JP2017150318A - コンプレッサインペラ及びターボチャージャ - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本実施形態に係るターボチャージャの概略構成を示す断面図である。ターボチャージャ1は、自動車等に搭載される不図示のエンジンに対して設けられるものであり、エンジンからの排気エネルギーを利用して過給を行うものである。ターボチャージャ1は、回転軸11とコンプレッサインペラ12とタービンインペラ13とからなる回転体10が、ハウジング15に収容された基本構成を有する。
図2は、コンプレッサインペラ12の斜視図である。コンプレッサインペラ12は、軸方向に沿って形成されたハブ21と、ハブ21から径方向外側に延びる複数の羽根22とを有する、遠心式のコンプレッサインペラである。ハブ21の径方向中心部には、軸方向に貫通する貫通孔21aが形成されており、この貫通孔21aに回転軸11が挿入される。複数の羽根22は、長翼22A及び短翼22Bの2種類の羽根が回転方向に交互に並んで構成されており、このうち全ての長翼22Aには、長翼22Aの表裏方向を貫通するスリット23が形成されている。
図4に示すように、コンプレッサインペラ12に取り込まれた吸気は、羽根22のリーディングエッジ22aで、腹側を流れる流れFaと背側を流れる流れFbとに分かれる。このうち、背側の流れFbは、コンプレッサインペラ12の回転時に羽根22が相対的に離れていくことになる。そして、吸気量が少ない場合には、羽根22に対する吸気の迎え角が相対的に大きくなるので、矢印Fcで示すように、吸気が羽根22の背側の面から剥離して羽根22に沿って流れなくなる失速という現象が発生する。
本実施形態では、複数の羽根22のうち少なくとも一部の羽根22(長翼22A)には、リーディングエッジ22aとシュラウドライン22bとによって形成される角部22cに、羽根22の表裏方向に貫通するスリット23(貫通部)が形成されている。上述のように、角部22cは、吸気の剥離・失速が発生しやすい条件を備えた部位であるから、このような部位にスリット23を設けることによって、流体の剥離・失速を効果的に抑えることができる。その結果、サージングの発生を従来よりも効果的に抑制することが可能となっている。また、本実施形態のコンプレッサインペラ12は、スリット23を設けることによって、個々の羽根22による圧縮効果を向上させるものであるので、吸気路16aにおいて周方向に圧力分布があるような場合でも、適切に吸気を圧縮することができ、この点においても、従来のケーシングトリートメントよりも優れている。さらに、ケーシングトリートメントのように、コンプレッサハウジング16に循環通路を設ける必要がないので、コンプレッサハウジング16の設計自由度を向上させることができるという点でも有利である。
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上記実施形態の要素を適宜組み合わせまたは種々の変更を加えることが可能である。
11:回転軸
12:コンプレッサインペラ
21:ハブ
22(22A、22B):羽根
22a:リーディングエッジ
22b:シュラウドライン
22c:角部
23:スリット(貫通部)
23a:回転方向下流側(腹側)の開口
23b:回転方向上流側(背側)の開口
16:コンプレッサハウジング(ハウジング)
16c:内壁
Claims (8)
- ハウジングに回転可能に収容されており、所定の回転方向に回転することで、回転軸の軸方向から流入する流体を圧縮して、径方向外側に送出する遠心式のコンプレッサインペラであって、
前記軸方向に沿って形成されたハブから径方向外側に延びる羽根が前記回転方向に複数形成されており、
前記複数の羽根のうち少なくとも一部の羽根には、前記ハブから径方向外側に延び、前記流体の流れ方向において上流端の輪郭をなすリーディングエッジと、前記リーディングエッジと接続され、前記ハウジングの内壁に沿った輪郭をなすシュラウドラインと、によって形成される角部に、前記羽根の表裏方向に貫通する貫通部が形成されていることを特徴とするコンプレッサインペラ。 - 前記貫通部は、前記回転方向における上流側の開口が下流側の開口よりも前記リーディングエッジから遠くなるように、前記表裏方向に対して斜めに形成されている請求項1に記載のコンプレッサインペラ。
- 前記貫通部は、前記シュラウドラインからの離間距離が前記リーディングエッジの長さの半分以内の領域に形成されている請求項1又は2に記載のコンプレッサインペラ。
- 前記貫通部は、前記リーディングエッジからの離間距離が前記シュラウドラインの長さの20%以内の領域に形成されている請求項1ないし3のいずれか1項に記載のコンプレッサインペラ。
- 前記貫通部は、前記羽根の表面に沿って延びるスリットである請求項1ないし4のいずれか1項に記載のコンプレッサインペラ。
- 前記スリットは、前記リーディングエッジと前記シュラウドラインとの角又は角近傍から、前記リーディングエッジ及び前記シュラウドラインのいずれに対しても斜めに延設されている請求項5に記載のコンプレッサインペラ。
- 前記スリットは、前記羽根を構成する材料によって全周が囲まれた長穴状となっている請求項5又は6に記載のコンプレッサインペラ。
- 請求項1ないし7のいずれか1項に記載のコンプレッサインペラを有するターボチャージャ。
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