JPH05180198A - 排気ガスタービン過給機用コンプレッサのハウジング構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コンプレッサハウジングの鋳造性及び生産性
を向上する。 【構成】 コンプレッサハウジング７を、シュラウド部
２を有するシュラウドハウジング７Ａと、吸気口形成部
４を有する外部ハウジング７Ｂとの軸方向分割構造とす
る。シュラウドハウジング７Ａと外部ハウジング７Ｂに
チャンバ形成部１０ａと１０ｂを設ける。シュラウドハ
ウジング７Ａと外部ハウジング７Ｂをいんろう継手１２
で連結して一体化する。これによりシュラウド部２に環
状のチャンバ１０を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエンジンへの過給圧を発
生させる排気ガスタービン過給機用コンプレッサのハウ
ジング構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】エンジンへの過給を行う排気ガスタービ
ン過給機は、たとえば、翼車を有するタービンと羽根車
を有するコンプレッサとを軸受車室を介して一体構造と
し、上記翼車と羽根車とを、軸受車室内に回転自在に支
持させた軸にて連結し、エンジンの排気によって翼車を
回転させ、該翼車の回転で軸を介して羽根車を回転させ
ることにより、吸気をコンプレッサで圧縮してエンジン
に給気するようにしてある。

【０００３】上記排気ガスタービン過給機で用いるコン
プレッサにおいては、図６に一例を示す如く、空気量が
減少してくると、コンプレッサ特性曲線Ｉがサージ線Ｓ
を越えてサージング領域Ａに入るという特性がある。し
たがって、上記サージ線ＳをＳ´の位置へと低流量側へ
移動させることができれば、エンジンの運転範囲に対し
て広い範囲に亘り適合させることができる。

【０００４】そのため、従来では、図７に示す如く、羽
根車１を包囲するシュラウド部２と、該シュラウド部２
から前方へ延びて吸気口３を形成するようにした吸気口
形成部４と、上記シュラウド部２の外周位置でスクロー
ル状の圧縮流路５を形成するようにした圧縮流路形成部
６とを有するコンプレッサハウジング７を備えたコンプ
レッサにおいて、上記吸気口形成部４内のシュラウド部
２の前部位置に、孔（又はスロット）８を設けたリング
９を組み込み、該リング９を利用してシュラウド部２に
環状のチャンバ１０を形成すると共に、チャンバ１０と
羽根車１の設置位置とを連通させるためのスリット状の
開口１１を設けるようにしたものが提案されている（特
開昭６２−１７８７９９号）。

【０００５】上記コンプレッサによれば、低流量運転時
に、羽根車１の入口に近い領域の圧力がチャンバ１０内
より高くなるので、羽根車１の部分から開口１１を通し
てチャンバ１０側への空気流を生じさせ、その空気を孔
８から吸気口３側を経て再循環させて流量容量を減少さ
せ、これにより図６に示すサージ線ＳをＳ´の位置へ移
動させることができるものとされている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記コンプ
レッサの場合、コンプレッサハウジング７のシュラウド
部２に、開口１１を介して羽根車１の設置位置と連通す
るチャンバ１０を形成することは、サージマージンを増
大させる上で有効ではあるが、シュラウド部２や吸気口
形成部４、圧縮流路形成部６等のただでさえ複雑な形状
を有するコンプレッサハウジング７をアルミダイキャス
ト等による鋳造により製作するものであるのに、更に、
形状が複雑化するチャンバ１０をシュラウド部２に形成
することは、コンプレッサハウジング７の製作に困難を
極める問題がある。上記特開昭６２−１７８７９９号の
ものでは、リング９を組み込む工夫がなされているが、
鋳造性、生産性の面での根本的な対策とはなっていな
い。

【０００７】そこで、本発明は、サージマージンの増大
のために有効なチャンバを備えたコンプレッサハウジン
グの鋳造性及び生産性を優れたものとすることができる
ようなハウジング構造を提供しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、羽根車を包囲するようにしたシュラウド
部と、該シュラウド部から前方に延びて吸気口を形成す
るようにした吸気口形成部と、上記シュラウド部の外周
位置でスクロール状の圧縮流路を形成するようにした圧
縮流路形成部とを有してなるコンプレッサハウジング
を、上記シュラウド部及び圧縮流路形成部の一部からな
るシュラウドハウジングと、上記吸気口形成部及び圧縮
流路形成部の一部とからなる外部ハウジングとに軸方向
で分割した構造とし、且つ該シュラウドハウジングと外
部ハウジングに、該両ハウジング間で環状のチャンバを
形成するためのチャンバ形成部を設けると共に、上記シ
ュラウドハウジングのシュラウド部に、上記チャンバと
羽根車設置位置とを連通させるための開口形成部を形成
し、上記分割構造としたシュラウドハウジングと外部ハ
ウジングとをいんろう継手で位置決めし連結してチャン
バと開口を形成するようにした構成とする。

【０００９】又、チャンバと羽根車設置位置とを連通さ
せるための開口のほかに、該開口位置よりも吸気方向上
流側にチャンバに連通する別の開口を径方向に設けた構
成としてもよい。

【００１０】更に、外部ハウジング側のチャンバ形成部
を、上記外部ハウジングとは別体構造物として組み込ん
だ構成とすることができる。

【００１１】

【作用】コンプレッサハウジングを、シュラウドハウジ
ングと外部ハウジングとの軸方向分割構造とし、且つい
んろう継手で連結して一体化するようにしたので、チャ
ンバの形成が容易となり、複雑な形状のコンプレッサハ
ウジングの鋳造性及び生産性を優れたものとすることが
できるようになる。

【００１２】又、チャンバから羽根車の方向へ向く開口
と、羽根車の吸気上流位置へ向く開口を設けるようにす
ると、低流量運転時に、サージマージンを増大させる循
環流を円滑に作り出すことができるようになる。

【００１３】外部ハウジング側のチャンバ形成部を外部
ハウジングとは別体構造物とすると、チャンバの形成が
更に容易となる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００１５】図１は本発明の一実施例を示すもので、図
７に示すものと同様に、羽根車１を包囲するシュラウド
部２と、該シュラウド部２から前方に延びて吸気口３を
形成するようにした吸気口形成部４と、上記シュラウド
部２の外周位置でスクロール状の圧縮流路５を形成する
ようにした圧縮流路形成部６とを有してなるコンプレッ
サハウジング７を備えたコンプレッサにおいて、上記コ
ンプレッサハウジング７を、上記シュラウド部２及び圧
縮流路形成部６の一部（内側部分）６ａとからなるシュ
ラウドハウジング７Ａと、上記吸気口形成部４及び圧縮
流路形成部６の一部（外側部分）６ｂとからなる外部ハ
ウジング７Ｂとに軸方向で分割した構造とし、且つ該シ
ュラウドハウジング７Ａと外部ハウジング７Ｂに、該両
ハウジング７Ａ，７Ｂ間で環状のチャンバ１０を形成す
るようにチャンバ形成部１０ａと１０ｂを設けると共
に、チャンバ１０と羽根車１の設置位置とを連通させる
ようにしたスリット状の開口１１を形成するための開口
形成部１１ａ，１１ｂを、上記シュラウドハウジング７
Ａのシュラウド部２の内径部前端と外部ハウジング７Ｂ
のチャンバ形成部１０ｂの端に形成し、上記分割構造と
したシュラウドハウジング７Ａと外部ハウジング７Ｂ
を、いんろう継手１２で圧入連結して一体化することに
よりチャンバ１０とスリット状の開口１１が形成される
ようにする。なお、１３はコンプレッサハウジング７の
分割部を示す。

【００１６】本発明においては、コンプレッサハウジン
グ７をシュラウドハウジング７Ａと外部ハウジング７Ｂ
とに軸方向で分割した構造とし、シュラウドハウジング
７Ａと外部ハウジング７Ｂの対向面部にチャンバ形成部
１０ａと１０ｂをそれぞれ設けておき、シュラウドハウ
ジング７Ａと外部ハウジング７Ｂをいんろう継手１２で
一体化させることによって、シュラウド部２にチャンバ
１０及び開口１１を形成するようにしたので、コンプレ
ッサハウジング７の製作を容易に行うことができる。す
なわち、コンプレッサハウジング７をシュラウドハウジ
ング７Ａと外部ハウジング７Ｂとに分割した構造とする
ことにより、従来のように、コンプレッサハウジング７
を全体的に鋳造によって製作する場合に比してチャンバ
１０の形成が容易となり、特に、外部ハウジング７Ｂは
シュラウド部２を含まないため、形状が簡略化され、鋳
造性及び生産性に優れたものとなる。更に、上記シュラ
ウドハウジング７Ａと外部ハウジング７Ｂの連結はいん
ろう継手１２により行うので、一体化が容易であり、且
つこの際、いんろう継手１２は、構造上、シュラウド部
２の羽根車対向面から離れた外周部に設定することがで
きるので、シュラウド部２の内径側はいんろう継手１２
による圧入変形の影響を受けにくく、これにより羽根車
１との間の隙間を小さくできて効率を上げることができ
る。

【００１７】又、上記において、コンプレッサハウジン
グ７は、羽根車１の形状に応じてシュラウド部２の形状
やチャンバ１０の容積を変化させる必要があるが、この
点、本発明では、これらの変化をシュラウドハウジング
７Ａの設計変更のみによって対応することができる。す
なわち、たとえば、羽根車１が図１の二点鎖線で示す如
き形状である場合には、それに対して、シュラウドハウ
ジング７Ａの形状を図１の一点鎖線で示すように変更す
ればよく、この場合、同一の外部ハウジング７Ｂを使用
できるので、外部ハウジング７Ｂの共通化を図ることが
できる。

【００１８】次に、図２は本発明の他の実施例を示すも
ので、図１に示すものと同様な構成において、シュラウ
ド部２に、チャンバ１０内と連通する開口を２つ設けた
ものである。すなわち、羽根車１と対向する位置のシュ
ラウド部２に羽根車１の方向へ向けて開口１１を設ける
と共に、該開口１１よりも吸気方向上流で羽根車１から
外れた位置のシュラウドハウジング７Ａのシュラウド部
２と外部ハウジング７Ｂのチャンバ形成部１０ｂとの間
に開口１１´を径方向に設けたものである。なお、１４
は開口１１がスリット状である場合に開口１１を保持す
るためのリブであるが、スリットに代えて孔を設けた場
合には不要なものである。

【００１９】図２の実施例の場合にも、上記図１の実施
例の場合と同様な作用効果が奏し得られるが、更に、チ
ャンバ１０の部分に、羽根車１の方向へ向く開口１１に
加えて、その上流部に径方向へ向けた開口１１´を設け
たので、コンプレッサの低流量運転時に、サージマージ
ンを増大させる循環流を静圧を利用して円滑に作り出す
ことができる利点がある。すなわち、図７に示す従来の
コンプレッサの場合、チャンバ１０に通じる孔８が吸気
方向と平行に形成されているため、チャンバ１０内に動
圧が作用することになって羽根車１から開口１１を通し
ての空気の循環流が発生しにくいが、図２の実施例の場
合、開口１１´が径方向に設けてあるため、羽根車１に
よる吸引領域の圧力がチャンバ１０内の圧力よりも高く
なると、羽根車１の部分を通過する空気の一部が開口１
１からチャンバ１０内へ向かうような空気流が発生し、
一方、このとき、吸気口３から入ってくる空気は羽根車
１へ向かう際に縮流されるので、縮流効果を受けた空気
流が径方向の開口１１´部を通過することで開口１１´
からチャンバ１０内の空気を吸引することになり、その
結果、チャンバ１０内の負圧を大きくし、上記羽根車１
の部分を通過する空気の一部を開口１１からチャンバ１
０内を通して開口１１´から排出し、それを再び羽根車
１に向けて流すような静圧を利用した循環流を円滑に発
生させることができる。又、チャンバ１０内にリブ１４
を設けた場合は、いんろう継手１２部を焼き嵌めとした
ときの強度を確保できる上でも有利となる。

【００２０】又、図３及び図４はいずれも本発明の更に
他の実施例を示すもので、図２の実施例と同様な構成に
おいて、図３の実施例では、コンプレッサハウジング７
の分割部１３及びいんろう継手１２の位置を吸気入口３
に近い位置に設定するように構成した場合を示し、図４
の実施例では、開口１１´を外部ハウジング７Ｂ側に設
けるように構成した場合を示すものである。

【００２１】これら、図３や図４の実施例の場合も、上
記図２の実施例の場合と同様な作用効果が奏し得られ
る。

【００２２】更に、図５は本発明の更に別の実施例を示
すもので、図２の実施例と同様な構成において、外部ハ
ウジング７Ｂ側のチャンバ形成部１０ｂを、上記外部ハ
ウジング７Ｂとは別体構造物とし、該別体としたチャン
バ形成部１０ｂを吸気口３側から蓋の如く挿入して組み
込んだものである。

【００２３】図５の実施例の場合には、チャンバ形成部
１０ｂを外部ハウジング７Ｂとは別体構造物として組み
立てるため、鋳造面でチャンバ１０の形成を更に容易に
行うことができる利点がある。ところで、開口１１はチ
ャンバ１０の変形等を考慮して、シュラウドハウジング
７Ａと外部ハウジング７Ｂを連結した後に切削すること
が望ましいものである。この場合、チャンバ１０内に入
ってしまった切粉を排出させることが必要となるが、そ
の点、図５の実施例の場合には、チャンバ形成部１０ｂ
を別体構造としてあるので、切粉の排出を容易に行うこ
とができる点でも有利となる。更に、チャンバ形成部１
０ｂを別体構造としておくと、必要に応じてチャンバ形
成部１０ｂの無い構造を選択することも可能である。

【００２４】なお、本発明は上記実施例のみに限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内にお
いて種々変更を加え得ることは勿論である。

【００２５】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明の排気ガスター
ビン過給機用コンプレッサのハウジング構造によれば、
コンプレッサハウジングをシュラウドハウジングと外部
ハウジングとに軸方向に分割した構造とし、両ハウジン
グをいんろう継手で位置決めし、一体化させることによ
ってサージマージンを増大させるためのチャンバがシュ
ラウド部に形成されるようにした構成としたので、チャ
ンバの形成が容易となり、特に、外部ハウジングの形状
を簡略化できることから、コンプレッサハウジングの鋳
造性及び生産性を優れたものとすることができ、又、羽
根車の形状やチャンバの容積変更に対しては、シュラウ
ドハウジングのみの形状変更で対応できるので、外部ハ
ウジングの共通化を図ることができ、コスト的にも有利
であり、更に、チャンバから羽根車の方向と羽根車の上
流位置の方向とに開口を２つ設けるようにすると、低流
量運転時に、サージマージンを増大させる循環流を円滑
に作り出すことができ、又、外部ハウジング側のチャン
バ形成部を外部ハウジングとは別体構造物とすると、鋳
造面でチャンバの形成を更に容易に行うことができると
共に、チャンバ内に入ったシュラウドハウジング側開口
形成時の切粉の排出を容易に行うことができる利点があ
る、等の優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の排気ガスタービン過給機用コンプレッ
サのハウジング構造の一実施例を示す概略図である。

【図２】本発明の他の実施例を示す概略図である。

【図３】本発明の更に他の実施例を示す概略図である。

【図４】本発明の更に他の実施例を示す概略図である。

【図５】本発明の更に別の実施例を示す概略図である。

【図６】コンプレッサの流量と圧力との関係を示す一例
図である。

【図７】コンプレッサの一例を示す概要図である。

【符号の説明】

１ 羽根車 ２ シュラウド部 ３ 吸気口 ４ 吸気口形成部 ５ 圧縮流路 ６ 圧縮流路形成部 ６ａ，６ｂ 圧縮流路形成部の一部 ７ コンプレッサハウジング ７Ａ シュラウドハウジング ７Ｂ 外部ハウジング １０ チャンバ １０ａ，１０ｂ チャンバ形成部 １１，１１´ 開口 １１ａ，１１ｂ 開口形成部 １２ いんろう継手 １３ 分割部

フロントページの続き (72)発明者 鬼束 和宏 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクニカルセンタ ー内 (72)発明者 中村 房芳 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクニカルセンタ ー内 (72)発明者 三堀 健 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクニカルセンタ ー内 (72)発明者 近藤 暢宏 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクニカルセンタ ー内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 羽根車を包囲するようにしたシュラウド
   部と、該シュラウド部から前方に延びて吸気口を形成す
   るようにした吸気口形成部と、上記シュラウド部の外周
   位置でスクロール状の圧縮流路を形成するようにした圧
   縮流路形成部とを有してなるコンプレッサハウジング
   を、上記シュラウド部及び圧縮流路形成部の一部からな
   るシュラウドハウジングと、上記吸気口形成部及び圧縮
   流路形成部の一部とからなる外部ハウジングとに軸方向
   で分割した構造とし、且つ該シュラウドハウジングと外
   部ハウジングに、該両ハウジング間で環状のチャンバを
   形成するためのチャンバ形成部を設けると共に、上記シ
   ュラウドハウジングのシュラウド部に、上記チャンバと
   羽根車設置位置とを連通させるための開口形成部を形成
   し、上記分割構造としたシュラウドハウジングと外部ハ
   ウジングとをいんろう継手で位置決めし連結してチャン
   バと開口を形成するようにした構成を有することを特徴
   とする排気ガスタービン過給機用コンプレッサのハウジ
   ング構造。
2. 【請求項２】 チャンバと羽根車設置位置とを連通させ
   るための開口のほかに、該開口位置よりも吸気方向上流
   側にチャンバに連通する別の開口を径方向に設けた請求
   項１記載の排気ガスタービン過給機用コンプレッサのハ
   ウジング構造。
3. 【請求項３】 外部ハウジング側のチャンバ形成部を、
   上記外部ハウジングとは別体構造物として組み込んだ請
   求項２記載の排気ガスタービン過給機用コンプレッサの
   ハウジング構造。