特許 6263997 過給機用圧縮機

(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】6263997

(24)【登録日】2018年1月5日

(45)【発行日】2018年1月24日

(54)【発明の名称】過給機用圧縮機

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/44 20060101AFI20180115BHJP

   F04D 29/66 20060101ALI20180115BHJP

   F02B 37/00 20060101ALI20180115BHJP

【ＦＩ】

   F04D29/44 P

   F04D29/44 Y

   F04D29/66 H

   F04D29/66 N

   F02B37/00 301F

【請求項の数】4

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2013-249405(P2013-249405)

(22)【出願日】2013年12月2日

(65)【公開番号】特開2015-105644(P2015-105644A)

(43)【公開日】2015年6月8日

【審査請求日】2016年10月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003609

【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100079049

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 淳

(74)【代理人】

【識別番号】100084995

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 和詳

(72)【発明者】

【氏名】岩切 雄二

(72)【発明者】

【氏名】大塚 正義

(72)【発明者】

【氏名】石野 実

【審査官】 岩田 健一

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭５９−１３９５９９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００４−３３２７３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０２６０２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２０１９５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０５７６３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６０−１３１６３１（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｄ ２９／４４

Ｆ０４Ｄ ２９／６６

Ｆ０２Ｂ ３７／００

Ｆ０２Ｍ ２６／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

吸入空気の流路に設けられ、前記吸入空気を圧縮して内燃機関に供給する回転翼と、
前記回転翼に対する上流側で前記流路に固定され、前記回転翼の回転軸の方向から見て、少なくとも一部が前記回転翼の入口の外周縁よりも前記回転軸側へ突出され、かつ前記回転軸の方向に沿って延びる整流板と、を有し、
前記流路において前記回転翼に対して上流側の部分は、前記回転翼の軸方向から見て、前記回転翼の入口を覆うように前記回転軸の入口と比して大きくされ、
前記整流板の板面が前記軸方向に対して直交する方向を向いており、
前記整流板の少なくとも一方の端部が、前記流路の内壁に固定されており、
前記整流板は、前記整流板の板厚方向から見て、前記流路を横切る一方の辺と、前記一方の辺に対して上流側で、前記流路を横切る他方の辺とを有し、前記他方の辺は、前記一方の辺に沿っている過給機用圧縮機。

【請求項2】

前記整流板は、前記回転軸の方向から見て、前記流路の内壁から前記回転軸の方向へ、又は前記流路の内壁から前記回転軸を通り対向する前記流路の内壁方向へ、直線状又は曲線状に延設されている請求項１に記載の過給機用圧縮機。

【請求項3】

前記流路は、前記回転翼の上流の吸気ダクト、及び前記回転翼が収められた圧縮機ハウジングの吸気口を含み、前記整流板は、前記吸気ダクト又は前記吸気口に設けられている請求項１又は２に記載の過給機用圧縮機。

【請求項4】

前記整流板の少なくとも一方の端部は、前記流路の流路壁を貫通させて前記流路壁に固定され、
前記整流板の内部には、前記流路の外側から前記流路の内側へ連通する貫通孔が形成され、
前記貫通孔が形成された前記整流板の端部には、排気ガス再循環装置から延出された再循環ガス用のダクトが接続されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の過給機用圧縮機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、過給機用圧縮機に関する。

【背景技術】

【0002】

過給機用圧縮機は、小流量域においては、回転翼の入口で吸入空気の迎え角が増大し、回転翼の入口周辺で吸入空気の逆流が発生する。これにより、過給機用圧縮機の圧力比が低下してサージングが発生する。
サージングの発生を抑制する技術として、例えば、特許文献１、２が提案されている。
特許文献１は、過給機用圧縮機の上流側に、複数の可動式整流板を有する空気流旋回機構を設け、空気流旋回機構で、吸入空気に回転翼と同一回転方向の旋回を付与し、小流量域におけるサージングを抑制している。
また、特許文献２は、過給機用圧縮機の圧縮機ハウジングの上流側内壁に、固定式の整流板を、回転翼の回転軸に対して傾斜させて複数枚設置している。これにより、吸入空気に回転翼の回転方向と逆向きの旋回を付与し、サージングを抑制している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１０−２６０２７号公報

【特許文献2】特開２０１０−２７０６４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、特許文献１に記載の技術は、空気流旋回機構で過給機用圧縮機への吸入空気を制御するため、部品点数の増加や可動部の信頼性確保に伴うコストが増加する。
また、特許文献２に記載の技術は、固定式の整流板を、回転翼の入口の外周縁よりも外側であり、かつ回転翼の回転軸に対して傾斜させて取付けているため、サージングの抑制効果を得ようとして、整流板の枚数を増やしたり、傾き、長さ等を大きくした場合には、大流量域では抵抗となり、過給機用圧縮機の効率が低下する。

【0005】

本発明は、上記事実を考慮して、固定式の整流板を採用して圧縮機効率を低下させず、サージングの発生を抑制する過給機用圧縮機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】

【0006】

請求項１に記載の発明に係る過給機用圧縮機は、吸入空気の流路に設けられ、前記吸入空気を圧縮して内燃機関に供給する回転翼と、
前記回転翼に対する上流側で前記流路に固定され、前記回転翼の回転軸の方向から見て、少なくとも一部が前記回転翼の入口の外周縁よりも前記回転軸側へ突出され、かつ前記回転軸の方向に沿って延びる整流板と、を有し、前記流路において前記回転翼に対して上流側の部分は、前記回転翼の軸方向から見て、前記回転翼の入口を覆うように前記回転軸の入口と比して大きくされ、前記整流板の板面が前記軸方向に対して直交する方向を向いており、前記整流板の少なくとも一方の端部が、前記流路の内壁に固定されており、前記整流板は、前記整流板の板厚方向から見て、前記流路を横切る一方の辺と、前記一方の辺に対して上流側で、前記流路を横切る他方の辺とを有し、前記他方の辺は、前記一方の辺に沿っている特徴としている。

【0007】

請求項１に記載の発明によれば、回転翼の上流側に固定され、少なくとも一部が、回転翼の入口の外周縁よりも回転軸側へ突出され、回転軸の方向に沿って延びる整流板により、吸入空気が整流される。このとき、整流板は、回転翼の入口から吸入空気の通路側へ逆流した空気の旋回を、整流板に沿わせ、吸入空気の方向を、回転翼の回転軸方向に整流する。
この結果、圧縮機効率の低下が抑制され、回転翼の圧力比が上昇し、サージングの発生が抑制される。

【0008】

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の過給機用圧縮機において、前記整流板は、前記回転軸の方向から見て、前記流路の内壁から前記回転軸の方向へ、又は前記流路の内壁から前記回転軸を通り対向する前記流路の内壁方向へ、直線状又は曲線状に延設されていることを特徴としている。

【0009】

これにより、吸入空気の通路の内壁に沿って逆流する空気の旋回を、整流板で抑制することができる。

【0010】

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の過給機用圧縮機において、前記流路は、前記回転翼の上流の吸気ダクト、及び前記回転翼が収められた圧縮機ハウジングの吸気口を含み、前記整流板は、前記吸気ダクト又は前記吸気口に設けられていることを特徴としている。

【0011】

請求項３に記載の発明によれば、流路を構成する吸気ダクトが、回転翼の直前に曲がり部を有する場合でも、回転翼の上流側の、圧縮機ハウジングの吸気口に整流板を固定することができる。この結果、整流板の固定位置の自由度が増大し、過給機用圧縮機全体としての小型化に寄与することができる。

【0012】

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の過給機用圧縮機において、前記整流板の少なくとも一方の端部は、前記流路の流路壁を貫通させて前記流路壁に固定され、前記整流板の内部には、前記流路の外側から前記流路の内側へ連通する貫通孔が形成され、前記貫通孔が形成された前記整流板の端部には、排気ガス再循環装置から延出された再循環ガス用のダクトが接続されていることを特徴としている。

【0013】

請求項４に記載の発明によれば、流路壁を貫通する整流板の内部には、流路の内側と外側を連通する貫通孔が形成され、貫通孔が再循環ガスの通路とされている。これにより、整流板を利用して、流路の外側の排気ガス再循環装置から流路の内部へ、再循環ガスを供給することができる。

【発明の効果】

【0014】

以上説明したように本発明に係る過給機用圧縮機は、固定式の整流板を採用して圧縮機効率を低下させず、サージングの発生を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】（Ａ）は、本発明の第一実施形態に係る過給機用圧縮機の基本構成を示す断面図であり、（Ｂ）は、図１（Ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

【図2】本発明の第一実施形態に係る過給機用圧縮機のエンジンへの組み込み状態を模式的に示す部分断面図である。

【図3】（Ａ）、（Ｂ）はいずれも、本発明の第一実施形態に係る過給機用圧縮機の、空気流量−圧力比特性図である。

【図4】本発明の第一実施形態に係る過給機用圧縮機の、空気流量−圧縮機効率特性図である。

【図5】サージ限界流量を説明するための、過給機用圧縮機の一般的な空気流量−圧力比特性図である。

【図6】（Ａ）は、整流板がない場合の小流量域における回転翼の上流流れを模式的に示す斜視図であり、（Ｂ）は、整流板がある場合の小流量域における回転翼の上流流れを模式的に示す斜視図である。

【図7】（Ａ）は、流路内の吸気方向を模式的に示す図６（Ａ）のＸ１−Ｘ１線断面図であり、（Ｂ）は、吸気方向を模式的に示す図６（Ｂ）のＸ２−Ｘ２線断面図である。

【図8】（Ａ）〜（Ｄ）はいずれも、本発明の第一実施形態に係る過給機用圧縮機の整流板の形状例を示す断面図である。

【図9】（Ａ）〜（Ｃ）はいずれも、本発明の第一実施形態に係る過給機用圧縮機の整流板の展開例を示す斜視図である。

【図10】（Ａ）〜（Ｃ）はいずれも、本発明の第一実施形態に係る過給機用圧縮機の整流板の展開例を示す斜視図である。

【図11】（Ａ）〜（Ｃ）はいずれも、本発明の第一実施形態に係る過給機用圧縮機の整流板の展開例を示す斜視図である。

【図12】（Ａ）は、本発明の第一実施形態に係る整流板の展開例の圧力比をまとめた特性図であり、（Ｂ）は、本発明の第一実施形態に係る整流板の展開例のインペラ入口流れ角をまとめた特性図であり、（Ｃ）は、インペラ入口流れ角を説明するための速度三角形を示す図である。

【図13】（Ａ）は、本発明の第二実施形態に係る過給機用圧縮機の基本構成を示す断面図であり、（Ｂ）は、図１３（Ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

【図14】（Ａ）は、本発明の第三実施形態に係る過給機用圧縮機の基本構成を示す断面図であり、（Ｂ）は、図１４（Ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

［第一実施形態］
図１〜図１２を用いて、本発明の第一実施形態に係る過給機用圧縮機１０について説明する。

【0017】

過給機用圧縮機１０は、図１（Ａ）、図１（Ｂ）、及び図２に示すように、エンジン（内燃機関）５４に吸引される、吸気（吸入空気）４６の流路となる吸気ダクト１２の途中に取付けられている。また、エンジン５４の、排気ダクト１３の途中には、タービン部５８が取付けられている。

【0018】

過給機用圧縮機１０は、吸気４６を圧縮して、エンジン５４に供給するインペラ（回転翼）１４と、インペラ１４を回転可能に収納するハウジング（圧縮機ハウジング）２２と、を有している。過給機用圧縮機１０のインペラ１４は、回転シャフト１８の一方の端部に取付けられ、回転シャフト（回転軸）１８の軸心２０を中心に回転する。
また、回転シャフト１８の他方の端部には、タービン部５８の内部に回転可能に設けられた、ガスタービンが取付けられている。インペラ１４とガスタービンは、一体的に回転可能とされている。

【0019】

これにより、エンジン５４の排気口から、排気ダクト１３へ排出される排気４８によって、ガスタービンが回転されたとき、インペラ１４も、回転シャフト１８を介して回転される。インペラ１４の回転により吸気４６が圧縮され、圧縮された吸気４６は、エンジン５４の吸引口へ送られる。ここに、エンジン５４やタービン部５８は一般的な製品であり、詳細な説明は省略する。

【0020】

吸気ダクト１２は、樹脂又は鋼管で円筒状に形成されている。過給機用圧縮機１０の上流側の吸気ダクト１２は、一方の端部が大気から吸気４６を吸入し、他方の端部がハウジング２２に接続され、ハウジング２２の吸込口２３に吸気４６を供給している。
これにより、吸気ダクト１２を通過した吸気４６は、ハウジング２２の吸込口２３を通過して、インペラ１４へ送られる。
また、吸気ダクト１２には、吸気４６を整流する整流板１６が設けられている。

【0021】

インペラ１４には、ハウジング２２の吸込口２３に連続する入口８０が形成されている。ここに、入口８０の外周縁の直径はＤ１とされている。
インペラ１４は、回転シャフト１８の軸心２０を中心に、回転可能にハウジング２２に取付けられており、回転により、入口８０から吸気４６を吸入して圧縮する。インペラ１４の回転で圧縮された吸気４６は、方向を変えながら出口２９から排出される。圧縮された吸気４６は、ハウジング２２内部に、インペラ１４の周囲を囲んで形成された圧縮流路３０へ送られる。

【0022】

整流板１６は、軸心２０に沿う方向に幅Ｗを有する１枚の平板で、軸心２０に沿って延びるよう直線状に構成されている。
また、整流板１６は、鋼鈑や樹脂板で高さＨ、板厚Ｔに形成され、高さＨ方向の両端部は、吸気ダクト１２の内壁７６に固定されている。また、板厚Ｔは、吸気４６の整流によっては変形しない剛性が維持される厚さとされている。

【0023】

ここに、整流板１６の固定方法は、例えば、吸気ダクト１２の内壁７６に溝を設け、溝に整流板１６の両端部を挿入して固定する。他の方法として、吸気ダクト１２と整流板１６を、樹脂で一体成型しても良い。

【0024】

本構成とすることにより、整流板１６が、インペラ１４の回転により、吸気ダクト１２の方向へ逆流した空気の旋回を抑制し、吸気４６を、軸心２０と平行な方向に整流する。
この結果、圧力比が上昇し、サージングの発生が抑制される。

【0025】

なお、本実施形態では、整流板１６を１枚の平板で形成し、吸気ダクト１２の内壁７６から、軸心２０を通り対向する吸気ダクト１２の内壁まで、直線状に延びる構成で説明した。しかし、この構成に限定されることはなく、後述するように、軸心２０の方向（回転シャフト１８の方向）から見たとき、自由端が、吸気ダクト１２の内壁からインペラ１４の軸心２０の手前まで延び、軸心２０に達しない平板であってもよい。
また、軸心２０の方向から見たとき、整流板１６が曲線で形成されていてもよい。

【0026】

次に、本実施形態の効果を、図３、４に示す実験結果を用いて説明する。
図３（Ａ）は空気流量−圧力比特性を示し、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の破線Ｑで囲まれた範囲の部分拡大図を示している。ここに、図３（Ａ）、図３（Ｂ）は、いずれも横軸が空気流量（ｇ／ｓｅｃ）であり、縦軸が圧力比である。

【0027】

先ず、圧力比について説明する。
図３（Ａ）、図３（Ｂ）の２本の曲線Ｇ１、Ｇ２が、空気流量−圧力比特性である。曲線Ｇ１、Ｇ２は、いずれも、インペラ１４の回転数を一定にした場合の特性であり、整流板なしの実験値を塗りつぶしの四角形で示し、整流板有りの実験値を塗りつぶしなしの三角形で示している。ここに、曲線Ｇ１は曲線Ｇ２より、インペラ１４の回転数が小さい場合の特性である。

【0028】

実験結果から、図３（Ａ）に示したように、大流量域（４０（ｇ／ｓｅｃ）以上）では、整流板有りと整流板なしの実験値は、ほぼ同じ曲線上にプロットされており、整流板１６の有無でほとんど差はないといえる。この傾向は、曲線Ｇ１、Ｇ２のいずれも同じであった。しかし、小流量域（４０（ｇ／ｓｅｃ）以下）では、整流板１６を設けることで、整流板なしに比べて圧力比が高くなり、かつ、小流量域まで運転することができた。この傾向も、曲線Ｇ１、Ｇ２のいずれも同じであった。
このことから、整流板を設けることにより、圧力比を高くすることができるといえる。

【0029】

次に、圧縮機効率について説明する。
図４は、図３と同じ実験結果を用いて、インペラ１４の回転数を、曲線Ｇ１と同一とした場合の、空気流量−圧縮機効率特性を示している。ここに図４は、横軸が空気流量（ｇ／ｓｅｃ）であり、縦軸が圧縮機効率である。また、図３と同様に、整流板なしの実験結果を塗りつぶしの四角形で示し、整流板有りの実験結果を塗りつぶしなしの三角形で示している。

【0030】

図４に示す曲線Ｇ３が、空気流量−圧縮機効率特性である。曲線Ｇ３は、整流板有りの場合の実測値と、整流板なしの実測値は、全範囲においてほぼ同じ曲線上にプロットされている。
このことから、整流板有りと整流板なしで、圧縮機効率にほとんど差がないといえる。 更に、このことから、整流板１６をインペラ１４の上流側に設けても、ほとんど抵抗となっていない、と判断しても良いと思われる。

【0031】

ここで、サージングの発生及びその抑制概念について、図５を用いて説明する。
図５は、過給機用圧縮機の一般的な圧力比−流量特性を示している。図５の横軸は流量、縦軸は圧力比である。実線で示す曲線２４が、インペラ１４の回転数を、ある一定値にした場合における圧力比−流量特性である。

【0032】

図５に示すように、流量を減少させてゆくと、圧力比−流量特性は、曲線２４の上を移動し、圧力比は最高点Ｚ１まで徐々に上昇する。ここに、最高点Ｚ１における圧力比はＰ１である。最高点Ｚ１を通過した後は、圧力比はＰ１から徐々に低下する。
これは、小流量域では、インペラ１４の入口８０において迎え角が増大し、主に、インペラ１４の周辺で流れの剥離、逆流が生じるためである。この結果、圧力比がＰ１から低下して、サージングが発生する。

【0033】

このことから、曲線２４が右下がりの領域、即ち、最高点Ｚ１より大風量側では、安定して（サージングが発生せずに）運転することができる。一方、左下がりの領域、即ち、最高点Ｚ１より小風量側では、運転が不安定となりサージングが発生する。
ここに、最高点Ｚ１は、インペラ１４の回転数を変化させた場合、破線２６で示すサージング境界線に沿って移動する。即ち、サージング境界線２６より大風量側が安定領域であり、サージング境界線２６より小風量側が不安定（運転不可）領域である。

【0034】

サージング境界線２６を、例えば破線２８へ移動させれば、安定領域を小流量域まで拡大することができる。このためには、最高点Ｚ１の圧力比Ｐ１を、圧力比Ｐ２（最高点Ｚ２）まで上昇させれば良い。
即ち、圧力比を上昇させることにより、小流量域でのサージングの発生を抑制することができるといえる。

【0035】

次に、整流板の作用について、図６〜図７を用いて説明する。
図６（Ａ）は、整流板がない場合の小流量域のインペラ１４の上流側の流れを模式的に示す斜視図であり、図６（Ｂ）は、整流板がある場合の小流量域のインペラ１４の上流側の流れを模式的に示す斜視図である。図７（Ａ）は、図６（Ａ）のＸ１−Ｘ１線位置における、吸気ダクト１２内の空気の流れ方向を、数値シミュレーションで求めた断面図であり、図７（Ｂ）は、図６（Ｂ）のＸ２−Ｘ２線位置における、吸気ダクト１２内の空気の流れ方向を、数値シミュレーションで求めた断面図である。

【0036】

これらの結果から、整流板がない場合は、サージング限界に近い運転条件（小流量域）では、インペラ１４の入口から、吸気ダクト１２側へ逆流した空気ＢＲは、インペラ１４の回転方向の強い旋回成分を有するため、吸気ダクト１２の内壁に沿って旋回しながら逆流する。その後、吸気ダクト１２の中心側を流れる順流方向の吸気４６と合流して、再びインペラ１４へ吸入される。
このように、インペラ１４の入口で発生する逆流した空気ＢＲが、インペラ１４の回転方向の旋回を有しているため、オイラーの角運動量の法則により、旋回がない場合と比較して圧力比が低下するものと推定される。

【0037】

一方、吸気ダクト１２に整流板１６を設けた場合には、整流板１６が、インペラ１４の入口から吸気ダクト側へ逆流した空気ＢＲの旋回を低減するよう作用する。この結果、インペラ１４の入口へ再流入する吸気４６の旋回成分が低減され、小流量域の圧力比が上昇する。これにより、サージングの発生が抑制される。

【0038】

以上説明したように、本実施形態に係る過給機用圧縮機１０は、固定式の整流板１６を採用して圧縮機効率を低下させず、サージングの発生を抑制することができる。

【0039】

次に、整流板１６の断面形状について、図８を用いて説明する。
本実施形態では、整流板１６は１枚の平板で形成され、軸心２０と交差する方向の断面形状が直線状の場合について説明した。
しかし、この構成に限定されることはなく、整流板は、軸心２０の方向から見たとき、軸心２０に沿って延び、かつ、以下の断面（側面）形状であればよい。

【0040】

即ち、図８（Ａ）に示す整流板３２のように、軸心２０と平行な線上に、２か所の曲げ中心２１Ａ、２１Ｂを有し、曲げ中心２１Ａ、２１Ｂにおいて、曲率半径ｒで曲げられた２つの曲面をつなげたＳ字状の構成でもよい。
また、図８（Ｂ）に示す整流板３３のように、両側面が曲率半径Ｒで曲線状に形成され、整流板３３の両端部３３Ｅを厚く、中央部を薄くした構成でも良い。

【0041】

また、図８（Ｃ）に示す整流板３４のように、整流板３４の少なくとも一つの端部３４Ｅのみが、吸気ダクト１２の内壁に固定され、他方の端部３４Ｆが吸気ダクト１２の中心を通り途中まで延出され、対向する吸気ダクト１２の内壁には固定されていない構成でもよい。
なお、一点鎖線で示す整流板３４Ａのように、吸気ダクト１２の内壁に傾斜して固定され、自由端が吸気ダクト１２の中心を通らずに延出され、対向する吸気ダクト１２の内壁には固定されていない構成でもよい。

【0042】

また、図８（Ｄ）に示す整流板３５のように、２枚の整流板３５を、軸心２０を挟んで対向させ、一方の端部３５Ｅを吸気ダクト１２の内壁に接合し、他方の端部３５Ｆを自由端とした構成でもよい。なお、対向する端部３５Ｆの間の距離Ｄ２は、図１で説明したインペラ１４の入口８０の外周縁の直径Ｄ１より、小さくする必要がある。
なお、一点鎖線で示す整流板３５Ａのように、吸気ダクト１２の内壁に傾斜して固定され、自由端が吸気ダクト１２の中心から外れた方向に延出され、自由端同士が対向しない
構成でもよい。但し、この場合においても、対向する端部３５Ｆの間の距離Ｄ２は、図１で説明したインペラ１４の入口８０の外周縁の直径Ｄ１より、小さくする必要がある。

【0043】

次に、整流板の形状検討について、図９〜１２を用いて説明する。
本検討に用いた整流板の形状を図９〜１１に、検討結果を１２に示す。
検討は、数値シミュレーションを用いて、形状の異なる整流板９種類（形状１〜形状９）が、インペラ１４の特性に及ぼす影響について調べた。

【0044】

図９（Ａ）に形状１を示す。整流板を用いない従来の基本構成であり、比較基準として採用した。吸気ダクト１２とインペラ１４は、既に説明したものと同じものである。
図９（Ｂ）に形状２を、図９（Ｃ）に形状３を示す。形状２、３は、いずれも円板状の整流板２５に、吸気ダクト１２を横切る方向の回転軸７８を取付けた構成である。整流板２５は、吸気ダクト１２内で回転軸７８により中心線周りに回転可能とされている。形状２、３の整流板２５のインペラ１４側端部と、インペラ１４の入口側端部との距離ｄ１、ｄ２は、それぞれ値が異なっている（ｄ１＞ｄ２）。

【0045】

図１０（Ａ）に形状４を示す。形状４は本実施形態であり、一枚の矩形状の整流板１６を、吸気ダクト１２の内部に取り付けた構成である。ここに、整流板の寸法Ｌは、吸気ダクト１２の内径と等しくしている。
図１０（Ｂ）に形状５を示し、図１０（Ｃ）に形状６を示す。形状５、６は、いずれも矩形状の２枚の平板を、中央部で交差させ十字状に組み合させた構成である。形状５は、軸心２０と平行な方向の長さを寸法Ｌとし、形状６は、軸心２０と平行な方向の長さを寸法０．５Ｌとしている。
なお、整流板１６、２６、２７のインペラ１４側端部と、インペラ１４の入口側端部との間の距離ｄ３は、いずれも同じ値である。

【0046】

図１１（Ａ）に形状７を示す。形状７は、２枚の整流板３６を十字状に交差させた構成であり、軸心２０と平行な方向の長さを寸法０．２５Ｌとしている。
図１１（Ｂ）に形状８を示す。形状８は、２枚の整流板３７を十字状に交差させた構成であるが、整流板３７の軸心２０と交差する方向の端部は、吸気ダクト１２の内壁に達してなく、吸気ダクト１２の中心部にのみ配置させている。
なお、本形状８は、他の形状との比較のために、数値シミュレーション用として採用した形状である。実現は不可能であり、本発明の権利範囲には含まれない。

【0047】

図１１（Ｃ）に形状９を示す。形状９は、長さＬの４枚の整流板３８を、吸気ダクト１２の内壁にのみ配置させた構成である。整流板３８は、軸心２０と交差する方向の長さが短く、中心部には到達していない。
なお、整流板３６、３７、３８のインペラ１４側端部と、インペラ１４の入口側端部との間の距離ｄ３は、いずれも同じ値である。

【0048】

図１２は、数値シミュレーションの結果を示している。
ここに、図１２（Ａ）は、形状１〜形状９の整流板形状における、サージング直前の圧力比を示している。横軸が整流板形状であり、縦軸が圧力比である。
なお、圧力比の計算においては、各形状でサージング限界が異なるため、形状１のサージング直前の流量を用いて算出した。

【0049】

数値シミュレーションの結果から、いずれの形状においても、整流板なし（形状１）と比較して、圧力比が上昇しており、整流板を設けることによる、圧力比を上げる効果が認められる。特に、形状５、７で圧力比の上昇が大きい値を示している。

【0050】

一方、形状２、３、８は、他の形状に比べ圧力比の上昇が小さい値を示している。これは、形状２、３では、整流板２５が円形のため、吸気ダクト１２の内壁と整流板２５の外周縁との間に隙間が生じるため、逆流を充分には整流できなかったものと推定される。
また、形状２、３の間においても、形状２は形状３より圧力比が小さい結果であった。これは、形状２の整流板２５は、形状２よりインペラ１４から遠く離れているため、形状２に比べ圧力比の上昇が小さくなったものと思われる。
また、形状８では、整流板３７が吸気ダクト１２の中央部にのみ設けられ、吸気ダクト１２の内壁に到達していない構成のため、吸気ダクト１２の内壁に沿って流れる逆流を、整流板３７で整流できなかったものと推定される。

【0051】

図１２（Ｂ）は、形状１〜形状９の整流板形状における、インペラ入口流れ角αの関係を示している。横軸が整流板形状であり、縦軸がインペラ入口流れ角（ｄｅｇ）である。
インペラ入口流れ角は、図１２（Ａ）に記載した、圧力比の特性とほぼ同じ傾向を示している。このことから、圧力比を高めるには、インペラ１４の入口の流れ角を大きくすることが有効である、といえる。
ここに、インペラ入口流れ角αは、図１２（Ｃ）の速度三角形で示すように、インペラ１４の先端から、回転方法にインペラ周速６０をとり、吸気４６の絶対速度６２と相対速度６４を、それぞれ、インペラ周速６０の両端部へ描いたとき、インペラ周速６０と絶対速度６２がなす角度（α）である。

【0052】

［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態について、図１３を用いて説明する。
本発明の第二実施形態に係る過給機用圧縮機４０は、整流板４４が過給機用圧縮機４０のハウジング２２に取付けられている点において、第一実施形態と相違する。相違点を中心に説明する。

【0053】

図１３（Ａ）に示すように、ハウジング２２の吸込口２３に、整流板４４が設けられている。整流板４４は、第一実施形態で説明した、矩形状に形成された一枚の平板であり、インペラ１４の上流側に設けられている。整流板４４の、軸心２０と交差する方向の両端部は、ハウジング２２の吸込口２３の内壁に固定されている。
この構成とすることにより、吸気ダクト４２が、インペラ１４の近くで曲げられていても、インペラ１４の上流側に整流板４４を取付けることができる。この結果、整流板４４の効果を確保した状態で、過給機用圧縮機４０の小型化が図れ、エンジンへの組み込みが容易となる。

【0054】

なお、整流板４４は、矩形状に形成された一枚の平板に限定されることはなく、第一実施形態で説明した、種々の形状の整流板を使用してもよい。
また、吸気ダクト４２は、インペラ１４の近くで曲げられた形状に限定されることはなく、インペラ１４の近くでストレート（直状）であってもよい。

【0055】

更に、図１３（Ｂ）に示すように、整流板４４の、軸心２０と平行な方向の断面形状を、いわゆる翼形状としてもよい。これにより、吸気４６の抵抗をより低減することができる。この翼形状は、第一実施形態及び後述する第三実施形態の整流板に適用してもよい。
他は第一実施形態と同じであり、説明は省略する。

【0056】

［第三実施形態］
次に、本発明の第三実施形態について、図１４を用いて説明する。
本発明の第三実施形態に係る過給機用圧縮機５０は、整流板５２が再循環ガス（ＥＧＲガス）の流路を兼ねる点で、第一実施形態と相違する。相違点を中心に説明する。

【0057】

図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）に示すように、整流板５２の一方の端部（吸気ダクト６６の流路壁６７側の端部）５２Ｕは、流路壁６７に固定され、他方の端部５２Ｄは、吸気ダクト６６の内部で自由端とされている。整流板５２の端部５２Ｕは、流路壁６７を貫通し、流路壁６７に固定されている。整流板５２の内部には流路壁に固定された端部５２Ｕから、回転翼と対向する側の端部５２Ｓへ連通する、貫通孔６８が形成されている。

【0058】

また、整流板５２の流路壁に固定された側の端部５２Ｕには、排気ガス再循環装置５６から再循環ガスを供給するダクト７０の端部が接続されている。
これにより、排気ガス再循環装置５６から再循環ガスを供給すれば、貫通孔６８を、再循環ガス７２の流路とすることができる。

【0059】

本構成によれば、排気ガス再循環装置５６から、吸気ダクト６６の内部へ再循環ガス７２を供給することができる。吸気ダクト６６の内部へ供給された再循環ガス７２は、吸気４６と混合されて、インペラ１４で圧縮される。
このように、整流板５２を再循環ガス７２の通路として利用し、再循環ガス７２を供給する部品を、整流板５２と共用することができるので、過給機用圧縮機５０のコスト低減を図ることができる。

【0060】

なお、再循環ガス７２の供給位置は、現在、一般的に採用されている、過給機用圧縮機５０の下流側でエンジンとの間とした場合に比べ、過給機用圧縮機５０の上流側とすることで、上記したように、再循環ガス７２を供給する部品の共用以外に、圧力の低いインペラ１４の入口８０側へ供給することで、再循環ガス７２の供給が容易となるメリットを有する。

【0061】

また、本実施形態では、整流板５２は、一端が流路壁６７に固定され、他端が自由端の場合について説明した。しかし、この構成に限定されることはなく、例えば、両端が流路壁６７に固定されていてもよい。
他は第一実施形態と同じであり、説明は省略する。

【符号の説明】

【0062】

１０、４０、５０過給機用圧縮機
１２、４２、６６ 吸気ダクト（吸入空気の流路）
１４ インペラ（回転翼）
１６、２６、２７、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、４４、５２ 整流板
１８ 回転シャフト（回転軸）
２０ 軸心
２２ ハウジング（圧縮機ハウジング）
２３ 吸込口（圧縮機ハウジングの吸気口）
５４ エンジン（内燃機関）
５６ 排気ガス再循環装置
６７ 流路壁
６８ 貫通孔
７０ 排ガス用のダクト
８０ 回転翼の入口
ＢＲ 逆流した空気

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】