JP2015190382A - compressor impeller, centrifugal compressor, and supercharger - Google Patents

compressor impeller, centrifugal compressor, and supercharger Download PDF

Info

Publication number
JP2015190382A
JP2015190382A JP2014068297A JP2014068297A JP2015190382A JP 2015190382 A JP2015190382 A JP 2015190382A JP 2014068297 A JP2014068297 A JP 2014068297A JP 2014068297 A JP2014068297 A JP 2014068297A JP 2015190382 A JP2015190382 A JP 2015190382A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
compressor
blade
inlet
centrifugal
blade angle
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
JP2014068297A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6357830B2 (en
Inventor
章弘 山方
Akihiro Yamagata
章弘 山方
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 JP2014068297A priority Critical patent/JP6357830B2/en
Publication of JP2015190382A publication Critical patent/JP2015190382A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6357830B2 publication Critical patent/JP6357830B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Supercharger (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To sufficiently enlarge the actuation area of a centrifugal compressor 29 onto a large flow rate side, and to promote improvement in compressor efficiency of the centrifugal compressor 29 in the actuation area of a small flow rate side.SOLUTION: A plurality of compressor blades 41 are integrally formed at an equal interval in a circumferential direction on a hub face 39h of a compressor disk 39; an inlet blade angle θm of a mid-span in each compressor blade 41 is set so as to be larger than an inlet blade angle θt of a tip end thereof; the inlet blade angle θm of the mid-span in each compressor blade 41 is set to 55-65 degrees; the inlet blade angle θt of the tip end in each compressor blade 41 is set to 50-60 degrees; and an inlet blade angle θh of a hub end in each compressor blade 41 is set to 30-40 degrees.

Description

本発明は、遠心力を利用して空気等の流体を圧縮する遠心圧縮機、及びこの遠心圧縮機に用いられる圧縮機インペラ等に関する。   The present invention relates to a centrifugal compressor that compresses a fluid such as air using centrifugal force, a compressor impeller used in the centrifugal compressor, and the like.

近年、過給機、産業機械、ガスタービン等に用いられる遠心圧縮機について種々の研究開発がなされており、一般的な遠心圧縮機の構成について簡単に説明すると、次のようになる(特許文献1及び特許文献2等参照)。   In recent years, various research and development have been conducted on centrifugal compressors used in superchargers, industrial machines, gas turbines, etc. The configuration of a general centrifugal compressor will be briefly described as follows (Patent Literature). 1 and Patent Document 2).

一般的な遠心圧縮機は、圧縮機ハウジングを具備しており、この圧縮機ハウジングは、内側に、シュラウドを有している。そして、圧縮機ハウジング内には、圧縮機インペラがその軸心(圧縮機インペラの軸心)周りに回転可能に設けられている。また、圧縮機インペラは、圧縮機ディスクを備えており、この圧縮機ディスクのハブ面は、軸方向一方側(圧縮機インペラの軸方向の一方側)から半径方向外側(圧縮機インペラの半径方向の外側)に向かって延びている。更に、圧縮機ディスクのハブ面には、複数の圧縮機ブレードが周方向(ハブ面の周方向)に間隔を置いて一体的に設けられている。ここで、各圧縮機ブレードのチップ(先端縁)は、圧縮機ハウジングのシュラウドに沿うように延びている。圧縮機ブレードの入口羽根角は、圧縮機ブレードに対する流体の相対流入角(圧縮機インペラの軸方向と流体の流入方向とのなす角度)のスパン方向の変化に対応して、前縁のハブ端からチップ端にかけて漸次大きくなるように設定されている(図3の破線部分を参照)。   A typical centrifugal compressor includes a compressor housing, and the compressor housing has a shroud inside. A compressor impeller is provided in the compressor housing so as to be rotatable around its axis (axis of the compressor impeller). The compressor impeller includes a compressor disk, and the hub surface of the compressor disk is radially outward from one axial side (one axial side of the compressor impeller) (radial direction of the compressor impeller). The outside). Furthermore, a plurality of compressor blades are integrally provided on the hub surface of the compressor disk at intervals in the circumferential direction (circumferential direction of the hub surface). Here, the tip (tip edge) of each compressor blade extends along the shroud of the compressor housing. The inlet blade angle of the compressor blade corresponds to the change in the span direction of the relative inflow angle of the fluid with respect to the compressor blade (the angle between the axial direction of the compressor impeller and the inflow direction of the fluid). It is set so as to gradually increase from the tip end to the tip end (see the broken line portion in FIG. 3).

特開2011−80411号公報JP 2011-80411 A 特開2009−150245号公報JP 2009-150245 A

ところで、近年、流体の相対流入角が大きくなる小流量側の作動域において、遠心圧縮機の圧縮機効率の向上の要請が強くなっている。その要請に応えるためには、圧縮機ブレードの入口羽根角を大きくすることによって、流体の相対流入角と圧縮機ブレードの入口羽根角との差であるインシデンスを小さくして、流体の剥離を抑制するという手法が考えられる。一方、圧縮機ブレードの入口羽根角を大きくすると、各隣接する2つの圧縮機ブレード間が狭くなって、遠心圧縮機のチョーク流量(チョークマージン)が減少して、遠心圧縮機の作動域を大流量側へ拡大することが困難になる。つまり、遠心圧縮機の作動域を大流量側へ十分に拡大させつつ、小流量側の作動域における遠心圧縮機の圧縮機効率の向上を促進することは容易でないという問題がある。   By the way, in recent years, there is an increasing demand for improvement of the compressor efficiency of the centrifugal compressor in the operation region on the small flow rate side where the relative inflow angle of the fluid becomes large. In order to meet this demand, by increasing the inlet blade angle of the compressor blade, the incidence, which is the difference between the relative inlet angle of the fluid and the inlet blade angle of the compressor blade, is reduced, and fluid separation is suppressed. The method of doing is conceivable. On the other hand, when the inlet blade angle of the compressor blade is increased, the distance between two adjacent compressor blades is narrowed, the choke flow rate (choke margin) of the centrifugal compressor is reduced, and the operating range of the centrifugal compressor is increased. It becomes difficult to expand to the flow rate side. That is, there is a problem that it is not easy to promote the improvement of the compressor efficiency of the centrifugal compressor in the operation region on the small flow rate side while sufficiently expanding the operation region of the centrifugal compressor to the large flow rate side.

そこで、本発明は、前述の問題を解決することができる、新規な構成からなる圧縮機インペラ及び遠心圧縮機等を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a compressor impeller, a centrifugal compressor, and the like having a novel configuration that can solve the above-described problems.

本発明の発明者は、前述の問題を解決するために、試行錯誤を繰り返した結果、圧縮機ブレードが羽根形状を維持した上で、各圧縮機ブレードの入口羽根角に前縁のハブ端からチップ端に亘って所定の分布(変化)を与えることにより、遠心圧縮機のチョーク流量の減少を抑えつつ、各圧縮機ブレードの入口羽根角を前縁のハブ端からチップ端にかけて漸次大きくなるようにした場合に比べて、小流量側における遠心圧縮機の圧縮機効率を高めることができるという、新規な知見を得ることができ、本発明を完成するに至った(後述の実施例参照)。ここで、「所定の変化を与える」とは、各圧縮機ブレードのミッドスパンの入口羽根角を平均の入口羽根角よりも十分に大きくし、かつ各圧縮機ブレードのチップ端の入口羽根角を平均の入口羽根角に近づけるか又は平均の入口羽根角よりも小さくすることをいう。また、「平均の入口羽根角」とは、最小の入口羽根角と最大の入口羽根角の真中の入口羽根角のことをいう。   The inventor of the present invention has repeated trial and error in order to solve the above-mentioned problems. As a result, the compressor blades maintain the blade shape, and the inlet blade angle of each compressor blade is changed from the hub end of the leading edge. By giving a predetermined distribution (change) over the tip end, the inlet blade angle of each compressor blade is gradually increased from the hub end of the leading edge to the tip end while suppressing a decrease in the choke flow rate of the centrifugal compressor. Compared with the case where it made it, the novel knowledge that the compressor efficiency of the centrifugal compressor in the small flow rate side can be improved was acquired, and it came to complete this invention (refer the below-mentioned Example). Here, “giving a predetermined change” means that the inlet blade angle of the midspan of each compressor blade is sufficiently larger than the average inlet blade angle, and the inlet blade angle at the tip end of each compressor blade is This means approaching the average inlet blade angle or making it smaller than the average inlet blade angle. The “average inlet blade angle” refers to the middle inlet blade angle between the minimum inlet blade angle and the maximum inlet blade angle.

本発明の第1の特徴は、遠心力を利用して流体を圧縮する遠心圧縮機に用いられる圧縮機インペラにおいて、ハブ面が軸方向一方側から半径方向外側に向かって延びた圧縮機ディスクと、前記圧縮機ディスクのハブ面にその周方向(ハブ面の周方向)に間隔を置いて一体的に設けられた複数の圧縮機ブレードと、を具備し、各圧縮機ブレードにおけるミッドスパン(ミーン)の入口羽根角がチップ端の入口羽根角以上に設定されていることを要旨とする。   A first feature of the present invention is a compressor impeller for use in a centrifugal compressor that compresses a fluid using centrifugal force, a compressor disk having a hub surface extending radially outward from one side in the axial direction; A plurality of compressor blades integrally provided on the hub surface of the compressor disk at intervals in the circumferential direction thereof (circumferential direction of the hub surface). ) Is set to be larger than the inlet blade angle at the tip end.

ここで、本願の明細書及び特許請求の範囲において、「流体」とは、空気等のガスを含む意であって、「遠心圧縮機」とは、車両用過給機等の過給機に用いられる遠心圧縮機だけでなく、産業用遠心圧縮機、ガスタービン用遠心圧縮機等を含む意である。また、「軸方向一方側」とは、軸方向の一方側のことをいい、「軸方向」とは、特に断らない限り、圧縮機インペラの軸方向のことをいい、「半径方向外側」とは、半径方向の外側のことをいい、「半径方向」とは、特に断らない限り、圧縮機インペラの半径方向のことをいい、「一体的に設けられ」とは、一体形成されたことを含む意である。更に、「ミッドスパン」とは、ハブ端を基準として50%スパン位置の部位ことをいい、「ハブ端」とは、圧縮機ディスクのハブ面側の端、換言すれば、スパン位置の基準になる0%スパン位置の部位のことをいい、「チップ端」とは、ハブ端の反対側の端、換言すれば、ハブ端を基準として100%スパン位置の部位のことをいう。   Here, in the specification and claims of the present application, “fluid” means that gas such as air is included, and “centrifugal compressor” is a supercharger such as a supercharger for vehicles. It is intended to include not only the centrifugal compressors used but also industrial centrifugal compressors, gas turbine centrifugal compressors, and the like. Further, “one axial direction” means one axial direction, and “axial direction” means the axial direction of the compressor impeller unless otherwise specified, and “radially outward”. Means the outside in the radial direction, “radial direction” means the radial direction of the compressor impeller unless otherwise specified, and “provided integrally” means being integrally formed. It is meant to include. Furthermore, “midspan” means the part at 50% span position with respect to the hub end, and “hub end” means the end of the compressor disk on the hub surface side, in other words, the span position reference. The “tip end” means the end opposite to the hub end, in other words, the portion at the 100% span position with respect to the hub end.

第1の特徴によると、各圧縮機ブレードにおけるミッドスパンの入口羽根角がチップ端の入口羽根角以上に設定されているため、各圧縮機ブレードのミッドスパンの入口羽根角を平均の入口羽根角よりも十分に大きくし、かつ各圧縮機ブレードのチップ端の入口羽根角を平均の入口羽根角に近づけるか又は平均の入口羽根角よりも小さくすることができる。これにより、前記遠心圧縮機に前述の新規な知見を適用することができる。   According to the first feature, since the inlet blade angle of the midspan in each compressor blade is set to be equal to or larger than the inlet blade angle at the tip end, the inlet blade angle of the midspan of each compressor blade is set to the average inlet blade angle. And the inlet blade angle at the tip end of each compressor blade can be close to the average inlet blade angle or smaller than the average inlet blade angle. Thereby, the above-mentioned novel knowledge can be applied to the centrifugal compressor.

本発明の第2の特徴は、遠心力を利用して流体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圧縮機ハウジングと、前記圧縮機ハウジング内に回転可能に設けられ、第1の特徴からなる圧縮機インペラと、を具備したことを要旨とする。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a centrifugal compressor that compresses a fluid using a centrifugal force, a compressor housing having a shroud on the inside thereof, a rotary housing provided in the compressor housing so as to be rotatable, The gist of the invention is that it includes a compressor impeller having features.

第2の特徴によると、第1の特徴による作用と同様の作用を奏する他に、前記インペラをその軸心(前記インペラの軸心)周りに回転させることにより、前記圧縮機ハウジング内に取入れた流体を圧縮することができる。一方、圧縮した流体(圧縮流体)は、前記圧縮機ハウジングの外側へ排出される。   According to the second feature, in addition to having the same effect as that of the first feature, the impeller is taken into the compressor housing by rotating the impeller around its axis (axis of the impeller). The fluid can be compressed. On the other hand, the compressed fluid (compressed fluid) is discharged to the outside of the compressor housing.

本発明の第3の特徴は、エンジンからの排気ガスの圧力エネルギーを利用して、前記エンジン側に供給される空気を過給する過給機において、第2の特徴からなる遠心圧縮機を具備したことを要旨とする。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a supercharger that supercharges air supplied to the engine side using pressure energy of exhaust gas from the engine, and includes the centrifugal compressor according to the second aspect. The summary is as follows.

本発明の第3の特徴によると、第2の特徴による作用と同様の作用を奏する。   According to the 3rd characteristic of this invention, there exists an effect | action similar to the effect | action by a 2nd characteristic.

本発明によれば、前記遠心圧縮機に前述の新規な知見を適用できるため、前記遠心圧縮機のチョーク流量(チョークマージン)の減少を抑えつつ、各圧縮機ブレードの入口羽根角を前縁のハブ端からチップ端にかけて漸次大きくなるようにした場合に比べて、小流量側の作動域における前記遠心圧縮機の圧縮機効率を高めることができる。つまり、本発明によれば、前記遠心圧縮機の作動域を大流量側へ十分に拡大させつつ、小流量側の作動域における前記遠心圧縮機の圧縮機効率の向上を促進することができる。   According to the present invention, since the above-mentioned novel knowledge can be applied to the centrifugal compressor, the inlet blade angle of each compressor blade is set to the leading edge while suppressing a decrease in the choke flow rate (choke margin) of the centrifugal compressor. The compressor efficiency of the centrifugal compressor in the operating region on the small flow rate side can be increased as compared with the case where it gradually increases from the hub end to the tip end. That is, according to the present invention, it is possible to promote the improvement of the compressor efficiency of the centrifugal compressor in the operating region on the small flow rate side while sufficiently expanding the operating region of the centrifugal compressor to the large flow rate side.

図1(a)は、本発明の実施形態に係る圧縮機インペラの正面図、図1(b)は、本発明の実施形態に係る圧縮機インペラの側面図である。Fig.1 (a) is a front view of the compressor impeller which concerns on embodiment of this invention, FIG.1 (b) is a side view of the compressor impeller which concerns on embodiment of this invention. 図2は、圧縮機ブレードにおけるハブ端、ミッドスパン、及びチップ端の入口羽根角を説明する図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the inlet blade angles of the hub end, midspan, and tip end of the compressor blade. 図3は、本発明の実施形態(発明例)の場合及び従来例の場合において、圧縮機ブレードの入口羽根角と圧縮機ブレードの前縁のスパン位置との関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the inlet blade angle of the compressor blade and the span position of the leading edge of the compressor blade in the embodiment (invention example) of the present invention and the conventional example. 図4は、本発明の実施形態に係る遠心圧縮機の側断面図である。FIG. 4 is a sectional side view of the centrifugal compressor according to the embodiment of the present invention. 図5は、本発明の実施形態に係る車両用過給機の側断面図である。FIG. 5 is a side sectional view of the supercharger for a vehicle according to the embodiment of the present invention. 図6(a)は、従来例に係る圧縮機インペラの正面図、図6(b)は、従来例に係る圧縮機インペラの側面図である。6A is a front view of a compressor impeller according to a conventional example, and FIG. 6B is a side view of the compressor impeller according to the conventional example. 図7(a)は、発明例及び従来例の場合における流量と圧縮機効率との関係を示す図、図7(b)は、発明例及び従来例の場合における流量と圧力比との関係を示す図である。FIG. 7A is a diagram showing the relationship between the flow rate and the compressor efficiency in the case of the invention example and the conventional example, and FIG. 7B is the relationship between the flow rate and the pressure ratio in the case of the invention example and the conventional example. FIG. 図8(a)は、小流量側の作動域における圧縮機インペラの入口側から出口側にかけて流れ場の状態を示す流跡線図、図8(b)は、大流量側の作動域における圧縮機インペラの入口側から出口側にかけて流れ場の状態を示す流跡線図である。FIG. 8A is a trajectory diagram showing the state of the flow field from the inlet side to the outlet side of the compressor impeller in the operating region on the small flow rate side, and FIG. 8B is the compression in the operating region on the large flow rate side. It is a trajectory diagram which shows the state of a flow field from the entrance side to the exit side of a machine impeller.

本発明の実施形態及び実施例について図1から図8(a)(b)を参照して説明する。なお、図面に示すとおり、「F」は、前方向、「R」は、後方向、「AD」は、軸方向、「BD」は、半径方向、「BDi」は、半径方向内側、「BDo」は、半径方向外側、「CD」は、圧縮機インペラの回転方向である。   Embodiments and examples of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 8A and 8B. As shown in the drawings, “F” is the forward direction, “R” is the backward direction, “AD” is the axial direction, “BD” is the radial direction, “BDi” is the radially inner side, “BDo” "Is radially outward, and" CD "is the direction of rotation of the compressor impeller.

(本発明の実施形態)
図5に示すように、本発明の実施形態に係る車両用過給機(過給機の一例)1は、エンジン(図示省略)からの排気ガス(ガスの一例)の圧力エネルギーを利用して、エンジンに供給される空気を過給(圧縮)するものである。そして、車両用過給機1の具体的な構成等は、以下のようになる。
(Embodiment of the present invention)
As shown in FIG. 5, a vehicle supercharger (an example of a supercharger) 1 according to an embodiment of the present invention utilizes pressure energy of exhaust gas (an example of gas) from an engine (not shown). The air supplied to the engine is supercharged (compressed). And the specific structure of the supercharger 1 for vehicles is as follows.

車両用過給機1は、軸受ハウジング3を具備しており、軸受ハウジング3内には、一対のラジアル軸受5及び一対のスラスト軸受7が設けられている。また、複数の軸受5,7には、前後方向へ延びたロータ軸(回転軸)9が回転可能に設けられており、換言すれば、軸受ハウジング3には、ロータ軸9が複数の軸受5,7を介して回転可能に設けられている。   The vehicle supercharger 1 includes a bearing housing 3, and a pair of radial bearings 5 and a pair of thrust bearings 7 are provided in the bearing housing 3. The plurality of bearings 5 and 7 are provided with a rotor shaft (rotating shaft) 9 extending in the front-rear direction so as to be rotatable. In other words, the rotor shaft 9 is provided in the bearing housing 3 with the plurality of bearings 5. , 7 are rotatably provided.

軸受ハウジング3の後側には、排気ガスの圧力エネルギーを利用して回転力(回転トルク)を発生させるラジアルタービン11が配設されており、このラジアルタービン11の構成は、次のようになる。   A radial turbine 11 that generates a rotational force (rotational torque) using the pressure energy of the exhaust gas is disposed on the rear side of the bearing housing 3, and the configuration of the radial turbine 11 is as follows. .

軸受ハウジング3の後側には、タービンハウジング13が設けられており、このタービンハウジング13は、内側に、シュラウド13sを有している。また、タービンハウジング13内には、タービンインペラ15がその軸心(タービンインペラ15の軸心、換言すれば、ロータ軸9の軸心)C周りに回転可能に設けられており、このタービンインペラ15は、ロータ軸9の後端部に同心上に一体的に連結されている。そして、タービンインペラ15は、タービンディスク17を備えており、このタービンディスク17のハブ面17hは、後側から半径方向外側(タービンインペラ15の半径方向の外側)へ延びている。更に、タービンディスク17のハブ面17hには、複数のタービンブレード19が周方向(ハブ面17hの周方向)に等間隔に一体形成されており、各タービンブレード19のチップ(先端縁)19tは、タービンハウジング13のシュラウド13sに沿うように延びている。   A turbine housing 13 is provided on the rear side of the bearing housing 3, and the turbine housing 13 has a shroud 13 s inside. A turbine impeller 15 is provided in the turbine housing 13 so as to be rotatable around its axis C (the axis of the turbine impeller 15, in other words, the axis of the rotor shaft 9) C. Are concentrically and integrally connected to the rear end of the rotor shaft 9. The turbine impeller 15 includes a turbine disk 17, and a hub surface 17 h of the turbine disk 17 extends radially outward from the rear side (outside in the radial direction of the turbine impeller 15). Further, a plurality of turbine blades 19 are integrally formed on the hub surface 17h of the turbine disk 17 at equal intervals in the circumferential direction (circumferential direction of the hub surface 17h), and the tip (tip edge) 19t of each turbine blade 19 is The turbine housing 13 extends along the shroud 13s.

タービンハウジング13の適宜位置には、排気ガスをタービンハウジング13内に取入れるための排気取入口21が形成されており、この排気取入口21は、エンジンの排気マニホールド(図示省略)に接続可能である。また、タービンハウジング13の内部におけるタービンインペラ15の入口側(排気ガスの主流方向の上流側)には、渦巻き状のタービンスクロール流路23が形成されており、このタービンスクロール流路23は、排気取入口21に連通してある。更に、タービンハウジング13におけるタービンインペラ15の出口側(排気ガスの主流方向の下流側)には、排気ガスを排出するための排気排出口25が形成されており、この排気排出口25は、接続管(図示省略)を介して排気ガス浄化装置(図示省略)に接続可能である。   An exhaust intake 21 for taking in exhaust gas into the turbine housing 13 is formed at an appropriate position of the turbine housing 13, and this exhaust intake 21 can be connected to an engine exhaust manifold (not shown). is there. Further, a spiral turbine scroll passage 23 is formed on the inlet side of the turbine impeller 15 in the turbine housing 13 (upstream side in the main flow direction of the exhaust gas). It communicates with the intake 21. Further, an exhaust discharge port 25 for discharging exhaust gas is formed on the outlet side of the turbine impeller 15 in the turbine housing 13 (downstream side in the main flow direction of the exhaust gas). The exhaust discharge port 25 is connected to the turbine impeller 15. It can be connected to an exhaust gas purification device (not shown) via a pipe (not shown).

なお、軸受ハウジング3の後側面には、タービンインペラ15側からの熱を遮蔽する環状の遮熱板27が設けられており、この遮熱板27の外縁部27oは、軸受ハウジング3とタービンハウジング13によって挟持されている。   An annular heat shield plate 27 that shields heat from the turbine impeller 15 side is provided on the rear side surface of the bearing housing 3, and an outer edge portion 27o of the heat shield plate 27 is formed between the bearing housing 3 and the turbine housing. 13.

軸受ハウジング3の前側には、遠心力を利用して空気を圧縮する遠心圧縮機29が配設されており、この遠心圧縮機29の構成は、次のようになる。   A centrifugal compressor 29 that compresses air by using centrifugal force is disposed on the front side of the bearing housing 3. The configuration of the centrifugal compressor 29 is as follows.

図4に示すように、軸受ハウジング3の前側には、圧縮機ハウジング31が設けられている。また、圧縮機ハウジング31は、内側にシュラウド33sを有したハウジング本体33と、このハウジング本体33の後側に設けられかつ軸受ハウジング3の前側部に一体的に連結された環状のシールプレート35とを備えている。   As shown in FIG. 4, a compressor housing 31 is provided on the front side of the bearing housing 3. The compressor housing 31 includes a housing main body 33 having a shroud 33 s inside, and an annular seal plate 35 provided on the rear side of the housing main body 33 and integrally connected to the front side portion of the bearing housing 3. It has.

図1(a)(b)及び図4に示すように、圧縮機ハウジング31内には、圧縮機インペラ37がその軸心(圧縮機インペラ37の軸心、換言すれば、ロータ軸9の軸心)C周りに回転可能に設けられており、この圧縮機インペラ37は、ロータ軸9の前端部に同心上に一体的に連結されている。また、圧縮機インペラ37は、ロータ軸9の前端部に一体的に連結した圧縮機ディスク39を備えており、この圧縮機ディスク39のハブ面39hは、前側(圧縮機インペラ37の軸方向の一方側)から半径方向外側(圧縮機インペラ37の半径方向の外側)へ延びている。   As shown in FIGS. 1A and 1B and FIG. 4, a compressor impeller 37 has a shaft center (an axis of the compressor impeller 37, in other words, a shaft of the rotor shaft 9) in the compressor housing 31. Center) The compressor impeller 37 is provided so as to be rotatable around C. The compressor impeller 37 is concentrically and integrally connected to the front end portion of the rotor shaft 9. The compressor impeller 37 includes a compressor disk 39 integrally connected to the front end portion of the rotor shaft 9, and the hub surface 39 h of the compressor disk 39 is arranged on the front side (in the axial direction of the compressor impeller 37). One side) extends outward in the radial direction (outside in the radial direction of the compressor impeller 37).

圧縮機ディスク39のハブ面39hには、複数の圧縮機ブレード41が周方向(ハブ面39hの周方向)に等間隔に一体形成されている。また、圧縮機ディスク39のハブ面39hにおける各隣接する2つの圧縮機ブレード41間には、圧縮機ブレード41よりも短いコード長の短ブレード(スプリッタブレード)43が一体形成されている。換言すれば、圧縮機ディスク39のハブ面39hには、圧縮機ブレード41と短ブレード43が周方向に間隔を置いて交互に一体形成されている。ここで、各圧縮機ブレード41のチップ(先端縁)41t及び各短ブレード43のチップ43tは、ハウジング本体33のシュラウド33sに沿うように延びており、各短ブレード43の前縁43aは、圧縮機ブレード41の前縁41aよりも空気の主流方向の下流側に位置している。なお、圧縮機インペラ37の構成要素から複数の短ブレード43を省略しても構わない。   A plurality of compressor blades 41 are integrally formed on the hub surface 39h of the compressor disk 39 at equal intervals in the circumferential direction (the circumferential direction of the hub surface 39h). A short blade (splitter blade) 43 having a cord length shorter than that of the compressor blade 41 is integrally formed between two adjacent compressor blades 41 on the hub surface 39 h of the compressor disk 39. In other words, the compressor blades 41 and the short blades 43 are alternately and integrally formed on the hub surface 39h of the compressor disk 39 at intervals in the circumferential direction. Here, the tip (tip edge) 41t of each compressor blade 41 and the tip 43t of each short blade 43 extend along the shroud 33s of the housing body 33, and the front edge 43a of each short blade 43 is compressed. It is located downstream of the leading edge 41a of the machine blade 41 in the main air flow direction. The plurality of short blades 43 may be omitted from the components of the compressor impeller 37.

図4に示すように、圧縮機ハウジング31における圧縮機インペラ37の入口側(空気の主流方向の上流側)には、空気を圧縮機ハウジング31内に取入れるための流体取入口としての空気取入口45が形成されており、この空気取入口45は、空気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、圧縮機ハウジング31内における圧縮機インペラ37の出口側(空気の主流方向の下流側)には、圧縮された空気を昇圧する環状のディフューザ流路47が形成されている。更に、圧縮機ハウジング31の内部には、渦巻き状の圧縮機スクロール流路49が形成されており、この圧縮機スクロール流路49は、ディフューザ流路47に連通してある。そして、圧縮機ハウジング31の適宜位置には、圧縮された空気を圧縮機ハウジング31の外側へ排出するための空気排出口51が形成されており、この空気排出口51は、圧縮機スクロール流路49に連通しかつエンジンの吸気マニホールド(図示省略)に接続可能である。   As shown in FIG. 4, on the inlet side of the compressor impeller 37 in the compressor housing 31 (upstream side in the main air flow direction), air intake as a fluid intake for taking air into the compressor housing 31 is provided. An inlet 45 is formed, and the air intake 45 can be connected to an air cleaner (not shown) for purifying air. An annular diffuser flow path 47 that pressurizes the compressed air is formed on the outlet side of the compressor impeller 37 in the compressor housing 31 (downstream side in the main air flow direction). Further, a spiral compressor scroll channel 49 is formed inside the compressor housing 31, and the compressor scroll channel 49 communicates with the diffuser channel 47. An air discharge port 51 for discharging the compressed air to the outside of the compressor housing 31 is formed at an appropriate position of the compressor housing 31, and the air discharge port 51 has a compressor scroll flow path. 49 and can be connected to an intake manifold (not shown) of the engine.

続いて、本発明の実施形態に係る圧縮機インペラ37の特徴部分について説明する。   Then, the characteristic part of the compressor impeller 37 which concerns on embodiment of this invention is demonstrated.

図1(a)(b)及び図2に示すように、各圧縮機ブレード41におけるミッドスパンの入口羽根角(軸方向と前縁41aのミッドスパン41amの翼厚中心線41cとのなす角)θmは、チップ端の入口羽根角(軸方向と前縁41aのチップ端41atの翼厚中心線41cとのなす角)θt以上に設定されている。また、各圧縮機ブレード41におけるチップ端の入口羽根角θt及びミッドスパンの入口羽根角θmは、ハブ端の入口羽根角(軸方向と前縁41aのハブ端41ahの翼厚中心線41cとのなす角)θhよりも大きく設定されている。   As shown in FIGS. 1A, 1B, and 2, the midspan inlet blade angle (the angle formed between the axial direction and the blade thickness center line 41c of the midspan 41am of the leading edge 41a) in each compressor blade 41. θm is set to be not less than the inlet blade angle at the tip end (the angle formed between the axial direction and the blade thickness center line 41c of the tip end 41at of the leading edge 41a) θt. Further, the inlet blade angle θt at the tip end and the inlet blade angle θm at the midspan of each compressor blade 41 are determined from the inlet blade angle at the hub end (the axial direction and the blade thickness center line 41c at the hub end 41ah of the leading edge 41a). It is set larger than the angle formed by θh.

ここで、各圧縮機ブレード41のミッドスパンの入口羽根角θmは、55〜65度に設定されている。55度以上に設定されるようにしたのは、55度未満であると、圧縮機ブレード41のミッドスパンの入口羽根角θmを平均の入口羽根角Aθ(図3参照)よりも十分に大きくすることが困難になるからである。65度以下に設定されるようにしたのは、65度を超えると、圧縮機ブレード41が羽根形状を維持した上で、圧縮機ブレード41のチップ端の入口羽根角θtを平均の入口羽根角Aθに近づけることが困難になるからである。   Here, the midspan inlet blade angle θm of each compressor blade 41 is set to 55 to 65 degrees. If the angle is set to 55 degrees or more, and less than 55 degrees, the inlet blade angle θm of the midspan of the compressor blade 41 is made sufficiently larger than the average inlet blade angle Aθ (see FIG. 3). This is because it becomes difficult. The reason why the angle is set to 65 degrees or less is that when the angle exceeds 65 degrees, the compressor blade 41 maintains the blade shape, and the inlet blade angle θt at the tip end of the compressor blade 41 is set to the average inlet blade angle. This is because it becomes difficult to approach Aθ.

各圧縮機ブレード41のチップ端の入口羽根角θtは、50〜60度に設定されている。50度以上に設定されるようにしたのは、50度未満であると、圧縮機ブレード41が羽根形状を維持した上で、圧縮機ブレード41のミッドスパンの入口羽根角θmを平均の入口羽根角Aθよりも十分に大きくすることが困難になるからである。60度以下に設定されるようにしたのは、60度を超えると、圧縮機ブレード41のチップ端の入口羽根角θtを平均の入口羽根角Aθに近づけることが困難になるからである。   The inlet blade angle θt at the tip end of each compressor blade 41 is set to 50 to 60 degrees. When the angle is less than 50 degrees, the compressor blade 41 maintains the blade shape, and the mid-span inlet blade angle θm of the compressor blade 41 is set to an average inlet blade. This is because it becomes difficult to make the angle sufficiently larger than the angle Aθ. The reason why the angle is set to 60 degrees or less is that when it exceeds 60 degrees, it becomes difficult to bring the inlet blade angle θt at the tip end of the compressor blade 41 close to the average inlet blade angle Aθ.

各圧縮機ブレード41のハブ端の入口羽根角θhは、30〜40度に設定されている。30度以上に設定されるようにしたのは、30度未満であると、圧縮機ブレード41が羽根形状を維持した上で、圧縮機ブレード41のミッドスパンの入口羽根角θmを平均の入口羽根角Aθよりも十分に大きくすることが困難になるからである。40度以下に設定されるようにしたのは、40度を超えると、各隣接する2つの圧縮機ブレード41間が狭くなって、圧縮機ブレード41が羽根形状を維持することが困難になるからである。   The inlet blade angle θh at the hub end of each compressor blade 41 is set to 30 to 40 degrees. If the angle is less than 30 degrees, the compressor blade 41 maintains the blade shape, and the mid-span inlet blade angle θm of the compressor blade 41 is set to an average inlet blade. This is because it becomes difficult to make the angle sufficiently larger than the angle Aθ. The reason why the angle is set to 40 degrees or less is that if it exceeds 40 degrees, the space between the two adjacent compressor blades 41 becomes narrow, and it becomes difficult for the compressor blades 41 to maintain the blade shape. It is.

そして、本発明の実施形態に係る圧縮機インペラ(発明例に係る圧縮機インペラ)37において、圧縮機ブレード41の入口羽根角と圧縮機ブレード41の前縁41aのスパン位置との関係は、図3に示すようになる。即ち、本発明の実施形態に係る圧縮機インペラ37は、従来例に係る圧縮機インペラ100(図6(a)(b)参照)に比べて、圧縮機ブレード41のミッドスパンの入口羽根角θmが十分に大きく、かつ圧縮機ブレード41のチップ端の入口羽根角θtが十分に小さくなっている。ここで、従来例に係る圧縮機インペラ100においては、各圧縮機ブレード41の入口羽根角が前縁41aのハブ端41ahからチップ端41atにかけて漸次大きくなるように設定されている。   In the compressor impeller 37 according to the embodiment of the present invention (compressor impeller according to the invention example), the relationship between the inlet blade angle of the compressor blade 41 and the span position of the front edge 41a of the compressor blade 41 is shown in FIG. As shown in FIG. That is, the compressor impeller 37 according to the embodiment of the present invention has a midspan inlet blade angle θm of the compressor blade 41 as compared with the compressor impeller 100 according to the conventional example (see FIGS. 6A and 6B). Is sufficiently large, and the inlet blade angle θt at the tip end of the compressor blade 41 is sufficiently small. Here, in the compressor impeller 100 according to the conventional example, the inlet blade angle of each compressor blade 41 is set so as to gradually increase from the hub end 41ah to the tip end 41at of the front edge 41a.

なお、図1(b)に示すように、各短ブレード43の入口羽根角(図示省略)は、前縁43aのハブ端43ahからチップ端43atにかけて漸次大きくなるように設定されている。   As shown in FIG. 1B, the inlet blade angle (not shown) of each short blade 43 is set to gradually increase from the hub end 43ah to the tip end 43at of the front edge 43a.

続いて、本発明の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 embodiment of this invention are demonstrated.

排気取入口21からタービンハウジング13内に取入れた排気ガスがタービンスクロール流路23を経由してタービンインペラ15の入口側から出口側へ流通する。すると、排気ガスの圧力エネルギーを利用して回転力(回転トルク)を発生させて、圧縮機インペラ37をその軸心(圧縮機インペラ37の軸心)C周りにタービンインペラ15と一体的に回転させることができる。これにより、空気取入口45から圧縮機ハウジング31内に取入れた空気を圧縮して、ディフューザ流路47及び圧縮機スクロール流路49を経由して空気排出口51から排出して、エンジンに供給される空気を過給することができる。なお、タービンインペラ15の出口側へ流通した排気ガスは、排気排出口25からタービンハウジング13の外側へ排出される(車両用過給機1の通常の作用)。   Exhaust gas taken into the turbine housing 13 from the exhaust inlet 21 flows from the inlet side to the outlet side of the turbine impeller 15 via the turbine scroll passage 23. Then, a rotational force (rotational torque) is generated using the pressure energy of the exhaust gas, and the compressor impeller 37 is rotated integrally with the turbine impeller 15 around its axis C (axis of the compressor impeller 37). Can be made. As a result, the air taken into the compressor housing 31 from the air inlet 45 is compressed, discharged from the air outlet 51 via the diffuser passage 47 and the compressor scroll passage 49, and supplied to the engine. The air can be supercharged. The exhaust gas flowing to the outlet side of the turbine impeller 15 is discharged from the exhaust discharge port 25 to the outside of the turbine housing 13 (normal operation of the vehicle supercharger 1).

各圧縮機ブレード41におけるミッドスパンの入口羽根角θmがチップ端の入口羽根角θt以上に設定されているため、各圧縮機ブレード41のミッドスパンの入口羽根角θmを平均の入口羽根角Aθよりも十分に大きくし、かつ各圧縮機ブレード41のチップ端の入口羽根角θtを平均の入口羽根角Aθに近づけるか又は平均の入口羽根角Aθよりも小さくすることができる。これにより、遠心圧縮機29に前述の新規な知見を適用することができる(車両用過給機1の特有の作用)。   Since the midspan inlet blade angle θm of each compressor blade 41 is set to be equal to or larger than the tip end inlet blade angle θt, the midspan inlet blade angle θm of each compressor blade 41 is determined from the average inlet blade angle Aθ. The inlet blade angle θt at the tip end of each compressor blade 41 can be made close to the average inlet blade angle Aθ or smaller than the average inlet blade angle Aθ. Thereby, the above-mentioned novel knowledge can be applied to the centrifugal compressor 29 (specific action of the vehicle supercharger 1).

従って、本発明の実施形態によれば、遠心圧縮機29のチョーク流量(チョークマージン)の減少を抑えつつ、各圧縮機ブレード41の入口羽根角を前縁41aのハブ端41ahからチップ端41atにかけて漸次大きくなるようにした場合に比べて、小流量側の作動域における遠心圧縮機29の圧縮機効率を高めることができる。つまり、本発明の実施形態によれば、遠心圧縮機29の作動域、換言すれば、車両用過給機1の作動域を大流量側へ十分に拡大させつつ、小流量側の作動域における遠心圧縮機29の圧縮機効率の向上、換言すれば、車両用過給機1の効率の向上を促進することができる。   Therefore, according to the embodiment of the present invention, the inlet blade angle of each compressor blade 41 extends from the hub end 41ah to the tip end 41at of the front edge 41a while suppressing a decrease in the choke flow rate (choke margin) of the centrifugal compressor 29. The compressor efficiency of the centrifugal compressor 29 in the operating region on the small flow rate side can be increased as compared with the case where it is gradually increased. That is, according to the embodiment of the present invention, the operating range of the centrifugal compressor 29, in other words, the operating range of the vehicle supercharger 1 is sufficiently expanded to the large flow rate side, while the operating range on the small flow rate side is increased. Improvement of the compressor efficiency of the centrifugal compressor 29, in other words, improvement of the efficiency of the vehicle supercharger 1 can be promoted.

なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限られるものではなく、例えば、車両用過給機1の遠心圧縮機29に適用した技術的思想を産業用遠心圧縮機(図示省略)又はガスタービン用遠心圧縮機(図示省略)に適用しても構わない。そして、本発明に包含される権利範囲は、前述の実施形態に限定されないものである。   The present invention is not limited to the description of the above-described embodiment. For example, the technical idea applied to the centrifugal compressor 29 of the vehicle supercharger 1 is an industrial centrifugal compressor (not shown) or gas. You may apply to the centrifugal compressor for turbines (illustration omitted). The scope of rights encompassed by the present invention is not limited to the above-described embodiment.

(本発明の実施例)
図1(a)(b)及び図6(a)(b)に示すように、本発明の実施形態に係る圧縮機インペラ37を発明例に係る圧縮機インペラとし、各圧縮機ブレード41の入口羽根角が前縁41aのハブ端41ahからチップ端41atにかけて漸次大きくなるように設定された圧縮機インペラ100を従来例に係る圧縮機インペラとする。なお、従来例に係る圧縮機インペラ100における複数の構成要素のうち、発明例に係る圧縮機インペラ37における構成要素と対応するものについては、図面中に同一符号を付してある。
(Example of the present invention)
As shown in FIGS. 1A and 1B and FIGS. 6A and 6B, the compressor impeller 37 according to the embodiment of the present invention is a compressor impeller according to an example of the invention, and the inlet of each compressor blade 41 is used. The compressor impeller 100 set so that the blade angle gradually increases from the hub end 41ah to the tip end 41at of the front edge 41a is a compressor impeller according to the conventional example. Of the plurality of constituent elements in the compressor impeller 100 according to the conventional example, those corresponding to the constituent elements in the compressor impeller 37 according to the invention example are denoted by the same reference numerals in the drawings.

そして、発明例に係る圧縮機インペラ37を用いた遠心圧縮機(図示省略)、及び従来例に係る圧縮機インペラ100を用いた遠心圧縮機(図示省略)について性能試験を行い、その試験結果として、流量と圧縮機効率との関係、及び流量と圧力比との関係についてまとめると、図7(a)(b)に示すようになる。即ち、発明例の場合には、遠心圧縮機のチョーク流量の減少を抑えつつ、従来例の場合に比べて、小流量側における遠心圧縮機の圧縮機効率を高める(具体的には、従来例の場合よりも2%高める)ことが判明した。なお、図7(a)(b)中におけるN1、N2、及びN3は、遠心圧縮機の回転数を示しており、N1からN3の間には、N1<N2<N3の関係がある。   Then, a performance test is performed on a centrifugal compressor (not shown) using the compressor impeller 37 according to the invention example, and a centrifugal compressor (not shown) using the compressor impeller 100 according to the conventional example, and the test results are as follows. The relationship between the flow rate and the compressor efficiency and the relationship between the flow rate and the pressure ratio are summarized as shown in FIGS. That is, in the case of the invention example, the reduction in the choke flow rate of the centrifugal compressor is suppressed, and the compressor efficiency of the centrifugal compressor on the small flow rate side is increased compared to the case of the conventional example (specifically, the conventional example) 2% higher than in the case of 7A and 7B, N1, N2, and N3 indicate the rotational speed of the centrifugal compressor, and there is a relationship of N1 <N2 <N3 between N1 and N3.

つまり、本発明の発明者は、性能試験の試験結果から、圧縮機ブレード41が羽根形状を維持した上で、各圧縮機ブレード41の入口羽根角に前縁41aのハブ端41ahからチップ端41atに亘って所定の分布を与える(段落[0007]参照)ことにより、遠心圧縮機のチョーク流量の減少を抑えつつ、各圧縮機ブレード41の入口羽根角を前縁41aのハブ端41ahからチップ端41atにかけて漸次大きくなるようにした場合に比べて、小流量側における遠心圧縮機の圧縮機効率を高めることができるという、新規な知見を得ることができた。この新規な知見は、次の理由によるものと考えられる。   That is, the inventor of the present invention, based on the results of the performance test, the compressor blade 41 maintains the blade shape, and the inlet blade angle of each compressor blade 41 is changed from the hub end 41ah of the leading edge 41a to the tip end 41at. (See paragraph [0007]), the inlet blade angle of each compressor blade 41 is changed from the hub end 41ah of the leading edge 41a to the tip end while suppressing the reduction of the choke flow rate of the centrifugal compressor. As compared with the case where the pressure gradually increased over 41 at, new knowledge that the compressor efficiency of the centrifugal compressor on the small flow rate side can be increased was obtained. This new finding is thought to be due to the following reasons.

即ち、図8(a)に示すように、一般に、小流量側の作動域においては、圧縮機ブレード41の前縁41a側のチップ41t付近に逆流領域が発生し、圧縮機ブレード41の前縁41a側におけるチップ41t側の部位が仕事に寄与しない部位になる。一方、図8(b)に示すように、大流量側の作動域においては、圧縮機インペラの入口側から出口側にかけて順流になっており、圧縮機ブレード41の前縁41a側におけるチップ41t側の部位がハブ側(ハブ面39h側)の流れに比べて高速な流れの流体を取入れる(吸い込む)部位になる。その特性を考慮して、圧縮機ブレード41の前縁41a側におけるハブ側からミッドスパン側の部位を小流量側の作動域における仕事に十分に寄与する部位とし、圧縮機ブレード41の前縁41a側におけるチップ41t側の部位を大流量の作動域における高速な流体の取入れ(吸い込み)に寄与する部位としたことによるものと考えられる。換言すれば、小流量側及び大流量側の作動域における圧縮機インペラ37の入口側から出口側にかけて流れ場の状態に応じて、圧縮機ブレード41の前縁41a側において圧縮機ブレード41の役割をスパン方向に沿って適切に分担させたことによるものと考えられる。なお、図8(a)(b)の流跡線図については、数値流体解析(CFD:Computational Fluid Dynamics解析)によって求めたものである。   That is, as shown in FIG. 8A, in general, in the operating region on the small flow rate side, a back flow region is generated near the tip 41t on the front edge 41a side of the compressor blade 41, and the front edge of the compressor blade 41 is The part on the chip 41t side on the 41a side is a part that does not contribute to work. On the other hand, as shown in FIG. 8B, in the operating region on the large flow rate side, the flow is forward from the inlet side to the outlet side of the compressor impeller, and the tip 41t side on the front edge 41a side of the compressor blade 41 This part becomes a part that takes in (inhales) a fluid having a flow rate higher than that of the flow on the hub side (hub surface 39h side). In consideration of the characteristics, a portion from the hub side to the midspan side on the front edge 41a side of the compressor blade 41 is a portion that sufficiently contributes to work in the operating region on the small flow rate side, and the front edge 41a of the compressor blade 41 This is probably because the portion on the side of the tip 41t is a portion that contributes to high-speed fluid intake (suction) in a large flow rate operating region. In other words, the role of the compressor blade 41 on the front edge 41a side of the compressor blade 41 according to the state of the flow field from the inlet side to the outlet side of the compressor impeller 37 in the operation region on the small flow rate side and the large flow rate side. This is considered to be due to the appropriate sharing in the span direction. 8A and 8B are obtained by numerical fluid analysis (CFD: Computational Fluid Dynamics analysis).

1:車両用過給機(過給機)、3:軸受ハウジング、9:ロータ軸、11:ラジアルタービン、13:タービンハウジング、15:タービンインペラ、29:遠心圧縮機、31:圧縮機ハウジング、33:ハウジング本体、33s:シュラウド、35:シールプレート、37:圧縮機インペラ、39:圧縮機ディスク、39h:ハブ面、41:圧縮機ブレード、41a:前縁、41ah:前縁のハブ端、41at:前縁のチップ端、41am:前縁のミッドスパン(ミーン)、41t:チップ、43:短ブレード、43a:前縁、43ah:前縁のハブ端、43at:前縁のチップ端、43t:チップ、45:空気取入口、47:ディフューザ流路、49:圧縮機スクロール流路、51:空気排出口、Aθ:平均の入口羽根角、θh:圧縮機ブレードのハブ端の入口羽根角、θt:圧縮機ブレードのチップ端の入口羽根角、θm:圧縮機ブレードのミッドスパンの入口羽根角   1: vehicle supercharger (supercharger), 3: bearing housing, 9: rotor shaft, 11: radial turbine, 13: turbine housing, 15: turbine impeller, 29: centrifugal compressor, 31: compressor housing, 33: housing body, 33s: shroud, 35: seal plate, 37: compressor impeller, 39: compressor disk, 39h: hub surface, 41: compressor blade, 41a: leading edge, 41ah: hub end of leading edge, 41at: leading edge tip end, 41am: leading edge midspan (mean), 41t: tip, 43: short blade, 43a: leading edge, 43ah: leading edge hub end, 43at: leading edge tip end, 43t : Chip, 45: Air intake, 47: Diffuser flow path, 49: Compressor scroll flow path, 51: Air discharge port, Aθ: Average inlet blade angle, θh: Compressor block Raid hub blade inlet blade angle, θt: compressor blade tip blade inlet blade angle, θm: compressor blade midspan blade angle

Claims (5)

遠心力を利用して流体を圧縮する遠心圧縮機に用いられる圧縮機インペラにおいて、
ハブ面が軸方向一方側から半径方向外側に向かって延びた圧縮機ディスクと、
前記圧縮機ディスクのハブ面にその周方向に間隔を置いて一体的に設けられた複数の圧縮機ブレードと、を具備し、
各圧縮機ブレードにおけるミッドスパンの入口羽根角がチップ端の入口羽根角以上に設定されていることを特徴とする圧縮機インペラ。
In a compressor impeller used in a centrifugal compressor that compresses a fluid using centrifugal force,
A compressor disk with a hub surface extending radially outward from one axial side;
A plurality of compressor blades that are integrally provided on the hub surface of the compressor disk at intervals in the circumferential direction thereof,
A compressor impeller characterized in that the midspan inlet blade angle of each compressor blade is set to be equal to or larger than the inlet blade angle at the tip end.
各圧縮機ブレードのミッドスパンの入口羽根角が55〜65度に設定されていることを特徴とする請求項1に記載の圧縮機インペラ。   The compressor impeller according to claim 1, wherein an inlet blade angle of a mid span of each compressor blade is set to 55 to 65 degrees. 各圧縮機ブレードのチップ端の入口羽根角が50〜60度に設定されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の圧縮機インペラ。   The compressor impeller according to claim 1 or 2, wherein an inlet blade angle at a tip end of each compressor blade is set to 50 to 60 degrees. 遠心力を利用して流体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圧縮機ハウジングと、
前記圧縮機ハウジング内に回転可能に設けられ、請求項1から請求項3のうちのいずれか1項に記載の圧縮機インペラと、を具備したことを特徴とする遠心圧縮機。
In a centrifugal compressor that compresses fluid using centrifugal force,
A compressor housing having a shroud on the inside;
A centrifugal compressor provided with the compressor impeller according to any one of claims 1 to 3, which is rotatably provided in the compressor housing.
エンジンからの排気ガスの圧力エネルギーを利用して、前記エンジン側に供給される空気を過給する過給機において、
請求項4に記載の遠心圧縮機を具備したことを特徴とする過給機。
In the supercharger that supercharges the air supplied to the engine side using the pressure energy of the exhaust gas from the engine,
A turbocharger comprising the centrifugal compressor according to claim 4.
JP2014068297A 2014-03-28 2014-03-28 Compressor impeller, centrifugal compressor, and supercharger Active JP6357830B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014068297A JP6357830B2 (en) 2014-03-28 2014-03-28 Compressor impeller, centrifugal compressor, and supercharger

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014068297A JP6357830B2 (en) 2014-03-28 2014-03-28 Compressor impeller, centrifugal compressor, and supercharger

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015190382A true JP2015190382A (en) 2015-11-02
JP6357830B2 JP6357830B2 (en) 2018-07-18

Family

ID=54425092

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014068297A Active JP6357830B2 (en) 2014-03-28 2014-03-28 Compressor impeller, centrifugal compressor, and supercharger

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6357830B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017120029A1 (en) * 2016-01-04 2017-07-13 Caterpillar Inc. Turbocharger compressor and method
CN107304774A (en) * 2016-04-19 2017-10-31 本田技研工业株式会社 Compressor
CN111043073A (en) * 2019-12-27 2020-04-21 湖南泛航智能装备有限公司 Ultrahigh-speed high-efficiency complex curved surface centrifugal impeller
KR20220044130A (en) * 2020-09-30 2022-04-06 가부시키가이샤 도요다 지도숏키 Centrifugal compressor

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5783696A (en) * 1980-11-14 1982-05-25 Nippon Denso Co Ltd Fan
JPH04265497A (en) * 1991-02-19 1992-09-21 Nissan Motor Co Ltd Compressor impeller
JP2002221195A (en) * 2001-01-29 2002-08-09 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Moving blade of axial fan

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5783696A (en) * 1980-11-14 1982-05-25 Nippon Denso Co Ltd Fan
US4568242A (en) * 1980-11-14 1986-02-04 Nippondenso Co., Ltd. Cooling fan for automobiles
JPH04265497A (en) * 1991-02-19 1992-09-21 Nissan Motor Co Ltd Compressor impeller
JP2002221195A (en) * 2001-01-29 2002-08-09 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Moving blade of axial fan

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017120029A1 (en) * 2016-01-04 2017-07-13 Caterpillar Inc. Turbocharger compressor and method
US10167875B2 (en) 2016-01-04 2019-01-01 Caterpillar Inc. Turbocharger compressor and method
CN107304774A (en) * 2016-04-19 2017-10-31 本田技研工业株式会社 Compressor
CN107304774B (en) * 2016-04-19 2019-03-15 本田技研工业株式会社 Compressor
CN111043073A (en) * 2019-12-27 2020-04-21 湖南泛航智能装备有限公司 Ultrahigh-speed high-efficiency complex curved surface centrifugal impeller
CN111043073B (en) * 2019-12-27 2021-06-15 湖南泛航智能装备有限公司 Ultrahigh-speed high-efficiency complex curved surface centrifugal impeller
KR20220044130A (en) * 2020-09-30 2022-04-06 가부시키가이샤 도요다 지도숏키 Centrifugal compressor
KR102587032B1 (en) 2020-09-30 2023-10-06 가부시키가이샤 도요다 지도숏키 Centrifugal compressor

Also Published As

Publication number Publication date
JP6357830B2 (en) 2018-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6323454B2 (en) Centrifugal compressor and turbocharger
JP6225515B2 (en) Variable nozzle unit and variable capacity turbocharger
JP5444836B2 (en) Centrifugal compressor
JP6112223B2 (en) Centrifugal compressor and turbocharger
JP6128230B2 (en) Centrifugal compressor and turbocharger
JP6326912B2 (en) Variable nozzle unit and variable capacity turbocharger
JP5866836B2 (en) Centrifugal compressor
JP6357830B2 (en) Compressor impeller, centrifugal compressor, and supercharger
JP6559401B2 (en) Compressor impeller, centrifugal compressor, and supercharger
US10746025B2 (en) Turbine wheel, radial turbine, and supercharger
JP2016108994A (en) Compressor impeller, centrifugal compressor, and supercharger
JP5803305B2 (en) Centrifugal compressor
JP2016061223A (en) Turbo rotary machine
JP2015031237A (en) Variable nozzle unit and variable displacement type supercharger
JP6299833B2 (en) Turbine and vehicle turbocharger
JP5772207B2 (en) Radial turbine and turbocharger
JP6036286B2 (en) Radial turbine and turbocharger
JP2015031219A (en) Radial turbine and supercharger
JP2014234803A (en) Variable displacement turbine and variable displacement supercharger
JP2012177357A (en) Radial turbine and supercharger
JP2014234713A (en) Radial turbine and supercharger
JP6064310B2 (en) Turbine and vehicle turbocharger
JP5830991B2 (en) Centrifugal compressor
WO2019107488A1 (en) Multi-stage centrifugal compressor, casing, and return vane
JP2015040505A (en) Centrifugal compressor and supercharger

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170126

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20171127

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20171205

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: 20180522

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180604

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6357830

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151