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公開番号2025087955
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-11
出願番号2023202297
出願日2023-11-30
発明の名称遠心圧縮機のケーシング、遠心圧縮機及びターボチャージャ
出願人三菱重工業株式会社
代理人SSIP弁理士法人
主分類F04D 29/44 20060101AFI20250604BHJP(液体用容積形機械;液体または圧縮性流体用ポンプ)
要約【課題】遠心圧縮機のスクロール流路を流れる圧縮気体の圧力損失を抑制できる遠心圧縮機のケーシング、該ケーシングを備える遠心圧縮機及びターボチャージャを提供する。
【解決手段】遠心圧縮機のケーシングは、スクロール流路の巻き始めと巻き終わりが合流するスクロール流路を形成するスクロール部を備え、スクロール部は、スクロール流路の径方向外側を画定する外側壁面と、スクロール流路の径方向内側を画定する内側壁面と、を含み、外側壁面は、軸方向に直交する断面において、径方向外側に向かって凹む凹円弧状に形成された外側凹円弧部と、外側凹円弧部よりもスクロール流路の上流側、且つ径方向外側において径方向内側に向かって凸となる凸円弧状に形成される外側凸円弧部と、外側凹円弧部と外側凸円弧部との接続位置に設けられる外側変曲点と、をスクロール流路の巻き始め側に有する。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
インペラを収容可能に構成された遠心圧縮機のケーシングであって、
前記インペラの周方向に沿って前記インペラを通過した圧縮気体が流れるスクロール流路であって、前記スクロール流路の巻き始めと巻き終わりが合流するスクロール流路を形成するスクロール部を備え、
前記スクロール部は、
前記スクロール流路の径方向における外側を画定する外側壁面と、
前記スクロール流路の前記径方向における内側を画定する内側壁面と、を含み、
前記外側壁面は、軸方向に直交する断面において、
前記径方向における外側に向かって凹む凹円弧状に形成された外側凹円弧部と、
前記外側凹円弧部よりも前記スクロール流路の上流側に形成される外側凸円弧部であって、前記外側凹円弧部よりも前記径方向における外側において前記径方向における内側に向かって凸となる凸円弧状に形成される外側凸円弧部と、
前記外側凹円弧部と前記外側凸円弧部との接続位置に設けられる外側変曲点と、を前記スクロール流路の前記巻き始め側に有する、
遠心圧縮機のケーシング。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記スクロール流路におけるスクロール中心周りの角度位置について、前記スクロール流路の前記巻き始めと前記巻き終わりの合流部を０度とし、前記合流部から前記スクロール流路の下流側に向かって徐々に角度が大きくなるように角度位置を定義した場合に、
前記外側変曲点は、前記角度位置が０度から３０度に亘る範囲内に設けられる、
請求項１に記載の遠心圧縮機のケーシング。
【請求項３】
前記外側凸円弧部の曲率半径は、前記外側凹円弧部の曲率半径よりも小さい、
請求項１又は２に記載の遠心圧縮機のケーシング。
【請求項４】
前記内側壁面は、前記軸方向に直交する断面において、
前記径方向における外側に向かって凸となる凸円弧状に形成された内側凸円弧部と、
前記内側凸円弧部よりも前記スクロール流路の上流側に形成される内側凹円弧部であって、前記内側凸円弧部よりも前記径方向における内側において前記径方向における内側に向かって凹む凹円弧状に形成される内側凹円弧部と、
前記内側凸円弧部と前記内側凹円弧部との接続位置に設けられる内側変曲点と、を前記スクロール流路の前記巻き始め側に有する、
請求項１又は２に記載の遠心圧縮機のケーシング。
【請求項５】
前記スクロール流路におけるスクロール中心周りの角度位置について、前記スクロール流路の前記巻き始めと前記巻き終わりの合流部を０度とし、前記合流部から前記スクロール流路の下流側に向かって徐々に角度が大きくなるように角度位置を定義した場合に、
前記内側変曲点は、前記角度位置が０度から３０度に亘る範囲内に設けられる、
請求項４に記載の遠心圧縮機のケーシング。
【請求項６】
前記内側凹円弧部の曲率半径は、前記内側凸円弧部の曲率半径よりも小さい、
請求項４に記載の遠心圧縮機のケーシング。
【請求項７】
インペラを収容可能に構成された遠心圧縮機のケーシングであって、
前記インペラの周方向に沿って前記インペラを通過した圧縮気体が流れるスクロール流路であって、前記スクロール流路の巻き始めと巻き終わりが合流するスクロール流路を形成するスクロール部を備え、
前記スクロール部は、
前記スクロール流路の径方向における外側を画定する外側壁面と、
前記スクロール流路の前記径方向における内側を画定する内側壁面と、を含み、
前記内側壁面は、軸方向に直交する断面において、
前記径方向における外側に向かって凸となる凸円弧状に形成された内側凸円弧部と、
前記内側凸円弧部よりも前記スクロール流路の上流側に形成される内側凹円弧部であって、前記内側凸円弧部よりも前記径方向における内側において前記径方向における内側に向かって凹む凹円弧状に形成される内側凹円弧部と、
前記内側凸円弧部と前記内側凹円弧部との接続位置に設けられる内側変曲点と、を前記スクロール流路の前記巻き始め側に有する、
遠心圧縮機のケーシング。
【請求項８】
前記スクロール流路におけるスクロール中心周りの角度位置について、前記スクロール流路の前記巻き始めと前記巻き終わりの合流部を０度とし、前記合流部から前記スクロール流路の下流側に向かって徐々に角度が大きくなるように角度位置を定義した場合に、
前記内側変曲点は、前記角度位置が０度から３０度に亘る範囲内に設けられる、
請求項７に記載の遠心圧縮機のケーシング。
【請求項９】
前記内側凹円弧部の曲率半径は、前記内側凸円弧部の曲率半径よりも小さい、
請求項７又は８に記載の遠心圧縮機のケーシング。
【請求項１０】
請求項１、２、７又は８の何れか１項に記載の遠心圧縮機のケーシングと、
前記遠心圧縮機の前記ケーシングに回転可能に収容された前記インペラと、を備える
遠心圧縮機。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、遠心圧縮機のケーシング、該ケーシングを備える遠心圧縮機及びターボチャージャに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
ターボチャージャは、例えば、回転シャフトの一端側に設けられる遠心圧縮機と、回転シャフトの他端側に設けられるタービンと、を備える。エンジンから送られた排ガスのエネルギーによりタービンロータを回転させ、タービンロータとともに回転する遠心圧縮機のインペラにより気体を圧縮し、エンジンに供給するように構成されている。遠心圧縮機のケーシングには、インペラにより圧縮された気体を導くためのスクロール流路が形成されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１２－２０２３２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、特許文献１に記載の発明に示されるような、インペラの回転方向に流れる気体の流れを想定し、この気体の流れの加減速の勾配が適切となるように、スクロール流路の流路形状を決定することが広く行われていた。
【０００５】
エンジン等のスクロール流路の下流側に配置された機器において発生する圧力脈動等のような、非定常的な圧力変化が生じる場合には、スクロール流路内の気体は、インペラの回転方向に向かう流れに限定されずに、インペラの回転方向とは反対方向に向かって流れる逆流が生じることがある。このため、従来技術では、上記逆流によりスクロール流路を流れる気体に生じる圧力損失を抑制できていない可能性がある。
【０００６】
上述の事情に鑑みて、本開示の少なくとも一実施形態は、遠心圧縮機のスクロール流路を流れる圧縮気体の圧力損失を抑制できる遠心圧縮機のケーシング、該ケーシングを備える遠心圧縮機及びターボチャージャ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】
【０００７】
本開示の少なくとも一実施形態に係る遠心圧縮機のケーシングは、
インペラを収容可能に構成された遠心圧縮機のケーシングであって、
前記インペラの周方向に沿って前記インペラを通過した圧縮気体が流れるスクロール流路であって、前記スクロール流路の巻き始めと巻き終わりが合流するスクロール流路を形成するスクロール部を備え、
前記スクロール部は、
前記スクロール流路の径方向における外側を画定する外側壁面と、
前記スクロール流路の前記径方向における内側を画定する内側壁面と、を含み、
前記外側壁面は、軸方向に直交する断面において、
前記径方向における外側に向かって凹む凹円弧状に形成された外側凹円弧部と、
前記外側凹円弧部よりも前記スクロール流路の上流側に形成される外側凸円弧部であって、前記外側凹円弧部よりも前記径方向における外側において前記径方向における内側に向かって凸となる凸円弧状に形成される外側凸円弧部と、
前記外側凹円弧部と前記外側凸円弧部との接続位置に設けられる外側変曲点と、を前記スクロール流路の前記巻き始め側に有する。
【０００８】
本開示の少なくとも一実施形態に係る遠心圧縮機は、
前記遠心圧縮機のケーシングと、
前記遠心圧縮機の前記ケーシングに回転可能に収容された前記インペラと、を備える。
【０００９】
本開示の少なくとも一実施形態に係るターボチャージャは、前記遠心圧縮機を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本開示の少なくとも一実施形態によれば、遠心圧縮機のスクロール流路を流れる圧縮気体の圧力損失を抑制できる遠心圧縮機のケーシング、該ケーシングを備える遠心圧縮機及びターボチャージャが提供される。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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