JP3649300B2 - 排気タービン過給機 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、配管やマニホールドを取り付けたままで、内部の回転系をメンテナンスできる排気タービン過給機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の性能向上のために、図４に示すような排気タービン過給機が広く用いられている。この排気タービン過給機は、連結軸１で同軸に連結されたタービンインペラ２とコンプレッサインペラ３、連結軸１を支持する軸受ハウジング４、タービンインペラ２を囲むタービンハウジング５、及びコンプレッサインペラ３を囲むコンプレッサハウジング６からなり、内燃機関の排ガスでタービンインペラを回転させ、その駆動力でコンプレッサインペラを回転駆動して、内燃機関に供給する空気を圧縮（過給）するようになっている。
【０００３】
また、上述した過給機は、通常、内燃機関の近くに設置され、軸受ハウジング４の給油口４ａと排油口４ｂに潤滑油配管７ａ，７ｂが連結され、タービンハウジング５の排気入口５ａと排気出口５ｂに排気マニホールド８ａ，８ｂが連結され、コンプレッサハウジング６の空気出口６ｂに給気マニホールド９ｂが連結された状態で使用される。更に、コンプレッサハウジング６の空気入口６ａには通常、エアフィルタ９ａが取り付けられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
排気タービン過給機は、同軸に連結されたタービンインペラ２とコンプレッサインペラ３が高速（例えば、１０万ｒｐｍ以上）で回転するため、タービンインペラ、コンプレッサインペラ、軸受等の回転系が高速回転により損傷を受けやすく、長期間の安定運転のために、定期的に或いは随時メンテナンスする必要がある。特に、船舶用の大型過給機では、寄港中の短期間でメンテナンスするため、船内で短時間に軸受系を取り外せることが従来から強く要望されていた。
【０００５】
しかし従来の過給機では、メンテナンス時に、タービンインペラ、コンプレッサインペラ、軸受等の回転系を取り外すためには、コンプレッサハウジング６を先ず取り外す必要があり、またコンプレッサハウジング６の空気出口６ｂは給気マニホールド９ｂを介してエンジンに連結されているため、この給気マニホールド９ｂも取り外す必要があった。更に、軸受ハウジング４に連結された潤滑油配管７ａ，７ｂの取り外し作業も必要であった。
【０００６】
そのため、従来の過給機では、タービンインペラ、コンプレッサインペラ、軸受等の回転系を取り外すために、予め取り外す配管やマニホールドが多く、作業が煩雑になり、メンテナンスに時間がかかり過ぎる問題点があった。
【０００７】
本発明はかかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、配管やマニホールドを分解することなく、短時間に内部のタービンインペラ、コンプレッサインペラ、軸受等の回転系を取り出すことができる排気タービン過給機を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、連結軸で同軸に連結されたタービンインペラ及びコンプレッサインペラと、連結軸を支持する軸受ハウジングと、タービンインペラを囲むタービンハウジングと、コンプレッサインペラを囲むコンプレッサハウジングとからなる排気タービン過給機において、前記軸受ハウジングは、潤滑油配管が連結される外側取付脚部と、軸受を内蔵する内側軸受部とからなり、内側軸受部は、軸方向の移動により外側取付脚部に着脱可能であり、前記コンプレッサハウジングは、給気マニホールドが連結される外側連結部と、コンプレッサインペラを囲む内側包囲部とからなり、内側包囲部は、前記内側軸受部よりも大きい円筒形外面で外側連結部と接し、かつ軸方向の移動により外側連結部に着脱可能であり、前記外側取付脚部と内側軸受部は、軸心に対し直角な接合面をそれぞれ有し、外側取付脚部と内側軸受部との間で該接合面を介して軸方向に潤滑油を通すように給油通路，排油通路の両方またはいずれか一方が設けられ、これにより、前記内側包囲部を軸方向に取り外すことで、潤滑油配管と給気マニホールドを取り付けたままで、内側軸受部を軸方向に取り外すことができる、ことを特徴とする排気タービン過給機が提供される。
【０００９】
上記本発明の構成によれば、内側包囲部を軸方向に移動するだけで、給気マニホールドが連結された外側連結部を取り外すことなく、内側包囲部のみを取り外すことができる。また、この内側包囲部は、軸受ハウジングの内側軸受部よりも大きい円筒形外面で外側連結部と接しているので、内側軸受部を軸方向に移動するだけで、潤滑油配管が連結された外側取付脚部を取り外すことなく、給気マニホールドの外側連結部の内側を通して内側軸受部を取り出すことができる。従って、潤滑油配管と給気マニホールドを取り付けたままで、内側包囲部と内側軸受部を取り外すことができ、配管やマニホールドを分解することなく、内部のタービンインペラ、コンプレッサインペラ、軸受等の回転系を短時間に取り出してメンテナンスすることができる。
【００１０】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記接合面には、内側軸受部の軸方向の移動により着脱自在なシールが設けられている。前記外側取付脚部と内側軸受部の接合面は、接合時に互いに密着し、かつその一方にＯリング等の弾性変形するシール機構が設けられている、ことが好ましい。
【００１１】
この構成により、内側軸受部を軸方向に移動するだけで、接合面をメタルコンタクトとＯリング等のシールの２重構造により、強固にシールすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付して使用する。
図１は、本発明による排気タービン過給機の分解状態を示す側面断面図であり、図２は、その部分拡大図である。図１及び図２において、本発明の排気タービン過給機１０は、連結軸１で同軸に連結されたタービンインペラ２及びコンプレッサインペラ３と、連結軸１を支持する軸受ハウジング１２と、タービンインペラ２を囲むタービンハウジング１４と、コンプレッサインペラ３を囲むコンプレッサハウジング１６とからなる。かかる構成は、図４に示した従来の排気タービン過給機と同様である。
【００１３】
図１及び図２において、軸受ハウジング１２は、潤滑油配管７ａ，７ｂが連結される外側取付脚部１２ａと、軸受を内蔵する内側軸受部１２ｂとからなる。内側軸受部１２ｂは、軸方向の移動により外側取付脚部１２ａに着脱可能であり、この図では、内側軸受部１２ｂの一部を軸方向に貫通する取付ボルト１８ａにより、外側取付脚部１２ａに着脱できるようになっている。
【００１４】
また、外側取付脚部１２ａと内側軸受部１２ｂは、軸心に対し直角な接合面２０ａ，２０ｂをそれぞれ有する。接合面２０ａには、潤滑油配管７ａ，７ｂにそれぞれ連通した給排油通路口２１ａ，２１ｂが設けられ、接合面２０ｂには、図示しない軸受に連通した給排油通路口２２ａ，２２ｂが設けられている。給排油通路口２１ａ，２１ｂと給排油通路口２２ａ，２２ｂはそれぞれ互いに一致する位置に設けられており、接合面２０ａ，２０ｂを介して潤滑油を通すようになっている。
【００１５】
接合面２０ａ，２０ｂは、取付ボルト１８ａによる接合時に互いに密着するように構成されている。また、接合面２０ａ，２０ｂには、内側軸受部１２ｂの軸方向の移動により着脱自在なシールが設けられている。このシールは、例えば、図に示すように、接合面２０ａ，２０ｂの一方に設けられたＯリング２３ａであり、両方の結合面が同一平面となる場合に設けるＯリング２３ｂである。この構成により、内側軸受部１２ｂを軸方向に移動するだけで、接合面をメタルコンタクトとＯリング等のシールの２重構造により、強固にシールすることができる。
【００１６】
図１において、コンプレッサハウジング１６は、給気マニホールド９ｂが連結される外側連結部１６ａと、コンプレッサインペラ３を囲む内側包囲部１６ｂとからなる。内側包囲部１６ｂは、軸受ハウジング１２の内側軸受部１２ｂよりも大きい円筒形外面１７で外側連結部１６ａと接している。また、内側包囲部１６ｂは、その軸方向の移動により外側連結部１６ａに着脱可能であり、この図では、内側包囲部１６ｂの一部（フランジ部）を軸方向に貫通する取付ボルト１８ｂにより、外側連結部１６ａに着脱できるようになっている。
【００１７】
更に、図１において、コンプレッサハウジング１６のディフューザ部２４が、コンプレッサハウジング１６とは別になっており、内側包囲部１６ｂの外側連結部１６ａへの取付けにより、内側包囲部１６ｂと内側軸受部１２ｂとの間に挟持され、コンプレッサハウジング１６のディフューザ部を構成するようになっている。
【００１８】
図３は、上述した排気タービン過給機の全体組立断面図である。上述した本発明の構成によれば、取付ボルト１８ｂを外して、内側包囲部１６ｂを軸方向に（この図で左方向に）移動するだけで、給気マニホールド９ｂが連結された外側連結部１６ａを取り外すことなく、内側包囲部１６ｂのみを取り外すことができる。また、この内側包囲部１６ｂは、軸受ハウジング１２の内側軸受部１２ｂよりも大きい円筒形外面１７で外側連結部１６ａと接しているので、内側軸受部１２ｂを軸方向に（この図で左方向に）移動するだけで、潤滑油配管７ａ，７ｂが連結された外側取付脚部１２ａを取り外すことなく、給気マニホールド１６の外側連結部１６ａの内側を通して内側軸受部１２ｂを取り出すことができる。従って、潤滑油配管７ａ，７ｂと給気マニホールド９ｂを取り付けたままで、内側包囲部１６ｂと内側軸受部１２ｂを取り外すことができ、配管やマニホールドを分解することなく、内部のタービンインペラ２、コンプレッサインペラ３、軸受等の回転系を取り外してメンテナンスすることができる。
【００１９】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。
【００２０】
【発明の効果】
上述したように、本発明の排気タービン過給機は、潤滑油配管と給気マニホールドを取り付けたままで、内側包囲部と内側軸受部を取り外すことができ、配管やマニホールドを分解することなく、内部のタービンインペラ、コンプレッサインペラ、軸受等の回転系を取り外してメンテナンスすることができる、等の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による排気タービン過給機の分解状態を示す側面断面図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】本発明による排気タービン過給機の全体組立断面図である。
【図４】従来の排気タービン過給機の側面断面図である。
【符号の説明】
１ 連結軸
２ タービンインペラ
３ コンプレッサインペラ
４ 軸受ハウジング
４ａ 給油口
４ｂ 排油口
５ タービンハウジング
５ａ 排気入口
５ｂ 排気出口
６ コンプレッサハウジング
６ａ 空気入口
６ｂ 空気出口
７ａ，７ｂ 潤滑油配管
８ａ，８ｂ 排気マニホールド
９ａ エアフィルタ
９ｂ 給気マニホールド
１０ 排気タービン過給機
１２ 軸受ハウジング
１２ａ 外側取付脚部
１２ｂ 内側軸受部
１４ タービンハウジング
１６ コンプレッサハウジング
１６ａ 外側連結部
１６ｂ 内側包囲部
１７ 円筒形外面
１８ａ，１８ｂ 取付ボルト
２０ａ，２０ｂ 接合面
２１ａ，２１ｂ 給排油通路口
２２ａ，２２ｂ 給排油通路口
２３ａ，２３ｂ Ｏリング
２４ ディフューザ部

Claims (3)

1. 連結軸で同軸に連結されたタービンインペラ及びコンプレッサインペラと、連結軸を支持する軸受ハウジングと、タービンインペラを囲むタービンハウジングと、コンプレッサインペラを囲むコンプレッサハウジングとからなる排気タービン過給機において、
   前記軸受ハウジングは、潤滑油配管が連結される外側取付脚部と、軸受を内蔵する内側軸受部とからなり、内側軸受部は、軸方向の移動により外側取付脚部に着脱可能であり、
   前記コンプレッサハウジングは、給気マニホールドが連結される外側連結部と、コンプレッサインペラを囲む内側包囲部とからなり、内側包囲部は、前記内側軸受部よりも大きい円筒形外面で外側連結部と接し、かつ軸方向の移動により外側連結部に着脱可能であり、
   前記外側取付脚部と内側軸受部は、軸心に対し直角な接合面をそれぞれ有し、外側取付脚部と内側軸受部との間で該接合面を介して軸方向に潤滑油を通すように給油通路，排油通路の両方またはいずれか一方が設けられ、
   これにより、前記内側包囲部を軸方向に取り外すことで、潤滑油配管と給気マニホールドを取り付けたままで、内側軸受部を軸方向に取り外すことができる、ことを特徴とする排気タービン過給機。
2. 前記接合面には、内側軸受部の軸方向の移動により着脱自在なシールが設けられている、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。
3. 前記外側取付脚部と内側軸受部の接合面は、接合時に互いに密着し、かつその一方にＯリング等の弾性変形するシール機構が設けられている、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。

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