JP2014015917A - 過給機 - Google Patents
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Abstract
【課題】冷却効果と強度とを共に高めることができるシールプレートを備えた過給機を提供する。
【解決手段】回転軸と、回転軸に固定され回転により気体を径方向外側に送り出すインペラと、インペラを囲んで設けられるコンプレッサハウジングと、インペラを囲む環状のディフューザを前記コンプレッサハウジングとの間に形成するとともに軸受ハウジングとインペラとの間に設けられる円環状のシールプレート46と、を備える過給機1である。シールプレート46には、ディフューザ側の面と反対の側の面上に、シールプレート46の中心部47から外周部48に向かってこれらの間に複数の第1リブ49が放射状に設けられている。シールプレート46の中心部47と外周部48との間における第1リブ49、49間は、中心部47及び外周部48より厚さが薄い薄肉部54となっている。
【選択図】図2
【解決手段】回転軸と、回転軸に固定され回転により気体を径方向外側に送り出すインペラと、インペラを囲んで設けられるコンプレッサハウジングと、インペラを囲む環状のディフューザを前記コンプレッサハウジングとの間に形成するとともに軸受ハウジングとインペラとの間に設けられる円環状のシールプレート46と、を備える過給機1である。シールプレート46には、ディフューザ側の面と反対の側の面上に、シールプレート46の中心部47から外周部48に向かってこれらの間に複数の第1リブ49が放射状に設けられている。シールプレート46の中心部47と外周部48との間における第1リブ49、49間は、中心部47及び外周部48より厚さが薄い薄肉部54となっている。
【選択図】図2
Description
本発明は、過給機に関する。
内燃機関から排出される排気ガスの流動エネルギーを回転駆動力に変換し、該回転駆動力を用いて空気を圧縮して内燃機関に供給することで、内燃機関の性能(出力や燃費等)を向上させる過給機が知られている。このような過給機では、空気を圧縮する圧縮部(コンプレッサ部)に対して回転駆動力を伝達するための回転軸が設けられている。回転軸は軸受を介して軸受ハウジングに回転自在に支持されている。
圧縮部は、回転軸に固定され回転により気体を径方向外側に送り出すインペラと、該インペラを囲んで設けられるコンプレッサハウジングと、インペラを囲む環状のディフューザをコンプレッサハウジングとの間に形成するとともに軸受ハウジングとインペラとの間に設けられるシールプレートとを備えている。シールプレートは、軸受に供給される潤滑油がインペラ側に漏出することを防止している。
回転するインペラによって圧縮された空気は、温度が上昇する。その高温の空気がディフューザに流れ込み、コンプレッサハウジング及びシールプレートの温度が上昇する。シールプレートの熱が伝わることで、シールプレートの近傍に設けられているインペラの温度が上昇し、インペラの強度が低下してその寿命が短くなるという現象が見られた。また、このようなインペラの温度上昇を抑えるため、コンプレッサの許容回転数を上げることができなかった。
熱によってインペラの寿命が短くなることを防止するため、軸受に供給される潤滑油の一部を冷却用液体としてシールプレートのインペラと逆側の面に供給し、シールプレートを冷却することのできる過給機が特許文献1に開示されている。
熱によってインペラの寿命が短くなることを防止するため、軸受に供給される潤滑油の一部を冷却用液体としてシールプレートのインペラと逆側の面に供給し、シールプレートを冷却することのできる過給機が特許文献1に開示されている。
ところで、シールプレートとしては、より冷却効果を高めるべく、厚さを薄くして熱容量を小さくし、放熱性を高めることが望ましい。しかしながら、厚さを薄くすると強度不足になる懸念があり、したがって従来の構造のシールプレートでは、冷却効果と強度とを共に満足させるのが難しいという課題があった。
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、冷却効果と強度とを共に高めることができるシールプレートを備えた過給機を提供することを目的とする。
本発明の過給機は、軸受ハウジングに設けられた軸受に回転自在に支持される回転軸と、該回転軸に固定され回転により気体を径方向外側に送り出すインペラと、該インペラを囲んで設けられるコンプレッサハウジングと、前記インペラを囲む環状のディフューザを前記コンプレッサハウジングとの間に形成するとともに前記軸受ハウジングと前記インペラとの間に設けられる円環状のシールプレートと、を備える過給機であって、
前記シールプレートには、前記ディフューザ側の面と反対の側の面上に、該シールプレートの中心部から外周部に向かってこれらの間に複数の第1リブが放射状に設けられ、
前記シールプレートの中心部と外周部との間における前記第1リブ間は、前記中心部及び外周部より厚さが薄い薄肉部となっていることを特徴とする。
前記シールプレートには、前記ディフューザ側の面と反対の側の面上に、該シールプレートの中心部から外周部に向かってこれらの間に複数の第1リブが放射状に設けられ、
前記シールプレートの中心部と外周部との間における前記第1リブ間は、前記中心部及び外周部より厚さが薄い薄肉部となっていることを特徴とする。
また、前記過給機において、前記シールプレートの中心部には、該シールプレートを前記軸受ハウジングに固定するための螺子を挿通する螺子孔が該シールプレートの周方向に沿って複数設けられ、前記第1リブ部は、前記螺子孔の形成部位からシールプレートの外周部に向かって設けられていることが好ましい。
また、前記過給機において、前記第1リブは、前記シールプレートの中心部から外周部に向かってV字状に拡がる二つのサブリブによって形成されていることが好ましい。
また、前記過給機において、前記シールプレートの周方向にて隣り合う前記第1リブ間には、該第1リブ間を連結する第2リブが、前記シールプレートの周方向に沿って設けられていることが好ましい。
また、前記過給機においては、前記第1リブ間に冷媒を供給する冷媒供給手段が設けられていることが好ましい。
また、前記過給機において、前記シールプレートには、前記ディフューザ側の面と反対の側の面上に前記第1リブ間の薄肉部上を塞いで該薄肉部上を空間部にする蓋材が設けられ、前記冷媒供給手段は、前記軸受に供給される潤滑油の流れを分岐させて前記第1リブ間の前記空間部に供給する分岐管によって形成され、前記冷媒として、前記潤滑油が用いられることが好ましい。
また、前記過給機において、前記シールプレートの周方向にて隣り合う前記第1リブ間に、該第1リブ間を連結する第2リブが、前記シールプレートの周方向に沿って設けられたことにより、前記空間部の前記第1リブと第2リブとに囲まれた領域に、前記潤滑油を流すための流路が複数形成され、前記第1リブ及び第2リブには、隣り合う前記流路間を連通させる切欠部が形成されていることが好ましい。
本発明の過給機によれば、シールプレートの、ディフューザ側の面と反対の側の面上に、該シールプレートの中心部から外周部に向かってこれらの間に複数の第1リブを放射状に設けているので、これら第1リブ間を、シールプレートの中心部及び外周部より厚さが薄い薄肉部としているにもかかわらず、強度を充分に高めることができる。また、第1リブ間を薄肉部としているので、熱容量を小さくして放熱性を高め、シールプレートによる冷却効果を高めることができる。また、第1リブがフィンとして機能することにより、薄肉部での放熱性をより高めて冷却効果をさらに高めることができる。
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳しく説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
「第1実施形態」
図1は、本発明の過給機の概略構成を示す垂直断面図である。また、図2(a)は、本実施形態に係るシールプレートの要部正面図(図1の紙面左側から見た図)、図2(b)は図2(a)のA−A線矢視断面図である。
図1は、本発明の過給機の概略構成を示す垂直断面図である。また、図2(a)は、本実施形態に係るシールプレートの要部正面図(図1の紙面左側から見た図)、図2(b)は図2(a)のA−A線矢視断面図である。
図1中符号1は過給機であり、この過給機1は、不図示の内燃機関から排出される燃焼ガスの流動エネルギーを回転駆動力に変換し、この回転駆動力を用いて圧縮された空気を内燃機関に供給することで、内燃機関の性能(出力や燃費等)を向上させるものである。この過給機1は、タービン部2と、軸受部3と、コンプレッサ部4とを備えている。タービン部2、軸受部3及びコンプレッサ部4は、一方向に並んで連結されている。
タービン部2は、内燃機関から排出される燃焼ガスの流動エネルギーを回転駆動力に変換するものである。タービン部2は、燃焼ガスの流動を受けて回転する回転翼であるタービンインペラ21と、タービンインペラ21をその回転軸線周りで囲んで設けられたタービンスクロール室22と、タービンインペラ21を挟んで軸受部3と反対の側に設けられるとともに燃焼ガスが排出されるタービン部排出口23と、を備えている。タービンスクロール室22及びタービン部排出口23は、タービンハウジング24に形成されている。
軸受部3は、タービンインペラ21に固定される回転軸31を回転自在に支持するものである。回転軸31は、タービン部2及び軸受部3の連結方向に延びる軸部材であって、スラスト軸受5及びラジアル軸受6を介して軸受ハウジング32に回転自在に支持されている。スラスト軸受5は、回転軸31をその軸線L方向で保持しつつ、回転自在に支持するものである。ラジアル軸受6は、回転軸31を径方向で保持しつつ、回転自在に支持するものである。
軸受ハウジング32には、スラスト軸受5及びラジアル軸受6に潤滑油を供給するための流路である給油路33と、スラスト軸受5及びラジアル軸受6に供給された後の潤滑油が排出される流路である排油路34とが形成されている。給油路33は、回転軸31の鉛直方向上側に設けられ、排油路34は、回転軸31の鉛直方向下側に設けられている。
軸受ハウジング32の外部には、軸受ハウジング32と別体で成形される給油管35及び排油管36が設けられている。給油管35は、給油路33に接続して設けられ、給油路33に向けて潤滑油を供給する管部材である。給油管35には、不図示の潤滑油供給装置(オイルポンプ等)が接続されている。排油管36は、排油路34に接続して設けられ、スラスト軸受5及びラジアル軸受6に供給された後の潤滑油を外部に向けて排出するための管部材である。なお、給油管35及び排油管36は、屈曲自在なチューブ材であってもよい。
コンプレッサ部4は、回転軸31を介して伝達されるタービン部2の回転駆動力で駆動されて空気を圧縮し、圧縮した空気を不図示の内燃機関に供給するものである。コンプレッサ部4は、コンプレッサインペラ41(インペラ)と、コンプレッサ部吸入口42と、ディフューザ43と、コンプレッサスクロール室44とを備えている。
コンプレッサインペラ41は、回転軸31に固定される回転翼であって、その回転により外部から吸引した空気を圧縮しつつ径方向外側に送り出すものである。コンプレッサ部吸入口42は、コンプレッサインペラ41を挟んで軸受部3の逆側に設けられ、コンプレッサインペラ41に向けて空気が吸入される吸入口である。ディフューザ43は、コンプレッサインペラ41をその回転軸線周りで囲んで設けられる環状の流路であって、コンプレッサインペラ41の回転により圧縮され送り出された空気が導入される流路である。コンプレッサスクロール室44は、コンプレッサインペラ41をその回転軸線周りで囲んで設けられる環状の流路であって、ディフューザ43と連通して設けられ、圧縮された空気が導入されるとともに不図示の内燃機関に向けて圧縮された空気を送り出すための流路である。
コンプレッサ部吸入口42及びコンプレッサスクロール室44は、コンプレッサハウジング45に形成されている。ディフューザ43は、コンプレッサハウジング45とシールプレート46との間に形成されている。シールプレート46は、スラスト軸受5及びラジアル軸受6に供給される潤滑油のコンプレッサインペラ41側への漏出を防止するための部材であるとともに、コンプレッサハウジング45と軸受ハウジング32とを互いに連結させるための円環状の部材である。また、シールプレート46は、スラスト軸受5とコンプレッサインペラ41との間に設けられ、コンプレッサインペラ41の背面側(コンプレッサ部吸入口42と逆側)に近接して設置されている。したがって、シールプレート46は、軸受ハウジング32とコンプレッサインペラ41との間に配設されたものとなっている。
シールプレート46には、図2(a)、(b)に示すように、前記ディフューザ43側の面と反対の側の面上に、その中心部47から外周部48に向かってこれらの間に複数(例えば8つ)の第1リブ49が放射状に形成されている。シールプレート46の中心部47は、円環状に形成された部位である。この中心部47には、スラスト軸受5の一部を収容する収容部50と、回転軸31を通すとともにコンプレッサインペラ41の後端部を収容する収容部51とがそれぞれ形成されている。また、収容部50の外側には、シールプレート46を前記軸受ハウジング32に固定するための螺子を挿通する第1螺子孔(螺子孔)52が、シールプレート46の周方向に沿って複数(例えば6箇所)形成されている。
シールプレート46の外周部48は、円環状に形成された部位である。この外周部48には、シールプレート46をコンプレッサハウジング45に固定するための螺子を挿通する第2螺子孔53が、シールプレート46の周方向に沿って複数(例えば12箇所)形成されている。
これら中心部47と外周部48との間における前記第1リブ49、49間は、図2(b)に示すように、中心部47及び外周部48より厚さが薄い薄肉部54となっている。薄肉部54は、図1に示す軸線L周りの環状に形成された部位であり、ディフューザ43に対応する位置、すなわちディフューザ43の裏側に形成配置されている。したがって、薄肉部54は、ディフューザ43に高温の空気が流れ込むことにより、温度が顕著に上昇する箇所となっている。
このような構成からなるシールプレート46は、鋳造法によって製造される。したがって、例えば切削法(削り出し法)で製造される場合に比べて量産性に優れ、コストが大幅に安くなっている。また、薄肉部54に対する第1リブ49の形成なども容易に行えるようになっている。
続いて、本実施形態における過給機1の動作を説明する。
不図示の内燃機関から排出される燃焼ガスがタービン部2のタービンスクロール室22に流入する。燃焼ガスはタービンスクロール室22内を回転軸31の軸線周りで回転しつつタービンインペラ21に流入する。燃焼ガスの流入によってタービンインペラ21は回転し、燃焼ガスはタービン部排出口23を介して過給機1の外部に排出される。
不図示の内燃機関から排出される燃焼ガスがタービン部2のタービンスクロール室22に流入する。燃焼ガスはタービンスクロール室22内を回転軸31の軸線周りで回転しつつタービンインペラ21に流入する。燃焼ガスの流入によってタービンインペラ21は回転し、燃焼ガスはタービン部排出口23を介して過給機1の外部に排出される。
タービンインペラ21が回転することにより、回転軸31を介して連結固定されるコンプレッサインペラ41は回転する。コンプレッサインペラ41が回転すると、コンプレッサ部吸入口42が負圧となる。そのため、コンプレッサ部4の外部の空気が吸引され、コンプレッサ部吸入口42を介してコンプレッサインペラ41に流入する。回転するコンプレッサインペラ41によって空気は圧縮され、圧縮された空気はディフューザ43に流入する。
空気が圧縮されることによってその温度は上昇し、ディフューザ43を形成するコンプレッサハウジング45及びシールプレート46の温度も上昇する。コンプレッサインペラ41によって圧縮された空気がコンプレッサスクロール室44を介して、不図示の内燃機関に供給される。圧縮された空気を供給することで、内燃機関の性能(出力や燃費等)を向上させることができる。
その際、本実施形態におけるシールプレート46は、図2(a)、(b)に示したようにディフューザ43側の面と反対の側の面上に第1リブ49を放射状に設け、これら第1リブ49、49間を、シールプレート46の中心部47及び外周部48より厚さが薄い薄肉部54としているので、この薄肉部54がディフューザ43の裏側に位置していることにより、該薄肉部54を介してディフューザ43の熱を容易に逃がすことができる。すなわち、薄肉部54では厚さが薄く、熱容量が小さくなっているため、放熱性が高くなっていることにより、ディフューザ43の熱が薄肉部54を介して容易に放熱される。
また、このように薄肉部54を形成しているにもかかわらず、この薄肉部54の形成部に複数の第1リブ49を形成しているので、シールプレート46の強度が充分に保たれている。さらに、これら第1リブ49がフィンとして機能することにより、薄肉部54での放熱性がより高められている。
したがって、本実施形態の過給機1によれば、シールプレート46を介してディフューザ43の熱を容易に逃がし、ディフューザ43での温度上昇を抑えることができ、これにより、コンプレッサインペラ41の強度低下を防止してその寿命を長くすることができる。あるいは、コンプレッサの許容回転数を上げることができる。また、このような薄肉部54の伝熱による放熱性や第1リブ49のフィンとして作用による冷却効果に加えて、第1リブ49によって強度が充分に高められているため、本実施形態の過給機1は、冷却効果と強度とを共に高めた優れたものとなる。
「第2実施形態」
次に、本発明の過給機の第2実施形態を説明する。本実施形態の過給機が前記第1実施形態の過給機と異なるところは、シールプレートの構造にある。
図3(a)、(b)は、第2実施形態に係るシールプレート60を示す図であり、図3(a)は要部正面図(図1の紙面左側から見た図)、図3(b)は図3(a)のA−A線矢視断面図である。
次に、本発明の過給機の第2実施形態を説明する。本実施形態の過給機が前記第1実施形態の過給機と異なるところは、シールプレートの構造にある。
図3(a)、(b)は、第2実施形態に係るシールプレート60を示す図であり、図3(a)は要部正面図(図1の紙面左側から見た図)、図3(b)は図3(a)のA−A線矢視断面図である。
図3(a)、(b)に示したシールプレート60は、図2(a)、(b)に示したシールプレート46に対して第1リブの形成位置が異なっており、さらにこれに伴って薄肉部の形成位置も異なっている。
すなわち、本実施形態では、第1リブ61は図3(a)に示すように中心部47に形成された前記第1螺子孔52の形成部位からシールプレート46の外周部48に向かって設けられている。すなわち、本実施形態の第1リブ61は、第1螺子孔52の外側の近傍部61a(第1螺子孔52の形成部位)を含んで形成されている。したがって、本実施形態では、第1リブ61は、第1螺子孔52と同じ数、本実施形態では六つ形成されている。
すなわち、本実施形態では、第1リブ61は図3(a)に示すように中心部47に形成された前記第1螺子孔52の形成部位からシールプレート46の外周部48に向かって設けられている。すなわち、本実施形態の第1リブ61は、第1螺子孔52の外側の近傍部61a(第1螺子孔52の形成部位)を含んで形成されている。したがって、本実施形態では、第1リブ61は、第1螺子孔52と同じ数、本実施形態では六つ形成されている。
また、第1リブ61、61間に形成配置される薄肉部62は、図3(a)、(b)に示すように中心部47を、第1螺子孔52の側方にまで入り込んだ形状となっている。すなわち、中心部47は図2(a)、(b)に示した第1実施形態に比べ、第1螺子孔52の側方にまで彫り込まれた形状に形成されている。
このようなシールプレート60は、第1実施形態のシールプレート46に比べて薄肉部62を広くしているので、ディフューザ43の熱をより多く逃がし、したがってディフューザ43での温度上昇をより抑えることができる。また、コンプレッサインペラ41を収容する収容部51側に薄肉部62を拡げているので、収容部51に収容されるコンプレッサインペラ41の熱も容易に逃がすことができる。
よって、このようなシールプレート60を備えた本実施形態の過給機にあっては、ディフューザ43やコンプレッサインペラ41に対する冷却効果をより高めることができる。
よって、このようなシールプレート60を備えた本実施形態の過給機にあっては、ディフューザ43やコンプレッサインペラ41に対する冷却効果をより高めることができる。
「第3実施形態」
次に、本発明の過給機の第3実施形態を説明する。本実施形態の過給機が前記第2実施形態の過給機と異なるところは、シールプレートの構造にある。
図4(a)、(b)は、第3実施形態に係るシールプレート70を示す図であり、図4(a)は要部正面図(図1の紙面左側から見た図)、図4(b)は図4(a)のA−A線矢視断面図である。
次に、本発明の過給機の第3実施形態を説明する。本実施形態の過給機が前記第2実施形態の過給機と異なるところは、シールプレートの構造にある。
図4(a)、(b)は、第3実施形態に係るシールプレート70を示す図であり、図4(a)は要部正面図(図1の紙面左側から見た図)、図4(b)は図4(a)のA−A線矢視断面図である。
図4(a)、(b)に示したシールプレート70が図3(a)、(b)に示したシールプレート60と異なるところは、第1リブ71が、シールプレート70の中心部47から外周部48に向かってV字状に拡がる二つのサブリブ71a、71aによって形成されている点と、シールプレート70の周方向にて隣り合う第1リブ間71、71間、すなわちサブリブ71a、71a間に、該第1リブ71、71間(サブリブ71a、71a間)を連結する第2リブ72が、シールプレート70の周方向に沿って設けられている点である。
このようなシールプレート70にあっては、第2実施形態のシールプレート60に比べて第1リブ71を実質的に2倍に増やし、さらに第2リブ72も新たに設けているので、これらリブ71、72のフィン効果により、冷却効果をより高めることができる。また、リブ71、72を増やしたことにより、強度もさらに高めることができる。
よって、このようなシールプレート70を備えた本実施形態の過給機にあっては、シールプレート70の強度をより高めつつ、ディフューザ43やコンプレッサインペラ41に対する冷却効果をより高めることができる。
よって、このようなシールプレート70を備えた本実施形態の過給機にあっては、シールプレート70の強度をより高めつつ、ディフューザ43やコンプレッサインペラ41に対する冷却効果をより高めることができる。
「第4実施形態」
次に、本発明の過給機の第4実施形態を説明する。本実施形態の過給機が前記第2実施形態の過給機と主に異なるところは、シールプレート60に対して冷媒供給手段を設け、シールプレート60を冷媒によって冷却するようにした点である。
すなわち、本実施形態に係る過給機では、図5の概略構成図に示すようにシールプレート60に蓋材63を被着し、さらに軸受ハウジング32の外部に設けられた給油管35に分岐管35aを設けるとともに、排油管36に回収管36aを設けている。
次に、本発明の過給機の第4実施形態を説明する。本実施形態の過給機が前記第2実施形態の過給機と主に異なるところは、シールプレート60に対して冷媒供給手段を設け、シールプレート60を冷媒によって冷却するようにした点である。
すなわち、本実施形態に係る過給機では、図5の概略構成図に示すようにシールプレート60に蓋材63を被着し、さらに軸受ハウジング32の外部に設けられた給油管35に分岐管35aを設けるとともに、排油管36に回収管36aを設けている。
蓋材63は、ディフューザ43側の面と反対の側の面上にて、シールプレート60の外周部48の外面と中心部47の側周面との間に取り付けられた、円筒部を有する金属製で円環板状のものである。このようにして取り付けられたことにより、蓋材63は、第1リブ61、61間の薄肉部62上を塞いで該薄肉部62上、すなわち薄肉部62と蓋材63との間に空間部を形成している。なお、本実施形態では、第1リブ61の高さは図3(b)に示した例より低く形成されており、これによって第1リブ61の外端面と蓋材63の内面との間には、後述する潤滑油を流通させるための隙間が形成されている。また、蓋材63には、その上部に潤滑油を流入させるための上部口63aが形成され、下部に潤滑油を排出するための下部口63bが形成されている。
軸受ハウジング32の外部に設けられた給油管35には、蓋材63に向けて分岐して潤滑油を供給する分岐管35aが設けられている。分岐管35aは、蓋材63の上部口63aに連通して配設されている。このような構成のもとに、不図示の潤滑油供給装置の駆動によって潤滑油が給油管35及び給油路33を介してスラスト軸受5及びラジアル軸受6に供給された際、潤滑油の一部は分岐管35aを介してシールプレート60の第1リブ61、61間、すなわち前記空間部に流入するようになっている。したがって、本実施形態では、潤滑油供給装置、給油管35、及び分岐管35aによって冷媒供給手段が構成されており、冷媒としては潤滑油が用いられる。
また、軸受ハウジング32の外部に設けられた排油管36には、シールプレート60から排出される潤滑油を回収する回収管36aが設けられている。回収管36aは、蓋材63の上部口63aに連通して配設されている。
ここで、分岐管35a及び上部口63aを通ってシールプレート60の上部に位置する前記空間部に流入した潤滑油は、図5中矢印で示すように第1リブ61と蓋材63との間を通って順次下側に流れ落ち、シールプレート60の下部口63bに至る。そして、回収管36aを通って排油管36に流れ落ち、外部に排出される。
ここで、分岐管35a及び上部口63aを通ってシールプレート60の上部に位置する前記空間部に流入した潤滑油は、図5中矢印で示すように第1リブ61と蓋材63との間を通って順次下側に流れ落ち、シールプレート60の下部口63bに至る。そして、回収管36aを通って排油管36に流れ落ち、外部に排出される。
したがって、本実施形態の過給機にあっては、冷媒としての潤滑油が薄肉部62上を通過することにより、ディフューザ43の熱が薄肉部62や第1リブ61を介して潤滑油に効率良く伝わる。よって、潤滑油が排出されることでシールプレート60が良好に冷却されるため、本実施形態の過給機は、ディフューザ43やコンプレッサインペラ41に対する冷却効果がより高められたものとなる。
なお、本実施形態では、分岐管35aを上部口63aに連通させ、回収管36aを下部口63bに連通させたが、分岐管35aを下部口63bに連通させ、回収管36aを上部口63bに連通させるように構成してもよい。このように構成することにより、潤滑油を前記空間部からオーバーフローさせることができ、したがってシールプレート60全体をより良好に冷却することができる。
「第5実施形態」
次に、本発明の過給機の第5実施形態を説明する。本実施形態の過給機が前記第4実施形態の過給機と異なるところは、シールプレートとして、図3(a)、(b)に示したシールプレート60に代えて、図6(a)、(b)に示す構造のシールプレート80を用いた点である。
次に、本発明の過給機の第5実施形態を説明する。本実施形態の過給機が前記第4実施形態の過給機と異なるところは、シールプレートとして、図3(a)、(b)に示したシールプレート60に代えて、図6(a)、(b)に示す構造のシールプレート80を用いた点である。
このシールプレート80は、図4(a)、(b)に示したシールプレート70と同様に、V字状に拡がる二つのサブリブ71a、71aからなる第1リブ71と、該第1リブ71、71間(サブリブ71a、71a間)を連結する第2リブ72とを備えて形成されている。ただし、本実施形態に係るシールプレート80では、第2リブ72がシールプレート80の径方向に二列形成されている。このような構成によってシールプレート80には、前記空間部の、サブリブ71a(第1リブ71)と第2リブ72とに囲まれた領域、さらにはこれらリブと中心部47とに囲まれた領域、及びこれらリブと外周部48とに囲まれた領域、サブリブ71a、71aと外周部48に囲まれた領域に、それぞれ潤滑油を流すための流路81が形成されている。
また、これら第1リブ71(サブリブ71a)、第2リブ72は、本実施形態ではそれぞれの高さが図4(b)に示した例と同様に、外周部48の外面及び中心部47の側周面と同じ高さになるように形成されており、したがって蓋材63の内面に接している。ただし、本実施形態では、図6(a)、(b)に示すように第1リブ71(サブリブ71a)、第2リブ72にそれぞれ切欠部82が形成されている。
切欠部82は、図6(a)に示すように各サブリブ71a及び第2リブ72の蓋材63側の面の、一方の側の端部に形成されている。また、シールプレート80の径方向に隣り合う第2リブ72、72間では、切欠部82の形成位置が互いに異なる側に形成されている。さらに、サブリブ71aには、蓋材63の上部口63aから流入した潤滑油が、図6(a)中に矢印で示すように、各流路81を順次流れて最終的に蓋材63の下部口63bから排出されるように、それぞれ中心部47側、あるいは外周部48側に切欠部82が形成されている。
このような構成のもとに、蓋材63の上部口63aから流入した潤滑油は、図6(a)中に矢印で示すように各流路81を順次流れ、最終的に蓋材63の下部口63bから排出されることで、薄肉部62全体を冷却するようになっている。
したがって、本実施形態の過給機にあっては、冷媒としての潤滑油が薄肉部62や各リブの全体を冷却することにより、ディフューザ43の熱が薄肉部62や第1リブ71、第2リブ72を介して潤滑油に効率良く伝わる。よって、潤滑油が排出されることでシールプレート80が良好に冷却されるため、本実施形態の過給機は、ディフューザ43やコンプレッサインペラ41に対する冷却効果がより高められたものとなる。
したがって、本実施形態の過給機にあっては、冷媒としての潤滑油が薄肉部62や各リブの全体を冷却することにより、ディフューザ43の熱が薄肉部62や第1リブ71、第2リブ72を介して潤滑油に効率良く伝わる。よって、潤滑油が排出されることでシールプレート80が良好に冷却されるため、本実施形態の過給機は、ディフューザ43やコンプレッサインペラ41に対する冷却効果がより高められたものとなる。
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
例えば、前記第4実施形態、第5実施形態では、冷却供給手段として潤滑油を供給する機構を採用し、したがって冷媒としては潤滑油を用いるようにしたが、これに代えて、冷却供給手段として送風機などに接続する空気ノズルを用い、冷媒として空気を用いるようにしてもよい。その場合には、シールプレート46(60、70、80)に蓋材63を被着することなく、デュフューザ43と反対の側の面に直接空気を吹き付けるようにする。このようにして薄肉部54(62)や第1リブ49(61、71)、第2リブ72を冷却することにより、シールプレート46(60、70、80)を介してディフューザ43やコンプレッサインペラ41を良好に冷却することができる。
例えば、前記第4実施形態、第5実施形態では、冷却供給手段として潤滑油を供給する機構を採用し、したがって冷媒としては潤滑油を用いるようにしたが、これに代えて、冷却供給手段として送風機などに接続する空気ノズルを用い、冷媒として空気を用いるようにしてもよい。その場合には、シールプレート46(60、70、80)に蓋材63を被着することなく、デュフューザ43と反対の側の面に直接空気を吹き付けるようにする。このようにして薄肉部54(62)や第1リブ49(61、71)、第2リブ72を冷却することにより、シールプレート46(60、70、80)を介してディフューザ43やコンプレッサインペラ41を良好に冷却することができる。
また、第1実施形態や第3実施形態に係るシールプレート46、70に対しても、第4実施形態、第5実施形態と同様にして、蓋材63を被着した状態で潤滑油を用いて冷却してもよい。
さらに、潤滑油に代えて冷却水を用いて、シールプレート46(60、70、80)を冷却するようにしてもよい。
さらに、潤滑油に代えて冷却水を用いて、シールプレート46(60、70、80)を冷却するようにしてもよい。
1…過給機、31…回転軸、32…軸受ハウジング、35a…分岐管、36a…回収管、41…コンプレッサインペラ(インペラ)、43…ディフューザ、45…コンプレッサハウジング、46…シールプレート、47…中心部、48…外周部、49…第1リブ、54…薄肉部、60…シールプレート、61…第1リブ、61a…近傍部、62…薄肉部、63…蓋材、63a…上部口、63b…下部口、70…シールプレート、71…第1リブ、71a…サブリブ、72…第2リブ、80…シールプレート、81…流路、82…切欠部、L…軸線
Claims (7)
- 軸受ハウジングに設けられた軸受に回転自在に支持される回転軸と、該回転軸に固定され回転により気体を径方向外側に送り出すインペラと、該インペラを囲んで設けられるコンプレッサハウジングと、前記インペラを囲む環状のディフューザを前記コンプレッサハウジングとの間に形成するとともに前記軸受ハウジングと前記インペラとの間に設けられる円環状のシールプレートと、を備える過給機であって、
前記シールプレートには、前記ディフューザ側の面と反対の側の面上に、該シールプレートの中心部から外周部に向かってこれらの間に複数の第1リブが放射状に設けられ、
前記シールプレートの中心部と外周部との間における前記第1リブ間は、前記中心部及び外周部より厚さが薄い薄肉部となっていることを特徴とする過給機。 - 前記シールプレートの中心部には、該シールプレートを前記軸受ハウジングに固定するための螺子を挿通する螺子孔が該シールプレートの周方向に沿って複数設けられ、
前記第1リブ部は、前記螺子孔の形成部位からシールプレートの外周部に向かって設けられていることを特徴とする請求項1記載の過給機。 - 前記第1リブは、前記シールプレートの中心部から外周部に向かってV字状に拡がる二つのサブリブによって形成され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。
- 前記シールプレートの周方向にて隣り合う前記第1リブ間には、該第1リブ間を連結する第2リブが、前記シールプレートの周方向に沿って設けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の過給機。
- 前記第1リブ間に冷媒を供給する冷媒供給手段が設けられていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の過給機。
- 前記シールプレートには、前記ディフューザ側の面と反対の側の面上に前記第1リブ間の薄肉部上を塞いで該薄肉部上を空間部にする蓋材が設けられ、
前記冷媒供給手段は、前記軸受に供給される潤滑油の流れを分岐させて前記第1リブ間の前記空間部に供給する分岐管によって形成され、
前記冷媒として、前記潤滑油が用いられることを特徴とする請求項5記載の過給機。 - 前記シールプレートの周方向にて隣り合う前記第1リブ間に、該第1リブ間を連結する第2リブが、前記シールプレートの周方向に沿って設けられたことにより、前記空間部の前記第1リブと第2リブとに囲まれた領域に、前記潤滑油を流すための流路が複数形成され、
前記第1リブ及び第2リブには、隣り合う前記流路間を連通させる切欠部が形成されていることを特徴とする請求項6記載の過給機。
Priority Applications (1)
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JP2012155651A JP2014015917A (ja) | 2012-07-11 | 2012-07-11 | 過給機 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2017044193A (ja) * | 2015-08-28 | 2017-03-02 | 大豊工業株式会社 | ベアリングハウジングおよびターボチャージャ |
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-
2012
- 2012-07-11 JP JP2012155651A patent/JP2014015917A/ja active Pending
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EP3656995A1 (en) * | 2017-10-26 | 2020-05-27 | Mitsubishi Heavy Industries Engine & Turbocharger, Ltd. | Turbocharger |
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