JP5787790B2

JP5787790B2 - 遠心流体機械の吸気管構造

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Publication number: JP5787790B2
Application number: JP2012044103A
Authority: JP
Inventors: 勲冨田; 東條　正希; 正希東條; 横山　隆雄; 隆雄横山
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2012-02-29
Filing date: 2012-02-29
Publication date: 2015-09-30
Anticipated expiration: 2032-02-29
Also published as: WO2013129409A1; CN104169588A; EP2821652B1; US9790957B2; EP2821652A1; EP2821652A4; JP2013181414A; CN104169588B; US20150050136A1

Description

本発明は、流体機械の一つである遠心圧縮機、斜流圧縮機、遠心送風機および斜流送風機（以下、これらを総称して遠心流体機械と称する）の吸気管構造に関する。

車両や船舶に搭載されるターボチャージャやターボ冷凍機には、高速で回転する羽根車を備え、遠心力を利用して流体を昇圧する遠心圧縮機が用いられる。この遠心圧縮機には広い作動レンジが求められるが、遠心圧縮機に導流される流体の流量が減少すると吐出圧力が脈動して運転状態が不安定になるサージングが発生し、作動限界となる。よって、遠心圧縮機において広い作動レンジを確保するためには、サージングが発生する限界流量を低減する必要がある。

上述した限界流量を低減するには、図１３（ａ）に示したように、羽根車に導流する流体を羽根車の回転方向と同じ方向に旋回（順旋回）させることが有効である。ここで図１３（ａ）は、回転数を一定にした場合において、羽根車に導流する流体を順旋回させた場合の圧縮機の性能特性の変化を示したグラフである。この図１３（ａ）からも分かるように、羽根車に導流する流体を順旋回させると、サージラインがグラフの左側に移動し、サージングが発生する限界流量が小さくなる。しかしながら、羽根車に導流する流体を順旋回させると最大流量も低下するため、作動レンジ自体を広げることはできない。

一方、大流量時においては高い圧力比が求められる。高い圧力比を実現するためには、図１３（ｂ）に示したように、羽根車に導流する流体を羽根車の回転方向と反対方向に旋回（逆旋回）させることが有効である。ここで図１３（ｂ）は、回転数を一定にした場合において、羽根車に導流する流体を逆旋回させた場合の圧縮機の性能特性の変化を示したグラフである。この図１３（ｂ）からも分かるように、羽根車に導流する流体を逆旋回させると、性能曲線がグラフの右上側に移動し、圧力比が向上する。しかしながら、羽根車に導流する流体を逆旋回させると、サージラインもグラフの右側に移動するため、作動レンジ自体は狭くなってしまう。

特許文献１には、自動車用ターボチャージャの遠心圧縮機において、空気偏向ベーンからなる可変機構をアクチュエータ等によって作動させることで、羽根車に導流する流体を大流量時には逆旋回させ、小流量時には順旋回させることができる事前旋回発生装置が開示されている。この特許文献１の事前旋回発生装置によれば、図１４に示したように、大流量時には逆旋回流を導流することで圧力比を向上させ、小流量時には順旋回流を導流することでサージングを回避することができる。また、作動レンジの最大流量も低下しないため、広い作動レンジを確保することができる。

特許第４４６４６６１号公報

しかしながら、上述した特許文献１の事前旋回発生装置は、アクチュエータ等によって可変機構を操作する機械式の事前旋回発生装置であり、装置の大型化や高コスト化を招来するとの問題がある。特に自動車用のターボチャージャにおいては、装置の小型化、低コスト化への要求が強く、機械的手段を採用するのは現実的ではない。

本発明は、このような従来技術の課題に鑑みなされた発明であって、機械的手段によることなく、吸気管の形状等を工夫することで、羽根車に導流する流体を大流量時には逆旋回させて圧力比を向上させ、小流量時には順旋回させることでサージングを回避し、且つ広い作動レンジを確保できる遠心流体機械の吸気管構造を提供することを目的とする。

本発明は、上述したような従来技術における課題及び目的を達成するために発明されたものであって、
本発明の遠心流体機械の吸気管構造は、回転軸に取り付けられた羽根車と、該羽根車を収容するハウジングとを有する遠心流体機械において、前記回転軸の軸方向に対して略直交方向に流れる流体を、前記回転軸の軸方向に突設する前記ハウジングの吸入管部を介して、前記ハウジングに収容されている羽根車の回転中心に導流するための吸気管構造であって、
前記回転軸の軸方向に対して略直交方向に延伸する流入部と、該流入部と前記ハウジングの吸入管部とを接続する遷移部とを備え、
前記回転軸の軸方向と直交し且つ前記流入部の流路断面を通過するとともに、前記回転軸の軸方向線との交点が前記遷移部の内部に位置するように構成された仮想平面が存在するように構成されていることを特徴とする。

本発明の遠心流体機械の吸気管構造は、回転軸の軸方向に対して略直交方向に流れる流体を、羽根車の回転中心に導流するための吸気管構造であって、上述したように、回転軸の軸方向と直交し且つ流入部の流路断面を通過するとともに、回転軸の軸方向線との交点が遷移部の内部に位置するように構成された仮想平面が存在するように構成されている。このように構成される本発明の吸気管構造は、ハウジングの吸入管部の手前で急に曲がった形状となる。

このため、流入部から遷移部を通ってハウジングの吸入管部へと向かう流体の流れ（主流）が、吸入管部の手前にて急激に変化することで、この主流に乱れが生じる。この際、小流量時は圧力比が高いことから、羽根車によって旋回流が与えられた流体が羽根車上流に逆流し、この逆流が遷移部に流れ込んで、流れが乱れた主流に順方向の旋回流を生じせしめる。一方、大流量時は圧力比が低く、また遷移部を流れる主流の流速も速いことから、逆流による旋回流は発生しない。よって、このような本発明の吸気管構造によれば、羽根車に導流する流体に小流量時にのみ順方向の旋回流を生じさせることで、サージングを回避することができる。また、作動レンジの最大流量を低下させずに、広い作動レンジを確保することができる。

上記発明において、前記羽根車の回転中心を正面から視た正面視における前記吸気管構造の形状が、前記流入部側から前記遷移部側に向かって、前記羽根車の回転方向とは反対方向に曲がっている。すなわち、正面視において羽根車が時計回り方向に回転している場合には、流入部側から遷移部側に向かって左側に曲がっており、羽根車が反時計回り方向に回転している場合には、流入部側から遷移部側に向かって右側に曲がっている。

このように、吸気管構造が羽根車の回転方向とは反対方向に曲がっていれば、大流量時において、吸気管構造を流れる主流が羽根車の回転方向に対して逆回転の旋回流となって羽根車に流れ込むため、圧力比を向上させることができる。一方、小流量時では、上述した逆流の影響の方が強く、羽根車に導流される流体は順方向の旋回流のままとなる。よって、このような本発明の吸気管構造によれば、大流量時には羽根車に導流する流体を逆旋回させて圧力比を向上させ、小流量時には羽根車に導流する流体を順旋回させることでサージングを回避することができる。また、作動レンジの最大流量を低下させずに、広い作動レンジを確保することができる。

また上記発明において、前記遷移部の全長をＬ、前記流入部と接続する前記遷移部の一端の流路断面積をＡ１、前記吸入管部と接続する前記遷移部の他端の流路断面積をＡ２、前記遷移部の一端から距離Ｌ１だけ離れた位置の前記遷移部の流路断面積をＡ３とした場合に、前記遷移部の少なくとも一部区間は、下記式（１）の関係を満たすように構成されていることが望ましい。
Ａ３＞Ａ１−（Ａ１−Ａ２）×Ｌ１／Ｌ・・・（１）
（但し、０＜Ｌ１＜Ｌ）

このように構成されていれば、遷移部の一端と他端との間に流路断面の大きい区間が形成されるため、小流量時において、逆流が遷移部の上流側まで到達し易くなり、主流に対してより強い順方向の旋回流を生じさせることができる。

また上記発明において、前記遷移部の一部区間の流路断面が非円形状に形成されていれば、小流量時においてより一層逆流が遷移部の上流側まで到達し易くなり、主流により強い順方向の旋回流が生じるようになるため、好ましい。

このように構成される本発明の遠心流体機械の吸気管構造は、自動車用ターボチャージャの遠心圧縮機として特に好適に用いることができる。

本発明によれば、機械的手段によることなく、大流量時には羽根車に導流する流体を逆旋回させて圧力比を向上させ、小流量時には羽根車に導流する流体を順旋回させることでサージングを回避し、且つ広い作動レンジを確保できる遠心流体機械の吸気管構造を提供することができる。

本発明の吸気管構造が適用された自動車用ターボチャージャの遠心圧縮機を示した概略図である。本発明の吸気管構造を示した図であり、（ａ）は回転軸線を側方から視た側面図、（ｂ）は羽根車を正面から視た正面図である。本発明の吸気管構造を示した斜視図である。比較例における吸気管構造を示した図であり、（ａ）は回転軸線を側方から視た側面図、（ｂ）は羽根車を正面から視た正面図である。比較例における吸気管構造を示した斜視図である。本発明の吸気管構造における流体の流れを示した模式図である。図４（ａ）のｘ-ｘ断面における流体の速度ベクトル分布を示した図である。本発明の吸気管構造における流体の流れを示した模式図である。本発明の吸気管構造の流路断面積を示したグラフである。本発明の吸気管構造の遷移部における流路断面を説明するための模式図である。本発明の吸気管構造の各断面を示した図である。比較例の吸気管構造の各断面を示した図である。本発明の別の実施形態の吸気管構造を示した図であり、（ａ）は回転軸線を側方から視た側面図、（ｂ）は羽根車を正面から視た正面図である。本発明の別の実施形態の吸気管構造を示した斜視図である。本発明の別の実施形態の吸気管構造の流路断面積を示したグラフである。（ａ）は、回転数を一定にした場合において、羽根車に導流する流体を順旋回させた場合の圧縮機の性能特性の変化を示したグラフ、（ｂ）は、回転数を一定にした場合において、羽根車に導流する流体を逆旋回させた場合の圧縮機の性能特性の変化を示したグラフである。小流量時には羽根車に導流する流体を順旋回させ、大流量時には羽根車に導流する流体を逆旋回させた場合の圧縮機の性能特性の変化を示したグラフである。

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいてより詳細に説明する。
ただし、本発明の範囲は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に記載がない限り、本発明の範囲をそれにのみ限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
また、以下の説明では、本発明を自動車用ターボチャージャの遠心圧縮機の吸気管構造に適用した場合を例にして説明するが、本発明の用途はこれに限定されない。

図１は、本発明の一実施例として、本発明の吸気管構造が適用された自動車用ターボチャージャの遠心圧縮機を示した概略図である。この自動車用ターボチャージャ１は、図１に示したように、コンプレッサロータ（羽根車）が収容されたコンプレッサハウジング４（ハウジング）と、回転軸が収容されたベアリングハウジング５と、タービンロータが収容されたタービンハウジング６を備えている。これらコンプレッサロータ及びタービンロータは、回転軸に対して同軸上に取り付けられており、タービンハウジング６に流入した排気ガスによってタービンロータが回転することで、同軸上に取り付けられているコンプレッサロータも回転するように構成されている。

また、コンプレッサハウジング４の正面（図１のＡ方向から視認した面）には、吸入管部４ａが回転軸の軸方向に突設している。また、この吸入管部４ａには本発明の吸気管構造１０が接続されており、この吸気管構造１０には、回転軸線３（回転軸の軸方向線）に対して略直交方向に延伸する吸気通路１８が接続されている。また、コンプレッサハウジング４の周方向に延設されたスクロール部４ｂには、排気管８が接続されている。本実施形態の遠心圧縮機２は、これらコンプレッサハウジング４、排気管８及び吸気管構造１０とから構成されている。そしてコンプレッサロータが回転することで、吸気通路１８を流れている空気などの流体ｆが、吸気管構造１０を流れ、吸入管部４ａを介して、コンプレッサハウジング４に収容されているコンプレッサロータの正面に導流されるようになっている。

次に、本発明の遠心圧縮機の吸気管構造について、比較例と対比しつつ詳細に説明する。
図２Ａは本発明の吸気管構造を示した図であり、（ａ）は回転軸線を側方から視た側面図、（ｂ）はコンプレッサロータを正面から視た正面図である。また図２Ｂは本発明の吸気管構造を示した斜視図である。なお、図２Ａ中の矢印ｆ１、ｆ２は、小流量時における主流ｆ１及び逆流ｆ２の流れ方向を示しており、図２Ａ中の二点鎖線１１０は、比較例における吸気管構造１１０の形状を示した線である。

また図３Ａは比較例における吸気管構造を示した図であり、（ａ）は回転軸線を側方から視た側面図、（ｂ）は羽根車を正面から視た正面図である。また図３Ｂは本発明の吸気管構造を示した斜視図である。ここで比較例の吸気管構造１１０は、従来の吸気管構造に対する一般的な設計思想に基づいて、回転軸線１０３に対して略直交方向に流れる流体ｆを出来るだけ損失が少なく、且つ速やかにコンプレッサロータ１１２の回転中心１１２ａに導流することができる吸気管構造として、本発明者らが設計したものである。

本発明の吸気管構造１０は、図２Ａおよび図２Ｂに示したように、上述した吸気通路１８と接続する流入部１４と、一端１６ａが流入部１４と接続し、他端１６ｂがコンプレッサハウジング４の吸入管部４ａの開口端と接続する遷移部１６とを備えている。また、図２Ａ（ｂ）に矢印ｒで示したように、コンプレッサハウジング４に収容されたコンプレッサロータ１２は、その回転中心１２ａを中心として正面視で時計回り方向ｒに回転するように収容されている。

流入部１４は、回転軸線３に対して略直交方向に真直ぐに延伸しており、その流路断面は変化していない。ここで略直交とは、流入部１４の延伸方向と回転軸線３との交角が、おおむね直角に近い角度をなす場合を意味し、具体的には７５度〜１０５度の範囲にある場合を指すものとする。一方、遷移部１６は、一端１６ａが回転軸線３に対して略水平に配向されるとともに、他端１６ｂが回転軸線３に対して垂直に配向されている。またその流路断面は、後述するように、途中の流路断面が拡大されるように形成されている。

また図２Ａに示したように、本発明の吸気管構造１０は、比較例の吸気管構造１１０と比べて、側面視において、側面視における湾曲部分の外側および内側の両側に膨出した形状となっている。また正面視において、正面視における湾曲部分の内側に膨出した形状となっている。

そして本発明の吸気管構造１０は、図２Ｂに示されるように、回転軸線３と直交し且つ流入部１４の流路断面を通過するとともに、回転軸線３との交点２２が遷移部１６の内部に位置するように構成された仮想平面２０が存在している。図２Ｂの仮想平面２０は、流入部１４の上流端１４ａにおける中心１５を通過している。これに対して、比較例の吸気管構造１１０では、図３Ｂに示されるように、回転軸線１０３と直交し且つ流入部１１４の流入断面を通過するとともに、回転軸線１０３との交点１２２が遷移部１１６の内部に位置するように構成された仮想平面は存在しない。図３Ｂに示されるように、最もコンプレッサハウジング１０４と近接する仮想平面１２０であっても、その回転軸線１０３との交点１２２は、遷移部１１６の外部に位置する。

このように構成される本発明の吸気管構造１０は、比較例の吸気管構造１１０と比べて、その遷移部１６が吸入管部４ａの手前で急に曲がった形状となる。このため、図４に模式的に示したように、吸気通路１８から流入し、流入部１４から遷移部１６を通ってコンプレッサハウジング４の吸入管部４ａへと向かう流体の流れ（主流ｆ１）が、吸入管部４ａの手前にて急激に変化し、この主流ｆ１に乱れが生じる。この際、図４（ａ）に示した小流量時は圧力比が高いことから、コンプレッサハウジング４に流入した流体がコンプレッサロータ１２の表面に衝突して旋回流（逆流ｆ２）が生じ、この逆流ｆ２が遷移部１６に流れ込む。本実施形態において逆流ｆ２は、図２Ａ（ａ）に示したように、遷移部１６における側面視における湾曲部分の内側の膨出部分に流れ込む。そして、コンプレッサハウジング４に流入する流体ｆ１に順方向の旋回流を生じせしめる。なお、ここで図５は、図４（ａ）のｘ-ｘ断面における流体の速度ベクトル分布を示している。

一方、図４（ｂ）に示した大流量時では、圧力比が低く、また遷移部１６を流れる主流ｆ１の流速も速いことから、逆流ｆ２による旋回流は発生しない。主流ｆ１は、コンプレッサロータ１２の回転中心１２に向かって真っすぐに導流される。すなわち本発明の吸気管構造１０では、小流量時にのみコンプレッサハウジング４に導流される流体に順方向の旋回流が生じるようになっている。

また本発明の吸気管構造１０は、図２Ａ（ｂ）に示したように、正面視における吸気管構造１０の形状が、流入部１４側から遷移部１６の他端１６ｂ側に向かって、コンプレッサロータ１２の回転方向ｒとは反対方向、すなわち反時計回り方向に湾曲している。

このように、吸気管構造１０がコンプレッサロータ１２の回転方向とは反対方向に曲がっていれば、図６に模式的に示したように、図６（ｂ）に示した大流量時において、吸気管構造１０を流れる主流ｆ１が、コンプレッサロータ１２の回転方向ｒに対して逆回転の旋回流となってコンプレッサロータ１２に流れ込む。一方、図６（ａ）に示した小流量時では、上述した逆流ｆ２の影響の方が強いため、コンプレッサロータ１２に導流される流体ｆ１は順方向の旋回流のままとなる。

すなわち、本発明の吸気管構造１０では、機械的手段によることなく、大流量時にはコンプレッサロータ１２に導流する流体を逆旋回させ、小流量時にはコンプレッサロータ１２に導流する流体を順旋回させることができる。よって、大流量時にはコンプレッサロータ１２に導流する流体を逆旋回させて圧力比を向上させるとともに、小流量時にはコンプレッサロータ１２に導流する流体を順旋回させることでサージングを回避でき、且つ広い作動レンジを確保できる吸気管構造１０を提供することができる。

これに対して、図３Ａ，３Ｂに示した比較例の吸気管構造１１０では、大流量時および小流量時のいずれにおいても、コンプレッサロータ１１２の回転方向ｒとは逆回転の旋回流がコンプレッサロータ１１２に流れ込む。このため、大流量時では圧力比を向上させることができるが、小流量時にサージングが生じやすく、また広い作動レンジを確保することも出来ない。

また本発明の吸気管構造１０において、流入部１４の流路断面は変化していないが、遷移部１６の流路断面は、図７に示したように、下記式（１）を満たすように、その流路断面が変化するように形成されている。ここで図７は、吸気管構造１０の各位置における流路断面積を示したグラフである。なお、下記式（１）において、Ｌは遷移部１６の全長、Ａ１は遷移部１６の一端１６ａの流路断面積、Ａ２は遷移部１６の他端１６ｂの流路断面積、Ａ３は遷移部１６の一端１６ａから距離Ｌ１だけ離れた位置における遷移部１６の流路断面積である。
Ａ３＞Ａ１−（Ａ１−Ａ２）×Ｌ１／Ｌ・・・（１）
（但し、０＜Ｌ１＜Ｌ）

この図７に示したように、遷移部１６の一端１６ａから距離Ｌ１だけ離れた位置における流路断面積Ａ３は、図中の点線７で示される断面積よりも大きく形成されている。すなわち本発明の遷移部１６は、図８（ａ）に模式的に示したように、一端１６ａと他端１６ｂとの間の流路断面が拡大された、樽状に膨出した形状をなす。これに対して比較例の遷移部１１６では、図８（ｂ）に模式的に示したように、一端１１６ａの流路断面積Ａ１が一番大きくなっており、他端１１６ｂに向かうにつれてその流路断面積が一様に小さくなっている。

このような本発明の遷移部１６によれば、一端１６ａと他端１６ｂとの間に流路断面が拡大された区間が形成されるため、図８（ａ）に模式的に示したように、小流量時において逆流ｆ２が遷移部１６の上流側まで到達し易くなる。これにより、主流ｆ１により強い順方向の旋回流を発生させることができるようになっている。

また図９に示したように、本発明の吸気管構造１０では、その遷移部１６の流路断面が非円形状に形成されている。これに対して比較例の吸気管構造１１０では、図１０に示したように、流入部１１４だけでなく遷移部１１６の流路断面も円形状に形成されている。

このように遷移部１６の流路断面が非円形状に形成されていれば、比較例のように遷移部１１６の流路断面が円形に形成されている場合と比べて、遷移部１６を流れる流体の損失が大きくなり、その分だけ主流ｆ１が乱され易くなる。このため、小流量時において、より一層逆流ｆ２が遷移部１６の上流側まで到達し易くなり、主流ｆ１により強い順方向の旋回流が生じるようになる。なお、このような非円形状の流路断面は遷移部１６の全区間に形成されていなくともよく、少なくとも遷移部１６の一部区間に形成されていればよいものである。またこの際、少なくとも上記式（１）の関係を満たす区間において、その流路断面が非円形状に形成されていれば、逆流ｆ２が遷移部１６の上流に到達し易くなり、主流ｆ１により強い順方向の旋回流を生じさせる上で効果的である。

このように本発明の吸気管構造１０は、機械的手段によることなく、吸気管の形状等を工夫することで、大流量時にはコンプレッサロータ１２に導流する流体を逆旋回させて圧縮比を向上させ、小流量時にはコンプレッサロータ１２に導流する流体を順旋回させることでサージングを回避し、且つ広い作動レンジを確保できる。このような本発明の吸気管構造１０は、装置の小型化、低コスト化への要求が強い自動車用のターボチャージャにおいて、特に好適に用いることができる。

以上、本発明の好ましい形態について説明したが、本発明は上記の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない範囲での種々の変更が可能である。

例えば、図１１Ａは本発明の別の実施形態の吸気管構造を示した図であり、（ａ）は回転軸線を側方から視た側面図、（ｂ）はコンプレッサロータを正面から視た正面図である。また図１１Ｂは本発明の別の実施形態の吸気管構造を示した斜視図である。なお、図１１Ａ中の矢印ｆ１、ｆ２は、小流量時における主流ｆ１及び逆流ｆ２の流れ方向を示している。また、この別の実施形態の吸気管構造は、上述した実施形態と基本的には同様の構成であり、同一の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

この別の実施形態の吸気管構造１０は、上述した実施形態と同様、図１１Ｂに示されるように、回転軸線３と直交し且つ流入部１４の流路断面を通過するとともに、回転軸線３との交点２２が遷移部１６の内部に位置するように構成された仮想平面２０が存在している。図１１Ｂの仮想平面２０は、流入部１４の上流端１４ａにおける中心１５を通過している。しかしながら、上述した実施形態よりも側面視における湾曲部分が外側に大きく膨出している点が異なっており、図１１Ａ（ａ）に示されるように、小流量時においては、その側面視における外側の膨出部分に逆流ｆ２が流れ込んでいる。なお、正面視においては、上述した実施形態と同様に、図１１Ａ（ｂ）に示されるように、逆流ｆ２が正面視における湾曲部分の外側に流れ込み、主流ｆ１が正面視における湾曲部分の内側を流れるようになっている。

このように構成される本発明の別の実施形態の吸気管構造１０も、上述した実施形態と同様に、大流量時にはコンプレッサロータ１２に導流する流体を逆旋回させて圧縮比を向上させ、小流量時にはコンプレッサロータ１２に導流する流体を順旋回させることでサージングを回避し、且つ広い作動レンジを確保することができるようになっている。

また図１２に示したように、その遷移部１６の流路断面が、少なくとも他端１６ｂ側の区間において上記式（１）の関係を満たすようになっている。このように構成されていれば、小流量時において、少なくとも上記式（１）を満たす区間まで逆流ｆ２が到達し易くなるため、上述した実施形態と同様に、主流ｆ１により強い順方向の旋回流を発生させることができるようになっている。

本発明によれば、遠心圧縮機や遠心送風機などの遠心流体機械、例えば、車両や船舶に搭載されるターボチャージャやターボ冷凍機などの遠心圧縮機における吸気管構造として好適に用いることができる。

１自動車用ターボチャージャ
２遠心圧縮機（遠心流体機械）
３回転軸線
４コンプレッサハウジング（ハウジング）
４ａ吸入管部
４ｂスクロール部
５ベアリングハウジング
６タービンハウジング
８排気管
１０吸気管構造
１２コンプレッサロータ（羽根車）
１２ａ回転中心
１４流入部
１６遷移部
１８吸気通路
２０仮想平面

Claims

回転軸に取り付けられた羽根車と、該羽根車を収容するハウジングとを有する遠心流体機械において、前記回転軸の軸方向に対して略直交方向に流れる流体を、前記回転軸の軸方向に突設する前記ハウジングの吸入管部を介して、前記ハウジングに収容されている羽根車の回転中心に導流するための吸気管構造であって、
前記回転軸の軸方向に対して略直交方向に延伸する流入部と、該流入部と前記ハウジングの吸入管部とを接続する遷移部とを備え、
前記回転軸の軸方向と直交し且つ前記流入部の流路断面を通過するとともに、前記回転軸の軸方向線との交点が前記遷移部の内部に位置するように構成された仮想平面が存在するように構成されているとともに、
前記羽根車の回転中心を正面から視た正面視における前記吸気管構造の形状が、前記流入部側から前記遷移部側に向かって、前記羽根車の回転方向とは反対方向に曲がっていることを特徴とする遠心流体機械の吸気管構造。
前記遷移部の全長をＬ、前記流入部と接続する前記遷移部の一端の流路断面積をＡ１、前記吸入管部と接続する前記遷移部の他端の流路断面積をＡ２、前記遷移部の一端から距離Ｌ１だけ離れた位置の前記遷移部の流路断面積をＡ３とした場合に、前記遷移部の少なくとも一部区間は、下記式（１）の関係を満たすように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の遠心流体機械の吸気管構造。
Ａ３＞Ａ１−（Ａ１−Ａ２）×Ｌ１／Ｌ・・・（１）
（但し、０＜Ｌ１＜Ｌ）
前記遷移部の一部区間の流路断面が非円形状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の遠心流体機械の吸気管構造。
前記遠心流体機械は自動車用ターボチャージャの遠心圧縮機であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の遠心流体機械の吸気管構造。