(57)【要約】【課題】  従来型ＭＷＥ圧縮機のサージマージンを改善した圧縮機吸気口構造を提供する。【解決手段】  ガス圧縮用圧縮機のインペラホイール１は、ハウジング２内に回転可能な複数の羽根４を含み、ハウジング２は、インペラ羽根４の半径方向外側縁４ａに近接配置された内側壁を有する。圧縮機の吸気口は、ガス吸込口を形成する外側管状壁７と、上記外側管状壁７内に延在してインデューサ部１０を形成する内側管状壁９とを備える。上記管状壁９，７の間に、環状ガス流路１１が形成されている。下流開口部１３は、インペラ翼４が近傍通過するハウジング表面５と環状流路１１とを連通する。上流開口部は、環状流路１１とインデューサすなわち吸気口吸込部との間を繋ぐ。上流開口部の下流のインデューサ部１０の内側に吸気口案内翼１４を設けて、インデューサを通るガス流に先行渦巻を誘起する。【選択図】図２
2004332733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスを圧縮するための圧縮機において、
上記圧縮機は、
吸気口と排気口とを形成するハウジングと、
上記ハウジング内に回転可能に取付けられた複数の羽根を含むインペラホイールとを備え、
上記ハウジングは、インペラ羽根の半径方向外側縁に近接配置された表面を形成する内壁を有し、上記インペラホイールが上記インペラホイールの軸の周りを回転するとき、上記半径方向外側縁は上記表面の近傍を通過し、
上記吸気口は、
上記インペラホイールから遠ざかるように上流方向に延在すると共に上記吸気口のガス吸込部を形成する外側管状壁と、
上記外側管状壁内にあって上記インペラホイールから遠ざかるように上流方向に延在すると共に上記吸気口のインデューサ部を形成する内側管状壁と、
上記内側管状壁と上記外側管状壁との間に形成されている環状ガス流路と、
上記インペラ羽根が近傍通過する上記ハウジングの表面と上記環状流路の下流部との間を繋ぐ少なくとも１つの下流開口部と、
上記環状流路の上流部と上記インデューサの間すなわち上記吸気口の吸込部と繋がる少なくとも１つの上流開口部と、
上記吸気口の上記インデューサ部を通って流れるガスに先行渦巻を引き起こすために、上記少なくとも１つの上流開口部の下流の上記インデューサ部内に取付けられた複数の吸気口案内翼とを
備えたことを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
請求項１に記載の圧縮機において、
上記環状流路は上記環状流路の上流端において開いていて、上記少なくとも１つの上流開口部が上記内側管状壁の上流端に形成された環状開口部であることを特徴とする圧縮機。
【請求項３】
請求項１または２に記載の圧縮機において、
上記吸気口案内翼は上記内側管状壁によって支持されていることを特徴とする圧縮機。
【請求項４】
請求項３に記載の圧縮機において、
上記吸気口案内翼は、各々、上記圧縮機の軸に沿って存在する中央ノーズ部と上記内側管状壁との間で支持されていることを特徴とする圧縮機。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１つに記載の圧縮機において、
上記吸気口案内翼は、上記インデューサを貫流するガスに誘起される先行渦巻の度合を選択的に変化させるために、調整可能であることを特徴とする圧縮機。
【請求項６】
請求項５に記載の圧縮機において、
各吸気口案内翼は、上記先行渦巻の度合を変化させるために、上記圧縮機の軸に平行な平面に対して上記吸気口案内翼の角度が変化するように、半径方向の軸の周りに旋回可能であることを特徴とする圧縮機。
【請求項７】
請求項６に記載の圧縮機において、
各吸気口案内翼は、上記内側管状壁を貫いて延在する半径方向のステムに取付けられ、各吸気口案内翼ステムを回転させるためにアクチュエータが設けられていて、これにより各吸気口案内翼を旋回させることを特徴とする圧縮機。
【請求項８】
請求項７に記載の圧縮機において、
上記アクチュエータは、上記内側管状壁の周りに配置されていると共に上記吸気口案内翼の各々に各接続アームを介して接続されている環状部材を備え、
上記内側管状壁の周りの上記環状部材の回転運動が、各吸気口案内翼ステムに伝達され、同時に各吸気口案内翼の角度が調整されることを特徴とする圧縮機。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１つに記載の圧縮機において、
上記環状ガス流路は、その上流端と下流端との間で軸に沿って測定された長さＬ１を有し、上記内側管状壁は、上記少なくとも１つの下流開口部から上流に、上記内側管状壁の軸に沿って測定された長さＬ２だけ延在し、Ｄが内側管状壁の直径であるとして、Ｌ１/Ｄ＞０.６５かつＬ２/Ｄ＞０.６、或いは、Ｌ１/Ｄ＞０.６５またはＬ２/Ｄ＞０.６であることを特徴とする圧縮機。
【請求項１０】
請求項９に記載の圧縮機において、
上記長さＬ１およびＬ２は、全体が真っ直ぐか、或いは、少なくとも一部が湾曲していることを特徴とする圧縮機。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１つに記載の圧縮機において、
上記内側管状壁と上記環状流路とは、同一軸上に在って、上記インペラホイール軸の延長である軸を有していることを特徴とする圧縮機。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１つに記載の圧縮機において、
上記内側管状壁は、上記外側管状壁によって形成された環状ソケットに螺子込まれることを特徴とする圧縮機。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１つに記載の圧縮機において、
上記外側管状壁は、ボルトまたはボルト相当品によって、上記圧縮機ハウジングのエクスデューサ部に固定されていることを特徴とする圧縮機。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか１つに記載の圧縮機を備えていることを特徴とするターボチャージャ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧縮機に関する。特に、本発明は、例えばターボチャージャの圧縮機のような遠心圧縮機の吸気口の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮機はインペラホイールを備える。上記インペラホイールは、圧縮機ハウジング内で回転するために、シャフト上に取付けられた複数のブレード（すなわち羽根）を保持する。インペラホイールの回転によって、ガス（例えば空気）はインペラホイール内に吸引され、排気口チャンバすなわち排気通路に送られる。遠心圧縮機の場合、排気通路は、インペラホイールの周りの圧縮機ハウジングによって、渦巻き形に形成されている。軸方向コンデンサの場合、ガスは軸方向に排出される。
【０００３】
従来のターボチャージャでは、インペラホイールはターボチャージャシャフトの一端に取付けられている。上記インペラホイールは、タービンハウジング内でターボチャージャシャフトの他端に取付けられた排ガス駆動タービンホイールによって、回転される。上記シャフトは軸受けアセンブリ上で回転するように取付けられている。上記軸受けアセンブリは、圧縮機ハウジングとタービンハウジングの間に配置されたベアリングハウジング内に収容されている。
【０００４】
或る種のターボチャージャでは、圧縮機吸気口は、マップ幅強化（ＭＷＥ）構造として知られた構造を有している。ＭＷＥ構造は、例えば、米国特許番号第4,743,161号に記載されている。このようなＭＷＥ圧縮機の吸気口は、２つの同軸の管状吸気口部を備え、外側吸気口部すなわち外側吸気口壁は圧縮機吸込口を形成し、内側吸気口部すなわち内側吸気口壁は圧縮機インデューサすなわち主要な吸気口を形成している。内側吸気口部は、外側吸気口部よりも短く、圧縮機ハウジングの内側壁表面の延長である内表面を有していて、インペラホイールブレードの縁が、上記内側壁表面の近傍を通過する。この構造は、環状の流路が２つの管状吸気口部の間に形成されたものであって、上記環状流路はその上流端で開いていると共に、その下流端には開口が設けられている。上記開口は、インペラホイールに対面する圧縮機ハウジング内表面に繋がっている。
【０００５】
作動の際、圧縮機インデューサを包囲する環状流路の中の圧力は、通常、大気圧よりも低い。高速ガス流およびインペラホイールの高速運転の際には、インペラホイールが近傍通過する領域の圧力は、環状通路の圧力よりも低い。したがって、このような条件下では、空気は環状流路からインペラホイールへ内向きに流れ、これによって、インペラホイールに到達する空気量が増大して、圧縮機の最大流容量が増大する。しかし、インペラホイールを通る空気が減少すると、すなわち、インペラホイールの速度が低下すると、環状通路を通ってインペラホイールに引き込まれる空気の量は、平衡状態に到達するまで減少する。インペラホイール流すなわちインペラホイールの速度が更に低下すると、インペラホイールが通過する領域の圧力が、環状通路内の圧力以上に増加し、したがって、環状通路を通る空気流の方向が逆転する。すなわち、このような条件の下では、空気は、インペラホイールから環状通路の上流端に外向きに流れ、圧縮機の吸込口に戻って、再循環する。圧縮機ガス流の増加すなわちインペラホイール速度の増加は、逆転を引き起こす。すなわち、環状通路を通って吸込口に戻る空気量の減少を引き起こし、続いて平衡状態になり、次に、空気が環状通路とインペラとの間を繋ぐ開口を経てインペラホイールへ引き込まれるように、環状通路を通って流れる空気が反転する。
【０００６】
この構造は、圧縮機の性能を安定させると共に最大流容量を増大させ、サージマージンを改善する。すなわち、圧縮機がサージを起こす流れを減少させる。これは、圧縮機特性のプロットである圧縮機「マップ」の幅の増大として知られている。当業者には、このことは全て周知となっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
圧縮機内の大きな圧力変動や流量変動によるサージ状態の下では、圧縮機の運転は非常に不安定となる。多くの適用例、例えば、圧縮機が空気をレシプロエンジン（往復動エンジン）に供給するターボチャージャでは、空気流量の変動は許容されない。その結果、サージマージンを改善することによって、圧縮機の使用可能範囲を拡大することが常に要求されている。
【０００８】
本発明の目的は、従来型ＭＷＥ圧縮機のサージマージンを改善する圧縮機吸気口構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によると、ガスを圧縮するための圧縮機において、
上記圧縮機は、
吸気口と排気口とを形成するハウジングと、
上記ハウジング内に回転可能に取付けられた複数の羽根を含むインペラホイールとを備え、
上記ハウジングは、インペラ羽根の半径方向外側縁に近接配置された表面を形成する内壁を有し、上記インペラホイールが上記インペラホイールの軸の周りを回転するとき、上記半径方向外側縁は上記表面の近傍を通過し、
上記吸気口は、
上記インペラホイールから遠ざかるように上流方向に延在すると共に上記吸気口のガス吸込部を形成する外側管状壁と、
上記外側管状壁内にあって上記インペラホイールから遠ざかるように上流方向に延在すると共に上記吸気口のインデューサ部を形成する内側管状壁と、
上記内側管状壁と上記外側管状壁との間に形成されている環状ガス流路と、
上記インペラ羽根が近傍通過する上記ハウジングの表面と上記環状流路の下流部との間を繋ぐ少なくとも１つの下流開口部と、
上記環状流路の上流部と上記インデューサの間すなわち上記吸気口の吸込部と繋がる少なくとも１つの上流開口部と、
上記吸気口の上記インデューサ部を通って流れるガスに先行渦巻を引き起こすために、上記少なくとも１つの上流開口部の下流の上記インデューサ部内に取付けられた複数の吸気口案内翼とを
備えた圧縮機が提供される。
【００１０】
本発明による上記コンプレッサは、従来型ＭＷＥ圧縮機と比較して、サージマージンが改善され、吸気口案内翼システム付きのコンプレッサに通常伴うチョークフローの重大な減少もない。
【００１１】
上記吸気口案内翼の角度は、好ましくは、０度と４５度との間にあって、上記吸気口案内翼は固定式または可変式である。
【００１２】
好ましくは、内側管状壁は、少なくとも１つの下流開口部から上流に、内側管状壁の軸に沿って測定された長さＬ２だけ延在し、Ｄが内側管状壁の直径とすると、Ｌ２/Ｄは＞０．６である。
【００１３】
さらに、環状ガス流路は、その上流端と下流端との間で測定された長さＬ１を有し、Ｌ１/Ｄは＞０.６５であることが好ましい。
【００１４】
本発明による圧縮機は、ターボチャージャ内に含まれるのが好適である。
【００１５】
その他の本発明の好ましく有利な特徴も、次の説明から明らかである。
【００１６】
本発明の具体的な実施形態は、添付の図面を参照して説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１を参照すると、図示されたＭＷＥ圧縮機は、圧縮機ハウジング２内に、回転シャフト３の一端に取付けられたインペラホイール１を備えている。上記インペラホイール１は、複数のブレード（すなわち羽根）４を備え、各ブレードは、前縁４ｂと後縁４ｃとの間に外縁４ａを有している。インペラホイール１がシャフト３を用いて回転する時、ブレード４の外縁４ａはハウジングの内表面５の近傍を通過する。圧縮機ハウジング２は、インペラホイール１の周りの排気渦巻き室６と、ＭＷＥ吸気口構造とを形成している。上記ＭＷＥ吸気口構造は外側管状壁７と内側管状壁９とを備える。上記外側管状壁７は、上記インペラホイール１の上流に延在すると共に空気などのガスに対して吸込口８を形成している。上記内側管状壁９は、上記吸込口８に部分的に延在し、圧縮機インデューサ（誘導物体）１０を形成している。上記内側壁９の内表面は、上記インペラブレード４の外縁４ａが近傍を通過するハウジング壁表面５の上流側延長部である。
【００１８】
内側壁９と外側壁７の間の環状流路１１は、上記インデューサ１０を包囲している。上記環状流路１１は、その上流端部で吸込口８に対して開き、その下流端部でハウジング２の環状壁１２によって閉じている。しかし、環状流路１１は、ハウジングを貫いて形成された開口１３を経て、インペラホイール１に繋がっている。上記開口１３は、環状流路１１の下流部と、インペラホイールブレード４の外縁４ａによって近傍通過されるハウジング２の内表面５との間を繋げる。
【００１９】
図１に示された従来型ＭＷＥ圧縮機は、本明細書の冒頭部分で述べたように作動する。簡単に言えば、圧縮機を通る空気の流量が大きい場合、空気は、環状流路１１に沿って軸方向にインペラホイール１の方に向かって進み、開口１３を通ってインペラホイール１に流れ込む。圧縮機を通る空気の流量が小さい場合、環状流路１１を通る空気流の方向が逆転して、空気は、インペラホイールから開口１３を通り、上流方向の環状流路１１を通って、空気吸込口８に再導入されて、圧縮機を再循環する。これは、圧縮機の性能を安定化させ、圧縮機サージマージンとチョーク流とを共に向上させる。
【００２０】
図２を参照すると、この図は本発明の第１実施例による従来型ＭＷＥ圧縮機の変形例を示している。図１の圧縮機の構成部品に対応する構成部品は、図１で用いられたものと同一の参照番号によって識別される。このように、図示された本発明による圧縮機は、圧縮機ハウジング２内で回転するインペラホイール１を備え、インペラホイールブレード４の外縁４ａは、ハウジング２の内面５の近傍を通過する。
【００２１】
排気渦巻き室６は図１の従来型ＭＷＥのものと同一であるが、本発明によって、吸気口構造は変更されている。特に、内側管状ハウジング壁９と外側管状ハウジング壁７とは、上流方向に延在し、吸気口案内翼装置を収容している。上記吸気口案内翼装置は、中央ノーズコーン１５と上記内側管状壁９との間に延在する複数の案内翼１４を備えている。上記案内翼１４は、インペラホイール１の回転方向に対して、前方に掃引されていて、圧縮機ホイールに至る空気流に先行渦巻を誘発する。図示の例では、各案内翼１４は、実質的に平面をしていて、放射状に伸びた前縁１４ａと、角度のある後縁１４ｂとを有している。また、上記案内翼１４は、インペラホイール１の軸に平行な平面に対して鋭角を成すと共に各翼前縁１４ａを通る平面内下流方向に延在している。この吸気口案内翼１４を前方に掃引していることは、図２の圧縮機の吸気口の正面図である図３から最も良く理解される。図示された特定の実施形態では、吸気口案内翼１４は、２０度の角度に、前方に掃引されている。
【００２２】
軸方向吸気口案内翼の設置は、非ＭＷＥ圧縮機の作動範囲を伸ばす既知の方策である。既知の案内翼システムは固定案内翼システムと可変案内翼システムとを含み、可変案内翼システムでは、前方に掃引された翼の角度が調整できる。圧縮機吸気口における案内翼によって誘起される先行渦巻流は、圧縮機のサージマージン（サージ限界）を向上させる。すなわち、先行渦巻流は、圧縮機がサージを起こす流れを減少させる。このことは図４から理解できる。図４は、翼を０度（無旋回を含む）と２０度とにそれぞれ設定した可変式吸気口案内翼システム（図示せず）付き非ＭＷＥ圧縮機の重複プロットマップである。
【００２３】
周知のように、圧縮機マップは、様々なインペラの回転速度について、圧縮機吸気口から排気口までの圧力比に対する圧縮機通過空気流量をプロットしたものである。マップの左側の線は、様々なターボチャージャ速度について、圧縮機がサージする流量を示し、サージラインとして知られている。図４には、先行渦巻流を誘起するために、設定角２０度の案内翼を取付けた圧縮機のマップが、点線で示されている。圧縮機がサージする流れは、翼を０度にセットした非先行渦巻の場合と比較すると、全作動速度に対して減少していることがはっきりと分かる。しかし、図４は、圧縮機吸気口に先行渦巻流を誘起するという周知の望ましくない影響をも示している。すなわち、図４は、圧縮機圧力比性能（マップの最高点）における減少を示すと共に、マップの右側の線によって表されるように、チョーク流として知られる最大空気流の減少を示している。実際、チョーク流の減少は概してサージマージンの向上を凌駕し、その結果、圧縮機マップの幅が全体的に狭小となる。
【００２４】
しかし、ＭＷＥ圧縮機への吸気口案内翼システムの設置は、圧縮機ホイールから圧縮機吸込口へ帰還する空気の再導入点の下流に在る圧縮機インデューサ内に案内翼が取付けられた場合、同様な案内翼付き非ＭＷＥ圧縮機と比較して、圧縮機圧力比能力すなわちチョークフローの向上と共に、従来型ＭＷＥ圧縮機と比較して、サージマージンのさらなる向上を可能にすることを本発明者は見出した。これは、図５と図６とによって示されている。
【００２５】
図５Ａを参照すると、この図は、案内翼システム付き非ＭＷＥ圧縮機（すなわち図４に破線で示されたマップ）と、図２の圧縮機マップ（破線で示す）とを比較した重複プロットである。上記案内翼システム付き非ＭＷＥ圧縮機は、先行渦巻流を誘起するために案内翼が２０度で延在する図２の案内翼システムに対応している。図５Ａは、案内翼付き非ＭＷＥ圧縮機と比較して、本発明が、圧縮機圧力比性能とチョークフローとの双方を増加させると共に、サージマージンを大いに増加させることを示している。
【００２６】
図５Ｂは、図５Ａにプロットされたマップを有する圧縮機の効率に関する重複プロットである。この図は、ＭＷＥ圧縮機への吸気口案内翼装置の付加に伴って、明らかに、効率に重大なロスが存在しないことを示すと共に、場合によっては、効率の向上が見られることを示している。
【００２７】
図６Ａを参照すると、この図は、吸気口案内翼の無い標準ＭＷＥ圧縮機のマップ（破線で示す）と、図２の圧縮機のマップ（この場合、実線で示す）とを比較した重複プロットである。この図は、ＭＷＥ圧縮機への固定案内翼システムの付加が、チョークフローの犠牲の下にサージマージンを向上させる一方、マップの全幅が実質的に影響を受けていない。すなわち、チョークフローの減少および圧力比能力の減少は、非ＭＷＥ圧縮機の場合ほど顕著でない。
【００２８】
図６Ｂは、図６Ａにプロットされたマップを有する圧縮機効率の重複プロットであり、本発明の実施に伴って重大な効率ロスが存在しないことを再度示している。
【００２９】
吸気口案内翼の角度が増大すると、チョークフローへの負の効果が増大する。このことは、図７Ａによって示される。図７Ａは、本発明の４５度に前方掃引された吸気口案内翼付き圧縮機（破線で示す）と、前進角０度にセットした吸気口案内翼を取付けた同型ＭＷＥ圧縮機マップ（実線で示す）とを比較した重複プロットである。これは、先行渦巻流が増大するにつれて、チョークフローに重大な損失が在ることを示している。さらに、上記２機の圧縮機の効率をプロットした図７Ｂは、効率が同様に低下することを示している。
【００３０】
図２に記載された本発明の実施形態は、比較的簡単な固定式吸気口案内翼であって、図１に示すような従来型ＭＷＥ圧縮機を最小限変更することによって本発明の利点を得ることができることを示している。しかし、増加するサージマージンのメリットを最大化すると共にチョークフローの損失を最小化するために、先行渦巻流の度合を変化させて異なる作動条件に適合させるべく、吸気口案内翼は調整可能であることが好ましい。調整可能吸気口案内翼すなわち可変吸気口案内翼を備えた本発明の実施形態は、図８の一部断面図で示されている。
【００３１】
図８を参照すると、図示の圧縮機はモジュラーハウジングを有する。上記モジュラーハウジングは、インペラホイール１を収容すると共に排気渦巻き室１８を形成するエクスデューサ部１６と、圧縮機の吸込み部２０を形成する外側管状壁１９および圧縮機のインディーサ部２２を形成する内側管状壁２１を備えた吸気口部とを有している。内側管状壁２１は、実際に、それ自体が２つの構成部品からなっていて、外側に張り出した吸気口コーン２１ａを含み、上記吸気口コーン２１ａはボルト２２によって管状部２１の主要部に締付けられている。外側管状吸気口部１９は、圧縮機ハウジングのエクスデューサ部１６にボルト締めされていると共に、記載の可変型吸気口案内翼作動機構を収容するために、領域１９ａにおいて外側に張り出している。
【００３２】
内側管状壁部材２１は、参照番号２３で示される螺子付き係合部によって、外側管状壁部材１９に固定されている。管状流路は、内側壁部材２１の周りに形成されていて、３つの軸方向部を有する。すなわち、管状流路は、上流軸方向部２４ａと、圧縮機ハウジングのエキスデューサ部１６に係る中間軸方向部２４ｂと、エキスデューサ部１６内に形成された下流軸方向部２４ｃとを有する。開口２５は、管状通路２４と、圧縮機ハウジングのエキスデューサ部１６の内表面２６との間を繋げている。上記内表面２６の近傍を、インペラブレード１７ａの縁が通過する。
【００３３】
吸気口案内翼装置は、図２に示されたものと同一であって、複数の案内翼２７を備える。上記案内翼２７は、管状ガス流路２４が空気吸込口２０に開口している箇所より下流において、中央ノーズコーン２８と内側管状壁部２１との間に延在している。しかしながら、この場合、各案内翼２７は、内側壁部材２１を貫いて半径方向に延在するステムの近傍で回転できて、翼の前縁に隣接して存在する半径方向の軸の回りに旋回可能である。各翼ステムの端部は、内側壁部材２１から半径方向に延在し、それぞれ接続アーム３０を介して、共通作動リング２９に接続されている。この配置において、上記内側壁部材２１の周りの上記作動リングを回転させることにより、全案内翼２７が各ステム２８上で同時に旋回し、インペラホイール１７の回転方向に対して、前方に掃討される案内翼２７の角度を変化させるようになっている。この可変すなわち調整可能な吸気口案内翼装置の基本型は、知られていて、インペラ内に流れ込むガスに誘発される旋回流の度合いを適当に調整できる。
【００３４】
可変型案内翼システムの構造はさておき、圧縮機の性能向上という観点からすると、図８の実施形態の作用は図２のものと同一である。実際、本発明者は、可変吸気口案内翼装置を備えた本発明の実施形態では、案内翼の角度を０度に設定すると、標準ＭＷＥ圧縮機と比較して、チョークフローの重大な低下なく、サージマージンを改善させ得ることが分かった。このことは、図９Ａによって示されている。図９Ａは、本願発明による案内翼角０度の圧縮機（破線で示す）と、図１に示された従来型ＭＷＥ圧縮機（実線で示す）とを比較した重複プロットである。この例では、従来型ＭＷＥ吸気口構造と比較して、サージマージンの改善は、少なくとも部分的には、内側管状壁の長さ増加の為であると考えられる。
【００３５】
再び、図１と２と８を参照すると、いずれの場合も、環状流路１１，２４は、上流端（上記流路が吸気口に対して開いている所と定義される）と下流端（上記流路の軸方向最内部点）との間で定義される軸方向の全長Ｌ１を有している。上記環状流路は、また、上流端と開口１３，２５の軸方向位置との間で定義される軸方向の長さＬ２を有している。この長さＬ２は、開口１３，２５の上流に延在する内側管状壁９，２１の部分の軸方向長さに対応している。本発明の実施形態では、図１に示す従来型ＭＷＥターボチャージャの対応寸法と比較して、Ｌ１とＬ２とが伸びていることが分かる。具体的には、本発明者は、Ｄを内側管状壁の内径とした場合、Ｌ１/Ｄ＞０.６５且つＬ２/Ｄ＞０.６、或いは、Ｌ１/Ｄ＞０.６５またはＬ２/Ｄ＞０.６となるまで環状通路の長さを伸ばすことによって、圧縮機のサージマージンが著しく増大することが分かった。特に、Ｌ２/Ｄの大きさは、サージ時にガスが流れる環状通路１１，２４の有効長さとなるので、最も重要と考えられる。
【００３６】
圧縮機ハウジングの正確な構造および案内翼装置は、上述の実施形態から可成り変化し得ることが認識される。重要なことは、インペラから再循環された空気流が吸気口に再導入される箇所から吸気口下流に、案内翼が設けられて、先行渦巻を誘引することである。したがって、上述した形態の変更および代替形態は、当業者には容易に理解される。
【００３７】
上記吸気口は真っ直ぐである必要はなく、一以上の曲がりを有し得ることは理解される。すなわち、内側管状壁と外側管状壁とは、インペラの回転軸から離れるように湾曲する軸部を有してもよい。このような湾曲した吸気口のＬ１/ＤとＬ２/Ｄの最適寸法を決定する際には、各長さは（真っ直ぐであろうが湾曲していようが）管状部の軸に沿って測定される。内側管状壁の直径が変化する場合、上記直径Ｄは、好ましくは、内側管状壁の下流側直径として取られる。
【００３８】
また、上記吸気口の内側管状部の周囲に形成される環状流路は、半径方向に延在する壁すなわち隔壁や、或いは、騒音発生を減少させるために、その他の既知の設計手段を含み得ることが認識される。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
さらに、本発明による圧縮機が様々に応用し得ることが認識される。その応用の一例は、内燃機関のターボチャージャの圧縮機ステージであり、上記ターボチャージャにおいては、当該技術分野において知られているように、圧縮機ホイールがターボチャージャのシャフトの一端に取付けられている。したがって、圧縮機ハウジングは従来のように軸受ハウジングに接続されていてもよい。本発明のその他の応用例は、熟練者には容易に明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】従来型ＭＷＥ圧縮機の一部断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態による固定された吸気口案内翼システムを含むＭＷＥ圧縮機の部分断面図である。
【図３】図２の圧縮機の吸気口の正面図である。
【図４】案内翼が０度と２０度とにそれぞれセットされた可変式吸気口案内翼システム付き非ＭＷＥ圧縮機の圧縮機マップの重複プロットである。
【図５Ａ】図２の実施形態による圧縮機のマップを、吸気口案内翼システム付き非ＭＷＥ圧縮機のマップと比較した重複プロットである。
【図５Ｂ】図２の実施形態による圧縮機の効率を、同様の案内翼システム付き非ＭＷＥ圧縮機の効率と比較した重複プロットである。
【図６Ａ】吸気口案内翼の無い標準型ＭＷＥ圧縮機のマップと、図２の実施形態による圧縮機のマップとを比較した重複プロットである。
【図６Ｂ】従来型ＭＷＥ圧縮機の効率と、図２の実施形態による圧縮機の効率とを比較した重複プロットである。
【図７Ａ】本発明による前方４５度に掃引された吸気口案内翼の付いた圧縮機のマップと、０度に設定された案内翼付き同ＭＷＥ圧縮機のマップとを比較した重複プロットである。
【図７Ｂ】図６Ａに図示されたマップを有する圧縮機の効率に関する重複プロットである。
【図８】本発明の第２実施形態による可変式吸気口案内翼システムを含むＭＷＥ圧縮機の部分断面図である。
【図９Ａ】標準ＭＷＥ圧縮機と、０度の角度にセットされた案内翼を本発明による圧縮機のマップとを比較した重複プロットである。
【図９Ｂ】図９Ａに図示されたマップを有する圧縮機の効率に関する重複プロットである。
【符号の説明】
【００４１】
１，１７    インペラホイール
２          ハウジング
４          ブレード、羽根
７，１９    外側管状壁
９，２１    内側管状壁
１０，      インデューサ
１１，２４  環状流路
１３，２５  下流側開口部
１４，２７  吸気口案内翼
１５，２８  ノーズコーン
１６        エクスデューサ部
【図１】
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【図２】
2004332733.tif 000004
【図３】
2004332733.tif 000005
【図４】
2004332733.tif 000006
【図５Ａ】
2004332733.tif 000007
【図５Ｂ】
2004332733.tif 000008
【図６Ａ】
2004332733.tif 000009
【図６Ｂ】
2004332733.tif 000010
【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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