JPS62127160A - 内燃機関過給機用タ−ビンロ−タ - Google Patents
内燃機関過給機用タ−ビンロ−タInfo
- Publication number
- JPS62127160A JPS62127160A JP26568085A JP26568085A JPS62127160A JP S62127160 A JPS62127160 A JP S62127160A JP 26568085 A JP26568085 A JP 26568085A JP 26568085 A JP26568085 A JP 26568085A JP S62127160 A JPS62127160 A JP S62127160A
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- Japan
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- turbine rotor
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- combustion engine
- wall thickness
- hub
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、自動車等の内燃機関に用いる過給機用タービ
ンロータ（以下タービンロータと記す）に関する。
ンロータ（以下タービンロータと記す）に関する。
内燃機関用過給機は、そのタービンロータに機関の排気
ガスを吹付けてこれを回転させ、その一端に取付けたイ
ンペラで燃焼用空気を加圧して機関に供給するものであ
り、特に自動車用等頻繁に急加速を繰返される機関に対
しては速やかに応答するよう慣性モーメン１４小さくす
ることが要求される。
ガスを吹付けてこれを回転させ、その一端に取付けたイ
ンペラで燃焼用空気を加圧して機関に供給するものであ
り、特に自動車用等頻繁に急加速を繰返される機関に対
しては速やかに応答するよう慣性モーメン１４小さくす
ることが要求される。
このタービンロータは、最高温度９００℃程度にも加熱
され、かつ回転数は２０万ＲＰＭＫ達し、遠心力による
高応力下で作動する。このため普通は高温強度の点から
Ａｌ＋ Ｔｉ等の析出硬化元素を含んだＮｉ基超超耐熱
合金使用され、また形状が複雑であることから通常ロス
トワックスｆｆｌ密鋳造法が採用されている。
され、かつ回転数は２０万ＲＰＭＫ達し、遠心力による
高応力下で作動する。このため普通は高温強度の点から
Ａｌ＋ Ｔｉ等の析出硬化元素を含んだＮｉ基超超耐熱
合金使用され、また形状が複雑であることから通常ロス
トワックスｆｆｌ密鋳造法が採用されている。
このタービンロータは、前記のように高温、高応力下で
作動するので、非金属介在物欠陥、ピンホール欠陥等の
鋳造欠陥はロータ破壊の原因となり易く、かつこれらの
欠陥を完全に排除することは困難である。このため、タ
ービンロータ全体を致命部分、準致命部分等数段階に区
分し、それぞれの部分に欠陥の種類、大きさ、数等の規
準を設定し、この規準に従って、放射線検査、浸透探傷
検査等によって厳重に検査選別されているｎ翼部とハブ
部との連接部分は高応力部であるため、致命部の一つで
あり、核部の欠陥は製品の歩留りに大きく影響する。
作動するので、非金属介在物欠陥、ピンホール欠陥等の
鋳造欠陥はロータ破壊の原因となり易く、かつこれらの
欠陥を完全に排除することは困難である。このため、タ
ービンロータ全体を致命部分、準致命部分等数段階に区
分し、それぞれの部分に欠陥の種類、大きさ、数等の規
準を設定し、この規準に従って、放射線検査、浸透探傷
検査等によって厳重に検査選別されているｎ翼部とハブ
部との連接部分は高応力部であるため、致命部の一つで
あり、核部の欠陥は製品の歩留りに大きく影響する。
タービンロータのハブ部を中座としハブ部の肉厚を減少
することは、慣性モーメントを減少させる点で有効であ
るが、形状がさらに複雑化すること、翼部との連接部で
高応力部であり、かつ鋳造欠陥が発生し易い部位の肉厚
を減少することになる、等の点から従来実用化されてい
なかった。
することは、慣性モーメントを減少させる点で有効であ
るが、形状がさらに複雑化すること、翼部との連接部で
高応力部であり、かつ鋳造欠陥が発生し易い部位の肉厚
を減少することになる、等の点から従来実用化されてい
なかった。
本発明は材質を検討し、非金属介在物欠陥の発生を防止
することにより、ハブ部が中空でその肉を減少した慣性
モーメントの小さいタービンロータを提供するものであ
る。
することにより、ハブ部が中空でその肉を減少した慣性
モーメントの小さいタービンロータを提供するものであ
る。
本発明のタービンロータは、・・プ部を中空としその肉
厚が翼部の付根の最大肉厚の２倍以下であり、材質をＡ
ｌおよびＴｉ並びに６０ｗｔ％以上のＮｉを含有し、含
有酸素および窒素がそれぞれ１０および１５ｐｐｍ以下
のＮｉ基超超耐熱合金したものである□ 〔作 用〕 タービンロータは前記のように通常Ｎｉ基超超耐熱合金
鋳造して製造するが、これらの合金は酸素および窒素に
対し活性なＡｌおよＵＴｉを析出硬化元素として含有し
ており、これらの元素は酸化物。
厚が翼部の付根の最大肉厚の２倍以下であり、材質をＡ
ｌおよびＴｉ並びに６０ｗｔ％以上のＮｉを含有し、含
有酸素および窒素がそれぞれ１０および１５ｐｐｍ以下
のＮｉ基超超耐熱合金したものである□ 〔作 用〕 タービンロータは前記のように通常Ｎｉ基超超耐熱合金
鋳造して製造するが、これらの合金は酸素および窒素に
対し活性なＡｌおよＵＴｉを析出硬化元素として含有し
ており、これらの元素は酸化物。
窒化物となって非金属介在物欠陥の原因となり易い０
本発明者らが行ったＮｉ２６０ｗｔ％並びにＡｌおよび
Ｔ１を含有する合金による実験によると、ハブ部を中空
として、かつ非金属介在物欠陥を実用上許容できる範囲
とするためには、溶湯の含有酸素および窒素をそれぞれ
１０および１５ＰＰｍ以下とし、かつ凝固完了まで１０
”ｗＨｆ以上に保持することが必要であることが判っ
た。これらの規準を越えると溶湯液面上に酸化物、窒化
物が発生したり、また後述のように鋳造後特にハブ部に
介在物の凝集等により有害な欠陥が発生し易い。
Ｔ１を含有する合金による実験によると、ハブ部を中空
として、かつ非金属介在物欠陥を実用上許容できる範囲
とするためには、溶湯の含有酸素および窒素をそれぞれ
１０および１５ＰＰｍ以下とし、かつ凝固完了まで１０
”ｗＨｆ以上に保持することが必要であることが判っ
た。これらの規準を越えると溶湯液面上に酸化物、窒化
物が発生したり、また後述のように鋳造後特にハブ部に
介在物の凝集等により有害な欠陥が発生し易い。
タービンロータの翼部の先端肉厚は通常０．３ｆｉ程度
であり、この薄い鋳造空間に十分な湯まわりを与えるた
め、鋳型は高温に加熱することが必要である。しかしこ
の鋳型加熱のため、中空ハブ部においては凝固完了まで
に長時間を要し、微量の酸化物または窒化物が浮上し、
中子部にトラップ。
であり、この薄い鋳造空間に十分な湯まわりを与えるた
め、鋳型は高温に加熱することが必要である。しかしこ
の鋳型加熱のため、中空ハブ部においては凝固完了まで
に長時間を要し、微量の酸化物または窒化物が浮上し、
中子部にトラップ。
、凝集して有害な欠陥となり易い。このため前述のよう
に浴湯の酸素および窒素を低くする必要がある。
に浴湯の酸素および窒素を低くする必要がある。
ハブ部の内厚は薄くするほど重量特に慣性モーメント低
減効果が大きく、鋳造製品が健全であれば、はマ翼部の
付根の肉厚と同程度まで減少し得ると推定されるが、微
小な非金属介在物のトラップ等を考えてハブ部の肉厚は
翼部の付根の最大肉厚の２倍以下とした。
減効果が大きく、鋳造製品が健全であれば、はマ翼部の
付根の肉厚と同程度まで減少し得ると推定されるが、微
小な非金属介在物のトラップ等を考えてハブ部の肉厚は
翼部の付根の最大肉厚の２倍以下とした。
第１図に示す本発明のタービンロータを試作した。Ａは
その正面図、Ｂは細心を含む平面での断面図である。タ
ービンロータは翼部１および中空部３を有するハブ部２
からなる一体鋳造品である。
その正面図、Ｂは細心を含む平面での断面図である。タ
ービンロータは翼部１および中空部３を有するハブ部２
からなる一体鋳造品である。
翼部１の肉厚はＣに示すように先端からハブ部２に向っ
て同等応力となるよう次第に厚くされている。本発明で
翼部の付根の最大肉厚とは、この肉厚を形成する曲面を
自然に延長した面が、ハブ部外径面を交叉する部分の最
大間隔をいい、６図で隅肉半径Ｒ等による影響を排除し
た寸法ｔｉである。
て同等応力となるよう次第に厚くされている。本発明で
翼部の付根の最大肉厚とは、この肉厚を形成する曲面を
自然に延長した面が、ハブ部外径面を交叉する部分の最
大間隔をいい、６図で隅肉半径Ｒ等による影響を排除し
た寸法ｔｉである。
本実施例では、翼部１の先端肉厚ｔｌ＝０．３．翼部１
の付根の肉厚は排カスの入口側２．５＋ｍ、出口側４
ｍｓ 、最大肉厚ｔｚｚ４ｍであり、ノーブ部の肉厚ｔ
３＝４■である。
の付根の肉厚は排カスの入口側２．５＋ｍ、出口側４
ｍｓ 、最大肉厚ｔｚｚ４ｍであり、ノーブ部の肉厚ｔ
３＝４■である。
第２図に示すように、中空部に相当する中子部分４及び
幅木部分５からなる中子６′ｆ、セラミックで製作して
別に製作した金型内にセントし、この金型内に溶融ワッ
クスを注入して、ワックス模型を製作して、通常のロス
トワックス法により鋳型を作った。
幅木部分５からなる中子６′ｆ、セラミックで製作して
別に製作した金型内にセントし、この金型内に溶融ワッ
クスを注入して、ワックス模型を製作して、通常のロス
トワックス法により鋳型を作った。
十分精煉され酸素７ｐｐｍ、窒素１０ｐｐｍとされたＩ
ｎｃｏｎｅｔ７１３Ｃ相当の母合金を真空誘導溶解鋳造
装置で溶解し、前記により製作され１０５０℃に加熱さ
れた鋳型に温度１５００℃で注湯した０真空度は溶解開
始から凝固完了まで１０−’ｍＨｇ以上を維持した。
ｎｃｏｎｅｔ７１３Ｃ相当の母合金を真空誘導溶解鋳造
装置で溶解し、前記により製作され１０５０℃に加熱さ
れた鋳型に温度１５００℃で注湯した０真空度は溶解開
始から凝固完了まで１０−’ｍＨｇ以上を維持した。
得られた鋳造体から製品部分をトイシ切断により切断分
離し、押湯部分の切断除去、各切断面の研削手入、中子
の除去、サンドブラスト処理等の手入れを施した。この
製品についてＸ線および浸透探傷検査した結果、全数有
害な欠陥は認められなかった。またガス分析結果は酸素
７ ｐＰｍ ｌ窒素１０ｐｐｍであった。
離し、押湯部分の切断除去、各切断面の研削手入、中子
の除去、サンドブラスト処理等の手入れを施した。この
製品についてＸ線および浸透探傷検査した結果、全数有
害な欠陥は認められなかった。またガス分析結果は酸素
７ ｐＰｍ ｌ窒素１０ｐｐｍであった。
以上述べたように、本発明のタービンロータは材質をＡ
ｌおよびＴｉを含有するＮｉ基超超耐熱合金特に酸素お
よび窒素の含有量を規制した材質として非金属介在物欠
陥の発生を防止し、これによりハブ部を中空となし得、
重量および特に慣性モーメントを低下したものである。
ｌおよびＴｉを含有するＮｉ基超超耐熱合金特に酸素お
よび窒素の含有量を規制した材質として非金属介在物欠
陥の発生を防止し、これによりハブ部を中空となし得、
重量および特に慣性モーメントを低下したものである。
これによシ、応答特性の優れた内燃機関が可能となる。
第１図は本発明のタービンロータを示す図、第２図は実
施例に使用した中子の図である。 ゲ／ 図 （７９） （ｌジノ第２回 ′）
施例に使用した中子の図である。 ゲ／ 図 （７９） （ｌジノ第２回 ′）
Claims (1)
- 翼部とハブ部が一体として鋳造された内燃機関過給機用
タービンロータにおいて、ハブ部を中空としその肉厚が
翼部の付根の最大肉厚の２倍以下であり、材質をＡｌお
よびＴｉ並びに６０ｗｔ％以上のＮｉを含有し含有酸素
および窒素がそれぞれ１０および１５ＰＰｍ以下のＮｉ
基超耐熱合金としたことを特徴とする内燃機関過給機用
タービンロータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26568085A JPS62127160A (ja) | 1985-11-26 | 1985-11-26 | 内燃機関過給機用タ−ビンロ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26568085A JPS62127160A (ja) | 1985-11-26 | 1985-11-26 | 内燃機関過給機用タ−ビンロ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62127160A true JPS62127160A (ja) | 1987-06-09 |
Family
ID=17420509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26568085A Pending JPS62127160A (ja) | 1985-11-26 | 1985-11-26 | 内燃機関過給機用タ−ビンロ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62127160A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5138463A (en) * | 1989-09-07 | 1992-08-11 | Sharp Kabushiki Kaisha | Double decker housing and paper handling device for facsimile apparatus |
| CN100460109C (zh) * | 2006-07-25 | 2009-02-11 | 周彦学 | 采用镁合金制造增压器压气机壳及后板的方法 |
| JP2020204294A (ja) * | 2019-06-18 | 2020-12-24 | 株式会社小松製作所 | タービンホイール |
-
1985
- 1985-11-26 JP JP26568085A patent/JPS62127160A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5138463A (en) * | 1989-09-07 | 1992-08-11 | Sharp Kabushiki Kaisha | Double decker housing and paper handling device for facsimile apparatus |
| CN100460109C (zh) * | 2006-07-25 | 2009-02-11 | 周彦学 | 采用镁合金制造增压器压气机壳及后板的方法 |
| JP2020204294A (ja) * | 2019-06-18 | 2020-12-24 | 株式会社小松製作所 | タービンホイール |
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