特許 7566881 タービン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-04

(45)【発行日】2024-10-15

(54)【発明の名称】タービン

(51)【国際特許分類】

   F02B 37/18 20060101AFI20241007BHJP

   F02B 39/00 20060101ALI20241007BHJP

【ＦＩ】

F02B37/18 E

F02B39/00 E

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2022511530

(86)(22)【出願日】2020-12-21

(86)【国際出願番号】 JP2020047721

(87)【国際公開番号】W WO2021199527

(87)【国際公開日】2021-10-07

【審査請求日】2022-06-06

【審判番号】

【審判請求日】2023-09-27

(31)【優先権主張番号】P 2020065877

(32)【優先日】2020-04-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(74)【代理人】

【識別番号】110000936

【氏名又は名称】弁理士法人青海国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岡本 峻

(72)【発明者】

【氏名】井上 智裕

(72)【発明者】

【氏名】照井 敏文

(72)【発明者】

【氏名】森田 功

【合議体】

【審判長】河端 賢

【審判官】倉橋 紀夫

【審判官】青木 良憲

(56)【参考文献】

【文献】実開平１－１７４５３０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１８－１５０８４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－２９７２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２８１１９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】実公平２－４１３１０（ＪＰ，Ｙ２）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

F02B 37/00 - 39/16

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

タービンインペラを収容する収容部を有するハウジングと、
前記収容部と連通する第１タービンスクロール流路と、
前記収容部と連通し、前記第１タービンスクロール流路よりも体積が大きい第２タービンスクロール流路と、
前記第１タービンスクロール流路と連通する第１ポート、および、前記第２タービンスクロール流路と連通し、前記第１ポートより開口面積が小さい第２ポートを有する弁座と、
前記弁座と当接可能なバルブと、
前記バルブを保持するシャフトであって、当該シャフトは、前記第１ポートよりも前記第２ポートの近くに位置する、シャフトと、
を備えるタービン。

【請求項2】

前記シャフトは、前記第１ポートの中心、および、前記第２ポートの中心を結ぶ結線方向と交差する方向に回転中心軸を有する、請求項１に記載のタービン。

【請求項3】

前記第１タービンスクロール流路および前記第２タービンスクロール流路の各々は、エンジンと流体連通し、
前記エンジンから前記第１タービンスクロール流路を介して前記タービンインペラに到達するまでの排気流路の体積は、前記エンジンから前記第２タービンスクロール流路を介して前記タービンインペラに到達するまでの排気流路の体積より小さい、請求項１または２に記載のタービン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、タービンに関する。本出願は２０２０年４月１日に提出された日本特許出願第２０２０－６５８７７号に基づく優先権の利益を主張するものであり、その内容は本出願に援用される。

【背景技術】

【0002】

過給機は、タービンを備える。タービンには、２つのタービンスクロール流路を備えるものがある。特許文献１には、２つのタービンスクロール流路に連通する２つのウェイストゲートポートについて開示がある。特許文献１には、２つのウェイストゲートポートを開閉するウェイストゲートバルブについて開示がある。特許文献１には、ウェイストゲートバルブを開いたとき、２つのウェイストゲートポートの実質的な通路面積を同一にすることについて開示がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開昭６３－２１３２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

２つのタービンスクロール流路の体積（容積）は、互いに異なる場合がある。その場合、２つのタービンスクロール流路のうち体積の小さいタービンスクロール流路内の排気ガスの圧力は、体積の大きいタービンスクロール流路の排気ガスの圧力より高くなる。ウェイストゲートバルブが開かれ、２つのウェイストゲートポートの実質的な通路面積が同一である場合、２つのタービンスクロール流路内を流通する排気ガスの圧力差が低減されずに、タービン性能が低下するおそれがある。

【0005】

本開示の目的は、タービン性能の低下を抑制可能なタービンを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本開示の一態様に係るタービンは、タービンインペラを収容する収容部を有するハウジングと、収容部と連通する第１タービンスクロール流路と、収容部と連通し、第１タービンスクロール流路よりも体積が大きい第２タービンスクロール流路と、第１タービンスクロール流路と連通する第１ポート、および、第２タービンスクロール流路と連通し、第１ポートより開口面積が小さい第２ポートを有する弁座と、弁座と当接可能なバルブと、バルブを保持するシャフトであって、当該シャフトは、第１ポートよりも第２ポートの近くに位置する、シャフトと、を備える。

【0007】

シャフトは、第１ポートの中心、および、第２ポートの中心を結ぶ結線方向と交差する方向に回転中心軸を有してもよい。

【0008】

第１タービンスクロール流路および第２タービンスクロール流路の各々は、エンジンと流体連通し、エンジンから第１タービンスクロール流路を介してタービンインペラに到達するまでの排気流路の体積は、エンジンから第２タービンスクロール流路を介してタービンインペラに到達するまでの排気流路の体積より小さくてもよい。

【発明の効果】

【0009】

本開示によれば、タービン性能の低下を抑制することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、エンジンシステム１の概略構成図である。

【図2】図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線断面図である。

【図3】図３は、図２のＩＩＩ矢視図である。

【図4】図４は、本実施形態の弁座とバルブ機構との配置関係を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下に添付図面を参照しながら、本開示の一実施形態について詳細に説明する。実施形態に示す寸法、材料、具体的な数値等は、理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。

【0012】

図１は、エンジンシステム１の概略構成図である。図１に示すように、エンジンシステム１は、エンジン１０と、過給機ＴＣとを含む。エンジン１０の詳細については後述する。

【0013】

過給機ＴＣは、過給機本体２０を備える。図１に示す矢印Ｌ方向を過給機ＴＣの左側として説明する。図１に示す矢印Ｒ方向を過給機ＴＣの右側として説明する。過給機本体２０は、ベアリングハウジング２２と、タービンハウジング（ハウジング）２４と、コンプレッサハウジング２６とを含む。

【0014】

ベアリングハウジング２２の左側には、締結機構２８によってタービンハウジング２４が連結される。締結機構２８は、例えば、Ｇカップリングで構成される。ベアリングハウジング２２とタービンハウジング２４は、締結機構２８によってバンド締結される。ベアリングハウジング２２の右側には、締結ボルト３０によってコンプレッサハウジング２６が連結される。過給機ＴＣのうち、タービンハウジング２４側は、タービンＴとして機能する。過給機ＴＣのうち、コンプレッサハウジング２６側は、コンプレッサＣとして機能する。

【0015】

ベアリングハウジング２２には、収容孔２２ａが形成される。収容孔２２ａは、ベアリングハウジング２２を過給機ＴＣの左右方向に貫通する。収容孔２２ａには、軸受３２が配される。図１では、軸受３２の一例としてフルフローティング軸受を示す。ただし、軸受３２は、セミフローティング軸受や転がり軸受など、他のラジアル軸受であってもよい。収容孔２２ａには、シャフト３４の一部が配される。シャフト３４は、軸受３２によって回転可能に支持される。シャフト３４の左端部には、タービンインペラ３６が設けられる。タービンインペラ３６は、タービンハウジング２４内に回転可能に収容される。シャフト３４の右端部には、コンプレッサインペラ３８が設けられる。コンプレッサインペラ３８は、コンプレッサハウジング２６内に回転可能に収容される。

【0016】

コンプレッサハウジング２６には、吸気口４０が形成される。吸気口４０は、過給機ＴＣの右側に開口する。吸気口４０は、不図示のエアクリーナに接続される。ベアリングハウジング２２とコンプレッサハウジング２６との間には、ディフューザ流路４２が形成される。ディフューザ流路４２は、空気を加圧する。ディフューザ流路４２は、シャフト３４の径方向（以下、単に径方向という）の内側から外側に向けて環状に形成される。ディフューザ流路４２は、径方向の内側において、コンプレッサインペラ３８を介して吸気口４０に連通している。

【0017】

また、コンプレッサハウジング２６には、コンプレッサスクロール流路４４が形成される。コンプレッサスクロール流路４４は、環状に形成される。コンプレッサスクロール流路４４は、例えば、コンプレッサインペラ３８よりも径方向の外側に位置する。コンプレッサスクロール流路４４は、エンジン１０の不図示の吸気口、および、ディフューザ流路４２と連通している。コンプレッサインペラ３８が回転すると、吸気口４０からコンプレッサハウジング２６内に空気が吸気される。吸気された空気は、コンプレッサインペラ３８の翼間を流通する過程において、加圧加速される。加圧加速された空気は、ディフューザ流路４２およびコンプレッサスクロール流路４４で加圧される。加圧された空気は、不図示の吐出口から流出し、エンジン１０の吸気口に導かれる。

【0018】

タービンハウジング２４には、吐出流路４６が形成される。吐出流路４６は、過給機ＴＣの左側に開口する。吐出流路４６は、不図示の排気ガス浄化装置に接続される。タービンハウジング２４には、タービンインペラ３６を収容する収容部Ｓが形成される。収容部Ｓは、吐出流路４６の上流側（図１中、右側）に位置する。収容部Ｓは、吐出流路４６と連通する。吐出流路４６は、タービンインペラ３６の回転軸方向（以下、単に回転軸方向という）に延在する。

【0019】

タービンハウジング２４には、第１タービンスクロール流路４８と、第２タービンスクロール流路５０とが形成される。第１タービンスクロール流路４８および第２タービンスクロール流路５０は、収容部Ｓよりも径方向外側に位置する。第１タービンスクロール流路４８および第２タービンスクロール流路５０は、収容部Ｓと連通する。

【0020】

図１に示すように、第２タービンスクロール流路５０の流路断面積は、第１タービンスクロール流路４８の流路断面積よりも大きい。そのため、第２タービンスクロール流路５０の体積（容積）は、第１タービンスクロール流路４８の体積（容積）よりも大きい。ただし、第１タービンスクロール流路４８および第２タービンスクロール流路５０は、これに限定されず、第１タービンスクロール流路４８の流路断面積が、第２タービンスクロール流路５０の流路断面積よりも大きくてもよい。つまり、第１タービンスクロール流路４８の体積（容積）は、第２タービンスクロール流路５０の体積（容積）よりも大きくてもよい。

【0021】

第１タービンスクロール流路４８および第２タービンスクロール流路５０は、軸方向に並んで形成される。第２タービンスクロール流路５０は、第１タービンスクロール流路４８よりもベアリングハウジング２２側に位置する。第１タービンスクロール流路４８と第２タービンスクロール流路５０との間には、隔壁５２が形成される。隔壁５２は、第１タービンスクロール流路４８と第２タービンスクロール流路５０とを軸方向に区画する。

【0022】

タービンハウジング２４には、第１バイパス流路５４と、第２バイパス流路５６と、バルブ機構５８とが設けられる。第１バイパス流路５４は、その一端において第１タービンスクロール流路４８と連通し、他端に第１ウェイストゲートポート（第１ポート）５４ａを有する。第２バイパス流路５６は、その一端において第２タービンスクロール流路５０と連通し、他端に第２ウェイストゲートポート（第２ポート）５６ａを有する。また、タービンハウジング２４は、第１ウェイストゲートポート５４ａおよび第２ウェイストゲートポート５６ａが開口する弁座ＶＳを備える。

【0023】

バルブ機構５８は、ウェイストゲートバルブ（バルブ）５８ａと、シャフト５８ｂと、アクチュエータ５８ｃとを含む。ウェイストゲートバルブ５８ａは、弁座ＶＳと当接可能に構成され、弁座ＶＳと接触または弁座ＶＳから離隔することができる。ウェイストゲートバルブ５８ａが弁座ＶＳと接触したとき、第１ウェイストゲートポート５４ａおよび第２ウェイストゲートポート５６ａが閉塞される。ウェイストゲートバルブ５８ａが弁座ＶＳから離隔したとき、第１ウェイストゲートポート５４ａおよび第２ウェイストゲートポート５６ａが開放される。

【0024】

シャフト５８ｂは、ウェイストゲートバルブ５８ａに接続され、ウェイストゲートバルブ５８ａを保持する。シャフト５８ｂは、不図示のブッシュにより回転中心軸Ｏ回りに回転可能に支持される。

【0025】

アクチュエータ５８ｃは、リンク機構５８ｄ（図１中、破線）を介してシャフト５８ｂを回転させる。アクチュエータ５８ｃによりシャフト５８ｂが回転されることで、ウェイストゲートバルブ５８ａが弁座ＶＳと近接または離隔する方向に移動される。

【0026】

エンジン１０は、第１気筒Ｅａと、第２気筒Ｅｂと、第３気筒Ｅｃと、第４気筒Ｅｄとを備える。各気筒Ｅａ、Ｅｂ、Ｅｃ、Ｅｄでは、コンプレッサＣを介して供給される空気と燃料との混合気が燃焼される。各気筒Ｅａ、Ｅｂ、Ｅｃ、Ｅｄの燃焼タイミングは、互いに異なる。例えば、燃焼タイミングは、第１気筒Ｅａ→第３気筒Ｅｃ→第４気筒Ｅｄ→第２気筒Ｅｂの順である。混合気の燃焼により生じた排気ガスは、各気筒Ｅａ、Ｅｂ、Ｅｃ、Ｅｄの各排気ポート１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄから排出される。本実施形態では、エンジン１０が４つの気筒を備える例について説明するが、これに限定されず、例えば、エンジン１０は、６つの気筒を備えてもよい。

【0027】

タービンハウジング２４とエンジン１０との間には、エキゾーストマニホールド６０が設けられる。エキゾーストマニホールド６０は、エンジン１０とタービンハウジング２４とを接続する。

【0028】

エキゾーストマニホールド６０には、第１合流路６２（図１中、二点鎖線）と、第２合流路６４（図１中、二点鎖線）とが形成される。第１合流路６２は、第２気筒Ｅｂの排気ポート（第１排気ポート）１２ｂ、および、第３気筒Ｅｃの排気ポート（第１排気ポート）１２ｃと連通する。また、第１合流路６２は、タービンハウジング２４の第１タービンスクロール流路４８と連通する。第１合流路６２は、第２気筒Ｅｂおよび第３気筒Ｅｃから排気ポート１２ｂ、１２ｃを介して排出された排気ガスを合流させ、排気ガスを第１タービンスクロール流路４８に導く。

【0029】

第２合流路６４は、第１気筒Ｅａの排気ポート（第２排気ポート）１２ａ、および、第４気筒Ｅｄの排気ポート（第２排気ポート）１２ｄと連通する。また、第２合流路６４は、タービンハウジング２４の第２タービンスクロール流路５０と連通する。第２合流路６４は、第１気筒Ｅａおよび第４気筒Ｅｄから排気ポート１２ａ、１２ｄを介して排出された排気ガスを合流させ、排気ガスを第２タービンスクロール流路５０に導く。

【0030】

なお、第１合流路６２は、エンジン１０の各気筒Ｅａ、Ｅｂ、Ｅｃ、Ｅｄのうち内側に配された２つの気筒Ｅｂ、Ｅｃに接続される。また、第２合流路６４は、エンジン１０の各気筒Ｅａ、Ｅｂ、Ｅｃ、Ｅｄのうち外側に配された２つの気筒Ｅａ、Ｅｄに接続される。そのため、第２合流路６４は、第１合流路６２よりも流路長が長くなる。したがって、第２合流路６４の体積は、第１合流路６２の体積より大きくなる。ただし、第１合流路６２及び第２合流路６４は、これに限定されず、例えば、第１合流路６２が外側に配された２つの気筒Ｅａ、Ｅｄに接続され、第２合流路６４が内側に配された２つの気筒Ｅｂ、Ｅｃに接続されてもよい。つまり、第１合流路６２の体積が、第２合流路６４の体積より大きくてもよい。

【0031】

第１タービンスクロール流路４８および第２タービンスクロール流路５０に導かれた排気ガスは、タービンインペラ３６の翼間を介して吐出流路４６に導かれる。排気ガスの流通過程において、タービンインペラ３６が回転する。

【0032】

タービンインペラ３６の回転力は、シャフト３４を介してコンプレッサインペラ３８に伝達される。上記のとおりに、空気は、コンプレッサインペラ３８の回転力によって加圧されて、エンジン１０の吸気口に導かれる。

【0033】

図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線断面図である。図２では、シャフト３４の軸方向に垂直かつ第２タービンスクロール流路５０を通る平面で、タービンハウジング２４を切断した図を示す。なお、図２では、後述する第１ガス流入口７０および第２ガス流入口７２を重複して表示している。また、図２では、タービンインペラ３６を円で示す。図３は、図２のＩＩＩ矢視図である。

【0034】

図２および図３に示すように、タービンハウジング２４には、第１ガス流入口７０と、第２ガス流入口７２が形成される。第１ガス流入口７０および第２ガス流入口７２は、タービンハウジング２４の外部に開口する。第１ガス流入口７０には、第１合流路６２が接続される。第１ガス流入口７０は、第１合流路６２と第１タービンスクロール流路４８とを連通させる。第２ガス流入口７２には、第２合流路６４が接続される。第２ガス流入口７２は、第２合流路６４と第２タービンスクロール流路５０とを連通させる。

【0035】

図３に示すように、第１ガス流入口７０の開口面積は、第２ガス流入口７２の開口面積よりも小さい。図２に示すように、タービンハウジング２４には、２つの舌部７４、７６が形成される。図２では、２つの舌部７４、７６を重複して表示している。舌部７６は、第２タービンスクロール流路５０の下流部５０ａに設けられる。舌部７６は、第２タービンスクロール流路５０の下流部５０ａと上流部５０ｂとを仕切る。舌部７４は、舌部７６と同様、第１タービンスクロール流路４８の下流部に設けられ、下流部と上流部とを仕切る。

【0036】

２つの舌部７４、７６は、タービンインペラ３６の回転方向の位置が互いに同じである。このように、タービンＴは、所謂ツインスクロールタービンである。

【0037】

上述したように、本実施形態のタービンＴは、体積の異なる２つのタービンスクロール流路を備える。２つのタービンスクロール流路の体積が異なる場合、２つのタービンスクロール流路のうち体積の小さいタービンスクロール流路内の排気ガスの圧力は、体積の大きいタービンスクロール流路の排気ガスの圧力より高くなる。

【0038】

本実施形態では、第１タービンスクロール流路４８の体積が第２タービンスクロール流路５０の体積よりも小さいため、第２タービンスクロール流路５０の排気ガスの圧力よりも、第１タービンスクロール流路４８の排気ガスの圧力の方が高くなる。

【0039】

ウェイストゲートバルブ５８ａが弁座ＶＳから離隔し、２つのウェイストゲートポート５４ａ、５６ａが開放されると、２つのウェイストゲートポート５４ａ、５６ａから排気ガスが流出する。２つのウェイストゲートポート５４ａ、５６ａから流出した排気ガスは、タービンインペラ３６を迂回して吐出流路４６に排出される。このとき、２つのウェイストゲートポート５４ａ、５６ａの実質的な通路面積を同一にすると、２つのタービンスクロール流路４８、５０内を流通する排気ガスの圧力差が低減されずに、タービン性能が低下するおそれがある。一般的に、タービンインペラ３６に加わる圧力（排気ガスの圧力）が均等になるほど、タービン性能が向上する。

【0040】

図４は、本実施形態の弁座ＶＳとバルブ機構５８との配置関係を説明するための図である。図４に示すように、第１バイパス流路５４の流路断面積は、第２バイパス流路５６の流路断面積よりも大きい。換言すれば、第２バイパス流路５６の流路断面積は、第１バイパス流路５４の流路断面積より小さい。

【0041】

また、第１ウェイストゲートポート５４ａの開口面積は、第２ウェイストゲートポート５６ａの開口面積よりも大きい。換言すれば、第２ウェイストゲートポート５６ａの開口面積は、第１ウェイストゲートポート５４ａの開口面積より小さい。

【0042】

シャフト５８ｂは、弁座ＶＳの中心Ｃ１に対し第２ウェイストゲートポート５６ａ側に配される。シャフト５８ｂは、第２ウェイストゲートポート５６ａよりも第１ウェイストゲートポート５４ａと反対側に配される。シャフト５８ｂは、第１ウェイストゲートポート５４ａと第２ウェイストゲートポート５６ａとが並ぶ配列方向と交差する方向に延在する回転中心軸Ｏを有する。具体的に、シャフト５８ｂは、第１ウェイストゲートポート５４ａの中心Ｃ２、および、第２ウェイストゲートポート５６ａの中心Ｃ３を結ぶ結線方向Ｄと交差する方向に延在する回転中心軸Ｏを有する。本実施形態では、シャフト５８ｂは、弁座の中心Ｃ１、第１ウェイストゲートポート５４ａの中心Ｃ２、第２ウェイストゲートポート５６ａの中心Ｃ３を結ぶ結線方向Ｄと交差する方向に延在する回転中心軸Ｏを有する。本実施形態では、回転中心軸Ｏが延在する方向は、結線方向Ｄ（配列方向）と直交している。

【0043】

これにより、第１ウェイストゲートポート５４ａおよび第２ウェイストゲートポート５６ａの開放タイミングを異ならせることができる。つまり、ウェイストゲートバルブ５８ａは、第１ウェイストゲートポート５４ａおよび第２ウェイストゲートポート５６ａを同時に開放しなくなる。さらに、回転中心軸Ｏから第２ウェイストゲートポート５６ａまでの距離と、回転中心軸Ｏから第１ウェイストゲートポート５４ａまでの距離とを異ならせることができる。本実施形態では、回転中心軸Ｏから第１ウェイストゲートポート５４ａまでの距離は、回転中心軸Ｏから第２ウェイストゲートポート５６ａまでの距離よりも大きい。

【0044】

そのため、シャフト５８ｂがウェイストゲートバルブ５８ａを弁座ＶＳから離隔する方向に回転すると、ウェイストゲートバルブ５８ａは、第２ウェイストゲートポート５６ａよりも第１ウェイストゲートポート５４ａを先に開放する。これにより、ウェイストゲートバルブ５８ａは、第１ウェイストゲートポート５４ａから流出する流量を、第２ウェイストゲートポート５６ａから流出する流量よりも大きくすることができる。

【0045】

また、上述したように、第１ウェイストゲートポート５４ａの開口面積は、第２ウェイストゲートポート５６ａの開口面積より大きい。そのため、第１ウェイストゲートポート５４ａおよび第２ウェイストゲートポート５６ａが開放されたとき、第１ウェイストゲートポート５４ａから流出する排気ガスの流量は、第２ウェイストゲートポート５６ａから流出する排気ガスの流量よりも大きくなる。

【0046】

また、上述したように、第１ウェイストゲートポート５４ａは、第１タービンスクロール流路４８と連通し、第２ウェイストゲートポート５６ａは、第２タービンスクロール流路５０と連通する。第１タービンスクロール流路４８の体積は、第２タービンスクロール流路５０の体積より小さく、したがって、第１タービンスクロール流路４８中の排気ガスの圧力は、第２タービンスクロール流路５０中の排気ガスの圧力よりも高くなる。

【0047】

第１ウェイストゲートポート５４ａは、第２ウェイストゲートポート５６ａが第２タービンスクロール流路５０から排出する排気ガスよりも多くの排気ガスを、第１タービンスクロール流路４８から排出させることができる。そのため、２つのタービンスクロール流路４８、５０内を流通する排気ガスの圧力差を低減することができ、タービン性能の低下を抑制することができる。

【0048】

また、上述したように、エキゾーストマニホールド６０内の第２合流路６４の体積は、第１合流路６２の体積より大きくなる。第１合流路６２は、第１タービンスクロール流路４８と連通し、第２合流路６４は、第２タービンスクロール流路５０と連通する。そのため、第１合流路６２と第１タービンスクロール流路４８とを合わせた排気流路の体積は、第２合流路６４と第２タービンスクロール流路５０とを合わせた排気流路の体積より小さくなる。つまり、エンジン１０から第１タービンスクロール流路４８を介してタービンインペラ３６に到達するまでの排気流路の体積は、エンジン１０から第２タービンスクロール流路５０を介してタービンインペラ３６に到達するまでの排気流路の体積より小さい。

【0049】

このため、第１合流路６２と第１タービンスクロール流路４８とを合わせた排気流路内の圧力は、第２合流路６４と第２タービンスクロール流路５０とを合わせた排気流路内の圧力より大きくなる。

【0050】

本実施形態では、第１ウェイストゲートポート５４ａは、体積差を有する２つの排気流路のうち体積が小さい方の排気流路と連通し、第２ウェイストゲートポート５６ａは、２つの排気流路のうち体積が大きい方の排気流路と連通している。つまり、第１合流路６２および第１タービンスクロール流路４８と、第２合流路６４および第２タービンスクロール流路５０とのうち体積の小さい方が、開口面積の大きい第１ウェイストゲートポート５４ａと連通している。第１ウェイストゲートポート５４ａは、第２ウェイストゲートポート５６ａよりも多くの排気ガスを、体積が小さい方の排気流路から排出させることができる。そのため、２つの排気流路内を流通する排気ガスの圧力差を低減することができ、タービン性能の低下を抑制することができる。

【0051】

以上、添付図面を参照しながら本開示の一実施形態について説明したが、本開示はかかる実施形態に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

【0052】

上述した実施形態では、過給機ＴＣのタービンＴを例に挙げて説明した。しかし、過給機ＴＣ以外の装置に組み込まれたタービンＴや、単体のタービンＴが用いられてもよい。

【0053】

上述した実施形態では、第１タービンスクロール流路４８および第２タービンスクロール流路５０が軸方向に区画されたツインスクロールタービンについて説明した。しかし、本開示は、これに限定されず、タービンＴは、第１タービンスクロール流路４８および第２タービンスクロール流路５０が径方向に区画され、２つの舌部７４、７６の位相が大凡１８０°異なる位置に配されるダブルスクロールタービンであってもよい。

【0054】

上述した実施形態では、第１合流路６２が第１タービンスクロール流路４８に連通され、第２合流路６４が第２タービンスクロール流路５０に合流する例について説明した。しかし、本開示は、これに限定されず、第１合流路６２は、第２タービンスクロール流路５０に連通され、第２合流路６４は、第１タービンスクロール流路４８に連通されてもよい。

【符号の説明】

【0055】

１０：エンジン ２４：タービンハウジング（ハウジング） ３６：タービンインペラ ４８：第１タービンスクロール流路（排気流路） ５０：第２タービンスクロール流路（排気流路） ５４ａ：第１ウェイストゲートポート（第１ポート） ５６ａ：第２ウェイストゲートポート（第２ポート） ５８ａ：ウェイストゲートバルブ（バルブ） ５８ｂ：シャフト ６２：第１合流路（排気流路） ６４：第２合流路（排気流路） Ｓ：収容部 Ｔ：タービン ＶＳ：弁座

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】