CN115667730A - 压缩机壳体和离心压缩机 - Google Patents
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Abstract
压缩机壳体在其内部形成有:入口流路,其包含形成于护罩面的流入口;出口流路,其包含在形成于护罩面的前方侧的导入面形成的流出口;再循环流路,其将入口流路和出口流路连接;压缩机壳体的进气导入部包含划定出口流路的前方侧的前方侧面、划定出口流路的后方侧的后方侧面以及形成于导入面中的比流出口靠前方侧处的前方侧导入面,前方侧面、后方侧面以及前方侧导入面分别从径向的外侧朝向内侧而向后方侧倾斜,后方侧面具有凸曲面部,前侧导入面具有导入面侧凸弯曲部。
Description
技术领域
本公开涉及压缩机壳体和具备该压缩机壳体的离心压缩机。
背景技术
在车辆用或船舶用涡轮增压器的压缩部等中使用的离心压缩机利用叶轮的旋转来对流体提供动能而将流体向径向外侧排出,利用离心力来实现流体压力的上升。对于该离心压缩机来说,在宽的运转范围中要求着高压力比和高效率化,为此付诸了各种努力。
离心压缩机具备叶轮和收纳叶轮的压缩机壳体。叶轮将从轴向上的前方侧流入的流体(例如,空气)向径向上的外侧引导。一般来说,压缩机壳体在其内部形成有将流体从压缩机壳体的外部向叶轮的轴向前侧引导的进气导入路、与进气导入路连通且收纳叶轮的叶轮室、以及与叶轮室连通且将通过了叶轮的气体向压缩机壳体的外部引导的涡旋流路。
对于这样的压缩机来说,要求着在宽的工作范围中实现高的压力比的宽范围化,但在压缩机的进气流量少的低流量时,会产生在流体的流动方向上流体剧烈振动的被称作喘振的不稳定现象。为了避免喘振,低流量时的压缩机的工作范围受限。因而,以低流量域的宽范围化为目的,研究了用于抑制喘振的方法。
在专利文献1中公开了一种离心式压缩机,该离心式压缩机所具备的压缩机壳体形成有一端侧与收纳叶轮的叶轮室连接且另一端侧与位于比叶轮室靠上游侧处的进气导入路连接的再循环流路。这样的离心式压缩机即使在从压缩机壳体的外部经过进气导入路而向叶轮室流动的流体(主流)的流量少的情况下,通过使叶轮室内的流体的一部分经过再循环流路和进气导入路而再次返回叶轮室,也能够使向叶轮的入口侧输送的流体的流量增加而抑制喘振。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2011/099419号
发明内容
发明所要解决的技术问题
在专利文献1所记载的具备形成有再循环流路的压缩机壳体的离心式压缩机中,如果在从再循环流路流出到进气导入路的再循环流与上述主流汇合时再循环流与主流的干涉程度大,则由再循环流、主流的干涉引起的压力损失增大,离心压缩机的效率可能会下降。因而,期望着能够减小再循环流与主流的干涉程度,从而抑制压缩机壳体内的流体的压力损失的产生的压缩机壳体。
鉴于上述的情形,本公开的至少一实施方式的目的在于提供一种能够抑制压缩机壳体内的流体的压力损失的产生而使离心压缩机的效率提高的压缩机壳体以及具备该压缩机壳体的离心压缩机。
用于解决技术问题的技术方案
本公开的压缩机壳体是用于将离心压缩机的叶轮以能够旋转的方式收纳的压缩机壳体,具备:
护罩部,其包含与所述叶轮的叶轮叶片的前端具有规定的间隙地对置的护罩面;
进气导入部,其包含导入面,该导入面形成于所述护罩面的前方侧,划定用于将从所述压缩机壳体的进气口导入后的进气朝向所述叶轮叶片引导的进气导入路;
在所述压缩机壳体的内部形成有:
入口流路,其包含形成于所述护罩面的流入口;
出口流路,其包含形成于所述导入面的流出口;
再循环流路,其将所述入口流路与所述出口流路连接;
所述进气导入部在沿着所述叶轮的轴线的剖视下包含:
前方侧面,其划定所述出口流路中的前方侧,从径向的外侧朝向内侧而向后方侧倾斜;
后方侧面,其划定所述出口流路中的后方侧,从所述径向的外侧朝向内侧而向后方侧倾斜,并且在至少一部分具有形成为凸曲面状的凸曲面部;
前方侧导入面,其形成于所述导入面中比所述流出口靠前方侧处,从所述径向的外侧朝向内侧而向后方侧倾斜,并且在至少一部分具有形成为凸曲面状的导入面侧凸曲面部。
本公开的离心压缩机具备所述压缩机壳体。
发明的效果
根据本公开的至少一个实施方式,提供一种能够抑制压缩机壳体内的流体的压力损失的产生而使离心压缩机的效率提高的压缩机壳体以及具备该压缩机壳体的离心压缩机。
附图说明
图1是对具备一实施方式的离心压缩机的涡轮增压器的结构进行说明的说明图。
图2是示意性地表示具备一实施方式的离心压缩机的涡轮增压器的压缩机侧的示意性剖视图,是包含离心压缩机的轴线的示意性剖视图。
图3是用于对一实施方式的进气导入部进行说明的说明图。
图4是用于对比较例的进气导入部进行说明的说明图。
图5是用于对一实施方式的进气导入部的出口流路附近进行说明的说明图。
图6是用于对比较例的进气导入部的出口流路附近进行说明的说明图。
图7是用于对比较例的进气导入部的出口流路附近进行说明的说明图。
图8是用于对一实施方式的进气导入部进行说明的说明图。
图9是用于对一实施方式的进气导入部的出口流路附近进行说明的说明图。
图10是用于对一实施方式的进气导入部的出口流路附近进行说明的说明图。
图11是用于对图10所示的后方侧面进行说明的说明图。
图12是用于对一实施方式的进气导入部进行说明的说明图。
图13是用于对一实施方式的进气导入部进行说明的说明图。
具体实施方式
以下,参照附图来对本公开的一些实施方式进行说明。不过,作为实施方式记载或附图所示的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等并非旨在将本公开的范围限定于此,只不过是说明例。
例如,“在某方向上”“沿着某方向”“平行”“正交”“中心”“同心”或“同轴”等表示相对的或绝对的配置的表述不仅严格地表示这样的配置,也表示以具有公差或能够得到相同功能程度的角度、距离的方式相对位移的状态。
例如,“同一”“相等”“均质”等表示事物相等状态的表述不仅严格地表示相等的状态,也表示存在公差或能够得到相同功能的程度的差异的状态。
例如,四边形状、圆筒形状等表示形状的表述不仅表示在几何学上严格的含义下的四边形状、圆筒形状等形状,也表示在能够得到相同效果的范围内包含凹凸部、倒角部等的形状。
另一方面,“具备”“包含”或“具有”一个构成要素这一表述不是排除其他构成要素存在的排他性表述。
需要说明的是,对于同样的结构,会标注相同的附图标记而省略说明。
(离心压缩机)
图1是用于对具备一实施方式的离心压缩机的涡轮增压器的结构进行说明的说明图。图2是示意性地表示具备一实施方式的离心压缩机的涡轮增压器的压缩机侧的示意性剖视图,是包含离心压缩机的轴线的示意性剖视图。
如图1、图2所示,本公开一些实施方式的离心压缩机1具备叶轮2和将叶轮2以能够旋转的方式收纳的压缩机壳体3。如图2所示,压缩机壳体3至少具备:护罩部4,其包含与叶轮2的叶轮叶片21的前端22具有规定的间隙G地对置的护罩面41;进气导入部5,其包含划定用于将从压缩机壳体3的进气口31导入后的进气(例如空气等流体)朝向叶轮叶片21引导的进气导入路50的导入面(内壁面)51。
离心压缩机1例如能够应用于汽车用、船舶用或发电用涡轮增压器10、其他工业用离心压缩机、送风机等。在图示的实施方式中,离心压缩机1搭载于涡轮增压器10。如图1所示,涡轮增压器10具备离心压缩机1、涡轮机11以及旋转轴12。涡轮机11具备经由旋转轴12而与叶轮2机械连结的涡轮机转子13和将涡轮机转子13以能够旋转的方式收纳的涡轮机壳体14。
在图示的实施方式中,如图1所示,涡轮增压器10还具备将旋转轴12以能够旋转的方式支承的轴承15和以收纳轴承15的方式构成的轴承壳体16。轴承壳体16配置于压缩机壳体3与涡轮机壳体14之间,通过例如紧固螺栓等紧固构件而与压缩机壳体3、涡轮机壳体14机械连结。
以下,例如如图1所示,将离心压缩机1的轴线、即叶轮2的轴线CA延伸的方向设为轴向X,将与轴线CA正交的方向设为径向Y。将轴向X上的离心压缩机1的吸入方向上的上游侧、即进气口31相对于叶轮2所处的一侧(图中左侧)设为前方侧XF。另外,将轴向X上的离心压缩机1的吸入方向上的下游侧、即叶轮2相对于进气口31所处的一侧(图中右侧)设为后方侧XR。
在图示的实施方式中,如图1所示,压缩机壳体3形成有用于从压缩机壳体3的外部导入流体(例如,空气)的进气口31和用于将通过了叶轮2的流体向压缩机壳体3的外部排出的排出口32。涡轮机壳体14形成有用于向涡轮机壳体14的内部导入排气的排气导入口141和用于将通过了涡轮机转子13的排气向涡轮机壳体14的外部排出的排气排出口142。
如图1所示,旋转轴12沿着轴向X具有长度方向。旋转轴12在其长度方向的一侧(前方侧XF)机械连结有叶轮2,在其长度方向的另一侧(后方侧XR)机械连结有涡轮机转子13。需要说明的是,本公开中的“沿着某方向”不仅是某方向,也包含相对于某方向倾斜的方向。
涡轮增压器10利用从未图示的排气产生装置(例如,发动机等内燃机)通过排气导入口141而导入到涡轮机壳体14内部的排气来使涡轮机转子13旋转。叶轮2由于经由旋转轴12与涡轮机转子13机械连结,因而与涡轮机转子13的旋转联动地旋转。涡轮增压器10通过使叶轮2旋转来对通过进气口31而导入到压缩机壳体3的内部的流体进行压缩,通过排出口32而将该流体向流体的供给对象(例如,发动机等内燃机)输送。
(叶轮)
如图2所示,叶轮2包含轮毂23和在轮毂23的外表面24设置的多个叶轮叶片21。轮毂23机械固定于旋转轴12的一侧(前方侧XF),因而轮毂23和多个叶轮叶片21设置为能够以叶轮2的轴线CA为中心与旋转轴12一体地旋转。叶轮2收纳于压缩机壳体3,构成为将从轴向X上的前方侧XF导入的流体向径向Y上的外侧引导。
在图示的实施方式中,轮毂23的外表面24形成为随着从前方侧XF朝向后方侧XR而距叶轮2的轴线CA的距离变大的凹弯曲状。多个叶轮叶片21分别在绕轴线CA的周向上彼此空出间隔配置。多个叶轮叶片21的前端22与以与前端22对置的方式呈凸状弯曲的护罩面41之间形成有间隙G(间隔)。护罩面41形成为随着从前方侧XF朝向后方侧XR而距叶轮2的轴线CA的距离变大的凸弯曲状。
(压缩机壳体)
在图示的实施方式中,如图2所示,压缩机壳体3具备包含上述护罩面41的护罩部4、形成上述进气导入路50的进气导入部5以及涡旋部33,该涡旋部33形成用于将通过了叶轮2的流体向压缩机壳体3的外部引导的漩涡状的涡旋流路34。
进气导入路50和涡旋流路34分别形成于压缩机壳体3的内部。进气导入部5具有形成进气导入路50的导入面51。导入面51比护罩面41向前方侧XF沿着轴向X延伸,在其前方侧XF端形成有上述的进气口31。涡旋流路34以相对于叶轮2位于径向Y上的外侧的方式形成,以将收纳于压缩机壳体3的叶轮2的周围包围。涡旋部33具有形成涡旋流路34的内周面35。
另外,在图示的实施方式中,如图2所示,压缩机壳体3形成有通过与其他构件(在图示例中为轴承壳体16)组合而将叶轮2以能够旋转的方式收纳的空间即叶轮室36和用于将来自叶轮2的流体向涡旋流路34引导的离心压缩机1的扩散流路37。需要说明的是,在其他的一些实施方式中,也可以在压缩机壳体3的内部形成叶轮室36、扩散流路37。
上述护罩部4设置在进气导入部5与涡旋部33之间。护罩部4的护罩面41形成叶轮室36的前方侧XF部分。轴承壳体16具有叶轮室形成面161,该叶轮室形成面161在比护罩面41靠后方侧XR处与护罩面41对置设置,形成叶轮室36的后方侧XR部分。
护罩部4具有护罩侧流路面42,该护罩侧流路面42形成扩散流路37的前方侧XF部分,将护罩面41的后方侧端43和内周面35的一端351相连。轴承壳体16具有在比护罩侧流路面42靠后方侧XR处与护罩侧流路面42对置设置的轮毂侧流路面162。轮毂侧流路面162设置于比叶轮室形成面161靠径向Y上的外侧处,将叶轮室形成面161和内周面35的另一端352相连。在如图2所示的沿着轴线CA的剖面中,护罩侧流路面42和轮毂侧流路面162分别沿着与轴线CA交叉(在图示例中为正交)的方向延伸。
进气导入路50的出口与叶轮室36的入口连通,叶轮室36的出口与扩散流路37的入口连通。通过进气口31而导入到压缩机壳体3内部的流体在进气导入路50中朝向后方侧XR流动后被送向叶轮2。被送到叶轮2的流体依次流经扩散流路37和涡旋流路34之后,从排出口32(参照图1)被排出到压缩机壳体3的外部。
图3是用于对一实施方式的进气导入部进行说明的说明图。在图3和后述的图4至图13中,分别示意性地表示了沿着叶轮2的轴线CA的剖面。
如图2、图3所示,在压缩机壳体3的内部形成有包含形成于护罩面41的流入口44的入口流路45、包含形成于导入面51的流出口52的出口流路53以及将入口流路45与出口流路53连接的再循环流路38。入口流路45通过流入口44而与叶轮室36连通,出口流路53通过流出口52而与进气导入路50连通。因而,再循环流路38通过入口流路45而与叶轮室36连通,通过出口流路53而与进气导入路50连通。驱动离心压缩机1的叶轮2使其旋转,由于流入口44与流出口52的压力差而产生再循环流RF。再循环流RF通过流入口44而从叶轮室36向入口流路45导入,在依次流经入口流路45、再循环流路38以及出口流路53之后,通过流出口52而向进气导入路50流出。
在离心压缩机1的进气流量(通过进气口31而向进气导入路50流入且向叶轮2流动的主流MF的流量)少的低流量时,会产生流体在流体的流动方向上剧烈振动的被称作喘振的不稳定现象。如果产生喘振,则在叶轮室36的护罩面41附近产生向与主流MF相反的方向即轴向X上的前方侧XF流动的逆流,可能会导致离心压缩机1效率下降。在离心压缩机1的压缩机壳体3形成有入口流路45、再循环流路38以及出口流路53。在该情况下,在叶轮室36内通过的流体的一部分作为再循环流RF而经过再循环流路38、进气导入路50等而再次返回叶轮室36,能够使向叶轮2输送的流体的流量增加,由此能够抑制喘振的产生。通过抑制低流量时的喘振的产生,离心压缩机1能够在从低流量到高流量的宽的工作范围中实现高的压力比。
图4是用于对比较例的进气导入部进行说明的说明图。在比较例的压缩机壳体3A的内部形成有包含形成于上述护罩面41的流入口44的入口流路45、与入口流路45连通而沿着轴向X向前方侧XF延伸的再循环流路38A、以及与再循环流路38A的前方侧XF连通且包含朝向前方侧XF开口的流出口52A的出口流路53A。在该情况下,从叶轮室36通过入口流路45而流入到再循环流路38A的再循环流RF在再循环流路38A中朝向前方侧XF流动后,在维持其流动方向的状态下,通过流出口52A而向进气导入路50流出。流出到进气导入路50的再循环流RF的流动方向是与在进气导入路50中朝向后方侧XR流动的主流MF的流动方向相反的方向,因而再循环流RF与主流MF干涉,主流MF、再循环流RF的压力损失增大,可能会导致离心压缩机1的效率下降。
(进气导入部)
如图3所示,一些实施方式的离心压缩机1的压缩机壳体3具备包含上述护罩面41的护罩部4和包含上述导入面51的进气导入部5。在压缩机壳体3的内部形成有上述入口流路45、出口流路53以及再循环流路38。上述进气导入部5在图3所示的沿着叶轮2的轴线CA的剖视下包含划定出口流路53中的前方侧XF的前方侧面6、划定出口流路53中的后方侧XR的后方侧面7以及形成于上述导入面51中比流出口52靠前方侧XF处的前方侧导入面8。前方侧面6、后方侧面7以及前方侧导入面8分别从径向Y的外侧朝向内侧而向后方侧XR倾斜。换言之,前方侧面6、后方侧面7以及前方侧导入面8分别随着朝向后方侧XR而距轴线CA的距离变短。后方侧面7在至少一部分具有形成为凸曲面状的凸曲面部71。前方侧导入面8在至少一部分具有形成为凸曲面状的导入面侧凸曲面部81。
在图示的实施方式中,如图2所示,再循环流路38形成为环状。需要说明的是,再循环流路38也可以形成为环状以外的形状。在图示的实施方式中,如图3所示,进气导入部5还包含形成于导入面51中比流出口52靠后方侧XR处的后方侧导入面9。后方侧导入面9位于比后方侧面7靠后方侧XR处,其前方侧端91与后方侧面7的后方侧端72无台阶地平滑连接。另外,后方侧导入面9位于比护罩面41靠前方侧XF处,其后方侧端92与护罩面41的前方侧端46无台阶地平滑连接。
根据上述结构,由于划定出口流路53的前方侧面6和后方侧面7分别从径向Y的外侧朝向内侧而向后方侧XR倾斜,因而出口流路53能够使通过了出口流路53的再循环流RF以朝向轴向X上的后方侧XR的速度成分变大且朝向径向Y上的内侧的速度成分变小的方式转向。再循环流RF在通过再循环流路38时朝向轴向X上的前方侧XF流动。通过出口流路53使再循环流RF的流动方向被变更为朝向径向Y上的内侧且后方侧XR的方向。
另外,由于后方侧面7在至少一部分具有形成为凸曲面状的凸曲面部71,因而能够产生归因于康达效应的再循环流RF的吸入效果。由此,能够抑制流出到进气导入路50的再循环流RF从后方侧面7的剥离,因而能够有效地进行再循环流RF在出口流路53处的转向。
通过利用上述再循环流RF的转向使流出到进气导入路50的再循环流RF的朝向轴向上的后方侧XR的速度成分变大,能够抑制护罩面41附近的逆流的产生。并且,通过利用上述再循环流RF的转向使流出到进气导入路50的再循环流RF的朝向径向Y上的内侧的速度成分变小,能够抑制在进气导入路50中朝向后方侧XR流动的主流MF与流出到进气导入路50的再循环流RF的干涉,进而能够降低主流MF、再循环流RF的压力损失。由此,根据上述结构,能够抑制压缩机壳体3内流体的压力损失的产生而使离心压缩机1的效率提高。
另外,根据上述结构,前方侧导入面8从径向Y的外侧朝向内侧而向后方侧XR倾斜,并且在至少一部分具有形成为凸曲面状的导入面侧凸曲面部81。在该情况下,能够抑制在进气导入路50中向后方侧XR流动的主流MF的与前方侧导入面8的碰撞所引起的压力损失。
在一些实施方式中,如图3所示,上述前方侧面6在至少一部分具有形成为凹曲面状的凹曲面部61。需要说明的是,在图示的实施方式中,凹曲面部61形成于前方侧面6的包含后方侧端(流出口52的前方侧缘)的位置,导入面侧凸曲面部81形成于前方侧导入面8的包含后方侧端82(流出口52的前方侧缘)的位置。凹曲面部61的后方侧端与导入面侧凸曲面部81的后方侧端相连。
根据上述结构,由于利用凹曲面部61对通过出口流路53的再循环流RF进行引导,因而能够有效地进行再循环流RF的出口流路53处的转向。由此,能够沿着轴线CA使相对于剖面中沿着轴向X而朝向后方侧XR流动的主流MF的流动方向的、再循环流RF的流动方向的倾斜角度平缓。通过使该倾斜角度平缓,能够抑制主流MF与再循环流RF的干涉。由此,能够有效地抑制护罩面41附近的逆流的产生,并且能够有效地抑制由主流MF与再循环流RF的干涉引起的主流MF、再循环流RF的压力损失。
图5是用于对一实施方式的进气导入部的出口流路附近进行说明的说明图。图6、图7分别是用于对比较例的进气导入部的出口流路附近进行说明的说明图。
在一些实施方式中,如图5所示,上述后方侧面7的凸曲面部71形成于后方侧面7的至少包含后方侧端72的位置。需要说明的是,在图示的实施方式中,上述后方侧面7的凸曲面部71从后方侧面7的前方侧端73形成至后方侧端72。通过后方侧端72的凸曲面部71的切线方向与形成于导入面51中的比流出口52靠后方侧XR处的后方侧导入面9的延伸方向一致。在图5中,将通过后方侧端72的凸曲面部71的切线设为S1。后方侧导入面9沿着切线S1的延伸方向即轴向X延伸。在该情况下,能够将后方侧面7的凸曲面部71和后方侧导入面9无台阶地平滑连接。由此,能够使在出口流路53中沿着凸曲面部71流动的再循环流RF直接沿着后方侧导入面9流动,因而能够有效地进行再循环流RF的出口流路53处的转向。即,能够沿着轴线CA使相对于剖面中沿着轴向X而朝向后方侧XR流动的主流MF的流动方向的、再循环流RF的流动方向的倾斜角度平缓。另外,通过使再循环流RF沿着后方侧导入面9流动,能够有效地抑制护罩面41附近的逆流的产生。
在假设如图6所示那样通过了后方侧端72的凸曲面部71的切线方向与后方侧导入面9的延伸方向交叉的情况下,在出口流路53沿着凸曲面部71流动的再循环流RF从后方侧导入面9剥离。由此,流出到进气导入路50的再循环流RF在进气导入路50中的比面向后方侧导入面9的空间(剥离空间)PS靠径向Y上的内侧处流动,因而再循环流RF与主流MF的干涉程度变大,由主流MF与再循环流RF的干涉造成的主流MF、再循环流RF的压力损失增大的可能性升高。并且,在上述剥离空间PS、护罩面41附近产生逆流的可能性升高。
例如如图5所示,将后方侧面7中的凸曲面部71的曲率半径定义为R1,将前方侧面6中的凹曲面部61的曲率半径定义为R2,将前方侧导入面8中的导入面侧凸曲面部81的曲率半径定义为R3。
在一些实施方式中,如图5所示,上述压缩机壳体3满足R3>R1的关系。根据上述结构,通过使后方侧面7的凸曲面部71的曲率半径R1比导入面侧凸曲面部81的曲率半径R3小,能够有效地进行再循环流RF的出口流路53处的转向。即,能够使沿着轴线CA的截面中的再循环流RF的流动方向相对于沿着轴向X而朝向后方侧XR流动的主流MF的流动方向的倾斜角度平缓。由此,能够有效地抑制护罩面41附近的逆流的产生,并且能够有效地抑制由主流MF与再循环流RF的干涉引起的主流MF、再循环流RF的压力损失。
如果假设如图6所示那样后方侧面7的凸曲面部71的曲率半径R1为导入面侧凸曲面部81的曲率半径R3以上,则再循环流RF的出口流路53处的转向程度小。即,沿着轴线CA相对于截面中沿着轴向X而朝向后方侧XR流动的主流MF的流动方向的、再循环流RF的流动方向的倾斜角度变得急剧。在该情况下,再循环流RF与主流MF的干涉程度变大,由主流MF与再循环流RF的干涉引起的主流MF、再循环流RF的压力损失增大的可能性升高。另外,在上述剥离空间PS、护罩面41附近产生逆流的可能性升高。
在一些实施方式中,如图5所示,上述的压缩机壳体3满足R2>R1的关系。在假设如图7所示那样上述压缩机壳体3满足R2≤R1的关系的情况下,在出口流路53的位于与流出口52相反的一侧的入口侧流路面积急剧缩小,因而通过出口流路53时的再循环流RF的压力损失可能会增大。根据上述结构,通过使前方侧面6的凹曲面部61的曲率半径R2比后方侧面7的凸曲面部71的曲率半径R1大,能够缓和出口流路53的入口侧的流路面积的急剧缩小,因而能够降低通过出口流路53的再循环流RF的压力损失。
在一些实施方式中,如图5所示,上述压缩机壳体3满足R3>R2>R1的关系。根据上述结构,通过使导入面侧凸曲面部81的曲率半径R3比后方侧面7的凸曲面部71的曲率半径R1大,能够抑制在进气导入路50中流动的主流MF和从出口流路53流出到进气导入路50的再循环流RF汇合时的干涉。由此,能够降低主流MF、再循环流RF的压力损失。另外,通过使前方侧面6的凹曲面部61的曲率半径R2比后方侧面7的凸曲面部71的曲率半径R1大,能够缓和出口流路53的入口侧的流路面积的急剧缩小,因而能够降低通过出口流路53的再循环流RF的压力损失。由此,根据上述结构,能够将进气导入路50、出口流路53中的压力损失少的主流MF、再循环流RF向叶轮2输送,因而能够使离心压缩机1的效率有效地提高。
图8是用于对一实施方式的进气导入部进行说明的说明图。
在一些实施方式中,在如图8所示的沿着叶轮2的轴线CA的剖视下,在将上述入口流路45的流入口44处的流路宽度定义为t1,将上述出口流路53的流出口52处的流路宽度定义为t2的情况下,满足t1>t2的关系。在该情况下,通过使出口流路53的流出口52处的流路宽度t2比入口流路45的流入口44处的流路宽度t1大,能够使通过出口流路53的流出口52的再循环流RF的流速提高。通过使向进气导入路50导入的再循环流RF的流速提高,能够增大再循环流RF在护罩面41附近逆流的抑制效果。
图9是用于对一实施方式的进气导入部的出口流路附近进行说明的说明图。
在一些实施方式中,上述出口流路53的流路宽度t如图8所示那样遍及出口流路53的整体即从出口流路53的入口侧到流出口52形成为相同,或者如图9所示那样以朝向流出口52逐渐变小的方式形成。在图9所示的实施方式中,出口流路53的入口侧、即形成于包含后方侧面7的前方侧端73的位置的出口流路53的与再循环流路38的连接位置处的流路宽度t21成为了流路宽度t中的最大。另外,出口流路53的出口侧、即流出口52处的流路宽度t2成为了流路宽度t中的最小。
根据上述结构,通过将出口流路53的流路宽度t遍及出口流路53的整体而形成为相同或者以朝向流出口52逐渐变小的方式形成,能够使通过出口流路53的流出口52的再循环流RF的流速提高。通过使向进气导入路50导入的再循环流RF的流速提高,能够增大再循环流RF在护罩面41附近的逆流的抑制效果。另外,通过将出口流路53的流路宽度t遍及出口流路53的整体而形成为相同或者以朝向流出口52逐渐变小的方式形成,能够抑制出口流路53的入口侧的流路面积的急剧缩小。由此,能够抑制通过出口流路53的再循环流RF的压力损失。
在一些实施方式中,如图9所示,在将出口流路53的流路长度设为L1的情况下,满足L1≥0的条件。需要说明的是,出口流路53的流路长度L1是从上述出口流路53的与再循环流路38的连接位置到流出口52的长度。在该情况下,能够使出口流路53的长度成为充分的大小,因而能够将形成于划定出口流路53的壁面的曲面部(例如,后方侧面7的凸曲面部71、前方侧面6的凹曲面部61)加长。通过将上述曲面部加长,能够促进再循环流RF的转向。另外,能够抑制出口流路53的流路面积的急剧缩小,进而能够抑制通过出口流路53的再循环流RF的压力损失。
图10是用于对一实施方式的进气导入部的出口流路附近进行说明的说明图。图11是用于对图10所示的后方侧面进行说明的说明图。
在一些实施方式中,如图9至图11所示,上述前方侧导入面8的后方侧端82位于比后方侧面7的前方侧端73靠前方侧XF处。在该情况下,能够使出口流路53的长度L1成为充分的大小,因而能够将形成于划定出口流路53的壁面的曲面部(例如,后方侧面7的凸曲面部71、前方侧面6的凹曲面部61)加长。通过将上述曲面部加长,能够促进再循环流RF的转向。
如图10所示,将上述的后方侧面7的后方侧端72与叶轮2的轴线CA的距离定义为d1,将上述的后方侧面7的前方侧端73与叶轮2的轴线CA的距离定义为d2,将前方侧导入面8的后方侧端82与叶轮2的轴线CA的距离定义为d3。
在一些实施方式中,如图10所示,上述的压缩机壳体3满足d3>d1的关系。根据上述结构,前方侧导入面8的后方侧端82与轴线CA的距离d3比后方侧面7的后方侧端72与轴线CA的距离d1大。在该情况下,再循环流RF返回进气导入路50中的流路面积缩小的部分(面积缩小部),因而再循环流RF与主流MF的混合被促进,能够实现向叶轮2导入的流体的速度分布的均一化。由此,能够抑制喘振的产生、护罩面41附近的逆流的产生。
在一些实施方式中,如图10所示,上述压缩机壳体3满足d3≤d2的关系。根据上述结构,后方侧面7的前方侧端73与轴线CA的距离d2与前方侧导入面8的后方侧端82与轴线CA的距离d3相同或者比上述距离d3大。在该情况下,能够防止在进气导入路50中朝向后方侧XR流动的主流MF与流出到进气导入路50的再循环流RF相向。由此,能够抑制主流MF与再循环流RF的干涉,进而能够降低主流MF、再循环流RF的压力损失。
在一些实施方式中,如图10所示,上述的压缩机壳体3满足d1<d3≤d2的关系。根据上述结构,距离d2与距离d3相同或者比距离d3大。在该情况下,能够防止在进气导入路50中朝向后方侧XR流动的主流MF与流出到进气导入路50的再循环流RF相向。由此,能够抑制主流MF与再循环流RF的干涉,进而能够降低主流MF、再循环流RF的压力损失。另外,距离d3比距离d1大。在该情况下,再循环流RF返回进气导入路50中的流路面积缩小的部分(面积缩小部),因而再循环流RF与主流MF的混合被促进,能够实现向叶轮2导入的流体的速度分布的均一化。由此,能够抑制喘振的产生、护罩面41附近的逆流的产生。
另外,根据上述结构,距离d2比距离d1大。在该情况下,能够在通过出口流路53时降低再循环流RF的旋转速度成分。由此,能够抑制在进气导入路50中朝向后方侧XR流动的主流MF与流出到进气导入路50的再循环流RF的干涉,进而能够降低主流MF、再循环流RF的压力损失。
在一些实施方式中,如图11所示,上述前方侧导入面8的导入面侧凸曲面部81形成于至少包含前方侧导入面8的后方侧端82的位置,包含导入面侧凸曲面部81的假想圆弧VA构成为与后方侧面7的后方侧端72相切。
根据上述结构,由于包含导入面侧凸曲面部81的假想圆弧VA构成为与后方侧面7的后方侧端72相切,因而能够使沿着导入面侧凸曲面部81流动的主流MF沿着与后方侧面7的后方侧端72连接的后方侧导入面9流动。另外,能够使沿着后方侧面7而通过了流出口52的再循环流RF沿着后方侧导入面9流动。由此,能够使再循环流RF的流动方向相对于主流MF的流动方向的倾斜角度平缓。通过使该倾斜角度平缓,能够抑制主流MF与再循环流RF的干涉。通过抑制主流MF与再循环流RF的干涉,能够有效地抑制主流MF、再循环流RF的压力损失。
图12是用于对一实施方式的进气导入部进行说明的说明图。
在一些实施方式中,如图12所示,形成上述再循环流路38的内周面381以从与入口流路45的连接位置382朝向与出口流路53的连接位置384而与叶轮2的轴线CA的距离变大的方式相对于叶轮2的轴向倾斜延伸。在图示的实施方式中,将内周面381的与入口流路45的连接位置382处的前方侧端383与叶轮2的轴线CA的距离定义为d4,将内周面381的与出口流路53的连接位置384处的后方侧端385与叶轮2的轴线CA的距离定义为d5。上述距离d5比上述距离d4大。另外,再循环流路38以随着朝向前方侧XF而其轴线CB与叶轮2的轴线CA的距离逐渐变大的方式形成。
根据上述结构,通过使形成再循环流路38的内周面381从与入口流路45的连接位置382朝向与出口流路53的连接位置384而与叶轮2的轴线CA的距离变大,能够降低在再循环流路38中流动的再循环流RF的旋转速度成分。通过降低再循环流RF的旋转速度成分,能够抑制在进气导入路50中朝向后方侧XR流动的主流MF与流出到进气导入路50的再循环流RF的干涉,进而能够降低主流MF、再循环流RF的压力损失。
图13是用于对一实施方式的进气导入部进行说明的说明图。
在一些实施方式中,如图13所示,在将上述前方侧导入面8的后方侧端82与叶轮叶片21的相对于叶轮2的轴向平行的距离定义为L,将叶轮叶片21的前缘25的直径定义为D的情况下,满足L≤0.5×D的关系。需要说明的是,在图示的实施方式中,将前方侧导入面8的后方侧端82与叶轮叶片21的前缘25的轴向X上的最小长度设为上述L,将叶轮叶片21的前缘25的护罩侧端26的最大直径设为上述D。根据上述结构,满足L≤0.5×D的关系。在该情况下,通过将出口流路53的流出口52设置于叶轮叶片21的附近,能够使再循环流RF返回叶轮叶片21的前缘25附近。由此,能够增大再循环流RF在护罩面41附近的逆流的抑制效果。
如图2所示,一些实施方式的离心压缩机1具备上述压缩机壳体3。在该情况下,利用压缩机壳体3,能够抑制压缩机壳体3内的流体的压力损失的产生,因而能够使离心压缩机1的效率提高。
本公开不限定于上述实施方式,也包含对上述实施方式实施变形而得到的方案、将这些方式适当组合而得到的方案。
上述一些实施方式记载的内容例如能够如下所述地理解。
1)本公开至少一实施方式的压缩机壳体(3)是用于将离心压缩机(1)的叶轮(2)以能够旋转的方式收纳的压缩机壳体(3),具备:
护罩部(4),其包含与所述叶轮(2)的叶轮叶片(21)的前端(23)具有规定的间隙地对置的护罩面(41);
进气导入部(5),其包含导入面(51),该导入面(51)形成于所述护罩面(41)的前方侧,划定用于将从所述压缩机壳体(3)的进气口(31)导入后的进气朝向所述叶轮叶片(21)引导的进气导入路(50);
在所述压缩机壳体(3)的内部形成有:
入口流路(45),其包含形成于所述护罩面(41)的流入口(44);
出口流路(53),其包含形成于所述导入面(51)的流出口(52);
再循环流路(38),其将所述入口流路(45)与所述出口流路(53)连接;
所述进气导入部(5)在沿着所述叶轮(2)的轴线的剖视下包含:
前方侧面(6),其划定所述出口流路(53)中的前方侧(XF),从径向(Y)的外侧朝向内侧而向后方侧(XR)倾斜;
后方侧面(7),其划定所述出口流路(53)中的后方侧(XR),从所述径向(Y)的外侧朝向内侧而向后方侧(XR)倾斜,并且在至少一部分具有形成为凸曲面状的凸曲面部(71);
前方侧导入面(8),其形成于所述导入面(51)中的比所述流出口(52)靠前方侧(XF)处,从所述径向(Y)的外侧朝向内侧而向后方侧(XR)倾斜,并且在至少一部分具有形成为凸曲面状的导入面侧凸曲面部(81)。
根据上述1)的结构,由于划定出口流路(53)的前方侧面(6)和后方侧面(7)分别从径向(Y)的外侧朝向内侧而向后方侧(XR)倾斜,因而出口流路(53)能够使通过了出口流路(53)的再循环流(RF)以朝向轴向上的后方侧(XR)的速度成分变大且朝向径向上的内侧的速度成分变小的方式转向。由于后方侧面(7)在至少一部分具有形成为凸曲面状的凸曲面部(71),因而能够产生归因于康达效应的再循环流(RF)的引入效果。由此,能够抑制流出到进气导入路(50)的再循环流(RF)从后方侧面(7)的剥离,并且能够有效地进行再循环流(RF)的出口流路(53)处的转向。
通过利用上述再循环流(RF)的转向使流出到进气导入路(50)的再循环流(RF)的朝向轴向上的后方侧(XR)的速度成分大,能够抑制护罩面(41)附近的逆流的产生。另外,通过利用上述再循环流(RF)的转向使流出到进气导入路(50)的再循环流(RF)的朝向径向上的内侧的速度成分小,能够抑制在进气导入路(50)中朝向后方侧(XF)流动的主流(MF)与流出到进气导入路(50)的再循环流(RF)的干涉,进而能够降低主流(MF)、再循环流(RF)的压力损失。由此,根据上述1)的结构,能够抑制压缩机壳体(3)内的流体的压力损失的产生而使离心压缩机(1)的效率提高。
另外,根据上述1)的结构,前方侧导入面(8)从径向(Y)的外侧朝向内侧而向后方侧(XR)倾斜,并且在至少一部分具有形成为凸曲面状的导入面侧凸曲面部(81)。在该情况下,能够抑制在进气导入路(50)中向后方侧(XR)流动的主流(MF)的与前方侧导入面(8)的碰撞所引起的压力损失。
2)在一些实施方式中,根据上述1)所述的压缩机壳体(3),
所述前方侧面(6)在至少一部分具有形成为凹曲面状的凹曲面部(61)。
根据上述2)的结构,前方侧面(6)在至少一部分具有形成为凹曲面状的凹曲面部(61)。在该情况下,利用凹曲面部(61)对通过出口流路(53)的再循环流(RF)进行引导,因而能够有效地进行再循环流(RF)的出口流路(53)处的转向。由此,能够有效地抑制护罩面(41)附近的逆流的产生,并且能够有效地抑制由主流(MF)与再循环流(RF)的干涉引起的主流(MF)、再循环流(RF)的压力损失。
3)在一些实施方式中,根据上述1)或2)所述的压缩机壳体(3),
所述后方侧面(7)的所述凸曲面部(71)形成于至少包含所述后方侧面(7)的后方侧端(72)的位置,
通过所述后方侧端(72)的所述凸曲面部(71)的切线方向与形成于所述导入面(51)中的比所述流出口(52)靠后方侧(XR)处的后方侧导入面(9)的延伸方向一致。
根据上述3)的结构,通过后方侧端(72)的凸曲面部(71)的切线方向与形成于导入面(51)中的比流出口(52)靠后方侧(RF)处的后方侧导入面(9)的延伸方向一致。在该情况下,能够将后方侧面(7)的凸曲面部(71)与后方侧导入面(9)无台阶地平滑连接。由此,能够使在出口流路(53)中沿着凸曲面部(71)流动的再循环流(RF)沿着后方侧导入面(9)流动,因而能够有效地进行再循环流(RF)的出口流路(53)处的转向,并且能够有效地抑制护罩面(41)附近的逆流的产生。
4)在一些实施方式中,根据上述1)至3)中任一项所述的压缩机壳体(3),
在将所述后方侧面(7)中的所述凸曲面部(71)的曲率半径定义为R1,将所述前方侧导入面(8)中的所述导入面侧凸曲面部(81)的曲率半径定义为R3的情况下,
满足R3>R1的关系。
根据上述4)的结构,通过使后方侧面(7)的凸曲面部(71)的曲率半径R1比导入面侧凸曲面部(81)的曲率半径R3小,能够有效地进行再循环流(RF)的出口流路(53)处的转向。由此,能够有效地抑制护罩面(41)附近的逆流的产生,并且能够有效地抑制由主流(MF)与再循环流(RF)的干涉引起的主流(MF)、再循环流(RF)的压力损失。
5)在一些实施方式中,根据上述2)所述的压缩机壳体(3),
在将所述后方侧面(7)中的所述凸曲面部(71)的曲率半径定义为R1,将所述前方侧面(6)中的所述凹曲面部(61)的曲率半径定义为R2的情况下,
满足R2>R1的关系。
根据上述5)的结构,通过使前方侧面(6)的凹曲面部(61)的曲率半径R2比后方侧面(7)的凸曲面部(71)的曲率半径R1大,能够缓和出口流路(53)的入口侧的流路面积的急剧缩小,因而能够降低通过出口流路(53)的再循环流(RF)的压力损失。
6)在一些实施方式中,根据上述2)所述的压缩机壳体(3),
在将所述后方侧面(7)中的所述凸曲面部(71)的曲率半径定义为R1,将所述前方侧面(6)中的所述凹曲面部(61)的曲率半径定义为R2,将所述前方侧导入面(8)中的所述导入面侧凸曲面部(81)的曲率半径定义为R3的情况下,
满足R3>R2>R1的关系。
根据上述6)的结构,通过使后方侧面(7)的凸曲面部(71)的曲率半径R1比导入面侧凸曲面部(81)的曲率半径R3小,能够抑制在进气导入路(50)中流动的主流(MF)与从出口流路(53)流出到进气导入路(50)的再循环流(RF)汇合时的干涉。由此,能够降低主流(MF)、再循环流(RF)的压力损失。另外,通过使前方侧面(6)的凹曲面部(61)的曲率半径R2比后方侧面(7)的凸曲面部(71)的曲率半径R1大,能够缓和出口流路(53)的入口侧的流路面积的急剧缩小,因而能够降低通过出口流路(53)的再循环流(RF)的压力损失。由此,根据上述6)的结构,能够将进气导入路(50)、出口流路(53)中的压力损失少的主流(MF)、再循环流(RF)向叶轮(2)输送,因而能够使离心压缩机(1)的效率有效地提高。
7)在一些实施方式中,根据上述1)至6)中任一项所述的压缩机壳体(3),
在沿着所述叶轮(2)的轴线(CA)的剖视下,
在将所述入口流路(45)的所述流入口(44)处的流路宽度定义为t1,将所述出口流路(53)的所述流出口(52)处的流路宽度定义为t2的情况下,
满足t1>t2的关系。
根据上述7)的结构,通过使出口流路(53)的流出口(52)处的流路宽度t2比入口流路(45)的流入口(44)处的流路宽度t1大,能够使通过出口流路(53)的流出口(52)的再循环流(RF)的流速提高。通过使向进气导入路(50)导入的再循环流(RF)的流速提高,能够增大再循环流(RF)在护罩面(41)附近的逆流的抑制效果。
8)在一些实施方式中,根据上述7)所述的压缩机壳体(3),
所述出口流路(53)的流路宽度(t)遍及所述出口流路(53)的整体而形成为相同,或者以朝向所述流出口(52)逐渐变小的方式形成。
根据上述8)的结构,通过将出口流路(53)的流路宽度(t)遍及出口流路(53)的整体而形成为相同或者以朝向流出口(52)逐渐变小的方式形成,能够使通过出口流路(53)的流出口(52)的再循环流(RF)的流速提高。通过使向进气导入路(50)导入的再循环流(RF)的流速提高,能够增大再循环流(RF)在护罩面(41)附近的逆流的抑制效果。另外,通过将出口流路(53)的流路宽度(t)遍及出口流路(53)的整体而形成为相同或者以朝向流出口(52)逐渐变小的方式形成,能够抑制出口流路(53)的入口侧的流路面积的急剧缩小。由此,能够抑制通过出口流路(53)的再循环流RF的压力损失。
9)在一些实施方式中,根据上述1)至8)中任一项所述的压缩机壳体(3),
所述前方侧导入面(8)的后方侧端(82)位于比所述后方侧面(7)的前方侧端(73)靠前方侧(XF)处。
根据上述9)的结构,前方侧导入面(8)的后方侧端(82)位于比后方侧面(7)的前方侧面(73)靠前方侧(XF)处。在该情况下,能够使出口流路(53)的长度成为充分的大小,因而能够将形成于划定出口流路(53)的壁面的曲面部(例如,后方侧面7的凸曲面部71等)加长。通过将上述曲面部加长,能够促进再循环流(RF)的转向。
10)在一些实施方式中,根据上述1)至9)中任一项所述的压缩机壳体(3),
在将所述后方侧面(7)的后方侧端(72)与所述叶轮(2)的所述轴线(CA)的距离定义为d1,将所述前方侧导入面(8)的后方侧端(82)与所述叶轮(2)的所述轴线(CA)的距离定义为d3的情况下,
满足d3>d1的关系。
根据上述10)的结构,前方侧导入面(8)的后方侧端(82)与轴线(CA)的距离d3比后方侧面(7)的后方侧端(72)与轴线(CA)的距离d1大。在该情况下,再循环流(RF)返回进气导入路(50)中的流路面积缩小的部分(面积缩小部),因而再循环流(RF)与主流(MF)的混合被促进,能够实现向叶轮(2)导入的流体的速度分布的均一化。由此,能够抑制喘振的产生、护罩面(41)附近的逆流的产生。
11)在一些实施方式中,根据上述1)至10)中任一项的压缩机壳体(3),
在将所述后方侧面(7)的前方侧端(73)与所述叶轮(2)的所述轴线(CA)的距离定义为d2,将所述前方侧导入面(8)的后方侧端(82)与所述叶轮(2)的所述轴线(CA)的距离定义为d3的情况下,
满足d3≤d2的关系。
根据上述11)的结构,后方侧面(7)的前方侧端(73)与轴线(CA)的距离d2与前方侧导入面(8)的后方侧端(83)与轴线(CA)的距离d3相同或者比上述距离d3大。在该情况下,能够防止在进气导入路(50)中朝向后方侧(XR)流动的主流(MF)和流出到进气导入路(50)的再循环流(RF)相向。由此,能够抑制主流(MF)与再循环流(RF)的干涉,进而能够降低主流(MF)、再循环流(RF)的压力损失。
12)在一些实施方式中,根据上述1)至11)中任一项所述的压缩机壳体(3),
在将所述后方侧面(7)的后方侧端(72)与所述叶轮(2)的所述轴线(CA)的距离定义为d1,将所述后方侧面(7)的前方侧端(73)与所述叶轮(2)的所述轴线(CA)的距离定义为d2,将所述前方侧导入面(8)的后方侧端(82)与所述叶轮(2)的所述轴线(CA)的距离定义为d3的情况下,
满足d1<d3≤d2的关系。
根据上述12)的结构,上述距离d2与上述距离d3相同或者比上述距离d3大。在该情况下,能够防止在进气导入路(50)中朝向后方侧(XR)流动的主流(MF)与流出到进气导入路(50)的再循环流(RF)相向。由此,能够抑制主流(MF)与再循环流(RF)的干涉,进而能够降低主流(MF)、再循环流(RF)的压力损失。另外,上述距离d3比上述距离d1大。在该情况下,再循环流(RF)返回进气导入路(50)中的流路面积缩小的部分(面积缩小部),因而再循环流(RF)与主流(MF)的混合被促进,能够实现向叶轮(2)导入的流体的速度分布的均一化。由此,能够抑制喘振的产生、护罩面(41)附近的逆流的产生。
另外,根据上述12)的结构,上述距离d2比上述距离d1大。在该情况下,能够在通过出口流路(53)时降低再循环流(RF)的旋转速度成分。由此,能够抑制在进气导入路(50)中朝向后方侧(XR)流动的主流(MF)与流出到进气导入路(50)的再循环流(RF)的干涉,进而能够降低主流(MF)、再循环流(RF)的压力损失。
13)在一些实施方式中,根据上述10)或12)所述的压缩机壳体(3),
所述前方侧导入面(8)的所述导入面侧凸曲面部(81)形成于至少包含所述前方侧导入面(8)的后方侧端(82)的位置,
包含所述导入面侧凸曲面部(81)的假想圆弧(VA)构成为与所述后方侧面(7)的后方侧端(72)相切。
根据上述13)的结构,由于包含导入面侧凸曲面部(81)的假想圆弧(VA)构成为与后方侧面(7)的后方侧端(72)相切,因而能够使沿着导入面侧凸曲面部(81)流动的主流(MF)沿着与后方侧面(7)的后方侧端(72)连接的后方侧导入面(9)流动。另外,能够使沿着后方侧面(7)而通过了流出口(52)的再循环流(RF)沿着后方侧导入面(9)流动。由此,能够使再循环流(RF)的流动方向相对于主流(MF)的流动方向的倾斜角度平缓。通过使该倾斜角度平缓,能够抑制主流(MF)与再循环流(RF)的干涉。通过抑制主流(MF)与再循环流(RF)的干涉,能够有效地抑制主流(MF)、再循环流(RF)的压力损失。
14)在一些实施方式中,根据上述10)至13)中任一项所述的压缩机壳体(3),
形成所述再循环流路(38)的内周面(381)以从与所述入口流路(45)的连接位置(382)朝向与所述出口流路(53)的连接位置(384)而与所述叶轮(2)的轴线(CA)的距离变大的方式相对于所述叶轮(2)的轴向倾斜延伸。
根据上述14)的结构,通过使形成再循环流路(38)的内周面(381)从与入口流路(45)的连接位置(382)朝向与出口流路(53)的连接位置(384)而与叶轮(2)的轴线(CA)的距离变大,能够降低在再循环流路(38)中流动的再循环流(RF)的旋转速度成分。通过降低再循环流(RF)的旋转速度成分,能够抑制在进气导入路(50)中朝向后方侧(XR)流动的主流(MF)与流出到进气导入路(50)的再循环流(RF)的干涉,进而能够降低主流(MF)、再循环流(RF)的压力损失。
15)在一些实施方式中,根据上述1)至14)中任一项所述的压缩机壳体(3),
在将所述前方侧导入面(8)的后方侧端(82)与所述叶轮叶片(21)的相对于所述叶轮(2)的轴向平行的距离定义为L,将所述叶轮叶片(21)的前缘(25)的直径定义为D的情况下,
满足L≤0.5×D的关系。
根据上述15)的结构,满足L≤0.5×D的关系。在该情况下,通过将出口流路(53)的流出口(52)设置于叶轮叶片(21)的附近,能够使再循环流(RF)返回叶轮叶片(21)的前缘(25)附近。由此,能够增大再循环流(RF)在护罩面(41)附近的逆流的抑制效果。
16)本公开至少一实施方式的离心压缩机(1)具备上述1)至15)中任一项所述的压缩机壳体(3)。
根据上述16)的结构,利用上述压缩机壳体(3),能够抑制压缩机壳体(3)内的流体的压力损失的产生,因而能够使离心压缩机(1)的效率提高。
附图标记说明
1 离心压缩机;
2 叶轮;
3 压缩机壳体;
4 护罩部;
5 进气导入部;
6 前方侧面;
7 后方侧面;
8 前方侧导入面;
9 后方侧导入面;
10 涡轮增压器;
11 涡轮机;
12 旋转轴;
13 涡轮机转子;
14 涡轮机壳体;
15 轴承;
16 轴承壳体;
21 叶轮叶片;
22 前端;
23 轮毂;
24 外表面;
25 前缘;
26 护罩侧端;
31 进气口;
32 排出口;
33 涡旋部;
34 涡旋流路;
35 内周面;
36 叶轮室;
37 扩散流路;
38 再循环流路;
41 护罩面;
42 护罩侧流路面;
43 后方侧端;
44 流入口;
45 入口流路;
46 前方侧端;
50 进气导入路;
51 导入面;
52 流出口;
53 出口流路;
61 凹曲面部;
71 凸曲面部;
81 导入面侧凸曲面部;
82 后方侧端;
141 排气导入口;
142 排气排出口;
161 叶轮室形成面;
162 轮毂侧流路面;
CA 叶轮的轴线;
CB 再循环流路的轴线;
MF 主流;
PS 剥离空间;
R1、R2、R3 曲率半径;
RF 再循环流;
S1 切线;
VA 假想圆弧;
X 轴向;
XF (轴向上的)前方侧;
XR (轴向上的)后方侧;
Y 径向。
Claims (16)
1.一种压缩机壳体,用于将离心压缩机的叶轮以能够旋转的方式收纳,其特征在于,具备:
护罩部,其包含与所述叶轮的叶轮叶片的前端具有规定的间隙地对置的护罩面;
进气导入部,其包含导入面,该导入面形成于所述护罩面的前方侧,划定用于将从所述压缩机壳体的进气口导入后的进气朝向所述叶轮叶片引导的进气导入路;
在所述压缩机壳体的内部形成有:
入口流路,其包含形成于所述护罩面的流入口;
出口流路,其包含形成于所述导入面的流出口;
再循环流路,其将所述入口流路与所述出口流路连接;
所述进气导入部在沿着所述叶轮的轴线的剖视下包含:
前方侧面,其划定所述出口流路中的前方侧,从径向的外侧朝向内侧而向后方侧倾斜;
后方侧面,其划定所述出口流路中的后方侧,从所述径向的外侧朝向内侧而向后方侧倾斜,并且在至少一部分具有形成为凸曲面状的凸曲面部;
前方侧导入面,其形成于所述导入面中的比所述流出口靠前方侧处,从所述径向的外侧朝向内侧而向后方侧倾斜,并且在至少一部分具有形成为凸曲面状的导入面侧凸曲面部。
2.根据权利要求1所述的压缩机壳体,
所述前方侧面在至少一部分具有形成为凹曲面状的凹曲面部。
3.根据权利要求1或2所述的压缩机壳体,
所述后方侧面的所述凸曲面部形成于至少包含所述后方侧面的后方侧端的位置,
通过所述后方侧端的所述凸曲面部的切线方向与形成于所述导入面中的比所述流出口靠后方侧处的后方侧导入面的延伸方向一致。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的压缩机壳体,
在将所述后方侧面中的所述凸曲面部的曲率半径定义为R1,将所述前方侧导入面中的所述导入面侧凸曲面部的曲率半径定义为R3的情况下,
满足R3>R1的关系。
5.根据权利要求2所述的压缩机壳体,
在将所述后方侧面中的所述凸曲面部的曲率半径定义为R1,将所述前方侧面中的所述凹曲面部的曲率半径定义为R2的情况下,
满足R2>R1的关系。
6.根据权利要求2所述的压缩机壳体,
在将所述后方侧面中的所述凸曲面部的曲率半径定义为R1,将所述前方侧面中的所述凹曲面部的曲率半径定义为R2,将所述前方侧导入面中的所述导入面侧凸曲面部的曲率半径定义为R3的情况下,
满足R3>R2>R1的关系。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的压缩机壳体,
在沿着所述叶轮的轴线的剖视下,
在将所述入口流路的所述流入口处的流路宽度定义为t1,将所述出口流路的所述流出口处的流路宽度定义为t2的情况下,
满足t1>t2的关系。
8.根据权利要求7所述的压缩机壳体,
所述出口流路的流路宽度遍及所述出口流路的整体而形成为相同,或者以朝向所述流出口逐渐变小的方式形成。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的压缩机壳体,
所述前方侧导入面的后方侧端位于比所述后方侧面的前方侧端靠前方侧处。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的压缩机壳体,
在将所述后方侧面的后方侧端与所述叶轮的所述轴线的距离定义为d1,将所述前方侧导入面的后方侧端与所述叶轮的所述轴线的距离定义为d3的情况下,
满足d3>d1的关系。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的压缩机壳体,
在将所述后方侧面的前方侧端与所述叶轮的所述轴线的距离定义为d2,将所述前方侧导入面的后方侧端与所述叶轮的所述轴线的距离定义为d3的情况下,
满足d3≤d2的关系。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的压缩机壳体,
在将所述后方侧面的后方侧端与所述叶轮的所述轴线的距离定义为d1,将所述后方侧面的前方侧端与所述叶轮的所述轴线的距离定义为d2,将所述前方侧导入面的后方侧端与所述叶轮的所述轴线的距离定义为d3的情况下,
满足d1<d3≤d2的关系。
13.根据权利要求10或12所述的压缩机壳体,
所述前方侧导入面的所述导入面侧凸曲面部形成于至少包含所述前方侧导入面的后方侧端的位置,
包含所述导入面侧凸曲面部的假想圆弧构成为与所述后方侧面的后方侧端相切。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的压缩机壳体,
形成所述再循环流路的内周面以从与所述入口流路的连接位置朝向与所述出口流路的连接位置而与所述叶轮的轴线的距离变大的方式相对于所述叶轮的轴向倾斜延伸。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的压缩机壳体,
在将所述前方侧导入面的后方侧端与所述叶轮叶片的相对于所述叶轮的轴向平行的距离定义为L,将所述叶轮叶片的前缘的直径定义为D的情况下,
满足L≤0.5×D的关系。
16.一种离心压缩机,具备权利要求1至15中任一项所述的压缩机壳体。
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