WO2014170954A1 - 排気ターボ過給機のコンプレッサ - Google Patents

排気ターボ過給機のコンプレッサ Download PDF

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WO2014170954A1
WO2014170954A1 PCT/JP2013/061284 JP2013061284W WO2014170954A1 WO 2014170954 A1 WO2014170954 A1 WO 2014170954A1 JP 2013061284 W JP2013061284 W JP 2013061284W WO 2014170954 A1 WO2014170954 A1 WO 2014170954A1
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gas
egr
groove
passage
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正和 田畑
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トヨタ自動車株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an exhaust turbocharger compressor, and more particularly to an exhaust turbocharger compressor applied to an exhaust gas recirculation (EGR) system.
  • EGR exhaust gas recirculation
  • Patent Document 1 discloses introducing EGR gas into a compressor of an exhaust turbocharger.
  • This compressor includes an annular EGR passage in an outer peripheral portion of a housing that houses an impeller.
  • two reflux ports for introducing EGR gas into the compressor are formed.
  • the first reflux port opens in the air passage at the impeller inlet.
  • the second reflux port opens to the air passage on the upstream side of the impeller inlet.
  • EGR gas that has flowed into the annular passage from the exhaust system of the internal combustion engine flows along the outer periphery of the annular passage, and passes through the first return port or the second return port depending on the amount of intake air flowing through the intake passage.
  • Flow into the compressor Specifically, when the intake air amount is small, the EGR gas in the annular passage flows into the compressor via the first reflux port. When the amount of intake air is large, the EGR gas in the annular passage flows into the compressor via the second reflux port. This is due to the difference between the pressure in the annular passage and the pressure at the impeller inlet. According to the compressor having such a configuration, the interference between the EGR gas and the fresh air can be suppressed when the intake air amount is small, and the EGR gas can be directly introduced into the impeller inlet when the intake air amount is large.
  • the EGR gas contains water vapor. Therefore, condensed water may be generated when the EGR gas is cooled. In particular, when the outside air temperature is low, the temperature of the constituent members of the compressor is also low. Therefore, there is a possibility that the EGR gas is cooled by the constituent members and condensed water is generated.
  • the generated condensed water flows into the compressor together with EGR gas and intake air.
  • the impeller may be damaged when the compressor flows in. Therefore, it is desirable to suppress the generation of condensed water upstream of the impeller as much as possible.
  • the compressor of Patent Document 1 is configured such that when the amount of intake air flowing through the intake passage is large, the intake air flows into the annular passage from the first return port. Therefore, when the outside air temperature is low and the amount of intake air is large, the inner wall of the annular passage may be cooled by the intake air flowing into the annular passage from the first reflux port. Then, as a result of the EGR gas being cooled by the inner wall of the annular passage or the intake air flowing into the annular passage, condensed water may be generated in the annular passage. In addition, the condensed water generated may be combined in the annular passage, and the size of the condensed water may be increased.
  • an object of the present invention is to provide a compressor for an exhaust turbocharger that can suppress the generation of condensed water by the constituent members.
  • a first invention is a compressor for an exhaust turbocharger, An impeller coupled to the shaft of the exhaust turbine; An inlet communicating with an intake passage of the internal combustion engine upstream of the impeller; An annular space formed to surround the inlet and in communication with the inlet and the EGR passage, The annular space communicates with the inlet at one end on the intake passage side, communicates with the EGR passage on the impeller side rather than the communication portion with the inlet, and is closed on the impeller side than the communication portion with the EGR passage. And The inner diameter of the inlet at the intake passage side end is larger than the inner diameter at the inlet side end of the intake passage.
  • the second invention is the first invention, wherein A part of the closed end of the annular space is formed closer to the intake passage than the other closed ends.
  • the third invention is the second invention, wherein The part of the closed end is formed in a downstream region of a swirling flow of EGR gas flowing through the annular space in a radial cross section of the inlet including a gas outlet of the EGR passage, The other closed end is formed so as to move away from the inlet passage side of the inlet toward the upstream region of the swirling flow of EGR gas flowing through the annular space.
  • the intake passage is bent upstream of the inlet;
  • a center axis of the annular space is located on a bent outer side of the intake passage with respect to a rotation center axis of the shaft.
  • the gas outlet of the EGR passage is inserted into the annular space, In the radial cross section of the inlet including the gas outlet, the central axis of the EGR passage passing through the center of the gas outlet is inclined toward the tangential side of the sectional circle of the annular space.
  • the gas outlet of the EGR passage is disposed to face the closed end of the annular space, In a cross section in the axial direction of the inlet including the gas outlet, a center axis of the EGR passage passing through the center of the gas outlet is inclined toward the rotation center axis of the shaft.
  • the EGR gas that has flowed into the annular space from the EGR passage can overflow from the communication portion with the inlet and flow along the outer peripheral wall of the inlet. Contact can be suppressed. Therefore, the temperature drop of EGR gas by the said outer peripheral wall can be suppressed. Moreover, the heat retaining property of the outer peripheral wall can be improved by flowing high-temperature EGR gas along the outer peripheral wall. Therefore, even if condensed water is generated at the inlet, the increase in size can be suppressed by heat transfer from the outer peripheral wall.
  • the inner diameter at the inlet passage side end of the inlet is larger than the inner diameter at the inlet side end portion of the intake passage, it is possible to suppress the intake air from flowing into the annular space. Therefore, it is possible to suppress the temperature drop of the EGR gas due to the intake air.
  • the EGR gas that has flowed into the annular space from the EGR passage is reflected at the closed end of the annular space and overflows from the communication point with the inlet.
  • the EGR gas reflected to the part of the closed end is reflected to the other closed end. It can be overflowed in a shorter time than EGR gas. Therefore, even if condensed water is generated in the annular space, it can be discharged into the inlet before its size increases.
  • the partial closed end is formed in the downstream region of the swirling flow of the EGR gas flowing through the annular space, and the swirling flow Since the other closed end is formed so as to move away from the inlet passage side end of the inlet toward the upstream region, the radial flow of EGR gas from the other closed end toward the partially closed end can be smoothed. . Accordingly, it is possible to improve the drainage of the condensed water generated in the annular space.
  • the central axis of the annular space is located on the bent outer side of the intake passage with respect to the rotational center axis of the shaft, the intake air is not even when the intake passage is bent upstream of the inlet. It can suppress flowing into the annular space.
  • the gas outlet of the EGR passage is inserted into the annular space, and the central axis of the EGR passage passing through the center of the gas outlet is set in the annular space in the radial cross section of the inlet including the gas outlet. Since it is inclined toward the tangential side of the cross-sectional circle, the collision of the EGR gas flowing into the annular space from the EGR passage to the inner peripheral wall can be mitigated. Therefore, the radial flow of EGR gas in the annular space can be made smooth.
  • the gas outlet of the EGR passage is disposed so as to face the closed end of the annular space, and EGR passing through the center of the gas outlet in the axial cross section of the inlet including the center of the gas outlet. Since the center axis of the passage is inclined toward the rotation center axis of the shaft, the EGR gas flowing into the annular space from the EGR passage can directly collide with and be reflected at the closed end of the annular space. Therefore, the EGR gas reflected to the closed end can overflow in a short time. Therefore, even if condensed water is generated in the annular space, it can be discharged into the inlet before its size increases.
  • FIG. 6 is a diagram showing a modification of the compressor of the first embodiment.
  • FIG. 6 is a view showing a modified example of the intake passage connectable to the compressor of the first embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram showing a modification of the compressor of the first embodiment.
  • FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of a compressor 60 according to Embodiment 2.
  • FIG. FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the flow of LPL gas in a groove.
  • 6 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of a compressor 70 according to Embodiment 3.
  • FIG. FIG. 6 is a diagram for explaining the flow of LPL gas in a groove.
  • FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view in the vicinity of a compressor 80 according to a fourth embodiment. It is AA 'sectional drawing of FIG. It is a figure for demonstrating the flow of the LPL gas in the groove
  • FIG. FIG. 10 is a diagram showing a modification of the compressor of the fourth embodiment.
  • FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of a compressor 90 according to a fifth embodiment. It is AA 'sectional drawing of
  • FIG. 1 is a diagram for explaining an overall configuration of an EGR system including a compressor according to the first embodiment.
  • the EGR system includes an engine 10 as an internal combustion engine.
  • Each cylinder of the engine 10 is provided with a piston, an intake valve, an exhaust valve, a fuel injector, and the like. Note that the number of cylinders and the cylinder arrangement of the engine 10 are not particularly limited.
  • the EGR system has a supercharger 12.
  • the supercharger 12 includes a turbine 16 provided in the exhaust passage 14 and a compressor 20 provided in the intake passage 18.
  • the turbine 16 and the compressor 20 are connected to each other.
  • the turbine 16 receives the exhaust pressure and rotates, thereby driving the compressor 20 and compressing the gas flowing into the compressor 20.
  • the intake passage 18 is provided with an intercooler 22 for cooling the compressed gas.
  • the EGR system includes an EGR passage 24 for introducing a low pressure loop (LPL) EGR gas.
  • the EGR passage 24 connects the exhaust passage 14 downstream of the turbine 16 and the compressor 20.
  • An EGR cooler 26 that cools the EGR gas is provided in the middle of the EGR passage 24.
  • An EGR valve 28 that controls the flow rate of EGR gas is provided in the EGR passage 24 downstream of the EGR cooler 26.
  • the low-pressure loop EGR gas is referred to as “LPL gas”.
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the compressor 20 of FIG.
  • the compressor 20 includes an impeller 30, a housing 32, and a connecting shaft 34.
  • the impeller 30 is connected to an impeller (not shown) of the turbine 16 via a connecting shaft 34.
  • the housing 32 supports the connecting shaft 34 rotatably.
  • the housing 32 includes an inlet 36 for introducing gas to the suction side of the impeller 30, an annular groove 38 formed on the outer periphery of the inlet 36, a spiral scroll 40 formed on the outer periphery of the impeller 30, and the impeller 30.
  • a diffuser 42 that communicates between the discharge side and the scroll 40 is formed.
  • the inner diameter ID 38 of the groove 38 is processed to be larger than the inner diameter ID 18 of the gas outlet end (inlet 36 side end) of the intake passage 18.
  • the groove 38 communicates with the inlet 36 on the intake passage 18 side.
  • the impeller 30 side of the groove 38 is closed.
  • a gas outlet of the EGR passage 24 is connected to the middle of the groove 38.
  • the downstream end of the EGR passage 24 including the gas outlet is disposed orthogonal to the groove 38.
  • 3 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. As shown in FIG. 3, the gas outlet 44 of the EGR passage 24 is inserted into the housing 32 and communicates with the groove 38.
  • FIG. 4 is a view for explaining the gas flow in the compressor 20 and the heat transfer phenomenon in the housing 32.
  • the LPL gas that has flowed into the groove 38 from the EGR passage 24 collides with the inner peripheral wall of the groove 38 and then diffuses throughout the groove 38 while turning along the inner peripheral wall. Since the impeller 30 side of the groove 38 is closed, the LPL gas in the groove 38 overflows from the intake passage 18 side. Further, as shown in FIG. 4, intake air flows into the compressor 20 from the intake passage 18 side. Therefore, the LPL gas overflowing from the groove 38 is sent to the impeller 30 together with the intake air.
  • the inner diameter ID 38 is processed to be larger than the inner diameter ID 18 . Therefore, as shown in FIG. 4, the intake air flowing into the inlet 36 from the intake passage 18 side is sent to the impeller 30 without flowing into the groove 38. Further, the LPL gas overflowing from the groove 38 flows along the outer peripheral wall of the inlet 36. That is, in the housing 32, the intake air flows in the central portion and the LPL gas flows in the outer peripheral portion thereof.
  • the compressor 20 of the present embodiment since the above-described gas flow can be formed, mixing of the LPL gas and the intake air is suppressed. Therefore, the temperature drop due to the intake air of the LPL gas can be suppressed.
  • the LPL gas can flow along the outer peripheral wall of the inlet 36, the contact of the intake air with the outer peripheral wall can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress the temperature drop of the LPL gas due to the outer peripheral wall. Therefore, generation
  • the heat retaining property of the outer peripheral wall of the inlet 36 can be improved.
  • the temperature of the outer peripheral wall of the inlet 36 increases due to heat transfer from the LPL gas. (FIG. 4 (i)).
  • the temperature of the outer peripheral wall rises also in the vicinity of the impeller 30 due to heat transfer from the LPL gas (FIG. 4 (ii)).
  • the temperature of the outer peripheral wall also rises due to heat transfer from the LPL gas (about 100 to 150 ° C.) in the scroll 40 (FIG. 4 (iii)). Therefore, even if condensed water is generated in the inlet 36, the increase in size can be suppressed by heat transfer from the outer peripheral wall.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the flow of gas in a conventional compressor.
  • the conventional compressor 50 has an EGR passage 54 connected to the compressor side end of the intake passage 52. Since the downstream side of the EGR passage 54 is bent in an L shape, the LPL gas can flow along the outer peripheral wall of the inlet 56 and the intake air can flow inside thereof. However, since there is a distance from the connection port of the EGR passage 54 to the impeller 58, the LPL gas and the intake air may be mixed upstream of the impeller 58, and the temperature of the LPL gas may decrease. In addition, the LPL gas may be cooled in the intake passage 52 at the L-shaped bent portion, and condensed water may be generated.
  • the gas inlet end (the end on the intake passage 18 side) of the inlet 36 is closer to the impeller 30 than the gas outlet end portion of the intake passage 18.
  • LPL gas can be introduced. Therefore, mixing of the LPL gas and the intake air upstream of the impeller 30 can be suppressed.
  • the LPL gas overflowing from the groove 38 can be made to flow along the outer peripheral wall of the inlet 36 with improved heat retention. Therefore, generation
  • FIG. 6 is a view showing a modification of the compressor of the first embodiment.
  • the groove diameter of the groove 38 may be increased as it goes from the intake passage 18 toward the impeller 30.
  • the groove diameter of the groove 38 may be reduced as it goes from the intake passage 18 to the impeller 30.
  • the groove width of the groove 38 may be increased as it goes from the intake passage 18 toward the impeller 30.
  • the inner diameter ID 36 of the gas inlet end of the inlet 36 if it is processed greater than the gas outlet end of the inner diameter ID 18 of the intake passage 18 can be suppressed from flowing into the groove 38 of the intake air. Therefore, as long as the inner diameter ID 36 is processed to be larger than the inner diameter ID 18 , the shape of the groove 38 can be variously modified.
  • a closed end 46 of the groove 38 may be formed immediately downstream of the gas outlet of the EGR passage 24. If the impeller 30 side is closed from the gas outlet of the EGR passage 24 in the groove 38, the flow of the LPL gas described with reference to FIG. 4 can be generated. Therefore, as long as the impeller 30 side is closed from the gas outlet of the EGR passage 24, the groove depth of the groove 38 (distance from the gas inlet end of the inlet 36 to the closed end 46) can be variously modified.
  • FIG. 7 is a view showing a modification of the intake passage connectable to the compressor of the first embodiment.
  • the gas outlet end portion of the intake passage 48 is partially narrowed in inner diameter and is expanded again on the compressor 20 side. Even with such an intake passage 48, intake air flowing into the inlet 36 from the intake passage 18 side can be sent to the impeller 30 without flowing into the groove 38.
  • the inner diameter ID 36 of the gas inlet end of the inlet 36 to the extent that is processed larger than the minimum inner diameter ID 48 at the gas outlet end of the intake passage 48, the shape of the gas outlet end portion of the intake passage 18 various modifications of Is possible.
  • the EGR passage 24 has one gas outlet, but there may be a plurality of gas outlets.
  • FIG. 8 is a view showing a modification of the compressor of the first embodiment. As shown in FIG. 8, two gas outlets 44 may be provided. If the EGR passage 24 communicates with the EGR passage 24 on the impeller 30 side of the groove 38 from the communication portion with the inlet 36, and the impeller 30 side is closed with respect to the communication portion of the groove 38 with the EGR passage 24, FIG. It is possible to generate a flow of LPL gas. Therefore, as long as such a positional relationship is established, the number of gas outlets 44 can be variously modified.
  • the turbine 16 is the “exhaust turbine” of the first invention
  • the intake passage 18 is the “intake passage” of the invention
  • the EGR passage 24 is the “EGR passage” of the invention.
  • the impeller 30 corresponds to the “impeller” of the invention
  • the connecting shaft 34 corresponds to the “shaft” of the invention
  • the inlet 36 corresponds to the “inlet” of the invention
  • the groove 38 corresponds to the “annular space” of the invention. ing.
  • Embodiment 2 a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • the groove 38 and the EGR passage are orthogonal to each other as in the first embodiment.
  • this embodiment differs from the EGR passage 24 of the first embodiment in that the gas outlet of this EGR passage is arranged in the tangential direction of the cross-sectional circle of the groove 38.
  • this difference will be mainly described.
  • FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the compressor 60 of the second embodiment.
  • the EGR passage 62 is disposed orthogonally to the groove 38.
  • the gas outlet 64 of the EGR passage 62 opens in the groove 38.
  • 10 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG.
  • the EGR passage 62 is inserted into the housing 32.
  • the central axis CA 62 of the EGR passage 62 passing through the center C 64 of the gas outlet 64 is parallel with the tangential line TL 38 of the cross section circle described by the inner peripheral wall of the groove 38.
  • FIG. 11 is a view for explaining the flow of the LPL gas in the groove 38.
  • the LPL gas that has flowed into the groove 38 from the EGR passage 24 collides with the inner peripheral wall of the groove 38 the flow of the LPL gas may be disturbed.
  • the LPL gas flowing into the groove 38 from the EGR passage 62 can be swung along the inner peripheral wall without colliding with the inner peripheral wall of the groove 38. It becomes possible. Therefore, since the flow rate of the LPL gas flowing in the groove 38 can be made uniform, the temperature of the outer peripheral wall of the inlet 36 can be increased uniformly. 10 and 11, the turning direction of the LPL gas is the same as the rotation direction of the impeller, but may be reversed.
  • the central axis CA 62 is arranged in parallel with the tangent TL 38.
  • the central axis CA 62 may not be parallel to the tangent TL 38 . If the central axis CA 62 is not perpendicular to the tangent TL 38 (that is, if the central axis CA 62 is inclined toward the tangential TL 38 ), the collision of the LPL gas with the inner peripheral wall of the groove 38 can be mitigated. Therefore, as long as the central axis CA 62 are inclined tangentially TL 38 side, the positional relationship between the center axis CA 62 and the tangent TL 38 can be modified in various ways.
  • the gas outlet 44 is the “gas outlet” of the fifth invention
  • the center axis CA 62 is the “center axis” of the invention
  • the tangent TL 38 is the “tangent” of the invention.
  • Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • an EGR passage is connected to the groove 38 as in the first embodiment.
  • the gas outlet of the EGR passage is disposed so as to face the closed end of the groove 38 on the impeller 30 side, and the EGR passage is inclined toward the connecting shaft 34 side. This is different from the EGR passage 24 of the first embodiment.
  • this difference will be mainly described.
  • FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the compressor 70 of the third embodiment.
  • the gas outlet 74 of the EGR passage 72 is disposed so as to face the closed end 76 of the groove 38.
  • the central axis CA 72 of the EGR passage 72 passing through the center C 74 of the gas outlet 74 is inclined with respect to the rotation center axis CA 34 of the connecting shaft 34.
  • FIG. 13 is a view for explaining the flow of the LPL gas in the groove 38.
  • FIG. 13 (a) corresponds to the flow of LPL gas flowing into the groove 38 from the EGR passage 72
  • FIG. 13 (b) corresponds to the flow of LPL gas flowing into the groove 38 from the EGR passage 24 of the first embodiment. is doing.
  • the EGR gas overflows from the groove 38, flows along the outer peripheral wall of the inlet 36, and is sent to the impeller 30. This point is as described in the first embodiment.
  • the LPL gas that has flowed into the groove 38 from the EGR passage 72 violently collides with the closed end 76 and is reflected, and overflows from the intake passage 18 side (FIG. 13A).
  • the LPL gas that has flowed into the groove 38 from the EGR passage 24 collides with the closed end 46 after colliding with the inner peripheral wall of the groove 38, is reflected, and overflows from the intake passage 18 side (FIG. 13B). This is due to the fact that the center axis CA 24 of the EGR passage 24 passing through the center C 44 of the gas outlet 44 is perpendicular to the rotation center axis CA 34 .
  • the LPL gas flowing in from the EGR passage 72 can be directly collided with the closed end 76 and reflected. Therefore, a strong LPL gas flow from the closed end 76 toward the intake passage 18 can be generated in the groove 38. Therefore, even if the condensed water shown in FIG. 13 is generated in the groove 38, the condensed water can be discharged out of the groove 38 in this flow.
  • the gas outlet 74 is the “gas outlet” of the sixth invention
  • the closed end 76 is the “closed end” of the invention
  • the center axis CA 72 is the “center axis” of the invention.
  • the rotation center axis CA 34 corresponds to the “rotation center axis” of the present invention.
  • FIG. 14 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the compressor 80 according to the fourth embodiment.
  • the groove depth GD 82 of the groove 82 (the distance from the gas inlet end of the inlet 36 to the closed end 84) is the groove depth GD 38 of the groove 38 (from the gas inlet end of the inlet 36 to the closed end). (Distance up to 76).
  • FIG. 15 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. As shown in FIG. 15, the groove 82 is formed on the opposite side of the gas outlet 44.
  • the arrows in the figure indicate the flow of LPL gas. That is, the groove 82 is formed in the downstream region of the swirling flow of the LPL gas that flows from the EGR passage 24.
  • the EGR passage 24 is connected to the housing 32 from above in the gravitational direction (vertical direction). That is, the groove 82 is located below the gravitational direction.
  • FIG. 16 is a view for explaining the flow of the LPL gas in the grooves 38 and 82.
  • FIG. 16A corresponds to the flow of LPL gas in the groove 82
  • FIG. 16B corresponds to the flow of LPL gas in the groove 38.
  • the EGR gas overflows from the grooves 38 and 82, flows along the outer peripheral wall of the inlet 36, and is sent to the impeller 30. This point is as described in the first embodiment.
  • the groove depth GD 82 is processed to be shallower than the groove depth GD 38
  • the LPL gas in the groove 82 overflows in a shorter time than the LPL gas in the groove 38.
  • the arrow shown in FIG. 16 has shown the movement distance per unit time of LPL gas. That is, the EGR gas in the groove 82 moves to a location closer to the impeller 30 than the EGR gas in the groove 38.
  • the LPL gas in the groove 82 can be sent to the impeller 30 in a shorter time than the LPL gas in the groove 38. Therefore, as shown in FIG. 16, even if condensed water is generated in the groove 38, it can be sent out from the groove 82 to the impeller 30 before the size of the condensed water increases.
  • the groove 82 is located below the gravity direction. Therefore, the condensed water can be sent out from the groove 82 more smoothly.
  • the groove depth GD 38 is constant. However, the groove depth increases from the groove 82 toward the upstream region of the swirling flow of EGR gas (as it approaches the gas outlet 44 from the groove 82). GD 38 may be processed so as to gradually become deeply. If the depth GD 38 is processed in this manner, the condensed water can be sent out from the groove 82 more smoothly.
  • FIG. 17 is a diagram showing a modification of the compressor of the fourth embodiment. As shown in FIG. 17A, the gas outlet 44 may be provided below the position of FIG. 15 in the gravity direction, and the groove 82 may be formed above the position of FIG.
  • FIG. 17B is a diagram showing an example of the location where the groove 82 is formed in the case of FIG.
  • FIG. 17 (b) when the central axes CA 62 and TL 38 are parallel, the groove 82 can be formed in the downstream region of the swirling flow of the EGR gas flowing from the gas outlet 64.
  • FIG. 17C is a diagram showing an example of a location where the groove 82 is formed when two gas outlets 64 are arranged. As shown in FIG. 17C, when two gas outlets 64 are arranged, the grooves 82 can be formed in each of the downstream areas of the swirling flow of the EGR gas flowing from the gas outlet 64.
  • the present embodiment can be variously modified.
  • the closed end 84 corresponds to the “partially closed end” of the second invention, and the closed end 76 corresponds to the “other closed end” of the invention.
  • FIG. 18 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the compressor 90 according to the fifth embodiment.
  • the intake passage 92 is bent toward the EGR passage 24 side. Also, it does not coincide with the center axis CA 38 of the rotation center axis CA 34 and the groove 38 of the connecting shaft 34.
  • the center axis CA 38 is offset to the outer side of the bend having a large radius of curvature Rb (> Ra) with respect to the rotation center axis CA 34 .
  • 19 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. As shown in FIG. 19, the center axis CA 38 is offset in a direction away from the gas outlet 44 with respect to the rotation center axis CA 34 .
  • the center axis CA 38 corresponds to the “center axis” of the fourth invention
  • the rotation center axis CA 34 corresponds to the “rotation center axis” of the invention.

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Abstract

　コンプレッサ２０は、インペラ３０とハウジング３２と連結軸３４とを備えている。ハウジング３２には、インペラ３０の吸引側にガスを導くインレット３６と、インレット３６の外周に形成された円環状の溝３８とが形成されている。溝３８は、吸気通路１８側においてインレット３６と連通している。溝３８のインペラ３０側は閉塞されている。溝３８の途中には、ＥＧＲ通路２４のガス出口が接続されている。溝３８の内径ＩＤ３８は、吸気通路１８のガス出口端部（インレット３６側端部）の内径ＩＤ１８よりも大きく加工されている。

Description

排気ターボ過給機のコンプレッサ
　本発明は、排気ターボ過給機のコンプレッサに関し、より詳細には、排気還流（ＥＧＲ）システムに適用される排気ターボ過給機のコンプレッサに関する。
　従来、内燃機関の吸気系にＥＧＲガスを導入することが公知である。例えば、特許文献１には、排気ターボ過給機のコンプレッサにＥＧＲガスを導入することが開示されている。このコンプレッサは、インペラを収納するハウジングの外周部位に環状のＥＧＲ通路を備えている。この環状通路には、ＥＧＲガスをコンプレッサ内に導入する２つの還流口が形成されている。第１の還流口は、インペラ入口の空気通路に開口している。第２の還流口は、当該インペラ入口よりも上流側の空気通路に開口している。
　内燃機関の排気系から環状通路に流入したＥＧＲガスは、環状通路の外周に沿って流れ、吸気通路を流れる吸入空気の量に応じて、第１の還流口または第２の還流口を経由してコンプレッサ内に流入する。具体的に、吸入空気量が少ない場合、環状通路内のＥＧＲガスは第１の還流口を経由してコンプレッサ内に流入する。吸入空気量が多い場合、環状通路内のＥＧＲガスは第２の還流口を経由してコンプレッサ内に流入する。これは、環状通路内の圧力とインペラ入口での圧力の差に起因するものである。このような構成のコンプレッサによれば、吸入空気量が少ないときはＥＧＲガスと新気との干渉を抑制でき、吸入空気量が多いときはインペラ入口にＥＧＲガスを直接的に導入できる。
日本特開２０１２－１４０８７６号公報 日本特開２０１１－０３２９８４号公報 日本特開２００９－１０８７１６号公報
　ところで、ＥＧＲガスには水蒸気が含まれている。そのため、ＥＧＲガスが冷やされると凝縮水が発生することがある。特に、外気温が低い場合、コンプレッサの構成部材の温度も低いので、当該構成部材によってＥＧＲガスが冷やされて凝縮水が発生する可能性がある。発生した凝縮水は、ＥＧＲガスや吸入空気と共にコンプレッサ内に流入する。ここで、凝縮水のサイズが大きいと、コンプレッサ流入時にインペラを破損するおそれがある。そのため、インペラ上流での凝縮水の発生は、できる限り抑制することが望ましい。
　この点、特許文献１のコンプレッサは、吸気通路を流れる吸入空気量が多い場合、第１の還流口から環状通路に吸入空気が流入する構成となっている。そのため、外気温が低く、尚且つ、吸入空気量が多い場合、第１の還流口から環状通路内に流入した吸入空気によって環状通路の内壁が冷やされる可能性がある。そして、環状通路の内壁、或いは、環状通路内に流入した吸入空気によってＥＧＲガスが冷やされた結果、環状通路内で凝縮水が発生する可能性がある。加えて、発生した凝縮水同士が環状通路内で結合し、凝縮水のサイズが拡大する可能性もある。
　本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものである。即ち、構成部材による凝縮水の発生を抑制可能な排気ターボ過給機のコンプレッサを提供することを目的とする。
　第１の発明は、上記の目的を達成するため、排気ターボ過給機のコンプレッサであって、
　排気タービンのシャフトと連結されたインペラと、
　前記インペラの上流において内燃機関の吸気通路と連通するインレットと、
　前記インレットを取り囲むように形成され、前記インレットおよびＥＧＲ通路と連通する環状空間と、を備え、
　前記環状空間は、前記吸気通路側の一端において前記インレットと連通し、前記インレットとの連通箇所よりも前記インペラ側において前記ＥＧＲ通路と連通し、前記ＥＧＲ通路との連通箇所よりも前記インペラ側が閉塞され、
　前記インレットの吸気通路側端における内径は、前記吸気通路のインレット側端部における内径よりも大きいことを特徴とする。
　また、第２の発明は、第１の発明において、
　前記環状空間の一部の閉塞端が、他の閉塞端よりも前記吸気通路側に形成されていることを特徴とする。
　また、第３の発明は、第２の発明において、
　前記一部の閉塞端は、前記ＥＧＲ通路のガス出口を含む前記インレットの径方向の断面において前記環状空間を流れるＥＧＲガスの旋回流の下流域に形成され、
　前記他の閉塞端は、前記環状空間を流れるＥＧＲガスの旋回流の上流域に向かうほど、前記インレットの吸気通路側から遠ざかるように形成されていることを特徴とする。
　また、第４の発明は、第１乃至第３の発明の何れか１つにおいて、
　前記吸気通路は、前記インレットの上流において屈曲し、
　前記環状空間の中心軸線が、前記シャフトの回転中心軸線よりも前記吸気通路の屈曲外側に位置することを特徴とする。
　また、第５の発明は、第１乃至第４の発明の何れか１つにおいて、
　前記ＥＧＲ通路のガス出口は、前記環状空間に挿入され、
　前記ガス出口を含む前記インレットの径方向の断面において、前記ガス出口の中心を通る前記ＥＧＲ通路の中心軸線が、前記環状空間の断面円の接線側に傾斜していることを特徴とする。
　また、第６の発明は、第１乃至第５の発明のうちの何れか１つにおいて、
　前記ＥＧＲ通路のガス出口は、前記環状空間の閉塞端と向かい合うように配置され、
　前記ガス出口を含む前記インレットの軸方向の断面において、前記ガス出口の中心を通る前記ＥＧＲ通路の中心軸線が、前記シャフトの回転中心軸線側に傾斜していることを特徴とする。
　第１の発明によれば、ＥＧＲ通路から環状空間に流入したＥＧＲガスをインレットとの連通箇所から溢れ出させ、インレットの外周壁に沿って流すことができるので、当該外周壁への吸入空気の接触を抑制できる。従って、当該外周壁によるＥＧＲガスの温度低下を抑制できる。また、高温のＥＧＲガスを上記外周壁に沿って流すことで上記外周壁の保温性を向上させることもできる。従って、インレットで凝縮水が発生したとしても、上記外周壁からの伝熱によってそのサイズの拡大を抑制することができる。
　また、第１の発明によれば、インレットの吸気通路側端における内径が、吸気通路のインレット側端部における内径よりも大きいので、吸入空気が環状空間に流入するのを抑制できる。従って、吸入空気によるＥＧＲガスの温度低下をも抑制できる。
　ＥＧＲ通路から環状空間に流入したＥＧＲガスは、環状空間の閉塞端で反射し、インレットとの連通箇所から溢れ出す。第２の発明によれば、一部の閉塞端を他の閉塞端よりも吸気通路側に形成したので、この一部の閉塞端に反射させたＥＧＲガスを、他の閉塞端に反射させたＥＧＲガスよりも短時間で溢れ出させることができる。従って、環状空間において凝縮水が発生したとしても、そのサイズが拡大する前にインレットに排出することが可能となる。
　第３の発明によれば、ＥＧＲ通路のガス出口を含むインレットの径方向の断面において、環状空間を流れるＥＧＲガスの旋回流の下流域に上記一部の閉塞端を形成し、該旋回流の上流域に向かうほどインレットの吸気通路側端から遠ざかるように上記他の閉塞端を形成したので、上記他の閉塞端から上記一部の閉塞端に向かうＥＧＲガスの径方向の流れをスムーズにできる。従って、環状空間で発生した凝縮水の排出性を向上できる。
　第４の発明によれば、環状空間の中心軸線が、シャフトの回転中心軸線よりも吸気通路の屈曲外側に位置するので、吸気通路がインレットの上流において屈曲する場合であっても、吸入空気が環状空間に流入するのを抑制できる。
　第５の発明によれば、ＥＧＲ通路のガス出口を環状空間に挿入すると共に、当該ガス出口を含むインレットの径方向の断面において、当該ガス出口の中心を通るＥＧＲ通路の中心軸線を環状空間の断面円の接線側に傾斜させたので、ＥＧＲ通路から環状空間に流入したＥＧＲガスの上記内周壁への衝突を緩和できる。従って、環状空間内のＥＧＲガスの径方向の流れをスムーズにできる。
　第６の発明によれば、ＥＧＲ通路のガス出口を環状空間の閉塞端と向かい合うように配置すると共に、当該ガス出口の中心を含むインレットの軸方向の断面において、当該ガス出口の中心を通るＥＧＲ通路の中心軸線を、シャフトの回転中心軸線側に傾斜させたので、ＥＧＲ通路から環状空間に流入したＥＧＲガスを直接、環状空間の閉塞端に衝突、反射させることができる。従って、閉塞端に反射させたＥＧＲガスを短時間で溢れ出させることができる。よって、環状空間において凝縮水が発生したとしても、そのサイズが拡大する前にインレットに排出することが可能となる。
実施の形態１のコンプレッサを含むＥＧＲシステムの全体構成を説明するための図である。 図１のコンプレッサ２０近傍の断面拡大図である。 図３のＡ－Ａ´断面図である。 コンプレッサ２０内のガスの流れおよびハウジング３２内の伝熱現象を説明するための図である。 従来のコンプレッサ内のガスの流れを説明するための図である。 実施の形態１のコンプレッサの変形例を示した図である。 実施の形態１のコンプレッサに接続可能な吸気通路の変形例を示した図である。 実施の形態１のコンプレッサの変形例を示した図である。 実施の形態２のコンプレッサ６０近傍の断面拡大図である。 図９のＡ－Ａ´断面図である。 溝３８内のＬＰＬガスの流れを説明するための図である。 実施の形態３のコンプレッサ７０近傍の断面拡大図である。 溝３８内のＬＰＬガスの流れを説明するための図である。 実施の形態４のコンプレッサ８０近傍の断面拡大図である。 図１４のＡ－Ａ´断面図である。 溝３８，８２内のＬＰＬガスの流れを説明するための図である。 実施の形態４のコンプレッサの変形例を示した図である。 実施の形態５のコンプレッサ９０近傍の断面拡大図である。 図１８のＡ－Ａ´断面図である。
　以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
実施の形態１．
［システム構成の説明］
　先ず、図１乃至図８を参照しながら、本発明の実施の形態１について説明する。
　図１は、実施の形態１のコンプレッサを含むＥＧＲシステムの全体構成を説明するための図である。図１に示すように、ＥＧＲシステムは、内燃機関としてのエンジン１０を備えている。エンジン１０の各気筒には、ピストン、吸気弁、排気弁、燃料インジェクタ等が設けられている。なお、エンジン１０の気筒数および気筒配置は特に限定されない。
　ＥＧＲシステムは、過給機１２を備えている。過給機１２は、排気通路１４に設けられたタービン１６と、吸気通路１８に設けられたコンプレッサ２０とを備えている。タービン１６とコンプレッサ２０とは相互に連結されている。過給機１２の作動時には、タービン１６が排気圧を受けて回転し、これによりコンプレッサ２０が駆動され、コンプレッサ２０内部に流入したガスが圧縮される。吸気通路１８には、圧縮ガスを冷却するインタークーラ２２が設けられている。
　ＥＧＲシステムは、低圧ループ（ＬＰＬ）ＥＧＲガスを導入するためのＥＧＲ通路２４を備えている。ＥＧＲ通路２４は、タービン１６よりも下流側の排気通路１４と、コンプレッサ２０とを接続するものである。ＥＧＲ通路２４の途中には、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ２６が設けられている。ＥＧＲクーラ２６下流のＥＧＲ通路２４には、ＥＧＲガスの流量を制御するＥＧＲバルブ２８が設けられている。なお、以下の説明においては、低圧ループＥＧＲガスを「ＬＰＬガス」と称す。
［実施の形態１の特徴］
　図２は、図１のコンプレッサ２０近傍の断面拡大図である。図２に示すように、コンプレッサ２０は、インペラ３０とハウジング３２と連結軸３４とを備えている。インペラ３０は連結軸３４を介してタービン１６のインペラ（図示しない）に接続されている。ハウジング３２は、連結軸３４を回転自在に支持するものである。ハウジング３２には、インペラ３０の吸引側にガスを導くインレット３６と、インレット３６の外周に形成された円環状の溝３８と、インペラ３０の外周に形成された渦巻き状のスクロール４０と、インペラ３０の吐出側とスクロール４０とを連通するディフューザ４２とが形成されている。
　図２に示すように、溝３８の内径ＩＤ３８は、吸気通路１８のガス出口端部（インレット３６側端部）の内径ＩＤ１８よりも大きく加工されている。また、溝３８は、吸気通路１８側においてインレット３６と連通している。溝３８のインペラ３０側は閉塞されている。溝３８の途中には、ＥＧＲ通路２４のガス出口が接続されている。当該ガス出口を含むＥＧＲ通路２４の下流端は、溝３８に直交配置されている。図３は、図２のＡ－Ａ´断面図である。図３に示すように、ＥＧＲ通路２４のガス出口４４は、ハウジング３２内部に挿入され、溝３８と連通している。
［実施の形態１の効果］
　図４は、コンプレッサ２０内のガスの流れおよびハウジング３２内の伝熱現象を説明するための図である。図４に示すように、ＥＧＲ通路２４から溝３８に流入したＬＰＬガスは、溝３８の内周壁に衝突した後、この内周壁に沿って旋回しながら溝３８内の全域に拡散する。溝３８のインペラ３０側は閉塞されているので、溝３８内のＬＰＬガスは吸気通路１８側から溢れ出す。また、図４に示すように、コンプレッサ２０には、吸気通路１８側から吸入空気が流入する。そのため、溝３８から溢れ出したＬＰＬガスは、吸入空気と共にインペラ３０に送られる。
　図２で説明したように、コンプレッサ２０において、内径ＩＤ３８は内径ＩＤ１８よりも大きく加工されている。そのため、図４に示すように、吸気通路１８側からインレット３６に流入した吸入空気は、溝３８に流入することなくインペラ３０に送られる。また、溝３８から溢れ出したＬＰＬガスは、インレット３６の外周壁に沿って流れる。つまり、ハウジング３２内においては、中心部に吸入空気が、その外周部にＬＰＬガスが、それぞれ流れる。
　本実施形態のコンプレッサ２０によれば、上述したガス流れを形成できるので、ＬＰＬガスと吸入空気との混合が抑制される。従って、ＬＰＬガスの吸入空気による温度低下を抑制できる。特に、インレット３６の外周壁に沿ってＬＰＬガスを流すことができるので、当該外周壁への吸入空気の接触を抑制できる。従って、当該外周壁によるＬＰＬガスの温度低下をも抑制できる。よって、ＬＰＬガス由来の凝縮水の発生を抑制できる。
　また、一連のＬＰＬガスの流れによれば、インレット３６の外周壁の保温性を向上させることもできる。図４に示すように、ＥＧＲ通路２４を流れる高温（約１５０℃）のＬＰＬガスが溝３８の内周壁に衝突することで、ＬＰＬガスからの伝熱によりインレット３６の外周壁の温度が上昇する（図４（ｉ））。また、ＬＰＬガスがこの外周壁に沿って流れることで、ＬＰＬガスからの伝熱によってインペラ３０付近においても、当該外周壁の温度が上昇する（図４（ｉｉ））。また、スクロール４０内のＬＰＬガス（約１００～１５０℃）からの伝熱によっても当該外周壁の温度が上昇する（図４（ｉｉｉ））。よって、インレット３６内で凝縮水が発生したとしても、当該外周壁からの伝熱によってそのサイズの拡大を抑制できる。
　図５は、従来のコンプレッサ内のガスの流れを説明するための図である。図５に示すように、従来のコンプレッサ５０は、吸気通路５２のコンプレッサ側端部にＥＧＲ通路５４が接続されている。ＥＧＲ通路５４の下流側はＬ字状に屈曲しているので、インレット５６の外周壁に沿ってＬＰＬガスを流し、その内側に吸入空気を流すことは可能である。しかしながら、ＥＧＲ通路５４の接続口からインペラ５８までは距離があるので、インペラ５８の上流でＬＰＬガスと吸入空気が混合し、ＬＰＬガスの温度が低下する可能性がある。また、Ｌ字状の屈曲箇所でＬＰＬガスが吸気通路５２で冷やされて凝縮水が発生する可能性がある。
　この点、本実施形態のコンプレッサ２０においては、吸気通路１８のガス出口端部よりも、インレット３６のガス入口端（吸気通路１８側端）の方がインペラ３０に近いので、インペラ３０により近い箇所からＬＰＬガスを導入できる。従って、インペラ３０の上流でのＬＰＬガスと吸入空気との混合を抑制できる。加えて、溝３８から溢れ出したＬＰＬガスを、保温性を向上させたインレット３６の外周壁に沿って流すこともできる。よって、ＬＰＬガス由来の凝縮水の発生を抑制できる。また、凝縮水が発生したとしても、そのサイズの拡大を抑制できる。
　ところで、上記実施の形態１においては、図２を例として溝３８の形状を説明した。しかしながら、溝３８の形状については、各種の変形が可能である。図６は、実施の形態１のコンプレッサの変形例を示した図である。図６（ａ）に示すように、溝３８の溝径を吸気通路１８からインペラ３０に向かうほど大きく加工してもよい。また、図６（ｂ）に示すように、溝３８の溝径を吸気通路１８からインペラ３０に向かうほど小さく加工してもよい。更に、図６（ｃ）に示すように、溝３８の溝幅を吸気通路１８からインペラ３０に向かうほど大きく加工してもよい。インレット３６のガス入口端の内径ＩＤ３６が、吸気通路１８のガス出口端部の内径ＩＤ１８よりも大きく加工されていれば、吸入空気の溝３８への流入を抑制できる。よって、内径ＩＤ３６が内径ＩＤ１８よりも大きく加工されている限りにおいて、溝３８の形状は各種の変形が可能である。
　また更に、図６（ｄ）に示すように、ＥＧＲ通路２４のガス出口の直下流に溝３８の閉塞端４６が形成されていてもよい。溝３８において、ＥＧＲ通路２４のガス出口よりもインペラ３０側が閉塞されていれば、図４で説明したＬＰＬガスの流れを生じさせることができる。よって、ＥＧＲ通路２４のガス出口よりもインペラ３０側を閉塞する限りにおいて、溝３８の溝深さ（インレット３６のガス入口端から閉塞端４６までの距離）は各種の変形が可能である。
　また、上記実施の形態１においては、吸気通路１８のガス出口端部の内径が一定であるとしたが、当該内径は必ずしも一定でなくてもよい。図７は、実施の形態１のコンプレッサに接続可能な吸気通路の変形例を示した図である。図７に示すように、吸気通路４８のガス出口端部は、部分的に内径が絞られ、コンプレッサ２０側で再び拡大している。このような吸気通路４８であっても、吸気通路１８側からインレット３６に流入する吸入空気を、溝３８に流入させることなくインペラ３０に送ることができる。インレット３６のガス入口端の内径ＩＤ３６が、吸気通路４８のガス出口端部における最小の内径ＩＤ４８よりも大きく加工されている限りにおいて、吸気通路１８のガス出口端部の形状は各種の変形が可能である。
　また、上記実施の形態１においては、ＥＧＲ通路２４のガス出口は１つであるとしたが、このガス出口は複数あってもよい。図８は、実施の形態１のコンプレッサの変形例を示した図である。図８に示すように、ガス出口４４を２つ設けてもよい。溝３８のインレット３６との連通箇所よりもインペラ３０側でＥＧＲ通路２４と連通し、尚且つ、溝３８のＥＧＲ通路２４との連通箇所よりもインペラ３０側が閉塞されていれば、図４で説明したＬＰＬガスの流れを生じさせることができる。よって、このような位置関係が成立する限りにおいて、ガス出口４４の数は各種の変形が可能である。
　なお、上記実施の形態１においては、タービン１６が上記第１の発明の「排気タービン」に、吸気通路１８が同発明の「吸気通路」に、ＥＧＲ通路２４が同発明の「ＥＧＲ通路」に、インペラ３０が同発明の「インペラ」に、連結軸３４が同発明の「シャフト」に、インレット３６が同発明の「インレット」に、溝３８が同発明の「環状空間」に、それぞれ相当している。
実施の形態２．
　次に、図９乃至図１１を参照しながら、本発明の実施の形態２について説明する。
　本実施形態のコンプレッサにおいては、上記実施の形態１同様、溝３８とＥＧＲ通路とが直交している。但し、本実施形態においては、このＥＧＲ通路のガス出口を溝３８の断面円の接線方向に配置する点で上記実施の形態１のＥＧＲ通路２４と異なる。以下、この相違点を中心に説明する。
［実施の形態２の特徴］
　図９は、実施の形態２のコンプレッサ６０近傍の断面拡大図である。ＥＧＲ通路６２は、溝３８に直交配置されている。図９に示すように、ＥＧＲ通路６２のガス出口６４は、溝３８において開口している。図１０は、図９のＡ－Ａ´断面図である。図１０に示すように、ＥＧＲ通路６２はハウジング３２内に挿入されている。また、ガス出口６４の中心Ｃ６４を通るＥＧＲ通路６２の中心軸線ＣＡ６２は、溝３８の内周壁によって描かれる断面円の接線ＴＬ３８と平行となっている。
［実施の形態２の効果］
　図１１は、溝３８内のＬＰＬガスの流れを説明するための図である。上記実施の形態１において、ＥＧＲ通路２４から溝３８に流入したＬＰＬガスは、溝３８の内周壁に衝突するので、ＬＰＬガスの流れが乱れる可能性がある。この点、図１１に示すように、コンプレッサ６０によれば、ＥＧＲ通路６２から溝３８に流入したＬＰＬガスを、溝３８の内周壁に衝突させることなく、当該内周壁に沿って旋回させることが可能となる。従って、溝３８内を流れるＬＰＬガスの流量を均一化できるので、インレット３６の外周壁の温度を一様に上昇させることが可能となる。なお、図１０，１１において、ＬＰＬガスの旋回方向はインペラの回転方向と同一であるとしているが、逆でもよい。
　ところで、上記実施の形態２においては、中心軸線ＣＡ６２を接線ＴＬ３８と平行に配置したが、中心軸線ＣＡ６２は接線ＴＬ３８と平行でなくてもよい。中心軸線ＣＡ６２が接線ＴＬ３８と垂直でなければ（つまり、中心軸線ＣＡ６２が接線ＴＬ３８側に傾斜していれば）、溝３８の内周壁へのＬＰＬガスの衝突を緩和できる。よって、中心軸線ＣＡ６２が接線ＴＬ３８側に傾斜している限りにおいて、中心軸線ＣＡ６２と接線ＴＬ３８との位置関係は、各種の変形が可能である。
　なお、上記実施の形態２においては、ガス出口４４が上記第５の発明の「ガス出口」に、中心軸線ＣＡ６２が同発明の「中心軸線」に、接線ＴＬ３８が同発明の「接線」に、それぞれ相当している。
実施の形態３．
　次に、図１２乃至図１３を参照しながら、本発明の実施の形態３について説明する。
　本実施形態のコンプレッサにおいては、上記実施の形態１同様、溝３８にＥＧＲ通路が接続されている。但し、本実施形態においては、このＥＧＲ通路のガス出口を溝３８のインペラ３０側の閉塞端と向かい合うように配置し、尚且つ、このＥＧＲ通路を連結軸３４側に傾斜させた点で上記実施の形態１のＥＧＲ通路２４と異なる。以下、この相違点を中心に説明する。
［実施の形態３の特徴］
　図１２は、実施の形態３のコンプレッサ７０近傍の断面拡大図である。図１２に示すように、ＥＧＲ通路７２のガス出口７４は、溝３８の閉塞端７６と向かい合うように配置されている。また、ガス出口７４の中心Ｃ７４を通るＥＧＲ通路７２の中心軸線ＣＡ７２は、連結軸３４の回転中心軸線ＣＡ３４に対して傾斜している。
［実施の形態３の効果］
　図１３は、溝３８内のＬＰＬガスの流れを説明するための図である。図１３（ａ）がＥＧＲ通路７２から溝３８に流入したＬＰＬガスの流れに、図１３（ｂ）が上記実施の形態１のＥＧＲ通路２４から溝３８に流入したＬＰＬガスの流れに、それぞれ対応している。図１３に示すように、ＥＧＲガスは、溝３８から溢れ出してインレット３６の外周壁に沿って流れ、インペラ３０に送られる。この点については、上記実施の形態１で説明したとおりである。但し、ＥＧＲ通路７２から溝３８に流入したＬＰＬガスは、閉塞端７６に勢い良く衝突して反射し、吸気通路１８側から溢れ出す（図１３（ａ））。他方、ＥＧＲ通路２４から溝３８に流入したＬＰＬガスは、溝３８の内周壁に衝突した後に閉塞端４６に衝突、反射し、吸気通路１８側から溢れ出す（図１３（ｂ））。これは、ガス出口４４の中心Ｃ４４を通るＥＧＲ通路２４の中心軸線ＣＡ２４が、回転中心軸線ＣＡ３４に対して直角であることに起因している。
　本実施形態のコンプレッサ７０によれば、ＥＧＲ通路７２から流入したＬＰＬガスを直接的に閉塞端７６に衝突、反射させることができる。そのため、溝３８内において、閉塞端７６から吸気通路１８側へ向かう強いＬＰＬガスの流れを生じさせることができる。従って、図１３に示す凝縮水が溝３８内で発生したとしても、この流れに乗せて溝３８外に排出できる。
　なお、上記実施の形態３においては、ガス出口７４が上記第６の発明の「ガス出口」に、閉塞端７６が同発明の「閉塞端」に、中心軸線ＣＡ７２が同発明の「中心軸線」に、回転中心軸線ＣＡ３４が同発明の「回転中心軸線」に、それぞれ相当している。
実施の形態４．
［実施の形態４の特徴］
　次に、図１４乃至図１７を参照しながら、本発明の実施の形態４について説明する。
　図１４は、実施の形態４のコンプレッサ８０近傍の断面拡大図である。図１４に示すように、溝８２の溝深さＧＤ８２（インレット３６のガス入口端から閉塞端８４までの距離）は、溝３８の溝深さＧＤ３８（インレット３６のガス入口端から閉塞端７６までの距離）よりも浅く加工されている。図１５は、図１４のＡ－Ａ´断面図である。図１５に示すように、溝８２は、ガス出口４４の反対側に形成されている。図中の矢印はＬＰＬガスの流れを示している。即ち、溝８２は、ＥＧＲ通路２４から流入したＬＰＬガスの旋回流の下流域に形成されている。なお、本実施形態において、ＥＧＲ通路２４は、重力方向（鉛直方向）上方からハウジング３２に接続している。つまり、溝８２は、重力方向下方に位置している。
［実施の形態４の効果］
　図１６は、溝３８，８２内のＬＰＬガスの流れを説明するための図である。図１６（ａ）が溝８２内のＬＰＬガスの流れに、図１６（ｂ）が溝３８内のＬＰＬガスの流れに、それぞれ対応している。図１６に示すように、ＥＧＲガスは、溝３８，８２から溢れ出してインレット３６の外周壁に沿って流れ、インペラ３０に送られる。この点については、上記実施の形態１で説明したとおりである。但し、コンプレッサ８０においては、溝深さＧＤ８２が溝深さＧＤ３８よりも浅く加工されているので、溝８２内のＬＰＬガスは、溝３８内のＬＰＬガスよりも短時間で溢れ出す。図１６に示す矢印は、ＬＰＬガスの単位時間当たりの移動距離を示している。即ち、溝８２内のＥＧＲガスは、溝３８内のＥＧＲガスに比べて、よりインペラ３０に近い箇所まで移動する。
　本実施形態のコンプレッサ６０によれば、溝８２内のＬＰＬガスを、溝３８内のＬＰＬガスよりも短時間でインペラ３０に送ることができる。従って、図１６に示すように、溝３８内で凝縮水が発生したとしても、そのサイズが拡大する前に溝８２からインペラ３０側に送り出すことが可能となる。本実施形態において、溝８２は重力方向下方に位置している。従って、溝８２から凝縮水の送り出しをよりスムーズに行うことも可能となる。
　ところで、上記実施の形態４においては、溝深さＧＤ３８を一定としたが、溝８２からＥＧＲガスの旋回流の上流域に向かうほど（溝８２からガス出口４４に近づくほど）、溝深さＧＤ３８を徐々に深くなるよう加工してもよい。このように深さＧＤ３８を加工すれば、溝８２からの凝縮水の送り出しをよりスムーズに行うことが可能となる。
　また、上記実施の形態４においては、重力方向上方にガス出口４４を設け、重力方向下方に溝８２を形成したが、ガス出口４４の配置箇所や、溝８２の形成箇所は、上記実施の形態４の例に限られない。図１７は、実施の形態４のコンプレッサの変形例を示した図である。図１７（ａ）に示すように、ガス出口４４を図１５の位置よりも重力方向下方に設け、溝８２を図１５の位置よりも重力方向上方に形成してもよい。
　ガス出口４４の配置箇所や、溝８２の形成箇所については、上記実施の形態２のようにガス出口６４を溝３８の断面円の接線方向に配置した場合や、このガス出口６４の数を増やした場合でも、同様に変形が可能である。図１７（ｂ）は、図１０の場合における溝８２の形成箇所の例を示した図である。図１７（ｂ）に示すように、中心軸線ＣＡ６２とＴＬ３８とが平行である場合には、ガス出口６４から流入したＥＧＲガスの旋回流の下流域に溝８２を形成することができる。また、図１７（ｃ）は、ガス出口６４を２つ配置した場合における溝８２の形成箇所の例を示した図である。図１７（ｃ）に示すように、ガス出口６４を２つ配置した場合には、ガス出口６４から流入したＥＧＲガスの旋回流の下流域のそれぞれに、溝８２を形成することができる。
　即ち、ガス出口４４，６４から流入したＥＧＲガスの旋回流の下流域に溝８２を形成すれば、溝８２からの凝縮水の送り出しが可能となる。更に言えば、溝８２が形成されてさえいれば、この溝８２からの凝縮水の送り出しが可能となる。よって、溝８２が形成されている限りにおいて、本実施の形態は各種の変形が可能である。
　なお、上記実施の形態４においては、閉塞端８４が上記第２の発明の「一部の閉塞端」に、閉塞端７６が同発明の「他の閉塞端」に、それぞれ相当している。
実施の形態５．
［実施の形態５の特徴］
　次に、図１８乃至図１９を参照しながら、本発明の実施の形態５について説明する。
　図１８は、実施の形態５のコンプレッサ９０近傍の断面拡大図である。図１８に示すように、吸気通路９２はＥＧＲ通路２４側に屈曲している。また、連結軸３４の回転中心軸線ＣＡ３４と溝３８の中心軸線ＣＡ３８とは一致していない。具体的に、中心軸線ＣＡ３８は、回転中心軸線ＣＡ３４に対して、曲率半径Ｒｂ（＞Ｒａ）の大きい屈曲外側にオフセットされている。図１９は、図１８のＡ－Ａ´断面図である。図１９に示すように、中心軸線ＣＡ３８は、回転中心軸線ＣＡ３４よりも、ガス出口４４から遠ざかる方向にオフセットされている。
［実施の形態５の効果］
　吸気通路９２が屈曲していると吸入空気に遠心力が働くので、屈曲外側に位置する溝３８ｂには、屈曲内側に位置する溝３８ａに比べて吸入空気が流入し易くなる。この点、コンプレッサ９０においては、中心軸線ＣＡ３８が屈曲外側にオフセットされているので、屈曲外側位置する溝３８ｂへの吸入空気の流入を抑制できる。
　なお、上記実施の形態５においては、中心軸線ＣＡ３８が上記第４の発明の「中心軸線」に、回転中心軸線ＣＡ３４が同発明の「回転中心軸線」に、それぞれ相当している。
　１０　エンジン
　１６　タービン
　１８，５２，９２　吸気通路
　２０，５０，６０，７０，８０，９０　コンプレッサ
　２４，５４，６２，７２　ＥＧＲ通路
　３０，５８　インペラ
　３２　ハウジング
　３４　連結軸
　３６，５６　インレット
　３８，８２　溝
　４４，６４，７４　ガス出口
　４６，７６，８４　閉塞端

Claims (6)

  1. 　排気タービンのシャフトと連結されたインペラと、
    　前記インペラの上流において内燃機関の吸気通路と連通するインレットと、
    　前記インレットを取り囲むように形成され、前記インレットおよびＥＧＲ通路と連通する環状空間と、を備え、
    　前記環状空間は、前記吸気通路側の一端において前記インレットと連通し、前記インレットとの連通箇所よりも前記インペラ側において前記ＥＧＲ通路と連通し、前記ＥＧＲ通路との連通箇所よりも前記インペラ側が閉塞され、
    　前記インレットの吸気通路側端における内径は、前記吸気通路のインレット側端部における内径よりも大きいことを特徴とする排気ターボ過給機のコンプレッサ。
  2. 　前記環状空間の一部の閉塞端が、他の閉塞端よりも前記吸気通路側に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の排気ターボ過給機のコンプレッサ。
  3. 　前記一部の閉塞端は、前記ＥＧＲ通路のガス出口を含む前記インレットの径方向の断面において前記環状空間を流れるＥＧＲガスの旋回流の下流域に形成され、
    　前記他の閉塞端は、前記環状空間を流れるＥＧＲガスの旋回流の上流域に向かうほど、前記インレットの吸気通路側端から遠ざかるように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の排気ターボ過給機のコンプレッサ。
  4. 　前記吸気通路は、前記インレットの上流において屈曲し、
    　前記環状空間の中心軸線が、前記シャフトの回転中心軸線よりも前記吸気通路の屈曲外側に位置することを特徴とする請求項１乃至３何れか１項に記載の排気ターボ過給機のコンプレッサ。
  5. 　前記ＥＧＲ通路のガス出口は、前記環状空間に挿入され、
    　前記ガス出口を含む前記インレットの径方向の断面において、前記ガス出口の中心を通る前記ＥＧＲ通路の中心軸線が、前記環状空間の断面円の接線側に傾斜していることを特徴とする請求項１乃至４何れか１項に記載の排気ターボ過給機のコンプレッサ。
  6. 　前記ＥＧＲ通路のガス出口は、前記環状空間の閉塞端と向かい合うように配置され、
    　前記ガス出口を含む前記インレットの軸方向の断面において、前記ガス出口の中心を通る前記ＥＧＲ通路の中心軸線が、前記シャフトの回転中心軸線側に傾斜していることを特徴とする請求項１乃至５何れか１項に記載の排気ターボ過給機のコンプレッサ。
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