離心壓縮機(jī)以及增壓器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及利用離心力來對(duì)包含空氣等氣體的流體進(jìn)行壓縮的離心壓縮機(jī)以及增壓器。
【背景技術(shù)】
[0002]近年，對(duì)于增壓器、燃?xì)廨啓C(jī)、工業(yè)用空氣設(shè)備等所使用的離心壓縮機(jī)正在進(jìn)行多種研究開發(fā)(參照專利文獻(xiàn)1至專利文獻(xiàn)3)。
[0003]—般的離心壓縮機(jī)具備外殼。該外殼在內(nèi)側(cè)具有護(hù)罩。在外殼內(nèi)，葉輪以繞其軸心能夠旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)置。葉輪具備圓盤。該圓盤的輪轂面從渦輪葉輪的軸向一方側(cè)朝向徑向外側(cè)延伸。再有，在圓盤的輪轂面沿周向空開間隔而一體地設(shè)置有多個(gè)葉片。各葉片的前端緣以沿著外殼的護(hù)罩的方式延伸。
[0004]在外殼的葉輪的入口側(cè)，形成有用于將流體向外殼內(nèi)導(dǎo)入的導(dǎo)入流道(導(dǎo)入口)。另外，在外殼內(nèi)的葉輪的出口側(cè)，形成有使壓縮的流體減速并升壓的環(huán)狀的擴(kuò)散器(擴(kuò)散流道)。此外，葉輪的入口側(cè)以及出口側(cè)分別是指從主流的流動(dòng)方向觀察的上游側(cè)以及下游側(cè)。
[0005]在外殼內(nèi)葉輪與擴(kuò)散器之間設(shè)置有節(jié)流部。節(jié)流部形成為與擴(kuò)散器連通。另外，節(jié)流部的流道寬度沿著主流的流動(dòng)方向逐漸變小。在外殼內(nèi)的擴(kuò)散器的出口側(cè)，渦狀的渦旋部(渦旋流道)與擴(kuò)散器連通地形成。而且，在外殼的適當(dāng)位置，用于將壓縮的流體向外殼的外側(cè)排出的排出流道(排出口)與渦旋部連通地形成。此外，排出流道與渦旋部的起繞側(cè)被外殼的舌部分隔。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本特開2012 — 246931號(hào)公報(bào)
[0009]專利文獻(xiàn)2:日本特開2012 - 197749號(hào)公報(bào)
[0010]專利文獻(xiàn)3:日本特開2011 — 89490號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]發(fā)明所要解決的課題
[0012]在模擬實(shí)際的運(yùn)行條件的試驗(yàn)中，在測(cè)定擴(kuò)散器的出口靜壓時(shí)，如圖4所示，確認(rèn)擴(kuò)散器的出口靜壓的周向的變動(dòng)雖然在大流量側(cè)(阻流側(cè))較小，但在小流量側(cè)(波動(dòng)側(cè))變大。具體來說，在假定以通過舌部的前端與葉輪的軸心的線為基準(zhǔn)線的情況下，小流量側(cè)的擴(kuò)散器的出口靜壓在葉輪的旋轉(zhuǎn)方向上從基準(zhǔn)線開始30?135度附近的區(qū)域變高，在從基準(zhǔn)線開始210?315度附近的區(qū)域變低。換句話說，確認(rèn)了小流量側(cè)的擴(kuò)散器的出口靜壓在葉輪的旋轉(zhuǎn)方向上在位于比舌部的前端更靠正前側(cè)的區(qū)域(第一區(qū)域)變高，在隔著葉輪的軸心而位于第一區(qū)域的相反一側(cè)的區(qū)域(第二區(qū)域)變低。假設(shè)小流量側(cè)的擴(kuò)散器的出口靜壓的周方向的變動(dòng)進(jìn)一步變大，則這成為觸發(fā)而引起離心壓縮機(jī)的波動(dòng)。在這種狀況下，難以使離心壓縮機(jī)的工作區(qū)域向小流量側(cè)擴(kuò)大。
[0013]此外，圖4是表示葉輪的旋轉(zhuǎn)方向的偏離上述基準(zhǔn)線的角度位置與擴(kuò)散器的出口靜壓的回復(fù)率(相對(duì)于葉輪的入口全壓的擴(kuò)散器的出口靜壓的比率)的關(guān)系的圖。
[0014]本發(fā)明的目的在于提供能夠降低小流量側(cè)的擴(kuò)散器的出口靜壓的周向的變動(dòng)的離心壓縮機(jī)以及增壓器。
[0015]用于解決課題的方法
[0016]本發(fā)明的第一方案為利用離心力來壓縮流體的離心壓縮機(jī)，其主要內(nèi)容為，具備:在內(nèi)側(cè)具有護(hù)罩的外殼；能夠旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在上述外殼內(nèi)的葉輪；設(shè)置于上述外殼的上述葉輪的入口側(cè)，將流體導(dǎo)入上述外殼內(nèi)的導(dǎo)入流道；設(shè)置于上述外殼內(nèi)的上述葉輪的出口側(cè)的環(huán)狀的擴(kuò)散器；在上述葉輪與上述擴(kuò)散器之間與上述擴(kuò)散器連通地設(shè)置，并具有沿主流的流動(dòng)方向逐漸變小的流道寬度的環(huán)狀的節(jié)流部；在上述擴(kuò)散器的出口側(cè)與上述擴(kuò)散器連通地設(shè)置的渦狀的渦旋部；與上述渦旋部的終繞側(cè)連通地設(shè)置，將流體向上述外殼的外側(cè)排出的排出流道；以及分隔上述排出流道與上述渦旋部的起繞側(cè)之間的舌部，上述擴(kuò)散器的流道長度從第一區(qū)域到第二區(qū)域而增加，所述第一區(qū)域位于上述渦旋部的上述起繞側(cè)，所述第二區(qū)域隔著上述葉輪的軸心而位于與上述第一區(qū)域相反一側(cè)且位于比上述第一區(qū)域更靠上述終繞側(cè)。
[0017]此外，本申請(qǐng)的說明書或方案中，所謂的“設(shè)置”是包含直接地設(shè)置的意思，除此之外還包含經(jīng)過其他部件間接地設(shè)置的意思，所謂“一體地設(shè)置”是包含一體形成的意思。另夕卜，所謂“軸向”是指葉輪的軸向，所謂“徑向”是指葉輪的徑向。
[0018]本發(fā)明的第二方案為增壓器，其主要內(nèi)容為具備第一方案的離心壓縮機(jī)。
[0019]發(fā)明的效果
[0020]根據(jù)本發(fā)明，能夠抵消小流量側(cè)的上述擴(kuò)散器的出口靜壓相關(guān)的傾向，并能夠降低小流量側(cè)的上述擴(kuò)散器的出口靜壓的周向的變動(dòng)。因此，能夠充分地抑制上述離心壓縮機(jī)的浪涌，從而使上述離心壓縮機(jī)的工作區(qū)域向小流量側(cè)擴(kuò)大。
【附圖說明】
[0021]圖1是沿圖3的I — I線的剖視圖。
[0022]圖2是表示擴(kuò)散器與葉輪的關(guān)系的圖1的部分放大圖。
[0023]圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的離心壓縮機(jī)的正剖視圖。
[0024]圖4是表示葉輪的旋轉(zhuǎn)方向的角度位置與擴(kuò)散器的出口靜壓的回復(fù)率的關(guān)系的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]參照?qǐng)D1至圖3對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。此外，如附圖所示，“L”為左方向，“R”為右方向。
[0026]離心壓縮機(jī)利用離心力對(duì)空氣進(jìn)行壓縮。如圖1以及圖3所示，本實(shí)施方式的離心壓縮機(jī)1用于增壓器3。
[0027]離心壓縮機(jī)1具備外殼(壓縮機(jī)外殼)5。外殼5具備在內(nèi)側(cè)具有護(hù)罩7s的外殼主體7和設(shè)置在外殼主體7的右側(cè)且抑制空氣的泄露的密封板9。密封板9 一體地連結(jié)于增壓器3的其他的外殼(軸承外殼)11。
[0028]在外殼5內(nèi)，葉輪(壓縮機(jī)葉輪)13以能夠繞其軸心13c旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)置。葉輪13—體地連結(jié)于通過多個(gè)軸承(省略圖示)能夠旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于外殼11的旋轉(zhuǎn)軸15的左端部。另外，葉輪13具備圓盤17。圓盤17的輪轂面17h從左方向(葉輪13的軸向一方側(cè))向徑向(葉輪13的徑向)外側(cè)延伸。在圓盤17的輪轂面17h上，在周向空開間隔地一體形成有多個(gè)長葉片(full blades、long blades) 19。各長葉片19的前端緣19t以沿外殼主體7的護(hù)罩7s的方式延伸。再有，在周向上相鄰的長葉片19間，短葉片(splitter blades、short blades) 21 一體地設(shè)置于輪轂面17h。短葉片21比長葉片19軸長短。另外，各短葉片21的前端緣21t以沿外殼主體7的護(hù)罩7s的方式延伸。此外，代替使用軸長不同的葉片(長葉片19以及短葉片21)，也可以使用相同軸長的葉片(省略圖示)。
[0029]在外殼主體7的葉輪13的入口側(cè)(從主流的流動(dòng)方向觀察為上游側(cè))形成有導(dǎo)入流道(導(dǎo)入口)23。導(dǎo)入流道23將空氣導(dǎo)入外殼5內(nèi)。導(dǎo)入流道23與凈化空氣的空氣凈化器(省略圖示)連接。另外，在外殼5內(nèi)的葉輪13的出口側(cè)(從主流的流動(dòng)方向觀察為下游側(cè))形成有擴(kuò)散器(擴(kuò)散流道)25。擴(kuò)散器25形成為環(huán)狀，使壓縮的空氣減速并升壓。擴(kuò)散器25包含由外殼主體7的一部分構(gòu)成的護(hù)罩側(cè)壁面25s和由密封板9的一部分構(gòu)成的輪轂側(cè)壁面25h。此外，所謂護(hù)罩側(cè)壁面25s是指位于將外殼主體7的護(hù)罩7s向徑向外側(cè)延長的面?zhèn)鹊谋诿妫^輪轂側(cè)壁面25h是指位于將圓盤17的輪轂面17h向徑向外側(cè)延長的面?zhèn)鹊谋诿妗?br>[0030]在外殼5內(nèi)的葉輪13與擴(kuò)散器25之間形成有節(jié)流部(節(jié)流流道)27。節(jié)流部27與擴(kuò)散器25連通。軸向的節(jié)流部27的流道寬度沿主流的流動(dòng)方向逐漸變小。另外，在外殼5內(nèi)的擴(kuò)散器25的出口側(cè)，形成有渦狀的渦旋部(渦旋流道)29。渦旋部29與擴(kuò)散器25連通。渦旋部29的截面積，終繞側(cè)(下游側(cè))比起繞側(cè)(上游側(cè))大。而且，在外殼主體7的適當(dāng)位置形成有排出流道(排出口)31。排出流道31將壓縮的空氣向外殼5的外側(cè)吐出。排出流道31與渦旋部29的終繞側(cè)連通。另外排出流道31與引擎的吸氣歧管(省略圖示)連接。此外，排出流道31與渦旋部29的起繞側(cè)之間被