DE112020002121T5

DE112020002121T5 - Zentrifugalverdichter und Turbolader

Info

Publication number: DE112020002121T5
Application number: DE112020002121.1T
Authority: DE
Inventors: Atsushi YONEMURA; Ryota SAKISAKA; Takashi Fujiwara; Takahiro Bamba
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2019-04-26
Filing date: 2020-03-26
Publication date: 2022-05-05
Also published as: WO2020217847A1; US20220018360A1; US11821432B2; CN113728167B; JPWO2020217847A1; CN113728167A

Abstract

Ein Zentrifugalverdichter weist Folgendes auf: ein Laufrad, das einen Hauptkörperabschnitt und eine Vielzahl von Schaufeln aufweist, die an einer Außenumfangsfläche des Hauptkörperabschnitts vorgesehen sind; einen Ansaugströmungspfad 130, der dem Laufrad in einer Drehachsenrichtung zugewandt ist; und einen Drosselungsmechanismus, der ein Drosselungselement aufweist, das in dem Ansaugströmungspfad 130 vorgesehen ist, wobei ein Verhältnis, das erhalten wird, indem ein Abstand LL zwischen einem Außenumfangsende einer Vorderkante LE der Schaufel und dem Drosselungselement durch eine maximale Vorsprungshöhe hmax des Drosselungselements, das von einer Innenwandfläche des Ansaugströmungspfads 130 vorsteht, geteilt wird, gleich oder weniger als 4 beträgt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen Zentrifugalverdichter und einen Turbolader. Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2019-086357 , die am 26. April 2019 eingereicht wurde, wobei deren gesamter Inhalt hierin durch Bezugnahme eingebunden ist.
Stand der Technik
Herkömmlich ist in einem Turbolader ein Zentrifugalverdichter vorgesehen. Beispielsweise ist in einem Zentrifugalverdichter, der in einem in Patentdokument 1 beschriebenen Turbolader vorgesehen ist, ein Ansaugströmungspfad stromaufwärtig eines Verdichterlaufrads ausgebildet. Ein Drosselungselement ist in dem Ansaugströmungspfad vorgesehen. Eine Vielzahl von Drosselungselementen ist in einer Umfangsrichtung des Verdichterlaufrads angeordnet. Die Drosselungselemente werden durch ein Stellglied angetrieben und stehen radial einwärts in dem Ansaugströmungspfad vor, um den Ansaugströmungspfad zu verengen.
Zitierungsliste
Patentliteratur
Patentliteratur 1: JP 2016-173051 A
Zusammenfassung
Technisches Problem
Indem der Ansaugströmungspfad mit einem Drosselungselement verengt wird, kann bei niedrigen Strömungsraten eine Verringerung einer thermischen Isolationseffizienz gehemmt werden. Es ist wünschenswert, eine Technologie zu entwickeln, um die Verringerung der thermischen Isolationseffizienz beim Verengen des Ansaugströmungspfads als solches weiter zu hemmen.
Der Zweck der vorliegenden Offenbarung ist, einen Zentrifugalverdichter und einen Turbolader vorzusehen, die die Verringerung der thermischen Isolationseffizienz hemmen können.
Lösung des Problems
Um das obige Problem zu lösen, weist ein Zentrifugalverdichter gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ein Laufrad, das einen Hauptkörperabschnitt und eine Vielzahl von Schaufeln aufweist, die an einer Außenumfangsfläche des Hauptkörperabschnitts vorgesehen sind; einen Ansaugströmungspfad, der dem Laufrad in einer Drehachsenrichtung zugewandt ist; und einen Drosselungsmechanismus auf, der ein Drosselungselement aufweist, das in dem Ansaugströmungspfad vorgesehen ist, wobei ein Verhältnis, das erhalten wird, indem ein Abstand zwischen einem Außenumfangsende einer Vorderkante der Schaufel und dem Drosselungselement durch eine maximale Vorsprungshöhe des Drosselungselements, das von einer Innenwandfläche des Ansaugströmungspfads vorsteht, geteilt wird, gleich oder weniger als 4 beträgt.
Das Drosselungselement kann eine gegenüberliegende Fläche aufweisen, die dem Außenumfangsende in einer Axialrichtung des Laufrads zugewandt ist, und die gegenüberliegende Fläche kann sich in der Axialrichtung zwischen einer Position des Außenumfangsendes und einer Position eines Innenumfangsendes der Vorderkante befinden.
Um das obige Problem zu lösen, weist ein Turbolader gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung den obigen Zentrifugalverdichter auf.
Wirkungen der Offenbarung
Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, die Verringerung der thermischen Isolationseffizienz zu hemmen.
Figurenliste

1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Turboladers.
2 zeigt einen Ausschnitt eines Bereichs, der von einer gestrichelten Linie in 1 umgeben ist.
3 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung von Komponenten eines Bindegliedmechanismus.
4 zeigt eine Schnittansicht, die entlang einer Linie IV-IV in 2 genommen ist.
5 zeigt eine erste Darstellung eines Betriebs des Bindegliedmechanismus (Drosselungsmechanismus).
6 zeigt eine zweite Darstellung des Betriebs des Bindegliedmechanismus.
7 zeigt eine dritte Darstellung des Betriebs des Bindegliedmechanismus.
8 zeigt einen Ausschnitt eines Bereichs, der von der doppelt-gestrichelten Linie in 2 umgeben ist.
9 zeigt eine Beziehung zwischen einem Abstand und einer Verbesserungsrate einer thermischen Isolationseffizienz.
10 zeigt einen Bereich, wo ein Vorsprungsabschnitt eines ersten Drosselungselements positioniert ist.
11 zeigt ein Ergebnis einer Simulation einer Luftströmungsablösung, die auf einer Formel 1 beruht.

Beschreibung der Ausführungsformen
Eine Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung ist unten im Einzelnen in Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Spezifische Abmessungen, Materialien und numerische Werte, etc., die in der Ausführungsform gezeigt sind, sind lediglich Beispiele für ein besseres Verständnis und beschränken, sofern nicht anderweitig vermerkt, die vorliegende Offenbarung nicht. In diesem Dokument und den Figuren sind Elemente, die im Wesentlichen die gleichen Funktionen und Konfigurationen haben, mit dem gleichen Bezugszeichen angezeigt, um redundante Erläuterungen wegzulassen. Darüber hinaus sind Elemente von den Figuren wegelassen, die nicht direkt mit der vorliegenden Offenbarung verwandt sind.
1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Turboladers TC. Eine Richtung, die durch einen in 1 gezeigten Pfeil L angezeigt ist, ist eine linke Seite des Turboladers TC. Eine Richtung, die durch einen in 1 gezeigten Pfeil R angezeigt ist, ist eine rechte Seite des Turboladers TC. Wie in 1 gezeigt ist, weist der Turbolader TC einen Turboladerkörper 1 auf. Der Turboladerkörper 1 weist ein Lagergehäuse 2 auf. Ein Turbinengehäuse 4 ist durch Befestigungsschrauben 3 mit der linken Seite des Lagergehäuses 2 verbunden. Ein Verdichtergehäuse 100 ist durch Befestigungsschrauben 5 mit der rechten Seite des Lagergehäuses 2 verbunden.
Ein Aufnahmeloch 2a ist in dem Lagergehäuse 2 ausgebildet. Das Aufnahmeloch 2a geht in der Links-/Rechtsrichtung des Turboladers TC durch das Lagergehäuse 2. Ein Lager 6 ist in dem Aufnahmeloch 2a vorgesehen. In 1 ist ein vollständig schwimmendes Lager als ein Beispiel des Lagers 6 gezeigt. Jedoch kann das Lager 6 ein beliebiges anderes Radiallager wie etwa ein teilweise schwimmendes Lager oder ein Wälzlager sein. Eine Welle 7 ist durch das Lager 6 drehbar abgestützt. Ein Turbinenlaufrad 8 ist an einem linken Ende der Welle 7 vorgesehen. Das Turbinenlaufrad 8 ist in dem Turbinengehäuse 4 drehbar aufgenommen. Ein Verdichterlaufrad 9 (Laufrad) ist an einem rechten Ende der Welle 7 vorgesehen.
Das Verdichterlaufrad 9 weist einen Hauptkörperabschnitt 9a auf. Eine Außenumfangsfläche 9b des Hauptkörperabschnitts 9a ist einer Seite in einer Drehachsenrichtung des Verdichterlaufrads 9 (nachfolgend vereinfacht als die Drehachsenrichtung bezeichnet) zugewandt. Die Außenumfangsfläche 9b ist einer Seite der Welle 7 (Axialrichtung der Welle 7, Links-/Rechtsrichtung des Turboladers TC) zugewandt. Eine Rückfläche 9c ist der anderen Seite in der Drehachsenrichtung zugewandt. Eine Vielzahl von Schaufeln 9d sind an der Außenumfangsfläche 9b vorgesehen, um in der Umfangsrichtung der Außenumfangsfläche 9b beabstandet zu sein. Die Schaufel 9d steht von der Außenumfangsfläche 9b in der Radialrichtung vor. Das Verdichterlaufrad 9 ist in dem Verdichtergehäuse 100 drehbar aufgenommen. Das Verdichtergehäuse 100 hat ein erstes Gehäuseelement 110 und ein zweites Gehäuseelement 120. Das erste Gehäuseelement 110 und das zweite Gehäuseelement 120 werden später im Einzelnen beschrieben.
Ein Einlass 10 ist in dem Verdichtergehäuse 100 ausgebildet. Der Einlass 10 öffnet zu der rechten Seite des Turboladers TC. Der Einlass 10 ist mit einem Luftreiniger (nicht gezeigt) verbunden. Wenn das Lagergehäuse 2 und das Verdichtergehäuse 100 durch die Befestigungsschrauben 5 verbunden sind, ist ein Diffusorströmungspfad 11 ausgebildet. Der Diffusorströmungspfad 11 beaufschlagt Luft mit Druck. Der Diffusorströmungspfad 11 ist von einer Innenseite zu einer Außenseite in der Radialrichtung der Welle 7 (Verdichterlaufrad 9) (nachfolgend vereinfacht als die Radialrichtung bezeichnet) in einer Kreisringform ausgebildet. Der Diffusorströmungspfad 11 ist bei dem inneren Teil der Radialrichtung über das Verdichterlaufrad 9 mit dem Einlass 10 verbunden.
Ein Verdichterschneckenströmungspfad 12 ist innerhalb des Verdichtergehäuses 100 ausgebildet. Der Verdichterschneckenströmungspfad 12 hat eine Kreisringform. Der Verdichterschneckenströmungspfad 12 befindet sich in der Radialrichtung außerhalb des Verdichterlaufrads 9. Der Verdichterschneckenströmungspfad 12 ist mit einem Ansauganschluss einer Kraftmaschine (nicht gezeigt) verbunden. Der Verdichterschneckenströmungspfad 12 ist zudem mit dem Diffusorströmungspfad 11 verbunden. Beim Drehen des Verdichterlaufrads 9 wird Luft aus dem Einlass 10 in das Verdichtergehäuse 100 gesaugt. Die Ansaugluft wird beim Gehen zwischen der Vielzahl von Schaufeln 9d des Verdichterlaufrads 9 durch eine Zentrifugalkraft beschleunigt. Die beschleunigte Luft wird in dem Diffusorströmungspfad 11 und dem Verdichterschneckenströmungspfad 12 mit Druck beaufschlagt. Die druckbeaufschlagte Luft strömt aus einem Abgabeanschluss (nicht gezeigt) aus und wird zu dem Ansauganschluss der Kraftmaschine geleitet.
Dementsprechend weist der Turbolader TC einen Zentrifugalverdichter C (Verdichter) auf. Der Zentrifugalverdichter C weist ein Verdichtergehäuse 100, ein Verdichterlaufrad 9 und einen Verdichterschneckenströmungspfad 12 auf.
Ein Abgasanschluss 13 ist in dem Turbinengehäuse 4 ausgebildet. Der Abgasanschluss 13 öffnet zu der linken Seite des Turboladers TC. Der Abgasanschluss 13 ist mit einem Abgasnachbehandlungssystem (nicht gezeigt) verbunden. Das Turbinengehäuse 4 weist zudem einen Strömungspfad 14 und einen Turbinenschneckenströmungspfad 15 auf. Der Turbinenschneckenströmungspfad 15 befindet sich in der Radialrichtung außerhalb des Turbinenlaufrads 8. Der Strömungspfad 14 befindet sich zwischen dem Turbinenlaufrad 8 und dem Turbinenschneckenströmungspfad 15.
Der Turbinenschneckenströmungspfad 15 ist mit einem Gaseinlass (nicht gezeigt) verbunden. Abgas, das aus dem Abgaskrümmer der Kraftmaschine (nicht gezeigt) abgegeben wird, wird zu dem Gaseinlass geleitet. Der Turbinenschneckenströmungspfad 15 ist zudem mit dem obigen Strömungspfad 14 verbunden. Das Abgas, das aus dem Gaseinlass in den Turbinenschneckenströmungspfad 15 geleitet wird, wird durch den Strömungspfad 14 und zwischen den Schaufeln des Turbinenlaufrads 8 zu dem Abgasanschluss 13 gelenkt. Das zu dem Abgasanschluss 13 geleitete Abgas dreht das Turbinenlaufrad 8 beim Dorthindurchgehen.
Die Drehkraft des Turbinenlaufrads 8 wird über die Welle 7 zu dem Verdichterlaufrad 9 übertragen. Wie oben beschrieben ist, wird die Luft durch die Drehkraft des Verdichterlaufrads 9 mit Druck beaufschlagt und wird zu dem Ansauganschluss der Kraftmaschine geleitet.
2 ist ein Ausschnitt eines Bereichs, der von einer gestrichelten Linie in 1 umgeben ist. In 2 sind das Verdichterlaufrad 9, das Verdichtergehäuse 100 und das Drosselungselement (später beschrieben) ausgeschnitten und gezeigt. Wie in 2 gezeigt ist, befindet sich das erste Gehäuseelement 110 des Verdichtergehäuses 100 in 2 bezüglich des zweiten Gehäuseelements 120 zu der rechten Seite (weg von dem Lagergehäuse 2).
Das erste Gehäuseelement 110 hat im Wesentlichen eine Zylinderform. Das erste Gehäuseelement 110 hat einen kleindurchmessrigen Abschnitt 110a, einen mitteldurchmessrigen Abschnitt 110b und einen großdurchmessrigen Abschnitt 110c. Der kleindurchmessrige Abschnitt 110a ist am entferntesten von dem Lagergehäuse 2. Der großdurchmessrige Abschnitt 110c ist am nächsten zu dem Lagergehäuse 2. Der mitteldurchmessrige Abschnitt 110b befindet sich zwischen dem kleindurchmessrigen Abschnitt 110a und dem großdurchmessrigen Abschnitt 110c. Der kleindurchmessrige Abschnitt 110a hat einen kleineren Außendurchmesser als jener des mitteldurchmessrigen Abschnitts 110b. Der mitteldurchmessrige Abschnitt 110b hat einen kleineren Außendurchmesser als jener des großdurchmessrigen Abschnitts 110c. Jedoch muss das erste Gehäuseelement 110 nicht den kleindurchmessrigen Abschnitt 110a, den mitteldurchmessrigen Abschnitt 110b oder den großdurchmessrigen Abschnitt 110c haben. Beispielsweise kann der Außendurchmesser in der Drehachsenrichtung im Wesentlichen konstant sein.
Ein Durchgangsloch 111 ist in dem ersten Gehäuseelement 110 ausgebildet. Das Durchgangsloch 111 durchdringt das erste Gehäuseelement 110 in der Drehachsenrichtung. Das Durchgangsloch 111 geht in der Drehachsenrichtung durch den kleindurchmessrigen Abschnitt 110a, den mitteldurchmessrigen Abschnitt 110b und den großdurchmessrigen Abschnitt 110c. Ein Ende des Durchgangslochs 111 ist der oben beschriebene Einlass 10.
Das Durchgangsloch 111 hat einen Parallelabschnitt 111a und einen Verjüngungsabschnitt 111b. Der Parallelabschnitt 111a befindet sich bezüglich des Verjüngungsabschnitts 111b näher an einem Ende des Durchgangslochs 111. Ein Ende des Parallelabschnitts 111a ist der Einlass 10. Ein Innendurchmesser des Parallelabschnitts 111a ist über die Axialrichtung im Wesentlichen konstant. Ein Ende des Verjüngungsabschnitts 111b ist kontinuierlich zu dem Parallelabschnitt 111a. Ein Innendurchmesser von einem Ende des Verjüngungsabschnitts 111b ist im Wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des Parallelabschnitts 111a. Der Innendurchmesser des Verjüngungsabschnitts 111b nimmt beim Wegbewegen von dem Parallelabschnitt 111a (näher zu dem zweiten Gehäuseelement 120) ab.
Eine Kerbe 112a ist an dem Außenumfang einer Endfläche 112 des ersten Gehäuseelements 110 auf einer Seite ausgebildet, die näher an dem zweiten Gehäuseelement 120 ist. Die Kerbe 112a hat beispielsweise eine Kreisringform.
Eine Aufnahmenut 112b ist an der Endfläche 112 des ersten Gehäuseelements 110 ausgebildet. Die Aufnahmenut 112b ist von der Endfläche 112 zu dem Einlass 10 vertieft (um von dem zweiten Gehäuseelement 120 beabstandet zu sein). Die Aufnahmenut 112b hat bei Betrachtung aus der Axialrichtung beispielsweise im Wesentlichen eine Kreisringform. In anderen Worten ist die Aufnahmenut 112b von einer Innenwand des Durchgangslochs 111 radial auswärts vertieft.
In der Aufnahmenut 112b ist in einer Wand 112c auf der Seite des Einlasses 10 (Seite des kleindurchmessrigen Abschnitts 110a, eine Seite, die von dem zweiten Gehäuseelement 120 beabstandet ist) ein Lagerloch 112d ausgebildet. Das Lagerloch 112d erstreckt sich von der Wand 112c in einer Richtung, die parallel zu der Drehachsenrichtung ist, zu dem Einlass 10. Zwei Lagerlöcher 112d sind vorgesehen, um voneinander in der Drehrichtung des Verdichterlaufrads 9 (nachfolgend vereinfacht als die Drehrichtung bezeichnet) beabstandet zu sein. Die zwei Lagerlöcher 112d sind an Positionen angeordnet, die in der Drehrichtung um 180 Grad beabstandet sind.
Ein Durchgangsloch 121 ist in dem zweiten Gehäuseelement 120 ausgebildet. Das Durchgangsloch 121 durchdringt das zweite Gehäuseelement 120 in der Drehachsenrichtung. Bei dem Durchgangsloch 121 ist ein Innendurchmesser eines Endes, das näher an dem ersten Gehäuseelement 110 ist, im Wesentlichen gleich einem Innendurchmesser des Durchgangslochs 111 an einem Ende, das näher an dem zweiten Gehäuseelement 120 ist. Bei dem zweiten Gehäuseelement 120 ist an einer Innenwand des Durchgangslochs 121 ein Statorabschnitt 121a ausgebildet. Der Statorabschnitt 121a ist dem Verdichterlaufrad 9 von radial außerhalb zugewandt. Ein Innendurchmesser des Statorabschnitts 121a nimmt beim Beabstanden von dem ersten Gehäuseelement 110 zu. Das Ende des Statorabschnitts 121a auf der gegenüberliegenden Seite des ersten Gehäuseelements 110 ist mit dem oben beschriebenen Diffusorströmungspfad 11 verbunden.
In dem zweiten Gehäuseelement 120 ist an einer Endfläche 122, die näher an dem ersten Gehäuseelement 110 ist, eine Aufnahmenut 122a ausgebildet. Die Aufnahmenut 122a ist von der Endfläche 122 zu dem Diffusorströmungspfad 11 vertieft (um von dem ersten Gehäuseelement 110 beabstandet zu sein). Die Aufnahmenut 122a hat bei Betrachtung aus der Axialrichtung beispielsweise im Wesentlichen eine Kreisringform. In anderen Worten ist die Aufnahmenut 122a von einer Innenwand des Durchgangslochs 121 radial auswärts vertieft. Der großdurchmessrige Abschnitt 110c ist in die Aufnahmenut 122a eingesetzt. In der Aufnahmenut 122a berührt die Endfläche 112 des ersten Gehäuseelements 110 eine Wand an der Seite des Diffusorströmungspfads 11.
Das Durchgangsloch 111 des ersten Gehäuseelements 110 und das Durchgangsloch 121 des zweiten Gehäuseelements 120 definieren einen Ansaugströmungspfad 130. Der Ansaugströmungspfad 130 verbindet den Einlass 10 und den Diffusorströmungspfad 11. Das Verdichterlaufrad 9 ist in dem Ansaugströmungspfad 130 vorgesehen. In dem Ansaugströmungspfad 130 (Durchgangslöcher 111 und 121) hat die Querschnittsform, die senkrecht zu der Drehachsenrichtung ist, um die Drehachse des Verdichterlaufrads 9 beispielsweise eine kreisartige Form. Die Querschnittsform des Ansaugströmungspfads 130 ist jedoch nicht darauf beschränkt. Ein nicht beschriebenes Dichtungselement ist in der Kerbe 112a des ersten Gehäuseelements 110 angeordnet. Das Dichtungselement hemmt, dass ein Betrag von Luft aus dem Spalt zwischen dem ersten Gehäuseelement 110 und dem zweiten Gehäuseelement 120 entweicht. Die Kerbe 112a und das Dichtungselement sind jedoch nicht unverzichtbar.
3 zeigt eine Explosionsdarstellung von Komponenten eines Bindegliedmechanismus 200 (Drosselungsmechanismus). In 3 ist nur das erste Gehäuseelement 110 des Verdichtergehäuses 100 gezeigt. Wie in 3 gezeigt ist, weist der Bindegliedmechanismus 200 das Verdichtergehäuse 100, ein erstes Drosselungselement 210 (Drosselungselement), ein zweites Drosselungselement 220 (Drosselungselement), ein Verbindungselement 230 und eine Stange 240 auf.
Das erste Drosselungselement 210 weist einen Krümmungsabschnitt 211 auf. Der Krümmungsabschnitt 211 hat im Wesentlichen eine halbkreisartige Bogenform. Bei dem Krümmungsabschnitt 211 erstrecken sich eine Endfläche 211a und die in der Drehrichtung andere Endfläche 211b parallel zu der Radialrichtung und der Drehachsenrichtung. Die eine Endfläche 211a und die andere Endfläche 211b können jedoch bezüglich der Radialrichtung und der Drehachsenrichtung geneigt sein.
Der Krümmungsabschnitt 211 weist einen Armteil 212 an einem Abschnitt auf, der die eine Endfläche 211a aufweist. Der Armabschnitt 212 erstreckt sich von einer Außenumfangsfläche 211c des Krümmungsabschnitts 211 radial auswärts. Der Armabschnitt 212 erstreckt sich in einer Richtung, die bezüglich der Radialrichtung (einer Richtung zu dem zweiten Drosselungselement 220) geneigt ist.
Das zweite Drosselungselement 220 hat einen Krümmungsabschnitt 221. Der Krümmungsabschnitt 221 hat im Wesentlichen eine halbkreisartige Bogenform. Bei dem Krümmungsabschnitt 221 erstrecken sich eine Endfläche 221a und die in der Drehrichtung andere Endfläche 221b parallel zu der Radialrichtung und der Drehachsenrichtung. Die eine Endfläche 221a und die andere Endfläche 221b können jedoch bezüglich der Radialrichtung und der Drehachsenrichtung geneigt sein.
Der Krümmungsabschnitt 221 weist einen Armteil 222 an einem Abschnitt auf, der die eine Endfläche 221a aufweist. Der Armabschnitt 222 erstreckt sich von einer Außenumfangsfläche 221c des Krümmungsabschnitts 221 radial auswärts. Der Armabschnitt 222 erstreckt sich in einer Richtung, die bezüglich der Radialrichtung (eine Richtung zu dem ersten Drosselungselement 210) geneigt ist.
Der Krümmungsabschnitt 211 und der Krümmungsabschnitt 221 sind einander über das Drehzentrum des Verdichterlaufrads 9 (Ansaugströmungspfad 130) zugewandt. Die eine Endfläche 211a des Krümmungsabschnitts 211 und die andere Endfläche 221b des Krümmungsabschnitts 221 sind einander zugewandt. Die andere Endfläche 211b des Krümmungsteilabschnitts 211 und die eine Endfläche 221a des Krümmungsteilabschnitts 221 sind einander zugewandt.
Das Verbindungselement 230 befindet sich bezüglich des ersten und des zweiten Drosselungselements 210 und 220 näher an dem Einlass 10. Das Verbindungselement 230 hat im Wesentlichen eine Bogenform. Lagerlöcher 231 und 232 sind an einem Ende und dem in der Drehrichtung anderen Ende des Verbindungselements 230 ausgebildet. Bei dem Verbindungselement 230 öffnen die Lagerlöcher 231 und 232 an einer Endfläche 233, die dem ersten Drosselungselement 210 und dem zweiten Drosselungselement 220 zugewandt ist. Die Lagerlöcher 231 und 232 erstrecken sich in der Drehachsenrichtung. In dieser Ausführungsform sind die Lagerlöcher 231 und 232 Nichtdurchgangslöcher. Jedoch können die Lagerlöcher 231, 232 das Verbindungselement 230 in der Drehachsenrichtung durchdringen.
Ein Stangenverbindungsabschnitt 234 ist zwischen den Lagerlöchern 231 und 232 in dem Verbindungselement 230 vorgesehen. Bei dem Verbindungselement 230 ist der Stangenverbindungsabschnitt 234 an einer Endfläche 235 vorgesehen, die dem ersten Drosselungselement 210 und dem zweiten Drosselungselement 220 gegenüberliegt. Der Stangenverbindungsabschnitt 234 steht von der Endfläche 235 in der Drehachsenrichtung vor. Der Stangenverbindungsabschnitt 234 hat beispielsweise im Wesentlichen eine Zylinderform.
Die Stange 240 hat im Wesentlichen eine Zylinderform. Ein ebener Abschnitt 241 ist an einem Ende der Stange 240 ausgebildet. Der ebene Teil 241 erstreckt sich in einer Ebene, die im Wesentlichen senkrecht zu der Drehachsenrichtung ist. Ein Lagerloch 242 ist in dem ebenen Teil 241 geöffnet. Das Lagerloch 242 erstreckt sich in der Drehachsenrichtung. Ein Verbindungsabschnitt 243 ist an dem anderen Ende der Stange 240 vorgesehen. Der Verbindungsabschnitt 243 hat ein Verbindungsloch 243a. Ein Stellglied, welches später beschrieben wird, ist mit dem Verbindungsabschnitt 243 verbunden. Das Lagerloch 242 kann beispielsweise ein Langloch sein, das eine längere Länge in einer Richtung hat, die senkrecht zu der Drehachsenrichtung und einer Achsenrichtung der Stange 240 (Links-/Rechtsrichtung in einer später beschriebenen 5) ist, als jene in der Achsenrichtung der Stange 240.
Ein großdurchmessriger Stangenabschnitt 244 ist zwischen dem ebenen Abschnitt 241 und dem Verbindungsabschnitt 243 der Stange 240 ausgebildet. Bei der Stange 240 ist ein Außendurchmesser des großdurchmessrigen Stangenabschnitts 244 größer als jene von Abschnitten, die bezüglich des großdurchmessrigen Stangenabschnitts 244 kontinuierlich mit dem ebenen Abschnitt 241 und dem Verbindungsabschnitt 243 sind.
Ein Einsetzloch 113 ist in dem ersten Gehäuseelement 110 ausgebildet. Ein Ende 113a des Einsetzlochs 113 öffnet zu der Außenseite des ersten Gehäuseelements 110. Beispielsweise erstreckt sich das Einsetzloch 113 in einer Ebenenrichtung, die senkrecht zu der Drehachsenrichtung ist. Das Einsetzloch 113 befindet sich in der Radialrichtung außerhalb des Durchgangslochs 111 (Ansaugströmungspfad 130). Ein Abschnitt, der den ebenen Teil 241 der Stange 240 aufweist, ist in das Einsetzloch 113 eingesetzt. Der großdurchmessrige Stangenabschnitt 244 ist durch die Innenwand des Einsetzlochs 113 des ersten Gehäuseelements 110 geführt. Dementsprechend ist eine Bewegung der Stange 240 in Richtungen beschränkt, die anders sind als eine Zentralachsenrichtung des Einsetzlochs 113 (eine Zentralachsenrichtung der Stange 240).
Ein Aufnahmeloch 114 ist in dem ersten Gehäuseelement 110 ausgebildet. Das Aufnahmeloch 114 öffnet in der Wand 112c der Aufnahmenut 112b. Das Aufnahmeloch 114 ist von der Wand 112c zu dem Einlass 10 vertieft (um von dem zweiten Gehäuseelement 120 beabstandet zu sein). Das Aufnahmeloch 114 hat bei Betrachtung aus der Drehachsenrichtung im Wesentlichen eine Bogenform. Das Aufnahmeloch 114 erstreckt sich in der Drehrichtung länger als das Verbindungselement 230 in der Wand 112c. Das Aufnahmeloch 114 ist von den Lagerlöchern 231 und 232 in der Drehachsenrichtung beabstandet. Das Aufnahmeloch 114 befindet sich bezüglich des Einsetzlochs 113 näher an dem zweiten Gehäuseelement 120 (erstes Drosselungselement 210).
Ein Verbindungsloch 115 ist in dem ersten Gehäuseelement 110 ausgebildet. Das Verbindungsloch 115 verbindet das Einsetzloch 113 mit dem Aufnahmeloch 114. Das Verbindungsloch 115 ist in der Drehrichtung ungefähr in dem Mittelteil des Aufnahmelochs 114 ausgebildet. Das Verbindungsloch 115 erstreckt sich im Wesentlichen parallel zu der Erstreckungsrichtung des Einsetzlochs 113. Die Breite des Verbindungslochs 115 in einer Ebenenrichtung, die senkrecht zu der Erstreckungsrichtung des Einsetzlochs 113 und der Drehachsenrichtung ist, ist größer als ein Außendurchmesser des Stangenverbindungsabschnitts 234 des Verbindungselements 230. Das Verbindungsloch 115 ist ein Langloch mit einer Breite in der Erstreckungsrichtung des Einsetzlochs 113, die größer ist als eine Breite in der Ebenenrichtung, die senkrecht zu der Erstreckungsrichtung des Einsetzlochs 113 und der Drehachsenrichtung ist.
Das Verbindungselement 230 ist in dem Aufnahmeloch 114 aufgenommen. Das Aufnahmeloch 114 ist in der Drehrichtung länger und in der Radialrichtung breiter als das Verbindungselement 230. Dementsprechend ist ermöglicht, dass sich das Verbindungselement 230 innerhalb des Aufnahmelochs 114 in der Ebenenrichtung bewegt, die senkrecht zu der Drehachsenrichtung ist.
Der Stangenverbindungsabschnitt 234 ist durch das Verbindungsloch 115 in das Einsetzloch 113 eingesetzt. Das Lagerloch 242 der Stange 240, die in das Einsetzloch 113 eingesetzt ist, liegt dem Verbindungsloch 115 gegenüber. Der Stangenverbindungsabschnitt 234 ist in das Lagerloch 242 eingesetzt (damit verbunden). Der Stangenverbindungsabschnitt 234 ist durch das Lagerloch 242 abgestützt.
4 ist eine Schnittansicht, die entlang einer Linie IV-IV in 2 genommen ist. Wie in gestrichelten Linien in 4 gezeigt ist, hat das erste Drosselungselement 210 einen Verbindungswellenabschnitt 213 und einen Drehwellenabschnitt 214. Bei dem ersten Drosselungselement 210 stehen der Verbindungswellenabschnitt 213 und der Drehwellenabschnitt 214 von einer Endfläche, die näher an dem Einlass 10 (näher an der Wand 112c der Aufnahmenut 112b) ist, in der Drehachsenrichtung vor. Der Verbindungswellenabschnitt 213 und der Drehwellenabschnitt 214 erstrecken sich in 4 zu der Rückseite des Papiers. Der Drehwellenabschnitt 214 erstreckt sich parallel zu dem Verbindungswellenabschnitt 213.
Ein Außendurchmesser des Verbindungswellenabschnitts 213 ist kleiner als ein Innendurchmesser des Lagerlochs 231 des Verbindungselements 230. Der Verbindungswellenabschnitt 213 ist in das Lagerloch 231 eingesetzt. Der Verbindungswellenabschnitt 213 ist durch das Lagerloch 231 abgestützt. Ein Außendurchmesser des Drehwellenabschnitts 214 ist kleiner als ein Innendurchmesser des Lagerlochs 112d des ersten Gehäuseelements 110. Der Drehwellenabschnitt 214 ist in eines der Lagerlöcher 112d eingesetzt. Der Drehwellenabschnitt 214 ist durch das Lagerloch 112d abgestützt (siehe 2). In anderen Worten verbindet der Drehwellenabschnitt 214 das erste Drosselungselement 210 mit der Wand 112c, die dem ersten Drosselungselement 210 in der Drehachsenrichtung gegenüberliegt.
Das zweite Drosselungselement 220 hat einen Verbindungswellenabschnitt 223 und einen Drehwellenabschnitt 224. Bei dem zweiten Drosselungselement 220 stehen der Verbindungswellenabschnitt 223 und der Drehwellenabschnitt 224 von einer Endfläche, die näher an dem Einlass 10 (näher an der Wand 112c der Aufnahmenut 112b) ist, in der Drehachsenrichtung vor. Der Verbindungswellenabschnitt 223 und der Drehwellenabschnitt 224 erstrecken sich in 4 zu der Rückseite des Papiers. Der Drehwellenabschnitt 224 erstreckt sich parallel zu dem Verbindungswellenabschnitt 223.
Ein Außendurchmesser der Verbindungswelle 223 ist kleiner als ein Innendurchmesser des Lagerlochs 232 des Verbindungselements 230. Der Verbindungswellenabschnitt 223 ist in das Lagerloch 232 eingesetzt. Der Verbindungswellenabschnitt 223 ist durch das Lagerloch 232 abgestützt. Ein Außendurchmesser des Drehwellenabschnitts 224 ist kleiner als ein Innendurchmesser des Lagerlochs 112d. Der Drehwellenabschnitt 224 ist in das andere Lagerloch 112d eingesetzt. Der Drehwellenabschnitt 224 ist durch das Lagerloch 112d abgestützt (siehe 2). In anderen Worten verbindet der Drehwellenabschnitt 224 das zweite Drosselungselement 220 mit der Wand 112c, die dem zweiten Drosselungselement 220 in der Drehachsenrichtung gegenüberliegt.
Dementsprechend ist der Bindegliedmechanismus 200 aus einem Vier-Stangen-Bindeglied zusammengestellt. Die vier Bindeglieder (Stützstellen) sind das erste Drosselungselement 210, das zweite Drosselungselement 220, das erste Gehäuseelement 110 und das Verbindungselement 230. Da der Bindegliedmechanismus 200 aus dem Vier-Stangen-Bindeglied zusammengestellt ist, ist er eine beschränkte Kette und hat einen Freiheitsgrad, was es einfach macht, zu steuern.
5 zeigt eine erste Darstellung eines Betriebs des Bindegliedmechanismus 200. In der folgenden 5, 6 und 7 sind Ansichten bei Betrachtung von dem Einlass 10 gezeigt. Wie in 5 gezeigt ist, ist ein Ende einer Antriebswelle 251 eines Stellglieds 250 mit dem Verbindungsabschnitt 243 der Stange 240 verbunden.
Bei der in 5 gezeigten Anordnung sind das erste Drosselungselement 210 und das zweite Drosselungselement 220 in Kontakt miteinander. Zu dieser Zeit steht ein Vorsprungsabschnitt 215, wie in 2 und 4 gezeigt ist, der ein innerer Abschnitt in der Radialrichtung des ersten Drosselungselements 210 ist, in den Ansaugströmungspfad 130 vor. Ein Vorsprungsteil 225, der ein innerer Abschnitt in der Radialrichtung des zweiten Drosselungselements 220 ist, steht in den Ansaugströmungspfad 130 vor. Die Positionen des ersten und des zweiten Drosselungselements 210 und 220 zu dieser Zeit sind als eine Drosselposition bezeichnet.
In der Drosselposition berühren Endabschnitte 215a und 215b des Vorsprungsabschnitts 215 in der Drehrichtung und Endabschnitte 225a und 225b des Vorsprungsabschnitts 225 in der Drehrichtung einander. Der Vorsprungsabschnitt 215 und der Vorsprungsabschnitt 225 bilden ein Kreisringloch 260 aus. Ein Innendurchmesser des Kreisringlochs 260 ist kleiner als ein Innendurchmesser des Abschnitts des Ansaugströmungspfads 130, wo die Vorsprungsabschnitte 215 und 225 vorstehen. Beispielsweise ist der Innendurchmesser des Kreisringlochs 260 kleiner als der Innendurchmesser eines beliebigen Teils des Ansaugströmungspfads 130.
6 ist eine zweite Darstellung des Betriebs des Bindegliedmechanismus 200. 7 ist eine dritte Darstellung des Betriebs des Bindegliedmechanismus 200. Das Stellglied 250 bewegt die Stange 240 linear in der Richtung, die die Drehachsenrichtung kreuzt (Aufwärts- und Abwärtsrichtung in 6 und 7). Die Stange 240 bewegt sich von dem in 5 gezeigten Zustand aufwärts. Der Bewegungsbetrag der Stange 240 ist relativ zu der in 5 gezeigten Anordnung bei der in 7 gezeigten Anordnung größer als bei der in 6 gezeigten Anordnung.
Wenn sich die Stange 240 bewegt, bewegt sich über den Stangenverbindungsabschnitt 234 zudem das Verbindungselement 230 aufwärts in 6 und 7. Zu dieser Zeit ist ermöglicht, dass das Verbindungselement 230 um den Stangenverbindungsabschnitt 234 als ein Drehzentrum dreht. Darüber hinaus gibt es bezüglich des Außendurchmessers des Stangenverbindungsteils 234 einen kleinen Betrag von Spiel in dem Innendurchmesser des Lagerlochs 242 der Stange 240. Daher ist eine Bewegung des Verbindungselements 230 in der Ebenenrichtung, die senkrecht zu der Drehachsenrichtung ist, geringfügig ermöglicht.
Wie oben beschrieben ist, ist der Bindegliedmechanismus 200 ein Vier-Stangen-Bindeglied und das Verbindungselement 230, das erste Drosselungselement 210 und das zweite Drosselungselement 220 zeigen bezüglich des ersten Gehäuseelements 110 ein Verhalten mit einem Freiheitsgrad. Insbesondere bewegt sich das Verbindungselement 230 beim geringfügigen Drehen in der Gegenuhrzeigersinnrichtung in 6 und 7 innerhalb des oben beschriebenen möglichen Bereichs geringfügig in der Links-/Rechtsrichtung.
Der Drehwellenabschnitt 214 des ersten Drosselungselements 210 ist durch das erste Gehäuseelement 110 abgestützt und somit ist eine Bewegung in der Ebenenrichtung beschränkt, die senkrecht zu der Drehachsenrichtung ist. Der Verbindungswellenabschnitt 213 ist durch das Verbindungselement 230 abgestützt. Da ermöglicht ist, dass sich das Verbindungselement 230 bewegt, ist der Verbindungswellenabschnitt 213 in der Ebenenrichtung bewegbar, die senkrecht zu der Drehachsenrichtung ist. Im Ergebnis dreht das erste Drosselungselement 210 beim Bewegen des Verbindungselements 230 um den Drehwellenabschnitt 214 als das Drehzentrum in 6 und 7 in der Uhrzeigersinnrichtung.
In ähnlicher Weise ist der Drehwellenabschnitt 224 des zweiten Drosselungselements 220 durch das erste Gehäuseelement 110 abgestützt und somit ist eine Bewegung in der Ebenenrichtung beschränkt, die senkrecht zu der Drehachsenrichtung ist. Der Verbindungswellenabschnitt 223 ist durch das Verbindungselement 230 abgestützt. Da ermöglicht ist, dass sich das Verbindungselement 230 bewegt, ist der Verbindungswellenabschnitt 223 in der Ebenenrichtung bewegbar, die senkrecht zu der Drehachsenrichtung ist. Im Ergebnis dreht das zweite Drosselungselement 220 beim Bewegen des Verbindungselements 230 um den Drehwellenabschnitt 224 als das Drehzentrum in 6 und 7 in der Uhrzeigersinnrichtung.
Somit bewegen sich das erste Drosselungselement 210 und das zweite Drosselungselement 220 in der Reihenfolge von 6 und 7 in Richtungen, die voneinander beabstandet sind. Von der Drosselposition bewegen sich die Vorsprungsabschnitte 215 und 225 radial auswärts (zurückgezogene Position). In der zurückgezogenen Position sind die Vorsprungsabschnitte 215 und 225 beispielsweise bündig mit der Innenwandfläche des Ansaugströmungspfads 130 oder befinden sich radial außerhalb der Innenwandfläche des Ansaugströmungspfads 130. Beim Bewegen von der zurückgezogenen Position zu der Drosselposition nähern sich das erste Drosselungselement 210 und das zweite Drosselungselement 220 in der Reihenfolge von 7, 6 und 5 und berühren einander. Auf diese Weise werden das erste Drosselungselement 210 und das zweite Drosselungselement 220 gemäß dem Drehwinkel um die Drehwellenabschnitte 214 und 224 als die Drehzentren zwischen der Drosselposition und der zurückgezogenen Position umgeschaltet.
8 ist ein Ausschnitt eines Bereichs, der in 2 von einer doppelt gestrichelten Kettenlinie umgeben ist. Im Folgenden ist das erste Drosselungselement 210 als ein Beispiel erläutert, aber das zweite Drosselungselement 220 hat die gleiche Konfiguration (Anordnung) wie das erste Drosselungselement 210. In 8 ist das erste Drosselungselement 210 in der Drosselposition. In der Drosselposition stehen der Vorsprungsabschnitt 215 des ersten Drosselungselements 210 und der Vorsprungsabschnitt 225 des zweiten Drosselungselements 220 am weitesten radial einwärts in den Ansaugströmungspfad 130 vor.
Der Vorsprungsabschnitt 215 des ersten Drosselungselements 210 hat eine gegenüberliegende Fläche 215c. Die gegenüberliegende Fläche 215c ist der Vorderkante LE der Schaufel 9d des Verdichterlaufrads 9 zugewandt. Die Vorderkante LE ist das stromaufwärtige Ende der Schaufel 9d in der Luftströmungsrichtung. In dieser Ausführungsform ist die Vorderkante LE bezüglich der Radialrichtung geneigt. Die Vorderkante LE bewegt sich beim Radialauswärtsbewegen in 8 nach links (zum Lager 6, oder von dem Einlass 10 beabstandet). Die Vorderkante LE kann jedoch parallel zu der Radialrichtung sein.
Ein Außenumfangsende 9e der Vorderkante LE ist der radial äußerste Teil der Vorderkante LE. In diesem Fall befindet sich das Außenumfangsende 9e bei der Vorderkante LE in 8 am weitesten links (am nächsten zu dem Lager 6, oder am weitesten von dem Einlass 10 beabstandet).
Ein Innenumfangsende 9f der Vorderkante LE ist der am weitesten radial innere Teil der Vorderkante LE. In diesem Fall befindet sich das Innenumfangsende 9f bei der Vorderkante LE in 8 am weitesten rechts (am nächsten zu dem Einlass 10, oder am weitesten von dem Lager 6 beabstandet).
Das Außenumfangsende 9e ist bezüglich der gegenüberliegenden Fläche 215c des Vorsprungsabschnitts 215 in der Axialrichtung in 8 links positioniert. Das Innenumfangsende 9f ist bezüglich der gegenüberliegenden Fläche 215c des Vorsprungsabschnitts 215 in der Axialrichtung in 8 rechts positioniert. In anderen Worten ist die gegenüberliegende Fläche 215c in der Axialrichtung zwischen einer Position des Außenumfangsendes 9e der Vorderkante LE und einer Position des Innenumfangsendes 9f der Vorderkante LE vorgesehen. Dies ermöglicht, dass das Außenumfangsende 9e näher zu dem Vorsprungsabschnitt 215 gebracht werden kann, auch wenn die Vorderkante LE eine Form hat, die bezüglich der Richtung geneigt ist, die senkrecht zu der Axialrichtung ist.
Wie in 8 gezeigt ist, ist ein Abstand (kürzester Abstand, Axialabstand) zwischen der gegenüberliegenden Fläche 215c des Vorsprungsabschnitts 215 des ersten Drosselungselements 210 und dem Außenumfangsende 9e der Vorderkante LE als ein Abstand LL definiert. Eine maximale Vorsprungshöhe (Höhe an der Drosselposition) des Vorsprungsabschnitts 215, der von der Innenwandfläche des Ansaugströmungspfads 130 vorsteht, ist als eine Höhe hmax definiert.
9 zeigt die Beziehung zwischen Abstand LL und der Verbesserungsrate einer thermischen Isolationseffizienz. In 9 zeigt die vertikale Achse den oben beschriebenen Abstand LL an. Die horizontale Achse zeigt die Verbesserungsrate der thermischen Isolationseffizienz an. In dieser Ausführungsform zeigt die Verbesserungsrate der thermischen Isolationseffizienz die Prozentzahl einer Verbesserung (Erhöhung) der thermischen Isolationseffizienz, indem das erste Drosselungselement 210 und das zweite Drosselungselement 220 zu der Drosselungsposition bewegt werden, im Vergleich zu der thermischen Isolationseffizienz in der vollständig offenen Position an. In der vollständig offenen Position befinden sich der Vorsprungsabschnitt 215 des ersten Drosselungselements 210 und der Vorsprungsabschnitt 225 des zweiten Drosselungselements 220 am weitesten radial auswärts (d.h. radial auswärts von dem Ansaugströmungspfad 130).
In 9 haben Legenden AA, AB und AC voneinander verschiedene Luftverdichtungsverhältnisse. Das Verdichtungsverhältnis der Legende AA ist am niedrigsten und jenes der Legende AC ist am höchsten. Wie in 9 gezeigt ist, ist die Verbesserungsrate einer thermischen Isolationseffizienz höher, wenn der Abstand LL für beliebige Verdichtungsverhältnisse kleiner ist. In anderen Worten ist die Verbesserungsrate der Isolationseffizienz umso höher, je näher das erste Drosselungselement 210 an der Vorderkante LE ist.
10 zeigt einen Bereich, wo der Vorsprungsabschnitt 215 des ersten Drosselungselements 210 angeordnet ist. In 10 sind oben, unten, die linke und die rechte Seite bezüglich 8 vertauscht, sodass die Korrespondenz mit 11 leicht verstanden werden kann. Die Luft, die durch den Vorsprungsabschnitt 215 gedrosselt wird und von der Innenwand des Ansaugströmungspfads 130 abgelöst wird, strömt beim allmählichen in der Radialrichtung auswärtigen Ausbreiten in der Drehachsenrichtung, wie durch einen Pfeil FL in 10 gezeigt ist. Zu dieser Zeit ist es bekannt, dass die folgende Formel 1 bei der Strömung der abgelösten Luft erfüllt ist. Es ist anzumerken, dass ein Abstand X einem Abstand zwischen der gegenüberliegenden Fläche 215c des Vorsprungsabschnitts 215 und einer Position anzeigt, wo die abgelöste Luft wieder die Innenwandfläche des Ansaugströmungspfads 130 erreicht, und RE die Reynolds-Zahl anzeigt.
[Formel 1] $\begin{matrix} \frac{X}{h_{m a x}} = log (R e^{\overset{⌢}{-}}) & (10^{4} < R e < 10^{7}) \end{matrix}$
11 zeigt ein Ergebnis einer Simulation einer Luftströmungsablösung, das auf Formel 1 beruht. In 11 ist die horizontale Achse das Verhältnis, das erhalten wird, indem der Abstand x nach stromabwärts mit der gegenüberliegenden Fläche 215c als 0 durch die oben beschriebene Höhe hmax des Vorsprungsabschnitts 215 (nachfolgend als das Verhältnis x bezeichnet) geteilt wird. Die vertikale Achse ist das Verhältnis, das erhalten wird, indem der Abstand r von der Innenwandfläche des Ansaugströmungspfads 130 zu der radial inneren Seite durch die oben beschriebene Höhe hmax des Vorsprungsabschnitts 215 geteilt wird.
Legenden BA, BB und BC haben voneinander unterschiedliche Luftströmungsgeschwindigkeiten. Die Legende BA hat die höchste Strömungsgeschwindigkeit und die Legende BC hat die niedrigste Geschwindigkeit. Wie in 11 gezeigt ist, weitet sich die Luft für beliebige Strömungsgeschwindigkeiten schnell auf und strömt radial auswärts, wenn das Verhältnis x 4 überschreitet. Wenn das Verhältnis x im Gegensatz dazu gleich oder geringer als 4 ist, weitet sich die Luft radial auswärts nur bis zu 10% oder weniger der Höhe hmax des Vorsprungsabschnitts 215 auf.
Dementsprechend ist bei dem Bindegliedmechanismus 200 das erste Drosselungselement 210 an einer Position angeordnet, wo der Abstand LL zwischen der gegenüberliegenden Fläche 215c des Vorsprungsabschnitts 215 des ersten Drosselungselements 210 und der Außenkante 9e der Vorderkante LE gleich oder weniger als vier Mal die Höhe hmax des Vorsprungsabschnitts 215 ist, wie in 10 gezeigt ist. In anderen Worten befindet sich die Vorderkante LE bezüglich der gegenüberliegenden Fläche 215c des Vorsprungsabschnitts 215 in dem Bereich, wo das Verhältnis x 4 oder weniger beträgt.
Im Ergebnis erreicht die Luft, die durch den Vorsprungsabschnitt 215 geht, die Vorderkante LE, bevor sie sich im Wesentlichen radial auswärts aufweitet. In anderen Worten ist durch das Verdichterlaufrad 9 eine Verdichtung möglich, während die Wirkung des Drosselns durch das erste Drosselungselement 210 ausreichend verbleibt. Darüber hinaus erhöht die oben erwähnte Positionsbeziehung zwischen dem Vorsprungsabschnitt 215 und der Vorderkante LE die Strömungsgeschwindigkeit in der Nähe der inneren bis mittleren Position in der Radialrichtung der Vorderkante LE und der Anströmwinkel ist verbessert. Im Ergebnis kann ein Betrag von Arbeit in der Nähe des Stators 121a des Verdichterlaufrads 9, die nicht länger erhalten wird, durch einen Betrag von Arbeit in der Umgebung der inneren bis mittleren Position in der Radialrichtung der Vorderkante LE kompensiert werden.
Die Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist in Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben worden, aber die vorliegende Offenbarung ist nicht darauf beschränkt. Es ist klar, dass ein Fachmann verschiedene Änderungen oder Modifikationen innerhalb des Umfangs der Ansprüche erdenken kann und sie auch in dem technischen Umfang der vorliegenden Offenbarung enthalten sind.
Beispielswiese sind in der obigen Ausführungsform das erste Drosselungselement 210 und das zweite Drosselungselement 220 als das Drosselungselement enthalten. Es ist jedoch ausreichend, dass mindestens eines von dem ersten Drosselungselement 210 oder dem zweiten Drosselungselement 220 vorgesehen ist. Ferner können drei oder mehrere Drosselungselemente vorgesehen sein.
Der Bindegliedmechanismus 200, der in der obigen Ausführungsform beschrieben ist, ist nur ein Beispiel des Drosselungsmechanismus. Der Drosselungsmechanismus kann ein beliebiger Mechanismus sein, solange er die radiale Position des Drosselungselements ändern kann und es zu der Drosselposition und der zurückgezogenen Position (vollständig offene Position) bewegen kann.
In der oben beschriebenen Ausführungsform befindet sich die gegenüberliegende Fläche 215c in der Axialrichtung zwischen einer Position des Außenumfangsendes 9e der Vorderkante LE und einer Position des Innenumfangsendes 9f der Vorderkante LE. In anderen Worten sind das Außenumfangsende 9e und das Innenumfangsende 9f einander in der Axialrichtung über die gegenüberliegende Fläche 215c gegenüberliegend positioniert. Das Innenumfangsende 9f kann sich jedoch an einer Position befinden, die radial von der gegenüberliegenden Fläche 215c erstreckt ist. Ferner kann sich das Innenumfangsende 9f bezüglich der gegenüberliegenden Fläche 215c auch näher an dem Außenumfangsende 9e befinden.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Die vorliegende Offenbarung kann für einen Zentrifugalverdichter und einen Turbolader verwendet werden.
Bezugszeichenliste

9: Verdichterlaufrad (Laufrad),
9a: Hauptkörperabschnitt,
9b: Außenumfangsfläche,
9d: Schaufel,
9e: Außenumfangsende,
9f: Innenumfangsende, 1
30: Ansaugströmungspfad,
200: Bindegliedmechanismus (Drosselungsmechanismus),
210: erstes Drosselungselement (Drosselungselement),
215c: gegenüberliegende Fläche,
220: zweites Drosselungselement (Drosselungselement),
C: Zentrifugalverdichter,
LE: Vorderkante,
LL: Abstand,
TC: Turbolader

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2019086357 [0001]
JP 2016173051 A [0003]

Claims

Zentrifugalverdichter, mit: einem Laufrad, das einen Hauptkörperabschnitt und eine Vielzahl von Schaufeln aufweist, die an einer Außenumfangsfläche des Hauptkörperabschnitts vorgesehen sind; einem Ansaugströmungspfad, der dem Laufrad in einer Drehachsenrichtung zugewandt ist; und einem Drosselungsmechanismus, der ein Drosselungselement aufweist, das in dem Ansaugströmungspfad vorgesehen ist, wobei ein Verhältnis, das erhalten wird, indem ein Abstand zwischen einem Außenumfangsende einer Vorderkante der Schaufel und dem Drosselungselement durch eine maximale Vorsprungshöhe des Drosselungselements, das von einer Innenwandfläche des Ansaugströmungspfads vorsteht, geteilt wird, gleich oder weniger als 4 beträgt.
Zentrifugalverdichter nach Anspruch 1, wobei das Drosselungselement eine gegenüberliegende Fläche aufweist, die dem Außenumfangsende in einer Axialrichtung des Laufrads zugewandt ist, und die gegenüberliegende Fläche sich in der Axialrichtung zwischen einer Position des Außenumfangsendes und einer Position eines Innenumfangsendes der Vorderkante befindet.
Turbolader, mit dem Zentrifugalverdichter nach Anspruch 1 oder 2.