JP2017193982A - コンプレッサ - Google Patents

Abstract

【課題】コンプレッサインペラの翼における振動及び流体の剥離を抑制でき、過給効率を向上できるコンプレッサを提供すること。
【解決手段】コンプレッサインペラは、円錐状のホイールと、ホイールの外周面において吸気の入口である前縁部から吸気の出口である後縁部に向かいシュラウドに沿って延びる複数の板状のメインブレード及びスプリッタと、を備える。これらメインブレード及びスプリッタのうちシュラウドと対向するチップ端縁の角度分布は、各々の前縁部から後縁部にかけて上に凸である。また、これらメインブレード及びスプリッタの後縁部の断面形状は楕円弧状である。
【選択図】図６Ａ

Description

本発明は、流体を圧縮するコンプレッサに関する。

従来、内燃機関の吸気通路を流れる吸気を圧縮するコンプレッサの下流に固定ディフューザを配置すると、コンプレッサインペラで圧縮された空気が固定ディフューザを通過する際に、ノズルウェーク（圧力変動）が発生する。すると、該ノズルウェークに起因する加振力を上流のコンプレッサインペラが受けることにより、コンプレッサインペラの翼が振動する現象が生じる。

これに対して、翼振動に対する翼強度の確保の観点から、コンプレッサインペラの翼形状を、翼の断面厚さが厚くなるように形成することが考えられる。ところが、コンプレッサインペラの翼強度と空力性能との間にはトレードオフの関係があり、翼の厚みにより損失が生じるなど、これらの調整には限界がある。

一方、コンプレッサインペラの翼の後縁を切除すること（カットバック）も行われているが、この場合には、コンプレッサインペラから流出する圧縮空気が、流れが乱れた状態で固定ディフューザに流入する。そのため、コンプレッサインペラ出口での静圧効率が低下する結果、過給効率が低下するという問題が生じる。

また、過給効率の向上を目的として、翼の後縁を略半楕円柱の周面状としたコンプレッサが開示されている（例えば、特許文献１参照）。これにより、翼の後縁において流体の剥離を抑制できるとされている。

特開２００９−４１３７３号公報

しかしながら、従来のコンプレッサインペラの翼では、後縁に達するまでに流体が剥離してしまう傾向があった。そのため、翼の後縁を略半楕円柱の周面状としたところで、実際には流体の剥離を抑制できなかった。

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、コンプレッサインペラの翼における振動及び流体の剥離を抑制でき、過給効率を向上できるコンプレッサを提供することにある。

本発明は、流体を圧縮するコンプレッサ（例えば、後述のコンプレッサ６）であって、シュラウド（例えば、後述のシュラウド７５）が形成されたハウジング（例えば、後述のハウジング２）と、前記ハウジング内で回転軸（例えば、後述の回転軸２１）を中心に回転可能に設けられたインペラ（例えば、後述のコンプレッサインペラ８）と、前記インペラの周囲に設けられ、当該インペラの後縁から遠心方向へ吐出される吸気を減速するディフューザ（例えば、後述のディフューザ９）と、を備え、前記インペラは、円錐状のホイール（例えば、後述のホイール８１）と、当該ホイールの外周面において吸気の入口である前縁（例えば、後述の前縁部８４１，８６１）から吸気の出口である後縁（例えば、後述の後縁部８４２，８６２）に向かい前記シュラウドに沿って延びる複数の翼（例えば、後述のメインブレード８４及びスプリッタ８６）と、を備え、前記翼のうち前記シュラウドと対向するチップ端縁（例えば、後述のチップ端縁８４３，８６３）の厚さの中心曲線を、前記回転軸の軸線（例えば、後述の軸線Ｃ）を含む仮想平面に投影した場合に、当該仮想平面において前記投影された中心曲線（例えば、後述の中心曲線Ｌ１）と前記軸線との交点（例えば、後述の交点Ｐ）で前記投影された中心曲線の接線（例えば、後述の接線Ｌ２）と前記軸線との成す角度（例えば、後述の角度β）を前記チップ端縁の角度と定義し、当該定義の下で前記チップ端縁の角度分布は前記前縁から前記後縁にかけて上に凸であり、前記翼の前記後縁の断面形状は楕円弧状又は円弧状であることを特徴とするコンプレッサを提供する。

本発明では、翼のうちシュラウドと対向するチップ端縁の角度分布が、前縁から後縁にかけて上に凸となるように構成する。すなわち、チップ端縁の角度を、前縁から角度が最大となる位置へ向けて徐々に大きくし、さらにこの角度が最大となる位置から後縁へ向けて徐々に小さくする。換言すれば、翼のチップ端縁の形状を、翼の前縁から後縁にかけて一旦曲げてから戻す、いわゆるオーバーターニング形状とする。これにより、翼の前縁から後縁にかけて吸気が剥離することなく、翼に流体を追従させることができる。
また本発明では、翼の後縁の断面形状を楕円弧状又は円弧状とする。これにより、上記オーバーターニング形状の採用により後縁まで剥離することなく翼に追従した吸気を、該後縁においても剥離することなく翼に追従させることができる。同時に、下流のディフューザで生じるノズルウェークによる影響を低減でき、翼の振動を抑制できる。
従って本発明によれば、コンプレッサインペラの翼における振動及び流体の剥離を抑制でき、過給効率を向上できる。

前記翼の前記後縁側の根元には、前記翼の側面（例えば、後述の側面８４ａ）と前記ホイールのハブ面（例えば、後述のハブ面８２）とを滑らかに接続する断面円弧状の隅Ｒ部（例えば、後述の隅Ｒ部８４ｂ）が形成され、前記翼の厚みは前記ホイール側から前記チップ端縁へ向けて漸減することが好ましい。

この発明では、翼の後縁側の根元に、翼の側面とホイールのハブ面とを滑らかに接続する断面円弧状の隅Ｒ部を形成する。これにより、上記のように断面形状を楕円弧状に形成した翼の後縁と、翼の側面と、ホイールのハブ面と、を連続した滑らかな面で接続することができる。そのため、上述の効果が確実に得られる。
またこの発明では、翼の厚みがホイール側からチップ端縁へ向けて漸減するように構成する。これにより、翼強度を確保しつつ、上述の効果が得られる。

前記翼のうち前記ハブ面と接続するハブ面側の厚さの中心曲線を、前記軸線を含む仮想平面に投影した場合に、当該仮想平面において前記投影された中心曲線と前記軸線との交点で前記投影された中心曲線の接線と前記軸線との成す角度を前記ハブ面側の角度と定義し、当該定義の下で前記ハブ面側の角度分布は前記前縁から前記後縁にかけて上に凸であり、前記チップ端縁の前記前縁における角度は前記ハブ面側の前記前縁の角度より小さく、前記チップ端縁の前記後縁における角度は前記ハブ面側の前記後縁における角度と略同じであり、記チップ端縁の角度が最大となる位置（例えば、後述の位置Ｑｍ）は、前記ハブ面側の角度が最大となる位置（例えば、後述の位置Ｐｍ）よりも前記後縁に近いことが好ましい。

この発明では、翼のハブ面側の角度分布も、前縁から後縁にかけて上に凸になるように構成し、チップ端縁の前縁における角度はハブ面側の前縁における角度より小さくし、チップ端縁の後縁における角度はハブ面側の後縁における角度と略同じとし、さらにチップ端縁の角度が最大となる位置を、ハブ面側の角度が最大となる位置よりも後縁に近くする。これにより、流体の剥離を抑制する効果をさらに向上でき、ひいては過給効率をさらに向上できる。

本発明によれば、コンプレッサインペラの翼における振動及び流体の剥離を抑制でき、過給効率を向上できるコンプレッサを提供できる。

本発明の一実施形態に係るコンプレッサが適用された過給機の構成を示す断面図である。 コンプレッサインペラの斜視図である。 コンプレッサインペラの正面図である。 コンプレッサインペラの側面図である。 メインブレードの後縁部の根元の斜視図である。 凸部を形成する手順を模式的に示す図である。 オーバーターニング形状を有する本実施形態のメインブレードの角度分布を示す図である。 オーバーターニング形状を有していない従来のメインブレードの角度分布を示す図である。 オーバーターニング形状を有していない従来のメインブレードのチップ端縁の形状を示す図である。 オーバーターニング形状を有する本実施形態のメインブレードのチップ端縁の形状を示す図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態に係るコンプレッサが適用された過給機１の構成を示す断面図である。

過給機１は、ベアリングハウジング２と、ベアリングハウジング２の一端部側に組み付けられたタービン３と、ベアリングハウジング２の他端部側に組み付けられたコンプレッサ６と、を備える。ベアリングハウジング２は、タービン３とコンプレッサ６のとの間に延在する棒状の回転軸２１と、この回転軸２１を回転可能に支持するベアリング２２と、を備える。

タービン３は、図示しない内燃機関の排気通路の一部を構成するタービンハウジング４と、このタービンハウジング４内に設けられたタービンインペラ５と、を備える。

タービンハウジング４には、内燃機関の排気管と接続される管状の排気取入部４１と、この排気取入部４１から取り入れた排気が流れる円環状のスクロール通路４２と、このスクロール通路４２に取り囲まれるように形成された管状のタービンインペラ室４３と、スクロール通路４２とタービンインペラ室４３の基端部側とを連通する円環状の排気流路４５と、が設けられている。

タービンインペラ５は、回転軸２１の一端部側に連結された状態で、タービンインペラ室４３内で回転可能に設けられている。排気流路４５には、複数個の翼形状のノズルベーン４６がタービンインペラ室４３の基端部側を取り囲むように、回転軸２１の円周方向に沿って等間隔かつ円周方向に対し所定の角度で設けられている。

コンプレッサ６は、内燃機関の吸気通路の一部を構成するコンプレッサハウジング７と、このコンプレッサハウジング７内に設けられたコンプレッサインペラ８及びディフューザ９と、を備える。

コンプレッサハウジング７には、その先端側に内燃機関の吸気管（図示せず）と接続される吸気取入部７１が形成され基端側にシュラウド７５が形成された管状のコンプレッサインペラ室７２と、このコンプレッサインペラ室７２を取り囲むように形成された円環状のスクロール通路７３と、コンプレッサインペラ室７２の基端部側とスクロール通路７３とを連通する円環状の吸気流路７４と、が形成されている。

コンプレッサインペラ８は、回転軸２１の他端部側に連結された状態で、シュラウド７５内で回転可能に設けられている。ディフューザ９は、円盤状であり、吸気流路７４に設けられる。ディフューザ９は、シュラウド７５の基端部側から回転軸２１の遠心方向に沿ってスクロール通路７３へ向けて吐出される吸気を減速することによって吸気を圧縮する。なお、これらコンプレッサインペラ８及びディフューザ９の詳細な構成については、後に図２〜図７を参照して説明する。

以上のように構成された過給機１は、以下の手順によって内燃機関の排気のエネルギーを利用して吸気を過給する。
先ず、内燃機関の排気は、排気取入部４１を介してスクロール通路４２に導入される。スクロール通路４２を通過することによって旋回が与えられた排気は、ノズルベーン４６によって定められた角度でタービンインペラ室４３の基端部側に流れ込み、タービンインペラ５を回転させて、タービンインペラ室４３の先端部側に設けられた排出部４７から排出する。タービンインペラ５の回転は、回転軸２１によってコンプレッサインペラ８に伝達され、コンプレッサインペラ８がコンプレッサインペラ室７２内で回転する。コンプレッサインペラ８の回転によって、吸気取入部７１を介してコンプレッサインペラ室７２内に導入された吸気は、コンプレッサインペラ８の基端部側から遠心方向に沿ってスクロール通路７３へ向けて吐出される。コンプレッサインペラ８から吐出される吸気は、ディフューザ９によって拡がりながら減速され、これにより吸気が圧縮される。圧縮された吸気は、スクロール通路７３を流れて図示しない内燃機関の吸気ポートに導入される。

図２は、コンプレッサインペラ８の斜視図であり、図３は、コンプレッサインペラ８の平面図であり、図４は、コンプレッサインペラ８の側面図である。

コンプレッサインペラ８は、円錐状のホイール８１と、このホイール８１の外周面に設けられた板状の翼である複数のメインブレード８４及びスプリッタ８６と、を備える。

ホイール８１は、回転軸の軸線Ｃの先端側８１ａから基端側８１ｂへかけて遠心方向外側へ滑らかに延びる外周面であるハブ面８２と、その中心において基端側８１ｂから先端側８１ａへ貫通する軸取付孔８３と、を備える。タービンインペラと連結された回転軸は、軸取付孔８３に挿通した状態で図示しないキャップを螺合することによって、ホイール８１に接続される。これにより、コンプレッサインペラ８とタービンインペラとが回転軸を介して一体に連結される。

メインブレード８４は、ホイール８１のハブ面８２において周方向に沿って等間隔で複数設けられている。各メインブレード８４は、ハブ面８２において、吸気の入口である先端側８１ａの前縁部８４１から、吸気の出口である基端側８１ｂの後縁部８４２に向かって所定の角度分布（後述の図６参照）で延びる板状である。メインブレード８４のチップ端縁８４３は、コンプレッサインペラ８をコンプレッサインペラ室に収めたときに対向するシュラウド７５（図１参照）の表面形状に沿って形成される。

スプリッタ８６は、ハブ面８２において互いに隣接する２枚のメインブレード８４，８４の間に設けられている。各スプリッタ８６は、ハブ面に８２において先端側８１ａの前縁部８６１から、基端側８１ｂの後縁部８６２に向かって所定の角度分布（後述の図６参照）で延びる板状である。スプリッタ８６のチップ端縁８６３は、メインブレード８４のチップ端縁８４３と同様に、シュラウド７５（図１参照）の表面形状に沿って形成される。スプリッタ８６の前縁部８６１から後縁部８６２までの長さは、メインブレード８４の前縁部８４１から後縁部８４２までの長さよりも短い。スプリッタ８６の前縁部８６１は、メインブレード８４の前縁部８４１よりも基端側８１ｂに位置するように設けられる。またスプリッタ８６の後縁部８６２は、メインブレード８４の後縁部８４２と面一になるように設けられる。

次に、図５を参照してメインブレード８４の後縁部８４２の構成について説明する。
図５Ａは、メインブレード８４の後縁部８４２の根元の斜視図である。
メインブレード８４の円周方向に沿った厚みは、ホイール８１のハブ面８２側からチップ端縁８４３へ向けて漸減する。また後縁部８４２のハブ面８２と平行な面に沿った断面形状は楕円弧状である。これにより、メインブレード８４の両側面が連続した滑らかな面で接続される。

またメインブレード８４の根元には、メインブレード８４の両方の側面８４ａとホイール８１のハブ面８２とを滑らかに接続する隅Ｒ部８４ｂが、前縁部から後縁部８４２へかけて全周にわたって形成されている。図５に示すように、この隅Ｒ部８４ｂのメインブレード８４と垂直な面に沿った断面形状は円弧状である。以上のように、メインブレード８４の根元に断面円弧状の隅Ｒ部８４ｂを形成し、さらに後縁部８４２の断面形状を楕円弧状にすることにより、後縁部８４２と、メインブレード８４の両方の側面８４ａと、ハブ面８２と、を連続した滑らかな面で接続することができる。

またコンプレッサホイールの中心軸からホイール８１の外周端面８１ａまでの外径は、同じ中心軸からメインブレード８４の後縁部８４２までの外径よりもやや長くなっている。これにより、コンプレッサホイールの最外周面はホイール８１の外周端面８１ａによって構成される。またホイール８１の外周端部８１ｂには、後縁部８４２との接続部においてその厚みがやや盛り上がった凸部８１ｃが形成されている。

図５Ｂは、上述のような断面楕円弧状の後縁部８４２と断面円弧状の隅Ｒ部８４ｂと凸部８１ｃとを備えた図５Ａに示すコンプレッサホイールを形成する手順を模式的に示す図である。
図５Ｂに示すように、始めにホイール８１の外周端部８１ｂの外径がコンプレッサインペラ室によって定まる外径Ｌよりも長いものを準備する。次に、メインブレード８４の根元にその全周にわたって断面円弧状の隅Ｒ部８４ｂを形成するとともに、後縁部８４２の断面形状を楕円弧状に形成する。これにより、図５Ｂに示すように、後縁部８４２と、メインブレード８４の両方の側面８４ａと、ハブ面８２と、が鋭角の無い連続した滑らかな面で接続される。その後、外径Ｌまでホイール８１の外周端部８１ｂを削り落とす仕上げ加工を施す。これにより、図５Ａに示すような後縁部８４２と隅Ｒ部８４ｂと凸部８１ｃとを備えたコンプレッサホイールが形成される。なお、図示及び詳細な説明を省略するが、スプリッタ８６の後縁部８６２も図５Ａとほぼ同様の形状となっている。

図６Ａは、本実施形態のメインブレード（細実線）及びスプリッタ（太破線）の角度分布を示す図である。図６Ｂは、従来のメインブレード（細実線）及びスプリッタ（太破線）の角度分布を示す図である。図６Ａ及び図６Ｂにおいて、それぞれ上段側は、メインブレード及びスプリッタのハブ面側の角度分布を示し、下段側はメインブレード及びスプリッタのチップ端縁の角度分布を示す。なお以下では、メインブレードとスプリッタの両方を指して単に「翼」ともいう。これら図６Ａ，Ｂにおいて、横軸は吸気の入口である前縁部から対象とする位置までの距離を示し、縦軸は対象とする位置における翼の角度［°］を示す。なお横軸の距離は、メインブレードの前縁部から吸気の出口である後縁部までの距離を１００とした、無次元化された距離を示す。上述のようにスプリッタはメインブレードより短く、またスプリッタの前縁部はメインブレードの前縁部よりも後縁部側に設けられる。したがって図６Ａ，Ｂに示すように、スプリッタの角度分布を示す太破線の始点は、メインブレードの角度分布を示す細実線の始点よりも後である。

ここで、翼の角度βの定義について、図４の側面図を参照しながら説明する。図４には、本実施形態における定義の下でのメインブレード８４のチップ端縁８４３の角度βの一例を示す。

本実施形態では、これら翼の角度βを回転軸の軸線Ｃ及びこの軸線Ｃを含む仮想平面を用いて定義する。より具体的には、例えばメインブレード８４のチップ端縁８４３の角度βは、チップ端縁８４３の厚さの中心曲線を、軸線Ｃを含む仮想平面に投影した場合において、この仮想平面に投影された中心曲線Ｌ１と軸線Ｃとの交点Ｐで、中心曲線Ｌ１の接線Ｌ２と軸線Ｃとの成す角度と定義する。また本実施形態では、時計周りを正とする。すなわち、図４に例示する角度βは負である。また図示を省略するが、スプリッタ８６のチップ端縁８６３の角度や、メインブレード８４及びスプリッタ８６のハブ面側の角度も同様に軸線Ｃを用いて定義される。

これら図６Ａ及び図６Ｂに示すように、太破線は細実線とほぼ重複している。これは、スプリッタの角度分布は、それぞれメインブレードの角度分布とほぼ等しいことを意味する。

これら図６Ａ及び図６Ｂの上段に示すように、翼のハブ面側の角度分布は、本実施形態のもの及び従来のもの共にほぼ同じであり、前縁部から後縁部にかけて上に凸となっている。より具体的には、図６Ａの上段に示すように、翼のハブ面側の角度を、前縁部から前縁部と後縁部との間に設定された最大位置Ｐｍへ向けて徐々に大きくし、さらにこの最大位置Ｐｍから後縁部まで徐々に小さくする。

一方、翼のチップ端縁の角度分布は、本実施形態のものと従来のものとで異なる。より具体的には、図６Ｂの下段に示すように、従来の翼のチップ端縁の角度分布は前縁部から後縁部にかけて緩やかに上昇する。これに対し、本実施形態の翼のチップ端縁の角度分布は前縁部から後縁部にかけて上に凸となっている。すなわち、本実施形態では翼のチップ端縁の角度を、前縁部から前縁部と後縁部との間に設定された最大位置Ｑｍへ向けて徐々に大きくし、さらにこの最大位置Ｑｍから後縁部まで徐々に小さくする。換言すれば、これらメインブレード及びスプリッタのチップ端縁の形状を、前縁部から後縁部にかけて一旦曲げてから戻す所謂オーバーターニング形状とする。

またこれら図６Ａの上段及び下段に示すように、これらメインブレード及びスプリッタのチップ端縁の前縁部における角度は、各々のハブ面側の前縁部における角度よりも小さくし、メインブレード及びスプリッタのチップ端縁の後縁部における角度は、各々のハブ面側の後縁部における角度と略同じにする。またさらに、これらメインブレード及びスプリッタのチップ端縁の角度が最大となる位置Ｑｍは、各々のハブ面側の角度が最大となる位置Ｐｍよりも後縁部に近くする。

ここで、図７Ａは、オーバーターニング形状を有していない従来の翼のチップ端縁の形状を示す図である。図７Ｂは、オーバーターニング形状を有する本実施形態の翼８４（又は８６）のチップ端縁の形状を模式的に示す図である。これらの図において、矢印は流体の流れを示している。

図７Ａに示すように、オーバーターニング形状を有していない従来の翼のチップ端縁では、湾曲部の頂点Ｐ１を過ぎると流体が翼に追従できずに剥離する。すなわち、翼の後縁部の断面形状を図５Ａに示すような楕円弧状としたところで剥離を抑制することは困難であると考えられる。
これに対して、オーバーターニング形状を有する本実施形態の翼８４（又は８６）のチップ端縁８４３（又は８６３）では、一旦曲げた後、逆側に曲げて戻す形状としていることから、後縁部８４２（又は８６２）側においても吸気が翼８４（又は８６）に追従する。そのため、本実施形態の翼８４（又は８６）では、翼８４（又は８６）の後縁部８４２（又は８６２）の断面形状を楕円弧状とすることに加えて、チップ端縁８４３（又は８６３）の形状をオーバーターニング形状とすることで、流体の剥離を抑制できる。

以上のように構成されたコンプレッサインペラ８は、これと回転軸によって連結されたタービンインペラが、排気が吹き付けられることによって回転すると、図２中時計周りで回転する。コンプレッサインペラ室内に設けられた状態でコンプレッサインペラ８が回転すると、先端側８１ａから流入する吸気は、メインブレード８４の前縁部８４１及びスプリッタ８６の前縁部８６１へ軸線Ｃと平行な方向に沿って流入し、メインブレード８４とスプリッタ８６との間を流れ、各々の後縁部８４２，８６２から遠心方向外側へ向かって吐出される。

図１に戻り、ディフューザ９は、コンプレッサインペラ８の外径よりも大きな外径を有する円盤状である。ディフューザ９は、コンプレッサインペラ８の基端側を囲うようにして、コンプレッサハウジングの円環状の吸気流路７４に固定される。ディフューザ９は、円盤状のディスクと、このディスクの表面に設けられた翼列と、を備える。翼列は、ディスクの表面において、回転軸２１の軸線Ｃを中心とした周方向に沿って等間隔で立設された複数枚の線条の羽根によって構成される。

以上のように構成されたディフューザ９の機能について説明する。コンプレッサインペラ８が回転軸２１を中心として回転すると、吸気は、軸線Ｃと平行な方向に沿ってコンプレッサインペラ８側へ向かって取り込まれた後、その後縁部８４２，８６２からディフューザ９の表面に沿って遠心方向外側へ向けて吐出される。コンプレッサインペラ８から吐出された吸気は、ディフューザ９に設けられた翼列によって減速されながら遠心方向外側へ拡がり、これにより吸気が昇圧される。

本実施形態によれば、以下の効果が奏される。
本実施形態では、翼８４，８６のうちシュラウドと対向するチップ端縁８４３，８６３の角度分布が、前縁部８４１，８６１から後縁部８４２，８６２にかけて上に凸となるように構成した。すなわち、メインブレード８４及びスプリッタ８６のチップ端縁８４３，８６３の形状を、前縁部８４１，８６１から後縁部８４２，８６２にかけて一旦曲げてから戻す、いわゆるオーバーターニング形状とした。これにより、翼８４，８６の前縁部８４１，８６１から後縁部８４２，８６２にかけて流体が剥離することなく、翼８４，８６に流体を追従させることができる。
また本実施形態では、翼８４，８６の後縁部８４２，８６２の断面形状を楕円弧状とした。これにより、上記オーバーターニング形状の採用により後縁部８４２，８６２まで剥離することなく翼８４，８６に追従した流体を、該後縁部８４２，８６２においても剥離することなく翼８４，８６に追従させることができる。同時に、下流のディフューザ９で生じるノズルウェークによる影響を低減でき、翼８４，８６の振動を抑制できる。
従って本実施形態によれば、コンプレッサインペラ８の翼８４，８６における振動及び流体の剥離を抑制でき、過給効率を向上できる。

また本実施形態では、翼８４，８６の後縁部８４２，８６２側の根元に、翼８４，８６の両側面とホイール８１のハブ面８２とを滑らかに接続する断面円弧状の隅Ｒ部を形成した。これにより、上記のように断面形状を楕円弧状に形成した翼８４，８６の後縁部８４２，８６２と、翼８４，８６の両側面と、ホイール８１のハブ面８２と、を鋭角の無い連続した滑らかな面で接続することができる。そのため、上述の効果が確実に得られる。
また本実施形態では、翼８４，８６の厚みがホイール８１側からチップ端縁８４３，８６３へ向けて漸減するように構成した。これにより、翼８４，８６の強度を確保しつつ、上述の効果が得られる。

また本実施形態では、翼８４，８６のハブ面側の角度分布も、前縁部８４１，８６１から後縁部８４２，８６２にかけて上に凸になるように構成し、チップ端縁８４３，８６３の前縁部８４１，８６１における角度はハブ面側の前縁部８４１，８６１における角度より小さくし、チップ端縁８４３，８６３の後縁部８４２，８６２における角度はハブ面側の後縁部８４２，８６２における角度と略同じとし、さらにチップ端縁８４３，８６３の角度が最大となる位置Ｑｍを、ハブ面側の角度が最大となる位置Ｐｍよりも後縁部８４２，８６２に近くする。これにより、吸気の剥離を抑制する効果をさらに向上でき、ひいては過給効率をさらに向上できる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良は本発明に含まれる。

上記実施形態では、メインブレード８４の後縁部８４２及びスプリッタ８６の後縁部８６２のハブ面８２と平行な面に沿った断面形状を楕円弧状としたが、本発明はこれに限らない。これら翼の後縁部の断面形状は円弧状としてもほぼ同じ効果を奏する。

上記実施形態では、本発明のコンプレッサを、内燃機関が吸入する吸気を圧縮する過給機に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限らない。本発明のコンプレッサは、内燃機関の過給機の他、ジェットエンジンやポンプ等、インペラを用いて流体のエネルギーと機械的エネルギーとの変換を行う所謂ターボ機械に適用できる。

１…過給機
２…ハウジング
３…タービン
６…コンプレッサ
８…コンプレッサインペラ（インペラ）
８１…ホイール
８２…ハブ面
８４…メインブレード（翼）
８４ａ…側面
８４１…前縁部
８４２…後縁部
８４３…チップ端縁
８６…スプリッタ（翼）
８６１…前縁部
８６２…後縁部
８６３…チップ端縁
９…ディフューザ
７５…シュラウド

Claims (3)

1. 流体を圧縮するコンプレッサであって、
   シュラウドが形成されたハウジングと、
   前記ハウジング内で回転軸を中心に回転可能に設けられたインペラと、
   前記インペラの周囲に設けられ、当該インペラの後縁から遠心方向へ吐出される流体を減速するディフューザと、を備え、
   前記インペラは、円錐状のホイールと、当該ホイールの外周面において流体の入口である前縁から流体の出口である後縁に向かい前記シュラウドに沿って延びる複数の翼と、を備え、
   前記翼のうち前記シュラウドと対向するチップ端縁の厚さの中心曲線を、前記回転軸の軸線を含む仮想平面に投影した場合に、当該仮想平面において前記投影された中心曲線と前記軸線との交点で前記投影された中心曲線の接線と前記軸線との成す角度を前記チップ端縁の角度と定義し、当該定義の下で前記チップ端縁の角度分布は前記前縁から前記後縁にかけて上に凸であり、
   前記翼の前記後縁の断面形状は楕円弧状又は円弧状であることを特徴とするコンプレッサ。
2. 前記翼の前記後縁側の根元には、前記翼の側面と前記ホイールのハブ面とを滑らかに接続する断面円弧状の隅Ｒ部が形成され、
   前記翼の厚みは前記ホイール側から前記チップ端縁へ向けて漸減することを特徴とする請求項１に記載のコンプレッサ。
3. 前記翼のうち前記ハブ面と接続するハブ面側の厚さの中心曲線を、前記軸線を含む仮想平面に投影した場合に、当該仮想平面において前記投影された中心曲線と前記軸線との交点で前記投影された中心曲線の接線と前記軸線との成す角度を前記ハブ面側の角度と定義し、当該定義の下で前記ハブ面側の角度分布は前記前縁から前記後縁にかけて上に凸であり、
   前記チップ端縁の前記前縁における角度は前記ハブ面側の前記前縁の角度より小さく、
   前記チップ端縁の前記後縁における角度は前記ハブ面側の前記後縁における角度と略同じであり、
   前記チップ端縁の角度が最大となる位置は、前記ハブ面側の角度が最大となる位置よりも前記後縁に近いことを特徴とする請求項１又は２に記載のコンプレッサ。

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