JP3168894U - コンプレッサ用洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】排気ガスターボチャージャのコンプレッサのための簡素化した洗浄装置を提供する。【解決手段】コンプレッサのための簡素化された洗浄装置は、洗浄媒体のためのキャビティ５１を有している。このキャビティは、消音器４のハウジング４１に組み込まれており、キャビティから、洗浄媒体が、供給路５２を介して、流路に供給されることが可能である。【選択図】図５

Description

本考案は、コンプレッサの、特に、内燃機関用の排気ガスターボチャージャのコンプレッサの洗浄の分野に関する。本考案は、組み込まれた洗浄装置を有するコンプレッサの空気流入ハウジングに関する。

排気ガスターボチャージャは、内燃機関（往復動機関）の出力を増大させるために、用いられる。排気ガスターボチャージャは、内燃機関の排気ガス流に設けられた排気ガスタービンと、内燃機関の吸気路（Ansaugtrakt）に設けられたコンプレッサと、からなる。排気ガスタービンのタービンホイールは、内燃機関の排気ガス流によって回転され、シャフトによって、コンプレッサの回転ホイールを駆動する。コンプレッサは、内燃機関の吸気路における圧力を増加させる。それ故に、吸気の際に、コンプレッサを有しない内燃機関の場合より大きな量の空気が、燃焼室に達する。

このような排気ガスターボチャージャのコンプレッサでは、汚染された空気の吸引が、特に、高速回転するコンプレッサ・ホイールの回転ブレード及びハブにおける、汚染をもたらすことがあることは知られている。汚染は、粗い表面を引き起こす。粗い表面は短時間のうちにコンプレッサの性能を特に損なうことがある。

最初の部分に記載の作用を回避するために、コンプレッサは、規則的に洗浄される。洗浄は、コンプレッサのデザインに従って、全負荷または部分負荷で実行される。これに対応して、コンプレッサ・ホイールは、全回転速力または減じた回転速力で回転され、洗浄媒体は、コンプレッサ・ホイールの手前で流れに供給される。

図２は、最も頻繁に用いられる二つの洗浄装置を示す。洗浄媒体即ち水、洗浄媒体、粒子または粒質物を流路に導入するために、コンプレッサハウジングの径方向外側から、しかしまたハウジングの中央部分の領域では、流路の径方向内側の領域で、簡単なチューブまたは薄い管が流れの領域に延びている。これらのチューブまたは管を通って、コンプレッサ・ホイールの洗浄のために、適切な時点で、必要な量の洗浄媒体を、流路に供給することができる。洗浄媒体は、流れによって捕えられ、回転するコンプレッサ・ホイールの複数の回転ブレードの領域に運ばれる。そこでは、洗浄媒体が、自らの洗浄作用を発揮することができる。

従来のコンプレッサでは、コンプレッサの洗浄のためには、洗浄媒体のための容器が、吸気用ハウジング即ち消音器または空気用インテークパイプの外側に固定されていてもよい。この容器は、通常、カバーを有し、弁によって、流路に接続されている。コンプレッサを洗浄することが意図されるとき、弁が閉じられているときは、洗浄媒体は、容器に注入される。その後、容器は、カバーによって閉じられ、排出弁が開けられる。洗浄媒体は、その後、供給路及び小管を通って、コンプレッサ・ホイールの手前の流路まで流れる。

洗浄媒体を注入するために、容器が圧力下に置かれる解決策も知られている。容器は、分解可能にハウジングに取り付けられていることが可能である。それ故に、容器は、二つの正常工程の間で、ハウジングから外されることが可能である。その目的は、例えば、ハウジングの外側に取り付けられた容器が、損傷を受け、あるいは、余りに大きなスペースを要することを阻止するためである。

本考案の課題は、排気ガスターボチャージャのコンプレッサのための洗浄装置を簡素化することにある。

このことは、本考案によれば、洗浄媒体のための容器の代わりに、洗浄媒体を収容するためのキャビティが、空気流入口側のハウジング部分に、即ち、例えば、消音器、空気用インテークパイプまたはコンプレッサハウジング自体に形成されていることによって、達成される。

組み込みの解決策の故に、構成要素が余り必要でない。このことによって、取付けの際の物流コストが減じられる。更に、コンプレッサの従ってまた全排気ガスターボチャージャの外形寸法を、減じることが可能である。このことは、搬送、ターボチャージャの、エンジンへの取付け及び保守にとって、好都合である。保守の場合及び搬送の場合には、損傷を受けることがある剥き出しの洗浄装置は存在しない。この装置は、より信頼性がある。何故ならば、可動部分が必要ないからである。

新規の解決策は、吸引の際にはインテークパイプによってならびに消音器によって実現されることが可能である。

他の利点は、従属請求項から生じる。

コンプレッサと、略示された二つの異なった吸気用ハウジング、即ち、フィルタ式消音器及び空気用インテークパイプと、を有する排気ガスターボチャージャの全体図を示す。 従来の技術に基づく洗浄装置を有するコンプレッサの、軸に沿って延びている断面を示す。 洗浄媒体のための、本考案に基づいて組み込まれたキャビティ、そのキャビティを有する消音器の等角投影図を示す。 図３に示した、洗浄媒体のためのキャビティを径方向に切り開いた消音器の、その等角投影図を示す。 図３に示した、洗浄媒体のためのキャビティを切り開いた消音器の、その等角投影図を示す。

続いて、図面を参照して、洗浄装置を有する、本考案に係わるコンプレッサを詳述する。
図１は、コンプレッサ１及び排気ガスタービン３と、両者の間に設けられた軸受ハウジング２とを有する従来の排気ガスターボチャージャを示す。排気ガスタービン３は、ガス流入口３１を有している。このガス流入口を通って、熱い排気ガスが、タービンホイールに向かって流れ、且つタービンホイールを駆動する。その後、排気ガスは、ガス流出口３２を通って排気システムに供給される。タービンホイールは、軸Ａを中心として回転可能なシャフトの一端に設けられており、このシャフトは、軸受ハウジング２に回転自在に取り付けられている。シャフトの他端には、コンプレッサ・ホイールがある。

コンプレッサ・ホイールは、空気流入口１１を通って吸引される空気を圧縮する。空気は、続いて、スパイラル・ハウジングまたはコレクタ・ハウジングの中に集められ、空気流出口１２を通って、内燃機関の燃焼室に供給される。吸引された空気は、管状のインテークパイプ６または消音器４を通って、コンプレッサに供給されることが可能である。消音器は、更に、複数のフィルタ要素を有してもよい。これらのフィルタ要素は、フィルタの目より大きい粒子がコンプレッサに入ることを阻止する。この場合、フィルタ式消音器のことを述べている。

最初の部分で既述したように、図２は、従来の洗浄装置を有するコンプレッサ装置を示す。洗浄液を流路に導入するためには、簡単なチューブまたは薄い管の形態の供給路５２が、コンプレッサハウジングの径方向外側から、あるいは、所定のコンプレッサ・メーカーによって用いられる他の実施の形態では、流路の径方向内側の領域で、流路領域へと延びている。コンプレッサ・ホイール１０を洗浄するためには、適切な時点で、必要な量の適切な洗浄媒体を、容器５１から流路へと、供給路を通って、導入することができる。洗浄媒体は、作動中に、空気流によって捕えられ、回転するコンプレッサ・ホイール１０の複数の回転ブレードの領域に運ばれる。そこでは、洗浄媒体が、汚染された表面の洗浄を引き起こすことが意図される。

本考案によれば、洗浄媒体のための容器は、コンプレッサハウジングには、または取り付けられたハウジング分部には別個に固定されているのではなく、キャビティとして、複数のハウジング部分の１つに組み込まれている。

図３から５に示した実施の形態では、キャビティ５１は、本考案によれば、消音器４の、コンプレッサに向いた前壁４１に形成されている。消音器は、この配置では、コンプレッサの空気流入ハウジングの機能を担う。空気流入ハウジングを通って、空気が、周囲から流路へ導かれる。消音器の前壁４１は、中央に、開口部を有し、この開口部を通って、空気は、コンプレッサ・ホイールへ向って流れる。開口部は、円形または環状に形成されていてもよい。消音器は、前壁４１のほかに、後壁４２を有している。前壁及び後壁は、複数のリブ４７によって互いに結合されている。消音器用ハウジング全体は、鋳物としてデザインされているか、または組み合わされた別々の要素から構成されていてもよい。

図示した実施の形態では、消音器は、更に、ハウジング壁部から突出している複数の突出部４５を有している。これらの突出部の間には、溝４７が形成されている。これらの溝は、塞き止め要素の保持のために用いられる。従って、吸引された空気は、径方向に、前壁と後壁との間の領域で、塞き止め要素の間を通って、且つ前壁の開口部を通って、コンプレッサへ流れる。消音器４をコンプレッサハウジングに固定するためには、１つの固定用フランジ４３には、複数の孔４４が、周面に沿って配設した状態で形成されている。図示した実施の形態では、キャビティ５１は、固定フランジの部分としてデザインされている。このことは、図４に示す固定用フランジ４３及びキャビティ５１の、前壁に平行に切った断面、あるいは図５に示すキャビティ５１の、前壁に対し垂直に切った断面から詳細に見て取れる。消音器の前壁４１の開口部の領域には、キャビティ５１は、管状の供給路５２を通って流路に通じている。この供給路を通って、洗浄媒体は、キャビティ５１から流路に導かれる。

任意選択では、キャビティ５１と供給路５２の間には、弁が設けられている。この弁によって、キャビティと供給路の間の導管を、必要な場合に閉じることができる。その目的は、例えば、コンプレッサの動作中に、供給路及びキャビティを介して、濾過されない空気が吸引され、且つコンプレッサを汚染し、または、場合によっては、望ましくないノイズを引き起こすこと、を阻止するためである。

図示した実施の形態では、キャビティ５１は、消音器の、コンプレッサに向いた側に設けられている。しかしながら、任意選択として、キャビティは、消音器の後壁に形成されていてもよい。このことによって、例えば、キャビティに洗浄媒体を充填するための使用可能性を容易化することができる。

キャビティ５１は、好ましくは、消音器の上方領域に、しかし、特に重力に関しては、供給路５２の上方に設けられている。その目的は、一方では、キャビティへの洗浄媒体の充填を容易化するためであり、他方では、洗浄媒体が、重力に基づいて、キャビティから流路へ流れることを可能にするためである。

任意選択として、二つのまたはそれより多いキャビティ５１は、夫々単独のまたは共通の供給路５２を有してもよい。例えば、大型のコンプレッサでは、両側に設けられたキャビティの場合、動作中に、一方のキャビティまたは他方のキャビティを洗浄のために用いることができるのは、例えば、利用可能性が、一側に限定されているほうが良い場合である。

ハウジング壁部に組み込まれた、本考案に係わるキャビティは、供給開口部を有している。供給開口部は、プラグ、カバー、バッチまたは他の閉鎖手段によって、径方向外側に閉じられていることが可能である。その目的は、埃が吸引されないように、且つ音響が出ないようにするためである。

任意選択では、キャビティ５１の供給開口部のおよび／または流出口の領域では、篩い分け要素５３が設けられていても良い。篩い分け要素は、洗浄液を貫流させるが、比較的大きな汚染粒子を篩い分け、流路への流入を阻止する。このことによって、このような篩い分け要素５３は、供給路５２の詰まりを防止する。

コンプレッサを洗浄するために、キャビティ５１の、任意選択で存在するカバーが取り除かれる。その後、洗浄媒体は、供給開口部を通ってキャビティへ流し込まれる。弁がないときは、洗浄媒体は、コンプレッサの作動状態の際に、即ち、コンプレッサ・ホイールが回転している場合に、キャビティから吸引され、コンプレッサに導かれる。吸引作用は、大気圧より低い圧力の故に、コンプレッサの入口で生じる。コンプレッサの大きさおよび／または汚染度に従って、洗浄工程を、数度繰り返すことができる。

コンプレッサのための空気が、コンプレッサに取り付けられた消音器を介してではなく、空気流入ハウジングとしての、環状のインテークパイプを介して吸引されるとき、本考案によれば、洗浄媒体のためのキャビティが、インテークパイプに組み込まれていても良い。インテークパイプは、通常、注型されたワークピースである。このワークピースの製造工程を、本考案により組み込まれる追加のキャビティによって、本考案に僅かに適合させるだけで良い。

その代わりに、洗浄用キャビティは、コンプレッサハウジングの、外側に位置している、即ち、消音器またはインテークパイプに向いたハウジング壁部にも、設けられていてもよい。このハウジング部分は、通常、消音器またはインテークパイプの前壁と同様に、注型された要素である。この要素を、簡単な方法で、本考案に適合させることが可能である。

コンプレッサの空気流入口の領域にあって流路を区画する複数のハウジング部分のうちの１つにキャビティを本考案に基づき組み込むことにより、コンプレッサの洗浄のための追加の取付け部分を何ら設ける必要がない。

洗浄媒体としては、洗浄液を用いることができる。例えば、洗浄または温度調節のような特殊な水処理を施したか、施さない水。洗浄用添加剤と共に、または洗浄用添加剤なしに水を用いることができる。その代わりに、または液体と混合した状態で、洗浄媒体として、粒質物を用いることができる。

本考案に係わるコンプレッサ用洗浄装置は、内燃機関用の排気ガスターボチャージャのラジアル・コンプレッサを、あるいは他のコンプレッサを洗浄するために適切である。

１・・・コンプレッサ、１０・・・コンプレッサ・ホイール、１１・・・空気流入口、１２・・・空気流出口、２・・・軸受ハウジング、３・・・排気ガスタービン、３１・・・ガス流入口、３２・・・ガス流出口、４・・・消音器、４１・・・前壁、４２・・・後壁、４３・・・固定用フランジ、４４・・・孔、４５・・・突出部、４６・・・溝、４７・・・リブ、５１・・・洗浄媒体用のキャビティ、５２・・・供給路、５３・・・篩い分け要素、６・・・空気用インテークパイプ。

Claims (10)

1. コンプレッサ・ホイールに通じる流路を区画するハウジング壁部（４１）を有する、コンプレッサの空気流入ハウジングにおいて、
   洗浄媒体を収容するためのキャビティ（５１）が、前記ハウジング壁部（４１）に形成されていること、及び、
   供給路（５２）で終わる導管が、前記キャビティ（５１）を前記流路に接続されており、その結果、洗浄媒体が、前記キャビティ（５１）から、前記導管及び前記供給路（５２）を通って、前記流路の中の流れに供給されることが可能であること、
   を特徴とする空気流入ハウジング。
2. 前記キャビティ（５１）は、重力に関して前記供給路（５２）の上方に設けられており、その結果、前記洗浄媒体は、前記キャビティから、重力によって、前記流路の中の流れに供給されることが可能である、請求項１に記載の空気流入ハウジング。
3. 前記キャビティ（５１）と前記供給路（５２）との間には、前記導管を開閉することを可能にするために用いられる弁が設けられている、請求項１または２に記載の空気流入ハウジング。
4. 前記キャビティ（５１）は、閉鎖可能に形成されている供給開口部を有する、請求項１または２に記載の空気流入ハウジング。
5. 前記キャビティ（５１）には篩い分け要素（５３）が設けられている、請求項１または２に記載の空気流入ハウジング。
6. 複数のキャビティ（５１）が前記ハウジング壁部（４１）に形成されている、請求項１または２に記載の空気流入ハウジング。
7. 請求項１または２に記載のハウジングを有する消音器。
8. 請求項１または２に記載のハウジングを有するコンプレッサのためのインテークパイプ。
9. 請求項１または２に記載のハウジング、請求項７に記載の消音器、または請求項８に記載のインテークパイプを有するコンプレッサ。
10. 請求項９に記載のコンプレッサが設けられていることを特徴とする排気ガスターボチャージャ。

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