JPH07139364A - ターボチャージャー - Google Patents
ターボチャージャーInfo
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- JPH07139364A JPH07139364A JP28636093A JP28636093A JPH07139364A JP H07139364 A JPH07139364 A JP H07139364A JP 28636093 A JP28636093 A JP 28636093A JP 28636093 A JP28636093 A JP 28636093A JP H07139364 A JPH07139364 A JP H07139364A
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- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 タービン側において排気ガスの温度を低下さ
せず、熱吸収の少ないターボチャージャーを提供する。 【構成】 本発明のターボチャージャー１は、排ガス導
入通路８を含むタービンハウジング１２の外殻２１を形
成し、その外殻２１の内壁に所定の断熱層１４を形成さ
せて薄板耐熱鋼板１３で成形され排気ガスを通過させる
内殻２２を設けたものである。
せず、熱吸収の少ないターボチャージャーを提供する。 【構成】 本発明のターボチャージャー１は、排ガス導
入通路８を含むタービンハウジング１２の外殻２１を形
成し、その外殻２１の内壁に所定の断熱層１４を形成さ
せて薄板耐熱鋼板１３で成形され排気ガスを通過させる
内殻２２を設けたものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車等に搭載される
ターボチャージャーに係り、特に、排気ガスからの熱吸
収を低減して触媒の早期活性化等を狙ったターボチャー
ジャーに関するものである。
ターボチャージャーに係り、特に、排気ガスからの熱吸
収を低減して触媒の早期活性化等を狙ったターボチャー
ジャーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車等のエンジン出力向上のため、タ
ーボチャージャーが搭載された例は現在数多く見受けら
れる。
ーボチャージャーが搭載された例は現在数多く見受けら
れる。
【０００３】図３に示すように、ターボチャージャー１
は、センターハウジング２に回転可能に取り付けられた
タービンシャフト３の両端に、タービンホイール４とコ
ンプレッサホイール５とがそれぞれ取り付けられ、それ
らを収容するタービンハウジング６とコンプレッサハウ
ジング７とをセンターハウジング２に接続して主に構成
されている。タービンホイール４には複数の動翼（ター
ビンブレード）４ａが周方向に等間隔で列設される。タ
ービンハウジング６には、タービンホイール４にエンジ
ンからの排気ガスを導入するための排ガス導入通路８が
形成される。排ガス導入通路８は、タービンシャフト３
の軸方向に垂直で且つタービンホイール４の動翼４ａに
沿った渦巻ないしスクロール状に形成され、その断面積
は排気ガスの流れ方向に沿って順次減少されている。排
ガス導入通路８の入口８ａから入ってきた排気ガスはタ
ービンホイール４の動翼４ａに前方（図で右側）から導
入され、タービンホイール４を回転駆動させた後に、そ
のまま動翼４ａの後ろに抜けて排ガス出口９から排気さ
れる。このように排気ガスが動翼４ａを軸方向に通過す
るタイプのタービンは軸流（アキシャル）タービンとし
てよく知られている。尚、排ガス導入通路８内において
動翼４ａの前方に、排気ガスを動翼４ａに案内するため
のノズルが付設される場合もある。
は、センターハウジング２に回転可能に取り付けられた
タービンシャフト３の両端に、タービンホイール４とコ
ンプレッサホイール５とがそれぞれ取り付けられ、それ
らを収容するタービンハウジング６とコンプレッサハウ
ジング７とをセンターハウジング２に接続して主に構成
されている。タービンホイール４には複数の動翼（ター
ビンブレード）４ａが周方向に等間隔で列設される。タ
ービンハウジング６には、タービンホイール４にエンジ
ンからの排気ガスを導入するための排ガス導入通路８が
形成される。排ガス導入通路８は、タービンシャフト３
の軸方向に垂直で且つタービンホイール４の動翼４ａに
沿った渦巻ないしスクロール状に形成され、その断面積
は排気ガスの流れ方向に沿って順次減少されている。排
ガス導入通路８の入口８ａから入ってきた排気ガスはタ
ービンホイール４の動翼４ａに前方（図で右側）から導
入され、タービンホイール４を回転駆動させた後に、そ
のまま動翼４ａの後ろに抜けて排ガス出口９から排気さ
れる。このように排気ガスが動翼４ａを軸方向に通過す
るタイプのタービンは軸流（アキシャル）タービンとし
てよく知られている。尚、排ガス導入通路８内において
動翼４ａの前方に、排気ガスを動翼４ａに案内するため
のノズルが付設される場合もある。
【０００４】図で分かるように、排ガス導入通路８及び
排ガス出口９はタービンハウジング６の鋳造により形取
られ、またタービンハウジング６は排気ガスの高温中に
直接さらされることから、熱変形、耐酸化性、鋳造及び
切削等の加工性を考慮して、例えば特殊耐熱鋳物を用い
て比較的厚肉に形成される。
排ガス出口９はタービンハウジング６の鋳造により形取
られ、またタービンハウジング６は排気ガスの高温中に
直接さらされることから、熱変形、耐酸化性、鋳造及び
切削等の加工性を考慮して、例えば特殊耐熱鋳物を用い
て比較的厚肉に形成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、タービ
ンハウジング６は厚肉でその熱容量が比較的大きく、高
温の排気ガスと直接接触するため以下に述べるような不
具合が生じてしまう。
ンハウジング６は厚肉でその熱容量が比較的大きく、高
温の排気ガスと直接接触するため以下に述べるような不
具合が生じてしまう。
【０００６】 通常、ターボチャージャー１のタービ
ン後流側には触媒が設けられるが、冷間状態のエンジン
始動（コールドスタート）直後において触媒は活性化温
度に達しておらず、他方排気ガスはタービンハウジング
６に熱吸収され冷却されてしまい、よって触媒活性化ま
での期間が長くなりコールドエミッション悪化の原因と
なる。
ン後流側には触媒が設けられるが、冷間状態のエンジン
始動（コールドスタート）直後において触媒は活性化温
度に達しておらず、他方排気ガスはタービンハウジング
６に熱吸収され冷却されてしまい、よって触媒活性化ま
での期間が長くなりコールドエミッション悪化の原因と
なる。
【０００７】 排気ガスの熱エネルギがタービンハウ
ジング６に奪われてしまい、タービンホイール４の回転
エネルギとして有効に活かされず性能が低減してしま
う。
ジング６に奪われてしまい、タービンホイール４の回転
エネルギとして有効に活かされず性能が低減してしま
う。
【０００８】 タービンハウジング６製造の際に特殊
耐熱鋳物を多分に用いるため高価となる。
耐熱鋳物を多分に用いるため高価となる。
【０００９】そこで、上記課題を解決すべく本発明は創
案され、その目的は、タービン側において排気ガスの温
度を低下させず、熱吸収の少ないターボチャージャーを
提供することにある。
案され、その目的は、タービン側において排気ガスの温
度を低下させず、熱吸収の少ないターボチャージャーを
提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明に係るターボチャージャーは、排ガス導入通路を
含むタービンハウジングの外殻を形成し、その外殻の内
壁に所定の断熱層を形成させて薄板耐熱鋼板で成形され
排気ガスを通過させる内殻を設けたものである。
本発明に係るターボチャージャーは、排ガス導入通路を
含むタービンハウジングの外殻を形成し、その外殻の内
壁に所定の断熱層を形成させて薄板耐熱鋼板で成形され
排気ガスを通過させる内殻を設けたものである。
【００１１】
【作用】上記構成によれば、排気ガスが通過される内殻
はその熱容量が小さいので排気ガスからの受熱により早
期に高温となり、他方それが断熱されるので外殻には熱
伝達されない。よって排気ガスの熱エネルギを有効に利
用することが可能となる。
はその熱容量が小さいので排気ガスからの受熱により早
期に高温となり、他方それが断熱されるので外殻には熱
伝達されない。よって排気ガスの熱エネルギを有効に利
用することが可能となる。
【００１２】
【実施例】以下本発明の好適一実施例を添付図面に基づ
いて詳述する。
いて詳述する。
【００１３】図１は係るターボチャージャー１を示す側
断面図である。ターボチャージャー１は従来例同様に軸
流式のタービン１０を有している。タービン１０は、セ
ンターハウジング２に係合部材１１を介して接続された
タービンハウジング１２と、従来同様のタービンホイー
ル４と、それにエンジンからの排気ガスを導入するため
の排ガス導入通路８とから主に構成される。
断面図である。ターボチャージャー１は従来例同様に軸
流式のタービン１０を有している。タービン１０は、セ
ンターハウジング２に係合部材１１を介して接続された
タービンハウジング１２と、従来同様のタービンホイー
ル４と、それにエンジンからの排気ガスを導入するため
の排ガス導入通路８とから主に構成される。
【００１４】特にタービンハウジング１２は、鋳鉄等の
金属材料で成形された外殻２１により外部と区画され、
その外殻２１内部に薄板耐熱鋼板１３で成形された内殻
２２が設けられて構成される。この内殻２２が実質的に
排ガス導入通路８を区画形成することになる。
金属材料で成形された外殻２１により外部と区画され、
その外殻２１内部に薄板耐熱鋼板１３で成形された内殻
２２が設けられて構成される。この内殻２２が実質的に
排ガス導入通路８を区画形成することになる。
【００１５】薄板耐熱鋼板１３には、例えばハステロ
イ、インコネル、或いはＳＵＳ材等が採用され、その板
厚はプレス加工が可能な0.5 〜1 mm程度とされる。これ
を成形して後に詳しく述べる構成部品とした後、それら
を接合して内殻２２を形成する。内殻２２は、排気マニ
ホールド１５から送られてきた排気ガスを入口部８ｂを
経由して供給部８ｃからタービンホイール４の動翼４ａ
に供給するようになっている。
イ、インコネル、或いはＳＵＳ材等が採用され、その板
厚はプレス加工が可能な0.5 〜1 mm程度とされる。これ
を成形して後に詳しく述べる構成部品とした後、それら
を接合して内殻２２を形成する。内殻２２は、排気マニ
ホールド１５から送られてきた排気ガスを入口部８ｂを
経由して供給部８ｃからタービンホイール４の動翼４ａ
に供給するようになっている。
【００１６】入口部８ｂはプレス成形された入口部材８
ｈによって構成され、その延出端部８ｉは外殻２１と排
気マニホールド１５とに挟持される。供給部８ｃは、プ
レス加工によって得られた後方部材８ｄと前方部材８ｅ
とで構成され、後方部材８ｄの鍔部８ｆに沿って前方部
材８ｅの端部が折り曲げられることで内周側が接合さ
れ、互いの係止片８ｇが重ね合わされ外殻２１と排気管
１６とに挟まれることで外周側が接合され支持される。
そして後方部材８ｄには入口部材８ｈが差し込まれて接
合される。図示例では、供給部８ｃの外周側に空間部１
７が形成されているが、これのない構成としても構わな
い。さらに前方部材８ｅは、そのタービンホイール４に
沿った面に一体的に折り曲げ形成されたノズル１８を有
し、その動翼４ａの先端に沿った面が軸方向に延出され
てシュラウド１９としての機能を果たしている。ノズル
１８は、図２に詳しく示すように、周方向に複数形成さ
れている。
ｈによって構成され、その延出端部８ｉは外殻２１と排
気マニホールド１５とに挟持される。供給部８ｃは、プ
レス加工によって得られた後方部材８ｄと前方部材８ｅ
とで構成され、後方部材８ｄの鍔部８ｆに沿って前方部
材８ｅの端部が折り曲げられることで内周側が接合さ
れ、互いの係止片８ｇが重ね合わされ外殻２１と排気管
１６とに挟まれることで外周側が接合され支持される。
そして後方部材８ｄには入口部材８ｈが差し込まれて接
合される。図示例では、供給部８ｃの外周側に空間部１
７が形成されているが、これのない構成としても構わな
い。さらに前方部材８ｅは、そのタービンホイール４に
沿った面に一体的に折り曲げ形成されたノズル１８を有
し、その動翼４ａの先端に沿った面が軸方向に延出され
てシュラウド１９としての機能を果たしている。ノズル
１８は、図２に詳しく示すように、周方向に複数形成さ
れている。
【００１７】このように形成された内殻２２は、入口部
材８ｈの延出端部８ｉと後方部材８ｄ及び前方部材８ｅ
の係止片８ｇとのみが外殻２１に接続して支持され、そ
れ以外の部分はセンターハウジング２、外殻２１及びタ
ービンホイール４から所定の距離離間されており、これ
によって外殻２１との間が中空となり断熱層１４として
の空気層２０を形成している。
材８ｈの延出端部８ｉと後方部材８ｄ及び前方部材８ｅ
の係止片８ｇとのみが外殻２１に接続して支持され、そ
れ以外の部分はセンターハウジング２、外殻２１及びタ
ービンホイール４から所定の距離離間されており、これ
によって外殻２１との間が中空となり断熱層１４として
の空気層２０を形成している。
【００１８】次に実施例の作用を述べる。
【００１９】エンジンのコールドスタート時において、
排気マニホールド１５から送られてきた高温の排気ガス
は、内殻２２を通ってタービンホイール４に導入され
る。内殻２２は薄板耐熱鋼板１３で構成されその熱容量
が小さいことから、排気ガスからの受熱により早期に高
温となる。また内殻２２はその大部分が断熱層１４ない
し空気層２０で断熱されるので、外殻２１への熱伝達は
最少に止どめられ、よって高温となった後はその状態に
維持される。逆に言えば、外殻２１は熱吸収せずそれほ
ど高温とはならない。
排気マニホールド１５から送られてきた高温の排気ガス
は、内殻２２を通ってタービンホイール４に導入され
る。内殻２２は薄板耐熱鋼板１３で構成されその熱容量
が小さいことから、排気ガスからの受熱により早期に高
温となる。また内殻２２はその大部分が断熱層１４ない
し空気層２０で断熱されるので、外殻２１への熱伝達は
最少に止どめられ、よって高温となった後はその状態に
維持される。逆に言えば、外殻２１は熱吸収せずそれほ
ど高温とはならない。
【００２０】これにより、高温の排気ガスが有する熱エ
ネルギは奪われず冷却は抑制され、触媒を早期に活性化
温度に到達させることができコールドエミッションの向
上が図れる。またその熱エネルギをタービンホイール４
の回転エネルギとして有効に活用でき性能を向上させる
ことができる。
ネルギは奪われず冷却は抑制され、触媒を早期に活性化
温度に到達させることができコールドエミッションの向
上が図れる。またその熱エネルギをタービンホイール４
の回転エネルギとして有効に活用でき性能を向上させる
ことができる。
【００２１】また、外殻２１は排気ガスの高温に直接さ
らされないので、従来特殊耐熱鋳物を用いて製造してい
たものを耐熱性の劣る鋳鉄等で置き換えることができ、
このような材料の低グレード化によって製造コストを低
減できる。また従来と比べて高温とならないので耐酸化
性も向上する。内殻２２はプレス加工で容易に製造で
き、その際にノズル１８及びシュラウド１９を一体的に
成形することが可能で、よって製造行程の短縮化を図れ
る。そして、上記のように内殻２２を外殻２１から離間
させ、断熱層１４を空気層２０により形成することで構
造も簡単となる。もっとも高温に耐え得るような断熱
材、例えばセラミック等で断熱層１４を形成してもよ
い。内殻２２はその延出端部８ｉと係止片８ｇとが挟ま
れて支持されるため、ターボチャージャー１が排気マニ
ホールド１５、排気管１６と接続されたと同時に支持さ
れ、よって組み立てが容易である。
らされないので、従来特殊耐熱鋳物を用いて製造してい
たものを耐熱性の劣る鋳鉄等で置き換えることができ、
このような材料の低グレード化によって製造コストを低
減できる。また従来と比べて高温とならないので耐酸化
性も向上する。内殻２２はプレス加工で容易に製造で
き、その際にノズル１８及びシュラウド１９を一体的に
成形することが可能で、よって製造行程の短縮化を図れ
る。そして、上記のように内殻２２を外殻２１から離間
させ、断熱層１４を空気層２０により形成することで構
造も簡単となる。もっとも高温に耐え得るような断熱
材、例えばセラミック等で断熱層１４を形成してもよ
い。内殻２２はその延出端部８ｉと係止片８ｇとが挟ま
れて支持されるため、ターボチャージャー１が排気マニ
ホールド１５、排気管１６と接続されたと同時に支持さ
れ、よって組み立てが容易である。
【００２２】尚、上記実施例では軸流タービンの場合の
みを示したが、同様の構成がラジアルタービンにおいて
も可能である。また内殻２２の形状及び支持方法は上記
以外にも様々な変形が可能である。
みを示したが、同様の構成がラジアルタービンにおいて
も可能である。また内殻２２の形状及び支持方法は上記
以外にも様々な変形が可能である。
【００２３】
【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。
る。
【００２４】（１）触媒を早期に活性化させることがで
き、コールドエミッションの向上が図れる。
き、コールドエミッションの向上が図れる。
【００２５】（２）排気ガスの熱エネルギを有効に活用
でき性能が向上する。
でき性能が向上する。
【図１】本発明に係るターボチャージャーの一実施例を
示す側断面図である。
示す側断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線矢視図である。
【図３】従来のターボチャージャーを示す側断面図であ
る。
る。
１ ターボチャージャー ８ 排ガス導入通路 １２ タービンハウジング １３ 薄板耐熱鋼板 １４ 断熱層 ２１ 外殻 ２２ 内殻
Claims (3)
- 【請求項１】 排ガス導入通路を含むタービンハウジン
グの外殻を形成し、該外殻の内壁に所定の断熱層を形成
させて薄板耐熱鋼板で成形され排気ガスを通過させる内
殻を設けたことを特徴とするターボチャージャー。 - 【請求項２】 上記タービンハウジングの外殻が鋳鉄等
の材料で成形され、上記タービンハウジングの内殻が、
ハステロイ、インコネル、或いはＳＵＳ材等の耐熱鋼板
により成形された請求項１記載のターボチャージャー。 - 【請求項３】 上記断熱層が上記外殻と内殻との間に所
定の間隔が隔てられて中空の断熱層によって形成された
請求項１記載のターボチャージャー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28636093A JPH07139364A (ja) | 1993-11-16 | 1993-11-16 | ターボチャージャー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28636093A JPH07139364A (ja) | 1993-11-16 | 1993-11-16 | ターボチャージャー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07139364A true JPH07139364A (ja) | 1995-05-30 |
Family
ID=17703378
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28636093A Pending JPH07139364A (ja) | 1993-11-16 | 1993-11-16 | ターボチャージャー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07139364A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011053513A3 (en) * | 2009-10-30 | 2011-09-22 | Borgwarner Inc. | Turbine casing of an exhaust-gas turbocharger |
| CN103429870A (zh) * | 2011-03-14 | 2013-12-04 | 博格华纳公司 | 排气涡轮增压器的涡轮机壳体 |
| WO2015097872A1 (ja) * | 2013-12-27 | 2015-07-02 | 三菱重工業株式会社 | タービンハウジング |
| WO2016126623A1 (en) * | 2015-02-03 | 2016-08-11 | Borgwarner Inc. | Exhaust gas turbocharger |
| WO2020003096A1 (en) | 2018-06-26 | 2020-01-02 | 3M Innovative Properties Company | Heat insulating sheet member, an exhaust gas introduction path and a turbocharger |
| US10731546B2 (en) | 2017-02-06 | 2020-08-04 | Borgwarner Inc. | Diffuser in wastegate turbine housings |
| JP2021055621A (ja) * | 2019-09-30 | 2021-04-08 | ダイハツ工業株式会社 | 排気ターボ過給機 |
| DE112020001965T5 (de) | 2019-04-17 | 2022-01-13 | Ihi Corporation | Turbinengehäuse und Turbolader |
| US11428108B2 (en) | 2019-02-25 | 2022-08-30 | Mitsubishi Heavy Industries Engine & Turbocharger, Ltd. | Turbine housing and turbocharger |
-
1993
- 1993-11-16 JP JP28636093A patent/JPH07139364A/ja active Pending
Cited By (21)
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| JP2013509534A (ja) * | 2009-10-30 | 2013-03-14 | ボーグワーナー インコーポレーテッド | 排気ターボチャージャーのタービンケーシング |
| CN104533603A (zh) * | 2009-10-30 | 2015-04-22 | 博格华纳公司 | 排气涡轮增压器的涡轮机壳体 |
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