JP2009257177A - Centrifugal compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関に加圧空気を供給する過給機や他の一般製造設備において空気源として気体を圧縮するために使用される遠心圧縮機に関する。 The present invention relates to a centrifugal compressor used for compressing gas as an air source in a supercharger or other general production equipment for supplying pressurized air to an internal combustion engine.
一般に、内燃機関を過給するために加圧空気を供給する過給機は、例えば、内燃機関の排気を利用してタービンを回転させ、このタービンと直結した圧縮機の羽根車を回転することにより、空気を圧縮して内燃機関の吸気側に供給している。また、羽根車は、モータにより駆動するものであってもよい。
このような過給機に使用される遠心圧縮機において、圧縮機に流れる空気量が減少してくると、圧縮機特性曲線がサージ線を越えてサージング領域に入ってしまうと云う特性がある。そこで、圧縮機特性曲線におけるサージ線を少しでも、低流量側へ移動させて、内燃機関の運転範囲に対してより広い範囲で圧縮機を適用させる試みが提案されている。
In general, a supercharger that supplies pressurized air to supercharge an internal combustion engine, for example, rotates a turbine using the exhaust of the internal combustion engine and rotates an impeller of a compressor directly connected to the turbine. Thus, air is compressed and supplied to the intake side of the internal combustion engine. The impeller may be driven by a motor.
In the centrifugal compressor used for such a supercharger, when the amount of air flowing through the compressor decreases, the compressor characteristic curve exceeds the surge line and enters the surging region. Therefore, an attempt has been proposed to apply the compressor in a wider range with respect to the operating range of the internal combustion engine by moving the surge line in the compressor characteristic curve to a low flow rate as much as possible.
図3は、このようなサージング領域を小流量側に移動するための構造の従来例を示すもので、吸入口1から羽根車2の外周部に到るシュラウド壁3に、吸入口1側から羽根車2の方向へ向けて縮径した絞り部4を設ける。また、シュラウド壁3の内部に絞り部4を跨ぐように環状のチャンバ5を設ける。チャンバ5と羽根車2との間に第1の開口部6を、チャンバ5と吸入口1との間に第2の開口部7を穿設する。そして、第1の開口部6とチャンバ5と第2の開口部7とにより、空気循環通路(エアートリートメント機構)が形成される。
FIG. 3 shows a conventional example of a structure for moving such a surging region to the small flow rate side. From the suction port 1 side to the shroud wall 3 from the suction port 1 to the outer peripheral portion of the
以上のように構成した場合、絞り部4で吸気を縮流させ、その縮流効果で空気循環通路に吸引作用を与え負圧にする。このようにして圧縮機の運転時に羽根車2に吸引される空気の一部を空気循環通路を介して循環させ、サージングの発生する流量容量を減少させることができる。このような構成によりサージングの発生を小流量側へ移動させるものが種々提案されている(例えば、特許文献1,2)。
しかし、従来の遠心圧縮機のシュラウド壁に形成されるチャンバ(空気循環通路)は、図3からも明らかな様に吸入口1方向から羽根車2方向に向かって、均一な断面形状を有するストレートな形状である。
また、シュラウド壁内に形成されるチャンバ5は、絞り部4を跨いで形成されなければならず、シュラウド壁を鋳造後に第1の開口部6を切削バイトを使用して切削する際、シュラウド壁3の表面からチャンバ5に至るまでの距離Hが第2の開口部7に比べて長いために、加工時間が長くなると云う問題が存在した。また、加工に際して切削バイトのオーバーハング量が大きくなり、切削加工できない場合が生じると云う問題が存在した。
However, the chamber (air circulation passage) formed in the shroud wall of the conventional centrifugal compressor is a straight having a uniform cross-sectional shape from the inlet 1 direction toward the
Further, the
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、シュラウド壁内に空気循環通路の内部に拡開部を設け、シュラウド壁表面までの距離を短くし、開口部の加工時間を短縮することのできる遠心圧縮機を提供することを目的とするものである。
また、別の目的として空気循環通路内に拡開部を設けることにより、拡開部で一旦流速の落ちた流れを第2の開口部方向に向けて絞り、流速を増して整流作用が得られるとするものである。
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides an enlarged portion inside the air circulation passage in the shroud wall, shortens the distance to the surface of the shroud wall, and shortens the processing time of the opening. It aims at providing the centrifugal compressor which can be performed.
Further, as another object, by providing an expanding portion in the air circulation passage, the flow once reduced in the flow velocity at the expanding portion is throttled toward the second opening portion, and the flow velocity is increased to obtain a rectifying action. It is what.
本発明に係る遠心圧縮機では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
本発明の遠心圧縮機は、回転可能に軸支された羽根車と、羽根車の周囲から上流側に延設されて吸入口を形成するシュラウド壁を有する遠心圧縮機であって、前記シュラウド壁は、前記羽根車と対向する部位に設けた第1の開口部と、前記羽根車の設置位置よりも上流側の吸入口外周に設けた第2の開口部と、該第1の開口部と第2の開口部とを連通する連通流路とからなる空気循環通路を有し、前記連通流路は、断面積の拡開した拡開部を有することを特徴とする。
The centrifugal compressor according to the present invention employs the following means in order to solve the above problems.
The centrifugal compressor of the present invention is a centrifugal compressor having an impeller rotatably supported and a shroud wall extending upstream from the periphery of the impeller to form a suction port, the shroud wall Includes a first opening provided at a portion facing the impeller, a second opening provided on the outer periphery of the suction port upstream from the installation position of the impeller, and the first opening An air circulation path including a communication flow path communicating with the second opening is provided, and the communication flow path has an expanded portion with an expanded cross-sectional area.
また、前記拡開部は、前記第1の開口部の形成位置に配設されたことを特徴とする。 Moreover, the said expansion part is arrange | positioned in the formation position of the said 1st opening part, It is characterized by the above-mentioned.
また、前記拡開部は、前記羽根車に近接する方向に拡開したことを特徴とする。 Moreover, the said expansion part expanded in the direction which adjoins the said impeller, It is characterized by the above-mentioned.
また、前記拡開部は、前記シュラウド壁が縮径する絞り部よりも後流側に形成したことを特徴とする。 Moreover, the said expansion part was formed in the back flow side rather than the throttle part which the said shroud wall diameter-reduces, It is characterized by the above-mentioned.
本発明によれば以下の効果を得ることができる。
第1の開口部から第2の開口部へ空気循環通路を通って空気が循環して、羽根車に流れる流量が増すことによりサージングの発生を抑制することができる。
また、空気循環通路の連通流路に拡開部が存在するので、第1の開口部を切削加工する時間を短縮することができる。更に、連通流路において、一旦拡開した流れが出口(第2の開口部)方向に向かって絞られるため整流作用が行われる。
According to the present invention, the following effects can be obtained.
The generation of surging can be suppressed by increasing the flow rate of air flowing through the air circulation passage from the first opening to the second opening and flowing through the impeller.
Moreover, since the expansion part exists in the communication flow path of the air circulation passage, the time for cutting the first opening can be shortened. Furthermore, in the communication channel, the flow once expanded is throttled in the direction of the outlet (second opening), so that the rectifying action is performed.
また、前記拡開部は、前記第1の開口部の形成位置に配設されたので、鋳造によって製造したシュラウド壁に第1の開口部を切削加工する際、切削距離を短くできるとともに切削バイトのオーバーハングを小さくすることができ、作業能率の向上を図ることができる。 Moreover, since the said expansion part was arrange | positioned in the formation position of the said 1st opening part, when cutting a 1st opening part into the shroud wall manufactured by casting, while being able to shorten a cutting distance, a cutting bite The overhang can be reduced, and the work efficiency can be improved.
また、前記拡開部は、前記羽根車に近接する方向に拡開したので、シュラウド壁が薄くなり、シュラウド壁に第1の開口部を切削加工する際の切削距離を短くすることができる。 Moreover, since the said expansion part expanded in the direction close | similar to the said impeller, a shroud wall becomes thin and the cutting distance at the time of cutting a 1st opening part in a shroud wall can be shortened.
また、前記拡開部は、前記シュラウド壁の縮径する絞り部より後流側に形成したので、シュラウド壁に第1の開口部を切削加工する際、切削距離を短くすることができる。 Moreover, since the said expansion part was formed in the back flow side rather than the constriction part to which the diameter of the said shroud wall shrinks | reduces, when cutting a 1st opening part in a shroud wall, a cutting distance can be shortened.
以下、本発明に係る遠心圧縮機の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明に係る遠心圧縮機の一実施の形態を示す要部説明図、図2は、本発明の遠心圧縮機の概略説明図である。
遠心圧縮機10は、ハウジング11内に羽根車12が回転可能に軸支され、この羽根車12の回転により吸入口13から吸入した空気を遠心力により、シュラウド壁14に沿って圧縮流路16へと導くことにより圧縮して、内燃機関のマニホールドへと供給されるよう構成されている。
Embodiments of a centrifugal compressor according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a main part explanatory view showing an embodiment of a centrifugal compressor according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic explanatory view of the centrifugal compressor of the present invention.
In the
羽根車12は、回転軸17にナット等で固定されたハブ部18とシュラウド部19とを有しており、シュラウド部19はハブ部18の外周に複数の羽根12aが配設されている。また、シュラウド壁14は、羽根車12の周囲から上流側に延設されて吸入口13を形成している。
The
シュラウド壁14は、羽根車12の羽根12aと対向する部位に第1の開口部21を有すると共に、羽根車12の設置位置から外れた上流側の吸入口13の外周に第2の開口部22が形成されている。更に、シュラウド壁14はその内部に、第1の開口部21と第2の開口部22とを連通する連通流路23とからなる空気循環通路20を有している。そして、空気循環通路20の連通流路23には、断面積の拡開した拡開部23aが形成されている。
この拡開部23aは、シュラウド壁が薄くなる方向(羽根車に近接する方向)に拡開しているので、シュラウド壁の表面までの距離hを小さくなっている。拡開部23aは、絞り部26より下流側に形成され、第2の開口部22は絞り部26より上流側に形成される。
The
Since the expanded
空気循環通路20の連通流路23は、シュラウド壁14を鋳造する際に形成され、拡開部23aも同時に形成される。
拡開部23aは、奥端がやや狭く吸入口13の方向に勾配を持って拡大している。また、拡開部23aに連続する連通流路23は、吸入口13方向に向かってやや絞られている。このように構成することで、第1の開口部21から流れ込んだ空気流は、拡開部23aで一旦、流速が落ちた後、第2の開口部22方向に向かって縮流して速度の増した循環流となり、サージングの発生する流量容量を減少させることができる。
The
The widening
第1の開口部21は、ハウジング11を鋳造した後に、鋳造時にあらかじめ形成された連通流路23に向かって全周に亘って切削加工することによって形成する。なお、複数個所に不図示のリブが設けられているので、第1の開口部21の加工に伴ってシュラウド壁14の内周壁が脱落することはない。
したがって、この切削距離hは、短い方が加工時間が短縮できるとともに加工作業が容易となる。また、切削距離hが長いと切削バイトのオーバーハング量が大きくなり、加工が困難になる場合がある。
本実施の形態では、空気循環通路20の連通流路23にシュラウド壁14が薄くなる方向に拡開した拡開部23aを形成したので、切削距離hが短く、切削時間を短縮できる。
After the
Therefore, the shorter the cutting distance h, the shorter the machining time and the easier the machining operation. In addition, when the cutting distance h is long, the amount of overhang of the cutting bite becomes large, and processing may be difficult.
In the present embodiment, since the expanded
第2の開口部22は、ハウジング11の鋳造時にあらかじめ形成された連通流路23に連続する凹部にインサートリング24をボルト25で固定することにより形成される。
The
以上のように構成された遠心圧縮機10は、図示しないタービンと直結した回転軸17の回転に伴って羽根車12が回転し、吸入口13から空気が吸入される。
吸入された空気は、羽根12aによって、シュラウド部19を介して圧縮されて圧縮流路16へと導かれ、エンジンの吸気管側へ供給される。また、低流量運転時には、羽根車12のすべての領域における圧力が空気循環通路20内の圧力よりも高くなり、羽根12aを通過する空気の一部が第1の開口部21から空気循環通路20内へ向かう空気流Aとなる。
一方、吸入口13から入ってくる空気Bは、空気流Aと合流し第1の開口部21方向へ流れる空気流となる。したがって、空気循環通路20に矢印Aで示す循環流が発生する。この循環流Aによって、圧縮機のサージング領域に入るような低流量容量の運転状況においても、サージング領域に入らないようにすることができる。
In the
The sucked air is compressed by the
On the other hand, the air B that enters from the
なお、上述した実施の形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において各種条件や設計要求等に基づき種々変更可能である。 Note that the operation procedure shown in the above-described embodiment, or the shapes and combinations of the constituent members are examples, and can be variously changed based on various conditions and design requirements without departing from the gist of the present invention. is there.
10…遠心圧縮機
11…ハウジング
12…羽根車
12a…羽根
13…吸入口
14…シュラウド壁
16…圧縮流路
17…回転軸
19…シュラウド部
20…空気循環通路
21…第1の開口部
22…第2の開口部
23…連通通路
23a…拡開部
24…インサートリング
26…絞り部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記シュラウド壁は、前記羽根車と対向する部位に設けた第1の開口部と、
前記羽根車の設置位置よりも上流側の吸入口外周に設けた第2の開口部と、該第1の開口部と第2の開口部とを連通する連通流路とからなる空気循環通路を有し、
前記空気循環通路は、断面積の拡開した拡開部を有することを特徴とする遠心圧縮機。 A centrifugal compressor having an impeller rotatably supported, and a shroud wall extending upstream from the periphery of the impeller to form a suction port,
The shroud wall has a first opening provided at a portion facing the impeller,
An air circulation passage comprising a second opening provided on the outer periphery of the suction port upstream from the position where the impeller is installed, and a communication channel communicating the first opening and the second opening. Have
The centrifugal compressor is characterized in that the air circulation passage has an expanded portion with an expanded cross-sectional area.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012177311A (en) * | 2011-02-25 | 2012-09-13 | Ihi Corp | Centrifugal compressor |
CN103620225A (en) * | 2012-03-22 | 2014-03-05 | 松下电器产业株式会社 | Centrifugal compressor |
WO2018147128A1 (en) * | 2017-02-08 | 2018-08-16 | 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 | Centrifugal compressor and turbocharger |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007127108A (en) * | 2005-11-07 | 2007-05-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Compressor of exhaust turbosupercharger |
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Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007127108A (en) * | 2005-11-07 | 2007-05-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Compressor of exhaust turbosupercharger |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012177311A (en) * | 2011-02-25 | 2012-09-13 | Ihi Corp | Centrifugal compressor |
CN103620225A (en) * | 2012-03-22 | 2014-03-05 | 松下电器产业株式会社 | Centrifugal compressor |
US9394913B2 (en) | 2012-03-22 | 2016-07-19 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Centrifugal compressor |
CN103620225B (en) * | 2012-03-22 | 2017-02-22 | 松下知识产权经营株式会社 | Refrigeration circulating device |
WO2018147128A1 (en) * | 2017-02-08 | 2018-08-16 | 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 | Centrifugal compressor and turbocharger |
WO2018146753A1 (en) * | 2017-02-08 | 2018-08-16 | 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 | Centrifugal compressor and turbocharger |
JPWO2018147128A1 (en) * | 2017-02-08 | 2019-11-07 | 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 | Centrifugal compressor, turbocharger |
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