(57)【要約】【課題】デポジットを除去することが可能な遠心圧縮機を提供すること。【解決手段】本発明は、ハブ側壁１７とシュラウド側壁１８とが対向して形成されるディフューザ流路１６に、ハブ側壁１７から突没可能なベーン２０と、ベーン２０と対向するようにシュラウド側壁１８内に設けられ、ベーン２０を洗浄するための液体を貯留する貯留部２５と、貯留部２５と接続し、かつベーン２０よりもディフューザ流路１６の入口側と接続可能な第１通路３０と、貯留部２５と接続し、かつベーン２０よりもディフューザ流路１６の出口側と接続可能な第２通路３３と、を具備するコンプレッサ１１である。【選択図】図３
2012184684.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の壁と第２の壁とが対向して形成されるディフューザ流路に、前記第１の壁側から突没可能な案内羽根と、
前記案内羽根と対向するように前記第２の壁内に設けられ、前記案内羽根を洗浄するための液体を貯留する貯留部と、
前記貯留部と接続し、かつ前記案内羽根よりも前記ディフューザ流路の入口側と接続可能な第１通路と、
前記貯留部と接続し、かつ前記案内羽根よりも前記ディフューザ流路の出口側と接続可能な第２通路と、を具備することを特徴とする遠心圧縮機。
【請求項２】
前記第２の壁のうち、前記案内羽根と対向する位置に設けられ、前記案内羽根の突出方向に摺動可能な可動部を具備し、
前記第１通路は、前記貯留部と接続しかつ前記可動部内に設けられた第１内部通路と、前記第２の壁内に設けられ前記可動部の第１摺動面側が開口した第１凹部とを含み、
前記第２通路は、前記貯留部と接続しかつ前記可動部内に設けられた第２内部通路と、前記第２の壁内であって前記第１凹部とは前記可動部を挟んで反対側に設けられ、かつ前記可動部の第２摺動面側が開口した第２凹部とを含み、
突出した前記案内羽根が、前記可動部を所定量以上押し込んだ場合、前記第１凹部は前記第１内部通路と、前記案内羽根よりも前記ディフューザ流路の入口側とに接続し、
かつ前記第２凹部は前記第２内部通路と、前記案内羽根よりも前記ディフューザ流路の出口側とに接続することを特徴とする請求項１記載の遠心圧縮機。
【請求項３】
前記貯留部と接続し、かつ前記ディフューザ流路に空気を送るためのインペラの上流側に接続された第３通路を具備することを特徴とする請求項１又は２記載の遠心圧縮機。
【請求項４】
前記貯留部と接続し、ウォッシャー液を貯留するウォッシャータンクと接続する第３通路を具備することを特徴とする請求項１から３いずれか一項記載の遠心圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は遠心圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、インペラとスクロールとの間に設けられ、インペラで増速された流体を減速加圧する案内羽根（ベーン）をディフューザ流路に設けた遠心圧縮機が知られている。ベーンの突出量を変化させることにより、遠心圧縮機の圧縮効率は変更可能である。しかしながら、ベーンにデポジットが堆積し、固着することにより、ベーンの動作が困難になる場合がある。特に、例えば排気ガス、ブローバイガス等を遠心圧縮機に送り込む場合、粒状物質（Particle Material：ＰＭ）又は炭化水素（ＨＣ）等の物質がデポジットとして堆積することがある。特許文献１には、ベーンの突出量を変化させてデポジットを除去する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１９６５３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１記載の技術では、デポジットを十分に除去することが困難となる可能性があった。本発明は上記課題に鑑み、デポジットを除去することが可能な遠心圧縮機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】
【０００５】
本発明は、第１の壁と第２の壁とが対向して形成されるディフューザ流路に、前記第１の壁側から突没可能な案内羽根と、前記案内羽根と対向するように前記第２の壁内に設けられ、前記案内羽根を洗浄するための液体を貯留する貯留部と、前記貯留部と接続し、かつ前記案内羽根よりも前記ディフューザ流路の入口側と接続可能な第１通路と、前記貯留部と接続し、かつ前記案内羽根よりも前記ディフューザ流路の出口側と接続可能な第２通路と、を具備する遠心圧縮機である。本発明によれば、デポジットを除去することが可能である。
【０００６】
上記構成において、前記第２の壁のうち、前記案内羽根と対向する位置に設けられ、前記案内羽根の突出方向に摺動可能な可動部を具備し、前記第１通路は、前記貯留部と接続しかつ前記可動部内に設けられた第１内部通路と、前記第２の壁内に設けられ前記可動部の第１摺動面側が開口した第１凹部とを含み、前記第２通路は、前記貯留部と接続しかつ前記可動部内に設けられた第２内部通路と、前記第２の壁内であって前記第１凹部とは前記可動部を挟んで反対側に設けられ、かつ前記可動部の第２摺動面側が開口した第２凹部とを含み、突出した前記案内羽根が、前記可動部を所定量以上押し込んだ場合、前記第１凹部は前記第１内部通路と、前記案内羽根よりも前記ディフューザ流路の入口側とに接続し、かつ前記第２凹部は前記第２内部通路と、前記案内羽根よりも前記ディフューザ流路の出口側とに接続する構成とすることができる。この構成によれば、デポジットを除去することが可能である。
【０００７】
上記構成において、前記貯留部と接続し、かつ前記ディフューザ流路に空気を送るためのインペラの上流側に接続された第３通路を具備する構成とすることができる。この構成によれば、遠心圧縮機の効率の低下、及び液体の不足を抑制することができる。
【０００８】
上記構成において、前記貯留部と接続し、ウォッシャー液を貯留するウォッシャータンクと接続する第３通路を具備する構成とすることができる。この構成によれば、液体の不足を抑制することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、デポジットを除去することが可能な遠心圧縮機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施例１に係る遠心圧縮機を例示する模式図である。
【図２】図２は、ベーン没入時におけるディフューザ流路の周辺を拡大した模式図である。
【図３】図３は、ベーン突出時におけるディフューザ流路の周辺を拡大した模式図である。
【図４】図４は、流量と圧力比とを例示するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図面を用いて、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は、実施例１に係る遠心圧縮機を例示する模式図である。図中の格子斜線は、液体を表す。図２及び図３においても同様である。図１に示すように、実施例１に係るコンプレッサ１１（遠心圧縮機）は、コンプレッサハウジング１２、インペラ１３、シャフト１４、ベーン２０（案内羽根）、アクチュエータ２１、及び貯留部２５を備える。
【００１３】
コンプレッサハウジング１２はコンプレッサ１１の筐体をなしている。コンプレッサハウジング１２はインペラ収容部１２ａを備えている。インペラ収容部１２ａにはインペラ１３が収容されている。インペラ１３はシャフト１４により回転駆動される。シャフト１４は例えばタービンと連結できる。すなわち、コンプレッサ１１は例えばターボ過給機に用いることができる。
【００１４】
コンプレッサハウジング１２内には、吸入口１２ｂから流体が吸入される。吸入された流体はインペラ１３に向かって流通し、インペラ１３の回転により外側に向けて送り出される。インペラ１３の外側にはスクロール部１５が設けられている。インペラ１３により外側に向けて送り出された流体は、スクロール部１５を介して例えばエンジンの吸気マニホルド等に供給される。インペラ１３とスクロール部１５との間には、ディフューザ流路１６が設けられている。ディフューザ流路１６はインペラ１３の周囲に隣接して設けられている。ディフューザ流路１６は、インペラ１３が送り出す流体の運動エネルギを圧力に変換する。このように、ディフューザ流路１６は、インペラ１３側を入口側とし、スクロール部１５側を出口側とする。ディフューザ流路１６の入口側は圧力が低く、出口側は圧力が高い。
【００１５】
ディフューザ流路１６は、ハブ側壁１７（第１の壁）とシュラウド側壁１８（第２の壁）とが対向して形成される。ハブ側壁１７内にはベーン２０及びアクチュエータ２１が設けられている。ベーン２０は、ハブ側壁１７のスリット１７ａからディフューザ流路１６に突没可能である。アクチュエータ２１は、ベーン２０を駆動する。シュラウド側壁１８のうち、ベーン２０と対向する部分には、可動壁２３が設けられている。可動壁２３は、シュラウド側壁１８内に摺動可能である。可動壁２３の摺動方向は、ベーン２０の突出方向と同じである。後述するように、ベーン２０はディフューザ流路１６に突出し、可動壁２３に当接し、さらに可動壁２３を押し込むことができる。シュラウド側壁１８内には、例えば水等の液体を貯留する貯留部２５が設けられている。可動壁２３のベーン２０と対向する面とは反対側の面は、貯留部２５の壁を形成している。
【００１６】
図１に示した点線部分の拡大図を参照して、ディフューザ流路１６付近の構成について更に説明する。図２は、ベーン没入時におけるディフューザ流路の周辺を拡大した模式図である。図２及び図３においては、インペラ１３及びアクチュエータ２１を省略している。
【００１７】
図２に示すように、可動壁２３内には第１内部通路３１及び第２内部通路３４が設けられている。第１内部通路３１は貯留部２５と接続し、かつ可動壁２３の第１摺動面３６において開口している。第２内部通路３４は貯留部２５と接続し、かつ可動壁２３の第２摺動面３７において開口している。またシュラウド側壁１８内には第１凹部３２及び第２凹部３５が設けられている。第１凹部３２の第１摺動面３６側は開口している。第２凹部３５の第２摺動面３７側は開口している。第２凹部３５は、シュラウド側壁１８内であって、可動壁２３を挟んで第１凹部３２とは反対側に位置している。このように、第１凹部３２は、ベーン２０から見て、ディフューザ流路１６の入口側に位置している。第２凹部３５は、ベーンから見て、ディフューザ流路１６の出口側に位置している。第１内部通路３１と第１凹部３２とは第１通路３０を形成する。第２内部通路３４と第２凹部３５とは第２通路３３を形成する。図２のようにベーン２０が没入している場合、第１内部通路３１と第１凹部３２とは接続されない。また第１凹部３２とディフューザ流路１６との間は、可動壁２３により閉じられ、接続されない。言い換えれば、第１通路３０はディフューザ流路１６と接続されない。同様に、第２通路３３はディフューザ流路１６と接続されない。
【００１８】
貯留部２５内には、バネ２４及び液面センサ２６が設けられている。バネ２４は可動壁２３及び貯留部２５の壁とを連結し、弾性力により可動壁２３をベーン２０の方向に付勢することができる。液面センサ２６は貯留部２５に貯留された液体の液面を測定することにより、液体の量を測定することができる。
【００１９】
また、貯留部２５には、第３通路３８及び第４通路４２が接続されている。図１に示すように、第３通路３８は、インペラ１３の上流側と貯留部２５とを連結する。吸入口１２ｂには、例えば凝縮水等の水分が付着することがある。凝縮水とは、例えばコンプレッサ１１に流入するブローバイガス、排気ガス等に含まれる水蒸気が凝縮した水である。第３通路３８を通じて、インペラ１３上流側の水分が貯留部２５に流入する。第４通路４２は、貯留部２５と、ウォッシャー液を貯留するウォッシャータンク４０とを連結する。第４通路４２を通じて、ウォッシャー液が貯留部２５に流入する。ポンプ４１はウォッシャー液をウォッシャータンク４０から汲み出し、第４通路４２を通じて貯留部２５に流入させる。ＥＣＵ（Engine Control Unit）１０はアクチュエータ２１、液面センサ２６、及びポンプ４１と接続されている。ＥＣＵ１０はアクチュエータ２１を制御することで、ベーン２０の突出量を制御する。ＥＣＵ１０は液面センサ２６から貯留部２５内の液体の量を取得し、液体の量が十分であるか判断する。液体の量が少ない場合、ＥＣＵ１０はポンプ４１を作動させ、ウォッシャー液を貯留部２５に流入させる。
【００２０】
次に、ベーン２０の突出時について説明する。図３は、ベーン突出時におけるディフューザ流路の周辺を拡大した模式図である。
【００２１】
図３に示すように、ベーン２０はハブ側壁１７側からディフューザ流路１６に突出し、可動壁２３に当接し、可動壁２３を押し込むことができる。可動壁２３が所定量以上押し込まれた場合、第１内部通路３１と第１凹部３２とは接続し、第２内部通路３４と第２凹部３５とは接続する。また、第１凹部３２及び第２凹部３５がディフューザ流路１６と接続する。具体的には、第１凹部３２は、ベーン２０から見てディフューザ流路１６の入口側と接続する。第２凹部３５は、ベーン２０から見てディフューザ流路１６の出口側と接続する。言い換えれば、第１通路３０はベーン２０から見てディフューザ流路１６の入口側と接続する。第２通路３３は、ベーン２０から見てディフューザ流路１６の出口側と接続する。
【００２２】
ディフューザ流路１６の出口側は、ディフューザ流路１６の入口側よりも圧力が高い。従って図３に矢印で示すように、貯留部２５内の液体には、第２通路３３から大きな圧力が加えられ、液体は圧力が低い第１通路３０に押し出される。液体は第１通路３０から、ディフューザ流路１６のベーン２０の上流側に流出する。流出した液体は、ベーン２０にかかり、ベーン２０を洗浄する洗浄液としての役割を果たす。ベーン２０は貯留部２５内の液体により洗浄され、ベーン２０に付着したデポジットは除去される。ベーン２０の突出量が減少すると、可動壁２３はバネ２４の付勢力により、図２に示した元の位置に戻る。
【００２３】
このように、実施例１に係るコンプレッサ１１は、ベーン２０と、液体を貯留する貯留部２５と、ベーン２０から見てディフューザ流路１６の入口側と接続可能な第１通路３０と、ディフューザ流路１６の出口側と接続可能な第２通路３３とを備える。貯留部２５に貯留された液体が、第１通路３０と第２通路３３との差圧により流出することで、デポジットを除去することが可能となる。従って、デポジットが固着してベーン２０の動作が困難になる、コンプレッサ１１の圧縮効率の低下等が抑制される。
【００２４】
図３に示したように、第１通路３０及び第２通路３３がディフューザ流路１６と接続されるのは、ベーン２０が突出した場合である。ベーン２０の突出について説明する。図４は、流量と圧力比とを例示するグラフである。横軸は、コンプレッサ１１の流体の流量、縦軸は圧力比をそれぞれ表す。実線は、エンジンの作動線を表す。
【００２５】
図４に点線で示すように、流量が低い場合、圧力比も小さくなる。このような低流量時に、ベーン２０はディフューザ流路１６に突出し、圧力比を高める。このとき、突出したベーン２０は、可動壁２３を押し込む。なお、グラフの右側のような高流量時において、ベーン２０が突出して可動壁２３を押し込んで、ベーン２０の洗浄が行われてもよい。しかしながら、圧力比つまりコンプレッサ１１の圧縮効率を高めかつデポジットの除去を行うためには、ベーン２０の洗浄は、例えば図４の点線で囲んだような低流量時において実行されることが好ましい。
【００２６】
図１に示すように、第３通路３８は、貯留部２５と、インペラ１３の上流側とを接続する。従って、インペラ１３への水滴の衝突は抑制される。このため、インペラ１３の磨耗、破損等が抑制され、コンプレッサ１１の効率低下も抑制される。また、液体の不足は抑制される。さらに、貯留部２５中の液体が減少した場合、ウォッシャータンク４０からウォッシャー液を補充することが可能である。従って、ベーン２０を洗浄するための液体の不足は抑制される。また、ウォッシャータンク４０以外の、液体を溜めるタンクから貯留部２３に液体を補充してもよい。ただし、コンプレッサ１１を搭載する車両等の構成の簡略化・小型化のためには、ウォッシャータンク４０を用いることが好ましい。
【００２７】
可動壁２３を付勢する付勢手段として、例えばバネ２４以外の弾性体を用いてもよい。また貯留部２５中の液体の量を測定する手段は、液面センサ２６以外の手段でもよい。
【００２８】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００２９】
ＥＣＵ                        １０
コンプレッサ                  １１
ディフューザ流路              １６
ハブ側壁                      １７
シュラウド側壁                １８
ベーン                        ２０
アクチュエータ                ２１
可動壁                        ２３
貯留部                        ２５
第１通路                      ３０
第１内部通路                  ３１
第１凹部                      ３２
第２通路                      ３３
第２内部通路                  ３４
第２凹部                      ３５
第１摺動面                    ３６
第２摺動面                    ３７
第３通路                      ３８
第４通路                      ４２
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2012184684.tif 000006