JP2018059482A - Centrifugal compressor and turbocharger - Google Patents

Centrifugal compressor and turbocharger Download PDF

Info

Publication number
JP2018059482A
JP2018059482A JP2016199147A JP2016199147A JP2018059482A JP 2018059482 A JP2018059482 A JP 2018059482A JP 2016199147 A JP2016199147 A JP 2016199147A JP 2016199147 A JP2016199147 A JP 2016199147A JP 2018059482 A JP2018059482 A JP 2018059482A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
impeller
centrifugal compressor
air
wall member
flow
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.)
Pending
Application number
JP2016199147A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
岩切 雄二
Yuji Iwakiri
雄二 岩切
真明 松田
Masaaki Matsuda
真明 松田
嘉清 渡邉
Yoshikiyo Watanabe
嘉清 渡邉
勉 小田
Tsutomu Oda
勉 小田
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.)
Toyota Industries Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Industries Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
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 Toyota Industries Corp, Toyota Central R&D Labs Inc filed Critical Toyota Industries Corp
Priority to JP2016199147A priority Critical patent/JP2018059482A/en
Publication of JP2018059482A publication Critical patent/JP2018059482A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a centrifugal compressor capable of suppressing occurrence of surging with deterioration of compression efficiency of compressing air suppressed, and provide a turbocharger.SOLUTION: When a movement member is moved in a radial direction to minimize a flow passage area of an inflow passage, pressure of air flowing into an impeller increases to suppress occurrence of surging. For example, in terms of suppression of deterioration of compression efficiency of compressing air and suppression of occurrence of surging, the movement member is configured to be moved to a position where the flow passage area is appropriate. Consequently, with deterioration of the compression efficiency of compressing air suppressed, occurrence of surging is suppressed.SELECTED DRAWING: Figure 1

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に記載の遠心圧縮機は、インペラの回転により空気を圧縮する遠心圧縮機であって、インペラに空気を導入する導入管と、導入管内に設けられ、インペラの上流側で空気の流れを規制し、かつ、空気の流れを規制する状態と規制しない状態との間で変位する規制部材と、を有する。   The centrifugal compressor described in Patent Document 1 is a centrifugal compressor that compresses air by rotation of an impeller, and is provided in an introduction pipe that introduces air into the impeller, and the flow of air on the upstream side of the impeller And a regulating member that is displaced between a state in which the flow of air is regulated and a state in which the air flow is not regulated.

特開2010−138765号公報JP 2010-138765 A

ターボチャージャ用の遠心圧縮機では、所定の回転数で回転するインペラによって、圧縮される空気の流量が少なくなると、遠心圧縮機の出口側の圧力が高くなる。これにより、空気の一部が、インペラの出口から、インペラとハウジングとの隙間を通って、インペラの入口側に逆流する。この逆流に起因して、遠心圧縮機では、サージジングが発生することがある。   In a centrifugal charger for a turbocharger, when the flow rate of compressed air is reduced by an impeller that rotates at a predetermined rotational speed, the pressure on the outlet side of the centrifugal compressor increases. As a result, a part of the air flows backward from the impeller outlet through the gap between the impeller and the housing to the inlet side of the impeller. Due to the backflow, surge compression may occur in the centrifugal compressor.

本願発明の課題は、空気を圧縮する圧縮効率の低下を抑制した上で、サージングの発生を抑制することである。   The subject of this invention is suppressing generation | occurrence | production of surging, after suppressing the fall of the compression efficiency which compresses air.

本発明の請求項1に係る遠心圧縮機は、軸回りに回転し、軸方向から流入する空気を圧縮して径方向に流すインペラと、空気の流れ方向において、前記インペラの上流側に配置され、前記径方向に移動して、前記インペラに空気を導く流入流路の流路面積を変える移動部材と、を備え、前記移動部材が前記流路面積を最小にした状態で、前記流路面積は、前記インペラの入り口の面積と比して小さいことを特徴とする。   The centrifugal compressor according to claim 1 of the present invention is disposed on the upstream side of the impeller in the air flow direction, and an impeller that rotates around the axis and compresses air flowing in from the axial direction and flows in the radial direction. A moving member that moves in the radial direction and changes a flow passage area of an inflow flow passage that guides air to the impeller, and the flow passage area is minimized when the moving member minimizes the flow passage area. Is smaller than the area of the entrance of the impeller.

上記構成によれば、回転するインペラは、インペラに流入する空気を圧縮する。そして、回転するインペラは、流入した空気を圧縮し、径方向に流す。   According to the above configuration, the rotating impeller compresses the air flowing into the impeller. The rotating impeller compresses the flowing air and flows it in the radial direction.

インペラによって圧縮された圧縮空気の流量が少ない場合には、インペラから径方向に流れた圧縮空気は、径方向に流れ続ける空気と、逆方向に折り返して流入流路側へ流れる空気とに分かれる(剥離する)。この逆方向への空気の流れに起因して、サージングが発生してしまうことがある。   When the flow rate of the compressed air compressed by the impeller is small, the compressed air that has flowed in the radial direction from the impeller is divided into air that continues to flow in the radial direction and air that is folded in the opposite direction and flows to the inflow channel side (separation). To do). Surging may occur due to the air flow in the opposite direction.

ここで、移動部材を径方向に移動させ、流入流路の流路面積を最小とする場合に、流路面積は、インペラの入り口の面積と比して小さくなる。これにより、インペラに流入する空気の圧力が上昇し、前述した逆方向へ流れる空気の量が減少する。そして、サージングの発生が抑制される。   Here, when the moving member is moved in the radial direction to minimize the channel area of the inflow channel, the channel area becomes smaller than the area of the inlet of the impeller. As a result, the pressure of the air flowing into the impeller increases, and the amount of air flowing in the reverse direction described above decreases. And generation | occurrence | production of surging is suppressed.

そして、例えば、空気を圧縮する圧縮効率の低下の抑制と、サージングの発生の抑制との観点から、適した流路面積となる位置に、移動部材が移動するようにする。これにより、遠心圧縮機では、空気を圧縮する圧縮効率の低下を抑制した上で、サージングの発生を抑制することができる。   Then, for example, the moving member is moved to a position where the flow path area is suitable from the viewpoint of suppressing a decrease in compression efficiency for compressing air and suppressing the occurrence of surging. Thereby, in a centrifugal compressor, generation | occurrence | production of surging can be suppressed, after suppressing the fall of the compression efficiency which compresses air.

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、前記移動部材には、前記流れ方向に延びると共に、前記流入流路に臨む壁面が形成されていることを特徴とする。   The centrifugal compressor according to claim 2 of the present invention is the centrifugal compressor according to claim 1, wherein the moving member is formed with a wall surface extending in the flow direction and facing the inflow channel. It is characterized by.

上記構成によれば、移動部材には、空気の流れ方向に延びると共に、流入流路に臨む壁面が形成されている。これにより、インペラに向かう空気は、壁面に沿って流れ、インペラに流入する。このため、例えば、インペラに空気を導く流入流路の流路面積を変える部材が、板面が軸方向を向いた薄板状の部材である場合と比して、インペラに向かう空気の圧力損失の上昇を抑制することができる。   According to the above configuration, the moving member is formed with the wall surface extending in the air flow direction and facing the inflow channel. Thereby, the air which goes to an impeller flows along a wall surface, and flows in into an impeller. For this reason, for example, the member that changes the channel area of the inflow channel that guides air to the impeller is a thin plate member whose plate surface faces the axial direction, and the pressure loss of the air toward the impeller is reduced. The rise can be suppressed.

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、前記移動部材が前記流路面積を最小にした状態で、前記壁面において前記流れ方向の下流側の部分が、前記インペラの回転中心線に近づくように、前記壁面は、前記軸方向に対して傾斜してい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 minimizes the flow passage area and the downstream portion of the flow direction on the wall surface. However, the wall surface is inclined with respect to the axial direction so as to approach the rotation center line of the impeller.

上記構成によれば、壁面において空気の流れ方向の下流側の部分が、インペラの回転中心線に近づくように、壁面は、軸方向に対して傾斜している。このため、壁面において空気の流れ方向の下流側の部分が、インペラの回転中心線から遠ざかるように、壁面が軸方向に対して傾斜している場合と比して、インペラに向かう空気の圧力損失の上昇を抑制することができる。   According to the above configuration, the wall surface is inclined with respect to the axial direction so that the downstream portion of the wall surface in the air flow direction approaches the rotation center line of the impeller. For this reason, the pressure loss of the air toward the impeller compared to the case where the wall surface is inclined with respect to the axial direction so that the downstream portion of the wall surface in the air flow direction is away from the rotation center line of the impeller. Can be suppressed.

本発明の請求項4に係る遠心圧縮機は、請求項2又は3に記載の遠心圧縮機において、前記移動部材が前記流路面積を最小にした状態で、前記壁面において、前記流れ方向の下流側の端部は、前記インペラにおいて、前記流れ方向の上流側の端部に対して、前記流れ方向の下流側に位置することを特徴とする。   A centrifugal compressor according to a fourth aspect of the present invention is the centrifugal compressor according to the second or third aspect, wherein the moving member minimizes the flow path area, and the wall surface is downstream in the flow direction. An end on the side of the impeller is located on the downstream side in the flow direction with respect to the end on the upstream side in the flow direction.

上記構成によれば、移動部材が流路面積を最小にした状態で、壁面において、流れ方向の下流側の端部は、インペラにおいて、流れ方向の上流側の端部に対して、流れ方向の下流側に位置する。換言すれば、インペラによって流路面積が狭くなる部分まで、壁面が延びている。このため、インペラによって流路面積が狭くなる部分まで、壁面が延びていない場合と比して、インペラに向かう空気の圧力損失の上昇を抑制することができる。   According to the above configuration, in the state in which the moving member minimizes the flow path area, the end on the downstream side in the flow direction on the wall surface is in the flow direction with respect to the upstream end in the flow direction on the impeller. Located downstream. In other words, the wall surface extends to the portion where the channel area is narrowed by the impeller. For this reason, an increase in the pressure loss of the air toward the impeller can be suppressed as compared with the case where the wall surface does not extend to the portion where the flow path area is narrowed by the impeller.

本発明の請求項5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インペラに伝達され、前記エンジンに供給する空気を圧縮する請求項1〜4の何れか1項に記載の遠心圧縮機と、を備えたことを特徴とする。   A turbocharger according to a fifth aspect of the present invention is a turbine unit having a rotating turbine rotor and a rotational force transmitted from the turbine rotor to an impeller by a flow of exhaust gas discharged from the engine, and is supplied to the engine The centrifugal compressor of any one of Claims 1-4 which compresses the air to perform, It is characterized by the above-mentioned.

上記構成によれば、請求項1〜4の何れか1項に記載の遠心圧縮機を備えることで、ターボチャージャでは、圧縮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, a turbocharger can be efficiently supplied to an engine by providing the centrifugal compressor of any one of Claims 1-4.

本発明によれば、空気を圧縮する圧縮効率の低下を抑制した上で、サージングの発生を抑制することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, generation | occurrence | production of surging can be suppressed, after suppressing the fall of the compression efficiency which compresses air.

本発明の第1実施形態に係る遠心圧縮機を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the centrifugal compressor which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る遠心圧縮機を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the centrifugal compressor which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る遠心圧縮機を示した正面図である。It is the front view which showed the centrifugal compressor which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る遠心圧縮機を示した正面図である。It is the front view which showed the centrifugal compressor which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る遠心圧縮機を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the centrifugal compressor which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る遠心圧縮機、及び比較形態に係る遠心圧縮機の評価予測結果をグラフで示した図面である。It is drawing which showed the evaluation prediction result of the centrifugal compressor which concerns on 1st Embodiment of this invention, and the centrifugal compressor which concerns on a comparison form with the graph. 本発明の第1実施形態に係るターボチャージャを示した構成図である。It is the block diagram which showed the turbocharger which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る遠心圧縮機に対する比較形態に係る遠心圧縮機を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the centrifugal compressor which concerns on the comparison form with respect to the centrifugal compressor which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る遠心圧縮機を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the centrifugal compressor which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る遠心圧縮機を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the centrifugal compressor which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る遠心圧縮機を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the centrifugal compressor which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る遠心圧縮機を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the centrifugal compressor which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態に係る遠心圧縮機を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the centrifugal compressor which concerns on 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態に係る遠心圧縮機を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the centrifugal compressor which concerns on 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態に係る遠心圧縮機を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the centrifugal compressor which concerns on 5th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態に係る遠心圧縮機を示した正面図である。It is the front view which showed the centrifugal compressor which concerns on 5th Embodiment of this invention.

<第1実施形態>
本発明の第1実施形態に係る遠心圧縮機、及びターボチャージャの一例について図1〜図8を用いて説明する。
<First Embodiment>
An example of a centrifugal compressor and a turbocharger according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

(全体構成)
本第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、遠心圧縮機30、及びタービンユニット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 turbocharger 10 according to the first embodiment includes a turbine unit 20, a centrifugal compressor 30, and a connection unit 40 that connects the turbine unit 20 and the centrifugal compressor 30. The turbine unit 20 is disposed in the middle of the exhaust passage 12 of an automobile engine (not shown), and the centrifugal compressor 30 is disposed in the middle of the intake passage 14 of the engine.

タービンユニット20は、ハウジング24を備え、遠心圧縮機30は、ハウジング50を備え、連結ユニット40は、ハウジング24とハウジング50とを連結するハウジング44を備えている。   The turbine unit 20 includes a housing 24, the centrifugal compressor 30 includes a housing 50, and the connection unit 40 includes a housing 44 that connects the housing 24 and the housing 50.

さらに、ターボチャージャ10は、ハウジング24、ハウジング44、及びハウジング50の内部を通る回転軸42を備えている、そして、この回転軸42の軸方向(図中矢印E方向:以下単に「軸方向」)の一端側(図中右側)から他端側(図中左側)へ、ハウジング24、ハウジング44、及びハウジング50は、図示せぬ固定具で互いに固定され、この順番で並んでいる。   Further, the turbocharger 10 includes a rotating shaft 42 that passes through the housing 24, the housing 44, and the housing 50, and the axial direction of the rotating shaft 42 (the direction of arrow E in the figure: hereinafter simply “axial direction”). ) From one end side (right side in the figure) to the other end side (left side in the figure), the housing 24, the housing 44, and the housing 50 are fixed to each other by a fixture (not shown) and are arranged in this order.

〔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、ハウジング24と、タービンロータ22とを備えている。ハウジング24は、内部が空洞とされ、このハウジング24の内部に、タービンロータ22が配置されている。そして、タービンロータ22は、回転軸42の軸方向の一端側の部分に固定されているロータ軸部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。
[Turbine unit]
As shown in FIG. 7, the turbine unit 20 includes a housing 24 and a turbine rotor 22. The housing 24 has a hollow inside, and the turbine rotor 22 is disposed inside the housing 24. The turbine rotor 22 includes a rotor shaft portion 28 fixed to a portion on one end side in the axial direction of the rotating shaft 42, and a plurality of turbine blades 26 extending from the rotor shaft portion 28.

また、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ハウジング24の内部へ流入させる渦巻き状の渦巻き流路24Aが形成されている。さらに、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(ハウジング44側とは反対側)の部分には、排気ガスをハウジング24の外部に排出させて排気通路12に排出させる排出流路24Bが形成されている。   Further, in the housing 24, the exhaust gas flowing through the exhaust passage 12 is placed inside the housing 24 in a portion outside the radial direction of the rotation shaft 42 with respect to the turbine rotor 22 (arrow D direction in the drawing: hereinafter simply “radial direction”). A spiral spiral flow path 24A is formed to flow in. Further, in the housing 24, an exhaust passage 24 </ b> B that exhausts exhaust gas to the outside of the housing 24 and exhausts it to the exhaust passage 12 at a portion outside the axial direction (opposite to the housing 44 side) with respect to the turbine rotor 22. Is formed.

この構成において、渦巻き流路24Aからハウジング24の内部へ流入した排気ガス(流体の一例)は、隣り合うタービン翼26の間に流れ込むようになっている。そして、排気ガスは、複数のタービン翼26を押すことで、タービンロータ22を回転させるようになっている。さらに、タービンロータ22を回転させた排気ガスは、排出流路24Bから排出されるようになっている。このように、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, exhaust gas (an example of fluid) that has flowed into the housing 24 from the spiral flow path 24 </ b> A flows between the adjacent turbine blades 26. The exhaust gas rotates the turbine rotor 22 by pushing a plurality of turbine blades 26. Further, the exhaust gas that has rotated the turbine rotor 22 is discharged from the discharge passage 24B. Thus, the turbine rotor 22 is a so-called radial turbine rotor.

〔連結ユニット〕
連結ユニット40は、図7に示されるように、ハウジング44を備えている。そして、このハウジング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 connection unit 40 includes a housing 44. And this housing 44 has the support part 44A which supports the rotating shaft 42 rotatably.

さらに、ハウジング44は、循環しながら支持部44Aへ供給されるエンジンオイルをハウジング44の内部へ流入させる流入口(図示省略)と、エンジンオイルをハウジング44の内部から排出させる排出口(図示省略)とを有している。   In addition, the housing 44 is circulated so that the engine oil supplied to the support portion 44A flows into the housing 44 (not shown), and the exhaust port (not shown) discharges the engine oil from the housing 44. And have.

この構成において、ハウジング44の内部へ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 housing 44 is supplied to the support portion 44A so that the rotating shaft 42 rotates smoothly.

〔遠心圧縮機〕
遠心圧縮機30は、図7に示されるように、ハウジング50と、インペラ32とを備えている。ハウジング50は、内部が空洞とされ、このハウジング50の内部に、インペラ32が配置されている。そして、インペラ32は、回転軸42の軸方向の他端側の部分に固定されている回転軸部34と、回転軸部34から延出する複数のインペラ翼36とを有している。
(Centrifuge compressor)
As shown in FIG. 7, the centrifugal compressor 30 includes a housing 50 and an impeller 32. The housing 50 has a hollow inside, and the impeller 32 is disposed inside the housing 50. The impeller 32 includes a rotation shaft portion 34 fixed to a portion on the other end side in the axial direction of the rotation shaft 42, and a plurality of impeller blades 36 extending from the rotation shaft portion 34.

また、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(ハウジング44側とは反対側)の部分には、吸気通路14を流れる空気をインペラ32に導く流入流路80が形成されている。さらに、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、空気をハウジング50の外部に流出させて吸気通路14に排出させ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。   In addition, an inflow passage 80 that guides air flowing through the intake passage 14 to the impeller 32 is formed in a portion of the housing 50 on the outer side in the axial direction with respect to the impeller 32 (on the side opposite to the housing 44 side). Further, a spiral spiral flow path 54 (so-called scroll flow path) that allows air to flow out of the housing 50 and to be discharged to the intake passage 14 is formed in a portion radially outside the impeller 32 in the housing 50. Has been.

なお、遠心圧縮機30については詳細を後述する。   Details of the centrifugal compressor 30 will be described later.

(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 turbocharger 10 will be described.

タービン翼26は、渦巻き流路24Aからハウジング24の内部へ流入した排気ガスによって押されて回転する。タービンロータ22の回転力は、回転軸42を介してインペラ32に伝達される。なお、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から排出する。   The turbine blades 26 are pushed and rotated by the exhaust gas flowing into the housing 24 from the spiral flow path 24A. The rotational force of the turbine rotor 22 is transmitted to the impeller 32 via the rotation shaft 42. The exhaust gas that has rotated the turbine rotor 22 inside the housing 24 is discharged from the discharge passage 24B.

インペラ32は、回転軸42を介してタービンロータ22の回転力が伝達されることで回転する。そして、回転するインペラ32は、流入流路80によって、吸気通路14から導かれた空気を圧縮する。また、回転するインペラ32は、圧縮した空気を径方向に流す。さらに、径方向に流された圧縮空気は、渦巻き流路54を流れて吸気通路14に排出する。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 impeller 32 rotates when the rotational force of the turbine rotor 22 is transmitted via the rotating shaft 42. The rotating impeller 32 compresses the air guided from the intake passage 14 by the inflow channel 80. The rotating impeller 32 causes compressed air to flow in the radial direction. Further, the compressed air that has flowed in the radial direction flows through the spiral flow path 54 and is discharged to the intake passage 14. The compressed air discharged from the spiral flow path 54 is supplied to the engine as compressed air for combustion.

(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 centrifugal compressor 30 will be described.

遠心圧縮機30は、図1に示されるように、インペラ32と、内部にインペラ32が配置されているハウジング50と、移動部材の一例としての壁部材70と、壁部材70を揺動させる揺動部90とを備えている。   As shown in FIG. 1, the centrifugal compressor 30 includes an impeller 32, a housing 50 in which the impeller 32 is disposed, a wall member 70 as an example of a moving member, and a rocker that swings the wall member 70. The moving part 90 is provided.

〔インペラ〕
インペラ32は、前述したように、回転軸42の軸方向の他端側の部分に固定されている回転軸部34と、回転軸部34から延出する複数のインペラ翼36とを有している。
[Impeller]
As described above, the impeller 32 includes the rotary shaft portion 34 fixed to the portion on the other end side in the axial direction of the rotary shaft 42, and the plurality of impeller blades 36 extending from the rotary shaft portion 34. Yes.

回転軸部34は、軸方向の外側(ハウジング44側とは反対側:図中左側)に向かうに従って徐々に細くなっている。また、夫々のインペラ翼36は、図3に示されるように、軸方向から見て、回転軸部34から湾曲しながら径方向の外側へ延出している。そして、夫々のインペラ翼36は、図1に示されるように、軸方向の外側の部分で径方向へ延びる先端縁36Aと、先端縁36Aの径方向の外側の端部に接続されて、湾曲しながら軸方向の内側(ハウジング44側:図中右側)に延びる湾曲縁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の端部に接続されて、軸方向に延びる基端縁36Cを有している。   The rotating shaft portion 34 gradually becomes thinner toward the outer side in the axial direction (on the opposite side to the housing 44 side: the left side in the drawing). Further, as shown in FIG. 3, each impeller blade 36 extends outward in the radial direction while being curved from the rotating shaft portion 34 when viewed from the axial direction. As shown in FIG. 1, each impeller blade 36 is connected to a distal end edge 36A extending in the radial direction at an outer portion in the axial direction and a radially outer end portion of the distal end edge 36A to be curved. However, it has a curved edge 36B extending inward in the axial direction (housing 44 side: right side in the figure). Further, each impeller blade 36 has a base end edge 36C that is connected to the end of the curved edge 36B and extends in the axial direction.

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から流入する空気を圧縮し、圧縮した空気(圧縮空気)をインペラ翼36の基端縁36Cから径方向の外側に流すようになっている。   In this configuration, the rotating impeller 32 compresses the air flowing from the tip edge 36A of the impeller blade 36, and flows the compressed air (compressed air) from the base end edge 36C of the impeller blade 36 to the outside in the radial direction. It has become.

〔ハウジング〕
ハウジング50は、インペラ32に流入する空気が流れる導入路52と、インペラ32によって圧縮された圧縮空気が流れる拡散流路56(所謂ディフューザ流路)と、吸気通路14に圧縮空気を排出する渦巻き流路54とを有している。さらに、ハウジング50は、インペラ32を収容する収容部57を有している。
〔housing〕
The housing 50 includes an introduction passage 52 through which air flowing into the impeller 32 flows, a diffusion passage 56 (so-called diffuser passage) through which compressed air compressed by the impeller 32 flows, and a spiral flow through which compressed air is discharged into the intake passage 14. And a passage 54. Further, the housing 50 has a housing portion 57 that houses the impeller 32.

拡散流路56は、図3に示されるように、軸方向から見て、インペラ32を囲むように形成されている。そして、拡散流路56は、図1に示されるように、回転するインペラ32によって圧縮され、インペラ翼36の基端縁36Cから径方向の外側へ流された圧縮空気が流れるようになっている。   As shown in FIG. 3, the diffusion channel 56 is formed so as to surround the impeller 32 when viewed from the axial direction. As shown in FIG. 1, the diffusion flow path 56 is compressed by the rotating impeller 32, and compressed air that has flowed radially outward from the base end edge 36 </ b> C of the impeller blade 36 flows therethrough. .

渦巻き流路54は、図3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の一端には、圧縮空気を吸気通路14に排出するための排出口54Aが形成されている。この渦巻き流路54の流路断面は、図1に示されるように、おおむね円形とされている。そして、渦巻き流路54は、拡散流路56を流れて通過した圧縮空気を、吸気通路14に排出させるようになっている。   As shown in FIG. 3, the spiral flow path 54 is formed in a spiral shape so as to surround the diffusion flow path 56 when viewed from the axial direction, and compressed air is supplied to the intake passage 14 at one end of the spiral flow path 54. A discharge port 54A for discharging is formed. The flow passage cross section of the spiral flow passage 54 is substantially circular as shown in FIG. The spiral flow path 54 is configured to discharge the compressed air that has passed through the diffusion flow path 56 to the intake passage 14.

導入路52は、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の部分で、軸方向へ延びる円筒状の導入部60の内部に形成されている。そして、導入路52は、インペラ32の回転中心線C1を中心とする円柱状とされている。さらに、導入路52において、軸方向の内側(ハウジング44側:図中右側)で、かつ、インペラ32に対して径方向の外側の部分には、壁部材70が取り付けられている取付部62が形成されている。   The introduction path 52 is an outer portion in the axial direction with respect to the impeller 32 in the housing 50 and is formed inside a cylindrical introduction portion 60 extending in the axial direction. The introduction path 52 has a cylindrical shape with the rotation center line C1 of the impeller 32 as the center. Further, in the introduction path 52, an attachment portion 62 to which the wall member 70 is attached is provided on the inner side in the axial direction (housing 44 side: right side in the drawing) and on the outer side in the radial direction with respect to the impeller 32. Is formed.

また、導入路52を構成する導入壁52Aと、取付部62との間には、軸方向の外側が開口した凹部64が形成されている。
収容部57は、空気の流れ方向において、導入路52と拡散流路56との間に形成され、収容部57の壁面と、インペラ32との間には、隙間58が形成されている。
A recess 64 having an opening in the axial direction is formed between the introduction wall 52 </ b> A constituting the introduction path 52 and the mounting portion 62.
The accommodating part 57 is formed between the introduction path 52 and the diffusion flow path 56 in the air flow direction, and a gap 58 is formed between the wall surface of the accommodating part 57 and the impeller 32.

〔壁部材〕
壁部材70は、図1に示されるように、導入路52に配置されている。また、壁部材70は、図3に示されるように、軸方向から見て、インペラ32の周方向(回転方向)に並んで6個設けられている。さらに、夫々の壁部材70は、軸方向から見て、インペラ32の回転軸を中心とする円弧状とされている。
(Wall member)
As shown in FIG. 1, the wall member 70 is disposed in the introduction path 52. Further, as shown in FIG. 3, six wall members 70 are provided side by side in the circumferential direction (rotation direction) of the impeller 32 when viewed from the axial direction. Further, each wall member 70 has an arc shape centered on the rotation axis of the impeller 32 as viewed in the axial direction.

夫々の壁部材70は、図1に示されるように、インペラ32の回転中心線C1が通る平面で切断した切断面が、三角形状の本体部72を有している。さらに、夫々の壁部材70は、本体部72において軸方向の内側で、かつ、径方向の外側の部分に接続され、軸方向の内側に延びる延出部74と、取付部62に回転自在に取り付けられる軸部82とを有している。この軸部82は、延出部74の先端部に設けられている。そして、6個の壁部材70の本体部72によって囲まれた空間が、空気をインペラ32に導く流入流路80とされている。この流入流路80は、軸方向から見て、円形状とされている。   As shown in FIG. 1, each wall member 70 has a triangular main body portion 72 cut along a plane through which the rotation center line C <b> 1 of the impeller 32 passes. Further, each wall member 70 is connected to a portion on the inner side in the axial direction and on the outer side in the radial direction in the main body portion 72, and is extended to the extending portion 74 extending inward in the axial direction and the mounting portion 62. And a shaft portion 82 to be attached. The shaft portion 82 is provided at the distal end portion of the extending portion 74. A space surrounded by the main body portions 72 of the six wall members 70 serves as an inflow channel 80 that guides air to the impeller 32. The inflow channel 80 has a circular shape when viewed from the axial direction.

さらに、壁部材70の本体部72には、流入流路80に臨む壁面72Aが形成されている。この壁面72Aは、インペラ32に導かれる空気の流れ方向に延びている。そして、インペラ32の回転中心線C1が通る平面で切断した切断面における壁面72Aの長さ(図中F1)は、インペラ翼36の先端縁36Aの径方向の長さ(図中F2)よりも長くされている。   Furthermore, a wall surface 72 </ b> A that faces the inflow channel 80 is formed in the main body 72 of the wall member 70. The wall surface 72 </ b> A extends in the flow direction of air guided to the impeller 32. And the length (F1 in the figure) of the wall surface 72A in the cut surface cut by the plane through which the rotation center line C1 of the impeller 32 passes is larger than the length in the radial direction of the tip edge 36A of the impeller blade 36 (F2 in the figure). Have been long.

また、軸部82は、延出部74において軸方向の内側の部分に設けられている。この軸部82は、図3に示されるように、インペラ32の周方向において、壁部材70の中央側の部分に配置され、本体部72を構成している円弧に接する接線方向に延びている。   Further, the shaft portion 82 is provided in an inner portion in the axial direction of the extending portion 74. As shown in FIG. 3, the shaft portion 82 is disposed in a central portion of the wall member 70 in the circumferential direction of the impeller 32, and extends in a tangential direction in contact with an arc constituting the main body portion 72. .

この構成において、夫々の壁部材70は、図示せぬ規制部材によって移動範囲が規制され、軸部82を中心に揺動するようになっている。そして、夫々の壁部材70は、流入流路80の流路面積を最小とする最小位置(図1、図3参照)と、流入流路80の流路面積を最大とする最大位置(図2、図4参照)との間を、揺動するようになっている。   In this configuration, the movement range of each wall member 70 is restricted by a restriction member (not shown), and the wall member 70 swings about the shaft portion 82. Each wall member 70 has a minimum position (see FIGS. 1 and 3) that minimizes the channel area of the inflow channel 80 and a maximum position (FIG. 2) that maximizes the channel area of the inflow channel 80. , See FIG. 4).

なお、流入流路80を軸方向に対して直交する方向に切断した切断面で、切断面が最も小さくなる部分の面積が、流路面積である。そして、壁部材70によって囲まれている領域(図1のK2)が、ハウジング50によってインペラ翼36の先端縁36Aを囲む領域(図2のK1)と比して狭い場合は、流路面積は、壁部材70によって囲まれている領域の面積となる。一方、壁部材70によって囲まれている領域(図2のK3)が、ハウジング50によってインペラ翼36の先端縁36Aを囲む領域(図2のK1)と比して同等又は広い場合は、流路面積は、ハウジング50によってインペラ翼36の先端縁36Aを囲む領域の面積となる。   In addition, the area of the part where the cut surface becomes the smallest in the cut surface obtained by cutting the inflow channel 80 in the direction orthogonal to the axial direction is the channel area. When the region surrounded by the wall member 70 (K2 in FIG. 1) is narrower than the region (K1 in FIG. 2) surrounding the tip edge 36A of the impeller blade 36 by the housing 50, the flow path area is This is the area of the region surrounded by the wall member 70. On the other hand, when the region surrounded by the wall member 70 (K3 in FIG. 2) is equal to or wider than the region (K1 in FIG. 2) surrounding the tip edge 36A of the impeller blade 36 by the housing 50, the flow path The area is the area of the region surrounding the tip edge 36 </ b> A of the impeller blade 36 by the housing 50.

そして、壁部材70が最大位置に配置された状態で、壁部材70によって囲まれている領域の面積は、ハウジング50によってインペラ翼36の先端縁36Aを囲む領域の面積と比して大きくなる。また、壁部材70が最小位置に配置された状態で、壁部材70によって囲まれている領域の面積は、ハウジング50によってインペラ翼36の先端縁36Aを囲む領域の面積と比して小さくなる。   In the state where the wall member 70 is disposed at the maximum position, the area of the region surrounded by the wall member 70 is larger than the area of the region surrounding the tip edge 36 </ b> A of the impeller blade 36 by the housing 50. Further, the area of the region surrounded by the wall member 70 in a state where the wall member 70 is disposed at the minimum position is smaller than the area of the region surrounding the tip edge 36 </ b> A of the impeller blade 36 by the housing 50.

さらに、壁部材70が最小位置に配置された状態で、壁部材70によって囲まれている領域の面積(流路面積、図1のK2参照)は、インペラ32の入り口の面積(図1のK4参照)と比して小さくなる。ここで、インペラ32の入り口の面積とは、インペラ32を回転させることで、軸方向から見て、インペラ翼36の先端縁36Aが描く円の面積である。   Furthermore, in the state where the wall member 70 is disposed at the minimum position, the area of the region surrounded by the wall member 70 (flow path area, see K2 in FIG. 1) is the area of the entrance of the impeller 32 (K4 in FIG. 1). Compared to the reference). Here, the area of the entrance of the impeller 32 is an area of a circle drawn by the tip edge 36 </ b> A of the impeller blade 36 as viewed from the axial direction by rotating the impeller 32.

また、壁部材70が最小位置に配置された状態で、壁面72Aにおいて空気の流れ方向の下流側の部分が、空気の流れ方向の上流側の部分と比して、インペラ32の回転中心線C1に近づくように、壁面72Aは、軸方向に対して傾斜している(図1参照)。   Further, in the state where the wall member 70 is disposed at the minimum position, the portion of the wall surface 72A on the downstream side in the air flow direction has a rotation center line C1 of the impeller 32 as compared with the portion on the upstream side in the air flow direction. The wall surface 72A is inclined with respect to the axial direction (see FIG. 1).

さらに、壁部材70が最小位置に配置された状態で、壁面72Aにおいて、空気の流れ方向の下流側の端部T1は、インペラ32の回転軸部34における、空気の流れ方向の上流側の端部T2に対して、軸方向の内側(空気の流れ方向の下流側)に位置している。なお、壁面72Aにおいて、空気の流れ方向の下流側の端部T1は、壁部材70が最小位置に配置された状態で、径方向の最も内側に位置する部位である。つまり、壁部材70の壁面72Aは、壁部材70が最小位置に配置された状態で、壁部材70の軸方向の外側の先端から端部T1までの範囲である。   Furthermore, in the state where the wall member 70 is disposed at the minimum position, an end T1 on the downstream side in the air flow direction on the wall surface 72A is an end on the upstream side in the air flow direction in the rotation shaft portion 34 of the impeller 32. It is located on the inner side in the axial direction (downstream side in the air flow direction) with respect to the portion T2. In the wall surface 72 </ b> A, the downstream end T <b> 1 in the air flow direction is a portion located on the innermost side in the radial direction in a state where the wall member 70 is disposed at the minimum position. That is, the wall surface 72A of the wall member 70 is a range from the outer end in the axial direction of the wall member 70 to the end portion T1 in a state where the wall member 70 is disposed at the minimum position.

〔揺動部〕
揺動部90は、図1に示されるように、軸部82に一端が接続されているリンク92と、全てのリンク92の他端が接続されるリング部材94と、リング部材94に一端が接続されているロッド96と、ロッド96を移動させるアクチュエータ98とを備えている。
[Oscillating part]
As shown in FIG. 1, the swinging part 90 includes a link 92 having one end connected to the shaft part 82, a ring member 94 to which the other ends of all the links 92 are connected, and one end to the ring member 94. A connected rod 96 and an actuator 98 for moving the rod 96 are provided.

リンク92は、一端が軸部82に取り付けられ、軸部82から径方向の外側に延びている。   One end of the link 92 is attached to the shaft portion 82 and extends outward from the shaft portion 82 in the radial direction.

リング部材94は、図3に示されるように、軸方向から見て、最小位置に配置されている壁部材70を囲むように、ハウジング50に形成された凹部64(図1参照)に配置されている。そして、リンク92の他端が、リング部材94に形成された長穴(図示省略)に、回転自在に取り付けられている。   As shown in FIG. 3, the ring member 94 is disposed in a concave portion 64 (see FIG. 1) formed in the housing 50 so as to surround the wall member 70 disposed in the minimum position when viewed from the axial direction. ing. The other end of the link 92 is rotatably attached to a long hole (not shown) formed in the ring member 94.

ロッド96は、図1に示されるように、軸方向へ延び、ロッド96の軸方向の内側の端部は、リング部材94に取り付けられている(図3参照)。   As shown in FIG. 1, the rod 96 extends in the axial direction, and the axially inner end of the rod 96 is attached to the ring member 94 (see FIG. 3).

アクチュエータ98は、ロッド96の軸方向の外側の端部に取り付けられ、後述する制御部(図示省略)の制御によって、ロッド96を軸方向に移動させるようになっている。   The actuator 98 is attached to the outer end of the rod 96 in the axial direction, and moves the rod 96 in the axial direction under the control of a control unit (not shown) described later.

この構成において、アクチュエータ98が、ロッド96を軸方向に移動させることで、リング部材94が軸方向へ移動するようになっている。これにより、夫々のリンク92が、夫々の軸部82を中心に揺動することで、夫々の壁部材70が揺動するようになっている。すなわち、夫々の壁部材70は、径方向に移動するようになっている。   In this configuration, the actuator 98 moves the rod 96 in the axial direction, so that the ring member 94 moves in the axial direction. As a result, each of the links 92 swings about the respective shaft portion 82, so that each wall member 70 swings. That is, each wall member 70 is configured to move in the radial direction.

そして、揺動する壁部材70は、最小位置(図1、図3参照)、最大位置(図2、図4参照)、及び最小位置と最大位置との中間の中間位置(図5参照)に移動するようになっている。   The swinging wall member 70 is at the minimum position (see FIGS. 1 and 3), the maximum position (see FIGS. 2 and 4), and an intermediate position between the minimum position and the maximum position (see FIG. 5). It is supposed to move.

(作用)
次に、遠心圧縮機30の作用について、比較形態に係る遠心圧縮機330の作用と比較しつつ説明する。さらに、遠心圧縮機30、330に発生するサージング、及び遠心圧縮機30のアクチュエータ98に対する制御の一例について説明する。
(Function)
Next, the operation of the centrifugal compressor 30 will be described in comparison with the operation of the centrifugal compressor 330 according to the comparative form. Further, an example of surging generated in the centrifugal compressors 30 and 330 and control of the centrifugal compressor 30 with respect to the actuator 98 will be described.

〔遠心圧縮機の作用〕
先ず、比較形態に係る遠心圧縮機330の構成について、遠心圧縮機30の構成と異なる部分を主に説明する。また、遠心圧縮機330の作用については、遠心圧縮機30の作用と異なる部分を主に説明する。
[Operation of centrifugal compressor]
First, with respect to the configuration of the centrifugal compressor 330 according to the comparative embodiment, portions different from the configuration of the centrifugal compressor 30 will be mainly described. Further, the operation of the centrifugal compressor 330 will be mainly described with respect to a portion different from the operation of the centrifugal compressor 30.

遠心圧縮機330は、図8に示されるように、壁部材、及び揺動部を備えていない。   As shown in FIG. 8, the centrifugal compressor 330 does not include a wall member and a swinging portion.

遠心圧縮機330に備えられたハウジング350の導入部360の内部には、空気をインペラ32に導く流入流路380が形成されている。流入流路380は、軸方向の内側に向かうに従って縮径する漏斗状とされている。 An inflow channel 380 that guides air to the impeller 32 is formed inside the introduction portion 360 of the housing 350 provided in the centrifugal compressor 330. The inflow channel 380 has a funnel shape with a diameter reduced toward the inner side in the axial direction.

そして、流入流路380の流路面積は、ハウジング350によってインペラ翼36の先端縁36Aを囲む領域(図8のK5)の面積となり、実施形態に係るハウジング50によってインペラ翼36の先端縁36Aを囲む領域(図2のK1)の面積と、同様である。   The flow passage area of the inflow passage 380 is the area of the region (K5 in FIG. 8) surrounding the tip edge 36A of the impeller blade 36 by the housing 350, and the tip edge 36A of the impeller blade 36 is changed by the housing 50 according to the embodiment. This is the same as the area of the surrounding region (K1 in FIG. 2).

次に、遠心圧縮機330から排出される圧縮空気の流量が少ない場合の、遠心圧縮機30、330の作用を説明する。   Next, the operation of the centrifugal compressors 30 and 330 when the flow rate of the compressed air discharged from the centrifugal compressor 330 is small will be described.

遠心圧縮機330から排出される圧縮空気の流量が少ない場合には、遠心圧縮機330の圧力比は、遠心圧縮機330から排出される圧縮空気の流量が大きい場合に比して、大きくなっている。なお、圧力比とは、遠心圧縮機330のインペラ32から流出する空気の圧力P2と、インペラ32に流入する空気の圧力P1との比P2/P1である。   When the flow rate of the compressed air discharged from the centrifugal compressor 330 is small, the pressure ratio of the centrifugal compressor 330 becomes larger than when the flow rate of the compressed air discharged from the centrifugal compressor 330 is large. Yes. The pressure ratio is a ratio P2 / P1 between the pressure P2 of the air flowing out from the impeller 32 of the centrifugal compressor 330 and the pressure P1 of the air flowing into the impeller 32.

回転するインペラ32は、図8に示されるように、流入流路380を軸方向に沿ってインペラ32側へ流れインペラ翼36の先端縁36A側から流入する空気(矢印L1)を圧縮する。そして、回転するインペラ32は、圧縮した空気を、インペラ翼36の基端縁36Cから径方向の外側の拡散流路56へ流す。   As shown in FIG. 8, the rotating impeller 32 flows through the inflow passage 380 along the axial direction toward the impeller 32 and compresses the air flowing in from the tip edge 36 </ b> A side of the impeller blade 36 (arrow L <b> 1). The rotating impeller 32 causes the compressed air to flow from the base end edge 36 </ b> C of the impeller blade 36 to the diffusion channel 56 outside in the radial direction.

さらに、インペラ翼36の基端縁36Cから径方向の外側の拡散流路56へ流れた空気は、渦巻き流路54側へ流れる空気(矢印L2)と、逆方向に折り返してインペラ翼36とハウジング50との隙間58を通って流入流路380側へ流れる空気(矢印L3)とに分かれる(剥離する)。   Further, the air flowing from the base end edge 36C of the impeller blade 36 to the radially outer diffusion flow path 56 is folded back in the opposite direction to the air flowing to the spiral flow path 54 (arrow L2) and the impeller blade 36 and the housing. 50 (divided) into air (arrow L3) flowing to the inflow channel 380 side through the gap 58 with respect to 50.

回転するインペラ32によって圧縮され、拡散流路56を通って渦巻き流路54側へ流れる空気(以下「圧縮空気」)は、吸気通路14を通って、燃焼用の圧縮空気としてエンジンに供給される。   Air compressed by the rotating impeller 32 and flowing through the diffusion flow path 56 toward the spiral flow path 54 (hereinafter referred to as “compressed air”) passes through the intake passage 14 and is supplied to the engine as compressed air for combustion. .

なお、遠心圧縮機330から排出される圧縮空気の流量が大きい場合には、遠心圧縮機330の圧力比は、遠心圧縮機330から排出される圧縮空気の流量が小さい場合と比して、小さくなる。このため、インペラ翼36の基端縁36Cから径方向の外側の拡散流路56へ流れた空気の逆流が抑制される。   When the flow rate of the compressed air discharged from the centrifugal compressor 330 is large, the pressure ratio of the centrifugal compressor 330 is smaller than when the flow rate of the compressed air discharged from the centrifugal compressor 330 is small. Become. For this reason, the backflow of the air which flowed from the base end edge 36C of the impeller blades 36 to the radially outer diffusion flow path 56 is suppressed.

なお、壁部材70が最大位置に配置されている遠心圧縮機30の作用については、遠心圧縮機330の作用と同様である(図2参照)。   In addition, about the effect | action of the centrifugal compressor 30 in which the wall member 70 is arrange | positioned in the maximum position, it is the same as that of the centrifugal compressor 330 (refer FIG. 2).

次に、壁部材70が最小位置に配置されている遠心圧縮機30から排出される圧縮空気の流量が少ない場合の、遠心圧縮機30の作用を説明する。   Next, the operation of the centrifugal compressor 30 when the flow rate of the compressed air discharged from the centrifugal compressor 30 in which the wall member 70 is disposed at the minimum position is small will be described.

遠心圧縮機30から排出される圧縮空気の流量が少ない場合には、遠心圧縮機30の圧力比は、遠心圧縮機30から排出される圧縮空気の流量が大きい場合に比して、大きくなっている。   When the flow rate of compressed air discharged from the centrifugal compressor 30 is small, the pressure ratio of the centrifugal compressor 30 becomes larger than when the flow rate of compressed air discharged from the centrifugal compressor 30 is large. Yes.

回転するインペラ32は、図1に示されるように、流入流路80を軸方向に沿ってインペラ32側へ流れ、インペラ翼36の先端縁36A側から流入する空気(矢印M1)を圧縮する。そして、回転するインペラ32は、圧縮した空気を、インペラ翼36の基端縁36Cから径方向の外側の拡散流路56へ流す。   As shown in FIG. 1, the rotating impeller 32 flows in the inflow passage 80 along the axial direction toward the impeller 32, and compresses air (arrow M <b> 1) flowing in from the tip edge 36 </ b> A side of the impeller blade 36. The rotating impeller 32 causes the compressed air to flow from the base end edge 36 </ b> C of the impeller blade 36 to the diffusion channel 56 outside in the radial direction.

さらに、インペラ翼36の基端縁36Cから径方向の外側の拡散流路56へ流れた空気は、渦巻き流路54側へ流れる空気(矢印M2)と、逆方向に折り返してインペラ翼36とハウジング50との隙間58を通って流入流路80側へ流れる空気(矢印M3)とに分かれる(剥離する)。   Furthermore, the air that has flowed from the base end edge 36C of the impeller blade 36 to the radially outer diffusion flow path 56 is folded back in the opposite direction to the air (arrow M2) that flows toward the spiral flow path 54, and the impeller blade 36 and the housing. 50 (divided) into the air (arrow M3) flowing through the gap 58 to the inflow channel 80 side.

ここで、壁部材70が最小位置に配置された遠心圧縮機30の流入流路80の流路面積は、遠心圧縮機330の流路面積と比して、小さくなっている。   Here, the channel area of the inflow channel 80 of the centrifugal compressor 30 in which the wall member 70 is disposed at the minimum position is smaller than the channel area of the centrifugal compressor 330.

このため、壁部材70が最小位置に配置された遠心圧縮機30のインペラ32側へ流れる空気の圧力は、遠心圧縮機330のインペラ32に流入する空気の圧力と比して、高くなる。そして、壁部材70が最小位置に配置された遠心圧縮機30の圧力比は、遠心圧縮機330の圧力比と比して、高くなる。   For this reason, the pressure of the air flowing to the impeller 32 side of the centrifugal compressor 30 in which the wall member 70 is disposed at the minimum position is higher than the pressure of the air flowing into the impeller 32 of the centrifugal compressor 330. Then, the pressure ratio of the centrifugal compressor 30 in which the wall member 70 is disposed at the minimum position is higher than the pressure ratio of the centrifugal compressor 330.

これにより、流入流路80側へ逆流する空気(矢印M3)の量は、遠心圧縮機330を用いた場合に、流入流路80、380側へ逆流する空気(矢印L3)の量と比して、少なくなる。   Thereby, the amount of air (arrow M3) that flows back to the inflow channel 80 side is compared with the amount of air (arrow L3) that flows back to the inflow channels 80 and 380 when the centrifugal compressor 330 is used. And less.

〔サージング〕
次に、遠心圧縮機30、330に発生するサージングについて説明する。
[Surging]
Next, surging that occurs in the centrifugal compressors 30 and 330 will be described.

サージングは、遠心圧縮機30、330に振動等が発生する不安定現象であり、サージングについては、ハウジング50、350に振動計を取り付けて、振幅が予め定められた閾値に達した場合に、サージングの発生と判断することができる。   Surging is an unstable phenomenon in which vibrations and the like occur in the centrifugal compressors 30 and 330. With regard to surging, surging occurs when a vibration meter is attached to the housings 50 and 350 and the amplitude reaches a predetermined threshold. Can be determined.

壁部材70が最小位置に配置された遠心圧縮機30を用いた場合、遠心圧縮機330を用いた場合のサージング限界について説明する。   When the centrifugal compressor 30 in which the wall member 70 is disposed at the minimum position is used, the surging limit when the centrifugal compressor 330 is used will be described.

図6に示されるグラフの縦軸は、遠心圧縮機30、330を用いた場合との圧力比を示し、横軸は遠心圧縮機30、330から排出される圧縮空気の流量〔g/sec〕を示している。なお、図6に示すグラフは、実機試験に基づくグラフではなく、類似の試験の結果による知見に基づき作成した予測グラフである。   The vertical axis of the graph shown in FIG. 6 indicates the pressure ratio with the case where the centrifugal compressors 30 and 330 are used, and the horizontal axis indicates the flow rate of compressed air discharged from the centrifugal compressors 30 and 330 [g / sec]. Is shown. Note that the graph shown in FIG. 6 is not a graph based on an actual machine test, but a prediction graph created based on knowledge based on similar test results.

図6に示すグラフ中の実線G1は、インペラ32の回転数を一定にし、壁部材70が最小位置に配置された遠心圧縮機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との関係を示している。   A solid line G1 in the graph shown in FIG. 6 indicates the compressed air when the rotational speed of the impeller 32 is constant and the flow rate of the compressed air discharged from the centrifugal compressor 30 in which the wall member 70 is disposed at the minimum position is changed. The relationship between the flow rate and the pressure ratio is shown.

これに対して、一点鎖線J1は、インペラ32の回転数を実線G1の場合と同様の回転数にし、遠心圧縮機330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との関係を示している。   On the other hand, the alternate long and short dash line J1 indicates the flow rate of the compressed air when the rotational speed of the impeller 32 is the same as that of the solid line G1 and the flow rate of the compressed air discharged from the centrifugal compressor 330 is changed. And the pressure ratio.

そして、圧縮空気の流量を徐々に小さくし、サージングが発生する圧縮空気の流量と圧力比とを予測した。壁部材70が最小位置に配置された遠心圧縮機30については、点g1でサージングが発生し、遠心圧縮機330については、点j1でサージングが発生する。   Then, the flow rate of compressed air was gradually reduced to predict the flow rate of compressed air and the pressure ratio at which surging occurs. For the centrifugal compressor 30 in which the wall member 70 is disposed at the minimum position, surging occurs at the point g1, and for the centrifugal compressor 330, surging occurs at the point j1.

実線G2は、壁部材70が最小位置に配置された遠心圧縮機30を用い、実線G1と比して回転数を高くした場合を示している。そして、実線G2においては、最も圧縮空気の流量が小さい点g2でサージングが発生する。これに対して、一点鎖線J2は、インペラ32の回転数を実線G2の場合と同様の回転数にし、遠心圧縮機330を用いた場合を示している。そして、一点鎖線J2においては、最も圧縮空気の流量が小さい点j2でサージングが発生する。   A solid line G2 indicates a case where the centrifugal compressor 30 in which the wall member 70 is disposed at the minimum position is used and the rotational speed is increased as compared with the solid line G1. In the solid line G2, surging occurs at the point g2 where the flow rate of compressed air is the smallest. On the other hand, an alternate long and short dash line J2 indicates a case where the rotational speed of the impeller 32 is set to the same rotational speed as that of the solid line G2 and the centrifugal compressor 330 is used. In the alternate long and short dash line J2, surging occurs at the point j2 where the flow rate of the compressed air is the smallest.

また、他の回転数においても実線G1、G2及び一点鎖線J1、J2と同様の検討を行った。そして、壁部材70が最小位置に配置された遠心圧縮機30を用いた場合、遠心圧縮機330を用いた場合において、サージングが発生する圧縮空気の流量と圧力比とを予測した。   In addition, examinations similar to those for the solid lines G1 and G2 and the alternate long and short dash lines J1 and J2 were performed at other rotational speeds. When the centrifugal compressor 30 in which the wall member 70 is disposed at the minimum position is used, the flow rate and pressure ratio of compressed air that generates surging are predicted when the centrifugal compressor 330 is used.

グラフ中の破線H1が、壁部材70が最小位置に配置された遠心圧縮機30を用いた場合のサージング限界線H1(以下「限界線H1」)である。さらに、グラフ中の破線H2が、遠心圧縮機330を用いた場合のサージング限界線H2(以下「限界線H2」)である。   A broken line H1 in the graph is a surging limit line H1 (hereinafter, “limit line H1”) when the centrifugal compressor 30 in which the wall member 70 is disposed at the minimum position is used. Further, a broken line H2 in the graph is a surging limit line H2 (hereinafter, “limit line H2”) when the centrifugal compressor 330 is used.

壁部材70が最小位置に配置された遠心圧縮機30では、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い。また、遠心圧縮機330では、グラフ中の限界線H2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い。   In the centrifugal compressor 30 in which the wall member 70 is disposed at the minimum position, surging does not occur in the area on the right side (the side with the larger flow rate) than the limit line H1 in the graph. In the centrifugal compressor 330, surging does not occur in the area on the right side (the larger flow rate side) of the limit line H2 in the graph.

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小さくすると、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 impeller 32 being the same will be described.

圧縮空気の流量が小さくなると、前述したように、インペラ翼36の基端縁36Cから径方向の外側の拡散流路56へ流れた空気は、渦巻き流路54側へ流れる空気と、逆方向に折り返して流れる空気とに分かれる(図1、図2、図8参照)。この空気の逆流に起因して、サージングが発生してしまう。   When the flow rate of the compressed air is reduced, as described above, the air flowing from the base end edge 36C of the impeller blade 36 to the radially outer diffusion flow path 56 is in the opposite direction to the air flowing to the spiral flow path 54 side. It divides into the air which turns and flows (refer FIG.1, FIG.2, FIG.8). Surging occurs due to the backflow of air.

ここで、図6に示すグラフ中の限界線H1と限界線H2とを比較すると、限界線H1が限界線H2と比して図中左側(空気流量が小さい側)に位置している。これにより、圧縮空気の流量が小さい場合に、壁部材70が最小位置に配置された遠心圧縮機30では、遠心圧縮機330を用いた場合と比して、サージングの発生が抑制されていることが分かる。   Here, when the limit line H1 and the limit line H2 in the graph shown in FIG. 6 are compared, the limit line H1 is located on the left side (the side where the air flow rate is small) as compared to the limit line H2. Accordingly, when the flow rate of the compressed air is small, in the centrifugal compressor 30 in which the wall member 70 is disposed at the minimum position, occurrence of surging is suppressed as compared with the case where the centrifugal compressor 330 is used. I understand.

これは、壁部材70が最小位置に配置された遠心圧縮機30を用いた場合に、逆流する空気(矢印M3)の量は、遠心圧縮機330を用いた場合に、逆流する空気(矢印L3)の量と比して少なくなるからである。   This is because when the centrifugal compressor 30 in which the wall member 70 is disposed at the minimum position is used, the amount of air that flows backward (arrow M3) is equal to the amount of air that flows backward (arrow L3) when the centrifugal compressor 330 is used. This is because it is smaller than the amount of).

〔アクチュエータに対する制御の一例〕
次に、制御部による、アクチュエータ98に対する制御の一例について説明する。なお、制御部は、遠心圧縮機30を備えた自動車の制御部であって、自動車の各装置を制御するようになっている。
[Example of actuator control]
Next, an example of control on the actuator 98 by the control unit will be described. Note that the control unit is a control unit for an automobile including the centrifugal compressor 30 and controls each device of the automobile.

自動車には、遠心圧縮機30の圧力比と、遠心圧縮機30から排出される圧縮空気の流量と、壁部材70を配置する位置との関係を定めたマップが設けられている。このマップによって、圧力比と、流量とが定まると、壁部材70を最小位置に配置するか、最大位置に配置するか、最小位置と最大位置との中間の中間位置に配置するか、が定まるようになっている。   The automobile is provided with a map that defines the relationship between the pressure ratio of the centrifugal compressor 30, the flow rate of the compressed air discharged from the centrifugal compressor 30, and the position where the wall member 70 is disposed. When the pressure ratio and the flow rate are determined by this map, it is determined whether the wall member 70 is disposed at the minimum position, the maximum position, or the intermediate position between the minimum position and the maximum position. It is like that.

具体的には、遠心圧縮機30については、遠心圧縮機30から排出される圧縮空気の流量が多い場合に、壁部材70が最小位置に配置されると、空気を圧縮する圧縮効率が低下してしまう。そこで、サージングの発生を抑制させ、かつ、空気を圧縮する圧縮効率の低下を抑制させる観点から、壁部材70を最小位置か、最大位置に配置するか、中間位置に配置するか、が定まるようになっている。   Specifically, with regard to the centrifugal compressor 30, when the flow rate of the compressed air discharged from the centrifugal compressor 30 is large, if the wall member 70 is disposed at the minimum position, the compression efficiency for compressing air decreases. End up. Therefore, it is determined whether the wall member 70 is disposed at the minimum position, the maximum position, or the intermediate position from the viewpoint of suppressing occurrence of surging and suppressing a decrease in compression efficiency for compressing air. It has become.

そして、制御部は、エンジンのエアフローメータから圧縮空気の流量の情報を受け取り、さらに、エンジンのインテイクマニホウルドのブースト計から圧力比の情報を受け取る。そして、制御部は、受け取った圧縮空気の流量の情報、及び圧力比の情報と、前述したマップとに基づいて、アクチュエータ98を制御して、壁部材70を適した位置へ移動させる   And a control part receives the information of the flow volume of compressed air from the air flow meter of an engine, and also receives the information of pressure ratio from the boost meter of an intake manifold of an engine. Then, the control unit controls the actuator 98 based on the received compressed air flow rate information, pressure ratio information, and the aforementioned map, and moves the wall member 70 to a suitable position.

(まとめ)
前述したように、壁部材70が最小位置に配置された遠心圧縮機30の流入流路80の流路面積は、遠心圧縮機330の流路面積と比して、小さくなっている。さらに、壁部材70が最小位置に配置された状態で、壁部材70によって囲まれている領域の面積(流路面積、図1のK2参照)は、インペラ32の入り口の面積(図1のK4参照)と比して、小さくなっている。これによって、遠心圧縮機30から排出される圧縮空気の流量が小さく、かつ、壁部材70が最小位置に配置されている状態での、遠心圧縮機30では、流入流路80側へ逆流する空気の量を、少なくすることができる。換言すれば、サージングの発生を抑制することができる。
(Summary)
As described above, the flow passage area of the inflow flow passage 80 of the centrifugal compressor 30 in which the wall member 70 is disposed at the minimum position is smaller than the flow passage area of the centrifugal compressor 330. Furthermore, in the state where the wall member 70 is disposed at the minimum position, the area of the region surrounded by the wall member 70 (flow path area, see K2 in FIG. 1) is the area of the entrance of the impeller 32 (K4 in FIG. 1). Compared to (see). Thus, in the centrifugal compressor 30 in a state where the flow rate of the compressed air discharged from the centrifugal compressor 30 is small and the wall member 70 is disposed at the minimum position, the air that flows backward to the inflow channel 80 side. The amount of can be reduced. In other words, the occurrence of surging can be suppressed.

また、サージングの発生を抑制させ、かつ、空気を圧縮する圧縮効率の低下を抑制させる観点から、壁部材70を適した位置へ移動させることで、空気を圧縮する圧縮効率の低下を抑制した上で、サージングの発生を抑制することができる。   Further, from the viewpoint of suppressing the occurrence of surging and suppressing the decrease in compression efficiency for compressing air, the wall member 70 is moved to a suitable position to suppress the decrease in compression efficiency for compressing air. Thus, occurrence of surging can be suppressed.

また、壁部材70には、空気の流れ方向に延びると共に、流入流路80に臨む壁面72Aが形成されている。これにより、インペラ32に向かう空気は、壁面72Aに沿って流れ、インペラ翼36の先端縁36A側からインペラ32に流入する。このため、例えば、インペラ32に空気を導く流入流路80の流路面積を変える部材が、板面が軸方向を向いた薄板状の部材である場合と比して、インペラ32に向かう空気の圧力損失の上昇を抑制することができる。   The wall member 70 is formed with a wall surface 72 </ b> A that extends in the air flow direction and faces the inflow channel 80. As a result, the air traveling toward the impeller 32 flows along the wall surface 72 </ b> A and flows into the impeller 32 from the tip edge 36 </ b> A side of the impeller blade 36. For this reason, for example, the member that changes the flow passage area of the inflow passage 80 that guides air to the impeller 32 is a thin plate member whose plate surface faces the axial direction. An increase in pressure loss can be suppressed.

また、壁部材70が最小位置に配置された状態で、壁面72Aにおいて空気の流れ方向の下流側の部分が、空気の流れ方向の上流側の部分と比して、インペラ32の回転中心線C1に近づくように、壁面72Aは、軸方向に対して傾斜している。このため、壁面72Aにおいて空気の流れ方向の下流側の部分が、インペラ32の回転中心線C1から遠ざかるように、壁面が傾斜している場合と比して、インペラ翼36に向かう空気の圧力損失の上昇を抑制することができる。   Further, in the state where the wall member 70 is disposed at the minimum position, the portion of the wall surface 72A on the downstream side in the air flow direction has a rotation center line C1 of the impeller 32 as compared with the portion on the upstream side in the air flow direction. The wall surface 72A is inclined with respect to the axial direction. For this reason, the pressure loss of the air toward the impeller blades 36 is smaller than that in the case where the wall surface is inclined so that the downstream portion of the wall surface 72A in the air flow direction moves away from the rotation center line C1 of the impeller 32. Can be suppressed.

また、壁部材70が最小位置に配置された状態で、壁面72Aにおいて、空気の流れ方向の下流側の端部T1は、インペラ32の回転軸部34における、空気の流れ方向の上流側の端部T2に対して、軸方向の内側に位置している。換言すれば、回転軸部34によって流路面積が狭くされる部分まで、壁部材70の壁面72Aが延びている。このため、回転軸部34によって流路面積が狭くされる部分まで、壁部材70の壁面72Aが延びていない場合と比して、インペラ翼36に向かう空気の圧力損失の上昇を抑制することができる。   Further, in the state where the wall member 70 is disposed at the minimum position, an end T1 on the downstream side in the air flow direction on the wall surface 72A is an upstream end in the air flow direction on the rotating shaft portion 34 of the impeller 32. It is located on the inner side in the axial direction with respect to the portion T2. In other words, the wall surface 72 </ b> A of the wall member 70 extends to a portion where the flow passage area is narrowed by the rotation shaft portion 34. For this reason, as compared with the case where the wall surface 72A of the wall member 70 does not extend to the portion where the flow path area is narrowed by the rotating shaft portion 34, the increase in the pressure loss of the air toward the impeller blades 36 can be suppressed. it can.

また、圧力損失の上昇が抑制されることで、サージングの発生を効果的に抑制することができる。   Moreover, generation | occurrence | production of surging can be effectively suppressed by the raise of a pressure loss being suppressed.

また、ターボチャージャ10としては、サージングの発生が抑制される遠心圧縮機30を備えることで、圧縮空気をエンジンに効率よく供給することができる。   In addition, the turbocharger 10 includes the centrifugal compressor 30 in which the occurrence of surging is suppressed, so that compressed air can be efficiently supplied to the engine.

<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、及びターボチャージャの一例につい図9、図10を用いて説明する。なお、第2実施形態については、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 2nd Embodiment, a different part from 1st Embodiment is mainly demonstrated.

図9に示されるように、第2実施形態に係る遠心圧縮機130は、円筒状の円筒部材132と、壁部材70の本体部72に、円筒部材132を付勢する付勢部材134とを備えている。   As shown in FIG. 9, the centrifugal compressor 130 according to the second embodiment includes a cylindrical cylindrical member 132 and a biasing member 134 that biases the cylindrical member 132 against the main body 72 of the wall member 70. I have.

円筒部材132は、インペラ32の回転中心線C1を中心とする円筒状とされ、径方向において、軸部82とインペラ32との間に配置されている。   The cylindrical member 132 has a cylindrical shape centered on the rotation center line C <b> 1 of the impeller 32, and is disposed between the shaft portion 82 and the impeller 32 in the radial direction.

具体的には、ハウジング50の取付部62には、軸方向の外側が開放された凹部62Aが形成されている。この凹部62Aに、円筒部材132が配置されている。   Specifically, the mounting portion 62 of the housing 50 is formed with a recess 62A that is open on the outside in the axial direction. A cylindrical member 132 is disposed in the recess 62A.

また、付勢部材134は、圧縮バネであって、円筒部材132の基端部と、凹部62Aの底との間に配置されている。そして、付勢部材134は、円筒部材132の先端部が、壁部材70の本体部72に、軸方向の外側から接触するように、円筒部材132を本体部72に向けて付勢している。   The urging member 134 is a compression spring and is disposed between the proximal end portion of the cylindrical member 132 and the bottom of the recess 62A. The urging member 134 urges the cylindrical member 132 toward the main body 72 so that the tip of the cylindrical member 132 contacts the main body 72 of the wall member 70 from the outside in the axial direction. .

この構成において、図9に示されるように、壁部材70が最小位置に配置されている状態で、壁部材70の本体部72と先端部で接触する円筒部材132は、凹部62Aに収納されている。   In this configuration, as shown in FIG. 9, the cylindrical member 132 that comes into contact with the main body 72 of the wall member 70 at the tip end portion is accommodated in the recess 62 </ b> A in a state where the wall member 70 is disposed at the minimum position. Yes.

これに対して、図10に示されるように、壁部材70が最大位置に配置されている状態で、円筒部材132は、付勢部材134の付勢力によって、本体部72との接触を維持し、凹部62Aから突出するようになっている。そして、壁部材70の壁面72Aに沿って流れる空気は、壁部材70の本体部72と、取付部62との間の空間に、進入しないようになっている。   On the other hand, as shown in FIG. 10, the cylindrical member 132 maintains contact with the main body portion 72 by the urging force of the urging member 134 in a state where the wall member 70 is disposed at the maximum position. , And protrudes from the recess 62A. The air flowing along the wall surface 72 </ b> A of the wall member 70 does not enter the space between the main body portion 72 of the wall member 70 and the attachment portion 62.

<第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態に係る遠心圧縮機、及びターボチャージャの一例につい図11、図12を用いて説明する。なお、第3実施形態については、第1実施形態と異なる部分を主に説明する。
<Third Embodiment>
Next, an example of a centrifugal compressor and a turbocharger according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, about 3rd Embodiment, a different part from 1st Embodiment is mainly demonstrated.

図11に示されるように、第3実施形態に係る遠心圧縮機160の取付部162には、壁部材170側に突出する凸部164が形成されている。さらに、遠心圧縮機160の壁部材170の本体部172には、最小位置に配置された状態で、凸部164が収納される凹部174が形成されている。なお、壁部材170は、移動部材の一例である。   As shown in FIG. 11, the mounting portion 162 of the centrifugal compressor 160 according to the third embodiment is formed with a convex portion 164 that protrudes toward the wall member 170. Further, the main body 172 of the wall member 170 of the centrifugal compressor 160 is formed with a concave portion 174 in which the convex portion 164 is accommodated in a state of being disposed at the minimum position. The wall member 170 is an example of a moving member.

軸部82の軸方向から見て、凸部164の周面、及び凹部174の周面は、軸部82を中心とする円弧状とされている。そして、最小位置に配置された壁部材170の凹部174の周面と、凸部164の周面とが接触するようになっている。   When viewed from the axial direction of the shaft portion 82, the peripheral surface of the convex portion 164 and the peripheral surface of the concave portion 174 have an arc shape centered on the shaft portion 82. And the peripheral surface of the recessed part 174 of the wall member 170 arrange | positioned in the minimum position and the peripheral surface of the convex part 164 come into contact.

この構成において、図11に示されるように、壁部材170が最小位置に配置されている状態で、壁部材170の本体部172の凹部174に、取付部162に形成された凸部164が収納されている。   In this configuration, as shown in FIG. 11, the convex portion 164 formed on the attachment portion 162 is accommodated in the concave portion 174 of the main body portion 172 of the wall member 170 in a state where the wall member 170 is disposed at the minimum position. Has been.

これに対して、図12に示されるように、壁部材170が最大位置に配置されている状態で、取付部162の凸部164の一部が、流入流路80に臨むようになっている。これにより、壁部材170が最大位置に配置されている状態で、第1実施形態の構成と比して、壁部材170の本体部172と取付部162との間の空間に、空気が進入するのを抑制するようになっている。   On the other hand, as shown in FIG. 12, a part of the convex portion 164 of the attachment portion 162 faces the inflow channel 80 in a state where the wall member 170 is disposed at the maximum position. . Thereby, in the state where the wall member 170 is disposed at the maximum position, air enters the space between the main body portion 172 and the mounting portion 162 of the wall member 170 as compared with the configuration of the first embodiment. It has come to suppress.

<第4実施形態>
次に、本発明の第4実施形態に係る遠心圧縮機、及びターボチャージャの一例につい図13、図14を用いて説明する。なお、第4実施形態については、第1実施形態と異なる部分を主に説明する。
<Fourth embodiment>
Next, an example of a centrifugal compressor and a turbocharger according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, about 4th Embodiment, a different part from 1st Embodiment is mainly demonstrated.

図13に示されるように、第4実施形態に係る遠心圧縮機190の取付部192には、取付部192の内部を貫通する貫通孔194が形成されている。さらに、遠心圧縮機190の壁部材200には、壁部材200の本体部202の内部を貫通する貫通孔196が形成されている。なお、壁部材200は、移動部材の一例である。   As shown in FIG. 13, a through hole 194 that penetrates the inside of the attachment portion 192 is formed in the attachment portion 192 of the centrifugal compressor 190 according to the fourth embodiment. Further, the wall member 200 of the centrifugal compressor 190 is formed with a through hole 196 that penetrates the inside of the main body 202 of the wall member 200. The wall member 200 is an example of a moving member.

取付部192に形成されている貫通孔194の一方の開口は、インペラ翼36の湾曲縁36Bに対向し、貫通孔194の他方の開口は、壁部材200の本体部202に対向している。   One opening of the through hole 194 formed in the attachment portion 192 faces the curved edge 36B of the impeller blade 36, and the other opening of the through hole 194 faces the main body portion 202 of the wall member 200.

また、本体部202に形成されている貫通孔196の一方の開口は、壁部材170が最小位置に配置されている状態で、取付部192の貫通孔194の他方の開口と対向し、貫通孔196の他方の開口は、流入流路80に臨むように、壁面202Aに形成されている。   In addition, one opening of the through hole 196 formed in the main body 202 is opposed to the other opening of the through hole 194 of the mounting portion 192 in a state where the wall member 170 is disposed at the minimum position. The other opening of 196 is formed in the wall surface 202 </ b> A so as to face the inflow channel 80.

この構成において、遠心圧縮機190から排出される圧縮空気の流量が小さく、かつ、壁部材200が最小位置に配置されている状態で、図13に示されるように、隙間58を通って流入流路80側へ流れる空気の一部は、貫通孔194に進入する(図中矢印参照)。貫通孔194に進入した空気は、貫通孔194、及び貫通孔196を通って流入流路80に排出される。   In this configuration, when the flow rate of the compressed air discharged from the centrifugal compressor 190 is small and the wall member 200 is disposed at the minimum position, as shown in FIG. Part of the air flowing toward the path 80 enters the through hole 194 (see the arrow in the figure). The air that has entered the through hole 194 is discharged to the inflow channel 80 through the through hole 194 and the through hole 196.

流入流路80に排出された空気は、吸気通路14から流入流路80を通ってインペラ32に向かう空気と合流する。これにより、インペラ翼36の先端縁36A側から流入する空気量が、貫通孔196を通過する循環流の分、増加する。このため、インペラ翼36の先端縁36A側から流入する流速が増加することで、サージングの発生が抑制される。   The air discharged to the inflow channel 80 merges with the air from the intake passage 14 through the inflow channel 80 toward the impeller 32. As a result, the amount of air flowing in from the tip edge 36 </ b> A side of the impeller blade 36 increases by the amount of the circulating flow passing through the through hole 196. For this reason, generation | occurrence | production of surging is suppressed because the flow velocity which flows in from the front end edge 36A side of the impeller blade | wing 36 increases.

また、図14に示されるように、壁部材200が最大位置に配置されている状態で、本体部202に形成されている貫通孔196の一方の開口は、取付部192の貫通孔194の他方の開口と対向しない。   Further, as shown in FIG. 14, one opening of the through hole 196 formed in the main body portion 202 in the state where the wall member 200 is disposed at the maximum position is the other of the through hole 194 of the mounting portion 192. Does not face the opening.

<第5実施形態>
次に、本発明の第5実施形態に係る遠心圧縮機、及びターボチャージャの一例につい図15、図16を用いて説明する。なお、第5実施形態については、第1実施形態と異なる部分を主に説明する。
<Fifth Embodiment>
Next, an example of a centrifugal compressor and a turbocharger according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, about 5th Embodiment, a different part from 1st Embodiment is mainly demonstrated.

(構成)
図15、図16に示されるように、第5実施形態に係る遠心圧縮機220に備えられた壁部材70の内、一の壁部材70には、流入流路80に突出する突出部242が形成されている。この突出部242は、板状とされ、突出部242の板面は、回転するインペラ32の周方向に向いている。さらに、突出部242は、軸方向において、壁部材70の壁面72Aの一端から他端まで軸方向へ延びている。また、壁部材70が最小位置に配置されている状態で、突出部242の突出端242Aは、インペラ32の回転中心線C1に沿っている。
(Constitution)
As shown in FIGS. 15 and 16, one wall member 70 among the wall members 70 provided in the centrifugal compressor 220 according to the fifth embodiment has a protruding portion 242 that protrudes into the inflow channel 80. Is formed. The protruding portion 242 has a plate shape, and the plate surface of the protruding portion 242 faces the circumferential direction of the rotating impeller 32. Further, the protruding portion 242 extends in the axial direction from one end to the other end of the wall surface 72A of the wall member 70 in the axial direction. Further, the protruding end 242A of the protruding portion 242 is along the rotation center line C1 of the impeller 32 in a state where the wall member 70 is disposed at the minimum position.

(作用)
次に、遠心圧縮機220から排出される圧縮空気の流量が小さく、かつ、壁部材70が最小位置に配置されている状態での、遠心圧縮機220の作用について説明する。
(Function)
Next, the operation of the centrifugal compressor 220 in a state where the flow rate of the compressed air discharged from the centrifugal compressor 220 is small and the wall member 70 is disposed at the minimum position will be described.

図15に示されるように、回転するインペラ32は、流入流路80を軸方向に沿ってインペラ32側へ流れインペラ翼36の先端縁36A側から流入する空気(矢印R1)を圧縮し、インペラ翼36の基端縁36Cから径方向の外側の拡散流路56へ流す。   As shown in FIG. 15, the rotating impeller 32 flows in the inflow channel 80 along the axial direction toward the impeller 32, compresses the air (arrow R <b> 1) flowing in from the tip edge 36 </ b> A side of the impeller blade 36, and The air flows from the base end edge 36C of the blade 36 to the diffusion channel 56 outside in the radial direction.

インペラ翼36の基端縁36Cから径方向の外側の拡散流路56へ流れた空気は、渦巻き流路54側へ流れる空気(矢印R2)と、逆方向に折り返してインペラ翼36とハウジング50との隙間58を通って流入流路80側へ流れる空気(矢印R3)とに分かれる(剥離する)。   The air that has flowed from the base end edge 36C of the impeller blade 36 to the radially outer diffusion flow path 56 is folded back in the opposite direction to the air flowing to the spiral flow path 54 (arrow R2), and the impeller blade 36 and the housing 50 Air (arrow R3) flowing through the gap 58 to the inflow channel 80 side (separated).

さらに、流入流路80側へ逆流した空気は、図16に示されるように、壁部材70の壁面72Aに沿って螺旋状に流れる(矢印R4)。   Further, the air that has flowed back to the inflow channel 80 side flows spirally along the wall surface 72A of the wall member 70 as shown in FIG. 16 (arrow R4).

ここで、一の壁部材70の壁面72Aには、突出部242が形成されている。このため、壁部材70の壁面72Aに沿って螺旋状に流れる空気は、突出部242に当たり(案内され)、軸方向から見て、インペラ32の回転中心側へ流れる(矢印M5)。   Here, a protrusion 242 is formed on the wall surface 72 </ b> A of one wall member 70. For this reason, the air flowing spirally along the wall surface 72A of the wall member 70 hits (guides) the protrusion 242 and flows toward the rotation center of the impeller 32 as viewed from the axial direction (arrow M5).

そして、インペラ32の回転中心側へ流れた空気は、流入流路80を軸方向に沿ってインペラ32側へ流れる空気(矢印R6)を押圧(加圧)する。これにより、インペラ32側へ流れる空気は、流入流路80において突出部242とは反対側の部分に押圧される(寄せられる)。このため、インペラ32に流入する空気の圧力が高くなり、遠心圧縮機220の圧力比が小さくなる。そして、遠心圧縮機220では、サージングの発生が抑制される。   And the air which flowed to the rotation center side of the impeller 32 presses (pressurizes) the air (arrow R6) flowing to the impeller 32 side along the inflow channel 80 in the axial direction. As a result, the air flowing toward the impeller 32 is pressed (approached) to a portion of the inflow channel 80 opposite to the protruding portion 242. For this reason, the pressure of the air flowing into the impeller 32 increases, and the pressure ratio of the centrifugal compressor 220 decreases. In the centrifugal compressor 220, occurrence of surging is suppressed.

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、壁部材70には、空気の流れ方向に延びると共に、流入流路80に臨む壁面72Aが形成されたが、空気の流れ方向に延びる壁面72Aが、壁部材に形成されていなくてもよい。しかし、この場合には、壁部材70に壁面72Aが形成されることで生じる作用は生じない。   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-described embodiment, the wall member 70 is formed with the wall surface 72A that extends in the air flow direction and faces the inflow channel 80, but the wall surface 72A that extends in the air flow direction is formed on the wall member. It does not have to be. However, in this case, the action that occurs when the wall surface 72A is formed on the wall member 70 does not occur.

また、上記実施形態では、壁部材70が最小位置に配置された状態で、壁面72Aは、壁面72Aにおいて空気の流れ方向の下流側の部分が、空気の流れ方向の上流側の部分と比して、インペラ32の回転中心線C1に近づくように、軸方向に対して傾斜している。しかし、このように壁面を傾斜させなくてもよい。この場合には、壁面72Aをこのように傾斜させることで生じる作用は生じない。   Further, in the above-described embodiment, the wall surface 72A in the state where the wall member 70 is disposed at the minimum position is such that the downstream portion of the wall surface 72A in the air flow direction is compared with the upstream portion of the air flow direction. Thus, it is inclined with respect to the axial direction so as to approach the rotation center line C1 of the impeller 32. However, the wall surface does not have to be inclined in this way. In this case, the action caused by inclining the wall surface 72A in this way does not occur.

また、上記実施形態では、回転軸部34によって流路面積が狭くされる部分まで、壁部材70の壁面72Aが延びているが、回転軸部34によって流路面積が狭くされる部分まで、壁部材70の壁面72Aが延びていなくてもよい。しかし、この場合には、回転軸部34によって流路面積が狭くされる部分まで、壁部材70の壁面72Aが延びていることで生じる作用は生じない。   In the above-described embodiment, the wall surface 72A of the wall member 70 extends to a portion where the flow passage area is narrowed by the rotation shaft portion 34. The wall surface 72A of the member 70 may not extend. However, in this case, the action caused by the wall surface 72A of the wall member 70 extending to the portion where the flow path area is narrowed by the rotating shaft portion 34 does not occur.

また、上記実施形態では、壁部材70は、軸方向から見て、インペラ32の周方向に並んで6個設けられているが、6個以外の個数であってもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the wall member 70 is provided six along with the circumferential direction of the impeller 32 seeing from an axial direction, the number other than six may be sufficient.

また、上記実施形態では、特に説明しなかったが、壁部材70の最小位置と、壁部材70の最大位置との間に、壁部材70の停止位置が複数あってもよい。   Further, although not particularly described in the above embodiment, there may be a plurality of stop positions of the wall member 70 between the minimum position of the wall member 70 and the maximum position of the wall member 70.

また、上記実施形態では、軸方向から見て、本体部72の円弧に接する接線方向に延びた軸部82を中心に壁部材70を揺動させることで、壁部材70が径方向に移動したが、例えば、壁部材を径方向にスライド移動させること、又は、軸方向に沿った軸部を中心に壁部材を揺動させることで、壁部材が径方向に移動してもよい。   Moreover, in the said embodiment, the wall member 70 moved to radial direction by rocking | fluctuating the wall member 70 centering on the axial part 82 extended in the tangential direction which contact | connects the circular arc of the main-body part 72 seeing from an axial direction. However, for example, the wall member may be moved in the radial direction by sliding the wall member in the radial direction or by swinging the wall member about the shaft portion along the axial direction.

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
70 壁部材(移動部材の一例)
72A 壁面
80 流入流路
130 遠心圧縮機
160 遠心圧縮機
170 壁部材(移動部材の一例)
190 遠心圧縮機
200 壁部材(移動部材の一例)
202A 壁面
220 遠心圧縮機
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Turbocharger 20 Turbine unit 22 Turbine rotor 30 Centrifugal compressor 70 Wall member (an example of a moving member)
72A Wall surface 80 Inflow channel 130 Centrifugal compressor 160 Centrifugal compressor 170 Wall member (an example of a moving member)
190 Centrifugal compressor 200 Wall member (an example of a moving member)
202A Wall 220 centrifugal compressor

Claims (5)

軸回りに回転し、軸方向から流入する空気を圧縮して径方向に流すインペラと、
空気の流れ方向において、前記インペラの上流側に配置され、前記径方向に移動して、前記インペラに空気を導く流入流路の流路面積を変える移動部材と、を備え、
前記移動部材が前記流路面積を最小にした状態で、前記流路面積は、前記インペラの入り口の面積と比して小さい遠心圧縮機。
An impeller that rotates about an axis, compresses air flowing in from the axial direction, and flows in the radial direction;
A moving member that is disposed upstream of the impeller in the air flow direction, moves in the radial direction, and changes a flow passage area of an inflow passage that guides air to the impeller; and
In the state where the moving member minimizes the flow passage area, the flow passage area is smaller than the entrance area of the impeller.
前記移動部材には、前記流れ方向に延びると共に、前記流入流路に臨む壁面が形成されている請求項1に記載の遠心圧縮機。   The centrifugal compressor according to claim 1, wherein the moving member is formed with a wall surface extending in the flow direction and facing the inflow channel. 前記移動部材が前記流路面積を最小にした状態で、前記壁面において前記流れ方向の下流側の部分が、前記インペラの回転中心線に近づくように、前記壁面は、前記軸方向に対して傾斜している請求項2に記載の遠心圧縮機。   The wall surface is inclined with respect to the axial direction so that the downstream portion of the flow direction in the wall surface approaches the rotation center line of the impeller with the moving member having the flow path area minimized. The centrifugal compressor according to claim 2. 前記移動部材が前記流路面積を最小にした状態で、前記壁面において、前記流れ方向の下流側の端部は、前記インペラにおいて、前記流れ方向の上流側の端部に対して、前記流れ方向の下流側に位置する請求項2又は3に記載の遠心圧縮機。   In the state in which the moving member minimizes the flow path area, the end on the downstream side in the flow direction on the wall surface is in the flow direction with respect to the end on the upstream side in the flow direction in the impeller. The centrifugal compressor according to claim 2, which is located downstream of the compressor. 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インペラに伝達され、前記エンジンに供給する空気を圧縮する請求項1〜4の何れか1項に記載の遠心圧縮機と、
を備えたターボチャージャ。
A turbine unit having a turbine rotor that rotates by the force of exhaust gas discharged from the engine;
The centrifugal compressor according to any one of claims 1 to 4, wherein a rotational force is transmitted from the turbine rotor to an impeller, and compresses air supplied to the engine.
Turbocharger with
JP2016199147A 2016-10-07 2016-10-07 Centrifugal compressor and turbocharger Pending JP2018059482A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016199147A JP2018059482A (en) 2016-10-07 2016-10-07 Centrifugal compressor and turbocharger

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016199147A JP2018059482A (en) 2016-10-07 2016-10-07 Centrifugal compressor and turbocharger

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2018059482A true JP2018059482A (en) 2018-04-12

Family

ID=61909802

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016199147A Pending JP2018059482A (en) 2016-10-07 2016-10-07 Centrifugal compressor and turbocharger

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2018059482A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021075157A1 (en) * 2019-10-16 2021-04-22 株式会社Ihi Centrifugal compressor
WO2022259625A1 (en) * 2021-06-09 2022-12-15 株式会社Ihi Centrifugal compressor and supercharger

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021075157A1 (en) * 2019-10-16 2021-04-22 株式会社Ihi Centrifugal compressor
JPWO2021075157A1 (en) * 2019-10-16 2021-04-22
CN114514380A (en) * 2019-10-16 2022-05-17 株式会社Ihi Centrifugal compressor
JP7243849B2 (en) 2019-10-16 2023-03-22 株式会社Ihi centrifugal compressor
US11754093B2 (en) 2019-10-16 2023-09-12 Ihi Corporation Centrifugal compressor
CN114514380B (en) * 2019-10-16 2024-03-01 株式会社Ihi Centrifugal compressor
WO2022259625A1 (en) * 2021-06-09 2022-12-15 株式会社Ihi Centrifugal compressor and supercharger

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100984445B1 (en) Centrifugal compressor
RU2591750C2 (en) Supersonic compressor unit (versions) and method for assembly thereof
CN102333963B (en) Suction casing and fluid machine
JP6138470B2 (en) Centrifugal compressor
JPWO2014115417A1 (en) Centrifugal rotating machine
JP5866836B2 (en) Centrifugal compressor
US10443606B2 (en) Side-channel blower for an internal combustion engine
JP2018115581A (en) Turbine exhaust chamber
CN107850120B (en) Bearing structure and supercharger
JP2018059482A (en) Centrifugal compressor and turbocharger
KR102247594B1 (en) Volute casing and rotary machine comprising the same
WO2018155546A1 (en) Centrifugal compressor
WO2018155458A1 (en) Centrifugal rotary machine
JP2019007425A (en) Centrifugal compressor and turbocharger
JP6806551B2 (en) Centrifugal compressor, turbocharger
JP2012107619A (en) Exhaust hood diffuser
JP6800609B2 (en) Centrifugal compressor, turbocharger
JP6279524B2 (en) Centrifugal compressor, turbocharger
JPWO2018179112A1 (en) Compressor scroll shape and turbocharger
JP2019019765A (en) Centrifugal compressor and turbocharger
JP7248113B2 (en) supercharger
JP2019094812A (en) Centrifugal compressor, and turbocharger
JP2010065669A (en) Centrifugal compressor
CN110520630B (en) Centrifugal compressor
JP2013213504A (en) Impeller and rotary machine