JP7130665B2 - 排気ターボチャージャに用いられるノズルリング - Google Patents
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Description
燃焼機関の性能向上のために、現在、標準的に排気ターボチャージャが使用される。排気ターボチャージャは、燃焼機関の排気系統に設けられたタービンと、燃焼機関に前置されたコンプレッサとを有する。この場合、燃焼機関の排気は、タービン内で放圧される。その際に得られた仕事は、シャフトを介してコンプレッサへと伝達され、コンプレッサは、燃焼機関に供給された空気を圧縮する。燃焼機関における燃焼プロセスに供給される空気を圧縮するために排気のエネルギを使用することによって、燃焼プロセスと燃焼機関の効率とを最適化することができる。
タービンヘッドの大きさがそれぞれ大きく異なるとともにタービン背壁ジオメトリも様々である、様々な大きさのタービンシャフト/タービン段を1つのロータブロックに使用可能にする/取付け可能にするという要求に起因して、新たなノズルリング構想が必要であることが判明した。
前述の課題を解決するために、独立請求項1に記載のラジアルタービン用のノズルリングが提供される。本発明のさらなる態様、利点および特徴は、従属請求項、明細書および添付の図面から看取される。
図1には、組立て状態で、本明細書に記載の実施の形態によるノズルリング10の概略的な斜視図が示されている。ラジアルタービンのタービンホイール30が略示されている。
11 基体
11A 基体の軸受ハウジング側
12 中央開口
14 案内翼
15 取付けフランジ
15A 取付け手段
16 接触面
17 孔
20 シャフト
30 タービンホイール
31 動翼
40 軸受空間
41 軸受ハウジング
50 タービン空間
51 タービンハウジング
60 排気ターボチャージャ
Claims (12)
- ラジアルタービン用のノズルリング(10)であって、
シャフト(20)を通すための中央開口(12)を有する、回転対称でディスク状の基体(11)と、
周方向で前記基体(11)の半径方向外側の領域に配置されているとともに、タービンホイール(30)の動翼(31)へ排気を導くように構成されていて、前記基体(11)から軸方向に延在するとともに、前記基体と一体に形成された自由端を有する複数の案内翼(14)と、
を備え、
前記基体(11)は、組付け状態で、軸受ハウジング(41)の軸受空間(40)とタービン空間(50)との間に熱シールドを形成するように構成されており、前記基体(11)の軸受ハウジング側(11A)は、1つまたは複数の凹部(18)を有し、これによって、前記ノズルリング(10)の組付け状態で、空気で満たされた1つまたは複数の絶縁空間が形成され、
前記ノズルリングは、前記基体(11)の半径方向内側の領域に配置された取付けフランジ(15)を備え、前記取付けフランジ(15)は、前記軸受ハウジング(41)の対応する接触面に当接する接触面(16)を有し、前記取付けフランジ(15)は、前記ノズルリングを前記軸受ハウジングに組み付けるための1つまたは複数の取付け手段を保持するための、周方向に配置された1つまたは複数の孔(17)を有する、
ノズルリング(10)。 - 前記取付けフランジ(15)は、前記基体(11)の、一体に組み込まれた構成要素である、請求項1記載のノズルリング(10)。
- 前記ノズルリング(10)は、組付け状態で、所定の温度下で、軸方向で前記軸受ハウジング(41)とタービンハウジングとの間にかつ/または半径方向で前記軸受ハウジング(41)内にかつ/または半径方向でタービンハウジング内に締め付けられるように構成されている、請求項1または2記載のノズルリング(10)。
- 前記凹部(18)は、半径方向に延在するリブ(19)を有する、請求項1から3までのいずれか1項記載のノズルリング(10)。
- 前記取付けフランジに設けられた複数の前記孔(17)は、前記中央開口(12)の周りに第1の半径R1を有する第1の仮想円上に配置されており、前記案内翼(14)は、前記中央開口(12)の周りに第2の半径R2を有する第2の仮想円上に配置されており、前記第2の半径R2は、R2≧1.5×R1である、請求項1から4までのいずれか1項記載のノズルリング(10)。
- 前記取付けフランジに設けられた、1つまたは複数の取付け手段を保持するための前記孔(17)は、前記中央開口(12)の周りに規則的な角度間隔を置いて配置されている、請求項1から5までのいずれか1項記載のノズルリング(10)。
- 前記基体(11)とは反対の側に、前記案内翼(14)と結合された別のディスクが配置されている、請求項1から6までのいずれか1項記載のノズルリング(10)。
- 排気ターボチャージャ(60)であって、
タービンハウジング(51)と、
軸受ハウジング(41)内に軸支されたシャフト(20)であって、該シャフト(20)上に、動翼(31)を有するタービンホイール(30)が配置されている、シャフト(20)と、
前記タービンホイール(30)の上流側で前記タービンハウジング(51)内に形成された、排気用の流入チャネル(33)と、
組付け状態で、軸方向でターボチャージャの前記軸受ハウジング(41)と前記タービンハウジングとの間に保持されるように構成されている、ノズルリング(10)と、
を備え、
前記ノズルリング(10)は、
シャフト(20)を通すための中央開口(12)を有する、回転対称でディスク状の基体(11)と、
周方向で前記基体(11)の半径方向外側の領域に配置されているとともに、タービンホイール(30)の動翼(31)へ排気を導くように構成されていて、前記基体(11)から軸方向に延在するとともに、前記基体と一体に形成された自由端を有する複数の案内翼(14)と、
を備え、
前記基体(11)は、組付け状態で、軸受ハウジング(41)の軸受空間(40)とタービン空間(50)との間に熱シールドを形成するように構成されており、前記基体(11)の軸受ハウジング側(11A)は、1つまたは複数の凹部(18)を有し、これによって、前記ノズルリング(10)の組付け状態で、空気で満たされた1つまたは複数の絶縁空間が形成され、
前記ノズルリングは、前記基体(11)の半径方向内側の領域に配置された取付けフランジ(15)を備え、前記取付けフランジ(15)は、1つまたは複数の取付け手段(15A)を用いて前記軸受ハウジング(41)に取り付けられている、
排気ターボチャージャ(60)。 - 前記取付け手段(15A)は、ねじであり、前記ノズルリング(10)は、前記軸受ハウジング(41)にねじ止めされている、請求項8記載の排気ターボチャージャ(60)。
- 前記ノズルリング(10)および前記軸受ハウジング(41)は、前記ノズルリングが、組付け状態で、軸方向で前記軸受ハウジングと前記タービンハウジングとの間に皿ばねにより緊締されるように、構成されている、請求項8または9記載の排気ターボチャージャ(60)。
- 前記ノズルリング(10)および前記軸受ハウジング(41)は、前記ノズルリングが、組付け状態で、所定の温度において、軸方向で前記軸受ハウジング(41)と前記タービンハウジングとの間にかつ/または半径方向で前記軸受ハウジング(41)内にかつ/または半径方向で前記タービンハウジング(51)内に締め付けられるように、構成されている、請求項8から10までのいずれか1項記載の排気ターボチャージャ(60)。
- 前記ノズルリング(10)および前記軸受ハウジング(41)は、組付け状態で、前記ノズルリングに対して、前記軸受ハウジング(41)およびまたは前記タービンハウジング(51)との間に1つまたは複数の相対回動防止手段が提供されるように、構成されている、請求項8から11までのいずれか1項記載の排気ターボチャージャ(60)。
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