[发明专利]离心旋转机械

说明书

技术领域

本发明涉及利用离心力压缩气体的离心压缩机等离心旋转机械。

本申请基于2013年1月28日申请的日本特愿2013-013728号要求优先权，在此援引其内容。

背景技术

众所周知，离心压缩机使气体穿过旋转的叶轮的径向，利用此时产生的离心力对这些气体等流体进行压缩。关于这种离心压缩机，公知在轴向上具备多级叶轮，阶段性地压缩气体的多级式离心压缩机(参照专利文献1)。参照附图对该多级式的离心压缩机进行简单说明。

如图6所示，离心压缩机101具备形成有未图示的吸入口以及排出口的外壳5、通过未图示的轴承部支承为能够相对于外壳5旋转的旋转轴2、沿着旋转轴2的轴向以隔开规定间隔的方式安装的多个叶轮3、以及将各个叶轮3之间连接并使阶段性地压缩的气体流通的流路4。外壳5由套筒外壳5a与轮毂外壳5b构成。

各个叶轮3主要包括随着朝向轴向的一侧(后级侧)而逐渐扩径的圆盘状的轮毂13、呈放射状安装于轮毂13的多个叶片14、以及安装成在周向上覆盖多个叶片14的前端侧的套筒15。

流路4包括压缩流路17与返回流路118。压缩流路17是被轮毂13的叶片安装面和与之对置的套筒15的内壁面形成的流路。返回流路118包括吸入部119、扩散部120以及回转弯头部121。

吸入部119包括用于使气体从径向外侧朝径向内侧流动的直通路122、以及将从直通路122流过来的流体的流动方向转换为旋转轴2的轴向并朝向叶轮3引导的弯曲形状的弯角通路123。扩散部120是朝向径向外侧延伸的通路，使通过叶轮3压缩后的流体向径向外侧流动。回转弯头部121是将通过扩散部120后的流体的流动方向转换为径向内侧并向吸入部119送出的弯曲形状的通路。

因此，流体G在依次流过第一级的吸入部119、压缩流路17、扩散部120、回转弯头部121之后，依次流过第二级的吸入部119、压缩流路17…，由此阶段性地被压缩。在吸入部119的直通路122中设置有呈放射状配置且在周向上分割直通路122的多个回流板125。多个回流板125遍及直通路122的整个范围而配设。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平9-4599号公报

然而，在上述以往的离心压缩机101中存在如下问题：在回流板125的入口的轮毂外壳5b侧(径向内侧)发生流体G的剥离，产生压力损失。即，因回转弯头部121的曲率而使得轮毂外壳5b侧的压力降低，如附图标记β所示，径向内侧的流体G的流速增加。由此，摩擦损失增大并且产生流体G的剥离，阻碍回流板125的入口位置处的流动的均匀性，下游部的压力恢复不足，导致离心压缩机的效率受损。

发明内容

发明要解决的课题

本发明提供能够减少离心压缩机等离心旋转机械的返回流路部中的压力损失且能够实现高效化的离心旋转机械。

用于解决课题的手段

根据本发明的第一方式，离心旋转机械的特征在于，具备：旋转轴，其绕轴线旋转；多个叶轮，其与所述旋转轴一起旋转，从而将流体送出；外壳，其设置为包围所述旋转轴以及所述多个叶轮，并形成从前级侧的所述叶轮向后级侧的所述叶轮引导流体的返回流路；以及回流板，其在所述返回流路中沿所述轴线的周向以隔开间隔的方式设置有多个，所述返回流路具有回转弯头部，该回转弯头部将从前级的所述叶轮朝径向外侧送出的所述流体朝向径向内侧引导，所述回转弯头部包括第一弯曲部、以及与所述第一弯曲部的下游侧连接的第二弯曲部，所述第二弯曲部的所述径向内侧的壁面的曲率半径形成为比所述第一弯曲部的所述径向内侧的壁面的曲率半径大。

根据上述结构，流体的流速在第二弯曲部的径向内侧降低，实现了径向上的流速的均匀性，并且促进了流体的剥离防止，因此能够减少离心旋转机械的返回流路中的压力损失。

在上述离心旋转机械中也可以构成为，所述回流板的前缘位于所述回转弯头部的所述第二弯曲部内。

根据上述结构，回流板入口处的动压减少，流体的流速的均匀性提高，并且促进了流体的剥离防止，因此与回流板的碰撞损失减小，能够减少离心旋转机械的压力损失。

另外，通过使回流板在回转弯头部终结之前开始，能够增加回转弯头部中的平均流速降低了的流体在回流板处的加速量，因此能够提高流体的整流化。

在上述离心旋转机械中也可以构成为，所述回流板的前缘随着朝向所述第二弯曲部的所述径向外侧的壁面而与所述第二弯曲部的所述径向内侧的壁面的法线方向相比向下游侧倾斜。