特開 2023-21057 ターボチャージャの案内装置及びターボチャージャ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023021057

(43)【公開日】2023-02-09

(54)【発明の名称】ターボチャージャの案内装置及びターボチャージャ

(51)【国際特許分類】

   F02B 37/24 20060101AFI20230202BHJP

【ＦＩ】

F02B37/24

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2022120634

(22)【出願日】2022-07-28

(31)【優先権主張番号】10 2021 119 780.5

(32)【優先日】2021-07-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(71)【出願人】

【識別番号】510153962

【氏名又は名称】マン・エナジー・ソリューションズ・エスイー

【氏名又は名称原語表記】ＭＡＮ ＥＮＥＲＧＹ ＳＯＬＵＴＩＯＮＳ ＳＥ

【住所又は居所原語表記】Ｓｔａｄｔｂａｃｈｓｔｒ．１ ８６１５３ Ａｕｇｓｂｕｒｇ，ＧＥＲＭＡＮＹ

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】マルクス・バウム

【テーマコード（参考）】

3G005

【Ｆターム（参考）】

3G005EA04

3G005EA16

3G005FA60

3G005GB15

3G005GB24

3G005GB81

3G005GB88

(57)【要約】

【課題】ターボチャージャの新式の案内装置と、当該案内装置を有するターボチャージャとを創出する。
【解決手段】各ガイドベーン１２が、ブレード板１３及びブレード脚部１４を有している複数のガイドベーン１２と、ガイドベーン１２のためのキャリア１１であって、各ガイドベーン１２が、そのブレード脚部１４を通じてキャリア１１に取り付けられているキャリア１１と、を有するターボチャージャの案内装置１０であって、キャリア１１は、各ガイドベーン１２に関して、底壁２０及び周りを取り巻く側壁２１を備えた溝又はスロット状の凹部１９を有しており、各ガイドベーン１２は、そのブレード脚部１４を通じて、ブレード脚部１４のブレード板１３に背向する壁２２が、各凹部１９の底壁２０に当接するように、各凹部１９にはめ込まれており、各ガイドベーン１２は、前そのブレード脚部１４に配設された固定手段２４を通じて、キャリア１１に固定されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガイドベーン（１２）それぞれが、ブレード板（１３）及びブレード脚部（１４）を有している複数のガイドベーン（１２）と、
前記ガイドベーン（１２）のためのキャリア（１１）であって、前記ガイドベーン（１２）それぞれが、前記ガイドベーンのブレード脚部（１４）を通じて前記キャリア（１１）に取り付けられているキャリア（１１）と、
を有するターボチャージャの案内装置（１０）において、
前記キャリア（１１）は、前記ガイドベーン（１２）それぞれに関して、底壁（２０）及び周りを取り巻く側壁（２１）を備えた溝又はスロット状の凹部（１９）を有しており、
前記ガイドベーン（１２）それぞれは、前記ガイドベーンのブレード脚部（１４）を通じて、前記ブレード脚部（１４）の前記ブレード板（１３）に背向する壁（２２）が、前記凹部（１９）それぞれの前記底壁（２０）に当接するように、前記凹部（１９）それぞれにはめ込まれており、
前記ガイドベーン（１２）それぞれが、前記ガイドベーンの前記ブレード脚部（１４）に配設された固定手段（２４）を通じて、前記キャリア（１１）に固定されていることを特徴とする案内装置（１０）。

【請求項2】

前記固定手段（２４）それぞれが、前記ガイドベーン（１２）それぞれの前記ブレード脚部（１４）の凹部（２５）にはめ込まれたプランジャであることを特徴とする、請求項１に記載の案内装置。

【請求項3】

前記プランジャそれぞれの係合体（２６）は、前記ガイドベーン（１２）それぞれの前記ブレード脚部（１４）が、前記キャリア（１１）のそれぞれ溝又はスロット状の凹部（１９）にはめ込まれる際に、前記キャリア（１１）の前記凹部（１９）それぞれの前記底壁（２０）に対して平行に変位可能であることを特徴とする、請求項２に記載の案内装置。

【請求項4】

前記プランジャそれぞれの前記係合体（２６）が、前記キャリア（１１）の前記凹部（１９）それぞれの周りを取り巻く側壁（２１）の刻み目又はノッチ（２８）に係合することを特徴とする、請求項２又は３に記載の案内装置。

【請求項5】

前記プランジャが、スプリングプランジャであることを特徴とする、請求項２から４のいずれか一項に記載の案内装置。

【請求項6】

前記固定手段（２４）それぞれがネジであり、前記ネジは、前記ガイドベーン（１２）それぞれの前記ブレード脚部（１４）を貫通し、前記キャリア（１１）のそれぞれ溝又はスロット状の凹部（１９）の前記底壁（２０）を通って、前記キャリア（１１）内に突出していることを特徴とする、請求項１に記載の案内装置。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか一項に記載の案内装置（１０）を有するターボチャージャ。

【請求項8】

前記案内装置（１０）のキャリア（１１）が、前記ターボチャージャの機能的に別個のアセンブリであることを特徴とする、請求項７に記載のターボチャージャ。

【請求項9】

前記案内装置（１０）の前記キャリア（１１）が、機能的に、前記ターボチャージャのアセンブリ、特に前記ターボチャージャのインサート又は軸受ハウジング又は密閉カバーに統合されていることを特徴とする、請求項７に記載のターボチャージャ。

【請求項10】

前記案内装置（１０）が、前記ターボチャージャのタービンの案内装置であるか、又は、前記ターボチャージャの圧縮機の案内装置であることを特徴とする、請求項７から９のいずれか一項に記載のターボチャージャ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ターボチャージャの案内装置に関する。本発明はさらに、案内装置を有するターボチャージャに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１からは、圧縮機又はタービンとして構成されたターボ機械の案内装置が知られている。当該案内装置は、ガイドベーンキャリア及び複数のガイドベーンを有している。ガイドベーンは、ブレード脚部とブレード板とを有している。ガイドベーンは、そのブレード脚部で、ガイドベーンキャリアに取り付けられており、各ガイドベーンは、ガイドベーンキャリアの凹部にはめ込まれている。この際、ガイドベーン脚部は、ガイドベーンキャリアの凹部に受容される。この際、各ガイドベーンは、ガイドベーンキャリアを完全に貫通する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】独国特許出願公開第１０２０１７２１５８７４号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

以上を前提として、本発明の課題は、ターボチャージャの新式の案内装置と、当該案内装置を有するターボチャージャと、を創出することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明によると、本課題は、請求項１に記載のターボチャージャの案内装置によって解決される。本発明によると、各ガイドベーンのキャリアは、底壁及び周りを取り巻く側壁を備えた溝又はスロット状の凹部を有しており、各ガイドベーンは、そのブレード脚部を通じて、各凹部に、ブレード板に背向するブレード脚部の壁が、各凹部の底壁に当接するようにはめ込まれており、各ガイドベーンは、そのブレード脚部に配設された固定手段を通じて、キャリアに固定されている。

【0006】

本発明に係る案内装置では、ガイドベーンは、単独で又は個々に製造されたアセンブリとして構成されている。ガイドベーンは、案内装置のキャリアに固定されており、具体的には、キャリアの溝又はスロット状の凹部にはめ込まれたガイドベーンのブレード脚部を通じて固定されている。ガイドベーン脚部を通じて、ガイドベーンをキャリアに固定するために、ガイドベーンのガイドベーン脚部に配設された固定手段が用いられる。本発明に係る案内装置は、容易かつ安価に製造され得る。摩耗した場合には、個別にブレードを交換することができる。

【0007】

好ましくは、各固定手段は、各ガイドベーンのブレード脚部の凹部にはめ込まれたプランジャである。各プランジャの係合体は、各ガイドベーンのブレード脚部を、キャリアのそれぞれ溝又はスロット状の凹部にはめ込む際に、キャリアの各凹部の底壁に対して平行に変位可能であり、各プランジャの係合体は、キャリアの各凹部の周りを取り巻く側壁の刻み目又はノッチに係合する。各ガイドベーンをプランジャを通じて固定することが、特に好ましい。プランジャが流路に到達し、ターボチャージャの他のアセンブリを損傷する危険は存在しない。

【0008】

本発明に係るターボチャージャは、請求項７に規定されている。

【0009】

好ましくは、案内装置のキャリアは、機能的に、ターボチャージャのアセンブリ、特にターボチャージャのインサート又は軸受ハウジング又は密閉カバーに統合されている。案内装置のキャリアをターボチャージャの他のアセンブリと統合することによって、個別のキャリアを用いずにすむ。これによって、各アセンブリの数、及び、ターボチャージャの重量を低下させることが可能である。

【0010】

本発明の好ましいさらなる発展形態は、従属請求項及び以下の説明から明らかである。

【0011】

本発明の実施例を、図面を用いて詳細に説明するが、これに限定されるべきではない。この際、示されているのは以下の図である。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明に係るターボチャージャの第１の案内装置を示す斜視図である。

【図2】図１に係る案内装置のガイドベーンを示す斜視図である。

【図3】ガイドベーンの領域における、図１に係る案内装置を部分的に示す横断面図である。

【図4】本発明に係るターボチャージャの第２の案内装置を示す斜視図である。

【図5】図４に係る案内装置のガイドベーンを示す斜視図である。

【図6】ガイドベーンの領域における、図４に係る案内装置を部分的に示す横断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明は、ターボチャージャの案内装置に関する。案内装置は、ターボチャージャの圧縮機の案内装置か、又は、ターボチャージャのタービンの案内装置でもあり得る。典型的には、圧縮機の案内装置は、流れの側において、圧縮機のインペラの下流に配置されている。ターボチャージャのタービンの案内装置は、流れの方向において見て、典型的にはタービンのインペラの上流に配置されている。

【0014】

図１から図３は、本発明に係るターボチャージャの第１の案内装置１０の異なる見方及び詳細を示している。案内装置１０は、キャリア１１と複数のガイドベーン１２とを有しており、図１には、２つのガイドベーン１２が例として示されている。図２は、ガイドベーン１２を単独で示している。

【0015】

各ガイドベーン１２は、ブレード板１３及びブレード脚部１４を有している。ブレード板１３は、流れ入口側縁部１５及び流れ出口側縁部１６、並びに、流れ入口側縁部１５と流れ出口側縁部１６との間に延在する、流れ誘導面１７、１８を含んでおり、流れ誘導面１７、１８は、典型的にはブレード板１３の吸込側及び圧縮側として構成されている。

【0016】

案内装置１０のキャリア１１は、各ガイドベーン１２に関して、底壁２０及び周りを取り巻く側壁２１を備えた溝又はスロット状の凹部１９を有している。各ガイドベーン１２は、そのブレード脚部１４を通じて、各ガイドベーン１２のブレード脚部１４のブレード板１３に背向する壁２２が、キャリア１１の各凹部１９の底壁２０に当接するように、各凹部１９にはめ込まれている。さらに、各ガイドベーン１２のブレード脚部１４の周りを取り巻く周縁部２３は、キャリア１１の各凹部１９の周りを取り巻く側壁２１に当接している。

【0017】

各ガイドベーン１２が、そのそれぞれのブレード脚部１４を通じて、キャリア１１のそれぞれ溝又はスロット状の凹部１９にはめ込まれている場合、各ガイドベーン１２は、ガイドベーン１２のブレード脚部１４に配設された固定手段２４を通じて、キャリア１１に固定されている。

【0018】

図１から図３の実施例においては、各固定手段２４は、各ガイドベーン１２のブレード脚部１４の凹部２５にはめ込まれたプランジャである。この際、プランジャ２４は、係合要素２６を有するスプリングプランジャであり、プランジャ２４は、バネ要素２７の弾力に反して変位可能であり、具体的には、各ガイドベーン１２がはめ込まれている各凹部１９の底壁２０に対して平行に変位可能である。

【0019】

各ガイドベーン１２が、そのブレード脚部１４を通じて、キャリア１１の各凹部１９にはめ込まれるべきである場合、プランジャ２４の係合要素２６は、バネ要素２７の弾力に反して、底壁２０に対して平行に、ブレード脚部１４内に押し込まれ、各ガイドベーン１２のブレード脚部１４の壁２２が凹部１９の底壁２０に全面で当接している場合、各凹部１９の周りを取り巻く側壁２１のノッチ又は刻み目２８に係合する。

【0020】

このようなスプリングプランジャを通じて、各ガイドベーン１２は、係合接続又はクリップによる接続の形で、案内装置１０のキャリア１１の各凹部１９にはめ込まれ、キャリア１１に固定され得る。

【0021】

図４から図６は、本発明に係るターボチャージャの案内装置１０の第２の実施例を示しており、以下において、図４、図５及び図６では、図１、図２及び図３と同じアセンブリには同じ参照符号が用いられる。

【0022】

不要な繰り返しを回避するために、図４から図６の実施例を図１から図３の実施例とは異なるものとしている詳細部分のみを取り上げることにする。

【0023】

図４、図５及び図６の実施例では、キャリア１１への各ガイドベーン１２の固定に用いられる各固定手段２４は、ネジとして構成されている。図６によると、当該ネジは、各ガイドベーン１２のブレード脚部１４を貫通して、ブレード脚部１４のブレード板１３に背向する壁２２と、各凹部１９の底壁２０と、を通って、キャリア１１内に進入している。すなわち、図１、図２及び図３では、固定手段２４は、各凹部１９の底壁２０に対して平行に延在している一方で、図４、図５及び図６では、固定手段２４は、各凹部１９の底壁２０に対して垂直に延在している。

【0024】

本発明は、案内装置１０だけではなく、当該案内装置１０を有するターボチャージャにも関している。この際、図１、図２及び図３に係る案内装置１０が好ましい。なぜなら、固定手段２４は、意図に反して解除されることがなく、流路の領域に到達し得ないからである。

【0025】

キャリア１１は、ターボチャージャの機能的に別個のアセンブリであるか、又は、ターボチャージャの別のアセンブリに機能的に統合されたアセンブリである。好ましくは、キャリア１１は、ターボチャージャのインサート又は軸受ハウジング又は密閉カバーによって供給される。

【0026】

案内装置１０は、ターボチャージャの圧縮機の案内装置であるか、又は、ターボチャージャのタービンの案内装置でもあり得る。

【0027】

ガイドベーン１２は別個に、例えば鋳造、付加製造によって、又は、混合した製造法によっても製造される。さらに、キャリア１１が別個に製造される。ガイドベーン１２は、キャリア１１の凹部１９にはめ込まれ、各固定手段２４を通じて、キャリア１１に固定される。この際、図１、図２及び図３の実施形態が好ましい。

【符号の説明】

【0028】

１０ 案内装置
１１ キャリア
１２ ガイドベーン
１３ ブレード板
１４ ブレード脚部
１５ 流れ入口側縁部
１６ 流れ出口側縁部
１７ 流れ誘導面
１８ 流れ誘導面
１９ 凹部
２０ 底壁
２１ 側壁
２２ 壁
２３ 周縁部
２４ 固定要素
２５ 凹部
２６ 係合手段
２７ バネ要素
２８ 刻み目

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【外国語明細書】