JP2016211512A - Turbine housing - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a turbine housing the whole of which can be efficiently cooled.SOLUTION: The turbine housing has an exhaust flow passage in which a turbine wheel is arranged, and a cooling water passage 40 in which cooling water passes. The turbine housing has a partitioning wall which extends so as to surround a rotation center of the turbine wheel in a shape of partitioning the inside of the cooling water passage 40 into a first water passage 41 which extends around a shroud part of the turbine wheel, and a second water passage 42 which extends at a portion other than a periphery of the shroud part. Furthermore, the turbine housing has: a distribution part 47 into which cooling water flows from the outside of the cooling water passage 40, and which distributes the cooling water to the first water passage 41 and the second water passage 42; an inside flow-out passage 50 which makes the first water passage 41 and the second water passage 42 communicate with each other, and makes the cooling water in the first water passage 41 flow out into the second water passage 42; and an outside flow-out passage 51 which makes the cooling water in the second water passage 42 flow out to the outside of the cooling water passage 40.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、冷却水が通過する冷却水路を有するタービンハウジングに関するものである。   The present invention relates to a turbine housing having a cooling water passage through which cooling water passes.

ターボチャージャーのタービンハウジングの内部には内燃機関の排気が通過する排気流路が設けられており、同排気流路の内部にはタービンホイールが配設されている。こうしたタービンハウジングに冷却水が通過する冷却水路を設けることが提案されている(例えば特許文献1)。   An exhaust passage through which the exhaust gas from the internal combustion engine passes is provided inside the turbine housing of the turbocharger, and a turbine wheel is disposed inside the exhaust passage. Providing such a turbine housing with a cooling water passage through which cooling water passes is proposed (for example, Patent Document 1).

特許文献1のタービンハウジングでは、冷却水路が、タービンホイールの周囲全周にわたって渦巻形状で延びるスクロール通路の周囲や、排気流路におけるタービンホイールの配設部分(シュラウド部)の周囲、並びにタービンホイールを通過した排気を外部に排出するための排出通路の周囲を取り囲む形状に形成されている。   In the turbine housing disclosed in Patent Document 1, the cooling water passage includes a scroll passage extending in a spiral shape around the entire circumference of the turbine wheel, a turbine wheel arrangement portion (shroud portion) in the exhaust passage, and a turbine wheel. It is formed in a shape surrounding the periphery of a discharge passage for discharging the exhaust that has passed through to the outside.

また、特許文献1のタービンハウジングでは、冷却水路の内部に冷却水を流入させる流入口が、同冷却水路における上記スクロール通路の周囲で延びる部分に設けられている。   Moreover, in the turbine housing of patent document 1, the inflow port which makes a cooling water flow in into the inside of a cooling water channel is provided in the part extended around the said scroll channel | path in the cooling water channel.

特開2015−1183号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-1183

タービンハウジングでは、スクロール通路の周辺の温度や排出通路の周辺の温度よりも、シュラウド部の周辺の温度が高くなり易い。そのため、シュラウド部を十分に冷却するために、冷却水路における冷却水の流量を多くすると、シュラウド部以外の部分(スクロール通路の周辺や排出通路の周辺)が過度に冷却されることになってしまう。一方、シュラウド部以外の部分の温度を適温に維持するべく冷却水路における冷却水の流量を定めると、シュラウド部の冷却不足を招いてしまう。   In the turbine housing, the temperature around the shroud portion is likely to be higher than the temperature around the scroll passage and the temperature around the discharge passage. Therefore, if the flow rate of the cooling water in the cooling water passage is increased in order to sufficiently cool the shroud portion, the portions other than the shroud portion (the periphery of the scroll passage and the periphery of the discharge passage) will be excessively cooled. . On the other hand, if the flow rate of the cooling water in the cooling water channel is determined so as to maintain the temperature of the portion other than the shroud portion at an appropriate temperature, the cooling of the shroud portion is insufficient.

本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、全体を効率良く冷却することのできるタービンハウジングを提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a turbine housing capable of efficiently cooling the whole.

上記課題を達成するためのタービンハウジングは、内燃機関の排気が通過するとともにタービンホイールが内部に配設される排気流路と、前記排気流路の周囲を取り囲む形状に形成されて内部を冷却水が通過する冷却水路と、を備える。また上記タービンハウジングは、前記冷却水路の内部を前記排気流路における前記タービンホイールのシュラウド部の周囲で延びる第1水路と前記排気流路における前記シュラウド部の周囲以外の部分で延びる第2水路とに仕切る形状で、前記タービンホイールの回転中心の周りを囲むように延びる仕切り壁を備える。さらに上記タービンハウジングは、前記冷却水路の外部から冷却水が流入するとともに同冷却水を前記第1水路と前記第2水路とに分配する分配部と、前記第1水路と前記第2水路とを連通して前記第1水路内の冷却水を前記第2水路内に流出させる内部流出通路と、前記第2水路内の冷却水を前記冷却水路の外部に流出させる外部流出通路とを備える。   A turbine housing for achieving the above object is formed of an exhaust passage through which an exhaust gas of an internal combustion engine passes and a turbine wheel is disposed inside, and a shape surrounding the periphery of the exhaust passage, and the interior of the turbine housing includes cooling water. And a cooling water channel through which the water passes. The turbine housing includes a first water passage extending around the shroud portion of the turbine wheel in the exhaust passage and a second water passage extending at a portion other than the periphery of the shroud portion in the exhaust passage. And a partition wall extending so as to surround the rotation center of the turbine wheel. Further, the turbine housing includes a distribution unit that receives cooling water from the outside of the cooling water channel and distributes the cooling water to the first water channel and the second water channel, and the first water channel and the second water channel. An internal outflow passage for communicating cooling water in the first water passage into the second water passage and an external outflow passage for outflowing cooling water in the second water passage to the outside of the cooling water passage.

タービンハウジングの構造上、冷却水路におけるシュラウド部の周囲において延びる部分は、シュラウド部の周囲以外で延びる部分よりも内部側(タービンホイール側)の位置になる。   Due to the structure of the turbine housing, the portion of the cooling water channel that extends around the shroud portion is located on the inner side (turbine wheel side) than the portion that extends outside the periphery of the shroud portion.

上記タービンハウジングによれば、外部から分配部に導入される冷却水の一部を、同分配部によって分配することにより、冷却水路の中でも同タービンハウジングにおける内部側に配置されてシュラウド部の周囲において延びる部分(第1水路)に流入させることができる。そのため、分配部から第1水路に流入した上記タービンハウジングとの熱交換による温度上昇の度合いの小さい冷却水を利用して、同タービンハウジングの中でも高温になるシュラウド部を好適に冷却することができる。   According to the turbine housing, a part of the cooling water introduced from the outside into the distribution unit is distributed by the distribution unit, so that the cooling water is arranged on the inner side of the turbine housing in the periphery of the shroud unit. It can be made to flow into the extending part (first water channel). Therefore, the shroud part which becomes high temperature among the turbine housing can be suitably cooled using the cooling water having a small temperature rise due to the heat exchange with the turbine housing flowing into the first water channel from the distribution part. .

しかも、タービンハウジングの外部から分配部に導入される冷却水の残りは、冷却水路におけるシュラウド部の周囲以外の部分で延びる部分(第2通路)に流入するようになる。そのため、タービンハウジングにおけるシュラウド部以外の部分についても、同第2通路内を通過する冷却水によって冷却することができる。   And the remainder of the cooling water introduced into the distribution part from the outside of the turbine housing flows into a part (second passage) extending in a part other than the periphery of the shroud part in the cooling water channel. Therefore, portions other than the shroud portion in the turbine housing can also be cooled by the cooling water passing through the second passage.

さらに、第1水路を通過した冷却水は、内部流出通路を通じて第2水路に流出した後に、外部流出通路を通じてタービンハウジングの外部に流出する。そのため、シュラウド部の周囲において延びる第1水路がタービンハウジングにおける内部側に配置されるとはいえ、同第1水路内を通過した後の冷却水は第2水路を介してタービンハウジングの外部に流出させることができる。   Further, the cooling water that has passed through the first water channel flows out to the second water channel through the internal outflow passage, and then flows out of the turbine housing through the external outflow passage. Therefore, although the first water channel extending around the shroud portion is disposed on the inner side of the turbine housing, the cooling water after passing through the first water channel flows out of the turbine housing through the second water channel. Can be made.

したがって上記タービンハウジングによれば、同タービンハウジングの全体を効率良く冷却することができる。   Therefore, according to the turbine housing, the entire turbine housing can be efficiently cooled.

第1実施形態のタービンハウジングを有するターボチャージャおよびその周辺構造を模式的に示す略図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The schematic which shows typically the turbocharger which has the turbine housing of 1st Embodiment, and its periphery structure. 同タービンハウジングの断面構造を示す断面図。Sectional drawing which shows the cross-section of the turbine housing. 図2の矢印B方向から見た同タービンハウジングの第1水路、第2水路および第3水路の平面形状を各別に示す平面図。The top view which shows separately the planar shape of the 1st water channel of the same turbine housing seen from the arrow B direction of FIG. 2, a 2nd water channel, and a 3rd water channel. 同タービンハウジングの内部における冷却水の流通態様を模式的に示す略図。The schematic diagram which shows typically the distribution | circulation aspect of the cooling water in the inside of the turbine housing. 同タービンハウジングの分配部周辺における冷却水路の内部構造を示す斜視図。The perspective view which shows the internal structure of the cooling water channel in the distribution part periphery of the same turbine housing. 同タービンハウジングの分配部周辺における冷却水路の内部構造を示す平面図。The top view which shows the internal structure of the cooling water channel in the distribution part periphery of the same turbine housing. 第2実施形態のタービンハウジングの第1水路、第2水路および第3水路の平面形状を各別に示す平面図。The top view which shows separately the planar shape of the 1st water channel of the turbine housing of 2nd Embodiment, a 2nd water channel, and a 3rd water channel. 同タービンハウジングの冷却水路の内部構造を示す平面図。The top view which shows the internal structure of the cooling water channel of the turbine housing. 同タービンハウジングの分配部周辺における冷却水路の内部構造を示す平面図。The top view which shows the internal structure of the cooling water channel in the distribution part periphery of the same turbine housing.

(第1実施形態)
以下、タービンハウジングの第1実施形態について説明する。
図1に示すように、ターボチャージャー10は、内燃機関1の吸気管2の途中に配設されたコンプレッサ20と、同内燃機関1の排気管3の途中に配設されたタービン30と、それらコンプレッサ20およびタービン30を連結するベアリングハウジング11とを備えている。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the turbine housing will be described.
As shown in FIG. 1, the turbocharger 10 includes a compressor 20 disposed in the middle of the intake pipe 2 of the internal combustion engine 1, a turbine 30 disposed in the middle of the exhaust pipe 3 of the internal combustion engine 1, and A bearing housing 11 that connects the compressor 20 and the turbine 30 is provided.

コンプレッサ20はコンプレッサハウジング21を有しており、コンプレッサハウジング21の内部にはコンプレッサインペラ23が配設されている。また、タービン30はタービンハウジング31を有しており、タービンハウジング31の内部にはタービンホイール33が配設されている。タービンホイール33とコンプレッサインペラ23とは回転シャフト12を介して一体回転可能に連結されており、同回転シャフト12は上記ベアリングハウジング11の軸受部に回転可能に支持されている。   The compressor 20 has a compressor housing 21, and a compressor impeller 23 is disposed inside the compressor housing 21. The turbine 30 includes a turbine housing 31, and a turbine wheel 33 is disposed inside the turbine housing 31. The turbine wheel 33 and the compressor impeller 23 are coupled to each other via a rotary shaft 12 so as to be integrally rotatable. The rotary shaft 12 is rotatably supported by a bearing portion of the bearing housing 11.

次に、上記タービン30およびその周辺の構造について詳しく説明する。
図2に示すように、タービンハウジング31の内部には、上記タービンホイール33の回転中心Lを中心とする断面円形状で延びるダクト部34が設けられている。
Next, the turbine 30 and the surrounding structure will be described in detail.
As shown in FIG. 2, a duct portion 34 extending in a circular cross section around the rotation center L of the turbine wheel 33 is provided inside the turbine housing 31.

ダクト部34の一方側(図2における左側)の部分はタービンハウジング31のシュラウド部35になっており、このシュラウド部35の内部にはタービンホイール33が配設されている。またタービンハウジング31の内部には、上記タービンホイール33の周囲全周にわたって渦巻形状で延びるスクロール通路36が設けられている。スクロール通路36には排気管3における上記タービン30よりも排気上流側の部分(上流側排気管3A[図1参照])が接続される。本実施形態では、ダクト部34およびスクロール通路36が内燃機関1の排気が通過する排気流路に相当する。   A portion on one side (left side in FIG. 2) of the duct portion 34 is a shroud portion 35 of the turbine housing 31, and a turbine wheel 33 is disposed inside the shroud portion 35. Inside the turbine housing 31, a scroll passage 36 extending in a spiral shape is provided around the entire circumference of the turbine wheel 33. The scroll passage 36 is connected to a portion of the exhaust pipe 3 on the exhaust upstream side of the turbine 30 (upstream exhaust pipe 3A [see FIG. 1]). In the present embodiment, the duct portion 34 and the scroll passage 36 correspond to an exhaust passage through which the exhaust gas of the internal combustion engine 1 passes.

また、上記ダクト部34における上記シュラウド部35よりも排気流れ方向下流側(図2における右側)の部分は、排気をダクト部34の外部に排出する排出通路37になっており、この排出通路37には排気管3の上記タービン30よりも排気下流側の部分(下流側排気管3B[図1参照])が接続される。   Further, the portion of the duct portion 34 on the downstream side in the exhaust flow direction (the right side in FIG. 2) of the shroud portion 35 is a discharge passage 37 for discharging the exhaust to the outside of the duct portion 34. A portion of the exhaust pipe 3 on the exhaust downstream side of the turbine 30 (downstream exhaust pipe 3B [see FIG. 1]) is connected.

タービンハウジング31の内部には、上記ダクト部34および上記スクロール通路36の周囲を取り囲む形状で、冷却水を循環させるための冷却水路40が設けられている。このタービンハウジング31は、冷却水路40の内部に冷却水を強制的に循環させることにより、同冷却水との熱交換を通じて冷却される水冷式のものになっている。図1に示すように、内燃機関1には、その内部に設けられて冷却水が供給されるウォータジャケット5や、冷却水を冷却するためのラジエーター6、冷却水を圧送するウォーターポンプ7などからなる機関冷却系を備えている。本実施形態では、内燃機関1の運転に際して機関冷却系内の冷却水の一部が上記冷却水路40に供給されて循環するようになっている。   Inside the turbine housing 31, there is provided a cooling water passage 40 for circulating cooling water in a shape surrounding the duct portion 34 and the scroll passage 36. The turbine housing 31 is a water-cooled type that is cooled through heat exchange with the cooling water by forcibly circulating the cooling water inside the cooling water passage 40. As shown in FIG. 1, the internal combustion engine 1 includes a water jacket 5 provided therein and supplied with cooling water, a radiator 6 for cooling the cooling water, a water pump 7 for pumping the cooling water, and the like. It has an engine cooling system. In the present embodiment, when the internal combustion engine 1 is operated, a part of the cooling water in the engine cooling system is supplied to the cooling water passage 40 and circulated.

以下、冷却水路40の具体的な構造について説明する。
図2および図3に示すように、冷却水路40の内部には、内部を3つの水路(第1水路41、第2水路42、第3水路43)に仕切るように、タービンホイール33の回転中心Lの周囲において円環形状で延びる2つの仕切り壁44,45が設けられている。なお図3は、第1水路41、第2水路42および第3水路43の形状を各別に示している。
Hereinafter, a specific structure of the cooling water channel 40 will be described.
As shown in FIGS. 2 and 3, the rotation center of the turbine wheel 33 is arranged inside the cooling water channel 40 so as to partition the inside into three water channels (first water channel 41, second water channel 42, and third water channel 43). Two partition walls 44 and 45 extending in an annular shape around L are provided. 3 shows the shapes of the first water channel 41, the second water channel 42, and the third water channel 43 separately.

仕切り壁44は、スクロール通路36の外壁の最も外周側の部分とタービンハウジング31の外壁とを繋ぐ形状に形成されている。この仕切り壁44により、冷却水路40におけるスクロール通路36の周囲に形成される部分が、ベアリングハウジング11側(図2中における左側)の部分である第3水路43と排出通路37側(図2中における右側)の部分(詳しくは、第2水路42の一部)とに区画されている。   The partition wall 44 is formed in a shape that connects the outermost part of the outer wall of the scroll passage 36 and the outer wall of the turbine housing 31. Due to the partition wall 44, the portion formed around the scroll passage 36 in the cooling water passage 40 is the third water passage 43 and the discharge passage 37 side (in FIG. 2) which are the bearing housing 11 side (left side in FIG. 2). In the right side) (specifically, a part of the second water channel 42).

また仕切り壁45は、排出通路37の外壁における上記シュラウド部35の近傍の部分の外壁と上記スクロール通路36の外壁における排出通路37側の部分とを繋ぐ形状に形成されている。この仕切り壁45により、冷却水路40におけるシュラウド部35の周囲を含む部分である第1水路41とそれ以外の部分(詳しくは、第2水路42の一部)とが区画されている。   The partition wall 45 is formed in a shape that connects the outer wall of the outer wall of the discharge passage 37 near the shroud portion 35 and the portion of the outer wall of the scroll passage 36 on the discharge passage 37 side. The partition wall 45 divides the first water channel 41 which is a portion including the periphery of the shroud portion 35 in the cooling water channel 40 and other parts (specifically, a part of the second water channel 42).

上記第1水路41は、上記タービンホイール33のシュラウド部35の周囲において、タービンホイール33の回転中心Lの周囲を囲む円環形状で延びている。第2水路42は、スクロール通路36の周囲における排出通路37側の部分と排出通路37の周囲と第1水路41の周囲とを取り囲む形状に形成されている。このように第2水路42は、上記シュラウド部35の周囲を含まない部分、すなわちシュラウド部35の周囲以外の部分で延びている。第3水路43は、スクロール通路36の周囲における上記ベアリングハウジング11側の部分を囲む形状に形成されている。   The first water channel 41 extends in an annular shape surrounding the rotation center L of the turbine wheel 33 around the shroud portion 35 of the turbine wheel 33. The second water passage 42 is formed in a shape that surrounds the portion on the discharge passage 37 side around the scroll passage 36, the periphery of the discharge passage 37, and the periphery of the first water passage 41. Thus, the second water channel 42 extends at a portion not including the periphery of the shroud portion 35, that is, at a portion other than the periphery of the shroud portion 35. The third water passage 43 is formed in a shape surrounding a portion on the bearing housing 11 side around the scroll passage 36.

図3〜図5に示すように、スクロール通路36における排気流入口36A(図2参照)付近には、冷却水路40の外部から内部に冷却水を流入させるための外部流入通路46が設けられている。この外部流入通路46は、一方の端部が冷却水路40の外部に開放されるとともに、他方の端部が上記第3水路43と分配部47とに連通されている。分配部47は第1水路41と第2水路42とにそれぞれ連通されている。そして、外部流入通路46を介して分配部47に流入した冷却水が第1水路41および第2水路42に分配されるようになっている。   As shown in FIGS. 3 to 5, an external inflow passage 46 is provided in the scroll passage 36 near the exhaust inflow port 36 </ b> A (see FIG. 2). Yes. The external inflow passage 46 has one end opened to the outside of the cooling water passage 40 and the other end communicated with the third water passage 43 and the distribution portion 47. The distribution unit 47 communicates with the first water channel 41 and the second water channel 42, respectively. And the cooling water which flowed into the distribution part 47 via the external inflow channel 46 is distributed to the 1st water channel 41 and the 2nd water channel 42. As shown in FIG.

図5および図6に示すように、分配部47は、冷却水路40における上記スクロール通路36の周囲を囲むように形成される部分のうちの上記排出通路37側の部分において、同スクロール通路36の排気流入口36A(図2参照)側の端部に配置されている。具体的には、冷却水路40における上記スクロール通路36の排気流入口36A側の端部から若干離れた位置に、同スクロール通路36の延伸方向と交差する方向に延びるとともに、冷却水路40のスクロール通路36に近い側の内壁と同スクロール通路36から遠い側の内壁とを繋ぐ形状のリブ48が形成されている。そして、図6中に破線で示すように、リブ48によって冷却水路40を塞ぐように同冷却水路40内においてリブ48を延伸した場合に、リブ48と冷却水路40の内壁とによって囲まれる部分(図6中に斜線で示す部分)が分配部47として機能する。   As shown in FIGS. 5 and 6, the distribution portion 47 is formed in a portion of the cooling water passage 40 on the discharge passage 37 side in a portion formed so as to surround the scroll passage 36. It arrange | positions at the edge part by the side of the exhaust inflow port 36A (refer FIG. 2). Specifically, in the cooling water passage 40, the scroll passage 36 extends at a position slightly away from the end of the scroll passage 36 on the exhaust inlet 36 </ b> A side in a direction intersecting the extending direction of the scroll passage 36, and the scroll passage of the cooling water passage 40. A rib 48 is formed to connect the inner wall closer to 36 and the inner wall farther from the scroll passage 36. 6, when the rib 48 is extended in the cooling water channel 40 so as to block the cooling water channel 40 by the rib 48, the portion surrounded by the rib 48 and the inner wall of the cooling water channel 40 ( A portion indicated by hatching in FIG. 6 functions as the distribution unit 47.

図3〜図5に示すように、分配部47には、同分配部47と第1水路41とを連通する内部流入通路49が接続されている。この内部流入通路49を介して分配部47内の冷却水が第1水路41に流入する。また、冷却水路40では、同冷却水路40の内壁とリブ48との隙間S(図3)を通じて、分配部47と第2水路42とが連通している。この隙間Sを通じて、分配部47内の冷却水が第2水路42に流入する。このように、上記タービンハウジング31では、外部流入通路46を介して分配部47に流入した冷却水が第1水路41および第2水路42に分配される。   As shown in FIG. 3 to FIG. 5, an internal inflow passage 49 that connects the distribution unit 47 and the first water channel 41 is connected to the distribution unit 47. The cooling water in the distribution part 47 flows into the first water channel 41 through the internal inflow passage 49. In the cooling water channel 40, the distribution unit 47 and the second water channel 42 communicate with each other through a gap S (FIG. 3) between the inner wall of the cooling water channel 40 and the rib 48. Through this gap S, the cooling water in the distribution part 47 flows into the second water channel 42. Thus, in the turbine housing 31, the cooling water that has flowed into the distribution portion 47 via the external inflow passage 46 is distributed to the first water passage 41 and the second water passage 42.

また、図3〜図5に示すように、冷却水路40には第1水路41と第2水路42とを連通する内部流出通路50が設けられている。この内部流出通路50を通じて、第1水路41内の冷却水が第2水路42に流出する。さらに冷却水路40には、同冷却水路40の内部から外部に冷却水を流出させるための外部流出通路51が設けられている。この外部流出通路51(本実施形態では2箇所)は、一方の端部が第2水路42と第3水路43とに連通されるとともに、他方の端部が冷却水路40の外部に開放されている。   As shown in FIGS. 3 to 5, the cooling water passage 40 is provided with an internal outflow passage 50 that communicates the first water passage 41 and the second water passage 42. The cooling water in the first water passage 41 flows out to the second water passage 42 through the internal outflow passage 50. Further, the cooling water channel 40 is provided with an external outflow passage 51 for allowing cooling water to flow out from the inside of the cooling water channel 40 to the outside. The external outflow passage 51 (two locations in the present embodiment) has one end communicating with the second water passage 42 and the third water passage 43 and the other end opened to the outside of the cooling water passage 40. Yes.

(作用)
以下、本実施形態のタービンハウジング31による作用について説明する。
図4に示すように、タービンハウジング31では、外部流入通路46を通じて、同タービンハウジング31(冷却水路40)の外部から第3水路43に冷却水が流入する。そして、第3水路43を通過する冷却水によって、スクロール通路36(図2参照)のベアリングハウジング11側の部分が冷却される。
(Function)
Hereinafter, the operation of the turbine housing 31 of the present embodiment will be described.
As shown in FIG. 4, in the turbine housing 31, cooling water flows into the third water passage 43 from the outside of the turbine housing 31 (cooling water passage 40) through the external inflow passage 46. And the part by the side of the bearing housing 11 of the scroll channel | path 36 (refer FIG. 2) is cooled with the cooling water which passes the 3rd water path 43. FIG.

一方、冷却水は、外部流入通路46を通じて、タービンハウジング31の外部から分配部47にも流入する。そして、分配部47に流入した冷却水は、第1水路41と第2水路42とに分配されて流入する。これにより、第1水路41を通過する冷却水によってシュラウド部35(図2参照)が冷却されるようになり、第2水路42を通過する冷却水によってスクロール通路36の排出通路37側の部分や同排出通路37が冷却されるようになる。   On the other hand, the cooling water also flows into the distribution portion 47 from the outside of the turbine housing 31 through the external inflow passage 46. Then, the cooling water that has flowed into the distribution unit 47 is distributed and flows into the first water channel 41 and the second water channel 42. As a result, the shroud portion 35 (see FIG. 2) is cooled by the cooling water passing through the first water passage 41, and the portion of the scroll passage 36 on the discharge passage 37 side is cooled by the cooling water passing through the second water passage 42. The discharge passage 37 is cooled.

第1水路41を通過した冷却水は、内部流出通路50を介して第2水路42に流出して合流する。そして、第2水路42を通過した冷却水と第3水路43を通過した冷却水とは、外部流出通路51を介してタービンハウジング31の外部に排出される。   The cooling water that has passed through the first water channel 41 flows out into the second water channel 42 through the internal outflow passage 50 and merges. The cooling water that has passed through the second water passage 42 and the cooling water that has passed through the third water passage 43 are discharged to the outside of the turbine housing 31 via the external outflow passage 51.

ここで図2に示すように、上記タービンハウジング31では、その構造上、冷却水路40における上記シュラウド部35の周囲において延びる第1水路41が、同シュラウド部35の周囲以外の部分で延びる第2水路42よりもタービンハウジング31における内部側(タービンホイール33側)の位置になる。そのため、タービンハウジング31は、その外部から第1水路41に冷却水を供給し難い構造であると云える。   As shown in FIG. 2, in the turbine housing 31, the first water passage 41 extending around the shroud portion 35 in the cooling water passage 40 is second in the structure other than the periphery of the shroud portion 35 due to its structure. The position is on the inner side (turbine wheel 33 side) in the turbine housing 31 than the water passage 42. Therefore, it can be said that the turbine housing 31 has a structure in which it is difficult to supply cooling water to the first water passage 41 from the outside.

上記タービンハウジング31では、冷却水路40における上記スクロール通路36の排気流入口36A側の端部に配置される部分に分配部47が形成されており、図5中に矢印で示すように、同分配部47にタービンハウジング31の外部から冷却水が導入される。そして、分配部47に導入された冷却水の一部が、同分配部47によって分配されて、内部流入通路49を介して第1水路41に流入するようになる。このように上記タービンハウジング31によれば、分配部47によって冷却水を分配することにより、冷却水路40の中でも同タービンハウジング31における内部側に配置された第1水路41に冷却水を流入させることができる。   In the turbine housing 31, a distribution portion 47 is formed at a portion of the cooling water passage 40 disposed at the end of the scroll passage 36 on the exhaust inflow port 36 </ b> A side, and as shown by an arrow in FIG. Cooling water is introduced into the portion 47 from the outside of the turbine housing 31. A part of the cooling water introduced into the distribution unit 47 is distributed by the distribution unit 47 and flows into the first water channel 41 through the internal inflow passage 49. As described above, according to the turbine housing 31, the cooling water is distributed by the distribution unit 47, thereby allowing the cooling water to flow into the first water channel 41 arranged on the inner side of the turbine housing 31 in the cooling water channel 40. Can do.

また、上記タービンハウジング31によれば、このようにして冷却水路40における分配部47のみを通過して第1水路41に流入した冷却水、言い換えれば上記タービンハウジング31との熱交換による温度上昇の度合いの小さい冷却水を利用して、同タービンハウジング31の中でも高温になるシュラウド部35を好適に冷却することができる。   Further, according to the turbine housing 31, the cooling water that has passed through only the distribution portion 47 in the cooling water passage 40 and has flowed into the first water passage 41, in other words, the temperature rise due to heat exchange with the turbine housing 31. The shroud portion 35 that is at a high temperature in the turbine housing 31 can be suitably cooled using the cooling water with a small degree.

しかも、図3および図4に示すように、タービンハウジング31の外部から分配部47に導入される冷却水のうちの第1水路41に流入する分を除いた残りは、第2水路42に流入するようになる。また、外部流入通路46を通じて冷却水路40に導入される冷却水は、同冷却水路40におけるスクロール通路36のベアリングハウジング11側の部分の周囲で延びる部分である第3水路43にも導入される。そのため、タービンハウジング31におけるシュラウド部35以外の部分(スクロール通路36や排出通路37)についても、第2水路42内や第3水路43内を通過する冷却水によって冷却することができる。   In addition, as shown in FIGS. 3 and 4, the remainder of the cooling water introduced from the outside of the turbine housing 31 to the distribution portion 47 except for the amount flowing into the first water channel 41 flows into the second water channel 42. To come. Further, the cooling water introduced into the cooling water passage 40 through the external inflow passage 46 is also introduced into the third water passage 43 which is a portion extending around the bearing housing 11 side portion of the scroll passage 36 in the cooling water passage 40. Therefore, portions other than the shroud portion 35 (the scroll passage 36 and the discharge passage 37) in the turbine housing 31 can be cooled by the cooling water passing through the second water passage 42 and the third water passage 43.

また、上記タービンハウジング31では、第1水路41を通過した冷却水は、内部流出通路50を通じて第2水路42に流出した後に、外部流出通路51を通じてタービンハウジング31の外部に流出する。そのため、シュラウド部35の周囲において延びる第1水路41がタービンハウジング31における内部側に配置されるとはいえ、第1水路41内を通過した後の冷却水を、同第1水路41よりも外部側に配置された第2水路42を介してタービンハウジング31の外部に流出させることができる。このように本実施形態によれば、タービンハウジング31の中でも高温になるシュラウド部35の周囲に配置される第1水路41に低温の冷却水を循環させることができるため、同タービンハウジング31の全体を効率良く冷却することができる。   In the turbine housing 31, the cooling water that has passed through the first water passage 41 flows out to the second water passage 42 through the internal outflow passage 50, and then flows out of the turbine housing 31 through the external outflow passage 51. Therefore, although the first water channel 41 extending around the shroud portion 35 is disposed on the inner side of the turbine housing 31, the cooling water after passing through the first water channel 41 is more external than the first water channel 41. It can flow out to the outside of the turbine housing 31 via the second water channel 42 arranged on the side. As described above, according to the present embodiment, since the low-temperature cooling water can be circulated through the first water channel 41 arranged around the shroud portion 35 that is at a high temperature in the turbine housing 31, the entire turbine housing 31 is provided. Can be efficiently cooled.

図2に示すように、上記タービンハウジング31では、仕切り壁45が、排出通路37の外壁における上記シュラウド部35の近傍の部分とスクロール通路36の外壁における上記排出通路37側の部分とを繋ぐ形状に形成されている。そのため、高温になるシュラウド部35の外壁の熱を、仕切り壁45による熱伝導を通じて、比較的低温のスクロール通路36の外壁に逃がすことができる。これにより、シュラウド部35の温度の過上昇を抑えることができる。   As shown in FIG. 2, in the turbine housing 31, the partition wall 45 connects the portion near the shroud portion 35 on the outer wall of the discharge passage 37 and the portion on the discharge passage 37 side on the outer wall of the scroll passage 36. Is formed. Therefore, the heat of the outer wall of the shroud portion 35 that becomes high temperature can be released to the outer wall of the relatively low temperature scroll passage 36 through heat conduction by the partition wall 45. Thereby, the excessive rise of the temperature of the shroud part 35 can be suppressed.

また上記タービンハウジング31では、仕切り壁44,45が設けられているために、これら仕切り壁44,45が設けられていないものと比較して、タービンハウジング31の強度が高くなる。これにより、タービンハウジング31の熱変形が抑えられて、シュラウド部35の内壁とタービンホイール33との間隙の変化を抑えることができるため、ターボチャージャー10の過給効率の低下を抑えることができる。   In the turbine housing 31, since the partition walls 44 and 45 are provided, the strength of the turbine housing 31 is higher than that in which the partition walls 44 and 45 are not provided. Thereby, the thermal deformation of the turbine housing 31 is suppressed, and the change in the gap between the inner wall of the shroud portion 35 and the turbine wheel 33 can be suppressed. Therefore, the reduction in the supercharging efficiency of the turbocharger 10 can be suppressed.

以上説明したように、本実施形態によれば、以下に記載する効果が得られる。
(1)タービンハウジング31の全体を効率良く冷却することができる。
(第2実施形態)
以下、タービンハウジングの第2実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に説明する。
As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The entire turbine housing 31 can be efficiently cooled.
(Second Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the turbine housing will be described focusing on differences from the first embodiment.

本実施形態のタービンハウジングと第1実施形態のタービンハウジングとは、冷却水路の構造が異なる。
以下、本実施形態のタービンハウジングの冷却水路の具体的な構造について説明する。なお本実施形態のターボチャージャーの基本構造は、第1実施形態のターボチャージャー10(図1および図2参照)と同様であるため、同一の構成については同一の符号を付して示し、その詳細な説明は割愛する。
The turbine housing of the present embodiment is different from the turbine housing of the first embodiment in the structure of the cooling water channel.
Hereinafter, the specific structure of the cooling water channel of the turbine housing of this embodiment will be described. The basic structure of the turbocharger of the present embodiment is the same as that of the turbocharger 10 of the first embodiment (see FIGS. 1 and 2). Therefore, the same components are denoted by the same reference numerals, and details thereof are shown. I will omit the explanation.

図7に示すように、冷却水路70の内部は、2つの仕切り壁44,45(図2参照)により、3つの水路(第1水路71、第2水路72、第3水路73)に仕切られている。なお、図7は、第1水路71、第2水路72および第3水路73の平面形状を各別に示している。仕切り壁44により、冷却水路70におけるスクロール通路36の周囲に形成される部分が、ベアリングハウジング11側の部分である第3水路73と排出通路37側の部分(詳しくは、第2水路72の一部)とに区画されている。また仕切り壁45により、冷却水路70におけるシュラウド部35の周囲を含む部分である第1水路71とそれ以外の部分(詳しくは、第2水路72の一部)とが区画されている。   As shown in FIG. 7, the inside of the cooling water channel 70 is partitioned into three water channels (a first water channel 71, a second water channel 72, and a third water channel 73) by two partition walls 44 and 45 (see FIG. 2). ing. 7 shows the planar shapes of the first water channel 71, the second water channel 72, and the third water channel 73 separately. A portion formed around the scroll passage 36 in the cooling water passage 70 by the partition wall 44 is a portion on the third water passage 73 on the bearing housing 11 side and a portion on the discharge passage 37 side (specifically, one portion of the second water passage 72 Part). Further, the partition wall 45 divides a first water channel 71 that is a portion including the periphery of the shroud portion 35 in the cooling water channel 70 and other parts (specifically, a part of the second water channel 72).

上記第1水路71は、上記タービンホイール33のシュラウド部35の周囲において、タービンホイール33の回転中心Lの周囲を囲む円環形状で延びている。第2水路72は、スクロール通路36の周囲における排出通路37側の部分と排出通路37の周囲と第1水路71の周囲とを取り囲む形状に形成されている。このように第2水路72は、上記シュラウド部35の周囲以外の部分で延びている。第3水路73は、スクロール通路36の周囲における上記ベアリングハウジング11側の部分を囲む形状に形成されている。   The first water channel 71 extends in an annular shape surrounding the rotation center L of the turbine wheel 33 around the shroud portion 35 of the turbine wheel 33. The second water passage 72 is formed in a shape surrounding a portion on the discharge passage 37 side around the scroll passage 36, the periphery of the discharge passage 37, and the periphery of the first water passage 71. As described above, the second water channel 72 extends at a portion other than the periphery of the shroud portion 35. The third water passage 73 is formed in a shape surrounding a portion on the bearing housing 11 side around the scroll passage 36.

図8および図9に示すように、タービンハウジングの外壁における上記スクロール通路36の排気流れ方向の途中の部分には、冷却水路70の外部から内部に冷却水を流入させるための外部流入通路76が設けられている。外部流入通路76は、一方の端部が冷却水路70の外部に開放されるとともに、他方の端部が上記第3水路73と分配部77とに連通されている。分配部77には、同分配部77と第1水路71とを連通する内部流入通路79が接続されている。この内部流入通路79を介して分配部77内の冷却水が第1水路71に流入する。   As shown in FIGS. 8 and 9, an external inflow passage 76 for allowing cooling water to flow into the inside from the outside of the cooling water passage 70 is provided in the middle of the scroll passage 36 in the exhaust flow direction on the outer wall of the turbine housing. Is provided. One end of the external inflow passage 76 is opened to the outside of the cooling water passage 70, and the other end is communicated with the third water passage 73 and the distribution portion 77. An internal inflow passage 79 that connects the distribution portion 77 and the first water channel 71 is connected to the distribution portion 77. Cooling water in the distributor 77 flows into the first water channel 71 through the internal inflow passage 79.

なお、図8および図9に示すように、分配部77は、冷却水路70における上記スクロール通路36の周囲を囲むように形成される部分のうちの上記排出通路37側の部分(第2水路72)において、同スクロール通路36の排気流れ方向における途中の部分に配置されている。本実施形態のタービンハウジングでは、外部流入通路76から上記分配部47に流入する冷却水の流れ方向と上記分配部47から内部流入通路49に流入する冷却水の流れ方向とが一致するように、それら内部流入通路79および外部流入通路76が配置されている。そして、内部流入通路49の上記分配部47における開口の端部と外部流入通路46の上記分配部47における開口の端部とを繋いだ面によって囲まれる部分(図9中に斜線で示す部分)が分配部47として機能する。   As shown in FIGS. 8 and 9, the distribution portion 77 is a portion on the discharge passage 37 side (second water passage 72) in a portion formed so as to surround the scroll passage 36 in the cooling water passage 70. ) In the middle of the scroll passage 36 in the exhaust flow direction. In the turbine housing of the present embodiment, the flow direction of the cooling water flowing into the distribution portion 47 from the external inflow passage 76 matches the flow direction of the cooling water flowing into the internal inflow passage 49 from the distribution portion 47. The internal inflow passage 79 and the external inflow passage 76 are arranged. A portion surrounded by a surface connecting the end portion of the opening in the distribution portion 47 of the internal inflow passage 49 and the end portion of the opening in the distribution portion 47 of the external inflow passage 46 (a portion indicated by hatching in FIG. 9). Functions as the distribution unit 47.

こうした構造の分配部77は、周囲を第2水路72で囲まれている。そのため、外部流入通路46から分配部77に流入した冷却水は、同分配部47から第2水路72にも流入するようになる。このように本実施形態のタービンハウジングでは、外部流入通路76を介して分配部77に流入した冷却水が第1水路71および第2水路72に分配される。   The distributor 77 having such a structure is surrounded by a second water channel 72. Therefore, the cooling water that has flowed into the distribution unit 77 from the external inflow passage 46 also flows into the second water channel 72 from the distribution unit 47. Thus, in the turbine housing of the present embodiment, the cooling water that has flowed into the distribution portion 77 via the external inflow passage 76 is distributed to the first water passage 71 and the second water passage 72.

また、冷却水路70には第1水路71と第2水路72とを連通する内部流出通路80が設けられている。この内部流出通路80を通じて、第1水路71内の冷却水が第2水路72に流出する。さらに冷却水路70には、同冷却水路70の内部から外部に冷却水を流出させるための外部流出通路81(本実施形態では2箇所)が設けられている。この外部流出通路81は、一方の端部が第2水路72と第3水路73とに連通されるとともに、他方の端部が冷却水路70の外部に開放されている。   The cooling water passage 70 is provided with an internal outflow passage 80 that connects the first water passage 71 and the second water passage 72. The cooling water in the first water channel 71 flows out to the second water channel 72 through the internal outflow channel 80. Further, the cooling water passage 70 is provided with external outflow passages 81 (two in this embodiment) for allowing the cooling water to flow out from the inside of the cooling water passage 70 to the outside. The outer outflow passage 81 has one end communicating with the second water passage 72 and the third water passage 73 and the other end opened to the outside of the cooling water passage 70.

こうしたタービンハウジングによれば、第1実施形態のタービンハウジング31と同様の作用効果を得ることができる。
(他の実施形態)
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
According to such a turbine housing, the same effect as the turbine housing 31 of the first embodiment can be obtained.
(Other embodiments)
Each of the above embodiments may be modified as follows.

・各実施形態において、仕切り壁44を省略してもよい。   In each embodiment, the partition wall 44 may be omitted.

1…内燃機関、2…吸気管、3…排気管、3A…上流側排気管、3B…下流側排気管、5…ウォータジャケット、6…ラジエーター、7…ウォーターポンプ、10…ターボチャージャー、11…ベアリングハウジング、12…回転シャフト、20…コンプレッサ、21…コンプレッサハウジング、23…コンプレッサインペラ、30…タービン、31…タービンハウジング、33…タービンホイール、34…ダクト部、35…シュラウド部、36…スクロール通路、36A…排気流入口、37…排出通路、40,70…冷却水路、41,71…第1水路、42,72…第2水路、43,73…第3水路、44,45…仕切り壁、46,76…外部流入通路、47,77…分配部、48…リブ、49,79…内部流入通路、50,80…内部流出通路、51,81…外部流出通路。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal combustion engine, 2 ... Intake pipe, 3 ... Exhaust pipe, 3A ... Upstream exhaust pipe, 3B ... Downstream exhaust pipe, 5 ... Water jacket, 6 ... Radiator, 7 ... Water pump, 10 ... Turbocharger, 11 ... Bearing housing, 12 ... Rotating shaft, 20 ... Compressor, 21 ... Compressor housing, 23 ... Compressor impeller, 30 ... Turbine, 31 ... Turbine housing, 33 ... Turbine wheel, 34 ... Duct section, 35 ... Shroud section, 36 ... Scroll path 36A ... Exhaust inlet, 37 ... Discharge passage, 40, 70 ... Cooling channel, 41, 71 ... First channel, 42, 72 ... Second channel, 43, 73 ... Third channel, 44, 45 ... Partition wall, 46,76 ... external inflow passage, 47,77 ... distribution part, 48 ... rib, 49,79 ... internal inflow passage, 50,80 ... internal flow Passage, 51, 81 ... outflow passage.

Claims (1)

内燃機関の排気が通過するとともにタービンホイールが内部に配設される排気流路と、
前記排気流路の周囲を取り囲む形状に形成されて内部を冷却水が通過する冷却水路と、
前記冷却水路の内部を前記排気流路における前記タービンホイールのシュラウド部の周囲で延びる第1水路と前記排気流路における前記シュラウド部の周囲以外の部分で延びる第2水路とに仕切る形状で、前記タービンホイールの回転中心の周りを囲むように延びる仕切り壁と、
前記冷却水路の外部から冷却水が流入するとともに同冷却水を前記第1水路と前記第2水路とに分配する分配部と、
前記第1水路と前記第2水路とを連通して前記第1水路内の冷却水を前記第2水路内に流出させる内部流出通路と、
前記第2水路内の冷却水を前記冷却水路の外部に流出させる外部流出通路と
を備えるタービンハウジング。
An exhaust passage through which the exhaust of the internal combustion engine passes and in which the turbine wheel is disposed;
A cooling water passage formed in a shape surrounding the periphery of the exhaust passage and through which cooling water passes;
In the shape of partitioning the inside of the cooling water channel into a first water channel extending around the shroud part of the turbine wheel in the exhaust flow channel and a second water channel extending in a part other than the periphery of the shroud part in the exhaust flow channel, A partition wall extending around the rotation center of the turbine wheel;
A distribution unit that flows in the cooling water from the outside of the cooling water channel and distributes the cooling water to the first water channel and the second water channel;
An internal outflow passage through which the first water channel and the second water channel communicate with each other, and the cooling water in the first water channel flows out into the second water channel;
A turbine housing comprising an external outflow passage for allowing the cooling water in the second water passage to flow out of the cooling water passage.
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