JP2005188337A - Compressor for supercharging having working fluid recirculating path - Google Patents

Compressor for supercharging having working fluid recirculating path Download PDF

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Kunimasa Yoshimura
國政 吉村
Hiroshi Uchida
博 内田
Yuji Iwakiri
雄二 岩切
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve a mechanism to suppress surge due to recirculation of working fluid in a compressor for supercharging and obtain a high surge suppressing effect even by a working fluid recirculating amount being as low as possible. <P>SOLUTION: A compressor for supercharging suppresses a surge by effecting recirculation of a part of working fluid energized by at least a part of the working fluid energizing flow path of a rotor to the inlet part of the working fluid energizing flow path. A direction of the outlet of the working fluid recirculating path is kept such that working fluid recirculation of which is effected is injected against working fluid, flowing in the working fluid energizing flow path, in a state to be followed by a peripheral speed component reverse to the rotation direction of a rotor. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、過給用コンプレッサに係り、特に作動流体還流路を有する過給用コンプレッサに係る。   The present invention relates to a supercharging compressor, and more particularly to a supercharging compressor having a working fluid return path.

内燃機関の出力性能を上げるべくその吸気を加圧することが過給として知られており、そのための手段が過給用コンプレッサとして知られている。過給用コンプレッサは、通常、内燃機関の排気により駆動される排気タービンにより駆動され、内燃機関の排気よりエネルギを回収して内燃機関の熱効率を高めることにも寄与する。   It is known as supercharging to pressurize the intake air in order to increase the output performance of the internal combustion engine, and a means for this is known as a supercharging compressor. The supercharging compressor is usually driven by an exhaust turbine driven by the exhaust of the internal combustion engine, and contributes to the recovery of energy from the exhaust of the internal combustion engine to increase the thermal efficiency of the internal combustion engine.

過給用コンプレッサが排気タービンにて駆動される場合、特に内燃機関が車輌の内燃機関であるときには、その負荷は車輌の運行状況に応じて随時低負荷から高負荷の間で大幅且つ急速に変化し、それに対応する過給用コンプレッサの位置於ける吸気流量の増減とそれを駆動する排気タービンの位置に於ける排気流量の増減の間にはかなりの時間的ずれが生ずるので、過給用コンプレッサに於ける作動流体（空気）の流量と圧力比との関係は、流量と圧力比とを２つの座標軸とするコンプレッサ作動特性図で見るとすると座標領域内にて広範囲に変動し、時としてコンプレッサ作動に於けるサージ領域に侵入する。かかる問題に対処し、コンプレッサの出口部をコンプレッサの入口部へ連通させる開閉弁付きの作動流体還流路を設け、サージ発生の虞れがあるときには前記開閉弁を開いてコンプレッサの出口部より作動流体の一部をコンプレッサの入口部へ還流させ、吸気流量に対比してコンプレッサに於ける作動流体の見掛けの流量を増大させてサージ発生を回避することが、例えば下記の特許文献１に記載されている如く、知られている。
特開平１１-１８２２５７ When the supercharged compressor is driven by an exhaust turbine, especially when the internal combustion engine is a vehicle internal combustion engine, the load changes significantly and rapidly from low load to high load as needed depending on the operation status of the vehicle. However, since there is a considerable time lag between the increase / decrease in the intake flow rate at the position of the corresponding supercharging compressor and the increase / decrease in the exhaust flow rate at the position of the exhaust turbine that drives it, the supercharging compressor The relationship between the flow rate of the working fluid (air) and the pressure ratio in the compressor varies widely within the coordinate region when viewed from the compressor operating characteristic diagram with the flow rate and pressure ratio as two coordinate axes, and sometimes the compressor Enters the surge area during operation. In response to such a problem, a working fluid return path with an on-off valve is provided to communicate the outlet of the compressor to the inlet of the compressor. Is disclosed in Patent Document 1 below, for example, to prevent the occurrence of surge by causing a part of the refrigerant to flow back to the inlet of the compressor and increasing the apparent flow rate of the working fluid in the compressor relative to the intake flow rate. As is known.
JP-A-11-182257

上記の如きサージ回避のための作動流体の還流は、排気タービンにより発生された回転エネルギの一部を作動流体の内部エネルギに戻すものであり、それだけ車輌の燃費を悪化させることになる。本発明は、この点に鑑み、過給用コンプレッサに於ける作動流体の還流によるサージ抑制のメカニズムを改善し、可及的に低い作動流体還流量によっても高いサージ抑制効果を得ることのできる過給用コンプレッサを提供することを課題としている。   The recirculation of the working fluid for avoiding the surge as described above returns a part of the rotational energy generated by the exhaust turbine to the internal energy of the working fluid, and thus deteriorates the fuel consumption of the vehicle. In view of this point, the present invention improves the surge suppression mechanism due to the return of the working fluid in the supercharging compressor, and can obtain a high surge suppression effect even with the lowest possible amount of return of the working fluid. The problem is to provide a supply compressor.

上記の課題を解決するものとして、本発明は、コンプレッサハウジングと、該コンプレッサハウジング内に回転式に装着され回転により作動流体を付勢する作動流体付勢流路を備えたロータとを有し、前記ロータの作動流体付勢流路の少なくとも一部により付勢された作動流体の一部を該作動流体付勢流路の入口部へ還流させる作動流体還流路が設けられている過給用コンプレッサにして、前記作動流体還流路の出口は還流される作動流体を前記作動流体付勢流路へ流入する作動流体に対し前記ロータの回転方向とは逆の周方向速度成分を伴って注入するよう方向付けられていることを特徴とする過給用コンプレッサを提案するものである。   In order to solve the above problems, the present invention has a compressor housing, and a rotor that is rotatably mounted in the compressor housing and includes a working fluid biasing passage that biases the working fluid by rotation, A supercharging compressor provided with a working fluid return path for returning a part of the working fluid energized by at least a part of the working fluid energizing path of the rotor to an inlet portion of the working fluid energizing path Thus, the outlet of the working fluid return path injects the returned working fluid into the working fluid energizing flow path with a circumferential velocity component opposite to the rotation direction of the rotor. A supercharged compressor characterized by being oriented is proposed.

上記の如き過給用コンプレッサに於いて、前記作動流体還流路は、更にその入口が回転中の前記ロータの前記作動流体付勢流路の少なくとも一部を通って流れた作動流体の一部をその周方向速度成分を生かして受け入れるよう方向付けられるように構成されていてよい。この場合、前記入口は、特に前記ロータの作動流体付勢流路の途中に対向して開口していてよい。また、その場合、前記作動流体還流路は前記入口より前記出口まで前記コンプレッサハウジング内を通って延在していてよい。   In the supercharging compressor as described above, the working fluid recirculation path further includes a part of the working fluid flowing through at least a part of the working fluid energizing flow path of the rotor whose inlet is rotating. It may be configured so as to be directed to take advantage of the circumferential velocity component. In this case, the inlet may be opened particularly in the middle of the working fluid energizing flow path of the rotor. In this case, the working fluid return path may extend from the inlet to the outlet through the compressor housing.

また、前記作動流体還流路は前記ロータの前記作動流体付勢流路の少なくとも一部を囲む環状壁面を呈する筒状体とその外周面に沿って湾曲して延在する複数の帯状ベーンとを有する環状要素を前記コンプレッサハウジングに形成された対応する環状窪みに嵌装することにより形成されていてよい。   The working fluid return path includes a cylindrical body having an annular wall surface surrounding at least a part of the working fluid energizing flow path of the rotor, and a plurality of strip-shaped vanes extending in a curved manner along an outer peripheral surface thereof. It may be formed by fitting an annular element having a corresponding annular recess formed in the compressor housing.

上記の如く、コンプレッサハウジングと、該コンプレッサハウジング内に回転式に装着され回転により作動流体を付勢する作動流体付勢流路を備えたロータとを有し、ロータの作動流体付勢流路の少なくとも一部により付勢された作動流体の一部を該作動流体付勢流路の入口部へ還流させる作動流体還流路が設けられている過給用コンプレッサに於いて、作動流体還流路の出口が還流される作動流体を作動流体付勢流路へ流入する作動流体に対しロータの回転方向とは逆の周方向速度成分を伴って注入するよう方向付けられていれば、これによって作動流体付勢流路を形成するインペラベーンのリーディングエッジに対する作動流体の入射角が低減され、それに相当してサージが起こりにくくなる。   As described above, the compressor housing and the rotor that is rotatably mounted in the compressor housing and has a working fluid biasing channel that biases the working fluid by rotation, the working fluid biasing channel of the rotor In a supercharging compressor provided with a working fluid return path for returning a part of the working fluid energized by at least a part to an inlet portion of the working fluid energizing path, an outlet of the working fluid return path If the working fluid flowing back into the working fluid energizing flow channel is directed to be injected with a circumferential velocity component opposite to the rotational direction of the rotor, the working fluid is attached. The incident angle of the working fluid with respect to the leading edge of the impeller vane forming the current flow path is reduced, and correspondingly, a surge hardly occurs.

即ち、ロータの作動流体付勢流路は通常コーン状のロータ外周面に沿って設けられた複数のインペラベーンによって仕切られた流路として形成され、ロータはこれらのインペラベーンを推進翼とするロータリインペラの形をなしており、ロータの回転に伴ってこれらのリーディングエッジがそれに接する作動流体をベーン間に形成された作動流体付勢流路内へ導入するようになっているが、このとき作動流体付勢流路へ流入する作動流体に対しロータの回転方向とは逆の周方向速度成分を有する還流が噴き付けられると、これによって作動流体付勢流路へ流入する作動流体のインペラリーディングエッジに対する入射角が低減されることとなる。コンプレッサがサージ領域にて運転されるときサージを誘起させる原因の一つは、インペラリーディングエッジに対する作動流体の入射角の増大によるインペラベーンリーディングエッジに於ける流体流の剥離である。従って、還流を作動流体付勢流路入口近傍にある作動流体対しロータの回転方向とは逆の周方向速度成分を伴って注入することにより、インペラベーンリーディングエッジに対する作動流体の入射角を低減し、その分インペラベーンリーディングエッジに於ける流体流の剥離を抑制することにより、還流によるサージ抑制効果をより一層高めることができ、従ってまた、逆にそれに対応して、同一のサージ抑制効果を得るに必要な還流量を低減することができる。   In other words, the working fluid energizing flow path of the rotor is formed as a flow path partitioned by a plurality of impeller vanes provided along the outer circumferential surface of the normal cone-shaped rotor, and the rotor is a rotary that uses these impeller vanes as propulsion blades. It is in the shape of an impeller, and with the rotation of the rotor, the leading edge introduces the working fluid in contact with it into the working fluid energized flow path formed between the vanes. When recirculation having a circumferential speed component opposite to the rotational direction of the rotor is sprayed on the working fluid flowing into the fluid energizing flow path, the impeller leading edge of the working fluid flowing into the working fluid energizing flow path The incident angle with respect to is reduced. One of the causes for inducing a surge when the compressor is operated in the surge region is a fluid flow separation at the impeller vane leading edge due to an increase in the incident angle of the working fluid with respect to the impeller leading edge. Therefore, the injection angle of the working fluid with respect to the impeller vane leading edge is reduced by injecting the reflux into the working fluid in the vicinity of the working fluid energizing channel inlet with a circumferential speed component opposite to the rotational direction of the rotor. Therefore, by suppressing the separation of the fluid flow at the impeller vane leading edge, the surge suppression effect due to recirculation can be further enhanced. Accordingly, the same surge suppression effect can be obtained correspondingly. The amount of reflux required for the process can be reduced.

作動流体還流路の入口が回転中のロータの作動流体付勢流路の少なくとも一部を通って流れた作動流体の一部をその周方向速度成分を生かして受け入れるよう方向付けられていれば、還流には作動流体の付勢の結果得られる静圧上昇に加えてロータの回転に伴う作動流体の周方向速度成分による動圧が加わるので、それだけ作動流体還流路の出口から流出する還流をより強く付勢することができ、上記のインペラリベーンリーディングエッジに対する作動流体入射角低減効果を高めることができる。作動流体還流路の入口がロータの作動流体付勢流路の途中に対向して開口していれば、回転中のロータの作動流体付勢流路の少なくとも一部を通って流れた作動流体をその周方向速度成分をよりよく生かして受け入れることができる。   If the inlet of the working fluid return path is directed to receive a part of the working fluid flowing through at least a part of the working fluid energizing flow path of the rotating rotor by making use of its circumferential velocity component, In addition to the increase in static pressure obtained as a result of the urging of the working fluid, in addition to dynamic pressure due to the circumferential velocity component of the working fluid accompanying the rotation of the rotor, the recirculation that flows out from the outlet of the working fluid recirculation path is further increased. Therefore, it is possible to strongly bias the working fluid, and it is possible to enhance the effect of reducing the incident angle of the working fluid on the leading edge of the impeller rib. If the inlet of the working fluid recirculation path is opened in the middle of the working fluid energizing flow path of the rotor, the working fluid flowing through at least a part of the working fluid energizing flow path of the rotating rotor The circumferential velocity component can be better utilized and accepted.

作動流体還流路の出口が還流される作動流体を作動流体付勢流路へ流入する作動流体に対しロータの回転方向とは逆の周方向速度成分を伴って注入するよう方向付けられ、作動流体還流路の入口が回転中のロータの作動流体付勢流路の少なくとも一部を通って流れた作動流体の一部をその周方向速度成分を生かして受け入れるようロータの作動流体付勢流路の途中に対向して開口するとの構成条件に対しては、作動流体還流路が入口より出口までコンプレッサハウジング内を通って延在するように設けられれば、作動流体還流路を可及的に短く且つ単調に構成し、作動流体付勢流路の途中より作動流体還流路入口へ取り込まれる還流の動圧をよりよく保持して、作動流体付勢流路へ流入する作動流体をロータ回転方向とは逆の周方向に付勢する効果をより大きくすることができる。   The working fluid is directed so as to be injected with a circumferential velocity component opposite to the rotational direction of the rotor into the working fluid flowing into the working fluid energizing flow channel, with the working fluid recirculated at the outlet of the working fluid recirculation passage. The working fluid energizing flow path of the rotor is adapted to receive a part of the working fluid flowing through at least a part of the working fluid energizing flow path of the rotating rotor at the inlet of the reflux path by utilizing the circumferential velocity component. If the working fluid return path is provided so as to extend from the inlet to the outlet through the compressor housing, the working fluid return path is made as short as possible and A monotonous structure that better maintains the dynamic pressure of recirculation that is taken into the working fluid return path inlet from the middle of the working fluid energizing flow path, and the working fluid flowing into the working fluid energizing flow path is the rotor rotation direction. Energize in the opposite circumferential direction Effect can be further increased.

作動流体還流路がロータの作動流体付勢流路の少なくとも一部を囲む環状壁面を呈する筒状体とその外周面に沿って湾曲して延在する複数の帯状ベーンとを有する環状要素をコンプレッサハウジングに形成された対応する環状窪みに嵌装することにより形成されるようになっていれば、上記の如きいくつかの効果を発揮する作動流体還流路を実用に適した構造に於いて容易に実現することができる。   An annular element having a cylindrical body having an annular wall surface in which the working fluid return path surrounds at least a part of the working fluid energizing flow path of the rotor and a plurality of strip-shaped vanes extending along the outer peripheral surface thereof If it is formed by fitting into a corresponding annular recess formed in the housing, a working fluid return path that exhibits several effects as described above can be easily formed in a structure suitable for practical use. Can be realized.

添付の図１は本発明による作動流体還流路を備えた過給用コンプレッサを一つの実施の形態に於いて示す幾分解図的縦断面図であり、図２は図１に示す構造に於いて作動流体還流路を構成している環状要素を取り出して示す斜視図である。   FIG. 1 is an exploded vertical sectional view showing a supercharged compressor having a working fluid return passage according to the present invention in one embodiment, and FIG. 2 is a structure shown in FIG. It is a perspective view which takes out and shows the annular element which comprises the working fluid return path.

これらの図に於いて、１０はそのロータであり、コンプレッサハウジング１２内にて回転中心軸線Ｃの周りに回転するよう、図には示されていない軸受装置により回転式に支持されている。ロータ１０には、そのコーン状のロータ外周面に沿って設けられた複数のインペラベーン１４によって仕切られ、各々回転中心軸線Ｃの周りに放射方向延在成分をもって延在する作動流体付勢流路１６が形成されており、これによってロータは、それが回転するとき、これらのインペラベーンを推進翼として作動流体付勢流路１６内にそれに沿う空気流を惹起するロータリインペラの形をなしている。   In these drawings, reference numeral 10 denotes a rotor, which is rotatably supported by a bearing device (not shown) so as to rotate around a rotation center axis C in the compressor housing 12. The rotor 10 is partitioned by a plurality of impeller vanes 14 provided along the outer circumferential surface of the cone-like rotor, and each of the working fluid energizing channels extends with a radially extending component around the rotation center axis C. 16 is formed, whereby the rotor is in the form of a rotary impeller that, when it rotates, causes these impeller vanes as propeller blades to induce an air flow along the working fluid energized flow path 16. .

即ち、過給される空気はコンプレッサハウジング１２の図１で見て左端に開口する空気取入口１８より過給用コンプレッサ内に取り入れられ、ロータのハブ部の周りに形成された環状の作動流体付勢流路入口２０へ向けて流れ、そこにインペラベーン１４の図１に於ける左端がリーディングエッジ２２として臨んでいる。リーディングエッジ２２は、図示の実施の形態では、図１のロータが図の右側から見て反時計廻り方向に回転するものとして、図で見てロータの裏側に位置するインペラベーンについて破線により解図的に示されている如く、ロータの回転に伴ってそれに接する作動流体が作動流体付勢流路１６内へ流入し易いように傾斜している。作動流体付勢流路１６は入口２０より出口２４まで延在しており、インペラベーン１４についてみれば、作動流体付勢流路１６の出口２４を形成する部分はトレーリングエッジ２６である。   In other words, the supercharged air is taken into the supercharging compressor through the air intake 18 that opens to the left end of the compressor housing 12 in FIG. 1, and is provided with an annular working fluid formed around the hub portion of the rotor. It flows toward the flow channel inlet 20, and the left end of the impeller vane 14 in FIG. 1 faces the leading edge 22. In the illustrated embodiment, the leading edge 22 is assumed that the rotor of FIG. 1 rotates counterclockwise as viewed from the right side of the drawing, and the impeller vane located on the back side of the rotor as viewed in the drawing is illustrated by a broken line. As shown, the working fluid contacting the rotor is inclined so as to easily flow into the working fluid energizing flow path 16 as the rotor rotates. The working fluid energizing flow path 16 extends from the inlet 20 to the outlet 24, and as viewed from the impeller vane 14, a portion that forms the outlet 24 of the working fluid energizing flow path 16 is a trailing edge 26.

尚、図１の過給用コンプレッサでは、インペラベーン１４は全てが作動流体付勢流路１６の入口２０から出口２４まで延在するベーンとなっているが、インペラベーン１４は、入口２０から出口２４まで延在する全翼と、入口２０と出口２４の間の途中の位置から出口２４まで延在する半翼とが、交互に配列された型のベーンであってもよい。これらのロータリインペラの翼構造自体はいずれもこの技術の分野に於いては周知のものである。   In the supercharging compressor of FIG. 1, all of the impeller vanes 14 are vanes extending from the inlet 20 to the outlet 24 of the working fluid energizing flow path 16, but the impeller vanes 14 are connected from the inlet 20 to the outlet. The vanes of the type in which all the wings extending to 24 and the half wings extending from the middle position between the inlet 20 and the outlet 24 to the outlet 24 may be arranged alternately. All of the blade structures of these rotary impellers are well known in the art.

作動流体付勢流路１６の出口２４の周りには、環状のディフューザ室２８とそれに続く蝸牛状の昇圧空気集合室３０が設けられている。ディフューザ室２８は図示の例の如きガイドベーン無しの構造、或は図には示されていないガイドベーンを備えた構造であってよく、またガイドベーンを備える場合にも、ガイドベーンは固定式または可変式（いずれも周知）であってよい。   Around the outlet 24 of the working fluid energizing flow path 16, an annular diffuser chamber 28 and a cochlea-shaped pressurized air collecting chamber 30 are provided. The diffuser chamber 28 may have a structure without guide vanes as in the illustrated example, or a structure with guide vanes not shown in the figure. It may be variable (both are well known).

コンプレッサには、更にロータの作動流体付勢流路１６の少なくとも一部（図示の実施の形態では約１／４）により付勢された作動流体の一部を作動流体付勢流路の入口部へ還流させる作動流体還流路３２が設けられている。この場合、作動流体還流路の出口３４は、還流される作動流体を作動流体付勢流路１６へ流入する作動流体に対しロータの回転方向とは逆の周方向速度成分を伴って注入するよう方向付けられている。即ち、図１のロータは図の右側から見て反時計廻り方向に回転するものとされているので、作動流体還流路の出口３４はこれを図１で図の右側から見ると還流を時計廻り方向に放出するように方向付けられている。このことは、図示の実施の形態では、作動流体還流路３２を形成するように設けられている幾つか（図示の例では７つ）のガイドベーン３６の下流端部３８が図１で図の右側から見て時計廻り方向に偏向されていることにより行なわれている。これは、発明の効果のところに記載した通り、これによって作動流体付勢流路１６を形成するインペラベーン１４のリーディングエッジ２２に対する作動流体の入射角を低減し、それに相当してサージを起こりにくくするものである。   The compressor further receives a part of the working fluid energized by at least a part of the working fluid energizing flow path 16 of the rotor (about 1/4 in the illustrated embodiment) at the inlet of the working fluid energizing flow path. A working fluid recirculation path 32 is provided to recirculate the air. In this case, the outlet 34 of the working fluid recirculation path injects the recirculated working fluid into the working fluid flowing into the working fluid energizing flow path 16 with a circumferential speed component opposite to the rotational direction of the rotor. Oriented. That is, since the rotor of FIG. 1 rotates counterclockwise when viewed from the right side of the figure, the outlet 34 of the working fluid reflux path rotates the reflux clockwise when viewed from the right side of FIG. Oriented to release in the direction. This is because, in the illustrated embodiment, the downstream ends 38 of several (seven in the illustrated example) guide vanes 36 provided to form the working fluid return path 32 are shown in FIG. This is done by being deflected clockwise as viewed from the right. As described in the effect of the invention, this reduces the incident angle of the working fluid with respect to the leading edge 22 of the impeller vane 14 that forms the working fluid energizing flow path 16 and correspondingly is unlikely to cause a surge. To do.

更に、図示の実施の形態に於いては、作動流体還流路３２は、作動流体付勢流路１６の少なくとも一部を通って流れた作動流体の一部をその周方向速度成分を生かして受け入れるよう方向付けられている。即ち、作動流体還流路３２は作動流体付勢流路１６の途中に対向して開口するポート４０より作動流体の一部を還流として受け入れるが、ガイドベーン３６の上流端部４２はロータの回転に伴う周方向速度成分を有する還流をその周方向速度成分に向かい合って受け取るように傾斜されており、還流はその動圧をよりよく保持して作動流体還流路３２内へ導入され、その出口３４へ向かうようになっている。この効果も発明の効果のところに記載した通りであり、還流に作動流体の付勢の結果得られる静圧上昇に加えてロータの回転に伴う作動流体の周方向速度成分による動圧を付与し、作動流体還流路出口３４から流出する還流をより強く付勢し、インペラベーンリーディングエッジ２２に対する作動流体入射角低減効果を高めるものである。   Further, in the illustrated embodiment, the working fluid return path 32 receives a part of the working fluid that has flowed through at least a part of the working fluid energizing flow path 16 by making use of its circumferential velocity component. It is oriented as follows. That is, the working fluid recirculation path 32 receives a part of the working fluid as a recirculation from the port 40 that opens in the middle of the working fluid energizing flow path 16, but the upstream end 42 of the guide vane 36 is rotated by the rotation of the rotor. It is inclined to receive a reflux with a circumferential velocity component therewith facing the circumferential velocity component, and the reflux is introduced into the working fluid return path 32 with better holding of its dynamic pressure and to its outlet 34. It has come to go. This effect is also as described in the effect of the invention. In addition to the increase in static pressure obtained as a result of urging the working fluid to the reflux, the dynamic pressure due to the circumferential velocity component of the working fluid accompanying the rotation of the rotor is applied. Thus, the reflux flowing out from the working fluid reflux path outlet 34 is more strongly urged, and the effect of reducing the working fluid incident angle with respect to the impeller vane leading edge 22 is enhanced.

また、これと関連して、図示の構造から理解される通り、作動流体還流路３２が入口４０より出口３４までコンプレッサハウジング内を通って延在するよう設けられれば、作動流体還流路は最低限の長さとなり且つ単調な通路として構成されるので、作動流体付勢流路１６の途中より作動流体還流路入口４０へ取り込まれる還流の動圧をよりよく保持し、それを作動流体付勢流路１６の入口２０にて作動流体に対しロータ回転方向とは逆の周方向に付与し、インペラベーンリーディングエッジ２２に対する作動流体入射角を低減する効果をより大きくすることができる。   In this connection, as will be understood from the illustrated structure, if the working fluid return path 32 is provided so as to extend through the compressor housing from the inlet 40 to the outlet 34, the working fluid return path is at a minimum. And is configured as a monotonous passage, so that the dynamic pressure of recirculation taken into the working fluid recirculation path inlet 40 from the middle of the working fluid energization flow path 16 is better maintained, and the working fluid energization flow is maintained. The effect of reducing the incident angle of the working fluid with respect to the impeller vane leading edge 22 can be increased by applying the working fluid to the circumferential direction opposite to the rotor rotation direction at the inlet 20 of the passage 16.

更に、図１および２に示す実施の形態に於いては、作動流体還流路３２は、上記のガイドベーン３６がロータの作動流体付勢流路１６の少なくとも一部（図示の例では約１／４）と重なり合う環状壁面を呈する筒状体４４上に担持され、一体の環状要素４６上に設けられ、かかる環状要素４６をコンプレッサハウジングに形成された対応する環状窪み４８に嵌装することにより形成されている。かかる構成によれば、環状要素４６は注型等により容易に製造でき、上記の如きいくつかの流体力学上の効果を得ることのできる作動流体還流路を機械製作上有利で実用に適した構造に於いて実現することができる。   Further, in the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the working fluid return path 32 is configured such that the guide vane 36 is at least a part of the working fluid energizing path 16 of the rotor (in the illustrated example, about 1 / 4) is carried on a cylindrical body 44 having an annular wall surface overlapping with 4), provided on an integral annular element 46, and formed by fitting the annular element 46 in a corresponding annular recess 48 formed in the compressor housing. Has been. According to such a configuration, the annular element 46 can be easily manufactured by casting or the like, and the working fluid return path capable of obtaining some hydrodynamic effects as described above is advantageous in terms of machine manufacture and suitable for practical use. Can be realized.

以上に於いては本発明を一つの実施の形態について詳細に説明したが、かかる実施の形態について本発明の範囲内にて種々の変更が可能であることは当業者にとって明らかであろう。   While the present invention has been described in detail with respect to one embodiment thereof, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications can be made within the scope of the present invention.

本発明による作動流体還流路を備えた過給用コンプレッサを一つの実施の形態について示す幾分解図的縦断面図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an exploded longitudinal sectional view showing an embodiment of a supercharging compressor provided with a working fluid return path according to the present invention. 図１に示す構造に於いて作動流体還流路を構成している環状要素を取り出して示す斜視図。The perspective view which takes out and shows the cyclic | annular element which comprises the working fluid return path in the structure shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１０…ロータ、１２…コンプレッサハウジング、１４…インペラベーン、１６…作動流体付勢流路、１８…空気取入口、２０…作動流体付勢流路の入口、２２…インペラベーンのリーディングエッジ、２４…作動流体付勢流路の出口、２６…インペラベーンのトレーリングエッジ、２８…ディフューザ室、３０…昇圧空気集合室、３２…作動流体還流路、３４…作動流体還流路の出口、３６…ガイドベーン、３８…ガイドベーンの下流端部、４０…作動流体還流路の取出しポート、４２…ガイドベーンの上流端部、４４…筒状体、４６…環状要素、４８…環状窪み   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Rotor, 12 ... Compressor housing, 14 ... Impeller vane, 16 ... Working fluid energized flow path, 18 ... Air intake, 20 ... Inlet of working fluid energized flow path, 22 ... Leading edge of impeller vane, 24 ... The outlet of the working fluid energizing flow path, 26 ... the trailing edge of the impeller vane, 28 ... the diffuser chamber, 30 ... the pressurized air collecting chamber, 32 ... the working fluid return path, 34 ... the outlet of the working fluid return path, 36 ... the guide vane 38 ... downstream end of guide vane, 40 ... take-out port of working fluid return path, 42 ... upstream end of guide vane, 44 ... cylindrical body, 46 ... annular element, 48 ... annular recess

Claims (5)

コンプレッサハウジングと、該コンプレッサハウジング内に回転式に装着され回転により作動流体を付勢する作動流体付勢流路を備えたロータとを有し、前記ロータの作動流体付勢流路の少なくとも一部により付勢された作動流体の一部を該作動流体付勢流路の入口部へ還流させる作動流体還流路が設けられている過給用コンプレッサにして、前記作動流体還流路の出口は還流される作動流体を前記作動流体付勢流路へ流入する作動流体に対し前記ロータの回転方向とは逆の周方向速度成分を伴って注入するよう方向付けられていることを特徴とする過給用コンプレッサ。   A compressor housing, and a rotor having a working fluid energizing flow path that is rotatably mounted in the compressor housing and energizes the working fluid by rotation, and at least a part of the working fluid energizing flow path of the rotor A supercharging compressor provided with a working fluid recirculation path for returning a part of the working fluid energized by the air to the inlet portion of the working fluid energization flow path, and the outlet of the working fluid recirculation path is recirculated. Directed to inject the working fluid flowing into the working fluid energizing flow path with a circumferential speed component opposite to the rotational direction of the rotor. compressor. 前記作動流体還流路の入口は回転中の前記ロータの前記作動流体付勢流路の少なくとも一部を通って流れた作動流体の一部をその周方向速度成分を生かして受け入れるよう方向付けられていることを特徴とする請求項１に記載の過給用コンプレッサ。   The inlet of the working fluid return path is oriented to receive a portion of the working fluid that has flowed through at least a portion of the working fluid energizing flow path of the rotating rotor, taking advantage of its circumferential velocity component. The supercharging compressor according to claim 1, wherein 前記作動流体還流路の入口は前記ロータの作動流体付勢流路の途中に対向して開口していることを特徴とする請求項２に記載の過給用コンプレッサ。   The supercharging compressor according to claim 2, wherein an inlet of the working fluid recirculation path is opened to face a working fluid energizing flow path of the rotor. 前記作動流体還流路は前記入口より前記出口まで前記コンプレッサハウジング内を通って延在していることを特徴とする請求項３に記載の過給用コンプレッサ。   4. The supercharging compressor according to claim 3, wherein the working fluid return passage extends from the inlet to the outlet through the compressor housing. 前記作動流体還流路は前記ロータの前記作動流体付勢流路の少なくとも一部を囲む環状壁面を呈する筒状体とその外周面に沿って湾曲して延在する複数の帯状ベーンとを有する環状要素を前記コンプレッサハウジングに形成された対応する環状窪みに嵌装することにより形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の過給用コンプレッサ。
The working fluid return path has an annular shape having a cylindrical body having an annular wall surface surrounding at least a part of the working fluid energizing flow path of the rotor and a plurality of strip-shaped vanes extending along the outer peripheral surface. The supercharging compressor according to any one of claims 1 to 4, wherein the compressor is formed by fitting an element in a corresponding annular recess formed in the compressor housing.
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