JP2007321654A - 過給機 - Google Patents

Abstract

【課題】 振動の発生を防止するとともに、過給性能の低下を防止することができる過給機を提供する。
【解決手段】 回転軸３と、回転軸３の一方の端部に支持されるタービン羽根車４３と、回転軸３の他方の端部に支持される第１圧縮機羽根車１７および第２圧縮機羽根車２９と、第１圧縮機羽根車１７と、第２圧縮機羽根車２９との間に配置された第１軸受１１と、第１および第２圧縮機羽根車１７，２９と、タービン羽根車４３との間に配置された第２軸受１３と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、過給機に関する。

従来の一つの圧縮羽根車と、一つのタービン羽根車と、を備えた単段圧縮の過給機においては、圧縮羽根車およびタービン羽根車は、両羽根車の間に配置された軸受により、回転可能に支持されている。この過給機による流体の圧縮比が足りない場合には、複数の過給機を直列につなげて所定の圧縮比を得ることが行われていた。しかしながら、この方法では、複数の過給機を配置するスペースが必要になる等の不都合が生じていた。
上述の不都合を解消する方法として、二つの圧縮羽根車と、一つのタービン羽根車と、を備えた複段圧縮の過給機が提案されている（例えば、特許文献１および２参照。）。
特表２００２−５１９５８１号公報 特開２００２−１５５７５１号公報

一般的に、一つの軸に二つの圧縮羽根車と、一つのタービン羽根車とを配置すると、軸の軸長が長くなる。すると、軸と圧縮羽根車とタービン羽根車とからなる軸系が回転不安定になり、過給機に振動が生じやすくなるという問題があった。

上述の特許文献１および２においては、二段目の圧縮羽根車とタービン羽根車との間に一対の軸受を配置した過給機が開示されている。この過給機の場合、一対の軸受に対して外側の軸に、一段目および二段目の圧縮羽根車が配置されている。そのため、一対の軸受から軸の突出長さ、つまり、オーバーハングが長くなるため、過給機に振動が生じやすくなるという問題があった。

また、上述のオーバーハングを短くするために、一段目および二段目の圧縮羽根車を接近して配置させると、一段目の圧縮羽根車から流出した流体を、二段目の圧縮機に導く流路の流路長が短くなる。すると、二段目の圧縮羽根車に流入する流体流れの向きの変化が急となり、二段目の圧縮羽根車の性能が低下するという問題があった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、一つの軸に二つの圧縮羽根車と一つのタービン羽根車を配置した過給機において、振動の発生を防止するとともに、過給性能の低下を防止することができる過給機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の過給機は、回転軸と、該回転軸の一方の端部に支持されるタービン羽根車と、前記回転軸の他方の端部に支持される第１圧縮機羽根車および第２圧縮機羽根車と、前記第１圧縮機羽根車と、前記第２圧縮機羽根車との間に配置された第１軸受と、前記第１および第２圧縮機羽根車と、前記タービン羽根車との間に配置された第２軸受と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、第１軸受が第１圧縮機羽根車と第２圧縮機羽根車との間に配置され、第２軸受が第１および第２圧縮機羽根車とタービン羽根車との間に配置されているため、過給機における振動の発生を防止することができる。
第１軸受が第１圧縮機羽根車と第２圧縮機羽根車との間に配置されているため、上記特許文献１および２に記載された過給機と比較して、回転軸における第１軸受から他方の端部側への突出長さ、つまり、オーバーハングを短くすることができる。その結果、回転軸とタービン羽根車と第１および第２圧縮機羽根車からなる軸系の回転安定性を向上させ、過給機における振動の発生を防止することができる。
第２軸受が第１および第２圧縮機羽根車とタービン羽根車との間に配置されているため、第１軸受との間隔を広げるとともに、第１軸受との間に第１および第２圧縮機羽根車のいずれか一方を配置することができるため、上記軸系の回転安定性を向上させることができる。その結果、過給機における振動の発生を防止することができる。
第１圧縮機羽根車と第２圧縮機羽根車との間に第１軸受を配置することにより、上記特許文献１および２に記載された過給機と比較して、第１圧縮機羽根車と第２圧縮機羽根車との間を広げることができる。そのため、第１圧縮機羽根車から流出した流体を第２圧縮機羽根車に導く流路の流路長を長くすることができる。流路長を長くすることにより、第２圧縮機羽根車に流入する流体流れをより整流することができる。その結果、第２圧縮機羽根車の圧縮性能の低下を防止できるため、過給機における過給性能の低下を防止することができる。

上記発明においては、前記第１圧縮機羽根車から流出する流体と、前記第２圧縮機羽根車に流入する流体とを隔離するとともに、前記第１軸受を支持する第１筐体が設けられ、該第１筐体には、前記第１軸受に潤滑油を供給する油流路が設けられていることが望ましい。

本発明によれば、第１筐体に第１軸受に潤滑油を供給する油流路が設けられているため、過給機の過給性能の低下を防止することができる。
第１筐体は、第１圧縮機羽根車から流出した高温高圧の流体と、第２圧縮機羽根車に流入する流体とに接触し、両者を隔離する。油流路は内部に潤滑油が流れるため、第１筐体を冷却するとともに、第１筐体における第１圧縮機羽根車側から第２圧縮機羽根車側への熱の伝搬を抑制することができる。そのため、第１圧縮機羽根車から流出した流体の熱が、第２圧縮機羽根車に流入する流体に伝搬することを防止することができる。第２圧縮機羽根車に流入する流体の温度上昇を防止することにより、第２圧縮機羽根車の圧縮性能の低下を防止できるため、過給機における過給性能の低下を防止することができる。

上記発明においては、前記油流路は、少なくとも一部が前記回転軸を内部に含む円環状に形成されていることが望ましい。

本発明によれば、油流路の少なくとも一部が円環状に形成されているため、過給機の過給性能の低下を防止することができる。
油流路の少なくとも一部が、回転軸を内部に含む円環状に形成されているため、直線状に形成されている場合と比較して、第１筐体をより冷却しやすくなるとともに、第１筐体における第１圧縮機羽根車から第２圧縮機羽根車側への熱の伝搬をより抑制することができる。そのため、第２圧縮機羽根車に流入する流体の温度上昇をより確実に防止することにより、第２圧縮機羽根車の圧縮性能の低下をより確実に防止できるため、過給機における過給性能の低下をより確実に防止することができる。

上記発明においては、前記第１筐体が前記第２圧縮機羽根車に流入する流体が流れる流入流路の少なくとも一部を形成することが望ましい。

本発明によれば、第１筐体が流入流路の少なくとも一部を形成するため、過給機の過給性能の低下を防止することができる。
第１筐体は流入流路の少なくとも一部を形成するため、流入流路内を流れる第２圧縮機羽根車に流入する流体と、第１圧縮機羽根車から流出した高温高圧の流体とを隔離する。そのため、第１圧縮機羽根車から流出した流体の熱が、第２圧縮機羽根車に流入する流体に伝搬することを防止することができ、過給機における過給性能の低下を防止することができる。
第１筐体は流入流路の少なくとも一部を形成するため、回転軸長の増大を防止するとともに、流入流路における流入部の曲率を大きくすることができる。回転軸長の増大を防止することにより、過給機の運転時における振動発生を抑制することができる。流入流路における流入部の曲率を大きくすることにより、第２圧縮機羽根車に流入する流体のエネルギ損失を防止することができる。そのため、過給機における過給性能の低下を防止することができる。ここで、流入部とは、流入流路における流体を第２圧縮機羽根車に流入させる部分のことである。

上記発明においては、前記第２圧縮機羽根車に流入する流体と、前記第２圧縮機羽根車から流出する流体とを隔離するとともに、前記第２軸受を支持する第２筐体が設けられていることが望ましい。

本発明によれば、第２筐体が設けられているため、過給機の過給性能の低下を防止することができる。
第２筐体は、第２圧縮機羽根車に流入する流体と、第２圧縮機羽根車から流出する流体と接触するとともに、両者を隔離する。そのため、第２圧縮機羽根車から流出した流体の熱が、第２圧縮機羽根車に流入する流体に伝搬することを防止することができる。第２圧縮機羽根車に流入する流体の温度上昇を防止することにより、第２圧縮機羽根車の圧縮性能の低下を防止できるため、過給機における過給性能の低下を防止することができる。

上記発明においては、前記第２筐体が前記第２圧縮機羽根車から流出する流体が流れる流出流路の少なくとも一部を形成することが望ましい。

本発明によれば、第２筐体が流出流路の少なくとも一部を形成するため、過給機の過給性能の低下を防止することができる。
第２筐体は流出流路の少なくとも一部を形成するため、回転軸長の増大を防止することができる。回転軸長の増大を防止することにより、過給機の運転時における振動発生を抑制することができる。

上記発明においては、前記第１軸受は、気体軸受であることが望ましい。

本発明によれば、第１軸受を気体軸受とすることにより、過給機の部品点数を減らし、製造コストの低減を図ることができる。
潤滑油が供給される軸受の場合と比較して、第１軸受に潤滑油の漏れを防止する油シールを設ける必要がなくなるため、過給機の部品点数を減らすことができる。そのため、過給機の製造コストの低減を図ることができる。

本発明の過給機によれば、第１軸受が第１圧縮機羽根車と第２圧縮機羽根車との間に配置され、第２軸受が第１および第２圧縮機羽根車とタービン羽根車との間に配置されているため、過給機における振動の発生を防止することができるという効果を奏する。
第１圧縮機羽根車と第２圧縮機羽根車との間に第１軸受を配置することにより、過給機における過給性能の低下を防止することができるという効果を奏する。

〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態に係る過給機ついて図１を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る過給機の構造を説明する断面図である。
過給機１は、図１に示すように、回転軸３と、第１圧縮部５と、第２圧縮部７と、タービン部９と、第１軸受１１と、第２軸受１３と、インタークーラ１５とを備えている。
回転軸３は、後述するタービンホイール４３と、第１圧縮機羽根車１７と、第２圧縮機羽根車２９と、を回転可能に支持するものである。

第１圧縮部５は、第１圧縮機羽根車１７と、第１コンプレッサハウジング１９と、第１中間ハウジング（第１筐体）２１と、から構成されている。第１圧縮機羽根車１７は、回転駆動されることにより、流入する流体の動圧を増大させるものである。第１コンプレッサハウジング１９は、第１中間ハウジング２１とともに、第１圧縮機羽根車１７を内部に格納する筐体である。第１コンプレッサハウジング１９には、流体が第１圧縮機羽根車１７に流入する第１吸入流路２３と、第１圧縮機羽根車１７から流出した流体の動圧を静圧に変換する第１渦状流路２５とが形成されている。第１吸入流路２３は、回転軸３の中心軸線に沿って延びる孔であって、タービン部９側（図１の右側）の端部には第１圧縮機羽根車１７が配置されている。第１渦状流路２５は、第１圧縮機羽根車１７の周囲を渦巻き状に配置された流路であって、後述する第１排出流路２７とインタークーラ１５と連通するものである。第１中間ハウジング２１は、第１コンプレッサハウジング１９とともに第１圧縮機羽根車１７を内部に格納する筐体であって、第１排出流路２７を形成するものである。第１排出流路２７は、第１圧縮機羽根車１７から流出した流体を第１渦状流路２５に導く流路である。第１排出流路２７は、第１圧縮機羽根車１７の外周端から円周方向外側に延びるリング板状に形成された流路である。

第２圧縮部７は、第２圧縮機羽根車２９と、第１中間ハウジング２１と、第２コンプレッサハウジング（第２筐体）３１と、第２中間ハウジング３３と、から構成されている。第２圧縮機羽根車２９は、回転駆動されることにより、流入する流体の動圧を増大させるものである。第２コンプレッサハウジング３１は、第１中間ハウジング２１および第２中間ハウジング３３とともに、第２圧縮機羽根車２９を内部に格納する筐体である。第１中間ハウジング２１と第２コンプレッサハウジング３１との間には、流体が第２圧縮機羽根車２９に流入する第２吸入流路（流入流路）３５が形成されている。第２吸入流路３５は、第１中間ハウジング２１と第２コンプレッサハウジング３１との間であって、回転軸３の周りにリング状に形成された流路である。第２吸入流路３５は、インタークーラ１５と連通するものである。第２コンプレッサハウジング３１にはシュラウド３７が形成され、第２圧縮機羽根車２９に流入する流体の流れは、シュラウド３７により整流される。第２圧縮機羽根車２９は、シュラウド３７の内側に配置されている。第２コンプレッサハウジング３１と第２中間ハウジング３３との間には、第２圧縮機羽根車２９から流出した流体が流れる第２排出流路（流出流路）３９と、流出した流体の動圧を静圧に変換する第２渦状流路（流出流路）４１とが形成されている。第２排出流路３９は、第２圧縮機羽根車２９から流出した流体を第２渦状流路４１に導く流路である。第２排出流路３９は、第２圧縮機羽根車２９の外周端から円周方向外側に延びるリング板状に形成された流路である。第２渦状流路４１は、第２圧縮機羽根車２９の周囲を渦巻き状に配置された流路である。

タービン部９は、タービンホイール（タービン羽根車）４３と、タービンハウジング４５と、第２中間ハウジング３３と、から構成されている。タービンホイール４３は、外部から供給される高圧流体により回転され、回転軸３を介して第１および第２圧縮機羽根車１７，２９を回転駆動するものである。タービンハウジング４５は、第２中間ハウジング３３とともに、タービンホイール４３を内部に格納する筐体である。タービンハウジング４５には、外部から高圧の流体が流入する第３渦状流路４７と、タービンホイール４３を回転駆動させた流体が流出する流出流路４９とが形成されている。第３渦状流路４７は、タービンホイール４３の周囲を渦巻き状に配置された流路であって、後述する流入流路５１と連通するものである。流出流路４９は、回転軸３の中心軸に沿って延びる孔であって、第１および第２圧縮部５，７側（図１の左側）の端部には、タービンホイール４３が配置されている。第２中間ハウジング３３は、タービンハウジング４５とともに第２圧縮機羽根車２９を内部に格納する筐体であって、流入流路５１を形成するものである。流入流路５１は、第３渦状流路の内周面から円周方向中心側に延びるリング板状に形成された流路である。流入流路５１の内周側の開口部は、タービンホイール４３の外周面と対向するように形成されている。

第１および第２軸受１１，１３は、回転軸３を回転可能に支持する軸受である。第１および第２軸受１１，１３としては、公知の軸受、例えば、ジャーナル軸受を用いることができる。本実施形態に置いては、第１および第２軸受１１，１３にジャーナル軸受を適用して説明する。

第１軸受１１は、第１圧縮機羽根車１７と第２圧縮機羽根車２９との間であって、第１中間ハウジング２１の内周端部に配置されている。回転軸３には、円筒状に形成された軸受台５３が配置され、軸受台５３と第１軸受１１との間に摺動面が形成されている。軸受台５３は、第１圧縮機羽根車１７と第２圧縮機羽根車２９との間に配置されている。
第１中間ハウジング２１には、第１軸受１１にオイル（潤滑油）を供給する第１オイル供給流路（油流路）５５と、オイルを一時的に貯留する第１貯留室（油流路）５７と、オイルを排出する第１オイル排出流路（油流路）５９と、が形成されている。第１オイル供給流路５５は、図１における上方から第１軸受１１に向かって延びる流路であって、第１軸受１１の外周面側からオイルを第１軸受１１にオイルを供給する流路である。第１貯留室５７は、第１軸受１１と第２圧縮機羽根車しとの間に形成された円筒状（円環状）の領域および、第１軸受１１に対して第１オイル排出流路５９側（図１の下側）に形成された領域である。第１軸受１１と軸受台５３との摺動面を潤滑したオイルは、第１貯留室５７に流入する。第１オイル排出流路５９は、第１貯留室５７から図１の下方に向かって延びる流路であって、潤滑に用いられたオイルを過給機１の外部に導く流路である。

第２軸受１３は、第２圧縮機羽根車２９とタービンホイール４３との間であって、第２中間ハウジング３３の内周端部に配置されている。
第２中間ハウジング３３には、第２軸受１３にオイル（潤滑油）を供給する第２オイル供給流路６１と、オイルを一時的に貯留する第２貯留室６３と、オイルを排出する第２オイル排出流路６５と、が形成されている。第２オイル供給流路６１は、図１における上方から第２軸受１３に向かって延びる流路であって、第２軸受１３の外周面側からオイルを第２軸受１３にオイルを供給する流路である。第２貯留室しは、第２軸受１３とタービンホイール４３との間に形成された円筒状の領域および、第２軸受１３に対して第２オイル排出流路６５側（図１の下側）に形成された領域である。第２軸受１３と回転軸３との摺動面を潤滑したオイルは、第２貯留室６３に流入する。第２オイル排出流路６５は、第２貯留室６３から図１の下方に向かって延びる流路であって、潤滑に用いられたオイルを過給機１の外部に導く流路である。

インタークーラ１５は、第１圧縮部５により圧縮された高温の流体を冷却して第２圧縮部７に流入させるものである。具体的には、第１圧縮部５の第１渦状流路２５から流出した高温の流体を冷却して、第２圧縮部の第２吸入流路３５に流入させるものである。なお、インタークーラ１５としては、公知のものを用いることができ、特に限定するものではない。

次に、上記の構成からなる過給機１における過給について、図１を参照しながら説明する。
過給機１に外部から高圧の流体、例えば、内燃機関から排出された排気ガスが第３渦状流路４７に供給されると、排気ガスは、第３渦状流路４７から流入流路５１を介して、タービンホイール４３に流入する。タービンホイール４３は流入した排気ガスにより回転駆動され、タービンホイール４３を回転駆動した排気ガスは、流出流路４９から過給機１の外部に排出される。

タービンホイール４３の回転は、回転軸３を介して第１圧縮機羽根車１７および第２圧縮機羽根車２９に伝達される。第１圧縮機羽根車１７は、回転軸３により回転駆動されると、第１吸入流路２３から流体、例えば、空気を吸入する。吸入された空気は、第１圧縮機羽根車１７の回転により半径方向外側に向けて圧送される。第１圧縮機羽根車１７から流出した空気は、第１排出流路２７を介して第１渦状流路２５に流入する。第１渦状流路２５に流入した空気は、第１圧縮機羽根車１７により与えられた動圧が静圧に変換される。高温高圧状態の空気は、第１渦状流路２５からインタークーラ１５に流入して冷却される。冷却された空気は、インタークーラ１５から第２吸入流路３５に流入する。

第１圧縮機羽根車１７の回転により、第２吸入流路３５に流入した空気は、第２圧縮機羽根車２９に吸入され半径方向外側に向けて圧送される。第２圧縮機羽根車２９から流出した空気は、第２排出流路３９を介して第２渦状流路４１に流入する。第２渦状流路４１に流入した空気は、第２圧縮機羽根車２９により与えられた動圧が静圧に変換された後、過給機１の外部へ供給される。

次に、第１軸受１１および第２軸受１３における潤滑について説明する。
第１軸受１１には、第１オイル供給流路５５から第１中間ハウジング２１内を通してオイルが供給される。第１軸受１１に供給されたオイルは、第１軸受１１と軸受台５３との摺動面を潤滑した後、第１貯留室５７に流入する。第１貯留室５７に流入したオイルは、第１オイル排出流路５９から第１中間ハウジング２１内を通して過給機１の外部へ排出される。
第１オイル供給流路５５、第１貯留室５７、および、第１オイル排出流路５９を流れるオイルは、第１中間ハウジング２１から熱を奪い、第１中間ハウジング２１を冷却する。同時に、第１中間ハウジング２１の熱を奪うことにより、第１中間ハウジング２１を介して第１排出流路２７を流れる空気の熱が、第２吸入流路３５内の空気に伝搬することを抑制する。

第２軸受１３には、第２オイル供給流路６１から第２中間ハウジング３３内を通してオイルが供給される。第２軸受１３に供給されたオイルは、第２軸受１３と回転軸３との摺動面を潤滑した後、第２貯留室６３に流入する。第２貯留室６３に流入したオイルは、第２オイル排出流路６５から第２中間ハウジング３３内を通して過給機１の外部へ排出される。
第２オイル供給流路６１、第２貯留室６３、および、第２オイル排出流路６５を流れるオイルは、第２中間ハウジング３３から熱を奪い、第２中間ハウジング３３を冷却する。同時に、第２中間ハウジング３３の熱を奪うことにより、第２中間ハウジング３３を介して流入流路５１を流れる排気ガスの熱が、第２渦状流路４１内の空気に伝搬することを抑制する。

上記の構成によれば、第１軸受１１が第１圧縮機羽根車１７と第２圧縮機羽根車２９との間に配置され、第２軸受１３が第１および第２圧縮機羽根車１７，２９とタービンホイール４３との間に配置されているため、過給機１における振動の発生を防止することができる。
第１軸受１１が第１圧縮機羽根車１７と第２圧縮機羽根車２９との間に配置されているため、上記特許文献１および２に記載された過給機と比較して、回転軸３における第１軸受１１から第１圧縮機羽根車１７側（他方の端部側）への突出長さ、つまり、オーバーハングを短くすることができる。その結果、回転軸３とタービンホイール４３と第１および第２圧縮機羽根車１７，２９からなる軸系の回転安定性を向上させ、過給機１における振動の発生を防止することができる。
第２軸受１３が第２圧縮機羽根車２９とタービンホイール４３との間に配置されているため、第１軸受１１との間隔を広げるとともに、第１軸受１１との間に第２圧縮機羽根車２９を配置することができるため、上記軸系の回転安定性を向上させることができる。その結果、過給機１における振動の発生を防止することができる。
第１圧縮機羽根車１７と第２圧縮機羽根車２９との間に第１軸受１１を配置することにより、上記特許文献１および２に記載された過給機と比較して、第１圧縮機羽根車１７と第２圧縮機羽根車２９との間を広げることができる。そのため、第１圧縮機羽根車１７から流出した空気を第２圧縮機羽根車２９に導く流路の流路長を長くすることができる。流路長を長くすることにより、第２圧縮機羽根車２９に流入する空気流れをより整流することができる。その結果、第２圧縮機羽根車２９の圧縮性能の低下を防止できるため、過給機１における過給性能の低下を防止することができる。

第１中間ハウジング２１に第１軸受１１にオイルを供給する第１オイル供給流路５５、第１貯留室５７、および、第１オイル排出流路５９が設けられているため、過給機１の過給性能の低下を防止することができる。
第１中間ハウジング２１は、第１圧縮機羽根車１７から流出した高温高圧の空気と、第２圧縮機羽根車２９に流入する空気とに接触し、両者を隔離する。第１オイル供給流路５５、第１貯留室５７、および、第１オイル排出流路５９は内部にオイルが流れるため、第１中間ハウジング２１を冷却するとともに、第１中間ハウジング２１における第１圧縮機羽根車１７側から第２圧縮機羽根車２９側への熱の伝搬を抑制することができる。そのため、第１圧縮機羽根車１７から流出した空気の熱が、第２圧縮機羽根車２９に流入する空気に伝搬することを防止することができる。第２圧縮機羽根車２９に流入する空気の温度上昇を防止することにより、第２圧縮機羽根車２９の圧縮性能の低下を防止できるため、過給機１における過給性能の低下を防止することができる。

第１貯留室５７の少なくとも一部が円環状に形成されているため、過給機１の過給性能の低下を防止することができる。
第１貯留室５７の少なくとも一部が、回転軸３を内部に含む円環状に形成されているため、直線状に形成されている場合と比較して、第１中間ハウジング２１をより冷却しやすくなるとともに、第１中間ハウジング２１における第１圧縮機羽根車１７から第２圧縮機羽根車２９側への熱の伝搬をより抑制することができる。そのため、第２圧縮機羽根車２９に流入する空気の温度上昇をより確実に防止することにより、第２圧縮機羽根車２９の圧縮性能の低下をより確実に防止できるため、過給機１における過給性能の低下をより確実に防止することができる。

第１中間ハウジング２１が第２吸入流路３５の少なくとも一部を形成するため、過給機１の過給性能の低下を防止することができる。
第１中間ハウジング２１は第２吸入流路３５の少なくとも一部を形成するため、第２吸入流路３５を流れる第２圧縮機羽根車２９に流入する空気と、第１圧縮機羽根車１７から流出した高温高圧の空気とを隔離する。そのため、第１圧縮機羽根車１７から流出した空気の熱が、第２圧縮機羽根車２９に流入する空気に伝搬することを防止することができ、過給機１における過給性能の低下を防止することができる。
第１中間ハウジング２１は第２吸入流路３５の少なくとも一部を形成するため、回転軸３の長さの増大を防止するとともに、第２吸入流路３５における流入部の曲率を大きくすることができる。回転軸３の長さの増大を防止することにより、過給機１の運転時における振動発生を抑制することができる。第２吸入流路３５における流入部の曲率を大きくすることにより、第２圧縮機羽根車２９に流入する空気のエネルギ損失を防止することができる。そのため、過給機１における過給性能の低下を防止することができる。ここで、流入部とは、第２吸入流路３５における空気を第２圧縮機羽根車２９に流入させる部分のことである。

第２コンプレッサハウジング３１が設けられているため、過給機１の過給性能の低下を防止することができる。
第２コンプレッサハウジング３１は、第２圧縮機羽根車２９に流入する空気と、第２圧縮機羽根車２９から流出する空気と接触するとともに、両者を隔離する。そのため、第２圧縮機羽根車２９から流出した空気の熱が、第２圧縮機羽根車２９に流入する空気に伝搬することを防止することができる。第２圧縮機羽根車２９に流入する空気の温度上昇を防止することにより、第２圧縮機羽根車２９の圧縮性能の低下を防止できるため、過給機１における過給性能の低下を防止することができる。

第２コンプレッサハウジング３１が第２排出流路３９および第２渦状流路４１の少なくとも一部を形成するため、過給機１の過給性能の低下を防止することができる。
第２コンプレッサハウジング３１は第２排出流路３９および第２渦状流路４１の少なくとも一部を形成するため、回転軸３の長さの増大を防止することができる。回転軸３の長さの増大を防止することにより、過給機１の運転時における振動発生を抑制することができる。

〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について図２を参照して説明する。
本実施形態の過給機の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、第１軸受の周辺構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図２を用いて第１軸受の周辺構成のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図２は、本実施形態に係る過給機の構造を説明する断面図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

過給機１０１は、図２に示すように、回転軸３と、第１圧縮部１０５と、第２圧縮部１０７と、タービン部９と、第１軸受１１１と、第２軸受１３と、インタークーラ１５とを備えている。
第１圧縮部１０５は、第１圧縮機羽根車１７と、第１コンプレッサハウジング１９と、第１中間ハウジング（第１筐体）１２１と、から構成されている。第１コンプレッサハウジング１９は、第１中間ハウジング１２１とともに、第１圧縮機羽根車１７を内部に格納する筐体である。第１中間ハウジング１２１は、第１コンプレッサハウジング１９とともに第１圧縮機羽根車１７を内部に格納する筐体であって、第１排出流路２７を形成するものである。
第２圧縮部１０７は、第２圧縮機羽根車２９と、第１中間ハウジング１２１と、第２コンプレッサハウジング３１と、第２中間ハウジング３３と、から構成されている。第２コンプレッサハウジング３１は、第１中間ハウジング１２１および第２中間ハウジング３３とともに、第２圧縮機羽根車２９を内部に格納する筐体である。第１中間ハウジング１２１と第２コンプレッサハウジング３１との間には、流体が第２圧縮機羽根車２９に流入する第２吸入流路３５が形成されている。

第１軸受１１１は、公知の気体軸受であって、第２軸受１３とともに回転軸３を回転可能に支持する軸受である。
第１軸受１１１は、第１圧縮機羽根車１７と第２圧縮機羽根車２９との間であって、第１中間ハウジング１２１の内周端部に配置されている。第１軸受１１１と軸受台５３との間に摺動面が形成されている。

上記の構成からなる過給機１０１における過給時の作用については、第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
また、第２軸受１３における潤滑についても、第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
次に、第１軸受１１１における回転軸３の支持について説明する。
回転軸３がタービンホイール４３により回転駆動されると、第１軸受１１１と回転軸３との間に空気が巻き込まれ、空気の動圧により回転軸３が第１軸受１１１から浮上する。回転軸３は、第１軸受１１１と回転軸３との間に発生する動圧により回転可能に支持される。

上記の構成によれば、第１軸受１１１を気体軸受とすることにより、過給機１０１の部品点数を減らし、製造コストの低減を図ることができる。
オイルが供給される軸受の場合と比較して、第１軸受１１１にオイルの漏れを防止する油シールを設ける必要がなくなるため、過給機１０１の部品点数を減らすことができる。そのため、過給機１０１の製造コストの低減を図ることができる。

本発明の第１の実施形態に係る過給機の構造を説明する断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る過給機の構造を説明する断面図である。

符号の説明

１，１０１ 過給機
３ 回転軸
１１，１１１ 第１軸受
１３ 第２軸受
１７ 第１圧縮機羽根車
２１，１２１ 第１中間ハウジング（第１筐体）
２９ 第２圧縮機羽根車
３１ 第２コンプレッサハウジング（第２筐体）
３５ 第２吸入流路（流入流路）
３９ 第２排出流路（流出流路）
４１ 第２渦状流路（流出流路）
４３ タービンホイール（タービン羽根車）
５５ 第１オイル供給流路（油流路）
５７ 第１貯留室（油流路）
５９ 第１オイル排出流路（油流路）

Claims (7)

1. 回転軸と、
   該回転軸の一方の端部に支持されるタービン羽根車と、
   前記回転軸の他方の端部に支持される第１圧縮機羽根車および第２圧縮機羽根車と、
   前記第１圧縮機羽根車と、前記第２圧縮機羽根車との間に配置された第１軸受と、
   前記第１および第２圧縮機羽根車と、前記タービン羽根車との間に配置された第２軸受と、
   を備えたことを特徴とする過給機。
2. 前記第１圧縮機羽根車から流出する流体と、前記第２圧縮機羽根車に流入する流体とを隔離するとともに、前記第１軸受を支持する第１筐体が設けられ、
   該第１筐体には、前記第１軸受に潤滑油を供給する油流路が設けられていることを特徴とする請求項１記載の過給機。
3. 前記油流路は、少なくとも一部が前記回転軸を内部に含む円環状に形成されていることを特徴とする請求項２記載の過給機。
4. 前記第１筐体が前記第２圧縮機羽根車に流入する流体が流れる流入流路の少なくとも一部を形成することを特徴とする請求項２または３に記載の過給機。
5. 前記第２圧縮機羽根車に流入する流体と、前記第２圧縮機羽根車から流出する流体とを隔離するとともに、前記第２軸受を支持する第２筐体が設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の過給機。
6. 前記第２筐体が前記第２圧縮機羽根車から流出する流体が流れる流出流路の少なくとも一部を形成することを特徴とする請求項５記載の過給機。
7. 前記第１軸受は、気体軸受であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の過給機。

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