(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】
(24)【登録日】2022-09-01
(45)【発行日】2022-09-09
(54)【発明の名称】遠心圧縮機のスクロール構造及び遠心圧縮機
(51)【国際特許分類】
F02B 39/00 20060101AFI20220902BHJP
F04D 29/44 20060101ALI20220902BHJP
【ＦＩ】
F02B39/00 G
F04D29/44 U
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2021524560
(86)(22)【出願日】2019-06-05
(86)【国際出願番号】 JP2019022292
(87)【国際公開番号】W WO2020245934
(87)【国際公開日】2020-12-10
【審査請求日】2021-11-08
(73)【特許権者】
【識別番号】316015888
【氏名又は名称】三菱重工エンジン＆ターボチャージャ株式会社
(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】岩切 健一郎
【審査官】津田 真吾
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１８／００３６３２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１７／１６８６５０（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１７／０７２９００（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１２／１２４３８８（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ０２Ｂ ３７／００
Ｆ０２Ｂ ３９／００
Ｆ０４Ｄ ２９／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
渦巻き状に形成されたスクロール流路が設けられた遠心圧縮機のスクロール構造において、前記スクロール流路の巻き始め部と巻き終わり部とが交差する流路接続部における前記スクロール流路の最も下流側の位置において、前記スクロール流路と前記スクロール流路の下流側に接続される出口流路とを隔てる舌部と、
前記スクロール流路における前記遠心圧縮機の軸方向下流側の内周面から前記遠心圧縮機の軸方向上流側に突出する稜部であって、前記舌部よりも前記スクロール流路の上流側に位置する始点位置から前記舌部に向かうにつれて前記軸方向上流側に突出する突出高さが漸増する稜部と、
を備え、
前記始点位置は、前記舌部から前記スクロール流路の上流側に向かって前記遠心圧縮機の周方向の角度で８度以下の位置である
遠心圧縮機のスクロール構造。
【請求項2】
渦巻き状に形成されたスクロール流路が設けられた遠心圧縮機のスクロール構造において、前記スクロール流路の巻き始め部と巻き終わり部とが交差する流路接続部における前記スクロール流路の最も下流側の位置において、前記スクロール流路と前記スクロール流路の下流側に接続される出口流路とを隔てる舌部と、
前記スクロール流路における前記遠心圧縮機の軸方向下流側の内周面から前記遠心圧縮機の軸方向上流側に突出する稜部であって、前記舌部よりも前記スクロール流路の上流側に位置する始点位置から前記舌部に向かうにつれて前記軸方向上流側に突出する突出高さが漸増する稜部と、
を備え、
前記舌部から前記スクロール流路の上流側に向かって前記遠心圧縮機の周方向の角度で４度の位置における前記突出高さが前記巻き始め部における前記スクロール流路についての前記遠心圧縮機の軸方向に沿った高さ寸法の１０％以下である
遠心圧縮機のスクロール構造。
【請求項3】
渦巻き状に形成されたスクロール流路が設けられた遠心圧縮機のスクロール構造において、前記スクロール流路の巻き始め部と巻き終わり部とが交差する流路接続部における前記スクロール流路の最も下流側の位置において、前記スクロール流路と前記スクロール流路の下流側に接続される出口流路とを隔てる舌部と、
前記スクロール流路における前記遠心圧縮機の軸方向下流側の内周面から前記遠心圧縮機の軸方向上流側に突出する稜部であって、前記舌部よりも前記スクロール流路の上流側に位置する始点位置から前記舌部に向かうにつれて前記軸方向上流側に突出する突出高さが漸増する稜部と、
を備え、
前記突出高さは、前記巻き始め部における前記スクロール流路についての前記遠心圧縮機の軸方向に沿った高さ寸法の３０％以下である
遠心圧縮機のスクロール構造。
【請求項4】
渦巻き状に形成されたスクロール流路が設けられた遠心圧縮機のスクロール構造において、前記スクロール流路の巻き始め部と巻き終わり部とが交差する流路接続部における前記スクロール流路の最も下流側の位置において、前記スクロール流路と前記スクロール流路の下流側に接続される出口流路とを隔てる舌部と、
前記スクロール流路における前記遠心圧縮機の軸方向下流側の内周面から前記遠心圧縮機の軸方向上流側に突出する稜部であって、前記舌部よりも前記スクロール流路の上流側に位置する始点位置から前記舌部に向かうにつれて前記軸方向上流側に突出する突出高さが漸増する稜部と、
を備え、
前記稜部は、前記突出高さを規定する頂部を前記舌部から前記始点位置まで結ぶ曲線の曲率半径が前記軸方向上流側に存在し、
前記曲率半径は、前記頂部の少なくとも一部において前記舌部から前記始点位置に向かうにつれて漸増する
遠心圧縮機のスクロール構造。
【請求項5】
前記スクロール流路は、前記スクロール流路の中心線と直交する方向に延在する断面における流路形状が前記舌部を含む前記断面において円形ではなく、前記出口流路は、前記出口流路の中心線と直交する方向に延在する断面における流路形状が前記スクロール流路との接続位置から前記出口流路の下流側に向かうにつれて徐々に円形に近づいていき、前記遠心圧縮機の軸方向に沿った前記巻き終わり部の流路高さと同じ距離以上前記接続位置よりも前記出口流路の下流側の位置において該流路形状が円形である
請求項１乃至４の何れか一項に記載の遠心圧縮機のスクロール構造。
【請求項6】
請求項１乃至５の何れか一項に記載の遠心圧縮機のスクロール構造を備える遠心圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、遠心圧縮機のスクロール構造及び遠心圧縮機に関する。
【背景技術】
【0002】
車両用、舶用ターボチャージャのコンプレッサ部等に用いられる遠心圧縮機は、羽根車の回転を介して流体に運動エネルギーを与えるとともに、径方向外側に流体を吐出することで遠心力による圧力上昇を得るものである。
この遠心圧縮機は広い運転範囲において高圧力比と高効率化が要求されている。
この遠心圧縮機は広い運転範囲において高圧力比と高効率化が要求されている。
【0003】
遠心圧縮機には渦巻状に形成されたスクロール流路が設けられている。スクロール流路は、巻き始め部と巻き終わり部とが交差する流路接続部を有する。
このような遠心圧縮機では、流路接続部での、巻き終わり部から巻き始め部へ流れる再循環流が生じることがある。再循環流が巻き終わり部から巻き始め部へ流入する際に、流路接続部において流体の流れの向きが変更されるため、巻き始め部においてスクロール流路を形成する壁面から流体が剥離すると損失が発生してしまう。特許文献１には、このような損失を抑制するために流路接続部の形状を変更した遠心圧縮機のスクロール構造が開示されている（特許文献１参照）。
このような遠心圧縮機では、流路接続部での、巻き終わり部から巻き始め部へ流れる再循環流が生じることがある。再循環流が巻き終わり部から巻き始め部へ流入する際に、流路接続部において流体の流れの向きが変更されるため、巻き始め部においてスクロール流路を形成する壁面から流体が剥離すると損失が発生してしまう。特許文献１には、このような損失を抑制するために流路接続部の形状を変更した遠心圧縮機のスクロール構造が開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特許第５４７９３１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
例えば特許文献１に記載の遠心圧縮機のスクロール構造では、流路接続部の断面積を小さくすることにより再循環流を抑制して、上述した損失を抑制するようにしている。
しかし、流路接続部における損失の発生原因は、他にも存在している。例えば、一般的に、流路接続部には、流路接続部におけるスクロール流路の最も下流側の位置において、スクロール流路とスクロール流路の下流側に接続される出口流路とを隔てる舌部が形成されている。また、一般的に、流路接続部では、舌部よりもスクロール流路の上流側において、スクロール流路の内周面のうち、遠心圧縮機の軸方向のうち遠心圧縮機へ流入する流体の流れに沿った下流側（以下、軸方向下流側と呼ぶ）の内周面から遠心圧縮機の軸方向上流側に突出する稜部が形成されている。そして、この稜部は、スクロール流路の下流側において舌部と接続されている。
しかし、流路接続部における損失の発生原因は、他にも存在している。例えば、一般的に、流路接続部には、流路接続部におけるスクロール流路の最も下流側の位置において、スクロール流路とスクロール流路の下流側に接続される出口流路とを隔てる舌部が形成されている。また、一般的に、流路接続部では、舌部よりもスクロール流路の上流側において、スクロール流路の内周面のうち、遠心圧縮機の軸方向のうち遠心圧縮機へ流入する流体の流れに沿った下流側（以下、軸方向下流側と呼ぶ）の内周面から遠心圧縮機の軸方向上流側に突出する稜部が形成されている。そして、この稜部は、スクロール流路の下流側において舌部と接続されている。
【0006】
ディフューザからスクロール流路内に吹き出される流体は、スクロール流路の内周面のうち、軸方向下流側の面に沿ってスクロール流路内に流れ込む。また、ディフューザからスクロール流路内に吹き出される流体は、遠心圧縮機の径方向外側に向かう速度成分を有する。そのため、流路接続部の近傍では、ディフューザからスクロール流路内に吹き出された流体が、上述した稜部を遠心圧縮機の径方向内側から外側に向かって乗り越えるように流れようとする。このような流体の流れは、遠心圧縮機の軸方向のうち遠心圧縮機へ流入する流体の流れに沿った上流側（以下、軸方向上流側と呼ぶ）に向かって流れる。
また、スクロール流路内の流体の流れは、巻き始め部から巻き終わり部に向かう周方向流れの主流と、その主流に沿ってスクロール流路内を旋回しながら流れる旋回流とを伴う。該旋回流は、軸方向下流側に向かって流れる。
そのため、上述したように稜部を乗り越えようとする流体の流れと、上記旋回流とが干渉して、舌部近傍でスクロール流路の内周面からの流体の剥離を招いてしまう。このような剥離は、遠心圧縮機の損失を招く。
しかし、上述した特許文献１には、上述したような流体の剥離の抑制については言及されていない。
また、スクロール流路内の流体の流れは、巻き始め部から巻き終わり部に向かう周方向流れの主流と、その主流に沿ってスクロール流路内を旋回しながら流れる旋回流とを伴う。該旋回流は、軸方向下流側に向かって流れる。
そのため、上述したように稜部を乗り越えようとする流体の流れと、上記旋回流とが干渉して、舌部近傍でスクロール流路の内周面からの流体の剥離を招いてしまう。このような剥離は、遠心圧縮機の損失を招く。
しかし、上述した特許文献１には、上述したような流体の剥離の抑制については言及されていない。
【0007】
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、広い運転範囲において効率が高くなる遠心圧縮機のスクロール構造及び遠心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】
【0008】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る遠心圧縮機のスクロール構造は、
渦巻き状に形成されたスクロール流路が設けられた遠心圧縮機のスクロール構造において、
前記スクロール流路の巻き始め部と巻き終わり部とが交差する流路接続部における前記スクロール流路の最も下流側の位置において、前記スクロール流路と前記スクロール流路の下流側に接続される出口流路とを隔てる舌部と、
前記スクロール流路における前記遠心圧縮機の軸方向下流側の内周面から前記遠心圧縮機の軸方向上流側に突出する稜部であって、前記舌部よりも前記スクロール流路の上流側に位置する始点位置から前記舌部に向かうにつれて前記軸方向上流側に突出する突出高さが漸増する稜部と、
を備え、
前記始点位置は、前記舌部から前記スクロール流路の上流側に向かって前記遠心圧縮機の周方向の角度で８度以下の位置である。
渦巻き状に形成されたスクロール流路が設けられた遠心圧縮機のスクロール構造において、
前記スクロール流路の巻き始め部と巻き終わり部とが交差する流路接続部における前記スクロール流路の最も下流側の位置において、前記スクロール流路と前記スクロール流路の下流側に接続される出口流路とを隔てる舌部と、
前記スクロール流路における前記遠心圧縮機の軸方向下流側の内周面から前記遠心圧縮機の軸方向上流側に突出する稜部であって、前記舌部よりも前記スクロール流路の上流側に位置する始点位置から前記舌部に向かうにつれて前記軸方向上流側に突出する突出高さが漸増する稜部と、
を備え、
前記始点位置は、前記舌部から前記スクロール流路の上流側に向かって前記遠心圧縮機の周方向の角度で８度以下の位置である。
【0009】
上述したように、稜部を乗り越えようとする流体の流れと、スクロール流路における上述した旋回流とが干渉すると、舌部近傍でスクロール流路の内周面からの流体の剥離を招いてしまう。そのため、稜部を乗り越えようとする流体の流れと、スクロール流路における上述した旋回流との干渉を抑制することが望まれている。
一般的には、上述した始点位置は、舌部から前記スクロール流路の上流側に向かって遠心圧縮機の周方向の角度で１５度程度の位置とされている。
これに対し、上記（１）の構成では、始点位置は、舌部からスクロール流路の上流側に向かって遠心圧縮機の周方向の角度で８度以下の位置である。したがって、上記（１）の構成では、稜部が遠心圧縮機の周方向に延在する範囲を一般的な遠心圧縮機と比較して小さくすることができる。
稜部は、スクロール流路の内周面のうち軸方向下流側の内周面から軸方向上流側に向かって突出する部位であるので、稜部が遠心圧縮機の周方向に延在する範囲を小さくすることで、稜部を乗り越えようとする流体の流れと、スクロール流路における上述した旋回流との干渉を抑制することができる。
したがって、上記（１）の構成によれば、スクロール流路の内周面からの流体の剥離を抑制できるので、剥離に伴う損失を抑制できる。したがって、遠心圧縮機において、広い運転範囲で効率を高めることができる。
一般的には、上述した始点位置は、舌部から前記スクロール流路の上流側に向かって遠心圧縮機の周方向の角度で１５度程度の位置とされている。
これに対し、上記（１）の構成では、始点位置は、舌部からスクロール流路の上流側に向かって遠心圧縮機の周方向の角度で８度以下の位置である。したがって、上記（１）の構成では、稜部が遠心圧縮機の周方向に延在する範囲を一般的な遠心圧縮機と比較して小さくすることができる。
稜部は、スクロール流路の内周面のうち軸方向下流側の内周面から軸方向上流側に向かって突出する部位であるので、稜部が遠心圧縮機の周方向に延在する範囲を小さくすることで、稜部を乗り越えようとする流体の流れと、スクロール流路における上述した旋回流との干渉を抑制することができる。
したがって、上記（１）の構成によれば、スクロール流路の内周面からの流体の剥離を抑制できるので、剥離に伴う損失を抑制できる。したがって、遠心圧縮機において、広い運転範囲で効率を高めることができる。
【0010】
（２）本発明の少なくとも一実施形態に係る遠心圧縮機のスクロール構造は、
渦巻き状に形成されたスクロール流路が設けられた遠心圧縮機のスクロール構造において、
前記スクロール流路の巻き始め部と巻き終わり部とが交差する流路接続部における前記スクロール流路の最も下流側の位置において、前記スクロール流路と前記スクロール流路の下流側に接続される出口流路とを隔てる舌部と、
前記スクロール流路における前記遠心圧縮機の軸方向下流側の内周面から前記遠心圧縮機の軸方向上流側に突出する稜部であって、前記舌部よりも前記スクロール流路の上流側に位置する始点位置から前記舌部に向かうにつれて前記軸方向上流側に突出する突出高さが漸増する稜部と、
を備え、
前記舌部から前記スクロール流路の上流側に向かって前記遠心圧縮機の周方向の角度で４度の位置における前記突出高さが前記巻き始め部における前記スクロール流路についての前記遠心圧縮機の軸方向に沿った高さ寸法の１０％以下である。
渦巻き状に形成されたスクロール流路が設けられた遠心圧縮機のスクロール構造において、
前記スクロール流路の巻き始め部と巻き終わり部とが交差する流路接続部における前記スクロール流路の最も下流側の位置において、前記スクロール流路と前記スクロール流路の下流側に接続される出口流路とを隔てる舌部と、
前記スクロール流路における前記遠心圧縮機の軸方向下流側の内周面から前記遠心圧縮機の軸方向上流側に突出する稜部であって、前記舌部よりも前記スクロール流路の上流側に位置する始点位置から前記舌部に向かうにつれて前記軸方向上流側に突出する突出高さが漸増する稜部と、
を備え、
前記舌部から前記スクロール流路の上流側に向かって前記遠心圧縮機の周方向の角度で４度の位置における前記突出高さが前記巻き始め部における前記スクロール流路についての前記遠心圧縮機の軸方向に沿った高さ寸法の１０％以下である。
【0011】
一般的な遠心圧縮機における稜部は、上述したように遠心圧縮機の周方向の角度で１５度程度の範囲に延在している。また、一般的な遠心圧縮機では、舌部との接続位置における稜部の突出高さは、巻き始め部におけるスクロール流路についての遠心圧縮機の軸方向に沿った高さ寸法の５０％を超えることが多い。そのため、一般的な遠心圧縮機における稜部では、舌部からスクロール流路の上流側に向かって遠心圧縮機の周方向の角度で４度の位置における稜部の突出高さは、巻き始め部におけるスクロール流路についての遠心圧縮機の軸方向に沿った高さ寸法の３０％を超えることが多い。
したがって、上記（２）の構成によれば、舌部からスクロール流路の上流側に向かって遠心圧縮機の周方向の角度で４度の位置における稜部の突出高さを巻き始め部におけるスクロール流路についての遠心圧縮機の軸方向に沿った高さ寸法の１０％以下とすることで、舌部の近傍における稜部の突出高さを一般的な遠心圧縮機における稜部の突出高さよりも小さくすることができる。そのため、上記（２）の構成によれば、稜部を乗り越えようとする流体の流れと、スクロール流路における上述した旋回流との干渉を抑制することができる。
したがって、上記（２）の構成によれば、スクロール流路の内周面からの流体の剥離を抑制できるので、剥離に伴う損失を抑制できる。したがって、遠心圧縮機において、広い運転範囲で効率を高めることができる。
したがって、上記（２）の構成によれば、舌部からスクロール流路の上流側に向かって遠心圧縮機の周方向の角度で４度の位置における稜部の突出高さを巻き始め部におけるスクロール流路についての遠心圧縮機の軸方向に沿った高さ寸法の１０％以下とすることで、舌部の近傍における稜部の突出高さを一般的な遠心圧縮機における稜部の突出高さよりも小さくすることができる。そのため、上記（２）の構成によれば、稜部を乗り越えようとする流体の流れと、スクロール流路における上述した旋回流との干渉を抑制することができる。
したがって、上記（２）の構成によれば、スクロール流路の内周面からの流体の剥離を抑制できるので、剥離に伴う損失を抑制できる。したがって、遠心圧縮機において、広い運転範囲で効率を高めることができる。
【0012】
（３）本発明の少なくとも一実施形態に係る遠心圧縮機のスクロール構造は、
渦巻き状に形成されたスクロール流路が設けられた遠心圧縮機のスクロール構造において、
前記スクロール流路の巻き始め部と巻き終わり部とが交差する流路接続部における前記スクロール流路の最も下流側の位置において、前記スクロール流路と前記スクロール流路の下流側に接続される出口流路とを隔てる舌部と、
前記スクロール流路における前記遠心圧縮機の軸方向下流側の内周面から前記遠心圧縮機の軸方向上流側に突出する稜部であって、前記舌部よりも前記スクロール流路の上流側に位置する始点位置から前記舌部に向かうにつれて前記軸方向上流側に突出する突出高さが漸増する稜部と、
を備え、
前記突出高さは、前記巻き始め部における前記スクロール流路についての前記遠心圧縮機の軸方向に沿った高さ寸法の３０％以下である。
渦巻き状に形成されたスクロール流路が設けられた遠心圧縮機のスクロール構造において、
前記スクロール流路の巻き始め部と巻き終わり部とが交差する流路接続部における前記スクロール流路の最も下流側の位置において、前記スクロール流路と前記スクロール流路の下流側に接続される出口流路とを隔てる舌部と、
前記スクロール流路における前記遠心圧縮機の軸方向下流側の内周面から前記遠心圧縮機の軸方向上流側に突出する稜部であって、前記舌部よりも前記スクロール流路の上流側に位置する始点位置から前記舌部に向かうにつれて前記軸方向上流側に突出する突出高さが漸増する稜部と、
を備え、
前記突出高さは、前記巻き始め部における前記スクロール流路についての前記遠心圧縮機の軸方向に沿った高さ寸法の３０％以下である。
【0013】
発明者らが鋭意検討した結果、稜部における突出高さを巻き始め部におけるスクロール流路についての遠心圧縮機の軸方向に沿った高さ寸法の３０％以下とすると、スクロール流路の内周面からの流体の剥離を抑制する効果が特に高まることが判明した。
したがって、上記（３）の構成によれば、スクロール流路の内周面からの流体の剥離を効果的に抑制できるので、剥離に伴う損失を効果的に抑制できる。
したがって、上記（３）の構成によれば、スクロール流路の内周面からの流体の剥離を効果的に抑制できるので、剥離に伴う損失を効果的に抑制できる。
【0014】
（４）本発明の少なくとも一実施形態に係る遠心圧縮機のスクロール構造は、
渦巻き状に形成されたスクロール流路が設けられた遠心圧縮機のスクロール構造において、
前記スクロール流路の巻き始め部と巻き終わり部とが交差する流路接続部における前記スクロール流路の最も下流側の位置において、前記スクロール流路と前記スクロール流路の下流側に接続される出口流路とを隔てる舌部と、
前記スクロール流路における前記遠心圧縮機の軸方向下流側の内周面から前記遠心圧縮機の軸方向上流側に突出する稜部であって、前記舌部よりも前記スクロール流路の上流側に位置する始点位置から前記舌部に向かうにつれて前記軸方向上流側に突出する突出高さが漸増する稜部と、
を備え、
前記稜部は、前記突出高さを規定する頂部を前記舌部から前記始点位置まで結ぶ曲線の曲率半径が前記軸方向上流側に存在し、
前記曲率半径は、前記頂部の少なくとも一部において前記舌部から前記始点位置に向かうにつれて漸増する。
渦巻き状に形成されたスクロール流路が設けられた遠心圧縮機のスクロール構造において、
前記スクロール流路の巻き始め部と巻き終わり部とが交差する流路接続部における前記スクロール流路の最も下流側の位置において、前記スクロール流路と前記スクロール流路の下流側に接続される出口流路とを隔てる舌部と、
前記スクロール流路における前記遠心圧縮機の軸方向下流側の内周面から前記遠心圧縮機の軸方向上流側に突出する稜部であって、前記舌部よりも前記スクロール流路の上流側に位置する始点位置から前記舌部に向かうにつれて前記軸方向上流側に突出する突出高さが漸増する稜部と、
を備え、
前記稜部は、前記突出高さを規定する頂部を前記舌部から前記始点位置まで結ぶ曲線の曲率半径が前記軸方向上流側に存在し、
前記曲率半径は、前記頂部の少なくとも一部において前記舌部から前記始点位置に向かうにつれて漸増する。
【0015】
上記（４）の構成では、突出高さを規定する頂部の少なくとも一部において、頂部を舌部から始点位置まで結ぶ曲線の曲率半径は、始点位置から舌部に向かうにつれて小さくなる。したがって、舌部から始点位置に向かって微小距離だけ移動したときの突出高さの減少量は、突出高さが最も高い舌部との接続位置に近い領域ほど大きい。したがって、舌部から始点位置に向かって移動したとき、舌部との接続位置に近い領域では、舌部との接続位置から遠い領域と比べて、突出高さが急激に減少することとなる。したがって、上記（４）の構成によれば、突出高さを全体的に抑制できることとなるので、稜部を乗り越えようとする流体の流れと、スクロール流路における上述した旋回流との干渉を抑制することができる。これにより、スクロール流路の内周面からの流体の剥離を抑制できるので、剥離に伴う損失を抑制できる。
【0016】
（５）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（４）の何れかの構成において、
前記スクロール流路は、前記スクロール流路の中心線と直交する方向に延在する断面における流路形状が前記舌部を含む前記断面において円形ではなく、
前記出口流路は、前記出口流路の中心線と直交する方向に延在する断面における流路形状が前記スクロール流路との接続位置から前記出口流路の下流側に向かうにつれて徐々に円形に近づいていき、前記遠心圧縮機の軸方向に沿った前記巻き終わり部の流路高さと同じ距離以上前記接続位置よりも前記出口流路の下流側の位置において該流路形状が円形である。
前記スクロール流路は、前記スクロール流路の中心線と直交する方向に延在する断面における流路形状が前記舌部を含む前記断面において円形ではなく、
前記出口流路は、前記出口流路の中心線と直交する方向に延在する断面における流路形状が前記スクロール流路との接続位置から前記出口流路の下流側に向かうにつれて徐々に円形に近づいていき、前記遠心圧縮機の軸方向に沿った前記巻き終わり部の流路高さと同じ距離以上前記接続位置よりも前記出口流路の下流側の位置において該流路形状が円形である。
【0017】
一般的に、遠心圧縮機では、スクロール流路は、スクロール流路の中心線と直交する方向に延在する断面における流路形状（以下、単に断面形状と呼ぶ）が舌部を含む断面において円形ではない。一方、出口流路は、流路の延在方向に直交する方向に延在する断面における流路形状（断面形状）は、一般的に円形である。そのため、スクロール流路から出口流路にかけて流路の断面形状が急変すると、損失が発生して遠心圧縮機の効率が低下してしまう。
発明者らが鋭意検討した結果、上記構成（５）のように、遠心圧縮機の軸方向に沿った巻き終わり部の流路高さ以上の距離をかけて流路の断面形状を円形に近づけることで、損失を効果的に抑制できることが判明した。
したがって、上記構成（５）によれば、スクロール流路から出口流路にかけて流路で発生する損失を効果的に抑制でき、遠心圧縮機において、広い運転範囲で効率を高めることができる。
発明者らが鋭意検討した結果、上記構成（５）のように、遠心圧縮機の軸方向に沿った巻き終わり部の流路高さ以上の距離をかけて流路の断面形状を円形に近づけることで、損失を効果的に抑制できることが判明した。
したがって、上記構成（５）によれば、スクロール流路から出口流路にかけて流路で発生する損失を効果的に抑制でき、遠心圧縮機において、広い運転範囲で効率を高めることができる。
【0018】
（６）本発明の少なくとも一実施形態に係る遠心圧縮機は、上記（１）乃至（５）の何れかの構成の遠心圧縮機のスクロール構造を備えるので、広い運転範囲で効率を高めることができる。
【発明の効果】
【0019】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、遠心圧縮機において、広い運転範囲で効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】幾つかの実施形態に係る遠心圧縮機の断面概要図である。
【図2】幾つかの実施形態に係る遠心圧縮機におけるケーシングを遠心圧縮機の回転軸の軸線方向と直交する断面で切断した断面を模式的に示した図である。
【図6】スクロール流路の巻き終わり部における流路形状、及び、出口流路の流路形状を模式的に示す図である。
【図7】従来の遠心圧縮機及び上述した実施形態に係る遠心圧縮機における流量とスクロール出口効率との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、添付図面を参照して本発明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、本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。
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。
【0022】
図１は、幾つかの実施形態に係る遠心圧縮機１の断面概要図である。幾つかの実施形態に係る遠心圧縮機１は、ターボチャージャに適用される遠心圧縮機１である。幾つかの実施形態に係る遠心圧縮機１では、図示しないタービンのタービンホイールとコンプレッサホイール８とが回転軸３で連結されている。コンプレッサホイール８は、ハブ５の表面に複数のコンプレッサ翼７が立設されている。コンプレッサホイール８は、コンプレッサ翼７の外側がコンプレッサハウジング（ケーシング）９で覆われている。幾つかの実施形態に係る遠心圧縮機１では、コンプレッサ翼７の外周側には、ディフューザ１１が形成され、さらに、このディフューザ１１の周囲には渦巻き状に形成されたスクロール流路１３が設けられている。
【0023】
図２は、幾つかの実施形態に係る遠心圧縮機１におけるケーシング９を遠心圧縮機１の回転軸３の軸線Ｘ方向と直交する断面で切断した断面を模式的に示した図である。ケーシング９は、スクロール流路１３と、該スクロール流路１３の下流側に接続される出口流路１５とを備えている。スクロール流路１３は、スクロール流路の巻き始め部１７と巻き終わり部１９とを有する。スクロール流路１３は、巻き始め部１７から図２に示す右回りに進むにつれて、その流路断面積が増加するように形成されている。
図２において、コンプレッサホイール８の回転方向を矢印Ｒで示している。幾つかの実施形態に係る遠心圧縮機１では、コンプレッサホイール８は、図２において右回りに回転する。
図２において、コンプレッサホイール８の回転方向を矢印Ｒで示している。幾つかの実施形態に係る遠心圧縮機１では、コンプレッサホイール８は、図２において右回りに回転する。
【0024】
スクロール流路１３内の流体の流れは、巻き始め部１７から巻き終わり部１９に向かう周方向流れの主流９１（図２参照）と、その主流９１に沿ってスクロール流路１３内を旋回しながら流れる旋回流９３（後述する図５参照）とを伴う。
【0025】
以下の説明では、遠心圧縮機１の回転軸３の軸線Ｘ方向を遠心圧縮機１の軸方向、又は、単に軸方向とも呼ぶ。軸方向のうち、遠心圧縮機１に流入する流体の流れに沿った上流側を軸方向上流側とし、その反対側を軸方向下流側とする。また、以下の説明では、遠心圧縮機１のコンプレッサホイール８の径方向を遠心圧縮機１の径方向、又は、単に径方向とも呼ぶ。径方向のうち、回転軸３の軸線Ｘに近づく方向を径方向内側とし、回転軸３の軸線Ｘから遠ざかる方向を径方向外側とする。
また、スクロール流路１３及び出口流路１５において、流路の延在方向のうち、流体の主流の流れの上流側をスクロール流路１３の上流側及び出口流路１５の上流側と呼び、流体の主流の流れの下流側をスクロール流路１３の下流側及び出口流路１５の下流側と呼ぶ。スクロール流路１３の上流側及び出口流路１５の上流側を流路上流側、又は単に上流側とも呼び、スクロール流路１３の下流側及び出口流路１５の下流側を流路下流側、又は単に下流側とも呼ぶ。スクロール流路１３においては、スクロール流路１３の延在方向は、遠心圧縮機１の周方向と略同じ方向となる。
また、スクロール流路１３及び出口流路１５において、流路の延在方向のうち、流体の主流の流れの上流側をスクロール流路１３の上流側及び出口流路１５の上流側と呼び、流体の主流の流れの下流側をスクロール流路１３の下流側及び出口流路１５の下流側と呼ぶ。スクロール流路１３の上流側及び出口流路１５の上流側を流路上流側、又は単に上流側とも呼び、スクロール流路１３の下流側及び出口流路１５の下流側を流路下流側、又は単に下流側とも呼ぶ。スクロール流路１３においては、スクロール流路１３の延在方向は、遠心圧縮機１の周方向と略同じ方向となる。
【0026】
幾つかの実施形態に係る遠心圧縮機１のスクロール構造１０では、ケーシング９にスクロール流路１３の巻き始め部１７と巻き終わり部１９とが交差する流路接続部２０が形成されている。流路接続部２０には、スクロール流路１３の内周面１３ａのうち、巻き終わり部１９において、巻き始め部１７に連通する開口部２１が形成されている。この開口部２１を取り囲む開口形成部２３のうち、スクロール流路１３の最も下流側の位置において、スクロール流路１３と出口流路１５とを隔てる舌部２５が形成されている。
【0027】
図３は、図２におけるＡ－Ａ矢視断面図である。すなわち、図３は、ケーシング９を流路接続部２０を含む位置で巻き終わり部１９の延在方向と直交する方向に延在する断面で切断したときのケーシング９の模式的な断面図である。図３は、巻き終わり部１９におけるスクロール流路１３の内側を出口流路１５の下流側から上流側を見た図でもある。なお、図３では、ディフューザ１１の記載を省略している。
図４は、図２におけるＢ－Ｂ矢視断面図である。すなわち、図４は、巻き終わり部１９の延在方向と略同じ方向に延在し、且つ、遠心圧縮機１の軸方向に延在する断面でケーシング９を切断したときのケーシング９の模式的な断面図である。図４では、巻き終わり部１９におけるスクロール流路１３の内側を遠心圧縮機１の径方向外側から見た図でもある。
図５は、図２におけるＣ方向から見た、スクロール流路１３の内部の模式的な斜視図である。
図４は、図２におけるＢ－Ｂ矢視断面図である。すなわち、図４は、巻き終わり部１９の延在方向と略同じ方向に延在し、且つ、遠心圧縮機１の軸方向に延在する断面でケーシング９を切断したときのケーシング９の模式的な断面図である。図４では、巻き終わり部１９におけるスクロール流路１３の内側を遠心圧縮機１の径方向外側から見た図でもある。
図５は、図２におけるＣ方向から見た、スクロール流路１３の内部の模式的な斜視図である。
【0028】
幾つかの実施形態では、ケーシング９には、稜部５０が形成されている。幾つかの実施形態では、稜部５０は、スクロール流路１３における遠心圧縮機の軸方向下流側の内周面１３ａから遠心圧縮機１の軸方向上流側に突出する部位である。幾つかの実施形態では、舌部２５よりもスクロール流路１３の上流側に位置する始点位置Ｐｓから舌部２５に向かうにつれて軸方向上流側に突出する突出高さＨＲが漸増するように形成されている。すなわち、幾つかの実施形態では、稜部５０は、始点位置Ｐｓにおいてスクロール流路１３における軸方向下流側の内周面１３ａから軸方向上流側に突出し始め、舌部２５に向かって徐々にその突出高さＨＲを増大させている。幾つかの実施形態では、稜部５０は、スクロール流路１３の下流側において舌部２５に接続されている。
なお、幾つかの実施形態では、巻き始め部１７における軸方向下流側の内周面１７ａと、巻き終わり部１９における軸方向下流側の内周面１９ａとは、遠心圧縮機１の軸方向の位置が同じである。
なお、幾つかの実施形態では、巻き始め部１７における軸方向下流側の内周面１７ａと、巻き終わり部１９における軸方向下流側の内周面１９ａとは、遠心圧縮機１の軸方向の位置が同じである。
【0029】
幾つかの実施形態では、稜部５０は、始点位置Ｐｓから舌部２５に向かって、おおよそ遠心圧縮機１の周方向に沿って延在している。
【0030】
以下の説明では、スクロール流路１３の中心、すなわち、中心線ＡＸが通過する位置は、スクロール流路１３を遠心圧縮機１の径方向に延在し、且つ、回転軸３の軸線Ｘ方向に延在する仮想的な切断面におけるスクロール流路１３の重心（図心）であるものとする。
以下、幾つかの実施形態に係る接続領域３０について詳述する。
以下、幾つかの実施形態に係る接続領域３０について詳述する。
【0031】
ディフューザ１１からスクロール流路１３内に吹き出される流体は、スクロール流路１３の内周面１３ａのうち、軸方向下流側の内周面１３ｂに沿ってスクロール流路１３内に流れ込む。また、ディフューザ１１からスクロール流路１３内に吹き出される流体は、遠心圧縮機１の径方向外側に向かう速度成分を有する。そのため、流路接続部２０の近傍では、ディフューザ１１からスクロール流路１３内に吹き出された流体が、矢印９７で示すように、稜部５０を遠心圧縮機１の径方向内側から外側に向かって乗り越えるように流れようとする。このような流体の流れは、軸方向上流側に向かって流れる。
また、スクロール流路１３内の流体の流れは、上述した主流９１と、その主流９１に沿ってスクロール流路１３内を旋回しながら流れる旋回流９３とを伴う。該旋回流９３は、軸方向下流側に向かって流れる。
そのため、矢印９７で示すように稜部５０を乗り越えようとする流体の流れと、上記旋回流９３とが干渉して、舌部２５近傍でスクロール流路１３の内周面１３ａからの流体の剥離を招いてしまう。このような剥離は、遠心圧縮機１の損失を招く。
また、スクロール流路１３内の流体の流れは、上述した主流９１と、その主流９１に沿ってスクロール流路１３内を旋回しながら流れる旋回流９３とを伴う。該旋回流９３は、軸方向下流側に向かって流れる。
そのため、矢印９７で示すように稜部５０を乗り越えようとする流体の流れと、上記旋回流９３とが干渉して、舌部２５近傍でスクロール流路１３の内周面１３ａからの流体の剥離を招いてしまう。このような剥離は、遠心圧縮機１の損失を招く。
【0032】
そこで、幾つかの実施形態では、稜部５０の形状を以下のようにすることで、矢印９７で示すように稜部５０を乗り越えようとする流体の流れと、スクロール流路１３における上述した旋回流９３との干渉を抑制するようにしている。
具体的には、幾つかの実施形態では、始点位置Ｐｓは、舌部２５からスクロール流路１３の上流側に向かって遠心圧縮機１の周方向の角度θで８度以下の位置である。なお、幾つかの実施形態では、始点位置Ｐｓは、上記角度θで４度以下の位置であるとさらによい。
具体的には、幾つかの実施形態では、始点位置Ｐｓは、舌部２５からスクロール流路１３の上流側に向かって遠心圧縮機１の周方向の角度θで８度以下の位置である。なお、幾つかの実施形態では、始点位置Ｐｓは、上記角度θで４度以下の位置であるとさらによい。
【0033】
一般的な遠心圧縮機では、始点位置Ｐｓは、上記角度θで１５度程度の位置とされている。
これに対し、幾つかの実施形態では、始点位置Ｐｓは、上記角度θで８度以下の位置である。
したがって、幾つかの実施形態では、稜部５０が遠心圧縮機１の周方向に延在する範囲を一般的な遠心圧縮機と比較して小さくすることができる。
稜部５０は、スクロール流路１３の内周面１３ａのうち軸方向下流側の内周面１３ｂから軸方向上流側に向かって突出する部位であるので、稜部５０が遠心圧縮機１の周方向に延在する範囲を小さくすることで、矢印９７で示すように稜部５０を乗り越えようとする流体の流れと、スクロール流路１３における旋回流９３との干渉を抑制することができる。
したがって、幾つかの実施形態によれば、スクロール流路１３の内周面１３ａからの流体の剥離を抑制できるので、剥離に伴う損失を抑制できる。したがって、遠心圧縮機１において、広い運転範囲で効率を高めることができる。
これに対し、幾つかの実施形態では、始点位置Ｐｓは、上記角度θで８度以下の位置である。
したがって、幾つかの実施形態では、稜部５０が遠心圧縮機１の周方向に延在する範囲を一般的な遠心圧縮機と比較して小さくすることができる。
稜部５０は、スクロール流路１３の内周面１３ａのうち軸方向下流側の内周面１３ｂから軸方向上流側に向かって突出する部位であるので、稜部５０が遠心圧縮機１の周方向に延在する範囲を小さくすることで、矢印９７で示すように稜部５０を乗り越えようとする流体の流れと、スクロール流路１３における旋回流９３との干渉を抑制することができる。
したがって、幾つかの実施形態によれば、スクロール流路１３の内周面１３ａからの流体の剥離を抑制できるので、剥離に伴う損失を抑制できる。したがって、遠心圧縮機１において、広い運転範囲で効率を高めることができる。
【0034】
図７は、従来の遠心圧縮機及び上述した実施形態に係る遠心圧縮機１における流量とスクロール出口効率との関係を示すグラフである。図７において、実線で示したグラフは、上述した実施形態に係る遠心圧縮機１についてのグラフであり、破線で示したグラフは、従来の遠心圧縮機についてのグラフである。図７に示すように、始点位置Ｐｓは、上記角度θで８度以下の位置とすることで、主に大流量領域においてスクロール出口効率が向上する。
【0035】
幾つかの実施形態では、舌部２５からスクロール流路１３の上流側に向かって遠心圧縮機１の周方向の角度θで４度の位置における突出高さＨＲは、巻き始め部１７におけるスクロール流路１３についての遠心圧縮機１の軸方向に沿った高さ寸法Ｈａの１０％以下である。
【0036】
一般的な遠心圧縮機における稜部５０は、上述したように遠心圧縮機の周方向の角度で１５度程度の範囲に延在している。また、一般的な遠心圧縮機では、舌部２５との接続位置における稜部５０の突出高さＨＲ１は、巻き始め部１７におけるスクロール流路１３についての遠心圧縮機の軸方向に沿った高さ寸法Ｈａの５０％を超えることが多い。そのため、一般的な遠心圧縮機における稜部５０では、舌部２５からスクロール流路１３の上流側に向かって遠心圧縮機の周方向の角度θで４度の位置における稜部５０の突出高さＨＲは、巻き始め部１７におけるスクロール流路１３についての遠心圧縮機の軸方向に沿った高さ寸法Ｈａの３０％を超えることが多い。
したがって、幾つかの実施形態によれば、舌部２５からスクロール流路１３の上流側に向かって遠心圧縮機１の周方向の角度θで４度の位置における稜部５０の突出高さＨＲを巻き始め部１７におけるスクロール流路１３についての遠心圧縮機１の軸方向に沿った高さ寸法Ｈａの１０％以下とすることで、舌部２５の近傍における稜部５０の突出高さＨＲを一般的な遠心圧縮機における稜部５０の突出高さＨＲよりも小さくすることができる。そのため、幾つかの実施形態によれば、矢印９７で示すように稜部５０を乗り越えようとする流体の流れと、スクロール流路１３における旋回流９３との干渉を抑制することができる。
したがって、幾つかの実施形態によれば、スクロール流路１３の内周面１３ａからの流体の剥離を抑制できるので、剥離に伴う損失を抑制できる。したがって、遠心圧縮機１において、広い運転範囲で効率を高めることができる。
したがって、幾つかの実施形態によれば、舌部２５からスクロール流路１３の上流側に向かって遠心圧縮機１の周方向の角度θで４度の位置における稜部５０の突出高さＨＲを巻き始め部１７におけるスクロール流路１３についての遠心圧縮機１の軸方向に沿った高さ寸法Ｈａの１０％以下とすることで、舌部２５の近傍における稜部５０の突出高さＨＲを一般的な遠心圧縮機における稜部５０の突出高さＨＲよりも小さくすることができる。そのため、幾つかの実施形態によれば、矢印９７で示すように稜部５０を乗り越えようとする流体の流れと、スクロール流路１３における旋回流９３との干渉を抑制することができる。
したがって、幾つかの実施形態によれば、スクロール流路１３の内周面１３ａからの流体の剥離を抑制できるので、剥離に伴う損失を抑制できる。したがって、遠心圧縮機１において、広い運転範囲で効率を高めることができる。
【0037】
幾つかの実施形態では、舌部２５からスクロール流路１３の上流側に向かって遠心圧縮機１の周方向の角度θで４度の位置における突出高さＨＲは、舌部２５との接続位置における突出高さＨＲ１の２０％以下である。
【0038】
一般的な遠心圧縮機における稜部５０は、上述したように遠心圧縮機の周方向の角度で１５度程度の範囲に延在している。そのため、一般的な遠心圧縮機における稜部５０では、舌部２５からスクロール流路１３の上流側に向かって遠心圧縮機の周方向の角度で４度の位置における稜部５０の突出高さＨＲが舌部２５との接続位置における突出高さＨＲ１の５０％を超えることが多い。
したがって、幾つかの実施形態によれば、舌部２５からスクロール流路１３の上流側に向かって遠心圧縮機１の周方向の角度θで４度の位置における稜部５０の突出高さＨＲが舌部２５との接続位置における突出高さＨＲ１の２０％以下とすることで、舌部２５の近傍における稜部５０の突出高さＨＲを一般的な遠心圧縮機における稜部の突出高さよりも小さくすることができる。そのため、幾つかの実施形態によれば、矢印９７で示すように稜部５０を乗り越えようとする流体の流れと、スクロール流路１３における旋回流９３との干渉を抑制することができる。
したがって、幾つかの実施形態によれば、スクロール流路１３の内周面１３ａからの流体の剥離を抑制できるので、剥離に伴う損失を抑制できる。したがって、遠心圧縮機１において、広い運転範囲で効率を高めることができる。
したがって、幾つかの実施形態によれば、舌部２５からスクロール流路１３の上流側に向かって遠心圧縮機１の周方向の角度θで４度の位置における稜部５０の突出高さＨＲが舌部２５との接続位置における突出高さＨＲ１の２０％以下とすることで、舌部２５の近傍における稜部５０の突出高さＨＲを一般的な遠心圧縮機における稜部の突出高さよりも小さくすることができる。そのため、幾つかの実施形態によれば、矢印９７で示すように稜部５０を乗り越えようとする流体の流れと、スクロール流路１３における旋回流９３との干渉を抑制することができる。
したがって、幾つかの実施形態によれば、スクロール流路１３の内周面１３ａからの流体の剥離を抑制できるので、剥離に伴う損失を抑制できる。したがって、遠心圧縮機１において、広い運転範囲で効率を高めることができる。
【0039】
なお、上述した、上記角度θで４度の位置における突出高さＨＲを上記突出高さＨＲ１の２０％以下とする実施形態は、始点位置Ｐｓを上記角度θで８度以下の位置とする実施形態や、後述する他の実施形態とともに実施してもよく、単独で実施してもよい。
【0040】
また、幾つかの実施形態では、稜部５０の突出高さＨＲは、巻き始め部１７におけるスクロール流路１３についての遠心圧縮機１の軸方向に沿った高さ寸法Ｈａの３０％以下である。
【0041】
発明者らが鋭意検討した結果、稜部５０における突出高さＨＲを巻き始め部１７におけるスクロール流路１３についての遠心圧縮機１の軸方向に沿った高さ寸法Ｈａの３０％以下とすると、スクロール流路１３の内周面１３ａからの流体の剥離を抑制する効果が特に高まることが判明した。
したがって、幾つかの実施形態によれば、スクロール流路１３の内周面１３ａからの流体の剥離を効果的に抑制できるので、剥離に伴う損失を効果的に抑制できる。
したがって、幾つかの実施形態によれば、スクロール流路１３の内周面１３ａからの流体の剥離を効果的に抑制できるので、剥離に伴う損失を効果的に抑制できる。
【0042】
上述した、稜部５０の突出高さＨＲを上記高さ寸法Ｈａの３０％以下とする実施形態は、始点位置Ｐｓを上記角度θで８度以下の位置とする実施形態や、上記角度θで４度の位置における突出高さＨＲを上記突出高さＨＲ１の２０％以下とする実施形態とともに実施してもよく、単独で実施してもよい。また、上述した、稜部５０の突出高さＨＲを上記高さ寸法Ｈａの３０％以下とする実施形態は、後述する他の実施形態とともに実施してもよい。
【0043】
幾つかの実施形態では、稜部５０は、突出高さＨＲを規定する頂部５１を舌部２５から始点位置Ｐｓまで結ぶ曲線の曲率半径ｒ（図４参照）が軸方向上流側に存在する。
また、曲率半径ｒは、頂部５１の少なくとも一部において舌部２５から始点位置Ｐｓに向かうにつれて漸増する。
すなわち、幾つかの実施形態では、頂部５１の少なくとも一部において、頂部５１を舌部２５から始点位置Ｐｓまで結ぶ曲線の曲率半径ｒは、始点位置Ｐｓから舌部２５に向かうにつれて小さくなる。したがって、舌部２５から始点位置Ｐｓに向かって微小距離ｄｘだけ移動したときの突出高さＨＲの減少量（ｄＨＲ）は、突出高さＨＲが最も高い舌部２５との接続位置に近い領域ほど大きい。したがって、舌部２５から始点位置Ｐｓに向かって移動したとき、舌部２５との接続位置に近い領域では、舌部２５との接続位置から遠い領域と比べて、突出高さＨＲが急激に減少することとなる。したがって、幾つかの実施形態によれば、突出高さＨＲを全体的に抑制できることとなるので、矢印９７で示すように稜部５０を乗り越えようとする流体の流れと、スクロール流路１３における旋回流９３との干渉を抑制することができる。これにより、スクロール流路１３の内周面１３ａからの流体の剥離を抑制できるので、剥離に伴う損失を抑制できる。
また、曲率半径ｒは、頂部５１の少なくとも一部において舌部２５から始点位置Ｐｓに向かうにつれて漸増する。
すなわち、幾つかの実施形態では、頂部５１の少なくとも一部において、頂部５１を舌部２５から始点位置Ｐｓまで結ぶ曲線の曲率半径ｒは、始点位置Ｐｓから舌部２５に向かうにつれて小さくなる。したがって、舌部２５から始点位置Ｐｓに向かって微小距離ｄｘだけ移動したときの突出高さＨＲの減少量（ｄＨＲ）は、突出高さＨＲが最も高い舌部２５との接続位置に近い領域ほど大きい。したがって、舌部２５から始点位置Ｐｓに向かって移動したとき、舌部２５との接続位置に近い領域では、舌部２５との接続位置から遠い領域と比べて、突出高さＨＲが急激に減少することとなる。したがって、幾つかの実施形態によれば、突出高さＨＲを全体的に抑制できることとなるので、矢印９７で示すように稜部５０を乗り越えようとする流体の流れと、スクロール流路１３における旋回流９３との干渉を抑制することができる。これにより、スクロール流路１３の内周面１３ａからの流体の剥離を抑制できるので、剥離に伴う損失を抑制できる。
【0044】
上述した、舌部２５から始点位置Ｐｓに向かうにつれて曲率半径ｒを漸増させる実施形態は、上述した各実施形態の少なくとも何れか一つとともに実施してもよく、単独で実施してもよい。また、上述した、舌部２５から始点位置Ｐｓに向かうにつれて曲率半径ｒを漸増させる実施形態は、後述する他の実施形態とともに実施してもよい。
【0045】
図６は、スクロール流路１３の巻き終わり部１９における流路形状、及び、出口流路１５の流路形状を模式的に示す図であり、出口流路１５の下流側から見たときのそれぞれの流路形状を示している。
幾つかの実施形態では、例えば図５、６に示すように、スクロール流路１３は、スクロール流路１３の中心線ＡＸと直交する方向に延在する断面における流路形状１３Ｘが舌部２５を含む断面において円形ではない。
また、幾つかの実施形態では、出口流路１５は、出口流路１５の中心線ＡＸと直交する方向に延在する断面における流路形状１５Ｘがスクロール流路１３との接続位置１５ａ（図２参照）から出口流路１５の下流側に向かうにつれて徐々に円形に近づいていき、遠心圧縮機１の軸方向に沿った巻き終わり部１９の流路高さＨｂ（図４参照）と同じ距離以上接続位置１５ａよりも出口流路の下流側の位置において該流路形状１５Ｘが円形である。
幾つかの実施形態では、例えば図５、６に示すように、スクロール流路１３は、スクロール流路１３の中心線ＡＸと直交する方向に延在する断面における流路形状１３Ｘが舌部２５を含む断面において円形ではない。
また、幾つかの実施形態では、出口流路１５は、出口流路１５の中心線ＡＸと直交する方向に延在する断面における流路形状１５Ｘがスクロール流路１３との接続位置１５ａ（図２参照）から出口流路１５の下流側に向かうにつれて徐々に円形に近づいていき、遠心圧縮機１の軸方向に沿った巻き終わり部１９の流路高さＨｂ（図４参照）と同じ距離以上接続位置１５ａよりも出口流路の下流側の位置において該流路形状１５Ｘが円形である。
【0046】
一般的に、遠心圧縮機では、スクロール流路１３は、スクロール流路１３の中心線ＡＸと直交する方向に延在する断面における流路形状（以下、単に断面形状と呼ぶ）１３Ｘが舌部２５を含む断面において円形ではない。一方、出口流路１５は、流路の延在方向に直交する方向に延在する断面における流路形状（断面形状）１５Ｘは、一般的に円形である。そのため、スクロール流路１３から出口流路１５にかけて流路の断面形状が急変すると、損失が発生して遠心圧縮機１の効率が低下してしまう。
発明者らが鋭意検討した結果、上述したように、遠心圧縮機１の軸方向に沿った巻き終わり部１９の流路高さＨｂ以上の距離をかけて流路の断面形状を円形に近づけることで、損失を効果的に抑制できることが判明した。
したがって、幾つかの実施形態では、によれば、スクロール流路１３から出口流路１５にかけて流路で発生する損失を効果的に抑制でき、遠心圧縮機１において、広い運転範囲で効率を高めることができる。
発明者らが鋭意検討した結果、上述したように、遠心圧縮機１の軸方向に沿った巻き終わり部１９の流路高さＨｂ以上の距離をかけて流路の断面形状を円形に近づけることで、損失を効果的に抑制できることが判明した。
したがって、幾つかの実施形態では、によれば、スクロール流路１３から出口流路１５にかけて流路で発生する損失を効果的に抑制でき、遠心圧縮機１において、広い運転範囲で効率を高めることができる。
【0047】
上述した、流路高さＨｂ以上の距離をかけて流路の断面形状を円形に近づける実施形態は、上述した各実施形態の少なくとも何れか一つとともに実施するとよい。
【0048】
本発明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。
【符号の説明】
【0049】
１ 遠心圧縮機
９ コンプレッサハウジング（ケーシング）
１０ スクロール構造
１３ スクロール流路
１５ 出口流路
１７ 巻き始め部
１９ 巻き終わり部
２０ 流路接続部
２５ 舌部
３０ 接続領域
５０ 稜部
９ コンプレッサハウジング（ケーシング）
１０ スクロール構造
１３ スクロール流路
１５ 出口流路
１７ 巻き始め部
１９ 巻き終わり部
２０ 流路接続部
２５ 舌部
３０ 接続領域
５０ 稜部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】