(57)【要約】  構造上の理由で、多数のキャビティ（３１）が、ターボ・チャージャの中に存在している。もし、そのようなキャビティにパーティクルが充填された場合、高価でないパーティクル振動ダンパが実現されることが可能である。これに加えて、更なる封じ込めによる安全性に関する優位性が、コンプレッサ・ホイールの可能性のある破壊の場合にもたらされ、また、ノイズ抑制に関しても優位性がもたらされる。【選択図】図１
2009545703.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガス・ターボ・チャージャであって、少なくとも一つのキャビティを備えたケーシングを有する排ガス・ターボ・チャージャにおいて、
前記排ガス・ターボ・チャージャの少なくとも一つのキャビティが、パーティクルによる振動ダンパとして、パーティクルで少なくとも部分的に充填され、前記キャビティは、環の形状で形成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２】
下記特徴を有する請求項１に記載の排ガス・ターボ・チャージャ：
前記キャビティは、キャビティ閉鎖部材により境界が定められ；
このキャビティ閉鎖部材は、パーティクルをキャビティの中に注入するために、開けられることが可能であり、その後、再び閉じられることが可能である。
【請求項３】
下記特徴を有する請求項１または２に記載の排ガス・ターボ・チャージャ：
当該排ガス・ターボ・チャージャは、入口部分を備えたコンプレッサを有し；
前記キャビティは、コンプレッサの入口部分の径方向外側に配置されている。
【請求項４】
下記特徴を有する請求項１から３の何れか１項に記載の排ガス・ターボ・チャージャ：
当該排ガス・ターボ・チャージャは、コンプレッサ、及びこのコンプレッサに隣接して配置されたフィルタ・サイレンサを有し；
前記キャビティは、このフィルタ・サイレンサにより境界が定められている。
【請求項５】
下記特徴を有する請求項４に記載の排ガス・ターボ・チャージャ：
前記キャビティは、前記コンプレッサと前記フィルタ・サイレンサの間に配置され、前記フィルタ・サイレンサのハウジング及びコンプレッサ・ケーシングにより境界が定められている。
【請求項６】
下記特徴を有する請求項１または２に記載の排ガス・ターボ・チャージャ：
当該排ガス・ターボ・チャージャは、入口部分を備えたコンプレッサを有し、前記キャビティは、このコンプレッサの径方向外側に配置されている。
【請求項７】
下記特徴を有する請求項６に記載の排ガス・ターボ・チャージャ：
前記キャビティは、コンプレッサ・ケーシングの径方向外側に配置されたキャビティ・ハウジングにより境界が定められている。
【請求項８】
下記特徴を有する請求項１または２に記載の排ガス・ターボ・チャージャ：
前記キャビティは、前記排ガス・ターボ・チャージャのフィルタ・サイレンサに固定されたキャビティ・ハウジングにより境界が定められている。
【請求項９】
下記特徴を有する請求項１から８の何れか１項に記載の排ガス・ターボ・チャージャ：
ゴムの顆粒および／またはゴムの微粉末が前記パーティクルに混合され；および／または、
前記キャビティは、パーティクル及び液体で充填されている。
【請求項１０】
下記特徴を有する請求項１から９の何れか１項に記載の排ガス・ターボ・チャージャ：
前記キャビティの内側のケーシングの壁面は、硬化処理されまたはゴムでコーティングされている.
【請求項１１】
下記特徴を有する請求項１から１０の何れか１項に記載の排ガス・ターボ・チャージャ：
前記パーティクルは、丸いまたは球状の形状で本質的に形成されている。
【請求項１２】
下記特徴を有する請求項１から１１の何れか１項に記載の排ガス・ターボ・チャージャ：
前記キャビティは、互いに分離された複数の環状のセグメント部分から形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チャージされる内燃エンジンのための排ガス・ターボ・チャージャの分野に係る。本発明は、パーティクルによる振動ダンパを備えた排ガス・ターボ・チャージャに係る。
【背景技術】
【０００２】
内燃エンジンにチャージするための排ガス・ターボ・チャージャは、多くの場合、コンプレッサ入口にフィルタ・サイレンサを有している。これらのサイレンサには、フィルタが取り付けられ、固定フランジによりコンプレッサ・ケーシングに、好ましくはリジッドに、接続されている。
【０００３】
排ガス・ターボ・チャージャは、エンジンのブラケットに、直接にまたは特別な脚部を介して、固定される。多くの場合、脚部とサイレンサの間の軸方向の距離は、非常に大きい。エンジンの振動の結果として、サイレンサが、容認できない程に大きな振動を形成するまでに、励起されることがある。これは、特に、サイレンサの固有振動数がターボ・チャージャの固定の固有振動数をかろうじて上回る程度の場合に、起こる。この場合、容認できない程に過大な振動の増大が、サイレンサの中に発生する。
【０００４】
そのような過大な振動の増大を防止する一つの可能性が、DE 103 60 770 に開示されている。この場合、サイレンサは、第一の接続領域の中でコンプレッサ・ケーシングにリジッドに固定され、第二の接続領域の中で、座面をコンプレッサ・ケーシングの座面上にもたせかけている。ここで、サイレンサは、第一の接続領域の中でリジッドな固定に関係する第二の接続領域の中での着座の結果として、プレテンショニングが加えられる。このプレテンショニングの結果として、サイレンサの固有振動数が高くなり、これにより、サイレンサの、容認できない程に過大な振動の増大が防止されることが可能になる。
【０００５】
EP 1 098 069 B1 は、ガス・タービン発電プラントの燃焼システムのコンポーネントのための、または切断マシンのコンポーネントのための、顆粒が充填された振動ダンパを開示している。この開示の内容は、ここにリファレンスとして本願の中に繰り入れられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】独国特許出願公開第 DE 103 60 770 号明細書
【特許文献２】欧州特許第 EP 1 098 069 B1 号明細書
【発明の概要】
【０００７】
本発明の目的は、容認できない程に過大な振動の増大が抑制されることが可能であるように、排ガス・ターボ・チャージャを改善することにある。
【０００８】
本発明によれば、この目的は、環状のキャビティの形態のパーティクルによる振動ダンパを配置することにより実現され、このキャビティは、ターボ・チャージャのコンプレッサの領域において、パーティクルで充填されている。
【０００９】
ルーズなパーティクルで充填された中空のボディは、振動による応力の下で、優れたダンピング能力を有している。この場合、振動エネルギーは、パーティクルの内部摩擦力の結果として分散され、このようにして、振動のダンピングが実現される。
【００１０】
多数のキャビティが、構造上の理由で、ターボ・チャージャの中に存在している。これらのキャビティは、上記のパーティクルを収容するためのコンテナとして、使用されることが可能である。結果として、一方においては、高価でないダンパが実現されることが可能であり、それは更にまた、審美的に良好な特性を有している。
【００１１】
これらのキャビティは、排ガス・ターボ・チャージャのケーシングの中で、本質的に環の形状で形成され、排ガス・ターボ・チャージャの軸に対して、同軸上に配置される。更に細分されたキャビティ、例えば、排ガス・ターボ・チャージャの軸の周りに配置された、環のセグメントの形状の複数のキャビティ、または、それに代わって多角形または卵型の環状のキャビティ、または、それに対応する環のセグメントから構成されるものもまた、環状と言う用語によって意味されている。
【００１２】
パーティクルによる充填は、更に、コンプレッサ・ホイールの、可能性のある破壊の場合に、それを安全に封じ込めることに関しても、より高い優位性をもたらし、またノイズ抑制に関しても優位性をもたらす。
【００１３】
パーティクルは、オプションとして、本質的に、丸いまたは球状の形状で形成される。即ち、特に、それらは、個々のパーティクルが互いに凝集したり引っ掛かったりするような、顕著な角または縁を有していない。これは、振動のダンピングを促進する、パーティクルの集合体の、摩擦に関係する内部運動を可能にする。
【００１４】
更なる優位性は、従属請求項からもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、パーティクルで充填されたキャビティについての実施形態を示し、このキャビティは、フィルタ・サイレンサに近いコンプレッサ・ケーシングの側にあり、コンプレッサの排ガスケーシングに一体化されている。
【図２】図２は、パーティクルで充填されたキャビティについての実施形態を示し、このキャビティは、フィルタ・サイレンサに近いコンプレッサ・ケーシングの側にあり、コンプレッサの別個のケーシング・インサートに一体化されている。
【図３】図３は、パーティクルで充填されたキャビティについての実施形態を示し、このキャビティは、コンプレッサ・ケーシングに近いフィルタ・サイレンサの側にある。
【図４】図４は、パーティクルで充填されたキャビティについての実施形態を示し、このキャビティは、フィルタ・サイレンサとコンプレッサ・ケーシングの間の側にある。
【図５】図５は、パーティクルで充填されたキャビティについての実施形態を示し、このキャビティは、コンプレッサ・ケーシングの径方向外側にある。
【図６】図６は、図３に基づく、別個のパーティクルで充填されたキャビティについての実施形態を示し、このキャビティは、フィルタ・サイレンサの側にある。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下において、キャビティ（本発明に基づきパーティクルで充填されている）を備えた排ガス・ターボ・チャージャの実施形態が、図面を参照しながら、説明される。
【００１７】
図１は、排ガス・ターボ・チャージャのコンプレッサ側を示す。コンプレッサ・ホイール１０は、コンプレッサ・ケーシングに回転可能に取り付けられ、それにより周囲を取り囲まれている。圧縮される媒体の流れの経路が、矢印で示されている。ここに示された実施形態において、コンプレッサ・ケーシングは、二つのフランジ２２及び２３を有し、それらは、コンプレッサ・ケーシングにフィルタ・サイレンサ４０を固定するために、排ガスケーシング２１とともに一体的に形成されている。このために、フィルタ・サイレンサもまた、二つのフランジ４２及び４３を有している。二つの固定フランジ２２及び２３の径方向内側で、コンプレッサ・ケーシングは、インサート・ウォール２４を有し、このインサート・ウォール２４は、コンプレッサ・ホイールの領域で、圧縮される媒体の流れの経路の境界を定めている。
【００１８】
本発明によれば、キャビティ３１が、径方向に外側のフランジ２２と径方向に内側のフランジ２３の間で伸びていて、このキャビティは、排ガス・ターボ・チャージャ上で振動を減衰させるために、パーティクルで充填されている。キャビティ３１は、キャビティ閉鎖部材３９で、閉じられる。ここに示された実施形態において、キャビティ閉鎖部材は、プレートであって、このプレートは、二つのフランジ２２及び２３の間の開口の上に、ネジにより、堅く固定されている。この開口は、全周の一部または全周に亘って伸びることが可能である。もし、周囲に沿って一部のみが開けられる場合には、充填しそしてまた閉じるときに、優位性がもたらされる；他方、もし、全周が開けられる場合には、キャビティを空にするときに、特に優位性がもたらされる。
【００１９】
この場合において、パーティクルと言う用語は、全体の体積と比べて小さく、且つほぼ等しい粒径のパーティクルの集合したものを指している。パーティクルの集合体は、活性化エネルギーを超えた後、流体として振る舞うことが可能であり、即ち流動することが可能である。パーティクルは、この場合、本質的に維持され、即ち、それらの形状を変えることがない。このようにして、パーティクルが、閉じられていない開口を通って、キャビティの内側に、注入されることが可能であり、その後に、キャビティがキャビティ閉鎖部材でシールされる。
【００２０】
キャビティは、パーティクルで、完全にまたは部分的にのみ、充填されることが可能である。もし、キャビティの一部が、パーティクルが無い状態で残されている場合、これは、個々のパーティクルのある程度の流動を可能にする。もし、これが好ましくない場合には、キャビティは、完全に充填されることになる。キャビティは、リブにより、更に細分されることが可能である。これは、複数の区画に更に細分されたキャビティの部分的な充填の場合にも、周囲に亘ってパーティクルの均一な分布が依然として確保されると言う優位性を有している。
【００２１】
ダンピング動作を増大させるために、ゴムの顆粒またはゴムの微粉末が、パーティクルに混合されることが可能であり、あるいは、パーティクルが、液体（好ましくはダンピング液）とともに、キャビティの中に注入されることが可能である。キャビティの壁面上での磨耗を防止するために、キャビティの内側のケーシング・ウォールが、硬化処理またはゴムでコーティングされることが可能である。キャビティの内側でのケーシング・ウォールのゴム・コーティングもまた、ダンピング動作の改善をもたらす。
【００２２】
コンプレッサの排ガスケーシング２１とフィルタ・サイレンサの間の領域内への、パーティクルで充填されたキャビティの配置は、破壊を封じ込めることによる保護を増大させる。もし、コンプレッサ・ホイール１０がタービン軸から離れた場合、あるいは、個々の断片に破壊された場合においても、コンプレッサ・ホイールの入口部分で、流れの経路の径方向外側に配置されたパーティクルで充填されたキャビティは、コンプレッサ・ホイールまたはその断片が、径方向にケーシングを突破することがないと言う効果をもたらす。
【００２３】
パーティクルの集合体の大きな慣性は、個々のパーティクルの内部摩擦の結果として、破壊エネルギーの大部分を吸収する。このようにして、破壊の際のシンプルであるが効果的な保護が、実現されることが可能であり、この保護は、既存のターボ・チャージャの場合であっても、既存のキャビティがパーティクルで充填され次いでカバーされることにより、改造されることが可能である。
【００２４】
図２は、請求項１でクレームされている実施形態を示しているが、しかしながら、別個のケーシング・インサート２５を備えていて、このケーシング・インサートは、排ガスケーシング２１とインサート・ウォール２４の間に挿入される。パーティクルで充填されたキャビティ３１は、内側の固定フランジ２３と、流れの経路に隣接するケーシング部分との間で、ケーシング・インサートの内側に配置されている。
【００２５】
キャビティ閉鎖部材３９は、ここでもまた、プレートとして形成され、このプレートは、ネジにより固定され、ケーシング・インサートの中に設けられた開口をカバーしている。ここに示された実施形態において、コンプレッサの既存のキャビティが、パーティクルで充填され、追加された環状のカバー３８によりシールされる。そのようなキャビティ・カバーにより、ケーシングの湾曲が、閉じられた、環状のキャビティを形成するように、変換されることが可能である。
【００２６】
図３は、一つの実施形態を示し、この実施形態では、パーティクルで充填されたキャビティ３２が、フィルタ・サイレンサ４０のハウジングの上に形成されている。フィルタ・サイレンサはまた、周囲を取り囲む二つのフランジ４２及び４３を有していて、それらの間で、周囲を取り囲むキャビティが伸び、また、このキャビティは、プレート状のキャビティ閉鎖部材３９により閉じられている。
【００２７】
図４は、一つの実施形態を示し、この実施形態では、パーティクルで充填されたキャビティ３３が、組み立てられたコンプレッサ・ケーシング２１とフィルタ・サイレンサ４０のハウジングの間で、伸びている。このキャビティは、この場合、径方向に内側及び外側のフランジ２２及び４２、または２３及び４３、により境界が定められる。キャビティの充填は、例えばフィルタ・サイレンサ４０へのフランジ４２の接続カラーの中の、別個の開口（図示せず）により実施され、その開口は、キャビティ閉鎖部材により閉じられることが可能である。
【００２８】
図５は、一つの実施形態を示し、この実施形態では、パーティクルで充填されたキャビティ３４が、全体のコンプレッサ・ケーシングを径方向に取り囲んでいる。径方向内側で、このキャビティは、排ガスケーシング２１により境界が定められる。径方向外側で、キャビティ・ハウジング３７がキャビティを取り囲む。この開口は、パーティクルの集合体をキャビティの内側に充填するために、キャビティの軸方向の端面の内の一つの上に配置され、プレート状のキャビティ閉鎖部材により閉じられている。
【００２９】
それに代わって、開口が、キャビティ・ハウジング３７の作られた表面の上に、即ち、径方向外側の近くに、配置されることも可能である。キャビティ・ハウジング３７は、ここに示されているように、矩形の断面を備えた筒状に形成されることが可能であり、あるいは、部分的に円形の形状の断面、または部分的に楕円形の形状の断面を有することも可能である。
【００３０】
図５に基づく、コンプレッサ・ケーシングの径方向に外側の領域内への、パーティクルで充填されたキャビティの配置において、熱及び音の絶縁が改善され、それにより、従来の熱及び音の絶縁が省略されることが可能になる。
【００３１】
図６は、図３に基づく実施形態を示し、この実施形態において、パーティクルで充填されたキャビティ３２が、フィルタ・サイレンサ４０のハウジングの上に形成されているが、しかしながら、フィルタ・サイレンサの反対側の端部に、追加されたパーティクルで充填されたキャビティ３５を備えている。この追加されたキャビティは、周囲を取り囲む環状のキャビティとして、形成されることが可能であり、このキャビティは、恐らくは径方向のリブにより更に細分されることが可能であり、あるいは、複数の別個の環状のセグメントの形状のボックスを有することが可能である。
【００３２】
この実施形態において、パーティクルで充填されたキャビティ３５、即ちパーティクル・ダンパは、大きな振動強度を備えたゾーンの中に、配置される。このようにして、増大されたダンピングが、実現されることが可能である。もし、例えば、一体化されたパーティクル・ダンパが適切ではない場合に、この追加されたパーティクル・ダンパは、オプションのやり方において、モジュールの形態で（即ち、単独でまたは追加として）、フィルタ・サイレンサに固定されることも可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１０…コンプレッサ・ホイール、２１…コンプレッサ・ケーシングの排ガスケーシング、２２…コンプレッサ・ケーシングの外側の固定フランジ、２３…コンプレッサ・ケーシングの内側の固定フランジ、２４…コンプレッサ・ケーシングのインサート・ウォール、２５…コンプレッサ・ケーシングのケーシング・インサート、３１〜３５…パーティクルで充填されたキャビティ、３７…キャビティ・ハウジング、３８…キャビティ・カバー、
３９…キャビティ閉鎖部材、４０…フィルタ・サイレンサ、４２…フィルタ・サイレンサ・ハウジングの外側の固定フランジ、４３…フィルタ・サイレンサ・ハウジングの内側の固定フランジ。
【図１】
2009545703.tif 000003
【図２】
2009545703.tif 000004
【図３】
2009545703.tif 000005
【図４】
2009545703.tif 000006
【図５】
2009545703.tif 000007
【図６】
2009545703.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成21年4月27日(2009.4.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガス・ターボ・チャージャであって、少なくとも一つのキャビティを備えたケーシングを有する排ガス・ターボ・チャージャにおいて、
前記排ガス・ターボ・チャージャの少なくとも一つのキャビティが、パーティクルによる振動ダンパとして、パーティクルで少なくとも部分的に充填され、前記キャビティは、環の形状で形成されていること；及び、
前記キャビティの内側のケーシングの壁面が、硬化処理されまたはゴムでコーティングされていること；
を特徴とする排ガス・ターボ・チャージャ。
【請求項２】
下記特徴を有する請求項１に記載の排ガス・ターボ・チャージャ：
前記キャビティは、キャビティ閉鎖部材により境界が定められ；
このキャビティ閉鎖部材は、パーティクルをキャビティの中に注入するために、開けられることが可能であり、その後、再び閉じられることが可能である。
【請求項３】
下記特徴を有する請求項１または２に記載の排ガス・ターボ・チャージャ：
当該排ガス・ターボ・チャージャは、入口部分を備えたコンプレッサを有し；
前記キャビティは、コンプレッサの入口部分の径方向外側に配置されている。
【請求項４】
下記特徴を有する請求項１または２に記載の排ガス・ターボ・チャージャ：
当該排ガス・ターボ・チャージャは、コンプレッサ、及びこのコンプレッサに隣接して配置されたフィルタ・サイレンサを有し；
前記キャビティは、このフィルタ・サイレンサにより境界が定められている。
【請求項５】
下記特徴を有する請求項４に記載の排ガス・ターボ・チャージャ：
前記キャビティは、前記コンプレッサと前記フィルタ・サイレンサの間に配置され、前記フィルタ・サイレンサのハウジング及びコンプレッサ・ケーシングにより境界が定められている。
【請求項６】
下記特徴を有する請求項１または２に記載の排ガス・ターボ・チャージャ：
当該排ガス・ターボ・チャージャは、入口部分を備えたコンプレッサを有し、前記キャビティは、このコンプレッサの径方向外側に配置されている。
【請求項７】
下記特徴を有する請求項６に記載の排ガス・ターボ・チャージャ：
前記キャビティは、コンプレッサ・ケーシングの径方向外側に配置されたキャビティ・ハウジングにより境界が定められている。
【請求項８】
下記特徴を有する請求項１または２に記載の排ガス・ターボ・チャージャ：
前記キャビティは、前記排ガス・ターボ・チャージャのフィルタ・サイレンサに固定されたキャビティ・ハウジングにより境界が定められている。
【請求項９】
下記特徴を有する請求項１または２に記載の排ガス・ターボ・チャージャ：
ゴムの顆粒またはゴムの微粉末が前記パーティクルに混合されている。
【請求項１０】
下記特徴を有する請求項１または２に記載の排ガス・ターボ・チャージャ：
前記キャビティは、パーティクル及び液体で充填されている。
【請求項１１】
下記特徴を有する請求項１または２に記載の排ガス・ターボ・チャージャ：
前記パーティクルは、丸いまたは球状の形状で形成されている。
【請求項１２】
下記特徴を有する請求項１または２に記載の排ガス・ターボ・チャージャ：
前記キャビティは、互いに分離された複数の環状のセグメント部分から形成されている。
【国際調査報告】
2009545703.tif 000009
2009545703.tif 000010
2009545703.tif 000011
2009545703.tif 000012
2009545703.tif 000013
2009545703.tif 000014