WO2020105474A1 - 排気タービン装置 - Google Patents

排気タービン装置

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WO2020105474A1
WO2020105474A1 PCT/JP2019/043843 JP2019043843W WO2020105474A1 WO 2020105474 A1 WO2020105474 A1 WO 2020105474A1 JP 2019043843 W JP2019043843 W JP 2019043843W WO 2020105474 A1 WO2020105474 A1 WO 2020105474A1
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WO
WIPO (PCT)
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exhaust
partition plate
housing
groove
passage
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2019/043843
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
村山　友一
孝治 橋本
恩碩 崔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by IHI Corp filed Critical IHI Corp
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Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00

Definitions

  • Patent Document 1 discloses a partition plate arranged at an exhaust introduction port of a turbine housing.
  • the outer shape of the partition plate is determined based on the minimum thickness of the partition plate and an arc having a predetermined radius. By forming the partition plate into the determined outer shape, cracks are more likely to occur in the central portion of the partition plate than in both end portions thereof.
  • the crack may reach the outer surface of the turbine housing depending on the propagation direction of the crack generated in the partition plate.
  • exhaust gas may leak from the turbine housing to the outside.
  • the present disclosure aims to provide an exhaust turbine device capable of suppressing external leakage of exhaust gas.
  • an exhaust turbine device of the present disclosure includes a housing in which a housing portion that houses a turbine impeller is formed, and a housing that is formed in the housing and that is located radially outside of the housing portion.
  • a housing in which a housing portion that houses a turbine impeller is formed, and a housing that is formed in the housing and that is located radially outside of the housing portion.
  • an exhaust flow path To the communication part that communicates with the housing part, an exhaust flow path, a partition plate provided in the exhaust flow path, and a base end part that is formed on the partition plate and is closest to the exhaust introduction port A groove extending in a direction away from the mouth.
  • the base end portion of the groove may be located on the end face of the partition plate on the exhaust introduction port side.
  • the exhaust passage may be formed in the housing and continuous with the accommodating portion in the rotational axis direction of the turbine impeller, and the groove may extend from the base end portion in a direction close to the exhaust passage.
  • the groove may extend from the base end portion toward the communication portion.
  • a discharge flow passage formed in the housing and continuous in the rotation axis direction of the turbine impeller with respect to the accommodation portion, and a bypass flow passage having an inlet end open to the exhaust flow passage and an outlet end open to the discharge flow passage. Further provided, the groove may extend toward the outlet end side of the bypass flow passage.
  • the groove may include a bottom surface portion, and a pair of side wall portions provided on both sides of the bottom surface portion so as to face each other and have a separation distance increasing from the bottom surface portion toward the surface of the partition plate.
  • Grooves may be intermittently formed in the partition plate.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view of a supercharger.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of FIG.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view of the turbine housing of the present embodiment as seen from the outer diameter side exhaust introduction port side.
  • FIG. 4 is a schematic perspective view of the turbine housing of the present embodiment as viewed from the inner diameter side exhaust introduction port side.
  • FIG. 5 is a diagram in which the broken line portion shown in FIG. 3 is extracted.
  • FIG. 6 is a schematic perspective view of the turbine housing of the modified example as viewed from the outer diameter side exhaust introduction port side.
  • FIG. 7 is a schematic perspective view of the turbine housing of the modified example as seen from the inner diameter side exhaust introduction port side.
  • FIG. 8 is a schematic perspective view of a modified turbine housing viewed from the waste gate port side.
  • FIG. 9 is a diagram in which the broken line portion shown in FIG. 6 is extracted.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view of the supercharger TC.
  • the arrow L direction shown in FIG. 1 will be described as the left side of the supercharger TC.
  • the arrow R direction shown in FIG. 1 will be described as the right side of the supercharger TC.
  • the supercharger TC includes a supercharger body 1.
  • the supercharger body 1 includes a bearing housing 3, a turbine housing (housing) 5, and a compressor housing 7.
  • the turbine housing 5 is connected to the left side of the bearing housing 3 by a fastening mechanism 9.
  • the compressor housing 7 is connected to the right side of the bearing housing 3 by a fastening bolt 11.
  • the exhaust turbine device T includes a bearing housing 3 and a turbine housing 5.
  • the centrifugal compressor C includes a bearing housing 3 and a compressor housing 7.
  • a protrusion 3 a is provided on the outer peripheral surface of the bearing housing 3.
  • the protrusion 3a is provided on the turbine housing 5 side.
  • the protrusion 3 a projects in the radial direction of the bearing housing 3.
  • a protrusion 5 a is provided on the outer peripheral surface of the turbine housing 5.
  • the protrusion 5a is provided on the bearing housing 3 side.
  • the protrusion 5 a projects in the radial direction of the turbine housing 5.
  • the bearing housing 3 and the turbine housing 5 are band-fastened by the fastening mechanism 9.
  • the fastening mechanism 9 is composed of, for example, a G coupling.
  • the fastening mechanism 9 holds the protrusions 3a and 5a.
  • a bearing hole 3b is formed in the bearing housing 3.
  • the bearing hole 3b penetrates in the left-right direction of the supercharger TC.
  • the bearing hole 3b rotatably supports the shaft 13 via a slide bearing.
  • a turbine impeller 15 is provided at the left end of the shaft 13.
  • the turbine impeller 15 is arranged in the turbine housing 5.
  • the turbine impeller 15 is rotatably housed in the turbine housing 5.
  • a compressor impeller 17 is provided at the right end of the shaft 13.
  • the compressor impeller 17 is arranged in the compressor housing 7.
  • the compressor impeller 17 is rotatably accommodated in the compressor housing 7.
  • An intake port 19 is formed in the compressor housing 7.
  • the intake port 19 opens on the right side of the supercharger TC.
  • the intake port 19 is connected to an air cleaner (not shown).
  • a diffuser flow path 21 is formed by the facing surfaces of the bearing housing 3 and the compressor housing 7.
  • the diffuser flow path 21 pressurizes the air.
  • the diffuser flow path 21 is formed in an annular shape.
  • the diffuser flow passage 21 communicates with the intake port 19 via the compressor impeller 17 inside the shaft 13 in the radial direction.
  • a compressor scroll passage 23 is formed in the compressor housing 7.
  • the compressor scroll flow path 23 is formed in an annular shape.
  • the compressor scroll passage 23 is located, for example, outside the diffuser passage 21 in the radial direction of the shaft 13.
  • the compressor scroll flow passage 23 communicates with an intake port (not shown) of the engine and the diffuser flow passage 21.
  • the intake air is pressurized and accelerated in the process of flowing between the blades of the compressor impeller 17.
  • the pressurized and accelerated air is pressurized in the diffuser flow passage 21 and the compressor scroll flow passage 23.
  • the pressurized air is guided to the intake port of the engine.
  • an exhaust flow passage 25, a housing portion 27, a communication portion 29, and an exhaust flow passage EF are formed.
  • the discharge flow path 25 opens on the left side of the supercharger TC.
  • the exhaust flow path 25 is connected to an exhaust gas purification device (not shown).
  • the discharge flow path 25 communicates with the housing portion 27.
  • the discharge flow path 25 is continuous with the housing portion 27 in the rotation axis direction of the turbine impeller 15.
  • the housing portion 27 houses the turbine impeller 15.
  • a communication portion 29 is arranged on the outer peripheral side of the housing portion 27 (outside in the radial direction of the turbine impeller 15).
  • the communication part 29 is formed in an annular shape.
  • the communication part 29 connects the accommodation part 27 and the exhaust flow path EF.
  • the exhaust passage EF is arranged on the outer peripheral side of the housing portion 27.
  • the exhaust flow path EF is located, for example, outside the communication portion 29 in the radial direction of the shaft 13.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of FIG. In FIG. 2, only the outer circumference of the turbine impeller 15 is shown by a circle.
  • an exhaust passage EF is formed on the outside in the radial direction of the housing portion 27 (turbine impeller 15).
  • the exhaust passage EF includes a turbine scroll passage 31, an exhaust introduction port 33, and an exhaust introduction passage 35.
  • the turbine scroll passage 31 is formed in an annular shape over the entire circumference of the accommodation portion 27 (turbine impeller 15).
  • the turbine scroll flow passage 31 communicates with the housing portion 27 via the communication portion 29 (see FIG. 1).
  • the exhaust gas inlet 33 opens outside the turbine housing 5. Exhaust gas discharged from an exhaust manifold of an engine (not shown) is introduced into the exhaust introduction port 33.
  • An exhaust introduction passage 35 is formed between the exhaust introduction port 33 and the turbine scroll passage 31.
  • the exhaust introduction path 35 connects the exhaust introduction port 33 and the turbine scroll passage 31.
  • the exhaust gas introduction path 35 is formed in a straight line, for example.
  • the exhaust gas introducing passage 35 guides the exhaust gas introduced from the exhaust gas introducing port 33 to the turbine scroll passage 31.
  • the turbine scroll passage 31 guides the exhaust gas introduced from the exhaust introduction passage 35 to the accommodation portion 27 via the communication portion 29 (see FIG. 1).
  • the exhaust passage EF includes an exhaust introduction port 33, an exhaust introduction passage 35, a turbine scroll passage 31 and a communication part 29.
  • the exhaust flow path EF extends from the exhaust introduction port 33 to the communication part 29.
  • a bypass passage 37 and a partition plate 39 are formed in the turbine housing 5.
  • an inlet end OP is opened in the exhaust flow passage EF, and an outlet end (a waste gate port WP described later) is opened in the discharge flow passage 25 (see FIG. 1). More specifically, in the bypass flow passage 37, the inlet end OP is opened to the exhaust introduction passage 35 and the outlet end is opened to the discharge flow passage 25.
  • the bypass passage 37 connects (connects) the exhaust introduction passage 35 and the discharge passage 25.
  • a wastegate port WP (see FIG. 1) is formed at the outlet end of the bypass flow path 37.
  • a wastegate valve WV capable of opening and closing the wastegate port WP is arranged at the outlet end of the bypass passage 37.
  • the waste gate valve WV is arranged in the discharge flow path 25.
  • the bypass flow path 37 bypasses a part of the exhaust gas flowing through the exhaust introduction path 35 by bypassing the housing portion 27 (turbine impeller 15) and the discharge flow path 25. Drain to.
  • the partition plate 39 is arranged in the exhaust passage EF. More specifically, the partition plate 39 is arranged in the exhaust gas introduction port 33, the exhaust gas introduction passage 35, and the turbine scroll passage 31.
  • the partition plate 39 is connected to the exhaust introduction port 33, the exhaust introduction passage 35, and the inner surface of the turbine scroll passage 31 in the rotation axis direction of the turbine impeller 15 (hereinafter, also referred to as the short side direction of the partition plate 39). To be done.
  • the partition plate 39 extends in a direction away from the exhaust gas introduction port 33.
  • the partition plate 39 extends along the exhaust passage EF. That is, the partition plate 39 extends along the exhaust flow direction in which the exhaust gas flows (hereinafter, also referred to as the longitudinal direction of the partition plate 39).
  • the upstream side in the exhaust flow direction is simply referred to as the upstream side.
  • the downstream side in the exhaust flow direction is simply referred to as the downstream side.
  • the partition plate 39 has an upstream end arranged at the exhaust introduction port 33, and a downstream end facing the communication portion 29 (see FIG. 1).
  • the partition plate 39 partitions (divides) the exhaust passage EF in the radial direction of the turbine impeller 15 (hereinafter, simply referred to as the radial direction).
  • the partition plate 39 divides the exhaust passage EF in the radial direction of the turbine impeller 15.
  • the invention is not limited to this, and the partition plate 39 may divide the exhaust passage EF in the rotation axis direction of the turbine impeller 15. That is, the lateral direction of the partition plate 39 may be the rotational axis direction of the turbine impeller 15 or the radial direction orthogonal to the rotational axis direction.
  • the partition plate 39 is arranged in the exhaust introduction port 33, the exhaust introduction passage 35, and the turbine scroll passage 31.
  • the invention is not limited to this, and the partition plate 39 may be disposed only in the exhaust gas introduction port 33 and the exhaust gas introduction passage 35. That is, the partition plate 39 may not be arranged in the turbine scroll passage 31.
  • the partition plate 39 may be provided at least in the exhaust gas introducing port 33 and the exhaust gas introducing passage 35.
  • the partition plate 39 divides the exhaust gas introduction port 33 in the radial direction.
  • the exhaust gas introduction port 33 is divided by a partition plate 39 into an inner diameter side exhaust gas introduction port 33a and an outer diameter side exhaust gas introduction port 33b.
  • the inner diameter side exhaust introduction port 33a is located inside the turbine impeller 15 in the radial direction with respect to the outer diameter side exhaust introduction port 33b.
  • the inner diameter side exhaust introduction port 33a is formed side by side with the outer diameter side exhaust introduction port 33b in the radial direction.
  • the exhaust gas discharged from the engine (not shown) is branched into two (plural) in an exhaust manifold (not shown).
  • One of the two exhaust gases is introduced into the inner diameter side exhaust introduction port 33a, and the other is introduced into the outer diameter side exhaust introduction port 33b.
  • the partition plate 39 divides the exhaust gas introduction passage 35 in the radial direction.
  • the exhaust gas introduction path 35 is divided by a partition plate 39 into an inner diameter side exhaust gas introduction path 35a and an outer diameter side exhaust gas introduction path 35b.
  • the inner diameter side exhaust introduction passage 35a is located radially inside the turbine impeller 15 with respect to the outer diameter side exhaust introduction passage 35b.
  • the inner diameter side exhaust introduction passage 35a is formed side by side with the outer diameter side exhaust introduction passage 35b in the radial direction of the turbine impeller 15.
  • the inner diameter side exhaust introduction passage 35a communicates with the inner diameter side exhaust introduction port 33a.
  • the outer diameter side exhaust introduction passage 35b communicates with the outer diameter side exhaust introduction port 33b.
  • the bypass flow passage 37 includes an inner diameter side bypass flow passage 37a and an outer diameter side bypass flow passage 37b.
  • the inner diameter side bypass flow passage 37a is connected to the inner diameter side exhaust introduction passage 35a.
  • the outer diameter side bypass flow passage 37b is connected to the outer diameter side exhaust introduction passage 35b.
  • the inner diameter side bypass flow passage 37a connects the inner diameter side exhaust introduction passage 35a and the discharge flow passage 25.
  • the outer diameter side bypass flow path 37b connects the outer diameter side exhaust gas introduction path 35b and the discharge flow path 25.
  • a partition wall 41 is provided between the inner diameter side bypass flow channel 37a and the outer diameter side bypass flow channel 37b.
  • the partition wall 41 has one end arranged at the inlet end OP of the bypass flow passage 37 and the other end arranged at the outlet end (waste gate port WP) of the bypass flow passage 37.
  • the partition wall 41 divides the inner diameter side bypass flow channel 37a and the outer diameter side bypass flow channel 37b.
  • the inner diameter side bypass passage 37a guides a part of the exhaust gas flowing through the inner diameter side exhaust introduction passage 35a (see FIG. 2) to the waste gate port WP.
  • the outer diameter side bypass flow path 37b guides a part of the exhaust gas flowing through the outer diameter side bypass flow path 37b (see FIG. 2) to the waste gate port WP.
  • the partition plate 39 divides the turbine scroll passage 31 in the radial direction.
  • the turbine scroll passage 31 is divided by a partition plate 39 into an inner diameter side turbine scroll passage 31a and an outer diameter side turbine scroll passage 31b.
  • the inner diameter side turbine scroll flow passage 31a is located radially inward of the outer diameter side turbine scroll flow passage 31b.
  • the inner diameter side turbine scroll passage 31a is formed side by side with the outer diameter side turbine scroll passage 31b in the radial direction.
  • the inner diameter side turbine scroll passage 31a communicates with the inner diameter side exhaust introduction passage 35a.
  • the outer diameter side turbine scroll passage 31b communicates with the outer diameter side exhaust introduction passage 35b.
  • the inner diameter side turbine scroll passage 31a becomes smaller in width in the radial direction as it goes away from the inner diameter side exhaust introduction passage 35a.
  • the inner diameter side turbine scroll passage 31a has a radial width that decreases from the upstream side toward the downstream side.
  • the outer diameter side turbine scroll passage 31b has a radial width that becomes smaller as the distance from the outer diameter side exhaust introduction passage 35b increases. That is, the outer diameter side turbine scroll passage 31b has a radial width that decreases from the upstream side to the downstream side.
  • the accommodating portion 27 communicates with the inner diameter side turbine scroll passage 31a through the communicating portion 29 on the left half circumference in FIG.
  • the accommodating portion 27 communicates with the outer diameter side turbine scroll passage 31b through the communicating portion 29 on the right half circumference in FIG.
  • the position communicating with the inner diameter side turbine scroll passage 31a differs from the position communicating with the outer diameter side turbine scroll passage 31b in the circumferential direction of the turbine impeller 15.
  • the turbine housing 5 is formed with a first tongue portion 43a and a second tongue portion 43b.
  • the first tongue portion 43a is formed at the downstream end of the partition plate 39. That is, the first tongue portion 43a is formed at the end of the partition plate 39 on the side separated from the exhaust gas introduction port 33.
  • the first tongue portion 43a is provided at a position facing the downstream end (downstream end) of the inner diameter side turbine scroll passage 31a.
  • the first tongue portion 43a partitions the turbine scroll passage 31a on the inner diameter side and the turbine scroll passage 31b on the outer diameter side.
  • the second tongue portion 43b is provided at a position facing the downstream end (downstream end) of the outer diameter side turbine scroll passage 31b.
  • the second tongue portion 43b partitions the outer diameter side turbine scroll passage 31b and the inner diameter side turbine scroll passage 31a.
  • the exhaust gas exhausted from the exhaust manifold of the engine (not shown) is guided to the exhaust flow path 25 via the exhaust flow path EF, the communication section 29, and the housing section 27.
  • the exhaust gas guided to the exhaust passage 25 rotates the turbine impeller 15 in the distribution process.
  • the rotational force of the turbine impeller 15 is transmitted to the compressor impeller 17 via the shaft 13.
  • the air pressure is increased as described above. In this way, air is guided to the intake port of the engine.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view of the turbine housing 5 of the present embodiment as viewed from the outer diameter side exhaust introduction port 33b side.
  • FIG. 4 is a schematic perspective view of the turbine housing 5 of the present embodiment as viewed from the inner diameter side exhaust introduction port 33a side. As shown in FIGS. 3 and 4, a groove 45 is formed in the partition plate 39.
  • the groove 45 extends from the base end portion ST located closest to the exhaust gas introduction port 33 in the direction away from the exhaust gas introduction port 33 (exhaust gas flow direction).
  • the base end portion ST of the groove 45 is located on the end surface of the partition plate 39 on the exhaust introduction port 33 side, and the end portion of the groove 45 is the communication portion 29 of the partition plate 39 (see FIG. 1). It is located on the side end face. That is, the groove 45 is formed along the extending direction of the partition plate 39 from the upstream end to the downstream end of the partition plate 39.
  • the groove 45 is formed at the center position CP of the partition plate 39 in the lateral direction SD on the end surface of the partition plate 39 on the exhaust introduction port 33 side.
  • the groove 45 is not limited to this, and on the end surface of the partition plate 39 on the exhaust introduction port 33 side, the groove 45 is displaced from the central position CP to either one of both ends BE in the lateral direction SD of the partition plate 39. It may be formed at a different position. In that case, the groove 45 may be formed so as to approach the center position CP from both ends BE along the direction away from the exhaust gas introduction port 33.
  • the base end portion ST of the groove 45 is arranged at a position displaced from the center position CP of the partition plate 39 to either one of the two end portions BE, and the terminal end portion of the groove 45 is located at the center position CP of the partition plate 39. May be placed in.
  • a position where the base end portion ST is arranged and a position where the end portion is arranged (center) It may be arranged at a position between the position CP) and the position CP).
  • the terminal end of the groove 45 may be arranged at a position displaced from the central position CP of the partition plate 39 to either one of the both ends BE.
  • FIG. 5 is a diagram in which the broken line portion shown in FIG. 3 is extracted.
  • the groove 45 includes a bottom surface portion 45a and a pair of side wall portions 45b.
  • the pair of side wall portions 45b are provided so as to face each other on both sides of the bottom surface portion 45a.
  • the distance between the pair of side wall portions 45b increases as it goes from the bottom surface portion 45a to the surface of the partition plate 39.
  • the pair of side wall portions 45b are tapered portions that are inclined with respect to the lateral direction SD of the partition plate 39.
  • the present invention is not limited to this, and the distance between the pair of side wall portions 45b may not increase as the distance from the bottom surface portion 45a toward the surface of the partition plate 39 increases.
  • the pair of side wall portions 45b may have a constant separation distance from the bottom surface portion 45a toward the surface of the partition plate 39.
  • the base end portion ST is located on the end face of the partition plate 39 on the exhaust introduction port 33 (see FIG. 3 and FIG. 4) side, and the terminal end portion of the partition plate 39 is the communicating portion 29 (see FIG. 1)) end surface.
  • the groove 45 is not limited to this, and the base end portion ST may be formed at a position separated from the end surface of the partition plate 39 on the exhaust introduction port 33 side.
  • the groove 45 may be formed such that the terminal end thereof is separated from the end surface of the partition plate 39 on the side of the communication portion 29. That is, the groove 45 may be formed between the upstream end and the downstream end of the partition plate 39.
  • the groove 45 of the present embodiment is formed on both side surfaces of the partition plate 39 in the thickness direction TD.
  • the invention is not limited to this, and the groove 45 may be formed only on one side surface of the partition plate 39 in the thickness direction TD.
  • One groove 45 of this embodiment is provided in the partition plate 39.
  • the present invention is not limited to this, and a plurality of grooves 45 may be provided in the partition plate 39.
  • a plurality of grooves 45 may be provided in the lateral direction SD of the partition plate 39.
  • a plurality of grooves 45 may be provided along the extending direction of the partition plate 39 (exhaust gas flow direction). That is, in the partition plate 39, the groove 45 may be continuous from the base end portion ST to the end portion, or may be intermittent. In other words, the groove 45 may be continuously or intermittently formed in the partition plate 39. By forming the groove 45 intermittently, it is possible to suppress the progress of cracks more than when the groove 45 is formed continuously.
  • a crack may occur in a portion of the partition plate 39 where the thermal stress is high.
  • a plurality of portions having high thermal stress are generated in the partition plate 39.
  • cracks occur from any of the plurality of portions with high thermal stress. Therefore, if a plurality of portions with high thermal stress occur on the partition plate 39, it becomes difficult to predict the crack occurrence position.
  • the crack may propagate toward the outer surface of the turbine housing 5. When the crack reaches the outer surface of the turbine housing 5, the exhaust gas may leak from the turbine housing 5 to the outside.
  • the partition plate 39 of the present embodiment includes the groove 45.
  • the base end portion ST of the groove 45 is located on the end surface of the partition plate 39 on the exhaust introduction port 33 side.
  • a crack is likely to occur on the end surface of the partition plate 39 on the exhaust introduction port 33 side. Since the base end portion ST of the groove 45 is located on the end surface of the partition plate 39 on the exhaust introduction port 33 side, cracks are easily generated from the base end portion ST of the groove 45. In this way, the partition plate 39 of the present embodiment can control the crack generation position so as to generate from the groove 45 (that is, an arbitrary position).
  • the groove 45 extends in a direction away from the exhaust gas inlet 33 (exhaust gas flow direction). Thereby, the crack easily propagates along the extending direction of the groove 45. That is, the groove 45 can control the propagation direction of the crack. Since the groove 45 extends along the exhaust flow direction, the partition plate 39 of the present embodiment can suppress the possibility that a crack will propagate to the outer surface of the turbine housing 5. In the present embodiment, the groove 45 extends from the base end portion ST toward the communication portion 29. Therefore, the groove 45 can propagate a crack from the base end portion ST toward the communication portion 29, and can suppress the possibility that the crack propagates to the outer surface of the turbine housing 5.
  • FIG. 6 is a schematic perspective view of the turbine housing 105 of the modified example as viewed from the outer diameter side exhaust introduction port 33b side.
  • FIG. 7 is a schematic perspective view of the turbine housing 105 of the modified example as viewed from the inner diameter side exhaust introduction port 33a side.
  • Constituent elements which are substantially the same as those of the supercharger TC of the above-described embodiment are designated by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
  • the supercharger TC of the present modified example includes a turbine housing 105 instead of the turbine housing 5 of the above embodiment.
  • a partition plate 39 is formed on the turbine housing 105.
  • a groove 145 is formed in the partition plate 39.
  • the turbine housing 105 of this modification is different from the turbine housing 5 of the above embodiment in the shape of the groove 145 formed in the partition plate 39.
  • the groove 145 extends from the base end portion ST located closest to the exhaust gas introduction port 33 in the direction away from the exhaust gas introduction port 33 (exhaust gas flow direction).
  • the base end portion ST of the groove 145 is located on the end surface of the partition plate 39 on the exhaust introduction port 33 side.
  • the groove 145 extends from the base end portion ST toward the bypass flow path 37.
  • the groove 145 extends along the exhaust flow direction on the side surface of the partition plate 39 from the base end portion ST to the inlet end OP of the bypass passage 37.
  • FIG. 8 is a schematic perspective view of the modified turbine housing 105 as viewed from the waste gate port WP side.
  • the bypass channel 37 is provided with a partition wall (partition plate) 41 that partitions the inner diameter side bypass channel 37a and the outer diameter side bypass channel 37b.
  • the partition wall 41 extends from the inlet end OP (see FIGS. 6 and 7) of the bypass flow path 37 to the outlet end (waste gate port WP).
  • the partition wall 41 extends along the bypass flow path 37.
  • the partition wall 41 extends along the exhaust flow direction (hereinafter, also referred to as the longitudinal direction of the partition wall 41) flowing through the bypass channel 37.
  • the partition wall 41 is connected to the inner surface of the bypass flow path 37 in the lateral direction SD.
  • the groove 145 extends from the inlet end OP of the bypass flow path 37 toward the outlet end (waste gate port WP) side.
  • the groove 145 extends from the end surface of the partition wall 41 on the inlet end OP side of the bypass flow passage 37 to the end surface of the partition wall 41 on the outlet end side of the bypass flow passage 37. That is, in the present modification, the base end portion ST of the groove 145 is located on the end surface of the partition plate 39 on the exhaust introduction port 33 side, and the end portion EN of the groove 145 is on the end surface of the partition wall 41 on the outlet end side. To position.
  • the groove 145 extends to the side surface of the partition wall 41 along the exhaust flow direction of the bypass passage 37.
  • the groove 145 is formed at the center position CP of the partition plate 39 (see FIGS. 6 and 7) and the partition wall 41 in the lateral direction SD.
  • the groove 145 is not limited to this, and on the end surface of the partition plate 39 on the exhaust introduction port 33 side, the groove 145 is displaced from the center position CP to either one of both ends BE in the lateral direction SD of the partition plate 39. It may be formed at a different position. In that case, the groove 145 may be formed so as to approach the center position CP from both ends BE along the direction away from the exhaust introduction port 33.
  • the base end portion ST of the groove 145 is arranged at a position displaced from the center position CP of the partition plate 39 to either one of the end portions BE, and the end portion EN of the groove 145 is located at the center position CP of the partition wall 41. May be placed in.
  • the position where the base end portion ST is arranged and the end portion EN in the lateral direction SD of the partition plate 39 (partition wall 41) are formed. It may be arranged at a position between the arranged position (center position CP).
  • the present invention is not limited to this, and the end portion EN of the groove 145 may be arranged at a position displaced from the center position CP of the partition plate 39 to either one of the both end portions BE.
  • FIG. 9 is a diagram in which the broken line portion shown in FIG. 6 is extracted.
  • the groove 145 includes a bottom surface portion 145a and a pair of side wall portions 145b.
  • the pair of side wall portions 145b are provided so as to face each other on both sides of the bottom surface portion 145a.
  • the distance between the pair of side wall portions 145b increases as it goes from the bottom surface portion 145a to the surface of the partition plate 39.
  • the pair of side wall portions 145b are tapered portions that are inclined with respect to the lateral direction SD of the partition plate 39.
  • the present invention is not limited to this, and the pair of side wall portions 145b may not increase the separation distance from the bottom surface portion 145a toward the surface of the partition plate 39.
  • the pair of side wall portions 145b may have a constant separation distance from the bottom surface portion 145a toward the surface of the partition plate 39.
  • the base end portion ST is located on the end surface of the partition plate 39 on the exhaust introduction port 33 (see FIG. 6 and FIG. 7) side, and the end portion EN is the waste gate port WP ( (See FIG. 8) side end surface.
  • the groove 145 may be formed at a position where the base end portion ST is separated from the end face of the partition plate 39 on the exhaust introduction port 33 side.
  • the groove 145 may be formed such that the terminal end portion EN is separated from the end surface of the partition wall 41 on the waste gate port WP side.
  • the groove 145 of this modification is formed on both side surfaces of the partition plate 39 and the partition wall 41 in the thickness direction TD.
  • the present invention is not limited to this, and the groove 145 may be formed only on one side surface of the partition plate 39 and the partition wall 41 in the thickness direction TD.
  • One groove 145 of this modification is provided in the partition plate 39 and the partition wall 41.
  • the present invention is not limited to this, and a plurality of grooves 145 may be provided in the partition plate 39 and the partition wall 41.
  • a plurality of grooves 145 may be provided in the lateral direction SD of the partition plate 39 and the partition wall 41.
  • a plurality of grooves 145 may be provided along the extending direction (exhaust flow direction) of the partition plate 39 and the partition wall 41. That is, in the partition plate 39 and the partition wall 41, the groove 145 may be continuous from the base end portion ST to the end portion EN, or may be intermittent. In other words, the grooves 145 may be formed in the partition plate 39 and the partition wall 41 continuously or intermittently. By forming the groove 145 intermittently, the progress of cracks can be suppressed more than when the groove 145 is formed continuously.
  • the partition plate 39 and the partition wall 41 of this modified example are provided with a groove 145.
  • the groove 145 extends from the base end portion ST toward the outlet end (waste gate port WP) side of the bypass flow path 37. Therefore, the groove 145 can propagate the crack from the base end portion ST toward the waste gate port WP, and can suppress the possibility that the crack propagates to the outer surface of the turbine housing 5.
  • the groove 45 may extend from the exhaust gas introduction port 33 (base end portion ST) toward the direction in which it approaches the discharge flow path 25.
  • the turbine housing 5 on the exhaust flow passage 25 side of the exhaust flow passage EF is formed to be thicker than the exhaust flow passage EF on the side opposite to the exhaust flow passage 25. Therefore, by extending the groove 45 from the base end portion ST in the direction close to the discharge flow path 25, it is possible to suppress the possibility that a crack generated in the partition plate 39 propagates to the outer surface of the turbine housing 5. it can.
  • the present disclosure can be used for an exhaust turbine device.
  • Exhaust turbine device EF Exhaust flow passage 5: Turbine housing (housing) 15: Turbine impeller 25: Discharge flow passage 27: Housing portion 29: Communication portion 33: Exhaust introduction port 37: Bypass flow passage 39: Partition plate 45: Groove 45a: Bottom part 45b: A pair of side wall parts 105: Turbine housing (housing) 145: Groove 145a: Bottom part 145b: A pair of side wall parts

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Abstract

排気タービン装置Ｔは、排気流路ＥＦに設けられた仕切板３９と、仕切板３９に形成され、最も排気導入口３３側に位置する基端部から、排気導入口３３から離隔する方向に延在する溝４５と、を備える。

Description

排気タービン装置

　本開示は、排気タービン装置に関する。本出願は２０１８年１１月２１日に提出された日本特許出願第２０１８－２１８４４７号に基づく優先権の利益を主張するものであり、その内容は本出願に援用される。

　特許文献１には、タービンハウジングの排気導入口に配される仕切板について開示がある。仕切板の外形形状は、仕切板の最小肉厚と、所定の半径の円弧とに基づいて決定される。仕切板は、決定された外形形状に形成されることで、仕切板の両端部よりも中央部で亀裂が発生しやすくなる。

国際公開第２００６／１０１１２５号

　しかし、仕切板に発生した亀裂の進展方向によっては、亀裂は、タービンハウジングの外面まで到達する場合がある。亀裂がタービンハウジングの外面に到達すると、排気がタービンハウジングから外部に漏出するおそれがある。

　本開示は、排気の外部漏出を抑制することが可能な排気タービン装置を提供することを目的とする。

　上記課題を解決するために、本開示の排気タービン装置は、タービンインペラを収容する収容部が形成されたハウジングと、ハウジングに形成され、収容部の径方向外側に位置し、ハウジングの排気導入口から、収容部に連通する連通部まで延在する排気流路と、排気流路に設けられた仕切板と、仕切板に形成され、最も排気導入口側に位置する基端部から、排気導入口から離隔する方向に延在する溝と、を備える。

　溝の基端部は、仕切板のうち排気導入口側の端面に位置してもよい。

　ハウジングに形成され、収容部に対して、タービンインペラの回転軸方向に連続する排出流路を備え、溝は、基端部から排出流路に近接する方向に向かって延在してもよい。

　溝は、基端部から連通部に向かって延在してもよい。

　ハウジングに形成され、収容部に対して、タービンインペラの回転軸方向に連続する排出流路と、排気流路に入口端が開口し、排出流路に出口端が開口するバイパス流路と、をさらに備え、溝は、バイパス流路の出口端側に向かって延在してもよい。

　溝は、底面部と、底面部の両側に対向して設けられ、底面部から仕切板の表面に向かうにしたがって離隔距離が大きくなる一対の側壁部とを含んでもよい。

　仕切板には、溝が断続的に形成されてもよい。

　本開示によれば、排気の外部漏出を抑制することができる。

図１は、過給機の概略断面図である。 図２は、図１のＡ－Ａ線断面図である。 図３は、本実施形態のタービンハウジングを外径側排気導入口側から見た概略斜視図である。 図４は、本実施形態のタービンハウジングを内径側排気導入口側から見た概略斜視図である。 図５は、図３に示す破線部分を抽出した図である。 図６は、変形例のタービンハウジングを外径側排気導入口側から見た概略斜視図である。 図７は、変形例のタービンハウジングを内径側排気導入口側から見た概略斜視図である。 図８は、変形例のタービンハウジングをウェイストゲートポート側から見た概略斜視図である。 図９は、図６に示す破線部分を抽出した図である。

　以下に添付図面を参照しながら、本開示の一実施形態について説明する。実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。

　図１は、過給機ＴＣの概略断面図である。図１に示す矢印Ｌ方向を過給機ＴＣの左側として説明する。図１に示す矢印Ｒ方向を過給機ＴＣの右側として説明する。図１に示すように、過給機ＴＣは、過給機本体１を備える。過給機本体１は、ベアリングハウジング３、タービンハウジング（ハウジング）５、コンプレッサハウジング７を備える。タービンハウジング５は、ベアリングハウジング３の左側に締結機構９によって連結される。コンプレッサハウジング７は、ベアリングハウジング３の右側に締結ボルト１１によって連結される。排気タービン装置Ｔは、ベアリングハウジング３およびタービンハウジング５を含む。遠心圧縮機Ｃは、ベアリングハウジング３およびコンプレッサハウジング７を含む。

　ベアリングハウジング３の外周面には、突起３ａが設けられる。突起３ａは、タービンハウジング５側に設けられる。突起３ａは、ベアリングハウジング３の径方向に突出する。タービンハウジング５の外周面には、突起５ａが設けられる。突起５ａは、ベアリングハウジング３側に設けられる。突起５ａは、タービンハウジング５の径方向に突出する。ベアリングハウジング３とタービンハウジング５は、締結機構９によってバンド締結される。締結機構９は、例えば、Ｇカップリングで構成される。締結機構９は、突起３ａ、５ａを挟持する。

　ベアリングハウジング３には、軸受孔３ｂが形成される。軸受孔３ｂは、過給機ＴＣの左右方向に貫通する。軸受孔３ｂは、すべり軸受を介してシャフト１３を回転自在に軸支する。シャフト１３の左端部には、タービンインペラ１５が設けられる。タービンインペラ１５は、タービンハウジング５内に配される。タービンインペラ１５は、タービンハウジング５に回転自在に収容される。シャフト１３の右端部には、コンプレッサインペラ１７が設けられる。コンプレッサインペラ１７は、コンプレッサハウジング７内に配される。コンプレッサインペラ１７は、コンプレッサハウジング７に回転自在に収容される。

　コンプレッサハウジング７には、吸気口１９が形成される。吸気口１９は、過給機ＴＣの右側に開口する。吸気口１９は、不図示のエアクリーナに接続される。ベアリングハウジング３とコンプレッサハウジング７の対向面によって、ディフューザ流路２１が形成される。ディフューザ流路２１は、空気を昇圧する。ディフューザ流路２１は、環状に形成される。ディフューザ流路２１は、シャフト１３の径方向内側において、コンプレッサインペラ１７を介して吸気口１９に連通している。

　コンプレッサハウジング７には、コンプレッサスクロール流路２３が形成される。コンプレッサスクロール流路２３は、環状に形成される。コンプレッサスクロール流路２３は、例えば、ディフューザ流路２１よりもシャフト１３の径方向外側に位置する。コンプレッサスクロール流路２３は、不図示のエンジンの吸気口と、ディフューザ流路２１とに連通している。コンプレッサインペラ１７が回転すると、吸気口１９からコンプレッサハウジング７内に空気が吸気される。吸気された空気は、コンプレッサインペラ１７の翼間を流通する過程において加圧加速される。加圧加速された空気は、ディフューザ流路２１およびコンプレッサスクロール流路２３で昇圧される。昇圧された空気は、エンジンの吸気口に導かれる。

　タービンハウジング５には、排出流路２５と、収容部２７と、連通部２９と、排気流路ＥＦとが形成される。排出流路２５は、過給機ＴＣの左側に開口する。排出流路２５は、不図示の排気ガス浄化装置に接続される。排出流路２５は、収容部２７と連通する。排出流路２５は、収容部２７に対して、タービンインペラ１５の回転軸方向に連続する。収容部２７は、タービンインペラ１５を収容する。収容部２７の外周側（タービンインペラ１５の径方向外側）には、連通部２９が配される。連通部２９は、環状形状に形成される。連通部２９は、収容部２７と排気流路ＥＦとを連通させる。排気流路ＥＦは、収容部２７の外周側に配される。排気流路ＥＦは、例えば、連通部２９よりもシャフト１３の径方向外側に位置する。

　図２は、図１のＡ－Ａ線断面図である。図２では、タービンインペラ１５について、外周のみを円で示す。図２に示すように、収容部２７（タービンインペラ１５）の径方向外側には、排気流路ＥＦが形成される。排気流路ＥＦは、タービンスクロール流路３１と、排気導入口３３と、排気導入路３５とを備える。タービンスクロール流路３１は、収容部２７（タービンインペラ１５）の全周に亘って環状に形成される。タービンスクロール流路３１は、連通部２９（図１参照）を介して収容部２７と連通する。

　排気導入口３３は、タービンハウジング５の外部に開口する。排気導入口３３には、不図示のエンジンの排気マニホールドから排出される排気ガスが導入される。排気導入口３３とタービンスクロール流路３１との間には、排気導入路３５が形成される。排気導入路３５は、排気導入口３３とタービンスクロール流路３１とを接続する。排気導入路３５は、例えば、直線状に形成される。排気導入路３５は、排気導入口３３から導入された排気ガスをタービンスクロール流路３１に導く。タービンスクロール流路３１は、排気導入路３５から導入された排気ガスを、連通部２９（図１参照）を介して収容部２７に導く。排気流路ＥＦは、排気導入口３３、排気導入路３５、タービンスクロール流路３１および連通部２９を含む。排気流路ＥＦは、排気導入口３３から連通部２９まで延在している。

　タービンハウジング５には、バイパス流路３７と、仕切板３９とが形成される。バイパス流路３７は、排気流路ＥＦに入口端ＯＰが開口し、排出流路２５（図１参照）に出口端（後述するウェイストゲートポートＷＰ）が開口する。より具体的に、バイパス流路３７は、排気導入路３５に入口端ＯＰが開口し、排出流路２５に出口端が開口する。バイパス流路３７は、排気導入路３５と排出流路２５とを連通（接続）させる。バイパス流路３７の出口端には、ウェイストゲートポートＷＰ（図１参照）が形成される。バイパス流路３７の出口端には、ウェイストゲートポートＷＰを開閉可能なウェイストゲートバルブＷＶ（図１参照）が配される。ウェイストゲートバルブＷＶは、排出流路２５内に配される。ウェイストゲートバルブＷＶがウェイストゲートポートＷＰを開いたとき、バイパス流路３７は、排気導入路３５を流通する排気ガスの一部を、収容部２７（タービンインペラ１５）を迂回して排出流路２５に流出させる。

　仕切板３９は、排気流路ＥＦ内に配される。より具体的に、仕切板３９は、排気導入口３３、排気導入路３５、および、タービンスクロール流路３１内に配される。仕切板３９は、排気導入口３３、排気導入路３５、および、タービンスクロール流路３１の内面に対して、タービンインペラ１５の回転軸方向（以下、仕切板３９の短手方向ともいう）に接続される。仕切板３９は、排気導入口３３から離隔する方向に向かって延在する。仕切板３９は、排気流路ＥＦに沿って延在する。つまり、仕切板３９は、排気ガスが流れる排気流動方向（以下、仕切板３９の長手方向ともいう）に沿って延在する。以下、排気流動方向の上流側を単に上流側という。排気流動方向の下流側を単に下流側という。仕切板３９は、上流側の端部が排気導入口３３に配され、下流側の端部が連通部２９（図1参照）に面して配される。仕切板３９は、排気流路ＥＦをタービンインペラ１５の径方向（以下、単に径方向という）に仕切る（分割する）。

　本実施形態では、仕切板３９が排気流路ＥＦをタービンインペラ１５の径方向に分割する例について説明する。しかし、これに限定されず、仕切板３９は、排気流路ＥＦをタービンインペラ１５の回転軸方向に分割してもよい。つまり、仕切板３９の短手方向は、タービンインペラ１５の回転軸方向であっても、回転軸方向に直交する径方向であってもよい。

　本実施形態では、仕切板３９が、排気導入口３３、排気導入路３５、および、タービンスクロール流路３１内に配される例について説明する。しかし、これに限定されず、仕切板３９は、排気導入口３３および排気導入路３５にのみ配されてもよい。つまり、仕切板３９は、タービンスクロール流路３１内に配されなくてもよい。仕切板３９は、少なくとも排気導入口３３および排気導入路３５に設けられていればよい。

　図２に示すように、仕切板３９は、排気導入口３３を径方向に分割する。排気導入口３３は、仕切板３９により内径側排気導入口３３ａと外径側排気導入口３３ｂとに分割される。内径側排気導入口３３ａは、外径側排気導入口３３ｂよりもタービンインペラ１５の径方向内側に位置する。内径側排気導入口３３ａは、外径側排気導入口３３ｂと径方向に並んで形成される。

　ここで、不図示のエンジンから排出される排気ガスは、不図示の排気マニホールドにおいて２つ（複数）に分岐される。２つに分岐された排気ガスのうち、一方は内径側排気導入口３３ａに導入され、他方は外径側排気導入口３３ｂに導入される。

　仕切板３９は、排気導入路３５を径方向に分割する。排気導入路３５は、仕切板３９により内径側排気導入路３５ａと、外径側排気導入路３５ｂとに分割される。内径側排気導入路３５ａは、外径側排気導入路３５ｂよりもタービンインペラ１５の径方向内側に位置する。内径側排気導入路３５ａは、外径側排気導入路３５ｂとタービンインペラ１５の径方向に並んで形成される。内径側排気導入路３５ａは、内径側排気導入口３３ａと連通する。外径側排気導入路３５ｂは、外径側排気導入口３３ｂと連通する。

　バイパス流路３７は、内径側バイパス流路３７ａと、外径側バイパス流路３７ｂとを備える。内径側バイパス流路３７ａは、内径側排気導入路３５ａに接続される。外径側バイパス流路３７ｂは、外径側排気導入路３５ｂに接続される。内径側バイパス流路３７ａは、内径側排気導入路３５ａと排出流路２５とを連通させる。外径側バイパス流路３７ｂは、外径側排気導入路３５ｂと排出流路２５とを連通させる。

　ここで、図１に示すように、内径側バイパス流路３７ａと外径側バイパス流路３７ｂの間には、隔壁４１が設けられる。隔壁４１は、一端がバイパス流路３７の入口端ＯＰに配され、他端がバイパス流路３７の出口端（ウェイストゲートポートＷＰ）に配される。隔壁４１は、内径側バイパス流路３７ａと、外径側バイパス流路３７ｂとを区画する。内径側バイパス流路３７ａは、内径側排気導入路３５ａ（図２参照）を流通する排気ガスの一部をウェイストゲートポートＷＰに導く。外径側バイパス流路３７ｂは、外径側バイパス流路３７ｂ（図２参照）を流通する排気ガスの一部をウェイストゲートポートＷＰに導く。

　図２に戻り、仕切板３９は、タービンスクロール流路３１を径方向に分割する。タービンスクロール流路３１は、仕切板３９により内径側タービンスクロール流路３１ａと、外径側タービンスクロール流路３１ｂとに分割される。内径側タービンスクロール流路３１ａは、外径側タービンスクロール流路３１ｂよりも径方向内側に位置する。内径側タービンスクロール流路３１ａは、外径側タービンスクロール流路３１ｂと径方向に並んで形成される。内径側タービンスクロール流路３１ａは、内径側排気導入路３５ａと連通する。外径側タービンスクロール流路３１ｂは、外径側排気導入路３５ｂと連通する。

　内径側タービンスクロール流路３１ａは、内径側排気導入路３５ａから遠ざかるにつれて径方向の幅が小さくなる。つまり、内径側タービンスクロール流路３１ａは、上流側から下流側に向かって径方向の幅が小さくなる。

　外径側タービンスクロール流路３１ｂは、外径側排気導入路３５ｂから遠ざかるにつれて径方向の幅が小さくなる。つまり、外径側タービンスクロール流路３１ｂは、上流側から下流側に向かって径方向の幅が小さくなる。

　収容部２７は、図２中、左側の半周において、連通部２９を介して内径側タービンスクロール流路３１ａと連通する。収容部２７は、図２中、右側の半周において、連通部２９を介して外径側タービンスクロール流路３１ｂと連通する。このように、収容部２７は、内径側タービンスクロール流路３１ａと連通する位置が、外径側タービンスクロール流路３１ｂと連通する位置とタービンインペラ１５の周方向において異なる。

　タービンハウジング５には、第１舌部４３ａと、第２舌部４３ｂとが形成される。第１舌部４３ａは、仕切板３９の下流側の端部に形成される。すなわち、第１舌部４３ａは、仕切板３９の排気導入口３３から離隔する側の端部に形成される。第１舌部４３ａは、内径側タービンスクロール流路３１ａの下流側の端部（下流端）に面する位置に設けられる。第１舌部４３ａは、内径側タービンスクロール流路３１ａと外径側タービンスクロール流路３１ｂとを区画する。

　第２舌部４３ｂは、外径側タービンスクロール流路３１ｂの下流側の端部（下流端）に面する位置に設けられる。第２舌部４３ｂは、外径側タービンスクロール流路３１ｂと内径側タービンスクロール流路３１ａとを区画する。

　図１に戻り、不図示のエンジンの排気マニホールドから排出された排気ガスは、排気流路ＥＦ、連通部２９、および、収容部２７を介して排出流路２５に導かれる。排出流路２５に導かれる排気ガスは、流通過程においてタービンインペラ１５を回転させる。

　タービンインペラ１５の回転力は、シャフト１３を介してコンプレッサインペラ１７に伝達される。コンプレッサインペラ１７が回転すると、上記のとおりに空気が昇圧される。こうして、空気がエンジンの吸気口に導かれる。

　図３は、本実施形態のタービンハウジング５を外径側排気導入口３３ｂ側から見た概略斜視図である。図４は、本実施形態のタービンハウジング５を内径側排気導入口３３ａ側から見た概略斜視図である。図３および図４に示すように、仕切板３９には、溝４５が形成される。

　溝４５は、最も排気導入口３３側に位置する基端部ＳＴから、排気導入口３３から離隔する方向（排気流動方向）に延在する。本実施形態では、溝４５の基端部ＳＴは、仕切板３９のうち排気導入口３３側の端面に位置し、溝４５の終端部は、仕切板３９のうち連通部２９（図１参照）側の端面に位置する。つまり、溝４５は、仕切板３９の上流端から下流端まで、仕切板３９の延在方向に沿って形成される。

　溝４５は、仕切板３９の排気導入口３３側の端面において、仕切板３９の短手方向ＳＤにおける中心位置ＣＰに形成される。ただし、これに限定されず、溝４５は、仕切板３９の排気導入口３３側の端面において、中心位置ＣＰから、仕切板３９の短手方向ＳＤにおける両端部ＢＥのうちいずれか一方側にずれた位置に形成されてもよい。その場合、溝４５は、排気導入口３３から離隔する方向に沿って、両端部ＢＥから中心位置ＣＰに近づくように形成されてもよい。すなわち、溝４５の基端部ＳＴは、仕切板３９の中心位置ＣＰから両端部ＢＥのうちいずれか一方側にずれた位置に配され、溝４５の終端部は、仕切板３９の中心位置ＣＰに配されてもよい。このとき、溝４５のうち基端部ＳＴと終端部の間の中間部は、仕切板３９の短手方向ＳＤにおいて、基端部ＳＴが配される位置と終端部が配される位置（中心位置ＣＰ）との間の位置に配されてもよい。なお、これに限定されず、溝４５の終端部は、仕切板３９の中心位置ＣＰから両端部ＢＥのうちいずれか一方側にずれた位置に配されてもよい。

　図５は、図３に示す破線部分を抽出した図である。図５に示すように、溝４５は、底面部４５ａと、一対の側壁部４５ｂとを含む。一対の側壁部４５ｂは、底面部４５ａの両側に対向して設けられる。一対の側壁部４５ｂは、底面部４５ａから仕切板３９の表面に向かうにしたがって離隔距離が大きくなる。一対の側壁部４５ｂは、仕切板３９の短手方向ＳＤに対し傾斜するテーパ部である。溝４５がテーパ部を備えることで、テーパ部を備えていない場合よりも、仕切板３９に溝４５を容易に形成することができる。ただし、これに限定されず、一対の側壁部４５ｂは、底面部４５ａから仕切板３９の表面に向かうにしたがって離隔距離が大きくならなくてもよい。例えば、一対の側壁部４５ｂは、底面部４５ａから仕切板３９の表面に向かって離隔距離が一定でもよい。

　本実施形態の溝４５は、基端部ＳＴが仕切板３９のうち排気導入口３３（図３および図４参照）側の端面に位置し、終端部が仕切板３９のうち連通部２９（図１参照）側の端面に位置する。ただし、これに限定されず、溝４５は、基端部ＳＴが仕切板３９のうち排気導入口３３側の端面から離隔した位置に形成されてもよい。溝４５は、終端部が仕切板３９のうち連通部２９側の端面から離隔した位置に形成されてもよい。つまり、溝４５は、仕切板３９の上流端から下流端までの間に形成されていればよい。

　本実施形態の溝４５は、仕切板３９の厚さ方向ＴＤの両側面に形成される。ただし、これに限定されず、溝４５は、仕切板３９の厚さ方向ＴＤの片側面にのみ形成されてもよい。

　本実施形態の溝４５は、仕切板３９に１つ設けられる。ただし、これに限定されず、溝４５は、仕切板３９に複数設けられてもよい。例えば、溝４５は、仕切板３９の短手方向ＳＤに複数設けられてもよい。溝４５は、仕切板３９の延在方向（排気流動方向）に沿って複数設けられてもよい。つまり、仕切板３９には、溝４５が基端部ＳＴから終端部まで連続していてもよいし、断続していてもよい。換言すれば、仕切板３９には、溝４５が連続的または断続的に形成されてもよい。溝４５が断続的に形成されることで、溝４５が連続的に形成される場合よりも、亀裂の進展を抑制することができる。

　ところで、仕切板３９に熱が加わると、仕切板３９の熱応力が高い部分に亀裂が発生する場合がある。通常、仕切板３９に熱が加わると、仕切板３９には、熱応力の高い部分が複数生じる。熱応力の高い部分が複数生じると、熱応力の高い複数の部分のうちいずれかから亀裂が発生する。したがって、仕切板３９に熱応力の高い部分が複数生じると、亀裂の発生位置を予測することが困難になる。仕切板３９に亀裂が発生した場合、亀裂は、タービンハウジング５の外面に向けて進展するおそれがある。亀裂がタービンハウジング５の外面に到達すると、排気ガスは、タービンハウジング５から外部に漏出するおそれがある。

　そこで、本実施形態の仕切板３９は、溝４５を備えている。これにより、仕切板３９に熱が加わると、溝４５に熱応力が集中し易くなる。その結果、亀裂が溝４５に発生し易くなる。なお、本実施形態では、溝４５の基端部ＳＴは、仕切板３９のうち排気導入口３３側の端面に位置している。亀裂は、仕切板３９のうち排気導入口３３側の端面に生じ易い。溝４５の基端部ＳＴが仕切板３９のうち排気導入口３３側の端面に位置することで、亀裂が溝４５の基端部ＳＴから発生し易くなる。このように、本実施形態の仕切板３９は、亀裂の発生位置を溝４５（すなわち、任意の位置）から発生するように制御することができる。

　溝４５は、排気導入口３３から離隔する方向（排気流動方向）に延在している。これにより、亀裂は、溝４５の延在方向に沿って進展し易くなる。つまり、溝４５は、亀裂の進展方向を制御することができる。溝４５が排気流動方向に沿って延在することで、本実施形態の仕切板３９は、亀裂がタービンハウジング５の外面に進展する可能性を抑制させることができる。本実施形態では、溝４５が基端部ＳＴから連通部２９に向かって延在する。そのため、溝４５は、亀裂を基端部ＳＴから連通部２９に向かって進展させることができ、亀裂がタービンハウジング５の外面に進展する可能性を抑制させることができる。

（変形例）

　図６は、変形例のタービンハウジング１０５を外径側排気導入口３３ｂ側から見た概略斜視図である。図７は、変形例のタービンハウジング１０５を内径側排気導入口３３ａ側から見た概略斜視図である。上記実施形態の過給機ＴＣと実質的に等しい構成要素については、同一符号を付して説明を省略する。本変形例の過給機ＴＣは、上記実施形態のタービンハウジング５に代えて、タービンハウジング１０５を備える。

　図６および図７に示すように、タービンハウジング１０５には、仕切板３９が形成されている。仕切板３９には、溝１４５が形成される。本変形例のタービンハウジング１０５は、上記実施形態のタービンハウジング５と、仕切板３９に形成される溝１４５の形状が異なる。溝１４５は、最も排気導入口３３側に位置する基端部ＳＴから、排気導入口３３から離隔する方向（排気流動方向）に延在する。本変形例では、溝１４５の基端部ＳＴは、仕切板３９のうち排気導入口３３側の端面に位置する。溝１４５は、基端部ＳＴからバイパス流路３７に向かって延在する。溝１４５は、基端部ＳＴからバイパス流路３７の入口端ＯＰに至るまで、仕切板３９の側面を排気流動方向に沿って延在する。

　図８は、変形例のタービンハウジング１０５をウェイストゲートポートＷＰ側から見た概略斜視図である。図８に示すように、バイパス流路３７には、内径側バイパス流路３７ａと外径側バイパス流路３７ｂとを区画する隔壁（仕切板）４１が設けられる。

　隔壁４１は、バイパス流路３７の入口端ＯＰ（図６および図７参照）から出口端（ウェイストゲートポートＷＰ）まで延在する。隔壁４１は、バイパス流路３７に沿って延在する。隔壁４１は、バイパス流路３７を流れる排気流動方向（以下、隔壁４１の長手方向ともいう）に沿って延在する。隔壁４１は、短手方向ＳＤにおいてバイパス流路３７の内面と接続される。

　溝１４５は、バイパス流路３７の入口端ＯＰから出口端（ウェイストゲートポートＷＰ）側に向かって延在する。本変形例では、溝１４５は、隔壁４１のうちバイパス流路３７の入口端ＯＰ側の端面から隔壁４１のうちバイパス流路３７の出口端側の端面まで延在する。つまり、本変形例では、溝１４５の基端部ＳＴは、仕切板３９のうち排気導入口３３側の端面に位置し、溝１４５の終端部ＥＮは、隔壁４１のうち出口端側の端面に位置する。溝１４５は、バイパス流路３７の排気流動方向に沿って、隔壁４１の側面に延在する。

　溝１４５は、仕切板３９（図６および図７参照）および隔壁４１の短手方向ＳＤにおける中心位置ＣＰに形成される。ただし、これに限定されず、溝１４５は、仕切板３９の排気導入口３３側の端面において、中心位置ＣＰから、仕切板３９の短手方向ＳＤにおける両端部ＢＥのうちいずれか一方側にずれた位置に形成されてもよい。その場合、溝１４５は、排気導入口３３から離隔する方向に沿って、両端部ＢＥから中心位置ＣＰに近づくように形成されてもよい。すなわち、溝１４５の基端部ＳＴは、仕切板３９の中心位置ＣＰから両端部ＢＥのうちいずれか一方側にずれた位置に配され、溝１４５の終端部ＥＮは、隔壁４１の中心位置ＣＰに配されてもよい。このとき、溝１４５のうち基端部ＳＴと終端部ＥＮの間の中間部は、仕切板３９（隔壁４１）の短手方向ＳＤにおいて、基端部ＳＴが配される位置と終端部ＥＮが配される位置（中心位置ＣＰ）との間の位置に配されてもよい。なお、これに限定されず、溝１４５の終端部ＥＮは、仕切板３９の中心位置ＣＰから両端部ＢＥのうちいずれか一方側にずれた位置に配されてもよい。

　図９は、図６に示す破線部分を抽出した図である。図９に示すように、溝１４５は、底面部１４５ａと、一対の側壁部１４５ｂとを含む。一対の側壁部１４５ｂは、底面部１４５ａの両側に対向して設けられる。一対の側壁部１４５ｂは、底面部１４５ａから仕切板３９の表面に向かうにしたがって離隔距離が大きくなる。一対の側壁部１４５ｂは、仕切板３９の短手方向ＳＤに対し傾斜するテーパ部である。溝１４５がテーパ部を備えることで、テーパ部を備えていない場合よりも、仕切板３９に溝１４５を容易に形成することができる。ただし、これに限定されず、一対の側壁部１４５ｂは、底面部１４５ａから仕切板３９の表面に向かうにしたがって離隔距離が大きくならなくてもよい。例えば、一対の側壁部１４５ｂは、底面部１４５ａから仕切板３９の表面に向かって離隔距離が一定でもよい。

　本変形例の溝１４５は、基端部ＳＴが仕切板３９のうち排気導入口３３（図６および図７参照）側の端面に位置し、終端部ＥＮが隔壁４１のうちウェイストゲートポートＷＰ（図８参照）側の端面に位置する。ただし、これに限定されず、溝１４５は、基端部ＳＴが仕切板３９のうち排気導入口３３側の端面から離隔した位置に形成されてもよい。溝１４５は、終端部ＥＮが隔壁４１のうちウェイストゲートポートＷＰ側の端面から離隔した位置に形成されてもよい。

　本変形例の溝１４５は、仕切板３９および隔壁４１の厚さ方向ＴＤの両側面に形成される。ただし、これに限定されず、溝１４５は、仕切板３９および隔壁４１の厚さ方向ＴＤの片側面にのみ形成されてもよい。

　本変形例の溝１４５は、仕切板３９および隔壁４１に１つ設けられる。ただし、これに限定されず、溝１４５は、仕切板３９および隔壁４１に複数設けられてもよい。例えば、溝１４５は、仕切板３９および隔壁４１の短手方向ＳＤに複数設けられてもよい。溝１４５は、仕切板３９および隔壁４１の延在方向（排気流動方向）に沿って複数設けられてもよい。つまり、仕切板３９および隔壁４１には、溝１４５が基端部ＳＴから終端部ＥＮまで連続していてもよいし、断続していてもよい。換言すれば、仕切板３９および隔壁４１には、溝１４５が連続的または断続的に形成されてもよい。溝１４５が断続的に形成されることで、溝１４５が連続的に形成される場合よりも、亀裂の進展を抑制することができる。

　本変形例の仕切板３９および隔壁４１は、溝１４５を備えている。これにより、上記実施形態と同様の作用効果が得られる。本変形例では、溝１４５が基端部ＳＴからバイパス流路３７の出口端（ウェイストゲートポートＷＰ）側に向かって延在する。そのため、溝１４５は、亀裂を基端部ＳＴからウェイストゲートポートＷＰに向かって進展させることができ、亀裂がタービンハウジング５の外面に進展する可能性を抑制させることができる。

　以上、添付図面を参照しながら本開示の実施形態について説明したが、本開示はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

　例えば、上記実施形態では、溝４５がタービンスクロール流路３１に沿って延在する例について説明した。しかし、これに限定されず、溝４５は、排気導入口３３（基端部ＳＴ）から排出流路２５に近接する方向に向かって延在してもよい。排気流路ＥＦに対し排出流路２５側のタービンハウジング５は、排気流路ＥＦに対し排出流路２５とは反対側よりも肉厚に形成される。したがって、溝４５を基端部ＳＴから排出流路２５に近接する方向に向かって延在させることで、仕切板３９に生じた亀裂がタービンハウジング５の外面に進展する可能性を抑制させることができる。

　本開示は、排気タービン装置に利用することができる。

Ｔ：排気タービン装置　ＥＦ：排気流路　５：タービンハウジング（ハウジング）　１５：タービンインペラ　２５：排出流路　２７：収容部　２９：連通部　３３：排気導入口　３７：バイパス流路　３９：仕切板　４５：溝　４５ａ：底面部　４５ｂ：一対の側壁部　１０５：タービンハウジング（ハウジング）　１４５：溝　１４５ａ：底面部　１４５ｂ：一対の側壁部

Claims (7)


  1. 　タービンインペラを収容する収容部が形成されたハウジングと、

    　前記ハウジングに形成され、前記収容部の径方向外側に位置し、前記ハウジングの排気導入口から、前記収容部に連通する連通部まで延在する排気流路と、

    　前記排気流路に設けられた仕切板と、

    　前記仕切板に形成され、最も前記排気導入口側に位置する基端部から、前記排気導入口から離隔する方向に延在する溝と、

    を備える排気タービン装置。

  2. 　前記溝の基端部は、前記仕切板のうち前記排気導入口側の端面に位置する請求項１に記載の排気タービン装置。

  3. 　前記ハウジングに形成され、前記収容部に対して、前記タービンインペラの回転軸方向に連続する排出流路を備え、

    　前記溝は、前記基端部から排出流路に近接する方向に向かって延在する請求項１または２に記載の排気タービン装置。

  4. 　前記溝は、前記基端部から前記連通部に向かって延在する請求項１または２に記載の排気タービン装置。

  5. 　前記ハウジングに形成され、前記収容部に対して、前記タービンインペラの回転軸方向に連続する排出流路と、

    　前記排気流路に入口端が開口し、前記排出流路に出口端が開口するバイパス流路と、

    をさらに備え、

    　前記溝は、前記バイパス流路の前記出口端側に向かって延在する請求項１または２に記載の排気タービン装置。

  6. 　前記溝は、底面部と、前記底面部の両側に対向して設けられ、前記底面部から前記仕切板の表面に向かうにしたがって離隔距離が大きくなる一対の側壁部とを含む請求項１から５のいずれか１項に記載の排気タービン装置。

  7. 　前記仕切板には、前記溝が断続的に形成される請求項１から６のいずれか１項に記載の排気タービン装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115362310A (zh) * 2020-07-09 2022-11-18 株式会社Ihi 涡轮以及增压器
CN116234976A (zh) * 2020-12-28 2023-06-06 三菱重工发动机和增压器株式会社 涡轮壳体、涡轮增压器及汽油发动机

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52133809U (ja) * 1976-04-07 1977-10-12
JPS61218734A (ja) * 1985-03-25 1986-09-29 Mazda Motor Corp 排気タ−ボ過給装置
JPS61159629U (ja) * 1985-03-25 1986-10-03
JPH01173347U (ja) * 1988-05-19 1989-12-08
DE102004005462A1 (de) * 2004-02-04 2005-06-16 Audi Ag Mehrflutiges Gehäuse für eine Abgasturbine eines Abgasturboladers
WO2006101125A1 (ja) * 2005-03-24 2006-09-28 Hitachi Metals, Ltd. 排気系部品

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52133809U (ja) * 1976-04-07 1977-10-12
JPS61218734A (ja) * 1985-03-25 1986-09-29 Mazda Motor Corp 排気タ−ボ過給装置
JPS61159629U (ja) * 1985-03-25 1986-10-03
JPH01173347U (ja) * 1988-05-19 1989-12-08
DE102004005462A1 (de) * 2004-02-04 2005-06-16 Audi Ag Mehrflutiges Gehäuse für eine Abgasturbine eines Abgasturboladers
WO2006101125A1 (ja) * 2005-03-24 2006-09-28 Hitachi Metals, Ltd. 排気系部品

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115362310A (zh) * 2020-07-09 2022-11-18 株式会社Ihi 涡轮以及增压器
CN116234976A (zh) * 2020-12-28 2023-06-06 三菱重工发动机和增压器株式会社 涡轮壳体、涡轮增压器及汽油发动机
CN116234976B (zh) * 2020-12-28 2025-09-19 三菱重工发动机和增压器株式会社 涡轮壳体、涡轮增压器及汽油发动机

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