WO2022049779A1 - 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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WO2022049779A1
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diffuser
impeller
compressor housing
axial direction
shroud
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健一郎 岩切
直志 神坂
豊 藤田
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三菱重工エンジン＆ターボチャージャ株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/68—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing by influencing boundary layers
    • F04D29/681—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing by influencing boundary layers especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/685—Inducing localised fluid recirculation in the stator-rotor interface
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/4206—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/4213—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps suction ports

Definitions

  • the present disclosure relates to a compressor housing for rotatably accommodating an impeller of a centrifugal compressor, and a centrifugal compressor including the compressor housing.
  • Centrifugal compressors used in the compressor section of turbochargers for vehicles or ships use centrifugal force to apply kinetic energy to a fluid (for example, air) by rotating the impeller and discharge the fluid outward in the radial direction. The pressure rise of the fluid is obtained.
  • 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.
  • Patent Document 1 the recessed portion formed in the wall surface of the inflow flow path that guides the air to the impeller guides the above-mentioned backflow inward in the radial direction and pressurizes the air flowing toward the impeller to suppress the backflow. Is disclosed. In order to improve the efficiency of the centrifugal compressor, it is necessary to suppress the pressure loss of the working fluid flowing in the compressor housing as much as possible.
  • an object of at least one embodiment of the present disclosure is to provide a compressor housing capable of improving the efficiency of a centrifugal compressor, and a centrifugal compressor including the compressor housing.
  • the compressor housing according to the present disclosure is A compressor housing for rotatably accommodating the impeller of a centrifugal compressor.
  • the intake port side in the axial direction of the centrifugal compressor is defined as the front side
  • the side opposite to the intake port side in the axial direction is defined as the rear side.
  • a shroud surface including a surface facing the tip of the impeller blade of the impeller with a predetermined gap, and a shroud surface.
  • a front inner peripheral surface formed on the front side of the shroud surface in the axial direction and located outside the front end of the shroud surface in the radial direction.
  • Each of the plurality of grooves is An inclined portion whose depth gradually increases in the direction of rotation of the impeller, and A step portion formed at the downstream end of the inclined portion in the rotational direction, and a step portion. including.
  • the centrifugal compressor according to the present disclosure includes the compressor housing.
  • a compressor housing capable of improving the efficiency of the centrifugal compressor, and a centrifugal compressor including the compressor housing.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view schematically showing a cross section taken along line AB in FIG. It is explanatory drawing for demonstrating the modification of the compressor housing which concerns on 1st Embodiment. It is explanatory drawing for demonstrating the compressor which concerns on 2nd Embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic view schematically showing a state in which the vicinity of the pinch surface of the compressor housing shown in FIG. 7 is viewed from the rear side in the axial direction.
  • 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 that rotatably houses the impeller 2, as shown in FIGS. 1 and 2.
  • 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 (for example, a fastening bolt).
  • the direction in which the axis CA of the centrifugal compressor 1, that is, the axis 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 (the direction in which the mainstream is introduced into the impeller 2), that is, the side where the intake port 31 is located with respect to the impeller 2 (left side in the figure) is the front side XF.
  • the side opposite to the front side XF, that is, the downstream side (right side in the figure) in the suction direction of the centrifugal compressor 1 is defined as the rear side XR.
  • the compressor housing 3 has an intake port 31 for introducing a fluid (for example, air) from the outside to the inside of the compressor housing 3, and a fluid that has passed through the impeller 2 of the compressor housing 3.
  • a discharge port 32 for discharging to the outside is formed.
  • the turbine housing 14 has a turbine-side introduction port 141 for introducing a working fluid (for example, exhaust gas) that rotates the turbine rotor 13 from the outside to the inside of the turbine housing 14, and the working fluid that has passed through the turbine rotor 13 is introduced into the turbine.
  • a turbine-side discharge port 142 for discharging to the outside of the housing 14 is formed.
  • 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, and the turbine rotor 13 is mechanically connected to the other side (rear side XR) in the longitudinal direction thereof. There is.
  • the turbocharger 10 rotates the turbine rotor 13 by the working fluid introduced inside the turbine housing 14 through the turbine side introduction port 141.
  • the working fluid include exhaust gas generated 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.
  • the turbocharger 10 compresses the fluid introduced into the inside of the compressor housing 3 through the intake port 31 by rotating the impeller 2, and supplies the compressed fluid through the discharge port 32 (for example, an internal combustion engine such as an engine). It is supposed to be sent to the institution).
  • the impeller 2 includes a hub 21 and a plurality of impeller blades 23 provided on the outer surface 22 of the hub 21. Since the hub 21 is mechanically fixed to one side of the rotary shaft 12, the hub 21 and the plurality of impeller blades 23 are provided so as to be rotatable integrally with the rotary shaft 12 around the axis CA of the impeller 2. ing.
  • 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 22 of the hub 21 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.
  • Each of the plurality of impeller blades 23 is arranged so as to be spaced apart from each other in the circumferential direction around the axis CA.
  • the shroud surface 4 includes a surface 41 formed in a convex curved shape in which the distance from the axis CA of the impeller 2 increases from the front side XF to the rear side XR.
  • the tip (chip side end) 24 of the impeller blade 23 is located on the side opposite to the connection portion (hub side end) of the hub 21 with the outer surface 22.
  • the tip 24 has a gap G (clearance) formed between the tip 24 and a surface 41 that is convexly curved so as to face the tip 24.
  • the compressor housing 3 includes a shroud portion 33 including the above-mentioned shroud surface 4, an intake introduction portion 34 forming an intake introduction path 50 of the centrifugal compressor 1, and an intake introduction portion 34. It includes a diffuser unit 35 that forms the diffuser flow path 60 of the centrifugal compressor 1 and a scroll unit 36 that forms the scroll flow path 360 of the centrifugal compressor 1.
  • the intake intake passage 50 is a flow path for guiding the intake air (for example, a fluid such as air) introduced from the intake port 31 of the compressor housing 3 toward the impeller blade 23.
  • the diffuser flow path 60 is a flow path for guiding the fluid that has passed through the impeller 2 to the spiral scroll flow path 360 provided around the impeller 2.
  • the scroll flow path 360 is a flow path for guiding the fluid that has passed through the impeller 2 and the diffuser flow path 60 to the outside of the compressor housing 3 through the discharge port 32 (see FIG. 1).
  • the intake intake portion 34 has a front inner peripheral surface 5 that forms an intake intake introduction path 50.
  • the front inner peripheral surface 5 is formed on the front XF in the axial direction of the shroud surface 4 and is located outside the front end 42 (front XF end) of the shroud surface 4 in the radial direction Y. Further, the above-mentioned intake port 31 is formed at the front end of the intake intake portion 34.
  • the scroll flow path 360 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 36 has a flow path wall surface 361 that forms the scroll flow path 360.
  • the compressor housing 3 is combined with another member (bearing housing 16 in the illustrated example) to form the diffuser flow path 60 described above. ..
  • the diffuser flow path 60 is formed by a diffuser surface 6 and a surface 161 of a bearing housing 16 facing the diffuser surface 6.
  • the diffuser flow path 60 may be formed inside the compressor housing 3.
  • the above-mentioned shroud portion 33 is provided between the intake intake introduction portion 34 and the diffuser portion 35.
  • the outlet of the intake air inlet 50 communicates with the inlet of the diffuser flow path 60, and the outlet of the diffuser flow path 60 communicates with the inlet of the scroll flow path 360.
  • 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 60 and the scroll flow path 360 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 the compressor housing according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view schematically showing a cross section taken along line AB in FIG.
  • FIG. 3 schematically shows a cross section of the impeller 2 of the centrifugal compressor 1 along the axis CA.
  • the compressor housing 3 according to some embodiments has the above-mentioned shroud surface 4 including a surface 41 facing the tip 24 of the impeller blade 23 of the impeller 2 with a predetermined gap G.
  • the front inner peripheral surface 5 formed on the front XF in the axial direction of the shroud surface 4 and located outside the front end 42 of the shroud surface 4 in the radial direction Y, and the radial direction from the front inner peripheral surface 5. It is provided with a plurality of convex portions 7A protruding inward.
  • each of the plurality of convex portions 7A is formed on the front side inner peripheral surface 5 at intervals in the circumferential direction. It is formed between adjacent groove portions 7B among the plurality of groove portions 7B. Further, in the cross-sectional view, each of the plurality of groove portions 7B is formed at the inclined portion 71 whose depth gradually increases toward the rotation direction RD of the impeller 2 and the downstream end 72 in the rotation direction RD of the inclined portion 71. The step portion 73 and the like are included.
  • the convex portion 7A is located radially outward of the tip 24A at the leading edge 25 of the impeller 2.
  • the compressor housing 3 is formed with a plurality of groove portions 7B each including an inclined portion 71 and a step portion 73.
  • backflow RF may occur in the vicinity of the shroud surface 4.
  • the backflow RF has a strong centrifugal action because the rotation of the impeller 2 imparts a swirling direction component directed to the rotation direction RD of the impeller 2.
  • the inclined portion 71 guides the backflow RF having such a strong centrifugal action in the rotation direction RD along the inclined portion 71, and collides with the step portion 73 formed at the downstream end 72 in the rotation direction RD of the inclined portion 71. By making it, the backflow RF can be suppressed. By suppressing the backflow RF, the surge flow rate in the low flow rate side operating region can be reduced, and the efficiency of the centrifugal compressor 1 can be improved.
  • the flow that has entered the groove portion 7B of the mainstream MF introduced into the impeller 2 Is extruded inward in the radial direction from the groove portion 7B in the direction opposite to the rotation direction RD.
  • the mainstream MF introduced into the impeller 2 can be pre-turned in the direction opposite to the rotation direction RD of the impeller 2, and the relative inflow speed of the mainstream MF when introduced into the impeller 2 by the pre-turn can be increased.
  • the tilted portion 71 described above includes an arcuate portion 71A that curves concavely outward in the radial direction, as shown in FIG.
  • the backflow RF can be smoothly guided in the rotation direction RD along the arcuate portion 71A, the collision between the backflow RF and the step portion 73 is promoted. Thereby, the backflow RF can be effectively suppressed.
  • the groove portion 7B having the arcuate portion 71A can increase the space in the groove portion 7B, a large amount of the mainstream MF introduced into the impeller 2 flows into the groove portion 7B, and the groove portion is in the direction opposite to the rotation direction RD.
  • the stepped portion 73 described above includes a stepped surface 73A having an angle ⁇ with the inclined portion 71 of 120 degrees or less, as shown in FIG.
  • the angle ⁇ is 90 degrees or less. If the angle ⁇ formed by the stepped portion 73 and the inclined portion 71 is large, the backflow RF flowing in the rotation direction RD along the inclined portion 71 of the groove portion 7B flows as it is along the stepped surface 73A (stepped portion 73). There is a risk that the collision between the backflow RF and the stepped surface 73A will be insufficient.
  • the stepped portion 73 includes a stepped surface 73A having an angle of 120 degrees or less with the inclined portion 71. In this case, since the collision angle between the backflow RF and the stepped surface 73A is small, the backflow RF can be sufficiently collided with the stepped surface 73A, and the backflow RF can be effectively suppressed.
  • the rear end 74 of the groove 7B is configured to connect to the front end 42 of the shroud surface 4.
  • the groove portion 7B is provided near the leading edge 25 of the impeller 2 in the axial direction X, the effect of suppressing the backflow RF is higher.
  • the groove 7B is located near the leading edge 25 in the axial direction X, so that the backflow RF is effective. Can be suppressed.
  • the surge flow rate in the low flow rate side operating region can be reduced, and the efficiency of the centrifugal compressor 1 can be improved.
  • the inclined portion 71 of the groove portion 7B includes at least a tapered surface 75 whose diameter increases from the rear end 74 of the groove portion 7B toward the front side XF.
  • the inclined portion 71 of the groove portion 7B further includes a bottom surface 77 extending from the front end 76 of the tapered surface 75 to the front side XF along the axial direction X.
  • the bottom portion (for example, the bottom surface 77) of the groove portion 7B is formed inside the axial plane 53 in the radial direction.
  • the inclined portion 71 since the inclined portion 71 includes the tapered surface 75, it is possible to suppress a sudden reduction loss of the flow of the mainstream MF introduced into the impeller 2. Further, since the inclined portion 71 can smoothly guide the backflow RF in the rotation direction RD along the tapered surface 75, the collision between the backflow RF and the step portion 73 is promoted. Thereby, the backflow RF can be effectively suppressed.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a modification of the compressor housing according to the first embodiment.
  • FIG. 5 schematically shows a cross section of the impeller 2 of the centrifugal compressor 1 along the axis CA.
  • the above-mentioned front inner peripheral surface 5 has a tapered surface 51 whose diameter increases from the front end 42 of the above-mentioned shroud surface 4 toward the front XF. And an axial surface 53 extending from the front end 52 of the tapered surface 51 to the front side XF along the axial direction X.
  • the above-mentioned convex portion 7A is configured to project from only the tapered surface 51 on the front inner peripheral surface 5.
  • the convex portion 7A extends at least over the entire axial direction X of the tapered surface 51.
  • the backflow RF can be effectively suppressed by providing the convex portion 7A and the groove portion 7B on the tapered surface 51.
  • the convex portion 7A only on the tapered surface 51 on the front inner peripheral surface 5, that is, not providing the convex portion 7A on the axial surface 53 of the front inner peripheral surface 5, the mainstream MF due to the collision with the convex portion 7A. Collision loss can be suppressed.
  • the convex portion 7A described above may be configured to protrude from both the tapered surface 51 and the axial surface 53, as shown in FIG.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the compressor according to the second embodiment.
  • FIG. 6 schematically shows a state in which a plurality of convex portions 7A and a plurality of groove portions 7B are viewed from the inside in the radial direction of the impeller 2.
  • the compressor housing 3 includes the above-mentioned shroud including a surface 41 facing the tip 24 of the impeller blade 23 of the impeller 2 with a predetermined gap G.
  • the front inner peripheral surface 5 formed on the surface 4 and the front XF in the axial direction of the shroud surface 4 and located outside the front end 42 of the shroud surface 4 in the radial direction Y, and the front inner peripheral surface 5 A plurality of convex portions 7A protruding inward in the radial direction from the surface are provided.
  • each of the plurality of convex portions 7A is formed on the front side inner peripheral surface 5 at intervals in the circumferential direction. It is formed between adjacent groove portions 7B among the plurality of groove portions 7B. As shown in FIG. 6, each of the plurality of groove portions 7B is configured such that the rear end 74 of the groove portion 7B is located upstream of the front end 78 of the groove portion 7B in the rotational direction RD of the impeller 2. ..
  • the groove portion 7B extends along the axial direction X, and the rear end 74 of the groove portion 7B is the same in the rotation direction RD of the impeller 2 with respect to the front end 78 of the groove portion 7B. It is configured to be located in position.
  • the rear end 74 of the groove 7B is configured to be connected to the front end 42 of the shroud surface 4.
  • the groove portion 7B is formed linearly from the front end 78 to the rear end 74.
  • the rear end 74 of the groove portion 7B is configured to be located on the upstream side in the rotation direction RD of the impeller 2 with respect to the front end 78 of the groove portion 7B.
  • the present embodiment may be applied to the groove portion 7B including the inclined portion 71 and the step portion 73 described above, and the present embodiment may be applied to the concave groove portion other than the groove portion 7B. You may.
  • each of the plurality of convex portions 7A described above is machined or cast into the above-mentioned front inner peripheral surface 5 (eg, tapered surface 51). Formed integrally.
  • the convex portion 7A is integrally formed with the front inner peripheral surface 5 by machined processing or casting.
  • the convex portion 7A and the groove portion 7B have a convex portion 7A and a groove portion 7B as compared with the case where the convex portion 7A produced separately from the front inner peripheral surface 5 is fixed to the front inner peripheral surface 5 by welding or bolt fastening.
  • the surface roughness can be improved.
  • the pressure loss of the mainstream MF introduced into the impeller 2 can be reduced. In some embodiments, as shown in FIG.
  • the above-mentioned convex portion 7A may be manufactured separately from the above-mentioned front side inner peripheral surface 5.
  • an annular body 7 having an inner surface on which a plurality of convex portions 7A and a plurality of groove portions 7B are formed is supported inside the front inner peripheral surface 5.
  • the convex portion 7A and the groove portion 7B described above are provided on the upstream side of the impeller 2, but by providing such the convex portion 7A and the groove portion 7B on the downstream side of the impeller 2, the impeller is provided. Backflow on the downstream side of 2 can be suppressed, and the efficiency of the centrifugal compressor 1 can be improved.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the compressor housing according to the third embodiment.
  • FIG. 8 is a schematic view schematically showing a state in which the vicinity of the pinch surface of the compressor housing shown in FIG. 7 is viewed from the rear side in the axial direction.
  • FIG. 7 schematically shows a cross section of the impeller 2 of the centrifugal compressor 1 along the axis CA.
  • the compressor housing 3 according to some embodiments has the above-mentioned shroud surface 4 including a surface 41 facing the tip 24 of the impeller blade 23 of the impeller 2 with a predetermined gap G.
  • a diffuser surface 6 located on the back surface 26 side (rear side XR) of the impeller 2 in the axial direction from the rear end 43 of the shroud surface 4, and has a radial surface 61 extending along the radial direction Y and a diameter.
  • a diffuser surface 6 including a pinch surface 63 connecting the inner end 62 of the direction surface 61 and the rear end 43 of the shroud surface 4, and from the pinch surface 63 to the back surface 26 side (rear side XR) of the impeller 2 in the axial direction.
  • a plurality of diffuser-side convex portions 8A protruding toward the surface are provided.
  • each of the plurality of diffuser side convex portions 8A is formed on the diffuser surface 6 at intervals in the circumferential direction. It was formed between the adjacent diffuser gutters 8B of the diffuser gutters 8B.
  • the compressor housing 3 includes a plurality of diffuser gutter portions 8B formed at intervals in the circumferential direction on the pinch surface 63.
  • the plurality of diffuser side grooves 8B can suppress the backflow RF2 having a swirling direction component directed to the rotation direction RD of the impeller 2 generated near the pinch surface 63, and suppress the swirling pressure loss of the mainstream MF on the downstream side of the impeller 2. can.
  • a non-uniform flow velocity distribution occurs on the downstream side of the impeller 2 in the centrifugal compressor 1.
  • the plurality of diffuser-side convex portions 8A act as a vortex generator and suppress the boundary layer peeling. Therefore, the efficiency of the centrifugal compressor 1 can be improved not only when a swirling stall occurs at the inlet of the diffuser flow path 60 but also at the normal operating point of the centrifugal compressor 1.
  • each of the plurality of diffuser gutters 8B described above faces the rotation direction RD of the impeller 2. It includes a diffuser side inclined portion 81 whose depth is gradually increased, and a diffuser side step portion 83 formed at a downstream end 82 in the rotation direction RD of the diffuser side inclined portion 81.
  • each of the plurality of diffuser side groove portions 8B includes a diffuser side inclined portion 81 and a diffuser side step portion 83.
  • the backflow RF2 having a turning direction component generated in the vicinity of the pinch surface 63 is guided in the rotation direction RD along the diffuser side inclined portion 81, and is described above on the diffuser side step portion 83 formed at the downstream end 82 of the diffuser side inclined portion 81. By colliding the backflow RF2, the backflow RF2 can be suppressed.
  • the diffuser-side inclined portion 81 described above includes an arcuate portion 81A that curves concavely toward the outside in the radial direction.
  • the backflow RF2 can be smoothly guided along the arcuate portion 81A in the rotation direction RD, the collision between the backflow RF2 and the diffuser side step portion 83 is promoted. Thereby, the backflow RF2 can be effectively suppressed.
  • the diffuser side groove portion 8B having the arc-shaped portion 81A can increase the space in the diffuser side groove portion 8B, a large amount of the mainstream MF introduced into the impeller 2 flows into the diffuser side groove portion 8B, and the rotation direction RD A large amount can be extruded inward in the radial direction from the diffuser gutter 8B in the opposite direction. This makes it possible to suppress a non-uniform flow velocity distribution.
  • the diffuser side step portion 83 described above includes a stepped surface 83A having an angle ⁇ 1 with the diffuser side inclined portion 81 of 120 degrees or less.
  • the angle ⁇ 1 is 90 degrees or less. If the angle ⁇ 1 formed by the diffuser side step portion 83 and the diffuser side inclined portion 81 is large, the backflow RF2 flowing in the rotation direction RD along the diffuser side inclined portion 81 of the diffuser side groove portion 8B is directed to follow the step surface 83A as it is. There is a possibility that the collision between the backflow RF2 and the stepped surface 83A will be insufficient.
  • the diffuser side step portion 83 includes a stepped surface 83A having an angle of 120 degrees or less with the diffuser side inclined portion 81.
  • the collision angle between the backflow RF2 and the stepped surface 83A is small, the backflow RF2 can be sufficiently collided with the stepped surface 83A, and the backflow RF2 can be effectively suppressed.
  • the compressor housing 3 may include the above-mentioned convex portion 7A and the above-mentioned diffuser side convex portion 8A.
  • the efficiency of the centrifugal compressor 1 can be effectively improved by the synergistic effect of the convex portion 7A and the diffuser side convex portion 8A. can.
  • the diffuser side convex portion 8A described above is integrally formed with the diffuser surface 6 (eg, pinch surface 63) described above by machining or casting. rice field.
  • the diffuser side convex portion 8A is integrally formed with the diffuser surface 6 by machined processing or casting.
  • the surface roughness of the diffuser side groove portion 8B is improved as compared with the case where the diffuser side convex portion 8A manufactured separately from the diffuser surface 6 is fixed to the diffuser surface 6 by welding or bolt fastening. be able to.
  • the diffuser side convex portion 8A described above may be manufactured separately from the diffuser surface 6 described above.
  • the centrifugal compressor 1 includes the above-mentioned compressor housing 3 as shown in FIGS. 1 and 2. In this case, the pressure loss of the working fluid flowing in the compressor housing 3 can be effectively suppressed, 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).
  • the intake port side in the axial direction of the centrifugal compressor is defined as the front side
  • the side opposite to the intake port side in the axial direction is defined as the rear side.
  • a shroud surface (4) including a surface (41) facing the tip (24) of the impeller blade (23) of the impeller with a predetermined gap (G).
  • a front inner peripheral surface (5) formed on the front side of the shroud surface (4) in the axial direction and located outside the front end (42) of the shroud surface (4) in the radial direction.
  • Each of the plurality of grooves (7B) An inclined portion (71) whose depth gradually increases toward the rotation direction (RD) of the impeller (2), A step portion (73) formed at the downstream end (72) of the inclined portion (71) in the rotation direction (RD), and a step portion (73). including.
  • the compressor housing is formed with a plurality of grooves, each of which includes an inclined portion and a stepped portion.
  • Backflow may occur near the shroud surface when the intake flow rate of the centrifugal compressor is low and the flow rate is low.
  • the backflow has a strong centrifugal action because the rotation of the impeller imparts a turning direction component directed in the rotation direction of the impeller.
  • the inclined portion can suppress the backflow by guiding the backflow having such a strong centrifugal action in the rotational direction along the inclined portion and colliding with the step portion formed at the downstream end in the rotational direction of the inclined portion. ..
  • the depth of the groove portion gradually increases toward the rotation direction of the impeller, so that the flow that has entered the groove portion of the mainstream introduced into the impeller flows in the rotation direction. It is extruded inward in the radial direction from the groove in the opposite direction to the above.
  • the mainstream introduced into the impeller can be pre-turned in the direction opposite to the rotation direction of the impeller, and the relative inflow speed of the mainstream when introduced into the impeller by the pre-turning can be increased.
  • the relative inflow rate of the mainstream By increasing the relative inflow rate of the mainstream, the surge flow rate in the low flow rate side operating region can be reduced, and the efficiency of the centrifugal compressor can be improved.
  • the inclined portion (71) includes an arc-shaped portion (71A) that curves concavely toward the outside in the radial direction.
  • the inclined portion includes an arc-shaped portion that curves concavely toward the outside in the radial direction.
  • the backflow can be smoothly guided in the rotation direction along the arcuate portion, the collision between the backflow and the step portion is promoted. As a result, backflow can be effectively suppressed.
  • the groove portion having the arcuate portion can increase the space in the groove portion, a large amount of the mainstream introduced into the impeller flows in, and a large amount is inward from the groove portion in the radial direction in the direction opposite to the rotation direction. Can be extruded. As a result, the pre-turning can be effectively applied to the mainstream introduced into the impeller, and the relative inflow speed of the mainstream when introduced into the impeller can be increased.
  • the step portion (73) includes a stepped surface (73A) having an angle ( ⁇ ) formed with the inclined portion (71) of 120 degrees or less.
  • the stepped portion includes a stepped surface having an angle of 120 degrees or less with the inclined portion. In this case, since the collision angle between the backflow and the stepped surface is small, the backflow can be sufficiently collided with the stepped surface, and the backflow can be effectively suppressed.
  • the compressor housing (3) according to any one of 1) to 3) above.
  • Each of the plurality of grooves (7B) The rear end (74) of the groove is configured to be located upstream of the front end (78) of the groove in the rotational direction (RD) of the impeller (2).
  • the rear end of the groove is configured to be located on the upstream side in the rotation direction of the impeller with respect to the front end of the groove, so that the groove guides the mainstream introduced into the impeller.
  • the pre-turn can be given to the mainstream in the direction opposite to the rotation direction of the impeller.
  • the relative inflow speed of the mainstream when introduced into the impeller can be increased.
  • the surge flow rate in the low flow rate side operating region can be reduced, and the efficiency of the centrifugal compressor can be improved.
  • the groove portion includes the inclined portion and the step portion, the synergistic effect with the pre-turning caused by the flow extruded from the groove portion in the direction opposite to the rotation direction effectively pre-turns the mainstream introduced into the impeller. Can be granted.
  • each of the plurality of convex portions (7A) was integrally formed with the front inner peripheral surface (5) by machined processing or casting.
  • the convex portion is integrally formed with the inner peripheral surface on the front side by cutting or casting.
  • the surface roughness of the convex portion and the groove portion is improved as compared with the case where the convex portion made separately from the front inner peripheral surface is fixed to the front inner peripheral surface by welding or bolting. Can be made to.
  • the compressor housing (3) according to any one of 1) to 5) above.
  • a diffuser surface (6) located on the back surface (26) side of the impeller (2) in the axial direction from the rear end (43) of the shroud surface (4), and extends along the radial direction.
  • a diffuser surface including a radial surface (61) and a pinch surface (63) connecting the inner end (62) of the radial surface (61) and the rear end (43) of the shroud surface (4).
  • (6) and A plurality of diffuser-side convex portions (8A) protruding from the pinch surface (63) toward the back surface side of the impeller in the axial direction, and formed at intervals in the circumferential direction on the diffuser surface (6).
  • a plurality of diffuser side convex portions (8A) formed between adjacent diffuser side groove portions (8B) among the plurality of diffuser side groove portions (8B) are further provided.
  • the compressor housing includes a plurality of diffuser gutters formed at intervals in the circumferential direction on the pinch surface.
  • the plurality of diffuser gutters can suppress backflow having a swirling direction component directed in the rotation direction of the impeller generated near the pinch surface, and can suppress mainstream swirling pressure loss on the downstream side of the impeller.
  • a non-uniform flow velocity distribution occurs on the downstream side of the impeller in the centrifugal compressor.
  • the plurality of diffuser gutters act as a vortex generator to suppress boundary layer detachment. Therefore, the efficiency of the centrifugal compressor can be improved not only when a swirling stall occurs at the inlet of the diffuser flow path but also at the normal operating point of the centrifugal compressor.
  • each of the plurality of diffuser gutters (8B) The diffuser side inclined portion (81) whose depth gradually increases in the rotation direction of the impeller, and It includes a diffuser side step portion (83) formed at a downstream end (82) of the diffuser side inclined portion (81) in the rotation direction.
  • each of the plurality of diffuser side grooves includes a diffuser side inclined portion and a diffuser side step portion.
  • the backflow (RF2) having a swirling direction component generated near the pinch surface is guided in the rotational direction along the diffuser side inclined portion, and the above backflow is made to collide with the diffuser side step portion formed at the downstream end of the diffuser side inclined portion. Therefore, the above-mentioned backflow can be suppressed.
  • each of the plurality of diffuser-side convex portions (8A) was integrally formed with the diffuser surface (6) by machining or casting.
  • the convex portion on the diffuser side is integrally formed with the diffuser surface by machined processing or casting.
  • the surface roughness of the diffuser side groove portion can be improved as compared with the case where the diffuser side convex portion manufactured separately from the diffuser surface is fixed to the diffuser surface by welding, bolting, or the like.
  • the compressor housing (3) is A compressor housing (3) for rotatably accommodating the impeller (2) of the centrifugal compressor (1).
  • the intake port side in the axial direction of the centrifugal compressor is defined as the front side
  • the side opposite to the intake port side in the axial direction is defined as the rear side.
  • a shroud surface (4) including a surface (41) facing the tip (24) of the impeller blade (23) of the impeller with a predetermined gap (G).
  • a front inner peripheral surface (5) formed on the front side of the shroud surface (4) in the axial direction and located outside the front end (42) of the shroud surface (4) in the radial direction.
  • Each of the plurality of grooves (7B) The rear end (74) of the groove is configured to be located upstream of the front end (78) of the groove in the rotational direction (RD) of the impeller (2).
  • the rear end of the groove is configured to be located on the upstream side in the rotation direction of the impeller with respect to the front end of the groove, so that the groove guides the mainstream introduced into the impeller.
  • the pre-turn can be given to the mainstream in the direction opposite to the rotation direction of the impeller.
  • the relative inflow speed of the mainstream when introduced into the impeller can be increased.
  • the surge flow rate in the low flow rate side operating region can be reduced, and the efficiency of the centrifugal compressor can be improved.
  • the compressor housing (3) is A compressor housing (3) for rotatably accommodating the impeller (2) of the centrifugal compressor (1).
  • the intake port side in the axial direction of the centrifugal compressor is defined as the front side, and the side opposite to the intake port side in the axial direction is defined as the rear side.
  • a shroud surface (4) including a surface (41) facing the tip (24) of the impeller blade (23) of the impeller with a predetermined gap (G).
  • a diffuser surface (6) located on the back surface (26) side of the impeller (2) in the axial direction from the rear end (43) of the shroud surface (4), and extends along the radial direction.
  • a diffuser surface including a radial surface (61) and a pinch surface (63) connecting the inner end (62) of the radial surface (61) and the rear end (43) of the shroud surface (4).
  • a plurality of diffuser-side convex portions (8A) formed between adjacent diffuser-side groove portions (8B) among the plurality of diffuser-side groove portions (8B) are provided.
  • Each of the plurality of diffuser gutters (8B) The diffuser side inclined portion (81) whose depth gradually increases in the rotation direction of the impeller, and It includes a diffuser side step portion (83) formed at a downstream end (82) of the diffuser side inclined portion (81) in the rotation direction.
  • the compressor housing includes a plurality of diffuser gutters formed at intervals in the circumferential direction on the pinch surface.
  • Each of the plurality of diffuser gutter portions includes a diffuser side inclined portion and a diffuser side step portion.
  • the backflow having a turning direction component that is directed to the rotation direction of the impeller generated near the pinch surface is guided in the rotation direction along the diffuser side inclined portion, and is guided to the diffuser side step portion formed at the downstream end of the diffuser side inclined portion.
  • the backflow can be suppressed.
  • the mainstream turning pressure loss on the downstream side of the impeller can be suppressed. Therefore, according to the configuration of 10) above, the swirling stall at the inlet of the diffuser flow path in the low flow rate side operating region can be suppressed, and the efficiency of the centrifugal compressor can be improved.
  • a non-uniform flow velocity distribution occurs on the downstream side of the impeller in the centrifugal compressor.
  • the plurality of diffuser gutters act as a vortex generator to suppress boundary layer detachment. Therefore, the efficiency of the centrifugal compressor can be improved not only when a swirling stall occurs at the inlet of the diffuser flow path but also at the normal operating point of the centrifugal compressor.
  • the centrifugal compressor (1) according to at least one embodiment of the present disclosure includes the compressor housing (3) according to any one of 1) to 10) above. According to the configuration of 11) above, the pressure loss of the fluid flowing in the compressor housing (3) can be effectively suppressed, 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、遠心圧縮機の軸方向における吸気口側を前方側、軸方向における吸気口側と反対側を後方側と定義した場合に、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面を含むシュラウド面と、シュラウド面の軸方向における前方側に形成されるとともにシュラウド面の前方端よりも径方向において外側に位置する前方側内周面と、前方側内周面において周方向に間隔を空けて形成された複数の溝部と、を備え、複数の溝部の夫々は、インペラの回転方向に向かって徐々に深さが大きくなる傾斜部と、傾斜部の前記回転方向における下流端に形成された段部と、を含む。

Description

コンプレッサハウジングおよび遠心圧縮機
　本開示は、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、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（例えば、空気）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。
　例えば、遠心圧縮機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。サージングが発生すると、シュラウド面近傍に、吸気口から導入された空気の流れとは逆方向に向かって流れる逆流が発生し、この逆流により、遠心圧縮機の効率低下を招く虞がある。
特開２０１７－２１０９０２号公報
　特許文献１には、インペラへ空気を導く流入流路の壁面に形成された凹部により、上述した逆流を径方向における内側に案内してインペラ側に流れる空気を加圧することで、逆流を抑制することが開示されている。
　遠心圧縮機の高効率化を図るためには、コンプレッサハウジング内を流れる作動流体の圧力損失をできる限り抑制する必要がある。
　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、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、
　前記遠心圧縮機の軸方向における吸気口側を前方側、前記軸方向における前記吸気口側と反対側を後方側と定義した場合に、
　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面を含むシュラウド面と、
　前記シュラウド面の前記軸方向における前記前方側に形成されるとともに前記シュラウド面の前方端よりも径方向において外側に位置する前方側内周面と、
　前記前方側内周面から前記径方向の内側に向かって突出する複数の凸部であって、前記前方側内周面において周方向に間隔を空けて形成された複数の溝部のうちの隣接する溝部の間に形成された複数の凸部と、を備え、
　前記複数の溝部の夫々は、
　前記インペラの回転方向に向かって徐々に深さが大きくなる傾斜部と、
　前記傾斜部の前記回転方向における下流端に形成された段部と、
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、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。
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。 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。 第１の実施形態にかかるコンプレッサハウジングを説明するための説明図である。 図３におけるＡ－Ｂ線断面を概略的に示す概略断面図である。 第１の実施形態にかかるコンプレッサハウジングの変形例を説明するための説明図である。 第２の実施形態にかかるコンプレッサを説明するための説明図である。 第３の実施形態にかかるコンプレッサハウジングを説明するための説明図である。 図７に示されるコンプレッサハウジングのピンチ面近傍を軸方向における後方側から視た状態を概略的に示す概略図である。
　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。
（遠心圧縮機、ターボチャージャ）
　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コンプレッサハウジング３と、を備える。
　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、締結部材（例えば、締結ボルトなど）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ＣＡ、すなわちインペラ２の軸線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と定義する。軸方向Ｘのうち、遠心圧縮機１の吸入方向（インペラ２への主流の導入方向）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と定義する。また、軸方向Ｘのうち、前方側ＸＦとは反対側、すなわち、遠心圧縮機１の吸入方向における下流側（図中右側）を後方側ＸＲと定義する。
　図１に示される実施形態では、コンプレッサハウジング３には、コンプレッサハウジング３の外部から内部に流体（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には、タービンハウジング１４の外部から内部に、タービンロータ１３を回転させる作動流体（例えば、排ガス）を導入するためのタービン側導入口１４１と、タービンロータ１３を通過した作動流体をタービンハウジング１４の外部に排出するためのタービン側排出口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。
　ターボチャージャ１０は、タービン側導入口１４１を通じてタービンハウジング１４の内部に導入された作動流体により、タービンロータ１３を回転させる。上記作動流体として、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）から生じた排ガスが挙げられる。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を通じて圧縮流体の供給先（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２１と、ハブ２１の外面２２に設けられた複数のインペラ翼２３と、を含む。ハブ２１は、回転シャフト１２の一方側に機械的に固定されているため、ハブ２１や複数のインペラ翼２３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の前方側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２１の外面２２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２３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。シュラウド面４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た面４１を含む。インペラ翼２３の先端（チップ側端）２４は、ハブ２１の外面２２との接続部（ハブ側端）とは反対側に位置している。先端２４は、先端２４に対向するように凸状に湾曲する面４１との間に隙間Ｇ（クリアランス）が形成されている。
（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４を含むシュラウド部３３と、遠心圧縮機１の吸気導入路５０を形成する吸気導入部３４と、遠心圧縮機１のディフューザ流路６０を形成するディフューザ部３５と、遠心圧縮機１のスクロール流路３６０を形成するスクロール部３６と、を備える。
　吸気導入路５０は、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２３に向かって導くための流路である。ディフューザ流路６０は、インペラ２を通過した流体を、インペラ２の周囲に設けられた渦巻状のスクロール流路３６０に導くための流路である。スクロール流路３６０は、インペラ２およびディフューザ流路６０を通過した流体を、排出口３２（図１参照）を通じてコンプレッサハウジング３の外部へ導くための流路である。
　吸気導入路５０およびスクロール流路３６０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３４は、吸気導入路５０を形成する前方側内周面５を有する。前方側内周面５は、シュラウド面４の軸方向における前方側ＸＦに形成されるとともにシュラウド面４の前方端４２（前方側ＸＦ端）よりも径方向Ｙにおいて外側に位置している。また、吸気導入部３４の前方端には、上述した吸気口３１が形成されている。
　スクロール流路３６０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３６は、スクロール流路３６０を形成する流路壁面３６１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、上述したディフューザ流路６０が形成される。ディフューザ流路６０は、ディフューザ面６と、ディフューザ面６に対向する軸受ハウジング１６の面１６１と、により形成されている。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の内部にディフューザ流路６０が形成されていてもよい。
　上述したシュラウド部３３は、吸気導入部３４とディフューザ部３５との間に設けられる。吸気導入路５０の出口は、ディフューザ流路６０の入口に連通し、ディフューザ流路６０の出口は、スクロール流路３６０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６０およびスクロール流路３６０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。
　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、シュラウド面４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ＲＦが発生し、遠心圧縮機１の効率低下を招く虞がある。
　図３は、第１の実施形態にかかるコンプレッサハウジングを説明するための説明図である。図４は、図３におけるＡ－Ｂ線断面を概略的に示す概略断面図である。図３では、遠心圧縮機１のインペラ２の軸線ＣＡに沿った断面が概略的に示されている。
　幾つかの実施形態にかかるコンプレッサハウジング３は、図３に示されるように、インペラ２のインペラ翼２３の先端２４と所定の隙間Ｇを有して対向する面４１を含む上述したシュラウド面４と、シュラウド面４の軸方向における前方側ＸＦに形成されるとともにシュラウド面４の前方端４２よりも径方向Ｙにおいて外側に位置する前方側内周面５と、前方側内周面５から径方向の内側に向かって突出する複数の凸部７Ａと、を備える。
　図４に示されるような、インペラ２の軸方向における前方側ＸＦから視た断面視において、複数の凸部７Ａの夫々は、前方側内周面５において周方向に間隔を空けて形成された複数の溝部７Ｂのうちの隣接する溝部７Ｂの間に形成されている。また、上記断面視において、複数の溝部７Ｂの夫々は、インペラ２の回転方向ＲＤに向かって徐々に深さが大きくなる傾斜部７１と、傾斜部７１の回転方向ＲＤにおける下流端７２に形成された段部７３と、を含む。図示される実施形態では、凸部７Ａは、インペラ２の前縁２５における先端２４Ａよりも径方向における外側に位置している。
　上記の構成によれば、コンプレッサハウジング３には、各々が傾斜部７１および段部７３を含む複数の溝部７Ｂが形成されている。上述したように、遠心圧縮機１の吸気流量が少ない低流量時において、シュラウド面４近傍に逆流ＲＦが生じることがある。逆流ＲＦは、インペラ２の回転によりインペラ２の回転方向ＲＤに指向する旋回方向成分が付与されるので、強い遠心作用を有する。傾斜部７１は、このような強い遠心作用を有する逆流ＲＦを、傾斜部７１に沿って回転方向ＲＤに案内し、傾斜部７１の回転方向ＲＤにおける下流端７２に形成された段部７３に衝突させることで、逆流ＲＦを抑制できる。上記逆流ＲＦを抑制することで、低流量側作動域におけるサージ流量を低減でき、ひいては遠心圧縮機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、上記溝部７Ｂは、インペラ２の回転方向ＲＤに向かって徐々に深さが大きくなっているので、インペラ２に導入される主流ＭＦのうち溝部７Ｂに入り込んだ流れが、回転方向ＲＤとは逆向きに溝部７Ｂから径方向における内側に押し出される。これにより、インペラ２に導入される主流ＭＦにインペラ２の回転方向ＲＤとは逆方向に予旋回を与えることができ、上記予旋回によりインペラ２に導入される際の主流ＭＦの相対流入速度を増加させることができる。主流ＭＦの相対流入速度を増加させることで、低流量側作動域におけるサージ流量を低減でき、ひいては遠心圧縮機１の効率を向上させることができる。
　幾つかの実施形態では、上述した傾斜部７１は、図４に示されるように、径方向の外側に向かって凹状に湾曲する円弧状部７１Ａを含む。この場合には、円弧状部７１Ａに沿って回転方向ＲＤに逆流ＲＦを滑らかに案内できるため、逆流ＲＦと段部７３との衝突が促進される。これにより、逆流ＲＦを効果的に抑制できる。また、円弧状部７１Ａを有する溝部７Ｂは、溝部７Ｂ内の空間を大きなものにできるため、インペラ２に導入される主流ＭＦを溝部７Ｂに大量に流入させ、回転方向ＲＤとは逆向きに溝部７Ｂから径方向における内側に大量に押し出せる。これにより、インペラ２に導入される主流ＭＦに上記予旋回を効果的に付与でき、インペラ２に導入される際の主流ＭＦの相対流入速度を増加させることができる。
　幾つかの実施形態では、上述した段部７３は、図４に示されるような、傾斜部７１とのなす角度θが１２０度以下である段差面７３Ａを含む。好ましくは、上記角度θは、９０度以下である。仮に段部７３と傾斜部７１とのなす角度θが大きいと、溝部７Ｂの傾斜部７１に沿って回転方向ＲＤに流れる逆流ＲＦが、そのまま段差面７３Ａ（段部７３）に沿うように流れて逆流ＲＦと段差面７３Ａとの衝突が不十分になる虞がある。上記の構成によれば、段部７３は、傾斜部７１とのなす角度が１２０度以下である段差面７３Ａを含む。この場合には、逆流ＲＦと段差面７３Ａとの衝突角度が小さいので、逆流ＲＦを段差面７３Ａに十分に衝突させることができ、逆流ＲＦを効果的に抑制できる。
　幾つかの実施形態では、図３に示されるように、溝部７Ｂの後方端７４が、シュラウド面４の前方端４２と接続するように構成されている。上記溝部７Ｂは、軸方向Ｘにおいてインペラ２の前縁２５の近くに設けた方が逆流ＲＦの抑制効果が高い。上記の構成によれば、溝部７Ｂの後方端７４が、シュラウド面４の前方端４２と接続しているので、溝部７Ｂが軸方向Ｘにおいて前縁２５の近くに位置するため、逆流ＲＦを効果的に抑制できる。上記逆流ＲＦを抑制することで、低流量側作動域におけるサージ流量を低減でき、ひいては遠心圧縮機１の効率を向上させることができる。
　幾つかの実施形態では、図３に示されるように、溝部７Ｂの傾斜部７１は、溝部７Ｂの後方端７４から前方側ＸＦに向かって拡径するテーパ面７５を少なくとも含む。図示される実施形態では、溝部７Ｂの傾斜部７１は、テーパ面７５の前方端７６から軸方向Ｘに沿って前方側ＸＦに延在する底面７７をさらに含む。図３に示される実施形態では、溝部７Ｂの底部（例えば、底面７７）は、軸方向面５３よりも径方向における内側に形成されている。上記の構成によれば、傾斜部７１は、テーパ面７５を含むので、インペラ２に導入される主流ＭＦの流れの急縮小損失を抑制できる。また、傾斜部７１は、テーパ面７５に沿って回転方向ＲＤに逆流ＲＦを滑らかに案内できるため、逆流ＲＦと段部７３との衝突が促進される。これにより、逆流ＲＦを効果的に抑制できる。
　図５は、第１の実施形態にかかるコンプレッサハウジングの変形例を説明するための説明図である。図５では、遠心圧縮機１のインペラ２の軸線ＣＡに沿った断面が概略的に示されている。
　幾つかの実施形態では、図３、図５に示されるように、上述した前方側内周面５は、上述したシュラウド面４の前方端４２から前方側ＸＦに向かって拡径するテーパ面５１と、テーパ面５１の前方端５２から軸方向Ｘに沿って前方側ＸＦに延在する軸方向面５３と、を含む。上述した凸部７Ａは、図５に示されるように、前方側内周面５においてテーパ面５１のみから突出するように構成された。図示される実施形態では、凸部７Ａは、少なくともテーパ面５１の軸方向Ｘの全体に亘って延在する。この場合には、凸部７Ａや溝部７Ｂをテーパ面５１に設けることで、逆流ＲＦを効果的に抑制できる。また、凸部７Ａを前方側内周面５におけるテーパ面５１のみに設ける、すなわち前方側内周面５のうちの軸方向面５３には設けないことで、凸部７Ａとの衝突による主流ＭＦの衝突損失を抑制できる。
　なお、他の幾つかの実施形態では、上述した凸部７Ａは、図３に示されるように、テーパ面５１および軸方向面５３の両方から突出するように構成されていてもよい。
　図６は、第２の実施形態にかかるコンプレッサを説明するための説明図である。図６では、複数の凸部７Ａや複数の溝部７Ｂをインペラ２の径方向における内側から視た状態を概略的に示している。
　幾つかの実施形態にかかるコンプレッサハウジング３は、図３、図５に示されるように、インペラ２のインペラ翼２３の先端２４と所定の隙間Ｇを有して対向する面４１を含む上述したシュラウド面４と、シュラウド面４の軸方向における前方側ＸＦに形成されるとともにシュラウド面４の前方端４２よりも径方向Ｙにおいて外側に位置する前方側内周面５と、前方側内周面５から径方向の内側に向かって突出する複数の凸部７Ａと、を備える。
　図４に示されるような、インペラ２の軸方向における前方側ＸＦから視た断面視において、複数の凸部７Ａの夫々は、前方側内周面５において周方向に間隔を空けて形成された複数の溝部７Ｂのうちの隣接する溝部７Ｂの間に形成されている。図６に示されるように、複数の溝部７Ｂの夫々は、溝部７Ｂの後方端７４が、溝部７Ｂの前方端７８よりも、インペラ２の回転方向ＲＤにおける上流側に位置するように構成された。
　なお、上述した幾つかの実施形態では、溝部７Ｂは、軸方向Ｘに沿って延在し、溝部７Ｂの後方端７４は、溝部７Ｂの前方端７８に対してインペラ２の回転方向ＲＤにおいて同じ位置に位置するように構成されている。
　図示される実施形態では、溝部７Ｂの後方端７４は、シュラウド面４の前方端４２と接続するように構成されている。図６に示されるような、インペラ２の径方向における内側から視たときに、溝部７Ｂは、前方端７８から後方端７４までに亘り直線状に形成されている。
　上記の構成によれば、溝部７Ｂの後方端７４が、溝部７Ｂの前方端７８よりもインペラ２の回転方向ＲＤにおける上流側に位置するように構成されているので、溝部７Ｂにより、インペラ２に導入される主流ＭＦを案内することで、上記主流ＭＦにインペラ２の回転方向ＲＤとは逆方向に予旋回を与えることができる。主流ＭＦに上記予旋回を与えることで、インペラ２に導入される際の主流ＭＦの相対流入速度を増加させることができる。主流ＭＦの相対流入速度を増加させることで、低流量側作動域におけるサージ流量を低減でき、ひいては遠心圧縮機１の効率を向上させることができる。
　なお、本実施形態は、上述した幾つかの実施形態と組み合わせてもよいし、独立して実施してもよい。例えば、図４に示されるような、上述した傾斜部７１および段部７３を含む溝部７Ｂに対して本実施形態を適用してもよく、溝部７Ｂ以外の凹形状の溝部に本実施形態を適用してもよい。
　幾つかの実施形態では、図３に示されるように、上述した複数の凸部７Ａの夫々は、削り出し加工、又は鋳造によって、上述した前方側内周面５（例えば、テーパ面５１）と一体的に形成された。
　上記の構成によれば、凸部７Ａは、削り出し加工、又は鋳造によって、前方側内周面５と一体的に形成されている。この場合には、前方側内周面５とは別体に作製された凸部７Ａを溶接やボルト締結などにより前方側内周面５に固定する場合と比べて、凸部７Ａや溝部７Ｂの面粗度を向上させることができる。凸部７Ａや溝部７Ｂの面粗度を向上させることで、インペラ２に導入される主流ＭＦの圧力損失を低減できる。
　なお、幾つかの実施形態では、図５に示されるように、上述した凸部７Ａは、上述した前方側内周面５とは別体に作製されていてもよい。図５に示される実施形態では、複数の凸部７Ａおよび複数の溝部７Ｂが形成された内面を有する環状体７が前方側内周面５の内側に支持されている。
　上述した幾つかの実施形態では、上述した凸部７Ａや溝部７Ｂをインペラ２の上流側に設けていたが、このような凸部７Ａや溝部７Ｂをインペラ２の下流側に設けることによって、インペラ２の下流側における逆流を抑制することができ、遠心圧縮機１の効率の向上が図れる。
　図７は、第３の実施形態にかかるコンプレッサハウジングを説明するための説明図である。図８は、図７に示されるコンプレッサハウジングのピンチ面近傍を軸方向における後方側から視た状態を概略的に示す概略図である。図７では、遠心圧縮機１のインペラ２の軸線ＣＡに沿った断面が概略的に示されている。
　幾つかの実施形態にかかるコンプレッサハウジング３は、図７に示されるように、インペラ２のインペラ翼２３の先端２４と所定の隙間Ｇを有して対向する面４１を含む上述したシュラウド面４と、シュラウド面４の後方端４３よりも軸方向においてインペラ２の背面２６側（後方側ＸＲ）に位置するディフューザ面６であって、径方向Ｙに沿って延在する径方向面６１と、径方向面６１の内側端６２とシュラウド面４の後方端４３とを接続するピンチ面６３と、を含むディフューザ面６と、ピンチ面６３から軸方向におけるインペラ２の背面２６側（後方側ＸＲ）に向かって突出する複数のディフューザ側凸部８Ａと、を備える。
　図８に示されるような、インペラ２の軸方向における後方側ＸＲから視たときに、複数のディフューザ側凸部８Ａの夫々は、ディフューザ面６において周方向に間隔を空けて形成された複数のディフューザ側溝部８Ｂのうちの隣接するディフューザ側溝部８Ｂの間に形成された。
　上記の構成によれば、コンプレッサハウジング３は、ピンチ面６３において周方向に間隔を空けて形成された複数のディフューザ側溝部８Ｂを備える。複数のディフューザ側溝部８Ｂによって、ピンチ面６３近傍に生じたインペラ２の回転方向ＲＤに指向する旋回方向成分を有する逆流ＲＦ２を抑制でき、インペラ２よりも下流側における主流ＭＦの旋回圧力損失を抑制できる。
　遠心圧縮機１におけるインペラ２よりも下流側では、不均一な流速分布が発生する。複数のディフューザ側凸部８Ａは、ヴォルテックスジェネレータとして作用して、境界層剥離を抑制する。このため、ディフューザ流路６０の入口における旋回失速の発生時だけでなく、遠心圧縮機１の通常作動点においても、遠心圧縮機１の効率を向上させることができる。
　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の軸方向における後方側ＸＲから視たときに、上述した複数のディフューザ側溝部８Ｂの夫々は、インペラ２の回転方向ＲＤに向かって徐々に深さが大きくなるディフューザ側傾斜部８１と、ディフューザ側傾斜部８１の回転方向ＲＤにおける下流端８２に形成されたディフューザ側段部８３と、を含む。
　上記の構成によれば、複数のディフューザ側溝部８Ｂの夫々は、ディフューザ側傾斜部８１と、ディフューザ側段部８３と、を含む。ピンチ面６３近傍に生じた旋回方向成分を有する逆流ＲＦ２をディフューザ側傾斜部８１に沿って回転方向ＲＤに案内し、ディフューザ側傾斜部８１の下流端８２に形成されたディフューザ側段部８３に上記逆流ＲＦ２を衝突させることで、上記逆流ＲＦ２を抑制できる。
　幾つかの実施形態では、図８に示されるように、上述したディフューザ側傾斜部８１は、径方向の外側に向かって凹状に湾曲する円弧状部８１Ａを含む。この場合には、円弧状部８１Ａに沿って回転方向ＲＤに逆流ＲＦ２を滑らかに案内できるため、逆流ＲＦ２とディフューザ側段部８３との衝突が促進される。これにより、逆流ＲＦ２を効果的に抑制できる。また、円弧状部８１Ａを有するディフューザ側溝部８Ｂは、ディフューザ側溝部８Ｂ内の空間を大きなものにできるため、インペラ２に導入される主流ＭＦをディフューザ側溝部８Ｂに大量に流入させ、回転方向ＲＤとは逆向きにディフューザ側溝部８Ｂから径方向における内側に大量に押し出せる。これにより、不均一な流速分布を抑制できる。
　幾つかの実施形態では、図８に示されるように、上述したディフューザ側段部８３は、ディフューザ側傾斜部８１とのなす角度θ１が１２０度以下である段差面８３Ａを含む。好ましくは、上記角度θ１は、９０度以下である。仮にディフューザ側段部８３とディフューザ側傾斜部８１とのなす角度θ１が大きいと、ディフューザ側溝部８Ｂのディフューザ側傾斜部８１に沿って回転方向ＲＤに流れる逆流ＲＦ２が、そのまま段差面８３Ａに沿うように流れて逆流ＲＦ２と段差面８３Ａとの衝突が不十分になる虞がある。上記の構成によれば、ディフューザ側段部８３は、ディフューザ側傾斜部８１とのなす角度が１２０度以下である段差面８３Ａを含む。この場合には、逆流ＲＦ２と段差面８３Ａとの衝突角度が小さいので、逆流ＲＦ２を段差面８３Ａに十分に衝突させることができ、逆流ＲＦ２を効果的に抑制できる。
　なお、本実施形態は、上述した幾つかの実施形態と組み合わせてもよいし、独立して実施してもよい。例えば、コンプレッサハウジング３は、上述した凸部７Ａと、上述したディフューザ側凸部８Ａと、を備えていてもよい。この場合には、インペラ２の上流側および下流側における旋回失速を抑制できるので、凸部７Ａとディフューザ側凸部８Ａとの相乗効果により、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。
　幾つかの実施形態では、図７に示されるように、上述したディフューザ側凸部８Ａは、削り出し加工、又は鋳造によって、上述したディフューザ面６（例えば、ピンチ面６３）と一体的に形成された。
　上記の構成によれば、ディフューザ側凸部８Ａは、削り出し加工、又は鋳造によって、ディフューザ面６と一体的に形成されている。この場合には、ディフューザ面６とは別体に作製されたディフューザ側凸部８Ａを溶接やボルト締結などによりディフューザ面６に固定する場合と比べて、ディフューザ側溝部８Ｂの面粗度を向上させることができる。ディフューザ側溝部８Ｂの面粗度を向上させることで、インペラ２を通過後の主流ＭＦの圧力損失を低減できる。
　なお、他の幾つかの実施形態では、上述したディフューザ側凸部８Ａは、上述したディフューザ面６とは別体に作製されていてもよい。
　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、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内を流れる作動流体の圧力損失を効果的に抑制できるため、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、
　前記遠心圧縮機の軸方向における吸気口側を前方側、前記軸方向における前記吸気口側と反対側を後方側と定義した場合に、
　前記インペラのインペラ翼（２３）の先端（２４）と所定の隙間（Ｇ）を有して対向する面（４１）を含むシュラウド面（４）と、
　前記シュラウド面（４）の前記軸方向における前記前方側に形成されるとともに前記シュラウド面（４）の前方端（４２）よりも径方向において外側に位置する前方側内周面（５）と、
　前記前方側内周面（５）から前記径方向の内側に向かって突出する複数の凸部（７Ａ）であって、前記前方側内周面（５）において周方向に間隔を空けて形成された複数の溝部（７Ｂ）のうちの隣接する溝部（７Ｂ）の間に形成された複数の凸部（７Ａ）と、を備え、
　前記複数の溝部（７Ｂ）の夫々は、
　前記インペラ（２）の回転方向（ＲＤ）に向かって徐々に深さが大きくなる傾斜部（７１）と、
　前記傾斜部（７１）の前記回転方向（ＲＤ）における下流端（７２）に形成された段部（７３）と、
を含む。
　上記１）の構成によれば、コンプレッサハウジングには、各々が傾斜部および段部を含む複数の溝部が形成されている。遠心圧縮機の吸気流量が少ない低流量時において、シュラウド面近傍に逆流が生じることがある。逆流は、インペラの回転によりインペラの回転方向に指向する旋回方向成分が付与されるので、強い遠心作用を有する。傾斜部は、このような強い遠心作用を有する逆流を、傾斜部に沿って回転方向に案内し、傾斜部の回転方向における下流端に形成された段部に衝突させることで、逆流を抑制できる。上記逆流を抑制することで、低流量側作動域におけるサージ流量を低減でき、ひいては遠心圧縮機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、上記溝部は、インペラの回転方向に向かって徐々に深さが大きくなっているので、インペラに導入される主流のうち溝部に入り込んだ流れが、回転方向とは逆向きに溝部から径方向における内側に押し出される。これにより、インペラに導入される主流にインペラの回転方向とは逆方向に予旋回を与えることができ、上記予旋回によりインペラに導入される際の主流の相対流入速度を増加させることができる。主流の相対流入速度を増加させることで、低流量側作動域におけるサージ流量を低減でき、ひいては遠心圧縮機の効率を向上させることができる。
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、
　前記傾斜部（７１）は、前記径方向の外側に向かって凹状に湾曲する円弧状部（７１Ａ）を含む。
　上記２）の構成によれば、傾斜部は、前記径方向の外側に向かって凹状に湾曲する円弧状部を含む。この場合には、円弧状部に沿って回転方向に逆流を滑らかに案内できるため、逆流と段部との衝突が促進される。これにより、逆流を効果的に抑制できる。また、上記円弧状部を有する溝部は、溝部内の空間を大きなものにできるため、インペラに導入される主流を大量に流入させ、回転方向とは逆向きに溝部から径方向における内側に大量に押し出せる。これにより、インペラに導入される主流に上記予旋回を効果的に付与でき、インペラに導入される際の主流の相対流入速度を増加させることができる。
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、
　前記段部（７３）は、前記傾斜部（７１）とのなす角度（θ）が１２０度以下である段差面（７３Ａ）を含む。
　仮に段部と傾斜部とのなす角度が大きいと、溝部の傾斜部に沿って回転方向に流れる逆流が、そのまま段差面（段部）に沿うように流れて逆流と段差面との衝突が不十分になる虞がある。上記３）の構成によれば、段部は、傾斜部とのなす角度が１２０度以下である段差面を含む。この場合には、逆流と段差面との衝突角度が小さいので、逆流を段差面に十分に衝突させることができ、逆流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、
　前記複数の溝部（７Ｂ）の夫々は、
　前記溝部の後方端（７４）が、前記溝部の前方端（７８）よりも、前記インペラ（２）の回転方向（ＲＤ）における上流側に位置するように構成された。
　上記４）の構成によれば、溝部の後方端が、溝部の前方端よりもインペラの回転方向における上流側に位置するように構成されているので、溝部により、インペラに導入される主流を案内することで、上記主流にインペラの回転方向とは逆方向に予旋回を与えることができる。主流に上記予旋回を与えることで、インペラに導入される際の主流の相対流入速度を増加させることができる。主流の相対流入速度を増加させることで、低流量側作動域におけるサージ流量を低減でき、ひいては遠心圧縮機の効率を向上させることができる。また、溝部が上記傾斜部と上記段部を含むので、溝部から回転方向とは逆向きに押し出された流れにより生じる予旋回との相乗効果により、インペラに導入される主流に効果的に予旋回を付与できる。
５）幾つかの実施形態では、上記１）～４）の何れかに記載のコンプレッサハウジング（３）であって、
　前記複数の凸部（７Ａ）の夫々は、削り出し加工、又は鋳造によって、前記前方側内周面（５）と一体的に形成された。
　上記５）の構成によれば、凸部は、削り出し加工、又は鋳造によって、前方側内周面と一体的に形成されている。この場合には、前方側内周面とは別体に作製された凸部を溶接やボルト締結などにより前方側内周面に固定する場合と比べて、凸部や溝部の面粗度を向上させることができる。凸部や溝部の面粗度を向上させることで、インペラに導入される主流の圧力損失を低減できる。
６）幾つかの実施形態では、上記１）～５）の何れかに記載のコンプレッサハウジング（３）であって、
　前記シュラウド面（４）の後方端（４３）よりも前記軸方向において前記インペラ（２）の背面（２６）側に位置するディフューザ面（６）であって、前記径方向に沿って延在する径方向面（６１）と、前記径方向面（６１）の内側端（６２）と前記シュラウド面（４）の前記後方端（４３）とを接続するピンチ面（６３）と、を含むディフューザ面（６）と、
　前記ピンチ面（６３）から前記軸方向における前記インペラの背面側に向かって突出する複数のディフューザ側凸部（８Ａ）であって、前記ディフューザ面（６）において前記周方向に間隔を空けて形成された複数のディフューザ側溝部（８Ｂ）のうちの隣接するディフューザ側溝部（８Ｂ）の間に形成された複数のディフューザ側凸部（８Ａ）と、をさらに備える。
　上記６）の構成によれば、コンプレッサハウジングは、ピンチ面において周方向に間隔を空けて形成された複数のディフューザ側溝部を備える。複数のディフューザ側溝部によって、ピンチ面近傍に生じたインペラの回転方向に指向する旋回方向成分を有する逆流を抑制でき、インペラよりも下流側における主流の旋回圧力損失を抑制できる。
　遠心圧縮機におけるインペラよりも下流側では、不均一な流速分布が発生する。複数のディフューザ側溝部は、ヴォルテックスジェネレータとして作用して、境界層剥離を抑制する。このため、ディフューザ流路の入口における旋回失速の発生時だけでなく、遠心圧縮機の通常作動点においても、遠心圧縮機の効率を向上させることができる。
７）幾つかの実施形態では、上記６）に記載のコンプレッサハウジング（３）であって、
　前記複数のディフューザ側溝部（８Ｂ）の夫々は、
　前記インペラの回転方向に向かって徐々に深さが大きくなるディフューザ側傾斜部（８１）と、
　前記ディフューザ側傾斜部（８１）の前記回転方向における下流端（８２）に形成されたディフューザ側段部（８３）と、を含む。
　上記７）の構成によれば、複数のディフューザ側溝部の夫々は、ディフューザ側傾斜部と、ディフューザ側段部と、を含む。ピンチ面近傍に生じた旋回方向成分を有する逆流（ＲＦ２）をディフューザ側傾斜部に沿って回転方向に案内し、ディフューザ側傾斜部の下流端に形成されたディフューザ側段部に上記逆流を衝突させることで、上記逆流を抑制できる。
８）幾つかの実施形態では、上記６）又は７）に記載のコンプレッサハウジング（３）であって、
　前記複数のディフューザ側凸部（８Ａ）の夫々は、削り出し加工、又は鋳造によって、前記ディフューザ面（６）と一体的に形成された。
　上記８）の構成によれば、ディフューザ側凸部は、削り出し加工、又は鋳造によって、ディフューザ面と一体的に形成されている。この場合には、ディフューザ面とは別体に作製されたディフューザ側凸部を溶接やボルト締結などによりディフューザ面に固定する場合と比べて、ディフューザ側溝部の面粗度を向上させることができる。ディフューザ側溝部の面粗度を向上させることで、インペラを通過後の主流の圧力損失を低減できる。
９）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、
　前記遠心圧縮機の軸方向における吸気口側を前方側、前記軸方向における前記吸気口側と反対側を後方側と定義した場合に、
　前記インペラのインペラ翼（２３）の先端（２４）と所定の隙間（Ｇ）を有して対向する面（４１）を含むシュラウド面（４）と、
　前記シュラウド面（４）の前記軸方向における前記前方側に形成されるとともに前記シュラウド面（４）の前方端（４２）よりも径方向において外側に位置する前方側内周面（５）と、
　前記前方側内周面（５）から前記径方向の内側に向かって突出する複数の凸部（７Ａ）であって、前記前方側内周面（５）において周方向に間隔を空けて形成された複数の溝部（７Ｂ）のうちの隣接する溝部（７Ｂ）の間に形成された複数の凸部（７Ａ）と、を備え、
　前記複数の溝部（７Ｂ）の夫々は、
　前記溝部の後方端（７４）が、前記溝部の前方端（７８）よりも、前記インペラ（２）の回転方向（ＲＤ）における上流側に位置するように構成された。
　上記９）の構成によれば、溝部の後方端が、溝部の前方端よりもインペラの回転方向における上流側に位置するように構成されているので、溝部により、インペラに導入される主流を案内することで、上記主流にインペラの回転方向とは逆方向に予旋回を与えることができる。主流に上記予旋回を与えることで、インペラに導入される際の主流の相対流入速度を増加させることができる。主流の相対流入速度を増加させることで、低流量側作動域におけるサージ流量を低減でき、ひいては遠心圧縮機の効率を向上させることができる。
１０）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、
　前記遠心圧縮機の軸方向における吸気口側を前方側、前記軸方向における前記吸気口側と反対側を後方側と定義した場合に、
　前記インペラのインペラ翼（２３）の先端（２４）と所定の隙間（Ｇ）を有して対向する面（４１）を含むシュラウド面（４）と、
　前記シュラウド面（４）の後方端（４３）よりも前記軸方向において前記インペラ（２）の背面（２６）側に位置するディフューザ面（６）であって、前記径方向に沿って延在する径方向面（６１）と、前記径方向面（６１）の内側端（６２）と前記シュラウド面（４）の前記後方端（４３）とを接続するピンチ面（６３）と、を含むディフューザ面（６）と、
　前記ピンチ面（６３）から前記軸方向における前記インペラの背面側に向かって突出する複数のディフューザ側凸部（８Ａ）であって、前記ディフューザ面（６）において周方向に間隔を空けて形成された複数のディフューザ側溝部（８Ｂ）のうちの隣接するディフューザ側溝部（８Ｂ）の間に形成された複数のディフューザ側凸部（８Ａ）と、を備え、
　前記複数のディフューザ側溝部（８Ｂ）の夫々は、
　前記インペラの回転方向に向かって徐々に深さが大きくなるディフューザ側傾斜部（８１）と、
　前記ディフューザ側傾斜部（８１）の前記回転方向における下流端（８２）に形成されたディフューザ側段部（８３）と、を含む。
　上記１０）の構成によれば、コンプレッサハウジングは、ピンチ面において周方向に間隔を空けて形成された複数のディフューザ側溝部を備える。複数のディフューザ側溝部の夫々は、ディフューザ側傾斜部と、ディフューザ側段部と、を含む。ピンチ面近傍に生じたインペラの回転方向に指向する旋回方向成分を有する逆流を、ディフューザ側傾斜部に沿って回転方向に案内し、ディフューザ側傾斜部の下流端に形成されたディフューザ側段部に上記逆流を衝突させることで、上記逆流を抑制できる。これにより、インペラよりも下流側における主流の旋回圧力損失を抑制できる。よって、上記１０）の構成によれば、低流量側作動域におけるディフューザ流路の入口における旋回失速を抑制でき、ひいては遠心圧縮機の効率を向上させることができる。
　遠心圧縮機におけるインペラよりも下流側では、不均一な流速分布が発生する。複数のディフューザ側溝部は、ヴォルテックスジェネレータとして作用して、境界層剥離を抑制する。このため、ディフューザ流路の入口における旋回失速の発生時だけでなく、遠心圧縮機の通常作動点においても、遠心圧縮機の効率を向上させることができる。
１１）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）～１０）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１１）の構成によれば、コンプレッサハウジング（３）内を流れる流体の圧力損失を効果的に抑制できるため、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
２１　　　　ハブ
２２　　　　外面
２３　　　　インペラ翼
２４　　　　先端
２５　　　　前縁
２６　　　　背面
３　　　　　コンプレッサハウジング
３１　　　　吸気口
３２　　　　排出口
３３　　　　シュラウド部
３４　　　　吸気導入部
３５　　　　ディフューザ部
３６　　　　スクロール部
３６０　　　スクロール流路
３６１　　　流路壁面
４　　　　　シュラウド面
４１　　　　面
４２　　　　前方端
４３　　　　後方端
５　　　　　前方側内周面
５０　　　　吸気導入路
５１　　　　テーパ面
５２　　　　前方端
５３　　　　軸方向面
６　　　　　ディフューザ面
６０　　　　ディフューザ流路
６１　　　　径方向面
６２　　　　内側端
６３　　　　ピンチ面
７　　　　　環状体
７Ａ　　　　凸部
７Ｂ　　　　溝部
７１　　　　傾斜部
７１Ａ　　　円弧状部
７２　　　　下流端
７３　　　　段部
７３Ａ　　　段差面
７４　　　　後方端
７５　　　　テーパ面
７６，７８　前方端
７７　　　　底面
８Ａ　　　　ディフューザ側凸部
８Ｂ　　　　ディフューザ側溝部
８１　　　　ディフューザ側傾斜部
８１Ａ　　　円弧状部
８２　　　　下流端
８３　　　　ディフューザ側段部
８３Ａ　　　段差面
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
１４１　　　タービン側導入口
１４２　　　タービン側排出口
１５　　　　軸受
１６　　　　軸受ハウジング
ＣＡ　　　軸線
Ｇ　　　　隙間
ＭＦ　　　主流
ＲＤ　　　回転方向
ＲＦ，ＲＦ２　逆流
Ｘ　　　　軸方向
ＸＦ　　　（軸方向の）前方側
ＸＲ　　　（軸方向の）後方側
Ｙ　　　　径方向

Claims (11)

  1. 　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、
    　前記遠心圧縮機の軸方向における吸気口側を前方側、前記軸方向における前記吸気口側と反対側を後方側と定義した場合に、
    　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面を含むシュラウド面と、
    　前記シュラウド面の前記軸方向における前記前方側に形成されるとともに前記シュラウド面の前方端よりも径方向において外側に位置する前方側内周面と、
    　前記前方側内周面から前記径方向の内側に向かって突出する複数の凸部であって、前記前方側内周面において周方向に間隔を空けて形成された複数の溝部のうちの隣接する溝部の間に形成された複数の凸部と、を備え、
    　前記複数の溝部の夫々は、
    　前記インペラの回転方向に向かって徐々に深さが大きくなる傾斜部と、
    　前記傾斜部の前記回転方向における下流端に形成された段部と、
    を含む、
    コンプレッサハウジング。
  2. 　前記傾斜部は、前記径方向の外側に向かって凹状に湾曲する円弧状部を含む、
    請求項１に記載のコンプレッサハウジング。
  3. 　前記段部は、前記傾斜部とのなす角度が１２０度以下である段差面を含む、
    請求項１又は２に記載のコンプレッサハウジング。
  4. 　前記複数の溝部の夫々は、
    　前記溝部の後方端が、前記溝部の前方端よりも、前記インペラの回転方向における上流側に位置するように構成された、
    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。
  5. 　前記複数の凸部の夫々は、削り出し加工、又は鋳造によって、前記前方側内周面と一体的に形成された、
    　請求項１乃至４の何れか１項に記載のコンプレッサハウジング。
  6. 　前記シュラウド面の後方端よりも前記軸方向において前記インペラの背面側に位置するディフューザ面であって、前記径方向に沿って延在する径方向面と、前記径方向面の内側端と前記シュラウド面の前記後方端とを接続するピンチ面と、を含むディフューザ面と、
    　前記ピンチ面から前記軸方向における前記インペラの背面側に向かって突出する複数のディフューザ側凸部であって、前記ディフューザ面において前記周方向に間隔を空けて形成された複数のディフューザ側溝部のうちの隣接するディフューザ側溝部の間に形成された複数のディフューザ側凸部と、をさらに備える、
    　請求項１乃至５の何れか１項に記載のコンプレッサハウジング。
  7. 　前記複数のディフューザ側溝部の夫々は、
    　前記インペラの回転方向に向かって徐々に深さが大きくなるディフューザ側傾斜部と、
    　前記ディフューザ側傾斜部の前記回転方向における下流端に形成されたディフューザ側段部と、を含む、
    　請求項６に記載のコンプレッサハウジング。
  8. 　前記複数のディフューザ側凸部の夫々は、削り出し加工、又は鋳造によって、前記ディフューザ面と一体的に形成された、
    　請求項６又は７に記載のコンプレッサハウジング。
  9. 　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、
    　前記遠心圧縮機の軸方向における吸気口側を前方側、前記軸方向における前記吸気口側と反対側を後方側と定義した場合に、
    　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面を含むシュラウド面と、
    　前記シュラウド面の前記軸方向における前記前方側に形成されるとともに前記シュラウド面の前方端よりも径方向において外側に位置する前方側内周面と、
    　前記前方側内周面から前記径方向の内側に向かって突出する複数の凸部であって、前記前方側内周面において周方向に間隔を空けて形成された複数の溝部のうちの隣接する溝部の間に形成された複数の凸部と、を備え、
    　前記複数の溝部の夫々は、
    　前記溝部の後方端が、前記溝部の前方端よりも、前記インペラの回転方向における上流側に位置するように構成された、
    コンプレッサハウジング。
  10. 　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、
    　前記遠心圧縮機の軸方向における吸気口側を前方側、前記軸方向における前記吸気口側と反対側を後方側と定義した場合に、
    　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面を含むシュラウド面と、
    　前記シュラウド面の後方端よりも前記軸方向において前記インペラの背面側に位置するディフューザ面であって、径方向に沿って延在する径方向面と、前記径方向面の内側端と前記シュラウド面の前記後方端とを接続するピンチ面と、を含むディフューザ面と、
    　前記ピンチ面から前記軸方向における前記インペラの背面側に向かって突出する複数のディフューザ側凸部であって、前記ディフューザ面において周方向に間隔を空けて形成された複数のディフューザ側溝部のうちの隣接するディフューザ側溝部の間に形成された複数のディフューザ側凸部と、を備え、
    　前記複数のディフューザ側溝部の夫々は、
    　前記インペラの回転方向に向かって徐々に深さが大きくなるディフューザ側傾斜部と、
    　前記ディフューザ側傾斜部の前記回転方向における下流端に形成されたディフューザ側段部と、を含む、
    コンプレッサハウジング。
  11. 　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を備える遠心圧縮機。
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