JP2024511205A - コンプレッサのコンプレッサホイールへの空気と排気ガスとの混合物の供給 - Google Patents

コンプレッサのコンプレッサホイールへの空気と排気ガスとの混合物の供給 Download PDF

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Abstract

コンプレッサの技術分野において、コンプレッサ(10)のコンプレッサホイールに空気と排気ガスとの混合物を供給するように構成されたシステム(100)が提供される。システム(100)は、その第1の部分(31)で空気の供給を受け取り、その第2の部分(32)でさらに下流の排気ガスの供給を受けるために、コンプレッサホイールがその出口端(33)に配置された領域(14)に流出するように構成された主流路(30)と、第2の部分(32)の位置にある主流路(30)に接続されている排気ガス供給装置と、を備えている。排気ガス供給装置は、長さの少なくとも実質的な部分に沿って互いに分離されている少なくとも2つの排気ガス供給路(22、23、24、25)で構成される分配器として設計されている。

Description

第1に、本発明は、空気と排気ガスの混合物をコンプレッサのコンプレッサホイールに供給するように構成されたシステムに関し、本システムは、出口端においてコンプレッサホイールが配置された領域に流出し、その第1の部分で空気の供給を受け、第1の部分よりも出口端に近いその第2の部分で排気ガスの供給を受けるように構成された主流路と、第2の部分の位置で主流路に接続される排気ガス供給装置とを備えている。
第2に、本発明は、ターボチャージャと前述したようなシステムとの組立体に関する。
第3に、本発明は、空気と排気ガスの混合物をコンプレッサのコンプレッサホイールに供給するように構成されたシステムで使用されるように構成された排気ガス供給装置に関する。
第4に、本発明は、空気と排気ガスの混合物をコンプレッサのコンプレッサホイールに供給する方法に関し、本方法は、空気流を提供し、その空気流をコンプレッサホイールが配置された領域に向けるステップと、排気ガスを提供し、空気流上の噴射位置で空気流中に排気ガスを噴射するステップとを含む。
第5に、本発明は、空気と排気ガスの混合物をコンプレッサのコンプレッサホイールに供給するように構成されたシステムを製造する方法に関し、本方法は、主流路を設け、主流路を出口端においてコンプレッサホイールが配置された領域に流出するように配置するステップと、排気ガス供給装置を設け、排気ガス供給装置を主流路に接続するステップとを含む。
コンプレッサが適用される分野としてよく知られているのがターボチャージャの分野である。ターボチャージャは、内燃エンジンの吸気口に大気圧以上の圧力(ブースト圧)で空気を供給する目的で使用される。一般に、ターボチャージャは、エンジンの排気ガス流によって駆動されるように配置および構成されたタービンホイールを備えている。タービンホイールは回転可能なシャフトに取り付けられ、タービンハウジングに収容されている。コンプレッサホイールはシャフトの他端に取り付けられており、コンプレッサハウジングに収容されている。したがって、コンプレッサホイールはタービンホイールと一緒に回転するように配置されている。コンプレッサホイールは、圧縮空気をエンジンの吸気マニホールドに供給する役割を果たす。
ターボチャージャの動作中、エンジンの排気ガス流は、タービンハウジングの入口を通ってタービンハウジング内に導入され、少なくとも1つのスクロール形状の渦巻きを介してタービンホイールに向かって流れる。タービンホイールは、排気ガス流の影響を受けて回転し、それによってシャフトとコンプレッサホイールも回転するように構成されている。このようにして、コンプレッサホイールは、ターボチャージャの想定どおりの機能、つまりエンジンに供給される空気を圧縮する機能を実現することができる。一般に、コンプレッサのコンプレッサホイールを駆動する別の方法には、電気モータによってコンプレッサホイールを駆動する方法と、内燃エンジンに接続してコンプレッサホイールを駆動する方法がある。
ターボチャージャの技術分野では、一般にLP-EGRと略される低圧排気ガス再循環が知られている。これは排気ガス再循環構成であり、排気ガスがターボチャージャのタービンの下流に取り込まれ、混合領域として知られる領域で、ターボチャージャのコンプレッサの上流のコンプレッサに向かう空気流に導入される。広く適用されているLP-EGRシステムからの排気ガスと空気の混合設計には、T字接合が含まれる。本発明の洞察によれば、この設計では、T字接合構成によって不均一な流れ場が得られ、これがコンプレッサの性能の低下を引き起こす。特に、混合は、コンプレッサの圧力比、コンプレッサの効率、水の結露に影響する。水の結露に関しては、ブレード上の水滴の影響により水がコンプレッサホイールのブレードの浸食を引き起こす可能性があるため、これは不利になる可能性があることに留意されたい。
本発明の目的は、従来のT字接合構成の上述した問題となる影響を軽減することである。一般的な意味で、本発明の目的は、結露の影響を許容可能な低レベルに保ちながら、コンプレッサホイールに供給される排気ガスと新鮮な空気との混合がコンプレッサの性能に及ぼす影響を低減することである。
本発明の態様は、添付の独立請求項および従属請求項に記載されている。従属請求項の特徴は、単に特許請求の範囲に明示的に記載され、以下の説明で説明されるものだけでなく、必要に応じてそれぞれの独立請求項の特徴と組み合わせることができる。
上記を考慮して、本発明は、コンプレッサのコンプレッサホイールに空気と排気ガスとの混合物を供給するように構成されたシステムであって、出口端においてコンプレッサホイールが配置された領域に流出し、第1の部分において空気の供給を受け、第1の部分よりも出口端に近い第2の部分において排気ガスの供給を受けるように構成された主流路と、第2の部分の位置において主流路に接続されている排気ガス供給装置とを備え、排気ガス供給装置が、長さの少なくとも実質的な部分に沿って互いに分離されている少なくとも2つの排気ガス供給路を含む分配器として設計されている、システムを提供する。
本発明によるシステムの上記の一般的な定義から、本発明は、複数の別個の円周方向に分散された方法で空気流中に排気ガスを噴射することを可能にするシステムの構成を提供するということになる。本発明の文脈において、これは、長さの少なくとも実質的な部分に沿って互いに分離されている排気ガス供給路を備えた特定の構成により、噴射位置で主流路の周りにポート付きシュラウドまたは渦発生チャンバを配置するなどの複雑な構造的手段を適用する必要なしに行うことができる。単一の個別の排気ガス供給ラインを複数の排気ガス供給ラインに分割することにより、従来の状況と比較して、コンプレッサの性能の低下が少なくなる。排気ガス供給路が主流路上の異なる周辺位置に向かって延在する場合、本発明による手段の分散効果にとって有利である。
実用的な実施形態では、排気ガス供給装置は、排気ガス供給路の上流の位置で排気ガスの供給を受けるように構成された中央入口流路を備え、排気ガス供給路は、中央入口流路から延在するように配置される。さらに、本発明の文脈では、排気ガス供給装置が排気ガス供給路の端部で主流路に接続されている場合が実用的である。このような場合、排気ガス供給路のそれぞれが主流路に直接流出し、それによって、システムの動作中に他の排気ガス供給路の排気ガス流と最初に混合することなく、主流路を通ってその出口端に向かって流れる空気中の排気ガス流を直接噴射できるようにすることができる。このような構成は、長さの少なくとも実質的な部分に沿って互いに分離されている排気ガス供給路の適用に基づいて容易に実現することができ、排気ガス供給路がその全長に沿って互いに分離されていることが実用的である可能性がある。
本発明の文脈において、結露の影響を許容可能な低レベルに保ちながら、コンプレッサの性能に対する空気中の排気ガスの噴射の影響を低減するための可能なさらなる手段は、排気ガス供給路のそれぞれが、軸方向に傾斜して、および/または周方向に傾斜せずに主流路に接続される構成を含む。これにより、それぞれの排気ガス流が空気流にできるだけスムーズに導入され、さらに下流側の流れの均一化が促進される。
本発明は、主流路上の単一の軸方向位置で主流路に接続される排気ガス供給路の選択肢をカバーする。これは、主流路内の流れの乱れを軽減するという観点と、システムの製造可能性の観点の両方の観点から有利である可能性がある。
本発明によるシステムの有利な実施形態では、排気ガス供給路のそれぞれは、その断面積が流れ方向に減少する部分を備える。排気ガス供給路のこの設計に基づいて、排気ガス流の加速を達成し、それによって空気流への排気ガス流の噴射をさらにサポートすることができる。流れ方向に断面積が減少する部分の位置については、排気ガス供給路の主流路側の端部の位置とするなど、種々の選択肢が適用可能である。
本明細書の文脈における「流路」という用語の使用に関しては、流路によって画定される流路の特定の断面形状との暗黙的なリンクはないことに留意されたい。断面形状は必ずしも円形である必要はないが、これは選択肢とすることができる。排気ガス供給路が長さの少なくとも実質的な部分に沿って互いに分離しているという表示は、流路を通る流れが流路の長さの少なくとも実質的な部分に沿って互いに分離していることを意味するものとして理解されるべきであり、それは実際に流路間に空間が存在すること、または流路が互いに並んで延在する構成にあることを意味し得る。
排気ガス供給路の断面形状に関して、排気ガス供給路がその長さの少なくとも一部に沿って、好ましくは少なくとも主流路側の端部において、平坦な断面形状を有する場合に実用的である可能性があることに留意されたい。これは、排気ガスが空気流の奥深くに入り込まず、主流路の周囲に留まるようにするための方法である可能性があり、その結果、空気流の乱れが少なくなり、空気と排気ガスが混合するゾーンでの圧力損失と速度損失が減少する。これがなければ、空気と排気ガスがより強く混合することになる。さらに、空気と排気ガスが混合するゾーンをフラットな形状とすることで、排気ガスが空気流の奥深くに噴射され、混合が強くなる形状に比べて結露が軽減される。
本発明によるシステムの実現可能な実施形態では、主流路の断面積は、排気ガス供給装置が主流路に接続されている主流路の領域において流れ方向に見て減少する。代替的に、主流路の断面積は、排気ガス供給装置が主流路に接続される位置の上流にある主流路の領域において、流れ方向に見て減少する。第1のケースでは、システムは空気流への排気ガスの噴射と、こうして得られた排気ガスと空気の混合物の収縮を同時に行うことができるように構成されている。第2のケースでは、システムは最初に空気の収縮を実現し、次に空気流への排気ガスの噴射を実現するように構成されている。主流路の断面積は、排気ガス供給装置が主流路に接続される位置の下流にある主流路の領域において、流れ方向に見て減少する可能性もある。
従来技術と本発明がカバーする選択肢とを比較すると、おそらく流れ収縮の組み込みと組み合わせて、単一の別個の噴射位置から円周方向に位置する複数の別個の噴射位置に分割することによって、後流の影響が低減されることが分かる。これにより、圧力比が減少し、コンプレッサの効率損失が減少することになる。ただし、全体の混合表面積が増加するためである可能性がある。噴射位置をコンプレッサホイールに近づけると、混合距離が短縮され、結露のリスクが軽減され、それによってコンプレッサホイールに深刻な損傷が生じるリスクが軽減される。
製造の観点から見ると、主流路が少なくとも2つの別個の部品を結合して構成されていると有利になる可能性がある。例えば、部品のうちの1つは、排気ガス供給装置が接続される位置に入口開口部を備えていてもよく、部品のうちの別の部品は、流体収縮部分、すなわち主流路の断面積が流れ方向に見て減少する部分を含んでもよい。
ターボチャージャの分野では、コンプレッサに空気を再循環させるためのバイパス弁流路を設けることができることが知られているが、バイパス弁流路によって画定される流路の断面形状は必ずしも円形である必要はない。この点において、排気ガス供給装置が、そのようなバイパス弁流路を排気ガス供給装置に結合できるように構成された少なくとも1つの結合領域を備えていれば有利である可能性があり、少なくとも1つの結合領域は、排気ガス供給装置の任意の適切な位置、例えば排気ガス供給路の1つに配置され得ることに留意されたい。この構成では、バイパス弁流路内のバイパス弁が開くと、排気ガス供給装置を流れる排気ガスに空気が追加される。バイパス弁を作動させることでコンプレッサの性能向上が期待できる。実際、バイパス弁流路が排気ガス供給装置に接続されている場合、主流領域に追加の開口部が必要ないため、この傾向はさらに顕著になる可能性がある。実際には、常にバイパス弁流路を通る流れが存在するわけではなく、同じことが排気ガス供給装置への排気ガスの供給流にも当てはまることに留意されたい。これを考慮すると、4つの異なる組み合わせが考えられ得る。すなわち、排気ガス供給装置は、a)流入する排気ガス流とバイパス弁流路からの流れの両方を受け取る、b)流れを受け取らない、c)流入する排気ガス流のみ、またはd)バイパス弁流路からの流れのみを受け取る。
空間を節約できるようにコンパクトな構造にするため、および/または最小限の別個の部品のみを備えるために、システムの排気ガス供給装置の少なくとも一部が、コンプレッサのカバー構成要素として使用されるように構成された構成要素に統合されていると役立つ場合がある。
本発明はまた、ターボチャージャと上記で定義され説明されたシステムとの組立体にも関する。
さらに、本発明は、排気ガス供給装置にも関する。本発明の基本的な態様についての上記の説明を参照すると、そのような排気ガス供給装置は、コンプレッサのコンプレッサホイールに空気と排気ガスとの混合物を供給するように構成されたシステムで使用するように構成されており、排気ガス供給装置は、長さの少なくとも実質的な部分に沿って互いに分離されている少なくとも2つの排気ガス供給路を含む分配器として設計されており、排気ガス供給装置は、少なくとも2つの排気ガス供給路を含む単一の一体型部品を備えることに留意されたい。前述したように、排気ガス供給装置が中央入口流路を備え、排気ガス供給路が中央入口流路から延在するように配置されている場合は実用的である。上述した本発明の他の態様は、排気ガス供給装置自体にも同様に適用可能である。
方法に関して、本発明は、空気と排気ガスの混合物をコンプレッサのコンプレッサホイールに供給する方法に関する。本方法は、空気流を提供し、その空気流をコンプレッサホイールが配置された領域に向けるステップと、排気ガスを提供し、空気流上の噴射位置で空気流中に排気ガスを噴射するステップとを含み、排気ガスは、空気流の異なる側から空気流上の噴射位置に向けられる少なくとも2つの別個の排気ガス流として提供される。前述したように、本発明は、少なくとも2つの別個の排気ガス流のそれぞれが、最初に他の排気ガス流と混合することなく空気流に直接噴射される選択肢をカバーする。さらに、前述したように、本発明は、単一供給の排気ガス流を分離することによって別個の排気ガス流が得られる選択肢をカバーする。
本発明による方法に関するさらなる様々な選択肢は、本発明によるシステムに関連して前述した多くの選択肢に関連し得、同じ特徴または特徴の組み合わせを含み得ることが理解されよう。したがって、前述の議論および説明の態様は、本発明が方法の観点で表現される場合にも適用できる。
本発明はさらに、コンプレッサのコンプレッサホイールに空気と排気ガスとの混合物を供給するように構成されたシステムの製造方法であって、主流路を提供し、主流路を、出口端においてコンプレッサホイールが配置された領域に流出するように配置するステップと、長さの実質的な部分に沿って互いに分離されている少なくとも2つの別個の排気ガス供給路を含む分配器として設計された排気ガス供給装置を提供し、排気ガス供給装置を主流路に接続するステップと、を含む、製造方法に関する。製造方法の一般的な概念の下に存在する多くの選択肢のうち、以下が挙げられる:a)排気ガス供給装置を主流路に接続するステップと、排気ガス供給路の端部で行われる、b)少なくとも2つの排気ガス供給路は、主流路上の異なる周辺位置で主流路に接続されるステップ、およびc)主流路を設けるステップは、少なくとも2つの別個の部品を提供し、互いに結合するステップを含む。
本発明のさらなる特徴および利点は、空気と排気ガスの混合物をコンプレッサのコンプレッサホイールおよびそのようなシステムの構成要素に供給するように構成されたシステムの例示的かつ非限定的な実施形態による本発明の説明から明らかになるであろう。
当業者は、本発明によるシステムの記載された実施形態が本質的に単なる例示であり、特許請求の範囲に定義される保護範囲をいかなる意味でも限定するものとして解釈されないことを理解するであろう。当業者であれば、本発明の保護範囲から逸脱することなく、システムの代替実施形態および同等の実施形態を着想し、実行に移すことができることを理解するであろう。
添付図面シートの図を参照されたい。図は本質的に概略的なものであるため、必ずしも縮尺通りに描かれているわけではない。なお、同一の参照符号は同一または類似の部分を示す。
空気と排気ガスの混合物をコンプレッサのコンプレッサホイールに供給するように構成されたシステムの一部であり、コンプレッサホイールが配置された領域に流出するように構成されたシステムの主流路に接続可能な排気ガス供給装置の斜視図を概略的に示す図である。 主流路、主流路に接続された排気ガス供給装置の排気ガス供給路の端部、およびコンプレッサの出口パイプを備えた装置におけるコンプレッサのカバー構成要素の組立体の斜視図を概略的に示す図である。 主流路、主流路に接続された排気ガス供給装置の排気ガス供給路の端部、およびコンプレッサの出口パイプを備えた装置におけるコンプレッサのカバー構成要素の組立体の上面図を概略的に示す図である。 主流路、主流路に接続された排気ガス供給装置の排気ガス供給路の端部、およびコンプレッサのカバー構成要素の組立体の一部の斜視図を概略的に示す図である。 主流路の一部と、主流路に接続された排気ガス供給装置の排気ガス供給路の端部の縦断面図を概略的に示す図である。 主流路内での流体収縮部分と入口開口部を有する部分の相対的な任意の位置を示す図である。 主流路内での流体収縮部分と入口開口部を有する部分の相対的な任意の位置を示す図である。 主流路の部分と、主流路に接続された排気ガス供給装置の排気ガス供給路の端部を含むシステムの一部の構造詳細の選択肢を示す図である。 主流路の部分と、主流路に接続された排気ガス供給装置の排気ガス供給路の端部を含むシステムの一部の構造詳細の選択肢を示す図である。 排気ガス供給装置の代替実施形態の斜視図を概略的に示す図である。
これらの図は、本発明によるシステム100の有利な実用的な実施形態に関するものであり、このシステム100は、空気と排気ガスの混合物をコンプレッサ10のコンプレッサホイール11に供給するように構成されており、以下、空気/ガス供給システムと呼ぶことにする。コンプレッサ10は、例えばターボチャージャの一部であってもよい。これらの実用的な実施形態の設定は、a)排気ガスと空気の混合の減少、b)コンプレッサホイール11に向かう流れの均一性の向上という有益な効果を得るために、複数の離散的かつ円周方向に分散された方法で空気流に排気ガスを噴射することを目的としており、これにより、コンプレッサの性能が従来技術と比較してかなりの程度改善される。実用的な実施形態のさらなる態様も、上述の有益な効果および/または後述する他の有益な効果に寄与するように選択される。
ここで前述したような実用的な実施形態の特定の設定は、分配器として設計された排気ガス供給装置20を使用することによって実現される。このような排気ガス供給装置20の実用的な実施形態が図1に示されている。この実施形態では、排気ガス供給装置20は、中央入口流路21と、中央入口流路21から別個の枝のように延在するように配置された4つの排気ガス供給路22、23、24、25とを備える。中央入口流路21は、排気ガス供給路22、23、24、25の上流の位置で排気ガスの供給を受けるように構成されている。排気ガス供給装置20内に4つの排気ガス供給路22、23、24、25を有することは実用的であるが、それは排気ガス供給路22、23、24、25の数が異なって選択され得るという事実を変えるものではない。実用的な選択肢によれば、内燃エンジンから排気ガスの供給を受ける。コンプレッサ10の出口パイプ12が図2および図3に示されている。
空気/ガス供給システム100では、排気ガス供給装置20は、図2および図3に見られるように、主流路30に接続されており、主流路30および排気ガス供給路22、23、24、25の端部が示されている。主流路30は、コンプレッサホイール11がその出口端33に配置された領域14に流出し、その第1の部分31で空気の供給を受け、その第2の部分32で排気ガス供給装置20から排気ガスの供給を受けるように構成されており、第2の部分32は第1の部分31よりも出口端33に近い。特に図3では、排気ガス供給路22、23、24、25が主流路30上の円周方向に配置された複数の噴射領域に対する個別の経路をどのように構成しているかが分かる。図5～図9に見られるように、排気ガス供給路22、23、24、25が主流路30に接続されるまさにその位置で、主流路30には入口開口部34が設けられる。
空気/ガス供給システム100の図示の実用的な実施形態では、排気ガス供給路22、23、24、25は、入口開口部34が存在する主流路30上の位置に向かって延びており、その位置は主流路30の周方向では異なる位置であり、主流路30の軸方向では同じレベルにある。排気ガス供給路22、23、24、25は、平坦な断面形状を有し、主流路30の入口開口部34は、細長いスロットのような形状をしているが、これは、上述の形状が異なって選択され得るという事実を変えるものではない。
さらに、空気/ガス供給システム100の図示の実用的な実施形態では、説明したように、排気ガス供給装置20は、排気ガス供給路22、23、24、25の端部で主流路30に接続されており、排気ガス供給路22、23、24、25のそれぞれは、主流路30内に直接流出し、それにより、空気/ガス供給システム100の動作中に他の排気ガス供給路22、23、24、25のいずれかの排気ガス流と最初に混合することなく、主流路30を通ってその出口端33に向かって流れる空気中に排気ガス流を直接噴射することが可能になる。
空気/ガス供給システム100の一部をコンプレッサ10のカバー構成要素13に組み込むことができ、その結果、最小限の別個の部品を備えたコンパクトな構成を得ることができる。この点において、特に図4は、そのようなカバー構成要素13、主流路30、および排気ガス供給装置20がどのようにして組立体として提供され得るかを示すのに役立つ。
主流路30には、流れ方向Fに見て主流路30の断面積が減少する部分である流体収縮部分35が設けられていてもよい。流体収縮部分35の位置では、流体の流れの加速が得られる。本発明は、主流路30の任意選択の流体収縮部分35の位置に対する、排気ガス供給路22、23、24、25が主流路30に接続される位置に関して、様々な可能な選択をカバーする。図5および図6、さらに図9は、排気ガス供給路22、23、24、25が流体収縮部分35のすぐ下流にある主流路30に接続される位置の選択肢を示している。また、主流路30に排気ガス供給路22、23、24、25が接続される位置において、主流路30の断面積が減少することも考えられる。この選択肢を図7および図8に示す。別の実現可能な選択肢は、排気ガス供給路22、23、24、25が主流路30に接続される位置が流体収縮部分35の上流であるという選択肢である。
排気ガス供給路22、23、24、25は、図9に示すように、流れ方向に断面積が減少する部分26を含んでもよい。部分26は、排気ガス供給路22、23、24、25上の任意の位置にあってもよい。図9に示す例では、位置は主流路30への接続部にある。いずれの場合も、流れ方向に断面積が減少する部分26の位置で、排気ガス流の加速が得られる。
主流路30の流体収縮部分35および/または排気ガス供給路22、23、24、25の断面積が減少する部分26の位置を選択することは、主流路30の入口開口部34における排気ガス流の静圧(および速度)を調整する方法である。
以上のことから、図8に示す構成では、流体の収縮/加速と排気ガス噴射が主流路30内で同時に起こるが、図9に示す構成では、流体の収縮/加速が主流路30内での排気ガス噴射に先立って起こるということになる。特に後者の場合、バルクの流れの乱れ(入口ベンド)に対する高い安定性が期待される。いずれの場合でも、排気ガス噴射の位置はコンプレッサホイール11が配置されている領域14に近いと有利である可能性がある。空気と排気ガスの混合物中の総結露水の量がより多くなった場合でも、排気ガス噴射の位置がコンプレッサホイール11の配置されている領域14に近い場合には、コンプレッサホイール11に対する結露の予期される影響は依然として許容可能である可能性がある。
図3から最も良く分かるように、各排気ガス供給路22、23、24、25は、周方向に傾斜することなく主流路30に接続されている。さらに、図8および図9で最もよく分かるように、排気ガス供給路22、23、24、25のそれぞれは、軸方向の傾斜αで主流路30に接続されている。
図10には、排気ガス供給装置20の代替実施形態が示されている。この実施形態は、排気ガス供給路22、23、24、25の端部の構成に関する限り、図1に示す実施形態とは異なる。代替実施形態では、排気ガス供給路22、23、24、25の端部は相互接続されている。したがって、代替実施形態では、排気ガス供給路22、23、24、25は、その全長に沿ってではなく、その長さの実質的な部分に沿って互いに分離されている。代替実施形態による排気ガス供給装置20によって実現される排気ガス噴射は、複数の離散的ではないが、排気ガス供給装置20は従来の単一または複数のスクロールも組み込んでいない。図示の例では、排気ガス供給路22、23、24、25の相互接続は主流路30の側にある。一般に、排気ガス流の周方向角度βが-45°～+45°の間に留まる位置の下流に相互接続があれば実用的と考えられる。
本発明の範囲が前述の例に限定されず、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲から逸脱することなく、そのいくつかの変更および修正が可能であることは、当業者には明らかであろう。特に、本発明の様々な態様の特定の特徴の組み合わせが可能である。本発明の一態様は、本発明の別の態様に関連して説明した特徴を追加することによってさらに有利に強化することができる。本発明を図および説明において詳細に図示し説明してきたが、そのような図および説明は例示的または模範的にすぎず、限定的なものではないと考えられる。
本発明は開示された実施形態に限定されない。開示された実施形態に対する変形は、特許請求された発明を実施する際に、図面、説明、および添付の特許請求の範囲を検討することにより、当業者によって理解され、実現され得る。特許請求の範囲において、「含む」という言葉は他のステップや要素を排除するものではなく、不定冠詞「a」または「an」は複数を排除するものではない。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用できないことを示すものではない。特許請求の範囲におけるいかなる参照符号も、本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
本発明の注目すべき側面をまとめると次のようになる。コンプレッサの技術分野では、空気と排気ガスの混合物をコンプレッサ10のコンプレッサホイール11に供給するように構成されたシステム100が提供される。システム100は、出口端33においてコンプレッサホイール11が配置された領域14に流出し、第1の部分31で空気の供給を受け、第1の部分31よりも出口端33に近い第2の部分32で排気ガスの供給を受けるように構成された主流路30と、第2の部分32の位置で主流路30に接続される排気ガス供給装置20とを備える。排気ガス供給装置20は、長さの少なくとも実質的な部分に沿って互いに分離された少なくとも2つの排気ガス供給路22、23、24、25を備える分配器として設計される。
100 空気/ガス供給システム
10 コンプレッサ
11 コンプレッサホイール
12 コンプレッサの出口パイプ
13 コンプレッサのカバー構成要素
14 コンプレッサホイールが配置された領域
20 排気ガス供給装置
21 中央(排気ガス)入口流路
22 排気ガス供給路
23 排気ガス供給路
24 排気ガス供給路
25 排気ガス供給路
26 断面積が減少する部分
30 主流路
31 主流路の第1の部分
32 主流路の第2の部分
33 主流路の出口端
34 主流路の入口開口部
35 流体収縮部分
α 排気ガス供給路の軸方向の傾き
β 排気ガス流の周方向角度

Claims (25)

  1. コンプレッサ(10)のコンプレッサホイール(11)に空気と排気ガスとの混合物を供給するように構成されたシステム(100)であって、
    出口端(33)において前記コンプレッサホイール(11)が配置された領域(14)に流出し、第1の部分(31)において空気の供給を受け、前記第1の部分(31)よりも前記出口端(33)に近い第2の部分(32)において排気ガスの供給を受けるように構成された主流路(30)と、
    前記第2の部分(32)の位置において前記主流路(30)に接続されている排気ガス供給装置(20)とを備え、
    前記排気ガス供給装置(20)が、長さの少なくとも実質的な部分に沿って互いに分離されている少なくとも2つの排気ガス供給路(22、23、24、25)を含む分配器として設計されている、システム(100)。
  2. 前記排気ガス供給路(22、23、24、25)が、前記主流路(30)の異なる周辺位置に向かって延在している、請求項1に記載のシステム(100)。
  3. 前記排気ガス供給装置(20)が、前記排気ガス供給路(22、23、24、25)の上流の位置において排気ガスの供給を受けるように構成された中央入口流路(21)を含み、前記排気ガス供給路(22、23、24、25)が、前記中央入口流路(21)から延在するように配置されている、請求項1または2に記載のシステム(100)。
  4. 前記排気ガス供給装置(20)が、前記排気ガス供給路(22、23、24、25)の端部において前記主流路(30)に接続されている、請求項1から3のいずれか一項に記載のシステム(100)。
  5. 前記排気ガス供給路(22、23、24、25)のそれぞれが、前記主流路(30)に直接流出し、これにより、前記システム(100)の動作中、他の排気ガス供給路(22、23、24、25)の排気ガス流と最初に混合することなく前記主流路(30)を通って前記出口端(33)に向かって流れる空気中に排気ガス流を直接噴射することができる、請求項4に記載のシステム(100)。
  6. 前記排気ガス供給路(22、23、24、25)のそれぞれが、軸方向に傾斜(α)して、および/または周方向に傾斜(β)せずに、前記主流路(30)に接続されている、請求項4または5に記載のシステム(100)。
  7. 前記排気ガス供給路(22、23、24、25)が、前記主流路(30)の単一の軸方向位置において前記主流路(30)に接続されている、請求項4から6のいずれか一項に記載のシステム(100)。
  8. 前記排気ガス供給路(22、23、24、25)のそれぞれは、断面積が流れ方向(F)に減少する部分(26)を含む、請求項1から7のいずれか一項に記載のシステム(100)。
  9. 前記排気ガス供給路(22、23、24、25)のそれぞれは、断面積が流れ方向(F)に減少する部分(26)であって、前記主流路(30)側にある前記排気ガス供給路(22、23、24、25)の端部の位置にある、部分(26)、を含む、請求項1から7のいずれか一項に記載のシステム(100)。
  10. 前記排気ガス供給路(22、23、24、25)が、長さの少なくとも一部に沿って平坦な断面形状を有する、請求項1から9のいずれか一項に記載のシステム(100)。
  11. 前記主流路(30)の断面積は、前記排気ガス供給装置(20)が前記主流路(30)に接続されている前記主流路(30)の領域において、流れ方向(F)に見て減少する、請求項1から10のいずれか一項に記載のシステム(100)。
  12. 前記主流路(30)の断面積は、前記排気ガス供給装置(20)が前記主流路(30)に接続されている位置の上流または下流のいずれかの前記主流路(30)の領域において、流れ方向(F)に見て減少している、請求項1から10のいずれか一項に記載のシステム(100)。
  13. 前記主流路(30)は、一緒に結合された少なくとも2つの別個の部品で構成されている、請求項1から12のいずれか一項に記載のシステム(100)。
  14. 前記排気ガス供給装置(20)は、前記排気ガス供給装置(20)への前記コンプレッサ(10)のバイパス弁流路の結合ができるように構成された少なくとも1つの結合領域を含む、請求項1から13のいずれか一項に記載のシステム(100)。
  15. 前記システム(100)の前記排気ガス供給装置(20)の少なくとも一部が、前記コンプレッサ(10)のカバー構成要素(13)として使用されるように構成された構成要素に統合されている、請求項1から14のいずれか一項に記載のシステム(100)。
  16. ターボチャージャと請求項1から15のいずれか一項に記載のシステム(100)との組立体。
  17. コンプレッサ(10)のコンプレッサホイール(11)に空気と排気ガスとの混合物を供給するように構成されたシステム(100)で使用するように構成された排気ガス供給装置(20)であって、前記排気ガス供給装置(20)が、長さの少なくとも実質的な部分に沿って互いに分離されている少なくとも2つの排気ガス供給路(22、23、24、25)を含む分配器として設計されており、前記排気ガス供給装置(20)が、前記少なくとも2つの排気ガス供給路(22、23、24、25)を含む単一の一体型部品を備える、排気ガス供給装置(20)。
  18. 中央入口流路(21)であって、前記排気ガス供給路(22、23、24、25)が前記中央入口流路(21)から延在するように配置されている、中央入口流路(21)、を備える、請求項17に記載の排気ガス供給装置(20)。
  19. コンプレッサ(10)のコンプレッサホイール(11)に空気と排気ガスとの混合物を供給する方法であって、前記方法は、
    空気流を提供し、前記コンプレッサホイール(11)が配置された領域(14)に前記空気流を向けるステップと、
    排気ガスを提供し、前記排気ガスを前記空気流の噴射位置において前記空気流に噴射するステップとを含み、
    前記排気ガスが、前記空気流の異なる側から前記空気流の前記噴射位置に向けられた少なくとも2つの別個の排気ガス流で提供される、方法。
  20. 前記少なくとも2つの別個の排気ガス流のそれぞれが、最初に他の排気ガス流と混合することなく、前記空気流に直接噴射される、請求項19に記載の方法。
  21. 前記別個の排気ガス流が、単一供給の排気ガス流を分離することによって得られる、請求項19または20に記載の方法。
  22. コンプレッサ(10)のコンプレッサホイール(11)に空気と排気ガスとの混合物を供給するように構成されたシステム(100)の製造方法であって、
    主流路(30)を提供し、前記主流路(30)を、前記コンプレッサホイール(11)がその出口端(33)に配置された領域(14)に流出するように配置するステップと、
    長さの実質的な部分に沿って互いに分離されている少なくとも2つの別個の排気ガス供給路(22、23、24、25)を含む分配器として設計された排気ガス供給装置(20)を提供し、前記排気ガス供給装置(20)を前記主流路(30)に接続するステップと、を含む、製造方法。
  23. 前記排気ガス供給装置(20)を前記主流路(30)に接続するステップが、前記排気ガス供給路(22、23、24、25)の端部において行われる、請求項22に記載の方法。
  24. 前記少なくとも2つの排気ガス供給路(22、23、24、25)が、前記主流路(30)の異なる周辺位置において前記主流路(30)に接続されている、請求項23に記載の方法。
  25. 前記主流路(30)を提供するステップが、少なくとも2つの別個の部品を提供して結合するステップを含む、請求項22から24のいずれか一項に記載の方法。
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