JP2000045783A - 廃棄ゲ―ト・アクチュエ―タを有するタ―ボチャ―ジャ - Google Patents
廃棄ゲ―ト・アクチュエ―タを有するタ―ボチャ―ジャInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02C6/04—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output
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Abstract
/コンプレッサ接続、およびアクチュエータ容器のコン
プレッサハウジング出口に対する新規な装着および接続
方法を提供する。 【解決手段】 ターボチャージャは、加圧空気出口を備
えるコンプレッサハウジング(5)内に装着されるコン
プレッサホイール(6)と、コンプレッサハウジング出
口から供給される空気を制御するための制御バルブ(1
2)と、制御バルブを作動するためにターボチャージャ
に装着される圧力操作のアクチュエータ手段(13)と
を有する。アクチュエータは、圧力チャンバおよびこの
チャンバに圧力を供給するための入口を画成するケース
(16)と、およびアクチュエータ入口からコンプレッ
サハウジング(5)へ延在する適切に設定された形状の
実質的剛体の接続パイプ(23)とを有する。接続パイ
プ(23)のケース(16)から離間する側の端部は、
コンプレッサ出口と連通して圧力をアクチュエータ入口
へ供給する。
Description
egate)および廃棄ゲート・アクチュエータを組込んだ
ターボチャージャに関し、更に詳細には、アクチュエー
タを廃棄ゲートに連結する方法に関する。
あって、空気を内燃エンジンの取入口へ大気圧以上の圧
力(ブースト圧)で供給し、自動車等に広く使用されて
いる。通常のターボチャージャは、本質的に、タービン
ハウジング内の回転軸上に装着される排気ガス駆動のタ
ービンホイールを有する。例えば求心タービンにおい
て、タービンハウジングは、タービンホイール周りの環
状入口通路とタービンホイールから延在する軸線上の全
体的円筒状出口通路とを画成する。タービンホイールの
回転は、コンプレッサハウジング内の軸の他端部上に装
着されているコンプレッサホイールを回転する。このコ
ンプレッサホイールがエンジンの取入れマニホールドに
加圧空気を供給することにより、エンジン出力が増大さ
れる。
ハウジングの排気入口と排気出口との間にバイパス通路
を設けることにより、ターボチャージャのブースト圧を
制御できるよう構成することも広く公知である。廃棄ゲ
ート・バルブが通路内に配置されそしてブースト空気の
圧力レベルが所定のレベルよりも増大すると通路を開く
よう制御することにより、排気ガスの一部がタービンホ
イールをバイパスされてブースト圧の更なる上昇が防止
される。廃棄ゲート・バルブは、一般に、コンプレッサ
ホイールから供給されるブースト空気圧で操作する空気
圧アクチュエータによって作動される。
ッサハウジングに装着されるキャニスタ(廃棄ゲート・
アクチュエータ容器)内に収容されるスプリング負荷の
ダイヤフラムからなる。ダイヤフラムは、タービンハウ
ジング内に装着される廃棄ゲート・バルブ組立てを作動
(一般に、回転)する連結ロッド上に、リンク・レバー
アームを介して作用する。
可撓ホースを介して連結され、このホースが、スプリン
グの付勢力に抗するようダイヤフラム上に作用するブー
スト空気を前記容器に供給する。低ブースト状態では廃
棄ゲート・バルブは閉止されるようスプリングが選定さ
れると共にアクチュエータおよび廃棄ゲート・バルブが
予め設定されている。しかしながらブースト圧が所定の
最大値に達すると、ダイヤフラムがスプリングの作用に
抗して作動し廃棄ゲート・バルブを(連結ロッドおよび
リンクアームを介して)開くことにより、排気ガスの一
部がタービンホイールからバイパスされる。
ルブ・アクチュエータ/コンプレッサ接続、および、ア
クチュエータ容器のコンプレッサハウジング出口に対す
る新規な装着および接続方法を提供することにある。
を備えるコンプレッサハウジング内に装着されるコンプ
レッサホイールと、コンプレッサハウジング出口から供
給される空気を制御するための制御バルブと、制御バル
ブを作動するためにターボチャージャに装着される圧力
操作のアクチュエータ手段とを有し、アクチュエータは
圧力チャンバとこのチャンバに圧力を供給するための入
口を画成するケースと、アクチュエータ入口からコンプ
レッサハウジングへ延在する適切に設定された形状の実
質的に剛体の接続パイプとを有し、接続パイプのケース
から離間する側の端部が、コンプレッサ出口と連通して
圧力をアクチュエータ入口へ供給することからなるター
ボチャージャが提供される。
のターボチャージャへの装着前に、アクチュエータの一
構成部分を形成するようアクチュエータケースに対し一
体化または固定される。これにより、パイプの端部は、
アクチュエータをターボチャージャに装着する際にこれ
を単に適宜に配置するだけで、コンプレッサ出口と連通
することができる。代案として、パイプをコンプレッサ
ハウジングの一体構成部分として形成し、コンプレッサ
ハウジングをターボチャージャに装着する際にアクチュ
エータをコンプレッサハウジング上に適宜に配置するよ
う操作すれば、これだけで、パイプのコンプレッサハウ
ジングから離間する側の端部を、同じくアクチュエータ
と連通させることが可能である。
の圧力入口はアクチュエータケースの一端部をシールす
る端部キャップにより画成され、そして前記接続パイプ
は、前記端部キャップに対し固定または一体化されてい
る。
タケースをターボチャージャに装着し、この装着手段は
アクチュエータケースのターボチャージャに対する相対
位置がアクチュエータケースのターボチャージャに対す
る固定前に調節することにより、接続パイプの端部の正
確な配置を可能とする。
材をアクチュエータケース上およびコンプレッサハウジ
ング上に備えることにより、アクチュエータケースをコ
ンプレッサハウジング方向へ滑動させて前記調節を達成
する。
好適実施例においては、コンプレッサハウジングは通路
を形成して、これをコンプレッサ出口に連通し、さらに
開口部を形成して接続パイプの前記端部と連通し、シー
ル手段を接続パイプの前記端部とコンプレッサハウジン
グ内の前記開口部との間に設けることにより、アクチュ
エータがターボチャージャに装着される際に接続パイプ
の前記端部が前記開口部と連通されてガス気密シールを
形成される。
これをアクチュエータのターボチャージャへの装着前に
接続パイプの前記端部に装着することができる。接続パ
イプは、例えばその端部に隣接して、シール部材のため
の着座シートを提供する環状フランジを備えることがで
きる。
ジャの圧力制御バルブの操作を制御するための空気圧ア
クチュエータであって、空気圧アクチュエータは圧力チ
ャンバおよびこのチャンバに圧力を供給するための入口
を形成するケースと、前記入口から延在する適切に設定
された形状の実質的剛体の接続パイプとを有することか
らなる空気圧アクチュエータが提供される。
は、前記入口を形成する端部キャップによりシールさ
れ、一方前記出口パイプは前記端部キャップに対し固定
または一体化される。
クチュエータケースから離間する側の端部に装着され
る。
ャのコンプレッサに装着すると共に、アクチュエータの
圧力入口をコンプレッサハウジング内の開口部に接続し
て、コンプレッサの出口と連通する方法は、アクチュエ
ータに、前記圧力入口から延在する適切に設定された形
状を備える実質的剛体の接続パイプを設け、アクチュエ
ータを、コンプレッサハウジングに対し、このアクチュ
エータをコンプレッサハウジングの所定の相対位置に固
定する装着手段を用いて装着し、接続パイプのアクチュ
エータから離間する側の端部をコンプレッサハウジング
内の前記開口部に連通する。
を、コンプレッサハウジングに対し、アクチュエータと
コンプレッサハウジングとの間の所期相対移動度を許容
する装着手段を用いて装着し、アクチュエータのコンプ
レッサハウジングに対する相対位置を調節して、接続パ
イプのアクチュエータから離間する側の端部をコンプレ
ッサハウジング内の前記開口部に連通し、さらにアクチ
ュエータを装着手段に対して固定することによりアクチ
ュエータとコンプレッサハウジングとの間の移動を阻止
して、接続パイプの前記端部のコンプレッサハウジング
内の開口部に対するガス気密連通を保持することからな
る。
参照しながら、以下一実施例として説明する。
ジャは求心型であり、全体的に参照符号1で示すタービ
ンと全体的に参照符号2で示すコンプレッサとを含む。
タービン1はタービンホイール4を収容するタービンハ
ウジング3を含む。同様に、コンプレッサ2はコンプレ
ッサンホイール6を収容するコンプレッサハウジング5
を含む。タービンホイール4およびコンプレッサホイー
ル6は共通軸7の両端部上に装着されている。タービン
ハウジング3およびコンプレッサハウジング5は通常の
環状V−バンド・クランプ8で結合されている。
よび排気ガス出口10を有する。入口9は、進入排気ガ
スを、タービンホイール4を囲繞する環状入口チャンバ
へ指向させる。排気ガスは、タービンを通り次いで環状
開口部を介して出口10内へ流動し、この出口はタービ
ンホイール4と同軸線であって、排気ガスを出口パイプ
20へ指向させる。
9と排気出口10との間でタービンホイール4をバイパ
ス連通するバイパス通路11を画成する。このバイパス
通路11は、流量制御用の廃棄ゲート・バルブ12のバ
ルブ部材12aで閉塞される環状開口部を介して排気入
口9と連通する。
ング負荷の空気圧アクチュエータ13−これは、コンプ
レッサ2の出口ボリュート14から圧縮空気を受領する
−によって制御される。アクチュエータ13は、アクチ
ュエータロッド17の一端部上のキャニスタ(アクチュ
エータ容器)16内に装着されるダイヤフラム15を有
する。ロッド17は、キャニスタ16の前部からタービ
ンハウジング3および廃棄ゲート・バルブ12方向へ延
在する。ダイヤフラム15は、アクチュエータロッド1
7の周囲に同軸的に装着されるコイルスプリング18を
介しアクチュエータ容器16の後部方向へ付勢されてい
て、ダイヤフラム15とアクチュエータ容器16の前端
部との間で作用する。図面では、容器16は、スプリン
グ18およびダイヤフラム15を詳細に示すため切断さ
れているが、実際には閉塞されたユニットであることは
理解されるであろう。
ム19を介してバルブ12にリンクされ、レバーアーム
は、タービンハウジング3内のブッシュ21に挿通され
るバルブステム20の端部に取着されている。アクチュ
エータロッド17は、レバーアーム19に連結される端
部(詳細を示すべく、図1および図2には一部切断して
示されている)に、球状のロッド端部接手22を有す
る。ダイヤフラムがアクチュエータ容器16の後方へ付
勢されている(図1および図2に示す)状態では、バル
ブ部材12aは閉止された位置にあることが認められる
であろう。
を、容器の駆体に取着されるキャップ16aで閉塞され
ている。キャップ16aは、通常の設計では、容器16
をコンプレッサ出口に接続する可撓ホースをに易に取着
できるようニップル等を設けられている。しかしながら
本発明では、キャップ16aは剛体の接続パイプ23を
備え、そしてこのパイプ23は、キャップ16aに対し
てアクチュエータ13の組付けの前またはその間−但
し、アクチュエータ13がコンプレッサハウジング5に
装着される前の(或いは、この剛体パイプ23はキャッ
プ16aと一体に形成されることもできるが)−に固定
される。パイプ23は互いに直交する2つのベンドを有
し、そしてパイプ23の(キャップ16aから離間する
側の)端部は、容器16から所定の(全体的にロッド1
7に垂直であるがキャツプ16aの半径からはオフセッ
トする)方向へ延在している。パイプ23の端部には、
環状フランジ23a上に着座するOリング・シール24
が設けられている。
ータ13をコンプレッサ2に装着する装着ブラケット2
5と、およびコンプレッサの出口ボリュート14と連通
する通路26とを有する。図面では、通路26およびパ
イプ23の接続を詳細に示すべく、コンプレッサハウジ
ング5の一部は切断されている。通路26は、接続パイ
プ23のフランジ23aおよびOリング24を受領する
ための拡大された直径の環状開口部26aを有する。装
着ブラケット25は二股のアーム25aおよび25bを
有し、このアームは、アクチュエータ装着ボルト28−
このボルトの軸はアクチュエータ容器16から延在する
−を受領するためのスロット27を画成する。
プレッサハウジング5に対する装着は、直接操作(stra
ight forward operation)である。キャニスタ装着ボル
ト28が二股ブラケット・アーム25aおよび25bの
スロット27内にそれぞれ単に配置され、(ロッド17
を取着された)キャニスタ16がコンプレッサハウジン
グ5へ向け滑入されることにより、接続パイプ23のフ
ランジ付き端部およびOリング24(このOリングは、
フランジ23aとコンプレッサハウジングとの間に圧縮
されてガス気密シールを提供する)がコンプレッサハウ
ジング内の開口部26aで受領される。正確に位置する
と、ナット30がボルト28上に単に締結される。球状
ロッド端部接手22が、ロッド17とレバーアーム19
との間の全ての誤整列を許容する。
常はスプリング18の作用を介して、アクチュエータロ
ッド17に連結されているダイヤフラム15上に閉止さ
れている。しかしながらコンプレッサ出口ボリュート1
4内の圧力が一旦所定の限度に達すると、接続パイプ2
3を介してアクチュエータ13へ伝達される加圧空気が
スプリング18の作用に抗してダイヤフラム15を押圧
しそして廃棄ゲート・バルブ12を開口することによ
り、入口排気ガスをタービンからバイパスさせる。これ
により、ターボチャージャで発生される最大のブースト
圧が制御且つ制限されることができる。
プレッサハウジング5に対する連結方法は、従来の方
法、すなわち、先ずキャニスタをコンプレッサハウジン
グ上のブラケットに装着し(場合によっては、ブラケッ
トをキャニスタと一体化してハウジング上にボルト結合
する)、次いでキャニスタおよびコンプレッサ出口の間
を可撓ホースによって接続する(この場合、ホースはキ
ャニスタおよびコンプレッサハウジングの双方に対して
それぞれ接続されねばならない)方法と対比されること
ができる。
って、アクチュエータ13がコンプレッサハウジングに
装着されそしてアクチュエータ容器16がコンプレッサ
出口14に接続される。従って、アクチュエータのコン
プレッサに対する組付けが通常の設計よりもずっと簡単
且つ安価な作業となり、しかも更に部品および接続接手
も減小される。
して、多くの変形が行われ得ることは理解されるであろ
う。例えば上記実施例において、接続パイプ23とコン
プレッサとの間のシールは、Oリング24(この場合好
適には、装着を容易にするよう大きな半径方向の公差を
有する高アスペクト比のOリング)を用いても達成され
る。別の形式のシール、例えばリップシール等も使用す
ることができる。しかしながら好適には、シール部材
は、アクチュエータをコンプレッサに装着する際の組付
け作業を簡単にするため、接続パイプ23またはコンプ
レッサハウジングのいずれかに予め装着されることがで
きるものから構成される。
法、形状および方向を、装着ブラケット25の性状およ
びコンプレッサハウジング内の開口部位置に適応される
よう構成されることは理解されるであろう。従って、こ
れらの細部は、装着ブラケットおよびコンプレッサハウ
ジングの設計の相違を考慮して変更され得ることも理解
されるであろう。更に、ブラケットの装着がキャニスタ
16の位置決めに或る程度の調節を許容することは、パ
イプ23の正確な配置を可能にするのに推賞されること
ではあるが、しかしながらこれが必須のことではない
(但しこの場合、この効果がなければ、種々の部品は、
パイプ23とコンプレッサハウジング5との間のシール
を良好に形成するようより小さな公差内で製造されなけ
ればならなくなるが)ことも理解されるであろう。ま
た、別の形式の調節可能な装着が設備され得ることも理
解されるであろう。例えば、コンプレッサハウジングは
固定用のスタッドを形成されることができ、一方キャニ
スタ16は前記スタッドを受領するスロット(または別
の構造)を設けられることができる。その他可能な変形
が、適宜の同業者には明らかであろう。
3の構造および操作の細部、アクチュエータロッド17
のレバーアーム19に対する連結方法、および廃棄ゲー
ト・バルブ12の細部等−は、本発明の操作に直接影響
しないので相応に変動されることができる。
切断して示す斜視図である。
コンプレッサハウジングに対する連結を詳細に説明すべ
く、図1の部分を、僅かに異なる角度から見且つ一部切
断して示す拡大図である。
A方向における側面図である。
4)
Claims (24)
- 【請求項1】 加圧空気出口を備えるコンプレッサハウ
ジング内に装着されるコンプレッサホイールと、コンプ
レッサハウジング出口から供給される空気を制御するた
めの制御バルブと、制御バルブを作動するためにターボ
チャージャに装着される圧力操作のアクチュエータ手段
とを有し、アクチュエータは圧力チャンバとこのチャン
バに圧力を供給するための入口を画成するケースと、ア
クチュエータ入口からコンプレッサハウジングへ延在す
る適切に設定された形状の実質的に剛体の接続パイプと
を有し、接続パイプのケースから離間する側の端部が、
コンプレッサ出口と連通して圧力をアクチュエータ入口
へ供給することからなるターボチャージャ。 - 【請求項2】 接続パイプは、アクチュエータのターボ
チャージャへの装着前に、アクチュエータの一構成部分
を形成するようアクチュエータケースに対し一体化また
は固定されることからなる請求項1記載のターボチャー
ジャ。 - 【請求項3】 アクチュエータの圧力入口はアクチュエ
ータケースの一端部をシールする端部キャップにより画
成され、そして前記接続パイプは、前記端部キャップに
対し固定または一体化されることからなる請求項2記載
のターボチャージャ。 - 【請求項4】 装着手段を設けてアクチュエータケース
をターボチャージャに装着し、この装着手段はそのケー
スのターボチャージャへの装着操作によって接続パイプ
の前記端部がコンプレッサ出口と連通されるよう構成さ
れることからなる請求項2または3記載のターボチャー
ジャ。 - 【請求項5】 装着手段は、アクチュエータケースのタ
ーボチャージャに対する相対位置をアクチュエータケー
スのターボチャージャに対する固定前に調節することに
より、接続パイプの端部が正確に配置するよう構成する
ことからなる請求項4記載のターボチャージャ。 - 【請求項6】 装着手段は、比較的滑動可能な部材をア
クチュエータケース上およびコンプレッサハウジング上
に有することにより、アクチュエータケースをコンプレ
ッサハウジング方向へ滑動させて前記調節を達成する請
求項5記載のターボチャージャ。 - 【請求項7】 装着手段は、コンプレッサハウジングに
よって画成されるブラケットを有し、これにアクチュエ
ータケースをボルトにより取着する請求項5または6記
載のターボチャージャ。 - 【請求項8】 ブラケットは、アクチュエータケースか
ら延在するボルト軸を受領するための2つのスロットを
画成し、これによりアクチュエータは、このアクチュエ
ータが締結ボルトによりボルト軸上の所定位置に固定さ
れる前に、前記ブラケット上を滑動可能とすることから
なる請求項7記載のターボチャージャ。 - 【請求項9】 前記コンプレッサハウジングは通路を形
成して、これをコンプレッサ出口に連通し、さらに開口
部を形成して接続パイプの前記端部と連通し、シール手
段を接続パイプの前記端部とコンプレッサハウジング内
の前記開口部との間に設けることにより、アクチュエー
タがターボチャージャに装着される際に接続パイプの前
記端部が前記開口部と連通されてガス気密シールを形成
される請求項1乃至8のいずれかに記載のターボチャー
ジャ。 - 【請求項10】 シール手段は、圧縮シール部材からな
り、これをアクチュエータのターボチャージャへの装着
前に接続パイプの前記端部に装着することからなる請求
項9記載のターボチャージャ。 - 【請求項11】 接続パイプはその端部に隣接する環状
フランジを有し、このフランジにシール部材のための着
座シートを設けることからなる請求項10記載のターボ
チャージャ。 - 【請求項12】 沈みシール・シートをコンプレッサハ
ウジング内の通路に対する前記開口部の周りに画成し、
接続パイプがコンプレッサ出口と連通される際にシール
部材を前記フランジと前記沈みシートとの間で圧縮する
ことからなる請求項11記載のターボチャージャ。 - 【請求項13】 排気ガス入口を備えるタービンハウジ
ング内に装着されるタービンホイールと、入口から出口
へ延在してタービンホイールをバイパスするバイパス通
路とを有し、前記制御バルブを、タービンハウジング内
に装着してバイパス通路を通る排気ガス流量を制御する
ことからなる請求項1乃至12のいずれかに記載のター
ボチャージャ。 - 【請求項14】 ターボチャージャの圧力制御バルブの
操作を制御するための空気圧アクチュエータであって、
空気圧アクチュエータは、圧力チャンバおよびこのチャ
ンバに圧力を供給するための入口を形成するケースと、
前記入口から延在する適切に設定された形状の実質的剛
体の接続パイプとを有することからなる空気圧アクチュ
エータ。 - 【請求項15】 アクチュエータケースの一端部は、前
記入口を形成する端部キャップによりシールされ、一方
前記出口パイプは前記端部キャップに対し固定または一
体化されることからなる請求項14記載の空気圧アクチ
ュエータ。 - 【請求項16】 シール部材は、接続パイプのアクチュ
エータケースから離間する側の端部に装着されることか
らなる請求項14または12記載の空気圧アクチュエー
タ。 - 【請求項17】 空気圧アクチュエータを、ターボチャ
ージャのコンプレッサに装着すると共に、アクチュエー
タの圧力入口を、コンプレッサハウジング内の開口部に
接続してコンプレッサの出口と連通する方法からなり、
この方法は、 アクチュエータに、前記圧力入口から延在する適切に設
定された形状を備える実質的剛体の接続パイプを設け、 アクチュエータを、コンプレッサハウジングに対し、こ
のアクチュエータをコンプレッサハウジングの所定の相
対位置に固定する装着手段を用いて装着し、接続パイプ
のアクチュエータから離間する側の端部をコンプレッサ
ハウジング内の前記開口部に連通する方法。 - 【請求項18】 装着工程は、 アクチュエータを、コンプレッサハウジングに対し、ア
クチュエータとコンプレッサハウジングとの間の所期相
対移動度を許容する装着手段を用いて装着し、 アクチュエータのコンプレッサハウジングに対する相対
位置を調節して、接続パイプのアクチュエータから離間
する側の端部をコンプレッサハウジング内の前記開口部
に連通し、さらにアクチュエータを装着手段に対して固
定することによりアクチュエータとコンプレッサハウジ
ングとの間の移動を阻止して、接続パイプの前記端部の
コンプレッサハウジング内の開口部に対するガス気密連
通を保持することからなる請求項17記載の方法。 - 【請求項19】 アクチュエータは、コンプレッサハウ
ジングに対し、このコンプレッサハウジングによって形
成されるブラケット上に装着され、このブラケットが、
アクチュエータをコンプレッサハウジングに対して固定
する2つの固定ボルトの軸を滑動可能に受ける2つのス
ロットを画成することからなる請求項18記載の方法。 - 【請求項20】 前記固定ボルトは、アクチュエータの
部分から延在することからなる請求項19記載の方法。 - 【請求項21】 シール部材が接続パイプの前記端部に
設けられ、このシール部材が、接続パイプがコンプレッ
サハウジングと接触される際にこの接続パイプとコンプ
レッサハウジングとの間のガス気密シールを形成するこ
とからなる請求項17乃至20のいずれかに記載の方
法。 - 【請求項22】 添付図面を参照して実質的に開示され
るターボチャージャ。 - 【請求項23】 添付図面を参照して実質的に開示され
る空気圧アクチュエータ。 - 【請求項24】 添付図面を参照して実質的に開示され
る空気圧アクチュエータをターボチャージャに装着する
方法。
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