特許 7157155 遠心圧縮機及びターボチャージャ

(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】2022-10-11

(45)【発行日】2022-10-19

(54)【発明の名称】遠心圧縮機及びターボチャージャ

(51)【国際特許分類】

   F02B 37/16 20060101AFI20221012BHJP

   F02B 39/00 20060101ALI20221012BHJP

【ＦＩ】

F02B37/16 Z

F02B39/00 G

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2020529957

(86)(22)【出願日】2018-07-13

(86)【国際出願番号】 JP2018026549

(87)【国際公開番号】W WO2020012648

(87)【国際公開日】2020-01-16

【審査請求日】2020-11-26

【審判番号】

【審判請求日】2021-10-08

(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】林 良洋

(72)【発明者】

【氏名】藤田 豊

(72)【発明者】

【氏名】岩切 健一郎

【合議体】

【審判長】河端 賢

【審判官】水野 治彦

【審判官】木村 麻乃

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－６２８２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１５５６６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－３５１１９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／７３２８７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】実開昭６１－５７１３７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】国際公開第２０１８／６９９７５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００５－２４０５６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２４１５５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２４１５６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

F02B37/00-37/24

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

インペラと、
前記インペラに空気を案内するコンプレッサ入口管と、
前記インペラの外周側に設けられたスクロール流路と、
前記インペラを迂回して前記コンプレッサ入口管と前記スクロール流路とを接続するバイパス流路であって前記スクロール流路を流れる圧縮空気の一部を前記コンプレッサ入口管に還流させるためのバイパス流路と、
を備える遠心圧縮機であって、
前記コンプレッサ入口管の軸方向において前記コンプレッサ入口管に形成された前記バイパス流路の接続口の周縁のうち最も下流側に位置する下流端は、前記インペラの翼の前縁よりも上流側に位置しており、
前記バイパス流路の断面の重心を前記バイパス流路の流れ方向に繋いだ仮想線をＢとし、
前記インペラの回転軸線に直交する断面において、前記コンプレッサ入口管の内壁面を構成する仮想円をＣ、
前記仮想円Ｃと前記仮想線Ｂとの交点をＰ１、前記交点Ｐ１における前記仮想線Ｂの接線をＬ２とし、
前記遠心圧縮機の子午面において、前記コンプレッサ入口管の軸心Ｏ１と前記接線Ｌ２との交点をＰ３、前記コンプレッサ入口管の軸心Ｏ１のうち前記コンプレッサ入口管の流れ方向における前記交点Ｐ３よりも上流側の線分をＬ５、前記接線Ｌ２のうち前記交点Ｐ３から前記バイパス流路内に延びる半直線をＬ６とすると、
前記交点Ｐ３において前記線分Ｌ５と前記半直線Ｌ６とがなす角度θ３は、９０°＜θ３を満たし、
前記コンプレッサ入口管の軸心に直交する断面において、前記コンプレッサ入口管の内壁面と前記バイパス流路の内壁面との接続箇所のうち前記インペラの回転方向における下流側の接続箇所をＡ１、前記接続箇所Ａ１における前記仮想円Ｃの接線をＬ１とすると、前記バイパス流路の内壁面は、前記接続箇所Ａ１から前記接線Ｌ１に沿って形成され、
前記コンプレッサ入口管の軸心に直交する断面において、前記仮想円Ｃと前記仮想線Ｂとの交点をＰ１、前記仮想円Ｃと前記バイパス流路の内壁面との接続箇所のうち前記インペラの回転方向における上流側の接続箇所をＡ２とすると、
前記仮想円に沿った前記接続箇所Ａ１から交点Ｐ１までの距離は、前記仮想円に沿った前記接続箇所Ａ２から交点Ｐ１までの距離よりも大きい、遠心圧縮機。

【請求項2】

前記コンプレッサ入口管の軸心に直交する断面において、前記コンプレッサ入口管の軸心を通るとともに前記接線Ｌ２に平行な直線をＬ３、前記仮想円Ｃと前記直線Ｌ３との交点をＰ２とすると、
前記交点Ｐ１は、前記交点Ｐ２に対して前記インペラの回転方向における下流側に位置する、請求項１に記載の遠心圧縮機。

【請求項3】

前記コンプレッサ入口管の軸心に直交する断面において、前記接続箇所Ａ１における前記接線Ｌ１と前記バイパス流路の内壁面とのなす角度θ１は０°≦θ１≦４５°を満たす、請求項１又は２に記載の遠心圧縮機。

【請求項4】

前記コンプレッサ入口管の軸心に直交する断面において、前記接続箇所Ａ１における前記接線Ｌ１と前記バイパス流路の内壁面とのなす角度をθ１、前記仮想円Ｃと前記バイパス流路の内壁面との接続箇所のうち前記インペラの回転方向における上流側の接続箇所をＡ２、前記接続箇所Ａ２における前記仮想円の接線をＬ４、前記接続箇所Ａ２における前記接線Ｌ４と前記バイパス流路の内壁面とのなす角度をθ２とすると、θ１＜θ２を満たす、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】

前記コンプレッサ入口管の軸心に直交する断面において、前記仮想円Ｃと前記バイパス流路の内壁面との接続箇所のうち前記インペラの回転方向における上流側の接続箇所をＡ２、前記接続箇所Ａ２における前記仮想円の接線をＬ４とすると、前記接線Ｌ４と前記バイパス流路の内壁面とのなす角度θ２が４５°≦θ２≦９０°を満たす、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】

前記角度θ３は、θ３≦１３５°を満たす、請求項１乃至５の何れか１項に記載の遠心圧縮機。

【請求項7】

インペラと、
前記インペラに空気を案内するコンプレッサ入口管と、
前記インペラの外周側に設けられたスクロール流路と、
前記インペラを迂回して前記コンプレッサ入口管と前記スクロール流路とを接続するバイパス流路であって前記スクロール流路を流れる圧縮空気の一部を前記コンプレッサ入口管に還流させるためのバイパス流路と、
を備える遠心圧縮機であって、
前記コンプレッサ入口管の軸方向において前記コンプレッサ入口管に形成された前記バイパス流路の接続口の周縁のうち最も下流側に位置する下流端は、前記インペラの翼の前縁よりも上流側に位置しており、
前記バイパス流路の断面の重心を前記バイパス流路の流れ方向に繋いだ仮想線をＢとし、
前記インペラの回転軸線に直交する断面において、前記コンプレッサ入口管の内壁面を構成する仮想円をＣ、
前記仮想円Ｃと前記仮想線Ｂとの交点をＰ１、前記交点Ｐ１における前記仮想線Ｂの接線をＬ２とし、
前記遠心圧縮機の子午面において、前記コンプレッサ入口管の軸心Ｏ１と前記接線Ｌ２との交点をＰ３、前記コンプレッサ入口管の軸心Ｏ１のうち前記コンプレッサ入口管の流れ方向における前記交点Ｐ３よりも上流側の線分をＬ５、前記接線Ｌ２のうち前記交点Ｐ３から前記バイパス流路内に延びる半直線をＬ６とすると、
前記交点Ｐ３において前記線分Ｌ５と前記半直線Ｌ６とがなす角度θ３は、９０°＜θ３を満たし、
前記接続口と前記インペラの翼の前記前縁との間に位置し、前記コンプレッサ入口管の前記内壁面から前記コンプレッサ入口管の径方向における内側に向かって突出するように、前記軸心Ｏ１に平行な方向に沿って延設された少なくとも一つの延設部を更に備える、遠心圧縮機。

【請求項8】

前記少なくとも一つの延設部は、前記コンプレッサ入口管の周方向に間隔を空けて設けられた複数の前記延設部を含む、請求項７に記載の遠心圧縮機。

【請求項9】

前記延設部の各々は板状に構成された、請求項７又は８に記載の遠心圧縮機。

【請求項10】

インペラと、
前記インペラに空気を案内するコンプレッサ入口管と、
前記インペラの外周側に設けられたスクロール流路と、
前記インペラを迂回して前記コンプレッサ入口管と前記スクロール流路とを接続するバイパス流路であって前記スクロール流路を流れる圧縮空気の一部を前記コンプレッサ入口管に還流させるためのバイパス流路と、
を備える遠心圧縮機であって、
前記コンプレッサ入口管の軸方向において前記コンプレッサ入口管に形成された前記バイパス流路の接続口の周縁のうち最も下流側に位置する下流端は、前記インペラの翼の前縁よりも上流側に位置しており、
前記バイパス流路の断面の重心を前記バイパス流路の流れ方向に繋いだ仮想線をＢとし、
前記インペラの回転軸線に直交する断面において、前記コンプレッサ入口管の内壁面を構成する仮想円をＣ、
前記仮想円Ｃと前記仮想線Ｂとの交点をＰ１、前記交点Ｐ１における前記仮想線Ｂの接線をＬ２とし、
前記遠心圧縮機の子午面において、前記コンプレッサ入口管の軸心Ｏ１と前記接線Ｌ２との交点をＰ３、前記コンプレッサ入口管の軸心Ｏ１のうち前記コンプレッサ入口管の流れ方向における前記交点Ｐ３よりも上流側の線分をＬ５、前記接線Ｌ２のうち前記交点Ｐ３から前記バイパス流路内に延びる半直線をＬ６とすると、
前記交点Ｐ３において前記線分Ｌ５と前記半直線Ｌ６とがなす角度θ３は、９０°＜θ３を満たし、
前記コンプレッサ入口管の内壁面のうち前記コンプレッサ入口管の流れ方向において前記バイパス流路の前記接続口よりも上流側の内壁面から前記流れ方向における下流側に向かって突出する環状の突出部を含む、遠心圧縮機。

【請求項11】

前記突出部は、前記コンプレッサ入口管の径方向視において前記接続口の少なくとも一部にオーバーラップするように設けられた、請求項１０に記載の遠心圧縮機。

【請求項12】

請求項１乃至１１の何れか１項に記載の遠心圧縮機と、前記遠心圧縮機のインペラと回転軸を共有するタービンと、を備えるターボチャージャ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、遠心圧縮機及びターボチャージャに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば乗用車向けに使用されるターボチャージャでは、エンジンの減速時における急激な流量減少に伴うサージングを回避するためのデバイスとして、バイパスバルブが採用される場合がある。この場合、コンプレッサ入口管とスクロール流路とを接続するバイパス流路にバイパスバルブが設けられ、サージライン近傍の高圧力比の作動点においてバイパスバルブを開放することで、ブースト圧力を低下させ、所定のサージマージンを確保することができる。

【0003】

バイパスバルブを設けることによって、サージライン近傍でのアクティブ制御が可能となる反面、スクロール流路からバイパス流路への分岐部が形成されることによって、分岐部にて付加的な流動損失が発生する。

【0004】

特許文献１では、バイパスバルブの弁体の表面を圧縮機のスクロール流路の内壁に沿った形状にすることを提案している。このような構造にすれば、スクロール流路からバイパス流路への分岐部において、バイパス流路への流れの流入による圧力損失の増大を抑制することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１２－２４１５５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

図１０に、コンプレッサ入口管の軸心に直交する断面における、サージライン近傍での軸方向速度分布及び流れ方向を示す。図１０において、軸方向速度が正の値を有する場合は流れがインペラに向かって流れていることを意味し、軸方向速度が負の値を有する場合は流れがインペラから逆流していることを意味する。本発明者の検討の結果、図１０に示すように、インペラからの逆流がインペラの回転方向の旋回成分を伴ってコンプレッサ入口管とバイパス流路との接続箇所近傍でバイパス流路に衝突し、この衝突に起因する局所的な減速により速度分布に歪みが生じて非軸対称な流れが形成されていることが明らかとなった。

【0007】

また、この非軸対称な流れにより、図１１に示すようにインペラの各羽根の流動損失のばらつきが生じ、一部の羽根は設計点から大きく離れた作動点にて動作することとなる。これにより、インペラの回転領域における圧力損失が増大して圧縮機効率が低下することが判明した。

【0008】

特許文献１に記載の遠心圧縮機では、スクロール流路からバイパス流路への分岐部における圧力損失を抑制することで圧縮機効率の低下を抑制することができるものの、圧縮機効率の低下を抑制するためにバイパス流路とコンプレッサ入口管との接続部分を如何に構成するべきかという観点では、特許文献１には何ら知見が開示されていない。

【0009】

本発明の少なくとも一実施形態は、上述したような従来の課題に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、バイパス流路とコンプレッサ入口管との接続部分の構成に起因する圧縮機効率の低下を抑制可能な遠心圧縮機及びターボチャージャを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

（１）本発明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、
前記インペラに空気を案内するコンプレッサ入口管と、
前記インペラの外周側に設けられたスクロール流路と、
前記インペラを迂回して前記コンプレッサ入口管と前記スクロール流路とを接続するバイパス流路と、
を備え、
前記コンプレッサ入口管の軸心に直交する断面において、前記コンプレッサ入口管の内壁面と前記バイパス流路の内壁面との接続箇所のうち前記インペラの回転方向における下流側の接続箇所をＡ１、前記コンプレッサ入口管の内壁面を構成する仮想円をＣ、前記接続箇所Ａ１における前記仮想円Ｃの接線をＬ１とすると、前記バイパス流路の内壁面は、前記接続箇所Ａ１から前記接線Ｌ１に沿って形成される。

【0011】

上記（１）に記載の遠心圧縮機によれば、コンプレッサ入口管の軸心に直交する断面において、バイパス流路の内壁面をインペラの回転方向における下流側の接続箇所Ａ１から接線Ｌ１に沿って形成したことにより、サージライン近傍の運転領域においてインペラから逆流する旋回流れ（スワール）に沿うようにバイパス流路の内壁面が形成される。このため、接続箇所Ａ１においてバイパス流路の内壁面が接線Ｌ１に沿っていない場合と比較して、インペラから逆流する旋回流れがバイパス流路の内壁面に衝突することによる当該旋回流れの局所的な減速を抑制することができる。これにより、コンプレッサ入口管における周方向の流動歪みが低減されて、速度分布における周方向の均一性を高めることができる。このため、インペラの各羽根の流動損失のばらつきが低減されるため、圧縮機効率の低下を抑制することができる。

【0012】

（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、
前記バイパス流路の断面の重心を前記バイパス流路の流れ方向に繋いだ仮想線をＢとし、
前記コンプレッサ入口管の軸心に直交する断面において、前記仮想円Ｃと前記仮想線Ｂとの交点をＰ１、前記交点Ｐ１における前記仮想線Ｂの接線をＬ２、前記コンプレッサ入口管の軸心を通るとともに前記接線Ｌ２に平行な直線をＬ３、前記仮想円Ｃと前記直線Ｌ３との交点をＰ２とすると、
前記交点Ｐ１は、前記交点Ｐ２に対して前記インペラの回転方向における下流側に位置する。

【0013】

上記（２）に記載の遠心圧縮機によれば、バイパス流路の内壁面が接続箇所Ａ１から接線Ｌ１に沿うようにバイパス流路を構成することが容易となるため、バイパス流路の構成の複雑化を抑制しつつ圧縮機効率の低下を抑制することができる。
また、コンプレッサ入口管の軸心に直交する断面において、コンプレッサ入口管の内壁面とバイパス流路の内壁面との接続箇所のうちインペラの回転方向における上流側の接続箇所をＡ２、接続箇所Ａ２における仮想円Ｃの接線をＬ４、接続箇所Ａ２における接線Ｌ４とバイパス流路１６の内壁面２４とのなす角度をθ２とすると、上記のように交点Ｐ１を交点Ｐ２に対してインペラの回転方向における下流側に位置させることにより、上記角度θ２を大きくすることが容易となる。このため、インペラから逆流する旋回流れのバイパス流路への侵入を抑制して、圧縮機効率の低下を効果的に抑制することができる。

【0014】

（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、
前記コンプレッサ入口管の軸心に直交する断面において、前記仮想円Ｃと前記仮想線Ｂとの交点をＰ１、前記仮想円Ｃと前記バイパス流路の内壁面との接続箇所のうち前記インペラの回転方向における上流側の接続箇所をＡ２とすると、
前記仮想円に沿った前記接続箇所Ａ１から交点Ｐ１までの距離ｄ１は、前記仮想円に沿った前記接続箇所Ａ２から交点Ｐ１までの距離ｄ２よりも大きい。

【0015】

上記（３）に記載の遠心圧縮機によれば、バイパス流路の内壁面が接続箇所Ａ１から接線Ｌ１に沿うようにバイパス流路を構成することが容易となるため、バイパス流路の構成の複雑化を抑制しつつ圧縮機効率の低下を抑制することができる。
また、コンプレッサ入口管の軸心に直交する断面において、コンプレッサ入口管の内壁面とバイパス流路の内壁面との接続箇所のうちインペラの回転方向における上流側の接続箇所をＡ２、接続箇所Ａ２における仮想円Ｃの接線をＬ４、接続箇所Ａ２における接線Ｌ４とバイパス流路１６の内壁面２４とのなす角度をθ２とすると、上記のように距離ｄ１を距離ｄ２よりも大きくすることにより、上記角度θ２を大きくすることが容易となる。このため、インペラから逆流する旋回流れのバイパス流路への侵入を抑制して、圧縮機効率の低下を効果的に抑制することができる。

【0016】

（４）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（３）の何れかに記載の遠心圧縮機において、
前記コンプレッサ入口管の軸心に直交する断面において、前記接続箇所Ａ１における前記接線Ｌ１と前記バイパス流路の内壁面とのなす角度θ１は０°≦θ１≦４５°を満たす。

【0017】

上記（４）に記載の遠心圧縮機によれば、接続箇所Ａ１における接線Ｌ１とバイパス流路の内壁面とのなす角度θ１が０°≦θ１≦４５°を満たすようにバイパス流路を構成することにより、サージライン近傍の運転領域においてインペラから逆流する旋回流れ（スワール）に沿うようにバイパス流路の内壁面が形成される。
このため、４５°＜θ１≦９０°を満たす場合と比較して、インペラから逆流する旋回流れがバイパス流路の内壁面に衝突することによる当該旋回流れの局所的な減速を抑制することができる。これにより、コンプレッサ入口管における周方向の流動歪みが低減されて、速度分布における周方向の均一性を高めることができる。このため、インペラの各羽根の流動損失のばらつきが低減されるため、圧縮機効率の低下を抑制することができる。

【0018】

（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、
前記コンプレッサ入口管の軸心に直交する断面において、前記接続箇所Ａ１における前記接線Ｌ１と前記バイパス流路の内壁面とのなす角度をθ１、前記仮想円Ｃと前記バイパス流路の内壁面との接続箇所のうち前記インペラの回転方向における上流側の接続箇所をＡ２、前記接続箇所Ａ２における前記仮想円の接線をＬ４、前記接続箇所Ａ２における前記接線Ｌ４と前記バイパス流路の内壁面とのなす角度をθ２とすると、θ１＜θ２を満たす。

【0019】

上記（５）に記載の遠心圧縮機によれば、接続箇所Ａ１における接線Ｌ１と内壁面とのなす角度θ１を接続箇所Ａ２における接線Ｌ２と内壁面とのなす角度θ２よりも小さくすることで、上記のようにサージライン近傍の運転領域においてインペラから逆流する旋回流れの局所的な減速を抑制するとともに、該旋回流れのバイパス流路への侵入を抑制することができる。したがって、遠心圧縮機の効率低下を効果的に抑制することができる。

【0020】

（６）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（５）の何れか１項に記載の遠心圧縮機において、
前記コンプレッサ入口管の軸心に直交する断面において、前記仮想円Ｃと前記バイパス流路の内壁面との接続箇所のうち前記インペラの回転方向における上流側の接続箇所をＡ２、前記接続箇所Ａ２における前記仮想円の接線をＬ４とすると、前記接線Ｌ４と前記バイパス流路の内壁面とのなす角度θ２が４５°≦θ２≦９０°を満たす。

【0021】

上記（６）に記載の遠心圧縮機によれば、接続箇所Ａ２における接線Ｌ４とバイパス流路の内壁面とのなす角度θ２を４５°以上の直角に近い角度に設定することにより、サージライン近傍の運転領域においてインペラから逆流する旋回流れのバイパス流路への侵入を効果的に抑制することができる。したがって、遠心圧縮機の効率低下を効果的に抑制することができる。

【0022】

（７）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（６）の何れかに記載の遠心圧縮機において、
前記バイパス流路の断面の重心を前記バイパス流路の流れ方向に繋いだ仮想線をＢとし、
前記インペラの回転軸線に直交する断面において、前記仮想円Ｃと前記仮想線Ｂとの交点をＰ１、前記交点Ｐ１における前記仮想線Ｂの接線をＬ２とし、
前記遠心圧縮機の子午面において、前記コンプレッサ入口管の軸心Ｏ１と前記接線Ｌ２との交点をＰ３、前記コンプレッサ入口管の軸心Ｏ１のうち前記コンプレッサの入口管の流れ方向における前記交点Ｐ３よりも上流側の線分をＬ５、前記接線Ｌ２のうち前記交点Ｐ３から前記バイパス流路内に延びる半直線をＬ６とすると、
前記交点Ｐ３において前記線分Ｌ５と前記半直線Ｌ６とがなす角度θ３は９０°以上である。

【0023】

上記（７）に記載の遠心圧縮機によれば、上記角度θ３が９０°未満である従来形態と比較して、サージライン近傍の運転領域においてインペラから逆流する旋回流れがバイパス流路に侵入することが抑制される。これにより、コンプレッサ入口管とバイパス流路との接続部分の近傍領域における圧力損失が低減される。

【0024】

また、従来は、コンプレッサ入口管におけるインペラへ向かう順方向の流れがバイパス流路に干渉することを抑制するために、上記角度θ３は９０°未満に設定されていた。これに対し、本願発明者の鋭意検討の結果、バイパス流路に係る上記角度θ３は、インペラへ向かう順方向の流れがバイパス流路に干渉することを抑制するために９０°未満に設定するよりも、サージライン近傍でインペラから逆流する旋回流れがバイパス流路に侵入することを抑制するために上記（７）に記載のように９０°以上に設定した方が圧縮機効率の点で有利であるという新たな知見を得た。

【0025】

（８）本発明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、
前記インペラに空気を案内するコンプレッサ入口管と、
前記インペラの外周側に設けられたスクロール流路と、
前記インペラを迂回して前記コンプレッサ入口管と前記スクロール流路とを接続するバイパス流路と、
前記バイパス流路の断面の重心を前記バイパス流路の流れ方向に繋いだ仮想線をＢとし、
前記インペラの回転軸線に直交する断面において、前記コンプレッサ入口管の内壁面を構成する仮想円をＣ、前記仮想円Ｃと前記仮想線Ｂとの交点をＰ１、前記交点Ｐ１における前記仮想線Ｂの接線をＬ２とし、
前記遠心圧縮機の子午面において、前記コンプレッサ入口管の軸心Ｏ１と前記接線Ｌ２との交点をＰ３、前記コンプレッサ入口管の軸心Ｏ１のうち前記コンプレッサの入口管の流れ方向における前記交点Ｐ３よりも上流側の線分をＬ５、前記接線Ｌ２のうち前記交点Ｐ３から前記バイパス流路内に延びる半直線をＬ６とすると、
前記交点Ｐ３において前記線分Ｌ５と前記半直線Ｌ６とがなす角度θ３は、９０°＜θ３を満たす。

【0026】

上記（８）に記載の遠心圧縮機によれば、上記角度θ３が９０°未満である従来形態と比較して、サージライン近傍の運転領域においてインペラから逆流する旋回流れがバイパス流路に侵入しにくい角度θ３に設定されており、またコンプレッサ入口管の内壁面におけるバイパス流路の接続口とインペラとの距離を確保することが容易となる。これにより、サージライン近傍の運転領域においてインペラから逆流する旋回流れがバイパス流路に侵入することが抑制され、コンプレッサ入口管とバイパス流路との接続部分の近傍領域における圧力損失が低減される。

【0027】

また、従来は、コンプレッサ入口管におけるインペラへ向かう順方向の流れがバイパス流路に干渉することを抑制するために、上記角度θ３は９０°未満に設定されていた。これに対し、本願発明者の鋭意検討の結果、バイパス流路に係る上記角度θ３は、インペラへ向かう順方向の流れがバイパス流路に干渉することを抑制するために９０°未満に設定するよりも、サージライン近傍でインペラから逆流する旋回流れがバイパス流路に侵入することを抑制するために上記（８）に記載のように９０°よりも大きい角度に設定した方が圧縮機効率の点で有利であるという新たな知見を得た。

【0028】

（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、
前記角度θ３は、θ３≦１３５°を満たす。

【0029】

上記（９）に記載の遠心圧縮機によれば、コンプレッサ入口管におけるインペラへ向かう順方向の流れがバイパス流路に干渉する影響を過度に大きくすることなく、サージライン近傍でインペラから逆流する旋回流れがバイパス流路に侵入することを抑制することができる。これにより、高い圧縮機効率を実現することができる。

【0030】

（１０）幾つかの実施形態では、上記（８）又は（９）に記載の遠心圧縮機において、
前記コンプレッサ入口管の軸方向において前記コンプレッサ入口管に形成された前記バイパス流路の接続口と前記インペラの翼の前縁との間に位置し、前記コンプレッサ入口管の前記内壁面から前記コンプレッサ入口管の径方向における内側に向かって突出するように、前記軸心Ｏ１に平行な方向に沿って延設された少なくとも一つの延設部を更に備える。

【0031】

上記（１０）に記載の遠心圧縮機によれば、サージライン近傍でインペラから逆流する旋回流れがバイパス流路に侵入することを延設部によって抑制することができる。また、延設部が軸心Ｏ１に平行な方向に沿って延設されているため、コンプレッサ入口管におけるインペラへ向かう順方向の流れは、延設部に沿ってスムーズに流れることができる。したがって、コンプレッサ入口管とバイパス流路との接続部分の近傍領域における圧力損失を効果的に低減することができる。

【0032】

（１１）幾つかの実施形態では、上記（１０）に記載の遠心圧縮機において、
前記少なくとも一つの延設部は、前記コンプレッサ入口管の周方向に間隔を空けて設けられた複数の前記延設部を含む。

【0033】

上記（１１）に記載の遠心圧縮機によれば、サージライン近傍でインペラから逆流する旋回流れがバイパス流路に侵入することを複数の延設部によって効果的に抑制することができる。

【0034】

（１２）幾つかの実施形態では、上記（１０）又は（１１）に記載の遠心圧縮機において、
前記延設部の各々は、板状に構成される。

【0035】

上記（１２）に記載の遠心圧縮機によれば、サージライン近傍でインペラから逆流する旋回流れがバイパス流路に侵入することを板状の延設部によって効果的に抑制することができる。

【0036】

（１３）幾つかの実施形態では、上記（８）乃至（１２）の何れか１項に記載の遠心圧縮機において、
前記コンプレッサ入口管の内壁面のうち前記コンプレッサ入口管の流れ方向において前記バイパス流路の接続口よりも上流側の内壁面から前記流れ方向における下流側に向かって突出する環状の突出部を含む。

【0037】

上記（１３）に記載の遠心圧縮機によれば、バイパス流路から接続口を介してコンプレッサ入口管に流出した流れ（再循環流）が、環状の突出部によって転向されて、コンプレッサ入口管の内壁面に沿って流れるため、サージライン近傍でのインペラからの逆流を抑制することができる。

【0038】

（１４）幾つかの実施形態では、上記（１３）に記載の遠心圧縮機において、
前記突出部は、前記コンプレッサ入口管の径方向視において前記接続口の少なくとも一部にオーバーラップするように設けられる。

【0039】

上記（１４）に記載の遠心圧縮機によれば、バイパス流路から接続口を介してコンプレッサ入口管に流出した流れ（再循環流）が、環状の突出部によって効果的に転向されて、コンプレッサ入口管の内壁面に沿って流れるため、サージライン近傍でのインペラからの逆流を効果的に抑制することができる。

【0040】

（１５）本発明の少なくとも一実施形態に係るターボチャージャは、
上記（１）乃至（１４）の何れかに記載の遠心圧縮機と、前記遠心圧縮機のインペラと回転軸を共有するタービンと、を備える。

【0041】

上記（１５）に記載のターボチャージャによれば、上記（１）乃至（１４）の何れかに記載の遠心圧縮機を備えるため、コンプレッサ入口管における周方向の流動歪みが低減されて、速度分布における周方向の均一性を高めることができる。このため、インペラの各羽根の流動損失のばらつきが低減されるため、圧縮機効率の低下を抑制することができる。したがって、ターボチャージャ効率の低下を抑制することができる。

【発明の効果】

【0042】

本発明の少なくとも一つの実施形態によれば、バイパス流路とコンプレッサ入口管との接続部分の構成に起因する圧縮機効率の低下を抑制可能な遠心圧縮機及びターボチャージャが提供される。

【図面の簡単な説明】

【0043】

【図1】一実施形態に係るターボチャージャ２の概略構成を示す部分断面図である。

【図2】図１に示した遠心圧縮機４のＸ－Ｘ断面（コンプレッサ入口管４０の軸心Ｏ１に直交する断面）の一例を概略的に示す図である。

【図3】図１に示した遠心圧縮機４のＸ－Ｘ断面（コンプレッサ入口管４０の軸心Ｏ１に直交する断面）の一例を概略的に示す図である。

【図4】図２及び図３に示した遠心圧縮機４のＸ－Ｘ断面における、サージライン近傍の運転点での軸方向速度分布及び流れ方向を示す図である。

【図5】図１に示した遠心圧縮機４の部分拡大図である。

【図6】一実施形態に係る遠心圧縮機４におけるサージライン近傍でのコンプレッサ入口管４０のエントロピーとインペラ６から逆流する旋回流れｆを示す図である。

【図7】従来形態に係る遠心圧縮機におけるサージライン近傍でのコンプレッサ入口管４０のエントロピーとインペラ６から逆流する旋回流れｆを示す図である。

【図8】バイパス流路１６の他の構成例を示す、遠心圧縮機４の部分的な子午面図である。

【図9】図１に示した遠心圧縮機４のＸ－Ｘ断面（コンプレッサ入口管４０の軸心Ｏ１に直交する断面）の一例を概略的に示す図である。

【図10】比較形態に係る遠心圧縮機の軸心Ｏ１に直交する断面における、サージライン近傍の運転点での軸方向速度分布及び流れ方向を示す図である。

【図11】インペラ６の各羽根の負か分布にばらつきが生じていることを示す図である。

【図12】コンプレッサ入口管４０の他の構成例を示す、遠心圧縮機４の部分的な子午面図である。

【図13】図１２におけるＸ矢視図である。

【図14】コンプレッサ入口管４０の他の構成例を示す、遠心圧縮機４の部分的な子午面図である。

【図15】図１４におけるＸ矢視図である。

【図16】コンプレッサ入口管４０の他の構成例を示す、遠心圧縮機４の部分的な子午面図である。

【発明を実施するための形態】

【0044】

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。

【0045】

図１は、一実施形態に係るターボチャージャ２の概略構成を示す部分断面図である。
図１に示すように、ターボチャージャ２は、遠心圧縮機４と、遠心圧縮機４のインペラ６と回転軸８を共有するタービンロータ１０を含むタービン１２と、を備える。

【0046】

遠心圧縮機４は、インペラ６と、インペラ６に空気を案内するコンプレッサ入口管４０と、インペラ６の外周側に設けられたスクロール流路１４と、インペラ６を迂回してコンプレッサ入口管４０とスクロール流路１４の出口管３８とを接続するバイパス流路１６と、バイパス流路１６に設けられた弁ポート２２を開閉可能なバイパスバルブ１８と、を備える。バイパスバルブ１８は、アクチュエータ１９によって開閉動作を制御され、遠心圧縮機４の吐出圧が過度に上昇した場合に開となり、スクロール流路１４内を流れる圧縮空気の一部をコンプレッサ入口管４０に還流させる。

【0047】

図２は、図１に示した遠心圧縮機４のＸ－Ｘ断面（コンプレッサ入口管４０の軸心Ｏ１に直交する断面）の一例を概略的に示す図である。図３は、図１に示した遠心圧縮機４のＸ－Ｘ断面（コンプレッサ入口管４０の軸心Ｏ１に直交する断面）の一例を概略的に示す図である。図４は、図２及び図３に示した遠心圧縮機４のＸ－Ｘ断面における、サージライン近傍の運転点での軸方向速度分布及び流れ方向を示す図である。図４において、軸方向速度が正の値を有する場合は流れがインペラ６に向かって流れていることを意味し、軸方向速度が負の値を有する場合は流れがインペラ６から逆流していることを意味する。

【0048】

一実施形態では、例えば図２に示すように、コンプレッサ入口管４０の軸心Ｏ１に直交する断面において、コンプレッサ入口管４０の内壁面２０とバイパス流路１６の内壁面２４との接続箇所Ａ１，Ａ２のうちインペラの回転方向ｒにおける下流側の接続箇所をＡ１、コンプレッサ入口管４０の内壁面２０とバイパス流路１６の内壁面２４との接続箇所Ａ１，Ａ２のうちインペラ６の回転方向ｒにおける上流側の接続箇所をＡ２、コンプレッサ入口管４０の内壁面２０を構成する仮想円をＣ、接続箇所Ａ１における仮想円Ｃの接線をＬ１とすると、バイパス流路１６の内壁面２４は、接続箇所Ａ１から接線Ｌ１に沿って形成される。

【0049】

ここで、コンプレッサ入口管４０の軸心Ｏ１に直交する断面において内壁面２４が「接線Ｌ１に沿って形成される」とは、内壁面２４が接線Ｌ１と平行である場合だけでなく、内壁面２４が接線Ｌ１と平行に近い場合（例えば接線Ｌ１と内壁面２４とのなす角度θ１が０°≦θ１≦４５°を満たす場合）も含まれる。また、「接続箇所Ａ１，Ａ２のうちインペラの回転方向ｒにおける下流側の接続箇所Ａ１」とは、仮想円Ｃを、バイパス流路１６内に収まる円弧ｃ１と、バイパス流路１６の内壁面２０に対応する円弧ｃ２とに分割した場合に、回転方向ｒにおける円弧ｃ１の下流端を意味する。また、「接続箇所Ａ１，Ａ２のうちインペラの回転方向ｒにおける上流側の接続箇所Ａ１」とは、回転方向ｒにおける円弧ｃ１の上流端を意味する。

【0050】

上記のように、コンプレッサ入口管４０の軸心Ｏ１に直交する断面において、バイパス流路１６の内壁面２４をインペラ６の回転方向ｒにおける下流側の接続箇所Ａ１から接線Ｌ１に沿って形成したことにより、図４に示すように、インペラ６から逆流する上記旋回流れｆ（スワール）に沿うようにバイパス流路１６の内壁面２４が形成される。このため、図１０に示した比較例（バイパス流路０１６の内壁面０２４が接線Ｌ１に沿っていない場合）と比較して、インペラ６から逆流する上記旋回流れｆがバイパス流路１６の内壁面２４に衝突することによる当該旋回流れｆの局所的な減速を抑制することができる。これにより、図４に示すようにコンプレッサ入口管４０における周方向の流動歪みが低減されて、速度分布における周方向の均一性を高めることができる。このため、インペラ６の各羽根の流動損失のばらつきが低減されるため、圧縮機効率の低下を抑制することができる。

【0051】

幾つかの実施形態では、例えば図３に示すように、コンプレッサ入口管４０の軸心Ｏ１に直交する断面において、コンプレッサ入口管４０の内壁面２０とバイパス流路１６の内壁面２４との接続箇所Ａ２における仮想円Ｃの接線をＬ４、接続箇所Ａ２における接線Ｌ４とバイパス流路１６の内壁面２４とのなす角度をθ２とすると、θ１＜θ２を満たす。

【0052】

かかる構成によれば、接続箇所Ａ１における接線Ｌ１と内壁面２４とのなす角度θ１を接続箇所Ａ２における接線Ｌ２と内壁面２４とのなす角度θ２よりも小さくすることで、インペラ６から逆流する上記旋回流れｆがバイパス流路１６の内壁面２４に衝突することによる当該旋回流れｆの局所的な減速を抑制するとともに、旋回流れｆのバイパス流路１６への侵入を抑制することができる。したがって、遠心圧縮機４の効率低下を効果的に抑制することができる。

【0053】

幾つかの実施形態では、例えば図３に示すように、コンプレッサ入口管４０の軸心Ｏ１に直交する断面において、接続箇所Ａ２における接線Ｌ４と内壁面２４とのなす角度θ２が４５°≦θ２≦９０°を満たす。

【0054】

かかる構成によれば、接続箇所Ａ２における接線Ｌ４と内壁面２４とのなす角度θ２を４５°以上の直角に近い角度に設定することにより、サージライン近傍の運転領域においてインペラ６から逆流する旋回流れｆのバイパス流路１６への侵入を効果的に抑制することができる。したがって、遠心圧縮機４の効率低下を効果的に抑制することができる。

【0055】

ここで、例えば図２に示すように、バイパス流路１６の断面の重心ｇをバイパス流路１６の流れ方向に繋いだ仮想線をＢとする。また、コンプレッサ入口管４０の軸心Ｏ１に直交する断面において、仮想円Ｃと仮想線Ｂとの交点をＰ１、交点Ｐ１における仮想線Ｂの接線（仮想線Ｂが直線状である場合には仮想線Ｂと仮想線Ｂの延長線とを含む直線）をＬ２、コンプレッサ入口管４０の軸心Ｏ１を通るとともに接線Ｌ２に平行な直線をＬ３、仮想円Ｃと直線Ｌ３との交点をＰ２とする。

【0056】

幾つかの実施形態では、例えば図２に示すように、交点Ｐ１は、交点Ｐ２に対してインペラ６の回転方向ｒにおける下流側に位置する。すなわち、図２に示す遠心圧縮機４では、コンプレッサ入口管４０とバイパス流路１６との接続部分において、バイパス流路１６の断面の重心ｇは、コンプレッサ入口管４０の軸心Ｏ１に対してインペラ６の回転方向ｒにおける下流側に偏心している。

【0057】

かかる構成によれば、バイパス流路１６の内壁面２４が接続箇所Ａ１から接線Ｌ１に沿うようにバイパス流路１６を構成することが容易となるため、バイパス流路１６の構成の複雑化を抑制しつつ圧縮機効率の低下を抑制することができる。また、上記のように交点Ｐ１を交点Ｐ２に対してインペラ６の回転方向ｒにおける下流側に位置させることにより、接続箇所Ａ２における接線Ｌ４と内壁面２４とのなす角度θ２を大きくすることが容易となるため、インペラ６から逆流する上記旋回流れｆのバイパス流路１６への侵入を抑制して、圧縮機効率の低下を効果的に抑制することができる。

【0058】

幾つかの実施形態では、例えば図３に示すように、コンプレッサ入口管４０の軸心Ｏ１に直交する断面において、仮想円Ｃに沿った接続箇所Ａ１から交点Ｐ１までの距離ｄ１は、仮想円Ｃに沿った接続箇所Ａ２から交点Ｐ１までの距離ｄ２よりも大きい。

【0059】

かかる構成によれば、バイパス流路１６の内壁面２４が接続箇所Ａ１から接線Ｌ１に沿うようにバイパス流路１６を構成することが容易となるため、バイパス流路１６の構成の複雑化を抑制しつつ圧縮機効率の低下を抑制することができる。また、上記のように距離ｄ１を距離ｄ２よりも大きくすることにより、接続箇所Ａ２における接線Ｌ４と内壁面２４とのなす角度θ２を大きくすることが容易となるため、インペラ６から逆流する上記旋回流れｆのバイパス流路１６への侵入を抑制して、圧縮機効率の低下を効果的に抑制することができる。

【0060】

図５は、図１に示した遠心圧縮機４の部分拡大図である。図６は、一実施形態に係る遠心圧縮機４におけるサージライン近傍でのコンプレッサ入口管４０のエントロピーとインペラ６から逆流する旋回流れｆを示す図である。図７は、従来形態に係る遠心圧縮機におけるサージライン近傍でのコンプレッサ入口管４０のエントロピーとインペラ６から逆流する旋回流れｆを示す図である。

【0061】

一実施形態では、例えば図５に示すように、遠心圧縮機４の子午面（コンプレッサ入口管４０の軸心Ｏ１を含む断面）において、コンプレッサ入口管４０の軸心Ｏ１と上記接線Ｌ２との交点をＰ３、コンプレッサ入口管４０の軸心Ｏ１のうちコンプレッサ入口管４０の流れ方向Ｆ（コンプレッサ入口管４０における流路断面に直交する流れの方向）における交点Ｐ３よりも上流側の線分をＬ５、接線Ｌ２のうち交点Ｐ３からバイパス流路１６内に延びる半直線をＬ６とすると、交点Ｐ３において線分Ｌ５と半直線Ｌ６とがなす角度θ３は９０°以上である。

【0062】

かかる構成によれば、図７に示す従来形態（上記角度θ３が９０°未満の場合）と比較して、図６に示すように、インペラ６から逆流する上記旋回流れｆ（スワール）がバイパス流路に侵入することが抑制される。これにより、図７に示す従来形態と比較して、図６に示すように、コンプレッサ入口管４０とバイパス流路１６との接続部分の近傍領域Ｑにおける圧力損失の増大が抑制されて、圧縮効率の低下を抑制することができる。

【0063】

また、従来は、コンプレッサ入口管４０におけるインペラ６へ向かう順方向の流れがバイパス流路１６に干渉することを抑制するために、図７に示すように、上記角度θ３が９０°未満に設定されていた。これに対し、本願発明者の鋭意検討の結果、バイパス流路１６についての上記角度θ３は、インペラ６へ向かう順方向の流れがバイパス流路１６に干渉することを抑制するために９０°未満に設定するよりも、インペラ６から逆流する旋回流れｆがバイパス流路１６に侵入することを抑制するために９０°以上に設定した方が圧縮機効率の点で有利であることが判明した。

【0064】

図１２は、コンプレッサ入口管４０の他の構成例を示す、遠心圧縮機４の部分的な子午面図である。図１３は、図１２におけるＸ矢視図である。図１４は、コンプレッサ入口管４０の他の構成例を示す、遠心圧縮機４の部分的な子午面図である。図１５は、図１４におけるＸ矢視図である。図１６は、コンプレッサ入口管４０の他の構成例を示す、遠心圧縮機４の部分的な子午面図である。

【0065】

幾つかの実施形態では、例えば図８、図１２、図１４及び図１６に示すように、遠心圧縮機４の子午面（コンプレッサ入口管４０の軸心Ｏ１を含む断面）において、上記角度θ３は、９０°＜θ３を満たす。

【0066】

かかる構成によれば、上記角度θ３が９０°未満である従来形態と比較して、サージライン近傍の運転領域においてインペラ６から逆流する旋回流れがバイパス流路１６に侵入しにくい角度θ３に設定されており、またコンプレッサ入口管４０の内壁面におけるバイパス流路１６の接続口とインペラ６との距離を確保することが容易となる。これにより、サージライン近傍の運転領域においてインペラ６から逆流する旋回流れがバイパス流路１６に侵入することが抑制され、コンプレッサ入口管４０とバイパス流路１６との接続部分の近傍領域における圧力損失が低減される。

【0067】

また、従来は、コンプレッサ入口管４０におけるインペラ６へ向かう順方向の流れがバイパス流路１６に干渉することを抑制するために、上記角度θ３は９０°未満に設定されていた。これに対し、本願発明者の鋭意検討の結果、バイパス流路１６に係る上記角度θ３は、インペラ６へ向かう順方向の流れがバイパス流路１６に干渉することを抑制するために９０°未満に設定するよりも、サージライン近傍でインペラ６から逆流する旋回流れがバイパス流路１６に侵入することを抑制するために９０°よりも大きい角度に設定した方が圧縮機効率の点で有利であるという新たな知見を得た。

【0068】

幾つかの実施形態では、例えば図８、図１２、図１４及び図１６に示すように、上記角度θ３は、θ３≦１３５°を満たす。

【0069】

かかる構成によれば、コンプレッサ入口管４０におけるインペラ６へ向かう順方向の流れがバイパス流路１６に干渉する影響を過度に大きくすることなく、サージライン近傍でインペラ６から逆流する旋回流れがバイパス流路１６に侵入することを抑制することができる。これにより、高い圧縮機効率を実現することができる。

【0070】

幾つかの実施形態では、例えば図１２～図１６に示すように、コンプレッサ入口管４０の軸方向においてコンプレッサ入口管４０に形成されたバイパス流路１６の接続口４６とインペラ６の翼５０の前縁４４との間に位置し、コンプレッサ入口管４０の内壁面２０からコンプレッサ入口管４０の径方向における内側に向かって突出するように、軸心Ｏ１に平行な方向に沿って延設された少なくとも一つの延設部４２を更に備える。

【0071】

かかる構成によれば、サージライン近傍でインペラ６から逆流する旋回流れがバイパス流路１６に侵入することを延設部４２によって抑制することができる。また、延設部４２が軸心Ｏ１に平行な方向（上記流れ方向Ｆに平行な方向）に沿って延設されているため、コンプレッサ入口管４０におけるインペラ６へ向かう順方向の流れは、延設部４２に沿ってスムーズに流れることができる。したがって、コンプレッサ入口管４０とバイパス流路１６との接続部分の近傍領域における圧力損失を効果的に低減することができる。

【0072】

幾つかの実施形態では、例えば図１３及び図１５に示すように、少なくとも一つの延設部４２は、コンプレッサ入口管４０の周方向に間隔を空けて設けられた複数の延設部４２を含む。

【0073】

かかる構成によれば、サージライン近傍でインペラ６から逆流する旋回流れがバイパス流路１６に侵入することを複数の延設部４２によって効果的に抑制することができる。

【0074】

幾つかの実施形態では、例えば図１２、図１４及び図１６に示すように、インペラ６の翼５０における前縁４４の翼高さ（ハブ面５２からの翼高さ）をＨとすると、延設部４２の各々は、翼高さＨの７０％の位置（ハブ面５２から０．７Ｈの翼高さ）よりコンプレッサ入口管４０の径方向における外側のみに設けられており、翼高さＨの７０％の位置よりコンプレッサ入口管４０の径方向における内側には設けられていない。

【0075】

かかる構成によれば、サージライン近傍でインペラ６から逆流する旋回流れがバイパス流路１６に侵入することを延設部４２によって抑制しつつ、コンプレッサ入口管４０におけるインペラ６へ向かう順方向の流れに延設部４２が与える影響を抑制することができる。

【0076】

幾つかの実施形態では、例えば図１３及び図１５に示すように、コンプレッサ入口管４０の周方向における複数の延設部４２のピッチｄ３と、軸心Ｏ１に平行な方向（上記流れ方向Ｆに平行な方向）における延設部４２の各々の長さＥと、上記バイパス流路１６の接続口４６の外径Ｄとは、Ｅ＞ｄ３の関係を満たす。

【0077】

かかる構成によれば、サージライン近傍でインペラ６から逆流する旋回流れの角度によらず、バイパス流路１６に逆流が侵入することを抑制することができる。

【0078】

幾つかの実施形態では、例えば図１２～図１６に示すように、延設部４２の各々は、板状に構成される。なお、遠心圧縮機４の子午面における延設部４２の形状は、特に限定されないが、例えば図１２及び図１４に示すように略三角形状であってもよいし、図１６に示すように方形であってもよい。

【0079】

かかる構成によれば、サージライン近傍でインペラ６から逆流する旋回流れがバイパス流路１６に侵入することを板状の延設部によって効果的に抑制することができる。

【0080】

幾つかの実施形態では、例えば図１４及び図１５に示すように、コンプレッサ入口管４０の内壁面２０のうちコンプレッサ入口管４０の流れ方向Ｆにおいてバイパス流路１６の接続口４６よりも上流側の内壁面２０から流れ方向Ｆにおける下流側に向かって突出する環状の突出部４８を含む。

【0081】

かかる構成によれば、バイパス流路１６から接続口４６を介してコンプレッサ入口管４０に流出した流れ（再循環流）Ｊが、環状の突出部４８によって転向されて、コンプレッサ入口管４０の内壁面２０に沿って流れるため、サージライン近傍でのインペラ６からの逆流を抑制することができる。

【0082】

幾つかの実施形態では、例えば図１５に示すように、突出部４８は、コンプレッサ入口管４０の径方向視（図１４のＸ方向視）において接続口４６の少なくとも一部にオーバーラップするように設けられる。

【0083】

かかる構成によれば、図１４に示すように、バイパス流路１６から接続口４６を介してコンプレッサ入口管４０に流出した流れＪ（再循環流）が、環状の突出部４８によって効果的に転向されて、コンプレッサ入口管４０の内壁面２０に沿って流れるため、サージライン近傍でのインペラ６からの逆流を効果的に抑制することができる。

【0084】

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。

【0085】

例えば、図３等に示した形態では、バイパス流路１６がコンプレッサ入口管４０の軸心Ｏ１に対して偏心した形態を例示したが、他の形態では、例えば図９に示すように、コンプレッサ入口管４０の軸心Ｏ１は、接線Ｌ２上に位置してもよく、角度θ１は角度θ３と等しくてもよい。すなわち、インペラ６から逆流する上記旋回流れｆがバイパス流路１６の内壁面２４に衝突することによる当該旋回流れの局所的な減速を抑制するためには、バイパス流路１６の内壁面２４が接続箇所Ａ１から接線Ｌ１に沿って形成されていればよい。

【符号の説明】

【0086】

２ ターボチャージャ
４ 遠心圧縮機
６ インペラ
８ 回転軸
１０ タービンロータ
１２ タービン
１４ スクロール流路
１６ バイパス流路
１８ バイパスバルブ
１９ アクチュエータ
２０ 内壁面
２２ 弁ポート
２４ 内壁面
３８ 出口管
４０ コンプレッサ入口管
４２ 延設部
４４ 前縁
４６ 接続口
４８ 突出部
５０ 翼
５２ ハブ面

【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】

【図15】

【図16】