JPS5824604B2 - supercharger - Google Patents

supercharger

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JPS5824604B2
JPS5824604B2 JP437277A JP437277A JPS5824604B2 JP S5824604 B2 JPS5824604 B2 JP S5824604B2 JP 437277 A JP437277 A JP 437277A JP 437277 A JP437277 A JP 437277A JP S5824604 B2 JPS5824604 B2 JP S5824604B2
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JP
Japan
Prior art keywords
compressor
turbine
oil
bearing
supercharger
Prior art date
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Expired
Application number
JP437277A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5390515A (en
Inventor
根本政明
北村裕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 叛発明は排気により駆動される過給器の改善に関する。[Detailed description of the invention] The invention relates to improvements in exhaust driven superchargers.

2サイクルのテイーゼル機関やガソリン機関では、4サ
イクル機関とは異なり排気の排出と給気の吸入の行程が
ないため、シリンダでの燃焼ガスの掃気と新しい空気の
充填を行うために外部から空気を強制的に送り込んでや
る必要がある。
Two-stroke tasel engines and gasoline engines differ from four-stroke engines in that they do not have a process for discharging exhaust gas and sucking in air, so air is drawn in from the outside to scavenge combustion gas and fill the cylinder with fresh air. We need to forcefully send them in.

その装置として、燃焼ガスの排気を利用しタービン、コ
ンプレッサにより大気中の空気を圧縮供給する過給機が
ある。
As a device for this purpose, there is a supercharger that compresses air from the atmosphere using a turbine or a compressor using exhaust gas from combustion.

また、この方式はボイラの送風にも応用されている。This method is also applied to boiler ventilation.

この種の過給機の例を第1図に示す。An example of this type of supercharger is shown in FIG.

図において、01はタービン翼車、02はコンプレッサ
翼車、03はタービンケーシング、04はコンプレッサ
ケーシング、05はタービン軸、06はジャーナル軸受
、07はスラスト軸受、08はスラストカラ、09は給
油孔、010は排油孔である。
In the figure, 01 is a turbine wheel, 02 is a compressor wheel, 03 is a turbine casing, 04 is a compressor casing, 05 is a turbine shaft, 06 is a journal bearing, 07 is a thrust bearing, 08 is a thrust collar, 09 is an oil supply hole, 010 is the oil drain hole.

タービンケーシング03を通り送り込まれたディーゼル
機関やボイラの排気をタービン翼車01にあて回転エネ
ルギに変える。
Exhaust gas from a diesel engine or boiler fed through a turbine casing 03 is applied to a turbine wheel 01 and converted into rotational energy.

タービン軸05の他端にはコンプレッサ翼車02があり
、これを回転させることで大気中の空気は圧縮され、コ
ンプレッサケーシング04を通じてエンジンやボイラへ
送風されている。
There is a compressor impeller 02 at the other end of the turbine shaft 05, and by rotating the compressor impeller 02, air in the atmosphere is compressed and blown through the compressor casing 04 to an engine or a boiler.

なお、タービン軸05はジャーナル軸受06とスラスト
軸受07に支えられて回転する。
Note that the turbine shaft 05 rotates while being supported by a journal bearing 06 and a thrust bearing 07.

いずれの軸受もタービン翼車とコンプレッサ翼車の中間
にある。
Both bearings are located between the turbine wheel and the compressor wheel.

過給機の効率向上、コンパクト化等の理由から軸は高速
回転が要求され、従って軸受はフローティングプッシュ
のように高速安定性に富む型式が採用される。
For reasons such as improving the efficiency and making the turbocharger more compact, the shaft is required to rotate at high speed, and therefore a type of bearing that is highly stable at high speeds, such as a floating push type, is adopted.

また、高速すべりから来る摩擦熱の除去のため、潤滑油
は外部のポンプにより強制循環され、途中には冷却器と
フィルタが置かれている。
In addition, to remove the frictional heat resulting from high-speed sliding, lubricating oil is forcibly circulated by an external pump, and a cooler and filter are placed along the way.

しかし、上記従来装置には次のような欠点がある。However, the above conventional device has the following drawbacks.

(1) 外部に潤滑油供給用のポンプや冷却用のクー
ラを設ける必要があり、部品点数が増し全体構造の占め
るスペースが太き(なりコストアップにつながり、また
配管系を含み複雑になる。
(1) It is necessary to install a pump for lubricating oil supply and a cooler for cooling externally, which increases the number of parts and occupies a larger space in the overall structure (which leads to increased costs and makes the piping system more complicated).

(2)油潤滑のためタービン部とコンプレッサ部の間に
シールが必要となる。
(2) A seal is required between the turbine section and the compressor section for oil lubrication.

特にタービン部において、停止時の油漏れからタービン
の高温により生じたカーボナイズした固形炭素で軸、軸
受及びシールが損傷し、事故に到ることがあった。
Particularly in the turbine section, shafts, bearings, and seals were damaged by carbonized solid carbon produced by the high temperature of the turbine due to oil leakage during shutdown, which could lead to accidents.

(3)エンジンのシステム油を兼用する場合には、油が
汚れており、軸受部に入った塵埃により相愛に傷がつく
とか焼付くことがあった。
(3) When the oil is used as the engine system oil, the oil is dirty, and the dust that gets into the bearings can cause scratches or seizures.

(4)油量の消費があるため、その補給や保守に手間が
かかつていた。
(4) Since oil is consumed, replenishment and maintenance are time consuming.

(5)熱効率向上からタービンガス温度を上げるとター
ビン側の軸受が高温になるので、油量を増すとか油温を
下げるとかするためにポンプやクーラを大型にしなげれ
ばならない。
(5) When the turbine gas temperature is increased to improve thermal efficiency, the bearings on the turbine side become hot, so pumps and coolers must be made larger in order to increase the amount of oil or lower the oil temperature.

本発明の目的は上記欠点を排除した過給機を提供するこ
とであり、その特徴とするところは、(f)タービン翼
車を上方に、コンプレッサ翼車を下方に配置し竪型とし
たこと、 (イ)ジャーナル軸受を空気潤滑のチルチングパッド型
とし、コンプレッサとタービン間に1個配置し、スラス
ト軸受を油潤滑球面スパイラル溝付軸受とし、コンプレ
ッサ端部に設けたこと、(つ)油潤滑球面スパイラル溝
付スラスト軸受をクローズドした油溜め内に設け、油は
周りに設けた冷却フィンによりコンプレッサ吸入空気で
冷却されるようにし、油の強制循環や強制冷却装置を不
要にしたこと である。
An object of the present invention is to provide a supercharger that eliminates the above-mentioned drawbacks, and its features include (f) a vertical shape with the turbine wheel placed above and the compressor wheel placed below; (a) The journal bearing is an air-lubricated tilting pad type, and one piece is placed between the compressor and the turbine, and the thrust bearing is an oil-lubricated spherical spiral grooved bearing, which is installed at the end of the compressor. A lubricated spherical spiral grooved thrust bearing is installed in a closed oil reservoir, and the oil is cooled by the compressor intake air through cooling fins around it, eliminating the need for forced oil circulation or forced cooling equipment. .

以下図面を参照して本発明による1実施例につき説明す
る。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第2図は本発明による1実施例の過給機を示す断面図、
第3図は第2図の■−■矢視断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing a supercharger according to an embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a sectional view taken along the line ■--■ in FIG. 2.

図において、1はタービン翼車、2はコンプレッサ翼車
で、上記タービン翼車1の下方に位置させ、竪型に配置
しである。
In the figure, 1 is a turbine wheel, and 2 is a compressor wheel, which are located below the turbine wheel 1 and arranged vertically.

3はタービンケーシング、4はコンプレッサケーシング
である。
3 is a turbine casing, and 4 is a compressor casing.

5はタービン軸で、上記タービン翼車1に設けられた円
筒状軸で、上記コンプレッサ翼車2に設けられたリング
状部と接合され、同円筒状軸内を通したタイボルト6で
もって上記タービン翼車1とコンプレッサ翼車2とを締
結しである。
Reference numeral 5 denotes a turbine shaft, which is a cylindrical shaft provided on the turbine wheel 1 and is connected to a ring-shaped portion provided on the compressor wheel 2, and is connected to the turbine with a tie bolt 6 passing through the cylindrical shaft. The blade wheel 1 and the compressor blade wheel 2 are fastened together.

1は空気潤滑チルチングパッド型ジャーナル軸受で、上
記タービン軸5を支持するように設けられている。
Reference numeral 1 denotes an air-lubricated tilting pad type journal bearing, which is provided to support the turbine shaft 5.

8はスパイラル溝付球面軸で、上記コンプレッサ翼車2
の軸心下端部、即ち上記タイボルト6の端面に設げられ
ている。
8 is a spiral grooved spherical shaft, which is attached to the compressor wheel 2.
The tie bolt 6 is provided at the lower end of the axis thereof, that is, at the end face of the tie bolt 6.

10は油潤滑球面スパイラル溝付スラスト軸受で、上記
コンプレッサケーシング4の内側ケーシングに形成され
た“らっば“状開口部を横断して設けられた油溜め9内
に、上記球面軸8を支持するように設けられている。
Reference numeral 10 denotes an oil-lubricated spherical spiral grooved thrust bearing, which supports the spherical shaft 8 in an oil reservoir 9 provided across a "rubber"-shaped opening formed in the inner casing of the compressor casing 4. It is set up to do so.

11は冷却フィンで、上記コンプレッサケーシング4よ
り上記油溜め9内に突出して複数個設けられている。
A plurality of cooling fins 11 are provided to protrude from the compressor casing 4 into the oil reservoir 9.

上記構成の場合の作用について述べる。The operation in the case of the above configuration will be described.

(1)ディーゼル機関やボイラからタービンケーシング
3を通り送り込まれる高圧の排気ガスはタービン翼車1
にエネルギを与え、タービン軸5を回転させる。
(1) High-pressure exhaust gas is sent from the diesel engine or boiler through the turbine casing 3 to the turbine blade wheel 1.
gives energy to rotate the turbine shaft 5.

この時、コンプレッサ翼車2により空気は圧縮され、コ
ンプレッサケーシング4を通じて燃焼室または燃焼器へ
送風される。
At this time, air is compressed by the compressor wheel 2 and blown to the combustion chamber or combustor through the compressor casing 4.

(11)タービン軸5はジャーナル部をチルチングパッ
ド型ジャーナル空気軸受1により支えられており、はじ
め軸受と固体接触しているが、回転が上がると軸受との
間の動圧により空気フィルムが発生し軸と軸受は完全に
離れ空気潤滑される。
(11) The journal part of the turbine shaft 5 is supported by a tilting pad type journal air bearing 1, and is initially in solid contact with the bearing, but as the rotation increases, an air film is generated due to the dynamic pressure between the bearing and the turbine shaft 5. The shaft and bearings are completely separated and air lubricated.

(iii) コンプレッサ端部にある小径の球面スパ
イジル溝付軸受10は油潤滑されスラスト荷重を受けも
つ。
(iii) A small-diameter spherical spiral grooved bearing 10 at the end of the compressor is lubricated with oil and carries a thrust load.

(iV) 過給機の向きを竪型にしたことで、スター
ト時の軸及び翼車を含む回転体の自重を油潤滑のスラス
ト軸受10で支え、空気潤滑のジャーナル軸受7の負担
を軽減させる。
(iV) By making the turbocharger vertical, the weight of the rotating body including the shaft and impeller during startup is supported by the oil-lubricated thrust bearing 10, reducing the burden on the air-lubricated journal bearing 7. .

上述のように本発明による場合は次の効果がある。As described above, the present invention has the following effects.

(1) ジャーナル軸受7が空気軸受であるため、摩
擦損失馬力が小さい。
(1) Since the journal bearing 7 is an air bearing, friction loss horsepower is small.

(2)ジャーナル軸受7がチルチングパッド型であるた
め、軸の熱膨張が許容でき、冷却を必要としない。
(2) Since the journal bearing 7 is of the tilting pad type, thermal expansion of the shaft can be tolerated and cooling is not required.

(3)ジャーナル軸受1が空気軸受であり、スラスト軸
受10は油軸受であるが、冷却フィン11をもつ油溜9
を内蔵しているので、外部に油ポンプやクーラ及びフィ
ルタを必要としない。
(3) Although the journal bearing 1 is an air bearing and the thrust bearing 10 is an oil bearing, the oil reservoir 9 has cooling fins 11.
Built-in, there is no need for an external oil pump, cooler, or filter.

(4)コンプレッサ端部にスラスト軸受10を設けるこ
とにより、軸径の小さな球面スパイラル溝付軸受の使用
が可能になる。
(4) By providing the thrust bearing 10 at the end of the compressor, it is possible to use a spherical spiral grooved bearing with a small shaft diameter.

従って、油潤滑でしかも摩擦損失の少ない軸受が採用さ
れる。
Therefore, oil-lubricated bearings with low friction loss are used.

:5)自動調心性のある1個の球面スパイラル溝付スラ
スト軸受10と1個のチルチングパッドジャーナル軸受
70組合せとしたことにより、り゛ −ビン組立て精度
が緩和される。
:5) By combining one self-aligning spherical spiral grooved thrust bearing 10 and one tilting pad journal bearing 70, the assembly accuracy of the bin can be reduced.

(6)過給機は高速回転であるため、潤滑油温度が上昇
するが、油溜め9内に設けた冷却フィン11により潤滑
油の冷却をおこなえる。
(6) Since the supercharger rotates at high speed, the temperature of the lubricating oil increases, but the cooling fins 11 provided in the oil reservoir 9 can cool the lubricating oil.

(カ チルチングパッドジャーナル気体軸受7及び球面
スパイラル溝付スラスト軸受10は共に高速安定性に富
むので、小型高出力の過給機が可能となる。
(The tilting pad journal gas bearing 7 and the spherical spiral grooved thrust bearing 10 both have excellent high-speed stability, making it possible to create a compact, high-output supercharger.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の過給機を示す断面図、第2図は本発明に
よる1実施例の過給機を示す断面図、第3図は第2図の
■−■矢視断面図である。 1・・・・・・タービン翼車、2・・・・・・コンプレ
ッサ翼車、3・・・・・・タービンケーシング、4・・
・・・・コンプレッサケーシング、5・・・・・・ター
ビン軸、6・・・・・・タイボルト、1・・・・・・空
気潤滑チルチングパッド型ジャーナル軸受、8・・・・
・・スパイラル溝付球面軸、9・・・・・・油溜め、1
0・・・・・・油潤滑球面スパイラル溝付スラスト軸受
、11・−・・・・冷却フィン。
Fig. 1 is a cross-sectional view showing a conventional supercharger, Fig. 2 is a cross-sectional view showing an embodiment of the supercharger according to the present invention, and Fig. 3 is a cross-sectional view taken along the -■ arrow in Fig. 2. . 1... Turbine impeller, 2... Compressor impeller, 3... Turbine casing, 4...
... Compressor casing, 5 ... Turbine shaft, 6 ... Tie bolt, 1 ... Air lubricated tilting pad type journal bearing, 8 ...
... Spiral grooved spherical shaft, 9 ... Oil reservoir, 1
0... Oil-lubricated spherical spiral grooved thrust bearing, 11... Cooling fin.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 排気を利用して駆動されるタービン翼車と同軸に結
合されたコンプレッサ翼車とで構成された過給機におい
て、上記コンプレッサ翼車側を下方にして竪型となし、
上記タービン翼車とコンプレッサ翼車をつないだ駆動軸
をチルチングパッド型ジャーナル軸受で支持し、空気吸
入路を形成するコンプレッサ入口ケーシングに囲まれた
油溜め内に位置するようにコンプレッサ翼車車軸の下端
部に球面スラスト軸受を設け、更に上記油溜め内に上記
コンプレッサ入口ケーシングより突出した複数の冷却フ
ィンを備えたことを特徴とする過給機。
1. A supercharger configured with a turbine wheel driven using exhaust gas and a compressor wheel coupled coaxially, with the compressor wheel side facing downward, and having a vertical shape,
The drive shaft connecting the turbine impeller and compressor impeller is supported by a tilting pad type journal bearing, and the compressor impeller axle is positioned in an oil sump surrounded by a compressor inlet casing forming an air intake passage. A supercharger characterized in that a spherical thrust bearing is provided at the lower end, and a plurality of cooling fins are provided in the oil reservoir and protrude from the compressor inlet casing.
JP437277A 1977-01-20 1977-01-20 supercharger Expired JPS5824604B2 (en)

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JPS5390515A JPS5390515A (en) 1978-08-09
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