JP2019167956A - ターボ圧縮機 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、内燃機関の排出ガス再循環装置のターボ圧縮機に関する。【解決手段】本発明におけるターボ圧縮機は、圧縮機ハウジング（２０）と、圧縮機ロータ（２１）と、圧縮機ロータ（２１）に結合されているシャフト（２２）であって、圧縮機ハウジング（２０）に取り付けられているシャフト（２２）と、排出ガスブローバイ流れが軸受に向かうことを防止するためのピストンリングシール（２３）と、を備えており、ラビリンスシール（２５）が、排出ガスブローバイ流れの方向で見るとピストンリングシール（２３）の上流に位置決めされている。【選択図】図２

Description

本発明は、ターボ圧縮機に関する。
排出ガス再循環装置を具備する内燃機関は、本発明の属する技術分野における当業者にとって既知である。従って、排出ガスは、内燃機関のシリンダに供給すべき給気を排出ガスと混合するために、排ガス再循環装置を介して内燃機関の排出システムから抽出され、内燃機関の給気システムに供給される。排出ガスは、ターボ圧縮機を介して圧縮され、給気システムに向かって輸送される。
図１は、従来技術として知られている内燃機関の排出ガス再循環装置のターボ圧縮機の部分断面図である。図１は、圧縮機ハウジング１０と圧縮機ハウジング１０に回転可能に取り付けられている圧縮機ロータ１１とを部分的に表わす。圧縮機ロータ１１は、シャフト１２に結合されており、シャフト１２は、図示しない軸受を介して圧縮機ハウジング１０に取り付けられている。図１では、従来技術として既に知られているように、ピストンリングシール１３が、シャフト１２と圧縮機ハウジング１０との間に形成されている。このようなピストンリングシール１３によって、排出ガスブローバイ流れ１４が圧縮機ロータ１１から図示しない軸受に向かって流れることが少なくとも部分的に防止される。
このことを発端として、本発明は、新型のターボ圧縮機を創造することを目的とする。
当該目的は、請求項１に記載のターボ圧縮機によって解決される。本発明では、ラビリンスシールが、排出ガスブローバイ流れの方向においてピストンリングシールの上流に位置決めされている。排出ガスブローバイ流れの方向においてピストンリングシールの上流に位置決めされているさらなるラビリンスシールによって、排出ガスブローバイ流れの発達を従来技術と比較して効果的に防止することができる。
優位なさらなる発展形態では、シーリング空気ボアが設けられており、シーリング空気が、シーリング空気ボアを介して、ピストンリングシールとラビリンスシールとの間に形成されている間隙に向かって方向づけられる。これにより、排出ガスブローバイ流れを一層効果的に防止することができる。
優位なさらなる発展形態では、シーリング空気が、所定のシーリング空気圧力でラビリンスシール及びピストンリングシールに衝突するが、シーリング空気圧力は、ラビリンスシールにおける排出ガス圧力より大きい。これにより、排出ガスブローバイ流れの発達を特に効果的に相殺することができる。
本発明の好ましいさらなる発展形態は、従属請求項及び発明の詳細な説明から得られる。本発明の典型的な実施例について、図面を参照しつつ、さらに詳細に説明する。しかしながら、本発明が図示の実施例に限定される訳では無いことに留意すべきである。
従来技術に基づく内燃機関の排出ガス再循環装置のターボ圧縮機の詳細なアキシアル方向断面図である。 本発明における内燃機関の排出ガス再循環装置のターボ圧縮機の詳細なアキシアル方向断面図である。
本発明は、内燃機関の排出ガス再循環装置のターボ圧縮機に関する。ターボ圧縮機は、内燃機関の排出ガスシステムから当該内燃機関の給気システムに向かって排出された排出ガスを抽出、圧縮、輸送するために利用される。
図２は、圧縮機ロータ２１の圧縮機ハウジング２０の領域、及び、圧縮機ロータ２１に接続されていると共に図示しない軸受を介して圧縮機ハウジング２０に取り付けられているシャフト２２の領域における、本発明におけるターボ圧縮機の一部分を表わす。
従来技術として既に慣用されているが、ピストンリングシール２３は、シャフト２２と圧縮機ハウジング２０との間に形成されており、図示しない軸受に向かう排出ガスブローバイ流れの発達を相殺するために利用される。
本発明では、ラビリンスシール２５が、好ましくは圧縮機ロータ２１と排出ガス再循環装置のターボ圧縮機の圧縮機ハウジング２０との間にさらに形成されている。また、ラビリンスシール２５が、シャフト２２と圧縮機ハウジング２０との間にも形成されている。ラビリンスシール２５は、排出ガスブローバイ流れの方向で見るとピストンリングシール２３の上流に位置決めされている。従って、排出ガスがピストンリングシール２３に向かって流れる前に、最初に排出ガスはラビリンスシール２５を通過する必要がある。
好ましくは、シーリンク空気ボア２６が形成されており、シーリング空気は、シーリング空気ボアを介して、ピストンリングシール２３とラビリンスシール２５との間に形成されている間隙２７に供給可能とされる。ラビリンスシール２５とピストンリングシール２３との間に形成された間隙２７には、シーリンク空気圧ｐＳＬが存在する。シーリング空気は、シーリンク空気圧ｐＳＬでラビリンスシール２５及びピストンリングシール２３に衝突する。
シーリンク空気圧ｐＳＬは、間隙２７の反対側に位置するラビリンスシール２５における排出ガス空気圧ｐＡＧより大きい。従って、シーリンク空気は、排出ガスがラビリンスシール２５を介して流れることを防止する。シーリング空気のブローバイ流れ２４は、せいぜいピストンリングシール２３を介して流れるにすぎない。
従って、ラビリンスシール２５が、ピストンリングシール２３に加えて、本発明における排出ガス再循環装置のターボ圧縮機に設けられている。これら２つのシールの間に、すなわちピストンリングシール２３と排出ガスブローバイ流れの流れ方向で見るとピストンリングシール２３の上流に位置決めされているラビリンスシール２５との間に、シーリング空気を、具体的にはシーリング空気ボア２６を介して導くことができる。従って、排出ガスがシャフト２２の軸受に向かって方向づけられることが効果的に防止される。
図２では、さらなるラビリンスシール２８が、ピストンリングシール２３の下流において、シャフト２２と圧縮機ハウジング２０との間に形成されている。さらなるラビリンス２８は、シーリング空気がシャフト２２の軸受に向かって方向づけられ、これにより軸受のための潤滑油の内部に導かれることを防止することができる。
１０ 圧縮機ハウジング
１１ 圧縮機ロータ
１２ シャフト
１３ ピストンリングシール
１４ 排出ガスブローバイ流れ
２０ 圧縮機ハウジング
２１ 圧縮機ロータ
２２ シャフト
２３ ピストンリングシール
２４ ブローバイ流れ
２５ ラビリンスシール
２６ シーリング空気ボア
２７ 間隙
２８ ラビリンスシール

Claims (7)

  1. 内燃機関の排出ガス再循環装置のターボ圧縮機であって、
    圧縮機ハウジング（２０）と、
    圧縮機ロータ（２１）と、
    前記圧縮機ロータ（２１）に結合されているシャフト（２２）であって、前記圧縮機ハウジング（２０）に取り付けられている前記シャフト（２２）と、
    排出ガスブローバイ流れが軸受に向かうことを防止するためのピストンリングシール（２３）と、
    を備えている前記ターボ圧縮機において、
    ラビリンスシール（２５）が、前記排出ガスブローバイ流れの方向で見ると前記ピストンリングシール（２３）の上流に位置決めされていることを特徴とするターボ圧縮機。
  2. シーリング空気が、シーリング空気ボア（２６）を介して、前記ピストンリングシール（２３）と前記ラビリンスシール（２５）との間に形成されている間隙（２７）に向かって方向づけられることを特徴とする請求項１に記載のターボ圧縮機。
  3. 前記シーリング空気が、所定のシーリング空気圧で前記ラビリンスシール（２５）及び前記ピストンリングシール（２３）に衝突することを特徴とする請求項２に記載のターボ圧縮機。
  4. 前記シーリング空気圧が、前記ラビリンスシール（２５）における排出ガス圧より大きいことを特徴とする請求項３に記載のターボ圧縮機。
  5. 前記シーリング空気圧が、前記ラビリンスシール（２５）における前記排出ガス圧より５％〜１５％、好ましくは８％〜１２％大きいことを特徴とする請求項４に記載のターボ圧縮機。
  6. 前記ピストンリングシール（２３）が、前記圧縮機ハウジング（２０）と前記圧縮機ロータ（２１）との間に、又は前記圧縮機ハウジング（２０）と前記シャフト（２２）との間に形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のターボ圧縮機。
  7. 前記ラビリンスシール（２５）が、前記圧縮機ハウジング（２０）と前記圧縮機ロータ（２１）との間に、又は前記圧縮機ハウジング（２０）と前記シャフト（２２）との間に形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のターボ圧縮機。
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