JPS5910709A - タ−ビンシユラウド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、タービンシュラウド、とくにターボチャージ
ャ等のタービンシュラウドに関する。

従来のタービンシュラウドとしては、例えば第１図に示
すようなものがある（特公昭ｓｏ−，ｙｓｔ、ｏｑ号参
照のこと）。ここで、／は図示しないコンプレッサーと
ロータ軸コを介して直結されているタービンロータであ
り、ロータ軸コはフローティングメタル３に軸支されセ
ンタハウジンググに収納されている。タービンロータｌ
の外周部には排気カスをロータ／に導くスクロール左と
これに連なるロータチップシュラウド６とが一体のター
ビンシュラウド７として鋳物で形成されており、スクロ
ールｊから導入されたガスはロータ／を回転させて排出
口から排出される。ざはオイル漏れを防止しているシー
ルリングである。

タービンシュラウドクを形成する動物としてはタフタイ
ル鋳鉄、ハイシリコン鋳鉄などＭ　的に強い鋳鉄が用い
られており、タービンシュラウド７はりラーナ９を介し
て植込ポル）１０とナツト／／によりセンタハウジング
クに取付けられている。

なお、タービンシュラウドクと七ンタハウジンググとの
間にはインシュレータ／２が介装されていテ、排気カス
によって加熱されたタービンシュラウド７の熱がセンタ
ハウジングｑに伝わるのを防止する。

しかしながら、このような従来のタービンシュラウドに
あっては、鋳鉄でタービンシュラウド７全体が形成され
ているので、っぎのような間ｍ点があった。

（１）　　タービンシュラウド７の内面が高温の排気ガ
スと接触していることにより、浸食を受けて破損したり
、あるいは、破損しなくても荒れを生じタービン効率が
低下する。

（コ）　　高温の排気ガスに耐えるよう、高価な耐熱性
のある鋳鉄を用いるので生産コストが高い。

（３）　　タービンロータｌが金属製の場合は、ロータ
／の破損によって生じる万一の・＆トに備える必要から
タービンシュラウド７の肉厚を厚くとるので重量が重く
なる。

（り）鋳鉄は伝熱性が良いので排気ガスの熱が外部η伝
えられ、エンジンルームの温度が上る。

そこで、本発明の目的は、これらの問題を解消し、排気
ガスに浸食されるようなことがなく、重量が軽くて、し
かも廉価で得られるタービンシュラウドを提供すること
にある。

かかる目的を達成するために、本発明では、耐熱性のあ
るセラミックススロータチップシュ・ラウドとスクロー
ルの形状に合わせた薄肉の内張部を形成し、その外側に
多孔質の断熱材をめぐらし、更にその外側を比較的薄肉
の廉価な鋳鉄やアルミニウム材で鋳ぐるみとする。

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第一図は本発明の一実施例を示す。ここで、／７はター
ビンシュラウドであり、そのスクロールＳカラロータチ
ップシュラウド乙にいたる内周面の層／ｇをセラミック
スで形成する。セラミックス層／ｇの形成には、吸収性
のある石膏型に、窒化硅素（Ｓｉ３　Ｎ４　）、炭化硅
素（ＳｉＣ）、窒化アルミニウム（ＡＩＮ　）、サイア
ロン（８％、　Ａｌ、　Ｏ，Ｎ　Ｊ：りなる化合物）な
どの粉末を液体に懸濁させたものを流し込み乾燥させる
泥漿鋳込み法等によることが考え、られる。

しかして、その周囲にアルミナ、シリカなどからなる多
孔質断熱材やセラミックス繊維材の断熱層／９をめぐら
し、このように形成したセラミックス層／１および断熱
層／９をねずみ鋳鉄などの廉価な鋳鉄により鋳ぐるみし
て、一本化したタービンシュラウド／りを構成する。な
お、ここで、セラミックス層／ｇは過大、な過渡的熱応
力を避けるために薄肉とするのが好適である。その他の
構造は従来例と全く同じである。

このように構成したタービンシュラウドでは、シュラウ
ド／７の内周面をセラミックス層／ｇで形成したので、
排気ガスの温度が高い場合でも浸食されたり破損したり
することがない。

更にセラミックス層／ｇの周囲に設けた多孔質断熱材や
セラミックス繊維相の断熱層／９は外部への伝熱を抑制
すると共に多少の変形を許し緩衝材としての役割を果す
ので、鋳鉄ケーシング〃でセラミックス層／ｇおよび断
熱層／ｑを鋳ぐるんでも、そのときのケーシングの収縮
によってセラミックス層／ｊが破壊されるのを防止する
ことができる。

更にまた、鋳鉄ケーシング〃用材料は耐熱性を要求され
ないので、廉価な鋳鉄を用いることができる。

ナオ、タービンロータｌにもセラミックを適用した場合
には、バースト時の破壊力が小さく、同時に断熱層／ｑ
も衝撃吸収材として働くので、ケーシング〃を従来に比
べて薄肉化でき、あるいはアルミニウム材などの軽量材
の適用が可能である。

さらに、タービンシュラウド／７全体をセラミックスに
て製作することが考えられるが、このようにすると肉厚
になって製作が困楚であるのみならず、熱膨張の異なる
七ンタハウジングクへの装着が困難であるなどの欠陥が
ある。

また、本発明ではセラミックス全断熱材を介して鋳鉄で
鋳くるんだ構成としているので、ある程度の衝撃には耐
えられ、整備時に工具をタービンシュラウド／７に落と
すようなことがあっても、このためにセラミックスが割
れるような心配がない。

以上から明らかなように、本発明によれば、タービンシ
ュラウドを耐熱性のあるセラミックス薄肉層の周囲に多
孔質断熱材等をめぐらし、これらを廉価な鋳鉄などで鋳
ぐるんだ構造としたので、タービンシュラウドの耐熱性
が向上し、破損やタービン効率の低下をきたさず、装置
コストを低減でき、タービンシュラウドの重量を軽減で
き、し−かもまた、外部への伝熱を抑制するこ七ができ
るなどの効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のターボチャージャにおけるガスタービン
シュラウド近傍構造を示す断面図、第２図は本発明ター
ボチャージャにおけるガスタービンシュラウド近傍の構
造の一例を示す断面図である。 ｌ・・・タービンロータ、　　コ・・・ロータ軸、３・
・・フローテングメタル、　　ｙ・・・センターハウジ
ング、Ｓ・・・スクロール、 ル・・・ロータチップシュラウド、 ７・・・タービンシュラウド、　　ざ・・・シーリング
、り・・・リラーナ、１０・・・植込ボルト、ｌ／・・
：ナット、１２・・・インシュレータ、／７・・・ター
ビンシュラウド、１ｇ・・・セラミックス層、／デ・・
・断熱層、　　　　　　Ｊ・・・ケーシング。 特許出願人　日産自動車株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高温ガスに接するロータチップシュラウドとスクロール
   七が一体に構成されるタービンシュラウドにおいて、前
   記ロータチップシュラウドとスクロールとの前記高温ガ
   スに接する面を薄肉のセラミックス層で形成し、該セラ
   ミックス層の外側に断熱材を介して金属製ケーシングを
   設けたことを特徴とするタービンシュラウド。