(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半径流インペラ（３）が流体機械の軸受ハウジング（１）に軸受支持された軸（２）上に設けられ、渦巻き状流路（９）付き圧縮機ハウジング（８）内に配置され、インペラ（３）のハブ（４）の外側輪郭（６）および圧縮機ハウジング（８）の内側輪郭（７）が、軸方向から半径方向に転向され、軸方向流路部分（１４）と半径方向流路部分とを有する流路（９）を形成し、圧縮機ハウジング（８）が剛性固定装置（１８）によって軸受ハウジング（１）に固定されており、
圧縮機ハウジング（８）が外側渦形室（１０）およびこの外側渦形室（１０）とインペラ（３）との間の内側差込みハウジング部分（１２）から構成され、外側渦形室（１０）が流路（９）の半径方向（Ｂ）外側に転向された転向流路部分（１１）を有し、内側差込みハウジング部分（１２）の内側輪郭（１３）がインペラ（３）のハブ（４）の外側輪郭（６）と共に、流路（９）の軸方向（Ａ）に延びる軸方向流路部分（１４）を形成し、
前記外側渦形室（１０）が内側差込みハウジング部分（１２）を少なくとも部分的に包囲する内側円筒部（１５）と一体に形成され、内側差込みハウジング部分（１２）が内側円筒部（１５）に軸方向（Ａ）に可撓性を有する可撓性固定装置（１７）により取り付けられて中空室（１６）を形成している半径流インペラ付き流体機械において、
前記外側渦形室（１０）の内側円筒部（１５）と内側差込みハウジング部分（１２）との間に前記中空室（１６）が形成され、
前記内側差込みハウジング部分（１２）の可撓性固定装置（１７）は、軸方向（Ａ）において可撓的に構成され、かつ軸受ハウジング（１）における圧縮機ハウジング（８）の前記剛性固定装置（１８）よりも破壊し易い構成を有するものとしたことを特徴とする半径流インペラ付き流体機械。
【請求項２】
圧縮機ハウジング（８）の剛性固定装置（１８）が、軸受ハウジング（１）における渦形室（１０）の堅いフランジ継手により形成されたことを特徴とする請求項１記載の流体機械。
【請求項３】
内側差込みハウジング部分（１２）の可撓性固定装置（１７）が、渦形室（１０）の内側円筒部（１５）を軸方向に貫通する伸びボルト継手により形成されたことを特徴とする請求項１記載の流体機械。
【請求項４】
渦形室（１０）の剛性固定装置（１８）のために用意された軸受ハウジング（１）の壁（１９）が、半径方向（Ｂ）においてインペラ（３）のハブ（４）の外側輪郭（６）の外側端（２０）迄、両者（１９、２０）間に隙間（２１）を開けた状態で延びることを特徴とする請求項１記載の流体機械。
【請求項５】
圧縮機ハウジング（８）が、外側渦形室（１０）を介して軸受ハウジング（１）に、分割接合部（２２）を形成した状態で、転向流路部分（１１）を含む外側渦形室（１０）が軸受ハウジング（１）における圧縮機ハウジング（８）の剛性固定装置（１８）を越えて半径方向（Ｂ）内側に引き入れられるように固定され、剛性固定装置（１８）が半径方向（Ｂ）において渦形室（１０）と軸受ハウジング（１）との間の接合部（２２）より外側に配置されたことを特徴とする請求項１ないし４の１つに記載の流体機械。
【請求項６】
分割接合部（２２）と軸（２）の間隔が、渦形室（１０）における転向流路部分（１１）の最大横断面（２４）の面中心（２３）と軸（２）の間隔より小さいことを特徴とする請求項５記載の流体機械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１の前文に記載の、渦巻き状流路付きの圧縮機ハウジングで包囲された半径流インペラを備える流体機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば排気駆動過給機の半径流圧縮機（送風機）のような流体機械の基本的な構成と作用は既に公知であり、これについて詳細に説明する迄もない。即ち、例えばドイツ特許第１９５０２８０８号明細書は、排気駆動過給機の半径流圧縮機の形を持つ、冒頭に述べた形式の流体機械を開示している。圧縮機ハウジング内部で、インペラと羽根の直径は流れ方向に増大し、羽根の外側輪郭は円弧状をなし、外向きに円環面状に湾曲した渦巻き状流路の流路壁の内側輪郭に対応した形状を持ち、圧縮機ハウジングの流路壁はインペラのハブの外側輪郭と共に外側に転向する流路部分を境界づけ、この部分内に羽根が入っている。この半径方向外側に転向した流路部分に、渦形流路に開口する環状流路部分が続く。
【０００３】
排気駆動過給機のこのような圧縮機ハウジングとその組込み物は、通常、剛性に形成されている。
【０００４】
このようなインペラは、悪条件下で長期にわたり運転すると、腐食、侵食および劣化により、インペラの破損が回避できない程に弱まる。インペラが２、３個の大きな部材に割れるようなインペラの破損事故が生じた際、それら破片はかなりの遠心力により外に向けて放り出される。そしてその破片は圧縮機ハウジングから飛出る。その場合、インペラは完全に破壊され、残存するハブは軸受ハウジングと圧縮機ハウジングの間にかじり込む。ハブの形状に応じ、ハウジングに大きな軸方向衝撃力を与えるくさび作用が生ずる。
【０００５】
小形排気駆動過給機は、その力を、比較的大きな壁厚と強固なハウジング部分で受ける。大形排気駆動過給機の場合、通常ハウジング壁厚は鋳造技術上の理由から薄く制限されるので、上述のような荷重が加わった際、直ぐに材料の破壊強度に達してしまい、ハウジングが破損してしまう。破片は排気駆動過給機から飛び出し、大きな間接被害をもたらす。
【０００６】
これは無条件に防止せねばならない。この目的のため、今日、インペラを収容する圧縮機ハウジングの外に、補助的な破裂防護体を設けるのが通例である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、冒頭に述べた形式の流体機械を、破裂したインペラの破片が渦形室外に補助的な破裂防護体を設けることなく、単純で安価な手段により、圧縮機ハウジングから飛出るのを防止できるよう改良することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この課題は、本発明によれば、請求項１に記載の手段により解決される。
【０００９】
圧縮機ハウジングが外側渦形室と、半径方向においてこの外側渦形室とインペラとの間に設けた内側差込みハウジング部分とを有し、外側渦形室が流路の半径方向外側に転向された流路部分を有し、内側差込みハウジング部分の内側輪郭がインペラのハブの外側輪郭と共に、流路の軸方向に延びる流路部分を形成し、渦形室を内側差込みハウジング部分を少なくとも部分的に包囲する内側円筒部と一体に形成し、内側差込みハウジング部分を内側円筒部に軸方向に可撓性を有する固定装置により取り付けて中空室を形成している半径流インペラ付き流体機械において、前記外側渦形室の内側円筒部と内側差込みハウジング部分との間に前記中空室が形成され、前記内側差込みハウジング部分の可撓性固定装置は、軸方向において可撓的に構成され、かつ軸受ハウジングにおける圧縮機ハウジングの剛性固定装置よりも破壊し易い構成を有するものとすることで、「破壊部分（衝撃緩衝部分）」付き渦形室が形成され、破裂したインペラの破片の飛出しを防げる。破裂インペラの破片の運動エネルギは、排気駆動過給機の内部で完全に変形エネルギと熱に変換される。
【００１０】
軸受ハウジングの渦形室の剛性固定装置と、内側差込みハウジング部分自体とが、渦形室の内側差込みハウジング部分の可撓性固定装置よりもかなり大きな運動エネルギを吸収することで、非常時に内側差込みハウジング部分を軸方向にインペラから遠ざけることができる。かくして、インペラ破片の運動エネルギは、変形エネルギとそれに伴う熱とに変換され、大部分が吸収される。破片の残りの運動エネルギはハウジングで吸収される。
【００１１】
渦形室外の補助的な破裂防護体は省略可能である。
【００１２】
内側差込みハウジング部分を少なくとも部分的に包囲する内側円筒部と渦形室を一体に形成し、内側差込みハウジング部分を、中空室を形成するよう内側円筒部に軸方向に可撓性を有する固定装置により取り付けることによって、渦形室自体の破壊に対する大きな防護を保障し、排気駆動過給機からの破片の飛び出しに対する効果的な「ブレーキ」が得られる。特に、圧縮機ハウジングの剛性固定装置を、軸受ハウジングにおける渦形室の堅いフランジ継手により形成し、内側差込みハウジング部分の可撓性固定装置を、渦形室の内側円筒部を軸方向に貫通する伸びボルト継手により形成すると有利である。
【００１３】
また特に、渦形室の剛性固定のために用意した軸受ハウジングの壁を、半径方向においてインペラのハブの外側輪郭の外側端迄延ばし、両者間に隙間を開けると有利である。これにより、補助的な「ブレーキ」、即ちインペラの破片の半径方向への飛び出しに対する防護装置が得られる。
【００１４】
本発明の特に有利な他の実施態様では、圧縮機ハウジングを、外側渦形室を介して軸受ハウジングに分割接合部を形成した状態で、転向流路部分を含む外側渦形室を軸受ハウジングにおける圧縮機ハウジングの剛性固定装置を越えて半径方向内側に引き入れるように形成し、剛性固定装置を半径方向において渦形室と軸受ハウジングとの間の接合部より外側に配置する。この分割接合部の特別な配置は、軸受ハウジングにおける圧縮機ハウジングの剛性固定装置が場合によって流路の中に食い込んだ破片で全く損傷せず、この結果、圧縮機ハウジングの破損をより一層防止することを保障する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下図示の実施例を参照して本発明を詳細に説明する。
【００１６】
図１は、半径流圧縮機（送風機）の形をした本発明に基づく流体機械を部分断面図で示す。
【００１７】
図１に示す排気駆動過給機は軸２を持つ。軸２は軸方向中央部位で軸受ハウジング１に支持され、両端は軸受から突出する。軸２は一端でタービンランナ（図示せず）を支持し、他端で概略的に図示した半径流インペラ３を支持する。
【００１８】
図示のインペラ３は、タービンランナで駆動される軸２に相対回転不能に固着されたハブ４を有し、ハブ４の外周に、半径方向に突出して延びる複数の羽根５を備える。ハブ４の外側輪郭６は、圧縮機ハウジング８の内側輪郭７と共に、軸方向Ａから半径方向Ｂに転向し、外に向けて狭まる流路９を形成している。流路９の横断面形状は羽根５の形状に対応する。圧縮機ハウジング８は剛性固定装置１８で軸受ハウジング１に取着されている。ハブ４と羽根５の直径は流れの入口から出口へと増大し、従ってインペラ３の中央横断面に対して非対称的な縦断面形状が生じ、その結果質量分布もインペラ３の全長にわたり増大している。
【００１９】
圧縮機ハウジング８は、外側渦形室１０と内側差込みハウジング部分１２からなる。外側渦形室１０は、剛性固定装置１８で軸受ハウジング１に固定され、流路９の半径方向Ｂから外側に転向する流路部分１１を備える。内側差込みハウジング部分１２は、半径方向Ｂにおいて渦形室１０とインペラ３の間に設けられ、内側輪郭１３はインペラ３のハブ４の外側輪郭６と共に、流路９の軸方向に延びる流路部分１４を形成している。
【００２０】
圧縮機ハウジング８は、外側渦形室１０を介し軸受ハウジング１に分割接合部を形成した状態で、転向流路部分１１を含む外側渦形室１０が軸受ハウジング１における圧縮機ハウジング８の剛性固定装置１８を越えて半径方向Ｂ内側に引き入れられるよう構成されている。従って、剛性固定装置１８は、半径方向Ｂにおいて渦形室１０と軸受ハウジング１の間の接合部２２より外側に配置される。この分割接合部２２の特別な配置は、軸受ハウジング１における圧縮機ハウジング８の剛性固定装置が、場合により流路９内に食い込んだ破片で全く損傷されないよう保障し、この結果、圧縮機ハウジング８の破損もなお一層防止できる。その理由は、剛性固定装置１８が、外側渦形室１０により流路９に対して遮蔽された位置関係となるので、流路９から剛性固定装置１８に破片が飛来するのを防止できるからである。
【００２１】
この実施例で、分割接合部２２と軸２の間隔を、渦形室１０における転向流路部分１１の最大横断面２４の面中心２３と軸２の間隔より小にするとよい。これにより、前記遮蔽が一層確実となり、破片の飛来防止効果が向上する。
【００２２】
渦形室１０は、内側差込みハウジング部分１２を少なくとも部分的に包囲する内側円筒部１５と一体に形成されている。内側差込みハウジング部分１２は中空室１６を形成すべく、軸方向Ａに可撓性を持つ固定装置１７により内側円筒部１５に取り付けられている。この内側差込みハウジング部分１２の可撓性固定装置１７は、軸受ハウジング１における渦形室１０の剛性固定装置１８よりも明らかに破壊し易い構成とされている。
【００２３】
圧縮機ハウジング８ないし渦形室１０の剛性固定装置１８は、軸受ハウジング１における渦形室１０の堅いフランジ継手により、ハウジング部分１２の可撓性固定装置１７は、渦形室１０の内側円筒部１５を軸方向に貫通する伸びボルト継手により形成されている。
【００２４】
渦形室１０を固定するために用意された軸受ハウジング１の壁１９は、半径方向Ｂにおいてインペラ３のハブ４の外側輪郭６における外側端２０迄延ばされ、両者１９、２０間に隙間２１が開けられている。
【００２５】
渦形室１０は、流路９の直径がインペラ３の方向に、内側に向かって徐々に小さくなるよう形成されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】  半径流圧縮機（送風機）の形をした本発明に基づく流体機械の部分断面図。
【符号の説明】
１    軸受ハウジング
２    軸
３    インペラ
４    ハブ
５    羽根
６    ハブの外側輪郭
７    圧縮機ハウジングおよび内側差込みハウジング部分の内側輪郭
８    圧縮機ハウジング
９    流路
１０    渦形室
１１    転向流路部分
１２    内側差込みハウジング部分
１３    内側差込みハウジング部分の内側輪郭
１４    軸方向流路部分
１５    内側円筒部
１６    中空室
１７    可撓性固定装置
１８    剛性固定装置
１９    軸受ハウジングの壁
２０    ハブの外側輪郭の外側端
２１    隙間
２２    渦形室と軸受ハウジングとの間の分割接合部
２３    面中心
２４    転向流路部分の最大横断面
Ａ    軸方向
Ｂ    半径方向
【図１】
0004119654.tif 000002