JP2016205271A - Centrifugal compressor and turbocharger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、遠心圧縮機、及びターボチャージャに関する。 The present invention relates to a centrifugal compressor and a turbocharger.
特許文献1には、スクロール構造を有した遠心圧縮機が記載されている。この遠心圧縮機では、スクロール構造の巻き始めと巻き終わりとが交差する流路接続部の高さと、ディフューザ出口の高さとが同様とされている。 Patent Document 1 describes a centrifugal compressor having a scroll structure. In this centrifugal compressor, the height of the flow path connecting portion where the winding start and the winding end of the scroll structure intersect is the same as the height of the diffuser outlet.
しかし、スクロール構造の流路(渦巻き流路)において、巻き始め部と巻き終わり部側が連通しているため、スクロール構造の流路を流れて出口へ向かう空気の一部が、巻き始め部と巻き終わり部側が連通している部分(流路接続部)で逆流してしまい、サージングが発生してしまうことがある。 However, since the winding start portion and the winding end portion side communicate with each other in the scroll-structure flow path (spiral flow path), a part of the air flowing through the scroll-structure flow path and going to the outlet is In some cases, surging may occur due to backflow in the portion (flow path connecting portion) where the end portion is in communication.
本発明の課題は、遠心圧縮機において、サージングが発生するのを抑制することである。 The subject of this invention is suppressing generation | occurrence | production of surging in a centrifugal compressor.
本発明の請求項1に係る遠心圧縮機は、軸周りに回転し、軸方向から流入する空気を圧縮して径方向の外側へ流す回転翼と、巻き始め部と空気が排出される巻き終わり部側とが連通孔で連通されている渦巻き状であると共に前記回転翼が前記径方向の外側に流した空気が流れる渦巻き流路が形成された筐体と、前記連通孔を閉止する閉止部材と、を備えることを特徴とする。 The centrifugal compressor according to claim 1 of the present invention rotates around an axis, compresses air flowing in from the axial direction, and flows it to the outside in the radial direction, a winding start portion, and a winding end from which air is discharged. A casing in which a spiral flow path is formed in which a spiral flow is made in communication with the part side through a communication hole, and the air flowed by the rotor blades outward in the radial direction is formed, and a closing member that closes the communication hole And.
上記構成によれば、渦巻き流路において巻き始め部と巻き終わり部側とが連通孔で連通している。そして、閉止部材が、この連通孔を閉止することで、渦巻き流路を流れる空気が連通孔の近傍で逆流してしまうのが抑制される。この逆流が抑制されることで、遠心圧縮機において、サージングが発生するのを抑制することができる。 According to the above configuration, the winding start portion and the winding end portion side communicate with each other through the communication hole in the spiral flow path. And since a closing member closes this communicating hole, it is suppressed that the air which flows through a spiral flow path flows back in the vicinity of a communicating hole. By suppressing this backflow, it is possible to suppress the occurrence of surging in the centrifugal compressor.
本発明の請求項2に係る遠心圧縮機は、請求項1に記載の遠心圧縮機において、前記閉止部材は、前記連通孔を閉止する閉止位置と前記連通孔を開放する開放位置との間を移動可能とされていることを特徴とする。 A centrifugal compressor according to a second aspect of the present invention is the centrifugal compressor according to the first aspect, wherein the closing member is between a closed position for closing the communication hole and an open position for opening the communication hole. It is possible to move.
上記構成によれば、閉止部材は、連通孔を閉止する閉止位置と、連通孔を開放する開放位置との間を移動可能とされている。これにより、適宜閉止部材を閉止位置又は開放位置に移動させることができる。 According to the above configuration, the closing member is movable between a closing position for closing the communication hole and an opening position for opening the communication hole. Thereby, a closing member can be appropriately moved to a closed position or an open position.
本発明の請求項3に係る遠心圧縮機は、請求項2に記載の遠心圧縮機において、前記閉止部材を前記閉止位置と前記開放位置とに移動させる移動部材と、圧力比及び前記渦巻き流路を流れる空気の流量に基づいて、前記移動部材を制御し、前記移動部材に前記閉止部材を移動させる制御部と、を備えることを特徴とする。 A centrifugal compressor according to a third aspect of the present invention is the centrifugal compressor according to the second aspect, wherein the moving member that moves the closing member to the closed position and the open position, the pressure ratio, and the spiral flow path. And a controller that controls the moving member based on a flow rate of air flowing through the moving member and moves the closing member to the moving member.
上記構成によれば、制御部が、圧力比及び渦巻き流路を流れる空気の流量に基づいて、移動部材を制御することができる。 According to the above configuration, the control unit can control the moving member based on the pressure ratio and the flow rate of the air flowing through the spiral flow path.
本発明の請求項4に係るターボチャージャは、エンジンから排出される排気ガスが流れる力によって回転するタービンロータを有するタービンユニットと、前記タービンロータから回転力が前記回転翼に伝達され、前記エンジンに供給する空気を圧縮する請求項1〜3の何れか1項に記載の遠心圧縮機と、を備えることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a turbocharger comprising: a turbine unit having a turbine rotor that is rotated by a force of exhaust gas exhausted from an engine; and a rotational force transmitted from the turbine rotor to the rotor blades. The centrifugal compressor of any one of Claims 1-3 which compresses the air to supply, It is characterized by the above-mentioned.
上記構成によれば、ターボチャージャは、請求項1〜3の何れか1項に記載の遠心圧縮機を備えている。これにより、遠心圧縮機におけるサージングの発生が抑制されることで、圧縮された空気をエンジンに効率よく供給することができる。 According to the said structure, the turbocharger is provided with the centrifugal compressor of any one of Claims 1-3. Thereby, generation | occurrence | production of the surging in a centrifugal compressor is suppressed, and compressed air can be efficiently supplied to an engine.
本発明によれば、渦巻き流路を有した遠心圧縮機において、サージングが発生するのを抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the occurrence of surging in a centrifugal compressor having a spiral flow path.
<第1実施形態>
本発明の第1実施形態に係る遠心圧縮機、ターボチャージャの一例について図1〜図7を用いて説明する。
<First Embodiment>
An example of the centrifugal compressor and the turbocharger according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
(全体構成)
第1実施形態に係るターボチャージャ10は、図7に示されるように、タービンユニット20と、遠心圧縮機30と、タービンユニット20と遠心圧縮機30とを連結する連結ユニット40とを備えている。そして、タービンユニット20は、自動車のエンジン(図示省略)の排気通路12の途中に配置され、遠心圧縮機30は、このエンジンの吸気通路14の途中に配置されている。
(overall structure)
As shown in FIG. 7, the
タービンユニット20は、タービンハウジング24を備え、遠心圧縮機30は、筐体であるコンプレッサハウジング50を備え、連結ユニット40は、コンプレッサハウジング50とコンプレッサハウジング50とを連結する連結ハウジング44を備えている。そして、タービンハウジング24、連結ハウジング44、及びコンプレッサハウジング50は、図示せぬ固定具で互いに固定されている。
The
また、後述する回転軸42の軸方向(図中矢印C方向:以下単に「軸方向」)は、タービンハウジング24、連結ハウジング44、及びコンプレッサハウジング50の並び方向と同様とされている。そして、タービンハウジング24、連結ハウジング44、及びコンプレッサハウジング50は、この順番で軸方向の一端側(図中右側)から他端側(図中左側)へ並んでいる。
In addition, the axial direction of the rotating
〔タービンユニット〕
タービンユニット20は、図7に示されるように、タービンハウジング24を備えており、タービンハウジング24は、内部が空洞とされている。このタービンハウジング24の内部には、タービンロータ22が配置されている。このタービンロータ22は、円柱状とされている回転軸42の軸方向の一端側(図中右側)の部分に固定されるロータ軸部28と、ロータ軸部28から延出する複数のタービン翼26とを有している。そして、隣り合うタービン翼26の間に、エンジンから排出された排気ガス(流体の一例)が流れ込むようになっている。そして、タービンロータ22と回転軸42とは一体となってタービンハウジング24内で回転するようになっている。
[Turbine unit]
As shown in FIG. 7, the
また、タービンハウジング24においてタービンロータ22に対して回転軸42の径方向(図中矢印D方向:以下単に「径方向」)の外側の部分には、排気通路12を流れる排気ガスをタービンハウジング24の内部に流入する渦巻き状の渦巻き流路24Aが形成されている。さらに、タービンハウジング24においてタービンロータ22に対して軸方向の外側(図中右側)の部分には、排気ガスをタービンハウジング24の外部に排出する排出流路24Bが形成されている。
Further, in the turbine housing 24, the exhaust gas flowing through the
この構成において、渦巻き流路24Aからタービンハウジング24の内部に流入した排ガスは、複数のタービン翼26を押圧してタービンロータ22を回転させ、排出流路24Bから排出されるようになっている。つまり、タービンロータ22は、所謂ラジアルタービンロータとされている。
In this configuration, the exhaust gas flowing into the
〔連結ユニット〕
連結ユニット40は、図7に示されるように、連結ハウジング44を備えている。そして、この連結ハウジング44は、回転軸42を回転可能に支持する支持部44Aを有している。
[Connecting unit]
As shown in FIG. 7, the
さらに、連結ハウジング44は、循環するエンジンオイルが連結ハウジング44の内部に流入する流入口(図示省略)と、エンジンオイルを連結ハウジング44内から排出する排出口(図示省略)とを有している。
Furthermore, the
この構成において、連結ハウジング44の内部に流入したエンジンオイルは、支持部44Aに供給され、回転軸42が滑らかに回転するようになっている。
In this configuration, the engine oil that has flowed into the
〔遠心圧縮機〕
遠心圧縮機30は、図7に示されるように、筐体の一例としてのコンプレッサハウジング50を備えており、コンプレッサハウジング50は、内部が空洞とされている。このコンプレッサハウジング50の内部には、インペラ32が配置されている。インペラ32は、回転軸42の他端側(図中左側)の部分に固定されている回転軸部34と、回転軸部34から延出している複数のインペラ翼36とを有している。このインペラ翼36が、回転翼の一例とされている。
(Centrifuge compressor)
As shown in FIG. 7, the
さらに、コンプレッサハウジング50においてインペラ32に対して軸方向の外側(図中左側)の部分には、吸気通路14を流れる空気をコンプレッサハウジング50の内部に流入する流入流路52が形成されている。
Further, in the
また、コンプレッサハウジング50においてインペラ32に対して径方向の外側の部分には、回転するインペラ32によって圧縮された圧縮空気をコンプレッサハウジング50の外部に排出する渦巻き状の渦巻き流路54(所謂スクロール流路)が形成されている。
Further, in the
この構成において、流入流路52からコンプレッサハウジング50の内部に流入する空気は、回転する複数のインペラ翼36によって圧縮され、渦巻き流路54から圧縮空気として排出されるようになっている。
In this configuration, the air flowing into the
なお、遠心圧縮機30については詳細を後述する。
Details of the
(全体構成の作用)
次に、ターボチャージャ10の作用について説明する。
(Operation of the overall configuration)
Next, the operation of the
排気通路12を流れる排気ガスは、渦巻き流路24Aからタービンハウジング24の内部に流入してタービン翼26を押圧する。これにより、タービンロータ22が回転し、この回転が回転軸42を介してインペラ32に伝達される。なお、タービンハウジング24の内部でタービンロータ22を回転させた排気ガスは、排出流路24Bから排出される。
The exhaust gas flowing through the
回転軸42を介して回転が伝達されることで回転するインペラ32は、流入流路52からコンプレッサハウジング50の内部に流入した空気をインペラ翼36によって圧縮する。そして、回転するインペラ32によって圧縮された圧縮空気は、渦巻き流路54を流れて吸気通路14に排出される。渦巻き流路54から排出された圧縮空気は、燃焼用の圧縮空気としてエンジンに供給される。
The
(要部構成)
次に、遠心圧縮機30について説明する。
(Main part configuration)
Next, the
遠心圧縮機30は、コンプレッサハウジング50と、コンプレッサハウジング50の内部に配置されるインペラ32と、コンプレッサハウジング50に形成された連通孔60を閉止する閉止部材66(図1(A)参照)とを備えている。
The
〔インペラ〕
インペラ32は、図7に示されるように、回転軸部34と、回転軸部34に基端部が接続されている複数のインペラ翼36とを有している。
[Impeller]
As shown in FIG. 7, the
回転軸部34は、軸方向の外側(図中左側)に向かうに従って徐々に細くなる割合を減らしながら先細りとなっている。
The
また、インペラ翼36は、図6に示されるように、回転軸部34から径方向の外側に延出している。
Further, as shown in FIG. 6, the
そして、夫々のインペラ翼36は、図7に示されるように、インペラ翼36の先端側(空気が流入する側)の部分で端面が軸方向の外側を向く先端縁36Aと、先端縁36Aの端部に接続されインペラ翼36の基端側の部分に向かう湾曲した湾曲縁36Bとを有している。さらに、夫々のインペラ翼36は、湾曲縁36Bの端部に接続され端面が径方向の外側を向く基端縁36Cを有している。
As shown in FIG. 7, each
この構成において、回転するインペラ32は、インペラ翼36の先端縁36A側から流入する空気を圧縮し、圧縮空気をインペラ翼36の基端縁36Cから径方向の外側へ流すようになっている。
In this configuration, the rotating
〔コンプレッサハウジング〕
コンプレッサハウジング50は、図7に示されるように、流入流路52と、拡散流路56(所謂ディフューザ流路)と、渦巻き流路54とを有している。
[Compressor housing]
As shown in FIG. 7, the
流入流路52は、図6に示されるように、軸方向から見て回転軸部34を中心とする円状とされ、インペラ32に対して軸方向の外側(紙面手前側)からインペラ32に空気を導くようになっている。これにより、インペラ32は、軸方向の外側から空気を流入するようになっている。
As shown in FIG. 6, the
拡散流路56は、軸方向から見てインペラ32を囲むように形成され、回転するインペラ32によって圧縮されて径方向の外側へ流された圧縮空気を渦巻き流路54に導くようになっている。そして、拡散流路56の流路幅(軸方向の長さ)は、図7に示されるように、一定とされている。
The
渦巻き流路54は、図6に示されるように、軸方向から見て拡散流路56を囲むように渦巻き状に形成され、渦巻き流路54の流路断面は、図7に示されるように円形とされている。
As shown in FIG. 6, the
具体的には、渦巻き流路54は、図6に示されるように、渦巻き流路54において最も流路断面が小さくされている巻き始め部54Aから、図中右回りに巻かれ、巻き始め部54Aを通過して直線状に延びている。そして、直線状に延びている終端部が、渦巻き流路54の巻き終わり部54Bとされている。
Specifically, as shown in FIG. 6, the
さらに、渦巻き流路54の流路断面の大きさは、巻き始め部54Aから巻き終わり部54Bまで徐々に大きくなっている。そして、巻き終わり部54Bで、渦巻き流路54が、外部に開放されている。
Furthermore, the size of the cross-section of the
また、巻き始め部54Aの流路断面の直径は、拡散流路56の流路幅と比して大きくされ、拡散流路56は、図7に示されるように、渦巻き流路54において回転軸42の軸方向の基端側(図中右側)の部分に連通している。
Further, the diameter of the cross section of the flow path of the winding
図5には、渦巻き流路54が示されている。図5に示されるように、渦巻き流路54の巻き終わり部54B側の壁は、巻き始め部54Aと接触している。そして、巻き始め部54Aと巻き終わり部54B側とを連通する円状の連通孔60が、渦巻き流路54の巻き終わり部54B側の壁に形成されている。
FIG. 5 shows a
この構成において、回転するインペラ翼36の基端縁36Cから径方向の外側へ流される圧縮空気は、拡散流路56を通って渦巻き流路54に流れ込み、渦巻き流路54を流れて渦巻き流路54の巻き終わり部54Bから排出されるようになっている。
In this configuration, the compressed air flowing radially outward from the
〔閉止部材〕
閉止部材66は、図6に示されるように、渦巻き流路54において巻き終わり部54B側の部分に配置され、連通孔60を閉止するようになっている。
(Closing member)
As shown in FIG. 6, the closing
具体的には、閉止部材66は、図1(A)に示されるように、渦巻き流路54の壁面に沿った湾曲状の湾曲板66Aを備えている。さらに、閉止部材66は、一端が湾曲板66Aに固定され、渦巻き流路54の壁面に形成されたスリット62を通って他端が渦巻き流路54の外部に露出する支持部材66Bを備えている。
Specifically, the closing
このスリット62は、渦巻き流路54において圧縮空気が流れる方向(図中左右方向)に延びており、支持部材66Bは、スリット62の内部をスリット62が延びている方向に移動可能とされている。これにより、閉止部材66は、連通孔60を閉止する閉止位置(図1(A)参照)と、連通孔60を開放する開放位置(図1(B)参照)との間を移動可能とされている。
The
〔その他〕
遠心圧縮機30は、図1(A)に示されるように、閉止部材66を移動させる移動部材70と、移動部材70を制御する制御部72とを備えている。
[Others]
As illustrated in FIG. 1A, the
移動部材70は、渦巻き流路54の外側に配置されており、支持部材66Bの他端部を動かして閉止部材66を移動させるようになっている。
The moving
そして、制御部72の制御により、移動部材70は、閉止部材66を閉止位置又は開放位置に移動させるようになっている。なお、制御部72による移動部材70に対する制御については、後述する作用と共に説明する。
The moving
(作用)
次に、遠心圧縮機30の作用について説明する。
(Function)
Next, the operation of the
先ず、遠心圧縮機30のサージング限界について説明する。
First, the surging limit of the
図4に示されるグラフの縦軸は遠心圧縮機30による空気の圧力比を示し、横軸は遠心圧縮機30の巻き終わり部54Bから排出される圧縮空気の流量〔Kg/sec〕を示している。
The vertical axis of the graph shown in FIG. 4 indicates the pressure ratio of air by the
図4に示すグラフ中の破線G1は、インペラ32の回転数を一定にし、遠心圧縮機30から排出される圧縮空気の流量を変えた場合の圧縮空気の流量と圧力比(遠心圧縮機30における気体の出口においける圧力P2と入口における圧力P1との比P2/P1)との関係を示している。そして、圧縮空気の流量を徐々に少なくし、サージングが発生する圧縮空気の流量と圧力比とを検出した。つまり、サージングが発生するまで圧縮空気の流量を少なくした。すなわち、破線G1においては、最も圧縮空気の流量が少ない点g1でサージングが発生したことになる。なお、サージングの発生については、目視にて判断した。
The broken line G1 in the graph shown in FIG. 4 indicates the flow rate and pressure ratio of the compressed air when the rotational speed of the
破線G2については、破線G1に比して回転数を高くし、破線G3については、破線G2に比して回転数を高くした。そして、破線G2においては、最も圧縮空気の流量が少ない点g2でサージングが発生し、破線G3においては、最も圧縮空気の流量が少ない点g3でサージングが発生した。 The broken line G2 has a higher rotational speed than the broken line G1, and the broken line G3 has a higher rotational speed than the broken line G2. In the broken line G2, surging occurs at the point g2 where the flow rate of compressed air is the smallest, and in the broken line G3, surging occurs at the point g3 where the flow rate of compressed air is the smallest.
また、他の回転数においても破線G1〜G3と同様の作業を行い、閉止部材66が閉止位置に配置されている場合と、閉止部材66が開放位置に配置されている場合とで、サージングが発生する圧縮空気の流量と圧力比とを求めた。
Further, the operation similar to the broken lines G1 to G3 is performed at other rotational speeds, and surging is performed when the closing
そして、グラフ中の実線H1が、閉止部材66が閉止位置に配置されている場合のサージング限界線H1(以下「限界線H1」)であり、グラフ中の実線H2が、閉止部材66が開放位置に配置されている場合のサージング限界線H2(以下「限界線H2」)である。
A solid line H1 in the graph is a surging limit line H1 (hereinafter referred to as “limit line H1”) when the closing
閉止部材66が閉止位置に配置されている場合は、遠心圧縮機30は、グラフ中の限界線H1よりも右側(流量が大きい側)のエリアでサージングが発生することがなく使用が可能である。また、閉止部材66が開放位置に配置されている場合は、遠心圧縮機30は、グラフ中の限界線H2よりも右側のエリアでサージングが発生することがなく使用が可能である。
When the closing
ここで、限界線H1と限界線H2とを比較すると、閉止部材66で連通孔60を閉止することで、閉止部材66を用いない場合と比して、グラフ中の網掛け範囲Jでサージングの発生が抑制されることが分かる。
Here, when the limit line H1 and the limit line H2 are compared, by closing the
次に、インペラ32の回転数を同様にして圧縮空気の流量を少なくすると、サージングが発生する理由について説明する。
Next, the reason why surging occurs when the flow rate of the compressed air is reduced with the rotation speed of the
圧縮空気の流量が少なくなると、渦巻き流路54の巻き始め部54Aから巻き終わり部54Bにかけて過度な減速流(下流に向かい流速が遅くなる)となり、巻き始め部54Aにおける圧力が、巻き終わり部54Bにおける圧力よりも低くなる。これにより、渦巻き流路54の巻き終わり部54B側で、逆流(流れ方向に対して逆方向への流れ)が発生してしまう。そして、この逆流に起因して、サージングが発生してしまう。
When the flow rate of the compressed air decreases, an excessive deceleration flow (the flow velocity decreases toward the downstream) from the winding
ここで、閉止部材66が開放位置に配置されている場合には、巻き始め部54Aと巻き終わり部54B側が連通孔60で連通されている。このため、巻き終わり部54B側から巻き始め部54A側に、逆流する力が作用する。これにより、閉止部材66が開放位置に配置されている場合には、閉止部材66が閉止位置に配置されている場合と比して、逆流が発生し易くなる(図2(A)参照)。
Here, when the closing
また、閉止部材66で連通孔60を閉止することで、巻き終わり部54B側で巻き始め部54Aを通過した圧縮空気に作用する逆流する力は弱まる。これにより、閉止部材66が閉止位置に配置されている場合には、逆流の発生が抑制される(図2(B)参照)。
Further, by closing the
なお、圧縮空気の流量を大きくすると、渦巻き流路54の巻き始め部54Aから巻き終わり部54Bにかけて増速流れとなり、巻き始め部54Aにおける圧力が、巻き終わり部54Bにおける圧力よりも高くなる。これにより、渦巻き流路54の巻き終わり部54B側では、逆流がほとんど発生しない。
If the flow rate of the compressed air is increased, the flow increases from the winding
次に、インペラ32の回転数を同様にして、圧縮空気の流量を大きくした場合の圧縮効率について説明する。
Next, the compression efficiency in the case where the rotational speed of the
前述したように、圧縮空気の流量を大きくすると、渦巻き流路54の巻き始め部54Aから巻き終わり部54Bにかけて増速流れとなり、巻き始め部54Aにおける圧力が、巻き終わり部54Bにおける圧力よりも高くなる。
As described above, when the flow rate of the compressed air is increased, the flow increases from the winding
このため、巻き終わり部54B側では、圧縮空気の流速が大きくなるため、渦巻き流路54の壁面との間で生じる摩擦力が大きくなる。特に、閉止部材66が閉止位置に配置されている場合には、圧縮空気の流れが閉止部材66の先端部に対して大きな迎え角を持つために、巻き終わり部54B側の流路の有効面積が小さくなることで、圧縮空気の速度が大きくなるため、渦巻き流路54の壁面との間で生じる摩擦力が大きくなり、圧縮効率が低下してしまうことがある。
For this reason, on the winding
ここで、閉止部材66を開放位置に配置して連通孔60を開放することで、巻き終わり部54B側で、圧縮空気が連通孔60を通して巻き始め部54A側に流れるため(図3(B)参照)、巻き終わり部54B側における流路の有効面積が大きくなることで、圧縮空気の速度が小さくなるため、圧縮空気と渦巻き流路54の壁面との間で生じる摩擦力が小さくなり、圧縮効率が低下してしまうのが抑制される。
Here, by disposing the closing
以上説明したように、圧縮空気の流量を大きくした場合には、閉止部材66を開放位置に配置することで、圧縮効率の低下が抑制されるようになる。
As described above, when the flow rate of the compressed air is increased, the reduction of the compression efficiency is suppressed by arranging the closing
ここで、遠心圧縮機30が非稼働の状態では、例えば、閉止部材66は、開放位置に配置されている。また、制御部72(図1参照)は、予め図4に示すグラフをマッピングデータとして記憶している。そして、遠心圧縮機30が稼動すると、制御部72は、図示せぬエアフローセンサーと圧力センサーとによって検出される圧縮空気の流量と圧力比とをモニタリングする。圧縮空気の流量と圧力比とが、図4に示すグラフ中の斜線範囲K(サージングが起きやすい範囲)の場合には、制御部72は、閉止部材66を閉止位置へ移動する(図1(A)参照)。一方、圧縮空気の流量と圧力比とが、図4に示すグラフ中の斜線範囲Kから外れている場合には、制御部72は、閉止部材66が開放位置に配置されている状態を維持する(図1(B)参照)。
Here, in a state where the
そして、制御部72は、圧縮空気の流量と圧力比とをモニタリングすることで、移動部材70を制御して、閉止部材66を閉止位置、又は開放位置へ移動させる。
And the
(まとめ)
以上説明したように、遠心圧縮機30は、連通孔60を閉止する閉止部材66を備えている。これにより、連通孔60が開放されている場合と比して、サージングの発生を抑制することができる。
(Summary)
As described above, the
また、圧縮空気の流量と圧力比とが、図4に示すグラフ中の斜線範囲Kの場合には、制御部72は、閉止部材66を閉止位置へ移動する。一方、圧縮空気の流量と圧力比とが、図4に示すグラフ中の斜線範囲Kから外れている場合には、制御部72は、閉止部材66が開放位置に配置されている状態を維持する。これにより、サージングの発生を抑制した上で、大流量時の圧縮効率の低下を抑制することができる。
Further, when the flow rate and pressure ratio of the compressed air are in the hatched range K in the graph shown in FIG. 4, the
また、ターボチャージャ10においては、遠心圧縮機30におけるサージングの発生が抑制されることで、圧縮空気をエンジンに効率よく供給することができる。
Further, in the
<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態に係る遠心圧縮機、ターボチャージャの一例について図8、図9を用いて説明する。なお、第1実施形態と同一部材等については、同一符号を付してその説明を省略し、第1実施形態と異なる部分を主に説明する。
Second Embodiment
Next, an example of a centrifugal compressor and a turbocharger according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, about the same member as 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected, the description is abbreviate | omitted, and a different part from 1st Embodiment is mainly demonstrated.
(構成)
第2実施形態に係る遠心圧縮機100の閉止部材106は、図8に示されるように、渦巻き流路54の壁面に沿った湾曲状の湾曲板106Aを備えている。さらに、閉止部材106は、一端が湾曲板106Aに固定され、渦巻き流路54の壁面に形成されたスリット110を通って他端が渦巻き流路54の外部に露出する支持部材106Bを備えている。
(Constitution)
As shown in FIG. 8, the closing
湾曲板106Aは、渦巻き流路54の周方向に延びて形成され、湾曲板106Aには、円状の貫通孔107が形成されている。このスリット110は、渦巻き流路54の周方向に延びており、支持部材106Bは、スリット110の内部を移動可能とされている。
The
また、遠心圧縮機100は、図9(A)(B)に示されるように、閉止部材106を渦巻き流路54の周方向に移動させる移動部材108を備えている。
Further, the
この構成において、移動部材108は、閉止部材106を、連通孔60を閉止する閉止位置(図9(A)参照)と、湾曲板106Aに形成された貫通孔107によって連通孔60を開放する開放位置(図9(B)参照)との間を移動させるようになっている。なお、第2実施形態における他の作用は、第1実施形態と同様である。
In this configuration, the moving
なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は係る実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態をとることが可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、移動部材70、108が、閉止部材66、106を移動させたが、遠心圧縮機30、100が、移動部材70、108を備えなくてもよい。この場合には、適宜閉止部材66、106を移動させればよい。
Although the present invention has been described in detail with respect to specific embodiments, the present invention is not limited to such embodiments, and various other embodiments can be taken within the scope of the present invention. This will be apparent to those skilled in the art. For example, in the above embodiment, the moving
また、上記実施形態では、移動部材70、108が、閉止部材66、106を閉止位置又は開放位置に移動させたが、閉止位置と開放位置との間の中間位置(半開)に閉止部材を移動させてもよい。
In the above-described embodiment, the moving
また、上記実施形態では、圧力比及び圧縮空気の流量に基づいて、制御部72が、移動部材70、108を制御したが、他の情報に基づいて、制御部72が、移動部材70、108を制御してもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the
10 ターボチャージャ
20 タービンユニット
22 タービンロータ
30 遠心圧縮機
36 インペラ翼(回転翼の一例)
50 コンプレッサハウジング(筐体の一例)
54 渦巻き流路
54A 巻き始め部
54B 巻き終わり部
60 連通孔
66 閉止部材
70 移動部材
72 制御部
100 遠心圧縮機
106 閉止部材
108 移動部材
DESCRIPTION OF
50 Compressor housing (example of housing)
54
Claims (4)
巻き始め部と空気が排出される巻き終わり部側とが連通孔で連通されている渦巻き状であると共に前記回転翼が前記径方向の外側に流した空気が流れる渦巻き流路が形成された筐体と、
前記連通孔を閉止する閉止部材と、
を備える遠心圧縮機。 A rotating blade that rotates around an axis, compresses air flowing in from the axial direction, and flows it outward in the radial direction;
A casing having a spiral shape in which a winding start portion and a winding end portion side from which air is discharged are communicated with each other through a communication hole, and a spiral flow path is formed in which the air flowed by the rotary blades outward in the radial direction is formed. Body,
A closing member for closing the communication hole;
A centrifugal compressor.
圧力比及び前記渦巻き流路を流れる空気の流量に基づいて、前記移動部材を制御し、前記移動部材に前記閉止部材を移動させる制御部と、
を備える請求項2に記載の遠心圧縮機。 A moving member that moves the closing member to the closing position and the opening position;
A control unit that controls the moving member based on a pressure ratio and a flow rate of air flowing through the spiral flow path, and moves the closing member to the moving member;
The centrifugal compressor according to claim 2 provided with.
前記タービンロータから回転力が前記回転翼に伝達され、前記エンジンに供給する空気を圧縮する請求項1〜3の何れか1項に記載の遠心圧縮機と、
を備えるターボチャージャ。 A turbine unit having a turbine rotor that is rotated by a force through which exhaust gas discharged from the engine flows;
The centrifugal compressor according to any one of claims 1 to 3, wherein a rotational force is transmitted from the turbine rotor to the rotor blades to compress air supplied to the engine.
Turbocharger with
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015089180A JP2016205271A (en) | 2015-04-24 | 2015-04-24 | Centrifugal compressor and turbocharger |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2015089180A JP2016205271A (en) | 2015-04-24 | 2015-04-24 | Centrifugal compressor and turbocharger |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015089180A Pending JP2016205271A (en) | 2015-04-24 | 2015-04-24 | Centrifugal compressor and turbocharger |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2016205271A (en) |
-
2015
- 2015-04-24 JP JP2015089180A patent/JP2016205271A/en active Pending
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