CN101573516A - 排气涡轮增压器 - Google Patents

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Abstract

提供一种排气涡轮增压器，能够防止由排气气体的热而引起增压器涡轮旋转轴的轴心与增压器压缩机旋转轴的轴心出现偏离，或增压器涡轮旋转轴的轴心、增压器压缩机旋转轴的轴心与发电机旋转轴的轴心出现偏离，能够降低这些旋转轴的振动，而且能够提高增压器整体的可靠性。本发明的排气涡轮增压器(1)具有：支承涡轮部(3)和压缩机部(5)的罩(6)，其中，使罩(6)的下端部成为脚部(6a)，把该脚部(6a)相对地面设置的基台固定，且设置具有与涡轮部(3)和压缩机部(5)的旋转轴(7)连结的旋转轴(19a)的发电机(19)。

Description

排气涡轮增压器
技术领域
本发明涉及排气涡轮增压器，特别是涉及在船舶用内燃机、陆地发电机用内燃机等上安装的排气涡轮增压器。
背景技术
作为这种排气涡轮增压器公知的是：具备其旋转轴与增压器的涡轮和压缩机的旋转轴连结的发电机(例如参照专利文献1)。
专利文献1：特开2004-346803号公报
上述专利文献所公开的排气涡轮增压器利用增压器侧设置的支承部件和发电机侧设置的支承部件而被固定在基台上。因此，增压器侧的支承部件由排气气体的热，在其长度方向(上下方向)上产生大的热伸长，发电机侧的支承部件并不由排气气体的热而产生热伸长。因此，增压器涡轮旋转轴的轴心、增压器压缩机旋转轴的轴心和发电机旋转轴的轴心出现大的偏离，有可能这些旋转轴出现异常振动。这通过上述专利文献的图5(即，表示增压器侧的旋转轴振动振幅与发电机侧的旋转轴振动振幅大不相同的图)也能够理解。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而开发的，目的在于提供一种排气涡轮增压器，能够防止由排气气体的热而引起增压器涡轮旋转轴的轴心与增压器压缩机旋转轴的轴心出现偏离，或增压器涡轮旋转轴的轴心、增压器压缩机旋转轴的轴心与发电机旋转轴的轴心出现偏离，能够降低这些旋转轴的振动，而且能够提高增压器整体的可靠性。
为了解决上述课题，本发明采用了以下的方法。
本发明的排气涡轮增压器具有：被从内燃机引导来的排气气体驱动的涡轮部、被该涡轮部驱动而向所述内燃机压送外部气体的压缩机部、支承这些涡轮部和压缩机部的罩，其中，使所述罩的下端部成为脚部，把该脚部相对地面设置的基台固定，且设置具有与所述涡轮部和所述压缩机部的旋转轴连结的旋转轴的发电机。
根据该排气涡轮增压器，由于增压器整体的重量仅经由罩的脚部向基台传递(即仅由脚部支承)，所以由排气气体的热引起的主要热伸长在罩的上下方向(纵向)和旋转轴的轴向(与罩的上下方向正交的方向)产生。
由于利用罩支承涡轮部和压缩机部这两者，所以能够防止由排气气体的热(由热伸长差)而引起涡轮部旋转轴的轴心与压缩机部旋转轴的轴心出现偏离，能够降低这些旋转轴的振动，而且能够提高增压器整体的可靠性。
使发电机的旋转轴与涡轮部和压缩机部的旋转轴一起旋转，利用该发电机来回收剩余能量，例如能够提高船舶和发电站等的热效率。
在所述压缩机部的上游侧设置消音器，该消音器与所述内燃机的吸气系统连接并经由所述压缩机部被所述罩支承，在该消音器的中央部设置其内部具有凹处的壳罩，且在所述凹处内能够适当地收容所述发电机。
根据该排气涡轮增压器，由于把发电机大致隐藏地收容在消音器的内部，所以谋求了装置的小型化。
且优选所述发电机还具有作为电动机的功能。
根据该排气涡轮增压器，能够代替从辅助吹风机等向所述内燃机压送外部气体，而把该发电机作为起动装置利用，来从压缩机部直接向所述内燃机压送外部气体。
本发明的内燃机具备上述的某排气涡轮增压器。
根据该内燃机，具备振动少且可靠性高的排气涡轮增压器，稳定地向该内燃机压送外部气体，能够充分发挥该内燃机的性能，能够提高该内燃机的可靠性。
根据本发明，能够获得如下的效果：能够防止由排气气体的热而引起增压器涡轮旋转轴的轴心与增压器压缩机旋转轴的轴心出现偏离，或增压器涡轮旋转轴的轴心、增压器压缩机旋转轴的轴心与发电机旋转轴的轴心出现偏离，能够降低这些旋转轴的振动，而且能够提高增压器的可靠性。
附图说明
图1是表示本发明排气涡轮增压器一实施例的纵剖视图；
图2是从消音器侧看图1所示排气涡轮增压器的局部剖切立体图；
图3是从涡轮部侧看图1所示排气涡轮增压器的局部剖切立体图。
符号说明
1   排气涡轮增压器    2  排气气体    3  涡轮部    4  外部气体5   压缩机部    6  罩    6a  脚部    7  旋转轴    16  消音器18  壳罩    18a  凹处    19  发电机    19a  旋转轴
具体实施方式
以下一边参照附图一边说明本发明排气涡轮增压器的一实施例。
如图1到图3所示，作为本实施例的排气涡轮增压器1的主要元件而包括：被从未图示的内燃机(例如柴油发动机和燃气涡轮发动机等)引导来的排气气体(燃烧气体)2驱动的涡轮部3、被该涡轮部3驱动而向所述内燃机压送外部气体4的压缩机部5、设置在这些涡轮部3和压缩机部5之间并支承它们的罩6。
罩6插入有使一端向涡轮部3侧突出而另一端向压缩机部5侧突出的旋转轴7。该旋转轴7被设置在罩6的轴承8能够围绕轴线旋转地被支承。在罩6上设置有从润滑油盒(未图示)向轴承8供给润滑油的润滑油供给路9。
罩6的下端部是在旋转轴7的轴向上以一点支承罩6(也有在与旋转轴7的轴向正交的方向上以两点以上支承的情况)的脚部6a，该脚部6a被固定在设置于地面的基台(未图示)上。即，排气涡轮增压器1的重量经由该脚部6a向基台传递。
图中符号P是加强板。该加强板P的一端部被固定在涡轮部3的下端部，而且另一端部与罩6的脚部6a同样地被固定在基台上。该加强板P的主要目的并不是如脚部6a那样支承排气涡轮增压器1的重量，其主要目的是使排气涡轮增压器1不相对基台摆动(振动)。
涡轮部3具有：与所述内燃机的排气系统连接且供给排气气体2的至少一部分的排气气体通路10、接受向该排气气体通路10内供给的排气气体2的流动而被驱动旋转的涡轮11。
涡轮11具备涡轮转子12和涡轮喷嘴13。涡轮转子12具备：设置在旋转轴7一端部的圆盘状的涡轮圆盘12a、安装在该涡轮圆盘12a的外周上且具有翼形截面的多个涡轮叶片12b。
涡轮喷嘴13把多个喷嘴导向翼13a环状配置，且被配置在涡轮叶片12b的上游侧。
排气气体通路10具有：供给路10a，其与所述内燃机的排气系统连接并把排气气体2向喷嘴导向翼13a和涡轮叶片12b引导；送出路10b，其被设置成朝向涡轮11的半径方向外侧而把通过了涡轮11的排气气体2向系统外或未图示的排气净化装置等引导。
压缩机部5具有：压缩机叶轮14，其通过旋转驱动而把外部气体4向径向外侧送出；涡流室15，把该压缩机叶轮14的周围包围而把被压缩机叶轮14送出的外部气体4进行压缩。
压缩机叶轮14具备：轮毂14a，其是圆盘状而被安装在旋转轴7的另一端部；多个叶片14b，其从该轮毂14a的外表面向半径方向外侧延伸，且沿周方向被设置成环状。
把与所述内燃机的吸气系统连接的消音器(减音器)16与压缩机部5的上游侧邻接配置，通过了该消音器16的外部气体4经由流入路17而被向压缩机叶轮14的叶片14b引导。在压缩机部5的下游侧设置有未图示的中间冷却器和稳压箱等，通过了涡流室15的外部气体4在通过这些中间冷却器和稳压箱等后被向所述内燃机供给。
在消音器16的中央部设置其内部具有朝向轮毂14a的端面而前端变细形成的凹处18a的壳罩18，且在凹处18a内收容(高速感应)发电机19。壳罩18经由流入设置在路17内的多个(例如四个)支架20而被固定于压缩机部5(形成流入路17的半径方向外侧的壁面)。而且由壳罩18的外侧表面构成形成流入路17的半径方向内侧的壁面。
发电机19的其旋转轴19a被配置成位于与所述旋转轴7的同一旋转轴线上，而且该旋转轴19a经由柔性联轴器21而与贯通轮毂14a向消音器16侧突出的旋转轴7的一端部前端连结。即，发电机19的旋转轴19a与旋转轴7一起旋转。
根据本实施例的排气涡轮增压器1，由于增压器整体的重量仅经由罩6的脚部6a向基台传递(即，仅由脚部6a支承)，所以由排气气体2的热引起的主要热伸长在罩6的长度方向(上下方向)和旋转轴7的轴向(与罩6的长度方向正交的方向)产生。
由此，能够防止由排气气体2的热(由热伸长差)而引起旋转轴7的轴心与柔性联轴器21的轴心、旋转轴19a的轴心出现偏离，能够降低这些旋转轴7、19和柔性联轴器21的振动，而且能够提高增压器整体的可靠性。
由于发电机19被收容在消音器16内部设置的壳罩18内，所以能够谋求装置的小型化。
且发电机19在作为电动机也能够进行利用的情况下，能够代替从辅助吹风机等向所述内燃机压送外部气体4地而把该发电机19作为起动装置利用，来从压缩机部5直接向所述内燃机压送外部气体4。

Claims (4)

1、一种排气涡轮增压器，具有：被从内燃机引导来的排气气体驱动的涡轮部、被该涡轮部驱动而向所述内燃机压送外部气体的压缩机部、支承这些涡轮部和压缩机部的罩，其特征在于，
使所述罩的下端部成为脚部，把该脚部相对地面设置的基台固定，
且设置具有与所述涡轮部和所述压缩机部的旋转轴连结的旋转轴的发电机。
2、如权利要求1所述的排气涡轮增压器，其特征在于，在所述压缩机部的上游侧设置消音器，该消音器与所述内燃机的吸气系统连接并经由所述压缩机部被所述罩支承，在该消音器的中央部设置其内部具有凹处的壳罩，且在所述凹处内收容所述发电机。
3、如权利要求1或2所述的排气涡轮增压器，其特征在于，所述发电机还具有作为电动机的功能。
4、一种内燃机，其特征在于，具备权利要求1到3任一项所述的排气涡轮增压器。
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