JPH01277627A - 内燃機関用の排気ガスターボ過給機 - Google Patents
内燃機関用の排気ガスターボ過給機Info
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- JPH01277627A JPH01277627A JP7077789A JP7077789A JPH01277627A JP H01277627 A JPH01277627 A JP H01277627A JP 7077789 A JP7077789 A JP 7077789A JP 7077789 A JP7077789 A JP 7077789A JP H01277627 A JPH01277627 A JP H01277627A
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- exhaust gas
- vanes
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- 239000007789 gas Substances 0.000 description 43
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 210000003746 feather Anatomy 0.000 description 1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
- F02C6/04—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output
- F02C6/10—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output supplying working fluid to a user, e.g. a chemical process, which returns working fluid to a turbine of the plant
- F02C6/12—Turbochargers, i.e. plants for augmenting mechanical power output of internal-combustion piston engines by increase of charge pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
- F01D5/04—Blade-carrying members, e.g. rotors for radial-flow machines or engines
- F01D5/043—Blade-carrying members, e.g. rotors for radial-flow machines or engines of the axial inlet- radial outlet, or vice versa, type
-
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
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- F01D5/048—Form or construction
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野〕
本発明は、内燃機関が指定の回転数を下回っている時に
は第一の供給路を経由してほぼ軸方向に排気ガスが送り
込まれ、内燃機関がその指定の回転数を上回っている時
には前述の第一の供給路または第二の供給路によって放
射方向に排気ガスが送り込まれるタービン・ホイールを
持つ内燃機関用の排気ガスターボ過給機に関する。
は第一の供給路を経由してほぼ軸方向に排気ガスが送り
込まれ、内燃機関がその指定の回転数を上回っている時
には前述の第一の供給路または第二の供給路によって放
射方向に排気ガスが送り込まれるタービン・ホイールを
持つ内燃機関用の排気ガスターボ過給機に関する。
この種の排気ガスターボ過給機については、ドイツC第
3427715号に示しである。
3427715号に示しである。
この種の排気ガスターボ過給機に付加的に備えられた、
はぼ軸方向に延びている排気ガス供給路は、内燃機関が
部分負荷状態にある時の加速状況を改善するのに役立っ
ている。この付加的な供給路によって、部分負荷時に運
ばれ′Cくる排気ガスに対するタービン・ホイールの羽
根の人L」角を、このような部分子J、荷の作動段階で
の衝撃用を小さくするように設定することが可能となる
。
はぼ軸方向に延びている排気ガス供給路は、内燃機関が
部分負荷状態にある時の加速状況を改善するのに役立っ
ている。この付加的な供給路によって、部分負荷時に運
ばれ′Cくる排気ガスに対するタービン・ホイールの羽
根の人L」角を、このような部分子J、荷の作動段階で
の衝撃用を小さくするように設定することが可能となる
。
しかし、従来のタービン・ホイールでは、夕・−ビン・
ホイールが同時にまた放射方向の排気ガス流を運搬する
ためのものとしても設計されているために、はぼ軸方向
に送り込まれてくる排気ガス流を適切に運搬できないと
いった欠点がある。これは以下のことに原因する。つま
り、はぼ軸方向に送り込まれる排気ガスが、タービン・
ホイールの範囲において不都合にも放射状に外側に広が
っていき、放射方向に送り込まれる排気ガス流を受は止
めるために設定された範囲に人っていくからである。こ
のため、はぼ軸方向に送り込まれる排気ガスの場合、タ
ービン・ホイールの羽根の部分内では出力を低下させる
ような望ましくない渦巻きが生じる。
ホイールが同時にまた放射方向の排気ガス流を運搬する
ためのものとしても設計されているために、はぼ軸方向
に送り込まれてくる排気ガス流を適切に運搬できないと
いった欠点がある。これは以下のことに原因する。つま
り、はぼ軸方向に送り込まれる排気ガスが、タービン・
ホイールの範囲において不都合にも放射状に外側に広が
っていき、放射方向に送り込まれる排気ガス流を受は止
めるために設定された範囲に人っていくからである。こ
のため、はぼ軸方向に送り込まれる排気ガスの場合、タ
ービン・ホイールの羽根の部分内では出力を低下させる
ような望ましくない渦巻きが生じる。
また、従来の過給機の持つその他の欠点として、異なる
供給路に合わせられるのはタービン・ホイールの羽根の
入口角だけで、出口角は合わせられないことがある。こ
の欠点によって、はぼ軸方向(、二送り込まれる排気ガ
ス流に対しC羽根の出口角を、部分負荷の作動範囲にお
いて高出力を得るのに望ましい角度には設定できないが
、しかし、放射方向の排気ガス流を考慮する必要がない
場合にはそれも可能であろう。
供給路に合わせられるのはタービン・ホイールの羽根の
入口角だけで、出口角は合わせられないことがある。こ
の欠点によって、はぼ軸方向(、二送り込まれる排気ガ
ス流に対しC羽根の出口角を、部分負荷の作動範囲にお
いて高出力を得るのに望ましい角度には設定できないが
、しかし、放射方向の排気ガス流を考慮する必要がない
場合にはそれも可能であろう。
本発明の目的は、主にほぼ軸方向に送り込まれる排気ガ
スによって駆動するような排気ガスターボ過給機の不安
定な作動範囲においてタービン効率を高めるように改善
することにある。
スによって駆動するような排気ガスターボ過給機の不安
定な作動範囲においてタービン効率を高めるように改善
することにある。
前述の目的は、放射方向に上下に重なっていて同軸状に
分離している2つのリング状チャンバ内に配置された羽
根がタービン・ホイールに備えてあり、放射状の内側の
リング状チャンバが第一の供給路と連結していて、放射
状の外側のリング状チャンバが第二の供給路と連結して
いるといった特徴に従ってタービン・ホイールを形成す
ることにより達成される。
分離している2つのリング状チャンバ内に配置された羽
根がタービン・ホイールに備えてあり、放射状の内側の
リング状チャンバが第一の供給路と連結していて、放射
状の外側のリング状チャンバが第二の供給路と連結して
いるといった特徴に従ってタービン・ホイールを形成す
ることにより達成される。
また、部分負荷状態でエンジンが加速する時のタービン
の出力の改善については、請求項2の具体例によって示
し、である。
の出力の改善については、請求項2の具体例によって示
し、である。
本発明の長所については、図面に示した実施例を用いな
がらさらに詳しく説明する。
がらさらに詳しく説明する。
タービン・ホイールは、内側のハブ本体(1)と、内側
に位置する放射状の羽根(2)によるリングと、外側に
位置する放射状の羽根(3)によるリングとから構成さ
れており、両方の羽根のリングは環状壁(4)によって
相互に分離している。
に位置する放射状の羽根(2)によるリングと、外側に
位置する放射状の羽根(3)によるリングとから構成さ
れており、両方の羽根のリングは環状壁(4)によって
相互に分離している。
環状壁(4)によって、内側の羽根(2)が貫通してい
る内側のチャンバ(5)と、羽根(3)が貫通している
外側のチャンバ(6)とが出来る。
る内側のチャンバ(5)と、羽根(3)が貫通している
外側のチャンバ(6)とが出来る。
はぼ軸方向に送られる排気ガスは、進入路(7)を通っ
て内側の羽根(2)に流れていき、放射方向に送られる
排気ガスは主要進入路(8)を経由して外側の羽根(3
)に達する。
て内側の羽根(2)に流れていき、放射方向に送られる
排気ガスは主要進入路(8)を経由して外側の羽根(3
)に達する。
バルブによって、進入路(7)および(8)を経由して
送り込まれる部分的な排気ガス量を変えることができる
。排気ガスターボ過給機が不安定な作動範囲にある時、
つまり、特にエンジンが低い負荷状態で加速する時に、
排気ガスの供給がもっばら、または少なくとも、はぼ軸
方向に調整された進入路(7)によって行われる。
送り込まれる部分的な排気ガス量を変えることができる
。排気ガスターボ過給機が不安定な作動範囲にある時、
つまり、特にエンジンが低い負荷状態で加速する時に、
排気ガスの供給がもっばら、または少なくとも、はぼ軸
方向に調整された進入路(7)によって行われる。
本発明によって、環状壁で分かれた内側部分と外側部分
とにタービンの羽根空間が分割したことによる主要な利
点は、内側のチャンバの羽根の構造を少ない排気ガス流
に合わせられることにある。
とにタービンの羽根空間が分割したことによる主要な利
点は、内側のチャンバの羽根の構造を少ない排気ガス流
に合わせられることにある。
外側のチャンバ(3)は、それ相応の形状をしているこ
とから、エンジンの全負荷作動時に生じる多量の排気ガ
ス流を収容することができる。少ない排気ガス流に対し
て内側の羽根(2)の出口角(第4図の角β)を、多量
の排気ガス流に対して必要となる角度よりも小さくする
ことができる。
とから、エンジンの全負荷作動時に生じる多量の排気ガ
ス流を収容することができる。少ない排気ガス流に対し
て内側の羽根(2)の出口角(第4図の角β)を、多量
の排気ガス流に対して必要となる角度よりも小さくする
ことができる。
小さな出口角は、特に排気ガス流が少なくてもタービン
の高出力を実現しようとする場合に非常に重要である。
の高出力を実現しようとする場合に非常に重要である。
羽根が2つの分離したチャンバ内で放射方向に分かれて
いないようなタービン・ホイールの場合、少ない排気ガ
ス流に対して最適な小さい出口角(β)に調整すること
ができない。というのも、このような小さい出口角では
、最大(こ発生した排気ガス流をタービンが収容できな
む)であろうからである。
いないようなタービン・ホイールの場合、少ない排気ガ
ス流に対して最適な小さい出口角(β)に調整すること
ができない。というのも、このような小さい出口角では
、最大(こ発生した排気ガス流をタービンが収容できな
む)であろうからである。
放射状に分割された空間を持つ排気ガスタービンは、ま
ず、タービンの羽根の形と延びを2つのチャンバのどち
らにおいてもさまざまな規模で通過する排気ガス流に全
高および全幅に関してうまく合わせるようにしてくれる
や エンジンが作動している時に、タービン・ホイールの2
つのチャンバへの排気ガス流の分割は、排気ガス流が少
ない場合にはまず内側のチャンノくだけに送り込まれ、
排気ガス流全体が内側のチャンバに決められた量を越え
た場合には外側のチャンバにもさらに送り込まれるとい
った具合いに行われる。後者のような場合、排気ガスは
2つのチャンバによって運ばれる。しかし、内側のチャ
:l・バのスイッチを完全に切ることも可能である。
ず、タービンの羽根の形と延びを2つのチャンバのどち
らにおいてもさまざまな規模で通過する排気ガス流に全
高および全幅に関してうまく合わせるようにしてくれる
や エンジンが作動している時に、タービン・ホイールの2
つのチャンバへの排気ガス流の分割は、排気ガス流が少
ない場合にはまず内側のチャンノくだけに送り込まれ、
排気ガス流全体が内側のチャンバに決められた量を越え
た場合には外側のチャンバにもさらに送り込まれるとい
った具合いに行われる。後者のような場合、排気ガスは
2つのチャンバによって運ばれる。しかし、内側のチャ
:l・バのスイッチを完全に切ることも可能である。
タービンの内側の羽根の出口角(β)が小さくなってい
ることによって、内側のチャンバでは排気ガス流を大き
く転向させることが可能であり、それにより、排気ガス
量が少な(でも求めていたり・〜ビンの高い出力を実現
できる。内側の羽根の出口角と比べて外側の羽根の出口
角が大きいことから、排気ガスタービン全体の容積が小
さくても比較的多量の排気ガス流をタービンに通過さゼ
ることが可能となる。放射方向に分離した2つのチャン
バを利用した場合、両方の極端なケースにとって最適な
角度となるように、単一のチャンバの場合に必要となる
平均的な出口角の中間値からの逸脱が可能である。この
場合、平均的な出口角の中間値は、排気ガス流が少ない
時にも良い効率を1尋るための必要条件と、全体として
排気ガス量が多い場合の必要条件とを満たしていなけれ
ばならないものとする。
ることによって、内側のチャンバでは排気ガス流を大き
く転向させることが可能であり、それにより、排気ガス
量が少な(でも求めていたり・〜ビンの高い出力を実現
できる。内側の羽根の出口角と比べて外側の羽根の出口
角が大きいことから、排気ガスタービン全体の容積が小
さくても比較的多量の排気ガス流をタービンに通過さゼ
ることが可能となる。放射方向に分離した2つのチャン
バを利用した場合、両方の極端なケースにとって最適な
角度となるように、単一のチャンバの場合に必要となる
平均的な出口角の中間値からの逸脱が可能である。この
場合、平均的な出口角の中間値は、排気ガス流が少ない
時にも良い効率を1尋るための必要条件と、全体として
排気ガス量が多い場合の必要条件とを満たしていなけれ
ばならないものとする。
出11角(β)を、たとえば内側の羽根(2)の場合に
はタービン・ホイールの円周方向に対して約25゛、ま
た外側の羽根(3)の場合には約40°と設定すること
ができる。
はタービン・ホイールの円周方向に対して約25゛、ま
た外側の羽根(3)の場合には約40°と設定すること
ができる。
第1図は半分に限定した排気ガスターボ過給機の縦断面
図で、第2図はほぼ軸方向の排気ガス流を示すタービン
・ホイールの図で、第3図はタービン・ホイールの排気
ガスの出口側を示す図、第4図はタービン・ホ・イール
の側面図である。 1・・・ハブ本体 2・・・内側の羽根 3・・・
外側の羽根 4・・・環状壁 5・・・内側のチャ
ンバ6・・・外側のチャンバ 7・・・進入路 8
・・・主要進入路 β・・・出口角 靭深人区ロー( 少沢匿之岬
図で、第2図はほぼ軸方向の排気ガス流を示すタービン
・ホイールの図で、第3図はタービン・ホイールの排気
ガスの出口側を示す図、第4図はタービン・ホ・イール
の側面図である。 1・・・ハブ本体 2・・・内側の羽根 3・・・
外側の羽根 4・・・環状壁 5・・・内側のチャ
ンバ6・・・外側のチャンバ 7・・・進入路 8
・・・主要進入路 β・・・出口角 靭深人区ロー( 少沢匿之岬
Claims (2)
- (1)内燃機関が指定の回転数を下回っている時には第
一の供給路を経由してほぼ軸方向に排気ガスが送り込ま
れ、内燃機関がその指定の回転数を上回っている時には
前述の第一の供給路または第二の供給路によって放射方
向に排気ガスが送り込まれるタービン・ホイールを持つ
内燃機関用の排気ガスターボ過給機であって、放射方向
に上下に重なっていて同軸状に分離している2つのリン
グ状チャンバ(5、6)内に配置された羽根(2または
3)がタービン・ホイールには備えてあり、放射状の内
側のリング状チャンバ(5)は第一の供給路(7)と連
結しており、放射状の外側のリング状チャンバ(6)は
第二の供給路(8)と連結していることを特徴とするタ
ーボ過給機。 - (2)内側のチャンバ(5)のタービン・ホイールの羽
根(2)の、タービン・ホイールの円周方向に対する出
口角(β)が、外側のチャンバ(6)の羽根の出口角よ
りも小さくなっていることを特徴とする請求項1記載の
ターボ過給機。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883811007 DE3811007A1 (de) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | Abgasturbolader fuer eine brennkraftmaschine |
DE3811007.5 | 1988-03-31 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01277627A true JPH01277627A (ja) | 1989-11-08 |
Family
ID=6351167
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7077789A Pending JPH01277627A (ja) | 1988-03-31 | 1989-03-24 | 内燃機関用の排気ガスターボ過給機 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0336064A1 (ja) |
JP (1) | JPH01277627A (ja) |
DE (1) | DE3811007A1 (ja) |
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- 1988-03-31 DE DE19883811007 patent/DE3811007A1/de not_active Withdrawn
-
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- 1989-01-31 EP EP89101598A patent/EP0336064A1/de not_active Withdrawn
- 1989-03-24 JP JP7077789A patent/JPH01277627A/ja active Pending
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Publication number | Publication date |
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EP0336064A1 (de) | 1989-10-11 |
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