特許 5883885 調整フラップ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5883885

(24)【登録日】2016年2月12日

(45)【発行日】2016年3月15日

(54)【発明の名称】調整フラップ装置

(51)【国際特許分類】

   F02B 37/00 20060101AFI20160301BHJP

   F02B 39/00 20060101ALI20160301BHJP

【ＦＩ】

   F02B37/00 500B

   F02B39/00 D

【請求項の数】14

【全頁数】7

(21)【出願番号】特願2013-551985(P2013-551985)

(86)(22)【出願日】2012年1月10日

(65)【公表番号】特表2014-503754(P2014-503754A)

(43)【公表日】2014年2月13日

(86)【国際出願番号】US2012020721

(87)【国際公開番号】WO2012102854

(87)【国際公開日】20120802

【審査請求日】2014年7月15日

(31)【優先権主張番号】102011009610.8

(32)【優先日】2011年1月27日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】500124378

【氏名又は名称】ボーグワーナー インコーポレーテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100093861

【弁理士】

【氏名又は名称】大賀 眞司

(74)【代理人】

【識別番号】100129218

【弁理士】

【氏名又は名称】百本 宏之

(72)【発明者】

【氏名】ステファン・グロスマン

【審査官】 寺川 ゆりか

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭６２−１５２０３３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０９−２８０３８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２２９８８６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｂ ３３／００ − ４１／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

２段排気ガスターボチャージャのタービンハウジングとエンジンの排気マニホールドとの間のフランジ接続部（２）の調整フラップ装置（１）であって、
前記フランジ接続部（２）に配置された接続開口部（６）を開閉するために開位置と閉位置との間で旋回可能である調整フラッププレート（５）を有し、
前記接続開口部（６）に配置されるインサートリング（７）を有し、
シール装置（８）を有し、
前記シール装置（８）が２つのＶリング（８Ａ、８Ｂ）を有し、第１のＶリング（８Ａ）が、前記接続開口部（６）に隣接して設けられた第１の溝（９）に配置され、前記第２のＶリング（８Ｂ）が、前記フランジ接続部（２）に前記第１の溝（９）から半径方向外側に間隔を空けて配置される第２の溝（１０）に配置される、調整フラップ装置（１）。

【請求項2】

前記第１の溝（９）が前記フランジ接続部（２）に配置される、請求項１に記載の調整フラップ装置。

【請求項3】

前記第１の溝（９）が前記タービンハウジングのフランジに配置される、請求項１又は２に記載の調整フラップ装置。

【請求項4】

前記フランジが低圧タービン（４）のフランジ（２Ｂ）である、請求項３に記載の調整フラップ装置。

【請求項5】

前記フランジが高圧タービン（１３）のフランジである、請求項３に記載の調整フラップ装置。

【請求項6】

前記第１の溝（９）が前記排気マニホールド（３）のフランジに配置される、請求項１又は２に記載の調整フラップ装置。

【請求項7】

前記第１の溝（９）が前記インサートリング（７）に配置される、請求項１に記載の調整フラップ装置。

【請求項8】

前記第２の溝（１０）が前記タービンハウジングのフランジに配置される、請求項１に記載の調整フラップ装置。

【請求項9】

前記第２の溝（１０）の前記フランジが低圧タービン（４）のフランジ（２Ｂ）である、請求項８に記載の調整フラップ装置。

【請求項10】

前記第２の溝（１０）の前記フランジが高圧タービン（１３）のフランジである、請求項８に記載の調整フラップ装置。

【請求項11】

前記第２の溝（１０）が前記排気マニホールド（３）のフランジ（２Ａ）に配置される、請求項８に記載の調整フラップ装置。

【請求項12】

前記調整フラッププレート（５）が円形である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の調整フラップ装置。

【請求項13】

前記インサートリング（７）が予荷重下にある、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の調整フラップ装置。

【請求項14】

前記第１のＶリング（８Ａ）及び／又は前記第２のＶリング（８Ｂ）が予荷重下にある、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の調整フラップ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、請求項１の前提部に記載の調整フラップ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

前記タイプの調整フラップ装置は、排気ガスターボチャージャのタービンハウジングとエンジンの排気マニホールドとの間のフランジ接続部に設けることができる。特に、このような調整フラップ装置は、２段ターボチャージャ装置の低圧タービンのタービンハウジングとエンジンの排気マニホールドとの間に設けることができる。前記排気マニホールドは、高圧タービンハウジングがねじ接続によって組み込まれるか又は取り付けられている、排気マニホールドモジュールであり得る。公知の調整フラップ装置の場合、フランジ接続部の領域のシールは、クリンプシールによって実現されるが、多数のねじが必要であるので、クリンプシールは非常に面倒な構造である。さらに、前記クリンプシールは、装置全体のパッケージのスペースの観点での問題を生じる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

したがって、本発明の目的は、面倒なクリンプシールの省略を可能にする、請求項１の前提部に規定されたタイプの調整フラップ装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0004】

前記目的は、請求項１の特徴によって達成される。

【0005】

前記解決方法に従って、フランジ接続部に互いに間隔を空けて半径方向に配置された２つのＶリングを有するシール装置が提供される。このため、第１のＶリングは、低圧タービンのタービンハウジングと排気マニホールドとの間の接続開口部に隣接して設けられた溝に配置される。第２のＶリングは、接続開口部の中心点から見て、フランジ接続部に第１の溝から半径方向外側に間隔を空けて配置される第２の溝に配置される。

【0006】

従属請求項は、本発明の有利な改良形態に関する。

【0007】

シール装置の第１の溝は、フランジ接続部又はインサートリングのいずれかに配置することができ、インサートリングは、接続開口部に配置されかつ調整フラップ装置の調整フラッププレートの座部を形成し、両側で当該座部をシールする。

【0008】

第１の溝がフランジ接続部に設けられる場合、前記溝は、どのタイプのフランジ接続部が関連しているかに応じて、タービンハウジングのフランジにあるいはタービンハウジングに接続される排気マニホールドのフランジに配置することができる。

【0009】

本発明による調整フラップ装置が２段ターボチャージャ装置に使用される場合、溝は、低圧タービンのハウジングのフランジまたはエンジンの排気マニホールドのフランジのいずれかに配置することができる。

【0010】

本発明による調整フラップ装置の前記第２の溝は、第１の溝と同じ方法でフランジに配置される。

【0011】

代替可能なすべての装置では、溝内にＶリングを設けることにより、いずれの場合も、Ｖリングが、接続開口部に隣接して位置する溝のリッジによって過度の熱導入から各々保護されるという利点が得られる。

【0012】

１つ以上のＶリングの各々が予荷重下にあることも可能である。

【0013】

調整フラッププレートは円形構造であることが好ましい。

【0014】

本発明のさらなる詳細、特徴及び利点は、図面に基づき例示的な実施形態の以下の説明から理解される。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明による調整フラップ装置の第１の実施形態の図面である。

【図2】本発明による調整フラップ装置の第１の実施形態の図面である。

【図3】本発明による調整フラップ装置の第２の実施形態の図面である。

【図4】本発明による調整フラップ装置の第２の実施形態の図面である。

【図5】本発明による調整フラップ装置の第２の実施形態の図面である。

【図6】２段ターボチャージャ装置の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

図１及び図２は、フランジ接続部２の調整フラップ装置１を示しており、この調整フラップ装置は、実施例では、２段ターボチャージャ装置に使用される。前記２段ターボチャージャ装置のうち、図１及び図２は、出口ダクトを有する排気マニホールド３と、タービンハウジング４Ａを有する低圧タービン４とを示している。

【0017】

排気マニホールド３はフランジ２Ａを有し、タービンハウジング４Ａはフランジ２Ｂを有し、このフランジがフランジ接続部２を形成する。

【0018】

図１及び図２による調整フラップ装置１はまた、開位置と閉位置との間で旋回可能な調整フラッププレート５を有し、ここで、図１及び図２は各々閉位置を示している。調整フラッププレート５は接続開口部６を開閉し、これにより、排気マニホールド３とタービンハウジング４Ａとの間に流れ接続が形成される。この場合、接続開口部６は出口ダクト１１に配置され、ここで、図１及び図２はまた、排気マニホールドの構成部分である接続ダクト１２を示しており、接続ダクトは、図１及び図２の図面から詳細に見ることができるように、高圧タービン（図示せず）のタービンハウジングを低圧タービン４のタービンハウジング４Ａに接続する。

【0019】

図１及び図２はまた、調整フラッププレート５が低圧タービンハウジング４Ａの側面の出口ダクト１１に配置されていることを示している。

【0020】

特に図１の断面図に見ることができるように、図１及び図２に示した閉位置で、出口ダクト１１をシールするために調整フラッププレート５と相互作用するインサートリング７が接続開口部６に配置される。

【0021】

さらに、本発明による調整フラップ１は、本発明によれば２つのＶリング８Ａ及び８Ｂを備えるシール装置８を有する。

【0022】

Ｖリング８Ａは、実施例では、フランジ２Ａに配置されかつ接続開口部６に隣接して設けられる溝９に配置される。

【0023】

第２の溝１０は、フランジ２Ａに前記第１の溝９の外側に半径方向に形成され、第２の溝に、シール装置８の第２のＶリング８Ｂが配置される。この配置の結果、内側Ｖリング８Ａ又は内側Ｖリングシールが出口ダクト１１と接続ダクト１２とを互いに分離し、一方、外側Ｖリング８Ｂ又は外側Ｖリングシールが、フランジ接続部２全体を外側に対してシールするように機能することが達成される。

【0024】

しかし、冒頭に説明したように、実施例でフランジ２Ａに配置された溝は、原理的には、フランジ２Ｂに配置することもできるであろう。

【0025】

調整フラップ装置１の第２の実施形態は、図３〜図５を並べることから見ることができる。図１及び図２の実施形態に対応するすべての部分には、この点に関して、図１及び図２の上記の説明を参照できるように、同一の参照符号が付与される。

【0026】

２つの実施形態の間の差は、内側Ｖリングシール又はＶリング８Ａがインサートリング７に設けられ、そのため、第１の溝９が、前記インサートリング７に配置されることである。このことは、特に図５の拡大詳細図から明らかに理解することができる。従来技術との関連で外側に対するシール作用が改良されるという利点（この利点は図１及び図２による実施形態にも固有である）に加えて、図３〜図５による実施形態により、インサートリング７へのＶリング８Ａの配置の結果として半径方向のスペース節減というさらなる利点が得られる。

【0027】

両実施形態により、従来技術に設けられるものなどの複雑なクリンプシールを排除し得る結果として、設計の簡略化が得られる。

【0028】

第２の実施形態では、不変の外径及び前記スペース節減という利点に加えて、Ｖリング８Ａ及びインサートリング７の監視付き前組立を実施することが可能になり、その結果、排気マニホールド３及びタービンハウジング４Ａの組立に関わる費用が小さくなる。

【0029】

両実施形態では、インサートリング７は予荷重下にあってもよく、これにより、公知のクリンプシールに対して改良されたシール作用が得られる。

【0030】

結果として得られる漏れの低減により、有利には、２段ターボチャージャ装置の高圧段の応答挙動が改良される。その理由は、シールの改良の結果として、調整フラップ５が閉鎖されるときに、出口ダクト１１から接続ダクト１２への排気ガス漏れが減少し、したがって、排気ガスのすべては高圧タービンのみに供給されるからである。

【0031】

本開示を補完するために、排気マニホールド３に接続される２段ターボチャージャ装置ＥＧＴを示す図６が参照される。従来のように、２段ターボチャージャ装置ＥＧＴは、高圧段ＨＰ（高圧ターボチャージャ）及び低圧段ＬＰ（低圧ターボチャージャ）を有する。前記タイプの２段ターボチャージャ装置ＥＧＴはまた、このような装置の他のすべての要素を有することが自明であるが、本発明を説明するためにこれらについて詳細に説明する必要はない。

【0032】

上述の開示に加えて、本明細書では、図１〜図５の概略図が明示的に参照される。

【符号の説明】

【0033】

１ 調整フラップ装置
２ フランジ接続部
２Ａ、２Ｂ フランジ接続部２のフランジ
３ 排気マニホールド
４ 低圧タービン
４Ａ タービンハウジング
５ 調整フラッププレート
６ 接続開口部
７ インサートリング
８ シール装置
８Ａ、８Ｂ Ｖリング／Ｖリングシール
９、１０ 溝
１１ 出口ダクト
１２ 接続ダクト
１３ 高圧タービン
ＥＧＴ ２段排気ガスターボチャージャ装置
ＨＰ 高圧段
ＬＰ． 低圧段

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】