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JPH0610420B2 - Turbocharger - Google Patents
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JPH0610420B2 - Turbocharger - Google Patents

Turbocharger

Info

Publication number
JPH0610420B2
JPH0610420B2 JP62329613A JP32961387A JPH0610420B2 JP H0610420 B2 JPH0610420 B2 JP H0610420B2 JP 62329613 A JP62329613 A JP 62329613A JP 32961387 A JP32961387 A JP 32961387A JP H0610420 B2 JPH0610420 B2 JP H0610420B2
Authority
JP
Japan
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turbine
housing
turbocharger
heat insulating
electric machine
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP62329613A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS63302136A (en
Inventor
英男 河村
真治 原
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Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Isuzu Motors Ltd filed Critical Isuzu Motors Ltd
Priority to JP62329613A priority Critical patent/JPH0610420B2/en
Publication of JPS63302136A publication Critical patent/JPS63302136A/en
Publication of JPH0610420B2 publication Critical patent/JPH0610420B2/en
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、自動車のエンジン等に適用されるターボチ
ャージャに関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a turbocharger applied to an engine of an automobile or the like.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、特開昭58−138222号公報に開示された排
気タービン過給機は、タービンスクロールを二分割し、
一方のタービンスクロール部分に開閉弁即ち開閉シャッ
タを設置し、ノズル面積を可変にするものである。該排
気タービン過給機を第2図を参照してて概説する。
In the conventional exhaust turbine supercharger disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 58-138222, a turbine scroll is divided into two parts.
An opening / closing valve, that is, an opening / closing shutter is installed on one turbine scroll portion to make the nozzle area variable. The exhaust turbine supercharger will be outlined with reference to FIG.

第2図には、内燃機関の排気タービンの過給機における
排気タービン60が示されている。排気タービン60は、タ
ービンケース61の内部を隔壁62によりほぼ軸方向に並ん
だ流路面積の異なる大容量及び小容量用の2つのスクロ
ール室63,64に分割される。隔壁62の先端はタービン羽
根67の外周の羽根入口に近接させて、ノズル部分65,66
を軸方向に二分割する。二分割されたノズル幅は、それ
ぞれに連通している2つのスクロール室63,64の容量に
応じて設定されている。スクロール入口部にスクロール
室63,64に連なる2流路のうち流路面積の大きな方の流
路入口を開閉できるバルブ68を設ける。
FIG. 2 shows an exhaust turbine 60 in a supercharger of an exhaust turbine of an internal combustion engine. The exhaust turbine 60 is divided by a partition wall 62 into two scroll chambers 63, 64 for large capacity and small capacity having different flow passage areas, which are arranged in the axial direction in the turbine case 61. The tip of the partition wall 62 is brought close to the blade inlet on the outer periphery of the turbine blade 67, and the nozzle portions 65 and 66 are
Is divided into two in the axial direction. The nozzle width divided into two is set according to the capacities of the two scroll chambers 63 and 64 communicating with each other. A valve 68 that can open and close the flow path inlet having the larger flow path area of the two flow paths connected to the scroll chambers 63 and 64 is provided at the scroll entrance portion.

排気タービン60は、エンジン低速時の過給圧力が低い場
合には、バルブ68を閉じて流路面積の小さな方のスクロ
ール室64のみに排気ガスを流し、エンジン高速時には次
第にバルブ68を開いて流路面積の大きな方のスクロール
室63にも排気ガスを流すように作動されるものである。
The exhaust turbine 60 closes the valve 68 to flow the exhaust gas only to the scroll chamber 64 having a smaller flow passage area when the supercharging pressure is low at a low engine speed, and gradually opens the valve 68 at a high engine speed. The scroll chamber 63 having the larger passage area is operated so that the exhaust gas also flows.

更に、第3図には、別の構造の排気タービンが示されて
おり、特に、スクロール及びノズルを示したものであ
る。第3図の部品には、第2図の部品と同一のものにつ
いては同一の符号にダッシュを付した符号を付してあ
る。
Further, FIG. 3 shows another structure of the exhaust turbine, and more particularly, the scroll and the nozzle. The parts shown in FIG. 3 are the same as the parts shown in FIG.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、第2図及び第3図に示されている排気タ
ービン過給機については、エンジン低速から高速まで広
範囲で効率良く十分な過給圧力を得るためにスクロール
室63,64及びノズル65,66を可変容量にし、容量を大幅
に変えるため低速時に使うスクロール流量面積をできる
だけ小さくするものであり、スクロール室63,64を二分
割して、一方のタービンスクロール部分にバルブ68即ち
開閉シャッタを設置し、ノズル面積を可変にしている。
However, in the exhaust turbine supercharger shown in FIGS. 2 and 3, the scroll chambers 63, 64 and the nozzles 65, 66 are provided in order to efficiently and sufficiently obtain a sufficient supercharging pressure in a wide range from the engine low speed to the high speed. The scroll flow area used at low speed is reduced as much as possible in order to change the capacity drastically, and the scroll chambers 63 and 64 are divided into two, and the valve 68, that is, the open / close shutter is installed in one turbine scroll part. , The nozzle area is variable.

しかしながら、上記のものについては、タービン通路に
関してタービンケーシングは鋳物のみで構成されたもの
であり、エンジンから排気される排気ガスを断熱すると
いう目的意識示を有するものではない。
However, with respect to the above, the turbine casing is made of only castings with respect to the turbine passage, and does not have a purpose consciousness of insulating the exhaust gas exhausted from the engine.

また、2つのタービン通路に関しては、別体として構成
したものでなく、両者のスクロールを一体的に形成して
いることは明らかであり、製作上、タービン通路の形状
を正確に且つ堅牢に構成し且つ所望の形状を容易に製作
するという点では、問題点を有するものである。
Also, regarding the two turbine passages, it is clear that the two scrolls are not integrally formed but the scrolls of both are integrally formed. Therefore, the shape of the turbine passages is accurately and robustly constructed during manufacturing. In addition, there is a problem in that a desired shape can be easily manufactured.

ところで、本出願人はこの出願の先願である特願昭61
−250234号において、回転電機付ターボチャージ
ャを開示している。該回転電機付ターボチャージャは、
エンジンの排気管に回転電機を有するタービンを設け、
排気エネルギーを回生して電気負荷に供給するものであ
り、電気負荷の需要電気量に応じて前記タービンに圧送
する排気エネルギーを制御する制御手段と前記回転電機
の電気出力を調節する調節手段とを設けたことを特徴と
している。このような回転電機付ターボチャージャは、
タービンスクロールを二分割にしているが、二分割にし
たタービンスクロールを製作するに当たって、困難を伴
うものである。
By the way, the applicant of the present application filed Japanese Patent Application No.
-250234 discloses a turbocharger with a rotating electric machine. The turbocharger with rotating electric machine is
Providing a turbine with a rotating electric machine in the exhaust pipe of the engine,
Exhaust energy is regenerated and supplied to an electric load, and a control unit that controls exhaust energy that is pumped to the turbine according to the amount of electricity demanded by the electric load and an adjusting unit that adjusts the electric output of the rotating electric machine are provided. The feature is that it is provided. Such a turbocharger with rotating electric machine is
Although the turbine scroll is divided into two parts, it is difficult to manufacture the turbine scroll divided into two parts.

また、タービンとコンプレッサとがタービン軸によって
連結され、該タービン軸上に交流機である回転電機が配
置されている。回転電機は、例えば、強力な永久磁石か
ら成る回転子及び三相巻線を有する固定子から構成され
ている。
Further, the turbine and the compressor are connected by a turbine shaft, and a rotating electric machine that is an AC machine is arranged on the turbine shaft. The rotating electric machine is composed of, for example, a rotor made of a strong permanent magnet and a stator having a three-phase winding.

しかしながら、永久磁石は、熱に対して極めて弱く、温
度約200℃以上になると、その減磁率は大幅に劣化す
るものである。永久磁石については、例えば、約200
℃での減磁率は約5%であるが、約300℃での減磁率
は約30%にも達する性質を有している。それ故に、回
転電機がタービン即ち排気ガスからの熱の影響を受けな
いように、タービンから伝わる熱を遮熱するということ
が大きな問題となる。
However, the permanent magnet is extremely vulnerable to heat, and its demagnetization rate deteriorates significantly when the temperature rises above about 200 ° C. For permanent magnets, for example, about 200
The demagnetization rate at 0 ° C is about 5%, but the demagnetization rate at about 300 ° C has a property of reaching about 30%. Therefore, it becomes a big problem to shield the heat transmitted from the turbine so that the rotating electric machine is not affected by the heat from the turbine, that is, the exhaust gas.

そこで、この発明の目的は、上記の問題点を解決するこ
とであり、タービン通路を形成するタービンケースは鋳
込みで構成すると共に、タービンスクロールを2つのメ
インポートとサブポートとで構成するのに簡単な構造を
提供し、しかもメインポートとサブポートの形状を所望
のサイズに正確に且つ堅牢に構成して所望の形状と簡単
に製作でき、更に、エンジンから排気される排気ガスか
らの高温状態になるタービンから導、輻射によって伝え
られる熱を断熱ガスケットによって遮熱し、前記タービ
ンとコンプレッサとの間に配設された回転電機を高熱に
よる悪影響から保護し、排気ガスが有する熱エネルギー
をエンジン作動状態に応じて効率的に回収することがで
きるターボチャージャを提供することである。
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and it is easy to configure the turbine case forming the turbine passage by casting and to configure the turbine scroll with two main ports and two sub ports. A turbine that provides a structure and can be easily manufactured to have a desired shape by accurately and robustly configuring the shapes of the main port and the sub-port to a desired size, and the turbine becomes a high temperature state from exhaust gas exhausted from the engine. The heat transmitted by the radiant heat is shielded by the heat insulating gasket, the rotating electric machine disposed between the turbine and the compressor is protected from the bad influence due to the high heat, and the thermal energy of the exhaust gas is changed according to the engine operating state. It is to provide a turbocharger that can be efficiently collected.

〔題題点を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

この発明は、上記の目的を達成するために、次のように
構成されている。即ち、この発明は、タービンとコンプ
レッサを連結するシャフト上でセンタハウジング内に配
置された回転電機を持つターボチャージャにおいて、タ
ービンケースに形成されたメインポート、前記タービン
ケースと前記センタハウジングとの間に配置されたハウ
ジング、該ハウジングと前記タービンケースとの各取付
面に形成した各凹部で形成された前記メインポートに隣
接するサブポート、及び前記各取付面の間に配置され且
つ前記ハウジングの前記凹部の全壁面に配置された断熱
ガスケットを有することを特徴とするターボチャージャ
に関する。
The present invention is configured as follows to achieve the above object. That is, according to the present invention, in a turbocharger having a rotating electric machine arranged in a center housing on a shaft connecting a turbine and a compressor, a main port formed in a turbine case, between the turbine case and the center housing is provided. A housing arranged, a sub-port adjacent to the main port formed by each recess formed in each mounting surface of the housing and the turbine case, and a recess of the housing that is disposed between each mounting surface. The present invention relates to a turbocharger having a heat insulating gasket arranged on all wall surfaces.

また、このターボチャージャは、エンジンのアイドリン
グ時のガス流量の少ない状態では前記サブポートのみに
排気ガスを導き、前記回転電機の発電出力を増加させる
ものである。
Further, the turbocharger guides the exhaust gas only to the sub-port in a state where the gas flow rate is small when the engine is idling, and increases the power generation output of the rotary electric machine.

また、このターボチャージャは、エンジンの高負荷時に
は前記メインポートのみに排気ガスを導き、前記サブポ
ートを断熱空気層として機能させるものである。
Further, the turbocharger guides exhaust gas only to the main port when the engine has a high load, and causes the subport to function as an adiabatic air layer.

〔作用〕[Action]

この発明は、上記のように構成されているので、次のよ
うに作用する。即ち、この発明によるターボチャージャ
は、ハウジングの取付面に形成した凹部とメインポート
を形成したタービンケースの取付面に形成した凹部とで
サブポートを形成し、前記各取付面の間と前記ハウジン
グの前記凹部の全壁面とに断熱ガスケットが配置されて
いるので、前記サブポートを極めて簡単に且つ正確に製
作でき、簡潔な堅固な構造に構成でき、また、組立工程
において前記各取付面の間にセラミック材等から成る断
熱ガスケットを単に介在させて前記タービンケースと前
記ハウジングを結合するだけで、タービンからの高熱を
遮熱する構造に構成することができ、更に前記断熱ガス
ケットを前記凹部壁面まで延長させるだけで、一層完全
に熱を遮熱することができる。
Since the present invention is configured as described above, it operates as follows. That is, in the turbocharger according to the present invention, a subport is formed by the recess formed in the mounting surface of the housing and the recess formed in the mounting surface of the turbine case in which the main port is formed, and between the mounting surfaces and between the mounting surfaces of the housing. Since the heat insulating gasket is arranged on the entire wall surface of the recess, the sub-port can be manufactured very easily and accurately, the structure can be made simple and solid, and the ceramic material is provided between the mounting surfaces in the assembly process. A structure that shields high heat from the turbine can be configured by simply connecting the turbine case and the housing with an insulating gasket made of, for example, being interposed, and further extending the insulating gasket to the wall surface of the recess. Thus, the heat can be shielded more completely.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面を参照して、この発明によるターボチャージ
ャの実施例を詳述する。
Embodiments of a turbocharger according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

第1図において、この発明によるターボチャージャの一
実施例が符号10によって全体的に示されている。このタ
ーボチャージャ10は、エンジンの排気ガス即ち排気ガス
エネルギーによって駆動されるタービン1、タービン1
の駆動によって過給するコンプレッサ2、及びタービン
1によって駆動され且つ電動機又は発電機として機能す
る永久磁石26及び固定子17から成る回転電機3を有す
る。
In FIG. 1, one embodiment of a turbocharger according to the present invention is indicated generally by the numeral 10. The turbocharger 10 includes a turbine 1 and a turbine 1 driven by exhaust gas of an engine, that is, exhaust gas energy.
And a rotary electric machine 3 that is driven by the turbine 1, and that is driven by the turbine 1 and that is composed of a permanent magnet 26 and a stator 17 that functions as an electric motor or a generator.

なお、タービン1、コンプレッサ2及び回転電機3の関
係については、例えば、本出願人による前掲特願昭61
−250234号に開示されている回転電機付ターボチ
ャージャと同様な構成である。
Regarding the relationship between the turbine 1, the compressor 2, and the rotary electric machine 3, for example, the above-mentioned Japanese Patent Application No.
-250234 is a structure similar to the turbocharger with a rotary electric machine disclosed by No. 250234.

タービン1については、タービンケース4、ハウジング
7及びセンタハウジング8によって形成されるスペース
内に排気ブレード即ちタービンブレード9が配置された
ものである。このターボン1のタービンブレード9はタ
ービン軸であるシャフト11の一端部に取り付けられ、ま
たコンプレッサ2のコンプレッサインペラ12はシャフト
11の他端部に取り付けられている。
In the turbine 1, an exhaust blade, that is, a turbine blade 9 is arranged in a space formed by the turbine case 4, the housing 7 and the center housing 8. The turbine blade 9 of the tarbon 1 is attached to one end of a shaft 11 which is a turbine shaft, and the compressor impeller 12 of the compressor 2 is a shaft.
It is attached to the other end of 11.

また、電動機又は発電機として機能する永久磁石26及び
固定子17から成る回転電機3は、タービン1とコンプレ
ッサ2との中間のシャフト11上に配設されている。
Further, the rotary electric machine 3 including the permanent magnet 26 and the stator 17 which functions as an electric motor or a generator is arranged on the shaft 11 intermediate between the turbine 1 and the compressor 2.

タービンブレード9とシャフト11との取付機造について
は、例えば、シャフトト11の端部の継手部に形成された
嵌合穴に、タービンブレード9のタービン軸が嵌合する
ことによって、タービンブレード9とシャフト11とが固
定される。また、シャフト11の継手部はシールリングを
介してセンタハウジング8に支持されている。
As for the mounting structure of the turbine blade 9 and the shaft 11, for example, by fitting the turbine shaft of the turbine blade 9 into the fitting hole formed in the joint portion at the end of the shaft 11, The shaft 11 is fixed. The joint portion of the shaft 11 is supported by the center housing 8 via a seal ring.

また、コンプレッサ2は、コンプレッサハウジング13内
にコンプレッサインペラ12が配置されたものである。更
に、シャフト11の一端にはコンプレッサインペラ12がコ
ンプレッサ軸を介して固定されている。
The compressor 2 has a compressor housing 13 and a compressor impeller 12 arranged therein. Further, a compressor impeller 12 is fixed to one end of the shaft 11 via a compressor shaft.

また、回転電機3については、上述のように、前掲特願
昭61−250234号に開示されている回転電機付タ
ーボチャージャと同様な構成であり、電動機又は発電機
として作用できるものとして設けてある。この回転電機
3は、センタハウジング8内を貫通するターボチャージ
ャシャフト即ちシャフト11の中央部に取付けられた軸方
向に伸長する永久磁石26の磁石ロータ、及び固定子17の
ステータコア、ステータコイル等から成る。
Further, as described above, the rotating electric machine 3 has the same configuration as the turbocharger with rotating electric machine disclosed in Japanese Patent Application No. 61-250234, and is provided so that it can act as an electric motor or a generator. . The rotary electric machine 3 includes a turbocharger shaft that penetrates through the center housing 8, that is, a magnet rotor of an axially extending permanent magnet 26 attached to the central portion of a shaft 11, a stator core of a stator 17, a stator coil, and the like. .

シャフト11は、センタハウジング8に固定された一対の
ベアリング14介して回転自在に支持されている。タービ
ン1のタービンブレード9は、タービンスクロールであ
るメインポート5及びサブポート6にエンジンの排気マ
ニホルド(図示省略)を通じて送込まれる排気ガスの流
れ即ち排気ガスエネルギーを受けて回転し、排気ガスを
矢印Aの方向に排気する。また、コンプレッサインペラ
12は、吸気口からコンプレッサスクロール15に導入され
た空気をディフューザによって圧力変換してエンジンの
吸気マニホルドに送込む作用を果たす。回転電機3は、
タービン1によって駆動され、ステータコイルに電圧を
誘起し、この電圧を電源側に戻す機能を果たすもので、
即ち回生電圧をバッテリに充電したり又は負荷として利
用できるように機能するものである。
The shaft 11 is rotatably supported via a pair of bearings 14 fixed to the center housing 8. The turbine blades 9 of the turbine 1 rotate by receiving the flow of exhaust gas, that is, exhaust gas energy sent to the main port 5 and the sub port 6 which are turbine scrolls through an exhaust manifold (not shown) of the engine, and rotate the exhaust gas with arrow A. Exhaust in the direction of. Also, compressor impeller
The reference numeral 12 serves to convert the pressure of the air introduced into the compressor scroll 15 from the intake port by a diffuser and send the pressure to the intake manifold of the engine. The rotating electric machine 3 is
It is driven by the turbine 1, induces a voltage in the stator coil, and serves to return this voltage to the power supply side.
That is, the regenerative voltage functions to charge the battery or use it as a load.

以上の構成において、この発明によるターボチャージャ
10は、次の構成の点に特徴を有している。このターボチ
ャージャ10については、センタハウジング8とタービン
ケース4との間にハウジング7が配置されているが、タ
ービン1に形成したタービンスクロールをメインポート
5及びサブポート6の2つのスクロールから構成し、サ
ブポート6をタービンケース4とハウジング7の壁面を
利用して構成している。
In the above structure, the turbocharger according to the present invention
10 is characterized by the following constitution. In this turbocharger 10, the housing 7 is arranged between the center housing 8 and the turbine case 4, but the turbine scroll formed in the turbine 1 is composed of two scrolls, a main port 5 and a sub port 6, 6 is constructed by utilizing the wall surfaces of the turbine case 4 and the housing 7.

サブポート6を形成するため、ハウジング7の取付面21
の内方部位には凹部19を形成し、また、タービンケース
4にはメインポート5を形成すると共に、取付面22の内
方部位に凹部25を形成する。サブポート6は、メインポ
ート5を形成するタービンケース4の取付面22の内方部
位の凹部25と取付面21の内方部位の凹部19とによって形
成されている。これらの凹部19,25は、タービンケース
4及びハウジング7の各側面を削り込んでいくことによ
って簡単に且つ正確に形成することができる。
The mounting surface 21 of the housing 7 for forming the sub-port 6
A recess 19 is formed in the inner part of the above, the main port 5 is formed in the turbine case 4, and a recess 25 is formed in the inner part of the mounting surface 22. The sub-port 6 is formed by a recess 25 at an inner portion of the mounting surface 22 of the turbine case 4 forming the main port 5 and a recess 19 at an inner portion of the mounting surface 21. These recesses 19 and 25 can be easily and accurately formed by cutting the side surfaces of the turbine case 4 and the housing 7.

タービンケース4とハウジング7とは、断熱ガスケット
20を介してボルト等の固着手段16によって取付面21と取
付面22の各々の外方部位とが密接状態に接合するように
固着されている。ところで、タービンスクロールである
メインポート5及びサブポート6からの熱は、全体の伝
熱量の70%以上あり、この部分からの熱伝導を防止す
ることによりベアリング、永久磁石26等への熱伝導量は
大幅に減少することになる。
The turbine case 4 and the housing 7 are heat insulating gaskets.
The mounting surface 21 and the mounting surface 22 are fixed to each other by fixing means 16 such as bolts so as to be in close contact with each other. By the way, the heat from the main port 5 and the sub-port 6 which are turbine scrolls is 70% or more of the total heat transfer amount, and the heat transfer amount to the bearing, the permanent magnet 26, etc. is prevented by preventing heat transfer from this part. It will be greatly reduced.

そこで、このターボチャージャ10は、シャフト11を支持
するベアリング14及びシャフト11の中間部に配設された
永久磁石26の回転電機3等を、高温の排気ガスが通るタ
ービン1から伝わる熱から保護するために、次のように
構成されている。
Therefore, the turbocharger 10 protects the bearing 14 supporting the shaft 11 and the rotating electric machine 3 of the permanent magnet 26 arranged in the intermediate portion of the shaft 11 from heat transmitted from the turbine 1 through which high-temperature exhaust gas passes. Therefore, it is configured as follows.

このターボチャージャ10には、タービンケース4とハウ
ジング7との間に断熱ガスケット20が配置されている。
断熱ガスケット20は、凹部19を被覆するように、言い換
えれば、排気ガスが通る側のサブポート6を覆うように
延長して配置され、ボルト等の適宜な固着手段16によっ
てタービンケース4とハウジング7とで挟持状態に固着
されている。
In this turbocharger 10, a heat insulating gasket 20 is arranged between the turbine case 4 and the housing 7.
The heat insulating gasket 20 is extended and arranged so as to cover the concave portion 19, in other words, so as to cover the sub port 6 on the side through which the exhaust gas passes, and the turbine case 4 and the housing 7 are connected to the turbine case 4 and the housing 7 by appropriate fixing means 16 such as bolts. It is fixed in a sandwiched state.

断熱ガスケット20を配置することによって、断熱ガスケ
ット20はタービン1と永久磁石26から成る回転電機3と
の間で高性能の断熱機能を果たすことでき、従ってター
ビン1からの高温の熱を遮熱し、永久磁石26から成る回
転電機3を保護することができる。また、ハウジング7
とセンタハウジング8とは、セラミック材等からら成る
断熱ガスケット23を介してボルト等の固着手段18によっ
て固着されている。
By arranging the heat insulating gasket 20, the heat insulating gasket 20 can perform a high-performance heat insulating function between the turbine 1 and the rotating electric machine 3 including the permanent magnet 26, and thus shields high-temperature heat from the turbine 1. The rotary electric machine 3 including the permanent magnet 26 can be protected. Also, the housing 7
The center housing 8 and the center housing 8 are fixed to each other by fixing means 18 such as bolts via a heat insulating gasket 23 made of a ceramic material or the like.

更に、断熱ガスケット20とハウジング7又はセンタハウ
ジング8との間には、適当な厚さの空気量を適宜に設け
ることが適当である。即ち、この断熱ガスケット23をタ
ービン軸であるシャフト11の外周面付近まで伸長させ、
断熱ガスケット23とセンタハウジング8のタービンブレ
ード9側との間には断熱空気層24が形成されている。ま
た、場合によっては、ハウジング7の内周面と断熱ガス
ケット23との間にも断熱空気層31を形成するように構成
してもよいことは勿論である。
Further, it is appropriate to appropriately provide an appropriate amount of air between the heat insulating gasket 20 and the housing 7 or the center housing 8. That is, the heat insulating gasket 23 is extended to the vicinity of the outer peripheral surface of the shaft 11, which is the turbine shaft,
A heat insulating air layer 24 is formed between the heat insulating gasket 23 and the turbine blade 9 side of the center housing 8. Of course, in some cases, the heat insulating air layer 31 may be formed between the inner peripheral surface of the housing 7 and the heat insulating gasket 23.

この発明によるターボチャージャ10は、以上のように構
成されており、次のように作動する点について特徴を有
している。
The turbocharger 10 according to the present invention is configured as described above and is characterized in that it operates as follows.

エンジンのアイドリング時等には、空気流量即ちガス流
量が少なく、発電機である回転電機3の出力が不足する
状態になる。このような場合には、サブポート6にのみ
排気ガスを導くように制御し、サブポート6にのみ排気
ガスを流すことによって、タービン1の回転数を上昇さ
せることができ、それによって回転電機3の発電出力を
増させ、発電性能の向上を図ることができる。
When the engine is idling or the like, the air flow rate, that is, the gas flow rate is small, and the output of the rotary electric machine 3 that is the generator is insufficient. In such a case, the exhaust gas is controlled to be guided only to the sub-port 6, and the exhaust gas is allowed to flow only to the sub-port 6, so that the rotational speed of the turbine 1 can be increased, whereby the electric power generation of the rotating electric machine 3 is increased. The output can be increased and the power generation performance can be improved.

このターボチャージャ10については、断熱ガスケット20
が設置されているので、タービンケース4に存在する高
熱は、断熱ガスケット20によって遮熱され、ハウジング
7及びセンタハウジング8への熱伝導は極力抑えられ
る。
For this turbocharger 10, the insulation gasket 20
Is installed, the high heat existing in the turbine case 4 is shielded by the heat insulating gasket 20, and the heat conduction to the housing 7 and the center housing 8 is suppressed as much as possible.

また、エンジンの高速、高負荷時には、空気流量即ちガ
ス流量が多いので、メインポート5にのみ排気ガスを流
すことによって、十分な発電出力を得ると共に、ブース
トの発生を図るようにする。しかも、メインポート5の
みを用いて発電性能とブーストの発生を図った場合に
は、サブポート6は排気ガスは流れないので断熱空気層
となり、断熱の機能を果たすことができ、一層の断熱効
果を期待できる。
Further, since the air flow rate, that is, the gas flow rate is high when the engine is operating at high speed and under high load, a sufficient power generation output can be obtained and a boost can be generated by flowing the exhaust gas only to the main port 5. In addition, when power generation performance and boost are generated using only the main port 5, the exhaust gas does not flow in the sub port 6, so that the sub port 6 serves as an adiabatic air layer and can perform a heat insulating function, thereby further enhancing the heat insulating effect. Can be expected.

断熱ガスケット20,23の一例としては、例えば、チタン
酸カリウムウィスカーを主成分とする断熱シートの外面
をスチール、ステンレススチール等の金属製シートで被
覆したものであり、断熱シート自体及び断熱シートと金
属製シートとの間には空気層が形成されている。断熱ガ
スケット20,23は、断熱シートが複数枚重ねられた積層
体であり、その外周部は一方の金属製シートが覆うよう
に曲げられて形成され、他方の金属製シートと密着した
状態に固定され、またその内周部は両側の金属製シート
が複数個のパイプリベットによって互いに固着されてい
る。
As an example of the heat insulating gaskets 20 and 23, for example, an outer surface of a heat insulating sheet containing potassium titanate whiskers as a main component is coated with a metal sheet such as steel or stainless steel. An air layer is formed between the sheet and the sheet. The heat insulating gaskets 20 and 23 are a laminated body in which a plurality of heat insulating sheets are stacked, and the outer peripheral portion is formed by bending so as to cover one metal sheet, and is fixed in a state of being in close contact with the other metal sheet. The metal sheets on both sides of the inner peripheral portion are fixed to each other by a plurality of pipe rivets.

断熱シートについては、例えば、ウィスカー状チタン酸
カリウム(K2Ti6O13、融点1370℃、比重3.2、熱
伝導率0.00012cal/cm・sec・℃)をステンレス
スチール製シートの間に配置するように構成することが
できるが、更に、断熱シートには、場合によっては、カ
ーボンをシール部、例えば、タービンケース4とハウジ
ング7との間及びハウジング7とセンタハウジング8と
の間のシール部のみに少量混合し、シール機能を向上さ
せることもできる。
Regarding the heat insulating sheet, for example, whisker-like potassium titanate (K 2 Ti 6 O 13 , melting point 1370 ° C., specific gravity 3.2, thermal conductivity 0.00012 cal / cm · sec · ° C.) is placed between stainless steel sheets. In addition, the heat insulating sheet may include carbon as a seal portion, for example, a seal between the turbine case 4 and the housing 7 and a seal between the housing 7 and the center housing 8. It is also possible to improve the sealing function by mixing a small amount only in the part.

また、断熱ガスケット20,23を構成する断熱シートの材
料、構成等については、種々のものがあり、例えば、次
のような構造の断熱シートがある。まず、断熱シートの
構造については、少なくともチタン酸カリウム製シート
とステンレススチール製シートとが交互に配置され、し
かもこれらのシートの重合体の外面はステンレススチー
ル等の金属製ケースによって被覆した構造に構成されて
いる。
There are various materials and configurations for the heat insulating sheets that form the heat insulating gaskets 20 and 23. For example, there are heat insulating sheets having the following structures. First, regarding the structure of the heat insulating sheet, at least potassium titanate sheets and stainless steel sheets are alternately arranged, and the outer surface of the polymer of these sheets is covered with a metal case such as stainless steel. Has been done.

また、別の断熱ガスケットは、チタン酸カリウム製シー
トの断熱シートとステンレススチール等の金属製シート
とを交互に重ねて積層し、外面を金属製シート即ち金属
製ディスクによって被覆して構成したものである。
Another heat-insulating gasket is constructed by alternately stacking heat-insulating sheets made of potassium titanate and metal sheets such as stainless steel, and covering the outer surface with a metal sheet, that is, a metal disc. is there.

更に、別の断熱ガスケットは、チタン酸カリウムウィス
カーの両面をアルミナファイバ製シートでサンドイッチ
状に補強して断熱シートを形成し、該断熱シートを積層
体に形成して金属製シートで被覆して構成したものであ
る。
Further, another heat insulating gasket is formed by reinforcing both surfaces of potassium titanate whiskers with a sheet made of alumina fiber in a sandwich form to form a heat insulating sheet, forming the heat insulating sheet in a laminated body, and covering with a metal sheet. It was done.

また、他の断熱ガスケットは、チタン酸カリウムウィス
カーとアルミナファイバ即ちアルミナ短繊維とを混合し
て断熱シートを構成し、該断熱シートを積層体に構成し
て構成したものである。
Further, another heat insulating gasket is formed by mixing potassium titanate whiskers and alumina fibers, that is, alumina short fibers to form a heat insulating sheet, and forming the heat insulating sheet into a laminated body.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

この発明によるターボチャージャは、以上のように構成
されているので、次のような効果を有する。即ち、この
ターボチャージャは、メインポートを形成したタービン
ケースとセンタハウジングとの間に配置したハウジング
の取付面に凹部を形成し、該凹部と前記タービンケース
の取付面に形成した凹部とでサブポートを形成し、前記
各取付面の間に前記凹部の全壁面に断熱ガスケットを配
置させて両者を結合したので、補助のタービンスクロー
ルとなる前記サブポートを極めて簡単に且つ正確に製作
でき、簡潔で堅固な構造に構成できる。
Since the turbocharger according to the present invention is configured as described above, it has the following effects. That is, in this turbocharger, a recess is formed on the mounting surface of the housing arranged between the turbine case having the main port and the center housing, and the subport is formed by the recess and the recess formed on the mounting surface of the turbine case. Since the heat insulating gaskets are formed on all the wall surfaces of the recess between the respective mounting surfaces and the two are joined together, the sub-portion serving as the auxiliary turbine scroll can be manufactured extremely easily and accurately, and it is simple and robust. Can be structured into structures.

また、組立工程において、前記ハウジング取付面と前記
タービンケース取付面との間にセラミック材等から成る
断熱ガスケットを単に介在させて前記タービンケースと
前記ハウジングを結合するだけで、高温の排気ガスが通
るタービンからの高熱を遮熱する構造に構成することが
できる。しかも前記断熱ガスケットを前記凹部の全壁面
に配置させるだけで、一層完全に高熱を遮熱することが
できる。
Further, in the assembly process, high-temperature exhaust gas can be passed simply by connecting the turbine case and the housing by simply interposing a heat insulating gasket made of a ceramic material or the like between the housing mounting surface and the turbine case mounting surface. The structure can shield high heat from the turbine. Moreover, high heat can be shielded more completely only by disposing the heat insulating gasket on the entire wall surface of the recess.

それ故に、タービンとコンプレッサとを連結したシャフ
ト上に配置した回転電機を排気ガスの高熱から保護する
ことができる。しかるに、回転電機は、永久磁石を有し
ているが、前記タービンからの高熱が断熱ガスケット、
高負荷時には断熱ガスケットに加えてサブポートによる
断熱空気層によって完全に遮熱され、永久磁石は熱によ
る減磁がなく、前記回転電機は電動−発電機として本来
の機能を果たし且つ確実に作動できる。
Therefore, the rotating electric machine arranged on the shaft connecting the turbine and the compressor can be protected from the high heat of the exhaust gas. However, the rotating electric machine has a permanent magnet, but the high heat from the turbine is a heat insulating gasket,
When the load is high, the heat is completely shielded by the heat insulating gasket and the heat insulating air layer by the sub port, the permanent magnet is not demagnetized by heat, and the rotating electric machine can perform its original function as a motor-generator and operate reliably.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はこの発明によるターボチャージャの一実施例を
示す断面図、第2図は従来の排気タービン過給機の一例
を示す断面図及び第3図は従来の排気タービン過給機の
別の例を示す断面図である。 1……タービン、2……コンプレッサ、3……回転電
機、4……タービンケース、5……メインポート、6…
…サブポート、7……ハウジング、8……センタハウジ
ング、10……ターボチャージャ、11……シャフト、19,
25……凹部、20,23……断熱ガスケット、21,22……取
付面、24,31……断熱空気層。
1 is a sectional view showing an embodiment of a turbocharger according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view showing an example of a conventional exhaust turbine supercharger, and FIG. 3 is another sectional view of a conventional exhaust turbine supercharger. It is sectional drawing which shows an example. 1 ... Turbine, 2 ... Compressor, 3 ... Rotating electric machine, 4 ... Turbine case, 5 ... Main port, 6 ...
… Subport, 7 …… Housing, 8 …… Center housing, 10 …… Turbocharger, 11 …… Shaft, 19,
25 …… recess, 20,23 …… insulation gasket, 21,22 …… mounting surface, 24,31 …… insulation air layer.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】タービンとコンプレッサを連結するシャフ
ト上でセンタハウジング内に配置された回転電機を持つ
ターボチャージャにおいて、タービンケースに形成され
たメインポート、前記タービンケースと前記センタハウ
ジングとの間に配置されたハウジング、該ハウジングと
前記タービンケースとの各取付面に形成した各凹部で形
成された前記メインポートに隣接するサブポート、及び
前記各取付面の間に配置され且つ前記ハウジングの前記
凹部の全壁面に配置された断熱ガスケットを有すること
を特徴とするターボチャージャ。
1. A turbocharger having a rotating electric machine arranged in a center housing on a shaft connecting a turbine and a compressor, wherein a main port formed in a turbine case and arranged between the turbine case and the center housing. Housing, a sub-port adjacent to the main port formed by each recess formed on each mounting surface of the housing and the turbine case, and all of the recesses of the housing arranged between each mounting surface. A turbocharger having an insulating gasket arranged on a wall surface.
【請求項2】エンジンのアイドリング時のガス流量の少
ない状態では前記サブポートのみに排気ガスを導き、前
記回転電機の発電出力を増加させることを特徴とする特
許請求の範囲第1項に記載のターボチャージャ。
2. The turbocharger according to claim 1, wherein the exhaust gas is guided only to the subport to increase the power generation output of the rotary electric machine when the gas flow rate is low when the engine is idling. Charger.
【請求項3】エンジンの高負荷時には前記メインポート
のみに排気ガスを導き、前記サブポートを断熱空気層と
して機能させることを特徴とする特許請求の範囲第1項
に記載のターボチャージャ。
3. The turbocharger according to claim 1, wherein exhaust gas is introduced only to the main port when the engine is under a heavy load, and the subport functions as an adiabatic air layer.
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JPS61218733A (en) * 1985-03-25 1986-09-29 Hitachi Ltd Exhaust gas turbine supercharger

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