JP2000205186A - 遠心圧縮機 - Google Patents
遠心圧縮機Info
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- blades
- movable blade
- movable
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- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
- F04D29/44—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
- F04D29/46—Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable
- F04D29/462—Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable especially adapted for elastic fluid pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2250/00—Geometry
- F05D2250/50—Inlet or outlet
- F05D2250/52—Outlet
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な構造で羽根付きディフューザと羽根無
しディフューザとの長所を兼ね備えた遠心圧縮機を提供
する。 【解決手段】 本発明に係る遠心圧縮機１は、対向する
ディフューザ壁５，６の少なくとも一方５から出没自在
な可動羽根７を設け、この可動羽根７を流れの流量に応
じてディフューザ壁５内に格納された位置から他方のデ
ィフューザ壁６に当接する位置まで制御するようにした
ものである。可動羽根７を完全格納すれば羽根無しディ
フューザ、可動羽根７を最大突出させれば羽根付きディ
フューザとなるので、両者の長所を兼ね備えることがで
きる。可動羽根７は軸方向に移動するのみなので移動機
構が簡単となる。
しディフューザとの長所を兼ね備えた遠心圧縮機を提供
する。 【解決手段】 本発明に係る遠心圧縮機１は、対向する
ディフューザ壁５，６の少なくとも一方５から出没自在
な可動羽根７を設け、この可動羽根７を流れの流量に応
じてディフューザ壁５内に格納された位置から他方のデ
ィフューザ壁６に当接する位置まで制御するようにした
ものである。可動羽根７を完全格納すれば羽根無しディ
フューザ、可動羽根７を最大突出させれば羽根付きディ
フューザとなるので、両者の長所を兼ね備えることがで
きる。可動羽根７は軸方向に移動するのみなので移動機
構が簡単となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は車両用過給機等に適
用される遠心圧縮機、特に可変容量型の遠心圧縮機に関
する。
用される遠心圧縮機、特に可変容量型の遠心圧縮機に関
する。
【０００２】
【従来の技術】近年、遠心圧縮機の可変容量化が進んで
おり、その手法としてディフューザ内の羽根を回転によ
り角度変更する方法と、ディフューザ壁を軸方向に移動
してディフューザ流路幅を変更する方法（実開平1-1348
00号公報等）とがある。
おり、その手法としてディフューザ内の羽根を回転によ
り角度変更する方法と、ディフューザ壁を軸方向に移動
してディフューザ流路幅を変更する方法（実開平1-1348
00号公報等）とがある。
【０００３】前者は羽根付きディフューザ、後者は羽根
無しディフューザの例で、一般に効率は羽根付きディフ
ューザの方が高く、流量域は羽根無しディフューザの方
が広い。またこれらを前記の如く可変容量化すると、羽
根付きディフューザの場合羽根の回転機構が複雑で信頼
性に劣り、高コストだが、羽根無しディフューザの場合
ディフューザ壁の移動機構が簡単で信頼性が高く、低コ
ストになる利点がある。
無しディフューザの例で、一般に効率は羽根付きディフ
ューザの方が高く、流量域は羽根無しディフューザの方
が広い。またこれらを前記の如く可変容量化すると、羽
根付きディフューザの場合羽根の回転機構が複雑で信頼
性に劣り、高コストだが、羽根無しディフューザの場合
ディフューザ壁の移動機構が簡単で信頼性が高く、低コ
ストになる利点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように、両者は一
長一短の性格を有しており、その両者の長所を兼ね備え
るものが現在待ち望まれている。
長一短の性格を有しており、その両者の長所を兼ね備え
るものが現在待ち望まれている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係る遠心圧縮機
は、対向するディフューザ壁の少なくとも一方から出没
自在な可動羽根を設け、この可動羽根を流れの流量に応
じてディフューザ壁内に格納された位置から他方のディ
フューザ壁に当接する位置まで制御するようにしたもの
である。
は、対向するディフューザ壁の少なくとも一方から出没
自在な可動羽根を設け、この可動羽根を流れの流量に応
じてディフューザ壁内に格納された位置から他方のディ
フューザ壁に当接する位置まで制御するようにしたもの
である。
【０００６】これによると、可動羽根を格納させれば羽
根無しディフューザ、可動羽根を突出させれば羽根付き
ディフューザとなるので、両者の長所を兼ね備えること
ができる。
根無しディフューザ、可動羽根を突出させれば羽根付き
ディフューザとなるので、両者の長所を兼ね備えること
ができる。
【０００７】ここで、上記可動羽根がシュラウド側のデ
ィフューザ壁から出没自在であるのが好ましい。
ィフューザ壁から出没自在であるのが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳述する。
を添付図面に基づいて詳述する。
【０００９】図１は本発明にかかる遠心圧縮機、特にデ
ィフューザ周辺部を示す。ここでの遠心圧縮機１は車両
用過給機に適用され、この場合作動流体はエンジンの吸
気即ち空気である。遠心圧縮機１は、ケーシング２内の
中心側に設けられ空気を軸方向から流入して半径方向外
側に流出する回転可能なインペラ３と、インペラ３の半
径方向外側に設けられ、インペラ３から流出した空気を
減速し昇圧させ半径方向外側のスクロール２ａに送るデ
ィフューザ４とを備える。インペラ３は圧縮機中心と同
軸に配置され、図示しないタービンによりタービン軸３
ａを介して回転駆動される。ディフューザ４は、相対向
する一対のディフューザ壁５，６により、所定の流路幅
Ｈをもって圧縮機中心と同軸な環状通路として形成され
る。
ィフューザ周辺部を示す。ここでの遠心圧縮機１は車両
用過給機に適用され、この場合作動流体はエンジンの吸
気即ち空気である。遠心圧縮機１は、ケーシング２内の
中心側に設けられ空気を軸方向から流入して半径方向外
側に流出する回転可能なインペラ３と、インペラ３の半
径方向外側に設けられ、インペラ３から流出した空気を
減速し昇圧させ半径方向外側のスクロール２ａに送るデ
ィフューザ４とを備える。インペラ３は圧縮機中心と同
軸に配置され、図示しないタービンによりタービン軸３
ａを介して回転駆動される。ディフューザ４は、相対向
する一対のディフューザ壁５，６により、所定の流路幅
Ｈをもって圧縮機中心と同軸な環状通路として形成され
る。
【００１０】特に、図２にも示すが、ここではシュラウ
ド側のディフューザ壁５からディフューザ４内に出没自
在な可動羽根７が設けられる。従来の回転式と異なり、
この可動羽根７は軸方向のみ移動可能で回転しない。可
動羽根７は半径方向に対し所定角度傾斜され、周方向に
所定ピッチで複数設けられる。
ド側のディフューザ壁５からディフューザ４内に出没自
在な可動羽根７が設けられる。従来の回転式と異なり、
この可動羽根７は軸方向のみ移動可能で回転しない。可
動羽根７は半径方向に対し所定角度傾斜され、周方向に
所定ピッチで複数設けられる。
【００１１】ここで、ケーシング２は、ケーシング本体
８に環状壁部材９を嵌め込んでこれらを環状板１０で一
体的に連結してなる。環状壁部材９は、その内周壁によ
ってインペラ上流側の流体入口１１を区画すると共にイ
ンペラ３を囲繞し、その側壁によってシュラウド側ディ
フューザ壁５を形成する。環状板１０は流体入口１１の
半径方向外側に配置される。これらケーシング本体８、
環状壁部材９及び環状板１０により、ケーシング２内部
かつシュラウド側ディフューザ壁５の裏側に環状空間で
ある羽根駆動室１２が区画形成される。
８に環状壁部材９を嵌め込んでこれらを環状板１０で一
体的に連結してなる。環状壁部材９は、その内周壁によ
ってインペラ上流側の流体入口１１を区画すると共にイ
ンペラ３を囲繞し、その側壁によってシュラウド側ディ
フューザ壁５を形成する。環状板１０は流体入口１１の
半径方向外側に配置される。これらケーシング本体８、
環状壁部材９及び環状板１０により、ケーシング２内部
かつシュラウド側ディフューザ壁５の裏側に環状空間で
ある羽根駆動室１２が区画形成される。
【００１２】可動羽根７は、その全数が羽根駆動室１２
に収容された環状可動部材１３に一体に固定され、シュ
ラウド側ディフューザ壁５に設けられた挿通穴１４を挿
通される。挿通穴１４は可動羽根７の外周形状に等しい
形状とされ、可動羽根７を摺動自在に挿通させる。環状
可動部材１３は断面Ｌ字状、全体で環状とされ、環状壁
部材９により形成される案内壁１５により軸方向移動を
摺動案内される。つまり案内壁１５は軸方向に所定長さ
を有する環状面とされ、この外周部に環状壁部材９の半
径方向内側の軸方向延出部１６が嵌合された状態となっ
ている。軸方向延出部１６と案内壁１５との隙間が、そ
の案内壁１５に設けられたＯリング１７でシールされ
る。
に収容された環状可動部材１３に一体に固定され、シュ
ラウド側ディフューザ壁５に設けられた挿通穴１４を挿
通される。挿通穴１４は可動羽根７の外周形状に等しい
形状とされ、可動羽根７を摺動自在に挿通させる。環状
可動部材１３は断面Ｌ字状、全体で環状とされ、環状壁
部材９により形成される案内壁１５により軸方向移動を
摺動案内される。つまり案内壁１５は軸方向に所定長さ
を有する環状面とされ、この外周部に環状壁部材９の半
径方向内側の軸方向延出部１６が嵌合された状態となっ
ている。軸方向延出部１６と案内壁１５との隙間が、そ
の案内壁１５に設けられたＯリング１７でシールされ
る。
【００１３】これにより、図３乃至図５に示すように、
環状可動部材１３が軸方向に移動されることで可動羽根
７がディフューザ４内に出没するようになる。図３は最
も突出した状態で、このとき可動羽根７は、シュラウド
側ディフューザ壁５に対向するハブ側ディフューザ壁６
に当接ないし密着し、ディフューザ４内をその幅方向に
完全に横断する。これにより通常の羽根付きディフュー
ザと同様となる。図５は最も引っ込んだ状態で、このと
き可動羽根７はシュラウド側ディフューザ壁５内に完全
に格納され、そのディフューザ壁５と面一となり、ディ
フューザ４内に一切突出しない。これにより通常の羽根
無しディフューザと同様となる。図４はこれらの中間の
状態である。可動羽根７は図３の位置と図５の位置との
間を連続的且つ無段階で移動できる。
環状可動部材１３が軸方向に移動されることで可動羽根
７がディフューザ４内に出没するようになる。図３は最
も突出した状態で、このとき可動羽根７は、シュラウド
側ディフューザ壁５に対向するハブ側ディフューザ壁６
に当接ないし密着し、ディフューザ４内をその幅方向に
完全に横断する。これにより通常の羽根付きディフュー
ザと同様となる。図５は最も引っ込んだ状態で、このと
き可動羽根７はシュラウド側ディフューザ壁５内に完全
に格納され、そのディフューザ壁５と面一となり、ディ
フューザ４内に一切突出しない。これにより通常の羽根
無しディフューザと同様となる。図４はこれらの中間の
状態である。可動羽根７は図３の位置と図５の位置との
間を連続的且つ無段階で移動できる。
【００１４】次に、このような可動羽根７の移動を行わ
せるためのアクチュエータの構成について説明する。図
１に示すように、ここでのアクチュエータは油圧シリン
ダ１８とされる。油圧シリンダ１８は、環状板１０の外
面部に取り付けられオイルが充填されるシリンダボディ
１９と、シリンダボディ１９内部に摺動自在に配置され
るピストン２０とから主に構成される。ピストン２０に
はピストンロッド２１が一体的に設けられ、ピストンロ
ッド２１は環状板１０を貫通して環状可動部材１３の軸
方向延出部１６に一体的に接続される。シリンダボディ
１９の一端側（図１右側）に油圧導入口２１が設けら
れ、シリンダボディ１９内の他端側（図１左側）にピス
トン２０を一端側に付勢するリターンスプリング２２が
設けられる。
せるためのアクチュエータの構成について説明する。図
１に示すように、ここでのアクチュエータは油圧シリン
ダ１８とされる。油圧シリンダ１８は、環状板１０の外
面部に取り付けられオイルが充填されるシリンダボディ
１９と、シリンダボディ１９内部に摺動自在に配置され
るピストン２０とから主に構成される。ピストン２０に
はピストンロッド２１が一体的に設けられ、ピストンロ
ッド２１は環状板１０を貫通して環状可動部材１３の軸
方向延出部１６に一体的に接続される。シリンダボディ
１９の一端側（図１右側）に油圧導入口２１が設けら
れ、シリンダボディ１９内の他端側（図１左側）にピス
トン２０を一端側に付勢するリターンスプリング２２が
設けられる。
【００１５】油圧導入口２１からシリンダボディ１９内
にリターンスプリング２２の付勢力に抗じ得るような油
圧が供給されると、ピストン２０が他端側に押動され、
可動羽根７が突出側に移動される。また逆に、油圧導入
口２１から油圧が抜かれると、ピストン２０が一端側に
押動され、可動羽根７が格納側に移動される。シリンダ
ボディ１９の一端側の端面部にストッパボルト２３が螺
合され、ロックナット２４で位置調節可能に固定されて
いる。これは可動羽根７の最大格納時にピストン２０を
当接させ、可動羽根７をディフューザ壁５と面一に位置
決めするためのものである。
にリターンスプリング２２の付勢力に抗じ得るような油
圧が供給されると、ピストン２０が他端側に押動され、
可動羽根７が突出側に移動される。また逆に、油圧導入
口２１から油圧が抜かれると、ピストン２０が一端側に
押動され、可動羽根７が格納側に移動される。シリンダ
ボディ１９の一端側の端面部にストッパボルト２３が螺
合され、ロックナット２４で位置調節可能に固定されて
いる。これは可動羽根７の最大格納時にピストン２０を
当接させ、可動羽根７をディフューザ壁５と面一に位置
決めするためのものである。
【００１６】なおこのアクチュエータとしては油圧シリ
ンダの他、空圧シリンダ、小型モータ等が考えられる。
小型モータの場合はラック・ピニオン機構を併用すると
よい。
ンダの他、空圧シリンダ、小型モータ等が考えられる。
小型モータの場合はラック・ピニオン機構を併用すると
よい。
【００１７】さて、以上の構成によれば、簡単な構造で
羽根付きディフューザと羽根無しディフューザとの長所
を兼ね備えることができる。即ち、かかる構成では可動
羽根７を軸方向に直線移動するのみである。従って羽根
付きディフューザの羽根回転機構に比べ移動機構が非常
に簡単となり、高い信頼性を得られ、低コストとなる。
羽根付きディフューザと羽根無しディフューザとの長所
を兼ね備えることができる。即ち、かかる構成では可動
羽根７を軸方向に直線移動するのみである。従って羽根
付きディフューザの羽根回転機構に比べ移動機構が非常
に簡単となり、高い信頼性を得られ、低コストとなる。
【００１８】また、可動羽根７を図３のように最大突出
させれば、通常の羽根付きディフューザと同様となり、
可動羽根７を図５のように完全格納すれば、通常の羽根
無しディフューザと同様となる。従って可動羽根７をい
ずれかの状態とすることにより、羽根付き又は羽根無し
のいずれかの特性を得ることができる。そして図４のよ
うに中間の状態とすれば、中間の特性も得ることができ
る。
させれば、通常の羽根付きディフューザと同様となり、
可動羽根７を図５のように完全格納すれば、通常の羽根
無しディフューザと同様となる。従って可動羽根７をい
ずれかの状態とすることにより、羽根付き又は羽根無し
のいずれかの特性を得ることができる。そして図４のよ
うに中間の状態とすれば、中間の特性も得ることができ
る。
【００１９】図６は流量Ｑと効率ηの関係を示したもの
で、これから分かるように効率ηは羽根付きディフュー
ザ（ＶD ）の方が羽根無しディフューザ（ＶL ）より高
い。しかし、使用可能な流量域は、羽根付きディフュー
ザの方が羽根無しディフューザより狭く、しかも小流量
域に限定される。
で、これから分かるように効率ηは羽根付きディフュー
ザ（ＶD ）の方が羽根無しディフューザ（ＶL ）より高
い。しかし、使用可能な流量域は、羽根付きディフュー
ザの方が羽根無しディフューザより狭く、しかも小流量
域に限定される。
【００２０】従って、小流量域のときは可動羽根７を突
出させることにより、高効率を得られ、大流量域のとき
は可動羽根７を格納させることにより、効率は落ちるも
のの、広流量域で使用可能となる。また破線で示すよう
に、可動羽根７を適宜の中間位置に位置付けると、羽根
付きディフューザと羽根無しディフューザとの中間の特
性を得られる。従って、流量に応じて可動羽根７の位置
を制御すれば、その流量に見合った最大効率を得ること
が可能となり、全域高効率とすることができる。
出させることにより、高効率を得られ、大流量域のとき
は可動羽根７を格納させることにより、効率は落ちるも
のの、広流量域で使用可能となる。また破線で示すよう
に、可動羽根７を適宜の中間位置に位置付けると、羽根
付きディフューザと羽根無しディフューザとの中間の特
性を得られる。従って、流量に応じて可動羽根７の位置
を制御すれば、その流量に見合った最大効率を得ること
が可能となり、全域高効率とすることができる。
【００２１】なお、図７は流量Ｑとディフューザ入口及
び出口圧力差Ｐとの関係を示す。これにおいても可動羽
根７の位置が連続可変なので、羽根付き（ＶD ）から羽
根無し（ＶL ）まで任意の特性を連続的に得ることがで
きる。
び出口圧力差Ｐとの関係を示す。これにおいても可動羽
根７の位置が連続可変なので、羽根付き（ＶD ）から羽
根無し（ＶL ）まで任意の特性を連続的に得ることがで
きる。
【００２２】かかる構成ではインペラ３がオープンタイ
プとなっているので、インペラ３のシュラウド側から流
出した直後の流れは大きく捩れ、逆流することさえあ
る。しかし、本構成では可動羽根７がシュラウド側ディ
フューザ壁５から出没され、可動羽根７が最大格納時以
外は常にシュラウド側ディフューザ壁５に存在する。よ
って可動羽根７で捩れたり逆流する流れをほぼ常時積極
的に整流でき、流れの損失が低減できる。
プとなっているので、インペラ３のシュラウド側から流
出した直後の流れは大きく捩れ、逆流することさえあ
る。しかし、本構成では可動羽根７がシュラウド側ディ
フューザ壁５から出没され、可動羽根７が最大格納時以
外は常にシュラウド側ディフューザ壁５に存在する。よ
って可動羽根７で捩れたり逆流する流れをほぼ常時積極
的に整流でき、流れの損失が低減できる。
【００２３】本構成では可動羽根７を最大格納時にシュ
ラウド側ディフューザ壁５と面一になるようにした。こ
れはシュラウド側ディフューザ壁５に段差が生じず、損
失が生じないという点で非常に有効である。
ラウド側ディフューザ壁５と面一になるようにした。こ
れはシュラウド側ディフューザ壁５に段差が生じず、損
失が生じないという点で非常に有効である。
【００２４】以上、本発明は上記実施の形態に限られる
ものでない。例えば可動羽根はハブ側ディフューザ壁又
はハブ側、シュラウド側両方のディフューザ壁から出没
させることもできる。本発明は車両用過給機の遠心圧縮
機に限らず、あらゆる遠心圧縮機に適用できる。
ものでない。例えば可動羽根はハブ側ディフューザ壁又
はハブ側、シュラウド側両方のディフューザ壁から出没
させることもできる。本発明は車両用過給機の遠心圧縮
機に限らず、あらゆる遠心圧縮機に適用できる。
【００２５】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば以下の如き
優れた効果が発揮される。
優れた効果が発揮される。
【００２６】(1) 簡単な構造で羽根付きディフューザと
羽根無しディフューザとの長所を兼ね備えることができ
る。
羽根無しディフューザとの長所を兼ね備えることができ
る。
【００２７】(2) 羽根付きディフューザと羽根無しディ
フューザとの中間の特性も得られ、全域高効率となる。
フューザとの中間の特性も得られ、全域高効率となる。
【図１】本発明の実施の形態を示す縦断側面図である。
【図２】可動羽根及びシュラウド側ディフューザ壁を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図３】可動羽根の最大突出状態を示す縦断側面図であ
る。
る。
【図４】可動羽根の中間突出状態を示す縦断側面図であ
る。
る。
【図５】可動羽根の最大格納状態を示す縦断側面図であ
る。
る。
【図６】本実施形態における流量と効率との関係を示す
グラフである。
グラフである。
【図７】本実施形態における流量とディフューザ入口及
び出口圧力差との関係を示すグラフである。
び出口圧力差との関係を示すグラフである。
１ 遠心圧縮機 ５ シュラウド側ディフューザ壁 ６ ハブ側ディフューザ壁 ７ 可動羽根
Claims (2)
- 【請求項１】 対向するディフューザ壁の少なくとも一
方から出没自在な可動羽根を設け、該可動羽根を流れの
流量に応じてディフューザ壁内に格納された位置から他
方のディフューザ壁に当接する位置まで制御するように
したことを特徴とする遠心圧縮機。 - 【請求項２】 上記可動羽根がシュラウド側のディフュ
ーザ壁から出没自在である請求項１記載の遠心圧縮機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11009589A JP2000205186A (ja) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | 遠心圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11009589A JP2000205186A (ja) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | 遠心圧縮機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000205186A true JP2000205186A (ja) | 2000-07-25 |
Family
ID=11724525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11009589A Pending JP2000205186A (ja) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | 遠心圧縮機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000205186A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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1999
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