JP6806551B2 - 遠心圧縮機、ターボチャージャ - Google Patents
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Description
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13を用いて説明する。
本実施形態に係るターボチャージャ10は、図8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。
遠心圧縮機30は、図8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から延びる複数のインペラ翼36とを有している。
連結ユニット40は、図8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。
タービンユニット20は、図8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接合されているロータハブ28と、ロータハブ28から延びる複数のタービン翼26とを有している。
次に、ターボチャージャ10の作用について説明する。
次に、遠心圧縮機30について説明する。
インペラ32は、前述したように、回転軸部34と、回転軸部34に基端部が接続されている複数のインペラ翼36とを有している。インペラ翼36は、回転翼の一例である。なお、
ハウジング50には、図2に示されるように、吸気通路14を流れる空気をインペラ32に導く導入路52と、インペラ32が配置されている圧縮路70と、拡散流路56(所謂ディフューザ流路)と、渦巻き状の渦巻き流路54とが形成されている。
整流板80は、板状であって、図1、図5に示されるように、流入流路66に配置され、ハウジング50の導入部60と一体的に成形されている。また、整流板80は、軸方向に延び、整流板80の板面が軸方向に沿っている。そして、整流板80は、一対の突出部82と、一対の突出部82を連結する連結部86とを含んで形成されている。
次に、本第1実施形態に係る遠心圧縮機30の作用について、本第1実施形態に対する第1比較形態に係る遠心圧縮機100、及び第2比較形態に係る遠心圧縮機120と比較しつつ説明する。先ず、遠心圧縮機100、120の構成を説明し、その後、遠心圧縮機100の作用、遠心圧縮機120の作用、及び遠心圧縮機30の作用を、この順で説明する。なお、遠心圧縮機100、120の構成については、遠心圧縮機30と異なる部分を主に説明する。
比較形態に係る遠心圧縮機100の流入流路66には、図9、図10に示されるように、整流板は設けられていない。なお、遠心圧縮機100の他の構成については、遠心圧縮機30と同様である。
先ず、遠心圧縮機100において、インペラ32に流入する空気の流量が少ない場合について説明する。この場合には、遠心圧縮機100の圧力比の流量に対する相対的な大きさは、インペラ32に流入する空気の流量が大きい場合と比して、大きくなっている。
次に、遠心圧縮機30、100、120のサージング限界について説明する。
先ず、遠心圧縮機30、100、120を用いて、サージング限界を求めた。なお、整流板80を備える遠心圧縮機30と、整流板122を備える遠心圧縮機120とについては、同様の結果が得られた。
次に、遠心圧縮機30、100、120のコンプレッサ効率について説明する。
先ず、遠心圧縮機30、100、120を用いて、コンプレッサ効率を求めた。なお、コンプレッサ効率η〔%〕は、式(1)で表される。
以上説明したように、本実施形態に係る遠心圧縮機30、及び比較形態に係る遠心圧縮機120では、比較形態に係る遠心圧縮機100と比して、サージングの発生が抑制される。また、遠心圧縮機30のコンプレッサ効率は、遠心圧縮機120のコンプレッサ効率と比して、高くなる。
次に、本発明の第2実施形態に係る遠心圧縮機、ターボチャージャの一例について図14を用いて説明する。なお、第1実施形態と同一部材等については、同一符号を付してその説明を省略し、第1実施形態と異なる部分を主に説明する。
次に、本発明の第3実施形態に係る遠心圧縮機、ターボチャージャの一例について図15を用いて説明する。なお、第2実施形態と同一部材等については、同一符号を付してその説明を省略し、第2実施形態と異なる部分を主に説明する。
次に、本発明の第4実施形態に係る遠心圧縮機、ターボチャージャの一例について図16を用いて説明する。なお、第2実施形態と同一部材等については、同一符号を付してその説明を省略し、第2実施形態と異なる部分を主に説明する。
次に、本発明の第5実施形態に係る遠心圧縮機、ターボチャージャの一例について図17を用いて説明する。なお、第2実施形態と同一部材等については、同一符号を付してその説明を省略し、第2実施形態と異なる部分を主に説明する。
20 タービンユニット
22 タービンロータ
30 遠心圧縮機
36 インペラ翼(回転翼の一例)
60 導入部
66 流入流路
66A 壁面
82 突出部
84 傾斜面
84A 先端
84B 基端
150 遠心圧縮機
200 遠心圧縮機
250 遠心圧縮機
300 遠心圧縮機
302 突出部
Claims (4)
- 軸周りに回転し、軸方向から流入する気体を圧縮して径方向の外側へ流す回転翼と、
前記軸方向に延び、前記回転翼に気体を導くと共に断面円形の円柱状の部分である流入流路が形成されている導入部と、
前記流入流路の壁面において周方向の一部から突出し、前記軸方向から見て、突出端である先端が前記回転翼の回転によって前記回転翼の空気流入側の先端縁が描く円形の内側の範囲の外縁に接していると共に、先端が突出方向で前記先端の反対側であって前記壁面との境界をなす基端に対して前記回転翼の回転方向の下流側に位置するように傾く傾斜面が形成されている突出部と、
を備える遠心圧縮機。 - 前記突出部は、板状であって、前記回転翼の回転方向の上流側を向いた板面が、前記傾斜面であり、
前記傾斜面は、前記軸方向に延びている請求項1に記載の遠心圧縮機。 - 前記傾斜面は、前記軸方向において、前記流入流路の前記円柱状の部分の一端から他端まで形成されている請求項1又は2に記載の遠心圧縮機。
- 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回転翼に伝達され、前記エンジンに供給する気体を圧縮する請求項1〜3の何れか1項に記載の遠心圧縮機と、
を備えるターボチャージャ。
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