WO2016002039A1 - タービンケーシング、タービン、タービンケーシングを鋳造するための中子、及びタービンケーシングの製造方法 - Google Patents

タービンケーシング、タービン、タービンケーシングを鋳造するための中子、及びタービンケーシングの製造方法 Download PDF

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scroll
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turbine casing
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passage
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横山　隆雄
洋二 秋山
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三菱重工業株式会社
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    • F05D2240/10—Stators
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Definitions

  • the present disclosure relates to a turbine casing, a turbine, a core for casting the turbine casing, and a method of manufacturing the turbine casing.
  • Patent Document 1 discloses a twin scroll type turbocharger applied to a multi-cylinder large displacement engine such as a marine vessel.
  • a turbine casing of such a turbocharger includes a shroud defining an operation flow path between the turbine blade and a hub, a scroll outer peripheral wall connected to one end of the shroud and extending along a circumferential direction of the shroud, and a scroll outer periphery
  • a partition wall is disposed inside the wall and partitions the interior of the scroll outer peripheral wall into a first scroll channel and a second scroll channel which are mutually adjacent in the axial direction of the shroud.
  • the scroll outer peripheral wall has a tongue at its most downstream, and when the position in the circumferential direction of the shroud is 0 degrees of the position of the tongue and the fluid flow direction is a positive direction, the partition wall is , Up to a position of 200 degrees in the circumferential direction of the shroud. Then, the coating layer is formed on the inner wall of the downstream region (a region of 200 degrees or more and 360 degrees or less in the circumferential direction of the shroud) where the dividing wall is not provided. It is said that the generation
  • Patent Document 2 discloses a turbine casing comprising three cast parts of a turbine side part, an intermediate part and an exhaust side part.
  • the turbine side parts, the intermediate parts and the discharge side parts are welded and integrated at the abutting surfaces.
  • the turbine side part is provided with a shroud and a part of the scroll outer peripheral wall
  • the intermediate part is provided with another part of the scroll outer peripheral wall and a partition wall.
  • the discharge side part is provided with the remaining part of the scroll outer peripheral wall.
  • Such a turbine casing is thin and light, and it is supposed that the surface of the flow path through which fluid (exhaust gas) flows can be smoothed.
  • the core is required for casting of the turbine casing, but the core portion forming the communicating portion of the first scroll passage, the second scroll passage, and the working passage becomes thinner, The strength of the child part is reduced, and the core is broken during casting.
  • Patent Document 1 does not disclose casting a turbine casing.
  • patent document 2 discloses casting each of a turbine side part, an intermediate part, and an exhaust side part, the operation of welding the turbine side part, the intermediate part, and the exhaust side part at an abutment surface is complicated. , It takes time to manufacture a turbine casing.
  • At least one embodiment of the present invention is a turbine casing capable of enhancing the strength of a core for casting a turbine casing, a turbine including the turbine casing, and a core for casting the turbine casing.
  • An object of the present invention is to provide a method of manufacturing the turbine casing.
  • a turbine casing comprises: a cylindrical shroud defining an operating flow path with a hub of a turbine blade; and one end of the shroud, connected to one end of the shroud; And an outer peripheral wall of the outer peripheral wall, the first outer peripheral wall and the second outer peripheral wall which are adjacent to each other in the axial direction of the shroud.
  • the shroud, the scroll outer peripheral wall, and the partition wall are integrally formed by casting, and the partition wall includes the first scroll channel, the second scroll channel, and the operation. It has an enlarged portion which partially expands the communication area between at least two of the flow paths in the circumferential direction of the shroud.
  • the turbine casing since the shroud, the scroll outer peripheral wall and the partition wall are integrally formed by casting, the turbine casing can be easily manufactured. Further, according to the configuration of the above (1), the turbine casing has an enlarged portion which enlarges the communication area between at least two of the first scroll passage, the second scroll passage, and the working passage, The thickness of the core increases at the portion corresponding to the enlarged portion. As a result, the strength of the core for casting the turbine casing can be increased.
  • the enlarged portion includes at least one notch provided on the inner peripheral side of the partition wall.
  • the communication area of the first scroll channel and the second scroll channel is enlarged by the notch provided in the partition wall, and the thickness of the core is the portion corresponding to the notch. It gets thicker. As a result, the strength of the core for casting the turbine casing can be increased.
  • the scroll outer peripheral wall has a tongue at the most downstream side of the first scroll passage and the second scroll passage in the fluid flow direction.
  • the at least one notch has a circumferential position of the shroud, where the position of the tongue is 0 degrees and the flow direction of the fluid is a positive direction. It includes a downstream notch extending downstream in the flow direction of the fluid from a position of 90 degrees or more and 270 degrees or less in the direction.
  • the communication area of the first scroll channel and the second scroll channel is enlarged at the downstream notch of the partition wall, and the core thickness is increased at the portion corresponding to the downstream notch. Becomes thicker.
  • the strength of the core for casting the turbine casing can be increased.
  • the flow rate of the fluid is smaller on the downstream side of the first scroll channel and the second scroll channel than on the upstream side. Therefore, by providing the downstream side notch as the notch, it is possible to suppress the fluctuation of the flow velocity and the pressure of the fluid.
  • the at least one notch includes a plurality of notches that are arranged in rotational symmetry around the axis of the shroud.
  • the communication area of the first scroll channel and the second scroll channel is expanded by the plurality of notches arranged in rotational symmetry around the axis of the shroud, and the plurality of notches are formed.
  • the thickness of the core increases at corresponding parts. As a result, the strength of the core for casting the turbine casing can be increased.
  • the scroll outer peripheral wall is the first scroll flow passage and the second scroll flow passage in a flow area where the downstream side notch is formed.
  • the total A / R of the first scroll passage and the second scroll passage decreases linearly toward 360 degrees upstream of the downstream notch portion It has a shape smaller than the A / R distribution.
  • the downstream side notch is provided, the first scroll passage and the second scroll passage join in the basin where the downstream side notch is provided. For this reason, when the downstream side notched portion is simply provided, for the fluid flowing through the first scroll channel or the second scroll channel, the flow channel becomes wider in the basin where the downstream side notched portion is formed, and the velocity of the fluid And pressure will fluctuate.
  • a / R which is the combination of the first scroll channel and the second scroll channel in the basin where the downstream side notch is formed, is located upstream of the downstream side notch.
  • the enlarged portion includes at least one through hole provided in the partition wall.
  • the first scroll channel and the second scroll channel are in communication with each other by the through holes provided in the partition wall, and the core portion corresponding to the first scroll channel The core portion corresponding to the second scroll flow path is connected at the core portion corresponding to the through hole.
  • the partition wall has a flow straightening portion around the at least one through hole. According to the configuration of (7), the flow of the fluid flowing around the through hole is adjusted, and the leak flow between the first scroll channel and the second scroll channel can be suppressed.
  • the enlarged portion includes at least one bend portion provided on the inner peripheral side of the partition wall.
  • the bend area provided on the inner peripheral side of the partition wall allows the communication area of the first scroll channel and the operation channel, or the communication area of the second scroll channel and the operation channel Is expanded.
  • a core connecting portion connecting the core portion corresponding to the first scroll flow path and the core portion corresponding to the working flow path, or the core portion corresponding to the second scroll flow path The thickness of the core becomes thicker at the connecting portion of the core connecting the core portion corresponding to the working channel. As a result, the strength of the core for casting the turbine casing can be increased.
  • the at least one bend portion is at least one first bend that enlarges a throat portion of the first scroll flow passage facing the working flow passage. And at least one second bend portion for enlarging the throat portion of the second scroll flow passage facing the working flow passage.
  • a turbine according to an embodiment of the present invention includes the turbine casing according to any one of the above (1) to (9). According to the configuration of the above (10), even if the turbine casing is small, the turbine casing can be easily manufactured by casting. Therefore, a miniaturized turbine can be provided at high cost with low productivity.
  • a core for casting a turbine casing includes a cylindrical shroud defining an operating flow path between the core and the hub of the turbine blade, and a core connected to one end of the shroud A scroll outer peripheral wall extending along the circumferential direction of the shroud, and a first scroll flow passage disposed inside the scroll outer peripheral wall and adjacent to each other in the axial direction of the shroud inside the scroll outer peripheral wall And the second scroll passage, and the shroud, the scroll outer circumferential wall and the partition wall are integrally formed, and the partition wall is the first scroll passage, the second scroll flow
  • a turbine casing having a channel and an enlarged portion that partially enlarges the communication area between at least two of the working channels in the circumferential direction of the shroud A core, comprising: a shroud forming portion for dividing a runner corresponding to the shroud; a scroll outer peripheral wall forming portion for dividing a runner corresponding to the scroll outer peripheral wall; and the partition wall
  • the reinforcing portion includes at least one narrowing portion provided in a narrow portion on the inner peripheral side of the partition wall forming portion. According to the configuration of the above (12), the thickness of the core is increased in the narrow wall portion, and the strength of the core for casting the turbine casing can be enhanced.
  • the reinforcing portion includes at least one columnar portion disposed in a runner corresponding to the partition wall. According to the structure of said (13), two area
  • the reinforcing portion includes at least one thick portion that displaces the inner circumferential side of the partition wall in the axial direction of the shroud. According to the configuration of the above (14), the thickness of the core becomes thick in the thick portion, and the strength of the core for casting the turbine casing can be enhanced.
  • a turbine casing according to an embodiment of the present invention is cast using a core for casting a turbine casing according to any one of the above (11) to (14). According to the above configuration, even if the turbine casing is small, the turbine casing can be easily manufactured by casting.
  • a method of manufacturing a turbine casing according to an embodiment of the present invention includes the steps of preparing a core for casting a turbine casing according to (11) to (14) above, and using the prepared core. Casting the turbine casing. According to the above procedure (16), even if the turbine casing is small, the turbine casing can be easily manufactured by casting. Therefore, a miniaturized turbine can be provided at high cost with low productivity.
  • a turbine casing which enhances the strength of a core for casting the turbine casing.
  • FIG. 1 schematically illustrates a cross-section of a turbine according to an embodiment
  • FIG. 1 schematically illustrates a cross-section of a turbine according to an embodiment
  • FIG. 1 schematically illustrates a cross-section of a turbine according to an embodiment
  • FIG. 1 schematically illustrates a cross-section of a turbine according to an embodiment
  • FIG. 1 schematically illustrates a cross-section of a turbine according to an embodiment
  • FIG. 1 schematically illustrates a cross-section of a turbine according to an embodiment
  • FIG. It is a conceptual diagram showing the locus of the inner periphery of the section wall of the turbine casing concerning one embodiment.
  • FIG. 7 It is a conceptual diagram showing the locus of the inner periphery of the section wall of the turbine casing concerning one embodiment. It is an expanded schematic diagram showing the section wall of the turbine casing concerning one embodiment. It is the graph which took circumferential position (theta) around the axis line of a shroud on the horizontal axis, and took A / R on the vertical axis
  • FIG. 1 is a front view schematically showing a core for casting a turbine casing according to an embodiment. It is a figure which shows roughly the cross section of the core shown in FIG. It is a conceptual diagram showing roughly the important section of the core for casting the turbine casing concerning one embodiment. It is a conceptual diagram showing roughly the important section of the core for casting the turbine casing concerning one embodiment. It is a conceptual diagram showing roughly the important section of the core for casting the turbine casing concerning one embodiment. It is a conceptual diagram showing roughly the important section of the core for casting the turbine casing concerning one embodiment.
  • the expression expressing a shape such as a quadrilateral shape or a cylindrical shape not only represents a shape such as a rectangular shape or a cylindrical shape in a geometrically strict sense, but also an uneven portion The shape including a chamfer etc. shall also be expressed.
  • the expressions “comprising”, “including” or “having” one component are not exclusive expressions excluding the presence of other components.
  • FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view schematically showing a turbocharger according to some embodiments of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a turbine casing in FIG.
  • a turbocharger is applied to internal combustion engines, such as vehicles, for example.
  • the turbocharger has a turbine 10 and a compressor 12.
  • the turbine 10 has a turbine housing 14 and a turbine moving blade (turbine impeller) 16 rotatably housed in the turbine housing 14, and the compressor 12 is rotatably housed in a compressor housing 18 and the compressor housing 18.
  • an impeller (compressor impeller) 20 is an impeller (compressor impeller) 20.
  • the turbine housing 14 and the compressor housing 18 are fixed relative to the bearing housing (casing) 22, and the turbine blades 16 of the turbine 10 and the impeller 20 of the compressor 12 mutually extend by means of a drive shaft (turbine rotor) 24 extending within the bearing housing 22. Is linked to Therefore, the turbine moving blade 16, the impeller 20 and the drive shaft 24 are arranged on the same axis.
  • the turbine blades 16 of the turbine 10 are rotated, for example, by the exhaust gas discharged from the internal combustion engine, whereby the impeller 20 of the compressor 12 is rotated via the drive shaft 24. Then, the rotation of the impeller 20 of the compressor 12 compresses the intake air supplied to the internal combustion engine.
  • the turbine housing 14 includes, for example, a turbine casing 26 and an end wall (back plate) 28 disposed at an opening of the turbine casing 26 on the bearing housing 22 side.
  • the drive shaft 24 passes through the end wall 28.
  • the end wall 28 is sandwiched between the turbine casing 26 and the bearing housing 22, and the bearing housing 22 rotatably supports the drive shaft 24 via the bearing 30.
  • the compressor housing 18 also comprises, for example, a compressor casing 32 and an end wall 34 coupled to the compressor casing 32, and the drive shaft 24 passes through the end wall 34.
  • the end wall 34 is integrally formed with the bearing housing 22.
  • the turbine casing 26 has a cylindrical portion 36 accommodating the turbine moving blades 16 and a scroll portion (volute portion) 38 extending along the circumferential direction of the turbine moving blades 16 and the cylindrical portion 36.
  • the cylindrical portion 36 and the scroll portion 38 are integrally formed by casting. According to this configuration, since the cylindrical portion 36 and the scroll portion 38 are integrally formed by casting, the turbine casing 26 can be easily manufactured.
  • the turbine casing 26 has a fluid inlet 42 that communicates with the inlet of the scroll 38. The fluid outlet is formed by the tubular portion 36.
  • the cylindrical portion 36 is formed in a cylindrical shape centered on the axis of the turbine moving blade 16, and the turbine moving blade 16 is accommodated on the base side (the bearing housing 22 side) thereof.
  • the base side of the cylindrical portion 36 forms a cylindrical shroud 44 which defines the working channel 17 between itself and the turbine moving blade 16.
  • the scroll portion 38 is formed in a spiral shape with an axis (center line) of the shroud 44 as a center.
  • the scroll portion 38 has an outer peripheral wall (scroll outer peripheral wall) 46 and a partition wall 54.
  • the outer circumferential wall 46 is continuous with one end of the shroud 44 and extends along the circumferential direction of the shroud 44.
  • FIG. 3-7 schematically illustrate cross-sections of a turbine according to some embodiments.
  • the inlet (starting end) of the scroll portion 38 is at a position where the circumferential position (the circumferential position ⁇ ) of the turbine moving blade 16 is 0 °.
  • the circumferential position ⁇ of 0 ° is defined as the position of the tip of the tongue 48.
  • the tongue portion 48 is a portion where the outer peripheral wall 46 of the scroll portion 38 of the turbine casing 26 and the wall 50 of the introduction portion 42 intersect at an acute angle.
  • the end of the scroll portion 38 is located at a position (circumferential position ⁇ ) in the circumferential direction of the turbine rotor blade 16 at 360 °. Accordingly, the circumferential position ⁇ of the end of the scroll portion 38 coincides with the circumferential position of the tongue portion 48.
  • the value of the circumferential position ⁇ increases from the inlet of the scroll portion 38 toward the end, and the direction along the flow of fluid in the scroll portion 38 is a positive direction.
  • An inner peripheral edge of the scroll portion 38 is defined by an imaginary circle 52 contacting the tongue portion 48 with an axis (center line) of the shroud 44 as a center, and an outer peripheral edge of the scroll portion 38 is formed by an outer peripheral wall 46 of the scroll portion 38 It is prescribed.
  • the outer peripheral wall 46 has a C-shape in a cross section perpendicular to the circumferential direction of the shroud 44 at each circumferential position ⁇ .
  • the partition wall 54 is disposed inside the outer peripheral wall 46 and extends in the circumferential direction of the shroud 44.
  • the dividing wall 54 divides the inside of the outer peripheral wall 46 of the scroll portion 38 into a first scroll passage 56 and a second scroll passage 58, and the first scroll passage 56 and the second scroll passage 58 , And are adjacent to each other in the axial direction of the shroud 44.
  • the outer peripheral edge of the partition wall 54 is integrally connected to the inner peripheral surface of the outer peripheral wall 46.
  • the inner peripheral edge of the partition wall 54 is defined by an imaginary circle 52 tangent to the tongue 48 about the axis of the shroud 44.
  • the internal combustion engine is a four-cylinder engine, and the first and fourth cylinders are connected to the first scroll passage 56, and the second and third cylinders are connected to the second scroll passage 58. Be done.
  • the phase of the crank angle of the first cylinder and the fourth cylinder is 180 degrees different from the phase of the crank angle of the second cylinder and the third cylinder.
  • the timing at which the exhaust gas flows from the first and fourth cylinders into the first scroll passage 56 differs from the timing at which the exhaust gas flows into the second scroll passage 58 from the second and third cylinders.
  • the flow passage area A 1 of the first scroll flow passage 56 is formed in the circumferential direction of the shroud 44 in one space (first space) divided by the inside of the outer peripheral wall 46 and the dividing wall 54. It is defined as the area in the vertical cross section.
  • a flow passage area A2 of the second scroll flow passage 58 is defined as the area of the other space (second space) divided by the inside of the outer peripheral wall 46 and the dividing wall 54.
  • a total area of the flow passage area A1 of the first scroll flow passage 56 and the flow passage area A2 of the second scroll flow passage 58 is defined as a flow passage area A of the scroll portion 38.
  • the distance from the flow path center C1 of the first scroll flow path 56 to the axis of the shroud 44 is defined as R1
  • the distance from the flow path center C2 of the second scroll flow path 58 to the axis of the shroud 44 is defined as R2.
  • the distance from the flow channel center of the flow channel combining the first scroll flow channel 56 and the second scroll flow channel 58 to the axis of the shroud 44 is defined as R.
  • A1 / R1 is a ratio of the flow passage area A1 to the distance R1
  • A2 / R2 is a ratio of the flow passage area A2 to the distance R2.
  • a / R corresponds to the sum of the ratio A1 / R1 of the flow passage area A1 to the distance R1 of the first scroll flow passage 56 and the ratio A2 / R2 of the flow passage area A2 to the distance R2 of the second scroll flow passage 58.
  • each of A1 / R1, A2 / R2 and A / R has the position of the turbine bucket 16 in the radial direction as r, and the first scroll passage 56, the second scroll passage 58, and these It is defined by following Formula (1), when the micro area element of the flow-path cross section of each of the flow path which put together is dA. If the areas A1 and A2 and the cross-sectional shapes of the flow path cross sections of the first scroll flow path 56 and the second scroll flow path 58 are known, the distances R1, R2 and R can be determined based on the equation (1). In a simplified manner, the distances R1, R2, and R are substituted by the distances from the axis of the shroud 44 to the respective centers of the first scroll channel 56, the second scroll channel 58, and the channel combining them. it can.
  • the partition wall 54 provides a communication area between at least two of the first scroll channel 56, the second scroll channel 58, and the working channel 17. It has an enlarged portion 82 which partially expands in the circumferential direction of the shroud 44.
  • the turbine casing 26 has the enlarged portion 82 that enlarges the communication area between at least two of the first scroll passage 56, the second scroll passage 58, and the working passage 17,
  • the thickness of the core increases in the portion corresponding to the portion 82. As a result, the strength of the core for casting the turbine casing 26 can be increased.
  • the miniaturized turbine 10 can be provided at low cost with high productivity.
  • the enlarged portion 82 includes at least one notch 60 provided on the inner circumferential side of the partition wall 54.
  • the communication area of the first scroll channel 56 and the second scroll channel 58 is enlarged by the notch 60 provided in the partition wall 54, and the core thickness is increased at the portion corresponding to the notch 60. Becomes thicker. As a result, the strength of the core for casting the turbine casing 26 can be increased.
  • the circumferential position of the shroud 44 is represented with the position of the tongue 48 at 0 degrees and the flow direction of the fluid as the positive direction.
  • the at least one notch 60 includes downstream notches 61 and 62 extending from the position of 90 degrees or more and 270 degrees or less in the circumferential direction of the shroud 44 to the downstream in the fluid flow direction.
  • the downstream side notches 61 and 62 have upstream ends at positions of 90 degrees or more and 270 degrees or less.
  • the communication area of the first scroll passage 56 and the second scroll passage 58 is enlarged by the downstream notches 61, 62 provided in the partition wall 54, and the downstream notches 61, 62 are accommodated.
  • the thickness of the core increases in the area where As a result, the strength of the core for casting the turbine casing 26 can be increased.
  • the flow rate of the fluid is smaller than that on the upstream side. Therefore, by providing the downstream side notches 61 and 62 as the notches 60, it is possible to suppress fluctuations in the flow velocity and pressure of the fluid.
  • the downstream notches 61, 62 have an upstream end in the fluid flow direction at a position 180 degrees circumferentially of the shroud 44. Then, the downstream notches 61 and 62 gradually or gradually expand in the fluid flow direction, and the partition wall 54 is at the position of 180 degrees or more and 270 degrees or less in the circumferential direction of the shroud 44 within the outer peripheral wall 46 It becomes flush with the circumference.
  • the downstream notch 61 expands along the inner peripheral edge of the partition wall 54 at the upstream end or the tangential direction of the imaginary circle 52.
  • the downstream notch 62 gradually or gradually expands from the upstream end to the downstream end, and at the 270 degree position, the inner circumferential surface and the surface of the outer circumferential wall 46 become one.
  • FIG. 11 is a graph in which the circumferential position ⁇ around the axis of the shroud 44 is taken on the horizontal axis, and A / R is taken on the vertical axis, showing the relationship between the circumferential position ⁇ and A / R.
  • the A / R (A1 / R1, A2 / R2) of each of the first scroll channel 56 and the second scroll channel 58 is smoothly reduced, and The total value A / R decreases smoothly.
  • the downstream side notches 61 and 62 have upstream ends in the fluid flow direction at positions of 180 degrees or more and 270 degrees or less in the circumferential direction of the shroud 44.
  • a / R of the downstream side notches 61 and 62 is the total A / R of the first scroll passage 56 and the second scroll passage 58 upstream of the downstream notches 61 and 62 It has a shape that becomes smaller than the A / R distribution when linearly decreasing toward 360 degrees. According to this configuration, the A / Rs of the first scroll passage 56 and the second scroll passage 58 in the basin where the downstream side notches 61 and 62 are formed are the first in the upstream of the downstream side notches 61 and 62.
  • the downstream notches 61 and 62 are formed by the A / R sum of the 1 scroll passage 56 and the second scroll passage 58 being smaller than the A / R distribution in the case of a linear decrease toward 360 degrees. Expansion of the flow passage area in the basin is suppressed, and fluctuations in the flow velocity and pressure of the fluid are suppressed.
  • the A / R of the downstream cutouts 61 and 62 is the first scroll channel 56 and the second scroll upstream of the downstream cutouts 61 and 62.
  • the A / R sum of the flow path 58 has a shape that is 80% or less of the A / R distribution when linearly decreasing toward 360 degrees. According to this configuration, the A / Rs of the first scroll passage 56 and the second scroll passage 58 in the basin where the downstream side notches 61 and 62 are formed are the first in the upstream of the downstream side notches 61 and 62.
  • the downstream side notches 61 and 62 are formed by the A / R sum of the 1 scroll passage 56 and the second scroll passage 58 being 80% or less of the A / R distribution when linearly decreasing toward 360 degrees.
  • the expansion of the flow passage area in the above-mentioned basin is suppressed, and the fluctuation of the flow velocity and pressure of the fluid is suppressed.
  • a / R of the downstream side notches 61 and 62 is the first scroll flow path 56 or the change in the circumferential position ⁇ . It decreases at the same ratio as A / R of the second scroll flow path 58.
  • the straight line representing A / R of the flow path (scroll flow path) after the first scroll flow path 56 and the second scroll flow path 58 join is the first scroll flow. It is located on an extension of a straight line representing A / R (A1 / R1, A2 / R2) of the path 56 or the second scroll flow path 58.
  • a / R at the downstream notch where the first scroll passage 56 and the second scroll passage 58 join is A / R (A 1 of the first scroll passage 56 or the second scroll passage).
  • the flow rate of the fluid (exhaust gas) can be smoothed by decreasing in the same ratio as / R1, A2 / R2).
  • the enlarged portion 82 includes at least one notch 60 provided on the inner circumferential side of the partition wall 54.
  • the at least one notch 60 includes a plurality of notches 60 that are rotationally symmetrically disposed about the axis of the shroud 44.
  • the communication area of the first scroll passage 56 and the second scroll passage 58 is enlarged by the plurality of notches 60 arranged in rotational symmetry around the axis of the shroud 44, and the plurality of notches 60
  • the thickness of the core increases in the part corresponding to. As a result, the strength of the core for casting the turbine casing 26 can be increased.
  • notches 60 at positions of 90 degrees or more and 180 degrees or less and 270 degrees or more and 360 degrees or less in the circumferential direction of the shroud 44 , “Upstream notch 63” and “downstream notch 64”.
  • the upstream cutout 63 and the downstream cutout 64 have the same shape, are provided over a wide area, and are in contact with the tongue 48 described above. It cuts out in the shape of a circular arc from the basic circle 52 toward the outer peripheral wall (scroll outer peripheral wall). Thereby, the upstream notch 63 and the downstream notch 64 are gradually or gradually enlarged in the fluid flow direction, and then gradually or gradually reduced. According to this configuration, the communication area of the first scroll passage 56 and the second scroll passage 58 is enlarged by the upstream notch 63 and the downstream notch 64, and the upstream notch 63 and the downstream notch 64 The thickness of the core increases in the part corresponding to. As a result, the strength of the core for casting the turbine casing 26 can be increased at two points.
  • the first cutout 65, the second cutout 66, the third cutout 67, and the fourth cutout 68 have the same shape, and the shroud 44 is shown in FIG. It is equally provided in the circumferential direction.
  • the first cutaway portion 65, the second cutaway portion 66, the third cutaway portion 67, and the fourth cutaway portion 68 are similar to the upstream cutaway portion 63 and the downstream cutaway portion 64 described above,
  • the virtual circle 52 in contact with the tongue portion 48 mentioned above is notched in an arc shape toward the outer peripheral wall 46 (scroll outer peripheral wall), but is narrower than the upstream side notch portion 63 and the downstream side notch portion 64 described above It is provided in the range. Therefore, the radii of the first notch 65, the second notch 66, the third notch 67, and the fourth notch 68 are smaller than those of the upstream notch 63 and the downstream notch 64 described above.
  • the communication area of the first scroll passage 56 and the second scroll passage 58 is enlarged by the first cutaway portion 65, the second cutaway portion 66, the third cutaway portion 67, and the fourth cutaway portion 68.
  • the thickness of the core is increased in portions corresponding to the first notch 65, the second notch 66, the third notch 67, and the fourth notch 68.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view schematically showing a turbine casing in FIG. 7, and FIG. 13 is a view schematically showing a through hole in FIG.
  • the enlarged portion 82 includes at least one through hole 69 provided in the partition wall 54.
  • the first scroll channel 56 and the second scroll channel 58 communicate with each other through the through hole 69 provided in the partition wall 54, and the core portion corresponding to the first scroll channel 56 And the portion of the core corresponding to the second scroll flow path 58 are connected at the portion of the core corresponding to the through hole 69.
  • the strength of the core for casting the turbine casing 26 can be increased.
  • some embodiments include a plurality of through holes 70, 71, 72 disposed about the axis of the shroud 44.
  • the first scroll channel 56 and the second scroll channel 58 communicate with each other by the plurality of through holes 70, 71, 72 provided in the partition wall 54, and the first scroll channel 56
  • the corresponding core portion and the core portion corresponding to the second scroll flow path 58 are connected at the core portion corresponding to the plurality of through holes 70, 71, 72.
  • a position between 0 degrees and 90 degrees, a position between 90 degrees and 180 degrees, and a position between 180 degrees and 270 degrees in the circumferential direction of the shroud 44 is provided at each of the following positions.
  • one through hole 70, 71, 72 is provided at the 45 degree position, the 135 degree position, and the 225 degree position, respectively.
  • the diameters of the through holes 70, 71, 72 gradually decrease along the fluid flow direction. In some embodiments, the diameter decreases in order of through holes 70 provided at 45 degrees, through holes 71 provided at 135 degrees, and through holes 72 provided at 225 degrees.
  • the first scroll passage is formed by the through hole 70 provided at the 45 degree position, the through hole 70 provided at the 135 degree position, and the through hole 71 provided at the 225 degree position.
  • the area of communication between 56 and the second scroll passage 58 is enlarged.
  • the core portion corresponding to the first scroll passage 56 and the core portion corresponding to the second scroll passage 58 are provided with the through hole 70 provided at the 45 degree position, and the 135 degree position Are connected at the core portion corresponding to the through hole 70 provided in the case and the through hole 71 provided at the position of 225 degrees.
  • the strength of the core for casting the turbine casing 26 can be increased.
  • the partition wall 54 has a flow straightening portion 73 around the through hole 69. According to this configuration, the flow of the fluid flowing around the through hole 69 can be adjusted, and the leak flow between the first scroll channel 56 and the second scroll channel 58 can be suppressed.
  • the flow straightening unit 73 is provided from one flow passage (eg, the first scroll flow passage 56) to the other flow passage (eg, the second scroll flow passage 58). It is for suppressing the leak of the fluid.
  • the flow straightening portion 73 may have a thickened portion 74 that gradually or gradually thickens toward the downstream side on the upstream side of the through hole 69, and on the downstream side of the through hole 69. And a reduced thickness portion 75 which gradually or gradually becomes thinner toward the upstream side.
  • the fluid flows along the surface (inclined surface) of the thick portion 74, and the flow of the fluid toward the through hole 69 is suppressed. Then, even if the fluid is drawn to the through hole 69 as it passes through the side surface of the through hole 69, the fluid flows along the surface (inclined surface) of the reduced thickness portion 75 and passes through the through hole 69 Flow in the direction of Thereby, the leak of the fluid which goes to the other flow path from one flow path can be controlled.
  • FIGS. 8 and 9 are conceptual diagrams showing trajectories of inner peripheral edges of partition walls of a turbine casing according to some embodiments.
  • the inner peripheral edge of the partition wall 54 of the turbine casing 26 is indicated by a two-dot chain line.
  • the enlarged portion 82 includes at least one bend portion 76 provided on the inner circumferential side of the partition wall 54. According to this configuration, by the bend portion 76 provided on the inner peripheral side of the partition wall 54, the communication area of the first scroll channel 56 and the working channel 17 or the second scroll channel 58 and the working channel 17 The communication area is enlarged.
  • a core connection portion connecting the core portion corresponding to the first scroll flow path 56 and the core portion corresponding to the operation flow path 17 or the core corresponding to the second scroll flow path 58 The thickness of the core becomes thick at the connecting portion of the core connecting the portion of the core and the portion of the core corresponding to the working channel 17. As a result, the strength of the core for casting the turbine casing 26 can be increased.
  • the at least one bend section 76 includes at least one first bend section 77, 78 that expands the throat section 57 of the first scroll channel 56 facing the working channel 17; And at least one second bend portion 79, 80 for enlarging the throat portion 59 of the second scroll passage 58 facing the second scroll passage 58.
  • the core portion corresponding to the throat portion 57 of the first scroll flow passage 56 becomes thicker, and the second bend portions 79 and 80 are formed. Due to the provision, the core portion corresponding to the throat portion 59 of the second scroll channel 58 becomes thick.
  • the core is thickened in both of the core connecting portion connecting the child portion and the core portion corresponding to the working channel 17. As a result, the strength of the core for casting the turbine casing 26 can be increased.
  • first bends 77 and 78 and second bends 79 and 80 are alternately provided at positions dividing the shroud 44 into four equal parts in the circumferential direction. Be Therefore, two first bend portions 77 and 78 and two second bend portions 79 and 80 are provided in the circumferential direction of the shroud 44. Specifically, in the circumferential direction of the shroud 44, the first bends 77 and 78 are provided around the 180 degree position and the 360 degree position, and the 90 degree and 270 degree positions are centered. The second bends 79 and 80 are provided on the lower end.
  • the communication area between the first scroll passage 56 and the working passage 17 is enlarged at the first bends 77 and 78, so that the core meat is formed at the portion where the first bends 77 and 78 are formed. It becomes thicker. Further, since the communication area between the first scroll passage 56 and the working passage 17 is enlarged at the second bends 79 and 80, the thickness of the core becomes thicker at the portion where the throats 57 and 59 are formed. Thereby, the strength of the core for casting the turbine casing 26 can be enhanced.
  • the first bends 77, 78 enlarge the throat 57 of the first scroll passage 56 and reduce the throat 59 of the second scroll passage 58
  • the second bends 79 and 80 enlarge the throat 59 of the second scroll passage 58 and reduce the throat 57 of the first scroll passage 56.
  • the throat portion 57 of the first scroll passage 56 is most enlarged at the position where the circumferential direction of the shroud 44 is 180 degrees and the position where it is 360 degrees, and the throat portion of the second scroll passage 58 59 is the smallest.
  • the throat portion 59 of the second scroll passage 58 is most expanded at the position where the circumferential direction of the shroud 44 is 90 degrees and the position where it is 270 degrees, and the throat portion 57 of the first scroll passage 56 is the most It is reduced.
  • the first bends 77, 78 expand the throat 57 of the first scroll passage 56 and close the throat 59 of the second scroll passage 58
  • the second bends 79 and 80 enlarge the throat 59 of the second scroll passage 58 and close the throat 57 of the first scroll passage 56.
  • FIG. 14 is a developed schematic view showing the partition wall of the turbine casing in FIG.
  • the inner peripheral edge of the partition wall has a wave shape (sinusoidal shape). Have.
  • the throat portion 57 of the first scroll passage 56 is most enlarged at the position where the circumferential direction of the shroud 44 is 180 degrees and the position where it is 360 degrees, and the throat portion of the second scroll passage 58 59 is closed.
  • the throat portion 59 of the second scroll passage 58 is most enlarged at the position where the circumferential direction of the shroud 44 is 90 degrees and the position where it is 270 degrees, and the throat portion 57 of the first scroll passage 56 is closed. Be done.
  • FIG. 10 is a developed schematic view showing a partition wall of a turbine casing according to an embodiment.
  • the inner peripheral edge of the partition wall 54 has a rectangular wave shape.
  • the boundary 81 of the dividing wall 54 located at the boundary between the first bends 77, 78 and the second bends 79, 80 is provided in the shroud 44 to facilitate fluid flow. It extends obliquely with respect to the radial direction.
  • the first bends 77, 78 expand the throat 57 of the first scroll passage 56 and close the throat 59 of the second scroll passage 58, In the throat portion 57 of the first scroll channel 56, an enlarged portion (opening) of a development view rectangle is formed.
  • the second bends 79, 80 enlarge the throat 59 of the second scroll passage 58 and close the throat 57 of the first scroll passage 56, and the throat 57 of the first scroll passage 56 An enlarged portion (opening) of the development view rectangle is formed.
  • the communication area between the first scroll passage 56 and the working passage 17 is enlarged at the first bends 77 and 78, so that the core meat is formed at the portion where the first bends 77 and 78 are formed. It becomes thicker. Further, since the communication area between the first scroll passage 56 and the working passage 17 is enlarged at the second bend portions 79, 80, the thickness of the core becomes thicker at the portion where the second bend portions 79, 80 are formed. . Thereby, the strength of the core for casting the turbine casing 26 can be enhanced.
  • FIG. 15 is a front view schematically showing a core for casting a turbine casing according to an embodiment
  • FIG. 14 is a view schematically showing a cross section of the core shown in FIG.
  • FIGS. 17 to 19 are schematic diagrams schematically illustrating the core of a core for casting a turbine casing according to some embodiments.
  • a forming portion 146, a dividing wall forming portion 154 for dividing a runner corresponding to the dividing wall 54, and a reinforcing portion 182 disposed in a portion of the runner corresponding to the enlarged portion 82 are provided. According to this configuration, the thickness of the core is increased at the reinforcing portion 182, and the strength of the core 126 for casting the turbine casing 26 can be enhanced.
  • a core 126 for casting the turbine casing 26 forms a runner corresponding to the turbine casing 26 with the main mold (not shown).
  • the core 126 includes a cylindrical portion forming portion 136 corresponding to the cylindrical portion 36 and a scroll forming portion 138 corresponding to the scroll portion 38.
  • the cylindrical portion forming portion 136 is formed in a cylindrical shape having the same outer peripheral shape as the inner peripheral shape of the cylindrical portion 36.
  • a shroud forming portion 144 corresponding to the shroud 44 on the side of the scroll forming portion 138 is formed.
  • the shroud forming portion 144 is for dividing a runner corresponding to the shroud 44 described above between the main mold and the main mold, and forms a boundary between the cylindrical portion forming portion 136 and the scroll forming portion 138.
  • the scroll forming portion 138 is formed in a spiral shape having the same outer peripheral shape as the inner peripheral shape of the outer peripheral wall 46 with the axis (center line) of the cylindrical portion forming portion 136 as a center.
  • the scroll forming portion 138 includes an outer peripheral wall forming portion 146 corresponding to the outer peripheral wall 46 (scroll outer peripheral wall), and a partition wall forming portion 154 corresponding to the partition wall 54.
  • the outer peripheral wall forming portion 146 is for dividing a runner corresponding to the outer peripheral wall 46 described above with the main mold, and is centered on the axis (center line) of the shroud forming portion 144 and is within the outer peripheral wall 46. It is formed in a spiral shape having the same outer peripheral shape as the peripheral shape.
  • the partition wall forming portion 154 is for partitioning a runner corresponding to the partition wall 54 described above with the main mold, and has the same outer periphery as the shape of the partition wall 54 centering on the axis of the shroud forming portion 144 It is formed in a V-shaped cross section having a shape.
  • the partition wall forming portion 154 partitions the outer peripheral wall forming portion 146 into the first scroll forming portion 156 and the second scroll forming portion 158. Then, the first scroll forming unit 156 partitions a runner corresponding to the first scroll channel 56, and the second scroll forming unit 158 partitions a runner corresponding to the second scroll channel 58. Further, the partition wall forming portion 154 includes a reinforcing portion 182. The reinforcing portion 182 is disposed in the portion of the runner corresponding to the above-described enlarged portion 82, and the position, size, and range are appropriately set.
  • the reinforcement 182 includes a notch reinforcement 160 disposed in the portion of the runner corresponding to the notch 60. According to this configuration, the thickness of the core 126 is increased at the notch reinforcing portion 160, and the strength of the core 126 for casting the turbine casing 26 can be enhanced. Moreover, according to this configuration, even if the turbine casing 26 is small, the turbine casing 26 can be easily manufactured by casting.
  • the notch reinforcement 160 includes a downstream reinforcement 161 disposed in the portion of the runner corresponding to the downstream notch 61.
  • the thickness of the core 126 is increased at the downstream side reinforcing portion 161, and the strength of the core 126 for casting the turbine casing 26 can be enhanced.
  • the downstream reinforcing portion 161 between the first scroll forming portion 156 and the second scroll forming portion 158 is provided in a region corresponding to the downstream side notch 61. Therefore, the first scroll forming portion 156 and the second scroll forming portion 158 merge in an area corresponding to the downstream side notch 61.
  • the scroll forming portion 138 is reinforced in the region corresponding to the downstream side notch portion 61, and the connecting portion 157 between the first scroll forming portion 156 and the shroud forming portion 144, the second scroll forming portion 158, and the shroud forming portion
  • the strength of the connecting portion 159 can be increased.
  • the overall strength of the scroll forming portion 138 can be increased, and the strength of the core 126 for casting the turbine casing 26 can be increased.
  • the reinforcing portion 182 includes at least one narrowing portion 183 provided in a narrow space on the inner peripheral side of the partition wall forming portion 154. According to this configuration, the thickness of the core 126 is increased at the narrow wall portion 183, and the strength of the core 126 for casting the turbine casing 26 can be enhanced.
  • a narrow walled portion 183 is provided in the narrowing corresponding to the upstream notch 63 and the narrowing corresponding to the downstream notch 64.
  • the narrowing portion 183 is formed between the first scroll forming portion 156 and the second scroll forming portion 158 in a region corresponding to the upstream notch 63 and a region corresponding to the downstream notch 64.
  • the first scroll forming portion 156 and the second scroll forming portion 158 merge in an area corresponding to the upstream notch 63 and an area corresponding to the downstream notch 64.
  • the scroll forming portion 138 is reinforced in the region corresponding to the upstream notch portion 63 and the region corresponding to the downstream notch portion 64, and the connecting portion 157 of the first scroll forming portion 156 and the shroud forming portion 144
  • the strength of the connection portion 159 between the scroll forming portion 158 and the shroud forming portion 144 can be increased in two regions, that is, the region corresponding to the upstream cutout 63 and the region corresponding to the downstream cutout 64.
  • the overall strength of the scroll forming portion 138 can be increased, and the strength of the core 126 for casting the turbine casing 26 can be increased.
  • the core 126 for casting the turbine casing 26 shown in FIG. 6 has a region corresponding to the first notch 65, a region corresponding to the second notch 66, a region corresponding to the third notch 67, In the region corresponding to the four notches 68, a narrowing portion 183 is provided in a narrow space between the first scroll forming portion 156 and the second scroll forming portion 158. And, in fact, the first scroll is performed in the region corresponding to the first cutout 65, the region corresponding to the second cutout 66, the region corresponding to the third cutout 67, and the region corresponding to the fourth cutout 68.
  • the forming unit 156 and the second scroll forming unit 158 merge.
  • the scroll forming portion 138 is balanced in the region corresponding to the first cutout 65, the region corresponding to the second cutout 66, the region corresponding to the third cutout 67, and the region corresponding to the fourth cutout 68.
  • the strength of the connecting portion 157 of the first scroll forming portion 156 and the shroud forming portion 144 and the connecting portion 159 of the second scroll forming portion 158 and the shroud forming portion 144 is well reinforced, a region corresponding to the first cutout portion 65, second
  • the height can be increased in four areas: an area corresponding to the notch 66, an area corresponding to the third notch 67, and an area corresponding to the fourth notch 68.
  • the overall strength of the scroll forming portion 138 can be increased, and the strength of the core 126 for casting the turbine casing 26 can be increased.
  • the reinforcement portion 182 includes at least one post portion 169 disposed in the runner corresponding to the partition wall 54. According to this configuration, two regions (the first scroll forming portion 156 and the second scroll forming portion 158) of the outer peripheral wall forming portion 146 divided by the dividing wall forming portion 154 are connected via the columnar portion 169. As a result, the strength of the core 126 for casting the turbine casing 26 can be increased.
  • the core for casting the turbine casing 26 shown in FIG. 7 includes, as shown in FIG. 18, at least one column portion 169 disposed in a runner corresponding to the partition wall 54.
  • the columnar portion 169 is provided in a region corresponding to the through hole 69 provided in the partition wall 54.
  • the first scroll forming portion 156 and the second scroll forming portion 158 are connected by the columnar portion 169 in the region corresponding to the through holes 70, 71, 72 provided in the dividing wall 54.
  • the scroll forming portion 138 is reinforced in the region corresponding to the through holes 70, 71, 72 provided in the partition wall 54, and the second scroll forming portion is formed with the connecting portion 157 of the first scroll forming portion 156 and the shroud forming portion 144.
  • the strength of the connecting portion 159 of the portion 158 and the shroud forming portion 144 can be increased.
  • the overall strength of the scroll forming portion 138 can be increased, and the strength of the core 126 for casting the turbine casing 26 can be increased.
  • One columnar portion 169 is provided at a position not less than 180 degrees and not more than 270 degrees. Specifically, the columnar portion 169 is provided at the position of 45 degrees, the position of 135 degrees, and the position of 225 degrees. In addition, the columnar part 169 becomes smaller stepwise along the fluid flow direction, and in the example shown in FIG. 8, the columnar part 169 provided at the position of 45 degrees, the columnar part 169 provided at the position of 135 degrees, The columnar parts 169 provided at the position of 225 degrees become smaller in order.
  • the scroll forming portion 138 is reinforced in a well-balanced manner at the 45 ° position, the 135 ° position and the 225 ° position, and the connecting portion 157 of the first scroll forming portion 156 and the shroud forming portion 144 and the second scroll forming portion
  • the strength of 158 and the connection portion 159 of the shroud forming portion 144 can be increased at three positions of 45 degrees, 135 degrees and 225 degrees.
  • the overall strength of the scroll forming portion 138 can be increased, and the strength of the core 126 for casting the turbine casing 26 can be increased.
  • the reinforcing portion 182 includes at least one thick portion 176 that displaces the inner circumferential side of the partition wall in the axial direction of the shroud 44. According to this configuration, the thickness of the core is increased in the thick portion 176, and the strength of the core 126 for casting the turbine casing 26 can be enhanced.
  • At least one thick portion 176 forms a first thick portion (not shown) that forms the first bends 77, 78 and a second bend 79, 80. And a second thick portion 179.
  • the core 126 for casting the turbine casing 26 shown in FIGS. 8 and 9 has a first thick portion (not shown) and a second thick portion at positions equally dividing the circumferential direction of the shroud forming portion 144 into four. 179 and are alternately provided. Therefore, two first thick portions and two second thick portions 179 are provided in the circumferential direction of the shroud forming portion 144, respectively. Specifically, the first thick portion is provided centered on the position where the angle is 180 degrees and 360 degrees in the circumferential direction of the shroud forming portion 144, and the position where the temperature is about 90 degrees and 270 degrees A thick portion 179 is provided.
  • first scroll forming portion 156 is reinforced by the first thick portion
  • second scroll forming portion 158 is reinforced by the second thick portion 179.
  • the strength of the connecting portion 157 of the first scroll forming portion 156 and the shroud forming portion 144 can be enhanced at the first thick portion
  • the strength of the connecting portion 159 of the second scroll forming portion 158 and the shroud forming portion 144 is It can be enhanced by the second thick portion 179.
  • the core 126 for casting the turbine casing 26 shown in FIG. 8 is a connecting portion 157 between the first scroll forming portion 156 and the shroud forming portion 144 at the first thick portion in the circumferential direction of the shroud forming portion 144.
  • the second scroll forming portion 158 and the connecting portion 159 of the shroud forming portion 144 are thinner. Further, while the connecting portion 157 of the first scroll forming portion 156 and the shroud forming portion 144 becomes thicker in the second thick portion 179, the connecting portion 159 of the second scroll forming portion 158 becomes thinner.
  • a core 126 for casting the turbine casing 26 shown in FIG. 9 has a connecting portion 157 of the first scroll forming portion 156 and the shroud forming portion 144 at the first thick portion in the circumferential direction of the shroud forming portion. While the wall thickness is increased, the connection portion 159 of the second scroll forming portion 158 and the shroud forming portion 144 is disconnected. In addition, while the connecting portion 157 of the second scroll forming portion 158 becomes thick in the second thick portion 179, the connecting portion 159 of the first scroll forming portion 156 and the shroud forming portion 144 is disconnected. However, since the scroll forming portion 138 can enhance the strength as a whole, the strength of the core for casting the turbine casing 26 can be enhanced.
  • core 126 for casting turbine casing 26 shown in FIG. 10 has a first thickness in the circumferential direction of shroud forming portion 144, similarly to core 126 for casting turbine casing 26 shown in FIG. While the connecting portion 157 of the first scroll forming portion 156 and the shroud forming portion 144 becomes thick in the thick portion, the connecting portion 159 of the second scroll forming portion 158 and the shroud forming portion 144 is disconnected. Further, while the connecting portion 159 of the second scroll forming portion 158 and the shroud forming portion 144 becomes thick in the second thick portion, the connecting portion 157 of the first scroll forming portion 156 is disconnected. However, since the scroll forming portion 138 can enhance the strength as a whole, the strength of the core for casting the turbine casing 26 can also be enhanced.
  • the method of manufacturing the turbine casing 26 comprises the steps of providing a core 126 for casting the turbine casing 26, and casting the turbine casing 26 using the provided core 126, including. According to this procedure, even if the turbine casing 26 is small, the turbine casing 26 can be easily manufactured by casting. Therefore, a miniaturized turbine can be provided at high cost with low productivity.
  • the steps of installing the main mold for casting the turbine casing 26 installing the core 126 described above in the main mold, pouring hot water into the mold and casting the turbine casing 26 And the step of According to this procedure, even if the turbine casing 26 is small, the turbine casing 26 can be easily manufactured by casting. Therefore, a miniaturized turbine can be provided at high cost with low productivity.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes the embodiments in which the above-described embodiments are modified, and the combination of these embodiments as appropriate.
  • the possibility of combination of embodiments is also disclosed by a combination of the original claims of the present application or the original claims of the basic application in the case where the present invention is accompanied by a claim of priority.

Abstract

タービン動翼のハブとの間に作動流路を規定する円筒状のシュラウドと、該シュラウドの一端側に連なり、前記シュラウドの周方向に沿って延在するスクロール外周壁と、該スクロール外周壁の内部に配置され、該スクロール外周壁の内部を前記シュラウドの軸線方向にて相互に隣接する第１スクロール流路と第２スクロール流路とに区画する区画壁とを備え、前記シュラウド、前記スクロール外周壁及び前記区画壁は鋳造により一体に形成され、前記区画壁は、前記第１スクロール流路、前記第２スクロール流路及び前記作動流路のうち少なくとも２つの間の連通面積を前記シュラウドの周方向にて部分的に拡大する拡大部を有する。

Description

タービンケーシング、タービン、タービンケーシングを鋳造するための中子、及びタービンケーシングの製造方法
　本開示は、タービンケーシング、タービン、タービンケーシングを鋳造するための中子、及びタービンケーシングの製造方法に関する。
　特許文献１には、船舶用等の多気筒大排気量エンジンに適用されるツインスクロールタイプのターボチャージャが開示されている。かかるターボチャージャのタービンケーシングは、タービン動翼のハブとの間に作動流路を規定するシュラウドと、シュラウドの一端側に連なり、シュラウドの周方向に沿って延在するスクロール外周壁と、スクロール外周壁の内部に配置され、スクロール外周壁の内部をシュラウドの軸線方向に相互に隣接する第１スクロール流路と第２スクロール流路とに区画する区画壁とを備える。
　スクロール外周壁は、その最下流に舌部を有し、シュラウドの周方向での位置を、舌部の位置を０度とし且つ流体の流れ方向を正の方向として表したときに、区画壁は、シュラウドの周方向にて２００度の位置まで設けられる。そして、区画壁が設けられていない下流域（シュラウドの周方向にて２００度以上３６０度以下の領域）の内壁にコーティング層が形成される。これにより、区画壁が設けられない下流域で流体（排ガス）に含まれる微粒子が衝突することによるエロージョンの発生が効果的に抑制されるとされている。
　また、特許文献２には、タービン側部品、中間部品及び排出側部品の三つの鋳造部品からなるタービンケーシングが開示されている。タービン側部品、中間部品及び排出側部品は突き合わせ面で溶接され、一体化されている。タービン側部品にはシュラウドとスクロール外周壁の一部が設けられ、中間部品にはスクロール外周壁の他の一部と区画壁が設けられる。また、排出側部品にはスクロール外周壁の残りの部分が設けられる。かかるタービンケーシングは、薄肉且つ軽量で、流体（排ガス）が流れる流路の表面を平滑にできるとされている。
特開平１１－３０３６４２号公報 特開２００３－３５１５２号公報
　ところで、自動車メーカでは、エンジンの低燃費化のためにターボチャージャによるダウンサイジングが進められている。そして、小排気量エンジンにもターボチャージャが搭載されるようになり、ターボチャージャの小型化が求められている。これにともないタービンケーシングも小型化されるが、そのままの形状で小型化した場合、作動流路と第１スクロール流路との連通面積、及び、作動流路と第２スクロール流路との連通面積が小さくなる。またこの場合、第１スクロール流路と第２スクロール流路は作動流路側で繋がっており、第１スクロール流路と第２スクロール流路との連通面積も小さくなる。
　このように第１スクロール流路、第２スクロール流路及び作動流路の間の連通面積が減少した場合、タービンケーシングを鋳造により製造するのが困難になる。具体的には、タービンケーシングの鋳造には中子が必要となるが、第１スクロール流路、第２スクロール流路及び作動流路の連通部分を形成する中子の部分が薄くなって当該中子の部分の強度が低下し、鋳造時に中子が破損してしまう。
　この点、特許文献１には、タービンケーシングを鋳造することは開示されていない。
　また、特許文献２は、タービン側部品、中間部品及び排出側部品をそれぞれ鋳造することを開示しているが、タービン側部品、中間部品及び排出側部品を突き合わせ面で溶接する作業は煩雑であり、タービンケーシングの製造に時間がかかる。
　上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、タービンケーシングを鋳造する中子の強度を高めることができるタービンケーシング、該タービンケーシングを備えるタービン、該タービンケーシングを鋳造するための中子、及び該タービンケーシングの製造方法を提供することを目的とする。
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係るタービンケーシングは、タービン動翼のハブとの間に作動流路を規定する円筒状のシュラウドと、該シュラウドの一端側に連なり、前記シュラウドの周方向に沿って延在するスクロール外周壁と、該スクロール外周壁の内部に配置され、該スクロール外周壁の内部を前記シュラウドの軸線方向にて相互に隣接する第１スクロール流路と第２スクロール流路とに区画する区画壁とを備え、前記シュラウド、前記スクロール外周壁及び前記区画壁は鋳造により一体に形成され、前記区画壁は、前記第１スクロール流路、前記第２スクロール流路及び前記作動流路のうち少なくとも２つの間の連通面積を前記シュラウドの周方向にて部分的に拡大する拡大部を有する。
　上記（１）の構成によれば、シュラウド、スクロール外周壁及び区画壁が鋳造により一体に形成されるので、タービンケーシングを容易に製造することができる。
　また、上記（１）の構成によれば、タービンケーシングが第１スクロール流路、第２スクロール流路及び作動流路のうち少なくとも２つの間の連通面積を拡大する拡大部を有しており、拡大部に対応する部分で中子の肉厚が厚くなる。この結果、タービンケーシングを鋳造するための中子の強度を高めることができる。
　（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、前記拡大部は、前記区画壁の内周側に設けられた少なくとも１つの切欠部を含む。
　上記（２）の構成によれば、区画壁に設けられた切欠部で第１スクロール流路と第２スクロール流路の連通面積が拡大され、切欠部に対応する部分で中子の肉厚が厚くなる。この結果、タービンケーシングを鋳造するための中子の強度を高めることができる。
　（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、前記スクロール外周壁は、流体の流れ方向にて前記第１スクロール流路及び前記第２スクロール流路の最下流に舌部を有し、前記シュラウドの周方向での位置を、前記舌部の位置を０度とし且つ前記流体の流れ方向を正の方向として表したときに、前記少なくとも１つの切欠部は、前記シュラウドの周方向にて９０度以上２７０度以下の位置から、前記流体の流れ方向にて下流に向かって延びる下流側切欠部を含む。
　上記（３）の構成によれば、区画壁の下流側切欠部で第１スクロール流路と第２スクロール流路の連通面積が拡大され、下流側切欠部に対応する部分で中子の肉厚が厚くなる。この結果、タービンケーシングを鋳造するための中子の強度を高めることができる。
　また、第１スクロール流路及び第２スクロール流路の下流側では、上流側に比べて流体の流量が少ない。このため、切欠部として下流側切欠部を設けることで、流体の流速や圧力の変動を抑制することができる。
　（４）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、前記少なくとも１つの切欠部は、前記シュラウドの軸線の周りに回転対称に配置された複数の切欠部を含む。
　上記（４）の構成によれば、シュラウドの軸線の周りに回転対称に配置された複数の切欠部で第１スクロール流路と第２スクロール流路の連通面積が拡大され、複数の切欠部に対応する部分で中子の肉厚が厚くなる。この結果、タービンケーシングを鋳造するための中子の強度を高めることができる。
　（５）幾つかの実施形態では、上記（３）の構成において、前記スクロール外周壁は、前記下流側切欠部が形成された流域における、前記第１スクロール流路と前記第２スクロール流路とを合わせた流路のＡ／Ｒが、前記下流側切欠部よりも上流における、前記第１スクロール流路と前記第２スクロール流路のＡ／Ｒ合計が３６０度に向けて線形減少した場合のＡ／Ｒ分布より小さくなる形状を有する。
　下流側切欠部を設けた場合、下流側切欠部が設けられた流域で、第１スクロール流路と第２スクロール流路が合流する。このため、単に下流側切欠部を設けた場合、第１スクロール流路又は第２スクロール流路を流れてきた流体にとって、下流側切欠部が形成された流域で流路が広くなり、流体の速度や圧力が変動してしまう。
　上記（５）の構成によれば、下流側切欠部が形成された流域における第１スクロール流路と第２スクロール流路とを合わせたＡ／Ｒが、下流側切欠部よりも上流における、第１スクロール流路と第２スクロール流路のＡ／Ｒ合計が３６０度に向けて線形減少した場合のＡ／Ｒ分布よりも小さくなることで、下流側切欠部が形成された流域での流路面積の拡大が抑制され、流体の流速や圧力の変動が抑制される。
　（６）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、前記拡大部は、前記区画壁に設けられた少なくとも１つの貫通穴を含む。
　上記（６）の構成によれば、区画壁に設けられた貫通穴で第１スクロール流路と第２スクロール流路とが連通しており、第１スクロール流路に対応する中子の部分と第２スクロール流路に対応する中子の部分とが、貫通穴に対応する中子の部分で接続される。この結果、タービンケーシングを鋳造するための中子の強度を高めることができる。
　（７）幾つかの実施形態では、上記（６）の構成において、前記区画壁は、前記少なくとも１つの貫通穴の周りに整流部を有する。
　上記（７）の構成によれば、貫通穴の周りを流れる流体の流れが整えられ、第１スクロール流路と第２スクロール流路の相互間における漏れ流れを抑制できる。
　（８）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、前記拡大部は、前記区画壁の内周側に設けられた少なくとも１つのベンド部を含む。
　上記（８）の構成によれば、区画壁の内周側に設けられたベンド部によって、第１スクロール流路と作動流路の連通面積、又は第２スクロール流路と作動流路の連通面積が拡大される。この場合、第１スクロール流路に対応する中子の部分と作動流路に対応する中子の部分とを繋ぐ中子の連結部分、又は、第２スクロール流路に対応する中子の部分と、作動流路に対応する中子の部分とを繋ぐ中子の連結部分で中子の肉厚が厚くなる。この結果、タービンケーシングを鋳造するための中子の強度を高めることができる。
　（９）幾つかの実施形態では、上記（８）の構成において、前記少なくとも１つのベンド部は、前記作動流路に臨む前記第１スクロール流路のスロート部を拡大する少なくとも１つの第１ベンド部と、前記作動流路に臨む前記第２スクロール流路のスロート部を拡大する少なくとも１つの第２ベンド部とを含む。
　上記（９）の構成によれば、第１ベンド部を設けたことで、第１スクロール流路のスロート部に対応する中子の部分が肉厚になり、第２ベンド部を設けたことで第２スクロール流路のスロート部に対応する中子の部分が肉厚になる。このため、第１スクロール流路に対応する中子の部分と作動流路に対応する中子の部分とを連結する中子の連結部分、及び、第２スクロール流路に対応する中子の部分と作動流路に対応する中子の部分とを連結する中子の連結部分の両方で中子が肉厚になる。この結果、タービンケーシングを鋳造するための中子の強度を高めることができる。
　（１０）本発明の一実施形態に係るタービンは、上記（１）～（９）の何れか一つに記載のタービンケーシングを備える。
　上記（１０）の構成によれば、タービンケーシングが小型であっても、タービンケーシングを鋳造により容易に製造することができる。このため、小型化されたタービンを高い生産性の下で低コストにて提供できる。
　（１１）本発明の一実施形態に係るタービンケーシングを鋳造するための中子は、タービン動翼のハブとの間に作動流路を規定する円筒状のシュラウドと、該シュラウドの一端側に連なり、前記シュラウドの周方向に沿って延在するスクロール外周壁と、該スクロール外周壁の内部に配置され、該スクロール外周壁の内部を前記シュラウドの軸線方向にて相互に隣接する第１スクロール流路と第２スクロール流路とに区画する区画壁とを備え、前記シュラウド、前記スクロール外周壁及び前記区画壁は一体に形成され、前記区画壁は、前記第１スクロール流路、前記第２スクロール流路及び前記作動流路のうち少なくとも２つの間の連通面積を前記シュラウドの周方向にて部分的に拡大する拡大部を有するタービンケーシングを鋳造するための中子であって、前記シュラウドに対応する湯道を区画するためのシュラウド形成部と、前記スクロール外周壁に対応する湯道を区画するためのスクロール外周壁形成部と、前記区画壁に対応する湯道を区画するための区画壁形成部と、前記拡大部に対応する湯道の部分に配置される補強部とを備える。
　上記（１１）の構成によれば、補強部で中子の肉厚が厚くなり、タービンケーシングを鋳造するための中子の強度を高めることができる。
　（１２）幾つかの実施形態では、上記（１１）の構成において、前記補強部は、前記区画壁形成部の内周側の狭隘に設けられた少なくとも１つの狭隘肉部を含む。
　上記（１２）の構成によれば、狭隘肉部で中子の肉厚が厚くなり、タービンケーシングを鋳造するための中子の強度を高めることができる。
　（１３）幾つかの実施形態では、上記（１１）の構成において、前記補強部は、前記区画壁に対応する湯道に配置される少なくとも１つの柱状部を含む。
　上記（１３）の構成によれば、区画壁形成部により区分けされたスクロール外周壁形成部の２つの領域が柱状部を介して接続される。この結果、タービンケーシングを鋳造するための中子の強度を高めることができる。
　（１４）幾つかの実施形態では、上記（１１）の構成において、前記補強部は、前記シュラウドの軸線方向にて前記区画壁の内周側を変位させる少なくとも１つの厚肉部を含む。
　上記（１４）の構成によれば、厚肉部で中子の肉厚が厚くなり、タービンケーシングを鋳造するための中子の強度を高めることができる。
　本発明の一実施形態に係るタービンケーシングは、上記（１１）～（１４）の何れか一つのタービンケーシングを鋳造するための中子を用いて鋳造される。
　上記の構成によれば、タービンケーシングが小型であっても、タービンケーシングを鋳造により容易に製造することができる。
　（１５）本発明の一実施形態に係るタービンケーシングの製造方法は、上記（１１）～（１４）のタービンケーシングを鋳造するための中子を用意する工程と、用意された中子を用いてタービンケーシングを鋳造する工程と、を含む。
　上記（１６）の手順によれば、タービンケーシングが小型であっても、タービンケーシングを鋳造により容易に製造することができる。このため、小型化されたタービンを高い生産性の下で低コストにて提供できる。
　本発明の少なくとも一実施形態によれば、タービンケーシングを鋳造するための中子の強度を高めるタービンケーシングが提供される。
本発明の一実施形態に係るターボチャージャを概略的に示す縦断面図である。 図１中のタービンケーシングを概略的に示す断面図である。 一実施形態に係るタービンの横断面を概略的に示す図である。 一実施形態に係るタービンの横断面を概略的に示す図である。 一実施形態に係るタービンの横断面を概略的に示す図である。 一実施形態に係るタービンの横断面を概略的に示す図である。 一実施形態に係るタービンの横断面を概略的に示す図である。 一実施形態に係るタービンケーシングの区画壁の内周縁の軌跡を示す概念図である。 一実施形態に係るタービンケーシングの区画壁の内周縁の軌跡を示す概念図である。 一実施形態に係るタービンケーシングの区画壁を示す展開模式図である。 シュラウドの軸線の周りでの周方向位置θを横軸にとり、Ａ／Ｒを縦軸にとったグラフであり、周方向位置θとＡ／Ｒの関係を示すグラフである。 図７中のタービンケーシングを概略的に示す断面図である。 図１２中の貫通穴を概略的に示す図である。 図９中のタービンケーシングの区画壁を示す展開模式図である。 一実施形態に係るタービンケーシングを鋳造するための中子を概略的に示す正面図である。 図１３に示す中子の横断面を概略的に示す図である。 一実施形態に係るタービンケーシングを鋳造するための中子の要部を概略的に示す概念図である。 一実施形態に係るタービンケーシングを鋳造するための中子の要部を概略的に示す概念図である。 一実施形態に係るタービンケーシングを鋳造するための中子の要部を概略的に示す概念図である。
　以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
　例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「中心」、或いは「中心とする」「同一の軸線上」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
　また例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
　一方、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
　図１は、本発明の幾つかの実施形態に係るターボチャージャを概略的に示す縦断面図であり、図２は、図１中のタービンケーシングを概略的に示す断面図である。ターボチャージャは、例えば、車両等の内燃機関に適用される。
　ターボチャージャは、タービン１０と、コンプレッサ１２とを有する。タービン１０は、タービンハウジング１４と、タービンハウジング１４内に回転可能に収容されたタービン動翼（タービンインペラ）１６とを有し、コンプレッサ１２は、コンプレッサハウジング１８と、コンプレッサハウジング１８に回転可能に収容されたインペラ（コンプレッサインペラ）２０とを有する。
　タービンハウジング１４及びコンプレッサハウジング１８は、軸受ハウジング（ケーシング）２２に対し固定され、タービン１０のタービン動翼１６とコンプレッサ１２のインペラ２０は、軸受ハウジング２２内を延びる駆動軸（タービンロータ）２４によって相互に連結されている。従って、タービン動翼１６、インペラ２０及び駆動軸２４は、同一の軸線上に配置されている。タービン１０のタービン動翼１６は、例えば、内燃機関から排出された排ガスによって回転させられ、これにより駆動軸２４を介してコンプレッサ１２のインペラ２０が回転させられる。そして、コンプレッサ１２のインペラ２０の回転によって、内燃機関に供給される吸気が圧縮される。
　タービンハウジング１４は、例えば、タービンケーシング２６と、軸受ハウジング２２側のタービンケーシング２６の開口に配置される端壁（バックプレート）２８とからなり、駆動軸２４は端壁２８を貫通している。端壁２８は、タービンケーシング２６と軸受ハウジング２２との間に挟まれており、軸受ハウジング２２は、軸受３０を介して、駆動軸２４を回転自在に支持している。
　また、コンプレッサハウジング１８は、例えば、コンプレッサケーシング３２と、コンプレッサケーシング３２に結合された端壁３４とからなり、駆動軸２４は端壁３４を貫通している。端壁３４は、軸受ハウジング２２と一体に形成されている。
　タービンケーシング２６は、タービン動翼１６を収容する筒部３６と、タービン動翼１６及び筒部３６の周方向に沿って延在するスクロール部（ボリュート部）３８とを有する。これら、筒部３６及びスクロール部３８は、鋳造により一体に形成される。この構成によれば、筒部３６及びスクロール部３８が鋳造により一体に形成されるので、タービンケーシング２６を容易に製造することができる。また、幾つかの実施形態では、タービンケーシング２６は、スクロール部３８の入口に連なる流体の導入部４２を有する。流体の出口は、筒部３６によって形成されている。
　筒部３６は、タービン動翼１６の軸線を中心とする円筒状に形成され、その基部側（軸受ハウジング２２側）にタービン動翼１６が収容されている。筒部３６の基部側によって、タービン動翼１６との間に作動流路１７を規定する円筒状のシュラウド４４が形成される。
　スクロール部３８は、シュラウド４４の軸線（中心線）を中心とする渦巻き状に形成されている。スクロール部３８は、外周壁（スクロール外周壁）４６と、区画壁５４とを有する。
　外周壁４６は、シュラウド４４の一端側に連なり、シュラウド４４の周方向に沿って延在している。
　図３乃至図７は、幾つかの実施形態に係るタービンの横断面を概略的に示す図である。
　図３に示すように、スクロール部３８の入口（開始端）は、タービン動翼１６の周方向での位置（周方向位置θ）が０°の位置にある。なお、周方向位置θが０°の位置は、舌部４８の先端の位置として定義される。舌部４８は、タービンケーシング２６のスクロール部３８の外周壁４６と導入部４２の壁５０とが鋭角に交わる部分である。
　そして、スクロール部３８の末端は、タービン動翼１６の周方向での位置（周方向位置θ）が３６０°の位置にある。従って、スクロール部３８の末端の周方向位置θは、舌部４８の周方向位置に一致している。
　なお、周方向位置θの値は、スクロール部３８の入口から末端に向かって増加するものとし、スクロール部３８における流体の流れに沿う方向を正の方向とする。
　スクロール部３８の内周縁は、シュラウド４４の軸線（中心線）を中心として、舌部４８に接する仮想的な円５２によって規定され、スクロール部３８の外周縁は、スクロール部３８の外周壁４６によって規定されている。
　図１及び図２に示すように、外周壁４６は、各周方向位置θにおけるシュラウド４４の周方向に垂直な断面にて、Ｃ字形状を有している。区画壁５４は、外周壁４６の内部に配置され、シュラウド４４の周方向に延在している。
　区画壁５４は、スクロール部３８の外周壁４６の内部を、第１スクロール流路５６と第２スクロール流路５８とに区画しており、第１スクロール流路５６と第２スクロール流路５８は、シュラウド４４の軸線方向にて相互に隣接している。区画壁５４の外周縁は外周壁４６の内周面に一体に連なっている。区画壁５４の内周縁は、シュラウド４４の軸線を中心として、舌部４８に接する仮想的な円５２によって規定される。
　幾つかの実施形態では、内燃機関は４気筒エンジンであり、第１気筒及び第４気筒が第１スクロール流路５６に接続され、第２気筒及び第３気筒が第２スクロール流路５８に接続される。通常、第１気筒及び第４気筒のクランク角の位相は、第２気筒及び第３気筒のクランク角の位相と１８０度異なっている。この場合、第１気筒及び第４気筒から第１スクロール流路５６に排気ガスが流入するタイミングと、第２気筒及び第３気筒から第２スクロール流路５８に排気ガスが流入するタイミングが異なる。
　図２に示したように、第１スクロール流路５６の流路面積Ａ１を、外周壁４６の内部及び区画壁５４にて区切られた一方の空間（第１空間）のシュラウド４４の周方向に垂直な断面における面積と定義する。第２スクロール流路５８の流路面積Ａ２を、外周壁４６の内部及び区画壁５４にて区切られた他方の空間（第２空間）の面積と定義する。第１スクロール流路５６の流路面積Ａ１と第２スクロール流路５８の流路面積Ａ２の合計面積をスクロール部３８の流路面積Ａと定義する。
　更に、第１スクロール流路５６の流路中心Ｃ１からシュラウド４４の軸線までの距離をＲ１と定義し、第２スクロール流路５８の流路中心Ｃ２からシュラウド４４の軸線までの距離をＲ２と定義する。第１スクロール流路５６と第２スクロール流路５８を合わせた流路の流路中心からシュラウド４４の軸線までの距離をＲと定義する。
　Ａ１／Ｒ１は、距離Ｒ１に対する流路面積Ａ１の比であり、Ａ２／Ｒ２は、距離Ｒ２に対する流路面積Ａ２の比である。Ａ／Ｒは、第１スクロール流路５６の距離Ｒ１に対する流路面積Ａ１の比Ａ１／Ｒ１と第２スクロール流路５８の距離Ｒ２に対する流路面積Ａ２の比Ａ２／Ｒ２の合計に相当する。
　ここで厳密には、Ａ１／Ｒ１、Ａ２／Ｒ２及びＡ／Ｒの各々は、タービン動翼１６の径方向での位置をｒとし、第１スクロール流路５６、第２スクロール流路５８及びこれらを合わせた流路の各々の流路断面の微小面積要素をｄＡとしたときに、次式（１）によって定義される。第１スクロール流路５６及び第２スクロール流路５８の流路断面の面積Ａ１，Ａ２及び断面形状がわかれば、式（１）に基づいて距離Ｒ１，Ｒ２，Ｒを決定することができる。尚、簡易的には、距離Ｒ１，Ｒ２，Ｒは、シュラウド４４の軸線から第１スクロール流路５６、第２スクロール流路５８及びこれらを合わせた流路の各々の図心までの距離で代用できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　図３乃至図７に示すように、幾つかの実施形態では、区画壁５４は、第１スクロール流路５６、第２スクロール流路５８及び作動流路１７のうち少なくとも２つの間の連通面積をシュラウド４４の周方向にて部分的に拡大する拡大部８２を有する。
　この構成によれば、タービンケーシング２６が第１スクロール流路５６，第２スクロール流路５８及び作動流路１７のうち少なくとも２つの間の連通面積を拡大する拡大部８２を有しており、拡大部８２に対応する部分で中子の肉厚が厚くなる。この結果、タービンケーシング２６を鋳造するための中子の強度を高めることができる。
　また、この構成によれば、タービンケーシング２６が小型であっても、タービンケーシング２６を鋳造により容易に製造することができる。このため、小型化されたタービン１０を高い生産性の下で低コストにて提供できる。
　図３乃至図６に示すように、幾つかの実施形態では、拡大部８２は、区画壁５４の内周側に設けられた少なくとも１つの切欠部６０を含んでいる。
　この構成によれば、区画壁５４に設けられた切欠部６０で第１スクロール流路５６と第２スクロール流路５８の連通面積が拡大され、切欠部６０に対応する部分で中子の肉厚が厚くなる。この結果、タービンケーシング２６を鋳造するための中子の強度を高めることができる。
　図３及び図４に示すように、幾つかの実施形態では、シュラウド４４の周方向での位置を、舌部４８の位置を０度とし且つ流体の流れ方向を正の方向として表したときに、少なくとも1つの切欠部６０は、シュラウド４４の周方向にて９０度以上２７０度以下の位置から流体の流れ方向にて下流に向かって延在する下流側切欠部６１，６２を含んでいる。換言すれば、下流側切欠部６１，６２は、９０度以上２７０度以下の位置に上流端を有している。
　この構成によれば、区画壁５４に設けられた下流側切欠部６１，６２で第１スクロール流路５６と第２スクロール流路５８の連通面積が拡大され、下流側切欠部６１，６２に対応する部分で中子の肉厚が厚くなる。この結果、タービンケーシング２６を鋳造するための中子の強度を高めることができる。
　また、第１スクロール流路５６及び第２スクロール流路５８の下流側では、上流側に比べて流体の流量が少ない。このため、切欠部６０として下流側切欠部６１，６２を設けることで、流体の流速や圧力の変動を抑制することができる。
　図３及び図４に示すように、幾つかの実施形態では、下流側切欠部６１，６２は、シュラウド４４の周方向にて１８０度の位置に、流体の流れ方向にて上流端を有する。そして、下流側切欠部６１，６２は、流体の流れ方向にて漸次又は徐々に拡大し、区画壁５４は、シュラウド４４の周方向にて１８０度以上２７０度以下の位置で外周壁４６の内周面と面一になる。
　図３に示すように、幾つかの実施形態では、下流側切欠部６１は、上流端における区画壁５４の内周縁又は仮想的な円５２の接線方向に沿って拡大する。
　図４に示すように、幾つかの実施形態では、下流側切欠部６２は、上流端から下流端に向けて漸次又は徐々に拡大し、２７０度の位置で外周壁４６の内周面と面一となる。
　図１１は、シュラウド４４の軸線の周りでの周方向位置θを横軸にとり、Ａ／Ｒを縦軸にとったグラフであり、周方向位置θとＡ／Ｒの関係を示すグラフである。図１１に示すように、幾つかの実施の形態では、第１スクロール流路５６と第２スクロール流路５８のそれぞれのＡ／Ｒ（Ａ１／Ｒ１，Ａ２／Ｒ２）が滑らかに減少するとともに、その合計値Ａ／Ｒが滑らかに減少する。そして、下流側切欠部６１，６２は、シュラウド４４の周方向にて１８０度以上２７０度以下の位置に、流体の流れ方向にて上流端を有する。
　そして、幾つかの実施形態では、下流側切欠部６１，６２は、流体の流れ方向にて漸次又は徐々に拡大し、区画壁５４が外周壁４６の内周面と面一となった後は、下流側切欠部６１，６２（スクロール流路）のＡ／Ｒが、下流側切欠部６１，６２よりも上流における、第１スクロール流路５６と第２スクロール流路５８のＡ／Ｒ合計が３６０度に向けて線形減少した場合のＡ／Ｒ分布よりも小さくなる形状を有する。
　この構成によれば、下流側切欠部６１，６２が形成された流域における第１スクロール流路５６と第２スクロール流路５８のＡ／Ｒが、下流側切欠部６１，６２よりも上流における第１スクロール流路５６と第２スクロール流路５８のＡ／Ｒ合計が３６０度に向けて線形減少した場合のＡ／Ｒ分布よりも小さくなることで、下流側切欠部６１，６２が形成された流域での流路面積の拡大が抑制され、流体の流速や圧力の変動が抑制される。
　また、幾つかの実施の形態では、下流側切欠部６１，６２（スクロール流路）のＡ／Ｒが、下流側切欠部６１，６２よりも上流における、第１スクロール流路５６と第２スクロール流路５８のＡ／Ｒ合計が３６０度に向けて線形減少した場合のＡ／Ｒ分布の８０％以下となる形状を有する。
　この構成によれば、下流側切欠部６１，６２が形成された流域における第１スクロール流路５６と第２スクロール流路５８のＡ／Ｒが、下流側切欠部６１，６２よりも上流における第１スクロール流路５６と第２スクロール流路５８のＡ／Ｒ合計が３６０度に向けて線形減少した場合のＡ／Ｒ分布の８０％以下となることで、下流側切欠部６１，６２が形成された流域での流路面積の拡大が抑制され、流体の流速や圧力の変動が抑制される。
　また、幾つかの実施形態では、図１１に示すように、下流側切欠部６１，６２（スクロール流路）のＡ／Ｒは、周方向位置θの変化に対し、第１スクロール流路５６又は第２スクロール流路５８のＡ／Ｒと同じ比率で減少する。この場合、図１１に示したように、第１スクロール流路５６と第２スクロール流路５８とが合流した後の流路（スクロール流路）のＡ／Ｒを表す直線は、第１スクロール流路５６又は第２スクロール流路５８のＡ／Ｒ（Ａ１／Ｒ１，Ａ２／Ｒ２）を表す直線の延長線上に位置する。
　この構成によれば、第１スクロール流路５６と第２スクロール流路５８とが合流した下流側切欠部におけるＡ／Ｒが第１スクロール流路５６又は第２スクロール流路のＡ／Ｒ（Ａ１／Ｒ１，Ａ２／Ｒ２）と同じ比率で減少し、流体（排ガス）の流れをスムースなものにできる。
　図５及び図６に示すように、幾つかの実施形態では、拡大部８２は、区画壁５４の内周側に設けられた少なくとも１つの切欠部６０を含んでいる。
　幾つかの実施形態では、少なくとも１つの切欠部６０は、シュラウド４４の軸線の周りに回転対称に配置された複数の切欠部６０を含んでいる。
　この構成によれば、シュラウド４４の軸線の周りに回転対称に配置された複数の切欠部６０で第１スクロール流路５６と第２スクロール流路５８の連通面積が拡大され、複数の切欠部６０に対応する部分で中子の肉厚が厚くなる。この結果、タービンケーシング２６を鋳造するための中子の強度を高めることができる。
　図５に示すように、幾つかの実施形態では、シュラウド４４の周方向にて９０度以上１８０度以下の位置と２７０度以上３６０度以下の位置とに切欠部６０（以下の説明において、それぞれ、「上流側切欠部６３」、「下流側切欠部６４」という）を含んでいる。
　図５に示すように、幾つかの実施形態では、上流側切欠部６３と下流側切欠部６４とは、同一の形状であって、広範囲に亘って設けられ、上述した舌部４８に接する仮想的な円５２から外周壁（スクロール外周壁）に向けて円弧状に切り欠かれる。これにより、上流側切欠部６３と下流側切欠部６４は流体の流れ方向に向けて漸次又は徐々に拡大され、その後、漸次又は徐々に縮小される。
　この構成によれば、上流側切欠部６３と下流側切欠部６４とで第１スクロール流路５６と第２スクロール流路５８の連通面積が拡大され、上流側切欠部６３と下流側切欠部６４に対応する部分で中子の肉厚が厚くなる。この結果、タービンケーシング２６を鋳造するための中子の強度を二箇所で高めることができる。
　また、図６に示すように、幾つかの実施形態では、シュラウド４４の周方向にて、０度以上９０度以下の位置と、９０度以上１８０度以下の位置と、１８０度以上２７０度以下の位置と、２７０度以上３６０度以下の位置と、に切欠部６０（以下の説明において、それぞれ、「第１切欠部６５」、「第２切欠部６６」、「第３切欠部６７」、「第４切欠部６８」という）を含んでいる。
　図６に示すように、幾つかの実施形態では、第１切欠部６５と第２切欠部６６と第３切欠部６７と第４切欠部６８とは、同一の形状であって、シュラウド４４の周方向に均等に設けられる。また、幾つかの実施形態では、第１切欠部６５、第２切欠部６６、第３切欠部６７、第４切欠部６８は、上述した上流側切欠部６３、下流側切欠部６４と同様、上述した舌部４８に接する仮想的な円５２から外周壁４６（スクロール外周壁）に向けて円弧状に切り欠かれるが、上述した上流側切欠部６３、下流側切欠部６４に比較して狭い範囲に設けられる。従って、第１切欠部６５、第２切欠部６６、第３切欠部６７、第４切欠部６８の半径は、上述した上流側切欠部６３、下流側切欠部６４よりも小さなものとなる。
　この構成によれば、第１切欠部６５と第２切欠部６６と第３切欠部６７と第４切欠部６８とで第１スクロール流路５６と第２スクロール流路５８の連通面積が拡大され、第１切欠部６５と第２切欠部６６と第３切欠部６７と第４切欠部６８とに対応する部分で中子の肉厚が厚くなる。この結果、タービンケーシング２６を鋳造するための中子の強度を四箇所でバランス良く高めることができる。
　図１２は、図７中のタービンケーシングを概略的に示す断面図であり、図１３は、図１２中の貫通穴を概略的に示す図である。
　図７及び図１２に示すように、幾つかの実施形態では、拡大部８２は、区画壁５４に設けられた少なくとも１つの貫通穴６９を含んでいる。
　この構成によれば、区画壁５４に設けられた貫通穴６９で第１スクロール流路５６と第２スクロール流路５８とが連通しており、第１スクロール流路５６に対応する中子の部分と第２スクロール流路５８に対応する中子の部分とが、貫通穴６９に対応する中子の部分で接続される。この結果、タービンケーシング２６を鋳造するための中子の強度を高めることができる。
　また、図７及び図１２に示すように、幾つかの実施形態では、シュラウド４４の軸線の周りに配置された複数の貫通穴７０，７１，７２を含んでいる。
　この構成によれば、区画壁５４に設けられた複数の貫通穴７０，７１，７２で第１スクロール流路５６と第２スクロール流路５８とが連通しており、第１スクロール流路５６に対応する中子の部分と第２スクロール流路５８に対応する中子の部分とが、複数の貫通穴７０，７１，７２に対応する中子の部分で接続される。この結果、タービンケーシング２６を鋳造するための中子の強度を高めることができる。
　図７及び図１２に示すように、幾つかの実施形態では、シュラウド４４の周方向にて、０度以上９０度以下の位置と、９０度以上１８０度以下の位置と、１８０度以上２７０度以下の位置にそれぞれ１つの貫通穴７０，７１，７２が設けられる。
　幾つかの実施形態では、４５度の位置と、１３５度の位置と、２２５度の位置とに、それぞれ１つの貫通穴７０，７１，７２が設けられる。
　幾つかの実施形態では、貫通穴７０，７１，７２の直径は、流体の流れ方向に沿って段階的に小さくなる。幾つかの実施形態では、４５度の位置に設けた貫通穴７０、１３５度の位置に設けた貫通穴７１、２２５度の位置に設けた貫通穴７２の順番に直径が小さくなる。
　この構成によれば、４５度の位置に設けられた貫通穴７０と、１３５度の位置に設けられた貫通穴７０と、２２５度の位置に設けられた貫通穴７１とで第１スクロール流路５６と第２スクロール流路５８の連通面積が拡大される。これにより、第１スクロール流路５６に対応する中子の部分と第２スクロール流路５８に対応する中子の部分とが、４５度の位置に設けられた貫通穴７０と、１３５度の位置に設けられた貫通穴７０と、２２５度の位置に設けられた貫通穴７１とに対応する中子の部分で接続される。この結果、タービンケーシング２６を鋳造するための中子の強度を高めることができる。
　図１３に示すように、幾つかの実施形態では、区画壁５４は、貫通穴６９の周りに整流部７３を有する。
　この構成によれば、貫通穴６９の周りを流れる流体の流れが整えられ、第１スクロール流路５６と第２スクロール流路５８の相互間における漏れ流れを抑制できる。
　図１３に示すように、幾つかの実施形態では、整流部７３は、一方の流路（例えば、第１スクロール流路５６）から他方の流路（例えば、第２スクロール流路５８）への流体の漏れを抑制するためのものである。図１３に示すように、幾つかの実施形態では、整流部７３は、貫通穴６９の上流側に下流側に向けて漸次又は徐々に厚くなる増厚部７４と、貫通穴６９の下流側に上流側に向けて漸次又は徐々に薄くなる減厚部７５と、を有する。
　この構成によれば、流体が増厚部７４の表面（傾斜面）に沿って流れることになり、流体の貫通穴６９に向かう流れが抑制される。そして、流体が貫通穴６９の側面を通過する際に貫通穴６９に引き寄せられても、流体は減厚部７５の表面（傾斜面）に沿って流れることになり、流体の貫通穴６９を通過する方向に向かう流れが抑制される。これにより、一方の流路から他方の流路へ向かう流体の漏れを抑制できる。
　図８及び図９は、幾つかの実施形態に係るタービンケーシングの区画壁の内周縁の軌跡を示す概念図である。尚、図８及び図９において、タービンケーシング２６の区画壁５４の内周縁は二点鎖線で示すものとする。
　図８及び図９に示すように、幾つかの実施形態では、拡大部８２は、区画壁５４の内周側に設けられた少なくとも１つのベンド部７６を含んでいる。
　この構成によれば、区画壁５４の内周側に設けられたベンド部７６によって、第１スクロール流路５６と作動流路１７の連通面積、又は第２スクロール流路５８と作動流路１７の連通面積が拡大される。この場合、第１スクロール流路５６に対応する中子の部分と作動流路１７に対応する中子の部分とを繋ぐ中子の連結部分、又は、第２スクロール流路５８に対応する中子の部分と、作動流路１７に対応する中子の部分とを繋ぐ中子の連結部分で中子の肉厚が厚くなる。この結果、タービンケーシング２６を鋳造するための中子の強度を高めることができる。
　幾つかの実施形態では、少なくとも１つのベンド部７６は、作動流路１７に臨む第１スクロール流路５６のスロート部５７を拡大する少なくとも１つの第１ベンド部７７，７８と、作動流路１７に臨む第２スクロール流路５８のスロート部５９を拡大する少なくとも１つの第２ベンド部７９，８０とを含んでいる。
　この構成によれば、第１ベンド部７７，７８を設けたことで、第１スクロール流路５６のスロート部５７に対応する中子の部分が肉厚になり、第２ベンド部７９，８０を設けたことで第２スクロール流路５８のスロート部５９に対応する中子の部分が肉厚になる。このため、第１スクロール流路５６に対応する中子の部分と作動流路１７に対応する中子の部分とを連結する中子の連結部分、及び、第２スクロール流路５８に対応する中子の部分と作動流路１７に対応する中子の部分とを連結する中子の連結部分の両方で中子が肉厚になる。この結果、タービンケーシング２６を鋳造するための中子の強度を高めることができる。
　図８及び図９に示すように、幾つかの実施形態では、シュラウド４４を周方向に４等分する位置に、第１ベンド部７７，７８と第２ベンド部７９，８０とが交互に設けられる。従って、シュラウド４４の周方向にて第１ベンド部７７，７８と第２ベンド部７９，８０とがそれぞれ２つずつ設けられる。具体的には、シュラウド４４の周方向にて、１８０度となる位置と３６０度となる位置とを中心に第１ベンド部７７，７８が設けられ、９０度と２７０度となる位置とを中心に第２ベンド部７９，８０が設けられる。
　この構成によれば、第１ベンド部７７，７８で第１スクロール流路５６と作動流路１７の連通面積が拡大されるので、第１ベンド部７７，７８を形成する部分で中子の肉厚が厚くなる。また、第２ベンド部７９，８０で第１スクロール流路５６と作動流路１７の連通面積が拡大されるので、スロート部５７，５９を形成する部分で中子の肉厚が厚くなる。これにより、タービンケーシング２６を鋳造するための中子の強度を高めることができる。
　図８に示すように、幾つかの実施形態では、第１ベンド部７７，７８が第１スクロール流路５６のスロート部５７を拡大するとともに第２スクロール流路５８のスロート部５９を縮小し、第２ベンド部７９，８０が第２スクロール流路５８のスロート部５９を拡大するとともに第１スクロール流路５６のスロート部５７を縮小する。
　この構成によれば、シュラウド４４の周方向にて１８０度となる位置と３６０度となる位置とで第１スクロール流路５６のスロート部５７が最も拡大され、第２スクロール流路５８のスロート部５９が最も縮小される。同様に、シュラウド４４の周方向にて９０度となる位置と２７０度となる位置とで第２スクロール流路５８のスロート部５９が最も拡大され、第１スクロール流路５６のスロート部５７が最も縮小される。
　図９に示すように、幾つかの実施形態では、第１ベンド部７７，７８が第１スクロール流路５６のスロート部５７を拡大するとともに第２スクロール流路５８のスロート部５９を閉鎖し、第２ベンド部７９，８０が第２スクロール流路５８のスロート部５９を拡大するとともに第１スクロール流路５６のスロート部５７を閉鎖する。
　図１４は、図９中のタービンケーシングの区画壁を示す展開模式図である。
　幾つかの実施形態では、図１４に示すように、ベンド部７６を形成したことにより、図１４に示すように、展開図にて、区画壁の内周縁は、波形状（正弦波形状）を有する。
　この構成によれば、シュラウド４４の周方向にて１８０度となる位置と３６０度となる位置とで第１スクロール流路５６のスロート部５７が最も拡大され、第２スクロール流路５８のスロート部５９が閉鎖される。同様に、シュラウド４４の周方向にて９０度となる位置と２７０度となる位置とで第２スクロール流路５８のスロート部５９が最も拡大され、第１スクロール流路５６のスロート部５７が閉鎖される。
　また、図１０は、一実施形態に係るタービンケーシングの区画壁を示す展開模式図である。
　幾つかの実施形態では、ベンド部を形成したことにより、図１０に示すように、展開図にて、区画壁５４の内周縁は、矩形波形状を有する。
　幾つかの実施形態では、第１ベンド部７７，７８と第２ベンド部７９，８０との境界に位置する区画壁５４の境界部８１は、流体の流れを円滑にするように、シュラウド４４の半径方向に対して傾斜して延在している。
　図１０に示すように、幾つかの実施形態では、第１ベンド部７７，７８が第１スクロール流路５６のスロート部５７を拡大するとともに第２スクロール流路５８のスロート部５９を閉鎖し、第１スクロール流路５６のスロート部５７に展開視矩形の拡大部（開口）が形成される。同様に、第２ベンド部７９，８０が第２スクロール流路５８のスロート部５９を拡大するとともに第１スクロール流路５６のスロート部５７を閉鎖し、第１スクロール流路５６のスロート部５７は展開視矩形の拡大部（開口）が形成される。
　この構成によれば、第１ベンド部７７，７８で第１スクロール流路５６と作動流路１７の連通面積が拡大されるので、第１ベンド部７７，７８を形成する部分で中子の肉厚が厚くなる。また、第２ベンド部７９，８０で第１スクロール流路５６と作動流路１７の連通面積が拡大されるので、第２ベンド部７９，８０を形成する部分で中子の肉厚が厚くなる。これにより、タービンケーシング２６を鋳造するための中子の強度を高めることができる。
　図１５は、一実施形態に係るタービンケーシングを鋳造するための中子を概略的に示す正面図であり、図１４は、図１３に示す中子の横断面を概略的に示す図である。図１７乃至図１９は、幾つかの実施形態に係るタービンケーシングを鋳造するための中子の要部を概略的に示す概念図である。
　図１５乃至図１９に示すように、幾つかの実施形態では、シュラウド４４に対応する湯道を区画するためのシュラウド形成部１４４と、外周壁４６に対応する湯道を区画するための外周壁形成部１４６と、区画壁５４に対応する湯道を区画するための区画壁形成部１５４と、拡大部８２に対応する湯道の部分に配置される補強部１８２とを備えている。
　この構成によれば、補強部１８２で中子の肉厚が厚くなり、タービンケーシング２６を鋳造するための中子１２６の強度を高めることができる。
　タービンケーシング２６を鋳造するための中子１２６は、主型（図示せず）との間にタービンケーシング２６に対応する湯道を形成する。中子１２６は、筒部３６と対応する筒部形成部１３６と、スクロール部３８と対応するスクロール形成部１３８とを備える。
　筒部形成部１３６は、筒部３６の内周形状と同一の外周形状を有する円柱状に形成される。筒部形成部１３６は、スクロール形成部１３８側となるシュラウド４４に対応するシュラウド形成部１４４が形成される。シュラウド形成部１４４は、主型との間に上述したシュラウド４４に対応する湯道を区画するためのもので、筒部形成部１３６とスクロール形成部１３８の境界を成す。
　スクロール形成部１３８は、筒部形成部１３６の軸線（中心線）を中心として外周壁４６の内周形状と同一の外周形状を有する渦巻き状に形成される。スクロール形成部１３８は、外周壁４６（スクロール外周壁）と対応する外周壁形成部１４６と、区画壁５４と対応する区画壁形成部１５４とを備える。外周壁形成部１４６は、主型との間に上述した外周壁４６に対応する湯道を区画するためのもので、シュラウド形成部１４４の軸線（中心線）を中心とし、外周壁４６の内周形状と同一の外周形状を有する渦巻き状に形成される。区画壁形成部１５４は、主型との間に上述した区画壁５４に対応する湯道を区画するためのもので、シュラウド形成部１４４の軸線を中心とし、区画壁５４の形状と同一の外周形状を有する断面Ｖ字状に形成される。
　これにより、区画壁形成部１５４は、外周壁形成部１４６を第１スクロール形成部１５６と第２スクロール形成部１５８とに区画する。そして、第１スクロール形成部１５６は、第１スクロール流路５６に対応する湯道を区画し、第２スクロール形成部１５８は、第２スクロール流路５８に対応する湯道を区画する。また、区画壁形成部１５４は、補強部１８２を備える。補強部１８２は、上述した拡大部８２に対応する湯道の部分に配置されるもので、位置、大きさ、範囲が適宜設定される。
　図１５及び図１６に示すように、幾つかの実施形態では、補強部１８２は、切欠部６０に対応する湯道の部分に配置される切欠補強部１６０を含んでいる。
　この構成によれば、切欠補強部１６０で中子１２６の肉厚が厚くなり、タービンケーシング２６を鋳造するための中子１２６の強度を高めることができる。
　また、この構成によれば、タービンケーシング２６が小型であっても、タービンケーシング２６を鋳造により容易に製造することができる。
　また、図１５及び図１６に示すように、幾つかの実施形態では、切欠補強部１６０は、下流側切欠部６１に対応する湯道の部分に配置される下流側補強部１６１を含んでいる。
　この構成によれば、下流側補強部１６１で中子１２６の肉厚が厚くなり、タービンケーシング２６を鋳造するための中子１２６の強度を高めることができる。
　具体的には、下流側切欠部６１に対応する領域にて第１スクロール形成部１５６と第２スクロール形成部１５８との間の下流側補強部１６１が設けられる。従って、下流側切欠部６１に対応する領域にて第１スクロール形成部１５６と第２スクロール形成部１５８とが合流する。これにより、下流側切欠部６１に対応する領域にてスクロール形成部１３８が補強され、第１スクロール形成部１５６とシュラウド形成部１４４との連結部分１５７と第２スクロール形成部１５８とシュラウド形成部の連結部分１５９の強度を高めることができる。この結果、スクロール形成部１３８が全体としての強度を高めることができ、タービンケーシング２６を鋳造するための中子１２６の強度を高めることができる。
　また、図１７に示すように、幾つかの実施形態では、補強部１８２は、区画壁形成部１５４の内周側の狭隘に設けられた少なくとも１つの狭隘肉部１８３を含む。
　この構成によれば、狭隘肉部１８３で中子１２６の肉厚が厚くなり、タービンケーシング２６を鋳造するための中子１２６の強度を高めることができる。
　また、図５に示すタービンケーシング２６を鋳造するための中子１２６は、上流側切欠部６３に対応する狭隘と下流側切欠部６４に対応する狭隘とに狭隘肉部１８３が設けられる。具体的には、上流側切欠部６３に対応する領域と下流側切欠部６４に対応する領域にて第１スクロール形成部１５６と第２スクロール形成部１５８との間の狭隘に狭隘肉部１８３が設けられる。そして、上流側切欠部６３に対応する領域と下流側切欠部６４とに対応する領域にて第１スクロール形成部１５６と第２スクロール形成部１５８とが合流する。
　これにより、上流側切欠部６３に対応する領域と下流側切欠部６４に対応する領域にてスクロール形成部１３８が補強され、第１スクロール形成部１５６とシュラウド形成部１４４の連結部分１５７と第２スクロール形成部１５８とシュラウド形成部１４４の連結部分１５９の強度を上流側切欠部６３に対応する領域と下流側切欠部６４に対応する領域の二つの領域で高めることができる。この結果、スクロール形成部１３８が全体としての強度を高めることができ、タービンケーシング２６を鋳造するための中子１２６の強度を高めることができる。
　また、図６に示すタービンケーシング２６を鋳造するための中子１２６は、第１切欠部６５に対応する領域、第２切欠部６６に対応する領域、第３切欠部６７に対応する領域、第４切欠部６８に対応する領域にて、第１スクロール形成部１５６と第２スクロール形成部１５８との間の狭隘に狭隘肉部１８３が設けられる。そして、実際には、第１切欠部６５に対応する領域、第２切欠部６６に対応する領域、第３切欠部６７に対応する領域、第４切欠部６８に対応する領域にて第１スクロール形成部１５６と第２スクロール形成部１５８とが合流する。
　これにより、第１切欠部６５に対応する領域、第２切欠部６６に対応する領域、第３切欠部６７に対応する領域、第４切欠部６８に対応する領域にてスクロール形成部１３８がバランス良く補強され、第１スクロール形成部１５６とシュラウド形成部１４４の連結部分１５７と第２スクロール形成部１５８とシュラウド形成部１４４の連結部分１５９の強度を第１切欠部６５に対応する領域、第２切欠部６６に対応する領域、第３切欠部６７に対応する領域、第４切欠部６８に対応する領域の四つの領域で高めることができる。この結果、スクロール形成部１３８が全体としての強度を高めることができ、タービンケーシング２６を鋳造するための中子１２６の強度を高めることができる。
　図１８に示すように、幾つかの実施形態では、補強部１８２は、区画壁５４に対応する湯道に配置される少なくとも１つの柱状部１６９を含む。
　この構成によれば、区画壁形成部１５４により区分けされた外周壁形成部１４６の２つの領域（第１スクロール形成部１５６と第２スクロール形成部１５８）が柱状部１６９を介して接続される。この結果、タービンケーシング２６を鋳造するための中子１２６の強度を高めることができる。
　図７に示すタービンケーシング２６を鋳造するための中子は、図１８に示すように、区画壁５４に対応する湯道に配置される少なくとも１つの柱状部１６９を含んでいる。具体的には、区画壁５４に設けられる貫通穴６９に対応する領域にて柱状部１６９が設けられる。そして、区画壁５４に設けられる貫通穴７０，７１，７２に対応する領域にて第１スクロール形成部１５６と第２スクロール形成部１５８とが柱状部１６９で接続される。
　これにより、区画壁５４に設けられる貫通穴７０，７１，７２に対応する領域にてスクロール形成部１３８が補強され、第１スクロール形成部１５６とシュラウド形成部１４４の連結部分１５７と第２スクロール形成部１５８とシュラウド形成部１４４の連結部分１５９の強度を高めることができる。この結果、スクロール形成部１３８が全体としての強度を高めることができ、タービンケーシング２６を鋳造するための中子１２６の強度を高めることができる。
　また、図７に示すタービンケーシング２６を鋳造するための中子１２６の例では、シュラウド形成部１４４の周方向にて、０度以上９０度以下の位置と、９０度以上１８０度以下の位置と、１８０度以上２７０度以下の位置にそれぞれ１つの柱状部１６９が設けられる。具体的には、４５度の位置と、１３５度の位置と、２２５度の位置とにそれぞれ柱状部１６９が設けられる。また、柱状部１６９は、流体の流れ方向に沿って段階的に小さなものとなり、図８に示す例では、４５度の位置に設けた柱状部１６９、１３５度の位置に設けた柱状部１６９、２２５度の位置に設けた柱状部１６９の順番に小さなものとなる。
　これにより、４５度の位置、１３５度の位置、２２５度の位置にてスクロール形成部１３８がバランス良く補強され、第１スクロール形成部１５６とシュラウド形成部１４４の連結部分１５７と第２スクロール形成部１５８とシュラウド形成部１４４の連結部分１５９の強度を４５度の位置、１３５度の位置、２２５度の位置の３つの位置で高めることができる。この結果、スクロール形成部１３８が全体としての強度を高めることができ、タービンケーシング２６を鋳造するための中子１２６の強度を高めることができる。
　また、図１９に示すように、幾つかの実施形態では、補強部１８２は、シュラウド４４の軸線方向にて区画壁の内周側を変位させる少なくとも１つの厚肉部１７６を含む。
　この構成によれば、厚肉部１７６で中子の肉厚が厚くなり、タービンケーシング２６を鋳造するための中子１２６の強度を高めることができる。
　また、幾つかの実施形態では、少なくとも１つの厚肉部１７６は、第１ベンド部７７，７８を形成する第１厚肉部（図示せず）と、第２ベンド部７９，８０を形成する第２厚肉部１７９とを含んでいる。
　図８及び図９に示すタービンケーシング２６を鋳造するための中子１２６は、シュラウド形成部１４４の周方向を４等分する位置に第１厚肉部（図示せず）と第２厚肉部１７９とが交互に設けられる。従って、シュラウド形成部１４４の周方向にて第１厚肉部と第２厚肉部１７９とがそれぞれ２つずつ設けられる。具体的には、シュラウド形成部１４４の周方向にて、１８０度と３６０度となる位置とを中心に第１厚肉部が設けられ、９０度と２７０度となる位置とを中心に第２厚肉部１７９が設けられる。これにより、第１厚肉部にて第１スクロール形成部１５６が補強され、第２厚肉部１７９にて第２スクロール形成部１５８が補強される。これにより、第１スクロール形成部１５６とシュラウド形成部１４４の連結部分１５７の強度が第１厚肉部で高めることができ、第２スクロール形成部１５８とシュラウド形成部１４４の連結部分１５９の強度が第２厚肉部１７９で高めることができる。
　また、図８に示すタービンケーシング２６を鋳造するための中子１２６は、シュラウド形成部１４４の周方向にて、第１厚肉部で第１スクロール形成部１５６とシュラウド形成部１４４の連結部分１５７が肉厚となる一方、第２スクロール形成部の１５８とシュラウド形成部１４４の連結部分１５９が薄くなる。また、第２厚肉部１７９で第１スクロール形成部１５６とシュラウド形成部１４４の連結部分１５７が肉厚となる一方、第２スクロール形成部１５８の連結部分１５９が薄くなる。これにより、シュラウド形成部１４４の周方向にて第１スクロール形成部１５６の強度が高められる部分と弱められる部分が生じることになり、第２スクロール形成部１５８の強度が高められる部分と弱められる部分とが生じることになる。しかしながら、スクロール形成部１３８が全体としての強度を高めることができるので、タービンケーシング２６を鋳造するための中子１２６の強度を高めることができる。
　また、図９に示すタービンケーシング２６を鋳造するための中子１２６は、シュラウド形成部の周方向にて、第１厚肉部で第１スクロール形成部１５６とシュラウド形成部１４４の連結部分１５７が肉厚となる一方、第２スクロール形成部１５８とシュラウド形成部１４４の連結部分１５９が途切れる。また、第２厚肉部１７９で第２スクロール形成部１５８の連結部分１５７が肉厚となる一方、第１スクロール形成部１５６とシュラウド形成部１４４の連結部分１５９が途切れることになる。しかしながら、スクロール形成部１３８が全体としての強度を高めることができるので、タービンケーシング２６を鋳造するための中子の強度を高めることができる。
　また、図１０に示すタービンケーシング２６を鋳造するための中子１２６は、図１１に示すタービンケーシング２６を鋳造するための中子１２６と同様、シュラウド形成部１４４の周方向にて、第１厚肉部で第１スクロール形成部１５６とシュラウド形成部１４４の連結部分１５７が肉厚となる一方、第２スクロール形成部１５８とシュラウド形成部１４４の連結部分１５９が途切れる。また、第２厚肉部で第２スクロール形成部１５８とシュラウド形成部１４４の連結部分１５９が肉厚となる一方、第１スクロール形成部１５６の連結部分１５７が途切れることになる。しかしながら、スクロール形成部１３８が全体としての強度を高めることができるので、タービンケーシング２６を鋳造するための中子の強度を高めることもできる。
　幾つかの実施形態に係るタービンケーシング２６の製造方法は、タービンケーシング２６を鋳造するための中子１２６を用意する工程と、用意された中子１２６を用いてタービンケーシング２６を鋳造する工程と、を含む。
　この手順によれば、タービンケーシング２６が小型であっても、タービンケーシング２６を鋳造により容易に製造することができる。このため、小型化されたタービンを高い生産性の下で低コストにて提供できる。
　また、幾つかの実施形態では、タービンケーシング２６を鋳造するための主型を設置する工程と、該主型に上述した中子１２６を設置する工程と、鋳型に湯を注ぎタービンケーシング２６を鋳造する工程とを含んでいる。
　この手順によれば、タービンケーシング２６が小型であっても、タービンケーシング２６を鋳造により容易に製造できる。このため、小型化されたタービンを高い生産性の下で低コストにて提供できる。
　本発明は、上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変更を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせ形態も含む。実施形態の組み合わせの可能性は、本願の出願当初の請求の範囲、又は、本願が優先権主張を伴う場合にはその基礎出願における出願当初の請求の範囲の組み合わせによっても開示される。
　１０　タービン
　１２　コンプレッサ
　１４　タービンハウジング
　１６　タービン動翼
　１７　作動流路
　１８　コンプレッサハウジング
　２０　インペラ
　２２　軸受ハウジング
　２４　駆動軸
　２６　タービンケーシング
　２８　端壁
　３０　軸受
　３２　コンプレッサケーシング
　３４　端壁
　３６　筒部
　３８　スクロール部
　４２　導入部
　４４　シュラウド
　４６　外周壁（スクロール外周壁）
　４８　舌部
　５０　壁
　５２　円
　５４　区画壁
　５６　第１スクロール流路
　５７　スロート部
　５８　第２スクロール流路
　５９　スロート部
　６０　切欠部
　６１，６２　下流側切欠部
　６３　上流側切欠部
　６４　下流側切欠部
　６５　第１切欠部
　６６　第２切欠部
　６７　第３切欠部
　６８　第４切欠部
　６９，７０，７１，７２　貫通穴
　７３　整流部
　７４　増厚部
　７５　減厚部
　７６　ベンド部
　７７，７８　第１ベンド部
　７９，８０　第２ベンド部
　８１　境界部
　１２６　中子
　１３６　筒部形成部
　１３８　スクロール形成部
　１４４　シュラウド形成部
　１４６　外周壁形成部（スクロール外周壁形成部）
　１５４　区画壁形成部
　１５６　第１スクロール形成部
　１５７　連結部分
　１５８　第２スクロール形成部
　１５９　連結部分
　１６０　切欠補強部
　１６１　下流側補強部
　１６９　柱状部
　１７６　厚肉部
　１７９　第２厚肉部
　１８２　補強部
　１８３　狭隘肉部
　Ａ，Ａ１，Ａ２　流路面積
　Ｃ１，Ｃ２　流路中心
　Ｒ，Ｒ１，Ｒ２　シュラウドの軸線からの距離

Claims (15)

  1. 　タービン動翼のハブとの間に作動流路を規定する円筒状のシュラウドと、
    　該シュラウドの一端側に連なり、前記シュラウドの周方向に沿って延在するスクロール外周壁と、
    　該スクロール外周壁の内部に配置され、該スクロール外周壁の内部を前記シュラウドの軸線方向にて相互に隣接する第１スクロール流路と第２スクロール流路とに区画する区画壁とを備え、
    　前記シュラウド、前記スクロール外周壁及び前記区画壁は鋳造により一体に形成され、
    　前記区画壁は、前記第１スクロール流路、前記第２スクロール流路及び前記作動流路のうち少なくとも２つの間の連通面積を前記シュラウドの周方向にて部分的に拡大する拡大部を有する
    ことを特徴とするタービンケーシング。
  2. 　前記拡大部は、前記区画壁の内周側に設けられた少なくとも１つの切欠部を含む
    ことを特徴とする請求項１に記載のタービンケーシング。
  3. 　前記スクロール外周壁は、流体の流れ方向にて前記第１スクロール流路及び前記第２スクロール流路の最下流に舌部を有し、
    　前記シュラウドの周方向での位置を、前記舌部の位置を０度とし且つ前記流体の流れ方向を正の方向として表したときに、
    　前記少なくとも１つの切欠部は、前記シュラウドの周方向にて９０度以上２７０度以下の位置から、前記流体の流れ方向にて下流に向かって延びる下流側切欠部を含む
    ことを特徴とする請求項２に記載のタービンケーシング。
  4. 　前記少なくとも１つの切欠部は、前記シュラウドの軸線の周りに回転対称に配置された複数の切欠部を含むことを特徴とする請求項２に記載のタービンケーシング。
  5. 　前記スクロール外周壁は、前記下流側切欠部が形成された流域における、前記第１スクロール流路と前記第２スクロール流路とを合わせた流路のＡ／Ｒが、前記下流側切欠部よりも上流における、前記第１スクロール流路と前記第２スクロール流路のＡ／Ｒの合計が３６０度に向けて線形減少した場合のＡ/Ｒ分布より小さくなる形状を有することを特徴とする請求項３に記載のタービンケーシング。
  6. 　前記拡大部は、前記区画壁に設けられた少なくとも１つの貫通穴を含むことを特徴とする請求項１に記載のタービンケーシング。
  7. 　前記区画壁は、前記少なくとも１つの貫通穴の周りに整流部を有することを特徴とする請求項６に記載のタービンケーシング。
  8. 　前記拡大部は、前記区画壁の内周側に設けられた少なくとも１つのベンド部を含むことを特徴とする請求項１に記載のタービンケーシング。
  9. 　前記少なくとも１つのベンド部は、
    　前記作動流路に臨む前記第１スクロール流路のスロート部を拡大する少なくとも１つの第１ベンド部と、
    　前記作動流路に臨む前記第２スクロール流路のスロート部を拡大する少なくとも１つの第２ベンド部と
    を含むことを特徴とする請求項８に記載の鋳造製のタービンケーシング。
  10. 　請求項１乃至９の何れか一項に記載のタービンケーシングを備えることを特徴とするタービン。
  11. 　タービン動翼のハブとの間に作動流路を規定する円筒状のシュラウドと、
    　該シュラウドの一端側に連なり、前記シュラウドの周方向に沿って延在するスクロール外周壁と、
    　該スクロール外周壁の内部に配置され、該スクロール外周壁の内部を前記シュラウドの軸線方向にて相互に隣接する第１スクロール流路と第２スクロール流路とに区画する区画壁とを備え、
    　前記シュラウド、前記スクロール外周壁及び前記区画壁は一体に形成され、
    　前記区画壁は、前記第１スクロール流路、前記第２スクロール流路及び前記作動流路のうち少なくとも２つの間の連通面積を前記シュラウドの周方向にて部分的に拡大する拡大部を有するタービンケーシングを鋳造するための中子であって、
    　前記シュラウドに対応する湯道を区画するためのシュラウド形成部と、
    　前記スクロール外周壁に対応する湯道を区画するためのスクロール外周壁形成部と、
    　前記区画壁に対応する湯道を区画するための区画壁形成部と、
    　前記拡大部に対応する湯道の部分に配置される補強部と
    を備えることを特徴とするタービンケーシングを鋳造するための中子。
  12. 　前記補強部は、前記区画壁形成部の内周側の狭隘に設けられた少なくとも１つの狭隘肉部を含むことを特徴とする請求項１１に記載のタービンケーシングを鋳造するための中子。
  13. 　前記補強部は、前記区画壁に対応する湯道に配置される少なくとも１つの柱状部を含むことを特徴とする請求項１１に記載のタービンケーシングを鋳造するための中子。
  14. 　前記補強部は、前記シュラウドの軸線方向にて前記区画壁の内周側を変位させる少なくとも１つの厚肉部を含むことを特徴とする請求項１１に記載のタービンケーシングを鋳造するための中子。
  15. 　前記請求項１１乃至１４の何れか一項に記載のタービンケーシングを鋳造するための中子を用意する工程と、
    　用意された中子を用いてタービンケーシングを鋳造する工程と、
    　を含むことを特徴とするタービンケーシングの製造方法。
     
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