JP2012097662A - Variable diffuser of centrifugal compressor for supercharger - Google Patents
Variable diffuser of centrifugal compressor for supercharger Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012097662A JP2012097662A JP2010246243A JP2010246243A JP2012097662A JP 2012097662 A JP2012097662 A JP 2012097662A JP 2010246243 A JP2010246243 A JP 2010246243A JP 2010246243 A JP2010246243 A JP 2010246243A JP 2012097662 A JP2012097662 A JP 2012097662A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- respect
- vane
- base
- vanes
- inner peripheral
- 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
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、過給機用遠心圧縮機において、ディフューザ部に設けた複数のベーンの傾斜角を調整可能にした可変ディフューザに関する。 The present invention relates to a variable diffuser in which a tilt angle of a plurality of vanes provided in a diffuser portion can be adjusted in a centrifugal compressor for a supercharger.
内燃機関における過給機(ターボチャージャ)を構成する遠心圧縮機においては、コンプレッサインペラから吐き出される圧縮空気を通過させるディフューザ部に、圧縮空気の速度エネルギーを減少させて圧力回復量を増加させるためのベーン(羽根)を設けることが行われている。
例えば、特許文献1のサージ抑制手段を備えた過給用コンプレッサにおいては、コンプレッサロータの周縁に環状のディフューザ列を設けており、このディフューザ列は、傾動角を可変に調節することができるよう傾動可能に設けられたベーンの列によって構成されている。そして、過給用コンプレッサが、低速域から高速域に至る全速度域にわたってサージを抑制しつつより高い作動効率を呈するようにしている。
In a centrifugal compressor constituting a supercharger (turbocharger) in an internal combustion engine, a diffuser portion that allows compressed air discharged from a compressor impeller to pass through is used to reduce the velocity energy of the compressed air and increase the pressure recovery amount. A vane (blade) is provided.
For example, in the turbocharger compressor provided with the surge suppression means of
また、例えば、特許文献2の排気ターボ過給機のコンプレッサにおいては、ディフューザ内に配設した複数のガイドベーンをアームを介して互いに連結し、エアシリンダによっていずれかのアームを回動させることにより、いずれかのガイドベーンを回動させると共に、残りのガイドベーンを残りのアームを介して連動させることが開示されている。そして、エンジンの低速域においては、ディフューザ内にガイドベーンを突出させると共に、その角度を適度に可変調節して過給効率を向上させている。また、エンジンの高速域においては、ガイドベーンを格納室へ移動させてチョークの発生を防止し、過給効率の低下を予防している。
Further, for example, in the compressor of the exhaust turbocharger disclosed in
また、例えば、特許文献3のターボチャージャの制御装置においては、アクチュエータによっていわゆるユニゾンリングを回動させることにより、各従動アームを介して各ディフューザベーンを回動させることが開示されている。
さらに、例えば、特許文献4のターボチャージャ用の改良された可変ジオメトリー組立体においては、複数のベーンに係合するリングにおいて、リングの周方向に対して傾斜する溝を形成することが開示されている。
Further, for example, in the turbocharger control device of
Further, for example, in the improved variable geometry assembly for a turbocharger of
ところで、複数のベーン先端部とインペラ外周との間の隙間がベーンの回動により大きくなると、圧縮空気がコンプレッサインペラの周りを旋回し、効率が低下する。ベーン先端部とインペラ外周との間の隙間は、コンプレッサの高効率化を図るために一定にすることが好ましい。一方、複数のベーンは、圧縮機の高速回転領域においては、コンプレッサインペラの回転方向となる周方向に対するベーンの傾斜角を、できるだけコンプレッサインペラの法線方向に近い角度にして、圧縮空気の旋回速度エネルギーをより高い圧力に回復させることが好ましい。これにより、高速回転領域における過給効率を維持することができる。 By the way, when the gaps between the plurality of vane tips and the outer periphery of the impeller are increased by the rotation of the vanes, the compressed air turns around the compressor impeller, and the efficiency is lowered. The gap between the vane tip and the outer periphery of the impeller is preferably constant in order to increase the efficiency of the compressor. On the other hand, in the high-speed rotation region of the compressor, the plurality of vanes have the vane inclination angle with respect to the circumferential direction, which is the rotation direction of the compressor impeller, set as close as possible to the normal direction of the compressor impeller, and the swirl speed of the compressed air It is preferable to restore the energy to a higher pressure. Thereby, the supercharging efficiency in a high-speed rotation area | region can be maintained.
しかしながら、特許文献1、3、4においては、ベーンの回動中心が内周側端部と外周側端部との中間位置にあり、ベーンの傾動角を変化させる際には、ベーンの内周側端部とコンプレッサインペラの外周との間の隙間が変化し、特に低速回転領域においては、圧縮空気の回転失速が生じやすくなってしまう。
また、特許文献2においては、各ベーンを、その内周側端部に設けたシャフトを中心に回動させており、シャフトの裏面側にアームが存在することになる。そのため、アームが、コンプレッサインペラの回転軸を軸支して収容する軸受ハウジングと干渉するおそれがある。また、各ベーンを、その内周側端部に設けたシャフトを中心に回動させる際には、各ベーンが流体(圧縮空気)から圧力を受けており、各ベーンを駆動するために必要な駆動力を大きくしなければならなくなる。また、大きな駆動力に耐えられるよう各ベーンの内周側端部の強度の向上を図ると、各ベーンの内周側端部が太くなり、狙った過給効率が得られなくなるおそれがある。
However, in
Moreover, in
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、アクチュエータに必要な駆動力を小さくすると共に、ベースに対する軸受ハウジングの連結スペースを容易に確保することができ、かつ圧縮空気の回転失速を抑制して、遠心圧縮機の過給効率を向上させることができる過給機用遠心圧縮機の可変ディフューザを提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of such conventional problems, and can reduce the driving force required for the actuator, can easily secure a connection space of the bearing housing to the base, and can rotate the compressed air. It is intended to provide a variable diffuser of a centrifugal compressor for a supercharger that can suppress the above and improve the supercharging efficiency of the centrifugal compressor.
第1の発明は、過給機用遠心圧縮機において、コンプレッサインペラから吐き出される圧縮空気を通過させるディフューザ部に、上記圧縮空気の旋回速度を減少させて圧力回復量を増加させるための複数のベーンを周方向に向けて複数配列し、該複数のベーンの周方向に対する傾斜角を調整可能にした可変ディフューザであって、
上記コンプレッサインペラを収容するコンプレッサハウジングと、上記コンプレッサインペラの回転軸を軸支して収容する軸受ハウジングとの間に配設するベースと、
上記ディフューザ部のうち上記コンプレッサインペラに対して空気が流入する側と反対側に位置するディフューザ形成面を構成し、上記ベースに対して上記コンプレッサインペラの回りを回動可能に配設した連動リングとを有しており、
上記複数のベーンは、その内周側端部が、上記ベースにおけるベース内周側縁部に対して回動可能に支持してあり、その外周側端部には、上記連動リングに設けたガイド溝に沿って動くシャフトが設けてあり、
上記連動リングを上記ベースに対して回動駆動することにより、上記各ベーンの上記外周側端部における上記シャフトが上記ガイド溝に沿って動くと共に該各ベーンが上記内周側端部を中心に回動して、該各ベーンの傾斜角を変更するよう構成してあることを特徴とする過給機用遠心圧縮機の可変ディフューザにある(請求項1)。
A first aspect of the present invention is a centrifugal compressor for a supercharger, wherein a plurality of vanes for increasing a pressure recovery amount by reducing a swirling speed of the compressed air in a diffuser portion that allows compressed air discharged from a compressor impeller to pass therethrough. A plurality of vanes arranged in a circumferential direction, and a variable diffuser in which the inclination angle of the plurality of vanes with respect to the circumferential direction can be adjusted,
A base disposed between a compressor housing that houses the compressor impeller and a bearing housing that pivotally supports and accommodates the rotation shaft of the compressor impeller;
An interlocking ring that constitutes a diffuser forming surface located on the opposite side of the diffuser portion from the air flow-in side with respect to the compressor impeller, and that is disposed so as to be rotatable around the compressor impeller with respect to the base; Have
The plurality of vanes are rotatably supported at their inner peripheral side end portions with respect to the base inner peripheral side edge portion of the base, and at the outer peripheral side end portions, guides provided on the interlocking ring. There is a shaft that moves along the groove,
By rotating the interlocking ring with respect to the base, the shaft at the outer peripheral end of each vane moves along the guide groove, and each vane is centered on the inner peripheral end. The variable diffuser of a centrifugal compressor for a supercharger is characterized in that it is configured to rotate and change the inclination angle of each vane (Claim 1).
第2の発明は、過給機用遠心圧縮機において、コンプレッサインペラから吐き出される圧縮空気を通過させるディフューザ部に、上記圧縮空気の旋回速度を減少させて圧力回復量を増加させるための複数のベーンを周方向に向けて複数配列し、該複数のベーンの周方向に対する傾斜角を調整可能にした可変ディフューザであって、
上記コンプレッサインペラを収容するコンプレッサハウジングと、上記コンプレッサインペラの回転軸を軸支して収容する軸受ハウジングとの間に配設するベースと、
上記ディフューザ部のうち上記コンプレッサインペラに対して空気が流入する側と反対側に位置するディフューザ形成面を構成し、上記ベースに対して上記コンプレッサインペラの回りを回動可能に配設した連動リングとを有しており、
上記複数のベーンは、その内周側端部が、上記連動リングにおけるリング内周側縁部に対して回動可能に支持してあり、その外周側端部には、上記連動リングにおいて上記ベーンが上記内周側端部を中心に回動する際に形成される当該外周側端部の軌道に沿って設けた逃がし溝と、上記ベースに設けたガイド溝とに沿って動くシャフトが設けてあり、
上記連動リングを上記ベースに対して回動駆動することにより、上記各ベーンの上記外周側端部における上記シャフトが上記逃がし溝及び上記ガイド溝に沿って動くと共に当該各ベーンが上記内周側端部を中心に回動して、該各ベーンの傾斜角を変更するよう構成してあることを特徴とする過給機用遠心圧縮機の可変ディフューザにある(請求項3)。
According to a second aspect of the present invention, in the centrifugal compressor for a supercharger, a plurality of vanes for reducing the swirling speed of the compressed air and increasing the pressure recovery amount in the diffuser portion that allows the compressed air discharged from the compressor impeller to pass therethrough. A plurality of vanes arranged in a circumferential direction, and a variable diffuser in which the inclination angle of the plurality of vanes with respect to the circumferential direction can be adjusted,
A base disposed between a compressor housing that houses the compressor impeller and a bearing housing that pivotally supports and accommodates the rotation shaft of the compressor impeller;
An interlocking ring that constitutes a diffuser forming surface located on the opposite side of the diffuser portion from the air flow-in side with respect to the compressor impeller, and that is disposed so as to be rotatable around the compressor impeller with respect to the base; Have
The plurality of vanes have their inner peripheral side ends rotatably supported with respect to the ring inner peripheral side edge of the interlocking ring, and the outer peripheral side ends of the vanes are connected to the vane in the interlocking ring. Is provided with a relief groove provided along the track of the outer peripheral end formed when rotating about the inner peripheral end, and a shaft moving along the guide groove provided on the base. Yes,
By rotating the interlocking ring with respect to the base, the shaft at the outer peripheral end of each vane moves along the escape groove and the guide groove, and each vane is moved to the inner peripheral end. The variable diffuser of the centrifugal compressor for a supercharger is characterized in that the inclination angle of each vane is changed by rotating around the section (claim 3).
第1の発明の過給機用遠心圧縮機の可変ディフューザは、コンプレッサハウジングと軸受ハウジングとの間に配設するベースに対して連動リングを回動可能にし、連動リングによってベーンの全体を同時に回動させるよう構成してある。
具体的には、第1の発明の可変ディフューザは、ベース、連動リング及び複数のベーンを有しており、連動リングには、各ベーンの外周側端部に対応する位置にガイド溝が設けてある。また、複数のベーンは、その内周側端部が、ベースにおけるベース内周側縁部に対して回動可能に支持してあり、その外周側端部には、ガイド溝に沿って動くシャフトが設けてある。
The variable diffuser of the centrifugal compressor for a supercharger according to the first aspect of the present invention enables the interlocking ring to be rotatable with respect to the base disposed between the compressor housing and the bearing housing, and the entire vane is rotated simultaneously by the interlocking ring. It is configured to move.
Specifically, the variable diffuser of the first invention has a base, an interlocking ring, and a plurality of vanes, and the interlocking ring is provided with a guide groove at a position corresponding to the outer peripheral side end of each vane. is there. In addition, the plurality of vanes have their inner peripheral side end portions supported so as to be rotatable with respect to the base inner peripheral side edge portion of the base, and the outer peripheral side end portion has a shaft that moves along the guide groove. Is provided.
これにより、アクチュエータによって連動リングをベースに対して回動駆動したときには、各ベーンの外周側端部におけるシャフトがガイド溝に沿って動くと共に各ベーンが内周側端部を中心に回動して、ベーン全体の傾斜角を変更することができる。すなわち、各ベーンは、連動リングにおけるガイド溝によって外周側端部におけるシャフトが押されることにより、内周側端部を中心に回動することができる。そのため、ベーンの傾斜角を変更する際に、ベーンの内周側端部とコンプレッサインペラの外周との間の隙間が拡大することがなく、圧縮空気がコンプレッサインペラの外周を何周も旋回して生じる回転失速の発生を抑制することができる。 As a result, when the interlocking ring is driven to rotate with respect to the base by the actuator, the shaft at the outer peripheral end of each vane moves along the guide groove and each vane rotates about the inner peripheral end. The inclination angle of the entire vane can be changed. That is, each vane can rotate around the inner peripheral side end by pushing the shaft at the outer peripheral end by the guide groove in the interlocking ring. Therefore, when changing the inclination angle of the vane, the gap between the inner peripheral end of the vane and the outer periphery of the compressor impeller does not expand, and the compressed air swirls around the outer periphery of the compressor impeller many times. Generation | occurrence | production of the rotational stall which arises can be suppressed.
また、連動リングのガイド溝によって各ベーンの外周側端部を押すことになるため、内周側端部から外周側端部までのベーンの長さによるモーメントアームを利用して、各ベーンを駆動することができる。これにより、アクチュエータに必要な駆動力を小さくすることができ、使用するアクチュエータの容量を小さくすることができる。
また、本発明においては、コンプレッサインペラの外周の近傍及びベーンの内周側端部の近傍に対する裏面側(ベースの配設側)に、ベーンを駆動するための部材等を設ける必要がなく、ベースに対する軸受ハウジングの連結スペースを容易に確保することができる。
In addition, since the outer peripheral side end of each vane is pushed by the guide groove of the interlocking ring, each vane is driven using a moment arm according to the length of the vane from the inner peripheral end to the outer peripheral end. can do. Thereby, the driving force required for the actuator can be reduced, and the capacity of the actuator to be used can be reduced.
In the present invention, there is no need to provide a member for driving the vane on the back surface side (base arrangement side) with respect to the vicinity of the outer periphery of the compressor impeller and the vicinity of the inner peripheral side end of the vane. The connection space of the bearing housing with respect to the can be easily secured.
また、コンプレッサインペラの回転速度が高くなるときには、アクチュエータによって連動リングを一方向へ回動させて、ベーン全体の傾斜角(傾斜姿勢)を、周方向に近い位置から法線方向に近い位置へ変化させることができる。一方、コンプレッサインペラの回転速度が低くなるときには、アクチュエータによって連動リングを他方向へ回動させて、ベーン全体の傾斜角(傾斜姿勢)を、法線方向に近い位置から周方向に近い位置へ変化させることができる。
これにより、コンプレッサインペラの回転速度に応じてベーン全体の傾斜角を変更して、遠心圧縮機による過給効率を向上させることができる。
When the rotation speed of the compressor impeller increases, the interlocking ring is rotated in one direction by the actuator to change the inclination angle (inclination posture) of the entire vane from a position close to the circumferential direction to a position close to the normal direction. Can be made. On the other hand, when the rotation speed of the compressor impeller is lowered, the interlocking ring is rotated in the other direction by the actuator, and the inclination angle (inclination posture) of the entire vane is changed from a position close to the normal direction to a position close to the circumferential direction. Can be made.
Thereby, the supercharging efficiency by the centrifugal compressor can be improved by changing the inclination angle of the entire vane according to the rotational speed of the compressor impeller.
それ故、第1の発明の過給機用遠心圧縮機の可変ディフューザによれば、アクチュエータに必要な駆動力を小さくすると共に、ベースに対する軸受ハウジングの連結スペースを容易に確保することができ、かつ圧縮空気の回転失速を抑制して、遠心圧縮機の過給効率を向上させることができる。 Therefore, according to the variable diffuser of the centrifugal compressor for a supercharger according to the first aspect of the present invention, the driving force required for the actuator can be reduced, the space for connecting the bearing housing to the base can be easily secured, and The supercharging efficiency of the centrifugal compressor can be improved by suppressing the rotational stall of the compressed air.
第2の発明の過給機用遠心圧縮機の可変ディフューザも、コンプレッサハウジングと軸受ハウジングとの間に配設するベースに対して連動リングを回動可能にし、連動リングによってベーンの全体を同時に回動させるよう構成してある。そして、第2の発明が第1の発明と異なる点は、各ベーンの内周側端部を連動リングに対して回動可能に支持し、連動リングに対して上記逃がし溝を形成すると共にベースに対して上記ガイド溝を形成した点にある。 The variable diffuser of the centrifugal compressor for a supercharger according to the second aspect of the invention also enables the interlocking ring to rotate with respect to the base disposed between the compressor housing and the bearing housing, so that the entire vane can be rotated simultaneously by the interlocking ring. It is configured to move. The second invention differs from the first invention in that the inner peripheral side end of each vane is rotatably supported with respect to the interlocking ring, and the relief groove is formed on the interlocking ring and the base On the other hand, the guide groove is formed.
第2の発明においては、連動リングをベースに対して回動駆動したときには、各ベーンの外周側端部におけるシャフトが連動リングにおける逃がし溝及びベースにおけるガイド溝に沿って動くと共に各ベーンが内周側端部を中心に回動して、各ベーンの傾斜角を変更することができる。
すなわち、連動リングを回動させるときには、各ベーンは、内周側端部が同時に回動すると共に外周側端部におけるシャフトがベースにおけるガイド溝及び連動リングにおける逃がし溝に沿って動き、内周側端部を中心に回動することができる。そのため、ベーンが回動する際に、ベーンの内周側端部とコンプレッサインペラの外周との間の隙間が拡大することがなく、圧縮空気がコンプレッサインペラの外周を何周も旋回して生じる回転失速の発生を抑制することができる。
In the second invention, when the interlocking ring is driven to rotate with respect to the base, the shaft at the outer peripheral side end of each vane moves along the escape groove in the interlocking ring and the guide groove in the base, and each vane is in the inner periphery. The inclination angle of each vane can be changed by rotating around the side end.
That is, when the interlocking ring is rotated, the inner peripheral side end of each vane rotates simultaneously, and the shaft at the outer peripheral end moves along the guide groove in the base and the escape groove in the interlocking ring. It can be rotated around the end. Therefore, when the vane rotates, the gap between the inner peripheral side end of the vane and the outer periphery of the compressor impeller does not expand, and the rotation generated by the compressed air swirling around the outer periphery of the compressor impeller The occurrence of stall can be suppressed.
また、連動リングの回動中心から各ベーンの内周側端部までの長さによるモーメントアームを利用して、各ベーンを駆動することができる。これにより、アクチュエータに必要な駆動力を小さくすることができ、使用するアクチュエータの容量を小さくすることができる。
また、本発明においても、コンプレッサインペラの外周の近傍及びベーンの内周側端部の近傍に対する裏面側(ベースの配設側)に、ベーンを駆動するための部材等を設ける必要がなく、ベースに対する軸受ハウジングの連結スペースを容易に確保することができる。また、第1の発明と同様に、コンプレッサインペラの回転速度に応じてベーン全体の傾斜角を変更して、遠心圧縮機による過給効率を向上させることができる。
Further, each vane can be driven using a moment arm having a length from the center of rotation of the interlocking ring to the inner peripheral side end of each vane. Thereby, the driving force required for the actuator can be reduced, and the capacity of the actuator to be used can be reduced.
Also in the present invention, there is no need to provide a member for driving the vane on the back side (base arrangement side) near the outer periphery of the compressor impeller and the vicinity of the inner peripheral side end of the vane. The connection space of the bearing housing with respect to the can be easily secured. Further, similarly to the first invention, the supercharging efficiency by the centrifugal compressor can be improved by changing the inclination angle of the entire vane according to the rotational speed of the compressor impeller.
それ故、第2の発明の過給機用遠心圧縮機の可変ディフューザによっても、アクチュエータに必要な駆動力を小さくすると共に、ベースに対する軸受ハウジングの連結スペースを容易に確保することができ、かつ圧縮空気の回転失速を抑制して、遠心圧縮機の過給効率を向上させることができる。 Therefore, the variable diffuser of the centrifugal compressor for the supercharger according to the second invention can reduce the driving force required for the actuator, easily secure the space for connecting the bearing housing to the base, and compress the compressor. The supercharging efficiency of the centrifugal compressor can be improved by suppressing the rotational stall of the air.
上述した第1、第2の発明における好ましい実施の形態につき説明する。
第1の発明において、上記ガイド溝は、上記連動リングにおいて周方向に対して傾斜して設けることが好ましい(請求項2)。
第2の発明において、上記ガイド溝は、上記ベースにおいて周方向に対して傾斜して設けることが好ましい(請求項4)。
これらの場合には、連動リングの回動駆動によって、各ベーンを容易に回動させることができる。
A preferred embodiment in the first and second inventions described above will be described.
In the first invention, it is preferable that the guide groove is provided to be inclined with respect to the circumferential direction in the interlocking ring.
In the second invention, it is preferable that the guide groove is provided to be inclined with respect to the circumferential direction in the base.
In these cases, each vane can be easily rotated by rotating the interlocking ring.
以下に、本発明の過給機用遠心圧縮機の可変ディフューザにかかる実施例につき、図面を参照して説明する。
(実施例1)
本例の過給機用遠心圧縮機1の可変ディフューザ3は、図1、図2に示すごとく、過給機用遠心圧縮機1において、コンプレッサインペラ2から吐き出される圧縮空気Aを通過させるディフューザ部31に、圧縮空気Aの旋回速度を減少させて圧力回復量を増加させるための複数のベーン6を周方向Cに向けて複数配列し、複数のベーン6の周方向Cに対する傾斜角αを調整可能にしてなる。
可変ディフューザ3は、複数のベーン6以外にも、次のベース4及び連動リング5を有している。ベース4は、コンプレッサインペラ2を収容するコンプレッサハウジング11と、コンプレッサインペラ2の回転軸22を軸支して収容する軸受ハウジング12との間に配設される。連動リング5は、ディフューザ部31のうちコンプレッサインペラ2に対して空気A0が流入する側と反対側に位置するディフューザ形成面32を構成し、ベース4に対してコンプレッサインペラ2の回りを回動可能に配設されている。
Hereinafter, embodiments of a variable diffuser of a centrifugal compressor for a supercharger according to the present invention will be described with reference to the drawings.
Example 1
As shown in FIGS. 1 and 2, the
The
複数のベーン6は、その内周側端部61が、ベース4におけるベース内周側縁部41に対して回動可能に支持してあり、その外周側端部62には、連動リング5において周方向Cに対して傾斜して設けたガイド溝51に沿って動くシャフト621が設けてある。そして、可変ディフューザ3は、連動リング5をベース4に対して回動駆動することにより、各ベーン6の外周側端部62におけるシャフト621がガイド溝51に沿って動くと共に各ベーン6が内周側端部61を中心に回動して、各ベーン6の傾斜角αを変更するよう構成してある。
The plurality of
以下に、本例の過給機用遠心圧縮機1の可変ディフューザ3につき、図1〜図3を参照して詳説する。
ここで、図1は、可変ディフューザ1をディフューザ形成面32の側から見た状態で示す図であり、図2は、可変ディフューザ1におけるベース4、連動リング5、ベーン6の構造を模式的に説明するために便宜上の位置で切断した断面を示す図である。図3は、図2の一部を拡大して示す図である。
Hereinafter, the
Here, FIG. 1 is a diagram showing the
図2に示すごとく、本例の過給機は、自動車のターボチャージャーに用いるものである。ターボチャージャーは、排ガスのエネルギーを利用してタービンインペラを回転させることにより、タービンインペラを配設した回転軸22と同軸上に配設したコンプレッサインペラ2を回転させ、圧縮空気Aを作り出すものである。
コンプレッサインペラ2は、複数のブレード21を周方向Cに配置してなる。コンプレッサハウジング11は、コンプレッサインペラ2の軸方向端部に設けた吸気口111から空気A0を吸い込み、この空気A0をコンプレッサインペラ2によって圧縮空気Aにし、この圧縮空気Aを、コンプレッサインペラ2の外周側に設けたディフューザ部31を経由して、吐出スクロール室112からエンジンへ吸気させるよう構成されている。
As shown in FIG. 2, the supercharger of this example is used for an automobile turbocharger. The turbocharger generates compressed air A by rotating the
The
図2に示すごとく、可変ディフューザ3は、ディフューザ部31におけるタービン側(又は軸受ハウジング12側)の壁面(ディフューザ形成面32)及び吐出スクロール室112の一部を形成し、ディフューザ形成面32に圧力回復量を調整するための複数のベーン6を配設してなる。
図1に示すごとく、各ベーン6は、コンプレッサインペラ2の回転によって吐き出される圧縮空気Aを外周側へ通過させるよう、圧縮空気Aが吹き出される方向に倣った方向に傾斜して配置される。
図3に示すごとく、ベース4は、円盤形状を有しており、最外周側に位置するベース外周側縁部42と、コンプレッサインペラ2に隣接する内周側に位置するベース内周側縁部41との間に形成した円環状凹部43内に、円環板形状の連動リング5を回動可能に配設してなる。
As shown in FIG. 2, the
As shown in FIG. 1, each
As shown in FIG. 3, the
図1に示すごとく、連動リング5は、各ベーン6の外周側端部62に対応する位置に、周方向Cに対して傾斜する直線状のガイド溝51を設けてなる。このガイド溝51は、連動リング5を回動させる際に、各ベーン6がその内周側端部61を中心に回動する(向きを変える)ときの外周側端部62の軌道に沿って形成されている。
As shown in FIG. 1, the interlocking
図示は省略するが、連動リング5においてベース4と対面する側には、アクチュエータによって連動リング5を回動させるための駆動ピンが取り付けてある。そして、軸受ハウジング12の外周側に配設したアクチュエータは、リンク及び駆動ピンを介して連動リング5を回動させることができる。なお、ベース4には、連動リング5が回動する際に、駆動ピンの干渉を避けるための周方向Cに向けた長穴を形成することができる。
アクチュエータは、負圧式、電動式等の各種のものを用いることができる。負圧式のアクチュエータを用いる場合、エンジンを始動したときに吸引力が作用し、この吸引力によって各ベーン6の傾斜角α(傾斜姿勢)が周方向Cに近い位置601へ一旦維持されるよう構成することができる。
Although not shown, a drive pin for rotating the interlocking
Various actuators such as a negative pressure type and an electric type can be used as the actuator. When a negative pressure type actuator is used, a suction force acts when the engine is started, and the inclination angle α (inclination posture) of each
図3に示すごとく、各ベーン6の内周側端部61には、ベース4のベース内周側縁部41に設けた支持穴411に対して回転可能に係合する回転支点部611が設けてある。この回転支点部611は、軸受、ローラ等によって構成することができる。
また、連動リング5は、ベース4の円環状凹部43における外周部に設けたガイド44によって抜け防止が行われ、円環状凹部43における底部に設けたガイドローラ45によって回動のガイドが行われる。
As shown in FIG. 3, a
Further, the interlocking
本例の過給機用遠心圧縮機1の可変ディフューザ3は、コンプレッサハウジング11と軸受ハウジング12との間に配設するベース4に対して連動リング5を回動可能にし、連動リング5によってベーン6の全体を同時に回動させるよう構成してある。
具体的には、本例の可変ディフューザ3は、ベース4、連動リング5及び複数のベーン6を有しており、連動リング5には、各ベーン6の外周側端部62に対応する位置に、コンプレッサインペラ2の回転方向である周方向Cに対して傾斜する状態でガイド溝51が設けてある。また、複数のベーン6は、その内周側端部61が、ベース4におけるベース内周側縁部41に対して回動可能に支持してあり、その外周側端部62には、ガイド溝51に沿って動くシャフト621が設けてある。
The
Specifically, the
これにより、アクチュエータによって連動リング5をベース4に対して回動駆動したときには、各ベーン6の外周側端部62におけるシャフト621がガイド溝51に沿って動くと共に各ベーン6が内周側端部61を中心に回動して、ベーン6全体の傾斜角αを変更することができる。すなわち、各ベーン6は、連動リング5におけるガイド溝51によって外周側端部62におけるシャフト621が押されることにより、内周側端部61を中心に回動することができる。そのため、ベーン6の傾斜角αを変更する際に、ベーン6の内周側端部61とコンプレッサインペラ2の外周との間の隙間Xが拡大することがなく、圧縮空気Aがコンプレッサインペラ2の外周を何周も旋回して生じる回転失速の発生を抑制することができる。
Thereby, when the interlocking
また、連動リング5のガイド溝51によって各ベーン6の外周側端部62を押すことになるため、内周側端部61から外周側端部62までのベーン6の長さによるモーメントアームを利用して、各ベーン6を駆動することができる。これにより、アクチュエータに必要な駆動力を小さくすることができ、使用するアクチュエータの容量を小さくすることができる。
また、本例においては、コンプレッサインペラ2の外周の近傍及びベーン6の内周側端部61の近傍に対する裏面側(ベース4の配設側)に、ベーン6を駆動するための部材等を設ける必要がなく、ベース4に対する軸受ハウジング12の連結スペースSを容易に確保することができる。
Further, since the outer
In this example, a member for driving the
図1に示すごとく、コンプレッサインペラ2の回転速度が高くなるときには、アクチュエータによって連動リング5を一方向へ回動させて、ベーン6全体の傾斜角α(傾斜姿勢)を、周方向Cに近い位置から法線方向に近い位置602へ変化させることができる。このときの圧縮空気Aの流れを矢印A2で示す。また、同図においては、連動リング5を一方向(矢印Dで示す。)へ回動させたときの状態を示す。また、コンプレッサインペラ2の回転方向を矢印Tによって示す。
As shown in FIG. 1, when the rotational speed of the
一方、コンプレッサインペラ2の回転速度が低くなるときには、アクチュエータによって連動リング5を他方向へ回動させて、ベーン6全体の傾斜角α(傾斜姿勢)を、法線方向に近い位置602から周方向Cに近い位置601へ変化させることができる。このときの圧縮空気Aの流れを矢印A1で示す。
これにより、コンプレッサインペラ2の回転速度に応じてベーン6全体の傾斜角αを変更して、遠心圧縮機による過給効率を向上させることができる。
On the other hand, when the rotation speed of the
Thereby, the supercharging efficiency by the centrifugal compressor can be improved by changing the inclination angle α of the
それ故、本例の過給機用遠心圧縮機1の可変ディフューザ3によれば、アクチュエータに必要な駆動力を小さくすると共に、ベース4に対する軸受ハウジング12の連結スペースSを容易に確保することができ、かつ圧縮空気Aの回転失速を抑制して、遠心圧縮機の過給効率を向上させることができる。
Therefore, according to the
(実施例2)
本例は、上記実施例1に示した可変ディフューザ3に対して、複数のベーン6を回動させる構造を変更した例である。
図4、図5に示すごとく、本例の過給機用遠心圧縮機1の可変ディフューザ3も、コンプレッサハウジング11と軸受ハウジング12との間に配設するベース4に対して連動リング5を回動可能にし、連動リング5によってベーン6の全体を同時に回動させるよう構成してある。そして、本例の可変ディフューザ3においては、各ベーン6の内周側端部61を連動リング5に対して回動可能に支持し、連動リング5に対して逃がし溝52を形成すると共にベース4に対してガイド溝46を形成している。
(Example 2)
This example is an example in which the structure for rotating the plurality of
As shown in FIGS. 4 and 5, the
具体的には、図6に示すごとく、本例の可変ディフューザ3は、コンプレッサインペラ2を収容するコンプレッサハウジング11と、コンプレッサインペラ2の回転軸22を軸支して収容する軸受ハウジング12との間に配設するベース4と、ベース4に対してコンプレッサインペラ2の回りを回動可能に配設した連動リング5とを有している。連動リング5は、ディフューザ部31のうちコンプレッサインペラ2に対して空気が流入する側と反対側に位置するディフューザ形成面32を構成している。
Specifically, as shown in FIG. 6, the
図4に示すごとく、複数のベーン6は、その内周側端部61が、連動リング5におけるリング内周側縁部53に対して回動可能に支持してあり、その外周側端部62には、シャフト621が設けてある。各ベーン6におけるシャフト621は、連動リング5においてベーン6が内周側端部61を中心に回動する際に形成される外周側端部62の軌道に沿って設けた逃がし溝52と、ベース4において周方向Cに対して傾斜して設けたガイド溝46とに沿って動く。
そして、本例の可変ディフューザ3は、連動リング5をベース4に対して回動駆動することにより、各ベーン6の外周側端部62におけるシャフト621が逃がし溝52及びガイド溝46に沿って動くと共に各ベーン6が内周側端部61を中心に回動して、各ベーン6の傾斜角αを変更するよう構成してある。
As shown in FIG. 4, the plurality of
In the
本例においては、各ベーン6の内周側端部61を連動リング5に対して回動可能に支持したことにより、連動リング5をベース4に対して回動駆動する際に、ベース4に設けた各ガイド溝46によって各ベーン6の外周側端部62の位置を変更している。
本例の連動リング5を回動させるときには、各ベーン6は、内周側端部61が同時に回動すると共にベース4におけるガイド溝46によって外周側端部62におけるシャフト621がガイドされて動き、内周側端部61を中心に回動することができる。また、外周側端部62におけるシャフト621は、連動リング5における逃がし溝52に沿って動く。そのため、ベーン6が回動する際に、ベーン6の内周側端部61とコンプレッサインペラ2の外周との間の隙間Xが拡大することがなく、圧縮空気Aがコンプレッサインペラ2の外周を何周も旋回して生じる回転失速の発生を抑制することができる。
In this example, since the inner
When the interlocking
また、連動リング5の回動中心から各ベーン6の内周側端部61までの長さによるモーメントアームを利用して、各ベーン6を駆動することができる。これにより、アクチュエータに必要な駆動力を小さくすることができ、使用するアクチュエータの容量を小さくすることができる。
また、本例においても、コンプレッサインペラ2の外周の近傍及びベーン6の内周側端部61の近傍に対する裏面側(ベース4の配設側)に、ベーン6を駆動するための部材等を設ける必要がなく、ベース4に対する軸受ハウジング12の連結スペースSを容易に確保することができる。また、上記実施例1と同様に、コンプレッサインペラ2の回転速度に応じてベーン6全体の傾斜角αを変更して、遠心圧縮機による過給効率を向上させることができる。
本例においても、その他の構成は上記実施例1と同様であり、上記実施例1と同様の作用効果を得ることができる。
Further, each
Also in this example, a member for driving the
Also in this example, other configurations are the same as those of the first embodiment, and the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
1 過給機用遠心圧縮機
11 コンプレッサハウジング
12 軸受ハウジング
2 コンプレッサインペラ
3 可変ディフューザ
31 ディフューザ部
32 ディフューザ形成面
4 ベース
46 ガイド溝
5 連動リング
51 ガイド溝
52 逃がし溝
6 ベーン
61 内周側端部
62 外周側端部
621 シャフト
DESCRIPTION OF
Claims (4)
上記コンプレッサインペラを収容するコンプレッサハウジングと、上記コンプレッサインペラの回転軸を軸支して収容する軸受ハウジングとの間に配設するベースと、
上記ディフューザ部のうち上記コンプレッサインペラに対して空気が流入する側と反対側に位置するディフューザ形成面を構成し、上記ベースに対して上記コンプレッサインペラの回りを回動可能に配設した連動リングとを有しており、
上記複数のベーンは、その内周側端部が、上記ベースにおけるベース内周側縁部に対して回動可能に支持してあり、その外周側端部には、上記連動リングに設けたガイド溝に沿って動くシャフトが設けてあり、
上記連動リングを上記ベースに対して回動駆動することにより、上記各ベーンの上記外周側端部における上記シャフトが上記ガイド溝に沿って動くと共に該各ベーンが上記内周側端部を中心に回動して、該各ベーンの傾斜角を変更するよう構成してあることを特徴とする過給機用遠心圧縮機の可変ディフューザ。 In a centrifugal compressor for a supercharger, a plurality of vanes for reducing a swirling speed of the compressed air and increasing a pressure recovery amount are directed in a circumferential direction to a diffuser portion that allows compressed air discharged from a compressor impeller to pass therethrough. A variable diffuser in which a plurality of the vanes are arranged and the inclination angle with respect to the circumferential direction of the plurality of vanes is adjustable.
A base disposed between a compressor housing that houses the compressor impeller and a bearing housing that pivotally supports and accommodates the rotation shaft of the compressor impeller;
An interlocking ring that constitutes a diffuser forming surface located on the opposite side of the diffuser portion from the air flow-in side with respect to the compressor impeller, and that is disposed so as to be rotatable around the compressor impeller with respect to the base; Have
The plurality of vanes are rotatably supported at their inner peripheral side end portions with respect to the base inner peripheral side edge portion of the base, and at the outer peripheral side end portions, guides provided on the interlocking ring. There is a shaft that moves along the groove,
By rotating the interlocking ring with respect to the base, the shaft at the outer peripheral end of each vane moves along the guide groove, and each vane is centered on the inner peripheral end. A variable diffuser of a centrifugal compressor for a supercharger, wherein the variable diffuser is configured to rotate and change an inclination angle of each vane.
上記コンプレッサインペラを収容するコンプレッサハウジングと、上記コンプレッサインペラの回転軸を軸支して収容する軸受ハウジングとの間に配設するベースと、
上記ディフューザ部のうち上記コンプレッサインペラに対して空気が流入する側と反対側に位置するディフューザ形成面を構成し、上記ベースに対して上記コンプレッサインペラの回りを回動可能に配設した連動リングとを有しており、
上記複数のベーンは、その内周側端部が、上記連動リングにおけるリング内周側縁部に対して回動可能に支持してあり、その外周側端部には、上記連動リングにおいて上記ベーンが上記内周側端部を中心に回動する際に形成される当該外周側端部の軌道に沿って設けた逃がし溝と、上記ベースに設けたガイド溝とに沿って動くシャフトが設けてあり、
上記連動リングを上記ベースに対して回動駆動することにより、上記各ベーンの上記外周側端部における上記シャフトが上記逃がし溝及び上記ガイド溝に沿って動くと共に当該各ベーンが上記内周側端部を中心に回動して、該各ベーンの傾斜角を変更するよう構成してあることを特徴とする過給機用遠心圧縮機の可変ディフューザ。 In a centrifugal compressor for a supercharger, a plurality of vanes for reducing a swirling speed of the compressed air and increasing a pressure recovery amount are directed in a circumferential direction to a diffuser portion that allows compressed air discharged from a compressor impeller to pass therethrough. A variable diffuser in which a plurality of the vanes are arranged and the inclination angle with respect to the circumferential direction of the plurality of vanes is adjustable.
A base disposed between a compressor housing that houses the compressor impeller and a bearing housing that pivotally supports and accommodates the rotation shaft of the compressor impeller;
An interlocking ring that constitutes a diffuser forming surface located on the opposite side of the diffuser portion from the air flow-in side with respect to the compressor impeller, and that is disposed so as to be rotatable around the compressor impeller with respect to the base; Have
The plurality of vanes have their inner peripheral side ends rotatably supported with respect to the ring inner peripheral side edge of the interlocking ring, and the outer peripheral side ends of the vanes are connected to the vane in the interlocking ring. Is provided with a relief groove provided along the track of the outer peripheral end formed when rotating about the inner peripheral end, and a shaft moving along the guide groove provided on the base. Yes,
By rotating the interlocking ring with respect to the base, the shaft at the outer peripheral end of each vane moves along the escape groove and the guide groove, and each vane is moved to the inner peripheral end. A variable diffuser of a centrifugal compressor for a supercharger, characterized in that the tilt angle of each vane is changed by rotating around the section.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010246243A JP2012097662A (en) | 2010-11-02 | 2010-11-02 | Variable diffuser of centrifugal compressor for supercharger |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010246243A JP2012097662A (en) | 2010-11-02 | 2010-11-02 | Variable diffuser of centrifugal compressor for supercharger |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012097662A true JP2012097662A (en) | 2012-05-24 |
Family
ID=46389857
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010246243A Pending JP2012097662A (en) | 2010-11-02 | 2010-11-02 | Variable diffuser of centrifugal compressor for supercharger |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012097662A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015023444A1 (en) * | 2013-08-14 | 2015-02-19 | Borgwarner Inc. | Supercharging device for a combustion engine |
CN107339241A (en) * | 2017-04-11 | 2017-11-10 | 宁波方太厨具有限公司 | Multi-wing centrifugal fan |
CN111520230A (en) * | 2020-04-27 | 2020-08-11 | 何文 | Variable pressure supercharging system of engine |
CN114738324A (en) * | 2022-04-07 | 2022-07-12 | 北京涵智博雅能源科技有限公司 | Inlet guide vane adjusting device and centrifugal compressor |
-
2010
- 2010-11-02 JP JP2010246243A patent/JP2012097662A/en active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015023444A1 (en) * | 2013-08-14 | 2015-02-19 | Borgwarner Inc. | Supercharging device for a combustion engine |
CN107339241A (en) * | 2017-04-11 | 2017-11-10 | 宁波方太厨具有限公司 | Multi-wing centrifugal fan |
CN107339241B (en) * | 2017-04-11 | 2023-09-15 | 宁波方太厨具有限公司 | Multi-wing centrifugal fan |
CN111520230A (en) * | 2020-04-27 | 2020-08-11 | 何文 | Variable pressure supercharging system of engine |
CN111520230B (en) * | 2020-04-27 | 2021-12-10 | 巨能摩托车科技有限公司 | Variable pressure supercharging system of engine |
CN114738324A (en) * | 2022-04-07 | 2022-07-12 | 北京涵智博雅能源科技有限公司 | Inlet guide vane adjusting device and centrifugal compressor |
CN114738324B (en) * | 2022-04-07 | 2023-09-22 | 北京涵智博雅能源科技有限公司 | Inlet guide vane adjusting device and centrifugal compressor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10393009B2 (en) | Adjustable-trim centrifugal compressor for a turbocharger | |
JP5599528B2 (en) | Centrifugal compressor | |
KR102076638B1 (en) | Mixed-flow turbocharger with variable turbine geometry | |
EP3392483A1 (en) | Turbocharger with adjustable-trim centrifugal compressor | |
EP3372803B1 (en) | Adjustable-trim centrifugal compressor for a turbocharger | |
EP3480472B1 (en) | Centrifugal compressor for a turbocharger, having pressure-balanced adjustable-trim mechanism | |
US20140140822A1 (en) | Contoured Stator Shroud | |
JP2005299660A (en) | Variable-form turbine | |
JP2005299660A5 (en) | ||
WO2015002142A1 (en) | Variable nozzle unit and variable capacity-type supercharger | |
CN108779708B (en) | Rotating mechanical blade, supercharger, and method for forming flow field of rotating mechanical blade and supercharger | |
JP5949363B2 (en) | Variable nozzle unit and variable capacity turbocharger | |
US20180340549A1 (en) | Variable diffuser with axially translating end wall for a centrifugal compressor | |
JP2012097662A (en) | Variable diffuser of centrifugal compressor for supercharger | |
JP2013130116A (en) | Variable nozzle unit and variable capacity type supercharger | |
JP2011169192A (en) | Variable diffuser of centrifugal compressor for supercharger | |
JP5915394B2 (en) | Variable nozzle unit and variable capacity turbocharger | |
JP6146507B2 (en) | Variable nozzle unit and variable capacity turbocharger | |
JP2011169193A (en) | Variable diffuser of centrifugal compressor for supercharger | |
JP2009150308A (en) | Centrifugal compressor | |
JP2020165374A (en) | Turbine and supercharger | |
WO2020250635A1 (en) | Supercharger | |
US20230272738A1 (en) | Turbine and turbocharger | |
JP2008002314A (en) | Capacity adjusting method of supercharger and nozzle vane | |
WO2020188763A1 (en) | Centrifugal compressor and turbocharger |