JPWO2020100251A1 - 遠心圧縮機及びこの遠心圧縮機を備えたターボチャージャ - Google Patents
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Abstract
Description
ハウジングと、
前記ハウジング内部で回転可能に設けられたインペラと、
前記インペラに接続された回転軸と、
前記ハウジング内で前記回転軸を支持するベアリング部材と
を備える遠心圧縮機であって、
前記ハウジングには、油が流通する油流通経路が形成され、
前記油流通経路は、
前記ベアリング部材に供給される潤滑油として前記油が流通する潤滑油経路と、
前記インペラによって圧縮された流体と熱交換する冷却油として前記油が流通する冷却油経路と
を含み、
前記冷却油経路は、前記油が前記ベアリング部材を経由しないで前記冷却油として前記冷却油経路に流入するように構成されている。
前記冷却油経路を流通する前記冷却油の少なくとも一部が前記潤滑油として前記潤滑油経路に流入する。
この構成によると、圧縮された流体と熱交換して温度が上昇した冷却油の少なくとも一部が潤滑油として潤滑油経路に流入する。温度が高いほど潤滑油の粘度が低下するので、潤滑油がベアリング部材を潤滑する際のメカロスを低減することができる。
前記冷却油経路を流通した後の前記冷却油の全てが前記潤滑油として前記潤滑油経路に流入する。
この構成によると、冷却油経路と潤滑油経路とが直列に連通していることにより、油流通経路の構成が単純になる。
前記ベアリング部材はスラストベアリングを含み、
前記潤滑油経路は、前記スラストベアリングと前記冷却油経路とを連通する給油経路を含み、
前記冷却油経路を流通する前記冷却油の少なくとも一部が前記潤滑油として前記給油経路を介して前記スラストベアリングに供給される。
前記冷却油経路は、前記ベアリング部材よりも上流側で前記潤滑油経路に連通する連通経路を含み、
前記潤滑油経路を流通する前記潤滑油の一部が前記冷却油として前記連通経路を介して前記冷却油経路に流入する。
前記ベアリング部材は、スラストベアリング及びジャーナルベアリングを含み、
前記潤滑油経路は、前記スラストベアリングに連通する第1分岐経路及び前記ジャーナルベアリングに連通する第2分岐経路を含み、
前記連通経路は、前記スラストベアリングよりも上流側で前記第1分岐経路に連通する。
前記冷却油経路は、前記冷却油が前記冷却油経路から流出する流出口を含み、
前記流出口は、前記冷却油経路において鉛直方向最下位置に存在する。
この構成によると、冷却油経路を流通する冷却油は自重によって流出口を介して冷却油経路から排出されるので、冷却油の回収を容易に行うことができるようになる。
前記ハウジングは、前記インペラの背面側に位置するプレート部材を含み、
前記冷却油経路の少なくとも一部が前記プレート部材に形成されている。
この構成によると、インペラを効率的に冷却できるので、インペラの寿命を延ばすことができる。
前記冷却油経路をバイパスして前記潤滑油経路に連通するバイパス管路と、
前記油が前記冷却油経路をバイパスして前記バイパス管路を流通するように切り替える切換部材と
を備える。
前記油が前記潤滑油として前記潤滑油経路を流通して循環する潤滑油循環システムと、
前記油が前記冷却油として前記冷却油経路を流通して循環する冷却油循環システムと
を備え、
前記潤滑油循環システムと前記冷却油循環システムとは互いに独立している。
この構成によると、冷却油としての油の循環と潤滑油としての油の循環とが互いに独立しているので、インペラによって圧縮された流体の冷却作用と、ベアリング部材の潤滑作用とを互いに対して影響を与えないで行うことができるようになる。
上記(1)〜(10)のいずれかの遠心圧縮機を備える。
この構成によると、油がベアリング部材を経由しないで冷却油として冷却油経路に流入することにより、インペラによって圧縮された流体と熱交換する冷却油の温度は、ベアリング部材を経由した後に冷却油経路に流入する場合の冷却油の温度よりも低くなるので、遠心圧縮機における圧縮流体の冷却性能を向上することができる。
図1に示されるように、本開示の実施形態1に係るターボチャージャ1は、タービン2と遠心圧縮機3とを備えている。タービン2は、ハウジング20と、ハウジング20の内部で回転可能に設けられたインペラ21とを備えている。
次に、実施形態2に係るターボチャージャについて説明する。実施形態2に係るターボチャージャは、実施形態1に対して、油流通経路4の構成を変更したものである。尚、実施形態2において、実施形態1の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
次に、実施形態3に係るターボチャージャについて説明する。実施形態3に係るターボチャージャは、実施形態1に対して、油流通経路4の構成を変更したものである。尚、実施形態3において、実施形態1の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
2 タービン
3 遠心圧縮機
4 油流通経路
5 プレート部材
10 接続配管
20 ハウジング
21 インペラ
30 ハウジング
31 インペラ
32 回転軸
33 ベアリング部材
34 スラストベアリング
35 ジャーナルベアリング
36 流入通路
37 ディフューザ通路
38 スクロール通路
40 潤滑油経路
41 流入口
42 第1分岐経路
43 第2分岐経路
44 給油経路
50 冷却油経路
51 環状部分
51a 流出口
51b (環状部分の)一端
51c (環状部分の)他端
51d 流入口
51e 採取口
52 連通部分
53 流出口
54 第2環状部分
55 連通経路
60 油の供給源
60a 油の供給源
60b 油の供給源
61 油供給管路
62 バイパス管路
63 三方弁(切換部材)
64 給油ポンプ
64a 給油ポンプ
64b 給油ポンプ
70 潤滑油循環システム
80 冷却油循環システム
Claims (11)
- ハウジングと、
前記ハウジング内部で回転可能に設けられたインペラと、
前記インペラに接続された回転軸と、
前記ハウジング内で前記回転軸を支持するベアリング部材と
を備える遠心圧縮機であって、
前記ハウジングには、油が流通する油流通経路が形成され、
前記油流通経路は、
前記ベアリング部材に供給される潤滑油として前記油が流通する潤滑油経路と、
前記インペラによって圧縮された流体と熱交換する冷却油として前記油が流通する冷却油経路と
を含み、
前記冷却油経路は、前記油が前記ベアリング部材を経由しないで前記冷却油として前記冷却油経路に流入するように構成されている遠心圧縮機。 - 前記冷却油経路を流通する前記冷却油の少なくとも一部が前記潤滑油として前記潤滑油経路に流入する、請求項1に記載の遠心圧縮機。
- 前記冷却油経路を流通した後の前記冷却油の全てが前記潤滑油として前記潤滑油経路に流入する、請求項2に記載の遠心圧縮機。
- 前記ベアリング部材はスラストベアリングを含み、
前記潤滑油経路は、前記スラストベアリングと前記冷却油経路とを連通する給油経路を含み、
前記冷却油経路を流通する前記冷却油の少なくとも一部が前記潤滑油として前記給油経路を介して前記スラストベアリングに供給される、請求項2に記載の遠心圧縮機。 - 前記冷却油経路は、前記ベアリング部材よりも上流側で前記潤滑油経路に連通する連通経路を含み、
前記潤滑油経路を流通する前記潤滑油の一部が前記冷却油として前記連通経路を介して前記冷却油経路に流入する、請求項1に記載の遠心圧縮機。 - 前記ベアリング部材は、スラストベアリング及びジャーナルベアリングを含み、
前記潤滑油経路は、前記スラストベアリングに連通する第1分岐経路及び前記ジャーナルベアリングに連通する第2分岐経路を含み、
前記連通経路は、前記スラストベアリングよりも上流側で前記第1分岐経路に連通する、請求項5に記載の遠心圧縮機。 - 前記冷却油経路は、前記冷却油が前記冷却油経路から流出する流出口を含み、
前記流出口は、前記冷却油経路において鉛直方向最下位置に存在する、請求項4〜6のいずれか一項に記載の遠心圧縮機。 - 前記ハウジングは、前記インペラの背面側に位置するプレート部材を含み、
前記冷却油経路の少なくとも一部が前記プレート部材に形成されている、請求項1〜7のいずれか一項に記載の遠心圧縮機。 - 前記冷却油経路をバイパスして前記潤滑油経路に連通するバイパス管路と、
前記油が前記冷却油経路をバイパスして前記バイパス管路を流通するように切り替える切換部材と
を備える、請求項3に記載の遠心圧縮機。 - 前記油が前記潤滑油として前記潤滑油経路を流通して循環する潤滑油循環システムと、
前記油が前記冷却油として前記冷却油経路を流通して循環する冷却油循環システムと
を備え、
前記潤滑油循環システムと前記冷却油循環システムとは互いに独立している、請求項1に記載の遠心圧縮機。 - 請求項1〜10のいずれか一項に記載の遠心圧縮機を備えたターボチャージャ。
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