JP2003525377A - ターボ機械のロータとステータとの間に形成されたラジアルギャップの流れを間接的に冷却する方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明の課題は、ターボ機械のロータとステータとの間に形成されたラジアルギャップの流れを冷却する方法を提供し、しかもその冷却作用を改善すると共に、該方法を実施するための、単純にして低廉かつ堅牢な装置を提供することである。前記課題を解決するために本発明では、ラジアルギャップ（２４）に隣接したステータ部分（２０）のための冷却流体（２９）として水が使用される。このために、ラジアルギャップ（２４）に隣接したステータ部分（２０）の内部に、少なくとも１つのレセス（２６）が形成されているか、或いは前記ステータ部分（２０）に少なくとも１つの空隙（３８）が配置されている。前記のレセス（２６）もしくは空隙（３８）は、冷却流体（２９）用の供給導管（２７）とも排出導管（２８）とも接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 技術分野： 本発明は、請求項１に発明の上位概念として規定したように、ターボ機械の作
業媒体の主流から漏れ流を分岐してラジアルギャップ内へ導入し、しかも前記ラ
ジアルギャップに隣接したステータ部分を、冷却流体で負荷する形式の、ターボ
機械のロータとステータとの間に形成されたラジアルギャップの流れを間接的に
冷却する方法並びに、請求項９に発明の上位概念として規定したように、請求項
１記載の冷却法を実施する装置であって、定置のステータ部分が、ロータに対し
てラジアルギャップを画定するように配置されている形式の、ターボ機械のロー
タとステータとの間に形成されたラジアルギャップの流れを間接的に冷却する装
置、特にラジアル圧縮機の圧縮羽根車とケーシングとの間のラジアルギャップの
流れを間接的に冷却する装置に関する。

【０００２】 背景技術： 回転システムを封隙するためにターボ機械構造では、無接触式のパッキン、特
にラビリンス・パッキンが汎用されている。流れの通流する回転部分と固定部分
との間の分割ギャップでは、流れ境界層の形成に基づいて高い摩擦力が生じる。
その結果、分割ギャップにおいて流体の加熱が生じ、それに伴って前記分割ギャ
ップを囲む構成部分にも加熱が生じることになる。高い材料温度の結果、相応構
成部分の耐用寿命は低下する。

【０００３】 分割ギャップに幾何学的なシール形状の形成されていない、単純に構成された
ラジアル圧縮機は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９５ ４８ ８５２号明細
書に基づいて公知になっている。その場合も、流動剪断層の結果として圧縮羽根
車の背壁に生じる摩擦熱は、圧縮羽根車を加熱し、ひいては該圧縮羽根車の耐用
寿命を短縮させることになる。

【０００４】 圧縮羽根車の背面側に幾何学的なシール形状を備えたラジアル圧縮機の空冷方
式が、欧州特許第０ ５１８ ０２７号明細書に基づいて公知である。そのために
個々のシールエレメント間には付加的な環状空間が、ラジアル圧縮機のケーシン
グ壁側に形成されている。前記環状空間には、圧縮羽根車の出口に支配する圧力
よりも高い圧力を有する冷たいガスが導入される。供給される空気は、インパク
ト（衝撃）冷却として作用する。それに伴って供給空気はシール域で分かれ、主
として半径方向内向きに向かって並びに半径方向外向きに向かって流れる。これ
によって又、圧縮羽根車の出口から高熱の圧縮機空気が分割ギャップを通流する
のを防止する阻止作用を達成しようとする。しかしながら、このようにして吹込
まれた空気は、スラストを高め、かつ流動境界層において付加的な摩擦損失を生
ぜしめることになる。

【０００５】 この直接冷却方式以外に、圧縮羽根車の背壁を間接冷却もしくは分割ギャップ
を通流する媒体を間接冷却する方式もドイツ連邦共和国特許出願公開第１９６
５２ ７５４号明細書に基づいて公知になっている。このために、背壁に位置し
かつ該背壁と共に分割ギャップを形成するケーシング部分に沿って又は該ケーシ
ング部分内に、ターボ過給機の潤滑油システムに接続された供給兼分配装置が配
置されている。冷却媒体としては、軸受潤滑のために使用されるオイルが使用さ
れ、このためにターボ過給機の潤滑油循環路はタッピングされる。この冷却方式
の欠点は、オイル需用量が比較的高く、かつオイル冷却器から熱量を付加的に導
出せねばならないことである。これによって冷却器の構造体積が増大される。そ
の上に、相応の構成部分の損傷によって損失を蒙った場合、爆燃のリスクが高く
なる。

【０００６】 またターボ過給機の軸受ケーシングの水冷方式も米国特許第４８１５１８４号
明細書に基づいて公知になっている。しかしながらこの冷却は、ターボ過給機の
停止後に該ターボ過給機の軸受ケーシング内に残留する潤滑油がコークス化する
のを防止するためのものである。従って従来技術の前記の諸解決手段とは異なっ
て、冷却媒体の供給は、連続運転中にではなく、むしろターボ過給機の遮断時に
必要になる訳である。それ故に軸受ケーシングの当該冷却方式は、ターボ機械の
ロータとステータとの間に形成されたラジアルギャップにおける流れの間接冷却
に対して示唆を与えることはできない。更にこの解決手段が、中間壁の冷却に係
わるものでないことは明らかである。

【０００７】 発明の開示： 本発明は、前述の従来技術の諸欠点をすべて避けようとする。要するに本発明
の課題は、ターボ機械のロータとステータとの間に形成されたラジアルギャップ
の流れを冷却する方法を提供し、しかもその冷却作用を改善すると共に、該方法
を実施するための、単純にして低廉かつ堅牢な装置を提供することである。 本発明の前記課題は、請求項１に発明の上位概念として規定した形式の冷却法
において、ラジアルギャップに近接したステータ部分用の冷却流体として水を使
用することによって解決される。

【０００８】 冷却媒体として使用される水は、公知の潤滑油よりも幾分高い密度並びに、ほ
ぼ２倍の大きさの比熱容量を有している。冷却媒体を介して導出すべき熱流は、
密度と比熱容量との積に比例しているので、水を使用する場合、オイル冷却に対
比して顕著な利点が得られる。従って質量流が等しくかつ水温が等しい場合、ラ
ジアルギャップを通流する媒体から、冷却すべきステータ部分を介して、比較的
多量の熱量が抽出される。従ってラジアルギャップに境を接するロータ域に対す
る冷却効果は同じくより大きくなる。逆に潤滑油に対比して等しい熱量を導出す
るためには、冷却水のより小さな質量流が必要になり、これによって冷却媒体用
の供給・排出装置はそれ相応に小さく設計することが可能になる。

【０００９】 このために、ラジアルギャップに近接したステータ部分の内部に、少なくとも
１つのレセスが形成されており、或いはステータ部分に沿って少なくとも１つの
空隙が配置されている。前記のレセスもしくは空隙は、冷却流体のための供給導
管及び排出導管に共に接続されている。該導管を介して冷却流体は導入され、或
いは再び導出される。可能な限り肉薄に保持すべきロータ側の壁厚に関連して、
ステータ部分の内部で、ラジアルギャップの直ぐ近くで水を案内することによっ
て、改善された冷却作用が得られる。しかしステータ部分内のレセスの代わりに
、前記空隙がステータ部分に沿って形成される場合には、同じく優れた冷却作用
と共に、製作を一層簡便かつ一層低廉に実現することが可能になる。

【００１０】 内燃機関、過給空気冷却器及び排ガスターボ過給機から成るシステムにおいて
は、該システムの外部からの新鮮水か、或いは有利には該システム内に存在する
水が、冷却流体として使用される。後者の場合には、この冷却流体のために、過
給空気冷却器の冷却水循環路内に位置する冷却水が使用され、該冷却水は、過給
空気冷却器の上流側で分岐される。その場合定置のステータ部分はラジアル圧縮
機のケーシング部分であり、ロータに対して、つまり排ガスターボ過給機の回転
する圧縮羽根車に対してラジアルギャップを画定している。

【００１１】 ステータ部分のレセスとしては、該ステータ部分内に鋳込まれた管が形成され
ており、これによって単純かつ堅牢な冷却装置が生じる。これとは択一的な実施
形態として、ステータ部分内に少なくとも１つの溝が配置されており、しかも各
溝内には、レセスとして役立つ少なくとも１本の管が挿嵌されて埋込まれている
。製作を一層単純にするためにステータ部分には、少なくとも１つの適当な中子
が鋳込まれ、該中子はレセスを形成するために除かれる。

【００１２】 ラジアルギャップに隣接したステータ部分に水冷を施す前に、作業媒体の主流
を漏れ流の分岐点の下流側で受容するディフューザと、該ディフューザを軸受ケ
ーシングに対して画定するディフューザプレートとを間接冷却するために冷却流
体を使用することによって、付加的な利点が得られる。これによって又、該ディ
フューザに後置の領域においてもターボ機械の材料の効果的な冷却が得られる。
更にディフューザから、ラジアルギャップに隣接したステータ部分への熱流も低
下される。

【００１３】 前記の水冷以外に、第２の冷却流体が使用されてラジアルギャップへ導入され
るのが特に有利であり、その場合空気を使用するのが有利である。ラジアルギャ
ップの２重の冷却に基づいて、強度に熱負荷を受けるロータの温度を更に低下さ
せることが可能になる。このためにラジアルギャップには、第２の冷却流体のた
めの少なくとも１つの供給通路並びに排出装置が配置されている。 第２の冷却流体の供給を部分的に又は完全に停止することによって、ターボ機
械の運転時に予期される条件又は目下の温度状態に冷却作用を単純に適合させる
ことが可能である。

【００１４】 発明を実施するための最良の形態： 次に図面に図示した内燃機関に接続された排ガスターボ過給機に基づいて本発
明の若干の実施例を詳説する。なお図面には、本発明を理解する上で重要な構成
要素のみを図示した。また作業媒体の流動方向は矢印で示した。

【００１５】 図１には、ディーゼル機関として構成された内燃機関１と協働する排ガスター
ボ過給機２が概略構成図で示されている。該排ガスターボ過給機はラジアル圧縮
機３と排ガスタービン４とから成り、前記のラジアル圧縮機と排ガスタービンは
共通の軸５を有している。ラジアル圧縮機３は過給空気導管６を介して、また排
ガスタービン４は排ガス導管７を介して内燃機関１に接続されている。過給空気
導管６内には、つまりラジアル圧縮機３と内燃機関１との間には、過給空気冷却
器８が配置されている。該過給空気冷却器８は、図示を省いた給水部と排水部を
備えた冷却水循環路９を有している。

【００１６】 ラジアル圧縮機３は圧縮機ケーシング１０を備え、該圧縮機ケーシング内には
、圧縮羽根車として構成されて軸５に結合されたロータ１１が配置されている。
圧縮羽根車１１は、多数の回転動翼１２を装備したハブ１３を有している。該ハ
ブ１３と圧縮機ケーシング１０との間には流動通路１４が形成されている。回転
動翼１２の下流側で流動通路１４には、半径方向に配置された羽根付きディフュ
ーザ１５が接続し、該羽根付きディフューザ自体はラジアル圧縮機３のスパイラ
ル１６へ開口している。圧縮機ケーシング１０は主として、空気入口ケーシング
１７、空気出口ケーシング１８、ディフューザプレート１９及び、排ガスターボ
過給機２の軸受ケーシング２１のための中間壁として構成されたステータ部分２
０から成っている（図２）。

【００１７】 ハブ１３はタービン側に背壁２２並びに軸５用の固定スリーブ２３を有してい
る。該固定スリーブ２３は、圧縮機ケーシング１０の中間壁２０によって収容さ
れる。また圧縮羽根車と軸との間に別の適当な継手形式を選ぶことも勿論可能で
ある。また羽根を装備していないディフューザを使用することも可能である。

【００１８】 回転する圧縮羽根車１１、つまりその背壁２２と圧縮機ケーシング１０の固定
的な中間壁２０との間には必然的に分割ギャップが存在し、該分割ギャップは、
ラジアル圧縮機３の場合にはラジアルギャップ２４として形成されている。該ラ
ジアルギャップ２４は、圧縮機ケーシング１０を軸受ケーシング２１に対して封
止するラビリンス・パッキン２５を有している。圧縮機ケーシング１０の中間壁
２０内には、円環状のレセス（切欠）２６が形成されており、かつ冷却流体２９
のための供給導管２７とも、排出導管２８とも接続されている（図２，図３）。
隣接した圧縮羽根車１１において可能な限り高い冷却作用を達成するために、中
間壁２０は、レセス２６の圧縮羽根車側をできるだけ薄肉に形成されている。こ
のために中間壁２０の製造時に、両端の閉塞された薄肉管壁の管３０が埋込まれ
、該管の内室がレセス２６を形成する（図２）。

【００１９】 排ガスターボ過給機２の運転時、圧縮羽根車１１は作業媒体３１として周辺外
気を吸込み、該周辺外気は主流３２として、流動通路１４並びにディフューザ１
５を介してスパイラル１６内へ達し、其処で更に圧縮され、かつ最終的には過給
空気導管６を介して、排ガスターボ過給機２に接続された内燃機関１を過給する
ために使用される。しかしそれに先だって過給空気冷却器８において、圧縮行程
で加熱された作業媒体３１にはそれ相応に冷却が施される。

【００２０】 ディフューザ１５への流動通路１４の途中で、ラジアル圧縮機３で加熱された
作業媒体３１の主流３２は漏れ流３３としてラジアルギャップ２４をも負荷し、
これによって圧縮羽根車１１は付加的に加熱される。しかしながら運転温度は圧
縮羽根車１１の外域において最大であるので、特に其処で大きな材料負荷が発生
する。このクリティカルな領域に直ぐ近接して配置された中間壁２０のレセス２
６内へ、過給空気冷却器８の冷却水循環路９から分岐した冷却水が、冷却流体２
９として導入される。従ってラジアルギャップ２４内に位置している漏れ流３３
が、ひいては圧縮羽根車１１も、間接的に冷却されることになる。その場合、冷
却流体２９の分岐は、過給空気冷却器８の上流側で行われるので、比較的冷たい
冷却水で効果的な冷却を達成することが可能になる。冷却行程を経た後に今度は
、加熱された冷却流体２９は排出導管２８を介して過給空気冷却器８の下流側で
冷却水循環路９へ戻し供給される（図１）。勿論また、内燃機関１、過給空気冷
却器８及び排ガスターボ過給機２のシステム内に存在する冷却水の代わりに、該
システム外部から新鮮水を冷却流体２９として供給することも可能である（図示
せず）。

【００２１】 ラジアルギャップ２４をラビリンス・パッキン２５によってではなくて、固定
スリーブ２３と中間壁２０との間に配置されたパッキンリング３４によって封止
した第２実施例では、レセス２６は中間壁２０内に埋込まれたコアによって形成
され、該コアは次いで再び除去されねばならない（図３）。

【００２２】 第３実施例では中間壁２０内に溝３５が形成されている。該溝３５内には２本
の管３６が挿入されて埋込まれており、しかも両管３６は１本の連通管３７を有
している。やはり両管３６の内部空間はレセス２６を形成する（図４）。勿論溝
３５内にただ１本の管３６を配置することも可能である。同じく中間壁２０内に
２つ以上の溝３５を形成し、該溝が２本以上の管３６を収容することもできる（
図示せず）。

【００２３】 中間壁２０内のレセス２６の代替物として、第４実施例では中間壁２０に沿っ
て空隙３８が形成されており、該空隙はタービン側で蓋３９によって密封される
（図５）。レセス２６同様に中空室３８も冷却流体２９用の供給導管２７及び排
出導管２８に接続されている。この実施形態では、圧縮羽根車１１の冷却を実現
するために必要な製作費が低廉になるので有利である。また蓋３９並びに空隙３
８を、中間壁２１の圧縮機側に、同等の機能をもって配置することも勿論可能で
ある（図示せず）。

【００２４】 前述の諸実施例における、ラジアルギャップ２４内に位置する漏れ流３３の間
接的な冷却動作並びに圧縮羽根車１１の間接的な冷却動作は、第１実施例で説明
した冷却動作に実質的に類似している。

【００２５】 更に別の実施例では中間壁２０は、半径方向外向きに延長して構成されている
ので、ディフューザ１５の主要域をカバーしている。このために中間壁２０は、
相応のアウターリング４３を有している。該アウターリング４３の内部には、円
環状の空隙４４が形成されている。冷却流体２９用の供給導管２７は前記アウタ
ーリング４３に係合しており、かつ該アウターリングの空隙４４内に開口してお
り、該空隙４４の他端部は中間壁２０のレセス２６に接続されている（図６）。

【００２６】 この解決手段では、冷却流体２９は供給導管２７から先ずアウターリング４３
の空隙４４内へ導入され、其処で該冷却流体はディフューザ１５もしくはディフ
ューザプレート１９の間接的な冷却に役立てられる。その後始めて冷却流体２９
は中間壁２０のレセス２６内へ導入される。其処で、既に前に説明した漏れ流３
３の間接的な冷却が行われる。冷却水循環路９内への冷却流体２９の再循環は同
じく排出導管２８を介して実現される。

【００２７】 米国特許第４８１５１８４号明細書に記載のように、中間壁２０をディフュー
ザプレート１９へ直接移行させ、かつ、中間壁２０のレセス２６に接続した空隙
４４をディフューザ１９内に配置しておくことも勿論可能である（図示せず）。

【００２８】 次の実施例では、これまで説明した間接的な冷却に加えて、漏れ流３３の直接
的な冷却が設けられている。このために圧縮羽根車１１の背壁２２に対して接線
方向にラジアルギャップ２４へ開口する、第２の冷却流体４１のための複数の供
給通路４０が、軸受ケーシング２１を貫通すると共にディフューザプレート１９
に突入するように配置されている（図７）。供給通路４０は、過給空気冷却器８
の下流側で過給空気導管６に接続されているので、冷却された過給空気は、第２
の冷却流体４１として使用される（図１）。

【００２９】 第２の冷却流体４１を接線方向に導入することによって、圧縮羽根車１１の背
壁２２全体の純然たる薄膜冷却が実現される。第２の冷却流体４１が、高熱の漏
れ流３３に取って代わるので、圧縮羽根車１１の背壁２２に沿って生じる境界層
はすでに最初から殊に、冷却された過給空気によって形成される。第２の冷却流
体４１の、それに続く導出は、圧縮機ケーシング１０の中間壁２０内に嵌合する
排出装置４２（図示せず）を介して行われる。間接冷却と直接冷却とのこの組合
せは、格別の冷却効果を奏する。それというのは両冷却手段が各自の作用を補充
し合い、従って圧縮羽根車１１の温度を著しく低下させるからである。第２の冷
却流体４１として別の冷却媒体を使用することも勿論可能であり、その場合、圧
搾空気の外部供給も可能である（図示せず）。

【００３０】 なお図１には、第２の冷却流体４１用の供給通路４０内に付加的に配置された
調整弁４５が図示されている。この調整弁４５によって、第２の冷却媒体４１の
供給量が調整されるので、排ガスターボ過給機の運転時に予想される条件又は目
下の温度状態に対して冷却作用を適合させることが可能になる。その場合該調整
弁４５は、手動式にも、図示を省いた計測兼制御ユニットを介しても作動するこ
とができる。問題になる測定値は、過給空気冷却器８を経た過給空気温度又は中
間壁２０自体の温度である。勿論このようにすれば、第２の冷却流体４１の供給
を、部分的にだけでなく、完全に抑止することもできる。後者の場合には、間接
冷却だけ、すなわち水冷のみが行われる。

【００３１】 自明のように、以上説明した複数の冷却実施形態は、ラジアルギャップ２４内
にラビリンス・パッキン２５を配置したか否かには係わり無く、任意に互いに組
合せることができる。中間壁冷却を専ら適用すれば、圧縮機スラストが増大した
り、排ガスターボ過給機２の軸受ケーシング２１内への空気漏れが増加したりす
るような事態は、最初から回避される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 内燃機関に接続された排ガスターボ過給機の概略図である。

【図２】 排ガスターボ過給機の第１実施例によるラジアル圧縮機の部分的な縦断面図で
ある。

【図３】 第２実施例による図２相当の縦断面図である。

【図４】 第３実施例による図２相当の縦断面図である。

【図５】 第４実施例による図２相当の縦断面図である。

【図６】 第５実施例による図２相当の縦断面図である。

【図７】 第６実施例による図２相当の縦断面図である。

【符号の説明】

１ 内燃機関、 ２ 排ガスターボ過給機、 ３ ラジアル圧縮機、 ４ 排ガスタービン、 ５ 軸、 ６ 過給空気導管、 ７ 排ガス導 管、 ８ 過給空気冷却器、 ９ 冷却水循環路、 １０ 圧縮機ケーシ ング、 １１ 圧縮羽根車としてのロータ、 １２ 回転動翼、 １３ ハブ、 １４ 流動通路、 １５ 羽根付きのディフューザ、 １６ ス パイラル、 １７ 空気入口ケーシング、 １８ 空気出口ケーシング、 １９ ディフューザプレート、 ２０ 中間壁としてのステータ部分、 ２ １ 軸受ケーシング、 ２２ 背壁、 ２３ 固定スリーブ、 ２４ ラジアルギャップ、 ２５ ラビリンス・パッキン、 ２６ レセス、 ２ ７ 供給導管、 ２８ 排出導管、 ２９ 冷却流体、 ３０ 管、 ３１ 作業媒体、 ３２ 主流、 ３３ 漏れ流、 ３４ パッキンリ ング、 ３５ 溝、 ３６ 管、 ３７ 連通管、 ３８ 空隙、 ３ ９ 蓋、 ４０ 供給通路、 ４１ 第２の冷却流体（過給空気）、 ４ ２ 排出装置、 ４３ アウターリング、 ４４ 空隙、 ４５ 調整 弁

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１３年４月１２日（２００１．４．１２）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正の内容】

【０００６】 またターボ過給機の軸受ケーシングの水冷方式も米国特許第４８１５１８４号
明細書に基づいて公知になっている。しかしながらこの冷却は、ターボ過給機の
停止後に該ターボ過給機の軸受ケーシング内に残留する潤滑油がコークス化する
のを防止するためのものである。従って従来技術の前記の諸解決手段とは異なっ
て、冷却媒体の供給は、連続運転中にではなく、むしろターボ過給機の遮断時に
必要になる訳である。それ故に軸受ケーシングの当該冷却方式は、ターボ機械の
ロータとステータとの間に形成されたラジアルギャップにおける流れの間接冷却
に対して示唆を与えることはできない。更にこの解決手段が、中間壁の冷却に係
わるものでないことは明らかである。 米国特許第２３８４２５１号明細書によればディフューザを間接的に冷却する
ことが公知である。この公知の方法においては、ディフューザを取り囲む環状室
によって冷却媒体をポンピングするようになっている。この公知の明細書におい
ても、中間壁の冷却は行われておらず、ターボ機械のロータとステータとの間に
形成されたラジアルギャップ内の流れの間接的な冷却に関する指摘もない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＬ，ＡＭ，Ａ Ｔ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ， ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ， ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，Ｔ Ｍ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 ミハイロ−リューディガー ボーティーン ドイツ連邦共和国 ヴァルツフート−ティ ーンゲン アルペンブリックシュトラーセ 15 (72)発明者 ウルフ クリスティアン ミュラー スイス国 キルヒドルフ アーゲー ヘル デリヴェーク ４アー (72)発明者 ヨアヒム ブレーマー スイス国 チューリッヒ イム ティアガ ルテン 40 (72)発明者 ユルク グレーバー スイス国 ヴェッティンゲン ノイフェル トシュトラーセ 27 (72)発明者 ヘルムート ギースツァウフ スイス国 ヌスバウメン シュールシュト ラーセ 24 Ｆターム(参考） 3G005 DA02 EA04 EA16 FA05 FA13 FA28 GB64 GB85 GB94 GB95 HA13 3H034 AA02 AA17 BB03 BB06 CC04 DD20 EE03 EE12

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ターボ機械の作業媒体の主流（３２）から漏れ流（３３）を
   分岐してラジアルギャップ（２４）内へ導入し、しかも前記ラジアルギャップ（
   ２４）に隣接したステータ部分（２０）を、冷却流体（２９）で負荷する形式の
   、ターボ機械のロータとステータとの間に形成されたラジアルギャップの流れを
   間接的に冷却する方法において、 冷却流体（２９）として水を使用することを特徴とする、ターボ機械のロータ
   とステータとの間に形成されたラジアルギャップの流体を間接的に冷却する方法
   。
2. 【請求項２】 冷却流体（２９）を、ステータ部分（２０）内に形成された
   レセス（２６）内へ、又は前記ステータ部分（２０）に沿って配置された空隙（
   ３８）内へ導入する、請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 内燃機関（１）、過給空気冷却器（８）及び排ガスターボ過
   給機（２）から成るシステムの外部からの新鮮水を、冷却流体（２９）として使
   用する、請求項２記載の方法。
4. 【請求項４】 内燃機関（１）、過給空気冷却器（８）及び排ガスターボ過
   給機（２）から成るシステム内に存在する水を、冷却媒体（２９）として使用す
   る、請求項２記載の方法。
5. 【請求項５】 過給空気冷却器（８）の冷却水循環路（９）内に存在する冷
   却水を冷却流体（２９）として使用し、かつ該冷却流体（２９）を、過給空気冷
   却器（８）の上流側で分岐させる、請求項４記載の方法。
6. 【請求項６】 作業媒体（３１）の主流（３２）を、漏れ流（３３）の分岐
   点の下流側でティフューザ（１５）内へ導入し、しかもラジアルギャップ（２４
   ）に隣接したステータ部分（２０）の水冷前に、冷却流体（２９）を、前記ディ
   フューザ（１５）及びディフューザプレート（１９）の間接冷却のために使用す
   る、請求項１記載の方法。
7. 【請求項７】 第２の冷却流体（４１）、特に空気を使用して、ラジアルギ
   ャップ（２４）内へ導入する、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
8. 【請求項８】 第２の冷却流体（４１）の供給を、部分的又は完全に停止す
   る、請求項７記載の方法。
9. 【請求項９】 請求項１記載の冷却法を実施する装置であって、定置のステ
   ータ部分（２０）が、ロータ（１１）に対してラジアルギャップ（２４）を画定
   するように配置されている形式の、ターボ機械のロータとステータとの間に形成
   されたラジアルギャップの流れを間接的に冷却する装置において、ステータ部分
   （２０）の内部に少なくとも１つのレセス（２６）が形成されているか、又は前
   記ステータ部分（２０）に沿って少なくとも１つの空隙（３８）が配置されてお
   り、かつ前記のレセス（２６）又は空隙（３８）が、冷却流体（２９）のための
   供給導管（２７）並びに排出導管（２８）に接続されていることを特徴とする、
   ターボ機械のロータとステータとの間に形成されたラジアルギャップの流体を間
   接的に冷却する装置。
10. 【請求項１０】 ステータ部分（２０）内に、少なくとも１本の鋳込まれた
    管（３０）が配置されている、請求項９記載の装置。
11. 【請求項１１】 ステータ部分（２０）内に少なくとも１つの溝（３５）が
    配置されており、かつ前記の各溝（３５）内に少なくとも１本の管（３６）が挿
    嵌されて鋳込まれている、請求項９記載の装置。
12. 【請求項１２】 定置のステータ部分（２０）が、ラジアル圧縮機（３）の
    圧縮機ケーシング（１０）の部分として構成されており、該圧縮機ケーシング部
    分が、排ガスターボ過給機（２）の回転する圧縮羽根車（１１）に対するラジア
    ルギャップ（２４）を画定している、請求項９記載の装置。
13. 【請求項１３】 第２の冷却流体用の少なくとも１本の供給通路（４０）並
    びに１つの排出装置（４２）がラジアルギャップ（２４）に沿って配置されてい
    る、請求項９記載の装置。