[发明专利]离心压缩机以及增压器

说明书

技术领域

本发明涉及利用离心力来对包含空气等气体的流体进行压缩的离心压缩机以及增压器。

背景技术

近年，对于增压器、燃气轮机、工业用空气设备等所使用的离心压缩机正在进行多种研究开发(参照专利文献1至专利文献3)。

一般的离心压缩机具备外壳。该外壳在内侧具有护罩。在外壳内，叶轮以绕其轴心能够旋转的方式设置。叶轮具备圆盘。该圆盘的轮毂面从涡轮叶轮的轴向一方侧朝向径向外侧延伸。再有，在圆盘的轮毂面沿周向空开间隔而一体地设置有多个叶片。各叶片的前端缘以沿着外壳的护罩的方式延伸。

在外壳的叶轮的入口侧，形成有用于将流体向外壳内导入的导入流道(导入口)。另外，在外壳内的叶轮的出口侧，形成有使压缩的流体减速并升压的环状的扩散器(扩散流道)。此外，叶轮的入口侧以及出口侧分别是指从主流的流动方向观察的上游侧以及下游侧。

在外壳内叶轮与扩散器之间设置有节流部。节流部形成为与扩散器连通。另外，节流部的流道宽度沿着主流的流动方向逐渐变小。在外壳内的扩散器的出口侧，涡状的涡旋部(涡旋流道)与扩散器连通地形成。而且，在外壳的适当位置，用于将压缩的流体向外壳的外侧排出的排出流道(排出口)与涡旋部连通地形成。此外，排出流道与涡旋部的起绕侧被外壳的舌部分隔。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012－246931号公报

专利文献2：日本特开2012－197749号公报

专利文献3：日本特开2011－89490号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在模拟实际的运行条件的试验中，在测定扩散器的出口静压时，如图4所示，确认扩散器的出口静压的周向的变动虽然在大流量侧(阻流侧)较小，但在小流量侧(波动侧)变大。具体来说，在假定以通过舌部的前端与叶轮的轴心的线为基准线的情况下，小流量侧的扩散器的出口静压在叶轮的旋转方向上从基准线开始30～135度附近的区域变高，在从基准线开始210～315度附近的区域变低。换句话说，确认了小流量侧的扩散器的出口静压在叶轮的旋转方向上在位于比舌部的前端更靠正前侧的区域(第一区域)变高，在隔着叶轮的轴心而位于第一区域的相反一侧的区域(第二区域)变低。假设小流量侧的扩散器的出口静压的周方向的变动进一步变大，则这成为触发而引起离心压缩机的波动。在这种状况下，难以使离心压缩机的工作区域向小流量侧扩大。

此外，图4是表示叶轮的旋转方向的偏离上述基准线的角度位置与扩散器的出口静压的回复率(相对于叶轮的入口全压的扩散器的出口静压的比率)的关系的图。

本发明的目的在于提供能够降低小流量侧的扩散器的出口静压的周向的变动的离心压缩机以及增压器。

用于解决课题的方法

本发明的第一方案为利用离心力来压缩流体的离心压缩机，其主要内容为，具备：在内侧具有护罩的外壳；能够旋转地设置在上述外壳内的叶轮；设置于上述外壳的上述叶轮的入口侧，将流体导入上述外壳内的导入流道；设置于上述外壳内的上述叶轮的出口侧的环状的扩散器；在上述叶轮与上述扩散器之间与上述扩散器连通地设置，并具有沿主流的流动方向逐渐变小的流道宽度的环状的节流部；在上述扩散器的出口侧与上述扩散器连通地设置的涡状的涡旋部；与上述涡旋部的终绕侧连通地设置，将流体向上述外壳的外侧排出的排出流道；以及分隔上述排出流道与上述涡旋部的起绕侧之间的舌部，上述扩散器的流道长度从第一区域到第二区域而增加，所述第一区域位于上述涡旋部的上述起绕侧，所述第二区域隔着上述叶轮的轴心而位于与上述第一区域相反一侧且位于比上述第一区域更靠上述终绕侧。

此外，本申请的说明书或方案中，所谓的“设置”是包含直接地设置的意思，除此之外还包含经过其他部件间接地设置的意思，所谓“一体地设置”是包含一体形成的意思。另外，所谓“轴向”是指叶轮的轴向，所谓“径向”是指叶轮的径向。

本发明的第二方案为增压器，其主要内容为具备第一方案的离心压缩机。

发明的效果

根据本发明，能够抵消小流量侧的上述扩散器的出口静压相关的倾向，并能够降低小流量侧的上述扩散器的出口静压的周向的变动。因此，能够充分地抑制上述离心压缩机的浪涌，从而使上述离心压缩机的工作区域向小流量侧扩大。

附图说明

图1是沿图3的I－I线的剖视图。

图2是表示扩散器与叶轮的关系的图1的部分放大图。

图3是表示本发明的实施方式的离心压缩机的正剖视图。