JP7431323B2 - スクロールケーシングおよび遠心圧縮機 - Google Patents

Description

本開示は、スクロールケーシング、および該スクロールケーシ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。

一般的には、遠心圧縮機は、インペラを回転可能に収容するスクロールケーシングを備える。このスクロールケーシングは、渦巻状のスクロール流路を形成するスクロール部と、インペラを通過した流体をスクロール流路に導くためのディフューザ流路を形成するディフューザ部と、を備える（例えば、特許文献１）。

国際公開第２０１８／１７９１１２号

図１４および図１５の夫々は、比較例にかかる遠心圧縮機のスクロールケーシング０３のディフューザ部０４およびスクロール部０５の形状を説明するための説明図である。図１４および図１５に示されるように、スクロール部０５は、スクロール流路０５０を画定する内周面０５１を有する。内周面０５１は、ディフューザ流路０４０のハブ側流路面０４２との接続位置である始端位置Ｐ０１から一方向ＵＤ側に延び、始端位置Ｐ０１とは反対側の端位置である終端位置Ｐ０２までに亘り延在する円弧状に形成されている。スクロールケーシング０３は、終端位置Ｐ０２を含む内周面０５１と、ディフューザ流路０４０のシュラウド側流路面０４１と、を含むディフューザ出口顎部０５４を有する。ディフューザ流路０４０の出口からスクロール流路０５０内に流れ込んだ流体は、旋回速度成分を有するので、内周面０５１に沿って一方向ＵＤ側に向かって流れる旋回流ＳＦを形成する。このようなスクロール流路０５０では、内周面０５１に沿って流れた旋回流ＳＦと、ディフューザ流路０４０の出口からスクロール流路０５０内に流れ込むディフューザ流路の出口流れＤＦと、がディフューザ出口顎部０５４の下流側で合流する。

本発明者の知見では、図１４に示されるように、ディフューザ出口顎部０５４の厚さＴ、すなわち、ディフューザ流路０４０のシュラウド側流路面０４１の下流端０４３と終端位置Ｐ０２との間の軸方向に沿った長さＴ、が大きいと、ディフューザ出口顎部０５４の直ぐ下流の位置にディフューザ出口顎部０５４の厚さＴに対応してウェークと呼ばれる低流速の領域ＷＡが発生する虞がある。ウェークが大きいと、旋回流ＳＦのウェーク損失が増大するため、遠心圧縮機の効率低下を招く虞がある。

ウェーク損失を抑制するために、図１５に示されるように、ディフューザ出口顎部０５４の厚さＴを小さなものにすると、旋回流ＳＦのディフューザ流路０４０の出口流れＤＦに対する流れ角度の差が大きくなるため、旋回流ＳＦと出口流れＤＦとの干渉により、出口流れＤＦの少なくとも一部が閉塞される。出口流れＤＦの少なくとも一部が閉塞されると、ディフューザ流路０４０内を通過する流体の抵抗が増大し、ディフューザ失速が誘起される虞がある。ディフューザ失速が誘起されると、遠心圧縮機の効率が極端に低下するとともに、ディフューザ失速に起因したサージが誘起され、遠心圧縮機の作動レンジが縮小する虞がある。また、ディフューザ出口顎部０５４の厚さＴが小さすぎると、ディフューザ出口顎部０５４の欠けが生じる虞があるため好ましくない。

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、遠心圧縮機の効率低下や作動レンジの縮小化を抑制できるスクロールケーシングおよび遠心圧縮機を提供することにある。

本開示にかかるスクロールケーシングは、
遠心圧縮機のスクロールケーシングであって、
前記遠心圧縮機のディフューザ流路を形成するディフューザ部と、
前記遠心圧縮機のスクロール流路を形成するスクロール部と、を備え、
前記遠心圧縮機の軸方向に沿った前記ディフューザ流路の流路幅をＴａ、
前記スクロール部の内周面における前記ディフューザ流路のハブ側流路面との接続位置である始端位置から、前記内周面における前記始端位置とは反対側の端位置である終端位置に接する仮想円弧までの最短距離をＴｂ、と定義し、
前記スクロール流路におけるスクロール中心周りの角度位置について、前記スクロール流路の巻き始めと巻き終わりの合流位置を６０度とし、前記合流位置から前記スクロール流路の下流側に向かって徐々に角度が大きくなるように角度位置を定義した場合に、
前記角度位置が１８０度から３６０度に亘る範囲において、Ｔｂ／Ｔａ≧１．０の関係を満たす。

本開示にかかる遠心圧縮機は、前記スクロールケーシングを備える。

本開示の少なくとも一実施形態によれば、遠心圧縮機の効率低下や作動レンジの縮小化を抑制できるスクロールケーシングおよび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スクロールケーシングのディフューザ部およびスクロール部の形状を説明するための説明図である。 一実施形態にかかるスクロールケーシングのディフューザ部およびスクロール部の形状を説明するための説明図である。 一実施形態にかかるスクロールケーシングのディフューザ部およびスクロール部の形状を説明するための説明図である。 一実施形態にかかるスクロールケーシングのディフューザ部およびスクロール部の形状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の軸方向視におけるスクロール流路の概略図である。 一実施形態にかかるスクロールケーシングを説明するための説明図であって、スクロール流路における角度位置と距離比Ｔｂ／Ｔａとの関係を示した説明図である。 一実施形態にかかるスクロールケーシングのディフューザ部およびスクロール部の形状を説明するための説明図である。 一実施形態にかかるスクロールケーシングを説明するための説明図であって、スクロール流路における角度位置と交差角αとの関係を示した説明図である。 一実施形態にかかる遠心圧縮機の軸方向視におけるスクロール流路の概略図である。 一実施形態にかかるスクロールケーシングの角度位置θ１、θ２におけるディフューザ部およびスクロール部の形状を説明するための説明図である。 一実施形態にかかるスクロールケーシングの角度位置θ３、θ４におけるディフューザ部およびスクロール部の形状を説明するための説明図である。 比較例にかかるスクロールケーシングのディフューザ部およびスクロール部の形状を説明するための説明図である。 比較例にかかるスクロールケーシングのディフューザ部およびスクロール部の形状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、ターボチャージャ）
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、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スクロールケーシング３と、を備える。スクロールケーシング３は、図２に示されるように、遠心圧縮機１のディフューザ流路４０を形成するディフューザ部４と、遠心圧縮機１のスクロール流路５０を形成するスクロール部５と、を少なくとも備える。ディフューザ流路４０は、インペラ２を通過した流体を、インペラ２の周囲に設けられた渦巻状のスクロール流路５０に導くための流路である。

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ケーシング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ケーシング１６と、をさらに備える。軸受ケーシング１６は、スクロールケーシング３とタービンケーシング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、スクロールケーシング３やタービンケーシング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ＣＡ、すなわち、インペラ２の軸線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に対して流体導入口３１が位置する側（図中左側）を前側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、流体導入口３１に対してインペラ２が位置する側（図中右側）を後側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、スクロールケーシング３は、スクロールケーシング３の外部から流体（例えば、空気）を導入するための流体導入口３１と、インペラ２およびスクロール流路５０を通過した流体をスクロールケーシング３の外部に排出するための流体排出口３２と、が形成されている。タービンケーシング１４は、タービンケーシング１４の内部に排ガスを導入する排ガス導入口１４１と、タービンロータ１３を通過した排ガスをタービンケーシング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、タービンケーシング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、流体導入口３１を通って、スクロールケーシング３の内部に導入された流体を圧縮し、流体排出口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２１と、ハブ２１の外面２２に設けられた複数のインペラ翼２３と、を含む。ハブ２１は、回転シャフト１２の一方側に機械的に固定されているため、ハブ２１や複数のインペラ翼２３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、軸方向Ｘの前側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、複数のインペラ翼２３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２３の先端２４は、先端２４に対向するように凸状に湾曲するシュラウド面６１との間に隙間（クリアランス）が形成されている。

（スクロールケーシング）
図示される実施形態では、スクロールケーシング３は、図２に示されるように、スクロールケーシング３の外部からインペラ２に流体を導くための吸気流路７０を形成する吸気流路部７と、シュラウド面６１を有するシュラウド部６と、インペラ２を通過した流体をスクロールケーシング３の外部へ導くための上述したスクロール流路５０を形成するスクロール部５と、を有する。

吸気流路７０およびディフューザ流路４０、スクロール流路５０の夫々は、スクロールケーシング３の内部に形成されている。スクロール流路５０は、インペラ２に対して径方向における外側に位置している。吸気流路部７は、吸気流路７０を形成する内壁面７１であって、軸方向Ｘに沿って延在する内壁面７１を有する。内壁面７１の前側ＸＦ端には、上述した流体導入口３１が形成されている。スクロール部５は、スクロール流路５０を形成する内周面５１を有する。

ディフューザ部４は、ディフューザ流路４０の前側ＸＦ部分を形成するシュラウド側流路面４１と、シュラウド側流路面４１よりも後側ＸＲにシュラウド側流路面４１に対向して設けられるハブ側流路面４２であって、ディフューザ流路４０の後側ＸＲ部分を形成するハブ側流路面４２と、を有する。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４１およびハブ側流路面４２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。

上述したディフューザ部４は、シュラウド部６とスクロール部５との間に設けられる。図示される実施形態では、スクロールケーシング３は、その内部にインペラ２を収容するインペラ室６０が形成されている。シュラウド面６１は、インペラ室６０の前側ＸＦ部分を形成している。スクロールケーシング３は、シュラウド面６１に対して後側ＸＲに位置し、且つインペラ室６０の後側ＸＲ部分を形成するインペラ室形成面３３を有する。

ディフューザ流路４０の入口は、インペラ室６０に連通し、ディフューザ流路４０の出口は、スクロール流路５０に連通している。図示される実施形態では、シュラウド側流路面４１の上流端は、シュラウド面６１の下流端に滑らかに接続している。ハブ側流路面４２の上流端は、インペラ室形成面３３の外周端に段差面３４を介して接続され、ハブ側流路面４２の下流端は、スクロール部５の内周面５１の一端に滑らかに接続している。

流体導入口３１からスクロールケーシング３の内部に導入された流体は、吸気流路７０を後側ＸＲに向かって流れた後に、インペラ２（インペラ室６０）に導かれる。インペラ２を通過した流体は、ディフューザ流路４０およびスクロール流路５０をこの順に流れた後に、流体排出口３２からスクロールケーシング３の外部に排出される。

（距離比Ｔｂ／Ｔａ）
図３～図６の夫々は、一実施形態にかかるスクロールケーシングのディフューザ部およびスクロール部の形状を説明するための説明図である。図３～図６では、遠心圧縮機１の軸線ＣＡに沿った断面を概略的に示している。
図３～図６に示されるように、遠心圧縮機１の軸方向Ｘに沿ったディフューザ流路４０の流路幅をＴａ、スクロール部５の内周面５１におけるディフューザ流路４０のハブ側流路面４２との接続位置である始端位置Ｐ１から、内周面５１における始端位置Ｐ１とは反対側の端位置である終端位置Ｐ２に接する仮想円弧ＶＣまでの最短距離をＴｂ、と定義する。なお、最短距離Ｔｂは、始端位置Ｐ１から前側ＸＦに向かう向きを正とし、始端位置Ｐ１から後側ＸＲに向かう向きを負とする。

始端位置Ｐ１は、内周面５１において、軸方向Ｘにおける後側ＸＲ端であって、曲率半径が無限大（直線）から有限のものに変化する位置である。また、終端位置Ｐ２は、始端位置Ｐ１よりも一方向ＵＤ側に位置している。ここで、一方向ＵＤは、遠心圧縮機１の軸線ＣＡに沿って断面における、スクロール流路５０の中心ＳＣを中心とする反時計回り方向（中心ＳＣよりも径方向Ｙにおける外側では、中心ＳＣ回りの周方向において後側ＸＲから前側ＸＦに向かい、中心ＳＣよりも径方向Ｙにおける内側では、中心ＳＣ回りの周方向において前側ＸＦから後側ＸＲに向かう方向）であり、一方向ＵＤ側は、その下流側である。

図３～図６に示される実施形態では、遠心圧縮機１の軸線ＣＡに沿った断面において、内周面５１は、始端位置Ｐ１から一方向ＵＤ側に延在する第１円弧部５２と、第１円弧部５２よりも一方向ＵＤ側に形成された第２円弧部５３であって、少なくとも終端位置Ｐ２を含む第２円弧部５３と、を含む。図３～図６では、第１円弧部５２を一点鎖線で示している。第１円弧部５２は、一方向ＵＤにおける上流端から下流端までに亘りその曲率半径Ｒ１が一定になるように形成されている。また、第２円弧部５３は、一方向ＵＤにおける上流端から下流端までに亘りその曲率半径Ｒ２が一定になるように形成されている。仮想円弧ＶＣは、終端位置Ｐ２を含む第２円弧部５３に接しており、その曲率半径Ｒ０が曲率半径Ｒ２と同じになっている。第２円弧部５３は、第１円弧部５２の下流端との接続位置Ｐ３において、第１円弧部５２の下流端にその上流端が滑らかに接続するように形成されている。
なお、内周面５１の形状は、図示される実施形態に限定されない。例えば、内周面５１は、一方向ＵＤ側に向かうに連れてその曲率が連続的に減少するように形成されていてもよい。

図３～図６に示されるように、スクロールケーシング３には、終端位置Ｐ２を含む第２円弧部５３（内周面５１）と、ディフューザ流路４０のシュラウド側流路面４１と、を含むディフューザ出口顎部５４が形成されている。図示される実施形態では、ディフューザ出口顎部５４は、軸方向Ｘに沿った長さＴを有する内壁面５５をさらに含む。内壁面５５は、終端位置Ｐ２において第２円弧部５３の下流端にその一端が接続され、その他端がシュラウド側流路面４１の下流端４３に接続されている。なお、図示される実施形態では、内壁面５５は、遠心圧縮機１の軸線ＣＡに沿った断面において、軸方向に沿って直線状に延在しているが、内壁面５５はこの形状に限定されない。内壁面５５は、例えば、径方向における外側に向かって凸状に湾曲したりしてもよい。また、ディフューザ流路４０の流路幅が一定でない場合には、ディフューザ流路４０の流路幅Ｔａとして、シュラウド側流路面４１の下流端４３を含むディフューザ流路４０の出口（スクロール流路５０との連通口）４４における流路幅を採用してもよい。

図３～図６に示されるように、ディフューザ流路４０の出口からスクロール流路５０内に流れ込んだ流体は、旋回速度成分を有するので、内周面５１に沿って一方向ＵＤ側に向かって流れる旋回流ＳＦを形成する。このような旋回流ＳＦは、第１円弧部５２および第２円弧部５３に沿って流れた後に、ディフューザ出口顎部５４の下流側において、ディフューザ流路４０の出口からスクロール流路５０内に流れ込むディフューザ流路４０の出口流れＤＦに合流する。

旋回流ＳＦは、ディフューザ出口顎部５４の下流側において、仮想円弧ＶＣに沿って流れる。図３に示されるスクロールケーシング３の断面形状は、Ｔｂ／Ｔａ＝１．０の条件を満たす。図４に示されるスクロールケーシング３の断面形状は、Ｔｂ／Ｔａ＝１．５の条件を満たす。図３、図４に示されるように、Ｔｂ／Ｔａ≧１．０の場合には、ディフューザ出口顎部５４の下流側における旋回流ＳＦは、出口流れＤＦに対する傾斜角度を緩やかにできるため、出口流れＤＦとの合流部における旋回流ＳＦと出口流れＤＦとの干渉を効果的に抑制できる。なお、Ｔｂ／Ｔａの値が１．０よりも大きくなるにつれて、ディフューザ出口顎部の厚さＴが大きくなるので、スクロール流路５０におけるディフューザ出口顎部５４の直ぐ下流側の位置にウェークと呼ばれる低流速の領域ＷＡが発生する可能性が高まる。ウェークが大きいと、旋回流ＳＦのウェーク損失が増大するため、遠心圧縮機１の効率低下を招く虞がある。このため、旋回流ＳＦのウェーク損失を抑制するためには、Ｔｂ／Ｔａの値を１．０よりも大きくし過ぎないことが好ましい。スクロールケーシング３は、Ｔｂ／Ｔａ≦１．７５の関係を満たすことが好ましく、Ｔｂ／Ｔａ≦１．６０の関係を満たすことがさらに好ましい。

図５に示されるスクロールケーシング３の断面形状は、Ｔｂ／Ｔａ＝０．５の条件を満たす。図６に示されるスクロールケーシング３の断面形状は、Ｔｂ／Ｔａ＜０の条件を満たす。図５および図６に示されるように、Ｔｂ／Ｔａの値が１．０よりも小さくなるにつれて、ディフューザ出口顎部５４の下流側における旋回流ＳＦと、スクロール流路５０内に流れ込むディフューザ流路４０の出口流れＤＦと、が干渉する度合いが大きくなり、ディフューザ流路４０の出口流れＤＦが閉塞する度合いが大きくなる。図５では、ディフューザ出口顎部５４の下流側における旋回流ＳＦによって、出口流れＤＦのシュラウド側（前側ＸＦ）が閉塞されるのに対して、図６では、ディフューザ出口顎部５４の下流側における旋回流ＳＦによって、出口流れＤＦがシュラウド側からハブ側（後側ＸＲ）までに亘り閉塞される。出口流れＤＦの少なくともシュラウド側が閉塞されると、ディフューザ流路４０内を通過する流体の抵抗が増大し、ディフューザ失速が誘起される虞がある。ディフューザ失速が誘起されると、遠心圧縮機１の効率が極端に低下するとともに、ディフューザ失速に起因したサージが誘起され、遠心圧縮機１の作動レンジが縮小する虞がある。また、Ｔｂ／Ｔａの値が小さくなるにつれて、ディフューザ出口顎部５４の厚さＴが小さくなるが、厚さＴが小さすぎると、ディフューザ出口顎部５４の欠けが生じる虞があるため好ましくない。なお、旋回流ＳＦのウェーク損失による遠心圧縮機１の効率に対する悪影響は、出口流れＤＦの閉塞による遠心圧縮機１の効率に対する悪影響よりも小さなものである。このため、Ｔｂ／Ｔａの値は１．０よりも小さくするよりも１．０よりも大きくする方が好ましい。

図７は、一実施形態にかかる遠心圧縮機の軸方向視におけるスクロール流路の概略図である。図７に示されるように、上述したスクロール流路５０におけるスクロール中心Ｏ周りの角度位置θについて、スクロール流路５０の巻き始め５０１と巻き終わり５０２の合流位置Ｐを６０度とし、合流位置Ｐからスクロール流路５０の下流側（図中スクロール中心Ｏ周りの時計回り方向）に向かって徐々に角度が大きくなるように角度位置θを定義する。また、角度位置θが６０度から１８０度に亘る範囲を上流側範囲ＲＵとし、角度位置θが１８０度から３６０度に亘る範囲を下流側範囲ＲＤと定義する。また、図７に示されるように、角度位置がθである周方向位置において遠心圧縮機１の軸線ＣＡを含む平面によってスクロール流路５０を切断した場合の断面に対して、スクロール流路５０の断面積をＡとし、スクロール中心Ｏからスクロール流路５０の断面における中心ＳＣまでの距離をＲとする。スクロール流路５０は、角度位置θが大きくなるにつれて、Ａ／Ｒが大きくなるように形成されている。或る実施形態では、スクロール流路５０は、上流側範囲ＲＵおよび下流側範囲ＲＤの少なくとも一方の範囲において、Ａ／Ｒの値が一定の傾きで増加するように形成されている。

図８は、一実施形態にかかるスクロールケーシングを説明するための説明図であって、スクロール流路における角度位置と距離比Ｔｂ／Ｔａとの関係を示した説明図である。図８では、上述した角度位置θを横軸にし、上述した距離比Ｔｂ／Ｔａを縦軸にしている。なお、図８に示される実施形態では、スクロールケーシング３は、角度位置θが大きくなるにつれて、Ａ／Ｒが大きくなるのに対応し、Ｔｂ／Ｔａが大きくなっている。
幾つかの実施形態にかかるスクロールケーシング３は、図８に示されるように、上述した角度位置θが１８０度から３６０度に亘る範囲、すなわち下流側範囲ＲＤにおいて、Ｔｂ／Ｔａ≧１．０の関係を満たす。

仮にＴｂ／Ｔａの値が小さすぎる場合（Ｔｂ／Ｔａ＜１．０の関係を満たす場合）には、ディフューザ流路４０の出口流れＤＦとスクロール流路５０内の旋回流ＳＦとが干渉し、これによりディフューザ流路４０内を通過する流体の抵抗が増大し、ディフューザ失速が誘起される虞がある。ディフューザ失速が誘起されると、遠心圧縮機１の効率が極端に低下するとともに、ディフューザ失速に起因したサージが誘起され、遠心圧縮機１の作動レンジが縮小する虞がある。これを回避するために、Ｔｂ／Ｔａ≧１．０の関係を満たすようにすることが好ましい。上記の構成によれば、スクロールケーシング３は、角度位置θが１８０度から３６０度に亘る範囲（下流側範囲ＲＤ）において、Ｔｂ／Ｔａ≧１．０の関係を満たすので、上記下流側範囲ＲＤにおいて、ディフューザ流路４０の出口流れＤＦとスクロール流路５０内の旋回流ＳＦとが干渉することを抑制できる。これにより、ディフューザ流路４０の閉塞を抑制できるため、遠心圧縮機１の効率低下や作動レンジの縮小化を抑制できる。

幾つかの実施形態では、上述したスクロールケーシング３は、図８に示されるように、上述した角度位置θが６０度から１８０度に亘る範囲、すなわち上流側範囲ＲＵにおいて、Ｔｂ／Ｔａ≧０．５の関係を満たす。

ディフューザ流路４０の出口流れＤＦとスクロール流路５０内の旋回流ＳＦとの干渉を抑制するためには、スクロールケーシング３の角度位置θが６０度から１８０度に亘る範囲（上流側範囲ＲＵ）においても、Ｔｂ／Ｔａ≧１．０であることが好ましい。ただし、スクロール流路５０の巻き始め５０１側になるほど、スクロール流路５０の断面積Ａが小さくなるので、上流側範囲ＲＵでは、Ｔｂ／Ｔａ≧１．０の関係を満たすことが困難になることがある。上記の構成によれば、角度位置θが６０度から１８０度に亘る範囲（上流側範囲ＲＵ）において、Ｔｂ／Ｔａ≧０．５の関係を満たす。この場合には、上流側範囲ＲＵにおいて、ディフューザ流路４０の出口流れＤＦとスクロール流路５０内の旋回流ＳＦとが干渉することを抑制できる。これにより、ディフューザ流路４０の閉塞を抑制できるため、遠心圧縮機１の効率低下や作動レンジの縮小化を抑制できる。なお、幾つかの実施形態では、上述したスクロールケーシング３は、上流側範囲ＲＵおよび下流側範囲ＲＤにおいて、Ｔｂ／Ｔａ≧１．０の関係を満たすように形成されていてもよい。この場合には、出口流れＤＦと旋回流ＳＦとが干渉することを効果的に抑制できる。

幾つかの実施形態では、上述したスクロールケーシング３は、図８に示されるように、上述した角度位置θが１８０度から３６０度に亘る範囲、すなわち下流側範囲ＲＤにおいて、Ｔｂ／Ｔａ≦１．７５の関係を満たす。

仮にＴｂ／Ｔａの値が大きすぎる場合（Ｔｂ／Ｔａ＞１．７５の関係を満たす場合）には、ディフューザ出口顎部５４の厚みＴが増大することに伴い、上述した領域ＷＡが拡大してウェーク損失が増大するため、遠心圧縮機１の効率低下を招く虞がある。上記の構成によれば、角度位置θが１８０度から３６０度に亘る範囲（下流側範囲ＲＤ）において、Ｔｂ／Ｔａ≦１．７５の関係を満たす。この場合には、下流側範囲ＲＤにおいて、ウェーク損失による遠心圧縮機１の効率低下を抑制できる。なお、幾つかの実施形態では、上述したスクロールケーシング３は、上流側範囲ＲＵおよび下流側範囲ＲＤにおいて、Ｔｂ／Ｔａ≦１．７５の関係を満たす。この場合には、上流側範囲ＲＵおよび下流側範囲ＲＤにおいて、ウェーク損失による遠心圧縮機１の効率低下を抑制できる。

（交差角α）
図９は、一実施形態にかかるスクロールケーシングのディフューザ部およびスクロール部の形状を説明するための説明図である。図９に示されるように、スクロール部５の内周面５１における終端位置Ｐ２に接する仮想接線ＶＴと、遠心圧縮機１の径方向Ｙとの交差角をαと定義する。なお、仮想接線ＶＴと径方向Ｙとにより二つの交差角が生じるが、二つの交差角のうち角度の小さい方を交差角αとする。

上述した幾つかの実施形態では、距離比Ｔｂ／Ｔａをスクロールケーシング３の形状に関するパラメータ値としていたが、他の幾つかの実施形態では、交差角αを上記パラメータ値としてもよい。交差角αが大きくなると、交差角αに対応してディフューザ出口顎部５４の下流側における旋回流ＳＦの、出口流れＤＦに対する傾斜角度が大きくなる。上記傾斜角度が大きくなると、旋回流ＳＦと、ディフューザ流路４０の出口流れＤＦと、が干渉する度合いが大きくなり、ディフューザ流路４０の出口流れＤＦが閉塞する度合いが大きくなる。このため、出口流れＤＦの閉塞を抑制するためには、交差角αを小さなものにすることが好ましい。スクロールケーシング３は、交差角α≦７０°の関係を満たすことが好ましく、交差角α≦５０°の関係を満たすことがさらに好ましい。

図１０は、一実施形態にかかるスクロールケーシングを説明するための説明図であって、スクロール流路における角度位置と交差角αとの関係を示した説明図である。図１０では、上述した角度位置θを横軸にし、上述した交差角αを縦軸にしている。なお、図１０に示される実施形態では、スクロールケーシング３は、角度位置θが大きくなるにつれて、交差角αが小さくなっている。
幾つかの実施形態にかかるスクロールケーシング３は、図１０に示されるように、上述した角度位置θが１８０度から３６０度に亘る範囲、すなわち下流側範囲ＲＤにおいて、α≦５０°の関係を満たす。

仮に交差角αが大きすぎる場合には、ディフューザ流路４０の出口流れＤＦとスクロール流路５０内の旋回流ＳＦとが干渉し、これによりディフューザ流路４０内を通過する流体の抵抗が増大し、ディフューザ失速が誘起される虞がある。ディフューザ失速が誘起されると、遠心圧縮機１の効率が極端に低下するとともに、ディフューザ失速に起因したサージが誘起され、遠心圧縮機１の作動レンジが縮小する虞がある。これを回避するために、α≦５０°の関係を満たすことが好ましい。上記の構成によれば、スクロールケーシング３は、角度位置θが１８０度から３６０度に亘る範囲（下流側範囲ＲＤ）において、α≦５０°の関係を満たすので、下流側範囲ＲＤにおいて、ディフューザ流路４０の出口流れＤＦとスクロール流路４０内の旋回流ＳＦとが干渉することを抑制できる。これにより、ディフューザ流路４０の閉塞を抑制できるため、遠心圧縮機１の効率低下や作動レンジの縮小化を抑制できる。なお、本実施形態は、独立して実施可能である。

幾つかの実施形態では、上述したスクロールケーシング３は、図１０に示されるように、上述した角度位置θが６０度から１８０度に亘る範囲、すなわち上流側範囲ＲＵにおいて、α≦７０°の関係を満たす。

ディフューザ流路４０の出口流れＤＦとスクロール流路５０内の旋回流ＳＦとの干渉を抑制するためには、スクロールケーシング３の角度位置θが６０度から１８０度に亘る範囲（上流側範囲ＲＵ）においても、α≦５０°の関係を満たすことが好ましい。ただし、スクロール流路５０の巻き始め５０１側になるほど、スクロール流路５０の断面積Ａが小さくなるので、上流側範囲ＲＵでは、α≦５０°の関係を満たすことが困難になることがある。上記の構成によれば、角度位置θが６０度から１８０度に亘る範囲（上流側範囲ＲＵ）において、α≦７０°の関係を満たす。この場合には、上流側範囲ＲＵにおいて、ディフューザ流路４０の出口流れＤＦとスクロール流路５０内の旋回流ＳＦとが干渉することを抑制できる。これにより、ディフューザ流路４０の閉塞を抑制できるため、遠心圧縮機１の効率低下や作動レンジの縮小化を抑制できる。なお、幾つかの実施形態では、上述したスクロールケーシング３は、上流側範囲ＲＵおよび下流側範囲ＲＤにおいて、α≦５０°の関係を満たすように形成されていてもよい。この場合には、出口流れＤＦと旋回流ＳＦとが干渉することを効果的に抑制できる。

上述した幾つかの実施形態では、距離比Ｔｂ／Ｔａ又は交差角αの何れか一方をスクロールケーシング３の形状に関するパラメータ値としていたが、他の幾つかの実施形態では、距離比Ｔｂ／Ｔａおよび交差角αの両方を上記パラメータ値としてもよい。
幾つかの実施形態では、上述したスクロールケーシング３は、上述した角度位置θが１８０度から３６０度に亘る範囲、すなわち下流側範囲ＲＤにおいて、Ｔｂ／Ｔａ≧１．０、且つα≦５０°の関係を満たす。

上記の構成によれば、スクロールケーシング３は、角度位置θが１８０度から３６０度に亘る範囲（下流側範囲ＲＤ）において、Ｔｂ／Ｔａ≧１．０の関係だけでなく、α≦５０°の関係を満たすので、Ｔｂ／Ｔａ≧１．０の関係のみを満たす場合に比べて、下流側範囲ＲＤにおいて、ディフューザ流路４０の出口流れＤＦとスクロール流路５０内の旋回流ＳＦとが干渉することをより効果的に抑制できる。これにより、ディフューザ流路４０の閉塞を効果的に抑制できるため、遠心圧縮機１の効率低下や作動レンジの縮小化を効果的に抑制できる。

幾つかの実施形態では、上述したスクロールケーシング３は、上述した角度位置θが６０度から１８０度に亘る範囲、すなわち上流側範囲ＲＵにおいて、Ｔｂ／Ｔａ≧０．５、且つα≦７０°の関係を満たす。

上記の構成によれば、スクロールケーシング３は、角度位置θが６０度から１８０度に亘る範囲（上流側範囲ＲＵ）において、Ｔｂ／Ｔａ≧０．５の関係だけでなく、α≦７０°の関係を満たすので、Ｔｂ／Ｔａ≧０．５の関係のみを満たす場合に比べて、上流側範囲ＲＵにおいて、ディフューザ流路４０の出口流れＤＦとスクロール流路５０内の旋回流ＳＦとが干渉することをより効果的に抑制できる。これにより、ディフューザ流路４０の閉塞を効果的に抑制できるため、遠心圧縮機１の効率低下や作動レンジの縮小化を効果的に抑制できる。

（スクロール流路の周方向における形状変化）
図１１は、一実施形態にかかる遠心圧縮機の軸方向視におけるスクロール流路の概略図である。図１１に示されるように、上述した角度位置θは、角度位置θ１と、角度位置θ１よりも大きい角度位置θ２と、を含む。図１２は、一実施形態にかかるスクロールケーシングの角度位置θ１、θ２におけるディフューザ部およびスクロール部の形状を説明するための説明図である。図１２では、角度位置θ１およびθ２におけるスクロールケーシング３を概略的に示している。図１２では、角度位置θ１におけるスクロール部５の内周面５１および内壁面５５を実線で示し、角度位置θ２におけるスクロール部５の内周面５１および内壁面５５を二点鎖線で示している。

幾つかの実施形態では、上述したスクロールケーシング３は、図１２に示されるように、角度位置がθ１の位置における、終端位置Ｐ２とディフューザ流路４０のシュラウド側流路面４１の下流端４３との前記遠心圧縮機の軸方向に沿った長さをＴ１、角度位置θがθ１よりも大きいθ２の位置における、終端位置Ｐ２とシュラウド側流路面４１の下流端４３との軸方向に沿った長さをＴ２、と定義した場合に、Ｔ１＜Ｔ２の関係を満たす。図示される実施形態では、スクロール流路５０は、巻き始め５０１側から巻き終わり５０２側に向かうに連れて上述した長さＴが連続的に又は段階的に大きくなるように形成されている。

通常、終端位置Ｐ２とディフューザ流路４０のシュラウド側流路面４１の下流端４３との遠心圧縮機１の軸方向に沿った長さＴは、遠心圧縮機１の周方向に一様に設定されるが、この場合には、角度位置θ毎にＴｂ／Ｔａや交差角αを上述した関係を満たす形状にすると、スクロール流路５０の巻き終わり５０２側における形状が不適切なものになり、遠心圧縮機１の効率低下を招く虞がある。上記の構成によれば、スクロールケーシング３は、角度位置θ２における上記長さＴ２が、角度位置θ１における上記長さＴ１よりも大きいので、角度位置θ毎にＴｂ／Ｔａや交差角αを上述した関係を維持させつつ、角度位置θ毎にスクロール流路５０を適切な形状にすることができる。これにより、遠心圧縮機１の効率低下を抑制できる。

図１１に示されるように、上述した角度位置θは、角度位置θ３と、角度位置θ３よりも大きい角度位置θ４と、を含む。図１３は、一実施形態にかかるスクロールケーシングの角度位置θ３、θ４におけるディフューザ部およびスクロール部の形状を説明するための説明図である。図１３では、角度位置θ３およびθ４におけるスクロールケーシング３を概略的に示している。図１３では、角度位置θ３におけるスクロール部５の内周面５１や内壁面５５、シュラウド側流路面４１を一点鎖線で示し、角度位置θ４におけるスクロール部５の内周面５１や内壁面５５、シュラウド側流路面４１を実線で示している。

幾つかの実施形態では、上述したスクロールケーシング３は、図１３に示されるように、角度位置θがθ３の位置における、遠心圧縮機１の軸線ＣＡからディフューザ流路４０のシュラウド側流路面４１の下流端４３までの遠心圧縮機１の径方向に沿った長さをｄ１、角度位置θがθ３よりも大きいθ４の位置における、軸線ＣＡからシュラウド側流路面４１の下流端４３までの径方向に沿った長さをｄ２、と定義した場合に、ｄ１＞ｄ２の関係を満たす。図示される実施形態では、ディフューザ流路４０は、巻き始め５０１側から巻き終わり５０２側に向かうに連れて、遠心圧縮機１の軸線ＣＡからディフューザ流路４０のシュラウド側流路面４１の下流端４３までの遠心圧縮機１の径方向に沿った長さｄが連続的に又は段階的に大きくなるように形成されている。

通常、遠心圧縮機１の軸線ＣＡからディフューザ流路４０のシュラウド側流路面４１の下流端４３までの遠心圧縮機１の径方向に沿った長さｄは、遠心圧縮機１の周方向に一様に設定されるが、この場合には、角度位置θ毎にＴｂ／Ｔａや交差角αを上述した関係を満たす形状にすると、スクロール流路５０の巻き終わり側における形状が不適切なものになり、遠心圧縮機１の効率低下を招く虞がある。上記の構成によれば、スクロールケーシング３は、角度位置θ４における上記長さｄ２が、角度位置θ３における上記長さｄ１よりも大きいので、角度位置θ毎にＴｂ／Ｔａや交差角αを上述した関係を維持させつつ、角度位置θ毎にスクロール流路５０を適切な形状にすることができる。これにより、遠心圧縮機１の効率低下を抑制できる。

なお、図１３に示される実施形態では、角度位置θ３およびθ４において、上述した長さＴは同じであるが、上述した幾つかの実施形態と同様に、角度位置θ４における長さＴを、角度位置θ３における長さＴよりも大きくしてもよい。

幾つかの実施形態にかかる遠心圧縮機１は、上述したスクロールケーシング３を備える。この場合には、スクロールケーシング３により、ディフューザ流路４０の出口流れＤＦとスクロール流路５０内の旋回流ＳＦとが干渉することを抑制できる。これにより、ディフューザ流路４０の閉塞を抑制できるため、遠心圧縮機１の効率低下や作動レンジの縮小化を抑制できる。

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スクロールケーシング（３）は、
遠心圧縮機（１）のスクロールケーシング（３）であって、
前記遠心圧縮機（１）のディフューザ流路（４０）を形成するディフューザ部（４）と、
前記遠心圧縮機（１）のスクロール流路（５０）を形成するスクロール部（５）と、を備え、
前記遠心圧縮機（１）の軸方向に沿った前記ディフューザ流路（４０）の流路幅をＴａ、
前記スクロール部（５）の内周面（５１）における前記ディフューザ流路（４０）のハブ側流路面（４２）との接続位置である始端位置（Ｐ１）から、前記内周面（５１）における前記始端位置（Ｐ１）とは反対側の端位置である終端位置（Ｐ２）に接する仮想円弧（ＶＣ）までの最短距離をＴｂ、と定義し、
前記スクロール流路（５０）におけるスクロール中心（Ｏ）周りの角度位置（θ）について、前記スクロール流路（５０）の巻き始め（５０１）と巻き終わり（５０２）の合流位置（Ｐ）を６０度とし、前記合流位置（Ｐ）から前記スクロール流路（５０）の下流側に向かって徐々に角度が大きくなるように角度位置（θ）を定義した場合に、
前記角度位置（θ）が１８０度から３６０度に亘る範囲（下流側範囲ＲＤ）において、Ｔｂ／Ｔａ≧１．０の関係を満たす。

仮にＴｂ／Ｔａの値が小さすぎる場合（Ｔｂ／Ｔａ＜１．０の関係を満たす場合）には、ディフューザ流路の出口流れ（ＤＦ）とスクロール流路内の旋回流（ＳＦ）とが干渉し、これによりディフューザ流路（４０）内を通過する流体の抵抗が増大し、ディフューザ失速が誘起される虞がある。ディフューザ失速が誘起されると、遠心圧縮機（１）の効率が極端に低下するとともに、ディフューザ失速に起因したサージが誘起され、遠心圧縮機（１）の作動レンジが縮小する虞がある。これを回避するために、Ｔｂ／Ｔａ≧１．０の関係を満たすようにすることが好ましい。上記１）の構成によれば、スクロールケーシング（３）は、角度位置（θ）が１８０度から３６０度に亘る範囲（下流側範囲ＲＤ）において、Ｔｂ／Ｔａ≧１．０の関係を満たすので、上記下流側範囲において、ディフューザ流路の出口流れ（ＤＦ）とスクロール流路内の旋回流（ＳＦ）とが干渉することを抑制できる。これにより、ディフューザ流路（４０）の閉塞を抑制できるため、遠心圧縮機（１）の効率低下や作動レンジの縮小化を抑制できる。

２）幾つかの実施形態では、上記１）に記載のスクロールケーシング（３）であって、
前記角度位置（θ）が６０度から１８０度に亘る範囲（上流側範囲ＲＵ）において、Ｔｂ／Ｔａ≧０．５の関係を満たす。

上記２）の構成によれば、角度位置（θ）が６０度から１８０度に亘る範囲（上流側範囲ＲＵ）において、Ｔｂ／Ｔａ≧０．５の関係を満たす。この場合には、上流側範囲（ＲＵ）において、ディフューザ流路の出口流れ（ＤＦ）とスクロール流路内の旋回流（ＳＦ）とが干渉することを抑制できる。これにより、ディフューザ流路（４０）の閉塞を抑制できるため、遠心圧縮機（１）の効率低下や作動レンジの縮小化を抑制できる。

３）幾つかの実施形態では、上記１）又は２）に記載のスクロールケーシング（３）であって、
前記角度位置（θ）が１８０度から３６０度に亘る範囲（下流側範囲ＲＤ）において、Ｔｂ／Ｔａ≦１．７５の関係を満たす。

仮にＴｂ／Ｔａの値が大きすぎる場合（Ｔｂ／Ｔａ＞１．７５の関係を満たす場合）には、ディフューザ出口顎部（５４）の厚み（Ｔ）が増大することに伴い、ウェーク損失が増大するため、遠心圧縮機（１）の効率低下を招く虞がある。上記３）の構成によれば、角度位置（θ）が１８０度から３６０度に亘る範囲（下流側範囲ＲＤ）において、Ｔｂ／Ｔａ≦１．７５の関係を満たす。この場合には、下流側範囲（ＲＤ）において、ウェーク損失による遠心圧縮機（１）の効率低下を抑制できる。

４）幾つかの実施形態では、上記１）～３）の何れかに記載のスクロールケーシング（３）であって、
前記スクロール部（５）の前記内周面（５１）における前記終端位置（Ｐ２）に接する仮想接線（ＶＴ）と、前記遠心圧縮機（１）の径方向（Ｙ）との交差角をαと定義した場合に、
前記角度位置（θ）が１８０度から３６０度に亘る範囲（下流側範囲ＲＤ）において、α≦５０°の関係を満たす。

上記４）の構成によれば、スクロールケーシング（３）は、角度位置（θ）が１８０度から３６０度に亘る範囲（下流側範囲ＲＤ）において、Ｔｂ／Ｔａ≧１．０の関係だけでなく、α≦５０°の関係を満たすので、Ｔｂ／Ｔａ≧１．０の関係のみを満たす場合に比べて、下流側範囲（ＲＤ）において、ディフューザ流路の出口流れ（ＤＦ）とスクロール流路内の旋回流（ＳＦ）とが干渉することをより効果的に抑制できる。これにより、ディフューザ流路（４０）の閉塞を効果的に抑制できるため、遠心圧縮機（１）の効率低下や作動レンジの縮小化を効果的に抑制できる。

５）幾つかの実施形態では、上記４）に記載のスクロールケーシング（３）であって、
前記角度位置（θ）が６０度から１８０度に亘る範囲（上流側範囲ＲＵ）において、α≦７０°の関係を満たす。

上記５）の構成によれば、角度位置（θ）が６０度から１８０度に亘る範囲（上流側範囲ＲＵ）において、α≦７０°の関係を満たす。この場合には、上流側範囲（ＲＵ）において、ディフューザ流路の出口流れ（ＤＦ）とスクロール流路内の旋回流（ＳＦ）とが干渉することを抑制できる。これにより、ディフューザ流路（４０）の閉塞を抑制できるため、遠心圧縮機（１）の効率低下や作動レンジの縮小化を抑制できる。

６）本開示の少なくとも一実施形態にかかるスクロールケーシング（３）は、
遠心圧縮機（１）のスクロールケーシング（３）であって、
前記遠心圧縮機（１）のディフューザ流路（４０）を形成するディフューザ部（４）と、
前記遠心圧縮機（１）のスクロール流路（５０）を形成するスクロール部（５）と、を備え、
前記スクロール部（５）の内周面（５１）における前記ディフューザ流路（４０）のハブ側流路面（４２）との接続位置である始端位置（Ｐ１）とは反対側の端位置である終端位置（Ｐ２）に接する仮想接線（ＶＴ）と、前記遠心圧縮機（１）の径方向（Ｙ）との交差角をαと定義し、
前記スクロール流路（５０）におけるスクロール中心（Ｏ）周りの角度位置（θ）について、前記スクロール流路（５０）の巻き始め（５０１）と巻き終わり（５０２）の合流位置（Ｐ）を６０度とし、前記合流位置（Ｐ）から前記スクロール流路（５０）の下流側に向かって徐々に角度が大きくなるように角度位置（θ）を定義した場合に、
前記角度位置（θ）が１８０度から３６０度に亘る範囲（下流側範囲ＲＤ）において、α≦５０°の関係を満たす。

仮に交差角αが大きすぎる場合には、ディフューザ流路の出口流れ（ＤＦ）とスクロール流路内の旋回流（ＳＦ）とが干渉し、これによりディフューザ流路（４０）内を通過する流体の抵抗が増大し、ディフューザ失速が誘起される虞がある。ディフューザ失速が誘起されると、遠心圧縮機（１）の効率が極端に低下するとともに、ディフューザ失速に起因したサージが誘起され、遠心圧縮機（１）の作動レンジが縮小する虞がある。上記６）の構成によれば、スクロールケーシング（３）は、角度位置（θ）が１８０度から３６０度に亘る範囲（下流側範囲ＲＤ）において、α≦５０°の関係を満たすので、下流側範囲（ＲＤ）において、ディフューザ流路の出口流れ（ＤＦ）とスクロール流路内の旋回流（ＳＦ）とが干渉することを抑制できる。これにより、ディフューザ流路（４０）の閉塞を抑制できるため、遠心圧縮機（１）の効率低下や作動レンジの縮小化を抑制できる。

７）幾つかの実施形態では、上記６）に記載のスクロールケーシング（３）であって、
前記角度位置（θ）が６０度から１８０度に亘る範囲（上流側範囲ＲＵ）において、α≦７０°の関係を満たす。

上記７）の構成によれば、角度位置（θ）が６０度から１８０度に亘る範囲（上流側範囲ＲＵ）において、α≦７０°の関係を満たす。この場合には、上流側範囲（ＲＵ）において、ディフューザ流路の出口流れ（ＤＦ）とスクロール流路内の旋回流（ＳＦ）とが干渉することを抑制できる。これにより、ディフューザ流路（４０）の閉塞を抑制できるため、遠心圧縮機（１）の効率低下や作動レンジの縮小化を抑制できる。

８）幾つかの実施形態では、上記１）～７）の何れかに記載のスクロールケーシング（３）であって、
前記角度位置（θ）がθ１の位置における、前記終端位置（Ｐ２）と前記ディフューザ流路（４０）のシュラウド側流路面（４１）の下流端（４３）との前記遠心圧縮機（１）の軸方向に沿った長さをＴ１、
前記角度位置（θ）がθ１よりも大きいθ２の位置における、前記終端位置（Ｐ２）と前記シュラウド側流路面（４１）の前記下流端（４３）との前記軸方向に沿った長さをＴ２、と定義した場合に、
Ｔ１＜Ｔ２の関係を満たす。

通常、終端位置（Ｐ２）とディフューザ流路（４０）のシュラウド側流路面（４１）の下流端（４３）との遠心圧縮機（１）の軸方向に沿った長さ（Ｔ）は、遠心圧縮機（１）の周方向に一様に設定されるが、この場合には、角度位置（θ）毎にＴｂ／Ｔａや交差角αを上述した関係を満たす形状にすると、スクロール流路（５０）の巻き終わり（５０２）側における形状が不適切なものになり、遠心圧縮機（１）の効率低下を招く虞がある。上記８）の構成によれば、スクロールケーシング（３）は、角度位置θ２における上記長さＴ２が、角度位置θ１における上記長さＴ１よりも大きいので、角度位置（θ）毎にＴｂ／Ｔａや交差角αを上述した関係を維持させつつ、角度位置（θ）毎にスクロール流路（５０）を適切な形状にすることができる。これにより、遠心圧縮機（１）の効率低下を抑制できる。

９）幾つかの実施形態では、上記１）～８）の何れかに記載のスクロールケーシング（３）であって、
前記角度位置（θ）がθ３の位置における、前記遠心圧縮機（１）の軸線（ＣＡ）から前記ディフューザ流路（４０）のシュラウド側流路面（４１）の下流端（４３）までの前記遠心圧縮機（１）の径方向（Ｙ）に沿った長さをｄ１、
前記角度位置（θ）がθ３よりも大きいθ４の位置における、前記軸線（ＣＡ）から前記シュラウド側流路面（４１）の前記下流端（４３）までの前記径方向（Ｙ）に沿った長さをｄ２、と定義した場合に、
ｄ１＞ｄ２の関係を満たす。

通常、遠心圧縮機（１）の軸線（ＣＡ）からディフューザ流路（４０）のシュラウド側流路面（４１）の下流端（４３）までの遠心圧縮機（１）の径方向（Ｙ）に沿った長さ（ｄ）は、遠心圧縮機（１）の周方向に一様に設定されるが、この場合には、角度位置（θ）毎にＴｂ／Ｔａや交差角αを上述した関係を満たす形状にすると、スクロール流路（５０）の巻き終わり（５０２）側における形状が不適切なものになり、遠心圧縮機（１）の効率低下を招く虞がある。上記９）の構成によれば、スクロールケーシング（３）は、角度位置θ４における上記長さｄ２が、角度位置θ３における上記長さｄ１よりも大きいので、角度位置（θ）毎にＴｂ／Ｔａや交差角αを上述した関係を維持させつつ、角度位置（θ）毎にスクロール流路（５０）を適切な形状にすることができる。これにより、遠心圧縮機（１）の効率低下を抑制できる。

１０）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）～９）の何れかに記載のスクロールケーシング（３）を備える。

上記１０）の構成によれば、上記スクロールケーシング（３）により、ディフューザ流路の出口流れ（ＤＦ）とスクロール流路内の旋回流（ＳＦ）とが干渉することを抑制できる。これにより、ディフューザ流路（４０）の閉塞を抑制できるため、遠心圧縮機（１）の効率低下や作動レンジの縮小化を抑制できる。

１ 遠心圧縮機
２ インペラ
２１ ハブ
２２ 外面
２３ インペラ翼
２４ 先端
３，０３ スクロールケーシング
３１ 流体導入口
３２ 流体排出口
３３ インペラ室形成面
３４ 段差面
４，０４ ディフューザ部
４０，０４０ ディフューザ流路
４１，０４１ シュラウド側流路面
４２，０４２ ハブ側流路面
４３，０４３ 下流端
５，０５ スクロール部
５０，０５０ スクロール流路
５１，０５１ 内周面
５２ 第１円弧部
５３ 第２円弧部
５４，０５４ ディフューザ出口顎部
５５ 内壁面
６ シュラウド部
６０ インペラ室
６１ シュラウド面
７ 吸気流路部
７０ 吸気流路
７１ 内壁面
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 タービンケーシング
１４１ 排ガス導入口
１４２ 排ガス排出口
１５ 軸受
１６ 軸受ケーシング
Ａ 断面積
ＣＡ 軸線
ＤＦ 出口流れ
Ｏ スクロール中心
Ｐ 合流位置
Ｐ１，Ｐ０１ 始端位置
Ｐ２，Ｐ０２ 終端位置
Ｐ３ 接続位置
Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２ 曲率半径
ＲＤ 下流側範囲
ＲＵ 上流側範囲
ＳＦ 旋回流
Ｔａ ディフューザ流路の流路幅
Ｔｂ 最短距離
ＵＤ 一方向
ＶＣ 仮想円弧
ＶＴ 仮想接線
ＷＡ 領域
Ｘ 軸方向
ＸＦ 前側
ＸＲ 後側
Ｙ 径方向

Claims (9)

1. 遠心圧縮機のスクロールケーシングであって、
   前記遠心圧縮機のディフューザ流路を形成するディフューザ部と、
   前記遠心圧縮機のスクロール流路を形成するスクロール部と、を備え、
   前記遠心圧縮機の軸方向に沿った前記ディフューザ流路の流路幅をＴａ、
   前記スクロール部の内周面における前記ディフューザ流路のハブ側流路面との接続位置である始端位置から、前記内周面における前記始端位置とは反対側の端位置である終端位置に接する仮想円弧までの最短距離をＴｂ、と定義し、
   前記スクロール流路におけるスクロール中心周りの角度位置について、前記スクロール流路の巻き始めと巻き終わりの合流位置を６０度とし、前記合流位置から前記スクロール流路の下流側に向かって徐々に角度が大きくなるように角度位置を定義した場合に、
   前記角度位置が１８０度から３６０度に亘る範囲において、Ｔｂ／Ｔａ≧１．０の関係を満たし、
   前記角度位置がθ３の位置における、前記遠心圧縮機の軸線から前記ディフューザ流路のシュラウド側流路面の下流端までの前記遠心圧縮機の径方向に沿った長さをｄ１、
   前記角度位置がθ３よりも大きいθ４の位置における、前記軸線から前記シュラウド側流路面の前記下流端までの前記径方向に沿った長さをｄ２、と定義した場合に、
   ｄ１＞ｄ２の関係を満たす、
   スクロールケーシング。
2. 前記角度位置が６０度から１８０度に亘る範囲において、Ｔｂ／Ｔａ≧０．５の関係を満たす、
   請求項１に記載のスクロールケーシング。
3. 前記角度位置が１８０度から３６０度に亘る範囲において、Ｔｂ／Ｔａ≦１．７５の関係を満たす、
   請求項１又は２に記載のスクロールケーシング。
4. 前記スクロール部の前記内周面における前記終端位置に接する仮想接線と、前記遠心圧縮機の径方向との交差角をαと定義した場合に、
   前記角度位置が１８０度から３６０度に亘る範囲において、α≦５０°の関係を満たす、
   請求項１乃至３の何れか１項に記載のスクロールケーシング。
5. 前記角度位置が６０度から１８０度に亘る範囲において、α≦７０°の関係を満たす、
   請求項４に記載のスクロールケーシング。
6. 遠心圧縮機のスクロールケーシングであって、
   前記遠心圧縮機のディフューザ流路を形成するディフューザ部と、
   前記遠心圧縮機のスクロール流路を形成するスクロール部と、を備え、
   前記スクロール部の内周面における前記ディフューザ流路のハブ側流路面との接続位置である始端位置とは反対側の端位置である終端位置に接する仮想接線と、前記遠心圧縮機の径方向との交差角をαと定義し、
   前記スクロール流路におけるスクロール中心周りの角度位置について、前記スクロール流路の巻き始めと巻き終わりの合流位置を６０度とし、前記合流位置から前記スクロール流路の下流側に向かって徐々に角度が大きくなるように角度位置を定義した場合に、
   前記角度位置が１８０度から３６０度に亘る範囲において、α≦５０°の関係を満たす、
   スクロールケーシング。
7. 前記角度位置が６０度から１８０度に亘る範囲において、α≦７０°の関係を満たす、
   請求項６に記載のスクロールケーシング。
8. 遠心圧縮機のスクロールケーシングであって、
   前記遠心圧縮機のディフューザ流路を形成するディフューザ部と、
   前記遠心圧縮機のスクロール流路を形成するスクロール部と、を備え、
   前記遠心圧縮機の軸方向に沿った前記ディフューザ流路の流路幅をＴａ、
   前記スクロール部の内周面における前記ディフューザ流路のハブ側流路面との接続位置である始端位置から、前記内周面における前記始端位置とは反対側の端位置である終端位置に接する仮想円弧までの最短距離をＴｂ、と定義し、
   前記スクロール流路におけるスクロール中心周りの角度位置について、前記スクロール流路の巻き始めと巻き終わりの合流位置を６０度とし、前記合流位置から前記スクロール流路の下流側に向かって徐々に角度が大きくなるように角度位置を定義した場合に、
   前記角度位置が１８０度から３６０度に亘る範囲において、Ｔｂ／Ｔａ≧１．０の関係を満たし、
   前記角度位置がθ１の位置における、前記終端位置と前記ディフューザ流路のシュラウド側流路面の下流端との前記遠心圧縮機の軸方向に沿った長さをＴ１、
   前記角度位置がθ１よりも大きいθ２の位置における、前記終端位置と前記シュラウド側流路面の前記下流端との前記軸方向に沿った長さをＴ２、と定義した場合に、
   Ｔ１＜Ｔ２の関係を満たす、
   スクロールケーシング。
9. 請求項１乃至８の何れか１項に記載のスクロールケーシングを備える遠心圧縮機。

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