本發(fā)明涉及利用葉輪的旋轉(zhuǎn)來對吸氣進行壓縮的離心壓縮機及增壓器。

背景技術(shù)：

目前，已知如下的增壓器，在一端設有渦輪葉輪而在另一端設有壓縮機葉輪的主軸被旋轉(zhuǎn)自如地支撐于軸承座。將這種增壓器連接于發(fā)動機，利用從發(fā)動機排出的尾氣使渦輪葉輪旋轉(zhuǎn)，而且，通過該渦輪葉輪的旋轉(zhuǎn)，經(jīng)由主軸而使壓縮機葉輪旋轉(zhuǎn)。從而，增壓器隨著壓縮機葉輪的旋轉(zhuǎn)而壓縮空氣，并輸出至發(fā)動機。

增壓器的壓縮機葉輪側(cè)作為所謂的離心壓縮機發(fā)揮功能。一般，離心壓縮機在吸氣流量小的區(qū)域產(chǎn)生喘振。喘振是由于被壓縮機葉輪壓縮后的高壓的吸氣(氣體)向作為低壓側(cè)的壓縮機葉輪的上游側(cè)逆流而產(chǎn)生的現(xiàn)象，該現(xiàn)象使離心壓縮機的運轉(zhuǎn)不穩(wěn)定。因此，專利文獻1記載的離心壓縮機具有在收納葉輪的外殼的內(nèi)壁形成的槽(在專利文獻1中為“環(huán)狀凹槽”)。該槽形成為在壓縮機葉輪的圓周方向上延伸的環(huán)狀，且以跨越的方式位于該壓縮機葉輪的葉片的前緣。在吸氣流量小的區(qū)域逆流的吸氣一旦達到環(huán)狀凹槽，便沿著環(huán)狀凹槽流動，從而將流向從逆流改變成順流。由此，吸氣的逆流產(chǎn)生的影響變小，抑制喘振的發(fā)生。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開昭58－18600號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的課題

如上述的專利文獻1所述，通過在外殼的內(nèi)壁形成槽，能夠抑制吸氣的逆流的影響。但是，因為損失槽內(nèi)的氣流，所以期望開放能夠抑制該損失的技術(shù)。

本申請的目的在于提供能夠降低因吸氣的逆流而引起的壓力損失的離心壓縮機及增壓器。

用于解決課題的方案

本公開的第一方案為一種離心壓縮機，其宗旨在于，具備：在內(nèi)部具有吸氣路的外殼；

收納于吸氣路內(nèi)的葉輪；以及形成于吸氣路的內(nèi)壁且在葉輪的旋轉(zhuǎn)方向上延伸的偏流槽，形成偏流槽的槽壁和吸氣路的內(nèi)壁連續(xù)地連接的邊界部含有：位于吸氣的流通方向的上游側(cè)的上游側(cè)邊界部；以及位于流通方向的下游側(cè)的下游側(cè)邊界部，上游側(cè)邊界部位于比下游側(cè)邊界部在葉輪的徑向上靠內(nèi)側(cè)，偏流槽在流通方向上位于比葉輪靠上游側(cè)。

也可以上游側(cè)邊界部中的、偏流槽的槽壁及槽壁的切線方向中的一個與吸氣路的內(nèi)壁及內(nèi)壁的切線方向中的一個所成的角度為90度以下。

也可以下游側(cè)邊界部中、偏流槽的槽壁及槽壁的切線方向中的一個與吸氣路的內(nèi)壁及內(nèi)壁的切線方向中的一個所成的角度為90度以上。

也可以偏流槽具備：從上游側(cè)邊界部與葉輪的徑向平行地延伸的上游槽壁部；以及從上游槽壁部延設至下游側(cè)邊界部且呈銳角與上游槽壁部連接的下游槽壁部。

為了解決上述課題，本公開的增壓器的特征在于具備上述離心壓縮機。

發(fā)明效果

根據(jù)本公開，能夠降低因吸氣的逆流而引起的壓力損失。

附圖說明

圖1是本公開的實施方式的增壓器的概要剖視圖。

圖2是圖1的虛線部分的提取圖。

圖3是圖2的兩點劃線部分的提取圖。

圖4(a)～圖4(c)是用于說明本實施方式的第一～第三變形例的圖。

圖5(a)～圖5(c)是用于說明本實施方式的第四～第六變形例的圖。

圖6是用于說明本實施方式的第七變形例的圖。

具體實施方式

以下，一邊參照附圖，一邊對本公開的實施方式詳細地進行說明。該實施方式中所示的尺寸、材料、其它具體的數(shù)值等只是用于使本公開的內(nèi)容變得容易理解的示例。此外，在本說明書及附圖中，對具有實質(zhì)上相同的功能、結(jié)構(gòu)的單元添加相同的符號，從而省略重復說明，另外，與本實施方式不存在直接關(guān)系的單元省略圖示。

圖1是增壓器c的概要剖視圖。以下，將如圖所示的箭頭l設為表示增壓器c的左側(cè)的方向，將箭頭r設為表示增壓器c的右側(cè)的方向來進行說明。如圖1所示，增壓器c具備增壓器主體1。增壓器主體1具有：軸承座2(外殼)；通過緊固螺栓3而連結(jié)于軸承座2的左側(cè)的渦輪外殼4；以及通過緊固螺栓5而連結(jié)于軸承座2的右側(cè)的壓縮機外殼6(外殼)。它們被一體化。

在軸承座2形成有在增壓器c的左右方向上貫通的軸承孔2a。在該軸承孔2a收納軸承7。軸承7旋轉(zhuǎn)自如地支撐主軸8。在主軸8的左端部一體地固定有渦輪葉輪9，該渦輪葉輪9旋轉(zhuǎn)自如地收納于渦輪外殼4內(nèi)。另外，在主軸8的右端部一體地固定有壓縮機葉輪(葉輪)10，該壓縮機葉輪10旋轉(zhuǎn)自如地收納于壓縮機外殼6內(nèi)。

在壓縮機外殼6形成有吸氣口11。吸氣口11向增壓器c的右側(cè)開口，且與空氣過濾器(未圖示)連接。另外，在軸承座2和壓縮機外殼6通過緊固螺栓5而連結(jié)的狀態(tài)下，這兩外殼2、6的彼此對置的面形成對氣體(例如空氣)進行升壓的擴散流路12。擴散流路12從主軸8的徑向內(nèi)側(cè)朝向外側(cè)呈環(huán)狀形成。擴散流路12在上述的徑向內(nèi)側(cè)經(jīng)由壓縮機葉輪10而與吸氣口11連通。

另外，在壓縮機外殼6設有壓縮渦旋流路13。壓縮渦旋流路13形成為環(huán)狀，且位于比擴散流路12靠主軸8的徑向外側(cè)。壓縮渦旋流路13與發(fā)動機的吸氣口(未圖示)連通。另外，壓縮渦旋流路13也與擴散流路12連通。因此，當壓縮機葉輪10旋轉(zhuǎn)時，氣體從吸氣口11被吸入壓縮機外殼6內(nèi)而在壓縮機葉輪10的葉片間流通，且在該過程中進行增速增壓，在擴散流路12及壓縮渦旋流路13升壓(壓力回復)后被引導至發(fā)動機。

在渦輪外殼4形成有排出口14。排出口14在增壓器c的左側(cè)開口，且與尾氣凈化裝置(未圖示)連接。另外，在渦輪外殼4設有流路15和位于比該流路15靠主軸8的徑向外側(cè)的環(huán)狀的渦輪渦旋流路16。渦輪渦旋流路16與對從發(fā)動機的排氣岔管(未圖示)排出的尾氣進行引導的氣體流入口(未圖示)連通。另外，渦輪渦旋流路16也與流路15連通。因此，尾氣從氣體流入口被引導至渦輪渦旋流路16，且經(jīng)由流路15及渦輪葉輪9而被引導至排出口14。在該流通過程中，尾氣使渦輪葉輪9旋轉(zhuǎn)。渦輪葉輪9的旋轉(zhuǎn)力經(jīng)由主軸8而傳遞至壓縮機葉輪10，壓縮機葉輪10由此而旋轉(zhuǎn)。氣體通過壓縮機葉輪10的旋轉(zhuǎn)力而升壓，并被引導至發(fā)動機。

因此，增壓器c中，壓縮機外殼6側(cè)的構(gòu)成要素通過壓縮機葉輪10的旋轉(zhuǎn)而起到對從吸氣口11引導至擴散流路12的吸氣(氣體)進行壓縮的離心壓縮機cc的功能。

圖2是圖1的虛線部分的提取圖。如圖2所示，吸氣路17是從吸氣口11連通到擴散流路12的氣體的流路。吸氣路17將從吸氣口11所流入的吸氣引導至擴散流路12。壓縮機葉輪10收納在吸氣路17內(nèi)。

在吸氣路17的內(nèi)壁17a形成有偏流槽18。偏流槽18是在壓縮機葉輪10的旋轉(zhuǎn)方向上延伸的環(huán)狀的槽。偏流槽18在壓縮機葉輪10的軸向上配置于比壓縮機葉輪10靠吸氣口11側(cè)。換言之，偏流槽18在吸氣的流通方向(從吸氣口11朝向壓縮機葉輪10的方向)上位于比壓縮機葉輪10靠上游側(cè)。詳細而言，偏流槽18的端部18a(圖2中的左側(cè)的端部)位于比壓縮機葉輪10的吸氣口11側(cè)的端部10a靠吸氣口11側(cè)。

圖3是圖2的兩點劃線部分的提取圖。如圖3所示，形成偏流槽18的槽壁18b和吸氣路17的內(nèi)壁17a連續(xù)地連接的邊界部含：位于吸氣的流通方向的上游側(cè)(圖3中右側(cè))的上游側(cè)邊界部19；位于吸氣的流通方向的下游側(cè)(圖3中左側(cè))的下游側(cè)邊界部20。換言之，邊界部通過槽壁18b和吸氣路17的內(nèi)壁17a彼此連接而形成。另外，相比下游側(cè)邊界部20，上游側(cè)邊界部19在壓縮機葉輪10的徑向上位于內(nèi)側(cè)(圖3中下側(cè))。

圖3表示例如含有壓縮機葉輪10的旋轉(zhuǎn)軸的水平剖面。如該圖所示，上游側(cè)邊界部19及下游側(cè)邊界部20具有曲面形狀。

就上游側(cè)邊界部19而言，槽壁18b的切線方向和吸氣路17的內(nèi)壁17a的切線方向所成的角度α在90度以下。

在下游側(cè)邊界部20而言，槽壁18b的切線方向和吸氣路17的內(nèi)壁17a的切線方向所成的角度β在90度以上。

偏流槽18的槽壁18b含有上游槽壁部18c和下游槽壁部18d。上游槽壁部18c是與壓縮機葉輪10的徑向平行地從上游側(cè)邊界部19延伸的部位。下游槽壁部18d是從下游側(cè)邊界部20延伸至上游槽壁部18c的部位。如圖3所示，上游槽壁部18c及下游槽壁部18d的邊界部21具有曲面形狀。就邊界部21而言，上游槽壁部18c及下游槽壁部18d各自的切線方向所成的角度γ為銳角。

氣體從吸氣口11流入吸氣路17，且朝向擴散流路12流動。即，如圖3中的空心箭頭所示，氣體朝向左側(cè)流動。此時，在增壓器c的吸氣流量小的區(qū)域，如點橫線的箭頭所示，在吸氣路17的內(nèi)壁17a附近，被壓縮機葉輪10壓縮后的高壓的吸氣的一部分向作為低壓側(cè)的壓縮機葉輪10的上游側(cè)逆流。

如上所述地逆流的吸氣因離心力而從吸氣路17的內(nèi)壁17a沿著偏流槽18的槽壁18b流動。具體而言，在偏流槽18的內(nèi)部，逆流的吸氣從下游槽壁部18d朝向上游槽壁部18c流動，從而流向變化(偏向)，與吸氣的主流匯合。

在本實施方式的偏流槽18中，向徑向內(nèi)側(cè)突出的上游槽壁部18c作為逆流的“回流板(反射板)”而發(fā)揮功能，降低因與吸氣的主流的合流而引起的干涉(混合損失)。因此，能夠降低因吸氣的逆流而引起的損失。

另外，在壓縮機葉輪10側(cè)(吸氣的逆流方向的上游側(cè))，因為葉輪的離心力的影響大，所以逆流的吸氣流復雜且不穩(wěn)定。另一方面，當吸氣逆流至比壓縮機葉輪10靠下游側(cè)時，吸氣流穩(wěn)定。偏流槽18在壓縮機葉輪10的軸向上配置于比壓縮機葉輪10靠吸氣口11側(cè)，因此能夠抑制因流入偏流槽18的流而引起的與壁面的摩擦阻力。其結(jié)果，提高壓力損失的降低效果。

圖4(a)～圖4(c)是用于說明第一～第三變形例的圖。如圖4(a)所示，在第一變形例的偏流槽28中，與上述的實施方式同樣，角度α為銳角。另一方面，角度β變成銳角。

如圖4(b)所示，在第二變形例的偏流槽38中，角度α在90度以下，而角度β成為直角。

如圖4(c)所示，在第三變形例的偏流槽48中，與上述的實施方式同樣，角度α在90度以下，角度β在90度以上。但是，偏流槽48的槽壁48b如圖4所示地具有曲面形狀。

圖5(a)～圖5(c)是用于說明第四～第六變形例的圖。如圖5(a)所示，在第四變形例的偏流槽58中，角度α在90度以下，角度β為直角，角度γ成為銳角。另外，上游槽壁部58c相對于壓縮機葉輪10的徑向傾斜，下游槽壁部58d與壓縮機葉輪10的徑向平行。

如圖5(b)所示，在第五變形例的偏流槽68中，與上述的實施方式同樣，角度α在90度以下，角度β在90度以上。然而，與上述的實施方式不同，在上游槽壁部68c與下游槽壁部68d之間形成有在壓縮機葉輪10的旋轉(zhuǎn)軸方向上延伸的底面68e。

如圖5(c)所示，在第六變形例的偏流槽78中，角度α在90度以下，角度β在90度以上。然后，上游槽壁部78c與壓縮機葉輪10的徑向平行。

如上所述，上游側(cè)邊界部19只要位于比下游側(cè)邊界部20靠壓縮機葉輪10的徑向的內(nèi)側(cè)，本公開的偏流槽的形狀就能夠進行各種變形。也就是，只要滿足上述的條件，偏流槽的形狀不限于圖示的形狀。

例如，在上述的實施方式中，上游側(cè)邊界部19、下游側(cè)邊界部20以及上游槽壁部18c及下游槽壁部18d的邊界部21如圖3所示地呈曲面形狀。但是，在圖3所示的剖面中，也可以上游側(cè)邊界部19中的、上游槽壁部18c及吸氣路17的內(nèi)壁17a的任意一個具有用曲線表示的形狀，而任意另一個呈用直線表示的形狀。或者，在圖3所示的剖面中，也可以雙方均呈用直線表示的形狀。

同樣地，在圖3所示的剖面中，可以下游側(cè)邊界部20中的下游槽壁部18d及吸氣路17的內(nèi)壁17a的任意一個呈用曲線表示的形狀而任意另一個呈用直線表示的形狀。另外，在圖3所示的剖面中，也可以雙方均具有用直線表示的形狀。

同樣地，在圖3所示的剖面中，可以上游槽壁部18c及下游槽壁部18d的邊界部21中的上游槽壁部18c及下游槽壁部18d的任意一個具有用曲線表示的形狀而任意另一個具有用直線表示的形狀。另外，在圖3所示的剖面中，也可以雙方均具有用直線表示的形狀。

不管怎樣，角度α為上游側(cè)邊界部19中的、上游槽壁部18c及上游槽壁部18c的切線方向中的一個和吸氣路17的內(nèi)壁17a及內(nèi)壁17a的切線方向中的一個所成的角度。

另外，角度β為下游側(cè)邊界部20中的、下游槽壁部18d及下游槽壁部18d的切線方向中的一個和吸氣路17的內(nèi)壁17a及內(nèi)壁17a的切線方向中的一個所成的角度。

另外，角度γ為上游槽壁部18c及下游槽壁部18d的邊界部21中的、上游槽壁部18c及上游槽壁部18c的切線方向中的一個和下游槽壁部18d及下游槽壁部18d的切線方向中的一個所成的角度。

另外，在上述的實施方式及變形例中，雖然對角度α在90度以下的情況進行了說明，但是角度α也可以為鈍角。只是，如上述的實施方式及變形例地將角度α設為90度以下，從而相比設為鈍角的情況，能夠使從偏流槽18、28、38、48、58、68、78內(nèi)匯合的吸氣的主流的方向沿著來自偏流槽18、28、38、48、58、68、78的流向而降低混合損失。即，通過偏流槽18、28、38、48、58、68、78，得到穩(wěn)定的偏向效果(作為導流器的功能)。

另外，在上述的實施方式及第二～第六變形例中，對角度β為90度以上的情況進行了說明，但是，角度β也可以為銳角。只是，通過如上述的實施方式及第二～第六變形例地將角度β設為90度以上，相比角度β為銳角的情況，能夠形成易于引導在偏流槽18、38、48、58、68、78內(nèi)逆流的吸氣的形狀。

另外，在上述的實施方式中，對上游槽壁部18c與壓縮機葉輪10的徑向平行地延伸且角度γ為銳角的情況進行了說明。但是，如第四變形例所示，上游槽壁部58c也可以相對于壓縮機葉輪10的徑向傾斜。只是，通過使上游槽壁部58c與壓縮機葉輪10的徑向平行地延伸而將角度γ設置成銳角，能夠使從偏流槽18向主流匯合的吸氣的方向沿著主流的流向而降低混合損失。

另外，如上述的實施方式及第四變形例一樣，利用v字型的刻痕來形成偏流槽18、58，從而能夠?qū)⑵鞑?8的濕緣(表面積)抑制得小，降低與在偏流槽18內(nèi)流動的吸氣的摩擦損失。

另外，如上述的第三變形例一樣，通過將偏流槽48形成為曲面形狀，在偏流槽48內(nèi)難以產(chǎn)生吸氣的沉淀(滯留)，能夠降低壓力損失。

圖6是用于說明第七變形例的圖，是第七變形例的與圖2對應的部位的提取圖。如圖6所示，第七變形例的壓縮機外殼6由主體部6a和環(huán)狀部件6b構(gòu)成。在主體部6a中的吸氣路17的內(nèi)壁17a從吸氣口11側(cè)依次形成有大徑部17b小徑部17c。相比小徑部17c，大徑部17b的內(nèi)徑大，在大徑部17b與小徑部17c的邊界形成有向越向吸氣口11側(cè)而內(nèi)徑越變大的方向傾斜的錐形部17d。

環(huán)狀部件6b嵌入大徑部17b而固定。在環(huán)狀部材6b嵌入大徑部17b時，環(huán)狀部件6b的內(nèi)周側(cè)的端部6c的比錐形部17d靠壓縮機葉輪10的徑向的位置位于內(nèi)側(cè)。此時，由錐形部17d和環(huán)狀部材6b形成的槽為偏流槽88。

從而，即使在壓縮機外殼6由主體部6a和環(huán)形部件6b構(gòu)成的情況下，也能夠與上述的實施方式同樣地降低因吸氣的逆流而引起的損失。另外，只要在組裝環(huán)狀部件6b前加工錐形部17d就能夠形成偏流槽88，因此能夠提高加工性。而且，僅通過更換安裝環(huán)狀部件6b，就能夠容易地變更環(huán)狀部件6b的端部6c的徑向位置。

以上，一邊參照附圖，一邊對本公開的實施方式進行了說明，但是，自不必說，本申請不限定于該實施方式。只要是本領(lǐng)域技術(shù)人員都明白，在權(quán)利要求書記載的范疇內(nèi)，能夠想到各種變更例及修正例，而且應當了解，這些自然也屬于本申請的技術(shù)性范圍。

權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)

1.(修改后)一種離心壓縮機，其特征在于，具備：

在內(nèi)部具有吸氣路的外殼；

收納于上述吸氣路內(nèi)的葉輪；以及

形成于上述吸氣路的內(nèi)壁且沿上述葉輪的旋轉(zhuǎn)方向延伸的偏流槽，

形成上述偏流槽的槽壁與上述吸氣路的內(nèi)壁連續(xù)地連接的邊界部包含：位于吸氣的流通方向的上游側(cè)的上游側(cè)邊界部；以及位于上述流通方向的下游側(cè)的下游側(cè)邊界部，

上述上游側(cè)邊界部位于比上述下游側(cè)邊界部在上述葉輪的徑向上靠內(nèi)側(cè)，

上述偏流槽的上述下游側(cè)邊界部在上述流通方向上位于比上述葉輪靠上游側(cè)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心壓縮機，其特征在于，

上述上游側(cè)邊界部中，上述偏流槽的上述槽壁及上述槽壁的切線方向中的任一個與上述吸氣路的內(nèi)壁及上述內(nèi)壁的切線方向中的任一個所成的角度在90度以下。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的離心壓縮機，其特征在于，

上述下游側(cè)邊界部中，上述偏流槽的上述槽壁及上述槽壁的切線方向中的任一個與上述吸氣路的內(nèi)壁及上述內(nèi)壁的切線方向中的任一個所成的角度在90度以上。

4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項所述的離心壓縮機，其特征在于，

上述偏流槽具備：從上述上游側(cè)邊界部與上述葉輪的徑向平行地延伸的上游槽壁部；以及從上述上游槽壁部延伸至上述下游側(cè)邊界部并且呈銳角地與上述上游槽壁部連接的下游槽壁部。

5.一種增壓器，其特征在于，具備上述權(quán)利要求1～4中任一項所述的離心壓縮機。