JP2552282Y2 - 排気ガスタービン過給機 - Google Patents

排気ガスタービン過給機

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JP2552282Y2
JP2552282Y2 JP1990110402U JP11040290U JP2552282Y2 JP 2552282 Y2 JP2552282 Y2 JP 2552282Y2 JP 1990110402 U JP1990110402 U JP 1990110402U JP 11040290 U JP11040290 U JP 11040290U JP 2552282 Y2 JP2552282 Y2 JP 2552282Y2
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孝一郎 今給黎
博 中冨
嘉尅 湯浅
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Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、ディーゼル機関用の排気ガスタービン過給
機に係り、機関の無負荷運転中におけるコンプレッサ渦
室への排気ガスや潤滑油の漏洩を防止するようにした排
気ガスタービン過給機に関する。
従来の技術 ディーゼル機関の負荷運転中における過給機のロータ
軸のスラスト力をバランスさせ、また、排気ガスの侵入
や油の漏れを防止するために、コンプレッサ渦室の高い
圧力の空気をシールエア通路を通してタービンディスク
側面に供給する構造をもった排気ガスタービン過給機が
一般に知られている。
ところで、機関の無負荷運転時は、排気ガスのエネル
ギーが極小なので、過給機のタービンはコンプレッサを
駆動せず、そのためコンプレッサ渦室の圧力は上昇しな
い。よってこのときは過給効果がないので、機関の無負
荷運転中における機関のピストンの下降による吸入行程
では、機関の給気管内は負圧になり、それに連通してい
る過給機のコンプレッサ渦室内も負圧となる。すると、
渦室内とシールエア通路を通して連通しているタービン
ディスク側面の空間部の圧力も負圧になり、その結果、
軸受台内の潤滑油が油ラビリンスパッキンを越えてその
空間部へ漏洩することとなり、更には潤滑油がシールエ
ア通路を通して渦室内へ漏出するという問題があった。
このように問題を解決するために、従来は、第4図に
示すような逆止弁をもった過給機が使用されていた。
第4図は、従来の排気ガスタービン過給機の構造を示
した部分的な断面図であり、1はタービンディスク、2
はターンビン翼、3はノズル、4はガス入口ケーシン
グ、5は軸受台、6はシールエア通路である。また、7
はコンプレッサ側の羽根車、8はコンプレッサ渦室、9
はシールエア供給穴である。さらに、10は逆止弁で、シ
ールエア通路6の端部に設けられ、シールエア通路6を
大気に連通させたり遮断させたりするものである。
その他、11はディフューザ、12はタービン側平軸受、
13はコンプレッサ側平軸受、14はタービン側油ラビリン
スパッキン、15はコンプレッサ側油ラビリンスパッキ
ン、16はガスラビリンスパッキン、17は空気ラビリンス
パッキン、18はスラストカラー、19および20はスラスト
軸受である。
このような従来の排気ガスタービン過給機では、ディ
ーゼル機関の通常の負荷運転中には、コンプレッサ渦室
8の高い圧力の空気を、ハウジングである軸受台5に設
けたシールエア供給穴9とタービンディスク1の側面の
空間部21とを連通するシールエア通路6を通して、ター
ビンディスク1の側面に供給し、このとき逆止弁10は、
シールエア通路6内の圧力が高いので閉じている。そし
て、ディーゼル機関の無負荷運転時には、コンプレッサ
渦室8内が負圧になることがあり、渦室8に連通してい
るシールエア通路6内の圧力も負圧になる。従ってこの
ときには、逆止弁10が開くので、大気がコンプレッサ渦
室8やシールエア通路6内に流入し、シールエア通路6
に連通しているタービンディスク1の側面の空間部21が
負圧になるのが防止される。
考案が解決しようとする課題 ところで、上記のような従来の逆止弁10は、その開口
部が小さいために、ディーゼル機関が無負荷運転時に吸
入する空気の量を十分取り入れることができず、また、
シールエア通路6の端部に設けられていて、タービンデ
ィスク1の側面の空間部21とコンプレッサ渦室8とは常
時連通しているので、特にディーゼル機関の回転数が高
い場合や行程容量が大きい場合には、その効果が十分得
られないという問題があった。
本考案はこのような問題を解決することを目的として
なされたものである。
課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、本考案は、コンプレッサ
渦室の高い圧力の空気を、ハウジングに設けたシールエ
ア供給穴とタービンディスク側面の空間部とを連通する
シールエア通路を通して前記タービンディスク側面に供
給するようにした排気ガスタービン過給機において、前
記シールエア供給穴と前記シールエア通路との連通部
に、該シールエア通路内を摺動し、前記コンプレッサ渦
室内が負圧のときには自重により降下して前記連通部を
遮断するが、前記コンプレッサ渦室内が正圧のときには
該正圧により上昇して前記連通部を解放するピストンを
設けたものである。
作用 上記の手段によれば、コンプレッサ渦室とシールエア
通路との間に設けたピストンによって、コンプレッサ渦
室内が負圧になったときにシールエア通路を遮断してし
まうので、このときに、コンプレッサ渦室に連通してい
るタービンディスクの側面の空間部が負圧になることが
確実に防止される。
実施例 以下本考案に係る排気ガスタービン過給機の一実施例
を、第1図ないし第3図を参照して詳細に説明する。
第1図は、本考案に係る排気ガスタービン過給機の一
実施例を示した部分的な断面図である。なお、本考案の
排気ガスタービン過給機は、第4図に示した従来の排気
ガスタービン過給機に対して、逆止弁に代えてシールエ
ア通路内を往復動するピストンを設けた点が異なってい
るので、その点について詳細に説明するものとし、その
他、第4図と同一部分には同一符号を付して、その部分
の説明は省略する。
さて、本考案の特徴となるピストン31部分(第1図の
A部)を拡大して第2図および第3図に示してある。
すなわち、ピストン31はシールエア通路6の端部に設
けられているハウジング32に、上下動自在に吊されてお
り、軸33と一体に形成されてシールエア通路6内を摺動
する下部スプール34とハウジング32内を遊動する上部ス
プール35とを有している。
そして、ピストン31が最下位に位置するときは、第2
図に示すように、ストッパ36がハウジング32の上面に係
合して止まり、このとき下部スプール34は、シールエア
供給穴9とシールエア通路6との連通を遮断する位置に
ある。一方、ピストン31が最上位に位置するときは、第
3図に示すように、上部スプール35がハウジング32の内
壁上面に係合して止まり、このとき下部スプール34は、
シールエア供給穴9とシールエア通路6との連通を邪魔
しない位置に退避している。
なお、ピストン31の上部スプール35の圧力作用面積A1
は、下部スプール34の圧力作用面積A2よりも大きく(A1
>A2)形成されている。また、下部スプール34が最下位
に位置するときに、下部スプール34でシールエア供給穴
9を塞ぐことのないようにその形や大きさが決められて
おり、コンプレッサ渦室8内の圧力が、上部スプール35
に作用できるようになっている。
次に、上記のように構成された本考案の作用を説明す
る。
先ず、ディーゼル機関の通常の負荷運転中には、コン
プレッサ渦室8内の圧力が高いので、この圧力がシール
エア供給穴9を通して上部スプール35に加わり、ピスト
ン31を第3図に示すように最上位に位置させる。この状
態では、下部スプール34がシールエア通路6の端部に位
置して、シールエア通路6を大気と遮断するので、コン
プレッサ渦室8内の高い圧力の空気が、シールエア通路
6を通してタービンディスク1の側面の空間部21に供給
され、本来のシール効果を発揮する。
一方、ディーゼル機関の無負荷運転時に、コンプレッ
サ渦室8内が負圧になると、ピストン31は自重により、
すなわち本実施例ではピストン31の上部スプール35の表
裏に、下部スプール34を下方へ吸引する圧力差が生じ
て、ピストン31はストッパ36がハウジング32の上面に係
合して止まるまで下降し、第2図に示す最下位に位置す
ることになる。
従って、下部スプール34がシールエア供給穴9とシー
ルエア通路6との連通を遮断するので、コンプレッサ渦
室8内に生じた負圧が、シールエア通路6を通してター
ビンディスク1の側面の空間部21に及ぶことはなく、そ
の結果コンプレッサ渦室への排気ガスや潤滑油の漏洩を
防止することが、また、本考案は、シールエア通路を開
閉するピストン式の弁の作動をばね等の外力を用いるの
ではなく、コンプレッサ渦室の正負圧を直接利用してい
るため、負圧が大きい程、密閉度が強い閉の状態にな
り、一方弁開は、弁の自重以上の圧力で簡単に開となる
(弁は、一般にアルミ等の材質のため、非常に軽い)た
め、コンプレッサ渦室内の圧力が少し正圧になると作動
し、シール空気を送ってスラストバランスを即図ること
ができる。また、経年的なばね力の低減による密閉度の
減少や、ばねの損傷もなく、作動の信頼性が高い。
なお、本考案は上述の一実施例に限定されることな
く、要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できるこ
とは言うまでもない。例えば、下部スプール34を弁構造
とするとともに、シールエア供給穴9に通じるシールエ
ア通路6に弁座を設け、弁を弁座に当てることによって
シールエア通路6を遮断するようにしてもよい。
考案の効果 以上詳述したように本考案によれば、コンプレッサ渦
室とシールエア通路との間に設けたピストンによって、
コンプレッサ渦室内が負圧になったときにシールエア通
路を遮断してしまうので、このときに、コンプレッサ渦
室に連通しているタービンディスクの側面の空間部が負
圧になることがなく、その結果、コンプレッサ渦室への
排気ガスや潤滑油の漏洩を確実に防止することができ、
また、シールエア通路を開閉するピストン式の弁の作動
をばね等の外力を用いるのではなく、コンプレッサ渦室
内の正負圧を直接利用して弁を作動させるため、弁の作
動圧力が低く、かつ構造がシンプルで信頼性が高い排気
ガスタービン過給機が提供され、その実用上の効果は大
である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案に係る排気ガスタービン過給機の一実施
例を示した部分的な断面図、第2図および第3図は本考
案の作用を説明するために第1図のA部を拡大して示し
た断面図、第4図は従来の排気ガスタービン過給機を示
した部分的な断面図である。 1……タービンディスク、5……軸受台(ハウジン
グ)、6……シールエア通路、8……コンプレッサ渦
室、9……シールエア供給穴、21……空間部、31……ピ
ストン、33……軸、34……下部スプール、35……上部ス
プール。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 湯浅 嘉尅 長崎県長崎市飽の浦町1番1号 三菱重 工業株式会社長崎造船所内 (56)参考文献 実開 昭58−129037(JP,U) 実開 昭59−97238(JP,U) 実開 昭59−5725(JP,U)

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】コンプレッサ渦室の高い圧力の空気を、ハ
    ウジングに設けたシールエア供給穴とタービンディスク
    側面の空間部とを連通するシールエア通路を通して前記
    タービンディスク側面に供給するようにした排気ガスタ
    ービン過給機において、前記シールエア供給穴と前記シ
    ールエア通路との連通部に、該シールエア通路内を摺動
    し、前記コンプレッサ渦室内が負圧のときには自重によ
    り降下して前記連通部を遮断するが、前記コンプレッサ
    渦室内が正圧のときには該正圧により上昇して前記連通
    部を解放するピストンを設けたことを特徴とする排気ガ
    スタービン過給機。
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KR102068903B1 (ko) * 2018-07-25 2020-01-21 현대위아 주식회사 터빈 휠 효율 향상 기능을 갖는 차량용 터보차저

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