JP3818202B2 - Centrifugal compressor - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は遠心圧縮機に関し、車両用過給機の圧縮機などとして可動式ディフューザによる空気漏れを防止して効率向上を図るとともに、低流量側での作動領域を広げ、高流量側での効率向上を図ることができるようにしたものである。
【0002】
【従来の技術】
遠心圧縮機では、インペラとスクロールとの間にディフューザ部を設け、インペラから吐出される流体の運動エネルギを圧力エネルギに変換することが行われており、さらなる効率向上のためディフューザ部の流体の流れを制御する案内羽根を設けることが行われている。
【0003】
一方、車両用過給機として用いられる遠心圧縮機では、低回転域から高回転域まで広い領域での性能向上を図る必要があり、案内羽根の角度を可変とするものや案内羽根を出し入れするようにしたものがあるが、比較的小型の遠心圧縮機としては、比較的構造が簡単な後者が種々提案されている。
【0004】
例えば静止羽根の内周側に弦長が大なる羽根と小なる羽根とで構成される羽根装置を配置し、圧縮機の運転流量に応じて大なる羽根または小なる羽根をディフューザ通路内に突出させるようにしたものや、ディフューザ部に突出・引き込み可能に設けられた案内羽根、案内羽根をディフューザ部に突出または引き込ませるアクチュエータ、およびエンジンの作動状態に応答してアクチュエータを作動させるコントローラを備え、高速高流量のときに案内羽根をディフューザ部に突出させ、低速低流量のときにディフューザ部から引き込ませるように制御するものなどがある。
【0005】
そして、具体的な構造としては、例えば特開2000−205186号公報の遠心圧縮機を図5に示すように、この遠心圧縮機1は、対向するディフューザ通路壁2,3のうち一方のディフューザ通路壁2から出没自在な可動羽根4を設け、この可動羽根4を流れの流量に応じてディフューザ通路壁2内に格納された位置から他方のディフューザ通路壁3に当接する位置まで移動機構5を介して制御するようにしており、可動羽根4を完全格納すれば羽根なしディフューザ、可動羽根4を最大突出させれば羽根付きディフューザとすることができ、可動羽根4を軸方向にのみ移動させることで移動機構5を簡単としている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、これまでの案内羽根をディフューザ部に出し入れする遠心圧縮機では、ディフューザ通路壁に案内羽根の断面形状に対応する孔を形成し、この孔を介して案内羽根を出し入れするようにしており、孔と案内羽根との間に摺動に必要な隙間が生じ、この隙間からの空気の漏れによって遠心圧縮機の効率が著しく低下するという問題がある。
【0007】
また、このような案内羽根の断面形状に対応する孔を案内羽根の枚数だけ形成しなければならず、加工が大変であるという問題もある。
【0008】
さらに、一般に遠心圧縮機自体の性能向上を図るためには、高流量側ではディフューザ部の通路幅を広げる必要がある一方、低流量側では作動領域を広げるため逆にディフューザ部の通路幅を狭くしなければならないという相反する問題があり、これらを両立できる遠心圧縮機の開発が望まれている。
【0009】
この発明は、上記従来技術の有する課題と要望に鑑みてなされたもので、案内羽根の出し入れにともなう空気漏れを防止することができ、圧縮機の効率向上を図ることができるとともに、低流量側での作動領域を広げ、高流量側での効率向上を図ることができる遠心圧縮機を提供しようとするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記従来技術が有する課題を解決するため、この発明の請求項1記載の遠心圧縮機は、インペラの吐出側とスクロールとの間を連通するディフューザ部の対向するディフューザ通路壁の少なくとも一方から出し入れ可能な案内羽根を設けた遠心圧縮機であって、前記一方のディフューザ通路壁に形成した円環状の孔内に出し入れ可能なディフューザプレートを設けるともともに、このディフューザプレートに前記案内羽根の基端側面を設ける一方、この案内羽根の先端側面に突出時に他方のディフューザ通路壁の一部を構成するとともに、没入時に前記円環状の孔を塞いで前記一方のディフューザ通路壁を構成する円環状のクラウンプレートを設け、前記案内羽根の突出時と没入時とのディフューザ部の通路幅を変えたことを特徴とするものである。
【0011】
この遠心圧縮機によれば、ディフューザ通路壁の少なくとも一方から出し入れ可能な案内羽根を設けた遠心圧縮機で、前記一方のディフューザ通路壁に形成した円環状の孔内に出し入れ可能なディフューザプレートを設けるともともに、このディフューザプレートに前記案内羽根の基端側面を設ける一方、この案内羽根の先端側面に突出時に他方のディフューザ通路壁の一部を構成するとともに、没入時に前記円環状の孔を塞いで前記一方のディフューザ通路壁を構成する円環状のクラウンプレートを設け、前記案内羽根の突出時と没入時とのディフューザ部の通路幅を変えるようにしており、案内羽根を円環状のディフューザプレートと円環状のクラウンプレートの間に設けてディフューザ通路壁に形成した円環状の孔内でディフューザプレートを動かすことで案内羽根を出し入れし、シール面の形状を単純な円環状にするとともに、ディフューザプレートとクラウンプレートで円環状の隙間を塞いで空気漏れを防止できるようにし、しかも案内羽根の突出時と没入時とのディフューザ部の通路幅を変えて低流量側では作動領域を広げ、高流量側では効率向上を図ることを単独で行ったり、同時に行って両立できるようにしている。
【0012】
また、この発明の請求項2記載の遠心圧縮機は、請求項1記載の構成に加え、前記案内羽根を、低回転低流量側でディフューザ部に突出させ、高回転大流量側で没入させるよう構成するとともに、突出時のディフューザ部の通路幅を没入時よりも狭くしたことを特徴とするものである。
【0013】
この遠心圧縮機によれば、前記案内羽根を、低回転低流量側でディフューザ部に突出させ、高回転大流量側で没入させるよう構成するとともに、突出時のディフューザ部の通路幅を没入時よりも狭く構成しており、低回転低流量側でも高回転大流量側でも効率良く運転でき、しかも低流量側では作動領域を広げ、高流量側では効率向上を図ることを両立できるようになる。
【0014】
さらに、この発明の請求項3記載の遠心圧縮機は、請求項1または2記載の構成に加え、前記ディフューザ部の通路幅を、ディフューザプレートとクラウンプレートとの間隔およびクラウンプレートの形状で変えるよう構成したことを特徴とするものである。
【0015】
この遠心圧縮機によれば、前記ディフューザ部の通路幅を、ディフューザプレートとクラウンプレートとの間隔およびクラウンプレートの形状で変えるよう構成しており、案内羽根を出し入れする場合でも簡単にディフューザ部の通路幅を変えることができるようになる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態について図面に基づき詳細に説明する。
図1および図2はこの発明の遠心圧縮機の一実施の形態にかかり、図1はディフューザ部の部分拡大断面図で、(a)は案内羽根を突出させた状態を、(b)は案内羽根を没入させた状態をそれぞれ示す、図2はクラウンプレートおよび案内羽根部分の一部分を切り欠いた正面図および上半分の案内羽根を突出させた状態とし下半分の案内羽根を没入させた状態とした縦断面図である。
【0017】
この遠心圧縮機は、例えば車両用過給機に適用され、エンジンの吸気を加圧供給する。
【0018】
この遠心圧縮機10では、ハウジング11内に回転可能にインペラ12が支持され、図示しないタービンで駆動されるタービン軸に取り付けられて回転駆動されるようになっている。そして、ハウジング11内のインペラ12の外側を覆ってスクロール13が設けられ、インペラ12の吐出側と、スクロール13との間にディフューザ部14が形成される。このディフューザ部14は相対向する一対のディフューザ通路壁15,16で幅が定められて環状に構成され、一方のハブ側のディフューザ通路壁15がスクロール13の端部を塞ぐ外周カバープレート17および内周カバープレート18の壁面で構成され、他方のディフューザ通路壁16がハウジング11の壁面で構成されている。なお、ハウジング11とスクロール13を一体としても良い。
【0019】
この遠心圧縮機10では、ハブ側のディフューザ通路壁15からディフューザ部14に出し入れ可能な案内羽根19が設けられる。
【0020】
この案内羽根19は、一方のディフューザ通路壁15を構成する外周カバープレート17の内周面と内周カバープレート18の外周面との間に形成される円環状の孔20を介して出し入れ可能とされた円環状のディフューザプレート21に設けられ、例えば円周等間隔に複数枚、例えば13〜17枚の案内羽根19がディフューザプレート21と一体に形成されて各案内羽根19の基端側面が取り付けられた状態とされたり、別体に形成した案内羽根19とディフューザプレート21とが各案内羽根19の基端側面を介してディフューザプレート21に取り付けられている。
【0021】
そして、このディフューザプレート21の外周には、段差部21aが形成され、円環状の孔20外周内側には、段差部20aが形成され、案内羽根19をディフューザ部14に突出させたときに互いを当接させて突出位置を規制するとともに、空気の漏れを防止する。
【0022】
なお、このディフューザプレート21の外周の段差部21aに代え、内周に段差部を形成しれ、円環状の孔20内周内側に形成した段差部とで、案内羽根19をディフューザ部14に突出させたときに互いを当接させて突出位置を規制するとともに、空気の漏れを防止するようにしても良い。
【0023】
このようなディフューザプレート21に取り付けた案内羽根19をディフューザ部14から引き込んだ没入状態とすると、環状の孔20部分に各案内羽根19の間に対応した空間が形成されることになることから、各案内羽根19の先端側面に円環状のクラウンプレート22が一体もしくは別体に設けてある。
【0024】
このクラウンプレート22は、案内羽根19が出し入れされる円環状の孔20をディフューザ部14側から塞ぐことができる大きさ(内外径)とされるとともに、断面形状がディフューザ部14の入口側が尖り、出口側に行くにしたがって厚くなる傾斜断面に形成されており、クラウンプレート22の案内羽根19側の側面はインペラ12の中心軸と垂直な平面とされ、案内羽根19と反対の側面が傾斜面としてある。
【0025】
このクラウンプレート22の断面形状に対応して一方のディフューザ通路壁15となる内周カバープレート18にクラウンプレート22の尖った部分の側面が入る凹部18aが形成されて案内羽根19を引き込んで没入状態としたときにディフューザ部14の一方のディフューザ通路壁15を形成するウラウンプレート22と内周カバープレート18とが滑らかに連続するようにしてある。
【0026】
また、クラウンプレート22の断面形状に対応して案内羽根19を突き出して突出状態としたときに当接するハウジング11がクラウンプレート22と逆の傾斜断面に形成してあり、ハウジング11にもクラウンプレート22の尖った部分の側面が入る凹部11aが形成してある。
【0027】
これにより、案内羽根19をディフューザ部14から引き込んだ状態では、クラウンプレート22によって円環状の孔20が塞がれ、空気の漏れを防止することができ、遠心圧縮機10の効率向上となる。
【0028】
そして、この遠心圧縮機10では、案内羽根19をディフューザ部14に突出させた状態と案内羽根19をディフューザ部14から引き込んだ状態とでディフューザ部14の通路幅Bを変えるようにしてあり、例えば、図1(a)に示すように、案内羽根19をディフューザ部14に突出させた状態の通路幅Bをb1 と狭くし、図1(b)に示すように、案内羽根19をディフューザ部14から引き込んだ状態の通路幅Bをb2 と広くするようにしている。
【0029】
このため、図1(a)に示すように、案内羽根19をディフューザ部14に突出させた状態では、ディフューザ部14の通路幅B=b1 は、案内羽根19の幅自体で定まり、一方がクラウンプレート22の案内羽根19の基端側面(内側面)で、他方がディフューザプレート21の案内羽根19の先端側面で定まることから、クラウンプレート22をハウジング11に当接させたときにディフューザプレート21の案内羽根19の先端側面が内外周カバープレート17,18よりもディフューザ部14内に突き出すように形成することで通路幅Bをb1 と狭くし、ハブ側を突き出すことで絞っている。
【0030】
また、図1(b)に示すように、案内羽根19をディフューザ部14から引き込んだ状態では、ディフューザ部14の通路幅B=b2 は、一方がクラウンプレート22の案内羽根19と反対側の外側面となり、他方がハウジング11のディフューザ部14の側面となって定まることから、クラウンプレート22を内外周カバープレート17,18に当接させたときにクラウンプレート22の外側面とハウジング11の内側面との幅が通路幅B=b2 と広くなるように、クラウンプレート22の形状の一つである厚さを設定してある。
【0031】
したがって、案内羽根19をディフューザ部14に突出させた状態では、クラウンプレート22の案内羽根19側の内側面がハウジング11の側面とともに他方のディフューザ通路壁16を構成し、案内羽根19をディフューザ部14から引き込んだ状態では、クラウンプレート22の案内羽根19と反対側の外側面が内外周カバープレート17,18とともに一方のディフューザ通路壁15を構成することになる。
【0032】
なお、このようなディフューザ部14の通路幅Bを変える構造としては、図3(a),(b)に示すように、通路幅Bをb1 と狭くする場合に、ハブ側のディフューザプレート21を突き出すようにするのに代え、クラウンプレート22をディフューザ部14内に突き出すようにし、シュラウド側で絞るようにしても良い。
【0033】
このような案内羽根19を出し入れするための駆動機構として、例えば図示例の流体圧駆動機構30が設けられる。この流体圧駆動機構30では、円環状の孔20の後方に円環状の空間で構成される流体室31が設けられてシールプレート32で密閉されるようになっており、この流体室31を仕切るようにダイヤフラム33が取り付けられて2つに気密室を形成するようになっている。このダイヤフラム33にはリテーナ34を介してスプリング35が介装され、ダイヤフラム33をディフューザ部14に突き出すように付勢することで、ディフューザプレート21と常時当接するようになっている。
【0034】
また、この流体圧駆動機構30では、流体室31のダイヤフラム33の後方に形成される気密室に図示しない圧力流体供給装置として負圧源が接続され、制御弁を介して負圧を供給・排出することでダイヤフラム33を往復駆動して案内羽根19を出し入れできるようになっている。
【0035】
このような流体圧駆動機構30によれば、案内羽根19を出し入れするための円環状の孔20がダイヤフラム33によって完全に気密状態にでき、ディフューザプレート21の段差部21aやクラウンプレート22によって円環状の孔20を塞ぐことと合わせてディフューザ部14からの空気の漏れを完全に防止することができる。
【0036】
また、ダイヤフラム33によってディフューザプレート21の背面を円周上均等に力を加えることができ、案内羽根19を円滑に出し入れすることができるとともに、円周複数箇所に流体圧シリンダを設けて構成する場合に比べ、シールプレート32からの突出量を小さくすることができ、コンパクト化を図ることができる。
【0037】
なお、流体圧駆動機構30に限らず、案内羽根を出し入れできる他の流体圧シリンダなどによる流体圧駆動機構やリンクやカムなど機械的に駆動する機構を設けるようにしても良い。
【0038】
このように構成した遠心圧縮機10では、低回転低流量時に、流体圧駆動機構30のダイヤフラム33をスプリング35によって前方に付勢してディフューザ部14に案内羽根19が位置するように突出させる。
【0039】
すると、インペラ12から吐出されてディフューザ部14に入る空気が、図1(a)に示すように、ディフューザプレート21および内外周カバー17,18によって形成される一方のディフューザ通路壁15と、クラウンプレート22によって形成される他方のディフューザ通路壁16との通路幅Bがb1 と狭くしてあるディフューザ部14の案内羽根19に沿って流れ、図4中に実線で示すように、ディフューザ部の通路幅を変えずに一定とした場合を示す図4中の破線に比べ、サージ線が低流量側に移動することになり、遠心圧縮機10の低回転低流量側の使用可能範囲を広げることができる。
【0040】
また、この案内羽根19を突出させてディフューザ部14に位置させた状態では、円環状の孔20内にディフューザプレート21が嵌まった状態となるとともに、ディフューザプレート21の段差部21aが孔20の段差部20aと接することで空気の漏れが防止され、さらに流体室31のダイヤフラム33で気密状態となるので、完全に空気の漏れが防止される。
【0041】
そして、クラウンプレート22をハウジング11に当接させた状態では、クラウンプレート22のディフューザ部14の入口側が尖らせてあり、しかもハウジング11の凹部11aに入り込むようにしてあるので、インペラ12から吐出される空気を円滑に流すことができる。
【0042】
一方、この遠心圧縮機10では、高回転高流量時に、流体圧駆動機構30のダイヤフラム33をスプリング35に抗して負圧によって後方に引き戻してディフューザ部14から案内羽根19を引き込んだ没入状態にする。
【0043】
すると、インペラ12から吐出されてディフューザ部14に入る空気が、図1(b)に示すように、クラウンプレート22および内外周カバー17,18によって形成される一方のディフューザ通路壁15と、ハウジング11によって形成される他方のディフューザ通路壁16との通路幅Bがb2 と広くしてある案内羽根19のないディフューザ部14を流れ、図4中に一点鎖線で示すように、ディフューザ部の通路幅を変えずに一定とした場合を示す図4中の破線に比べ、同一流量で高い圧力比を得ることができ、高回転高流量側の遠心圧縮機10の効率向上を図ることができる。
【0044】
また、この案内羽根19を没入させてディフューザ部14から引き込んだ状態では、円環状の孔20がクラウンプレート22で塞がれた状態となるので空気の漏れが防止され、さらに流体室31のダイヤフラム33で気密状態となるので、完全に空気の漏れが防止される。
【0045】
さらに、このクラウンプレート22で円環状の孔20を塞いだ状態では、クラウンプレート22のディフューザ部14の入口側が尖らせてあり、しかも内周カバープレート18の凹部18aに入り込むようにしてあるので、インペラ12から吐出される空気を円滑に流すことができる。
【0046】
したがって、このような遠心圧縮機10では、図4に示す性能曲線において、案内羽根19をディフューザ部14に突出させて通路幅Bをb1 と狭くした状態の低回転域の実線の状態と、没入させて通路幅Bをb2 と広くした状態の高回転域の一点鎖線の状態とで、同一の回転数における同一の流量に対して同一の圧力比となる交点を境に案内羽根19を出し入れするようにすれば、ディフューザ部14の通路幅を一定にした破線の状態に比べ、低回転域の使用可能な範囲を広げ、しかも低回転域から高回転域まで広範囲に常に効率の良い状態で運転することができる。
【0047】
また、この遠心圧縮機10では、案内羽根19を出し入れする孔を案内羽根19の断面形状に対応するものをその枚数だけ形成すること無く、円環状としているので、加工が容易であり、しかも隙間の精度を高くすることが簡単にできるとともに、空気の漏れに対するシールも簡単にすることができる。
【0048】
なお、上記実施の形態では、案内羽根をハブ側のディフューザ通路壁に設けるようにしたが、スペース的な制約などがなければシュラウド側のディフューザ通路壁に設けるようにしても良い。
【0049】
また、上記実施の形態では、車両用過給機に適用するの遠心圧縮機を例に説明したが、他の広回転域で運転する場合の遠心圧縮機にも同様に適用することができる。
【0050】
【発明の効果】
以上、一実施の形態とともに具体的に説明したようにこの発明の請求項1記載の遠心圧縮機によれば、ディフューザ通路壁の少なくとも一方から出し入れ可能な案内羽根を設けた遠心圧縮機で、前記一方のディフューザ通路壁に形成した円環状の孔内に出し入れ可能なディフューザプレートを設けるともともに、このディフューザプレートに前記案内羽根の基端側面を設ける一方、この案内羽根の先端側面に突出時に他方のディフューザ通路壁の一部を構成するとともに、没入時に前記円環状の孔を塞いで前記一方のディフューザ通路壁を構成する円環状のクラウンプレートを設け、前記案内羽根の突出時と没入時とのディフューザ部の通路幅を変えるようにしたので、案内羽根を円環状のディフューザプレートと円環状のクラウンプレートの間に設けてディフューザ通路壁に形成した円環状の孔内でディフューザプレートを動かすことで案内羽根を出し入れし、シール面の形状を単純な円環状にするとともに、ディフューザプレートとクラウンプレートで円環状の隙間を塞いで空気漏れを防止することができ、しかも案内羽根の突出時と没入時とのディフューザ部の通路幅を変えることで、低流量側では作動領域を広げ、高流量側では効率向上を図ることを単独で行ったり、同時に行って両立させることができる。
【0051】
これにより、案内羽根の出し入れに必要な孔の加工が容易となり、空気漏れを防止して遠心圧縮機の効率向上を図ることもできる。
【0052】
また、この発明の請求項2記載の遠心圧縮機によれば、前記案内羽根を、低回転低流量側でディフューザ部に突出させ、高回転大流量側で没入させるよう構成するとともに、突出時のディフューザ部の通路幅を没入時よりも狭く構成したので、低回転低流量側でも高回転大流量側でも効率良く運転でき、しかも低流量側では作動領域を広げることができ、高流量側では効率向上を図ることができ、相反する要求を両立することができる。
【0053】
さらに、この発明の請求項3記載の遠心圧縮機によれば、前記ディフューザ部の通路幅を、ディフューザプレートとクラウンプレートとの間隔およびクラウンプレートの形状で変えるよう構成したので、案内羽根を出し入れする場合でも簡単な構造でディフューザ部の通路幅を変えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の遠心圧縮機の一実施の形態にかかるディフューザ部の部分拡大断面図で、(a)は案内羽根を突出させた状態を、(b)は案内羽根を没入させた状態をそれぞれ示している。
【図2】この発明の遠心圧縮機の一実施の形態にかかるクラウンプレートおよび案内羽根部分の一部分を切り欠いた正面図および上半分の案内羽根を突出させた状態とし下半分の案内羽根を没入させた状態とした縦断面図である。
【図3】この発明の遠心圧縮機の他の一実施の形態にかかるディフューザ部の部分拡大断面図で、(a)は案内羽根を突出させた状態を、(b)は案内羽根を没入させた状態をそれぞれ示している。
【図4】この発明の遠心圧縮機の一実施の形態にかかる案内羽根を突出させた状態と案内羽根を没入させた状態との性能特性図である。
【図5】従来の遠心圧縮機にかかるディフューザ部の部分拡大断面図である。
【符号の説明】
10 遠心圧縮機
11 ハウジング
11a 凹部
12 インペラ
13 スクロール
14 ディフューザ部
15 ディフューザ通路壁
16 ディフューザ通路壁
17 外周カバープレート
18 内周カバープレート
19 案内羽根
20 円環状の孔
20a 段差部
21 ディフューザプレート
21a 段差部
22 クラウンプレート
30 流体圧駆動機構
31 流体室
32 シールプレート
33 ダイヤフラム
34 リテーナ
35 スプリング
B ディフューザ部の通路幅
b1 狭くした通路幅
b2 広くした通路幅[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a centrifugal compressor, and as a compressor for a vehicle supercharger, the efficiency is improved by preventing air leakage by a movable diffuser, and the operating range on the low flow rate side is widened, and the efficiency on the high flow rate side is increased. It is intended to be improved.
[0002]
[Prior art]
In a centrifugal compressor, a diffuser part is provided between the impeller and the scroll, and the kinetic energy of the fluid discharged from the impeller is converted into pressure energy, and the flow of fluid in the diffuser part is further improved. Providing guide vanes to control the movement is performed.
[0003]
On the other hand, in a centrifugal compressor used as a supercharger for a vehicle, it is necessary to improve the performance in a wide range from a low rotation range to a high rotation range. Various types of the latter have been proposed as relatively small centrifugal compressors, which have a relatively simple structure.
[0004]
For example, a blade device composed of a blade with a long chord length and a blade with a small chord length is arranged on the inner peripheral side of the stationary blade, and a large blade or a small blade protrudes into the diffuser passage according to the operating flow rate of the compressor. A guide vane that can be projected and retracted into the diffuser section, an actuator that projects or retracts the guide vane into the diffuser section, and a controller that operates the actuator in response to the operating state of the engine, There is a control that causes the guide vanes to protrude from the diffuser portion at high speed and high flow rate, and to be retracted from the diffuser portion at low speed and low flow rate.
[0005]
As a specific structure, for example, as shown in FIG. 5 of a centrifugal compressor disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-205186, the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the centrifugal compressor in which the conventional guide vanes are taken in and out of the diffuser portion, holes corresponding to the cross-sectional shape of the guide vanes are formed in the diffuser passage wall, and the guide vanes are taken in and out through the holes, There is a problem that a gap necessary for sliding is generated between the hole and the guide vane, and the efficiency of the centrifugal compressor is significantly reduced due to air leakage from the gap.
[0007]
In addition, holes corresponding to the cross-sectional shape of the guide vanes must be formed by the number of guide vanes, which causes a problem that processing is difficult.
[0008]
Furthermore, in general, in order to improve the performance of the centrifugal compressor itself, it is necessary to widen the passage width of the diffuser section on the high flow rate side, but on the contrary, the passage width of the diffuser section is narrowed to widen the operating area on the low flow rate side. There is a conflicting problem that must be made, and development of a centrifugal compressor that can satisfy both of these problems is desired.
[0009]
The present invention has been made in view of the problems and demands of the prior art described above, and can prevent air leakage associated with the insertion and removal of the guide vanes, improve the efficiency of the compressor, and reduce the low flow rate side. Therefore, the present invention intends to provide a centrifugal compressor capable of expanding the operating range in the above and improving the efficiency on the high flow rate side.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems of the prior art, the centrifugal compressor according to
[0011]
According to this centrifugal compressor, a centrifugal compressor provided with guide vanes that can be taken in and out from at least one of the diffuser passage walls is provided with a diffuser plate that can be taken in and out in an annular hole formed in the one diffuser passage wall. In addition, the diffuser plate is provided with a base end side surface of the guide vane, and forms a part of the other diffuser passage wall when projecting to the front end side surface of the guide vane and closes the annular hole when immersed. An annular crown plate constituting the one diffuser passage wall is provided to change the passage width of the diffuser portion when the guide vane protrudes and when it is immersed, and the guide vane is connected to the annular diffuser plate and the circle. A diffuser plug is installed in an annular hole formed in the diffuser passage wall between the annular crown plates. The guide blade is moved in and out by moving the guide, and the shape of the seal surface is made into a simple annular shape, and the annular gap is closed by the diffuser plate and the crown plate to prevent air leakage. By changing the passage width of the diffuser part between the time of protrusion and the time of immersion, the operating area is widened on the low flow rate side, and the efficiency is improved on the high flow rate side independently or simultaneously so that both can be achieved.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration according to the first aspect, the guide vanes protrude from the diffuser portion on the low rotation and low flow rate side and are immersed on the high rotation and large flow rate side. In addition to the construction, the passage width of the diffuser portion at the time of protrusion is narrower than that at the time of immersion.
[0013]
According to this centrifugal compressor, the guide vanes are configured to protrude into the diffuser portion at the low rotation and low flow rate side and to be immersed at the high rotation and large flow rate side, and the passage width of the diffuser portion at the time of protrusion is greater than that at the time of immersion. Therefore, it is possible to efficiently operate on both the low rotation and low flow rate sides and the high rotation and large flow rate side, and to expand the operating range on the low flow rate side and to improve the efficiency on the high flow rate side.
[0014]
Furthermore, in the centrifugal compressor according to
[0015]
According to this centrifugal compressor, the passage width of the diffuser portion is configured to change depending on the distance between the diffuser plate and the crown plate and the shape of the crown plate, and even when the guide vanes are taken in and out, the passage of the diffuser portion can be easily performed. The width can be changed.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1 and 2 relate to an embodiment of the centrifugal compressor according to the present invention. FIG. 1 is a partially enlarged cross-sectional view of a diffuser portion, (a) shows a state in which guide blades are projected, and (b) shows a guide. FIG. 2 shows a state in which the blades are immersed, FIG. 2 is a front view in which a part of the crown plate and the guide blade part is cut out, a state in which the upper half guide blades are projected, and a state in which the lower half guide blades are immersed. FIG.
[0017]
This centrifugal compressor is applied to, for example, a supercharger for a vehicle, and pressurizes and supplies engine intake air.
[0018]
In the
[0019]
In the
[0020]
This
[0021]
A stepped
[0022]
Instead of the stepped
[0023]
When the
[0024]
The
[0025]
Corresponding to the cross-sectional shape of the
[0026]
Further, the
[0027]
As a result, in the state where the
[0028]
In the
[0029]
For this reason, as shown in FIG. 1 (a), in the state where the
[0030]
As shown in FIG. 1B, when the
[0031]
Therefore, in the state where the
[0032]
As a structure for changing the passage width B of the
[0033]
As a drive mechanism for taking in and out
[0034]
Further, in the fluid
[0035]
According to such a fluid
[0036]
In addition, when the
[0037]
In addition to the fluid
[0038]
In the
[0039]
Then, the air discharged from the
[0040]
Further, in a state where the
[0041]
In the state in which the
[0042]
On the other hand, in the
[0043]
Then, the air that is discharged from the
[0044]
Further, when the
[0045]
Further, in the state where the
[0046]
Therefore, in such a
[0047]
Further, in this
[0048]
In the above embodiment, the guide vanes are provided on the diffuser passage wall on the hub side, but may be provided on the diffuser passage wall on the shroud side if there is no space limitation.
[0049]
In the above-described embodiment, the centrifugal compressor applied to the vehicle supercharger has been described as an example. However, the present invention can be similarly applied to a centrifugal compressor that operates in another wide rotation range.
[0050]
【The invention's effect】
As described above in detail with reference to one embodiment, according to the centrifugal compressor of
[0051]
This facilitates the processing of the holes necessary for inserting and removing the guide vanes, preventing air leakage and improving the efficiency of the centrifugal compressor.
[0052]
According to the centrifugal compressor according to
[0053]
Furthermore, according to the centrifugal compressor according to
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial enlarged cross-sectional view of a diffuser portion according to an embodiment of the centrifugal compressor of the present invention, where (a) shows a state in which guide vanes protrude and (b) shows a state in which guide vanes are immersed. Respectively.
FIG. 2 is a front view of a crown plate and a guide blade portion according to an embodiment of the present invention, in which a part of the guide blade portion is cut away, and the upper half guide blade is protruded, and the lower half guide blade is immersed. It is the longitudinal cross-sectional view made into the made state.
FIGS. 3A and 3B are partial enlarged cross-sectional views of a diffuser portion according to another embodiment of the centrifugal compressor of the present invention, in which FIG. 3A shows a state in which the guide vanes protrude, and FIG. 3B shows that the guide vanes are immersed; Each state is shown.
FIG. 4 is a performance characteristic diagram of a state in which the guide vanes are protruded and a state in which the guide vanes are immersed according to the embodiment of the centrifugal compressor of the present invention.
FIG. 5 is a partially enlarged cross-sectional view of a diffuser portion according to a conventional centrifugal compressor.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記一方のディフューザ通路壁に形成した円環状の孔内に出し入れ可能なディフューザプレートを設けるともともに、このディフューザプレートに前記案内羽根の基端側面を設ける一方、この案内羽根の先端側面に突出時に他方のディフューザ通路壁の一部を構成するとともに、没入時に前記円環状の孔を塞いで前記一方のディフューザ通路壁を構成する円環状のクラウンプレートを設け、前記案内羽根の突出時と没入時とのディフューザ部の通路幅を変えたことを特徴とする遠心圧縮機。A centrifugal compressor provided with guide vanes that can be taken in and out from at least one of the opposing diffuser passage walls of the diffuser portion communicating between the discharge side of the impeller and the scroll,
A diffuser plate that can be inserted into and removed from an annular hole formed in the one diffuser passage wall is provided, and a base end side surface of the guide vane is provided on the diffuser plate, while the other side when projecting from the tip side surface of the guide vane And forming an annular crown plate that closes the annular hole and forms the one diffuser passage wall at the time of immersion, so that the guide vanes are projected and retracted. A centrifugal compressor characterized by changing the passage width of the diffuser section.
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