WO2022208839A1 - 過給機 - Google Patents

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WO2022208839A1
WO2022208839A1 PCT/JP2021/014145 JP2021014145W WO2022208839A1 WO 2022208839 A1 WO2022208839 A1 WO 2022208839A1 JP 2021014145 W JP2021014145 W JP 2021014145W WO 2022208839 A1 WO2022208839 A1 WO 2022208839A1
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WO
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lubricating oil
bearing
cooling space
impeller
space
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/014145
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English (en)
French (fr)
Inventor
哲也 松尾
幸博 岩佐
太陽 白川
Original Assignee
三菱重工マリンマシナリ株式会社
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Publication date
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Priority to KR1020237028796A priority patent/KR20230131946A/ko
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F02B39/14—Lubrication of pumps; Safety measures therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/08—Cooling; Heating; Heat-insulation
    • F01D25/12—Cooling
    • F01D25/125—Cooling of bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F02B39/005—Cooling of pump drives
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present disclosure relates to a supercharger with a centrifugal compressor.
  • An internal combustion engine (for example, an engine) is sometimes equipped with a supercharger to improve its output.
  • the turbocharger rotates a compressor impeller (hereinafter referred to as impeller) by rotating the turbine rotor with the exhaust gas from the internal combustion engine, and compresses the gas (for example, combustion air) supplied to the internal combustion engine.
  • an exhaust turbine type turbocharger configured for As a compressor for an exhaust turbine supercharger, a centrifugal compressor is known that sends out the gas sent to the impeller outward in a radial direction perpendicular to the rotation axis of the impeller.
  • JP 2014-111905 A Japanese Patent No. 6246847 Japanese Patent No. 3606293
  • the impeller was cooled by supplying cooling air to the space facing the back of the compressor (see Patent Document 1, for example).
  • Combustion air that has passed through an intercooler after being compressed by a centrifugal compressor has sometimes been used as the cooling air.
  • part of the combustion air compressed by the centrifugal compressor is not supplied to the internal combustion engine, which may lead to a decrease in efficiency of the entire internal combustion engine system including the internal combustion engine.
  • an object of at least one embodiment of the present disclosure is to provide a supercharger capable of cooling the back surface of the compressor impeller and improving the efficiency of the internal combustion engine system.
  • the turbocharger is A turbocharger comprising a rotor including a compressor impeller, a bearing that rotatably supports the rotor, and a bearing base that houses the bearing,
  • the bearing stand is a cooling space formed on the back side of the compressor impeller; a bearing housing space for housing the bearing; a lubricating oil flow path communicating between the cooling space and the bearing housing space for sending lubricating oil from the cooling space to the bearing housing space; a lubricating oil supply port formed on the outer surface of the housing, the lubricating oil supply port communicating with the cooling space;
  • the turbocharger is It further comprises a lubricating oil supply line configured to send lubricating oil from the outside of the supercharger to the cooling space through the lubricating oil supply port.
  • a turbocharger is provided that can cool the back surface of the compressor impeller and improve the efficiency of the internal combustion engine system.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining the configuration of an internal combustion engine system including a supercharger according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the turbocharger showing an A section extracted from the turbocharger shown in FIG. 1
  • 1 is a schematic cross-sectional view of a turbocharger according to an embodiment of the present disclosure, showing a portion corresponding to a section A of the turbocharger shown in FIG. 1
  • FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a lubricating oil system in the supercharger shown in FIG. 2
  • FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a modification of the lubricating oil system in the supercharger shown in FIG. 2
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a lubricating oil system in the turbocharger shown in FIG. 3;
  • expressions that express shapes such as squares and cylinders do not only represent shapes such as squares and cylinders in a geometrically strict sense, but also include irregularities and chamfers to the extent that the same effect can be obtained.
  • the shape including the part etc. shall also be represented.
  • the expressions “comprising”, “including”, or “having” one component are not exclusive expressions excluding the presence of other components.
  • symbol may be attached
  • FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining the configuration of an internal combustion engine system including a turbocharger according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the turbocharger showing an A portion extracted from the turbocharger shown in FIG.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a turbocharger according to an embodiment of the present disclosure, and is a schematic cross-sectional view of the turbocharger showing a portion corresponding to part A of the turbocharger shown in FIG. be.
  • the up-down direction in the drawing corresponds to the vertical direction
  • the upper side in the drawing corresponds to the upper direction in the vertical direction.
  • a supercharger 10 is configured to rotatably support a rotor 3 including a compressor impeller 2 (hereinafter abbreviated as the impeller 2) and the rotor 3, as shown in FIG. and a bearing pedestal 7 configured to accommodate the bearing 4 .
  • the turbocharger 10 is applied to a marine engine turbocharger, a land-use generator engine turbocharger, and the like.
  • the turbocharger 10 can also be applied to a turbocharger for automobiles, which is smaller than a turbocharger for marine engines.
  • the direction in which the axis CA of the supercharger 10 extends is defined as the axial direction X
  • the direction orthogonal to the axis CA is defined as the radial direction Y.
  • the side of the axial direction X where the intake port 61 is located with respect to the impeller 2 is defined as the front side XF
  • the side opposite to the intake port 61 side is defined as the rear side XR.
  • the rotor 3 comprises a rotating shaft 31 having a longitudinal direction along the axial direction X, an impeller 2 mechanically coupled to the front XF end 311 of the rotating shaft 31 , the rotating shaft 31 a turbine 32 mechanically coupled to the aft XR end 312 of the .
  • the impeller 2 is arranged coaxially with the turbine 32 .
  • the impeller 2, as shown in FIG. 1, is provided in a supply line 12 that supplies gas (eg, combustion gas such as air) to an internal combustion engine 11 (eg, engine).
  • the turbine 32 is provided in an exhaust line 13 for exhausting exhaust gas from the internal combustion engine 11 .
  • the internal combustion engine system 1 includes a supercharger 10 , an internal combustion engine 11 , a supply line 12 , an exhaust line 13 and an intercooler 14 .
  • the supercharger 10 includes a compressor housing 6 configured to rotatably house the impeller 2 and a turbine housing 8 configured to rotatably house the turbine 32 .
  • the bearing stand 7 is arranged between the compressor housing 6 and the turbine housing 8 and is mechanically connected to the compressor housing 6 and the turbine housing 8 by fastening members such as bolts.
  • the turbocharger 10 rotates the turbine 32 by exhaust gas introduced into the turbine housing 8 through the exhaust line 13 from the internal combustion engine 11 . Since the impeller 2 is mechanically connected to the turbine 32 via the rotating shaft 31 , it rotates together with the rotation of the turbine 32 . By rotating the impeller 2 , the supercharger 10 compresses the gas introduced into the compressor housing 6 through the supply line 12 and sends the compressed gas to the internal combustion engine 11 . The gas compressed by the impeller 2 is supplied to the internal combustion engine 11 after being cooled by an intercooler 14 provided between the impeller 2 and the internal combustion engine 11 in the supply line 12 .
  • the impeller 2 has a hub 21 and a plurality of impeller blades 23 provided on the outer surface 22 of the hub 21 .
  • the hub 21 is mechanically fixed to the front XF end 311 of the rotating shaft 31 . Therefore, the hub 21 and the plurality of impeller blades 23 are rotatable around the axis CA of the supercharger 10 integrally with the rotary shaft 31 .
  • the impeller 2 consists of a centrifugal impeller configured to direct the gas delivered from the front side XF in the axial direction X outward in the radial direction Y. As shown in FIG.
  • the compressor housing 6 has an intake port 61 for introducing gas from the outside of the compressor housing 6, an exhaust port (not shown) for discharging the gas that has passed through the impeller to the outside of the compressor housing and sending it to the internal combustion engine, is formed.
  • the turbine housing 8 includes an exhaust gas introduction port (not shown) for introducing exhaust gas into the turbine housing 8, an exhaust gas discharge port 81 for discharging the exhaust gas generated by rotating the turbine 32 to the outside of the turbine housing 8, is formed.
  • the compressor housing 6 includes an air intake introduction portion 620 forming an air intake passage 62 for introducing gas introduced into the compressor housing 6 from the air intake port 61 into the impeller 2, A shroud portion 630 having a shroud surface 63 curved in a convex shape so as to face each other, and a scroll portion 640 forming a scroll flow path 64 for guiding the gas that has passed through the impeller 2 to the outside of the compressor housing 6 are provided.
  • Each of the intake channel 62 and the scroll channel 64 is formed inside the compressor housing 6 .
  • the compressor housing 6 includes an impeller chamber 65 that rotatably houses the impeller 2 and a diffuser passage 66 that guides gas from the impeller 2 to the scroll passage 64 in combination with the bearing pedestal 7 . and are formed.
  • the shroud surface 63 described above defines the front XF portion of the impeller chamber 65 .
  • FIGS. 1 to 3 when the impeller 2 is housed in the impeller chamber 65, there is a gap between the back surface 24 of the impeller 2 (surface on the rear side XR side) and the end surface 71 on the front side XF side of the bearing stand 7.
  • a gap 65A is formed in .
  • upstream side in the flow direction of the gas flowing inside the compressor housing 6 may be simply referred to as the "upstream side”
  • downstream side in the flow direction of the gas may simply be referred to as the "downstream side”.
  • the intake passage 62 extends along the axial direction X.
  • the intake passage 62 communicates with the intake port 61 located on the front side XF (upstream side) and the inlet side of the impeller chamber 65 located on the rear side XR (downstream side).
  • the diffuser flow path 66 extends along a direction intersecting (for example, perpendicular to) the axis CA of the supercharger 10 .
  • the diffuser channel 66 communicates with the outlet side of the impeller chamber 65 located upstream and the scroll channel 64 located downstream.
  • the scroll flow path 64 has a spiral shape surrounding the periphery of the impeller 2 (outside in the radial direction Y).
  • the scroll flow path 64 communicates with a diffuser flow path 66 located upstream and a discharge port (not shown) located downstream.
  • the gas introduced into the compressor housing 6 from the intake port 61 flows through the intake passage 62 along the axial direction X to the rear side XR, and then is sent to the impeller 2 and compressed by the impeller 2 .
  • the gas compressed by the impeller 2 flows outward in the radial direction through the diffuser flow path 66 and the scroll flow path 64 in this order, and is then discharged to the outside of the compressor housing 6 from a discharge port (not shown). Part of the gas compressed by impeller 2 flows into gap 65A described above.
  • a cooling space 72 in which lubricating oil flows as a cooling medium on the back surface 24 side of the impeller 2, and a bearing housing space for housing the bearing 4 described above. 73 and are formed.
  • the cooling space 72 is formed on the front side XF of the bearing housing space 73, in other words, between the gap 65A and the bearing housing space 73 in the axial direction X.
  • the cooling space 72 has a distance D1 to the gap 65A that is shorter than a distance D2 to the bearing accommodation space 73, as shown in FIG.
  • the cooling space 72 extends along the circumferential direction around the axis CA of the supercharger 10 and is formed outside the bearing housing space 73 in the radial direction Y. As shown in FIG. In addition, the cooling space 72 has an outer peripheral end 721 located outside the trailing edge 25 of the impeller blades 23 in the radial direction Y, and an inner peripheral end 722 of the cooling space 72 located radially Y relative to the trailing edge 25 of the impeller blades 23 . located inside.
  • the illustrated embodiment shows an example of a lubricating oil system in the turbocharger 10.
  • the cooling space 72, the bearing housing space 73, and a lubricating oil supply passage 750, which will be described later, constitute the lubricating oil system. and the lubricating oil flow path 76 are not limited to the illustrated configuration.
  • the bearing base 7 has at least one lubricating oil supply port 75 formed in an outer surface 74 exposed to the outside and communicating with the cooling space 72, the cooling space 72 and the bearing. At least one lubricating oil flow path 76 communicating with the housing space 73 is formed. At least one lubricating oil supply channel 750 for feeding lubricating oil to the cooling space 72 from the outside is formed inside the bearing stand 7 .
  • a lubricating oil supply port 75 is formed on one end side of the lubricating oil supply channel 750 , and a communication port 723 communicating with the cooling space 72 is formed on the other end side of the lubricating oil supply channel 750 .
  • the lubricating oil flow path 76 has an inlet opening 761 communicating with the cooling space 72 at one end thereof, and an outlet opening 762 communicating with the bearing housing space 73 at the other end thereof.
  • the "outer surface 74 exposed to the outside" includes a surface accessible from the outside of the bearing base 7 in the turbocharger 10 after assembly, and the lubricating oil supply port 75 is formed in such a surface. may Also, in the illustrated example, the lubricating oil is supplied into the bearing pedestal 7 from above the bearing pedestal 7 , but it may be supplied into the bearing pedestal 7 from below the bearing pedestal 7 .
  • the turbocharger 10 further includes a lubricating oil supply line 9 configured to send lubricating oil from the outside of the bearing stand 7 to the cooling space 72 through a lubricating oil supply port 75 .
  • the lubricating oil supply line 9 includes at least a lubricating oil pipe 91 having one end connected to the lubricating oil supply port 75 and a lubricating oil pump 92 provided at the other end of the lubricating oil pipe 91 .
  • the lubricating oil pump 92 is configured to generate power for pumping the lubricating oil by electric power.
  • the lubricating oil is sent from the other end side of the lubricating oil pipe 91 to the one end side, and then sent to the cooling space 72 through the lubricating oil supply port 75 .
  • the lubricating oil sent to the cooling space 72 cools the region 71A including the end surface 71 on the front side of the cooling space 72 in the bearing stand 7, thereby indirectly cooling the gas existing in the gap 65A. be.
  • heat input from the gap 65A to the back surface 24 of the impeller 2 can be suppressed, thereby suppressing an increase in the metal temperature of the impeller 2 when the turbocharger 10 is driven.
  • the lubricating oil in the cooling space 72 is sent to the bearing housing space 73 through the lubricating oil flow path 76 by the lubricating oil pump 92 and supplied to the bearings 4 housed in the bearing housing space 73 .
  • the outlet opening 762 of the lubricating oil flow path 76 is formed in an inner wall surface 731A of the inner wall surface 731 that defines the bearing housing space 73 and faces the outer surface 41 of the bearing 4 .
  • Lubricating oil is supplied to the bearing 4 from the outer surface 41 side of the bearing 4 .
  • the lubricating oil in the cooling space 72 receives heat from the gas existing in the gap 65A, and its temperature rises, and its viscosity is lower than before the temperature rise.
  • the lubricating oil with reduced viscosity is supplied to the bearings 4 , the friction caused by the viscous resistance of the lubricating oil can be reduced, so that the mechanical loss of the bearings 4 can be suppressed.
  • the supercharger 10 includes the impeller 2 described above, the bearing stand 7 described above, and the lubricating oil supply line 9 described above.
  • the bearing base 7 is formed with the cooling space 72 , the bearing housing space 73 , the lubricating oil supply port 75 and the lubricating oil flow path 76 described above.
  • the centrifugal compressor of the supercharger 10 can be operated at a high pressure ratio.
  • the lubricating oil whose temperature has been raised by receiving heat in the cooling space 72 flows through the lubricating oil flow path 76 into the bearing housing space 73 that houses the bearing 4 . Since the bearing 4 is supplied with the lubricating oil whose viscosity has decreased due to the temperature rise in the cooling space 72, the mechanical efficiency of the bearing 4 can be improved, and the internal combustion engine system 1 including the turbocharger 10 can be improved. Efficiency can be improved.
  • the lubricating oil supply line 9 discussed above is a lubricating oil recovery line configured to send the lubricating oil sent to the bearings 4 discussed above to a lubricating oil pump 92, as shown in FIG. 93 is further included.
  • the internal combustion engine system 1 is provided with the lubricating oil supply line 9 including the lubricating oil recovery line 93 , the lubricating oil can be circulated through the lubricating oil supply line 9 .
  • the lubricating oil supply line 9 described above, as shown in FIG. further includes cooler 94 .
  • the oil cooler 94 is configured to cool lubricating oil passing through the oil cooler 94 .
  • the lubricating oil receives heat when circulating in the bearing stand 7 and raises its temperature. If the temperature of the lubricating oil sent to the cooling space 72 becomes too high, the cooling performance of the lubricating oil may deteriorate.
  • the internal combustion engine system 1 including the turbocharger 10 and the internal combustion engine 11 has a lubricating oil circulation system that circulates lubricating oil.
  • the oil cooler 94 described above the oil cooler used in the lubricating oil circulation system may be used. In this case, proper cooling of the back surface 24 of the impeller 2 can be achieved without significant modifications to the internal combustion engine system 1 .
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a lubricating oil system in the supercharger shown in FIG. 2.
  • FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a modification of the lubricating oil system in the supercharger shown in FIG. FIGS. 4, 5, and 6, which will be described later, schematically show the lubricating oil system in the supercharger as seen from the front side in the axial direction.
  • a lubricating oil system in the supercharger 10 includes a cooling space 72, a bearing housing space 73, a lubricating oil flow path 76, and the like.
  • the cooling space 72 described above is formed in an annular shape extending along the circumferential direction of the supercharger 10, as shown in FIGS.
  • the inner wall surface 720 defining the cooling space 72 is formed with at least one communication port 723 and at least one inlet opening 761 described above.
  • At least one communication port 723 includes a communication port 723A communicating with one of two lubricating oil supply ports 75 formed in the bearing base 7, and two lubricating oil supply ports 723A. and a communication port 723B communicating with the other of the ports 75.
  • the two communication ports 723A and 723B are formed in the upper part of the inner wall surface 720 and are formed at positions apart from each other in the circumferential direction of the supercharger 10 .
  • One communication port 723A is provided on one side (for example, the left side in the figure) in the width direction (the direction orthogonal to the direction in which the axis CA of the supercharger 10 extends and the vertical direction), and the other communication port 723B is provided on the other side in the width direction (for example, the right side in the figure). Also, an inlet opening 761 is formed in the lower portion of the inner wall surface 720 .
  • the lubricating oil that has flowed into the cooling space 72 from one communication port 723A flows downward on one side of the cooling space 72 in the width direction, and then flows out from the inlet opening 761 into the lubricating oil flow path 76 .
  • the lubricating oil that has flowed into the cooling space 72 from the other communication port 723B flows downward on the other side of the cooling space 72 in the width direction, and then enters the lubricating oil flow path 76 from the inlet opening 761. leak.
  • the lubricating oil that fills substantially the entire circumference of the annular cooling space 72 in the circumferential direction can cool the gas present in the gap 65A.
  • the at least one communication port 723 includes one communication port 723C formed in the upper portion of the inner wall surface 720. Also, an inlet opening 761 is formed in the upper portion of the inner wall surface 720 .
  • the communication port 723 ⁇ /b>C and the inlet opening 761 are formed at positions separated from each other in the circumferential direction of the supercharger 10 .
  • the communication port 723C is provided on one side in the width direction (for example, the left side in the drawing), and the inlet opening 761 is provided on the other side in the width direction (for example, the right side in the drawing).
  • the bearing pedestal 7 has a partition wall 79 that closes part of the cooling space 72 in the circumferential direction.
  • the partition wall 79 is provided in the upper part of the cooling space 72 on the side where the interval between the communication port 723C and the inlet opening 761 in the circumferential direction of the cooling space 72 is narrow.
  • the lubricating oil that has flowed into the cooling space 72 from the communication port 723C flows along the circumferential direction opposite to the side where the partition wall 79 is arranged (the lower part of the cooling space 72), and then flows through the inlet opening 761. It flows out to the lubricating oil flow path 76 .
  • the lubricating oil is filled substantially over the entire circumference of the cooling space 72 in the circumferential direction.
  • Appropriate cooling can be provided all around in the direction.
  • the impeller 2 can be cooled more efficiently than when the cooling space 72 is partially formed in the circumferential direction.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining a lubricating oil system in the turbocharger shown in FIG. 3.
  • the cooling space 72 described above is located above the axis CA of the supercharger 10, as shown in FIGS.
  • the cooling space 72 is curved in an upwardly convex arc.
  • the cooling space 72 is not formed below the axis CA of the supercharger 10 .
  • At least one communication port 723 includes a communication port 723D formed in the upper portion of the inner wall surface 720.
  • FIG. Inlet openings 761 of the two lubricating oil flow paths 76 are respectively formed below the communication port 723D of the inner wall surface 720 .
  • the two inlet openings 761 are respectively formed at the tip (lower end) of the cooling space 72 curved in an arc shape.
  • One of the two inlet openings 761 is provided on one side in the width direction (for example, the right side in the drawing), and the other of the two inlet openings 761 is provided on the other side in the width direction (for example, in the drawing). left).
  • the two lubricating oil flow paths 76 may be provided completely independently, or may be joined in the middle.
  • the lubricating oil whose temperature has risen in the cooling space 72 has a lower viscosity, and thus its fluidity is improved.
  • the cooling space 72 since the cooling space 72 is positioned above the axis CA of the supercharger 10, the lubricating oil flows through the lubricating oil passage 76 into the region including the axis CA of the supercharger 10. It can easily flow into the formed bearing housing space 73 by its own weight.
  • the flow distance of the lubricating oil in the cooling space 72 can be shortened compared to the case where the cooling space 72 is formed in an annular shape.
  • the capacity of the lubricating oil pump 92 for feeding the lubricating oil can be reduced, so the manufacturing cost of the internal combustion engine system 1 can be reduced.
  • the cooling space 72 formed in a part of the circumferential direction covers a part of the gap 65A facing the back surface 24 of the impeller 2 in the circumferential direction. By cooling, the back surface 24 of the impeller 2 can be cooled over the entire circumference.
  • a turbocharger (10) according to at least one embodiment of the present disclosure, A turbocharger comprising a rotor (3) including a compressor impeller (2), a bearing (4) rotatably supporting the rotor (3), and a bearing stand (7) accommodating the bearing (4).
  • the bearing pedestal (7) is a cooling space (72) formed on the back surface (24) side of the compressor impeller (2); a bearing housing space (73) for housing the bearing (4); a lubricating oil flow path (76) communicating the cooling space (72) and the bearing housing space (73) to send lubricating oil from the cooling space (72) to the bearing housing space (73); a lubricating oil supply port (75) formed in the outer surface (74) of the bearing stand (7), the lubricating oil supply port (75) communicating with the cooling space (72);
  • the supercharger (10) is It further comprises a lubricating oil supply line (9) configured to send lubricating oil from the outside of the supercharger (10) to the cooling space (72) through the lubricating oil supply port (75).
  • the back surface (24) of the impeller (2) is cooled by the lubricating oil sent to the cooling space (72) through the lubricating oil supply port (75) by the lubricating oil supply line (9). By doing so, the temperature rise of the impeller (2) can be suppressed. By suppressing the temperature rise of the impeller (2), the centrifugal compressor of the turbocharger (10) can be operated at a high pressure ratio.
  • the lubricating oil whose temperature has been increased by receiving heat in the cooling space (72) passes through the lubricating oil flow path (76) to the bearing housing space (73) in which the bearing (4) is housed.
  • the mechanical efficiency of the bearing (4) can be improved, which in turn leads to the supercharger (10). ), the efficiency of the internal combustion engine system (1) can be improved.
  • the cooling space (72) is filled with the lubricating oil almost all around in the circumferential direction.
  • the rear surface (24) of (2) can be appropriately cooled over the entire circumference. In this case, the impeller (2) can be cooled more efficiently than when the cooling space (72) is partially formed in the circumferential direction.
  • turbocharger (10) of 1) above The cooling space (72) is located above the axis (CA) of the supercharger (10).
  • the lubricating oil whose temperature has risen in the cooling space (72) has a lower viscosity, and thus its fluidity is improved.
  • the cooling space (72) is positioned above the axis (CA) of the supercharger (10)
  • the lubricating oil flows through the lubricating oil passage (76). It can easily flow into the bearing housing space (73) formed in the area including the axis (CA) of the feeder (10) by its own weight.
  • the flow distance of the lubricating oil in the cooling space (72) can be shortened compared to the case where the cooling space (72) is formed in an annular shape.
  • the capacity of the lubricating oil pump (92) for sending lubricating oil can be reduced, so that the manufacturing cost of the internal combustion engine system (1) can be reduced.

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Abstract

過給機は、コンプレッサインペラを含むロータと、ロータを回転可能に支持する軸受と、軸受を収容する軸受台と、を備える。軸受台には、コンプレッサインペラの背面側に形成される冷却空間と、軸受を収容する軸受収容空間と、冷却空間から軸受収容空間に潤滑油を送るために、冷却空間と軸受収容空間とを連通させる潤滑油流路と、軸受台の外面に形成された潤滑油供給口であって、冷却空間に連通する潤滑油供給口と、が形成され、過給機は、潤滑油供給口を通じて過給機の外部から冷却空間に潤滑油を送るように構成された潤滑油供給ラインをさらに備える。

Description

過給機
　本開示は、遠心式コンプレッサを備える過給機に関する。
　内燃機関（例えば、エンジン）には、その出力を向上させるために過給機が搭載されることがある。過給機には、内燃機関からの排ガスによりタービンロータを回転させることで、コンプレッサインペラ（以下、インペラとする）を回転させ、内燃機関に供給する気体（例えば、燃焼用空気）を圧縮するように構成された排気タービン式の過給機がある。排気タービン式の過給機の圧縮機として、インペラに送られた上記気体をインペラの回転軸と直交する径方向における外側へ送り出す遠心式コンプレッサが知られている。
　近年、内燃機関の高出力化に伴い、遠心式コンプレッサの高圧力比化が要求されている。遠心式コンプレッサの高圧力比化を図るために、インペラの回転周速を大きくすることが行なわれている。インペラの回転周速を大きなものとすると、回転により生じる遠心力によりその内部に生じる応力が大きくなる。また、インペラの回転周速を大きなものとすると、インペラにより圧縮された気体の温度が高くなり、この高温となった気体がインペラの背面に面する空間に漏れて、インペラを背面から加熱するため、インペラが高温となる。このような高温、高圧力化に曝されるインペラは、高温クリープ強度が低下して寿命が短くなる虞がある。
特開２０１４－１１１９０５号公報 特許第６２４６８４７号公報 特許第３６０６２９３号公報
　従来、冷却空気をコンプレッサの背面に面する空間に供給することで、インペラを冷却することが行なわれていた（例えば、特許文献１参照）。冷却空気としては、遠心式コンプレッサで圧縮後に中間冷却器を通過した燃焼用空気が用いられることがあった。この場合には、遠心式コンプレッサで圧縮された燃焼用空気の一部が内燃機関に供給されないため、内燃機関を備える内燃機関システム全体の効率低下を招く虞があった。
　また、インペラを収容するケーシングにおけるインペラの背面側に形成された空間に潤滑油を供給することで、インペラの背面に面する空間内の気体を冷却し、これによりインペラを間接的に冷却することも行なわれていた（例えば、特許文献２、３参照）。インペラの背面側に形成された空間に供給された潤滑油は、そのままケーシングの外部に排出されていた。
　上述した事情に鑑みて、本開示の少なくとも一実施形態の目的は、コンプレッサインペラの背面を冷却できるとともに、内燃機関システムの効率を向上できる過給機を提供することにある。
　本開示にかかる過給機は、
　コンプレッサインペラを含むロータと、前記ロータを回転可能に支持する軸受と、前記軸受を収容する軸受台と、を備える過給機であって、
　　前記軸受台は、
　　前記コンプレッサインペラの背面側に形成される冷却空間と、
　　前記軸受を収容する軸受収容空間と、
　　前記冷却空間から前記軸受収容空間に潤滑油を送るために、前記冷却空間と前記軸受収容空間とを連通させる潤滑油流路と、
　　前記ハウジングの外面に形成された潤滑油供給口であって、前記冷却空間に連通する潤滑油供給口と、が形成され、
　前記過給機は、
　前記潤滑油供給口を通じて前記過給機の外部から前記冷却空間に潤滑油を送るように構成された潤滑油供給ラインをさらに備える。
　本開示の少なくとも一実施形態によれば、コンプレッサインペラの背面を冷却できるとともに、内燃機関システムの効率を向上できる過給機が提供される。
本開示の一実施形態にかかる過給機を備える内燃機関システムの構成を説明するための説明図である。 図１に示される過給機のＡ部を抜き出して示す過給機の概略断面図である。 本開示の一実施形態にかかる過給機の概略断面図であって、図１に示される過給機のＡ部に相当する部分を抜き出して示す過給機の概略断面図である。 図２に示される過給機内の潤滑油系統を説明するための説明図である。 図２に示される過給機内の潤滑油系統の変形例を説明するための説明図である。 図３に示される過給機内の潤滑油系統を説明するための説明図である。
　以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本開示の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
　例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
　例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
　例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
　一方、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
　なお、同様の構成については同じ符号を付し説明を省略することがある。
（過給機、内燃機関システム）
　図１は、本開示の一実施形態にかかる過給機を備える内燃機関システムの構成を説明するための説明図である。図２は、図１に示される過給機のＡ部を抜き出して示す過給機の概略断面図である。図３は、本開示の一実施形態にかかる過給機の概略断面図であって、図１に示される過給機のＡ部に相当する部分を抜き出して示す過給機の概略断面図である。図１および後述する図２～６の夫々は、図中上下方向が鉛直方向に相当し、図中上方が鉛直方向における上方に相当している。
　幾つかの実施形態にかかる過給機１０は、図１に示されるように、コンプレッサインペラ２（以下、インペラ２と略す）を含むロータ３と、ロータ３を回転可能に支持するように構成された軸受４と、軸受４を収容するように構成された軸受台７と、を備える。過給機１０は、舶用エンジン向けの過給機や、陸用の発電用エンジン向けの過給機などに適用されるものである。なお、過給機１０は、舶用エンジン向けの過給機に比べて小型である自動車用の過給機にも適用可能である。
　以下、例えば図１に示されるように、過給機１０の軸線ＣＡが延在する方向を軸方向Ｘとし、軸線ＣＡに直交する方向を径方向Ｙとする。軸方向Ｘのうち、インペラ２に対して吸気口６１が位置する側（図中左側）を前側ＸＦとし、吸気口６１側と反対側（図中右側）を後側ＸＲと定義する。
　図示される実施形態では、ロータ３は、軸方向Ｘに沿って長手方向を有する回転シャフト３１と、回転シャフト３１の前側ＸＦの端部３１１に機械的に連結されるインペラ２と、回転シャフト３１の後側ＸＲの端部３１２に機械的に連結されるタービン３２と、を含む。インペラ２は、タービン３２と同軸上に配置されている。インペラ２は、図１に示されるように、内燃機関１１（例えば、エンジン）に気体（例えば、空気などの燃焼用気体）を供給する供給ライン１２に設けられる。タービン３２は、内燃機関１１からの排ガスを排出する排出ライン１３に設けられる。内燃機関システム１は、過給機１０と、内燃機関１１と、供給ライン１２と、排出ライン１３と、中間冷却器１４と、を備える。
　図示される実施形態では、過給機１０は、インペラ２を回転可能に収容するように構成されたコンプレッサハウジング６と、タービン３２を回転可能に収容するように構成されたタービンハウジング８と、をさらに備える。軸受台７は、コンプレッサハウジング６とタービンハウジング８との間に配置され、例えばボルトなどの締結部材により、コンプレッサハウジング６およびタービンハウジング８の夫々に機械的に連結されている。
　過給機１０は、内燃機関１１から排出ライン１３を通ってタービンハウジング８の内部に導入された排ガスにより、タービン３２を回転させる。インペラ２は、回転シャフト３１を介してタービン３２に機械的に連結されているので、タービン３２の回転に連動して一体的に回転する。過給機１０は、インペラ２を回転させることにより、供給ライン１２を通ってコンプレッサハウジング６の内部に導入された気体を圧縮して内燃機関１１に送る。インペラ２により圧縮された気体は、供給ライン１２のインペラ２と内燃機関１１との間に設けられる中間冷却器１４により冷却された後に内燃機関１１に供給される。
　インペラ２は、ハブ２１およびハブ２１の外表面２２に設けられた複数のインペラ翼２３を有する。ハブ２１は、回転シャフト３１の前側ＸＦの端部３１１に機械的に固定されている。このため、ハブ２１や複数のインペラ翼２３は、過給機１０の軸線ＣＡを中心として回転シャフト３１と一体的に回転可能である。図示される実施形態では、インペラ２は、軸方向Ｘの前側ＸＦから送られる気体を径方向Ｙにおける外側に導くように構成された遠心式のインペラからなる。
　コンプレッサハウジング６には、コンプレッサハウジング６の外部から気体を導入するための吸気口６１と、インペラを通過した気体をコンプレッサハウジングの外部に排出して内燃機関に送るための不図示の排出口と、が形成されている。タービンハウジング８には、タービンハウジング８の内部に排ガスを導入するための不図示の排ガス導入口と、タービン３２を回転させた排ガスをタービンハウジング８の外部に排出するための排ガス排出口８１と、が形成されている。
　コンプレッサハウジング６は、吸気口６１からコンプレッサハウジング６の内部に導入された気体をインペラ２に導入するための吸気流路６２を形成する吸気導入部６２０と、インペラ２のインペラ翼２３の先端２３１に対向するように凸状に湾曲するシュラウド面６３を有するシュラウド部６３０と、インペラ２を通過した気体をコンプレッサハウジング６の外部へ導くスクロール流路６４を形成するスクロール部６４０と、を備える。吸気流路６２およびスクロール流路６４の夫々は、コンプレッサハウジング６の内部に形成されている。
　図示される実施形態では、コンプレッサハウジング６は、軸受台７と組み合わされることで、インペラ２を回転可能に収容するインペラ室６５と、インペラ２からの気体をスクロール流路６４に導くディフューザ流路６６と、が形成されるように構成されている。上述したシュラウド面６３は、インペラ室６５の前側ＸＦの部分を画定している。図１～図３に示されるように、インペラ室６５にインペラ２が収容されると、インペラ２の背面２４（後側ＸＲ側の面）と軸受台７の前側ＸＦ側の端面７１との間に隙間６５Ａが形成される。
　以下、コンプレッサハウジング６の内部を流れる気体の流れ方向における上流側を単に「上流側」、気体の流れ方向における下流側を単に「下流側」と言うことがある。
　図１に示されるように、吸気流路６２は、軸方向Ｘに沿って延在している。吸気流路６２は、その前側ＸＦ（上流側）に位置する吸気口６１と、その後側ＸＲ（下流側）に位置するインペラ室６５の入口側と、に連通している。ディフューザ流路６６は、過給機１０の軸線ＣＡに交差（例えば、直交）する方向に沿って延在している。ディフューザ流路６６は、上流側に位置するインペラ室６５の出口側と、下流側に位置するスクロール流路６４に連通している。スクロール流路６４は、インペラ２の周囲（径方向Ｙにおける外側）を囲むような渦巻き形状を有する。スクロール流路６４は、上流側に位置するディフューザ流路６６と、下流側に位置する不図示の排出口と、に連通している。
　吸気口６１からコンプレッサハウジング６の内部に導入された気体は、吸気流路６２を軸方向Ｘに沿って後側ＸＲに流れた後に、インペラ２に送られてインペラ２により圧縮される。インペラ２に圧縮された気体は、径方向における外側に向かいディフューザ流路６６およびスクロール流路６４をこの順に流れた後に、不図示の排出口からコンプレッサハウジング６の外部に排出される。インペラ２で圧縮された気体の一部は、上述した隙間６５Ａに流入する。
　図１～図３に示されるように、軸受台７の内部には、インペラ２の背面２４側に冷却媒体としての潤滑油が流通する冷却空間７２と、上述した軸受４を収容する軸受収容空間７３と、が形成されている。冷却空間７２は、軸受収容空間７３よりも前側ＸＦ、換言すると、軸方向Ｘにおいて隙間６５Ａと軸受収容空間７３との間に形成されている。
　図示される実施形態では、冷却空間７２は、図１に示されるように、隙間６５Ａとの間の距離Ｄ１が軸受収容空間７３との間の距離Ｄ２よりも短い。冷却空間７２は、過給機１０の軸線ＣＡ周りの周方向に沿って延在するとともに、軸受収容空間７３よりも径方向Ｙにおける外側に形成されている。また、冷却空間７２は、その外周端７２１がインペラ翼２３の後縁２５よりも径方向Ｙにおける外側に位置するとともに、その内周端７２２がインペラ翼２３の後縁２５よりも径方向Ｙにおける内側に位置している。なお、図示される実施形態は、過給機１０内の潤滑油系統の一例を示すものであり、この潤滑油系統を構成する冷却空間７２、軸受収容空間７３、後述する潤滑油供給流路７５０および潤滑油流路７６などは、図示される構成に限定されるわけではない。
　軸受台７には、その外部に露出した外面７４に形成された少なくとも一つの潤滑油供給口７５であって、冷却空間７２に連通する少なくとも一つの潤滑油供給口７５と、冷却空間７２と軸受収容空間７３とを連通させる少なくとも一つの潤滑油流路７６と、が形成されている。軸受台７の内部には、外部から冷却空間７２に潤滑油を送るための少なくとも一つの潤滑油供給流路７５０が形成されている。潤滑油供給流路７５０の一端側には、潤滑油供給口７５が形成され、潤滑油供給流路７５０の他端側には、冷却空間７２に連通する連通口７２３が形成されている。潤滑油流路７６は、冷却空間７２に連通する入口開口７６１がその一端側に形成され、その他端側に軸受収容空間７３に連通する出口開口７６２が形成されている。なお、「外部に露出した外面７４」には、組付け後の過給機１０において軸受台７の外部からアクセス可能な面が含まれ、このような面に潤滑油供給口７５が形成されていてもよい。また、図示例では、潤滑油は、軸受台７の上方から軸受台７の内部に供給されているが、軸受台７の下方から軸受台７の内部に供給されるようにしてもよい。
　図１に示されるように、過給機１０は、潤滑油供給口７５を通じて軸受台７の外部から冷却空間７２に潤滑油を送るように構成された潤滑油供給ライン９をさらに備える。潤滑油供給ライン９は、その一端側が潤滑油供給口７５に接続された潤滑油配管９１と、潤滑油配管９１の他端側に設けられる潤滑油ポンプ９２と、を少なくとも含む。潤滑油ポンプ９２は、電力により潤滑油を圧送する動力を発生させるように構成されている。潤滑油ポンプ９２を駆動することで、潤滑油が潤滑油配管９１の他端側から一端側に送られ、その後に潤滑油供給口７５を通って冷却空間７２に送られる。冷却空間７２に送られた潤滑油により、軸受台７における冷却空間７２よりも前側の上述した端面７１を含む領域７１Ａを冷却することで、上述した隙間６５Ａに存在する気体が間接的に冷却される。隙間６５Ａに存在する気体を冷却することで、隙間６５Ａからインペラ２の背面２４への入熱を抑制でき、これにより過給機１０の駆動時におけるインペラ２のメタル温度の上昇を抑制できる。
　冷却空間７２内の潤滑油は、潤滑油ポンプ９２により、潤滑油流路７６を通じて軸受収容空間７３に送られて、軸受収容空間７３に収容された軸受４に供給される。図示される実施形態では、潤滑油流路７６の出口開口７６２は、軸受収容空間７３を画定する内壁面７３１のうちの軸受４の外表面４１に面する内壁面７３１Ａに形成される。潤滑油は、軸受４の外表面４１側から軸受４に供給される。ここで、冷却空間７２内の潤滑油は、隙間６５Ａに存在する気体から熱を受け取り昇温するとともに、昇温前に比べてその粘性が低下している。これにより、軸受４には、粘性が低下した潤滑油が供給されるので、潤滑油の粘性抵抗による生じる摩擦を低減できるため、軸受４の機械損失を抑制できる。
　幾つかの実施形態にかかる過給機１０は、図１～図３に示されるように、上述したインペラ２と、上述した軸受台７と、上述した潤滑油供給ライン９と、を備える。軸受台７は、上述した冷却空間７２、軸受収容空間７３、潤滑油供給口７５および潤滑油流路７６が形成されている。
　上記の構成によれば、潤滑油供給ライン９により、潤滑油供給口７５を通じて冷却空間７２に送られた潤滑油により、インペラ２の背面２４を冷却することで、インペラ２の温度上昇を抑制できる。インペラ２の温度上昇を抑制することで、過給機１０の遠心式コンプレッサの高圧力比下での運転が可能となる。
　また、上記の構成によれば、冷却空間７２において熱を受け取り温度が上昇した潤滑油が潤滑油流路７６を通って軸受４を収容する軸受収容空間７３に流れる。軸受４には、冷却空間７２において温度が上昇して粘性が低下した潤滑油が供給されるので、軸受４の機械効率を向上させることができ、ひいては過給機１０を備える内燃機関システム１の効率を向上させることができる。
　幾つかの実施形態では、上述した潤滑油供給ライン９は、図１に示されるように、上述した軸受４に送られた潤滑油を潤滑油ポンプ９２に送るように構成された潤滑油回収ライン９３をさらに含む。この場合には、内燃機関システム１は、潤滑油回収ライン９３を含む潤滑油供給ライン９を備えるので、潤滑油供給ライン９を介して、潤滑油を循環させることができる。
　幾つかの実施形態では、上述した潤滑油供給ライン９は、図１に示されるように、潤滑油配管９１における潤滑油ポンプ９２よりも一端側（潤滑油供給口７５側）に設けられたオイルクーラ９４をさらに含む。オイルクーラ９４は、オイルクーラ９４を通過する潤滑油を冷却するように構成されている。潤滑油は、軸受台７内を循環する際に熱を受け取り昇温する。冷却空間７２に送られる潤滑油の温度が高くなり過ぎると、潤滑油の冷却性能が低下する虞がある。上記の構成によれば、オイルクーラ９４により、潤滑油配管９１から冷却空間７２に送られる潤滑油を冷却することで、潤滑油の冷却性能の低下を抑制できるため、冷却空間７２内の潤滑油によるインペラ２の背面２４の適切な冷却が可能となる。
　一般的に、過給機１０および内燃機関１１を備える内燃機関システム１は、潤滑油を循環させる潤滑油循環システムを備えている。上述したオイルクーラ９４は、上記潤滑油循環システムに用いられるオイルクーラを流用してもよい。この場合には、内燃機関システム１に対して大幅な改造を行うことなく、インペラ２の背面２４の適切な冷却が可能となる。
　図４は、図２に示される過給機内の潤滑油系統を説明するための説明図である。図５は、図２に示される過給機内の潤滑油系統の変形例を説明するための説明図である。図４、図５および後述する図６の夫々は、過給機内の潤滑油系統を軸方向における前側から視た状態を概略的に示している。過給機１０内の潤滑油系統には、冷却空間７２、軸受収容空間７３、潤滑油流路７６などが含まれる。
　幾つかの実施形態では、上述した冷却空間７２は、図４、５に示されるように、過給機１０の周方向に沿って延在する環状に形成されている。冷却空間７２を画定する内壁面７２０には、上述した少なくとも一つの連通口７２３と、上述した少なくとも一つの入口開口７６１と、が形成されている。
　例えば、図４に示される実施形態では、少なくとも一つの連通口７２３は、軸受台７に形成された二つの潤滑油供給口７５のうちの一方に連通する連通口７２３Ａと、二つの潤滑油供給口７５のうちの他方に連通する連通口７２３Ｂと、を含む。二つの連通口７２３Ａ、７２３Ｂの夫々は、内壁面７２０の上部に形成されるとともに、過給機１０の周方向において互いに離れた位置に形成されている。一方の連通口７２３Ａは、幅方向（過給機１０の軸線ＣＡが延在する方向および鉛直方向の夫々に直交する方向）における一方側（例えば、図中左側）に設けられ、他方の連通口７２３Ｂは、上記幅方向における他方側（例えば、図中右側）に設けられる。また、入口開口７６１は、内壁面７２０の下部に形成されている。
　一方の連通口７２３Ａから冷却空間７２内に流入した潤滑油は、冷却空間７２における幅方向の一方側を下方に向かって流れた後に、入口開口７６１から潤滑油流路７６に流出する。これに対して、他方の連通口７２３Ｂから冷却空間７２内に流入した潤滑油は、冷却空間７２における幅方向の他方側を下方に向かって流れた後に、入口開口７６１から潤滑油流路７６に流出する。この場合には、環状の冷却空間７２における周方向の略全周に亘って充填された潤滑油により、上述した隙間６５Ａ内に存在する気体を冷却することができる。
　また、図５に示される実施形態では、少なくとも一つの連通口７２３は、内壁面７２０の上部に形成された一つの連通口７２３Ｃを含む。また、入口開口７６１は、内壁面７２０の上部に形成されている。連通口７２３Ｃおよび入口開口７６１の夫々は、過給機１０の周方向において互いに離れた位置に形成されている。連通口７２３Ｃは、上記幅方向における一方側（例えば、図中左側）に設けられ、入口開口７６１は、上記幅方向における他方側（例えば、図中右側）に設けられる。軸受台７は、冷却空間７２の周方向の一部を閉塞する隔壁７９を有する。例えば、隔壁７９は、冷却空間７２の周方向における連通口７２３Ｃと入口開口７６１との間隔が狭い側である冷却空間７２の上部に設けられる。連通口７２３Ｃから冷却空間７２内に流入した潤滑油は、周方向における隔壁７９が配置された側とは反対側（冷却空間７２の下部）を周方向に沿って流れた後に、入口開口７６１から潤滑油流路７６に流出する。
　上記の構成によれば、環状に形成された冷却空間７２に潤滑油を送ることで、冷却空間７２の周方向における略全周に亘り潤滑油が充填されるため、インペラ２の背面２４を周方向の全周に亘り適切に冷却することができる。この場合には、周方向の一部に冷却空間７２が形成された場合に比べて、インペラ２を効率的に冷却可能である。
　図６は、図３に示される過給機内の潤滑油系統を説明するための説明図である。
　幾つかの実施形態では、上述した冷却空間７２は、図３、６に示されるように、過給機１０の軸線ＣＡよりも上方に位置している。
　例えば、図示される実施形態では、図６に示されるように、冷却空間７２は、上方に凸となる円弧状に湾曲している。冷却空間７２は、過給機１０の軸線ＣＡよりも下方には形成されていない。少なくとも一つの連通口７２３は、内壁面７２０の上部に形成される連通口７２３Ｄを含む。また、内壁面７２０の連通口７２３Ｄよりも下方には、二つの潤滑油流路７６の入口開口７６１がそれぞれ形成されている。二つの入口開口７６１の夫々は、円弧状に湾曲した冷却空間７２の先端部（下端部）の夫々に形成されている。二つの入口開口７６１のうちの一方は、上記幅方向における一方側（例えば、図中右側）に設けられ、二つの入口開口７６１のうちの他方は、上記幅方向における他方側（例えば、図中左側）に設けられる。なお、二つの潤滑油流路７６は、完全に独立して設けられていてもよいし、途中で合流するようにしてもよい。
　また、図示される実施形態では、図３に示されるように、潤滑油流路７６の入口開口７６１は、その出口開口７６２よりも上方に位置し、潤滑油流路７６は、入口開口７６１から出口開口７６２に向かうにつれて下方に傾斜している。
　上述したように、冷却空間７２において温度が上昇した潤滑油は、粘性が低下しているので、その流動性が向上している。上記の構成によれば、冷却空間７２が過給機１０の軸線ＣＡよりも上方に位置しているので、潤滑油は、潤滑油流路７６を通じて、過給機１０の軸線ＣＡを含む領域に形成された軸受収容空間７３に自重などにより容易に流れ込むことができる。また、上記の構成によれば、冷却空間７２が環状に形成された場合に比べて、冷却空間７２における潤滑油の流動距離を短くできる。以上より、潤滑油を送るための潤滑油ポンプ９２の容量の小型化が図れるので、内燃機関システム１の製造コストを低減できる。また、インペラ２は、過給機１０の駆動時に回転しているため、周方向の一部に形成された冷却空間７２により、インペラ２の背面２４に面する隙間６５Ａの周方向の一部を冷却することで、インペラ２の背面２４を周方向の全周に亘り冷却することができる。
　本開示は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
　上述した幾つかの実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握されるものである。
１）本開示の少なくとも一実施形態にかかる過給機（１０）は、
　コンプレッサインペラ（２）を含むロータ（３）と、前記ロータ（３）を回転可能に支持する軸受（４）と、前記軸受（４）を収容する軸受台（７）と、を備える過給機（１０）であって、
　　前記軸受台（７）は、
　　前記コンプレッサインペラ（２）の背面（２４）側に形成される冷却空間（７２）と、
　　前記軸受（４）を収容する軸受収容空間（７３）と、
　　前記冷却空間（７２）から前記軸受収容空間（７３）に潤滑油を送るために、前記冷却空間（７２）と前記軸受収容空間（７３）とを連通させる潤滑油流路（７６）と、
　　前記軸受台（７）の外面（７４）に形成された潤滑油供給口（７５）であって、前記冷却空間（７２）に連通する潤滑油供給口（７５）と、が形成され、
　前記過給機（１０）は、
　前記潤滑油供給口（７５）を通じて前記過給機（１０）の外部から前記冷却空間（７２）に潤滑油を送るように構成された潤滑油供給ライン（９）をさらに備える。
　上記１）の構成によれば、潤滑油供給ライン（９）により、潤滑油供給口（７５）を通じて冷却空間（７２）に送られた潤滑油により、インペラ（２）の背面（２４）を冷却することで、インペラ（２）の温度上昇を抑制できる。インペラ（２）の温度上昇を抑制することで、過給機（１０）の遠心式コンプレッサの高圧力比下での運転が可能となる。
　また、上記１）の構成によれば、冷却空間（７２）において熱を受け取り温度が上昇した潤滑油が潤滑油流路（７６）を通って軸受（４）を収容する軸受収容空間（７３）に流れる。軸受（４）には、冷却空間（７２）において温度が上昇して粘性が低下した潤滑油が供給されるので、軸受（４）の機械効率を向上させることができ、ひいては過給機（１０）を備える内燃機関システム（１）の効率を向上させることができる。
２）幾つかの実施形態では、上記１）に記載の過給機（１０）であって、
　前記冷却空間（７２）は、前記ロータ（３）の周方向に沿って延在する環状に形成された。
　上記２）の構成によれば、環状に形成された冷却空間（７２）に潤滑油を送ることで、冷却空間（７２）の周方向における略全周に亘り潤滑油が充填されるため、インペラ（２）の背面（２４）を周方向の全周に亘り適切に冷却することができる。この場合には、周方向の一部に冷却空間（７２）が形成された場合に比べて、インペラ（２）を効率的に冷却可能である。
３）幾つかの実施形態では、上記１）に記載の過給機（１０）であって、
　前記冷却空間（７２）は、前記過給機（１０）の軸線（ＣＡ）よりも上方に位置している。
　上述したように、冷却空間（７２）において温度が上昇した潤滑油は、粘性が低下しているので、その流動性が向上している。上記３）の構成によれば、冷却空間（７２）が過給機（１０）の軸線（ＣＡ）よりも上方に位置しているので、潤滑油は、潤滑油流路（７６）を通じて、過給機（１０）の軸線（ＣＡ）を含む領域に形成された軸受収容空間（７３）に自重などにより容易に流れ込むことができる。また、上記３）の構成によれば、冷却空間（７２）が環状に形成された場合に比べて、冷却空間（７２）における潤滑油の流動距離を短くできる。以上より、潤滑油を送るための潤滑油ポンプ（９２）の容量の小型化が図れるので、内燃機関システム（１）の製造コストを低減できる。
１　　　　　　内燃機関システム
２　　　　　　インペラ
２１　　　　　ハブ
２２　　　　　外表面
２３　　　　　インペラ翼
２３１　　　　先端
２４　　　　　背面
２５　　　　　後縁
３　　　　　　ロータ
３１　　　　　回転シャフト
３１１　　　　前側の端部
３１２　　　　後側の端部
３２　　　　　タービン
４　　　　　　軸受
４１　　　　　外表面
６　　　　　　コンプレッサハウジング
６１　　　　　吸気口
６２　　　　　吸気流路
６２０　　　　吸気導入部
６３　　　　　シュラウド面
６３０　　　　シュラウド部
６４　　　　　スクロール流路
６４０　　　　スクロール部
６５　　　　　インペラ室
６５Ａ　　　　隙間
６６　　　　　ディフューザ流路
７　　　　　　軸受台
７１　　　　　端面
７１Ａ　　　　領域
７２　　　　　冷却空間
７２０　　　　内壁面
７２１　　　　外周端
７２２　　　　内周端
７２３，７２３Ａ～７２３Ｄ　連通口
７３　　　　　軸受収容空間
７３１，７３１Ａ　内壁面
７４　　　　　外面
７５　　　　　潤滑油供給口
７５０　　　　潤滑油供給流路
７６　　　　　潤滑油流路
７６１　　　　入口開口
７６２　　　　出口開口
７９　　　　　隔壁
８　　　　　　タービンハウジング
８１　　　　　排ガス排出口
９　　　　　　潤滑油供給ライン
９１　　　　　潤滑油配管
９２　　　　　潤滑油ポンプ
９３　　　　　潤滑油回収ライン
９４　　　　　オイルクーラ
１０　　　　　過給機
１１　　　　　内燃機関
１２　　　　　供給ライン
１３　　　　　排出ライン
１４　　　　　中間冷却器
ＣＡ　　　　　軸線
Ｘ　　　　　　軸方向
ＸＦ　　　　　（軸方向の）前側
ＸＲ　　　　　（軸方向の）後側
Ｙ　　　　　　径方向

Claims (3)

  1. 　コンプレッサインペラを含むロータと、前記ロータを回転可能に支持する軸受と、前記軸受を収容する軸受台と、を備える過給機であって、
    　　前記軸受台は、
    　　前記コンプレッサインペラの背面側に形成される冷却空間と、
    　　前記軸受を収容する軸受収容空間と、
    　　前記冷却空間から前記軸受収容空間に潤滑油を送るために、前記冷却空間と前記軸受収容空間とを連通させる潤滑油流路と、
    　　前記軸受台の外面に形成された潤滑油供給口であって、前記冷却空間に連通する潤滑油供給口と、が形成され、
    　前記過給機は、
    　前記潤滑油供給口を通じて前記過給機の外部から前記冷却空間に潤滑油を送るように構成された潤滑油供給ラインをさらに備える、
    過給機。
  2. 　前記冷却空間は、前記ロータの周方向に沿って延在する環状に形成された、
    請求項１に記載の過給機。
  3. 　前記冷却空間は、前記過給機の軸線よりも上方に位置している、
    請求項１に記載の過給機。
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