JP5319740B2 - ターボ機関 - Google Patents

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Description

本発明は、請求項1のプリアンブルに記載のターボ機関に関する。
冒頭に記載した種類のターボ機関は、特許文献1から知られている。当該文献に記載されたターボ機関はシールを有している。当該シールは、ターボ機関のロータを支承するシャフトの、軸受ハウジングからターボ機関のロータハウジングまでの、流体の通過に反する経路を遮断するとともに、軸受ハウジング内の流体が供給される滑り軸受と隣接して配置されている。滑り軸受から軸方向に流出する軸受ハウジング内の流体の量は、滑り軸受のシールに対向する側に設けられたターミナルプレートもしくはスラストプレートによって限定される。軸受ハウジング内の流体は軸方向に、ターミナルプレート内の通過開口部を通過して貫流可能である。
軸方向にターミナルプレートの通過開口部を通って貫流する軸受ハウジング内の流体は、隣接するシールに衝突し、ロータハウジング内の低圧などの悪条件下においては、シールを通ってターボ機関のロータハウジング内に流入し得る。
独国特許第1243465号明細書
本発明の課題は、請求項1のプリアンブルに記載のターボ機関を提供することにある。当該ターボ機関においては、流体がシールを通過することが、より確実に防止される。
本課題は、請求項1に記載のターボ機関によって解決される。本発明のさらなる構成は、従属請求項に規定されている。
本発明によると、ターボ機関は、軸受ハウジングおよびロータハウジングを備えたハウジングと、多数の滑り軸受を介して回転可能に軸受ハウジング内に支承されているシャフトと、シャフトと連結され、ロータハウジング内に配置されたロータと、シャフトの軸受ハウジングからロータハウジングまでの、流体の通過に反する経路を遮断するシールと、を有している。複数の滑り軸受の内、少なくとも1つの滑り軸受には、そのシールに対向する側に、軸受ハウジング内の流体の滑り軸受からの軸方向流出を制限するターミナルプレートが設けられている。当該ターミナルプレートは、軸受ハウジングに固定されているとともに、通過開口部を有している。径方向の遊隙を有するシャフトは当該通過開口部を貫通している。本発明に係るターボ機関は、ターミナルプレートが少なくとも1つの径方向に延在する、通過開口部と流体的に接続された流路を有しているので、滑り軸受側では、通過開口部を経由してターミナルプレート内に流入する軸受ハウジング内の流体は、径方向においてターミナルプレートから流出可能であることを特徴とする。
ターミナルプレート(シールプレートとも称される)は、ターボチャージャのようなターボ機関において、略3つの機能を有している。滑り軸受の軸受ブッシュの軸方向の動きを制限する機能と、製品種目に応じて、適切な形状接続によって、軸受ブッシュがシャフトと共に回転することを防止する、もしくは軸受ブッシュが共に回転する場合に回転数に影響を与える機能と、軸受ハウジング内の流体が軸受ブッシュから軸方向に流出することを制御する機能と、である。
本発明の実施形態によると、ターミナルプレートが設けられた少なくとも1つの滑り軸受は、径方向滑り軸受であり、軸受ブッシュが径方向軸受ブッシュとして形成されている。
発明者が知っていたのは、好ましくは潤滑油のような、軸受ハウジング内の流体が、シールの近くに位置する滑り軸受においてターミナルプレートから流出することは、シールへの軸受ハウジング内の流体の噴射とシールの密閉性とに決定的な影響を与えることである。しかしながら、ターミナルプレートによる通過開口部(シャフト貫流)の直径減少は、予想されるシャフトの径方向遊隙の枠内でのみ可能である。ターミナルプレートを軸方向においてより長く構成することは、軸受箇所の排熱による過熱の防止に少なくとも必要な軸受ハウジング内の流体が、ターミナルプレートを貫流するという枠内でのみ可能である。
本発明に基づいて設けられた径方向に延在する流路によって、容易かつ確実に、ターミナルプレートを貫流する軸受ハウジング内の流体の流れは方向を転換するので、当該流れはもはやシールに衝突せず、それによって流体がシールを通過することは、さらに確実に防止される。本発明に基づいて軸受ハウジング内の流体の方向を転換することによって、ターミナルプレートを貫流する軸受ハウジング内の流体が計量可能となるので、滑り軸受の過熱はより確実に回避される。
好ましくは、複数の本発明に係る径方向に延在する流路がターミナルプレートに設けられているので、ターミナルプレートから流出する軸受ハウジング内の流体は、適切な方法で分散し得る。複数の流路を設けることによって、各流路の横断面はより小さくなるので、ターミナルプレートを軸方向に配置するために必要な空間は削減される。
本発明に係る実施形態によると、少なくとも1つの径方向に延在する流路は、所定の角度において、垂直下方に向かって延在しているので、滑り軸受の側では、通過開口部を通ってターミナルプレートに流入する軸受ハウジング内の流体は、重力によって径方向に流出し得る。
このようにして、径方向に流出する軸受ハウジング内の流体に対向する流れの抵抗が減少する。
本発明のさらなる実施形態によると、ターミナルプレートは軸方向において、滑り軸受と境を接するとともに、通過開口部のための第1の内径を決定する第1のプレート要素と、シールの方向において軸方向に第1のプレート要素に接続されるとともに、通過開口部のための第2の内径を決定する第2のプレート要素とに区分される。第1のプレート要素と第2のプレート要素とは互いに結合している。
本発明の当該態様によって、第1の内径を、滑り軸受の確実な冷却にとって十分な軸受ハウジング内の流体の貫流が可能になるような寸法に設計することと、第2の内径を構造上の可能性の枠内において最小化し、それによって、当該領域において軸受ハウジング内の流体の貫流が最小化され、当該シールは、ターミナルプレートから噴射される軸受ハウジング内の流体から極力保護されることとが可能になる。
したがって、第2の内径は、第2のプレート要素の箇所において予想されるシャフトの最大の径方向遊隙を許容するように定められることが好ましい。
本発明のさらなる実施形態によれば、少なくとも1つの径方向に延在する流路は、第1および第2のプレート要素によって形成されている。
このようにして、各流路の形成に必要な輪郭は、例えば開放された輪郭として、第2のプレート要素に組み込まれる。第1のプレート要素は、単に開放された輪郭の閉止に用いられる。これによって、有利な方法で、既存のターボ機関に第2のプレート要素を容易に後付けすることが可能になり、当該第2のプレート要素は、本発明に基づく方法で、すでに存在している第1のプレート要素と対にされる。
本発明の実施形態によると、ターミナルプレートは少なくとも1つのスペーサを有しているので、第1のプレート要素と第2のプレート要素との間には空間が形成される。少なくとも1つの径方向に延在する流路は、当該空間に配置されている。
好ましくは、少なくとも1つのスペーサは、第1のプレート要素に対向する第2のプレート要素の側面に、少なくとも1つの軸方向凹部が設けられることによって形成される。少なくとも1つの軸方向凹部は、第2のプレート要素に対向する第1のプレート要素の側面と共に、少なくとも1つの径方向に延在する流路を形成し、第2のプレート要素の側面の凹部になっていない部分は、少なくとも1つのスペーサを形成する。
本発明のさらなる実施形態によると、シャフトの第2の内径と外径との間には環状間隙が形成されている。第2のプレート要素の側面には、第2の内径と同軸に、環状溝が設けられている。当該環状溝は、環状間隙および少なくとも1つの径方向に延在する流路に流体的に接続されている。
第1の内径を貫流する軸受ハウジング内の流体は、環状溝を通じて収集され、既存の径方向に延在する流路に分割される。
本発明のさらなる実施形態によると、環状間隙は環状面を有している。環状溝は、少なくとも環状間隙の環状面と同じ大きさの横断面の面積を有している。
それによって、環状間隙を通って流出する量の軸受ハウジング内の流体が、環状溝によってより確実に受容されるので、環状間隙を通過して軸受ハウジング内の流体が流出することが回避される。
本発明のさらなる実施形態によると、全ての設けられた径方向に延在する流路の総横断面の面積は、環状溝の横断面の面積の2倍である。
その結果、径方向に延在する流路の全体によって、軸受ハウジング内の流体にもたらされる流れの抵抗は、環状間隙の抵抗よりも小さくなるので、環状間隙を通って軸受ハウジング内の流体が流出することが回避される。
以下に、本発明を好ましい実施形態を基に、図を用いて詳細に説明する。
本発明の実施形態に係るターボ機関の縦断面を概略的に示す斜視図である。 図1のターボ機関の縦断面の概略図である。 図1の領域の拡大図である。 図1のターボ機関を概略的に示した斜視図であり、本発明の実施形態に係るターミナルプレートが示された図である。
以下に、本発明の実施形態に係るターボ機関1を図1から図4を用いて説明する。
ターボ機関1は、例えばターボチャージャとして、または出力タービンとして形成され得る。本発明の図示した実施形態では、ターボ機関1はターボチャージャとして形成されている。
図1から図3に示したように、ターボ機関1は、軸受ハウジング11と2つのロータハウジング12、13とを備えたハウジング10を有している。両方のロータハウジング(それぞれ流出ハウジング部および流入ハウジング部を有する)は、それぞれロータ20もしくは21を受容している。図1左側のロータ20はタービンロータとして形成され、図1右側のロータ21は圧縮機ロータとして形成されている。以下の説明では、タービンロータを第1のロータ20と、その関連するロータハウジングを第1のロータハウジング12と呼称する。それに応じて、圧縮機ロータを第2のロータ21と、その関連するロータハウジングを第2のロータハウジング13と呼称する。
ターボ機関1はさらに、複数の滑り軸受40、41を通じて回転可能に軸受ハウジング11内で支承されたシャフト30を有している。当該シャフトは、第1のロータ20と、第2のロータ21とを互いに堅固に連結している。
出力タービンは、対応するハウジング10での変化および場合によってはシャフト30の軸受での変化に伴う、第2のロータ21の欠如を特徴としていることについて、この関連において留意すべきである。排気ガスの膨張および冷却によって、タービン側において、シャフト30を経由して伝達されるトルクは、この場合、事情に応じて、ギアを通じて、発電機に伝達される。
本明細書に示す、ターボチャージャとして形成されたターボ機関1は、シャフト30の軸受ハウジング11からの流出部において、一方では第2のロータハウジング13(圧縮機側)からの空気の流入に対して、および、第1のロータハウジング12(タービン側)からの軸受ハウジング11への排気ガスの流入に対して密閉されなければならない。他方、シャフトシールは、軸受ハウジング内の流体(ここでは潤滑油など)が軸受ハウジング11から、圧縮機およびタービンの接続されたロータ側の空間に流出することを防止しなければならない。このとき、シャフトシールに対する要求は、径方向ターボチャージャと軸方向ターボチャージャとで、専ら排気ガス側もしくはタービン側で異なっている。さらに、ターボ機関1の動作状況に応じては、様々な動作条件がシャフトシールの前後において調整される。
図3は、拡大図であり、非接触式ラビリンスシールとして形成されたシール50を示す。当該シールは、軸受ハウジング11から第1のロータハウジング12までのシャフト30の経路を決定する、固定的なハウジング部分によって形成された第1のシール部分51と、シャフト30の外周に連結した第2のシール部分52とを有しているとともに、軸受ハウジング11と第1のロータハウジング12との間における流体の通過を遮断する。
ターボ機関1の動作中は、隣接するロータ側空間における第2のロータ21の流出部への圧力は継続する。第2のロータ21の翼背部の絞りラビリンスにも関わらず、軸受ハウジング11に対するシールでは一定の過圧が存在する。当該シールの課題は、空気の軸受ハウジング11内への流入と、それゆえに質量流の損失(ブローバイ)とを可能な限り少なく維持することにある。ここでは、シール箇所前での低圧はむしろ例外であり、さらに、当該低圧は、絞りラビリンスの適切な設計または翼側空間の換気によって回避され得る。シール前に過圧が常に存在することによって、軸受ハウジング11の密閉箇所に衝突する軸受ハウジング内の流体の流出が防止される。
径方向ターボチャージャ(図1のターボ機関1のような)の場合、動作中のタービン側において、類似した状況が生じる。タービン前の排気ガス圧力は、翼側空間に伝わり、シール50前に存在する。ターボ機関1のシャフト30の回転数が、下側領域における一定の回転数を下回らない限り、これらの条件は何ら変わらない。すなわち、シール50前には常に過圧が存在する。
シール50前のその他の条件は、いわゆる再潤滑動作において生じ得る。停止しているロータアセンブリ(ロータ20、21、およびシャフト30)の場合、ターボ機関1の滑り軸受40、41は再潤滑され、それによって、入力された余熱は排出される。この再潤滑の間、煙突効果によって、第1のロータハウジング12(タービン側)の流出ハウジング部分に低圧が生じる。当該低圧は、第1のロータハウジング12と軸受ハウジング11との間のシール50前まで伝わる。この理由から、シール50は、当該動作状況も考慮して設計されなければならない。タービン側の翼側空間の方向における圧力の低下によって、軸受ハウジング内の流体がシール50を通じて吸い込まれないようにしなければならない。
本発明によると、シール50とその境を接している部材とは、軸受ハウジング内の流体が、シャフト30を通じて、軸受ハウジング11から第1のロータ20の翼側空間へ流出することを確実に防止できるように構成されている。
シール50には、ターボ機関1の動作中、軸受ハウジング内の流体(ここでは潤滑油)が噴射され、軸受オイルとしての軸受ハウジング内の流体は、ターボ機関1の各軸受構成要素から流出する。さらに、シール50は、図1左の滑り軸受40の(オイル)供給孔から直接、軸受ハウジング内の流体(ここでは噴射オイル)を追加的に供給することによって湿潤する。この湿潤によって、シール構成要素が冷却され、したがって、シール50内部の軸受ハウジング内の流体のコーキングが防止されることになる。このとき、軸受ハウジング11前では、過圧または低圧が支配的であり得る。シール50には、軸受オイルのみ、噴射オイルのみ、および軸受オイルと噴射オイルとが同時に供給され得る。このとき、滑り軸受40に供給される軸受ハウジング内の流体の温度と圧力とは変化し得る。シール50は、概ね軸受ハウジング内の流体の量および流出挙動に影響を受ける。
シール50の第2のシール部分52は、溝を付けたシャフト部分によって、または図3に示したように、第1のロータ20(タービンロータ)前のシャフト30上に収縮したブッシュの形態において形成される。シール50の第1のシール部分51は、軸受ハウジング11の単独の部材から形成されている。ここでは当該部材は、シールカバーとして実施されている。第1のシール部分51および第2のシール部分52の断面は、非接触式捕集ラビリンス53を形成する。当該非接触式捕集ラビリンスは、複数の連続する密閉間隙および流出チャンバ54を特徴とする。
すでに言及したように、シール50には、当該シールに直接接する、ここでは径方向軸受ブッシュ40aとして形成されている、図1左の滑り軸受40の構成要素から流出する軸受ハウジング内の流体が噴射される。ここでは、浮遊式径方向軸受ブッシュ40aの外側受容部は、ターミナルプレート60(シールプレートとも称される)によって軸方向において区切られている。径方向軸受ブッシュ40a(一種の圧搾油ダンパー)が配置されている場合、溝で径方向軸受ブッシュ40aの端面に係合しているターミナルプレート60は、径方向軸受ブッシュ40a(径方向軸受ブッシュ40aの共回転は無し)を把持するために用いられる。共回転する径方向軸受ブッシュ40aの場合、ターミナルプレート60は、径方向軸受ブッシュ40aの軸方向遊隙を調整する機能を有する。このことは、径方向軸受ブッシュ40aの回転数の基準となる。両方の場合において、ターミナルプレート60は、径方向軸受ブッシュ40aの内側潤滑間隙および外側潤滑間隙から流出する軸受ハウジング内の流体の絞りもしくは制限にも用いられ、したがって、滑り軸受40の減衰挙動に決定的な影響を与える。
径方向軸受ブッシュ40aおよびターミナルプレート60の内径に流出する軸受ハウジング内の流体は、大抵の場合、専らシール50の第1の密閉間隙に供給される。しかし、第1のシール部分51(シールカバー)付近の領域も、少量の(液滴および霧)軸受ハウジング内の流体によって湿される。第1のシール部分51におけるこの少量の軸受ハウジング内の流体のコーキングを防止するために、当該領域は、噴射孔71からの軸受ハウジング内の流体の噴射によって意図的に冷却される。軸受ハウジング内の流体の噴射は、第1のシール部分51の上側領域において、第1のシール部分に衝突する。噴射孔71は、径方向軸受ブッシュ40aの軸受ハウジング内の流体供給孔70に合流している。タービン側に向かっては、第1のシール部分51が、追加的なカバー80(ここでは遮断カバー)によって、第1のロータ20の翼側空間から分離される。
ここで、図4を追加的に用いて、本発明に係るターミナルプレート60をより詳細に説明する。
図1〜図4から明らかなように、滑り軸受40には、そのシール50に対向する側に、ターミナルプレート60が設けられているので、ターミナルプレート60は、軸受ハウジング内の流体が滑り軸受40から軸方向に流出することを制限する。
ターミナルプレート60は、ネジ90(図2参照)およびネジ穴60a(図4参照)を介して、軸受ハウジング11に固定されているとともに、通過開口部60b(図2を参照)を有している。径方向遊隙を有するシャフト30は、当該通過開口部を貫通している。
ターミナルプレート60は軸方向において、滑り軸受40と直接境を接するとともに、通過開口部60bのための第1の内径61aを決定する第1のプレート要素61(シールプレート)と、シール50の方向において軸方向に第1のプレート要素61に接続されるか、もしくは当該プレート要素に後置されるとともに、通過開口部60bのための第2の内径62aを決定する第2のプレート要素62(もしくは流出シールプレート)とに区分される。第1のプレート要素61と第2のプレート要素62とは、ネジ90およびネジ穴60aを介して、互いに連結されている。
図4から明らかなように、第2のプレート要素62は、第1のプレート要素61に直接被せられる。
第2の内径62aは、第2のプレート要素62の箇所において予想されるシャフト30の最大の径方向遊隙を許容するように定められる。言い換えると、第2のプレート要素62は、第2のプレート要素62の箇所において予想されるシャフト30の最大の径方向遊隙に関して、極力小さなシャフト貫流直径を有している。
第1のプレート要素61に対向する、第2のプレート要素62の側面63には、2つの軸方向凹部63a、63bが設けられている。各軸方向凹部63a、63bは、第2のプレート要素62に対向する第1のプレート要素61の側面64と共に、それぞれ径方向に延在する流路FPを形成し、第2のプレート要素62の側面63の2つの凹部を有しない部分63c、63dは、それぞれスペーサを形成する。
したがって、当該スペーサは、第1のプレート要素61と第2のプレート要素62との間に空間が形成されるように構成される。両方の径方向に延在する流路FP、FPは、当該空間内に配置されている。
したがって、両方の径方向に延在する流路FP、FPは共に、第1のプレート要素61および第2のプレート要素62によって形成されている。
図4から明らかなように、両方の径方向に延在する流路FP、FPは、それぞれ水平線に対して略60°〜80°の角度において、垂直下方に向かって延在しているので、滑り軸受の側では、通過開口部60bを通ってターミナルプレート60に流入する軸受ハウジング内の流体は、重力によって径方向下方に向かって、ターミナルプレート60から流出し得る。
すでに言及したように、第2のプレート要素62と第1のプレート要素61との間には、間隔が保たれており、当該間隔は、有利には凹部もしくは溝63a、63bの切削によって所望の流体流出方向において形成された凹部もしくはスペーサによって、第2のプレート要素62上で実現される。実現された流体流出方向は、理想的には重力の作用方向と一致する。
ターミナルプレート60が取り付けられた状態では、好ましくは穿孔された第2の内径62aと、シャフト30の外径30aとの間には、環状間隙が形成されており、当該環状間隙は、軸方向に流出する軸受ハウジング内の流体に対する絞り間隙として作用する。
第2のプレート要素62の側面63には、第2の内径62aと同軸に、環状溝63eが設けられている。環状溝63eは、環状間隙および径方向に延在する両方の流路FP、FPと流体的に接続されている。
環状溝63eは、少なくとも環状間隙によって決定された環状面の横断面の面積と同じ大きさの横断面の面積を有している。環状溝63eの深さは、好ましくは、シャフト貫流箇所における第2のプレート要素62の軸方向長さに相当する。
径方向に延在する両方の流路FP、FPの総横断面の面積は、環状溝63eの横断面の面積の2倍に相当する。言い換えると、シャフト30から径方向に延在する流路FP、FPもしくは溝は、好ましくは環状溝63eの横断面の2倍に相当する総横断面を有している。
結論として、ターミナルプレート60は、少なくとも1つ、ここでは2つの、径方向に延在する、通過開口部60bと流体的に接続された流路FP、FPを有しているので、滑り軸受側では、通過開口部60bを通過してターミナルプレート60に流入する軸受ハウジング内の流体は、ターミナルプレート60から径方向に流出可能である。ターミナルプレート60の第2のプレート要素62は、第1のプレート要素61から軸方向に流出する軸受ハウジング内の流体の大部分を、第1のプレート要素61からの流出直後に、径方向にシャフト30から離れるように誘導する。
したがって、第2のプレート要素62の基本的な効果は、軸方向の流れ抵抗に対して、径方向に延在する軸受ハウジング内の流体の流れ抵抗を減少させることである。この理由から、第1のプレート要素61から軸方向に流出する軸受ハウジング内の流体の大部分は、当該プレート要素からの流出直後に径方向に流出する。なぜなら、第2のプレート要素62とシャフト30との間の環状間隙の貫流は、軸受ハウジング内の流体に対向する、より大きな流れの抵抗に連結されているからである。
図示されていない、本発明のさらなる実施形態によると、第2のプレート要素62からの、軸受ハウジング内の流体の軸方向において残っている流出を、1つまたは複数のさらなる後置された第2のプレート要素62の使用によって、さらに削減することが可能になる。
1 ターボ機関
10 ハウジング
11 軸受ハウジング
12 ロータハウジング
13 ロータハウジング
20 ロータ
21 ロータ
30 シャフト
30a 外径
40 滑り軸受
40a 径方向軸受ブッシュ
41 滑り軸受
50 シール
51 第1のシール部分
52 第2のシール部分
53 捕集ラビリンス
54 流出チャンバ
55 流出溝
60 ターミナルプレート
60a ネジ穴
60b 通過開口部
61 第1のプレート要素
61a 第1の内径
62 第2のプレート要素
62a 第2の内径
63 側面
63a 凹部
63b 凹部
63c 凹部を有しない部分
63d 凹部を有しない部分
63e 環状溝
64 側面
70 軸受ハウジング内の流体供給孔
71 噴射孔
80 カバー
90 ネジ
FP 流路

Claims (9)

  1. 軸受ハウジング(11)およびロータハウジング(12、13)を備えたハウジング(10)と、複数の滑り軸受(40、41)を介して回転可能に前記軸受ハウジング(11)内に支承されているシャフト(30)と、前記シャフト(30)と連結され、前記ロータハウジング(12、13)内に配置されたロータ(20、21)と、前記シャフト(30)の前記軸受ハウジング(11)から前記ロータハウジング(12、13)までの経路を流体の通過に対して遮断するシール(50)と、を有しているターボ機関(1)であって、
    複数の前記滑り軸受(40、41)の内、少なくとも1つの滑り軸受(40)には、その前記シール(50)に対向する側に、軸受ハウジング内の流体の前記滑り軸受(40)からの軸方向流出を制限するターミナルプレート(60)が設けられており、
    前記ターミナルプレート(60)は、前記軸受ハウジング(11)に固定されているとともに、通過開口部(60b)を有しており、前記通過開口部を、径方向の遊隙を介して前記シャフト(30)が貫通しているターボ機関(1)において、
    前記ターミナルプレート(60)が少なくとも1つの径方向に延在する、前記通過開口部(60b)と流体的に接続された流路(FP)を有しているので、滑り軸受側では、前記通過開口部(60b)を経由して前記ターミナルプレート(60)内に流入する軸受ハウジング内の流体は、径方向において前記ターミナルプレート(60)から流出可能であり、
    前記少なくとも1つの径方向に延在する流路(FP)は、所定の角度で鉛直下方に向かって延在しているので、滑り軸受の側では、前記通過開口部(60b)を通って前記ターミナルプレート(60)に流入する軸受ハウジング内の流体は、重力によって径方向に流出し得ることを特徴とするターボ機関(1)。
  2. 前記ターミナルプレート(60)は軸方向において、前記滑り軸受(40)と境を接するとともに、前記通過開口部(60b)のための第1の内径(61a)を決定する第1のプレート要素(61)と、前記シール(50)の方向において軸方向に前記第1のプレート要素(61)に接続されるとともに、前記通過開口部(60b)のための第2の内径(62a)を決定する第2のプレート要素(62)とに区分され、前記第1のプレート要素(61)と前記第2のプレート要素(62)とは互いに連結されていることを特徴とする請求項1に記載のターボ機関(1)。
  3. 前記少なくとも1つの径方向に延在する流路(FP)は、前記第1および第2のプレート要素(61、62)から形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載のターボ機関(1)。
  4. 前記ターミナルプレート(60)は少なくとも1つのスペーサを有していることによって、前記第1および前記第2のプレート要素(61、62)の間には空間が形成されており、前記少なくとも1つの径方向に延在する流路(FP)は、前記空間に配置されていることを特徴とする請求項2または3に記載のターボ機関(1)。
  5. 前記少なくとも1つのスペーサは、前記第1のプレート要素(61)に対向する、前記第2のプレート要素(62)の側面(63)に、少なくとも1つの軸方向凹部(63a、63b)が設けられていることによって形成され、
    前記少なくとも1つの軸方向凹部(63a、63b)は、前記第2のプレート要素(62)に対向する、前記第1のプレート要素(61)の側面(64)と共に、前記少なくとも1つの径方向に延在する流路(FP)を形成し、前記第2のプレート要素(62)の前記側面(63)の凹部になっていない部分(63c、63d)は、前記少なくとも1つのスペーサを形成することを特徴とする請求項4に記載のターボ機関(1)。
  6. 前記第2の内径(62a)と前記シャフト(30)の外径(30a)との間には環状間隙が形成されており、前記第2のプレート要素(62)の前記側面(63)には、前記第2の内径(62a)と同軸に、環状溝(63e)が設けられており、前記環状溝(63e)は、前記環状間隙および前記少なくとも1つの径方向に延在する流路(FP)に流体的に接続されていることを特徴とする請求項5に記載のターボ機関(1)。
  7. 前記環状間隙は環状面を有しており、前記環状溝(63e)は、少なくとも前記環状間隙の前記環状面と同じ大きさの横断面の面積を有していることを特徴とする請求項6に記載のターボ機関(1)。
  8. 全ての設けられた径方向に延在する流路(FP)の総横断面の面積は、前記環状溝(63e)の横断面の面積の2倍であることを特徴とする請求項7に記載のターボ機関(1)。
  9. 前記第2の内径(62a)は、前記第2のプレート要素(62)の箇所において予想される前記シャフト(30)との間の最大の径方向遊隙を許容するように定められることを特徴とする請求項2から8のいずれか一項に記載のターボ機関(1)。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102016100162B3 (de) * 2016-01-05 2016-11-03 Solvoluta GmbH Mittel zur Schnecken- und Schnegelabwehr
DE102019101868A1 (de) 2019-01-25 2020-07-30 Man Energy Solutions Se Turbolader

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1004625B (de) * 1955-05-31 1957-03-21 Hans Friedrich Dr Ing Beruehrungsfreie Wellendichtung fuer Turbinen, Pumpen und Verdichter
DE1243465B (de) * 1960-09-26 1967-06-29 Schwitzer Corp Radialgleitlager fuer die Welle schnellaufender Maschinen
US3565497A (en) * 1969-05-23 1971-02-23 Caterpillar Tractor Co Turbocharger seal assembly
US3778194A (en) * 1972-08-28 1973-12-11 Carrier Corp Turbocharger structure
US4268229A (en) * 1979-04-19 1981-05-19 The Garrett Corporation Turbocharger shaft seal arrangement
JPS59146537U (ja) * 1983-03-22 1984-09-29 トヨタ自動車株式会社 タ−ボチヤ−ジヤのオイル洩れ止め装置
US5297928A (en) * 1992-06-15 1994-03-29 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Centrifugal compressor
DE19606088A1 (de) 1996-02-19 1997-08-21 Siemens Ag Einrichtung und Verfahren zur Abführung eines flüssigen Schmiermittels aus einer Lageranordnung
JPH09264151A (ja) * 1996-03-29 1997-10-07 Aisin Seiki Co Ltd ターボチャージャのオイル漏れ防止機構
CN200955410Y (zh) 2006-04-20 2007-10-03 浙江露笑机械制造有限公司 一种轴承盖装置
GB0710911D0 (en) * 2007-06-07 2007-07-18 Cummins Turbo Tech Ltd A turbocharger sealing arrangement
GB0720479D0 (en) * 2007-10-13 2007-11-28 Cummins Turbo Tech Ltd Rotating machine and oil control device
GB0814764D0 (en) * 2008-08-13 2008-09-17 Cummins Turbo Tech Ltd Engine braking method and system
DE102009005386A1 (de) * 2009-01-21 2010-07-22 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Ladeeinrichtung für eine Brennkraftmaschine

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