JPH0721877Y2 - セラミックスラジアルタービン翼車の翼車室 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案は、セラミックスラジアルタービン翼車を装着し
たターボチャージャーの翼車室に好適に利用される。

「従来の技術」 第２図は、金属製のラジアルタービン翼車を装着した従
来のターボチャージャーの翼車室を示す断面図である。
21は金属製のラジアルタービン翼車、21aはタービン翼
車21のハブ部、21bはタービン翼車21の翼部、22はター
ビンノズル、23スクロール部、24は軸受室、25はスクロ
ール部28に連なるシュラウド部、26は軸受室24とタービ
ン翼車21の背面との間に介装され、排気によって加熱さ
れたシュラウド部25の熱が軸受室24に伝わるのを防止す
る遮熱板を示し、周知のように排気はスクロール部25か
らタービンノズル22を通ってタービン翼車21に導かれ、
タービン翼車21を回転駆動させつつ、矢印の方向に沿っ
て排気出口27から外部に排出される。而して、タービン
翼車21の回転翼車21の回転力は同軸上に設けられたコン
プレッサー翼車（図示省略）に伝えられて、コンプレッ
サー翼車を回転駆動させ、過給機として機能するように
なっている。

一方、ターボチャージャーにおける最大の問題である加
速応答性の遅れを改善するため、タービン翼車を金属に
比して比重の小さいセラミックス製としたものが実用化
されている。

「考案が解決しようとする問題点」 ところが、セラミックスは金属より破壊靱性値が低いた
め、金属製タービン翼車を装着した場合の翼車室の構造
をセラミックス製タービン翼車を装着した場合に適用す
ると、排気マニホールドからの酸化スケールの飛び込み
によって翼カケ、翼車破損等が生じ易いという問題点が
あった。

本考案は、上記の情勢に鑑みてなされたもので、セラミ
ックス製タービン翼車のカケ、破損等を少なくすること
を目的とする。

「問題点を解決するための手段」 その手段は翼部背縁と遮熱板との間に2mm以上の間隙を
設けたところにある。

「作用」 スケールが翼部背縁と遮熱板との間にかみ込まない。よ
ってスケールのかみ込みによる翼カケが防止される。間
隙を2mm以上としたのは、タービンノズルから翼車室に
入ってくるスケールの大きさが高々2mmまでであること
が判明したためである。

「実施例」 実験例１ 第１図は本考案の一実施例に係る翼車室を示す断面図で
ある。第１図においてタービン翼車11の翼部背縁11cと
遮熱板16との間隙ｌが2.5mmであることと、タービン翼
車11が窒化ケイ素焼結体よりなることを除くほかは第２
図で示した従来の翼車室と構造的に異なるところはな
い。上記翼車室についてタービン翼車11を８万rpmの速
度で回転させ、タービンノズル12の上流50mmの位置より
2mmφ、30mgの鉄球を投入し、翼部11bの状態を観察し
た。比較のために間隙ｌが1mmであることを除くほかは
上記実施例と同一構造の翼車室を組立て、同様に鉄球を
投入して翼部の状態を観察した。以上の観察結果を第１
表に示す。

実験例２ 遮熱板16との間隙ｌが第２表の値となる窒化ケイ素焼結
体製タービン翼車11（翼外径53mm）を備えたターボチャ
ージャーを排気量1800ccのガソリンエンジンに取付け、
タービン翼車11を12万rpmで回転させ、温度950℃の排ガ
スを流した状態で、鋳鉄よりなり1.8mmφの球形の異物
を排気マニホールドから投入した。

上記投入試験において、翼部の状態を観察した結果を第
２表に示す。

第２表に示されるように間隙ｌが1mmの場合は、カケや
バーストが生じたが、間隙ｌが2mmの場合は、何ら異常
なく、しかも最高タービン効率は両者同等であった。

「効果」 以上のように本考案によれば、ターボチャージャーの性
能を劣化させることなく、セラミックス製タービン翼車
の翼カケを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係る翼車室を示す断面図、
第２図は従来の翼車室を示す断面図である。 11,21……タービン翼車、11c……翼部背縁、16,26……
遮熱板

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】翼部背縁と遮熱板との間に2mm以上の間隙
   を設けたことを特徴とするセラミックスラジアルタービ
   ン翼車の翼車室。