선단측[외주측 부재(25b)의 측]에는, 그 외주면(반경 방향 외측의 표면)(81a)이 격벽(37)의 외주면(반경 방향 외측의 표면)(37b)과 동일 평면을 형성하는 동시에, 터빈 노즐(25)의 내주측과 외주측을 나누는 격벽(칸막이 벽)(81)이 마련되어 있다.
또한, 격벽(81)은 터빈 노즐(25)의 근원에 있어서의 위치[내주측 부재(25a)와 접합되어 있는 위치]를 날개 길이 0%, 터빈 노즐(25)의 선단에 있어서의 위치[외주측 부재(25b)와 접합되어 있는 위치]를 날개 길이 100%로 했을 경우, 날개 길이 약 90%의 위치에 마련되어 있다.
이와 같이 구성된 터보 과급기(60)에서는, 예컨대 내연기관의 부하가 낮고 배기가스의 양이 적은 경우에 개폐 밸브(41)가 완전 폐쇄 상태로 되고, 내연기관의 부하가 높고 배기가스의 양이 많은 경우에 개폐 밸브(41)가 완전 개방 상태로 된다.
즉, 내연기관의 부하가 낮고 배기가스의 양이 적은 경우에는, 가스 입구 케이싱(77)의 가스 입구(77a)로부터 도입된 배기가스의 전량이 배기가스 유로(80)를 통해 가스 출구(77b)로 인도된다. 가스 출구(77b)로 인도된 배기가스는, 회전 방향의 전체 둘레에 걸쳐서 개구되는 가스 출구(77b)로부터 터빈 노즐(25)의 내주측으로[내주측 부재(25a)와 격벽(81)으로 나누어진 공간 내로] 흡입되며, 터빈 동익(30)을 통과할 때에 팽창하여 로터 디스크(32) 및 로터 축(31)을 회전시킨다.
한편, 내연기관의 부하가 높고 배기가스의 양이 많은 경우에는, 가스 입구 케이싱(77)의 가스 입구(77a)로부터 도입된 배기가스의 대부분(약 70~95%)이 배기가스 유로(80)를 통해 가스 출구(77b)로 인도되고, 가스 입구 케이싱(77)의 가스 입구(77a)로부터 도입된 배기가스의 일부(약 5~30%)가 플랜지(39), 배관(38), 개폐 밸브(41), 배기가스 유로(76)를 통해 가스 출구(76a)로 인도된다. 가스 출구(77b)로 인도된 배기가스는 회전 방향의 전체 둘레에 걸쳐서 개구되는 가스 출구(77b)로부터 터빈 노즐(25)의 내주측으로[내주측 부재(25a)와 격벽(81)으로 나누어진 공간 내로] 흡입되며, 가스 출구(76a)로 인도된 배기가스는 회전 방향의 전체 둘레에 걸쳐서 개구되는 가스 출구(76a)로부터 터빈 노즐(25)의 외주측으로[외주측 부재(25b)와 격벽(81)으로 나누어진 공간 내로] 흡입되고, 터빈 동익(30)을 통과할 때에 팽창하여 로터 디스크(32) 및 로터 축(31)을 회전시킨다.
그리고, 로터 디스크(32) 및 로터 축(31)이 회전하는 것에 의해, 로터 축(31)의 타단부에 마련된 압축기(도시하지 않음)가 구동되어 내연기관에 공급하는 공기가 압축된다.
또한, 압축기에서 압축되는 공기는 필터(도시하지 않음)를 통해 흡입되고, 터빈 동익(30)에서 팽창한 배기가스는 가스 출구 안내통(29) 및 가스 출구 케이싱(28)으로 인도되어 외부로 유출된다.
또한, 개폐 밸브(41)는, 예컨대 압축기로부터 송출(토출)되는 공기의 압력 또는 내연기관의 연소실에 공급되는 공기의 압력이 절대 압력으로 0.2㎫(2bar)보다 낮은 경우, 즉, 내연기관이 저부하 운전되고 있는 경우에 완전 폐쇄 상태로 되고, 압축기로부터 송출(토출)되는 공기의 압력, 또는 내연기관의 연소실에 공급되는 공기의 압력이 절대 압력으로 0.2㎫(2bar) 이상인 경우, 즉, 내연기관이 고부하 운전되고 있는 경우에 완전 개방 상태로 된다.
본 실시형태에 따른 터보 과급기(60)의 작용 효과는 상술한 제 1 실시형태의 터보 과급기와 동일하므로, 여기에서는 그 설명을 생략한다.
본 발명의 제 4 실시형태에 따른 터보 과급기("배기 터빈 과급기"라고도 함)에 대하여, 도 4를 참조하면서 설명한다.
도 4는 터빈 및 압축기를 동축에 마련한 소형 내연기관용의 터보 과급기(90)의, 터빈측의 내부 구성예를 단면으로 도시하는 일부 단면 구성도이다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태에 따른 터보 과급기(90)는 축류 터빈(70) 대신에 축류 터빈(100)을 구비하고 있다는 점에서 상술한 제 3 실시형태의 터보 과급기와 다르다. 그 외의 구성요소에 대해서는 상술한 제 3 실시형태의 터보 과급기와 동일하므로, 여기에서는 그들 구성요소에 대한 설명은 생략한다.
또한, 상술한 제 3 실시형태와 동일한 부재에는 동일한 부호를 부여하고 있다.
축류 터빈(100)은 별개의 내측 케이싱(101) 및 외측 케이싱(102)을 체결 수단[예컨대, 스터드 볼트(23) 및 너트(24)(도 1 참조)]에 의해 일체화하고, 내측 케이싱(101)과 외측 케이싱(102) 사이에 형성되는 공간이 배기가스를 터빈 노즐(25)로 인도하기 위한 배기가스 유로(제 2 배기가스 유로 : 부 배기가스 유로)(76)가 되도록 구성된 가스 입구 케이싱(107)을 구비하고 있다.
이러한 이중 구조의 가스 입구 케이싱(107)에서는, 배기가스 유로(76)가 축류 터빈(100)의 회전 방향의 전체 둘레에 걸쳐서 형성되어 있고, 가스 입구 케이싱(107)의 가스 입구(107a)로부터 도 4의 화살표(Gi)로 도시하는 바와 같이 도입된 배기가스는 배기가스 유로(76)를 통해 가스 출구(107b)로 인도된 후, 도 4의 화살표(Go)로 도시하는 바와 같이 하여 가스 출구 케이싱(28)의 출구로부터 외부로 배출된다. 또한, 가스 출구(107b)는 회전 방향의 전체 둘레에 걸쳐서 터빈 노즐(25)로 배기가스를 공급하도록 개구되어 마련되어 있다.
또한, 내측 케이싱(101)의 일단(로터 디스크(32)측의 단부) 내주부(일단부 내주측)에는, 중공 원추형 부재(108)가 마련되어 있고, 부재(108)의 단부면[로터 디스크(32)측의 단부면]에는 터빈 노즐(25)을 형성하는 링 형상 부재(노즐 링)의 내주측 부재(25a)가 볼트(35) 및 잠금쇠(79)를 통해 결합되어(장착되어) 있다.
그런데, 본 실시형태에 따른 내측 케이싱(101)의 내주측(반경 방향 내측)에는, 가스 입구(107a)로부터 도입된 배기가스를 터빈 노즐(25)의 내주측(반경 방향 내측)으로 인도하는 배기가스 유로(제 1 배기가스 유로 : 주 배기가스 유로)(80)가 축류 터빈(100)의 회전 방향의 전체 둘레에 걸쳐서 형성되어 있다. 이 배기가스 유로(80)는 배기가스 유로(76)의 내주측(반경 방향 내측)에 마련되어 있으며, 배기가스 유로(76)와 배기가스 유로(80)는 내측 케이싱(101)을 형성하는 격벽(칸막이 벽)(37)에 의해 분할되어 있다.
또한, 내측 케이싱(101)의 일단측의 일 측방부에는, 제어 장치(40)에 의해 자동적으로 개폐되는 개폐 밸브(예컨대, 버터플라이 밸브)(41)를 접속하기 위한 플랜지(39)가 마련되고, 외측 케이싱(102)의 일 측방부에는 배관(38)의 타단부를 접속하기 위한 플랜지(39)가 마련되어 있으며, 배관(배기가스관)(38)의 일단부는 개폐 밸브(41)에 접속되어 있다. 그리고, 배기가스 유로(80)의 도중에 분기된 배기가스는 플랜지(39) 및 배관(38)의 내부에 형성된 유로(도시하지 않음)를 통해 배기가스 유로(76)에 인도되도록 되어 있다.
이와 같이 구성된 터보 과급기(90)에서는, 예컨대 내연기관의 부하가 낮고 배기가스의 양이 적은 경우에 개폐 밸브(41)가 완전 폐쇄 상태로 되고, 내연기관의 부하가 높고 배기가스의 양이 많은 경우에 개폐 밸브(41)가 완전 개방 상태로 된다.
즉, 내연기관의 부하가 낮고 배기가스의 양이 적은 경우에는, 가스 입구 케이싱(107)의 가스 입구(107a)로부터 도입된 배기가스의 전량이 배기가스 유로(80)를 통해 가스 출구(107b)로 인도된다. 가스 출구(107b)로 인도된 배기가스는 회전 방향의 전체 둘레에 걸쳐서 개구되는 가스 출구(107b)로부터 터빈 노즐(25)의 내주측으로[내주측 부재(25a)와 격벽(81)으로 나누어진 공간 내로] 흡입되며, 터빈 동익(30)을 통과할 때에 팽창하여 로터 디스크(32) 및 로터 축(31)을 회전시킨다.
한편, 내연기관의 부하가 높고 배기가스의 양이 많은 경우에는, 가스 입구 케이싱(107)의 가스 입구(107a)로부터 도입된 배기가스의 대부분(약 70~95%)이 배기가스 유로(80)를 통해 가스 출구(107b)로 인도되고, 가스 입구 케이싱(107)의 가스 입구(107a)로부터 도입된 배기가스의 일부(약 5~30%)가 플랜지(39), 배관(38), 개폐 밸브(41), 배기가스 유로(76)를 통해 가스 출구(76a)로 인도된다. 가스 출구(107b)로 인도된 배기가스는 회전 방향의 전체 둘레에 걸쳐서 개구되는 가스 출구(107b)로부터 터빈 노즐(25)의 내주측으로[내주측 부재(25a)와 격벽(81)으로 나누어진 공간 내로] 흡입되고, 가스 출구(76a)로 인도된 배기가스는 회전 방향의 전체 둘레에 걸쳐서 개구되는 가스 출구(76a)로부터 터빈 노즐(25)의 외주측으로[외주측 부재(25b)와 격벽(81)으로 나누어진 공간 내로] 흡입되며, 터빈 동익(30)을 통과할 때에 팽창하여 로터 디스크(32) 및 로터 축(31)을 회전시킨다.
그리고, 로터 디스크(32) 및 로터 축(31)이 회전하는 것에 의해, 로터 축(31)의 타단부에 마련된 압축기(도시하지 않음)가 구동되어 내연기관에 공급하는 공기가 압축된다.
본 실시형태에 따른 터보 과급기(90)의 작용 효과는 상술한 제 1 실시형태의 터보 과급기와 동이하므로, 여기에서는 그 설명을 생략한다.
또한, 상술한 터보 과급기(60, 90)는 선박용 내연기관이나 발전용 내연기관 등의 소형 내연기관과만 조합하여 사용되는 것이 아니고, 그 외 각종 내연기관과 조합하여 사용 가능하다.
또한, 본 발명은 상술한 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 적절히 변경할 수 있다.
나아가, 상술한 실시형태에서는, 내연기관의 부하가 낮고 배기가스의 양이 적은 경우에 개폐 밸브(41)가 완전 폐쇄 상태로 되며, 내연기관의 부하가 높고 배기가스 양이 많은 경우에 개폐 밸브(41)가 완전 개방 상태로 되는 것, 즉, 개폐 밸브(41)가 완전 개방 위치나 완전 폐쇄 위치 중 어느 위치에서 사용되는 것을 구체적인 예로서 설명했다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니며, 예컨대, 내연기관의 부하에 맞추어, 제어 장치(40)가 개폐 밸브(41)의 개방도를 조정하는 것이어도 좋다. 즉, 내연기관의 부하가 제 1 소정값 이하의 저부하 영역에 있는 경우에 개폐 밸브(41)가 완전 폐쇄 상태로 되고, 내연기관의 부하가 제 1 소정값보다 큰 제 2 소정값을 넘어 고부하 영역에 있는 경우에 개폐 밸브(41)가 완전 개방 상태로 되며, 내연기관의 부하가 제 1 소정값을 넘는 한편 제 2 소정값 이하의 중부하 영역에 있는 경우에, 제어 장치(40)가 개폐 밸브(41)의 개방도를 내연기관의 부하에 맞추어 예컨대 선형적으로 변화시킬 수도 있다.
이에 의해, 터보 과급기(10, 50, 60, 90)의 회전수를 내연기관의 부하에 맞추어 무단계이며 또한 치밀하게 변화시킬 수 있어서, 터보 과급기(10, 50, 60, 90)의 서징(surging)이나 진동을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
나아가, 배관(38) 및 개폐 밸브(41)를 포함하는 가스 입구 케이싱(27, 51, 77, 107)은 도 1 내지 도 4 중 어느 하나에 도시하는 축류 터빈(20, 70, 100)이나 터보 과급기(10, 50, 60, 90)에만 적용될 수 있는 것이 아니며, 원심식/사류식의 터빈이나 파워 터빈 등의 회전 기계에도 적용 가능하다.
10 : 터보 과급기 21 : 내측 케이싱
22 : 외측 케이싱 25 : 터빈 노즐
26 : 배기가스 유로(제 1 배기가스 유로) 33 : 부재
36 : 배기가스 유로(제 2 배기가스 유로) 38 : 배관(배기가스관)
41 : 개폐 밸브 50 : 터보 과급기
60 : 터보 과급기 71 : 내측 케이싱
72 : 외측 케이싱
76 : 배기가스 유로(제 2 배기가스 유로) 78 : 부재
80 : 배기가스 유로(제 1 배기가스 유로) 90 : 터보 과급기
101 : 내측 케이싱 102 : 외측 케이싱
108 : 부재

Claims (7)

  1. 내연기관의 연소용 공기를 압축하여 밀도가 높은 공기를 상기 내연기관의 연소실 내로 강제적으로 이송하는 터보 과급기에 있어서,
    내측 케이싱과 외측 케이싱 사이에 형성되는 공간이, 상기 내연기관으로부터 배출된 배기가스를 터빈 노즐의 외주측으로 인도하기 위한 제 1 배기가스 유로가 되도록 구성되고,
    상기 내측 케이싱의 내주측에는, 상기 제 1 배기가스 유로의 도중에 분기된 배기가스를 상기 터빈 노즐의 내주측으로 인도하기 위한 제 2 배기가스 유로가 형성되어 있으며,
    상기 제 1 배기가스 유로의 도중과 상기 제 2 배기가스 유로의 가스 입구가 배기가스관을 거쳐서 연통되며, 이 배기가스관의 도중에 개폐 밸브가 접속되어 있는
    터보 과급기.
  2. 내연기관의 연소용 공기를 압축하여 밀도가 높은 공기를 상기 내연기관의 연소실 내로 강제적으로 보내는 터보 과급기에 있어서,
    내측 케이싱과 외측 케이싱 사이에 형성되는 공간이, 상기 내연기관으로부터 배출된 배기가스를 터빈 노즐의 내주측으로 인도하기 위한 제 1 배기가스 유로가 되도록 구성되고,
    상기 내측 케이싱의 외주측에는, 상기 제 1 배기가스 유로의 도중에 분기된 배기가스를 상기 터빈 노즐의 외주측으로 인도하기 위한 제 2 배기가스 유로가 형성되어 있으며,
    상기 제 1 배기가스 유로의 도중과 상기 제 2 배기가스 유로의 가스 입구가 배기가스관을 거쳐서 연통되며, 이 배기가스관의 도중에 개폐 밸브가 접속되어 있는
    터보 과급기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 내측 케이싱과 상기 외측 케이싱은 일체물로서 구성되어 있는
    터보 과급기.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 터빈 노즐 측에 위치하는 상기 내측 케이싱의 일단 내주부가 중공 원통형의 별도 부재로 되어 있는
    터보 과급기.
  5. 제 2 항 또는 3 항에 있어서,
    상기 터빈 노즐 측에 위치하는 상기 내측 케이싱의 일단 내주부가 중공 원추형의 별도 부재로 되어 있는
    터보 과급기.
  6. 내연기관의 연소용 공기를 압축하여 밀도가 높은 공기를 상기 내연기관의 연소실 내로 강제적으로 이송하는 동시에,
    내측 케이싱과 외측 케이싱 사이에 형성되는 공간이, 상기 내연기관으로부터 배출된 배기가스를 터빈 노즐의 외주측으로 인도하기 위한 제 1 배기가스 유로가 되도록 구성되고,
    상기 내측 케이싱의 내주측에는, 상기 제 1 배기가스 유로의 도중에 분기된 배기가스를 상기 터빈 노즐의 내주측으로 인도하기 위한 제 2 배기가스 유로가 형성되어 있으며,
    상기 제 1 배기가스 유로의 도중과 상기 제 2 배기가스 유로의 가스 입구가 배기가스관을 거쳐서 연통되며, 이 배기가스관의 도중에 개폐 밸브가 접속되어 있는 가스 입구 케이싱을 구비한 터보 과급기의 운전 방법에 있어서,
    상기 내연기관의 부하가 낮고 배기가스의 양이 적은 경우에 상기 개폐 밸브를 완전 폐쇄 상태로 하고, 상기 내연기관의 부하가 높고 배기가스의 양이 많은 경우에 상기 개폐 밸브를 완전 개방 상태로 하는
    터보 과급기의 운전 방법.
  7. 내연기관의 연소용 공기를 압축하여 밀도가 높은 공기를 상기 내연기관의 연소실 내로 강제적으로 이송하는 동시에,
    내측 케이싱과 외측 케이싱 사이에 형성되는 공간이, 상기 내연기관으로부터 배출된 배기가스를 터빈 노즐의 내주측으로 인도하기 위한 제 1 배기가스 유로가 되도록 구성되고,
    상기 내측 케이싱의 외주측에는, 상기 제 1 배기가스 유로의 도중에 분기된 배기가스를 상기 터빈 노즐의 외주측으로 인도하기 위한 제 2 배기가스 유로가 형성되어 있으며,
    상기 제 1 배기가스 유로 도중과 상기 제 2 배기가스 유로의 가스 입구가 배기가스관을 거쳐서 연통되며, 이 배기가스관의 도중에 개폐 밸브가 접속되어 있는 가스 입구 케이싱을 구비한 터보 과급기의 운전 방법에 있어서,
    상기 내연기관의 부하가 낮고 배기가스의 양이 적은 경우에 상기 개폐 밸브를 완전 폐쇄 상태로 하며, 상기 내연기관의 부하가 높고 배기가스의 양이 많은 경우에 상기 개폐 밸브를 완전 개방 상태로 하는
    터보 과급기의 운전 방법.
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