特許 7711675 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】

(24)【登録日】2025-07-14

(45)【発行日】2025-07-23

(54)【発明の名称】圧縮機

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/44 20060101AFI20250715BHJP

【ＦＩ】

F04D29/44 P

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2022151351

(22)【出願日】2022-09-22

(65)【公開番号】P2024046142

(43)【公開日】2024-04-03

【審査請求日】2024-09-11

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087480

【弁理士】

【氏名又は名称】片山 修平

(72)【発明者】

【氏名】後藤 啓一

【審査官】岩田 健一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－２３４８１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／００１６４４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１１－１８５１６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００４／００７９２９９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０３２７７３４２（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１５０３０９１８（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｄ ２９／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転翼を収納するハウジングと、
固定翼を有し、前記ハウジングの内周面に設けられた筒部と、
ＰＣＶ通路と、を具備し、
前記ハウジングは、前記ハウジングの壁を貫通する第１開口部を有し、
前記筒部は、前記筒部の壁を貫通し、かつ前記第１開口部に重なる第２開口部を有し、
前記ＰＣＶ通路は前記第１開口部および前記第２開口部に挿入され、
前記ＰＣＶ通路の端部は、前記筒部の外面と前記筒部の内面との間に位置する圧縮機。

【請求項2】

前記第２開口部の幅は前記第１開口部の幅よりも大きい請求項１に記載の圧縮機。

【請求項3】

前記第１開口部および前記第２開口部は、空気の流れる方向において前記回転翼および前記固定翼よりも上流側に位置する請求項１または２に記載の圧縮機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は圧縮機に関する。

【背景技術】

【0002】

圧縮機によって空気を過給することで、内燃機関の出力を向上させることができる。空気の逆流を抑制するため、圧縮機のコンプレッサハウジングに固定翼を設けることがある（例えば特許文献１など）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２１－０５９９８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ブローバイガスを還流させるために、ＰＣＶ（Positive crankcase ventilation）通路を吸気通路に接続することがある。ＰＣＶ通路を流れるガス（ＰＣＶガス）は空気とともに圧縮機に流入する。ＰＣＶガスに比べて、空気は低温である。ＰＣＶガスと空気とが合流することで、ＰＣＶガスが冷却され、ＰＣＶガス内水分が凝縮水となって析出される。凝縮水が凍結し、ＰＣＶ通路の出口付近に氷が付着する恐れがある。氷が剥がれ、インペラに接触することでインペラが破損する可能性もある。そこで、ＰＣＶ通路の出口付近における着氷を抑制することが可能な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】

【0005】

上記目的は、回転翼を収納するハウジングと、固定翼を有し、前記ハウジングの内周面に設けられた筒部と、ＰＣＶ通路と、を具備し、前記ハウジングは、前記ハウジングの壁を貫通する第１開口部を有し、前記筒部は、前記筒部の壁を貫通し、かつ前記第１開口部に重なる第２開口部を有し、前記ＰＣＶ通路は前記第１開口部および前記第２開口部に挿入され、前記ＰＣＶ通路の端部は、前記筒部の外面と前記筒部の内面との間に位置する圧縮機によって達成することができる。

【0006】

前記第２開口部の幅は前記第１開口部の幅よりも大きくてもよい。

【0007】

前記第１開口部および前記第２開口部は、空気の流れる方向において前記回転翼および前記固定翼よりも上流側に位置してもよい。

【発明の効果】

【0008】

ＰＣＶ通路の出口付近における着氷を抑制することが可能な圧縮機を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１（ａ）は実施形態に係る圧縮機を例示する模式図である。図１（ｂ）はＰＣＶ通路の出口付近を拡大した図である。

【図2】図２（ａ）は比較例１に係る圧縮機を例示する図である。図２（ｂ）は比較例２に係る圧縮機を例示する図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

図１（ａ）は実施形態に係る圧縮機１００を例示する模式図である。圧縮機１００は、車両に搭載される過給機の一部である。圧縮機１００は、コンプレッサハウジング１０、インペラ１２（回転翼）、筒部１４、ＰＣＶ通路１６を有する。圧縮機１００には図１中の矢印のようにガスが流れ込む。

【0011】

コンプレッサハウジング１０は内部に空洞を有する。インペラ１２はコンプレッサハウジング１０の内部に収納され、不図示のタービンと連結されている。インペラ１２は回転可能である。

【0012】

コンプレッサハウジング１０に筒部１４が取り付けられている。筒部１４はコンプレッサハウジング１０の内周面に圧入される。筒部１４の外周面はコンプレッサハウジング１０の内周面に接触する。筒部１４の内周面に、複数のインレットスプリッタ１５（固定翼）が設けられている。インレットスプリッタ１５は、例えば空気の流れる方向に沿って延伸する。複数のインレットスプリッタ１５は、筒部１４の周方向に沿って、互いに離間して配置されている。

【0013】

ＰＣＶ通路１６は、ユニオン１７とホース１８とを有する。ＰＣＶガスの流れる方向において、ユニオン１７はホース１８より下流側に位置し、ホース１８はユニオン１７より上流側に位置する。ユニオン１７の１つの端部は、コンプレッサハウジング１０および筒部１４のうち、インペラ１２およびインレットスプリッタ１５よりも上流の位置に接続されている。ユニオン１７のもう１つの端部にホース１８が接続されている。ホース１８は不図示の内燃機関に接続されている。ユニオン１７は金属製である。ホース１８は例えばゴム製である。ＰＣＶガスは、ＰＣＶ通路１６を流れて、コンプレッサハウジング１０の内部に導入される。

【0014】

コンプレッサハウジング１０の１つの端部に吸気通路２０が接続されている。吸気通路２０を通じて、コンプレッサハウジング１０に空気が流入する。

【0015】

空気の流れる方向において、上流側から下流側にかけて、インレットスプリッタ１５およびインペラ１２が順番に配置されている。空気はインレットスプリッタ１５およびインペラ１２を通過して、不図示の内燃機関に導入される。ＰＣＶガスは、ＰＣＶ通路１６を流れ、空気と合流し、内燃機関に導入される。

【0016】

内燃機関の排気がタービンに吹き付けることで、タービンが回転する。インペラ１２はタービンとともに回転し、空気を圧縮する。

【0017】

図１（ｂ）はＰＣＶ通路１６の出口付近を拡大した図である。図中の矢印はガスの流れを表す。図１（ｂ）に示すように、コンプレッサハウジング１０は開口部１１（第１開口部）を有する。開口部１１はコンプレッサハウジング１０の壁を貫通する穴である。筒部１４は開口部１３（第２開口部）を有する。開口部１３は筒部１４の壁を貫通する穴であり、開口部１１に重なる。開口部１１と開口部１３とが１つの穴を形成する。開口部１３の直径Ｄ１（幅）は開口部１１の直径Ｄ２（幅）よりも大きい。開口部１１および１３は、インペラ１２およびインレットスプリッタ１５よりも上流側に位置する。

【0018】

ユニオン１７は、コンプレッサハウジング１０の開口部１１に圧入され、筒部１４の開口部１３の内側まで突出する。ＰＣＶ通路１６の端部１６ａ（ＰＣＶ通路１６の出口）は、筒部１４の壁の外面１４ａよりも筒部１４の内側に位置し、かつ筒部１４の壁の内面１４ｂよりも外側に位置する。ＰＣＶ通路１６の内径は、開口部１１の直径Ｄ２および開口部１３の直径Ｄ１より小さい。

【0019】

ＰＣＶガスは、ＰＣＶ通路１６を流れ、ＰＣＶ通路１６の端部１６ａを通り、空気に合流する。ＰＣＶガス中の水分が凍結し氷が発生すると、氷によって圧縮機１００の部品が破損する恐れがある。例えばインペラ１２に氷が噛みこんで破損する恐れがある。

【0020】

図２（ａ）は比較例１に係る圧縮機を例示する図であり、ＰＣＶ通路１６の出口付近を図示している。図２（ａ）の例ではＰＣＶ通路１６の端部１６ａが、筒部１４の外面１４ａよりも外側に位置する。筒部１４の開口部１３は、コンプレッサハウジング１０の開口部１１より広い。ＰＣＶガスが端部１６ａから流出するとき、ＰＣＶ通路１６から筒部１４の開口部１３へと広がる。ＰＣＶガスが広がることで、流速が低下する。流速の低下によってＰＣＶガス中の水分が凍結し、端部１６ａまたは筒部１４の開口部１３の端部に付着する可能性がある。

【0021】

図２（ｂ）は比較例２に係る圧縮機を例示する図であり、ＰＣＶ通路１６の出口付近を図示している。図２（ｂ）の例ではＰＣＶ通路１６の端部１６ａが、筒部１４の内面１４ｂよりも内側に位置する。ＰＣＶガスの流速の低下は抑制される。しかしＰＣＶ通路１６のユニオン１７は、内面１４ｂより内側に位置し、コンプレッサハウジング１０の内部の空洞まで突出する。コンプレッサハウジング１０内の空気がユニオン１７に衝突する。空気の流れが阻害されてしまう。

【0022】

本実施形態によれば、図１（ｂ）に示すように、ＰＣＶ通路１６はコンプレッサハウジング１０の開口部１１および筒部１４の開口部１３に挿入されている。ＰＣＶ通路１６の端部１６ａは、筒部１４の外面１４ａと内面１４ｂとの間に位置する。端部１６ａが外面１４ａよりも内側に位置するため、ＰＣＶガスは、端部１６ａを通った直後に空気に合流する。比較例１のようなＰＣＶガスが広がることによる流速の低下が発生しにくい。流速の低下による水分の凍結が抑制される。端部１６ａ付近への着氷を抑制することができる。端部１６ａが内面１４ｂよりも外側に位置するため、ＰＣＶ通路１６と空気との衝突が抑制され、空気の流れが阻害されにくい。

【0023】

ＰＣＶ通路１６の圧入深さは、筒部１４の外面１４ａから内面１４ｂまでである。ＰＣＶ通路１６の端部１６ａは内面１４ｂと同じ位置にあってもよい。端部１６ａは外面１４ａと同じ位置にあってもよい。しかし端部１６ａが外面１４ａと同じ位置にある場合、ＰＣＶ通路１６が抜けやすくなる。端部１６ａが外面１４ａより深い位置にあることで、ＰＣＶ通路１６が筒部１４に圧入される。ＰＣＶ通路１６の抜け落ち、回転などが抑制される。

【0024】

筒部１４の開口部１３が、コンプレッサハウジング１０の開口部１１よりも小さい場合、開口部１１と開口部１３との間に筒部１４が突出して段差を形成する。当該段差によって、ＰＣＶガスの流れが阻害され、流速が低下してしまう。段差に水分がたまり、凍結する恐れもある。そこで、図１（ｂ）のように、筒部１４の開口部１３の幅（直径Ｄ１）を、コンプレッサハウジング１０の開口部１１の幅（直径Ｄ２）よりも大きくする。ＰＣＶガスの流れが阻害されにくい。ガスおよび水分の対流も抑制される。

【0025】

開口部１１および開口部１３は、空気の流れる方向においてインペラ１２およびインレットスプリッタ１５よりも上流側に位置する。ＰＣＶガスは、インペラ１２およびインレットスプリッタ１５よりも上流側において空気に合流する。ＰＣＶ通路１６の端部１６ａは内面１４ｂからは突出しない。空気は、ＰＣＶ通路１６に衝突せずにインペラ１２に導入される。圧縮機１００が効果的に動作する。インレットスプリッタ１５は空気の流れを制御し、例えばインペラ１２側からの空気の逆流を抑制する。ガスがコンプレッサハウジング１０内を流れやすくなり、滞留が抑制される。ＰＣＶ通路１６の接続位置付近でのガスの滞留が抑制されることで、氷の発生が効果的に抑制される。

【0026】

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

【符号の説明】

【0027】

１０ コンプレッサハウジング
１１、１３ 開口部
１２ インペラ
１４ 筒部
１４ａ 外面
１４ｂ 内面
１５ インレットスプリッタ
１６ ＰＣＶ通路
１６ａ 端部
１７ ユニオン
１８ ホース
２０ 吸気通路
１００ 圧縮機

【図1】

【図2】