(57)【要約】  ターボチャージャのためのコンプレッサ、特にラジアルコンプレッサ、は、コンプレッサハウジング内に回転可能に受容されているコンプレッサ翼車（１）を具備しており、コンプレッサハウジングの、前記コンプレッサ翼車に隣接する部分（６）を、冷却液が貫流する。前記コンプレッサ翼車には、少なくとも部分的に、入熱を減少させるコーティング（２）が設けられている。
2010506091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンプレッサハウジング内（１１）で回転可能に受容されているコンプレッサ翼車（１）を具備した、ターボチャージャのためのコンプレッサ、特にラジアルコンプレッサであって、前記コンプレッサハウジングの、前記コンプレッサ翼車に隣接する部分（６）を、冷却液が貫流するコンプレッサにおいて、
前記コンプレッサ翼車には、少なくとも部分的に、入熱を減少させるコーティング（２）が設けられていることを特徴とするコンプレッサ。
【請求項２】
前記コンプレッサ翼車は、１つのコンプレッサハブと、少なくとも１つのコンプレッサブレード（１２）と、を具備し、前記コンプレッサハブ及び／又は前記少なくとも１つのコンプレッサブレードには、少なくとも部分的に、前記入熱を減少させるコーティングが設けられ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】
前記入熱を減少させるコーティングは、前記コンプレッサ翼車の、前記コンプレッサによって圧縮される作動液の主流に対向する表面においてのみ形成されていることを特徴とする請求項２に記載のコンプレッサ。
【請求項４】
前記入熱を減少させるコーティングは、個々のブレードの前縁（１３）から、前記翼車の噴き出し口にまで広がっていることを特徴とする請求項３に記載のコンプレッサ。
【請求項５】
前記入熱を減少させるコーティングが、セラミックスの薄膜を含んでいることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のコンプレッサ。
【請求項６】
前記セラミックスの薄膜は、溶射によって塗布されていることを特徴とする請求項５に記載のコンプレッサ。
【請求項７】
前記セラミックスの薄膜は、酸化アルミニウム及び／又は二酸化ジルコニウム、特にイットリウムで安定化した二酸化ジルコニウムを含んでいることを特徴とする請求項５又は６に記載のコンプレッサ。
【請求項８】
前記冷却液は、前記コンプレッサハウジング内の空洞（４）を貫流することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のコンプレッサ。
【請求項９】
前記冷却液は、コンプレッサ翼車とコンプレッサハウジングとの間に構成されているラジアルスリット（１４）に流入させられることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のコンプレッサ。
【請求項１０】
前記コンプレッサハウジングの、前記コンプレッサ翼車に隣接する前記部分（６）は、前記冷却液に熱を伝導するためのフィン装置（７）を具備していることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のコンプレッサ。
【請求項１１】
前記コンプレッサハウジングの、前記コンプレッサ翼車に隣接する前記部分（６）は、リークフローを密閉するためのラビリンスシール（８）を具備していることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載のコンプレッサ。
【請求項１２】
前記コンプレッサハウジングの、前記コンプレッサ翼車に隣接する前記部分（６）を、前記冷却液が貫流することを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載のコンプレッサを冷却するための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１のおいて書き部分に記載の、ターボチャージャのためのコンプレッサと、当該コンプレッサの冷却方法と、に関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボチャージャにおいては、作動媒体、特に空気、が、エンジン内での燃焼のために、コンプレッサによって圧縮される。当該コンプレッサは、タービンに連結されており、当該タービンは、エンジンの排気によって駆動される。
【０００３】
このとき、可動式コンプレッサ翼車と、当該翼車を受容するコンプレッサハウジング、もしくは作動媒体との間の摩擦熱によって、しかしまた、特に、作動媒体自身の圧縮によって、特にコンプレッサ翼車の噴き出し口が高温となる。例えば、圧縮比が４の場合、雰囲気温度の空気は、２００℃を超える温度に加熱される。
【０００４】
上記のような高温下では、コンプレッサに、著しい熱的負荷が課せられるとともに、特に、コンプレッサ翼車が、好適には、回転する質量体と、回転時に発生する遠心力とを小さく保つために、例えばアルミニウム合金のような軽金属から形成されている場合、軟化する恐れがあり、それゆえに、ターボチャージャの耐用期間が短縮されかねない。同時に、作動媒体の温度が上昇すると、エンジン燃焼室の給気は減少し、その効率は低下する。
【０００５】
それゆえ、特許文献１では、コンプレッサ翼車背面のインピンジメント冷却が提示されている。インピンジメント冷却においては、冷却空気が、コンプレッサ翼車及びコンプレッサハウジングの間にあるラジアルスリット内に流入させられ、コンプレッサ翼車の背面に当たる。この直接的な冷却方法の他に、特許文献２では、間接的な冷却方法が提示されている。当該方法においては、コンプレッサハウジングの、コンプレッサ翼車に隣接する部分の空洞を、冷却液が貫流し、それによって、コンプレッサ翼車の熱が、ラジアルスリットにおけるリークのフローと、コンプレッサハウジングの前記部分と、を介して、冷却液に伝導する。
【０００６】
特許文献３は、高温排気が当たるタービンであって、周期的にコンプレッサよりも高い温度に曝露されるタービンに関するものであり、タービンブレードに熱防護層を設けることを提案している。
【０００７】
両提案とも、それぞれ、ブレードに生じる熱を減少させることができる範囲は、限られている。また、特許文献１及び特許文献２から知られている冷却方法は、十分な熱を取り去るために、大量の冷却液の供給を必要とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】欧州特許出願公開第０５１８０２６号明細書
【特許文献２】国際公開第０１／２９４２６号パンフレット
【特許文献３】独国実用新案第２０２００５０１９３２０号明細書
【特許文献４】欧州特許第０２１１０３２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
それゆえ、特許文献２に鑑みて、本発明の課題は、より少ない量の冷却液で、作動媒体の圧縮時に、コンプレッサ翼車に生じる熱を下げることが可能な、ターボチャージャのためのコンプレッサを提供することにある。本課題を解決するために、請求項１のおいて書き部分に記載のコンプレッサは、その特徴的事項によって、さらに構成される。請求項１２は、前記コンプレッサの冷却方法を保護するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るターボチャージャのためのコンプレッサは、コンプレッサハウジング内で回転可能に受容されているコンプレッサ翼車を具備する。好適には、当該コンプレッサはラジアルコンプレッサであり、当該コンプレッサにおいては、軸方向に吸い込まれた作動媒体は、コンプレッサ翼車のブレードによって、径方向外側に向けて加速された後、その速度は圧力に変換される。そのために、ディフューザが設置可能である。
【００１１】
コンプレッサハウジングの、コンプレッサ翼車に隣接する部分は、好適には、ラジアルスリットによって、コンプレッサ翼車から離隔されて、コンプレッサ翼車の、作動液の主流の背面側に配置されており、当該部分を冷却液が貫流し、当該冷却液は、当該部分に対向する、コンプレッサ翼車の背面を、当該翼車から熱を吸収することによって、直接あるいは間接に冷却する。
【００１２】
本発明においては、コンプレッサ翼車に、さらに少なくとも部分的に、入熱を減少させるコーティングを設けることが提案されている。これによって、圧縮され、かつ、それによって加熱された作動媒体から、コンプレッサ翼車への入熱を減少させることができる。このとき、入熱の減少は、比較的少ない量の冷却液で足りるように行われ、それによって、コンプレッサ翼車において生じる温度が、許容最大値を超えないようにするだけの熱が排出される。
【００１３】
好適には、冷却液の量がより少なくなると、必然的に、流路の直径もより小さくなり、及び／又は、フローの速度もより小さくなる。したがって、本発明に係るコンプレッサは、より小さく構成することができる。コンプレッサハウジングにおいて、流入・流出導管ならびに冷却液流路を、より小さく構成することができるからである。循環する冷却液の全体量を減らすことができるので、冷却液貯蔵器も、より小さくすることが可能である。さらに、熱交換器も小さく構成することが可能である。当該熱交換器内部では、冷却液が、コンプレッサから取り出した量の熱を、再び周囲に放出する。
【００１４】
流量がより少なくなると、必然的に、冷却液を循環させるために必要な動力も、より少なくなり、本発明に係るコンプレッサを具備したエンジンの効率は高まる。当該効率は、使用した冷却液の量に左右されるからである。使用した冷却液の量による、冷却液導管の負荷は、より小さくなり、コンプレッサの耐用期間は延長される。フローの速度がより小さいときに、好適に設けられた熱交換機内に、より長く残留することによって、より小さい熱交換器の場合でも、コンプレッサから吸収した熱を放出することが可能になる。当該熱は、いずれにせよ、入熱を減少させるコーティングによって、すでに減少している。
【００１５】
それゆえ、本発明に係るコンプレッサにおいては、比較的少ない流量の冷却液で、コンプレッサ翼車の温度を低い範囲に維持し、コンプレッサの耐用期間を延長することが可能である。反対に、入熱を減少させるコーティングは、冷却液によって取り去ることが可能な範囲でのみ、入熱量を減少させなければならない。したがって、当該コーティングは、比較的廉価な材料、及び／又は、比較的強度の低い材料で形成可能である。それによって、好適には、回転する質量体と、それに伴い、コンプレッサ翼車に生じる遠心力と、を減少させることができる。
【００１６】
コンプレッサ翼車への、ある程度の入熱には、利点がある。それによって、圧縮された作動媒体の温度が低下し、それに伴い、エンジンの充填率が高まるからである。一方で、入熱を減少させるコーティングを適切に調整し、他方で、冷却液によって冷却することによって、エンジン効率に有利な、コンプレッサ翼車への入熱と、コンプレッサの耐用期間に有利な、コンプレッサ翼車への入熱との間に、最適の妥協点を得ることができる。
【００１７】
好適な構成においては、コンプレッサ翼車は、コンプレッサハブと、少なくとも１つのコンプレッサーレードと、を具備する。コンプレッサハブ及び／又はコンプレッサブレードには、それぞれ、少なくとも部分的に、入熱を減少させるコーティングを設けることができる。このとき、特に好適な構成においては、入熱を減少させるコーティングは、個々のブレードの前縁から、翼車の噴き出し口にまで広がっている。なぜなら、圧縮時に発生する熱で、コンプレッサ翼車の著しい加熱を回避するために運び去らなければならない熱の大部分は、まさにコンプレッサブレードの前記部分において、特に、翼車の噴き出し口付近において発生するからである。加えて、前記のようにコーティングを形成すれば、冷却液は、コンプレッサ翼車の、特に前記部分を、冷却する必要がなくなる。それによって、当該部分の回転速度が大きいことに基づき、冷却、特に、コンプレッサ翼車に直接当たる冷却液の流入・流出が容易となる。
【００１８】
また別の構成においては、回転するブレード全体と、作動媒体と接触する、コンプレッサ翼車のハブとに、入熱を減少させるコーティングが設けられている。それゆえ、コーティングが容易に形成可能である。例えば、浸漬によって塗布することも可能である。さらに、コーティングが行われていない箇所が局所的に高熱になることを回避し、コンプレッサ翼車内部において、熱を均一に分散させることができる。
【００１９】
本発明の好適な構成においては、しかしながら、入熱を減少させるコーティングは、コンプレッサによって圧縮される作動液の主流に対向する、コンプレッサ翼車の表面にのみ行われる。これによって、一方では、圧縮された作動媒体の主流からの入熱が減少可能であり、必要な冷却液の量も少なくできる。その利点は、上記の通りである。他方、コンプレッサ翼車から、コンプレッサハウジングの、コンプレッサ翼車に隣接する部分への熱の放出は、阻害されない。これは、コンプレッサハウジングの前記部分に対向する、コンプレッサ翼車の背面に、冷却液自身が当たり、直接に冷却が行われる場合には、利点があるが、同様に、コンプレッサ翼車と、コンプレッサハウジングと、を離隔するスリット内で、媒体に熱が伝導し、当該媒体から、コンプレッサハウジングの前記部分と、当該部分を貫流する冷却液と、に熱が伝導する、というように、間接に冷却が行われたとしても、利点がある。本発明の好適な構成においては、入熱を減少させるコーティングには、セラミックスの薄膜が含まれており、当該薄膜は、その硬度及び伝熱係数から、特にコンプレッサでの使用に適している。当該薄膜は、例えば、溶射によって、塗布することができる。それによって、膜厚の小さい、均一なコーティングを、比較的廉価に形成することが可能となり、特に、ブレードの一部の領域で選択的にコーティングを行うことも可能となる。
【００２０】
特に適しているのは、セラミックスのコーティングである。当該セラミックスには、酸化アルミニウム及び／又は二酸化ジルコニウム、特にイットリウムで安定化した二酸化ジルコニウムが含まれる。総じて、「サーマルバリアコーティング」あるいは「ヒートバリアコーティング」として知られているコーティングは、いずれも使用可能である。当該コーティングは、コンプレッサ翼車への入熱を減少させることができる。すなわち、特に低い伝熱係数を有している。これについては、明らかに、前記コーティングの概要を開示した特許文献４の内容も、完全に取り入れられる。
【００２１】
本発明の好適な構成においては、冷却液は、コンプレッサハウジング内の空洞を貫流し、コンプレッサ翼車を間接に冷却する。熱が、コンプレッサハウジングの、コンプレッサ翼車に隣接する部分から運び出されるからである。それによって、媒体は、コンプレッサ翼車及びコンプレッサハウジングの間の間隙、特にラジアルスリットにおいて冷却され、当該媒体自身は、前記領域に隣接する、コンプレッサ翼車の背面を冷却する。
【００２２】
特に、コンプレッサ翼車とコンプレッサハウジングとの間のラジアルスリットを、コンプレッサ翼車とコンプレッサハウジングとの間に流入する、作動媒体のリークフローが貫流可能である。それゆえ、冷却を行わないと、コンプレッサ翼車の前面及び背面には、加熱された作動媒体が当たることになる。しかしながら、本発明に係るコンプレッサの場合、リークフロー自身によって入力された熱は、コンプレッサハウジングの、ラジアルスリットに隣接する部分を介して、冷却液に運び出される一方で、熱も、コンプレッサ翼車から、前記方法で冷却されたリークフローに伝導され、当該リークフローを介して、冷却液に伝導される。このために特に有利となるのは、入熱を減少させるコーティングが、作動媒体の主流に対向する、コンプレッサ翼車の前面でのみ行われている場合、つまり、特に前記コーティングが、個々のブレードの前縁から、翼車の噴き出し口にまで広がっている場合である。なぜなら、それによって、ラジアルスリット内の媒体と、それに伴う冷却液と、に伝導する熱が減少せず、したがって、冷却が阻害されないからである。
【００２３】
前記空洞は、コンプレッサハウジングの前記部分の外周方向に延在し、１つ以上の流入管及び１つ以上の排出管を具備することができる。冷たい冷却液が、外周に渡って配分された、複数の箇所に流入するならば、及び／又は、熱い冷却液が、外周に渡って配分された、複数の箇所に排出されるならば、コンプレッサ翼車は、特に均一かつ効果的に冷却可能である。このために、空洞は、流入管と流出管との間に、複数の平行な流路をも具備することができる。それによって、可能な限り多くの熱を吸収することが可能である。空洞はまた、タービュランスを強めるような形状にすることも可能であり、それによって、冷却液フローのタービュランスと、それに伴う、冷却液フローによる熱の吸収と、が高まる。
【００２４】
上述した間接冷却に加え、あるいは、間接冷却とは別の選択肢として、冷却液を、ラジアルスリットに流入させることも可能である。当該スリットにおいて、冷却液は、好適にはコンプレッサ翼車の背面に当たり、当該冷却液によって、コンプレッサ翼車から、熱が吸収され、直接冷却が可能となる。作動媒体のリークフローが、ラジアルスリットに流入する限りにおいて、当該ラジアルスリットに流入する冷却液は、作動媒体と同一であり得る。このとき、好適には、当該冷却液は、より高い圧力で流入させられ、コンプレッサ翼車の背面に当たる。
【００２５】
冷却液が、コンプレッサ翼車の背面で、熱を吸収した後、当該冷却液は、好適には、作動液の主流中に排出可能であり、それによって、コンプレッサ翼車とコンプレッサハウジングとの間のスリットに流入する、所望されない作動液のリークを減少させることができる。その結果、取り去られるべき熱の量と、そのために必要な冷却液の量とを、さらに減少させることができる。なぜなら、当該コンプレッサ翼車の背面には、もはや熱い作動液は当たらないか、あるいは、当たっても、わずかの量にすぎないからである。
【００２６】
両方の冷却法を同時に用いる場合、間接冷却のための冷却液と、直接冷却のための冷却液とは、同一であってもよい。例えば、好適には、ターボチャージャの給気冷却機から取り出し可能な冷却空気などである。これによって、好適には、冷却液の流出入が容易となる。同様に、様々な冷却液を使用することもできる。例えば、好適には、エンジンの冷却循環から取り出し可能な水が、コンプレッサハウジング内の空洞を貫流し、それによって、コンプレッサ翼車を間接に冷却することができる。一方、空気は、別個に流入することによって、コンプレッサ翼車の背面に吹き付けられる。これによって、一方では、コンプレッサ翼車が吹き付けられ、他方では、伝熱と対流とによって、熱が運び去られるという、それぞれの条件に合わせて、特に適した液体を使用することができる。
【００２７】
特に、上述した間接冷却を行うときは、コンプレッサハウジングの、ラジアルスリットに隣接する部分に、冷却液に熱を伝導するためのフィン装置を設けることができる。それによって、好適には、熱が伝導する面積が増加し、熱の吸収も高まる。直接冷却の場合、前記フィン装置は、好適には、冷却液を旋回させ、その冷却効果を高める。
【００２８】
好適な実施形態においては、コンプレッサハウジングの、ラジアルスリットに隣接する部分は、リークフローを密閉するためのラビリンスシールを具備する。これによって、一方では、コンプレッサハウジングと、その内部で回転するコンプレッサ翼車との間は、摩擦が少ない状態で密閉される。当該密閉は、摩擦が少なく、それゆえに、整備の必要が少ないだけではなく、特に、摩擦熱を全く生じない、もしくは、生じたとしても、わずかの摩擦熱であるがゆえに、コンプレッサ翼車の温度を、許容限界域より低く維持することにも資するものである。他方、ラビリンスシールは、フィン装置としても機能可能であり、それによって、ラジアルスリット内の媒体から、コンプレッサハウジングの前記部分及び冷却液への伝熱が高まる。このために、好適には、ラビリンスシールは、コンプレッサハウジングの、冷却液が貫流する部分の領域に配置可能である。
【００２９】
さらなる課題、利点、特徴は、従属請求項及び実施例から明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、本発明の第１の実施例に係るコンプレッサの一部の、概略的な横断面を図示する。
【図２】図２は、本発明の第２の実施例に係るコンプレッサの、図１に相当する部分を図示する。
【図３】図３は、本発明の第３の実施例に係るコンプレッサの、図１及び図２に相当する部分を図示する。
【図４】図４は、本発明の第４の実施例に係るコンプレッサの、図１〜３に相当する部分を図示する。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【実施例１】
【００３２】
図１は、本発明の第１の実施例に係るコンプレッサの一部の、概略的な横断面を図示する。コンプレッサはコンプレッサ翼車１を具備する。コンプレッサ翼車１は、コンプレッサハウジング１１内で回転可能に支承されており、ラジアルスリット１４によって、コンプレッサハウジング１１から離隔されている。複数の、外周方向にカーブしたコンプレッサブレード１２が、コンプレッサ翼車のハブの外周に渡って配分されているが、図１には、その内の１つのみが図示されている。
【００３３】
コンプレッサブレード１２には、酸化アルミニウムＡｌ２Ｏ３から成る、入熱を減少させるコーティング２が設けられている。当該実施例においては、前記コーティングは、個々のブレードの前縁１３から、翼車の噴き出し口にまで広がっており、溶射によって塗布されている。図１からは認識できないが、コンプレッサーハブの表面も、当該領域にコーティングが設けられている。
【００３４】
空気は、コンプレッサブレード１２によって、径方向及び外周方向に加速され、接続されたディフューザ（図示せず）内部で減速し、ディフューザによって圧縮される。空気は、特に、ブレードの、加速によって空気にエネルギーが供給される部分の領域において、加熱される。空気は、この熱を部分的に、コンプレッサ翼車に放出する。このとき、入熱に比例する温度差は、個々のブレードの領域において最大となる。しかしながら、入熱を減少させるコーティング２によって、伝熱係数は、コーティングが行われていないコンプレッサ翼車の伝熱係数よりも小さくなる。したがって、伝熱係数に比例する入熱も、より小さくなり、結果として、圧縮空気によってコンプレッサ翼車に伝導される熱全体は、より少なくなる。
【００３５】
上記の、コンプレッサ翼車に依然として入力される熱を取り去るために、図１に示された第１の実施例においては、間接冷却が行われる。このために、好適には、コンプレッサハウジング１１は、２つの部分から成るように構成される。このとき、ラジアルスリット１４に対向する部分６と、コンプレッサハウジング１１の残りの部分とは、凹部を一つずつ具備する。前記部分６と、前記残りの部分と、が組み合わされて、空洞４が画定される。ラジアルスリット１４に対向する部分６は、コンプレッサハウジング１１の残りの部分に緊締され（図示せず）、空洞４は、シールリング５によって、ラジアルスリット１４に対して密閉される。
【００３６】
エンジンの冷却循環からの冷却水は、流入管３を経由して、空洞に流入し、当該空洞を貫流し、排出管（図示せず）を経由して、再びコンプレッサハウジングから排出される。このとき、前記水は、圧縮によって加熱された空気から、熱を吸収する。当該空気は、ブレード１２に沿った主流から、コンプレッサ翼車１とコンプレッサハウジング１１との間へのリークフローとして、ラジアルスリット１４に流入する。熱の伝導を高めるために、部分６は、空洞４の領域に、冷却フィン装置７を具備している。当該フィン装置は、熱を伝導する面積を拡大し、さらに、対流によって、リークフローのタービュランスと、それに伴う伝熱と、を高めることができる。続いて、上記のように加熱された水は、コンプレッサ外部に配置された熱交換器（図示せず）において、再び冷却される。
【００３７】
これによって、一方では、リークフローの、圧縮され、それによって加熱された空気は、冷却され、ラジアルスリット１４に対向する、コンプレッサ翼車１の背面の加熱が回避される。加えて、上記のように冷却されたリークフローは、コンプレッサ翼車から熱を吸収し、当該熱を、空洞４を貫流する水に伝導する。コンプレッサ翼車１は、ラジアルスリット１４内の空気、フィン装置７、及び、空洞４を貫流する水によって、間接に冷却される。
【００３８】
入熱を減少させるコーティング２は、圧縮空気によって、コンプレッサ翼車１に入力される熱の量を、すでに減少させているので、コンプレッサ翼車の温度が、例えば２００℃という許容限界温度を超過しないようにする分の熱を、コンプレッサ翼車から運び去るためには、空洞４を貫流する、循環されるべき水は、比較的少ない量で十分である。それゆえ、空洞４、流入管３、排出管、及びフィン装置７は、比較的小さく構成することができる。さらに、水を循環させるために必要な動力、ならびに、水から周囲へ熱を放出するための熱交換器の大きさが小さくなる。
【実施例２】
【００３９】
図２は、本発明の第２の実施例に係るコンプレッサの、図１に相当する部分を図示する。以下に、第１の実施例と異なる特徴のみを説明する。残りの、第１の実施例と同じ特徴については、上記の説明が参照される。
【００４０】
第２の実施例においては、ラジアルスリット１４に対向する部分６は、コンプレッサハウジング１１の残りの部分と組み合わされた状態で、空洞４を画定し、コンプレッサ翼車１の背面とともに、ラビリンスシール８を形成している。ラビリンスシール８は、一方では、主流からの熱い、圧縮された空気の、ラジアルスリット１４内へのリークフローを減少させるので、コンプレッサ翼車１の背面には、熱い空気は当たらないか、当たったとしてもわずかである。それによって、コンプレッサ翼車への入熱と、それに伴う、コンプレッサ翼車の間接冷却に必要な冷却液の量とは、すでに好適に減少する。さらに、水が貫流する空洞４の領域に構成されたラビリンス装置８は、第１の実施例で説明した冷却フィン装置７のように作用する。
【実施例３】
【００４１】
図３は、本発明の第３の実施例に係るコンプレッサの一部を図示する。以下に、やはり、第１及び第２の実施例との差異のみを説明する。その他については、当該実施例の説明が参照される。
【００４２】
第３の実施例においては、コンプレッサ翼車１の直接冷却が行われる。このために、コンプレッサハウジング１１の部分６は、空洞４に連通した、外周方向に配分された、軸方向の穴を複数、具備する。空洞４は、第１及び第２の実施例とは異なり、排出管を具備しない。冷却空気は、図示されていない給気冷却機から取り出され、流入管３を経由して、過圧下で、空洞４に流入し、空洞４から、軸方向穴１０を通過し、ラジアルスリット１４に対向する、コンプレッサ翼車１の背面に衝突する。当該箇所において、冷却空気は、コンプレッサ翼車から熱を吸収した後、ラジアルスリットから、作動媒体の主流に流れ込む。これによって、好適には、コンプレッサ翼車の背面が冷却されるだけではなく、同時に、前記背面に当たる、主流からの熱い、圧縮された空気のリークフローが減少する。
【実施例４】
【００４３】
効率は、給気冷却機からの冷却空気の取り出しに直接連動するので、コンプレッサの効率は、本発明に係るコーティング２によって取り去られるべき熱の減少と、それに伴う、必要な冷却空気量の減少と、によって、改善される。図４は、本発明の第４の実施例に係るコンプレッサの一部を図示する。以下に、やはり、第１〜第３の実施例との差異のみを説明する。その他については、当該実施例の説明が参照される。
【００４４】
第３の実施例とは異なり、第４の実施例に係るコンプレッサは、空洞４の領域に、ラビリンスシールを具備する。当該ラビリンスシールは、ラジアルスリット１４に流入するリークを減少させる（第２の実施例を参照のこと）。当該ラビリンスシール内には、径方向に伸びる複数のスリット９が、外周に渡り配分されて、構成されている。スリット９は、空洞４に連通している。第３の実施例と同じく、冷却空気は、スリット９を通過し、コンプレッサ翼車１の背面に当たり、コンプレッサ翼車１を冷却し、作動媒体の主流に排出される。コンプレッサ翼車１、及び、コンプレッサハウジング１１の、コンプレッサ翼車に隣接する部分６、に構成されたラビリンスシールと、コンプレッサ翼車１の回転と、によって、当該領域に、スリット９を介して排出された冷却空気のフローは、旋回させられる。それによって、冷却空気と、コンプレッサ翼車との間での伝熱は高まり、好適には、コンプレッサ翼車の冷却はさらに強化される。その結果、本実施例でも、より少ない量の冷却空気で、本発明に係るコーティングが行われたコンプレッサ翼車の温度を、例えば２００℃という許容最高温度より低く保つことができる。冷却空気の量を減少させることによって、やはり、コンプレッサの効率は高められる。
【符号の説明】
【００４５】
１  コンプレッサ翼車
２  コーティング
３  流入管
４  空洞
５  シールリング
６  部分
７  フィン装置
８  ラビリンスシール
９  スリット
１０  穴
１１  コンプレッサハウジング
１２  ブレード
１３  前縁
１４  ラジアルスリット
【図１】
2010506091.tif 000003
【図２】
2010506091.tif 000004
【図３】
2010506091.tif 000005
【図４】
2010506091.tif 000006
【国際調査報告】
2010506091.tif 000007
2010506091.tif 000008
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