CN111379744A - 离心式旋转机械 - Google Patents
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Abstract
一种离心式旋转机械,其具备:旋转轴,其沿着轴线延伸;叶轮,其将从轴线方向一侧流入的流体向径向外侧压送,并具备固定于旋转轴的盘、以及将设置于该盘的叶片覆盖的罩;以及外壳,其收容叶轮,通过盘的轴线方向上游侧的表面和罩的内周面而形成压送流体的叶轮流路,通过罩的外周面和外壳的与该罩的外周面对置的内周面而形成外侧流路,外侧流路在叶轮流路的出口与该叶轮流路连接,在外侧流路内设置有从外壳的内周面突出的突出部。
Description
技术领域
本发明涉及离心式旋转机械。
背景技术
通常,离心式压缩机具有沿着轴线延伸的旋转轴、设置于旋转轴的叶轮、以及从外侧覆盖叶轮的外壳。其中,关于叶轮,有时使用被称作封闭式叶轮的形式的叶轮。封闭式叶轮具有以轴线为中心的圆盘状的盘、设置于该盘的一侧表面上的多个叶片、以及从一侧覆盖该多个叶片的圆锥状的罩。在罩的外周面和外壳的内周面之间设置有空隙(外侧流路)。
若运转离心式压缩机,则流体在上述的叶片彼此所划分的流路内流动。在流路中从入口侧朝向出口侧流动的中途,流体被压缩而成为高压状态。在此,在流路的出口侧处,与入口侧相比,高压的流体流通,因此流体也容易流入上述的外侧流路。这样,在较多的流体流入外侧流路的情况下,离心式压缩机的压缩效率降低。为此,已知有在外壳的内周面设置为了防止流体的流通的密封部的技术。例如,在国际公开第2016/043090号中,作为密封部的具体例,公开了在外壳的内周面上的叶轮的入口侧设置有密封翅片的结构。通过设置上述那样的密封翅片,从而减少向外侧流路流入的流体。
在具备上述的结构的离心式压缩机中,若在流体漏出至密封翅片与罩的外周面之间的状态下包含叶轮的转子向半径方向位移,则在转子表面产生周向的压力分布。在此,在上述的外侧流路中流通的流体中,附加有伴随叶轮的旋转的涡流成分(回转流成分)。由于该涡流成分造成的影响,对叶轮作用朝向与位移方向正交的方向的激振力(密封激振力)。通过持续附加该密封激振力,从而转子中产生振摆回转振动。即,在国际公开第2016/043090号所记载的离心式压缩机中,依然存在改善的余地。
发明内容
本发明是为了解决上述课题而提出的,其目的在于提供一种进一步降低振动的离心式旋转机械。
本发明的一方式的离心式旋转机械具备:旋转轴,其沿着轴线延伸;叶轮,其将从轴线方向一侧流入的流体向径向外侧压送,并具备固定于所述旋转轴的盘、以及将设置于该盘的叶片覆盖的罩;以及外壳,其***述叶轮,通过所述盘的所述轴线方向上游侧的表面和所述罩的内周面而形成压送所述流体的叶轮流路,通过所述罩的外周面和所述外壳的与该罩的外周面对置的内周面而形成外侧流路,所述外侧流路在所述叶轮流路的出口与该叶轮流路连接,在所述外侧流路内设置有从所述外壳的内周面突出的突出部。
根据上述结构,流入至外侧流路内的流体被设置于外壳的内周面的突出部引导。因此,即使在流体包含涡流成分(回转流成分)的情况下,也能够通过由突出部进行引导而减少该涡流成分。在此,在包含涡流成分的流体流流入至外侧流路的情况下,对叶轮作用朝向与位移方向正交的方向的激振力(密封激振力)。通过持续附加该密封激振力,从而旋转轴以及叶轮中产生振摆回转振动。然而,根据上述的结构,能够降低上述那样的情况的可能性。
在上述离心式旋转机械中,也可以是,所述突出部沿周向隔开间隔地形成有多个。
根据上述结构,突出部沿周向隔开间隔地形成有多个,因此在外侧流路的周向的整个区域中,能够均等地减少涡流成分。由此,外侧流路内的流体的压力分布变得均匀,因此能够更有效地抑制叶轮中产生的振动。
在上述离心式旋转机械中,也可以是,所述突出部设置于所述外壳的内周面的规定的区域。
在上述离心式旋转机械中,也可以是,所述突出部设置于在针对所述轴线而言的径向上与所述叶轮流路的所述出口重叠的位置。
根据上述结构,由于突出部设置于与叶轮流路的出口在径向上重叠的位置,因此能够在流体刚流入外侧流路后,减少流入至外侧流路的流体中所包含的涡流成分。在此,发明者们针对涡流成分引起的激振力进行了CFD解析。结果发现,叶轮的罩中产生的激振力较大。该罩中产生的激振力由流入外侧流路的流体引起。因此,通过如上述结构那样在该外侧流路的入口、即与叶轮流路的出口重叠的位置设置突出部,从而减少涡流成分,能够更积极地降低罩中产生的激振力。此外,越靠近叶轮流路的出口,则涡流成分越多,因此能够更有效地减少涡流成分。其结果是,能够进一步降低叶轮因涡流成分造成的影响而位移或激振的可能性。另外,与突出部在外侧流路的整个区域内延伸的结构相比,由于仅除去必要上十分足够程度的涡流成分,因此还能够避免涡流成分的过度减少引起的叶轮的罩外周面与流体的摩擦阻力的增大。
在上述离心式旋转机械中,也可以是,在所述外侧流路中,在所述罩的所述外周面具有以所述轴线为中心的环状的阶梯差即台阶,所述台阶设置于比所述突出部更靠径向外侧处。
根据上述结构,由于在罩的外周面设置有台阶,因此从叶轮的出口流出的流体通过外侧流路的径向外侧的部分。即,更多的流体沿着设置有突出部的外壳的内周面流通。其结果是,更多的流体被朝向设置于外壳的内周面的突出部引导。由此,能够更积极地减少流入外侧流路的流体的涡流成分。
在上述离心式旋转机械中,也可以是,在所述外侧流路中,所述突出部在所述外壳内周面的整个区域内设置。
根据上述结构,由于在外侧流路的整个区域内设置有突出部,因此能够更进一步减少流入至该外侧流路的流体的涡流成分。
在上述离心式旋转机械中,也可以是,所述突出部随着朝向所述径向外侧而从针对所述轴线而言的周向的一侧朝向另一侧弯曲。
在此,在流入外侧流路的流体中,附加有从周向另一侧朝向一侧(即,朝向叶轮的旋转方向前方侧)回转的涡流成分。根据上述结构,突出部随着从入口侧朝向径向外侧而从周向的一侧朝向另一侧弯曲。换句话说,突出部朝向与涡流成分的回转方向相反的方向弯曲。因此,能够通过该突出部将涡流成分向相反方向进行整流。其结果是,能够更进一步降低旋转轴以及叶轮因涡流成分造成的影响而激振的可能性。
在上述离心式旋转机械中,也可以是,所述突出部随着朝向所述径向内侧而以所述外壳的所述内周面为基准,从针对所述轴线而言的周向一侧朝向另一侧扭转。
根据上述结构,在出口侧处,突出部的扭转较小,因此突出部相对于外壳的内周面具有较大的角度。因此,能够更有效地捕捉从叶轮出口侧(即,外侧流路的上游侧)流入至外侧流路的包含涡流成分的流体流。由此,能够进一步减少涡流成分。
在上述离心式旋转机械中,也可以是,在所述外侧流路的径向内侧的端部还具备对所述外壳的所述内周面与所述罩的所述外周面之间的流体的泄漏进行密封的密封部。
根据上述结构,在叶轮入口侧(即,外侧流路的下游侧)处,突出部的扭转较大,因此突出部相对于外壳的内周面具有较小的角度。因此,由突出部引导的流体在外壳的内周面的附近流动。其结果是,例如在外壳内周面的上游侧设置有密封部的情况下,与密封部与叶轮的罩外周面之间的空隙相比,能够更积极地使流体朝向密封部本身流动。即,朝向叶轮入口侧处的密封部的液流成为从外壳内周面朝向罩外周面而朝向半径方向内侧的流动状况(下降流),因此密封部的缩流效果提高。由此,能够更进一步减少通过该密封部的漏流。
在上述离心式旋转机械中,也可以是,所述突出部随着朝向所述径向内侧而以所述外壳的所述内周面为基准,从所述叶轮的旋转方向前方侧朝向后方侧扭转。
根据上述结构,突出部朝向叶轮的旋转方向后方侧(即,与外侧流路内的液流中所包含的涡流成分的回转方向相反一侧)扭转。因此,能够更有效地捕捉、减少涡流成分。
在上述离心式旋转机械中,也可以是,所述突出部随着远离所述外壳的内周面,而针对所述轴线而言的周向上的尺寸逐渐减小。
根据上述结构,突出部的周向上的尺寸逐渐变小,从而呈前端细的形状。由此,例如即使在叶轮的外周面与突出部接触的情况下,能够将突出部与外周面的接触面积抑制得较小。其结果是,能够抑制叶轮的破损、振动的发生。
本发明的一方式的离心式旋转机械具备:旋转轴,其沿着轴线延伸;叶轮,其将从轴线方向一侧流入的流体向径向外侧压送,并具备固定于所述旋转轴的盘、以及将设置于该盘的叶片覆盖的罩;以及外壳,其***述叶轮,通过所述盘的所述轴线方向上游侧的表面和所述罩的内周面而形成压送所述流体的叶轮流路,通过所述罩的外周面和所述外壳的与该罩的外周面对置的内周面而形成外侧流路,所述外侧流路在所述叶轮流路的出口与该叶轮流路连接,在所述外侧流路中,在所述罩的所述外周面设置有以所述轴线为中心的环状的阶梯差即台阶。
根据上述结构,由于在罩的外周面设置有台阶,从而能够减小罩的外周面与外壳的内周面之间的间隙。即,能够限制流入外侧流路的流体的量。其结果是,能够降低大量流体流入至外侧流路的情况下所产生的对叶轮的激振力。
根据本发明,能够提供一种更进一步减少了振动的离心式旋转机械。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的离心式压缩机的剖视图。
图2是本发明的第一实施方式的离心式压缩机的主要部位放大剖视图。
图3是本发明的第二实施方式的离心式压缩机的主要部位放大剖视图。
图4是本发明的第二实施方式的叶轮的立体图。
图5是本发明的第三实施方式的离心式压缩机的主要部位放大剖视图。
图6是从轴线方向观察本发明的第三实施方式的叶轮的图。
图7是本发明的第四实施方式的离心式压缩机的主要部位放大剖视图。
图8是从轴线方向观察本发明的第四实施方式的叶轮的图。
图9是示出本发明的第四实施方式的密封部中的流体流的说明图。
图10是示出本发明的各实施方式的突出部的变形例的剖视图。
具体实施方式
[第一实施方式]
参照附图对本发明的第一实施方式的离心式压缩机100(离心式旋转机械)进行说明。如图1所示,离心式压缩机100具备绕轴线O旋转的旋转轴1、通过覆盖该旋转轴1的周围从而形成流路2的外壳3、设置于旋转轴1的多段叶轮4、以及设置于外壳3的突出部9。
外壳3呈沿着轴线O延伸的圆筒状。旋转轴1以沿着轴线O贯通该外壳3的内部的方式延伸。在轴线O方向上的外壳3的两端部分别设置有轴颈轴承5以及推力轴承6。旋转轴1被这些轴颈轴承5和推力轴承6支承为能够绕轴线O旋转。
在外壳3的轴线O方向的第一侧(一侧)设置有用于从外部取入作为工作流体G的空气的吸气口7。此外,在外壳3的轴线O方向的第二侧(另一侧)设置有将在外壳3内部压缩了的工作流体G排出的排气口8。
在外壳3的内侧形成有将这些吸气口7与排气口8连通、且重复缩径和扩径的内部空间。该内部空间收容多个叶轮4,并且构成上述的流路2的一部分。需要说明的是,在以下的说明中,将该流路2上的吸气口7所在一侧称作上游侧,将排气口8所在一侧称作下游侧。在流路2上的各叶轮4的下游侧分别设置有回转叶片50。
在旋转轴1的外周面上,以沿轴线O方向隔开间隔的方式设置有多个(6个)叶轮4。如图2所示,各叶轮4具有以轴线O为中心的圆盘状的盘41、设置于该盘41的上游侧的表面的多个叶片42、以及从上游侧覆盖这些多个叶片42的罩43。
从与轴线O交叉的方向观察时,盘41形成为,随着从该轴线O方向的一侧朝向另一侧而径向的尺寸逐渐扩大,从而呈大致圆锥状。叶片42在盘41的轴线O方向的两表面中的朝向上游侧的表面(盘上游表面41A)上,以轴线O为中心朝向径向外侧呈放射状地排列有多列。更详细而言,这些叶片由从盘上游表面41A朝向上游侧立起设置的薄板形成。在从轴线O方向观察的情况下,这些多个叶片42以从针对轴线O而言的周向的一侧朝向另一侧的方式弯曲。
盘41的轴线O方向的两表面中的朝向下游侧的表面(盘背表面41B)向针对轴线O而言的径向扩宽。在盘背表面41B与外壳3(外壳对置面3B)之间形成有向轴线O方向扩宽的间隙。
叶片42的上游侧的端缘被罩43覆盖。换言之,上述多个叶片42被该罩43和盘41从轴线O方向夹持。由此,在罩43、盘41、以及相互相邻的一对叶片42彼此之间形成空间。该空间构成作为上述的流路2的一部分的叶轮流路21。需要说明的是,在以下的说明中,将该叶轮流路21的径向内侧的端部称作入口21A,将径向外侧的端部称作出口21B。罩43的外周面(罩外周面43A)随着朝向轴线O方向的第二侧而向径向外侧延伸,从而呈大致圆锥状。
罩外周面43A与外壳3的内周面(外壳内周面3A)隔开间隙地对置。外壳内周面3A以模仿罩外周面43A的形状的方式,随着从轴线O方向的第一侧朝向第二侧而朝向径向外侧延伸。在外壳内周面3A与罩外周面43A之间划分形成有外侧流路F。在以下的说明中,在该外侧流路F的延伸方向上,有时将相当于上述的叶轮流路21的出口21B侧的端部侧简称为“出口侧”,将相当于入口21A侧的端部侧简称为“入口侧”。
在外壳内周面3A的径向内侧形成有以轴线O为中心的圆环状的空间。该空间设为空腔C。在空腔C的轴线O方向的第一侧(上游侧)设置有密封部S。密封部S是为了对外壳3与罩外周面43A之间的流体的泄露进行密封而设置的。密封部S具有多个密封翅片S1、以及支撑这些密封翅片S1的基部S2。
在外侧流路F内设置有多个用于对流入至该外侧流路F内的流体流进行引导的突出部9。突出部9从外壳内周面3A朝向轴线O方向的第二侧突出,并且从出口侧朝向入口侧延伸。突出部9在外侧流路F内沿针对轴线O而言的周向隔开间隔地排列有多个。各突出部9呈从出口侧朝向入口侧延伸的板状。此外,在本实施方式中,突出部9在针对轴线O而言的径向上,设置于与叶轮4的出口21B重叠的位置。换言之,突出部9设置于从轴线O方向观察时与叶轮4的出口21B重叠的位置。另外,在包含轴线O的剖视图中,突出部9呈矩形状。
接下来,对本实施方式的离心式压缩机100的动作进行说明。在运转离心式压缩机100时,首先通过电动机等驱动源驱动旋转轴1旋转。伴随着旋转轴1的旋转而叶轮4分别旋转,从吸气口7向流路2内导入工作流体G。导入至流路2内的工作流体G在通过各叶轮4中的叶轮流路21的中途被依次压缩。被压缩而成为高压状态的工作流体G经由排气口8被向外部压送。
然而,如图2中的虚线箭头所示那样,在上述的外侧流路F中,有时从叶轮流路21的出口21B侧流入高压的工作流体G。在外侧流路F中流通的流体中,附加有伴随着叶轮4的旋转的涡流成分(回转流成分)。涡流成分朝向与叶轮4的旋转方向相同的方向回转。由于该涡流成分造成的影响,对叶轮4作用朝向与位移方向正交的方向的激振力。通过持续附加该激振力,从而有可能在旋转轴1以及叶轮4中产生振摆回转振动。
然而,根据上述结构,流入至外侧流路F内的工作流体G被设置于外壳3的内周面(外壳内周面3A)的突出部9引导。突出部9在外侧流路F内从叶轮4的出口21B侧朝向入口21A侧延伸。因此,即使在工作流体G包含涡流成分的情况下,也能够通过由突出部9进行引导从而减少该涡流成分。其结果是,能够降低旋转轴1以及叶轮4中产生振摆回转振动的可能性。
此外,根据上述结构,突出部9设置于与叶轮4的出口21B在径向上重叠的位置,因此能够在工作流体G刚流入外侧流路F后,减少流入至外侧流路F的工作流体G中所包含的涡流成分。特别是,在外侧流路F内,越是靠近叶轮流路21的出口21B的位置,则涡流成分越多,因此通过上述的结构能够更有效地减少涡流成分。其结果是,能够进一步降低叶轮4由于涡流成分造成的影响而位移或激振的可能性。
另外,与突出部9在外侧流路F的整个区域内延伸的结构相比,由于仅除去必要上足够程度的涡流成分,因此还能够避免因涡流成分的过度减少引起的叶轮4的罩外周面43A与工作流体G的摩擦阻力的增大。若涡流成分过度减少,则在外侧流路F内流动的工作流体G的流速变得过小,从而在叶轮4的罩外周面43A与外壳内周面3A之间工作流体G的摩擦阻力增大,有可能妨碍叶轮4的顺畅的旋转。根据上述的结构,也能够减少上述那样的情况的可能性。
此外,根据上述结构,突出部9沿周向隔开间隔地形成有多个,因此在外侧流路F的周向的整个区域内,能够均等地减少涡流成分。由此,外侧流路F内的流体的压力分布变得均匀,因此能够进一步有效地抑制旋转轴1以及叶轮4中产生的振动。
以上,对本发明的第一实施方式进行了说明。需要说明的是,能够在不脱离本发明的主旨的范围内对上述的结构实施各种变更、修改。
[第二实施方式]
接着,参照图3和图4对本发明的第二实施方式进行说明。需要说明的是,对于与上述的第一实施方式同样的结构,标注相同的附图标记,并省略详细的说明。如图3和图4所示,在本实施方式中,突出部9B的位置与第一实施方式不同,并且在罩外周面43A上的突出部9B的出口21B侧,设置有台阶10。需要说明的是,图4是仅提取叶轮4而将其示出的图,在本实施方式的离心式压缩机中,以覆盖该叶轮4的外侧的方式安装有外壳3,在叶轮4与外壳3之间形成有外侧流路F。在叶轮4以贯通中心的孔的方式安装有旋转轴1,叶轮4于旋转轴1一起旋转。外壳3是覆盖整体的壳体,且是不旋转的构件(静止构件)。在外壳3与叶轮4之间不可避免地产生间隙,因此必然形成有外侧流路F。
台阶10从罩外周面43A朝向轴线O方向的第一侧突出。台阶10呈以轴线O为中心的圆环状。此外,台阶10从出口21B侧与突出部9B对置。另外,突出部9B与台阶10隔开间隔地配置。更详细而言,从外侧流路F的延伸方向观察时,突出部9B与台阶10相互重叠。另外,台阶10的截面呈矩形。需要说明的是,台阶10的截面形状除了矩形之外,也可以设为三角形、梯形。
根据上述结构,在叶轮4的罩外周面43A设置有台阶10,因此从叶轮流路21的出口21B流出的工作流体G(图3中的虚线)被台阶10妨碍,从而通过外侧流路F中的径向外侧的部分。即,更多的流体沿着设置有突出部9B的外壳内周面3A流通。其结果是,更多的流体被朝向突出部9B引导。由此,能够更积极地减少流入外侧流路F的工作流体G的涡流成分。因此,能够进一步降低旋转轴1以及叶轮4中产生振动的可能性。
以上,对本发明的第二实施方式进行了说明。需要说明的是,能够在不脱离本发明的主旨的范围内对上述的结构实施各种变更、修改。例如,在上述第二实施方式中,对设置有突出部9B和台阶10的结构进行了说明。然而,并不一定必须设置突出部9B,也可以采用在叶轮4的罩外周面43A仅设置台阶10的结构。根据该结构,由于在叶轮4的罩外周面43A设置有台阶10,能够减小罩外周面43A与外壳内周面3A之间的间隙。即,能够限制流入外侧流路F的工作流体G的量。其结果是,能够降低大量的工作流体G流入外侧流路F的情况下所产生的对叶轮4的激振力。
[第三实施方式]
接下来,参照图5和图6对本发明的第三实施方式进行说明。需要说明的是,对于与上述的各实施方式同样的结构,标注相同的附图标记,并省略详细的说明。如图5或图6所示,在本实施方式中,突出部9C的形状与上述各实施方式不同。突出部9C在外侧流路F内,在从叶轮流路21的出口21B至入口21A的整个区域内延伸。更具体而言,突出部9C从叶轮流路21的出口21B延伸至上述的空腔C的轴线O方向的第二侧的端部。在延伸方向的整个区域中,突出部9C的突出高度(从外壳内周面3A突出的突出尺寸)恒定。此外,如图6所示,突出部9C随着从入口21A侧朝向出口21B侧,而从针对轴线O而言的周向的第一侧朝向第二侧弯曲。换言之,突出部9C弯曲成朝向叶轮4的旋转方向的前方侧而变凸的曲线状。另外,突出部9C沿与针对轴线O而言的径向(图6中的虚线)交叉的方向延伸。
根据上述结构,由于在外侧流路F的整个区域内设置有突出部9C,因此能够进一步减少流入至该外侧流路F的工作流体G的涡流成分。其结果是,能够进一步降低旋转轴1以及叶轮4中产生振动的可能性。
在此,在流入外侧流路F的流体中,附加有从周向的第二侧朝向第一侧(即,朝向叶轮的旋转方向前方侧)回转的涡流成分。根据上述结构,突出部9C随着从入口侧朝向出口21B侧而从周向的第一侧朝向第二侧弯曲。换句话说,突出部9C朝向与涡流成分的回转方向相反的方向弯曲。因此,能够通过该突出部9C将涡流成分向相反方向整流。其结果是,能够更进一步降低叶轮4因涡流成分造成的影响而位移或激振的可能性。
以上,对本发明的第三实施方式进行了说明。需要说明的是,能够在不脱离本发明的主旨的范围内对上述的结构进行各种变更、修改。
[第四实施方式]
接着,参照图7至图9对本发明的第四实施方式进行说明。需要说明的是,对于与上述的各实施方式同样的结构,标注相同的附图标记,并省略详细的说明。如图7和图8所示,在本实施方式中,突出部9D的形状与上述的各实施方式不同。突出部9D随着从出口21B侧朝向入口21A侧,而以外壳内周面3A侧的端缘91为基准从针对轴线O而言的周向的第一侧朝向第二侧扭转。更详细而言,端缘91沿着外壳内周面3A呈直线状地延伸,另一方面,与该端缘91相反一侧的端缘92随着从出口21B侧朝向入口21A侧,而以沿着以端缘91为中心的圆弧从第一侧朝向第二侧的方式弯曲。再换句话说,如图8所示,端缘92随着从出口21B侧朝向入口21A侧,而从叶轮4的旋转方向R的前方侧朝向后方侧(即,与外侧流路内的液流所包含的涡流成分的回转方向相反一侧)扭转。因此,突出部9D与外壳内周面3A所成的角度越靠近出口21B侧则变得越大,越靠近入口21A侧则变得越小。
根据上述结构,出口21B侧处,由于突出部9D的扭转较小,因此突出部9D相对于外壳内周面3A具有较大的角度。因此,能够更有效地捕捉从出口21B侧(即,外侧流路F的上游侧)流入至外侧流路F的包含涡流成分的工作流体G的液流。由此,能够更进一步减少涡流成分。此外,在入口21A侧(即,外侧流路F的下游侧)处,由于突出部9D的扭转较大,因此突出部9D相对于外壳内周面3A具有较小的角度。因此,由突出部9D引导的流体在靠向外壳内周面3A的附近的区域中流动。其结果是,叶轮4的入口21A侧处的朝向密封翅片S1的液流成为从外壳内周面3A朝向罩外周面43A而朝向半径方向内侧的流动状况(下降流),因此翅片S1的缩流效果提高。因此,能够使工作流体G并非朝向设置于外壳内周面3A的上游侧的密封翅片S1与叶轮4(罩外周面43A)之间的空隙V1,而更积极地朝向密封翅片S1本身流动(参照图9)。换言之,能够使密封翅片S1的表现上的空隙V2小于实际的空隙V1。由此,能够进一步减少通过该密封翅片S1的漏流。
以上,对本发明的第四实施方式进行了说明。需要说明的是,能够在不脱离本发明的主旨的范围内对上述的结构实施各种变更、修改。例如,也能够采用图10所示那样的结构来作为共用于上述的各实施方式的变形例。在该图的例子中,突出部9(9B、9C、9D)随着从外壳内周面3A远离径向内侧,而周向的尺寸逐渐变小,从而成前端细的形状。根据该结构,例如即使在叶轮4(罩43)的外周面与突出部9(9B、9C、9D)接触的情况下,也能够将突出部9(9B、9C、9D)与外周面的接触面积抑制得较小。其结果是,能够抑制叶轮4的破损、振动的发生。
以上,对本发明的优选的实施方式进行了记载并说明,但它们仅是本发明的例示性方式,并且应当被理解为不能认定为是限定的方式。在不脱离本发明的范围的情况下,能够进行追加、省略、置换、以及其他变更。因此,本发明不应被视为由前述的说明限定,而由技术方案来限制。
Claims (12)
1.一种离心式旋转机械,其中,
所述离心式旋转机械具备:
旋转轴,其沿着轴线延伸;
叶轮,其将从轴线方向一侧流入的流体向径向外侧压送,并具备固定于所述旋转轴的盘、以及将设置于该盘的叶片覆盖的罩;以及
外壳,其***述叶轮,
通过所述盘的所述轴线方向上游侧的表面和所述罩的内周面而形成压送所述流体的叶轮流路,
通过所述罩的外周面和所述外壳的与该罩的外周面对置的内周面而形成外侧流路,
所述外侧流路在所述叶轮流路的出口与该叶轮流路连接,
在所述外侧流路内设置有从所述外壳的内周面突出的突出部。
2.根据权利要求1所述的离心式旋转机械,其中,
所述突出部沿周向隔开间隔地形成有多个。
3.根据权利要求1或2所述的离心式旋转机械,其中,
所述突出部设置于所述外壳的内周面的规定的区域。
4.根据权利要求1所述的离心式旋转机械,其中,
所述突出部设置于在针对所述轴线而言的径向上与所述叶轮流路的所述出口重叠的位置。
5.根据权利要求1所述的离心式旋转机械,其中,
在所述外侧流路中,在所述罩的所述外周面具有以所述轴线为中心的环状的阶梯差即台阶,
所述台阶设置于比所述突出部更靠径向外侧处。
6.根据权利要求1所述的离心式旋转机械,其中,
在所述外侧流路中,所述突出部在所述外壳内周面的整个区域内设置。
7.根据权利要求1所述的离心式旋转机械,其中,
所述突出部随着朝向所述径向外侧而从针对所述轴线而言的周向的一侧朝向另一侧弯曲。
8.根据权利要求1所述的离心式旋转机械,其中,
所述突出部随着朝向所述径向内侧而以所述外壳的所述内周面为基准,从针对所述轴线而言的周向一侧朝向另一侧扭转。
9.根据权利要求1所述的离心式旋转机械,其中,
在所述外侧流路的径向内侧的端部还具备对所述外壳的所述内周面与所述罩的所述外周面之间的流体的泄漏进行密封的密封部。
10.根据权利要求8所述的离心式旋转机械,其中,
所述突出部随着朝向所述径向内侧而以所述外壳的所述内周面为基准,从所述叶轮的旋转方向前方侧朝向后方侧扭转。
11.根据权利要求1所述的离心式旋转机械,其中,
所述突出部随着远离所述外壳的内周面而针对所述轴线而言的周向上的尺寸逐渐减小。
12.一种离心式旋转机械,其中,
所述离心式旋转机械具备:
旋转轴,其沿着轴线延伸;
叶轮,其将从轴线方向一侧流入的流体向径向外侧压送,并具备固定于所述旋转轴的盘、以及将设置于该盘的叶片覆盖的罩;以及
外壳,其***述叶轮,
通过所述盘的所述轴线方向上游侧的表面和所述罩的内周面而形成压送所述流体的叶轮流路,
通过所述罩的外周面和所述外壳的与该罩的外周面对置的内周面而形成外侧流路,
所述外侧流路在所述叶轮流路的出口与该叶轮流路连接,
在所述外侧流路中,在所述罩的所述外周面设置有以所述轴线为中心的环状的阶梯差即台阶。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111946662A (zh) * | 2020-08-25 | 2020-11-17 | 绍兴市上虞区兴荣风机有限公司 | 离心叶轮及风机 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20210132505A (ko) * | 2020-04-27 | 2021-11-04 | 삼성전자주식회사 | 모터 어셈블리 및 이를 포함하는 청소기 |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2471174A (en) * | 1947-04-24 | 1949-05-24 | Clark Bros Co Inc | Centrifugal compressor stability means |
US5228832A (en) * | 1990-03-14 | 1993-07-20 | Hitachi, Ltd. | Mixed flow compressor |
JPH064398U (ja) * | 1992-06-19 | 1994-01-21 | 三菱重工業株式会社 | 遠心圧縮機 |
TW431562U (en) * | 2000-02-02 | 2001-04-21 | Ind Tech Res Inst | Floating type vane wheel structure for multi-stage type pressing pump |
WO2012001995A1 (ja) * | 2010-06-28 | 2012-01-05 | 三菱重工業株式会社 | シール装置及びこれを備えた流体機械 |
CN203783951U (zh) * | 2014-01-08 | 2014-08-20 | 陈亚波 | 一种离心泵口环密封机构 |
CN105545810A (zh) * | 2015-12-18 | 2016-05-04 | 清华大学 | 离心压气机的机匣 |
CN105570186A (zh) * | 2016-03-04 | 2016-05-11 | 浙江工业大学 | 一种能实现轴向力自平衡的单级离心泵 |
US20160218590A1 (en) * | 2013-09-03 | 2016-07-28 | Nuovo Pignone Srl | Fancooled electrical machine with axial thrust compensation |
JP2016148308A (ja) * | 2015-02-13 | 2016-08-18 | 三菱重工業株式会社 | 遠心圧縮機、及びギアード遠心圧縮機 |
CN106164496A (zh) * | 2014-01-07 | 2016-11-23 | 诺沃皮尼奥内股份有限公司 | 具有非线性叶片前缘的离心压缩机叶轮及相关联的设计方法 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04159497A (ja) * | 1990-10-19 | 1992-06-02 | Hitachi Ltd | 流体機械 |
JP4159497B2 (ja) | 2004-03-29 | 2008-10-01 | 株式会社国際電気通信基礎技術研究所 | キー入力装置 |
JP2006057487A (ja) | 2004-08-18 | 2006-03-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 遠心圧縮機 |
US7731476B2 (en) | 2007-01-30 | 2010-06-08 | Technology Commercialization Corp. | Method and device for reducing axial thrust and radial oscillations and rotary machines using same |
JP2010025000A (ja) | 2008-07-22 | 2010-02-04 | Hitachi Plant Technologies Ltd | 遠心流体機械 |
JP5769978B2 (ja) | 2011-01-27 | 2015-08-26 | ミネベア株式会社 | 遠心式ファン |
US10066750B2 (en) | 2012-11-13 | 2018-09-04 | Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation | Rotary machine |
JP6260481B2 (ja) | 2013-10-21 | 2018-01-17 | 株式会社デンソー | 遠心送風機 |
-
2018
- 2018-12-25 JP JP2018241697A patent/JP7168441B2/ja active Active
-
2019
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- 2019-12-20 CN CN201911326761.5A patent/CN111379744B/zh active Active
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2471174A (en) * | 1947-04-24 | 1949-05-24 | Clark Bros Co Inc | Centrifugal compressor stability means |
US5228832A (en) * | 1990-03-14 | 1993-07-20 | Hitachi, Ltd. | Mixed flow compressor |
JPH064398U (ja) * | 1992-06-19 | 1994-01-21 | 三菱重工業株式会社 | 遠心圧縮機 |
TW431562U (en) * | 2000-02-02 | 2001-04-21 | Ind Tech Res Inst | Floating type vane wheel structure for multi-stage type pressing pump |
WO2012001995A1 (ja) * | 2010-06-28 | 2012-01-05 | 三菱重工業株式会社 | シール装置及びこれを備えた流体機械 |
US20160218590A1 (en) * | 2013-09-03 | 2016-07-28 | Nuovo Pignone Srl | Fancooled electrical machine with axial thrust compensation |
CN106164496A (zh) * | 2014-01-07 | 2016-11-23 | 诺沃皮尼奥内股份有限公司 | 具有非线性叶片前缘的离心压缩机叶轮及相关联的设计方法 |
CN203783951U (zh) * | 2014-01-08 | 2014-08-20 | 陈亚波 | 一种离心泵口环密封机构 |
JP2016148308A (ja) * | 2015-02-13 | 2016-08-18 | 三菱重工業株式会社 | 遠心圧縮機、及びギアード遠心圧縮機 |
CN105545810A (zh) * | 2015-12-18 | 2016-05-04 | 清华大学 | 离心压气机的机匣 |
CN105570186A (zh) * | 2016-03-04 | 2016-05-11 | 浙江工业大学 | 一种能实现轴向力自平衡的单级离心泵 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111946662A (zh) * | 2020-08-25 | 2020-11-17 | 绍兴市上虞区兴荣风机有限公司 | 离心叶轮及风机 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7168441B2 (ja) | 2022-11-09 |
JP2020101169A (ja) | 2020-07-02 |
US20200200184A1 (en) | 2020-06-25 |
CN111379744B (zh) | 2022-03-29 |
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