JPH10331792A - 遠心圧縮機吸込部の構造 - Google Patents
遠心圧縮機吸込部の構造Info
- Publication number
- JPH10331792A JPH10331792A JP9145374A JP14537497A JPH10331792A JP H10331792 A JPH10331792 A JP H10331792A JP 9145374 A JP9145374 A JP 9145374A JP 14537497 A JP14537497 A JP 14537497A JP H10331792 A JPH10331792 A JP H10331792A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- impeller
- angle
- leading edge
- centrifugal compressor
- shroud
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
- F04D29/44—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
- F04D29/441—Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for elastic fluid pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
- F04D29/4206—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/4213—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps suction ports
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2250/00—Geometry
- F05D2250/50—Inlet or outlet
- F05D2250/51—Inlet
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ターボチャージャのＢＰＦ騒音を低下させ
る。 【解決手段】 遠心圧縮機のインペラリーディングエッ
ジ１ａ直前のシュラウド２内面に背の低いガイドベーン
４を設け、吸込部１０外周を流れる空気流にインペラ１
の回転方向と逆方向の予旋回を与える。
る。 【解決手段】 遠心圧縮機のインペラリーディングエッ
ジ１ａ直前のシュラウド２内面に背の低いガイドベーン
４を設け、吸込部１０外周を流れる空気流にインペラ１
の回転方向と逆方向の予旋回を与える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は遠心圧縮機の吸込部
の構造に係り、特に車両用過給機の遠心圧縮機におい
て、吸込部の翼通過周波数騒音（Brade Passing Freque
ncy 、以下「ＢＰＦ」という）を低減することのできる
遠心圧縮機吸込部の構造に関する。
の構造に係り、特に車両用過給機の遠心圧縮機におい
て、吸込部の翼通過周波数騒音（Brade Passing Freque
ncy 、以下「ＢＰＦ」という）を低減することのできる
遠心圧縮機吸込部の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】車両用の過給器（ターボチャージャ）は
エンジンからの高温高圧の排ガスを導いてタービンを回
転させ、タービンによって遠心圧縮機を駆動してエンジ
ンの吸入空気を昇圧し、エンジンの出力を向上させるも
のである。図３はかかる車両用過給機の１部切断斜視図
である。図において、１はインペラ、２はシュラウド、
３は遠心圧縮機、１０は吸込部である。
エンジンからの高温高圧の排ガスを導いてタービンを回
転させ、タービンによって遠心圧縮機を駆動してエンジ
ンの吸入空気を昇圧し、エンジンの出力を向上させるも
のである。図３はかかる車両用過給機の１部切断斜視図
である。図において、１はインペラ、２はシュラウド、
３は遠心圧縮機、１０は吸込部である。
【０００３】インペラ１は図４に示すようにオープンタ
イプである。本図では長短羽根のインペラを示している
が、すべての羽根が長羽根のものもある。図４におい
て、１ａは長羽根のインペラリーディングエッジ、１ｂ
は短羽根のインペラリーディングエッジ、１ｃはハブで
ある。
イプである。本図では長短羽根のインペラを示している
が、すべての羽根が長羽根のものもある。図４におい
て、１ａは長羽根のインペラリーディングエッジ、１ｂ
は短羽根のインペラリーディングエッジ、１ｃはハブで
ある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】かかる過給機について
は、騒音の問題がある。騒音の中には遠心圧縮機のＢＰ
Ｆ騒音がある。ＢＰＦ騒音とは遠心圧縮機を流れる流量
が変化して、空気の流入角度と、入口羽根角度がずれた
とき、流れの剥離により、インペラリーディングエッジ
付近に、回転数の羽根枚数倍の周波数を有する圧力変動
が発生することによる騒音である。
は、騒音の問題がある。騒音の中には遠心圧縮機のＢＰ
Ｆ騒音がある。ＢＰＦ騒音とは遠心圧縮機を流れる流量
が変化して、空気の流入角度と、入口羽根角度がずれた
とき、流れの剥離により、インペラリーディングエッジ
付近に、回転数の羽根枚数倍の周波数を有する圧力変動
が発生することによる騒音である。
【０００５】本願の発明者等は、かかるＢＰＦ騒音につ
いて実測を行ったので、その結果について説明する。図
５（Ａ）は測定位置を示し、図５（Ｂ）は測定結果を示
している。図５（Ｂ）は横軸に測定点、縦軸に圧力変動
のレベルの高さを示しており、回転数８０，０００ｒｐ
ｍ、９０，０００ｒｐｍ、１００，０００ｒｐｍについ
て各測定点の圧力変動のレベルを示している。図に示す
ように測定点I、すなわち長羽根のリーディングエッジ
１ａの位置で最も圧力変動のレベルが高いことがわか
る。
いて実測を行ったので、その結果について説明する。図
５（Ａ）は測定位置を示し、図５（Ｂ）は測定結果を示
している。図５（Ｂ）は横軸に測定点、縦軸に圧力変動
のレベルの高さを示しており、回転数８０，０００ｒｐ
ｍ、９０，０００ｒｐｍ、１００，０００ｒｐｍについ
て各測定点の圧力変動のレベルを示している。図に示す
ように測定点I、すなわち長羽根のリーディングエッジ
１ａの位置で最も圧力変動のレベルが高いことがわか
る。
【０００６】本発明は、従来技術の以上説明した問題点
に鑑み、案出されたもので、作動流量が設計流量からず
れたときに大きくなるＢＰＦ騒音を、作動流量の全範囲
にわたって、流入角度と入口羽根角度のずれを小さくす
ることにより、抑制することを目的とする。
に鑑み、案出されたもので、作動流量が設計流量からず
れたときに大きくなるＢＰＦ騒音を、作動流量の全範囲
にわたって、流入角度と入口羽根角度のずれを小さくす
ることにより、抑制することを目的とする。
【０００７】なお、インペラ入口の流入角を変えるもの
に従来からインレットガイドベーンが知られているが、
インレットガイドベーンは流量調節を目的として、吸込
部全域に放射状に設けられていて、角度が調節可能にな
っており、車両用の過給機など小型の遠心圧縮機に適用
することが困難であること、角度を固定すると遠心圧縮
機の特性が変わってしまうことなど、本発明とは目的、
構成、効果が異なるものである。
に従来からインレットガイドベーンが知られているが、
インレットガイドベーンは流量調節を目的として、吸込
部全域に放射状に設けられていて、角度が調節可能にな
っており、車両用の過給機など小型の遠心圧縮機に適用
することが困難であること、角度を固定すると遠心圧縮
機の特性が変わってしまうことなど、本発明とは目的、
構成、効果が異なるものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の遠心圧縮機吸込部の構造は，遠心圧縮機のイン
ペラリーディングエッジ直前のシュラウド内面に背の低
いガイドベーンを設け吸込部外周を流れる空気流にイン
ペラの回転方向と逆方向の予旋回を与える。
本発明の遠心圧縮機吸込部の構造は，遠心圧縮機のイン
ペラリーディングエッジ直前のシュラウド内面に背の低
いガイドベーンを設け吸込部外周を流れる空気流にイン
ペラの回転方向と逆方向の予旋回を与える。
【０００９】上記ガイドベーンの高さはインペラリーデ
ィングエッジの半径方向の高さの１／２より低く、イン
ペラリーディングエッジとシュラウド内面との間の隙間
より高いのが好ましい。
ィングエッジの半径方向の高さの１／２より低く、イン
ペラリーディングエッジとシュラウド内面との間の隙間
より高いのが好ましい。
【００１０】次に、本発明の作用を説明する。インペラ
リーディングエッジ直前のシュラウド内面に設けた背の
低いガイドベーンにより吸込部外周側を流れる空気流に
インペラの回転と逆方向の予旋回を与える。そうすると
流入量が大流量から小流量に変化したときインペラリー
ディングエッジ外周端近傍における流入角度の変化は、
予旋回を与えない場合よりも小さくなる。したがって、
流入角度と入口羽根角度の差の最大値も小さく抑制する
ことができ、ＢＰＦ騒音を低く抑制できることになる。
予旋回は吸入部外周近傍の流れに限定されているので、
ガイドベーンを設けても遠心圧縮機の特性にほとんど影
響を与えることがない。ガイドベーンを設けることによ
り、流入角度を入口羽根角度の±３゜以内におさえるこ
とができる。
リーディングエッジ直前のシュラウド内面に設けた背の
低いガイドベーンにより吸込部外周側を流れる空気流に
インペラの回転と逆方向の予旋回を与える。そうすると
流入量が大流量から小流量に変化したときインペラリー
ディングエッジ外周端近傍における流入角度の変化は、
予旋回を与えない場合よりも小さくなる。したがって、
流入角度と入口羽根角度の差の最大値も小さく抑制する
ことができ、ＢＰＦ騒音を低く抑制できることになる。
予旋回は吸入部外周近傍の流れに限定されているので、
ガイドベーンを設けても遠心圧縮機の特性にほとんど影
響を与えることがない。ガイドベーンを設けることによ
り、流入角度を入口羽根角度の±３゜以内におさえるこ
とができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下本発明の１実施形態について
図面を参照しつつ説明する。図１（Ａ）は本発明の遠心
圧縮機吸込部の構造の部分断面図であり、図１（Ｂ）は
図１（Ａ）のＢ−Ｂ矢視展開図である。なお、これらの
図において、図３、図４で説明したものと同一の部分に
ついては同一の符号を付しており、重複した説明は省略
する。図１において４はガイドベーンで、インペラリー
ディングエッジ１ａ直前のシュラウド２内面に設けられ
ており，背が低い。５はインペラリーディングエッジの
周速度のベクトルである。ガイドベーンは図１（Ｂ）に
示すようにインペラ軸心１１と平行な直線１１ａに対し
てθ゜傾いた直線であり、吸込部１０外周側を流れる空
気流にインペラの回転方向と逆方向の予旋回を与えてい
る。
図面を参照しつつ説明する。図１（Ａ）は本発明の遠心
圧縮機吸込部の構造の部分断面図であり、図１（Ｂ）は
図１（Ａ）のＢ−Ｂ矢視展開図である。なお、これらの
図において、図３、図４で説明したものと同一の部分に
ついては同一の符号を付しており、重複した説明は省略
する。図１において４はガイドベーンで、インペラリー
ディングエッジ１ａ直前のシュラウド２内面に設けられ
ており，背が低い。５はインペラリーディングエッジの
周速度のベクトルである。ガイドベーンは図１（Ｂ）に
示すようにインペラ軸心１１と平行な直線１１ａに対し
てθ゜傾いた直線であり、吸込部１０外周側を流れる空
気流にインペラの回転方向と逆方向の予旋回を与えてい
る。
【００１２】次に本実施形態の作用を説明する。図２は
インペラリーディングエッジ１ａに流入する空気流の速
度ベクトルを示す図であり、（Ａ）はガイドベーンのな
いもの、（Ｂ）はガイドベーンのあるものを示してい
る。図２において、５はリーディングエッジ外周端の周
速度のベクトルである。図２（Ａ）において、６および
７は、大流量のときの絶対流入速度および相対流入速度
のベクトルであり、８および９は小流量のときの絶対流
入速度および相対流入速度のベクトルである。αは大流
量のときの流入角度、βは小流量のときの流入角度であ
る。図２（Ｂ）は絶対流入速度にインペラ回転方向と逆
方向に角度θの予旋回を与えたときの各ベクトルであっ
て、添字ａを付して各べクトルを表示している。
インペラリーディングエッジ１ａに流入する空気流の速
度ベクトルを示す図であり、（Ａ）はガイドベーンのな
いもの、（Ｂ）はガイドベーンのあるものを示してい
る。図２において、５はリーディングエッジ外周端の周
速度のベクトルである。図２（Ａ）において、６および
７は、大流量のときの絶対流入速度および相対流入速度
のベクトルであり、８および９は小流量のときの絶対流
入速度および相対流入速度のベクトルである。αは大流
量のときの流入角度、βは小流量のときの流入角度であ
る。図２（Ｂ）は絶対流入速度にインペラ回転方向と逆
方向に角度θの予旋回を与えたときの各ベクトルであっ
て、添字ａを付して各べクトルを表示している。
【００１３】これらの図から明らかなように、予旋回を
与えた場合には大流量のときと、小流量のときの流入角
度の差（αａ−βａ）が予旋回を与えない場合の流入角
度の差（α−β）よりも小さくなっている。このため流
量の変化に対して、流入角度と羽根入口角度の差を小さ
くすることができ、インペラリーディングエッジ１ａ近
傍における剥離域を小さくすることができる。それに伴
い、インペラリーディングエッジ１ａ近傍のシュラウド
２における圧力変動レベルも低く保てる。ＢＰＦ騒音は
この圧力変動レベルに起因するので、低騒音が達成でき
る。
与えた場合には大流量のときと、小流量のときの流入角
度の差（αａ−βａ）が予旋回を与えない場合の流入角
度の差（α−β）よりも小さくなっている。このため流
量の変化に対して、流入角度と羽根入口角度の差を小さ
くすることができ、インペラリーディングエッジ１ａ近
傍における剥離域を小さくすることができる。それに伴
い、インペラリーディングエッジ１ａ近傍のシュラウド
２における圧力変動レベルも低く保てる。ＢＰＦ騒音は
この圧力変動レベルに起因するので、低騒音が達成でき
る。
【００１４】また、従来のインレットガイドベーンと異
り、ガイドベーンの背が低いので、吸込部１０外周のシ
ュラウド２近傍のみの空気流に予旋回を与えるだけであ
り、遠心圧縮機の流体性能にほとんど影響を与えること
はない。
り、ガイドベーンの背が低いので、吸込部１０外周のシ
ュラウド２近傍のみの空気流に予旋回を与えるだけであ
り、遠心圧縮機の流体性能にほとんど影響を与えること
はない。
【００１５】本発明は以上説明した実施形態に限定され
るものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の
変更が可能である。例えば、ガイドベーンは直線羽根と
して説明したが、出口側の角度が同じであれば、曲り羽
根であってもよい。
るものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の
変更が可能である。例えば、ガイドベーンは直線羽根と
して説明したが、出口側の角度が同じであれば、曲り羽
根であってもよい。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように本発明の遠心圧縮機
の吸込部の構造は、インペラリーディングエッジ直前の
シュラウド内面に背の低いガイドベーンを設け、リーデ
ィングエッジ外周端近傍の空気流に予旋回を与えるよう
にしたので、（１）ＢＰＦ騒音を低下させることができ
る。（２）ガイドベーンは従来のインレットガイドベー
ンと異なり遠心圧縮機の流体性能にほとんど影響がな
い。など優れた効果を有する。
の吸込部の構造は、インペラリーディングエッジ直前の
シュラウド内面に背の低いガイドベーンを設け、リーデ
ィングエッジ外周端近傍の空気流に予旋回を与えるよう
にしたので、（１）ＢＰＦ騒音を低下させることができ
る。（２）ガイドベーンは従来のインレットガイドベー
ンと異なり遠心圧縮機の流体性能にほとんど影響がな
い。など優れた効果を有する。
【図１】本発明の遠心圧縮機吸込部の構造の図面であ
り、（Ａ）は部分断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ矢視
図である。
り、（Ａ）は部分断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ矢視
図である。
【図２】インペラリーディングエッジに流入する空気流
の速度ベクトルの図面であり、（Ａ）はガイドベーンの
ないもの、（Ｂ）はガイドベーンのあるものである。
の速度ベクトルの図面であり、（Ａ）はガイドベーンの
ないもの、（Ｂ）はガイドベーンのあるものである。
【図３】ターボチャージャの一部切断斜視図である。
【図４】インペラの斜視図である。
【図５】ＢＰＦ騒音の測定テストの説明図で、（Ａ）は
測定個所を示す図、（Ｂ）は測定結果を示すグラフであ
る。
測定個所を示す図、（Ｂ）は測定結果を示すグラフであ
る。
１ インペラ １ａ インペラリーディングエッジ ２ シュラウド ３ 遠心圧縮機 ４ ガイドベーン
Claims (2)
- 【請求項１】 遠心圧縮機のインペラリーディングエッ
ジ直前のシュラウド内面に背の低いガイドベーンを設
け、吸込部外周を流れる空気流にインペラの回転方向と
逆方向の予旋回を与えることを特徴とする遠心圧縮機吸
込部の構造。 - 【請求項２】 ガイドベーンの背の高さは、インペラリ
ーディングエッジの半径方向の高さの１／２より低く、
インペラリーディングエッジとシュラウド内面との間の
隙間よりも高い請求項１記載の遠心圧縮機吸込部の構
造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9145374A JPH10331792A (ja) | 1997-06-03 | 1997-06-03 | 遠心圧縮機吸込部の構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9145374A JPH10331792A (ja) | 1997-06-03 | 1997-06-03 | 遠心圧縮機吸込部の構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10331792A true JPH10331792A (ja) | 1998-12-15 |
Family
ID=15383759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9145374A Pending JPH10331792A (ja) | 1997-06-03 | 1997-06-03 | 遠心圧縮機吸込部の構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10331792A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001289197A (ja) * | 2000-04-07 | 2001-10-19 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 遠心圧縮機の作動域拡大方法及び装置 |
| CN102536890A (zh) * | 2010-12-15 | 2012-07-04 | 上海宝钢工业检测公司 | 一种防粘灰的转炉一次风机叶轮 |
| CN105298868A (zh) * | 2015-12-01 | 2016-02-03 | 珠海格力电器股份有限公司 | 双头悬挂式离心机及其二级入口结构 |
| CN110081026A (zh) * | 2019-05-16 | 2019-08-02 | 西安交通大学 | 一种用于减弱离心压缩机叶顶泄漏流的进口导叶及调节方法 |
-
1997
- 1997-06-03 JP JP9145374A patent/JPH10331792A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001289197A (ja) * | 2000-04-07 | 2001-10-19 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 遠心圧縮機の作動域拡大方法及び装置 |
| CN102536890A (zh) * | 2010-12-15 | 2012-07-04 | 上海宝钢工业检测公司 | 一种防粘灰的转炉一次风机叶轮 |
| CN105298868A (zh) * | 2015-12-01 | 2016-02-03 | 珠海格力电器股份有限公司 | 双头悬挂式离心机及其二级入口结构 |
| CN105298868B (zh) * | 2015-12-01 | 2019-04-26 | 珠海格力电器股份有限公司 | 双头悬挂式离心机及其二级入口结构 |
| CN110081026A (zh) * | 2019-05-16 | 2019-08-02 | 西安交通大学 | 一种用于减弱离心压缩机叶顶泄漏流的进口导叶及调节方法 |
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