WO2021234886A1 - コンプレッサハウジングおよび遠心圧縮機 - Google Patents
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- F05D2220/00—Application
- F05D2220/40—Application in turbochargers
Definitions
- the present disclosure relates to a compressor housing and a centrifugal compressor provided with the compressor housing.
- Centrifugal compressors used in the compressor section of turbochargers for vehicles or ships give kinetic energy to the fluid by the rotation of the impeller and discharge the fluid to the outside in the radial direction, and the pressure of the fluid rises using the centrifugal force. To get.
- Such a centrifugal compressor is required to have a high pressure ratio and high efficiency in a wide operating range, and various measures have been taken.
- the centrifugal compressor is equipped with an impeller and a compressor housing for accommodating the impeller.
- the impeller guides the fluid (eg, air) that has flowed in from the front side in the axial direction to the outside in the radial direction.
- a compressor housing has an intake introduction path that guides fluid from the outside of the compressor housing to the front side in the axial direction of the impeller, an impeller chamber that communicates with the intake introduction path, and an impeller chamber that houses the impeller, and communicates with the impeller chamber.
- a scroll flow path that guides the gas that has passed through the impeller to the outside of the compressor housing is formed.
- Such a compressor is required to have a wide range to achieve a high pressure ratio in a wide operating range.
- the intake flow rate of the compressor is low and the flow rate is low, the fluid violently vibrates in the fluid flow direction. An unstable phenomenon called may occur.
- the operating range of the compressor at low flow rates is limited. Therefore, a method for suppressing surging has been studied for the purpose of widening the range in a low flow rate range.
- Patent Document 1 includes a centrifugal housing including a compressor housing in which one end is connected to an impeller chamber accommodating an impeller and the other end is connected to an intake air intake path located upstream of the impeller chamber.
- Centrifugal compressors are disclosed. In such a centrifugal compressor, even if the flow rate of the fluid (mainstream) flowing from the outside of the compressor housing to the impeller chamber through the intake introduction path is small, a part of the fluid in the impeller chamber is recirculated flow path and the intake introduction path. By returning to the impeller chamber again through the above, the flow rate of the fluid sent to the inlet side of the impeller can be increased and surging can be suppressed.
- a centrifugal compressor provided with a compressor housing in which a recirculation flow path is formed as described in Patent Document 1
- the recirculation flow flowing out from the recirculation flow path to the intake introduction path and the above-mentioned main flow merge. If the degree of interference between the recirculation flow and the mainstream is large, the pressure loss due to the interference between the recirculation flow and the mainstream increases, and the efficiency of the centrifugal compressor may decrease. Therefore, a compressor housing capable of reducing the degree of interference between the recirculation flow and the main flow and suppressing the occurrence of pressure loss of the fluid in the compressor housing is desired.
- an object of at least one embodiment of the present disclosure is a compressor housing capable of suppressing the occurrence of pressure loss of fluid in the compressor housing and improving the efficiency of the centrifugal compressor, and the compressor housing. To provide a centrifugal compressor.
- the compressor housing is A compressor housing for rotatably accommodating the impeller of a centrifugal compressor.
- a shroud portion including a shroud surface facing the tip of the impeller blade of the impeller with a predetermined gap, and a shroud portion.
- An intake surface including an introduction surface formed on the front side of the shroud surface and defining an intake introduction path for guiding the intake air introduced from the intake port of the compressor housing toward the impeller blades.
- An inlet flow path including an inlet formed on the shroud surface
- An outlet flow path including an outlet formed on the introduction surface and a recirculation flow path connecting the inlet flow path and the outlet flow path are formed.
- the intake intake portion is in a cross-sectional view along the axis of the impeller.
- a front side surface that defines the front side in the outlet flow path, and a front side surface that inclines rearward from the outside in the radial direction to the inside.
- a rear side surface defining the rear side in the outlet flow path which is inclined rearward from the outside to the inside in the radial direction and has a convex curved surface portion formed in a convex curved surface shape at least in a part thereof.
- It is a front side introduction surface formed on the front side of the outlet on the introduction surface, and is inclined rearward from the outside to the inside in the radial direction and is formed in a convex curved surface shape at least in a part thereof.
- the centrifugal compressor according to the present disclosure includes the compressor housing.
- a compressor housing capable of suppressing the occurrence of pressure loss of fluid in the compressor housing and improving the efficiency of the centrifugal compressor, and a centrifugal compressor including the compressor housing. Will be done.
- expressions such as “same”, “equal”, and “homogeneous” that indicate that things are in the same state not only represent exactly the same state, but also have tolerances or differences to the extent that the same function can be obtained. It shall also represent the existing state.
- the expression representing a shape such as a quadrangular shape or a cylindrical shape not only represents a shape such as a quadrangular shape or a cylindrical shape in a geometrically strict sense, but also an uneven portion or a chamfer within the range where the same effect can be obtained. It shall also represent the shape including the part and the like.
- the expression “includes”, “includes”, or “has” one component is not an exclusive expression that excludes the existence of another component.
- the same reference numerals may be given to the same configurations, and the description thereof may be omitted.
- FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining a configuration of a turbocharger including a centrifugal compressor according to an embodiment.
- FIG. 2 is a schematic cross-sectional view schematically showing a compressor side of a turbocharger including a centrifugal compressor according to an embodiment, and is a schematic cross-sectional view including an axis of the centrifugal compressor.
- Centrifugal compressors 1 according to some embodiments of the present disclosure include an impeller 2 and a compressor housing 3 configured to rotatably house the impeller 2, as shown in FIGS. 1 and 2. Be prepared. As shown in FIG.
- the compressor housing 3 has a shroud portion 4 including a shroud surface 41 facing the tip 22 of the impeller blade 21 of the impeller 2 with a predetermined gap G, and an intake port 31 of the compressor housing 3. It is provided with at least an intake air introduction portion 5 including an introduction surface (inner wall surface) 51 defining an intake air introduction path 50 for guiding the intake air introduced from the above (for example, a fluid such as air) toward the impeller blade 21.
- the centrifugal compressor 1 can be applied to, for example, a turbocharger 10 for automobiles, marine or power generation, other industrial centrifugal compressors, blowers and the like.
- the centrifugal compressor 1 is mounted on the turbocharger 10.
- the turbocharger 10 includes a centrifugal compressor 1, a turbine 11, and a rotary shaft 12.
- the turbine 11 includes a turbine rotor 13 mechanically connected to the impeller 2 via a rotary shaft 12 and a turbine housing 14 that rotatably accommodates the turbine rotor 13.
- the turbocharger 10 further comprises a bearing 15 that rotatably supports the rotary shaft 12 and a bearing housing 16 configured to accommodate the bearing 15, as shown in FIG. Be prepared.
- the bearing housing 16 is arranged between the compressor housing 3 and the turbine housing 14, and is mechanically connected to the compressor housing 3 and the turbine housing 14 by a fastening member such as a fastening bolt.
- the axis of the centrifugal compressor 1 that is, the direction in which the axis CA of the impeller 2 extends is defined as the axial direction X
- the direction orthogonal to the axis CA is defined as the radial direction Y.
- the upstream side in the suction direction of the centrifugal compressor 1, that is, the side where the intake port 31 is located with respect to the impeller 2 (left side in the figure) is referred to as the front side XF.
- the downstream side in the suction direction of the centrifugal compressor 1, that is, the side where the impeller 2 is located with respect to the intake port 31 (right side in the figure) is referred to as the rear side XR.
- the compressor housing 3 compresses the intake port 31 for introducing a fluid (for example, air) from the outside of the compressor housing 3 and the fluid that has passed through the impeller 2.
- a discharge port 32 for discharging to the outside of the housing 3 is formed.
- the turbine housing 14 is formed with an exhaust gas introduction port 141 for introducing exhaust gas into the inside of the turbine housing 14, and an exhaust gas discharge port 142 for discharging the exhaust gas that has passed through the turbine rotor 13 to the outside of the turbine housing 14. ing.
- the rotary shaft 12 has a longitudinal direction along the axial direction X.
- the impeller 2 is mechanically connected to one side (front side XF) of the rotary shaft 12 in the longitudinal direction
- the turbine rotor 13 is mechanically connected to the other side (rear side XR) in the longitudinal direction thereof.
- "along a certain direction” includes not only a certain direction but also a direction inclined with respect to a certain direction.
- the turbocharger 10 rotates the turbine rotor 13 by the exhaust gas introduced inside the turbine housing 14 through the exhaust gas introduction port 141 from an exhaust gas generator (for example, an internal combustion engine such as an engine) (not shown). Since the impeller 2 is mechanically connected to the turbine rotor 13 via the rotary shaft 12, it rotates in conjunction with the rotation of the turbine rotor 13. By rotating the impeller 2, the turbocharger 10 compresses the fluid introduced into the inside of the compressor housing 3 through the intake port 31, and the fluid supply destination (for example, an internal combustion engine such as an engine) through the discharge port 32. ).
- an exhaust gas generator for example, an internal combustion engine such as an engine
- the impeller 2 includes a hub 23 and a plurality of impeller blades 21 provided on the outer surface 24 of the hub 23, as shown in FIG. Since the hub 23 is mechanically fixed to one side (front side XF) of the rotary shaft 12, the hub 23 and the plurality of impeller blades 21 are integrally integrated with the rotary shaft 12 around the axis CA of the impeller 2. It is rotatably provided.
- the impeller 2 is housed in the compressor housing 3 and is configured to guide the fluid introduced from the front side XF in the axial direction X to the outside in the radial direction Y.
- the outer surface 24 of the hub 23 is formed in a concave curved shape in which the distance from the axis CA of the impeller 2 increases from the front side XF toward the rear side XR.
- the plurality of impeller blades 21 are arranged so as to be spaced apart from each other in the circumferential direction around the axis CA.
- a gap G (clearance) is formed between the tips 22 of the plurality of impeller blades 21 and the shroud surface 41 which is curved so as to face the tips 22.
- the shroud surface 41 is formed in a convex curved shape in which the distance from the axis CA of the impeller 2 increases from the front side XF toward the rear side XR.
- the compressor housing 3 includes a shroud portion 4 including the above-mentioned shroud surface 41, an intake intake portion 5 forming the above-mentioned intake intake passage 50, and an impeller 2.
- a scroll portion 33 that forms a spiral scroll flow path 34 for guiding the passed fluid to the outside of the compressor housing 3 is provided.
- the intake air introduction unit 5 has an introduction surface 51 that forms an intake air introduction path 50.
- the introduction surface 51 extends along the axial direction X to the XF on the front side of the shroud surface 41, and the intake port 31 described above is formed at the end of the XF on the front side thereof.
- the scroll flow path 34 is formed so as to surround the periphery of the impeller 2 housed in the compressor housing 3 and to be located outside in the radial direction Y with respect to the impeller 2.
- the scroll portion 33 has an inner peripheral surface 35 that forms the scroll flow path 34.
- the compressor housing 3 is combined with another member (bearing housing 16 in the illustrated example) in a space for rotatably accommodating the impeller 2.
- a certain impeller chamber 36 and a diffuser flow path 37 of the centrifugal compressor 1 for guiding the fluid from the impeller 2 to the scroll flow path 34 are formed.
- the impeller chamber 36 and the diffuser flow path 37 may be formed inside the compressor housing 3.
- the above-mentioned shroud portion 4 is provided between the intake intake introduction portion 5 and the scroll portion 33.
- the shroud surface 41 of the shroud portion 4 forms the front XF portion of the impeller chamber 36.
- the bearing housing 16 is an impeller chamber forming surface 161 provided on the rear side XR of the shroud surface 41 facing the shroud surface 41, and has an impeller chamber forming surface 161 forming the rear side XR portion of the impeller chamber 36. ..
- the shroud portion 4 is a shroud side flow path surface 42 forming the front side XF portion of the diffuser flow path 37, and is a shroud side flow path surface 42 connecting the rear end 43 of the shroud surface 41 and one end 351 of the inner peripheral surface 35.
- the bearing housing 16 has a hub-side flow path surface 162 provided on the XR rearward of the shroud-side flow path surface 42 so as to face the shroud-side flow path surface 42.
- the hub-side flow path surface 162 is provided outside the impeller chamber forming surface 161 in the radial direction Y, and connects the impeller chamber forming surface 161 and the other end 352 of the inner peripheral surface 35.
- each of the shroud side flow path surface 42 and the hub side flow path surface 162 extends along the direction intersecting the axis line CA (orthogonal in the illustrated example). ..
- the outlet of the intake air introduction path 50 communicates with the entrance of the impeller chamber 36, and the outlet of the impeller chamber 36 communicates with the inlet of the diffuser flow path 37.
- the fluid introduced into the inside of the compressor housing 3 through the intake port 31 flows to the rear side XR through the intake introduction path 50, and then is sent to the impeller 2.
- the fluid sent to the impeller 2 flows through the diffuser flow path 37 and the scroll flow path 34 in this order, and then is discharged to the outside of the compressor housing 3 from the discharge port 32 (see FIG. 1).
- FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining an intake air introduction unit according to an embodiment. 3 and FIGS. 4 to 13 described later schematically show a cross section of the impeller 2 along the axis CA.
- an inlet flow path 45 including an inlet 44 formed on the shroud surface 41 and an outlet flow including an outlet 52 formed on the introduction surface 51 are included inside the compressor housing 3.
- a recirculation flow path 38 connecting the path 53 and the inlet flow path 45 and the outlet flow path 53 is formed.
- the inlet flow path 45 communicates with the impeller chamber 36 through the inflow port 44, and the outlet flow path 53 communicates with the intake air inlet 50 through the outflow port 52.
- the recirculation flow path 38 communicates with the impeller chamber 36 through the inlet flow path 45 and communicates with the intake air introduction path 50 through the outlet flow path 53.
- a recirculation flow RF is generated due to the pressure difference between the inflow port 44 and the outflow port 52.
- the recirculation flow RF is introduced from the impeller chamber 36 into the inlet flow path 45 through the inflow port 44, flows through the inlet flow path 45, the recirculation flow path 38, and the outlet flow path 53 in this order, and then introduces intake air through the outflow port 52. It flows out to the road 50.
- the compressor housing 3 of the centrifugal compressor 1 is formed with an inlet flow path 45, a recirculation flow path 38, and an outlet flow path 53.
- a part of the fluid in the impeller chamber 36 serves as a recirculation flow RF, and the fluid sent to the impeller 2 is returned to the impeller chamber 36 again via the recirculation flow path 38, the intake air introduction path 50, and the like.
- the flow rate can be increased, thereby suppressing the occurrence of surging.
- the centrifugal compressor 1 can achieve a high pressure ratio in a wide operating range from a low flow rate to a high flow rate.
- FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the intake air introduction portion according to the comparative example.
- the inlet flow path 45 including the inflow port 44 formed on the shroud surface 41 and the inlet flow path 45 are communicated with each other and directed toward the front side XF along the axial direction X.
- An outlet flow path 53A including an outlet flow path 38A extending vertically and an outlet flow path 53A communicating with the front side XF of the recirculation flow path 38A and opening toward the front side XF is formed. Has been done.
- the recirculation flow RF flowing from the impeller chamber 36 into the recirculation flow path 38A through the inlet flow path 45 maintained its flow direction after flowing through the recirculation flow path 38A toward the front side XF. As it is, it flows out to the intake inlet passage 50 through the outlet 52A. Since the flow direction of the recirculation flow RF flowing out to the intake introduction path 50 is opposite to the flow direction of the mainstream MF flowing in the intake introduction path 50 toward the rear side XR, the recirculation flow RF and the mainstream MF Interferes with each other, increasing the pressure loss of the mainstream MF and the recirculating flow RF, which may lead to a decrease in the efficiency of the centrifugal compressor 1.
- the compressor housing 3 of the centrifugal compressor 1 includes a shroud portion 4 including the above-mentioned shroud surface 41, an intake intake introduction portion 5 including the above-mentioned introduction surface 51, and the above-mentioned intake introduction portion 5.
- a shroud portion 4 including the above-mentioned shroud surface 41
- an intake intake introduction portion 5 including the above-mentioned introduction surface 51
- the above-mentioned intake introduction portion 5 To prepare for. Inside the compressor housing 3, the above-mentioned inlet flow path 45, outlet flow path 53, and recirculation flow path 38 are formed.
- the intake introduction unit 5 described above has a front side surface 6 defining the front side XF in the outlet flow path 53 and a rear side in the outlet flow path 53 in a cross-sectional view along the axis CA of the impeller 2 as shown in FIG.
- the rear side surface 7 defining the side XR and the front introduction surface 8 formed on the XF on the front side of the outlet 52 on the introduction surface 51 described above are included.
- Each of the front side surface 6, the rear side surface 7, and the front side introduction surface 8 is inclined toward the rear side XR from the outside to the inside in the radial direction Y.
- each of the front side surface 6, the rear side surface 7, and the front side introduction surface 8 has a shorter distance from the axis CA toward the rear side XR.
- the rear side surface 7 has a convex curved surface portion 71 formed in a convex curved surface shape at least in part.
- the front introduction surface 8 has an introduction surface side convex curved surface portion 81 formed in a convex curved surface shape at least in part.
- the recirculation flow path 38 is formed in an annular shape as shown in FIG.
- the recirculation flow path 38 may be formed in a shape other than the annular shape.
- the intake air introduction unit 5 further includes a rear introduction surface 9 formed on the rear XR of the introduction surface 51 with respect to the outlet 52, as shown in FIG.
- the rear side introduction surface 9 is located on the rear side XR with respect to the rear side surface 7, and its front side end 91 is smoothly connected to the rear side end 72 of the rear side surface 7 without a step.
- the rear side introduction surface 9 is located on the front side XF with respect to the shroud surface 41, and the rear side end 92 thereof is smoothly connected to the front side end 46 of the shroud surface 41 without a step.
- each of the front side surface 6 and the rear side surface 7 defining the outlet flow path 53 is inclined toward the rear side XR from the outside to the inside in the radial direction Y, so that the exit flow path 53 is ,
- the recirculation flow RF passing through the outlet flow path 53 can be turned so that the velocity component toward the rear XR in the axial direction X is large and the velocity component toward the inside in the radial direction Y is small.
- the recirculation flow RF flows toward the front side XF in the axial direction X as it passes through the recirculation flow path 38.
- the flow direction of the recirculation flow RF is changed by the outlet flow path 53 in the direction toward the inner side in the radial direction Y and toward the rear side XR.
- the rear side surface 7 has a convex curved surface portion 71 formed in a convex curved surface shape at least in a part thereof, the effect of drawing in the recirculation flow RF due to the Coanda effect can be generated. As a result, the peeling of the recirculation flow RF flowing out to the intake air introduction path 50 from the rear side surface 7 can be suppressed, so that the recirculation flow RF can be effectively turned in the outlet flow path 53.
- the velocity component of the recirculation flow RF flowing out to the intake introduction path 50 toward the rear XR in the axial direction is increased, so that the occurrence of backflow in the vicinity of the shroud surface 41 can be suppressed. .. Further, by reducing the velocity component toward the inside in the radial direction Y of the recirculation flow RF flowing out to the intake introduction path 50 due to the conversion of the recirculation flow RF, the intake introduction path 50 is directed toward the rear side XR.
- the front introduction surface 8 is inclined toward the rear XR from the outside to the inside in the radial direction Y, and at least a part of the introduction surface side convex curved surface is formed into a convex curved surface shape. It has a part 81. In this case, the pressure loss due to the collision of the mainstream MF flowing through the intake air introduction path 50 to the rear XR with the front introduction surface 8 can be suppressed.
- the front side surface 6 described above has a concave curved surface portion 61 formed in a concave curved surface shape at least in part as shown in FIG.
- the concave curved surface portion 61 is formed at a position including the rear side end (front side edge of the outlet 52) on the front side surface 6, and the introduction surface side convex curved surface portion 81 is introduced on the front side. It is formed at a position including the rear side end 82 (the front side edge of the outlet 52) on the surface 8.
- the rear side end of the concave curved surface portion 61 is connected to the rear side end of the introduction surface side convex curved surface portion 81.
- the recirculation flow RF passing through the outlet flow path 53 is guided by the concave curved surface portion 61, the recirculation flow RF can be effectively converted in the outlet flow path 53.
- the inclination angle of the recirculation flow RF in the flow direction with respect to the flow direction of the main flow MF flowing toward the rear side XR along the axial direction X in the cross section along the axis CA can be made gentle. By making this inclination angle gentle, it is possible to suppress the interference between the mainstream MF and the recirculation flow RF.
- FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the vicinity of the outlet flow path of the intake intake portion according to the embodiment.
- 6 and 7 are explanatory views for explaining the vicinity of the outlet flow path of the intake intake portion according to the comparative example.
- the convex curved surface portion 71 of the rear side surface 7 described above is formed at a position including at least the rear side end 72 of the rear side surface 7.
- the convex curved surface portion 71 of the rear side surface 7 is formed from the front side end 73 to the rear side end 72 of the rear side surface 7.
- the tangential direction of the convex curved surface portion 71 passing through the rear side end 72 coincides with the extending direction of the rear side introduction surface 9 formed on the rear side XR with respect to the outlet 52 on the introduction surface 51.
- the tangent line of the convex curved surface portion 71 passing through the rear end 72 is defined as S1.
- the rear introduction surface 9 extends in the extending direction of the tangent line S1, that is, along the axial direction X. In this case, the convex curved surface portion 71 of the rear side surface 7 and the rear side introduction surface 9 can be smoothly connected without a step.
- the recirculated flow RF flowing through the outlet flow path 53 along the convex curved surface portion 71 can be directly flowed along the rear side introduction surface 9, so that the conversion of the recirculated flow RF in the outlet flow path 53 is effective.
- the recirculation flow RF flowing out to the intake introduction path 50 flows inside the space (separation space) PS facing the rear side introduction surface 9 in the intake introduction path 50 in the radial direction Y, so that the recirculation flow RF
- the degree of interference between the mainstream MF and the mainstream MF increases, and the possibility that the pressure loss of the mainstream MF and the recirculation flow RF due to the interference between the mainstream MF and the recirculation flow RF increases increases.
- the radius of curvature of the convex curved surface portion 71 on the rear side surface 7 is R1
- the radius of curvature of the concave curved surface portion 61 on the front side surface 6 is R2
- the radius of curvature of is defined as R3.
- the compressor housing 3 described above satisfies the relationship R3> R1.
- the radius of curvature R1 of the convex curved surface portion 71 of the rear side surface 7 is made smaller than the radius of curvature R3 of the convex curved surface portion 81 on the introduction surface side, so that the outlet flow path 53 of the recirculation flow RF Can be effectively converted in. That is, the inclination angle of the recirculation flow RF in the flow direction with respect to the flow direction of the main flow MF flowing toward the rear side XR along the axial direction X in the cross section along the axis CA can be made gentle.
- the recirculation flow RF is converted in the outlet flow path 53.
- the degree is small. That is, the inclination angle of the recirculation flow RF in the flow direction with respect to the flow direction of the main flow MF flowing toward the rear side XR along the axial direction X in the cross section along the axis CA becomes steep.
- the compressor housing 3 described above satisfies the relationship R2> R1.
- R2 the relationship of the compressor housing 3
- the flow path area suddenly increases on the inlet side located on the opposite side of the outlet flow path 53 from the outlet 52. Since it is reduced, the pressure loss of the recirculation flow RF when passing through the outlet flow path 53 may increase.
- the radius of curvature R2 of the concave curved surface portion 61 of the front side surface 6 is made larger than the radius of curvature R1 of the convex curved surface portion 71 of the rear side surface 7, so that the radius of curvature R2 is on the inlet side of the outlet flow path 53. Since the rapid reduction in the flow path area can be alleviated, the pressure loss of the recirculation flow RF passing through the outlet flow path 53 can be reduced.
- the compressor housing 3 described above satisfies the relationship R3> R2> R1.
- the radius of curvature R3 of the convex curved surface portion 81 on the introduction surface side is made larger than the radius of curvature R1 of the convex curved surface portion 71 of the rear side surface 7, so that the mainstream MF flowing through the intake introduction path 50 can be obtained.
- Interference when the recirculation flow RF flowing out from the outlet flow path 53 to the intake introduction path 50 and the recirculation flow RF can be suppressed.
- the pressure loss of the mainstream MF and the recirculation flow RF can be reduced.
- the flow path area on the inlet side of the outlet flow path 53 is abrupt. Since the reduction can be alleviated, the pressure loss of the recirculation flow RF passing through the outlet flow path 53 can be reduced. Therefore, according to the above configuration, the mainstream MF and the recirculation flow RF having a small pressure loss in the intake introduction path 50 and the outlet flow path 53 can be sent to the impeller 2, so that the efficiency of the centrifugal compressor 1 can be effectively improved. Can be improved.
- FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining an intake air introduction unit according to an embodiment.
- the flow path width at the inflow port 44 of the above-mentioned inlet flow path 45 is t1
- the above-mentioned outlet flow path 53 is defined as t2
- the relationship of t1> t2 is satisfied.
- the flow velocity t2 at the outlet 52 of the outlet flow path 53 is made larger than the flow path width t1 at the inlet 44 of the inlet flow path 45, so that the outlet 52 of the outlet flow path 53 is made larger.
- the flow velocity of the recirculation flow RF passing through can be improved.
- the effect of suppressing the backflow in the vicinity of the shroud surface 41 by the recirculation flow RF can be increased.
- FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining the vicinity of the outlet flow path of the intake intake portion according to the embodiment.
- the flow path width t of the outlet flow path 53 described above extends over the entire outlet flow path 53, i.e., from the inlet side of the outlet flow path 53 to the outlet 52, as shown in FIG. Either they are formed identically, or as shown in FIG. 9, they are formed so as to gradually become smaller toward the outlet 52.
- the flow at the inlet side of the outlet flow path 53 that is, the flow at the connection position of the outlet flow path 53 formed at the position including the front side end 73 of the rear side surface 7 with the recirculation flow path 38.
- the road width t21 is the maximum in the flow path width t.
- the flow path width t2 at the outlet side of the outlet flow path 53, that is, at the outflow port 52 is the minimum in the flow path width t.
- the flow path width t of the outlet flow path 53 is formed to be the same over the entire outlet flow path 53 or gradually decrease toward the outlet 52, whereby the outlet flow is formed.
- the flow velocity of the recirculated flow RF passing through the outlet 52 of the path 53 can be improved.
- the effect of suppressing the backflow in the vicinity of the shroud surface 41 by the recirculation flow RF can be increased.
- the inlet side of the outlet flow path 53 is formed. It is possible to suppress the rapid reduction of the flow path area in. As a result, the pressure loss of the recirculation flow RF passing through the outlet flow path 53 can be suppressed.
- the condition of L1 ⁇ 0 is satisfied.
- the flow path length L1 of the outlet flow path 53 is the length from the connection position of the outlet flow path 53 with the recirculation flow path 38 to the outlet 52.
- the curved surface portion formed on the wall surface defining the exit flow path 53 for example, the convex curved surface portion 71 of the rear side surface 7 or the front side surface 6).
- the concave curved surface portion 61 can be lengthened. By lengthening the curved surface portion, the conversion of the recirculation flow RF can be promoted. Further, it is possible to suppress abrupt reduction of the flow path area of the outlet flow path 53, and by extension, it is possible to suppress the pressure loss of the recirculation flow RF passing through the outlet flow path 53.
- FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining the vicinity of the outlet flow path of the intake intake portion according to the embodiment.
- FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining the rear side surface shown in FIG.
- the rear side end 82 of the front side introduction surface 8 described above is located closer to the front side XF than the front side end 73 of the rear side surface 7.
- the curved surface portion formed on the wall surface defining the exit flow path 53 for example, the convex curved surface portion 71 of the rear side surface 7 or the front side surface.
- the concave curved surface portion 61) of 6 can be lengthened. By lengthening the curved surface portion, the conversion of the recirculation flow RF can be promoted.
- the distance between the rear side end 72 of the rear side surface 7 described above and the axis CA of the impeller 2 is d1
- the distance between the axis CA of the impeller 2 of the front end 73 of the rear side surface 7 described above is defined as d1.
- d2 the distance between the rear end 82 of the front introduction surface 8 and the axis CA of the impeller 2 is defined as d3.
- the compressor housing 3 described above satisfies the relationship d3> d1.
- the distance d3 of the rear end 82 of the front introduction surface 8 from the axis CA is larger than the distance d1 of the rear end 72 of the rear side surface 7 from the axis CA.
- the recirculation flow RF is returned to the portion (area reduction portion) where the flow path area is reduced in the intake air introduction path 50, so that the mixing of the recirculation flow RF and the mainstream MF is promoted and introduced into the impeller 2. It is possible to make the velocity distribution of the fluid to be uniform. This makes it possible to suppress the occurrence of surging and the occurrence of backflow in the vicinity of the shroud surface 41.
- the compressor housing 3 described above satisfies the relationship d3 ⁇ d2.
- the distance d2 between the axis of the front end 73 of the rear side surface 7 and the CA is the same as or greater than the distance d3 of the axis CA of the rear end 82 of the front introduction surface 8. big.
- the interference between the mainstream MF and the recirculation flow RF can be suppressed, and the pressure loss of the mainstream MF and the recirculation flow RF can be reduced.
- the compressor housing 3 described above satisfies the relationship d1 ⁇ d3 ⁇ d2.
- the distance d2 is the same as or greater than the distance d3.
- the distance d3 is larger than the distance d1.
- the recirculation flow RF is returned to the portion (area reduction portion) where the flow path area is reduced in the intake air introduction path 50, so that the mixing of the recirculation flow RF and the mainstream MF is promoted and introduced into the impeller 2. It is possible to make the velocity distribution of the fluid to be uniform. This makes it possible to suppress the occurrence of surging and the occurrence of backflow in the vicinity of the shroud surface 41.
- the distance d2 is larger than the distance d1.
- the swirling speed component of the recirculation flow RF can be reduced when passing through the outlet flow path 53.
- interference between the mainstream MF flowing through the intake inlet passage 50 toward the rear XR and the recirculation flow RF flowing out to the intake introduction passage 50 can be suppressed, and as a result, the pressure loss of the mainstream MF and the recirculation flow RF can be reduced. Can be reduced.
- the introduction surface side convex curved surface portion 81 of the front side introduction surface 8 is formed at a position including at least the rear side end 82 of the front side introduction surface 8.
- the virtual arc VA including the introduction surface side convex curved surface portion 81 is configured to be in contact with the rear side end 72 of the rear side surface 7.
- the virtual arc VA including the introduction surface side convex curved surface portion 81 is configured to be in contact with the rear side end 72 of the rear side surface 7, it flows along the introduction surface side convex curved surface portion 81.
- the mainstream MF can flow along the rear introduction surface 9 connected to the rear end 72 of the rear side surface 7.
- the recirculated flow RF that has passed through the outlet 52 along the rear side surface 7 can flow along the rear side introduction surface 9.
- the inclination angle of the recirculation flow RF in the flow direction with respect to the flow direction of the mainstream MF can be made gentle. By making this inclination angle gentle, it is possible to suppress the interference between the mainstream MF and the recirculation flow RF. By suppressing the interference between the mainstream MF and the recirculation flow RF, the pressure loss of the mainstream MF and the recirculation flow RF can be effectively suppressed.
- FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining an intake air introduction unit according to an embodiment.
- the inner peripheral surface 381 forming the recirculation flow path 38 described above is connected from the connection position 382 with the inlet flow path 45 to the connection position 384 with the outlet flow path 53. It extends diagonally with respect to the axial direction of the impeller 2 so that the distance from the axis CA of the impeller 2 increases toward.
- the distance between the front end 383 at the connection position 382 of the inner peripheral surface 381 with the inlet flow path 45 and the axis CA of the impeller 2 is defined as d4, and the outlet flow of the inner peripheral surface 381 is defined as d4.
- the distance between the rear end 385 at the connection position 384 with the road 53 and the axis CA of the impeller 2 is defined as d5.
- the distance d5 is larger than the distance d4.
- the recirculation flow path 38 is formed so that the distance between the axis CB and the axis CA of the impeller 2 gradually increases toward the front side XF.
- the inner peripheral surface 381 forming the recirculation flow path 38 is connected to the axis CA of the impeller 2 from the connection position 382 with the inlet flow path 45 toward the connection position 384 with the outlet flow path 53.
- the swirling speed component of the recirculation flow RF flowing through the recirculation flow path 38 can be reduced.
- By reducing the swirling speed component of the recirculation flow RF it is possible to suppress the interference between the mainstream MF flowing through the intake introduction path 50 toward the rear XR and the recirculation flow RF flowing out to the intake introduction path 50, which in turn can suppress the interference.
- the pressure loss of the mainstream MF and the recirculation flow RF can be reduced.
- FIG. 13 is an explanatory diagram for explaining an intake air introduction unit according to an embodiment.
- the distance parallel to the axial direction of the impeller 2 between the rear end 82 of the front introduction surface 8 and the impeller blade 21 described above is L, and the impeller blade 21 is used.
- the diameter of the leading edge 25 of the above is defined as D
- the relationship of L ⁇ 0.5 ⁇ D is satisfied.
- the minimum length in the axial direction X between the rear end 82 of the front introduction surface 8 and the leading edge 25 of the impeller blade 21 is L
- the shroud of the leading edge 25 of the impeller blade 21 is defined as the above L.
- the maximum diameter of the side end 26 is defined as D.
- the relationship of L ⁇ 0.5 ⁇ D is satisfied.
- the recirculation flow RF can be returned near the leading edge 25 of the impeller blade 21.
- the effect of suppressing backflow in the vicinity of the shroud surface 41 by the recirculation flow RF can be increased.
- the centrifugal compressor 1 includes the above-mentioned compressor housing 3 as shown in FIG.
- the compressor housing 3 can suppress the occurrence of pressure loss of the fluid in the compressor housing 3, so that the efficiency of the centrifugal compressor 1 can be improved.
- the present disclosure is not limited to the above-mentioned embodiment, and includes a form in which the above-mentioned embodiment is modified and a form in which these forms are appropriately combined.
- the compressor housing (3) is A compressor housing (3) for rotatably accommodating the impeller (2) of the centrifugal compressor (1).
- a shroud portion (4) including a shroud surface (41) facing the tip (23) of the impeller blade (21) of the impeller (2) with a predetermined gap.
- the intake intake portion (5) including the introduction surface (51) defining the intake intake introduction path (50) of the above is provided.
- An inlet flow path (45) including an inlet (44) formed on the shroud surface (41).
- the intake intake portion (5) is viewed in cross-sectional view along the axis of the impeller (2).
- a rear side surface (7) defining the rear side (XR) in the outlet flow path (53) which is inclined toward the rear side (XR) from the outside to the inside in the radial direction (Y) and at least one.
- (XR) includes a front introduction surface (8) having an introduction surface side convex curved surface portion (81) formed in a convex curved surface shape at least in part.
- the front side surface (6) and the rear side surface (7) defining the outlet flow path (53) are each rear side (XR) from the outside to the inside in the radial direction (Y). Since the outlet flow path (53) is inclined to, the recirculation flow (RF) passing through the outlet flow path (53) has a large velocity component toward the rear side (XR) in the axial direction and is radial. It can be turned so that the inward velocity component in is smaller. Since the rear side surface (7) has a convex curved surface portion (71) formed in a convex curved surface shape at least in a part thereof, it is possible to generate a recirculation flow (RF) drawing effect due to the Coanda effect.
- RF recirculation flow
- the shroud surface ( 41) It is possible to suppress the occurrence of backflow in the vicinity. Further, by reducing the velocity component toward the inside in the radial direction of the recirculation flow (RF) flowing out to the intake introduction path (50) due to the conversion of the recirculation flow (RF), the intake introduction path (50) is reduced.
- the front introduction surface (8) is inclined from the outside to the inside in the radial direction (Y) toward the rear side (XR), and at least a part thereof has a convex curved surface shape. It has a formed introduction surface side convex curved surface portion (81). In this case, the pressure loss due to the collision of the mainstream (MF) flowing through the intake air introduction path (50) to the rear side (XR) with the front side introduction surface (8) can be suppressed.
- the compressor housing (3) according to 1) above.
- the front side surface (6) has a concave curved surface portion (61) formed in a concave curved surface shape at least in part.
- the front side surface (6) has a concave curved surface portion (61) formed in a concave curved surface shape at least in part.
- the conversion of the recirculation flow (RF) in the outlet flow path (53) is effective. Can be done.
- the generation of backflow in the vicinity of the shroud surface (41) can be effectively suppressed, and the pressure loss of the mainstream (MF) and recirculation flow (RF) due to the interference between the mainstream (MF) and the recirculation flow (RF).
- the compressor housing (3) according to 1) or 2) above.
- the convex curved surface portion (71) of the rear side surface (7) is formed at a position including at least the rear side end (72) of the rear side surface (7).
- the tangential direction of the convex curved surface portion (71) passing through the rear end (72) is the rear introduction surface formed on the rear side (XR) of the outlet (52) on the introduction surface (51). It coincides with the extending direction of (9).
- the tangential direction of the convex curved surface portion (71) passing through the rear end (72) is formed on the rear side (RF) of the outlet (52) on the introduction surface (51). It coincides with the extending direction of the rear introduction surface (9).
- the convex curved surface portion (71) of the rear side surface (7) and the rear side introduction surface (9) can be smoothly connected without a step.
- the recirculation flow (RF) flowing through the outlet flow path (53) along the convex curved surface portion (71) can flow along the rear introduction surface (9), so that the recirculation flow (RF) can be flowed.
- the turning in the outlet flow path (53) can be effectively performed, and the occurrence of backflow in the vicinity of the shroud surface (41) can be effectively suppressed.
- the compressor housing (3) according to any one of 1) to 3) above.
- the radius of curvature of the convex curved surface portion (71) on the rear side surface (7) is R1.
- R3 The radius of curvature of the introduction surface side convex curved surface portion (81) on the front introduction surface (8) is defined as R3, The relationship of R3> R1 is satisfied.
- the radius of curvature R1 of the convex curved surface portion (71) on the rear side surface (7) is made smaller than the radius of curvature R3 of the convex curved surface portion (81) on the introduction surface side.
- the turning of the circulating flow (RF) in the outlet flow path (53) can be effectively performed.
- the generation of backflow in the vicinity of the shroud surface (41) can be effectively suppressed, and the pressure loss of the mainstream (MF) and recirculation flow (RF) due to the interference between the mainstream (MF) and the recirculation flow (RF).
- the compressor housing (3) according to 2) above.
- the radius of curvature of the convex curved surface portion (71) on the rear side surface (7) is R1.
- R2 The radius of curvature of the concave curved surface portion (61) on the front side surface (6) is defined as R2, The relationship of R2> R1 is satisfied.
- the radius of curvature R2 of the concave curved surface portion (61) on the front side surface (6) is made larger than the radius of curvature R1 of the convex curved surface portion (71) on the rear side surface (7). Therefore, since the rapid reduction in the flow path area on the inlet side of the outlet flow path (53) can be alleviated, the pressure loss of the recirculation flow (RF) passing through the outlet flow path (53) can be reduced.
- the compressor housing (3) according to 2) above.
- the radius of curvature of the convex curved surface portion (71) on the rear side surface (7) is R1.
- the radius of curvature of the concave curved surface portion (61) on the front side surface (6) is R2,
- R3>R2> R1 is satisfied.
- the radius of curvature R1 of the convex curved surface portion (71) on the rear side surface (7) is made smaller than the radius of curvature R3 of the convex curved surface portion (81) on the introduction surface side to take in air.
- Interference when the main flow (MF) flowing through the introduction path (50) and the recirculation flow (RF) flowing out from the outlet flow path (53) to the intake introduction path (50) can be suppressed.
- the pressure loss of the mainstream (MF) and the recirculation flow (RF) can be reduced.
- the outlet flow path (53). Since the rapid reduction in the flow path area on the inlet side can be alleviated, the pressure loss of the recirculation flow (RF) passing through the outlet flow path (53) can be reduced. Therefore, according to the configuration of 6) above, the main stream (MF) and the recirculation flow (RF) having a small pressure loss in the intake inlet path (50) and the outlet flow path (53) can be sent to the impeller (2). Therefore, the efficiency of the centrifugal compressor (1) can be effectively improved.
- the compressor housing (3) according to any one of 1) to 6) above.
- the flow path width of the inlet flow path (45) at the inflow port (44) is t1.
- the flow path width of the outlet flow path (53) at the outlet (52) is defined as t2, The relationship of t1> t2 is satisfied.
- the flow path width t2 at the outflow port (52) of the outlet flow path (53) is made larger than the flow path width t1 at the inflow port (44) of the inlet flow path (45).
- the flow velocity of the recirculated flow (RF) passing through the outlet (52) of the outlet flow path (53) can be improved.
- the effect of suppressing the backflow in the vicinity of the shroud surface (41) by the recirculation flow (RF) can be increased.
- the flow path width (t) of the outlet flow path (53) is formed uniformly over the entire outlet flow path (53), or gradually decreases toward the outlet flow path (52). Is formed like this.
- the flow path width (t) of the outlet flow path (53) is the same over the entire outlet flow path (53) or gradually becomes smaller toward the outlet (52).
- the flow velocity of the recirculation flow (RF) passing through the outlet (52) of the outlet flow path (53) can be improved.
- the effect of suppressing the backflow in the vicinity of the shroud surface (41) by the recirculation flow (RF) can be increased.
- the flow path width (t) of the outlet flow path (53) to be the same over the entire outlet flow path (53) or to gradually decrease toward the outlet (52). , It is possible to suppress a sharp reduction in the flow path area on the inlet side of the outlet flow path (53). As a result, the pressure loss of the recirculation flow RF passing through the outlet flow path (53) can be suppressed.
- the compressor housing (3) according to any one of 1) to 8) above.
- the rear side end (82) of the front side introduction surface (8) is located on the front side (XF) of the front side end (73) of the rear side surface (7).
- the rear side end (82) of the front side introduction surface (8) is located on the front side (XF) of the front side surface (73) of the rear side surface (7).
- the curved surface portion formed on the wall surface defining the outlet flow path (53) for example, the convex curved surface portion 71 of the rear side surface 7). Etc.
- the conversion of the recirculation flow (RF) can be promoted.
- the compressor housing (3) according to any one of 1) to 9) above.
- the distance between the rear side end (72) of the rear side surface (7) and the axis (CA) of the impeller (2) is d1.
- the distance between the rear end (82) of the front introduction surface (8) and the axis (CA) of the impeller (2) is defined as d3, The relationship d3> d1 is satisfied.
- the distance d3 from the axis (CA) of the rear end (82) of the front introduction surface (8) is the axis (CA) of the rear end (72) of the rear side surface (7).
- the recirculation flow (RF) is returned to the portion (area reduction portion) where the flow path area is reduced in the intake air introduction path (50), so that the recirculation flow (RF) and the main flow (MF) are mixed. Is promoted, and the velocity distribution of the fluid introduced into the impeller (2) can be made uniform. This makes it possible to suppress the occurrence of surging and the occurrence of backflow in the vicinity of the shroud surface (41).
- the compressor housing (3) according to any one of 1) to 10) above.
- the distance between the front end (73) of the rear side surface (7) and the axis (CA) of the impeller (2) is d2.
- the distance between the rear end (82) of the front introduction surface (8) and the axis (CA) of the impeller (2) is defined as d3, The relationship of d3 ⁇ d2 is satisfied.
- the distance d2 from the axis (CA) of the front end (73) of the rear side surface (7) is the axis (CA) of the rear end (83) of the front introduction surface (8).
- the main flow (MF) flowing toward the rear side (XR) in the intake air introduction path (50) and the recirculation flow (RF) flowing out to the intake air introduction path (50) face each other.
- the interference between the mainstream (MF) and the recirculation flow (RF) can be suppressed, and the pressure loss of the mainstream (MF) and the recirculation flow (RF) can be reduced.
- the compressor housing (3) according to any one of 1) to 11) above.
- the distance between the rear side end (72) of the rear side surface (7) and the axis (CA) of the impeller (2) is d1.
- the distance between the front end (73) of the rear side surface (7) and the axis (CA) of the impeller (2) is d2.
- the distance between the rear end (82) of the front introduction surface (8) and the axis (CA) of the impeller (2) is defined as d3,
- the relationship of d1 ⁇ d3 ⁇ d2 is satisfied.
- the distance d2 is the same as the distance d3 or larger than the distance d3.
- the main flow (MF) flowing toward the rear side (XR) in the intake air introduction path (50) and the recirculation flow (RF) flowing out to the intake air introduction path (50) face each other.
- the interference between the mainstream (MF) and the recirculation flow (RF) can be suppressed, and the pressure loss of the mainstream (MF) and the recirculation flow (RF) can be reduced.
- the distance d3 is larger than the distance d1.
- the recirculation flow (RF) is returned to the portion (area reduction portion) where the flow path area is reduced in the intake air introduction path (50), so that the recirculation flow (RF) and the main flow (MF) are mixed. Is promoted, and the velocity distribution of the fluid introduced into the impeller (2) can be made uniform. This makes it possible to suppress the occurrence of surging and the occurrence of backflow in the vicinity of the shroud surface (41).
- the distance d2 is larger than the distance d1.
- the swirling velocity component of the recirculation flow (RF) can be reduced when passing through the outlet flow path (53).
- MF mainstream
- XR rear side
- RF recirculation flow
- the pressure loss of (MF) and recirculation flow (RF) can be reduced.
- the compressor housing (3) according to 10) or 12) above.
- the introduction surface side convex curved surface portion (81) of the front side introduction surface (8) is formed at a position including at least the rear side end (82) of the front side introduction surface (8).
- the virtual arc (VA) including the introduction surface side convex curved surface portion (81) is configured to be in contact with the rear side end (72) of the rear side surface (7).
- the virtual arc (VA) including the convex curved surface portion (81) on the introduction surface side is configured to be in contact with the rear side end (72) of the rear side surface (7).
- the main flow (MF) flowing along the surface-side convex curved surface portion (81) can be flowed along the rear-side introduction surface (9) connected to the rear-side end (72) of the rear side surface (7).
- the recirculated flow (RF) that has passed through the outlet (52) along the rear side surface (7) can flow along the rear side introduction surface (9).
- the inclination angle of the recirculation flow (RF) in the flow direction with respect to the flow direction of the main flow (MF) can be made gentle.
- the compressor housing (3) according to any one of 10) to 13) above.
- the inner peripheral surface (381) forming the recirculation flow path (38) is directed from the connection position (382) with the inlet flow path (45) to the connection position (384) with the outlet flow path (53).
- the impeller (2) extends diagonally with respect to the axial direction so that the distance from the axis (CA) of the impeller (2) becomes large.
- the inner peripheral surface (381) forming the recirculation flow path (38) is connected to the outlet flow path (53) from the connection position (382) with the inlet flow path (45).
- the swirling velocity component of the recirculation flow (RF) flowing through the recirculation flow path (38) can be reduced. ..
- the swirling speed component of the recirculation flow (RF) By reducing the swirling speed component of the recirculation flow (RF), the main flow (MF) that flows toward the rear side (XR) of the intake introduction path (50) and the recirculation flow that flows out to the intake introduction path (50).
- the interference with (RF) can be suppressed, and the pressure loss of the mainstream (MF) and the recirculation flow (RF) can be reduced.
- the compressor housing (3) according to any one of 1) to 14) above.
- the distance parallel to the axial direction of the impeller (2) between the rear end (82) of the front introduction surface (8) and the impeller blade (21) is L.
- D the diameter of the leading edge (25) of the impeller blade (21)
- the relationship of L ⁇ 0.5 ⁇ D is satisfied.
- the outlet (52) of the outlet flow path (53) near the impeller blade (21)
- the recirculation flow (RF) is placed near the leading edge (25) of the impeller blade (21). Can be returned.
- the effect of suppressing backflow in the vicinity of the shroud surface (41) due to the recirculation flow (RF) can be increased.
- the centrifugal compressor (1) according to at least one embodiment of the present disclosure is The compressor housing (3) according to any one of 1) to 15) above is provided.
- the compressor housing (3) can suppress the occurrence of pressure loss of the fluid in the compressor housing (3), so that the efficiency of the centrifugal compressor (1) can be improved.
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Abstract
コンプレッサハウジングは、その内部に、シュラウド面に形成された流入口を含む入口流路と、シュラウド面の前方側に形成された導入面に形成された流出口を含む出口流路と、入口流路と出口流路とを接続する再循環流路と、が形成され、コンプレッサハウジングの吸気導入部は、出口流路の前方側を画定する前方側面と、出口流路の後方側を画定する後方側面と、導入面における流出口よりも前方側に形成された前方側導入面と、を含み、前方側面、後方側面および前方側導入面の夫々は、径方向の外側から内側に向かって後方側に傾斜し、後方側面は凸曲面部を有し、前側導入面は導入面側凸湾曲部を有する。
Description
本開示は、コンプレッサハウジング、および該コンプレッサハウジングを備える遠心圧縮機に関する。
車両用又は舶用のターボチャージャのコンプレッサ部などに用いられる遠心圧縮機は、インペラの回転によって流体に運動エネルギを与えて径方向の外側に流体を吐出し、遠心力を利用して流体の圧力上昇を得るものである。かかる遠心圧縮機には、広い運転範囲において高圧力比と高効率化が求められており、種々の工夫が施されている。
遠心圧縮機は、インペラと、インペラを収容するコンプレッサハウジングと、を備える。インペラは、軸方向における前方側から流入した流体(例えば、空気)を径方向における外側に導く。一般的にコンプレッサハウジングは、その内部に、コンプレッサハウジングの外部からインペラの軸方向前側に流体を導く吸気導入路と、吸気導入路と連通しインペラが収容されるインペラ室と、インペラ室と連通しインペラを通過した気体をコンプレッサハウジングの外部へ導くスクロール流路と、が形成されている。
このようなコンプレッサには、広い作動範囲で高い圧力比を達成するワイドレンジ化が求められているが、コンプレッサの吸気流量が少ない低流量時において、流体の流れ方向に流体が激しく振動するサージングと呼ばれる不安定現象が発生することがある。サージングを避けるために、低流量時におけるコンプレッサの作動範囲が制限されている。このため、低流量域におけるワイドレンジ化を目的として、サージングを抑制するための方法が検討されてきた。
特許文献1には、インペラを収容するインペラ室に一端側が接続され、他端側がインペラ室よりも上流側に位置する吸気導入路に接続される再循環流路が形成されたコンプレッサハウジングを備える遠心式圧縮機が開示されている。このような遠心式圧縮機は、コンプレッサハウジングの外部から吸気導入路を経てインペラ室へ流れる流体(主流)の流量が少なくても、インペラ室内の流体の一部が再循環流路および吸気導入路を経て再度インペラ室に戻ることにより、インペラの入口側に送られる流体の流量を増加させ、サージングを抑制することができる。
特許文献1に記載のような、再循環流路が形成されたコンプレッサハウジングを備える遠心式圧縮機において、再循環流路から吸気導入路に流出した再循環流と、上述した主流とが合流する際に再循環流と主流との干渉度合いが大きいと、再循環流や主流の干渉による圧力損失が増大し、遠心圧縮機の効率が低下する虞がある。このため、再循環流と主流との干渉度合いを小さくし、コンプレッサハウジング内における流体の圧力損失の発生を抑制できるコンプレッサハウジングが望まれる。
上述した事情に鑑みて、本開示の少なくとも一実施形態の目的は、コンプレッサハウジング内における流体の圧力損失の発生を抑制し、遠心圧縮機の効率を向上させることができるコンプレッサハウジング、および該コンプレッサハウジングを備える遠心圧縮機を提供することにある。
本開示にかかるコンプレッサハウジングは、
遠心圧縮機のインペラを回転可能に収容するためのコンプレッサハウジングであって、
前記インペラのインペラ翼の先端と所定の隙間を有して対向するシュラウド面を含むシュラウド部と、
前記シュラウド面の前方側に形成される導入面であって、前記コンプレッサハウジングの吸気口から導入した吸気を前記インペラ翼に向かって導くための吸気導入路を画定する導入面を含む吸気導入部と、を備え、
前記コンプレッサハウジングの内部には、
前記シュラウド面に形成された流入口を含む入口流路、
前記導入面に形成された流出口を含む出口流路、及び
前記入口流路と前記出口流路とを接続する再循環流路、が形成され、
前記吸気導入部は、前記インペラの軸線に沿った断面視において、
前記出口流路における前方側を画定する前方側面であって、径方向の外側から内側に向かって後方側に傾斜する前方側面と、
前記出口流路における後方側を画定する後方側面であって、前記径方向の外側から内側に向かって後方側に傾斜するとともに、少なくとも一部において凸曲面状に形成された凸曲面部を有する後方側面と、
前記導入面における前記流出口よりも前方側に形成された前方側導入面であって、前記径方向の外側から内側に向かって後方側に傾斜するとともに、少なくとも一部において凸曲面状に形成された導入面側凸曲面部を有する前方側導入面と、を含む。
遠心圧縮機のインペラを回転可能に収容するためのコンプレッサハウジングであって、
前記インペラのインペラ翼の先端と所定の隙間を有して対向するシュラウド面を含むシュラウド部と、
前記シュラウド面の前方側に形成される導入面であって、前記コンプレッサハウジングの吸気口から導入した吸気を前記インペラ翼に向かって導くための吸気導入路を画定する導入面を含む吸気導入部と、を備え、
前記コンプレッサハウジングの内部には、
前記シュラウド面に形成された流入口を含む入口流路、
前記導入面に形成された流出口を含む出口流路、及び
前記入口流路と前記出口流路とを接続する再循環流路、が形成され、
前記吸気導入部は、前記インペラの軸線に沿った断面視において、
前記出口流路における前方側を画定する前方側面であって、径方向の外側から内側に向かって後方側に傾斜する前方側面と、
前記出口流路における後方側を画定する後方側面であって、前記径方向の外側から内側に向かって後方側に傾斜するとともに、少なくとも一部において凸曲面状に形成された凸曲面部を有する後方側面と、
前記導入面における前記流出口よりも前方側に形成された前方側導入面であって、前記径方向の外側から内側に向かって後方側に傾斜するとともに、少なくとも一部において凸曲面状に形成された導入面側凸曲面部を有する前方側導入面と、を含む。
本開示にかかる遠心圧縮機は、前記コンプレッサハウジングを備える。
本開示の少なくとも一実施形態によれば、コンプレッサハウジング内における流体の圧力損失の発生を抑制し、遠心圧縮機の効率を向上させることができるコンプレッサハウジング、および該コンプレッサハウジングを備える遠心圧縮機が提供される。
以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本開示の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
なお、同様の構成については同じ符号を付し説明を省略することがある。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
なお、同様の構成については同じ符号を付し説明を省略することがある。
(遠心圧縮機)
図1は、一実施形態にかかる遠心圧縮機を備えるターボチャージャの構成を説明するための説明図である。図2は、一実施形態にかかる遠心圧縮機を備えるターボチャージャのコンプレッサ側を概略的に示す概略断面図であって、遠心圧縮機の軸線を含む概略断面図である。
本開示の幾つかの実施形態にかかる遠心圧縮機1は、図1、図2に示されるように、インペラ2と、インペラ2を回転可能に収容するように構成されたコンプレッサハウジング3と、を備える。コンプレッサハウジング3は、図2に示されるように、インペラ2のインペラ翼21の先端22と所定の隙間Gを有して対向するシュラウド面41を含むシュラウド部4と、コンプレッサハウジング3の吸気口31から導入した吸気(例えば空気などの流体)をインペラ翼21に向かって導くための吸気導入路50を画定する導入面(内壁面)51を含む吸気導入部5と、を少なくとも備える。
図1は、一実施形態にかかる遠心圧縮機を備えるターボチャージャの構成を説明するための説明図である。図2は、一実施形態にかかる遠心圧縮機を備えるターボチャージャのコンプレッサ側を概略的に示す概略断面図であって、遠心圧縮機の軸線を含む概略断面図である。
本開示の幾つかの実施形態にかかる遠心圧縮機1は、図1、図2に示されるように、インペラ2と、インペラ2を回転可能に収容するように構成されたコンプレッサハウジング3と、を備える。コンプレッサハウジング3は、図2に示されるように、インペラ2のインペラ翼21の先端22と所定の隙間Gを有して対向するシュラウド面41を含むシュラウド部4と、コンプレッサハウジング3の吸気口31から導入した吸気(例えば空気などの流体)をインペラ翼21に向かって導くための吸気導入路50を画定する導入面(内壁面)51を含む吸気導入部5と、を少なくとも備える。
遠心圧縮機1は、例えば、自動車用、舶用又は発電用のターボチャージャ10や、その他産業用遠心圧縮機、送風機などに適用可能である。図示される実施形態では、遠心圧縮機1は、ターボチャージャ10に搭載される。ターボチャージャ10は、図1に示されるように、遠心圧縮機1と、タービン11と、回転シャフト12と、を備える。タービン11は、回転シャフト12を介してインペラ2に機械的に連結されたタービンロータ13と、タービンロータ13を回転可能に収容するタービンハウジング14と、を備える。
図示される実施形態では、ターボチャージャ10は、図1に示されるように、回転シャフト12を回転可能に支持する軸受15と、軸受15を収容するように構成された軸受ハウジング16と、をさらに備える。軸受ハウジング16は、コンプレッサハウジング3とタービンハウジング14との間に配置され、例えば締結ボルトなどの締結部材により、コンプレッサハウジング3やタービンハウジング14に機械的に連結されている。
以下、例えば図1に示されるように、遠心圧縮機1の軸線、すなわち、インペラ2の軸線CAが延在する方向を軸方向Xとし、軸線CAに直交する方向を径方向Yとする。軸方向Xのうち、遠心圧縮機1の吸入方向における上流側、すなわち、インペラ2に対して吸気口31が位置する側(図中左側)を前方側XFとする。また、軸方向Xのうち、遠心圧縮機1の吸入方向における下流側、すなわち、吸気口31に対してインペラ2が位置する側(図中右側)を後方側XRとする。
図示される実施形態では、図1に示されるように、コンプレッサハウジング3は、コンプレッサハウジング3の外部から流体(例えば、空気)を導入するための吸気口31と、インペラ2を通過した流体をコンプレッサハウジング3の外部に排出するための排出口32と、が形成されている。タービンハウジング14は、タービンハウジング14の内部に排ガスを導入するための排ガス導入口141と、タービンロータ13を通過した排ガスをタービンハウジング14の外部に排出するための排ガス排出口142と、が形成されている。
回転シャフト12は、図1に示されるように、軸方向Xに沿って長手方向を有する。回転シャフト12は、その長手方向の一方側(前方側XF)にインペラ2が機械的に連結されており、その長手方向の他方側(後方側XR)にタービンロータ13が機械的に連結されている。なお、本開示における「或る方向に沿って」とは、或る方向だけでなく、或る方向に対して傾斜する方向をも含むものである。
ターボチャージャ10は、不図示の排ガス発生装置(例えば、エンジンなどの内燃機関)から排ガス導入口141を通って、タービンハウジング14の内部に導入された排ガスにより、タービンロータ13を回転させる。インペラ2は、回転シャフト12を介してタービンロータ13に機械的に連結されているので、タービンロータ13の回転に連動して回転する。ターボチャージャ10は、インペラ2を回転させることにより、吸気口31を通って、コンプレッサハウジング3の内部に導入された流体を圧縮し、排出口32を通じて流体の供給先(例えば、エンジンなどの内燃機関)に送るようになっている。
(インペラ)
インペラ2は、図2に示されるように、ハブ23と、ハブ23の外面24に設けられた複数のインペラ翼21と、を含む。ハブ23は、回転シャフト12の一方側(前方側XF)に機械的に固定されているため、ハブ23や複数のインペラ翼21は、インペラ2の軸線CAを中心として回転シャフト12と一体的に回転可能に設けられている。インペラ2は、コンプレッサハウジング3に収納され、軸方向Xにおける前方側XFから導入される流体を径方向Yにおける外側に導くように構成されている。
インペラ2は、図2に示されるように、ハブ23と、ハブ23の外面24に設けられた複数のインペラ翼21と、を含む。ハブ23は、回転シャフト12の一方側(前方側XF)に機械的に固定されているため、ハブ23や複数のインペラ翼21は、インペラ2の軸線CAを中心として回転シャフト12と一体的に回転可能に設けられている。インペラ2は、コンプレッサハウジング3に収納され、軸方向Xにおける前方側XFから導入される流体を径方向Yにおける外側に導くように構成されている。
図示される実施形態では、ハブ23の外面24は、前方側XFから後方側XRに向かうにつれてインペラ2の軸線CAからの距離が大きくなる凹湾曲状に形成されている。複数のインペラ翼21の夫々は、軸線CA周りの周方向に互いに間隔を開けて配置されている。複数のインペラ翼21の先端22は、先端22に対向するように凸状に湾曲するシュラウド面41との間に隙間G(クリアランス)が形成されている。シュラウド面41は、前方側XFから後方側XRに向かうにつれてインペラ2の軸線CAからの距離が大きくなる凸湾曲状に形成されている。
(コンプレッサハウジング)
図示される実施形態では、コンプレッサハウジング3は、図2に示されるように、上述したシュラウド面41を含むシュラウド部4と、上述した吸気導入路50を形成する吸気導入部5と、インペラ2を通過した流体をコンプレッサハウジング3の外部へ導くための渦巻状のスクロール流路34を形成するスクロール部33と、を備える。
図示される実施形態では、コンプレッサハウジング3は、図2に示されるように、上述したシュラウド面41を含むシュラウド部4と、上述した吸気導入路50を形成する吸気導入部5と、インペラ2を通過した流体をコンプレッサハウジング3の外部へ導くための渦巻状のスクロール流路34を形成するスクロール部33と、を備える。
吸気導入路50およびスクロール流路34の夫々は、コンプレッサハウジング3の内部に形成されている。吸気導入部5は、吸気導入路50を形成する導入面51を有する。導入面51は、シュラウド面41よりも前方側XFに軸方向Xに沿って延在し、その前方側XF端には、上述した吸気口31が形成されている。スクロール流路34は、コンプレッサハウジング3に収納されたインペラ2の周囲を囲むように、インペラ2に対して径方向Yにおける外側に位置するように形成されている。スクロール部33は、スクロール流路34を形成する内周面35を有する。
また、図示される実施形態では、コンプレッサハウジング3は、図2に示されるように、他の部材(図示例では、軸受ハウジング16)と組み合わされることで、インペラ2を回転可能に収容する空間であるインペラ室36と、インペラ2からの流体をスクロール流路34に導くための遠心圧縮機1のディフューザ流路37と、が形成される。なお、他の幾つかの実施形態では、コンプレッサハウジング3の内部にインペラ室36やディフューザ流路37が形成されていてもよい。
上述したシュラウド部4は、吸気導入部5とスクロール部33との間に設けられる。シュラウド部4のシュラウド面41は、インペラ室36の前方側XF部分を形成している。軸受ハウジング16は、シュラウド面41よりも後方側XRにシュラウド面41に対向して設けられるインペラ室形成面161であって、インペラ室36の後方側XR部分を形成するインペラ室形成面161を有する。
シュラウド部4は、ディフューザ流路37の前方側XF部分を形成するシュラウド側流路面42であって、シュラウド面41の後方側端43と内周面35の一端351とを繋ぐシュラウド側流路面42を有する。軸受ハウジング16は、シュラウド側流路面42よりも後方側XRにシュラウド側流路面42に対向して設けられるハブ側流路面162を有する。ハブ側流路面162は、インペラ室形成面161よりも径方向Yにおける外側に設けられ、インペラ室形成面161と内周面35の他端352とを繋いでいる。図2に示されるような軸線CAに沿った断面において、シュラウド側流路面42およびハブ側流路面162の夫々は、軸線CAに交差(図示例では直交)する方向に沿って延在している。
吸気導入路50の出口は、インペラ室36の入口に連通し、インペラ室36の出口は、ディフューザ流路37の入口に連通している。吸気口31を通じてコンプレッサハウジング3の内部に導入された流体は、吸気導入路50を後方側XRに向かって流れた後に、インペラ2に送られる。インペラ2に送られた流体は、ディフューザ流路37およびスクロール流路34をこの順に流れた後に、排出口32(図1参照)からコンプレッサハウジング3の外部に排出される。
図3は、一実施形態にかかる吸気導入部を説明するための説明図である。図3および後述する図4~図13の夫々では、インペラ2の軸線CAに沿った断面を概略的に示している。
図2、図3に示されるように、コンプレッサハウジング3の内部には、シュラウド面41に形成された流入口44を含む入口流路45、導入面51に形成された流出口52を含む出口流路53、および入口流路45と出口流路53とを接続する再循環流路38が形成される。入口流路45は、流入口44を通じてインペラ室36に連通し、出口流路53は、流出口52を通じて吸気導入路50に連通している。このため、再循環流路38は、入口流路45を通じてインペラ室36に連通し、出口流路53を通じて吸気導入路50に連通している。遠心圧縮機1のインペラ2を回転駆動させると、流入口44と流出口52との圧力差により再循環流RFが生じる。再循環流RFは、流入口44を通じてインペラ室36から入口流路45に導入され、入口流路45、再循環流路38および出口流路53をこの順に流れた後、流出口52を通じて吸気導入路50に流出する。
図2、図3に示されるように、コンプレッサハウジング3の内部には、シュラウド面41に形成された流入口44を含む入口流路45、導入面51に形成された流出口52を含む出口流路53、および入口流路45と出口流路53とを接続する再循環流路38が形成される。入口流路45は、流入口44を通じてインペラ室36に連通し、出口流路53は、流出口52を通じて吸気導入路50に連通している。このため、再循環流路38は、入口流路45を通じてインペラ室36に連通し、出口流路53を通じて吸気導入路50に連通している。遠心圧縮機1のインペラ2を回転駆動させると、流入口44と流出口52との圧力差により再循環流RFが生じる。再循環流RFは、流入口44を通じてインペラ室36から入口流路45に導入され、入口流路45、再循環流路38および出口流路53をこの順に流れた後、流出口52を通じて吸気導入路50に流出する。
遠心圧縮機1の吸気流量(吸気口31を通じて吸気導入路50に流入し、インペラ2へ流れる主流MFの流量)が少ない低流量時において、流体の流れ方向に流体が激しく振動するサージングと呼ばれる不安定現象が発生することがある。サージングが発生すると、インペラ室36のシュラウド面41近傍に、主流MFとは逆方向、すなわち軸方向Xにおける前方側XFに向かって流れる逆流が発生し、遠心圧縮機1の効率低下を招く虞がある。遠心圧縮機1のコンプレッサハウジング3は、入口流路45、再循環流路38および出口流路53が形成されている。この場合には、インペラ室36内の流体の一部が再循環流RFとして、再循環流路38や吸気導入路50などを経て再度インペラ室36に戻ることにより、インペラ2に送られる流体の流量を増加させることができ、これによりサージングの発生を抑制できる。低流量時におけるサージングの発生を抑制することで、遠心圧縮機1は、低流量から高流量までの広い作動範囲において高い圧力比を達成することができる。
図4は、比較例にかかる吸気導入部を説明するための説明図である。比較例にかかるコンプレッサハウジング3Aの内部には、上述したシュラウド面41に形成された流入口44を含む入口流路45、入口流路45に連通して軸方向Xに沿って前方側XFに向かって延在する再循環流路38A、および再循環流路38Aの前方側XFに連通する出口流路53Aであって、前方側XFに向かって開口する流出口52Aを含む出口流路53Aが形成されている。この場合には、インペラ室36から入口流路45を通じて再循環流路38Aに流入した再循環流RFは、再循環流路38Aを前方側XFに向かって流れた後に、その流れ方向を維持したまま、流出口52Aを通じて吸気導入路50に流出する。吸気導入路50に流出した再循環流RFは、その流れ方向が吸気導入路50を後方側XRに向かって流れる主流MFの流れ方向とは逆方向であるため、再循環流RFと主流MFとが干渉し、主流MFや再循環流RFの圧力損失を増大させ、遠心圧縮機1の効率低下を招く虞がある。
(吸気導入部)
幾つかの実施形態にかかる遠心圧縮機1のコンプレッサハウジング3は、図3に示されるように、上述したシュラウド面41を含むシュラウド部4と、上述した導入面51を含む吸気導入部5と、を備える。コンプレッサハウジング3の内部には、上述した入口流路45、出口流路53および再循環流路38が形成されている。上述した吸気導入部5は、図3に示されるような、インペラ2の軸線CAに沿った断面視において、出口流路53における前方側XFを画定する前方側面6と、出口流路53における後方側XRを画定する後方側面7と、上述した導入面51における流出口52よりも前方側XFに形成された前方側導入面8と、を含む。前方側面6、後方側面7および前方側導入面8の夫々は、径方向Yの外側から内側に向かって後方側XRに傾斜している。換言すると、前方側面6、後方側面7および前方側導入面8の夫々は、後方側XRに向かうにつれて軸線CAからの距離が短くなっている。後方側面7は、少なくとも一部において凸曲面状に形成された凸曲面部71を有する。前方側導入面8は、少なくとも一部において凸曲面状に形成された導入面側凸曲面部81を有する。
幾つかの実施形態にかかる遠心圧縮機1のコンプレッサハウジング3は、図3に示されるように、上述したシュラウド面41を含むシュラウド部4と、上述した導入面51を含む吸気導入部5と、を備える。コンプレッサハウジング3の内部には、上述した入口流路45、出口流路53および再循環流路38が形成されている。上述した吸気導入部5は、図3に示されるような、インペラ2の軸線CAに沿った断面視において、出口流路53における前方側XFを画定する前方側面6と、出口流路53における後方側XRを画定する後方側面7と、上述した導入面51における流出口52よりも前方側XFに形成された前方側導入面8と、を含む。前方側面6、後方側面7および前方側導入面8の夫々は、径方向Yの外側から内側に向かって後方側XRに傾斜している。換言すると、前方側面6、後方側面7および前方側導入面8の夫々は、後方側XRに向かうにつれて軸線CAからの距離が短くなっている。後方側面7は、少なくとも一部において凸曲面状に形成された凸曲面部71を有する。前方側導入面8は、少なくとも一部において凸曲面状に形成された導入面側凸曲面部81を有する。
図示される実施形態では、再循環流路38は、図2に示されるように、環状に形成されている。なお、再循環流路38は、環状以外の形状に形成されていてもよい。図示される実施形態では、吸気導入部5は、図3に示されるように、導入面51における流出口52よりも後方側XRに形成された後方側導入面9をさらに含む。後方側導入面9は、後方側面7よりも後方側XRに位置し、その前方側端91が後方側面7の後方側端72に段差なく滑らかに接続している。また、後方側導入面9は、シュラウド面41よりも前方側XFに位置し、その後方側端92がシュラウド面41の前方側端46に段差なく滑らかに接続している。
上記の構成によれば、出口流路53を画定する前方側面6および後方側面7の夫々は、径方向Yの外側から内側に向かって後方側XRに傾斜しているので、出口流路53は、出口流路53を通過する再循環流RFを、軸方向Xにおける後方側XRに向かう速度成分が大きく、且つ径方向Yにおける内側に向かう速度成分が小さくなるように転向させることができる。再循環流RFは、再循環流路38を通過する際に軸方向Xにおける前方側XFに向かって流れる。再循環流RFは、出口流路53によって、その流れ方向が径方向Yにおける内側、且つ後方側XRに向かう方向に変更される。
また、後方側面7は、少なくとも一部において凸曲面状に形成された凸曲面部71を有するので、コアンダ効果による再循環流RFの引き込み効果を生じさせることができる。これにより、吸気導入路50に流出した再循環流RFの後方側面7からの剥離を抑制できるため、再循環流RFの出口流路53における転向を効果的に行うことができる。
上記再循環流RFの転向により、吸気導入路50に流出した再循環流RFの軸方向における後方側XRに向かう速度成分を大きなものにすることで、シュラウド面41近傍における逆流の発生を抑制できる。また、上記再循環流RFの転向により、吸気導入路50に流出した再循環流RFの径方向Yにおける内側に向かう速度成分を小さなものにすることで、吸気導入路50を後方側XRに向かって流れる主流MFと、吸気導入路50に流出した再循環流RFと、の干渉を抑制でき、ひいては主流MFや再循環流RFの圧力損失を低減できる。よって、上記の構成によれば、コンプレッサハウジング3内における流体の圧力損失の発生を抑制し、遠心圧縮機1の効率を向上させることができる。
また、上記の構成によれば、前方側導入面8は、径方向Yの外側から内側に向かって後方側XRに傾斜するとともに、少なくとも一部において凸曲面状に形成された導入面側凸曲面部81を有する。この場合には、吸気導入路50を後方側XRに流れる主流MFの、前方側導入面8との衝突による圧力損失を抑制できる。
幾つかの実施形態では、上述した前方側面6は、図3に示されるように、少なくとも一部において凹曲面状に形成された凹曲面部61を有する。なお、図示される実施形態では、凹曲面部61は、前方側面6における後方側端(流出口52の前方側縁)を含む位置に形成され、導入面側凸曲面部81は、前方側導入面8における後方側端82(流出口52の前方側縁)を含む位置に形成されている。凹曲面部61の後方側端は、導入面側凸曲面部81の後方側端に連なっている。
上記の構成によれば、凹曲面部61により出口流路53を通過する再循環流RFが案内されるので、再循環流RFの出口流路53における転向を効果的に行うことができる。これにより、軸線CAに沿って断面における、軸方向Xに沿って後方側XRに向かって流れる主流MFの流れ方向に対する再循環流RFの流れ方向の傾斜角度を緩やかにできる。この傾斜角度を緩やかにすることで、主流MFと再循環流RFとの干渉を抑制できる。これにより、シュラウド面41近傍における逆流の発生を効果的に抑制できるとともに、主流MFと再循環流RFとの干渉による主流MFや再循環流RFの圧力損失を効果的に抑制できる。
図5は、一実施形態にかかる吸気導入部の出口流路近傍を説明するための説明図である。図6、図7の夫々は、比較例にかかる吸気導入部の出口流路近傍を説明するための説明図である。
幾つかの実施形態では、図5に示されるように、上述した後方側面7の凸曲面部71は、少なくとも後方側面7の後方側端72を含む位置に形成されている。なお、図示される実施形態では、上述した後方側面7の凸曲面部71は、後方側面7の前方側端73から後方側端72までに亘り形成されている。後方側端72を通過する凸曲面部71の接線方向は、導入面51における流出口52よりも後方側XRに形成される後方側導入面9の延在方向と一致する。図5では、後方側端72を通過する凸曲面部71の接線をS1としている。後方側導入面9は、接線S1の延在方向、すなわち、軸方向Xに沿って延在している。この場合には、後方側面7の凸曲面部71と後方側導入面9とを段差なく滑らかに接続することができる。これにより、出口流路53を凸曲面部71に沿って流れる再循環流RFを、そのまま後方側導入面9に沿って流すことができるため、再循環流RFの出口流路53における転向を効果的に行うことができる。すなわち、軸線CAに沿って断面における、軸方向Xに沿って後方側XRに向かって流れる主流MFの流れ方向に対する再循環流RFの流れ方向の傾斜角度を緩やかにできる。また、再循環流RFを後方側導入面9に沿って流すことで、シュラウド面41近傍における逆流の発生を効果的に抑制できる。
幾つかの実施形態では、図5に示されるように、上述した後方側面7の凸曲面部71は、少なくとも後方側面7の後方側端72を含む位置に形成されている。なお、図示される実施形態では、上述した後方側面7の凸曲面部71は、後方側面7の前方側端73から後方側端72までに亘り形成されている。後方側端72を通過する凸曲面部71の接線方向は、導入面51における流出口52よりも後方側XRに形成される後方側導入面9の延在方向と一致する。図5では、後方側端72を通過する凸曲面部71の接線をS1としている。後方側導入面9は、接線S1の延在方向、すなわち、軸方向Xに沿って延在している。この場合には、後方側面7の凸曲面部71と後方側導入面9とを段差なく滑らかに接続することができる。これにより、出口流路53を凸曲面部71に沿って流れる再循環流RFを、そのまま後方側導入面9に沿って流すことができるため、再循環流RFの出口流路53における転向を効果的に行うことができる。すなわち、軸線CAに沿って断面における、軸方向Xに沿って後方側XRに向かって流れる主流MFの流れ方向に対する再循環流RFの流れ方向の傾斜角度を緩やかにできる。また、再循環流RFを後方側導入面9に沿って流すことで、シュラウド面41近傍における逆流の発生を効果的に抑制できる。
仮に図6に示されるように、後方側端72を通過する凸曲面部71の接線方向が、後方側導入面9の延在方向に交差する場合には、出口流路53を凸曲面部71に沿って流れる再循環流RFが後方側導入面9から剥離する。これにより、吸気導入路50に流出した再循環流RFは、吸気導入路50における後方側導入面9に面する空間(剥離空間)PSよりも径方向Yにおける内側を流れるので、再循環流RFと主流MFとの干渉度合いが大きくなり、主流MFと再循環流RFとの干渉による主流MFや再循環流RFの圧力損失が増大する可能性が高まる。また、上記剥離空間PSやシュラウド面41近傍に逆流が生じる可能性が高まる。
例えば図5に示されるように、後方側面7における凸曲面部71の曲率半径をR1、前方側面6における凹曲面部61の曲率半径をR2、前方側導入面8における導入面側凸曲面部81の曲率半径をR3、と定義する。
幾つかの実施形態では、図5に示されるように、上述したコンプレッサハウジング3は、R3>R1の関係を満たす。上記の構成によれば、後方側面7の凸曲面部71の曲率半径R1を、導入面側凸曲面部81の曲率半径R3よりも小さなものにすることで、再循環流RFの出口流路53における転向を効果的に行うことができる。すなわち、軸線CAに沿って断面における、軸方向Xに沿って後方側XRに向かって流れる主流MFの流れ方向に対する再循環流RFの流れ方向の傾斜角度を緩やかにできる。これにより、シュラウド面41近傍における逆流の発生を効果的に抑制できるとともに、主流MFと再循環流RFとの干渉による主流MFや再循環流RFの圧力損失を効果的に抑制できる。
幾つかの実施形態では、図5に示されるように、上述したコンプレッサハウジング3は、R3>R1の関係を満たす。上記の構成によれば、後方側面7の凸曲面部71の曲率半径R1を、導入面側凸曲面部81の曲率半径R3よりも小さなものにすることで、再循環流RFの出口流路53における転向を効果的に行うことができる。すなわち、軸線CAに沿って断面における、軸方向Xに沿って後方側XRに向かって流れる主流MFの流れ方向に対する再循環流RFの流れ方向の傾斜角度を緩やかにできる。これにより、シュラウド面41近傍における逆流の発生を効果的に抑制できるとともに、主流MFと再循環流RFとの干渉による主流MFや再循環流RFの圧力損失を効果的に抑制できる。
仮に図6に示されるように、後方側面7の凸曲面部71の曲率半径R1が、導入面側凸曲面部81の曲率半径R3以上であると、再循環流RFの出口流路53における転向度合いが小さい。すなわち、軸線CAに沿って断面における、軸方向Xに沿って後方側XRに向かって流れる主流MFの流れ方向に対する再循環流RFの流れ方向の傾斜角度が急激なものとなる。この場合には、再循環流RFと主流MFとの干渉度合いが大きくなり、主流MFと再循環流RFとの干渉による主流MFや再循環流RFの圧力損失が増大する可能性が高まる。また、上記剥離空間PSやシュラウド面41近傍に逆流が生じる可能性が高まる。
幾つかの実施形態では、図5に示されるように、上述したコンプレッサハウジング3は、R2>R1の関係を満たす。仮に図7に示されるように、上述したコンプレッサハウジング3がR2≦R1の関係を満たす場合には、出口流路53の流出口52とは反対側に位置する入口側において流路面積が急激に縮小するため、出口流路53を通過する際の再循環流RFの圧力損失が増大する虞がある。上記の構成によれば、前方側面6の凹曲面部61の曲率半径R2を、後方側面7の凸曲面部71の曲率半径R1よりも大きなものにすることで、出口流路53の入口側における流路面積の急激な縮小を緩和できるため、出口流路53を通過する再循環流RFの圧力損失を低減できる。
幾つかの実施形態では、図5に示されるように、上述したコンプレッサハウジング3は、R3>R2>R1の関係を満たす。上記の構成によれば、導入面側凸曲面部81の曲率半径R3を、後方側面7の凸曲面部71の曲率半径R1よりも大きなものにすることで、吸気導入路50を流れる主流MFと、出口流路53から吸気導入路50に流出した再循環流RFと、が合流する際の干渉を抑制できる。これにより、主流MFや再循環流RFの圧力損失を低減できる。また、前方側面6の凹曲面部61の曲率半径R2を、後方側面7の凸曲面部71の曲率半径R1よりも大きなものにすることで、出口流路53の入口側における流路面積の急激な縮小を緩和できるため、出口流路53を通過する再循環流RFの圧力損失を低減できる。よって、上記の構成によれば、吸気導入路50や出口流路53における圧力損失が少ない主流MFや再循環流RFをインペラ2に送ることができるので、遠心圧縮機1の効率を効果的に向上させることができる。
図8は、一実施形態にかかる吸気導入部を説明するための説明図である。
幾つかの実施形態では、図8に示されるような、インペラ2の軸線CAに沿った断面視において、上述した入口流路45の流入口44における流路幅をt1、上述した出口流路53の流出口52における流路幅をt2、と定義した場合に、t1>t2の関係を満たす。この場合には、出口流路53の流出口52における流路幅t2を、入口流路45の流入口44における流路幅t1よりも大きなものにすることで、出口流路53の流出口52を通過する再循環流RFの流速を向上させることができる。吸気導入路50に導入される再循環流RFの流速を向上させることで、再循環流RFによるシュラウド面41近傍における逆流の抑制効果を増大できる。
幾つかの実施形態では、図8に示されるような、インペラ2の軸線CAに沿った断面視において、上述した入口流路45の流入口44における流路幅をt1、上述した出口流路53の流出口52における流路幅をt2、と定義した場合に、t1>t2の関係を満たす。この場合には、出口流路53の流出口52における流路幅t2を、入口流路45の流入口44における流路幅t1よりも大きなものにすることで、出口流路53の流出口52を通過する再循環流RFの流速を向上させることができる。吸気導入路50に導入される再循環流RFの流速を向上させることで、再循環流RFによるシュラウド面41近傍における逆流の抑制効果を増大できる。
図9は、一実施形態にかかる吸気導入部の出口流路近傍を説明するための説明図である。
幾つかの実施形態では、上述した出口流路53の流路幅tは、図8に示されるように、出口流路53の全体、すなわち出口流路53の入口側から流出口52までに亘って同一に形成されるか、又は、図9に示されるように、流出口52に向かって徐々に小さくなるように形成される。図9に示される実施形態では、出口流路53の入口側、すなわち、後方側面7の前方側端73を含む位置に形成される出口流路53の再循環流路38との接続位置における流路幅t21が、流路幅tにおける最大になっている。また、出口流路53の出口側、すなわち、流出口52における流路幅t2が、流路幅tにおける最小になっている。
幾つかの実施形態では、上述した出口流路53の流路幅tは、図8に示されるように、出口流路53の全体、すなわち出口流路53の入口側から流出口52までに亘って同一に形成されるか、又は、図9に示されるように、流出口52に向かって徐々に小さくなるように形成される。図9に示される実施形態では、出口流路53の入口側、すなわち、後方側面7の前方側端73を含む位置に形成される出口流路53の再循環流路38との接続位置における流路幅t21が、流路幅tにおける最大になっている。また、出口流路53の出口側、すなわち、流出口52における流路幅t2が、流路幅tにおける最小になっている。
上記の構成によれば、出口流路53の流路幅tを、出口流路53の全体に亘って同一、又は、流出口52に向かって徐々に小さくなるように形成することで、出口流路53の流出口52を通過する再循環流RFの流速を向上させることができる。吸気導入路50に導入される再循環流RFの流速を向上させることで、再循環流RFによるシュラウド面41近傍における逆流の抑制効果を増大できる。また、出口流路53の流路幅tを、出口流路53の全体に亘って同一、又は、流出口52に向かって徐々に小さくなるように形成することで、出口流路53の入口側における流路面積の急激な縮小を抑制できる。これにより、出口流路53を通過する再循環流RFの圧力損失を抑制できる。
幾つかの実施形態では、図9に示されるように、出口流路53の流路長さをL1とした場合に、L1≧0の条件を満たす。なお、出口流路53の流路長さL1は、上述した出口流路53の再循環流路38との接続位置から流出口52までの長さである。この場合には、出口流路53の長さを充分な大きさにできるので、出口流路53を画定する壁面に形成される曲面部(例えば、後方側面7の凸曲面部71や前方側面6の凹曲面部61)を長くすることができる。上記曲面部を長くすることで、再循環流RFの転向を促進できる。また、出口流路53の流路面積の急激な縮小を抑制でき、ひいては、出口流路53を通過する再循環流RFの圧力損失を抑制できる。
図10は、一実施形態にかかる吸気導入部の出口流路近傍を説明するための説明図である。図11は、図10に示される後方側面を説明するための説明図である。
幾つかの実施形態では、図9~図11に示されるように、上述した前方側導入面8の後方側端82は、後方側面7の前方側端73よりも、前方側XFに位置する。この場合には、出口流路53の長さL1を充分な大きさにできるので、出口流路53を画定する壁面に形成される曲面部(例えば、後方側面7の凸曲面部71や前方側面6の凹曲面部61)を長くすることができる。上記曲面部を長くすることで、再循環流RFの転向を促進できる。
幾つかの実施形態では、図9~図11に示されるように、上述した前方側導入面8の後方側端82は、後方側面7の前方側端73よりも、前方側XFに位置する。この場合には、出口流路53の長さL1を充分な大きさにできるので、出口流路53を画定する壁面に形成される曲面部(例えば、後方側面7の凸曲面部71や前方側面6の凹曲面部61)を長くすることができる。上記曲面部を長くすることで、再循環流RFの転向を促進できる。
図10に示されるように、上述した後方側面7の後方側端72とインペラ2の軸線CAとの距離をd1、上述した後方側面7の前方側端73のインペラ2の軸線CAとの距離をd2、前方側導入面8の後方側端82とインペラ2の軸線CAとの距離をd3、と定義する。
幾つかの実施形態では、図10に示されるように、上述したコンプレッサハウジング3は、d3>d1の関係を満たす。上記の構成によれば、前方側導入面8の後方側端82の軸線CAとの距離d3は、後方側面7の後方側端72の軸線CAとの距離d1よりも大きい。この場合には、吸気導入路50における流路面積が縮小した部分(面積縮小部)に再循環流RFが戻されるので、再循環流RFと主流MFとの混合が促進され、インペラ2に導入される流体の速度分布の一様化を図ることができる。これにより、サージングの発生やシュラウド面41近傍における逆流の発生を抑制できる。
幾つかの実施形態では、図10に示されるように、上述したコンプレッサハウジング3は、d3>d1の関係を満たす。上記の構成によれば、前方側導入面8の後方側端82の軸線CAとの距離d3は、後方側面7の後方側端72の軸線CAとの距離d1よりも大きい。この場合には、吸気導入路50における流路面積が縮小した部分(面積縮小部)に再循環流RFが戻されるので、再循環流RFと主流MFとの混合が促進され、インペラ2に導入される流体の速度分布の一様化を図ることができる。これにより、サージングの発生やシュラウド面41近傍における逆流の発生を抑制できる。
幾つかの実施形態では、図10に示されるように、上述したコンプレッサハウジング3は、d3≦d2の関係を満たす。上記の構成によれば、後方側面7の前方側端73の軸線とCAの距離d2は、前方側導入面8の後方側端82の軸線CAとの距離d3と同じ、又は上記距離d3よりも大きい。この場合には、吸気導入路50を後方側XRに向かって流れる主流MFと、吸気導入路50に流出した再循環流RFと、が対向することを防止できる。これにより、主流MFと再循環流RFとの干渉を抑制でき、ひいては主流MFや再循環流RFの圧力損失を低減できる。
幾つかの実施形態では、図10に示されるように、上述したコンプレッサハウジング3は、d1<d3≦d2の関係を満たす。上記の構成によれば、距離d2は、距離d3と同じ、又は距離d3よりも大きい。この場合には、吸気導入路50を後方側XRに向かって流れる主流MFと、吸気導入路50に流出した再循環流RFと、が対向することを防止できる。これにより、主流MFと再循環流RFとの干渉を抑制でき、ひいては主流MFや再循環流RFの圧力損失を低減できる。また、距離d3は、距離d1よりも大きい。この場合には、吸気導入路50における流路面積が縮小した部分(面積縮小部)に再循環流RFが戻されるので、再循環流RFと主流MFとの混合が促進され、インペラ2に導入される流体の速度分布の一様化を図ることができる。これにより、サージングの発生やシュラウド面41近傍における逆流の発生を抑制できる。
また、上記の構成によれば、距離d2は、距離d1よりも大きい。この場合には、出口流路53を通過する際に再循環流RFの旋回速度成分を低減できる。これにより、吸気導入路50を後方側XRに向かって流れる主流MFと、吸気導入路50に流出した再循環流RFと、の干渉を抑制でき、ひいては主流MFや再循環流RFの圧力損失を低減できる。
幾つかの実施形態では、図11に示されるように、上述した前方側導入面8の導入面側凸曲面部81は、少なくとも前方側導入面8の後方側端82を含む位置に形成されており、導入面側凸曲面部81を含む仮想円弧VAが、後方側面7の後方側端72と接するように構成された。
上記の構成によれば、導入面側凸曲面部81を含む仮想円弧VAが、後方側面7の後方側端72と接するように構成されているので、導入面側凸曲面部81に沿って流れた主流MFを、後方側面7の後方側端72に接続された後方側導入面9に沿って流すことができる。また、後方側面7に沿って流出口52を通過した再循環流RFを、後方側導入面9に沿って流すことができる。これにより、主流MFの流れ方向に対する再循環流RFの流れ方向の傾斜角度を緩やかにできる。この傾斜角度を緩やかにすることで、主流MFと再循環流RFとの干渉を抑制できる。主流MFと再循環流RFとの干渉を抑制することで、主流MFや再循環流RFの圧力損失を効果的に抑制できる。
図12は、一実施形態にかかる吸気導入部を説明するための説明図である。
幾つかの実施形態では、図12に示されるように、上述した再循環流路38を形成する内周面381は、入口流路45との接続位置382から出口流路53との接続位置384に向かってインペラ2の軸線CAとの距離が大きくなるように、インペラ2の軸方向に対して斜めに延在する。図示される実施形態では、内周面381の入口流路45との接続位置382における前方側端383と、インペラ2の軸線CAと、の距離をd4と定義し、内周面381の出口流路53との接続位置384における後方側端385と、インペラ2の軸線CAと、の距離をd5と定義する。上記距離d5は、上記距離d4よりも大きい。また、再循環流路38は、前方側XFに向かうに連れて徐々にその軸線CBと、インペラ2の軸線CAと、の距離が大きくなるように形成されている。
幾つかの実施形態では、図12に示されるように、上述した再循環流路38を形成する内周面381は、入口流路45との接続位置382から出口流路53との接続位置384に向かってインペラ2の軸線CAとの距離が大きくなるように、インペラ2の軸方向に対して斜めに延在する。図示される実施形態では、内周面381の入口流路45との接続位置382における前方側端383と、インペラ2の軸線CAと、の距離をd4と定義し、内周面381の出口流路53との接続位置384における後方側端385と、インペラ2の軸線CAと、の距離をd5と定義する。上記距離d5は、上記距離d4よりも大きい。また、再循環流路38は、前方側XFに向かうに連れて徐々にその軸線CBと、インペラ2の軸線CAと、の距離が大きくなるように形成されている。
上記の構成によれば、再循環流路38を形成する内周面381を、入口流路45との接続位置382から出口流路53との接続位置384に向かってインペラ2の軸線CAとの距離が大きくなるようにすることで、再循環流路38を流れる再循環流RFの旋回速度成分を低減できる。再循環流RFの旋回速度成分を低減することで、吸気導入路50を後方側XRに向かって流れる主流MFと、吸気導入路50に流出した再循環流RFと、の干渉を抑制でき、ひいては主流MFや再循環流RFの圧力損失を低減できる。
図13は、一実施形態にかかる吸気導入部を説明するための説明図である。
幾つかの実施形態では、図13に示されるように、上述した前方側導入面8の後方側端82とインペラ翼21とのインペラ2の軸方向に対して平行な距離をL、インペラ翼21の前縁25の直径をD、と定義した場合に、L≦0.5×Dの関係を満たす。なお、図示される実施形態では、前方側導入面8の後方側端82とインペラ翼21の前縁25との軸方向Xにおける最小長さを上記Lとし、インペラ翼21の前縁25のシュラウド側端26の最大直径を上記Dとしている。上記の構成によれば、L≦0.5×Dの関係を満たす。この場合には、出口流路53の流出口52をインペラ翼21の近くに設けることで、再循環流RFをインペラ翼21の前縁25近くに戻すことができる。これにより、再循環流RFによるシュラウド面41近傍における逆流の抑制効果を増大できる。
幾つかの実施形態では、図13に示されるように、上述した前方側導入面8の後方側端82とインペラ翼21とのインペラ2の軸方向に対して平行な距離をL、インペラ翼21の前縁25の直径をD、と定義した場合に、L≦0.5×Dの関係を満たす。なお、図示される実施形態では、前方側導入面8の後方側端82とインペラ翼21の前縁25との軸方向Xにおける最小長さを上記Lとし、インペラ翼21の前縁25のシュラウド側端26の最大直径を上記Dとしている。上記の構成によれば、L≦0.5×Dの関係を満たす。この場合には、出口流路53の流出口52をインペラ翼21の近くに設けることで、再循環流RFをインペラ翼21の前縁25近くに戻すことができる。これにより、再循環流RFによるシュラウド面41近傍における逆流の抑制効果を増大できる。
幾つかの実施形態にかかる遠心圧縮機1は、図2に示されるように、上述したコンプレッサハウジング3を備える。この場合には、コンプレッサハウジング3により、コンプレッサハウジング3内における流体の圧力損失の発生を抑制できるので、遠心圧縮機1の効率を向上させることができる。
本開示は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
上述した幾つかの実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握されるものである。
1)本開示の少なくとも一実施形態にかかるコンプレッサハウジング(3)は、
遠心圧縮機(1)のインペラ(2)を回転可能に収容するためのコンプレッサハウジング(3)であって、
前記インペラ(2)のインペラ翼(21)の先端(23)と所定の隙間を有して対向するシュラウド面(41)を含むシュラウド部(4)と、
前記シュラウド面(41)の前方側に形成される導入面(51)であって、前記コンプレッサハウジング(3)の吸気口(31)から導入した吸気を前記インペラ翼(21)に向かって導くための吸気導入路(50)を画定する導入面(51)を含む吸気導入部(5)と、を備え、
前記コンプレッサハウジング(3)の内部には、
前記シュラウド面(41)に形成された流入口(44)を含む入口流路(45)、
前記導入面(51)に形成された流出口(52)を含む出口流路(53)、及び
前記入口流路(45)と前記出口流路(53)とを接続する再循環流路(38)、が形成され、
前記吸気導入部(5)は、前記インペラ(2)の軸線に沿った断面視において、
前記出口流路(53)における前方側(XF)を画定する前方側面(6)であって、径方向(Y)の外側から内側に向かって後方側(XR)に傾斜する前方側面(6)と、
前記出口流路(53)における後方側(XR)を画定する後方側面(7)であって、前記径方向(Y)の外側から内側に向かって後方側(XR)に傾斜するとともに、少なくとも一部において凸曲面状に形成された凸曲面部(71)を有する後方側面(7)と、
前記導入面(51)における前記流出口(52)よりも前方側(XF)に形成された前方側導入面(8)であって、前記径方向(Y)の外側から内側に向かって後方側(XR)に傾斜するとともに、少なくとも一部において凸曲面状に形成された導入面側凸曲面部(81)を有する前方側導入面(8)と、を含む。
遠心圧縮機(1)のインペラ(2)を回転可能に収容するためのコンプレッサハウジング(3)であって、
前記インペラ(2)のインペラ翼(21)の先端(23)と所定の隙間を有して対向するシュラウド面(41)を含むシュラウド部(4)と、
前記シュラウド面(41)の前方側に形成される導入面(51)であって、前記コンプレッサハウジング(3)の吸気口(31)から導入した吸気を前記インペラ翼(21)に向かって導くための吸気導入路(50)を画定する導入面(51)を含む吸気導入部(5)と、を備え、
前記コンプレッサハウジング(3)の内部には、
前記シュラウド面(41)に形成された流入口(44)を含む入口流路(45)、
前記導入面(51)に形成された流出口(52)を含む出口流路(53)、及び
前記入口流路(45)と前記出口流路(53)とを接続する再循環流路(38)、が形成され、
前記吸気導入部(5)は、前記インペラ(2)の軸線に沿った断面視において、
前記出口流路(53)における前方側(XF)を画定する前方側面(6)であって、径方向(Y)の外側から内側に向かって後方側(XR)に傾斜する前方側面(6)と、
前記出口流路(53)における後方側(XR)を画定する後方側面(7)であって、前記径方向(Y)の外側から内側に向かって後方側(XR)に傾斜するとともに、少なくとも一部において凸曲面状に形成された凸曲面部(71)を有する後方側面(7)と、
前記導入面(51)における前記流出口(52)よりも前方側(XF)に形成された前方側導入面(8)であって、前記径方向(Y)の外側から内側に向かって後方側(XR)に傾斜するとともに、少なくとも一部において凸曲面状に形成された導入面側凸曲面部(81)を有する前方側導入面(8)と、を含む。
上記1)の構成によれば、出口流路(53)を画定する前方側面(6)および後方側面(7)の夫々は、径方向(Y)の外側から内側に向かって後方側(XR)に傾斜しているので、出口流路(53)は、出口流路(53)を通過する再循環流(RF)を、軸方向における後方側(XR)に向かう速度成分が大きく、且つ径方向における内側に向かう速度成分が小さくなるように転向させることができる。後方側面(7)は、少なくとも一部において凸曲面状に形成された凸曲面部(71)を有するので、コアンダ効果による再循環流(RF)の引き込み効果を生じさせることができる。これにより、吸気導入路(50)に流出した再循環流(RF)の後方側面(7)からの剥離を抑制できるとともに、再循環流(RF)の出口流路(53)における転向を効果的に行うことができる。
上記再循環流(RF)の転向により、吸気導入路(50)に流出した再循環流(RF)の軸方向における後方側(XR)に向かう速度成分を大きなものにすることで、シュラウド面(41)近傍における逆流の発生を抑制できる。また、上記再循環流(RF)の転向により、吸気導入路(50)に流出した再循環流(RF)の径方向における内側に向かう速度成分を小さなものにすることで、吸気導入路(50)を後方側(XF)に向かって流れる主流(MF)と、吸気導入路(50)に流出した再循環流(RF)と、の干渉を抑制でき、ひいては主流(MF)や再循環流(RF)の圧力損失を低減できる。よって、上記1)の構成によれば、コンプレッサハウジング(3)内における流体の圧力損失の発生を抑制し、遠心圧縮機(1)の効率を向上させることができる。
また、上記1)の構成によれば、前方側導入面(8)は、径方向(Y)の外側から内側に向かって後方側(XR)に傾斜するとともに、少なくとも一部において凸曲面状に形成された導入面側凸曲面部(81)を有する。この場合には、吸気導入路(50)を後方側(XR)に流れる主流(MF)の、前方側導入面(8)との衝突による圧力損失を抑制できる。
2)幾つかの実施形態では、上記1)に記載のコンプレッサハウジング(3)であって、
前記前方側面(6)は、少なくとも一部において凹曲面状に形成された凹曲面部(61)を有する。
前記前方側面(6)は、少なくとも一部において凹曲面状に形成された凹曲面部(61)を有する。
上記2)の構成によれば、前方側面(6)は、少なくとも一部において凹曲面状に形成された凹曲面部(61)を有する。この場合には、凹曲面部(61)により出口流路(53)を通過する再循環流(RF)が案内されるので、再循環流(RF)の出口流路(53)における転向を効果的に行うことができる。これにより、シュラウド面(41)近傍における逆流の発生を効果的に抑制できるとともに、主流(MF)と再循環流(RF)との干渉による主流(MF)や再循環流(RF)の圧力損失を効果的に抑制できる。
3)幾つかの実施形態では、上記1)又は2)に記載のコンプレッサハウジング(3)であって、
前記後方側面(7)の前記凸曲面部(71)は、少なくとも前記後方側面(7)の後方側端(72)を含む位置に形成されており、
前記後方側端(72)を通過する前記凸曲面部(71)の接線方向は、前記導入面(51)における前記流出口(52)よりも後方側(XR)に形成される後方側導入面(9)の延在方向と一致する。
前記後方側面(7)の前記凸曲面部(71)は、少なくとも前記後方側面(7)の後方側端(72)を含む位置に形成されており、
前記後方側端(72)を通過する前記凸曲面部(71)の接線方向は、前記導入面(51)における前記流出口(52)よりも後方側(XR)に形成される後方側導入面(9)の延在方向と一致する。
上記3)の構成によれば、後方側端(72)を通過する凸曲面部(71)の接線方向は、導入面(51)における流出口(52)よりも後方側(RF)に形成される後方側導入面(9)の延在方向と一致する。この場合には、後方側面(7)の凸曲面部(71)と後方側導入面(9)とを段差なく滑らかに接続することができる。これにより、出口流路(53)を凸曲面部(71)に沿って流れる再循環流(RF)を、後方側導入面(9)に沿って流すことができるため、再循環流(RF)の出口流路(53)における転向を効果的に行うことができるとともに、シュラウド面(41)近傍における逆流の発生を効果的に抑制できる。
4)幾つかの実施形態では、上記1)~3)の何れかに記載のコンプレッサハウジング(3)であって、
前記後方側面(7)における前記凸曲面部(71)の曲率半径をR1、
前記前方側導入面(8)における前記導入面側凸曲面部(81)の曲率半径をR3、と定義した場合に、
R3>R1の関係を満たす。
前記後方側面(7)における前記凸曲面部(71)の曲率半径をR1、
前記前方側導入面(8)における前記導入面側凸曲面部(81)の曲率半径をR3、と定義した場合に、
R3>R1の関係を満たす。
上記4)の構成によれば、後方側面(7)の凸曲面部(71)の曲率半径R1を、導入面側凸曲面部(81)の曲率半径R3よりも小さなものにすることで、再循環流(RF)の出口流路(53)における転向を効果的に行うことができる。これにより、シュラウド面(41)近傍における逆流の発生を効果的に抑制できるとともに、主流(MF)と再循環流(RF)との干渉による主流(MF)や再循環流(RF)の圧力損失を効果的に抑制できる。
5)幾つかの実施形態では、上記2)に記載のコンプレッサハウジング(3)であって、
前記後方側面(7)における前記凸曲面部(71)の曲率半径をR1、
前記前方側面(6)における前記凹曲面部(61)の曲率半径をR2、と定義した場合に、
R2>R1の関係を満たす。
前記後方側面(7)における前記凸曲面部(71)の曲率半径をR1、
前記前方側面(6)における前記凹曲面部(61)の曲率半径をR2、と定義した場合に、
R2>R1の関係を満たす。
上記5)の構成によれば、前方側面(6)の凹曲面部(61)の曲率半径R2を、後方側面(7)の凸曲面部(71)の曲率半径R1よりも大きなものにすることで、出口流路(53)の入口側における流路面積の急激な縮小を緩和できるため、出口流路(53)を通過する再循環流(RF)の圧力損失を低減できる。
6)幾つかの実施形態では、上記2)に記載のコンプレッサハウジング(3)であって、
前記後方側面(7)における前記凸曲面部(71)の曲率半径をR1、
前記前方側面(6)における前記凹曲面部(61)の曲率半径をR2、
前記前方側導入面(8)における前記導入面側凸曲面部(81)の曲率半径をR3、と定義した場合に、
R3>R2>R1の関係を満たす。
前記後方側面(7)における前記凸曲面部(71)の曲率半径をR1、
前記前方側面(6)における前記凹曲面部(61)の曲率半径をR2、
前記前方側導入面(8)における前記導入面側凸曲面部(81)の曲率半径をR3、と定義した場合に、
R3>R2>R1の関係を満たす。
上記6)の構成によれば、後方側面(7)の凸曲面部(71)の曲率半径R1を、導入面側凸曲面部(81)の曲率半径R3よりも小さなものにすることで、吸気導入路(50)を流れる主流(MF)と、出口流路(53)から吸気導入路(50)に流出した再循環流(RF)と、が合流する際の干渉を抑制できる。これにより、主流(MF)や再循環流(RF)の圧力損失を低減できる。また、前方側面(6)の凹曲面部(61)の曲率半径R2を、後方側面(7)の凸曲面部(71)の曲率半径R1よりも大きなものにすることで、出口流路(53)の入口側における流路面積の急激な縮小を緩和できるため、出口流路(53)を通過する再循環流(RF)の圧力損失を低減できる。よって、上記6)の構成によれば、吸気導入路(50)や出口流路(53)における圧力損失が少ない主流(MF)や再循環流(RF)をインペラ(2)に送ることができるので、遠心圧縮機(1)の効率を効果的に向上させることができる。
7)幾つかの実施形態では、上記1)~6)の何れかに記載のコンプレッサハウジング(3)であって、
前記インペラ(2)の軸線(CA)に沿った断面視において、
前記入口流路(45)の前記流入口(44)における流路幅をt1、
前記出口流路(53)の前記流出口(52)における流路幅をt2、と定義した場合に、
t1>t2の関係を満たす。
前記インペラ(2)の軸線(CA)に沿った断面視において、
前記入口流路(45)の前記流入口(44)における流路幅をt1、
前記出口流路(53)の前記流出口(52)における流路幅をt2、と定義した場合に、
t1>t2の関係を満たす。
上記7)の構成によれば、出口流路(53)の流出口(52)における流路幅t2を、入口流路(45)の流入口(44)における流路幅t1よりも大きなものにすることで、出口流路(53)の流出口(52)を通過する再循環流(RF)の流速を向上させることができる。吸気導入路(50)に導入される再循環流(RF)の流速を向上させることで、再循環流(RF)によるシュラウド面(41)近傍における逆流の抑制効果を増大できる。
8)幾つかの実施形態では、上記7)に記載のコンプレッサハウジング(3)であって、
前記出口流路(53)の流路幅(t)は、前記出口流路(53)の全体に亘って同一に形成されるか、又は、前記流出口(52)に向かって徐々に小さくなるように形成される。
前記出口流路(53)の流路幅(t)は、前記出口流路(53)の全体に亘って同一に形成されるか、又は、前記流出口(52)に向かって徐々に小さくなるように形成される。
上記8)の構成によれば、出口流路(53)の流路幅(t)を、出口流路(53)の全体に亘って同一、又は、流出口(52)に向かって徐々に小さくなるように形成することで、出口流路(53)の流出口(52)を通過する再循環流(RF)の流速を向上させることができる。吸気導入路(50)に導入される再循環流(RF)の流速を向上させることで、再循環流(RF)によるシュラウド面(41)近傍における逆流の抑制効果を増大できる。また、出口流路(53)の流路幅(t)を、出口流路(53)の全体に亘って同一、又は、流出口(52)に向かって徐々に小さくなるように形成することで、出口流路(53)の入口側における流路面積の急激な縮小を抑制できる。これにより、出口流路(53)を通過する再循環流RFの圧力損失を抑制できる。
9)幾つかの実施形態では、上記1)~8)の何れかに記載のコンプレッサハウジング(3)であって、
前記前方側導入面(8)の後方側端(82)は、前記後方側面(7)の前方側端(73)よりも、前方側(XF)に位置する。
前記前方側導入面(8)の後方側端(82)は、前記後方側面(7)の前方側端(73)よりも、前方側(XF)に位置する。
上記9)の構成によれば、前方側導入面(8)の後方側端(82)が、後方側面(7)の前方側面(73)よりも、前方側(XF)に位置する。この場合には、出口流路(53)の長さを充分な大きさにできるので、出口流路(53)を画定する壁面に形成される曲面部(例えば、後方側面7の凸曲面部71など)を長くすることができる。上記曲面部を長くすることで、再循環流(RF)の転向を促進できる。
10)幾つかの実施形態では、上記1)~9)の何れかに記載のコンプレッサハウジング(3)であって、
前記後方側面(7)の後方側端(72)と前記インペラ(2)の前記軸線(CA)との距離をd1、
前記前方側導入面(8)の後方側端(82)と前記インペラ(2)の前記軸線(CA)との距離をd3、と定義した場合に、
d3>d1の関係を満たす。
前記後方側面(7)の後方側端(72)と前記インペラ(2)の前記軸線(CA)との距離をd1、
前記前方側導入面(8)の後方側端(82)と前記インペラ(2)の前記軸線(CA)との距離をd3、と定義した場合に、
d3>d1の関係を満たす。
上記10)の構成によれば、前方側導入面(8)の後方側端(82)の軸線(CA)との距離d3は、後方側面(7)の後方側端(72)の軸線(CA)との距離d1よりも大きい。この場合には、吸気導入路(50)における流路面積が縮小した部分(面積縮小部)に再循環流(RF)が戻されるので、再循環流(RF)と主流(MF)との混合が促進され、インペラ(2)に導入される流体の速度分布の一様化を図ることができる。これにより、サージングの発生やシュラウド面(41)近傍における逆流の発生を抑制できる。
11)幾つかの実施形態では、上記1)~10)の何れかに記載のコンプレッサハウジング(3)であって、
前記後方側面(7)の前方側端(73)と前記インペラ(2)の前記軸線(CA)との距離をd2、
前記前方側導入面(8)の後方側端(82)と前記インペラ(2)の前記軸線(CA)との距離をd3、と定義した場合に、
d3≦d2の関係を満たす。
前記後方側面(7)の前方側端(73)と前記インペラ(2)の前記軸線(CA)との距離をd2、
前記前方側導入面(8)の後方側端(82)と前記インペラ(2)の前記軸線(CA)との距離をd3、と定義した場合に、
d3≦d2の関係を満たす。
上記11)の構成によれば、後方側面(7)の前方側端(73)の軸線(CA)との距離d2は、前方側導入面(8)の後方側端(83)の軸線(CA)との距離d3と同じ、又は上記距離d3よりも大きい。この場合には、吸気導入路(50)を後方側(XR)に向かって流れる主流(MF)と、吸気導入路(50)に流出した再循環流(RF)と、が対向することを防止できる。これにより、主流(MF)と再循環流(RF)との干渉を抑制でき、ひいては主流(MF)や再循環流(RF)の圧力損失を低減できる。
12)幾つかの実施形態では、上記1)~11)の何れかに記載のコンプレッサハウジング(3)であって、
前記後方側面(7)の後方側端(72)と前記インペラ(2)の前記軸線(CA)との距離をd1、
前記後方側面(7)の前方側端(73)と前記インペラ(2)の前記軸線(CA)との距離をd2、
前記前方側導入面(8)の後方側端(82)と前記インペラ(2)の前記軸線(CA)との距離をd3、と定義した場合に、
d1<d3≦d2の関係を満たす。
前記後方側面(7)の後方側端(72)と前記インペラ(2)の前記軸線(CA)との距離をd1、
前記後方側面(7)の前方側端(73)と前記インペラ(2)の前記軸線(CA)との距離をd2、
前記前方側導入面(8)の後方側端(82)と前記インペラ(2)の前記軸線(CA)との距離をd3、と定義した場合に、
d1<d3≦d2の関係を満たす。
上記12)の構成によれば、上記距離d2は、上記距離d3と同じ、又は上記距離d3よりも大きい。この場合には、吸気導入路(50)を後方側(XR)に向かって流れる主流(MF)と、吸気導入路(50)に流出した再循環流(RF)と、が対向することを防止できる。これにより、主流(MF)と再循環流(RF)との干渉を抑制でき、ひいては主流(MF)や再循環流(RF)の圧力損失を低減できる。また、上記距離d3は、上記距離d1よりも大きい。この場合には、吸気導入路(50)における流路面積が縮小した部分(面積縮小部)に再循環流(RF)が戻されるので、再循環流(RF)と主流(MF)との混合が促進され、インペラ(2)に導入される流体の速度分布の一様化を図ることができる。これにより、サージングの発生やシュラウド面(41)近傍における逆流の発生を抑制できる。
また、上記12)の構成によれば、上記距離d2は、上記距離d1よりも大きい。この場合には、出口流路(53)を通過する際に再循環流(RF)の旋回速度成分を低減できる。これにより、吸気導入路(50)を後方側(XR)に向かって流れる主流(MF)と、吸気導入路(50)に流出した再循環流(RF)と、の干渉を抑制でき、ひいては主流(MF)や再循環流(RF)の圧力損失を低減できる。
13)幾つかの実施形態では、上記10)又は12)に記載のコンプレッサハウジング(3)であって、
前記前方側導入面(8)の前記導入面側凸曲面部(81)は、少なくとも前記前方側導入面(8)の後方側端(82)を含む位置に形成されており、
前記導入面側凸曲面部(81)を含む仮想円弧(VA)が、前記後方側面(7)の後方側端(72)と接するように構成された。
前記前方側導入面(8)の前記導入面側凸曲面部(81)は、少なくとも前記前方側導入面(8)の後方側端(82)を含む位置に形成されており、
前記導入面側凸曲面部(81)を含む仮想円弧(VA)が、前記後方側面(7)の後方側端(72)と接するように構成された。
上記13)の構成によれば、導入面側凸曲面部(81)を含む仮想円弧(VA)が、後方側面(7)の後方側端(72)と接するように構成されているので、導入面側凸曲面部(81)に沿って流れた主流(MF)を、後方側面(7)の後方側端(72)に接続された後方側導入面(9)に沿って流すことができる。また、後方側面(7)に沿って流出口(52)を通過した再循環流(RF)を、後方側導入面(9)に沿って流すことができる。これにより、主流(MF)の流れ方向に対する再循環流(RF)の流れ方向の傾斜角度を緩やかにできる。この傾斜角度を緩やかにすることで、主流(MF)と再循環流(RF)との干渉を抑制できる。主流(MF)と再循環流(RF)との干渉を抑制することで、主流(MF)や再循環流(RF)の圧力損失を効果的に抑制できる。
14)幾つかの実施形態では、上記10)~13)の何れかに記載のコンプレッサハウジング(3)であって、
前記再循環流路(38)を形成する内周面(381)は、前記入口流路(45)との接続位置(382)から前記出口流路(53)との接続位置(384)に向かって前記インペラ(2)の軸線(CA)との距離が大きくなるように、前記インペラ(2)の軸方向に対して斜めに延在する。
前記再循環流路(38)を形成する内周面(381)は、前記入口流路(45)との接続位置(382)から前記出口流路(53)との接続位置(384)に向かって前記インペラ(2)の軸線(CA)との距離が大きくなるように、前記インペラ(2)の軸方向に対して斜めに延在する。
上記14)の構成によれば、再循環流路(38)を形成する内周面(381)を、入口流路(45)との接続位置(382)から出口流路(53)との接続位置(384)に向かってインペラ(2)の軸線(CA)との距離が大きくなるようにすることで、再循環流路(38)を流れる再循環流(RF)の旋回速度成分を低減できる。再循環流(RF)の旋回速度成分を低減することで、吸気導入路(50)を後方側(XR)に向かって流れる主流(MF)と、吸気導入路(50)に流出した再循環流(RF)と、の干渉を抑制でき、ひいては主流(MF)や再循環流(RF)の圧力損失を低減できる。
15)幾つかの実施形態では、上記1)~14)の何れかに記載のコンプレッサハウジング(3)であって、
前記前方側導入面(8)の後方側端(82)と前記インペラ翼(21)との前記インペラ(2)の軸方向に対して平行な距離をL、
前記インペラ翼(21)の前縁(25)の直径をD、と定義した場合に、
L≦0.5×Dの関係を満たす。
前記前方側導入面(8)の後方側端(82)と前記インペラ翼(21)との前記インペラ(2)の軸方向に対して平行な距離をL、
前記インペラ翼(21)の前縁(25)の直径をD、と定義した場合に、
L≦0.5×Dの関係を満たす。
上記15)の構成によれば、L≦0.5×Dの関係を満たす。この場合には、出口流路(53)の流出口(52)をインペラ翼(21)の近くに設けることで、再循環流(RF)をインペラ翼(21)の前縁(25)近くに戻すことができる。これにより、再循環流(RF)によるシュラウド面(41)近傍における逆流の抑制効果を増大できる。
16)本開示の少なくとも一実施形態にかかる遠心圧縮機(1)は、
上記1)~15)の何れかに記載のコンプレッサハウジング(3)を備える。
上記1)~15)の何れかに記載のコンプレッサハウジング(3)を備える。
上記16)の構成によれば、上記コンプレッサハウジング(3)により、コンプレッサハウジング(3)内における流体の圧力損失の発生を抑制できるので、遠心圧縮機(1)の効率を向上させることができる。
1 遠心圧縮機
2 インペラ
3 コンプレッサハウジング
4 シュラウド部
5 吸気導入部
6 前方側面
7 後方側面
8 前方側導入面
9 後方側導入面
10 ターボチャージャ
11 タービン
12 回転シャフト
13 タービンロータ
14 タービンハウジング
15 軸受
16 軸受ハウジング
21 インペラ翼
22 先端
23 ハブ
24 外面
25 前縁
26 シュラウド側端
31 吸気口
32 排出口
33 スクロール部
34 スクロール流路
35 内周面
36 インペラ室
37 ディフューザ流路
38 再循環流路
41 シュラウド面
42 シュラウド側流路面
43 後方側端
44 流入口
45 入口流路
46 前方側端
50 吸気導入路
51 導入面
52 流出口
53 出口流路
61 凹曲面部
71 凸曲面部
81 導入面側凸曲面部
82 後方側端
141 排ガス導入口
142 排ガス排出口
161 インペラ室形成面
162 ハブ側流路面
CA インペラの軸線
CB 再循環流路の軸線
MF 主流
PS 剥離空間
R1,R2,R3 曲率半径
RF 再循環流
S1 接線
VA 仮想円弧
X 軸方向
XF (軸方向における)前方側
XR (軸方向における)後方側
Y 径方向
2 インペラ
3 コンプレッサハウジング
4 シュラウド部
5 吸気導入部
6 前方側面
7 後方側面
8 前方側導入面
9 後方側導入面
10 ターボチャージャ
11 タービン
12 回転シャフト
13 タービンロータ
14 タービンハウジング
15 軸受
16 軸受ハウジング
21 インペラ翼
22 先端
23 ハブ
24 外面
25 前縁
26 シュラウド側端
31 吸気口
32 排出口
33 スクロール部
34 スクロール流路
35 内周面
36 インペラ室
37 ディフューザ流路
38 再循環流路
41 シュラウド面
42 シュラウド側流路面
43 後方側端
44 流入口
45 入口流路
46 前方側端
50 吸気導入路
51 導入面
52 流出口
53 出口流路
61 凹曲面部
71 凸曲面部
81 導入面側凸曲面部
82 後方側端
141 排ガス導入口
142 排ガス排出口
161 インペラ室形成面
162 ハブ側流路面
CA インペラの軸線
CB 再循環流路の軸線
MF 主流
PS 剥離空間
R1,R2,R3 曲率半径
RF 再循環流
S1 接線
VA 仮想円弧
X 軸方向
XF (軸方向における)前方側
XR (軸方向における)後方側
Y 径方向
Claims (16)
- 遠心圧縮機のインペラを回転可能に収容するためのコンプレッサハウジングであって、
前記インペラのインペラ翼の先端と所定の隙間を有して対向するシュラウド面を含むシュラウド部と、
前記シュラウド面の前方側に形成される導入面であって、前記コンプレッサハウジングの吸気口から導入した吸気を前記インペラ翼に向かって導くための吸気導入路を画定する導入面を含む吸気導入部と、を備え、
前記コンプレッサハウジングの内部には、
前記シュラウド面に形成された流入口を含む入口流路、
前記導入面に形成された流出口を含む出口流路、及び
前記入口流路と前記出口流路とを接続する再循環流路、が形成され、
前記吸気導入部は、前記インペラの軸線に沿った断面視において、
前記出口流路における前方側を画定する前方側面であって、径方向の外側から内側に向かって後方側に傾斜する前方側面と、
前記出口流路における後方側を画定する後方側面であって、前記径方向の外側から内側に向かって後方側に傾斜するとともに、少なくとも一部において凸曲面状に形成された凸曲面部を有する後方側面と、
前記導入面における前記流出口よりも前方側に形成された前方側導入面であって、前記径方向の外側から内側に向かって後方側に傾斜するとともに、少なくとも一部において凸曲面状に形成された導入面側凸曲面部を有する前方側導入面と、を含む、
コンプレッサハウジング。 - 前記前方側面は、少なくとも一部において凹曲面状に形成された凹曲面部を有する、
請求項1に記載のコンプレッサハウジング。 - 前記後方側面の前記凸曲面部は、少なくとも前記後方側面の後方側端を含む位置に形成されており、
前記後方側端を通過する前記凸曲面部の接線方向は、前記導入面における前記流出口よりも後方側に形成される後方側導入面の延在方向と一致する、
請求項1又は2に記載のコンプレッサハウジング。 - 前記後方側面における前記凸曲面部の曲率半径をR1、
前記前方側導入面における前記導入面側凸曲面部の曲率半径をR3、と定義した場合に、
R3>R1の関係を満たす、
請求項1乃至3の何れか1項に記載のコンプレッサハウジング。 - 前記後方側面における前記凸曲面部の曲率半径をR1、
前記前方側面における前記凹曲面部の曲率半径をR2、と定義した場合に、
R2>R1の関係を満たす、
請求項2に記載のコンプレッサハウジング。 - 前記後方側面における前記凸曲面部の曲率半径をR1、
前記前方側面における前記凹曲面部の曲率半径をR2、
前記前方側導入面における前記導入面側凸曲面部の曲率半径をR3、と定義した場合に、
R3>R2>R1の関係を満たす、
請求項2に記載のコンプレッサハウジング。 - 前記インペラの軸線に沿った断面視において、
前記入口流路の前記流入口における流路幅をt1、
前記出口流路の前記流出口における流路幅をt2、と定義した場合に、
t1>t2の関係を満たす、
請求項1乃至6の何れか1項に記載のコンプレッサハウジング。 - 前記出口流路の流路幅は、前記出口流路の全体に亘って同一に形成されるか、又は、前記流出口に向かって徐々に小さくなるように形成される、
請求項7に記載のコンプレッサハウジング。 - 前記前方側導入面の後方側端は、前記後方側面の前方側端よりも、前方側に位置する、
請求項1乃至8の何れか1項に記載のコンプレッサハウジング。 - 前記後方側面の後方側端と前記インペラの前記軸線との距離をd1、
前記前方側導入面の後方側端と前記インペラの前記軸線との距離をd3、と定義した場合に、
d3>d1の関係を満たす、
請求項1乃至9の何れか1項に記載のコンプレッサハウジング。 - 前記後方側面の前方側端と前記インペラの前記軸線との距離をd2、
前記前方側導入面の後方側端と前記インペラの前記軸線との距離をd3、と定義した場合に、
d3≦d2の関係を満たす、
請求項1乃至10の何れか1項に記載のコンプレッサハウジング。 - 前記後方側面の後方側端と前記インペラの前記軸線との距離をd1、
前記後方側面の前方側端と前記インペラの前記軸線との距離をd2、
前記前方側導入面の後方側端と前記インペラの前記軸線との距離をd3、と定義した場合に、
d1<d3≦d2の関係を満たす、
請求項1乃至11の何れか1項に記載のコンプレッサハウジング。 - 前記前方側導入面の前記導入面側凸曲面部は、少なくとも前記前方側導入面の後方側端を含む位置に形成されており、
前記導入面側凸曲面部を含む仮想円弧が、前記後方側面の後方側端と接するように構成された、
請求項10又は12に記載のコンプレッサハウジング。 - 前記再循環流路を形成する内周面は、前記入口流路との接続位置から前記出口流路との接続位置に向かって前記インペラの軸線との距離が大きくなるように、前記インペラの軸方向に対して斜めに延在する、
請求項10乃至13の何れか1項に記載のコンプレッサハウジング。 - 前記前方側導入面の後方側端と前記インペラ翼との前記インペラの軸方向に対して平行な距離をL、
前記インペラ翼の前縁の直径をD、と定義した場合に、
L≦0.5×Dの関係を満たす、
請求項1乃至14の何れか1項に記載のコンプレッサハウジング。 - 請求項1乃至15の何れか1項に記載のコンプレッサハウジングを備える遠心圧縮機。
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