离心压缩机制造技术

本发明专利技术提供一种离心压缩机，其目的在于抑制喘振的产生，进一步扩大其工作范围，并且提高其工作效率。扩压器部(30)中，相对于环状圆板部(31)与环状圆板(32)之间的扩压器流路(35)，通过连通部(40A)从涡形部(22)向扩压器流路(35)内送入高压压缩流体，而防止因从环状圆板(32)产生的剥离引起的逆流区域(H)朝向扩压器部(30)的后缘的延伸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】离心压缩机
本专利技术涉及一种使流体升压来作为压缩流体的离心压缩机，尤其涉及一种具备设置于压缩流体的吐出侧的扩压器部的离心压缩机。
技术介绍
离心压缩机主要由具有旋转的轮毂及安装于所述轮毂的外周面的多个离心叶片的叶轮及收纳叶轮并且形成流体的流路的壳体构成。作为流体的流路，设置有：吸入流路，通过叶轮的旋转从外部吸入流体并导向叶轮；扩压器部，在叶轮的外周侧呈大致圆环状，通过使从叶轮吐出的气流减速来使静压恢复；涡旋状的涡形部，设置于扩压器部的外周侧，形成为剖面积沿着周向扩大，并使气流减速、升压；及出口管。在这种离心压缩机中，若叶轮旋转，则叶轮对从外部导入的气体或空气等流体进行压缩。这样形成的流体的流动(气流)从叶轮的外周端通过扩压器部及涡形部，从出口管向外部送出。但是，离心压缩机中，通过以特定的周期吐出压缩空气而使压力及流量发生变动，并产生引起一种自激振动的所谓喘振的现象。该喘振所产生的压力及流量决定小流量侧的工作极限。另一方面，若流量增加，则叶轮或扩压器部中产生被称为扼流的流体的阻塞，从而限制大流量侧的流量范围。因此，在离心压缩机中，为了实现稳定的工作，需要在如小流量侧不产生喘振且大流量侧不产生扼流的工作范围内工作。而且认为，在扩压器部中，在小流量侧的扩压器流路内，从扩压器流路壁产生剥离，由于该剥离而产生的逆流区域到达扩压器部的后缘时，来自涡形部的逆流到达叶轮，从而导致喘振。因此，例如专利文献1中记载的技术中，在扩压器的壁面的里侧沿着流体的流动方向设置循环通路，将该循环通路的第1开口形成于扩压器的壁面的Impeller(叶轮)的流体出口侧，将第2开口形成于扩压器的壁面的吐出口侧。在这种结构中，流过易产生逆流的扩压器的壁面附近的流体成为从第2开口进入循环通路并从第1开口吐出的循环流，扩压器中的表观流量增加。由此，壁面附近的流动变得顺畅，能够抑制流体逆流的生成，从而扩大喘振之前的流量范围。其结果，不会损伤作为扩压器的功能就能够可靠地抑制低流量时的流体逆流引起的喘振的产生。并且，专利文献2中记载的技术中，具备循环流路，其将流过扩压器流路的一部分流体作为扩压器流路中从下游侧区域至上游侧区域的循环流体而使其流回，流过循环流路的流体具有通过冷却机构冷却的结构。由此，流过循环流路的流体被冷却而流回扩压器流路的上游侧区域。由此，离心压缩机的压缩性能得到提高。以往技术文献专利文献专利文献1：日本专利公开2005-240680号公报专利文献2：日本专利公开2010-151034号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术课题但是，一直要求进一步扩大离心压缩机的工作范围，且仍有改善的余地。专利文献1、2中记载的技术中，均使流过扩压器流路内的一部分流体循环来增加表观流量，由此抑制流体逆流的生成，因此实际的工作效率下降。本专利技术是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种能够抑制喘振的产生来进一步扩大工作范围，并且提高其工作效率的离心压缩机。用于解决技术课题的手段本专利技术的离心压缩机，其具备：叶轮，具有轮毂及安装于所述轮毂的外周面的多个离心叶片；及壳体，以能够旋转的方式容纳所述叶轮，所述壳体具备：吸入流路，将通过所述叶轮的旋转从外部吸入的流体导向所述叶轮；扩压器部，在所述叶轮的外周侧形成为环状，并使通过所述叶轮的旋转吐出到外周侧的所述流体的流动减速；涡旋状的涡形部，形成于所述扩压器部的外周侧，且其剖面积沿着周向逐渐增大；出口管，从所述涡形部的剖面积最大的部分朝向外周侧延伸；及连通部，在所述扩压器部中形成于所述流体所流过的扩压器流路的侧壁面，并将所述涡形部的内部和所述扩压器流路的内部连通，所述连通部的扩压器流路侧的开口部形成于所述扩压器流路的下游侧。这种离心压缩机中，通过叶轮的旋转从外部吸入的流体经过吸入流路吐出到叶轮外周侧的扩压器部并被减速，并流入涡形部。涡形部中，流体从剖面积较小的一侧流向剖面积较大的一侧，并作为高压压缩流体从出口管向外部吐出。此时，扩压器部中，涡形部内的高压压缩流体通过连通部吐出到扩压器流路内。由此，能够进一步减小伴随从扩压器壁面产生的剥离的逆流区域到达扩压器部后缘的流量，从而扩大喘振之前的流量范围。而且，使通过扩压器部的高压压缩流体从涡形部循环，由此避免扩压器部中的效率下降。这种连通部优选沿着所述扩压器部的周向隔开间隔而形成有多个。连通部可设为贯穿孔，也可设为沿扩压器部的周向连续的狭缝。但是，通常在扩压器下游存在剖面积沿着周向以涡旋状扩大的涡形部等非轴对称结构物。由于该影响，在扩压器下游存在的周向上不均匀的静压分布。由于该不均匀的静压分布，上述逆流区域相对于扩压器流路壁的半径方向的长度在周向上不同。并且认为从逆流区域最早到达后缘的部位开始产生喘振。因此，优选所述连通部至少形成于所述涡形部的剖面积最大的部分的内周侧。而且，可使所述连通部的至少所述侧壁面侧的端部从所述扩压器部的内周侧朝向外周侧倾斜地形成。由此，能够使从连通部吐出到扩压器流路内的高压压缩流体沿着扩压器壁面，并能够有效地抑制流体逆流的生成。并且，可设为，所述扩压器部具有沿着周向等间隔设置的扩压器叶片，所述连通部的至少使所述侧壁面侧的端部形成为与所述扩压器叶片的外周侧端部平行的结构。专利技术效果根据本专利技术的离心压缩机，能够抑制喘振的产生，进一步扩大其工作范围，并提高其工作效率。附图说明图1是表示本专利技术的第1实施方式所涉及的离心压缩机的组件结构的图。图2是沿着本专利技术的第1实施方式所涉及的离心压缩机的轴线的半剖视图。图3是表示本专利技术的第1实施方式所涉及的离心压缩机的扩压器部中的流体流动的状态的图。图4是表示本专利技术的第2实施方式所涉及的离心压缩机的主要部分的结构的图。具体实施方式以下，参考附图对本专利技术所涉及的离心压缩机的实施方式进行说明。〔第1实施方式〕对本专利技术的第1实施方式所涉及的离心压缩机10进行说明。如图1、图2所示，离心压缩机10具备：旋转轴11，通过未图示的马达或涡轮等驱动装置旋转驱动；叶轮12，绕旋转轴11旋转；及壳体20，容纳旋转轴11及叶轮12，并且形成流体流路。叶轮12具备与旋转轴11一体设置的轮毂13及设置于轮毂13的外周面的多个叶片(离心叶片)14。轮毂13上形成有弯曲面13c，其外径从旋转轴11的一端侧的端部13a朝向另一端侧的端部13b逐渐扩大。多个叶片14沿周向等间隔配置于轮毂13的弯曲面13c。在此，如图1所示，叶片14可设为由设置于轮毂13的内周侧的内周翼14A及设置于轮毂13的外周侧的外周翼14B构成的多重结构。壳体20具备：吸入流路21，从形成于一端20a侧的吸入口29朝向叶轮12，沿着旋转轴11的轴线方向连续；扩压器部30，在叶轮12的外周侧呈圆环状而形成；涡旋状的涡形部22，在扩压器部30的外周(下游)侧沿周向连续形成，且与周向正交的剖面的剖面积沿着周向逐渐扩大；及出口管23，与涡形部22的最大面积部22b连接并沿切线方向延伸。在此，相对于最大面积部22b，在涡形部22的周向上，最小面积部22a与出口管23相邻。并且，在涡形部22的最小面积部22a与出口管23之间形成有舌部28。扩压器部30遍及叶轮12的外周部整周而向内周侧(叶轮12侧)及外周侧(涡形部22侧)开口。该扩压器部30具备：环状圆板部31，由壳体20的一部分形成；环本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离心压缩机，其特征在于，所述离心压缩机具备：叶轮，具有轮毂及安装于所述轮毂的外周面的多个离心叶片；及壳体，以能够旋转的方式容纳所述叶轮，所述壳体具备：吸入流路，将通过所述叶轮的旋转从外部吸入的流体导向所述叶轮；扩压器部，在所述叶轮的外周侧形成为环状，并使通过所述叶轮的旋转吐出到外周侧的所述流体的流动减速；涡旋状的涡形部，形成于所述扩压器部的外周侧，且其剖面积沿着周向逐渐增大；出口管，从所述涡形部的剖面积最大的部分朝向外周侧延伸；及连通部，在所述扩压器部中形成于所述流体所流过的扩压器流路的侧壁面，并连通所述涡形部内和所述扩压器流路内，所述连通部的扩压器流路侧的开口部形成于所述扩压器流路的下游侧。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.12.07 JP 2012-2684021.一种离心压缩机，其特征在于，所述离心压缩机具备：叶轮，具有轮毂及安装于所述轮毂的外周面的多个离心叶片；及壳体，以能够旋转的方式容纳所述叶轮，所述壳体具备：吸入流路，将通过所述叶轮的旋转从外部吸入的流体导向所述叶轮；扩压器部，在所述叶轮的外周侧形成为环状，并使通过所述叶轮的旋转吐出到外周侧的所述流体的流动减速；涡旋状的涡形部，形成于所述扩压器部的外周侧，且其剖面积沿着周向逐渐增大；出口管，从所述涡形部的剖面积最大的部分朝向外周侧延伸；及连通部，在所述扩压器部中形成于所述流体所流过的扩压器流路的侧壁面，并将所述涡形部的内部和所述扩压器流路的内部连通，所述连通部的扩压器流路侧的开口部形成于所述扩压器流路的下游侧，且以形成于所述涡形部的最小面...

【专利技术属性】
技术研发人员：杉本浩一，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP