[发明专利]离心式压缩机

说明书

技术领域

本发明涉及离心式压缩机，其具备有涡旋部，该涡旋部利用压缩机叶轮的旋转而在该压缩机叶轮的外周部构成被形成涡旋形状的流路，且涉及在涡旋部使流体(气体)静压恢复的涡旋形状。

背景技术

离心式压缩机被要求在大的运转范围内是高压力、高效率化。

图7是表示离心式压缩机的压缩机叶轮旋转轴心上半部主要部分的放大截面图。

离心式压缩机的压缩机1包括：压缩机叶轮3，其主要由旋转的轮毂31和安装在其外周面的多个离心叶片32构成；轴2，其与该压缩机叶轮3的旋转驱动源连结；压缩机壳体11，其收容上述部件且形成流体的流路。

压缩机壳体11在压缩机叶轮3的外周侧成为大致环状，为了使从压缩机叶轮3排出的流体减速，用于恢复静压的扩散部13在其外周侧形成为使截面面积朝向周向螺旋状地扩大，且设有在遍及整周收集气体的涡旋部12和出口管(图示省略)。

当压缩机叶轮3旋转，则离心叶片32对从空气通路15导入的气体、空气等流体进行压缩。这样形成的流体流动(流体)从压缩机叶轮3的外周端通过扩散部13和涡旋部12而从出口管向外部送出。

图8是表示涡旋部12俯视图一例的概略图。

涡旋部12以涡旋终点(图8的360°)为基准，从顺时针60°的位置而使在每30°决定位置的半径R(涡旋部12截面的图心P₀到轴2的轴心L1)分布成为一定。

图9(A)的横轴表示周向每个角度的位置，纵轴表示从涡旋部12的压缩机旋转轴轴心L1到涡旋截面的图心P的半径R，表示半径R的分布是一定的。

图9(B)是以图8中顺时针60°的位置为基准而把涡旋部12每个周向的位置(每30°)的各截面层合表示的截面图，表示涡旋截面的图心P₀在半径R方向的变化。

在涡旋部12由于大致达到涡旋部12全周地有来自压缩机叶轮3的流体(气体)经由扩散部13流入，所以涡旋部12的各截面面积要根据流体的流入量而沿流体的流动方向以一定的比率x变大。

在涡旋部12截面面积的扩大比率x(一定的比率)与从扩散部13向涡旋部12内流体流入量的增大率取得平衡时，则涡旋内的流体速度一定。

作为使涡旋形状变化的现有技术，特开2010-209824号公报(专利文献1)被公开。

专利文献1的涡旋部在把流体气体向动叶片供给而得到动力的涡轮机动叶片的旋转轴周围具备被形成螺旋状的流路，且具有使涡旋部的截面形状从圆角四边形向圆形转移的同时，使截面面积逐渐减少的第一转移部，该第一转移部的角部曲率半径实质上具有相同的大小。

公开了如下的技术：通过形成第一转移部，在能够使涡旋截面变大的相位设定成圆角四边形，在不能使涡旋截面变大的相位则设定成圆形，在各相位确保足够的流路截面面积，而能够减少流体的压力损失。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开2010-209824号公报

发明内容

发明要解决的问题

但在专利文献1的技术中，是把流体气体向动叶片供给而在膨胀的同时，得到动力的涡轮机的涡旋形状，而在压缩流体(气体)的本申请的情况下，流体的流动方式和性质是不同的。

因此，考虑涡旋形状的方法也不同。

离心式压缩机被要求在宽的范围是高输出比、高效率化。

在从压缩机流出的流体具有速度的情况下，由于尽管得到动压力的上升，而难于得到静压力的上升，所以压力比和效率低下。因此要求压缩机内速度降低。通过在扩散部使流体的速度降低来恢复压力，但在扩散部各部位的截面中，流体的速度在涡旋的内侧和外侧，流体速度有变化，难于求出正确的流量和速度。

在涡旋部进行流体减速的情况下，考虑使涡旋部截面的大小以线性(一定比率)增加。这时，在流动方向上被给予了一定的减速，而流体与涡旋部壁面之间的边界层变厚，不能得到充分的静压恢复，且由于产生喘振而招致动作范围缩小和增压效率降低的不好情况。

本发明是为了解决这种问题而开发的，目的在于使离心式压缩机能够得到高的效率和高的压力，使涡旋部的截面面积成为：从舌部到涡旋部周向的任意角度使所述截面面积的扩大比率比根据在涡旋部流动的流体流入量增大的扩大比率要逐渐扩大，然后，从任意角度到涡旋部卷绕结束使所述截面面积的扩大比率减少，这样制作使流体的流动在涡旋内减速的部分和增速的部分，能够使静压充分恢复。

解决问题的技术方案