CN110206632B - 涡轮增压器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种涡轮增压器,不会大幅度地改变现有设备,能够减少对于支承转子的轴承的运转时的负载,能够防止因含有EGR气体的混合气体造成外部的环境恶化。涡轮增压器具有:压缩机壳体,其收纳对含有EGR气体的混合气体进行压缩的压缩机;涡轮机壳体,其收纳经由转子而与压缩机连结的涡轮机;轴承壳体,其收纳可旋转地支承转子的轴承;混合气体排气流路,其将在压缩机壳体或者轴承壳体的外周面形成且与在压缩机的背面侧形成的第一空间连通的第一开口、以及在涡轮机壳体的外周面形成且与在涡轮机壳体的比涡轮机更靠近下游侧的位置形成的第二空间连通的第二开口进行连接。
Description
技术领域
本公开涉及对含有EGR气体的混合气体进行增压而构成的涡轮增压器。
背景技术
有些涡轮增压器在外壳形成有通气孔(专利文献1)。在专利文献1中,已经公开一种技术,其在利用叶轮(压缩机)进行增压的高压空气的一部分向由叶轮的背面与外壳包围的空间流动的增压器中,为了平衡作用于叶轮的推力,将流入上述空间的高压气体从贯穿设置于外壳的通气孔向大气中排出。
另外,具有涡轮增压器的发动机有时为了减少NOx(氮氧化物),利用将在发动机燃烧后的排气的一部分再次吸入的排气再循环(EGR)方式(专利文献2)。如专利文献2所公开的那样,EGR具有:使比涡轮机更靠近上游侧的位置的排气向比压缩机更靠近下游侧的位置回流的高压EGR、以及使比涡轮机更靠近下游侧的位置的排气向比压缩机更靠近上游侧的位置回流的低压EGR。
当将在上述外壳具有通气孔的涡轮增压器设置在利用EGR方式的发动机时,向比压缩机更靠近上游侧的位置回流的排气(EGR气体)会从通气孔向大气中排出。因为在EGR气体中含有NOx(氮氧化物)等大气污染物质,所以可能成为使涡轮增压器造成外部环境恶化的原因。
另外,在为了使EGR气体不向大气中排出而关闭了上述通气孔的情况下,由于流向压缩机背面的压缩后的气体与在压缩机的前面侧流动的气体之间的压力差,将压缩机向前面侧按压,所以,对支承压缩机的转子的轴承的运转时的负载(推力载荷)可能增大。对该轴承的运转时的负载的增大可能导致轴承损坏及涡轮增压器效率降低。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:(日本)特开平8-254128号公报
专利文献2:(日本)特开2015-165124号公报
发明内容
鉴于上述问题,本发明的至少一个实施方式的目的在于提供一种涡轮增压器,其不会大幅度地改变现有设备,能够减少对于支承转子的轴承的运转时的负载,并且能够防止由于含有EGR气体的混合气体而引起涡轮增压器的外部环境恶化。
(1)本发明的至少一个实施方式的涡轮增压器为对含有EGR气体的混合气体进行增压而构成的涡轮增压器,具有:
压缩机壳体,其收纳对所述混合气体进行压缩的压缩机;
涡轮机壳体,其收纳经由转子而与所述压缩机连结的涡轮机;
轴承壳体,其收纳可旋转地支承所述转子的轴承;
至少一个混合气体排气流路,其连接第一开口以及第二开口;
所述第一开口在所述压缩机壳体或者所述轴承壳体的外周面形成,与在所述压缩机的背面侧形成的第一空间连通,
所述第二开口在所述涡轮机壳体的外周面形成,与在所述涡轮机壳体的比所述涡轮机更靠近下游侧的位置形成的第二空间连通。
根据上述(1)的结构,在涡轮增压器运转时,被压缩机压缩而成为高压的混合气体流入在压缩机的背面侧形成的第一空间,与此相对,对涡轮机做功而成为低压的排气在涡轮机壳体的比涡轮机更靠近下游侧的位置形成的第二空间流动。因此,由于第一空间的混合气体与第二空间的排气之间的压力差,第一空间的混合气体通过将与第一空间连通的第一开口和与第二空间连通的第二开口连接的至少一个混合气体排气流路,流入第二空间。因为利用混合气体排气流路能够释放第一空间的混合气体,所以能够减少支承转子的轴承之中、对推力轴承的运转时的负载。
另外,流入第二空间的含有EGR气体的混合气体与在比涡轮机更靠近下游侧的位置流动的排气一起,从涡轮机壳体的气体排出口排出,利用在比气体排出口更靠近排气流动方向的下游侧的位置设置的、用于处理排气的排气处理装置,进行与排气相同的处理。因此,能够防止由于从第一空间排出的混合气体而使涡轮增压器的外部环境恶化。
另外,上述结构的涡轮增压器不需要重新设置泵等送风装置以及用于处理混合气体的处理装置,只要形成有第一开口及第二开口、设置与第一开口及第二开口连接的至少一个混合气体排气流路即可,所以不会大幅度地改变现有设备。另外,不需要改变涡轮增压器以外的其它现有设备及现有配管。因此,上述涡轮增压器容易由现有设备进行改变,能够有效活用现有设备。特别在已经形成有第一开口及第二开口的情况下,更容易由现有设备进行改变。
(2)在几个实施方式中,基于上述(1)的结构,
在所述涡轮机壳体的外周面,在周向上隔着间隔形成有多个排水孔,
所述第二开口由所述多个排水孔的至少一个形成。
通常,涡轮机壳体构成为能够根据将排气向外部排出的烟囱的位置及方向来改变安装角度。在涡轮机壳体的外周面,在周向上隔着间隔形成有多个排水孔。以使即使改变涡轮机壳体的安装角度也能够从涡轮机壳体的内部适当地排出排水。根据上述(2)的结构,因为第二开口由多个排水孔的至少一个形成,所以,能够活用设有多个排水孔的现有涡轮机壳体。另外,在构成混合气体排气流路的配件之中的至少一部分配件与为了排出排水而与排水孔连接的连接配件之间能够使配件通用。
(3)在几个实施方式中,基于上述(2)的结构,
所述多个排水孔包括:在铅垂方向上位于最下方的最下方排水孔、以及所述最下方排水孔以外的其它排水孔即上方侧排水孔,
所述第二开口由所述上方侧排水孔的至少一个形成。
根据上述(3)的结构,通过使第二开口成为在铅垂方向上位于最下方的最下方排水孔以外的其它排水孔,能够抑制排水通过第二开口而侵入混合气体排气流路中。
(4)在几个实施方式中,基于上述(2)的结构,
所述多个排水孔包括位于相对于所述涡轮机壳体的气体排出口最接近的位置的排出口侧排水孔,
所述第二开口由所述排出口侧排水孔形成。
根据上述(4)的结构,通过使第二开口成为位于相对于涡轮机壳体的气体排出口最接近的位置的排出口侧排水孔,与使其它的排水孔成为第二开口的情况相比,能够使第二开口位于与涡轮机分离的位置。因此,能够防止因混合气体从第二开口向第二空间流入而产生的、在第二空间流动的排气流的紊乱的影响向涡轮机传播。
(5)在几个实施方式中,基于上述(1)~(4)的结构,
此外具有止回阀,其设置在所述混合气体排气流路的中途,防止排气从所述第二空间向所述第一空间流动。
根据上述(5)的结构,假设在第二空间的排气的压力比第一空间的混合气体的压力高的情况下,也能够利用止回阀防止排气从第二空间向第一空间流动。在此,在涡轮机壳体的内部流动的排气中含有硫氧化物(SOx)等腐蚀性成分。因此,具有上述止回阀的涡轮增压器能够防止由于在排气中含有的腐蚀性成分而使压缩机等与第一空间面对的部件腐蚀或损坏。
发明的效果
根据本发明的至少一个实施方式,能够提供一种涡轮增压器,其不会大幅度地改变现有设备,能够减少对于支承转子的轴承的运转时的负载,并且能够防止因含有EGR气体的混合气体而使涡轮增压器的外部环境恶化。
附图说明
图1是概括表示具有本发明的一个实施方式的涡轮增压器的船用柴油发动机的结构的结构概要图。
图2是概括表示本发明的一个实施方式的涡轮增压器的剖视概要图。
图3是用于说明本发明的一个实施方式的第一开口、第二开口以及混合气体排气流路的图,是概括表示涡轮增压器的结构的结构概要图。
图4是用于说明本发明的一个实施方式的混合气体排气流路的图,是概括表示涡轮增压器的外观的外观概要图。
图5是相当于图4的B-B线的箭头方向观察的图,是气体排出口向铅垂上方开口的涡轮机壳体的剖视概要图。
图6是相当于图4的B-B线的箭头方向观察的图,是气体排出口向斜上方开口的涡轮机壳体的剖视概要图。
附图标记说明
1柴油发动机;10发动机;11 EGR系统;12排气处理装置;13进气流路;14排气流路;15空气滤清器;16空气冷却器;17 EGR流路;3涡轮增压器;30轴承;31第一空间;32第二空间;33混合气体排气流路;34止回阀;35配管;35A压缩机侧配管;35B涡轮机侧配管;35C连接配管;36排水配管;37推力轴承;4压缩机壳体;41外周面;42进气入口;43扩散器;44压缩机流路;45护罩部;46进气出口;5轴承壳体;51外周面;52第一开口;53通气孔;54连接流路;6涡轮机壳体;6A入口侧壳体;6B出口侧壳体;61外周面;62第二开口;63排水孔;63A最下方排水孔;63B上方侧排水孔;63C排出口侧排水孔;64排气入口;65排气入口侧空间;66排气出口;7压缩机;71正面;72背面;73轮毂;74叶片;8涡轮机;9转子;A燃烧用气体;E排气;I新鲜空气。
具体实施方式
下面,参照附图,针对本发明的几个实施方式进行说明。但是,作为实施方式而记载的或附图所示的结构配件的尺寸、材质、形状、及其相对的配置等不是将本发明的范围限制于此的主旨,只是单纯的说明例。
例如,表示“某方向”、“沿某方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或“同轴”等相对或绝对配置的表达,不只是表示严格意义上那样的配置,也表示以公差、或得到相同功能程度的角度及距离进行相对位移的状态。
例如,表示“一样”、“相同”以及“均匀”等的事物为相同状态的表达不只表示严格意义上相同的状态,也表示公差、或可得到相同功能程度的差别存在的状态。
例如,表示四边形状或圆筒形状等形状的表达,不只表示几何学方面严格意义上的四边形状或圆筒形状等形状,也表示在可获得相同效果的范围内、包括凹凸部或倒角部等在内的形状。
另一方面,“配置”、“配备”、“具备”、“包括”或“具有”一个结构主要部件这样的表达不是排除其它结构主要部件存在的排他性表达。
需要说明的是,针对相同的结构使用相同的标记,有时省略说明。
图1是概括表示具有本发明的一个实施方式的涡轮增压器的船用柴油发动机的结构的结构概要图。如图1所示,涡轮增压器3设置在船用柴油发动机1(船用内燃机)中,该船用柴油发动机1具有:柴油发动机(下面称为发动机10)、使由发动机10排出的排气E(排气)的一部分向后面叙述的压缩机7的上游侧回流的EGR系统11、以及从由发动机10排出的排气E中除去有害物质的排气处理装置12。在图1所示的实施方式中,发动机10是驱动未图示的推进器的主发动机(船用主机),该推进器使搭载有柴油发动机1的船舶前进。
如图1所示,涡轮增压器3具有:在发动机10的进气流路13设置的压缩机7、以及在发动机10的排气流路14设置的涡轮机8。压缩机7及涡轮机8经由转子9相互机械式连结,可一体地旋转而构成。涡轮机8利用从发动机10排出的排气E进行旋转,通过与涡轮机8联动而旋转的压缩机7,对向发动机10供给的燃烧用气体A(新鲜空气I或后面叙述的混合气体)进行压缩(增压)。
在图1所示的实施方式中,在进气流路13的比压缩机7更靠近上游侧的位置设有从燃烧用气体A中除去尘及埃等的空气滤清器15。另外,在图1所示的实施方式中,在进气流路13的比压缩机7更靠近下游侧的位置设有对由压缩机7进行压缩并升温的燃烧用气体A进行冷却的空气冷却器16。
如图1所示,上述的排气处理装置12设置在排气流路14的比涡轮机8更靠近下游侧的位置。在几个实施方式中,排气处理装置12是通过向排气喷射清洗液、除去排气中的颗粒状物质(PM)及SOx(硫氧化物)等有害物质的洗涤器。另外,排气流路14在比排气处理装置12更靠近上游侧的位置分支出来,从发动机10排出的排气的一部分从未图示的烟囱向大气中排出。
如图1所示,EGR系统11具有EGR流路17,其连接在排气流路14的比排气处理装置12更靠近下游侧的位置,并且连接在进气流路13的比压缩机7更靠近上游侧且比空气滤清器15更靠近下游侧的位置。利用EGR系统11,从发动机10排出的排气的一部分经由EGR流路17,返回压缩机7的入口侧的进气流路13。在图1所示的实施方式中,在EGR流路17设有EGR冷却器18及EGR阀19。需要说明的是,在其它的实施方式中,设有EGR鼓风机来取代EGR冷却器18,对在EGR流路17流动的排气的压力损失进行补偿。
图2是概括表示本发明的一个实施方式的涡轮增压器的剖视概要图。如图2所示,涡轮增压器3具有:沿轴线方向(图2中左右方向)延伸的转子9(旋转轴)、在转子9的轴线方向的一端设置的上述压缩机7、在转子9的轴线方向的另一端设置的上述涡轮机8(涡轮机转子叶片)、可旋转地支承转子9的轴承30、以及在推力方向上支承转子9的推力轴承37。
如图2所示,涡轮增压器3此外具有:收纳压缩机7的压缩机壳体4、收纳涡轮机8的涡轮机壳体6、以及收纳轴承30的轴承壳体5。如图2所示,轴承壳体5在转子9的轴线方向上配置在压缩机壳体4与涡轮机壳体6之间,通过螺栓的螺合等被固定于压缩机壳体4及涡轮机壳体6。
如图2所示,压缩机7包括:轮毂73、以及从轮毂73的外周向径向(与轴线方向正交的方向)外侧突出而设置的多枚叶片74。如图2所示,轮毂73在轴线方向上形成为外形尺寸随着朝向与进气入口42的附近侧分离的一侧而逐渐增大的圆锥状。如图2所示,将处于轮毂73的轴线方向上进气入口42的附近侧且设有叶片74的一侧作为正面71,将在轮毂73的轴线方向上与进气入口42分离的一侧作为背面72。
如图2所示,压缩机壳体4在压缩机7的外周侧且在轴线方向上与进气入口42分离的一侧形成有沿着相对于转子9的轴线CA正交的方向延伸的扩散器43。而且,压缩机壳体4在扩散器43的外周侧形成有螺旋状的压缩机流路44。另外,压缩机壳体4覆盖压缩机7而形成有护罩部45。护罩部45处于轴线方向上比扩散器43更靠近进气入口42侧且与扩散器43连续而形成。
如图2所示,涡轮机壳体6包括:向涡轮机8引导排气而构成的入口侧壳体6A、以及用于将通过了涡轮机8的排气排出的出口侧壳体6B。从发动机10排出的高温排气从形成于涡轮机壳体6的排气入口64导入,向涡轮机8输送,由此,涡轮机8以轴线CA为旋转中心进行旋转驱动。旋转驱动涡轮机8的排气从形成于涡轮机壳体6的排气出口66(气体排出口)排出。
压缩机7因为经由转子9而与涡轮机8连接,所以与涡轮机8的旋转同步,以轴线CA为旋转中心被旋转驱动。通过压缩机7被旋转驱动,燃烧用气体A从压缩机壳体4的进气入口42被吸入。吸入的燃烧用气体A在压缩机壳体4的内部沿轴线方向流动。从进气入口42向压缩机壳体4导入的燃烧用气体A是包括在通过空气滤清器15后向压缩机壳体4输送的新鲜空气I、以及通过EGR流路17后向压缩机壳体4输送的排气E(EGR气体)的混合气体。需要说明的是,在EGR阀19关闭了EGR流路17的关闭状态下,向压缩机壳体4导入的燃烧用气体A由不包括EGR气体的新鲜空气I构成。
向压缩机壳体4导入的混合气体在被旋转驱动的压缩机7的多枚叶片74之间流动,主要在动态压力升高之后,向位于径向外侧的扩散器43流入,在动态压力的一部分转换为静态压力并压力升高的状态下,通过压缩机流路44及进气出口46,向发动机10的燃烧室的内部送入。此时,被压缩机7升高压力的混合气体的一部分通过在压缩机7的外周端与面对轴承壳体的外周端的部分之间形成的间隙,流入在压缩机7的背面72侧形成的第一空间31。
如图2所示,第一空间31是与压缩机7的背面72面对的内部空间,并是被压缩机7压缩的混合气体所流入的内部空间。在图2所示的实施方式中,第一空间31是由压缩机7的背面72与轴承壳体5包围的空间。更具体而言,第一空间31是由压缩机7的背面72、以及与轴承壳体5的背面72面对的部分区划至少一部分的空间。在其它的实施方式中,第一空间31是由压缩机7的背面72与压缩机壳体4包围的空间。更具体而言,第一空间31是利用压缩机7的背面72、以及与压缩机壳体4的背面72面对的部分区划至少一部分的空间。需要说明的是,第一空间31也可以利用收纳于压缩机壳体4或轴承壳体5的部件区划一部分。
另外,如图2所示,用来使在涡轮机壳体6的内部形成的排气流动、且设置于排气入口64与排气出口66之间的内部空间包括:位于比涡轮机8更靠近排气流动方向的上游侧的位置的内部空间即排气入口侧空间65、以及位于比涡轮机8更靠近排气流动方向的下游侧的位置的内部空间即第二空间32(排气出口侧空间)。在第二空间32流动的排气为了使涡轮机8旋转而消耗了能量,所以压力比在排气入口侧空间65流动的排气低。
图3是用于说明本发明的一个实施方式的第一开口、第二开口以及混合气体排气流路的图,是概括表示涡轮增压器的结构的结构概要图。如图3所示,在轴承壳体5的外周面51形成的第一开口52与在上述压缩机7的背面72侧形成的第一空间31连通。另外,在出口侧壳体6B(涡轮机壳体6)的外周面61形成的第二开口62与在上述涡轮机壳体6的比涡轮机8更靠近下游侧的位置形成的第二空间32连通。
在图3所示的实施方式中,第一开口52经由连接第一开口52与第一空间31的连接流路54,而与第一空间31连通。另外,第二开口62不经由连接流路,而使第二开口62与第二空间32直接连通。需要说明的是,在其它的实施方式中,既可以使第一开口52与第一空间31不经由连接流路而直接连通,也可以使第二开口62与第二空间32之间经由连接流路而连通。另外,在其它的实施方式中,第一开口52也可以在压缩机壳体4的外周面41形成。
如图3所示,涡轮增压器3此外具有连接第一开口52与第二开口62的至少一个混合气体排气流路33。在图3所示的实施方式中,至少一个混合气体排气流路33由筒状的配管35形成。配管35具有弯曲为U字状的形状,一端通过螺栓紧固等而安装在轴承壳体5的外周面51,另一端通过螺栓紧固等而安装在涡轮机壳体6的外周面61。而且,配管35的一端的开口与第一开口52连通,另一端的开口与第二开口62连通。另外,如图3所示,配管35是在轴承壳体5及涡轮机壳体6的外部设置的外部配管。
如上所述,几个实施方式的涡轮增压器3具有:上述压缩机壳体4、上述轴承壳体5、上述涡轮机壳体6、以及将与上述第一空间31连通的第一开口52以及与第二空间32连通的第二开口62连接的至少一个混合气体排气流路33。
根据上述结构,在涡轮增压器3运转时,向在压缩机7的背面72侧形成的第一空间31流入被压缩机7压缩而成为高压的混合气体,与此相对,在涡轮机壳体6的比涡轮机8更靠近下游侧的位置形成的第二空间32流动有对涡轮机8做功而成为低压的排气。因此,由于第一空间31的混合气体与第二空间32的排气之间的压力差,第一空间31的混合气体通过将与第一空间31连通的第一开口52以及与第二空间32连通的第二开口62连接的至少一个混合气体排气流路33,而流入第二空间32。利用混合气体排气流路33,能够释放第一空间31的混合气体,所以能够减少支承转子9的轴承之中、对于推力轴承37的运转时的负载。
另外,流入第二空间32的含有EGR气体的混合气体与在比涡轮机8更靠近下游侧的位置流动的排气一起从涡轮机壳体6的排气出口66排出,利用在比排气出口66更靠近排气流动方向的下游侧的位置设置的用于清洗排气的排气处理装置12,进行与排气相同的处理。因此,能够防止从第一空间31排出的混合气体使涡轮增压器3的外部环境恶化。
另外,上述结构的涡轮增压器3不需要重新设置泵等送风装置以及用于处理混合气体的处理装置,只要形成第一开口52及第二开口62、设置与第一开口52及第二开口62连接的至少一个混合气体排气流路33即可,所以不会大幅度地改变现有设备。另外,不需要改变涡轮增压器3以外的其它现有设备及现有配管。因此,上述涡轮增压器3容易由现有设备进行改变,能够有效活用现有设备。特别在已经形成有第一开口52及第二开口62的情况下,更容易由现有设备进行改变。
图4是用于说明本发明的一个实施方式的混合气体排气流路的图,是概括表示涡轮增压器的外观的外观概要图。图5是相当于图4的B-B线的箭头方向观察的图,是气体排出口向铅垂上方开口的涡轮机壳体的剖视概要图。图6是相当于图4的B-B线的箭头方向观察的图,是气体排出口向斜上方开口的涡轮机壳体的剖视概要图。在几个实施方式中,如图4所示,上述配管35包括:一端在轴承壳体5的外周面51安装的配管35A、一端在涡轮机壳体6的外周面61安装的配管35B、以及连接配管35A的另一端与配管35B的另一端的配管35C。在图4所示的实施方式中,配管35A~35C各自的两端形成为凸缘状,在该凸缘状的部分进行螺栓紧固,由此而固定于轴承壳体5等其它的部件。在图5、图6所示的实施方式中,出口侧壳体6B在沿着相对于轴线正交方向的剖面上,形成为U字状。
在几个实施方式中,如图5、图6所示,在上述涡轮机壳体6的外周面61,在周向上隔着间隔形成有多个排水孔63。上述第二开口62由多个排水孔63的至少一个形成。排水孔63是用于从涡轮机壳体6的内部向外部排出排水的孔,是在涡轮机壳体6的制造时形成的孔。如图5、图6所示,在多个排水孔63之中的一个排水孔连接有排水配管36。排水经由排水配管36,向涡轮机壳体6的外部排出。另外,多个排水孔63之中的至少一个排水孔作为第二开口62而连接有配管35B。另外,多个排水孔63之中的剩余的排水孔被闭塞。
通常,如图5、图6所示,涡轮机壳体6构成为,可根据将排气向外部排出的烟囱的位置及方向改变安装角度。换言之,涡轮机壳体6构成为可改变相对于轴承壳体5的安装角度,以使排气出口66位于适合于烟囱的位置及方向的位置。如图5、图6所示,在涡轮机壳体6的外周面51,在周向上隔着间隔形成有多个排水孔63,以使即使改变涡轮机壳体6的安装角度,也能够从涡轮机壳体6的内部将排水适当地排出。根据上述的结构,因为第二开口62由多个排水孔63的至少一个形成,所以能够活用设有多个排水孔63的现有的涡轮机壳体。另外,能够在构成混合气体排气流路33的配件之中的至少一部分配件(配管35B)与为了排出排水而与排水孔连接的连接配件(排水配管36)之间使配件通用。
在几个实施方式中,如图5、图6所示,上述多个排水孔63包括:在铅垂方向上位于最下方的最下方排水孔63A、以及最下方排水孔63A以外的其它排水孔63即上方侧排水孔63B。上述第二开口62由上方侧排水孔63B的至少一个形成。在最下方排水孔63A连接有排水配管36。另外,多个上方侧排水孔63B之中的至少一个排水孔作为第二开口62而连接有配管35B。在该情况下,通过使第二开口62成为在铅垂方向上位于最下方的最下方排水孔63A以外的其它排水孔63(上方侧排水孔63B),能够抑制排水通过第二开口62而侵入混合气体排气流路33中。
在几个实施方式中,如图5、图6所示,上述多个排水孔63包括位于相对于涡轮机壳体6的排气出口66(气体排出口)最接近位置的排出口侧排水孔63C。上述第二开口62由排出口侧排水孔63C形成。排出口侧排水孔63C作为第二开口62而连接有配管35B。在该情况下,通过使第二开口62成为位于相对于涡轮机壳体的排气出口66最接近位置的排出口侧排水孔63C,与使其它的排水孔63成为第二开口62的情况相比,能够使第二开口62位于与涡轮机8分离的位置。因此,能够防止因混合气体从第二开口62流入第二空间32而产生的、在第二空间32流动的排气流的紊乱的影响向涡轮机8传播。
在几个实施方式中,如图3所示,上述涡轮增压器3此外具有止回阀34,其设置在混合气体排气流路33的中途,并且防止排气从第二空间32向第一空间31流动。在该情况下,即使在假设第二空间32的排气的压力高于第一空间31的混合气体的压力的情况下,利用止回阀34也能够防止排气从第二空间32向第一空间31流动。在此,在涡轮机壳体6的内部流动的排气中含有硫氧化物(SOx)等腐蚀性成分。因此,具有上述止回阀34的涡轮增压器3能够防止由于排气中所含有的腐蚀性成分而使压缩机7等的与第一空间31面对的部件腐蚀及毁坏。需要说明的是,从压缩机壳体4的进气入口42导入的、含有EGR气体的混合气体利用排气处理装置12除去硫氧化物(SOx)等腐蚀性成分。另外,作为第二空间32的排气的压力高于第一空间31的混合气体的压力的情况,例如可以例举出,在发动机10低负载运转时,为了向发动机10送入燃烧用气体A,在进气流路13的比涡轮增压器3更靠近下游侧的位置起动未图示的辅助鼓风机的情况、以及由于喘振使燃烧用气体A回流而使压缩机7(第一空间31)侧的压力降低的情况。
在几个实施方式中,如图3所示,在上述轴承壳体5的外周面51形成有至少一个通气孔53。上述第一开口52由通气孔53形成。通气孔53是用于将流入第一空间31的高压气体向大气中排出的孔。在现有的轴承壳体之中有的已经设有通气孔53。如图3所示,在通气孔53连接有配管35。在该情况下,因为第一开口52由通气孔53形成,所以能够活用已经设有通气孔53的现有轴承壳体。
本发明不限于上述实施方式,也包括在上述实施方式增加变形的方式、以及将上述方式进行适当组合的方式。
例如,在上述几个实施方式中,虽然涡轮增压器3设置在船用柴油发动机1(船用内燃机)中,但也可以设置在船用以外的其它内燃机中。
Claims (5)
1.一种涡轮增压器,构成为对含有EGR气体的混合气体进行增压,其特征在于,具有:
压缩机壳体,其收纳对所述混合气体进行压缩的压缩机;
涡轮机壳体,其收纳经由转子而与所述压缩机连结的涡轮机;
轴承壳体,其收纳可旋转地支承所述转子的轴承;
至少一个混合气体排气流路,其连接第一开口以及第二开口;
所述第一开口在所述压缩机壳体或者所述轴承壳体的外周面形成,与在所述压缩机的背面侧形成的第一空间连通,
所述第二开口在所述涡轮机壳体的外周面形成,与在所述涡轮机壳体的比所述涡轮机更靠近下游侧的位置形成的第二空间连通。
2.如权利要求1所述的涡轮增压器,其特征在于,
在所述涡轮机壳体的外周面,在周向上隔着间隔形成有多个排水孔,
所述第二开口由所述多个排水孔的至少一个形成。
3.如权利要求2所述的涡轮增压器,其特征在于,
所述多个排水孔包括:在铅垂方向上位于最下方的最下方排水孔、以及所述最下方排水孔以外的排水孔即上方侧排水孔,
所述第二开口由所述上方侧排水孔的至少一个形成。
4.如权利要求2所述的涡轮增压器,其特征在于,
所述多个排水孔包括位于相对于所述涡轮机壳体的气体排出口最接近位置的排出口侧排水孔,
所述第二开口由所述排出口侧排水孔形成。
5.如权利要求1至4中任一项所述的涡轮增压器,其特征在于,
此外具有设置在所述混合气体排气流路的中途并且防止排气从所述第二空间向所述第一空间流动的止回阀。
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4171936A (en) * | 1978-03-13 | 1979-10-23 | General Motors Corporation | Engine turbocharger with integral wastegate |
JP2005009314A (ja) * | 2003-06-16 | 2005-01-13 | Nissan Diesel Motor Co Ltd | エンジンの過給装置 |
CN101012772A (zh) * | 2006-02-02 | 2007-08-08 | 石川岛播磨重工业株式会社 | 带可变喷嘴的涡轮增压器 |
CN102072011A (zh) * | 2009-11-21 | 2011-05-25 | 康明斯涡轮增压技术有限公司 | 多级涡轮增压器系统 |
CN102348868A (zh) * | 2009-01-20 | 2012-02-08 | 威廉国际有限责任公司 | 具有涡轮机喷嘴筒的涡轮增压器 |
CN105464789A (zh) * | 2014-09-26 | 2016-04-06 | 沃尔沃汽车公司 | 带有旁路的双涡道涡轮增压器装置 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5930173Y2 (ja) * | 1979-11-02 | 1984-08-29 | 石川島播磨重工業株式会社 | 過給機用タ−ビン車室 |
DE4225625A1 (de) * | 1992-08-03 | 1994-02-10 | Asea Brown Boveri | Abgasturbolader |
JP2012241558A (ja) * | 2011-05-17 | 2012-12-10 | Ihi Corp | バイパスバルブ及び過給機 |
EP3434875B1 (en) * | 2016-03-30 | 2021-05-26 | Mitsubishi Heavy Industries Engine & Turbocharger, Ltd. | Turbocharger |
-
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4171936A (en) * | 1978-03-13 | 1979-10-23 | General Motors Corporation | Engine turbocharger with integral wastegate |
JP2005009314A (ja) * | 2003-06-16 | 2005-01-13 | Nissan Diesel Motor Co Ltd | エンジンの過給装置 |
CN101012772A (zh) * | 2006-02-02 | 2007-08-08 | 石川岛播磨重工业株式会社 | 带可变喷嘴的涡轮增压器 |
CN102348868A (zh) * | 2009-01-20 | 2012-02-08 | 威廉国际有限责任公司 | 具有涡轮机喷嘴筒的涡轮增压器 |
CN102072011A (zh) * | 2009-11-21 | 2011-05-25 | 康明斯涡轮增压技术有限公司 | 多级涡轮增压器系统 |
CN105464789A (zh) * | 2014-09-26 | 2016-04-06 | 沃尔沃汽车公司 | 带有旁路的双涡道涡轮增压器装置 |
Also Published As
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