(57)【要約】【課題】内燃機関に搭載された遠心圧縮機において、ベーン翼が氷結により固着してしまうことを抑制する技術を提供する。【解決手段】スリット１１を介してディフューザ通路壁内部からディフューザ通路５に出没自在なベーン翼８と、ベーン翼８を出没させる駆動装置１３と、を備えた遠心圧縮機１であって、遠心圧縮機１が搭載された内燃機関の機関停止時に、駆動装置１３によってベーン翼８の翼部１０をディフューザ通路５に最も突出した位置よりも埋没側に位置させる。【選択図】図１
2011252416.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スリットを介して通路壁内部からディフューザ通路に出没自在なベーン翼と、
前記ベーン翼を出没させるアクチュエータと、
を備えた遠心圧縮機であって、
前記遠心圧縮機が搭載された内燃機関の機関停止時に、前記アクチュエータによって前記ベーン翼を前記ディフューザ通路に最も突出した位置よりも埋没側に位置させることを特徴とする遠心圧縮機。
【請求項２】
前記遠心圧縮機が搭載された内燃機関の機関停止時に、前記アクチュエータによって前記ベーン翼を前記ディフューザ通路に最も突出した位置よりも埋没側の位置であって、前記ベーン翼の少なくとも一部が前記ディフューザ通路に突出した位置に位置させることを特徴とする請求項１に記載の遠心圧縮機。
【請求項３】
前記内燃機関の機関始動前に、前記アクチュエータによって前記ベーン翼を動作させることを特徴とする請求項１又は２に記載の遠心圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディフューザ通路に出没するベーン翼を有し、内燃機関に搭載される遠心圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ベーン翼をダイアフラムと一体化しておき、ダイアフラム内の流体圧を調節してダイアフラムを変形させそのダイアフラムの変形をベーン翼に伝達し、ディフューザ通路にベーン翼を出没自在とした技術が開示されている（例えば特許文献１参照）。これにより特許文献１では、遠心圧縮機の運転流量が小流量であるとディフューザ通路にベーン翼を突出させ、遠心圧縮機の運転流量が大流量であるとディフューザ通路壁にベーン翼を埋没させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３２９９９６号公報
【特許文献２】特開２００１−３２９８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ベーン翼が突出した場合には、ベーン翼の先端とディフューザ通路壁とが接触したり、ベーン翼の土台部分のディスクとディフューザ通路壁とが接触したりする。この状態で遠心圧縮機が搭載された内燃機関が機関停止してしまうと、寒冷地等において接触部分に氷結が生じ、解凍されるまでベーン翼が固着して動かなくなるおそれがあった。
【０００５】
本発明は上記問題点に鑑みたものであり、本発明の目的は、内燃機関に搭載された遠心圧縮機において、ベーン翼が氷結により固着してしまうことを抑制する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、本発明は、
スリットを介して通路壁内部からディフューザ通路に出没自在なベーン翼と、
前記ベーン翼を出没させるアクチュエータと、
を備えた遠心圧縮機であって、
前記遠心圧縮機が搭載された内燃機関の機関停止時に、前記アクチュエータによって前記ベーン翼を前記ディフューザ通路に最も突出した位置よりも埋没側に位置させることを特徴とする遠心圧縮機である。
【０００７】
本発明によると、内燃機関の機関停止時に、ベーン翼がディフューザ通路に最も突出した位置よりも埋没側に位置する。これにより、内燃機関の機関停止時に、ベーン翼の先端とディフューザ通路壁とが非接触になり、またベーン翼の土台部分のディスクとスリットが形成されたディフューザ通路壁とも非接触になる。このため、内燃機関の機関停止が寒冷地等で行われても、そのときのベーン翼とディフューザ通路壁との接触部分を少なくでき、接触部分が氷結してしまいベーン翼が氷結により固着してしまうことを抑制することができる。
【０００８】
前記遠心圧縮機が搭載された内燃機関の機関停止時に、前記アクチュエータによって前記ベーン翼を前記ディフューザ通路に最も突出した位置よりも埋没側の位置であって、前
記ベーン翼の少なくとも一部が前記ディフューザ通路に突出した位置に位置させるとよい。これによると、内燃機関の機関停止時にスリット部分でベーン翼がディフューザ通路壁と接触しているため、この接触部分で氷結が生じベーン翼が固着しても、内燃機関が機関始動されると、ディフューザ通路に突出したベーン翼の一部がディフューザ通路を流通する吸気により温められるので、氷結したベーン翼をより速やかに解凍することができる。
【０００９】
前記内燃機関の機関始動前に、前記アクチュエータによって前記ベーン翼を動作させるとよい。これによると、内燃機関の機関停止時にスリット部分でベーン翼がディフューザ通路壁と接触しているため、この接触部分で氷結が生じベーン翼が固着しても、内燃機関の機関始動前に、ベーン翼を動作させて、氷結したベーン翼の固着をより速やかに解消することができる。このとき、砕けた氷が遠心圧縮機内に落下する。砕けた氷は、内燃機関の機関運転時であれば回転している羽根に衝突して羽根を損傷させるおそれがある。しかし、本発明では内燃機関の機関始動前であり、羽根は回転していないので、遠心圧縮機内に落下した砕けた氷による羽根の損傷を防止することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、内燃機関に搭載された遠心圧縮機において、ベーン翼が氷結により固着してしまうことを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例１に係る遠心圧縮機の概略構成を示す図である。
【図２】実施例１に係るベーン翼の出没状態を示す図である。
【図３】実施例１に係る氷結が生じた状態を示す図である。
【図４】実施例１に係る機関停止時ベーン翼制御ルーチンを示したフローチャートである。
【図５】実施例１に係る機関始動時ベーン翼制御ルーチンを示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に本発明の具体的な実施例を説明する。
【００１３】
＜実施例１＞
（遠心圧縮機の構成）
図１は、本発明の実施例１に係る遠心圧縮機の概略構成を示す図である。図１に示す遠心圧縮機１は、内燃機関に搭載されるものである。遠心圧縮機１は、スクロールケーシング２を備え、スクロールケーシング２内の軸中心に羽根車３を備えている。遠心圧縮機１に流入した気体としての空気は、羽根車３の周方向に等間隔に設けられた羽根４にガイドされて、羽根車３の外周側に設けられたディフューザ通路５に流入する。
【００１４】
ディフューザ通路５は、スクロールケーシング２の一部であるディフューザ通路壁に挟まれている。図１右側の一方のディフューザ通路壁は、板状のディフューザプレート６で構成されており、ケーシング本体とは別体である。ディフューザプレート６は、ケーシング本体にネジで固定されている。ディフューザプレート６の配置されたディフューザ通路壁内には、ディフューザプレート６で覆うことのできる空間７が設けられている。空間７は、中空円筒状であり、ディフューザ通路５内に出没自在なベーン翼８を収納可能である。
【００１５】
ベーン翼８は、土台としての円環状のディスク９と、ディスク９に一端が固定され周方向に間隔を空けて配置された複数の翼部１０と、を備える。ディフューザプレート６には、ベーン翼８の翼部１０が差し込まれるスリット１１が形成されている。これにより、ベ
ーン翼８のディスク９をディフューザプレート６に近付けると、ベーン翼８の翼部１０がスリット１１からディフューザ通路５に突出する。一方、ベーン翼８のディスク９をディフューザプレート６（ディフューザ通路５）から離すと、翼部１０がスリット１１にガイドされて空間７に収納されディフューザ通路壁内部にベーン翼８が埋没する。
【００１６】
ベーン翼８が収納される空間７には、ディスクの外周部との間でカム機構を構成する環状リング１２が配置されている。環状リング１２は、駆動装置１３の駆動を受けた駆動アーム１４によって回転し、ディスク９を軸方向に移動させる。すなわち、環状リング１２が回転することにより、ディスク９が軸方向に移動し、ベーン翼８の翼部１０がディフューザ通路５に出没する。ここで、駆動装置１３は、ＥＣＵ１５の指令により内燃機関のバッテリ１６からの電力で内燃機関が機関停止していても駆動できるものである。本実施例の駆動装置１３が、本発明のアクチュエータに対応する。
【００１７】
（遠心圧縮機の動作）
図２は、図１Ａ−Ａ断面であり、本実施例に係るベーン翼８の出没状態を示す図であり、図２（ａ）はベーン翼８の翼部１０がディフューザ通路５に最も突出した突出状態を示し、図２（ｂ）はベーン翼８がディフューザ通路壁に埋没した埋没状態を示し、図２（ｃ）はベーン翼８の翼部１０の一部がディフューザ通路５に突出した中間状態を示す。
【００１８】
遠心圧縮機１が空気を低流量かつ低過給圧にさせるよう運転する場合には、駆動装置１３に駆動されて回転した環状リング１２でディスク９を軸方向に移動させてベーン翼８の翼部１０をディフューザ通路５に最大限突出させ、図２（ａ）に示すようにベーン翼８の翼部１０がスリット１１からディフューザ通路５に突出させた突出状態にする。
【００１９】
一方、遠心圧縮機１が空気を高流量かつ高過給圧にさせるよう運転する場合には、駆動装置１３に駆動されて回転した環状リング１２でディスク９を軸方向に移動させてベーン翼８の翼部１０をディフューザ通路壁に埋没させ、図２（ｂ）に示すようにベーン翼８の翼部１０がディフューザ通路壁に埋没した埋没状態にする。
【００２０】
ところで、図２（ａ）に示すベーン翼８の突出状態で遠心圧縮機１が搭載された内燃機関が機関停止してしまうと、寒冷地等においては、ベーン翼８とディフューザ通路壁との接触部分に氷結が生じてしまう。図３（ａ）は、ベーン翼８の突出状態で氷結が生じた場合を示す図である。図３（ａ）に示すように、氷結が生じる箇所は、ベーン翼８の翼部１０の先端とディフューザ通路壁とが接触した氷結箇所Ａと、ベーン翼８の土台部分のディスク９とディフューザプレート６とが接触した氷結箇所Ｂと、ベーン翼８の翼部１０とディフューザプレート６に形成されたスリット１１の内周とが接触した氷結箇所Ｃとが存在する。このように氷結箇所Ａ〜Ｃが存在すると、駆動装置１３の駆動力よりも氷結によるベーン翼８の固着力が勝り、解凍されるまでベーン翼８が固着して動かなくなるおそれがあった。
【００２１】
そこで、本実施例では、内燃機関の機関停止時に、駆動装置１３に駆動されて回転した環状リング１２でディスク９を軸方向に移動させてベーン翼８の翼部１０を、ディフューザ通路５に最も突出した位置よりも埋没側の位置であって、ベーン翼８の翼部１０の少なくとも一部がディフューザ通路５に突出した位置に位置させた図２（ｃ）に示す中間状態にする。
【００２２】
図３（ｂ）は、ベーン翼８の中間状態で氷結が生じた場合を示す図である。本実施例により、内燃機関の機関停止時に、ベーン翼８の翼部１０の先端とディフューザ通路壁とが非接触になり図３（ａ）に示す氷結箇所Ａが無くなり、またベーン翼８の土台部分のディスク９とスリット１１が形成されたディフューザプレート６とも非接触になり図３（ａ）
に示す氷結箇所Ｂが無くなる。このため、内燃機関の機関停止が寒冷地等で行われても、そのときのベーン翼８とディフューザ通路壁との接触部分は、図３（ｂ）に示すベーン翼８の翼部１０とディフューザプレート６に形成されたスリット１１の内周とが接触した氷結箇所Ｃだけと、氷結部分を少なくでき、ベーン翼８が氷結により固着してしまうことを抑制することができる。なお、この効果を得ることができる構成としては、少なくとも、内燃機関の機関停止時に、駆動装置１３に駆動されて回転した環状リング１２でディスク９を軸方向に移動させてベーン翼８の翼部１０をディフューザ通路５に最も突出した位置よりも埋没側に位置させるものでもよい。すなわち、図２（ｂ）の埋没状態とするものでもよい。
【００２３】
上記に加え、内燃機関の機関停止時にベーン翼８を図２（ｃ）に示す中間状態とすると、内燃機関の機関停止時にスリット１１部分でベーン翼８がディフューザ通路壁と接触しているため、この接触部分で氷結が生じ図３（ｂ）に示す氷結箇所Ｃでベーン翼８が固着しても、内燃機関が機関始動されると、ディフューザ通路５に突出したベーン翼８の翼部１０の一部がディフューザ通路５を流通する吸気により温められるので、氷結したベーン翼８をより速やかに解凍することができる。
【００２４】
次に、本実施例による具体的な内燃機関の機関停止時の機関停止時ベーン翼制御のフローについて説明する。図４は、本実施例に係る機関停止時ベーン翼制御ルーチンを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返し実行される。本ルーチンの処理が開始されると、まず、Ｓ１０１では、内燃機関が機関停止されたか否かを判別する。Ｓ１０１において肯定判定された場合には、Ｓ１０２へ移行する。Ｓ１０１において否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。Ｓ１０２では、駆動装置１３に駆動されて回転した環状リング１２でディスク９を軸方向に移動させてベーン翼８の翼部１０を、ディフューザ通路５に最も突出した位置よりも埋没側の位置であって、ベーン翼８の翼部１０の少なくとも一部がディフューザ通路５に突出した位置に位置させた図２（ｃ）に示す中間状態にする。Ｓ１０２の処理の後、本ルーチンを一旦終了する。以上の本ルーチンによると、内燃機関の機関停止時にベーン翼８を図２（ｃ）に示す中間状態にすることができる。
【００２５】
ここで、上記のように内燃機関の機関停止時にベーン翼８を図２（ｃ）に示す中間状態にしても、図３（ｂ）に示す氷結箇所Ｃでベーン翼８が固着する可能性がある。そこで、本実施例では、内燃機関の機関始動前に、内燃機関のイグニッションスイッチがＯＮされると、駆動装置１３に駆動されて回転した環状リング１２でディスク９を軸方向に移動させてベーン翼８を、図２（ｃ）に示す中間状態から図２（ｂ）に示す埋没状態とし、さらに図２（ａ）に示す突出状態とする。ベーン翼８の以上の動作の後、内燃機関のスタータを作動させ機関始動する。
【００２６】
本実施例によると、内燃機関の機関停止時に図３に示す氷結箇所Ｃで氷結が生じベーン翼８が固着しても、内燃機関の機関始動前に、ベーン翼８を動作させて、氷結したベーン翼８の固着をより速やかに解消することができる。このとき、砕けた氷が遠心圧縮機１内に落下する。砕けた氷は、内燃機関の機関運転時であれば回転している羽根４に衝突して羽根４を損傷させるおそれがある。しかし、本実施例では内燃機関の機関始動前であり、羽根４は回転していないので、遠心圧縮機１内に落下した砕けた氷による羽根４の損傷を防止することができる。なお、この効果を得ることができる構成としては、少なくとも、内燃機関の機関始動前に、駆動装置１３に駆動されて回転した環状リング１２でディスク９を軸方向に移動させてベーン翼８をわずかでも移動させるものでもよい。
【００２７】
次に、本実施例による具体的な内燃機関の機関始動時の機関始動時ベーン翼制御のフローについて説明する。図５は、本実施例に係る機関始動時ベーン翼制御ルーチンを示した
フローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返し実行される。本ルーチンの処理が開始されると、まず、Ｓ２０１では、イグニッションスイッチ（ＩＧ）がＯＮされたか否かを判別する。Ｓ２０１において肯定判定された場合には、Ｓ２０２へ移行する。Ｓ２０１において否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。Ｓ２０２では、駆動装置１３に駆動されて回転した環状リング１２でディスク９を軸方向に移動させてベーン翼８を、図２（ｃ）に示す中間状態から、一旦図２（ｂ）に示す埋没状態にし、さらに図２（ａ）に示す突出状態にする。Ｓ２０２の処理の後のＳ２０３では、内燃機関の機関始動を行う。Ｓ２０３の処理の後、本ルーチンを一旦終了する。以上の本ルーチンによると、内燃機関の機関始動前にベーン翼８の氷結の解消を試みることができる。
【００２８】
本発明に係る遠心圧縮機は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもよい。
【符号の説明】
【００２９】
１：遠心圧縮機、２：スクロールケーシング、３：羽根車、４：羽根、５：ディフューザ通路、６：ディフューザプレート、７：空間、８：ベーン翼、９：ディスク、１０：翼部、１１：スリット、１２：環状リング、１３：駆動装置、１４：駆動アーム、１５：ＥＣＵ、１６：バッテリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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