JP2013002280A - Centrifugal compressor - Google Patents

Centrifugal compressor Download PDF

Info

Publication number
JP2013002280A
JP2013002280A JP2011130447A JP2011130447A JP2013002280A JP 2013002280 A JP2013002280 A JP 2013002280A JP 2011130447 A JP2011130447 A JP 2011130447A JP 2011130447 A JP2011130447 A JP 2011130447A JP 2013002280 A JP2013002280 A JP 2013002280A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
centrifugal compressor
housing
wheel
impeller
hole
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.)
Granted
Application number
JP2011130447A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5803305B2 (en
Inventor
Ryuta Tanaka
隆太 田中
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 JP2011130447A priority Critical patent/JP5803305B2/en
Publication of JP2013002280A publication Critical patent/JP2013002280A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5803305B2 publication Critical patent/JP5803305B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress surging of a centrifugal compressor 1 in order to expand an operating range of the centrifugal compressor 1 to the low-flow-rate side while achieving compactification of the centrifugal compressor 1 and simplification of the configuration of the centrifugal compressor 1.SOLUTION: An impeller 11 is rotatably provided in a housing 3. The impeller 11 includes a wheel 13, a plurality of full blades 19, and a plurality of splitter blades 21. A plurality of through-holes 31 are formed from the back 13d of the wheel 13 to the central part of the outer peripheral surface 13h. The plurality of through-holes 31 are arranged at regular intervals on the circumference centering around the axial center 13c of the wheel 13. An opening 31a on the tip side of each through-hole 31 is located at the root of the splitter blade 21.

Description

本発明は、過給機、ガスタービン、産業用空気設備等に用いられ、遠心力を利用して空気等のガスを圧縮する遠心圧縮機に関する。   The present invention relates to a centrifugal compressor that is used in a supercharger, a gas turbine, an industrial air facility, and the like and compresses a gas such as air using centrifugal force.

近年、遠心圧縮機の作動域を拡大させるために種々の研究がなされており、作動域を拡大させた遠心圧縮機として特許文献1及び特許文献2に示すものがある。   In recent years, various studies have been made to expand the operating range of a centrifugal compressor, and there are those shown in Patent Document 1 and Patent Document 2 as centrifugal compressors having an expanded operating range.

以下、先行技術に係る遠心圧縮機について図5を参照して説明する。   Hereinafter, a centrifugal compressor according to the prior art will be described with reference to FIG.

ここで、図5は、先行技術に係る遠心圧縮機の要部の模式的な側断面図である。なお、図面中において、「F」は、前方向、「R」は、後方向をそれぞれ指してある。   Here, FIG. 5 is a schematic cross-sectional side view of the main part of the centrifugal compressor according to the prior art. In the drawings, “F” indicates the forward direction, and “R” indicates the backward direction.

図5に示すように、先行技術に係る遠心圧縮機101は、ハウジング103を具備しており、このハウジング103は、内側に、シュラウド103sを有している。また、ハウジング103のシュラウド103s内には、インペラ105が回転可能に設けられており、このインペラ105は、軸心107c(換言すれば、インペラ105の軸心)周りに回転可能なホイール107、及びこのホイール107の外周面107hに間隔を置いて設けられた複数枚(1枚のみ図示)のブレード109を備えている。ここで、ホイール107の外周面107hは、ホイール107の軸方向(換言すれば、インペラ105の軸方向)から径方向外側へ延びており、各ブレード109の先端縁(外縁)109tは、ハウジング103のシュラウド103sに沿うように延びている。   As shown in FIG. 5, the centrifugal compressor 101 according to the prior art includes a housing 103, and the housing 103 has a shroud 103 s inside. An impeller 105 is rotatably provided in the shroud 103s of the housing 103. The impeller 105 is rotatable around an axis 107c (in other words, an axis of the impeller 105), and A plurality of blades 109 (only one is shown) are provided on the outer peripheral surface 107 h of the wheel 107 at intervals. Here, the outer peripheral surface 107 h of the wheel 107 extends radially outward from the axial direction of the wheel 107 (in other words, the axial direction of the impeller 105), and the tip edge (outer edge) 109 t of each blade 109 is formed in the housing 103. It extends along the shroud 103s.

ハウジング103におけるインペラ105の入口側(上流側)には、空気A(ガスの一例)を吸入する吸入口111が形成されており、ハウジング103の内部におけるインペラ105の出口側(下流側)には、圧縮した空気Aを減速させて排気する環状のディフューザ流路113(排気流路の1つ)が形成されている。また、ハウジング103のシュラウド103sにおけるブレード109の前縁109f(前縁位置)よりも下流側には、逆流した空気Aを抽気可能な抽気穴115が形成されており、ハウジング103のシュラウド103sにおけるブレード109の前縁109fよりも上流側には、空気Aをインペラ105の入口側へ流出可能な流出穴117が形成されている。そして、ハウジング103の内部には、抽気穴115側から流出穴117側へ空気Aの流れを許容する環状のトリートメントキャビティ119が形成されている。   An inlet 111 for sucking air A (an example of gas) is formed on the inlet side (upstream side) of the impeller 105 in the housing 103, and on the outlet side (downstream side) of the impeller 105 inside the housing 103. An annular diffuser flow path 113 (one of the exhaust flow paths) for exhausting the compressed air A by decelerating is formed. In addition, a bleed hole 115 is formed on the downstream side of the front edge 109f (front edge position) of the blade 109 in the shroud 103s of the housing 103. An outflow hole 117 through which air A can flow out to the inlet side of the impeller 105 is formed on the upstream side of the front edge 109 f of 109. An annular treatment cavity 119 that allows the flow of air A from the extraction hole 115 side to the outflow hole 117 side is formed inside the housing 103.

従って、遠心圧縮機101を運転する場合には、インペラ105を回転させることにより、遠心力を利用して、吸入口111からインペラ105側に吸入した空気Aを圧縮することができる。そして、圧縮した空気Aは、ディフューザ流路113から排気される。   Therefore, when operating the centrifugal compressor 101, by rotating the impeller 105, the air A sucked from the suction port 111 to the impeller 105 side can be compressed by utilizing the centrifugal force. The compressed air A is exhausted from the diffuser channel 113.

遠心圧縮機101の運転中に、吸入口111から吸入される空気Aの流量(実際の流量)が少なくなると、インペラ105側へ吸入した空気Aの一部が逆流して、抽気穴115に抽気され、トリートメントキャビティ119内に流入する。そして、トリートメントキャビティ119内に流入した空気Aは、抽気穴115側から流出穴117側へ流れて、流出穴117からインペラ105の入口側へ流出する。これにより、インペラ105側へ吸入した空気Aの一部を流出穴117と抽気穴115との間で循環させて、インペラ105側へ吸入される空気Aの見かけの流量を実際の流量よりも多くすることができる。よって、遠心圧縮機101のサージングを抑制し、遠心圧縮機101の作動域を低流量側に拡大させることができる。   If the flow rate (actual flow rate) of the air A sucked from the suction port 111 decreases during the operation of the centrifugal compressor 101, a part of the air A sucked into the impeller 105 side flows backward and the air is extracted into the air extraction hole 115. And flows into the treatment cavity 119. The air A that has flowed into the treatment cavity 119 flows from the extraction hole 115 side to the outflow hole 117 side, and then flows out from the outflow hole 117 to the inlet side of the impeller 105. Thereby, a part of the air A sucked into the impeller 105 side is circulated between the outflow hole 117 and the bleed hole 115, so that the apparent flow rate of the air A sucked into the impeller 105 side is larger than the actual flow rate. can do. Therefore, surging of the centrifugal compressor 101 can be suppressed, and the operating range of the centrifugal compressor 101 can be expanded to the low flow rate side.

特開2006−342682号公報JP 2006-342682 A 特開2003−314496号公報JP 2003-31496 A

ところで、前述の先行技術に係る遠心圧縮機101においては、遠心圧縮機101のサージングを抑制し、遠心圧縮機101の作動域を低流量側に拡大することができるものの、ハウジング103の内部に環状のトリートメントキャビティ119を形成する必要があり、ハウジング103の大型化及びハウジング103の構成の複雑化、換言すれば、遠心圧縮機101の大型化及び遠心圧縮機101の構成の複雑化を招くという問題がある。   By the way, in the centrifugal compressor 101 according to the above-mentioned prior art, although the surging of the centrifugal compressor 101 can be suppressed and the operating range of the centrifugal compressor 101 can be expanded to the low flow rate side, the housing 103 has an annular shape. The treatment cavity 119 needs to be formed, which leads to an increase in the size of the housing 103 and a complicated configuration of the housing 103, in other words, an increase in the size of the centrifugal compressor 101 and a complicated configuration of the centrifugal compressor 101. There is.

つまり、遠心圧縮機101のコンパクト化及び遠心圧縮機101の構成の簡略化を図りつつ、遠心圧縮機101の作動域を低流量側に拡大することは困難であるという問題がある。   That is, there is a problem that it is difficult to expand the operating range of the centrifugal compressor 101 to the low flow rate side while reducing the size of the centrifugal compressor 101 and simplifying the configuration of the centrifugal compressor 101.

そこで、本発明は、前述の問題を解決することができる、新規な構成の遠心圧縮機を提供することを目的とする。   Then, an object of this invention is to provide the centrifugal compressor of a novel structure which can solve the above-mentioned problem.

本発明の特徴は、遠心力を利用してガスを圧縮する遠心圧縮機において、内側にシュラウド(内壁)を有したハウジングと、前記ハウジング内に回転可能に設けられ、軸心(ホイールの軸心)周りに回転可能かつ外周面が軸方向(ホイールの軸方向)から径方向外側に向かって延びたホイール、及び前記ホイールの外周面に周方向に間隔を置いて設けられかつ先端縁(外縁)が前記ハウジングの前記シュラウドに沿うように延びた複数枚のブレードを備えたインペラと、を具備し、前記ハウジングにおける前記インペラの入口側(上流側)にガスを吸入(給気)する吸入口(給気口)が形成され、前記ハウジングの内部における前記インペラの出口側(下流側)に圧縮したガスを排気する排気流路が形成され、前記ホイールの背面から外周面の中央部又は先端面にかけて貫通穴が形成されていることを要旨とする。   The present invention is characterized in that, in a centrifugal compressor that compresses gas using centrifugal force, a housing having a shroud (inner wall) on the inside, a shaft that is rotatably provided in the housing, and a shaft center (axial center of a wheel) ) A wheel that is rotatable around and has an outer peripheral surface extending radially outward from the axial direction (the axial direction of the wheel), and a front end edge (outer edge) that is provided on the outer peripheral surface of the wheel with a spacing in the circumferential direction And an impeller provided with a plurality of blades extending along the shroud of the housing, and an inlet (intake) of gas to the inlet side (upstream side) of the impeller in the housing An exhaust passage for exhausting compressed gas is formed on the outlet side (downstream side) of the impeller in the interior of the housing. It is summarized as the through hole to the center portion or the front end surface is formed.

なお、本願の明細書及び特許請求の範囲において、「上流」とは、主流のガスの流れ方向から見て上流のことであって、「下流」とは、主流のガスの流れ方向から見て下流のことである。   In the specification and claims of the present application, “upstream” means upstream from the flow direction of the mainstream gas, and “downstream” means from the flow direction of the mainstream gas. It is downstream.

本発明の特徴によると、前記遠心圧縮機を運転する場合には、前記インペラを回転させることにより、遠心力を利用して、前記吸入口から前記インペラ側に吸入したガスを圧縮することができる。そして、圧縮したガスは、前記排気流路から排気される。   According to the feature of the present invention, when the centrifugal compressor is operated, the gas sucked from the suction port to the impeller side can be compressed by using the centrifugal force by rotating the impeller. . The compressed gas is exhausted from the exhaust passage.

前記遠心圧縮機の運転中に、前記吸入口から吸入されるガスの流量(実際の流量)が少なくなると、圧縮されたガスの一部が前記インペラの出口側から前記ホイールの背面側(背面付近)を経由して前記貫通穴内に流入する。そして、前記貫通穴内に流入したガスが前記貫通穴の先端方向へ流れて、前記貫通穴の先端側開口部から流出する。つまり、前記ハウジングの内部にトリートメントキャビティを形成することなく、前記ホイールの背面から外周面の中央部又は先端面にかけて前記貫通穴を形成するだけで、圧縮したガスの一部を前記インペラの出口側と前記貫通穴の先端側開口部との間で循環させて、前記インペラの出口側へ向かって流れるガスの流量を実際の流量よりも多くすることができる。   When the flow rate (actual flow rate) of gas sucked from the suction port is reduced during operation of the centrifugal compressor, a part of the compressed gas is transferred from the outlet side of the impeller to the back side of the wheel (near the back side). ) Through the through hole. Then, the gas that has flowed into the through hole flows toward the tip of the through hole, and flows out from the opening on the tip side of the through hole. That is, without forming a treatment cavity inside the housing, only the through hole is formed from the rear surface of the wheel to the central portion or the tip surface of the outer peripheral surface, and a part of the compressed gas is discharged to the outlet side of the impeller. And the flow rate of the gas flowing toward the outlet side of the impeller can be made larger than the actual flow rate.

本発明によれば、前記ハウジングの内部にトリートメントキャビティを形成することなく、前記ホイールの背面から外周面の中央部又は先端面にかけて前記貫通穴を形成するだけで、前記インペラの出口側へ向かって流れるガスの流量を実際の流量よりも多くすることができるため、前記遠心圧縮機のコンパクト化及び前記遠心圧縮機の構成の簡略化を図りつつ、前記遠心圧縮機のサージングを抑制して、前記遠心圧縮機の作動域を低流量側に拡大することができる。   According to the present invention, without forming a treatment cavity inside the housing, only the through hole is formed from the rear surface of the wheel to the center portion or the front end surface of the outer peripheral surface, toward the outlet side of the impeller. Since the flow rate of the flowing gas can be larger than the actual flow rate, the surging of the centrifugal compressor is suppressed while reducing the size of the centrifugal compressor and simplifying the configuration of the centrifugal compressor. The operating range of the centrifugal compressor can be expanded to the low flow rate side.

図1は、第1実施形態に係る遠心圧縮機の部分側断面図である。FIG. 1 is a partial side sectional view of a centrifugal compressor according to a first embodiment. 図2は、第1実施形態に係る遠心圧縮機の側断面図である。FIG. 2 is a side sectional view of the centrifugal compressor according to the first embodiment. 図3は、第1実施形態に係る遠心圧縮機におけるホイールを先端側から見た図であって、フルブレード及びスプリッタブレードの形成箇所を二点鎖線で示してある。FIG. 3 is a view of the wheel in the centrifugal compressor according to the first embodiment as viewed from the front end side, and the formation positions of the full blade and the splitter blade are indicated by two-dot chain lines. 図4は、第2実施形態に係る遠心圧縮機の部分側断面図である。FIG. 4 is a partial side sectional view of a centrifugal compressor according to the second embodiment. 図5は、先行技術に係る遠心圧縮機の模式的な側断面図である。FIG. 5 is a schematic side sectional view of a centrifugal compressor according to the prior art.

(第1実施形態)
第1実施形態について図1から図3を参照して説明する。なお、図面中において、「F」は、前方向、「R」は、後方向をそれぞれ指してある。
(First embodiment)
A first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3. In the drawings, “F” indicates the forward direction, and “R” indicates the backward direction.

図1及び図2に示すように、第1実施形態に係る遠心圧縮機1は、過給機に用いられ、遠心力を利用して空気A(ガスの一例)を圧縮するものである。そして、本発明の実施形態に係る遠心圧縮機1の具体的な構成は、以下のようになる。   As shown in FIG.1 and FIG.2, the centrifugal compressor 1 which concerns on 1st Embodiment is used for a supercharger, and compresses air A (an example of gas) using a centrifugal force. And the specific structure of the centrifugal compressor 1 which concerns on embodiment of this invention is as follows.

本発明の実施形態に係る遠心圧縮機1は、ハウジング3を具備しており、このハウジング3は、内側にシュラウド(内壁)5sを有したハウジング本体5と、このハウジング本体5の後側に設けられたシールプレート(カバープレート)7等からなるものである。なお、シールプレート7は、過給機における別のハウジング(ベアリングハウジング)9に一体的に連結又は一体形成されてある。   A centrifugal compressor 1 according to an embodiment of the present invention includes a housing 3, and the housing 3 is provided on a housing main body 5 having a shroud (inner wall) 5 s on the inner side and a rear side of the housing main body 5. The seal plate (cover plate) 7 and the like. The seal plate 7 is integrally connected or integrally formed with another housing (bearing housing) 9 in the supercharger.

ハウジング本体5のシュラウド5s内には、インペラ11が回転可能に設けられている。具体的には、ハウジング本体5のシュラウド5s内には、ホイール13が設けられており、このホイール13の外周面13hは、ホイール13の軸方向から径方向外側(換言すれば、インペラ11の軸方向から径方向外側)に向かって延びてあって、ホイール13の背面13dは、シールプレート7に対向してある。また、ホイール13は、別のハウジング9に回転可能に設けられたロータ軸(タービン軸)15の一端部(前端部)に固定ナット17を介して一体的に連結されてあって、ホイール13の軸心13c(換言すれば、インペラ11の軸心又はロータ軸15の軸心)周りに回転可能である。更に、ホイール13の外周面13hには、軸長の異なる2種類のフルブレード19及びスプリッタブレード21が周方向に間隔を置いて交互に設けられており、2種類のブレード19,21は、複数枚のフルブレード19と、各隣接するフルブレード19間に配置されたスプリッタブレード21である。ここで、フルブレード19の前縁19fは、スプリッタブレード21の前縁21fよりも上流側(前側)に位置してあって、各フルブレード19の先端縁(外縁)19t及び各スプリッタブレード21の先端縁21tは、ハウジング本体5のシュラウド5sに沿うように延びている。なお、軸長の異なる2種類のブレード19,21を用いる代わりに、軸長の同じブレードを用いても構わない。   An impeller 11 is rotatably provided in the shroud 5s of the housing body 5. Specifically, a wheel 13 is provided in the shroud 5 s of the housing body 5, and the outer peripheral surface 13 h of the wheel 13 is radially outward from the axial direction of the wheel 13 (in other words, the shaft of the impeller 11. The rear surface 13 d of the wheel 13 faces the seal plate 7. The wheel 13 is integrally connected to one end portion (front end portion) of a rotor shaft (turbine shaft) 15 rotatably provided in another housing 9 via a fixing nut 17. It can rotate around the axis 13c (in other words, the axis of the impeller 11 or the axis of the rotor shaft 15). Furthermore, two types of full blades 19 and splitter blades 21 having different axial lengths are alternately provided on the outer peripheral surface 13h of the wheel 13 at intervals in the circumferential direction. One full blade 19 and a splitter blade 21 disposed between the adjacent full blades 19. Here, the front edge 19f of the full blade 19 is located on the upstream side (front side) of the front edge 21f of the splitter blade 21, and the front edge (outer edge) 19t of each full blade 19 and the splitter blade 21 The tip edge 21t extends along the shroud 5s of the housing body 5. Instead of using two types of blades 19 and 21 having different axial lengths, blades having the same axial length may be used.

ハウジング本体5の前側部には、空気Aをインペラ11側へ吸入(給気)する吸入口(給気口)23が形成されており、この吸入口23は、空気Aを浄化するエアクリーナ(図示省略)に接続可能である。また、ハウジング本体5におけるインペラ11の出口側(下流側)には、圧縮した空気Aを減速させて排気する環状のディフューザ流路25(排気流路の一例)が形成されており、ハウジング本体5の内部におけるディフューザ流路25の外周側には、渦巻き状のスクロール流路27(排気流路の一例)が形成されている。更に、ハウジング本体5の適宜位置には、空気Aを吐出する吐出口29が形成されており、この吐出口29は、スクロール流路27を介してディフューザ流路25に連通してあって、内燃機関の吸気マニホールド(図示省略)に接続可能である。   A suction port (supply port) 23 for sucking (supplying) air A to the impeller 11 is formed in the front side portion of the housing body 5, and this suction port 23 is an air cleaner (illustrated) for purifying the air A. (Omitted) can be connected. An annular diffuser flow path 25 (an example of an exhaust flow path) that decelerates and exhausts the compressed air A is formed on the outlet side (downstream side) of the impeller 11 in the housing main body 5. A spiral scroll channel 27 (an example of an exhaust channel) is formed on the outer peripheral side of the diffuser channel 25 in the interior. Further, a discharge port 29 for discharging air A is formed at an appropriate position of the housing body 5, and this discharge port 29 communicates with the diffuser flow path 25 via the scroll flow path 27, and is used as an internal combustion engine. It can be connected to an intake manifold (not shown) of the engine.

続いて、第1実施形態の特徴部分について説明する。   Then, the characteristic part of 1st Embodiment is demonstrated.

図1及び図3に示すように、ホイール13の背面13dから外周面13hの中央部にかけて、複数の貫通穴31が形成されており、複数の貫通穴31は、ホイール13の軸心13cを中心とした円周上に等間隔に配置されている。また、各貫通穴31は、ホイール13の軸方向へ平行に延びてあって、各貫通穴31の先端側開口部31aは、スプリッタブレード21の根本部に位置している。更に、各貫通穴31の基端側開口部31bは、圧縮した空気Aの一部をホイール13の背面13d側(ホイール13の背面13dとシールプレート7との間)から流入可能であって、各貫通穴31の先端側開口部31aは、圧縮した空気Aの一部を上流側(インペラ11の入口側)へ流出可能である。なお、ホイール13の先端面13tの一部が固定ナット17からはみ出ている場合には、複数の貫通穴31がホイール13の背面13dから先端面13tにかけて形成されるようにしても構わなく、貫通穴31の一部又は全部をホイール13の軸方向に対して傾斜させても構わない。   As shown in FIGS. 1 and 3, a plurality of through holes 31 are formed from the back surface 13 d of the wheel 13 to the central portion of the outer peripheral surface 13 h, and the plurality of through holes 31 are centered on the axis 13 c of the wheel 13. Are arranged at equal intervals on the circumference. Further, each through hole 31 extends in parallel to the axial direction of the wheel 13, and the front end side opening 31 a of each through hole 31 is located at the root of the splitter blade 21. Furthermore, the base end side opening part 31b of each through-hole 31 can flow in a part of the compressed air A from the back surface 13d side of the wheel 13 (between the back surface 13d of the wheel 13 and the seal plate 7), The front end side opening 31a of each through hole 31 can flow a part of the compressed air A to the upstream side (inlet side of the impeller 11). If a part of the tip surface 13t of the wheel 13 protrudes from the fixing nut 17, a plurality of through holes 31 may be formed from the back surface 13d of the wheel 13 to the tip surface 13t. A part or all of the hole 31 may be inclined with respect to the axial direction of the wheel 13.

続いて、第1実施形態の作用及び効果について説明する。   Then, the effect | action and effect of 1st Embodiment are demonstrated.

タービンホイール(図示省略)の回転によってロータ軸15を回転させて、インペラ11を一体的に回転させることにより、遠心力を利用して、吸入口23からインペラ11側に吸入した空気Aを圧縮することができる。そして、圧縮した空気Aは、ディフューザ流路25から排気され、スクロール流路27を経由して吐出口29から吐出される。   By rotating the rotor shaft 15 by the rotation of a turbine wheel (not shown) and rotating the impeller 11 integrally, the air A sucked into the impeller 11 side from the suction port 23 is compressed by utilizing centrifugal force. be able to. The compressed air A is exhausted from the diffuser flow path 25 and discharged from the discharge port 29 via the scroll flow path 27.

遠心圧縮機1の運転中に、吸入口23から吸入される空気Aの流量(実際の流量)が少なくなると、圧縮された空気Aの一部がインペラ11の出口側のハブ面(ホイール13の外周面13hに沿った面)付近からホイール13の背面13d側(背面13d付近)を経由して複数の貫通穴31内に流入する。そして、複数の貫通穴31内に流入した空気Aの一部が貫通穴31の先端方向へ流れて、複数の貫通穴31の先端側開口部31aから流出する。つまり、ハウジング3(ハウジング本体5)の内部にトリートメントキャビティ([背景技術]の説明を参照)を形成することなく、ホイール13の背面13dから外周面13hの中央部にかけて複数の貫通穴31を形成するだけで、圧縮した空気Aの一部をインペラ11の出口側と貫通穴31の先端部との間で循環させて、インペラ11の出口側へ向かって流れる空気Aの見かけの流量を実際の流量よりも多くすることができる。   If the flow rate (actual flow rate) of the air A sucked from the suction port 23 decreases during the operation of the centrifugal compressor 1, a part of the compressed air A is transferred to the hub surface (the wheel 13 of the wheel 13) on the outlet side of the impeller 11. It flows into the plurality of through holes 31 from the vicinity of the surface along the outer peripheral surface 13h via the back surface 13d side (near the back surface 13d) of the wheel 13. Then, a part of the air A that has flowed into the plurality of through holes 31 flows toward the distal end of the through holes 31 and flows out from the distal end side openings 31 a of the plurality of through holes 31. That is, a plurality of through holes 31 are formed from the back surface 13d of the wheel 13 to the central portion of the outer peripheral surface 13h without forming a treatment cavity (see the description of [Background Art]) inside the housing 3 (housing body 5). By simply circulating a part of the compressed air A between the outlet side of the impeller 11 and the tip of the through hole 31, the apparent flow rate of the air A flowing toward the outlet side of the impeller 11 is actually reduced. More than the flow rate.

また、前述のように、圧縮された空気Aの一部がインペラ11の出口側のハブ面付近からホイール13の背面13d側を経由して複数の貫通穴31内に流入するため、インペラ11の出口側のハブ面付近における逆流領域(剥離域)を低減することができる。   Further, as described above, a part of the compressed air A flows from the vicinity of the hub surface on the outlet side of the impeller 11 into the plurality of through holes 31 via the back surface 13d side of the wheel 13, so that the impeller 11 The backflow region (peeling region) in the vicinity of the hub surface on the outlet side can be reduced.

従って、第1実施形態によれば、ハウジング3の内部にトリートメントキャビティを形成することなく、ホイール13の背面13dから外周面13hの中央部にかけて複数の貫通穴31を形成するだけで、インペラ11の出口側へ向かって流れる空気Aの見かけの流量を実際の流量よりも多くできるため、遠心圧縮機1のコンパクト化及び遠心圧縮機1の構成の簡略化を図りつつ、遠心圧縮機1のサージングを抑制して、遠心圧縮機1の作動域を低流量側に拡大することができる。特に、インペラ11の出口側のハブ面付近における逆流領域を低減できるため、遠心圧縮機1のサージングを十分に抑制して、遠心圧縮機1の作動域を低流量側に更に拡大することができる。   Therefore, according to the first embodiment, without forming the treatment cavity inside the housing 3, it is only necessary to form the plurality of through holes 31 from the back surface 13 d of the wheel 13 to the center portion of the outer peripheral surface 13 h. Since the apparent flow rate of the air A flowing toward the outlet side can be larger than the actual flow rate, the centrifugal compressor 1 can be surging while reducing the size of the centrifugal compressor 1 and simplifying the configuration of the centrifugal compressor 1. It can suppress and can expand the operation area of the centrifugal compressor 1 to the low flow rate side. In particular, since the backflow region in the vicinity of the hub surface on the outlet side of the impeller 11 can be reduced, surging of the centrifugal compressor 1 can be sufficiently suppressed, and the operating range of the centrifugal compressor 1 can be further expanded to the low flow rate side. .

(第2実施形態)
第2実施形態について図4を参照して説明する。なお、図面中において、「F」は、前方向、「R」は、後方向をそれぞれ指してある。
(Second Embodiment)
A second embodiment will be described with reference to FIG. In the drawings, “F” indicates the forward direction, and “R” indicates the backward direction.

図4に示すように、第2実施形態に係る遠心圧縮機33は、第1実施形態に係る遠心圧縮機1(図1参照)と同様の構成を有しており、遠心圧縮機33の構成のうち、遠心圧縮機1の構成と異なる部分についてのみ説明する。なお、遠心圧縮機33における複数の構成要素のうち、遠心圧縮機1における構成要素と対応するものについては、図面中に同一番号を付する。   As shown in FIG. 4, the centrifugal compressor 33 according to the second embodiment has the same configuration as the centrifugal compressor 1 (see FIG. 1) according to the first embodiment, and the configuration of the centrifugal compressor 33. Among these, only the parts different from the configuration of the centrifugal compressor 1 will be described. In addition, about the component corresponding to the component in the centrifugal compressor 1 among several components in the centrifugal compressor 33, the same number is attached | subjected in drawing.

即ち、第2実施形態に係る遠心圧縮機33にあっては、各貫通穴31の先端側開口部31aの開口中心31acは、ハウジング本体5のシュラウド5s側でかつインペラ11の入口側を指向するようになっている。これにより、インペラ11の出口側へ向かって流れる空気Aのうち、ハウジング本体5のシュラウド5s側を流れる空気Aの見かけの流量を実際の流量よりも多くできる。   That is, in the centrifugal compressor 33 according to the second embodiment, the opening center 31ac of the distal end side opening 31a of each through hole 31 is directed to the shroud 5s side of the housing body 5 and the inlet side of the impeller 11. It is like that. Thereby, the apparent flow rate of the air A flowing in the shroud 5s side of the housing body 5 out of the air A flowing toward the outlet side of the impeller 11 can be made larger than the actual flow rate.

従って、第2実施形態によれば、第1実施形態の効果を奏する他に、遠心圧縮機33のサージングをより十分に抑制して、遠心圧縮機1の作動域を低流量側により一層拡大することができる。   Therefore, according to the second embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, surging of the centrifugal compressor 33 is more sufficiently suppressed, and the operating range of the centrifugal compressor 1 is further expanded on the low flow rate side. be able to.

なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限るものでなく、種々の態様で実施可能である。また、本発明に包含される権利範囲は、これらの実施形態に限定されないものである。   In addition, this invention is not restricted to description of the above-mentioned embodiment, It can implement in a various aspect. Further, the scope of rights encompassed by the present invention is not limited to these embodiments.

1 遠心圧縮機
3 ハウジング
5 ハウジング本体
5s シュラウド
7 シールプレート
11 インペラ
13 ホイール
13c ホイールの軸心
13d ホイールの背面
13h ホイールの外周面
13t ホイールの先端面
15 ロータ軸
19 フルブレード
19f フルブレードの前縁
19t フルブレードの先端縁
21 スプリッタブレード
21f スプリッタブレードの前縁
21t スプリッタブレードの先端縁
23 吸入口
25 ディフューザ流路(排気流路の一例)
27 スクロール流路(排気流路の一例)
29 吐出口
31 貫通穴
31a 貫通穴の先端側開口部
31ac 貫通穴の先端側開口部の開口中心
31b 貫通穴の基端側開口部
33 遠心圧縮機
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Centrifugal compressor 3 Housing 5 Housing main body 5s Shroud 7 Seal plate 11 Impeller 13 Wheel 13c Wheel shaft center 13d Wheel back surface 13h Wheel outer peripheral surface 13t Wheel front end surface 15 Rotor shaft 19 Full blade 19f Full blade front edge 19t Full blade front edge 21 Splitter blade 21f Splitter blade front edge 21t Splitter blade front edge 23 Suction port 25 Diffuser flow path (example of exhaust flow path)
27 Scroll channel (example of exhaust channel)
29 Discharge port 31 Through hole 31a Opening side opening 31ac of through hole Opening center 31b of opening side of opening side of through hole Proximal side opening part 33 of through hole

Claims (4)

遠心力を利用してガスを圧縮する遠心圧縮機において、
内側にシュラウドを有したハウジングと、
前記ハウジング内に回転可能に設けられ、軸心周りに回転可能かつ外周面が軸方向から径方向外側に向かって延びたホイール、及び前記ホイールの外周面に周方向に間隔を置いて設けられかつ先端縁が前記ハウジングの前記シュラウドに沿うように延びた複数枚のブレードを備えたインペラと、を具備し、
前記ハウジングにおける前記インペラの入口側にガスを吸入する吸入口が形成され、前記ハウジングの内部における前記インペラの出口側に圧縮したガスを排気する排気流路が形成され、
前記ホイールの背面から外周面の中央部又は先端面にかけて貫通穴が形成されていることを特徴とする遠心圧縮機。
In a centrifugal compressor that compresses gas using centrifugal force,
A housing having a shroud inside;
A wheel rotatably provided in the housing, rotatable around an axial center and having an outer peripheral surface extending radially outward from an axial direction; and an outer peripheral surface of the wheel provided at a circumferential interval; and An impeller having a plurality of blades extending so that a leading edge extends along the shroud of the housing;
An inlet for sucking gas is formed on the inlet side of the impeller in the housing, and an exhaust passage for exhausting compressed gas is formed on the outlet side of the impeller in the housing,
A centrifugal compressor characterized in that a through hole is formed from the rear surface of the wheel to the central portion or the front end surface of the outer peripheral surface.
複数枚の前記ブレードは、複数枚のフルブレードと、各隣接するフルブレード間に配置されかつ前縁が前記フルブレードの前縁よりも下流側に位置したスプリッタブレードとからなり、
前記貫通穴の先端側開口部が前記スプリッタブレードの前縁の根本部に位置していることを特徴とする請求項1に記載の遠心圧縮機。
The plurality of blades are composed of a plurality of full blades and a splitter blade disposed between adjacent full blades and having a leading edge located downstream of the front edge of the full blade,
2. The centrifugal compressor according to claim 1, wherein a front end side opening of the through hole is located at a root portion of a front edge of the splitter blade.
前記貫通穴の先端側開口部の開口中心が前記ハウジングの前記シュラウド側を指向していることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の遠心圧縮機。   3. The centrifugal compressor according to claim 1, wherein an opening center of a front end side opening portion of the through hole is directed to the shroud side of the housing. 前記貫通穴の個数が複数であって、複数の前記貫通穴が前記ホイールの軸心を中心とした円周上に等間隔に配置されていることを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれかの請求項に記載の遠心圧縮機。   The number of the through holes is a plurality, and the plurality of through holes are arranged at equal intervals on a circumference centered on the axis of the wheel. A centrifugal compressor according to any one of the claims.
JP2011130447A 2011-06-10 2011-06-10 Centrifugal compressor Active JP5803305B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011130447A JP5803305B2 (en) 2011-06-10 2011-06-10 Centrifugal compressor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011130447A JP5803305B2 (en) 2011-06-10 2011-06-10 Centrifugal compressor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013002280A true JP2013002280A (en) 2013-01-07
JP5803305B2 JP5803305B2 (en) 2015-11-04

Family

ID=47671128

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011130447A Active JP5803305B2 (en) 2011-06-10 2011-06-10 Centrifugal compressor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5803305B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015175251A (en) * 2014-03-13 2015-10-05 株式会社Ihi centrifugal compressor
JP2016191311A (en) * 2015-03-30 2016-11-10 三菱重工業株式会社 Impeller and centrifugal compressor
CN109424565A (en) * 2017-08-21 2019-03-05 林内株式会社 Centrifugal fan
CN114320950A (en) * 2020-09-30 2022-04-12 株式会社丰田自动织机 Centrifugal compressor

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010001868A (en) * 2008-06-23 2010-01-07 Toyota Motor Corp Centrifugal compressor

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010001868A (en) * 2008-06-23 2010-01-07 Toyota Motor Corp Centrifugal compressor

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015175251A (en) * 2014-03-13 2015-10-05 株式会社Ihi centrifugal compressor
JP2016191311A (en) * 2015-03-30 2016-11-10 三菱重工業株式会社 Impeller and centrifugal compressor
US10947988B2 (en) 2015-03-30 2021-03-16 Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation Impeller and centrifugal compressor
CN109424565A (en) * 2017-08-21 2019-03-05 林内株式会社 Centrifugal fan
JP2019035390A (en) * 2017-08-21 2019-03-07 リンナイ株式会社 Centrifugal fan
CN114320950A (en) * 2020-09-30 2022-04-12 株式会社丰田自动织机 Centrifugal compressor
CN114320950B (en) * 2020-09-30 2023-09-26 株式会社丰田自动织机 centrifugal compressor

Also Published As

Publication number Publication date
JP5803305B2 (en) 2015-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5444836B2 (en) Centrifugal compressor
EP2886875B1 (en) Centrifugal compressor
US9816523B2 (en) Centrifugal compressor
JP2015014252A (en) Variable nozzle unit and variable displacement type supercharger
JP5803305B2 (en) Centrifugal compressor
JP5849445B2 (en) Variable nozzle unit and variable capacity turbocharger
JP2009068372A (en) Centrifugal compressor
JP2013040587A (en) Centrifugal compressor
US20150354588A1 (en) Centrifugal compressor
JP6625572B2 (en) Exhaust region of exhaust driven turbocharger turbine
JP6357830B2 (en) Compressor impeller, centrifugal compressor, and supercharger
JP2015031237A (en) Variable nozzle unit and variable displacement type supercharger
JP2015194091A (en) Compressor impeller, centrifugal compressor and supercharger
JP2010190149A (en) Centrifugal compressor
JP5182519B2 (en) Centrifugal compressor
JP6036286B2 (en) Radial turbine and turbocharger
JP2016108994A (en) Compressor impeller, centrifugal compressor, and supercharger
JP2016061223A (en) Turbo rotary machine
JP5565159B2 (en) Variable capacity turbine
JP2014234803A (en) Variable displacement turbine and variable displacement supercharger
JP2015031219A (en) Radial turbine and supercharger
JP5830991B2 (en) Centrifugal compressor
JP5998447B2 (en) Centrifugal compressor and supercharger for vehicle
JP2012177357A (en) Radial turbine and supercharger
JP6019701B2 (en) Turbocharger

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140424

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150109

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150120

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150226

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150804

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150817

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5803305

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250