特開 2022-180940 遠心圧縮機及び過給機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022180940

(43)【公開日】2022-12-07

(54)【発明の名称】遠心圧縮機及び過給機

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/44 20060101AFI20221130BHJP

   F04D 29/66 20060101ALI20221130BHJP

   F04D 29/42 20060101ALI20221130BHJP

   F02B 39/00 20060101ALI20221130BHJP

【ＦＩ】

F04D29/44 N

F04D29/66 N

F04D29/44 Y

F04D29/42 M

F02B39/00 G

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021087718

(22)【出願日】2021-05-25

(71)【出願人】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000785

【氏名又は名称】ＳＳＩＰ弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】中江 修二

【テーマコード（参考）】

3G005

3H130

【Ｆターム（参考）】

3G005EA04

3G005EA16

3G005FA11

3G005FA45

3G005GB15

3G005GB85

3H130AA13

3H130AB27

3H130AB47

3H130AC14

3H130AC17

3H130BA10A

3H130BA13A

3H130BA97A

3H130CA02

3H130CA05

3H130DA02Z

3H130DD06Z

3H130DD09Z

3H130DG02Z

3H130DG04Z

3H130EA07A

3H130EA07C

3H130EA07J

3H130EB00A

(57)【要約】

【課題】低周波数の騒音を低減するとともに大型化を抑制可能な遠心圧縮機を提供する。
【解決手段】インペラと、インペラを収容し、インペラに空気を案内するように内部に空気流路を形成するケーシングと、を備える遠心圧縮機であって、ケーシングは、空気流路を流れる空気の一部をインペラの翼の前縁より下流側から前縁より上流側に還流させるための少なくとも１つの再循環流路を空気流路の外周側に含み、再循環流路は、螺旋状に形成される。
【選択図】 図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

インペラと、
前記インペラを収容し、前記インペラに空気を案内するように内部に空気流路を形成するケーシングと、
を備え、
前記ケーシングは、前記空気流路を流れる前記空気の一部を前記インペラの翼の前縁より下流側から前記前縁より上流側に還流させるための少なくとも１つの再循環流路を前記空気流路の外周側に含み、
前記再循環流路は、螺旋状に形成された、遠心圧縮機。

【請求項2】

前記再循環流路の入口から前記再循環流路を通って前記再循環流路の出口に向かう場合における前記再循環流路の螺旋の回転方向は、前記インペラの回転方向と同一である、請求項１に記載の遠心圧縮機。

【請求項3】

前記再循環流路の入口側における前記再循環流路の端部は、前記再循環流路の入口に近づくにつれて流路断面積が拡大するように構成された、請求項１又は２に記載の遠心圧縮機。

【請求項4】

前記再循環流路の出口側における前記再循環流路の端部は、前記再循環流路の出口に近づくにつれて流路断面積が拡大するように構成された、請求項１乃至３の何れか１項に記載の遠心圧縮機。

【請求項5】

前記ケーシングは、前記空気流路を流れる前記空気の一部を前記インペラの翼の前縁より下流側から前記前縁より上流側に還流させるための複数の再循環流路を前記空気流路の外周側に含み、
前記複数の再循環流路の各々は、螺旋状に形成された、請求項１乃至４の何れか１項に記載の遠心圧縮機。

【請求項6】

前記複数の再循環流路の各々の空気の入口は、前記インペラの周方向において互いに異なる位置に形成された、請求項５に記載の遠心圧縮機。

【請求項7】

前記複数の再循環流路の各々の空気の出口は、前記インペラの周方向において互いに異なる位置に形成された、請求項５又は６に記載の遠心圧縮機。

【請求項8】

前記複数の再循環流路は、互いに長さの異なる複数の螺旋状の再循環流路を含む、請求項５乃至７の何れか１項に記載の遠心圧縮機。

【請求項9】

前記複数の再循環流路は、
螺旋状に形成された第１再循環流路と、
螺旋状に形成された第２再循環流路であって、前記インペラの軸方向における少なくとも一部の範囲において、前記第１再循環流路の螺旋の半径よりも大きな螺旋の半径を有する第２再循環流路と、
を備える、請求項８に記載の遠心圧縮機。

【請求項10】

請求項１乃至９の何れか１項に記載の遠心圧縮機と、前記遠心圧縮機と回転軸を介して連結されたタービンとを備える過給機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、遠心圧縮機及び過給機に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば過給機の遠心圧縮機では、過給機の回転数と翼の枚数との積によって決まる周波数を有する回転音であるＢＰＦ音に加えて、サージ（逆流）点近傍の流量が小さい運転領域で回転数又はそれよりも低い周波数帯で発生するうなり音、遷音速領域で翼端からの衝撃波の発生に伴い発生する回転数とその高調波の騒音（Ｂｕｚｚ－ｓａｗ音）といった、比較的低い周波数（例えば１０００Ｈｚ程度以下）の騒音が発生することがある。

【0003】

一般に、低周波数の騒音はサイレンサなどによる低減が難しい。また、周波数の低い音波ほど波長がながく、過給機の大きさでは共鳴管などによる対策も困難となりやすい。また、新たに騒音対策のための構造を加えることは、過給機の大型化及び重量増大に繋ってしまう。

【0004】

特許文献１には、遠心圧縮機の騒音低減のための構造として、インペラの周囲に円環状の流路を設けたものが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】米国特許第５３９９０６４号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１の遠心圧縮機では、円環状の流路を用いて騒音を低減しており、ある程度低い周波数の騒音を低減するためには、コンプレッサの入口近傍が大型化してしまう。

【0007】

上述の事情に鑑みて、本開示の少なくとも一実施形態は、低周波数の騒音を低減するとともに大型化を抑制可能な遠心圧縮機及び過給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】

【0008】

上記目的を達成するため、本開示の少なくとも一実施形態に係る遠心圧縮機は、
インペラと、
前記インペラを収容し、前記インペラに空気を案内するように内部に空気流路を形成するケーシングと、
を備え、
前記ケーシングは、前記空気流路を流れる前記空気の一部を前記インペラの翼の前縁より下流側から前記前縁より上流側に還流させるための少なくとも１つの再循環流路を前記空気流路の外周側に含み、
前記再循環流路は、螺旋状に形成される。

【0009】

上記目的を達成するため、本開示の少なくとも一実施形態に係る過給機は、
前記遠心圧縮機と、前記遠心圧縮機と回転軸を介して連結されたタービンとを備える。

【発明の効果】

【0010】

本開示の少なくとも一実施形態によれば、低周波数の騒音を低減するとともに大型化を抑制可能な遠心圧縮機及び過給機が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】一実施形態に係る過給機２の部分断面図であり、過給機２における遠心圧縮機４の部分について軸方向に沿った断面を示している。

【図2】図１に示したケーシング１２の空気案内筒部２０の一部の構成例を示す断面斜視図であり、空気案内筒部２０における軸方向に直交する断面の一例を示している。

【図3】図２に示した空気案内筒部２０の一部について、軸方向に沿った断面を示す断面斜視図である。

【図4】図１に示したケーシング１２の空気案内筒部２０の一部の構成例を示す断面斜視図であり、空気案内筒部２０における軸方向に沿った断面及び再循環流路２６の入口２８と出口３０の一例を示している。

【図5】図１に示したケーシング１２の空気案内筒部２０の一部の構成例を示す断面斜視図であり、空気案内筒部２０における軸方向に沿った断面及び再循環流路２６の入口２８と出口３０の一例を示している。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

【0013】

図１は、一実施形態に係る過給機２の部分断面図であり、過給機２の遠心圧縮機４について回転軸６の軸線方向に沿った断面を示している。

【0014】

図１に示すように、過給機２は、遠心圧縮機４と、遠心圧縮機４に回転軸６を介して連結されたタービン８とを備える。遠心圧縮機４は、インペラ１０と、インペラ１０を収容するケーシング１２と、を備える。

【0015】

以下では、インペラ１０の軸方向（回転軸６の軸線方向）を単に「軸方向」といい、インペラ１０の径方向（回転軸６の径方向）を単に「径方向」といい、インペラ１０の周方向（回転軸６の周方向）を単に周方向ということとする。

【0016】

インペラ１０は、回転軸６に固定されたハブ１４とハブ１４の外周面に周方向に間隔をあけて設けられた複数の翼１６とを含む。インペラ１０は、回転軸６を介してタービン８のタービンロータ９に連結されており、インペラ１０とタービンロータ９とは一体的に回転するように構成されている。回転軸６は不図示の軸受によって回転可能に支持されている。

【0017】

ケーシング１２は、インペラ１０に空気を案内するように内部に空気流路１８を形成する筒状の空気案内筒部２０と、インペラ１０を通過した空気が流入するスクロール流路２１を形成するスクロール部２２とを含む。

【0018】

空気案内筒部２０は、空気流路１８を流れる空気の一部をインペラ１０の翼１６の前縁２４より下流側から前縁２４より上流側に還流させるための少なくとも一つの再循環流路２６（ケーシングトリートメント）を空気流路１８の外周側（径方向における空気流路１８の外側）に含む。再循環流路２６は、遠心圧縮機４の低流量時におけるインペラ１０での逆流を抑制し、過給機２の運転可能範囲を拡大する機能を有する。

【0019】

再循環流路２６の一端は空気流路１８における前縁２４よりも下流側の位置に接続しており、再循環流路２６の他端は空気流路１８における前縁２４よりも上流側の位置に接続している。すなわち、再循環流路２６の一端側の開口である再循環流路２６の入口２８は、空気流路１８における前縁２４よりも下流側の位置において空気流路１８の流路壁面２９に形成されており、再循環流路２６の他端側の開口である再循環流路２６の出口３０は、空気流路１８における前縁２４よりも上流側の位置において空気流路１８の流路壁面２９に形成されている。

【0020】

再循環流路２６は、空気流路１８の外周側に空気流路１８を取り巻くように螺旋状に形成されている。再循環流路２６は、空気流路１８に沿って軸方向における一方側（及び他方側）に向かうにつれて周方向に巻くように（周方向に回転するように）形成されている。

【0021】

上記の構成では、空気流路１８を流れる空気の一部は、空気流路１８における前縁２４よりも下流側において再循環流路２６の入口２８から螺旋状の再循環流路２６に流入し、空気流路１８の周りを旋回するように再循環流路２６を流れて、空気流路１８における前縁２４よりも上流側の位置において再循環流路２６の出口３０から空気流路１８に還流される。

【0022】

このような構成では、インペラ１０の入口付近（前縁２４付近）で発生した騒音の音波は、空気流路１８及び再循環流路２６をそれぞれ伝搬して、再循環流路２６の出口３０で互いに干渉するため、再循環流路２６の流路長さを適切に設定することにより、対象とする周波数の騒音を干渉により低減することができる。

【0023】

例えば、螺旋状の再循環流路２６の長さＬ１と、再循環流路２６の入口２８の位置から再循環流路２６の出口３０の位置までの空気流路１８の長さＬ２との差をΔＬ（＝Ｌ１―Ｌ２）とし、音波の波長をλとすると、差ΔＬが波長λのｎ／２倍（ここで、ｎは正の整数である。）となると、音波の干渉によりインペラ１０の入口付近で発生した騒音を低減することができる。なお、上記差ΔＬが波長λのｎ／２倍となる場合において、特にｎが奇数である場合に音波の干渉によりインペラ１０の入口付近で発生した騒音を効果的に低減することができるが、ｎが偶数である場合においても、過渡的に周波数が変化する音波に対する減衰効果がある。なお、音波の上記干渉によって音波を効果的に減衰させるためには、上記長さＬ１を有する再循環流路２６から来る音のエネルギーと、空気流路１８における上記出口３０から上記入口２８へ向かう音（上記長さＬ２に対応する経路を通る音）のエネルギーとは、同一又は概ね同程度であることが望ましい。

【0024】

上記の構成では、再循環流路２６を空気流路１８の外周側に螺旋状に形成することにより、限られたスペースに長い再循環流路２６を形成することができるため、低周波数の騒音を低減するとともに遠心圧縮機４及び過給機２の大型化を抑制することが可能となる。

【0025】

また、従来、再循環流路は過給機の作動範囲の拡大のために設けられる場合があるため、過給機の作動範囲の拡大のための再循環流路とは別に騒音低減のための構造を新たに追加する場合と比較して、過給機の大型化や重量増大を抑制することができる。

【0026】

幾つかの実施形態では、再循環流路２６の入口２８から再循環流路２６を通って再循環流路２６の出口３０に向かう場合における螺旋状の再循環流路２６の螺旋の回転方向は、インペラ１０の回転方向と同一であってもよい。例えば、インペラ１０を軸方向に沿って空気流路１８の下流側から（タービン８側から）視たときにインペラ１０が時計回りに回転する場合には、螺旋状の再循環流路２６の螺旋は、再循環流路２６を入口２８から出口３０に向かうにつれて時計回りに回転するように構成されてもよい。また、インペラ１０を軸方向に沿って空気流路１８の下流側から（タービン８側から）視たときにインペラ１０が反時計回りに回転する場合には、螺旋状の再循環流路２６の螺旋は、再循環流路２６を入口２８から出口３０に向かうにつれて反時計回りに回転するように構成されてもよい。

【0027】

一般に、インペラ１０に流入する流れは、インペラ１０の回転の向きに旋回している。このため、上記のように構成することにより、インペラ１０に流入する流れの旋回方向と再循環流路２６を入口２８から出口３０へ流れる流れ場の旋回方向とを一致させることができる。これにより、インペラ１０へ流入する流れの乱れを抑制し、発生する騒音の増大を効果的に抑制することができる。

【0028】

図２は、図１に示したケーシング１２の空気案内筒部２０の一部の構成例を示す断面斜視図であり、空気案内筒部２０における軸方向に直交する断面の一例を示している。図３は、図２に示した空気案内筒部２０の一部について、軸方向に沿った断面を示す断面斜視図である。図４は、図１に示したケーシング１２の空気案内筒部２０の一部の構成例を示す断面斜視図であり、空気案内筒部２０における軸方向に沿った断面及び再循環流路２６の入口２８と出口３０の一例を示している。図５は、図１に示したケーシング１２の空気案内筒部２０の一部の構成例を示す断面斜視図であり、空気案内筒部２０における軸方向に沿った断面及び再循環流路２６の入口２８と出口３０の一例を示している。

【0029】

以下で説明する幾つかの実施形態において、図１を用いて説明した各構成と共通の符号は、特記しない限り図１を用いて説明した各構成と同様の構成を示すものとし、説明を省略する。

【0030】

幾つかの実施形態では、例えば図２～図５に示すように、遠心圧縮機４のケーシング１２は、螺旋状に形成された再循環流路２６を複数備えている。すなわち、遠心圧縮機４の空気案内筒部２０は、空気流路１８を流れる空気の一部をインペラ１０の翼１６の前縁２４より下流側から前縁２４より上流側に還流させるための複数の再循環流路２６を空気流路１８の外周側に含む。例えば図２及び図３に示す空気案内筒部２０は、６つの螺旋状の再循環流路２６を備えている。例えば図２及び図３に示すように、複数の再循環流路２６の各々は、軸方向に直交する断面において他の再循環流路２６に対して周方向にずれて配置されており、複数の再循環流路２６のうち互いに隣接する２つの再循環流路２６は、螺旋状の隔壁３２によって仕切られている。

【0031】

このようにケーシング１２が複数の螺旋状の再循環流路２６を備えることにより、個々の再循環流路２６の流路断面積が小さくとも複数の再循環流路２６によって大きなエネルギーを輸送することができ、上述の干渉を利用して騒音を効果的に低減することができる。

【0032】

幾つかの実施形態では、例えば図４及び図５に示すように、複数の再循環流路２６の各々の空気の入口２８は、周方向において互いに異なる位置に形成されている。図示する形態では、複数の再循環流路２６の各々の空気の入口２８は、軸方向における同一の位置に形成されている。

【0033】

かかる構成によれば、限られたスペースに複数の螺旋状の再循環流路２６を密に形成することができ、複数の再循環流路２６によって大きなエネルギーを輸送することができる。また、騒音の発生源と考えられる翼１６の先端に近い位置に再循環流路２６の入口２８があることも、再循環流路２６による音のエネルギーの輸送量を大きくするために有効である。これにより、遠心圧縮機４の大型化を抑制しつつ上述の干渉を利用して騒音を効果的に低減することができる。なお、騒音低減効果を高めるために、例えば複数の再循環流路２６の入口２８の面積の合計は、軸方向における入口２８の位置（入口２８の中心位置）での空気流路１８の流路断面積の０．１倍～１．４倍であってもよい。

【0034】

幾つかの実施形態では、例えば図４及び図５に示すように、複数の再循環流路２６の各々の空気の出口３０は、周方向において互いに異なる位置に形成されている。図示する形態では、複数の再循環流路２６の各々の空気の出口３０は、軸方向における同一の位置に形成されている。

【0035】

かかる構成によれば、限られたスペースに螺旋状の複数の再循環流路２６を密に形成することができ、複数の再循環流路２６によって大きなエネルギーを輸送することができる。また、騒音の発生源と考えられる翼１６の先端に近い位置に再循環流路２６の入口２８があることも、再循環流路２６による音のエネルギーの輸送量を大きくするために有効である。これにより、遠心圧縮機４の大型化を抑制しつつ上述の干渉を利用して騒音を効果的に低減することができる。なお、騒音低減効果を高めるために、例えば複数の再循環流路２６の出口３０の面積の合計は、軸方向における出口３０の位置（出口３０の中心位置）での空気流路１８の流路断面積の０．１倍～１．４倍であってもよい。

【0036】

幾つかの実施形態では、例えば図４及び図５に示すように、再循環流路２６の入口２８側における再循環流路２６の端部３４は、再循環流路２６の入口２８に近づくにつれて流路断面積が拡大するように構成される。図示する構成では、再循環流路２６の入口２８側における再循環流路２６の端部３４は、再循環流路２６の入口２８に近づくにつれて流路断面積が拡大するようにラッパ状に形成されている。

【0037】

これにより、インペラ１０の回転により発生した騒音の音波が再循環流路２６に入りやすくなり、上述の干渉を促して騒音を効果的に低減することができる。

【0038】

幾つかの実施形態では、例えば図４及び図５に示すように、再循環流路２６の出口３０側における再循環流路２６の端部３６は、再循環流路２６の出口３０に近づくにつれて流路断面積が拡大するように構成される。図示する構成では、再循環流路２６の出口３０側における再循環流路２６の端部３６は、再循環流路２６の出口３０に近づくにつれて流路断面積が拡大するようにラッパ状に形成されている。

【0039】

これにより、再循環流路２６を通った騒音の音波が再循環流路２６から空気流路１８に出やすくなり、上述の干渉を促して騒音を効果的に低減することができる。

【0040】

幾つかの実施形態では、例えば図５に示すように、複数の再循環流路２６は、互いに流路長さの異なる複数の螺旋状の再循環流路２６ａ，２６ｂを含む。

【0041】

過給機２の運転状態は、過給機２が接続された不図示のエンジンの状況に応じて変化するため、過給機２の遠心圧縮機４で発生する騒音の周波数もエンジンの状況に応じて変化する可能性がある。この点に関し、上記のようにケーシング１２の複数の再循環流路２６が互いに流路長さの異なる複数の螺旋状の再循環流路２６ａ，２６ｂを含んでいることにより、広い周波数帯域で騒音を低減することができ、エンジンの状況が変化しても遠心圧縮機４の騒音の増大を抑制することができる。

【0042】

幾つかの実施形態では、例えば図５に示すように、軸方向における少なくとも一部の範囲において、螺旋状の再循環流路２６ｂの半径Ｒｂは、螺旋状の再循環流路２６ａの半径Ｒａよりも大きい。ここで、螺旋状の再循環流路２６の半径Ｒとは、再循環流路２６とインペラ１０の回転軸線との距離を意味する。図示する構成では、軸方向における再循環流路２６ｂの入口２８と出口３０との中間の範囲Ｓにおける再循環流路２６ｂの半径Ｒｂは、該範囲Ｓにおける再循環流路２６ａの半径Ｒａよりも大きい。

【0043】

かかる構成によれば、軸方向における限られたスペースで互いに流路長さの異なる複数の螺旋状の再循環流路２６ａ，２６ｂを形成することができる。したがって、遠心圧縮機４の大型化を抑制しつつ上述の干渉を利用して広い周波数帯域で騒音を低減することができる。

【0044】

本開示は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

【0045】

例えば、再循環流路２６の入口２８から再循環流路２６を通って再循環流路２６の出口３０に向かう場合における螺旋状の再循環流路２６の螺旋の回転方向は、インペラ１０の回転方向と逆方向であってもよい。この場合においても、低周波数の騒音を低減するとともに遠心圧縮機の大型化を抑制することが可能となる。ただし、インペラへ流入する流れの乱れを抑制して発生する騒音の増大を効果的に抑制するためには、再循環流路２６の入口２８から再循環流路２６を通って再循環流路２６の出口３０に向かう場合における螺旋状の再循環流路２６の螺旋の回転方向は、インペラ１０の回転方向と同一であることが好ましい。

【0046】

また、ケーシング１２が備える再循環流路２６の数は限定されず、１つであってもよいし、複数であってもよい。

【0047】

上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。

【0048】

（１）本開示の少なくとも一実施形態に係る遠心圧縮機（例えば上述の遠心圧縮機４）は、
インペラ（例えば上述のインペラ１０）と、
前記インペラを収容し、前記インペラに空気を案内するように内部に空気流路（例えば上述の空気流路１８）を形成するケーシング（例えば上述のケーシング１２）と、
を備え、
前記ケーシングは、前記空気流路を流れる前記空気の一部を前記インペラの翼（例えば上述の翼１６）の前縁（例えば上述の前縁２４）より下流側から前記前縁より上流側に還流させるための少なくとも１つの再循環流路（例えば上述の再循環流路２６，２６ａ，２６ｂ）を前記空気流路の外周側に含み、
前記再循環流路は、螺旋状に形成される。

【0049】

上記（１）に記載の遠心圧縮機では、インペラの回転により発生した騒音は、空気流路及び再循環流路をそれぞれ伝搬して、再循環流路の出口で互いに干渉するため、再循環流路の流路長さを適切に設定することにより、対象とする周波数の騒音を干渉により低減することができる。
また、再循環流路を空気流路の外周側にらせん状に形成することにより、限られたスペースに長い再循環流路を形成することができるため、低周波数の騒音を低減するとともに遠心圧縮機の大型化を抑制することが可能となる。

【0050】

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）に記載の遠心圧縮機において、
前記再循環流路の入口から前記再循環流路を通って前記再循環流路の出口に向かう場合における前記再循環流路の前記螺旋の回転方向は、前記インペラの回転方向と同一である。

【0051】

一般に、インペラに流入する流れは、インペラの回転の向きに旋回している。このため、上記（２）のように構成することにより、インペラに流入する流れの旋回方向と再循環流路の入口から再循環流路を通って再循環流路の出口へ流れる流れ場の旋回方向とを一致させることができる。これにより、インペラへ流入する流れの乱れを抑制し、発生する騒音の増大を効果的に抑制することができる。

【0052】

（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）に記載の遠心圧縮機において、
前記再循環流路の入口（例えば上述の入口２８）側における前記再循環流路の端部（例えば上述の端部３４）は、前記再循環流路の入口に近づくにつれて流路断面積が拡大するように構成される。

【0053】

上記（３）に記載の遠心圧縮機によれば、インペラの回転により発生した騒音の音波が再循環流路に入りやすくなり、上述の干渉を促して騒音を効果的に低減することができる。

【0054】

（４）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（３）の何れか１項に記載の遠心圧縮機において、
前記再循環流路の出口（例えば上述の出口３０）側における前記再循環流路の端部（例えば上述の端部３６）は、前記再循環流路の出口に近づくにつれて流路断面積が拡大するように構成される。

【0055】

上記（４）に記載の遠心圧縮機によれば、再循環流路を通った騒音の音波が再循環流路から空気流路に出やすくなり、上述の干渉を促して騒音を効果的に低減することができる。

【0056】

（５）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（４）の何れかに記載の遠心圧縮機において、
前記ケーシングは、前記空気流路を流れる前記空気の一部を前記インペラの翼の前縁より下流側から前記前縁より上流側に還流させるための複数の再循環流路（例えば上述の再循環流路２６，２６ａ，２６ｂ）を前記空気流路の外周側に含み、
前記複数の再循環流路の各々は、螺旋状に形成される。

【0057】

上記（５）に記載の遠心圧縮機によれば、ケーシングが複数の螺旋状の再循環流路を備えることにより、個々の再循環流路の流路断面積が小さくとも複数の再循環流路によって大きなエネルギーを輸送することができ、上述の干渉を利用して騒音を効果的に低減することができる。

【0058】

（６）幾つかの実施形態では、上記（５）に記載の遠心圧縮機において、
前記複数の再循環流路の各々の空気の入口（例えば上述の入口２８）は、前記インペラの周方向において互いに異なる位置に形成される。

【0059】

上記（６）に記載の遠心圧縮機によれば、限られたスペースに複数の螺旋状の再循環流路を密に形成することができ、複数の再循環流路によって大きなエネルギーを輸送することができる。また、騒音の発生源と考えられる翼の先端に近い位置に再循環流路の入口があることも、再循環流路による音のエネルギーの輸送量を大きくするために有効である。これにより、遠心圧縮機の大型化を抑制しつつ上述の干渉を利用して騒音を効果的に低減することができる。

【0060】

（７）幾つかの実施形態では、上記（５）又は（６）に記載の遠心圧縮機において、
前記複数の再循環流路の各々の空気の出口（例えば上述の出口３０）は、前記インペラの周方向において互いに異なる位置に形成される。

【0061】

上記（７）に記載の遠心圧縮機によれば、限られたスペースに螺旋状の複数の再循環流路を密に形成することができ、複数の再循環流路によって大きなエネルギーを輸送することができる。また、騒音の発生源と考えられる翼の先端に近い位置に再循環流路の入口があることも、再循環流路による音のエネルギーの輸送量を大きくするために有効である。これにより、遠心圧縮機の大型化を抑制しつつ上述の干渉を利用して騒音を効果的に低減することができる。

【0062】

（８）幾つかの実施形態では、上記（５）乃至（７）の何れかに記載の遠心圧縮機において、
前記複数の再循環流路は、互いに長さの異なる複数の螺旋状の再循環流路（例えば上述の再循環流路２６ａ，２６ｂ）を含む。

【0063】

上記（８）に記載の遠心圧縮機によれば、広い周波数帯域で騒音を低減することができ、エンジンの状況が変化しても遠心圧縮機の騒音の増大を抑制することができる。

【0064】

（９）幾つかの実施形態では、上記（８）に記載の遠心圧縮機において、
前記複数の再循環流路は、
螺旋状に形成された第１再循環流路（例えば上述の再循環流路２６ａ）と、
螺旋状に形成された第２再循環流路であって、前記インペラの軸方向における少なくとも一部の範囲において、前記第１再循環流路の半径（例えば上述の半径Ｒａ）よりも大きな半径（例えば上述の半径Ｒｂ）を有する第２再循環流路（例えば上述の再循環流路２６ｂ）と、
を備える。

【0065】

上記（９）に記載の遠心圧縮機によれば、軸方向における限られたスペースで互いに流路長さの異なる複数の螺旋状の再循環流路を形成することができる。したがって、遠心圧縮機の大型化を抑制しつつ上述の干渉を利用して広い周波数帯域で騒音を低減することができる。

【0066】

（１０）本開示の少なくとも一実施形態に係る過給機は、
上記（１）乃至（９）の何れかに記載の遠心圧縮機と、前記遠心圧縮機と回転軸（例えば上述の回転軸６）を介して連結されたタービン（例えば上述のタービン８）とを備える。

【0067】

上記（１０）に記載の遠心圧縮機によれば、上記（１）乃至（９）の何れかに記載の遠心圧縮機を備えているため、低周波数の騒音を低減するとともに遠心圧縮機の大型化を抑制することが可能となる。
また、従来、再循環流路は過給機の作動範囲の拡大のために設けられる場合があるため、過給機の作動範囲の拡大のための再循環流路とは別に騒音低減のための構造を新たに追加する場合と比較して、過給機の大型化や重量増大を抑制することができる。

【符号の説明】

【0068】

２ 過給機
４ 遠心圧縮機
６ 回転軸
８ タービン
９ タービンロータ
１０ インペラ
１２ ケーシング
１４ ハブ
１６ 翼
１８ 空気流路
２０ 空気案内筒部
２１ スクロール流路
２２ スクロール部
２４ 前縁
２６，２６ａ，２６ｂ 再循環流路
２８ 入口
２９ 流路壁面
３０ 出口
３２ 隔壁
３４，３６ 端部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】