JP2009236068A - Supercharger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、タービンハウジングとコンプレッサハウジングとの間に位置するベアリングハウジング内に、駆動シャフトを支持する軸受が設けられた過給機に関するものである。 The present invention relates to a supercharger in which a bearing for supporting a drive shaft is provided in a bearing housing located between a turbine housing and a compressor housing.
周知のように、過給機は、ラジアルタービンとコンプレッサとが同一回転軸上に配置され、ラジアルタービン内のタービンインペラとコンプレッサ内のコンプレッサインペラが駆動シャフトで連結されて、タービンインペラが排気ガス等により回動すると駆動シャフトを介してコンプレッサインペラが回動し、空気等が圧縮されるように構成されている(例えば特許文献1参照)。 As is well known, in a turbocharger, a radial turbine and a compressor are arranged on the same rotating shaft, a turbine impeller in the radial turbine and a compressor impeller in the compressor are connected by a drive shaft, and the turbine impeller is connected to an exhaust gas or the like. Is configured such that the compressor impeller rotates through the drive shaft and the air or the like is compressed (see, for example, Patent Document 1).
上記過給機において、ラジアルタービンとコンプレッサとの間に配置されて駆動シャフトを収容するベアリングハウジング内には該駆動シャフトを支持するための軸受(ベアリング)が設けられており、駆動シャフトを円滑に回転させるための潤滑媒体としてオイルを採用した潤滑油軸受(例えば特許文献2参照)や、空気を採用した空気軸受(例えば特許文献3参照)が一般的に知られている。
ところで、上記のような従来の過給機においては以下の問題があった。
即ち、潤滑油を用いた軸受の場合、潤滑油自体の粘性による軸受損失が大きいため回転効率が悪いという問題があった。また。潤滑油が駆動シャフトの周辺からコンプレッサ等に漏出して圧縮空気に油分が混じってしまうおそれがあり、さらに当該潤滑油から析出した不純物が軸受部分に付着して回転性能を低下させてしまうという問題があった。
By the way, the conventional turbocharger as described above has the following problems.
That is, in the case of the bearing using the lubricating oil, there is a problem that the rotational efficiency is poor because the bearing loss due to the viscosity of the lubricating oil itself is large. Also. There is a risk that the lubricating oil may leak from the periphery of the drive shaft to the compressor, etc., and the oil component may be mixed in the compressed air, and impurities deposited from the lubricating oil may adhere to the bearing portion and reduce the rotational performance. was there.
また、空気軸受を用いた場合は、駆動シャフトに高圧の空気を供給して非接触で支持する方式のため、支持力を大きくして確実に駆動シャフトを支持するにはそれだけ余分なエネルギーを要する。また、ラジアルタービンを回転させる排気ガスからの粉塵が軸受部分に入り込んで軸受の回転性能に悪影響を与えるおそれがあった。 In addition, when an air bearing is used, high-pressure air is supplied to the drive shaft to support it in a non-contact manner, so that extra energy is required to increase the support force and support the drive shaft reliably. . Further, dust from the exhaust gas that rotates the radial turbine may enter the bearing portion and adversely affect the rotational performance of the bearing.
この発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、軸受損失を低減させるとともに軸受部分のクリーンな環境を維持ことができ、高効率で大きな支持力を発生させることが可能な軸受を備えた過給機を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such a problem. A bearing capable of reducing bearing loss and maintaining a clean environment of the bearing portion and generating a large supporting force with high efficiency is provided. An object is to provide a supercharger equipped.
前記課題を解決するため、この発明は以下の手段を提案している。
即ち、本発明に係る過給機は、ベアリングハウジングを中に挟んでこの両側にタービンハウジングとコンプレッサハウジングとが設けられ、これら各ハウジングの内部に軸線回りに回転される駆動シャフトが挿通され、前記タービンハウジング内における前記駆動シャフトにタービンインペラが設けられると共に前記コンプレッサハウジング内における前記駆動シャフトにコンプレッサインペラが設けられた過給機において、前記ベアリングハウジング内に、前記駆動シャフトを前記軸線回りに回転自在かつ非接触に支持する静圧空気軸受が設けられ、前記各インペラのディスク背面側に、前記駆動シャフトを挿通させながら各ハウジング内を区画する仕切り板がそれぞれ配設されるとともに、前記ディスクと前記仕切り板との間に、前記タービンインペラ及び前記コンプレッサインペラの高圧流体が前記ベアリングハウジング内に浸入するのを妨げるシールが設けられていることを特徴としている。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
That is, the turbocharger according to the present invention is provided with a turbine housing and a compressor housing on both sides of a bearing housing therebetween, and a drive shaft that rotates about an axis is inserted into each of the housings. In a turbocharger in which a turbine impeller is provided on the drive shaft in the turbine housing and a compressor impeller is provided on the drive shaft in the compressor housing, the drive shaft is rotatable around the axis in the bearing housing. A non-contact hydrostatic air bearing is provided; a partition plate for partitioning each housing while the drive shaft is inserted is disposed on the back side of the disk of each impeller; Between the partition plate, Bin'inpera and high pressure fluid of the compressor impeller is characterized in that the seal that prevents from entering into the bearing housing.
このような特徴の過給機によれば、静圧空気軸受を採用することで潤滑油を用いずとも非接触状態を維持して駆動シャフトを確実に支持することができる。これによって、軸受損失を低減させるとともに、クリーンな環境を維持することが可能となる。
ここで、静圧空気軸受による駆動シャフトの支持力は、当該静圧空気軸受が配設される雰囲気の圧力と静圧空気軸受に供給される高圧空気との圧力差が顕著なほど大きなものとなる。即ち、静圧空気軸受周囲の圧力が高い場合には高圧空気による駆動シャフトの支持力が損なわれてしまう。
これに対し本発明の過給機においては、シールによって静圧空気軸受が配設されるベアリングハウジング内とタービンハウジング内及びコンプレッサハウジング内との間に圧力差を設けることで静圧空気軸受の周囲を大気圧程度に低く抑えることができるため、静圧空気軸受の高圧空気による支持力を損なうことなく、効率的に駆動シャフトを支持することが可能となる。
さらに、シールがタービンハウジング内の排気ガスによる粉塵の浸入を妨げるため、ベアリングハウジング内をクリーンな環境に維持することができる。
According to the turbocharger having such a feature, the non-contact state can be maintained and the drive shaft can be reliably supported by using a hydrostatic air bearing without using lubricating oil. As a result, it is possible to reduce bearing loss and maintain a clean environment.
Here, the support force of the drive shaft by the hydrostatic air bearing is such that the pressure difference between the pressure of the atmosphere in which the hydrostatic air bearing is disposed and the high pressure air supplied to the hydrostatic air bearing is significant. Become. That is, when the pressure around the hydrostatic air bearing is high, the supporting force of the drive shaft by the high pressure air is impaired.
On the other hand, in the turbocharger of the present invention, by providing a pressure difference between the bearing housing in which the hydrostatic air bearing is disposed by the seal, the turbine housing, and the compressor housing, the periphery of the hydrostatic air bearing is provided. Therefore, it is possible to efficiently support the drive shaft without impairing the supporting force of the hydrostatic air bearing by the high-pressure air.
Furthermore, since the seal prevents dust from entering by exhaust gas in the turbine housing, the inside of the bearing housing can be maintained in a clean environment.
また、本発明に係る過給機においては、前記シールが、ラビリンスシールであることを特徴としている。
これにより、ベアリングハウジング内とタービンハウジング内及びコンプレッサハウジング内との間に確実かつ容易に圧力差を設けることができる。さらに、各インペラにおけるディスクと各仕切り板との非接触状態を維持することができるため回転損失が発生するのを防ぐことができる。
In the supercharger according to the present invention, the seal is a labyrinth seal.
Thereby, a pressure difference can be reliably and easily provided between the bearing housing, the turbine housing, and the compressor housing. Furthermore, since the non-contact state between the disk and each partition plate in each impeller can be maintained, the occurrence of rotation loss can be prevented.
さらに 本発明に係る過給機において、前記静圧空気軸受は、前記駆動シャフトのラジアル方向を支持するラジアル軸受と、前記駆動シャフトのスラスト方向を支持するスラスト軸受とを備え、前記スラスト軸受は、前記駆動シャフトと共に回転する円盤状のスラストカラーと前記軸線方向に対向して配置されるとともに、該スラストカラーに向けて前記軸線方向両側に高圧空気を噴射する噴射孔を備えていることを特徴としている。 Furthermore, in the turbocharger according to the present invention, the hydrostatic air bearing includes a radial bearing that supports a radial direction of the drive shaft, and a thrust bearing that supports a thrust direction of the drive shaft, and the thrust bearing includes: A disk-shaped thrust collar that rotates together with the drive shaft is disposed opposite to the axial direction, and has injection holes that inject high-pressure air on both sides in the axial direction toward the thrust collar. Yes.
これにより、駆動シャフトをラジアル方向及びスラスト方向に安定して支持することができるとともに、駆動シャフトの軸線方向の位置を確実に固定して軸線方向における非接触支持を実現することが可能となる。 As a result, the drive shaft can be stably supported in the radial direction and the thrust direction, and the position of the drive shaft in the axial direction can be securely fixed to realize non-contact support in the axial direction.
本発明に係る過給機によれば、静圧空気軸受を採用することで、軸受損失を低減させつつクリーンな環境を維持することができるとともに、ベアリングハウジング内とタービンハウジング内及びコンプレッサハウジング内との間に圧力差を設けることで、静圧空気軸受に供給される高圧空気による支持力を損なうことなく、駆動シャフトを効率的かつ確実に支持することが可能となる。 According to the turbocharger according to the present invention, by adopting the hydrostatic air bearing, it is possible to maintain a clean environment while reducing bearing loss, and in the bearing housing, the turbine housing, and the compressor housing. By providing a pressure difference between them, the drive shaft can be supported efficiently and reliably without impairing the supporting force by the high-pressure air supplied to the hydrostatic air bearing.
以下、図面を参照し、本発明に係る過給機の実施の形態について説明する。
図1は本発明の実施形態である過給機の全体構成を示す側断面図であり、図2は図1における静圧空気軸受付近の拡大図、図3は図1におけるタービンインペラ背面付近の拡大図、図4は図1におけるコンプレッサインペラ背面付近の拡大図である。
Hereinafter, an embodiment of a supercharger according to the present invention will be described with reference to the drawings.
1 is a side sectional view showing the overall configuration of a turbocharger according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of the vicinity of a hydrostatic air bearing in FIG. 1, and FIG. 3 is a view of the vicinity of the rear surface of a turbine impeller in FIG. FIG. 4 is an enlarged view of the vicinity of the back surface of the compressor impeller in FIG.
図1に示すように、過給機1は、ラジアルタービン10とコンプレッサ20とベアリング部30とを備えており、ラジアルタービン10に設けられたタービンインペラ11とコンプレッサ20に設けられたコンプレッサインペラ21とが、ラジアルタービン10、コンプレッサ20及びベアリング部30内を挿通する駆動シャフト31にそれぞれ固定されて軸線O回りに回転される構成とされている。
As shown in FIG. 1, the
タービンインペラ11及びコンプレッサインペラ21は、軸線O周りに複数のタービン翼13又はコンプレッサ翼23が立設されている。タービンインペラ11は、その外周側から吹き付けられる排気ガスが隣り合うタービン翼13の間を流れて軸線O方向へ抜けることによってトルクを受けて回転する。コンプレッサインペラ21は、回転駆動されることによりコンプレッサ翼23が立設された外周側に軸線O方向から流入する外気を圧縮するようになっている。
The
また、ラジアルタービン10はタービンインペラ11等が収容されるタービンハウジング12を、コンプレッサ20はコンプレッサインペラ21等が収容されるコンプレッサハウジング22を、ベアリング部30は後述する静圧空気軸受40等が収容されるベアリングハウジング32をそれぞれ備えており、これらタービンハウジング12、ベアリングハウジング32及びコンプレッサハウジング22が順次連結されることによって、ラジアルタービン10、コンプレッサ20及びベアリング部30が固定一体化された構成とされている。
なお、タービンインペラ11のディスク背面11a側には、駆動シャフト31を挿通させつつタービンハウジング12内とベアリングハウジング32内を区画する第一仕切り板60が設けられている。同様にして、コンプレッサインペラ21のディスク背面21a側には、駆動シャフト31を挿通させつつコンプレッサハウジング22内とベアリングハウジング32内を区画する第二仕切り板70が設けられている。
The
A
ベアリング部30において、駆動シャフト31は、その軸心がタービンインペラ11及びコンプレッサインペラ21の回転軸と同心に、即ち軸線O上に配設され、該駆動シャフト31の一端部にはタービンインペラ11が溶接等により一体化され、他端部にはコンプレッサインペラ21がナット24を介して一体的に結合されている。
In the
コンプレッサハウジング22には駆動シャフト31と同軸上、即ち軸線O上に配置される吸気口22aが形成されており、コンプレッサインペラ21の回転により吸気口22aから外気が吸引される。これによりコンプレッサ翼23の流体出口Cには圧縮空気が存在することになるため、当該流体出口Cにおける圧力は高いものとなる。
また、コンプレッサハウジング22は、外周側から突出した吐出流路(図示省略)を有している。この吐出流路は、内燃機関の給気口に接続されて、加圧空気を内燃機関へと導く。
The
The
また、タービンハウジング12には、スクロール流路Fが形成されている。さらに、タービンハウジング12は、外側に突出した排気ガス導入路(図示省略)を有しており、該排気ガス導入路が内燃機関(図示省略)の排気口に接続されて、内燃機関が排出する排気ガスがスクロール流路Fに導入されるようになっている。そして、スクロール流路Fに導入された排気ガスによりタービン翼13が回転される。なお、この際、タービン翼13の流体入口Tは排気ガスにより高圧となる。
またタービンハウジング12には、駆動シャフト31の同軸上に配置された排気ガス排出口12aが形成されている。この排気ガス排出口12aは、排気筒(図示省略)等に接続されており、これによって排気ガスが外部に排出される。
Further, a scroll flow path F is formed in the
Further, the
ベアリングハウジング32内には、駆動シャフト31を軸線O回りに回転自在に支持する静圧空気軸受40が設けられている。以下、当該静圧空気軸受40の構成について図2も参照しつつ説明する。
In the
静圧空気軸受40は、軸線Oを中心とした概略多段円筒形状をなすベアリングブッシュ41を有しており、該ベアリングブッシュ41の内周面41a側には、駆動シャフト31のラジアル方向を支持する2つのラジアル軸受42、42が配設されるとともに、ベアリングブッシュ41の一段大径とされたコンプレッサ20側端部には、駆動シャフト31のスラスト方向を支持するスラスト軸受43が配設されている。
なお、静圧空気軸受40を取り巻くベアリングハウジング32内の空間は、外部と連通状態とされた中空部Bとされている。
The hydrostatic air bearing 40 has a
In addition, the space in the bearing
ベアリングブッシュ41の内部には給気路44が形成されており、該給気路44は、軸線Oと平行な方向に延びるとともにベアリングハウジング32に開口された給気口32aと連通される主給気路44aと、この主給気路44aに接続されベアリングブッシュ41のコンプレッサ20側の端面に開口する副給気路44bとを備えている。
また、このベアリングブッシュ41には、上記主給気路44aと内周面41aを連通するようにして軸線Oを中心とする環状に形成された環状溝45が、軸線O方向に間隔を空けて4つ形成されている。これら4つの環状溝45のうち、ラジアルタービン10側に位置する2つの環状溝45a、45aはその間隔を近接させた状態で配設されており、残りの2つの環状溝45b、45bは、ラジアルタービン10側の2つの環状溝45a、42aとは離間するとともにコンプレッサ20側において互いに近接した状態で配設されている。
An
The bearing
ラジアル軸受42は、周面に複数の噴射孔42aが穿設された円筒形状をなしており、駆動シャフト31に挿通されるようにして、ラジアルタービン10側の2つの環状溝45a、45aに対応する箇所及びコンプレッサ20側の2つの環状溝45b、45bに対応する箇所にそれぞれ取り付けられている。このラジアル軸受42は、ベアリングブッシュ41の内周面41aに設けられるリテーニングリング46により軸線O方向に固定されている。
The
そして、ベアリングハウジング32の給気口32aに外部から高圧空気Pが供給された際には、該高圧空気Pが主給気路44a及び環状溝45を介してラジアル軸受42に至り、このラジアル軸受42の複数の噴射孔42aによって絞り込まれた高圧空気Pが駆動シャフト31に対して噴きかけられる。これにより、ラジアル軸受42の内周面と駆動シャフト31が非接触状態となり、駆動シャフトが軸線O回りに回転自在にラジアル方向に支持される。
When high pressure air P is supplied from the outside to the
一方、スラスト軸受43は、軸線Oを中心とする外形円盤状をなすとともにその中央には駆動シャフト31を挿通させるための挿通孔48が開口しており、当該円盤の外周縁部49が、ベアリングブッシュ41のコンプレッサ20側の端面に形成された嵌合穴41bに嵌り込むことによって該ベアリングブッシュ41と固定一体化されている。
また、スラスト軸受43の内部には中空の中空給気路50が形成されており、該中空給気路50とベアリングブッシュ41の副給気路44bとが連通状態とされることにより、当該中空給気路50に高圧空気Pが供給されるようになっている。
On the other hand, the
In addition, a hollow
さらに、このスラスト軸受43には、軸線Oと平行に上記中空給気路50とその外部とを連通させる噴射孔43aが周方向に複数形成されている。また、スラスト軸受43の軸線O方向両側には、駆動シャフト31に固定された円盤状をなすスラストカラー51がスラスト軸受43を挟むようにして配置されている。
これによって、スラスト軸受43の中空給気路50に高圧空気Pが供給された際には、噴射孔43aによって絞り込まれた高圧空気Pが両スラストカラー51に噴きかけられてスラスト軸受43と両スラストカラー51とが非接触となり、駆動シャフト31がスラスト方向に支持されるようになっている。
Further, the
As a result, when the high-pressure air P is supplied to the hollow
そして、本実施形態の過給機1においては、上記第一仕切り板60とタービンインペラ11のディスク背面11aとの間及び第一仕切り板60における駆動シャフト31の挿通箇所には、タービン翼13の流体入口Tの排気ガス(高圧流体)がベアリングハウジング32内の中空部Bに浸入するのを妨げるシールが施されている。
具体的には、詳しくは図3に示すように、第一仕切り板60のタービンインペラ11側のを向く面に、軸線Oを中心とした環状の凹凸によるラビリンスシール61が形成されるとともに、第一仕切り板60における駆動シャフト31の挿通箇所にも同様のラビリンスシール62が形成されることによって、第一仕切り板60とタービンインペラ11のディスク背面11aとの間隙における気体の通過が妨げられている。
In the
Specifically, as shown in FIG. 3 in detail, a
また、第二仕切り板70とコンプレッサインペラ21のディスク背面21aとの間にも、詳しくは図4に示すように、コンプレッサ翼23の流体出口Cの圧縮空気(高圧流体)が中空部Bへの浸入を妨げるシール、即ちラビリンスシール71が形成されており、第二仕切り板70とコンプレッサインペラ21のディスク背面21aとの間隙における気体の通過が妨げられている。
Further, between the
次に、上記の構成からなる過給機1の動作について説明する。
内燃機関の比較的高温な排気ガスによりタービンインペラ11が回転すると、その回転力が駆動シャフト31を介してコンプレッサインペラ21に伝達される。そして、コンプレッサインペラ21の回転に伴って圧縮空気が内燃機関に供給される。駆動シャフト31の回転数は、例えば数万〜数10万rpmにもなる。
Next, operation | movement of the
When the
また、本実施形態の過給機1においては、タービンインペラ11の回転と共に、不図示の圧力装置によりベアリングハウジング32の給気口32aに高圧空気Pが供給される。
まず、高圧空気Pは、図2に示すように、給気口32aから主給気路44aに流入した後当該主給気路44aの全域に行き渡り、環状溝45a、45bから2つのラジアル軸受42に至り、噴射孔42aを介して駆動シャフト31に供給される。これと同時に、主給気路44aの高圧空気Pは、副給気路44bを経由してスラスト軸受43の中空給気路50に至り、噴射孔43aを介してスラストカラー51に供給される。
これにより駆動シャフト31は、ラジアル方向については、ラジアル軸受42と駆動シャフト31との間に高圧空気Pによる流体膜が形成されることにより非接触で支持され、スラスト方向については、スラスト軸受43とスラストカラー51との間に高圧空気Pによる流体膜が形成されることで非接触で支持される。
このようにして、駆動シャフト31は、静圧空気軸受40によって潤滑油を用いずとも非接触状態を維持して支持される。したがって、潤滑剤として潤滑油を用いた場合に比べて軸受損失を低減させることができるとともに、クリーンな環境を維持することが可能となる。
Further, in the
First, as shown in FIG. 2, the high-pressure air P flows into the main
As a result, the
In this way, the
ここで、静圧空気軸受40による駆動シャフト31の支持力は、当該静圧空気軸受40が配設される雰囲気、即ちベアリングハウジング32内の中空部Bの圧力と、静圧空気軸受40に供給される高圧空気Pとの圧力差が顕著なほど大きなものとなる。従って、静圧空気軸受40が配設される中空部Bの圧力が高い場合には高圧空気Pによる支持力が損なわれてしまう。
Here, the supporting force of the
これに対し本実施形態の過給機1においては、第一仕切り板60のタービンインペラ11側の面にラビリンスシール61及び第一仕切り板60における駆動シャフト31の挿通箇所にラビリンスシール62が形成されているため、タービン翼13の流体入り口Tの高圧の排気ガスが中空部Bに至ることはなく、当該流体入口Tと中空部Bとの圧力差を維持することができる。
さらに、第二仕切り板70のコンプレッサインペラ21側の面にもラビリンスシール71が形成されているため、コンプレッサ翼23の流体出口Cの圧縮空気が中空部Bに至ることはなく、当該流体出口Cと中空部Bとの圧力差を維持することができる。
したがって、外部と連通状態とされた中空部Bの圧力は排気ガスや圧縮空気の影響を受けることなく大気圧程度に低く抑えることができるため、静圧空気軸受40における高圧空気Pによる駆動シャフト31の支持力を損なうことなく、効率的かつ確実に当該駆動シャフト31を支持することが可能となる。
In contrast, in the
Furthermore, since the
Accordingly, the pressure of the hollow portion B that is in communication with the outside can be suppressed to about atmospheric pressure without being affected by exhaust gas or compressed air, and therefore the
さらに上記のようなラビリンスシール61、62の存在により、タービンハウジング12内を通過する排気ガスの粉塵が中空部Bに浸入するのを防ぐことができるため、静圧空気軸受40周囲をクリーンな環境に維持して、当該静圧空気軸受40の動作に不具合が生じるのを避けることができる。
Further, the presence of the labyrinth seals 61 and 62 as described above can prevent the dust of the exhaust gas that passes through the
また、シールとしてラビリンスシール61、62、71を採用したことにより、簡易な構成でもってシール構成を実現することができるとともに、タービンインペラ11と第一仕切り板60との非接触状態及びコンプレッサインペラ21と第二仕切り板70との非接触状態を維持して、これらインペラ11、21が他の部材と摺接するのを回避することができるため、回転損失がなく効率の良い過給機1の運転を行うことが可能となる。
Further, since the labyrinth seals 61, 62, 71 are employed as the seals, the seal configuration can be realized with a simple configuration, and the non-contact state between the
さらにまた、スラスト軸受43が一対のスラストカラー51の間に挟まれるように配置され、これらスラストカラー51に向けて軸線O方向両側に高圧空気Pを噴射する構成とすることで、駆動シャフトの軸線O方向の位置をフローティング状態で固定して軸線O方向における安定した非接触支持をすることが可能となる。
Further, the
以上、図面を参照しながら本発明に係る過給機の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。 As mentioned above, although preferred embodiment of the supercharger which concerns on this invention was described referring drawings, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the said embodiment. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described embodiments are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.
例えば、本実施形態においては、各インペラ11、21のディスク背面11a、21aと各仕切り板60、70とのシール構造としてラビリンスシール61、71を採用したものを示したが、これに限定されることはなく、他のシール構造を採用したものであってもよい。
また、ラビリンスシール61、71を採用した場合には、図3及び図4に示すように各仕切り板61、71のみに環状の凹凸を形成した場合のみならず、各インペラ11、21のディスク背面11a、21aにも同様の環状の凹凸を設け、これらを噛み合わせるように配設してよりシール機能を高めたものであってもよい。
For example, in the present embodiment, the labyrinth seals 61 and 71 are used as the seal structure between the disk back surfaces 11a and 21a of the
Further, when the labyrinth seals 61 and 71 are employed, not only the case where the annular irregularities are formed only on the
また、本実施形態においては、スラスト軸受43が一対のスラストカラー51の間に挟まれた構成とされているが、これとは逆に、一つのスラストカラーの軸線方向両側からスラスト軸受が高圧空気Pを噴射する構成とされていてもよい。これによっても、安定したスラスト方向の非接触支持を行うことが可能となる。
In the present embodiment, the
1 過給機
10 ラジアルタービン
11 タービンインペラ
11a ディスク背面
12 タービンハウジング
20 コンプレッサ
21 コンプレッサインペラ
21a ディスク背面
22 コンプレッサハウジング
30 ベアリング部
31 駆動シャフト
32 ベアリングハウジング
40 静圧空気軸受
42 ラジアル軸受
43 スラスト軸受
43a 噴射孔
51 スラストカラー
60 第一仕切り板
61 ラビリンスシール
62 ラビリンスシール
70 第二仕切り板
71 ラビリンスシール
O 軸線
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記ベアリングハウジング内に、前記駆動シャフトを前記軸線回りに回転自在かつ非接触に支持する静圧空気軸受が設けられ、
前記各インペラのディスク背面側に、前記駆動シャフトを挿通させながら各ハウジング内を区画する仕切り板がそれぞれ配設されるとともに、
前記ディスクと前記仕切り板との間に、前記タービンインペラ及び前記コンプレッサインペラの高圧流体が前記ベアリングハウジング内に浸入するのを妨げるシールが設けられていることを特徴とする過給機。 A turbine housing and a compressor housing are provided on both sides of the bearing housing, and a drive shaft that rotates about an axis is inserted into each of the housings. A turbine impeller is inserted into the drive shaft in the turbine housing. In the turbocharger provided with a compressor impeller on the drive shaft in the compressor housing,
A hydrostatic air bearing is provided in the bearing housing for supporting the drive shaft in a rotatable and non-contact manner around the axis,
A partition plate that divides the inside of each housing while being inserted through the drive shaft is disposed on the disk back side of each impeller, respectively.
A turbocharger characterized in that a seal is provided between the disk and the partition plate to prevent the high-pressure fluid of the turbine impeller and the compressor impeller from entering the bearing housing.
前記スラスト軸受は、前記駆動シャフトと共に回転する円盤状のスラストカラーと前記軸線方向に対向して配置されるとともに、該スラストカラーに向けて前記軸線方向両側に高圧空気を噴射する噴射孔を備えていることを特徴とする請求項1又は2に記載の過給機。
The hydrostatic air bearing includes a radial bearing that supports a radial direction of the drive shaft, and a thrust bearing that supports a thrust direction of the drive shaft,
The thrust bearing includes a disk-shaped thrust collar that rotates together with the drive shaft, and is disposed so as to face the axial direction, and includes injection holes that inject high-pressure air on both sides in the axial direction toward the thrust collar. The supercharger according to claim 1 or 2, wherein
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