WO2017158837A1 - 回転機械、回転機械のケーシングの製造方法 - Google Patents

回転機械、回転機械のケーシングの製造方法 Download PDF

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鈴木　浩
洋輔 段本
直志 神坂
篤史 瀧田
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Abstract

　この回転機械（１Ａ）は、中心軸（Ｃ）回りに回転する回転体（４）と、回転体（４）の少なくとも一部を収容するケーシング（１０）と、を備え、ケーシング（１０）は、金属材料から形成された主部（１６Ｌ）と、主部（１６Ｌ）と同材料で形成され、かつ主部（１６Ｌ）よりも気孔率が高い高気孔率部（１６Ｈ）と、を備える。

Description

回転機械、回転機械のケーシングの製造方法
　この発明は、回転機械、回転機械のケーシングの製造方法に関する。
　例えば特許文献１に開示されているように、ターボチャージャのコンプレッサケーシング等、回転機械の外殻をなすケーシングは、アルミ合金製で、鋳造またはダイキャストによって形成されていることが多い。アルミ合金は、軽量かつ低コストで、熱伝導性が高い。
特開２００１－２３４７５３号公報
　特許文献１に記載のターボチャージャは、インペラによって空気が昇温、昇圧される。この際、コンプレッサケーシングが熱伝導率の高い材料で形成されているために、インペラにより昇温された空気の熱は、コンプレッサケーシングを介して吸気に伝達されてしまう可能性がある。このように吸気に熱が伝達されると、吸気温度が上昇して遠心圧縮機の圧縮性能が低下してしまう。
　また、ターボチャージャは、タービンにおいて、排気ガスの熱が、熱伝導性の高い材料からなるタービンケーシングから放出されてしまう。すると、タービン出力が低下してしまう。
　この発明は、ケーシングを介しての熱伝達を抑え、回転機械の性能を向上することができる回転機械、回転機械のケーシングの製造方法を提供することを目的とする。
　この発明に係る第一態様によれば、回転機械は、中心軸回りに回転する回転体と、前記回転体の少なくとも一部を収容するケーシングと、を備え、前記ケーシングは、金属材料から形成された主部と、前記主部と同材料で形成され、かつ前記主部よりも気孔率が高い高気孔率部と、を備える。
　このような構成によれば、ケーシングの主部に対し、高気孔率部は気孔率が高いので、熱伝導性が低くなる。このような高気孔率部を部分的に設けることで、ケーシングの熱伝導性を部分的に制御しつつ、主部により必要な剛性を維持することができる。
　この発明に係る第二態様によれば、回転機械は、第一態様の回転機械において、前記高気孔率部が、空隙を有するようにしてもよい。
　このように、空隙を有することで、高気孔率部は熱伝導性が低くなる。このような空隙は、例えば、ケーシングを形成する金属材料からなる粉体を完全に溶融しないようにすることで形成することができる。
　この発明に係る第三態様によれば、回転機械は、第一態様の回転機械において、前記高気孔率部が、前記金属材料からなる粉体が存在しているようにしてもよい。
　高気孔率部にケーシングを形成する金属材料からなる粉体が存在するようにすることで、高気孔率部の密度を低く、気孔率を高くすることができる。このような粉体は、例えば、ケーシングを形成する金属材料を完全に溶融しないことで、ケーシング中に粉体のまま存在させることができる。
　この発明に係る第四態様によれば、回転機械は、第一態様の回転機械において、前記高気孔率部が、前記中心軸の周方向に間隔を空けた複数個所に設けられているようにしてもよい。
　このように、ケーシングの全周ではなく、周方向に間隔を空けて部分的に高気孔率部を設けると、高気孔率部によって熱伝導性を抑制することができる。高気孔率部以外は、高気孔率部よりも気孔率が低い主部によって形成されることなり、ケーシングのカバーの強度を確保することができる。
　この発明に係る第五態様によれば、回転機械は、第一態様の回転機械において、前記回転機械はターボチャージャであり、前記ケーシングは、前記ターボチャージャのコンプレッサケーシングであり、前記高気孔率部は、前記コンプレッサケーシングに形成されたスクロール流路と入口流路との間に形成されるようにしてもよい。
　これにより、コンプレッサの出口側のスクロール流路から、インペラによって昇温、昇圧される空気の熱が、入口流路側に伝わることを抑制できる。この結果、コンプレッサの入口側における吸込温度上昇が抑制され、コンプレッサの圧力比低下、効率低下を抑制することができる。
　この発明に係る第六態様によれば、回転機械は、第一態様の回転機械において、前記回転機械はターボチャージャであり、前記ケーシングは、前記ターボチャージャのタービンケーシングであり、前記高気孔率部は、前記タービンケーシングの外周部に形成されている。
　これにより、高気孔率部により、タービンケーシング内を通る排ガスの熱がタービンケーシングを通して放出されることを抑制できる。さらに、タービンケーシングの外周部側のみ気孔率を高めることで、高温ガスに晒されるタービンケーシングの内面の耐酸化性を維持することができる。
　この発明の第七態様によれば、回転機械のケーシングの製造方法は、上記したような回転機械の前記ケーシングの製造方法であって、前記ケーシングを形成する金属材料からなる材料粉を敷き詰めて材料粉層を形成する工程と、溶融ビームを照射して前記材料粉を溶融させる工程と、を繰り返すことで前記ケーシングを形成し、前記材料粉を溶融させる工程は、前記溶融ビームの出力、ビーム走査速度、及びビーム走査線幅の少なくとも一つを調整することで、前記ケーシングの一部に、前記ケーシングの残部よりも気孔率が高い高気孔率部を形成する。
　このようにして、金属材料から形成された主部と、主部よりも気孔率が高い高気孔率部と、を備えるケーシングを形成することができる。このようなケーシングは、高気孔率部の気孔率が高いので、熱伝導率が部分的に低くなる。このような高気孔率部を設けることで、ケーシングの熱伝導率を部分的に制御しつつ、主部により必要な剛性を維持することができる。
　上述した回転機械、回転機械のケーシングの製造方法によれば、ケーシングを介しての熱伝達を抑え、回転機械の性能を向上することが可能となる。
この発明の第一、第二実施形態におけるターボチャージャの断面図である。 この発明の第一実施形態におけるコンプレッサの断面図である。 この発明の第一実施形態における回転機械のケーシングの製造方法のフロー図である。 この発明の第一実施形態の第一変形例における図２に相当する断面図である。 この発明の第二実施形態におけるタービンの断面図である。 この発明の第二実施形態の第一変形例における図５に相当する断面図である。 この発明の第二実施形態の第二変形例における図５に相当する断面図である。
（第一実施形態）
　次に、この発明の第一実施形態における回転機械、回転機械のケーシングの製造方法を図面に基づき説明する。
　図１は、この発明の第一実施形態におけるターボチャージャの断面図である。
　図１に示すように、ターボチャージャ（回転機械）１Ａは、タービンホイール２、コンプレッサホイール（インペラ）３、回転軸（回転体）４、ジャーナルベアリング５Ａ，５Ｂ、及び軸受ハウジング６を備えている。このターボチャージャ１Ａは、例えば、回転軸４が水平方向に延在するような姿勢で自動車等にエンジンの補機として搭載される。ここで、図１に示す一点鎖線は、回転軸４の中心軸Ｃを示している。
　ターボチャージャ１Ａは、図示しないエンジンからタービンＴに供給される排気ガス流によってタービンＴ内に設けられたタービンホイール２が中心軸Ｃを中心に回転する。
　回転軸４及びコンプレッサホイール３は、タービンホイール２の回転に伴って中心軸Ｃを中心に回転する。
　軸受ハウジング６は、ブラケット（図示せず）、コンプレッサＰ、タービンＴ等を介して車体等に支持されている。軸受ハウジング６は、その内部にジャーナルベアリング５Ａ，５Ｂを収容するベアリング収容部６１Ａ，６１Ｂを有している。この軸受ハウジング６は、その一端側に開口部６０ａを有し、その他端側に開口部６０ｂを有している。回転軸４は、ベアリング収容部６１Ａ，６１Ｂに収容されたジャーナルベアリング５Ａ，５Ｂによって、中心軸Ｃ回りに回転自在に支持されている。この回転軸４の第一端部４ａ、第二端部４ｂは、開口部６０ａ，６０ｂを通して軸受ハウジング６の外部に突出している。つまり、回転軸４は、中心軸Ｃに沿った長さ方向の一部が軸受ハウジング６に収容されている。
　中心軸Ｃの延びる軸線方向において、タービンホイール２は、軸受ハウジング６の第一側（図１中、右側）に設けられており、コンプレッサホイール３は、軸受ハウジング６の第二側（図１中、左側）に設けられている。より具体的には、タービンホイール２は、回転軸４の第一端部４ａに一体に設けられ、コンプレッサホイール３は、回転軸４の第二端部４ｂに形成されたネジ部４ｎにナット７をねじ込むことで結合されている。タービンホイール２及びコンプレッサホイール３は、回転軸４と一体に中心軸Ｃ回りに回転する。
　コンプレッサＰは、コンプレッサホイール３と、コンプレッサケーシング（ケーシング）１０とを備えている。
　コンプレッサホイール３は、いわゆるインペラであって、回転軸４が回転することによって空気を遠心圧縮する。より具体的には、中心軸Ｃの延びる方向で第二側から流入する空気（吸気）を昇圧および昇温して、その径方向外側に形成されるディフューザ１３へと送り出す。
　図２は、この発明の第一実施形態におけるコンプレッサの断面図である。
　図２に示すように、コンプレッサケーシング１０は、ホイール入口流路（入口流路）１１と、ホイール流路１２と、ディフューザ１３と、スクロール１４と、を形成する。
　ホイール入口流路１１は、例えば、エアクリーナボックス等から延びる吸気管（図示せず）とホイール流路１２との間に形成されている。このホイール入口流路１１は、コンプレッサホイール３に近づくにつれて漸次流路断面積が減少する傾斜部１７と、この傾斜部１７よりもコンプレッサホイール３に近い側に配置されて流路断面積が変化しない一般部１８とを備えている。
　ホイール流路１２は、コンプレッサホイール３を収容する空間からなる。このホイール流路１２は、コンプレッサホイール３と共に、圧縮空気の流れる流路を形成する。つまり、ホイール流路１２は、コンプレッサホイール３を収容する収容室とも言える。このホイール流路１２において、コンプレッサホイール３のブレード部１９とコンプレッサケーシング１０との間には、僅かな隙間が形成される。つまり、コンプレッサケーシング１０には、ブレード部１９と対向する位置にブレード部１９の外縁１９ｇに沿って湾曲する曲面１５ａが形成されている。これによりホイール流路１２は、ホイール入口流路１１に近い側からタービンＴ側に向かって漸次拡径されるとともに、この拡径の増加率が漸次増加するように湾曲して形成されている。
　ディフューザ１３は、ホイール流路１２の最外周部１２ａから、中心軸Ｃを中心とした径方向外側に向かって延びている。このディフューザ１３は、例えば、コンプレッサホイール３により圧縮された空気の運動エネルギーを圧力エネルギーに変換する。このディフューザ１３は、ホイール入口流路１１とスクロール１４とを繋いでいる。
　スクロール１４は、ディフューザ１３から流入した空気の運動エネルギーを更に圧力エネルギーに変換して、コンプレッサケーシング１０の外部に排出する。このスクロール１４を経て排出された空気は、図示しないエンジンのシリンダ等に供給される。このスクロール１４は、図２に示す断面で円形に形成され、最もタービンＴ側の端部１４ａにおいてディフューザ１３に接続されている。このスクロール１４は、中心軸Ｃの延びる方向で、コンプレッサホイール３と重なる位置に形成され、中心軸Ｃを中心とした周方向に延びている。このように形成されたスクロール１４の断面積は、コンプレッサＰの排出口（図示せず）に向かって漸次拡大している。
　図３は、この発明の第一実施形態における回転機械のケーシングの製造方法のフロー図である。
　コンプレッサケーシング１０は、例えばアルミ合金等の金属材料を用い、金属積層法により形成される。
　図３に示すように、金属積層法は、材料粉を所定厚さに敷き詰めて材料粉層を形成する工程Ｓ１と、材料粉層に溶融ビームを照射する工程Ｓ２と、を順次繰り返す。
　材料粉層を形成する工程Ｓ１は、コンプレッサケーシング１０を形成するアルミ合金等の金属材料からなる材料粉を、例えば３０～５０μｍといった所定の厚さに敷き詰めることで、材料粉層を形成する。
　溶融ビームを照射する工程Ｓ２は、材料粉層に対し、レーザー光、電子ビーム等、材料粉を溶融するエネルギーを有した溶融ビームを照射する。溶融ビームの照射により、材料粉が溶融する。溶融ビームの照射を停止すると、材料粉が冷却固化して金属層が形成される。材料粉層に対する溶融ビームの照射範囲は、コンプレッサケーシング１０を断面形状に対応した範囲とする。
　上記の材料粉層を形成する工程Ｓ１と、溶融ビームを照射する工程Ｓ２とを１サイクル行うと、コンプレッサケーシング１０の一部を形成する金属層が所定の厚さに形成される。材料粉層を形成する工程Ｓ１と、溶融ビームを照射する工程Ｓ２とを順次繰り返し、溶融ビームの照射範囲をコンプレッサケーシング１０の断面形状に合わせて順次変更していくことで、複数の金属層が順次積層されていき、所定形状のコンプレッサケーシング１０が形成される。
　図２に示すように、コンプレッサケーシング１０の一部には、高気孔率部１６Ｈが形成されている。
　高気孔率部１６Ｈは、ホイール流路１２、ディフューザ１３、および、スクロール１４からホイール入口流路１１への熱伝導を抑制する。高気孔率部１６Ｈは、例えば、ホイール入口流路１１の一般部１８の外周側に、周方向に連続して形成されている。高気孔率部１６Ｈは、一般部１８の内周面１８ｆに露出せず、内周面１８ｆよりも所定の寸法だけ外周側の領域に形成されている。
　この高気孔率部１６Ｈは、コンプレッサケーシング１０において、高気孔率部１６Ｈ以外の部分を形成する低気孔率部（主部、残部）１６Ｌよりも、気孔率が高くなるように形成されている。
　低気孔率部１６Ｌと高気孔率部１６Ｈとは、コンプレッサケーシング１０を上記金属積層法で形成する際に、溶融ビームを照射する工程で照射する溶融ビームの出力、ビーム走査速度、ビーム走査線幅等を調整することで形成できる。
　例えば、敷き詰めた材料粉からなる材料粉層が完全に溶融するよう、溶融ビームの出力を設定すると、材料粉が完全に溶融した後に冷却固化し、気孔率が５％より小さい低気孔率部１６Ｌが形成される。
　敷き詰めた材料粉が完全に溶融しきらずに、一部が未溶融の状態で残存するよう、例えば溶融ビームの出力を弱めて設定すると、例えば気孔率が５％以上の高気孔率部１６Ｈが形成される。
　この高気孔率部１６Ｈは、例えば材料粉の表面のみが溶融し、表面よりも内側が未溶融の状態であってもよい。このようにすると、高気孔率部１６Ｈは、各材料粉の形状を維持したまま、表面が溶融することで複数の材料粉同士が結着しつつ、材料粉間に多数の空隙が形成された多孔質状に形成することができる。
　ここで、上述した高気孔率部１６Ｈは、材料粉が完全に未溶融のまま、すなわち材料粉のまま残存していてもよい。これには、例えば、周囲の低気孔率部１６Ｌを形成する部分に対しては、溶融ビームを照射し、高気孔率部１６Ｈを形成する部分に対しては、溶融ビームを非照射とし、材料粉を未溶融のまま残存させる。
　このような金属積層法においては、鋳造やダイキャスト法のように、溶融した金属材料（溶湯）を金型に流し込むことがない。金型の場合、溶湯の流れ性を確保するため、溶湯を流し込む型枠凹部が、少なくとも例えば４ｍｍ程度必要であった。これに対し、金属積層法は、材料粉を敷き詰め、溶融ビームを照射すればよいので、４ｍｍ以下の肉厚とすることもできる。
　そこで、図２中に二点鎖線で示すように、例えばコンプレッサケーシング１０の外周壁１０Ｆを薄肉化することができる。
　このように、スクロール１４を形成するコンプレッサケーシング１０の外周壁１０Ｆを薄肉化することで、コンプレッサホイール３の回転により昇温、昇圧された圧縮空気の放熱を促進することができる。さらに、コンプレッサケーシング１０は、タービンＴに近い側が、輻射の影響でメタルの温度が上昇する。しかし、コンプレッサケーシング１０において、タービンＴとは反対側を向く外周壁１０Ｆが薄肉化されることで、放熱効果を促進できる。
　なお、このように、ホイール流路１２の外周面を薄肉化するのは、周方向に間隔を空けた複数個所であってもよい。
　したがって、上述した第一実施形態によれば、コンプレッサケーシング１０は、金属材料から形成された低気孔率部１６Ｌと、高気孔率部１６Ｈと、を備える。このような構成によれば、コンプレッサケーシング１０の低気孔率部１６Ｌに対し、高気孔率部１６Ｈは気孔率が高いので、熱伝導性が低くなる。このような高気孔率部１６Ｈを部分的に設けることで、コンプレッサケーシング１０の熱伝導性を部分的に制御しつつ、低気孔率部１６Ｌにより必要な剛性を維持することができる。
　その結果、コンプレッサケーシング１０を介しての熱伝達を抑え、ターボチャージャ１Ａの性能を向上することが可能となる。
　さらに、第一実施形態によれば、高気孔率部１６Ｈを、空隙を有するようにすることができる。これにより、高気孔率部１６Ｈは熱伝導性が低くなる。
　さらに、高気孔率部１６Ｈは、金属材料からなる粉体が存在しているようにすることができる。これにより、高気孔率部１６Ｈは密度が低く、気孔率が高くなり、熱伝導性が低くなる。
　これらのような高気孔率部１６Ｈは、溶融ビームの照射の際に、材料粉の少なくとも未溶融の状態とすればよく、容易に形成できる。
　さらに、高気孔率部１６Ｈは、コンプレッサＰのコンプレッサケーシング１０において、スクロール１４とホイール入口流路１１との間に形成されている。これにより、コンプレッサＰの出口側のスクロール１４から、コンプレッサホイール３によって昇温、昇圧される空気の熱が、ホイール入口流路１１側に伝わるのを抑えることができる。その結果、コンプレッサＰの入口側における吸込温度上昇が抑制され、コンプレッサＰの圧力比低下、効率低下を抑制することができる。
　さらに、コンプレッサケーシング１０を、金属積層法で形成することで、コンプレッサケーシング１０を、鋳造やダイキャストで形成した場合に比較し、薄肉化を図ることができる。
　このように、コンプレッサケーシング１０の薄肉化を図ることで、コンプレッサホイール３により昇温した空気の放熱を促進することができる。
　さらに、コンプレッサケーシング１０のタービンＴ側が輻射の影響で表面メタル温度が上昇するのに対し、コンプレッサケーシング１０のタービンＴとは反対側の外周壁１０Ｆの肉厚を薄くすることで、放熱効果を促進できる。
（第一実施形態の第一変形例）
　第一実施形態では、高気孔率部１６Ｈを、ホイール入口流路１１の一般部１８の外周側に形成したが、これに限るものではない。
　図４は、この発明の第一実施形態の第一変形例における図２に相当する断面図である。
　例えば、図４に示すように、高気孔率部１１６Ｈは、ホイール入口流路１１を形成するコンプレッサケーシング１０の傾斜部１７および一般部１８と、ホイール流路１２とを連続して形成するようにしてもよい。
　このように構成することで、ホイール流路１２、ディフューザ１３、および、スクロール１４からホイール入口流路１１への熱伝導が、高気孔率部１１６Ｈによってより効果的に抑制される。
（第一実施形態の第二変形例）
　第一実施形態においては、図２、図４に示すように、高気孔率部１６Ｈ，１１６Ｈを周方向に連続して全周に形成したが、この構成に限られない。例えば、高気孔率部１６Ｈ，１１６Ｈは、周方向に間隔を空けて複数個所に設けるようにしてもよい。
（第二実施形態）
　次に、この発明の第二実施形態を図面に基づき説明する。この第二実施形態の説明においては、図１を援用するとともに、第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明する。さらに、第一実施形態で説明した構成と共通するターボチャージャの全体構成については、その詳細説明を省略する。
　図１に示すように、ターボチャージャ（回転機械）１Ｂは、タービンホイール２、コンプレッサホイール３、回転軸４、ジャーナルベアリング５Ａ，５Ｂ、及び軸受ハウジング６を備えている。
　タービンＴは、タービンホイール２を収容したタービンケーシング（ケーシング）３１を備えている。タービンケーシング３１は、軸受ハウジング６の一端側に取付金具３２を介して取り付けられている。タービンケーシング３１は、軸受ハウジング６に対向する位置に開口部３１ａを有している。この開口部３１ａ内に、周方向に複数のタービン翼２ｗを備えたタービンホイール２が収容されている。
　図５は、この発明の第二実施形態におけるタービンの断面図である。
　図５に示すように、タービンケーシング３１は、ガス導入部（図示無し）と、スクロール流路３４と、排気部３５と、を備えている。
　ガス導入部（図示無し）は、エンジン（図示無し）から排出される排気ガスの一部をタービンケーシング３１内に送り込む。
　スクロール流路３４は、ガス導入部（図示無し）に連続して、タービンホイール２の外周側を取り囲むように周方向に連続して形成されている。スクロール流路３４は、その周方向の少なくとも一部で、タービンホイール２の外周部に面するよう設けられ、タービンホイール２を回転駆動させる排ガスが流れる流路を形成する。
　ガス導入部３３から流れ込んだ排気ガスは、スクロール流路３４に沿ってタービンホイール２の外周側を周方向に沿って流れる。このように周方向に沿って流れる排気ガスがタービンホイール２のタービン翼２ｗに当たることで、タービンホイール２が回転駆動される。排気ガスは、タービンホイール２の外周側で各タービン翼２ｗに当たることで、その流れの向きが変わる。タービン翼２ｗによって流れの向きが変換された排気ガスは、タービンホイール２の内周側から排気部３５内に排出される。
　排気部３５は、中心軸Ｃに沿って軸受ハウジング６から離間する方向に連続する筒状に形成されている。排気部３５は、軸受ハウジング６から離間するにしたがって、その内径が漸次増大するテーパ部３５ｔと、テーパ部３５ｔよりも下流側に設けられ、その内径が一定とされたストレート部３５ｓと、を有している。排気ガスは、排気部３５内を中心軸Ｃに沿って軸受ハウジング６から離間する方向に流れる。
　タービンケーシング３１の一部には、高気孔率部３６Ｈが形成されている。このような高気孔率部３６Ｈは、例えば、スクロール流路３４の外周壁部３４ｗ、排気部３５のテーパ部３５ｔ、および、ストレート部３５ｓわたって連続して形成されている。高気孔率部３６Ｈは、タービンケーシング３１の周方向に連続して形成されている。高気孔率部３６Ｈはタービンケーシング３１の外周面３１ｆ及び内周面３１ｇに露出しないよう形成されている。
　高気孔率部３６Ｈは、タービンケーシング３１の外周面から外方への熱伝導を抑制する。この高気孔率部３６Ｈは、タービンケーシング３１において、高気孔率部３６Ｈ以外の部分を形成する低気孔率部（主部）３６Ｌよりも、気孔率が高く形成されている。
　低気孔率部３６Ｌと高気孔率部３６Ｈとは、上述した金属積層法で形成できる。この金属積層法で形成する際、低気孔率部３６Ｌと高気孔率部３６Ｈとは、溶融ビームを照射する工程で、照射する溶融ビームの出力、ビーム走査速度、ビーム走査線幅等を調整することで形成される。
　この実施形態の回転機械、回転機械のケーシングの製造方法では、タービンケーシング３１の低気孔率部３６Ｌに対し、高気孔率部３６Ｈは気孔率が高いので、熱伝導性が低くなる。このような高気孔率部３６Ｈを部分的に設けることで、タービンケーシング３１の熱伝導性を部分的に制御しつつ、低気孔率部３６Ｌにより必要な剛性を維持することができる。
　その結果、タービンケーシング３１を介した熱伝達を抑え、ターボチャージャ１Ｂの性能を向上することが可能となる。
　高気孔率部３６Ｈは、タービンケーシング３１の外周部に形成することができる。ここで、タービンケーシング３１の外周部とは、例えば、タービンケーシング３１の厚さ方向における中心よりも外側（外周側）の部分である。このように高気孔率部３６Ｈを形成することで、タービンケーシング３１内を通る排ガスの熱がタービンケーシング３１を通して放出されることを抑制できる。さらに、タービンケーシング３１の外周部にのみ気孔率の高い高気孔率部３６Ｈを形成することで、高温ガスに晒されるタービンケーシング３１の内面の耐酸化性を維持することができる。さらに、排ガスの熱が放出されることを抑制できるため、排気部３５よりも下流に設けられる触媒に、より温度の高い排気ガスを送り込むことができる。触媒は温度依存性があるため、排気ガス温度の温度低下を抑えることで触媒をより効率よく機能させることができる。
（第二実施形態の第一変形例）
　上述した第二実施形態においては、高気孔率部３６Ｈを、例えば、スクロール流路３４の外周壁部３４ｗ、排気部３５のテーパ部３５ｔ、ストレート部３５ｓにわたって連続して形成する場合について説明したが、この構成に限られない。
　図６は、この発明の第二実施形態の第一変形例における図５に相当する断面図である。
　図６に示すように、高気孔率部１３６Ｈは、例えば、スクロール流路３４の外周壁部３４ｗのみに形成するようにしてもよい。より具体的には、高気孔率部１３６Ｈは、タービンケーシング３１のうち、排気部３５などには形成せずに、スクロール流路３４にのみ形成するようにしてもよい。
　この第一変形例によれば、スクロール流路３４の外周壁部３４ｗに高気孔率部１３６Ｈを形成すると、スクロール流路３４の外周壁部３４ｗを介して、スクロール流路３４を流れる排気ガスの熱が放出されることを抑制できる。これにより、タービンホイール２に送り込まれる排気ガスの温度低下を抑え、タービンＴの出力の低減を抑えることができる。
（第二実施形態の第二変形例）
　図７は、この発明の第二実施形態の第二変形例における図５に相当する断面図である。
　図７に示すように、高気孔率部２３６Ｈは、例えば、排気部３５のテーパ部３５ｔ、ストレート部３５ｓのみに設けるようにしてもよい。
　この第二変形例によれば、排気部３５を介し、排気部３５を流れる排気ガスの熱が放出されるのを抑えることができる。これにより、排気部３５の後流側に設けられる触媒に、より温度の高い排気ガスを送り込むことができる。その結果、触媒をより効率よく機能させることができる。
（第二実施形態の第二変形例）
　図５から図７では、高気孔率部３６Ｈ，１３６Ｈ，２３６Ｈを周方向に連続して全周に形成する場合を例示した。しかし、この構成に限られず、例えば、高気孔率部３６Ｈ，１３６Ｈ，２３６Ｈは、周方向に間隔を空けて複数個所に設けるようにしてもよい。
（その他の実施形態）
　この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲において、設計変更可能である。
　上述した第一実施形態においては、高気孔率部１６Ｈが、金属材料からなる粉体が未溶融の状態で存在している空隙を有する場合について説明した。しかし、高気孔率部１６Ｈは、空隙から粉体を除去しても良い。この場合、ケーシングに粉体除去用の孔などを形成すれば紛体を除去することができる。
　さらに、上述した実施形態においては、オープン型のインペラを一例に説明した。しかし、インペラは、オープン型に限られず、例えば、カバー部を一体に備えるクローズ型のインペラであっても良い。
　さらに、回転機械として、ターボチャージャ１Ａ，１Ｂを例にして説明した。しかし、回転機械は、ターボチャージャに限られず、例えば、スーパーチャージャ、タービンエンジン等であっても良い。
　この発明は、回転機械、回転機械のケーシングの製造方法に適用できる。この発明によれば、ケーシングを介しての熱伝達を抑え、回転機械の性能を向上することが可能となる。
１Ａ，１Ｂ　ターボチャージャ（回転機械）
２　タービンホイール
２ｗ　タービン翼
３　コンプレッサホイール
４　回転軸（回転体）
４ａ　　第一端部
４ｂ　第二端部
４ｎ　ネジ部
５Ａ，５Ｂ　ジャーナルベアリング
６　軸受ハウジング
７　ナット
１０　コンプレッサケーシング（ケーシング）
１０Ｆ　外周壁
１１　ホイール入口流路（入口流路）
１２　ホイール流路
１２ａ　最外周部
１３　ディフューザ
１４　スクロール
１４ａ　端部
１５ａ　曲面
１６Ｈ，３６Ｈ，１１６Ｈ，１３６Ｈ，２３６Ｈ　高気孔率部
１６Ｌ，３６Ｌ　低気孔率部（主部、残部）
１７　傾斜部
１８　一般部
１８ｆ　内周面
１９　ブレード部
１９ｇ　外縁
３１　タービンケーシング（ケーシング）
３１ａ　開口部
３１ｆ　外周面
３１ｇ　内周面
３２　取付金具
３４　スクロール流路
３４ｗ　外周壁部
３５　排気部
３５ｓ　ストレート部
３５ｔ　テーパ部
６０ａ，６０ｂ　開口部
６１Ａ，６１Ｂ　ベアリング収容部
Ｃ　中心軸
Ｐ　コンプレッサ
Ｔ　タービン

Claims (7)

  1. 　中心軸回りに回転する回転体と、
    　前記回転体の少なくとも一部を収容するケーシングと、を備え、
    　前記ケーシングは、金属材料から形成された主部と、前記主部と同材料で形成され、かつ前記主部よりも気孔率が高い高気孔率部と、を備える回転機械。
  2. 　前記高気孔率部は、空隙を有する請求項１に記載の回転機械。
  3. 　前記高気孔率部は、前記金属材料からなる粉体が存在している請求項１に記載の回転機械。
  4. 　前記高気孔率部は、前記中心軸の周方向に間隔を空けた複数個所に設けられている、請求項１に記載の回転機械。
  5. 　前記回転機械はターボチャージャであり、
    　前記ケーシングは、前記ターボチャージャのコンプレッサケーシングであり、
    　前記高気孔率部は、前記コンプレッサケーシングに形成されたスクロール流路と入口流路との間に形成されている請求項１に記載の回転機械。
  6. 　前記回転機械はターボチャージャであり、
    　前記ケーシングは、前記ターボチャージャのタービンケーシングであり、
    　前記高気孔率部は、前記タービンケーシングの外周部に形成されている請求項１に記載の回転機械。
  7. 　請求項１から６の何れか一項に記載の回転機械の前記ケーシングの製造方法であって、
    　前記ケーシングを形成する金属材料からなる材料粉を敷き詰めて材料粉層を形成する工程と、溶融ビームを照射して前記材料粉を溶融させる工程と、を繰り返すことで前記ケーシングを形成し、
    　前記材料粉を溶融させる工程は、前記溶融ビームの出力、ビーム走査速度、及びビーム走査線幅の少なくとも一つを調整することで、前記ケーシングの一部に、前記ケーシングの残部よりも気孔率が高い高気孔率部を形成する、回転機械のケーシングの製造方法。
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