JP2009036099A - Centrifugal pump - Google Patents

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Hiroshi Kogure
拓 小暮
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Toyota Industries Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance the effect of suppressing the rotation resistance of an impeller of a centrifugal pump low. <P>SOLUTION: A turbocharger 11 is provided with a turbine housing 12 having a turbine wheel 17 built therein, a compressor housing 13 having a compressor wheel 18 built therein, and a connection housing 14 connecting the turbine housing 12 and the compressor housing 13. A rotor 19 is provided between an end wall 142 of the connection housing 14 and the compressor wheel 18 with freely rotatably supported by a rotor shaft 15. The radius D of a disk part 191 is set larger than the maximum radius d of the compressor wheel 18 and an outer circumference part of the disk part 191 projects out to a side from an outer circumference of a shaft part 181 of the compressor wheel 18 and enters a feed passage 133. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、インペラの回転によってインペラの周囲に放出されるガスの流通路を形成する形成壁がインペラの回転軌跡の周囲に設けられている遠心ポンプに関する。   The present invention relates to a centrifugal pump in which a forming wall that forms a flow path of a gas released around an impeller by the rotation of the impeller is provided around the rotation trajectory of the impeller.

内燃機関に空気を過給するターボチャージャに用いられる遠心ポンプ（例えば特許文献１参照）では、インペラの回転による遠心作用によって空気が高速でディフューザに送り込まれる。空気が高速でディフューザに流入すると、ディフューザの形成壁の近傍の空気の流速と、高速で流入する空気の流速との大きな空気流速差のために、衝撃波が発生することがある。又、この空気流速差は、定常運転時よりも、過渡運転時やサージング領域付近での運転時に大きくなる傾向がある。この衝撃波は、インペラに対する造波抗力となってインペラの回転抵抗となり、過給効率が低下する。   In a centrifugal pump (see, for example, Patent Document 1) used for a turbocharger that supercharges air to an internal combustion engine, air is fed into the diffuser at high speed by centrifugal action caused by rotation of an impeller. When air flows into the diffuser at high speed, a shock wave may be generated due to a large air flow velocity difference between the flow velocity of the air near the diffuser forming wall and the flow velocity of the air flowing in at high speed. Also, this air flow rate difference tends to be larger during transient operation or operation near the surging region than during steady operation. This shock wave acts as a wave drag force against the impeller and becomes a rotation resistance of the impeller, and the supercharging efficiency is lowered.

特許文献１に開示の遠心ポンプでは、空気力学的な抗力を低減するためのコーティングが前記形成壁の一部に施されている。
特開２０００−２６５９９８号公報 特開２００３−２１０９６号公報 In the centrifugal pump disclosed in Patent Document 1, a coating for reducing aerodynamic drag is applied to a part of the forming wall.
JP 2000-265998 A Japanese Patent Laid-Open No. 2003-21096

しかし、特許文献１に開示のコーティング方式では、衝撃波の発生を防止して回転抵抗を抑制するには不十分である。
特許文献２に開示の遠心ポンプでは、インペラのシュラウドと、インペラを囲むケーシングとの間に自由回転可能なフローティング部材が設けられているが、このフローティング部材は、円板摩擦による損失を少なくするためのものであって、前記した回転抵抗を抑制するものではない。 However, the coating method disclosed in Patent Document 1 is insufficient to prevent the generation of shock waves and suppress the rotational resistance.
In the centrifugal pump disclosed in Patent Document 2, a floating member that can freely rotate is provided between the shroud of the impeller and the casing that surrounds the impeller. This floating member reduces loss due to disk friction. However, it does not suppress the rotational resistance described above.

本発明は、遠心ポンプにおけるインペラの回転抵抗を抑制する効果を高めることを目的とする。   An object of this invention is to raise the effect which suppresses the rotational resistance of the impeller in a centrifugal pump.

本発明は、インペラの回転によってインペラの周囲に放出されるガスの流通路を形成する形成壁が前記インペラの回転軌跡の周囲に設けられている遠心ポンプを対象とし、請求項１の発明は、前記インペラの回転方向と同一方向に回転可能な回転体が前記インペラの回転軸線の周りに回転可能に前記流通路内に配置されていることを特徴とする。   The present invention is directed to a centrifugal pump in which a forming wall that forms a flow path of a gas released around an impeller by rotation of the impeller is provided around the rotation trajectory of the impeller. A rotating body that is rotatable in the same direction as the rotation direction of the impeller is disposed in the flow passage so as to be rotatable around a rotation axis of the impeller.

流通路内の回転体は、インペラの周囲に放出されるガスの流速と回転体の近傍のガスの流速との差を、インペラの周囲に放出されるガスの流速と形成壁近傍のガスの流速との差よりも小さくする。そのため、衝撃波の発生が防止され、衝撃波の発生に起因するインペラの回転抵抗が抑制される。   The rotating body in the flow path is the difference between the flow velocity of the gas released around the impeller and the flow velocity of the gas near the rotating body, and the flow velocity of the gas released around the impeller and the flow velocity of the gas near the forming wall. And make it smaller than the difference. Therefore, the generation of shock waves is prevented, and the rotational resistance of the impeller caused by the generation of shock waves is suppressed.

好適な例では、前記回転体の最大の回転半径は、前記インペラの最大の回転半径よりも大きい。
回転体の外周部がインペラの最大の回転半径よりも外方にはみ出すため、インペラの周囲に放出されるガスの流速と、回転する回転体の外周部の近傍のガスの流速との差がインペラの周囲に放出されるガスの流速と形成壁近傍のガスの流速との差よりも小さくなり、衝撃波の発生が防止される。 In a preferred example, the maximum turning radius of the rotating body is larger than the maximum turning radius of the impeller.
Since the outer periphery of the rotating body protrudes outward from the maximum rotation radius of the impeller, the difference between the flow velocity of the gas released around the impeller and the flow velocity of the gas near the outer periphery of the rotating rotor is the impeller. This is smaller than the difference between the flow velocity of the gas released to the periphery of the gas and the flow velocity of the gas in the vicinity of the forming wall, and the generation of shock waves is prevented.

好適な例では、前記回転体は、自由回転可能に支持されており、前記回転体は、前記ガスの流れを受けて回転される。
回転体は、インペラの周囲に放出されるガスの流れによって回転され、インペラの周囲に放出されるガスの流速と、回転する回転体の外周部の近傍のガスの流速との差がインペラの周囲に放出されるガスの流速と形成壁近傍のガスの流速との差よりも小さくなる。 In a preferred example, the rotating body is supported so as to be freely rotatable, and the rotating body is rotated in response to the gas flow.
The rotating body is rotated by the flow of gas released around the impeller, and the difference between the flow velocity of the gas released around the impeller and the gas flow velocity in the vicinity of the outer periphery of the rotating rotor is the circumference of the impeller. It becomes smaller than the difference between the flow rate of the gas released into the gas and the flow rate of the gas near the forming wall.

好適な例では、前記インペラは、回転可能に支持された支軸に固定されており、前記回転体は、前記支軸に自由回転可能に支持されている。
このような構成は、回転体を自由回転可能に支持する上で簡便な構成である。又、回転体は、回転する支軸から幾らかの回転力を受けるため、回転体が回転し易い。 In a preferred example, the impeller is fixed to a support shaft that is rotatably supported, and the rotating body is supported to be freely rotatable on the support shaft.
Such a configuration is a simple configuration for supporting the rotating body so as to be freely rotatable. Further, since the rotating body receives some rotational force from the rotating spindle, the rotating body easily rotates.

好適な例では、前記回転体は、前記インペラの回転半径よりも大きい半径の円板部を有し、前記円板部は、前記インペラから前記インペラの周囲に放出されるガスの流れを受ける円板面を有する。   In a preferred example, the rotating body has a disk portion having a radius larger than the rotation radius of the impeller, and the disk portion receives a flow of gas discharged from the impeller to the periphery of the impeller. It has a plate surface.

円板部を有する回転体は、インペラの周囲に放出されるガスの流れを受けて円滑に回転する上で好適な回転体である。
好適な例では、前記円板面は、前記インペラの回転軸線に対して垂直である。 A rotating body having a disc portion is a preferable rotating body in order to smoothly rotate in response to the flow of gas released around the impeller.
In a preferred example, the disk surface is perpendicular to the rotation axis of the impeller.

円板面を有する回転体の中心軸線をインペラの回転軸線に略一致させれば、平板面は、周方向においてインペラの周囲に放出されるガスの流れによる回転力を略均等に受け、回転体が円滑に回転する。   If the central axis of the rotating body having a disk surface is substantially coincident with the rotational axis of the impeller, the flat plate surface receives the rotational force due to the flow of gas discharged around the impeller in the circumferential direction, and the rotating body Rotates smoothly.

本発明は、遠心ポンプにおけるインペラの回転抵抗を抑制する効果を高めることができるという優れた効果を奏する。   The present invention has an excellent effect that the effect of suppressing the rotational resistance of the impeller in the centrifugal pump can be enhanced.

以下、本発明をターボチャージャに具体化した第１の実施形態を図１及び図２に基づいて説明する。
図１（ａ）に示すように、ターボチャージャ１１は、内燃機関（図示略）の排気通路（図示略）に配設されるタービンハウジング１２と、内燃機関の吸気通路（図示略）に配設されるコンプレッサハウジング１３と、タービンハウジング１２とコンプレッサハウジング１３とを連結する連結ハウジング１４とを備えている。 A first embodiment in which the present invention is embodied in a turbocharger will be described below with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1A, the turbocharger 11 is disposed in a turbine housing 12 disposed in an exhaust passage (not shown) of an internal combustion engine (not shown) and an intake passage (not shown) of the internal combustion engine. And a connecting housing 14 for connecting the turbine housing 12 and the compressor housing 13 to each other.

連結ハウジング１４には軸孔１４１が貫設されており、軸孔１４１内にはロータシャフト１５がラジアルベアリング１６Ａ，１６Ｂを介して回転可能に配設されている。
タービンハウジング１２内にはタービンホイール１７が配設されており、コンプレッサハウジング１３内にはインペラとしてのコンプレッサホイール１８が配設されている。タービンホイール１７とコンプレッサホイール１８とは、ロータシャフト１５によって連結されており、タービンホイール１７、ロータシャフト１５及びコンプレッサホイール１８は、回転軸線１５１を中心にして一体的に回転可能である。ロータシャフト１５は、コンプレッサホイール１８の支軸である。 A shaft hole 141 is provided through the connection housing 14, and a rotor shaft 15 is rotatably disposed in the shaft hole 141 via radial bearings 16 </ b> A and 16 </ b> B.
A turbine wheel 17 is disposed in the turbine housing 12, and a compressor wheel 18 as an impeller is disposed in the compressor housing 13. The turbine wheel 17 and the compressor wheel 18 are connected by a rotor shaft 15, and the turbine wheel 17, the rotor shaft 15, and the compressor wheel 18 can rotate integrally around a rotation axis 151. The rotor shaft 15 is a support shaft of the compressor wheel 18.

タービンハウジング１２は、タービンホイール１７の外周を囲うように、且つ渦巻き状に延びるように連結ハウジング１４の一端に取り付けられている。タービンハウジング１２内には渦巻き状のスクロール通路１２１が設けられている。スクロール通路１２１は、内燃機関の排気通路に連通しており、燃焼室から排気通路へ排出された排気ガスがスクロール通路１２１に送り込まれる。タービンハウジング１２内には環状通路１２２がスクロール通路１２１に沿って設けられている。スクロール通路１２１内の排気ガスは、環状通路１２２を介してタービンホイール１７へ向けて吹き付けられる。   The turbine housing 12 is attached to one end of the connection housing 14 so as to surround the outer periphery of the turbine wheel 17 and extend in a spiral shape. A spiral scroll passage 121 is provided in the turbine housing 12. The scroll passage 121 communicates with an exhaust passage of the internal combustion engine, and exhaust gas discharged from the combustion chamber to the exhaust passage is sent into the scroll passage 121. An annular passage 122 is provided in the turbine housing 12 along the scroll passage 121. The exhaust gas in the scroll passage 121 is blown toward the turbine wheel 17 through the annular passage 122.

コンプレッサハウジング１３は、コンプレッサホイール１８の外周を囲うように、且つ渦巻き状に延びるように連結ハウジング１４の他端に取り付けられている。コンプレッサハウジング１３は、回転軸線１５１の方向に向けて外部に開口する流入通路１３１が設けられている。コンプレッサハウジング１３内には渦巻き状のコンプレッサ通路１３２及び環状の送出通路１３３が設けられている。コンプレッサ通路１３２は、燃焼室に連通しており、流通路としての送出通路１３３は、コンプレッサ通路１３２に沿って設けられている。送出通路１３３は、コンプレッサハウジング１３の一部である通路形成壁１３４と、連結ハウジング１４の一部である端壁１４２との間に形成されている。通路形成壁１３４及び端壁１４２は、流通路としての送出通路１３３を形成する形成壁である。   The compressor housing 13 is attached to the other end of the connection housing 14 so as to surround the outer periphery of the compressor wheel 18 and to extend in a spiral shape. The compressor housing 13 is provided with an inflow passage 131 that opens to the outside in the direction of the rotation axis 151. A spiral compressor passage 132 and an annular delivery passage 133 are provided in the compressor housing 13. The compressor passage 132 communicates with the combustion chamber, and a delivery passage 133 as a flow passage is provided along the compressor passage 132. The delivery passage 133 is formed between a passage forming wall 134 that is a part of the compressor housing 13 and an end wall 142 that is a part of the connection housing 14. The passage forming wall 134 and the end wall 142 are forming walls that form a delivery passage 133 as a flow passage.

タービンホイール１７は、タービンハウジング１２側からコンプレッサハウジング１３側へ向かうにつれて拡径してゆく軸部１７１と、軸部１７１の周面に一体形成された複数の羽根１７２とを備えている。内燃機関の燃焼室から前記排気通路へ排出された排気ガスは、スクロール通路１２１及び環状通路１２２を介して羽根１７２に吹き付けられる。これいより、タービンホイール１７は、矢印Ｒで示す方向へ回転される。   The turbine wheel 17 includes a shaft portion 171 that increases in diameter from the turbine housing 12 side toward the compressor housing 13 side, and a plurality of blades 172 that are integrally formed on the peripheral surface of the shaft portion 171. Exhaust gas discharged from the combustion chamber of the internal combustion engine to the exhaust passage is blown to the blades 172 via the scroll passage 121 and the annular passage 122. Accordingly, the turbine wheel 17 is rotated in the direction indicated by the arrow R.

コンプレッサホイール１８は、コンプレッサハウジング１３側からタービンハウジング１２側へ向かうにつれて拡径してゆく軸部１８１と、軸部１８１の周面に一体形成された複数の羽根１８２を備えている。コンプレッサホイール１８は、タービンホイール１７の回転に伴って一体的に回転し、回転する複数の羽根１８２は、吸気通路内の空気（ガス）を流入通路１３１へ導入すると共に、遠心作用によって送出通路１３３へ放出する。送出通路１３３内へ放出された空気は、スクロール通路１２１を経由して燃焼室へ過給される。   The compressor wheel 18 includes a shaft portion 181 whose diameter increases from the compressor housing 13 side toward the turbine housing 12 side, and a plurality of blades 182 integrally formed on the peripheral surface of the shaft portion 181. The compressor wheel 18 rotates integrally with the rotation of the turbine wheel 17, and the rotating blades 182 introduce air (gas) in the intake passage into the inflow passage 131, and at the same time, the discharge passage 133 by centrifugal action. To release. The air released into the delivery passage 133 is supercharged into the combustion chamber via the scroll passage 121.

図１（ｂ）に示すように、連結ハウジング１４の端壁１４２と、コンプレッサホイール１８の軸部１８１の端壁面１８３との間は、隙間を設けられており、端壁１４２と端壁面１８３との間には回転体１９がロータシャフト１５に自由回転可能に支持された状態で配設されている。回転体１９は、平板形状の円板部１９１と、円板部１９１の中心部に一体形成された筒形状の筒部１９２と、筒部１９２の内周面及び端面にコーティングされたコーティング層１９３とを備えている。コーティング層１９３は、滑り性能に優れた樹脂（例えば、ポリテトラフルオロチレン）からなる。円板部１９１の径中心は、回転軸線１５１に略一致させてある。   As shown in FIG. 1B, a gap is provided between the end wall 142 of the connecting housing 14 and the end wall surface 183 of the shaft portion 181 of the compressor wheel 18. Between them, the rotating body 19 is arranged in a state of being supported on the rotor shaft 15 so as to be freely rotatable. The rotating body 19 includes a flat disk portion 191, a cylindrical tube portion 192 integrally formed at the center of the disk portion 191, and a coating layer 193 coated on the inner peripheral surface and the end surface of the cylindrical portion 192. And. The coating layer 193 is made of a resin (for example, polytetrafluoroethylene) having excellent sliding performance. The center of the diameter of the disc portion 191 is substantially coincident with the rotation axis 151.

筒部１９２とラジアルベアリング１６Ａとの間のロータシャフト１５には位置規制リング２０が止着されている。筒部１９２の内周面上のコーティング層１９３は、ロータシャフト１５の周面に摺接可能である。コンプレッサホイール１８に対向する筒部１９２の端面上のコーティング層１９３は、軸部１８１の端壁面１８３に摺接可能であり、ラジアルベアリング１６Ａに対向する筒部１９２の端面上のコーティング層１９３は、位置規制リング２０に摺接可能である。円板部１９１は、コンプレッサホイール１８の軸部１８１と、連結ハウジング１４の端壁１４２とのいずれに対しても接触しない。   A position restricting ring 20 is fixed to the rotor shaft 15 between the cylindrical portion 192 and the radial bearing 16A. The coating layer 193 on the inner peripheral surface of the cylindrical portion 192 can be in sliding contact with the peripheral surface of the rotor shaft 15. The coating layer 193 on the end surface of the cylindrical portion 192 facing the compressor wheel 18 can be slidably contacted with the end wall surface 183 of the shaft portion 181, and the coating layer 193 on the end surface of the cylindrical portion 192 facing the radial bearing 16A is It can be slidably contacted with the position regulating ring 20. The disc portion 191 does not contact any of the shaft portion 181 of the compressor wheel 18 and the end wall 142 of the connection housing 14.

円板部１９１の半径〔回転体１９の最大の回転半径Ｄであって図１（ａ）に示す〕は、コンプレッサホイール１８の最大の半径〔コンプレッサホイール１８の最大の回転半径ｄであって図１（ａ）に示す〕よりも大きくしてあり、円板部１９１の外周部は、コンプレッサホイール１８の軸部１８１の外周から側方へはみ出して送出通路１３３へ入り込んでいる。つまり、コンプレッサホイール１８側における円板部１９１の円板面１９４の外周部は、軸部１８１の端壁面１８３とは対向しないで送出通路１３３内に露出している。円板部１９１の円板面１９４は、ロータシャフト１５の回転軸線１５１に対して垂直である。   The radius of the disc portion 191 [the maximum rotation radius D of the rotating body 19 and shown in FIG. 1A] is the maximum radius of the compressor wheel 18 [the maximum rotation radius d of the compressor wheel 18 and 1 (a)], and the outer peripheral portion of the disc portion 191 protrudes laterally from the outer periphery of the shaft portion 181 of the compressor wheel 18 and enters the delivery passage 133. That is, the outer peripheral portion of the disc surface 194 of the disc portion 191 on the compressor wheel 18 side is exposed to the delivery passage 133 without facing the end wall surface 183 of the shaft portion 181. The disc surface 194 of the disc portion 191 is perpendicular to the rotation axis 151 of the rotor shaft 15.

コンプレッサホイール１８が回転すると、流入通路１３１内の空気が送出通路１３３内へ高速で放出される。送出通路１３３内へ高速で放出された空気は、コンプレッサホイール１８の回転方向〔図２に矢印Ｒで示す方向〕へ流れる。そのため、送出通路１３３内へ高速で放出された空気は、送出通路１３３内に露出する円板面１９４に回転力を付与して回転体１９を回転方向Ｒへ回転させる。回転体１９は、コンプレッサホイール１８の回転によってコンプレッサホイール１８の周囲（送出通路１３３内）へ放出される空気の流れによって、コンプレッサホイール１８の回転速度よりも小さい回転速度で、回転軸線１５１を中心にして連れ回りする。   When the compressor wheel 18 rotates, the air in the inflow passage 131 is discharged into the delivery passage 133 at a high speed. The air discharged at high speed into the delivery passage 133 flows in the rotation direction of the compressor wheel 18 (the direction indicated by the arrow R in FIG. 2). Therefore, the air released at high speed into the delivery passage 133 applies a rotational force to the disc surface 194 exposed in the delivery passage 133 to rotate the rotating body 19 in the rotation direction R. The rotating body 19 is centered on the rotation axis 151 at a rotational speed smaller than the rotational speed of the compressor wheel 18 due to the flow of air discharged around the compressor wheel 18 (in the delivery passage 133) by the rotation of the compressor wheel 18. To go around.

回転体１９は、コーティング層１９３を介してロータシャフト１５の周面、コンプレッサホイール１８の軸部１８１、あるいは位置規制リング２０に接する。ロータシャフト１５、コンプレッサホイール１８及び位置規制リング２０は、一体的に回転するため、回転体１９は、ロータシャフト１５、コンプレッサホイール１８及び位置規制リング２０の回転からも回転力を得る。   The rotating body 19 is in contact with the circumferential surface of the rotor shaft 15, the shaft portion 181 of the compressor wheel 18, or the position regulating ring 20 through the coating layer 193. Since the rotor shaft 15, the compressor wheel 18 and the position restriction ring 20 rotate integrally, the rotating body 19 also obtains a rotational force from the rotation of the rotor shaft 15, the compressor wheel 18 and the position restriction ring 20.

第１の実施形態では以下の効果が得られる。
（１）コンプレッサホイール１８から放出される空気は、コンプレッサホイール１８の回転方向と同じ方向の流速成分を有している。又、コンプレッサホイール１８と同じ方向に回転する回転体１９は、摩擦力により円板面１９４の近傍の空気を回転体１９の回転方向へ引きずり、円板面１９４の近傍の空気に対して回転体１９の回転方向と同方向の流速成分を与える。そのため、コンプレッサホイール１８から円板面１９４上に放出される空気の流速と、円板面１９４上の空気流速との差が小さくなる。その結果、衝撃波の発生が防止され、衝撃波の発生に起因するコンプレッサホイール１８の回転抵抗が抑制される。 In the first embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The air discharged from the compressor wheel 18 has a flow velocity component in the same direction as the rotation direction of the compressor wheel 18. The rotating body 19 that rotates in the same direction as the compressor wheel 18 drags air in the vicinity of the disk surface 194 in the direction of rotation of the rotating body 19 by frictional force, and rotates the rotating body with respect to the air in the vicinity of the disk surface 194. A flow velocity component in the same direction as 19 rotation directions is given. Therefore, the difference between the flow velocity of air discharged from the compressor wheel 18 onto the disk surface 194 and the air flow velocity on the disk surface 194 becomes small. As a result, the generation of shock waves is prevented, and the rotational resistance of the compressor wheel 18 due to the generation of shock waves is suppressed.

（２）自由回転可能にロータシャフト１５に支持された回転体１９は、コンプレッサホイール１８の周囲に放出される空気によって、コンプレッサホイール１８の回転方向Ｒへ回転される。空気流を利用して回転体１９を回転させる構成は、回転体１９を回転させるための専用の駆動機構を不要にする。このような専用の駆動機構を不要とする構成は、ターボチャージャ１１の機構の簡素化に寄与する。   (2) The rotating body 19 supported by the rotor shaft 15 so as to be freely rotatable is rotated in the rotation direction R of the compressor wheel 18 by the air discharged around the compressor wheel 18. The configuration in which the rotating body 19 is rotated using the air flow eliminates the need for a dedicated drive mechanism for rotating the rotating body 19. Such a configuration that does not require a dedicated drive mechanism contributes to simplification of the mechanism of the turbocharger 11.

（３）ロータシャフト１５によって回転体１９を自由回転可能に支持した構成は、回転体１９を自由回転可能に支持する上で簡便な構成である。ロータシャフト１５に自由回転可能に支持された回転体１９は、回転するロータシャフト１５からも回転力を受けるため、回転体１９が回転し易い。   (3) The structure in which the rotor 19 is supported by the rotor shaft 15 so as to be freely rotatable is a simple structure for supporting the rotor 19 so as to be freely rotatable. Since the rotator 19 supported by the rotor shaft 15 so as to be freely rotatable is also subjected to a rotational force from the rotating rotor shaft 15, the rotator 19 is easy to rotate.

（４）コンプレッサホイール１８の最大の回転半径ｄよりも大きい半径Ｄの円板部１９１の径中心は、ロータシャフト１５の回転軸線１５１に略一致させてあり、円板部１９１は、回転軸線１５１を中心にして回転する。円板面１９４を有する回転体１９は、コンプレッサホイール１８の周囲に放出される空気流を円板部１９１の周方向全体にわたって略均等に受ける。そのため、回転体１９は、周方向全体にわたって空気流による回転力を略均等に付与されることになり、回転体１９が円滑に回転する。円板部１９１を備えた回転体１９は、円滑に回転する上で好適な回転体である。   (4) The diameter center of the disk portion 191 having a radius D larger than the maximum rotation radius d of the compressor wheel 18 is substantially coincident with the rotation axis 151 of the rotor shaft 15, and the disk portion 191 is the rotation axis 151. Rotate around. The rotating body 19 having the disc surface 194 receives the air flow discharged around the compressor wheel 18 substantially uniformly over the entire circumferential direction of the disc portion 191. Therefore, the rotating body 19 is given a rotational force by the airflow substantially uniformly over the entire circumferential direction, and the rotating body 19 rotates smoothly. The rotator 19 provided with the disk portion 191 is a rotator suitable for smooth rotation.

次に、図３の第２の実施形態を説明する。第１の実施形態と同じ構成部には同じ符号が用いてある。
円板部１９１の円板面１９４の外周部は、粗面１９５に形成されている。粗面１９５は、表面が凸凹になっている状態を意味し、例えばディンプルが形成された面や、面粗さの粗い面等が該当する。粗面１９５は、コンプレッサホイール１８の回転によって送出通路１３３内へ放出される空気の流れによる回転力を受け易く、粗面１９５を備えた回転体１９は、回転し易い。 Next, a second embodiment of FIG. 3 will be described. The same reference numerals are used for the same components as those in the first embodiment.
The outer peripheral portion of the disc surface 194 of the disc portion 191 is formed on the rough surface 195. The rough surface 195 means a state in which the surface is uneven, and for example, a surface on which dimples are formed, a surface with a rough surface, or the like corresponds. The rough surface 195 is easily subjected to rotational force due to the flow of air discharged into the delivery passage 133 by the rotation of the compressor wheel 18, and the rotating body 19 having the rough surface 195 is easy to rotate.

次に、図４の第３の実施形態を説明する。第１の実施形態と同じ構成部には同じ符号が用いてある。
回転体１９Ａは、円板部１９１Ａと、円板部１９１Ａの中心部に一体形成された筒部１９２Ａとを備えている。筒部１９２Ａと軸孔１４１の内周面との間にはラジアルベアリング２１が介在されており、回転体１９Ａは、ラジアルベアリング２１を介して連結ハウジング１４に回転可能に支持されている。回転体１９Ａは、コンプレッサホイール１８の軸部１８１、ロータシャフト１５及び連結ハウジング１４のいずれにも接触しない。 Next, a third embodiment of FIG. 4 will be described. The same reference numerals are used for the same components as those in the first embodiment.
The rotating body 19A includes a disc portion 191A and a cylindrical portion 192A that is integrally formed at the center of the disc portion 191A. A radial bearing 21 is interposed between the cylindrical portion 192 </ b> A and the inner peripheral surface of the shaft hole 141, and the rotating body 19 </ b> A is rotatably supported by the connection housing 14 via the radial bearing 21. The rotating body 19A does not contact any of the shaft portion 181 of the compressor wheel 18, the rotor shaft 15, and the connection housing 14.

ラジアルベアリング２１によって回転体１９Ａを自由回転可能に支持する構成では、ロータシャフト１５によって回転体１９を摺接可能に支持する構成に比べて、回転体１９Ａが回転し易い。   In the configuration in which the rotary body 19A is supported by the radial bearing 21 so as to be freely rotatable, the rotary body 19A is more easily rotated than in the configuration in which the rotor 19 is supported by the rotor shaft 15 so as to be slidable.

次に、図５の第４の実施形態を説明する。第１の実施形態と同じ構成部には同じ符号が用いてある。
回転体１９Ｂは、平板形状のリング部１９６と、リング部１９６の内周縁に一体形成された筒部１９７とを備えている。連結ハウジング１４の端壁１４２には環状溝１４３が形成されている。環状溝１４３の内側周面と筒部１９７との間にはラジアルベアリング２２が介在されており、回転体１９Ａは、ラジアルベアリング２２を介して連結ハウジング１４に回転可能に支持されている。リング部１９６の内径は、コンプレッサホイール１８の最大の回転半径以上の大きさであり、リング部１９６のリング板面１９８は、全て送出通路１３３内に露出している。リング板面１９８は、回転軸線１５１に対して垂直である。 Next, a fourth embodiment of FIG. 5 will be described. The same reference numerals are used for the same components as those in the first embodiment.
The rotating body 19 </ b> B includes a plate-shaped ring portion 196 and a cylindrical portion 197 formed integrally with the inner periphery of the ring portion 196. An annular groove 143 is formed in the end wall 142 of the connection housing 14. A radial bearing 22 is interposed between the inner peripheral surface of the annular groove 143 and the cylindrical portion 197, and the rotating body 19 </ b> A is rotatably supported by the connection housing 14 via the radial bearing 22. The inner diameter of the ring portion 196 is larger than the maximum rotation radius of the compressor wheel 18, and all the ring plate surfaces 198 of the ring portion 196 are exposed in the delivery passage 133. The ring plate surface 198 is perpendicular to the rotation axis 151.

第４の実施形態においても、コンプレッサホイール１８の回転によって送出通路１３３内へ放出される空気の流れが回転体１９Ｂを回転させ、衝撃波の発生が防止される。
次に、図６の第５の実施形態を説明する。第１の実施形態と同じ構成部には同じ符号が用いてある。 Also in the fourth embodiment, the flow of air released into the delivery passage 133 by the rotation of the compressor wheel 18 rotates the rotating body 19B, and the generation of shock waves is prevented.
Next, a fifth embodiment of FIG. 6 will be described. The same reference numerals are used for the same components as those in the first embodiment.

第５の実施形態では、平板形状のリング２３が複数の連結片２４を介して回転体１９Ａの円板部１９１Ａに連結されており、リング２３は、回転体１９Ａと一体的に回転する。リング２３は、円板部１９１Ａの外周部と対向するようにコンプレッサハウジング１３の通路形成壁１３４側に設けられている。送出通路１３３内へ放出された空気は、複数の連結片２４の間を通ってコンプレッサ通路１３２へ流出する。   In the fifth embodiment, the flat ring 23 is connected to the disc portion 191A of the rotating body 19A via a plurality of connecting pieces 24, and the ring 23 rotates integrally with the rotating body 19A. The ring 23 is provided on the side of the passage forming wall 134 of the compressor housing 13 so as to face the outer peripheral portion of the disc portion 191A. The air discharged into the delivery passage 133 flows out between the plurality of connecting pieces 24 and flows out to the compressor passage 132.

送出通路１３３内へ放出された空気の速度と、平板形状のリング２３近傍の空気流速との差は、リング２３の存在によって、送出通路１３３内へ放出された空気流速と、通路形成壁１３４近傍の空気流速との差よりも小さくなる。従って、衝撃波発生防止効果が一層高くなる。   The difference between the velocity of the air released into the delivery passage 133 and the air flow velocity in the vicinity of the flat plate-shaped ring 23 depends on the air flow velocity released into the delivery passage 133 and the neighborhood of the passage forming wall 134 due to the presence of the ring 23. It becomes smaller than the difference from the air flow rate. Therefore, the effect of preventing shock wave generation is further enhanced.

本発明では以下のような実施形態も可能である。
○電動モータによって回転体をコンプレッサホイール１８の回転速度よりも低速で回転させるようにしてもよい。 In the present invention, the following embodiments are also possible.
The rotating body may be rotated at a lower speed than the rotation speed of the compressor wheel 18 by an electric motor.

○減速機構を介してロータシャフト１５の回転を回転体に伝えて回転体を回転させるようにしてもよい。
○第４の実施形態における回転体１９Ｂのリング部１９６に一体的に回転可能に連結された平板形状のリング（第５の実施形態におけるリング２３に相当）をコンプレッサハウジング１３の通路形成壁１３４側に設けてもよい。 The rotation of the rotor shaft 15 may be transmitted to the rotating body via the speed reduction mechanism to rotate the rotating body.
A plate-shaped ring (corresponding to the ring 23 in the fifth embodiment) connected to the ring portion 196 of the rotating body 19B in the fourth embodiment so as to be integrally rotatable is connected to the passage forming wall 134 side of the compressor housing 13 May be provided.

○遠心式送風機、遠心式ブロアに本発明を適用してもよい。
前記した実施形態から把握できる技術思想について以下に記載する。
〔１〕前記インペラの回転方向と同一方向に回転可能な回転体が前記インペラの回転速度よりも低速で回転可能に前記流通路内に配置されている請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の遠心ポンプ。 The present invention may be applied to a centrifugal blower and a centrifugal blower.
The technical idea that can be grasped from the embodiment described above will be described below.
[1] A rotating body that is rotatable in the same direction as a rotation direction of the impeller is disposed in the flow passage so as to be rotatable at a lower speed than the rotation speed of the impeller. The centrifugal pump according to item.

〔２〕請求項１乃至請求項６、前記〔１〕項のいずれか１項に記載の遠心ポンプを備えたターボチャージャ。   [2] A turbocharger comprising the centrifugal pump according to any one of [1] to [6] and [1].

第１の実施形態を示し、（ａ）は、ターボチャージャの側断面図。（ｂ）は、部分拡大側断面図。1A is a side sectional view of a turbocharger according to a first embodiment. (B) is a partial expanded side sectional view. 図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図。The AA sectional view taken on the line of Fig.1 (a). 第２の実施形態を示す断面図。Sectional drawing which shows 2nd Embodiment. 第３の実施形態を示す部分拡大側断面図。The partial expanded side sectional view which shows 3rd Embodiment. 第４の実施形態を示す部分拡大側断面図。The partial expanded side sectional view which shows 4th Embodiment. 第５の実施形態を示す部分拡大側断面図。The partial expanded side sectional view which shows 5th Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１１…ターボチャージャ。１３３…流通路としての送出通路。１３４…形成壁としての通路形成壁。１５…支軸としてのロータシャフト。１５１…回転軸線。１８…インペラとしてのコンプレッサホイール。１９，１９Ａ，１９Ｂ…回転体。１９１…円板部。１９４…円板面。Ｒ…回転方向。Ｄ，ｄ…最大の回転半径。   11 ... Turbocharger. 133: A delivery passage as a flow passage. 134: A passage forming wall as a forming wall. 15: A rotor shaft as a support shaft. 151: A rotational axis. 18 ... Compressor wheel as impeller. 19, 19A, 19B ... rotating body. 191: Disc part. 194: Disc surface. R: Direction of rotation. D, d: Maximum turning radius.

Claims (6)

インペラの回転によって前記インペラの周囲に放出されるガスの流通路を形成する形成壁が前記インペラの周囲に設けられている遠心ポンプにおいて、
前記インペラの回転方向と同一方向に回転可能な回転体が前記インペラの回転軸線の周りに回転可能に前記流通路内に配置されている遠心ポンプ。 In the centrifugal pump in which a forming wall that forms a flow path of gas discharged around the impeller by rotation of the impeller is provided around the impeller,
A centrifugal pump in which a rotating body capable of rotating in the same direction as a rotation direction of the impeller is disposed in the flow passage so as to be rotatable around a rotation axis of the impeller. 前記回転体の最大の回転半径は、前記インペラの最大の回転半径よりも大きい請求項１に記載の遠心ポンプ。   The centrifugal pump according to claim 1, wherein a maximum rotation radius of the rotating body is larger than a maximum rotation radius of the impeller. 前記回転体は、自由回転可能に支持されており、前記回転体は、前記ガスの流れを受けて回転される請求項１及び請求項２のいずれか１項に記載の遠心ポンプ。   The centrifugal pump according to any one of claims 1 and 2, wherein the rotating body is supported so as to be freely rotatable, and the rotating body is rotated by receiving the flow of the gas. 前記インペラは、回転可能に支持された支軸に固定されており、前記回転体は、前記支軸に自由回転可能に支持されている請求項３に記載の遠心ポンプ。   The centrifugal pump according to claim 3, wherein the impeller is fixed to a support shaft that is rotatably supported, and the rotating body is supported to be freely rotatable on the support shaft. 前記回転体は、前記インペラの最大の回転半径よりも大きい半径の円板部を有し、前記円板部は、前記インペラから前記インペラの周囲に放出されるガスの流れを受ける円板面を有する請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の遠心ポンプ。   The rotating body has a disk portion having a radius larger than the maximum rotation radius of the impeller, and the disk portion has a disk surface that receives a flow of gas discharged from the impeller to the periphery of the impeller. The centrifugal pump according to any one of claims 1 to 4, further comprising: 前記円板面は、前記インペラの回転軸線に対して垂直である請求項５に記載の遠心ポンプ。   The centrifugal pump according to claim 5, wherein the disk surface is perpendicular to a rotation axis of the impeller.
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