可変ノズルデバイスを備えるターボ過給器
ターボ過給器が、ノズル要素(21)と排気ハウジング(7)上に支持された浮動挿入部(17)の間に形成された翼領域を備え、浮動挿入部(17)は、付勢部材(43)によって、翼領域に配置された翼(27)に押し付けられる。この構成により、タービン効率が向上され、翼が固着する危険がかなりの程度回避できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、タービンを駆動する排気ガスの流量を調整するための可変ノズルデバイスを備えるターボ過給器に関する。
【背景技術】
【0002】
圧縮機の羽根車などを駆動するタービンを備えるターボ過給器では、異なる運転条件を達成するために、タービンを駆動する排気ガスの流量を制御することが必要である。こうした制御は、複数の翼をノズルリングとターボ過給器の排気ハウジングの間に円形に配列することによって可能である。これらの翼は、複数のノズル通路を形成し、枢動可能な様式で翼を配列することによってノズル通路のスロート部面積を変化させることが可能になる。
【0003】
国際公開WO 01/96713 A1の文献では、ノズルリングと翼に対して軸方向に摺動可能なリング部材との間に形成された翼領域を備える、ターボ過給器装置が開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明の目的は、改良されたターボ過給器装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の一態様によれば、上記の目的は請求項1に定義されるターボ過給器によって達成される。このターボ過給器の好ましい実施形態は、従属請求項に記載されている。
請求項1に定義される技術的解決方法によれば、このターボ過給器は、ノズル内でノズル要素と排気ハウジングまたはタービンハウジング上に軸方向に摺動可能に支持された浮動挿入部との間に挿置された翼を備える。この構成により、翼が固着する危険を回避すると同時にターボ過給器の全体のタービン効率を高めその調整を向上させるために、タービンハウジングとノズル要素の間の間隙をどのような運転条件でも閉じたままに保つことができる。
【0006】
このターボ過給器では、排気ガス入口とノズルの圧力差および/または排気ハウジング上に支持された付勢部材によって、浮動挿入部を前記ノズル内の翼に押し付けることができる。付勢部材としては、好ましくはガス出口内に形成された陥凹部またはタービンハウジングの側板部内に配置されたばね座金を使用することができる。
【0007】
あるいは、付勢部材を、浮動挿入部に形成された陥凹部に挿置することもできる。この場合、浮動挿入部は、好ましくは薄板金で形成されかつ開口部がタービンハウジングに面したC字形の断面を有する。
【0008】
浮動挿入部が、ノズル内で排気ガス入口とノズルの圧力差により翼に押し付けられるように構成されたターボ過給器構造では、挿入部とタービンハウジングの間に形成された空間または陥凹部は、好ましくは挿入部の切欠き部分によって前記排気ハウジングの排気ガス入口と連通している。
【0009】
可変ノズルデバイスを取り付けるために、翼を枢動させる機構を担持するそのノズル要素が、好ましくはタービンの内周面の段差部分と中央ハウジング上に支持された円盤形部材の間にクランプ締めされている。ターボ過給器の別の構造では、ノズルリングが、スペーサ要素によってタービンハウジングに当接され、このスペーサ要素は、浮動挿入部を通り抜け、それによって浮動挿入部の動きを案内する案内手段としても働く。
【0010】
ターボ過給器の動作の初期段階で翼が圧力がかからない状態で枢動できるように、挿入部が翼に向かって移動するのを制限するスペーサ要素がノズルリング上に配置されている。さらに、ピストンリングを浮動挿入部とタービンハウジングのガス出口部分の間に設けることができる。
【0011】
下記に、本発明の目的の更なる技術的解決方法を、添付の図面を参照して詳しく説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
図1は、軸3を支持する中央ハウジング1を備えるターボ過給器の一部分を示す。軸3の上には、タービン翼車5が、図1には具体的に示さない取り付けボルトによって、中央ハウジング1のフランジ部材9に取り付けられた排気ハウジングまたはタービンハウジング7中を延びるように取り付けられている。
【0013】
図1に示すように、排気ハウジング7は、内燃機関から排気ガスを受取る全体的に渦形の渦巻室11を形成している。排気ガスは、渦形の渦巻室11から、ノズル13を形成する環状の翼領域を通り、タービンハウジングの一部分を形成しタービン翼車5を取囲むタービン側板15に送り込まれる。ノズル13は、タービンハウジングの第1出口部分19上に支持された環形挿入部17とノズルリング21の間に形成される。ノズルリング21は、タービンハウジングの第2フランジ部分の内側にはめ込まれ、このノズルリングによってタービンハウジングは中央ハウジング1に取り付けられている。タービンハウジングのフランジ部分は、内側に段差のついた開口部を有し、この開口は、ノズルリング21と係合し、ノズルリングがターボ過給器の軸方向に配置されるようにノズルリングを中央ハウジング1上に支持された弾性円盤側板23に向かって押し付ける。
【0014】
ノズルリング21には、図2に具体的に示す複数の翼が取り付けられ、前記翼は、ノズル13の中を延び、それ自体の間に複数のノズル通路を形成する。翼27は、ノズルリング内に回転可能に支持された翼ピンと結合され、中央ハウジング1に面する各翼ピンの端部に、図3に具体的に示す翼腕29が取り付けられている。翼腕29は、ノズルリング内で軸方向に摺動可能な翼ピンの長さがノズルリング21の厚みを超え、それによって翼27がノズル内で前後に僅かに軸方向に移動することができるように、好ましくは溶接によって翼ピンに取り付けられている。翼腕29の端部は、調和リング31の内周面に形成された溝部で受けられる。調和リング31は、その内周面によって、円周方向に互いに間隔を置いて配置された少なくとも3つのころ33上に支持され、前記ころは、ノズルリング21の各孔に調和リングの径方向内側に取り付けられたジベル35に回転可能に取り付けられている。ころ33は、調和リング31の内周面を受ける外周溝を備える。
【0015】
図1に示す実施形態では、ジベル35は、ノズルリングが回転するのを防止するために、その両端部でフランジ部材9とノズルリング21の孔に固定されている。しかし、回転の防止は、全てのジベルがノズルリングの孔にだけ固定された別の手段、または1つのジベルだけをフランジ部材とノズルリングの両方の中に延ばし、残りのジベルをノズルリングの穴の中にだけ延ばすことによっても達成することができる。これらの取付けの全ての変更形態では、ジベルは、最小限の摩擦または抵抗で調和リングの回転および/または軸方向歪みに追従するためにジベル上で回転し軸方向に摺動することのできるころに対する径方向支持体として働く。
【0016】
調和リングを作動させるために、図には具体的に示さない作動システムが使用される。そのようなシステムとしては、例えば、米国特許第4 804 316号に記載されたベルクランクシステムを使用することができる。
【0017】
環形挿入部17には、その外側周辺部に、排気ハウジング7の対応する孔に摺動的に収容された少なくとも1つのジベルピン37が設けられている。環形挿入部17の内周面に、ピストンリング39を収容するための環状陥凹部が形成されている。ジベルピン37を収容する孔の径方向内側には、環状陥凹部41が排気ハウジング内に設けられ、前記陥凹部は、弾性ばね座金43を収容し、それによって、環形挿入部17は翼27の側面に押し付けられ、その結果、翼が適度に釣合いの取れた圧力でノズルリング21と環形挿入部の間に挟まれる。このようにして、翼とノズルリングの間、および翼と環形挿入部の間の接触部分の間隔を減少させることができ、同時に、これらの表面が弾性的に接触することにより、これらの接触面で翼が固着する危険を最小限に抑えることができる。
【0018】
挿入リング17の厚みは、環状陥凹部41を渦巻室11と連通させるために、挿入リングとタービンハウジングの出口部分19の間に小さな間隔が残るような寸法にすることができる。この連通、および好ましくは陥凹部41とノズル13の間の封止材としてピストンリング39を使用することによって、ターボ過給器の動作中に、環状陥凹部41内の圧力がノズル13内の動的な流れの圧力よりも高くなり、その結果、圧力差により挿入部17をノズル通路を形成する翼に向かって押し付ける追加の力を生じる。
【0019】
図3および4に示すターボ過給器の第2の実施形態では、ノズルリング121とタービンハウジング107の第1ガス出力部分119の間を延びるスペーサ要素145が配置されている。スペーサ要素145は、弾性円盤側板123によってタービンハウジング107の第1部分119に押し付けられるノズルリング121の軸支持体として働く。
【0020】
図7a〜9bに示す実施形態のうちの1つによる環形挿入部を、第2の実施形態のターボ過給器に使用することができる。これらの実施形態では、径方向の切欠き部分149が環形挿入部の周囲に設けられ、それにより、挿入部117をスペーサ要素145と摺動可能に係合させ、回転を防止している。
【0021】
図8aおよび8bに示すように、環形挿入部117は、その排気ハウジング7のガス出口部分119に面する側部に、環状陥凹部141と渦巻室111の連通をもたらす軸方向切欠き部分147が設けられている。この連通により、挿入部とタービンハウジングの間の圧力がノズル113内部の動的な流れの圧力よりも高くなり、その結果、圧力差により挿入部117をノズル通路を形成する翼に向かって押し付ける追加の力を生じる。
【0022】
第2の実施形態では、スペーサ要素145は、その両端部がタービンハウジング107とノズルリング121に入るように延び、したがって図2に示す第1の実施形態に使用される留めピン26と同様の固定要素を設ける必要はない。
【0023】
図6に示す本発明によるターボ過給器の第3の実施形態は、主に、前者のスペーサ要素145の代わりに、ボルト251によって貫通されるスリーブスペーサ245を使用するという点で、図3に示す第2の実施形態と異なる。スリーブスペーサ245は、極薄の(very flat)弾性ばね座金(図6に図示せず)を環形挿入部217と排気ハウジング207のガス出口部分219の間の空間に配置することができるように、翼227の軸方向厚と環形挿入部217の軸方向厚の合計よりも長い軸方向長さを有する。
【0024】
この実施形態では、同様に、同じ図7a〜9bに示す環形挿入部の変更形態を使用できる。
図10に示す第4の実施形態によるターボ過給器は、環形挿入部317がL字型の断面を有し、その断面がタービンハウジングのガス出口部分319と協働して弾性ばね座金343を収容する円周空間341を形成するという点を除いて、図6に示すターボ過給器とほぼ同じである。第4の実施形態で使用されるピストンリング339は、タービンハウジングのうち挿入リング317の内周面に面する部分に形成された陥凹部内に収容される。
【0025】
上記の説明によると、本発明の本質的な利点は、ノズルの外壁が比較的小さな独立した要素によって構成できることであり、この要素は、それ自体は渦巻室とタービンを取り囲む出口側板とを一体的に形成するタービンハウジングとは、独立に交換可能であるだけでなく、翼に向かって柔軟に調整可能でもあり、したがって、翼に対して限られた隙間をもたらし、翼が固着し動きを損なうことが回避される。
【0026】
第5の実施形態によるターボ過給器を図12に示す。この実施形態では、浮動挿入部が参照符号517で示されている。浮動挿入部517は、フランジ518を備えた側板の形になっている。フランジ518は、排気ハウジング507と中央ハウジング51の間に挿置されている。少なくとも1つの孔が、中央ハウジング51の対応する孔と一致してフランジ518に形成される。留めピン537を両方の穴に通し、それによって浮動挿入部517が中央ハウジング51と排気ハウジング507に対して回転するのを防止する。
【0027】
フランジ518は、排気ハウジング507内に形成された内側陥凹部541にはめ込まれる。ばね部材543も陥凹部541内に収納できるように、フランジ518の軸方向幅は内側陥凹部541の軸方向幅よりも小さくなっている。ばね部材543は、浮動挿入部517を翼527に向かって軸方向に押しやる。
【0028】
浮動挿入部517は、翼527に当接する壁516と一体に形成されている。したがって、翼527は、ばね部材543によって、一定のノズル幅を保つため浮動式に浮動挿入部517とノズルリング521の間に挟まれている。
【0029】
こうした構造は、中央ハウジング51と排気ハウジング507の間に浮動式に配置されるだけでなく、また、互いに相対的に浮動する目的で軸方向に移動可能であるノズルリング521および浮動挿入部517を組み込み、それによって、ノズルを広くし、したがって翼527の固着および拘束をより効率的に回避することが可能となる、可変ノズルデバイスを提供する。
【0030】
この実施形態は、有利なことに、浮動挿入部517を軸方向に案内するのを容易にし、その構成部品を減らす。
第5の実施形態は、以下のように変更することができる。
【0031】
こうした可変ノズルデバイスの浮動式構成の変更形態は、上記に述べた中央ハウジング設計を使用することができ、この設計では中央ハウジングが内側陥凹部を備え、浮動式挿入部517が前記陥凹部の中を軸方向に移動可能に収容されている。
【0032】
留めピン537は、排気ハウジングに取り付けることもできる。
留めピン537の代わりに、別の固定手段を設けることもできる。例えば、排気ハウジングの内側陥凹部は、浮動挿入部が排気ハウジングに対して回転するのを防止するように、浮動挿入部の外形に適合する変則的な内部形状を有することができる。
【0033】
ばね部材543は無くすこともできる。この場合、前述の実施形態の弾性円盤側板23、123と同様の弾性円盤側板が、翼527をノズルリング521を介して浮動式挿入部517に押し付けるのに使用される。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【図1】本発明の第1の実施形態による排気ガスターボ過給器の部分断面図である。
【図2】図1に示すターボ過給器の拡大断面図である。
【図3】本発明の第2の実施形態による排気ガスターボ過給器の部分断面図である。
【図4】図3に示す第2の実施形態での浮動挿入部の構成の拡大断面図である。
【図5】図5aは、図1〜4に示すそれぞれの実施形態で使用される弾性ばね座金の正面図である。図5bは、図1〜4に示すそれぞれの実施形態で使用される弾性ばね座金の側面図である。
【図6】本発明の第3の実施形態による排気ガスターボ過給器の部分断面図である。
【図7】図7aは、本発明によるターボ過給器に使用される浮動挿入部の第1の実施形態の正面図である。図7bは、本発明によるターボ過給器に使用される浮動挿入部の第1の実施形態の断面図である。
【図8】図8aは、本発明によるターボ過給器に使用される浮動挿入部の第2の実施形態の断面図である。図8bは、本発明によるターボ過給器に使用される浮動挿入部の第2の実施形態の正面図である。
【図9】図9aは、本発明によるターボ過給器に使用される浮動挿入部の第3の実施形態の断面図である。図9bは、本発明によるターボ過給器に使用される浮動挿入部の第3の実施形態の正面図である。
【図10】本発明によるターボ過給器の第4の実施形態の断面図である。
【図11】図11aは、図10に示すターボ過給器の第4の実施形態に使用される浮動挿入部の正面図である。図11bは、図10に示すターボ過給器の第4の実施形態に使用される浮動挿入部の断面図である。
【図12】本発明によるターボ過給器の第5の実施形態の断面図である。
【技術分野】
【0001】
本発明は、タービンを駆動する排気ガスの流量を調整するための可変ノズルデバイスを備えるターボ過給器に関する。
【背景技術】
【0002】
圧縮機の羽根車などを駆動するタービンを備えるターボ過給器では、異なる運転条件を達成するために、タービンを駆動する排気ガスの流量を制御することが必要である。こうした制御は、複数の翼をノズルリングとターボ過給器の排気ハウジングの間に円形に配列することによって可能である。これらの翼は、複数のノズル通路を形成し、枢動可能な様式で翼を配列することによってノズル通路のスロート部面積を変化させることが可能になる。
【0003】
国際公開WO 01/96713 A1の文献では、ノズルリングと翼に対して軸方向に摺動可能なリング部材との間に形成された翼領域を備える、ターボ過給器装置が開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明の目的は、改良されたターボ過給器装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の一態様によれば、上記の目的は請求項1に定義されるターボ過給器によって達成される。このターボ過給器の好ましい実施形態は、従属請求項に記載されている。
請求項1に定義される技術的解決方法によれば、このターボ過給器は、ノズル内でノズル要素と排気ハウジングまたはタービンハウジング上に軸方向に摺動可能に支持された浮動挿入部との間に挿置された翼を備える。この構成により、翼が固着する危険を回避すると同時にターボ過給器の全体のタービン効率を高めその調整を向上させるために、タービンハウジングとノズル要素の間の間隙をどのような運転条件でも閉じたままに保つことができる。
【0006】
このターボ過給器では、排気ガス入口とノズルの圧力差および/または排気ハウジング上に支持された付勢部材によって、浮動挿入部を前記ノズル内の翼に押し付けることができる。付勢部材としては、好ましくはガス出口内に形成された陥凹部またはタービンハウジングの側板部内に配置されたばね座金を使用することができる。
【0007】
あるいは、付勢部材を、浮動挿入部に形成された陥凹部に挿置することもできる。この場合、浮動挿入部は、好ましくは薄板金で形成されかつ開口部がタービンハウジングに面したC字形の断面を有する。
【0008】
浮動挿入部が、ノズル内で排気ガス入口とノズルの圧力差により翼に押し付けられるように構成されたターボ過給器構造では、挿入部とタービンハウジングの間に形成された空間または陥凹部は、好ましくは挿入部の切欠き部分によって前記排気ハウジングの排気ガス入口と連通している。
【0009】
可変ノズルデバイスを取り付けるために、翼を枢動させる機構を担持するそのノズル要素が、好ましくはタービンの内周面の段差部分と中央ハウジング上に支持された円盤形部材の間にクランプ締めされている。ターボ過給器の別の構造では、ノズルリングが、スペーサ要素によってタービンハウジングに当接され、このスペーサ要素は、浮動挿入部を通り抜け、それによって浮動挿入部の動きを案内する案内手段としても働く。
【0010】
ターボ過給器の動作の初期段階で翼が圧力がかからない状態で枢動できるように、挿入部が翼に向かって移動するのを制限するスペーサ要素がノズルリング上に配置されている。さらに、ピストンリングを浮動挿入部とタービンハウジングのガス出口部分の間に設けることができる。
【0011】
下記に、本発明の目的の更なる技術的解決方法を、添付の図面を参照して詳しく説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
図1は、軸3を支持する中央ハウジング1を備えるターボ過給器の一部分を示す。軸3の上には、タービン翼車5が、図1には具体的に示さない取り付けボルトによって、中央ハウジング1のフランジ部材9に取り付けられた排気ハウジングまたはタービンハウジング7中を延びるように取り付けられている。
【0013】
図1に示すように、排気ハウジング7は、内燃機関から排気ガスを受取る全体的に渦形の渦巻室11を形成している。排気ガスは、渦形の渦巻室11から、ノズル13を形成する環状の翼領域を通り、タービンハウジングの一部分を形成しタービン翼車5を取囲むタービン側板15に送り込まれる。ノズル13は、タービンハウジングの第1出口部分19上に支持された環形挿入部17とノズルリング21の間に形成される。ノズルリング21は、タービンハウジングの第2フランジ部分の内側にはめ込まれ、このノズルリングによってタービンハウジングは中央ハウジング1に取り付けられている。タービンハウジングのフランジ部分は、内側に段差のついた開口部を有し、この開口は、ノズルリング21と係合し、ノズルリングがターボ過給器の軸方向に配置されるようにノズルリングを中央ハウジング1上に支持された弾性円盤側板23に向かって押し付ける。
【0014】
ノズルリング21には、図2に具体的に示す複数の翼が取り付けられ、前記翼は、ノズル13の中を延び、それ自体の間に複数のノズル通路を形成する。翼27は、ノズルリング内に回転可能に支持された翼ピンと結合され、中央ハウジング1に面する各翼ピンの端部に、図3に具体的に示す翼腕29が取り付けられている。翼腕29は、ノズルリング内で軸方向に摺動可能な翼ピンの長さがノズルリング21の厚みを超え、それによって翼27がノズル内で前後に僅かに軸方向に移動することができるように、好ましくは溶接によって翼ピンに取り付けられている。翼腕29の端部は、調和リング31の内周面に形成された溝部で受けられる。調和リング31は、その内周面によって、円周方向に互いに間隔を置いて配置された少なくとも3つのころ33上に支持され、前記ころは、ノズルリング21の各孔に調和リングの径方向内側に取り付けられたジベル35に回転可能に取り付けられている。ころ33は、調和リング31の内周面を受ける外周溝を備える。
【0015】
図1に示す実施形態では、ジベル35は、ノズルリングが回転するのを防止するために、その両端部でフランジ部材9とノズルリング21の孔に固定されている。しかし、回転の防止は、全てのジベルがノズルリングの孔にだけ固定された別の手段、または1つのジベルだけをフランジ部材とノズルリングの両方の中に延ばし、残りのジベルをノズルリングの穴の中にだけ延ばすことによっても達成することができる。これらの取付けの全ての変更形態では、ジベルは、最小限の摩擦または抵抗で調和リングの回転および/または軸方向歪みに追従するためにジベル上で回転し軸方向に摺動することのできるころに対する径方向支持体として働く。
【0016】
調和リングを作動させるために、図には具体的に示さない作動システムが使用される。そのようなシステムとしては、例えば、米国特許第4 804 316号に記載されたベルクランクシステムを使用することができる。
【0017】
環形挿入部17には、その外側周辺部に、排気ハウジング7の対応する孔に摺動的に収容された少なくとも1つのジベルピン37が設けられている。環形挿入部17の内周面に、ピストンリング39を収容するための環状陥凹部が形成されている。ジベルピン37を収容する孔の径方向内側には、環状陥凹部41が排気ハウジング内に設けられ、前記陥凹部は、弾性ばね座金43を収容し、それによって、環形挿入部17は翼27の側面に押し付けられ、その結果、翼が適度に釣合いの取れた圧力でノズルリング21と環形挿入部の間に挟まれる。このようにして、翼とノズルリングの間、および翼と環形挿入部の間の接触部分の間隔を減少させることができ、同時に、これらの表面が弾性的に接触することにより、これらの接触面で翼が固着する危険を最小限に抑えることができる。
【0018】
挿入リング17の厚みは、環状陥凹部41を渦巻室11と連通させるために、挿入リングとタービンハウジングの出口部分19の間に小さな間隔が残るような寸法にすることができる。この連通、および好ましくは陥凹部41とノズル13の間の封止材としてピストンリング39を使用することによって、ターボ過給器の動作中に、環状陥凹部41内の圧力がノズル13内の動的な流れの圧力よりも高くなり、その結果、圧力差により挿入部17をノズル通路を形成する翼に向かって押し付ける追加の力を生じる。
【0019】
図3および4に示すターボ過給器の第2の実施形態では、ノズルリング121とタービンハウジング107の第1ガス出力部分119の間を延びるスペーサ要素145が配置されている。スペーサ要素145は、弾性円盤側板123によってタービンハウジング107の第1部分119に押し付けられるノズルリング121の軸支持体として働く。
【0020】
図7a〜9bに示す実施形態のうちの1つによる環形挿入部を、第2の実施形態のターボ過給器に使用することができる。これらの実施形態では、径方向の切欠き部分149が環形挿入部の周囲に設けられ、それにより、挿入部117をスペーサ要素145と摺動可能に係合させ、回転を防止している。
【0021】
図8aおよび8bに示すように、環形挿入部117は、その排気ハウジング7のガス出口部分119に面する側部に、環状陥凹部141と渦巻室111の連通をもたらす軸方向切欠き部分147が設けられている。この連通により、挿入部とタービンハウジングの間の圧力がノズル113内部の動的な流れの圧力よりも高くなり、その結果、圧力差により挿入部117をノズル通路を形成する翼に向かって押し付ける追加の力を生じる。
【0022】
第2の実施形態では、スペーサ要素145は、その両端部がタービンハウジング107とノズルリング121に入るように延び、したがって図2に示す第1の実施形態に使用される留めピン26と同様の固定要素を設ける必要はない。
【0023】
図6に示す本発明によるターボ過給器の第3の実施形態は、主に、前者のスペーサ要素145の代わりに、ボルト251によって貫通されるスリーブスペーサ245を使用するという点で、図3に示す第2の実施形態と異なる。スリーブスペーサ245は、極薄の(very flat)弾性ばね座金(図6に図示せず)を環形挿入部217と排気ハウジング207のガス出口部分219の間の空間に配置することができるように、翼227の軸方向厚と環形挿入部217の軸方向厚の合計よりも長い軸方向長さを有する。
【0024】
この実施形態では、同様に、同じ図7a〜9bに示す環形挿入部の変更形態を使用できる。
図10に示す第4の実施形態によるターボ過給器は、環形挿入部317がL字型の断面を有し、その断面がタービンハウジングのガス出口部分319と協働して弾性ばね座金343を収容する円周空間341を形成するという点を除いて、図6に示すターボ過給器とほぼ同じである。第4の実施形態で使用されるピストンリング339は、タービンハウジングのうち挿入リング317の内周面に面する部分に形成された陥凹部内に収容される。
【0025】
上記の説明によると、本発明の本質的な利点は、ノズルの外壁が比較的小さな独立した要素によって構成できることであり、この要素は、それ自体は渦巻室とタービンを取り囲む出口側板とを一体的に形成するタービンハウジングとは、独立に交換可能であるだけでなく、翼に向かって柔軟に調整可能でもあり、したがって、翼に対して限られた隙間をもたらし、翼が固着し動きを損なうことが回避される。
【0026】
第5の実施形態によるターボ過給器を図12に示す。この実施形態では、浮動挿入部が参照符号517で示されている。浮動挿入部517は、フランジ518を備えた側板の形になっている。フランジ518は、排気ハウジング507と中央ハウジング51の間に挿置されている。少なくとも1つの孔が、中央ハウジング51の対応する孔と一致してフランジ518に形成される。留めピン537を両方の穴に通し、それによって浮動挿入部517が中央ハウジング51と排気ハウジング507に対して回転するのを防止する。
【0027】
フランジ518は、排気ハウジング507内に形成された内側陥凹部541にはめ込まれる。ばね部材543も陥凹部541内に収納できるように、フランジ518の軸方向幅は内側陥凹部541の軸方向幅よりも小さくなっている。ばね部材543は、浮動挿入部517を翼527に向かって軸方向に押しやる。
【0028】
浮動挿入部517は、翼527に当接する壁516と一体に形成されている。したがって、翼527は、ばね部材543によって、一定のノズル幅を保つため浮動式に浮動挿入部517とノズルリング521の間に挟まれている。
【0029】
こうした構造は、中央ハウジング51と排気ハウジング507の間に浮動式に配置されるだけでなく、また、互いに相対的に浮動する目的で軸方向に移動可能であるノズルリング521および浮動挿入部517を組み込み、それによって、ノズルを広くし、したがって翼527の固着および拘束をより効率的に回避することが可能となる、可変ノズルデバイスを提供する。
【0030】
この実施形態は、有利なことに、浮動挿入部517を軸方向に案内するのを容易にし、その構成部品を減らす。
第5の実施形態は、以下のように変更することができる。
【0031】
こうした可変ノズルデバイスの浮動式構成の変更形態は、上記に述べた中央ハウジング設計を使用することができ、この設計では中央ハウジングが内側陥凹部を備え、浮動式挿入部517が前記陥凹部の中を軸方向に移動可能に収容されている。
【0032】
留めピン537は、排気ハウジングに取り付けることもできる。
留めピン537の代わりに、別の固定手段を設けることもできる。例えば、排気ハウジングの内側陥凹部は、浮動挿入部が排気ハウジングに対して回転するのを防止するように、浮動挿入部の外形に適合する変則的な内部形状を有することができる。
【0033】
ばね部材543は無くすこともできる。この場合、前述の実施形態の弾性円盤側板23、123と同様の弾性円盤側板が、翼527をノズルリング521を介して浮動式挿入部517に押し付けるのに使用される。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【図1】本発明の第1の実施形態による排気ガスターボ過給器の部分断面図である。
【図2】図1に示すターボ過給器の拡大断面図である。
【図3】本発明の第2の実施形態による排気ガスターボ過給器の部分断面図である。
【図4】図3に示す第2の実施形態での浮動挿入部の構成の拡大断面図である。
【図5】図5aは、図1〜4に示すそれぞれの実施形態で使用される弾性ばね座金の正面図である。図5bは、図1〜4に示すそれぞれの実施形態で使用される弾性ばね座金の側面図である。
【図6】本発明の第3の実施形態による排気ガスターボ過給器の部分断面図である。
【図7】図7aは、本発明によるターボ過給器に使用される浮動挿入部の第1の実施形態の正面図である。図7bは、本発明によるターボ過給器に使用される浮動挿入部の第1の実施形態の断面図である。
【図8】図8aは、本発明によるターボ過給器に使用される浮動挿入部の第2の実施形態の断面図である。図8bは、本発明によるターボ過給器に使用される浮動挿入部の第2の実施形態の正面図である。
【図9】図9aは、本発明によるターボ過給器に使用される浮動挿入部の第3の実施形態の断面図である。図9bは、本発明によるターボ過給器に使用される浮動挿入部の第3の実施形態の正面図である。
【図10】本発明によるターボ過給器の第4の実施形態の断面図である。
【図11】図11aは、図10に示すターボ過給器の第4の実施形態に使用される浮動挿入部の正面図である。図11bは、図10に示すターボ過給器の第4の実施形態に使用される浮動挿入部の断面図である。
【図12】本発明によるターボ過給器の第5の実施形態の断面図である。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
排気ハウジング(7、107、207、307、507)、および翼(27、127、227、327、527)を備える可変ノズルデバイスを有し、前記翼は、ノズル内でノズル要素(21、121、221、321、521)と、前記排気ハウジング(7、107、207、307、507)に対して軸方向に摺動可能に支持された浮動式挿入部(17、117、217、317、517)との間に挿置されるターボ過給器。
【請求項2】
前記浮動挿入部が、排気ガス入口とノズルの圧力差により前記翼領域の前記翼(27、127、227、327)に押し付けられる、請求項1に記載のターボ過給器。
【請求項3】
前記浮動挿入部が、付勢部材(43、143、343、543)によって前記翼(27、127、227、327、527)に押し付けられる、請求項1または2に記載のターボ過給器。
【請求項4】
前記付勢部材が、前記排気ハウジング(7、107、207、307,507)のガス出口側板部分(19、119)に形成された陥凹部(41、141)に配置されたばね座金(43、143)である、請求項3に記載のターボ過給器。
【請求項5】
前記付勢部材が、前記浮動挿入部(317)に形成された陥凹部(341)に配置されたばね座金である、請求項3に記載のターボ過給器装置。
【請求項6】
前記浮動挿入部(317)が、薄板金で形成されかつC字形の断面を有し、前記浮動挿入部が前記排気ハウジング(7、107、207、307)とともに前記陥凹部(341)を画成する、請求項5に記載のターボ過給器装置。
【請求項7】
前記陥凹部(41、141、341)が、前記排気ハウジング(7、107、207、307)の前記排気ガス入口に連通する、請求項4から6のいずれかに記載のターボ過給器装置。
【請求項8】
前記ノズル要素(21)が、前記排気ハウジング(7、107、207,307)の内周面の段差部分(25)と、前記ターボ過給器の中央ハウジング(1)上に支持された円盤形部材の間にクランプ締めされている、請求項3から7の一項に記載のターボ過給器装置。
【請求項9】
前記ノズルリング(21、121)が、前記浮動挿入部(17、117、217、317、517)を貫通する第1のスペーサ要素(145,245,345)によって前記排気ハウジング(7、107、207、307、507)に当接される、請求項3から7の一項に記載のターボ過給器装置。
【請求項10】
前記浮動挿入部(17)が、前記付勢部材によって第2のスペーサ要素(45)に当接され、前記第2のスペーサ要素(45)が前記ノズルリング(21)上に支持されている、前記請求項のいずれか一項に記載のターボ過給器装置。
【請求項11】
ピストンリング(39、139、339)が、前記浮動挿入部と前記排気ハウジング(7、107、207、307)のガス出口側板部分(19、119、319)の間に設けられる、前記請求項のいずれか一項に記載のターボ過給器装置。
【請求項12】
前記ピストンリング(39、139、339)が、前記浮動挿入部または前記排気ハウジング(7、107,207,307)のどちらかの環状陥凹部に受けられる、請求項11に記載のターボ過給器装置。
【請求項13】
前記排気ハウジング(507)と前記ターボ過給器の中央ハウジング(51)の間に浮動式に挿置されたフランジ(518)を有する前記浮動挿入部(517)と、
前記浮動挿入部(517)が、前記中央ハウジング(51)および前記排気ハウジング(507)に対して回転するのを防止するための固定手段(537)と、
前記浮動挿入部(517)を前記翼(527)に押し付けるためのばね部材(543)とを備える、請求項1に記載のターボ過給器装置。
【請求項1】
排気ハウジング(7、107、207、307、507)、および翼(27、127、227、327、527)を備える可変ノズルデバイスを有し、前記翼は、ノズル内でノズル要素(21、121、221、321、521)と、前記排気ハウジング(7、107、207、307、507)に対して軸方向に摺動可能に支持された浮動式挿入部(17、117、217、317、517)との間に挿置されるターボ過給器。
【請求項2】
前記浮動挿入部が、排気ガス入口とノズルの圧力差により前記翼領域の前記翼(27、127、227、327)に押し付けられる、請求項1に記載のターボ過給器。
【請求項3】
前記浮動挿入部が、付勢部材(43、143、343、543)によって前記翼(27、127、227、327、527)に押し付けられる、請求項1または2に記載のターボ過給器。
【請求項4】
前記付勢部材が、前記排気ハウジング(7、107、207、307,507)のガス出口側板部分(19、119)に形成された陥凹部(41、141)に配置されたばね座金(43、143)である、請求項3に記載のターボ過給器。
【請求項5】
前記付勢部材が、前記浮動挿入部(317)に形成された陥凹部(341)に配置されたばね座金である、請求項3に記載のターボ過給器装置。
【請求項6】
前記浮動挿入部(317)が、薄板金で形成されかつC字形の断面を有し、前記浮動挿入部が前記排気ハウジング(7、107、207、307)とともに前記陥凹部(341)を画成する、請求項5に記載のターボ過給器装置。
【請求項7】
前記陥凹部(41、141、341)が、前記排気ハウジング(7、107、207、307)の前記排気ガス入口に連通する、請求項4から6のいずれかに記載のターボ過給器装置。
【請求項8】
前記ノズル要素(21)が、前記排気ハウジング(7、107、207,307)の内周面の段差部分(25)と、前記ターボ過給器の中央ハウジング(1)上に支持された円盤形部材の間にクランプ締めされている、請求項3から7の一項に記載のターボ過給器装置。
【請求項9】
前記ノズルリング(21、121)が、前記浮動挿入部(17、117、217、317、517)を貫通する第1のスペーサ要素(145,245,345)によって前記排気ハウジング(7、107、207、307、507)に当接される、請求項3から7の一項に記載のターボ過給器装置。
【請求項10】
前記浮動挿入部(17)が、前記付勢部材によって第2のスペーサ要素(45)に当接され、前記第2のスペーサ要素(45)が前記ノズルリング(21)上に支持されている、前記請求項のいずれか一項に記載のターボ過給器装置。
【請求項11】
ピストンリング(39、139、339)が、前記浮動挿入部と前記排気ハウジング(7、107、207、307)のガス出口側板部分(19、119、319)の間に設けられる、前記請求項のいずれか一項に記載のターボ過給器装置。
【請求項12】
前記ピストンリング(39、139、339)が、前記浮動挿入部または前記排気ハウジング(7、107,207,307)のどちらかの環状陥凹部に受けられる、請求項11に記載のターボ過給器装置。
【請求項13】
前記排気ハウジング(507)と前記ターボ過給器の中央ハウジング(51)の間に浮動式に挿置されたフランジ(518)を有する前記浮動挿入部(517)と、
前記浮動挿入部(517)が、前記中央ハウジング(51)および前記排気ハウジング(507)に対して回転するのを防止するための固定手段(537)と、
前記浮動挿入部(517)を前記翼(527)に押し付けるためのばね部材(543)とを備える、請求項1に記載のターボ過給器装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図2】
【図3】
【図4】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【公表番号】特表2006−504021(P2006−504021A)
【公表日】平成18年2月2日(2006.2.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−537343(P2004−537343)
【出願日】平成14年9月18日(2002.9.18)
【国際出願番号】PCT/IB2002/003835
【国際公開番号】WO2004/027218
【国際公開日】平成16年4月1日(2004.4.1)
【出願人】(500575824)ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド (1,504)
【出願人】(305054201)
【出願人】(305054197)
【Fターム(参考)】
【公表日】平成18年2月2日(2006.2.2)
【国際特許分類】
【出願日】平成14年9月18日(2002.9.18)
【国際出願番号】PCT/IB2002/003835
【国際公開番号】WO2004/027218
【国際公開日】平成16年4月1日(2004.4.1)
【出願人】(500575824)ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド (1,504)
【出願人】(305054201)
【出願人】(305054197)
【Fターム(参考)】
[ Back to top ]