CN107614886A - 涡壳以及离心压缩机 - Google Patents

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Abstract

一种涡壳，形成离心压缩机的涡旋流路，其中，在涡旋流路的剖面上，若将离心压缩机的径向上的涡旋流路的内侧端设为Ei，将离心压缩机的轴向上的涡旋流路的最大流路高度Hmax的中间点设为Mh，则涡旋流路在比卷绕始端与卷绕终端的连接位置靠上游侧的至少一部分的区间，具有在径向上内侧端Ei位于比扩散出口靠内侧、并且在轴向上内侧端Ei位于比中间点Mh靠后侧的剥离抑制剖面。

Description

涡壳以及离心压缩机
技术领域
本公开涉及涡壳以及离心压缩机。
背景技术
使用于车辆用或者船舶用涡轮增压器的压缩机部等的离心压缩机，通过叶轮的旋转向流体赋予动能，向径向外侧排出流体，利用离心力获得压力上升。
在该离心压缩机中，在宽运转范围内要求高压力比与高效化，实施了各种研究。
作为现有技术，例如在专利文献1中公开了一种具备设有以螺旋状形成的涡旋流路的外壳的离心压缩机，该涡旋流路的轴向的流路高度形成为，从径向内侧向外侧逐渐扩大，在比径向的流路宽度的中间点更靠径向外侧的位置成为最大。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4492045号公报
发明内容
发明所要解决的课题
图12是沿比较方式的离心压缩机的轴向观察时的涡旋流路004的概略图。图13是关于图12所示的离心压缩机的涡旋流路、从卷绕始端004a与卷绕终端004b的连接位置(舌部位置)P向下游方向(卷绕始端侧)每隔规定角度Δθ重复地表示流路剖面形状的图。离心压缩机中的涡旋流路的剖面形状一般来说如图13所示那样，遍及涡旋流路的整周形成为圆形。
在离心压缩机的小流量工作点，涡旋流路内的流动从涡旋流路的卷绕始端至卷绕终端是减速流动，卷绕始端处的压力比卷绕终端处的压力低。因此，在涡旋流路中，在舌部位置P会产生从卷绕终端从卷绕始端的再循环流动fc(参照图12)。这样的再循环流动由于作为主流被急剧地引入流路连接部的结果会产生剥离，因此成为产生高损失的主要因素之一。
在专利文献1中，示出了将涡旋流路的剖面形状设为并非圆形的特殊形状来改善涡旋流路内的回旋流的特性的技术，但未公开用于抑制舌部附近的再循环流动的见解。
本发明鉴于上述课题而完成，提供一种通过减少伴随着再循环流动的损失、能够提高压缩机性能的涡壳、以及具备该涡壳的离心压缩机。
用于解决课题的手段
(1)本发明的至少一实施方式的涡壳形成离心压缩机的涡旋流路，其中，在上述涡旋流路的剖面上，若将上述离心压缩机的径向上的上述涡旋流路的内侧端设为Ei，将上述离心压缩机的轴向上的上述涡旋流路的最大流路高度Hmax的中间点设为Mh，则上述涡旋流路在比卷绕始端与卷绕终端的连接位置靠上游侧的至少一部分的区间，具有在上述径向上上述内侧端Ei位于比扩散出口靠内侧、并且在上述轴向上上述内侧端Ei位于比上述中间点Mh靠后侧的剥离抑制剖面。
根据上述(1)所记载的涡壳，与比较方式(例如，遍及涡旋流路的周向整个区域具有内侧端Ei的轴向位置与中间点Mh的轴向位置一致的圆形剖面形状的构成)比较，能够以使成为再循环流动的流体的流线曲率朝向连接位置逐渐(顺畅地)变化的方式形成涡旋流路。由此，能够抑制连接位置附近的成为再循环流动的流体的流线曲率的急剧的变化，因此能够抑制该急剧的变化所引起的剥离，能够减少伴随着再循环的损失。
(2)在几个实施方式中，在上述(1)所记载的涡壳中，也可以是，关于上述涡旋流路中的绕涡旋中心的角度位置，若将上述连接位置设为0度，将相对于上述连接位置靠向上述上游侧的角度位置设为θ，则上述剥离抑制剖面至少设于θ＝0度至规定的角度位置的区间。
根据上述(2)所记载的涡壳，这样，通过从涡旋流路中的连接位置至上游侧的规定的角度位置地设置剥离抑制剖面，能够以使成为再循环流动的流体的流线曲率从角度位置朝向连接位置逐渐(顺畅地)变化的方式形成涡旋流路。由此，能够抑制连接位置附近的成为再循环流动的流体的流线曲率的急剧变化，因此能够抑制该急剧的变化所引起的剥离，能够减少伴随着再循环的损失。
(3)在几个实施方式中，在上述(2)所记载的涡壳中，也可以是，上述规定的角度位置是60度以上。
根据上述(3)所记载的涡壳，在连接位置至60度以上的规定的角度位置的区间，能够以成为再循环流动的流体的流线曲率朝向上述连接位置逐渐变化的方式形成涡旋流路。由此，能够抑制连接位置附近的再循环流动的流线曲率的急剧的变化，因此能够抑制该急剧的变化所引起的剥离，能够减少伴随着再循环的损失。
(4)在几个实施方式中，在上述(1)至(3)所记载的涡壳中，也可以是，上述剥离抑制剖面未设于比上述规定的角度位置靠上游侧的区间。
涡旋流路中的从连接位置向上游侧以某种程度离开的位置的剖面形状对连接位置附近的剥离生成所带来的影响较小，因此如上述(4)所记载的，剥离抑制剖面也可以不设于比以某种程度离开连接位置的规定的角度位置靠上游侧的区间。在该情况下，关于比规定的角度位置靠上游侧的区间，能够着重于其他目的来设计剖面形状，例如能够为了减少涡旋流路中的流动损失而应用圆形剖面形状。
(5)在几个实施方式中，在上述(4)所记载的涡壳中，也可以是，上述规定的角度位置是60度以上且150度以下的角度位置。
根据上述(5)所记载的涡壳，能够直至60度以上且150度以下的规定的角度位置地以使成为再循环流动的流体的流线曲率朝向上述连接位置逐渐变化的方式形成涡旋流路，并且关于比该规定的角度位置靠上游侧的区间，能够着重于其他目的来设计剖面形状，例如能够为了减少涡旋流路中的流动损失而应用圆形剖面形状。
(6)在几个实施方式中，在上述(2)至(5)中任一项所述的涡壳中，也可以是，上述涡旋流路在比上述规定的角度位置靠上游侧，包含具有圆形剖面的区间。
根据上述(6)所记载的涡壳，针对连接位置附近的区间为了抑制剥离而应用剥离抑制剖面，在以某种程度离开连接位置的区间应用圆形剖面形状，由此能够抑制连接位置附近的剥离，并且减少涡旋流路内的流动损失。
(7)在几个实施方式中，在上述(2)至(6)中任一项所述的涡壳中，也可以是，在上述涡旋流路中的θ＝0度至上述规定的角度位置的区间的至少一部分，随着从上游侧朝向上述连接位置而上述剥离抑制剖面的上述内侧端Ei向上述轴向上的后侧偏置。
根据上述(7)所记载的涡壳，与比较方式(遍及涡旋流路的周向整个区域具有内侧端Ei的轴向位置与中间点Mh的轴向位置一致的圆形剖面形状的构成)比较，能够以使成为再循环流动的流体的流线曲率朝向连接位置逐渐(顺畅地)变化的方式形成涡旋流路。由此，能够抑制连接位置附近的成为再循环流动的流体的流线曲率的急剧的变化，因此能够抑制该急剧的变化所引起的剥离，能够减少伴随着再循环的损失。
(8)在几个实施方式中，在上述(2)至(7)中任一项所述的涡壳中，也可以是，在上述涡旋流路中的θ＝0度至上述规定的角度位置的区间的至少一部分，将上述内侧端Ei与上述轴向上的上述涡旋流路的前侧端Ef连接的流路壁部，具有朝向上述剥离抑制剖面的剖面中心侧变凸的曲面部。
根据上述(8)所记载的涡壳，在剥离抑制剖面内，能够利用朝向剖面中心侧变凸的曲面部，以某种程度将朝向涡旋流路的出口的主流所通过的区域、和成为再循环流动的流体所通过的区域分离。因此，能够顺畅地将主流导向涡旋流路的出口，并且顺畅地将成为再循环流动的流体导向连接位置，能够有效地减少压力损失。
(9)在几个实施方式中，在上述(8)所记载的涡壳中，也可以是，上述曲面部形成为随着从上述涡旋流路的上游侧朝向上述连接位置而曲率半径变小。
根据上述(9)所记载的涡壳，随着从涡旋流路的上游朝向连接位置，能够将主流与再循环流动逐渐(顺畅地)分离，因此能够提高顺畅地将主流导向涡旋流路的出口、并且顺畅地将成为再循环流动的流体导向连接位置的上述(8)的效果，能够更有效地减少压力损失。
(10)在几个实施方式中，在上述(1)至(7)中任一项所述的涡壳中，也可以是，在上述涡旋流路的剖面上，将通过上述径向上的上述涡旋流路的最大流路宽度Wmax的中间点Mw并与上述轴向平行的直线设为Lz，将通过上述中间点Mh并与上述径向平行的直线设为Lr，利用上述直线Lz与上述直线Lr将上述剥离抑制剖面划分为四个区域的情况下，属于上述四个区域中的位于比上述直线Lz与上述直线Lr的交点C靠上述径向上的外侧且靠上述轴向上的前侧的区域的流路壁部，包含具有第一曲率半径R1的圆弧部，属于上述四个区域中的位于比上述交点C靠上述径向上的内侧且靠上述轴向上的前侧的区域的流路壁部，包含具有比上述第一曲率半径R1大的第二曲率半径R2的圆弧部，属于上述四个区域中的位于比上述交点C靠上述径向上的内侧且靠上述轴向上的后侧的区域的流路壁部，包含具有比上述第二曲率半径R2小的第三曲率半径R3的圆弧部。
根据(10)所记载的涡壳，与比较方式(遍及涡旋流路的周向整个区域具有圆形剖面形状的构成)比较的情况下，属于上述四个区域中的位于比交点C靠径向上的内侧且靠轴向上的前侧的区域的圆弧部的曲率半径R2，比属于其他区域的曲率半径R1以及R2的每一个大，因此更易于不变更流路剖面积地使内侧端Ei的位置位于轴向后侧。因此，易于以使成为再循环流动的流体的流线曲率朝向连接位置逐渐(顺畅地)变化的方式形成涡旋流路。由此，能够抑制连接位置附近的成为再循环流动的流体的流线曲率的急剧的变化，因此能够抑制该急剧的变化所引起的剥离，能够减少伴随着再循环的损失。
(11)在几个实施方式中，在上述(1)至(10)中任一项所述的涡壳中，在上述涡旋流路中的θ＝0度至上述规定的角度位置的区间的至少一部分，上述剥离抑制剖面的上述内侧端Ei与上述中间点Mh在上述轴向上的距离Δz和上述最大流路高度Hmax满足Δz≥0.1×Hmax。
根据(11)所记载的涡壳，能够有效地抑制连接位置附近的成为再循环流动的流体的流线曲率的急剧变化所引起的剥离。
(12)在几个实施方式中，在上述(2)至(11)中任一项所述的涡壳中，上述涡旋流路形成为，随着从上述连接位置朝向上述涡旋流路的出口而上述内侧端Ei向轴向上的前侧偏置。
根据(11)所记载的涡壳，在涡旋流路中，能够构成为随着从连接位置朝向涡旋流路的出口而使剥离抑制剖面逐渐恢复成圆形剖面。由此，能够减少连接位置的下游侧的流动损失，并且抑制伴随着连接位置P附近的再循环流动的剥离的产生。
(13)本发明的至少一实施方式的离心压缩机具备：叶轮；涡壳，其配置于上述叶轮的周围，并形成供通过上述叶轮的流体流入的涡旋流路，上述涡壳是上述(1)至(12)中任一项所述的涡壳。
根据上述(13)所记载的离心压缩机，由于涡壳是上述(1)至(12)中任一项所述的涡壳，因此能够抑制上述连接位置附近的成为再循环流动的流体的流线曲率的急剧变化。由此，能够抑制该急剧的变化所引起的剥离，并减少伴随着再循环的损失，因此能够提高离心压缩机的性能(效率)。
发明效果
根据本发明的至少一个实施方式，可提供一种通过减少伴随着再循环流动的损失能够提高压缩机性能的涡壳、以及具备该涡壳的离心压缩机。
附图说明
图1是沿着一实施方式的离心压缩机100的轴向的概略剖面图。
图2是沿一实施方式的离心压缩机100的轴向观察时的涡旋流路的概略图。
图3是用于说明一实施方式的剥离抑制剖面10的形状的概略剖面图。
图4是用于说明一实施方式的剥离抑制剖面10的形状的概略剖面图。
图5是表示比较方式(遍及涡旋流路的周向整个区域具有内侧端Ei的轴向位置与中间点Mh的轴向位置一致的圆形剖面形状的构成)的再循环流动fc的流线的图。
图6是表示一实施方式的再循环流动fc的流线的图。
图7是表示比较方式(遍及涡旋流路的周向整个区域具有内侧端Ei的轴向位置与中间点Mh的轴向位置一致的圆形剖面形状的构成)的连接位置P附近的再循环流动fc的流线的图。
图8是表示一实施方式的连接位置P附近的再循环流动fc的流线的图。
图9是表示图2中的涡旋流路4的剖面形状S1～S5的图。
图10是用于说明一实施方式的剥离抑制剖面10的形状的概略剖面图。
图11是用于说明一实施方式的剥离抑制剖面10的形状的概略剖面图。
图12是沿着比较方式的离心压缩机的轴向观察时的涡旋流路004的概略图。
图13是关于图12所示的离心压缩机的涡旋流路、示出从卷绕始端004a与卷绕终端004b的连接位置P向下游方向(卷绕始端侧)每隔规定角度Δθ重复表示流路剖面形状的图。
具体实施方式
以下，参照添附的附图说明本发明的几个实施方式。但是，作为实施方式而记载或者附图所示的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对的配置等并非旨在将本发明的范围限定于此，只不过是单纯的说明。
例如，“在某一方向”、“沿某一方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或“同轴”等表示相对或绝对配置的表达不仅严格地表示这种配置，也表示具有公差、或可得到相同功能的程度的角度或距离地发生相对位移的状态。
例如，“相同”、“相等”及“均匀”等表示事物相等状态的表达不仅严格地表示相等的状态，也表示具有公差、或可得到相同功能的程度的差的状态。
例如，四边形状或圆筒形状等表示形状的表达不仅表示几何学上严格意义的四边形状或圆筒形状等形状，也表示在可得到相同效果的范围内包含凹凸部或倒角部等的形状。
另一方面，诸如“包括”、“具有”、“具备”、“包含”或“含有”某一构成要素这样的表达不是将其他构成要素的存在排除在外的排他性表述。
图1是沿着一实施方式的离心压缩机100的轴向的概略剖面图。
在本说明书中，若无特殊记载，“轴向”指的是离心压缩机100的轴向、即叶轮2的轴向，轴向上的“前侧”指的是轴向中的离心压缩机100的吸入方向上的上游侧，轴向上的“后侧”指的是轴向中的离心压缩机100的吸入方向上的下游侧。另外，若无特殊记载，“径向”指的是离心压缩机100的径向，即叶轮2的径向。离心压缩机100例如能够应用于汽车用或者船舶用的涡轮增压器、其他工业用离心压缩机、送风机等。
如图1所示，离心压缩机100具备叶轮2和涡壳6，该涡壳6配置于叶轮2的周围，并形成供通过叶轮2以及扩散流路8的流体流入的涡旋流路4。
图2是沿一实施方式的离心压缩机100的轴向观察时的涡旋流路4的概略图。
在一实施方式中，涡旋流路4也可以在比卷绕始端4a与卷绕终端4b的连接位置(所谓的舌部位置)P靠上游侧的至少一部分的区间s，具有以下说明的剥离抑制剖面10。
图3以及图4是用于说明一实施方式的剥离抑制剖面10的形状的概略剖面图。
在一实施方式中，如图3所示，在涡旋流路4的剖面上，若将径向上的涡旋流路4的内侧端设为Ei，将轴向上的涡旋流路4的最大流路高度Hmax的中间点设为Mh，则在剥离抑制剖面10上，内侧端Ei在径向上位于比扩散出口8a靠内侧，并且在轴向上位于比中间点Mh靠后侧。
根据该结构，如图5～图8所示，与比较方式(遍及涡旋流路004的周向整个区域具有内侧端Ei的轴向位置与中间点Mh的轴向位置一致的圆形剖面形状010(参照图3以及图7)的构成)比较，在连接位置P的上游侧，能够以成为再循环流动fc的流体的流线曲率朝向连接位置P逐渐变化(参照图6的区域J)的方式形成涡旋流路4。由此，能够抑制连接位置P附近的成为再循环流动fc的流体的流线曲率的急剧变化，因此能够抑制该急剧的变化所引起的剥离，能够减少伴随着再循环的损失。
在一实施方式中，在从涡旋流路4中的θ＝0度至规定的角度位置θ1的区间s(参照图2)的至少一部分，如图3所示，将剥离抑制剖面10的内侧端Ei与轴向上的涡旋流路4的前侧端Ef连接的流路壁部w0也可以具有朝向涡旋流路4的剖面中心侧变凸的曲面部12。
由此，如图4所示，在剥离抑制剖面10上，能够利用朝向剖面中心侧变凸的曲面部8，以某种程度将朝向涡旋流路4的出口的主流fm(参照图6)所通过的区域Dm、和成为再循环流动fc(参照图6)的流体所通过的区域Dc分离。因此，能够顺畅地将主流fm导向涡旋流路4的出口，并且顺畅地将成为再循环流动fc的流体导向连接位置P，能够有效地减少压力损失。
此外，在图3以及图4所示的例示的方式中，在涡旋流路4的剖面10上，将通过径向上的涡旋流路4的最大流路宽度Wmax的中间点Mw并与轴向平行的直线设为Lz，将通过中间点Mh并与径向平行的直线设为Lr，利用直线Lz与直线Lr将剥离抑制剖面10划分为四个区域D1、D2、D3、D4的情况下，属于该四个区域中的位于比直线Lz与直线Lr的交点C靠径向上的外侧且靠轴向上的前侧的区域D1的流路壁部w1、以及属于比交点C靠径向外侧且靠轴向后侧的流路壁部w4具有一定的曲率半径。另外，属于比交点C靠径向内侧且靠轴向后侧的流路壁部包含将扩散出口8中的轴向后侧端8a1与流路壁部w4连接的流路壁部w31、以及将扩散出口8中的轴向前侧端8a2与属于比交点C靠径向内侧且靠轴向前侧的流路壁部w2连接的流路壁部w32。
在一实施方式中，如图2所示，关于涡旋流路4中的绕涡旋中心O的角度位置，若将连接位置P设为0度，将相对于连接位置P靠向上游侧的角度位置设为θ，则剥离抑制剖面10至少设于θ＝0度至规定的角度位置θ1的区间s。
这样，通过从涡旋流路4中的连接位置P至上游侧的规定的角度位置θ1地设置剥离抑制剖面10，能够以使成为再循环流动的流体的流线曲率从角度位置θ1朝向连接位置P逐渐(顺畅地)变化的方式形成涡旋流路4。由此，能够抑制连接位置P附近的成为再循环流动的流体的流线曲率的急剧的变化，因此能够抑制该急剧的变化所引起的剥离，能够减少伴随着再循环的损失。
在一实施方式中，在图2所示的涡旋流路4中，剥离抑制剖面10也可以设于比规定的角度位置θ1靠上游侧的区间t(从θ1向上游侧至连接位置P的区间)。从连接位置P向上游侧离开某种程度的位置的剖面形状给连接位置P附近的剥离生成所带来的影响较小，因此涡旋流路4也可以在比规定的角度位置θ1靠上游侧的区间t具有例如圆形剖面。在该情况下，规定的角度位置θ1也可以是60度以上且150度以下。
这样，针对连接位置P附近的区间s为了抑制剥离而应用剥离抑制剖面10，在以某种程度离开连接位置P的区间t应用圆形剖面等，由此能够抑制连接位置P附近的剥离，并且减少涡旋流路4内的流动损失。
图9是表示图2所示的涡旋流路4的位置S1～S5处的剖面形状10(S1)～10(S5)的一个例子的图。
在图9中，用黑色圆圈示出各剖面形状10(S1)～10(S5)中的内侧端Ei。在一实施方式中，如图2以及图9所示，在涡旋流路4中的θ＝0度至规定的角度位置θ1的区间s，也可以以随着从上游侧朝向连接位置P(按照10(S1)、10(S2)、10(S3)的顺序)而使内侧端Ei向轴向上的后侧偏置的方式形成涡旋流路4。
根据该结构，如图5～图8所示，与比较方式(遍及涡旋流路的周向整个区域具有内侧端Ei的轴向位置与中间点Mh的轴向位置一致的圆形剖面形状的构成)比较，以成为再循环流动fc的流体的流线曲率朝向连接位置P逐渐变化(参照图6)的方式形成涡旋流路4。由此，能够抑制连接位置P附近的成为再循环流动fc是流体的流线曲率的急剧变化，因此能够抑制该急剧的变化所引起的剥离，能够减少伴随着再循环的损失。
在图9中，用虚线的箭头的长度示出了剖面10(S1)～剖面10(S3)中的上述的曲面部12的曲率半径R2的大小关系。在一实施方式中，如图9所示，曲面部12也可以在涡旋流路4中形成为随着从上游侧朝向连接位置P而(按照10(S1)、10(S2)、10(S3)的顺序)曲率半径R2变小。
由此，如图6所示，能够从通过剥离抑制剖面10中的区域Dm(参照图4)的主流fm中将在分离的区域Dc(参照图4)中流动的再循环流动fc逐渐分离，因此能够提高顺畅地将主流fm导向涡旋流路4的出口14，并且顺畅地将成为再循环流动fc的流体导向连接位置P的上述效果，能够更有效地减少压力损失。
在一实施方式中，在图2以及图3所示的涡旋流路4中的θ＝0度至规定的角度位置θ1的区间s的至少一部分，内侧端Ei与中间点Mh在轴向上的距离Δz和最大流路高度Hmax也可以满足Δz≥0.1×Hmax。由此，能够有效地抑制连接位置P附近的成为再循环流动的流体的流线曲率的急剧变化所引起的剥离。
在一实施方式中，图2以及图9所示的涡旋流路4在连接位置P至涡旋流路4的出口14的区间中的、以连接位置P为起点的至少一部分的区间u，构成为随着从连接位置P朝向涡旋流路4的出口14(按照10(S3)、10(S4)、10(S5)的顺序)而使剥离抑制剖面10逐渐恢复成圆形剖面。即，涡旋流路4形成为随着从连接位置P朝向涡旋流路4的出口14(按照10(S3)、10(S4)、10(S5)的顺序)而使内侧端Ei向轴向上的前侧偏置。
由此，能够减少比连接位置P靠出口14侧的流动损失，并且抑制伴随着连接位置P附近的再循环流动的剥离的产生。
此外，在图3以及图4等例示的方式中，例示了剥离抑制剖面10具有朝向涡旋流路4的剖面中心侧变凸的曲面部12的方式，但剥离抑制剖面10也可以如图10以及图11所示，不具有朝向涡旋流路4的剖面中心侧变凸的曲面部12。
在该情况下，如图10以及图11的至少一方所示，在涡旋流路4的剖面10上，将通过径向上的涡旋流路4的最大流路宽度Wmax的中间点Mw并与轴向平行的直线设为Lz，将通过中间点Mh并与径向平行的直线设为Lr，利用直线Lz与直线Lr将剥离抑制剖面10划分为四个区域D1、D2、D3、D4的情况下，属于该四个区域中的位于比直线Lz与直线Lr的交点C靠径向上的外侧且靠轴向上的前侧的区域D1的流路壁部w1，包含具有第一曲率半径R1的圆弧部a1。另外，属于位于比交点C靠径向上的内侧且靠轴向上的前侧的区域D2的流路壁部w2，包含具有比第一曲率半径R1大的第二曲率半径R2的圆弧部a2。另外，属于位于比交点C靠径向上的内侧且轴向上的后侧的区域D3的流路壁部中的、将流路壁部w2与扩散出口8a处的轴向前侧端8a2连接的流路壁部w32，包含具有比第二曲率半径R2小的第三曲率半径R3的圆弧部a3。圆弧部a3与扩散出口8a的轴向前侧端8a2利用曲面顺畅地连接。
此外，在图10以及图11所示的例示的方式中，如图11所示，属于位于比交点C靠径向上的外侧且靠轴向上的后侧的区域D4的流路壁部w4，包含具有与曲率半径R1相等的曲率半径R4的圆弧部a4。另外，圆弧部a4连接于圆弧部a1的一端，圆弧部a1的另一端连接于圆弧部a2的一端，圆弧部a2的另一端连接于圆弧部a3的一端。因此，属于区域D2的流路壁部w2的曲率半径的最小值R2min(在例示的方式中，R2min与R2相等)比属于区域D1的流路壁部的曲率半径的最大值R1max(在例示的方式中，R1max与R1相等)大，比属于区域D4的流路壁部w4的曲率半径的最大值R4max(在例示的方式中，R4max与R4相等)大。此外，区域D3包含将扩散出口8a处的轴向后侧端8a1与流路壁部w4连接的流路壁部w31。
根据图10以及图11所示的例示的方式，在与比较方式(遍及涡旋流路的周向整个区域具有圆形剖面的构成)比较的情况下，属于上述四个区域中的位于比交点C靠径向上的内侧且靠轴向上的前侧的区域D2的圆弧部a2的曲率半径R2，比属于其他区域的曲率半径R1以及R3的每一个都大，因此更易于变更流路剖面积地使内侧端Ei的位置位于比中间点Mh靠的轴向后侧。因此，易于以使成为再循环流动的流体的流线曲率朝向连接位置P逐渐(顺畅地)变化的方式形成涡旋流路4。由此，能够抑制连接位置P附近的成为再循环流动的流体的流线曲率的急剧变化，因此能够抑制该急剧的变化所引起的剥离，并减少伴随着再循环的损失。
本发明并不限定于上述实施方式，也包含在上述实施方式中加入了变形而得的方式、或将这些方式适当地组合而得的方式。
附图标记说明
2 叶轮
4 涡旋流路
4a 卷绕始端
4b 卷绕终端
6 涡壳
8 扩散流路
8a 扩散出口
8a1 后侧端
8a2 前侧端
10 剥离抑制剖面
12 曲面部
14 涡旋流路的出口
100 离心压缩机
C 交点
D1、D2、D3、D4、Dc、Dm 区域
Ei 内侧端
Ef 前侧端
Lr、Lz 直线
Mh、Mw 中间点
O 涡旋中心
P 连接位置(舌部位置)
R1 第一曲率半径
R2 第二曲率半径
R3 第三曲率半径
R4 第四曲率半径
Wmax 最大流路宽度
Hmax 最大流路高度
a1、a2、a3、a4 圆弧部
fm 主流
fc 再循环流动
s、t、u 区间
w0、w1、w2、w31、w32、w4 流路壁部
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种涡壳，形成离心压缩机的涡旋流路，其中，
在上述涡旋流路的剖面上，若将上述离心压缩机的径向上的上述涡旋流路的内侧端设为Ei，将上述离心压缩机的轴向上的上述涡旋流路的最大流路高度Hmax的中间点设为Mh，
则上述涡旋流路在比卷绕始端与卷绕终端的连接位置靠上游侧的至少一部分的区间，具有在上述径向上上述内侧端Ei位于比扩散出口靠内侧、并且在上述轴向上上述内侧端Ei位于比上述中间点Mh靠后侧的剥离抑制剖面。
2.根据权利要求1所述的涡壳，其中，
关于上述涡旋流路中的绕涡旋中心的角度位置，若将上述连接位置设为0度，将相对于上述连接位置靠向上述上游侧的角度位置设为θ，
则上述剥离抑制剖面至少设于θ＝0度至规定的角度位置的区间。
3.根据权利要求2所述的涡壳，其中，
上述规定的角度位置是60度以上的角度位置。
4.根据权利要求2或3所述的涡壳，其中，
上述剥离抑制剖面未设于比上述规定的角度位置靠上游侧的区间。
5.根据权利要求4所述的涡壳，其中，
上述规定的角度位置是60度以上且150度以下的角度位置。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的涡壳，其中，
上述涡旋流路在比上述规定的角度位置靠上游侧，包含具有圆形剖面的区间。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的涡壳，其中，
在上述涡旋流路中的θ＝0度至上述规定的角度位置的区间的至少一部分，随着从上游侧朝向上述连接位置而上述剥离抑制剖面的上述内侧端Ei向上述轴向上的后侧偏置。
8.根据权利要求2至7中任一项所述的涡壳，其中，
在上述涡旋流路中的θ＝0度至上述规定的角度位置的区间的至少一部分，将上述内侧端Ei与上述轴向上的上述涡旋流路的前侧端Ef连接的流路壁部，具有朝向上述剥离抑制剖面的剖面中心侧变凸的曲面部。
9.根据权利要求8所述的涡壳，其中，
上述曲面部形成为随着从上述涡旋流路的上游侧朝向上述连接位置而曲率半径变小。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的涡壳，其中，
在上述涡旋流路的剖面上，将通过上述径向上的上述涡旋流路的最大流路宽度Wmax的中间点Mw并与上述轴向平行的直线设为Lz，将通过上述中间点Mh并与上述径向平行的直线设为Lr，利用上述直线Lz与上述直线Lr将上述剥离抑制剖面划分为四个区域的情况下，
属于上述四个区域中的位于比上述直线Lz与上述直线Lr的交点C靠上述径向上的外侧且靠上述轴向上的前侧的区域的流路壁部，包含具有第一曲率半径R1的圆弧部，
属于上述四个区域中的位于比上述交点C靠上述径向上的内侧且靠上述轴向上的前侧的区域的流路壁部，包含具有比上述第一曲率半径R1大的第二曲率半径R2的圆弧部，
属于上述四个区域中的位于比上述交点C靠上述径向上的内侧且靠上述轴向上的后侧的区域的流路壁部，包含具有比上述第二曲率半径R2小的第三曲率半径R3的圆弧部。
11.根据权利要求2至10中任一项所述的涡壳，其中，
在上述涡旋流路中的θ＝0度至上述规定的角度位置的区间的至少一部分，上述剥离抑制剖面的上述内侧端Ei与上述中间点Mh在上述轴向上的距离Δz和上述最大流路高度Hmax满足Δz≥0.1×Hmax。
12.根据权利要求2至11中任一项所述的涡壳，其中，
上述涡旋流路形成为，随着从上述连接位置朝向上述涡旋流路的出口而上述内侧端Ei向轴向上的前侧偏置。
13.一种离心压缩机，具备：
叶轮；
涡壳，其配置于上述叶轮的周围，并形成供通过上述叶轮的流体流入的涡旋流路，
上述涡壳是权利要求1至12中任一项所述的涡壳。

Claims (13)

1.一种涡壳，形成离心压缩机的涡旋流路，其中，
在上述涡旋流路的剖面上，若将上述离心压缩机的径向上的上述涡旋流路的内侧端设为Ei，将上述离心压缩机的轴向上的上述涡旋流路的最大流路高度Hmax的中间点设为Mh，
则上述涡旋流路在比卷绕始端与卷绕终端的连接位置靠上游侧的至少一部分的区间，具有在上述径向上上述内侧端Ei位于比扩散出口靠内侧、并且在上述轴向上上述内侧端Ei位于比上述中间点Mh靠后侧的剥离抑制剖面。
2.根据权利要求1所述的涡壳，其中，
关于上述涡旋流路中的绕涡旋中心的角度位置，若将上述连接位置设为0度，将相对于上述连接位置靠向上述上游侧的角度位置设为θ，
则上述剥离抑制剖面至少设于θ＝0度至规定的角度位置的区间。
3.根据权利要求1或2所述的涡壳，其中，
上述规定的角度位置是60度以上的角度位置。
4.根据权利要求2或3所述的涡壳，其中，
上述剥离抑制剖面未设于比上述规定的角度位置靠上游侧的区间。
5.根据权利要求4所述的涡壳，其中，
上述规定的角度位置是60度以上且150度以下的角度位置。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的涡壳，其中，
上述涡旋流路在比上述规定的角度位置靠上游侧，包含具有圆形剖面的区间。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的涡壳，其中，
在上述涡旋流路中的θ＝0度至上述规定的角度位置的区间的至少一部分，随着从上游侧朝向上述连接位置而上述剥离抑制剖面的上述内侧端Ei向上述轴向上的后侧偏置。
8.根据权利要求2至7中任一项所述的涡壳，其中，
在上述涡旋流路中的θ＝0度至上述规定的角度位置的区间的至少一部分，将上述内侧端Ei与上述轴向上的上述涡旋流路的前侧端Ef连接的流路壁部，具有朝向上述剥离抑制剖面的剖面中心侧变凸的曲面部。
9.根据权利要求8所述的涡壳，其中，
上述曲面部形成为随着从上述涡旋流路的上游侧朝向上述连接位置而曲率半径变小。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的涡壳，其中，
在上述涡旋流路的剖面上，将通过上述径向上的上述涡旋流路的最大流路宽度Wmax的中间点Mw并与上述轴向平行的直线设为Lz，将通过上述中间点Mh并与上述径向平行的直线设为Lr，利用上述直线Lz与上述直线Lr将上述剥离抑制剖面划分为四个区域的情况下，
属于上述四个区域中的位于比上述直线Lz与上述直线Lr的交点C靠上述径向上的外侧且靠上述轴向上的前侧的区域的流路壁部，包含具有第一曲率半径R1的圆弧部，
属于上述四个区域中的位于比上述交点C靠上述径向上的内侧且靠上述轴向上的前侧的区域的流路壁部，包含具有比上述第一曲率半径R1大的第二曲率半径R2的圆弧部，
属于上述四个区域中的位于比上述交点C靠上述径向上的内侧且靠上述轴向上的后侧的区域的流路壁部，包含具有比上述第二曲率半径R2小的第三曲率半径R3的圆弧部。
11.根据权利要求2至10中任一项所述的涡壳，其中，
在上述涡旋流路中的θ＝0度至上述规定的角度位置的区间的至少一部分，上述剥离抑制剖面的上述内侧端Ei与上述中间点Mh在上述轴向上的距离Δz和上述最大流路高度Hmax满足Δz≥0.1×Hmax。
12.根据权利要求2至11中任一项所述的涡壳，其中，
上述涡旋流路形成为，随着从上述连接位置朝向上述涡旋流路的出口而上述内侧端Ei向轴向上的前侧偏置。
13.一种离心压缩机，具备：
叶轮；
涡壳，其配置于上述叶轮的周围，并形成供通过上述叶轮的流体流入的涡旋流路，
上述涡壳是权利要求1至12中任一项所述的涡壳。
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