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
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- impeller
- angle
- leading edge
- centrifugal compressor
- shroud
- Prior art date
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- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
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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