JP2008267257A - 過給機 - Google Patents

Abstract

【課題】過給機を冷却する場合において、質量増加を抑制すること。
【解決手段】過給機１は、鋳鋼の鋳物で構成されるタービンハウジング４の内部にタービン羽根車３が格納される。また、タービンハウジング４の外側には、金属板を加工して構成される外殻２０が取り付けられる。外殻２０は、排ガス出口側外殻２０Ａと、圧縮機側外殻２０Ｂとに分割されて構成されている。外殻２０とタービンハウジング４との間には、冷却媒体Ｗが流れる冷却媒体通路２１が形成される。過給機１の運転中に、冷却媒体Ｗを冷却媒体通路２１へ流すことにより、タービンハウジング４を冷却する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、内燃機関から排出される排ガスでタービン羽根車を回転させ、これによって圧縮機を駆動して前記内燃機関に対して空気を過給する過給機に関する。

内燃機関が排出する排ガスの運動エネルギを利用してタービン羽根車を駆動し、これによって圧縮機を駆動して空気を強制的に内燃機関の燃焼室へ送り込み、当該燃焼室への空気の充填効率を高めるターボチャージャー、すなわち過給機が種々提案され、実用化されている。例えば、特許文献１には、排ガスをタービン羽根車へ導入する部分に設けられる取付フランジから冷却水を取り入れて、ターボチャージャーのケーシングの外周に冷却水を循環させる水冷ターボチャージャーが開示されている。

特開２００４−３５３５８９号公報 図１、段落番号００１１

特許文献１に開示された水冷ターボチャージャーでは、冷却水の通路がターボチャージャーのケーシングと一体に形成されるが、ケーシングを鋳造で製造すると、ターボチャージャーの質量が増加して、取り扱い難くなるとともに、燃料消費も増加する。そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、過給機を冷却する場合において、過給機の質量増加を抑制することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る過給機は、内燃機関が排出した排ガスで駆動されて、圧縮機に備えられる圧縮機羽根車を駆動するタービン羽根車を内部に格納するタービンハウジングと、前記タービンハウジングの外側に配置されて前記タービンハウジングを覆うとともに、前記タービンハウジングとは異なる部材で構成される外殻と、前記外殻と前記タービンハウジングとの間に形成されて、冷却媒体が流れる冷却媒体通路と、を含むことを特徴とする。

この過給機は、タービンハウジングの外側に、タービンハウジングとは異なる部材で構成される外殻を配置して、外殻とタービンハウジングとの間に冷却媒体通路を形成し、この冷却媒体通路に冷却媒体を流すことにより、タービンハウジングを冷却する。これによって、外殻を、例えば金属板を加工して構成することができるので、過給機を冷却する場合において、過給機の質量増加を抑制することができる。

本発明の望ましい態様としては、前記過給機において、前記外殻は、前記タービンハウジングの内部へ排ガスを導入する排ガス導入部と、前記タービンハウジングの内部から排ガスを排出する排ガス排出部と、前記圧縮機側における前記タービンハウジングの連結部とに接合されることが好ましい。

本発明の望ましい態様としては、前記過給機において、前記タービンハウジングは鋳物で構成され、前記外殻は金属板を加工して構成されることが好ましい。

本発明の望ましい態様としては、前記過給機において、前記外殻は、前記タービンハウジングとは異なる材料で構成されることが好ましい。

本発明の望ましい態様としては、前記過給機において、前記外殻の少なくとも一部には、前記タービンハウジングと前記外殻との間の熱膨張差を吸収するための熱膨張差吸収部が形成されることが好ましい。

本発明の望ましい態様としては、前記過給機において、前記熱膨張差吸収部は、前記外殻を蛇腹状に形成して構成されることが好ましい。

本発明の望ましい態様としては、前記過給機において、前記タービンハウジングの内部へ排ガスを導入する排ガス導入部に設けられ、取付対象に前記タービンハウジングを取り付けるためのフランジに、前記冷却媒体通路へ冷却媒体を導入するための冷却媒体導入口が設けられることが好ましい。

本発明の望ましい態様としては、前記過給機において、前記タービンハウジングの取付対象は、前記内燃機関のシリンダヘッドであり、前記冷却媒体導入口は、前記シリンダヘッドに設けられるシリンダヘッド冷却媒体通路に設けた冷却媒体取り出し口と接続されることが好ましい。

本発明の望ましい態様としては、前記過給機において、前記タービンハウジングの表面には、前記タービンハウジングから前記冷却媒体への伝熱を促進する伝熱促進部が設けられることが好ましい。

この発明は、過給機を冷却する場合において、過給機の質量増加を抑制できる。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この発明を実施するための最良の形態（以下実施形態という）によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。

本実施形態は、タービンハウジングの外側に、タービンハウジングとは異なる部材で構成される外殻を配置して、外殻とタービンハウジングとの間に冷却媒体通路を形成し、この冷却媒体通路に冷却媒体を流すことにより、タービンハウジングを冷却する点に特徴がある。

図１は、本実施形態に係る過給機の構成を示す断面図である。図２は、本実施形態に係る過給機を排ガス排出口側から見た状態を示す正面図である。本実施形態に係る過給機１は、いわゆるターボチャージャーであり、図２に示す内燃機関１００が排出した排ガスＥｘでタービン１Ｔのタービン羽根車３を駆動し、このタービン羽根車３と同軸上に備えられる圧縮機１Ｃの圧縮機羽根車１０を駆動することによって、内燃機関の燃焼室へ高圧の空気を過給する装置である。本実施形態に係る過給機１は、乗用車やバス、トラック等の車両に搭載され、動力発生源となる内燃機関（ガソリン機関やディーゼル機関）に対して好適に適用できる。

本実施形態に係る過給機１は、タービン１Ｔと、圧縮機１Ｃと、センターハウジング６とで構成される。タービン１Ｔは、タービンハウジング４の内部にタービン羽根車３が配置されて構成される。タービンハウジング４は、内部に排ガスＥｘをタービン羽根車３に導くための排ガス通路２が形成されている。排ガス通路２は、タービン羽根車３の周囲に形成される渦巻き状の通路である。本実施形態に係る過給機１は、排ガス通路が２本形成されるが、排ガス通路はこれに限定されるものではない。また、実施形態に係る過給機１は、いわゆる可変容量式のターボチャージャーであってもよい。

排ガスＥｘは、タービンハウジング４の内燃機関側取付フランジ１４に設けられる排ガス入口２Ｉから導入され、排ガス通路２を通ってタービン羽根車３の外周部からタービン羽根車３へ供給される。排ガスＥｘは、タービン羽根車３の外周部からタービン羽根車３の径方向内側に向かって流れる過程でタービン羽根車３を回転させる。タービン羽根車３は、過給機回転軸７によって圧縮機羽根車１０と連結されており、タービン羽根車３が回転すると圧縮機羽根車１０もタービン羽根車３とともに回転する。タービン羽根車３を回転させた排ガスＥｘは、タービンハウジング４の排ガス出口５から排出される。

圧縮機１Ｃは、圧縮機ハウジング９の内部に圧縮機羽根車１０が配置されて構成される。圧縮機ハウジング９は、内部に空気通路１３が形成されている。空気通路１３は、圧縮機羽根車１０の周囲に形成される渦巻き状の通路であり、圧縮機羽根車１０の径方向外側に吐出され、ディフューザ１２を通過した空気ａを、空気出口１３ｅから内燃機関の燃焼室へ送り込む。

圧縮機１Ｃにおいては、タービン羽根車３が排ガスＥｘによって回転することにより、圧縮機羽根車１０が回転する。圧縮機羽根車１０の回転運動により、圧縮機羽根車１０の中心部から空気ａが吸い込まれて、圧縮機羽根車１０の径方向外側へ吐出される。この過程で、空気ａは圧力と運動エネルギとが増加する。圧縮機羽根車１０から吐出された空気ａは、ディフューザ１２で運動エネルギが圧力に変換されてさらに圧力を高めて空気通路１３へ流入する。

タービンハウジング４と圧縮機ハウジング９とは、センターハウジング６によって連結される。これによって、タービン１Ｔと圧縮機１Ｃとが連結され、過給機１として一体化される。また、センターハウジング６は、タービン羽根車３と圧縮機羽根車１０とを連結する過給機回転軸７を、軸受８を介して回転可能に支持する。

本実施形態に係る過給機１のタービンハウジング４は、例えば、鋳鋼や鋳鉄等の鋳造用金属を用いて、鋳造によって製造される。すなわち、タービンハウジング４は鋳物で構成される。また、センターハウジング６や圧縮機ハウジング９も、鋳造用金属を用いて鋳造によって製造される。

タービンハウジング４は、高温の排ガスＥｘにさらされるため、耐熱性に優れる鋳鋼や鋳鉄を用いるが、圧縮機ハウジング９やセンターハウジング６は、直接排ガスＥｘにさらされることはないので、タービンハウジング４ほどの耐熱性は要求されない。このため、圧縮機ハウジング９やセンターハウジング６は、アルミニウム合金等で製造することもできる。なお、タービンハウジング４も、冷却を工夫することによりアルミニウム合金で構成してもよい。

リーン燃焼、すなわち、理論空燃比に対して酸素過多の状態で内燃機関を運転すると、燃料の消費量を抑制することができる。しかし、リーン燃焼で内燃機関を運転すると、燃料冷却の割合が少なくなるので、排ガスＥｘの温度が高くなる。したがって、リーン燃焼により燃料消費の抑制を図る場合、過給機１には通常よりも高温の排ガスＥｘが供給されることになる。本実施形態では、タービンハウジング４を冷却媒体Ｗにより積極的に冷却することにより、より高温の排ガスＥｘにも耐えられるようにする。これによって、リーン燃焼で内燃機関を運転可能な範囲、及びリーンの程度を大きくすることができる。

本実施形態に係る過給機では、タービンハウジング４の外側を外殻２０で覆い、外殻２０とタービンハウジング４との間に冷却媒体通路２１を形成する。そして、冷却媒体通路２１へ冷却媒体Ｗを流すことにより、タービンハウジング４を冷却する。冷却媒体Ｗは、例えば、内燃機関の冷却に用いる冷却水を用いることができる。冷却媒体Ｗは、冷却媒体導入手段２２から冷却媒体通路２１へ導入されて、冷却媒体通路２１を流れる過程でタービンハウジング４を冷却する。タービンハウジング４を冷却した冷却媒体Ｗは、冷却媒体排出手段２３から冷却媒体通路２１の外部へ排出される。

図２に示すように、冷却媒体導入手段２２は、外殻２０の鉛直方向（重力の作用方向、図２中の矢印Ｇで示す方向）上方に設けられる。また、冷却媒体排出手段２３は、外殻２０の鉛直方向下方に設けられる。これによって、過給機１の冷却媒体通路２１の鉛直方向上方から下方に向かって冷却媒体Ｗが流れる。重力を利用して、冷却媒体Ｗを効率よく、かつタービンハウジング４の全体にわたって流すことができるので、タービンハウジング４を効果的に冷却することができる。なお、冷却媒体Ｗの供給方法は、本実施形態の例に限定されるものではなく、過給機１の仕様や車両の冷却系のレイアウト等を考慮して、適切な供給方法を用いる。

本実施形態において、外殻２０は、排ガス出口５側の外殻（排ガス出口側外殻）２０Ａと、圧縮機１Ｃ側の外殻（圧縮機側外殻）２０Ｂとに分割されて構成されている。排ガス出口側外殻２０Ａ及び圧縮機側外殻２０Ｂは、タービンハウジング４の内燃機関側取付フランジ１４及び排ガス出口側取付フランジ１５に、溶接等の接合手段によって固定される。また、排ガス出口側外殻２０Ａと圧縮機側外殻２０Ｂとの合わせ部Ｍを溶接等の接合手段によって接合することにより、排ガス出口側外殻２０Ａと圧縮機側外殻２０Ｂとを一体化して外殻２０が構成される。

本実施形態において、外殻２０は、タービンハウジング４の外周部に設けられる突起部４Ｔに取り付けられる。このようにすることで、外殻２０を確実にタービンハウジング４へ取り付けることができるので好ましい。なお、突起部４Ｔを用いないでも外殻２０をタービンハウジング４へ確実に取り付けることができれば、突起部４Ｔは必ずしも設ける必要はない。また、本実施形態においては、外殻２０を排ガス出口側外殻２０Ａと圧縮機側外殻２０Ｂとに分割しているが、分割の態様はこれに限定されるものではない。

外殻２０は、タービンハウジング４の内部へ排ガスＥｘを導入する排ガス導入部、すなわち、排ガス入口２Ｉが設けられる内燃機関側取付フランジ１４と、タービンハウジング４の内部から排ガスＥｘを排出する排ガス排出部、すなわち、排ガス出口５が設けられる排ガス出口側取付フランジ１５と、圧縮機１Ｃ側におけるタービンハウジング４の連結部Ｃとに接合される。これによって、外殻２０によってタービンハウジング４全体を覆うことができるので、タービンハウジング４の全体にわたって冷却媒体通路２１を形成して、タービンハウジング４の冷却が不均一になることを抑制できる。なお、圧縮機１Ｃ側におけるタービンハウジング４の連結部Ｃは、センターハウジング６に接続される。

本実施形態において、外殻２０は、金属板に対してプレス、切削、接合等の加工をすることにより構成される。これによって、外殻２０を軽量に構成し、冷却媒体通路２１を過給機１へ設けた場合であっても、過給機１の質量増加を抑制できる。また、例えば、金属板のプレス加工によって外殻２０を製造することができるので、簡単に外殻２０を構成することができる。また、外殻２０は、タービンハウジング４とは異なる材料で構成される。本実施形態のタービンハウジング４は鋳鋼や鋳鉄で構成されるが、外殻２０は、炭素鋼やステンレス鋼、あるいはアルミニウム合金等で構成される。外殻２０をタービンハウジング４とは異なる材料で構成する場合、例えば、外殻２０をアルミニウム合金のような軽合金で構成すれば、過給機１のさらなる軽量化を図ることができるので、好ましい。

タービンハウジング４は、内部に形成される排ガス通路２を排ガスＥｘが流れるため、高温にさらされる。一方、外殻２０は、内部の冷却媒体通路２１を冷却媒体Ｗが流れるため、タービンハウジング４よりも低温になる。このため、タービンハウジング４と外殻２０との間に発生する温度差に起因して、タービンハウジング４と外殻２０の熱膨張との間には熱膨張差が発生する。すなわち、タービンハウジング４の熱膨張の方が、外殻２０の熱膨張よりも大きくなる。これによって、過給機１の運転中においては、外殻２０に引張応力が発生して、外殻２０とタービンハウジング４との接合部Ｂの耐久性低下を招くおそれがある。

そこで、本実施形態では、図１、図２に示すように、外殻２０の少なくとも一部に熱膨張差吸収部Ｖを設ける。本実施形態では、外殻２０の少なくとも一部を蛇腹状に形成して、熱膨張差吸収部Ｖとする。これによって、過給機１の運転中においてタービンハウジング４と外殻２０との間に熱膨張差が発生しても、熱膨張差吸収部Ｖが伸びることにより前記熱膨張差が吸収される。その結果、前記熱膨張差に起因して外殻２０に発生する引張応力が緩和されるので、外殻２０とタービンハウジング４との接合部Ｂに無理な力が作用することを回避して、外殻２０とタービンハウジング４との接合部Ｂの耐久性低下を抑制できる。また、熱膨張差吸収部Ｖを蛇腹状にすれば、金属板のプレス等により簡易に熱膨張差吸収部Ｖを構成できるので好ましい。

タービンハウジング４の内燃機関側取付フランジ１４に近い部分は、図２に示す内燃機関１００から排出される高温の排ガスＥｘが最初に導入される部分なので最も高温になり、タービンハウジング４の熱膨張も大きくなる。このため、タービンハウジング４と外殻２０の熱膨張との間には大きな熱膨張差が発生するので、熱膨張差吸収部Ｖは、少なくともタービンハウジング４の内燃機関側取付フランジ１４に近い部分、すなわち、タービンハウジング４へ排ガスＥｘを導入する部分の近傍に設けることが好ましい。また、図１に示すように、排ガス出口側取付フランジ１５に近い部分、すなわち、タービンハウジング４から排ガスＥｘが排出される部分の近傍にも熱膨張差吸収部Ｖを設けてもよい。このようにすれば、外殻２０とタービンハウジング４との接合部Ｂの耐久性低下を、さらに効果的に抑制できる。

ここで、外殻２０の内面には冷却媒体Ｗが接触しているため、外殻２０の外気側における表面から、冷却媒体Ｗの熱が放出される。例えば、蛇腹状の熱膨張差吸収部Ｖを設けると、外殻２０の表面積を大きくすることができる。これによって、外気と外殻２０との接触面積を大きくすることができる。これによって、外殻２０の伝熱面積を大きくできるので、冷却媒体Ｗの熱を効率的に外気へ放出することができる。

耐熱性に優れるオーステナイト系鋳鋼は、ＮｉやＣｏの含有量が大きいため、製造コストを上昇させる。本実施形態に係る過給機１は、外殻２０でタービンハウジング４を覆うことにより、外殻２０とタービンハウジング４との間に冷却媒体通路２１を形成する。このため、鋳造によりタービンハウジング内に冷却媒体通路を形成する場合と比較して、オーステナイト系鋳鋼の使用量を低減できる。これによって、過給機１の製造コストを低減することができる。

また、オーステナイト系鋳鋼は粘性が高いので、鋳造時における湯流れ性が悪く、タービンハウジングの肉厚をある程度確保する必要がある。その結果、オーステナイト系鋳鋼の使用量が増加し、過給機１の製造コストが上昇するが、本実施形態に係る過給機１は、上述したようにオーステナイト系鋳鋼の使用量を低減できるので、過給機１の製造コストを低減することができる。

さらに、オーステナイト系鋳鋼は粘性が高いので、鋳造時における湯流れ性を確保するため、タービンハウジング内に形成する冷却媒体流路の形状が制約を受ける。その結果、タービンハウジングの肉厚が大きくなって質量増加やコスト増加を招いたり、冷却性能が制限されたりする。本実施形態に係る過給機１は、外殻２０でタービンハウジング４を覆うことにより、外殻２０とタービンハウジング４との間に冷却媒体通路２１を形成する。このため、外殻２０の形状を変更して冷却媒体通路２１の形状を変更したり、また、タービンハウジング４の表面を加工して冷却媒体通路２１の形状を変更したりすることができる。このように、本実施形態に係る過給機１は、冷却媒体通路２１の設計の自由度が高いので、タービンハウジング４の冷却性能を確保しつつ、軽量化を図ることができる。

（第１変形例）
本実施形態の第１変形例に係る過給機は、上述した過給機とほぼ同様の構成であるが、タービンハウジングの外側に伝熱促進部を設け、この伝熱促進部を冷却媒体通路内に突出させて、タービンハウジングから冷却媒体への伝熱を促進する点が異なる。他の構成は、上述した過給機１（図１参照）と同様である。

図３は、本実施形態の第１変形例に係る過給機の構成を示す断面図である。図３に示す過給機１ａを構成するタービンハウジング４ａの外側には、伝熱促進部２４が設けられている。伝熱促進部２４は、例えば、タービンハウジング４ａの表面から冷却媒体通路２１に向かって突出する突起部で構成することができる。本変形例に係る過給機１ａは、タービンハウジング４ａの外側を外殻２０で覆うことにより、外殻２０とタービンハウジング４ａとの間に冷却媒体通路２１を形成する。このため、タービンハウジング４ａの表面に伝熱促進部２４を形成した後に外殻２０でタービンハウジング４ａを覆えばよいので、冷却媒体通路２１内に複雑な形状の構造物を形成することは比較的容易である。

例えば、タービンハウジング４ａを鋳造する際に、表面に伝熱促進部２４を形成したり、タービンハウジング４ａの表面を切削加工することにより伝熱促進部２４を形成したりして、その後に外殻２０を取り付ければよい。このように、本変形例に係るタービンハウジング４ａは、冷却媒体通路２１の設計の自由度が高い。このため、本変形例に係る過給機１ａでは、鋳造でタービンハウジング４ａ内に冷却媒体通路を形成するものと比較して、容易に伝熱促進部２４を形成することができる。その結果、より高い伝熱性能を発揮できるので、より高温の排ガスＥｘの供給にも耐え得る過給機を構成することができる。

上述したように、本変形例に係るタービンハウジング４ａは、冷却媒体通路２１の設計の自由度が高いので、冷却媒体通路２１内に、例えば冷却媒体の淀み点やヒートスポット等が発生した場合には、淀み点やヒートスポット等が発生しないような通路形状にすることも比較的容易である。また、冷却を促進したい部分に伝熱促進部２４を設けることにより、例えば、特に冷却を促進したい部分を積極的に冷却することも比較的容易である。

さらに、外殻２０は、板状の金属で構成されるため、鋳造でタービンハウジング内に冷却媒体通路を形成するものと比較して、外殻２０の厚さを小さくできる。これによって、冷却媒体Ｗの熱を、外殻２０を介して大気中へ効率よく放出することができるので、鋳造でタービンハウジング内に冷却媒体通路を形成するものと比較して、より効率的にタービンハウジング４ａを冷却することができる。

（第２変形例）
本実施形態の第２変形例に係る過給機は、上述した過給機とほぼ同様の構成であるが、シリンダヘッドを流れる冷却媒体を、外殻とタービンハウジングとの間に形成される冷却媒体通路へ直接導入する点が異なる。他の構成は、上述した過給機１と同様である。

図４は、本実施形態の第２変形例に係る過給機の構成を示す断面図である。図５は、本実施形態の第２変形例に係る過給機へ排ガスを導入する部分の構成を示す斜視図である。本変形例に係る過給機１ｂは、特に、エキゾーストマニホールド１０３がシリンダヘッド１００Ｈ内に形成された内燃機関１００に対して有効である。過給機１ｂは、タービン１Ｔのタービンハウジング４ｂに設けられる内燃機関側取付フランジ１４を介して、タービンハウジング４ｂの取付対象である内燃機関１００のシリンダヘッド１００Ｈへ取り付けられる。この内燃機関１００は、シリンダヘッド１００Ｈの内部にエキゾーストマニホールド１０３が形成されており、エキゾーストマニホールド１０３の集合部と、タービンハウジング４ｂに設けられる排ガス通路２とが接続される。また、エキゾーストマニホールド１０３は、シリンダ１０２に接続されており、シリンダ１０２の内部で燃焼した混合気が、エキゾーストマニホールド１０３へ排出される。

シリンダヘッド１００Ｈには、エキゾーストマニホールド１０３の周囲にシリンダヘッド冷却媒体通路１０４が設けられている。シリンダヘッド冷却媒体通路１０４へ冷却媒体（本実施形態では冷却水）Ｗを流すことにより、高温にさらされるエキゾーストマニホールド１０３を冷却する。

図５に示すように、本実施形態に係る過給機１ｂのタービンハウジング４ｂが備える内燃機関側取付フランジ１４ｂには、外殻２０とタービンハウジング４ｂとの間に形成される冷却媒体通路２１へ冷却媒体Ｗを導入するための冷却媒体導入口２５が設けられている。冷却媒体導入口２５は、シリンダヘッド冷却媒体通路１０４内の冷却媒体Ｗを取り出すための冷却媒体取り出し口１０５と接続されて、シリンダヘッド冷却媒体通路１０４から冷却媒体通路２１へ冷却媒体Ｗを導入する。冷却媒体通路２１を流れた冷却媒体Ｗは、タービンハウジング４ｂを冷却した後、冷却媒体排出手段２３から冷却媒体通路２１の外部へ排出される。

本変形例に係る過給機１ｂは、内燃機関１００のシリンダヘッド１００Ｈへ直接取り付けられる。そして、シリンダヘッド１００Ｈ内のシリンダヘッド冷却媒体通路１０４から過給機１ｂの冷却媒体通路２１へ直接冷却媒体Ｗを導く。これにより、冷却媒体Ｗを過給機１ｂの冷却媒体通路２１へ導くための配管が不要になるので、コンパクトに構成することができる。

以上、本実施形態では、タービンハウジングの外側に、タービンハウジングとは異なる部材で構成される外殻を配置して、外殻とタービンハウジングとの間に冷却媒体通路を形成し、この冷却媒体通路に冷却媒体を流すことにより、タービンハウジングを冷却する。これによって、外殻を、例えば金属板を加工して構成することができるので、過給機を冷却する場合において、過給機の質量増加を抑制することができる。

以上のように、この発明に係る過給機は、内燃機関が排出する排ガスによって前記内燃機関を過給する過給機に有用であり、特に、過給機を冷却する場合に適している。

本実施形態に係る過給機の構成を示す断面図である。 本実施形態に係る過給機を排ガス排出口側から見た状態を示す正面図である。 本実施形態の第１変形例に係る過給機の構成を示す断面図である。 本実施形態の第２変形例に係る過給機の構成を示す断面図である。 本実施形態の第２変形例に係る過給機へ排ガスを導入する部分の構成を示す斜視図である。

符号の説明

１、１ａ、１ｂ 過給機
１Ｃ 圧縮機
１Ｔ タービン
２ 排ガス通路
２Ｉ 排ガス入口
３ タービン羽根車
４、４ａ、４ｂ タービンハウジング
４Ｔ 突起部
５ 排ガス出口
６ センターハウジング
７ 過給機回転軸
８ 軸受
９ 圧縮機ハウジング
１０ 圧縮機羽根車
１４ 内燃機関側取付フランジ
１５ 排ガス出口側取付フランジ
２０ 外殻
２０Ａ 排ガス出口側外殻
２０Ｂ 圧縮機側外殻
２１ 冷却媒体通路
２２ 冷却媒体導入手段
２３ 冷却媒体排出手段
２４ 伝熱促進部
２５ 冷却媒体導入口
１００ 内燃機関
１００Ｈ シリンダヘッド
１０３ エキゾーストマニホールド
１０４ シリンダヘッド冷却媒体通路
１０５ 冷却媒体取り出し口
Ｖ 熱膨張差吸収部

Claims (9)

1. 内燃機関が排出した排ガスで駆動されて、圧縮機に備えられる圧縮機羽根車を駆動するタービン羽根車を内部に格納するタービンハウジングと、
   前記タービンハウジングの外側に配置されて前記タービンハウジングを覆うとともに、前記タービンハウジングとは異なる部材で構成される外殻と、
   前記外殻と前記タービンハウジングとの間に形成されて、冷却媒体が流れる冷却媒体通路と、
   を含むことを特徴とする過給機。
2. 前記外殻は、前記タービンハウジングの内部へ排ガスを導入する排ガス導入部と、前記タービンハウジングの内部から排ガスを排出する排ガス排出部と、前記圧縮機側における前記タービンハウジングの連結部とに接合されることを特徴とする請求項１に記載の過給機。
3. 前記タービンハウジングは鋳物で構成され、前記外殻は金属板を加工して構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の過給機。
4. 前記外殻は、前記タービンハウジングとは異なる材料で構成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の過給機。
5. 前記外殻の少なくとも一部には、前記タービンハウジングと前記外殻との間の熱膨張差を吸収するための熱膨張差吸収部が形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の過給機。
6. 前記熱膨張差吸収部は、前記外殻を蛇腹状に形成して構成されることを特徴とする請求項５に記載の過給機。
7. 前記タービンハウジングの内部へ排ガスを導入する排ガス導入部に設けられ、取付対象に前記タービンハウジングを取り付けるためのフランジに、前記冷却媒体通路へ冷却媒体を導入するための冷却媒体導入口が設けられることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の過給機。
8. 前記タービンハウジングの取付対象は、前記内燃機関のシリンダヘッドであり、
   前記冷却媒体導入口は、前記シリンダヘッドに設けられるシリンダヘッド冷却媒体通路に設けた冷却媒体取り出し口と接続されることを特徴とする請求項７に記載の過給機。
9. 前記タービンハウジングの表面には、前記タービンハウジングから前記冷却媒体への伝熱を促進する伝熱促進部が設けられることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の過給機。

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