(57)【要約】【課題】新たな種類のターボチャージャの軸流タービンとターボチャージャとを提供する。【解決手段】媒体を膨張させるためのターボチャージャの軸流タービン(10)であって、タービン流出筐体(12)と、タービンロータ(15)と、膨張される媒体の流れ方向で見たとき、タービンロータ(15)の下流に位置する、内側ディフューザ(19)と外側ディフューザ(18)とを備えるディフューザ(17)とを備える。外側ディフューザ(18)は、タービン流出筐体(12)の一体化部品である。内側ディフューザ(19)は、別の組立体として具体化され、軸受筐体(20)またはタービン流出筐体(12)にネジ留めされるかまたは取り外し可能に連結される。【選択図】図1
2019044775.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
媒体を膨張させるためのターボチャージャの軸流タービン(10)であって、
タービン流出筐体(12)と、
タービンロータ(15)と、
膨張される前記媒体の流れ方向で見たとき、前記タービンロータ(15)の下流に位置する、内側ディフューザ(19)と外側ディフューザ(18)とを備えるディフューザ(17)と
を備え、
前記外側ディフューザ(18)は、前記タービン流出筐体(12)の一体化部品であり、
前記内側ディフューザ(19)は、別の組立体として具体化され、軸受筐体(20)または前記タービン流出筐体(12)にネジ留めされるかまたは取り外し可能に連結されることを特徴とする軸流タービン(10)。
【請求項２】
第1の媒体を膨張させるためのタービン(10)であって、タービンロータ(15)およびタービン筐体(11)を備えるタービン(10)と、
前記第1の媒体の膨張の間に前記タービンにおいて抽出されるエネルギーを利用して第2の媒体を圧縮するための圧縮機であって、シャフトを介して前記タービンロータ(15)に結合される圧縮機ロータ、および圧縮機筐体を備える圧縮機と、
前記タービンロータ(15)と前記圧縮機ロータとを結合する前記シャフトが搭載される軸受筐体(20)と
を備え、
前記タービン(10)は、請求項1による軸流タービンであることを特徴とするターボチャージャ。
【請求項３】
前記内側ディフューザ(17)は、前記軸受筐体(20)にネジ留めされるかまたは取り外し可能に連結されることを特徴とする、請求項2に記載のターボチャージャ。
【請求項４】
下流フランジ(21)のところにある前記内側ディフューザ(19)は、前記軸受筐体(20)のフランジ(22)にネジ留めされることを特徴とする、請求項3に記載のターボチャージャ。
【請求項５】
前記内側ディフューザ(19)の前記下流フランジ(21)は、前記軸受筐体(20)の前記フランジ(22)と前記タービン流出筐体(12)のフランジ(23)との間で締め付けられることを特徴とする、請求項4に記載のターボチャージャ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターボチャージャの軸流タービンと、ターボチャージャとに関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボチャージャは、第1の媒体を膨張させるためのタービンと、第2の媒体を圧縮するための圧縮機とを備える。ターボチャージャのタービンは、タービン筐体とタービンロータとを備える。ターボチャージャの圧縮機は、圧縮機筐体と圧縮機ロータとを備える。タービンロータと圧縮機ロータとは、ターボチャージャの軸受筐体内に回転可能に搭載されるシャフトを介して互いに連結されている。ターボチャージャの軸受筐体はタービン筐体と圧縮機筐体との両方に連結されている。ターボチャージャのタービンは、軸流タービンまたはラジアルタービンとして具体化され得る。同じく、ターボチャージャの圧縮機は、軸流圧縮機またはラジアル圧縮機として具体化され得る。
【０００３】
本発明は、軸流タービンとして設計されたターボチャージャのタービンと、軸流タービンを備えたターボチャージャとに関する。
【０００４】
ターボチャージャのタービンの基本的な構造は、特許文献1から知られている。軸流タービンは、タービン流入筐体とタービン流出筐体とを備えるタービン筐体を有する。さらに、軸流タービンは、動翼を伴うタービンロータを備える。膨張される媒体の流れ方向で見たとき、ノズル環とも記載される案内装置がタービンロータの上流に位置する。膨張される媒体の流れ方向で見たとき、タービンロータの下流に、内側ディフューザと外側ディフューザとを備えるディフューザが位置する。
【０００５】
実践から、各々の場合において、軸流タービンのディフューザの内側ディフューザと外側ディフューザとを別々の構成要素または組立体として具体化し、各々の場合において、内側ディフューザおよび外側ディフューザをタービン筐体に個別に連結することが知られている。このため、個別の組立体は容易に製造できるが、互いに精巧に連結される必要がある。
【０００６】
さらに、内側ディフューザと外側ディフューザとの両方をタービン筐体の一体部品として具体化することが実践から知られており、それによって、組立体を減らすことができ、延いては組立体同士の間の連結部または接合部の数を減らすことができるが、一体の内側ディフューザおよび一体の外側ディフューザを伴うタービン筐体は、製造するのに費用が掛かる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】独国特許発明第10125250号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
ここを出発点として、本発明は、新たな種類のターボチャージャの軸流タービンとターボチャージャとを作り出すという目的に基づく。この目的は、請求項1による軸流タービンによって解決される。外側ディフューザは、タービン流出筐体の一体化部品である。内側ディフューザは、別の組立体として具体化され、軸受筐体またはタービン流出筐体にネジ留めされる。
【０００９】
本発明により、外側ディフューザをタービン流出筐体の一体化部品として具体化するが、内側ディフューザを、軸受筐体に優先的にネジ留めされる別の組立体として具体化することが提案される。このため、鋳造によるタービン流出筐体の簡単な製造がなおも可能とされる一方で、接合部および連結部の数を減らすことができる。
【００１０】
ここで、別の組立体として具体化された内側ディフューザが軸受筐体にネジ留めされる場合が特に好ましく、その理由は、軸流タービンのタービンロータへのアクセスを可能とするために、内側ディフューザが軸受筐体と一緒に一つのユニットとして分解できるためである。
【００１１】
本発明によるターボチャージャが請求項2に規定されている。
【００１２】
本発明の好ましいさらなる発展は、従属請求項および以下の記載から得られる。本発明の例示の実施形態が図面を用いてより詳細に説明されているが、これに限定されることはない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明によるターボチャージャの軸流タービンを貫く軸方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図1は、本発明によるターボチャージャの軸流タービンからの抜粋を示している。
【００１５】
図1の軸流タービン10はタービン筐体11を備えており、タービン筐体11のうち、タービン流出筐体12だけが示されている。タービン筐体11のタービン流入筐体は図1に示されていないが、図1におけるタービン流出筐体12の右手側で、タービン流出筐体12のフランジ13に隣接している。
【００１６】
図1の軸流タービン10は、動翼14で翼の付けられたタービンロータ15をさらに有する。タービンロータ15の動翼14に続く径方向外側には、いわゆるシュラウド16がある。
【００１７】
膨張される媒体の流れ方向で見たとき、図示されていない軸流タービンの案内装置がタービンロータ15の上流に配置されている。
【００１８】
膨張される媒体の流れ方向で見たとき、外側ディフューザ18と内側ディフューザ19とを備えるディフューザ17が、タービンロータ15の下流に続いている。
【００１９】
図1は、軸流タービン10を備えるターボチャージャの軸受筐体20をさらに示している。図示されていないシャフトが、タービン10の図示されているタービンロータ15を、図示されていないターボチャージャの圧縮機の図示されていない圧縮機ロータに結合しており、軸受筐体20に搭載されている。タービンロータ15を向く軸受筐体20の側において、軸受筐体20はフランジ22によって画定されている。
【００２０】
本発明による軸流タービン10の場合、外側ディフューザ18はタービン流出筐体12の一体化部品である。
【００２１】
対照的に、内側ディフューザ19は、別の組立体として具体化されており、図1では、図示されていないネジ連結部を用いて軸受筐体20にネジ留めされている。例えば、形状嵌め合いの連結部、または圧力嵌めの連結部といった、さらに他の留め付け手段もこの目的のための連結部に適することがここで言及される。
【００２２】
したがって、図1は、内側ディフューザ19は、その下流フランジ21によって、軸受筐体20のフランジ22に圧し掛かり、内側ディフューザ19の下流端部に形成されているこのフランジ21で、軸受筐体20のフランジ22に連結されていることを示している。この場合の内側ディフューザ19のフランジ21は、軸受筐体20のフランジ22と、タービン筐体11のタービン流出筐体12のフランジ23との間で締め付けられる。
【００２３】
図示した例示の実施形態と対照的に、別の組立体として形成された内側ディフューザ19をタービン流出筐体12のフランジ23に締め付けることも可能である。さらに、内側ディフューザ19は、下流端部において、軸受筐体20に、具体的には軸受筐体20の軸受筐体カバー21に、連結されてもよい。
【００２４】
しかしながら、内側ディフューザ19がその下流フランジ21で軸受筐体20に留め付けられている図1に示した実施形態は、内側ディフューザ19を軸受筐体20と共に分解でき、それによって軸流タービン10のタービンロータ15へのアクセスを可能とするために好ましい。
【００２５】
本発明により、組立体の数と、軸流タービン10の組立体の接合部または連結部の数とを減らすことができる。ディフューザ17の外側ディフューザ18は、タービン流出筐体12の一体化部品である。ディフューザ17の内側ディフューザ19は、単に別の組立体として設計され、優先的には、ネジ留めまたは他の適切な留め付け手段によって軸受筐体20に連結される。タービン流出筐体12は、軸受筐体20に搭載されたタービンロータ15と共に、軸受筐体20および内側ディフューザから取り外しできる。代替で、搭載された内側ディフューザ19および搭載されたタービンロータ15と共に軸受筐体20がタービン流出筐体から取り外されてもよい。軸受筐体20の取り外しおよび内側ディフューザ19の取り外しに続いて、軸受筐体20と共に取り外しできるタービンロータ15は、容易にアクセス可能である。タービン流出筐体12は容易に製作できる。
【００２６】
本発明は、さらに、このような軸流タービン10を伴うターボチャージャに関する。すでに説明したように、ターボチャージャは、軸流タービン10に加えて圧縮機を備える。軸流タービン10のタービンロータ15は、軸受筐体20に搭載されているシャフトを介して、図示されていない圧縮機の圧縮機ロータに結合されている。
【符号の説明】
【００２７】
10  軸流タービン
11  タービン筐体
12  タービン流出筐体
13  フランジ
14  動翼
15  タービンロータ
16  シュラウド
17  ディフューザ
18  外側ディフューザ
19  内側ディフューザ
20  軸受筐体
21  フランジ
22  フランジ
23  フランジ
【図１】
2019044775.tif 000003
【外国語明細書】
2019044775000001.pdf