JPH03217699A - Scroll structure of compressor - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
この発明は、ターボチャージャにおける遠心圧縮機のス
クロール構造に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) This invention relates to a scroll structure of a centrifugal compressor in a turbocharger.
（従来の技術）
従来の自動車用ターボチャージャの遠心圧縮機は、第６
図に示す実開昭６０−１０７３９２号公報のように構成
されている。ターボチャージャのセンタハウジング１０
１に軸支された回転軸１０３の左端部には、インベラ１
０５がナット１ｏ７にて締結され、このインペラ１０７
は圧縮機ハウジング１０９内に収納される。圧縮機ハウ
ジング１０９は、インペラ１０５を内包する筒状部１１
１と、インペラ１０５の外周側に位置する渦巻状に形成
されたスクロール部１１３とにより構成される。(Prior art) A conventional centrifugal compressor for an automotive turbocharger is
It is constructed as shown in the figure, Japanese Utility Model Application No. 60-107392. Turbocharger center housing 10
At the left end of the rotating shaft 103 supported by the invera 1
05 is fastened with nut 1o7, and this impeller 107
is housed within the compressor housing 109. The compressor housing 109 includes a cylindrical portion 11 that encloses the impeller 105.
1 and a scroll portion 113 formed in a spiral shape and located on the outer peripheral side of the impeller 105.
回転軸１０３の右側に設けられた図示外のタービンロー
タが排ガスによって高速で回転するとき、インベラ１０
５も回転して筒状部１１１内に取込まれた空気は、イン
ペラ１０５で圧縮されて平行壁ディフユーザ１１５で減
速し、圧力が上昇した後、スクロール部１１３内の渦巻
き流路１１４に流入し、図示外の出口流路を経て図示外
のエンジンに供給される。When a turbine rotor (not shown) provided on the right side of the rotating shaft 103 rotates at high speed due to exhaust gas, the invera 10
5 rotates and is taken into the cylindrical part 111. The air is compressed by the impeller 105, decelerated by the parallel wall diffuser 115, and after the pressure increases, it flows into the spiral passage 114 in the scroll part 113. The fuel is then supplied to an engine (not shown) via an outlet flow path (not shown).
また、第７図に示すように、平行壁ディフユーザ１１５
から流出する圧縮された空気が渦巻き流路１１４へ流入
する際の圧力損失を減らすために、スクロール部１２３
に傾斜面１１９を設けてぃる構造も知られている（実開
昭５８−９２４２３号公報参照）。Further, as shown in FIG. 7, the parallel wall diff user 115
In order to reduce the pressure loss when the compressed air flowing out from the scroll portion 123 flows into the spiral passage 114,
A structure in which an inclined surface 119 is provided is also known (see Japanese Utility Model Application Publication No. 58-92423).
ところで、圧縮機のスクロールは、インベラ１０５によ
り圧縮された空気が平行壁ディフユーザ１１５を経て渦
巻き流路１１４を流れる際に、圧力損失を小さくすべく
、平行壁ディフユーザ１１５を流出する流れの周方向成
分と渦巻き流路ｌ１４での流速とが一致するようにスク
ロール部１１３の流路断面積か設定されている。By the way, when the air compressed by the invera 105 flows through the spiral flow path 114 via the parallel wall diff user 115, the scroll of the compressor is designed to adjust the circumference of the flow flowing out of the parallel wall diff user 115 in order to reduce pressure loss. The flow passage cross-sectional area of the scroll portion 113 is set so that the directional component matches the flow velocity in the spiral flow passage l14.
このようにして設定された流路断面積の一例を第８図な
いし第１０図に示す。これによれば、流路断面積は第１
０図に示すように、渦巻き流路１１４の巻き始め部１２
３から第８図の左回りに巻き角θが大きくなるに従って
直線的に増加し、巻き角θが約３６０”となる巻き終り
部１２５に到ると、これから先の出口流路１１７の出口
部１２７まてはほとんど変化せず一定となっている。Examples of flow path cross-sectional areas set in this manner are shown in FIGS. 8 to 10. According to this, the flow path cross-sectional area is the first
As shown in FIG.
The winding angle θ increases linearly from 3 to the counterclockwise in FIG. 127 remains constant with almost no change.
（発明が解決しようとする課題）
ところがスクロール巻き終り部１２５での流速は、まだ
充分速く、したがって上記スクロール形状の圧縮機では
、スクロール出口部１２７での空気の流速は充分速いま
ま維持され、この速い空気流の動圧がターボチャージャ
からエンジンまでの屈曲の多い配管を通る間に圧力損失
として消費され、圧縮された空気がエンジンの出力向上
のために有効に利用されていないという問題点がある。(Problem to be Solved by the Invention) However, the flow velocity at the end portion 125 of the scroll winding is still sufficiently high. Therefore, in the scroll-shaped compressor described above, the flow velocity of air at the scroll outlet portion 127 is maintained sufficiently high. The problem is that the dynamic pressure of the fast air flow is consumed as pressure loss while passing through the many curved piping from the turbocharger to the engine, and the compressed air is not effectively used to improve the engine's output. .
この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たもので、ターボチャージャ圧縮機における圧縮空気の
スクロール出口部での流速を低下させ、ターボチャージ
ャからエンジンまでの間の圧力損失を小さくすることを
目的としている。This invention was made by focusing on these conventional problems, and reduces the flow velocity of compressed air at the scroll outlet in a turbocharger compressor, thereby reducing pressure loss between the turbocharger and the engine. It is intended to.
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
前記課題を解決するためのこの発明の構成は、ターボチ
ャージャにおける遠心圧縮機の渦巻状に形成されたスク
０−ル構造において、前記スクロールは渦巻き流路と渦
巻き流路に連通する直線状の出口流路とを有し、前記出
口流路の出口部での流路断面積は、渦巻き流路と出口流
路との連通部付近での流路断面積のほぼ１．３〜２倍と
したものてある。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problem) The structure of the present invention for solving the above problem is that in a scroll structure formed in a spiral shape of a centrifugal compressor in a turbocharger, the scroll is It has a spiral flow path and a linear outlet flow path communicating with the spiral flow path, and the cross-sectional area of the outlet flow path at the exit portion of the outlet flow path is approximately It is said to be approximately 1.3 to 2 times the cross-sectional area of the flow path.
（作用）
渦巻き流路を流れる速い空気流は渦巻き流路と出口流路
との連通部付近に達しても衰えず速いままに維持されて
いるが、出口部での流路断面積を渦巻き流路と出口流路
との連通部付近での流路断面積のほぼ１．３〜２．０倍
とすることで、前記空気流は連通部から出口部まで流れ
る間に減速され、動圧が減少して静圧に変換され、この
結果圧縮機としての過給圧力が上昇する。(Function) The fast airflow flowing through the spiral flow path remains fast without slowing down even when it reaches the area where the spiral flow path and the outlet flow path communicate. By making the cross-sectional area of the flow path approximately 1.3 to 2.0 times the area near the communication portion between the passage and the outlet flow path, the air flow is decelerated while flowing from the communication portion to the outlet portion, and the dynamic pressure is reduced. It is reduced and converted into static pressure, and as a result, the boost pressure as a compressor increases.
（実施例） 次にこの発明の一実施例を図に基づいて説明する。(Example) Next, one embodiment of the present invention will be described based on the drawings.
第２図に自動車用ターボチャージャ１の圧縮機側の断面
を示した。ターボチャージャ１のセンタハウジング３に
軸支された回転軸５の左端部に、インベラ７がナソト９
にて締結され、このインベラ７は圧縮機ハウジング１１
内に収納される。圧縮機ハウジング１１は、インベラ７
を内包する筒状部１３と、インベラ７の外周側に位置す
る渦巻状に形成されたスクロール部１５とにより構成さ
れる。FIG. 2 shows a cross section of the automobile turbocharger 1 on the compressor side. An inflator 7 is attached to the left end of the rotating shaft 5 which is supported by the center housing 3 of the turbocharger 1.
The invera 7 is fastened to the compressor housing 11.
stored inside. The compressor housing 11 is the invera 7
It is composed of a cylindrical part 13 that encloses a cylindrical part 13, and a scroll part 15 formed in a spiral shape and located on the outer peripheral side of the inflator 7.
スクロール部１５の断面図を第１図に示した。A cross-sectional view of the scroll portion 15 is shown in FIG.
スクロール部１５は、前記第８図と同様な渦巻き流路１
７と渦巻き流路１７に連通部１９にて連通する直線状の
出口流路２１とを有している。渦巻き流路１７はその巻
き始め部２３から第１図の左回りに巻き角θが大きくな
るに伴い、その流路断面積Ａが直線的に増加し、巻き角
θが約３６０”となる巻き終り部、すなわち連通部１９
の流路断面積Ａ１に対し、出口流路２１によって長さＬ
を隔てている出口部２５の流路断面積Ａ２を大きく形成
している。具体的には、連通部１９から出口部２５まで
の出口流路２１は、出口部２５が連通部１９に対し先広
がりの円錐形に形成され、前記流路断面積Ａ２はＡ，の
ほぼ１、３〜２倍に設定してある。The scroll portion 15 has a spiral flow path 1 similar to that shown in FIG.
7 and a linear outlet flow path 21 that communicates with the spiral flow path 17 through a communication portion 19 . The spiral channel 17 has a winding shape in which the cross-sectional area A of the spiral passage 17 increases linearly as the winding angle θ increases counterclockwise in FIG. End part, that is, communication part 19
With respect to the flow passage cross-sectional area A1, the length L due to the outlet flow passage 21 is
The flow passage cross-sectional area A2 of the outlet portion 25 separating the two is formed to be large. Specifically, the outlet flow path 21 from the communication portion 19 to the outlet portion 25 is formed in a conical shape with the outlet portion 25 widening toward the communication portion 19, and the flow path cross-sectional area A2 is approximately 1 of A. , is set to 3 to 2 times.
次に前記実施例の作用を説明する。Next, the operation of the above embodiment will be explained.
回転軸５の右側に締結されている図示外のタービンロー
タが排ガスによって高速で回転し、インベラ７も回転し
てこれにより筒状部１３に空気が取込まれる。取込まれ
た空気はインペラ７で圧縮されて平行壁ディフユーザ２
７にて減速され、圧力が上昇した後、烏巻き流路１７に
流入して整流され、渦巻き流路１７の巻き終り部となる
連通部１９に達する。この連通部１９での空気流速は、
依然として速いまま維持されている。A turbine rotor (not shown) fastened to the right side of the rotating shaft 5 rotates at high speed due to exhaust gas, and the inflator 7 also rotates, thereby drawing air into the cylindrical portion 13. The air taken in is compressed by the impeller 7 and sent to the parallel wall diff user 2.
After being decelerated at step 7 and increasing in pressure, it flows into the curly flow path 17 and is rectified, reaching the communication portion 19 where the winding end of the spiral flow path 17 ends. The air flow velocity in this communication section 19 is
It still remains fast.
連通部１９から出口部２５までの出口流路２１は先広が
り形状であるので、連通部１９での流れの速い空気流は
、出口部２５に達するまでの間に減速され、動圧が減少
して静圧に変換される。これによりターボチャージャ１
からエンジンまでの屈曲の多い配管内での圧力損失は減
少して圧縮機による過給圧力は上昇し、過給エンジンと
しての出力性能が向上する。Since the outlet flow path 21 from the communication part 19 to the outlet part 25 has a tapering shape, the fast air flow in the communication part 19 is decelerated before reaching the outlet part 25, and the dynamic pressure is reduced. is converted into static pressure. This allows turbocharger 1
The pressure loss in the piping, which has many bends, from the engine to the engine is reduced, the boost pressure by the compressor increases, and the output performance of the supercharged engine is improved.
第３図に模型化して示したこの先細り形状の出口流路２
１における性能を、第４図に示したディフユーザの圧力
回復率Ｃｐの特性図より求めると、出口部２５での流路
断面積Ａ２が連通部１９での流路断面積Ａ１のほぼ１．
３〜２倍の範囲では、この特性図の横軸Ｌ／ｈ，の値に
はほとんど影響されず、圧力回復率Ｃｐは約０．３〜約
０．５となって安定した値が得られている。このため、
先広がりの出口流路２１の長さしが短かくても、ディフ
ユーザとしての充分な性能が発揮されるので、先広がり
形状とすることによるスクロール全体の大型化は回避で
き、したがって車載上の問題を発生させることなく、圧
縮機の性能を向上させることができる。This tapered outlet channel 2 is modeled in Figure 3.
1 is obtained from the characteristic diagram of the pressure recovery rate Cp of the differential user shown in FIG.
In the range of 3 to 2 times, it is almost unaffected by the value of the horizontal axis L/h of this characteristic diagram, and the pressure recovery rate Cp is about 0.3 to about 0.5, and a stable value can be obtained. ing. For this reason,
Even if the length of the outlet flow path 21 with a flared tip is short, sufficient performance as a differential user is exhibited, so it is possible to avoid increasing the size of the entire scroll due to the shape of the tip with a flared tip. Compressor performance can be improved without causing problems.
第５図に他の実施例としてスクロール部３５の断面図を
示した。FIG. 5 shows a sectional view of the scroll portion 35 as another embodiment.
このスクロール部３５は、渦巻き流路１７に連通する出
口流路３７を、渦巻き流路１７の巻き終り部となる連通
部３９の後方付近を段付形状とし、不連続的に拡大した
ものである。この場合の出口流路３７の出口部４１の流
路断面積Ａ２も、連通部３９の流路断面積Ａ１のほぼ１
．３〜２倍である。In this scroll portion 35, an outlet flow path 37 communicating with the spiral flow path 17 is expanded discontinuously with a stepped shape near the rear of the communication portion 39, which is the end of the winding of the spiral flow path 17. . In this case, the flow path cross-sectional area A2 of the outlet portion 41 of the outlet flow path 37 is also approximately 1 of the flow path cross-sectional area A1 of the communication portion 39.
．． It is 3 to 2 times more.
前記第４図のディフユーザの特性図のよう１こ、圧力回
復率Ｃｐは、出口部面積Ａ２が巻き終り部面積Ａ１の１
．３倍から２倍の範囲では横軸Ｌ／ｈ１の影響をほとん
ど受けないという事実により、第１図のように円錐状に
形成した出口流路２１内でも空気の流れは剥離している
ことになる。このため、その形状をあえて円錐状にする
必要がなく。As shown in the characteristic diagram of the differential user shown in FIG.
．． Due to the fact that in the range of 3 times to 2 times, it is hardly affected by the horizontal axis L/h1, the air flow is separated even within the conical outlet channel 21 as shown in Fig. 1. Become. Therefore, there is no need to make the shape conical.
第５図のように段付形状の急拡大流路３７としても充分
な圧力回復率Ｃｐが得られる。段付形状の出口流路３７
は、例えば鋳造成型や機械加工において、前記第１図の
円錐形状の出口流路２１に比べると製造が容易であり、
製造コストを抑えられる利点を有している。As shown in FIG. 5, a sufficient pressure recovery rate Cp can be obtained even if the rapidly expanding channel 37 has a stepped shape. Stepped outlet channel 37
is easier to manufacture than the conical outlet channel 21 shown in FIG. 1, for example in casting molding or machining;
It has the advantage of reducing manufacturing costs.
［発明の効果］
以上によって明らかなようにこの発明によれば、スクロ
ール部を流れる速い流速の空気流は、渦巻き流路と出口
流路との連通部付近から、連通部に対してほぼ１．３〜
２倍の流路断面積のスクロール出口部までの出口流路を
通る間に減速されて動圧が減少して静圧に変換され、こ
れによりターボチャージャからエンジンまでの屈曲の多
い配管内での圧力損失が減少して圧縮機としての過給圧
力が向上し、エンジン出力を向上させることができる。[Effects of the Invention] As is clear from the above, according to the present invention, the high velocity airflow flowing through the scroll portion starts from the vicinity of the communication portion between the spiral flow path and the outlet flow path and has a flow rate of approximately 1. 3~
While passing through the exit flow path to the scroll outlet, which has twice the cross-sectional area of the flow path, it is decelerated and dynamic pressure is reduced and converted to static pressure. Pressure loss is reduced, boost pressure for the compressor is increased, and engine output can be improved.
第１図はこのこの発明の一実施例を示すスクロル部断面
図、第２図は第１図のスクロール部を備えた圧縮機の断
面図、第３図は第１図のスクロール部における流路の模
型図、第４図は第３図の流路の圧力回復率を示す特性図
、第５図はこの発明の他の実施例を示すスクロール部の
断面図、第６図は従来例を示す圧縮機の断面図、第７図
は他の従来例におけるスクロール部の要部断面図、第８
図は従来のスクロール部の断面図、第９図は第８図のＩ
Ｘ−ＩＸ断面図、第１０図は第８図のスクロール部の形
状特性図である。
ナ
１・・・ターボ≠ヤージャ
１５．３５・・・スクロール部
１７・・・渦巻き流路
１９．３９・・・連通部
２１．３７・・・出口流路
２５．４１・・・出口部
Ａ１
Ａ２ ・
流路断面積FIG. 1 is a sectional view of a scroll portion showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of a compressor equipped with the scroll portion of FIG. 1, and FIG. 3 is a flow path in the scroll portion of FIG. 1. FIG. 4 is a characteristic diagram showing the pressure recovery rate of the flow path shown in FIG. 3, FIG. 5 is a sectional view of a scroll portion showing another embodiment of the present invention, and FIG. 6 shows a conventional example. 7 is a sectional view of the compressor, and FIG. 7 is a sectional view of the main part of the scroll part in another conventional example.
The figure is a sectional view of a conventional scroll part, and Figure 9 is I of Figure 8.
The X-IX sectional view and FIG. 10 are shape characteristic diagrams of the scroll portion of FIG. 8. Na 1...Turbo≠Yarja 15.35...Scroll part 17...Spiral passage 19.39...Communication part 21.37...Outlet passage 25.41...Exit part A1 A2・Flow path cross-sectional area
Claims (1)
れたスクロール構造において、前記スクロールは渦巻き
流路と渦巻き流路に連通する直線状の出口流路とを有し
、前記出口流路の出口部での流路断面積は、渦巻き流路
と出口流路との連通部付近での流路断面積のほぼ１．３
〜２倍であることを特徴とする圧縮機のスクロール構造
。In a scroll structure formed in a spiral shape of a centrifugal compressor in a turbocharger, the scroll has a spiral flow path and a linear outlet flow path communicating with the spiral flow path, and the scroll has a spiral flow path and a linear outlet flow path communicating with the spiral flow path, and The cross-sectional area of the flow path is approximately 1.3 of the cross-sectional area of the flow path near the communication part between the spiral flow path and the outlet flow path.
A scroll structure of a compressor characterized by ~2 times.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1179190A JPH03217699A (en) | 1990-01-23 | 1990-01-23 | Scroll structure of compressor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1179190A JPH03217699A (en) | 1990-01-23 | 1990-01-23 | Scroll structure of compressor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03217699A true JPH03217699A (en) | 1991-09-25 |
Family
ID=11787739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1179190A Pending JPH03217699A (en) | 1990-01-23 | 1990-01-23 | Scroll structure of compressor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03217699A (en) |
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1990
- 1990-01-23 JP JP1179190A patent/JPH03217699A/en active Pending
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