JP2014214701A - ターボチャージャ - Google Patents
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Abstract
Description
すなわち、ターボチャージャは、インペラが配された空気流路を内側に有するコンプレッサハウジングと、インペラを一端に固定したロータシャフトを回転自在に支持する軸受ハウジングとを備えている。空気流路は、インペラに向けて空気を吸い込む吸気口と、インペラから吐出された圧縮空気が流れ込む吐出スクロール室とを有する。
そして、ターボチャージャは、インペラから吐出された圧縮空気がディフューザ通路を通過して吐出スクロール室に流れ込み、さらに吐出スクロール室から内燃機関側へ吐出されるよう構成されている。
上記インペラを一端に固定したロータシャフトを回転自在に支持する軸受ハウジングとを備え、
上記空気流路は、上記インペラに向けて空気を吸い込む吸気口と、上記インペラの外周側において周方向に形成され、上記インペラから吐出される圧縮空気を外部へ導く吐出スクロール室とを有し、
上記コンプレッサハウジングは、上記インペラに対向するシュラウド面と、該シュラウド面から上記吐出スクロール室に向かって延びるディフューザ面とを有し、
上記軸受ハウジングは、上記コンプレッサハウジングの上記ディフューザ面に対向すると共に該ディフューザ面との間にディフューザ通路を形成する対向面を有し、
上記コンプレッサハウジングの上記ディフューザ面及び上記軸受ハウジングの上記対向面の少なくともいずれか一方には、デポジットの付着を防止するための付着防止部が設けてあり、
該付着防止部は、上記ディフューザ通路側に開口する多数の微細な貫通孔を有する表面形成部と、該表面形成部によって上記ディフューザ通路側から覆われているとともに、該ディフューザ通路よりも下流側において上記空気流路に連通して上記圧縮空気の一部が供給されるように構成されている空気タンク部と、を備え、
上記圧縮空気が上記ディフューザ通路を通過する際に生じるエジェクタ効果により、上記空気タンク部に供給された上記圧縮空気が上記貫通孔を介して上記ディフューザ通路へ噴出するように構成されていることを特徴とするターボチャージャにある(請求項1)。
なお、上記多孔質体としては、例えば、多孔質の樹脂、金属、セラミックス、グラスファイバ、カーボングラファイト等、またはこれらに準ずる物(例えば、樹脂フィルムを巻いた物、樹脂紙を重ねた物、樹脂糸を編んだ物等)等を用いることができる。
コンプレッサハウジング内のインペラから吐出された圧縮空気は、ディフューザ通路において、ディフューザ通路の下流に進むにつれて、インペラのバックワード角が徐々に小さくなる方向に流れる。インペラから吐出された圧縮空気は、上記仮想曲線に沿って流れることとなる。したがって、多数の微細な貫通孔は、当該圧縮空気が流れる方向に沿って配列していることとなる。これにより、空気タンク部内の圧縮空気は、貫通孔を介して、ディフューザ通路にスムーズに噴出して、ディフューザ通路内の圧縮空気が流れる方向へスムーズに流れる。その結果、付着防止部におけるデポジットの付着防止効果が向上する。
しかし、渦状に旋回している圧縮空気は、吐出スクロール室を経て下流側に流れるにしたがって整流されるため、アウトレットポートよりも下流側においては、ある程度整流化された状態となっている。そこで、アウトレットポートよりも下流側の空気流路にバイパス経路を接続して、ある程度整流化された後の圧縮空気を空気タンク部に供給することにより、オイルミストやデポジットがバイパス経路に流入することが抑制され、付着防止部におけるデポジットの付着防止効果の低減を防止できる。
上記ターボチャージャにかかる実施例について、図1〜図6を用いて説明する。
本例のターボチャージャ1は、図1、図2に示すごとく、インペラ13が配された空気流路10を内側に有するコンプレッサハウジング2と、インペラ13を一端に固定したロータシャフト14を回転自在に支持する軸受ハウジング3とを備える。
そして、空気流路10は、インペラ13に向けて空気を吸い込む吸気口11と、上記インペラ13の外周側において周方向に形成され、インペラ13から吐出される圧縮空気を外部へ導く吐出スクロール室12とを有する。
軸受ハウジング3は、コンプレッサハウジング2のディフューザ面222に対向すると共にディフューザ面222との間にディフューザ通路15を形成する対向面311を有する。
空気タンク部41は、表面形成部42によってディフューザ通路15側から覆われている。そして、空気タンク部41は、図3に示すように、ディフューザ通路15よりも下流側(本例では、アウトレットポート16よりも下流側)において空気流路に連通しており、圧縮空気の一部が供給されるように構成されている。
そして、図6に示すように、圧縮空気がディフューザ通路15を通過する際に生じるエジェクタ効果により、空気タンク部41に供給された圧縮空気が貫通孔43を介してディフューザ通路15へ噴出するように構成されている。
ターボチャージャ1は、PCVを備えた内燃機関に接続して用いることができる。
図1に示すごとく、ターボチャージャ1は、自動車等の内燃機関から排出される排ガスによってタービンを回転させ、その回転力を利用してコンプレッサにおいて吸入空気を圧縮し、その圧縮空気を内燃機関に送り込むよう構成されている。したがって、ターボチャージャ1は、軸方向において、コンプレッサの外殻を構成するコンプレッサハウジング2と反対側にタービンハウジング(図示略)を備えている。
本例のターボチャージャ1では、ディフューザ面222及び対向面311は、付着防止部4が設けられている。付着防止部4は、ディフューザ通路15側に開口する多数の微細な貫通孔43を有する表面形成部42と、表面形成部42のディフューザ通路15と反対側に圧縮空気の一部が供給されている空気タンク部41とを有する。
そして、図6に示すように、ディフューザ通路15の空気流路は、インペラ13側の空気流路及び吐出スクロール室12側の空気流路よりも狭くなっている。そのため、インペラ13側から圧縮空気がディフューザ通路15を通過することにより、付着防止部4においてエジェクタ効果が生じる。すなわち、表面形成部42の多数の微細な貫通孔43を介して、空気タンク部41内の圧縮空気がディフューザ通路15へ噴出する。これにより、付着防止部4に飛来してきたデポジットと、付着防止部4におけるディフューザ通路15側の表面との距離を確保することができるため、デポジットと付着防止部4におけるディフューザ通路15側の表面との間の分子間力を抑制することができる。そのため、付着防止部4に飛来してきたデポジットは、ディフューザ通路15を流れる給気(圧縮空気)によって吹き飛ばされることとなる。その結果、当該デポジットが付着防止部4におけるディフューザ通路15側の表面に付着することが防止される。
トの付着を防止することができる。
実施例2のターボチャージャ1では、実施例1における金属板からなる表面形成部42に替えて、図7に示すように、多孔質体からなる表面形成部420を備える。なお、実施例1のターボチャージャ1と同等の構成要素等には同一の符号を付して、その説明を省略する。
10 空気流路
11 吸気口
12 吐出スクロール室
13 インペラ
14 ロータシャフト
2 コンプレッサハウジング
221 シュラウド面
222 ディフューザ面
3 軸受ハウジング
311 対向面
4 付着防止部
41 空気タンク部
42、420 表面形成部
43、430 貫通孔
50 バイパス経路
Claims (6)
- インペラが配された空気流路を内側に有するコンプレッサハウジングと、
上記インペラを一端に固定したロータシャフトを回転自在に支持する軸受ハウジングとを備え、
上記空気流路は、上記インペラに向けて空気を吸い込む吸気口と、上記インペラの外周側において周方向に形成され、上記インペラから吐出される圧縮空気を外部へ導く吐出スクロール室とを有し、
上記コンプレッサハウジングは、上記インペラに対向するシュラウド面と、該シュラウド面から上記吐出スクロール室に向かって延びるディフューザ面とを有し、
上記軸受ハウジングは、上記コンプレッサハウジングの上記ディフューザ面に対向すると共に該ディフューザ面との間にディフューザ通路を形成する対向面を有し、
上記コンプレッサハウジングの上記ディフューザ面及び上記軸受ハウジングの上記対向面の少なくともいずれか一方には、デポジットの付着を防止するための付着防止部が設けてあり、
該付着防止部は、上記ディフューザ通路側に開口する多数の微細な貫通孔を有する表面形成部と、該表面形成部によって上記ディフューザ通路側から覆われているとともに、該ディフューザ通路よりも下流側において上記空気流路に連通して上記圧縮空気の一部が供給されるように構成されている空気タンク部と、を備え、
上記圧縮空気が上記ディフューザ通路を通過する際に生じるエジェクタ効果により、上記空気タンク部に供給された上記圧縮空気が上記貫通孔を介して上記ディフューザ通路へ噴出するように構成されていることを特徴とするターボチャージャ。 - 請求項1に記載のターボチャージャにおいて、上記多数の微細な貫通孔はそれぞれ、上記空気タンク部側の開口部から上記ディフューザ通路側の開口部に向かう孔の形成方向が、上記ディフューザ通路の下流側に傾斜するように形成されていることを特徴とするターボチャージャ。
- 請求項1又は2に記載のターボチャージャにおいて、上記貫通孔は、上記ディフューザ通路において、上記インペラの外縁を起点とする上記インペラのバックワード角に沿う仮想直線に対して、上記起点から上記ディフューザ通路の下流側に向かう程、上記インペラの回転方向と反対方向に離れるように湾曲した仮想曲線に沿って形成されていることを特徴とするターボチャージャ。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載のターボチャージャにおいて、上記吐出スクロール室によって導かれた上記圧縮空気を導出するアウトレットポートよりも下流側の空気流路にバイパス経路が接続されているとともに、該バイパス経路を介して上記空気タンク部に上記圧縮空気が供給されるように構成されていることを特徴とするターボチャージャ。
- 請求項4に記載のターボチャージャにおいて、上記バイパス経路と上記空気流路との接続部における上記バイパス経路の吸入口は、上記アウトレットポートよりも下流側の上記空気流路において、上記圧縮空気の流れる方向に開口していることを特徴とするターボチャージャ。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載のターボチャージャにおいて、上記付着防止部は、上記コンプレッサハウジングの上記ディフューザ面及び上記軸受ハウジングの上記対向面の双方に設けられていることを特徴とするターボチャージャ。
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