(57)【要約】  遠心圧縮機は、インペラ（コンプレッサインペラ１０）と、インペラが配され、インペラの回転軸方向に延在する主流路１２と、主流路１２よりインペラの径方向外側に形成された副流路２１と、副流路２１と主流路１２とを連通させる上流連通路２３と、上流連通路２３よりもインペラ側で副流路２１と主流路１２とを連通させる下流連通路２２と、下流連通路２２の流路幅よりも長い隙間Ｓａを副流路２１内に維持して、副流路２１を周方向に仕切る仕切部（リブ６ｇ、フィン２０）と、を備える。
2018198808.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インペラと、
前記インペラが配され、前記インペラの回転軸方向に延在する主流路と、
前記主流路より前記インペラの径方向外側に形成された副流路と、
前記副流路と前記主流路とを連通させる上流連通路と、
前記上流連通路よりも前記インペラ側で前記副流路と前記主流路とを連通させる下流連通路と、
前記下流連通路の流路幅よりも長い隙間を前記副流路内に維持して、前記副流路を周方向に仕切る仕切部と、
を備える遠心圧縮機。
【請求項２】
前記隙間の少なくとも一部は、前記副流路のうち、前記回転軸方向の中央よりも前記下流連通路側に位置する請求項１に記載の遠心圧縮機。
【請求項３】
前記隙間の前記回転軸方向の長さは、前記副流路の前記回転軸方向の長さの４０％以上である請求項１または２に記載の遠心圧縮機。
【請求項４】
前記仕切部は、
前記下流連通路側に設けられた第１仕切部と、
前記第１仕切部に対し、前記隙間を空けて前記上流連通路側に設けられた第２仕切部と、
を含む請求項１から３のいずれか１項に記載の遠心圧縮機。
【請求項５】
前記下流連通路は、前記周方向に離隔する複数の前記第１仕切部の間に開口する請求項４に記載の遠心圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、主流路より径方向外側に副流路が形成された遠心圧縮機に関する。本出願は、２０１７年４月２５日に提出された日本特許出願第２０１７−０８６５５６号に基づく優先権の利益を主張するものであり、その内容は本出願に援用される。
【背景技術】
【０００２】
遠心圧縮機においては、主流路の径方向外側に副流路が形成される場合がある。主流路には、コンプレッサインペラが配される。主流路と副流路は、上流連通路および下流連通路によって連通する。流量が小さい領域では、コンプレッサインペラで圧縮された高圧の空気は、下流連通路および副流路を逆流して上流連通路から主流路に還流する。こうして、見かけ上の流量が増加するため、小流量側の作動領域が拡大する。【０００３】
特許文献１に記載された遠心圧縮機では、副流路に仕切部が設けられる。仕切部は、コンプレッサインペラの回転軸方向に延在する。仕切部は、副流路を周方向に仕切る。副流路を逆流する空気は、コンプレッサインペラの回転方向に旋回する。仕切部を設けることで、空気の旋回速度成分が抑制される。その結果、コンプレッサインペラの吸気側の圧力が上昇し、小流量側の作動領域がさらに拡大する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５４７９０２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のように、副流路が周方向に仕切られる場合、小流量側において騒音が生じ易くなってしまうおそれがあった。【０００６】
本開示の目的は、流量が小さい領域において、騒音を抑制することが可能な遠心圧縮機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る遠心圧縮機は、インペラと、インペラが配され、インペラの回転軸方向に延在する主流路と、主流路よりインペラの径方向外側に形成された副流路と、副流路と主流路とを連通させる上流連通路と、上流連通路よりもインペラ側で副流路と主流路とを連通させる下流連通路と、下流連通路の流路幅よりも長い隙間を副流路内に維持して、副流路を周方向に仕切る仕切部と、を備える。【０００８】
隙間の少なくとも一部は、副流路のうち、回転軸方向の中央よりも下流連通路側に位置してもよい。【０００９】
隙間の回転軸方向の長さは、副流路の回転軸方向の長さの４０％以上であってもよい。【００１０】
仕切部は、下流連通路側に設けられた第１仕切部と、第１仕切部に対し、隙間を空けて上流連通路側に設けられた第２仕切部と、を含んでもよい。【００１１】
下流連通路は、周方向に離隔する複数の第１仕切部の間に開口してもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本開示によれば、流量が小さい領域において、騒音を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】過給機の概略断面図である。
【図２】図１の破線部分の抽出図である。
【図３】主流路の流量と副流路の流量との関係を説明するための図である。
【図４】フィンとリブとの隙間の長さの影響を説明するための図である。
【図５】変形例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に添付図面を参照しながら、本開示の一実施形態について詳細に説明する。実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１５】
図１は、過給機Ｃの概略断面図である。図１に示す矢印Ｌ方向を過給機Ｃの左側として説明する。図１に示す矢印Ｒ方向を過給機Ｃの右側として説明する。過給機Ｃのうち、後述するコンプレッサインペラ１０（インペラ）側は、遠心圧縮機として機能する。以下では、遠心圧縮機の一例として、過給機Ｃについて説明する。ただし、遠心圧縮機は、過給機Ｃに限られない。遠心圧縮機は、過給機Ｃ以外の装置に組み込まれてもよいし、単体であってもよい。
【００１６】
図１に示すように、過給機Ｃは、過給機本体１を備える。過給機本体１は、ベアリングハウジング２を備える。ベアリングハウジング２の左側には、締結ボルト３によってタービンハウジング４が連結される。ベアリングハウジング２の右側には、締結ボルト５によってコンプレッサハウジング６が連結される。
【００１７】
ベアリングハウジング２には、軸受孔２ａが形成されている。軸受孔２ａは、過給機Ｃの左右方向に貫通する。軸受孔２ａに軸受７が設けられる。図１では、軸受７の一例としてフルフローティング軸受を示す。ただし、軸受７は、セミフローティング軸受や転がり軸受など、他のラジアル軸受であってもよい。軸受７によって、シャフト８が回転自在に軸支されている。シャフト８の左端部にはタービンインペラ９が設けられる。タービンインペラ９がタービンハウジング４内に回転自在に収容されている。また、シャフト８の右端部にはコンプレッサインペラ１０が設けられる。コンプレッサインペラ１０がコンプレッサハウジング６内に回転自在に収容されている。
【００１８】
コンプレッサハウジング６には、ハウジング穴６ａが形成される。ハウジング穴６ａは、過給機Ｃの右側に開口する。ハウジング穴６ａには取付部材１１が配される。コンプレッサハウジング６および取付部材１１によって主流路１２が形成される。主流路１２は、過給機Ｃの右側に開口する。主流路１２は、コンプレッサインペラ１０の回転軸方向（以下、単に回転軸方向と称す）に延在する。主流路１２は、不図示のエアクリーナに接続される。コンプレッサインペラ１０は、主流路１２に配される。
【００１９】
上記のように、締結ボルト５によってベアリングハウジング２とコンプレッサハウジング６が連結された状態では、ディフューザ流路１３が形成される。ディフューザ流路１３は、ベアリングハウジング２とコンプレッサハウジング６の対向面によって形成される。ディフューザ流路１３は、空気を昇圧する。ディフューザ流路１３は、シャフト８の径方向内側から外側に向けて環状に形成されている。ディフューザ流路１３は、上記の径方向内側において主流路１２に連通している。
【００２０】
また、コンプレッサハウジング６には、コンプレッサスクロール流路１４が設けられている。コンプレッサスクロール流路１４は、環状である。コンプレッサスクロール流路１４は、例えばディフューザ流路１３よりもシャフト８の径方向外側に位置する。コンプレッサスクロール流路１４は、不図示のエンジンの吸気口と連通する。コンプレッサスクロール流路１４は、ディフューザ流路１３にも連通している。コンプレッサインペラ１０が回転すると、主流路１２からコンプレッサハウジング６内に空気が吸気される。吸気された空気は、コンプレッサインペラ１０の翼間を流通する過程において、加圧加速される。加圧加速された空気は、ディフューザ流路１３およびコンプレッサスクロール流路１４で昇圧される。昇圧された空気は、エンジンの吸気口に導かれる。
【００２１】
タービンハウジング４には、吐出口１５が形成されている。吐出口１５は、過給機Ｃの左側に開口する。吐出口１５は、不図示の排気ガス浄化装置に接続される。また、タービンハウジング４には、流路１６と、タービンスクロール流路１７とが設けられている。タービンスクロール流路１７は環状である。タービンスクロール流路１７は、例えば流路１６よりもタービンインペラ９の径方向外側に位置する。タービンスクロール流路１７は、不図示のガス流入口と連通する。ガス流入口には、不図示のエンジンの排気マニホールドから排出される排気ガスが導かれる。ガス流入口は、上記の流路１６にも連通している。ガス流入口からタービンスクロール流路１７に導かれた排気ガスは、流路１６およびタービンインペラ９の翼間を介して吐出口１５に導かれる。吐出口１５に導かれた排気ガスは、その流通過程においてタービンインペラ９を回転させる。
【００２２】
そして、上記のタービンインペラ９の回転力は、シャフト８を介してコンプレッサインペラ１０に伝達される。上記のとおりに、空気は、コンプレッサインペラ１０の回転力によって昇圧されて、エンジンの吸気口に導かれる。
【００２３】
図２は、図１の破線部分の抽出図である。図２に示すように、ハウジング穴６ａには、隔壁部６ｂが形成される。隔壁部６ｂは、環状である。隔壁部６ｂは、回転軸方向に延在する。隔壁部６ｂは、ハウジング穴６ａの内周面から径方向内側に離隔する。ハウジング穴６ａの内周面および隔壁部６ｂの外周面は、回転軸方向に平行である。ただし、ハウジング穴６ａの内周面および隔壁部６ｂの外周面は、回転軸方向に対して傾斜していてもよいし、互いに平行でなくともよい。
【００２４】
ハウジング穴６ａの底面６ｃには、突出部６ｄが形成される。突出部６ｄは、環状である。突出部６ｄは、回転軸方向に延在する。突出部６ｄは、ハウジング穴６ａの内周面から径方向内側に離隔する。突出部６ｄの外周面は、回転軸方向に平行である。ただし、突出部６ｄの外周面は、回転軸方向に対して傾斜していてもよい。
【００２５】
隔壁部６ｂの外周面および突出部６ｄの外周面は面一である。ただし、隔壁部６ｂの外径は、突出部６ｄの外径より大きくてもよいし、小さくてもよい。隔壁部６ｂのうち、図２中、左側（突出部６ｄ側）の端面６ｅと、突出部６ｄのうち、図２中、右側（隔壁部６ｂ側）の端面６ｆとは、回転軸方向に離隔している。隔壁部６ｂの端面６ｅと、突出部６ｄの端面６ｆとの間にスリット（後述する下流連通路２２）が形成される。
【００２６】
ハウジング穴６ａには、リブ６ｇ（第１仕切部）が形成される。リブ６ｇは、隔壁部６ｂの周方向（コンプレッサインペラ１０の回転方向）に離隔して複数配される。図２では、理解を容易とするため、リブ６ｇをクロスハッチングで示す。リブ６ｇは、ハウジング穴６ａの底面６ｃに一体成型される。リブ６ｇは、底面６ｃから、図２中、右側（後述するフィン側）に突出する。リブ６ｇは、ハウジング穴６ａの内周面、および、隔壁部６ｂの外周面にも一体成型される。すなわち、隔壁部６ｂは、コンプレッサハウジング６に一体成型される。隔壁部６ｂは、リブ６ｇによって、ハウジング穴６ａとの間に間隙を維持した状態で保持されている。ただし、隔壁部６ｂは、コンプレッサハウジング６と別体で形成されて、コンプレッサハウジング６に取り付けられてもよい。
【００２７】
隔壁部６ｂには、隔壁孔６ｈが形成される。隔壁孔６ｈは、隔壁部６ｂを回転軸方向に貫通する。隔壁孔６ｈには、大径部６ｋ、縮径部６ｍ、小径部６ｎが形成される。大径部６ｋは、隔壁部６ｂのうち、図２中、右側（突出部６ｄと反対側）の端面６ｐに開口する。大径部６ｋに対し、図２中、左側（突出部６ｄ側）に縮径部６ｍが連続する。縮径部６ｍは、図２中、左側（突出部６ｄ側）に向って、内径が小さくなる。小径部６ｎの内径は、大径部６ｋの内径より小さい。縮径部６ｍに対し、図２中、左側（突出部６ｄ側）に小径部６ｎが連続する。ここでは、大径部６ｋ、縮径部６ｍ、小径部６ｎが形成される場合について説明した。ただし、隔壁孔６ｈが形成されていれば、その形状は問わない。
【００２８】
コンプレッサハウジング６には、突出孔６ｑが形成される。突出孔６ｑは、突出部６ｄを回転軸方向に貫通する。突出孔６ｑは、隔壁孔６ｈと対向する。突出孔６ｑおよび隔壁孔６ｈには、コンプレッサインペラ１０の一部が配される。突出孔６ｑの内周面は、コンプレッサインペラ１０の外形に沿う。突出孔６ｑは、図２中、右側（隔壁孔６ｈ側）ほど、内径が小さくなる。隔壁孔６ｈおよび突出孔６ｑは、上記の主流路１２の一部を形成する。
【００２９】
コンプレッサハウジング６のうち、図２中、右側（タービンインペラ９と反対側）の端面６ｒには、ハウジング穴６ａが開口する。上記のように、ハウジング穴６ａには、取付部材１１が配される。取付部材１１の本体部１１ａは、例えば、環状である。本体部１１ａは、環状に限らず、例えば、周方向の一部が切り欠かれていてもよい。
【００３０】
本体部１１ａは、例えば、ハウジング穴６ａに圧入される。こうして、取付部材１１がコンプレッサハウジング６に取り付けられる。ただし、取付部材１１は、ボルトなどの締結部材でコンプレッサハウジング６に取り付けられてもよい。取付部材１１は、コンプレッサハウジング６に接合されてもよい。
【００３１】
本体部１１ａには、取付孔１１ｂが形成される。取付孔１１ｂは、本体部１１ａを回転軸方向に貫通する。取付孔１１ｂは、隔壁孔６ｈと回転軸方向に連続する。取付孔１１ｂには、縮径部１１ｃおよび平行部１１ｄが形成される。縮径部１１ｃは、図２中、左側（コンプレッサインペラ１０側）に向って、内径が小さくなる。平行部１１ｄは、縮径部１１ｃよりも、図２中、左側（コンプレッサインペラ１０側）に位置する。平行部１１ｄは、回転軸方向に亘って内径が大凡一定である。取付孔１１ｂの平行部１１ｄの内径は、隔壁孔６ｈの大径部６ｋの内径と大凡等しい。ここでは、縮径部１１ｃ、平行部１１ｄが形成される場合について説明した。ただし、取付孔１１ｂが形成されていれば、その形状は問わない。
【００３２】
取付部材１１の端面１１ｅには、取付孔１１ｂが開口する。コンプレッサハウジング６の端面６ｒと、取付部材１１の端面１１ｅとは、例えば、面一である。ただし、コンプレッサハウジング６の端面６ｒは、取付部材１１の端面１１ｅよりも、図２中、左側（コンプレッサインペラ１０側）に位置してもよい。すなわち、取付部材１１は、ハウジング穴６ａから、図２中、右側（コンプレッサインペラ１０から離隔する側）に突出してもよい。また、取付部材１１の端面１１ｅは、コンプレッサハウジング６の端面６ｒよりも、図２中、左側（コンプレッサインペラ１０側）に位置してもよい。
【００３３】
取付部材１１の本体部１１ａのうち、図２中、左側（コンプレッサインペラ１０側）の端面１１ｆは、テーパ面となっている。端面１１ｆは、径方向内側に向うほど、図２中、左側（コンプレッサインペラ１０側）に位置する。取付部材１１の端面１１ｆと、隔壁部６ｂの端面６ｐとは、回転軸方向に離隔する。端面１１ｆのうち、径方向内側の一部は、隔壁部６ｂの端面６ｐに回転軸方向に対向する。隔壁部６ｂの端面６ｐと、取付部材１１の端面１１ｆとの間に空隙（後述する上流連通路２３）が形成される。
【００３４】
端面１１ｆには、フィン２０（第２仕切部）が形成される。フィン２０は、本体部１１ａの周方向（コンプレッサインペラ１０の回転方向）に離隔して複数配される。図２では、理解を容易とするため、フィン２０をリブ６ｇよりも目の粗いクロスハッチングで示す。フィン２０は、例えば、取付部材１１に一体成型される。ただし、フィン２０は、取付部材１１と別体に形成され、取付部材１１に取り付けられてもよい。
【００３５】
フィン２０は、内周部２０ａおよび外周部２０ｂを有する。外周部２０ｂは、内周部２０ａより、径方向外側に位置する。内周部２０ａは、外周部２０ｂに対して径方向に連続する。内周部２０ａは、フィン２０のうち、隔壁部６ｂの端面６ｐに面する部位である。内周部２０ａは、端面１１ｆから、隔壁部６ｂの端面６ｐまで延在する。内周部２０ａの内周端２０ｃは、取付部材１１の平行部１１ｄの内周面、および、隔壁部６ｂの大径部６ｋの内周面と、大凡面一である。ただし、内周部２０ａの内周端２０ｃは、取付部材１１の平行部１１ｄの内周面、および、隔壁部６ｂの大径部６ｋの内周面より、径方向外側に位置してもよい。外周部２０ｂは、内周部２０ａよりも、図２中、左側（コンプレッサインペラ１０側）まで延在する。外周部２０ｂは、隔壁部６ｂの外周面とハウジング穴６ａの内周面との間隙に突出する。
【００３６】
主流路１２は、取付孔１１ｂ、隔壁孔６ｈ、突出孔６ｑを含んで構成される。副流路２１は、主流路１２の径方向外側に形成される。副流路２１は、突出部６ｄの外周面および隔壁部６ｂの外周面と、ハウジング穴６ａの内周面との間隙を含んで構成される。副流路２１は、環状に延在する。下流連通路２２は、隔壁部６ｂの端面６ｅと、突出部６ｄの端面６ｆによって形成される。上流連通路２３は、隔壁部６ｂの端面６ｐと、取付部材１１の端面１１ｆと、周方向に隣り合うフィン２０（内周部２０ａ）によって形成される。したがって、上流連通路２３は、周方向に離隔して複数形成される。
【００３７】
上流連通路２３は、主流路１２と副流路２１とを連通させる。下流連通路２２は、上流連通路２３よりも、図２中、左側（コンプレッサインペラ１０側、主流路１２の流れ方向の下流側）で、主流路１２と副流路２１とを連通させる。
【００３８】
リブ６ｇは、副流路２１のうち、下流連通路２２側に設けられる。下流連通路２２は、周方向に離隔する複数のリブ６ｇの間に開口する。下流連通路２２のうち、径方向外側の端部は、複数のリブ６ｇの間に開口する。下流連通路２２は、コンプレッサインペラ１０に対向する。下流連通路２２のうち、径方向内側の端部は、コンプレッサハウジング６のうち、コンプレッサインペラ１０に径方向に対向する内周面に開口する。
【００３９】
下流連通路２２は、例えば、径方向に平行に延在する。ただし、下流連通路２２は、径方向に対して傾斜してもよい。下流連通路２２は、径方向外側に向うにしたがって、図２中、右側（上流連通路２３側）となる向きに傾斜してもよい。下流連通路２２は、径方向外側に向うにしたがって、図２中、左側（上流連通路２３と反対側）となる向きに傾斜してもよい。
【００４０】
フィン２０は、副流路２１のうち、上流連通路２３側に設けられる。フィン２０のうち、外周部２０ｂは、副流路２１内に位置する。内周部２０ａは、上流連通路２３に位置する。
【００４１】
副流路２１は、リブ６ｇおよびフィン２０によって、周方向に仕切られる。詳細には、リブ６ｇおよびフィン２０が配された領域では、副流路２１は、周方向に離隔する複数の流路に区画される。
【００４２】
フィン２０は、リブ６ｇに対して回転軸方向に隙間Ｓａを空けて配される。すなわち、フィン２０とリブ６ｇは、回転軸方向に離隔している。フィン２０およびリブ６ｇは、隙間Ｓａを副流路２１内に維持して、副流路２１を周方向に仕切る。
【００４３】
フィン２０とリブ６ｇとの隙間Ｓａは、下流連通路２２の流路幅よりも長い。下流連通路２２の流路幅は、例えば、回転軸方向の幅である。下流連通路２２が径方向に対して傾斜していたり、径方向の位置によって幅が変化したりする場合、例えば、回転軸を含む断面において、最小となる幅を下流連通路２２の流路幅とする。すなわち、隔壁部６ｂの端面６ｅと、突出部６ｄの端面６ｆとの最小距離を、下流連通路２２の流路幅（流路スロート）と考えることができる。ここでは、隔壁部６ｂの端面６ｅと、突出部６ｄの端面６ｆとの距離が一定である。したがって、フィン２０とリブ６ｇとの隙間Ｓａは、下流連通路２２の最大流路幅よりも長い。また、例えば、回転軸を含む断面において、最小流路幅となる径方向位置が周方向に異なる場合もある。この場合、径方向長さの違いを考慮した加重平均した流路幅の値を、下流連通路２２の流路幅と考えてもよい。
【００４４】
図３は、主流路１２の流量と副流路２１の流量との関係を説明するための図である。図３に示すように、主流路１２の流量が多い領域では、空気は副流路２１を順流する（空気は主流路１２と同じ方向に流れる。空気は上流連通路２３側から下流連通路２２側に流れる）。主流路１２の流量が多いほど、副流路２１を順流する流量が多くなる。
【００４５】
主流路１２の流量が小さい領域では、コンプレッサインペラ１０で圧縮された高圧の空気は、副流路２１を逆流する（空気は主流路１２の流れ方向に対して逆方向に流れる。空気は下流連通路２２側から上流連通路２３側に流れる）。主流路１２の流量が小さいほど、副流路２１を逆流する流量が多くなる。副流路２１を逆流した空気は、上流連通路２３から主流路１２に還流する。これにより、見かけ上の流量が増加するため、小流量側の作動領域が拡大する。
【００４６】
下流連通路２２から副流路２１に逆流する空気は、コンプレッサインペラ１０の回転の影響を受け、旋回流となっている。旋回流は、コンプレッサインペラ１０の回転方向と同方向の流れである。リブ６ｇおよびフィン２０によって、副流路２１が仕切られると、上流連通路２３から主流路１２に還流する空気の旋回速度成分が抑制される。その結果、コンプレッサインペラ１０の吸気側の圧力が上昇し、小流量側の作動領域がさらに拡大する。
【００４７】
下流連通路２２から副流路２１に逆流する空気の流量が大きくなるほど（主流路１２の流量が小さくなるほど）、逆流する空気の回転軸方向の流速が高まる。その結果、逆流する空気の流量が大きくなるほど、流れ方向に対する旋回速度成分の影響が小さくなる。一方、下流連通路２２から副流路２１に逆流する空気の流量が小さくなるほど、逆流する空気の回転軸方向の流速が低くなる。その結果、逆流する空気の流量が小さくなるほど、流れ方向に対する旋回速度成分の影響が大きくなる。
【００４８】
ここで、フィン２０とリブ６ｇとの隙間Ｓａを長くすると、隙間Ｓａでは空気の旋回流が妨げられないため、空気の旋回速度成分の抑制作用が減少する。そのため、逆流する空気の流量が小さい領域では、逆流する空気は、隙間Ｓａによって旋回速度成分がある程度残ったまま、主流路１２に還流する。その結果、コンプレッサインペラ１０の翼（羽根）へ流入する空気の流れ角（回転するコンプレッサインペラ１０に対する空気の相対流入角度）が小さくなる。
【００４９】
図４は、フィン２０とリブ６ｇとの隙間Ｓａの長さの影響を説明するための図である。図４において、横軸は体積流量を示す。図４において、縦軸は圧力比を示す。圧力比は、吐出される空気の圧力を、吸入される空気の圧力で除算した値である。
【００５０】
図４において、実線および破線は、圧力比のピークを結んだ線である。圧力比のピークは、シャフト８の回転数を一定とした条件下において流量を変化させたときに、圧力比が最も高くなる点である。シャフト８の所定回転数ごとにプロットされた圧力比のピークが結ばれて、実線および破線となる。実線は、本実施形態の構成の場合を示す。破線は、フィン２０とリブ６ｇの隙間Ｓａがほとんど設けられていない比較例の構成の場合を示す。二点鎖線は、本実施形態の構成と、比較例の構成の双方における作動限界を示す。また、図４において、実線および破線は、右上に行くにしたがって、シャフト８の回転数が高い運転条件での圧力比のピークを示す。
【００５１】
本実施形態では、比較例に比べて、フィン２０とリブ６ｇの隙間Ｓａが長い。上記のように、逆流する空気は、隙間Ｓａによって旋回速度成分が残ったまま、主流路１２に還流する。コンプレッサインペラ１０の翼（羽根）へ流入する空気の流れ角が小さくなる。すなわち、コンプレッサインペラ１０に沿って空気が流れ込み易い。そのため、コンプレッサインペラ１０の失速が発生する流量が小さくなるか、もしくは、コンプレッサインペラ１０の失速が発生せずに作動限界となる。図４に白抜き矢印で示すように、逆流する空気の流量が小さい領域において、破線の比較例より実線の本実施形態の方が、圧力比のピークが小流量側になる。遠心圧縮機の圧力流量特性から、圧力比のピークより小流量側では、圧力変動が大きく騒音が生じ易い。本実施形態では、圧力比のピークが小流量側に移動することで、安定作動領域が拡大し、騒音が抑制される。
【００５２】
また、上記のように、下流連通路２２から副流路２１に逆流する空気の流量が多くなるほど、逆流する空気の回転軸方向の流速が高まる。逆流する空気の流れ方向に対して、旋回速度成分の影響が小さくなる。そのため、図４中、二点鎖線で示すように、作動限界は、本実施形態の構成と、比較例の構成とでほとんど差が生じない。このように、本実施形態では、比較例に対して作動限界をほとんど変えずに、騒音の抑制が可能となる。
【００５３】
また、図３中、一点鎖線で示すように、主流路１２の流量が同じ場合において、下流連通路２２の流路幅を大きくすると、逆流する空気の流量が増加する。逆流する空気の流れ方向に対して、旋回速度成分の影響が小さくなる。このように、副流路２１を逆流する空気の流量は、下流連通路２２の流路幅と相関がある。本実施形態では、フィン２０とリブ６ｇとの隙間Ｓａは、下流連通路２２の流路幅よりも長く（広く）設定される。その結果、騒音の抑制が可能となる。ここで、例えば、隙間Ｓａが狭くなり、フィン２０とリブ６ｇの位置が軸方向に最も近い位置にあるとする。また、説明の便宜上、設置されている周方向の角度位相が同じとする。隙間Ｓａを通過する空気は、大きく加速される。周方向速度は、流路外径に依存するため、回転軸方向速度とともに周方向速度も加速される。この場合、逆流する空気の旋回速度成分の影響が維持され、圧力比のピークは小流量側に移動するが、作動限界は悪化する可能性がある。これに対して、逆流する空気の流れは、下流連通路２２を通過した後に、フィン２０とリブ６ｇとの隙間Ｓａに流入する。そのため、下流連通路２２の流路幅より隙間Ｓａが広くなっていると、隙間Ｓａの狭さに起因する周方向速度成分の増加が抑制される。その結果、安定して、作動限界を悪化させずに、圧力比のピークを小流量側に移動することが可能となる。
【００５４】
また、図２に示すように、フィン２０とリブ６ｇとの隙間Ｓａの少なくとも一部は、副流路２１のうち、回転軸方向の中央ＣＥよりも下流連通路２２側（コンプレッサインペラ１０側）に位置する。ここで、副流路２１の回転軸方向の一端は、例えば、底面６ｃであり、他端は、例えば、隔壁部６ｂの端面６ｐの径方向外側に位置する。副流路２１の中央ＣＥは、リブ６ｇを基準として、図２中、右側（フィン２０側、取付部材１１側）に位置する。そのため、下流連通路２２から副流路２１に流入した空気は、旋回速度成分を失う前に、隙間Ｓａに到達し易くなる。その結果、小流量側で旋回速度成分が残り易くなり、騒音の抑制効果が向上する。なお、フィン２０とリブ６ｇとの隙間Ｓａの全領域が、副流路２１のうち、回転軸方向の中央ＣＥよりも上流連通路２３側（取付部材１１側）に位置してもよい。
【００５５】
副流路２１の回転軸方向の長さは、ハウジング穴６ａの底面６ｃから、隔壁部６ｂの端面６ｐまでの回転軸方向の長さとする。このとき、フィン２０とリブ６ｇとの隙間Ｓａの回転軸方向の長さは、副流路２１の回転軸方向の長さの４０％以上である。そのため、フィン２０とリブ６ｇとの隙間Ｓａの回転軸方向の長さが、副流路２１の回転軸方向の長さの４０％未満である場合に比べ、騒音の抑制効果が向上する。
【００５６】
また、上記のように、下流連通路２２は、周方向に離隔する複数のリブ６ｇの間に開口する。リブ６ｇによる旋回速度成分の抑制作用が大きい。そのため、フィン２０とリブ６ｇとの隙間Ｓａを下流連通路２２の流路幅より大きくすることで、旋回速度成分の抑制作用が減少し易い。ただし、下流連通路２２は、周方向に離隔する複数のリブ６ｇの間に開口しなくてもよい。リブ６ｇは、下流連通路２２より上流連通路２３側にのみ形成されてもよい。
【００５７】
図５は、変形例を説明するための図である。図５では、変形例における図２に対応する部位を示す。上述した実施形態では、隔壁部６ｂは、リブ６ｇを介してコンプレッサハウジング６と一体成型される場合について説明した。図５に示すように、変形例では、リブ６ｇが設けられていない。フィン２０は、隔壁部１０６ｂの外周面に一体成型される。すなわち、隔壁部１０６ｂは、取付部材１１に一体成型される。ただし、隔壁部１０６ｂは、取付部材１１と別体に成型されて、取付部材１１に取り付けられてもよい。
【００５８】
隔壁部１０６ｂは、フィン２０を介して取付部材１１に取り付けられること以外は、隔壁部６ｂと実質的に等しい構成となっている。ここでは、隔壁部１０６ｂについて、隔壁部６ｂと重複する説明は省略する。
【００５９】
フィン２０の外周部１２０ｂは、上述した実施形態の外周部２０ｂよりも、突出部６ｄ側に長く延在している。
【００６０】
フィン２０は、下流連通路２２の流路幅よりも長い隙間Ｓｂを副流路２１内に維持して、副流路２１を周方向に仕切る。変形例において、隙間Ｓｂは、フィン２０の外周部１２０ｂと、ハウジング穴６ａの底面６ｃとの間に形成される。
【００６１】
以上、添付図面を参照しながら本開示の一実施形態について説明したが、本開示はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
【００６２】
例えば、上述した実施形態では、フィン２０およびリブ６ｇの双方が設けられる場合について説明した。また、変形例では、リブ６ｇが設けられずに、フィン２０が設けられる場合について説明した。ただし、フィン２０が設けられずに、リブ６ｇが設けられてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本開示は、主流路より径方向外側に副流路が形成された遠心圧縮機に利用することができる。
【符号の説明】
【００６４】
Ｃ：過給機（遠心圧縮機）  Ｓａ：隙間  Ｓｂ：隙間  ６ｇ：リブ（第１仕切部）  １０：コンプレッサインペラ（インペラ）  １２：主流路  ２０：フィン（第２仕切部）  ２１：副流路  ２２：下流連通路  ２３：上流連通路
【図１】
2018198808.tif 000003
【図２】
2018198808.tif 000004
【図３】
2018198808.tif 000005
【図４】
2018198808.tif 000006
【図５】
2018198808.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成30年9月4日(2018.9.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インペラと、
前記インペラが配され、前記インペラの回転軸方向に延在する主流路と、
前記主流路より前記インペラの径方向外側に形成された副流路と、
前記副流路と前記主流路とを連通させる上流連通路と、
前記上流連通路よりも前記インペラ側で前記副流路と前記主流路とを連通させる下流連通路と、
前記下流連通路の流路幅よりも長い隙間を前記副流路内に維持して、前記副流路を周方向に離隔する複数の流路に仕切る仕切部と、
を備える遠心圧縮機。
【請求項２】
前記隙間の少なくとも一部は、前記副流路のうち、前記回転軸方向の中央よりも前記下流連通路側に位置する請求項１に記載の遠心圧縮機。
【請求項３】
前記隙間の前記回転軸方向の長さは、前記副流路の前記回転軸方向の長さの４０％以上である請求項１または２に記載の遠心圧縮機。
【請求項４】
前記仕切部は、
前記下流連通路側に設けられた第１仕切部と、
前記第１仕切部に対し、前記隙間を空けて前記上流連通路側に設けられた第２仕切部と、
を含む請求項１から３のいずれか１項に記載の遠心圧縮機。
【請求項５】
前記下流連通路は、前記周方向に離隔する複数の前記第１仕切部の間に開口する請求項４に記載の遠心圧縮機。
【国際調査報告】
2018198808.tif 000008
2018198808.tif 000009