JP2018150843A - Turbine housing - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a turbine housing for reducing waking of a tongue part of a turbine.SOLUTION: A turbine housing 4 comprises: a casting housing main body 31 provided with a scroll flow path 16 having an upstream part 16a for introducing gas fed to a turbine wheel 6 from outside of a turbine 2, and a downstream part 16b wound to enter inside the upstream part 16a in a radial direction, and forming a spiral shape around the turbine wheel 6, and a tongue part 23 of the scroll flow path 16; and an extension tongue part 33 continuously provided on the downstream side of the tongue part 23, constituting a pseudo tongue part 34 parting the upstream part 16a and the downstream part 16b together with the tongue part 23, and forming a downstream end of the pseudo tongue part 34. The extension tongue part 33 is separately mounted to the tongue part 23, cannot be moved to the tongue part 23, and is formed thinner than the tongue part 23 in the radial direction.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、タービンハウジングに関するものである。   The present invention relates to a turbine housing.

従来、このような分野の技術として、下記特許文献１に記載のタービンが知られている。タービンのスクロール流路は、外部からガスを導入する上流部と、上流部の径方向内側に入り込むように巻かれた下流部と、を有する螺旋状をなし、上流部と下流部とを径方向に隔てる舌部が形成されている。   Conventionally, a turbine described in Patent Document 1 below is known as a technique in such a field. The scroll flow path of the turbine has a spiral shape having an upstream part for introducing gas from the outside and a downstream part wound so as to enter the radially inner side of the upstream part, and the upstream part and the downstream part are radially arranged. Tongues that are separated from each other are formed.

特開平10-68303号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-68303 特許第3586515号公報Japanese Patent No. 3586515 特開2016-31027号公報JP 2016-31027 特開2016-108974号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-108974 特開2016-173067号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-173067

この種のスクロール流路では、上流部のガスの流れと下流部におけるガスの再循環流とが舌部の下流側で合流する。舌部の直ぐ下流の位置には、舌部の厚さに対応して舌部ウエークと呼ばれる低流速の領域が発生する。この舌部ウエークによって、タービン翼車入口におけるガス流量が周方向で不均一になり、タービン効率が低下する場合がある。特に、舌部ウエークがタービン翼車の位置まで延在する場合には、タービン効率が顕著に低下することになる。舌部ウエークを小さくするためには、舌部の径方向の厚さを可能な限り薄くすることが好ましい。しかしながら、タービンハウジングが鋳造で製作される場合には、その一部位である舌部を鋳造で薄く形成することにも限界がある。また、鋳造された舌部を薄くすると舌部の耐熱性が低下し好ましくない。本発明は、タービンの舌部ウエークを低減するタービンハウジングを提供することを目的とする。   In this type of scroll channel, the upstream gas flow and the downstream gas recirculation flow merge on the downstream side of the tongue. At a position immediately downstream of the tongue, a low flow rate region called tongue wake is generated corresponding to the thickness of the tongue. Due to the tongue wake, the gas flow rate at the turbine impeller inlet becomes non-uniform in the circumferential direction, which may reduce the turbine efficiency. In particular, when the tongue wake extends to the position of the turbine impeller, the turbine efficiency is significantly reduced. In order to reduce the tongue wake, it is preferable to reduce the thickness of the tongue in the radial direction as much as possible. However, when the turbine housing is manufactured by casting, there is a limit to thinly forming the tongue which is a part of the turbine housing by casting. Moreover, when the cast tongue part is made thin, the heat resistance of the tongue part is lowered, which is not preferable. An object of the present invention is to provide a turbine housing that reduces tongue wakes of a turbine.

本発明のタービンハウジングは、タービン外部からタービン翼車に送られるガスを導入する上流部と上流部の径方向内側に入り込むように巻かれた下流部とを有しタービン翼車の周囲で螺旋状をなすスクロール流路と、スクロール流路の舌部と、が設けられた鋳造物のハウジング本体と、舌部の下流側に連続して設けられ、舌部と一緒にスクロール流路の上流部と下流部とを径方向に隔てる擬似的舌部を構成し、当該擬似的舌部の下流端部を成す延長舌部と、を備え、延長舌部は、別体として舌部に取付けられ、舌部に対して非可動であり、舌部よりも径方向に薄く形成されている。   The turbine housing according to the present invention has an upstream portion for introducing gas sent from the outside of the turbine to the turbine impeller and a downstream portion wound so as to enter the radially inner side of the upstream portion, and is spiral around the turbine impeller. A casting housing body provided with a scroll flow path, a tongue portion of the scroll flow path, and an upstream portion of the scroll flow path together with the tongue portion. A pseudo tongue that radially separates the downstream portion, and an extension tongue that forms a downstream end of the pseudo tongue, and the extension tongue is attached to the tongue as a separate body, It is immovable with respect to the part, and is formed thinner in the radial direction than the tongue part.

また、タービン翼車の回転軸方向から見て、回転軸と舌部とを通る直線と、回転軸と延長舌部の下流端とを通る直線と、のなす角度が２０〜４０°であるようにしてもよい。   Further, as viewed from the rotation axis direction of the turbine impeller, the angle formed by the straight line passing through the rotation shaft and the tongue and the straight line passing through the rotation shaft and the downstream end of the extension tongue is 20 to 40 °. It may be.

本発明によれば、タービンの舌部ウエークを低減するタービンハウジングを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the turbine housing which reduces the tongue part wake of a turbine can be provided.

図１は、過給機の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a supercharger. 図２は、タービンの断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the turbine. 図３は、タービンハウジングの排気ガス流入口近傍を示す分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view showing the vicinity of the exhaust gas inlet of the turbine housing. 図４は、擬似的舌部近傍を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing the vicinity of the pseudo tongue. 図５は、変形例に係る排気ガス流入口近傍を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing the vicinity of an exhaust gas inlet according to a modification.

以下、図面を参照しつつ本発明に係るタービンハウジングの実施形態について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of a turbine housing according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

（第１実施形態）
図１は、過給機１の回転軸線Ａを含む断面を取った断面図である。この過給機１が備えるタービン２は、本実施形態に係るタービンハウジング４を有している。まず、過給機１について説明する。 (First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view of a section including a rotation axis A of the supercharger 1. A turbine 2 provided in the supercharger 1 has a turbine housing 4 according to the present embodiment. First, the supercharger 1 will be described.

過給機１は、例えば、船舶や車両の内燃機関に適用されるものである。図１に示されるように、過給機１は、タービン２とコンプレッサ３とを備えている。タービン２は、タービンハウジング４と、タービンハウジング４に収納されたタービン翼車６と、を備えている。タービンハウジング４は、タービン翼車６の周囲において周方向に延びるスクロール流路１６を有している。コンプレッサ３は、コンプレッサハウジング５と、コンプレッサハウジング５に収納されたコンプレッサ翼車７と、を備えている。コンプレッサハウジング５は、コンプレッサ翼車７の周囲において周方向に延びるスクロール流路１７を有している。   The supercharger 1 is applied to an internal combustion engine of a ship or a vehicle, for example. As shown in FIG. 1, the supercharger 1 includes a turbine 2 and a compressor 3. The turbine 2 includes a turbine housing 4 and a turbine impeller 6 housed in the turbine housing 4. The turbine housing 4 has a scroll channel 16 extending in the circumferential direction around the turbine impeller 6. The compressor 3 includes a compressor housing 5 and a compressor impeller 7 housed in the compressor housing 5. The compressor housing 5 has a scroll passage 17 extending in the circumferential direction around the compressor impeller 7.

タービン翼車６は回転軸１４の一端に設けられており、コンプレッサ翼車７は回転軸１４の他端に設けられている。タービンハウジング４とコンプレッサハウジング５との間には、軸受ハウジング１３が設けられている。回転軸１４は、軸受１５を介して軸受ハウジング１３に回転可能に支持されており、回転軸１４、タービン翼車６及びコンプレッサ翼車７が一体の回転体１２として回転軸線Ａ周りに回転する。   The turbine impeller 6 is provided at one end of the rotating shaft 14, and the compressor impeller 7 is provided at the other end of the rotating shaft 14. A bearing housing 13 is provided between the turbine housing 4 and the compressor housing 5. The rotating shaft 14 is rotatably supported by the bearing housing 13 via a bearing 15, and the rotating shaft 14, the turbine impeller 6 and the compressor impeller 7 rotate around the rotation axis A as an integral rotating body 12.

タービンハウジング４には、排気ガス流入口８及び排気ガス流出口１０が設けられている。内燃機関（図示せず）から排出された排気ガスが、排気ガス流入口８を通じてタービンハウジング４内に流入し、スクロール流路１６を通じてタービン翼車６に流入し、タービン翼車６を回転させる。その後、排気ガスは、排気ガス流出口１０を通じてタービンハウジング４外に流出する。   The turbine housing 4 is provided with an exhaust gas inlet 8 and an exhaust gas outlet 10. Exhaust gas discharged from an internal combustion engine (not shown) flows into the turbine housing 4 through the exhaust gas inlet 8 and flows into the turbine impeller 6 through the scroll flow path 16 to rotate the turbine impeller 6. Thereafter, the exhaust gas flows out of the turbine housing 4 through the exhaust gas outlet 10.

コンプレッサハウジング５には、吸入口９及び吐出口１１が設けられている。上記のようにタービン翼車６が回転すると、回転軸１４を介してコンプレッサ翼車７が回転する。回転するコンプレッサ翼車７は、吸入口９を通じて外部の空気を吸入する。この空気が、コンプレッサ翼車７及びスクロール流路１７を通過して圧縮され吐出口１１から吐出される。吐出口１１から吐出された圧縮空気は、前述の内燃機関に供給される。   The compressor housing 5 is provided with a suction port 9 and a discharge port 11. When the turbine impeller 6 rotates as described above, the compressor impeller 7 rotates via the rotating shaft 14. The rotating compressor wheel 7 sucks outside air through the suction port 9. This air passes through the compressor impeller 7 and the scroll flow path 17 and is compressed and discharged from the discharge port 11. The compressed air discharged from the discharge port 11 is supplied to the internal combustion engine described above.

続いて、タービンハウジング４について更に詳細に説明する。以下の説明において、単に「軸方向」、「径方向」、「周方向」と言うときには、タービン翼車６の回転の軸方向、径方向、周方向を意味するものとする。また、単に「上流」、「下流」と言うときには、タービン２におけるガスの流れの上流、下流を意味するものとする。   Subsequently, the turbine housing 4 will be described in more detail. In the following description, the terms “axial direction”, “radial direction”, and “circumferential direction” mean the axial direction, the radial direction, and the circumferential direction of rotation of the turbine impeller 6. In addition, simply “upstream” and “downstream” mean upstream and downstream of the gas flow in the turbine 2.

図２は、回転軸線Ａに直交する断面を取ったタービン２の断面図である。図に示されるように、タービンハウジング４は鋳造により製作されるハウジング本体３１を備えている。タービンハウジング４のハウジング本体３１は、後述するようなスクロール流路１６、ノズル流路２１、及び舌部２３等を含んで一体で形成される鋳造物である。タービンハウジング４の内空部には、ノズル流路２１と、スクロール流路１６とが形成されている。ノズル流路２１はタービン翼車６の周囲に配置され、スクロール流路１６はノズル流路２１の周囲に配置されている。排気ガス流入口８から流入するガスは、スクロール流路１６を周方向に旋回すると共に径方向内側に向かい、ノズル流路２１に流入し、更にタービン翼車６に流入する。   FIG. 2 is a cross-sectional view of the turbine 2 taking a cross section orthogonal to the rotation axis A. FIG. As shown in the figure, the turbine housing 4 includes a housing body 31 manufactured by casting. The housing body 31 of the turbine housing 4 is a casting that is integrally formed to include a scroll channel 16, a nozzle channel 21, a tongue 23, and the like as described later. A nozzle channel 21 and a scroll channel 16 are formed in the inner space of the turbine housing 4. The nozzle channel 21 is disposed around the turbine impeller 6, and the scroll channel 16 is disposed around the nozzle channel 21. The gas flowing in from the exhaust gas inlet 8 turns in the circumferential direction in the scroll flow path 16, goes inward in the radial direction, flows into the nozzle flow path 21, and further flows into the turbine impeller 6.

スクロール流路１６の上流部１６ａは、内燃機関からのガスを導入する部分であり径方向及び軸方向に閉じた断面を有している。スクロール流路１６の下流部１６ｂは、ノズル流路２１と径方向に連通している。スクロール流路１６の下流部１６ｂは、上流部１６ａの径方向内側に入り込むように巻かれ、ガスを周方向に旋回させる。上流部１６ａと下流部１６ｂとが舌部２３によって径方向に隔てられている。すなわち、舌部２３は、螺旋状に巻かれるスクロール流路１６の巻き始めと巻き終わりとを径方向に隔てている。   The upstream portion 16a of the scroll flow path 16 is a portion for introducing gas from the internal combustion engine and has a cross section closed in the radial direction and the axial direction. The downstream portion 16b of the scroll channel 16 communicates with the nozzle channel 21 in the radial direction. The downstream portion 16b of the scroll channel 16 is wound so as to enter the radially inner side of the upstream portion 16a, and turns the gas in the circumferential direction. The upstream portion 16 a and the downstream portion 16 b are separated in the radial direction by the tongue portion 23. That is, the tongue part 23 divides the winding start and the winding end of the scroll channel 16 wound spirally in the radial direction.

本実施形態のタービンハウジング４は、上述のハウジング本体３１と、舌部２３の下流側に連続して設けられた延長舌部３３とを備えている。延長舌部３３は、舌部２３よりも更に下流側の位置においてスクロール流路１６の上流部１６ａと下流部１６ｂとを径方向に隔てている。延長舌部３３は、例えば金属製であり、ハウジング本体３１とは別体の部材からなり、舌部２３の下流端部に取付けられている。また、延長舌部３３は、舌部２３に対して非可動の状態で取付けられている。すなわち、延長舌部３３は、ハウジング本体３１に対して移動や回転をする部材ではなく、タービン２の運転中に位置や姿勢を変える部材ではない。   The turbine housing 4 of the present embodiment includes the housing main body 31 described above and an extended tongue 33 that is continuously provided on the downstream side of the tongue 23. The extended tongue portion 33 divides the upstream portion 16a and the downstream portion 16b of the scroll channel 16 in the radial direction at a position further downstream than the tongue portion 23. The extension tongue 33 is made of, for example, metal, is formed of a member separate from the housing main body 31, and is attached to the downstream end of the tongue 23. The extension tongue 33 is attached to the tongue 23 in a non-movable state. That is, the extension tongue 33 is not a member that moves or rotates with respect to the housing body 31, and is not a member that changes its position or posture during operation of the turbine 2.

延長舌部３３の径方向の厚みは、舌部２３の径方向の厚みよりも薄い。また、延長舌部３３の径方向の厚みは下流側に向かうに従って徐々に薄くなっており、延長舌部３３の下流端３３ａが尖っている。延長舌部３３の軸方向の幅は、舌部２３とほぼ同じ幅である。延長舌部３３の上流部１６ａ側の縁、及び下流部１６ｂ側の縁は、それぞれ、舌部２３の形状に円滑に連続するように延びている。図２の例の場合、折り返された板材によって延長舌部３３が形成されており、延長舌部３３の上流部１６ａ側を形成する部位と下流部１６ｂ側を形成する部位と舌部２３とで囲まれた三角形状の空隙が現れている。   The radial thickness of the extension tongue 33 is thinner than the radial thickness of the tongue 23. Moreover, the radial thickness of the extended tongue 33 is gradually reduced toward the downstream side, and the downstream end 33a of the extended tongue 33 is pointed. The width of the extension tongue 33 in the axial direction is substantially the same as that of the tongue 23. The edge on the upstream portion 16 a side and the edge on the downstream portion 16 b side of the extended tongue portion 33 extend so as to be smoothly continuous with the shape of the tongue portion 23. In the case of the example of FIG. 2, the extended tongue portion 33 is formed by the folded plate material, and the portion forming the upstream portion 16 a side, the portion forming the downstream portion 16 b side of the extended tongue portion 33, and the tongue portion 23. An enclosed triangular void appears.

上流部１６ａと下流部１６ｂとが径方向に隔てられる領域が、延長舌部３３によって、舌部２３よりも更に下流側に延長されている。すなわち、上流部１６ａと下流部１６ｂとを径方向に隔てる擬似的な舌部（以下「擬似的舌部３４」という）が、舌部２３及び延長舌部３３で構成されていると言える。そして、この擬似的舌部３４の下流端部が延長舌部３３によって形成されている。スクロール流路１６の上流部１６ａと下流部１６ｂとは、擬似的舌部３４よりも下流側の位置において径方向に連通している。   A region where the upstream portion 16 a and the downstream portion 16 b are separated from each other in the radial direction is extended further downstream than the tongue portion 23 by the extension tongue portion 33. That is, it can be said that the pseudo tongue portion (hereinafter referred to as “pseudo tongue portion 34”) that divides the upstream portion 16a and the downstream portion 16b in the radial direction includes the tongue portion 23 and the extended tongue portion 33. The downstream end portion of the pseudo tongue portion 34 is formed by the extended tongue portion 33. The upstream portion 16 a and the downstream portion 16 b of the scroll channel 16 communicate with each other in the radial direction at a position downstream of the pseudo tongue portion 34.

続いて、図２に示されるように、回転軸線Ａを中心とし、舌部２３を通るラインの周方向の位置をθ＝０°とし、タービン２内のガスの旋回方向前方を＋θ方向とするθ座標系を設定し、周方向の座標をθで表すものとする。「舌部２３を通る」とは、厳密には、図２の方向から見て舌部２３の先端がＲ形状をなすとき、当該Ｒの中心を通ることを意味する。   Next, as shown in FIG. 2, the position in the circumferential direction of the line passing through the tongue 23 with the rotation axis A as the center is θ = 0 °, and the front of the gas in the turbine 2 in the swirl direction is the + θ direction. A θ coordinate system is set, and the circumferential coordinate is represented by θ. Strictly speaking, “passing through the tongue 23” means passing through the center of the R when the tip of the tongue 23 forms an R shape when viewed from the direction of FIG.

延長舌部３３の下流端３３ａは、θ＝２０〜４０°の範囲に位置することが好ましい。換言すれば、図２のように回転軸線Ａ方向から見て、回転軸線Ａと舌部２３とを通る直線Ｌ０と、回転軸線Ａと延長舌部３３の下流端３３ａとを通る直線Ｌ１と、のなす角度αが２０〜４０°であることが好ましい。   The downstream end 33a of the extended tongue 33 is preferably located in the range of θ = 20-40 °. In other words, as seen from the direction of the rotation axis A as shown in FIG. 2, a straight line L0 passing through the rotation axis A and the tongue 23, a straight line L1 passing through the rotation axis A and the downstream end 33a of the extension tongue 33, Is preferably 20 ° to 40 °.

仮に延長舌部３３が無い場合においては、一般的に、下流部１６ｂで再循環するガスのほとんどがθ＝３０°の位置に到達する前にタービン翼車６に流入すると考えられる。従って、延長舌部３３がθ＝３０±１０°（すなわちθ＝２０〜４０°）の位置まで舌部２３から延びていれば、再循環流のほとんどが上流部１６ａのガスの流れから隔てられる。このように再循環流を上流部１６ａのガスの流れから隔てることにより、互いに流速が異なるガスの合流に起因する流れの乱れを抑えることができる。   If there is no extension tongue 33, it is generally considered that most of the gas recirculated in the downstream portion 16b flows into the turbine impeller 6 before reaching the position of θ = 30 °. Therefore, if the extended tongue 33 extends from the tongue 23 to the position of θ = 30 ± 10 ° (ie, θ = 20-40 °), most of the recirculation flow is separated from the gas flow in the upstream portion 16a. . By separating the recirculation flow from the gas flow in the upstream portion 16a in this way, it is possible to suppress the flow turbulence caused by the merging of gases having different flow velocities.

続いて、図２及び図３を参照しながら、上記の延長舌部３３を舌部２３に取付けるための構成について説明する。図３は、タービンハウジング４の排気ガス流入口８近傍を示す分解斜視図である。   Next, a configuration for attaching the extended tongue 33 to the tongue 23 will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 3 is an exploded perspective view showing the vicinity of the exhaust gas inlet 8 of the turbine housing 4.

舌部２３は一体の鋳造物であるハウジング本体３１の内部にあるので工具等が届き難い場合があり、延長舌部３３の取付け加工等が困難な場合がある。そこで、金属部材３５の下流端部に延長舌部３３が形成され、この金属部材３５がスクロール流路１６内に設置されることで、先端の延長舌部３３が舌部２３の下流側に配置された状態となる。   Since the tongue 23 is inside the housing main body 31 that is an integral casting, the tool or the like may be difficult to reach, and the extension tongue 33 may be difficult to attach. Therefore, an extended tongue 33 is formed at the downstream end of the metal member 35, and the metal member 35 is installed in the scroll flow channel 16, so that the extended tongue 33 at the tip is arranged on the downstream side of the tongue 23. It will be in the state.

具体的には、金属部材３５は、スクロール流路１６の上流部１６ａの断面形状に対応する固定リング部４１を有している。固定リング部４１は、排気ガス流入口８の縁に沿って延在する細板状をなす。排気ガス流入口８においてスクロール流路１６の流路壁面には溝４５が形成されており、固定リング部４１はこの溝４５に嵌め込まれる。固定リング部４１には、当該固定リング部４１の周方向の一部を欠いた欠部４１ａが形成されている。この欠部４１ａの存在により、固定リング部４１は、当該固定リング部４１の径を拡大縮小する方向に弾性変形可能である。そして、固定リング部４１は、拡径する方向の弾性力によって溝４５に嵌り込む。   Specifically, the metal member 35 has a fixing ring portion 41 corresponding to the cross-sectional shape of the upstream portion 16 a of the scroll flow path 16. The fixing ring portion 41 has a thin plate shape extending along the edge of the exhaust gas inlet 8. A groove 45 is formed in the flow passage wall surface of the scroll flow passage 16 at the exhaust gas inlet 8, and the fixing ring portion 41 is fitted into the groove 45. The fixing ring portion 41 is formed with a notch 41 a that is a part of the fixing ring portion 41 in the circumferential direction. Due to the presence of the notch 41a, the fixing ring portion 41 can be elastically deformed in a direction in which the diameter of the fixing ring portion 41 is enlarged or reduced. And the fixing ring part 41 fits in the groove | channel 45 with the elastic force of the direction to expand in diameter.

更に金属部材３５は、固定リング部４１から下流側に向かって延在する細板部４３を有している。細板部４３は、上流部１６ａの流路壁面のうち径方向内側に位置する流路壁面１６ｈに沿って設置される。なお、細板部４３が溝４５の段差部４５ａに干渉することを回避するために、流路壁面１６ｈには、細板部４３を通過させる傾斜溝４６が形成されている。細板部４３の下流端部が径方向内側にフック状に折り返されることで、延長舌部３３が形成されており、このフック状の延長舌部３３が舌部２３に引っ掛かっている。   Further, the metal member 35 has a thin plate portion 43 extending from the fixing ring portion 41 toward the downstream side. The thin plate portion 43 is installed along the flow channel wall surface 16h located on the radially inner side of the flow channel wall surface of the upstream portion 16a. In order to avoid the narrow plate portion 43 from interfering with the stepped portion 45 a of the groove 45, an inclined groove 46 through which the thin plate portion 43 passes is formed in the flow channel wall surface 16 h. An extension tongue 33 is formed by folding the downstream end of the thin plate portion 43 radially inward, and the extension tongue 33 is hooked on the tongue 23.

フック状の延長舌部３３が舌部２３に引っ掛かることで、金属部材３５の上流側への移動が規制される。また、前述のように固定リング部４１が溝４５に嵌り込むことで、段差部４５ａが金属部材３５の下流側への移動を規制する。その結果、金属部材３５全体がハウジング本体３１に対して所定の位置で固定される。また、延長舌部３３は、舌部２３に引っ掛かって当該舌部２３に取付けられた状態となる。   When the hook-like extension tongue 33 is caught by the tongue 23, the movement of the metal member 35 to the upstream side is restricted. Further, as described above, the fixing ring portion 41 is fitted into the groove 45, so that the step portion 45 a regulates the movement of the metal member 35 to the downstream side. As a result, the entire metal member 35 is fixed to the housing body 31 at a predetermined position. Further, the extended tongue 33 is hooked on the tongue 23 and is attached to the tongue 23.

図４に例示されるように、舌部２３には、引っ掛かった延長舌部３３が係合する係合溝２４といったような係合部位が設けられてもよい。図４の場合、折り返された細板部４３の先端が係合溝２４に係合する。また、折り返された細板部４３の先端が所定の接合手段（例えば溶接など）によって舌部２３に接合されてもよい。これにより、延長舌部３３がより確実に舌部２３に固定される。   As illustrated in FIG. 4, the tongue portion 23 may be provided with an engagement portion such as an engagement groove 24 with which the hooked extended tongue portion 33 engages. In the case of FIG. 4, the tip of the folded thin plate portion 43 engages with the engagement groove 24. Further, the tip of the folded thin plate portion 43 may be joined to the tongue portion 23 by a predetermined joining means (for example, welding). Thereby, the extension tongue part 33 is fixed to the tongue part 23 more reliably.

更に、金属部材３５全体の上下流方向へのガタつきを抑えるために、溝４５内には、固定リング部４１と一緒に充填リング４７が設置されている。充填リング４７は、固定リング部４１と同様の形状を呈し、溝４５内で固定リング部４１の下流側に設置される。充填リング４７には、当該充填リング４７の周方向の一部を欠いた欠部４７ａが形成されており、充填リング４７は拡径する方向の弾性力によって溝４５に固定される。また、欠部４７ａにより、充填リング４７と細板部４３との干渉が回避される。このような充填リング４７によって固定リング部４１と溝４５の段差部４５ａとの隙間が埋められるので、金属部材３５全体の上下流方向へのガタつきが抑えられる。   Furthermore, a filling ring 47 is installed in the groove 45 together with the fixing ring portion 41 in order to suppress backlash in the upstream and downstream directions of the entire metal member 35. The filling ring 47 has the same shape as that of the fixing ring portion 41, and is installed in the groove 45 on the downstream side of the fixing ring portion 41. The filling ring 47 is formed with a notch 47a that lacks a part in the circumferential direction of the filling ring 47, and the filling ring 47 is fixed to the groove 45 by an elastic force in the direction of expanding the diameter. Further, the interference between the filling ring 47 and the thin plate portion 43 is avoided by the notch 47a. Since such a filling ring 47 fills the gap between the fixing ring portion 41 and the stepped portion 45a of the groove 45, backlash in the upstream / downstream direction of the entire metal member 35 is suppressed.

また、金属部材３５の上下流方向へのガタつきを抑える構造としては、上記のような充填リング４７を用いる構造には限定されない。充填リング４７に代えて、図５に示されるように、ハウジング本体３１の外部から溝４５まで貫通するネジ４９を設置し、ネジ４９の先端部４９ａが固定リング部４１と段差部４５ａとの間に挿入されるようにしてもよい。このようなネジ４９が溝４５の延在方向に沿って複数設けられてもよい。   Further, the structure for suppressing the backlash in the upstream / downstream direction of the metal member 35 is not limited to the structure using the filling ring 47 as described above. Instead of the filling ring 47, as shown in FIG. 5, a screw 49 penetrating from the outside of the housing body 31 to the groove 45 is installed, and the tip 49a of the screw 49 is located between the fixing ring portion 41 and the stepped portion 45a. You may make it insert in. A plurality of such screws 49 may be provided along the extending direction of the groove 45.

続いて、上述のような延長舌部３３を有するタービンハウジング４の作用効果について説明する。   Then, the effect of the turbine housing 4 which has the above-mentioned extension tongue part 33 is demonstrated.

ここで、延長舌部３３が無い場合について考えると、スクロール流路１６では、上流部１６ａの内燃機関からのガスの流れと、下流部１６ｂにおけるガスの再循環流とが舌部２３の下流側で合流する。そして、舌部２３の直ぐ下流の位置には、舌部２３の厚さに対応して舌部ウエークと呼ばれる低流速の領域が発生する。舌部ウエークは、タービン翼車６の入口におけるガス流量を周方向で不均一にしタービン効率の低下の原因になる。舌部ウエークを小さくするためには、舌部２３を可能な限り径方向に薄くすることが好ましい。しかしながら、舌部２３は鋳造物であるハウジング本体３１の一部位であるので、舌部２３を鋳造で薄く形成することにも限界がある。また、鋳造された舌部２３を薄くすると舌部２３の耐熱性が低下し好ましくない。   Here, considering the case where the extended tongue portion 33 is not provided, in the scroll flow path 16, the gas flow from the internal combustion engine in the upstream portion 16 a and the gas recirculation flow in the downstream portion 16 b are downstream of the tongue portion 23. Join at. Then, at a position immediately downstream of the tongue 23, a low flow velocity region called a tongue wake is generated corresponding to the thickness of the tongue 23. The tongue wake makes the gas flow rate at the inlet of the turbine impeller 6 non-uniform in the circumferential direction and causes a decrease in turbine efficiency. In order to reduce the tongue wake, it is preferable to make the tongue 23 as thin as possible in the radial direction. However, since the tongue 23 is a part of the housing main body 31 that is a casting, there is a limit in forming the tongue 23 thin by casting. Moreover, if the cast tongue 23 is made thin, the heat resistance of the tongue 23 is lowered, which is not preferable.

これに対しタービンハウジング４では、舌部２３及び延長舌部３３が擬似的舌部３４を構成する。延長舌部３３は舌部２３とは別体で設けられるので、鋳造物である舌部２３よりも径方向の厚みを薄く形成しやすい。従って、擬似的舌部３４の下流端部の径方向厚みを薄くすることができる。そして、この擬似的舌部３４の下流側に発生する舌部ウエークは、当該擬似的舌部３４の下流端部の厚みに対応して小さくなる。また、延長舌部３３の下流端３３ａが尖っていることによっても、上流部１６ａのガスの流れと、下流部１６ｂのガスの再循環流とが円滑に合流し、舌部ウエークが小さくなる。このように、舌部ウエークを低減することができ、その結果、タービン効率の向上を図ることができる。   On the other hand, in the turbine housing 4, the tongue portion 23 and the extended tongue portion 33 constitute a pseudo tongue portion 34. Since the extended tongue portion 33 is provided separately from the tongue portion 23, it is easier to form a radial thickness thinner than the tongue portion 23 that is a casting. Therefore, the radial thickness of the downstream end portion of the pseudo tongue portion 34 can be reduced. Then, the tongue wake generated on the downstream side of the pseudo tongue portion 34 becomes smaller corresponding to the thickness of the downstream end portion of the pseudo tongue portion 34. In addition, since the downstream end 33a of the extended tongue 33 is sharp, the gas flow in the upstream portion 16a and the gas recirculation flow in the downstream portion 16b smoothly merge to reduce the tongue wake. Thus, the tongue wake can be reduced, and as a result, the turbine efficiency can be improved.

また、舌部２３の下流側に別体の薄い延長舌部３３を取付ける方式により、鋳造物の一部位である舌部２３自体を薄くする必要がない。また、舌部２３の厚さにより当該舌部２３の耐熱性も確保することができる。その一方、延長舌部３３の耐熱性を確保するために、延長舌部３３は、ハウジング本体３１を形成する鋳造物よりも高耐熱性の材料からなることが好ましい。また、鋳造物は比較的耐熱性が低いことから、延長舌部３３は鋳造以外の方法（例えば、板金加工等）で製作されることが好ましい。   Moreover, it is not necessary to make thin the tongue 23 itself which is one site | part of a casting by the system which attaches the separate thin extension tongue 33 to the downstream of the tongue 23. FIG. Further, the heat resistance of the tongue 23 can be ensured by the thickness of the tongue 23. On the other hand, in order to ensure the heat resistance of the extension tongue 33, the extension tongue 33 is preferably made of a material having a higher heat resistance than the casting forming the housing body 31. In addition, since the cast has relatively low heat resistance, it is preferable that the extended tongue 33 is manufactured by a method other than casting (for example, sheet metal processing).

また、本実施形態では、先端に延長舌部３３を形成した金属部材３５を排気ガス流入口８側から下流側に向けてハウジング本体３１に挿入し、金属部材３５を排気ガス流入口８近傍で固定することで、舌部２３の下流側に延長舌部３３が取付けられた状態としている。この方式によれば、舌部２３に工具等が届き難い場合であっても、延長舌部３３を舌部２３の下流側に取付けることができる。   In the present embodiment, the metal member 35 having the extended tongue 33 formed at the tip is inserted into the housing body 31 from the exhaust gas inlet 8 side toward the downstream side, and the metal member 35 is inserted in the vicinity of the exhaust gas inlet 8. By fixing, the extended tongue portion 33 is attached to the downstream side of the tongue portion 23. According to this method, even if it is difficult for a tool or the like to reach the tongue 23, the extended tongue 33 can be attached to the downstream side of the tongue 23.

本発明は、上述した実施形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な形態で実施することができる。また、上述した実施形態に記載されている技術的事項を利用して変形例を構成することも可能である。各実施形態の構成を適宜組み合わせて使用してもよい。   The present invention can be implemented in various forms including various modifications and improvements based on the knowledge of those skilled in the art including the above-described embodiments. Moreover, it is also possible to configure a modified example using the technical matters described in the above-described embodiment. You may use combining the structure of each embodiment suitably.

４ タービンハウジング
６ タービン翼車
１６ スクロール流路
１６ａ 上流部
１６ｂ 下流部
２３ 舌部
３１ ハウジング本体
３３ 延長舌部
３３ａ 下流端
３４ 擬似的舌部
Ａ 回転軸線 4 Turbine housing 6 Turbine impeller 16 Scroll channel 16a Upstream portion 16b Downstream portion 23 Tongue portion 31 Housing body 33 Extension tongue portion 33a Downstream end 34 Pseudo tongue portion A Rotation axis

Claims (2)

タービン外部からタービン翼車に送られるガスを導入する上流部と前記上流部の径方向内側に入り込むように巻かれた下流部とを有し前記タービン翼車の周囲で螺旋状をなすスクロール流路と、前記スクロール流路の舌部と、が設けられた鋳造物のハウジング本体と、
前記舌部の下流側に連続して設けられ、前記舌部と一緒に前記スクロール流路の前記上流部と前記下流部とを径方向に隔てる擬似的舌部を構成し、当該擬似的舌部の下流端部を成す延長舌部と、を備え、
前記延長舌部は、
別体として前記舌部に取付けられ、前記舌部に対して非可動であり、前記舌部よりも前記径方向に薄く形成されている、タービンハウジング。 A scroll flow path spirally formed around the turbine impeller having an upstream portion for introducing a gas sent from the outside of the turbine to the turbine impeller and a downstream portion wound so as to enter the radially inner side of the upstream portion And a casting housing body provided with a tongue of the scroll flow path,
The pseudo tongue portion is provided continuously on the downstream side of the tongue portion, and forms a pseudo tongue portion that radially separates the upstream portion and the downstream portion of the scroll flow path together with the tongue portion. An extension tongue that forms the downstream end of
The extended tongue is
A turbine housing that is attached to the tongue as a separate body, is immovable relative to the tongue, and is thinner in the radial direction than the tongue. 前記タービン翼車の回転軸方向から見て、
前記回転軸と前記舌部とを通る直線と、前記回転軸と前記延長舌部の下流端とを通る直線と、のなす角度が２０〜４０°である、請求項１に記載のタービンハウジング。 Seen from the rotational axis direction of the turbine impeller,
2. The turbine housing according to claim 1, wherein an angle formed by a straight line passing through the rotation shaft and the tongue and a straight line passing through the rotation shaft and a downstream end of the extension tongue is 20 to 40 °.
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