JP2020516810A - 排気ターボチャージャに用いられるノズルリング - Google Patents

排気ターボチャージャに用いられるノズルリング Download PDF

Info

Publication number
JP2020516810A
JP2020516810A JP2019555775A JP2019555775A JP2020516810A JP 2020516810 A JP2020516810 A JP 2020516810A JP 2019555775 A JP2019555775 A JP 2019555775A JP 2019555775 A JP2019555775 A JP 2019555775A JP 2020516810 A JP2020516810 A JP 2020516810A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nozzle ring
bearing housing
turbine
housing
base body
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.)
Granted
Application number
JP2019555775A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7130665B2 (ja
Inventor
モラト クリストフ
モラト クリストフ
グヴェーエンベアガー トビアス
グヴェーエンベアガー トビアス
Original Assignee
アーベーベー ターボ システムズ アクチエンゲゼルシャフト
アーベーベー ターボ システムズ アクチエンゲゼルシャフト
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 アーベーベー ターボ システムズ アクチエンゲゼルシャフト, アーベーベー ターボ システムズ アクチエンゲゼルシャフト filed Critical アーベーベー ターボ システムズ アクチエンゲゼルシャフト
Publication of JP2020516810A publication Critical patent/JP2020516810A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7130665B2 publication Critical patent/JP7130665B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/04Blade-carrying members, e.g. rotors for radial-flow machines or engines
    • F01D5/043Blade-carrying members, e.g. rotors for radial-flow machines or engines of the axial inlet- radial outlet, or vice versa, type
    • F01D5/046Heating, heat insulation or cooling means
    • 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
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • F01D25/246Fastening of diaphragms or stator-rings
    • 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
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/16Arrangement of bearings; Supporting or mounting bearings in casings
    • 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
    • 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
    • F05D2240/00Components
    • F05D2240/10Stators
    • F05D2240/15Heat shield
    • 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
    • F05D2260/00Function
    • F05D2260/30Retaining components in desired mutual position
    • F05D2260/38Retaining components in desired mutual position by a spring, i.e. spring loaded or biased towards a certain position
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

本発明は、ラジアルタービン用のノズルリング(10)に関する。ノズルリングは、シャフト(20)を通すための中央開口(12)を有する、回転対称でディスク状の基体(11)を備える。さらにノズルリングは、周方向で基体(11)の半径方向外側の領域に配置されているとともに、タービンホイール(30)の動翼(31)へ排気を導くように構成された案内翼(14)を備える。ノズルリングの基体(11)は、組付け状態で、軸受ハウジング(41)の軸受空間(40)とタービン空間(50)との間に熱シールドを形成するように、構成されている。

Description

本発明は、過給式燃焼機関に用いられる排気ターボチャージャの分野に関する。特に、本発明は、そのような排気ターボチャージャのノズルリングに該当する。
技術背景
燃焼機関の性能向上のために、現在、標準的に排気ターボチャージャが使用される。排気ターボチャージャは、燃焼機関の排気系統に設けられたタービンと、燃焼機関に前置されたコンプレッサとを有する。この場合、燃焼機関の排気は、タービン内で放圧される。その際に得られた仕事は、シャフトを介してコンプレッサへと伝達され、コンプレッサは、燃焼機関に供給された空気を圧縮する。燃焼機関における燃焼プロセスに供給される空気を圧縮するために排気のエネルギを使用することによって、燃焼プロセスと燃焼機関の効率とを最適化することができる。
排気の運動エネルギは、ターボチャージャのロータを駆動するために使用される。確実な動作を保証可能にするために、排気ジェットを的確にタービンシャフトへ向けてガイドしなければならない。そのために、また様々な用途におけるターボチャージャの「マッチング」を可能にするために、ラジアルタービン段では、タービンシャフトの手前の流路の出口にノズルリングが取り付けられている。
使用されるタービンに依存するとともに、具体的な使用条件に応じて、作動媒体、たとえば排気が、大きな温度勾配を有することがある。したがって、排気ターボチャージャのノズルリングは、動作条件の変更、つまり作動媒体の圧力および温度の上昇または低下によって、典型的には強い負荷がかけられるとともに、比較的強い熱膨張にさらされる懸念がある。
ノズルリングの取付けは、排気タービンのハウジング内で簡単な締付けによって行われることが多い。たとえば、ノズルリングは、通常は、タービンハウジングと軸受ハウジングとの間で軸方向に締め付けられることによって位置保持することができる。さらに、軸受ハウジングへの排気による入熱が大きすぎる、または排気から、隣接する構成要素への入熱によって多すぎるエネルギが取り出される場合には、場合によっては別個の熱シールドが取り付けられてよい。ときには、タービンハウジングを調節するためにもノズルリングを位置合わせする必要があり、その際、これは、位置決めコンポーネント、たとえばスロットナット、またはピン結合部によって実現される。
技術的問題の提示
タービンヘッドの大きさがそれぞれ大きく異なるとともにタービン背壁ジオメトリも様々である、様々な大きさのタービンシャフト/タービン段を1つのロータブロックに使用可能にする/取付け可能にするという要求に起因して、新たなノズルリング構想が必要であることが判明した。
特にタービンハウジングおよび軸受ハウジングと熱シールドとの間の軸方向の締付けによる、従来技術において知られた、ノズルリングの取付け構想および装着構想は、ノズルリング翼の位置決めおよび様々なタービン背壁ジオメトリの導入が、用いられる締付け結合部とは無関係ではないという欠点を有する。
したがって、本発明の課題は、従来技術において知られた欠点を少なくとも部分的にまたは大部分でまたはさらには完全に克服する、改善されたノズルリングを提供することである。
発明の概要
前述の課題を解決するために、独立請求項1に記載のラジアルタービン用のノズルリングが提供される。本発明のさらなる態様、利点および特徴は、従属請求項、明細書および添付の図面から看取される。
本発明の一態様によれば、ラジアルタービン用のノズルリングが提供される。ノズルリングは、シャフトを通すための中央開口を有する、回転対称でディスク状の基体を備える。さらに、ノズルリングは、周方向で基体の半径方向外側の領域に配置されるとともに、排気をタービンホイールの動翼へ導くように構成された案内翼を備える。ノズルリングの基体は、組付け状態で、軸受ハウジングの軸受空間とタービン空間との間に熱シールドを形成するように構成されている。
したがって、好適には、ノズルリング翼の位置決めおよび様々なタービン背壁ジオメトリの導入が用いられる締付け結合部および/または存在する熱センタリング手段/シーリングとは無関係である取付け構想および装着構想を可能にする、ノズルリングが提供される。
さらに、好適には、熱シールドが一体に組み込まれたノズルリングが提供されるので、インタフェース/接合部の数が低減される。さらに、タービンシャフトの背壁ジオメトリの開放/解放が実現される。というのも、背壁ジオメトリがノズルリングに組み込まれているので、軸受ハウジングの様々な態様が不要であるという理由による。さらに、たとえば耐熱性のねじを用いて軸受ハウジングに取り付けることによって、好適には、締付け結合部「軸受ハウジング/タービンハウジング」の外側で固定することができる、ノズルリングが提供される。
さらに、本明細書に記載のノズルリングは、特に変形(温度影響下で)および気密性に関して改善された結合を可能にする。というのも、ノズルリングに、好適には、軸方向で、皿ばねのように、軸受ハウジングにおいて軽くプリロードをかけることができるからである。したがって、本明細書に記載のノズルリングの使用によって、好適には、追加的な「閉じ込め」インタフェースを回避することができる。さらに、好適には、本明細書に記載のノズルリングの使用によって、外側に対する気密性に影響を及ぼす追加的なインタフェースを回避することができる。
さらに、本明細書に記載のノズルリングを使用すると、タービンヘッドのスケーリングが締付け結合部/熱センタリング手段に影響を及ぼさないことに留意されたい。最大のスケーリングは、軸受ハウジングの寸法設定によって定義される。
さらに、本明細書に記載のノズルリングは、好適には、タービンシャフトの周りの中心領域で軸受ハウジングに取り付けることができるので、ノズルリングの熱膨張が、比較的離れた内側に位置する取付けによって好適にはあまり影響を受けない。本明細書に記載のノズルリングの別の利点は、ノズルリングの取付け要素が、主流の領域に位置しないことにある。
本発明のさらなる態様によれば、本明細書に記載の複数のうちの一実施の形態によるノズルリングを備えた排気ターボチャージャが提供されるので、好適には、改善された排気ターボチャージャを提供することができる。
排気ターボチャージャは、タービンハウジングと、軸受ハウジング内に軸支されたシャフトであって、シャフト上に、動翼を有するタービンホイールが配置された、シャフトとを備える。さらに、排気ターボチャージャは、タービンホイールの上流側でタービンハウジング内に形成された排気用の流入チャネルを備える。さらに、排気ターボチャージャは、本明細書に記載の複数のうちの一実施の形態によるノズルリングを備え、ノズルリングは、組付け状態で、軸方向でターボチャージャの軸受ハウジングとタービンハウジングとの間に保持されるように構成されている。
以下、本発明を、図示された例示的な実施の形態に基づき説明する。例示的な実施の形態から、さらなる利点および変化形態が得られる。
タービンホイールとともに組付け状態で、本明細書に記載の実施の形態によるノズルリングの概略的な等角図を示す。 タービンホイールを省いた組付け状態で、本明細書に記載の実施の形態によるノズルリングの概略的な等角図を示す。 本明細書に記載の実施の形態によるノズルリングの軸受ハウジング側の概略的な等角図を示す。 本明細書に記載のさらなる実施の形態による、凹部を有するノズルリングの軸受ハウジング側の概略的な等角図を示す。 本明細書に記載のさらなる実施の形態による、半径方向に延在するリブを有する凹部を備えるノズルリングの軸受ハウジング側の概略的な等角図を示す。 本明細書に記載の実施の形態による排気ターボチャージャの一部の概略的な断面図を示す。
図面の詳細な説明
図1には、組立て状態で、本明細書に記載の実施の形態によるノズルリング10の概略的な斜視図が示されている。ラジアルタービンのタービンホイール30が略示されている。
本明細書に記載の、ノズルリングの実施の形態によれば、ノズルリング10は、シャフト20を通すための中央開口12を有する、回転対称でディスク状の基体11を備える。図1に例示されているように、ノズルリング10は、通常は、案内翼14を有し、案内翼14は、周方向で、基体11の半径方向外側の領域に配置されている。通常は、案内翼14は、排気をタービンホイール30の動翼へ導くように配置および構成されている。特に、案内翼14は、基体11から軸方向に延在するとともに、基体と一体に形成されてよい。図1から看取されるように、本明細書に記載のノズルリングの基体11は、組付け状態で、軸受ハウジング41の軸受空間40とタービン空間50との間に熱シールドが形成されるように、構成されている。通常は、ノズルリングの基体11は、図3〜図5に例示されているように、中央開口12から半径方向外方へ延在する。特に、ノズルリングの基体11は、(孔17を除いて)中央開口12と基体11の外縁との間に閉じた面が提供されるように、構成されている。
したがって、好適には、熱シールドが組み込まれたノズルリング10が提供されるので、この領域に組み付けられたノズルリングのインタフェース/接合部の数が低減される。さらに、中央開口12から半径方向外方へ延在する、ノズルリングの基体11の構成によって、タービンシャフトの背壁構造の開放/解放が可能になる。というのも、背壁構造を、ノズルリングに組み込むことができるからである。これによって、軸受ハウジングの様々な形態は不要である。
さらに、ノズルリング10が提供され、その固定は、好適には、締付け結合部「軸受ハウジング/タービンハウジング」の外側で、たとえば以下に説明するように、耐熱性のねじを用いて軸受ハウジング41に取り付けることによって行うことができる。
本明細書に記載の他の実施の形態と組み合わせることができる一実施の形態によれば、ノズルリング10は、図4、図5および図6に例示されているように、取付けフランジ15を含んでよい。特に、取付けフランジ15は、通常は、基体11の半径方向内側の領域に配置されている。さらに、取付けフランジ15は、図6に例示されているように、軸受ハウジング41の、対応する接触面に当接する接触面16を有してよい。
図3、図4および図5に例示されているように、ノズルリング10、特にノズルリングの基体11は、本明細書に記載の実施の形態によれば、周方向に配置された1つまたは複数の孔17を有してよく、孔17は、ノズルリング10を軸受ハウジング41に組み付けるための1つまたは複数の取付け手段を保持するのに適している。たとえば、取付け手段は、ピン、ボルト、ねじまたはこれらに類するものであってよい。通常は、取付け手段は、耐熱性を有する。
したがって、本明細書に記載のノズルリング10は、好適には、タービンシャフトの周りの中心領域で、軸受ハウジング41に取り付けることができるので、比較的離れた内側に位置する取付け部によって、ノズルリング10の熱膨張に好適にはあまり影響されない。さらに、本明細書に記載の、ノズルリング10の取付けにおいて、ノズルリング用の取付け要素が主流の領域に位置しないという利点がある。
本明細書に記載の他の実施の形態と組み合わせることができる一実施の形態によれば、取付けフランジ15は、基体11の、一体に組み込まれた構成要素である。これによって、好適には、構成部材コンポーネントが削減される。
さらに、ノズルリング10は、中央の取付け(たとえば本明細書に記載の取付けフランジ15および対応する取付け手段を用いた)に対して代替的にまたは追加的に、組付け状態で、所定の温度下で、軸方向で軸受ハウジング41とタービンハウジングとの間にかつ/または半径方向で軸受ハウジング41内にかつ/または半径方向でタービンハウジング内に締め付けられるように構成することができる。
したがって、特に変形(温度の影響下)および気密性に関して、組付け状態で、対応する接触面に関するノズルリング10の改善された結合を提供することができる。というのも、ノズルリング10に、好適には、軸方向で、皿ばねのように、軸受ハウジング41において軽くプリロードをかけることができるからである。したがって、本明細書に記載のノズルリング10の使用によって、好適には、追加の「閉じ込め」インタフェースと外部に対する気密性に影響を及ぼすだろう追加のインタフェースとの両方を回避することができる。
本明細書に記載の他の実施の形態と組み合わせることができる一実施の形態によれば、基体11の軸受ハウジング側11Aは、図4に例示されているように、1つまたは複数の凹部18を有してよい。特に、凹部18は、通常は、ノズルリング10の組付け状態で、空気で満たされた1つまたは複数の絶縁空間を形成するように構成されている。したがって、簡単で効果的な形で、熱シールドを組み込んだノズルリング10を提供することができる。
さらに、凹部18は、図5に例示されているように、半径方向に延在するリブ19を有してよい。このようなリブ19は、ノズルリング10の安定性のみならず熱膨張特性にも有利に作用することができる。
本明細書に記載の他の実施の形態と組み合わせることができる一実施の形態によれば、取付けフランジ15に設けられた複数の孔17は、中央開口12の周りの第1の半径R1を有する第1の仮想円上に配置されてよい。さらに、案内翼14は、中央開口12の周りの第2の半径R2を有する第2の仮想円上に配置されてよい。通常は、第2の半径R2は、第1の半径R1よりも大きく、たとえば、第2の半径R2は、R2≧1.5×R1であってよい。
取付けフランジ15における1つまたは複数の取付け手段を保持するための孔17は、中央開口12の周りに規則的なまたは不規則な角度間隔を置いて配置されてよい。規則的な配置は、たとえば軸受ハウジング41におけるノズルリング10の改善された摩擦力接続式の取付けの利点を有することができる。
さらに、本明細書に記載のノズルリング10は、閉じたノズルリングであってもよいことに留意されたい。たとえば、基体11とは反対の側で、ノズルリングは、案内翼14と結合された配置された別のディスクを有してよい。特に、この配置された別のディスクは、別の熱シールドを提供するように構成することができる。
本明細書に記載の他の実施の形態と組み合わせることができる一実施の形態によれば、基体の半径方向外側の領域は、基体11の周に沿って分配して配置された1つまたは複数のセンタリングカム(図示せず)を有することができる。そのようなセンタリングカムは、たとえばタービンハウジングにおける対応する溝に係合することができ、これによって、ノズルリング10の基体11に対するタービンハウジングの半径方向のガイドが得られる。たとえば、センタリングカムに基づいて相応に位置合わせされた、ノズルリング10の基体11は、軸方向にタービンハウジング内へ押し込むことができる。動作状態では、ノズルリング10の基体11が、半径方向に膨張し、ノズルリングの基体の外縁が、タービンハウジングの、対応する当接部に押し付けられ、これによって、軸受ハウジング41に対するタービンハウジングのセンタリングが可能となる。
本明細書に記載の実施の形態から明らかであるように、本明細書に記載の実施の形態によって、好適には、排気ターボチャージャに使用することができるノズルリングを提供することができ、ノズルリング翼の位置決めおよび様々なタービン背壁構造の導入は、用いられる締付け結合部および/または存在する熱的センタリング手段/シーリングに依存しない。
本明細書に記載されているように、熱シールドを、軸受ハウジング41側のノズルリングプレートの延長部として、開いたノズルリング10に幾何学的に組み込むことができる。この場合、このノズルリングプレート(本明細書では基体11とも称される)は、タービンヘッドの後側空間がシャフトハブの移行部まで覆われるような寸法で構成される。したがって、様々なタービン背壁の統合が可能であり、仕様の一部しか必要でない。ノズルリング翼は、ノズルリングプレートと一体に形成されていて、たとえば、切削加工によってまたは精密鋳造によって製作することができる。
本明細書に記載されているように、ノズルリング10は、取付け手段、たとえばねじを用いて、タービンヘッドの後側(タービンヘッド後空間)に、比較的小さな直径で取り付けることができる。したがって、ノズルリング10は、締付け結合部(タービンハウジング/軸受ハウジング)の外側に位置し、および取付け手段は、タービンヘッド/ノズルリング翼のスケーリング(等級変更)にとって問題のない領域に位置する。締付け結合部からノズルリング10を離すことによって、閉じ込めおよび気密性を考慮する際に有利な効果も生じる。というのも、締付け結合部におけるインタフェースの数を低減することができるからである。
このような形態の組付けによって、その点において、ノズルリング10は、軽くプリロードをかけて組み付ける(皿ばねの原理)必要があり得る。このような手段によって、熱変形に対抗することができる。これによって、場合によっては、ノズルリング10の後方の「内部のガス−バイパス」の防止も支援される。
図6には、本明細書に記載の実施の形態による排気ターボチャージャ60の一部が断面図で略示されている。通常は、排気ターボチャージャ60は、タービンハウジング51と、軸受ハウジング41内に軸支されたシャフト20とを有する。シャフト20上には、動翼31を有するタービンホイール30が配置されている。さらに、排気ターボチャージャは、通常は、排気用の流入チャネル33を有し、流入チャネル33は、タービンハウジング51内で、タービンホイール30の上流側に形成されている。さらに図6に略示されているように、排気ターボチャージャは、本明細書に記載の複数の実施の形態のうちの一実施の形態によるノズルリング10を有する。特に、ノズルリング10は、組付け状態で、軸方向でターボチャージャの軸受ハウジング41とタービンハウジング51との間に保持されるように構成されている。
たとえば、ノズルリングは、取付けフランジ15を介して、耐熱性の取付け手段15Aを用いて、軸受ハウジング41に取り付けることができる。特に、耐熱性の取付け手段15Aは、耐熱性のねじであってよく、このねじを用いて、ノズルリング10は、軸受ハウジング41にねじ止めされている。
排気ターボチャージャにノズルリングを組み付ける代替的なまたは追加的な可能性として、ノズルリング10および軸受ハウジング41は、ノズルリング10が、組付け状態で、軸方向で軸受ハウジング41とタービンハウジング51との間に皿ばねによって緊締されるように、構成することができる。
さらに、ノズルリング10および軸受ハウジング41は、排気ターボチャージャにノズルリングを組み付ける代替的なまたは追加的な可能性として、ノズルリング10が、組付け状態で、所定の温度において、つま加熱状態で、軸方向で軸受ハウジング41とタービンハウジング51との間にかつ/または半径方向で軸受ハウジング41内にかつ/またはタービンハウジング51内に締め付けられるように、構成することができる。
さらに、ノズルリングに対する1つまたは複数の相対回動防止手段が設けられてよい。たとえば、ノズルリング10および軸受ハウジング41は、ノズルリングに対して、組付け状態で、1つまたは複数の相対回動防止手段が提供されるように構成することができる。1つまたは複数の相対回動防止手段は、たとえばノズルリング10と軸受ハウジング41との間の形状接続式/摩擦力接続式の結合部によって構成されてよい。代替的にまたは追加的に、ノズルリング10とタービンハウジング51との間の、たとえば形状接続式/摩擦力接続式の結合部によって、1つまたは複数の相対回動防止手段が構成されてよい。このことは、ノズルリング10が軸受ハウジング41に取り付けられておらず、軸方向で軸受ハウジング41とタービンハウジング51との間に皿ばねによって緊締されているとき、特に有利である。
10 ノズルリング
11 基体
11A 基体の軸受ハウジング側
12 中央開口
14 案内翼
15 取付けフランジ
15A 取付け手段
16 接触面
17 孔
20 シャフト
30 タービンホイール
31 動翼
40 軸受空間
41 軸受ハウジング
50 タービン空間
51 タービンハウジング
60 排気ターボチャージャ

Claims (17)

  1. ラジアルタービン用のノズルリング(10)であって、
    シャフト(20)を通すための中央開口(12)を有する、回転対称でディスク状の基体(11)と、
    周方向で前記基体(11)の半径方向外側の領域に配置されているとともに、タービンホイール(30)の動翼(31)へ排気を導くように構成された複数の案内翼(14)と、
    を備え、
    前記基体(11)は、組付け状態で、軸受ハウジング(41)の軸受空間(40)とタービン空間(50)との間に熱シールドを形成するように構成されている、
    ノズルリング(10)。
  2. 前記ノズルリングは、前記基体(11)の半径方向内側の領域に配置された取付けフランジ(15)を備え、前記取付けフランジ(15)は、前記軸受ハウジング(41)の対応する接触面に当接する接触面(16)を有する、請求項1記載のノズルリング(10)。
  3. 前記取付けフランジ(15)は、前記ノズルリングを前記軸受ハウジングに組み付けるための1つまたは複数の取付け手段を保持するための、周方向に配置された1つまたは複数の孔(17)を有する、請求項3記載のノズルリング(10)。
  4. 前記取付けフランジ(15)は、前記基体(11)の、一体に組み込まれた構成要素である、請求項2または3記載のノズルリング(10)。
  5. 前記ノズルリング(10)は、組付け状態で、所定の温度下で、軸方向で前記軸受ハウジング(41)と前記タービンハウジングとの間にかつ/または半径方向で前記軸受ハウジング(41)内にかつ/または半径方向で前記タービンハウジング内に締め付けられるように構成されている、請求項1から4までのいずれか1項記載のノズルリング(10)。
  6. 前記案内翼(14)は、前記基体(11)から軸方向に延在するとともに、前記基体と一体に形成されている、請求項1から5までのいずれか1項記載のノズルリング(10)。
  7. 前記基体(11)の軸受ハウジング側(11A)は、1つまたは複数の凹部(18)を有し、これによって、前記ノズルリング(10)の組付け状態で、空気で満たされた1つまたは複数の絶縁空間が形成される、請求項1から6までのいずれか1項記載のノズルリング(10)。
  8. 前記凹部(18)は、半径方向に延在するリブ(19)を有する、請求項7記載のノズルリング(10)。
  9. 前記取付けフランジに設けられた複数の前記孔(17)は、前記中央開口(12)の周りに第1の半径R1を有する第1の仮想円上に配置されており、前記案内翼(14)は、前記中央開口(12)の周りに第2の半径R2を有する第2の仮想円上に配置されており、前記第2の半径R2は、R2≧1.5×R1である、請求項3から8までのいずれか1項記載のノズルリング(10)。
  10. 前記取付けフランジに設けられた、1つまたは複数の取付け手段を保持するための前記孔(17)は、前記中央開口(12)の周りに規則的な角度間隔を置いて配置されている、請求項3から9までのいずれか1項記載のノズルリング(10)。
  11. 前記基体(11)とは反対の側に、前記案内翼(14)と結合された別のディスクが配置されている、請求項1から10までのいずれか1項記載のノズルリング(10)。
  12. 排気ターボチャージャ(60)であって、
    タービンハウジング(51)と、
    軸受ハウジング(41)内に軸支されたシャフト(20)であって、該シャフト(20)上に、動翼(31)を有するタービンホイール(30)が配置されている、シャフト(20)と、
    前記タービンホイール(30)の上流側で前記タービンハウジング(51)内に形成された、排気用の流入チャネル(33)と、
    請求項1から11までのいずれか1項記載のノズルリング(10)であって、該ノズルリング(10)は、組付け状態で、軸方向でターボチャージャの前記軸受ハウジング(41)と前記タービンハウジングとの間に保持されるように構成されている、ノズルリング(10)と、
    を備える、排気ターボチャージャ(60)。
  13. 前記ノズルリングは、取付けフランジ(15)を介して、耐熱性の取付け手段(15A)を用いて前記軸受ハウジング(41)に取り付けられている、請求項12記載の排気ターボチャージャ(60)。
  14. 耐熱性の前記取付け手段(15A)は、耐熱性のねじであり、前記ノズルリング(10)は、前記軸受ハウジング(41)にねじ止めされている、請求項13記載の排気ターボチャージャ(60)。
  15. 前記ノズルリング(10)および前記軸受ハウジング(41)は、前記ノズルリングが、組付け状態で、軸方向で前記軸受ハウジングと前記タービンハウジングとの間に皿ばねにより緊締されるように、構成されている、請求項12から14までのいずれか1項記載の排気ターボチャージャ(60)。
  16. 前記ノズルリング(10)および前記軸受ハウジング(41)は、前記ノズルリングが、組付け状態で、所定の温度において、軸方向で前記軸受ハウジング(41)と前記タービンハウジングとの間にかつ/または半径方向で前記軸受ハウジング(41)内にかつ/または半径方向で前記タービンハウジング(51)内に締め付けられるように、構成されている、請求項12から15までのいずれか1項記載の排気ターボチャージャ(60)。
  17. 前記ノズルリング(10)および前記軸受ハウジング(41)は、組付け状態で、前記ノズルリングに対して、前記軸受ハウジング(41)およびまたは前記タービンハウジング(51)との間に1つまたは複数の相対回動防止手段が提供されるように、構成されている、請求項12から16までのいずれか1項記載の排気ターボチャージャ(60)。
JP2019555775A 2017-04-13 2018-04-12 排気ターボチャージャに用いられるノズルリング Active JP7130665B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017108057.0A DE102017108057A1 (de) 2017-04-13 2017-04-13 Düsenring für einen abgasturbolader
DE102017108057.0 2017-04-13
PCT/EP2018/059439 WO2018189319A1 (de) 2017-04-13 2018-04-12 Düsenring für einen abgasturbolader

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020516810A true JP2020516810A (ja) 2020-06-11
JP7130665B2 JP7130665B2 (ja) 2022-09-05

Family

ID=62002127

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019555775A Active JP7130665B2 (ja) 2017-04-13 2018-04-12 排気ターボチャージャに用いられるノズルリング

Country Status (8)

Country Link
US (1) US11313275B2 (ja)
EP (2) EP3954876A1 (ja)
JP (1) JP7130665B2 (ja)
KR (1) KR102554216B1 (ja)
CN (1) CN110475945B (ja)
CA (1) CA3058826A1 (ja)
DE (1) DE102017108057A1 (ja)
WO (1) WO2018189319A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102379376B1 (ko) 2019-02-21 2022-03-28 에이비비 스위츠랜드 엘티디. 반경류 터빈을 위한 노즐 링 및 이를 포함하는 배기 가스 터보차저
JP7424752B2 (ja) * 2019-03-25 2024-01-30 株式会社豊田自動織機 ターボチャージャ
US11530615B1 (en) * 2022-03-01 2022-12-20 Garrett Transportation I Inc. Method for constructing a fixed-vane ring for a nozzle of a turbocharger turbine

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5758500A (en) * 1996-04-18 1998-06-02 Mercedes-Benz Ag Exhaust gas turbochanger for an internal combustion engine
JP2004514840A (ja) * 2000-11-30 2004-05-20 ハネウェル・ギャレット・ソシエテ・アノニム 摺動ピストンを具備する可変形状ターボチャージャー
US20060037317A1 (en) * 2002-11-25 2006-02-23 Leavesley Malcolm G Variable turbocharger apparatus with bypass
JP2012107527A (ja) * 2010-11-15 2012-06-07 Ihi Corp ターボチャージャ
US20150044037A1 (en) * 2012-03-30 2015-02-12 Borgwamer Inc. Turbocharger bearing housing with integrated heat shield

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4969805A (en) * 1989-05-02 1990-11-13 Allied-Signal Inc. Unidirectional turbocharger assembly
DE69308377T2 (de) * 1992-05-21 1997-06-19 Alliedsignal Ltd Regelbarer Turbolader
GB9222133D0 (en) * 1992-10-21 1992-12-02 Leavesley Malcolm G Turbocharger apparatus
DE4238550A1 (de) * 1992-11-14 1994-05-19 Daimler Benz Ag Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine
DE4330487C1 (de) * 1993-09-09 1995-01-26 Daimler Benz Ag Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine
DE19838754C1 (de) * 1998-08-26 2000-03-09 Daimler Chrysler Ag Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine
DE10048105A1 (de) * 2000-09-28 2002-04-11 Daimler Chrysler Ag Angasturbolader für eine Brennkraftmaschine mit variabler Turbinengeometrie
GB0121864D0 (en) 2001-09-10 2001-10-31 Leavesley Malcolm G Turbocharger apparatus
JP2003227344A (ja) * 2001-11-28 2003-08-15 Hitachi Ltd ターボチャージャ
DE10256418A1 (de) * 2002-12-02 2004-06-09 Abb Turbo Systems Ag Abgasturbinengehäuse
AU2003206002A1 (en) * 2003-02-19 2004-09-09 Honeywell International Inc. Turbine having variable throat
US7631497B2 (en) * 2005-04-21 2009-12-15 Borgwarner Inc. Turbine heat shield with ribs
GB0724022D0 (en) * 2007-12-07 2008-01-16 Cummins Turbo Tech Ltd Compressor
EP2455590A1 (en) * 2010-11-18 2012-05-23 Fiat Powertrain Technologies S.p.A. A variable geometry distributor for a turbine, particularly for a motor vehicle turbocharger assembly
KR20140063474A (ko) * 2012-11-16 2014-05-27 에이비비 터보 시스템즈 아게 노즐 링
EP2778349A1 (de) * 2013-03-15 2014-09-17 Continental Automotive GmbH Abgasturbolader mit bearbeitetem Turbinengehäuse
JP6349745B2 (ja) * 2014-01-29 2018-07-04 株式会社Ihi 可変ノズルユニット及び可変容量型過給機
US9732633B2 (en) * 2015-03-09 2017-08-15 Caterpillar Inc. Turbocharger turbine assembly

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5758500A (en) * 1996-04-18 1998-06-02 Mercedes-Benz Ag Exhaust gas turbochanger for an internal combustion engine
JP2004514840A (ja) * 2000-11-30 2004-05-20 ハネウェル・ギャレット・ソシエテ・アノニム 摺動ピストンを具備する可変形状ターボチャージャー
US20060037317A1 (en) * 2002-11-25 2006-02-23 Leavesley Malcolm G Variable turbocharger apparatus with bypass
JP2012107527A (ja) * 2010-11-15 2012-06-07 Ihi Corp ターボチャージャ
US20150044037A1 (en) * 2012-03-30 2015-02-12 Borgwamer Inc. Turbocharger bearing housing with integrated heat shield

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190138802A (ko) 2019-12-16
EP3954876A1 (de) 2022-02-16
KR102554216B1 (ko) 2023-07-12
CN110475945A (zh) 2019-11-19
CA3058826A1 (en) 2018-10-18
DE102017108057A1 (de) 2018-10-18
WO2018189319A1 (de) 2018-10-18
US20200392895A1 (en) 2020-12-17
EP3610135A1 (de) 2020-02-19
US11313275B2 (en) 2022-04-26
CN110475945B (zh) 2023-04-21
JP7130665B2 (ja) 2022-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9810238B2 (en) Turbocharger with turbine shroud
US7371044B2 (en) Seal plate for turbine rotor assembly between turbine blade and turbine vane
KR100737377B1 (ko) 활주 피스톤을 갖춘 가변 형상 터보차저
US7458771B2 (en) Retaining of centering keys for rings under variable angle stator vanes in a gas turbine engine
CN106121737B (zh) 带有一体式旁通机构的可变叶片涡轮机喷嘴的涡轮增压器
US8870533B2 (en) Assembly for aligning an inner shell of a turbine casing
EP3388686B1 (en) Stationary-blade-type rotating machine
JP2020516810A (ja) 排気ターボチャージャに用いられるノズルリング
US20160177960A1 (en) Dual thrust bearing for a turbocharger
JP2010196653A (ja) 可変容量型排気ターボ過給機
JP5815919B2 (ja) エンジン構成要素を冷却するための方法及びシステム
US20170044927A1 (en) Lock-up prevention vane for variable geometry turbocharger
BR112017006065B1 (pt) Palheta móvel para uma turbomáquina, disco para um compressor ou turbina de uma turbomáquina, roda de rotor, módulo de turbomáquina e turbomáquina
CN111315961B (zh) 径向向心空气提取机构的支承装置
JP2016528428A (ja) 上流縁の近くでその下流側を通じてしっかりと接続されることが可能なターボ機械遠心圧縮機のカバー、およびこのカバーを備えるターボ機械
CN113614330B (zh) 用于径流式涡轮机的喷嘴环和包括该喷嘴环的排气涡轮增压器
CN111587323B (zh) 压缩机
JP2015036543A (ja) 圧縮機ブレード装着構成体
CN215860342U (zh) 用于增压设备的涡轮机组件
US11892006B2 (en) Baffle element, diffuser plate, and seal system incorporating a baffle element and a diffuser plate
JP2022084746A (ja) マルチパートタービンハウジングを有するタービン

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191212

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20201225

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210128

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20211117

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211129

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220225

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220726

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220824

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7130665

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350