JP2017089616A - Exhaust gas turbocharger and support structure for exhaust gas turbocharger - Google Patents

Exhaust gas turbocharger and support structure for exhaust gas turbocharger Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust gas turbocharger and a novel support structure for an exhaust gas turbocharger.SOLUTION: An exhaust gas turbocharger has a support structure 12 to fix a turbine housing 10 and a compressor housing via compressive force. The support structure comprises a first ring flange 13 set outside the compressor housing, and a second ring flange 14 set outside the turbine housing, and these ring flanges are connected to each other through a tension compression rod 15 while fixing the turbine housing and the compressor housing.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、排ガスターボチャージャー及び排ガスターボチャージャー用支持構造に関する。   The present invention relates to an exhaust gas turbocharger and a support structure for an exhaust gas turbocharger.

排ガスターボチャージャーは、タービン及びコンプレッサーを有している。排ガスターボチャージャーのタービンは、エンジンから排出された排ガスを膨張させ、排ガス膨張時におけるエネルギーを得る。排ガスターボチャージャーのコンプレッサーは、エンジンに供給すべき給気を、タービン内で得られたエネルギーを用いて圧縮する。タービンは、複数部分からなるタービンハウジング、及び、タービンハウジング内に位置するタービンローターを有している。コンプレッサーは、複数部分からなるコンプレッサーハウジング、及び、コンプレッサーハウジング内に位置するコンプレッサーローターを有している。コンプレッサーローター及びタービンローターは、シャフトを介して連結されている。排ガスターボチャージャーの運転においては、例えばコンプレッサーローターが破損し、コンプレッサーローターの破片がコンプレッサーハウジングを突き破って排ガスターボチャージャーの周囲に飛びだすという危険が存在する。同様の破損事例は、排ガスターボチャージャーのタービンの領域においても発生する可能性がある。この問題を顧慮するため、実用において知られる排ガスターボチャージャーでは、コンプレッサーハウジング及び、場合によってはタービンハウジングは、それぞれのハウジングの破損事例が発生しないよう、及び、それぞれのローターが破損した場合でもその破片がそれぞれのハウジングを突き破れないように構成されている。しかしながら、一方ではこれにより排ガスターボチャージャーの重量が高まり、また、他方では、この手段が適用できるのは新たに設計される排ガスターボチャージャーのみである。これに対して、すでにある、古い排ガスターボチャージャーを製造しなおすことはできないため、これらにはそのような保護が行われておらず、そのため、破損時において破片が周囲に飛び出す可能性がある。   The exhaust gas turbocharger has a turbine and a compressor. The exhaust gas turbocharger turbine expands exhaust gas discharged from the engine and obtains energy when the exhaust gas expands. The compressor of the exhaust gas turbocharger compresses the supply air to be supplied to the engine using the energy obtained in the turbine. The turbine has a multi-part turbine housing and a turbine rotor located within the turbine housing. The compressor has a compressor housing composed of a plurality of parts, and a compressor rotor located in the compressor housing. The compressor rotor and the turbine rotor are connected via a shaft. In the operation of the exhaust gas turbocharger, for example, there is a risk that the compressor rotor is damaged, and fragments of the compressor rotor break through the compressor housing and fly around the exhaust gas turbocharger. Similar failure cases may also occur in the area of exhaust gas turbocharger turbines. To account for this problem, in the exhaust gas turbochargers known in practice, the compressor housing and, in some cases, the turbine housing, are not broken, and even if each rotor is broken, the fragments are broken. Is configured so as not to penetrate each housing. However, on the one hand, this increases the weight of the exhaust gas turbocharger, and on the other hand, this measure can only be applied to newly designed exhaust gas turbochargers. On the other hand, since the old exhaust gas turbochargers that have already been made cannot be remanufactured, they are not protected in this way, so that in the event of breakage, debris can pop out around.

特許文献１より、すでにある古い排ガスターボチャージャーでも、破損時においてその破片が周囲に飛び出さないようにすることで保護できる解決法が知られている。そこではそのために、コンプレッサーハウジング及び／又はタービンハウジングを、少なくとも部分的に、それぞれ少なくとも一つの金属リングメッシュにより覆うことが提案されている。   From Patent Document 1, there is known a solution that can protect even an old exhaust gas turbocharger by preventing the fragments from jumping out to the surroundings in the event of breakage. For this purpose, it has been proposed to cover the compressor housing and / or the turbine housing at least partly with at least one metal ring mesh, respectively.

独国特許第１０２０１３０１３５７１号明細書German Patent No. 10201301571

上記に鑑みて、本発明の課題は、排ガスターボチャージャー及び排ガスターボチャージャー用の新規の支持構造を提供することである。   In view of the above, an object of the present invention is to provide an exhaust gas turbocharger and a novel support structure for the exhaust gas turbocharger.

この課題は、請求項１に記載の排ガスターボチャージャーにより解決される。   This problem is solved by the exhaust gas turbocharger according to claim 1.

本発明によると排ガスターボチャージャーは、圧縮力を介してタービンハウジング及びコンプレッサーハウジングを固定する支持構造を有しており、この支持構造は、コンプレッサーハウジングの外側にセットする第１リングフランジ、及び、タービンハウジングの外側にセットする第２リングフランジを有しており、これらリングフランジは、タービンハウジング及びコンプレッサーハウジングを固定しつつテンション・コンプレッション・ロッドにより互いに接続されている。本発明の排ガスターボチャージャーは排ガスターボチャージャーの破損時に対して特に好適に保護されており、そのため、排ガスターボチャージャーの破片が周囲に飛び出すことはない。本発明の排ガスターボチャージャーの支持構造はとりわけ、すでにある古い排ガスターボチャージャーを改造するのに適している。   According to the present invention, the exhaust gas turbocharger has a support structure for fixing the turbine housing and the compressor housing through a compressive force. The support structure includes a first ring flange set on the outside of the compressor housing, and the turbine. A second ring flange is set on the outside of the housing, and these ring flanges are connected to each other by a tension compression rod while fixing the turbine housing and the compressor housing. The exhaust gas turbocharger of the present invention is particularly preferably protected against damage to the exhaust gas turbocharger, so that the fragments of the exhaust gas turbocharger do not jump out to the surroundings. The exhaust gas turbocharger support structure of the present invention is particularly suitable for retrofitting existing old exhaust gas turbochargers.

望ましくは第１リングフランジは、コンプレッサーハウジングの渦巻き型ハウジングの外側に、第２リングフランジは、タービンハウジングの流出ハウジングの外側にセットされている。テンション・コンプレッション・ロッドはコンプレッサーハウジングの外側において、及び、タービンハウジングの外側において延在している。これにより、破損時において排ガスターボチャージャーを特に効果的に保護することができ、この保護はとりわけ、すでにある古い排ガスターボチャージャーを増備するのに適している。   Preferably, the first ring flange is set outside the spiral housing of the compressor housing, and the second ring flange is set outside the outflow housing of the turbine housing. The tension compression rod extends outside the compressor housing and outside the turbine housing. This makes it possible to protect the exhaust gas turbocharger particularly effectively in the event of breakage, and this protection is particularly suitable for adding an old exhaust gas turbocharger.

好適な発展形によると、タービンハウジング及びコンプレッサーハウジング、もしくは、これらの対応するハウジング部分は、支持構造により圧縮力を介して固定され、その際、圧縮力によりひき起こされたハウジングもしくはハウジング部分内における圧縮応力は、破損時においてハウジングもしくはハウジング部分に作用する引張応力より量的に大きい。これにより簡単かつ高信頼的に、互いに固定されたハウジングもしくはハウジング部分が排ガスターボチャージャーの破損時において破裂し、それによりコンプレッサーローター又はタービンローターの破片がそれぞれのハウジングを突き破ることが回避できる。特に好適には、これにより、すでにある古い排ガスターボチャージャーを破損時において保護することができる。   According to a preferred development, the turbine housing and the compressor housing, or their corresponding housing parts, are fixed via a compressive force by the support structure, in this case in the housing or the housing part caused by the compressive force. The compressive stress is quantitatively larger than the tensile stress acting on the housing or the housing part at the time of breakage. As a result, it is possible to easily and highly reliably prevent the housings or the housing parts fixed to each other from bursting when the exhaust gas turbocharger is broken, and thereby preventing the fragments of the compressor rotor or the turbine rotor from breaking through the respective housings. Particularly preferably, this allows existing old exhaust gas turbochargers to be protected in case of failure.

さらなる好適な発展形によるとコンプレッサーハウジングは、コンプレッサーハウジングの渦巻き型ハウジングに取り付けられた、延性材料からできたインサート部品を有している。これにより、コンプレッサーローターの破損時において、コンプレッサーローターの破片がインサート部品に衝突した場合、インサート部品が面負荷を受け、点負荷は受けないようにすることができ、それにより、破損時において、インサート部品を介してコンプレッサーハウジングにはたらく力を支持構造内に好適に伝えることができる。それにより、破損時において排ガスターボチャージャーを特に効果的に保護することができる。   According to a further preferred development, the compressor housing has an insert part made of ductile material, which is attached to the spiral housing of the compressor housing. As a result, when the compressor rotor breaks when the compressor rotor breaks, the insert part is subjected to a surface load and not subjected to a point load. The force acting on the compressor housing can be suitably transmitted to the support structure via the parts. Thereby, the exhaust gas turbocharger can be particularly effectively protected at the time of breakage.

本発明の排ガスターボチャージャー用支持構造は請求項１０に記載されている。   The support structure for an exhaust gas turbocharger according to the present invention is described in claim 10.

本発明の望ましい発展形は、従属請求項及び以下の説明から理解できる。本発明の実施例について図を用いて詳しく説明するが、これに限定されるわけではない。   Preferred developments of the invention can be seen from the dependent claims and the following description. Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but are not limited thereto.

従来の排ガスターボチャージャーの部分の断面図である。It is sectional drawing of the part of the conventional exhaust gas turbocharger. 本発明の排ガスターボチャージャーの外観図である。It is an external view of the exhaust gas turbocharger of the present invention.

本発明は排ガスターボチャージャーに関する。排ガスターボチャージャーは、タービン及びコンプレッサーを有している。排ガスターボチャージャーのタービンは、複数部分からなるタービンハウジング、及び、タービンハウジング内に収容されたタービンローターを有している。排ガスターボチャージャーのコンプレッサーは、コンプレッサーハウジングならびにコンプレッサーハウジング内に収容されたコンプレッサーローターを有する。タービンローター及びコンプレッサーローターは互いに連結されている。タービンの領域において膨張時に排ガスから得られたエネルギーは、給気を圧縮するためにコンプレッサー内で利用される。   The present invention relates to an exhaust gas turbocharger. The exhaust gas turbocharger has a turbine and a compressor. A turbine of an exhaust gas turbocharger has a turbine housing composed of a plurality of parts and a turbine rotor accommodated in the turbine housing. The compressor of the exhaust gas turbocharger has a compressor housing and a compressor rotor housed in the compressor housing. The turbine rotor and the compressor rotor are connected to each other. The energy obtained from the exhaust gas during expansion in the region of the turbine is used in the compressor to compress the charge air.

図１は、排ガスターボチャージャーのコンプレッサー１、つまりコンプレッサーハウジング２の領域の部分の断面図であり、図１に図示されたコンプレッサーハウジング２は、ベアリングハウジング３と渦巻き型ハウジング４とから構成されている。   FIG. 1 is a sectional view of a compressor 1 of an exhaust gas turbocharger, that is, a region of a compressor housing 2. The compressor housing 2 illustrated in FIG. 1 includes a bearing housing 3 and a spiral housing 4. .

図１にはまた、コンプレッサーハウジング２の渦巻き型ハウジング４にセットされたインサート部品５ならびにやはりコンプレッサーハウジング２の渦巻き型ハウジング４に セットされた、サイレンサー６の要素が図示されている。図１にはまた、コンプレッサーローター７が図示されており、コンプレッサーローター７及びインサート部品５により、圧縮すべき給気のための流路８が画定される。コンプレッサーハウジング２のベアリングハウジング３には、排ガスターボチャージャーのタービン１１のタービンハウジング１０の流出ハウジング９がセットされており、タービンハウジング１０は流出ハウジング９に加えて、図示されていない流入ハウジングも有している。タービン１１はさらに、図示されていないタービンローターを有しており、これは、コンプレッサーローター７に連結されている。   FIG. 1 also shows the insert part 5 set in the spiral housing 4 of the compressor housing 2 and the elements of the silencer 6 also set in the spiral housing 4 of the compressor housing 2. FIG. 1 also shows a compressor rotor 7, which defines a flow path 8 for the air to be compressed. An outflow housing 9 of a turbine housing 10 of an exhaust gas turbocharger turbine 11 is set in the bearing housing 3 of the compressor housing 2. The turbine housing 10 has an inflow housing (not shown) in addition to the outflow housing 9. ing. The turbine 11 further has a turbine rotor (not shown), which is connected to the compressor rotor 7.

図１に図示された排ガスターボチャージャーの基本的な構造は、当業者によく知られているものである。   The basic structure of the exhaust gas turbocharger illustrated in FIG. 1 is well known to those skilled in the art.

排ガスターボチャージャーに破裂保護もしくは封じ込め保護を提供するために、本発明において排ガスターボチャージャーは支持構造１２を有しており、この支持構造１２により、タービンハウジング１０とコンプレッサーハウジング２とは、圧縮力を介して互いに固定されている。支持構造１２はそのためにコンプレッサーハウジング２の外側にセットされた第１リングフランジ１３、及び、タービンハウジング１０の外側にセットされた第２リングフランジ１４を有している。第１リングフランジ１３はコンプレッサーハウジング２に、つまり、コンプレッサーハウジング２の渦巻き型ハウジング４に接合されており、これに対して、第２リングフランジ１４はタービンハウジング１０に、つまり、タービンハウジング１０の流出ハウジング９に接合されている。第１リングフランジ１３はこのときコンプレッサーハウジング２、つまり渦巻き型ハウジング４の外側に、第１ねじ接合を介してセットされており、第２リングフランジ１４はタービンハウジング１０、つまり流出ハウジング９の外側に、第２ねじ接合を介してセットされている。   In order to provide burst protection or containment protection for the exhaust gas turbocharger, the exhaust gas turbocharger has a support structure 12 in the present invention, and the support structure 12 allows the turbine housing 10 and the compressor housing 2 to exert a compressive force. Are fixed to each other. To this end, the support structure 12 has a first ring flange 13 set on the outside of the compressor housing 2 and a second ring flange 14 set on the outside of the turbine housing 10. The first ring flange 13 is joined to the compressor housing 2, that is, the spiral housing 4 of the compressor housing 2, whereas the second ring flange 14 is joined to the turbine housing 10, that is, the outflow of the turbine housing 10. It is joined to the housing 9. At this time, the first ring flange 13 is set to the outside of the compressor housing 2, that is, the spiral housing 4 via the first screw joint, and the second ring flange 14 is set to the outside of the turbine housing 10, that is, the outflow housing 9. , Set through the second screw joint.

支持構造１２の２つのリングフランジ１３、１４は、複数のテンション・コンプレッション・ロッド１５を介して互いに接続されており、つまりタービンハウジング１０及びコンプレッサーハウジング２は、圧縮力によりひき起こされた圧縮応力がこれらハウジング２、１０内にもたらされて固定される。したがって、図示された望ましい実施例においては、コンプレッサーハウジング２及びタービンハウジング１０の外側にセットされた支持構造１２は、コンプレッサーハウジング２の渦巻き型ハウジング４及び、タービンハウジング１０の流出ハウジング９を互いに、圧縮力を介して固定しており、また、これら圧縮力は、テンション・コンプレッション・ロッド１５及び支持構造１２のリングフランジ１３、１４を介してハウジング部分に、つまり渦巻き型ハウジング４及び流出ハウジング９にもたらされてこれらハウジング部分内に圧縮応力をひき起こし、その圧縮応力は、破損時においてハウジング２、１０もしくはハウジング部分４、９に作用する引張応力より量的に大きい。そのため、破損時において作用する引張力及び、それによりひき起こされ、排ガスターボチャージャーのハウジングもしくはハウジングの前述のハウジング部分に作用する引張応力は、支持構造１２からハウジング２、１０もしくはハウジング部分４、９内へもたらされた圧縮応力により補償することができ、それにより、ハウジング２、１０もしくはハウジング部分４、９が破損時において破裂する危険がなくなる。   The two ring flanges 13, 14 of the support structure 12 are connected to each other via a plurality of tension compression rods 15, that is, the turbine housing 10 and the compressor housing 2 are subjected to compressive stress caused by the compressive force. These are brought into the housings 2 and 10 and fixed. Therefore, in the preferred embodiment shown, the support structure 12 set outside the compressor housing 2 and the turbine housing 10 compresses the spiral housing 4 of the compressor housing 2 and the outflow housing 9 of the turbine housing 10 together. These compressive forces are also applied to the housing part via the tension compression rod 15 and the ring flanges 13, 14 of the support structure 12, ie to the spiral housing 4 and the outflow housing 9. As a result, a compressive stress is caused in the housing parts, and the compressive stress is quantitatively larger than the tensile stress acting on the housings 2 and 10 or the housing parts 4 and 9 at the time of breakage. Therefore, the tensile force acting at the time of breakage and the tensile stress caused thereby and acting on the housing of the exhaust gas turbocharger or the aforementioned housing part of the housing are transferred from the support structure 12 to the housing 2, 10 or the housing parts 4, 9. It can be compensated by the compressive stress brought in, so that the risk of the housing 2, 10 or the housing parts 4, 9 bursting in case of failure is eliminated.

コンプレッサーハウジング２、とりわけコンプレッサーハウジング２の渦巻き型ハウジング４の外側にセットされた第１リングフランジ１３は、破損時においてまず、コンプレッサーハウジング２に作用する軸方向力を受容し、これに対して、タービンハウジング１０、もしくはタービンハウジング１０の流出ハウジング９の外側にセットされた第２リングフランジ１４は、破損時においてまず、タービンハウジング１０に作用する軸方向力を受容する。   The first ring flange 13 set outside the compressor housing 2, in particular the spiral housing 4 of the compressor housing 2, first receives an axial force acting on the compressor housing 2 in the event of a breakage, against which the turbine The second ring flange 14 set on the outside of the housing 10 or the outflow housing 9 of the turbine housing 10 first receives an axial force acting on the turbine housing 10 in the event of failure.

そのため、排ガスターボチャージャーの破損時において、コンプレッサーローター７、又は、図示されていないタービンローターが破断した場合、これらローターの破片がハウジングに衝突することにより生じる軸方向力は、支持構造１２により安全に受容されることができる。破損時において例えばコンプレッサーローター７の破片がまずインサート部品５に到達し、インサート部品５を介して、コンプレッサーハウジング２の渦巻き型ハウジング４に引張力が、及びそれにより引張応力がかかる可能性がある。そのような破片はさらに、タービンハウジング１０の流出ハウジング９に接続されている、コンプレッサーハウジング２のベアリングハウジング３に到達する。それにより、引張力及びそれにより引張応力が最終的にハウジングもしくはハウジング部分内にもたらされ、これらの破壊につながる可能性がある。本発明の支持構造１２はそれに対する保護であり、コンプレッサーハウジング２の渦巻き型ハウジング４及びタービンハウジング１０の流出ハウジング９は、支持構造１２を介して、ハウジングもしくはハウジング部分内に圧縮応力がもたらされつつ、定義どおりに互いに固定されている。すでに述べたように、このときリングフランジ１４は、タービンハウジング１０の流出ハウジング９に伝えられる力を受容し、これに対してリングフランジ１３はまず、コンプレッサーハウジング２の渦巻き型ハウジング４に作用する力を受容する。ハウジングもしくはハウジング部分を固定しつつ２つのリングフランジ１３、１４を互いに接合しているテンション・ロッド１５の数を適切にすることにより、ハウジング２、１０もしくはハウジング部分４、９内に適切な前負荷を設定することができる。   Therefore, when the exhaust gas turbocharger is damaged, if the compressor rotor 7 or a turbine rotor (not shown) breaks, the axial force generated by the collision of the rotor fragments with the housing is more safely caused by the support structure 12. Can be accepted. At the time of breakage, for example, a fragment of the compressor rotor 7 first reaches the insert part 5, and there is a possibility that a tensile force and thereby a tensile stress is applied to the spiral housing 4 of the compressor housing 2 via the insert part 5. Such debris further reaches the bearing housing 3 of the compressor housing 2 which is connected to the outflow housing 9 of the turbine housing 10. Thereby, tensile forces and thereby tensile stresses are eventually brought into the housing or housing part, which can lead to their failure. The support structure 12 of the present invention is a protection against it, and the spiral housing 4 of the compressor housing 2 and the outflow housing 9 of the turbine housing 10 are subjected to compressive stress in the housing or housing part via the support structure 12. However, they are fixed to each other as defined. As already mentioned, the ring flange 14 then receives the force transmitted to the outflow housing 9 of the turbine housing 10, whereas the ring flange 13 first acts on the spiral housing 4 of the compressor housing 2. Accept. Appropriate preload in the housing 2, 10 or housing part 4, 9 by fixing the number of tension rods 15 joining the two ring flanges 13, 14 together while fixing the housing or housing part Can be set.

望ましい実施例においては、渦巻き型ハウジング４に取り付けられた、コンプレッサーハウジング２のインサート部品５は、延性材料からなっているもしくは延性材料で形成されている。それにより、コンプレッサーローター７の破損時において、インサート部品５に衝突した破片が、インサート部品５の点負荷を引き起こすのではなく、むしろ面負荷を引き起こすようにすることができ、それにより、対応する力が均等に支持構造１２内にもたらされ、支持構造１２により受容されることができる。それにより、排ガスターボチャージャーにとって特に好適な封じ込め保護もしくは破裂保護が可能となる。   In a preferred embodiment, the insert part 5 of the compressor housing 2 attached to the spiral housing 4 is made of or made of a ductile material. Thereby, when the compressor rotor 7 is broken, the debris that has collided with the insert part 5 does not cause a point load of the insert part 5 but rather a surface load. Can be evenly introduced into and received by the support structure 12. Thereby, containment protection or burst protection particularly suitable for an exhaust gas turbocharger becomes possible.

また、タービンハウジング１０の領域における負荷を面負荷として均等にやはり支持構造１２内に伝えられるよう、タービンハウジング１０の流出ハウジング９が延性材料からできていることが好適である。   Further, it is preferable that the outflow housing 9 of the turbine housing 10 is made of a ductile material so that the load in the region of the turbine housing 10 is equally transmitted to the support structure 12 as a surface load.

本発明はとりわけ、すでにある古い排ガスターボチャージャーに効果的な破裂保護もしくは封じ込め保護を増備することに適している。本発明の支持構造１２は、排ガスターボチャージャーに封じ込め保護もしくは破裂保護を提供するために、すでにある排ガスターボチャージャーのコンプレッサーハウジング２及びタービンハウジング１０の外側に簡単に取り付けることができる。   The present invention is particularly suitable for adding effective burst or containment protection to existing old exhaust gas turbochargers. The support structure 12 of the present invention can be easily mounted outside the compressor housing 2 and turbine housing 10 of an existing exhaust gas turbocharger to provide containment or burst protection for the exhaust gas turbocharger.

１ コンプレッサー
２ コンプレッサーハウジング
３ ベアリングハウジング
４ 渦巻き型ハウジング
５ インサート部品
６ サイレンサー
７ コンプレッサーローター
８ 流路
９ 流出ハウジング
１０ タービンハウジング
１１ タービン
１２ 支持構造
１３ リングフランジ
１４ リングフランジ
１５ テンション・コンプレッション・ロッド DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Compressor 2 Compressor housing 3 Bearing housing 4 Spiral type housing 5 Insert part 6 Silencer 7 Compressor rotor 8 Flow path 9 Outflow housing 10 Turbine housing 11 Turbine 12 Support structure 13 Ring flange 14 Ring flange 15 Tension compression rod

Claims (11)

排ガスターボチャージャーであって、排ガスを膨張させ、エネルギーを得るためのタービン（１１）、及び、前記タービン内で得られたエネルギーを使って給気を圧縮するためのコンプレッサー（１）を有しており、前記タービン（１１）は流入ハウジング及び流出ハウジング（９）を備える複数部分からなるタービンハウジング（１０）、及び、前記タービンハウジング内に位置するタービンローターを有しており、また、前記コンプレッサー（１）は、ベアリングハウジング（３）及び渦巻き型ハウジング（４）を備える複数部分からなるコンプレッサーハウジング（２）、及び、前記コンプレッサーハウジング内に位置し、前記タービンローターに連結されたコンプレッサーローター（７）を有している、排ガスターボチャージャーにおいて、
前記タービンハウジング（１０）及び前記コンプレッサーハウジング（２）が、圧縮力を介して支持構造（１２）により固定されており、前記支持構造（１２）は、前記コンプレッサーハウジング（２）の外側にセットされた第１リングフランジ（１３）、タービンハウジング（１０）の外側にセットされた第２リングフランジ（１４）を有しており、これらが、テンション・コンプレッション・ロッド（１５）により、前記タービンハウジング（１０）及び前記コンプレッサーハウジング（２）を固定しつつ互いに接続されていることを特徴とする排ガスターボチャージャー。 An exhaust gas turbocharger comprising a turbine (11) for expanding exhaust gas to obtain energy, and a compressor (1) for compressing supply air using the energy obtained in the turbine The turbine (11) has a turbine housing (10) having a plurality of parts including an inflow housing and an outflow housing (9), a turbine rotor located in the turbine housing, and the compressor ( 1) is a multi-part compressor housing (2) comprising a bearing housing (3) and a spiral housing (4), and a compressor rotor (7) located in the compressor housing and connected to the turbine rotor Has an exhaust gas turbocharger Stomach,
The turbine housing (10) and the compressor housing (2) are fixed by a support structure (12) via a compressive force, and the support structure (12) is set outside the compressor housing (2). The first ring flange (13) and the second ring flange (14) set on the outside of the turbine housing (10), which are connected to the turbine housing (15) by a tension compression rod (15). 10) An exhaust gas turbocharger which is connected to each other while fixing the compressor housing (2). 前記第１リングフランジ（１３）が、前記コンプレッサーハウジング（２）の渦巻き型ハウジング（４）の外側にセットされることを特徴とする、請求項１に記載の排ガスターボチャージャー。   The exhaust gas turbocharger according to claim 1, characterized in that the first ring flange (13) is set outside the spiral housing (4) of the compressor housing (2). 前記第２リングフランジ（１４）が、前記タービンハウジング（１０）の流出ハウジング（９）の外側にセットされることを特徴とする、請求項１又は２に記載の排ガスターボチャージャー。   The exhaust gas turbocharger according to claim 1 or 2, characterized in that the second ring flange (14) is set outside the outflow housing (9) of the turbine housing (10). 前記テンション・コンプレッション・ロッド（１５）が、前記コンプレッサーハウジング（２）及び前記タービンハウジング（１０）の外側において延在していることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の排ガスターボチャージャー。   The tension compression rod (15) extends outside the compressor housing (2) and the turbine housing (10), according to any one of the preceding claims. Exhaust gas turbocharger. 前記第１リングフランジ（１３）が、破損時において前記コンプレッサーハウジング（２）に作用する軸方向力を受容することを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の排ガスターボチャージャー。   The exhaust gas turbocharger according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the first ring flange (13) receives an axial force acting on the compressor housing (2) in case of breakage. . 前記第２リングフランジ（１４）が、破損時において前記タービンハウジング（１０）に作用する軸方向力を受容することを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の排ガスターボチャージャー。   The exhaust gas turbocharger according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the second ring flange (14) receives an axial force acting on the turbine housing (10) in case of failure. . 前記支持構造（１２）が、前記タービンハウジング（１０）及び前記コンプレッサーハウジング（２）もしくはこれらのそれぞれ対応するハウジング部分（４、９）を、圧縮力を介して固定しており、その際、その圧縮力により前記ハウジング（２、１０）もしくはハウジング部分（４、９）内にひき起こされた圧縮応力が、破損時において前記ハウジング（２、１０）もしくはハウジング部分（４、９）に作用する引張応力より量的に大きいことを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の排ガスターボチャージャー。   The support structure (12) fixes the turbine housing (10) and the compressor housing (2) or their corresponding housing parts (4, 9) via a compressive force, A tensile force that acts on the housing (2, 10) or the housing part (4, 9) when a compressive stress caused in the housing (2, 10) or the housing part (4, 9) by a compressive force is damaged. The exhaust gas turbocharger according to any one of claims 1 to 6, wherein the exhaust gas turbocharger is quantitatively larger than the stress. 前記コンプレッサーハウジング（２）が、前記コンプレッサーハウジング（２）の渦巻き型ハウジング（４）に取り付けられた、延性材料でできたインサート部品（５）を有していることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の排ガスターボチャージャー。   The compressor housing (2) has an insert part (5) made of ductile material attached to a spiral housing (4) of the compressor housing (2). The exhaust gas turbocharger as described in any one of 1 to 7. 前記タービンハウジング（１０）の前記流出ハウジング（９）が、延性材料からできていることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の排ガスターボチャージャー。   9. The exhaust gas turbocharger according to claim 1, wherein the outflow housing (9) of the turbine housing (10) is made of a ductile material. 排ガスターボチャージャー用の支持構造（１２）であって、排ガスターボチャージャーは、排ガスを膨張させてエネルギーを得るためのタービン（１１）、及び、前記タービン内で得られたエネルギーを用いて給気を圧縮するためのコンプレッサー（１）を有しており、前記タービンは、複数部分からなるタービンハウジング（１０）及び該タービンハウジング内に配置されたタービンローターを有しており、前記コンプレッサーは、複数部分からなるコンプレッサーハウジング（２）及び該コンプレッサーハウジング内に配置され、前記タービンローターに連結されたコンプレッサーローターを有しており、前記支持構造（１２）は、圧縮力を介して前記タービンハウジング（１０）及びコンプレッサーハウジング（２）を固定しており、前記支持構造（１２）は、前記コンプレッサーハウジング（２）の外側に取り付け可能な第１リングフランジ（１３）、及び、前記タービンハウジング（１０）の外側に取り付け可能な第２リングフランジ（１４）を有しており、これらは、テンション・コンプレッション・ロッド（１５）により、前記タービンハウジング（１０）及び前記コンプレッサーハウジング（２）を固定しつつ互いに接続されていることを特徴とする支持構造（１２）。   A support structure (12) for an exhaust gas turbocharger, in which the exhaust gas turbocharger expands exhaust gas to obtain energy, and supplies air using the energy obtained in the turbine. A compressor (1) for compressing, the turbine comprising a turbine housing (10) comprising a plurality of parts and a turbine rotor disposed in the turbine housing, the compressor comprising a plurality of parts; A compressor housing (2), and a compressor rotor disposed in the compressor housing and connected to the turbine rotor. The support structure (12) is connected to the turbine housing (10) via a compressive force. And the compressor housing (2) are fixed, The support structure (12) includes a first ring flange (13) that can be attached to the outside of the compressor housing (2), and a second ring flange (14) that can be attached to the outside of the turbine housing (10). These support structures (12) are connected to each other while fixing the turbine housing (10) and the compressor housing (2) by means of tension compression rods (15). . 前記支持構造（１２）が、請求項２から７のいずれか一項に記載のように構成されていることを特徴とする、請求項１０に記載の支持構造（１２）。 Support structure (12) according to claim 10, characterized in that the support structure (12) is configured as claimed in any one of claims 2 to 7.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE531262C (en) * 1929-02-13 1931-08-07 Escher Wyss Maschf Ag Housing for machines that are under high working pressure, especially for steam and gas turbines, centrifugal pumps and centrifugal compressors
GB1085329A (en) * 1964-01-21
DE3631356A1 (en) * 1986-09-15 1988-03-24 Bert Steffens METHOD FOR PRODUCING HOUSING
DE4432073C2 (en) * 1994-09-09 2002-11-28 Abb Turbo Systems Ag Baden Device for fastening turbochargers
DE19824421A1 (en) * 1998-05-30 1999-12-02 Bmw Rolls Royce Gmbh Housing formation on a gas turbine
TW576886B (en) * 2001-05-04 2004-02-21 Abb Turbo Systems Ag Turbocharger having a radial-flow compressor and burst-protection arrangement for a radial-flow compressor of a turbocharger
EP2090755A1 (en) * 2008-02-14 2009-08-19 ABB Turbo Systems AG Turboloader housing
DE102013013571B4 (en) 2013-08-14 2023-12-07 Man Energy Solutions Se Exhaust gas turbocharger

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