JPH10339152A - ターボチャージャ用遠心圧縮機 - Google Patents
ターボチャージャ用遠心圧縮機Info
- Publication number
- JPH10339152A JPH10339152A JP9147359A JP14735997A JPH10339152A JP H10339152 A JPH10339152 A JP H10339152A JP 9147359 A JP9147359 A JP 9147359A JP 14735997 A JP14735997 A JP 14735997A JP H10339152 A JPH10339152 A JP H10339152A
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- JP
- Japan
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- impeller
- centrifugal compressor
- center
- air inlet
- air
- Prior art date
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- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 5
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Supercharger (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 羽根車に流入する空気流に旋回を与える案内
羽根を十分に作用させる。 【解決手段】 エンジンのシリンダに高圧空気を供給す
るターボチャージャに用いる遠心圧縮機において、羽根
車２と同芯状の空気入口の周辺部に、複数枚の案内羽根
１３を羽根車２の軸芯方向からの傾斜角度を調整可能に
羽根車２周辺部の入口の前側位置に設け、回転中の羽根
車２に流入する空気流に羽根車２と同一方向の旋回を与
える構成にし、空気入口の中心部に、整流体２１を羽根
車２の軸芯方向に羽根車２中心部のハブ部の前側位置に
設けた。
羽根を十分に作用させる。 【解決手段】 エンジンのシリンダに高圧空気を供給す
るターボチャージャに用いる遠心圧縮機において、羽根
車２と同芯状の空気入口の周辺部に、複数枚の案内羽根
１３を羽根車２の軸芯方向からの傾斜角度を調整可能に
羽根車２周辺部の入口の前側位置に設け、回転中の羽根
車２に流入する空気流に羽根車２と同一方向の旋回を与
える構成にし、空気入口の中心部に、整流体２１を羽根
車２の軸芯方向に羽根車２中心部のハブ部の前側位置に
設けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンのシリン
ダに高圧空気を供給するターボチャージャに用いる遠心
圧縮機に関する。
ダに高圧空気を供給するターボチャージャに用いる遠心
圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】エンジンの低速域でも、遠心圧縮機の圧
力比を高めて、過給による加速性能の向上や排気エミッ
ションの低減を達成することができるターボチャージャ
が発明された。
力比を高めて、過給による加速性能の向上や排気エミッ
ションの低減を達成することができるターボチャージャ
が発明された。
【０００３】このターボチャージャにおいては、特願平
８−１８０５１２号に開示されているように、遠心圧縮
機は、回転中の羽根車に流入する空気流に羽根車と同一
方向の旋回を与える空気流旋回機構を旋回量調整可能に
設けている。
８−１８０５１２号に開示されているように、遠心圧縮
機は、回転中の羽根車に流入する空気流に羽根車と同一
方向の旋回を与える空気流旋回機構を旋回量調整可能に
設けている。
【０００４】エンジンの低速域では、羽根車に流入する
空気流に与える旋回を大きくし、エンジンの高速域で
は、羽根車に流入する空気流に与える旋回を小さくまた
は零にする。
空気流に与える旋回を大きくし、エンジンの高速域で
は、羽根車に流入する空気流に与える旋回を小さくまた
は零にする。
【０００５】空気流旋回機構は、羽根車と同芯状の空気
入口の中心を挟む複数個所に、それぞれ、軸を羽根車の
径方向に軸受し、各軸にそれぞれ案内羽根を固定し、各
案内羽根をそれぞれ羽根車の入口の前側に配置し、羽根
車に流入する空気流に旋回を与える案内羽根を、羽根車
の軸芯方向からの傾斜角度を調整可能に設けている。
入口の中心を挟む複数個所に、それぞれ、軸を羽根車の
径方向に軸受し、各軸にそれぞれ案内羽根を固定し、各
案内羽根をそれぞれ羽根車の入口の前側に配置し、羽根
車に流入する空気流に旋回を与える案内羽根を、羽根車
の軸芯方向からの傾斜角度を調整可能に設けている。
【０００６】案内羽根の軸には、その軸を所望の角度回
転する回転駆動装置を連結し、回転駆動装置をエンジン
の回転速度に応じて制御する制御装置を設けている。
転する回転駆動装置を連結し、回転駆動装置をエンジン
の回転速度に応じて制御する制御装置を設けている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
なターボチャージャ用の遠心圧縮機においては、空気流
旋回機構は、複数枚の案内羽根を空気入口の周辺部に配
置し、空気入口の中心部に何も配置していないので、エ
ンジンの低速域で、羽根車の軸芯方向からの案内羽根傾
斜角度即ち空気流に対する案内羽根の迎え角を大きくし
たときに、空気入口の周辺部の案内羽根による流路抵抗
が大きくなり、案内羽根のある空気入口の周辺部を通過
する空気流の割合が減少し、案内羽根による流路抵抗の
ない空気入口の中心部を通過する空気流の割合が増加す
る。
なターボチャージャ用の遠心圧縮機においては、空気流
旋回機構は、複数枚の案内羽根を空気入口の周辺部に配
置し、空気入口の中心部に何も配置していないので、エ
ンジンの低速域で、羽根車の軸芯方向からの案内羽根傾
斜角度即ち空気流に対する案内羽根の迎え角を大きくし
たときに、空気入口の周辺部の案内羽根による流路抵抗
が大きくなり、案内羽根のある空気入口の周辺部を通過
する空気流の割合が減少し、案内羽根による流路抵抗の
ない空気入口の中心部を通過する空気流の割合が増加す
る。
【０００８】従って、エンジンの低速域では、羽根車に
流入する空気流に旋回を与える案内羽根が十分に作用せ
ず、案内羽根を羽根車の軸芯方向から大きく傾斜させて
も、その割りには、空気流に与える旋回が大きくならな
い。
流入する空気流に旋回を与える案内羽根が十分に作用せ
ず、案内羽根を羽根車の軸芯方向から大きく傾斜させて
も、その割りには、空気流に与える旋回が大きくならな
い。
【０００９】また、空気入口の中心部を通過する空気流
は、羽根車の中心部のハブ部に衝突するので、その空気
流の割合が増加すると、損失が大きくなる。
は、羽根車の中心部のハブ部に衝突するので、その空気
流の割合が増加すると、損失が大きくなる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、エンジンのシ
リンダに高圧空気を供給するターボチャージャに用いる
遠心圧縮機において、羽根車と同芯状の空気入口の周辺
部に、複数枚の案内羽根を羽根車の軸芯方向からの傾斜
角度を調整可能に羽根車周辺部の入口の前側位置に設
け、回転中の羽根車に流入する空気流に羽根車と同一方
向の旋回を与える構成にし、空気入口の中心部に、整流
体を羽根車の軸芯方向に羽根車中心部のハブ部の前側位
置に設けたことを特徴とする。
リンダに高圧空気を供給するターボチャージャに用いる
遠心圧縮機において、羽根車と同芯状の空気入口の周辺
部に、複数枚の案内羽根を羽根車の軸芯方向からの傾斜
角度を調整可能に羽根車周辺部の入口の前側位置に設
け、回転中の羽根車に流入する空気流に羽根車と同一方
向の旋回を与える構成にし、空気入口の中心部に、整流
体を羽根車の軸芯方向に羽根車中心部のハブ部の前側位
置に設けたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の効果】本発明においては、空気入口の周辺部に
案内羽根を配置する一方、空気入口の中心部に整流体を
配置しているので、羽根車の軸芯方向からの案内羽根傾
斜角度即ち空気流に対する案内羽根の迎え角を大きくし
ても、空気流は、案内羽根のある空気入口の周辺部を通
過し、整流体のある空気入口の中心部を通過しない。
案内羽根を配置する一方、空気入口の中心部に整流体を
配置しているので、羽根車の軸芯方向からの案内羽根傾
斜角度即ち空気流に対する案内羽根の迎え角を大きくし
ても、空気流は、案内羽根のある空気入口の周辺部を通
過し、整流体のある空気入口の中心部を通過しない。
【００１２】従って、羽根車に流入する空気流に旋回を
与える案内羽根が十分に作用する。
与える案内羽根が十分に作用する。
【００１３】
＜第１例（図１〜図４参照）＞本例は、自動車用エンジ
ンのターボチャージャに用いる遠心圧縮機である。
ンのターボチャージャに用いる遠心圧縮機である。
【００１４】この遠心圧縮機は、図１に示すように、ケ
ーシング１の中央部に羽根車２を入れ、羽根車２の軸３
をケーシング１の後部に軸受し、ケーシング１の前部に
空気入口管４を羽根車２と同芯状に設け、ケーシング１
の外周部にディフューザ５と渦巻室６を内外に同芯状に
設けている。渦巻室６の大径部には、図示しないが、空
気出口管を接続している。
ーシング１の中央部に羽根車２を入れ、羽根車２の軸３
をケーシング１の後部に軸受し、ケーシング１の前部に
空気入口管４を羽根車２と同芯状に設け、ケーシング１
の外周部にディフューザ５と渦巻室６を内外に同芯状に
設けている。渦巻室６の大径部には、図示しないが、空
気出口管を接続している。
【００１５】羽根車２は、図１に示すように、円盤形状
の主板７の中心部に軸３を同芯状に貫通し、主板７の中
心部のハブ部前側に突出した軸３の螺歯端にナット８を
螺合して緊締し、主板７を軸３に固定し、主板７の周辺
部の前面に湾曲板形状の羽根９を等間隔位置にほぼ径方
向に沿って固定している。
の主板７の中心部に軸３を同芯状に貫通し、主板７の中
心部のハブ部前側に突出した軸３の螺歯端にナット８を
螺合して緊締し、主板７を軸３に固定し、主板７の周辺
部の前面に湾曲板形状の羽根９を等間隔位置にほぼ径方
向に沿って固定している。
【００１６】エンジンの吸気通路を流れる空気は、遠心
圧縮機の空気入口管４から羽根車２の前面周辺部の入口
に流入し、羽根車２の羽根９の間の湾曲通路を通って、
羽根車２の外周の出口からディフューザ５を経て渦巻室
６に流入し、高圧になった空気が渦巻室６の空気出口管
からエンジンのシリンダに流入する。エンジンの排気通
路を流れる排気ガスは、ガスタービンを回転し、ガスタ
ービンが遠心圧縮機を回転させる。
圧縮機の空気入口管４から羽根車２の前面周辺部の入口
に流入し、羽根車２の羽根９の間の湾曲通路を通って、
羽根車２の外周の出口からディフューザ５を経て渦巻室
６に流入し、高圧になった空気が渦巻室６の空気出口管
からエンジンのシリンダに流入する。エンジンの排気通
路を流れる排気ガスは、ガスタービンを回転し、ガスタ
ービンが遠心圧縮機を回転させる。
【００１７】遠心圧縮機は、図１に示すように、羽根車
２と同芯状の空気入口に、回転中の羽根車２に流入する
空気流に羽根車２と同一方向の旋回を与える空気流旋回
機構１１を旋回量調整可能に設けている。
２と同芯状の空気入口に、回転中の羽根車２に流入する
空気流に羽根車２と同一方向の旋回を与える空気流旋回
機構１１を旋回量調整可能に設けている。
【００１８】空気流旋回機構１１は、図１と図２に示す
ように、円筒形状の空気入口管４の周方向の等間隔位置
に、それぞれ、軸１２を空気入口管４の径方向に貫通し
て軸受し、空気入口管４内に突出した各軸１２の内端
に、それぞれ、その軸１２の軸芯方向に沿って略扇板形
状の案内羽根１３の基端を固定し、空気入口管４の軸芯
に近付くに従って空気入口管４の軸芯方向の幅が狭くな
る案内羽根１３を、羽根車２の周辺部前面の入口の前側
位置に等間隔に配置している。
ように、円筒形状の空気入口管４の周方向の等間隔位置
に、それぞれ、軸１２を空気入口管４の径方向に貫通し
て軸受し、空気入口管４内に突出した各軸１２の内端
に、それぞれ、その軸１２の軸芯方向に沿って略扇板形
状の案内羽根１３の基端を固定し、空気入口管４の軸芯
に近付くに従って空気入口管４の軸芯方向の幅が狭くな
る案内羽根１３を、羽根車２の周辺部前面の入口の前側
位置に等間隔に配置している。
【００１９】空気入口管４外に突出した各軸１２の外端
は、図１に示すように、その軸１２を所望の角度回転す
る回転駆動装置１４に連結している。各案内羽根１３
は、それぞれ、その案内羽根１３の後側部をこれと対面
した羽根車２の羽根９の移動方向に回動して傾斜可能に
し、図３に示すように、案内羽根１３が空気入口管４と
羽根車２の軸芯方向から傾斜する角度αを調整可能にし
ている。
は、図１に示すように、その軸１２を所望の角度回転す
る回転駆動装置１４に連結している。各案内羽根１３
は、それぞれ、その案内羽根１３の後側部をこれと対面
した羽根車２の羽根９の移動方向に回動して傾斜可能に
し、図３に示すように、案内羽根１３が空気入口管４と
羽根車２の軸芯方向から傾斜する角度αを調整可能にし
ている。
【００２０】また、案内羽根１３の回転駆動装置１４を
エンジンの回転速度に応じて制御する制御装置１５を設
けている。エンジンの低速域では、案内羽根１３の傾斜
角度αを大きくして、羽根車２に流入する空気流に与え
る旋回を大きくし、エンジンの高速域では、案内羽根１
３の傾斜角度αを小さくまたは零にして、羽根車２に流
入する空気流に与える旋回を小さくまたは零にする。
エンジンの回転速度に応じて制御する制御装置１５を設
けている。エンジンの低速域では、案内羽根１３の傾斜
角度αを大きくして、羽根車２に流入する空気流に与え
る旋回を大きくし、エンジンの高速域では、案内羽根１
３の傾斜角度αを小さくまたは零にして、羽根車２に流
入する空気流に与える旋回を小さくまたは零にする。
【００２１】羽根車２と同芯状の空気入口の中心部に
は、整流体２１を羽根車２の軸芯方向に羽根車２中心部
のハブ部の前側位置に設けている。
は、整流体２１を羽根車２の軸芯方向に羽根車２中心部
のハブ部の前側位置に設けている。
【００２２】整流体２１は、図１と図２に示すように、
前端を滑らかに尖らせた丸軸形状であり、空気入口管４
の軸芯部に羽根車２と同芯状に設け、整流体２１の後端
を羽根車２中心部のハブ部の直前位置に、整流体２１の
中央部を案内羽根１３の先端に近接して挟まれる位置に
それぞれ配置し、案内羽根１３の前側に突出した整流体
２１の前側部と空気入口管４の内周面の間に複数枚の翼
形状の支板２２を等間隔に固定している。
前端を滑らかに尖らせた丸軸形状であり、空気入口管４
の軸芯部に羽根車２と同芯状に設け、整流体２１の後端
を羽根車２中心部のハブ部の直前位置に、整流体２１の
中央部を案内羽根１３の先端に近接して挟まれる位置に
それぞれ配置し、案内羽根１３の前側に突出した整流体
２１の前側部と空気入口管４の内周面の間に複数枚の翼
形状の支板２２を等間隔に固定している。
【００２３】本例の遠心圧縮機においては、羽根車２と
同芯状の空気入口の周辺部に案内羽根１３を配置する一
方、空気入口の中心部に整流体２１を配置しているの
で、空気入口管４を流れる空気流ｆは、案内羽根１３の
傾斜角度αの大小に拘らず、図１に示すように、整流体
２１位置に達すると、整流体２１のある中心部を流れ
ず、案内羽根１３のある周辺部を流れ、案内羽根１３の
間を通過して、羽根車２の周辺部前面の入口に流入す
る。
同芯状の空気入口の周辺部に案内羽根１３を配置する一
方、空気入口の中心部に整流体２１を配置しているの
で、空気入口管４を流れる空気流ｆは、案内羽根１３の
傾斜角度αの大小に拘らず、図１に示すように、整流体
２１位置に達すると、整流体２１のある中心部を流れ
ず、案内羽根１３のある周辺部を流れ、案内羽根１３の
間を通過して、羽根車２の周辺部前面の入口に流入す
る。
【００２４】従って、案内羽根１３の傾斜角度αが大き
くても、羽根車２に流入する空気流ｆに旋回を与える案
内羽根１３が十分に作用する。
くても、羽根車２に流入する空気流ｆに旋回を与える案
内羽根１３が十分に作用する。
【００２５】本例の遠心圧縮機において、整流体２１を
設けた場合と、設けなかった場合について、それぞれ、
羽根車２の入口位置での空気流ｆの旋回角を求めた。図
４から明らかなように、案内羽根１３の傾斜角度αを３
０度に設定したときでも、６０度に設定したときでも、
整流体２１を設けた場合の方が羽根車２の入口位置での
空気流ｆの旋回角が大きくなる。
設けた場合と、設けなかった場合について、それぞれ、
羽根車２の入口位置での空気流ｆの旋回角を求めた。図
４から明らかなように、案内羽根１３の傾斜角度αを３
０度に設定したときでも、６０度に設定したときでも、
整流体２１を設けた場合の方が羽根車２の入口位置での
空気流ｆの旋回角が大きくなる。
【００２６】＜第２例（図５参照）＞本例の遠心圧縮機
は、前例におけるのとは整流体２１の支持構造が異な
る。
は、前例におけるのとは整流体２１の支持構造が異な
る。
【００２７】前例における支板２２は設けずに、図５に
示すように、各案内羽根１３の先端にそれぞれその案内
羽根１３の基端の軸１２と同芯状に支軸３１を設けると
共に、案内羽根１３の先端に近接して挟まれた整流体２
１の中央部に支軸３１と同数の支持孔３２を設け、各支
持孔３２にそれぞれ案内羽根１３の先端の支軸３１を回
転可能に嵌合して、整流体２１を羽根車２の軸芯方向に
羽根車２中心部のハブ部の前側位置に設けている。
示すように、各案内羽根１３の先端にそれぞれその案内
羽根１３の基端の軸１２と同芯状に支軸３１を設けると
共に、案内羽根１３の先端に近接して挟まれた整流体２
１の中央部に支軸３１と同数の支持孔３２を設け、各支
持孔３２にそれぞれ案内羽根１３の先端の支軸３１を回
転可能に嵌合して、整流体２１を羽根車２の軸芯方向に
羽根車２中心部のハブ部の前側位置に設けている。
【００２８】前例において空気入口管４を流れる空気流
ｆが支板２２に衝突したり接触したりして発生する損失
が発生しない。
ｆが支板２２に衝突したり接触したりして発生する損失
が発生しない。
【００２９】その他の点は、前例におけるのと同様であ
る。
る。
【００３０】＜第３例（図６参照）＞本例の遠心圧縮機
は、前２例におけるのとは整流体２１の支持構造が異な
る。
は、前２例におけるのとは整流体２１の支持構造が異な
る。
【００３１】第１例における支板２２や第２例における
支軸３１は設けずに、図６に示すように、整流体２１の
後端に螺孔４１を同芯状に設け、整流体２１の螺孔４１
付き後端を、前２例におけるナット８に代えて、羽根車
２の前側に突出した軸３の螺歯端に螺合して緊締し、前
側部が案内羽根１３の先端に近接して挟まれた整流体２
１を羽根車２中心部のハブ部前側に同芯状に連結して設
けている。
支軸３１は設けずに、図６に示すように、整流体２１の
後端に螺孔４１を同芯状に設け、整流体２１の螺孔４１
付き後端を、前２例におけるナット８に代えて、羽根車
２の前側に突出した軸３の螺歯端に螺合して緊締し、前
側部が案内羽根１３の先端に近接して挟まれた整流体２
１を羽根車２中心部のハブ部前側に同芯状に連結して設
けている。
【００３２】整流体２１の支持構造が前２例における支
持構造より簡単になる。
持構造より簡単になる。
【００３３】その他の点は、前例におけるのと同様であ
る。
る。
【図１】本発明の実施形態の第１例のターボチャージャ
用遠心圧縮機の縦断面図。
用遠心圧縮機の縦断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面拡大図。
【図４】第１例の遠心圧縮機と整流体を設けなかった遠
心圧縮機における羽根車入口での空気流の旋回角と軸芯
からの無次元距離の関係を示す線図。
心圧縮機における羽根車入口での空気流の旋回角と軸芯
からの無次元距離の関係を示す線図。
【図５】実施形態の第２例のターボチャージャ用遠心圧
縮機の縦断面図。
縮機の縦断面図。
【図６】実施形態の第３例のターボチャージャ用遠心圧
縮機の縦断面図。
縮機の縦断面図。
２ 羽根車 １３ 案内羽根 ２１ 整流体
Claims (1)
- 【請求項１】 エンジンのシリンダに高圧空気を供給す
るターボチャージャに用いる遠心圧縮機において、 羽根車と同芯状の空気入口の周辺部に、複数枚の案内羽
根を羽根車の軸芯方向からの傾斜角度を調整可能に羽根
車周辺部の入口の前側位置に設け、回転中の羽根車に流
入する空気流に羽根車と同一方向の旋回を与える構成に
し、 空気入口の中心部に、整流体を羽根車の軸芯方向に羽根
車中心部のハブ部の前側位置に設けたことを特徴とする
ターボチャージャ用遠心圧縮機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9147359A JPH10339152A (ja) | 1997-06-05 | 1997-06-05 | ターボチャージャ用遠心圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9147359A JPH10339152A (ja) | 1997-06-05 | 1997-06-05 | ターボチャージャ用遠心圧縮機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10339152A true JPH10339152A (ja) | 1998-12-22 |
Family
ID=15428424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9147359A Pending JPH10339152A (ja) | 1997-06-05 | 1997-06-05 | ターボチャージャ用遠心圧縮機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10339152A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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