KR101263613B1 - 판금 터빈 하우징 - Google Patents
판금 터빈 하우징 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101263613B1 KR101263613B1 KR1020117031148A KR20117031148A KR101263613B1 KR 101263613 B1 KR101263613 B1 KR 101263613B1 KR 1020117031148 A KR1020117031148 A KR 1020117031148A KR 20117031148 A KR20117031148 A KR 20117031148A KR 101263613 B1 KR101263613 B1 KR 101263613B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- scroll
- tongue
- sheet metal
- turbine housing
- wall
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D9/00—Stators
- F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
- F01D9/026—Scrolls for radial machines or engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01D25/08—Cooling; Heating; Heat-insulation
- F01D25/14—Casings modified therefor
- F01D25/145—Thermally insulated casings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
- F01D25/26—Double casings; Measures against temperature strain in casings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2220/00—Application
- F05D2220/40—Application in turbochargers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2230/00—Manufacture
- F05D2230/20—Manufacture essentially without removing material
- F05D2230/23—Manufacture essentially without removing material by permanently joining parts together
- F05D2230/232—Manufacture essentially without removing material by permanently joining parts together by welding
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2230/00—Manufacture
- F05D2230/50—Building or constructing in particular ways
- F05D2230/54—Building or constructing in particular ways by sheet metal manufacturing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Supercharger (AREA)
Abstract
스크롤부(3)의 권취 종료부를 구성하는 설부(27)의 근방 영역 X이며, 스크롤 부재의 외벽면에, 제1 스크롤부(5), 제2 스크롤부(7)의 용접부(맞댐부)(a)의 양측에 벽 부재(31)를 설치하여 상기 용접부(맞댐부)(a)를 덮도록 밀폐 공간(33)을 형성하여 설부 근방의 외주벽을 이중벽 구조로 하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은, 엔진의 배기 가스 에너지를 이용하여 엔진에 대한 과급압을 발생시키는 터보 과급기에 채용되는 판금제의 터빈 하우징 구조에 관한 것으로, 특히, 스크롤의 권취 종료부의 설부 영역에 발생하는 열응력에 기인하는 균열 등의 발생을 방지하는 구조에 관한 것이다.
종래, 엔진으로부터 배출되는 배기 가스 에너지를 이용하여 흡기 매니폴드 내에 가압 공기를 공급함으로써 출력을 향상시키는 터보 과급기가 알려져 있다. 이 터보 과급기를 차량 탑재용으로서 장착하여 사용하는 경우에는, 특히, 최근 연비 향상의 관점으로부터 경량화가 요구되고, 종래의 주조제의 터빈 하우징 대신에, 판금제의 터빈 하우징이 사용되어지고 있다.
한편, 터빈 하우징은, 엔진 배기 가스를 도입하고, 배기 가스를 사용하여 터빈 로터를 회전시키는 기능을 갖기 때문에, 600 내지 1050℃ 정도의 배기 가스가 유입되어, 원주 형상을 이루고 있는 터빈 하우징의 유입구와 배기 가스가 돌아 들어간 부분의 집합 부분, 소위 설부에 있어서는, 유입 흐름과 집합 흐름에 의해 급격하게 가열된다.
설부가 급격하게 가열됨으로써, 설부 주변과의 온도차에 의해서 열신장 구속력이 발생하여 압축 열응력이 발생한다. 그리고 열응력의 반복에 의해, 열응력에 기인하는 균열이 발생하는 문제가 있었다.
판금제의 터빈 하우징에 있어서도, 설부 부분에 있어서의 급 가열에 의한 열응력의 반복에 의한 균열의 발생이 문제이며, 판 두께의 균일화나, 내압에 의한 손상이 일어나지 않을 정도로 박육화하여 열응력을 저감할 필요가 있다.
또한, 관련된 선행 기술로서, 판금제의 터빈 하우징 구조로서는, 특허 문헌 1(일본 특허 출원 공개 제2008-57448호 공보)이나, 특허 문헌 2(일본 특허 출원 공표 제2003-536009호 공보)가 제안되어 있고, 또한, 설부의 내마모성을 향상시키기 위해 설부 근방 영역을 다른 영역에 비해 막 두께가 두꺼운 용사 피막을 형성하는 구조로서 특허 문헌 3(일본 특허 출원 공개 제2002-194525호 공보)이 제안되어 있다.
그러나, 특허 문헌 1에 개시되는 판금제의 터빈 하우징은, 도 8에 도시하는 바와 같이 스크롤부(02)를 좌우의 판금 부재(04와 06)를 맞대어 주위 방향으로 용접하는 구조로 되어 있다. 이로 인해, 스크롤부(02)의 권취 종료부로 되는 설부 영역에서는 급격한 가열 및 냉각이 반복하여 작용하기 때문에, 맞댐부의 용접에 의한 강도 저하와 아울러 열응력에 기인하는 균열 등이 발생하기 쉽다.
또한, 특허 문헌 2에 있어서도, 스크롤부를, 판금 부재를 맞대어 형성하는 구조이며, 상기 특허 문헌 1에서 설명한 바와 같이 설부 영역에 있어서 열응력에 기인하는 균열 등이 발생하기 쉬운 문제가 있다. 또한, 특허 문헌 3에는 설부의 피막 형성에 대해서는 개시되어 있지만, 스크롤의 권취 종료부로 되는 설부 영역에 있어서의 급격한 가열 및 그 가열의 반복에 의한 열피로 강도의 저하에 기인하는 균열의 발생 등의 방지책에 대해서는 개시되어 있지 않다.
따라서, 본 발명은, 이들 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 판금제의 터빈 하우징 구조에 있어서, 스크롤의 권취 종료부로 되는 설부 영역에 있어서의 급격한 가열의 반복으로부터 생기는 열피로에 기인하는 균열의 발생 등을 방지하여 경량이면서 설부의 내구성을 향상시키는 것을 과제로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제1 발명은, 소용돌이 형상의 배기 가스 통로를 구성하는 스크롤부가 판금제의 스크롤 부재를 마주보게 하여 접합시켜 형성되는 판금 터빈 하우징에 있어서, 스크롤부의 권취 종료부를 구성하는 설부의 근방 영역이며, 스크롤 부재의 외벽면에, 스크롤 부재의 맞댐부의 양측에 벽 부재를 설치하여 상기 맞댐부를 덮도록 밀폐 공간을 형성하여 설부 근방의 외주벽을 이중벽 구조로 하는 것을 특징으로 한다.
이러한 제1 발명에 따르면, 배기 가스가 유입되어, 원주 형상을 이루고 있는 터빈 하우징의 유입구와 배기 가스가 돌아 들어간 부분의 집합 부분, 소위 설부에 있어서는, 유입 흐름과 집합 흐름에 의해 급격하게 가열되기 때문에, 냉각과 가열의 반복에 의해, 열응력이 높아지는 동시에 열피로가 발생한다. 따라서 이 부분을 이중벽 구조로 함으로써, 열응력 부하부와 내압부의 기능을 분담시킬 수 있어, 설부 근방에서의 열응력의 발생 및 열피로에 의한 균열의 발생 등의 위험을 회피할 수 있다.
즉, 이중벽 구조로 함으로써, 내부 흐름을 따르는 내측의 판금 부분에서 열응력을 받고, 가령 균열 발생 및 관통이 발생하였다고 해도, 외측의 벽 부재에 의해 압력을 견디므로, 내부 가스의 누설을 방지할 수 있다.
그 결과, 판금 터빈 하우징의 설부 근방에서의 균열 발생을 방지할 수 있어, 판금 터빈 하우징의 안전성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서 바람직하게는, 상기 벽 부재는 스크롤 부재의 외벽면과 배기 가스의 유입구 외벽면을 연결하도록 하여 스크롤 부재의 맞댐부의 양측에 설치되면 되고, 즉 배기 가스의 유입구의 외벽과 스크롤 부재의 종단부의 외벽 사이에 형성되는 오목 형상의 부분에, 이들 배기 가스의 유입구의 외벽과 스크롤 부재의 종단부의 외벽 사이를 연결하도록 하여, 맞댐 부재의 양측에 벽 부재를 형성하면 된다. 이에 의해, 벽 부재를 균열 관통의 위험성이 있는 부위에 한정하여 이중벽 구조를 간단하게 설치할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서 바람직하게는, 마주 보게 된 양 스크롤 부재는, 스크롤부의 소용돌이 방향 전체 주위에 걸쳐 용접 접합시켜서 일체화해도 되고, 또한, 마주 보게 된 양 스크롤 부재는, 상기 벽 부재의 내측에 위치하는 양 스크롤 부재의 맞댐부는 용접되지 않고, 그 이외의 맞댐부를 스크롤부의 소용돌이 방향을 따라서 용접 접합되어 일체화해도 된다.
이와 같이, 벽 부재에 의해 덮이는 내측의 맞댐부를 용접하여 스크롤부의 선회 방향 전체 주위에 걸쳐 용접하는 경우에는, 용접에 의한 열응력으로 강도 저하를 수반하지만 배기 가스의 누설에 대한 시일성은 향상된다. 또 한편, 벽 부재에 의해 덮이는 내측의 맞댐부를 용접하지 않는 경우에는, 용접에 의한 열응력의 발생이 없기 때문에 강도 저하를 방지할 수 있는 동시에, 배기 가스의 누설에 대한 시일성은 외측의 벽 부재에 의해 충분히 달성된다.
또한, 본 발명의 제2 발명은, 소용돌이 형상의 배기 가스 통로를 구성하는 스크롤부가 판금제의 스크롤 부재를 마주보게 하여 접합시켜 형성되는 판금 터빈 하우징에 있어서, 상기 스크롤부는 양 스크롤 부재를 소용돌이 방향 전체 주위에 걸쳐 용접 접합시켜서 일체화되는 동시에, 스크롤부의 권취 종료부를 구성하는 설부의 근방 영역에서는, 용접 접합 라인이, 터빈의 회전축 방향에 있어서 설부 형성 위치로부터 벗어나도록 어긋나게 설치되고, 상기 설부는 어느 한쪽의 스크롤 부재만에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.
이러한 제2 발명에 따르면, 스크롤 부재를 마주보게 하여 용접 접합하는 부분은 용접에 의해 열응력이 높아지기 때문에, 그 용접 라인을 설부가 형성되는 설부 형성 위치에 설치하지 않도록 터빈 회전축 방향으로 어긋나게 하여, 설부는 어느 한쪽의 스크롤 부재만에 의해 형성하므로, 열응력에 의한 설부의 강도 저하를 방지할 수 있는 동시에, 설부 근방에서의 균열의 발생 등의 위험을 회피할 수 있어, 판금 터빈 하우징의 안전성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제1 발명에 따르면, 설부의 근방 영역에 있어서, 이중벽 구조로 함으로써, 열응력 부하부와 내압부의 기능을 분담시킬 수 있어, 설부 근방에서의 열응력, 열피로에 기인하는 균열의 발생 등의 위험을 회피할 수 있다.
또한, 제2 발명에 따르면, 그 용접 라인을 설부가 형성되는 설부 형성 위치에 설치하지 않도록 터빈 회전축 방향으로 어긋나게 하여, 설부는 어느 한쪽의 스크롤 부재만에 의해 형성하므로, 열응력에 의한 설부의 강도 저하를 방지할 수 있는 동시에, 설부 근방에서의 열응력 및 열피로에 기인하는 균열의 발생 등의 위험을 회피할 수 있다.
이상과 같이, 제1 발명 및 제2 발명에 따르면, 설부 근방에서의 열응력에 기인하는 균열의 발생 등의 위험을 회피할 수 있어, 판금 터빈 하우징의 안전성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 판금 터빈 하우징의 개요 구성을 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1의 B-B선 주요부 단면도이다.
도 3은 도 1의 A-A선 주요부 단면도이다.
도 4는 도 1의 C부의 주요부 확대 단면도이다.
도 5는 도 4의 D-D선 주요부 단면도이다.
도 6은 제2 실시 형태를 나타내는 도 5의 대응도이다.
도 7은 제2 실시 형태의 도 2에 대응하는 주요부 단면도이다.
도 8은 종래 기술을 도시하는 전체면 설명도이다.
도 2는 도 1의 B-B선 주요부 단면도이다.
도 3은 도 1의 A-A선 주요부 단면도이다.
도 4는 도 1의 C부의 주요부 확대 단면도이다.
도 5는 도 4의 D-D선 주요부 단면도이다.
도 6은 제2 실시 형태를 나타내는 도 5의 대응도이다.
도 7은 제2 실시 형태의 도 2에 대응하는 주요부 단면도이다.
도 8은 종래 기술을 도시하는 전체면 설명도이다.
이하, 본 발명을 도면에 도시한 실시 형태를 사용하여 상세하게 설명한다. 단, 이 실시 형태에 기재되어 있는 구성 부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대 배치 등은 특별히 특정적인 기재가 없는 한, 본 발명의 범위를 그것만에 한정되는 취지가 아니다.
(제1 실시 형태)
도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 판금 터빈 하우징에 대해서 설명한다.
도 1, 도 2에 도시하는 바와 같이, 판금제의 터빈 하우징(1)은 크게 나누어 스크롤부(3)와 센터 코어부(9)와, 출구관부(23)로 이루어지고, 또한, 스크롤부(3)는 마주 보게 하여 설치되는 제1 스크롤부(5)와, 제2 스크롤부(7)로 이루어져 있다. 그리고 이들 4개의 부재가 용접 접합됨으로써 터빈 하우징(1)이 형성된다.
소용돌이 형상의 가스 통로를 형성하는 스크롤부(3)는, 제1 스크롤부(5)와, 제2 스크롤부(7)의 2개의 부재를 맞대어, 그 맞댐 부분을 용접 접합하여, 가스 통로를 형성하도록 되어 있다. 도 3에 도시하는 A-A 단면의 위치에 있어서는, 각각의 스크롤부는 거의 반원 형상의 단면을 갖고 있다.
스크롤부(3)의 선회 중심부에는, 센터 코어부(9)가 설치되고, 이 센터 코어부(9)는 전체적으로 대략 원통 형상을 이루고, 터빈 동익(動翼)(13)(도 5, 6 참조)의 회전축을 지지하는 베어링이 배치되는 베어링 하우징부(15)와, 가스 유출측을 형성하는 유로 출구부(17)를 갖고, 이들 베어링 하우징부(15)와, 유로 출구부(17) 사이에는 복수의 지지 기둥(21)이 설치되어 있다.
이 지지 기둥(21)은, 스크롤부(3) 내를 소용돌이 방향으로 흐르는 가스가, 중심측을 향하여 원활하게 흐를 수 있는 유로(19)를 확보하는 동시에, 베어링 하우징부(15)와 유로 출구부(17)를 결합하기 위해, 터빈 동익의 주위 방향의 소정 위치에 간격을 두고 복수개 설치된다. 베어링 하우징부(15)와 유로 출구부(17)는 이 지지 기둥(21)에 의해 연결하여 일체화된다.
또한, 지지 기둥(21)의 위치는 주위 방향으로 등간격이어도 등간격이 아니어도 되고, 또한, 지지 기둥(21)의 단면 형상은 대략 사각형으로 형성되어 있지만, 유로(19)를 흐르는 가스류에 대하여 저항으로 되지 않고 터빈 중심측으로 흘릴 수 있도록 흐름 방향으로 경사면을 가진 삼각 형상이나, 또는 절삭 가공의 깎아내기가 복잡화되지만 유선형의 곡면 형상 등으로 형성되어 있어도 된다.
또한, 지지 기둥(21)은 베어링 하우징부(15)와 유로 출구부(17)를 연결하여, 터빈 동익(13)과 센터 코어부(9)의 내주면의 간극을, 고온시 또는 외력 발생시에 있어서도 일정하게 유지할 수 있는 강도 및 내열성을 가진 재료로 형성되어 있다.
또한, 유로 출구부(17)의 선단에는 파이프 형상의 출구관부(23)가 전주 용접에 의해 접합되어 있다.
제1 스크롤부(5), 제2 스크롤부(7)는 박판의 판금재(판 두께 1 내지 3㎜ 정도)를 성형 가공하여, 각각의 단부면끼리를 맞대어 소용돌이 형상의 가스 통로를 형성하고 있고, 도 3에 도시하는 바와 같이, 선단을 겹쳐서 외측으로부터 편측 필렛 용접에 의해 용접부(a)를 형성하고, 상기 용접부(a)를 스크롤부(3)의 소용돌이 방향 전체 주위에 걸쳐 형성하고 있다.
또한, 용접은 편측 필렛 용접이 아니라, 판금재의 선단끼리를 맞대어 그 부분을 용접하는 맞댐 용접에 의해 접합해도 된다. 또한, 판금재는 오스테나이트계와 스테인리스강 등의 내열강에 의해 구성되면 좋다.
또한, 제1 스크롤부(5), 제2 스크롤부(7)의 각각의 센터 코어부(9)측의 단부는, 베어링 하우징부(15), 유로 출구부(17)의 외주를 따라서 용접 접합되고, 유로 출구부(17)의 외주에는 용접부(b)를, 베어링 하우징부(15)의 외주에는 용접부(c)가 각각 형성된다.
또한, 베어링 하우징부(15), 유로 출구부(17), 또한 이들을 연결하는 지지 기둥(21)은 일체 구조를 갖기 때문에, 베어링 하우징부(15)와 유로 출구부(17)와 지지 기둥(2)은 일체로서 절삭 가공에 의해 깎아내기에 의해 제작되도록 되어 있다. 또한, 출구관부(23)도 마찬가지로, 깎아내기 가공에 의해 제작된다.
배기 가스는, 입구 파이프부(25)(도 1, 도 2)로부터 유입되고, 스크롤부(3)의 가스 유로를 따라서 흘러, 선회하여 돌아 들어가고, 입구 부분에 유입되는 배기 가스와 집합하여, 그 배기 가스의 집합 부분인 스크롤부(3)의 권취 종료부를 구성하는 설부(27)의 근방에서는, 급격한 가열을 발생한다. 그리고, 설부(27)가, 급격하게 가열됨으로써, 설부(27)의 주변과의 온도차에 의해서 열신장 구속력이 발생하여 압축측의 열응력이 발생한다. 그리고 열응력의 반복에 의해, 열응력에 기인하는 균열이 발생한다.
이 설부(27)의 근방에 있어서의 열응력에 기인하는 균열의 발생은, 본 발명의 판금 터빈 하우징에 한정되지 않고, 종래의 주조에 의한 터빈 하우징에 있어서도 발생하는 것이며, 수치 해석, 시험 등에 있어서 확인되고 있다.
그리고, 이 설부(27)의 근방에 있어서의 열응력에 기인하는 균열의 발생을 방지하기 위해, 본 발명은, 도 5에 도시하는 바와 같이 용접부(a)의 양측에 벽 부재(31)가 설치된다.
즉, 벽 부재(31)가, 스크롤부(3)의 권취 종료 부분의 외벽과, 배기 가스의 유입구로부터 설부(27)를 향하는 제1 및 제2 스크롤부(15, 17)의 외벽 사이에 걸쳐 형성되고, 벽 부재(31)의 상단부가 제1 및 제2 스크롤부(15, 17)의 외벽에 용접 접합하고, 벽 부재(31)의 하단부가 스크롤부(3)의 권취 종료 부분의 외벽에 용접 접합하고, 또한, 양쪽 벽 부재(31, 31)의 선단부는 폐쇄되어, 제1 및 제2 스크롤부(15, 17)의 겹침부를 덮도록 하여 내부에 밀폐 공간(33)을 형성하고 있다.
벽 부재(31)가 설치되는 범위는, 도 4의 영역 X에 나타내는 바와 같은 설부 근방 영역에 있어서 형성되어 있다. 이 설부 근방 영역은, 설부(27)가 형성되는 스크롤부(3)의 권취 종료 부분의 외벽과, 배기 가스의 유입구로부터 설부(27)를 향하는 제1 및 제2 스크롤부(5, 7)의 외벽 사이에 형성되는 오목 형상의 부분을 말하고, 상기 오목부의 바닥 부분을 형성하는 제1 및 제2 스크롤부(5, 7)의 내측 부분에 설부(27)가 형성된다(도 4 참조).
이와 같이, 벽 부재(31)에 의해, 균열 관통의 위험성이 있는 설부 근방 영역 X에 한정하여 이중벽 구조를 간단하게 설치할 수 있다.
또한, 양측의 벽 부재(31)의 내측에 위치하는 제1 스크롤부(5)와 제2 스크롤부(7)의 맞댐부를, 용접하지 않고 겹친 상태 그대로이어도 된다. 벽 부재(31)에 의해 덮이는 밀폐 공간(33)의 내측의 맞댐부를 용접하여 스크롤부(3)의 선회 방향 전체에 걸쳐 용접하는 경우에는, 용접에 의한 열응력으로 강도 저하를 수반하지만 배기 가스의 누설에 대한 시일성은 향상되지만, 벽 부재(31)에 의해 덮이는 내측의 맞댐부를 용접하지 않는 경우에는, 용접에 의한 열응력의 발생이 없기 때문에 강도 저하를 방지할 수 있는 동시에, 배기 가스의 누설에 대한 시일성은 외측에 설치된 벽 부재(31)에 의해 충분히 달성된다.
이상과 같이, 제1 스크롤부(5)와, 제2 스크롤부(7)의 맞댐부에 의한 벽 구조와, 그 외측의 벽 부재(31)에 의한 벽 구조의 이중벽 구조로 함으로써, 내부 흐름을 따르는 내측의 제1 스크롤부(5) 및 제2 스크롤부(7)에 의해 열응력을 받고, 가령 균열 발생 및 관통이 발생하였다고 해도, 외측의 벽 부재(31)에 의해 압력을 견디므로, 내부 가스의 누설을 방지할 수 있다.
그 결과, 판금제의 터빈 하우징(1)의 설부(27) 근방에서의 배기 가스가 누설되는 균열 발생을 방지할 수 있어, 판금 터빈 하우징의 안전성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
(제2 실시 형태)
다음에, 도 6, 도 7을 참조하여 제2 실시 형태에 대해서 설명한다.
도 6은, 도 5에 대응하는 것이며, 도 4의 D-D선 방향의 터빈 하우징(1)의 전체 단면 형상을 도시한다. 설부 근방 영역 X 내에 있어서, 제1 스크롤부(5)와 제2 스크롤부(7)의 맞댐부를 용접하는 용접부(a)의 라인이, 터빈의 회전축 방향에 있어서 설부(27)의 형성 위치로부터 벗어나도록 우회하여 설치된다. 스크롤부(3)의 외주측의 용접부(a)의 라인은 a1 위치로 이동하여 설치되고, 설부측의 용접부(a)의 라인은 a2 위치로 이동하여 설치된다.
또한, 설부(27)가 형성되는 설부 형성 위치 Y에 있어서는, 맞대어지는 제1 스크롤부(5)와 제2 스크롤부(7)의 맞댐부가 존재하지 않고, 용접부(a)는 설부 형성 위치 Y의 외측(터빈 축 방향 외측)으로 이동되어 위치시킴으로써, 설부 형성 위치 Y에는 제1 스크롤부(5)의 부재만이 존재하여 형성된다.
또한, 설부 형성 위치 Y란, 도 5, 도 6에 도시하는 바와 같이 스크롤부(3)로부터 터빈 동익(13)에의 직경 방향 유입 통로를 형성하는 부분을 말한다.
도 7에, 도 2에 대응하는 제2 실시 형태를 나타내는 주요부 단면도를 도시하고, 설부 근방 영역 X 내에 있어서, 스크롤부(3)의 외주측의 용접부(a)의 라인이 a1 위치로 이동한 상태를 도시한다. 또한, 도시하지 않지만 설부측의 용접부(a)의 라인도, a1 위치와 마찬가지의 용접 라인의 변경에 의해 a2 위치로 이동하여 설치된다.
이러한 제2 실시 형태에 따르면, 제1 스크롤부(5)와 제2 스크롤부(7)를 마주보게 하여 용접 접합하는 부분은, 용접에 의해 열응력이 높아져 열피로에 의한 균열 등의 문제가 발생할 가능성이 높기 때문에, 그 용접 라인을 설부(27)가 형성되는 위치로부터 어긋나게 하여, 설부(27)에는 마주보게 하여 접합되는 제1 스크롤부(5)와 제2 스크롤부(7) 중 어느 한쪽의 스크롤 부재만이 존재하여 형성됨으로써, 설부(27)에 있어서의 용접에 의한 열응력의 발생을 회피하여, 저사이클 피로 강도를 향상시킬 수 있다.
그 결과, 열응력, 열피로에 의한 설부(27) 및 설부 근방 영역에서의 균열의 발생 등의 위험을 회피할 수 있어, 판금 터빈 하우징의 안전성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 판금제의 터빈 하우징 구조에 있어서, 스크롤의 권취 종료부로 되는 설부 영역에 있어서의 급격한 가열의 반복으로부터 발생하는 열피로에 기인하는 균열의 발생 등을 방지하여 경량이면서 설부의 내구성을 향상시킬 수 있으므로, 판금제의 터빈 하우징에의 이용에 적합하다.
Claims (5)
- 소용돌이 형상의 배기 가스 통로를 구성하는 스크롤부가 판금제의 스크롤 부재를 마주보게 하여 접합시켜 형성되는 판금 터빈 하우징에 있어서,
스크롤부의 권취 종료부를 구성하는 설부의 근방 영역이며, 스크롤 부재의 외벽면에, 스크롤 부재의 맞댐부의 양측에 벽 부재를 설치하여 상기 맞댐부를 덮도록 밀폐 공간을 형성하여 설부 근방의 외주벽을 이중벽 구조로 하는 것을 특징으로 하는, 판금 터빈 하우징. - 제1항에 있어서,
상기 벽 부재는 스크롤 부재의 외벽면과 배기 가스의 유입구 외벽면을 연결하도록 하여 스크롤 부재의 맞댐부의 양측에 설치되는 것을 특징으로 하는, 판금 터빈 하우징. - 제1항에 있어서,
마주 보게 된 양 스크롤 부재는, 스크롤부의 소용돌이 방향 전체 주위에 걸쳐 용접 접합시켜서 일체화되는 것을 특징으로 하는, 판금 터빈 하우징. - 제1항에 있어서,
마주 보게 된 양 스크롤 부재는, 상기 벽 부재의 내측에 위치하는 양 스크롤 부재의 맞댐부는 용접되지 않고, 그 이외의 맞댐부를 스크롤부의 소용돌이 방향을 따라서 용접 접합되어 일체화되는 것을 특징으로 하는, 판금 터빈 하우징. - 소용돌이 형상의 배기 가스 통로를 구성하는 스크롤부가 판금제의 스크롤 부재를 마주보게 하여 접합시켜 형성되는 판금 터빈 하우징에 있어서,
상기 스크롤부는 양 스크롤 부재를 소용돌이 방향 전체 주위에 걸쳐 용접 접합시켜서 일체화되는 동시에, 스크롤부의 권취 종료부를 구성하는 설부의 근방 영역에서는, 용접 접합 라인이, 터빈의 회전축 방향에 있어서 설부 형성 위치로부터 벗어나도록 어긋나게 설치되고, 상기 설부는 어느 한쪽의 스크롤 부재만에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는, 판금 터빈 하우징.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2011/052104 WO2012105004A1 (ja) | 2011-02-02 | 2011-02-02 | 板金タービンハウジング |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20120107428A KR20120107428A (ko) | 2012-10-02 |
KR101263613B1 true KR101263613B1 (ko) | 2013-05-10 |
Family
ID=46602246
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020117031148A KR101263613B1 (ko) | 2011-02-02 | 2011-02-02 | 판금 터빈 하우징 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9255485B2 (ko) |
EP (1) | EP2508731B1 (ko) |
KR (1) | KR101263613B1 (ko) |
CN (1) | CN102753799B (ko) |
WO (1) | WO2012105004A1 (ko) |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010005761A1 (de) * | 2010-01-25 | 2011-07-28 | Benteler Automobiltechnik GmbH, 33102 | Abgasbaugruppe |
DE102012209562B4 (de) * | 2012-06-06 | 2017-08-31 | Continental Automotive Gmbh | Turbinengehäuse für einen Abgasturbolader |
US9828913B2 (en) | 2013-08-16 | 2017-11-28 | Wescast Industries, Inc. | Turbine housing |
WO2015097872A1 (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 |
JP2015140748A (ja) * | 2014-01-29 | 2015-08-03 | 株式会社三五 | タービンハウジング |
NL1040828B1 (en) * | 2014-06-02 | 2016-05-12 | Mitsubishi Turbocharger And Engine Europe B V | A spiral turbine casing of a turbocharger. |
US9945258B2 (en) | 2014-10-10 | 2018-04-17 | Ford Global Technologies, Llc | Sheet metal turbine housing with cellular structure reinforcement |
US10823061B2 (en) * | 2016-07-15 | 2020-11-03 | General Electric Company | Engine air inlet having a double-panel heated wall |
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 |
US10436069B2 (en) * | 2017-01-30 | 2019-10-08 | Garrett Transportation I Inc. | Sheet metal turbine housing with biaxial volute configuration |
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 |
US10662904B2 (en) | 2018-03-30 | 2020-05-26 | Deere & Company | Exhaust manifold |
US11073076B2 (en) | 2018-03-30 | 2021-07-27 | Deere & Company | Exhaust manifold |
JP7099625B2 (ja) * | 2019-04-17 | 2022-07-12 | 株式会社Ihi | タービンハウジングおよび過給機 |
CN213743545U (zh) * | 2019-10-14 | 2021-07-20 | 博格华纳公司 | 涡轮增压器和用于涡轮增压器的涡轮机壳体 |
US11732729B2 (en) | 2021-01-26 | 2023-08-22 | Garrett Transportation I Inc | Sheet metal turbine housing |
Family Cites Families (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6290944U (ko) * | 1985-11-28 | 1987-06-10 | ||
DE29909018U1 (de) * | 1999-05-26 | 2000-09-28 | Heinrich Gillet GmbH & Co. KG, 67480 Edenkoben | Turbinengehäuse für Abgasturbolader |
US7074009B2 (en) * | 2000-06-07 | 2006-07-11 | Borgwarner, Inc. | Casing assembly for the turbine of an exhaust turbochanger |
DE10028160C2 (de) | 2000-06-07 | 2003-03-27 | Borgwarner Inc | Gehäusegruppe für die Turbine eines Abgas-Turboladers |
JP2002194525A (ja) | 2000-12-27 | 2002-07-10 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 耐摩耗性を有するツインフロー型タービンハウジング及び該ツインフロー型タービンハウジングの耐摩耗溶射方法 |
JP2002349276A (ja) | 2001-05-25 | 2002-12-04 | Aisin Takaoka Ltd | タービンハウジング |
JP2003293779A (ja) | 2002-03-29 | 2003-10-15 | Toyota Motor Corp | タービンハウジング |
EP1398465B1 (de) | 2002-09-10 | 2005-05-18 | BorgWarner Inc. | Turbolader und Rotorgehäuse hierfür |
JP4242212B2 (ja) * | 2003-06-23 | 2009-03-25 | 株式会社小松製作所 | ターボチャージャ |
DE102004039477B4 (de) * | 2004-08-14 | 2015-01-08 | Ihi Charging Systems International Gmbh | Turbinengehäuse für einen Abgasturbolader |
JP2006161573A (ja) | 2004-12-02 | 2006-06-22 | Toyota Motor Corp | ターボチャージャのタービンハウジング |
JP4485334B2 (ja) * | 2004-12-02 | 2010-06-23 | トヨタ自動車株式会社 | ターボチャージャのタービンハウジング |
JP4234107B2 (ja) | 2005-02-10 | 2009-03-04 | 三菱重工業株式会社 | 可変容量型排気ターボ過給機及び可変ノズル機構構成部材の製造方法 |
JP4448064B2 (ja) | 2005-06-24 | 2010-04-07 | トヨタ自動車株式会社 | タービンハウジング |
JP4468286B2 (ja) | 2005-10-21 | 2010-05-26 | 三菱重工業株式会社 | 排気ターボ式過給機 |
JP4512058B2 (ja) | 2006-04-04 | 2010-07-28 | トヨタ自動車株式会社 | タービンハウジング |
GB0614392D0 (en) * | 2006-07-20 | 2006-08-30 | Cummins Turbo Tech Ltd | Turbine Housing for a turbocharger |
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 |
JP5260082B2 (ja) | 2008-02-26 | 2013-08-14 | 三菱重工業株式会社 | ターボチャージャの排気バイパス弁 |
JP4875009B2 (ja) | 2008-02-26 | 2012-02-15 | トヨタ自動車株式会社 | タービンハウジング |
JP2010168969A (ja) | 2009-01-21 | 2010-08-05 | Toyota Motor Corp | タービンハウジング |
-
2011
- 2011-02-02 KR KR1020117031148A patent/KR101263613B1/ko active IP Right Grant
- 2011-02-02 EP EP11805365.1A patent/EP2508731B1/en active Active
- 2011-02-02 US US13/384,958 patent/US9255485B2/en active Active
- 2011-02-02 CN CN201180002462.1A patent/CN102753799B/zh active Active
- 2011-02-02 WO PCT/JP2011/052104 patent/WO2012105004A1/ja active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102753799B (zh) | 2014-11-05 |
US20120251315A1 (en) | 2012-10-04 |
US9255485B2 (en) | 2016-02-09 |
EP2508731B1 (en) | 2019-05-08 |
EP2508731A4 (en) | 2018-03-07 |
WO2012105004A1 (ja) | 2012-08-09 |
KR20120107428A (ko) | 2012-10-02 |
EP2508731A1 (en) | 2012-10-10 |
CN102753799A (zh) | 2012-10-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101263613B1 (ko) | 판금 터빈 하우징 | |
WO2012077711A1 (ja) | 板金タービンハウジング | |
JP5338991B1 (ja) | タービンハウジング及び排気タービン過給機 | |
JP6126246B2 (ja) | タービンハウジング | |
US8915707B2 (en) | Exhaust gas housing for a gas turbine and method for producing same | |
EP3260670B1 (en) | Turbine housing | |
JP5804872B2 (ja) | 燃焼器の尾筒、これを備えているガスタービン、及び尾筒の製造方法 | |
WO2013141379A1 (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 | |
JP4905565B2 (ja) | ターボチャージャおよびそのホイールハウジング | |
EP2187062B1 (en) | Assembling method of a stator blade ring segment, and stator blade ring segment | |
US20160130979A1 (en) | Turbine housing for an exhaust gas turbocharger | |
EP2613007B1 (en) | Seal assembly and methods for assembling a turbine | |
US9234459B2 (en) | Turbocharger and wheel housing | |
JP5342427B2 (ja) | 板金タービンハウジング | |
JP6072299B2 (ja) | 板金タービンハウジング | |
JP5518232B2 (ja) | 板金タービンハウジング | |
EP3489469B1 (en) | Turbine housing | |
JP7084543B2 (ja) | タービンハウジングおよびターボチャージャ | |
CN103967595B (zh) | 板金涡轮壳体 | |
JP5552259B2 (ja) | 二重管構造の排気マニホールド | |
CN105507966B (zh) | 具有蜂窝状结构加固的金属板涡轮机外壳 | |
JP6756008B2 (ja) | ターボチャージャ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160418 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170421 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180418 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190418 Year of fee payment: 7 |