JP2015504135A - 排気ガスターボチャージャー - Google Patents

排気ガスターボチャージャー Download PDF

Info

Publication number
JP2015504135A
JP2015504135A JP2014552561A JP2014552561A JP2015504135A JP 2015504135 A JP2015504135 A JP 2015504135A JP 2014552561 A JP2014552561 A JP 2014552561A JP 2014552561 A JP2014552561 A JP 2014552561A JP 2015504135 A JP2015504135 A JP 2015504135A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust gas
gas turbocharger
housing
mounting
turbine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Abandoned
Application number
JP2014552561A
Other languages
English (en)
Inventor
イーリ,トーマス
サンティス,ロベルト デ
サンティス,ロベルト デ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Charging Systems International GmbH
Original Assignee
IHI Charging Systems International GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IHI Charging Systems International GmbH filed Critical IHI Charging Systems International GmbH
Publication of JP2015504135A publication Critical patent/JP2015504135A/ja
Abandoned legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B47/00Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines
    • F02B47/04Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines the substances being other than water or steam only
    • F02B47/08Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines the substances being other than water or steam only the substances including exhaust gas
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00Stators
    • F01D9/02Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F01D9/04Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector
    • F01D9/045Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector for radial flow machines or engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas- turbine plants for special use
    • F02C6/04Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output
    • F02C6/10Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output supplying working fluid to a user, e.g. a chemical process, which returns working fluid to a turbine of the plant
    • F02C6/12Turbochargers, i.e. plants for augmenting mechanical power output of internal-combustion piston engines by increase of charge pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/005Sealing means between non relatively rotating elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10Final actuators
    • F01D17/12Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • F01D17/16Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes
    • F01D17/165Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes for radial flow, i.e. the vanes turning around axes which are essentially parallel to the rotor centre line
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00Application
    • F05D2220/40Application in turbochargers

Abstract

本発明は排気ガスターボチャージャーに関し、該排気ガスターボチャージャーは少なくとも1つのハウジング部材(12)を備え、該ハウジング部材(12)とは別体に構成されたガイド機構(16)の少なくとも一部分が該ハウジング部材(12)に取付けられており、該ガイド機構(16)は2つの装着部材(18、20)を含んでおり、それら2つの装着部材(18、20)は、互いに軸方向に離隔して、それら装着部材の間に流路(22)を形成しており、前記流路(22)を流れる排気ガスの流動方向を偏向するための前記ガイド機構(16)の複数のガイド翼が、前記2つの装着部材(18、20)に対して相対的に可動に、前記2つの装着部材(18、20)の少なくとも一方に支持されており、前記2つの装着部材のうちの少なくとも第1装着部材(18)は、少なくとも実質的に径方向に延展する少なくとも1つの第1壁部(30)と、該第1壁部(30)に連なり少なくとも実質的に軸方向に延展する少なくとも1つの第2壁部(32)とを有し、前記第1及び第2壁部(30、32)によって前記第1装着部材(18)の隅角部(28)が形成されており、以上において、前記第1壁部(30)及び/または前記隅角部(28)の前記ハウジング部材(12)に向かい合う側面(27)に、少なくとも1つの凹部(24、26)が形成されている。【選択図】図1

Description

本発明は、請求項1の前段に記載した種類の排気ガスターボチャージャーに関する。
特許文献1に開示されている排気ガスターボチャージャーはタービンハウジングを有するタービンと、軸受ハウジングとを備えている。その排気ガスターボチャージャーは更に、タービンハウジング及び軸受ハウジングのいずれとも別体に構成されたガイド機構を備えており、該ガイド機構は2つの装着部材を含んでいる。それら装着部材の一方は担持部材である。また、それら装着部材の他方はシュラウド部材である。それら2つの装着部材は、排気ガスターボチャージャーの軸方向で互いに離隔して、それら装着部材の間に流路を形成している。ガイド機構の複数のガイド翼が、それら装着部材に対して相対的に可動に、それら装着部材のうちの少なくとも一方に支持されている。それら複数のガイド翼によって、前記流路を流れる排気ガスの流動方向が偏向される。2つの装着部材のうち、タービン流出口に近い側に装着されている方の装着部材は、少なくとも実質的に径方向に延展する第1壁部と、この第1壁部に連なり少なくとも実質的に軸方向に延展する第2壁部とを有する。それら第1壁部及び第2壁部によって当該装着部材の隅角部が形成されている。第2壁部には周溝が形成されており、その周溝にシール部材が嵌装されている。
特許文献2にも、以上のものと同種類の排気ガスターボチャージャーが開示されている。その排気ガスターボチャージャーの装着部材のうち、タービン流出口に近い側に装着されている方の装着部材は、その第2壁部に2本の溝が形成されており、それら溝の各々にシール部材が嵌装されている。
排気ガスターボチャージャーの作動時には、タービンの中を高温の排気ガスが流れることから、特にタービンハウジングやガイド機構などに熱変形が生じることが知られている。可動のガイド翼に、ジャミング及び/またはその他の動作不良が発生するのを防止するために、ガイド翼と2つの装着部材の夫々との間には、比較的大きな遊びのための間隙が確保されている。しかしながら、排気ガスのうちのいくらかは、この比較的大きな遊びのための間隙を通り抜けて流れてしまい、ガイド翼に沿って流れないため、ガイド翼による流動方向の偏向を免れてしまう。その結果、そのような排気ガスは、不適切な流動方向でタービン羽根車に流入することになる。このことは、排気ガスターボチャージャーの動作効率に悪影響を及ぼすものである。
欧州特許出願公開第2 348 195 A2号明細書 国際公開第2007/046798 A1号パンフレット
従って本発明の目的は、冒頭に記載した種類の排気ガスターボチャージャーに改良を加えて、高効率で動作し得る排気ガスターボチャージャーを提供することにある。
上記目的は請求項1に記載した特徴を備えた排気ガスターボチャージャーにより達成される。従属請求項は、本発明の有用且つ非自明な有利な発展形態を記載したものである。
この種の排気ガスターボチャージャーは、少なくとも1つのハウジング部材を備えており、そして、該ハウジング部材とは別体に構成され、また特に排気ガスターボチャージャーの全てのハウジング部材とは別体に構成されたガイド機構の少なくとも一部分が、該ハウジング部材に取付けられている。そのガイド機構は2つの装着部材を含んでおり、それら2つの装着部材は、それら装着部材の間に流路を形成するように互いに軸方向に離隔している。即ち、それら2つの装着部材は、前記流路の、排気ガスターボチャージャーの軸方向における境界を画成している。
前記ガイド機構は複数のガイド翼を含んでおり、それらガイド翼は、前記2つの装着部材に対して相対的に可動に、前記2つの装着部材の少なくとも一方に支持されている。それら複数のガイド翼は、前記流路を流れる排気ガスの流動方向を案内または偏向するものである。
前記2つの装着部材のうちの少なくとも第1装着部材は、少なくとも実質的に排気ガスターボチャージャーの径方向に延展する少なくとも1つの第1壁部と、該第1壁部に連なり少なくとも実質的に排気ガスターボチャージャーの軸方向に延展する少なくとも1つの第2壁部とを有する。更に、それら第1壁部及び第2壁部によって当該装着部材の隅角部が形成されている。
高温の排気ガスが前記流路を流れる排気ガスターボチャージャーの作動時に、前記第1装着部材が熱変形するのを防止するために、またはその熱変形を特に小さく抑えるために、本発明によれば、前記第1壁部の前記ハウジング部材に向かい合う側面に、及び/または、前記隅角部の前記ハウジング部材に向かい合う側面に、少なくとも1つの凹部が形成されている。これによって、前記第1装着部材は、その形状が、排気ガスターボチャージャーの作動時にこの第1装着部材に作用する高熱の影響に対して適切に適応し得る形状となっており、そのため前記第1装着部材は、熱変形を発生しないか、またはその熱変形が非常に小さなものとなる。またこれによって、前記2つの装着部材に対して相対的に可動の前記複数のガイド翼は、ジャミング及び/またはその他の動作不良を発生するおそれがないか、またはそのおそれが非常に小さなものとなる。また更に、これによって、前記複数のガイド翼と前記2つの装着部材の夫々との間の遊びのための間隙を非常に小さく設定できるため、前記流路を流れる排気ガスのうち、前記複数のガイド翼に沿って流れずに、不適切な流動方向のままターボチャージャーのタービンのタービン羽根車へ流入する排気ガスを皆無とすること、または非常に少なくすることが可能となる。
換言するならば、前記流路を流れる排気ガスの少なくとも実質的に全量が、前記複数のガイド翼によって適切な流動状態で流動方向を案内または偏向され、そしてその流動方向の偏向によって、適切な流動状態となる流入角で前記タービン羽根車へ流入するようになっている。またこれによって、排気ガスターボチャージャーが高効率で動作するものとなっている。かかる排気ガスターボチャージャーを用いれば、例えばレシプロエンジンとして構成された自動車用内燃機関などに高効率で過給を行うことができ、それによって低燃費、ひいてはCO排出量の低減がもたらされる。
前記凹部は底面を有しており、該底面は、前記凹部に隣接した第1装着部材の第1壁部の表面である第1表面からも、また、前記凹部に隣接した第1装着部材の第2壁部の表面である第2表面からも引っ込んでおり、これによって該底面はタービンハウジングから離隔している。換言するならば、前記凹部は少なくとも3つの面により画成されている。前記凹部は、例えば凹溝部などとして形成するとよく、その隅角部にはアールをつけてもよい。
前記凹部をこのような凹溝部として形成することにより、前記第1装着部材の壁厚は、前記第1壁部、及び/または、前記隅角部において局所的に減少され、これによって前記第1装着部材は、そのような凹部を形成しない場合と比べて、より大きな可撓性を有するものとなる。また、それによって、排気ガスターボチャージャーの作動中に生じる前記第1装着部材の熱変形が少なくとも小さく抑えられるようになる。
前記第1装着部材は、前記隅角部に少なくとも1つの第1凹部が形成されると共に、前記第1壁部に少なくとも1つの第2凹部が形成されたものとすることが好ましい。こうすることで前記第1装着部材の熱変形が特に小さなものとなり、それによって本発明に係る排気ガスターボチャージャーの機能信頼性及び動作効率が特に優れたものとなる。
特に有利な実施形態によれば、前記凹部の中に、一側が前記ハウジング部材に支持され、他側が前記第1装着部材に支持されたシール部材が配設されており、該シール部材によって、前記第1装着部材が前記ハウジング部材に対して封止されている。この構成とすることで高度の機能統合がなされ、即ち、これによって前記凹部は、前記第1装着部材の熱変形特性を向上させる機能を担うと共に、前記シール部材を収容して定位する機能をも担うものとなる。また、こうすることで、本発明に係る排気ガスターボチャージャーのコストを低レベルに抑えることが可能となる。
本発明の別の実施形態によれば、前記ハウジング部材は排気ガスターボチャージャーのタービンのタービンハウジングである。特にタービンハウジングは、排気ガスターボチャージャーの作動中に、エンジンの排気ガスがその中を流れることから、非常な高温に曝される。前記第1装着部材はタービンハウジングに非常に近接して配設されているため、もし何の対策も講じられていなければ、タービンハウジングから前記第1装着部材へ高温の熱の影響が強く作用するおそれがある。しかし、前記第1装着部材がタービンハウジングに近接しているにも拘わらず、前記少なくとも1つの凹部により、前記第1装着部材の熱変形が少なくとも小さく抑えられるのである。
この排気ガスターボチャージャーが更に、前記タービンハウジングに連結された軸受ハウジングを備えているようにし、該軸受ハウジングにおいて、この排気ガスターボチャージャーのロータが少なくとも部分的に軸支されているようにし、更に、該ロータがタービン羽根車と軸部材とを含み、該タービン羽根車は該軸部材と一体回転するように該軸部材に連結されているようにするのもよい。
この排気ガスターボチャージャーが更に、コンプレッサハウジングを有するコンプレッサを備えているようにし、該コンプレッサハウジングの中に、コンプレッサ羽根車の少なくとも一部分が収容されているようにするのもよい。該コンプレッサ羽根車は前記ロータの構成要素であり、前記軸部材と一体回転するように前記軸部材に連結されている。更に、前記ロータは、回転軸を中心として回転可能であり、前記軸受ハウジングと、前記コンプレッサハウジングと、前記タービンハウジングとの全てに対して相対的に回転可能である。前記タービン羽根車と前記コンプレッサ羽根車との両方が前記軸部材と一体回転するように前記軸部材に連結されているため、前記コンプレッサ羽根車は前記タービン羽根車によって駆動され、それによって、内燃機関に供給される空気が圧縮される。
本発明の別の実施形態によれば、前記ハウジング部材はその一部分が前記凹部の中に入り込んでいる。このようにすることで、前記第1装着部材と前記ハウジング部材との間を良好に封止することができる。
前記ガイド機構は、前記2つの装着部材のうちの一方の装着部材のみを介して、また特に前記第2装着部材のみを介して、前記排気ガスターボチャージャーのハウジング部材に、また特に前記タービンハウジングに取付けられているようにすることが好ましい。前記ガイド機構をこのように取付けることにより、この排気ガスターボチャージャーの前記ハウジング部材からの熱伝達による前記ガイド機構への熱の影響を比較的小さくすることができ、ひいては前記ガイド機構全体の熱変形を小さく抑えることができる。またそれによって、前記ガイド翼と前記2つの装着部材との間の遊びのための間隙を小さく設定でき、それによってこの排気ガスターボチャージャーは、特に高効率で動作するものとなる。
また更に、前記2つの装着部材が、少なくとも1つの連結部材を介して互いに連結されているようにするとよい。かかる連結部材は、前記2つの装着部材とは別体の部材とするとよく、そうすることで前記ガイド機構の組立作業が容易になる。また、かかる連結部材を介して、前記2つの装着部材のうちの排気ガスターボチャージャーのハウジング部材に取付けられていない方の装着部材が、前記2つの装着部材のうちの排気ガスターボチャージャーのハウジング部材に取付けられている方の装着部材に組付けられているようにするとよい。こうすることで、前記ガイド機構を、排気ガスターボチャージャーのハウジング部材に対する所定の相対位置に、高精度で位置付けて確実に止着することができる。
更に別の特に有利な実施形態によれば、前記第1装着部材は、前記ハウジング部材から離隔している。こうすることで、前記ハウジング部材から前記第1装着部材への熱伝達量を特に小さく抑えることができ、ひいては、前記第1装着部材の熱変形を非常に小さなものとすることができる。
前記ガイド機構は、その全体が、前記ハウジング部材から離隔しているようにすることが、また特に、この排気ガスターボチャージャーの全てのハウジング部材から離隔しているようにすることが好ましい。こうすることで、前記ハウジング部材からの、または全てのハウジング部材からの、前記ガイド機構への熱伝達量が非常に小さなものとなることから、前記ガイド機構における温度分布が比較的均一となり、それによって、前記ガイド機構の熱変形が非常に小さく抑えられるようになる。またそれによって、遊びのための間隙を非常に小さく設定することが可能となるため、排気ガスターボチャージャーが特に高効率で動作するものとなる。
本発明の更なる利点、特徴、及び詳細については、以下に示す好適な実施の形態についての説明を参照し、また添付図面を参照することにより明らかとなる。以上の説明中で言及した様々な特徴及びそれら特徴の組合せ、並びに、添付図面に関連した以下の説明中で言及し、及び/または、図面中に示す様々な特徴及びそれら特徴の組合せは、それら説明ないし図面に示した通りの組合せで利用し得るばかりでなく、それとは異なる組合せで、また、個々の特徴を単独で利用することもでき、そのような場合でも本発明の範囲から逸脱するものではない。
排気ガスターボチャージャーのタービンの一部分を示した模式的縦断面図であり、該タービンはタービンハウジングを有しており、該タービンハウジングの中に、該タービンハウジングの中を流れる排気ガスの流動方向を偏向するためのガイド機構が配設されている。 図1のタービンの別の実施形態に係るタービンの一部分を示した模式的縦断面図である。
図1に示したのは、例えばレシプロエンジンとして構成された内燃機関などに用いられる排気ガスターボチャージャーのタービン10である。タービン10は、少なくとも1つの流入流路14を有するタービンハウジング12を備えている。タービンハウジング12は更に収容空間を有しており、この収容空間の中に、タービン10のタービン羽根車の少なくとも一部分が収容されている。タービン羽根車は回転軸を中心としてタービンハウジング12に対して相対的に回転可能である。
この排気ガスターボチャージャーは更に、図1には示さない軸受ハウジングを備えている。軸受ハウジングは、この排気ガスターボチャージャーの軸方向においてタービンハウジング12に隣接しており、タービンハウジング12に連結されている。この軸受ハウジングにおいて排気ガスターボチャージャーのロータが回転可能に軸支されており、このロータは、前記回転軸を中心として軸受ハウジングに対して相対的に回転可能である。このロータはタービン羽根車と一体回転するように連結された回転軸部材を備えている。
この排気ガスターボチャージャーは更に、コンプレッサハウジングを有するコンプレッサを備えている。コンプレッサハウジングは、この排気ガスターボチャージャーの軸方向において軸受ハウジングに隣接しており、軸受ハウジングに連結されている。コンプレッサハウジングは前記収容空間(タービンハウジングの収容空間)とは別の収容空間を有しており、この収容空間の中に、コンプレッサのコンプレッサ羽根車の少なくとも一部分が収容されている。コンプレッサ羽根車は前記回転軸を中心としてコンプレッサハウジングに対して相対的に回転可能である。このコンプレッサ羽根車もロータの構成要素であり、前記回転軸部材と一体回転するように前記回転軸部材に連結されている。このように、コンプレッサ羽根車とタービン羽根車との両方が前記回転軸部材と一体回転するように前記回転軸部材に連結されているため、タービン羽根車がコンプレッサ羽根車を駆動することができ、それによって、エンジンに供給される空気を圧縮できるようになっている。圧縮した空気をエンジンに供給することで、エンジンを高効率で運転することが可能となり、それによって燃料消費量が低減され、ひいてはCO排出量も低減される。
この排気ガスターボチャージャーは更に、ガイド機構16を備えており、このガイド機構16はタービンハウジング12の中に収容されている。ガイド機構16は、第1装着部材であるシュラウド部材18を含んでいる。また、ガイド機構16は、第2装着部材である担持部材20を含んでいる。それらシュラウド部材18と担持部材20とは、図1から明らかなように、互いにタービン10の軸方向に、即ちこの排気ガスターボチャージャーの軸方向に離隔して、それらシュラウド部材18と担持部材20との間に流路22を画成している。換言するならば、シュラウド部材18と担持部材20とは、流路22の軸方向の境界面を画成している。
シュラウド部材18はまた、少なくともその一部分が、タービン羽根車の外側輪郭に少なくとも実質的に対応した嵌合輪郭を有しているため、嵌合輪郭部材または輪郭部材であるということもできる。
流入流路14は、例えば少なくとも実質的に渦巻形を成して、タービン羽根車の外周に沿って、タービン羽根車の周方向に延在するように形成され、また、例えばシリンダなどのエンジンの少なくとも1つの燃焼室に連通させることで、その燃焼室からこの流入流路14へ内燃機関の排気ガスを流入させることができるように形成される流路である。
流入流路14は更に流路22に連通しており、排気ガスは流入流路14から流路22へ流入することができる。流路22はタービン羽根車が収容されている前記収容空間に開口しており、流路22を通過した排気ガスはタービン羽根車へ流入してタービン羽根車を駆動する。
ガイド機構16は更に、図1には示さない複数のガイド翼を備えており、各々のガイド翼はその少なくとも一部分が流路22の中に位置するように配設されている。また、それらガイド翼は、タービン羽根車の外周に沿ってタービン羽根車の周方向に列を成すように配設されている。それらガイド翼は、流路22の中を流れる排気ガスの流動方向を案内または偏向して、少なくとも空気力学的に良好な流入角でタービン羽根車へ流入させるものである。これによって、排気ガスがタービン羽根車を高効率で駆動するようにすることができる。
複数のガイド翼は、夫々の回転軸を中心としてシュラウド部材18及び担持部材20に対して相対的に回動可能に担持部材20に排他的に支持されている。それらガイド翼をシュラウド部材18及び担持部材20に対して相対的に回動させることによって、変化する排気ガスの質量流量にタービン10を適合させることができる。これによって、排気ガスの質量流量が小さいときにも、また大きいときにも、タービン10が高効率で駆動されるようにすることができる。このように、複数のガイド翼をシュラウド部材18及び担持部材20に対して相対的に回動可能とすることで、タービン10は、可変タービンジオメトリを有するものとされており、これによってタービン10は、内燃機関の変化する作動点に適合させ得るものとなっている。
この排気ガスターボチャージャーの作動中には、高温の排気ガスがタービンハウジング12の中を流れているため、ガイド機構16が高温に曝されており、またガイド機構16の全体のうちでも、そのシュラウド部材18がタービンハウジング12に近接して位置していることから、特にこのシュラウド部材18が高温に曝される。そのため、シュラウド部材18の熱変形が特に大きな問題となる。そして、ガイド翼がジャミング及び/または他の動作不良を生じないようにするために、ガイド翼とシュラウド部材18との間、及び、ガイド翼と担持部材20との間には、遊びのための間隙が確保されている。
ガイド機構16に極めて小さな熱変形しか生じないようにすることで、この遊びのための間隙を非常に小さく設定することが可能になる。そのようにするために、シュラウド部材18は第1凹部24と第2凹部26とを備えており、それら凹部24、26は、シュラウド部材18の両側面のうち、タービンハウジング12に向かい合う側面27に、即ち流路22とは反対側の側面27に形成されている。
図1から明らかなように、第1凹部24はシュラウド部材18の隅角部28に形成されている。図示例ではアールが付けられているこの隅角部28は、少なくとも実質的に径方向に延展するシュラウド部材18の第1壁部30と、この第1壁部30に連なり少なくとも実質的に軸方向に延展するシュラウド部材18の第2壁部32とで形成されている。また、第2凹部26は第1壁部30に形成されている。第1及び第2凹部24、26の各々は、少なくとも実質的に凹溝の形状に、即ち凹溝部として形成されており、3つの面により画成されている。第1凹部24の底面である第1底面34は、この第1凹部24に隣接したシュラウド部材18の第1壁部38の表面である第1表面36から引っ込んでいると共に、この第1凹部24に隣接したシュラウド部材18の第2壁部42の表面である第2表面40からも引っ込んでおり、これらのことによって、第1底面34はタービンハウジング12から離隔している。同様に、第2凹部26の底面である第2底面44は、この第2凹部26に隣接したシュラウド部材18の第2壁部42の表面である第2表面40から引っ込んでいると共に、この第2凹部26に隣接したシュラウド部材18の第3壁部48の表面である第3表面46からも引っ込んでおり、これらのことによって、第2底面44もまた、タービンハウジング12から離隔している。第1及び第2凹部24、26が以上のように形成されているため、凹部24、26が形成されている領域では、それら凹部24、26に隣接した壁部38、42、48の領域と比べて、シュラウド部材18の壁厚が減少されている。
シュラウド部材18は、その側面27とは反対側の他方の側面50が流路22の少なくとも一部分を画成している。シュラウド部材18は、この側面50が少なくとも実質的に滑らかな形状に形成されており、即ち、シュラウド部材18の他方の側面50には、凹部は形成されていない。こうすることで、流路22を流れる排気ガスの流動状態が良好なものとなる。
更に図1から明らかなように、シュラウド部材18はタービンハウジング12から完全に離隔している。即ち、シュラウド部材18とタービンハウジング12とは接触していない。そして、排気ガスがタービン羽根車より上流側において、タービンハウジング12とシュラウド部材18との間の間隙へ流れ込み、その間隙を通り抜けて流れるのを防止するために、Vパッキンの形態のシール部材52を備えている。このシール部材52は、Uパッキンの形態のものとしてもよい。このシール部材52は、その一側がタービンハウジング12に支持され、その他側がシュラウド部材18に支持されている。
タービンハウジング12は、その一部分が第2凹部26の中に入り込んでいる。この場合、シール部材52は、少なくとも部分的に、このタービンハウジング12の第2凹部26の中に入り込んでいる部分によって支持されている。
図2に示したのは、図1のタービン10の別の実施形態に係るタービン10である。この図2を参照して、タービンハウジング12へのガイド機構16の取付形態について説明する。タービンハウジング12へのガイド機構16の取付形態に関しては、ガイド機構16が担持部材20のみを介して取付けられている形態とすることが好ましく、即ち、この担持部材20だけがタービンハウジング12に取付けられているようにすることが好ましい。この取付形態では、シュラウド部材18は、タービンハウジング12と、軸受ハウジングと、コンプレッサハウジングとのいずれにも取付けられていない状態とされる。また、担持部材20は、タービンハウジング12には取付けられているが、軸受ハウジングとコンプレッサハウジングとには取付けられていない状態とされる。また、シュラウド部材18は、少なくとも1つの連結部材54(この場合はロッド部材)を介して、担持部材20に連結されて支持されている。この取付形態によれば、担持部材20は、タービンハウジング12に取付けられることによって、排気ガスターボチャージャーの全てのハウジング部材に対する所定の相対位置に定位され、一方、シュラウド部材18は、担持部材20を介して取付けられることによって、タービンハウジング12に対する所定の相対位置に定位され、ひいては排気ガスターボチャージャーの全てのハウジング部材に対する所定の相対位置に定位される。

Claims (9)

  1. 少なくとも1つのハウジング部材(12)を備え、該ハウジング部材(12)とは別体に構成されたガイド機構(16)の少なくとも一部分が該ハウジング部材(12)に取付けられており、該ガイド機構(16)は2つの装着部材(18、20)を含んでおり、それら2つの装着部材(18、20)は、互いに軸方向に離隔して、それら装着部材の間に流路(22)を形成しており、前記流路(22)を流れる排気ガスの流動方向を偏向するための前記ガイド機構(16)の複数のガイド翼が、前記2つの装着部材(18、20)に対して相対的に可動に、前記2つの装着部材(18、20)の少なくとも一方に支持されており、前記2つの装着部材のうちの少なくとも第1装着部材(18)は、少なくとも実質的に径方向に延展する少なくとも1つの第1壁部(30)と、該第1壁部(30)に連なり少なくとも実質的に軸方向に延展する少なくとも1つの第2壁部(32)とを有し、前記第1及び第2壁部(30、32)によって前記第1装着部材(18)の隅角部(28)が形成されている、排気ガスターボチャージャーであって、
    前記第1壁部(30)及び前記隅角部(28)の前記ハウジング部材(12)に向かい合う側面(27)に、夫々、少なくとも1つの第1凹部(24)または少なくとも1つの第2凹部(26)が形成されていることを特徴とする排気ガスターボチャージャー。
  2. 前記第1凹部(24)及び/または前記第2凹部(26)の中に、一側が前記ハウジング部材(12)に支持され他側が前記第1装着部材(18)に支持されたシール部材(52)が配設されており、該シール部材によって前記第1装着部材(18)が前記ハウジング部材(12)に対して封止されていることを特徴とする請求項1記載の排気ガスターボチャージャー。
  3. 前記ハウジング部材(12)は前記排気ガスターボチャージャーのタービン(10)のタービンハウジング(12)であることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の排気ガスターボチャージャー。
  4. 前記ガイド翼は前記第2装着部材(20)にのみ支持されていることを特徴とする請求項1〜請求項3の何れか1項記載の排気ガスターボチャージャー。
  5. 前記ハウジング部材(12)はその一部分が前記凹部(24、26)の中に入り込んでいることを特徴とする請求項1〜請求項4の何れか1項記載の排気ガスターボチャージャー。
  6. 前記ガイド機構(16)は、前記2つの装着部材(18、20)のうちの一方の装着部材のみを介して、特に前記第2装着部材(20)のみを介して、前記排気ガスターボチャージャーのハウジング部材(12)に、特に前記タービンハウジングに取付けられていることを特徴とする請求項1〜請求項5の何れか1項記載の排気ガスターボチャージャー。
  7. 前記2つの装着部材(18、20)は、少なくとも1つの連結部材(54)を介して互いに連結されていることを特徴とする請求項6記載の排気ガスターボチャージャー。
  8. 前記第1装着部材(18)は、前記ハウジング部材(12)から離隔していることを特徴とする請求項1〜請求項7の何れか1項記載の排気ガスターボチャージャー。
  9. 前記ガイド機構(16)は、前記ハウジング部材(12)から離隔しており、特に前記排気ガスターボチャージャーの全てのハウジング部材から離隔していることを特徴とする請求項8記載の排気ガスターボチャージャー。
JP2014552561A 2012-01-18 2013-01-08 排気ガスターボチャージャー Abandoned JP2015504135A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012006711.9 2012-01-18
DE102012006711A DE102012006711A1 (de) 2012-01-18 2012-01-18 Abgasturbolader
PCT/EP2013/000021 WO2013107611A1 (de) 2012-01-18 2013-01-08 Abgasturbolader

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2015504135A true JP2015504135A (ja) 2015-02-05

Family

ID=47594629

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014552561A Abandoned JP2015504135A (ja) 2012-01-18 2013-01-08 排気ガスターボチャージャー

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20140322005A1 (ja)
EP (1) EP2805027A1 (ja)
JP (1) JP2015504135A (ja)
CN (1) CN104053864A (ja)
DE (1) DE102012006711A1 (ja)
WO (1) WO2013107611A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020161896A1 (ja) * 2019-02-08 2020-08-13 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 過給機

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111350585B (zh) * 2018-12-24 2021-12-21 长城汽车股份有限公司 涡轮增压器和车辆
CN113906203B (zh) 2019-05-31 2023-10-31 三菱重工发动机和增压器株式会社 涡轮增压器的密封构造以及涡轮增压器

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3541508C1 (de) * 1985-11-23 1987-02-05 Kuehnle Kopp Kausch Ag Abgasturbolader
DE60226784D1 (de) * 2002-09-05 2008-07-03 Honeywell Int Inc Turbolader mit verstellbaren leitschaufeln
DE10325985A1 (de) * 2003-06-07 2004-12-23 Ihi Charging Systems International Gmbh Leitapparat für eine Abgasturbine
EP1945928B2 (en) 2005-10-18 2015-11-25 Honeywell International Inc. Turbocharger and variable-nozzle cartridge therefor
EP1816317B1 (en) * 2006-02-02 2013-06-12 IHI Corporation Turbocharger with variable nozzle
DE102006060125A1 (de) * 2006-12-20 2008-06-26 Mahle International Gmbh Ladeeinrichtung
US7918023B2 (en) * 2007-02-08 2011-04-05 Honeywell International Inc. Method for manufacturing a variable-vane mechanism for a turbocharger
JP2009197633A (ja) * 2008-02-20 2009-09-03 Ihi Corp ターボチャージャ
DE102008029080B4 (de) * 2008-06-19 2022-04-21 BMTS Technology GmbH & Co. KG Abgasturbolader für ein Kraftfahrzeug
JP5151883B2 (ja) * 2008-10-03 2013-02-27 株式会社Ihi ターボチャージャ
JP5402061B2 (ja) * 2009-02-17 2014-01-29 株式会社Ihi ターボチャージャ
US20110138805A1 (en) 2009-12-15 2011-06-16 Honeywell International Inc. Conjugate curve profiles for vane arms, main-arms, and unison rings

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020161896A1 (ja) * 2019-02-08 2020-08-13 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 過給機
JPWO2020161896A1 (ja) * 2019-02-08 2021-12-02 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 過給機
JP7105935B2 (ja) 2019-02-08 2022-07-25 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 過給機

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013107611A1 (de) 2013-07-25
DE102012006711A1 (de) 2013-07-18
CN104053864A (zh) 2014-09-17
US20140322005A1 (en) 2014-10-30
DE102012006711A8 (de) 2014-04-10
EP2805027A1 (de) 2014-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101131101B (zh) 天使翅膀形耐磨的密封件和密封方法
JP6331736B2 (ja) 可変ノズルユニット及び可変容量型過給機
US20100247298A1 (en) Turbine shroud
JP2019173749A (ja) 多チャンネルタービン用バルブアセンブリ
EP2895693B1 (en) Seal between blade and vane
US20120189426A1 (en) Blade outer air seal assembly and support
US9388703B2 (en) Gas turbine engine having a gap between an outlet guide vane and an inner wall surface of a diffuser
US7695244B2 (en) Vane for a gas turbine engine
US20080075583A1 (en) Sealing of variable guide vanes
JP6542246B2 (ja) 可変容量型過給機
US20150345376A1 (en) Variable geometry exhaust gas turbocharger
JP5890021B2 (ja) 排気ガスターボチャージャーのタービン
JP5947393B2 (ja) 排気ガスターボチャージャーなどに用いられる回動可能なガイド部材を斜めに配設して成る流体エネルギ機械
JP2006342797A (ja) ガスタービンエンジンのシールアッセンブリ、ロータアッセンブリ、ロータアッセンブリ用ブレードおよび段間キャビティシール
JP2017141821A (ja) タービンエンジンで使用する遠心圧縮機組立体及びその組立方法
EP3118414B1 (en) Gas turbine engine airfoil
JP2013241932A (ja) 間隙制御能力を有するターボ機械およびそのシステム
EP1668225A1 (en) Variable geometry turbocharger
US20120269622A1 (en) Turbine vane and gas turbine
JP2015504135A (ja) 排気ガスターボチャージャー
EP3060763B1 (en) Incident tolerant turbine vane gap flow discouragement
WO2016143230A1 (ja) ガスタービンのシール装置及びガスタービン、航空用エンジン
JP5989129B2 (ja) 排気ガスターボチャージャーのタービン
JP6691919B2 (ja) 燃焼器用筒、燃焼器及びガスタービン
US20200200033A1 (en) Turbo machine

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20150113

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20151204

A762 Written abandonment of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762

Effective date: 20160616