JP5987374B2 - ターボ機械及び過給機 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態の過給機1の概略構成を示す縦断面図である。この図に示すように、過給機1は、内燃機関等から排気される排気ガスを受けて回転動力を生成するタービン2と、タービン2によって生成された回転動力を伝達する軸部3と、軸部3から伝達される回転動力によって空気を圧縮するコンプレッサ4とを備えている。
溝部11を設けたモデルと、溝部11を設けていないモデルとを用いて同一条件にてシミュレーションを行った。この結果、溝部11を設けていないモデルにて行ったシミュレーションでは、シャフト3cの先端の周囲において発生した最大応力は310MPaであった。一方、溝部11を設けたモデルにて行ったシミュレーションでは、溝部11の底部11aにおいて発生した最大応力は163Paであった。
図3(a)に示すように、実線で示すコンプレッサインペラ4bの軸部4baが短いモデル(第1実施例)と、仮想線で示す軸部4baが長いモデル(第2実施例)とを用いて同一条件にてシミュレーションを行った。なお、軸部4baの端面4b1から最大外径部4b2までの距離をA、軸部4baの端面4b1からバランス調節室12の端(ネジ孔10、溝部11及びバランス調節室12からなる穴の最も奥側に位置する面で、以下、最奥面と称する)までの距離をBとし、各モデルにおけるこれらの値を表1に示すように設定した。つまり、軸部4baが長いモデル(第2実施例)では、ネジ孔10と、溝部11と、バランス調節室12が、軸部4baが短いモデル(第1実施例)よりも、最大外径部4b2から遠い位置に配置されている。
図3(b)に示すように、コンプレッサインペラ4bの軸部4baに至る背面形状を変化させたモデルを用いて同一条件にシミュレーションを行った。具体的には、背面が最も張り出したモデル(第3実施例)と、当該モデルよりも僅かに背面の張り出し量が少ないモデル(第4実施例)と、さらに背面の張り出し量が少ないモデル(第5実施例)とを用いてシミュレーションを行った。なお、最奥面の位置におけるコンプレッサインペラ4bの半径をR1、最大外径における半径をR2とし、各モデルにおけるこれらの値を表2に示すように設定した。なお、図3(b)において示すR1は、一例として、背面が最も張り出したモデル(第3実施例)を示すグラフに対応して設けたものである。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、本第2実施形態の説明において、上記第1実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
Claims (3)
- 最大外径部が中実のインペラと、
該インペラにネジ締結されるシャフトと、
前記インペラに対する前記シャフトの挿入方向にて、前記シャフトが螺合されるネジ孔の奥に配置されるバランス調節室と
を備えるターボ機械であって、
最大外径部が中実の前記インペラに設けられた前記ネジ孔及び前記バランス調節室の間に設けられると共に、前記インペラの回転軸方向から見て前記シャフトを囲う環状の溝部を備え、
前記インペラの回転軸を含む平面で切断した前記溝部の底部の断面形状は、複数円弧が繋がれた形状あるいは単数の円弧からなる形状であることを特徴とするターボ機械。 - 前記インペラの回転軸を含む平面で切断した前記溝部の底部の断面形状は、前記インペラの最大外径部に近い側に配置される第1円弧と、前記最大外径部から遠い側に配置されると共に前記第1円弧よりも曲率半径の小さな第2円弧とが繋がれた形状であることを特徴とする請求項1記載のターボ機械。
- 最大外径部が中実のコンプレッサインペラと、
該コンプレッサインペラに締結されるシャフトと、
前記インペラに対する前記シャフトの挿入方向にて、前記シャフトが螺合されるネジ孔の奥に配置されるバランス調節室と、
を備える過給機であって、
請求項1または2記載のターボ機械からなることを特徴とする過給機。
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