JPH09217630A - 排気タービン過給機 - Google Patents
排気タービン過給機Info
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- JPH09217630A JPH09217630A JP2641796A JP2641796A JPH09217630A JP H09217630 A JPH09217630 A JP H09217630A JP 2641796 A JP2641796 A JP 2641796A JP 2641796 A JP2641796 A JP 2641796A JP H09217630 A JPH09217630 A JP H09217630A
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Abstract
レッサインペラを冷却でき、小型で構造が簡潔であり、
かつコンプレッサ性能を低下させないばかりでなく、運
転時に圧力変動が生じても潤滑油が圧縮空気に混入する
ことがない、排気タービン過給機を提供する。 【解決手段】 軸受ハウジング4がタービン側ハウジン
グ12と連結軸のオイルシール13を備えた中空のコン
プレッサ側ハウジング14とからなり、互いに密着して
水密に連結されている。また、ハウジング14は、コン
プレッサインペラ3に対向する側14aが薄肉に形成さ
れており、かつハウジング12に接する面にオイルシー
ルより上方に設けられた噴射孔17aと、オイルシール
より下方に設けられた排油口17bとを備える。噴射孔
17aは、潤滑油を噴射してコンプレッサインペラに対
向する内面に達するように小径に形成され、排油口17
bは、空洞内の潤滑油が空洞内に充満しないように大き
く形成されている。
Description
の冷却機構を備えた排気タービン過給機に関する。
すような排気タービン過給機が広く用いられている。こ
の排気タービン過給機は、連結軸1で同軸に連結された
タービンインペラ2とコンプレッサインペラ3、連結軸
1を支持する軸受ハウジング4、タービンインペラ2を
囲むタービンハウジング5、及びコンプレッサインペラ
3を囲むコンプレッサハウジング6からなり、内燃機関
の排ガスでタービンインペラ2を回転させ、その駆動力
でコンプレッサインペラ3を回転駆動して、内燃機関に
供給する空気を圧縮(過給)するようになっている。
ービン過給機において、コンプレッサインペラで圧縮さ
れた空気は、例えば200〜220℃の高温空気とな
り、この空気がコンプレッサインペラと軸受ハウジング
との隙間で渦流れによる円盤摩擦で発熱して更に高温
(例えば、215℃以上)になり、この高温空気により
コンプレッサハウジングの背面が過熱(例えば190℃
以上に)される問題点があった。
アルミニウム製であり、200℃以上の高温では許容応
力が低下するため、使用限界(最高回転数)が低下する
問題点があり、そのため、従来からコンプレッサインペ
ラを冷却することが望まれていた。かかる要望を満たす
ため、コンプレッサで圧縮した空気を、インタークーラ
等で冷却し、その冷却空気をコンプレッサインペラの背
面(軸受ハウジングとの隙間)に供給してインペラを冷
却する手段が提案され、一部で実施されている。しか
し、この冷却手段では、インタークーラが不可欠とな
り、全体の構造が複雑で大型になり、かつ圧縮した空気
を用いるので流量低下となりコンプレッサの性能が低下
する問題点があった。
案されたものである。すなわち、本発明の目的は、イン
タークーラ等を用いることなく、コンプレッサインペラ
を冷却でき、小型で構造が簡潔であり、かつコンプレッ
サ性能を低下させない冷却機構を備えた排気タービン過
給機を提供することにある。
ッサインペラを冷却しようとすると、シールを設けてい
ても運転時の圧力変動によりシールを通して潤滑油が圧
縮空気に混入しやすく、内燃機関(エンジン)で混入し
た潤滑油が燃焼して、大気汚染の要因となるおそれがあ
る。本発明は、この問題を本質的に解決するため、コン
プレッサインペラに対向する部分に袋状のジャケットを
設け、その内部に潤滑油を噴射して広く飛散させ、少量
の潤滑油で内面から対向面を冷却し、かつ内部に溜まっ
た潤滑油を連結軸のシールに接することなく排出するよ
うにしたものである。
に連結されたタービンインペラ及びコンプレッサインペ
ラと、連結軸を支持する軸受ハウジングと、タービンイ
ンペラを囲むタービンハウジングと、コンプレッサイン
ペラを囲むコンプレッサハウジングとからなる排気ター
ビン過給機において、前記軸受ハウジングは、連結軸の
タービン側ラジアル軸受を内蔵するタービン側ハウジン
グと、連結軸のオイルシールを備えた中空のコンプレッ
サ側ハウジングとからなり、前記ハウジングは互いに密
着して水密に連結されており、前記コンプレッサ側ハウ
ジングは、コンプレッサインペラに対向する側が薄肉に
形成されており、かつタービン側ハウジングの側の面
は、オイルシールより上方に設けられた噴射孔と、オイ
ルシールより下方に設けられた排油口とを備え、前記噴
射孔は、潤滑油を噴射してコンプレッサインペラに対向
する内面に達するように小径に形成され、前記排油口
は、空洞内の潤滑油が空洞内に充満しないように大きく
形成されている、ことを特徴とする排気タービン過給機
が提供される。
滑油を噴射してコンプレッサインペラに対向する内面に
達するように小径に形成され、排油口が、空洞内の潤滑
油が空洞内に充満しないように大きく形成されているの
で、コンプレッサインペラに対向する薄肉に形成された
壁面を少量の低温(例えば約80℃)の潤滑油により直
接冷却することができ、この面を冷却することにより、
コンプレッサインペラと軸受ハウジングとの隙間にある
高温空気を冷却し、コンプレッサインペラの温度上昇を
間接的に抑制することができる。この場合、例えばコン
プレッサインペラの対向面は、約150℃前後に冷却さ
れ、高温空気は約200℃程度となり、コンプレッサイ
ンペラは180℃前後になって、従来より10〜20℃
程度低温にすることができる。
機の軸受に従来から用いている潤滑油をコンプレッサイ
ンペラの冷却に用いるので、インタークーラ等を用いた
り、別系統の冷却油や冷却水を用いる場合と比較して、
インタークーラのない従来の排気タービン過給機と同等
の大きさ(小型)でしかも簡単な構造とすることができ
る。また、圧縮空気を使用しないのでコンプレッサ性能
を高く保持することができる。
タービン側ハウジングに接する面に設けられた噴射孔と
排油口が、噴射孔はオイルシールより上方に、排油口
は、オイルシールより下方に設けられているので、コン
プレッサインペラの間接冷却に用いた潤滑油が連結軸の
オイルシールに接することがなく、また、空洞内の潤滑
油は少量のため、排油孔から出た潤滑油が排油合流口で
軸受部からの排油と合流しても、排油は円滑に行われる
ため、運転時に圧力変動が生じても潤滑油が圧縮空気に
混入することがない。
ハウジング間にスラスト軸受が配置される。この構成に
より、外径の大きいスラスト軸受を容易に組み込むこと
ができ、かつスラスト軸受に供給される潤滑油の飛沫を
コンプレッサ側ハウジングのオイルシールでシールする
ことができ、潤滑油の圧縮空気への混入を防止すること
ができる。また、この構成によりタービン側ハウジング
も潤滑油で冷却する場合でも、タービン側に供給する油
供給孔を容易に加工することができる。
を図面を参照して説明する。なお、各図において、共通
する部分には同一の符号を付して使用する。図1は、本
発明による排気タービン過給機の全体断面図てあり、図
2はその部分拡大図である。図1において、排気タービ
ン過給機10は、連結軸1で同軸に連結されたタービン
インペラ2及びコンプレッサインペラ3と、連結軸1を
支持する軸受ハウジング4と、タービンインペラ2を囲
むタービンハウジング5と、コンプレッサインペラ3を
囲むコンプレッサハウジング6とからなる。かかる構成
は、図4に示した従来の排気タービン過給機と同様であ
る。
ビン過給機10では、軸受ハウジング4が、連結軸1の
ラジアル軸受11を内蔵するタービン側ハウジング12
と、連結軸1のオイルシール13を備えた中空のコンプ
レッサ側ハウジング14とからなる。2つのハウジング
12,14は、ボルト15により互いに密着して連結さ
れており、かつその間に挟持されたOリング16により
潤滑油が圧縮空気に混入しないように水密にシールして
いる。
ハウジング14は袋状のジャケットを有する中空であ
り、そのコンプレッサインペラ3に対向する側14aが
薄肉に形成されている。また、コンプレッサ側ハウジン
グ14のタービン側ハウジング12に接する側14bに
は、オイルシール13より上方に噴射孔17aが、オイ
ルシール13より下方に排油口17bが設けられてい
る。
プレッサ側ハウジング14の噴射孔17aに連通する油
供給路12aと、排油口17bに連通する油排出路12
bとを有する。油供給路12aには外部より比較的低温
(例えば約80℃前後)の油が潤滑油ポンプ(図示せ
す)より十分な圧力で圧送されている。また、油排出路
12bは、使用済の潤滑油を自重により外部に排出する
ようになっている。
7aは、潤滑油を噴射してコンプレッサインペラ3に対
向する内面に達するように十分小径に形成されている。
また、排油口17bは、空洞内の潤滑油が空洞内に充満
しないように十分大きく形成されている。
ビン過給機10では、タービン側ハウジング12とコン
プレッサ側ハウジング14との間にスラスト軸受7が配
置されている。この構成により、外径の大きいスラスト
軸受7を容易に組み込むことができ、かつスラスト軸受
7に供給される潤滑油の飛沫をコンプレッサ側ハウジン
グのオイルシール13でシールすることができ、潤滑油
の圧縮空気への混入を防止することができる。また、こ
の構成によりタービン側ハウジング12も潤滑油で冷却
する場合でも、図に例示するようにタービン側に供給す
る油供給孔12c,12dを容易に加工することができ
る。
と同様の部分拡大図である。この図に示すように、ター
ビン側ハウジング12とコンプレッサ側ハウジング14
の連結位置を変えてもよい。なお、この図で18はラビ
リンスである。
射孔17aが、潤滑油を噴射してコンプレッサインペラ
3に対向する側14aの内面に達するように小径に形成
され、排油口17bが、空洞内の潤滑油が空洞内に充満
しないように大きく形成されているので、コンプレッサ
インペラに対向する薄肉に形成された壁面14aを低温
(例えば約80℃)の潤滑油により直接冷却することが
でき、この面を冷却することにより、コンプレッサイン
ペラ3と軸受ハウジング(すなわち、コンプレッサ側ハ
ウジング14)との隙間にある高温空気を冷却し、この
空気によりコンプレッサインペラ3の温度が上昇するの
を抑制することができる。この場合、例えばコンプレッ
サインペラ3の対向面は、約150℃前後に冷却され、
高温空気は約200℃程度となり、コンプレッサインペ
ラ3は180℃前後になって、従来より10〜20℃程
度低温にすることができる。
機の軸受に従来から用いている潤滑油をコンプレッサイ
ンペラ3の冷却に用いるので、インタークーラ等を用い
たり、別系統の冷却油や冷却水を用いる場合と比較し
て、インタークーラのない従来の排気タービン過給機と
同等の大きさ(小型)でしかも簡単な構造とすることが
できる。また、圧縮空気を使用しないのでコンプレッサ
性能を高く保持することができる。
4のタービン側ハウジング12に接する面に設けられた
噴射孔17aと排油口17bが、噴射孔17aはオイル
シール13より上方に、排油口17bは、オイルシール
13より下方に設けられているので、コンプレッサイン
ペラ3の間接冷却に用いた潤滑油が連結軸のオイルシー
ル13に接することがなく、運転時に圧力変動が生じて
も潤滑油が圧縮空気に混入することがない。
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できる
ことは勿論である。
により、インペラ背面の空間にある空気を冷却すること
により、間接的にインペラの冷却が可能になり、インペ
ラが冷却されることにより、許容応力の低下を避けるこ
とができ、インペラの材質を変更することなく、回転数
を上げることができる。また、性能には影響を及ぼすこ
とのない潤滑油を用いて冷却するために、性能低下がな
い。
インタークーラ等を用いることなく、コンプレッサイン
ペラを冷却でき、小型で構造が簡潔であり、かつコンプ
レッサ性能を低下させないばかりでなく、運転時に圧力
変動が生じても潤滑油が圧縮空気に混入することがな
い、等の優れた効果を有する。
面図である。
拡大図である。
る。
Claims (2)
- 【請求項1】 連結軸で同軸に連結されたタービンイン
ペラ及びコンプレッサインペラと、連結軸を支持する軸
受ハウジングと、タービンインペラを囲むタービンハウ
ジングと、コンプレッサインペラを囲むコンプレッサハ
ウジングとからなる排気タービン過給機において、 前記軸受ハウジングは、連結軸のタービン側ラジアル軸
受を内蔵するタービン側ハウジングと、連結軸のオイル
シールを備えた中空のコンプレッサ側ハウジングとから
なり、前記ハウジングは互いに密着して水密に連結され
ており、 前記コンプレッサ側ハウジングは、コンプレッサインペ
ラに対向する側が薄肉に形成されており、かつタービン
側ハウジング側の面は、オイルシールより上方に設けら
れた噴射孔と、オイルシールより下方に設けられた排油
口とを備え、 前記噴射孔は、少量の潤滑油を噴射してコンプレッサイ
ンペラに対向する内面に達し広く飛散するように小径に
形成され、前記排油口は、空洞内の潤滑油が空洞内に充
満しないように大きく形成されて排油合流口に連通して
いる、ことを特徴とする排気タービン過給機。 - 【請求項2】 前記ハウジング間にスラスト軸受が配置
される、ことを特徴とする請求項1に記載の排気タービ
ン過給機。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP02641796A JP3606293B2 (ja) | 1996-02-14 | 1996-02-14 | 排気タービン過給機 |
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-
1996
- 1996-02-14 JP JP02641796A patent/JP3606293B2/ja not_active Expired - Lifetime
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