[发明专利]离心压缩机

说明书

一种离心压缩机，采用将再循环流路和固定翼的逆旋转气流生成机构组合而成的简单结构，来扩大在小流量侧及大流量侧的工作范围，能够在宽范围内得到稳定的工作。该离心压缩机的特征为，具备：空气压缩机壳体(9)，具有进气口(13)和与该进气口(13)相连的进气通路(11)；叶轮(7)，对从进气口(13)流入的进气气体进行压缩；逆旋转气流生成机构(41)，使从进气口(13)流入的进气气体生成与叶轮(7)的旋转方向反向的旋转气流；再循环流路(25)，使叶轮(7)的外周部和比叶轮(7)更靠上游侧的进气通路(11)连通，逆旋转气流生成机构(41)具备向与叶轮(7)的旋转方向相反的方向生成一定角度的旋转气流的逆旋转固定翼(43)。

技术领域

本发明涉及具备通过旋转轴旋转的叶轮的离心压缩机，特别涉及组装于排气涡轮增压器的离心压缩机。

背景技术

在用于汽车等的发动机中，为了提高发动机的输出，公知有如下的排气涡轮增压器，即，利用发动机的排气能量使涡轮旋转，由经由旋转轴与涡轮直接连结的离心压缩机，将吸入空气压缩而供给到发动机。

如图18中以压力比为纵轴、以流量为横轴的性能特性比较表的普通空气压缩机所示，这种排气涡轮增压器的空气压缩机(离心压缩机)在从系统整体的颤动即喘振发生的喘振流量(图上左侧的线)到阻气发生且流量不再增加的阻塞流量(图上右侧的线)的流量范围内，能够稳定地运转。

但是，在进气被叶轮直接吸入的普通空气压缩机式的离心压缩机中，因为阻塞流量和喘振流量之间的可稳定运转的流量范围狭窄，所以在急加速时的过渡性变化中，为了不使喘振发生，存在必须在远离喘振流量的效率低的工作点上进行运转的课题。

为了解决该课题，提出了在上述离心压缩机的叶轮上游侧设置使吸入空气中发生旋转气流的导向翼，从而扩大排气涡轮增压器的运转范围的技术，或在增压器的壳体，使被叶轮吸引的进气气体的一部分再循环到叶轮的上游侧，从而扩大排气涡轮增压器的运转范围的技术。

这种设置再循环流路，在小流量工作时抑制叶轮前缘前端侧的剥离的技术，在不需要改善流动的最高效率点上，也会在再循环流路的吸入口发生越过叶轮的气流，使效率下降，其结果是，导致小流量侧以外区域的压力比的下降(参照图18的再循环空气压缩机的特性)。

另一方面，也提出了将该再循环流路的设置和在叶轮的上游侧使吸入空气中产生旋转气流的导向翼的设置组合，从而扩大工作范围的技术，例如，可举出专利文献1((日本)特开2005－23792号公报)。

基于图19，对专利文献1的技术进行简单说明。

根据图19，公开了如下结构，具备：导叶03，配设于环状的空气室01，该空气室01设置于护罩部；循环流路09，通过在叶轮上游部和叶轮前缘附近之间开口的吸入连通路05而导通，可将压缩空气导入，并且通过在叶轮上游部的吸入口侧开口的吹出连通路07而导通，可将压缩空气导出；空气流旋转机构013，在比吹出连通路07更靠上游侧的流路中，对流入旋转中的叶轮011的空气流赋予与叶轮011同一方向的旋转，从而能够调节旋转量。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开2005－23792号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，在上述图19所示的现有技术中，在比吹出连通路07更靠上游侧的流路中，对流入旋转中的叶轮011的空气流赋予与叶轮011同一方向的旋转，并且，控制空气流旋转机构013的导向叶片015的角度，能够将旋转调大或调小。

因此，通过调节导向叶片015的角度来控制压缩机的性能特性，能够扩大工作范围，但导向叶片015的可变机构会复杂，导致压缩机大型化，进而，由于在可动部和固定部之间形成间隙，存在压缩效率下降的问题。