JPS6128077Y2 - - Google Patents

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JPS6128077Y2
JPS6128077Y2 JP1981103485U JP10348581U JPS6128077Y2 JP S6128077 Y2 JPS6128077 Y2 JP S6128077Y2 JP 1981103485 U JP1981103485 U JP 1981103485U JP 10348581 U JP10348581 U JP 10348581U JP S6128077 Y2 JPS6128077 Y2 JP S6128077Y2
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    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
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    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案は駆動シヤフトによつて回転されるコン
プレツサ・ホイールとこのホイールを包囲するカ
バーならびにシヤフトの軸線に並ぶ吸気通路とを
有する一段遠心型のターボチヤージヤ・コンプレ
ツサを提供するもので、コンプレツサ・ホイール
には、空気を吸気通路を通つて軸向きに移動しま
た空気をシヤフトの軸線を横断して半径方向外方
に追いやるために半径方向に延長する羽根を備
え、羽根それぞれは隣接羽根部分を超えて半径方
向に延長する前面部分を有し、カバー内の壁によ
りホイールを包囲する２つの同心な別個の捕収チ
ヤンバを形成し、壁を延長して、半径方向に延長
する前面部分と羽根の隣接部分との接合部に密接
する２つのチヤンバ間に円形共通境界を設けそれ
で、羽根の半径方向に延長する前面部分により空
気をチヤンバの１つに移動し、羽根の隣接部分に
より空気をチヤンバの他方に移動するようにした
コンプレツサを提供する。
内燃機関の吸気通路内に導入される前に過給空
気の温度を下げることが望ましいことはよく知ら
れている。米国特許第3143103号によれば、エン
ジンをチヤージするため高圧高温の空気を通す外
熱交換機に冷却空気を与えるため別個の軸流ステ
ージを備えた多段ターボチヤージヤ・コンプレツ
サを開示している。装入空気の単位容積当りの最
大酸素含有量を維持することは、前記特許に指摘
するように、装入空気冷却にとり重要な利点であ
るが、望ましくないエンジンからの排気の放出を
減少するため最近、エンジンチヤージ用空気を上
記のように処理することが運輪、産業用デイーゼ
ルエンジンの使用者および製造業者にとつて関心
が深まつている。一般に、燃焼温度が低ければ、
有毒性酸化窒素排気ガスの放出は少なく、エンジ
ン・チヤージ用空気を冷却すれば燃焼温度は低く
なりコンパクトになるので、効率のよいチヤージ
空気冷却によるターボチヤージ・コンプレツサ・
アセンブリは緊急に必要でありその重要性は大で
ある。
本考案の目的はコンパクトで効率のよいチヤー
ジ空気冷却の一段遠心型ターボチヤージヤ・コン
プレツサを提供することにある。本考案によれ
ば、独特の構造の羽根をコンプレツサ・ホイール
に担持させ、コンプレツサ・カバーに２つの同心
型の分離した捕収チヤンバを設置してコンプレツ
サ・ホイールの作動時に羽根の半径方向に延長す
る前面羽根部分が低温低圧の空気を一方の捕収チ
ヤンバに入れ隣接羽根部分が高温高圧の空気を他
方の捕収チヤンバに入れるようになし、そしてハ
ブの裏面と前面羽根部分と後縁とをくり抜いて円
錘形くり抜き部分を形成して前面羽根部分が隣接
羽根部分の各々に対して振動制動力を加えるよう
になした二重捕収チヤンバを有するターボチヤー
ジヤ・コンプレツサによつて上記の目的が達成さ
れる。本考案によれば、熱交換に用いる高温高圧
空気および冷却空気は共にコンパクト型一段ター
ボチヤージヤ・コンプレツサによつて供給され、
ターボチヤージと熱交換機をエンジン構造自身内
に収容しうるという利点が得られる。
更に詳しくは本考案は、駆動シヤフト１４によ
つて回転されるコンプレツサ・ホイール４６と、
該ホイールを包囲しかつシヤフト軸線と同一中心
の吸気通路５８を有するカバー３８とを有する一
段遠心型ターボチヤージヤ・コンプレツサにおい
て、該コンプレツサ・ホイールは、半径方向に延
長する羽根４７を担持し、該吸気通路５８を通つ
て空気を半径方向に移動させ、該シヤフト軸線に
対し横断するように半径方向にかつ外方に該空気
を誘導し、該羽根は、各々が前面羽根部分４７ａ
と隣接羽根部分４８とを有し該前面羽根部分は、
隣接羽根部分を越えて半径方向に延長しており、
該カバー内部で２つの同心型の分離した捕収チヤ
ンバ４１，４２を有する壁３９に該ホイールを包
囲しており、該壁は、半径方向に延長する該前面
羽根部分４７ａと隣接羽根部分４８との接合点に
近接して該２つのチヤンバ間の共通の円形状境界
を提供するように延長しており、これによつてコ
ンプレツサ・ホイール４６の作動時に羽根の半径
方向に延長する前面羽根部分４７ａが低温低圧の
空気を移動させて捕収チヤンバ４１に入れ、隣接
羽根部分４８が高温高圧の空気を移動させ捕収チ
ヤンバ４２に入れるようになつており、該羽根の
各々の前面羽根部分４７ａは、対応する隣接羽根
部分４８から分離しているが、縁部において係合
しており、該前面羽根部分４７ａは、該駆動シヤ
フト１４から分離しているが、該隣接羽根部分４
８を支持するコンプレツサ・ホイール部分５２に
対して表面接触関係で取付けられた状態でハブ５
１から半径方向に延長しており、該ハブの裏面と
前面羽根部分４７ａと後縁とはくり抜かれてお
り、該くり抜きは、該ハブ５１の裏面と該前面羽
根部分４７ａの隣接後縁とにより定められた輪か
く円錘形状とするように形成され、止ナツト５３
が該シヤフトに締め付けられハブ５１に係合し該
ハブ５１を該コンプレツサ・ホイール部分に押圧
し、これにより該前面羽根部分４７ａが隣接羽根
部分４８の各々に対し振動制動力を加えるように
なしたことを特徴とする二重捕収チヤンバを有す
るターボチヤージヤコンプレツサ、にある。
本考案の概念は、コンパクトな一段遠心型コン
プレツサに具体化されており、すなわち、コンプ
レツサ・ホイール羽根は、かなり冷たい空気の流
れがかなり低温で得られるように形成され、この
流れは、羽根の主部分によつて誘起される高温高
圧空気の流れとは別に維持される。ホイール羽根
の２つの部分によつて誘起された別個の空気の流
れは通常、外熱交換機において互いに熱交換され
る状態におかれる。しかし、熱交換は、コンプレ
ツサ・ホイール・カバー内で直ぐに始まるので、
外熱交換機の大きさを小さくすることができる。
羽根の前面部分はそこの冷却空気の流れを生じ隣
接羽根部分とは分離され、隣接羽根部分を担持す
るものとは別なハブ上に担持されている。２つの
ハブは駆動シヤフトに同軸に取り付けてあり、前
面羽根部分とそれらのハブの裏面は円すい状切下
げとなつているので、振動制動力が、隣接羽根部
分のそれぞれにたいし、その対応する前面羽根部
分によつて加えられる。
以下図面を参照して本考案を説明する。
まず第１図および第２図を参照すると、そこに
排気ガス駆動ターボチヤージヤが示されている。
このターボチヤージヤはタービン・ハウジング１
０により構成され内部にシヤフト１４を駆動する
（図示せざる）通常型式の羽根付タービン・ホイ
ールを収容している。このタービン・ハウジング
にはフランジ付入口通路１８を備え、エンジンの
排気ガスをタービン・ホイールへ伝達する。ター
ビンの構成部分自身は通常型式の構造を有してい
る。タービンに入つた高圧ガスはタービン・ホイ
ールを通つて膨張しシヤフト１４を高速で回転さ
せる。消費ガスはタービン出口通路１９を通つて
排出される。
タービン・ハウジング・キヤステング１０に中
間キヤステング２１が取り付けられ、このキヤス
テング２１とタービン・ハウジング１０は締付環
２２によつて密封保持されている。キヤステング
（鋳込み）２１は形状が非対称的で、中央部分２
４と外向きフランジ付部分２７を備えている。キ
ヤステング２１の中央部分２４にはシヤフト１４
が内部を延長する中央開口３４を設けてある。こ
の開口内に中央部分２４は、一般に符号３６で示
す回転・スラスト軸受を支持してシヤフトが自由
に回転できるようにしてある。
フランジ付部分２７に符号３８で示すコンプレ
ツサ・カバー・キヤステングが締付環３７によつ
て固定されている。このカバー・キヤステング内
に延長してこれと一体をなすわん曲壁３９が設け
られている。このわん曲壁は延長部分３９ａを有
し、これらによつて２つのチヤンバ４１と４２と
の間に、円形、共通境界部分３９ｂが形成されて
いる。
次に詳述に説明するが、チヤンバ４１はコンプ
レツサ・ホイールを取り囲み、一般に環状の捕収
区域を形成し、その出口は接線方向に延長する出
口通路４３（第２図）として形成されている。第
２図に示すように、チヤンバ４２はうず形捕収、
拡散通路を形成している。壁３９の延長部分３９
ｃは、次に説明するように、コンプレツサ・ホイ
ールの羽根のチツプから一般に半径方向に延長す
る狭小拡散通路４３を備えている。うず形チヤン
バすなわち通路４２のその出口を接線方向に延長
する出口通路４４（第２図）に設けている。
シヤフト１４の延長、減径部分に、半径方向に
延長する複数個の羽根を担持する一般に符号４６
で示す遠心形コンプレツサ・ホイールを支持して
いる。第１図および第３図に良好に示しているよ
うに、羽根それぞれは、隣接羽根部分４８の前方
に前面部分４７を有する。各羽根の前面部分４７
は、隣接羽根部分４８を超えて半径方向に延長す
る、半径方向に延長する部分４７ａを備え、また
チヤンバ４１と４２との間の円形共通境界部分
は、半径方向に延長する前面部分４７ａと隣接羽
根部分４８との接合点に隣接位置している。前面
羽根部分４７は、シヤフト１４に支持されたハブ
部分５１が担持され、ハブ部分５１は隣接羽根部
分４８を担持するハブ部材５２に隣接して押圧さ
れている。ハプ５１とハブ部材５２はシヤフト１
４のねじ付端に止ナツト５３を締付けることによ
つて所定位置に保持されている。羽根前面部分４
７の縁部は隣接羽根部分４８の縁部と係合しま
た、第３図に示すように、羽根のバケツト形状わ
ん曲部は、半径方向に延長する前面羽根部分４７
と隣接羽根部分４８との双方を横断して連続的か
つ平滑に延長している。
第１図の破線５６で示すように、ハブ５１の裏
面と前面羽根部分４７の後縁はわずかにくり抜か
れ、好ましく破線５６で示すような円すい形状を
しているのでハブ５１が止ナツト５３を締付ける
ことによつてハブ部分５２が押圧されると、前面
羽根部分４７が対応する隣接羽根部分４８に振動
制動力を加え、この制動力は隣接羽根４８の外周
縁に隣接して集中される。破線５６はハブ５１の
裏面を示し、ハブの前の前面羽根部分４７はハブ
部分５２に締付けられる。ナツト５３をハブ部分
に締付け羽根がわずかに変形すると、縁部が隣接
羽根部分と係合しハブ５１がハブ部分５２と係合
して、羽根の変形によつて、隣接羽根部分４８の
外縁に加わる制動力を生ずる。
作動について説明する。コンプレツサ・ホイー
ル４６を高速で回転すると、空気はコンプレツサ
入口通路５８を通つて移動する。半径方向に延長
する前面部分４７ａによつて誘起されたガス流は
円形境界３９ｂを通過し捕収チヤンバ４１内に入
る。隣接部分４８と正合する前面羽根部分４７に
よつて誘起された残余のガス流は狭小拡散通路４
３を経てうず形拡散通路またはチヤンバ４２に流
入する。チヤンバ４１へ移動する空気は、チヤン
バ４２を経て移動する空気よりも温度および圧力
が低く、第４図に示すように、出口４３を経て排
出するチヤンバ４１を経る空気の流れは、符号６
１で示す通常型式の空気対空気熱交換機への伝達
される。うず形通路４２を通る高温高圧空気は出
口４４から出て、熱交換器６１へ導入される。２
つの別個の空気の流れが熱交換されるため、チヤ
ンバ４２からの空気の温度は、空気が符号６３で
示す内燃機関の吸気マニホルド６２に導入される
前に、降下する。
第５図を参照すると、ターボチヤージヤ・コン
プレツサ構成体の変型が示されている。チヤンバ
４１内に、第１図の壁３９に対応する壁面６８を
延長する部材を備えた点が第５図の構成は上述の
構成と異なつている。この部材は一体形状のフイ
ン６９をなし壁６８を横断する熱移動を助けてい
る。
第６図には、コンプレツサ・ホイールのための
羽根の設計における変型を示している。この設計
では、すべてのバケツト形状わん曲部分は羽根の
半径方向に延長する前面部分７１を横断して延長
し、隣接羽根部分７２はわん曲していない。わん
曲していない隣接羽根部分７２および延長ハブ部
分はわん曲前面羽根部分７１とは別個に形成され
ているので、簡単な鋳込みおよび製造方法によ
り、ホイールの前記わん曲部分を生産することが
できる。
本考案によるコンプレツサ・ホイールおよびカ
バーすなわちハウジング構造によつて、高温空気
と低温低圧空気との間の熱交換がコンプレツサ・
ハウジング自身内で始めることができる。第４図
では、エンジン内の装入空気温度を下げるため使
用する外熱交換機が示されているが、コンプレツ
サ・ハウジング内に（たとえば、第５図のフイン
６９により）熱交換面を延長する手段を用いるこ
とによつて外熱交換機の大きさと容量を減少する
ことができる。空気を装入して冷却する必要性が
比較的少ない場合は、本考案の構造を用いれば、
別個の外熱交換機を用いる必要はない。通常、一
段遠心エア・コンプレツサのホイール出力を有す
る、隣接羽根部分それぞれは主として円形壁縁３
９ｂに隣接するそれぞれの羽根に加える振動制動
力を及ぼす、熱交換に用いる高温、高圧装入空気
および冷却空気は共にコンパクト型一段ターボチ
ヤージヤ・コンプレツサによつて供給される。こ
のようにすれば、ターボチヤージヤと熱交換をエ
ンジン構成自身内に収容でき、またターボチヤー
ジヤにより生じた装入空気の冷却剤としてエンジ
ンのラジエータフアンによる空気を用いる必要が
あるときには、熱交換機のコアをエンジンのラジ
エータに設置する必要がなくなる。冷却用にラジ
エータ・フアン空気を用いるエンジン・ラジエー
タに隣接して熱交換機を設置することと比較し
て、大きさが最も小さい熱交換器と協同して本考
案のターボチヤージヤを用いると、ハイウエイを
離れて広く使われる動力車両機械等にとつて特に
有利である。このような使用状態では、ラジエー
タ・フアンの空気の流れ通路は、ほこり、葉、そ
の他くずで塞がれて了い、所要の装入空気の冷却
ができない。第５図に示す配置では、清浄な空気
が熱交換を経て両方の流れ通路に供給されるの
で、何ら障害もおきない。
【図面の簡単な説明】
第１図はコンプレツサ構成部分を断面で示した
本考案を実施するターボチヤージヤの側面図、第
２図は第１図に示したターボチヤージヤの端面
図、第３図は第１図に示したコンプレツサ・ホイ
ールの羽根の破断上面図、第４図は、熱交換機を
利用し内燃機関をターボチヤージするようにした
系統に組み入れた、第１図に示すターボチヤージ
ヤの概略図、第５図は第２図に示したようなコン
プレツサ・ホイールとカバーの一部分を変型して
示す破断面、第６図はコンプレツサ・ホイールの
変型の一部分を示す上面図である。 １０……タービン・ハウジング、１４……シヤ
フト、１９……ガス通路、２１……キヤステイン
グ、２２……締付環、２４……中央部分、２７…
…フランジ部分、３４……中央開口、３６……ス
ラスト軸受、３７……締付環、３９……曲壁、４
１，４２……チヤンバ、４３……出口、４４……
出口通路、４６……コンプレツサ・ホイール、４
７……羽根の前面、４８……羽根、５１，５２…
…ハブ、５３……止ナツト、５８……入口通路、
６１……熱交換器、６２……吸気マニホルド、６
３……内燃機関、６８……壁面、６９……フイ
ン、７１，７２……羽根。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 駆動シヤフト１４によつて回転されるコンプレ
    ツサ・ホイール４６と、該ホイールを包囲しかつ
    シヤフト軸線と同一中心の吸気通路５８を有する
    カバー３８とを有する一段遠心型ターボチヤージ
    ヤ・コンプレツサにおいて、該コンプレツサ・ホ
    イールは、半径方向に延長する羽根４７を担持
    し、該吸気通路５８を通つて空気を半径方向に移
    動させ、該シヤフト軸線に対し横断するように半
    径方向にかつ外方に該空気を誘導し、該羽根は、
    各々が前面羽根部分４７ａと隣接羽根部分４８と
    を有し、該前面羽根部分は、隣接羽根部分を越え
    て半径方向に延長しており、該カバー内部で２つ
    の同心型の分離した捕収チヤンバ４１，４２を有
    する壁３９は該ホイールを包囲しており、該壁
    は、半径方向に延長する該前面羽根部分４７ａと
    隣接羽根部分４８との接合点に近接して該２つの
    チヤンバ間の共通の円形状境界を提供するように
    延長しており、これによつてコンプレツサ・ホイ
    ール４６の作動時に羽根の半径方向に延長する前
    面羽根部分４７ａが低温低圧の空気を移動させて
    捕収チヤンバ４１に入れ、隣接羽根部分４８が高
    温高圧の空気を移動させて捕収チヤンバ４２に入
    れるようになつており、該羽根の各々の前面羽根
    部分４７ａは、対応する隣接羽根部分４８から分
    離しているが、縁部において係合しており、該前
    面羽根部分４７ａは、該駆動シヤフト１４から分
    離しているが、該隣接羽根部分４８を支持するコ
    ンプレツサ・ホイール部分５２に対して表面接触
    関係で取付けられた状態でハブ５１から半径方向
    に延長しており、該ハブの裏面と前面羽根部分４
    ７ａと後縁とはくり抜かれており、該くり抜き
    は、該ハブ５１の裏面と該前面羽根部分４７ａの
    隣接後縁とにより定められた輪かくを円錘形状と
    するように形成され、止ナツト５３が該シヤフト
    に締め付けられハブ５１に係合し該ハブ５１を該
    コンプレツサ・ホイール部分に押圧し、これによ
    り該前面羽根部分４７ａが隣接羽根部分４８の
    各々に対し振動制動力を加えるようになしたこと
    を特徴とする二重捕収チヤンバを有するターボチ
    ヤージヤコンプレツサ。
JP1981103485U 1971-11-26 1981-07-14 Expired JPS6128077Y2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US00202136A US3829235A (en) 1971-11-26 1971-11-26 Turbocharger compressor with dual collector chambers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5736397U JPS5736397U (ja) 1982-02-25
JPS6128077Y2 true JPS6128077Y2 (ja) 1986-08-20

Family

ID=22748632

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP47117275A Pending JPS4864507A (ja) 1971-11-26 1972-11-24
JP1981103485U Expired JPS6128077Y2 (ja) 1971-11-26 1981-07-14

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP47117275A Pending JPS4864507A (ja) 1971-11-26 1972-11-24

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