JP2012184706A - Variable capacity compressor housing and variable capacity compressor - Google Patents

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Minoru Ishino
実 石野
Masayoshi Otsuka
正義 大塚
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To restrain a pressure loss of air having flowed into a diffuser chamber from an impeller storage chamber when air flowing into the impeller storage chamber is reduced.SOLUTION: A compressor housing 50 includes the diffuser chamber 54 provided outside the impeller storage chamber 52, a scroll chamber 56 formed outside the diffuser chamber 54, and a movable member 38 provided movably in the diffuser chamber 54 for partitioning a part of a communication portion between the diffuser chamber 54 and the scroll chamber 56 in a state placed in the diffuser chamber 54. At this time, the flow of the air flowing into the impeller storage chamber 52 is reduced, the movable member 38 is projected into the diffuser chamber 54. Since the capacity in the diffuser chamber 54 is reduced by the movable member 38, excessive diffusion of the air having flowed into the diffuser chamber 54 is restrained, so that pressure loss can be restrained.

Description

本発明は、可変容量コンプレッサハウジング及び可変容量コンプレッサに関する。   The present invention relates to a variable displacement compressor housing and a variable displacement compressor.

特許文献1には、案内羽根をディフューザ内に突出させ又はディフューザ内から退避させる構成としたコンプレッサが記載されている。   Patent Document 1 describes a compressor having a configuration in which guide vanes protrude into the diffuser or retract from the diffuser.

非特許文献1には、複数枚(6枚)の翼付きディフューザを用いたコンプレッサが記載されている。   Non-Patent Document 1 describes a compressor using a plurality of (six) bladed diffusers.

非特許文献2には、ディフューザ内の空気の流路の開度を変更可能とする可変ベーン付きディフューザが記載されている。   Non-Patent Document 2 describes a diffuser with a variable vane that can change the opening degree of the air flow path in the diffuser.

特許第4389442号Japanese Patent No. 4389442

日本ガスタービン学会誌、vol.33、No.4(2005.7)、p.288−294Journal of the Gas Turbine Society of Japan, vol. 33, no. 4 (20055.7), p. 288-294 「Garrett Electric Boosting Systems Program」Federal Grant DE-FC05-000R22809、U.S.DOEレポート(2005.6).p57−58“Garrett Electric Boosting Systems Program” Federal Grant DE-FC05-000R22809, U.S. Pat. S. DOE report (2005. 6). p57-58

しかしながら、非特許文献1及び非特許文献2の構成では、コンプレッサに流入する空気の流量に合わせてディフューザ内の構成が変わるものではないので、コンプレッサに流入する空気の流量が減少したときに、ディフューザに流入した空気の圧力損失を抑制することが困難であった。   However, in the configurations of Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2, the configuration of the diffuser does not change in accordance with the flow rate of air flowing into the compressor. Therefore, when the flow rate of air flowing into the compressor decreases, the diffuser It was difficult to suppress the pressure loss of the air flowing into the air.

また、特許文献1のコンプレッサでは、コンプレッサに流入する空気の流量が減少したときに案内羽根をディフューザ内に突出させているが、案内羽根の体積は、ディフューザ内の容積を十分に変化させるほど大きくはなく、ディフューザに流入した空気の圧力損失を抑制することが困難であった。   Moreover, in the compressor of patent document 1, when the flow volume of the air which flows in into a compressor reduces, the guide blade is protruded in a diffuser, but the volume of a guide blade is so large that the volume in a diffuser is fully changed. It was difficult to suppress the pressure loss of the air flowing into the diffuser.

本発明は、上記問題を解決すべく成されたものであり、インペラ収容室内に流入する空気が減少したときに、インペラ収容室からディフューザ室に流入した空気の圧力損失を抑制することができる可変容量コンプレッサハウジング及び可変容量コンプレッサを得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problem, and is capable of suppressing pressure loss of air flowing from the impeller housing chamber into the diffuser chamber when the air flowing into the impeller housing chamber decreases. The object is to obtain a capacity compressor housing and a variable capacity compressor.

本発明の請求項1に係る可変容量コンプレッサハウジングは、流入した空気を回転により加速するインペラが収容されるインペラ収容室の外周に沿って形成されると共に該インペラ収容室の内部と連通し、前記インペラの回転で加速された空気を減速させて加圧するディフューザ室と、前記ディフューザ室の外側に形成されると共に前記ディフューザ室の内部と連通し、前記ディフューザ室で加圧された空気を外部へ流すスクロール室と、前記ディフューザ室内に移動可能に設けられ、前記ディフューザ室内に移動した状態で、前記ディフューザ室と前記スクロール室との連通部位の一部を仕切ると共に、前記ディフューザ室の空気の流路の容積を前記インペラ収容室側に向かって小さくする容積可変部材と、を有する。   A variable displacement compressor housing according to claim 1 of the present invention is formed along an outer periphery of an impeller housing chamber in which an impeller for accelerating the inflowing air by rotation and is communicated with the inside of the impeller housing chamber, A diffuser chamber that depressurizes and pressurizes air accelerated by the rotation of the impeller, and is formed outside the diffuser chamber and communicates with the inside of the diffuser chamber, and flows air pressurized in the diffuser chamber to the outside. The scroll chamber and the diffuser chamber are provided so as to be movable, and in a state where the scroll chamber is moved into the diffuser chamber, a part of the communication portion between the diffuser chamber and the scroll chamber is partitioned, and an air flow path of the diffuser chamber A variable volume member that reduces the volume toward the impeller chamber.

上記構成によれば、インペラ収容室の外周に沿ってディフューザ室が形成され、インペラ収容室とディフューザ室は連通して空気が流通可能となっている。さらに、ディフューザ室の外側にスクロール室が形成され、ディフューザ室とスクロール室は連通して空気が流通可能となっている。これにより、インペラ収容室に流入した空気は、インペラの回転により加速された状態でディフューザ室に流入すると共に、ディフューザ室で減速されることで加圧される。そして、ディフューザ室で加圧された空気は、スクロール室で集められ、コンプレッサハウジングの外部へ流される。   According to the above configuration, the diffuser chamber is formed along the outer periphery of the impeller accommodating chamber, and the impeller accommodating chamber and the diffuser chamber communicate with each other so that air can flow. Furthermore, a scroll chamber is formed outside the diffuser chamber, and the diffuser chamber and the scroll chamber communicate with each other so that air can flow. Thereby, the air that has flowed into the impeller housing chamber flows into the diffuser chamber while being accelerated by the rotation of the impeller, and is pressurized by being decelerated in the diffuser chamber. The air pressurized in the diffuser chamber is collected in the scroll chamber and flows to the outside of the compressor housing.

このコンプレッサハウジングでは、予め設定された流量以上の空気がインペラ収容室内に流入しているときは、容積可変部材を収容し、ディフューザ室全体を空気が流通可能な状態とする。これは、空気の流量が多く、ディフューザ室からスクロール室に流れる空気の流速が十分確保できるため、外部への排出口における圧力が高い状態であっても、サージ現象(下流の圧力に抗しきれずに空気の逆流が発生する現象)を抑制することができるためである。   In this compressor housing, when air of a predetermined flow rate or more flows into the impeller accommodating chamber, the variable volume member is accommodated so that the entire diffuser chamber can be circulated. This is because the flow rate of air is large and the flow velocity of air flowing from the diffuser chamber to the scroll chamber can be secured sufficiently, so even if the pressure at the outlet to the outside is high, the surge phenomenon (cannot resist the downstream pressure) This is because a phenomenon in which a back flow of air occurs can be suppressed.

一方、インペラ収容室内に流入する空気の流量が、予め設定された流量よりも少なくなったとき(減少したとき)は、容積可変部材をディフューザ室内に移動(突出)させる。そして、移動した容積可変部材は、ディフューザ室とスクロール室との連通部位の一部を仕切ると共に、ディフューザ室の空気の流路の容積をインペラ収容室側に向かって小さくする。即ち、ディフューザ室内の容積が容積可変部材の突出分の体積だけ減少する。これにより、インペラ収容室からディフューザ室内に流入した空気が、ディフューザ室内で必要以上の空間に拡散することが抑制されるので、少ない流量に適した空気の減速及び圧力上昇を行うことができ、圧力損失を抑制することができる。   On the other hand, when the flow rate of the air flowing into the impeller housing chamber becomes smaller (decrease) than the preset flow rate, the variable volume member is moved (projected) into the diffuser chamber. The moved volume variable member partitions a part of the communication portion between the diffuser chamber and the scroll chamber and reduces the volume of the air flow path in the diffuser chamber toward the impeller housing chamber. That is, the volume in the diffuser chamber is reduced by the volume of the protrusion of the variable volume member. As a result, the air flowing into the diffuser chamber from the impeller housing chamber is prevented from diffusing into the space beyond necessity in the diffuser chamber, so that the air can be decelerated and the pressure increased suitable for a small flow rate. Loss can be suppressed.

本発明の請求項2に係る可変容量コンプレッサハウジングは、前記容積可変部材は、前記インペラの軸方向に見て、前記インペラの回転方向に対して前記インペラとの距離が長くなる湾曲形状とされ、前記ディフューザ室への突出時に前記インペラと対向配置される第1側面と、前記インペラの半径方向における前記第1側面よりも外側で且つ前記ディフューザ室の外周上に配置されると共に、前記インペラの回転方向における下流端の位置が前記第1側面の下流端の位置と合わせられ、前記ディフューザ室への突出時に前記スクロール室の内壁面となる第2側面と、前記第1側面の上流端と前記第2側面の上流端とを繋ぐ第3側面と、を有する。   In the variable displacement compressor housing according to claim 2 of the present invention, the volume variable member has a curved shape in which a distance from the impeller is increased with respect to a rotation direction of the impeller when viewed in the axial direction of the impeller. A first side surface disposed opposite to the impeller when projecting into the diffuser chamber; and a first side surface disposed outside the first side surface in the radial direction of the impeller and on an outer periphery of the diffuser chamber, and rotation of the impeller The position of the downstream end in the direction is aligned with the position of the downstream end of the first side surface, and the second side surface which becomes the inner wall surface of the scroll chamber when protruding into the diffuser chamber, the upstream end of the first side surface and the first side A third side surface connecting the upstream end of the two side surfaces.

上記構成によれば、インペラ収容室内に流入する空気の流量が予め設定された流量よりも少なくなり(減少し)、容積可変部材をディフューザ室内に移動させたとき、インペラの回転方向(空気の流れる方向)におけるスクロール室の下流側の内壁面の一部が、容積可変部材の第2側面で構成され、ディフューザ室とスクロール室とが仕切られる(スクロール室の下流側がディフューザ室と隔離される)。そして、スクロール室における空気が放出される出口領域が、実質的に、断面積の小さい上流側の出口領域に移動する。この結果、空気の流量が少なくても、スクロール室の出口領域において、圧力に抗する流速が確保でき、空気の逆流(サージ現象)を抑制することができる。   According to the above configuration, the flow rate of the air flowing into the impeller housing chamber is smaller (decreased) than the preset flow rate, and when the variable volume member is moved into the diffuser chamber, the impeller rotation direction (air flow) A part of the inner wall surface on the downstream side of the scroll chamber in the direction) is configured by the second side surface of the variable volume member, and the diffuser chamber and the scroll chamber are partitioned (the downstream side of the scroll chamber is isolated from the diffuser chamber). And the exit area | region where the air in a scroll chamber is discharge | released moves to the upstream exit area | region with a small cross-sectional area substantially. As a result, even if the flow rate of air is small, a flow velocity against the pressure can be secured in the exit region of the scroll chamber, and the backflow of air (surge phenomenon) can be suppressed.

本発明の請求項3に係る可変容量コンプレッサハウジングは、前記容積可変部材は、前記インペラの軸方向に見て、前記インペラの回転方向における前記第1側面の上流端の位置が、前記第2側面の上流端の位置よりも上流側に配置されている。   The variable displacement compressor housing according to claim 3 of the present invention is such that the position of the upstream end of the first side surface in the rotational direction of the impeller is the second side surface when the volume variable member is viewed in the axial direction of the impeller. It is arrange | positioned upstream from the position of the upstream end of.

上記構成によれば、インペラ収容室内に流入する空気の流量が予め設定された流量よりも少なくなり、容積可変部材をディフューザ室内に移動させたとき、容積可変部材の第1側面の上流端の位置が第2側面の上流端の位置よりも上流側に配置されているため、ディフューザ室内でインペラの接線方向に流れる空気は、第3側面に当ることになる。そして、第3側面に当った空気は、流れる方向がインペラの周方向から半径方向に偏向される。ここで、空気の流速の周方向成分が減少して、速度エネルギーが圧力エネルギーに変換される。同時に、空気の流れの向きが半径方向に向かうため、空気の流れの軌跡が短くなり、即ち、短い経路で空気が流出する。この結果、圧力への変換効率を上昇させることができる。また、容積可変部材との接触による空気の流れの摩擦損失を減少させることができる。   According to the above configuration, the position of the upstream end of the first side surface of the variable volume member when the flow rate of the air flowing into the impeller accommodating chamber is less than a preset flow rate and the variable volume member is moved into the diffuser chamber. Is disposed upstream of the position of the upstream end of the second side surface, the air flowing in the tangential direction of the impeller in the diffuser chamber hits the third side surface. Then, the air hitting the third side surface is deflected in the radial direction from the circumferential direction of the impeller. Here, the circumferential component of the air flow velocity decreases, and the velocity energy is converted into pressure energy. At the same time, since the direction of the air flow is in the radial direction, the trajectory of the air flow is shortened, that is, the air flows out through a short path. As a result, the conversion efficiency into pressure can be increased. Further, friction loss of the air flow due to contact with the variable volume member can be reduced.

本発明の請求項4に係る可変容量コンプレッサは、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の可変容量コンプレッサハウジングと、前記容積可変部材を前記ディフューザ室内に移動させる移動手段と、前記インペラ収容室に流入する空気の流量の情報に基づいて前記移動手段を作動させ、前記容積可変部材の移動を制御する制御手段と、を有する。   A variable displacement compressor according to a fourth aspect of the present invention is the variable displacement compressor housing according to any one of the first to third aspects, a moving means for moving the variable volume member into the diffuser chamber, Control means for operating the moving means based on information on a flow rate of air flowing into the impeller accommodating chamber and controlling movement of the variable volume member.

上記構成によれば、インペラ収容室に流入する空気の流量が設定流量よりも多いときは、制御手段が移動手段を作動させず、容積可変部材が収容されたままとなる。これにより、ディフューザ室の容積が最大の状態で可変容量コンプレッサが駆動される。   According to the above configuration, when the flow rate of the air flowing into the impeller accommodating chamber is larger than the set flow rate, the control means does not operate the moving means, and the variable volume member remains accommodated. As a result, the variable displacement compressor is driven with the diffuser chamber having the maximum volume.

一方、インペラ収容室に流入する空気の流量が設定流量よりも少ないときは、制御手段が、インペラ収容室に流入する空気の流量の情報に基づいて移動手段を作動させ、容積可変部材がディフューザ室内に移動する。そして、移動した容積可変部材は、ディフューザ室とスクロール室との連通部位の一部を仕切ると共に、ディフューザ室の空気の流路の容積をインペラ収容室側に向かって小さくする。即ち、ディフューザ室内の容積が容積可変部材の体積分減少する。これにより、インペラ収容室からディフューザ室内に流入した空気が、ディフューザ室内で必要以上の空間に拡散することが抑制されるので、少ない流量に適した空気の減速及び圧力上昇を行うことができ、圧力損失を抑制することができる。   On the other hand, when the flow rate of air flowing into the impeller accommodating chamber is smaller than the set flow rate, the control means operates the moving means based on the information on the flow rate of air flowing into the impeller accommodating chamber, and the volume variable member is in the diffuser chamber. Move to. The moved volume variable member partitions a part of the communication portion between the diffuser chamber and the scroll chamber and reduces the volume of the air flow path in the diffuser chamber toward the impeller housing chamber. That is, the volume in the diffuser chamber is reduced by the volume of the variable volume member. As a result, the air flowing into the diffuser chamber from the impeller housing chamber is prevented from diffusing into the space beyond necessity in the diffuser chamber, so that the air can be decelerated and the pressure increased suitable for a small flow rate. Loss can be suppressed.

本発明は、上記構成としたので、インペラ収容室内に流入する空気が減少したときに、インペラ収容室からディフューザ室に流入した空気の圧力損失を抑制することができる。   Since this invention set it as the said structure, when the air which flows in into an impeller accommodating chamber reduces, the pressure loss of the air which flowed into the diffuser chamber from the impeller accommodating chamber can be suppressed.

本発明の実施形態に係るターボチャージャの概略構成を示す全体図である。1 is an overall view showing a schematic configuration of a turbocharger according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るコンプレッサハウジングの概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure of the compressor housing which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る可動部材の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the movable member which concerns on embodiment of this invention. (A)、(B)本発明の実施形態に係る可動部材の移動状態を示すコンプレッサハウジングの部分断面図である。(A), (B) It is a fragmentary sectional view of the compressor housing which shows the movement state of the movable member which concerns on embodiment of this invention. (A)本発明の実施形態に係る可動部材を収容したときのコンプレッサハウジングの容積を示す説明図である。(B)本発明の実施形態に係る可動部材をディフューザ室内に突出させたときのコンプレッサハウジングの容積を示す説明図である。(A) It is explanatory drawing which shows the volume of the compressor housing when the movable member which concerns on embodiment of this invention is accommodated. (B) It is explanatory drawing which shows the volume of a compressor housing when the movable member which concerns on embodiment of this invention is made to protrude in a diffuser chamber. (A)、(B)比較例に係る可動部材を収容したときのコンプレッサハウジング内の空気の流線及びスクロール出口での流速変化を示す説明図である。(A), (B) It is explanatory drawing which shows the flow line of the air in the compressor housing when the movable member which concerns on a comparative example is accommodated, and the flow velocity change in a scroll exit. (A)、(B)本発明の実施形態に係る可動部材をディフューザ室内に突出させたときのコンプレッサハウジング内の空気の流線及びスクロール出口での流速変化を示す説明図である。(A), (B) It is explanatory drawing which shows the flow line of the air in a compressor housing when the movable member which concerns on embodiment of this invention is protruded in the diffuser chamber, and the flow velocity change in a scroll exit. 本発明の実施形態に係る可動部材を設けた場合と、比較例として可動部材を設けない場合のコンプレッサ特性の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the compressor characteristic when not providing a movable member as a comparative example when the movable member which concerns on embodiment of this invention is provided.

本発明の実施形態に係る可変容量コンプレッサハウジング及び可変容量コンプレッサの一例について説明する。   An example of a variable displacement compressor housing and a variable displacement compressor according to an embodiment of the present invention will be described.

図1には、実施形態の一例としてのターボチャージャ10の概略構成が示されている。ターボチャージャ10は、一例として、車のエンジン(図示省略)の排気通路12に設けられたタービン部20と、該内燃機関の吸気通路14に設けられた可変容量コンプレッサの一例としてのコンプレッサ部30と、タービン部20及びコンプレッサ部30を連結する連結部40とを有している。連結部40内には、回転シャフト42が回転可能に設けられており、回転シャフト42の一端側(タービン部20側)にはタービン22が連結され、回転シャフト42の他端側(コンプレッサ部30側)にはインペラ32が連結されている。   FIG. 1 shows a schematic configuration of a turbocharger 10 as an example of the embodiment. As an example, the turbocharger 10 includes a turbine unit 20 provided in an exhaust passage 12 of a car engine (not shown), and a compressor unit 30 as an example of a variable capacity compressor provided in an intake passage 14 of the internal combustion engine. And a connecting part 40 for connecting the turbine part 20 and the compressor part 30. A rotating shaft 42 is rotatably provided in the connecting portion 40, the turbine 22 is connected to one end side (turbine portion 20 side) of the rotating shaft 42, and the other end side (compressor portion 30) of the rotating shaft 42. The impeller 32 is connected to the side.

タービン22は、複数枚のタービン翼23を有しており、タービン翼23は、平面視で円盤状をなすタービン22上で周方向に所定の間隔をあけて立設されている。そして、タービン22は、タービンハウジング24内に回転可能に収容されている。タービンハウジング24は、内燃機関から排出された高温の排ガスG1が流入する排ガス入口26と、タービンハウジング24内でタービン22を回転させる仕事を行った後の排ガスG2が排出される排ガス出口28とを有している。   The turbine 22 has a plurality of turbine blades 23, and the turbine blades 23 are erected at predetermined intervals in the circumferential direction on a turbine 22 having a disk shape in plan view. The turbine 22 is rotatably accommodated in the turbine housing 24. The turbine housing 24 includes an exhaust gas inlet 26 into which the high-temperature exhaust gas G1 discharged from the internal combustion engine flows, and an exhaust gas outlet 28 from which the exhaust gas G2 after the work of rotating the turbine 22 in the turbine housing 24 is performed. Have.

一方、インペラ32は、複数枚のインペラ翼33を有しており、インペラ翼33は、平面視で円盤状をなすインペラ32上で周方向に所定の間隔をあけて立設されている。そして、インペラ32は、可変容量コンプレッサハウジングの一例としてのコンプレッサハウジング50内に回転可能に収容されている。コンプレッサハウジング50は、大気圧の空気A1を内部に取り込むための空気入口部34と、高速回転するインペラ32によって圧縮された圧縮空気A2が噴出する空気出口36とを有している。なお、空気出口36から噴出した圧縮空気A2は、前述のエンジンに燃焼用の過給気として供給されるようになっている。   On the other hand, the impeller 32 has a plurality of impeller blades 33, and the impeller blades 33 are erected at predetermined intervals in the circumferential direction on the impeller 32 having a disk shape in plan view. The impeller 32 is rotatably accommodated in a compressor housing 50 as an example of a variable capacity compressor housing. The compressor housing 50 has an air inlet portion 34 for taking in atmospheric air A1 and an air outlet 36 from which compressed air A2 compressed by the impeller 32 rotating at high speed is ejected. The compressed air A2 ejected from the air outlet 36 is supplied to the aforementioned engine as combustion supercharged air.

ここで、排ガス入口26から高速で噴出された排ガスG2がタービン翼23に衝突することにより、タービン22が高速回転し、回転シャフト42を介して連結されているインペラ32が高速回転する。これにより、コンプレッサ部30に空気が流入し、この流入した空気が、インペラ32の回転で圧縮されると共に空気出口36から上記エンジンへ圧送される構成となっている。   Here, when the exhaust gas G2 ejected from the exhaust gas inlet 26 collides with the turbine blade 23, the turbine 22 rotates at a high speed, and the impeller 32 connected via the rotating shaft 42 rotates at a high speed. As a result, the air flows into the compressor section 30, and the inflowed air is compressed by the rotation of the impeller 32 and is pumped from the air outlet 36 to the engine.

図4(A)に示すように、コンプレッサ部30は、容積可変部材の一例としての可動部材38が移動可能に設けられたコンプレッサハウジング50と、可動部材38を移動させる移動手段の一例としての偏心カム48と、コンプレッサハウジング50内のインペラ収容室52内に流入する空気の流量の情報(データ)を得るデータ取得部18と、データ取得部18で得られた空気の流量の情報を予め設定された基準流量と比較して偏心カム48を作動させ、可動部材38の移動を制御する制御手段の一例としての制御部16と、を含んで構成されている。なお、偏心カム48は、モータ(図示省略)により矢印D方向(図4(B)参照)に回動(揺動)するようになっており、制御部16がこのモータを駆動することで回動する。   As shown in FIG. 4A, the compressor unit 30 includes a compressor housing 50 in which a movable member 38 as an example of a variable volume member is movably provided, and an eccentricity as an example of a moving unit that moves the movable member 38. The cam 48, the data acquisition unit 18 for obtaining information (data) of the flow rate of air flowing into the impeller housing chamber 52 in the compressor housing 50, and the information of the air flow rate obtained by the data acquisition unit 18 are set in advance. And a control unit 16 as an example of a control means for operating the eccentric cam 48 and controlling the movement of the movable member 38 in comparison with the reference flow rate. The eccentric cam 48 is rotated (swinged) in the direction of arrow D (see FIG. 4B) by a motor (not shown), and is rotated by the control unit 16 driving this motor. Move.

図2に示すように、コンプレッサハウジング50は、インペラ32が収容されたインペラ収容室52と、インペラ収容室52の外周に沿って形成され該インペラ収容室52の内部と連通したディフューザ室54と、ディフューザ室54の外側に形成されると共にディフューザ室54の内部と連通したスクロール室56と、ディフューザ室54内に移動可能に設けられた可動部材38と、を含んで構成されている。   As shown in FIG. 2, the compressor housing 50 includes an impeller housing chamber 52 in which the impeller 32 is housed, a diffuser chamber 54 that is formed along the outer periphery of the impeller housing chamber 52 and communicates with the inside of the impeller housing chamber 52, A scroll chamber 56 that is formed outside the diffuser chamber 54 and communicates with the inside of the diffuser chamber 54, and a movable member 38 that is movably provided in the diffuser chamber 54.

図4(A)に示すように、インペラ収容室52は、インペラ32の軸方向(以後、矢印Z方向と記載する)で回転シャフト42とは反対側に開口部58が形成されており、開口部58は、空気入口部34(図1参照)に接続されている。これにより、空気入口部34から開口部58を通ってインペラ収容室52内に空気が流入する構成となっている。また、インペラ32は、タービン22(図1参照)の回転によって回転し、流入した空気を加速してディフューザ室54内に送り込むようになっている。   As shown in FIG. 4A, the impeller accommodating chamber 52 has an opening 58 formed on the side opposite to the rotary shaft 42 in the axial direction of the impeller 32 (hereinafter referred to as arrow Z direction). The part 58 is connected to the air inlet part 34 (see FIG. 1). Thus, air flows from the air inlet portion 34 through the opening 58 into the impeller accommodating chamber 52. Further, the impeller 32 is rotated by the rotation of the turbine 22 (see FIG. 1), and accelerates the air that has flowed into the diffuser chamber 54.

図2に示すように、ディフューザ室54は、矢印Z方向に見てインペラ収容室52の外側に略環状に形成されている。また、ディフューザ室54は、矢印Z方向における高さh1(図4(A)参照)がインペラ収容室52よりも低くなっており、インペラ収容室52から加速状態で流入した空気が減速され、加圧されるようになっている。さらに、ディフューザ室54は、矢印Z方向に見て略環状の底壁55を有している。   As shown in FIG. 2, the diffuser chamber 54 is formed in a substantially annular shape outside the impeller accommodating chamber 52 when viewed in the arrow Z direction. The diffuser chamber 54 has a height h1 (see FIG. 4A) in the arrow Z direction that is lower than the impeller housing chamber 52, and the air that has flowed in from the impeller housing chamber 52 in an accelerated state is decelerated and added. It comes to be pressed. Further, the diffuser chamber 54 has a substantially annular bottom wall 55 when viewed in the arrow Z direction.

底壁55は、矢印Z方向に貫通した貫通孔で且つ可動部材38が移動(突出)可能となる孔部57が形成されており、孔部57は、矢印Z方向に見て、可動部材38と相似形で且つ可動部材38の外形よりも僅かに大きい孔壁を有している。即ち、可動部材38は、孔部57を摺動するようになっており、可動部材38と孔部57との隙間をなくして空気の漏れが生じないようになっている。   The bottom wall 55 is a through-hole penetrating in the direction of the arrow Z, and is formed with a hole 57 through which the movable member 38 can move (protrude). And has a hole wall slightly larger than the outer shape of the movable member 38. In other words, the movable member 38 slides on the hole portion 57, and the gap between the movable member 38 and the hole portion 57 is eliminated so that no air leaks.

スクロール室56は、矢印Z方向に見てディフューザ室54の外側に渦巻き状に形成されており、ディフューザ室54で加圧された空気を集めると共に外部(下流側)へ流すようになっている。なお、矢印Z方向に見たときのスクロール室56におけるスクロール開始点(渦巻きの開始位置)をS1とする。   The scroll chamber 56 is formed in a spiral shape outside the diffuser chamber 54 as viewed in the direction of the arrow Z, and collects air pressurized in the diffuser chamber 54 and flows it to the outside (downstream side). Note that the scroll start point (vortex start position) in the scroll chamber 56 when viewed in the arrow Z direction is S1.

一方、可動部材38は、矢印Z方向に見て、湾曲した3つの外形線L1、L2、L3で囲まれた略三日月状に形成されている。ここで、インペラ32の回転方向(以後、矢印R方向と記載する)において、外形線L1の上流側の端点と外形線L3の上流側の端点とが一致しており、この端点を点B0とする。また、外形線L3の下流側の端点と外形線L2の上流側の端点とが一致しており、この端点を点B1とする。さらに、外形線L1の下流側の端点と外形線L2の下流側の端点とが一致しており、この端点を点B2とする。   On the other hand, the movable member 38 is formed in a substantially crescent shape surrounded by three curved outer lines L1, L2, and L3 when viewed in the arrow Z direction. Here, in the rotation direction of the impeller 32 (hereinafter referred to as arrow R direction), the end point on the upstream side of the outline L1 coincides with the end point on the upstream side of the outline L3, and this end point is designated as point B0. To do. Further, the end point on the downstream side of the outline L3 coincides with the end point on the upstream side of the outline L2, and this end point is defined as a point B1. Furthermore, the end point on the downstream side of the outline L1 and the end point on the downstream side of the outline L2 coincide with each other, and this end point is defined as a point B2.

点B1及び点B2(外形線L2)は、ディフューザ室54の外周上に配置されており、点B2は、スクロール開始点S1の近傍に配置されている。また、点B0は、矢印R方向において、点B1よりも上流側で且つインペラ32の外周近傍(外側)に配置されている。そして、外形線L1、L2、L3は、いずれも、中央部がインペラ32の半径方向の外側へ向けて凸の湾曲状態となっている。   The points B1 and B2 (outline L2) are arranged on the outer periphery of the diffuser chamber 54, and the point B2 is arranged in the vicinity of the scroll start point S1. Further, the point B0 is arranged upstream of the point B1 and in the vicinity of the outer periphery (outside) of the impeller 32 in the arrow R direction. The outlines L1, L2, and L3 are all in a curved state in which the central portion is convex outward in the radial direction of the impeller 32.

さらに、インペラ32の回転中心位置を点Oとし、点B0−点O−点B2の角度をα1、点B1−点O−点B2の角度をα2とすると、点B1は、α1>α2の関係が成立するように配置(設定)されている。なお、本実施形態の可動部材38では、角度α1、α2が、いずれも90°より大きく、180°よりも小さい設定となっているが、α1>α2の関係が成立すれば、角度α1、α2の設定は、この設定に限らない。   Further, assuming that the rotation center position of the impeller 32 is point O, the angle of point B0-point O-point B2 is α1, and the angle of point B1-point O-point B2 is α2, point B1 has a relationship of α1> α2. Is arranged (set) so that In the movable member 38 of the present embodiment, the angles α1 and α2 are both set to be larger than 90 ° and smaller than 180 °. However, if the relationship α1> α2 is established, the angles α1 and α2 are established. This setting is not limited to this setting.

また、点Oを中心として可動部材38とは反対側で且つディフューザ室54の外周上にある点をP1とする。ここで、可動部材38がディフューザ室54内に突出したときには、後述する第2側面38Bがスクロール室56の内壁の一部(蓋)となる。そして、ディフューザ室54の空気の出口である開口部が、ディフューザ室54の外周上の点B2−点P1−点B1で構成されるラインに限定される。   A point on the opposite side of the movable member 38 with respect to the point O and on the outer periphery of the diffuser chamber 54 is defined as P1. Here, when the movable member 38 protrudes into the diffuser chamber 54, a second side surface 38 </ b> B described later becomes a part (lid) of the inner wall of the scroll chamber 56. And the opening part which is the exit of the air of the diffuser chamber 54 is limited to the line comprised by the point B2-point P1-point B1 on the outer periphery of the diffuser chamber 54. FIG.

図3に示すように、可動部材38は、平面視で略三日月状で且つ矢印Z方向の高さがh2のブロック体であり、矢印Z方向に見たときの外形線L1に相当する第1側面38Aと、外形線L2に相当する第2側面38Bと、外形線L3に相当する第3側面38Cと、上面38Dと、下面38Eとを有している。また、可動部材38は、高さh2のうち、ディフューザ室54(図4(A)参照)の高さh1に相当する部分のみがディフューザ室54内に移動(突出)するようになっている。即ち、h2>h1となっている。   As shown in FIG. 3, the movable member 38 is a block body having a substantially crescent shape in plan view and a height of h2 in the arrow Z direction, and corresponds to a first outline L1 when viewed in the arrow Z direction. It has a side surface 38A, a second side surface 38B corresponding to the outer shape line L2, a third side surface 38C corresponding to the outer shape line L3, an upper surface 38D, and a lower surface 38E. Further, the movable member 38 moves (protrudes) into the diffuser chamber 54 only in the height h2 corresponding to the height h1 of the diffuser chamber 54 (see FIG. 4A). That is, h2> h1.

図2に示すように、第1側面38Aは、矢印Z方向に見て、矢印R方向の下流側になるほどインペラ32の外周縁との距離(間隔)が長くなる湾曲形状となっており、ディフューザ室54への突出時にインペラ32と対向配置されるようになっている。また、第2側面38Aは、点Oを中心としたインペラ32の半径方向における第1側面38Aよりも外側で、且つディフューザ室54の外周上に配置されている。そして、前述のように、ディフューザ室54内への可動部材38の突出時に、スクロール室56の内壁面を構成するようになっている。第3側面38Cは、第1側面38Aの上流端と第2側面38Bの上流端とを繋なぐ湾曲面である。   As shown in FIG. 2, the first side surface 38 </ b> A has a curved shape in which the distance (interval) from the outer peripheral edge of the impeller 32 becomes longer toward the downstream side in the arrow R direction when viewed in the arrow Z direction. It is arranged so as to face the impeller 32 when protruding into the chamber 54. The second side surface 38 </ b> A is disposed on the outer side of the first side surface 38 </ b> A in the radial direction of the impeller 32 around the point O and on the outer periphery of the diffuser chamber 54. As described above, the inner wall surface of the scroll chamber 56 is configured when the movable member 38 protrudes into the diffuser chamber 54. The third side surface 38C is a curved surface that connects the upstream end of the first side surface 38A and the upstream end of the second side surface 38B.

図4(A)に示すように、可動部材38は、ディフューザ室54の孔部57内を矢印Z方向に移動可能(図示の左右に移動可能)となっており、未使用時(収容時)には、上面38D(図示の左端面)がディフューザ室54の底壁55の一部を構成している。また、可動部材38の下面38Eには、複数の引張りバネ46の一端(図示の左端)が引っ掛けられており、引張りバネ46の他端(図示の右端)は、ターボチャージャ10に設けられたブラケット44に引っ掛けられている。そして、可動部材38が収容された状態では、可動部材38に対して引張り力(戻し力)が作用しないようになっている。   As shown in FIG. 4A, the movable member 38 is movable in the direction of the arrow Z in the hole 57 of the diffuser chamber 54 (movable to the left and right in the figure), and is not used (when accommodated). The upper surface 38D (the left end surface in the drawing) forms a part of the bottom wall 55 of the diffuser chamber 54. Further, one end (the left end in the figure) of the plurality of tension springs 46 is hooked on the lower surface 38E of the movable member 38, and the other end (the right end in the figure) of the tension spring 46 is a bracket provided on the turbocharger 10. 44. In a state where the movable member 38 is accommodated, a tensile force (return force) does not act on the movable member 38.

また、可動部材38の下面38E(図示の右端面)と対向して偏心カム48が配設されている。偏心カム48は、可動部材38の収容時には下面38Eから離間配置されており、可動部材38を付勢していない。なお、このとき、偏心カム48は、可動部材38の矢印Z方向とは反対方向への移動を規制しており、孔部57から可動部材38が抜け落ちるのを防いでいる。   Further, an eccentric cam 48 is disposed so as to face the lower surface 38E (the right end surface in the drawing) of the movable member 38. The eccentric cam 48 is spaced apart from the lower surface 38E when the movable member 38 is accommodated, and does not bias the movable member 38. At this time, the eccentric cam 48 restricts the movement of the movable member 38 in the direction opposite to the arrow Z direction, and prevents the movable member 38 from falling out of the hole 57.

一方、データ取得部18は、一例として、エンジンの回転数及びアクセル開度(エンジン及びアクセルの図示は省略する)のデータを取得すると共に、これらのデータに基づいて、インペラ収容室52内に流入する空気の流量に換算する構成となっている。つまり、アクセル開度が低下すると共にエンジンの回転数が減少したときは、インペラ収容室52内に流入する空気の流量(換算データ)が少なくなる。   On the other hand, for example, the data acquisition unit 18 acquires data on the engine speed and the accelerator opening (the illustration of the engine and the accelerator is omitted), and flows into the impeller accommodating chamber 52 based on these data. It becomes the structure converted into the flow volume of the air to do. That is, when the accelerator opening decreases and the engine speed decreases, the flow rate (converted data) of the air flowing into the impeller accommodating chamber 52 decreases.

制御部16は、予め基準流量が設定されており、データ取得部18から送られた流量データが基準流量よりも少ないとき、図4(B)に示すように、モータ(図示省略)を駆動して偏心カム48を回動させ、ディフューザ室54内に可動部材38を移動(突出)させる構成となっている。また、制御部16は、データ取得部18から送られた流量データが基準流量よりも多いとき、図4(A)に示すように、偏心カム48を逆方向に回動させ、ディフューザ室54内から可動部材38を移動(退避)させる。   When the reference flow rate is set in advance and the flow rate data sent from the data acquisition unit 18 is smaller than the reference flow rate, the control unit 16 drives a motor (not shown) as shown in FIG. Thus, the eccentric cam 48 is rotated, and the movable member 38 is moved (projected) into the diffuser chamber 54. When the flow rate data sent from the data acquisition unit 18 is larger than the reference flow rate, the control unit 16 rotates the eccentric cam 48 in the reverse direction as shown in FIG. The movable member 38 is moved (retracted).

次に、本実施形態の作用について説明する。   Next, the operation of this embodiment will be described.

図1に示すように、ターボチャージャ10において、排ガス入口26から高速で噴出された排ガスG2がタービン翼23に衝突することで、タービン22が高速回転し、回転シャフト42を介して連結されているインペラ32が高速回転する。   As shown in FIG. 1, in the turbocharger 10, the exhaust gas G <b> 2 ejected at a high speed from the exhaust gas inlet 26 collides with the turbine blade 23, so that the turbine 22 rotates at a high speed and is connected via a rotating shaft 42. The impeller 32 rotates at a high speed.

続いて、図2に示すように、インペラ収容室52に流入した空気は、インペラ32の回転により加速された状態でディフューザ室54に流入すると共に、ディフューザ室54で減速されることで加圧(圧縮)される。そして、ディフューザ室54で加圧された空気は、スクロール室56で集められ、空気出口36からコンプレッサハウジング50の外部にあるエンジン(図示省略)へ圧送される。   Subsequently, as shown in FIG. 2, the air that has flowed into the impeller housing chamber 52 flows into the diffuser chamber 54 while being accelerated by the rotation of the impeller 32, and is pressurized by being decelerated in the diffuser chamber 54 ( Compressed). The air pressurized in the diffuser chamber 54 is collected in the scroll chamber 56 and is pumped from the air outlet 36 to an engine (not shown) outside the compressor housing 50.

図4(A)に示すように、制御部16は、データ取得部18から送られた流量データが基準流量よりも多いとき、偏心カム48を回動させずに、ディフューザ室54内から可動部材38を退避させた状態で保持する。また、可動部材38がディフューザ室54内に突出している状態において、データ取得部18から送られた流量データが基準流量よりも多いとき、制御部16は、偏心カム48を図示の反時計回り方向に回動させる。そして、可動部材38は、引張りバネ46の引張力によりディフューザ室54内から退避される。   As shown in FIG. 4A, when the flow rate data sent from the data acquisition unit 18 is larger than the reference flow rate, the control unit 16 moves the movable member from the diffuser chamber 54 without rotating the eccentric cam 48. 38 is held in a retracted state. When the flow rate data sent from the data acquisition unit 18 is larger than the reference flow rate with the movable member 38 protruding into the diffuser chamber 54, the control unit 16 moves the eccentric cam 48 in the counterclockwise direction shown in the figure. Turn to. The movable member 38 is retracted from the diffuser chamber 54 by the tensile force of the tension spring 46.

これにより、図5(A)に示すように、ディフューザ室54の容積(使用可能領域)が最大になると共にディフューザ室54全体に空気が流通可能となる。そして、スクロール室56における空気の実質的な出口は、スクロール開始点S1の近傍のスクロール出口56Aとなる。なお、図5(A)では、実質的なスクロール出口を実線の楕円で図示しており、スクロール室56の空気が流れる方向における各部の断面を破線の楕円で図示している。   As a result, as shown in FIG. 5A, the volume (usable area) of the diffuser chamber 54 is maximized, and air can flow through the entire diffuser chamber 54. A substantial air outlet in the scroll chamber 56 is a scroll outlet 56A in the vicinity of the scroll start point S1. In FIG. 5A, the substantial scroll outlet is shown by a solid oval, and the cross section of each part in the direction of air flow in the scroll chamber 56 is shown by a broken oval.

また、この状態では、ディフューザ室54の容積が最大となっているが、空気の流量が多いため、圧力損失は防止される。つまり、空気の流量が多く、ディフューザ室54からスクロール室56に流れる空気の流速が十分確保できるため、外部への排出口における圧力が高い状態であっても、サージ現象を抑制することができる。   Further, in this state, the volume of the diffuser chamber 54 is maximum, but the pressure loss is prevented because the flow rate of air is large. That is, since the flow rate of air is large and the flow velocity of the air flowing from the diffuser chamber 54 to the scroll chamber 56 can be sufficiently secured, the surge phenomenon can be suppressed even when the pressure at the outlet to the outside is high.

ここで、図6(A)、(B)に示すように、比較例として、ディフューザ室54の容積が最大の状態で且つ流入する空気の流量が少ないとき、ディフューザ室54内には翼が無いので、インペラ32からの空気の流出角度が小さくなり(流出方向が接線方向に近くなり)、流線Qaで示すように空気の流路が長くなる。そして、流路が長いことによる摩擦損失が増加し、速度エネルギーから圧力エネルギーへの変換率が低下する。さらに、スクロール出口56Aにおける流速VAでは、圧力に抗することができなくなり、サージ現象が生じて、さらに少ない流量の空気を流すことが困難となる。このように、比較例では圧力損失が生じるため、図8に示すように、空気の流量とコンプレッサ効率との関係がグラフGBのようになる。   Here, as shown in FIGS. 6A and 6B, as a comparative example, when the volume of the diffuser chamber 54 is maximum and the flow rate of the flowing air is small, there are no blades in the diffuser chamber 54. Therefore, the outflow angle of the air from the impeller 32 becomes small (the outflow direction becomes close to the tangential direction), and the air flow path becomes long as indicated by the streamline Qa. And the friction loss by a long flow path increases, and the conversion rate from velocity energy to pressure energy falls. Furthermore, at the flow velocity VA at the scroll outlet 56A, it becomes impossible to resist the pressure, a surge phenomenon occurs, and it becomes difficult to flow air with a smaller flow rate. Thus, since a pressure loss occurs in the comparative example, the relationship between the air flow rate and the compressor efficiency is as shown in a graph GB as shown in FIG.

一方、図4(B)に示すように、本実施形態において、制御部16は、データ取得部18から送られた流量データが基準流量よりも少ないとき、モータ(図示省略)を駆動して偏心カム48を矢印D方向に回動させる。これにより、偏心カム48が可動部材38の下面38Eと接触し、ディフューザ室54内に可動部材38が突出される。そして、突出された可動部材38の上面38Dがディフューザ室54の内壁と接触することで、ディフューザ室54内の一部における空気の流通が遮断される。   On the other hand, as shown in FIG. 4B, in the present embodiment, when the flow rate data sent from the data acquisition unit 18 is less than the reference flow rate, the control unit 16 drives a motor (not shown) to perform eccentricity. The cam 48 is rotated in the direction of arrow D. As a result, the eccentric cam 48 comes into contact with the lower surface 38E of the movable member 38, and the movable member 38 protrudes into the diffuser chamber 54. Then, the upper surface 38 </ b> D of the protruding movable member 38 comes into contact with the inner wall of the diffuser chamber 54, thereby blocking the air flow in a part of the diffuser chamber 54.

これにより、図5(B)に示すように、ディフューザ室54の容積(使用可能領域)が最小になる。そして、可動部材38の第2側面38Bがディフューザ室54とスクロール室56との連通部位(点B1から点B2まで範囲)を仕切ることで、スクロール室56の下流側がディフューザ室54と隔離される。これにより、スクロール室56における空気の実質的な出口は、前述のスクロール出口56A(図5(A)参照)に比べて、断面積の小さい上流側の点B2の近傍のスクロール出口56Bに位置することになる。   As a result, as shown in FIG. 5B, the volume (usable area) of the diffuser chamber 54 is minimized. The second side surface 38 </ b> B of the movable member 38 divides the communication portion (range from point B <b> 1 to point B <b> 2) between the diffuser chamber 54 and the scroll chamber 56, so that the downstream side of the scroll chamber 56 is isolated from the diffuser chamber 54. Thereby, the substantial outlet of the air in the scroll chamber 56 is located at the scroll outlet 56B in the vicinity of the upstream point B2 having a small cross-sectional area as compared with the above-described scroll outlet 56A (see FIG. 5A). It will be.

この結果、図7(B)に示すように、空気の流量が少なくてもスクロール出口56Bにおいて圧力に抗する流速VBが確保でき、空気の逆流(サージ現象)を抑制することができる。そして、さらに少ない流量の空気を流すことが可能となる。なお、図5(B)では、実質的なスクロール出口を実線の楕円で図示しており、スクロール室56の空気が流れる方向における各部の断面を破線の楕円で図示している。   As a result, as shown in FIG. 7B, even if the air flow rate is small, the flow velocity VB against the pressure can be secured at the scroll outlet 56B, and the backflow of air (surge phenomenon) can be suppressed. And it becomes possible to flow the air of still smaller flow rate. In FIG. 5B, the substantial scroll outlet is shown by a solid oval, and the cross section of each part in the direction of air flow in the scroll chamber 56 is shown by a broken oval.

また、本実施形態では、可動部材38の突出した体積分だけディフューザ室54内の容積が減少する。そして、ディフューザ室54の空気の流路の容積が、インペラ収容室52側に向かって小さくなる。これにより、インペラ収容室52からディフューザ室54内に流入した空気が、ディフューザ室54内で必要以上の大きな空間に拡散することが抑制されるので、少ない流量に適した空気の減速及び圧力上昇を行うことができ、圧力損失を抑制することができる。   In the present embodiment, the volume in the diffuser chamber 54 is reduced by the volume of the movable member 38 protruding. Then, the volume of the air flow path in the diffuser chamber 54 decreases toward the impeller accommodating chamber 52 side. As a result, the air flowing into the diffuser chamber 54 from the impeller accommodating chamber 52 is prevented from diffusing into a larger space than necessary in the diffuser chamber 54, so that the air can be decelerated and the pressure increased suitable for a small flow rate. Can be performed, and pressure loss can be suppressed.

さらに、本実施形態では、図7(A)に示すように、第1側面38Aの上流端の位置である点B0が第2側面38Bの上流端の位置である点B1よりも上流側に配置されているため、可動部材38をディフューザ室54内に移動させたとき、ディフューザ室54内でインペラ32の接線方向に流れる空気は、第3側面38Cに当ることになる。そして、第3側面38Cに当った空気は、流れる方向がインペラ32の接線方向(あるいは接線方向に対して所定範囲内の角度方向)から半径方向に偏向される。   Furthermore, in the present embodiment, as shown in FIG. 7A, the point B0, which is the position of the upstream end of the first side surface 38A, is arranged upstream of the point B1, which is the position of the upstream end of the second side surface 38B. Therefore, when the movable member 38 is moved into the diffuser chamber 54, the air flowing in the tangential direction of the impeller 32 in the diffuser chamber 54 hits the third side surface 38C. The air that hits the third side surface 38C is deflected in the radial direction from the tangential direction of the impeller 32 (or an angular direction within a predetermined range with respect to the tangential direction).

ここで、空気の流速の周方向成分が減少することで、速度エネルギーが圧力エネルギーに変換される。同時に、空気の流れの向きが半径方向に向かうため、空気の流線Qbが比較例の流線Qa(図6(A)参照)よりも短くなり、短い経路で空気が流出することになる。この結果、圧力への変換効率が上昇する。また、流線Qbが短くなることにより、可動部材38との接触による空気の流れの摩擦損失を減少させることができる。   Here, the velocity energy is converted into pressure energy by reducing the circumferential component of the air flow velocity. At the same time, since the air flow direction is in the radial direction, the air stream line Qb is shorter than the stream line Qa of the comparative example (see FIG. 6A), and the air flows out through a short path. As a result, the conversion efficiency into pressure increases. Further, since the streamline Qb is shortened, the friction loss of the air flow due to the contact with the movable member 38 can be reduced.

図8には、本実施形態の可動部材38を設けた場合(グラフGA)と、比較例として可動部材38を設けない場合(グラフGB)とにおける空気の流量とコンプレッサ効率との関係が示されている。   FIG. 8 shows the relationship between the air flow rate and the compressor efficiency when the movable member 38 of the present embodiment is provided (graph GA) and when the movable member 38 is not provided as a comparative example (graph GB). ing.

比較例では、可動部材38が無いため、流量V2においてサージ現象が発生し、流量V2より少ない流量を流せなくなっている。また、流量V3(>V2)におけるコンプレッサ効率は低く、K1となっている。   In the comparative example, since there is no movable member 38, a surge phenomenon occurs at the flow rate V2, and a flow rate smaller than the flow rate V2 cannot flow. Further, the compressor efficiency at the flow rate V3 (> V2) is low and is K1.

一方、本実施形態では、可動部材38があるため、流量V2ではサージ現象が発生せず、流量V2よりも少ない流量V1(<V2)の空気を流すことができる。即ち、コンプレッサ部30(図1参照)の作動範囲が少流量域に拡大する。また、本実施形態では、流量V3におけるコンプレッサ効率がK2(>K1)となっており、少流量域において、比較例よりもコンプレッサ効率を上げることができる。   On the other hand, in the present embodiment, since there is the movable member 38, a surge phenomenon does not occur at the flow rate V2, and air with a flow rate V1 (<V2) smaller than the flow rate V2 can flow. That is, the operating range of the compressor unit 30 (see FIG. 1) is expanded to a small flow rate region. Further, in the present embodiment, the compressor efficiency at the flow rate V3 is K2 (> K1), and the compressor efficiency can be increased as compared with the comparative example in a small flow rate region.

なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。   In addition, this invention is not limited to said embodiment.

データ取得部18は、エンジン回転数、アクセル開度に基づいて間接的に流量データを得るだけでなく、吸気通路14に流量センサを設けて、直接、流量データを得るようにしてもよい。   The data acquisition unit 18 may obtain flow rate data directly by providing a flow rate sensor in the intake passage 14 as well as indirectly obtaining flow rate data based on the engine speed and the accelerator opening.

また、可動部材38は、ディフューザ室54の底面側からではなく、上面側から底面側へ向けて突出させるようにしてもよい。さらに、可動部材38の移動手段として、偏心カム48に換えて、アクチュエータを用いてもよい。   Further, the movable member 38 may be projected from the upper surface side toward the bottom surface side instead of from the bottom surface side of the diffuser chamber 54. Further, an actuator may be used as the moving means of the movable member 38 instead of the eccentric cam 48.

加えて、複数の可動部材を移動可能に設けて、流量の変化に合わせて移動させるように構成し、コンプレッサハウジング50(ディフューザ室54)内の容積変化を多段階で行えるようにしてもよい。   In addition, a plurality of movable members may be provided so as to be movable, and may be configured to move in accordance with changes in the flow rate so that the volume change in the compressor housing 50 (diffuser chamber 54) can be performed in multiple stages.

16 制御部(制御手段の一例)
30 コンプレッサ部(可変容量コンプレッサの一例)
32 インペラ
38 可動部材(容積可変部材の一例)
38A 第1側面
38B 第2側面
38C 第3側面
48 偏心カム(移動手段の一例)
50 コンプレッサハウジング(可変容量コンプレッサハウジングの一例)
52 インペラ収容室
54 ディフューザ室
56 スクロール室
16 Control unit (an example of control means)
30 Compressor (an example of variable capacity compressor)
32 impeller 38 movable member (an example of variable volume member)
38A First side surface 38B Second side surface 38C Third side surface 48 Eccentric cam (an example of moving means)
50 Compressor housing (an example of variable capacity compressor housing)
52 Impeller accommodation chamber 54 Diffuser chamber 56 Scroll chamber

Claims (4)

流入した空気を回転により加速するインペラが収容されるインペラ収容室の外周に沿って形成されると共に該インペラ収容室の内部と連通し、前記インペラの回転で加速された空気を減速させて加圧するディフューザ室と、
前記ディフューザ室の外側に形成されると共に前記ディフューザ室の内部と連通し、前記ディフューザ室で加圧された空気を外部へ流すスクロール室と、
前記ディフューザ室内に移動可能に設けられ、前記ディフューザ室内に移動した状態で、前記ディフューザ室と前記スクロール室との連通部位の一部を仕切ると共に、前記ディフューザ室の空気の流路の容積を前記インペラ収容室側に向かって小さくする容積可変部材と、
を有する可変容量コンプレッサハウジング。
Formed along the outer periphery of the impeller housing chamber in which the impeller for accelerating the inflowed air by rotation is accommodated and communicated with the inside of the impeller housing chamber, and the air accelerated by the rotation of the impeller is decelerated and pressurized. A diffuser chamber,
A scroll chamber that is formed outside the diffuser chamber and communicates with the interior of the diffuser chamber, and flows the air pressurized in the diffuser chamber to the outside;
The diffuser chamber is movably provided, and in a state where the diffuser chamber is moved to the diffuser chamber, a part of the communication portion between the diffuser chamber and the scroll chamber is partitioned, and the volume of the air flow path of the diffuser chamber is set to the impeller. A variable volume member that decreases toward the storage chamber side;
A variable displacement compressor housing.
前記容積可変部材は、
前記インペラの軸方向に見て、前記インペラの回転方向に対して前記インペラとの距離が長くなる湾曲形状とされ、前記ディフューザ室への突出時に前記インペラと対向配置される第1側面と、
前記インペラの半径方向における前記第1側面よりも外側で且つ前記ディフューザ室の外周上に配置されると共に、前記インペラの回転方向における下流端の位置が前記第1側面の下流端の位置と合わせられ、前記ディフューザ室への突出時に前記スクロール室の内壁面となる第2側面と、
前記第1側面の上流端と前記第2側面の上流端とを繋ぐ第3側面と、
を有する請求項1に記載の可変容量コンプレッサハウジング。
The variable volume member is
A first side surface that is formed in a curved shape in which a distance from the impeller is increased with respect to a rotation direction of the impeller when viewed in the axial direction of the impeller, and is disposed to face the impeller when protruding into the diffuser chamber;
The impeller is disposed outside the first side surface in the radial direction and on the outer periphery of the diffuser chamber, and the position of the downstream end in the rotation direction of the impeller is aligned with the position of the downstream end of the first side surface. A second side surface serving as an inner wall surface of the scroll chamber when protruding into the diffuser chamber;
A third side surface connecting the upstream end of the first side surface and the upstream end of the second side surface;
The variable displacement compressor housing according to claim 1, comprising:
前記容積可変部材は、前記インペラの軸方向に見て、前記インペラの回転方向における前記第1側面の上流端の位置が、前記第2側面の上流端の位置よりも上流側に配置されている請求項2に記載の可変容量コンプレッサハウジング。   In the axial direction of the impeller, the variable volume member is arranged such that the upstream end position of the first side surface in the rotational direction of the impeller is upstream from the upstream end position of the second side surface. The variable capacity compressor housing according to claim 2. 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の可変容量コンプレッサハウジングと、
前記容積可変部材を前記ディフューザ室内に移動させる移動手段と、
前記インペラ収容室に流入する空気の流量の情報に基づいて前記移動手段を作動させ、前記容積可変部材の移動を制御する制御手段と、
を有する可変容量コンプレッサ。
The variable capacity compressor housing according to any one of claims 1 to 3,
Moving means for moving the variable volume member into the diffuser chamber;
Control means for operating the moving means based on information on the flow rate of air flowing into the impeller accommodating chamber, and for controlling the movement of the volume variable member;
A variable displacement compressor having
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