JP5910114B2 - タービンハウジング及び排気タービン過給機 - Google Patents
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Description
特許文献1に記載のタービンハウジングは、タービンホイールを囲繞する内側ハウジングと、内側ハウジングの下流部に接続される排出管と、これら内側ハウジング及び排出管を囲繞する外側ハウジングとを備えている。内側ハウジングはその先端部が排出管に接続され、その基端部が外側ハウジングの基端部に固定されており、内側ハウジングのみによってタービンホイールの外周側に略環状のスクロール通路が形成されている。また、内側ハウジングの先端部は排出管に対してタービンホイールの軸線方向において変位可能に設けられている。
(1)請求項1に記載の発明は、タービンホイールを囲繞するとともにタービンホイールの外周側に略環状のスクロール通路を有するタービンハウジングにおいて、タービンホイールの軸線方向においてタービンシャフトに近接する側を基端側とし、タービンシャフトから離間する側を先端側とするとき、スクロール通路の基端面を形成する基端側シェルと、基端側シェルの基端部よりも先端側において該基端側シェルに接合され、スクロール通路の先端面を形成するとともにタービンホイールに対向するシュラウド部を有する内側シェルと、基端側シェル及び内側シェルの少なくとも一方に接合されるとともにタービンハウジングの出口部を形成し、内側シェルの外周面とによってタービンハウジングを部分的な二重管構造とする先端側シェルと、先端側シェルの先端部に接合されてタービンホイールから排出される排気を前記出口部に案内する案内パイプと、を備え、案内パイプは、内側シェルのシュラウド部に対して前記軸線方向において重なり合うとともに内側シェルのシュラウド部に対して前記軸線方向において変位可能に設けられてなることをその要旨としている。
(2)請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のタービンハウジングにおいて、案内パイプと内側シェルのシュラウド部との間にはタービンホイールの径方向において所定の間隙が形成されてなることをその要旨としている。
(4)請求項3に記載の発明は、請求項4に記載の発明によるように、基端側シェルはスクロール通路の基端面の外周側の端部から外周側に延びる延設部を有し、内側シェルはスクロール通路の先端面の外周側の端部から外周側に延びる延設部を有し、基端側シェルの延設部と内側シェルの延設部とが互いに溶接されてなるといった態様をもって具体化することができる。
以下、図1及び図2を参照して、本発明を具体化した第1実施形態について詳細に説明する。
図1及び図2に併せ示すように、先端側シェル30の先端部34の内周面には円筒状の案内パイプ50が溶接にて接合されている。案内パイプ50は内側シェル40のシュラウド部41の先端部に外挿されている。また、シュラウド部41の先端部の外周面と案内パイプ50の内周面との間には径方向Rにおいて所定の間隙が全周にわたり形成されている。すなわち、案内パイプ50は、内側シェル40のシュラウド部41に対して軸線方向Aにおいて重なり合うとともに変位可能とされ、タービンホイール2から排出される排気を出口部18に案内する。
内側シェル40が、基端側シェル20の基端部23よりも先端側において基端側シェル20に接合されており、内側シェル40のスクロール部42と基端側シェル20のスクロール部22とによってスクロール通路12が形成される。これにより、内側シェルが基端側シェルの基端部に接合される構成に比べて、内側シェル40の片持ち長さが短くなる。
(1)タービンハウジング10は、タービンホイール2を囲繞するとともにタービンホイール2の外周側に略環状のスクロール通路12を有している。タービンハウジング10は、基端側シェル20、先端側シェル30、内側シェル40、及び案内パイプ50を備えている。基端側シェル20はスクロール通路12の基端面を形成する。内側シェル40は、基端側シェル20の基端部23よりも先端側において該基端側シェル20に接合され、スクロール通路12の先端面を形成するとともにタービンホイール2に対向するシュラウド部41を有している。先端側シェル30は、内側シェル40の第2延設部45に接合される基端部33とタービンハウジング10の出口部18を形成する先端部34とを有している。先端側シェル30の内周面と内側シェル40の外周面とによってタービンハウジング10が部分的な二重管構造とされている。案内パイプ50は、先端側シェル30の先端部34に接合されてタービンホイール2から排出される排気を出口部18に案内する。案内パイプ50は、内側シェル40のシュラウド部41に対して軸線方向Aにおいて重なり合うとともに変位可能に設けられている。具体的には、案内パイプ50と内側シェル40のシュラウド部41との間にはタービンホイールの径方向Rにおいて所定の間隙が全周にわたり形成されている。こうした構成によれば、内側シェル40の片持ち長さを短くすることができ、内側シェル40の肉厚を大きくすることなくその剛性を高めることができる。また、先端側シェル30の温度上昇を抑制することができるため、先端側シェル30の信頼性を高めることができる。また、タービンホイール2とシュラウド部41との間隙、所謂チップクリアランスが変化することを抑制することができる。したがって、タービンハウジング10を薄肉化しつつも過給機の信頼性低下を好適に抑制することができるようになる。
以下、図3〜図5を参照して、本発明を具体化した第2実施形態について詳細に説明する。
ここで、図4に示すように、基端側シェル120の第1延設部124と内側シェル140の延設部144とが溶接にて互いに接合されている。すなわち、基端側シェル120及び内側シェル140において当該溶接される部位及び当該部位の裏面の双方とは異なる部位によってスクロール通路112が形成されている。
基端側シェル120及び内側シェル140において互いに溶接される部位及び当該部位の裏面によってはスクロール通路112が形成されないため、溶接時に生じる各シェル120、140の熱変形や、ビードB1、B2等によってスクロール通路112の形状が影響を受けることが抑制されるようになる。これにより、スクロール通路112の形状に起因して排気の流れが乱されることが抑制されるようになる。
Claims (6)
- タービンホイールを囲繞するとともにタービンホイールの外周側に略環状のスクロール通路を有するタービンハウジングにおいて、
タービンホイールの軸線方向においてタービンシャフトに近接する側を基端側とし、タービンシャフトから離間する側を先端側とするとき、
スクロール通路の基端面を形成する基端側シェルと、
基端側シェルの基端部よりも先端側において該基端側シェルに接合され、スクロール通路の先端面を形成するとともにタービンホイールに対向するシュラウド部を有する内側シェルと、
基端側シェル及び内側シェルの少なくとも一方に接合されるとともにタービンハウジングの出口部を形成し、内側シェルの外周面とによってタービンハウジングを部分的な二重管構造とする先端側シェルと、
先端側シェルの先端部に接合されてタービンホイールから排出される排気を前記出口部に案内する案内パイプと、を備え、
案内パイプは、内側シェルのシュラウド部に対して前記軸線方向において重なり合うとともに内側シェルのシュラウド部に対して前記軸線方向において変位可能に設けられてなる
ことを特徴とするタービンハウジング。 - 請求項1に記載のタービンハウジングにおいて、
案内パイプと内側シェルのシュラウド部との間にはタービンホイールの径方向において所定の間隙が形成されてなる
ことを特徴とするタービンハウジング。 - タービンホイールを囲繞するとともにタービンホイールの外周側に略環状のスクロール通路を有するタービンハウジングにおいて、
タービンホイールの軸線方向においてタービンシャフトに近接する側を基端側とし、タービンシャフトから離間する側を先端側とするとき、
スクロール通路の基端面を形成する基端側シェルと、
基端側シェルの基端部よりも先端側において該基端側シェルに接合され、スクロール通路の先端面を形成するとともにタービンホイールに対向するシュラウド部を有する内側シェルと、
基端側シェル及び内側シェルの少なくとも一方に接合されるとともにタービンハウジングの出口部を形成し、内側シェルの外周面とによってタービンハウジングを部分的な二重管構造とする先端側シェルと、を備え、
基端側シェルと内側シェルとは互いに溶接され、これら基端側シェル及び内側シェルにおいて当該溶接される部位及び当該部位の裏面の双方とは異なる部位によってスクロール通路が形成されてなる
ことを特徴とするタービンハウジング。 - 請求項3に記載のタービンハウジングにおいて、
基端側シェルはスクロール通路の基端面の外周側の端部から外周側に延びる延設部を有し、
内側シェルはスクロール通路の先端面の外周側の端部から外周側に延びる延設部を有し、
基端側シェルの延設部と内側シェルの延設部とが互いに溶接されてなる
ことを特徴とするタービンハウジング。 - 請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載のタービンハウジングにおいて、
基端側シェル、先端側シェル、及び内側シェルはそれぞれ板金により形成される
ことを特徴とするタービンハウジング。 - 請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載のタービンハウジングを備え、排気のエネルギによってタービンホイールが回転駆動されることにより過給を行なう排気タービン過給機。
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