JP6921984B2 - 遠心圧縮機及びこの遠心圧縮機を備えたターボチャージャ - Google Patents
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Description
インペラ及びハウジングを備える遠心圧縮機であって、
前記ハウジングは、
前記インペラの外周側に渦巻き状のスクロール流路が形成されたスクロール部と、
ディフューザ流路が形成されたディフューザ部であって、前記ディフューザ流路は前記スクロール流路の径方向内側で前記スクロール流路に沿って延びるとともに前記スクロール流路と連通するディフューザ部と
を含み、
前記ディフューザ流路は、
前記ディフューザ流路の入口部から前記入口部よりも径方向外側に位置するスロート部まで流路高さが減少しながら延びる内側流路部と、
前記スロート部から前記ディフューザ流路の出口部まで延びる外側流路部と
を含み、
前記インペラの回転方向において前記スクロール部の舌部を基準とする前記スクロール部の周方向の角度範囲が240°から300°までの範囲内における前記回転軸線から前記スロート部までの平均距離は、前記角度範囲が240°から300°までの範囲外における前記回転軸線から前記スロート部までの平均距離よりも大きく、
前記角度範囲が240°から300°までの範囲内における前記スロート部における平均流路高さは、前記角度範囲が240°から300°までの範囲外における前記スロート部における平均流路高さ以上である。
また、スクロール流路の巻き終わり部付近の領域においてスロート部を他の領域よりも単に径方向外側に位置させるだけの構成にすると、スロート部における流路高さが他の領域よりも低下してしまい、流路面積が低下する構成となってしまう。しかし、上記(1)の構成によると、スクロール流路の巻き終わり部付近の領域においてスロート部を他の領域よりも径方向外側に位置させても、スロート部における平均流路高さが他の領域でのスロート部における平均流路高さ以上であるので、流路面積が低下する構成を回避することができる。
前記回転軸線から前記スロート部までの距離は、周方向に沿って少なくとも部分的に変化し、前記角度範囲が240°から300°までの範囲内で最大となる。
前記ディフューザ部は、前記内側流路部を互いの間に画定する第1内壁面及び第2内壁面を含み、前記第1内壁面は前記回転軸線に対して垂直であり、前記第2内壁面は、前記入口部から前記スロート部まで前記第1内壁面に近づくように前記回転軸線に垂直な平面に対して鋭角の傾斜角度を形成して傾斜し、
前記角度範囲が240°から300°までの範囲内における前記傾斜角度の平均値は、前記角度範囲が240°から300°までの範囲外における前記傾斜角度の平均値よりも小さい。
インペラ及びハウジングを備える遠心圧縮機であって、
前記ハウジングは、
前記インペラの外周側に渦巻き状のスクロール流路が形成されたスクロール部と、
ディフューザ流路が形成されたディフューザ部であって、前記ディフューザ流路は前記スクロール流路の径方向内側で前記スクロール流路に沿って延びるとともに前記スクロール流路と連通するディフューザ部と
を含み、
前記ディフューザ流路は、
前記ディフューザ流路の入口部から前記入口部よりも径方向外側に位置するスロート部まで流路高さが減少しながら延びる内側流路部と、
前記スロート部から前記ディフューザ流路の出口部まで延びる外側流路部と
を含み、
前記インペラの回転方向において前記スクロール部の舌部を基準とする前記スクロール部の周方向の角度範囲が240°から300°までの範囲内における前記回転軸線から前記スロート部までの平均距離は、前記角度範囲が240°から300°までの範囲外における前記回転軸線から前記スロート部までの平均距離よりも大きく、
前記外側流路部は、前記角度範囲が270°から360°までの範囲内において、径方向における前記スロート部から前記出口部までの少なくとも一部の領域の流路高さが周方向下流に向かって減少する周方向範囲を有する。
前記外側流路部は、前記角度範囲が270°から360°までの範囲内において、径方向における前記スロート部から前記出口部までの少なくとも一部の領域の流路高さが周方向下流に向かって減少する周方向範囲を有する。
前記ディフューザ部は、前記外側流路部を互いの間に画定する第3内壁面及び第4内壁面を含み、前記第3内壁面は前記回転軸線に対して垂直であり、
前記第4内壁面は、前記角度範囲が270°から360°までの範囲内において、周方向下流に向かって前記第3内壁面に近づくように前記回転軸線に垂直な平面に対して傾斜する前記周方向範囲を有する。
前記周方向範囲において、周方向の最も上流側における前記少なくとも一部の領域の流路高さをhCとし、周方向の最も下流側における前記少なくとも一部の領域の流路高さをhDとすると、
0.6≦hD/hC≦0.9
である。
上記(1)〜(7)のいずれかの遠心圧縮機を備える。
図1に示されるように、本開示の実施形態1に係る遠心圧縮機1は、ハウジング2と、ハウジング2内において回転軸線Lを中心に回転可能に設けられたインペラ3とを備えている。ハウジング2は、インペラ3の外周側に渦巻き状のスクロール流路5が形成されたスクロール部4と、ディフューザ流路7が形成されたディフューザ部6とを含んでいる。
次に、実施形態2に係る遠心圧縮機について説明する。実施形態2に係る遠心圧縮機は、実施形態1に対して、小流量側での遠心圧縮機の効率低下を抑制するための構成を付加したものである。尚、実施形態2において、実施形態1の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
2 ハウジング
3 インペラ
4 スクロール部
4a 舌部
5 スクロール流路
6 ディフューザ部
7 ディフューザ流路
7a (ディフューザ流路の)入口部
7b (ディフューザ流路の)出口部
10 スロート部
11 内側流路部
11a 第1内壁面
11b 第2内壁面
12 外側流路部
12a 第3内壁面
12b 第4内壁面
h0 (スロート部の)流路高さ
hB (スロート部の)流路高さ
hC (スロート部の)流路高さ
hD (スロート部の)流路高さ
A 領域
B 角度範囲
C 位置
D 位置
L (インペラの)回転軸線
P 平面
R 距離
Rmax (距離Rの)最大値
α 傾斜角度
β 傾斜角度
θ 中心角
Claims (8)
- インペラ及びハウジングを備える遠心圧縮機であって、
前記ハウジングは、
前記インペラの外周側に渦巻き状のスクロール流路が形成されたスクロール部と、
ディフューザ流路が形成されたディフューザ部であって、前記ディフューザ流路は前記スクロール流路の径方向内側で前記スクロール流路に沿って延びるとともに前記スクロール流路と連通するディフューザ部と
を含み、
前記ディフューザ流路は、
前記ディフューザ流路の入口部から前記入口部よりも径方向外側に位置するスロート部まで流路高さが減少しながら延びる内側流路部と、
前記スロート部から前記ディフューザ流路の出口部まで延びる外側流路部と
を含み、
前記インペラの回転方向において前記スクロール部の舌部を基準とする前記スクロール部の周方向の角度範囲が240°から300°までの範囲内における前記回転軸線から前記スロート部までの平均距離は、前記角度範囲が240°から300°までの範囲外における前記回転軸線から前記スロート部までの平均距離よりも大きく、
前記角度範囲が240°から300°までの範囲内における前記スロート部における平均流路高さは、前記角度範囲が240°から300°までの範囲外における前記スロート部における平均流路高さ以上である遠心圧縮機。 - 前記回転軸線から前記スロート部までの距離は、周方向に沿って少なくとも部分的に変化し、前記角度範囲が240°から300°までの範囲内で最大となる、請求項1に記載の遠心圧縮機。
- 前記ディフューザ部は、前記内側流路部を互いの間に画定する第1内壁面及び第2内壁面を含み、前記第1内壁面は前記回転軸線に対して垂直であり、前記第2内壁面は、前記入口部から前記スロート部まで前記第1内壁面に近づくように前記回転軸線に垂直な平面に対して鋭角の傾斜角度を形成して傾斜し、
前記角度範囲が240°から300°までの範囲内における前記傾斜角度の平均値は、前記角度範囲が240°から300°までの範囲外における前記傾斜角度の平均値よりも小さい、請求項1に記載の遠心圧縮機。 - インペラ及びハウジングを備える遠心圧縮機であって、
前記ハウジングは、
前記インペラの外周側に渦巻き状のスクロール流路が形成されたスクロール部と、
ディフューザ流路が形成されたディフューザ部であって、前記ディフューザ流路は前記スクロール流路の径方向内側で前記スクロール流路に沿って延びるとともに前記スクロール流路と連通するディフューザ部と
を含み、
前記ディフューザ流路は、
前記ディフューザ流路の入口部から前記入口部よりも径方向外側に位置するスロート部まで流路高さが減少しながら延びる内側流路部と、
前記スロート部から前記ディフューザ流路の出口部まで延びる外側流路部と
を含み、
前記インペラの回転方向において前記スクロール部の舌部を基準とする前記スクロール部の周方向の角度範囲が240°から300°までの範囲内における前記回転軸線から前記スロート部までの平均距離は、前記角度範囲が240°から300°までの範囲外における前記回転軸線から前記スロート部までの平均距離よりも大きく、
前記外側流路部は、前記角度範囲が270°から360°までの範囲内において、径方向における前記スロート部から前記出口部までの少なくとも一部の領域の流路高さが周方向下流に向かって減少する周方向範囲を有する遠心圧縮機。 - 前記外側流路部は、前記角度範囲が270°から360°までの範囲内において、径方向における前記スロート部から前記出口部までの少なくとも一部の領域の流路高さが周方向下流に向かって減少する周方向範囲を有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の遠心圧縮機。
- 前記ディフューザ部は、前記外側流路部を互いの間に画定する第3内壁面及び第4内壁面を含み、前記第3内壁面は前記回転軸線に対して垂直であり、
前記第4内壁面は、前記角度範囲が270°から360°までの範囲内において、周方向下流に向かって前記第3内壁面に近づくように前記回転軸線に垂直な平面に対して傾斜する前記周方向範囲を有する、請求項4または5に記載の遠心圧縮機。 - 前記周方向範囲において、周方向の最も上流側における前記少なくとも一部の領域の流路高さをhCとし、周方向の最も下流側における前記少なくとも一部の領域の流路高さをhDとすると、
0.6≦hD/hC≦0.9
である、請求項4〜6のいずれか一項に記載の遠心圧縮機。 - 請求項1〜7のいずれか一項に記載の遠心圧縮機を備えたターボチャージャ。
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