[发明专利]压缩机的涡旋形状以及增压器

说明书

在压缩机的涡旋形状以及排气涡轮增压器(11)中，在将从在压缩机(13)中的流体的流动方向的下游侧设置的扩散器(36)排出的流体的流路形成为涡旋状的压缩机的涡旋形状中，在将涡旋部(41)的通路截面积设为A，将从压缩机叶轮(26)的中心(L1)到涡旋部(41)的通路截面的中心(P1)为止的半径设为R时，在从涡旋部(41)的卷绕开始位置到卷绕结束位置为止的区域中，比A/R的增加程度设定为变大。

技术领域

本发明在利用旋转轴连结涡轮机与压缩机的增压器中涉及压缩机的涡旋形状、应用该压缩机的涡旋形状的增压器。

背景技术

排气涡轮增压器构成为，压缩机与涡轮机利用旋转轴一体地连结，该压缩机以及涡轮机旋转自如地收容在壳体内。而且，废气被供给到壳体内，通过使涡轮机旋转而驱动旋转轴旋转，从而对压缩机进行旋转驱动。压缩机从外部吸入空气，利用叶轮加压而成为压缩空气，将该压缩空气向内燃机等供给。

在这样的排气涡轮增压器中，作为离心压缩机的压缩机在压缩机叶轮的外周部固定有多个叶片而构成，被收容在压缩机壳体内。该压缩机壳体在压缩机的外周侧设置有扩散器、涡旋部以及排出口。扩散器呈大致环形，通过使从压缩机排出的流体减速而使静压恢复。涡旋部在其外周侧形成为通路截面积朝向周向呈涡旋状扩大，并遍及整周地将流体集中。因此，在压缩机旋转时，各叶片对从吸入口吸入的流体进行压缩，压缩空气从压缩机的外周侧排出到扩散器，并通过涡旋部从排出口向外部送出。

以往的涡旋部在将涡旋卷绕结束位置设为基准的0°时，从沿顺时针方向位于大致60°的舌状部位置到360°位置，通路截面积逐渐变大。涡旋通路截面积的增加率设计成在设计流量下流速在周向上大致恒定，但在以比设计流量少的流量进行工作的情况下，由于从涡旋卷绕结束侧朝向舌状部侧再循环的流动的效果，所以舌状部附近的流速增加。其结果是，流速相对地越靠下游侧越低。作为这样的压缩机，例如有下述专利文献1中记载的压缩机。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5439423号公报

发明内容

发明要解决的课题

图15是表示以往的压缩机的涡旋形状中的相对于涡旋角度的体积流量以及流速的曲线图。

如图15所示，从涡旋部的位于大致60°的舌状部位置到360°的位置，以往的压缩机的通路截面积逐渐变大(图15所示的单点划线)。在以比设计流量少的流量进行工作的情况下，由于上述再循环流动的效果，所以流速(图15所示的实线)逐渐降低。但是，实际上，通过CFD解析可知：在从超过了涡旋部的位于大致60°的舌状部位置的位置到180°的位置附近为止的区域中，流速上升后急剧地降低(图15所示的双点划线)。这是由于如下情况而产生的：因流速的急剧减速而在涡旋内产生分离，从而涡旋的有效流路面积减少，流速局部增加。

其结果是，可能会带来效率降低、喘振余量减少。即，在涡旋部产生的流体的分离被推定为起因于：随着再循环流的产生而在通路截面积小的卷绕开始部流速极端地增加的结果，从涡旋卷绕开始部朝向周向下游侧流体急剧减速。

需要说明的是，在上述专利文献1的压缩机的涡旋形状中，在从涡旋卷绕开始部到涡旋卷绕结束位置的区域中，可能会因产生伴随着较强的减速的分离或减速区域和增速区域混合存在而导致效率降低。

本发明是为了解决上述问题而作出的，其目的在于提供一种抑制涡旋部中的流体分离的产生而实现效率的提高的压缩机的涡旋形状以及增压器。

用于解决课题的方案