(57)【要約】  内燃機関（１０）用のコンプレッサ（１６）が、ハウジング（３４）と；ハウジングに画定される流入通路（３６）と；流入通路にコンプレッサインペラ入口（５０）が配置されるコンプレッサインペラ（３８）と；コンプレッサインペラ入口の上流に第１の流路開口部（４８）、コンプレッサインペラ入口の下流に第２の流路開口部（５２）、及び第１の流路開口部と第２の流路開口部を接続する軸方向環状チャンバー（５４）を有するバイパス通路（３０）とを有する。バイパス通路（３０）の軸方向環状チャンバー（５４）には軸方向カスケード（３２）が設けられ、その軸方向カスケード（３２）は、コンプレッサ（１６）のポンプ境界領域において、流入通路（３６）にある空気質量流量に関して、第２の流路開口部（５２）から第１の流路開口部（４８）へバイパス通路（３０）を貫流する空気の質量の渦流方向を与え、空気力学的にコンプレッサインペラ（３８）の外周領域を緩和する。
2009526937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング（３４）と、前記ハウジングに画定される流入通路（３６）と、前記流入通路にコンプレッサインペラ入口（５０）が配置されるコンプレッサインペラ（３８）と、
前記コンプレッサインペラ入口の上流に第１の流路開口部（４８）、前記コンプレッサインペラ入口の下流に第２の流路開口部（５２）、及び前記第１の流路開口部と前記第２の流路開口部を接続する軸方向環状チャンバー（５４）を有するバイパス通路（３０）と、
を有する内燃機関（１０）用のコンプレッサであって、
前記バイパス通路（３０）の前記軸方向環状チャンバー（５４）には軸方向カスケード（３２）が設けられ、前記軸方向カスケード（３２）が、前記コンプレッサ（１６）のポンプ限界近傍において、前記流入通路（３６）にある空気質量流量に関して、前記第２の流路開口部（５２）から前記第１の流路開口部（４８）へ前記バイパス通路（３０）を貫流する空気の質量と同一の渦流方向を与えることを特徴とするコンプレッサ。
【請求項２】
前記軸方向カスケード（３２）の最も小さい流れ断面（Ａ３２）が、前記バイパス通路（３０）の前記第２の流路開口部（５２）の流れ断面（Ａ５２）以下であることを特徴とする請求項１に記載のコンプレッサ。
【請求項３】
前記軸方向カスケード（３２）が、前記コンプレッサインペラ（３８）の周方向において、前記バイパス通路（３０）の前記第２の流路開口部（５２）から前記第１の流路開口部（４８）への空気の流れの方向に内側に湾曲していることを特徴とする請求項１あるいは２に記載のコンプレッサ。
【請求項４】
前記軸方向カスケード（３２）のピッチｔが、その円周にわたって可変であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のコンプレッサ。
【請求項５】
前記バイパス通路（３０）の前記第２の流路開口部（５２）が、前記コンプレッサインペラ（３８）との重なり領域に形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のコンプレッサ。
【請求項６】
前記バイパス通路（３０）の前記第２の流路開口部（５２）が、前記コンプレッサインペラ（３８）の半径方向外側に形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のコンプレッサ。
【請求項７】
前記バイパス通路（３０）の前記第２の流路開口部（５２）が、前記コンプレッサ（１６）の下流のタッピングポイント（７０’、７０”）に接続されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のコンプレッサ。
【請求項８】
前記バイパス通路（３０）の前記第２の流路開口部（５２）が、前記内燃機関（１０）の排気ガスセクション（１４）のタッピングポイント（７２’、７２”、７２”’）に接続されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のコンプレッサ。
【請求項９】
前記バイパス通路（３０）の前記第１の流路開口部（４８）の境界が、前記流入通路（３６）の方向において、前記バイパス通路（３０）の前記第１の流路開口部（４８）からの空気質量流量を軸方向の成分流と共に前記流入通路（３６）に導く壁要素（５８）によって定められることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のコンプレッサ。
【請求項１０】
前記壁要素（５８）の半径方向内側縁部の直径（Ｄ６２）が、前記壁要素の上流の前記流入通路（３６）の直径（Ｄ３６）以下であることを特徴とする請求項９に記載のコンプレッサ。
【請求項１１】
前記壁要素（５８）の半径方向内側縁部の直径（Ｄ６２）が前記コンプレッサインペラ入口（５０）の直径（Ｄ５０）以上であることを特徴とする請求項９あるいは１０に記載のコンプレッサ。
【請求項１２】
前記バイパス通路（３０）の前記軸方向カスケード（３２）が交換可能なモジュールとして構成されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載のコンプレッサ。
【請求項１３】
内燃機関（１０）の排気ガスセクション（１４）に排気タービン（１２）と、
内燃機関（１０）の吸気セクション（２０）に請求項１〜１２のいずれか一項に記載のコンプレッサ（１６）と、を有する内燃機関用の排気ターボチャージャ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前段による内燃機関用コンプレッサ、特に、内燃機関の排気ターボチャージャの一部としての、このタイプのコンプレッサに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気ターボチャージャは、排気ガスセクションに配置されかつ内燃機関の排気ガスによって駆動される排気タービンと、燃焼空気の吸気セクションにコンプレッサとを有し、そのコンプレッサインペラはシャフトを介してタービンホイールによって駆動される。燃焼空気は、流入通路を経由して大気圧でコンプレッサインペラに供給され、その圧縮空気は、内燃機関のシリンダへの供給前に、コンプレッサインペラの回転によって給気圧力が増大するまで圧縮される。
【０００３】
所望のモーメント挙動を有するこのタイプの過給式の内燃機関の発展形態は、商用車及び乗用車双方の場合において、広範囲のコンプレッサ特性図をますます必要とするようになってきている。全圧力比（コンプレッサの出力圧力と入力圧力の比率）が質量スループットに対して示されるコンプレッサ特性図は、まずコンプレッサのポンプ限界、すなわち可能な最低容積送出量によって、第２にコンプレッサのチョーク限界、すなわち可能な最大容積送出量によって制限される。一定の回転速度における内燃機関の安定的な動作がポンプ限界とチョーク限界との間において可能となる。質量スループットが低い場合、すなわちポンプ限界位置に達していない場合は、ポンプのストロークのために内燃機関の安定的な動作を行うことができず、排気ターボチャージャがわずかな稼働時間後に損傷を受けることが多い。
【０００４】
それゆえ、特性図を安定化させるための手段が以前から開発されてきており、その手段によって、ポンプ限界位置を低い質量スループットにシフトすることも可能とし、その結果、引離しモーメント及び加速モーメント又は内燃機関の可能な最大エンジンモーメントを著しく増大することができる。
【０００５】
特性図を安定化させるための手段として、コンプレッサハウジング内に、コンプレッサインペラのホイール輪郭の上方に流入通路と平行して環状間隙形状のバイパス通路を設けることが提案されている。前記バイパス通路は通常、コンプレッサインペラの入口縁部の上流の第１の流路開口部、コンプレッサインペラの入口縁部の下流の第２の流路開口部、及びこれらの２つの流路開口部を接続する環状チャンバーを含む。流入通路に平行するバイパス通路はバイパス質量流量をもたらし、それは、構造的に同一のバイパスのない装置と比較して、ポンプ限界の領域及びチョーク限界の領域において、より小さな又はより大きな質量流量の方向へのシフトを可能とする。
【０００６】
バイパス通路を備えるこのタイプのコンプレッサを有する排気ターボチャージャが、例えば、特許文献１に記載されている。この場合、バイパス通路の第１及び第２の流路の開口部の開口領域は、さらに可変構造をとっており、ポンプ限界及び／又はチョーク限界付近のコンプレッサ特性図をさらに最適にすることを可能にする。
【０００７】
このタイプの別の排気ターボチャージャが、特許文献２から知られている。このコンプレッサでは、コンプレッサインペラ入口の上流のバイパス通路の第１の流路の開口部の開口領域を調整するために追加的に壁要素が設けられる。さらに、軸方向のガイドカスケードとしてバイパス通路の壁部分を保持するためにストラットが形成されて、バイパス通路を通して空気質量流量に渦流を与える。この文献には、前記ストラットの構成に関する詳細な説明は含まれていない。
【０００８】
さらに、この関係において、コンプレッサインペラの上流の流入通路に１つ又は複数のガイドカスケードを配置して、空気質量流量に渦流を与え、その渦流が、特にコンプレッサ特性図の限界領域においてコンプレッサインペラの機能的挙動に好ましい影響を与えることが知られている。このタイプの構成が、例えば文献、特許文献３、特許文献４及び特許文献５に開示されている。
【０００９】
【特許文献１】独国特許発明第１９６  ４７  ６０５Ｃ２号明細書
【特許文献２】独国特許発明第１９８  ２３  ２７４Ｃ１号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第１０２  ３３  ０４２Ａ１号明細書
【特許文献４】独国特許出願公開第１０３  ２９  ２８１Ａ１号明細書
【特許文献５】欧州特許第０  ７４９  ５２０Ｂ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述の従来技術から進んで、本発明の目的は、内燃機関用のコンプレッサを提供することにある。特性図を安定化させるという前記コンプレッサの手段は、バイパス通路の形態で開発されていて、コンプレッサのポンプ限界位置をより安定的にシフトさせる。本発明の別の目的は、特性の問題を安定化させる手段をそれぞれの内燃機関に単純に適合させることを可能にすることある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
これらの目的は、請求項１の特徴を有する内燃機関用のコンプレッサによって達成される。本発明の有利な改良形態及び発展形態は、従属請求項の主題である。
【００１２】
内燃機関用のコンプレッサは、ハウジングと、ハウジングに画定される流入通路と、流入通路にコンプレッサインペラ入口が配置されるコンプレッサインペラと、コンプレッサインペラ入口の上流に第１の流路開口部、コンプレッサインペラ入口の下流に第２の流路開口部、及び第１の流路開口部と第２の流路開口部を接続する軸方向の環状チャンバーを有するバイパス通路とを含む。さらに、コンプレッサは、バイパス通路の軸方向環状チャンバーに軸方向カスケードが設けられ、その軸方向カスケードが、コンプレッサのポンプ限界近傍において、流入通路にある空気質量流量に関して、第２の流路開口部から第１の流路開口部へバイパス通路を貫流する空気の質量と同一の渦流方向を与えることを特徴とする。
【００１３】
バイパス通路の環状チャンバーにある軸方向カスケードは、バイパス通路の第１の流路開口部から流入通路への質量空気流をもたらし、その質量空気流は、コンプレッサインペラ入口の外周領域の主要質量流量と相まって緩和効果をもたらす。コンプレッサインペラの外側ブレード領域のこのタイプの空気力学的な緩和は、層流の分離をかなり防止することを意味し、低質量スループットにおいても、すなわち、特に、ポンプ限界の領域においてもコンプレッサの安定的な動作を可能にする。
【００１４】
本発明の好ましい一実施形態では、軸方向カスケードの最も小さい流れ断面は、バイパス通路の第２の流路開口部の流れ断面以下である。この条件は、バイパス通路の第２の流路開口部の効果の感度を弱める。なぜなら、スループットを決定するバイパス通路の敏感に反応する流れ断面は、軸方向カスケードの最も小さい流れ断面内にあるからである。
【００１５】
本発明の好ましい一改良形態では、上述の所望の同一の渦流方向を与えるために、軸方向カスケード又はそのカスケード要素は、コンプレッサインペラの周方向において、バイパス通路の第２の流路開口部から第１の流路開口部への空気の流れの方向に内側に湾曲している。
【００１６】
本発明の一改良形態では、バイパス通路の第２の流路開口部を、コンプレッサインペラとの重なり領域に形成する。その代替形態として、コンプレッサインペラの半径方向外側、すなわちコンプレッサインペラ出口の下流にそれを形成する。
【００１７】
本発明の別の改良形態では、バイパス通路の第２の流路開口部はまた、内燃機関の吸気セクションにおけるコンプレッサの下流のタッピングポイント（ｔａｐｐｉｎｇ  ｐｏｉｎｔ）に接続される。その代替形態として又はそれに加えて、バイパス通路の環状チャンバーに排気ガスを導くために、バイパス通路の第２の流路開口部を内燃機関の排気ガスセクションのタッピングポイントに接続することも可能である。
【００１８】
本発明の別の改良形態では、バイパス通路の第１の流路開口部の境界を、流入通路の方向において、バイパス通路の第１の流路開口部からの質量空気流を軸方向の成分流と共に流入通路へ導く特別な壁要素によって定める。
【００１９】
この場合、壁要素の半径方向内側縁部の直径が、流入通路の直径以下であり、かつ壁要素の半径方向内側縁部の直径がコンプレッサインペラ入口の直径以上であると、好ましい。
【００２０】
本発明の特に好ましい一実施形態では、バイパス通路の軸方向カスケードを交換可能なモジュールとして設計し、その結果、コンプレッサを、それぞれの応用及びそれぞれの内燃機関に対して、単純な方法で、ハウジング等を修正することなく最適化できる。
【００２１】
本発明は、内燃機関用の排気ターボチャージャにも関し、その排気ターボチャージャは、内燃機関の排気ガスセクションに排気タービンと、内燃機関の吸気セクションに上述のタイプのコンプレッサとを有する。
【００２２】
本発明の上述の及び更なる特徴及び利点は、以下、添付の図面を参照して、本発明の、好ましいがこれに限定されない例示的実施形態の説明からより容易に理解できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１に示す内燃機関１０は、内燃機関の吸気セクション２０にコンプレッサ１６と、内燃機関の排気ガスセクション１４に排気タービン１２とを含む排気ターボチャージャ１１を有し、コンプレッサのコンプレッサインペラは、シャフト１８を介してタービンホイールによって駆動される。内燃機関１０の動作中、排気タービン１２のタービンホイールを、最終的には排気ガス後処理装置２１に供給される排気ガスによって回転状態に設定する。タービンホイールの回転をシャフト１８によってコンプレッサ１６のコンプレッサインペラに伝達させるので、そのコンプレッサインペラは燃焼空気を吸い込み、給気圧力が増大するまでそれを圧縮する。
【００２４】
排気タービン１２は、追加的に、内燃機関１０の現在の動作状態に応じてタービンホイールの有効流れ断面積を可変に設定できる可変調整可能なタービンジオメトリ２２を備えることができる。類似した方法では、コンプレッサ１６は同様に、流入領域に１つ以上のガイドカスケードを含む可変コンプレッサジオメトリ（図示せず）を備えることができ、広範囲なパラメータにおいてコンプレッサにおける流動条件を最適化することが可能となる。
【００２５】
コンプレッサ１６の下流の吸気セクション２０には給気冷却器２４が配置され、その給気冷却器２４は圧縮された給気を、内燃機関１０のシリンダに供給される前に冷却する。さらに、内燃機関１０には排気ガス再循環装置２６が割り当てられ、それにより、排気ガスを、排気タービン１２の上流の排気ガスセクション１４から給気冷却器２４の下流の吸気セクション２０に再循環できる。前記排気ガス再循環装置２６は、図１に示すように、排気ガスセクション１４と吸気セクション２０との間に排気ガスライン、弁装置及び排気ガス冷却器を含む。
【００２６】
さらに、内燃機関１０には、内燃機関１０の異なる動作状態に応じて種々の組立体、特に排気ガス再循環装置２６の弁装置、可変タービンジオメトリ２２及び可変コンプレッサジオメトリを制御又は設定する調整・制御ユニット２８が割り当てられる。
【００２７】
特性図を安定化させる手段として、排気ターボチャージャ１１のコンプレッサ１６は、特別な軸方向カスケード３２が配置されるバイパス通路３０を備える。軸方向カスケード３２を備えるこのバイパス通路３０の構成及び配置を、図２及び３を参照して以下詳細に説明する。
【００２８】
図２は、図１の排気ターボチャージャ１１のコンプレッサ部分１６を通る断面を示す。コンプレッサ１６は、軸方向に延在する流入通路３６を備えるハウジング３４を有し、そこには、シャフト１８を介して排気タービン１２によって駆動されるコンプレッサインペラ３８が配置される。コンプレッサインペラ３８は、流入通路３６を通って矢印方向４０に燃焼空気を吸い込み、半径方向に延在するディフューザ４２を経由して螺旋状通路４４に排出する。圧縮された給気を、螺旋状通路４４から給気冷却器２４を経由して内燃機関１０のシリンダに供給する。
【００２９】
バイパス通路３０は流入通路３６の流入領域において分岐し、バイパス通路３０は、コンプレッサ１６の長手方向軸４６に対して回転対称な形態をとっており、かつそれによって空気を流入通路３６に対して実質的に同軸上に運ぶことができる。バイパス通路３０は、コンプレッサインペラ入口５０の上流の実質的に半径方向に延在する第１の流路開口部４８と、コンプレッサインペラ入口５０の下流の第２の流路開口部５２と、第１の流路開口部４８と第２の流路開口部５２を接続する軸方向チャンバー５４とを有する。図２に示す例示的実施形態の場合、第２の流路開口部５２をコンプレッサインペラ入口５０の下流であるが、依然としてコンプレッサインペラ３８との重なり領域に位置決めする。バイパス通路３０は流入通路３６に対して実質的に同心状に延在し、流路開口部４８、５２は、円周環状溝の形状である。環状チャンバー５４を画定しバイパス通路３０を流入通路３６から分離する壁部分５６が、例えば、壁部分５６を機械的に安定化させて補強するストラット（図示せず）を介してハウジング３４に固定式に接続される。
【００３０】
特に、ポンプ限界又はチョーク限界の領域におけるコンプレッサ１６の動作中、バイパス通路３０が必要である。ポンプ限界付近での動作中は、コンプレッサインペラ入口５０の下流の第２の流路開口部５２を通して環状チャンバー５４への空気の部分質量流量が発生し、燃焼空気の主な流れ方向に反してバイパス通路３０を流れ、第１の流路開口部４８を経由して流入通路３６に再循環されて戻る。
【００３１】
図２に示すように、バイパス通路３０の第１の流路開口部４８の境界を、流入通路３６に対して特別な壁要素５８によって定める。可動にするために任意に構成又は取り付けることもできるこの壁要素５８はエルボ部を形成し、それにより、図２の矢印６０に示すように、軸方向の成分流と共に空気流を第１の流路開口部４８からバイパス通路３０を通って流入通路３６に導くことができる。換言すれば、バイパス通路３０を通る空気流を、流入通路３６への導入中に１８０°偏向する。半径方向内側にある壁部分５８のそのノズル輪郭６２によって、空気流をノズル式にコンプレッサインペラ入口５０へ案内する。
【００３２】
コンプレッサ１６の好ましい一実施形態では、壁要素５８の上流の流入通路３６の直径Ｄ３６は、壁要素５８のノズル輪郭６２の半径方向内側縁部の直径Ｄ６２以上である。さらに、壁要素５８のノズル輪郭６２の前記直径Ｄ６２は、好ましくはコンプレッサインペラ入口５０の直径Ｄ５０以上である。概して、関係Ｄ３６≧Ｄ６２≧Ｄ５０が好ましくは妥当である。
【００３３】
既に上述したように、軸方向カスケード３２をバイパス通路３０の環状チャンバー５４に設ける。前記軸方向カスケード３２を図３に詳細に示す。第２の流路開口部５２から環状チャンバー５４に流れる空気質量流量を軸方向カスケード３２によって、ポンプ限界をシフトする目的に対して有利である流れ方向に偏向し、かつその空気質量流量は、コンプレッサインペラ入口５０の外周領域において第１の流路開口部４８を離れた後、流入通路３６からの主要質量流量と共に空気力学的な緩和効果をもたらす。
【００３４】
バイパス通路３０の環状チャンバー５４の軸方向カスケード３２によってもたらされる同一の渦流効果が与えられる場合、コンプレッサインペラ領域５０の外周領域における空気流は、空気力学的な緩和効果をもたらす。それゆえ、バイパス通路３０の第１の流路開口部４８に対面する軸方向カスケード出口６４は、実質的にコンプレッサインペラ３８の周方向に向けられる。換言すれば、軸方向カスケード３２のカスケード要素６６は、図３に示すように、コンプレッサインペラ３８の周方向において、バイパス通路３０の第２の流路開口部５２から第１の流路開口部４８への空気の流れの方向に半径方向内側に湾曲している。
【００３５】
このようにしてもたらされるコンプレッサインペラ３８の外側ブレード領域の空気力学的な緩和は、層流の分離をかなり防止することを意味し、低質量スループットにおいても、すなわちポンプ限界の領域においてもコンプレッサ３８の安定的な動作を可能にする。壁要素５８のノズル輪郭６２を好適に構成することによってこの効果をさらに高めることができる。
【００３６】
バイパス通路３０の環状チャンバー５４における軸方向カスケード３２を、好ましくは軸方向カスケード出口６４の近傍におけるその最も小さい流れ断面Ａ３２がバイパス通路３０の第２の流路開口部５２の流れ断面Ａ５２以下（Ａ３２≦Ａ５２）であるように構成する。
【００３７】
この条件は、第２の流路開口部５２の効果の感度を弱める。スループットを決定するバイパス通路３０の敏感に反応する流れ断面は、軸方向カスケード３２の最も小さい流れ断面Ａ３２内にある。インペラ入口５０の振動の励振に関して減衰作用を最適化するために又は乱れを低減するために、軸方向カスケード３２のピッチｔは、円周にわたって構造が可変である。
【００３８】
このように構成された軸方向カスケード３２は、有利には、交換可能なモジュールとして設計することができ、その結果、ハウジング３４及びその周囲に修正を加えることなくコンプレッサ１６をそれぞれの応用に対して最適化できる。
【００３９】
第２の流路開口部５２から、バイパス通路３０を通して空気質量流量を駆動する軸方向カスケード出口６４への圧力条件を得るために、第２の流路開口部５２が好ましくは、バイパス通路３０に軸方向カスケード３２のない従来のコンプレッサ１６と比較して大きな直径位置Ｄ５２に配置される。
【００４０】
図２の例示的実施形態における第２の流路開口部５２が、コンプレッサインペラ３８との重なり領域における位置に位置決めされる一方で、第２の流路開口部５２を、コンプレッサインペラ３８の半径方向外側、すなわちコンプレッサインペラ出口６８の下流に配置することも考えられる。これは、第２の流路開口部５２が、例えば、ディフューザ４２又は螺旋状通路４４から、より高い圧力レベルで環状チャンバー５４に導くことを意味する。
【００４１】
さらに、第２の流路開口部５２は、通路（図示せず）を介して吸気セクション２０における給気冷却器２４の上流又は下流のタッピングポイント７０’又は７０”に接続されることも可能である。タッピングポイント７０’、７０”及び第２の流路開口部５２の上述の位置の代わりとして又はそれに加えて、第２の流路開口部５２を内燃機関１０の排気ガスセクション１４に通路（図示せず）を介して接続することも可能である。対応するタッピングポイント７２’、７２”及び７２”’は、一例として、排気タービン１２の上流又は下流、又は排気ガス後処理装置２１の下流にある。このようにして、新鮮な空気及び／又は排気ガスをバイパス通路３０の環状チャンバー５４に導入することができる。
【００４２】
タッピングポイント７０’、７０”、７２’、７２”、７２”’の位置と共に、バイパス通路３０を通して好適な圧力条件及び質量スループットを確実に生成するように軸方向カスケード３２を設計する必要がある。これは、さらに第２の流路開口部５２の流れ断面Ａ５２、軸方向カスケード３２の最も小さい流れ断面Ａ３２及びカスケード出口角度α３２（図３参照）の影響も受け、これらは共に、コンプレッサインペラ入口５０において所望の同一の渦流強度をもたらすようにされている。
【００４３】
図２の例では、軸方向カスケード入口７４の上流の、バイパス通路３０の環状チャンバー５４は回転対称な形態のものである。軸方向カスケード入口７４の前における第２の流路開口部５２からの流出中、層流の分離を低いレベルに維持するために、収集空間としてかなり大きな環状室５４が考えられるが、それは、円周にわたってほぼ均一のほとんど軸方向のガイドカスケードの流れをもたらし得る。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明によるコンプレッサを備える排気ターボチャージャを有する過給式の内燃機関の概略図である。
【図２】好ましい一例示的実施形態による図１からの排気ターボチャージャのコンプレッサの概略的な断面図である。
【図３】図２のコンプレッサのバイパス通路にある軸方向カスケードの構成の概略的な拡大図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０  内燃機関
１１  排気ターボチャージャ
１２  排気タービン
１４  排気ガスセクション
１６  コンプレッサ
１８  シャフト
２０  吸気セクション
２１  排気ガス後処理装置
２２  可変タービンジオメトリ
２４  給気冷却器
２６  排気ガス再循環装置
２８  調整・制御ユニット
３０  バイパス通路
３２  軸方向カスケード
３４  ハウジング
３６  流入通路
３８  コンプレッサインペラ
４０  ３６における流れ方向
４２  ディフューザ
４４  螺旋状通路
４６  長手方向軸
４８  第１の流路開口部
５０  コンプレッサインペラ入口
５２  第２の流路開口部
５４  環状チャンバー
５６  壁部分
５８  壁要素
６０  流れ方向
６２  ノズル輪郭
６４  軸方向カスケード出口
６６  カスケード要素
６８  コンプレッサインペラ出口
７０  タッピングポイント
７２  タッピングポイント
７４  軸方向カスケード入口
【図１】
2009526937.tif 000003
【図２】
2009526937.tif 000004
【図３】
2009526937.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成20年10月14日(2008.10.14)
【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】
ハウジング（３４）と、前記ハウジングに画定される流入通路（３６）と、前記流入通路にコンプレッサインペラ入口（５０）が配置されるコンプレッサインペラ（３８）と、
前記コンプレッサインペラ入口の上流に第１の流路開口部（４８）、前記コンプレッサインペラ入口の下流に第２の流路開口部（５２）、及び前記第１の流路開口部と前記第２の流路開口部を接続する軸方向環状チャンバー（５４）を有するバイパス通路（３０）と、
を有する内燃機関（１０）用のコンプレッサ（１６）であって、
前記バイパス通路（３０）の前記軸方向環状チャンバー（５４）には軸方向カスケード（３２）が設けられ、前記軸方向カスケード（３２）が、前記コンプレッサ（１６）のポンプ限界近傍において、前記流入通路（３６）にある空気質量流量に関して、前記第２の流路開口部（５２）から前記第１の流路開口部（４８）へ前記バイパス通路（３０）を貫流する空気の質量と同一の渦流方向を与え、
前記軸方向カスケード（３２）の最も小さい流れ断面（Ａ３２）が、前記バイパス通路（３０）の前記第２の流路開口部（５２）の流れ断面（Ａ５２）以下であることを特徴とするコンプレッサ（１６）。
【請求項２】
前記軸方向カスケード（３２）が、前記コンプレッサインペラ（３８）の周方向において、前記バイパス通路（３０）の前記第２の流路開口部（５２）から前記第１の流路開口部（４８）への空気の流れの方向に内側に湾曲していることを特徴とする請求項１に記載のコンプレッサ。
【請求項３】
前記軸方向カスケード（３２）のピッチｔが、その円周にわたって可変であることを特徴とする請求項１あるいは２に記載のコンプレッサ。
【請求項４】
前記バイパス通路（３０）の前記第２の流路開口部（５２）が、前記コンプレッサインペラ（３８）との重なり領域に形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のコンプレッサ。
【請求項５】
前記バイパス通路（３０）の前記第２の流路開口部（５２）が、前記コンプレッサインペラ（３８）の半径方向外側に形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のコンプレッサ。
【請求項６】
前記バイパス通路（３０）の前記第２の流路開口部（５２）が、前記コンプレッサ（１６）の下流のタッピングポイント（７０’、７０”）に接続されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のコンプレッサ。
【請求項７】
前記バイパス通路（３０）の前記第２の流路開口部（５２）が、前記内燃機関（１０）の排気ガスセクション（１４）のタッピングポイント（７２’、７２”、７２”’）に接続されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のコンプレッサ。
【請求項８】
前記バイパス通路（３０）の前記第１の流路開口部（４８）の境界が、前記流入通路（３６）の方向において、前記バイパス通路（３０）の前記第１の流路開口部（４８）からの空気質量流量を軸方向の成分流と共に前記流入通路（３６）に導く壁要素（５８）によって定められることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のコンプレッサ。
【請求項９】
前記壁要素（５８）の半径方向内側縁部の直径（Ｄ６２）が、前記壁要素の上流の前記流入通路（３６）の直径（Ｄ３６）以下であることを特徴とする請求項８に記載のコンプレッサ。
【請求項１０】
前記壁要素（５８）の半径方向内側縁部の直径（Ｄ６２）が前記コンプレッサインペラ入口（５０）の直径（Ｄ５０）以上であることを特徴とする請求項８あるいは９に記載のコンプレッサ。
【請求項１１】
前記バイパス通路（３０）の前記軸方向カスケード（３２）が交換可能なモジュールとして構成されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のコンプレッサ。
【請求項１２】
内燃機関（１０）の排気ガスセクション（１４）に排気タービン（１２）と、
内燃機関（１０）の吸気セクション（２０）に請求項１〜１１のいずれか一項に記載のコンプレッサ（１６）と、を有する内燃機関用の排気ターボチャージャ。
【国際調査報告】
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