JP2000291441A - ターボチャージャのインペラ - Google Patents

ターボチャージャのインペラ

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JP2000291441A
JP2000291441A JP11095388A JP9538899A JP2000291441A JP 2000291441 A JP2000291441 A JP 2000291441A JP 11095388 A JP11095388 A JP 11095388A JP 9538899 A JP9538899 A JP 9538899A JP 2000291441 A JP2000291441 A JP 2000291441A
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impeller
turbocharger
temperature
compressor
compressor impeller
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JP11095388A
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Nobuji Tsukiyama
宜司 築山
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Toyota Motor Corp
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    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/28Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/284Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps for compressors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/02Selection of particular materials
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00Materials; Properties thereof
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    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】部分毎の温度状態の差異に拘わらず、より効率
的に耐久性を向上することのできるターボチャージャの
インペラを提供する。 【解決手段】ターボチャージャ作動時にコンプレッサイ
ンペラ11を流過する吸気は、コンプレッサブレード1
2により断熱圧縮されて吐出側へ向かうほど温度上昇す
るため、コンプレッサインペラ11の吐出側に当たるそ
の外周部が高温となる。この高温となるコンプレッサイ
ンペラ11の外周部を選択的に、高温強度に優れた材料
で形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の吸気通
路及び排気通路間に接続されるターボチャージャのイン
ペラに関するものである。
【0002】
【従来の技術】周知のように、内燃機関への過給を行う
ターボチャージャには、タービンインペラとコンプレッ
サインペラとが、シャフトによって連結されて一体とな
って回転するように設けられている。そして、内燃機関
の排気によるタービンインペラの回転をシャフトを通じ
て伝達してコンプレッサインペラを回転させている。こ
うしてコンプレッサインペラを回転させることで、同コ
ンプレッサインペラのコンプレッサブレード(羽根)に
より空気を圧縮させ、この圧縮させた空気を当該機関の
シリンダへと強制的に送り込んでいる。ターボチャージ
ャでは、こうして排気の持つエネルギを利用した過給を
行って、内燃機関の出力の向上させている。
【0003】ところで、こうしたターボチャージャにあ
っては、上記タービンインペラ及びコンプレッサインペ
ラは通常、高速回転される過酷な条件で使用されるた
め、それらインペラには非常に高い耐久性が要求されて
いる。
【0004】そして従来、こうしたインペラの耐久性の
向上を図る技術として、例えば特開平1−147118
号公報には、軽合金材料によって形成されたインペラの
ブレード(羽根)の摺接部のみを繊維強化金属とするこ
とが記載されている。こうして、インペラのブレードの
摺接部を繊維強化金属とすることで、摺接に伴うブレー
ドの摩耗や変形などを防止することができるようにな
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ただし、上記インペラ
は、こうしたブレードの摺接部の摩耗や変形に限らず、
以下に説明する要因によってもその耐久性が低下するこ
とが発明者らによって確認されている。
【0006】図3は、ターボチャージャのコンプレッサ
インペラ部の部分断面構造とともに、その駆動時(回転
時)における同インペラ部の同構造に対応した応力分
布、温度分布、及び材料強度分布を示したものである。
【0007】ここで、図3(a)に示すように、排気の
吹きつけによるタービンインペラ(図示略)の回転は、
シャフト115を通じてコンプレッサインペラ111に
伝達される。こうしてコンプレッサインペラ111が回
転されると、空気は同コンプレッサインペラ111のコ
ンプレッサブレード112によって圧縮されながら、同
図3(a)に矢印で示すように送り出される。
【0008】このとき、コンプレッサインペラ111に
は、回転に伴う遠心力が作用する。すなわち、回転時の
図3(a)のB線に沿ったコンプレッサインペラ111
の断面における応力分布を図3(b)に示すように、遠
心力に基づきコンプレッサインペラ111に作用する力
自体は、その外周ほど小さくなる。しかしながら、コン
プレッサインペラ111の外周はディスク部が薄くな
り、さらに翼部にかかる遠心力による曲げも加わるた
め、同図3(b)に示すように、この外周にも比較的大
きな応力が作用している。
【0009】一方、コンプレッサインペラ111の回転
時には、吸気はコンプレッサブレード112によって断
熱圧縮されるため、吸入側から吐出側へ向かうほどその
温度が上昇する。すなわち、回転時における図3(a)
のB線に沿ったコンプレッサインペラ111の断面の温
度分布を図3(c)に示すように、吸気の温度上昇によ
って、コンプレッサインペラ111の内部温度も、吐出
側であるその外周側へ向かうほど高温となる。
【0010】そして、このときの同じく図3(a)のB
線に沿った断面におけるコンプレッサインペラ111を
構成する材料の強度分布を図3(d)に示すように、材
料の強度は通常、温度上昇と共に低下するため、この図
3(d)に示すように、高温となる吐出側に対応するコ
ンプレッサインペラ111の外周側ほど低くなってい
る。しかし、先の図3(b)に示したように、そこに作
用する応力は外周側でも比較的高いため、同図3(d)
にDとして示す部分を起点として疲労やクリープなどに
よる損傷が生じ易くなる。
【0011】なお、高温条件下での強度が高い材料によ
ってコンプレッサインペラ111を形成するようにすれ
ば、こうした高温となる部分の耐久性を向上することは
できる。しかし、こうした高温強度の高い材料は、一般
に靭性が乏しく、しかも高価である。このため、コンプ
レッサインペラ111において高温疲労強度以外の信頼
性に関して課題が多く、その製造コストも増大してしま
う。
【0012】また、コンプレッサインペラ111の回転
速度が増すほど、吐出側の部分の温度は上昇し、遠心力
の増大に伴い作用する応力も増大する。このため、コン
プレッサインペラ111の耐久性を充分に確保できなけ
れば、同インペラ111の回転速度が制限されてしま
い、よってターボチャージャとしての性能も自ずと制限
されてしまう。
【0013】本発明は、こうした実情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、部分毎の温度状態の差異に
拘わらず、より効率的に耐久性を向上することのできる
ターボチャージャのインペラを提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1に記載の発明は、内燃機関の吸気通路及び
排気通路間に接続されるターボチャージャに設けられる
インペラであって、その気体流入側の部分及び気体排出
側の部分のうち、温度勾配が高くなる側の部分に対して
選択的に高温強度の強化を施したことをその要旨とす
る。
【0015】上記構成によれば、インペラの気体流入側
及び気体流出側のうち、温度勾配の高くなる側、すなわ
ち高温となる側の部分の高温条件下での耐久性が向上さ
れるようになる。こうしてターボチャージャ作動時にお
けるインペラの部分毎の温度状態に応じて選択的に強化
を施すことで、インペラ全体の耐久性をより効率的に向
上することができるようになる。
【0016】また、請求項2に記載の発明は、請求項1
に記載のターボチャージャのインペラにおいて、前記イ
ンペラは、前記ターボチャージャの前記吸気通路に接続
された側に設けられるコンプレッサインペラであって、
前記選択的に高温強度の強化を施す部分は、前記気体流
出側の部分であることをその要旨とする。
【0017】ターボチャージャにおいてコンプレッサイ
ンペラは、流入される吸入空気を圧縮して送り出してい
る。このとき、吸入空気は断熱圧縮されるため、コンプ
レッサインペラの気体(吸入空気)流出側に向かうほど
その温度が上昇する。この吸入空気の温度上昇に伴い、
コンプレッサインペラの内部温度も流出側の部分ほど高
温となる。
【0018】この点、上記構成によれば、高温となるコ
ンプレッサインペラの気体(吸入空気)流出側の部分の
高温強度が選択的に強化されているため、コンプレッサ
インペラ全体の耐久性がより効率的に向上されるように
なる。
【0019】また、請求項3に記載の発明は、請求項1
に記載のターボチャージャのインペラにおいて、前記イ
ンペラは、前記ターボチャージャの前記排気通路に接続
された側に設けられるタービンインペラであって、前記
選択的に高温強度の強化を施す部分は、前記気体流入側
の部分であることをその要旨とする。
【0020】ターボチャージャにおいてタービンインペ
ラは、内燃機関から排出された高温の排気の吹きつけに
よって回転される。このため、ターボチャージャの動作
時には、高温の排気を受けるタービンインペラの気体
(排気)流入側の部分が特に高温となる。
【0021】この点、上記構成によれば、高温の排気ガ
スが吹き付けられるタービンインペラの気体(排気)流
入側の部分の高温強度が選択的に強化されているため、
タービンインペラ全体の耐久性がより効率的に向上され
るようになる。
【0022】また、請求項4に記載の発明は、請求項1
〜3のいずれかに記載のターボチャージャのインペラに
おいて、前記選択的な高温強度の強化は、当該部分を形
成する材料の選択によって行われることをその要旨とす
る。
【0023】上記構成によれば、インペラにおいて温度
勾配の高くなる部分が選択的に高温強度の高い材料で形
成されるようになる。このため、同部分の高温条件下で
の耐久性が向上されるようになる。なお一般に、高温強
度の高い材料は、靭性が比較的低く脆いため、高温条件
以外ではあまり高い耐久性を有していない。そこでこう
した材料を高温となる部分のみに選択的に用いること
で、高温となる部分以外の部分の耐久性を高く維持しな
がらも、高温となる部分の耐久性を高めることができる
ようになる。このため、インペラ全体の耐久性をより効
率的に向上することができるようになる。
【0024】また、請求項5に記載の発明は、請求項4
に記載のターボチャージャのインペラにおいて、前記イ
ンペラは、アルミニウム合金を基礎として形成され、前
記選択的に高温強度の強化を施す部分には、他の部分に
比して銅及びケイ素の含有率の高いアルミニウム合金を
用いることをその要旨とする。
【0025】上記構成によれば、高温となる部分を他の
部分に比べて銅及びケイ素の含有率の高くすることで、
高温強度が高められ、ターボチャージャ作動時の耐久性
が向上されるようになる。また、高温となる部分と他の
部分とは、成分の組成が異なるものの、いずれもアルミ
ニウム合金を基礎として形成されているため、これら両
部分の境界部の接合性の確保も容易となる。
【0026】また、請求項6に記載の発明は、請求項1
〜3のいずれかに記載のターボチャージャのインペラに
おいて、前記選択的な高温強度の強化は、当該部分の表
面への断熱材料被膜のコーティングによって行われるこ
とをその要旨とする。
【0027】上記構成によれば、ターボチャージャ作動
時に高温となる部分の表面に断熱材料被膜をコーティン
グすることで、インペラの被膜に被われた部分の内部の
温度上昇を抑制し、その強度が保持されるようになる。
このため、高温部分の耐久性が確保され、インペラ全体
の耐久性がより効率的に向上されるようになる。
【0028】また、請求項7に記載の発明は、請求項6
に記載のターボチャージャのインペラにおいて、前記断
熱材料被膜はセラミクス被膜であることをその要旨とす
る。上記構成によれば、ターボチャージャ作動時に高温
となる部分の表面に断熱材料として優れたセラミクスか
らなる被膜をコーティングすることで、この被膜に被わ
れた部分の内部温度の上昇が更に効率的に抑制されるよ
うになる。
【0029】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかるターボチャ
ージャのインペラを具体化した一実施の形態について、
詳細に説明する。
【0030】図1は、本実施の形態にかかるインペラが
採用されたターボチャージャの側部断面構造を示してい
る。この図1に示すように、ターボチャージャ10には
排気を受けて回転するタービンインペラ13と、このタ
ービンインペラ13によって回転されて吸気を圧縮して
当該機関のシリンダ(図示略)へと送り込むコンプレッ
サインペラ11とが設けられている。これらタービンイ
ンペラ13とコンプレッサインペラ11とは、ターボチ
ャージャ10内に回転可能に軸支されたシャフト15に
よって一体となって回転するように連結されている。な
お、本実施の形態では、このシャフト15は、タービン
インペラ13と溶接により接合されている。
【0031】タービンインペラ13が収容されたタービ
ンハウジング30には、タービンインペラ13の外周を
渦巻き状に延びるスクロール通路33が形成されてい
る。内燃機関より排出された排気は、このスクロール通
路33に導入される。そしてスクロール通路33によっ
て回転力を得た排気は、同図1に矢印にて示すように、
このスクロール通路33の内面に形成された導入口32
を通じてタービンインペラ13のタービンブレード(羽
根)14へと吹き付けられる。こうして吹き付けられた
排気によって、タービンインペラ13が回転される。な
お、タービンインペラ13に吹き付けられた排気は、タ
ービンインペラ13の正面側に開口した排出口31を通
じて排出される。
【0032】一方、コンプレッサインペラ11は、コン
プレッサハウジング20の内部に収容されている。この
コンプレッサハウジング20においてコンプレッサイン
ペラ11の正面側には、吸気を導入するための吸入口2
1が形成されている。また、同コンプレッサハウジング
20において、コンプレッサインペラ11の外周には、
渦巻き状に延びるコンプレッサ通路23が形成されい
る。このコンプレッサ通路23は、コンプレッサインペ
ラ11の外周部に開口する吐出口22に接続されてい
る。
【0033】上記タービンインペラ13の回転がシャフ
ト15を通じて伝達され、コンプレッサインペラ11が
回転されると、上記吸入口21を通じて吸気が吸引され
る。こうして吸引された吸気は、コンプレッサインペラ
11に設けられたコンプレッサブレード12によって圧
縮され、吐出口22を通じてコンプレッサ通路23へと
強制的に送り込まれる。コンプレッサ通路23へと送り
込まれた吸気は、内燃機関のシリンダ(図示略)へと送
られ、同機関の過給が行われるようになる。
【0034】また一方、本実施の形態のターボチャージ
ャ10において、コンプレッサインペラ11は、2種類
の材料によって鋳込み形成されている。そして、このよ
うな構造とすることでコンプレッサインペラ11の耐久
性の向上を図るようにしている。
【0035】以下、こうしたコンプレッサインペラ11
及びその製造方法について、図2に基づき詳細に説明す
る。図2(a)は、このコンプレッサインペラ11の側
部断面を部分的に示している。
【0036】同図2(a)に示すように、コンプレッサ
インペラ11において吸気の吐出側に対応するその外周
部は、高温でも比較的高い強度を示し、高温条件下での
耐久性に優れた材料によって形成されている。これに対
してコンプレッサインペラ11の上記外周部以外の部分
は、外周部の材料に比べて高温条件下での耐久性は劣る
ものの、靭性などに富み、高温条件下以外では上記外周
部の材料に比べて耐久性の高い材料によって形成されて
いる。以下の説明では、上記外周部の材料を「高温高強
度材料」と、それ以外の部分の材料を「高靭性材料」と
いう。
【0037】本実施の形態では、上記両材料はいずれも
その基礎となる材料がアルミニウム合金であり、それぞ
れ次の組成とされている。まず、「高靭性材料」の組成
は、(Cu:1.0〜1.5、Si:4.5〜5.5、Mg:0.4〜
0.6、Fe:0.2以下、Mn:0.1以下、Al:残部)と
されている。一方、「高温高強度材料」の組成は、(C
u:4.5〜5.5、Si:5.0〜7.0、Mg:0.2〜0.4、F
e:0.5以下、Mn:0.1〜0.4、Al:残部)とされて
いる。ここで、各数値は、材料中に含まれる各成分の重
量パーセントを示している。
【0038】ここに示すように、「高温高強度材料」は
「高靭性材料」に比べ、Cu(銅)及びSi(ケイ素)
の含有量が多くなっており、こうした組成とすることで
高温条件下での強度が強化されている。
【0039】このコンプレッサインペラ11は、次のよ
うにして製造される。まず、上記「高温高強度材料」に
てコンプレッサインペラ11の外周部のみを鋳造した
後、その以外の部分を「高靭性材料」にて鋳造する。こ
れら両材料はいずれもアルミニウム合金であり、比較的
その融点温度が近いため、このとき上記外周部の「高温
高強度材料」の一部は溶融し、新たに鋳込まれた「高靭
性材料」と混じり合うようになる。この結果、両材料の
境界部分は、継ぎ目などなく、強靱に接合されるように
なる。
【0040】またこのため、両材料の境界部分では、両
材料の成分が徐々に変化していくようになる。したがっ
て、この境界部分は、両材料の特性が徐々に移り変わる
機能傾斜材料としての特性を有するようになる。
【0041】こうして、このコンプレッサインペラ11
は、吸気の吐出側である外周部のみが高温条件下での強
度に優れた材料となるよう形成されている。以下、この
ように形成されたコンプレッサインペラ11の特性につ
いて図2(b)及び(c)に基づき説明する。
【0042】図2(b)は、図2(a)のA線に沿った
コンプレッサインペラ11の断面におけるターボチャー
ジャ10の作動時における温度分布を示している。ま
た、図2(c)は、同じく図2(a)のA線に沿った断
面におけるターボチャージャ10の作動時におけるコン
プレッサインペラ11を構成する材料の耐久性を示して
いる。
【0043】先述したように、コンプレッサインペラ1
1では、ターボチャージャ10の作動に伴い、コンプレ
ッサブレード12が吸気を断熱圧縮することで、この図
2(b)に示すように、吐出側に対応する外周側ほど高
温となる。上記「高靭性材料」は、温度の上昇とともに
その強度が大きく低下するため、図2(c)に示すよう
に、高温となるコンプレッサインペラ11の吐出側に近
づくほどその耐久性は大きく低下する。これに対して、
上記「高温高強度材料」は高温でも比較的高い強度が保
持されるため、同図2(c)に示すように、高温となる
コンプレッサインペラ11の吐出側においては、上記
「高靭性材料」よりも高い耐久性を示すようになる。
【0044】本実施の形態では、高温となるコンプレッ
サインペラ11の吐出側のみが上記「高温高強度材料」
で形成することで、高温となる吐出側においても、吐出
側ほど高温とはならないそれ以外の部分においても、高
い耐久性が維持されている。このため、コンプレッサイ
ンペラ11全体としての耐久性が大きく向上されるよう
になる。
【0045】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、以下の効果を得ることができるようになる。 (1)高温となるコンプレッサインペラ11の吐出側の
みを高温条件下での耐久性に優れた材料で形成すること
で、吐出側ほど高温とならないそれ以外の部分の耐久性
を高く維持しながらも、吐出側の高温化に伴う耐久性の
低下を低減することができるようになる。したがって、
コンプレッサインペラ11全体としての耐久性を大きく
向上することができるようになる。
【0046】(2)また、こうしてコンプレッサインペ
ラ11の耐久性を向上することで、その使用限界となる
回転数を高めることができるようにもなる。 (3)さらに、こうした構成とすることで、耐久性を保
持しながらもコンプレッサインペラ11の軽量化を図る
ことができるようにもなる。また、こうしてコンプレッ
サインペラ11を軽量化することで、同インペラ11の
回転時の慣性質量を小さくして、そのレスポンスの向上
を図り、ターボラグを低減することができるようにもな
る。
【0047】(4)また、コンプレッサインペラ11を
構成する2種類の材料をいずれもアルミニウム合金と
し、それらの組成を異ならせることでそれぞれが用いら
れる部分に応じた好適な特性を持たせているため、両材
料の境界部分の接合性を非常に高くすることができる。
したがって、コンプレッサインペラ11全体としての強
度や耐久性を高く保持することができるようになる。
【0048】(5)また、上記2種類の材料を鋳込み形
成することで、こうした2種類の材料から構成されるコ
ンプレッサインペラ11を容易に形成できるようにな
る。また、このように形成することで、両材料の境界部
分の接合性を高めることができるようにもなる。
【0049】なお、以上説明した本実施の形態のターボ
チャージャのインペラは、以下のように変更することも
できる。 ・上記実施の形態では、コンプレッサインペラ11にお
いて高温となる吸気の排出側(吐出側)に対応する外周
側の部分が「高温高強度材料」によって形成されてお
り、高温強度の強化が図られている。ただしターボチャ
ージャの構成によっては、高温となる吸気の排出側が、
コンプレッサインペラ11の外周側の部分に対応してい
ないこともあり得る。こうした場合、ターボチャージャ
の構成に応じて高温強度の強化を図る部分を適宜に変更
することで、上記実施の形態と同様の効果を得ることが
できる。
【0050】・また、コンプレッサインペラ11を形成
する2つの材料、すなわち「高温高強度材料」及び「高
靭性材料」の選択は任意であり、ターボチャージャ10
の動作時に高温となる部分の材料が高温条件下での強度
に優れた材料とされていれば良い。
【0051】・また、ターボチャージャ10の動作時に
高温となる部分の高温強度の強化方法についても任意で
あり、上記実施の形態のように材料の選択によって行う
方法以外にも、例えば強化部分の表面にセラミクス材料
などの断熱材料被膜をコーティングすることによって行
うようにしても良い。こうした場合、被膜がコーティン
グされた部分のインペラの内部温度の上昇が抑制され、
その強度の低下が抑制されるため、ターボチャージャ作
動時の強化部分の耐久性を向上することができるように
なる。
【0052】・上記実施の形態では、本発明にかかるイ
ンペラをターボチャージャのコンプレッサインペラに適
用する構成としたが、これをタービンインペラに対して
適用しても良い。この場合、ターボチャージャの動作時
に高温の排気を受けるタービンインペラの気体(排気)
の流入側の部分の高温強度を選択的に強化すればよい。
図1のターボチャージャ10では、タービンインペラ1
3にあって排気が導入される導入口32側に対応するそ
の外周側の部分の高温強度を強化するようにすれば良
い。
【0053】
【発明の効果】請求項1に記載の発明によれば、ターボ
チャージャ作動時に高温となる部分の高温強度を選択的
に強化することで、インペラ全体の耐久性を効率的に向
上することができるようになる。
【0054】また、請求項2に記載の発明によれば、高
温となるコンプレッサインペラの気体流出側の部分の高
温強度を選択的に強化することで、コンプレッサインペ
ラ全体の耐久性を効率的に向上することができるように
なる。
【0055】また、請求項3に記載の発明によれば、高
温の排気が吹き付けられるタービンインペラの気体流入
側の部分の高温強度を選択的に強化することで、タービ
ンインペラ全体の耐久性を効率的に向上することができ
るようになる。
【0056】また、請求項4に記載の発明によれば、高
温強度に優れた材料をターボチャージャの動作時に高温
となる部分のみに選択的に用いることで、高温となる部
分以外の部分の耐久性を高く維持しながらも、高温とな
る部分の耐久性を高めることができるようになり、イン
ペラ全体の耐久性を効率的に向上することができるよう
になる。
【0057】また、請求項5に記載の発明によれば、高
温となる部分を他の部分に比べて銅及びケイ素の含有率
の高くすることで、高温強度を高め、ターボチャージャ
作動時の耐久性を向上することができる。しかも、高温
となる部分の材料と他の部分の材料とは、成分の組成が
異なるものの、いずれもアルミニウム合金であるため、
これら両材料の境界部分の接合性の確保も容易となる。
【0058】また、請求項6に記載の発明によれば、タ
ーボチャージャ作動時に高温となる部分の表面に断熱材
料被膜をコーティングすることで、インペラの被膜に被
われた部分の内部の温度上昇を抑制し、その強度が保持
されるようになる。このため、高温部分の耐久性が確保
され、インペラ全体の耐久性を効率的に向上することが
できるようになる。
【0059】また、請求項7に記載の発明によれば、タ
ーボチャージャ作動時に高温となる部分の表面に、断熱
材料として優れたセラミクスからなる被膜をコーティン
グすることで、被膜に被われた部分の内部温度の上昇を
更に効率的に抑制することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態にかかるインペラが採用さ
れたターボチャージャの側部断面構造を示す断面図。
【図2】同実施形態のコンプレッサインペラの側部断面
構造を示す断面図とその対応する温度分布等を示すグラ
フとを併せ示す図。
【図3】従来のコンプレッサインペラ部の側部断面構造
を示す断面図とその対応する温度分布等を示すグラフと
を併せ示す図。
【符号の説明】
10…ターボチャージャ、11,111…コンプレッサ
インペラ、12,112…コンプレッサブレード、13
…タービンインペラ、14…タービンブレード、15,
115…シャフト、20,120…コンプレッサハウジ
ング、21…吸入口、22…吐出口、23…コンプレッ
サ通路、30…タービンハウジング、31…排出口、3
2…導入口、33…スクロール通路。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】内燃機関の吸気通路及び排気通路間に接続
    されるターボチャージャに設けられるインペラであっ
    て、その気体流入側の部分及び気体排出側の部分のう
    ち、温度勾配が高くなる側の部分に対して選択的に高温
    強度の強化を施したことを特徴とするターボチャージャ
    のインペラ。
  2. 【請求項2】請求項1に記載のターボチャージャのイン
    ペラにおいて、 前記インペラは、前記ターボチャージャの前記吸気通路
    に接続された側に設けられるコンプレッサインペラであ
    って、前記選択的に高温強度の強化を施す部分は、前記
    気体流出側の部分であることを特徴とするターボチャー
    ジャのインペラ。
  3. 【請求項3】請求項1に記載のターボチャージャのイン
    ペラにおいて、 前記インペラは、前記ターボチャージャの前記排気通路
    に接続された側に設けられるタービンインペラであっ
    て、前記選択的に高温強度の強化を施す部分は、前記気
    体流入側の部分であることを特徴とするターボチャージ
    ャのインペラ。
  4. 【請求項4】請求項1〜3のいずれかに記載のターボチ
    ャージャのインペラにおいて、 前記選択的な高温強度の強化は、当該部分を形成する材
    料の選択によって行われることを特徴とするターボチャ
    ージャのインペラ。
  5. 【請求項5】請求項4に記載のターボチャージャのイン
    ペラにおいて、 前記インペラは、アルミニウム合金を基礎として形成さ
    れ、前記選択的に高温強度の強化を施す部分には、他の
    部分に比して銅及びケイ素の含有率の高いアルミニウム
    合金を用いることを特徴とするターボチャージャのイン
    ペラ。
  6. 【請求項6】請求項1〜3のいずれかに記載のターボチ
    ャージャのインペラにおいて、 前記選択的な高温強度の強化は、当該部分の表面への断
    熱材料被膜のコーティングによって行われることを特徴
    とするターボチャージャのインペラ。
  7. 【請求項7】請求項6に記載のターボチャージャのイン
    ペラにおいて、 前記断熱材料被膜はセラミクス被膜であることを特徴と
    するターボチャージャのインペラ。
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