JP2015521709A - 排気ガスターボチャージャ - Google Patents

Abstract

本発明は、排気ガスターボチャージャ（１）であって、ハウジング（２）と、ブレード（６）を有するタービンホイール（５）と、ブレード（６）を有するコンプレッサホイール（４）と、ハウジング（２）に取り付けられかつタービンホイール（５）とコンプレッサホイール（４）とを接続するシャフト（３）とを備え、ハウジング（２）と少なくとも１つのブレード（６）との間の隙間（７）に、非接触ラビリンスシール（８）がブレード（６）及びハウジング（２）に形成され、ラビリンスシール（８）が溝（１３）と突出部（１４）との少なくとも１つの組み合わせを備える排気ガスターボチャージャ（１）に関する。【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１の前提部に記載の排気ガスターボチャージャに関する。

既知のターボチャージャは、一般に、シャフトが取り付けられるハウジングを有する。シャフトは、タービンホイールとコンプレッサホイールとを接続する。タービンホイール及びコンプレッサホイールは、各々複数のブレードを有する。ブレードがハウジングと接触することなく移動することができるように、ブレード先端とハウジングとの間に小さな隙間が形成される。各々のブレードは吸引側と圧力側とを有する。ブレードの圧力側から吸入側への流れの損失は、ブレードとハウジングとの間の隙間によって発生される。

本発明の目的は、製造及び組み立てが廉価である一方で、可能な限り最大の効率で操作することができる排気ガスターボチャージャを提供することである。

この目的は、請求項１の特徴によって達成される。従属請求項は、本発明の好ましい改良形態を示している。

本発明によれば、ブレードとハウジングとの間の隙間を通した流れを、ブレード先端の領域の非接触ラビリンスシールによって改善できることが認識されている。本発明によるラビリンスシールは、溝とその溝内に突出する突出部との少なくとも１つの組み合わせを備える。溝又は突出部はブレードに形成される。他の要素は、各々ハウジングの内側に形成される。

好ましくは、突出部と溝との複数の組み合わせを使用することも可能である。したがって、例えば、複数の突出部が各々のブレードに形成され、相応して複数の溝もハウジングに形成されると言える。さらに、突出部及び溝の両方をブレードに形成すること、また溝及び突出部をハウジングに相応して形成することも可能である。

特に好ましい実施形態では、ラビリンスシールがコンプレッサホイールのブレードに使用される。コンプレッサホイールにおける最大圧力は、コンプレッサ出口の領域に発生する。したがって、ラビリンスシールは、コンプレッサ出口の領域に実装されることが好ましい。

溝及び突出部の両方は、任意の所望の形状を有し得る。好ましくは、突出部が台形状であるようになっている。台形状の構造の結果として、ブレード先端の輪郭は、９０°の縁部（ｅｄｇｅ）でなく、むしろより小さい角度で突出部に合流する。

本発明によるラビリンスシールは、ブレードとハウジングとの間の隙間を介した流れの損失を阻止し、このようにして、コンプレッサ出口からの望ましくない逆流を同時に低減する。

本発明のさらなる詳細、利点及び特徴は、図面を参照して例示的な実施形態の以下の説明から明らかになる。

例示的な実施形態による本発明による排気ガスターボチャージャの単純化した概略断面図である。 例示的な実施形態による本発明による排気ガスターボチャージャの詳細図である。 例示的な実施形態による本発明による排気ガスターボチャージャのコンプレッサホイールの図面である。

図１〜図３に基づいて、例示的な実施形態について以下に説明する。

図１は、排気ガスターボチャージャ１の著しく単純化した図面である。排気ガスターボチャージャ１は、シャフト３が回転可能に取り付けられるハウジング２を備える。コンプレッサホイール４及びタービンホイール５は共に回転するようにシャフト３に着座する。タービンホイール５及びコンプレッサホイール４の両方は、各々複数のブレード６を有する。

コンプレッサホイール４は、誘導された給気をコンプレッサ出口９の方向に圧縮する。タービン入口１０において、排気ガスはタービンホイール５に流れ、したがって、タービンホイール５、シャフト３及びコンプレッサホイール４を駆動する。

隙間７が、ブレード６とハウジング２との間に形成される。

図２は、コンプレッサホイール４及びハウジング２の詳細図を示している。図２によれば、ハウジング２は多部分構造であり得る。ハウジング２がコンプレッサハウジング１１と軸受ハウジング１２とから組み立てられることが理解できる。

本発明によれば、隙間７の流れの損失を防止するために、図２に示したラビリンスシール８が使用される。ラビリンスシール８は、溝１３と各々のブレード６の突出部１４との組み合わせからなる。図示した実施例では、溝１３はハウジング２、特にコンプレッサハウジング１１の内側に全周にわたってかつ連続的に形成される。

ブレード６の突出部１４はブレード６の一体構成部分である。突出部１４は溝１３内に突出する。したがって、非接触ラビリンスシール８が隙間７に沿って形成される。

図２に示したように、ラビリンスシール８が、コンプレッサ出口９に面するブレード６の半部に形成されるが、この理由は、ここでは、最大の圧力又は圧力差、したがって損失も予想されるからである。

図３は、複数のブレード６を有するコンプレッサホイール４を詳細に示している。図３は、各々の場合に、突出部１４がブレード６のブレード先端１５に形成されることを示している。図示した例示的な実施形態では、突出部１４は台形状である。図３にも示したように、突出部１４がコンプレッサホイール４の各々のブレード６に形成される。

図示した例示的な実施形態の代わりに、ラビリンスシール８はまた、ブレード６のブレード先端１５に沿った複数の突出部１４及び／又は突出部１４と溝１３との組み合わせを有してもよい。次に、各々１つの突出部１４が溝１３内に突出するように、対応する相補的な溝１３及び突出部１４がハウジングに形成される。

図示したラビリンスシールをタービンホイール５のブレード６に実装することも可能である。

本発明の上述の説明に加えて、本発明の追加の開示のために図１〜図３の本発明の概略図が本明細書により明示的に参照される。

１ 排気ガスターボチャージャ
２ ハウジング
３ シャフト
４ コンプレッサホイール
５ タービンホイール
６ ブレード
７ 隙間
８ ラビリンスシール
９ コンプレッサ出口
１０ タービン入口
１１ コンプレッサハウジング
１２ 軸受ハウジング
１３ 溝
１４ 突出部
１５ ブレード先端

Claims (8)

1. − ハウジング（２）と、
   − ブレード（６）を有するタービンホイール（５）と、
   − ブレード（６）を有するコンプレッサホイール（４）と、
   − 前記ハウジング（２）に取り付けられかつ前記タービンホイール（５）と前記コンプレッサホイール（４）とを接続するシャフト（３）とを備える排気ガスターボチャージャ（１）であって、
   − 前記ハウジング（２）と少なくとも１つのブレード（６）との間の隙間（７）に、非接触ラビリンスシール（８）が前記ブレード（６）及び前記ハウジング（２）に形成され、前記ラビリンスシール（８）が溝（１３）と突出部（１４）との少なくとも１つの組み合わせを備える、
   排気ガスターボチャージャ（１）。
2. 前記ラビリンスシール（８）が、前記ハウジング（２）の少なくとも１つの溝（１３）と、前記溝（１３）内に突出する前記ブレード（６）の１つの突出部（１４）と、及び／又は前記ブレード（６）の少なくとも１つの溝（１３）と、前記溝（１３）内に突出する前記ハウジング（２）の１つの突出部（１４）とを備える請求項１に記載の排気ガスターボチャージャ。
3. 前記ラビリンスシール（８）がブレード（６）の溝（１３）と突出部（１４）との複数の組み合わせを備える請求項１又は２に記載の排気ガスターボチャージャ。
4. 前記溝（１３）及び／又は前記突出部（１４）が前記ブレード（６）のブレード先端（１５）に配置される請求項１〜３のいずれか一項に記載の排気ガスターボチャージャ。
5. 前記溝（１３）及び／又は前記突出部（１４）が前記コンプレッサホイール（４）又は前記タービンホイール（５）の各々のブレード（６）に配置される請求項１〜４のいずれか一項に記載の排気ガスターボチャージャ。
6. 前記溝（１３）及び／又は前記突出部（１４）が、コンプレッサ出口（９）に面する前記コンプレッサホイール（４）の前記ブレード（６）の半部に配置される請求項１〜５のいずれか一項に記載の排気ガスターボチャージャ。
7. 前記溝（１３）及び／又は前記突出部（１４）が、タービン入口（１０）に面する前記タービンホイール（５）の前記ブレード（６）の半部に配置される請求項１〜６のいずれか一項に記載の排気ガスターボチャージャ。
8. 前記溝（１３）及び／又は前記突出部（１４）が台形状である請求項１〜７のいずれか一項に記載の排気ガスターボチャージャ。

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