CN113574281B - 离心压缩机以及涡轮增压器 - Google Patents

Abstract

一种离心压缩机，具备：叶轮；以将空气引导至叶轮的方式形成进气通路的入口管部；以及能够在叶轮的上游侧缩小进气通路的流路面积的节流机构，其中，节流机构包括环形部，所述环形部构成为能够在第一位置与比第一位置靠叶轮的轴向上的上游侧的第二位置之间移动，在沿着叶轮的旋转轴线的截面中，环形部的外周面形成为将环形部的前缘与后缘平滑地连接。

Description

离心压缩机以及涡轮增压器

技术领域

本公开涉及离心压缩机以及涡轮增压器。

背景技术

近年来，作为用于离心压缩机的小流量侧(喘振点附近)的工作点处的效率提高以及宽范围化的方法，例如如专利文献1所记载的那样，提出了在离心压缩机的入口管部设置节流机构(入口可变机构)的方案。

在离心压缩机的小流量侧的工作点处，在叶轮的叶片的前端侧容易产生逆流。专利文献1所记载的节流机构为了抑制该逆流而具备设置于进气通路的环形部，通过堵塞进气通路中的与叶轮的叶片的前端侧对应的外周侧部分来缩小进气通路的流路面积。在缩小了进气通路的流路面积的情况下，虽然峰值效率因面积的缩小而降低，但是能够实现喘振流量的降低以及喘振点附近的效率提高。即，通过进行如下的可变控制：在大流量侧的工作时增大进气通路的流路面积，在小流量侧的工作时缩小进气通路的流路面积，从而能够实现小流量侧的工作点处的效率提高以及宽范围化。这相当于模拟地降低(调整)叶轮的叶片高度而使其与小流量侧工作点相适应，被称为VIC(Variable inlet compressor：可变入口压缩机)或VTC(Variable trim compressor：可变调整压缩机)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利第9777640号说明书

发明内容

发明要解决的课题

在上述专利文献1中，作为节流机构的方式之一，公开了如下的方式：通过在第一位置与比第一位置靠叶轮的轴向上的上游侧的第二位置之间使环形部移动来调节进气通路的流路面积。

但是，在专利文献1所记载的节流机构中，在沿着叶轮的旋转轴线的截面中，环形部的外周面具有折线形状(曲率的变化不连续的形状)。因此，在空气沿着环形部流动时，在环形部的外周面流动剥离，离心压缩机的效率因该剥离而降低。

鉴于上述情形，本发明的至少一实施方式的目的在于提供一种能够在小流量侧的工作点实现高效率的离心压缩机以及具备该离心压缩机的涡轮增压器。

用于解决课题的方案

(1)本发明的至少一实施方式的离心压缩机具备：

叶轮；

入口管部，所述入口管部以将空气引导至所述叶轮的方式形成进气通路；以及

节流机构，所述节流机构能够在所述叶轮的上游侧缩小所述进气通路的流路面积，

所述节流机构包括环形部，所述环形部构成为能够在第一位置与比所述第一位置靠所述叶轮的轴向上的上游侧的第二位置之间移动，

在沿着所述叶轮的旋转轴线的截面中，

所述环形部的外周面形成为将所述环形部的前缘与后缘平滑地连接。

根据上述(1)所述的离心压缩机，通过利用节流机构使进气通路的流路面积在叶轮的上游侧缩小，从而能够提高小流量侧的工作点的效率。另外，由于环形部的外周面形成为将环形部的前缘与后缘平滑地连接，因此，在空气沿着环形部流动时，能够抑制在环形部的外周面流动剥离，因此，能够在小流量侧的工作点实现高效率。

(2)在几个实施方式中，在上述(1)所述的离心压缩机中，

所述环形部的前缘部的厚度随着朝向所述轴向上的上游侧而变小。

根据上述(2)所述的离心压缩机，能够抑制由于流动向环形部的前缘部的碰撞而引起的压力损失的增大。

(3)在几个实施方式中，在上述(1)或(2)所述的离心压缩机中，

所述环形部的后缘部的厚度随着朝向所述轴向上的下游侧而变小。

根据上述(3)所述的离心压缩机，能够抑制在环形部的后缘部的后方产生的压力损失的增大。

(4)在几个实施方式中，在上述(1)至(3)中任一项所述的离心压缩机中，

所述环形部的厚度从所述环形部的前缘到后缘平滑地变化。

根据上述(4)所述的离心压缩机，能够从环形部的前缘到后缘沿着环形部顺畅地引导流动。

(5)在几个实施方式中，在上述(1)至(4)中任一项所述的离心压缩机中，

在沿着所述叶轮的旋转轴线的截面中，所述环形部的外周面包括凸曲线。

根据上述(5)所述的离心压缩机，通过使环形部的外周面包括凸曲线，环形部作为引导叶片起作用，沿着外周面的流动容易以朝向径向上的内侧(叶轮侧)的方式转向，能够抑制由环形部引起的压力损失的增大。

(6)在几个实施方式中，在上述(1)至(5)中任一项所述的离心压缩机中，

在沿着所述叶轮的旋转轴线的截面中，所述环形部具有叶片型形状。

根据上述(6)所述的离心压缩机，在沿着叶轮的旋转轴线的截面中，环形部具有叶片型形状，从而能够抑制由环形部引起的压力损失的增大。另外，在沿着叶轮的旋转轴线的截面中，环形部的外周面包括凸曲线，因此，环形部作为引导叶片起作用，沿着外周面的流动容易以朝向径向上的内侧(叶轮侧)的方式转向，能够抑制由环形部引起的压力损失的增大。

(7)在几个实施方式中，在上述(1)至(6)中任一项所述的离心压缩机中，

在沿着所述叶轮的旋转轴线的截面中，若将沿着连结所述环形部的所述前缘与所述后缘的直线的距所述前缘的距离设为X，将所述前缘与所述后缘的距离设为D，则

所述环形部的厚度在满足X/D<0.6的位置成为最大。

根据上述(7)所述的离心压缩机，与专利文献1所记载那样的环形部的厚度在环形部的后缘附近成为最大的结构相比，能够抑制通过环形部后的流动的紊乱(尾流)的产生。由此，能够抑制因尾流流入叶轮而引起的叶轮的性能降低。

(8)在几个实施方式中，在上述(1)至(7)中任一项所述的离心压缩机中，

在沿着所述叶轮的旋转轴线的截面中，连结所述环形部的所述前缘与所述后缘的直线以随着朝向所述轴向上的上游侧而朝向所述叶轮的径向上的外侧的方式倾斜。

为了提高节流机构的小流量侧工作点处的效率提高效果，优选在一定程度上确保进气通路的流路面积的节流量。在此，若想要通过单纯增加环形部的厚度(与连结环形部的前缘和后缘的直线正交的方向的厚度)来增加节流机构的节流量，则空气通过环形部时的压力损失伴随着环形部的厚度的增加而增大。

与此相对，在上述(8)所述的离心压缩机中，通过使连结上述环形部的前缘与后缘的直线以随着朝向轴向上的上游侧而朝向径向上的外侧的方式倾斜，从而能够抑制环形部的厚度的增大并且增大节流机构的节流量。因此，能够抑制由环形部的厚度引起的压力损失的增大，并且能够有效地提高小流量侧工作点处的效率。另外，在能够将沿着倾斜面的空气的流动顺畅地引导至环形部的下游侧这一点，也能够抑制压力损失的增大。

(9)在几个实施方式中，在上述(8)所述的离心压缩机中，

所述入口管部的内周面包括倾斜面，所述倾斜面以随着朝向所述轴向上的上游侧而所述入口管部的内径变大的方式倾斜，

在沿着所述叶轮的旋转轴线的截面中，所述直线与所述轴向所成的角度比所述倾斜面与所述轴向所成的角度小。

在环形部位于第二位置时，环形部从倾斜面向径向内侧离开，因此，环形部附近的流线与轴向所成的角度比上述倾斜面与轴向所成的角度小。因此，通过如上所述使连结环形部的前缘和后缘的直线与轴向所成的角度比倾斜面与轴向所成的角度小，能够沿着环形部将空气顺畅地向叶轮侧引导，能够有效地降低由环形部引起的压力损失。

(10)在几个实施方式中，在上述(1)至(9)中任一项所述的离心压缩机中，

在沿着所述叶轮的旋转轴线的截面中，若将连结所述环形部的所述前缘与所述后缘且通过所述环形部的厚度方向的中心位置的线设为中心线CL，则所述后缘的位置处的所述中心线CL与所述轴向所成的角度比所述前缘的位置处的所述中心线CL与所述轴向所成的角度大。

从抑制由环形部引起的压力损失的增大的观点来看，优选在环形部位于第二位置时，环形部的前缘部位于比倾斜面的上游端靠上游侧的位置。在该情况下，环形部周围的流线在环形部的前缘附近朝向轴向，在环形部的后缘附近朝向径向内侧。因此，如上述(10)所记载的那样，通过使环形部的后缘的位置处的中心线CL与轴向所成的角度比环形部的前缘的位置处的中心线CL与轴向所成的角度大，能够使环形部的形状与上述流线的曲率的变化相适应，能够抑制由环形部引起的压力损失的增大。

(11)在几个实施方式中，在上述(10)所述的离心压缩机中，

所述入口管部的内周面包括倾斜面，所述倾斜面以随着朝向所述轴向上的上游侧而所述入口管部的内径变大的方式倾斜，

在沿着所述叶轮的旋转轴线的截面中，所述后缘的位置处的所述中心线CL与所述轴向所成的角度比所述倾斜面与所述轴向所成的角度小。

在环形部在第二位置从倾斜面向径向内侧离开的情况下，环形部的后缘附近的流线与轴向所成的角度比上述倾斜面与轴向所成的角度小。因此，通过如上所述使后缘的位置处的中心线CL与轴向所成的角度比倾斜面与轴向所成的角度小，能够抑制环形部的后缘附近的压力损失的增大。

(12)在几个实施方式中，在上述(10)或(11)所述的离心压缩机中，

所述中心线CL将所述前缘与所述后缘平滑地连接。

根据上述(12)所述的离心压缩机，能够沿着环形部将空气顺畅地向叶轮侧引导。

(13)在几个实施方式中，在上述(1)至(12)中任一项所述的离心压缩机中，

所述入口管部的内周面包括凹曲面，所述凹曲面形成为在所述环形部位于所述第二位置时与所述环形部的所述外周面相向。

根据上述(13)所述的离心压缩机，能够以进气通路的流路面积不具有极小值的方式在入口管部的内周面形成凹曲面，能够实现在入口管部的内周面与环形部的外周面之间不形成喉部的结构，因此，能够有效地抑制压力损失的增大。

(14)在几个实施方式中，在上述(13)所述的离心压缩机中，

所述凹曲面形成为，在所述环形部位于所述第二位置时，在所述轴向上的所述环形部的存在范围内，所述进气通路的流路面积不具有极小值。

根据上述(14)所述的离心压缩机，能够实现在入口管部的内周面与环形部的外周面之间不形成喉部的结构，因此，能够有效地抑制压力损失的增大。

(15)本发明的至少一实施方式的涡轮增压器具备上述(1)至(14)中任一项所述的离心压缩机。

根据上述(15)所述的涡轮增压器，由于具备上述(1)至(14)中任一项所述的离心压缩机，因此，在环形部位于第二位置时，能够抑制在环形部的外周面流动剥离，能够抑制离心压缩机的效率降低。

发明的效果

根据本发明的至少一个实施方式，提供一种能够在小流量侧的工作点实现高效率的离心压缩机以及具备该离心压缩机的涡轮增压器。

附图说明

图1是一实施方式的涡轮增压器2的离心压缩机4的概略剖视图。

图2是表示图1所示的环形部30的叶片厚度分布的图。

图3是另一实施方式的涡轮增压器2的离心压缩机4的概略剖视图。

图4是表示图3所示的环形部30的叶片厚度分布的图。

图5A是表示沿着叶轮8的旋转轴线的截面中的环形部30的另一形状例的图。

图5B是表示沿着叶轮8的旋转轴线的截面中的环形部30的另一形状例的图。

图5C是表示沿着叶轮8的旋转轴线的截面中的环形部30的形状的另一形状例的图。

图5D是表示沿着叶轮8的旋转轴线的截面中的环形部30的形状的另一形状例的图。

图6是另一实施方式的涡轮增压器2的离心压缩机4的概略剖视图。

图7是另一实施方式的涡轮增压器2的离心压缩机4的概略剖视图。

图8是另一实施方式的涡轮增压器2的离心压缩机4的概略剖视图。

图9是另一实施方式的涡轮增压器2的离心压缩机4的概略剖视图。

图10是另一实施方式的涡轮增压器2的离心压缩机4的概略剖视图。

图11是另一实施方式的涡轮增压器2的离心压缩机4的概略剖视图。

图12是另一实施方式的涡轮增压器2的离心压缩机4的概略剖视图。

图13是表示图12所示的离心压缩机4的轴向位置与进气通路24的流路面积之间的关系的流路面积分布图。

图14是另一实施方式的涡轮增压器2的离心压缩机4的概略剖视图。

图15是表示图14所示的离心压缩机4的轴向位置与进气通路24的流路面积之间的关系的流路面积分布图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的几个实施方式进行说明。但是，作为实施方式而记载的或附图所示的结构部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等，其主旨并非将本发明的范围限定于此，只不过是说明例。

例如，“在某一个方向上”、“沿着某一个方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或者“同轴”等表示相对或者绝对的配置的表述，不仅严格地表示上述那样的配置，而且也表示以公差或能得到相同功能这种程度的角度或距离相对位移的状态。

例如，“相同”、“相等”以及“均质”等表示处于事物相等的状态的表述，不仅表示严格地相等的状态，而且也表示存在公差或存在能得到相同功能这种程度的差的状态。

例如，四边形或圆筒形状等表示形状的表述，不仅表示在几何学方面严格意义上的四边形或圆筒形状等形状，而且也表示在能得到相同效果的范围内包括凹凸部或倒角部等的形状。

另一方面，“配备”、“备有”、“具备”、“包括”或者“具有”一个结构部件这种表述并非是排除其他结构部件的存在的排他性的表述。

图1是一实施方式的涡轮增压器2的离心压缩机4的概略剖视图。离心压缩机4经由旋转轴6与未图示的涡轮机连结，通过经由旋转轴6传递由未图示的内燃机的废气驱动的涡轮机的旋转力，从而对未图示的内燃机吸入的空气进行压缩。

如图1所示，离心压缩机4具备叶轮8和收容叶轮8的壳体10。壳体10包括：以形成配置叶轮8的叶轮收容空间12的方式围绕叶轮8的护罩壁部14；在叶轮收容空间12的外周侧形成涡旋流路16的涡旋部18；以及形成将叶轮收容空间12与涡旋流路16连接的扩散流路20的扩散部22。另外，壳体10包括以沿着叶轮8的旋转轴线向叶轮8引导空气的方式形成进气通路24的入口管部26。入口管部26与叶轮8同心地设置。

以下，将叶轮8的轴向简称为“轴向”，将叶轮8的径向简称为“径向”，将叶轮8的周向简称为“周向”。

离心压缩机4具备能够在轴向上的叶轮8的上游侧缩小进气通路24的流路面积的节流机构28(入口可变机构)。节流机构28包括与叶轮8同心地设置于进气通路24的环形部30(可动部)。

环形部30构成为能够在第一位置P1与比第一位置P1靠轴向上的上游侧的第二位置P2之间沿着轴向移动。环形部30由未图示的支柱支承，通过从未图示的致动器经由支柱传递驱动力，在第一位置P1与第二位置P2之间移动。

为了抑制由环形部30引起的压力损失的增大，入口管部26的内周面40包括以随着朝向轴向上的上游侧而入口管部26的内径变大的方式倾斜的倾斜面42。在图示的例示方式中，倾斜面42在沿着叶轮8的旋转轴线的截面中形成为直线状。

环形部30的外周面44配置成与倾斜面42相向。在环形部30位于第二位置P2时，环形部30的外周面44与倾斜面42分离，随着环形部30从第二位置P2向轴向上的下游侧移动，环形部30的外周面44与倾斜面42之间的间隔变小。环形部30构成为，在位于第一位置P1时与倾斜面42抵接，堵塞进气通路24中的与叶轮8的叶片32的前端部36(叶片32的径向外侧端部)对应的外周侧部分38。环形部30在位于第一位置P1时，在轴向上与叶轮8的叶片32的前端部36的前缘34相向。即，在轴向观察时，环形部30与前端部36至少部分地重叠。

这样，环形部30在第一位置P1，堵塞进气通路24中的与叶轮8的叶片32的前端部36对应的外周侧部分38，从而缩小进气通路24的流路面积。由此，虽然峰值效率因流路面积的缩小而降低，但是能够实现喘振流量的降低以及喘振点附近的效率提高。即，通过以在小流量侧的工作点(喘振点附近的工作点)环形部30位于第一位置P1，在流量比上述小流量侧的工作点大的大流量侧的工作点(例如额定运转时)环形部30位于第二位置P2的方式调节节流机构28，能够提高小流量侧的工作点的效率，并且扩大离心压缩机4的工作区域。

环形部30的外周面44形成为将环形部30的前缘48与后缘50平滑地连接。即，在沿着叶轮8的旋转轴线的截面中，环形部30的外周面44的曲率的变化从环形部30的前缘48到后缘50平滑。在此，环形部30的前缘48是指轴向上的环形部30的上游端，环形部30的后缘50是指轴向上的环形部30的下游端。

这样，通过以将环形部30的前缘48与后缘50平滑地连接的方式形成环形部30的外周面44，在环形部30位于第二位置P2时，能够抑制在环形部30的外周面44流动剥离，能够抑制离心压缩机的效率降低。

在图1所示的例示方式中，在沿着叶轮8的旋转轴线的截面中，环形部30的外周面44由以将前缘48与后缘50平滑地连接的方式弯曲的凸曲线E1形成，环形部30的内周面58由将前缘48与后缘50连接的直线E2形成。在图示的例示方式中，凸曲线E1为圆弧。

这样，通过由将前缘48与后缘50连接的凸曲线E1形成环形部30的外周面44，环形部30作为引导叶片起作用，沿着外周面44的流动容易以朝向径向上的内侧(叶轮8侧)的方式转向，能够抑制由环形部30引起的压力损失的增大。

在几个实施方式中，例如如图1所示，环形部30的前缘部52的厚度t随着朝向轴向上的上游侧而变小，环形部30的后缘部54的厚度t随着朝向轴向上的下游侧而变小。在此，环形部30的前缘部52是指轴向上的环形部30的上游端部，环形部30的后缘部54是指轴向上的环形部30的下游端部。另外，环形部30的厚度t是指与连结环形部30的前缘48和后缘50的直线正交的方向的厚度。

这样，通过使环形部30的前缘部52的厚度随着朝向轴向上的上游侧而变小，能够抑制由于流动向环形部30的前缘部52的碰撞而引起的压力损失的增大。另外，通过使环形部30的后缘部54的厚度t随着朝向轴向上的下游侧而变小，能够抑制在环形部30的后缘部54的后方产生的压力损失的增大。

图2是表示图1所示的环形部30的叶片厚度分布的图。图2所示的曲线图表示在图1所示的截面中，在将沿着连结环形部30的前缘48与后缘50的直线的距前缘48的距离设为X，将前缘48与后缘50之间的距离设为D时，距离X相对于距离D之比X/D与环形部30的厚度t的关系。

如图2所示，环形部30的厚度t从环形部30的前缘48到满足X/D＝0.5的位置平滑地增加，从满足X/D＝0.5的位置到后缘50平滑地减少。

这样，环形部30的厚度t从环形部30的前缘48到后缘50平滑地变化，因此，能够从环形部30的前缘48到后缘50沿着环形部30顺畅地引导流动。另外，环形部30的厚度t在满足X/D<0.6的位置成为最大。因此，与专利文献1所记载那样的环形部的厚度在环形部的后缘附近成为最大的结构相比，能够抑制通过环形部30后的流动的紊乱(尾流)的产生。由此，能够抑制因尾流流入叶轮8而引起的叶轮8的性能降低。

图3是另一实施方式的涡轮增压器2的离心压缩机4的概略剖视图。需要说明的是，在以后说明的离心压缩机4的其他实施方式中，对于与图1所示的离心压缩机4的各结构共用的附图标记，只要没有特别记载，则表示与图1所示的离心压缩机的各结构相同的结构，省略说明。

在几个实施方式中，例如如图3所示，环形部30也可以在沿着叶轮8的旋转轴线的截面中具有叶片型形状。环形部30的外周面44在沿着叶轮8的旋转轴线的截面中包括平滑地弯曲的凸曲线E3。

图4是表示图3所示的环形部30的叶片厚度分布的图。图4所示的曲线图表示在图3所示的截面中，在将沿着连结环形部30的前缘48与后缘50的直线的距前缘48的距离设为X，将前缘48与后缘50之间的距离设为D时，距离X相对于距离D之比X/D与环形部30的厚度t的关系。

如图4所示，环形部30的厚度t从环形部30的前缘48到满足X/D＝0.3的位置平滑地增加，从满足X/D＝0.3的位置到后缘50平滑地减少。

这样，环形部30的厚度t从环形部30的前缘48到后缘50平滑地变化，因此，能够从环形部30的前缘48到后缘50沿着环形部30顺畅地引导流动。另外，环形部30的厚度t在满足X/D<0.6(在图示的方式中为0.2<X/D<0.4)的位置成为最大。因此，与专利文献1所记载那样的环形部的厚度在环形部的后缘附近成为最大的结构相比，能够抑制尾流的产生。由此，能够抑制因尾流流入叶轮8而引起的叶轮8的性能降低。

在几个实施方式中，例如如图5A以及图5B所示，环形部30的前缘部52以及环形部30的后缘部54也可以具有钝头形状。图5A所示的环形部30的前缘部52和后缘部54分别在沿着叶轮8的旋转轴线的截面中，由具有恒定的曲率半径的圆弧形成，前缘部52和后缘部54通过一对直线连接。图5B所示的环形部30的前缘部52和后缘部54分别在沿着叶轮8的旋转轴线的截面中，由椭圆的一部分形成，前缘部52和后缘部54通过一对直线连接。需要说明的是，对图5B所示的形状的一部分进行限定的椭圆，从降低压力损失的观点来看，也可以将短径与长径之比设为1：2左右。

在几个实施方式中，例如如图5C以及图5D所示，环形部30的前缘部52以及环形部30的后缘部54也可以具有尖头形状。在该情况下，环形部30的前缘部52和后缘部54分别在沿着叶轮8的旋转轴线的截面中，既可以如图5C所示包含在轴向上的一端连接的一对直线，也可以如图5D所示包含在轴向上的一端连接的一对曲线。

在上述任一实施方式，环形部30的外周面44也形成为将环形部30的前缘48与后缘50平滑地连接。由此，在环形部30位于第二位置P2时，能够抑制在环形部30的外周面44流动剥离，能够抑制离心压缩机的效率降低。另外，环形部30的前缘部52的厚度t随着朝向轴向上的上游侧而变小，环形部30的后缘部54的厚度t随着朝向轴向上的下游侧而变小。由此，能够抑制由于流动向环形部30的前缘部52的碰撞而引起的压力损失的增大，并且，能够抑制在环形部30的后缘部54的后方产生的压力损失的增大。

在几个实施方式中，例如如图6～图8所示，在沿着叶轮8的旋转轴线的截面中，连结环形部30的前缘48与后缘50的直线C以随着朝向轴向上的上游侧而朝向径向上的外侧的方式倾斜。需要说明的是，图6所示的环形部30的截面形状、图7所示的环形部30的截面形状、以及图8所示的环形部30的截面形状分别相当于使图1所示的环形部30的截面形状倾斜的形状、使图3所示的环形部30的截面形状倾斜的形状、以及使图5A所示的截面形状倾斜的形状。

为了提高节流机构28的小流量侧工作点处的效率提高效果，优选在一定程度上确保进气通路24的流路面积的节流量。在此，如图9所示，对于上述直线C与轴向平行的环形部30，若想要通过增加其厚度(与直线C正交的方向的厚度)来增加节流机构28的节流量，则空气通过环形部30时的压力损失伴随着环形部30的厚度的增加而增大。

与此相对，在图6～图8所示的实施方式中，通过如上所述使直线C倾斜，能够抑制环形部30的厚度的增大并且增大节流机构28的节流量。因此，能够抑制由环形部30的厚度引起的压力损失的增大，并且能够有效地提高小流量侧工作点处的效率。另外，在能够将沿着倾斜面42的空气的流动顺畅地引导至环形部30的下游侧这一点，也能够抑制压力损失的增大。

在几个实施方式中，例如如图6～图8所示，在沿着叶轮8的旋转轴线的截面中，直线C与轴向所成的角度θ2(交错角)比倾斜面42与轴向所成的角度θ1小。

在环形部30位于第二位置P2时，环形部30从倾斜面42向径向内侧离开，因此，环形部30附近的流线与轴向所成的角度比上述倾斜面42与轴向所成的角度θ1小。因此，通过如上所述使角度θ2比角度θ1小，能够沿着环形部30将空气顺畅地向叶轮8侧引导，能够有效地降低由环形部30引起的压力损失。

另外，在图6以及图7所示的几个实施方式中，由于环形部30的外周面44由具有曲率的形状构成(由于外周面44由曲面形成)，因此，在沿着叶轮8的旋转轴线的截面中，外周面44与倾斜面42点接触，能够抑制环形部30的厚度的增大并且增大节流机构28的节流量。因此，能够抑制由环形部30的厚度引起的压力损失的增大，并且能够有效地提高小流量侧工作点处的效率。

在几个实施方式中，例如如图10以及图11所示，在沿着叶轮8的旋转轴线的截面中，若将连结环形部30的前缘48与后缘50且通过环形部30的厚度方向的中心位置的线(弧线)设为中心线CL，则后缘50的位置处的中心线CL与轴向所成的角度α1比前缘48的位置处的中心线CL与轴向所成的角度α2(在图示的例示方式中为0°)大。需要说明的是，图10所示的环形部30的截面形状相当于使图7所示的环形部30的截面形状以中心线CL向径向外侧凸出的方式弯曲而成的形状，图11所示的环形部30的截面形状相当于使图8所示的环形部30的截面形状以中心线CL向径向外侧凸出的方式弯曲而成的形状。

从抑制由环形部30引起的压力损失的增大的观点来看，如图10以及图11所示，优选在环形部30位于第二位置P2时，环形部30的前缘48位于比倾斜面42的上游端56靠上游侧的位置(入口管部26的流路面积最大且流速较小的位置)。在该情况下，环形部30周围的流线在环形部30的前缘48附近朝向轴向，在环形部30的后缘50附近朝向径向内侧。因此，如上所述，通过使后缘50的位置处的中心线CL与轴向所成的角度α1(后缘夹角)比前缘48的位置处的中心线CL与轴向所成的角度α2(前缘夹角)大，能够使环形部30的形状与上述流线的曲率的变化相适应，能够抑制由环形部30引起的压力损失的增大。另外，中心线CL将前缘48与后缘50平滑地连接，中心线CL从前缘48到后缘50具有平滑的曲率变化，因此，能够沿着环形部30将空气顺畅地向叶轮8侧引导。

另外，在图10以及图11所示的几个实施方式中，在沿着叶轮8的旋转轴线的截面中，后缘50的位置处的中心线CL与轴向所成的角度α1比倾斜面42与轴向所成的角度θ1小。

如上所述，在环形部30位于第二位置P2时，环形部30从倾斜面42向径向内侧离开，因此，环形部30的后缘50附近的流线与轴向所成的角度比上述倾斜面42与轴向所成的角度θ1小。因此，通过如上所述使角度α1比角度θ1小，能够抑制环形部30的后缘50附近的压力损失的增大。

图12是另一实施方式的涡轮增压器2的离心压缩机4的概略剖视图。图13是表示图12所示的离心压缩机4的轴向位置与进气通路24的流路面积之间的关系的流路面积分布图。

在几个实施方式中，例如如图12所示，入口管部26的内周面40包括凹曲面60，该凹曲面60形成为在环形部30位于第二位置P2时与环形部30的外周面44相向。凹曲面60形成为向径向上的外侧凹陷。另外，如图13所示，凹曲面60形成为，在环形部30位于第二位置P2时，在轴向上的环形部30的存在范围S内，进气通路24的流路面积不具有极小值。即，凹曲面60构成为在入口管部26的内周面40与环形部30的外周面44之间不形成喉部。需要说明的是，在此的“进气通路24的流路面积”是指从由入口管部26的内径限定的流路面积减去环形部30的截面积(与轴向正交的截面的面积)而得到的流路面积。

如图14所示的实施方式那样，在以在沿着叶轮8的旋转轴线的截面中随着朝向轴向上的上游侧而朝向径向上的外侧的方式将倾斜面42形成为直线状的情况下，如图15所示，在轴向上的环形部30的存在范围S内，进气通路24的流路面积有可能具有极小值。即，如图14所示，有可能在入口管部26的内周面40与环形部30的外周面44之间形成喉部。在该情况下，在喉部流速局部地增加，可能成为压力损失的增大要因。

与此相对，如图12以及图13所示，通过以进气通路24的流路面积不具有极小值的方式在入口管部26的内周面40形成凹曲面60，能够实现在入口管部26的内周面40与环形部30的外周面44之间不形成喉部的结构，因此，能够有效地抑制压力损失的增大。

本发明并不限定于上述实施方式，也包括对上述实施方式进行了变形而得到的方式、将这些方式适当组合而得到的方式。

例如，在图1、图5A～图5D、图6以及图8等中，示出了环形部30的前缘部52和后缘部54具有相同的截面形状的结构，但环形部30的前缘部52和后缘部54也可以具有不同的截面形状，也可以任意组合上述前缘部52的形状和后缘部54的截面形状。

附图标记说明

2涡轮增压器

4离心压缩机

6旋转轴

8叶轮

10壳体

12叶轮收容空间

14护罩壁部

16涡旋流路

18涡旋部

20扩散流路

22扩散部

24进气通路

26入口管部

28节流机构

30环形部

32叶片

34前缘

36前端部

38外周侧部分

40内周面

42倾斜面

44外周面

48前缘

50后缘

52前缘部

54后缘部

56上游端

58内周面

60凹曲面

Claims (14)

1.一种离心压缩机，其中，所述离心压缩机具备：

叶轮；

入口管部，所述入口管部以将空气引导至所述叶轮的方式形成进气通路；以及

节流机构，所述节流机构能够在所述叶轮的上游侧缩小所述进气通路的流路面积，

所述节流机构包括环形部，所述环形部构成为能够在第一位置与比所述第一位置靠所述叶轮的轴向上的上游侧的第二位置之间移动，

在沿着所述叶轮的旋转轴线的截面中，

所述环形部的外周面形成为将所述环形部的前缘与后缘平滑地连接，

在沿着所述叶轮的旋转轴线的截面中，若将连结所述环形部的所述前缘与所述后缘且通过所述环形部的厚度方向的中心位置的线设为中心线CL，则所述后缘的位置处的所述中心线CL与所述轴向所成的角度比所述前缘的位置处的所述中心线CL与所述轴向所成的角度大。

2.如权利要求1所述的离心压缩机，其中，

所述环形部的前缘部的厚度随着朝向所述轴向上的上游侧而变小。

3.如权利要求1所述的离心压缩机，其中，

所述环形部的后缘部的厚度随着朝向所述轴向上的下游侧而变小。

4.如权利要求1～3中任一项所述的离心压缩机，其中，

所述环形部的厚度从所述环形部的前缘到后缘平滑地变化。

5.如权利要求1～3中任一项所述的离心压缩机，其中，

在沿着所述叶轮的旋转轴线的截面中，所述环形部的外周面包括凸曲线。

6.如权利要求1～3中任一项所述的离心压缩机，其中，

在沿着所述叶轮的旋转轴线的截面中，所述环形部具有叶片型形状。

7.如权利要求1～3中任一项所述的离心压缩机，其中，

在沿着所述叶轮的旋转轴线的截面中，若将沿着连结所述环形部的所述前缘与所述后缘的直线的距所述前缘的距离设为X，将所述前缘与所述后缘的距离设为D，则

所述环形部的厚度在满足X/D<0.6的位置成为最大。

8.如权利要求1～3中任一项所述的离心压缩机，其中，

在沿着所述叶轮的旋转轴线的截面中，连结所述环形部的所述前缘与所述后缘的直线以随着朝向所述轴向上的上游侧而朝向所述叶轮的径向上的外侧的方式倾斜。

9.如权利要求8所述的离心压缩机，其中，

所述入口管部的内周面包括倾斜面，所述倾斜面以随着朝向所述轴向上的上游侧而所述入口管部的内径变大的方式倾斜，

在沿着所述叶轮的旋转轴线的截面中，所述直线与所述轴向所成的角度比所述倾斜面与所述轴向所成的角度小。

10.如权利要求1所述的离心压缩机，其中，

所述入口管部的内周面包括倾斜面，所述倾斜面以随着朝向所述轴向上的上游侧而所述入口管部的内径变大的方式倾斜，

在沿着所述叶轮的旋转轴线的截面中，所述后缘的位置处的所述中心线CL与所述轴向所成的角度比所述倾斜面与所述轴向所成的角度小。

11.如权利要求1所述的离心压缩机，其中，

所述中心线CL将所述前缘与所述后缘平滑地连接。

12.如权利要求1～3、10、11中任一项所述的离心压缩机，其中，

所述入口管部的内周面包括凹曲面，所述凹曲面形成为在所述环形部位于所述第二位置时与所述环形部的所述外周面相向。

13.如权利要求12所述的离心压缩机，其中，

所述凹曲面形成为，在所述环形部位于所述第二位置时，在所述轴向上的所述环形部的存在范围内，所述进气通路的流路面积不具有极小值。

14.一种涡轮增压器，其中，所述涡轮增压器具备权利要求1～13中任一项所述的离心压缩机。