JP3534566B2 - 排気ガスタービン過給機の潤滑装置 - Google Patents
排気ガスタービン過給機の潤滑装置Info
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- Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関用排気ガス
タービン過給機の潤滑装置に関する。
タービン過給機の潤滑装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】ディーゼル機関用の排
気ガスタービン過給機（以下過給機と略称する）のう
ち、主として大型の過給機にあっては、タービン及びこ
れに直結されるコンプレッサが固定されるロータの軸受
にはすべり軸受が使用されている。
気ガスタービン過給機（以下過給機と略称する）のう
ち、主として大型の過給機にあっては、タービン及びこ
れに直結されるコンプレッサが固定されるロータの軸受
にはすべり軸受が使用されている。
【０００３】かかるすべり軸受を装備した過給機におい
ては、図７に示すように潤滑油ポンプ（図示省略）から
潤滑油入口管内を圧送された潤滑油（油と略称する）
は、ケーシング５１にその上部から導入されて軸受（図
示省略）を潤滑した後、ケーシング５１下部のオイルパ
ン部に接続される潤滑油出口管５３から油タンク（図示
省略）に戻されている。そして、前記軸受に供給される
油の圧力は過給機入口管５にオリフィスを設けて調整し
たり、油系統の途中に調圧弁を設けて調整している。
ては、図７に示すように潤滑油ポンプ（図示省略）から
潤滑油入口管内を圧送された潤滑油（油と略称する）
は、ケーシング５１にその上部から導入されて軸受（図
示省略）を潤滑した後、ケーシング５１下部のオイルパ
ン部に接続される潤滑油出口管５３から油タンク（図示
省略）に戻されている。そして、前記軸受に供給される
油の圧力は過給機入口管５にオリフィスを設けて調整し
たり、油系統の途中に調圧弁を設けて調整している。
【０００４】かかる過給機においては、前記のようにす
べり軸受の潤滑を油ポンプからの外部強制給油によって
行っている。このため、かかる過給機においては、該過
給機の回転数が比較的低い領域での軸受動力損失が、転
がり軸受を採用した過給機に較べて大きくなり、このた
め、機関低負荷域での過給機性能が相対的に低くなる。
その結果、滑り軸受付き過給機を搭載した内燃機関の低
負荷性能、あるいは、起動潤滑の追従性が、転がり軸受
を採用した過給機を搭載した機関に較べて低くなる。
べり軸受の潤滑を油ポンプからの外部強制給油によって
行っている。このため、かかる過給機においては、該過
給機の回転数が比較的低い領域での軸受動力損失が、転
がり軸受を採用した過給機に較べて大きくなり、このた
め、機関低負荷域での過給機性能が相対的に低くなる。
その結果、滑り軸受付き過給機を搭載した内燃機関の低
負荷性能、あるいは、起動潤滑の追従性が、転がり軸受
を採用した過給機を搭載した機関に較べて低くなる。
【０００５】また、過給機の油圧力をオリフィス等の管
路抵抗によって調整する場合、過給機回転数が低い低負
荷域では、過給機のコンプレッサから供給される油シー
ル用の空気の圧力が不足している状態下で、油流量が小
さくなって過給機入口圧力が上昇し、油の外部への漏洩
をもたらすことが多々ある。
路抵抗によって調整する場合、過給機回転数が低い低負
荷域では、過給機のコンプレッサから供給される油シー
ル用の空気の圧力が不足している状態下で、油流量が小
さくなって過給機入口圧力が上昇し、油の外部への漏洩
をもたらすことが多々ある。
【０００６】本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、す
べり軸受を装備した過給機において、過給機の低回転数
域における軸受の動力損失を低減し、機関起動時の追従
性を改善するとともに、機関の低負荷性能を向上するこ
とを目的とする。
べり軸受を装備した過給機において、過給機の低回転数
域における軸受の動力損失を低減し、機関起動時の追従
性を改善するとともに、機関の低負荷性能を向上するこ
とを目的とする。
【０００７】また、本発明は過給機の低回転数域におい
ても、軸受シール部のシール性が低下することなく、高
いシール性を保持することを第２の目的とする。
ても、軸受シール部のシール性が低下することなく、高
いシール性を保持することを第２の目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するため、潤滑油ポンプから潤滑油入口管内を送給さ
れた潤滑油により軸受を強制潤滑するように構成された
排気ガスタービン過給機において、シリンダ内に往復摺
動自在に嵌合されたピストンにより該シリンダ内を空気
室と油室とに区画され、前記シリンダ内には空気室内の
空気圧力と油室内の油圧との差圧による前記ピストンの
移動によって開口面積が変化せしめられる油逃がし穴が
設けられてなる制御装置を複数段設け、該制御装置の各
段の前記空気室を過給機のコンプレッサ出口に接続し、
第１段の前記油室を前記潤滑油入口管に接続し、最終段
の前記油逃がし穴を潤滑油の戻り通路に接続し、他段の
前記油室は前段の前記油逃がし穴に接続したことを特徴
とする排気ガスタービン過給機の潤滑装置を提案する。
決するため、潤滑油ポンプから潤滑油入口管内を送給さ
れた潤滑油により軸受を強制潤滑するように構成された
排気ガスタービン過給機において、シリンダ内に往復摺
動自在に嵌合されたピストンにより該シリンダ内を空気
室と油室とに区画され、前記シリンダ内には空気室内の
空気圧力と油室内の油圧との差圧による前記ピストンの
移動によって開口面積が変化せしめられる油逃がし穴が
設けられてなる制御装置を複数段設け、該制御装置の各
段の前記空気室を過給機のコンプレッサ出口に接続し、
第１段の前記油室を前記潤滑油入口管に接続し、最終段
の前記油逃がし穴を潤滑油の戻り通路に接続し、他段の
前記油室は前段の前記油逃がし穴に接続したことを特徴
とする排気ガスタービン過給機の潤滑装置を提案する。
【０００９】かかる発明によれば、シリンダ内を往復摺
動するピストンは空気室に導入される過給機のコンプレ
ッサ出口空気圧力と油室に導入される過給機入口の潤滑
油圧力がバランスした位置で整定するが、該ピストンに
よって開口面積が変化せしめられる油逃がし穴から過給
機入口の潤滑油が戻り油路に排出されるので、過給機入
口の潤滑圧力は常時コンプレッサ出口の空気圧力に保持
される。
動するピストンは空気室に導入される過給機のコンプレ
ッサ出口空気圧力と油室に導入される過給機入口の潤滑
油圧力がバランスした位置で整定するが、該ピストンに
よって開口面積が変化せしめられる油逃がし穴から過給
機入口の潤滑油が戻り油路に排出されるので、過給機入
口の潤滑圧力は常時コンプレッサ出口の空気圧力に保持
される。
【００１０】ここでコンプレッサ出口空気圧力は正圧に
保持されるので、潤滑油入口圧力はかかるコンプレッサ
出口空気圧力レベルであれば支障なく潤滑作用をなし得
る。
保持されるので、潤滑油入口圧力はかかるコンプレッサ
出口空気圧力レベルであれば支障なく潤滑作用をなし得
る。
【００１１】従って、機関の低負荷域において、コンプ
レッサ出口の空気圧力が低下すれば、それに従って過給
機入口の潤滑油圧力も迅速に低下し、かかる潤滑油圧力
の低下によって軸受の動力損失の低減が実現される。
レッサ出口の空気圧力が低下すれば、それに従って過給
機入口の潤滑油圧力も迅速に低下し、かかる潤滑油圧力
の低下によって軸受の動力損失の低減が実現される。
【００１２】また、コンプレッサ出口の空気はロータ油
シール用のシール空気として使用されるが、かかるコン
プレッサ空気圧力の低下によってシール空気圧力が低下
しても、前記のようにコンプレッサ出口空気圧力の低下
に従い、シール対象とされる潤滑油圧力も低下するの
で、機関の低負荷域においても、充分な油シールがなさ
れる。
シール用のシール空気として使用されるが、かかるコン
プレッサ空気圧力の低下によってシール空気圧力が低下
しても、前記のようにコンプレッサ出口空気圧力の低下
に従い、シール対象とされる潤滑油圧力も低下するの
で、機関の低負荷域においても、充分な油シールがなさ
れる。
【００１３】さらに過給機回転数が上昇し、コンプレッ
サ出口空気圧力が上昇すると、ピストンが油逃がし穴を
全閉するので、潤滑油は全て過給機に送られ、定常の潤
滑がなされる。
サ出口空気圧力が上昇すると、ピストンが油逃がし穴を
全閉するので、潤滑油は全て過給機に送られ、定常の潤
滑がなされる。
【００１４】
【００１５】またかかる発明によれば、制御装置の何れ
かにコンプレッサ出口空気の消失、ピストンの作動不良
等の故障が発生した場合においても、正常な他の制御装
置において、ピストンが油室側に移動せしめられて過給
機をバイパスする油量を減少あるいは遮断するので、過
給機入口は高い油圧が確保され、安全に過給機を運転す
ることができる。
かにコンプレッサ出口空気の消失、ピストンの作動不良
等の故障が発生した場合においても、正常な他の制御装
置において、ピストンが油室側に移動せしめられて過給
機をバイパスする油量を減少あるいは遮断するので、過
給機入口は高い油圧が確保され、安全に過給機を運転す
ることができる。
【００１６】さらに第２発明は、前記過給機において、
シリンダ内に往復摺動自在に嵌合されたピストンにより
該シリンダ内を空気室と油室とに区画され、前記シリン
ダには空気室内の空気圧力と油室内の油圧との差圧によ
る前記ピストンの移動によって開口面積が変化せしめら
れる給油穴が設けられてなり、前記空気室を空気管を介
して、前記過給機のコンプレッサ出口に接続し、前記給
油穴を前記潤滑油入口管に接続し、前記油室を潤滑油の
戻り油路に接続し、さらに前記シリンダには前記ピスト
ンの移動量を規制して該ピストンが、前記給油穴を閉塞
するのを阻止するストッパーを設けたことにある。
シリンダ内に往復摺動自在に嵌合されたピストンにより
該シリンダ内を空気室と油室とに区画され、前記シリン
ダには空気室内の空気圧力と油室内の油圧との差圧によ
る前記ピストンの移動によって開口面積が変化せしめら
れる給油穴が設けられてなり、前記空気室を空気管を介
して、前記過給機のコンプレッサ出口に接続し、前記給
油穴を前記潤滑油入口管に接続し、前記油室を潤滑油の
戻り油路に接続し、さらに前記シリンダには前記ピスト
ンの移動量を規制して該ピストンが、前記給油穴を閉塞
するのを阻止するストッパーを設けたことにある。
【００１７】かかる第２発明によれば、機関急停止によ
り潤滑油ポンプが停止した際において、潤滑油の圧力は
“０”となるので、ピストンストッパーに当たった状態
となって戻り油路が開放され、空気が戻り通路から給油
穴を通って油室内に入り、油室内の油が重力により過給
機の軸受に供給される。これにより、過給機の停止直後
における軸受の焼損の発生が防止される。
り潤滑油ポンプが停止した際において、潤滑油の圧力は
“０”となるので、ピストンストッパーに当たった状態
となって戻り油路が開放され、空気が戻り通路から給油
穴を通って油室内に入り、油室内の油が重力により過給
機の軸受に供給される。これにより、過給機の停止直後
における軸受の焼損の発生が防止される。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施例を例示的に詳しく説明する。但し、この実施
例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その
相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、この
発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明
例にすぎない。
適な実施例を例示的に詳しく説明する。但し、この実施
例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その
相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、この
発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明
例にすぎない。
【００１９】発明者らは、過給機の低回転数域におい
て、潤滑油圧力を低下させることにより、軸受損失が低
減できることを実験により確認した。
て、潤滑油圧力を低下させることにより、軸受損失が低
減できることを実験により確認した。
【００２０】図８に、過給機５０のタービン５５の出力
（機関負荷）を一定のまま、過給機への潤滑油入口圧力
を変化させたときの過給機回転数の変化を示す。図８に
示すように、潤滑油入口圧力を低下させると、過給機回
転数が上昇する。これは、潤滑油圧力の低下によって、
軸受の潤滑に供しない余剰の油の供給が減少して、油の
攪拌による機械的動力損失が減少し、過給機ロータの回
転数が上昇したことによる。
（機関負荷）を一定のまま、過給機への潤滑油入口圧力
を変化させたときの過給機回転数の変化を示す。図８に
示すように、潤滑油入口圧力を低下させると、過給機回
転数が上昇する。これは、潤滑油圧力の低下によって、
軸受の潤滑に供しない余剰の油の供給が減少して、油の
攪拌による機械的動力損失が減少し、過給機ロータの回
転数が上昇したことによる。
【００２１】一方、すべり軸受を採用している過給機に
必要な潤滑油圧力は、通常設計回転数において０．６ｂ
ａｒ以上であるが、低回転数ではさらに低い圧力でも十
分潤滑が可能である。また、過給機回転数の上昇に伴っ
て過給機５０のコンプレッサの吐出空気圧力も上昇する
が、低回転数では、コンプレッサ吐出空気圧力程度の潤
滑油圧力があれば、十分な軸受の潤滑が可能である。
必要な潤滑油圧力は、通常設計回転数において０．６ｂ
ａｒ以上であるが、低回転数ではさらに低い圧力でも十
分潤滑が可能である。また、過給機回転数の上昇に伴っ
て過給機５０のコンプレッサの吐出空気圧力も上昇する
が、低回転数では、コンプレッサ吐出空気圧力程度の潤
滑油圧力があれば、十分な軸受の潤滑が可能である。
【００２２】本発明で、このような点に着目し、過給機
の低回転数においては、潤滑油入口圧力をコンプレッサ
吐出空気圧力と同一レベルになるように制御可能な装置
を提案し、低回転数において、潤滑油圧力を自動的にコ
ンプレッサ吐出空気圧力と同一レベルに低下させること
により、低負荷域での軸受動力損失を低下させるもので
ある。
の低回転数においては、潤滑油入口圧力をコンプレッサ
吐出空気圧力と同一レベルになるように制御可能な装置
を提案し、低回転数において、潤滑油圧力を自動的にコ
ンプレッサ吐出空気圧力と同一レベルに低下させること
により、低負荷域での軸受動力損失を低下させるもので
ある。
【００２３】図１は本発明の参考例に係る排気ガスター
ビン過給機の（以下過給機と略称する）の潤滑装置の要
部構成図、図６は上記過給機周りの潤滑装置の配置図で
ある。図６において、５０はタービン５５及びコンプレ
ッサ５４等からなる過給機であり、潤滑油ポンプ（図示
省略）から潤滑油入口管５内を圧送された潤滑油（以下
油と略称）はケーシング５１にその上部から導入されて
すべり軸受（図示省略）を潤滑した後、ケーシング５１
上部のオイルパン部に接続される潤滑油出口管５３から
油タンク（図示省略）に戻される。
ビン過給機の（以下過給機と略称する）の潤滑装置の要
部構成図、図６は上記過給機周りの潤滑装置の配置図で
ある。図６において、５０はタービン５５及びコンプレ
ッサ５４等からなる過給機であり、潤滑油ポンプ（図示
省略）から潤滑油入口管５内を圧送された潤滑油（以下
油と略称）はケーシング５１にその上部から導入されて
すべり軸受（図示省略）を潤滑した後、ケーシング５１
上部のオイルパン部に接続される潤滑油出口管５３から
油タンク（図示省略）に戻される。
【００２４】１００は本発明の要旨である制御装置（詳
細は後述）であり、過給機５０のコンプレッサ５４の空
気出口にコンプレッサ出口空気管８を介して接続された
コンプレッサ５４出口の圧縮空気が作動空気として導入
されるようになっている。
細は後述）であり、過給機５０のコンプレッサ５４の空
気出口にコンプレッサ出口空気管８を介して接続された
コンプレッサ５４出口の圧縮空気が作動空気として導入
されるようになっている。
【００２５】また、前記制御装置１００の他部は接続管
１を介して前記潤滑油入口管５に接続されるとともに、
油戻り管６を介して油タンク（図示省略）に接続されて
いる。図１において、４はシリンダであり、該シリンダ
４内にはその長手方向に摺動可能なピストン２が嵌入さ
れており、シリンダ４内には該ピストン２によって空気
室５１と油室５２とに区画されている。該空気室５１に
は、前記のようにコンプレッサ出口空気管８を介して、
過給機のコンプレッサ出口空気管８を介して、過給機の
コンプレッサ５４出口の空気が導入され、また油室５２
は、前記のように接続管１によって、潤滑油入口管５２
と接続されている。油室５２が導入され、また油室５２
は、前記のように接続管１によって、潤滑油入口管５２
と接続されている。
１を介して前記潤滑油入口管５に接続されるとともに、
油戻り管６を介して油タンク（図示省略）に接続されて
いる。図１において、４はシリンダであり、該シリンダ
４内にはその長手方向に摺動可能なピストン２が嵌入さ
れており、シリンダ４内には該ピストン２によって空気
室５１と油室５２とに区画されている。該空気室５１に
は、前記のようにコンプレッサ出口空気管８を介して、
過給機のコンプレッサ出口空気管８を介して、過給機の
コンプレッサ５４出口の空気が導入され、また油室５２
は、前記のように接続管１によって、潤滑油入口管５２
と接続されている。油室５２が導入され、また油室５２
は、前記のように接続管１によって、潤滑油入口管５２
と接続されている。
【００２６】そして前記油室５２の壁部５２ａには、シ
リンダ４の長さ方向に延びる油逃がし穴３が設けられて
おり、該油逃がし穴３の外側は、油逃がし室７によって
入口囲繞されている。該油逃がし室７は、前記のように
油戻り管６によって、前記過給機の潤滑油出口管５３と
共通の油タンク（図示省略）に接続去れている。
リンダ４の長さ方向に延びる油逃がし穴３が設けられて
おり、該油逃がし穴３の外側は、油逃がし室７によって
入口囲繞されている。該油逃がし室７は、前記のように
油戻り管６によって、前記過給機の潤滑油出口管５３と
共通の油タンク（図示省略）に接続去れている。
【００２７】かかる構成からなる潤滑装置を備えた過給
機の運転の際においては、機関の負荷が低く、過給機５
０の空気室５１に導入されるコンプレッサ出口空気圧力
Ｐａが低い時には、ピストン２は油ポンプから油入口圧
力Ｐ1 により図１の左方に押されて空気室５１側へ移動
する。このピストン移動量に応じて油逃がし穴３の開口
面積が大きくなるので、油ポンプから供給され、潤滑油
入口管５を経た油はバイパスし、油逃がし穴３から油逃
がし室７に入り、油戻り管６から図示省略の油タンク等
へ戻される。
機の運転の際においては、機関の負荷が低く、過給機５
０の空気室５１に導入されるコンプレッサ出口空気圧力
Ｐａが低い時には、ピストン２は油ポンプから油入口圧
力Ｐ1 により図１の左方に押されて空気室５１側へ移動
する。このピストン移動量に応じて油逃がし穴３の開口
面積が大きくなるので、油ポンプから供給され、潤滑油
入口管５を経た油はバイパスし、油逃がし穴３から油逃
がし室７に入り、油戻り管６から図示省略の油タンク等
へ戻される。
【００２８】これによって戻り油の量が増加するので、
その結果、油室５２の圧力が低下する。この圧力低下に
より、ピストン２は油室５２側に移動し、最終的には、
コンプレッサ出口空気圧力と、油室の圧力が同一になる
位置で静止する。即ち、過給機５０入口の潤滑油圧力
は、機関の低負荷においては、コンプレッサ出口の空気
圧力と同じになるようＬに制御される。
その結果、油室５２の圧力が低下する。この圧力低下に
より、ピストン２は油室５２側に移動し、最終的には、
コンプレッサ出口空気圧力と、油室の圧力が同一になる
位置で静止する。即ち、過給機５０入口の潤滑油圧力
は、機関の低負荷においては、コンプレッサ出口の空気
圧力と同じになるようＬに制御される。
【００２９】ここで、機関の低負荷においては、過給機
５０のロータの回転数も低く、軸受の潤滑油圧力は、ち
ょうどコンプレッサ出口の空気圧力と同じ程度であれば
十分である。さらに、低負荷時に過給機５０の潤滑油圧
力を低下させると、潤滑の動力損失が低下して過給機性
能が向上することが確認されている。機関の低負荷域で
は、コンプレッサ５４の出口の空気圧力が低いので、過
給機５０内部の油の漏洩防止を作用するシール空気の圧
力が低下し、油が外部へ漏れやすい状況となるが、発明
の実施形態によれば、油の漏洩防止用シール空気の圧力
が低くなる機関の低負荷域においても、上記のようにコ
ンプレッサ出口の空気圧力の低下とともに、潤滑油圧力
が低下するので、油の漏洩が低減される。
５０のロータの回転数も低く、軸受の潤滑油圧力は、ち
ょうどコンプレッサ出口の空気圧力と同じ程度であれば
十分である。さらに、低負荷時に過給機５０の潤滑油圧
力を低下させると、潤滑の動力損失が低下して過給機性
能が向上することが確認されている。機関の低負荷域で
は、コンプレッサ５４の出口の空気圧力が低いので、過
給機５０内部の油の漏洩防止を作用するシール空気の圧
力が低下し、油が外部へ漏れやすい状況となるが、発明
の実施形態によれば、油の漏洩防止用シール空気の圧力
が低くなる機関の低負荷域においても、上記のようにコ
ンプレッサ出口の空気圧力の低下とともに、潤滑油圧力
が低下するので、油の漏洩が低減される。
【００３０】機関の負荷が上昇し、過給機５０の回転数
が高くなった場合は、過給機のコンプレッサ５４出口の
空気圧力が上昇し、制御装置１００のピストン２を油室
側へ移動させる。その結果、ピストン２は図２に示す通
り、油室５２側へ移動して接続管１の出口を塞ぐ。これ
により、油ポンプから潤滑油入口管５を通流される油の
全てが過給機５０に入ることとなり、機関の高負荷域で
は本来の高い過給機入口の潤滑油圧力が得られる。
が高くなった場合は、過給機のコンプレッサ５４出口の
空気圧力が上昇し、制御装置１００のピストン２を油室
側へ移動させる。その結果、ピストン２は図２に示す通
り、油室５２側へ移動して接続管１の出口を塞ぐ。これ
により、油ポンプから潤滑油入口管５を通流される油の
全てが過給機５０に入ることとなり、機関の高負荷域で
は本来の高い過給機入口の潤滑油圧力が得られる。
【００３１】上記のように、コンプレッサ５４出口の空
気圧力が高くなると、ピストン２は、該空気圧力により
図１の右方に押されてシリンダ４の側壁に到達し、接続
管１を塞ぐので、過給機５０をバイパスする油の量が
“０”となり、過給機入口の油の圧力はこの制御装置１
００を備えない従来のものと同様の圧力となる。
気圧力が高くなると、ピストン２は、該空気圧力により
図１の右方に押されてシリンダ４の側壁に到達し、接続
管１を塞ぐので、過給機５０をバイパスする油の量が
“０”となり、過給機入口の油の圧力はこの制御装置１
００を備えない従来のものと同様の圧力となる。
【００３２】通常、ディーゼル機関用大型過給機は、コ
ンプレッサ５４圧力比２．０以上の中〜高圧力比域にお
いて０．６ｂａｒ以上の入口油圧が必要である。本発明
によれば、過給機コンプレッサ５４の出口圧力が、油の
バイパス量が“０”のとき、つまり油の全量が過給機５
０に供給されるときの過給機入口潤滑油圧力よりも低い
場合には、過給機入口の油圧力はコンプレッサ出口の空
気圧力と等しくなる。従って、コンプレッサ出口の空気
圧力が、０．６ｂａｒ以下の低負荷時には、潤滑油入口
圧力はコンプレッサ出口圧力と等しくなり、また、軸受
に必要な油量が小さい低コンプレッサ吐出圧力域ほど潤
滑油入口圧力が低くなる。
ンプレッサ５４圧力比２．０以上の中〜高圧力比域にお
いて０．６ｂａｒ以上の入口油圧が必要である。本発明
によれば、過給機コンプレッサ５４の出口圧力が、油の
バイパス量が“０”のとき、つまり油の全量が過給機５
０に供給されるときの過給機入口潤滑油圧力よりも低い
場合には、過給機入口の油圧力はコンプレッサ出口の空
気圧力と等しくなる。従って、コンプレッサ出口の空気
圧力が、０．６ｂａｒ以下の低負荷時には、潤滑油入口
圧力はコンプレッサ出口圧力と等しくなり、また、軸受
に必要な油量が小さい低コンプレッサ吐出圧力域ほど潤
滑油入口圧力が低くなる。
【００３３】これによって、低負荷時における軸受の機
械的動力損失が低減され、低負荷における過給機の性能
が向上するとともに、油シール空気の圧力が得られにく
く低負荷域において油圧が自動的に低下するので、油漏
れを防止することができる。
械的動力損失が低減され、低負荷における過給機の性能
が向上するとともに、油シール空気の圧力が得られにく
く低負荷域において油圧が自動的に低下するので、油漏
れを防止することができる。
【００３４】図３は本発明の第１実施形態に係る排気ガ
スタービン過給機の潤滑装置の要部構成図である。
スタービン過給機の潤滑装置の要部構成図である。
【００３５】機関の高負荷域においては、過給機５０の
回転数は高いので、過給機５０の軸受の潤滑に必要な油
の圧力は高い。従って、前記参考例の装置において、過
給機５０の高回転運転中において、何らかの原因による
コンプレッサ５４出口空気の喪失、制御装置１００のピ
ストン２のスティック等の故障の発生があった場合に
は、過給機５０への潤滑油不足をもたらし、過給機の軸
受の焼損を誘発する。
回転数は高いので、過給機５０の軸受の潤滑に必要な油
の圧力は高い。従って、前記参考例の装置において、過
給機５０の高回転運転中において、何らかの原因による
コンプレッサ５４出口空気の喪失、制御装置１００のピ
ストン２のスティック等の故障の発生があった場合に
は、過給機５０への潤滑油不足をもたらし、過給機の軸
受の焼損を誘発する。
【００３６】この第１実施形態はかかる不具合の発生を
防止したものであり、前記参考例と同様な制御装置、つ
まり第１制御装置１０１と第２制御装置１０２とを直列
に連結している。即ち、図３においてこの実施形態にお
ける装置は油室５２１に潤滑入口管５への接続管１を接
続し、上流側に配置される第１制御装置１０１の油逃が
し室７１と下流側に配置される第２制御装置１０２の油
室５２２とを連結管８１により接続し、第２制御側装置
１０２の油逃がし室７２を油戻り管６に接続している。
防止したものであり、前記参考例と同様な制御装置、つ
まり第１制御装置１０１と第２制御装置１０２とを直列
に連結している。即ち、図３においてこの実施形態にお
ける装置は油室５２１に潤滑入口管５への接続管１を接
続し、上流側に配置される第１制御装置１０１の油逃が
し室７１と下流側に配置される第２制御装置１０２の油
室５２２とを連結管８１により接続し、第２制御側装置
１０２の油逃がし室７２を油戻り管６に接続している。
【００３７】そして、各制御装置１０１、１０２の空気
室５１１、５１２には個別にコンプレッサ出口空気管８
が接続され、コンプレッサ５４出口の空気が各空気室５
１１、５１２に同時に導入されるようになっている。
室５１１、５１２には個別にコンプレッサ出口空気管８
が接続され、コンプレッサ５４出口の空気が各空気室５
１１、５１２に同時に導入されるようになっている。
【００３８】図３において、第１制御装置１０１のシリ
ンダ４１、ピストン２１、油逃がし穴３１、空気室５１
１、油室５２１、並びに第２制御装置１０２のシリンダ
４２、ピストン２２、油逃がし穴３２、空気室５１２、
油室５２２は前記参考例の制御装置１００のものと同一
構造である。
ンダ４１、ピストン２１、油逃がし穴３１、空気室５１
１、油室５２１、並びに第２制御装置１０２のシリンダ
４２、ピストン２２、油逃がし穴３２、空気室５１２、
油室５２２は前記参考例の制御装置１００のものと同一
構造である。
【００３９】なお、この実施形態においては、図３に示
される第１、第２制御装置１０１、１０２を２組直列に
接続しているが、３組以上直列に接続してもよい。
される第１、第２制御装置１０１、１０２を２組直列に
接続しているが、３組以上直列に接続してもよい。
【００４０】この実施形態においては、２組以上の制御
装置１０１、１０２を直列に接続しているので、何れか
一方の装置に、何らかの原因によるコンプレッサ５４出
口空気の喪失、ピストン２１、２２のスティック等の故
障が発生した場合においても、過給機５０の高回転時に
は、正常な一方側の装置１０１あるいは１０２のピスト
ン２１あるいは２２が油室５２１あるいは５２２側に移
動して接続管１あるいは連結管を塞いで、過給機５０を
バイパスする油の量を減少させるか、あるいは遮断する
ので、過給機５０の入口は潤滑油入口は高い油圧が確保
され、安全に過給機は安全に運転される。
装置１０１、１０２を直列に接続しているので、何れか
一方の装置に、何らかの原因によるコンプレッサ５４出
口空気の喪失、ピストン２１、２２のスティック等の故
障が発生した場合においても、過給機５０の高回転時に
は、正常な一方側の装置１０１あるいは１０２のピスト
ン２１あるいは２２が油室５２１あるいは５２２側に移
動して接続管１あるいは連結管を塞いで、過給機５０を
バイパスする油の量を減少させるか、あるいは遮断する
ので、過給機５０の入口は潤滑油入口は高い油圧が確保
され、安全に過給機は安全に運転される。
【００４１】また、この実施形態においては、ある１組
の制御装置において、コンプレッサ５４吐出空気の供給
が停止されたり、ピストン２１あるいは２２が固着して
油逃がし穴３１あるいは３２が開いたまま過給機５０が
高回転になった場合においても、正常か別の組のシリン
ダ内のピストン２１あるいは２２が、油室側の壁にコン
プレッサ吐出空気圧力によって押し付けられ、過給機５
０をバイパスする油を遮断することができるので、過給
機５０には本来必要な油圧、油量が供給される。
の制御装置において、コンプレッサ５４吐出空気の供給
が停止されたり、ピストン２１あるいは２２が固着して
油逃がし穴３１あるいは３２が開いたまま過給機５０が
高回転になった場合においても、正常か別の組のシリン
ダ内のピストン２１あるいは２２が、油室側の壁にコン
プレッサ吐出空気圧力によって押し付けられ、過給機５
０をバイパスする油を遮断することができるので、過給
機５０には本来必要な油圧、油量が供給される。
【００４２】図４〜図５は、本発明の第２実施形態に係
る排気タービンに係る排気タービン過給機の潤滑装置の
要部構成図を示す。
る排気タービンに係る排気タービン過給機の潤滑装置の
要部構成図を示す。
【００４３】この実施形態においては、潤滑油入口管５
への接続管１を油逃がし室７１下部に接続するととも
に、油戻り管６を油室５２に接続して油逃がし穴３を給
油穴となし、さらに油室５２内にピストン２が油戻り管
６への排出路を塞ぐのを防止するためのストッパー１０
を設けている。
への接続管１を油逃がし室７１下部に接続するととも
に、油戻り管６を油室５２に接続して油逃がし穴３を給
油穴となし、さらに油室５２内にピストン２が油戻り管
６への排出路を塞ぐのを防止するためのストッパー１０
を設けている。
【００４４】この実施形態に係る制御装置１００は、油
の位置ヘッドを得るために過給機５０よりも高い位置に
設置されている。その他の構成は図１に示す参考例と同
様である。この実施形態において、油逃がし室７１の容
積は、過給機５０の非常停止後、これのロータが惰性で
回転する間の潤滑に必要な油量が確保できる容積とされ
ている。高回転で過給機５０が高回転にて回転している
時に、何らかの原因で、機関が非常停止して場合、潤滑
油ポンプも停止するが、ロータは惰性でしばらく回転す
る。
の位置ヘッドを得るために過給機５０よりも高い位置に
設置されている。その他の構成は図１に示す参考例と同
様である。この実施形態において、油逃がし室７１の容
積は、過給機５０の非常停止後、これのロータが惰性で
回転する間の潤滑に必要な油量が確保できる容積とされ
ている。高回転で過給機５０が高回転にて回転している
時に、何らかの原因で、機関が非常停止して場合、潤滑
油ポンプも停止するが、ロータは惰性でしばらく回転す
る。
【００４５】このような機関の非常停止によって油ポン
プが停止した際には、油室５２側に移動する。或いは、
空気室５１の圧力が油ポンプの吐出圧力よりつまり潤滑
油入口管５の圧力よりも高ければ、機関の運転中におい
ても、ピストン２はストッパー１０に当接している。上
記のようにストッパー９にピストン２が当たった状態に
おいても、図５に示すように油逃がし穴３はわずかに開
口している。即ち、この実施形態においては、油逃がし
室は常時開口していることになる。
プが停止した際には、油室５２側に移動する。或いは、
空気室５１の圧力が油ポンプの吐出圧力よりつまり潤滑
油入口管５の圧力よりも高ければ、機関の運転中におい
ても、ピストン２はストッパー１０に当接している。上
記のようにストッパー９にピストン２が当たった状態に
おいても、図５に示すように油逃がし穴３はわずかに開
口している。即ち、この実施形態においては、油逃がし
室は常時開口していることになる。
【００４６】この実施形態において、潤滑油ポンプが急
に停止した時には、空気が油戻り管６から油室５２、油
逃がし穴３の開口部を通って逃がし油７１に入るので、
逃がし油室７１は、重力により接続管１を通って過給機
５０に流れる。従って、この実施形態における制御装置
１００は、潤滑油圧力の制御に加え、機関の非常停止
後、潤滑油ポンプが停止した際に、惰性で回転を続ける
過給機ロータの軸受に油を供給して軸受の損傷を防止す
るという、過給機の潤滑油ヘッドタンクの作用を併せ持
つものである。
に停止した時には、空気が油戻り管６から油室５２、油
逃がし穴３の開口部を通って逃がし油７１に入るので、
逃がし油室７１は、重力により接続管１を通って過給機
５０に流れる。従って、この実施形態における制御装置
１００は、潤滑油圧力の制御に加え、機関の非常停止
後、潤滑油ポンプが停止した際に、惰性で回転を続ける
過給機ロータの軸受に油を供給して軸受の損傷を防止す
るという、過給機の潤滑油ヘッドタンクの作用を併せ持
つものである。
【００４７】
【発明の効果】以上の記載のごとく、本発明によれば、
過給機への潤滑油圧力は常時コンプレッサ出口の空気圧
力に保持されるので、機関の低負荷域において、コンプ
レッサ出口空気圧力の低下に従い、潤滑油圧力も最小必
要圧力を保持しつつ迅速に低下し、これによって軸受の
動力損失の低減が実現できる。
過給機への潤滑油圧力は常時コンプレッサ出口の空気圧
力に保持されるので、機関の低負荷域において、コンプ
レッサ出口空気圧力の低下に従い、潤滑油圧力も最小必
要圧力を保持しつつ迅速に低下し、これによって軸受の
動力損失の低減が実現できる。
【００４８】また、前記低負荷域において、シール空気
となるコンプレッサ出口空気圧力の低下に従い、潤滑油
圧力も低下するので、充分に油シールがなされ潤滑油の
漏洩が阻止される。
となるコンプレッサ出口空気圧力の低下に従い、潤滑油
圧力も低下するので、充分に油シールがなされ潤滑油の
漏洩が阻止される。
【００４９】また、本発明によれば、制御装置を複数段
直列に連結しているので、１組の制御装置に故障が発生
しても他の正常な制御装置が作動して過給機をバイパス
する油量を減少あるいは遮断するので、過給機の回転が
上昇しても充分な油圧が得られ、安全に過給機を運転す
ることができる。
直列に連結しているので、１組の制御装置に故障が発生
しても他の正常な制御装置が作動して過給機をバイパス
する油量を減少あるいは遮断するので、過給機の回転が
上昇しても充分な油圧が得られ、安全に過給機を運転す
ることができる。
【００５０】さらに請求項３ないし４の発明によれば、
機関の急停止により潤滑油ポンプが停止しても制御装置
の油室内の潤滑油が重力により過給機の軸受に供給さ
れ、軸受の焼損が防止される。
機関の急停止により潤滑油ポンプが停止しても制御装置
の油室内の潤滑油が重力により過給機の軸受に供給さ
れ、軸受の焼損が防止される。
【図１】本発明の参考例に係る排気ガスタービン過給機
の潤滑装置の構成図である。
の潤滑装置の構成図である。
【図２】上記参考例におけるピストン移動後の状態を示
す図１に対応する図である。
す図１に対応する図である。
【図３】本発明の第１実施形態を示す図１に応当する図
である。
である。
【図４】本発明の第２実施形態を示す図１に応当する図
である。
である。
【図５】上記第２実施形態におけるピストン移動後の状
態を示す図２に相当する図である。
態を示す図２に相当する図である。
【図６】本発明が適用される排気ガスタービン過給機の
構成図である。
構成図である。
【図７】従来の排気ガスタービン過給機の構成図であ
る。
る。
【図８】排気ガスタービン過給機における潤滑油圧力と
過給機回転数との関係を示す線図である。
過給機回転数との関係を示す線図である。
１ 接続管
２，２１，２２ ピストン
３，３１，３２ 油逃がし穴
４，４１，４２ シリンダ
５ 潤滑油入口管
６ 油戻り管
７，７１，７２ 逃がし油室
８ コンプレッサ出口空気管
９，１０ ストッパー
５０ 過給機
５１ ケーシング
５４ コンプレッサ
５５ タービン
５１，５１１，５１２ 空気室
５２，５２１，５２２ 油室
８１ 連結管
１００ 制御装置
１０１ 第１制御装置
１０２ 第２制御装置
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F02B 39/14
F02B 37/00
F01M 1/16
F02C 7/06
F01D 25/18
F01D 25/00
Claims (4)
- 【請求項１】 潤滑油ポンプから潤滑油入口管内を送給
された潤滑油により軸受を強制潤滑するように構成され
た排気ガスタービン過給機において、 シリンダ内に往復摺動自在に嵌合されたピストンにより
該シリンダ内を空気室と油室とに区画され、前記シリン
ダ内には空気室内の空気圧力と油室内の油圧との差圧に
よる前記ピストンの移動によって開口面積が変化せしめ
られる油逃がし穴が設けられてなる制御装置を複数段設
け、該制御装置の各段の前記空気室を過給機のコンプレ
ッサ出口に接続し、 第１段の前記油室を前記潤滑油入口管に接続し、 最終段の前記油逃がし穴を潤滑油の戻り通路に接続し、 他段の前記油室は前段の前記油逃がし穴に接続したこと
を特徴とする排気ガスタービン過給機の潤滑装置。 - 【請求項２】 前記油逃がし穴を前記ピストンの移動方
向に沿った長穴に構成してなる請求項１記載の排気ガス
タービン過給機の潤滑装置。 - 【請求項３】 潤滑油ポンプから潤滑油入口管内を送給
された潤滑油により軸受を強制潤滑するように構成され
た排気ガスタービン過給機において、 シリンダ内に往復摺動自在に嵌合されたピストンにより
該シリンダ内を空気室と油室とに区画され、前記シリン
ダには空気室内の空気圧力と油室内の油圧との差圧によ
る前記ピストンの移動によって開口面積が変化せしめら
れる給油穴が設けられてなり、前記空気室を空気管を介
して、前記過給機のコンプレッサ出口に接続し、前記給
油穴を前記潤滑油入口管に接続し、前記油室を潤滑油の
戻り油路に接続し、さらに前記シリンダには前記ピスト
ンの移動量を規制して該ピストンが、前記給油穴を閉塞
するのを阻止するストッパーを設けたことを特徴とする
排気ガスタービン過給機の潤滑装置。 - 【請求項４】 前記給油穴が前記ピストンの移動方向に
沿った長穴に構成されてなる請求項３記載の排気ガスタ
ービン過給機の潤滑装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09803097A JP3534566B2 (ja) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | 排気ガスタービン過給機の潤滑装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09803097A JP3534566B2 (ja) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | 排気ガスタービン過給機の潤滑装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10274049A JPH10274049A (ja) | 1998-10-13 |
| JP3534566B2 true JP3534566B2 (ja) | 2004-06-07 |
Family
ID=14208600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09803097A Expired - Fee Related JP3534566B2 (ja) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | 排気ガスタービン過給機の潤滑装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3534566B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010038011A (ja) * | 2008-08-04 | 2010-02-18 | Shin Ace:Kk | 内燃機関の排気ガス浄化装置及びそれを用いた排気ガス浄化方法 |
| JP5515515B2 (ja) * | 2009-08-26 | 2014-06-11 | いすゞ自動車株式会社 | 内燃機関の潤滑装置および内燃機関 |
| CN108757162B (zh) * | 2018-06-25 | 2024-08-30 | 亳州中知知识产权运营有限公司 | 一种汽车发动机增压器回油管除气结构 |
-
1997
- 1997-03-31 JP JP09803097A patent/JP3534566B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10274049A (ja) | 1998-10-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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