JP5369723B2 - Centrifugal compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用過給機等の過給機に用いられ、空気等のガスを遠心力を利用して圧縮する遠心圧縮機に関する。 The present invention relates to a centrifugal compressor that is used in a supercharger such as a supercharger for a vehicle and compresses a gas such as air using centrifugal force.
近年、車両用過給機に用いられる遠心圧縮機については種々の開発がなされており、先行技術として特許文献1に示すものがある。そして、先行技術に係る遠心圧縮機の構成等について説明すると、次のようになる。 In recent years, various developments have been made on centrifugal compressors used in superchargers for vehicles. The configuration of the centrifugal compressor according to the prior art will be described as follows.
即ち、先行技術に係る遠心圧縮機は、ケーシングを具備しており、このケーシングは、内側に、シュラウド壁を有している。また、ケーシングのシュラウド壁内には、インペラが回転可能に設けられており、このインペラは、軸心(インペラの軸心、換言すれば、ケーシングの軸心)周りに回転可能なハブ、及びこのハブの外周面に間隔を置いて設けられかつ外縁がケーシングのシュラウド壁に沿うように延びた複数枚のブレードを備えている。なお、ハブは、車両用過給機におけるタービンホイールにタービン軸を介して連動連結してある。 That is, the centrifugal compressor according to the prior art includes a casing, and the casing has a shroud wall inside. Further, an impeller is rotatably provided in the shroud wall of the casing. The impeller includes a hub that can rotate around an axis (an impeller axis, in other words, an axis of the casing), and the impeller. The blade includes a plurality of blades which are provided on the outer peripheral surface of the hub at intervals and whose outer edges extend along the shroud wall of the casing. The hub is linked to a turbine wheel in the vehicle supercharger via a turbine shaft.
ケーシングのシュラウド壁の上流側周縁には、空気(ガスの一例)を給気する給気口が形成されており、ケーシングのシュラウド壁の下流側周縁には、圧縮した高圧空気(高圧ガスの一例)を排気する排気流路が形成されている。そして、ケーシングには、バイパス流路が排気流路とインペラの入口側を連絡するように形成されており、このバイパス流路は、インペラの入口側に開口した開口部(戻し口)を有している。更に、ケーシングの適宜位置には、バイパス流路を開閉するバイパス弁機構が設けられている。 An air supply port for supplying air (an example of gas) is formed at the upstream peripheral edge of the shroud wall of the casing, and compressed high-pressure air (an example of high-pressure gas) is provided at the downstream peripheral edge of the shroud wall of the casing. ) Is exhausted. In the casing, a bypass flow path is formed so as to communicate with the exhaust flow path and the inlet side of the impeller, and this bypass flow path has an opening (return port) opened on the inlet side of the impeller. ing. Furthermore, a bypass valve mechanism for opening and closing the bypass flow path is provided at an appropriate position of the casing.
従って、タービンホイールの回転によって複数枚のブレードをハブと一体的に回転させ、換言すれば、インペラを回転させることにより、給気口からインペラ側に給気した空気を遠心力を利用して圧縮することができる。そして、圧縮した高圧空気は、排気流路から排気される。 Therefore, by rotating the turbine wheel, the blades are rotated together with the hub, in other words, by rotating the impeller, the air supplied from the air supply port to the impeller side is compressed using centrifugal force. can do. The compressed high-pressure air is exhausted from the exhaust passage.
遠心圧縮機の稼働中に、例えばアクセルオフ等により給気口から空気が給気されなくなると、バイパス弁機構によってバイパス流路を開いて、排気流路側からインペラの入口側へ高圧空気の一部を戻す(インペラの入口側へ高圧空気を流出させる態様の1つ)。これにより、遠心圧縮機がサージングに突入することを防止できる。 During operation of the centrifugal compressor, if air is no longer supplied from the air supply port due to, for example, accelerator off, the bypass valve mechanism opens the bypass flow path, and part of the high-pressure air from the exhaust flow path side to the impeller inlet side (One mode in which high-pressure air flows out to the inlet side of the impeller). Thereby, it can prevent that a centrifugal compressor rushes into surging.
ところで、バイパス流路の開口部の位置がインペラに近いと、バイパス弁機構によってバイパス流路を閉じた状態、換言すれば、遠心圧縮機の通常の稼動状態において、バイパス流路の開口部との干渉により乱れた流れの空気がインペラに流入して、遠心圧縮機の圧縮機効率等の性能が低下することになる。 By the way, when the position of the opening of the bypass flow path is close to the impeller, the bypass flow path is closed by the bypass valve mechanism, that is, in the normal operation state of the centrifugal compressor, The air turbulent due to the interference flows into the impeller, and the performance such as the compressor efficiency of the centrifugal compressor is lowered.
一方、遠心圧縮機の性能の低下を抑えるために、バイパス流路の開口部の位置をインペラから遠ざけると、ケーシングの軸長が長くなって、遠心圧縮機の大型化及び重量増大を招くことになる。 On the other hand, if the position of the opening of the bypass channel is moved away from the impeller in order to suppress the deterioration of the performance of the centrifugal compressor, the axial length of the casing becomes long, leading to an increase in size and weight of the centrifugal compressor. Become.
つまり、サージングを考慮してインペラの入口側へ高圧空気を流出可能にした場合に、遠心圧縮機のコンパクト化及び軽量化を図りつつ、遠心圧縮機の性能を維持することは極めて困難であるという問題がある。 In other words, it is extremely difficult to maintain the performance of the centrifugal compressor while reducing the size and weight of the centrifugal compressor when high pressure air can flow out to the inlet side of the impeller in consideration of surging. There's a problem.
そこで、本発明は、前述の問題を解決することができる、新規な構成の遠心圧縮機を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the centrifugal compressor of a novel structure which can solve the above-mentioned problem.
本発明の特徴は、過給機に用いられ、ガスを遠心力を利用して圧縮する遠心圧縮機において、内側にシュラウド壁を有したケーシングと、前記ケーシングの前記シュラウド壁内に回転可能に設けられ、軸心周りに回転可能なハブ、及び前記ハブの外周面に周方向に間隔を置いて設けられかつ外縁が前記ケーシングの前記シュラウド壁に沿うように延びた複数枚のブレードを備えたインペラと、を具備し、前記ケーシングの前記シュラウド壁の上流側周縁にガスを給気(吸入)する給気口(吸入口)が形成され、前記給気口が下流側へ向かって内径を徐々に縮径してあって、前記ケーシングの前記シュラウド壁の下流側周縁に圧縮した高圧ガスを排気する排気流路が形成され、前記ケーシングのシュラウド壁における前記インペラの上流側近傍に下流側へ向かって内径を徐々に縮径した絞り部が形成され、前記ケーシングのシュラウド壁は、前記給気口と前記絞り部の間に前記ケーシングの軸方向に平行な部分を有し、前記ケーシングの内部に高圧ガスを流通可能な高圧ガス流路が形成され、前記高圧ガス流路は、前記インペラの入口側に開口しかつ高圧ガスを供給する高圧ガス供給源に接続及び遮断可能な開口部を有し、前記ケーシングの軸方向における前記ブレードの長さをL1、前記軸方向における前記ブレードの前縁から前記高圧ガス流路の開口部の下流端までの長さをL2とした場合に、(L2/L1)<1.5の関係が成立するようになってあって、前記高圧ガス流路の前記開口部の下流端は、前記軸方向における前記絞り部の上流端と同じ位置又は前記絞り部の上流端よりも上流側に位置し、前記高圧ガス流路の前記開口部は、前記ケーシングの前記シュラウド壁における前記平行な部分に位置していることを要旨とする。 A feature of the present invention is a centrifugal compressor that is used in a supercharger and compresses gas by utilizing centrifugal force. A casing having a shroud wall on the inside thereof, and a casing that is rotatably provided in the shroud wall of the casing. And an impeller provided with a plurality of blades that are rotatable about an axis and provided on the outer peripheral surface of the hub at intervals in the circumferential direction and whose outer edges extend along the shroud wall of the casing. And an air supply port (intake port) for supplying (inhaling) gas to the upstream peripheral edge of the shroud wall of the casing is formed, and the inner diameter of the air supply port gradually decreases toward the downstream side. and each other and reduced in diameter, the exhaust passage for exhausting the high-pressure gas compressed in the downstream edge of the shroud wall of the casing is formed, near the upstream side of the impeller in the shroud wall of the casing Narrowed portion gradually reduced in diameter to the inner diameter toward the downstream side is formed, the shroud wall of the casing has a portion parallel to the axial direction of the casing between the narrowed portion and the air inlet, the A high-pressure gas passage capable of circulating high-pressure gas is formed inside the casing, and the high-pressure gas passage opens to the inlet side of the impeller and can be connected to and shut off from a high-pressure gas supply source that supplies high-pressure gas has a section, the length of the blade in the axial direction of the casing L1, the length from the leading edge of the blade in the axial direction to the downstream end of the opening of the high-pressure gas flow path when the L2 , (L2 / L1) <1.5, and the downstream end of the opening of the high-pressure gas flow path is the same position as the upstream end of the throttle in the axial direction or Upstream end of the throttle Located in remote upstream, the opening of the high-pressure gas passage is directed to subject matter that are located in the parallel portions of the shroud wall of the casing.
ここで、(L2/L1)<1.5の関係が成立するようにしたのは、前記高圧ガス流路の前記開口部の位置が前記インペラから遠くなりすぎて、前記ケーシングの軸長が長くなるからである。 Here, the relationship of (L2 / L1) <1.5 is established because the position of the opening of the high-pressure gas flow path is too far from the impeller, and the axial length of the casing is long. Because it becomes.
なお、特許請求の範囲及び明細書において、「上流側」とは、主流のガスの流れ方向から見て上流側のことであって、「下流側」とは、主流のガスの流れ方向から見て下流側のことである。また、「複数枚のブレード」は、軸長の異なる複数種のブレードからなるものであってもよく、この場合に、「前記ブレードの長さ」とは、最も軸長の長いブレードの長さことであって、「前記ブレードの前縁」とは、最も軸長の長いブレードの前縁のことである。 In the claims and the description, the “upstream side” refers to the upstream side when viewed from the flow direction of the mainstream gas, and the “downstream side” refers to the flow direction of the mainstream gas. This is the downstream side. In addition, the “plurality of blades” may be composed of a plurality of types of blades having different axial lengths. In this case, the “length of the blade” is the length of the blade having the longest axial length. That is, “the leading edge of the blade” refers to the leading edge of the blade having the longest axial length.
本発明の特徴によると、複数枚の前記ブレードを前記ハブと一体的に回転させ、換言すれば、前記インペラを回転させることにより、前記給気口から前記インペラ側に給気したガスを遠心力を利用して圧縮することができる。そして、圧縮した高圧ガスは、前記排気流路から排気される。 According to a feature of the present invention, a plurality of the blades are rotated integrally with the hub, in other words, the impeller is rotated so that the gas supplied from the air supply port to the impeller side is subjected to centrifugal force. Can be compressed. The compressed high-pressure gas is exhausted from the exhaust passage.
前記遠心圧縮機の稼働中に、例えばアクセルオフ等により前記給気口からガスが給気されなくなると、前記高圧ガス流路の前記開口部を前記高圧ガス供給源に接続して、前記高圧ガス供給源側から前記インペラの入口側へ高圧ガスを流出させる。これにより、前記遠心圧縮機がサージングに突入することを防止できる。 During operation of the centrifugal compressor, when gas is no longer supplied from the supply port due to, for example, accelerator off, the opening of the high-pressure gas flow path is connected to the high-pressure gas supply source, and the high-pressure gas A high-pressure gas is allowed to flow from the supply source side to the inlet side of the impeller. Thereby, it can prevent that the said centrifugal compressor rushes into surging.
前述の作用の他に、前記ケーシングのシュラウド壁における前記インペラの上流側近傍に下流側へ向かって内径を徐々に縮径した前記絞り部が形成され、前記高圧ガス流路の前記開口部の下流端が前記軸方向における前記絞り部の上流端と同じ位置又は前記絞り部の上流端よりも上流側に位置しているため、前記インペラの入口付近において縮流による整流作用を効果的に発揮させることができる。これにより、前記高圧ガス流路の前記開口部を前記インペラから遠ざけなくても、前記高圧ガス流路の前記開口部が前記高圧ガス源に遮断された状態、換言すれば、前記遠心圧縮機の通常の稼動状態において、前記高圧ガス流路の前記開口部との干渉により乱れた流れのガスが前記インペラに流入することを抑制することができる。 In addition to the above-described action, the throttle portion having an inner diameter gradually reduced toward the downstream side is formed in the shroud wall of the casing in the vicinity of the upstream side of the impeller, and downstream of the opening portion of the high-pressure gas flow path. Since the end is located at the same position as the upstream end of the throttle part in the axial direction or upstream of the upstream end of the throttle part, the rectification action due to the contracted flow is effectively exhibited in the vicinity of the inlet of the impeller. be able to. Thus, the state in which the opening of the high-pressure gas flow path is blocked by the high-pressure gas source without moving the opening of the high-pressure gas flow path away from the impeller, in other words, the centrifugal compressor In a normal operation state, it is possible to suppress the flow gas turbulent due to interference with the opening of the high-pressure gas flow path from flowing into the impeller.
本発明によれば、前記高圧ガス流路の前記開口部を前記インペラから遠ざけなくても、前記遠心圧縮機の通常の稼動状態において、前記高圧ガス流路の前記開口部との干渉により乱れた流れのガスが前記インペラに流入すること抑制できるため、前述のように、サージングを考慮して前記インペラの入口側へ高圧ガスを流出可能にした場合でも、前記遠心圧縮機のコンパクト化及び軽量化を図りつつ、前記遠心圧縮機の圧縮機効率等の性能を維持することができる。 According to the present invention, even if the opening of the high-pressure gas passage is not kept away from the impeller, the centrifugal compressor is disturbed by interference with the opening of the high-pressure gas passage in a normal operating state. Since the flow gas can be suppressed from flowing into the impeller, as described above, even when the high pressure gas can be discharged to the inlet side of the impeller in consideration of surging, the centrifugal compressor is made compact and lightweight. While maintaining the above, it is possible to maintain the performance such as the compressor efficiency of the centrifugal compressor.
[第1実施形態]
第1実施形態について図1を参照して説明する。
[First Embodiment]
A first embodiment will be described with reference to FIG.
ここで、図1は、第1実施形態に係る遠心圧縮機の模式的な側断面図である。なお、図面中、「F」は、前方向を指し、「R」は、後方向を指してある。 Here, FIG. 1 is a schematic sectional side view of the centrifugal compressor according to the first embodiment. In the drawings, “F” indicates the forward direction, and “R” indicates the backward direction.
図1に示すように、第1実施形態に係る遠心圧縮機1は、車両用過給機に用いられ、遠心力を利用して空気(ガスの一例)を圧縮するものである。そして、第1実施形態に係る遠心圧縮機1の具体的な構成は、以下のようになる。 As shown in FIG. 1, a centrifugal compressor 1 according to the first embodiment is used for a supercharger for a vehicle, and compresses air (an example of gas) using centrifugal force. And the specific structure of the centrifugal compressor 1 which concerns on 1st Embodiment is as follows.
遠心圧縮機1は、ケーシング3を備えており、このケーシング3は、内側に、シュラウド壁5を有している。また、ケーシング3は、別のケーシング(図示省略)に一体的に取付られている。
The centrifugal compressor 1 includes a
ケーシング3のシュラウド壁5内には、インペラ7が回転可能に設けられている。具体的には、ケーシング3のシュラウド壁5内には、ハブ9が設けられており、このハブ9の外周面は、ケーシング3の軸方向(換言すれば、インペラ7の軸方向)から徐々にケーシング3の径方向(換言すれば、インペラ7の径方向)の外側へ向かって延びている。また、ハブ9は、インペラ7の軸心(換言すれば、ケーシング3の軸心)周りに回転可能であって、別のケーシングに回転可能に設けられたタービンホイール(図示省略)にタービン軸11を介して連動連結してある。更に、ハブ9の外周面には、複数枚(1枚のみ図示)の長ブレード(フルブレード)13及び複数枚(1枚のみ図示)の短ブレード(スプリッタブレード)15が周方向に間隔を置いて交互に設けられている。ここで、長ブレード13の前縁は、短ブレード15の前縁よりも上流側(前側)に位置してあって、長ブレード13の外縁及び短ブレード15の外縁は、ケーシング3のシュラウド壁5に沿うように延びている。なお、軸長の異なる2種類のブレード13,15を用いる代わりに、軸長の同じブレードを用いても構わない。
An
ケーシング3のシュラウド壁5の上流側周縁(インペラ7の入口側周縁)には、空気をインペラ7側へ給気(吸入)する給気口(吸入口)17が形成されており、ケーシング3のシュラウド壁5の下流側周縁(インペラ7の出口側周縁)には、圧縮した高圧空気(高圧ガスの一例)を減速させて排気する環状のディフューザ流路19(排気流路の1つ)が形成されている。また、ケーシング3の内部におけるディフューザ流路19の周縁側には、高圧空気を排気する渦巻き状のスクロール流路21(排気流路の1つ)が形成されている。そして、ケーシング3の適宜位置には、高圧空気を吐出する吐出口23が形成されており、この吐出口23は、スクロール流路21及びディフューザ流路19に連通してあって、内燃機関の吸気マニホールド(図示省略)に接続されている。
An air supply port (suction port) 17 for supplying air to the
ケーシング3の内部の適宜位置には、高圧ガスを流通可能な高圧ガス流路としてのバイパス流路27がスクロール流路21とインペラ7の入口側を連絡するように形成されており、このバイパス流路27は、インペラ7の入口側に開口した開口部(戻し口)29を有している。また、ケーシング3の前側の適宜位置には、バイパス流路27を開閉するバイパス弁機構31が設けられており、このバイパス弁機構31は、前述の特許文献1に示すように、公知の構成からなるものであって、弁体33、及び車両の運転状態に応じて弁体33を作動させるアクチュエータ35を備えている。ここで、バイパス弁機構31によってバイパス流路27を開閉することによって、バイパス流路27の開口部29は、高圧空気を供給する高圧ガス供給源としてのスクロール流路21に接続及び遮断(連通及び遮断)可能になっている。
A
ケーシング3のシュラウド壁5におけるインペラ7の上流側近傍(手前側)には、絞り部25が形成されており、この絞り部25は、下流側へ向かって内径を徐々に縮径してある。また、ケーシング3の軸心(換言すれば、インペラ7の軸心)に対する絞り部25のテーパ角(勾配角)θは、30°以下(好ましくは、20°以下)に設定されている。具体的には、第1実施形態にあっては、絞り部25のテーパ角θ=20°、絞り部25の下流端25dの内径をR1、上流端25uの内径をR2とした場合、(R2/R1)=1.12に設定されている。ここで、絞り部25のテーパ角θを30°以下としたのは、絞り部25のテーパ角θが30°を超えると、絞り部25との衝突による空気の流れの乱れが懸念されるからである。
A
ケーシング3の軸方向(換言すれば、インペラ7の軸方向)における長ブレード13の長さをL1、ケーシング3の軸方向における長ブレード13の前縁からバイパス流路27の開口部29の下流端29dまでの長さをL2とした場合に、(L2/L1)<1.5の関係が成立するようになっている。具体的には、第1実施形態にあっては、(L2/L1)=0.48に設定されている。ここで、(L2/L1)<1.5の関係が成立するようにしたのは、バイパス流路27の開口部29の位置がインペラ7から遠くなりすぎて、ケーシング3の軸長が長くなるからである。
The length of the
バイパス流路27の開口部29の下流端29dは、ケーシング3の軸方向における絞り部25の上流端25uと同じ位置に位置している。なお、バイパス流路27の開口部29の下流端29dが絞り部25の上流端25uと同じ位置に位置する代わりに、絞り部25の上流端25uよりも上流側に位置するようにしても構わない。
The
続いて、第1実施形態の作用及び効果について説明する。 Then, the effect | action and effect of 1st Embodiment are demonstrated.
タービンホイールの回転によりタービン軸11を回転させることにより、複数枚のブレード13,15をハブ9と一体的に回転させ、換言すれば、インペラ7を回転させる。これにより、給気口17からインペラ7側に給気した空気を遠心力を利用して圧縮することができる。そして、圧縮した高圧空気は、ディフューザ流路19及びスクロール流路21から排気され、吐出口23を経由して内燃機関の吸気マニホールドに送られる。
By rotating the
遠心圧縮機1の稼働中に、例えばアクセルオフ等により給気口17から空気が給気されなくなると、バイパス弁機構31によってバイパス流路27を開いて、スクロール流路21側から高圧空気の一部をインペラ7の入口側へ戻す(インペラ7の入口側へ高圧空気を流出させる態様の1つ)。これにより、遠心圧縮機1がサージングに突入することを防止できる。
During operation of the centrifugal compressor 1, when air is no longer supplied from the
前述の作用の他に、ケーシング3のシュラウド壁5におけるインペラ7の上流側近傍に下流側へ向かって内径を徐々に縮径した絞り部25が形成され、バイパス流路27の開口部29の下流端29dがケーシング3の軸方向における絞り部25の上流端25uと同じ位置又は前記絞り部の上流端よりも上流側に位置しているため、インペラ7の入口付近において縮流による整流作用を効果的に発揮させることができる。これにより、バイパス流路27の開口部29をインペラ7から遠ざけなくても、バイパス流路27の開口部29がスクロール流路21に遮断された状態、換言すれば、遠心圧縮機1の通常の稼動状態において、バイパス流路27の開口部29との干渉により乱れた流れの空気がインペラ7に流入することを抑制することができる。
In addition to the above-described action, a
従って、第1実施形態によれば、前述のように、サージングを考慮してスクロール流路21側から高圧空気の一部をインペラ7の入口側へ戻し可能にした場合でも、遠心圧縮機1のコンパクト化及び軽量化を図りつつ、遠心圧縮機1の圧縮機効率等の性能を維持することができる(後述の実施例参照)。
Therefore, according to the first embodiment, as described above, even in the case where part of the high-pressure air can be returned from the
[第2実施形態]
第2実施形態について図2を参照して簡単に説明する。
[Second Embodiment]
A second embodiment will be briefly described with reference to FIG.
ここで、図2は、第2実施形態に係る遠心圧縮機の要部の模式的な側断面図である。なお、図面中、「F」は、前方向を指し、「R」は、後方向を指してある。 Here, FIG. 2 is a schematic cross-sectional side view of the main part of the centrifugal compressor according to the second embodiment. In the drawings, “F” indicates the forward direction, and “R” indicates the backward direction.
図2に示すように、第2実施形態に係る遠心圧縮機37は、(L2/L1)=1.08、(R2/R1)=1.20、θ=18°に設定した点を除き、第1実施形態に係る遠心圧縮機1と同様の構成を有している。そして、第2実施形態においても、第1実施形態と同様の作用及び効果を奏するものである。
As shown in FIG. 2, the
[第3実施形態]
第3実施形態について図3を参照して簡単に説明する。
[Third Embodiment]
A third embodiment will be briefly described with reference to FIG.
ここで、図3は、第3実施形態に係る遠心圧縮機の要部の模式的な側断面図である。なお、図面中、「F」は、前方向を指し、「R」は、後方向を指してある。 Here, FIG. 3 is a schematic side cross-sectional view of the main part of the centrifugal compressor according to the third embodiment. In the drawings, “F” indicates the forward direction, and “R” indicates the backward direction.
図3に示すように、第3実施形態に係る遠心圧縮機39は、(L2/L1)=0.46、(R2/R1)=1.20、θ=31°に設定した点を除き、第1実施形態に係る遠心圧縮機1と同様の構成を有している。そして、第3実施形態においても、第1実施形態と同様の作用及び効果を奏するものである。
As shown in FIG. 3, the
なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限られるものではなく、例えば、絞り部25の断面形状を直線状にする代わりに、曲線状にする等、その他、種々の態様で実施可能である。また、本発明に包含される権利範囲は、これらの実施形態に限定されないものである。
The present invention is not limited to the description of the above-described embodiment. For example, instead of making the cross-sectional shape of the narrowed
(比較例)
実施例の具体的な内容について説明する前に、比較例1,2に係る遠心圧縮機について図4及び図5を参照して説明する。
(Comparative example)
Before describing the specific contents of the examples, the centrifugal compressors according to Comparative Examples 1 and 2 will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
ここで、図4は、第1比較例に係る遠心圧縮機の要部の模式的な側断面図、図5は、第2比較例に係る遠心圧縮機の要部の模式的な側断面図である。なお、図面中、「F」は、前方向を指し、「R」は、後方向を指してある。 Here, FIG. 4 is a schematic side sectional view of the main part of the centrifugal compressor according to the first comparative example, and FIG. 5 is a schematic side sectional view of the main part of the centrifugal compressor according to the second comparative example. It is. In the drawings, “F” indicates the forward direction, and “R” indicates the backward direction.
図4に示すように、第1比較例に係る遠心圧縮機41は、第1〜3実施形態に係る遠心圧縮機1,37,39と異なり、バイパス流路27の開口部29の下流端29dが絞り部25の上流端25uよりも下流側に位置するようになっている。また、(L2/L1)=0.48、(R2/R1)=1.20、θ=18°に設定されている。
As shown in FIG. 4, the
図5に示すように、第2比較例に係る遠心圧縮機43は、第1〜3実施形態に係る遠心圧縮機1,37,39と異なり、絞り部25が省略されている。また、(L2/L1)=0.48に設定されている。
As illustrated in FIG. 5, the
(具体的な内容)
第1〜第3実施形態に係る遠心圧縮機1,37,39を実施例1〜3の場合とし、第1,第2比較例に係る遠心圧縮機41,43を比較例1,2の場合として、それぞれの場合について、圧縮機効率をCFD(Computational Fluid Dynamics)解析によって求めると、図6に示すようになる。ここで、図6は、実施例1〜3の場合及び比較例1,2の場合における圧縮機効率を示す図であって、実施例1の場合における圧縮機効率を指標(基準)としている。
(Specific contents)
The
CFD解析結果によると、実施例1〜3の場合の方が比較例1,2の場合に比べて、圧縮機効率が高いことが確認された。 According to the CFD analysis result, it was confirmed that the compressor efficiency was higher in the cases of Examples 1 to 3 than in the cases of Comparative Examples 1 and 2.
1 遠心圧縮機
3 ケーシング
5 シュラウド壁
7 インペラ
13 長ブレード
15 短ブレード
17 給気口
19 ディフューザ流路
21 スクロール流路
23 吐出口
25 絞り部
25d 下流端
25u 上流端
27 バイパス流路
29 開口部
29d 下流端
31 バイパス弁機構
37 遠心圧縮機
39 遠心圧縮機
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
内側にシュラウド壁を有したケーシングと、
前記ケーシングの前記シュラウド壁内に回転可能に設けられ、軸心周りに回転可能なハブ、及び前記ハブの外周面に周方向に間隔を置いて設けられかつ外縁が前記ケーシングの前記シュラウド壁に沿うように延びた複数枚のブレードを備えたインペラと、を具備し、
前記ケーシングの前記シュラウド壁の上流側周縁にガスを給気する給気口が形成され、前記給気口が下流側へ向かって内径を徐々に縮径してあって、前記ケーシングの前記シュラウド壁の下流側周縁に圧縮した高圧ガスを排気する排気流路が形成され、
前記ケーシングのシュラウド壁における前記インペラの上流側近傍に下流側へ向かって内径を徐々に縮径した絞り部が形成され、
前記ケーシングのシュラウド壁は、前記給気口と前記絞り部の間に前記ケーシングの軸方向に平行な部分を有し、
前記ケーシングの内部に高圧ガスを流通可能な高圧ガス流路が形成され、前記高圧ガス流路は、前記インペラの入口側に開口しかつ高圧ガスを供給する高圧ガス供給源に接続及び遮断可能な開口部を有し、
前記ケーシングの軸方向における前記ブレードの長さをL1、前記軸方向における前記ブレードの前縁から前記高圧ガス流路の開口部の下流端までの長さをL2とした場合に、(L2/L1)<1.5の関係が成立するようになってあって、
前記高圧ガス流路の前記開口部の下流端は、前記軸方向における前記絞り部の上流端と同じ位置又は前記絞り部の上流端よりも上流側に位置し、
前記高圧ガス流路の前記開口部は、前記ケーシングの前記シュラウド壁における前記平行な部分に位置していることを特徴とする遠心圧縮機。 In a centrifugal compressor that is used in a supercharger and compresses gas using centrifugal force,
A casing having a shroud wall on the inside;
A hub rotatably provided in the shroud wall of the casing and rotatable about an axis, and a circumferentially spaced outer peripheral surface of the hub and having an outer edge along the shroud wall of the casing An impeller having a plurality of blades extending in a manner
An air supply port for supplying gas is formed at the upstream peripheral edge of the shroud wall of the casing, and the air supply port is gradually reduced in inner diameter toward the downstream side, and the shroud wall of the casing An exhaust passage for exhausting compressed high-pressure gas is formed on the downstream peripheral edge of the
In the shroud wall of the casing, a narrowed portion is formed in which the inner diameter is gradually reduced toward the downstream side in the vicinity of the upstream side of the impeller,
The shroud wall of the casing has a portion parallel to the axial direction of the casing between the air supply port and the throttle portion ,
A high-pressure gas passage capable of circulating high-pressure gas is formed inside the casing, and the high-pressure gas passage is open to the inlet side of the impeller and can be connected to and shut off from a high-pressure gas supply source that supplies high-pressure gas. Has an opening,
When the length of the blade in the axial direction of the casing is L1, and the length from the leading edge of the blade in the axial direction to the downstream end of the opening of the high-pressure gas flow path is L2, (L2 / L1 ) <1.5 relationship has been established,
The downstream end of the opening of the high-pressure gas channel is located at the same position as the upstream end of the throttle portion in the axial direction or upstream of the upstream end of the throttle portion,
The centrifugal compressor characterized in that the opening of the high-pressure gas flow path is located in the parallel portion of the shroud wall of the casing .
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