(57)【要約】      （修正有）【課題】簡単な構造で、全回転域の吸入効率及び過給効率を高め、加速応答性の向上、さらに高出力化または小型化が図れるとともに、従来のターボ過給機をそのまま採用することができ、汎用性に優れたターボ過給装置を提供する。【解決手段】コンプレッサ上流に吸入空気の向きを変えるための整流装置を配設し、インペラーと吸入空気の相対速度をあげるとともに、吸入空気に適正な入射角を与えインペラーの吸気効率を上げることにより、全回転域での加速応答性の向上と高出力化を同時に達成できる。【選択図】図１
2007046590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンプレッサとタービンとを有するターボ過給機を備え、上記コンプレッサ直上流に吸入空気の向きを変えるための整流装置を配設したことを特徴とするターボ過給装置。
【請求項２】
上記吸入空気の整流装置をタービンハウジングの上流に連通する吸気通路に配設したことを特徴とする請求項１記載のターボ過給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、全回転域での吸入効率及び過給効率を向上させることの可能なポンプ及びターボ過給機に関する。
【背景技術】
【０００２】一般に、この種のポンプ及びターボ過給機は、高速域の性能に優る反面、低速域での過給効率が低いため、低速トルクが低く、十分な発進加速性等を得ることが困難である。【０００３】例えば実開平５−３２７３１号公報には、ターボ過給機の応答遅れによる加速の悪化を改善するために、ターボ過給機のコンプレッサハウジングにエアインジェクションを設け、このエアインジェクションから噴出される高圧空気をコンプレッサインペラに吹き付けることで、ターボ過給機の回転トルクを増加させ、低速時の過給圧を上昇させて加速性能を改善する技術が開示されている。【０００４】又、再公表第９８／４８１５７号公報には、ターボ過給機のコンプレッサハウジングとコンプレッサインペラとのクリアランスを可能な限り小さくして、このクリアランスからの新気の漏れを防止し、低速域での加速性能の向上を図る技術が開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】上述した各公報に開示されている技術は、低速域での過給効率を高めるために、前者ではターボ過給機自体に部品を追加する必要があり、後者では、高度な加工精度が要求されるため、製造コストの高騰を招く問題がある。【０００６】又、これらの公報に開示されている技術では、従来のターボ過給をそのまま採用することができないため、汎用性に欠ける問題がある。【０００７】本発明は、上記事情に鑑み、簡単な構造で、全回転域の吸入効率及び過給効率を高め、加速応答性の向上、さらに高出力化または小型化が図れるとともに、従来のターボ過給機をそのまま採用することができ、汎用性に優れたターボ過給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】上記目的を達成するため本発明によるポンプ及びターボ過給装置は、コンプレッサとタービンとを有するターボ過給機を備え、上記コンプレッサ直上流に吸入空気の向きを変えるための整流装置を配設したことを特徴とする。【０００９】ポンプ及びターボ過給機の空気吸入部で１段目のインペラーにより発生する渦流は、インペラーの回転方向と同一な為、基本的にインペラーと吸気の相対速度は遅くなる性質があり、すべての回転域で吸入ロスが生じている。【００１０】そこで、インペラーの直前に本来発生する渦流とは反対方向の渦流を発生させる整流装置を設け、インペラーに対して吸入流体の入射角度を最適化することによってインペラーと吸入空気との相対速度を上げる。
【発明の効果】
【００１１】インペラーのフィンに対して鋭角に吸気が接触するようになり、インペラー自体の吸入効率が向上し、全回転域での吸入効率及び過給効率が向上する。【００１２】従来と同一形状ならばより高出力が得られ、同出力ならばより小型化が実現できる。なおかつ過給開始時の高い応答性も両立できる。また従来の過給機に取り付けることによって、既存のターボ過給機をそのまま採用することが可能となり、優れた汎用性を得ることができる。
【実施例】
【００１３】以下、図面に基づいて本発明の一実施の形態を説明する。図１にターボ過給のコンプレッサの構成図を示す。▲１▼はインペラーで、▲２▼はコンプレッサハウジング、▲３▼はタービンシャフトになり、同軸にあるタービンによってインペラーとともに回転する。それを支える▲４▼のセンターハウジングで基本構成されている。▲５▼が整流装置で、吸気は上流から▲５▼を通過して整流されて▲１▼のインペラーによって過給状態になる。【００１４】図２に示すのは整流装置とインペラーの状態をスケッチしたものであり、▲５▼の整流装置と▲１▼のインペラーのフィンの互いの向きと位置関係をあらわしている。【００１５】図３は従来のインペラーのフィンの回転方向に対する吸入空気の流れの向きを示しており、図中の矢印は吸入空気の流れる方向である。インペラーが吸気を追いかけながら取り込む状態を表している。このときインペラーのフィンと吸気の相対速度は遅くなり吸入ロスが生じる。【００１６】図４は整流装置のフィンとインペラーのフィンの相対関係の平面図で、▲５▼のフィンを通過した吸気が向きを変えて▲１▼のインペラーに向かって効率よく取り込まれる吸気の流れをあらわしている。【００１７】上記によりインペラーのフィンに対する吸気の進入角度を整流する仕組みを説明したが、この性質はコンプレッサの低回転時はもちろん高回転時になればさらに流速が上がり、吸入空気の慣性力が大きくなるのでより効果的である。
【産業上の利用可能性】
【００１８】このコンプレッサハウジングが実用化されると、今後採用されるターボ過給機及びポンプは高出力化により小型化され、スペース効率が向上し軽量になるため、燃料効率の向上により現代産業の各分野で省エネに貢献できる。さらに従来のコンプレッサにも取り付けが可能なため、高い汎用性とコストの低減が図れる。
【図１】
2007046590.tif 000003
【図２】
2007046590.tif 000004
【図３】
2007046590.tif 000005
【図４】
2007046590.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成17年11月11日(2005.11.11)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、全回転域での吸入効率及び過給効率を向上させることの可能なポンプ及びターボ過給機に関する。
【背景技術】
【０００２】一般に、この種のポンプ及びターボ過給機は、高速域の性能に優る反面、低速域での過給効率が低いため、低速トルクが低く、十分な発進加速性等を得ることが困難である。【０００３】例えば実開平５−３２７３１号公報には、ターボ過給機の応答遅れによる加速の悪化を改善するために、ターボ過給機のコンプレッサハウジングにエアインジェクションを設け、このエアインジェクションから噴出される高圧空気をコンプレッサインペラに吹き付けることで、ターボ過給機の回転トルクを増加させ、低速時の過給圧を上昇させて加速性能を改善する技術が開示されている。【０００４】又、再公表第９８／４８１５７号公報には、ターボ過給機のコンプレッサハウジングとコンプレッサインペラとのクリアランスを可能な限り小さくして、このクリアランスからの新気の漏れを防止し、低速域での加速性能の向上を図る技術が開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】上述した各公報に開示されている技術は、低速域での過給効率を高めるために、前者ではターボ過給機自体に部品を追加する必要があり、後者では、高度な加工精度が要求されるため、製造コストの高騰を招く問題がある。【０００６】又、これらの公報に開示されている技術では、従来のターボ過給をそのまま採用することができないため、汎用性に欠ける問題がある。【０００７】本発明は、上記事情に鑑み、簡単な構造で、全回転域の吸入効率及び過給効率を高め、加速応答性の向上、さらに高出力化または小型化が図れるとともに、従来のターボ過給機をそのまま採用することができ、汎用性に優れたターボ過給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】上記目的を達成するため本発明によるポンプ及びターボ過給装置は、コンプレッサとタービンとを有するターボ過給機を備え、上記コンプレッサ直上流に吸入空気の向きを変えるための整流装置を配設したことを特徴とする。【０００９】ポンプ及びターボ過給機の空気吸入部で１段目のインペラーにより発生する渦流は、インペラーの回転方向と同一な為、基本的にインペラーと吸気の相対速度は遅くなる性質があり、すべての回転域で吸入ロスが生じている。【００１０】そこで、インペラーの直前に本来発生する渦流とは反対方向の渦流を発生させる整流装置を設け、インペラーに対して吸入流体の入射角度を最適化することによってインペラーと吸入空気との相対速度を上げる。
【発明の効果】
【００１１】インペラーのフィンに対して鋭角に吸気が接触するようになり、インペラー自体の吸入効率が向上し、全回転域での吸入効率及び過給効率が向上する。【００１２】従来と同一形状ならばより高出力が得られ、同出力ならばより小型化が実現できる。なおかつ過給開始時の高い応答性も両立できる。また従来の過給機に取り付けることによって、既存のターボ過給機をそのまま採用することが可能となり、優れた汎用性を得ることができる。
【実施例】
【００１３】以下、図面に基づいて本発明の一実施の形態を説明する。図１にターボ過給のコンプレッサの構成図を示す。▲１▼はインペラーで、▲２▼はコンプレッサハウジング、▲３▼はタービンシャフトになり、同軸にあるタービンによってインペラーとともに回転する。それを支える▲４▼のセンターハウジングで基本構成されている。▲５▼が整流装置で、吸気は上流から▲５▼を通過して整流されて▲１▼のインペラーによって過給状態になる。【００１４】図２に示すのは整流装置とインペラーの状態をスケッチしたものであり、▲５▼の整流装置と▲１▼のインペラーのフィンの互いの向きと位置関係をあらわしている。【００１５】図３は従来のインペラーのフィンの回転方向に対する吸入空気の流れの向きを示しており、図中の矢印は吸入空気の流れる方向である。インペラーが吸気を追いかけながら取り込む状態を表している。このときインペラーのフィンと吸気の相対速度は遅くなり吸入ロスが生じる。【００１６】図４は整流装置のフィンとインペラーのフィンの相対関係の平面図で、▲５▼のフィンを通過した吸気が向きを変えて▲１▼のインペラーに向かって効率よく取り込まれる吸気の流れをあらわしている。【００１７】上記によりインペラーのフィンに対する吸気の進入角度を整流する仕組みを説明したが、この性質はコンプレッサの低回転時はもちろん高回転時になればさらに流速が上がり、吸入空気の慣性力が大きくなるのでより効果的である。
【産業上の利用可能性】
【００１８】このコンプレッサハウジングが実用化されると、今後採用されるターボ過給機及びポンプは高出力化により小型化され、スペース効率が向上し軽量になるため、燃料効率の向上により現代産業の各分野で省エネに貢献できる。さらに従来のコンプレッサにも取り付けが可能なため、高い汎用性とコストの低減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施の形態の構成を示す平面図である。
【図２】整流装置およびインペラーの分解斜視図である。
【図３】従来技術のインペラーと吸気の流れを示す平面図である。
【図４】実施の形態のインペラーと吸気の流れを示す平面図である。
【符号の説明】
【００２０】▲１▼インペラー
▲２▼コンプレッサハウジング
▲３▼タービンシャフト
▲４▼センターハウジング
▲５▼整流装置