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JP2019044776A - ターボチャージャ - Google Patents

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Abstract

【課題】新たなターボチャージャを提供する。【解決手段】ターボチャージャは、第1の媒体を膨張させるためのタービンであって、タービンロータ、および流入筐体と流出筐体とから成るタービン筐体を備えるタービンと、第1の媒体の膨張の間にタービンにおいて抽出されるエネルギーを利用して第2の媒体を圧縮するための圧縮機であって、シャフトを介してタービンロータに結合される圧縮機ロータ、圧縮機筐体、および吸入連結器/挿入部品を備える圧縮機と、タービンロータおよび圧縮機ロータに結合するシャフトが搭載される軸受筐体と、タービンの流入筐体および流出筐体、圧縮機筐体、吸入連結器、ならびに軸受筐体がタービン筐体および圧縮機筐体に連結されるときに介在するネジ連結部と、を備える。タービン側におけるネジと、圧縮機側におけるネジと、が対応するネジ連結部を形成するために同一となるように具体化される。【選択図】図2

Description

本発明はターボチャージャに関する。
ターボチャージャは、第1の媒体を膨張させるためのタービンと、第2の媒体を圧縮するための圧縮機とを備える。ターボチャージャのタービンはタービン筐体とタービンロータとを備える。ターボチャージャの圧縮機は圧縮機筐体と圧縮機ロータとを備える。タービンロータと圧縮機ロータとは、ターボチャージャの軸受筐体において回転可能に搭載されるシャフトを介して互いに連結されている。ターボチャージャの軸受筐体はタービン筐体と圧縮機筐体との両方に連結されている。ターボチャージャのタービンは、軸流タービンまたはラジアルタービンとして具体化され得る。ターボチャージャの圧縮機は、同じく、軸流圧縮機またはラジアル圧縮機として具体化され得る。
ターボチャージャのタービンのタービン筐体は、流入筐体と流出筐体とを備える。タービンのタービン筐体の流入筐体とタービン筐体の流出筐体とは、ネジを介して互いと連結されている。
具体的には、タービンがラジアルタービンとして具体化されるとき、タービン筐体の流入筐体はタービン筐体の流出筐体と軸受筐体との間に配置され、そのため軸受筐体は、さらなるネジを介してタービン筐体の流入筐体に連結される。
具体的には、タービンが軸流タービンとして具体化されるとき、タービン筐体の流出筐体は軸受筐体とタービン筐体の流入筐体との間に配置され、そのためタービン筐体の流出筐体は、ネジを介して軸受筐体に連結される。
吸入連結器または圧縮機の挿入部品が、さらなるネジを介して圧縮機筐体に連結され、圧縮のための空気が、吸入連結器または挿入部品を介して、圧縮機によって吸い込まれる。
さらに、ターボチャージを、設置支持体を介して機械土台または内燃機関に搭載することが知られている。これらの設置支持体は、ネジを介してタービン筐体および/または軸受筐体および/または圧縮機筐体に連結され得る。
慣行から知られているターボチャージャでは、個々に適合されたネジが、前述のネジ連結の各々の領域に用いられる。これらのネジは、万一の損傷の場合において、構成要素がターボチャージャから離脱されることを防止するように意図されている安全に関連する構成要素であり、用いられるネジの各々は、より多くの要件、詳細な試験などを伴ういわゆる企画されたネジであり、その結果としてターボチャージャのコストが増加する。
ここから始まって、本発明は、新たな種類のターボチャージャを作り出すという目的に基づかれている。
この目的は、請求項1によるターボチャージャを通じて解決される。対応するネジ連結部を形成するための、タービン側におけるネジと、圧縮機側におけるネジと、が同一となるように具体化される。
本明細書に存在する本発明により、圧縮機およびタービンの領域において対応するネジ連結部を形成するために、ターボチャージャの圧縮機とタービンとにおいて同一のネジを使用することが初めて提案される。このため、ターボチャージャの同一の部品の数が増加させられる。そのため、対応するネジがより多くの量で生産でき、その結果としてコストが低減できる。
優先的には、タービン流入筐体とタービン流出筐体とを連結するためのネジと、圧縮機筐体と吸入連結器または挿入部品とを連結するためのネジと、が同一となるように具体化される。これは、できるだけ多くの同一のネジを使用するために、およびコストを低減するために、特に好ましい。
さらに、軸受筐体をタービン筐体に留め付けるためのネジ、ならびに/または軸受筐体を圧縮機筐体に留め付けるためネジ、ならびに/またはターボチャージャの設置支持体をタービン筐体および/もしくは軸受筐体および/もしくは圧縮機筐体に留め付けるためのネジも、同一となるように具体化される。これによって、同一のネジの数と、延いては同一の部品の数と、がさらに増加させられる。コストはさらに低減できる。
本発明の好ましいさらなる発展は、従属請求項および以下の記載から得られる。本発明の例示の実施形態が図面を用いてより詳細に説明されているが、これに限定されることはない。
第1のターボチャージャを貫く断面図である。 第2のターボチャージャの概略図である。 図2のターボチャージャの詳細である。 図2のターボチャージャのさらなる詳細である。 図2のターボチャージャのさらなる詳細である。
図1は、第1のターボチャージャ1の基本的な構造を示している。ターボチャージャ1は、第1の媒体を膨張させるためのタービン2、具体的には、内燃機関の排気ガスを膨張させるためのタービン2を備えている。さらに、ターボチャージャ1は、第2の媒体、具体的には、給気を圧縮するための圧縮機3を備えており、つまり、第1の媒体の膨張の間にタービン2において抽出されるエネルギーを利用する。タービン2は、タービン筐体4とタービンロータ5とを備える。圧縮機3は、圧縮機筐体6と圧縮機ロータ7とを備える。圧縮機ロータ7は、軸受筐体9に搭載されているシャフト8を介してタービンロータ5に結合されており、軸受筐体9は、タービン筐体4と圧縮機筐体6との間に位置決めされており、タービン筐体4と圧縮機筐体6との両方に連結されている。さらに、図1は、圧縮機側における消音器10を示している。
タービン2のタービン筐体4は、流入筐体11と流出筐体12とを備える。流入筐体11によって、タービン2の領域において膨張される第1の媒体はタービンロータ5に送り込むことができる。流出筐体12によって、タービンロータ5の領域において膨張される第1の媒体はタービン2から離れるように流れる。
流入筐体11および流出筐体12を除いて、タービン筐体4は挿入部品13を備え、挿入部品13は、具体的には、流入筐体11の領域において延びており、つまり、径方向外側のタービンロータ5の動翼14に隣接するタービンロータ5に隣接して延びている。タービン筐体4は、ノズル環15をさらに備えている。ノズル環15はタービン案内装置とも称される。さらに、図1は、流入筐体11および軸受筐体9の連結領域における封止カバー16を示している。封止カバー16は、軸受筐体カバーまたは熱遮蔽体とも称される。
さらに、図1は、圧縮機側における吸入連結器/挿入部品17を示しており、吸入連結器/挿入部品17を介して圧縮機3は消音器10から空気を吸い込む。
図1のターボチャージャの場合では、タービン2はラジアルタービンとして具体化されている。この場合、タービン2の流入筐体11は、軸受筐体9と流出筐体12との間に位置決めされている。図1から、タービン2の流入筐体11とタービン2の流出筐体12とがネジ18を介して連結されていることは明らかである。軸受筐体9は、ネジ19を介してタービンの流入筐体11に連結されており、つまり、締め付ける爪の連結を形成している。さらに、軸受筐体9は、締め付ける爪の連結を形成するように、ネジ19を介して圧縮機筐体6に連結されている。さらに、吸入連結器/挿入部品17は、ネジ21を介して圧縮機筐体6に連結されている。
さらなるターボチャージャ1が図2によって示されており、図2のターボチャージャ1の場合、タービン2は軸流タービンとして具体化されている。この場合、タービン2のタービン筐体4の流出筐体12は、軸受筐体9と流入筐体11との間に配置されている。図2は、流入筐体11と図2の軸流タービン2の流出筐体12とを連結するように機能するネジ18を示している。さらに、図2は、圧縮機筐体6を吸入連結器/挿入部品17に連結するように機能するネジ21を示している。軸受筐体9が圧縮機筐体6とタービン筐体4とに連結されるときに介在するネジ19、20は、図2に示されていない。しかしながら、図2は、機械土台において、または、内燃機関の組立体において、図2のターボチャージャ1を設置するために機能する設置支持体22を示している。ここで、タービン側における設置支持体22は、ネジ23を介して、タービン筐体4に連結され、つまり、タービン筐体4の流出筐体12に連結される。
本明細書に存在する本発明に関して、対応するネジ連結部を形成するための、タービン側におけるネジと、圧縮機側におけるネジと、が同一となるように具体化されている。
このため、ターボチャージャ1における同一のネジの数と、延いては同一の部品の数と、が増加させられ得る。それによってコストが低減できる。
有利なさらなる発展によれば、タービン2のタービン筐体4の流入筐体11と流出筐体12とを連結するためのネジ18と、圧縮機筐体6と吸入連結器17とを連結するためのネジ21と、は同一となるように具体化されている。したがって、図3および図5は、ネジ18および21を使用するネジ連結部の詳細、つまり一方において、図2のターボチャージャ1のタービン2のタービン筐体4の流入筐体11と流出筐体12との間のネジ連結部と、他方における圧縮機筐体6と吸入連結器/挿入部品17との間でネジ21を使用するネジ連結部と、の詳細を示している。これらのネジ18、21は同一となるように具体化されている。したがって、ネジ18、21は、同一のネジ径と同一のネジ長とを有し、同一の材料から製作されている。これらのネジ18、21の間には何であれ違いはない。
さらに、設置支持体22を図2のタービン2のタービン筐体4の流出筐体12に留め付けるように機能するネジ23は、優先的にはネジ21および18と同一に具体化される。図4は、タービン筐体4の流出筐体12と設置支持体22との間のネジ23を使用するネジ連結部の詳細を示している。
有利なさらなる発展によれば、軸受筐体9をタービン筐体4に留め付けるように機能するネジ19と、軸受筐体9を圧縮機筐体6に連結するように機能するネジ20と、はネジ21、18、および23と同一となるように具体化される。したがって、多くの同一のネジが、ターボチャージャ1においてネジ連結部を形成するために利用できる。このため、同一の部品の数が増加させられる。コストが低減される。
優先的には、同一となるように具体化されたネジは、耐熱ネジとして具体化される。
したがって、本明細書に存在する本発明の目的は、ターボチャージャ1における幅広い範囲のネジ連結を形成するために、つまり、タービン2の領域におけるネジ連結部を形成するため、および圧縮機3の領域におけるネジ連結部を形成するための両方で、同一のネジを利用することである。
1 ターボチャージャ
2 タービン
3 圧縮機
4 タービン筐体
5 タービンロータ
6 圧縮機筐体
7 圧縮機ロータ
8 シャフト
9 軸受筐体
10 消音器
11 流入筐体
12 流出筐体
13 挿入部品
14 動翼
15 ノズル環
16 封止カバー
17 吸入連結器/挿入部品
18 ネジ
19 ネジ
20 ネジ
21 ネジ
22 設置支持体
23 ネジ

Claims (7)

  1. 第1の媒体を膨張させるためのタービン(2)であって、タービンロータ(5)、および流入筐体(11)と流出筐体(12)とから成るタービン筐体(4)を備えるタービン(2)と、
    前記第1の媒体の膨張の間に、前記タービン(2)において抽出されるエネルギーを利用して第2の媒体を圧縮するための圧縮機(3)であって、シャフト(8)を介して前記タービンロータ(5)に結合される圧縮機ロータ(7)、圧縮機筐体(6)、および吸入連結器/挿入部品(17)を備える圧縮機(3)と、
    前記タービンロータ(5)および前記圧縮機ロータ(7)に結合する前記シャフト(8)が搭載される軸受筐体(9)と、
    ネジ連結部であって、該ネジ連結部を介して、前記タービンの前記流入筐体(11)および前記流出筐体(12)、前記圧縮機筐体(6)、前記吸入連結器/挿入部品(17)、ならびに前記軸受筐体(9)が前記タービン筐体(4)および前記圧縮機筐体(6)に連結される、ネジ連結部と、
    を備えるターボチャージャ(1)において、
    対応するネジ連結部を形成するための、前記タービン側におけるネジ(18、19、23)と、前記圧縮機側におけるネジ(20、21)と、が同一となるように具体化されることを特徴とするターボチャージャ(1)。
  2. 前記タービン筐体(4)の前記流入筐体(11)と前記タービン筐体(4)の前記流出筐体(12)とを連結するためのネジ(18)と、前記圧縮機筐体(6)と前記吸入連結器/挿入部品(17)とを連結するためのネジ(21)と、が同一となるように具体化されることを特徴とする、請求項1に記載のターボチャージャ。
  3. さらに、設置支持体(22)を前記タービン筐体(4)および/または前記軸受筐体(9)および/または前記圧縮機筐体(6)に留め付けるためのネジ(23)が、同一となるように具体化されることを特徴とする、請求項2に記載のターボチャージャ。
  4. さらに、前記軸受筐体(9)を前記タービン(4)に留め付けるためのネジ(19)が同一となるように具体化されることを特徴とする、請求項2または3に記載のターボチャージャ。
  5. さらに、前記軸受筐体(9)を前記圧縮機筐体(6)に留め付けるためのネジ(20)が同一となるように具体化されることを特徴とする、請求項2から4のいずれか一項に記載のターボチャージャ。
  6. 同一となるように具体化されたネジ(18、19、20、21、23)は、耐熱ネジとして具体化されることを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載のターボチャージャ。
  7. 同一となるように具体化されたネジ(18、19、20、21、23)は、同一のネジ径および同一のネジ長を有し、同一の材料から製作される、請求項1から6のいずれか一項に記載のターボチャージャ。
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