JP2011085043A

JP2011085043A - Turbocharger and supercharging device

Info

Publication number: JP2011085043A
Application number: JP2009237135A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Takemoto; 正武本
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2009-10-14
Filing date: 2009-10-14
Publication date: 2011-04-28

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enable air to bypass a compressor impeller without complicating piping of an engine. <P>SOLUTION: This turbocharger includes: a supply flow path 1a3 for supplying air to a compressor impeller 1a1; a discharge flow path 1a2 for discharging the air from the compressor impeller 1a1; a bypass flow path 1a4 bypassing the compressor impeller 1a1 to connect the supply flow path 1a3 and the discharge flow path 1a2 to each other; and a valve 1a6 for opening/closing the bypass flow path 1a4. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、コンプレッサ及びタービンを備えるターボチャージャ及び過給装置に関するものである。 The present invention relates to a turbocharger and a supercharging device including a compressor and a turbine.

近年は、広い作動範囲を確保するために、容量の異なる２つのターボチャージャを、エンジンから排出される排気ガスの流動方向に直列に配列する２段過給方式を応用した過給装置（シリーズシーケンシャルツインターボ）が用いられている。
このような過給装置では、エンジンの低速回転域において第１（高圧側）ターボチャージャが作動し、エンジンの高速回転域において第２（低圧側）ターボチャージャが作動することによって広い作動範囲を確保している。 In recent years, in order to ensure a wide operating range, a turbocharger (series sequential) applying a two-stage turbocharging system in which two turbochargers with different capacities are arranged in series in the flow direction of exhaust gas discharged from the engine Twin turbo) is used.
In such a turbocharger, the first (high-pressure side) turbocharger operates in the low-speed rotation region of the engine, and the second (low-pressure side) turbocharger operates in the high-speed rotation region of the engine to ensure a wide operating range. is doing.

特開平１−１４２２１４号公報JP-A-1-142214

ところで、上述のような過給装置では、排気ガスの流動方向に複数のターボチャージャが配列されているため、第１（高圧側）のターボチャージャのみが作動する環境においても、エンジンに供給される空気は、第２（低圧側）ターボチャージャのコンプレッサインペラと第１（高圧側）第２ターボチャージャのコンプレッサインペラの両方を通過することとなる。 By the way, in the supercharger as described above, since a plurality of turbochargers are arranged in the flow direction of the exhaust gas, the turbocharger is supplied to the engine even in an environment where only the first (high pressure side) turbocharger operates. The air will pass through both the compressor impeller of the second (low pressure side) turbocharger and the compressor impeller of the first (high pressure side) second turbocharger.

このため、第１（高圧側）のターボチャージャのみが作動し、第２（低圧側）のターボチャージャのコンプレッサインペラが作動していない場合には、第２（低圧側）のターボチャージャのコンプレッサインペラが空気の流れを阻害する障害物となる。この結果、吸入抵抗が増大し、エンジンを搭載する車両や船舶等の加速を遅らせることとなる。
また、吸入抵抗の増加を抑制するために、第２（低圧側）のターボチャージャのコンプレッサインペラを回転させると、第２（低圧側）のターボチャージャを回転させるまでの時間を確保する必要があり、いわゆるターボラグが長くなる。 Therefore, when only the first (high pressure side) turbocharger operates and the compressor impeller of the second (low pressure side) turbocharger does not operate, the compressor impeller of the second (low pressure side) turbocharger. Becomes an obstacle to obstruct air flow. As a result, the suction resistance increases, and the acceleration of the vehicle, ship, or the like on which the engine is mounted is delayed.
In addition, when the compressor impeller of the second (low pressure side) turbocharger is rotated in order to suppress an increase in suction resistance, it is necessary to secure time until the second (low pressure side) turbocharger is rotated. The so-called turbo lag becomes longer.

このような問題を解決するために、第２（低圧側）のターボチャージャのコンプレッサインペラをバイパスするバイパス流路を設け、エンジンの回転域が第２（高圧側）のターボチャージャのみが作動される領域である場合には、当該バイパス流路を介して空気を第１（高圧側）のターボチャージャのコンプレッサインペラのみに供給する方法が本発明者により提案されている（特願２００９−０４２１６６）。 In order to solve such a problem, a bypass flow path that bypasses the compressor impeller of the second (low pressure side) turbocharger is provided, and only the second (high pressure side) turbocharger is operated in the engine rotation range. In the case of the region, the present inventor has proposed a method of supplying air only to the compressor impeller of the first (high pressure side) turbocharger via the bypass flow path (Japanese Patent Application No. 2009-042166).

しかしながら、ターボチャージャのコンプレッサインペラをバイパスするためには、エンジンの配管にバイパス流路を設ける必要があり、エンジン配管を大幅に変更する必要がある。
エンジン配管は、現状において、極めて狭い空間において複雑に取り回されて配置されている。このため、現状以上に配管を複雑化することは現実的ではない。 However, in order to bypass the compressor impeller of the turbocharger, it is necessary to provide a bypass flow path in the engine piping, and the engine piping needs to be significantly changed.
Currently, engine piping is arranged in a complicated manner in a very narrow space. For this reason, it is not realistic to make piping complicated more than the present condition.

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、エンジン配管を複雑化することになく、空気がコンプレッサインペラをバイパス可能とすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to enable air to bypass a compressor impeller without complicating engine piping.

本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。 The present invention adopts the following configuration as means for solving the above-described problems.

第１の発明は、コンプレッサ及びタービンを備えるターボチャージャであって、コンプレッサインペラに空気を供給する供給流路と、上記コンプレッサインペラから上記空気を排出する排出流路と、上記コンプレッサインペラをバイパスして上記供給流路と上記排出流路と接続するバイパス流路と、該バイパス流路を開閉するバルブとを備えるという構成を採用する。 A first invention is a turbocharger including a compressor and a turbine, bypassing the supply flow path for supplying air to the compressor impeller, the discharge flow path for discharging the air from the compressor impeller, and the compressor impeller. A configuration is adopted in which a bypass channel connected to the supply channel and the discharge channel, and a valve for opening and closing the bypass channel are provided.

第２の発明は、上記第１の発明において、上記排出流路、上記供給流路及び上記バイパス流路が上記コンプレッサインペラを囲うコンプレッサケーシング内に形成されているという構成を採用する。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the discharge passage, the supply passage, and the bypass passage are formed in a compressor casing that surrounds the compressor impeller.

第３の発明は、上記第１または第２の発明において、上記バルブが、上記供給流路に臨む上記バイパス流路の開口端を開閉し、上記供給流路に配置されているという構成を採用する。 According to a third invention, in the first or second invention, the valve is configured to open and close an opening end of the bypass flow channel facing the supply flow channel and to be disposed in the supply flow channel. To do.

第４の発明は、上記第１または第２の発明において、上記バルブが、上記排出流路に臨む上記バイパス流路の開口端を開閉し、上記排出流路内に形成されているという構成を採用する。 According to a fourth invention, in the first or second invention, the valve is formed in the discharge flow path by opening and closing an opening end of the bypass flow channel facing the discharge flow channel. adopt.

第５の発明は、上記第４の発明において、上記排出流路の圧力が上記供給流路と同一である場合に上記バルブが上記開口端から離間するように上記バルブを付勢し、上記排出流路の圧力が上記供給流路よりも高い場合に上記バルブが上記開口端を閉塞するように縮む弾性体を備えるという構成を採用する。 According to a fifth invention, in the fourth invention, when the pressure of the discharge channel is the same as that of the supply channel, the valve is urged so that the valve is separated from the opening end, and the discharge is performed. When the pressure of the flow path is higher than that of the supply flow path, the valve is provided with an elastic body that contracts so as to close the open end.

第６の発明は、エンジンから排出される排気ガスの流動方向に直列に配置される複数のターボチャージャを備える過給装置であって、上記ターボチャージャとして上記第１〜第５いずれかの発明であるターボチャージャを備えるという構成を採用する。 A sixth invention is a supercharging device comprising a plurality of turbochargers arranged in series in a flow direction of exhaust gas discharged from an engine, wherein the turbocharger is any one of the first to fifth inventions. A configuration with a turbocharger is adopted.

本発明は、ターボチャージャであって、コンプレッサインペラをバイパスして供給流路と排出流路と接続するバイパス流路を備えている。
このため、エンジン配管に別途バイパス流路を設けることなく、空気がコンプレッサインペラをバイパスすることが可能となる。
したがって、本発明によれば、エンジン配管を複雑化することになく、空気がコンプレッサインペラをバイパス可能とする。 The present invention is a turbocharger, and includes a bypass flow path that bypasses the compressor impeller and connects the supply flow path and the discharge flow path.
For this reason, air can bypass the compressor impeller without providing a separate bypass flow path in the engine piping.
Therefore, according to the present invention, air can bypass the compressor impeller without complicating the engine piping.

本発明の第１実施形態における過給装置の概略構成を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing a schematic structure of a supercharging device in a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第１実施形態における過給装置における低圧側ターボチャージャのコンプレッサが備えるバルブを含む断面図である。It is sectional drawing containing the valve with which the compressor of the low pressure side turbocharger in the supercharging device in 1st Embodiment of this invention is provided. 本発明の第１実施形態における過給装置における高圧側ターボチャージャのコンプレッサが備えるバルブを含む断面図である。It is sectional drawing containing the valve with which the compressor of the high voltage | pressure side turbocharger in the supercharging device in 1st Embodiment of this invention is provided. 本発明の第１実施形態における過給装置の動作を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating operation | movement of the supercharging apparatus in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態における過給装置の動作を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating operation | movement of the supercharging apparatus in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態における過給装置の概略構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows schematic structure of the supercharging device in 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態における過給装置における低圧側ターボチャージャのコンプレッサが備えるバルブを含む断面図である。It is sectional drawing containing the valve with which the compressor of the low pressure side turbocharger in the supercharging device in 2nd Embodiment of this invention is provided. 本発明の第２実施形態における過給装置における高圧側ターボチャージャのコンプレッサが備えるバルブを含む断面図である。It is sectional drawing containing the valve | bulb with which the compressor of the high pressure side turbocharger in the supercharging device in 2nd Embodiment of this invention is provided. 本発明におけるバルブの配置位置や開閉方向の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of the arrangement position of the valve | bulb in this invention, and an opening-closing direction.

以下、図面を参照して、本発明に係るターボチャージャ及び過給装置の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。 Hereinafter, an embodiment of a turbocharger and a supercharging device according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the scale of each member is appropriately changed in order to make each member a recognizable size.

（第１実施形態）
図１は、本実施形態の過給装置Ｓ１の概略構成を示す模式図である。
本実施形態の過給装置Ｓ１は、エンジンＥから排出される排気ガスのエネルギを用いてエンジンＥに供給する空気を圧縮するものであり、エンジンＥと接続されるエンジン配管Ｅ１の途中部位に配置されている。
そして、図１に示すように、本実施形態の過給装置Ｓ１は、低圧側ターボチャージャ２と、高圧側ターボチャージャ１とを備えている。 (First embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a supercharging device S1 of the present embodiment.
The supercharging device S1 of the present embodiment compresses the air supplied to the engine E using the energy of the exhaust gas discharged from the engine E, and is disposed in the middle of the engine pipe E1 connected to the engine E. Has been.
As shown in FIG. 1, the supercharging device S <b> 1 of the present embodiment includes a low pressure side turbocharger 2 and a high pressure side turbocharger 1.

エンジン配管Ｅ１は、エンジンＥに空気を供給する給気部Ｅ２と、エンジンＥから排気する排気部Ｅ３とを有している。 The engine pipe E1 has an air supply unit E2 that supplies air to the engine E and an exhaust unit E3 that exhausts air from the engine E.

給気部Ｅ２は、外部から低圧側ターボチャージャ２に空気を供給するための第１給気管Ｅ２１と、高圧側ターボチャージャ１から排出された空気をマニホルドＥ４を介してエンジンＥに供給するための第２給気管Ｅ２２とを備えている。 The air supply unit E2 is used to supply air discharged from the first high-pressure side turbocharger 1 to the engine E via the manifold E4 and the first air supply pipe E21 for supplying air to the low-pressure side turbocharger 2 from the outside. And a second air supply pipe E22.

より詳細には、第１給気管Ｅ２１は、低圧側ターボチャージャ２のコンプレッサインペラ２ａ１に導通する供給流路２ａ２と接続されている。なお、第１給気管Ｅ２１の出口端と、供給流路２ａ２の入口端とには、各々フランジＦ１が設けられており、これらのフランジＦ１同士がボルト等により固定されることによって第１給気管Ｅ２１と供給流路２ａ２とが接続されている。 More specifically, the first air supply pipe E21 is connected to a supply flow path 2a2 that conducts to the compressor impeller 2a1 of the low-pressure turbocharger 2. A flange F1 is provided at each of the outlet end of the first air supply pipe E21 and the inlet end of the supply flow path 2a2, and the first air supply pipe is formed by fixing these flanges F1 with bolts or the like. E21 and the supply flow path 2a2 are connected.

また、第２給気管Ｅ２２は、高圧側ターボチャージャ１のコンプレッサインペラ１ａ１に導通する排出流路１ａ２と接続されている。なお、第２給気管Ｅ２２の入口端と、排出流路１ａ２の出口端とには、各々フランジＦ２が設けられており、これらのフランジＦ２同士がボルト等により固定されることによって第２給気管Ｅ２２と排出流路１ａ２とが接続されている。 Further, the second air supply pipe E22 is connected to a discharge flow path 1a2 that is electrically connected to the compressor impeller 1a1 of the high-pressure turbocharger 1. Note that flanges F2 are respectively provided at the inlet end of the second air supply pipe E22 and the outlet end of the discharge flow path 1a2, and the second air supply pipe is obtained by fixing these flanges F2 with bolts or the like. E22 and the discharge flow path 1a2 are connected.

排気部Ｅ３は、エンジンＥからマニホルドＥ５を介して排出された排気ガスを高圧側ターボチャージャ１に供給する第１排気管Ｅ３１と、低圧側ターボチャージャ２から排出された排気ガスをフィルタ等を介して外部に排出する第２排気管Ｅ３２とを備えている。 The exhaust section E3 includes a first exhaust pipe E31 that supplies exhaust gas discharged from the engine E through the manifold E5 to the high-pressure side turbocharger 1 and exhaust gas discharged from the low-pressure side turbocharger 2 through a filter or the like. And a second exhaust pipe E32 for discharging to the outside.

より詳細には、第１排気管Ｅ３１は、高圧側ターボチャージャ１のタービンインペラ１ｂ１に導通する供給流路１ｂ２と接続されている。なお、第１排気管Ｅ３１の出口端と、供給流路１ｂ２の入口端とには、各々フランジＦ３が設けられており、これらのフランジＦ３同士がボルト等により固定されることによって第１排気管Ｅ３１と供給流路１ｂ２とが接続されている。 More specifically, the first exhaust pipe E31 is connected to a supply flow path 1b2 that conducts to the turbine impeller 1b1 of the high-pressure turbocharger 1. A flange F3 is provided at each of the outlet end of the first exhaust pipe E31 and the inlet end of the supply flow path 1b2, and these flanges F3 are fixed to each other with a bolt or the like to thereby form the first exhaust pipe. E31 and the supply flow path 1b2 are connected.

また、第２排気管Ｅ３２は、低圧側ターボチャージャ２のタービンインペラ２ｂ１かに導通する排出流路２ｂ２と接続されている。なお、第２排気管Ｅ３２の入口端と、排出流路２ｂ２とには、各々フランジＦ４が設けられており、これらのフランジＦ４同士がボルト等により固定されることによって第２排気管Ｅ３２と排出流路２ｂ２とが接続されている。 Further, the second exhaust pipe E32 is connected to a discharge flow path 2b2 that conducts to the turbine impeller 2b1 of the low-pressure turbocharger 2. Note that flanges F4 are respectively provided at the inlet end of the second exhaust pipe E32 and the discharge flow path 2b2, and the flanges F4 are fixed to each other with bolts or the like to discharge from the second exhaust pipe E32. The flow path 2b2 is connected.

高圧側ターボチャージャ１は、主としてエンジンＥの低回転時（低圧時）に作動するターボチャージャであり、エンジンＥに直接接続されている。
そして、この高圧側ターボチャージャ１は、コンプレッサ１ａと、タービン１ｂと、軸部１ｃとを備えている。 The high-pressure side turbocharger 1 is a turbocharger that operates mainly when the engine E is running at a low speed (low pressure), and is directly connected to the engine E.
The high-pressure turbocharger 1 includes a compressor 1a, a turbine 1b, and a shaft portion 1c.

コンプレッサ１ａは、上述のコンプレッサインペラ１ａ１と排出流路１ａ２とに加えて、供給流路１ａ３と、バイパス流路１ａ４と、コンプレッサケーシング１ａ５と、バルブ１ａ６と、アクチュエータ１ａ７とを備えている。 The compressor 1a includes a supply flow path 1a3, a bypass flow path 1a4, a compressor casing 1a5, a valve 1a6, and an actuator 1a7 in addition to the compressor impeller 1a1 and the discharge flow path 1a2.

供給流路１ａ３は、コンプレッサインペラ１ａ１に空気を供給するための流路であり、フランジＦ５を介して低圧側ターボチャージャ２と接続されている。
バイパス流路１ａ４は、コンプレッサインペラ１ａ１をバイパスして排出流路１ａ２と供給流路１ａ３とを接続する流路である。
コンプレッサケーシング１ａ５は、コンプレッサインペラ１ａ１を囲って収容すると共に内部に上記排出流路１ａ２、供給流路１ａ３及びバイパス流路１ａ４が形成されたケーシングである。 The supply flow path 1a3 is a flow path for supplying air to the compressor impeller 1a1, and is connected to the low-pressure side turbocharger 2 via a flange F5.
The bypass flow path 1a4 is a flow path that bypasses the compressor impeller 1a1 and connects the discharge flow path 1a2 and the supply flow path 1a3.
The compressor casing 1a5 is a casing that surrounds and accommodates the compressor impeller 1a1 and in which the discharge passage 1a2, the supply passage 1a3, and the bypass passage 1a4 are formed.

バルブ１ａ６は、バイパス流路１ａ４の開閉を行うものである。図２は、バルブ１ａ６を含む拡大断面図である。この図に示すように、本実施形態の過給装置Ｓ１においては、バイパス流路１ａ４の一方の開口端１０が供給流路１ａ３の内部に配置されており、バルブ１ａ６が供給流路１ａ３に配置されると共にバイパス流路１ａ４の開口端１０を開閉する。
なお、バルブ１ａ６の組立てやバイパス流路１ａ４の開口端１０に対する加工は、作業性を高めるために、高圧側ターボチャージャ１をエンジン配管Ｅ１に取り付ける前に、供給流路１ａ３の入口開口から行うことが望ましい。このため、図２に示すように、本実施形態の過給装置Ｓ１においてバルブ１ａ６及びバイパス流路１ａ４の開口端１０は、供給流路１ａ３の入口開口から作業可能な範囲、すなわちフランジＦ５の近傍に配置されている。
なお、バイパス流路１ａ４の開口端１０に対する作業としては、例えば、開口端１０の平面度を高めてバルブ１ａ６とのシール性を高める加工が挙げられる。 The valve 1a6 opens and closes the bypass flow path 1a4. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view including the valve 1a6. As shown in this figure, in the supercharging device S1 of the present embodiment, one open end 10 of the bypass flow path 1a4 is disposed inside the supply flow path 1a3, and the valve 1a6 is disposed in the supply flow path 1a3. At the same time, the open end 10 of the bypass channel 1a4 is opened and closed.
The assembly of the valve 1a6 and the processing of the opening end 10 of the bypass flow path 1a4 are performed from the inlet opening of the supply flow path 1a3 before the high-pressure turbocharger 1 is attached to the engine pipe E1 in order to improve workability. Is desirable. For this reason, as shown in FIG. 2, in the supercharging device S1 of the present embodiment, the opening end 10 of the valve 1a6 and the bypass flow path 1a4 can be operated from the inlet opening of the supply flow path 1a3, that is, in the vicinity of the flange F5. Is arranged.
In addition, as an operation | work with respect to the opening end 10 of the bypass flow path 1a4, the process which raises the flatness of the opening end 10 and improves the sealing performance with the valve | bulb 1a6 is mentioned, for example.

アクチュエータ１ａ７は、バルブ１ａ６を開閉するものであり、例えば、エンジンＥから供給される負圧あるいは正圧によって変位するダイアフラムを用いたアクチュエータを用いることができる。 The actuator 1a7 opens and closes the valve 1a6. For example, an actuator using a diaphragm that is displaced by a negative pressure or a positive pressure supplied from the engine E can be used.

タービン１ｂは、上述のタービンインペラ１ｂ１と供給流路１ｂ２とに加えて、排出流路１ｂ３と、バイパス流路１ｂ４と、タービンケーシング１ｂ５と、バルブ１ｂ６と、アクチュエータ１ｂ７とを備えている。 The turbine 1b includes a discharge passage 1b3, a bypass passage 1b4, a turbine casing 1b5, a valve 1b6, and an actuator 1b7 in addition to the turbine impeller 1b1 and the supply passage 1b2.

排出流路１ｂ３は、タービンインペラ１ｂ１を通過した排気ガスを排出するための流路であり、上述のフランジＦ６を介して低圧側ターボチャージャ２と接続されている。
バイパス流路１ｂ４は、タービンインペラ１ｂ１をバイパスして排出流路１ｂ３と供給流路１ｂ２とを接続する流路である。
タービンケーシング１ｂ５は、タービンインペラ１ｂ１を囲って収容すると共に内部に上記供給流路１ｂ２、排出流路１ｂ３及びバイパス流路１ｂ４が形成されたケーシングである。 The discharge flow path 1b3 is a flow path for discharging the exhaust gas that has passed through the turbine impeller 1b1, and is connected to the low-pressure turbocharger 2 via the flange F6 described above.
The bypass flow path 1b4 is a flow path that bypasses the turbine impeller 1b1 and connects the discharge flow path 1b3 and the supply flow path 1b2.
The turbine casing 1b5 is a casing that surrounds and accommodates the turbine impeller 1b1 and has the supply flow path 1b2, the discharge flow path 1b3, and the bypass flow path 1b4 formed therein.

アクチュエータ１ｂ７は、バルブ１ｂ６を開閉するものであり、例えば、エンジンＥから供給される負圧あるいは正圧によって変位するダイアフラムを用いたアクチュエータを用いることができる。 The actuator 1b7 opens and closes the valve 1b6. For example, an actuator using a diaphragm that is displaced by a negative pressure or a positive pressure supplied from the engine E can be used.

軸部１ｃは、コンプレッサ１ａとタービン１ｂとを接続するものであり、コンプレッサインペラ１ａ１とタービンインペラ１ｂ１とを接続するシャフト１ｃ１と、当該シャフト１ｃ１を囲って収容する軸部ケーシング１ｃ２と、当該軸部ケーシング１ｃ２に固定されると共にシャフト１ｃ１を軸支する軸受１ｃ３とを備えている。 The shaft portion 1c connects the compressor 1a and the turbine 1b. The shaft portion 1c1 connects the compressor impeller 1a1 and the turbine impeller 1b1, the shaft portion casing 1c2 that surrounds and accommodates the shaft 1c1, and the shaft portion. A bearing 1c3 that is fixed to the casing 1c2 and supports the shaft 1c1 is provided.

低圧側ターボチャージャ２は、主としてエンジンＥの高回転時に作動するターボチャージャであり、高圧側ターボチャージャ１を介してエンジンＥに接続されている。
そして、この低圧側ターボチャージャ２は、コンプレッサ２ａと、タービン２ｂと、軸部２ｃとを備えている。 The low-pressure side turbocharger 2 is a turbocharger that operates mainly when the engine E rotates at a high speed, and is connected to the engine E via the high-pressure side turbocharger 1.
The low-pressure turbocharger 2 includes a compressor 2a, a turbine 2b, and a shaft portion 2c.

コンプレッサ２ａは、上述のコンプレッサインペラ２ａ１と供給流路２ａ２とに加えて、排出流路２ａ３と、バイパス流路２ａ４と、コンプレッサケーシング２ａ５と、バルブ２ａ６と、アクチュエータ２ａ７とを備えている。 The compressor 2a includes a discharge channel 2a3, a bypass channel 2a4, a compressor casing 2a5, a valve 2a6, and an actuator 2a7 in addition to the compressor impeller 2a1 and the supply channel 2a2.

排出流路２ａ３は、コンプレッサインペラ２ａ１を通過した空気を排出するための流路であり、フランジＦ５を介して低圧側ターボチャージャ２と接続されている。
バイパス流路２ａ４は、コンプレッサインペラ２ａ１をバイパスして供給流路２ａ２と排出流路２ａ３とを接続する流路である。
コンプレッサケーシング２ａ５は、コンプレッサインペラ２ａ１を囲って収容すると共に内部に上記供給流路２ａ２、排出流路２ａ３及びバイパス流路２ａ４が形成されたケーシングである。 The discharge flow path 2a3 is a flow path for discharging the air that has passed through the compressor impeller 2a1, and is connected to the low-pressure turbocharger 2 via a flange F5.
The bypass flow path 2a4 is a flow path that bypasses the compressor impeller 2a1 and connects the supply flow path 2a2 and the discharge flow path 2a3.
The compressor casing 2a5 is a casing in which the compressor impeller 2a1 is enclosed and accommodated, and the supply channel 2a2, the discharge channel 2a3, and the bypass channel 2a4 are formed therein.

バルブ２ａ６は、バイパス流路２ａ４の開閉を行うものである。図３は、バルブ２ａ６を含む拡大断面図である。この図に示すように、本実施形態の過給装置Ｓ１においては、バイパス流路２ａ４の一方の開口端２０が供給流路２ａ２の内部に配置されており、バルブ２ａ６が供給流路２ａ２に配置されると共にバイパス流路２ａ４の開口端２０を開閉する。
なお、バルブ２ａ６の組立てやバイパス流路２ａ４の開口端２０に対する加工は、作業性を高めるために、低圧側ターボチャージャ２をエンジン配管Ｅ１に取り付ける前に、供給流路２ａ２の入口開口から行うことが望ましい。このため、図３に示すように、本実施形態の過給装置Ｓ１においてバルブ２ａ６及びバイパス流路２ａ４の開口端２０は、供給流路２ａ２内であって入口開口から作業可能な範囲、すなわちフランジＦ１の近傍に配置されている。
なお、バイパス流路２ａ４の開口端２０に対する作業としては、例えば、開口端２０の平面度を高めてバルブ２ａ６とのシール性を高める加工が挙げられる。 The valve 2a6 opens and closes the bypass flow path 2a4. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view including the valve 2a6. As shown in this figure, in the supercharging device S1 of the present embodiment, one open end 20 of the bypass flow path 2a4 is disposed in the supply flow path 2a2, and the valve 2a6 is disposed in the supply flow path 2a2. In addition, the opening end 20 of the bypass channel 2a4 is opened and closed.
The assembly of the valve 2a6 and the processing of the opening end 20 of the bypass flow path 2a4 are performed from the inlet opening of the supply flow path 2a2 before the low-pressure turbocharger 2 is attached to the engine pipe E1 in order to improve workability. Is desirable. For this reason, as shown in FIG. 3, in the supercharging device S1 of the present embodiment, the opening end 20 of the valve 2a6 and the bypass flow path 2a4 is within the supply flow path 2a2 and can be operated from the inlet opening, that is, a flange. It is arranged in the vicinity of F1.
In addition, as an operation | work with respect to the opening end 20 of the bypass flow path 2a4, the process which raises the flatness of the opening end 20 and improves the sealing performance with the valve | bulb 2a6 is mentioned, for example.

アクチュエータ２ａ７は、バルブ２ａ６を開閉するものであり、例えば、エンジンＥから供給される負圧あるいは正圧によって変位するダイアフラムを用いたアクチュエータを用いることができる。 The actuator 2a7 opens and closes the valve 2a6. For example, an actuator using a diaphragm that is displaced by a negative pressure or a positive pressure supplied from the engine E can be used.

タービン２ｂは、上述のタービンインペラ２ｂ１と排出流路２ｂ２とに加えて、供給流路２ｂ３と、バイパス流路２ｂ４と、タービンケーシング２ｂ５と、バルブ２ｂ６と、アクチュエータ２ｂ７とを備えている。 The turbine 2b includes a supply flow path 2b3, a bypass flow path 2b4, a turbine casing 2b5, a valve 2b6, and an actuator 2b7 in addition to the turbine impeller 2b1 and the discharge flow path 2b2.

供給流路２ｂ３は、タービンインペラ２ｂ１に排気ガスを供給するための流路であり、フランジＦ６を介して低圧側ターボチャージャ２と接続されている。
バイパス流路２ｂ４は、タービンインペラ２ｂ１をバイパスして排出流路２ｂ２と供給流路２ｂ３とを接続する流路である。
タービンケーシング２ｂ５は、タービンインペラ２ｂ１を囲って収容すると共に内部に上記排出流路２ｂ２、供給流路２ｂ３及びバイパス流路２ｂ４が形成されたケーシングである。 The supply flow path 2b3 is a flow path for supplying exhaust gas to the turbine impeller 2b1, and is connected to the low-pressure turbocharger 2 via a flange F6.
The bypass flow path 2b4 is a flow path that bypasses the turbine impeller 2b1 and connects the discharge flow path 2b2 and the supply flow path 2b3.
The turbine casing 2b5 is a casing that surrounds and accommodates the turbine impeller 2b1 and in which the discharge channel 2b2, the supply channel 2b3, and the bypass channel 2b4 are formed.

アクチュエータ２ｂ７は、バルブ２ｂ６を開閉するものであり、例えば、エンジンＥから供給される負圧あるいは正圧によって変位するダイアフラムを用いたアクチュエータを用いることができる。 The actuator 2b7 opens and closes the valve 2b6. For example, an actuator using a diaphragm that is displaced by a negative pressure or a positive pressure supplied from the engine E can be used.

軸部２ｃは、コンプレッサ２ａとタービン２ｂとを接続するものであり、コンプレッサインペラ２ａ１とタービンインペラ２ｂ１とを接続するシャフト２ｃ１と、当該シャフト２ｃ１を囲って収容する軸部ケーシング２ｃ２と、当該軸部ケーシング２ｃ２に固定されると共にシャフト２ｃ１を軸支する軸受２ｃ３とを備えている。 The shaft portion 2c connects the compressor 2a and the turbine 2b. The shaft 2c1 connects the compressor impeller 2a1 and the turbine impeller 2b1, the shaft casing 2c2 that surrounds and accommodates the shaft 2c1, and the shaft portion. A bearing 2c3 that is fixed to the casing 2c2 and supports the shaft 2c1 is provided.

また、本実施形態の過給装置Ｓ１は、不図示の制御装置を備えており、当該制御装置によってアクチュエータ１ａ７，１ｂ７、２ａ７，２ｂ７を制御することによってバルブ１ａ６，１ｂ６，２ａ６，２ｂ６の開閉を行っている。 Further, the supercharging device S1 of this embodiment includes a control device (not shown), and controls the actuators 1a7, 1b7, 2a7, 2b7 by the control device to open and close the valves 1a6, 1b6, 2a6, 2b6. Is going.

次に、このように構成された本実施形態の過給装置Ｓ１の動作について説明する。なお、以下の動作説明においては、エンジンＥの低回転域における動作と、エンジンＥの高回転域における動作について説明する。 Next, operation | movement of the supercharging apparatus S1 of this embodiment comprised in this way is demonstrated. In the following description of the operation, the operation of the engine E in the low rotation range and the operation of the engine E in the high rotation range will be described.

エンジンＥが低回転域である場合には、エンジンＥから排出される排気ガスは、少量である。そこで、本実施形態の過給装置Ｓ１においては、エンジンＥが低速回転域である場合には、主として高圧側ターボチャージャ１を用いてエンジンＥに供給する空気を圧縮する。 When the engine E is in the low rotation range, the exhaust gas discharged from the engine E is a small amount. Therefore, in the supercharging device S1 of the present embodiment, when the engine E is in the low speed rotation region, the air supplied to the engine E is mainly compressed using the high-pressure side turbocharger 1.

そして、本実施形態の過給装置Ｓ１は、エンジンＥが低回転域である場合には、図４に示すように、低圧側ターボチャージャ２のコンプレッサ２ａが備えるバルブ２ａ６を開放し、高圧側ターボチャージャ１のコンプレッサ１ａが備えるバルブ１ａ６を閉鎖する。
この結果、低圧側ターボチャージャ２のコンプレッサ２ａが備えるバイパス流路２ａ４が開放され、高圧側ターボチャージャ１のコンプレッサ１ａが備えるバイパス流路１ａ４が閉鎖される。 Then, when the engine E is in the low speed range, the supercharging device S1 of the present embodiment opens the valve 2a6 provided in the compressor 2a of the low pressure side turbocharger 2 as shown in FIG. The valve 1a6 provided in the compressor 1a of the charger 1 is closed.
As a result, the bypass flow path 2a4 provided in the compressor 2a of the low-pressure side turbocharger 2 is opened, and the bypass flow path 1a4 provided in the compressor 1a of the high-pressure side turbocharger 1 is closed.

また、本実施形態の過給装置Ｓ１は、エンジンＥが低回転域である場合には、図４に示すように、高圧側ターボチャージャ１のタービン１ｂが備えるバルブ１ｂ６を閉鎖し、低圧側ターボチャージャ２のタービン２ｂが備えるバルブ２ｂ６を開放する。
この結果、高圧側ターボチャージャ１のタービン１ｂが備えるバイパス流路１ｂ４が閉鎖され、低圧側ターボチャージャ２のタービン２ｂが備えるバイパス流路２ｂ４が開放される。 In addition, when the engine E is in the low speed range, the supercharging device S1 of the present embodiment closes the valve 1b6 provided in the turbine 1b of the high-pressure side turbocharger 1 as shown in FIG. The valve 2b6 provided in the turbine 2b of the charger 2 is opened.
As a result, the bypass flow path 1b4 provided in the turbine 1b of the high-pressure side turbocharger 1 is closed, and the bypass flow path 2b4 provided in the turbine 2b of the low-pressure side turbocharger 2 is opened.

このように、高圧側ターボチャージャ１のタービン１ｂが備えるバイパス流路１ｂ４が閉鎖され、低圧側ターボチャージャ２のタービン２ｂが備えるバイパス流路２ｂ４が開放されると、図４に示すように、エンジンＥから排出された排気ガスＧ１は、高圧側ターボチャージャ１のタービン１ｂが備えるタービンインペラ１ｂ１を回転駆動させた後、低圧側ターボチャージャ２のタービン２ｂが備えるタービンインペラ２ｂ１をバイパスして排出される。この結果、高圧側ターボチャージャ１のコンプレッサ１ａが備えるコンプレッサインペラ１ａ１が回転し、低圧側ターボチャージャ２のコンプレッサ２ａが備えるコンプレッサインペラ２ａ１は回転せずに停止していることとなる。 Thus, when the bypass flow path 1b4 provided in the turbine 1b of the high pressure side turbocharger 1 is closed and the bypass flow path 2b4 provided in the turbine 2b of the low pressure side turbocharger 2 is opened, as shown in FIG. The exhaust gas G1 exhausted from E rotates and drives the turbine impeller 1b1 provided in the turbine 1b of the high-pressure side turbocharger 1, and then is discharged by bypassing the turbine impeller 2b1 provided in the turbine 2b of the low-pressure side turbocharger 2. . As a result, the compressor impeller 1a1 provided in the compressor 1a of the high-pressure side turbocharger 1 rotates, and the compressor impeller 2a1 provided in the compressor 2a of the low-pressure side turbocharger 2 stops without rotating.

また、低圧側ターボチャージャ２のコンプレッサ２ａが備えるバイパス流路２ａ４が開放され、高圧側ターボチャージャ１のコンプレッサ１ａが備えるバイパス流路１ａ４が閉鎖されるため、空気Ｇ２は、図４に示すように、低圧側ターボチャージャ２のコンプレッサ２ａが備えるコンプレッサインペラ２ａ１をバイパスした後、高圧側ターボチャージャ１のコンプレッサ１ａが備えるコンプレッサインペラ１ａ１によって圧縮されてエンジンＥに供給される。 Further, since the bypass flow path 2a4 provided in the compressor 2a of the low-pressure side turbocharger 2 is opened and the bypass flow path 1a4 provided in the compressor 1a of the high-pressure side turbocharger 1 is closed, the air G2 is as shown in FIG. After the compressor impeller 2a1 provided in the compressor 2a of the low pressure side turbocharger 2 is bypassed, the compressor impeller 1a1 provided in the compressor 1a of the high pressure side turbocharger 1 is compressed and supplied to the engine E.

一方、本実施形態の過給装置Ｓ１は、エンジンＥが高回転域である場合には、図５に示すように、低圧側ターボチャージャ２のコンプレッサ２ａが備えるバルブ２ａ６を閉鎖し、高圧側ターボチャージャ１のコンプレッサ１ａが備えるバルブ１ａ６を開放する。
この結果、低圧側ターボチャージャ２のコンプレッサ２ａが備えるバイパス流路２ａ４が閉鎖され、高圧側ターボチャージャ１のコンプレッサ１ａが備えるバイパス流路１ａ４が開放される。 On the other hand, when the engine E is in the high speed range, the supercharging device S1 of the present embodiment closes the valve 2a6 provided in the compressor 2a of the low-pressure side turbocharger 2 as shown in FIG. The valve 1a6 provided in the compressor 1a of the charger 1 is opened.
As a result, the bypass flow path 2a4 provided in the compressor 2a of the low-pressure side turbocharger 2 is closed, and the bypass flow path 1a4 provided in the compressor 1a of the high-pressure side turbocharger 1 is opened.

また、本実施形態の過給装置Ｓ１は、エンジンＥが高回転域である場合には、図５に示すように、高圧側ターボチャージャ１のタービン１ｂが備えるバルブ１ｂ６を開放し、低圧側ターボチャージャ２のタービン２ｂが備えるバルブ２ｂ６を閉鎖する。
この結果、高圧側ターボチャージャ１のタービン１ｂが備えるバイパス流路１ｂ４が開放され、低圧側ターボチャージャ２のタービン２ｂが備えるバイパス流路２ｂ４が閉鎖される。 Further, when the engine E is in a high speed region, the supercharging device S1 of the present embodiment opens the valve 1b6 provided in the turbine 1b of the high pressure side turbocharger 1 as shown in FIG. The valve 2b6 provided in the turbine 2b of the charger 2 is closed.
As a result, the bypass flow path 1b4 provided in the turbine 1b of the high pressure side turbocharger 1 is opened, and the bypass flow path 2b4 provided in the turbine 2b of the low pressure side turbocharger 2 is closed.

このように、高圧側ターボチャージャ１のタービン１ｂが備えるバイパス流路１ｂ４が開放され、低圧側ターボチャージャ２のタービン２ｂが備えるバイパス流路２ｂ４が閉鎖されると、図５に示すように、エンジンＥから排出された排気ガスＧ１は、高圧側ターボチャージャ１のタービン１ｂが備えるタービンインペラ１ｂ１をバイパスした後、低圧側ターボチャージャ２のタービン２ｂが備えるタービンインペラ２ｂ１を回転駆動させて排出される。この結果、高圧側ターボチャージャ１のコンプレッサ１ａが備えるコンプレッサインペラ１ａ１が回転せずに停止し、低圧側ターボチャージャ２のコンプレッサ２ａが備えるコンプレッサインペラ２ａ１が回転することとなる。 Thus, when the bypass flow path 1b4 provided in the turbine 1b of the high-pressure side turbocharger 1 is opened and the bypass flow path 2b4 provided in the turbine 2b of the low-pressure side turbocharger 2 is closed, as shown in FIG. The exhaust gas G1 discharged from E bypasses the turbine impeller 1b1 provided in the turbine 1b of the high-pressure turbocharger 1, and is then discharged by rotating the turbine impeller 2b1 provided in the turbine 2b of the low-pressure turbocharger 2. As a result, the compressor impeller 1a1 provided in the compressor 1a of the high-pressure side turbocharger 1 stops without rotating, and the compressor impeller 2a1 provided in the compressor 2a of the low-pressure side turbocharger 2 rotates.

また、低圧側ターボチャージャ２のコンプレッサ２ａが備えるバイパス流路２ａ４が閉鎖され、高圧側ターボチャージャ１のコンプレッサ１ａが備えるバイパス流路１ａ４が開放されるため、空気Ｇ２は、図５に示すように、低圧側ターボチャージャ２のコンプレッサ２ａが備えるコンプレッサインペラ２ａ１によって圧縮された後、高圧側ターボチャージャ１のコンプレッサ１ａをバイパスしてエンジンＥに供給される。 Further, since the bypass flow path 2a4 provided in the compressor 2a of the low-pressure side turbocharger 2 is closed and the bypass flow path 1a4 provided in the compressor 1a of the high-pressure side turbocharger 1 is opened, the air G2 is as shown in FIG. After being compressed by the compressor impeller 2a1 provided in the compressor 2a of the low-pressure side turbocharger 2, the compressor 1a of the high-pressure side turbocharger 1 is bypassed and supplied to the engine E.

なお、本実施形態の過給装置Ｓ１の動作では、上述のようなエンジンＥが低回転域である場合と、エンジンＥが高回転域である場合とが瞬時に切り替わるものではない。より詳細には、エンジンＥが中回転域である場合には、その回転域に応じてバルブ１ａ６，１ｂ６，２ａ６，２ｂ６の開度が徐々に調節され、エンジンＥが低回転域である場合の動作と、エンジンＥが高回転域である場合の動作とが徐々に切り替えられていく。 Note that in the operation of the supercharging device S1 of the present embodiment, the case where the engine E is in the low rotation range and the case where the engine E is in the high rotation range are not instantaneously switched. More specifically, when the engine E is in the middle rotation range, the opening degree of the valves 1a6, 1b6, 2a6, 2b6 is gradually adjusted according to the rotation range, and the engine E is in the low rotation range. The operation and the operation when the engine E is in the high rotation range are gradually switched.

以上のような本実施形態の過給装置Ｓ１においてターボチャージャ（高圧側ターボチャージャ１及び低圧側ターボチャージャ２）が、コンプレッサインペラ１ａ１，２ａ１をバイパスして供給流路１ａ３，２ａ２と排出流路１ａ２，２ａ３と接続するバイパス流路１ａ４，２ａ４を備えている。
このため、エンジン配管Ｅ１に別途バイパス流路を設けることなく、空気Ｇ２がコンプレッサインペラ１ａ１，２ａ１をバイパスすることが可能となる。
したがって、本実施形態の過給装置Ｓ１によれば、エンジン配管Ｅ１を複雑化することになく、空気Ｇ２がコンプレッサインペラ１ａ１，２ａ１をバイパス可能とする。 In the supercharger S1 of the present embodiment as described above, the turbocharger (the high pressure side turbocharger 1 and the low pressure side turbocharger 2) bypasses the compressor impellers 1a1 and 2a1 and supplies the supply flow paths 1a3 and 2a2 and the discharge flow path 1a2. , 2a3 are provided with bypass passages 1a4 and 2a4.
For this reason, it becomes possible for the air G2 to bypass the compressor impellers 1a1 and 2a1 without providing a separate bypass passage in the engine pipe E1.
Therefore, according to the supercharging device S1 of the present embodiment, the air G2 can bypass the compressor impellers 1a1 and 2a1 without complicating the engine piping E1.

また、本実施形態の過給装置Ｓ１においては、コンプレッサインペラ１ａ１，２ａ１に導通する排出流路１ａ２，２ａ３、供給流路１ａ３，２ａ２及びバイパス流路１ａ４，２ａ４がコンプレッサインペラ１ａ１，２ａ１を囲うコンプレッサケーシング１ａ５，２ａ５内に形成されている。
このため、バイパス流路１ａ４，２ａ４を備えるにも関わらず、ターボチャージャ（高圧側ターボチャージャ１及び低圧側ターボチャージャ２）の外部に露出する形状が複雑化せず、例えば、ターボチャージャを取り付ける際の作業性が向上する。 In the supercharging device S1 of the present embodiment, the discharge channels 1a2, 2a3, the supply channels 1a3, 2a2, and the bypass channels 1a4, 2a4 that are connected to the compressor impellers 1a1, 2a1 surround the compressor impellers 1a1, 2a1. It is formed in casings 1a5 and 2a5.
For this reason, the shape exposed to the outside of the turbocharger (the high pressure side turbocharger 1 and the low pressure side turbocharger 2) is not complicated in spite of the provision of the bypass flow paths 1a4 and 2a4. Improved workability.

また、本実施形態の過給装置Ｓ１においては、ターボチャージャ（高圧側ターボチャージャ１及び低圧側ターボチャージャ２）が備えるバルブ１ａ６，２ａ６が供給流路１ａ３，２ａ２内に配置されている。
供給流路１ａ３，２ａ２の入口開口は、排出流路１ａ２，２ａ３の出口開口と比較して広いため、バルブ１ａ６，２ａ６が供給流路１ａ３，２ａ２内に配置されることによって、バルブ１ａ６，２ａ６を取り付ける場合の作業性が向上する。 Further, in the supercharging device S1 of the present embodiment, valves 1a6 and 2a6 included in the turbocharger (the high-pressure side turbocharger 1 and the low-pressure side turbocharger 2) are arranged in the supply flow paths 1a3 and 2a2.
Since the inlet openings of the supply flow paths 1a3 and 2a2 are wider than the outlet openings of the discharge flow paths 1a2 and 2a3, the valves 1a6 and 2a6 are arranged in the supply flow paths 1a3 and 2a2 to thereby provide the valves 1a6 and 2a6. Workability when mounting is improved.

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the description of the present embodiment, the description of the same parts as those of the first embodiment is omitted or simplified.

図６は、本実施形態の過給装置Ｓ２の概略構成を示す模式図である。
この図に示すように、本実施形態の過給装置Ｓ２においては、バルブ１ａ６，２ａ６が、排出流路１ａ２，２ａ３内に形成されている。 FIG. 6 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the supercharging device S2 of the present embodiment.
As shown in this figure, in the supercharging device S2 of this embodiment, valves 1a6 and 2a6 are formed in the discharge flow paths 1a2 and 2a3.

図７は、バルブ１ａ６を含む拡大断面図である。この図に示すように、本実施形態の過給装置Ｓ２においては、バイパス流路１ａ４の一方の開口端３０が排出流路１ａ２の内部に配置されており、バルブ１ａ６が排出流路１ａ２に配置されると共にバイパス流路１ａ４の開口端３０を開閉する。
なお、バルブ１ａ６の組立てやバイパス流路１ａ４の開口端３０に対する加工は、作業性を高めるために、低圧側ターボチャージャ１をエンジン配管Ｅ１に取り付ける前に、排出流路１ａ２の出口開口から行うことが望ましい。このため、図７に示すように、本実施形態の過給装置Ｓ２においてバルブ１ａ６及びバイパス流路１ａ４の開口端３０は、排出流路１ａ２の出口開口から作業可能な範囲、すなわちフランジＦ２の近傍に配置されている。 FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view including the valve 1a6. As shown in this figure, in the supercharging device S2 of the present embodiment, one open end 30 of the bypass flow path 1a4 is disposed inside the discharge flow path 1a2, and the valve 1a6 is disposed in the discharge flow path 1a2. At the same time, the opening end 30 of the bypass channel 1a4 is opened and closed.
The assembly of the valve 1a6 and the processing of the opening end 30 of the bypass flow path 1a4 are performed from the outlet opening of the discharge flow path 1a2 before the low-pressure turbocharger 1 is attached to the engine pipe E1 in order to improve workability. Is desirable. For this reason, as shown in FIG. 7, in the supercharging device S2 of the present embodiment, the opening end 30 of the valve 1a6 and the bypass flow path 1a4 can be operated from the outlet opening of the discharge flow path 1a2, that is, in the vicinity of the flange F2. Is arranged.

また、本実施形態の過給装置Ｓ２は、バルブ１ａ６を開閉するアクチュエータを備えておらず、図７に示すように、コイルバネ１ａ８（弾性体）を備えている。
このコイルバネ１ａ８は、排出流路１ａ２の圧力が供給流路１ａ３と同一である場合にバルブ１ａ６が開口端３０から離間するようにバルブ１ａ６を付勢し、排出流路１ａ２の圧力が供給流路１ａ３よりも高い場合にバルブ１ａ６が開口端３０を閉塞するように縮む。より詳細には、コイルバネ１ａ８のバネ定数は、排出流路１ａ２の圧力が供給流路１ａ３よりも高い場合にバルブ１ａ６に作用する荷重によってコイルバネ１ａ８が縮むように設定されている。 Further, the supercharging device S2 of the present embodiment does not include an actuator that opens and closes the valve 1a6, but includes a coil spring 1a8 (elastic body) as shown in FIG.
The coil spring 1a8 urges the valve 1a6 so that the valve 1a6 is separated from the opening end 30 when the pressure of the discharge flow path 1a2 is the same as that of the supply flow path 1a3, and the pressure of the discharge flow path 1a2 is When it is higher than 1a3, the valve 1a6 contracts so as to close the opening end 30. More specifically, the spring constant of the coil spring 1a8 is set so that the coil spring 1a8 contracts due to a load acting on the valve 1a6 when the pressure of the discharge channel 1a2 is higher than that of the supply channel 1a3.

図８は、バルブ２ａ６を含む拡大断面図である。この図に示すように、本実施形態の過給装置Ｓ２においては、バイパス流路２ａ４の一方の開口端４０が排出流路２ａ３の内部に配置されており、バルブ２ａ６が排出流路２ａ３に配置されると共にバイパス流路２ａ４の開口端４０を開閉する。
なお、バルブ２ａ６の組立てやバイパス流路２ａ４の開口端４０に対する加工は、作業性を高めるために、高圧側ターボチャージャ２をエンジン配管Ｅ１に取り付ける前に、排出流路２ａ３の出口開口から行うことが望ましい。このため、図８に示すように、本実施形態の過給装置Ｓ２においてバルブ２ａ６及びバイパス流路２ａ４の開口端４０は、排出流路２ａ３の出口開口から作業可能な範囲、すなわちフランジＦ５の近傍に配置されている。 FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view including the valve 2a6. As shown in this figure, in the supercharging device S2 of the present embodiment, one open end 40 of the bypass flow path 2a4 is disposed inside the discharge flow path 2a3, and the valve 2a6 is disposed in the discharge flow path 2a3. In addition, the opening end 40 of the bypass channel 2a4 is opened and closed.
The assembly of the valve 2a6 and the processing of the opening end 40 of the bypass flow path 2a4 are performed from the outlet opening of the discharge flow path 2a3 before the high-pressure turbocharger 2 is attached to the engine pipe E1 in order to improve workability. Is desirable. Therefore, as shown in FIG. 8, in the supercharging device S2 of the present embodiment, the opening end 40 of the valve 2a6 and the bypass flow path 2a4 can be operated from the outlet opening of the discharge flow path 2a3, that is, in the vicinity of the flange F5. Is arranged.

また、本実施形態の過給装置Ｓ２は、バルブ２ａ６を開閉するアクチュエータを備えておらず、図８に示すように、コイルバネ２ａ８（弾性体）を備えている。
このコイルバネ２ａ８は、排出流路２ａ３の圧力が供給流路２ａ２と同一である場合にバルブ２ａ６が開口端４０から離間するようにバルブ２ａ６を付勢し、排出流路２ａ３の圧力が供給流路２ａ２よりも高い場合にバルブ２ａ６が開口端４０を閉塞するように縮む。より詳細には、コイルバネ２ａ８のバネ定数は、排出流路２ａ３の圧力が供給流路２ａ２よりも高い場合にバルブ２ａ６に作用する荷重によってコイルバネ２ａ８が縮むように設定されている。 Further, the supercharging device S2 of the present embodiment does not include an actuator that opens and closes the valve 2a6 but includes a coil spring 2a8 (elastic body) as shown in FIG.
The coil spring 2a8 biases the valve 2a6 so that the valve 2a6 is separated from the opening end 40 when the pressure of the discharge channel 2a3 is the same as that of the supply channel 2a2, and the pressure of the discharge channel 2a3 is When it is higher than 2a2, the valve 2a6 contracts to close the opening end 40. More specifically, the spring constant of the coil spring 2a8 is set so that the coil spring 2a8 contracts due to a load acting on the valve 2a6 when the pressure of the discharge channel 2a3 is higher than the supply channel 2a2.

このような構成を有する本実施形態の過給装置Ｓ２においては、エンジンＥが低回転域である場合には、高圧側ターボチャージャ１のタービン１ｂが備えるバルブ１ｂ６を閉鎖し、高圧側ターボチャージャ２のタービン２ｂが備えるバルブ２ｂ６を開放する。
この結果、上記第１実施形態と同様に、高圧側ターボチャージャ１のコンプレッサ１ａが備えるコンプレッサインペラ１ａ１が回転し、低圧側ターボチャージャ２のコンプレッサ２ａが備えるコンプレッサインペラ２ａ１は回転せずに停止していることとなる。
この結果、高圧側ターボチャージャ１のコンプレッサ１ａが備えるコンプレッサインペラ１ａ１に導通する排出流路１ａ２の圧力が供給流路１ａ３よりも高くなってバルブ１ａ６が閉鎖し、低圧側ターボチャージャ２のコンプレッサ２ａを備えるコンプレッサインペラ２ａ１に導通する排出流路２ａ３の圧力が供給流路２ａ２と同一となってバルブ２ａ６が開放される。 In the supercharging device S2 of the present embodiment having such a configuration, when the engine E is in a low rotation range, the valve 1b6 provided in the turbine 1b of the high pressure side turbocharger 1 is closed, and the high pressure side turbocharger 2 is closed. The valve 2b6 provided in the turbine 2b is opened.
As a result, as in the first embodiment, the compressor impeller 1a1 provided in the compressor 1a of the high-pressure turbocharger 1 rotates, and the compressor impeller 2a1 provided in the compressor 2a of the low-pressure turbocharger 2 stops without rotating. Will be.
As a result, the pressure of the discharge flow path 1a2 connected to the compressor impeller 1a1 included in the compressor 1a of the high-pressure side turbocharger 1 becomes higher than the supply flow path 1a3, the valve 1a6 is closed, and the compressor 2a of the low-pressure side turbocharger 2 is closed. The pressure of the discharge flow path 2a3 conducted to the compressor impeller 2a1 provided is the same as that of the supply flow path 2a2, and the valve 2a6 is opened.

また、エンジンＥが高回転域である場合には、高圧側ターボチャージャ１のタービン１ｂが備えるバルブ１ｂ６を開放し、低圧側ターボチャージャ２のタービン２ｂが備えるバルブ２ｂ６を閉鎖する。
この結果、上記第１実施形態と同様に、高圧側ターボチャージャ１のコンプレッサ１ａが備えるコンプレッサインペラ１ａ１が停止し、低圧側ターボチャージャ２のコンプレッサ２ａが備えるコンプレッサインペラ２ａ１が回転することとなる。
この結果、高圧側ターボチャージャ１のコンプレッサ１ａが備えるコンプレッサインペラ１ａ１に導通する排出流路１ａ２の圧力が供給流路１ａ３と同一となってバルブ１ａ６が開放し、低圧側ターボチャージャ２のコンプレッサ２ａを備えるコンプレッサインペラ２ａ１に導通する排出流路２ａ３の圧力が供給流路２ａ２よりも高くなってバルブ２ａ６が閉鎖される。 Further, when the engine E is in a high rotation range, the valve 1b6 provided in the turbine 1b of the high-pressure side turbocharger 1 is opened, and the valve 2b6 provided in the turbine 2b of the low-pressure side turbocharger 2 is closed.
As a result, similarly to the first embodiment, the compressor impeller 1a1 provided in the compressor 1a of the high-pressure side turbocharger 1 stops, and the compressor impeller 2a1 provided in the compressor 2a of the low-pressure side turbocharger 2 rotates.
As a result, the pressure of the discharge flow path 1a2 conducted to the compressor impeller 1a1 provided in the compressor 1a of the high-pressure side turbocharger 1 becomes the same as that of the supply flow path 1a3, the valve 1a6 is opened, and the compressor 2a of the low-pressure side turbocharger 2 is opened. The pressure of the discharge flow path 2a3 connected to the compressor impeller 2a1 provided is higher than that of the supply flow path 2a2, and the valve 2a6 is closed.

以上のような本実施形態の過給装置Ｓ２によれば、上記第１実施形態の過給装置Ｓ１と同様に、エンジン配管Ｅ１に別途バイパス流路を設けることなく、空気Ｇ２がコンプレッサインペラ１ａ１，２ａ１をバイパスすることが可能となる。
したがって、本実施形態の過給装置Ｓ１によれば、エンジン配管Ｅ１を複雑化することになく、空気Ｇ２がコンプレッサインペラ１ａ１，２ａ１をバイパス可能とする。 According to the supercharging device S2 of the present embodiment as described above, the air G2 is supplied to the compressor impeller 1a1, without providing a separate bypass flow path in the engine pipe E1, similarly to the supercharging device S1 of the first embodiment. 2a1 can be bypassed.
Therefore, according to the supercharging device S1 of the present embodiment, the air G2 can bypass the compressor impellers 1a1 and 2a1 without complicating the engine piping E1.

また、本実施形態の過給装置Ｓ２によれば、ターボチャージャ（高圧側ターボチャージャ１及び低圧側ターボチャージャ２）が備えるバルブ１ａ６，２ａ６が排出流路１ａ２，２ａ３内に配置されている。
このため、コイルバネ１ａ８，２ａ８を用いたバルブ１ａ６，２ａ６の開閉が可能となり、別途アクチュエータを設置することなく、バルブ１ａ６，２ａ６の開閉を行うことが可能となる。 Further, according to the supercharging device S2 of the present embodiment, the valves 1a6 and 2a6 provided in the turbocharger (the high pressure side turbocharger 1 and the low pressure side turbocharger 2) are arranged in the discharge flow paths 1a2 and 2a3.
Therefore, the valves 1a6 and 2a6 using the coil springs 1a8 and 2a8 can be opened and closed, and the valves 1a6 and 2a6 can be opened and closed without installing an actuator separately.

以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring drawings, this invention is not limited to the said embodiment. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described embodiments are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.

例えば、上記実施形態においては、本発明のターボチャージャを、エンジンから排出される排気ガスの流動方向に直列に配置された複数のターボチャージャを備える過給装置（シリーズシーケンシャルツインターボ）に適用した構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、単段式のターボチャージャやパラレルツインターボ、又は２段過給に適用することも可能である。 For example, in the above embodiment, the turbocharger of the present invention is applied to a supercharger (series sequential twin turbo) including a plurality of turbochargers arranged in series in the flow direction of exhaust gas discharged from the engine. Explained.
However, the present invention is not limited to this, and can be applied to a single-stage turbocharger, parallel twin turbo, or two-stage supercharging.

また、上記実施形態においては、本発明のバネとしてコイルバネを用いる構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、他のバネを本発明のバネとして用いても良い。 Moreover, in the said embodiment, the structure which uses a coil spring as a spring of this invention was demonstrated.
However, the present invention is not limited to this, and other springs may be used as the spring of the present invention.

また、本発明におけるバルブの配置位置や開閉方向は、上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、図９に示すように、供給流路２ａ２（１ａ３）に沿ってバイパス流路２ａ４（１ａ４）の入り口側端部が延在している場合には、当該バイパス流路２ａ４の入り口側端部形状に応じて、バルブ２ａ６（１ａ６）は、フランジＦ１（Ｆ５）に向けて開口するように配置されることとなる。 Further, the arrangement position and the opening / closing direction of the valve in the present invention are not limited to the above embodiment.
For example, as shown in FIG. 9, when the inlet side end of the bypass channel 2a4 (1a4) extends along the supply channel 2a2 (1a3), the inlet side end of the bypass channel 2a4 Depending on the shape of the part, the valve 2a6 (1a6) is arranged to open toward the flange F1 (F5).

Ｓ１，Ｓ２……過給装置、１……高圧側ターボチャージャ（ターボチャージャ）、２……低圧側ターボチャージャ（ターボチャージャ）、１ａ，２ａ……コンプレッサ、１ａ１，２ａ１……コンプレッサインペラ、１ａ２，２ａ３……排出流路、１ａ３，２ａ２……供給流路、１ａ４，２ａ４……バイパス流路、１ａ５，２ａ５……コンプレッサケーシング、１ａ６，２ａ６……バルブ、１ａ７，２ａ７……アクチュエータ、１ａ８，２ａ８……コイルバネ（弾性体）、１ｂ，２ｂ……タービン、１０，２０，３０，４０……開口端 S1, S2 ... Supercharger, 1 ... High-pressure turbocharger (turbocharger), 2 ... Low-pressure turbocharger (turbocharger), 1a, 2a ... Compressor, 1a1, 2a1 ... Compressor impeller, 1a2, 2a3: Discharge flow path, 1a3, 2a2 ... Supply flow path, 1a4, 2a4 ... Bypass flow path, 1a5, 2a5 ... Compressor casing, 1a6, 2a6 ... Valve, 1a7, 2a7 ... Actuator, 1a8, 2a8 ...... Coil spring (elastic body), 1b, 2b ... Turbine 10, 20, 30, 40 ... Open end

Claims

A turbocharger comprising a compressor and a turbine,
A supply flow path for supplying air to the compressor impeller, a discharge flow path for discharging the air from the compressor impeller, a bypass flow path that bypasses the compressor impeller and connects the supply flow path and the discharge flow path, A turbocharger comprising: a valve that opens and closes the bypass flow path.

The turbocharger according to claim 1, wherein the discharge flow path, the supply flow path, and the bypass flow path are formed in a compressor casing that surrounds the compressor impeller.

The turbocharger according to claim 1, wherein the valve opens and closes an opening end of the bypass flow channel facing the supply flow channel, and is disposed in the supply flow channel.

3. The turbocharger according to claim 1, wherein the valve opens and closes an opening end of the bypass flow channel facing the discharge flow channel, and is formed in the discharge flow channel.

When the pressure of the discharge channel is the same as that of the supply channel, the valve is biased so that the valve is separated from the opening end, and the pressure of the discharge channel is higher than that of the supply channel The turbocharger according to claim 4, further comprising an elastic body that contracts so that the valve closes the opening end.

A turbocharger comprising a plurality of turbochargers arranged in series in the flow direction of exhaust gas discharged from an engine,
A turbocharger comprising the turbocharger according to claim 1 as the turbocharger.