JP2019167954A - ターボ圧縮機 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、ターボ圧縮機に関する。【解決手段】ターボ圧縮機は、圧縮機ロータを駆動するためにハウジング（１１）に取り付けられているシャフト（１０）と、シャフト（１０）を駆動するための電気モータと、を備えている。シャフト（１０）が、軸受（１２）を介してハウジング（１１）に取り付けられており、軸受（１２）が、滑り軸受として形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、ターボ圧縮機に関する。
排出ガス再循環機能を具備する内燃機関が当業者に知られている。このような内燃機関では、内燃機関の排出ガス経路から内燃機関から排出される排出ガスを抽出し、排出ガスを再循環させるためのいわゆる排出ガス再循環ブロワ（ＥＧＲブロワとも呼称される）を介して、内燃機関の給気経路に向かって当該排出ガスを導き、その後に当該排ガスを内燃機関のシリンダに供給すべき吸気と混合することが知られている。
排出ガス再循環ブロワすなわちＥＧＲブロワは、一般には、所定の圧力に至るまで排出ガスを圧縮するターボ圧縮機として構成されている。このために、内燃機関の排出ガスを再循環するためのターボ圧縮機は、少なくとも１つの圧縮段を備えており、圧縮段又は圧縮段それぞれが、ひいては当該圧縮段のロータが、ターボ圧縮機のハウジングに取り付けられたシャフトを介して駆動可能とされる。ここで、電気モータは、シャフトを駆動すること、並びに、圧縮段又は圧縮段それぞれの圧縮機ロータ又は圧縮機ロータそれぞれをシャフトを介して駆動することを想定している。
従来技術に基づく内燃機関の排出ガスを再循環させるためのターボ圧縮機は、電気モータによって駆動されるシャフトを取り付けるために転がり軸受を利用している。当該シャフトは、ハウジングの内部において圧縮機ロータ又は圧縮機ロータそれぞれを駆動するために利用される。このような転がり軸受は、内輪と、外輪と、内輪と外輪との間に位置決めされた転動体とを有している。
このことを発端として、本発明の目的は、新規のタイプのターボ圧縮機を提供することである。当該目的は、請求項１に記載のターボ圧縮機によって達成される。本発明では、シャフトが、軸受を介してハウジングに取り付けられており、軸受が、滑り軸受として形成されている。本発明は、滑り軸受を介してターボ圧縮機のシャフトをハウジングに取り付けることを初めて提案するものである。これにより、その構成を一層小型化することができる。さらに、優位な減衰効果がシャフトにもたらされる。さらに、ターボ圧縮機を当該ターボ圧縮機の固有振動数の範囲内で動作させることができる。
優位なさらなる発展形態では、ラジアル方向外側減衰油膜が、滑り軸受の軸受リングとハウジングとの間に形成されている。さらに、ラジアル方向内側荷重伝達減衰油膜が、滑り軸受の軸受リングとシャフトとの間に形成されている。これにより、最適化された減衰と最適化された荷重伝達を実現することができる。
優位なさらなる発展形態では、滑り軸受の軸受リングが、ハウジングの凹所に配置されており、滑り軸受の軸受リングが、ハウジングのアキシアル方向端部において支持されている。また、これにより、最適化された減衰と最適化された荷重伝達を実現することができる。
優位なさらなる発展形態では、電気モータが、毎分１００００回転〜毎分５００００回転の回転速度でシャフトを駆動する。排出ガスを再循環させるためのターボ圧縮機のシャフトがこのように高速回転されることによって、本発明は特に優位に利用される。
本発明の好ましいさらなる発展形態は、従属請求項及び以下の説明から得られる。本発明の典型的な実施例について、図面を参照しつつ詳述するが、本発明は、当該実施例に制限される訳では無い。
ターボ圧縮機の詳細を表わすアキシアル方向断面図である。
本発明は、ターボ圧縮機に関する。
本発明は、特に内燃機関において排出ガスを再循環させるためのターボ圧縮機に関する。このようなターボ圧縮機は、内燃機開の排出ガス経路から抽出された後にターボ圧縮機によって内燃機関の給気経路に向かって輸送される排出ガスを輸送及び圧縮するために利用される。
ターボ圧縮機は、ハウジング１１を備えており、ハウジング１１は、ハウジング１１に取り付けられたシャフト１０を有している。シャフト１０は、電気モータによって駆動可能とされる。シャフト１０は、ターボ圧縮機の少なくとも１つの圧縮段の少なくとも１つの圧縮機ロータを駆動するために利用される。ターボ圧縮機は、圧縮機ロータをそれぞれ具備する複数の圧縮段を備えている。シャフト１０は、すべての圧縮機ロータを駆動させることができる。
図１は、ターボ圧縮機のハウジング１１の断面を表わすと共に、シャフト１０の一部分を抜き出している。
本発明は、シャフト１０が滑り軸受１２として構成されている軸受を介してハウジング１１に取り付けられていることを提案するものである。
このような滑り軸受１２は、単一の軸受リング１３を有している。軸受リング１３とシャフト１０との間には、ラジアル方向内側間隙１４が形成されており、ラジアル方向内側間隙１４には、内側荷重伝達減衰油膜１５が形成されている。
滑り軸受１２の軸受リング１３とハウジング１１との間には、ラジアル方向外側間隙１６が形成されており、ラジアル方向外側間隙１６には、ラジアル方向外側減衰油膜１７が形成されている。
滑り軸受１２の軸受リング１３とハウジング１１との間における間隙１６のラジアル方向外側減衰油膜１７は、対応するラジアル方向外側減衰油膜１７を介して減衰効果を提供するためにのみ利用される。
滑り軸受１２の軸受リング１３とシャフト１０との間に配設された荷重伝達減衰油膜１５が、荷重伝達の減衰効果を提供するために付加的に利用される。
滑り軸受１２の軸受リング１３がハウジング１１の凹所１８に位置決めされている。図１から理解されるように、軸受リング１３自体が、アキシアル方向端部１９においてターボ圧縮機のハウジング１１に支持されている。
排出ガスを再循環させるためのターボ圧縮機のシャフト１０は、電気モータによって、好ましくは毎分１００００回転〜毎分５００００回転の回転速度（ｒｐｍ）で駆動される。このような高速回転するシャフト１０によって、特に好適に滑り軸受がターボ圧縮機に取り付けられる。
１０ シャフト
１１ ハウジング
１２ 滑り軸受
１３ 軸受リング
１４ 間隙
１５ 荷重伝達減衰油膜
１６ 間隙
１７ 減衰油膜
１８ 凹所
１９ アキシアル方向端部

Claims (6)

  1. 圧縮機ロータを駆動するためにハウジング（１１）に取り付けられているシャフト（１０）と、
    前記シャフト（１０）を駆動するための電気モータと、
    を備えているターボ圧縮機において、
    前記シャフト（１０）が、軸受（１２）を介して前記ハウジング（１１）に取り付けられており、前記軸受（１２）が、滑り軸受として形成されていることを特徴とするターボ圧縮機。
  2. 前記滑り軸受（１２）の軸受リング（１３）と前記ハウジング（１１）との間には、ラジアル方向外側減衰油膜（１７）が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のターボ圧縮機。
  3. 前記滑り軸受（１２）の軸受リング（１３）と前記シャフト（１０）との間には、ラジアル方向内側荷重伝達減衰油膜（１５）が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のターボ圧縮機。
  4. 前記滑り軸受（１２）の軸受リング（１３）が、前記ハウジング（１１）の凹所（１８）に配置されており、
    前記滑り軸受（１２）の前記軸受リング（１３）が、アキシアル方向端部（１９）において前記ハウジング（１１）に支持されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のターボ圧縮機。
  5. 前記電気モータが、毎分１００００回転〜毎分５００００回転の回転速度で前記シャフト（１０）を駆動することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のターボ圧縮機。
  6. 前記ターボ圧縮機が、排出ガスを再循環させるためのターボ圧縮機として構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のターボ圧縮機。
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