JP7361214B2 - コンプレッサハウジングおよび遠心圧縮機 - Google Patents

Description

本開示は、コンプレッサハウジング、および該コンプレッサハウジングを備える遠心圧縮機に関する。

車両用又は舶用のターボチャージャのコンプレッサ部などに用いられる遠心圧縮機は、インペラの回転によって流体に運動エネルギを与えて径方向の外側に流体を吐出し、遠心力を利用して流体の圧力上昇を得るものである。かかる遠心圧縮機には、広い運転範囲において高圧力比と高効率化が求められており、種々の工夫が施されている。

遠心圧縮機は、インペラと、インペラを収容するコンプレッサハウジングと、を備える。インペラは、軸方向における前方側から流入した流体（例えば、空気）を径方向における外側に導く。一般的にコンプレッサハウジングは、その内部に、コンプレッサハウジングの外部からインペラの軸方向前側に流体を導く吸気導入路と、吸気導入路と連通しインペラが収容されるインペラ室と、インペラ室と連通しインペラを通過した気体をコンプレッサハウジングの外部へ導くスクロール流路と、が形成されている。

このようなコンプレッサには、広い作動範囲で高い圧力比を達成するワイドレンジ化が求められているが、コンプレッサの吸気流量が少ない低流量時において、流体の流れ方向に流体が激しく振動するサージングと呼ばれる不安定現象が発生することがある。サージングを避けるために、低流量時におけるコンプレッサの作動範囲が制限されている。このため、低流量域におけるワイドレンジ化を目的として、サージングを抑制するための方法が検討されてきた。

特許文献１には、インペラを収容するインペラ室に一端側が接続され、他端側がインペラ室よりも上流側に位置する吸気導入路に接続される再循環流路が形成されたコンプレッサハウジングを備える遠心式圧縮機が開示されている。このような遠心式圧縮機は、コンプレッサハウジングの外部から吸気導入路を経てインペラ室へ流れる流体（主流）の流量が少なくても、インペラ室内の流体の一部が再循環流路および吸気導入路を経て再度インペラ室に戻ることにより、インペラの入口側に送られる流体の流量を増加させ、サージングを抑制することができる。

国際公開第２０１１／０９９４１９号

特許文献１に記載のような、再循環流路が形成されたコンプレッサハウジングを備える遠心式圧縮機において、再循環流路から吸気導入路に流出した再循環流と、上述した主流とが合流する際に再循環流と主流との干渉度合いが大きいと、再循環流や主流の干渉による圧力損失が増大し、遠心圧縮機の効率が低下する虞がある。このため、再循環流と主流との干渉度合いを小さくし、コンプレッサハウジング内における流体の圧力損失の発生を抑制できるコンプレッサハウジングが望まれる。

上述した事情に鑑みて、本開示の少なくとも一実施形態の目的は、コンプレッサハウジング内における流体の圧力損失の発生を抑制し、遠心圧縮機の効率を向上させることができるコンプレッサハウジング、および該コンプレッサハウジングを備える遠心圧縮機を提供することにある。

本開示にかかるコンプレッサハウジングは、
遠心圧縮機のインペラを回転可能に収容するためのコンプレッサハウジングであって、
前記インペラのインペラ翼の先端と所定の隙間を有して対向するシュラウド面を含むシュラウド部と、
前記シュラウド面の前方側に形成される導入面であって、前記コンプレッサハウジングの吸気口から導入した吸気を前記インペラ翼に向かって導くための吸気導入路を画定する導入面を含む吸気導入部と、を備え、
前記コンプレッサハウジングの内部には、
前記シュラウド面に形成された流入口を含む入口流路、
前記導入面に形成された流出口を含む出口流路、及び
前記入口流路と前記出口流路とを接続する再循環流路、が形成され、
前記吸気導入部は、前記インペラの軸線に沿った断面視において、
前記出口流路における前方側を画定する前方側面であって、径方向の外側から内側に向かって後方側に傾斜する前方側面と、
前記出口流路における後方側を画定する後方側面であって、前記径方向の外側から内側に向かって後方側に傾斜するとともに、少なくとも一部において凸曲面状に形成された凸曲面部を有する後方側面と、
前記導入面における前記流出口よりも前方側に形成された前方側導入面であって、前記径方向の外側から内側に向かって後方側に傾斜するとともに、少なくとも一部において凸曲面状に形成された導入面側凸曲面部を有する前方側導入面と、を含む。

本開示にかかる遠心圧縮機は、前記コンプレッサハウジングを備える。

本開示の少なくとも一実施形態によれば、コンプレッサハウジング内における流体の圧力損失の発生を抑制し、遠心圧縮機の効率を向上させることができるコンプレッサハウジング、および該コンプレッサハウジングを備える遠心圧縮機が提供される。

一実施形態にかかる遠心圧縮機を備えるターボチャージャの構成を説明するための説明図である。 一実施形態にかかる遠心圧縮機を備えるターボチャージャのコンプレッサ側を概略的に示す概略断面図であって、遠心圧縮機の軸線を含む概略断面図である。 一実施形態にかかる吸気導入部を説明するための説明図である。 比較例にかかる吸気導入部を説明するための説明図である。 一実施形態にかかる吸気導入部の出口流路近傍を説明するための説明図である。 比較例にかかる吸気導入部の出口流路近傍を説明するための説明図である。 比較例にかかる吸気導入部の出口流路近傍を説明するための説明図である。 一実施形態にかかる吸気導入部を説明するための説明図である。 一実施形態にかかる吸気導入部の出口流路近傍を説明するための説明図である。 一実施形態にかかる吸気導入部の出口流路近傍を説明するための説明図である。 図１０に示される後方側面を説明するための説明図である。 一実施形態にかかる吸気導入部を説明するための説明図である。 一実施形態にかかる吸気導入部を説明するための説明図である。

以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本開示の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
なお、同様の構成については同じ符号を付し説明を省略することがある。

（遠心圧縮機）
図１は、一実施形態にかかる遠心圧縮機を備えるターボチャージャの構成を説明するための説明図である。図２は、一実施形態にかかる遠心圧縮機を備えるターボチャージャのコンプレッサ側を概略的に示す概略断面図であって、遠心圧縮機の軸線を含む概略断面図である。
本開示の幾つかの実施形態にかかる遠心圧縮機１は、図１、図２に示されるように、インペラ２と、インペラ２を回転可能に収容するように構成されたコンプレッサハウジング３と、を備える。コンプレッサハウジング３は、図２に示されるように、インペラ２のインペラ翼２１の先端２２と所定の隙間Ｇを有して対向するシュラウド面４１を含むシュラウド部４と、コンプレッサハウジング３の吸気口３１から導入した吸気（例えば空気などの流体）をインペラ翼２１に向かって導くための吸気導入路５０を画定する導入面（内壁面）５１を含む吸気導入部５と、を少なくとも備える。

遠心圧縮機１は、例えば、自動車用、舶用又は発電用のターボチャージャ１０や、その他産業用遠心圧縮機、送風機などに適用可能である。図示される実施形態では、遠心圧縮機１は、ターボチャージャ１０に搭載される。ターボチャージャ１０は、図１に示されるように、遠心圧縮機１と、タービン１１と、回転シャフト１２と、を備える。タービン１１は、回転シャフト１２を介してインペラ２に機械的に連結されたタービンロータ１３と、タービンロータ１３を回転可能に収容するタービンハウジング１４と、を備える。

図示される実施形態では、ターボチャージャ１０は、図１に示されるように、回転シャフト１２を回転可能に支持する軸受１５と、軸受１５を収容するように構成された軸受ハウジング１６と、をさらに備える。軸受ハウジング１６は、コンプレッサハウジング３とタービンハウジング１４との間に配置され、例えば締結ボルトなどの締結部材により、コンプレッサハウジング３やタービンハウジング１４に機械的に連結されている。

以下、例えば図１に示されるように、遠心圧縮機１の軸線、すなわち、インペラ２の軸線ＣＡが延在する方向を軸方向Ｘとし、軸線ＣＡに直交する方向を径方向Ｙとする。軸方向Ｘのうち、遠心圧縮機１の吸入方向における上流側、すなわち、インペラ２に対して吸気口３１が位置する側（図中左側）を前方側ＸＦとする。また、軸方向Ｘのうち、遠心圧縮機１の吸入方向における下流側、すなわち、吸気口３１に対してインペラ２が位置する側（図中右側）を後方側ＸＲとする。

図示される実施形態では、図１に示されるように、コンプレッサハウジング３は、コンプレッサハウジング３の外部から流体（例えば、空気）を導入するための吸気口３１と、インペラ２を通過した流体をコンプレッサハウジング３の外部に排出するための排出口３２と、が形成されている。タービンハウジング１４は、タービンハウジング１４の内部に排ガスを導入するための排ガス導入口１４１と、タービンロータ１３を通過した排ガスをタービンハウジング１４の外部に排出するための排ガス排出口１４２と、が形成されている。

回転シャフト１２は、図１に示されるように、軸方向Ｘに沿って長手方向を有する。回転シャフト１２は、その長手方向の一方側（前方側ＸＦ）にインペラ２が機械的に連結されており、その長手方向の他方側（後方側ＸＲ）にタービンロータ１３が機械的に連結されている。なお、本開示における「或る方向に沿って」とは、或る方向だけでなく、或る方向に対して傾斜する方向をも含むものである。

ターボチャージャ１０は、不図示の排ガス発生装置（例えば、エンジンなどの内燃機関）から排ガス導入口１４１を通って、タービンハウジング１４の内部に導入された排ガスにより、タービンロータ１３を回転させる。インペラ２は、回転シャフト１２を介してタービンロータ１３に機械的に連結されているので、タービンロータ１３の回転に連動して回転する。ターボチャージャ１０は、インペラ２を回転させることにより、吸気口３１を通って、コンプレッサハウジング３の内部に導入された流体を圧縮し、排出口３２を通じて流体の供給先（例えば、エンジンなどの内燃機関）に送るようになっている。

（インペラ）
インペラ２は、図２に示されるように、ハブ２３と、ハブ２３の外面２４に設けられた複数のインペラ翼２１と、を含む。ハブ２３は、回転シャフト１２の一方側（前方側ＸＦ）に機械的に固定されているため、ハブ２３や複数のインペラ翼２１は、インペラ２の軸線ＣＡを中心として回転シャフト１２と一体的に回転可能に設けられている。インペラ２は、コンプレッサハウジング３に収納され、軸方向Ｘにおける前方側ＸＦから導入される流体を径方向Ｙにおける外側に導くように構成されている。

図示される実施形態では、ハブ２３の外面２４は、前方側ＸＦから後方側ＸＲに向かうにつれてインペラ２の軸線ＣＡからの距離が大きくなる凹湾曲状に形成されている。複数のインペラ翼２１の夫々は、軸線ＣＡ周りの周方向に互いに間隔を開けて配置されている。複数のインペラ翼２１の先端２２は、先端２２に対向するように凸状に湾曲するシュラウド面４１との間に隙間Ｇ（クリアランス）が形成されている。シュラウド面４１は、前方側ＸＦから後方側ＸＲに向かうにつれてインペラ２の軸線ＣＡからの距離が大きくなる凸湾曲状に形成されている。

（コンプレッサハウジング）
図示される実施形態では、コンプレッサハウジング３は、図２に示されるように、上述したシュラウド面４１を含むシュラウド部４と、上述した吸気導入路５０を形成する吸気導入部５と、インペラ２を通過した流体をコンプレッサハウジング３の外部へ導くための渦巻状のスクロール流路３４を形成するスクロール部３３と、を備える。

吸気導入路５０およびスクロール流路３４の夫々は、コンプレッサハウジング３の内部に形成されている。吸気導入部５は、吸気導入路５０を形成する導入面５１を有する。導入面５１は、シュラウド面４１よりも前方側ＸＦに軸方向Ｘに沿って延在し、その前方側ＸＦ端には、上述した吸気口３１が形成されている。スクロール流路３４は、コンプレッサハウジング３に収納されたインペラ２の周囲を囲むように、インペラ２に対して径方向Ｙにおける外側に位置するように形成されている。スクロール部３３は、スクロール流路３４を形成する内周面３５を有する。

また、図示される実施形態では、コンプレッサハウジング３は、図２に示されるように、他の部材（図示例では、軸受ハウジング１６）と組み合わされることで、インペラ２を回転可能に収容する空間であるインペラ室３６と、インペラ２からの流体をスクロール流路３４に導くための遠心圧縮機１のディフューザ流路３７と、が形成される。なお、他の幾つかの実施形態では、コンプレッサハウジング３の内部にインペラ室３６やディフューザ流路３７が形成されていてもよい。

上述したシュラウド部４は、吸気導入部５とスクロール部３３との間に設けられる。シュラウド部４のシュラウド面４１は、インペラ室３６の前方側ＸＦ部分を形成している。軸受ハウジング１６は、シュラウド面４１よりも後方側ＸＲにシュラウド面４１に対向して設けられるインペラ室形成面１６１であって、インペラ室３６の後方側ＸＲ部分を形成するインペラ室形成面１６１を有する。

シュラウド部４は、ディフューザ流路３７の前方側ＸＦ部分を形成するシュラウド側流路面４２であって、シュラウド面４１の後方側端４３と内周面３５の一端３５１とを繋ぐシュラウド側流路面４２を有する。軸受ハウジング１６は、シュラウド側流路面４２よりも後方側ＸＲにシュラウド側流路面４２に対向して設けられるハブ側流路面１６２を有する。ハブ側流路面１６２は、インペラ室形成面１６１よりも径方向Ｙにおける外側に設けられ、インペラ室形成面１６１と内周面３５の他端３５２とを繋いでいる。図２に示されるような軸線ＣＡに沿った断面において、シュラウド側流路面４２およびハブ側流路面１６２の夫々は、軸線ＣＡに交差（図示例では直交）する方向に沿って延在している。

吸気導入路５０の出口は、インペラ室３６の入口に連通し、インペラ室３６の出口は、ディフューザ流路３７の入口に連通している。吸気口３１を通じてコンプレッサハウジング３の内部に導入された流体は、吸気導入路５０を後方側ＸＲに向かって流れた後に、インペラ２に送られる。インペラ２に送られた流体は、ディフューザ流路３７およびスクロール流路３４をこの順に流れた後に、排出口３２（図１参照）からコンプレッサハウジング３の外部に排出される。

図３は、一実施形態にかかる吸気導入部を説明するための説明図である。図３および後述する図４～図１３の夫々では、インペラ２の軸線ＣＡに沿った断面を概略的に示している。
図２、図３に示されるように、コンプレッサハウジング３の内部には、シュラウド面４１に形成された流入口４４を含む入口流路４５、導入面５１に形成された流出口５２を含む出口流路５３、および入口流路４５と出口流路５３とを接続する再循環流路３８が形成される。入口流路４５は、流入口４４を通じてインペラ室３６に連通し、出口流路５３は、流出口５２を通じて吸気導入路５０に連通している。このため、再循環流路３８は、入口流路４５を通じてインペラ室３６に連通し、出口流路５３を通じて吸気導入路５０に連通している。遠心圧縮機１のインペラ２を回転駆動させると、流入口４４と流出口５２との圧力差により再循環流ＲＦが生じる。再循環流ＲＦは、流入口４４を通じてインペラ室３６から入口流路４５に導入され、入口流路４５、再循環流路３８および出口流路５３をこの順に流れた後、流出口５２を通じて吸気導入路５０に流出する。

遠心圧縮機１の吸気流量（吸気口３１を通じて吸気導入路５０に流入し、インペラ２へ流れる主流ＭＦの流量）が少ない低流量時において、流体の流れ方向に流体が激しく振動するサージングと呼ばれる不安定現象が発生することがある。サージングが発生すると、インペラ室３６のシュラウド面４１近傍に、主流ＭＦとは逆方向、すなわち軸方向Ｘにおける前方側ＸＦに向かって流れる逆流が発生し、遠心圧縮機１の効率低下を招く虞がある。遠心圧縮機１のコンプレッサハウジング３は、入口流路４５、再循環流路３８および出口流路５３が形成されている。この場合には、インペラ室３６内の流体の一部が再循環流ＲＦとして、再循環流路３８や吸気導入路５０などを経て再度インペラ室３６に戻ることにより、インペラ２に送られる流体の流量を増加させることができ、これによりサージングの発生を抑制できる。低流量時におけるサージングの発生を抑制することで、遠心圧縮機１は、低流量から高流量までの広い作動範囲において高い圧力比を達成することができる。

図４は、比較例にかかる吸気導入部を説明するための説明図である。比較例にかかるコンプレッサハウジング３Ａの内部には、上述したシュラウド面４１に形成された流入口４４を含む入口流路４５、入口流路４５に連通して軸方向Ｘに沿って前方側ＸＦに向かって延在する再循環流路３８Ａ、および再循環流路３８Ａの前方側ＸＦに連通する出口流路５３Ａであって、前方側ＸＦに向かって開口する流出口５２Ａを含む出口流路５３Ａが形成されている。この場合には、インペラ室３６から入口流路４５を通じて再循環流路３８Ａに流入した再循環流ＲＦは、再循環流路３８Ａを前方側ＸＦに向かって流れた後に、その流れ方向を維持したまま、流出口５２Ａを通じて吸気導入路５０に流出する。吸気導入路５０に流出した再循環流ＲＦは、その流れ方向が吸気導入路５０を後方側ＸＲに向かって流れる主流ＭＦの流れ方向とは逆方向であるため、再循環流ＲＦと主流ＭＦとが干渉し、主流ＭＦや再循環流ＲＦの圧力損失を増大させ、遠心圧縮機１の効率低下を招く虞がある。

（吸気導入部）
幾つかの実施形態にかかる遠心圧縮機１のコンプレッサハウジング３は、図３に示されるように、上述したシュラウド面４１を含むシュラウド部４と、上述した導入面５１を含む吸気導入部５と、を備える。コンプレッサハウジング３の内部には、上述した入口流路４５、出口流路５３および再循環流路３８が形成されている。上述した吸気導入部５は、図３に示されるような、インペラ２の軸線ＣＡに沿った断面視において、出口流路５３における前方側ＸＦを画定する前方側面６と、出口流路５３における後方側ＸＲを画定する後方側面７と、上述した導入面５１における流出口５２よりも前方側ＸＦに形成された前方側導入面８と、を含む。前方側面６、後方側面７および前方側導入面８の夫々は、径方向Ｙの外側から内側に向かって後方側ＸＲに傾斜している。換言すると、前方側面６、後方側面７および前方側導入面８の夫々は、後方側ＸＲに向かうにつれて軸線ＣＡからの距離が短くなっている。後方側面７は、少なくとも一部において凸曲面状に形成された凸曲面部７１を有する。前方側導入面８は、少なくとも一部において凸曲面状に形成された導入面側凸曲面部８１を有する。

図示される実施形態では、再循環流路３８は、図２に示されるように、環状に形成されている。なお、再循環流路３８は、環状以外の形状に形成されていてもよい。図示される実施形態では、吸気導入部５は、図３に示されるように、導入面５１における流出口５２よりも後方側ＸＲに形成された後方側導入面９をさらに含む。後方側導入面９は、後方側面７よりも後方側ＸＲに位置し、その前方側端９１が後方側面７の後方側端７２に段差なく滑らかに接続している。また、後方側導入面９は、シュラウド面４１よりも前方側ＸＦに位置し、その後方側端９２がシュラウド面４１の前方側端４６に段差なく滑らかに接続している。

上記の構成によれば、出口流路５３を画定する前方側面６および後方側面７の夫々は、径方向Ｙの外側から内側に向かって後方側ＸＲに傾斜しているので、出口流路５３は、出口流路５３を通過する再循環流ＲＦを、軸方向Ｘにおける後方側ＸＲに向かう速度成分が大きく、且つ径方向Ｙにおける内側に向かう速度成分が小さくなるように転向させることができる。再循環流ＲＦは、再循環流路３８を通過する際に軸方向Ｘにおける前方側ＸＦに向かって流れる。再循環流ＲＦは、出口流路５３によって、その流れ方向が径方向Ｙにおける内側、且つ後方側ＸＲに向かう方向に変更される。

また、後方側面７は、少なくとも一部において凸曲面状に形成された凸曲面部７１を有するので、コアンダ効果による再循環流ＲＦの引き込み効果を生じさせることができる。これにより、吸気導入路５０に流出した再循環流ＲＦの後方側面７からの剥離を抑制できるため、再循環流ＲＦの出口流路５３における転向を効果的に行うことができる。

上記再循環流ＲＦの転向により、吸気導入路５０に流出した再循環流ＲＦの軸方向における後方側ＸＲに向かう速度成分を大きなものにすることで、シュラウド面４１近傍における逆流の発生を抑制できる。また、上記再循環流ＲＦの転向により、吸気導入路５０に流出した再循環流ＲＦの径方向Ｙにおける内側に向かう速度成分を小さなものにすることで、吸気導入路５０を後方側ＸＲに向かって流れる主流ＭＦと、吸気導入路５０に流出した再循環流ＲＦと、の干渉を抑制でき、ひいては主流ＭＦや再循環流ＲＦの圧力損失を低減できる。よって、上記の構成によれば、コンプレッサハウジング３内における流体の圧力損失の発生を抑制し、遠心圧縮機１の効率を向上させることができる。

また、上記の構成によれば、前方側導入面８は、径方向Ｙの外側から内側に向かって後方側ＸＲに傾斜するとともに、少なくとも一部において凸曲面状に形成された導入面側凸曲面部８１を有する。この場合には、吸気導入路５０を後方側ＸＲに流れる主流ＭＦの、前方側導入面８との衝突による圧力損失を抑制できる。

幾つかの実施形態では、上述した前方側面６は、図３に示されるように、少なくとも一部において凹曲面状に形成された凹曲面部６１を有する。なお、図示される実施形態では、凹曲面部６１は、前方側面６における後方側端（流出口５２の前方側縁）を含む位置に形成され、導入面側凸曲面部８１は、前方側導入面８における後方側端８２（流出口５２の前方側縁）を含む位置に形成されている。凹曲面部６１の後方側端は、導入面側凸曲面部８１の後方側端に連なっている。

上記の構成によれば、凹曲面部６１により出口流路５３を通過する再循環流ＲＦが案内されるので、再循環流ＲＦの出口流路５３における転向を効果的に行うことができる。これにより、軸線ＣＡに沿う断面における、軸方向Ｘに沿って後方側ＸＲに向かって流れる主流ＭＦの流れ方向に対する再循環流ＲＦの流れ方向の傾斜角度を緩やかにできる。この傾斜角度を緩やかにすることで、主流ＭＦと再循環流ＲＦとの干渉を抑制できる。これにより、シュラウド面４１近傍における逆流の発生を効果的に抑制できるとともに、主流ＭＦと再循環流ＲＦとの干渉による主流ＭＦや再循環流ＲＦの圧力損失を効果的に抑制できる。

図５は、一実施形態にかかる吸気導入部の出口流路近傍を説明するための説明図である。図６、図７の夫々は、比較例にかかる吸気導入部の出口流路近傍を説明するための説明図である。
幾つかの実施形態では、図５に示されるように、上述した後方側面７の凸曲面部７１は、少なくとも後方側面７の後方側端７２を含む位置に形成されている。なお、図示される実施形態では、上述した後方側面７の凸曲面部７１は、後方側面７の前方側端７３から後方側端７２までに亘り形成されている。後方側端７２を通過する凸曲面部７１の接線方向は、導入面５１における流出口５２よりも後方側ＸＲに形成される後方側導入面９の延在方向と一致する。図５では、後方側端７２を通過する凸曲面部７１の接線をＳ１としている。後方側導入面９は、接線Ｓ１の延在方向、すなわち、軸方向Ｘに沿って延在している。この場合には、後方側面７の凸曲面部７１と後方側導入面９とを段差なく滑らかに接続することができる。これにより、出口流路５３を凸曲面部７１に沿って流れる再循環流ＲＦを、そのまま後方側導入面９に沿って流すことができるため、再循環流ＲＦの出口流路５３における転向を効果的に行うことができる。すなわち、軸線ＣＡに沿って断面における、軸方向Ｘに沿って後方側ＸＲに向かって流れる主流ＭＦの流れ方向に対する再循環流ＲＦの流れ方向の傾斜角度を緩やかにできる。また、再循環流ＲＦを後方側導入面９に沿って流すことで、シュラウド面４１近傍における逆流の発生を効果的に抑制できる。

仮に図６に示されるように、後方側端７２を通過する凸曲面部７１の接線方向が、後方側導入面９の延在方向に交差する場合には、出口流路５３を凸曲面部７１に沿って流れる再循環流ＲＦが後方側導入面９から剥離する。これにより、吸気導入路５０に流出した再循環流ＲＦは、吸気導入路５０における後方側導入面９に面する空間（剥離空間）ＰＳよりも径方向Ｙにおける内側を流れるので、再循環流ＲＦと主流ＭＦとの干渉度合いが大きくなり、主流ＭＦと再循環流ＲＦとの干渉による主流ＭＦや再循環流ＲＦの圧力損失が増大する可能性が高まる。また、上記剥離空間ＰＳやシュラウド面４１近傍に逆流が生じる可能性が高まる。

例えば図５に示されるように、後方側面７における凸曲面部７１の曲率半径をＲ１、前方側面６における凹曲面部６１の曲率半径をＲ２、前方側導入面８における導入面側凸曲面部８１の曲率半径をＲ３、と定義する。
幾つかの実施形態では、図５に示されるように、上述したコンプレッサハウジング３は、Ｒ３＞Ｒ１の関係を満たす。上記の構成によれば、後方側面７の凸曲面部７１の曲率半径Ｒ１を、導入面側凸曲面部８１の曲率半径Ｒ３よりも小さなものにすることで、再循環流ＲＦの出口流路５３における転向を効果的に行うことができる。すなわち、軸線ＣＡに沿って断面における、軸方向Ｘに沿って後方側ＸＲに向かって流れる主流ＭＦの流れ方向に対する再循環流ＲＦの流れ方向の傾斜角度を緩やかにできる。これにより、シュラウド面４１近傍における逆流の発生を効果的に抑制できるとともに、主流ＭＦと再循環流ＲＦとの干渉による主流ＭＦや再循環流ＲＦの圧力損失を効果的に抑制できる。

仮に図６に示されるように、後方側面７の凸曲面部７１の曲率半径Ｒ１が、導入面側凸曲面部８１の曲率半径Ｒ３以上であると、再循環流ＲＦの出口流路５３における転向度合いが小さい。すなわち、軸線ＣＡに沿う断面における、軸方向Ｘに沿って後方側ＸＲに向かって流れる主流ＭＦの流れ方向に対する再循環流ＲＦの流れ方向の傾斜角度が急激なものとなる。この場合には、再循環流ＲＦと主流ＭＦとの干渉度合いが大きくなり、主流ＭＦと再循環流ＲＦとの干渉による主流ＭＦや再循環流ＲＦの圧力損失が増大する可能性が高まる。また、上記剥離空間ＰＳやシュラウド面４１近傍に逆流が生じる可能性が高まる。

幾つかの実施形態では、図５に示されるように、上述したコンプレッサハウジング３は、Ｒ２＞Ｒ１の関係を満たす。仮に図７に示されるように、上述したコンプレッサハウジング３がＲ２≦Ｒ１の関係を満たす場合には、出口流路５３の流出口５２とは反対側に位置する入口側において流路面積が急激に縮小するため、出口流路５３を通過する際の再循環流ＲＦの圧力損失が増大する虞がある。上記の構成によれば、前方側面６の凹曲面部６１の曲率半径Ｒ２を、後方側面７の凸曲面部７１の曲率半径Ｒ１よりも大きなものにすることで、出口流路５３の入口側における流路面積の急激な縮小を緩和できるため、出口流路５３を通過する再循環流ＲＦの圧力損失を低減できる。

幾つかの実施形態では、図５に示されるように、上述したコンプレッサハウジング３は、Ｒ３＞Ｒ２＞Ｒ１の関係を満たす。上記の構成によれば、導入面側凸曲面部８１の曲率半径Ｒ３を、後方側面７の凸曲面部７１の曲率半径Ｒ１よりも大きなものにすることで、吸気導入路５０を流れる主流ＭＦと、出口流路５３から吸気導入路５０に流出した再循環流ＲＦと、が合流する際の干渉を抑制できる。これにより、主流ＭＦや再循環流ＲＦの圧力損失を低減できる。また、前方側面６の凹曲面部６１の曲率半径Ｒ２を、後方側面７の凸曲面部７１の曲率半径Ｒ１よりも大きなものにすることで、出口流路５３の入口側における流路面積の急激な縮小を緩和できるため、出口流路５３を通過する再循環流ＲＦの圧力損失を低減できる。よって、上記の構成によれば、吸気導入路５０や出口流路５３における圧力損失が少ない主流ＭＦや再循環流ＲＦをインペラ２に送ることができるので、遠心圧縮機１の効率を効果的に向上させることができる。

図８は、一実施形態にかかる吸気導入部を説明するための説明図である。
幾つかの実施形態では、図８に示されるような、インペラ２の軸線ＣＡに沿った断面視において、上述した入口流路４５の流入口４４における流路幅をｔ１、上述した出口流路５３の流出口５２における流路幅をｔ２、と定義した場合に、ｔ１＞ｔ２の関係を満たす。この場合には、出口流路５３の流出口５２における流路幅ｔ２を、入口流路４５の流入口４４における流路幅ｔ１よりも小さなものにすることで、出口流路５３の流出口５２を通過する再循環流ＲＦの流速を向上させることができる。吸気導入路５０に導入される再循環流ＲＦの流速を向上させることで、再循環流ＲＦによるシュラウド面４１近傍における逆流の抑制効果を増大できる。

図９は、一実施形態にかかる吸気導入部の出口流路近傍を説明するための説明図である。
幾つかの実施形態では、上述した出口流路５３の流路幅ｔは、図８に示されるように、出口流路５３の全体、すなわち出口流路５３の入口側から流出口５２までに亘って同一に形成されるか、又は、図９に示されるように、流出口５２に向かって徐々に小さくなるように形成される。図９に示される実施形態では、出口流路５３の入口側、すなわち、後方側面７の前方側端７３を含む位置に形成される出口流路５３の再循環流路３８との接続位置における流路幅ｔ２１が、流路幅ｔにおける最大になっている。また、出口流路５３の出口側、すなわち、流出口５２における流路幅ｔ２が、流路幅ｔにおける最小になっている。

上記の構成によれば、出口流路５３の流路幅ｔを、出口流路５３の全体に亘って同一、又は、流出口５２に向かって徐々に小さくなるように形成することで、出口流路５３の流出口５２を通過する再循環流ＲＦの流速を向上させることができる。吸気導入路５０に導入される再循環流ＲＦの流速を向上させることで、再循環流ＲＦによるシュラウド面４１近傍における逆流の抑制効果を増大できる。また、出口流路５３の流路幅ｔを、出口流路５３の全体に亘って同一、又は、流出口５２に向かって徐々に小さくなるように形成することで、出口流路５３の入口側における流路面積の急激な縮小を抑制できる。これにより、出口流路５３を通過する再循環流ＲＦの圧力損失を抑制できる。

幾つかの実施形態では、図９に示されるように、出口流路５３の流路長さをＬ１とした場合に、Ｌ１≧０の条件を満たす。なお、出口流路５３の流路長さＬ１は、上述した出口流路５３の再循環流路３８との接続位置から流出口５２までの長さである。この場合には、出口流路５３の長さを充分な大きさにできるので、出口流路５３を画定する壁面に形成される曲面部（例えば、後方側面７の凸曲面部７１や前方側面６の凹曲面部６１）を長くすることができる。上記曲面部を長くすることで、再循環流ＲＦの転向を促進できる。また、出口流路５３の流路面積の急激な縮小を抑制でき、ひいては、出口流路５３を通過する再循環流ＲＦの圧力損失を抑制できる。

図１０は、一実施形態にかかる吸気導入部の出口流路近傍を説明するための説明図である。図１１は、図１０に示される後方側面を説明するための説明図である。
幾つかの実施形態では、図９～図１１に示されるように、上述した前方側導入面８の後方側端８２は、後方側面７の前方側端７３よりも、前方側ＸＦに位置する。この場合には、出口流路５３の長さＬ１を充分な大きさにできるので、出口流路５３を画定する壁面に形成される曲面部（例えば、後方側面７の凸曲面部７１や前方側面６の凹曲面部６１）を長くすることができる。上記曲面部を長くすることで、再循環流ＲＦの転向を促進できる。

図１０に示されるように、上述した後方側面７の後方側端７２とインペラ２の軸線ＣＡとの距離をｄ１、上述した後方側面７の前方側端７３のインペラ２の軸線ＣＡとの距離をｄ２、前方側導入面８の後方側端８２とインペラ２の軸線ＣＡとの距離をｄ３、と定義する。
幾つかの実施形態では、図１０に示されるように、上述したコンプレッサハウジング３は、ｄ３＞ｄ１の関係を満たす。上記の構成によれば、前方側導入面８の後方側端８２の軸線ＣＡとの距離ｄ３は、後方側面７の後方側端７２の軸線ＣＡとの距離ｄ１よりも大きい。この場合には、吸気導入路５０における流路面積が縮小した部分（面積縮小部）に再循環流ＲＦが戻されるので、再循環流ＲＦと主流ＭＦとの混合が促進され、インペラ２に導入される流体の速度分布の一様化を図ることができる。これにより、サージングの発生やシュラウド面４１近傍における逆流の発生を抑制できる。

幾つかの実施形態では、図１０に示されるように、上述したコンプレッサハウジング３は、ｄ３≦ｄ２の関係を満たす。上記の構成によれば、後方側面７の前方側端７３の軸線とＣＡの距離ｄ２は、前方側導入面８の後方側端８２の軸線ＣＡとの距離ｄ３と同じ、又は上記距離ｄ３よりも大きい。この場合には、吸気導入路５０を後方側ＸＲに向かって流れる主流ＭＦと、吸気導入路５０に流出した再循環流ＲＦと、が対向することを防止できる。これにより、主流ＭＦと再循環流ＲＦとの干渉を抑制でき、ひいては主流ＭＦや再循環流ＲＦの圧力損失を低減できる。

幾つかの実施形態では、図１０に示されるように、上述したコンプレッサハウジング３は、ｄ１＜ｄ３≦ｄ２の関係を満たす。上記の構成によれば、距離ｄ２は、距離ｄ３と同じ、又は距離ｄ３よりも大きい。この場合には、吸気導入路５０を後方側ＸＲに向かって流れる主流ＭＦと、吸気導入路５０に流出した再循環流ＲＦと、が対向することを防止できる。これにより、主流ＭＦと再循環流ＲＦとの干渉を抑制でき、ひいては主流ＭＦや再循環流ＲＦの圧力損失を低減できる。また、距離ｄ３は、距離ｄ１よりも大きい。この場合には、吸気導入路５０における流路面積が縮小した部分（面積縮小部）に再循環流ＲＦが戻されるので、再循環流ＲＦと主流ＭＦとの混合が促進され、インペラ２に導入される流体の速度分布の一様化を図ることができる。これにより、サージングの発生やシュラウド面４１近傍における逆流の発生を抑制できる。

また、上記の構成によれば、距離ｄ２は、距離ｄ１よりも大きい。この場合には、出口流路５３を通過する際に再循環流ＲＦの旋回速度成分を低減できる。これにより、吸気導入路５０を後方側ＸＲに向かって流れる主流ＭＦと、吸気導入路５０に流出した再循環流ＲＦと、の干渉を抑制でき、ひいては主流ＭＦや再循環流ＲＦの圧力損失を低減できる。

幾つかの実施形態では、図１１に示されるように、上述した前方側導入面８の導入面側凸曲面部８１は、少なくとも前方側導入面８の後方側端８２を含む位置に形成されており、導入面側凸曲面部８１を含む仮想円弧ＶＡが、後方側面７の後方側端７２と接するように構成された。

上記の構成によれば、導入面側凸曲面部８１を含む仮想円弧ＶＡが、後方側面７の後方側端７２と接するように構成されているので、導入面側凸曲面部８１に沿って流れた主流ＭＦを、後方側面７の後方側端７２に接続された後方側導入面９に沿って流すことができる。また、後方側面７に沿って流出口５２を通過した再循環流ＲＦを、後方側導入面９に沿って流すことができる。これにより、主流ＭＦの流れ方向に対する再循環流ＲＦの流れ方向の傾斜角度を緩やかにできる。この傾斜角度を緩やかにすることで、主流ＭＦと再循環流ＲＦとの干渉を抑制できる。主流ＭＦと再循環流ＲＦとの干渉を抑制することで、主流ＭＦや再循環流ＲＦの圧力損失を効果的に抑制できる。

図１２は、一実施形態にかかる吸気導入部を説明するための説明図である。
幾つかの実施形態では、図１２に示されるように、上述した再循環流路３８を形成する内周面３８１は、入口流路４５との接続位置３８２から出口流路５３との接続位置３８４に向かってインペラ２の軸線ＣＡとの距離が大きくなるように、インペラ２の軸方向に対して斜めに延在する。図示される実施形態では、内周面３８１の入口流路４５との接続位置３８２における後方側端３８３と、インペラ２の軸線ＣＡと、の距離をｄ４と定義し、内周面３８１の出口流路５３との接続位置３８４における前方側端３８５と、インペラ２の軸線ＣＡと、の距離をｄ５と定義する。上記距離ｄ５は、上記距離ｄ４よりも大きい。また、再循環流路３８は、前方側ＸＦに向かうに連れて徐々にその軸線ＣＢと、インペラ２の軸線ＣＡと、の距離が大きくなるように形成されている。

上記の構成によれば、再循環流路３８を形成する内周面３８１を、入口流路４５との接続位置３８２から出口流路５３との接続位置３８４に向かってインペラ２の軸線ＣＡとの距離が大きくなるようにすることで、再循環流路３８を流れる再循環流ＲＦの旋回速度成分を低減できる。再循環流ＲＦの旋回速度成分を低減することで、吸気導入路５０を後方側ＸＲに向かって流れる主流ＭＦと、吸気導入路５０に流出した再循環流ＲＦと、の干渉を抑制でき、ひいては主流ＭＦや再循環流ＲＦの圧力損失を低減できる。

図１３は、一実施形態にかかる吸気導入部を説明するための説明図である。
幾つかの実施形態では、図１３に示されるように、上述した前方側導入面８の後方側端８２とインペラ翼２１とのインペラ２の軸方向に対して平行な距離をＬ、インペラ翼２１の前縁２５の直径をＤ、と定義した場合に、Ｌ≦０．５×Ｄの関係を満たす。なお、図示される実施形態では、前方側導入面８の後方側端８２とインペラ翼２１の前縁２５との軸方向Ｘにおける最小長さを上記Ｌとし、インペラ翼２１の前縁２５のシュラウド側端２６の最大直径を上記Ｄとしている。上記の構成によれば、Ｌ≦０．５×Ｄの関係を満たす。この場合には、出口流路５３の流出口５２をインペラ翼２１の近くに設けることで、再循環流ＲＦをインペラ翼２１の前縁２５近くに戻すことができる。これにより、再循環流ＲＦによるシュラウド面４１近傍における逆流の抑制効果を増大できる。

幾つかの実施形態にかかる遠心圧縮機１は、図２に示されるように、上述したコンプレッサハウジング３を備える。この場合には、コンプレッサハウジング３により、コンプレッサハウジング３内における流体の圧力損失の発生を抑制できるので、遠心圧縮機１の効率を向上させることができる。

本開示は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

上述した幾つかの実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握されるものである。

１）本開示の少なくとも一実施形態にかかるコンプレッサハウジング（３）は、
遠心圧縮機（１）のインペラ（２）を回転可能に収容するためのコンプレッサハウジング（３）であって、
前記インペラ（２）のインペラ翼（２１）の先端（２２）と所定の隙間を有して対向するシュラウド面（４１）を含むシュラウド部（４）と、
前記シュラウド面（４１）の前方側に形成される導入面（５１）であって、前記コンプレッサハウジング（３）の吸気口（３１）から導入した吸気を前記インペラ翼（２１）に向かって導くための吸気導入路（５０）を画定する導入面（５１）を含む吸気導入部（５）と、を備え、
前記コンプレッサハウジング（３）の内部には、
前記シュラウド面（４１）に形成された流入口（４４）を含む入口流路（４５）、
前記導入面（５１）に形成された流出口（５２）を含む出口流路（５３）、及び
前記入口流路（４５）と前記出口流路（５３）とを接続する再循環流路（３８）、が形成され、
前記吸気導入部（５）は、前記インペラ（２）の軸線に沿った断面視において、
前記出口流路（５３）における前方側（ＸＦ）を画定する前方側面（６）であって、径方向（Ｙ）の外側から内側に向かって後方側（ＸＲ）に傾斜する前方側面（６）と、
前記出口流路（５３）における後方側（ＸＲ）を画定する後方側面（７）であって、前記径方向（Ｙ）の外側から内側に向かって後方側（ＸＲ）に傾斜するとともに、少なくとも一部において凸曲面状に形成された凸曲面部（７１）を有する後方側面（７）と、
前記導入面（５１）における前記流出口（５２）よりも前方側（ＸＦ）に形成された前方側導入面（８）であって、前記径方向（Ｙ）の外側から内側に向かって後方側（ＸＲ）に傾斜するとともに、少なくとも一部において凸曲面状に形成された導入面側凸曲面部（８１）を有する前方側導入面（８）と、を含む。

上記１）の構成によれば、出口流路（５３）を画定する前方側面（６）および後方側面（７）の夫々は、径方向（Ｙ）の外側から内側に向かって後方側（ＸＲ）に傾斜しているので、出口流路（５３）は、出口流路（５３）を通過する再循環流（ＲＦ）を、軸方向における後方側（ＸＲ）に向かう速度成分が大きく、且つ径方向における内側に向かう速度成分が小さくなるように転向させることができる。後方側面（７）は、少なくとも一部において凸曲面状に形成された凸曲面部（７１）を有するので、コアンダ効果による再循環流（ＲＦ）の引き込み効果を生じさせることができる。これにより、吸気導入路（５０）に流出した再循環流（ＲＦ）の後方側面（７）からの剥離を抑制できるとともに、再循環流（ＲＦ）の出口流路（５３）における転向を効果的に行うことができる。

上記再循環流（ＲＦ）の転向により、吸気導入路（５０）に流出した再循環流（ＲＦ）の軸方向における後方側（ＸＲ）に向かう速度成分を大きなものにすることで、シュラウド面（４１）近傍における逆流の発生を抑制できる。また、上記再循環流（ＲＦ）の転向により、吸気導入路（５０）に流出した再循環流（ＲＦ）の径方向における内側に向かう速度成分を小さなものにすることで、吸気導入路（５０）を後方側（ＸＦ）に向かって流れる主流（ＭＦ）と、吸気導入路（５０）に流出した再循環流（ＲＦ）と、の干渉を抑制でき、ひいては主流（ＭＦ）や再循環流（ＲＦ）の圧力損失を低減できる。よって、上記１）の構成によれば、コンプレッサハウジング（３）内における流体の圧力損失の発生を抑制し、遠心圧縮機（１）の効率を向上させることができる。

また、上記１）の構成によれば、前方側導入面（８）は、径方向（Ｙ）の外側から内側に向かって後方側（ＸＲ）に傾斜するとともに、少なくとも一部において凸曲面状に形成された導入面側凸曲面部（８１）を有する。この場合には、吸気導入路（５０）を後方側（ＸＲ）に流れる主流（ＭＦ）の、前方側導入面（８）との衝突による圧力損失を抑制できる。

２）幾つかの実施形態では、上記１）に記載のコンプレッサハウジング（３）であって、
前記前方側面（６）は、少なくとも一部において凹曲面状に形成された凹曲面部（６１）を有する。

上記２）の構成によれば、前方側面（６）は、少なくとも一部において凹曲面状に形成された凹曲面部（６１）を有する。この場合には、凹曲面部（６１）により出口流路（５３）を通過する再循環流（ＲＦ）が案内されるので、再循環流（ＲＦ）の出口流路（５３）における転向を効果的に行うことができる。これにより、シュラウド面（４１）近傍における逆流の発生を効果的に抑制できるとともに、主流（ＭＦ）と再循環流（ＲＦ）との干渉による主流（ＭＦ）や再循環流（ＲＦ）の圧力損失を効果的に抑制できる。

３）幾つかの実施形態では、上記１）又は２）に記載のコンプレッサハウジング（３）であって、
前記後方側面（７）の前記凸曲面部（７１）は、少なくとも前記後方側面（７）の後方側端（７２）を含む位置に形成されており、
前記後方側端（７２）を通過する前記凸曲面部（７１）の接線方向は、前記導入面（５１）における前記流出口（５２）よりも後方側（ＸＲ）に形成される後方側導入面（９）の延在方向と一致する。

上記３）の構成によれば、後方側端（７２）を通過する凸曲面部（７１）の接線方向は、導入面（５１）における流出口（５２）よりも後方側（ＸＲ）に形成される後方側導入面（９）の延在方向と一致する。この場合には、後方側面（７）の凸曲面部（７１）と後方側導入面（９）とを段差なく滑らかに接続することができる。これにより、出口流路（５３）を凸曲面部（７１）に沿って流れる再循環流（ＲＦ）を、後方側導入面（９）に沿って流すことができるため、再循環流（ＲＦ）の出口流路（５３）における転向を効果的に行うことができるとともに、シュラウド面（４１）近傍における逆流の発生を効果的に抑制できる。

４）幾つかの実施形態では、上記１）～３）の何れかに記載のコンプレッサハウジング（３）であって、
前記後方側面（７）における前記凸曲面部（７１）の曲率半径をＲ１、
前記前方側導入面（８）における前記導入面側凸曲面部（８１）の曲率半径をＲ３、と定義した場合に、
Ｒ３＞Ｒ１の関係を満たす。

上記４）の構成によれば、後方側面（７）の凸曲面部（７１）の曲率半径Ｒ１を、導入面側凸曲面部（８１）の曲率半径Ｒ３よりも小さなものにすることで、再循環流（ＲＦ）の出口流路（５３）における転向を効果的に行うことができる。これにより、シュラウド面（４１）近傍における逆流の発生を効果的に抑制できるとともに、主流（ＭＦ）と再循環流（ＲＦ）との干渉による主流（ＭＦ）や再循環流（ＲＦ）の圧力損失を効果的に抑制できる。

５）幾つかの実施形態では、上記２）に記載のコンプレッサハウジング（３）であって、
前記後方側面（７）における前記凸曲面部（７１）の曲率半径をＲ１、
前記前方側面（６）における前記凹曲面部（６１）の曲率半径をＲ２、と定義した場合に、
Ｒ２＞Ｒ１の関係を満たす。

上記５）の構成によれば、前方側面（６）の凹曲面部（６１）の曲率半径Ｒ２を、後方側面（７）の凸曲面部（７１）の曲率半径Ｒ１よりも大きなものにすることで、出口流路（５３）の入口側における流路面積の急激な縮小を緩和できるため、出口流路（５３）を通過する再循環流（ＲＦ）の圧力損失を低減できる。

６）幾つかの実施形態では、上記２）に記載のコンプレッサハウジング（３）であって、
前記後方側面（７）における前記凸曲面部（７１）の曲率半径をＲ１、
前記前方側面（６）における前記凹曲面部（６１）の曲率半径をＲ２、
前記前方側導入面（８）における前記導入面側凸曲面部（８１）の曲率半径をＲ３、と定義した場合に、
Ｒ３＞Ｒ２＞Ｒ１の関係を満たす。

上記６）の構成によれば、後方側面（７）の凸曲面部（７１）の曲率半径Ｒ１を、導入面側凸曲面部（８１）の曲率半径Ｒ３よりも小さなものにすることで、吸気導入路（５０）を流れる主流（ＭＦ）と、出口流路（５３）から吸気導入路（５０）に流出した再循環流（ＲＦ）と、が合流する際の干渉を抑制できる。これにより、主流（ＭＦ）や再循環流（ＲＦ）の圧力損失を低減できる。また、前方側面（６）の凹曲面部（６１）の曲率半径Ｒ２を、後方側面（７）の凸曲面部（７１）の曲率半径Ｒ１よりも大きなものにすることで、出口流路（５３）の入口側における流路面積の急激な縮小を緩和できるため、出口流路（５３）を通過する再循環流（ＲＦ）の圧力損失を低減できる。よって、上記６）の構成によれば、吸気導入路（５０）や出口流路（５３）における圧力損失が少ない主流（ＭＦ）や再循環流（ＲＦ）をインペラ（２）に送ることができるので、遠心圧縮機（１）の効率を効果的に向上させることができる。

７）幾つかの実施形態では、上記１）～６）の何れかに記載のコンプレッサハウジング（３）であって、
前記インペラ（２）の軸線（ＣＡ）に沿った断面視において、
前記入口流路（４５）の前記流入口（４４）における流路幅をｔ１、
前記出口流路（５３）の前記流出口（５２）における流路幅をｔ２、と定義した場合に、
ｔ１＞ｔ２の関係を満たす。

上記７）の構成によれば、出口流路（５３）の流出口（５２）における流路幅ｔ２を、入口流路（４５）の流入口（４４）における流路幅ｔ１よりも大きなものにすることで、出口流路（５３）の流出口（５２）を通過する再循環流（ＲＦ）の流速を向上させることができる。吸気導入路（５０）に導入される再循環流（ＲＦ）の流速を向上させることで、再循環流（ＲＦ）によるシュラウド面（４１）近傍における逆流の抑制効果を増大できる。

８）幾つかの実施形態では、上記７）に記載のコンプレッサハウジング（３）であって、
前記出口流路（５３）の流路幅（ｔ）は、前記出口流路（５３）の全体に亘って同一に形成されるか、又は、前記流出口（５２）に向かって徐々に小さくなるように形成される。

上記８）の構成によれば、出口流路（５３）の流路幅（ｔ）を、出口流路（５３）の全体に亘って同一、又は、流出口（５２）に向かって徐々に小さくなるように形成することで、出口流路（５３）の流出口（５２）を通過する再循環流（ＲＦ）の流速を向上させることができる。吸気導入路（５０）に導入される再循環流（ＲＦ）の流速を向上させることで、再循環流（ＲＦ）によるシュラウド面（４１）近傍における逆流の抑制効果を増大できる。また、出口流路（５３）の流路幅（ｔ）を、出口流路（５３）の全体に亘って同一、又は、流出口（５２）に向かって徐々に小さくなるように形成することで、出口流路（５３）の入口側における流路面積の急激な縮小を抑制できる。これにより、出口流路（５３）を通過する再循環流（ＲＦ）の圧力損失を抑制できる。

９）幾つかの実施形態では、上記１）～８）の何れかに記載のコンプレッサハウジング（３）であって、
前記前方側導入面（８）の後方側端（８２）は、前記後方側面（７）の前方側端（７３）よりも、前方側（ＸＦ）に位置する。

上記９）の構成によれば、前方側導入面（８）の後方側端（８２）が、後方側面（７）の前方側端（７３）よりも、前方側（ＸＦ）に位置する。この場合には、出口流路（５３）の長さを充分な大きさにできるので、出口流路（５３）を画定する壁面に形成される曲面部（例えば、後方側面７の凸曲面部７１など）を長くすることができる。上記曲面部を長くすることで、再循環流（ＲＦ）の転向を促進できる。

１０）幾つかの実施形態では、上記１）～９）の何れかに記載のコンプレッサハウジング（３）であって、
前記後方側面（７）の後方側端（７２）と前記インペラ（２）の前記軸線（ＣＡ）との距離をｄ１、
前記前方側導入面（８）の後方側端（８２）と前記インペラ（２）の前記軸線（ＣＡ）との距離をｄ３、と定義した場合に、
ｄ３＞ｄ１の関係を満たす。

上記１０）の構成によれば、前方側導入面（８）の後方側端（８２）の軸線（ＣＡ）との距離ｄ３は、後方側面（７）の後方側端（７２）の軸線（ＣＡ）との距離ｄ１よりも大きい。この場合には、吸気導入路（５０）における流路面積が縮小した部分（面積縮小部）に再循環流（ＲＦ）が戻されるので、再循環流（ＲＦ）と主流（ＭＦ）との混合が促進され、インペラ（２）に導入される流体の速度分布の一様化を図ることができる。これにより、サージングの発生やシュラウド面（４１）近傍における逆流の発生を抑制できる。

１１）幾つかの実施形態では、上記１）～１０）の何れかに記載のコンプレッサハウジング（３）であって、
前記後方側面（７）の前方側端（７３）と前記インペラ（２）の前記軸線（ＣＡ）との距離をｄ２、
前記前方側導入面（８）の後方側端（８２）と前記インペラ（２）の前記軸線（ＣＡ）との距離をｄ３、と定義した場合に、
ｄ３≦ｄ２の関係を満たす。

上記１１）の構成によれば、後方側面（７）の前方側端（７３）の軸線（ＣＡ）との距離ｄ２は、前方側導入面（８）の後方側端（８３）の軸線（ＣＡ）との距離ｄ３と同じ、又は上記距離ｄ３よりも大きい。この場合には、吸気導入路（５０）を後方側（ＸＲ）に向かって流れる主流（ＭＦ）と、吸気導入路（５０）に流出した再循環流（ＲＦ）と、が対向することを防止できる。これにより、主流（ＭＦ）と再循環流（ＲＦ）との干渉を抑制でき、ひいては主流（ＭＦ）や再循環流（ＲＦ）の圧力損失を低減できる。

１２）幾つかの実施形態では、上記１）～１１）の何れかに記載のコンプレッサハウジング（３）であって、
前記後方側面（７）の後方側端（７２）と前記インペラ（２）の前記軸線（ＣＡ）との距離をｄ１、
前記後方側面（７）の前方側端（７３）と前記インペラ（２）の前記軸線（ＣＡ）との距離をｄ２、
前記前方側導入面（８）の後方側端（８２）と前記インペラ（２）の前記軸線（ＣＡ）との距離をｄ３、と定義した場合に、
ｄ１＜ｄ３≦ｄ２の関係を満たす。

上記１２）の構成によれば、上記距離ｄ２は、上記距離ｄ３と同じ、又は上記距離ｄ３よりも大きい。この場合には、吸気導入路（５０）を後方側（ＸＲ）に向かって流れる主流（ＭＦ）と、吸気導入路（５０）に流出した再循環流（ＲＦ）と、が対向することを防止できる。これにより、主流（ＭＦ）と再循環流（ＲＦ）との干渉を抑制でき、ひいては主流（ＭＦ）や再循環流（ＲＦ）の圧力損失を低減できる。また、上記距離ｄ３は、上記距離ｄ１よりも大きい。この場合には、吸気導入路（５０）における流路面積が縮小した部分（面積縮小部）に再循環流（ＲＦ）が戻されるので、再循環流（ＲＦ）と主流（ＭＦ）との混合が促進され、インペラ（２）に導入される流体の速度分布の一様化を図ることができる。これにより、サージングの発生やシュラウド面（４１）近傍における逆流の発生を抑制できる。

また、上記１２）の構成によれば、上記距離ｄ２は、上記距離ｄ１よりも大きい。この場合には、出口流路（５３）を通過する際に再循環流（ＲＦ）の旋回速度成分を低減できる。これにより、吸気導入路（５０）を後方側（ＸＲ）に向かって流れる主流（ＭＦ）と、吸気導入路（５０）に流出した再循環流（ＲＦ）と、の干渉を抑制でき、ひいては主流（ＭＦ）や再循環流（ＲＦ）の圧力損失を低減できる。

１３）幾つかの実施形態では、上記１０）又は１２）に記載のコンプレッサハウジング（３）であって、
前記前方側導入面（８）の前記導入面側凸曲面部（８１）は、少なくとも前記前方側導入面（８）の後方側端（８２）を含む位置に形成されており、
前記導入面側凸曲面部（８１）を含む仮想円弧（ＶＡ）が、前記後方側面（７）の後方側端（７２）と接するように構成された。

上記１３）の構成によれば、導入面側凸曲面部（８１）を含む仮想円弧（ＶＡ）が、後方側面（７）の後方側端（７２）と接するように構成されているので、導入面側凸曲面部（８１）に沿って流れた主流（ＭＦ）を、後方側面（７）の後方側端（７２）に接続された後方側導入面（９）に沿って流すことができる。また、後方側面（７）に沿って流出口（５２）を通過した再循環流（ＲＦ）を、後方側導入面（９）に沿って流すことができる。これにより、主流（ＭＦ）の流れ方向に対する再循環流（ＲＦ）の流れ方向の傾斜角度を緩やかにできる。この傾斜角度を緩やかにすることで、主流（ＭＦ）と再循環流（ＲＦ）との干渉を抑制できる。主流（ＭＦ）と再循環流（ＲＦ）との干渉を抑制することで、主流（ＭＦ）や再循環流（ＲＦ）の圧力損失を効果的に抑制できる。

１４）幾つかの実施形態では、上記１０）～１３）の何れかに記載のコンプレッサハウジング（３）であって、
前記再循環流路（３８）を形成する内周面（３８１）は、前記入口流路（４５）との接続位置（３８２）から前記出口流路（５３）との接続位置（３８４）に向かって前記インペラ（２）の軸線（ＣＡ）との距離が大きくなるように、前記インペラ（２）の軸方向に対して斜めに延在する。

上記１４）の構成によれば、再循環流路（３８）を形成する内周面（３８１）を、入口流路（４５）との接続位置（３８２）から出口流路（５３）との接続位置（３８４）に向かってインペラ（２）の軸線（ＣＡ）との距離が大きくなるようにすることで、再循環流路（３８）を流れる再循環流（ＲＦ）の旋回速度成分を低減できる。再循環流（ＲＦ）の旋回速度成分を低減することで、吸気導入路（５０）を後方側（ＸＲ）に向かって流れる主流（ＭＦ）と、吸気導入路（５０）に流出した再循環流（ＲＦ）と、の干渉を抑制でき、ひいては主流（ＭＦ）や再循環流（ＲＦ）の圧力損失を低減できる。

１５）幾つかの実施形態では、上記１）～１４）の何れかに記載のコンプレッサハウジング（３）であって、
前記前方側導入面（８）の後方側端（８２）と前記インペラ翼（２１）との前記インペラ（２）の軸方向に対して平行な距離をＬ、
前記インペラ翼（２１）の前縁（２５）の直径をＤ、と定義した場合に、
Ｌ≦０．５×Ｄの関係を満たす。

上記１５）の構成によれば、Ｌ≦０．５×Ｄの関係を満たす。この場合には、出口流路（５３）の流出口（５２）をインペラ翼（２１）の近くに設けることで、再循環流（ＲＦ）をインペラ翼（２１）の前縁（２５）近くに戻すことができる。これにより、再循環流（ＲＦ）によるシュラウド面（４１）近傍における逆流の抑制効果を増大できる。

１６）本開示の少なくとも一実施形態にかかる遠心圧縮機（１）は、
上記１）～１５）の何れかに記載のコンプレッサハウジング（３）を備える。

上記１６）の構成によれば、上記コンプレッサハウジング（３）により、コンプレッサハウジング（３）内における流体の圧力損失の発生を抑制できるので、遠心圧縮機（１）の効率を向上させることができる。

１ 遠心圧縮機
２ インペラ
３ コンプレッサハウジング
４ シュラウド部
５ 吸気導入部
６ 前方側面
７ 後方側面
８ 前方側導入面
９ 後方側導入面
１０ ターボチャージャ
１１ タービン
１２ 回転シャフト
１３ タービンロータ
１４ タービンハウジング
１５ 軸受
１６ 軸受ハウジング
２１ インペラ翼
２２ 先端
２３ ハブ
２４ 外面
２５ 前縁
２６ シュラウド側端
３１ 吸気口
３２ 排出口
３３ スクロール部
３４ スクロール流路
３５ 内周面
３６ インペラ室
３７ ディフューザ流路
３８ 再循環流路
４１ シュラウド面
４２ シュラウド側流路面
４３ 後方側端
４４ 流入口
４５ 入口流路
４６ 前方側端
５０ 吸気導入路
５１ 導入面
５２ 流出口
５３ 出口流路
６１ 凹曲面部
７１ 凸曲面部
８１ 導入面側凸曲面部
８２ 後方側端
１４１ 排ガス導入口
１４２ 排ガス排出口
１６１ インペラ室形成面
１６２ ハブ側流路面
ＣＡ インペラの軸線
ＣＢ 再循環流路の軸線
ＭＦ 主流
ＰＳ 剥離空間
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３ 曲率半径
ＲＦ 再循環流
Ｓ１ 接線
ＶＡ 仮想円弧
Ｘ 軸方向
ＸＦ （軸方向における）前方側
ＸＲ （軸方向における）後方側
Ｙ 径方向

Claims (14)

1. 遠心圧縮機のインペラを回転可能に収容するためのコンプレッサハウジングであって、
   前記インペラのインペラ翼の先端と所定の隙間を有して対向するシュラウド面を含むシュラウド部と、
   前記シュラウド面の前方側に形成される導入面であって、前記コンプレッサハウジングの吸気口から導入した吸気を前記インペラ翼に向かって導くための吸気導入路を画定する導入面を含む吸気導入部と、を備え、
   前記コンプレッサハウジングの内部には、
   前記シュラウド面に形成された流入口を含む入口流路、
   前記導入面に形成された流出口を含む出口流路、及び
   前記入口流路と前記出口流路とを接続する再循環流路、が形成され、
   前記吸気導入部は、前記インペラの軸線に沿った断面視において、
   前記出口流路における前方側を画定する前方側面であって、径方向の外側から内側に向かって後方側に傾斜する前方側面と、
   前記出口流路における後方側を画定する後方側面であって、前記径方向の外側から内側に向かって後方側に傾斜するとともに、少なくとも一部において凸曲面状に形成された凸曲面部を有する後方側面と、
   前記導入面における前記流出口よりも前方側に形成された前方側導入面であって、前記径方向の外側から内側に向かって後方側に傾斜するとともに、少なくとも一部において凸曲面状に形成された導入面側凸曲面部を有する前方側導入面と、を含み、
   前記前方側導入面の後方側端は、前記後方側面の前方側端よりも、前方側に位置する、
   コンプレッサハウジング。
2. 遠心圧縮機のインペラを回転可能に収容するためのコンプレッサハウジングであって、
   前記インペラのインペラ翼の先端と所定の隙間を有して対向するシュラウド面を含むシュラウド部と、
   前記シュラウド面の前方側に形成される導入面であって、前記コンプレッサハウジングの吸気口から導入した吸気を前記インペラ翼に向かって導くための吸気導入路を画定する導入面を含む吸気導入部と、を備え、
   前記コンプレッサハウジングの内部には、
   前記シュラウド面に形成された流入口を含む入口流路、
   前記導入面に形成された流出口を含む出口流路、及び
   前記入口流路と前記出口流路とを接続する再循環流路、が形成され、
   前記吸気導入部は、前記インペラの軸線に沿った断面視において、
   前記出口流路における前方側を画定する前方側面であって、径方向の外側から内側に向かって後方側に傾斜する前方側面と、
   前記出口流路における後方側を画定する後方側面であって、前記径方向の外側から内側に向かって後方側に傾斜するとともに、少なくとも一部において凸曲面状に形成された凸曲面部を有する後方側面と、
   前記導入面における前記流出口よりも前方側に形成された前方側導入面であって、前記径方向の外側から内側に向かって後方側に傾斜するとともに、少なくとも一部において凸曲面状に形成された導入面側凸曲面部を有する前方側導入面と、を含み、
   前記後方側面の後方側端と前記インペラの前記軸線との距離をｄ１、
   前記前方側導入面の後方側端と前記インペラの前記軸線との距離をｄ３、と定義した場合に、
   ｄ３＞ｄ１の関係を満たす、
   コンプレッサハウジング。
3. 遠心圧縮機のインペラを回転可能に収容するためのコンプレッサハウジングであって、
   前記インペラのインペラ翼の先端と所定の隙間を有して対向するシュラウド面を含むシュラウド部と、
   前記シュラウド面の前方側に形成される導入面であって、前記コンプレッサハウジングの吸気口から導入した吸気を前記インペラ翼に向かって導くための吸気導入路を画定する導入面を含む吸気導入部と、を備え、
   前記コンプレッサハウジングの内部には、
   前記シュラウド面に形成された流入口を含む入口流路、
   前記導入面に形成された流出口を含む出口流路、及び
   前記入口流路と前記出口流路とを接続する再循環流路、が形成され、
   前記吸気導入部は、前記インペラの軸線に沿った断面視において、
   前記出口流路における前方側を画定する前方側面であって、径方向の外側から内側に向かって後方側に傾斜する前方側面と、
   前記出口流路における後方側を画定する後方側面であって、前記径方向の外側から内側に向かって後方側に傾斜するとともに、少なくとも一部において凸曲面状に形成された凸曲面部を有する後方側面と、
   前記導入面における前記流出口よりも前方側に形成された前方側導入面であって、前記径方向の外側から内側に向かって後方側に傾斜するとともに、少なくとも一部において凸曲面状に形成された導入面側凸曲面部を有する前方側導入面と、を含み、
   前記後方側面の前方側端と前記インペラの前記軸線との距離をｄ２、
   前記前方側導入面の後方側端と前記インペラの前記軸線との距離をｄ３、と定義した場合に、
   ｄ３≦ｄ２の関係を満たし、
   前記再循環流路を形成する内周面は、前記入口流路との接続位置から前記出口流路との接続位置に向かって前記インペラの軸線との距離が大きくなるように、前記インペラの軸方向に対して斜めに延在し、
   前記内周面の前記入口流路との接続位置と前記インペラの軸線との距離をｄ４と定義し、前記内周面の出口流路との接続位置と前記インペラの軸線との距離をｄ５と定義したとき、距離ｄ５は距離ｄ４よりも大きく、
   前記再循環流路は、前方側に向かうに連れて徐々に前記再循環流路の軸線と前記インペラの軸線との距離が大きくなるように形成されている、
   コンプレッサハウジング。
4. 遠心圧縮機のインペラを回転可能に収容するためのコンプレッサハウジングであって、
   前記インペラのインペラ翼の先端と所定の隙間を有して対向するシュラウド面を含むシュラウド部と、
   前記シュラウド面の前方側に形成される導入面であって、前記コンプレッサハウジングの吸気口から導入した吸気を前記インペラ翼に向かって導くための吸気導入路を画定する導入面を含む吸気導入部と、を備え、
   前記コンプレッサハウジングの内部には、
   前記シュラウド面に形成された流入口を含む入口流路、
   前記導入面に形成された流出口を含む出口流路、及び
   前記入口流路と前記出口流路とを接続する再循環流路、が形成され、
   前記吸気導入部は、前記インペラの軸線に沿った断面視において、
   前記出口流路における前方側を画定する前方側面であって、径方向の外側から内側に向かって後方側に傾斜する前方側面と、
   前記出口流路における後方側を画定する後方側面であって、前記径方向の外側から内側に向かって後方側に傾斜するとともに、少なくとも一部において凸曲面状に形成された凸曲面部を有する後方側面と、
   前記導入面における前記流出口よりも前方側に形成された前方側導入面であって、前記径方向の外側から内側に向かって後方側に傾斜するとともに、少なくとも一部において凸曲面状に形成された導入面側凸曲面部を有する前方側導入面と、を含み、
   前記後方側面の後方側端と前記インペラの前記軸線との距離をｄ１、
   前記後方側面の前方側端と前記インペラの前記軸線との距離をｄ２、
   前記前方側導入面の後方側端と前記インペラの前記軸線との距離をｄ３、と定義した場合に、
   ｄ１＜ｄ３≦ｄ２の関係を満たす、
   コンプレッサハウジング。
5. 前記前方側面は、少なくとも一部において凹曲面状に形成された凹曲面部を有する、
   請求項１乃至４のいずれか１項に記載のコンプレッサハウジング。
6. 前記後方側面の前記凸曲面部は、少なくとも前記後方側面の後方側端を含む位置に形成されており、
   前記後方側端を通過する前記凸曲面部の接線方向は、前記導入面における前記流出口よりも後方側に形成される後方側導入面の延在方向と一致する、
   請求項１乃至５のいずれか１項に記載のコンプレッサハウジング。
7. 前記後方側面における前記凸曲面部の曲率半径をＲ１、
   前記前方側導入面における前記導入面側凸曲面部の曲率半径をＲ３、と定義した場合に、
   Ｒ３＞Ｒ１の関係を満たす、
   請求項１乃至６の何れか１項に記載のコンプレッサハウジング。
8. 前記後方側面における前記凸曲面部の曲率半径をＲ１、
   前記前方側面における前記凹曲面部の曲率半径をＲ２、と定義した場合に、
   Ｒ２＞Ｒ１の関係を満たす、
   請求項５に記載のコンプレッサハウジング。
9. 前記後方側面における前記凸曲面部の曲率半径をＲ１、
   前記前方側面における前記凹曲面部の曲率半径をＲ２、
   前記前方側導入面における前記導入面側凸曲面部の曲率半径をＲ３、と定義した場合に、
   Ｒ３＞Ｒ２＞Ｒ１の関係を満たす、
   請求項５に記載のコンプレッサハウジング。
10. 前記インペラの軸線に沿った断面視において、
    前記入口流路の前記流入口における流路幅をｔ１、
    前記出口流路の前記流出口における流路幅をｔ２、と定義した場合に、
    ｔ１＞ｔ２の関係を満たす、
    請求項１乃至９の何れか１項に記載のコンプレッサハウジング。
11. 前記出口流路の流路幅は、前記出口流路の全体に亘って同一に形成されるか、又は、前記流出口に向かって徐々に小さくなるように形成される、
    請求項１０に記載のコンプレッサハウジング。
12. 前記前方側導入面の前記導入面側凸曲面部は、少なくとも前記前方側導入面の後方側端を含む位置に形成されており、
    前記導入面側凸曲面部を含む仮想円弧が、前記後方側面の後方側端と接するように構成された、
    請求項２又は４に記載のコンプレッサハウジング。
13. 前記前方側導入面の後方側端と前記インペラ翼との前記インペラの軸方向に対して平行な距離をＬ、
    前記インペラ翼の前縁の直径をＤ、と定義した場合に、
    Ｌ≦０．５×Ｄの関係を満たす、
    請求項１乃至１２の何れか１項に記載のコンプレッサハウジング。
14. 請求項１乃至１３の何れか１項に記載のコンプレッサハウジングを備える遠心圧縮機。

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