JP2013199864A - タービンハウジングアセンブリ - Google Patents

タービンハウジングアセンブリ Download PDF

Info

Publication number
JP2013199864A
JP2013199864A JP2012068210A JP2012068210A JP2013199864A JP 2013199864 A JP2013199864 A JP 2013199864A JP 2012068210 A JP2012068210 A JP 2012068210A JP 2012068210 A JP2012068210 A JP 2012068210A JP 2013199864 A JP2013199864 A JP 2013199864A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
scroll
turbine housing
exhaust gas
exhaust
turbine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2012068210A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5986767B2 (ja
Inventor
Yasuaki Jinnai
靖明 陣内
Hiroyuki ARIMIZU
大之 有水
Koen Kramer
クラマー クーン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Mitsubishi Turbocharger and Engine Europe BV
Original Assignee
MHI Equipment Europe BV
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MHI Equipment Europe BV, Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical MHI Equipment Europe BV
Priority to JP2012068210A priority Critical patent/JP5986767B2/ja
Priority to CN201380015195.0A priority patent/CN104379898B/zh
Priority to EP13764393.8A priority patent/EP2829702B1/en
Priority to US14/386,425 priority patent/US9708932B2/en
Priority to PCT/JP2013/058396 priority patent/WO2013141380A1/ja
Publication of JP2013199864A publication Critical patent/JP2013199864A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5986767B2 publication Critical patent/JP5986767B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10Final actuators
    • F01D17/12Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00Stators
    • F01D9/02Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F01D9/026Scrolls for radial machines or engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00Application
    • F05D2220/40Application in turbochargers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00Manufacture
    • F05D2230/20Manufacture essentially without removing material
    • F05D2230/23Manufacture essentially without removing material by permanently joining parts together
    • F05D2230/232Manufacture essentially without removing material by permanently joining parts together by welding
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00Geometry
    • F05D2250/50Inlet or outlet
    • F05D2250/51Inlet

Abstract

【課題】従来の板金製のタービンハウジングと比べて、より一層の軽量化、製造の容易化、低コスト化、および低熱容量化を実現したタービンハウジングアセンブリを提供する。
【解決手段】複数の構成部材を結合して構成したタービンハウジングアセンブリにおいて、スクロール部2は1枚の板金を加工して形成され、スクロール部2の底面部22の背面側には、排ガス流出口2Bが貫通した凹陥部と、排ガス流路2Aの底面がスクロール部2の背面側に凸設することで形成された凸設部22aとが形成され、凸設部22aは凹陥部22bを囲繞するように形成されており、スクロール部2の凹陥部22bと排気部8の一端部とをタービン軸方向に結合することで、排気部8の外周面とスクロール部2の凸設部22aとの間に隙間aが形成された状態で、排気部8とスクロール部2のガス流出口とが連通される。
【選択図】図6

Description

本発明は、エンジンから導入される排ガスによって回転するタービンホイールが内挿されるタービンハウジングを、複数の構成部材を結合して構成したタービンハウジングアセンブリに関する。
従来、エンジンから導流される排ガスのエネルギーを利用してタービンホイールを回転させ、該タービンホイールと同軸上に設けられているコンプレッサホイールを回転させることで吸気マニホールドに加圧空気を供給し、これにより出力の向上を図るターボチャージャが知られている。近年、このターボチャージャを車載用として用いる場合には、軽量化、低コスト化、製造の容易化、および低熱容量化等が要求されており、従来の鋳造製のタービンハウジングに代わって、板金製のタービンハウジングが使用されるようになっている。
板金製のタービンハウジングの例として、特許文献1には、左右2枚の皿状ないし椀状の板金部材を突き合わせて円周方向に溶接してなる、内部に渦状の排ガス流路が形成されたスクロール部を備えたタービンハウジングが開示されている。また特許文献2には、板金部材から製造され、その内部に渦状の排ガス流路が形成されたスクロール形状のハウジングと、板金部材から製造された外部シェルとを備え、該外部シェルがスクロール形状のハウジングを包囲するように構成されたタービンハウジングが開示されている。
特開2008−57448号公報 特許第4269184号公報
しかしながら、上述した特許文献1のタービンハウジングは、左右2枚の皿状ないし椀状に加工した複雑な形状をなす板金部材を用意し、その両者を突き合わせて円周方向に溶接することでスクロール部を形成しており、スクロール部の製造に手間を要するものである。また、板金製のスクロール部を鋳造製のベアリングハウジングに直接連結しているが(図3)、その連結部の詳細については開示されていない。
また上述した特許文献2のタービンハウジングは、ハウジングと軸受リングなどとが嵌合されて構成されており、ハウジングにおける排ガスのシール性に難があった。このため、特許文献3のタービンハウジングでは、スクロール状のハウジングを包囲するように外部シェルが設ける必要があり、タービンハウジングの十分な軽量化および低熱容量化を図れないとの問題があった。
本発明は上述したような従来技術の課題に鑑みなされた発明であって、従来の板金製のタービンハウジングと比べて、より一層の軽量化、製造の容易化、低コスト化、および低熱容量化を実現したタービンハウジングアセンブリおよび該タービンハウジングアセンブリの製造方法を提供することを目的としている。
本発明は上述したような目的を達成するためになされた発明であって、
本発明のタービンハウジングアセンブリは、
エンジンから導入される排ガスによって回転するタービンホイールが内挿されるタービンハウジングを、複数の構成部材を結合して構成したタービンハウジングアセンブリにおいて、
周壁部と底面部とを有する有底筒状に形成され、該有底筒状の内部には排ガス流入口から流入した排ガスが流れる渦状の排ガス流路が形成されるとともに、該底面部には前記排ガス流路を流れた排ガスが流出する排ガス流出口が貫通したスクロール部と、
前記スクロール部とは別体に構成された管状の排気部と、を少なくとも備え、
前記スクロール部は1枚の板金を加工して形成され、該スクロール部の底面部の背面側には、前記排ガス流出口が貫通した凹陥部と、前記排ガス流路の底面が背面側に凸設することで形成された凸設部とが形成され、該凸設部は前記凹陥部を囲繞するように形成されており、
前記スクロール部の凹陥部と前記排気部の一端部とをタービン軸方向に結合することで、前記排気部の外周面と前記スクロール部の凸設部との間に隙間が形成された状態で、前記排気部と前記スクロール部の排ガス流出口とが連通されることを特徴とする。
このように構成される本発明のタービンハウジングアセンブリは、タービンハウジングを内部に渦状の排ガス流路が形成されるスクロール部と管状の排気部とに要素分解するとともに、スクロール部を1枚の板金を加工することで形成される。また、スクロール部の凹陥部と排気部の一端部とをタービン軸方向に結合することで、排気部の外周面とスクロール部の凸設部との間に隙間が形成された状態で、排気部とスクロール部の排ガス流出口とが連通される。
このように、タービンハウジングをスクロール部と排気部とに要素分解し、該スクロール部を1枚の板金を加工して形成したため、タービンハウジングの熱容量を小さくすることができるとともに、タービンハウジングの軽量化を図ることができる。また、1枚の板金を加工して形成することから、スクロール部の製造が容易である。
また、タービンハウジングをスクロール部と排気部とに要素分解し、排気部の外周面とスクロール部の凸設部との間に隙間が形成された状態で、排気部とスクロール部の排ガス流出口とが連通されることから、排ガス流路を流れる高温の排ガスの影響が排気部へと伝わり難くなる。したがって、前記排気部を前記スクロール部よりも耐熱強度の低い材料、すなわち前記スクロール部よりもニッケル含有量の低い廉価な材料によって形成でき、タービンハウジングの低コスト化を図ることができる。
上記発明において、前記排気部の外周面と前記スクロール部の凸設部との間には、リブが形成されていることが望ましい。このようなリブが排気部の外周面とスクロール部の凸設部との間に形成されていれば、スクロール部と排気部とがより強固に連結される。
また上記発明において、前記タービンホイールの回転軸を支持するベアリングが収容されるベアリングハウジングと結合される連結部を備え、該連結部を1枚の板金を加工して形成するとともに、前記スクロール部とは別体に構成し、前記スクロール部と前記連結部とをタービン軸方向と直交する環状蓋部と夫々溶接し、該環状蓋部を介してタービン軸方向に連結することが望ましい。
このように、タービンハウジングをスクロール部と排気部と連結部とに要素分割し、該連結部をスクロール部とは別体に構成することで、本発明のタービンハウジングアセンブリを構成する各構成部材を単純な形状とすることができ、各構成部材の製造を容易化することができる。また、スクロール部と連結部とをタービン軸方向と直交する環状蓋部を介してタービン軸方向に連結する構成としたことで、本発明のタービンハウジングアセンブリを構成する連結部、環状蓋部、スクロール部、および排気部の各構成部材が、全てタービン軸方向に結合される形態となり、タービンハウジングアセンブリの組み立て性が向上する。
また、タービンハウジングを内部に渦状の排ガス流路が形成されるスクロール部と、管状の排気部と、ベアリングハウジングと結合される連結部とに要素分解したことから、本発明のタービンハウジングアセンブリを規格化された複数の構成要素(モジュール)の組立体として構成することができ、製造を容易化できる。
また、スクロール部とともに連結部についても1枚の板金を加工して形成したため、タービンハウジングの熱容量を小さくすることができるとともに、タービンハウジングの軽量化を図ることができる。また、1枚の板金を加工して形成することから、連結部の製造も容易である。
また、タービンハウジングをスクロール部と排気部と連結部とに要素分解するとともに、スクロール部と連結部とを溶接によって結合したため、密封性に優れており、従来のような外部シェルは不要である。このため、タービンハウジングの軽量化と低熱容量化を図ることができる。
また、タービンハウジングをスクロール部と排気部と連結部とに要素分解し、スクロール部と連結部とをタービン軸方向と直交する環状蓋部を介してタービン軸方向に連結したことから、スクロール部における高温の排気ガスの影響を環状蓋部によって遮蔽することができる。
このように構成される本発明のタービンハウジングアセンブリは、前記タービンホイールへの排ガスの流れを調整する可変ノズル機構を備え、該可変ノズル機構が、前記スクロール部および前記連結部に内挿されている。すなわち、可変容量型ターボチャージャのタービンハウジングを構成している。
本発明によれば、従来の板金製のタービンハウジングと比べて、より一層の軽量化、製造の容易化、低コスト化、および低熱容量化を実現したタービンハウジングアセンブリおよび該タービンハウジングアセンブリの製造方法を提供することができる。
本発明のタービンハウジングアセンブリを示した斜視図である。 本発明のタービンハウジングアセンブリの分解斜視図である。 本発明のタービンハウジングアセンブリの正面図である。 本発明のタービンハウジングアセンブリの側面図である。 図3におけるA−A断面図である。 図3におけるB−B断面図である。 図3におけるC−C断面図である。 図4におけるD−D断面図である。 図4におけるE−E断面図である。 本発明別の実施形態のタービンハウジングアセンブリを示した断面図である。 図10におけるa部の拡大図である。
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
ただし、本発明の範囲は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に記載がない限り、本発明の範囲をそれにのみ限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
図1は本発明のタービンハウジングアセンブリを示した斜視図、図2は本発明のタービンハウジングアセンブリの分解斜視図である。また、図3は本発明のタービンハウジングアセンブリの正面図、図4は本発明のタービンハウジングアセンブリの側面図、図5〜図9は図3および図4のA−A〜E−Eにおける各断面図である。
本発明のタービンハウジングアセンブリ1は、特に限定されないが、例えば可変ノズル機構を備えたVG(Variable Geometry)ターボチャージャのタービンハウジングである。VGターボチャージャは、タービンハウジングに可変ノズル機構を有し、エンジン条件に合わせて該可変ノズル機構のノズル開度が調整されることで、導入する排ガス流量を制御する。そして、排ガス流量によってタービンホイールの回転数を増減することで、過給圧を最適な圧力へと制御する。
本発明のタービンハウジングアセンブリ1は、図2に示したように、スクロール部2、連結部4、環状蓋部6、排気部8などの複数の構成部材が組み立てられることで、図1に示した如く構成される。そして図1に示したように、組み立てられたタービンハウジングアセンブリ1には、その正面側から可変ノズル機構3およびタービンホイール5が内挿される。そして組み立てられたタービンハウジングアセンブリ1の正面側には、タービンホイール5の回転軸を回転可能に支持するベアリングを収容するベアリングハウジング(不図示)が結合される。
スクロール部2は、図1、図2、図6などに示したように、周壁部20と底面部22とを有する有底筒状に形成されている。そして図8に示したように、該有底筒状のスクロール部2の内部には、周壁部20に沿って排ガス流路2Aが渦状に形成されるとともに、底面部22には、該渦状に形成された排ガス流路2Aに囲繞された位置に排ガス流出口2Bが貫通している。
この渦状の排ガス流路2Aの底面22aは、図5および図6に示したように、底面部22の背面側に凸設した形状となっている。また、その流路断面は所定周り方向に向かって一様に浅くなるように形成されている。これにより、底面部22の背面側は凹凸状に形成され、排ガス流出口2Bが貫通した凹陥部22bと、該凹陥部22bを囲繞する凸状に形成された凸設部22aとが形成される。
また、図2、図4〜図7に示したように、周壁部20の先端部には、周壁部20に対して略垂直方向に外側に突設したフランジ部20aが形成されている。また該フランジ部20aには、フランジ部20aから外側に突設された受け部20bが、円周方向に等間隔で複数形成されている。
また、図2、図8などに示したように、排ガス流路2Aの上流端には排ガス流出口24が形成されている。該排ガス流入口24には、平板状のエンジン側フランジ部10が例えば溶接によって結合されている。該エンジン側フランジ部10にはボルト挿通孔10bが形成されており、不図示の排気管とボルトによって締結されるようになっている。そしてこれにより、エンジンから排出された高温の排ガスが排気管を流れ、エンジン側フランジ部10の開口10aから排ガス流入口24を介して排ガス流路2Aに導入される。導入された排ガスは、上述したタービンホイール5を回転せしめた後、排ガス流出口2Bから排出されるようになっている。
連結部4は、図2、図5、図6などに示したように、環状に形成された平板状のフランジ部4aと、該フランジ部4aに対して垂直に突設する環状の突設部4bとから構成されている。フランジ部4aには、その円周方向に等間隔で複数のブッシュ挿通孔4cが設けられており、該複数のブッシュ挿通孔4cの各々には、円筒状をなし、その貫通孔に溝が切られたネジブッシュ16が挿通されるようになっている。このネジブッシュ16は、上述したベアリングハウジングと連結部4とをボルト等によって締結する際のボルト孔として利用される。
環状蓋部6は、図2に示したように、環状に形成された平板部6aと、該平板部6aから外側に延設された受け部6bとから構成されている。この受け部6bは、上述したスクロール部2の受け部20b、および連結部4のブッシュ挿通孔4cと対応する位置に、これらと同じ間隔で設置されている。
これらスクロール部2、連結部4、および環状蓋部6は、夫々1枚の薄板の板金を加工することで形成される。すなわち、平板状の1枚の板金を曲げ加工、プレス加工等の方法によって所定の形状に塑性変形させ、また打ち抜き加工等によって部分的に不要な箇所を切除することで形成される。また、これらスクロール部2、連結部4、および環状蓋部6の材質は、例えばオーステナイト系ステンレス鋼等の耐熱鋼が好適に用いられる。
排気部8は、図2に示したように、管状に形成されている。そして、排気部8の一端部8aは上述したスクロール部2の底面部22の背面側における凹陥部22bに例えば溶接によって結合され、排ガス流出口2Bと連通される。また、排気部8の他端部8bには、環状の平板部材からなるマフラー側フランジ部12が例えば溶接などによって結合されている。そして、マフラー側フランジ部12と不図示のマフラー側排気管とが連結されることで、排気部8を流れた排気ガスがマフラー側排気管を経由してマフラーから車外に排出されるようになっている。
また図5および図6に示したように、スクロール部2の凹陥部22bに結合された排気部8の外周面と凸設部22aとの間には隙間aが形成されている。このように、排気部8の外周面とスクロール部2の凸設部22aとの間に隙間aが形成されるように排気部8がスクロール部2に結合されていれば、排ガス流路2Aを流れる高温の排ガスの影響が排気部8へと伝わり難くなる。なお、本発明において排気部8の外周面と凸設部22aの隙間aとは、排気部8の外表面に対して垂直する方向における両者の離間距離を意味している。
すなわち、そもそもタービンホイール5を通過した排ガスは膨張して温度が低下するため、排気部8に流入する排気ガスの温度は、排ガス流路2Aを流れる排ガスの温度よりも100度程度低くなる。したがって、排気部8の外表面と凸設部22aとの間に隙間aが形成されるように、排気部8とスクロール部2とが結合されていれば、排ガス流路2Aを流れる高温の排ガスの影響は排気部8へと伝わり難くなるため、排気部8を通過する排ガスの温度を対象として排気部8の材質を選定できる。よって、排気部8の材質をスクロール部2の材質よりも耐熱強度の低い材料(具体的には、ニッケル含有量の低い廉価なステンレス材料)から形成することが可能となる。
また図5に示したように、スクロール部2の凸設部22aの内周側には補強リブ25が設けられている。そして、該補強リブ25と排気部8の外周面とは、例えば溶接によって結合されている。また、この補強リブ25は、図9に示したように、円周方向に等間隔に複数(例えば3つ)設けられる。このような補強リブ25を設けることで、スクロール部2と排気部8とがより強固に連結される。
なお本実施形態の補強リブ25は、図5に示したように、スクロール部2の凸設部22aと一体的に設けられているが、本発明はこれに限定されない。例えば、図示しないが、補強リブ25が排気部8と一体に設けられ、該補強リブ25と凸設部22aの内周側とが結合されるように構成されてもよい。また例えば、補強リブ25がスクロール部2および排気部8とは別体に設けられ、該補強リブ25と凸設部22aの内周側および排気部8の外周面とが結合されるように構成されてもよい。
また図2に示したように、連結部4の正面側には環状のリング部材14が嵌挿される。このリング部材14は、図5、図6などに示したように、環状蓋部6と当接する位置まで嵌挿される。そしてリング部材14の内周側には可変ノズル機構3が挿入される。このようなリング部材14が連結部4に嵌挿されていれば、可変ノズル機構3の位置決めを容易に行うことが可能である。
以上のとおり、本発明のタービンハウジングアセンブリ1は、タービンハウジングを内部に渦状の排ガス流路が形成されるスクロール部2と管状の排気部8とに要素分解するとともに、スクロール部2を1枚の板金を加工することで形成される。また、スクロール部2の凹陥部20bと排気部8の一端部8aとをタービン軸方向に結合することで、排気部8の外周面とスクロール部2の凸設部20aとの間に隙間aが形成された状態で、排気部8とスクロール部2の排ガス流出口2Bとが連通されている。
このように、タービンハウジングをスクロール部2と排気部8とに要素分解し、スクロール部2を1枚の板金を加工して形成したため、タービンハウジングの熱容量を小さくすることができるとともに、タービンハウジングの軽量化を図ることができる。また、1枚の板金を加工して形成することから、スクロール部2の製造が容易である。
また上述したように、タービンハウジングをスクロール部2と排気部8とに要素分解し、排気部8の外周面とスクロール部2の凸設部20aとの間に隙間aが形成された状態で、排気部8とスクロール部2の排ガス流出口2Bとが連通されることから、スクロール部2の排ガス流路2Aを流れる高温の排ガスの影響が排気部8へと伝わり難くなる。したがって、排気部8をスクロール部2よりも耐熱強度の低い材料、具体的には、スクロール部2よりもニッケル含有量の低い廉価なステンレス材料によって形成でき、タービンハウジングの低コスト化を図ることができる。
また上述したように、排気部8の外周面とスクロール部2の凸設部20aとの間に補強リブ25が形成されていれば、スクロール部2と排気部8との連結をより強固にすることができる。
また上述したように、本発明のタービンハウジングアセンブリ1は、連結部4を1枚の板金を加工して形成するとともに、スクロール部2とは別体に構成し、スクロール部2と連結部4とをタービン軸方向と直交する環状蓋部6を介してタービン軸方向に連結されている。
このように、タービンハウジングをスクロール部2と排気部8と連結部4とに要素分割し、連結部4をスクロール部2とは別体に構成することで、本発明のタービンハウジングアセンブリ1を構成する各構成部材を単純な形状とすることができ、各構成部材の製造を容易化することができる。また、スクロール部2と連結部4とをタービン軸方向線7と直交する環状蓋部6を介してタービン軸方向に連結する構成としたことから、連結部4、環状蓋部6、スクロール部2、および排気部8の各構成部材が、全てタービン軸方向に結合される形態となり、タービンハウジングアセンブリ1の組み立て性が向上する。
また上述したように、タービンハウジングを内部に渦状の排ガス流路2Aが形成されるスクロール部2と、管状の排気部8と、ベアリングハウジングと結合される連結部4とに要素分解したことから、本発明のタービンハウジングアセンブリ1を規格化された複数の構成要素(モジュール)の組立体として構成することができ、タービンハウジングの製造を容易化することができる。
また上述したように、スクロール部2とともに連結部4についても1枚の板金を加工して形成したため、タービンハウジングの熱容量を小さくすることができるとともに、タービンハウジングの軽量化を図ることができる。また、1枚の板金を加工して形成することから、連結部4の製造も容易である。
また上述したように、タービンハウジングをスクロール部2と排気部8と連結部4とに要素分解するとともに、スクロール部2と連結部4とを溶接によって結合したため、密封性に優れており、従来のような外部シェルは不要である。このため、タービンハウジングの軽量化と低熱容量化を図ることができる。
また上述したように、タービンハウジングをスクロール部と排気部8と連結部4とに要素分解し、スクロール部2と連結部4とをタービン軸方向線7と直交する環状蓋部6を介してタービン軸方向に連結したことから、スクロール部2における高温の排気ガスの影響を環状蓋部6によって遮蔽することができる。このため、連結部4をスクロール部2よりも耐熱強度の低いステンレス材料、すなわちスクロール部2よりもニッケル含有量の低い廉価なステンレス材料によって形成することができる。これにより、タービンハウジング全体を同一の材料によって形成する場合と比べて、タービンハウジングの低コスト化を図ることができる。
また上述したように、環状蓋部6をスクロール部2および連結部4とは別体に構成したことから、スクロール部2、連結部4、環状蓋部6などの各構成部材を単純な形状とすることができ、各構成部材の製造を容易化することができる。またこの際、環状蓋部6についても1枚の板金を加工して形成することで、タービンハウジングの軽量化および低熱容量化にも資する。
このような本発明によれば、従来の板金製のタービンハウジングと比べて、より一層の軽量化、製造の容易化、低コスト化、および低熱容量化を実現したタービンハウジングを提供することができる。
以上、本発明の好ましい形態について説明したが、本発明は上記の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない範囲での種々の変更が可能である。
例えば図10は、本発明別の実施形態のタービンハウジングアセンブリを示した断面図である。この図10に示したように、本発明のスクロール部2は、その底面部22において、排ガス流出口2Bの周囲を背面側に折り曲げてなる、排気部8の一端部8aが嵌挿可能に構成された嵌挿部22cが形成されていてもよい。このような嵌挿部22cが形成されていれば、該嵌挿部22cに排気部8の一端部8aを嵌挿し、該一端部8aと嵌挿部22cの内周側とを例えば図11に示したように隅肉溶接23で結合することができる。このようにすれば、排気部8の一端部8aを嵌挿部22cに嵌挿することで、排気部8の位置決めと溶接時の仮止めとを同時に行うことができるため、溶接作業性に優れる。
本発明は、ターボチャージャ用のタービンハウジングアセンブリ、好ましくは車載用VGターボチャージャのタービンハウジングアセンブリとして好適に用いることができる。
1 タービンハウジングアセンブリ
2 スクロール部
2A 排ガス流路
2B 排ガス流出口
3 可変ノズル機構
4 連結部
4a フランジ部
4b 突設部
4c ブッシュ挿通孔
5 タービンホイール
6 環状蓋部
7 タービン軸方向線
8 排気部
10 エンジン側フランジ部
10a 開口
10b ボルト挿通孔
12 マフラー側フランジ部
14 リング部材
16 ネジブッシュ
20 周壁部
20a フランジ部
20b 受け部
22 底面部
22a 凸設部
22b 凹陥部
22c 嵌挿部
23 隅肉溶接
24 排ガス流入口
25 補強リブ

Claims (8)

  1. エンジンから導入される排ガスによって回転するタービンホイールが内挿されるタービンハウジングを、複数の構成部材を結合して構成したタービンハウジングアセンブリにおいて、
    周壁部と底面部とを有する有底筒状に形成され、該有底筒状の内部には排ガス流入口から流入した排ガスが流れる渦状の排ガス流路が形成されるとともに、該底面部には前記排ガス流路を流れた排ガスが流出する排ガス流出口が貫通したスクロール部と、
    前記スクロール部とは別体に構成された管状の排気部と、を少なくとも備え、
    前記スクロール部は1枚の板金を加工して形成され、該スクロール部の底面部の背面側には、前記排ガス流出口が貫通した凹陥部と、前記排ガス流路の底面が背面側に凸設することで形成された凸設部とが形成され、該凸設部は前記凹陥部を囲繞するように形成されており、
    前記スクロール部の凹陥部と前記排気部の一端部とをタービン軸方向に結合することで、前記排気部の外周面と前記スクロール部の凸設部との間に隙間が形成された状態で、前記排気部と前記スクロール部の排ガス流出口とが連通されることを特徴とするタービンハウジングアセンブリ。
  2. 前記排気部が、前記スクロール部よりも耐熱強度の低い材料から形成されていることを特徴とする請求項1に記載のタービンハウジングアセンブリ。
  3. 前記連結部が、前記スクロール部よりもニッケル含有量の低い材料から形成されていることを特徴とする請求項2に記載のタービンハウジングアセンブリ。
  4. 前記排気部の外周面と前記スクロール部の凸設部との間には、リブが形成されていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のタービンハウジングアセンブリ。
  5. 前記タービンホイールの回転軸を支持するベアリングが収容されるベアリングハウジングと結合される連結部を備え、該連結部を1枚の板金を加工して形成するとともに、前記スクロール部とは別体に構成し、前記スクロール部と前記連結部とをタービン軸方向と直交する環状蓋部と夫々溶接し、該環状蓋部を介してタービン軸方向に連結したことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のタービンハウジングアセンブリ。
  6. 前記環状蓋部が、前記スクロール部および前記連結部とは別体に構成されていることを特徴とする請求項5に記載のタービンハウジングアセンブリ。
  7. 前記環状蓋部が、1枚の板金を加工して形成されていることを特徴とする請求項6に記載のタービンハウジングアセンブリ。
  8. 前記タービンホイールへの排ガスの流れを調整する可変ノズル機構を備え、該可変ノズル機構が、前記スクロール部および前記連結部に内挿されていることを特徴とする請求項4〜7のいずれかに記載のタービンハウジングアセンブリ。
JP2012068210A 2012-03-23 2012-03-23 タービンハウジングアセンブリ Active JP5986767B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012068210A JP5986767B2 (ja) 2012-03-23 2012-03-23 タービンハウジングアセンブリ
CN201380015195.0A CN104379898B (zh) 2012-03-23 2013-03-22 涡轮壳体组件
EP13764393.8A EP2829702B1 (en) 2012-03-23 2013-03-22 Turbine housing assembly
US14/386,425 US9708932B2 (en) 2012-03-23 2013-03-22 Turbine housing assembly
PCT/JP2013/058396 WO2013141380A1 (ja) 2012-03-23 2013-03-22 タービンハウジングアセンブリ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012068210A JP5986767B2 (ja) 2012-03-23 2012-03-23 タービンハウジングアセンブリ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013199864A true JP2013199864A (ja) 2013-10-03
JP5986767B2 JP5986767B2 (ja) 2016-09-06

Family

ID=49222828

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012068210A Active JP5986767B2 (ja) 2012-03-23 2012-03-23 タービンハウジングアセンブリ

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9708932B2 (ja)
EP (1) EP2829702B1 (ja)
JP (1) JP5986767B2 (ja)
CN (1) CN104379898B (ja)
WO (1) WO2013141380A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015203398A (ja) * 2014-04-16 2015-11-16 カルソニックカンセイ株式会社 ターボチャージャ
JP2015214967A (ja) * 2014-04-22 2015-12-03 カルソニックカンセイ株式会社 ターボチャージャ
CN105370625A (zh) * 2015-11-27 2016-03-02 无锡蠡湖增压技术股份有限公司 一种冷加工的压气机壳

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015097890A1 (ja) 2013-12-27 2015-07-02 三菱重工業株式会社 タービンハウジング
JP6542640B2 (ja) * 2015-11-06 2019-07-10 カルソニックカンセイ株式会社 タービンハウジング
WO2017078088A1 (ja) * 2015-11-06 2017-05-11 カルソニックカンセイ株式会社 タービンハウジング
US10436069B2 (en) * 2017-01-30 2019-10-08 Garrett Transportation I Inc. Sheet metal turbine housing with biaxial volute configuration
US10544703B2 (en) 2017-01-30 2020-01-28 Garrett Transportation I Inc. Sheet metal turbine housing with cast core
US10472988B2 (en) 2017-01-30 2019-11-12 Garrett Transportation I Inc. Sheet metal turbine housing and related turbocharger systems
US10494955B2 (en) 2017-01-30 2019-12-03 Garrett Transportation I Inc. Sheet metal turbine housing with containment dampers
US10690144B2 (en) 2017-06-27 2020-06-23 Garrett Transportation I Inc. Compressor housings and fabrication methods
US11136997B2 (en) * 2019-07-23 2021-10-05 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for a compressor housing
US11732729B2 (en) 2021-01-26 2023-08-22 Garrett Transportation I Inc Sheet metal turbine housing

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006527322A (ja) * 2003-06-06 2006-11-30 アイ・エイチ・アイ チャージング システムズ インターナショナル ゲーエムベーハー 排ガスターボチャージャ用排ガスタービン
JP2007224827A (ja) * 2006-02-23 2007-09-06 Aisin Takaoka Ltd タービンハウジング
JP2011174460A (ja) * 2010-02-01 2011-09-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 板金タービンハウジング

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61132800A (ja) 1984-11-29 1986-06-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 過給機用コンプレツサ−ハウジング及びその製造方法
US4850797A (en) * 1988-01-21 1989-07-25 Benson Steven R Double chambered turbine housing and seal
DE10061846B4 (de) * 2000-12-12 2004-09-09 Daimlerchrysler Ag Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine
DE10218436C1 (de) 2002-04-25 2003-08-14 Benteler Automobiltechnik Gmbh Abgasturbine für einen Turbolader
GB0223756D0 (en) * 2002-10-14 2002-11-20 Holset Engineering Co Compressor
DE50312707D1 (de) * 2003-03-19 2010-06-24 Abb Turbo Systems Ag Abgasturbinengehäuse
DE10352960B4 (de) * 2003-11-13 2006-06-14 Benteler Automobiltechnik Gmbh Gehäuseanordnung für den Turbolader einer Brennkraftmaschine
DE102004039477B4 (de) 2004-08-14 2015-01-08 Ihi Charging Systems International Gmbh Turbinengehäuse für einen Abgasturbolader
JP4835330B2 (ja) * 2006-08-31 2011-12-14 トヨタ自動車株式会社 タービンハウジング
JP5035426B2 (ja) 2008-11-05 2012-09-26 株式会社Ihi ターボチャージャ
US8372335B2 (en) * 2010-01-14 2013-02-12 Honeywell International Inc. Austenitic ductile cast iron

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006527322A (ja) * 2003-06-06 2006-11-30 アイ・エイチ・アイ チャージング システムズ インターナショナル ゲーエムベーハー 排ガスターボチャージャ用排ガスタービン
JP2007224827A (ja) * 2006-02-23 2007-09-06 Aisin Takaoka Ltd タービンハウジング
JP2011174460A (ja) * 2010-02-01 2011-09-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 板金タービンハウジング

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015203398A (ja) * 2014-04-16 2015-11-16 カルソニックカンセイ株式会社 ターボチャージャ
JP2015214967A (ja) * 2014-04-22 2015-12-03 カルソニックカンセイ株式会社 ターボチャージャ
CN105370625A (zh) * 2015-11-27 2016-03-02 无锡蠡湖增压技术股份有限公司 一种冷加工的压气机壳

Also Published As

Publication number Publication date
EP2829702B1 (en) 2020-02-19
CN104379898A (zh) 2015-02-25
WO2013141380A1 (ja) 2013-09-26
US9708932B2 (en) 2017-07-18
EP2829702A4 (en) 2016-06-22
EP2829702A1 (en) 2015-01-28
US20150044034A1 (en) 2015-02-12
CN104379898B (zh) 2018-10-12
JP5986767B2 (ja) 2016-09-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5984446B2 (ja) タービンハウジングアセンブリおよびタービンハウジングアセンブリの製造方法
JP5986767B2 (ja) タービンハウジングアセンブリ
EP2334910B1 (en) Fabricated turbine housing
EP3260670B1 (en) Turbine housing
EP2324220B1 (en) Improved exhaust manifold to housing connection
US7025566B2 (en) Hybrid vane island diffuser
US20080223956A1 (en) Mounting structure for variable nozzle mechanism in variable-throat exhaust turbocharger
CN102741507B (zh) 涡轮增压器和涡轮增压器叶轮壳体
CA2466795A1 (en) Combined exhaust duct and mixer for a gas turbine engine
JP6097070B2 (ja) 排気ガス排気システム
EP3354856B1 (en) Turbine housing assembly
JP5504160B2 (ja) ターボエンジン及び当該ターボエンジンの製造方法
JP4779898B2 (ja) タービンハウジング
JP4485334B2 (ja) ターボチャージャのタービンハウジング
US20140196978A1 (en) Silencer and method for manufacturing the same
EP2966280B1 (en) Turbocharger
JP2015505004A (ja) 排気ガスターボチャージャーのタービンのガイド機構及びそのタービン
JP5261350B2 (ja) ターボチャージャハウジングと配管との組み付け構造
US20040240994A1 (en) Fan housing
JP5419163B2 (ja) タービンハウジング
JP6320281B2 (ja) タービンハウジング
CN202194691U (zh) 增压装置
WO2021038737A1 (ja) コンプレッサハウジング、過給機およびコンプレッサハウジングの製造方法
JP2015175345A (ja) 過給機およびその組付方法
CN105781699A (zh) 排气系统的消声器

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20141204

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20150109

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160108

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160303

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160422

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160621

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160722

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160808

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5986767

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350