JP2001503492A - 内燃機関のための吸込空気を絞るためのタービン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、液状またはガス状の媒体のための絞りに関する。この絞りは、圧縮機、ポンプまたはゼネレータを駆動するタービンから成っている。液状流またはガス状流は、タービンの負荷状態を変化させることにより絞られる。

Description

【発明の詳細な説明】 内燃機関のための吸込空気を絞るためのタービン 本発明は、液状またはガス状の媒体のための絞りにおいて、該絞りが、圧縮機 、ポンプまたはゼネレータを駆動するタービンから成っている形式のものに関す る。 ドイツ連邦共和国特許出願公開第３２０５７２２号明細書に基づき、ガス状の 媒体、つまり内燃機関の吸込空気のための絞りが公知である。このような絞りは 負荷調節装置の負荷調整時または制御時に発生する、吸気管内の流れの運動エネ ルギの減小が他のエネルギ形態に変換されるという認識を活用している。これに より、内燃機関のためのエネルギ損失において生じる周知のスロットルバルブの 欠点と、周知の絞りのない負荷制御または調整の、大きな構造手間において生じ る欠点とを回避しようとしている。 上記明細書に基づき、特に自動車の内燃機関のための負荷調節装置が公知であ る。このような負荷調節装置は、この装置と吸気管内の流れとの間で運動エネル ギを交換するための手段を備えた作業機械である。この作業機械は、内燃機関の 少なくとも部分負荷範囲において流れによって駆動される。この作業機械は規定 された条件下で過給機(Lader)として作業することも できる。 このような装置の欠点はバイパス管路が必要となることである。このようなバ イパス管路に作業機械が配置されている。バイパス管路にも主管路にもそれぞれ 空気分配を制御するために、スロットルバルブが設けられている。これによりこ のような系は大きな手間がかかり、機械的な構成部分が付加的に必要となるので 、故障しやすい。 さらに、上記の開示された構成の欠点は、内燃機関の絞りが極めて緩慢に行わ れることである。 本発明の課題は、簡単な構造を有していて、しかも多数の使用目的に適した、 液状またはガス状の媒体のための絞りを提供することである。この課題は請求項 １に記載の特徴によって解決される。本発明の主な利点は、液状またはガス状の 流れがタービンの負荷状態を変化させることにより絞られることにある。 本発明により、通常は絞り個所で消滅するエネルギが、エネルギを変換する装 置、例えば圧縮機またはポンプによって利用される。ポンプによって例えば蓄圧 器に空気を供給することができる。勿論、タービンによって提供されたエネルギ を、水、オイルまたは他の流体を圧送するポンプを駆動するために利用すること もできる。 本発明の有利な構成は、例えば、タービンによって生ぜしめられたエネルギを 種々のエネルギ形態に変換 することができることである。 タービンの構成においては、タービンは２シェル構造または複数シェル構造で 製造されている。このことはケーシングのためにプラスチックを使用した場合に 特に有利である。個々の構成部分は射出成形法で製造することができ、従って特 に低廉に生産することができる。 タービンはプラスチック製または金属製の羽根車を有していてよく、この場合 にも、熱可塑性プラスチックを使用した場合には、羽根車を低廉に製造すること ができる。 本発明の別の構成においては、タービンのロータ支承部が弾性的に形成されて いる。これにより、ロータはその最大慣性モーメントの軸線を中心に回転するこ とができ、小さなアンバランスを補償することができる。さらに、弾性的な支承 は軸受け摩耗を減じる。 タービンの特に有利な構成は、被覆されていない回転車が使用され、プラスチ ックケーシングには、回転車に対向する金属製の対向シェルが設けられているこ とにある。それぞれの回転車と対向シェルとの間のギャップ幅は、製作プロセス において、または実際の構造的な問題解決時に既に最適化されてよい。 タービンの選択的な構成においては、このタービンは被覆された回転車を備え ており、ケーシングに対してシールするために、例えばラビリンスシール部材が 提供される。 絞りの補足手段は有利には例えば、流入側または流出側で、液状またはガス状 の媒体のためのフィルタが設けられていることにある。フィルタを流入側に使用 する場合にはタービンの汚れが減じられ、ひいては、タービンの一層高い耐用寿 命が達成される。 本発明の有利な構成の上述の特徴およびその他の特徴は請求の範囲の他に明細 書および図面からも得られる。個々の特徴は単独にまたは複数のものを組み合わ せた形で本発明の実施形態において、かつ他の分野において実現可能であり、有 利な構成を形成することができる。 以下に本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。 第１図は、弾性的なロータ支承部を備えたタービンである。 第２図は、回転車の詳細図である。 第３図は、２シェル技術によるプラスチックケーシングを示す図である。 第４図は、プラスチックケーシングの変化実施例を示す図である。 第５図はタービンを備えた吸気系の図である。 第１図に示した詳細図には、ロータの弾性的な支承部と、連結されたポンプと を備えたタービンが示されている。共通の軸１０が汎用の形式で２つの玉軸受け １１，１２で軸受けブシュ１３内に回転可能に取り付けられている。この軸受け ブシュの両端部は弾性的なリング１４，１５を有している。これらのリングは、 支持体１６の対応溝に位置固定されている。軸受けの弾性的な支持が有する利点 は、ロータが僅かなアンバランス時にもその慣性軸線を中心にして回転すること である。 タービン側１７にもポンプ側１８にも、射出成形されたそれぞれ１つの金属製 の対向シェル１９，２０が埋め込まれるかまたはスナップインされている。被覆 されていない回転車２１，２２に対するギャップ幅は、対向シェル１９，２０と ケーシング２３との間に設けられたスペーサを介して調節することができる。 しかしながら、被覆された回転車を使用することも可能である。第２図に示し た詳細図には、被覆された回転車の一部が示されている。この回転車はケーシン グと相俟って複数のラビリンスシール領域２４，２５を有している。これにより ラビリンスシールは一部、回転車２１に組み込まれている。 回転車２１はタービン側１７でケーシングに向かって、既に述べたように閉じ られており、それぞれのタービン開口３７が破線で示されている。回転車２１と タービン側１７との間のギャップは、勿論ラビリンスシール領域に任意に変更を 加えることにより拡大し、ひいてはシール作用を増大させることができる。 第３図は、２シェル技術による、タービンのためのプラスチックケーシングを 示している。両半割シェル２６，２７はタービン軸線に沿って分割部を有してい る。回転車はここでは図示されていない。回転車は、両プラスチック部分を製造 したあとに支承部全体と共に挿入され、両プラスチック部分は互いに超音波法で 溶接される。 第４図は、タービンのためのプラスチックケーシングをやはり概略的に示した ものである。この場合、２つの分割平面が設けられている。これらの分割平面は それぞれ回転車の領域内に位置している。プラスチック部分２８，２９，３０は 、回転車と支承部とが中央の構成部分として形成されたプラスチック部分２８内 に挿入されたあと、やはり互いに超音波法で溶接される。 第５図は内燃機関の吸気系における絞りもしくはタービンの配置を示している 。吸気系は集合体３３から成っている。この集合体からは、１つまたは複数の吸 気管３４が接続フランジ３５に通じている。この接続フランジ３５は内燃機関に 固定される。内燃機関への空気供給を制御するためのスロットルバルブの代わり に、またはその補足として、絞りがタービン（３０，３１，３２）の形態で設け られている。このようなタービンには流入側３６で、内燃機関の吸込空気が供給 される。この吸込空気は周囲圧力と吸込負圧との間の 圧力勾配に基づきタービンを駆動する。圧縮機側３７では圧縮空気が形成され、 この圧縮空気は車両系に提供することができる。タービンは第３図に示したもの と同様の構造を有している。一方のケーシング側３２は既に吸気系の端面３１に よって形成されている。第２の半割シェル３０は、回転車および支承部の挿入後 、吸気系の端面３１にねじ締結されるかまたは溶接される。この場所にも熱可塑 性プラスチックを使用した場合には超音波溶接法が提供される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 液状またはガス状の媒体のための絞りにおいて、該絞りが、圧縮機、ポンプ またはゼネレータを駆動するタービンから成っており、液状流またはガス状流が 、タービン（３６）の負荷状態を変化させることによって絞られるようになって いることを特徴とする、液状またはガス状の媒体のための絞り。 2. 液状またはガス状の媒体のための絞りにおいて、該絞りに対して並列に配置 されたタービン（３６）が設けられており、該タービンが圧縮機（３７）、ポン プまたはゼネレータを駆動するようになっており、タービンの負荷状態を介して 副流が制御可能であることを特徴とする、液状またはガス状の媒体のための絞り 。 3. タービン（３６）によって生ぜしめられたエネルギがエネルギ貯え器に供給 されるか、または別のエネルギ形態に変換されるようになっている、請求項１ま たは２記載の絞り。 4. タービン（３６）が２つのまたは複数のシェルから成る構造で形成されてお り、プラスチック製または金属製のケーシング（１７，１８）ならびにプラスチ ック製または金属製の羽根車（２１，２２）を有している、請求項１から３まで のいずれか１項記載の絞り。 5. ロータ支承部（１４，１５）が弾性的に形成されている、特に請求項１記載 の絞り内で使用するためのタービン。 6. タービンが、被覆されていない回転車を有しており、プラスチック製のケー シングにおいて、回転車に対向する金属製の対向シェルが設けられており、回転 車と対向シェルとの間のギャップ幅が調節可能である、特に請求項４記載の絞り 内で使用するためのタービン。 7. タービンが、被覆された回転車を有しており、該回転車が１つまたは複数の ラビリンスシール部材（２４，２５）を介してケーシング（１７）に対してシー ルされている、特に請求項４記載の絞り内で使用するためのタービン。 8. 流入側または流出側で、液状またはガス状の媒体のためのフィルタが設けら れている、請求項４記載の絞り。