(57)【要約】【課題】遠心コンプレッサのハウジングを最適化する。【解決手段】遠心コンプレッサのハウジングが、中空室１２７，２２７を取り囲む、複数の側面を備えたハウジングケース１２３，２２３と、該ハウジングケースの内部に配置された渦巻き形ハウジング１２０，２２０とを有しており、ハウジングケースの１つの側面に、渦巻き形ハウジング内に配置すべきコンプレッサホイール１２５，２２５を貫通案内するための第１の開口２１，２２が加工されており、ハウジングケースの１つの側面に、渦巻き形ハウジングから案内された流れをハウジングケースから導出するための第２の開口が加工されており、ハウジングケースの少なくとも１つの側面に、空気をハウジングケースの内部の中空室内に供給するための第３の開口１２１；２２１が加工されている。【選択図】図９
2014202214.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠心コンプレッサのハウジングにおいて、該ハウジングが、
中空室（１２７，２２７）を取り囲む、複数の側面を備えたハウジングケース（１２３，２２３）と、
該ハウジングケース（１２３，２２３）の内部に配置された渦巻き形ハウジング（１２０，２２０）とを有しており、該渦巻き形ハウジング（１２０，２２０）が、中心の貫通した開口（１２６，２２６）と、別の開口（１２８，２２８）とを備えており、前記貫通した開口（１２６，２２６）は、コンプレッサホイール（１２５，２２５）を収容しかつ空気を中空室（１２７，２２７）から、前記貫通した開口（１２６，２２６）内に配置されたコンプレッサホイール（１２５，２２５）に供給するために設けられており、前記別の開口（１２８，２２８）は、流れを渦巻き形ハウジング（１２０，２２０）から導出するために設けられており、
ハウジングケース（１２３，２２３）の１つの側面に、渦巻き形ハウジング（１２０，２２０）内に配置すべきコンプレッサホイール（１２５，２２５）を貫通案内するための第１の開口（２１，２２）が加工されており、
ハウジングケース（１２３，２２３）の１つの側面に、渦巻き形ハウジング（１２０，２２０）から案内された流れをハウジングケース（１２３，２２３）から導出するための第２の開口が加工されており、
ハウジングケース（１２３，２２３）の少なくとも１つの側面に、空気をハウジングケース（１２３，２２３）の内部の中空室（１２７，２２７）内に供給するための第３の開口（１２１，１２１ａ，１２１ｂ；２２１，２２１ａ，２２１ｂ，２２１ｃ）が加工されていることを特徴とする、遠心コンプレッサのハウジング。
【請求項２】
渦巻き形ハウジング（１２０，２２０）に設けられた貫通した開口（１２６，２２６）が、鉛直方向に延びており、その結果、ハウジングが、鉛直な軸線を中心として回転するコンプレッサを収容するために設けられている、請求項１記載のハウジング。
【請求項３】
渦巻き形ハウジング（１２０，２２０）とハウジングケース（１２３，２２３）とが、１つの側壁を分割しており、該共通の側壁に開口（１２４，２２４）が加工されており、共通の側壁に設けられた該開口（１２４，２２４）に、渦巻き形ハウジング（１２０，２２０）の中心の貫通した開口（１２６，２２６）が繋がっている、請求項１または２記載のハウジング。
【請求項４】
空気をハウジングケース（１２３，２２３）の内部の中空室（１２７，２２７）内に供給するための複数の第３の開口（１２１ａ，１２１ｂ；２２１ａ，２２１ｂ，２２１ｃ）が、ハウジングケース（１２３，２２３）のそれぞれ異なる側面に加工されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のハウジング。
【請求項５】
複数の第３の開口（１２１ａ，１２１ｂ；２２１ａ，２２１ｂ，２２１ｃ）のうちの少なくとも１つの開口が、蓋によって閉鎖されている、請求項４記載のハウジング。
【請求項６】
ハウジング装置において、該ハウジング装置が、遠心コンプレッサの、請求項１から５までのいずれか１項記載の１つのハウジングを有しており、ハウジングケース（１２３，２２３）が、ハウジングジャケット（２）によって取り囲まれており、該ハウジングジャケット（２）とハウジングケース（１２３，２２３）との間に、少なくとも部分的に液体が供給される中空室（２６）が延在しており、ハウジングケース（１２３，２２３）に設けられた開口が、ハウジングジャケット（２）に設けられた相応の開口を通ってハウジングジャケット（２）の外部に通じていることを特徴とする、ハウジング装置。
【請求項７】
ハウジング装置において、該ハウジング装置が、遠心コンプレッサの、請求項１から５までのいずれか１項記載の複数のハウジングを有しており、複数のハウジングケース（１２３，２２３）が、共通して１つのハウジングジャケット（２）によって取り囲まれており、該ハウジングジャケット（２）とハウジングケース（１２３，２２３）との間に、少なくとも部分的に液体が供給される中空室（２６）が延在しており、ハウジングケース（１２３，２２３）に設けられた開口が、ハウジングジャケット（２）に設けられた相応の開口を通ってハウジングジャケット（２）の外部に通じていることを特徴とする、ハウジング装置。
【請求項８】
排ガスターボチャージャにおいて、該排ガスターボチャージャが、タービンホイール（１１５，２１５）とコンプレッサホイール（１２５，２２５）とを備えた鉛直に配置されたロータを有しており、コンプレッサホイール（１２５，２２５）が、請求項６記載のハウジング装置内に配置されていることを特徴とする、排ガスターボチャージャ。
【請求項９】
ロータの軸受け領域からハウジングジャケット（２）とハウジングケース（１２３，２２３）との間の中空室（２６）内に液体が案内されており、該液体が、重力に基づきハウジングケース（１２３，２２３）を介して流出するようになっている、請求項８記載の排ガスターボチャージャ。
【請求項１０】
タービンのハウジング（１１０，２１０）が、ハウジングジャケット（２）の鉛直方向上側に配置されており、ハウジングジャケット（２）に載着された、複数の部分から成る絶縁カバー（４１，４２）が、タービンハウジング（１１０，２１０）を完全に取り囲んでいて、高温の排ガスを供給するための開口（２１１）と、高温の排ガスを導出するための開口（１１２）とを開放している、請求項８または９記載の排ガスターボチャージャ。
【請求項１１】
過給ユニットにおいて、該過給ユニットが、それぞれ１つのタービンホイール（１１５，２１５）と１つのコンプレッサホイール（１２５，２２５）とを備えた鉛直に配置されたそれぞれ１つのロータを有する複数の排ガスターボチャージャを備えており、複数のコンプレッサホイールが、請求項７記載のハウジング装置内に配置されていることを特徴とする、過給ユニット。
【請求項１２】
複数のロータのうちの少なくとも１つのロータの軸受け領域からハウジングジャケット（２）とハウジングケース（１２３，２２３）との間の中空室（２６）内に液体が案内されており、該液体が、重力に基づきハウジングケース（１２３，２２３）を介して流出するようになっている、請求項１１記載の過給ユニット。
【請求項１３】
複数の排ガスターボチャージャが接続されて、多段式の過給システムが形成されており、互いに連続した２つの段のコンプレッサおよびタービンが、それぞれ直列に接続されており、これによって、高い方の段のタービンが、低い方の段のタービンの上流側に配置されており、高い方の段のコンプレッサが、低い方の段のコンプレッサの下流側に配置されている、請求項１１または１２記載の過給ユニット。
【請求項１４】
タービンのハウジング（１１０，２１０）が、ハウジングジャケット（２）の鉛直方向上側に配置されており、ハウジングジャケット（２）に載着された、複数の部分から成る絶縁カバー（４１，４２）が、タービンハウジング（１１０，２１０）を完全に取り囲んでいて、高温の排ガスを供給するための開口（２１１）と、高温の排ガスを導出するための開口（１１２）とを開放している、請求項１１から１３までのいずれか１項記載の過給ユニット。
【請求項１５】
請求項８から１０までのいずれか１項記載の排ガスターボチャージャのハウジングジャケット（２）または請求項１１から１４までのいずれか１項記載の過給ユニットのハウジングジャケット（２）において、該ハウジングジャケット（２）が、排ガスターボチャージャもしくは過給ユニットを内燃機関に固定するための固定用フランジ（２５）を有していることを特徴とする、ハウジングジャケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過給式の内燃機関の分野に関する。本発明は、たとえば内燃機関を過給するための排ガスターボチャージャに使用されるような鉛直に配置された遠心コンプレッサのハウジングに関する。さらに、本発明は、ハウジング装置に関する。さらに、本発明は、排ガスターボチャージャならびに前述したコンプレッサハウジングを備えた複数の排ガスターボチャージャを有する多段式の過給ユニットに関する。さらに、本発明は、前述した排ガスターボチャージャのハウジングジャケットまたは前述した過給ユニットのハウジングジャケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の出力向上のためには、エンジンに前置された、つまり、エンジンの上流側に配置されたコンプレッサと、このコンプレッサに１つの共通のシャフトを介して結合された、内燃機関の排気系統に設けられたタービンとを備えた排ガスターボチャージャが使用される。内燃機関の過給によって、空気量ひいては燃料量もシリンダ内で増加させられ、その結果、エンジンに対する大幅な出力向上が得られる。このために使用される排ガスターボチャージャは、標準的には、コンプレッサホイール、タービンホイール、シャフトおよび軸受け装置から成るロータと、流れを案内するハウジング部材（コンプレッサハウジングもしくはタービンハウジング）と、軸受けハウジングとから形成されている。
【０００３】
通常、内燃機関は、エンジンバンクあたり１つのターボチャージャに１段式に接続された排ガスターボチャージャによって過給され、ひいては、最大ＰＩＶ＝６のコンプレッサ圧力比が達成される。１段式の過給の可能な装置概略図が、図２に示してある。より新しい世代の内燃機関では、２段式の過給によって、圧力比が最大ＰＩＶ＝１２以上に高められる。２段式の過給の利点は、主として、ＮＯｘ排ガスエミッションの大幅な削減、エンジン出力密度の向上ならびにエンジン効率の向上にある。
【０００４】
２段式の過給システムは、主として、直列に接続された低圧側ターボチャージャおよび高圧側ターボチャージャと、両コンプレッサ段の間に設けられた付加的な中間冷却器とから形成されている。図２では、２段式の過給の可能な装置概略図が、１段式の過給の装置概略図に対置されている。中間冷却器によって、設定された空気量の圧縮および圧力比のためのコンプレッサ作業がほとんど不要となる。これによって、過給システムの効率を高めることができる。最終的には、圧縮された空気が２段式の過給システムから、１段式の過給システムに類似して、内燃機関の入口に設けられた給気冷却器によって冷却され、エンジン内に案内される。
【０００５】
１段式のシステムと比較して、内燃機関に対する２段式の過給システムの組付け体積は、付加的な構成要素によって著しく複雑であり、それ自体、より嵩張ってしまう。しかしながら、必要となる構成要素を結果として統合することによって、この構造体積を減少させることができ、過給システムをよりコンパクトに形成することができる。
【０００６】
１段式のシステムと比較して、２段式の過給システムによって、１つの内燃機関に対して必要となるターボチャージャおよび冷却器ユニットの個数が二倍になる。これによって、管路案内の複雑さも、エンジンに対する組付けの量も増大してしまう。特にコンプレッサ段と中間冷却器との間の接続管路と、高圧側タービン段と低圧側タービン段との間の付加的な排ガス管路とが、組付け体内に組み込まれなければならない。
【０００７】
組付けコンセプトと管路案内とは、エンジンの各構造に著しく関連している。なぜならば、排ガス管路が部分的にエンジンの側方にもしくはエンジン軸線に対して中心に案内されるからである。新気供給管路の位置も同じくエンジンの構造に関連している。Ｖ型エンジンに対する可能な組付け状況が、図１に例示してある。ただ１つのエンジンバンクを備えた直列エンジンにおける組付け状況は、Ｖ型エンジンの半分の組付け状況に自体相当している。
【０００８】
高圧側チャージャと低圧側チャージャとは、排ガス管路および新気供給管路が過給システムとエンジンとの間ならびに過給システムと冷却器ユニットとの間に最小の構造長さと構造体積とを有しているように、エンジンに配置されていなければならない。さらに、少ない流れ損失の利点のために、管路内の流れ案内が可能な限り変向を受けないことに注意しなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、遠心コンプレッサのハウジングを最適化することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この課題を解決するために、本発明に係るハウジングでは、該ハウジングが、中空室を取り囲む、複数の側面を備えたハウジングケースと、該ハウジングケースの内部に配置された渦巻き形ハウジングとを有しており、該渦巻き形ハウジングが、中心の貫通した開口と、別の開口とを備えており、前記貫通した開口は、コンプレッサホイールを収容しかつ空気を中空室から、前記貫通した開口内に配置されたコンプレッサホイールに供給するために設けられており、前記別の開口は、流れを渦巻き形ハウジングから導出するために設けられており、ハウジングケースの１つの側面に、渦巻き形ハウジング内に配置すべきコンプレッサホイールを貫通案内するための第１の開口が加工されており、ハウジングケースの１つの側面に、渦巻き形ハウジングから案内された流れをハウジングケースから導出するための第２の開口が加工されており、ハウジングケースの少なくとも１つの側面に、空気をハウジングケースの内部の中空室内に供給するための第３の開口が加工されている。
【００１１】
本発明に係るハウジングの好ましい態様では、渦巻き形ハウジングに設けられた貫通した開口が、鉛直方向に延びており、その結果、ハウジングが、鉛直な軸線を中心として回転するコンプレッサを収容するために設けられている。
【００１２】
本発明に係るハウジングの好ましい態様では、渦巻き形ハウジングとハウジングケースとが、１つの側壁を分割しており、該共通の側壁に開口が加工されており、共通の側壁に設けられた該開口に、渦巻き形ハウジングの中心の貫通した開口が繋がっている。
【００１３】
本発明に係るハウジングの好ましい態様では、空気をハウジングケースの内部の中空室内に供給するための複数の第３の開口が、ハウジングケースのそれぞれ異なる側面に加工されている。
【００１４】
本発明に係るハウジングの好ましい態様では、複数の第３の開口のうちの少なくとも１つの開口が、蓋によって閉鎖されている。
【００１５】
さらに、前述した課題を解決するために、本発明に係る第１のハウジング装置では、ハウジング装置において、該ハウジング装置が、遠心コンプレッサの本発明に係る１つのハウジングを有しており、ハウジングケースが、ハウジングジャケットによって取り囲まれており、該ハウジングジャケットとハウジングケースとの間に、少なくとも部分的に液体が供給される中空室が延在しており、ハウジングケースに設けられた開口が、ハウジングジャケットに設けられた相応の開口を通ってハウジングジャケットの外部に通じている。
【００１６】
さらに、前述した課題を解決するために、本発明に係る第２のハウジング装置では、該ハウジング装置が、遠心コンプレッサの本発明に係る複数のハウジングを有しており、複数のハウジングケースが、共通して１つのハウジングジャケットによって取り囲まれており、該ハウジングジャケットとハウジングケースとの間に、少なくとも部分的に液体が供給される中空室が延在しており、ハウジングケースに設けられた開口が、ハウジングジャケットに設けられた相応の開口を通ってハウジングジャケットの外部に通じている。
【００１７】
さらに、前述した課題を解決するために、本発明に係る排ガスターボチャージャでは、該排ガスターボチャージャが、タービンホイールとコンプレッサホイールとを備えた鉛直に配置されたロータを有しており、コンプレッサホイールが、本発明に係るハウジング装置内に配置されている。
【００１８】
本発明に係る排ガスターボチャージャの好ましい態様では、ロータの軸受け領域からハウジングジャケットとハウジングケースとの間の中空室内に液体が案内されており、該液体が、重力に基づきハウジングケースを介して流出するようになっている。
【００１９】
本発明に係る排ガスターボチャージャの好ましい態様では、タービンのハウジングが、ハウジングジャケットの鉛直方向上側に配置されており、ハウジングジャケットに載着された、複数の部分から成る絶縁カバーが、タービンハウジングを完全に取り囲んでいて、高温の排ガスを供給するための開口と、高温の排ガスを導出するための開口とを開放している。
【００２０】
さらに、前述した課題を解決するために、本発明に係る過給ユニットでは、過給ユニットにおいて、該過給ユニットが、それぞれ１つのタービンホイールと１つのコンプレッサホイールとを備えた鉛直に配置されたそれぞれ１つのロータを有する複数の排ガスターボチャージャを備えており、複数のコンプレッサホイールが、本発明に係るハウジング装置内に配置されている。
【００２１】
本発明に係る過給ユニットの好ましい態様では、複数のロータのうちの少なくとも１つのロータの軸受け領域からハウジングジャケットとハウジングケースとの間の中空室内に液体が案内されており、該液体が、重力に基づきハウジングケースを介して流出するようになっている。
【００２２】
本発明に係る過給ユニットの好ましい態様では、複数の排ガスターボチャージャが接続されて、多段式の過給システムが形成されており、互いに連続した２つの段のコンプレッサおよびタービンが、それぞれ直列に接続されており、これによって、高い方の段のタービンが、低い方の段のタービンの上流側に配置されており、高い方の段のコンプレッサが、低い方の段のコンプレッサの下流側に配置されている。
【００２３】
本発明に係る過給ユニットの好ましい態様では、タービンのハウジングが、ハウジングジャケットの鉛直方向上側に配置されており、ハウジングジャケットに載着された、複数の部分から成る絶縁カバーが、タービンハウジングを完全に取り囲んでいて、高温の排ガスを供給するための開口と、高温の排ガスを導出するための開口とを開放している。
【００２４】
さらに、前述した課題を解決するために、本発明に係るハウジングジャケットでは、該ハウジングジャケットが、排ガスターボチャージャもしくは過給ユニットを内燃機関に固定するための固定用フランジを有している。
【発明の効果】
【００２５】
遠心コンプレッサの本発明に係るハウジングは、中空室を取り囲む、複数の側面を備えたハウジングケースと、このハウジングケースの内部に配置された渦巻き形ハウジングとを有している。
【００２６】
この渦巻き形ハウジングは、中心の貫通した開口を有している。この開口は、１つには、この開口を通して渦巻き形ハウジング内に押し込むことができるコンプレッサホイールを収容するために働く。中心の開口は、もう１つには、空気を、渦巻き形ハウジングを取り囲む中空室から、中心の開口内に配置されたコンプレッサホイールに供給するために働く。渦巻き形ハウジングは、流れを渦巻き形ハウジングから導出するための別の開口を有している。
【００２７】
ハウジングケースの複数の側面のうちの１つの側面には、渦巻き形ハウジング内に配置すべきコンプレッサホイールを貫通案内するための第１の開口が加工されている。さらに、ハウジングケースの複数の側面のうちの１つの側面には、渦巻き形ハウジングから案内された流れをハウジングケースから導出するための第２の開口が加工されている。そして、さらに、ハウジングケースの少なくとも１つの側面には、空気をハウジングケースの内部の中空室内に供給するための第３の開口が加工されている。
【００２８】
選択的には、渦巻き形ハウジングに設けられた貫通した開口が、鉛直方向に延びており、その結果、ハウジングが、鉛直な軸線を中心として回転するコンプレッサを収容するために設けられている。
【００２９】
選択的には、渦巻き形ハウジングとハウジングケースとが、１つの側壁を分割しており、この共通の側壁に、コンプレッサホイールを貫通案内するための開口が加工されている。したがって、共通の側壁に設けられたこの開口に、渦巻き形ハウジングに設けられた中心の貫通した開口が繋がっている。
【００３０】
選択的には、ハウジングケースが、空気をハウジングケースの内部の中空室内に供給するための、それぞれ異なる側面に選択的に加工された複数の第３の開口を有している。これらの供給部は、空気供給管を固定するための接続フランジの形でまたはフィルタ格子体により覆われた開口の形で設けられていてよい。選択的には、複数の第３の開口のうちの１つ以上の第３の開口が、蓋によって閉鎖されていてよい。
【００３１】
選択的には、遠心コンプレッサの本発明に係る１つのハウジングが、ハウジング装置の一部であり、ハウジングケースが、ハウジングジャケットによって取り囲まれている。本発明によれば、ハウジングジャケットとハウジングケースとの間に、液体が供給される中空室が延在している。ハウジングケースに設けられた開口は、ハウジングジャケットに設けられた相応の開口を通ってハウジングジャケットの外部に通じている。
【００３２】
選択的には、遠心コンプレッサの本発明に係る複数のハウジングが、ハウジング装置の一部であり、ハウジングケースが、共通して１つのハウジングジャケットによって取り囲まれている。本発明によれば、ハウジングジャケットとハウジングケースとの間に、液体が供給される中空室が延在している。ハウジングケースに設けられた開口は、ハウジングジャケットに設けられた相応の開口を通ってハウジングジャケットの外部に通じている。
【００３３】
本発明に係るハウジング装置は、タービンホイールと、ハウジング装置内に配置されたコンプレッサホイールとを備えた鉛直に配置されたロータを有する排ガスターボチャージャに使用される。
【００３４】
選択的には、このような排ガスターボチャージャでは、ロータの軸受け領域からハウジングジャケットとハウジングケースとの間の中空室内に液体、特に軸受けオイルが案内される。この態様では、この液体が、重力に基づきハウジングケースを介して流出するかまたは、渦巻き形ハウジングがハウジングケースの上側の壁に一体化されている限り、渦巻き形ハウジングを介して流出する。
【００３５】
選択的には、タービンのハウジングが、ハウジングジャケットの鉛直方向上側に配置されている。本発明によれば、ハウジングジャケットに載着された、複数の部分から成る絶縁カバーが、タービンハウジングを完全に取り囲んでいる。この態様では、絶縁カバーが、高温の排ガスを供給するための開口と、高温の排ガスを導出するための開口とを開放している。
【００３６】
上述したハウジング装置は、過給ユニットに使用される。この過給ユニットは、それぞれ１つのタービンホイールと１つのコンプレッサホイールとを備えた鉛直に配置されたそれぞれ１つのロータを有する複数の排ガスターボチャージャを備えており、複数のコンプレッサホイールが、それぞれ１つのハウジング装置内に配置されている。
【００３７】
選択的には、このような排ガスターボチャージャにおいて、複数のロータの軸受け領域からハウジングジャケットとハウジングケースとの間の中空室内に液体、たとえば軸受けオイルが案内される。この態様では、この液体が、重力に基づき各ハウジングケースを介して流出するかまたは、渦巻き形ハウジングが、それぞれハウジングケースの上側の壁に一体化されている限り、渦巻き形ハウジングを介して流出する。
【００３８】
複数の排ガスターボチャージャが接続されて、多段式の過給システムが形成されており、互いに連続した２つの段のコンプレッサおよびタービンが、それぞれ直列に接続されており、これによって、高い方の段のタービンが、低い方の段のタービンに前置され、つまり、低い方の段のタービンの上流側に配置されており、高い方の段のコンプレッサが、低い方の段のコンプレッサに後置され、つまり、低い方の段のコンプレッサの下流側に配置されていてよい。
【００３９】
選択的には、複数の排ガスターボチャージャが並列に接続されてよい。この態様では、体積流を１段式に複数のチャージャに分配することができ、これらのチャージャを本発明におけるハウジングユニット内に組み付けることができる。
【００４０】
選択的には、過給ユニットにおいて、タービンのハウジングが、ハウジングジャケットの鉛直方向上側に配置されている。この態様では、ハウジングジャケットに載着された、複数の部分から成る絶縁カバーが、タービンハウジングを完全に取り囲んでいる。絶縁カバーは、高温の排ガスをタービン段に供給するための開口と、排ガスをタービン段の通流後に導出するための開口とを開放している。
【００４１】
選択的には、排ガスターボチャージャのハウジングジャケットまたは過給ユニットのハウジングジャケットが、排ガスターボチャージャもしくは過給ユニットを内燃機関に固定するための固定用フランジを有している。
【００４２】
２段以上の段式の過給システムでは、遠心コンプレッサのコンプレッサハウジングの本発明における構成によって、１つのハウジングユニットへの複数のハウジング部材の統合、つまり、一体化のおかげで、エンジンに対する組付けが少ない構成スペースでかつ簡単な組付け／取外しで可能となる。ロータブロックを鉛直に配置することによって、保守工による手入れが容易になる。
【００４３】
更なる利点は、従属請求項から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】Ｖ型エンジンにおける排ガス管路（Ｅ：排ガス）および新気供給管路（Ａ：空気）の可能な取付け状況を概略的に示す図である。
【図２】１段式の過給および２段式の過給の装置概略図である。
【図３】本発明に係るコンプレッサハウジングを備えた２段式の排ガスターボチャージャアッセンブリの等測図である。
【図４】絶縁カバーが載着された図３に示した２段式の排ガスターボチャージャアッセンブリを示す図である。
【図５】図３に示した２段式の排ガスターボチャージャアッセンブリを下方から見た図である。
【図６】図３に示した２段式の排ガスターボチャージャアッセンブリの本発明に係るコンプレッサハウジングの等測図である。
【図７】図６に示したコンプレッサハウジングの断面図であり、この断面図では、断面が渦巻き形ハウジングの外部で案内されている。
【図８】（付加的な固定用フランジを備えた）図６に示したコンプレッサハウジングの断面図であり、この断面図では、断面が渦巻き形ハウジングを通って、しかも、ほぼコンプレッサホイールを収容するための同軸的な開口を通る鉛直な軸線を通って案内されている。
【図９】図３に示した２段式の排ガスターボチャージャアッセンブリの両排ガスターボチャージャの、鉛直方向に延びる軸線に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
以下に、本発明を実施するための形態を図面につき詳しく説明する。
【００４６】
高圧側ターボチャージャ（それぞれ図面の左側に示してあり、図９には、たとえば断面図で示してある）に基づき、本発明におけるアッセンブリの基本的な構造を説明する。コンプレッサハウジングは、基本的にそれ自体相変わらず複数の部分から形成されていてよい渦巻き形ハウジング２２０（低圧側チャージャでは１２０）を有している。この渦巻き形ハウジング２２０（１２０）は、圧縮された空気の渦巻き形の集合室を有していて、渦巻き形ハウジング２２０（１２０）の中心の開口２２６（１２６）内に配置されたコンプレッサホイール２２５（１２５）のハブと共にコンプレッサホイール２２５（１２５）の領域に流路を画定している。流れのためには、渦巻き形ハウジング２２０（１２０）が２つの開口、つまり、吸込み領域に、前述した中心の開口２２６（１２６）を有していて、スクロールの終端部に、流れを渦巻き形ハウジング２２０（１２０）から導出するための流出開口２２８（１２８）を有している。
【００４７】
渦巻き形ハウジング２２０（１２０）は、ハウジングケース２２３（１２３）の内部に配置されている。このハウジングケース２２３（１２３）は、空気流入のための集合室として働く中空室２２７（１２７）を取り囲んでいる。スクロールの終端部はハウジングケース２２３（１２３）の外部に通じていて、空気出口２２２（１２２）に繋がっている。渦巻き形ハウジング２２０（１２０）の空気入口、すなわち、中心の貫通した開口２２６（１２６）は、中空室２２７（１２７）に繋がっている。ハウジングケース２２３（１２３）の内部の中空室２２７（１２７）内への空気供給は、ハウジングケース２２３（１２３）の側面に設けられた複数の開口２２１（１２１）を介して行われる。この場合、ハウジングケース２２３（１２３）に設けられた供給開口に接続するための空気吸込み管片が設けられていてもよいし、低圧側チャージャの形態では、付加的な消音機能を有するフィルタマットが供給開口を覆っていてもよい。ハウジングケース２２３（１２３）は複数の側面を有している。ハウジングケース２２３（１２３）は立方体状または直方体状であってもよいし、全く一般的には、角張った縁部または丸み付けられた縁部を備えた多面体であってもよい。ハウジングケース２２３（１２３）が複数の側面を有していると、これらの側面に複数の空気流入開口を加工することもできる。付加的な面によって、流入の分配が可能となる。これによって、騒音発生がより僅かになる。このことは、特に低圧側空気入口において好適である。図面では、複数の空気流入開口に符号２２１ａ，２２１ｂ，２２１ｃ；１２１ａ，１２１ｂが付してある。選択的には、余剰の空気流入開口を蓋によって閉鎖することができる。この蓋によるカバーは、汚れを阻止するために、搬送時にも、保守の際にも有利である。
【００４８】
図２に示した装置概略図に基づき公知の給気冷却器ユニット（図示せず）は、ハウジングジャケット２の下方に位置している。
【００４９】
本発明によれば、ハウジングケース２２３（１２３）が外側のハウジングジャケット２内に配置されている。ハウジングケース２２３（１２３）とハウジングジャケット２との間の中間室内には、最深の箇所でオイル出口２３に繋がった中空室２６が延在している。この中空室２６内には、過給装置の運転中に液体が提供されている。この液体は、特に渦巻き形ハウジング２２０（１２０）を冷却するために働く。このためには、図面に示したように、渦巻き形ハウジング２２０（１２０）が、ハウジングケース２２３（１２３）の上側のハウジング壁に配置されており、これによって、渦巻き形ハウジング２２０（１２０）とハウジングケース２２３（１２３）とが、背壁を分割している。いま、この背壁を介して液体が流れると、渦巻き形ハウジング２２０（１２０）が冷却される。
【００５０】
液体は、有利には軸受けオイル循環路から到来する。液体は、ターボチャージャシャフトの軸受け装置を冷却するために利用される。図９では、この軸受け装置に対して詳細が明らかとなっていない。しかし、鉛直に配置されたロータが、相応に大きなスラスト軸受けを備えており、これによって、軸方向に作用する重力が、運転中のスラスト荷重に対して付加的に受け止められるようになっている。断面図に示したように、中空室２６は、ロータブロックにおける軸受け領域にまで延在している。この構成では、渦巻き形ハウジング２２０（１２０）の、鉛直方向に向けられたオイル流下を伴う冷却が有利である。これによって、コンプレッサ段において圧縮すべき空気への付加的な冷却作用が達成される。この付加的な冷却作用のおかげで、過給システムのコンプレッサ側の効率を改善することができる。
【００５１】
オイル流出通路は、それぞれ異なるハウジング部材の間でシール部材を介して密封される。
【００５２】
ロータブロックは、コンプレッサホイール２２５（１２５）と、タービンホイール２１５（１１５）と、両ホイールを結合するシャフトと、軸受けハウジング２３０（１３０）とから形成されている。保守の際には、タービンハウジング２１０（１１０）が取り外された後、ロータブロックがユニットとしてコンプレッサハウジングから持ち上げられるようになっている。タービンハウジング２１０（１１０）は、軸受けハウジング２３０（１３０）およびハウジングジャケット２に目板結合を介して相対回動可能にねじ締結されており、これによって、ガス流入（高圧側チャージャ側）のそれぞれ異なる角度位置が調整されるようになっている。タービンハウジング２１０（１１０）はハウジングジャケット２の鉛直方向上側に配置されている。タービンハウジング２１０（１１０）は、ガス入口２１１（１１１）とガス出口２１２（１１２）とから形成されている。タービンホイール２１５（１１５）の領域では、タービンハウジング２１０（１１０）が同じく、渦巻き形の流路と、半径方向に流過されるタービンホイール２１５（１１５）の回転羽根に流れを方向付けるための案内装置とを取り囲んでいる。高圧側チャージャのタービンと低圧側チャージャのタービンとの間のそれぞれ異なるガス温度に基づき、ハウジングの膨張量が互いに異なることがあるので、高圧側チャージャのタービンのガス出口２１２と、低圧側チャージャのタービンのガス入口１１１との間の接続が、補償エレメント５０によって実現されている。
【００５３】
ハウジングジャケット２と、ハウジングケース２２３，１２３と、渦巻き形ハウジング２２０，１２０とは、一体の鋳造エレメントとして製造することができる。これによって、このような過給装置に用いられる構成部材の所要数が減じられる。複数の側面に設けられた空気流入開口のおかげで、１つの鋳造エレメントによって多種の組付けバリエーションを実現することができる。不要な接続部は蓋によって簡単にカバーされる。低圧側コンプレッサからの空気流出管路と、高圧側コンプレッサからの空気流出管路とは、同じくハウジングユニットに一体化されているかまたは少なくともハウジングユニットに固定されている。
【００５４】
ハウジングジャケット２には、ユニット全体をエンジンブラケットに固定するために働く固定用フランジ２５が配置されている。この固定用フランジ２５は、エンジンブラケットに上方から組み付けるための水平な取付け面を有していてもよいし（図６参照）、図６以外の図面に示したように、エンジンブラケットに側方から組み付けるための鉛直な取付け面を有していてもよい。
【００５５】
高圧側ターボチャージャと低圧側ターボチャージャとは、コンセプト上、基本的に同様に形成されていてよく、いずれにせよ、熱力学的な理由から、構成サイズおよび回転する構成要素、たとえばコンプレッサホイールまたはタービンの点で区別される。
【００５６】
本発明におけるコンプレッサハウジングコンセプトを、図面に示した２段式の過給ユニットに基づき詳細に説明した。しかし、本発明におけるコンプレッサハウジングコンセプトは、１段式の過給ユニットまたは３段以上の段式の過給ユニットにも同じく良好に利用することができる。以下の特許請求の範囲は、この一般化に即している。
【符号の説明】
【００５７】
２  ハウジングジャケット
２１  ハウジングジャケットに設けられた、低圧側排ガスターボチャージャのロータブロックのための開口
２２  ハウジングジャケットに設けられた、高圧側排ガスターボチャージャのロータブロックのための開口
２３  オイル流出路
２４  オイル供給路
２５  固定用フランジ
２６  ハウジングジャケットとハウジングケースとの間の中空室
４１，４２  絶縁エレメント、絶縁カバーの一部
４５  絶縁エレメントを結合するための結合エレメント
５０  タービンの間の補償エレメント
１１０  低圧側排ガスターボチャージャのタービンのタービンハウジング
１１１  低圧側排ガスターボチャージャのタービンのガス入口
１１２  低圧側排ガスターボチャージャのタービンのガス出口
１１５  低圧側排ガスターボチャージャのタービンホイール
１２０  低圧側排ガスターボチャージャのコンプレッサの渦巻き形ハウジング
１２１  低圧側排ガスターボチャージャのコンプレッサの空気入口（ａ，ｂ）
１２２  低圧側排ガスターボチャージャのコンプレッサの空気出口
１２３  低圧側排ガスターボチャージャのコンプレッサハウジングのハウジングケース
１２４  ハウジングケースに設けられた、コンプレッサホイールを導入するための開口
１２５  低圧側排ガスターボチャージャのコンプレッサホイール
１２６  渦巻き形ハウジングに設けられた貫通した中心の開口
１２７  ハウジングケースに設けられた中空室（空気流入のための集合室）
１２８  渦巻き形ハウジングに設けられた、この渦巻き形ハウジングから流れを導出するための開口
１３０  低圧側排ガスターボチャージャの軸受けハウジング
２１０  高圧側排ガスターボチャージャのタービンのタービンハウジング
２１１  高圧側排ガスターボチャージャのタービンのガス入口
２１２  高圧側排ガスターボチャージャのタービンのガス出口
２１５  高圧側排ガスターボチャージャのタービンホイール
２２０  高圧側排ガスターボチャージャのコンプレッサの渦巻き形ハウジング
２２１  高圧側排ガスターボチャージャのコンプレッサの空気入口（ａ，ｂ，ｃ）
２２２  高圧側排ガスターボチャージャのコンプレッサの空気出口
２２３  高圧側排ガスターボチャージャのコンプレッサハウジングのハウジングケース
２２４  ハウジングケースに設けられた、コンプレッサホイールを導入するための開口
２２５  高圧側排ガスターボチャージャのコンプレッサホイール
２２６  渦巻き形ハウジングに設けられた貫通した中心の開口
２２７  ハウジングケースに設けられた中空室（空気流入のための集合室）
２２８  渦巻き形ハウジングに設けられた、この渦巻き形ハウジングから流れを導出するための開口
２３０  高圧側排ガスターボチャージャの軸受けハウジング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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