JPWO2017141312A1 - 遠心圧縮機、および、過給機 - Google Patents
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Abstract
Description
さらに特許文献1では、コスト低減の観点から上述した平行流生成手段を、アルミ材又は樹脂で一体に形成することが開示されている。
この発明は、吸気温度の上昇を抑制して圧縮性能を向上することができる遠心圧縮機、および、過給機を提供することを目的とする。
このように構成することで、羽根車出口流路、および、スクロールから羽根車入口流路への熱伝導経路を介して、インペラにより昇温された空気が流通する少なくとも羽根車出口流路とスクロールとからの熱が、羽根車入口流路へ伝達されることを、熱伝導抑制部によって抑制できる。その結果、吸気温度の上昇を抑制して圧縮性能を向上することができる。
このように構成することで、熱伝導経路の途中に熱伝導抑制部を配置するだけで、少なくとも羽根車出口流路、および、スクロールから羽根車入口流路へ熱が伝達されることを容易に抑制できる。
このように構成することで、熱伝導抑制部の強度を確保しつつ、少なくとも羽根車出口流路、および、スクロールから羽根車入口流路への熱伝導を抑制できる。
このように構成することで、インペラと熱伝導抑制部とが接触した場合でも、インペラが大きく損傷することがない。そのため、インペラと熱伝導抑制部とのクリアランスを小さくすることができる。さらに、インペラのブレードと対向する位置に熱伝導抑制部を配置できるため、より一層、羽根車流路から羽根車入口流路への熱伝導を抑制できる。その結果、圧縮性能の更なる向上を図ることができる。
このように構成することで、熱伝導抑制部を別部材として形成する場合よりも、部品点数を低減することができる。
このようにすることで、タービンの回転数を増加させずに、空気をより昇圧させることができる。言い換えれば、熱伝導抑制部を備えていない過給器と同一の過給圧を得ようとした場合、タービンの回転数を低下させることができる。
そのため、過給機を搭載するシステム全体の省エネルギー化を図ることができる。
次に、この発明の第一実施形態における遠心圧縮機、および、過給機を図面に基づき説明する。
図1は、この発明の第一実施形態におけるターボチャージャの断面図である。
図1に示すように、ターボチャージャ(過給器)1Aは、タービンホイール2、コンプレッサホイール(インペラ)3、回転軸4、ジャーナルベアリング(軸受)5A,5B、及びハウジング6を備えている。このターボチャージャ1Aは、例えば、回転軸4が水平方向に延在するような姿勢で自動車等にエンジンの補機として搭載される。ここで、図1に示す一点鎖線は、回転軸4の中心軸(軸線)Cを示している。
回転軸4及びコンプレッサホイール3は、タービンホイール2の回転に伴って中心軸Cを中心に回転する。
コンプレッサホイール3は、いわゆるインペラであって、回転軸4が回転することによって空気を遠心圧縮する。より具体的には、中心軸Cの延びる方向で第二側から流入する空気(吸気)を昇圧および昇温して、その径方向外側に形成されるディフューザ(羽根車出口流路)13へと送り出す。
図2に示すように、コンプレッサケーシング10は、ホイール入口流路11と、ホイール流路12と、ディフューザ13と、スクロール14と、を形成する。コンプレッサケーシング10は、ケーシング本体15と、熱伝導抑制部16とによって構成されている。
本体部24は、上述した装着凹部21に収容される。この本体部24は、装着凹部21と同様に、中心軸Cと平行に延びるリング状に形成されている。本体部24は、コンプレッサケーシング10に固定するための突起26を備えおり、本体部24は、この突起26の貫通孔(図示せず)を介してビス等によりコンプレッサケーシング10に固定されている。
その結果、吸気温度の上昇を抑制して圧縮性能を向上することができる。
そのため、ターボチャージャ1Aを搭載するシステム全体の省エネルギー化を図ることができる。
次に、この発明の第二実施形態を図面に基づき説明する。この第二実施形態は、上述した第一実施形態と熱伝導抑制部の構成が異なるだけである。そのため、第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複する説明を省略する。
図3に示すように、この第二実施形態におけるターボチャージャは、コンプレッサPを備えている。このコンプレッサPは、コンプレッサホイール3と、コンプレッサケーシング10とを備えている。
熱伝導抑制部116は、第一実施形態の熱伝導抑制部16と同様に、ホイール流路12、ディフューザ13、および、スクロール14からホイール入口流路11への熱伝導を抑制する。この第二実施形態における熱伝導抑制部116は、ホイール入口流路11を形成するコンプレッサケーシング10の傾斜部17および一般部18と、ホイール流路12の内面12bとを連続して形成する。
次に、この発明の第三実施形態を図面に基づき説明する。この第二実施形態は、上述した第一実施形態と熱伝導抑制部の構成が異なるだけである。そのため、第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複する説明を省略する。
図4に示すように、この第三実施形態におけるターボチャージャのコンプレッサPは、コンプレッサホイール3と、コンプレッサケーシング10とを備えている。
吸気管部27は、外部から空気を取り込む流路を形成する管状をなしている。つまり、この第三実施形態の熱伝導抑制部216は、外部から空気を取り込む吸気管を一体に備えている。
この熱伝導抑制部216は、本体部224と、入口流路形成部225と、吸気管部27とが、第一実施形態と同じ材質で一体に成形されている。
この発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した各実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な形状や構成等は一例にすぎず、適宜変更が可能である。
この発明の熱伝導抑制部は、ディフューザ13、および、スクロール14からホイール入口流路11への熱伝導経路(図5中、破線矢印で示す)に配されて、この熱伝導経路による熱伝導を抑制できるように構成しても良い。
この場合、熱伝導抑制部(本体部)316を装着する装着凹部121は、スクロール14とホイール流路12との間の中間部20において、第二側(図5中、左側)から中心軸Cに沿ってブレード部19の前縁19aよりもタービンT側(第一側、図5中、右側)にまで延びるように形成されていればよい。
2 タービンホイール
3 コンプレッサホイール(インペラ)
4 回転軸
4a 第一端部
4b 第二端部
4n ネジ部
5A ジャーナルベアリング
5B ジャーナルベアリング
6 ハウジング
10 コンプレッサケーシング(ケーシング)
11 ホイール入口流路(羽根車入口流路)
12 ホイール流路(羽根車流路)
12a 最外周部
12b 内面
13 ディフューザ(羽根車出口流路)
13a 内面
14 スクロール
14a 端部
15 ケーシング本体
16,116 熱伝導抑制部
16a 端部
17 傾斜部
18 一般部
19 ブレード部
19a 前縁
19g 外縁
20 中間部
20a 側面
21b 端部
21,121 装着凹部
22 突出部
24,124,224 本体部
25,125,225,325 入口流路形成部
26 突起
27 吸気管部
31 ナット
60a 開口部
60b 開口部
61A ベアリング収容部
61B ベアリング収容部
C 中心軸
P コンプレッサ
T タービン
Claims (6)
- 羽根車入口流路、羽根車流路、羽根車出口流路、及び、スクロールを形成するケーシングと、
前記羽根車流路に配されたインペラと、を備え、
前記ケーシングは、
ケーシング本体と、
少なくとも前記羽根車出口流路、および、前記スクロールから羽根車入口流路への熱伝導経路に配されて、少なくとも前記羽根車出口流路、および、前記スクロールから羽根車入口流路への熱伝導を抑制する熱伝導抑制部と、を備える遠心圧縮機。 - 前記熱伝導抑制部は、
前記ケーシング本体よりも熱伝導率の低い材質で形成されている請求項1に記載の遠心圧縮機。 - 前記熱伝導抑制部は、
炭素繊維強化プラスチック、又は、ガラス繊維強化プラスチックで形成されている請求項2に記載の遠心圧縮機。 - 前記熱伝導抑制部は、
前記インペラの接触により切削される快削材からなり、前記インペラをカバーするカバー部を形成する請求項1に記載の遠心圧縮機。 - 前記熱伝導抑制部は、
外部から空気を取り込む吸気管と一体に形成されている請求項1から3の何れか一項に記載の遠心圧縮機。 - 請求項1から5の何れか一項に記載の遠心圧縮機を備える過給器。
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