Turbocharger

Abstract

It discloses a seal assembly for a turbomachine, a rotatable component of the seal assembly, an oil seal member of the seal assembly, and a turbomachine. The seal assembly (40) comprises an oil seal member (42). The oil seal member (42) defines an oil seal member cavity (48). The oil seal member (42) comprises an axial extension (54) that extends about and along a central axis (52) of the oil seal member (42). The seal assembly (40) further comprises a rotatable component (44). The rotatable component (44) is at least partly received in the oil seal member cavity (48) and is at least partly received in the opening (53). The rotatable component (44) comprises a main body (68) and a first flange (70) that extends from the main body (68). The first flange (70) defines a first shoulder (76) and a second shoulder (78) between which an annular cavity (79) is defined. At least part of the axial extension (54) is disposed in the annular cavity (79).The sealing assembly works well for sealing.

Description

TurbochargerField of Invention

[0001] The present invention relates to a seal assembly for a turbomachine. The present invention also relates to a seal member for a seal assembly for a turbomachine, to a rotatable component for a seal assembly for a turbomachine, and to a turbomachine.Background

[0002] Turbochargers are well known devices for supplying air to the intake of an internal combustion engine at pressures above atmospheric pressure (boost pressures) . A conventional turbocharger comprises an exhaust gas driven turbine wheel mounted on a rotatable shaft within a turbine housing. Rotation of the turbine wheel rotates a compressor wheel mounted on the other end of the shaft within a compressor housing. The compressor wheel delivers compressed air to the intake manifold of the engine, thereby increasing engine power.

[0003] The turbocharger shaft is conventionally supported by journal and thrust bearings, including appropriate lubricating systems, located within a central bearing housing connected between the turbine and compressor wheel housing. It is desirable to provide an effective sealing arrangement at each end of the rotating shaft to prevent oil leakage from the central bearing housing into the compressor or turbine housing.

[0004] It is one object of the present invention to obviate or mitigate the aforesaid disadvantage.Summary

[0005] In a first aspect of the invention there is provided a seal assembly for a turbomachine. The seal assembly comprises an oil seal member. The oil seal member defines an oil seal member cavity. The oil seal member comprises an axial extension that extends about and along a central axis of the oil seal member. The axial extension at least partially defines an opening of the oil seal member. The seal assembly further comprises a rotatable component. The rotatable component is at least partly received in the oil seal member cavity and is at least partly received in the opening. The rotatable component comprises a main body and a first flange that extends from the main body. The first flange defines a first shoulder and a second shoulder between which an annular cavity is defined. At least part of the axial extension is disposed in the annular cavity.

[0006] The rotatable component may be an oil slinger.

[0007] The oil seal member may be an oil seal plate.

[0008] The annular cavity may extend axially into the first flange.

[0009] The rotatable component may be securable to a shaft of the turbomachine.

[0010] The first shoulder may define a radially inner surface of the annular cavity. The second shoulder may define a radially outer surface of the annular cavity.

[0011] Since at least part of the axial extension is disposed in the annular cavity, and the annular cavity is defined between the first shoulder and the second shoulder, the likelihood of fluid leakage between the rotatable component and the oil seal member in use is advantageously reduced. This is because a flow path defined between the rotatable component in the region of the annular cavity and the axial extension is more complex as compared to conventional assemblies.

[0012] A geometry of a radially inner surface of the axial extension may be complementary to a geometry of the first shoulder.

[0013] The axial protrusion of the first flange may define a radially outer surface of the annular cavity.

[0014] Where the geometry of the radially inner surface of the axial extension is complementary to the geometry of the first shoulder, the likelihood of flow leakage is further reduced. This is because the geometry of the flow path is more complex as a result.

[0015] The radially inner surface of the axial extension may define a stepped portion. A geometry of the stepped portion may be complementary to the geometry of the first shoulder.

[0016] Where the radially inner surface of the axial extension defined a stepped portion, and the geometry of the stepped portion is complementary to the geometry of the first shoulder, a clearance between the stepped portion and the first shoulder is reduced. This advantageously reduces the likelihood of leakage flow.

[0017] A radial length of the annular cavity may be at least 25%and / or up to 50%greater than a radial thickness of a distal end of the axial extension.

[0018] The radial length of the annular cavity may be understood to refer to a radial distance from the first shoulder to the second shoulder.

[0019] Where the radial length of the annular cavity is at least 25%and / or up to 50%greater than the radial thickness of the distal end of the axial extension, likelihood of leakage flow. Within this range, account is made for thermal expansion of the rotatable component and the axial extension, whilst also restricting the flow of fluid.

[0020] A radius of the first shoulder may be at least 30%and / or up to 80%of a radius of the first flange.

[0021] Where the radius of the first shoulder is at least 30%and / or up to 80%of the radius of the first flange, sufficient space is provided for the annular cavity whilst also allowing for sufficient structural integrity of the first flange.

[0022] A radial length of the annular cavity may be at least 5%and / or up to 50%of a radius of the first flange.

[0023] The radial length of the annular cavity may be understood to refer to a distance from the first shoulder to the second shoulder in the radial direction.

[0024] The radial length of the annular cavity influences a total length of the flow path and the structural integrity of the first flange. Where the radial length of the annular cavity is at least 5%and / or up to 50%of the radius of the first flange, a total length of the flow path and the structural integrity of the first flange can be optimised.

[0025] An axial extent of the first shoulder may be offset from an axial extent of the second shoulder.

[0026] Where the axial extent of the first shoulder is offset from the axial extent of the second shoulder, the likelihood of contact between the rotatable component and the axial extension is advantageously reduced. For example, where the rotatable component pivots with respect to the axial extension.

[0027] The first shoulder and the second shoulder may define a respective axial length.

[0028] The axial length of the shoulders may be understood to refer to a distance from a base surface of the annular cavity to an axial extent of the respective shoulder.

[0029] The axial length of the first shoulder may be at least equal to the axial length of the second shoulder and / or up to 100%greater than the axial length of the second shoulder.

[0030] The axial length of the first shoulder being at least equal to the axial length of the second shoulder may be understood to mean that the axial length of the first shoulder is equal to or greater than the axial length of the second shoulder.

[0031] The axial length of the first shoulder may be understood to refer to a distance along the central axis from a base surface of the annular cavity to a distal end of the first shoulder. The axial length of the second shoulder may be understood to refer to a distance along the central axis from a base surface of the annular cavity to a distal end of the second shoulder.

[0032] The axial length of the first shoulder being 100%greater than the axial length of the second shoulder may be understood to mean that the axial length of the first shoulder is two times greater than the axial length of the second shoulder.

[0033] The rotatable component may pivot in use due to external loading. Where the axial length of the first shoulder is at least equal to and / or up to 100%greater than the axial length of the second shoulder, the likelihood of the rotatable component contacting the axial extension of the oil seal member in use is advantageously reduced.

[0034] A ratio of the axial length of the first shoulder to a radial length of the annular cavity may be at least 0.5 and / or up to 0.9. A ratio of the axial length of the second shoulder to a radial length of the annular cavity may be at least 0.3 and / or up to 0.8.

[0035] These ranges advantageously allow a path length of the flow path to be optimised.

[0036] The axial length of the first shoulder may be at least 40%and / or up to 80%of an axial length of the first flange in the region of the first shoulder.

[0037] The axial length of the first flange in the region of the first shoulder may be understood to refer to a distance, along the central axis, from an axial extent of the first shoulder to a back face of the first flange.

[0038] This range advantageously allows the structural robustness of the rotatable component to be optimised against the path length of the flow path.

[0039] The axial length of the second shoulder may be at least 10%and / or up to 60%of an axial length of the first flange in the region of the second shoulder.

[0040] The axial length of the first flange in the region of the second shoulder may be understood to refer to a distance, along the central axis, from an axial extent of the second shoulder to a back face of the first flange.

[0041] This range advantageously allows the structural robustness of the rotatable component to be optimised against the path length of the flow path.

[0042] The rotatable component and the axial extension may together define a labyrinth seal. At least part of the labyrinth may be defined by the annular cavity.

[0043] The labyrinth seal may define a tortuous path.

[0044] The labyrinth seal may comprise at least four turns.

[0045] The labyrinth seal may define at least four turns. The labyrinth seal may comprise or define (exactly) four turns. A ‘turn’ may be understood to refer to a change in direction of a path defined by the labyrinth seal.

[0046] The labyrinth seal comprising, or defining, at least four turns may be understood to mean that the portion of the labyrinth seal that is defined by (only) the rotatable component and the axial extension comprises, or defines, at least four turns. The labyrinth seal may additionally comprise one or more portions that are defined by one or more oil seal rings and the rotatable component. The one or more portions that are defined by the one or more oil seal rings and the rotatable component may comprise or define three turns per oil seal ring. The one or more oil seal rings may comprise at least one and / or up to three oil seal rings. This is in addition to the number of turns that is defined by the portion of the labyrinth seal that is defined by the rotatable component and the axial extension.

[0047] Where the labyrinth seal defines at least four turns, the likelihood of leakage oil flow is advantageously reduced. This is because the path defined by the labyrinth seal is more complex as compared to conventional assemblies.

[0048] An end opening of the labyrinth seal may face into the oil seal member cavity.

[0049] Where the end opening of the labyrinth seal faces into the oil seal member cavity, the likelihood of fluid entering the labyrinth seal is advantageously reduced. This is because, in use, the oil seal member is arranged adjacent a bearing housing, with the oil seal member cavity facing the bearing housing. Therefore, where the end opening of the labyrinth seal faces into the oil seal member cavity, the end opening of the labyrinth seal faces away from the bearing housing.

[0050] The end opening of the labyrinth seal may define a plane that is generally perpendicular to the central axis of the oil seal member.

[0051] Where the end opening of the labyrinth seal defines a plane that is generally perpendicular to the central axis of the oil seal member, the likelihood of fluid entering the labyrinth seal in use is advantageously reduced. This improves the effectiveness of the labyrinth seal.

[0052] A radial spacing between a radially outer surface of the axial extension and the second shoulder may be less than a radial spacing between a radially inner surface of the axial extension and the first shoulder.

[0053] Where the radial spacing between the radially outer surface of the axial extension and the second shoulder is less than the radial spacing between the radially inner surface of the axial extension and the first shoulder, the likelihood of contact between the rotatable component and the axial extension is advantageously reduced.

[0054] The rotatable component may further comprise a second flange. A rotatable component cavity may be defined between the first flange and the second flange.

[0055] Where a rotatable component cavity is defined between the first flange and the second flange, the likelihood of fluid passing between the first flange and the axial extension is advantageously reduced. In use, fluid is able to enter the rotatable component cavity.

[0056] This fluid may pass from a bearing housing and into the seal assembly. Fluid that enters the rotatable component cavity is thrown radially outwardly by virtue of the rotation of the rotatable component. The fluid is thrown against a radially outer wall of the oil seal member. In particular, against a radially inner surface of the radially outer wall of the oil seal member. The thrown fluid then flows along the radially inner surface of the radially outer wall under the effect of gravity and passes to a sump. Therefore, the provision of the rotatable component cavity effectively diverts fluid away from an opening of the path that is defined between the rotatable component and the oil seal member.

[0057] A maximum axial width of the rotatable component cavity may be at least 10%of an axial length of the rotatable component and / or up to 50%of the axial length of the rotatable component.

[0058] The maximum axial width of the rotatable component cavity being at least 10%of the axial length of the rotatable component and / or up to 50%of the axial length of the rotatable component allows the performance of the rotatable component cavity to be optimised. Within this range, the axial width of the rotatable component cavity is sufficiently large such that fluid is able to enter the rotatable cavity but is not so large as to inhibit throwing of fluid that passes into the rotatable component cavity.

[0059] The axial width of the rotatable component cavity may be at least 10%and / or up to 25%of an axial length of the rotatable component.

[0060] The first flange may defines a first sidewall of the rotatable component cavity. An angle between the central axis and the first sidewall may be at least 60 degrees and / or up to 120 degrees.

[0061] This range of angles of the first sidewall advantageously allows a direction along which fluid is thrown to be better controlled.

[0062] The second flange may define a second sidewall of the rotatable component cavity. An angle between the central axis and the second sidewall may be at least 60 degrees and / or up to 120 degrees

[0063] This range of angles of the first sidewall advantageously allows a direction along which oil is thrown to be better controlled.

[0064] The first flange may define an undercut. The undercut may define an axially extending portion of the rotatable component cavity. The undercut may form a part of a base surface of the rotatable component cavity.

[0065] The undercut advantageously provides a volume within which fluid can be stored in use. This may be particularly useful where excessive fluid flows into the seal assembly to provide a reservoir in which fluid can be stored before being thrown from the rotatable component cavity.

[0066] The second flange may define an end face of the rotatable component.

[0067] Where the second flange defines an end face of the rotatable component, the rotatable component cavity is able to better receive fluid that passes from a bearing housing that is disposed adjacent the seal assembly in use.

[0068] A radius of the first flange may be at least 100%and / or up to 200%greater than a radial distance from the central axis to a radially innermost point of the rotatable component cavity.

[0069] This range both allows for sufficient storage of fluid within the rotatable component cavity in use and allows for effective throwing of fluid from the cavity in use.

[0070] A radius of the second flange may be at least 50%and / or up to 200%greater than a radial distance from the central axis to a radially innermost point of the rotatable component cavity.

[0071] This range both allows for sufficient storage of fluid within the rotatable component cavity in use and allows for effective throwing of fluid from the cavity in use.

[0072] The radius of the second flange may be at least 50%and / or up to 175%greater a radial distance from the central axis to a radially innermost point of the rotatable component cavity.

[0073] In a second aspect of the invention there is provided a rotatable component for a seal assembly of a turbomachine. The rotatable component comprises a main body. The main body extends about a central axis. A first flange extends from the main body. An annular cavity is defined between a first shoulder and a second shoulder of the first flange.

[0074] A radial length of the annular cavity may be equal to the radial distance from the first shoulder to the second shoulder.

[0075] The second shoulder may encircle the central axis.

[0076] The rotatable component may be securable to a shaft of the turbomachine.

[0077] The first shoulder may define a radially inner surface of the annular cavity. The second shoulder may define a radially outer surface of the annular cavity.

[0078] A radius of the first shoulder may be at least 30%and / or up to 80%of a radius of the first flange.

[0079] A radial length of the annular cavity may be at least 5%and / or up to 50%of a radius of the first flange.

[0080] An axial extent of the first shoulder may be offset from an axial extent of the second shoulder.

[0081] The axial length of the first shoulder may be at least equal to and / or up to 100%greater than the axial length of the second shoulder.

[0082] A ratio of the axial length of the first shoulder to a radial length of the annular cavity may be at least 0.5 and / or up to 0.9. A ratio of the axial length of the second shoulder to a radial length of the annular cavity may be at least 0.3 and / or up to 0.8.

[0083] The axial depth of the annular cavity may be defined by a distance from a base surface of the annular cavity to an axial extent of the first shoulder and / or to an axial extent of the second shoulder.

[0084] An axial length of the first shoulder may be at least 40%and / or up to 80%of an axial length of the first flange in the region of the first shoulder.

[0085] The axial length of the first flange in the region of the first shoulder may be understood to refer to a distance, along the central axis, from an axial extent of the first shoulder to a back face of the first flange.

[0086] An axial length of the second shoulder may be at least 10%and / or up to 60%of an axial length of the first flange in the region of the second shoulder.

[0087] The axial length of the first flange in the region of the second shoulder may be understood to refer to a distance, along the central axis, from an axial extent of the second shoulder to a back face of the first flange.

[0088] The rotatable component may further comprise a second flange. A rotatable component cavity may be defined between the first flange and the second flange.

[0089] A maximum axial width of the rotatable component cavity may be at least 10%of an axial length of the rotatable component and / or up to 50%of the axial length of the rotatable component.

[0090] The maximum axial width of the rotatable component cavity may be up to 25%of the axial length of the rotatable component.

[0091] The first flange may define a first sidewall of the rotatable component cavity. An angle between the central axis and the first sidewall may be at least 60 degrees and / or up to 120 degrees.

[0092] The second flange may define a second sidewall of the rotatable component cavity. An angle between the central axis and the second sidewall may be at least 60 degrees and / or up to 120 degrees

[0093] The first flange may define an undercut. The undercut may define an axially extending portion of the rotatable component cavity.

[0094] The second flange may define an end face of the rotatable component.

[0095] A radius of the second flange may be greater than a radius of the first flange.

[0096] A radius of the first flange may be at least 100%and / or up to 200%greater than a radial distance from the central axis to a radially innermost point of the rotatable component cavity.

[0097] A radial distance from the central axis to a distal end of the second flange may be at least 50%and / or up to 200%greater than a radial distance from the central axis to a radially innermost point of the cavity.

[0098] In a third aspect of the invention there is provided a seal assembly for a turbomachine. The seal assembly comprises an oil seal member. The oil seal member comprises an oil seal member cavity and an axial extension that extends about and along a central axis of the oil seal member. The axial extension at least partially defines an opening of the oil seal member. The seal assembly further comprises a rotatable component. The rotatable component is at least partly received in the oil seal member cavity and is at least partly received in the opening. The rotatable component comprises a rotatable component cavity that is defined between a first flange and a second flange. The rotatable component and the axial extension together define a labyrinth seal. An end opening of the labyrinth seal adjoins the rotatable component cavity.

[0099] The end opening of the labyrinth seal may directly adjoin the cavity.

[0100] The oil seal member may be an oil seal plate.

[0101] There may be no axial separation between the end opening of the labyrinth seal and the rotatable component cavity.

[0102] The rotatable component may be securable to a shaft of the turbomachine.

[0103] Since the end opening of the labyrinth seal adjoins the rotatable component cavity, the likelihood of fluid entering the end opening of the labyrinth seal in use is advantageously reduced. In particular, the likelihood of fluid entering the end opening of the labyrinth seal in use is advantageously reduced at Iow rotational speeds of the rotatable component. The end opening of the labyrinth seal adjoining the rotatable component cavity reduces the likelihood of fluid falling directly into the end opening of the labyrinth seal. Instead, fluid that falls, for example from a radially outer wall of the oil seal member, travels past the end opening of the labyrinth seal and into the rotatable component cavity. From the rotatable component cavity, the fluid is thrown back out to the radially outer wall of the oil seal member.

[0104] A maximum axial width of the rotatable component cavity may be at least 10%of an axial length of the rotatable component and / or up to 50%of the axial length of the rotatable component.

[0105] The maximum axial width of the rotatable component cavity may be at least 10%of an axial length of the rotatable component and / or up to 25%of the axial length of the rotatable component.

[0106] The first flange may define a first sidewall of the rotatable component cavity. An angle between the central axis and the first sidewall may be at least 60 degrees and / or up to 120 degrees.

[0107] The second flange may define a second sidewall of the rotatable component cavity. An angle between the central axis and the second sidewall may be at least 60 degrees and / or up to 120 degrees

[0108] The axial extension may axially overlap the rotatable component cavity.

[0109] The axial extension may axially overlap the rotatable component cavity by up to 30%of a maximum axial width of the rotatable component cavity.

[0110] The first flange may define an undercut. The undercut may define an axially extending portion of the rotatable component cavity.

[0111] The undercut may adjoin a base of the rotatable component cavity.

[0112] A distal end of the second flange may be disposed radially outboard of the end opening of the labyrinth seal.

[0113] Where the distal end of the second flange is disposed radially outboard of the end opening of the labyrinth seal, the likelihood of fluid entering the end opening of the labyrinth seal is advantageously reduced. This is because the fluid is thrown radially outwardly from a position that is radially beyond the end opening.

[0114] The second flange may define an end face of the rotatable component.

[0115] The second flange may be offset from an end face of the rotatable component.

[0116] The axial extension may comprise a free end that is defined at least in part by a tapered portion.

[0117] The angled portion may define at least part of the end opening of the labyrinth seal.

[0118] The first flange may comprise a tapered portion. The tapered portion may defines at least part of the end opening of the labyrinth seal.

[0119] The tapered portion of the free end of the axial extension may taper in a radially inward or radially outward direction. The tapered portion of the first flange may taper in a radially inward or radially outward direction.

[0120] A radius of the second flange may be greater than a radius of the first flange.

[0121] A radial distance from the central axis to a distal end of the first flange may be at least 50%and / or up to 150%greater than a radial distance from the central axis to a radially innermost point of the cavity.

[0122] A radial distance from the central axis to a distal end of the second flange may be at least 50%and / or up to 200%greater than a radial distance from the central axis to a radially innermost point of the cavity.

[0123] The radial distance from the central axis to the distal end of the second flange may be at least 50%and / or up to 175%greater than the radial distance from the central axis to the radially innermost point of the cavity.

[0124] In a fourth aspect of the invention there is provided an oil seal member for a seal assembly of a turbomachine. The oil seal member comprises a main body. The main body defines an oil seal member cavity. The oil seal member further comprises an axial extension. The axial extension. Extends about and along a central axis of the oil seal member. The axial extension at least partially defines an opening of the oil seal member. A radially inner surface of the axial extension defines a stepped portion. A first part of the stepped portion is configured to be disposed radially outboard of a flange of a rotatable component. A second part of the stepped portion is configured to be disposed axially adjacent to the flange of the rotatable component.

[0125] The oil seal member may be an oil seal plate.

[0126] In a fifth aspect of the invention there is provided a rotatable component for a seal assembly of a turbomachine. The rotatable component comprises a main body that extends about a central axis. The rotatable component further comprises a first flange and a second flange that extend from the main body. The rotatable component further comprises a cavity that is defined between the first flange and the second flange. A maximum axial length of the cavity is at least 10%of an axial length of the rotatable component and less than 25%of the axial length of the rotatable component.

[0127] The axial length of the rotatable component may be understood to refer to a maximum axial length of the rotatable component.

[0128] Since the rotatable component cavity is at least 10%of the axial length of the rotatable component and less than 25%of the axial length of the rotatable component, fluid can enter the rotatable component cavity and be thrown from the rotatable component cavity effectively. Were the rotatable component cavity too narrow, the meniscus of the fluid may prevent the fluid from entering the rotatable component cavity. If fluid were not able to enter the rotatable component cavity, the throwing of fluid from the rotatable component would be impaired. Were the rotatable component cavity too wide, passage of fluid in the rotatable component cavity to the first or second flange, from which the fluid can be thrown, may be impaired.

[0129] The first flange may define a first sidewall of the cavity. An angle between the central axis and the first sidewall may be at least 60 degrees and / or up to 120 degrees.

[0130] The second flange may define a second sidewall of the cavity. An angle between the central axis and the second sidewall may be at least 60 degrees and / or up to 120 degrees

[0131] The first flange may define an undercut. The undercut may define an axially extending portion of the cavity.

[0132] The undercut may adjoin a base of the rotatable component cavity.

[0133] The second flange may define at least part of an end face of the rotatable component.

[0134] The second flange may be offset from an end face of the rotatable component.

[0135] A radius of the second flange may be greater than a radius of the first flange.

[0136] A radial distance from the central axis to a distal end of the first flange may be at least 50%and / or up to 150%greater than a radial distance from the central axis to a radially innermost point of the cavity.

[0137] A radial distance from the central axis to a distal end of the second flange may be at least 50%and / or up to 200%greater than a radial distance from the central axis to a radially innermost point of the cavity.

[0138] The radial distance from the central axis to the distal end of the second flange may be at least 50%and / or up to 175%greater than the radial distance from the central axis to the radially innermost point of the cavity.

[0139] In a sixth aspect of the invention there is provided a turbomachine. The turbomachine comprises a compressor, a bearing housing, and a seal assembly according to the first or third aspect of the invention. The seal assembly is disposed between the compressor and the bearing housing.

[0140] The turbomachine may be a turbocharger, a supercharger, an eMachine, such as an eTurbo, or an eCompressor. The turbomachine may form a part of a system that includes an internal combustion engine, and / or a fuel cell.

[0141] The turbomachine may further comprise a turbine.Brief Description of the Drawings

[0142] Embodiments of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings, in which:

[0143] -Figure 1 shows a schematic drawing of a turbocharger according to an embodiment of the present invention;

[0144] -Figure 2 shows schematic drawing of a portion of the turbocharger of Figure 1 in a region of a seal assembly of the turbocharger;

[0145] -Figure 3 shows a schematic drawing of an oil seal member of the seal assembly of Figure 2;

[0146] -Figure 4 shows a schematic drawing of a rotatable component of the seal assembly of Figure 2;

[0147] -Figure 5 shows a schematic drawing of the oil seal assembly of Figure 2;

[0148] -Figure 6 shows a schematic drawing of an oil seal assembly according to a further embodiment of the invention;

[0149] -Figure 7 shows a schematic drawing of a modified version of the oil seal assembly of Figure 6;

[0150] -Figure 8 shows a schematic drawing of a further modified version of the oil seal assembly of Figure 6;

[0151] -Figure 9 shows a schematic drawing of a further modified version of the oil seal assembly of Figure 6; and

[0152] -Figure 10 shows a schematic drawing of a further modified version of the oil seal assembly of Figure 6.Detailed Description

[0153] Figure 1 is a cross-sectional side view of a turbocharger 2 according to an embodiment of the invention. The turbocharger comprises a turbine 4 joined to a compressor 6 via a bearing housing 8. The turbine 4 comprises a turbine housing 10 and a turbine impeller 12. The compressor 6 comprises a compressor housing 14 and a compressor impeller 16. The turbine impeller 12 and compressor impeller 16 are mounted on opposite ends of a shaft 18 which is supported on radial bearing assemblies 20 (only one of which is labelled in Figure 1) and a thrust bearing 22 within the bearing housing 8.

[0154] The turbine housing 10 is provided with an exhaust gas inlet (not shown) and an exhaust gas outlet 26. The exhaust gas inlet directs incoming exhaust gas to an annular inlet volute 28 surrounding the turbine impeller 12. The exhaust gas flows through the turbine 4 and out of the exhaust gas outlet 26 via the exhaust gas outlet. Rotation of the turbine impeller 12 rotates the compressor impeller 16 which draws in air through an inlet opening 30 of the compressor housing 14 and delivers compressed air to the engine intake via an annular outlet volute 32. The turbine impeller 12, shaft 18 and compressor impeller 16 are co-axial and rotate about a turbocharger axis 34.

[0155] The bearing housing 8 provides a lubricating system that supplies oil to the radial bearing assemblies 20 and the thrust bearing 22. The bearing housing 8 also includes a turbine sealing assembly 38 and a compressor sealing assembly 40. The sealing assemblies 38, 40 seek to prevent oil leaking out of the bearing housing 8 and into the turbine 4 or the compressor 6 respectively. Oil leakage into the compressor 6 is particularly undesirable because any leaked oil may be drawn into the engine intake via the annular outlet volute 32 along with the compressor inlet flow. Oil leakage into an air intake can be damaging to an engine and / or increase engine emissions. The sealing assemblies 38, 40 therefore seek to isolate the bearing housing oil from the turbine 4 and compressor 6. In general, the sealing assemblies 38, 40 are not complete sealing arrangements and so do not entirely prevent the leakage of oil from the bearing housing 8 into the compressor 6 and / or turbine 4. This is due, at least in part, to the relative movement of components as a result of the rotation of the shaft 18, turbine impeller 12 and compressor impeller 16. The compressor sealing assembly 40 comprises an oil baffle 21.

[0156] Referring now to Figure 2, which shows the turbocharger 2 in the region of the compressor seal assembly 40. The compressor sealing assembly 40 comprises an oil seal member 42, a rotatable component 44 and an oil seal ring 46. The oil seal member 42 may be an oil seal plate. The oil seal ring 46 is located in a groove 47 of the rotatable component 44 to reduce the leakage of oil from the bearing housing 8 into the compressor 6 and control blowby gas flow by virtue of small axial clearance between the oil seal ring 46 and the rotatable component 44 and the oil seal ring 46 and the oil seal plate 42. The oil baffle is not shown in the view of Figure 2.

[0157] The oil seal plate 42 defines a cavity 48. The cavity 48 may be referred to as an oil seal plate cavity 48. The oil seal plate 42 comprises a main body 50. The main body 50 extends about a central axis 52 of the oil seal plate 42. When the compressor seal assembly 40 is assembled into the turbocharger 2, the central axis 52 of the oil seal plate 42 is coincident with the turbocharger axis (not shown in Figure 2) . The main body 50 defines a portion of an opening 53 of the oil seal plate 42.

[0158] The rotatable component 44 may be an oil slinger. The rotatable component 44 is secured to the shaft 18. A portion of the rotatable component 44 is received in the cavity 48 of the oil seal plate 42. A portion of the rotatable component 44 is received in the opening 53.

[0159] Referring now to Figure 3, which shows a cross-sectional view of the oil seal plate 42. The oil seal plate 42 comprises a main body 43. The oil seal plate 42 comprises a radially outer wall 55. The radially outer wall comprises a radially inner surface 63. The radially outer wall 55 extends from the main body 43 of the oil seal plate 42. The radially outer wall 55 extends axially from the main body 43 of the oil seal plate 42. The main body 43 may be referred to as an axially extending portion of the oil seal plate 42. The oil seal plate 42 comprises an axial extension 54. The axial extension 54 extends about and along the central axis 52. The axial extension 54 defines a portion of the opening 53 of the oil seal plate 42. However, in other embodiments, the axial extension 54 may define an entirety of the opening 53. The axial extension 54 comprises a proximal end 60 and a distal end 62. The distal end 62 may be referred to as a free end. The proximal end 60 joins the main body 50 of the oil seal plate 42. The distal end 62 is disposed radially outboard of the proximal end 60. The entirety of the distal end 62 may be disposed radially outboard of the proximal end 60. In some embodiments, only a portion of the distal end may be disposed radially outboard of the proximal end 60. The distal end 62 of the axial extension 54 defines a radial thickness.

[0160] The axial extension 54 comprises a radially inner surface 56 and a radially outer surface 58. The radial thickness of the distal end 62 of the axial extension 54 extends from the radially inner surface 56 to the radially outer surface 58 in the region of the distal end 62. The radially inner surface 56 defines a stepped portion 57. The stepped portion 57 comprises a radially extending surface 59 and an axially extending surface 61. In the depicted embodiment, the axially extending surface 61 extends parallel to the central axis 52. However, this need not be the case and in some embodiments the axially extending surface 61 may be non-parallel to the central axis 52 whilst a length of the axially extending surface 61 comprises a component that extends parallel to the central axis 52. In the depicted embodiment, the radially extending surface 59 extends perpendicular to the central axis 52. However, this need not be the case, and in some embodiments the radially extending surface 59 may be non-perpendicular to the central axis 52. Where the radially extending surface 59 is non-perpendicular to the central axis 52, the radially extending surface 59 may also be non-parallel to the central axis 52. In particular, a length of the radially extending surface 59 may comprise a component that extends perpendicular to the central axis 52 and a component that extends parallel to the central axis 52. Furthermore, in some embodiments, the stepped portion 57 need not be provided. Instead, the radially inner surface 56 may define a generally curved profile.

[0161] The radially inner surface 56 further comprises a tapered surface 49. The tapered surface 49 adjoins the radially extending surface 59 of the stepped portion 57. The radially inner surface 56 further comprises an axially extending surface 51. The axially extending surface 51 adjoins the tapered surface 49. The tapered surface 49 tapers linearly from the radially extending surface 59 of the stepped portion 57 to the axially extending surface 51 of the radially inner surface 56. In some embodiments, the tapered surface 49 may define a curved profile. In some embodiments, the tapered surface 49 need not be provided and the radially extending surface 59 of the stepped portion 57 may adjoin the axially extending surface 51.

[0162] The radially outer surface 58 of the axial extension 54 comprises a first axially extending portion 64. The first axially extending portion 64 adjoins the proximal end 60. The radius of the first axially extending portion 64 of the radially outer surface 58 of the axial extension 54 is equal to the radius of the axially extending surface 61 of the stepped portion 57 of the radially inner surface 56 of the axial extension 54. However, this need not be the case. In some embodiments, the radius of the first axially extending portion 64 may be greater than or less than the radius of the axially extending surface 61 of the stepped portion 57. The first axially extending portion 64 extends parallel to the central axis 52. However, in some embodiments, this need not be the case. In particular, the first axially extending portion 64 may not be parallel to the central axis 52, whilst a component of the length of the first axially extending portion 64 comprises a component that extends parallel to the central axis 52. The radially outer surface 58 comprises a second axially extending portion 66. The second axially extending portion 66 adjoins the distal end 62. The radius of the second axially extending portion 66 is greater than the radius of the first axially extending portion 64. The second axially extending portion 66 extends parallel to the central axis 52. However, in some embodiments, this need not be the case. In particular, the second axially extending portion 66 may not be parallel to the central axis 52, whilst a component of the length of the second axially extending portion 66 comprises a component that extends parallel to the central axis 52. The radially outer surface 58 comprises a tapered portion 67. The tapered portion 67 is disposed between and adjoins the first axially extending portion 64 and the second axially extending portion 66. In the present embodiment, the tapered portion 67 is in the form of a chamfer. However, in other embodiments, the tapered portion 67 may take the form of a radius. In other embodiments, the profile of the radially outer surface 58 may take any other suitable form and is not limited to the profile described above. For example, in some embodiments, the radially outer surface 58 may define a curve that extends from the proximal end 62 the distal end 62.

[0163] Referring now to Figure 4, which shows a cross-sectional view of the rotatable component 44. The rotatable component 44 defines a first end 104 and a second end 106. The rotatable component 44 comprises a main body 68. The main body extends about a central axis 71 of the rotatable component 44. When assembled into the compressor seal assembly, the central axis 71 is coincident with the central axis of the oil seal plate (not shown in Figure 4) . Similarly, when the compressor seal assembly is assembled into the turbocharger, the central axis 71 is coincident with the turbocharger axis. However, some variation as to the relative positions of the axes may occur in use. Therefore, in use, the central axis 71 of the rotatable component 44, the central axis of the oil seal plate, and the central axis of the turbocharger may not be perfectly coincident. The central axis 71 of the rotatable component 44, the central axis of the oil seal plate, and the central axis of the turbocharger may remain generally aligned in use.

[0164] The rotatable component 44 comprises a first flange 70. The first flange 70 extends from the main body 68. The first flange 70 defines a radius. The radius of the first flange 70 extends from the central axis 71 to a distal end 73 of the first flange 70. The distal end 73 of the first flange 70 may be understood to refer to a radially outermost point of the first flange 70. The first flange 70 extends radially with respect to the central axis 71. However, in some embodiments, one or more portions of the first flange 70 need not extend radially. The first flange 70 defines a first side 72 and a second side 74. The first side 72 faces towards the first end 104 of the rotatable component 44. The second side 74 faces towards the second end 106 of the rotatable component 44. When the rotatable component 44 is assembled into the compressor seal assembly, the first side 72 faces towards the main body 43 of the oil seal plate 42. When the compressor seal assembly is assembled into the turbocharger, or other type of turbomachine, the first side 72 faces towards the compressor. The second side 74 is generally opposed to the first side 72. When the rotatable component 44 is assembled into the compressor seal assembly, the second side 74 faces out of the cavity 48 of the oil seal plate 42. When the rotatable component 44 is assembled into the turbocharger, or other turbomachine, the second side 74 faces towards the bearing housing.

[0165] The first flange 70 defines a first shoulder 76 and a second shoulder 78. The first shoulder 76 and the second shoulder 78 form a part of the first side 72 of the first flange 70. An annular cavity 79 is defined between the first shoulder 76 and the second shoulder 78. The annular cavity 79 extends into the first side 72 of the first flange 70. The annular cavity 79 extends axially into the first side 72 of the first flange 70. The first shoulder 76 is disposed radially inboard of the second shoulder 78. The first shoulder 76 may be an annular shoulder. The second shoulder 78 may be an annular shoulder. As will be discussed in more detail below, when assembled into the compressor seal assembly, at least part of the axial extension of the oil seal plate (not shown in Figure 4) is disposed in the annular cavity 79. The annular cavity 79 comprises a base surface 81. The annular cavity 79 defines a radial length. The radial length of the annular cavity 79 extends from the first shoulder 76 to the second shoulder 78. The radial length of the annular cavity 79 may be at least 5%and / or up to 50%of the radius of the first flange 70.

[0166] The first shoulder 76 comprises a radially extending portion (or surface) 80. The first shoulder 76 comprises an axially extending portion (or surface) 82. A chamfer 84 is disposed between and adjoins the radially extending portion 80 and the axially extending portion 82. In some embodiments, the chamfer 84 need not be provided, and the radially extending portion 81 may directly adjoin the axially extending portion 82. The axially extending portion 82 is disposed radially outboard of the radially extending portion 80. In some embodiments, the first shoulder 76 may define a generally curved profile.

[0167] The radially extending portion 80 defines an axial extent of the first shoulder 76. The term ‘axial extent’ may be understood to refer to a point of the first shoulder 76 that is disposed furthest away from base surface 81 along a direction that is parallel to the central axis 71. In some embodiments, the axial extent of the first shoulder 76 may be defined by an apex that is disposed between and adjoins the radially extending portion 80 and the axially extending portion 82. The axial extent of the first shoulder 76 is distal the base surface 81 of the annular cavity 79, and so the axial extent of the first shoulder 76 may be referred to as a distal end of the first shoulder 76 along the central axis 71.

[0168] The first shoulder 76 defines an axial length that extends from the base surface 81 of the annular cavity 79 to the axial extent of the first shoulder 76. In the present embodiment, the axial length of the first shoulder 76 extends from the base surface 81 of the annular cavity to the radially extending portion 80 in a direction along the central axis 71. The axial length of the first shoulder 76 may be at least 40%and / or up to 80%of the axial length of the first flange 70 in the region of the first shoulder 76. The axial length of the first flange 70 in the region of the first shoulder 76 may be understood to refer to the distance along the central axis 71 from the second side 74 of the first flange 72 the axial extent of the first shoulder 76, which in the present embodiment is the radially extending portion 80 of the first shoulder 76. The ratio of the axial length of the first shoulder 76 to the radial length of the annular cavity 79 may be at least 0.5 and / or up to 0.9.

[0169] The radially extending portion 80 extends perpendicular to the central axis 71. However, this need not be the case and in some embodiments, the radially extending portion 80 may be non-perpendicular to the central axis 71 whilst the length of the radially extending portion 80 comprises a component that extends perpendicular to the central axis 71. The axially extending portion 82 extends parallel to the central axis 71. However, this need not be the case and in some embodiments, the axially extending portion 82 may be non-parallel to the central axis 71 whilst the length of the axially extending 82 portion comprises a component that extends parallel to the central axis 71.

[0170] A radius of the first shoulder 76 extends from the central axis 71 to the axially extending portion 82. In embodiments where the axially extending portion 82 is non-parallel to the central axis 81, the radius of the first shoulder 76 they be considered to extend from the central axis 71 to a radially outermost point of the axially extending portion 82. The radius of the first shoulder 76 may be at least 30%and / or up to 80%of the radius of the first flange 70.

[0171] The second shoulder 78 comprises a radially extending portion 86. The second shoulder 78 comprises an axially extending portion 88. The radial length of the annular cavity 79 extends from the axially extending portion 82 of the first shoulder 76 to the axially extending portion 88 of the second shoulder 78. An apex 90 is disposed between and adjoins the radially extending portion 86 and the axially extending portion 88. The axial extent of the second shoulder 78 may be considered to defined by the apex 90. In some embodiments, a chamfer or radius may be disposed between and adjoin the radially extending portion 86 and the axially extending portion 88. The radially extending portion 86 is disposed radially outboard of the axially extending portion 88. In some embodiments, the second shoulder 78 may define a generally curved profile.

[0172] The radially extending portion 86 defines an axial extent of the second shoulder 78. The term ‘axial extent’ may be understood to refer to a point of the second shoulder 78 that is disposed furthest away from base surface 81 along a direction that is parallel to the central axis 71. The axial extent of the second shoulder 78 is distal the base surface 81 of the annular cavity 79, and so the axial extent of the second shoulder 78 may be referred to as a distal end of the second shoulder 76 along the central axis 71. In this embodiment, the axial extent of the first shoulder 76 is offset from the axial extent of the second shoulder 78. In particular, the axial extent of the first shoulder 76 is offset from the axial extent of the second shoulder 78 along the central axis 71. However, in other embodiments, the axial position of the axial extent of the first shoulder 76 may be the same as the axial position of the axial extent of the second shoulder 78.

[0173] The second shoulder 78 defines an axial length that extends from the base surface 81 of the annular cavity 79 the axial extent of the second shoulder 78. In the present embodiment, the axial length of the second shoulder 78 extends from the base surface 81 of the annular cavity 79 to the radially extending portion 86. The axial length of the second shoulder 78 may be at least 10%and / or up to 60%of the axial length of the first flange 70 in the region of the second shoulder 76. The axial length of the first flange 70 in the region of the second shoulder 78 may be understood to refer to the distance along the central axis 71 from the second side 74 of the first flange 72 the axial extent of the second shoulder 78, which in the present embodiment is the radially extending portion 86 of the second shoulder 78. The ratio of the axial length of the second shoulder 78 to the radial length of the annular cavity 79 may be at least 0.3 and / or up to 0.8.

[0174] In this embodiment, the axial length of the first shoulder 76 is greater than the axial length of the second shoulder 78. The axial length of the first shoulder 76 may be at least equal to and / or up to 100%greater the axial length of the second shoulder 78. The axial length of the first shoulder 76 being at least equal to the axial length of the second shoulder 78 may be understood to mean that the axial length of the first shoulder 76 is equal to or greater than the axial length of the second shoulder 78. In some embodiments, the axial length of the second shoulder 78 may be greater than axial length of the first shoulder 76. In some embodiments, the axial length of the first shoulder 76 may be equal to the axial length of the second shoulder 78.

[0175] The radially extending portion 86 extends perpendicular to the central axis 71. However, this need not be the case and in some embodiments, the radially extending portion 86 may be non-perpendicular to the central axis 71 whilst the length of the radially extending portion 86 comprises a component that extends perpendicular to the central axis 71. The axially extending portion 88 extends parallel to the central axis 71. However, this need not be the case and in some embodiments, the axially extending portion 88 may be non-parallel to the central axis 71 whilst the length of the axially extending portion 88 comprises a component that extends parallel to the central axis 71.

[0176] Referring now to Figure 5, which shows a cross-sectional view of the compressor seal assembly 40. At least part of the axial extension 54 is received in the annular cavity 79. This advantageously reduces the likelihood of fluid, such as oil, passing from the cavity 48 of the oil seal plate 42 and into the compressor. This is because a geometry of a path defined between the axial extension 54 and the rotatable component 44 in the region of the annular cavity 79 is more complex as compared to conventional seal assemblies. The radial length of the annular cavity 79 may be at least 25%and / or up to 50%greater than the radial thickness of the distal end 62 of the axial extension 54. The path defined between the axial extension 54 and the rotatable component 44 may be considered to be a labyrinth seal.

[0177] The geometry of the radially inner surface 56 of the axial extension 50 is complementary to the geometry of the first shoulder 76. In particular, the geometry of the stepped portion 57 of the axial extension 54 is complementary to the geometry of the first shoulder 76. However, in some embodiments, this need not be the case.

[0178] In the depicted embodiment, a radial spacing between the radially outer surface 58 of the axial extension 54 and the second shoulder 78 is less than a radial spacing between the radially inner surface 56 of the axial extension 54 and the first shoulder 76. However, in other embodiments, the radial spacing between the radially outer surface 58 of the axial extension 54 and the second shoulder 78 may be equal to or greater than the radial spacing between the radially inner surface 56 of the axial extension and the first shoulder 76.

[0179] Together, the rotatable component 44 and the axial extension 54 define a labyrinth seal 92. At least part of the labyrinth seal 92 is defined by the annular cavity 79. The labyrinth seal 92 comprises four turns. That is to say, a path of the labyrinth seal changes directions four times. The portion of the labyrinth seal 92 that defines the four turns is the portion that is defined by both the rotatable component 44 and the axial extension 54. In other embodiments, the labyrinth seal 92 may comprise any other suitable number of turns. For example, the labyrinth seal, in particular the portion that is defined by the rotatable component 44 and the axial extension 54, may define more than four turns such as five or six turns.

[0180] A first portion 92a of the labyrinth seal 92 is defined between the axially extending portion 88 of the second shoulder 78 of the first flange 70 and the second axially extending portion 66 of the radially outer surface 58 of the axial extension 54. In the region of the first portion 92a of the labyrinth seal 92, at least part of the axially extending portion of the second shoulder 78 of the first flange 70 is parallel to at least part of the second axially extending portion 66 of the radially outer surface 58 of the axial extension 54. A second portion 92b of the labyrinth seal 92 is defined between a distal end face 95 of the axial extension 54 and the base surface 81 of the annular cavity 79. In the region of the second portion 92b of the labyrinth seal 92, at least part of the distal end face 95 of the axial extension 54 is parallel to at least part of the base surface 81 of the annular cavity 79. A third portion 92c of the labyrinth seal 92 is defined between the axially extending surface 61 of the stepped portion 57 of the radially inner surface 56 of the axial extension 54 and the axially extending portion 82 of the first shoulder 78. In the region of the third portion 92c of the labyrinth seal 92, at least part of the axially extending surface 61 of the stepped portion 57 of the radially inner surface 56 of the axial extension 54 is parallel to at least part of the axially extending portion 82 of the first shoulder 78. A fourth portion 92d of the labyrinth seal 92 is defined between the radially extending surface 59 of the stepped portion 57 of the radially inner surface 56 of the axial extension 54 and the radially extending portion 80 of the first shoulder 76 of the first flange 70. In the region of the fourth portion 92d of the labyrinth seal 92, at least part of the radially extending surface 59 of the stepped portion 57 of the radially inner surface 56 of the axial extension 54 is parallel to at least part of the radially extending portion 80 of the first shoulder 76 of the first flange 70. A fifth portion 92e of the labyrinth seal 92 is defined between both the tapered surface 49 and the axially extending surface 51 of the radially inner surface 56 of the axial extension 54 and the main body 68 of the rotatable component 44. In the region of the fifth portion 92e of the labyrinth seal 92 at least part of the axially extending surface 51 of the radially inner surface 56 of the axial extension 54 is parallel to the main body 68 of the rotatable component 44. Each portion of the labyrinth seal 92 is angled with respect to the respective adjacent portion or portions. It will be appreciated that the form of the labyrinth seal 92 may take forms other than that described above. The labyrinth seal 92 comprises a first end opening 97. The first end opening 97 faces into the cavity 48 of the oil seal plate 42. However, this need not be the case, depending upon the form and structure of the labyrinth seal 92. In the depicted embodiment, the first end opening 97 of the labyrinth seal 92 defines a plane that is generally perpendicular to the central axis 52 of the compressor seal assembly 40. However, this need not be the case. The labyrinth seal 92 comprises a second end opening 99. The second end opening 99 faces towards the compressor (not shown in Figure 5) .

[0181] Referring back to Figure 4. The rotatable component 44 comprises a second flange 96. In some embodiments, the second flange 96 need not be provided. A cavity 98 is defined between the first flange 70 and the second flange 96. The cavity 98 may be referred to as a rotatable component cavity. The cavity 98 comprises a first sidewall 100 and a second side wall 102. The first sidewall 100 is defined by the second side 74 of the first flange 70. The cavity 98 defines an axial width. The axial width of the cavity 98 extends from the first sidewall 100 to the second side wall 102 in a direction along the central axis 71. The axial width of the cavity 98 may be at least 10%and / or up to 50%of an axial length of the rotatable component 44. In some embodiments, the axial width of the cavity may be at least 10%and / or up to 25%of the axial length of the rotatable component. The axial length of the rotatable component 44 extends from the first end face 104 to the second end face 106 of the rotatable component 44. The cavity 98 comprises a base surface 108. The base surface 108 defines a radially innermost point of the cavity 98. The radius of the first flange 70 may be at least 100%and / or up to 200%greater than the radius of the base surface 108 of the cavity 98. That is to say, the radius of the first flange may be at least two times greater and / or up to three times greater than the radius of the base surface 108 of the cavity 98. The radius of the base surface 108 of the cavity may be understood to refer to a radial distance from the central axis 71 to a radially innermost point of the cavity 98. The radius of the second flange 96 may be at least 50%and / or up to 200%greater than radius of the base surface 108 of the cavity 98. In some embodiments, the radius of the second flange 96 may be at least 50%and / or up to 175%greater than radius of the base surface 108 of the cavity 98. In some, non-depicted, embodiments, the first flange 70 may define an undercut. Where provided, the undercut defines an axially extending portion of the cavity 98. The undercut may adjoin the base surface 108 of the cavity 98. In the depicted embodiment, the second flange 96 defines at least part of the second end face 106. However, in other embodiments, the second flange 96 may be offset from the second end face 106.

[0182] Provision of the cavity 98 advantageously reduces the likelihood of fluid, such as oil, entering the labyrinth seal 92. In use, fluid that enters the compressor seal assembly 40 from the bearing housing (not shown in Figure 4) passes into the cavity 98. This fluid is thrown radially outwards from the cavity 98. This reduces the likelihood of the fluid entering the labyrinth seal 92. Preferably, the fluid is thrown radially outwards via the first sidewall 100 and the second sidewall 102 of the cavity 98 and on to the radially inner surface of the radially outer wall of the oil seal plate (not shown in Figure 4) . It follows that, when assembled, the radially outer wall of the oil seal plate is disposed radially outboard and in axial alignment with the cavity 98, in particular with the first sidewall 100 and the second sidewall 102 of the cavity 98. The fluid then travels under the effect of gravity from the radially inner surface of the radially outer wall of the oil seal plate to an oil sump.

[0183] In the depicted embodiment, the first sidewall 100 and the second sidewall 102 extend perpendicular to the central axis 71. However, in other embodiments, one or both of the first sidewall 100 and the second sidewall 102 may be non-perpendicular to the central axis 71. In some embodiments, an angle between the first sidewall 100 the central axis may be at least 60° and / or up to 120°. In some embodiments, an angle between the second sidewall 102 the central axis may be at least 60° and / or up to 120°.Figure 6 shows a compressor seal assembly 240 in accordance with a further embodiment of the present invention. Like numerals will be used for the features of the compressor seal assembly 240 as used for the previous embodiment. As in the previous embodiment, the compressor seal assembly 240 comprises an oil seal plate 242, a rotatable component 244, and an oil seal ring 46. The oil seal plate 242 is generally the same as the oil seal plate 42 of the previous embodiment, with an exception that an axial length of the axial extension 254 of the oil seal plate 242 is greater than the axial length of the axial extension 54 of the oil seal plate 42. In particular, the axial length of the axially extending surface 261 of the stepped portion 257 of the radially inner surface 256 of the axial extension 254 is greater than the axial length of the axially extending surface 61 of the stepped portion 57 of the radially inner surface 56 of the axial extension 54 of the oil seal plate 42. However, the increase in the overall axial length of the axial extension 254 may be by virtue of a different portion of the axial extension 254 being longer along the axial direction than the corresponding portion of the axial extension 54. Alternatively, the axial length of the axial extension 254 may be the same as that of the axial extension 54 of the previous embodiment. Where this is the case, an axial length of the rotatable component 244 may be less than that of the rotatable component 44 of the previous embodiment. The description of the oil seal plate 42 above applies to the oil seal plate to 242. The oil seal plate 242 may include any of the features described above with respect to the oil seal plate 42. As with the previous embodiment, the oil seal ring 246 is located in a groove 247 of the rotatable component 244.

[0184] In this embodiment, the first flange 270 comprises a radially outer surface 275. The radially outer surface 275 extends from the first side 272 to the second side 274 of the first flange 270. The radially outer surface 275 comprises a chamfered portion 277 that adjoins the first side 272. However, in some embodiments, the chamfered portion 277 need not be provided. The radially outer surface 275 comprises an axially extending portion 283. The axially extending portion 283 extends generally parallel to the central axis 271 of the rotatable component 244. In some embodiments, the radially outer surface 275 need not comprise an axially extending portion, and the radially outer surface 275 may be angled with respect to (i.e., non-parallel with respect to) the central axis 271 of the rotatable component 244. That is to say, an entirety of the radially outer surface 275 may be non-parallel to the central axis 271 of the rotatable component 244. In some embodiments, the entirety of the radially outer surface 275 may be parallel to the central axis 271.

[0185] The rotatable component 244 comprises a second flange 296. The second flange comprises a first side 291 and a second side 292. The radius of the second flange 296 is greater than the radius of the first flange 270. However, this need not be the case. A cavity 298 is defined between the first flange 270 and the second flange 296. The cavity 298 may be referred to as a rotatable component cavity. The cavity 298 comprises a first sidewall 300 and a second side wall 302. The first sidewall 300 is defined by the second side 274 of the first flange 270. The second sidewall 302 is defined by the first side 291 of the second flange 296. In this embodiment, the first sidewall 300 of the cavity 298 is perpendicular to the central axis 271 of the rotatable component 244. However, in other embodiments, an angle between the central axis 271 and the first sidewall 300 of the cavity 298 may be at least 60 degrees and / or up to 120 degrees. In this embodiment, the second sidewall 302 of the cavity 298 is perpendicular to the central axis 271 of the rotatable component 244. However, in other embodiments, an angle between the central axis 271 and the second sidewall 302 of the cavity 298 may be at least 60 degrees and / or up to 120 degrees.

[0186] The cavity 298 defines an axial width. The axial width of the cavity 298 extends from the first sidewall 300 to the second side wall 302 in a direction along the central axis 271. The axial width of the cavity 298 may be at least 10%and / or up to 50%of an axial length of the rotatable component 244. In some embodiments, the axial width of the cavity 298 may be at least 10%and / or up to 25%of an axial length of the rotatable component 244. The axial length of the rotatable component 244 extends from a first end face 304 to a second end face 306 of the rotatable component 244. In the depicted embodiment, the second flange 296 defines at least part of the second end face 306 of the rotatable component 244. However, in other embodiments, the second flange 296 may be offset from the second end face 306.

[0187] The cavity 298 comprises a base surface 308. The base surface 308 defines a radially innermost point of the cavity 298. The radius of the first flange 270 may be at least 50%and / or up to 150%greater than the radius of the base surface 308 of the cavity 298. The radius of the base surface 308 of the cavity may be understood to refer to a radial distance from the central axis 271 to the radially innermost point of the cavity 298. The radius of the second flange 296 may be at least 50%and / or up to 200%greater than radius of the base surface 308 of the cavity 298. In some embodiments, the radius of the second flange 296 may be at least 50%and / or up to 175%greater than radius of the base surface 308 of the cavity 298.

[0188] The axial extension 254 extends over the first flange 270. In this embodiment, the distal end face 295 of the axial extension 254 is axially aligned with the first sidewall 300 of the cavity 298 of the rotatable component 244. In other embodiments, the axial extension 254 may axially overlap the cavity 298 of the rotatable component 244. That is to say, the distal end face 295 may be disposed radially outboard of and in axial alignment with the cavity 298 of the rotatable component 244. The axial extension 254 may axially overlap the cavity 254 of the rotatable component 244 by up to 30%of a maximum axial width of the cavity 254 of the rotatable component. Where the axial extension 254 overlaps the cavity 254, a plane that is defined by the first end opening 297 of the labyrinth seal may be non-perpendicular to the central axis 271.

[0189] The rotatable component 244 and the axial extension 254 together define a labyrinth seal 292. The first end opening 297 of the labyrinth seal 292 adjoins the cavity 298 of the rotatable component 244. This is by virtue of the distal end face 295 of the axial extension 254 being axially aligned with the first sidewall 300 of the cavity 298. However, it will be appreciated that the first end opening 297 of the labyrinth seal 292 adjoins the cavity 298 where the axial extension 254 axially overlaps the cavity 254 of the rotatable component 244. Where this is the case, the first end opening 297 of the labyrinth seal 292 may be considered to be radially outboard of and in adjournment with the cavity 298.

[0190] A first portion 292a of the labyrinth seal 292 is defined between the axially extending surface 261 of the stepped portion 257 and the radially outer surface 275 of the first flange 270. A second portion 292b of the labyrinth seal 292 is defined between the radially extending surface 259 of the stepped portion 257 and the first side 272 of the first flange 270. A third portion 292c of the labyrinth seal 292 is defined between both the tapered surface 249 and the axially extending surface 251 of the radially inner surface 256 of the axial extension 254 and the main body 268 of the rotatable component 244. It will be appreciated, however, that the labyrinth seal 292 may take forms other than those described above.

[0191] In the depicted embodiment, a distal end 310 of the second flange 296 is disposed radially outboard of the first end opening 297 of the labyrinth seal 292. However, this need not be the case. In some embodiments, the distal end 310 of the second flange 296 may be in radial alignment with at least part of the first end opening 297 of the labyrinth seal 292. In some embodiments, the distal end 310 of the second flange 296 may be disposed radially inboard of the first end opening 297 of the labyrinth seal 292.

[0192] Figure 7 shows a modified compressor seal assembly 440. The compressor seal assembly 440 has been modified with respect to the compressor seal assembly 240. The features described above in relation to the compressor seal assembly 240 of Figure 6 apply to the compressor seal assembly 440 unless otherwise noted. Like numerals are used below to describe the features of the compressor seal assembly 440 as were used in relation to the compressor seal assembly 240.

[0193] The radially outer surface 475 of the first flange 470 comprises a tapered portion 493. The tapered portion 493 adjoins the axially extending portion 483 of the radially outer surface 475. The tapered portion 493 adjoins the end opening 497 of the labyrinth seal 492. The tapered portion 493 adjoins the second side 474 of the first flange 470. In this embodiment, the tapered portion 493 tapers radially outwardly from the axially extending portion 483 of the radially outer surface 475 of the first flange 470. The tapered portion 493 tapers linearly from the axially extending portion 483 of the radially outer surface 475 of the first flange 470. In some embodiments, the tapered portion 493 may define a curved profile.

[0194] The radially inner surface 456 of the axial extension 454 comprises a tapered portion 489. The tapered portion 489 adjoins the axially extending surface 461 of the stepped portion 457 of the radially inner surface 456. The tapered portion 489 adjoins a free end 487 of the axial extension 454. The free end 487 of the axial extension 454 forms a part of the distal end 462 of the axial extension 454. The distal end 462 of the axial extension 454 may be referred to as the free end 487 of the axial extension 454. The tapered portion 489 of the radially inner surface 456 of the axial extension 454 tapers radially outwards from the axially extending surface 461 of the stepped portion 457. The tapered portion 489 tapers linearly. However, in other embodiments, the tapered portion 489 may define a curved profile. In some embodiments, the tapered portion 489 may taper radially inwardly from the axially extending portion 461 of the stepped portion 457. In this embodiment, the axial extension 454 is axially overlapped with the cavity 498 of the rotatable component 444. However, in some embodiments, the distal end 462 of the axial extension 454 may be axially aligned with the first side 400 of the cavity 498.

[0195] Figure 8 shows a modified compressor seal assembly 540. The compressor seal assembly 540 has been modified with respect to the compressor seal assemblies 240, 440. The features described above in relation to the compressor seal assemblies 240, 440 of Figures 6 and 7 apply to the compressor seal assembly 540 unless otherwise noted. The structure of the oil seal plate 542 of this embodiment is the same as that of the oil seal plate 442 of the previous embodiment. Like numerals are used below to describe the features of the compressor seal assembly 540 as were used in relation to the compressor seal assemblies 240, 440.

[0196] In this embodiment, the tapered portion 593 of the first flange 570 tapers radially inwardly from the axially extending portion 483 of the radially outer surface 575 of the first flange 570. The tapered portion 593 defines a curved profile. However, the tapered portion 593 may define a linear profile.

[0197] Figure 9 shows a further modified compressor seal assembly 640. The compressor seal assembly 640 has been modified with respect to the compressor seal assemblies 240, 440, 540. The features described above in relation to the compressor seal assembly 240 of Figure 6 apply to the compressor seal assembly 640 unless otherwise noted. Like numerals are used below to describe the features of the compressor seal assembly 640 as were used in relation to the compressor seal assemblies 240, 440, 540. Figure 9 shows an embodiment in which the second side 674 of the first flange 670 is angled with respect to the central axis 671 of the rotatable component 644. As discussed above, alternatively or additionally, the first side 691 of the second flange 696 may be angled with respect to the central axis 671.

[0198] Figure 10 shows a further modified compressor seal assembly 740. The compressor seal assembly 740 has been modified with respect to the compressor seal assemblies 240, 440, 540, 640. The features described above in relation to the compressor seal assembly 240 of Figure 6 apply to the compressor seal assembly 740 unless otherwise noted. Like numerals are used below to describe the features of the compressor seal assembly 540 as were used in relation to the compressor seal assemblies 240, 440, 540, 640. Figure 10 shows an embodiment in which the first flange 770 comprises an undercut 785. The undercut 785 defines an axially extending portion of the cavity 798 of the rotatable component 744. The undercut 785 forms a part of the base surface 808 of the cavity 798.

[0199] The seal assemblies described above may be used with any type of turbomachine. The turbomachine may be a turbocharger, a supercharger, an eMachine, an eTurbo, or an eCompressor. The turbomachine may form a part of a system that includes an internal combustion engine and / or a fuel cell.

[0200] While specific embodiments of the invention have been described above, it will be appreciated that the invention may be practiced otherwise than as described. The descriptions above are intended to be illustrative, not limiting. Thus, it will be apparent to one skilled in the art that modifications may be made to the invention as described without departing from the scope of the claims set out below.

Claims

1.A seal assembly for a turbomachine, the seal assembly comprising:an oil seal member that defines an oil seal member cavity and comprises an axial extension that extends about and along a central axis of the oil seal member, the axial extension at least partially defining an opening of the oil seal member;a rotatable component that is at least partly received in the oil seal member cavity and is at least partly received in the opening;wherein the rotatable component comprises a main body and a first flange that extends from the main body;wherein the first flange defines a first shoulder and a second shoulder between which an annular cavity is defined, and wherein at least part of the axial extension is disposed in the annular cavity.2.The seal assembly of claim 1, a geometry of a radially inner surface of the axial extension is complementary to a geometry of the first shoulder.3.The seal assembly of claim 2, wherein the radially inner surface of the axial extension defines a stepped portion, and wherein a geometry of the stepped portion is complementary to the geometry of the first shoulder.4.The seal assembly of any preceding claim, wherein a radial length of the annular cavity is at least 25%and / or up to 50%greater than a radial thickness of a distal end of the axial extension.5.The seal assembly of any preceding claim, wherein a radius of the first shoulder is at least 30%and / or up to 80%of a radius of the first flange.6.The seal assembly of any preceding claim, wherein a radial length of the annular cavity is at least 5%and / or up to 50%of a radius of the first flange.7.The seal assembly of any preceding claim, wherein an axial extent of the first shoulder is offset from an axial extent of the second shoulder.8.The seal assembly of any preceding claim, wherein the first shoulder and the second shoulder define a respective axial length.9.The seal assembly of claim 8, wherein the axial length of the first shoulder is at least equal to the axial length of the second shoulder and / or up to 100%greater than the axial length of the second shoulder.10.The seal assembly of claim 8 or claim 9, wherein a ratio of the axial length of the first shoulder to a radial length of the annular cavity is at least 0.5 and / or up to 0.9, and / or wherein a ratio of the axial length of the second shoulder to a radial length of the annular cavity is at least 0.3 and / or up to 0.8.11.The seal assembly of any of claims 8 to 10, wherein the axial length of the first shoulder is at least 40%and / or up to 80%of an axial length of the first flange in the region of the first shoulder.12.The seal assembly of any of claims 8 to 11, wherein the axial length of the second shoulder is at least 10%and / or up to 60%of an axial length of the first flange in the region of the second shoulder.13.The seal assembly of any preceding claim, wherein the rotatable component and the axial extension together define a labyrinth seal, at least part of the labyrinth being defined by the annular cavity.14.The seal assembly of claim 13, wherein the labyrinth seal comprises at least four turns.15.The seal assembly of claim 13 or claim 14, wherein an end opening of the labyrinth seal faces into the oil seal member cavity.16.The seal assembly of claim 15, wherein the end opening of the labyrinth seal defines a plane that is generally perpendicular to the central axis of the oil seal member.17.The seal assembly of any preceding claim, wherein a radial spacing between a radially outer surface of the axial extension and the second shoulder is less than a radial spacing between a radially inner surface of the axial extension and the first shoulder.18.The seal assembly of any preceding claim, wherein the rotatable component further comprises a second flange and wherein a rotatable component cavity is defined between the first flange and the second flange.19.The seal assembly of claim 18, wherein a maximum axial width of the rotatable component cavity is at least 10%of an axial length of the rotatable component and / or up to 50%of the axial length of the rotatable component.20.The seal assembly of claim 18 or claim 19, wherein the first flange defines a first sidewall of the rotatable component cavity, and wherein an angle between the central axis and the first sidewall is at least 60 degrees and / or up to 120 degrees.21.The seal assembly of any of claims 18 to 20, wherein the second flange defines a second sidewall of the rotatable component cavity, and wherein an angle between the central axis and the second sidewall is at least 60 degrees and / or up to 120 degrees22.The seal assembly of any of claims 18 to 21, wherein the first flange defines an undercut that defines an axially extending portion of the rotatable component cavity.23.The seal assembly of any of claims 18 to 22, wherein the second flange defines an end face of the rotatable component.24.The seal assembly of any of claims 18 to 23, wherein a radius of the first flange is at least 100%and / or up to 200%greater than a radial distance from the central axis to a radially innermost point of the rotatable component cavity.25.The seal assembly of any of claims 18 to 24, wherein a radius of the second flange is at least 50%and / or up to 200%greater than a radial distance from the central axis to a radially innermost point of the rotatable component cavity.26.A rotatable component for a seal assembly of a turbomachine, the rotatable component comprising:a main body that extends about a central axis and from which a first flange extends;wherein an annular cavity is defined between a first shoulder and a second shoulder of the first flange.27.An oil seal member for a seal assembly of a turbomachine, the oil seal member comprising:a main body that defines an oil seal member cavity; andan axial extension that extends about and along a central axis of the oil seal member, wherein the axial extension at least partially defining an opening of the oil seal member;wherein a radially inner surface of the axial extension defines a stepped portion, wherein a first part of the stepped portion is configured to be disposed radially outboard of a flange of a rotatable component and a second part of the stepped portion is configured to be disposed axially adjacent to the flange of the rotatable component.28.A seal assembly for a turbomachine, the seal assembly comprising:an oil seal member that comprises an oil seal member cavity and an axial extension that extends about and along a central axis of the oil seal member, wherein the axial extension at least partially defines an opening of the oil seal member; anda rotatable component that is at least partly received in the oil seal member cavity and is at least partly received in the opening;wherein the rotatable component comprises a rotatable component cavity that is defined between a first flange and a second flange;wherein the rotatable component and the axial extension together define a labyrinth seal;wherein an end opening of the labyrinth seal adjoins the rotatable component cavity.29.The seal assembly of claim 28, wherein a maximum axial width of the rotatable component cavity is at least 10%of an axial length of the rotatable component and / or up to 50%of the axial length of the rotatable component.30.The seal assembly of claim 28 or claim 29, wherein the first flange defines a first sidewall of the rotatable component cavity, and wherein an angle between the central axis and the first sidewall is at least 60 degrees and / or up to 120 degrees.31.The seal assembly of any of claims 28 to 30, wherein the second flange defines a second sidewall of the rotatable component cavity, and wherein an angle between the central axis and the second sidewall is at least 60 degrees and / or up to 120 degrees32.The seal assembly of any of claims 28 to 31, wherein the axial extension axially overlaps the rotatable component cavity.33.The seal assembly of claim 32, wherein the axial extension axially overlaps the rotatable component cavity by up to 30%of a maximum axial width of the rotatable component cavity.34.The seal assembly of any of claims 28 to 33, wherein the first flange defines an undercut that defines an axially extending portion of the rotatable component cavity.35.The seal assembly of any of claims 28 to 34, wherein a distal end of the second flange is disposed radially outboard of the end opening of the labyrinth seal.36.The seal assembly of any of claims 28 to 35, wherein the second flange defines an end face of the rotatable component.37.The seal assembly of any of claim 28 to 36, wherein the axial extension comprises a free end that is defined at least in part by a tapered portion.38.The seal assembly of any of claims 28 to 37, wherein the first flange comprises a tapered portion that defines at least part of the end opening of the labyrinth seal.39.The seal assembly of claim 38, wherein the tapered portion of the free end of the axial extension tapers in a radially inward or radially outward direction, and / or wherein the tapered portion of the first flange tapers in a radially inward or radially outward direction.40.The seal assembly of any of claims 28 to 39, wherein a radius of the second flange is greater than a radius of the first flange.41.The seal assembly of any of claims 28 to 40, wherein a radial distance from the central axis to a distal end of the first flange is at least 50%and / or up to 150%greater than a radial distance from the central axis to a radially innermost point of the cavity.42.The seal assembly of any of claims 28 to 41, wherein a radial distance from the central axis to a distal end of the second flange is at least 50%and / or up to 200%greater than a radial distance from the central axis to a radially innermost point of the cavity.43.A rotatable component for a seal assembly of a turbomachine, the rotatable component comprising:a main body that extends about a central axis;a first flange and a second flange that extend from the main body;a cavity that is defined between the first flange and the second flange;wherein a maximum axial length of the cavity is at least 10%of an axial length of the rotatable component and less than 25%of the axial length of the rotatable component.44.A turbomachine comprising:a compressor;a bearing housing;a seal assembly according to any of claims 1 to 25 or 28 to 43, the seal assembly being disposed between the compressor and the bearing housing.45.The turbomachine of claim 44, further comprising a turbine.

Images