JPH0874791A - 遠心圧縮機 - Google Patents
遠心圧縮機Info
- Publication number
- JPH0874791A JPH0874791A JP21414694A JP21414694A JPH0874791A JP H0874791 A JPH0874791 A JP H0874791A JP 21414694 A JP21414694 A JP 21414694A JP 21414694 A JP21414694 A JP 21414694A JP H0874791 A JPH0874791 A JP H0874791A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- recessed groove
- groove
- concave groove
- housing
- centrifugal compressor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ハウジング１の内周面に形成する凹溝７の位
置および寸法を適切なものとして、旋回失速およびサー
ジングを確実に抑制する。 【構成】 インペラ２の入口部分を包囲するハウジング
１の入口部４内周面に、翼６前端縁６ａに対向するよう
に、断面台形状をなす凹溝７が周方向に沿って形成され
ている。翼６前端縁６ａから凹溝７の後端縁７ｄまでの
距離をＢ、凹溝７開口部の軸方向の幅をＣ、凹溝７の深
さをＤ、凹溝７上流側の前部テーパ面７ｂの軸方向の幅
をＥ、および凹溝７下流側の後部テーパ面７ｃの軸方向
の幅をＦ、ハウジング１入口部４の内径（詳しくは凹溝
７直前位置における内径）をＲとすると、各部の寸法
は、次の関係に設定されている。Ｂ≧Ｃ／２、０．１・
Ｒ≦Ｃ≦０．３・Ｒ、Ｄ≧２Ｃ／５、Ｅ≧Ｃ／４、Ｆ≦
Ｃ／３。
置および寸法を適切なものとして、旋回失速およびサー
ジングを確実に抑制する。 【構成】 インペラ２の入口部分を包囲するハウジング
１の入口部４内周面に、翼６前端縁６ａに対向するよう
に、断面台形状をなす凹溝７が周方向に沿って形成され
ている。翼６前端縁６ａから凹溝７の後端縁７ｄまでの
距離をＢ、凹溝７開口部の軸方向の幅をＣ、凹溝７の深
さをＤ、凹溝７上流側の前部テーパ面７ｂの軸方向の幅
をＥ、および凹溝７下流側の後部テーパ面７ｃの軸方向
の幅をＦ、ハウジング１入口部４の内径（詳しくは凹溝
７直前位置における内径）をＲとすると、各部の寸法
は、次の関係に設定されている。Ｂ≧Ｃ／２、０．１・
Ｒ≦Ｃ≦０．３・Ｒ、Ｄ≧２Ｃ／５、Ｅ≧Ｃ／４、Ｆ≦
Ｃ／３。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば自動車用内燃
機関のターボチャージャに用いられる遠心圧縮機の改良
に関する。
機関のターボチャージャに用いられる遠心圧縮機の改良
に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車用内燃機関の過給装置として、排
気タービンと遠心圧縮機とを同軸に結合してなるターボ
チャージャが多用されている。このような遠心圧縮機に
おいては、インペラの翼の迎え角が設計点（最高効率点
付近）で０となるように設計されており、この設計点か
ら流量が徐々に低下すると、翼の迎え角が流れに対して
相対的に大きくなるため、翼の表面で流れが剥離し、失
速が生じる。この失速は、まずインペラの一部の翼で生
じるが、失速領域が一部の翼に発生すると、隣の翼の迎
え角が、一方は増大し、他方は減少するため、一方で失
速が起こり易くなり、他方は起こりにくくなる。このた
め、失速領域は一つの翼に留まることができず、翼から
翼へゆっくりとインペラ回転方向と同一方向へ移動する
ようになる。すなわち、旋回失速が生じる。そして、さ
らに流量が低下すると、ついには全面的な失速に至り、
サージングが発生する。
気タービンと遠心圧縮機とを同軸に結合してなるターボ
チャージャが多用されている。このような遠心圧縮機に
おいては、インペラの翼の迎え角が設計点（最高効率点
付近）で０となるように設計されており、この設計点か
ら流量が徐々に低下すると、翼の迎え角が流れに対して
相対的に大きくなるため、翼の表面で流れが剥離し、失
速が生じる。この失速は、まずインペラの一部の翼で生
じるが、失速領域が一部の翼に発生すると、隣の翼の迎
え角が、一方は増大し、他方は減少するため、一方で失
速が起こり易くなり、他方は起こりにくくなる。このた
め、失速領域は一つの翼に留まることができず、翼から
翼へゆっくりとインペラ回転方向と同一方向へ移動する
ようになる。すなわち、旋回失速が生じる。そして、さ
らに流量が低下すると、ついには全面的な失速に至り、
サージングが発生する。
【０００３】このような低流量域における旋回失速なら
びにサージングの発生を抑制するために、従来から、特
開昭５８−１８６００号公報において、インペラの入口
部分を包囲するハウジングの内周面に、翼前端縁に対向
するように、周方向に沿って凹溝を形成することが提案
されている。
びにサージングの発生を抑制するために、従来から、特
開昭５８−１８６００号公報において、インペラの入口
部分を包囲するハウジングの内周面に、翼前端縁に対向
するように、周方向に沿って凹溝を形成することが提案
されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に示されている凹溝の構成では、実際には、旋回失速
やサージングを十分に抑制することができなかった。
報に示されている凹溝の構成では、実際には、旋回失速
やサージングを十分に抑制することができなかった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、インペラの
入口部分を包囲するハウジングの内周面に、翼前端縁に
対向するように、断面台形状をなす凹溝を周方向に沿っ
て形成した遠心圧縮機であって、翼前端縁から凹溝後端
縁までの距離Ｂ、凹溝開口部の軸方向の幅Ｃ、凹溝の深
さＤ、凹溝上流側のテーパ面の軸方向の幅Ｅ、および凹
溝下流側のテーパ面の軸方向の幅Ｆが、次の条件を満た
している。
入口部分を包囲するハウジングの内周面に、翼前端縁に
対向するように、断面台形状をなす凹溝を周方向に沿っ
て形成した遠心圧縮機であって、翼前端縁から凹溝後端
縁までの距離Ｂ、凹溝開口部の軸方向の幅Ｃ、凹溝の深
さＤ、凹溝上流側のテーパ面の軸方向の幅Ｅ、および凹
溝下流側のテーパ面の軸方向の幅Ｆが、次の条件を満た
している。
【０００６】Ｂ≧Ｃ／２ ０．１・Ｒ≦Ｃ≦０．３・Ｒ Ｄ≧２Ｃ／５ Ｅ≧Ｃ／４ Ｆ≦Ｃ／３ 但し、Ｒはハウジングの内径である。
【０００７】また請求項２の遠心圧縮機では、上記のＢ
〜Ｆが、Ｂ＝Ｃ／２、Ｃ＝０．２・Ｒ、Ｄ＝３Ｃ／５、
Ｅ＝Ｃ／２、Ｆ＝Ｃ／４となっている。
〜Ｆが、Ｂ＝Ｃ／２、Ｃ＝０．２・Ｒ、Ｄ＝３Ｃ／５、
Ｅ＝Ｃ／２、Ｆ＝Ｃ／４となっている。
【０００８】
【作用】旋回失速は、翼の前端縁における逆流に起因し
ている。この翼前端縁に対向するようにハウジング内周
面に凹溝を設ければ、翼前端縁で生じた逆流が遠心力に
より溝内に導かれるため、インペラへ吸入される流れは
乱されず、半径方向に一様な流速分布を確保できる。こ
れにより、旋回失速が抑制される。この凹溝の作用は、
上記のような寸法の条件を満たす場合に、最も良好に得
られる。
ている。この翼前端縁に対向するようにハウジング内周
面に凹溝を設ければ、翼前端縁で生じた逆流が遠心力に
より溝内に導かれるため、インペラへ吸入される流れは
乱されず、半径方向に一様な流速分布を確保できる。こ
れにより、旋回失速が抑制される。この凹溝の作用は、
上記のような寸法の条件を満たす場合に、最も良好に得
られる。
【０００９】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００１０】図１は、この発明に係るターボチャージャ
用の遠心圧縮機の構成を示しており、回転軸３に固定さ
れたインペラ２が、ハウジング１内に配置されている。
回転軸３は、図示せぬセンタハウジングによって回転自
在に支持され、その他端にタービンロータが取り付けら
れている。インペラ２には、例えばバックワード型をな
す多数の翼６が形成されている。ハウジング１は、回転
軸３の軸方向に沿って中央部に円筒状の入口部４を有
し、かつインペラ２の外周に向かってディフューザ部５
を有している。そして、インペラ２の入口部分を包囲す
るハウジング１の入口部４内周面に、翼６前端縁６ａに
対向するように、断面台形状をなす凹溝７が周方向に沿
って形成されている。この凹溝７は、軸方向に平行な円
筒面からなる底面７ａと、その前方つまり上流側に位置
する前部テーパ面７ｂと、後方つまり下流側に位置する
後部テーパ面７ｃとから構成されている。
用の遠心圧縮機の構成を示しており、回転軸３に固定さ
れたインペラ２が、ハウジング１内に配置されている。
回転軸３は、図示せぬセンタハウジングによって回転自
在に支持され、その他端にタービンロータが取り付けら
れている。インペラ２には、例えばバックワード型をな
す多数の翼６が形成されている。ハウジング１は、回転
軸３の軸方向に沿って中央部に円筒状の入口部４を有
し、かつインペラ２の外周に向かってディフューザ部５
を有している。そして、インペラ２の入口部分を包囲す
るハウジング１の入口部４内周面に、翼６前端縁６ａに
対向するように、断面台形状をなす凹溝７が周方向に沿
って形成されている。この凹溝７は、軸方向に平行な円
筒面からなる底面７ａと、その前方つまり上流側に位置
する前部テーパ面７ｂと、後方つまり下流側に位置する
後部テーパ面７ｃとから構成されている。
【００１１】ここで、図のように、翼６前端縁６ａから
凹溝７の後端縁７ｄまでの距離をＢ、凹溝７開口部の軸
方向の幅をＣ、凹溝７の深さをＤ、凹溝７上流側の前部
テーパ面７ｂの軸方向の幅をＥ、および凹溝７下流側の
後部テーパ面７ｃの軸方向の幅をＦ、ハウジング１入口
部４の内径（詳しくは凹溝７直前位置における内径）を
Ｒとすると、各部の寸法は、次の関係に設定されてい
る。
凹溝７の後端縁７ｄまでの距離をＢ、凹溝７開口部の軸
方向の幅をＣ、凹溝７の深さをＤ、凹溝７上流側の前部
テーパ面７ｂの軸方向の幅をＥ、および凹溝７下流側の
後部テーパ面７ｃの軸方向の幅をＦ、ハウジング１入口
部４の内径（詳しくは凹溝７直前位置における内径）を
Ｒとすると、各部の寸法は、次の関係に設定されてい
る。
【００１２】Ｂ≧Ｃ／２ ０．１・Ｒ≦Ｃ≦０．３・Ｒ Ｄ≧２Ｃ／５ Ｅ≧Ｃ／４ Ｆ≦Ｃ／３ 図２は、旋回失速による流速変化をＳＮ比でもって示す
とともに、各部の寸法がこのＳＮ比に与える影響をまと
めて示したものである。なお、凹溝を具備しないものを
基準とし、これに対するＳＮ比の向上もしくは悪化とし
て各部の寸法の影響を評価している。また、圧縮機の回
転数はターボチャージャの一般的な使用領域である７０
０００ｒｐｍおよび８００００ｒｐｍとして評価した。
とともに、各部の寸法がこのＳＮ比に与える影響をまと
めて示したものである。なお、凹溝を具備しないものを
基準とし、これに対するＳＮ比の向上もしくは悪化とし
て各部の寸法の影響を評価している。また、圧縮機の回
転数はターボチャージャの一般的な使用領域である７０
０００ｒｐｍおよび８００００ｒｐｍとして評価した。
【００１３】この図２に明らかなように、寸法Ｂについ
ては、Ｃ／２より小さいと効果が少なく、逆に悪化する
恐れもあるので、Ｂ≧Ｃ／２とした。寸法Ｃについて
は、０．１・Ｒ〜０．３・Ｒの範囲で、性能向上が見ら
れる。寸法Ｄについては、２Ｃ／５より小さいと逆に悪
化する恐れがあるので、Ｄ≧２Ｃ／５とした。寸法Ｅに
ついては、同様にＣ／４より小さいと逆に悪化する恐れ
があるので、Ｅ≧Ｃ／４とした。また寸法Ｆについて
は、０であっても性能が向上し、Ｃ／２に近いと逆に性
能が悪化するので、Ｆ≦Ｃ／３とした。
ては、Ｃ／２より小さいと効果が少なく、逆に悪化する
恐れもあるので、Ｂ≧Ｃ／２とした。寸法Ｃについて
は、０．１・Ｒ〜０．３・Ｒの範囲で、性能向上が見ら
れる。寸法Ｄについては、２Ｃ／５より小さいと逆に悪
化する恐れがあるので、Ｄ≧２Ｃ／５とした。寸法Ｅに
ついては、同様にＣ／４より小さいと逆に悪化する恐れ
があるので、Ｅ≧Ｃ／４とした。また寸法Ｆについて
は、０であっても性能が向上し、Ｃ／２に近いと逆に性
能が悪化するので、Ｆ≦Ｃ／３とした。
【００１４】下記の表１は、上記の各寸法を組み合わせ
た具体的な実施例１〜６をまとめて示したものである。
また、その凹溝７の効果として、凹溝７を具備しないも
のに比べたＳＮ比の向上代を併せて示してある。
た具体的な実施例１〜６をまとめて示したものである。
また、その凹溝７の効果として、凹溝７を具備しないも
のに比べたＳＮ比の向上代を併せて示してある。
【００１５】
【表１】
【００１６】図３は、実施例１の凹溝７の位置および断
面形状を図示したものである。この実施例１は、各部の
寸法として最も効果の大きい値を組み合わせたものであ
り、凹溝７を具備しないものに比べてＳＮ比が約７ｄＢ
程度向上する。
面形状を図示したものである。この実施例１は、各部の
寸法として最も効果の大きい値を組み合わせたものであ
り、凹溝７を具備しないものに比べてＳＮ比が約７ｄＢ
程度向上する。
【００１７】図４は、実施例２の凹溝７を図示したもの
である。この実施例２によれば、ＳＮ比が約６．５ｄＢ
程度向上する。
である。この実施例２によれば、ＳＮ比が約６．５ｄＢ
程度向上する。
【００１８】図５は、実施例３の凹溝７を図示したもの
である。この実施例３によれば、ＳＮ比が約６ｄＢ程度
向上する。
である。この実施例３によれば、ＳＮ比が約６ｄＢ程度
向上する。
【００１９】図６は、実施例４の凹溝７を図示したもの
である。この実施例４によれば、ＳＮ比が約６ｄＢ程度
向上する。
である。この実施例４によれば、ＳＮ比が約６ｄＢ程度
向上する。
【００２０】図７は、実施例５の凹溝７を図示したもの
である。この実施例５によれば、ＳＮ比が約５．５ｄＢ
程度向上する。
である。この実施例５によれば、ＳＮ比が約５．５ｄＢ
程度向上する。
【００２１】図８は、実施例５の凹溝７を図示したもの
である。この実施例５によれば、ＳＮ比が約５ｄＢ程度
向上する。
である。この実施例５によれば、ＳＮ比が約５ｄＢ程度
向上する。
【００２２】なお、実施例２、実施例３、実施例５およ
び実施例６では、寸法Ｆが０であるため、後部テーパ面
７ｃが実質的に軸に垂直な面となる。
び実施例６では、寸法Ｆが０であるため、後部テーパ面
７ｃが実質的に軸に垂直な面となる。
【００２３】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、この発明
に係る遠心圧縮機によれば、適切な位置および寸法で凹
溝を形成することにより、低流量域での旋回失速やサー
ジングを効果的に抑制することができる。従って、旋回
失速に起因する気流音を防止できるとともに、サージン
グの防止により圧縮機の作動範囲が拡大する。
に係る遠心圧縮機によれば、適切な位置および寸法で凹
溝を形成することにより、低流量域での旋回失速やサー
ジングを効果的に抑制することができる。従って、旋回
失速に起因する気流音を防止できるとともに、サージン
グの防止により圧縮機の作動範囲が拡大する。
【図１】凹溝を備えた遠心圧縮機の半断面図。
【図２】各部の寸法によるＳＮ比への影響を示した特性
図。
図。
【図３】実施例１の凹溝を示した断面図。
【図４】実施例２の凹溝を示した断面図。
【図５】実施例３の凹溝を示した断面図。
【図６】実施例４の凹溝を示した断面図。
【図７】実施例５の凹溝を示した断面図。
【図８】実施例６の凹溝を示した断面図。
１…ハウジング ２…インペラ ６…翼 ７…凹溝
Claims (2)
- 【請求項１】 インペラの入口部分を包囲するハウジン
グの内周面に、翼前端縁に対向するように、断面台形状
をなす凹溝を周方向に沿って形成した遠心圧縮機であっ
て、翼前端縁から凹溝後端縁までの距離Ｂ、凹溝開口部
の軸方向の幅Ｃ、凹溝の深さＤ、凹溝上流側のテーパ面
の軸方向の幅Ｅ、および凹溝下流側のテーパ面の軸方向
の幅Ｆが、次の条件を満たすことを特徴とする遠心圧縮
機。 Ｂ≧Ｃ／２ ０．１・Ｒ≦Ｃ≦０．３・Ｒ Ｄ≧２Ｃ／５ Ｅ≧Ｃ／４ Ｆ≦Ｃ／３ 但し、Ｒはハウジングの内径である。 - 【請求項２】 Ｂ＝Ｃ／２、Ｃ＝０．２・Ｒ、Ｄ＝３Ｃ
／５、Ｅ＝Ｃ／２、Ｆ＝Ｃ／４であることを特徴とする
請求項１記載の遠心圧縮機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21414694A JPH0874791A (ja) | 1994-09-08 | 1994-09-08 | 遠心圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21414694A JPH0874791A (ja) | 1994-09-08 | 1994-09-08 | 遠心圧縮機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0874791A true JPH0874791A (ja) | 1996-03-19 |
Family
ID=16650994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21414694A Pending JPH0874791A (ja) | 1994-09-08 | 1994-09-08 | 遠心圧縮機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0874791A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6540480B2 (en) | 2000-02-23 | 2003-04-01 | Holset Engineering Company, Ltd. | Compressor |
| JP2010525225A (ja) * | 2007-04-27 | 2010-07-22 | バイエリッシェ モートーレン ウエルケ アクチエンゲゼルシャフト | 排ガスターボチャージャ用のコンプレッサ |
| JP2012087709A (ja) * | 2010-10-21 | 2012-05-10 | Ihi Corp | ターボ形圧縮機 |
| US8884090B2 (en) | 2007-11-19 | 2014-11-11 | Shell Oil Company | Process for the preparation of an olefin |
| US10364825B2 (en) | 2015-02-18 | 2019-07-30 | Ihi Corporation | Centrifugal compressor and turbocharger |
| EP3536972A4 (en) * | 2017-02-08 | 2020-06-10 | Mitsubishi Heavy Industries Engine & Turbocharger, Ltd. | CENTRIFUGAL COMPRESSOR AND TURBOCHARGER |
-
1994
- 1994-09-08 JP JP21414694A patent/JPH0874791A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6540480B2 (en) | 2000-02-23 | 2003-04-01 | Holset Engineering Company, Ltd. | Compressor |
| JP2010525225A (ja) * | 2007-04-27 | 2010-07-22 | バイエリッシェ モートーレン ウエルケ アクチエンゲゼルシャフト | 排ガスターボチャージャ用のコンプレッサ |
| US8884090B2 (en) | 2007-11-19 | 2014-11-11 | Shell Oil Company | Process for the preparation of an olefin |
| JP2012087709A (ja) * | 2010-10-21 | 2012-05-10 | Ihi Corp | ターボ形圧縮機 |
| US10364825B2 (en) | 2015-02-18 | 2019-07-30 | Ihi Corporation | Centrifugal compressor and turbocharger |
| EP3536972A4 (en) * | 2017-02-08 | 2020-06-10 | Mitsubishi Heavy Industries Engine & Turbocharger, Ltd. | CENTRIFUGAL COMPRESSOR AND TURBOCHARGER |
| US11168701B2 (en) | 2017-02-08 | 2021-11-09 | Mitsubishi Heavy Industries Engine & Turbocharger, Ltd. | Centrifugal compressor and turbocharger |
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