JPH0571357A - 排気ガスタービン過給機 - Google Patents
排気ガスタービン過給機Info
- Publication number
- JPH0571357A JPH0571357A JP22806891A JP22806891A JPH0571357A JP H0571357 A JPH0571357 A JP H0571357A JP 22806891 A JP22806891 A JP 22806891A JP 22806891 A JP22806891 A JP 22806891A JP H0571357 A JPH0571357 A JP H0571357A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cooling water
- water jacket
- exhaust gas
- outlet
- gas turbine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 エンジン停止時においても効率よく軸受部を
冷却する。 【構成】 タービンシャフト１２の軸受ハウジング１５
に、冷却用の水ジャケット２３を形成する。水ジャケッ
ト２３の冷却水出入口２４，２５を、タービンシャフト
１２よりも高い位置で軸横断方向に対向させる。冷却水
出入口２４，２５の通路上端面３０を、水ジャケット２
３の径方向内側壁３１の上端３２よりも高く形成するこ
とで、水ジャケット２３内の対流による冷却水の入出を
促進する。
冷却する。 【構成】 タービンシャフト１２の軸受ハウジング１５
に、冷却用の水ジャケット２３を形成する。水ジャケッ
ト２３の冷却水出入口２４，２５を、タービンシャフト
１２よりも高い位置で軸横断方向に対向させる。冷却水
出入口２４，２５の通路上端面３０を、水ジャケット２
３の径方向内側壁３１の上端３２よりも高く形成するこ
とで、水ジャケット２３内の対流による冷却水の入出を
促進する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、排気ガスタービン過給
機に関するものである。
機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車の内燃機関等に備えられる排気ガ
スタービン過給機（ターボチャージャ）には、通常その
軸受部を水で冷却するための水ジャケットが設けられて
いる。
スタービン過給機（ターボチャージャ）には、通常その
軸受部を水で冷却するための水ジャケットが設けられて
いる。
【０００３】図４に示すように、この水ジャケット１
は、排気ガスタービン過給機２のタービンシャフト３を
囲む軸受ハウジング４内に環状に形成され、供給される
冷却水により軸受部５を冷却するようになっている。水
ジャケット１には同じ側に冷却水の出入口６，７が形成
され、下方から上方へと冷却水が循環されるようになっ
ている。
は、排気ガスタービン過給機２のタービンシャフト３を
囲む軸受ハウジング４内に環状に形成され、供給される
冷却水により軸受部５を冷却するようになっている。水
ジャケット１には同じ側に冷却水の出入口６，７が形成
され、下方から上方へと冷却水が循環されるようになっ
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで上記従来の排
気ガスタービン過給機２においては、水ジャケット１へ
の冷却水の供給はエンジン駆動の水ポンプ（図示せず）
により行うようになっている。従ってエンジン停止時に
は冷却水が強制循環されないことになり、水ジャケット
１内の対流による冷却水の入れ替わりがあるのみであっ
た。このため、エンジン停止時にあっても軸受部５に伝
達されるタービンホイールからの熱に対して、充分な冷
却ができないという問題があった。すなわち下方の冷却
水入口６から冷却水が流入するときに、その抵抗が大き
く、水の入出が円滑になされなかった。
気ガスタービン過給機２においては、水ジャケット１へ
の冷却水の供給はエンジン駆動の水ポンプ（図示せず）
により行うようになっている。従ってエンジン停止時に
は冷却水が強制循環されないことになり、水ジャケット
１内の対流による冷却水の入れ替わりがあるのみであっ
た。このため、エンジン停止時にあっても軸受部５に伝
達されるタービンホイールからの熱に対して、充分な冷
却ができないという問題があった。すなわち下方の冷却
水入口６から冷却水が流入するときに、その抵抗が大き
く、水の入出が円滑になされなかった。
【０００５】そこで本発明は、上記事情に鑑み、エンジ
ン停止時においても効率よく軸受部を冷却できる排気ガ
スタービン過給機を提供すべく創案されたものである。
ン停止時においても効率よく軸受部を冷却できる排気ガ
スタービン過給機を提供すべく創案されたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、タービンシャ
フトの軸受ハウジングに形成された冷却用の水ジャケッ
トを有する排気ガスタービン過給機において、水ジャケ
ットの冷却水出入口をタービンシャフトよりも高い位置
で軸横断方向に対向させ、冷却水出入口の通路上端面を
水ジャケットの径方向内側壁の上端よりも高く形成した
ものである。
フトの軸受ハウジングに形成された冷却用の水ジャケッ
トを有する排気ガスタービン過給機において、水ジャケ
ットの冷却水出入口をタービンシャフトよりも高い位置
で軸横断方向に対向させ、冷却水出入口の通路上端面を
水ジャケットの径方向内側壁の上端よりも高く形成した
ものである。
【０００７】
【作用】上記構成によって、エンジン停止時において、
水ジャケット内に対流が生じて冷却水出口へ蒸気及び高
温水が流出し、冷却水入口から冷却水が流入すると共
に、冷却水出口へと抵抗なく流れて、水ジャケットから
の流出を促進する。
水ジャケット内に対流が生じて冷却水出口へ蒸気及び高
温水が流出し、冷却水入口から冷却水が流入すると共
に、冷却水出口へと抵抗なく流れて、水ジャケットから
の流出を促進する。
【０００８】
【実施例】以下、本発明に係わる排気ガスタービン過給
機の一実施例を、添付図面に従って説明する。
機の一実施例を、添付図面に従って説明する。
【０００９】先に図２により、排気ガスタービン過給機
の全体の構成を説明する。この排気ガスタービン過給機
は、内燃機関（図示せず）からの排ガスＧにより回転駆
動されるタービンホイール１１と、タービンホイール１
１の軸心に一体的に形成された回転軸たるタービンシャ
フト１２と、タービンシャフト１２の他端に取り付けら
れてエンジンの燃焼室（図示せず）への吸気Ａを加圧す
るコンプレッサインペラ１３とを有し、これらをそれぞ
れ適宜囲繞して、タービンハウジング１４、軸受ハウジ
ング１５、コンプレッサハウジング１６が形成されてい
る。そしてタービンシャフト１２が、所定の間隔を隔て
て二箇所に設けられたベアリング（フローティングメタ
ル）１７，１８を介して、軸受ハウジング１５に回転自
在に支持されている。
の全体の構成を説明する。この排気ガスタービン過給機
は、内燃機関（図示せず）からの排ガスＧにより回転駆
動されるタービンホイール１１と、タービンホイール１
１の軸心に一体的に形成された回転軸たるタービンシャ
フト１２と、タービンシャフト１２の他端に取り付けら
れてエンジンの燃焼室（図示せず）への吸気Ａを加圧す
るコンプレッサインペラ１３とを有し、これらをそれぞ
れ適宜囲繞して、タービンハウジング１４、軸受ハウジ
ング１５、コンプレッサハウジング１６が形成されてい
る。そしてタービンシャフト１２が、所定の間隔を隔て
て二箇所に設けられたベアリング（フローティングメタ
ル）１７，１８を介して、軸受ハウジング１５に回転自
在に支持されている。
【００１０】ベアリング１７，１８には給油路１９によ
りオイルが供給されるようになっており、その給油路１
９は適宜分岐されてコンプレッサ側に設けられたスラス
トベアリング２０にも給油するようになっている。また
これらベアリング１７，１８，２０と、タービンホイー
ル１１及びコンプレッサインペラ１３との間には、シー
ル部（シールプレート）２１，２２が設けられている。
そして軸受ハウジング１５内に、タービン側のベアリン
グ１７の径方向外方に位置された水ジャケット２３が形
成されている。
りオイルが供給されるようになっており、その給油路１
９は適宜分岐されてコンプレッサ側に設けられたスラス
トベアリング２０にも給油するようになっている。また
これらベアリング１７，１８，２０と、タービンホイー
ル１１及びコンプレッサインペラ１３との間には、シー
ル部（シールプレート）２１，２２が設けられている。
そして軸受ハウジング１５内に、タービン側のベアリン
グ１７の径方向外方に位置された水ジャケット２３が形
成されている。
【００１１】図１に示すように、水ジャケット２３はタ
ービンシャフト１２と同軸状に環状に形成され、その冷
却水入口２４及び出口２５が、タービンシャフト１２よ
りも高い位置に軸横断方向に対向されて設けられてい
る。すなわち出入口２４，２５の中心線２６が、軸心位
置２７よりも所定の距離Ｈだけ高くなるように形成され
ている。そして冷却水出入口２４，２５の開口端と水ジ
ャケット２３とを結ぶ通路２８，２９は略水平に伸び、
その上端面３０が、水ジャケット２３を区画する径方向
内側壁３１の上端３２よりも所定の距離ｈだけ高くなる
ように形成されている。従って出入口２４，２５の位置
は、タービンシャフト１２から見て斜め上方となり、本
実施例にあっては、軸心から見て水平に対し約45度の方
向に位置されている。
ービンシャフト１２と同軸状に環状に形成され、その冷
却水入口２４及び出口２５が、タービンシャフト１２よ
りも高い位置に軸横断方向に対向されて設けられてい
る。すなわち出入口２４，２５の中心線２６が、軸心位
置２７よりも所定の距離Ｈだけ高くなるように形成され
ている。そして冷却水出入口２４，２５の開口端と水ジ
ャケット２３とを結ぶ通路２８，２９は略水平に伸び、
その上端面３０が、水ジャケット２３を区画する径方向
内側壁３１の上端３２よりも所定の距離ｈだけ高くなる
ように形成されている。従って出入口２４，２５の位置
は、タービンシャフト１２から見て斜め上方となり、本
実施例にあっては、軸心から見て水平に対し約45度の方
向に位置されている。
【００１２】次に本実施例の作用を説明する。
【００１３】エンジン稼動時においては、排ガスＧによ
ってタービンホイール１１が高速回転駆動され、排熱に
よりタービンシャフト１２の軸受部（ベアリング１７，
１８）は昇温する。このときエンジン駆動のポンプによ
り加圧された冷却水が、冷却水入口２４から水ジャケッ
ト２３内に流入し、軸受ハウジング２３の内側壁３１と
熱交換しつつ順次出口２５から強制的に流出される。こ
れでタービンシャフト１２の軸受部は、速やかに冷却さ
れる。
ってタービンホイール１１が高速回転駆動され、排熱に
よりタービンシャフト１２の軸受部（ベアリング１７，
１８）は昇温する。このときエンジン駆動のポンプによ
り加圧された冷却水が、冷却水入口２４から水ジャケッ
ト２３内に流入し、軸受ハウジング２３の内側壁３１と
熱交換しつつ順次出口２５から強制的に流出される。こ
れでタービンシャフト１２の軸受部は、速やかに冷却さ
れる。
【００１４】そしてエンジン停止時には、冷却水は強制
循環されない状態にあるが、水ジャケット２３内には温
度差による対流（図１中破線にて示す）が生じて蒸気及
び高温な水が出口２５へと向かう。この流出に伴い、入
口２４から水ジャケット２３内に低温水が流入し、同時
に出口２５へと抵抗少なく流れる。この流れにより、図
１中矢印ａにて示したように、水ジャケット２３内の対
流している高温な水は引き出され、出口２５への流出が
促進される。
循環されない状態にあるが、水ジャケット２３内には温
度差による対流（図１中破線にて示す）が生じて蒸気及
び高温な水が出口２５へと向かう。この流出に伴い、入
口２４から水ジャケット２３内に低温水が流入し、同時
に出口２５へと抵抗少なく流れる。この流れにより、図
１中矢印ａにて示したように、水ジャケット２３内の対
流している高温な水は引き出され、出口２５への流出が
促進される。
【００１５】このように、水ジャケット２３の冷却水出
入口２４，２５をタービンシャフト１２の軸心位置２７
よりも高く設置し、その通路上端面３０を水ジャケット
２３の内側壁上端３２よりも高く形成したので、入口２
４から直接出口２５へ向かう流れに対する抵抗が小さく
なり、エンジン停止時に、水ジャケット２３内の対流に
よる冷却水の入れ替えが促進され、冷却効果を高めるこ
とができる。
入口２４，２５をタービンシャフト１２の軸心位置２７
よりも高く設置し、その通路上端面３０を水ジャケット
２３の内側壁上端３２よりも高く形成したので、入口２
４から直接出口２５へ向かう流れに対する抵抗が小さく
なり、エンジン停止時に、水ジャケット２３内の対流に
よる冷却水の入れ替えが促進され、冷却効果を高めるこ
とができる。
【００１６】本発明者らは、上記実施例に則り排気ガス
タービン過給機を構成し、その冷却効果を確認すべく、
タービンシャフト１２のベアリング１７，１８の温度を
測定した。測定は、比較のために従来のカウンターフロ
ー式の冷却構造（図４に示した構成）においても行っ
た。設定条件として、タービンに供給する排ガス温度を
700 ℃、タービンシャフト１２の回転数を10.8×104 rp
m とした。また冷却水の温度は、冷却水入口２４で78
℃，冷却水出口２５で87℃であった。この温度測定結果
を図３に示す。
タービン過給機を構成し、その冷却効果を確認すべく、
タービンシャフト１２のベアリング１７，１８の温度を
測定した。測定は、比較のために従来のカウンターフロ
ー式の冷却構造（図４に示した構成）においても行っ
た。設定条件として、タービンに供給する排ガス温度を
700 ℃、タービンシャフト１２の回転数を10.8×104 rp
m とした。また冷却水の温度は、冷却水入口２４で78
℃，冷却水出口２５で87℃であった。この温度測定結果
を図３に示す。
【００１７】同図に示すように、定常温度（エンジン稼
動時）においては、従来構成のベアリング温度（記号○
□にて示す）と本発明のベアリング温度（記号●■にて
示す）とは大差ないが、ドライアップ時（エンジン停止
時）では20℃程度、本発明のほうが低くなった。これは
水ジャケット２３の近くのタービン側ベアリング１７の
温度（記号○，●）だけでなく、コンプレッサ側のベア
リング１８の温度（記号□，■）においても有意な差と
して認められた。すなわち、本発明の優れた冷却、ない
し伝熱遮断効果が実証された。
動時）においては、従来構成のベアリング温度（記号○
□にて示す）と本発明のベアリング温度（記号●■にて
示す）とは大差ないが、ドライアップ時（エンジン停止
時）では20℃程度、本発明のほうが低くなった。これは
水ジャケット２３の近くのタービン側ベアリング１７の
温度（記号○，●）だけでなく、コンプレッサ側のベア
リング１８の温度（記号□，■）においても有意な差と
して認められた。すなわち、本発明の優れた冷却、ない
し伝熱遮断効果が実証された。
【００１８】なお図１では、冷却水出入口２４，２５の
通路上端面３０と内側壁上端３２との高さの差ｈを、出
入口直径の略1/4 程度としたが、本発明はこれに限るも
のではなく、通路上端面３０が内側壁上端３２よりも上
（ｈ＞０）であればよい。
通路上端面３０と内側壁上端３２との高さの差ｈを、出
入口直径の略1/4 程度としたが、本発明はこれに限るも
のではなく、通路上端面３０が内側壁上端３２よりも上
（ｈ＞０）であればよい。
【００１９】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
な優れた効果を発揮する。
【００２０】軸受ハウジングに形成された水ジャケット
の冷却水出入口をタービンシャフトよりも高い位置で対
向させ、冷却水出入口の通路上端面を水ジャケットの径
方向内側壁の上端よりも高く形成したので、エンジン停
止時に、水ジャケット内の対流による冷却水の入出が促
進され、冷却効果を高めることができる。
の冷却水出入口をタービンシャフトよりも高い位置で対
向させ、冷却水出入口の通路上端面を水ジャケットの径
方向内側壁の上端よりも高く形成したので、エンジン停
止時に、水ジャケット内の対流による冷却水の入出が促
進され、冷却効果を高めることができる。
【図１】本発明に係わる排気ガスタービン過給機の一実
施例を示した正面断面図である。
施例を示した正面断面図である。
【図２】本発明の排気ガスタービン過給機の全体を示し
た側断面図である。
た側断面図である。
【図３】図１の作用を説明するためのベアリング温度変
化図である。
化図である。
【図４】従来の排気ガスタービン過給機を示した正面断
面図である。
面図である。
１２ タービンシャフト １５ 軸受ハウジング ２３ 水ジャケット ２４ 冷却水入口 ２５ 冷却水出口 ３０ 通路上端面 ３１ 内側壁 ３２ 上端
Claims (1)
- 【請求項１】 タービンシャフトの軸受ハウジングに形
成された冷却用の水ジャケットを有する排気ガスタービ
ン過給機において、上記水ジャケットの冷却水出入口を
上記タービンシャフトよりも高い位置で軸横断方向に対
向させ、上記冷却水出入口の通路上端面を上記水ジャケ
ットの径方向内側壁の上端よりも高く形成したことを特
徴とする排気ガスタービン過給機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22806891A JPH0571357A (ja) | 1991-09-09 | 1991-09-09 | 排気ガスタービン過給機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22806891A JPH0571357A (ja) | 1991-09-09 | 1991-09-09 | 排気ガスタービン過給機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0571357A true JPH0571357A (ja) | 1993-03-23 |
Family
ID=16870694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22806891A Pending JPH0571357A (ja) | 1991-09-09 | 1991-09-09 | 排気ガスタービン過給機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0571357A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014206067A (ja) * | 2013-04-11 | 2014-10-30 | 株式会社Ihi | 過給機 |
| US10202887B2 (en) | 2017-02-15 | 2019-02-12 | Honda Motor Co., Ltd. | Cooling water passage structure for internal combustion engine |
| WO2025211055A1 (ja) * | 2024-04-05 | 2025-10-09 | 株式会社Ihi | 過給機 |
-
1991
- 1991-09-09 JP JP22806891A patent/JPH0571357A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014206067A (ja) * | 2013-04-11 | 2014-10-30 | 株式会社Ihi | 過給機 |
| US10202887B2 (en) | 2017-02-15 | 2019-02-12 | Honda Motor Co., Ltd. | Cooling water passage structure for internal combustion engine |
| WO2025211055A1 (ja) * | 2024-04-05 | 2025-10-09 | 株式会社Ihi | 過給機 |
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