JP2000064848A - ターボチャージャ - Google Patents

ターボチャージャ

Info

Publication number
JP2000064848A
JP2000064848A JP10235536A JP23553698A JP2000064848A JP 2000064848 A JP2000064848 A JP 2000064848A JP 10235536 A JP10235536 A JP 10235536A JP 23553698 A JP23553698 A JP 23553698A JP 2000064848 A JP2000064848 A JP 2000064848A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
impeller
inlet
circulation flow
turbocharger
leading edge
Prior art date
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
Application number
JP10235536A
Other languages
English (en)
Inventor
Rei Iwagami
玲 岩上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IHI Corp filed Critical IHI Corp
Priority to JP10235536A priority Critical patent/JP2000064848A/ja
Publication of JP2000064848A publication Critical patent/JP2000064848A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/4206Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/4213Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps suction ports
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/66Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/68Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing by influencing boundary layers
    • F04D29/681Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing by influencing boundary layers especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/685Inducing localised fluid recirculation in the stator-rotor interface

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 循環流を強めて作動域をより低流量側へ拡大
できるターボチャージャを提供すること。 【解決手段】 排気タービンにより回転駆動されるイン
ペラ2と、インペラ2を収容するケーシング3とを備え
たターボチャージャ1において、ケーシング3に、イン
ペラ2のリーディングエッジ9に対向する位置に入口1
0を有すると共にインペラ2より上流側に出口11を有
する循環流路12を形成したもの。循環流路12の入口
10には、空気がインペラ2のリーディングエッジ9に
流れ当たって跳ね返ったときに生じるエネルギが加わ
り、かかるエネルギによって循環流24が生成される。
循環流24をリーディングエッジ9での流れの衝突損失
によるエネルギを利用して生成しているので、入口10
と出口11との圧力差に基づいて循環流を生成していた
従来タイプと比べると循環流を強めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの排気過
給機としてのターボチャージャに係り、特に、サージ特
性の改善を図ったターボチャージャに関する。
【0002】
【従来の技術】図3に示すように、ターボチャージャa
は、排気タービンによって回転駆動されるインペラb
と、そのインペラbを収容するケーシングcとを備えて
おり、インデューサdから吸い込んだ空気をインペラb
で加速し、ディフューザeで減速して圧力に変換し、ス
クロール室fで整流してエンジンに供給するものであ
る。
【0003】従来、上記ケーシングcに、インペラbの
ブレード側部に対向する位置に入口gを有すると共にイ
ンペラbより上流側に出口hを有する循環流路iを設
け、低流量域におけるサージ特性の改善を図ったものが
知られている(特開平5-60097号公報、特開昭62-178799
号公報等)。
【0004】かかるターボチャージャaは、吸気低流量
時においては、インペラbによる加速・加圧途中のエア
圧および遠心力が作用する入口g近傍の圧力の方が、吸
込側に位置する出口h近傍の圧力よりも高くなるため、
図中矢印で示すような循環流jが発生する。この循環流
jにより、インペラbの吸込領域で発生した失速流れが
入口gから吸引除去され、サージ限界が低流量側に広が
るのである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この原理によれば、循
環流jをより強めることができれば、インペラbの吸込
領域で発生した失速流れをより効率よく吸引除去できる
ため、サージ限界をより低流量側に広げることができ
る。
【0006】しかし、上記ターボチャージャaにおいて
は、循環流jをその入口g近傍と出口j近傍との圧力差
に基づいて発生させているため、かかる循環流jを強め
るには限界があった。
【0007】以上の事情を考慮して創案された本発明の
目的は、循環流を強めて作動域をより低流量側へ拡大で
きるターボチャージャを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく本
発明は、排気タービンにより回転駆動されるインペラ
と、該インペラを収容するケーシングとを備えたターボ
チャージャにおいて、上記ケーシングに、インペラのリ
ーディングエッジに対向する位置に入口を有すると共に
インペラより上流側に出口を有する循環流路を形成した
ものである。
【0009】本発明によれば、循環流路の入口がインペ
ラのリーディングエッジに対向する位置に配置されてい
るので、その入口には空気がリーディングエッジに流れ
当たって跳ね返ったときに生じるエネルギ(リーディン
グエッジでの流れの衝突損失によるエネルギ)が加わ
り、かかるエネルギによって循環流が生成される。
【0010】すなわち、本発明は、リーディングエッジ
での流れの衝突損失によるエネルギを利用して循環流を
生成しているので、入口と出口との圧力差に基づいて循
環流を生成していた従来タイプと比べると循環流を強め
ることができ、作動域をより低流量側へ拡大できる。
【0011】また、本発明によれば、循環流路の入口が
インペラのリーディングエッジに対向する位置に配置さ
れているので、リーディングエッジにおける流れの衝突
によって生じた失速セル(剥離領域)が速やかに入口を
通って循環流路へ逃される。これによってもサージング
を抑制でき、作動域をより低流量側へ拡大できる。
【0012】なお、上記循環流路の入口および出口は、
ケーシングの周方向に沿って円環状に形成されたリング
穴であってもよい。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付
図面に基いて説明する。
【0014】図1(a) に、本実施形態に係るターボチャ
ージャ1の部分側断面図を示す。ターボチャージャ1
は、排気タービンにより回転駆動されるインペラ2と、
インペラを収容するケーシング3とを備えている。イン
ペラ2は、円錐状に形成されたロータ4と、ロータ4に
ラジアル状に取り付けられたブレード5とからなる。ブ
レード5は、フルブレード5aとハーフブレード5bと
が交互に配置されている。
【0015】ケーシング3には、空気(吸気)をインペ
ラ2に導くインデューサ6と、インペラ2から吹き出さ
れた空気を減速して圧力に変換するディフューザ7とが
設けられている。ディフューザ7には、当該ディフュー
ザ7から吹き出された空気を整流するスクロール室8が
接続されている。スクロール室8から吹き出された空気
は、エンジンの吸気系に供給される。
【0016】かかるターボチャージャ1は、インデュー
サ6から吸い込んだ空気をインペラ2で加速し、ディフ
ューザ7で減速して圧力に変換し、スクロール室8で整
流してエンジンに供給する。これにより、エンジンが過
給され、エンジン出力が増大する。
【0017】ケーシング3には、フルブレード5aのリ
ーディングエッジ9に対向する位置に入口10を有する
と共にインペラ2より上流側に出口11を有する循環流
路12が形成されている。
【0018】詳しくは、入口10は、インペラ2を収容
するケーシング3の周方向に沿って円環状に形成された
リング穴からなり、リング穴の上流側縁10aより僅か
に後流側にフルブレード5aのリーディングエッジ9が
位置するように配置されている。出口11は、同様に周
方向に沿って円環状に形成されたリング穴からなり、イ
ンペラ2より所定距離上流側に配置されている。
【0019】入口10と出口11との間には、インペラ
2の軸芯13と平行にパイプ状に形成されたセパレータ
14が配置されている。セパレータ14は、インデュー
サ6を構成する吸込管15に、リブ16を介して一体的
に取り付けられている。吸込管15には、当該吸込管1
5をケーシング3に組み付けたとき、ケーシング3の凹
部17に当接する凸部18が設けられている。凹部17
に凸部18が当接したとき、吸込管15の挿入先端とケ
ーシング3の受入先端との間に、入口10が形成される
ようになっている。
【0020】セパレータ14の径方向外方には、入口1
0から取り込んだ空気(吸気)を出口11に導くための
チャンバ19が形成されている。チャンバ19は、スク
ロール室8の内側室壁20とセパレータ14の外周面2
1とケーシング3の一部22と吸込管15の一部23と
で区画されており、周方向にリング状に繋がって形成さ
れている。このチャンバ19と入口10と出口11と
が、循環流路12を構成することになる。
【0021】以上の構成からなる本実施形態の作用を述
べる。
【0022】図1(a) に示すように、循環流路12の入
口10がインペラ2のフルブレード5aのリーディング
エッジ9に対向する位置に配置されているので、その入
口10には空気がリーディングエッジ9に流れ当たって
跳ね返ったときに生じるエネルギ(リーディングエッジ
9での流れの衝突損失によるエネルギ)が加わり、かか
るエネルギによってインペラ2側の空気の一部が入口1
0を通ってチャンバ19内に流入して出口11から流出
し、循環流24が生成される。
【0023】詳しくは、ターボチャージャ1を通過する
空気流量が少ない吸気低流量時においては、上述のエネ
ルギが加わって加圧される入口10近傍の圧力が、イン
デューサ6のテーパ面25によって加速された吸気が吹
き抜けて負圧気味となる出口11近傍の圧力よりも大き
くなるため、上記循環流24が生じる。他方、吸気高流
量時においては、出口11近傍の空気密度が高まるた
め、出口11近傍の圧力と入口10近傍の圧力とが略等
しくなり、上述の循環流24は生じなくなる。
【0024】このように、循環流24は吸気低流量時の
みに生じる。ここで、本実施形態においては、循環流2
4をリーディングエッジ9での流れの衝突損失によるエ
ネルギを利用して生成しているので、図3に示すように
入口gと出口hとの圧力差に基づいて循環流jを生成し
ていた従来タイプと比べると循環流24を強めることが
できる。よって、作動域をより低流量側へ拡大できる。
【0025】また、本実施形態によれば、図1(a) に示
すように、循環流路12の入口10がインペラ2のフル
ブレード5aのリーディングエッジ9に対向する位置に
配置されているので、吸気低流量時に、リーディングエ
ッジ9における流れの衝突によって生じた失速セル(剥
離領域)が速やかに入口10を通って循環流路12へ逃
される。よって、これによってもサージングを抑制で
き、作動域をより低流量側へ拡大できる。
【0026】また、図1(a) に示す循環流24は、実際
にはインペラ2の回転に多少引き摺られるため、リング
状のセパレータ14の廻りをその長手方向(周方向)に
沿って多少ズレながら螺旋状に周回する。これにより、
インペラ2の入口側の流れに予旋回が与えられ、インデ
ューサ6での失速が抑制される。
【0027】さて、本発明者は、図1(a) に示すように
入口10をインペラ2のリーディングエッジ9の対向位
置とした本実施形態のターボチャージャ1と、図1(b)
に示すように入口10をインペラ2のリーディングエッ
ジ9より後流側とした従来タイプのターボチャージャ1
aとを比較実験した。なお、両ターボチャージャ1、1
aは、入口10の場所以外は同一形状となっている。
【0028】実験結果を図2に示す。図示するように、
本実施形態のサージライン26の方が従来タイプのサー
ジライン27よりも低流量側に移動しており、本実施形
態のターボチャージャ1の方が従来タイプのターボチャ
ージャ1aよりも作動領域が低流量側に広がり、効率も
殆ど低下していないことが明らかになった。なお、図
中、ライン28、29はインペラ2の周速度(回転数)
を表している。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係るターボ
チャージャによれば、吸気のサージラインを低流量側へ
移動でき、作動域を低流量側へ広げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a) は本発明の一実施形態を示すターボチ
ャージャの部分断面図であり、図1(b) は対比例を示す
ターボチャージャの部分断面図である。
【図2】本実施形態のターボチャージャと対比例のター
ボチャージャとの実験結果を示す図である。
【図3】従来例を示すターボチャージャの部分断面図で
ある。
【符号の説明】
1 ターボチャージャ 2 インペラ 3 ケーシング 9 リーディングエッジ 10 入口 11 出口 12 循環流路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 排気タービンにより回転駆動されるイン
    ペラと、該インペラを収容するケーシングとを備えたタ
    ーボチャージャにおいて、上記ケーシングに、インペラ
    のリーディングエッジに対向する位置に入口を有すると
    共にインペラより上流側に出口を有する循環流路を形成
    したことを特徴とするターボチャージャ。
  2. 【請求項2】 上記循環流路の入口および出口が、ケー
    シングの周方向に沿って円環状に形成されたリング穴で
    ある請求項1記載のターボチャージャ。
JP10235536A 1998-08-21 1998-08-21 ターボチャージャ Pending JP2000064848A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10235536A JP2000064848A (ja) 1998-08-21 1998-08-21 ターボチャージャ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10235536A JP2000064848A (ja) 1998-08-21 1998-08-21 ターボチャージャ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000064848A true JP2000064848A (ja) 2000-02-29

Family

ID=16987443

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10235536A Pending JP2000064848A (ja) 1998-08-21 1998-08-21 ターボチャージャ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000064848A (ja)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007127109A (ja) * 2005-11-07 2007-05-24 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 排気ターボ過給機のコンプレッサ
WO2009153854A1 (ja) * 2008-06-17 2009-12-23 株式会社Ihi ターボチャージャ用のコンプレッサハウジング
WO2012030776A2 (en) * 2010-09-02 2012-03-08 Borgwarner Inc. Compressor recirculation into annular volume
CN102428282A (zh) * 2009-10-16 2012-04-25 三菱重工业株式会社 排气涡轮增压装置的压缩机
WO2012090723A1 (ja) * 2010-12-28 2012-07-05 三菱重工業株式会社 排気ターボ過給機のハウジング構造
CN104154045A (zh) * 2013-05-14 2014-11-19 霍尼韦尔国际公司 具有用于喘振控制的壳体处理的离心压缩机
EP2832974A1 (en) * 2013-07-31 2015-02-04 Honeywell International Inc. Compressor housing assembly for a turbocharger
EP2863032A4 (en) * 2012-08-30 2015-05-06 Mitsubishi Heavy Ind Ltd CENTRIFUGAL COMPRESSOR
JP2016075232A (ja) * 2014-10-07 2016-05-12 日野自動車株式会社 オイルセパレータ構造
CN105683524A (zh) * 2013-10-31 2016-06-15 博格华纳公司 压缩机入口管道的噪声衰减装置

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4592563B2 (ja) * 2005-11-07 2010-12-01 三菱重工業株式会社 排気ターボ過給機のコンプレッサ
JP2007127109A (ja) * 2005-11-07 2007-05-24 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 排気ターボ過給機のコンプレッサ
WO2009153854A1 (ja) * 2008-06-17 2009-12-23 株式会社Ihi ターボチャージャ用のコンプレッサハウジング
US8888440B2 (en) 2009-10-16 2014-11-18 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Compressor of exhaust gas turbocharger
CN102428282A (zh) * 2009-10-16 2012-04-25 三菱重工业株式会社 排气涡轮增压装置的压缩机
US9091232B2 (en) 2010-09-02 2015-07-28 Borgwarner Inc. Compressor recirculation into annular volume
WO2012030776A2 (en) * 2010-09-02 2012-03-08 Borgwarner Inc. Compressor recirculation into annular volume
CN103154466A (zh) * 2010-09-02 2013-06-12 博格华纳公司 转成环形体积的压缩机再循环
WO2012030776A3 (en) * 2010-09-02 2012-05-03 Borgwarner Inc. Compressor recirculation into annular volume
US10132324B2 (en) 2010-09-02 2018-11-20 Borgwarner Inc. Compressor recirculation into annular volume
JP2012140876A (ja) * 2010-12-28 2012-07-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 排気ターボ過給機のハウジング構造
WO2012090723A1 (ja) * 2010-12-28 2012-07-05 三菱重工業株式会社 排気ターボ過給機のハウジング構造
US9003791B2 (en) 2010-12-28 2015-04-14 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Housing structure of exhaust gas turbocharger
US9732756B2 (en) 2012-08-30 2017-08-15 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Centrifugal compressor
EP2863032A4 (en) * 2012-08-30 2015-05-06 Mitsubishi Heavy Ind Ltd CENTRIFUGAL COMPRESSOR
CN104154045A (zh) * 2013-05-14 2014-11-19 霍尼韦尔国际公司 具有用于喘振控制的壳体处理的离心压缩机
US9482240B2 (en) 2013-07-31 2016-11-01 Honeywell International Inc. Compressor housing assembly for a turbocharger
CN104343477A (zh) * 2013-07-31 2015-02-11 霍尼韦尔国际公司 用于涡轮增压器的压缩机壳体组件
EP2832974A1 (en) * 2013-07-31 2015-02-04 Honeywell International Inc. Compressor housing assembly for a turbocharger
CN105683524A (zh) * 2013-10-31 2016-06-15 博格华纳公司 压缩机入口管道的噪声衰减装置
CN105683524B (zh) * 2013-10-31 2018-11-16 博格华纳公司 压缩机入口管道的噪声衰减装置
JP2016075232A (ja) * 2014-10-07 2016-05-12 日野自動車株式会社 オイルセパレータ構造

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7575411B2 (en) Engine intake air compressor having multiple inlets and method
EP1228317B1 (en) Axial fan
US8556573B2 (en) Diffuser with enhanced surge margin
US3832089A (en) Turbomachinery and method of manufacturing diffusers therefor
US4431374A (en) Vortex controlled radial diffuser for centrifugal compressor
PL200265B1 (pl) Sprężarka
EP0425651A4 (en) Compressor shroud air bleed passages
EP2562370A2 (en) Gas turbine engines with mid-impeller bleed cooling air
JP2019094902A (ja) 遠心圧縮機及びターボチャージャー
JP2000064848A (ja) ターボチャージャ
US10823195B2 (en) Diffuser pipe with non-axisymmetric end wall
JP2009197613A (ja) 遠心圧縮機及びディフューザベーンユニット
JP2004144029A (ja) ターボチャージャ用遠心圧縮機
US11143201B2 (en) Impeller tip cavity
US11326619B2 (en) Diffuser for a radial compressor
JP6625572B2 (ja) 排気駆動過給機のタービンの流出領域
JP5125718B2 (ja) 遠心圧縮機
US11268536B1 (en) Impeller exducer cavity with flow recirculation
US11286951B2 (en) Diffuser pipe with exit scallops
JPH08500410A (ja) 渦流ポンプ
JP3033902B1 (ja) タ―ボチャ―ジャのコンプレッサ
JPH10331794A (ja) 遠心圧縮機
JP3034519B1 (ja) タ―ビンロ―タの冷却構造を改善したガスタ―ビン
JP7123029B2 (ja) 遠心圧縮機
JP3380897B2 (ja) 圧縮機

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050714

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080111

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080122

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20080603