KR20230002936A

KR20230002936A - 터빈 하우징 및 과급기

Info

Publication number: KR20230002936A
Application number: KR1020227040701A
Authority: KR
Inventors: 마사토 야마시타; 다이지 데즈카; 겐지 야기; 유키히로 이와사; 데츠야 마츠오; 다이요 시라카와
Original assignee: 미쓰비시주코마린마시나리 가부시키가이샤
Priority date: 2020-06-04
Filing date: 2020-06-04
Publication date: 2023-01-05
Also published as: WO2021245860A1; EP4141235A4; JP7286017B2; JPWO2021245860A1; EP4141235A1; CN115698480A

Abstract

터빈 하우징은, 스크롤 유로를 내부에 갖는 스크롤부를 포함하는 입구측 케이싱과, 입구측 케이싱에 체결되는 출구측 케이싱과, 스크롤 유로로부터의 배기 가스를 터빈 휠에 유도하는 배기 가스 유로를 획정하는 유로 벽면을 포함하고, 또한, 출구측 케이싱에 체결되는 유로 형성 부재를 구비하고, 출구측 케이싱은, 터빈 휠을 통과한 배기 가스가 흐르는 출구 유로를 내부에 갖는 통상부와, 통상부의 하류측 단부로부터 직경 방향 외측으로 돌출되고, 제 1 체결 부재에 의해 스크롤부에 체결되는 플랜지부와, 통상부의 상류측 단부로부터 직경 방향 외측으로 돌출되고, 제 2 체결 부재에 의해 유로 형성 부재에 체결되는 환상 판부를 포함하고, 환상 판부는, 외주단으로부터 직경 방향 내측으로 패이는 적어도 1 개의 오목부를 갖는다.

Description

터빈 하우징 및 과급기

본 개시는, 터빈 휠을 수용하는 터빈 하우징, 및 상기 터빈 하우징을 구비하는 과급기에 관한 것이다.

과급기 (예를 들어, 터보차저) 에는, 내연 기관 (예를 들어, 엔진) 으로부터 배출된 배기 가스의 에너지를 동력 (회전력) 으로 변환하는 터빈과, 터빈이 출력한 동력에 의해 내연 기관에 이송되는 공기를 압축하는 컴프레서를 구비하는 것이 있다. 과급기의 터빈은, 터빈 휠과, 터빈 휠을 수용하는 터빈 하우징을 포함하고, 과급기의 컴프레서는, 회전 샤프트를 개재하여 터빈 휠에 기계적으로 연결된 컴프레서 휠과, 컴프레서 휠을 수용하는 컴프레서 하우징을 포함한다.

과급기의 하우징 (컴프레서 하우징, 터빈 하우징) 에는, 복수의 구성 부품을 체결 볼트 (체결 부재) 에 의해 체결함으로써 일체화되는 것이 있다. 복수의 구성 부품으로 이루어지는 하우징은, 휠 (컴프레서 휠, 터빈 휠) 이 회전시에 손상되어 버스트됐을 때에, 비산되는 휠 파편에 의해 체결 볼트가 파단되고, 휠 파편이 하우징의 외부로 비산될 우려가 있다. 따라서, 복수의 구성 부품으로 이루어지는 하우징은, 휠 파편이 하우징의 외부로 비산되는 것을 방지하는, 즉, 컨테인먼트성을 높일 필요가 있다.

특허문헌 1 에는, 컴프레서 휠의 외주를 둘러싸는 외측 컴프레서 하우징과, 외측 컴프레서 하우징에 수용되고 외측 컴프레서 하우징과의 사이에 스크롤 유로를 획정하는 내측 컴프레서 하우징을 구비하는 컴프레서 하우징이 개시되어 있다. 특허문헌 1 에 기재된 내측 컴프레서 하우징은, 컴프레서 휠로부터 스크롤 유로에 공기를 이송하기 위한 디퓨저 유로를 베어링 하우징과의 사이에 획정하는 디퓨저 유로부와, 체결 볼트에 의해 외측 컴프레서 하우징에 체결되는 체결부와, 디퓨저 유로부와 체결부 사이에 형성되는 환상의 벨로스부를 포함하고 있다.

일본 특허공보 제5866376호

컴프레서 휠의 회전시에 컴프레서 휠이 파단되면, 휠 파편이 직경 방향 외측으로 비산되어 디퓨저 유로에 침입한다. 이 때에, 외측 컴프레서 하우징과 내측 컴프레서 하우징을 체결하는 체결 볼트에는, 휠 파편에 의해 외측 케이싱과 내측 케이싱을 눌러 넓히는, 체결 볼트의 축 방향을 따른 충격 하중이 체결 볼트에 가해진다. 가령 상기 충격 하중에 의해 체결 볼트가 파단되면, 외측 케이싱과 내측 케이싱이 열려, 휠 파편이 하우징의 외부로 비산될 우려가 있다.

특허문헌 1 에 기재된 내측 컴프레서 하우징은, 환상의 벨로스부를 탄성 변형 및 소성 변형시킴으로써, 축 방향력을 흡수하도록 되어 있다. 환상의 벨로스부에 축 방향력을 흡수시킴으로써, 체결부의 부하를 경감시키고, 체결 볼트의 파단 및 휠 파편의 하우징의 외부로의 비산을 억제하고 있다. 그러나, 특허문헌 1 에 기재된 하우징은, 환상의 벨로스부를 포함하므로, 구조적으로 복잡해지고, 고비용화를 초래할 우려가 있다.

상기 서술한 사정을 감안하여, 본 개시의 적어도 일 실시형태의 목적은, 구조가 간단하고, 또한, 버스트시에 휠 파편이 터빈 하우징의 외부로 비산되는 것을 효과적으로 억제할 수 있는 터빈 하우징을 제공하는 것에 있다.

본 개시에 관련된 터빈 하우징은,

스크롤 유로를 내부에 갖는 스크롤부를 포함하는 입구측 케이싱과,

상기 입구측 케이싱에 제 1 체결 부재에 의해 체결되는 출구측 케이싱과,

상기 스크롤 유로로부터의 배기 가스를 터빈 휠에 유도하는 배기 가스 유로를 획정하는 유로 벽면을 포함하는 유로 형성 부재로서, 상기 출구측 케이싱에 제 2 체결 부재에 의해 체결되는 유로 형성 부재를 구비하고,

상기 출구측 케이싱은,

상기 스크롤 유로로부터 상기 터빈 휠에 유도되고, 상기 터빈 휠을 통과한 배기 가스가 흐르는 출구 유로를 내부에 갖는 통상부와,

상기 통상부의 하류측 단부로부터 직경 방향 외측으로 돌출되는 플랜지부로서, 상기 제 1 체결 부재에 의해 상기 스크롤부에 체결되도록 구성된 플랜지부와,

상기 통상부의 상류측 단부로부터 직경 방향 외측으로 돌출되는 환상 판부로서, 상기 제 2 체결 부재에 의해 상기 유로 형성 부재에 체결되도록 구성된 환상 판부를 포함하고,

상기 환상 판부는, 외주단으로부터 직경 방향 내측으로 패이는 적어도 1 개의 오목부를 갖는다.

본 개시에 관련된 과급기는,

터빈 휠과,

상기 터빈 하우징을 구비한다.

본 개시의 적어도 일 실시형태에 의하면, 구조가 간단하고, 또한, 버스트시에 휠 파편이 터빈 하우징의 외부로 비산되는 것을 효과적으로 억제할 수 있는 터빈 하우징이 제공된다.

도 1 은, 본 개시의 일 실시형태에 관련된 터빈 하우징을 구비하는 과급기의 터빈측을 개략적으로 나타내는 개략 단면도로서, 터빈 하우징의 축선을 포함하는 개략 단면도이다.
도 2 는, 본 개시의 일 실시형태에 관련된 터빈 하우징을 구비하는 과급기의 전체 구성을 설명하기 위한 개략 구성도이다.
도 3 은, 도 1 에 나타내는 주요부를 확대하여 나타내는 주요부 확대 단면도이다.
도 4 는, 본 개시의 일 실시형태에 관련된 터빈 하우징의 환상 판부의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5 는, 본 개시의 일 실시형태에 관련된 터빈 하우징의 환상 판부의 다른 일례를 나타내는 도면이다.
도 6 은, 본 개시의 다른 일 실시형태에 관련된 터빈 하우징을 구비하는 과급기의 축선을 포함하는 개략 단면도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 개시의 몇 가지 실시형태에 대해 설명한다. 단, 실시형태로서 기재되어 있거나 또는 도면에 나타나 있는 구성 부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대적 배치 등은, 본 개시의 범위를 이것에 한정하는 취지가 아니며, 단순한 설명예에 불과하다.

예를 들어,「어느 방향으로」,「어느 방향을 따라」,「평행」,「직교」,「중심」,「동심」혹은「동축」등의 상대적 혹은 절대적인 배치를 나타내는 표현은, 엄밀하게 그와 같은 배치를 나타낼 뿐만 아니라, 공차, 혹은, 동일한 기능이 얻어지는 정도의 각도나 거리로써 상대적으로 변위되어 있는 상태도 나타내는 것으로 한다.

예를 들어,「동일」,「동등한」및「균질」등의 사물이 동등한 상태인 것을 나타내는 표현은, 엄밀하게 동등한 상태를 나타낼 뿐만 아니라, 공차, 혹은, 동일한 기능이 얻어지는 정도의 차가 존재하고 있는 상태도 나타내는 것으로 한다.

예를 들어, 사각형상이나 원통형상 등의 형상을 나타내는 표현은, 기하학적으로 엄밀한 의미에서의 사각형상이나 원통형상 등의 형상을 나타낼 뿐만 아니라, 동일한 효과가 얻어지는 범위에서, 요철부나 모따기부 등을 포함하는 형상도 나타내는 것으로 한다.

한편, 하나의 구성 요소를「구비한다」,「포함한다」, 또는,「갖는다」라는 표현은, 다른 구성 요소의 존재를 제외하는 배타적인 표현은 아니다.

또한, 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 설명을 생략하는 경우가 있다.

도 1 은, 본 개시의 일 실시형태에 관련된 터빈 하우징을 구비하는 과급기의 터빈측을 개략적으로 나타내는 개략 단면도로서, 터빈 하우징의 축선을 포함하는 개략 단면도이다. 도 2 는, 본 개시의 일 실시형태에 관련된 터빈 하우징을 구비하는 과급기의 전체 구성을 설명하기 위한 개략 구성도이다.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 몇 가지 실시형태에 관련된 터빈 하우징 (2) 은, 과급기 (1) 에 탑재된다.

몇 가지 실시형태에 관련된 과급기 (1) (예를 들어, 터보차저) 는, 도 1, 2 에 나타내는 바와 같이, 터빈 휠 (11) 과, 터빈 휠 (11) 을 내부에 수용하는 터빈 하우징 (2) 을 적어도 구비한다. 과급기 (1) 는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 회전 샤프트 (12) 와, 회전 샤프트 (12) 를 회전 가능하게 지지하는 베어링 (13) 과, 베어링 (13) 을 내부에 수용하는 베어링 하우징 (14) 과, 컴프레서 휠 (15) 과, 컴프레서 휠 (15) 을 내부에 수용하는 컴프레서 하우징 (16) 을 추가로 구비한다.

이하, 예를 들어 도 2 에 나타내는 바와 같이, 터빈 하우징 (2) 의 축선 (LA) 이 연장되는 방향을 축 방향 (X) 으로 하고, 축선 (LA) 에 직교하는 방향을 직경 방향 (Y) 으로 한다. 축 방향 (X) 중, 베어링 하우징 (14) 에 대해 터빈 하우징 (2) 이 위치하는 측 (도면 중 우측) 을 일방측 (X1) 으로 하고, 베어링 하우징 (14) 에 대해 컴프레서 하우징 (16) 이 위치하는 측 (도면 중 좌측) 을 타방측 (X2) 으로 한다.

컴프레서 하우징 (16) 은, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 축 방향 (X) 에 있어서 베어링 하우징 (14) 을 사이에 두고 터빈 하우징 (2) 과는 반대측에 배치된다. 터빈 하우징 (2) 및 컴프레서 하우징 (16) 의 각각은, 예를 들어 체결 볼트나 V 클램프 등의 체결 부재에 의해 베어링 하우징 (14) 에 기계적으로 연결되어 있다.

회전 샤프트 (12) 는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 축 방향 (X) 을 따라 길이 방향을 갖는다. 회전 샤프트 (12) 는, 상기 길이 방향의 일단부 (121) (일방측 (X1) 의 단부) 에 터빈 휠 (11) 이 기계적으로 연결되어 있고, 상기 길이 방향의 타단부 (122) (타방측 (X2) 의 단부) 에 컴프레서 휠 (15) 이 기계적으로 연결되어 있다. 터빈 휠 (11) 은, 컴프레서 휠 (15) 과 동축 상에 형성되어 있다.

컴프레서 휠 (15) 은, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 엔진 (17) (연소 장치) 에 공기 (연소용 기체) 를 공급하는 공급 라인 (18) 에 형성되어 있다. 터빈 휠 (11) 은, 엔진 (17) 으로부터 배기 가스를 배출하는 배출 라인 (19) 에 형성되어 있다.

과급기 (1) 는, 엔진 (17) 으로부터 배출 라인 (19) 을 통과하여 터빈 하우징 (2) 의 내부에 도입된 배기 가스에 의해 터빈 휠 (11) 을 회전시킨다. 컴프레서 휠 (15) 은, 회전 샤프트 (12) 를 개재하여 터빈 휠 (11) 에 기계적으로 연결되어 있으므로, 터빈 휠 (11) 의 회전에 연동하여 회전한다. 과급기 (1) 는, 컴프레서 휠 (15) 을 회전시킴으로써, 공급 라인 (18) 을 통과하여 컴프레서 하우징 (16) 의 내부에 도입된 공기 (연소용 기체) 를 압축하여 엔진 (17) 에 이송한다.

도시되는 실시형태에서는, 컴프레서 하우징 (16) 은, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 축 방향 (X) 을 따라 컴프레서 하우징 (16) 의 외부로부터 공기를 도입하기 위한 공기 취입구 (161) 와, 컴프레서 휠 (15) 을 통과한 공기를 직경 방향 (Y) 을 따라 컴프레서 하우징 (16) 의 외부로 배출하여 엔진 (17) 에 이송하기 위한 공기 공급구 (162) 가 형성되어 있다.

도시되는 실시형태에서는, 터빈 하우징 (2) 은, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 직경 방향 (Y) 외측으로부터 터빈 하우징 (2) 의 내부에 배기 가스를 도입하기 위한 배기 가스 도입구 (21) 와, 터빈 휠 (11) 을 회전시킨 배기 가스를 터빈 하우징 (2) 의 외부로 축 방향 (X) 을 따라 배출하기 위한 배기 가스 배출구 (22) 가 형성되어 있다.

도 3 은, 도 1 에 나타내는 주요부를 확대하여 나타내는 주요부 확대 단면도이다.

터빈 하우징 (2) 은, 도 1, 3 에 나타내는 바와 같이, 터빈 휠 (11) 을 통과하기 전의 배기 가스가 흐르는 스크롤 유로 (24) 와, 스크롤 유로 (24) 와 터빈 휠 (11) 사이에 형성됨과 함께, 스크롤 유로 (24) 로부터의 배기 가스를 터빈 휠 (11) 에 유도하는 배기 가스 유로 (25) 와, 스크롤 유로 (24) 로부터 터빈 휠 (11) 에 유도되고, 터빈 휠 (11) 을 통과한 배기 가스가 흐르는 출구 유로 (26) 를 갖는다.

엔진 (17) 으로부터 배출되는 배기 가스는, 터빈 하우징 (2) 의 배기 가스 도입구 (21), 스크롤 유로 (24) 및 배기 가스 유로 (25) 를, 상기 순서로 통과한 후에, 터빈 휠 (11) 에 이송된다. 터빈 휠 (11) 에 이송된 배기 가스는, 출구 유로 (26) 를 축 방향 (X) 을 따라 일방측 (X1) 으로 흐른 후에, 배기 가스 배출구 (22) 로부터 터빈 하우징 (2) 의 외부로 배출된다.

터빈 하우징 (2) 은, 도 1, 3 에 나타내는 바와 같이, 입구측 케이싱 (3) 과, 입구측 케이싱 (3) 에 제 1 체결 부재 (6) 에 의해 체결되는 출구측 케이싱 (4) 과, 출구측 케이싱 (4) 에 제 2 체결 부재 (7) 에 의해 체결되는 유로 형성 부재 (5) 를 구비한다.

입구측 케이싱 (3) 은, 도 1, 3 에 나타내는 바와 같이, 상기 서술한 스크롤 유로 (24) 를 내부에 갖는 스크롤부 (31) 를 포함한다. 스크롤 유로 (24) 는, 스크롤부 (31) 의 내벽면 (32) 에 의해 획정된다. 또, 입구측 케이싱 (3) 에는, 상기 서술한 배기 가스 도입구 (21) 가 형성되어 있다.

스크롤 유로 (24) 는, 배기 가스 도입구 (21) 로부터 터빈 하우징 (2) 의 내부에 도입된 배기 가스를 터빈 휠 (11) 에 유도하는 유로이다. 스크롤 유로 (24) 는, 터빈 휠 (11) 의 주위 (직경 방향 (Y) 외측) 를 둘러싸는 소용돌이 형상을 갖고 있다. 스크롤 유로 (24) 는, 배기 가스의 흐름 방향의 상류측에 위치하는 배기 가스 도입구 (21) 에 연통되어 있다.

유로 형성 부재 (5) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 상기 서술한 배기 가스 유로 (25) 를 획정하는 유로 벽면 (52) 을 포함한다. 유로 벽면 (52) 은, 축선 (LA) 에 교차 (직교) 하는 방향을 따라 연장되어 있다.

도시되는 실시형태에서는, 유로 형성 부재 (5) 는, 입구측 케이싱 (3) 과는 별체로 형성되어 있다. 유로 형성 부재 (5) 는, 환상의 플레이트부 (51) 를 포함한다. 플레이트부 (51) 는, 제 2 체결 부재 (7) 가 체결되는 피체결부 (53) 와, 타방측 (X2) 에 형성되는 상기 서술한 유로 벽면 (52) 을 포함한다. 도시되는 실시형태에서는, 플레이트부 (51) 는, 환상으로 형성되어 있지만, 다른 몇 가지 실시형태에서는, 축선 (LA) 둘레의 둘레 방향을 따라 연장되는 원호상으로 형성되어 있어도 된다.

도시되는 실시형태에서는, 입구측 케이싱 (3) 은, 스크롤부 (31) 의 타방측 (X2) 측의 내측 단부 (33) (타방측 내측 단부) 로부터 직경 방향 내측으로 연장되는 배기 가스 유로부 (34) 를 추가로 포함한다. 배기 가스 유로부 (34) 는, 유로 벽면 (52) 과의 사이에 배기 가스 유로 (25) 를 획정하는 베어링측 유로 벽면 (35) 을 포함한다. 베어링측 유로 벽면 (35) 은, 유로 벽면 (52) 보다 타방측 (X2) 에서, 축선 (LA) 에 교차 (직교) 하는 방향을 따라 연장되어 있고, 일방측 (X1) 에 위치하는 유로 벽면 (52) 에 대향하고 있다.

배기 가스 유로 (25) 는, 스크롤 유로 (24) 로부터 터빈 휠 (11) 에 배기 가스를 유도하는 유로이다. 배기 가스 유로 (25) 는, 스크롤 유로 (24) 와 터빈 휠 (11) 사이에 형성되고, 축선 (LA) 에 교차 (직교) 하는 방향을 따라 연장되어 있다. 배기 가스 유로 (25) 는, 배기 가스의 흐름 방향의 상류측에 위치하는 스크롤 유로 (24) 에 연통되어 있다.

출구측 케이싱 (4) 은, 도 1, 3 에 나타내는 바와 같이, 상기 서술한 출구 유로 (26) 를 내부에 갖는 통상부 (41) 와, 통상부 (41) 의 하류측 단부 (42) 로부터 직경 방향 외측으로 돌출되는 플랜지부 (44) 와, 통상부 (41) 의 상류측 단부 (43) 로부터 직경 방향 외측으로 돌출되는 환상 판부 (45) 를 포함한다.

통상부 (41) 는, 도 1, 3 에 나타내는 바와 같이, 축선 (LA) 을 따라 연장되는 내벽면 (411) 으로서, 상기 서술한 출구 유로 (26) 를 획정하는 내벽면 (411) 을 갖는다. 통상부 (41) 의 하류측 단부 (42) 는, 상류측 단부 (43) 보다 배기 가스의 흐름 방향에 있어서의 하류측 (일방측 (X1)) 에 위치함과 함께, 상기 서술한 배기 가스 배출구 (22) 가 형성되어 있다.

출구 유로 (26) 는, 터빈 휠 (11) 을 통과한 배기 가스를, 배기 가스 배출구 (22) 에 유도하는 유로이다. 출구 유로 (26) 는, 터빈 휠 (11) 보다 일방측 (X1) 에 형성되고, 축 방향 (X) 을 따라 연장되고, 배기 가스의 흐름 방향의 상류측에 위치하는 배기 가스 유로 (25), 및 배기 가스의 흐름 방향의 하류측에 위치하는 배기 가스 배출구 (22) 의 각각에 연통되어 있다.

플랜지부 (44) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 제 1 체결 부재 (6) 에 의해 입구측 케이싱 (3) 의 스크롤부 (31) 에 체결되도록 구성되어 있다.

도 3 에 나타내는 실시형태에서는, 스크롤부 (31) 는, 그 일방측 (X1) 의 단부로부터 일방측 (X1) 으로 돌출되는 돌출부 (36) 를 포함하고, 돌출부 (36) 의 단면 (361) 이, 플랜지부 (44) 의 타방측 (X2) 의 외주연에 형성된 외주연면 (441) 에 맞닿아 있다. 플랜지부 (44) 의 외주연면 (441) 은, 내주연면 (442) 보다 일방측 (X1) 에 위치하고 있다. 제 1 체결 부재 (6) 는, 외주가 수나사상으로 형성된 체결부 (61) 를 갖고 있다. 제 1 체결 부재 (6) 는, 체결부 (61) 가 플랜지부 (44) 에 형성된 플랜지측 삽입 통과공 (46) 을 삽입 통과하고, 돌출부 (36) 의 내주가 암나사상으로 형성된 피체결부 (362) 에 나사 결합 (체결) 됨으로써, 입구측 케이싱 (3) 의 스크롤부 (31) 와, 출구측 케이싱 (4) 의 플랜지부 (44) 를 연결 고정시키고 있다.

환상 판부 (45) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 제 2 체결 부재 (7) 에 의해 유로 형성 부재 (5) 에 체결되도록 구성되어 있다.

도 3 에 나타내는 실시형태에서는, 환상 판부 (45) 는, 타방측 (X2) 의 면 (451) 이, 플레이트부 (51) 의 유로 벽면 (52) 과는 축 방향 (X) 에 있어서 반대측 (타방측 (X2)) 의 배면 (511) 에 맞닿아 있다. 이 배면 (511) 에는, 상기 서술한 피체결부 (53) 가 형성되어 있다. 제 2 체결 부재 (7) 는, 외주가 수나사상으로 형성된 체결부 (71) 를 갖고 있다. 제 2 체결 부재 (7) 는, 체결부 (71) 가 환상 판부 (45) 에 형성된 삽입 통과공 (47) 을 삽입 통과하고, 유로 형성 부재 (5) 의 내주가 암나사상으로 형성된 피체결부 (53) 에 나사 결합 (체결) 됨으로써, 유로 형성 부재 (5) 와, 출구측 케이싱 (4) 의 환상 판부 (45) 를 연결 고정시키고 있다. 삽입 통과공 (47) 은, 플랜지측 삽입 통과공 (46) 이나 돌출부 (36) 의 피체결부 (362) 보다 직경 방향 (Y) 내측의 위치에 형성되어 있다.

도시되는 실시형태에서는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 베어링 하우징 (14) 은, 축 방향 (X) 을 따라 연장되는 통상부 (141) 와, 통상부 (141) 의 일방측 (X1) 단부의 외주로부터 직경 방향 (Y) 외측으로 돌출되는 플랜지부 (142) 를 포함한다. 입구측 케이싱 (3) 은, 배기 가스 유로부 (34) 의 베어링측 유로 벽면 (35) 과는 축 방향 (X) 에 있어서 반대측 (타방측 (X2)) 의 배면 (341) 이, 베어링 하우징 (14) 의 플랜지부 (142) 의 일방측 (X1) 의 면 (143) 에 맞닿아 있다. 도시되는 실시형태에서는, 입구측 케이싱 (3) 은, 그 배면 (341) 이 도시 생략된 체결 부재에 의해 상기 면 (143) 에 고정됨으로써, 베어링 하우징 (14) 에 연결 고정되고 있다.

도시되는 실시형태에서는, 상기 서술한 터빈 휠 (11) 은, 통상부 (41) 의 내벽면 (411), 및 베어링 하우징 (14) 의 축단면 (144) 에 의해 획정되는 공간에 수용되어 있다.

도 4 는, 본 개시의 일 실시형태에 관련된 터빈 하우징의 환상 판부의 일례를 나타내는 도면이다. 도 5 는, 본 개시의 일 실시형태에 관련된 터빈 하우징의 환상 판부의 다른 일례를 나타내는 도면이다.

몇 가지 실시형태에 관련된 터빈 하우징 (2) 은, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 상기 서술한 입구측 케이싱 (3) 과, 상기 서술한 출구측 케이싱 (4) 과, 상기 서술한 유로 형성 부재 (5) 를 구비하고, 출구측 케이싱 (4) 은, 상기 서술한 통상부 (41) 와, 상기 서술한 플랜지부 (44) 와, 상기 서술한 환상 판부 (45) 를 포함한다. 상기 서술한 환상 판부 (45) 는, 도 4, 5 에 나타내는 바와 같이, 외주단 (452) 으로부터 직경 방향 (Y) 내측으로 패이는 적어도 1 개의 오목부 (9) 를 갖는다.

도시되는 실시형태에서는, 오목부 (9 (9A, 9B)) 는, 도 4, 5 에 나타내는 바와 같이, 둘레 방향에 교차 (직교) 하는 방향을 따라 연장되는 1 쌍의 측벽부 (92, 93) 와, 1 쌍의 측벽부 (92, 93) 의 직경 방향 내측의 단부끼리를 연결하는 바닥벽부 (91) 를 포함한다.

도 4 에 나타내는 실시형태에서는, 환상 판부 (45) 는, 1 개의 오목부 (9 (9A)) 를 갖는다. 도 5 에 나타내는 실시형태에서는, 환상 판부 (45) 는, 복수의 오목부 (9 (9B)) 를 갖는다.

터빈 휠 (11) 의 회전시에 터빈 휠 (11) 이 파단되면, 휠 파편이 직경 방향 (Y) 외측으로 비산되어 배기 가스 유로 (25) 에 침입하기 때문에, 터빈 하우징 (2) 에는, 휠 파편에 의해 입구측 케이싱 (3) 과 출구측 케이싱 (4) 을 눌러 넓히는 충격 하중 (F) (축 방향 하중, 도 3 참조) 이 가해지는 경우가 있다. 가령 출구측 케이싱 (4) 의 환상 판부 (45) 가 오목부 (9) 를 갖지 않는 원판상인 경우에는, 유로 형성 부재 (5) 로부터 환상 판부 (45) 에 전달되는 충격 하중 (F) 을 둘레 방향을 따라 전체 둘레에 걸쳐 전달시킬 수 있고, 전체 둘레에서 충격 하중 (F) 을 분담하여 부담할 수 있다. 환상 판부 (45) 가 오목부 (9) 를 갖지 않는 원판상은, 강성이 높으므로, 충격 하중 (F) 에 의해 환상 판부 (45) 가 변형되기 전에, 입구측 케이싱 (3) 과 출구측 케이싱 (4) 을 체결하는 제 1 체결 부재 (6) 가 충격 하중 (F) 에 의해 파단되어 버린다.

상기의 구성에 의하면, 출구측 케이싱 (4) 의 환상 판부 (45) 는, 외주단 (452) 으로부터 직경 방향 내측으로 패이는 적어도 1 개의 오목부 (9) 를 갖는다. 요컨대, 상기 터빈 하우징 (2) 은, 출구측 케이싱 (4) 의 환상 판부 (45) 가 적어도 1 개의 오목부 (9) 를 갖는 간단한 구조로 되어 있다. 적어도 1 개의 오목부 (9) 를 갖는 환상 판부 (45) 는, 오목부 (9) 에 의해 충격 하중 (F) 의 둘레 방향을 따른 전달이 저해됨과 함께, 오목부 (9) 에 의해 응력 집중부가 발생하고, 상기 응력 집중부가 변형의 기점이 되기 때문에, 환상 판부 (45) 가 오목부 (9) 를 갖지 않는 원판상인 경우에 비해 강성을 효과적으로 저하시킬 수 있다.

환상 판부 (45) 의 강성을 저하시킴으로써, 충격 하중 (F) 을 받았을 때의 환상 판부 (45) 의 변형량을 큰 것으로 할 수 있고, 충격 하중 (F) 을 받아 환상 판부 (45) 가 변형될 때에 흡수할 수 있는 충격 에너지의 양을 증대시킬 수 있다. 터빈 하우징 (2) 은, 입구측 케이싱 (3) 과 출구측 케이싱 (4) 을 체결하는 제 1 체결 부재 (6) 가 충격 하중 (F) 에 의해 파단되는 것보다 앞서 강성을 저하시킨 환상 판부 (45) 를 변형시켜 충격 에너지를 흡수시킴으로써, 제 1 체결 부재 (6) 에 가해지는 충격 하중 (F) 을 작게 하여 제 1 체결 부재 (6) 의 파단을 억제할 수 있다. 그리고, 터빈 하우징 (2) 은, 제 1 체결 부재 (6) 의 파단을 억제함으로써, 버스트시에 휠 파편이 터빈 하우징 (2) 의 외부로 비산되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.

몇 가지 실시형태에서는, 상기 서술한 환상 판부 (45) 는, 도 4, 5 에 나타내는 바와 같이, 적어도 1 개의 오목부 (9) 에 대응하는 둘레 방향 위치와는 상이한 둘레 방향 위치에 형성되는 제 2 체결 부재 (7) 가 삽입 통과 가능한 적어도 1 개의 상기 서술한 삽입 통과공 (47) 을 갖는다. 적어도 1 개의 오목부 (9) 는, 직경 방향에 있어서의 최심부 (94) (가장 직경 방향 내측에 위치하는 부위) 가 적어도 1 개의 삽입 통과공 (47) 보다 직경 방향 (Y) 내측에 위치하도록 구성되어 있다.

도시되는 실시형태에서는, 도 4, 5 에 나타내는 바와 같이, 상기 서술한 바닥벽부 (91) 에 최심부 (94) 가 형성된다. 도 4, 5 에 나타내는 실시형태에서는, 바닥벽부 (91) 는, 통상부 (41) 의 외벽면 (412) 과 직경 방향 (Y) 위치가 동일해지도록 구성되어 있다.

상기의 구성에 의하면, 환상 판부 (45) 는, 오목부 (9) 에 대응하는 둘레 방향 위치와는 상이한 둘레 방향 위치에 형성되는 삽입 통과공 (47) 에 제 2 체결 부재 (7) 가 삽입 통과됨으로써, 유로 형성 부재 (5) 에 체결된다. 환상 판부 (45) 는, 오목부 (9) 의 직경 방향에 있어서의 최심부 (94) (가장 직경 방향 내측에 위치하는 부위) 가, 삽입 통과공 (47) 보다 직경 방향 내측에 위치하고 있으므로, 삽입 통과공 (47) 을 통하여 유로 형성 부재 (5) 로부터 전달되는 충격 하중 (F) 의 둘레 방향을 따른 전달이 오목부 (9) 에 의해 저해된다. 환상 판부 (45) 는, 충격 하중 (F) 의 둘레 방향을 따른 전달을 저해시키고, 충격 하중 (F) 을 부담하는 범위를 좁힘으로써, 상기 범위에 있어서의 강성을 저하시킬 수 있기 때문에, 상기 범위에서 충격 에너지를 보다 효과적으로 흡수하는 것이 가능해진다.

몇 가지 실시형태에서는, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 상기 서술한 적어도 1 개의 삽입 통과공 (47) 은, 복수의 삽입 통과공 (47) 을 포함하고, 상기 서술한 적어도 1 개의 오목부 (9) 는, 복수의 오목부 (9) 를 포함한다. 복수의 오목부 (9) 의 각각은, 둘레 방향에 있어서의 복수의 삽입 통과공 (47) 중 인접하는 2 개의 삽입 통과공 (47) 사이에 형성된다.

상기의 구성에 의하면, 복수의 오목부 (9) 의 각각은, 둘레 방향에 있어서의 복수의 삽입 통과공 (47) 중 인접하는 2 개의 삽입 통과공 (47) 사이에 형성되므로, 삽입 통과공 (47) 을 통하여 유로 형성 부재 (5) 로부터 전달된 충격 하중 (F) 의, 다른 삽입 통과공 (47) 이 형성된 부위에 대한 둘레 방향을 따른 전달이 오목부 (9) 에 의해 저해된다. 환상 판부 (45) 는, 충격 하중 (F) 의 다른 삽입 통과공 (47) 이 형성된 부위에 대한 둘레 방향을 따른 전달을 저해시키고, 삽입 통과공 (47) 이 형성된 부위마다 충격 하중 (F) 을 부담시킴으로써, 삽입 통과공 (47) 이 형성된 각 부위에 있어서의 강성을 저하시킬 수 있기 때문에, 각 부위에서 충격 에너지를 보다 효과적으로 흡수하는 것이 가능해진다.

몇 가지 실시형태에서는, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 상기 서술한 환상 판부 (45) 는, 둘레 방향에 있어서의 상기 서술한 복수의 오목부 (9) 중 인접하는 2 개의 오목부 (9) 에 의해 획정되는 복수의 볼록부 (10) 를 갖는다. 복수의 볼록부 (10) 의 각각에는, 상기 서술한 복수의 삽입 통과공 (47) 중 1 개가 형성되어 있다.

도시되는 실시형태에서는, 복수의 볼록부 (10) 의 각각은, 볼록부 (10) 에 형성된 삽입 통과공 (47) 을 사이에 두는 1 쌍의 측벽부 (92, 93) 와, 1 쌍의 측벽부 (92, 93) 의 직경 방향 외측의 단부끼리를 연결하는 외벽부 (외주단 (452)) 를 포함한다. 삽입 통과공 (47) 은, 볼록부 (10) 의 둘레 방향에 있어서의 중앙에 형성되는 것이 바람직하다.

상기의 구성에 의하면, 복수의 삽입 통과공 (47) 중 1 개가 형성된 볼록부 (10) 는, 1 개당의 둘레 방향에 있어서 존재하는 각도 범위 (θ) 가 작은 것이므로, 환상 판부 (45) 는, 삽입 통과공 (47) 을 통하여 유로 형성 부재 (5) 로부터 전달된 충격 하중 (F) 의, 둘레 방향을 따른 전달이 볼록부 (10) 의 상기 각도 범위 (θ) 로 제한된다. 환상 판부 (45) 는, 충격 하중 (F) 의 둘레 방향을 따른 전달을 저해시키고, 충격 하중 (F) 을 부담하는 범위를 각도 범위 (θ) 로 제한함으로써, 각도 범위 (θ) 에 있어서의 강성을 저하시킬 수 있기 때문에, 각도 범위 (θ) 에서 충격 에너지를 보다 효과적으로 흡수하는 것이 가능해진다.

몇 가지 실시형태에서는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 상기 서술한 플랜지부 (44) 는, 상기 서술한 제 1 체결 부재 (6) 를 삽입 통과시키는 적어도 1 개의 상기 서술한 플랜지측 삽입 통과공 (46) 을 갖는다. 상기 서술한 적어도 1 개의 삽입 통과공 (47) 은, 적어도 1 개의 플랜지측 삽입 통과공 (46) 보다 공경이 작아지도록 구성되었다. 즉, 삽입 통과공 (47) 의 공경 (D1) 은, 플랜지측 삽입 통과공 (46) 의 공경 (D2) 보다 작다.

상기의 구성에 의하면, 제 2 체결 부재 (7) 를 삽입 통과시키는 삽입 통과공 (47) 은, 제 1 체결 부재 (6) 를 삽입 통과시키는 플랜지측 삽입 통과공 (46) 보다 공경이 작아지도록 구성되어 있으므로, 제 2 체결 부재 (7) 로부터 삽입 통과공 (47) 에 입력되는 충격 하중 (F) 을 크게 할 수 있다. 요컨대, 휠 파편이 터빈 하우징 (2) 에 충돌시에, 출구측 케이싱 (4) 에 대해 유로 형성 부재 (5) 나 입구측 케이싱 (3) 이 미끄러진 경우, 부재 사이의 간극이 작은 제 2 체결 부재 (7) 와 삽입 통과공 (47) 을, 부재 사이의 간극이 큰 제 1 체결 부재 (6) 와 플랜지측 삽입 통과공 (46) 보다 조기에 밀착시킬 수 있기 때문에, 제 2 체결 부재 (7) 로부터 삽입 통과공 (47) 에 입력되는 충격 하중 (F) 을 크게 할 수 있다. 터빈 하우징 (2) 은, 제 2 체결 부재 (7) 로부터 삽입 통과공 (47) 에 입력되는 충격 하중 (F) 을 크게 함으로써, 제 1 체결 부재 (6) 로부터 플랜지측 삽입 통과공 (46) 에 입력되는 충격 하중 (F) 을 완화시킬 수 있고, 제 1 체결 부재 (6) 의 파단을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.

상기 서술한 바와 같이, 몇 가지 실시형태에서는, 예를 들어 도 3 에 나타내는 바와 같이, 상기 서술한 유로 형성 부재 (5) 는, 상기 서술한 입구측 케이싱 (3) 과 별체로 형성되어 있다.

가령 유로 형성 부재 (5) 와 입구측 케이싱 (3) 이 일체로 형성된 경우에는, 유로 형성 부재 (5) (입구측 케이싱 (3)) 에 제 2 체결 부재 (7) 를 통하여 체결되는 환상 판부 (45) 는, 입구측 케이싱 (3) 에 지지되기 때문에, 충격 하중 (F) 을 받았을 때의 변형이 억제된다. 상기의 구성에 의하면, 유로 형성 부재 (5) 는, 입구측 케이싱 (3) 과 별체로 형성되어 있으므로, 환상 판부 (45) 는, 입구측 케이싱 (3) 에 충격 하중 (F) 을 받았을 때의 변형이 억제되지 않고, 용이하게 변형 가능하기 때문에, 제 1 체결 부재 (6) 의 파단을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.

몇 가지 실시형태에서는, 도 1, 3 에 나타내는 바와 같이, 상기 서술한 유로 형성 부재 (5) 는, 제 2 체결 부재 (7) 가 체결되는 피체결부 (53) 와 유로 벽면 (52) 을 포함하는 상기 서술한 플레이트부 (51) 와, 플레이트부 (51) 의 유로 벽면 (52) 으로부터 돌출되는 적어도 1 개의 고정 노즐 (54) 을 포함한다.

도시되는 실시형태에서는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 적어도 1 개의 고정 노즐 (54) 은, 둘레 방향을 따라 간격을 두고 형성되는 복수의 고정 노즐 (54) 을 포함한다. 복수의 고정 노즐 (54) 의 각각은, 직경 방향 (Y) 에 교차하는 방향을 따라 연장되어 있다. 또한, 고정 노즐 (54) 은, 그 전연과 후연의 둘레 방향 위치가 서로 상이하도록 구성되어 있어도 된다.

상기의 구성에 의하면, 유로 형성 부재 (5) 는, 제 2 체결 부재 (7) 가 체결되는 피체결부 (53) 와 유로 벽면 (52) 을 포함하는 플레이트부 (51) 와, 유로 벽면 (52) 으로부터 돌출되는 적어도 1 개의 고정 노즐 (54) 을 포함한다. 이와 같은 경우에도, 유로 형성 부재 (5) 의 플레이트부 (51) 로부터 출구측 케이싱 (4) 의 환상 판부 (45) 에 전달된 충격 하중 (F) 에 의해 환상 판부 (45) 를 변형시킴으로써, 제 1 체결 부재 (6) 의 파단을 억제할 수 있다.

도 6 은, 본 개시의 다른 일 실시형태에 관련된 터빈 하우징을 구비하는 과급기의 축선을 포함하는 개략 단면도이다.

몇 가지 실시형태에서는, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 상기 서술한 유로 형성 부재 (5) 는, 상기 서술한 입구측 케이싱 (3) 과 일체로 형성되었다. 도시되는 실시형태에서는, 유로 형성 부재 (5) 의 외주단 (55) 과, 스크롤부 (31) 의 일방측 (X1) 측의 내측 단부 (37) (일방측 내측 단부) 가 일체로 형성되어 있다.

상기의 구성에 의하면, 유로 형성 부재 (5) 는, 입구측 케이싱 (3) 과 일체로 형성되어 있으므로, 입구측 케이싱 (3) 과 출구측 케이싱 (4) 을 눌러 넓히는 충격 하중 (F) 이 유로 형성 부재 (5) 에 가해졌을 때에, 충격 하중 (F) 의 일부를 입구측 케이싱 (3) (내측 단부 (37)) 에 전달할 수 있다. 유로 형성 부재 (5) 는, 충격 하중 (F) 의 일부를 입구측 케이싱 (3) (내측 단부 (37)) 에 전달함으로써, 유로 형성 부재 (5) 로부터 출구측 케이싱 (4) 에 전달되는 충격 하중 (F) 을 완화시킬 수 있고, 제 1 체결 부재 (6) 의 파단을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.

몇 가지 실시형태에 관련된 과급기 (1) 는, 상기 서술한 터빈 휠 (11) 과, 상기 서술한 터빈 하우징 (2) 을 구비한다. 상기의 구성에 의하면, 과급기 (1) 는, 터빈 하우징 (2) 이 제 1 체결 부재 (6) 의 파단을 억제함으로써, 버스트시에 휠 파편이 터빈 하우징 (2) 의 외부로 비산되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.

본 개시는 상기 서술한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 상기 서술한 실시형태에 변형을 가한 형태나, 이들 형태를 적절히 조합한 형태도 포함한다.

상기 서술한 몇 가지 실시형태에 기재된 내용은, 예를 들어 이하와 같이 파악되는 것이다.

(1) 본 개시의 적어도 일 실시형태에 관련된 터빈 하우징은,

상기 출구측 케이싱은,

터빈 휠의 회전시에 터빈 휠이 파단되면, 휠 파편이 직경 방향 외측으로 비산되어 배기 가스 유로에 침입하기 때문에, 터빈 하우징에는, 휠 파편에 의해 입구측 케이싱과 출구측 케이싱을 눌러 넓히는 충격 하중이 가해지는 경우가 있다. 가령 환상 판부가 상기 오목부를 갖지 않는 원판상인 경우에는, 유로 형성 부재로부터 환상 판부에 전달되는 충격 하중을 둘레 방향을 따라 전체 둘레에 걸쳐 전달시킬 수 있고, 전체 둘레에서 충격 하중을 분담하여 부담할 수 있다. 환상 판부가 상기 오목부를 갖지 않는 원판상은, 강성이 높으므로, 상기 충격 하중에 의해 환상 판부가 변형되기 전에, 입구측 케이싱과 출구측 케이싱을 체결하는 제 1 체결 부재가 상기 충격 하중에 의해 파단되어 버린다.

상기 (1) 의 구성에 의하면, 출구측 케이싱의 환상 판부는, 외주단으로부터 직경 방향 내측으로 패이는 적어도 1 개의 오목부를 갖는다. 요컨대, 상기 터빈 하우징은, 출구측 케이싱의 환상 판부가 적어도 1 개의 오목부를 갖는 간단한 구조로 되어 있다. 적어도 1 개의 오목부를 갖는 환상 판부는, 오목부에 의해 충격 하중의 둘레 방향을 따른 전달이 저해됨과 함께, 오목부에 의해 응력 집중부가 발생하고, 상기 응력 집중부가 변형의 기점이 되기 때문에, 환상 판부가 상기 오목부를 갖지 않는 원판상인 경우에 비해 강성을 효과적으로 저하시킬 수 있다.

환상 판부의 강성을 저하시킴으로써, 상기 충격 하중을 받았을 때의 환상 판부의 변형량을 큰 것으로 할 수 있고, 상기 충격 하중을 받아 환상 판부가 변형될 때에 흡수할 수 있는 충격 에너지의 양을 증대시킬 수 있다. 상기 터빈 하우징은, 입구측 케이싱과 출구측 케이싱을 체결하는 제 1 체결 부재가 상기 충격 하중에 의해 파단되는 것보다 앞서 강성을 저하시킨 환상 판부를 변형시켜 충격 에너지를 흡수시킴으로써, 제 1 체결 부재에 가해지는 충격 하중을 작게 하여 제 1 체결 부재의 파단을 억제할 수 있다. 그리고, 상기 터빈 하우징은, 제 1 체결 부재의 파단을 억제함으로써, 버스트시에 휠 파편이 터빈 하우징의 외부로 비산되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.

(2) 몇 가지 실시형태에서는, 상기 (1) 에 기재된 터빈 하우징으로서, 상기 환상 판부는, 상기 적어도 1 개의 오목부에 대응하는 둘레 방향 위치와는 상이한 둘레 방향 위치에 형성되는 상기 제 2 체결 부재가 삽입 통과 가능한 적어도 1 개의 삽입 통과공을 갖고, 상기 적어도 1 개의 오목부는, 직경 방향에 있어서의 최심부가 상기 적어도 1 개의 삽입 통과공보다 직경 방향 내측에 위치하도록 구성되었다.

상기 (2) 의 구성에 의하면, 환상 판부는, 오목부에 대응하는 둘레 방향 위치와는 상이한 둘레 방향 위치에 형성되는 삽입 통과공에 제 2 체결 부재가 삽입 통과됨으로써, 유로 형성 부재에 체결된다. 환상 판부는, 오목부의 직경 방향에 있어서의 최심부 (가장 직경 방향 내측에 위치하는 부위) 가, 삽입 통과공보다 직경 방향 내측에 위치하고 있으므로, 삽입 통과공을 통하여 유로 형성 부재로부터 전달되는 충격 하중의 둘레 방향을 따른 전달이 오목부에 의해 저해된다. 환상 판부는, 충격 하중의 둘레 방향을 따른 전달을 저해시키고, 충격 하중을 부담하는 범위를 좁힘으로써, 상기 범위에 있어서의 강성을 저하시킬 수 있기 때문에, 상기 범위에서 충격 에너지를 보다 효과적으로 흡수하는 것이 가능해진다.

(3) 몇 가지 실시형태에서는, 상기 (2) 에 기재된 터빈 하우징으로서, 상기 적어도 1 개의 삽입 통과공은, 복수의 삽입 통과공을 포함하고, 상기 적어도 1 개의 오목부는, 복수의 오목부를 포함하고, 상기 복수의 오목부의 각각은, 둘레 방향에 있어서의 상기 복수의 삽입 통과공 중 인접하는 2 개의 삽입 통과공 사이에 형성된다.

상기 (3) 의 구성에 의하면, 복수의 오목부의 각각은, 둘레 방향에 있어서의 복수의 삽입 통과공 중 인접하는 2 개의 삽입 통과공 사이에 형성되므로, 삽입 통과공을 통하여 유로 형성 부재로부터 전달된 충격 하중의, 다른 삽입 통과공이 형성된 부위에 대한 둘레 방향을 따른 전달이 오목부에 의해 저해된다. 환상 판부는, 충격 하중의 다른 삽입 통과공이 형성된 부위에 대한 둘레 방향을 따른 전달을 저해시키고, 삽입 통과공이 형성된 부위마다 충격 하중을 부담시킴으로써, 삽입 통과공이 형성된 각 부위에 있어서의 강성을 저하시킬 수 있기 때문에, 각 부위에서 충격 에너지를 보다 효과적으로 흡수하는 것이 가능해진다.

(4) 몇 가지 실시형태에서는, 상기 (3) 에 기재된 터빈 하우징으로서, 상기 환상 판부는, 상기 둘레 방향에 있어서의 상기 복수의 오목부 중 인접하는 2 개의 오목부에 의해 획정되는 복수의 볼록부를 갖고, 상기 복수의 볼록부의 각각에는, 상기 복수의 삽입 통과공 중 1 개가 형성되었다.

상기 (4) 의 구성에 의하면, 복수의 삽입 통과공 중 1 개가 형성된 볼록부는, 1 개당의 둘레 방향에 있어서 존재하는 각도 범위가 작은 것이므로, 환상 판부는, 삽입 통과공을 통하여 유로 형성 부재로부터 전달된 충격 하중의, 둘레 방향을 따른 전달이 볼록부의 상기 각도 범위로 제한된다. 상기 환상 판부는, 충격 하중의 둘레 방향을 따른 전달을 저해시키고, 충격 하중을 부담하는 범위를 상기 각도 범위로 제한함으로써, 상기 각도 범위에 있어서의 강성을 저하시킬 수 있기 때문에, 상기 각도 범위에서 충격 에너지를 보다 효과적으로 흡수하는 것이 가능해진다.

(5) 몇 가지 실시형태에서는, 상기 (2) ∼ (4) 중 어느 하나에 기재된 터빈 하우징으로서, 상기 플랜지부는, 상기 제 1 체결 부재를 삽입 통과시키는 적어도 1 개의 플랜지측 삽입 통과공을 갖고, 상기 적어도 1 개의 삽입 통과공은, 상기 적어도 1 개의 플랜지측 삽입 통과공보다 공경이 작아지도록 구성되었다.

상기 (5) 의 구성에 의하면, 제 2 체결 부재를 삽입 통과시키는 삽입 통과공은, 제 1 체결 부재를 삽입 통과시키는 플랜지측 삽입 통과공보다 공경이 작아지도록 구성되어 있으므로, 제 2 체결 부재로부터 삽입 통과공에 입력되는 충격 하중을 크게 할 수 있다. 요컨대, 휠 파편이 터빈 하우징에 충돌시에, 출구측 케이싱에 대해 유로 형성 부재나 입구측 케이싱이 미끄러진 경우, 부재 사이의 간극이 작은 제 2 체결 부재와 삽입 통과공을, 부재 사이의 간극이 큰 제 1 체결 부재와 플랜지측 삽입 통과공보다 조기에 밀착시킬 수 있기 때문에, 제 2 체결 부재로부터 삽입 통과공에 입력되는 충격 하중을 크게 할 수 있다. 상기 터빈 하우징은, 제 2 체결 부재로부터 삽입 통과공에 입력되는 충격 하중을 크게 함으로써, 제 1 체결 부재로부터 플랜지측 삽입 통과공에 입력되는 충격 하중을 완화시킬 수 있고, 제 1 체결 부재의 파단을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.

(6) 몇 가지 실시형태에서는, 상기 (1) ∼ (5) 중 어느 하나에 기재된 터빈 하우징으로서, 상기 유로 형성 부재는, 상기 입구측 케이싱과 일체로 형성되었다.

상기 (6) 의 구성에 의하면, 유로 형성 부재는, 입구측 케이싱과 일체로 형성되어 있으므로, 입구측 케이싱과 출구측 케이싱을 눌러 넓히는 충격 하중이 유로 형성 부재에 가해졌을 때에, 충격 하중의 일부를 입구측 케이싱에 전달할 수 있다. 유로 형성 부재는, 충격 하중의 일부를 입구측 케이싱에 전달함으로써, 유로 형성 부재로부터 출구측 케이싱에 전달되는 충격 하중을 완화시킬 수 있고, 제 1 체결 부재의 파단을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.

(7) 몇 가지 실시형태에서는, 상기 (1) ∼ (5) 중 어느 하나에 기재된 터빈 하우징으로서, 상기 유로 형성 부재는, 상기 입구측 케이싱과 별체로 형성되었다.

가령 유로 형성 부재와 입구측 케이싱이 일체로 형성된 경우에는, 유로 형성 부재 (입구측 케이싱) 에 제 2 체결 부재를 통하여 체결되는 환상 판부는, 입구측 케이싱에 지지되기 때문에, 충격 하중을 받았을 때의 변형이 억제된다. 상기 (7) 의 구성에 의하면, 유로 형성 부재는, 입구측 케이싱과 별체로 형성되어 있으므로, 환상 판부는, 입구측 케이싱에 충격 하중을 받았을 때의 변형이 억제되지 않고, 용이하게 변형 가능하기 때문에, 제 1 체결 부재의 파단을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.

(8) 몇 가지 실시형태에서는, 상기 (7) 에 기재된 터빈 하우징으로서, 상기 유로 형성 부재는, 상기 제 2 체결 부재가 체결되는 피체결부와 상기 유로 벽면을 포함하는 플레이트부와, 상기 플레이트부의 상기 유로 벽면으로부터 돌출되는 적어도 1 개의 고정 노즐을 포함한다.

상기 (8) 의 구성에 의하면, 유로 형성 부재는, 제 2 체결 부재가 체결되는 피체결부와 유로 벽면을 포함하는 플레이트부와, 유로 벽면으로부터 돌출되는 적어도 1 개의 고정 노즐을 포함한다. 이 경우에는, 유로 형성 부재의 플레이트부로부터 출구측 케이싱의 환상 판부에 전달된 충격 하중에 의해 환상 판부를 변형시킴으로써, 제 1 체결 부재의 파단을 억제할 수 있다.

(9) 본 개시의 적어도 일 실시형태에 관련된 과급기는,

터빈 휠과,

상기 (1) ∼ (8) 중 어느 하나에 기재된 터빈 하우징을 구비한다.

상기 (9) 의 구성에 의하면, 과급기는, 터빈 하우징이 제 1 체결 부재의 파단을 억제함으로써, 버스트시에 휠 파편이 터빈 하우징의 외부로 비산되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.

1 : 과급기
2 : 터빈 하우징
21 : 배기 가스 도입구
22 : 배기 가스 배출구
24 : 스크롤 유로
25 : 배기 가스 유로
26 : 출구 유로
3 : 입구측 케이싱
31 : 스크롤부
32 : 내벽면
33, 37 : 내측 단부
34 : 배기 가스 유로부
35 : 베어링측 유로 벽면
36 : 돌출부
362 : 피체결부
4 : 출구측 케이싱
41 : 통상부
411 : 내벽면
42 : 하류측 단부
43 : 상류측 단부
44 : 플랜지부
45 : 환상 판부
452 : 외주단
46 : 플랜지측 삽입 통과공
47 : 삽입 통과공
5 : 유로 형성 부재
51 : 플레이트부
52 : 유로 벽면
53 : 피체결부
54 : 고정 노즐
55 : 외주단
6 : 제 1 체결 부재
7 : 제 2 체결 부재
9 : 오목부
91 : 바닥벽부
92, 93 : 측벽부
94 : 최심부
10 : 볼록부
11 : 터빈 휠
12 : 회전 샤프트
121 : 일단부
122 : 타단부
13 : 베어링
14 : 베어링 하우징
142 : 플랜지부
15 : 컴프레서 휠
16 : 컴프레서 하우징
161 : 공기 취입구
162 : 공기 공급구
17 : 엔진
18 : 공급 라인
19 : 배출 라인
F : 충격 하중
LA : 축선
X : 축 방향
X1 : 축 방향의 일방측
X2 : 축 방향의 타방측
Y : 직경 방향

Claims

스크롤 유로를 내부에 갖는 스크롤부를 포함하는 입구측 케이싱과,
상기 입구측 케이싱에 제 1 체결 부재에 의해 체결되는 출구측 케이싱과,
상기 스크롤 유로로부터의 배기 가스를 터빈 휠에 유도하는 배기 가스 유로를 획정하는 유로 벽면을 포함하는 유로 형성 부재로서, 상기 출구측 케이싱에 제 2 체결 부재에 의해 체결되는 유로 형성 부재를 구비하고,
상기 출구측 케이싱은,
상기 스크롤 유로로부터 상기 터빈 휠에 유도되고, 상기 터빈 휠을 통과한 배기 가스가 흐르는 출구 유로를 내부에 갖는 통상부와,
상기 통상부의 하류측 단부로부터 직경 방향 외측으로 돌출되는 플랜지부로서, 상기 제 1 체결 부재에 의해 상기 스크롤부에 체결되도록 구성된 플랜지부와,
상기 통상부의 상류측 단부로부터 직경 방향 외측으로 돌출되는 환상 판부로서, 상기 제 2 체결 부재에 의해 상기 유로 형성 부재에 체결되도록 구성된 환상 판부를 포함하고,
상기 환상 판부는, 외주단으로부터 직경 방향 내측으로 패이는 적어도 1 개의 오목부를 갖는 터빈 하우징.
제 1 항에 있어서,
상기 환상 판부는, 상기 적어도 1 개의 오목부에 대응하는 둘레 방향 위치와는 상이한 둘레 방향 위치에 형성되는 상기 제 2 체결 부재가 삽입 통과 가능한 적어도 1 개의 삽입 통과공을 갖고,
상기 적어도 1 개의 오목부는, 직경 방향에 있어서의 최심부가 상기 적어도 1 개의 삽입 통과공보다 직경 방향 내측에 위치하도록 구성된 터빈 하우징.
제 2 항에 있어서,
상기 적어도 1 개의 삽입 통과공은, 복수의 삽입 통과공을 포함하고,
상기 적어도 1 개의 오목부는, 복수의 오목부를 포함하고,
상기 복수의 오목부의 각각은, 둘레 방향에 있어서의 상기 복수의 삽입 통과공 중 인접하는 2 개의 삽입 통과공 사이에 형성되는 터빈 하우징.
제 3 항에 있어서,
상기 환상 판부는, 상기 둘레 방향에 있어서의 상기 복수의 오목부 중 인접하는 2 개의 오목부에 의해 획정되는 복수의 볼록부를 갖고,
상기 복수의 볼록부의 각각에는, 상기 복수의 삽입 통과공 중 1 개가 형성된 터빈 하우징.
제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 플랜지부는, 상기 제 1 체결 부재를 삽입 통과시키는 적어도 1 개의 플랜지측 삽입 통과공을 갖고,
상기 적어도 1 개의 삽입 통과공은, 상기 적어도 1 개의 플랜지측 삽입 통과공보다 공경이 작아지도록 구성된 터빈 하우징.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유로 형성 부재는, 상기 입구측 케이싱과 일체로 형성된 터빈 하우징.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유로 형성 부재는, 상기 입구측 케이싱과 별체로 형성된 터빈 하우징.
제 7 항에 있어서,
상기 유로 형성 부재는,
상기 제 2 체결 부재가 체결되는 피체결부와 상기 유로 벽면을 포함하는 플레이트부와,
상기 플레이트부의 상기 유로 벽면으로부터 돌출되는 적어도 1 개의 고정 노즐을 포함하는 터빈 하우징.
터빈 휠과,
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 터빈 하우징을 구비하는 과급기.