JPH0849696A - Impulse wave generation preventing structure of impeller blade of high pressure ratio centrifugal compressor - Google Patents

Impulse wave generation preventing structure of impeller blade of high pressure ratio centrifugal compressor

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JPH0849696A
JPH0849696A JP20592194A JP20592194A JPH0849696A JP H0849696 A JPH0849696 A JP H0849696A JP 20592194 A JP20592194 A JP 20592194A JP 20592194 A JP20592194 A JP 20592194A JP H0849696 A JPH0849696 A JP H0849696A
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JP
Japan
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impeller blade
centrifugal compressor
leading edge
pressure ratio
shock wave
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JP20592194A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideaki Tamaki
秀明 玉木
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To increase the operation area of a centrifugal compressor and to improve performance by preventing the generation of an impulse wave from the end part of a leading edge without lowering of performance of the centrifugal compressor. CONSTITUTION:The meridian plane of an impeller blade 16 is formed in a shape in such a manner that the corner part 18 of the outer peripheral side 17a of the end part 17 of a leading edge is cut obliquely based on the end part 17 of the leading edge so that the magnitude of the speed component, flowing in vertically to the impeller blade 16, of a sucked air flow is reduced to a value lower than a speed at which an impulse wave is generated.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高圧力比遠心圧縮機の
インペラブレードの衝撃波発生防止構造に関し、インペ
ラブレードのリーディングエッジの端部における気体の
相対流入速度が衝撃波を発生する速度を越えても、この
リーディングエッジの端部を起点とした衝撃波の発生を
防止できるようにしたものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a shock wave generation preventing structure for an impeller blade of a high pressure ratio centrifugal compressor, and the relative inflow velocity of gas at the end of the leading edge of the impeller blade exceeds the shock wave generation velocity. Also, it is possible to prevent the generation of shock waves starting from the end of the leading edge.

【0002】[0002]

【従来の技術】遠心圧縮機は、複数枚のインペラブレー
ドを備え回転するインペラにより気体を吸込み、吸込ん
だ気体をインペラブレードの径方向外向きに流しながら
昇圧するターボ圧縮機の一つであり、ガスタービンの空
気圧縮機や、船舶用または自動車用等のディーゼルエン
ジンの過給機等に組み込まれて使用される。
2. Description of the Related Art A centrifugal compressor is one of turbo compressors that is equipped with a plurality of impeller blades, sucks gas by a rotating impeller, and pressurizes the sucked gas while flowing it outward in a radial direction of the impeller blades. It is used by being incorporated in an air compressor of a gas turbine or a supercharger of a diesel engine for ships or automobiles.

【0003】最近、よりいっそうの高圧力比化により遠
心圧縮機の広作動域化および高性能化を図ることを目的
として遠心圧縮機のインペラの高回転化が推進されてい
る。
Recently, the impeller of a centrifugal compressor has been promoted to have a high rotation speed for the purpose of widening the operating range and improving the performance of the centrifugal compressor by further increasing the pressure ratio.

【0004】このような高圧力比遠心圧縮機では、遠心
圧縮機のインペラブレードの周速とインペラブレードに
吸込まれる気体の流速との合成速度である相対流入速度
wがマッハ1を越えて超音速になるインペラブレード
も実用化されている。
In such a high pressure ratio centrifugal compressor, the relative inflow speed M w, which is the combined speed of the peripheral speed of the impeller blade of the centrifugal compressor and the flow speed of the gas sucked into the impeller blade, exceeds Mach 1. Impeller blades that are supersonic have also been put to practical use.

【0005】図2は、自動車用ディーゼルエンジンに搭
載されたターボ過給機の構造の一例を示す説明図であ
り、基本的に、このターボ過給機は斜流タービン1、高
圧力比遠心圧縮機2およびこれらを同軸上に接続するシ
ャフト3により構成される。
FIG. 2 is an explanatory view showing an example of the structure of a turbocharger mounted on an automobile diesel engine. Basically, this turbocharger is a mixed flow turbine 1, a high pressure ratio centrifugal compression. The machine 2 and the shaft 3 that coaxially connects these machines.

【0006】斜流タービン1はタービンハウジング4内
にシャフト3を介して軸支されたタービンホイール5を
有し、タービンハウジング4の壁面には排気ガス入口6
に供給された排気ガスが流れる排気ガス流路7が内部空
間に連通して円周状に設けられる。排気ガス入口6から
送り込まれた排気ガスは、排気ガス流路7内を円周状に
流れる間に加速され、タービンホイール5に吹付けられ
てタービンホイール5を回す。この後、排気ガスは排気
ガス出口8から外部に向けて排出される。
The mixed flow turbine 1 has a turbine wheel 5 which is axially supported by a shaft 3 in a turbine housing 4, and an exhaust gas inlet 6 is provided on a wall surface of the turbine housing 4.
An exhaust gas flow path 7 through which the exhaust gas supplied to the chamber flows is communicated with the internal space and is provided in a circumferential shape. The exhaust gas sent from the exhaust gas inlet 6 is accelerated while flowing in the exhaust gas passage 7 in a circumferential shape, and is sprayed on the turbine wheel 5 to rotate the turbine wheel 5. After this, the exhaust gas is discharged from the exhaust gas outlet 8 toward the outside.

【0007】高圧力比遠心圧縮機2は圧縮機ハウジング
9内にシャフト3を介して軸支されたインペラ10を有
し、圧縮機ハウジング9の壁面には吸込まれた空気が流
れる吸入空気流路11が内部空間に連通して円周状に設
けられる。インペラ10の回転により吸入空気入口12
から吸込まれた空気はインペラ10に衝突し、流入方向
を90度変更されて吸入空気流路11に導かれ、吸入空
気流路11内を円周状に流れる間に加速・昇圧される。
The high pressure ratio centrifugal compressor 2 has an impeller 10 which is axially supported by a shaft 3 in a compressor housing 9, and a suction air flow path through which a sucked air flows on a wall surface of the compressor housing 9. 11 communicates with the internal space and is provided circumferentially. Intake air inlet 12 by rotation of impeller 10
The air sucked from the air collides with the impeller 10, the inflow direction is changed by 90 degrees, is guided to the intake air flow passage 11, and is accelerated / pressurized while flowing in the intake air flow passage 11 in the circumferential direction.

【0008】タービンホイール5およびインペラ10を
接続するシャフト3はセンタハウジング13内に設けら
れた軸受19、19により軸支される。
The shaft 3 connecting the turbine wheel 5 and the impeller 10 is pivotally supported by bearings 19, 19 provided in the center housing 13.

【0009】以上のように構成されたターボ過給機は、
エンジンからの排気ガスがタービンホイール5に吹付け
られてタービンホイール5が回転すると同軸上に接続さ
れたインペラ10が回転して圧縮空気が形成され、エン
ジンに送られる。
The turbocharger configured as described above is
When exhaust gas from the engine is blown to the turbine wheel 5 and the turbine wheel 5 rotates, the impeller 10 coaxially connected to the turbine wheel 5 rotates to form compressed air, which is sent to the engine.

【0010】図3は、この高圧力比遠心圧縮機に用いた
インペラのインペラブレードの上半分の子午面形状を拡
大して示す縦断面図である。
FIG. 3 is an enlarged longitudinal sectional view showing the meridional surface shape of the upper half of the impeller blade of the impeller used in this high pressure ratio centrifugal compressor.

【0011】図3に示すように、回転軸Lを中心に回転
するインペラブレード14には、その前方(図面上の左
方)から、インペラブレード14のリーディングエッジ
の端部15の各部における周速とインペラブレード14
に吸込まれる空気の流速との合成速度である相対流入速
度Mw で、矢印の向きに空気が吸込まれる。なお、リー
ディングエッジの端部15の各部は回転半径が異なるた
めに各部毎に周速も異なり、相対流入速度Mw も矢印の
大きさで示すようにリーディングエッジの端部15の各
部毎に異なる。
As shown in FIG. 3, the impeller blade 14 that rotates about the axis of rotation L has a peripheral speed at each end 15 of the leading edge of the impeller blade 14 from the front (left in the drawing). And impeller blade 14
The air is sucked in the direction of the arrow at a relative inflow velocity M w that is a combined velocity with the flow velocity of the air sucked in. Since each part of the leading edge end 15 has a different radius of gyration, the peripheral speed of each part also differs, and the relative inflow velocity M w also differs for each part of the leading edge end 15 as indicated by the size of the arrow. .

【0012】吸込まれた空気はインペラブレード14に
より流れ方向を90度変更されてインペラブレード14
の径方向外向きに流されながら昇圧されるが、前述した
ように、インペラブレード14のリーディングエッジの
端部15の外側である外周側15aは内周側15bに比
較すると相対流入速度が大きく、外周側15aの近傍に
吸込まれる空気の相対流入速度Mw はマッハ1を越え易
い。
The flow direction of the sucked air is changed by 90 degrees by the impeller blade 14 and
The pressure is increased while flowing outward in the radial direction, but as described above, the outer peripheral side 15a, which is the outer side of the end 15 of the leading edge of the impeller blade 14, has a larger relative inflow velocity than the inner peripheral side 15b, The relative inflow velocity M w of the air sucked in the vicinity of the outer peripheral side 15 a easily exceeds Mach 1.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】このように、高圧力比
遠心圧縮機では、インペラブレード14のリーディング
エッジの端部15の外周側15aに相対流入速度が衝撃
波を発生する速度を越えた空気流が衝突すると、この衝
突部を起点として球状に衝撃波が発生する。なお、衝撃
波の発生はインペラブレード14に流入する空気流のう
ちのリーディングエッジの端部15に垂直に衝突する速
度成分の大きさに支配され理論的にはマッハ1.0を越
える時に発生するが、経験的には、この速度成分の大き
さがおよそマッハ1.1を越えた場合に発生する。
As described above, in the high pressure ratio centrifugal compressor, the air flow whose relative inflow velocity exceeds the velocity at which a shock wave is generated at the outer peripheral side 15a of the end 15 of the leading edge of the impeller blade 14 is obtained. When a collision occurs, a shock wave is generated in a spherical shape starting from this collision part. The generation of the shock wave is dominated by the magnitude of the velocity component of the airflow flowing into the impeller blade 14 which vertically collides with the end portion 15 of the leading edge, and theoretically occurs when Mach 1.0 is exceeded. Empirically, this occurs when the magnitude of this velocity component exceeds approximately Mach 1.1.

【0014】こうして発生した衝撃波は、回転するイン
ペラブレード14の表面に形成される境界層と干渉し
て、境界層をインペラブレード14の表面から剥離させ
る。このようにしてインペラブレード14から境界層が
剥離すると、インペラブレード14は境界層が剥離しな
いとの前提に立って設計されているため、設計性能(特
に目標流量)を発揮することができなくなり、性能が低
下してしまう。
The shock wave thus generated interferes with the boundary layer formed on the surface of the rotating impeller blade 14 to separate the boundary layer from the surface of the impeller blade 14. When the boundary layer peels off from the impeller blade 14 in this way, the impeller blade 14 is designed on the assumption that the boundary layer does not peel off, so that the design performance (particularly the target flow rate) cannot be exhibited, Performance will decrease.

【0015】また、高圧力比遠心圧縮機では、インペラ
ブレード14の表面から境界層が剥離するとサージング
域が拡大されるため、使用可能な低流量域が縮小してし
まい、低流量域で高圧力比遠心圧縮機を使用できなくな
ってしまう。
Further, in the high pressure ratio centrifugal compressor, when the boundary layer is separated from the surface of the impeller blade 14, the surging area is expanded, so that the usable low flow rate area is reduced, and the high pressure ratio in the low flow rate area is reduced. The specific centrifugal compressor cannot be used.

【0016】本発明は、このような従来の技術が有する
問題に鑑みてなされたものであり、インペラブレードの
リーディングエッジの端部における空気の相対流入速度
が衝撃波を発生する速度を越えても、このリーディング
エッジの端部を起点とした衝撃波の発生を防止すること
により、高圧力比遠心圧縮機の広作動域化および高性能
化を図ろうとするものである。
The present invention has been made in view of the above problems of the prior art. Even if the relative inflow velocity of air at the end of the leading edge of the impeller blade exceeds the velocity at which a shock wave is generated, By preventing the generation of a shock wave starting from the end of the leading edge, the high pressure ratio centrifugal compressor is intended to have a wide operating range and high performance.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明にかかる高圧力比
遠心圧縮機のインペラブレードの衝撃波発生防止構造
は、高圧力比遠心圧縮機のインペラブレードの子午面形
状が、リーディングエッジの端部の外周側の角部がリー
ディングエッジの端部に対して、吸込まれる気流のリー
ディングエッジの端部に垂直な相対流入速度成分の大き
さが衝撃波を発生する速度よりも小さくなるように、斜
めに切断された形状であることを特徴とするものであ
る。
A shock wave generation preventing structure for an impeller blade of a high-pressure ratio centrifugal compressor according to the present invention has a meridional surface shape of an impeller blade of a high-pressure ratio centrifugal compressor, in which an end portion of a leading edge is The corners on the outer peripheral side should be oblique to the end of the leading edge so that the magnitude of the relative inflow velocity component perpendicular to the end of the leading edge of the inhaled airflow is smaller than the velocity of the shock wave. It is characterized by having a cut shape.

【0018】[0018]

【作用】一般的に、高圧力比遠心圧縮機のインペラに吸
込まれる気流は、インペラブレードのリーディングエッ
ジの端部の外周側では衝撃波を発生させる速度で、一
方、インペラブレードのリーディングエッジの端部の内
周側では衝撃波を発生させない速度で、それぞれリーデ
ィングエッジの端部に衝突する。
In general, the air flow sucked into the impeller of a high-pressure ratio centrifugal compressor has a velocity at which a shock wave is generated on the outer peripheral side of the end of the leading edge of the impeller blade, while at the same time the end of the leading edge of the impeller blade is On the inner peripheral side of the section, each end collides with the leading edge at a speed that does not generate a shock wave.

【0019】このとき、本発明にかかる高圧力比遠心圧
縮機のインペラブレードの衝撃波発生防止構造では、リ
ーディングエッジの端部の外周側の角部がリーディング
エッジの端部に対して所定の角度で斜めに切断されてい
るため、吸込まれる気流のリーディングエッジの端部に
垂直な相対流入速度成分の大きさが衝撃波を発生する速
度よりも小さくなる。
At this time, in the shock wave generation preventing structure for the impeller blade of the high pressure ratio centrifugal compressor according to the present invention, the corner portion on the outer peripheral side of the leading edge end portion is at a predetermined angle with respect to the leading edge end portion. Since it is cut obliquely, the magnitude of the relative inflow velocity component perpendicular to the end of the leading edge of the sucked airflow becomes smaller than the velocity at which the shock wave is generated.

【0020】そのため、高圧力比遠心圧縮機においてイ
ンペラブレードのリーディングエッジの端部の外周側か
らの衝撃波の発生が防止されるため、インペラブレード
のリーディングエッジの端部の全域において衝撃波を発
生しなくなる。
Therefore, in the high pressure ratio centrifugal compressor, the generation of shock waves from the outer peripheral side of the leading edge of the impeller blade is prevented, so that the shock wave is not generated in the entire region of the leading edge of the impeller blade. .

【0021】[0021]

【実施例】以下、本発明にかかる高圧力比遠心圧縮機の
インペラブレードの衝撃波発生防止構造を、自動車用デ
ィーゼルエンジンの過給機に用いた遠心圧縮機に適用し
た一実施例を図面に基づき詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which a shock wave generation preventing structure for an impeller blade of a high pressure ratio centrifugal compressor according to the present invention is applied to a centrifugal compressor used in a supercharger of an automobile diesel engine is described below with reference to the drawings. The details will be described.

【0022】なお、本実施例において、前述の図2およ
び図3を用いて説明した従来の高圧力比遠心圧縮機と構
造的に相違するのはインペラブレードのリーディングエ
ッジの端部の構造のみであるので、本実施例の説明にお
いてもこのリーディングエッジの端部の構造の違いを中
心に説明し、図2および図3と重複する部分については
説明を省略する。
In this embodiment, the only structural difference from the conventional high pressure ratio centrifugal compressor described with reference to FIGS. 2 and 3 is the structure of the leading edge of the impeller blade. Therefore, also in the description of this embodiment, the difference in the structure of the end portion of the leading edge will be mainly described, and the description of the portions overlapping with FIGS. 2 and 3 will be omitted.

【0023】図1は、本発明にかかる高圧力比遠心圧縮
機のインペラブレードの衝撃波発生防止構造を適用した
インペラブレードの子午面形状を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory view showing a meridional shape of an impeller blade to which a shock wave generation preventing structure for an impeller blade of a high pressure ratio centrifugal compressor according to the present invention is applied.

【0024】同図に示すように、このインペラブレード
16の衝撃波発生防止構造は、リーディングエッジ部1
7の外周側17aの角部18(破線で示す)が、リーデ
ィングエッジの端部17に対して角度θを有するように
して斜めにかつ直線的に切断された形状である。
As shown in the figure, the shock wave generation preventing structure of the impeller blade 16 has a leading edge portion 1
A corner portion 18 (shown by a broken line) on the outer peripheral side 17a of 7 has a shape cut obliquely and linearly so as to form an angle θ with respect to the end portion 17 of the leading edge.

【0025】角部18を切断した形状とするのは、切断
部に含まれるリーディングエッジの端部17(符号17
aと符号17cとの間)に衝突する気流の相対流入速度
が衝撃波を発生する速度であることから、後述するよう
に、この部分を斜めに切断した形状とすることにより切
断部に垂直に流入する速度成分の大きさを衝撃波を発生
しない速度として、リーディングエッジの端部17から
の衝撃波の発生を防止するためである。
The shape in which the corner portion 18 is cut is that the end portion 17 (reference numeral 17) of the leading edge included in the cut portion is formed.
Since the relative inflow velocity of the air current impinging on a (between a and the reference numeral 17c) is the velocity at which a shock wave is generated, as will be described later, by inclining this portion, the inflow is made perpendicular to the cut portion. This is to prevent the generation of the shock wave from the end portion 17 of the leading edge by setting the magnitude of the velocity component to the speed at which the shock wave is not generated.

【0026】このようなリーディングエッジの端部17
の角部18を切断された形状とするのは、他の全てのイ
ンペラブレードについて同様に行っておく。
The end 17 of such a leading edge
The cutting of the corner portion 18 is performed similarly for all other impeller blades.

【0027】角部18の範囲は、インペラブレード16
が回転軸L回りに回転することによりインペラリーディ
ングエッジの端部17に、衝撃波を発生する相対流入速
度(経験的に本実施例ではマッハ1.1とした。)の気
流が流れ込む範囲とした。
The range of the corner portion 18 is defined by the impeller blade 16
Is rotated about the rotation axis L, so that the airflow having a relative inflow velocity (empirically set to Mach 1.1 in this embodiment) that generates a shock wave is set to the end portion 17 of the impeller leading edge.

【0028】本実施例では、図1において、リーディン
グエッジの端部17の外周側17aに流入する気流の相
対流入速度Mw はマッハ1.0以上であり衝撃波を発生
するが、内周側17bに流入する気流の相対流入速度数
w はマッハ1.0未満であり衝撃波を発生しない。そ
のため、リーディングエッジの端部17の外周側17a
および内周側17bの間には、相対流入マッハ数が1.
0である境界点17cが存在する。この境界点17cを
起点としてインペラブレード16を切断した形状とす
る。
In the present embodiment, in FIG. 1, the relative inflow velocity M w of the airflow flowing into the outer peripheral side 17a of the end portion 17 of the leading edge is Mach 1.0 or more and a shock wave is generated, but the inner peripheral side 17b. The relative inflow velocity number M w of the airflow flowing into is less than Mach 1.0 and no shock wave is generated. Therefore, the outer peripheral side 17a of the end portion 17 of the leading edge
The relative inflow Mach number is 1.
There is a boundary point 17c that is 0. The impeller blade 16 is cut from this boundary point 17c as a starting point.

【0029】切断部とリーディングエッジ17とのなす
角度をθ度とすると、θ度は次のようにして決定する。
リーディングエッジの端部17の各部に流入する気流の
流入相対速度のうちで最も大きいのは、リーディングエ
ッジの端部17の外周側の端部に流入するものであり、
この流入相対速度をMw1s とすると、この気流が切断部
に衝突した場合の切断部に対する垂直な速度成分の大き
さはMw1s cosθとなる。この速度成分の大きさが衝
撃波を発生しない大きさであれば、切断部に流入する気
流は全て衝撃波を発生しないことになる。
When the angle formed by the cutting portion and the leading edge 17 is θ degrees, θ degrees is determined as follows.
The largest inflow relative velocity of the airflow flowing into each part of the end 17 of the leading edge is that which flows into the outer peripheral end of the end 17 of the leading edge,
When this inflow relative velocity is M w1s , the magnitude of the velocity component perpendicular to the cut portion when this airflow collides with the cut portion is M w1s cos θ. If the velocity component has a magnitude that does not generate a shock wave, all the airflows flowing into the cutting portion will not generate a shock wave.

【0030】本実施例では、衝撃波を発生させる相対流
入速度を経験的にマッハ1.1とし、Mw1s ×cosθ
<1.1より、cosθ<1.1/Mw1s を満足するθ
とした。
In the present embodiment, the relative inflow velocity for generating a shock wave is empirically set to Mach 1.1, and M w1s × cos θ
From <1.1, cos θ <1.1 / M w1s is satisfied θ
And

【0031】このように、本発明にかかる高圧力比遠心
圧縮機のインペラブレードの衝撃波発生防止構造によ
り、リーディングエッジの端部および切断部の全長にわ
たって衝撃波を発生させることはなくなり、遠心圧縮機
において、吸込まれる気流の相対流入速度が衝撃波を発
生する速度を越えても、リーディングエッジの端部から
衝撃波を発生させることはない。
As described above, the shock wave generation preventing structure of the impeller blade of the high pressure ratio centrifugal compressor according to the present invention does not generate a shock wave over the entire length of the leading edge and the cutting portion, and the centrifugal compressor Even if the relative inflow velocity of the sucked air flow exceeds the velocity at which the shock wave is generated, the shock wave is not generated from the end portion of the leading edge.

【0032】以上のように構成された、本発明にかかる
高圧力比遠心圧縮機のインペラブレードの衝撃波発生防
止構造を適用したインペラを組み込んだ高圧力比遠心圧
縮機と、従来の通常の形状のインペラブレードのインペ
ラを組み込んだ高圧力比遠心圧縮機とについて、圧力比
と重量流量とにより決定される圧縮機特性カーブを求め
た。それぞれの圧縮機特性カーブを図4にグラフで示
す。
A high pressure ratio centrifugal compressor having an impeller to which the shock wave generation preventing structure of the impeller blade of the high pressure ratio centrifugal compressor according to the present invention is applied, which is constructed as described above, and a conventional normal shape compressor are used. A compressor characteristic curve determined by the pressure ratio and the weight flow rate was obtained for a high pressure ratio centrifugal compressor incorporating an impeller of an impeller blade. The respective compressor characteristic curves are shown graphically in FIG.

【0033】図4に示すグラフから、本発明にかかる遠
心圧縮機のインペラブレードの衝撃波発生防止構造によ
り、圧力比を従来の高圧力比遠心圧縮機と同等かそれ以
上に高く保持したまま、サージングの発生をより低流量
域まで防止して使用できるようになったことがわかる。
From the graph shown in FIG. 4, the surging with the shock wave generation preventing structure of the impeller blade of the centrifugal compressor according to the present invention while maintaining the pressure ratio equal to or higher than that of the conventional high pressure ratio centrifugal compressor. It can be seen that the occurrence of the above can be prevented even in a lower flow rate range and can be used.

【0034】次に、以上の構成および性能を有する図1
に示すインペラブレード16を有する遠心圧縮機を、図
2に示す構造の自動車用ディーゼルエンジンの過給機に
適用した。
Next, FIG. 1 having the above configuration and performance.
The centrifugal compressor having the impeller blades 16 shown in Fig. 2 was applied to a supercharger for an automobile diesel engine having the structure shown in Fig. 2.

【0035】その結果、従来の遠心圧縮機と基本性能は
全く変わらず、また、従来はサージングが発生して運転
を行うことができなかった低流量域においてもサージン
グを発生することなく運転を行うことができるようにな
った。
As a result, the basic performance is completely the same as that of the conventional centrifugal compressor, and even in the low flow rate range where the conventional operation could not be performed due to the surging, the operation is performed without the surging. I was able to do it.

【0036】また、本発明にかかる高圧力比遠心圧縮機
のインペラブレードの衝撃波発生防止構造では、流量の
増大や固有振動数をアップするためリーディングエッジ
の端部の気体流入方向に対する傾斜角度を変更する(図
3に破線で変更例を示す)従来のものに比較して、単
に、リーディングエッジの端部の角部を切断した形状と
するため、インペラブレードの性能を殆ど変化させず
に、しかも既存のインペラブレードの一部を切断するだ
けで簡単に実現できた。
Further, in the shock wave generation preventing structure for the impeller blade of the high pressure ratio centrifugal compressor according to the present invention, the inclination angle of the leading edge with respect to the gas inflow direction is changed in order to increase the flow rate and increase the natural frequency. Compared with the conventional one (shown in FIG. 3 by a broken line as a modified example), the corners of the leading edge are simply cut, so that the performance of the impeller blade is hardly changed, and It could be easily achieved by cutting a part of the existing impeller blade.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明にか
かる高圧力比遠心圧縮機のインペラブレードの衝撃波発
生防止構造では、インペラブレードの子午面形状が、リ
ーディングエッジの端部の外周側の角部がインペラリー
ディングエッジの端部に対して、吸込まれる気流のうち
のインペラブレードに垂直に流入する速度成分の大きさ
が衝撃波が発生する速度よりも小さくなるように、斜め
に切断された形状としたため、切断部を含むリーディン
グエッジの端部に垂直に流入する気流の相対流入速度
を、衝撃波が発生する速度未満に抑制できた。したがっ
て、インペラへの相対流入速度が衝撃波を発生する速度
を越えても、リーディングエッジの端部から衝撃波を発
生させることを防止できた。したがって、従来よりも低
流量域で遠心圧縮機を使用してもサージングを発生する
ことがなくなり、遠心圧縮機の使用範囲が拡大された。
As described above in detail, in the shock wave generation preventing structure for the impeller blade of the high pressure ratio centrifugal compressor according to the present invention, the meridional surface shape of the impeller blade is the outer peripheral side of the end of the leading edge. The corners were cut diagonally with respect to the end of the impeller leading edge so that the magnitude of the velocity component of the inhaled airflow that flowed perpendicularly to the impeller blade was smaller than the velocity at which the shock wave was generated. Because of the shape, the relative inflow velocity of the airflow flowing vertically to the end portion of the leading edge including the cut portion can be suppressed below the velocity at which the shock wave is generated. Therefore, even if the relative inflow velocity to the impeller exceeds the velocity at which the shock wave is generated, it is possible to prevent the shock wave from being generated from the end portion of the leading edge. Therefore, surging does not occur even when the centrifugal compressor is used in a lower flow rate range than in the past, and the usage range of the centrifugal compressor is expanded.

【0038】また、本発明にかかる遠心圧縮機のインペ
ラブレードの衝撃波発生防止構造では、インペラブレー
ドの一部を切断した形状のインペラブレードを用いるだ
けでインペラブレードの基本性能に係わるような形状変
更を行うものではないため、従来の遠心圧縮機に対して
基本性能は全く劣らなかった。
Further, in the shock wave generation preventing structure for the impeller blade of the centrifugal compressor according to the present invention, the shape change relating to the basic performance of the impeller blade can be achieved by using the impeller blade having a shape obtained by cutting a part of the impeller blade. Since it is not performed, the basic performance was not inferior to the conventional centrifugal compressor.

【0039】さらに、本発明にかかる遠心圧縮機のイン
ペラブレードの衝撃波発生防止構造は、既存のインペラ
ブレードの一部を切断するだけで簡単に実現できた。
Further, the shock wave generation preventing structure for the impeller blade of the centrifugal compressor according to the present invention can be easily realized by cutting a part of the existing impeller blade.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明にかかる高圧力比遠心圧縮機のインペラ
ブレードの衝撃波発生防止構造を適用したインペラブレ
ードの子午面形状を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory view showing a meridional surface shape of an impeller blade to which a shock wave generation preventing structure for an impeller blade of a high pressure ratio centrifugal compressor according to the present invention is applied.

【図2】自動車用ディーゼルエンジンに搭載されたター
ボ過給機の構造の一例を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory view showing an example of the structure of a turbocharger mounted on a diesel engine for automobiles.

【図3】従来の高圧力比遠心圧縮機のインペラブレード
の子午面形状を拡大して示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory view showing an enlarged meridional surface shape of an impeller blade of a conventional high pressure ratio centrifugal compressor.

【図4】本発明にかかる高圧力比遠心圧縮機のインペラ
ブレードの衝撃波発生防止構造を適用したインペラを組
み込んだ高圧力比遠心圧縮機と、従来の通常の形状のイ
ンペラブレードのインペラを組み込んだ高圧力比遠心圧
縮機とについて、それぞれ求めた圧縮機特性カーブを示
すグラフである。
FIG. 4 shows a high pressure ratio centrifugal compressor incorporating an impeller to which a shock wave generation preventing structure for an impeller blade of a high pressure ratio centrifugal compressor according to the present invention is incorporated, and an impeller of a conventional normal shape impeller blade. It is a graph which shows the compressor characteristic curve respectively calculated | required about a high pressure ratio centrifugal compressor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

16 インペラブレード 17 リーディングエッジ 17a 外周側 17b 内周側 17c 境界点 18 角部 16 Impeller Blade 17 Leading Edge 17a Outer Side 17b Inner Side 17c Boundary Point 18 Corner

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 高圧力比遠心圧縮機のインペラブレード
の子午面形状が、リーディングエッジの端部の外周側の
角部が当該端部に対して、吸込まれる気流の前記端部に
垂直な相対流入速度成分の大きさが衝撃波を発生する速
度よりも小さくなるように、斜めに切断された形状であ
ることを特徴とする高圧力比遠心圧縮機のインペラブレ
ードの衝撃波発生防止構造。
1. A meridional surface shape of an impeller blade of a high pressure ratio centrifugal compressor is such that an outer peripheral corner of an end of a leading edge is perpendicular to the end of the inhaled airflow. A structure for preventing shock wave generation of an impeller blade of a high pressure ratio centrifugal compressor, characterized in that it has a shape cut obliquely so that the magnitude of the relative inflow velocity component becomes smaller than the velocity at which a shock wave is generated.
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