特許 6237056 遠心圧縮機および過給機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6237056

(24)【登録日】2017年11月10日

(45)【発行日】2017年11月29日

(54)【発明の名称】遠心圧縮機および過給機

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/44 20060101AFI20171120BHJP

   F04D 29/66 20060101ALI20171120BHJP

【ＦＩ】

   F04D29/44 P

   F04D29/44 X

   F04D29/66 H

   F04D29/66 N

【請求項の数】8

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-201054(P2013-201054)

(22)【出願日】2013年9月27日

(65)【公開番号】特開2015-68192(P2015-68192A)

(43)【公開日】2015年4月13日

【審査請求日】2016年7月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(74)【代理人】

【識別番号】110000936

【氏名又は名称】特許業務法人青海特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】村山 友一

【審査官】 所村 陽一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−０６０８７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−３０９０２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／０２６７７６５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 独国特許出願公開第０４２１３０４７（ＤＥ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−１８４７５１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｄ ２９／４４

Ｆ０４Ｄ ２９／６６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸の端部に固定されたコンプレッサインペラと、
前記コンプレッサインペラが収容されるコンプレッサハウジングと、
前記コンプレッサハウジングに設けられ、前記回転軸の延長線上に延在するとともに、前記コンプレッサインペラの正面側に位置する吸気空間と、
前記コンプレッサインペラに対して前記回転軸の径方向外側に設けられ、前記吸気空間から吸引されて該コンプレッサインペラによって圧縮された流体を、該コンプレッサハウジングの外に導く下流側流路と、
一端が前記下流側流路を形成する前記コンプレッサハウジングの壁面に開口し、他端が前記吸気空間を形成する該コンプレッサハウジングの壁面に開口し、該下流側流路に導かれた流体を該下流側流路から該吸気空間へ還流させる戻り流路と、
前記吸気空間において前記コンプレッサインペラと前記回転軸の軸方向に離隔して設けられ、前記コンプレッサハウジング外から流体が導かれる流路を形成する内周面のうち、該流体の流れ方向の下流端が、前記戻り流路の他端が開口する該コンプレッサハウジングの壁面よりも、該回転軸の径方向内側に位置する導入部と、
を備えることを特徴とする遠心圧縮機。

【請求項2】

前記導入部は、流体の流れ方向の上流側から下流側に向かって内径が縮小する縮径部で構成されることを特徴とする請求項１に記載の遠心圧縮機。

【請求項3】

前記導入部よりも前記回転軸の径方向外側であって、かつ、前記戻り流路のうち前記吸気空間側の開口よりも該回転軸の径方向内側には、該回転軸の回転方向に環状に延在する環状路が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の遠心圧縮機。

【請求項4】

前記環状路は、前記戻り流路のうち前記吸気空間側の開口よりも、前記導入部の上流端側に延在し、かつ、該導入部の上流端側から下流端側に向かって、前記回転軸の径方向における断面積が拡大することを特徴とする請求項３に記載の遠心圧縮機。

【請求項5】

前記戻り流路のうち前記吸気空間側の開口は、前記導入部と、前記回転軸の径方向に少なくとも一部が重なっていることを特徴とする請求項３または４に記載の遠心圧縮機。

【請求項6】

前記導入部は、前記コンプレッサハウジングに着脱自在に設けられることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の遠心圧縮機。

【請求項7】

前記吸気空間内であって、前記導入部の下流端よりも前記コンプレッサインペラ側には、前記回転軸の回転方向に環状に延在する隔壁が設けられ、
前記隔壁の外周面と、前記吸気空間を形成する前記コンプレッサハウジングの壁面との間には、前記コンプレッサインペラ側から前記導入部側に向かって前記流体を導く還流路が形成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の遠心圧縮機。

【請求項8】

前記請求項１から７のいずれか１項に記載の遠心圧縮機を備えたことを特徴とする過給機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧縮後の空気の一部を上流側に還流させるための戻り流路が形成される遠心圧縮機および過給機に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、一端にタービンインペラが設けられ他端にコンプレッサインペラが設けられたシャフトが、ベアリングハウジングに回転自在に保持された過給機が知られている。こうした過給機をエンジンに接続し、エンジンから排出される排気ガスによってタービンインペラを回転させるとともに、このタービンインペラの回転によって、シャフトを介してコンプレッサインペラを回転させる。

【0003】

このような過給機においては、コンプレッサインペラの回転に伴い空気を圧縮してエンジンに送出するが、過給機を搭載した車などにおいてアクセルオフをしたときなどにエンジンのスロットルバルブが閉じられると、過給圧が上昇するとともに空気流量が減少する。その結果、流体の圧力や流量が大きく変動し（サージ）、音が発生してしまう場合がある。そこで、例えば、特許文献１のように、コンプレッサインペラが収容されたコンプレッサハウジングにおいて、コンプレッサインペラの上流と下流を連通する戻り流路を設け、当該戻り流路をエアバイパスバルブによって開閉する構成が普及している。この構成を採用すると、過給圧が上昇するとき、エアバイパスバルブを開いて圧縮後の空気の一部をコンプレッサインペラの上流側に還流させてサージを抑制することができる。このような戻り流路は、過給機に限らず、遠心圧縮機全般に適用可能となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平０７−２７９６７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述した戻り流路を設けた遠心圧縮機において、戻り流路を通ってコンプレッサインペラの下流から上流に還流した空気は、コンプレッサインペラの上流における空気の主流に合流する。そのため、還流した空気が主流に干渉し、主流を乱す場合がある。主流が乱れると、運転条件によっては空気の流れに伴う音が大きくなり、静音性が低下する可能性がある。

【0006】

本発明の目的は、戻り流路を設けてサージを抑えつつ、静音性を向上することが可能な遠心圧縮機および過給機を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明の遠心圧縮機は、回転軸の端部に固定されたコンプレッサインペラと、コンプレッサインペラが収容されるコンプレッサハウジングと、コンプレッサハウジングに設けられ、回転軸の延長線上に延在するとともに、コンプレッサインペラの正面側に位置する吸気空間と、コンプレッサインペラに対して回転軸の径方向外側に設けられ、吸気空間から吸引されてコンプレッサインペラによって圧縮された流体を、コンプレッサハウジングの外に導く下流側流路と、一端が下流側流路を形成するコンプレッサハウジングの壁面に開口し、他端が吸気空間を形成するコンプレッサハウジングの壁面に開口し、下流側流路に導かれた流体を下流側流路から吸気空間へ還流させる戻り流路と、吸気空間においてコンプレッサインペラと回転軸の軸方向に離隔して設けられ、コンプレッサハウジング外から流体が導かれる流路を形成する内周面のうち、流体の流れ方向の下流端が、戻り流路の他端が開口するコンプレッサハウジングの壁面よりも、回転軸の径方向内側に位置する導入部と、を備えることを特徴とする。

【0008】

導入部は、流体の流れ方向の上流側から下流側に向かって内径が縮小する縮径部で構成されてもよい。

【0009】

導入部よりも回転軸の径方向外側であって、かつ、戻り流路のうち吸気空間側の開口よりも回転軸の径方向内側には、回転軸の回転方向に環状に延在する環状路が設けられていてもよい。

【0010】

環状路は、戻り流路のうち吸気空間側の開口よりも、導入部の上流端側に延在し、かつ、導入部の上流端側から下流端側に向かって、回転軸の径方向における断面積が拡大してもよい。

【0011】

戻り流路のうち吸気空間側の開口は、導入部と、回転軸の径方向に少なくとも一部が重なっていてもよい。

【0012】

導入部は、コンプレッサハウジングに着脱自在に設けられてもよい。

【0013】

吸気空間内であって、導入部の下流端よりもコンプレッサインペラ側には、回転軸の回転方向に環状に延在する隔壁が設けられ、隔壁の外周面と、吸気空間を形成するコンプレッサハウジングの壁面との間には、コンプレッサインペラ側から導入部側に向かって流体を導く還流路が形成されていてもよい。

【0014】

上記課題を解決するために、本発明の過給機は、上記の遠心圧縮機を備えたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、戻り流路を設けてサージを抑えつつ、静音性を向上することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】過給機の概略断面図である。

【図2】コンプレッサハウジングおよび縮径部の分解斜視図である。

【図3】図１の一点鎖線部分の抽出図である。

【図4】貫通路を説明するための説明図である。

【図5】第２変形例を説明するための説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

【0018】

以下の実施形態では、遠心圧縮機の一例として、遠心圧縮機と同様の構成部を含む過給機を例に挙げて説明する。初めに、過給機の概略的な構成について説明した後、過給機の遠心圧縮機側の構成について詳述する。

【0019】

図１は、過給機Ｃの概略断面図である。以下では、図１に示す矢印Ｌ方向を過給機Ｃの左側とし、矢印Ｒ方向を過給機Ｃの右側として説明する。図１に示すように、過給機Ｃは、過給機本体１を備えて構成される。この過給機本体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の左側に締結機構３によって連結されるタービンハウジング４と、ベアリングハウジング２の右側に締結ボルト５によって連結されるコンプレッサハウジング６と、が一体化されて形成されている。

【0020】

ベアリングハウジング２のタービンハウジング４近傍の外周面には、ベアリングハウジング２の径方向に突出する突起２ａが設けられている。また、タービンハウジング４のベアリングハウジング２近傍の外周面には、タービンハウジング４の径方向に突出する突起４ａが設けられている。ベアリングハウジング２とタービンハウジング４は、突起２ａ、４ａを締結機構３によってバンド締結して固定される。締結機構３は、突起２ａ、４ａを挟持する締結バンド（Ｇカップリング）で構成される。

【0021】

ベアリングハウジング２には、過給機Ｃの左右方向に貫通する軸受孔２ｂが形成されており、この軸受孔２ｂに収容された軸受７によって、シャフト８（回転軸）が回転自在に軸支されている。シャフト８の一端にはタービンインペラ９が一体的に固定されており、このタービンインペラ９がタービンハウジング４内に回転自在に収容されている。また、シャフト８の他端（端部８ａ）にはコンプレッサインペラ１０が一体的に固定されており、このコンプレッサインペラ１０がコンプレッサハウジング６内に回転自在に収容されている。

【0022】

コンプレッサハウジング６には、過給機Ｃの右側に開口するとともに不図示のエアクリーナに接続される吸気空間１１が形成されている。吸気空間１１は、シャフト８の軸方向の延長線上に延在するとともに、コンプレッサインペラ１０の正面側に位置する。吸気空間１１には、コンプレッサインペラ１０の回転によって、コンプレッサハウジング６外からコンプレッサインペラ１０の正面に向かって流体（例えば空気）が吸引される吸気流路１１ａが形成される。また、吸気空間１１には、コンプレッサインペラ１０に向かって内径が漸減するテーパ部１１ｂが形成される。ここで、コンプレッサインペラ１０は、シャフト８の軸方向のタービンインペラ９側が背面であって、その反対側が正面となっている。

【0023】

また、締結ボルト５によってベアリングハウジング２とコンプレッサハウジング６とが連結された状態では、これら両ハウジング２、６の対向面によって、流体を昇圧するディフューザ流路１２が形成される。このディフューザ流路１２は、シャフト８の径方向内側から外側に向けて環状に形成されており、上記の径方向内側において、コンプレッサインペラ１０を介して吸気空間１１に連通している。

【0024】

また、コンプレッサハウジング６には、ディフューザ流路１２よりもシャフト８の径方向外側に位置する環状のコンプレッサスクロール流路１３（下流側流路）が設けられている。コンプレッサスクロール流路１３は、不図示のエンジンの吸気口と連通するとともに、ディフューザ流路１２にも連通している。したがって、コンプレッサインペラ１０が回転すると、コンプレッサハウジング６外から吸気空間１１に流体が吸引される。そして、当該吸引された流体は、コンプレッサインペラ１０の翼間を流通する過程において遠心力の作用により増速され、ディフューザ流路１２およびコンプレッサスクロール流路１３で昇圧される。

【0025】

こうして、吸気空間１１から吸引されてコンプレッサインペラ１０によって圧縮された流体は、コンプレッサインペラ１０に対してシャフト８の径方向外側に設けられたコンプレッサスクロール流路１３および排気流路１４（下流側流路）から排気口１５を通ってコンプレッサハウジング６外に導かれて、排気口１５に連設されたエンジンの吸気口に吐出されることとなる。

【0026】

タービンハウジング４には、過給機Ｃの左側に開口するとともに不図示の排気ガス浄化装置に接続される吐出口１６が形成されている。また、タービンハウジング４には、流路１７と、この流路１７よりもシャフト８の径方向外側に位置する環状のタービンスクロール流路１８とが設けられている。タービンスクロール流路１８は、不図示のエンジンの排気マニホールドから排出される排気ガスが導かれるガス流入口と連通するとともに、上記の流路１７にも連通している。したがって、ガス流入口からタービンスクロール流路１８に導かれた排気ガスは、流路１７およびタービンインペラ９を介して吐出口１６に導かれるとともに、その流通過程においてタービンインペラ９を回転させることとなる。そして、上記のタービンインペラ９の回転力は、シャフト８を介してコンプレッサインペラ１０に伝達されることとなり、コンプレッサインペラ１０の回転力によって、上記のとおりに、流体が昇圧されてエンジンの吸気口に導かれることとなる。

【0027】

ところで、過給機Ｃを搭載した車などにおいてアクセルオフをしたときなどにエンジンのスロットルバルブが閉じられると、過給圧が上昇するとともに流量が減少する。その結果、サージが生じ、音が発生してしまう場合がある。そこで、コンプレッサハウジング６には、圧縮後の流体の一部を上流側に還流させる機構が設けられている。

【0028】

具体的に、過給機本体１には、その右側からコンプレッサハウジング６に穴１９が開けられる。また、この穴１９とコンプレッサスクロール流路１３との間には、穴１９の底面に位置するコンプレッサハウジング６の壁面６ａから、コンプレッサスクロール流路１３を形成するコンプレッサハウジング６の壁面６ｂまで貫通する貫通路２０が設けられている。

【0029】

さらに、穴１９と吸気空間１１との間には、穴１９の内周面に位置するコンプレッサハウジング６の壁面６ｃから、吸気空間１１の内周面を形成するコンプレッサハウジング６の壁面６ｄまで貫通する貫通路２１が形成されている。

【0030】

戻り流路２２は、穴１９と貫通路２０、２１によって構成される。戻り流路２２の一端２２ａは、コンプレッサスクロール流路１３を形成するコンプレッサハウジング６の壁面６ｂに位置し、他端２２ｂが吸気空間１１を形成するコンプレッサハウジング６の壁面６ｄであってテーパ部１１ｂの上流側に位置する。すなわち、戻り流路２２は、壁面６ｂおよび壁面６ｄそれぞれに開口している。

【0031】

そして、戻り流路２２は、コンプレッサスクロール流路１３に導かれた、圧縮された流体の一部を、コンプレッサスクロール流路１３から吸気空間１１へ還流させる。

【0032】

エアバイパスバルブ２３は、例えば、過給圧の測定値やエンジンの制御状態等に基づいて、貫通路２０の穴１９側の開口を開閉する電動バルブである。エアバイパスバルブ２３の弁体２３ａは、コンプレッサハウジング６の壁面６ａのうち、貫通路２０の周囲近傍に位置するシート面に当接可能に配される。エアバイパスバルブ２３のアクチュエータは、弁体２３ａを可動とし、弁体２３ａをシート面に当接させて貫通路２０を閉じたり、弁体２３ａをシート面から離隔させて貫通路２０を開いたりする。

【0033】

ここでは、エアバイパスバルブ２３が電動バルブの場合について説明したが、エアバイパスバルブ２３は、排気流路１４と吸気空間１１の圧力差によってダイアフラムが作動して開閉する機械式のバルブであってもよい。

【0034】

過給圧が上昇し流量が減少し過ぎる場合、エアバイパスバルブ２３を開いて圧縮後の流体の一部をコンプレッサインペラ１０の上流側の吸気空間１１に還流させて、コンプレッサインペラ１０に向かう流量を増加させることで、サージを回避することができる。

【0035】

また、吸気空間１１内には、コンプレッサハウジング６と別体に形成された環状部材で構成される縮径部２４（導入部）が設けられている。

【0036】

図２は、コンプレッサハウジング６および縮径部２４の分解斜視図である。図２に示すように、縮径部２４は、上流端２４ａから下流端２４ｂに向かって内径および外径が漸減するテーパ形状に形成されている。より詳細には、縮径部２４は、コンプレッサハウジング６外から流体が導かれる導入路であって、外部からコンプレッサハウジング６に導かれる流体が流通する吸気流路１１ａの一部を構成するが、吸気流路１１ａの流体の流れ方向の上流側（上流端２４ａ側）から下流側（下流端２４ｂ側）に向かって内径および外径が縮小する。

【0037】

そして、縮径部２４は、吸気空間１１内に圧入されることで、コンプレッサハウジング６に固定されている。このとき、戻り流路２２のうち吸気空間１１側の開口（他端２２ｂ）は、縮径部２４の上流端２４ａよりも吸気流路１１ａの流体の流れ方向の下流側であって、かつ、下流端２４ｂの内周面２４ｃよりも、シャフト８の径方向外側に位置する。

【0038】

また、縮径部２４の下流端２４ｂは、戻り流路２２の他端２２ｂと、シャフト８の径方向に一部が重なる位置関係となる。コンプレッサハウジング６および縮径部２４におけるこれらの位置関係について、図３を用いてさらに詳述する。

【0039】

図３は、図１の一点鎖線部分の抽出図である。なお、図３中、流体の流れを矢印で示す。図３に示すように、戻り流路２２の他端２２ｂは、吸気空間１１を構成する壁面６ｄに位置している。また、吸気空間１１に圧入された縮径部２４の外周面２４ｄは、上流端２４ａ側においてコンプレッサハウジング６に当接し、下流端２４ｂ側に向かうほど、シャフト８の径方向内側に突出するテーパ形状となっている。

【0040】

このように、縮径部２４の下流端２４ｂがコンプレッサハウジング６の壁面６ｄからシャフト８の径方向内側に突出している分、および、縮径部２４の厚みの分だけ、戻り流路２２の他端２２ｂは、縮径部２４の下流端２４ｂの内周面２４ｃよりも、シャフト８の径方向外側に位置することとなる。言い換えれば、コンプレッサハウジング６外から流体が導かれる流路を形成する縮径部２４の内周面のうち、下流端２４ｂが、戻り流路２２の他端２２ｂが開口するコンプレッサハウジング６の壁面６ｄよりも、シャフト８の径方向内側に位置する。

【0041】

その結果、戻り流路２２の他端２２ｂから流出した流体は、縮径部２４からコンプレッサインペラ１０に向かう流体の主流に合流する前に、主流の流れに沿う方向に、流れ方向が修正される。そのため、戻り流路２２によって還流された流体が主流に干渉し難く、音の発生を抑えて、静音性を向上することが可能となる。その上、主流が乱れ難いことから、サージの一要因となっている流れのはく離が抑制され、サージを抑制できる流量範囲を拡大することが可能となる。

【0042】

また、縮径部２４の外周面２４ｄと、吸気空間１１を形成するコンプレッサハウジング６の壁面６ｄとの間、すなわち、縮径部２４の外周面２４ｄよりもシャフト８の径方向外側であって、かつ、戻り流路２２の他端２２ｂよりもシャフト８の径方向内側には、シャフト８の回転方向（周方向）に環状に延在する環状路２５が形成されている。

【0043】

戻り流路２２の他端２２ｂから流出した流体の一部は、一旦、環状路２５に流入し、縮径部２４の外周面２４ｄに沿って、シャフト８の回転方向に流れながら、主流に合流する。主流は、コンプレッサインペラ１０の回転の影響により、シャフト８の回転方向および軸方向に流れる旋回流となっており、戻り流路２２の他端２２ｂから流出した流体は、主流の流れをほとんど乱さずに、主流に合流される。

【0044】

また、環状路２５は、戻り流路２２の他端２２ｂよりも、縮径部２４の上流端２４ａ（上流端）側に向かって延在し、かつ、縮径部２４の上流端２４ａ側から下流端２４ｂ側に向かって、シャフト８の径方向における断面積が拡大している。

【0045】

戻り流路２２の他端２２ｂから流出し、環状路２５に流入した流体は、断面積の大きな方向に向かって流れ易い。すなわち、主流の流れの下流側に向かって流れ易くなる。そのため、環状路２５から主流の流れに合流する流体によって、主流が乱される影響をさらに抑制することが可能となる。

【0046】

また、戻り流路２２の他端２２ｂは、縮径部２４と、シャフト８の径方向（図３中、上下方向であって、軸方向に垂直な方向）に一部が重なっている。すなわち、縮径部２４に対し、シャフト８の径方向外側に、戻り流路２２の他端２２ｂが位置している。ここでは、戻り流路２２の他端２２ｂは、縮径部２４のうちの下流端２４ｂと、シャフト８の径方向に一部が重なっている。言い換えれば、戻り流路２２の他端２２ｂは、縮径部２４のうちの下流端２４ｂと、シャフト８の軸方向の位置が一部重なっている。

【0047】

その結果、戻り流路２２の他端２２ｂから流出した流体の一部は、縮径部２４の外周面２４ｄに当たって流速が低下するとともに、外周面２４ｄに沿って環状路２５を流れ易くなる。そのため、戻り流路２２の他端２２ｂから流出した流体による主流の乱れがさらに抑制される。

【0048】

また、上述したように、縮径部２４は、コンプレッサハウジング６と別部材であって、コンプレッサハウジング６に着脱自在に設けられている。そのため、縮径部２４をコンプレッサハウジング６と一体に形成する場合に比べ、上述したように、戻り流路２２の他端２２ｂを、縮径部２４の下流端２４ｂの内周面２４ｃよりも、シャフト８の径方向外側に位置するような加工が容易となる。

【0049】

その上、上述したように、縮径部２４とコンプレッサハウジング６を別部材とし、上述した環状路２５を形成することで、縮径部２４とコンプレッサハウジング６との接触面積が小さくなり、縮径部２４の圧入が容易となる。

【0050】

さらに、戻り流路２２を構成する貫通路２１についても、主流を乱さないような工夫がなされる。具体的には、まず、貫通路２１は、吸気空間１１を構成する壁面６ｄ側に向かって、シャフト８の軸方向の流路幅が大きく形成されている。

【0051】

図４は、貫通路２１を説明するための説明図であり、図３のＩＶ‐ＩＶ線断面の形状を簡略化して示す。図４では、縮径部２４は図示を省略する。図４（ａ）に示すように、貫通路２１は、吸気空間１１を構成する壁面６ｄ側に向かって、シャフト８の軸方向に垂直な面方向（ＩＶ‐ＩＶ線断面の面方向）の流路幅も大きく形成されている。

【0052】

このように、貫通路２１は、吸気空間１１を構成する壁面６ｄ側に向かって、流体の流れ方向に垂直な流路断面積が大きく形成されている。そのため、貫通路２１を流れる流体は、流速が減速して主流の流れを乱し難くなる。

【0053】

また、図４（ｂ）に示す第１変形例のように、吸気空間１１の主流に生じる旋回流の流れ方向に沿って、シャフト８の径方向に対して、貫通路３１を傾斜させて延在させてもよい。このような構成であっても、貫通路２１を流れる流体は、旋回流に沿って主流に合流するため、主流の流れを乱し難くなる。

【0054】

また、図３に示すように、本実施形態では、貫通路２１は、シャフト８の径方向に平行に延在する場合について説明したが、吸気空間１１の主流におけるシャフト８の軸方向の流れに沿って、穴１９（図１参照）から吸気空間１１に向かって、シャフト８の軸方向にコンプレッサインペラ１０に近づく向きに、貫通路を傾斜させて延在させてもよい。

【0055】

図５は、第２変形例を説明するための説明図である。なお、図５中、流体の流れを矢印で示す。図５に示すように、第２変形例においては、縮径部２４に加えて、隔壁４０が形成されている。

【0056】

隔壁４０は、吸気空間１１内であって、縮径部２４の下流端２４ｂよりもコンプレッサインペラ１０側に、シャフト８の回転方向に環状に延在する。隔壁４０の外周面４０ａと、吸気空間１１を形成するコンプレッサハウジング６の壁面６ｄとの間には還流路４１が形成されている。隔壁４０は、吸気空間１１と還流路４１を区分けする境界となっており、コンプレッサハウジング６と一体に形成される。

【0057】

還流路４１は、吸気空間１１のうち、コンプレッサインペラ１０が位置する部分と、シャフト８の回転方向に延在する環状の連通路４２によって連通している。そのため、連通路４２から還流路４１に流入した流体が、還流路４１を通ってコンプレッサインペラ１０側から縮径部２４側、すなわち、主流の流れ方向の下流側から上流側に導かれる。

【0058】

そして、隔壁４０と縮径部２４との間に形成される隙間４３から、流体が主流（吸気流路１１ａ）に還流する。その結果、吸気流路１１ａを流れる主流の流量が増加し、サージが抑制される。

【0059】

また、戻り流路２２の他端２２ｂは、縮径部２４のうちの下流端２４ｂおよび隔壁４０それぞれに対し、シャフト８の径方向に一部が重なっている。

【0060】

戻り流路２２の他端２２ｂから流出した流体は、還流路４１を流れる流体と合流した後、隙間４３から吸気流路１１ａに流入する。このとき、戻り流路２２の他端２２ｂから流出した流体の一部は、隔壁４０の外周面４０ａ、または、縮径部２４の外周面２４ｄに当たって流速が低下するとともに、隔壁４０の外周面４０ａ、または、縮径部２４の外周面２４ｄに沿って環状路２５を流れ易くなる。そのため、戻り流路２２の他端２２ｂから流出した流体による主流の乱れがさらに抑制される。

【0061】

上述した実施形態および変形例では、コンプレッサハウジング６外から流体が導かれる流路を形成する導入部が、上流側から下流側に向かって内径が縮小する縮径部２４で構成される場合について説明した。しかし、導入部としては、内径が一定であってもよいし、内周面にステップ（段差）などが形成されて上流側から下流側に向かって不連続に内径が縮小していてもよい。ただし、上述した実施形態および変形例のように、導入部を、上流側から下流側に向かって内径が縮小する縮径部２４で構成することで、コンプレッサハウジング６外から導かれる流体の流れを整流し、流体の流れの乱れを抑制することが可能となる。

【0062】

また、上述した実施形態では、吸気流路１１ａのうち、縮径部２４よりも主流の流れ方向の下流側において、上流側から下流側に向かって内径が漸減するテーパ部１１ｂが設けられる。そのため、戻り流路２２の他端２２ｂから流出した流体が合流した後の主流は、テーパ部１１ｂによっても整流されることから、流体の流れの乱れをさらに抑えることが可能となる。

【0063】

また、上述した実施形態および変形例では、縮径部２４は、コンプレッサハウジング６に着脱自在に形成されている場合について説明したが、縮径部２４は、コンプレッサハウジング６に一体形成されてもよい。なお、縮径部２４の外周面２４ｄなどにネジ山を設けるとともに、吸気空間１１を形成するコンプレッサハウジング６の内壁に、縮径部２４のネジ山に螺合するネジ溝を形成し、縮径部２４をコンプレッサハウジング６にネジ締結によって固定してもよい。

【0064】

また、上述した実施形態および変形例では、環状路２５が形成される場合について説明したが、環状路２５は必須の構成ではない。

【0065】

また、上述した実施形態および変形例では、環状路２５は、戻り流路２２の他端２２ｂよりも、縮径部２４の上流端２４ａ側に向かって延在し、かつ、縮径部２４の上流端２４ａ側から下流端２４ｂ側に向かって、シャフト８の径方向における断面積が拡大する場合について説明した。しかし、環状路２５は、戻り流路２２の他端２２ｂよりも、縮径部２４の上流端２４ａ側に延在せずともよいし、縮径部２４の上流端２４ａ側から下流端２４ｂ側に向かって、シャフト８の径方向における断面積が拡大せず、一定または縮小していてもよい。

【0066】

また、上述した実施形態および変形例では、戻り流路２２の他端２２ｂは、縮径部２４と、シャフト８の径方向に少なくとも一部が重なっている場合について説明したが、戻り流路２２の他端２２ｂは、縮径部２４とシャフト８の径方向に重なっていなくともよい。

【0067】

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【産業上の利用可能性】

【0068】

本発明は、圧縮後の空気の一部を上流側に還流させるための戻り流路が形成される遠心圧縮機および過給機に利用することができる。

【符号の説明】

【0069】

Ｃ 過給機（遠心圧縮機）
６ コンプレッサハウジング
８ シャフト（回転軸）
８ａ 端部
１０ コンプレッサインペラ
１１ 吸気空間
１３ コンプレッサスクロール流路（下流側流路）
１４ 排気流路（下流側流路）
２２ 戻り流路
２４ 縮径部（導入部）
２４ａ 一端（上流端）
２４ｂ 他端（下流端）
２４ｃ 内周面
２５ 環状路
４０ 隔壁
４０ａ 外周面
４１ 還流路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】