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(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】6242833
(24)【登録日】2017年11月17日
(45)【発行日】2017年12月6日
(54)【発明の名称】排気タービン過給機
(51)【国際特許分類】
F02B 39/14 20060101AFI20171127BHJP
F01D 25/16 20060101ALI20171127BHJP
【ＦＩ】
F02B39/14 F
F02B39/14 D
F01D25/16 D
F01D25/16 E
【請求項の数】8
【全頁数】15
(21)【出願番号】特願2015-59825(P2015-59825)
(22)【出願日】2015年3月23日
(65)【公開番号】特開2016-180324(P2016-180324A)
(43)【公開日】2016年10月13日
【審査請求日】2016年11月9日
(73)【特許権者】
【識別番号】000006208
【氏名又は名称】三菱重工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100089118
【弁理士】
【氏名又は名称】酒井 宏明
(74)【代理人】
【識別番号】100118762
【弁理士】
【氏名又は名称】高村 順
(72)【発明者】
【氏名】吉田 正
(72)【発明者】
【氏名】平谷 文人
(72)【発明者】
【氏名】和田 康弘
(72)【発明者】
【氏名】岩佐 幸博
(72)【発明者】
【氏名】松尾 一馬
(72)【発明者】
【氏名】松本 岩男
【審査官】
齊藤 彬
(56)【参考文献】
【文献】
特開平０８−２８４６７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１１−０４３１３９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１４−１５２６３５（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平０６−０６６２９８（ＪＰ，Ａ）
【文献】
実開昭５９−０８８２２７（ＪＰ，Ｕ）
【文献】
実開昭５７−０８７１２３（ＪＰ，Ｕ）
【文献】
実開平０２−０４６０２８（ＪＰ，Ｕ）
【文献】
国際公開第２０１４／１３１４１３（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｆ０２Ｂ ３９／１４
Ｆ０１Ｄ ２５／１６
２５／１８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
タービンと、
コンプレッサと、
前記タービンと前記コンプレッサとを同軸上に連結する回転軸と、
前記タービンと前記コンプレッサと前記回転軸を収容するハウジングと、
前記回転軸における前記タービン側の端部と前記コンプレッサ側の端部を前記ハウジング内でそれぞれ回転自在に支持するタービン側軸受及びコンプレッサ側軸受と、
前記タービン側軸受と前記コンプレッサ側軸受に潤滑油を供給する潤滑油供給通路と、
基端部が前記タービン側軸受より前記タービン側の空間部に連通して先端部が前記回転軸を収容する空間部に連通する潤滑油排出通路と、
を備え、
前記ハウジングにおける前記タービン側軸受より前記タービン側で前記回転軸より下方に潤滑油貯留部が設けられ、前記潤滑油貯留部は、前記回転軸の周方向に沿って一定の深さで形成される溝部であり、前記潤滑油排出通路は、基端部が前記溝部の底部に連通する、
ことを特徴とする排気タービン過給機。
コンプレッサと、
前記タービンと前記コンプレッサとを同軸上に連結する回転軸と、
前記タービンと前記コンプレッサと前記回転軸を収容するハウジングと、
前記回転軸における前記タービン側の端部と前記コンプレッサ側の端部を前記ハウジング内でそれぞれ回転自在に支持するタービン側軸受及びコンプレッサ側軸受と、
前記タービン側軸受と前記コンプレッサ側軸受に潤滑油を供給する潤滑油供給通路と、
基端部が前記タービン側軸受より前記タービン側の空間部に連通して先端部が前記回転軸を収容する空間部に連通する潤滑油排出通路と、
を備え、
前記ハウジングにおける前記タービン側軸受より前記タービン側で前記回転軸より下方に潤滑油貯留部が設けられ、前記潤滑油貯留部は、前記回転軸の周方向に沿って一定の深さで形成される溝部であり、前記潤滑油排出通路は、基端部が前記溝部の底部に連通する、
ことを特徴とする排気タービン過給機。
【請求項2】
前記ハウジングと前記タービンのボス部との間に第１シール部が設けられ、前記潤滑油排出通路は、基端部が前記タービン側軸受と前記第１シール部との間の空間部に連通することを特徴とする請求項１に記載の排気タービン過給機。
【請求項3】
前記ハウジングと前記タービンの翼部との間に第２シール部が設けられ、前記第１シール部と前記第２シール部との間の空間部にシール空気を供給するシール空気供給通路が設けられることを特徴とする請求項２に記載の排気タービン過給機。
【請求項4】
前記ハウジングにおける前記タービン側軸受と前記第１シール部との間の空間部の周囲に前記潤滑油貯留部が設けられることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の排気タービン過給機。
【請求項5】
前記潤滑油貯留部に対向する前記回転軸に径方向に突出する油切部が設けられることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の排気タービン過給機。
【請求項6】
前記潤滑油貯留部に対向する前記タービンのボス部に軸方向または径方向に突出する油切部が設けられることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の排気タービン過給機。
【請求項7】
前記潤滑油排出通路は、先端部が前記回転軸を収容する空間部の縦壁に開口することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の排気タービン過給機。
【請求項8】
前記ハウジングの下部から排出される潤滑油を前記潤滑油供給通路に供給する潤滑油循環ラインが設けられることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の排気タービン過給機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、エンジンから排出される排ガスを用いて過給を行う排気タービン過給機に関するものである。
【背景技術】
【0002】
過給機は、タービンとコンプレッサとが回転軸により一体に連結され、このタービン及びコンプレッサがハウジング内に回転自在に収容されて構成されている。排気ガスは、ハウジング内に供給され、タービンを回転することで回転軸が駆動回転し、コンプレッサを駆動する。コンプレッサは、外部から空気を吸入し、羽根車で加圧して圧縮空気とし、この圧縮空気をディーゼル機関などに供給する。
【0003】
このような圧縮機にて、回転軸は、タービン側の軸受とコンプレッサ側の軸受によりハウジングに回転自在に支持されており、この各軸受に対して外部から潤滑油が供給されている。この場合、タービンは、高温の排気ガスに接触することから加熱され、軸受を介して潤滑油が加熱されて高温度になる。潤滑油が高温になると、固化して回転軸や軸受に付着して炭化したり、白煙が発生したりするなど、回転軸を適正に回転自在に支持することが困難となる。
【0004】
このような問題を解決するものとして、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に記載された過給機は、ケーシングにタービンに隣接させて冷却空気室を設け、この冷却空気室にコンプレッサが圧送する外気の一部を送り込む冷却空気通路を接続すると共に、冷却空気室にケーシングとタービン羽根車との間の空間に通じる吐出口を設けたものである。そのため、冷却空気室の吐出口からケーシング内に冷却空気が供給されることで、軸受や潤滑系統などを冷却することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許第４２４７０８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
タービンとコンプレッサを連結する回転軸は、各軸受によりハウジングに回転自在に支持され、この各軸受に対して外部から潤滑油が供給されている。ところが、ハウジング内のタービン側が負圧になることから、タービン側の軸受に供給された潤滑油がタービン側に漏洩するおそれがある。
【0007】
本発明は上述した課題を解決するものであり、潤滑油のタービン側への漏洩を抑制する排気タービン過給機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記の目的を達成するための本発明の排気タービン過給機は、タービンと、コンプレッサと、前記タービンと前記コンプレッサとを同軸上に連結する回転軸と、前記タービンと前記コンプレッサと前記回転軸を収容するハウジングと、前記回転軸における前記タービン側の端部と前記コンプレッサ側の端部を前記ハウジング内でそれぞれ回転自在に支持するタービン側軸受及びコンプレッサ側軸受と、前記タービン側軸受と前記コンプレッサ側軸受に潤滑油を供給する潤滑油供給通路と、基端部が前記タービン側軸受より前記タービン側の空間部に連通して先端部が前記回転軸を収容する空間部に連通する潤滑油排出通路と、を備えることを特徴とするものである。
【0009】
従って、潤滑油は、潤滑油供給通路を通してタービン側軸受とコンプレッサ側軸受に供給される。タービン側軸受に供給された潤滑油は、タービン側の負圧により吸引されようとする。ところが、タービン側軸受よりタービン側の空間部から回転軸を収容する空間部に連通する潤滑油排出通路が設けられていることから、タービン側軸受に供給された潤滑油は、このタービン側軸受と回転軸との軸受面を潤滑した後、潤滑油排出通路を通して回転軸を収容する空間部側に排出されることとなり、潤滑油のタービン側への漏洩を抑制することができる。
【0010】
本発明の排気タービン過給機では、前記ハウジングと前記タービンのボス部との間に第１シール部が設けられ、前記潤滑油排出通路は、基端部が前記タービン側軸受と前記第１シール部との間の空間部に連通することを特徴としている。
【0011】
従って、ハウジングとタービンのボス部との間に第１シール部が設けられることから、タービン側軸受に供給された潤滑油は、この第１シール部によりタービン側への漏洩を抑制することができる。
【0012】
本発明の排気タービン過給機では、前記ハウジングと前記タービンの翼部との間に第２シール部が設けられ、前記第１シール部と前記第２シール部との間の空間部にシール空気を供給するシール空気供給通路が設けられることを特徴としている。
【0013】
従って、シール空気は、シール空気供給通路を通して第１シール部と第２シール部との間の空間部に供給され、第１シール部を通った一部のシール空気が前記タービン側軸受の空間部に流動することとなり、タービン側軸受に供給された潤滑油は、このシール空気によりタービン側への漏洩を抑制することができる。
【0014】
本発明の排気タービン過給機では、前記ハウジングにおける前記タービン側軸受と前記第１シール部との間の空間部の周囲に潤滑油貯留部が設けられ、前記潤滑油排出通路は、基端部が前記潤滑油貯留部に連通することを特徴としている。
【0015】
従って、タービン側軸受に供給された潤滑油は、この空間部に設けられた潤滑油貯留部に一時的に貯留された後、潤滑油排出通路から回転軸を収容する空間部側に排出されることとなり、潤滑油のタービン側への漏洩を抑制することができる。
【0016】
本発明の排気タービン過給機では、前記潤滑油貯留部は、前記タービン側軸受と前記第１シール部との間の空間部の下方に周方向に沿って凹部形状をなして設けられることを特徴としている。
【0017】
従って、潤滑油貯留部をこの空間部の下方に周方向に沿って凹部形状をなして設けることで、必要最小限の位置に潤滑油貯留部を設けることで、加工コストの増加を抑制することができる。
【0018】
本発明の排気タービン過給機では、前記潤滑油貯留部に対向する前記回転軸に径方向に突出する油切部が設けられることを特徴としている。
【0019】
従って、タービン側軸受に供給された潤滑油は、回転軸の表面を伝って移行するが、回転軸に油切部が設けられることで、回転軸の表面を伝って移行する潤滑油がこの油切部により回転軸から離脱して潤滑油貯留部に落下することとなり、潤滑油のタービン側への漏洩を抑制することができる。
【0020】
本発明の排気タービン過給機では、前記潤滑油貯留部に対向する前記タービンのボス部に軸方向または径方向に突出する油切部が設けられることを特徴としている。
【0021】
従って、タービン側軸受に供給された潤滑油は、回転軸の表面を伝って移行するが、タービンのボス部に油切部が設けられることで、回転軸の表面を伝って移行する潤滑油がこの油切部により回転軸から離脱して潤滑油貯留部に落下することとなり、潤滑油のタービン側への漏洩を抑制することができる。
【0022】
本発明の排気タービン過給機では、前記潤滑油排出通路は、先端部が前記回転軸を収容する空間部の縦壁に開口することを特徴としている。
【0023】
従って、タービン側軸受に供給された潤滑油は、潤滑油排出通路から回転軸を収容する空間部側の縦壁に形成された開口から排出されることとなり、潤滑油を効率良く排出することができる。
【0024】
本発明の排気タービン過給機では、前記ハウジングの下部から排出される潤滑油を前記潤滑油供給通路に供給する潤滑油循環ラインが設けられることを特徴としている。
【0025】
従って、ハウジングに排出された潤滑油は、潤滑油循環ラインにより潤滑油供給通路に戻されることとなり、回転軸を収容する空間部を負圧とすることができ、タービン側軸受に供給された潤滑油を潤滑油排出通路から効率良く排出することができる。
【発明の効果】
【0026】
本発明の排気タービン過給機によれば、タービン側軸受よりタービン側の空間部から回転軸を収容する空間部に連通する潤滑油排出通路を設けるので、潤滑油のタービン側への漏洩を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【発明を実施するための形態】
【0028】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る排気タービン過給機の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。
【0030】
第１実施形態にて、排気タービン過給機は、コンプレッサとタービンが一体に回転するように連結されて構成され、舶用ディーゼル機関から排出された排ガスによりタービンが回転し、タービンの回転が伝達されてコンプレッサが回転し、このコンプレッサが燃焼用気体を圧縮してエンジンに供給するものである。
【0031】
図１に示すように、排気タービン過給機１１は、タービン１２とコンプレッサ１３とが回転軸１４により一体に連結され、ハウジング１５内に回転自在に収容されている。
【0032】
ハウジング１５は、中空形状をなし、タービン１２を収容する第１空間部Ｓ１と、コンプレッサ１３を収容する第２空間部Ｓ２と、回転軸１４を収容する第３空間部Ｓ３とが区画されている。ハウジング１５の第３空間部Ｓ３は、第１空間部Ｓ１と第２空間部Ｓ２との間に位置し、回転軸１４が配置されている。この回転軸１４は、タービン１２側の端部がタービン側軸受であるラジアル軸受２１により回転自在に支持され、コンプレッサ１３側の端部がコンプレッサ側軸受であるラジアル軸受２２及びスラスト軸受２３により回転自在に支持されている。
【0033】
回転軸１４は、軸方向における一端部にタービンディスク２４が固定されており、タービンディスク２４は、第１空間部Ｓ１に収容され、外周部に軸流型をなす複数のタービン翼２５が周方向に所定間隔で設けられている。
【0034】
ハウジング１５は、タービン翼２５に対して排気ガスの入口通路２６と排気ガスの出口通路２７が設けられている。また、ハウジング１５は、入口通路２６とタービン翼２５との間にタービンノズル２８が設けられており、このタービンノズル２８により静圧膨張された軸方向の排気ガス流が複数のタービン翼２５に導かれることで、タービン１２を駆動回転することができる。
【0035】
回転軸１４は、軸方向における他端部に、コンプレッサ羽根車３１が固定されており、コンプレッサ羽根車３１は、第２空間部Ｓ２に収容され、外周部に複数のブレード３２が周方向に所定間隔で設けられている。
【0036】
ハウジング１５は、コンプレッサ羽根車３１に対して空気取込口３３と圧縮空気吐出口３４が設けられている。また、ハウジング１５は、コンプレッサ羽根車３１と圧縮空気吐出口３４との間にディフューザ３５が設けられている。コンプレッサ羽根車３１により圧縮された空気は、ディフューザ３５を通って排出される。
【0037】
従って、舶用ディーゼル機関からの排気ガスは、排気ガスの入口通路２６を通り、タービンノズル２８により静圧膨張され、軸方向の排気ガス流が複数のタービン翼２５に導かれることで、この複数のタービン翼２５が固定されたタービンディスク２４を介してタービン１２が駆動回転する。そして、複数のタービン翼２５を駆動した排気ガスは、出口通路２７から外部に排出される。一方、タービン１２により回転軸１４が回転すると、一体のコンプレッサ羽根車３１が回転し、空気取込口３３を通って空気が吸入される。この吸入された空気は、コンプレッサ羽根車３１で加圧されて圧縮空気となり、この圧縮空気は、ディフューザ３５を通り、圧縮空気吐出口３４から舶用ディーゼル機関に供給される。
【0038】
また、排気タービン過給機１１にて、ハウジング１５は、ラジアル軸受２１，２２とスラスト軸受２３に潤滑油を供給する潤滑油供給通路４０が設けられている。潤滑油供給通路４０は、ハウジング１５の上部に径方向に沿う第１供給通路４１と、ハウジング１５の上部に軸方向に沿う第２供給通路４２と、ラジアル軸受２１に連通する第３供給通路４３と、ラジアル軸受２２に連通する第４供給通路４４と、スラスト軸受２３に連通する第５供給通路４５とから構成されている。そして、第１供給通路４１は、基端部が潤滑油タンク（図示略）に連結され、先端部が第２供給通路４２に連通し、第２供給通路４２は、第３供給通路４３と第４供給通路４４と第５供給通路４５の基端部に連通している。
【0039】
ラジアル軸受２１，２２は、内周面により回転軸１４を回転自在に支持しており、外周部に第３供給通路４３と第４供給通路４４の先端部がそれぞれ連結されている。ラジアル軸受２１，２２は、第３供給通路４３と第４供給通路４４から供給された潤滑油を回転軸１４の外周面に導く通路２１ａ，２２ａが形成されている。
【0040】
一方、ハウジング１５は、第３空間部Ｓ３の下方に潤滑油排出管４６の基端部が連結されており、この潤滑油排出管４６の先端部はオイルパン（図示略）に連結されている。そして、オイルパンの潤滑油を潤滑油タンクに供給する潤滑油循環ライン４７が設けられ、この潤滑油循環ライン４７にオイルポンプ４８とオイルフィルタ４９が設けられている。
【0041】
ハウジング１５は、タービン１２におけるタービンディスク２４のボス部２４ａとの間に第１シール部としてのラビリンスシール５１が設けられている。また、ハウジング１５は、タービン１２におけるタービンディスク２４の翼部２４ｂとの間に第２シール部としてのラビリンスシール５２が設けられている。そして、ハウジング１５は、ラビリンスシール５１とラビリンスシール５２との間の第４空間部Ｓ４にシール空気を供給するシール空気供給通路５３が設けられている。シール空気供給通路５３は、シール空気室５４と、連通路５５とから構成されている。
【0042】
そして、本実施形態では、潤滑油供給通路４０の第３供給通路４３から通路２１ａを通してラジアル軸受２１と回転軸１４との間に供給された潤滑油を回収し、第３空間部Ｓ３に排出する潤滑油排出通路６０が設けられている。
【0044】
排気タービン過給機１１にて、図２から図４に示すように、潤滑油排出通路６０は、ハウジング１５における回転軸１４の下方に設けられている。潤滑油排出通路６０は、ハウジング１５の径方向に沿う第１排出通路６１と、ハウジング１５の軸方向に沿う第２排出通路６２とから構成されている。潤滑油排出通路６０は、第１排出通路６１の基端部がラジアル軸受２１よりタービンディスク２４側の第５空間部Ｓ５に連通し、先端部が第２排出通路６２の基端部に連通し、第２排出通路６２の先端部が回転軸１４を収容する第３空間部Ｓ３に連通している。この第５空間部Ｓ５は、ラジアル軸受２１とラビリンスシール５１とにより区画された空間部であり、リング形状をなしており、潤滑油排出通路６０は、第１排出通路６１の基端部がこの閉塞された第５空間部Ｓ５に連通し、第２排出通路６２の先端部が第３空間部Ｓ３における縦壁１５ａに開口している。
【0045】
また、ハウジング１５は、この第５空間部Ｓ５の周囲に潤滑油貯留部としてのオイルポケット６３が設けられており、潤滑油排出通路６０は、第１排出通路６１の基端部がオイルポケット６３に連通している。オイルポケット６３は、ハウジング１５における第５空間部Ｓ５の下方に周方向に沿って凹部形状をなして設けられている。即ち、オイルポケット６３は、回転軸１４におけるタービンディスク２４との連結部にある段付部１４ａに対する径方向の外側に対向して設けられている。オイルポケット６３は、回転軸１４の中心より下方に設けられ、回転軸１４の周方向に沿って一定の深さで形成される溝部６３ａにより構成される。潤滑油排出通路６０は、第１排出通路６１の基端部が溝部６３ａの底部に開口している。
【0046】
なお、オイルポケット６３の形状は、上述したものに限定されるものではない。図５は、オイルポケットの変形例を表す断面図である。
【0047】
図５に示すように、オイルポケット６４は、ハウジング１５における第５空間部Ｓ５の下方に周方向に沿って凹部形状をなして設けられている。オイルポケット６４は、回転軸１４の中心より下方に設けられ、回転軸１４の周方向に沿って深さが変わるように形成される溝部６４ａにより構成される。溝部６４ａは、回転軸１４の下方位置で最も深く、回転軸１４の側方位置に向けて深さが浅くなるように形成されている。
【0048】
このように構成された排気タービン過給機１１では、潤滑油タンクから潤滑油供給通路４０に供給された潤滑油は、第１供給通路４１及び第２供給通路４２を通して第３供給通路４３、第４供給通路４４、第５供給通路４５に供給される。そして、第３供給通路４３は、ラジアル軸受２１に給油し、第４供給通路４４は、ラジアル軸受２２に給油し、第５供給通路４５は、スラスト軸受２３に給油する。
【0049】
一方、シール空気供給通路５３に供給されたシール空気は、シール空気室５４から連通路５５を通してラビリンスシール５１とラビリンスシール５２との間の第４空間部Ｓ４に供給される。すると、この第４空間部Ｓ４に供給されたシール空気は、ハウジング１５やタービンディスク２４などを冷却した後、一部がラビリンスシール５２の隙間から出口通路２７側に流れ、一部がラビリンスシール５１の隙間から第５空間部Ｓ５側へ流れる。
【0050】
このとき、ラジアル軸受２１に給油された潤滑油は、ラジアル軸受２１と回転軸１４との支持面を潤滑した後、回転軸１４の外周面を第３空間部Ｓ３側に移行し、遠心力により離散してハウジング１５の下方に落下する。しかし、一部の潤滑油が回転軸１４の外周面を第５空間部Ｓ５側に移行するおそれがある。一方で、第４空間部Ｓ４に供給されたシール空気の一部がラビリンスシール５２の隙間から第５空間部Ｓ５側へ流れる。すると、回転軸１４の外周面を伝って第５空間部Ｓ５側に移行した潤滑油は、第４空間部Ｓ４からラビリンスシール５１の隙間を通って第５空間部Ｓ５に流れるシール空気により堰き止められ、オイルポケット６３に貯留される。
【0051】
そして、排気タービン過給機１１の駆動時は、潤滑油循環ライン４７のオイルポンプ４８が作動することから、この潤滑油循環ライン４７の基端部が連結された第３空間部Ｓ３は負圧状態に維持される。そのため、第３空間部Ｓ３の負圧が潤滑油排出通路６０を通してオイルポケット６３に作用する。すると、このオイルポケット６３に貯留されている潤滑油が吸引され、この潤滑油がシール空気と共に潤滑油排出通路６０を通して第３空間部Ｓ３に排出される。その結果、第５空間部Ｓ５に侵入した潤滑油は、オイルポケット６３から潤滑油排出通路６０を通して第３空間部Ｓ３に排出され、第４空間部Ｓ４側に移行することが抑制される。
【0052】
このように第１実施形態の排気タービン過給機にあっては、タービン１２とコンプレッサ１３と回転軸１４とハウジング１５を設けると共に、回転軸１４におけるタービン１２側の端部とコンプレッサ１３側の端部をハウジング１５内でそれぞれ回転自在に支持するラジアル軸受２１，２２と、ラジアル軸受２１，２２に潤滑油を供給する潤滑油供給通路４０と、基端部がラジアル軸受２１よりタービン１２側の第５空間部Ｓ５に連通して先端部が回転軸１４を収容する第３空間部Ｓ３に連通する潤滑油排出通路６０とを設けている。
【0053】
従って、潤滑油は、潤滑油供給通路４０を通してラジアル軸受２１，２２に供給される。ラジアル軸受２１に供給された潤滑油は、タービン１２側が負圧であることから、このラジアル軸受２１と回転軸１４との軸受面を潤滑した後、タービン１２側に吸引される。ところが、ラジアル軸受２１よりタービン１２側の第５空間部Ｓ５から回転軸１４を収容する第３空間部Ｓ３に連通する潤滑油排出通路６０が設けられていることから、ラジアル軸受２１を潤滑した潤滑油は、潤滑油排出通路６０を通して第３空間部Ｓ３側に排出されることとなり、潤滑油のタービン１２側への漏洩を抑制することができる。
【0054】
第１実施形態の排気タービン過給機では、ハウジング１５とタービンディスク２４のボス部２４ａとの間にラビリンスシール５１を設け、潤滑油排出通路６０の基端部をラジアル軸受２１とラビリンスシール５１との間の第５空間部Ｓ５に連通している。ラジアル軸受２１に供給された潤滑油は、このラビリンスシール５１によりタービン１２側への漏洩を抑制することができる。
【0055】
第１実施形態の排気タービン過給機では、ハウジング１５とタービンディスク２４の外周部（翼部）２４ｂとの間にラビリンスシール５２を設け、ラビリンスシール５１とラビリンスシール５２との間の第４空間部Ｓ４にシール空気を供給するシール空気供給通路５３を設けている。従って、シール空気は、シール空気供給通路５３を通して第４空間部Ｓ４に供給され、ラビリンスシール５１を通った一部のシール空気が第５空間部Ｓ５に流動することとなり、ラジアル軸受２１に供給された潤滑油は、このシール空気によりタービン１２側への漏洩を抑制することができる。
【0056】
第１実施形態の排気タービン過給機では、ハウジング１５におけるラジアル軸受２１とラビリンスシール５１との間の第５空間部Ｓ５の周囲にオイルポケット６３を設け、潤滑油排出通路６０の基端部をオイルポケット６３に連通している。従って、ラジアル軸受２１に供給された潤滑油は、この第５空間部Ｓ５に設けられたオイルポケット６３に一時的に貯留された後、潤滑油排出通路６０から第３空間部Ｓ３側に排出されることとなり、潤滑油のタービン１２側への漏洩を抑制することができる。
【0057】
第１実施形態の排気タービン過給機では、オイルポケット６３をラジアル軸受２１とラビリンスシール５１との間の第５空間部Ｓ５の下方に周方向に沿って凹部形状をなして設けている。従って、オイルポケット６３をハウジング１５における必要最小限の個所に設けることで、加工コストの増加を抑制することができる。
【0058】
第１実施形態の排気タービン過給機では、潤滑油排出通路６０の先端部を第３空間部Ｓ３の縦壁１５ａに開口している。従って、ラジアル軸受２１に供給された潤滑油は、潤滑油排出通路６０から第３空間部Ｓ３側の縦壁１５ａに形成された開口から排出されることとなり、潤滑油を効率良く排出することができる。
【0059】
第１実施形態の排気タービン過給機では、ハウジング１５の下部から排出される潤滑油を潤滑油供給通路４０に供給する潤滑油循環ライン４７を設けている。従って、ハウジング１５に排出された潤滑油は、潤滑油循環ライン４７により潤滑油供給通路４０に戻されることとなり、第３空間部Ｓ３を負圧に維持することができ、ラジアル軸受２１に供給された潤滑油を潤滑油排出通路６０から効率良く排出することができる。
【0061】
第２実施形態において、図６に示すように、ラジアル軸受２１（図１参照）と回転軸１４との間に供給された潤滑油を回収して第３空間部Ｓ３（図１参照）に排出する潤滑油排出通路６０が設けられている。ハウジング１５は、第５空間部Ｓ５の周囲に潤滑油貯留部としてのオイルポケット６３が設けられており、潤滑油排出通路６０は、第１排出通路６１の基端部がオイルポケット６３に連通している。オイルポケット６３は、回転軸１４におけるタービンディスク２４の段付部１４ａに対する径方向の外側に対向して設けられている。
【0062】
そして、回転軸１４は、オイルポケット６３に対向する外周面に径方向の外方に突出する油切リング（油切部）７１が設けられている。この油切リング７１は、回転軸１４の段付部１４ａの外周部に円板形状をなして一体に形成されている。即ち、油切リング７１は、外径が段付部１４ａを含めた回転軸１４の外径より大きい寸法に設定されている。
【0063】
そのため、潤滑油がラジアル軸受２１に供給されると、ラジアル軸受２１と回転軸１４との支持面を潤滑した後、回転軸１４の外周面を第３空間部Ｓ３側に移行し、遠心力により離散してハウジング１５の下方に落下する。一方、シール空気が第４空間部Ｓ４に供給されると、一部がラビリンスシール５１の隙間から第５空間部Ｓ５側へ流れる。
【0064】
すると、回転軸１４の外周面を伝って第５空間部Ｓ５側に移行した潤滑油は、第４空間部Ｓ４からラビリンスシール５１の隙間を通って第５空間部Ｓ５に流れるシール空気により堰き止められ、オイルポケット６３に貯留される。このとき、回転軸１４に油切リング７１が設けられていることから、回転軸１４の外周面を伝って第５空間部Ｓ５側に移行した潤滑油は、この油切リング７１の外周部からオイルポケット６３に落下しやすくなる。
【0065】
そして、第３空間部Ｓ３が負圧状態に維持されていることから、オイルポケット６３に貯留されている潤滑油が吸引され、この潤滑油がシール空気と共に潤滑油排出通路６０を通して第３空間部Ｓ３に排出される。
【0066】
このように第２実施形態の排気タービン過給機にあっては、ハウジング１５における第５空間部Ｓ５の周囲にオイルポケット６３を設け、第３空間部Ｓ３に連通する潤滑油排出通路６０の基端部をオイルポケット６３に連通し、オイルポケット６３に対向する回転軸１４に径方向に突出する油切リング７１を設けている。
【0067】
従って、潤滑油がラジアル軸受２１に供給されると、回転軸１４との軸受面を潤滑した後、回転軸１４の外周面を伝って第５空間部Ｓ５側に移行するが、回転軸１４に油切リング７１が設けられることから、回転軸１４の表面の潤滑油は、この油切リング７１により回転軸１４から離脱してオイルポケット６３に落下することとなり、この潤滑油を潤滑油排出通路６０により第３空間部Ｓ３側に適正に排出することができる。
【0069】
第３実施形態において、図７に示すように、ラジアル軸受２１（図１参照）と回転軸１４との間に供給された潤滑油を回収して第３空間部Ｓ３（図１参照）に排出する潤滑油排出通路６０が設けられている。ハウジング１５は、第５空間部Ｓ５の周囲に潤滑油貯留部としてのオイルポケット６３が設けられており、潤滑油排出通路６０は、第１排出通路６１の基端部がオイルポケット６３に連通している。オイルポケット６３は、回転軸１４におけるタービンディスク２４の段付部１４ａに対する径方向の外側に対向して設けられている。
【0070】
そして、タービン１２のタービンディスク２４は、オイルポケット６３に対向するボス部２４ａの外周面に切欠部７２により軸方向に突出する油切突起部７３が設けられている。タービンディスク２４のボス部２４ａは、回転軸１４の段付部１４ａ側の端面に半円形断面形状をなす切欠部７２が周方向に沿って形成されることで、ボス部２４ａの外周部に軸方向における段付部１４ａ側に突出する油切突起部（油切部）７３が周方向に沿って設けられている。即ち、油切突起部７３は、外径が段付部１４ａを含めた回転軸１４の外径より大きい寸法に設定されている。
【0071】
そのため、潤滑油がラジアル軸受２１に供給されると、ラジアル軸受２１と回転軸１４との支持面を潤滑した後、回転軸１４の外周面を第３空間部Ｓ３側に移行し、遠心力により離散してハウジング１５の下方に落下する。一方、シール空気が第４空間部Ｓ４に供給されると、一部がラビリンスシール５１の隙間から第５空間部Ｓ５側へ流れる。
【0072】
すると、回転軸１４の外周面を伝って第５空間部Ｓ５側に移行した潤滑油は、第４空間部Ｓ４からラビリンスシール５１の隙間を通って第５空間部Ｓ５に流れるシール空気により堰き止められ、オイルポケット６３に貯留される。このとき、タービンディスク２４のボス部２４ａに油切突起部７３が設けられていることから、回転軸１４の外周面を伝って第５空間部Ｓ５側に移行した潤滑油は、この油切突起部７３の外周部からオイルポケット６３に落下しやすくなる。
【0073】
そして、第３空間部Ｓ３が負圧状態に維持されていることから、オイルポケット６３に貯留されている潤滑油が吸引され、この潤滑油がシール空気と共に潤滑油排出通路６０を通して第３空間部Ｓ３に排出される。
【0074】
このように第３実施形態の排気タービン過給機にあっては、ハウジング１５における第５空間部Ｓ５の周囲にオイルポケット６３を設け、第３空間部Ｓ３に連通する潤滑油排出通路６０の基端部をオイルポケット６３に連通し、オイルポケット６３に対向するタービンディスク２４のボス部２４ａに軸方向に突出する油切突起部７３を設けている。
【0075】
従って、潤滑油がラジアル軸受２１に供給されると、回転軸１４との軸受面を潤滑した後、回転軸１４の外周面を伝って第５空間部Ｓ５側に移行するが、タービンディスク２４のボス部２４ａに油切突起部７３が設けられることから、回転軸１４の表面の潤滑油は、この油切突起部７３により回転軸１４から離脱してオイルポケット６３に落下することとなり、この潤滑油を潤滑油排出通路６０により第３空間部Ｓ３側に適正に排出することができる。
【0077】
第４実施形態において、図８に示すように、ラジアル軸受２１（図１参照）と回転軸１４との間に供給された潤滑油を回収して第３空間部Ｓ３（図１参照）に排出する潤滑油排出通路６０が設けられている。ハウジング１５は、第５空間部Ｓ５の周囲に潤滑油貯留部としてのオイルポケット６３が設けられており、潤滑油排出通路６０は、第１排出通路６１の基端部がオイルポケット６３に連通している。オイルポケット６３は、回転軸１４におけるタービンディスク２４の段付部１４ａに対する径方向の外側に対向して設けられている。
【0078】
そして、回転軸１４とタービン１２のタービンディスク２４との間に、オイルポケット６３に対向して径方向の外方に突出する油切リング（油切部）７４が設けられている。この油切リング７４は、回転軸１４の段付部１４ａとタービンディスク２４のボス部２４ａとの間で、円板形状をなし、且つ、外周部が先細となるテーパ形状をなしている。即ち、油切リング７４は、外径が段付部１４ａを含めた回転軸１４の外径やボス部２４ａの外径より大きい寸法に設定されている。
【0079】
そのため、潤滑油がラジアル軸受２１に供給されると、ラジアル軸受２１と回転軸１４との支持面を潤滑した後、回転軸１４の外周面を第３空間部Ｓ３側に移行し、遠心力により離散してハウジング１５の下方に落下する。一方、シール空気が第４空間部Ｓ４に供給されると、一部がラビリンスシール５１の隙間から第５空間部Ｓ５側へ流れる。
【0080】
すると、回転軸１４の外周面を伝って第５空間部Ｓ５側に移行した潤滑油は、第４空間部Ｓ４からラビリンスシール５１の隙間を通って第５空間部Ｓ５に流れるシール空気により堰き止められ、オイルポケット６３に貯留される。このとき、回転軸１４とタービンディスク２４との間に油切リング７４が設けられていることから、回転軸１４の外周面を伝って第５空間部Ｓ５側に移行した潤滑油は、この油切リング７４の外周部からオイルポケット６３に落下しやすくなる。
【0081】
そして、第３空間部Ｓ３が負圧状態に維持されていることから、オイルポケット６３に貯留されている潤滑油が吸引され、この潤滑油がシール空気と共に潤滑油排出通路６０を通して第３空間部Ｓ３に排出される。
【0082】
このように第４実施形態の排気タービン過給機にあっては、ハウジング１５における第５空間部Ｓ５の周囲にオイルポケット６３を設け、第３空間部Ｓ３に連通する潤滑油排出通路６０の基端部をオイルポケット６３に連通し、オイルポケット６３に対向する回転軸１４とタービンディスク２４との間に径方向に突出する油切リング７４を設けている。
【0083】
従って、潤滑油がラジアル軸受２１に供給されると、回転軸１４との軸受面を潤滑した後、回転軸１４の外周面を伝って第５空間部Ｓ５側に移行するが、回転軸１４とタービンディスク２４との間に油切リング７４が設けられることから、回転軸１４の表面の潤滑油は、この油切リング７４により回転軸１４から離脱してオイルポケット６３に落下することとなり、この潤滑油を潤滑油排出通路６０により第３空間部Ｓ３側に適正に排出することができる。
【0084】
なお、この実施形態にて、潤滑油排出通路６０を、ハウジング１５の径方向に沿う第１排出通路６１とハウジング１５の軸方向に沿う第２排出通路６２とから構成したが、この構成に限定されるものではない。例えば、第２排出通路をハウジング１５の軸方向に対して径方向の外側に傾斜したものとしてもよく、潤滑油を自重により効率良く排出することができる。また、潤滑油排出通路自体を傾斜した通路としたり、湾曲した通路などとしたりしてもよい。
【0085】
また、上述した実施形態にて、ハウジング１５における第５空間部Ｓ５の周囲に潤滑油貯留部としてのオイルポケット６３を設けたが、オイルポケット６３の形状は各実施形態に限定されるものではない。また、潤滑油貯留部を設けずに、潤滑油排出通路６０の基端部を第５空間部Ｓ５に直接連通してもよく、この場合、潤滑油排出通路６０の内径を第５空間部Ｓ５に向けて徐々に拡大することが望ましい。
【符号の説明】
【0086】
１１ 排気タービン過給機１２ タービン
１３ コンプレッサ
１４ 回転軸
１５ ハウジング
２１ ラジアル軸受（タービン側軸受）
２２ ラジアル軸受（コンプレッサ側軸受）
２３ スラスト軸受
４０ 潤滑油供給通路
４１ 第１供給通路
４２ 第２供給通路
４３ 第３供給通路
４４ 第４供給通路
４５ 第５供給通路
４６ 潤滑油排出管
４７ 潤滑油循環ライン
５１ ラビリンスシール（第１シール部）
５２ ラビリンスシール（第２シール部）
５３ シール空気供給通路
５４ シール空気室
５５ 連通路
６０ 潤滑油排出通路
６１ 第１排出通路
６２ 第２排出通路
６３，６４ オイルポケット（潤滑油貯留部）
７１，７４ 油切リング（油切部）
７２ 切欠部
７３ 油切突起部（油切部）
Ｓ１ 第１空間部
Ｓ２ 第２空間部
Ｓ３ 第３空間部
Ｓ４ 第４空間部
Ｓ５ 第５空間部