一种离心压缩机，无需在导向叶片设置复杂的可动机构，而是采用将再循环流路和固定翼的逆旋转气流生成机构组合而成的简单结构，来扩大在小流量侧及大流量侧的工作范围，能够在宽范围内得到稳定的工作。该离心压缩机的特征为，具备：空气压缩机壳体(9)，具有向空气压缩机(3)的旋转轴(5)方向开口的进气口(13)和与该进气口(13)相连的进气通路(11)；叶轮(7)，以旋转轴(5)为中心可旋转地配置，对从进气口(13)流入的进气气体进行压缩；逆旋转气流生成机构(41)，使从进气口(13)流入的进气气体生成与叶轮(7)的旋转方向反向的旋转气流；再循环流路(25)，使叶轮(7)的外周部和比叶轮(7)更靠上游侧的进气通路(11)连通，逆旋转气流生成机构(41)具备向与叶轮(7)的旋转方向相反的方向生成一定角度的旋转气流的逆旋转固定翼(43)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具备通过旋转轴旋转的叶轮的离心压缩机，特别涉及组装于排气涡轮增压器的离心压缩机。
技术介绍
在用于汽车等的发动机中，为了提高发动机的输出，公知有如下的排气涡轮增压器，即，利用发动机的排气能量使涡轮旋转，由经由旋转轴与涡轮直接连结的离心压缩机，将吸入空气压缩而供给到发动机。如图18中以压力比为纵轴、以流量为横轴的性能特性比较表的普通空气压缩机所示，这种排气涡轮增压器的空气压缩机(离心压缩机)在从系统整体的颤动即喘振发生的喘振流量(图上左侧的线)到阻气发生且流量不再增加的阻塞流量(图上右侧的线)的流量范围内，能够稳定地运转。但是，在进气被叶轮直接吸入的普通空气压缩机式的离心压缩机中，因为阻塞流量和喘振流量之间的可稳定运转的流量范围狭窄，所以在急加速时的过渡性变化中，为了不使喘振发生，存在必须在远离喘振流量的效率低的工作点上进行运转的课题。为了解决该课题，提出了在上述离心压缩机的叶轮上游侧设置使吸入空气中发生旋转气流的导向翼，从而扩大排气涡轮增压器的运转范围的技术，或在增压器的壳体，使被叶轮吸引的进气气体的一部分再循环到叶轮的上游侧，从而扩大排气涡轮增压器的运转范围的技术。这种设置再循环流路，在小流量工作时抑制叶轮前缘前端侧的剥离的技术，在不需要改善流动的最高效率点上，也会在再循环流路的吸入口发生越过叶轮的气流，使效率下降，其结果是，导致小流量侧以外区域的压力比的下降(参照图18的再循环空气压缩机的特性)。另一方面，也提出了将该再循环流路的设置和在叶轮的上游侧使吸入空气中产生旋转气流的导向翼的设置组合，从而扩大工作范围的技术，例如，可举出专利文献1((日本)特开2005 — 23792号公报)。基于图19，对专利文献I的技术进行简单说明。根据图19，公开了如下结构，具备:导叶03，配设于环状的空气室01，该空气室01设置于护罩部；循环流路09，通过在叶轮上游部和叶轮前缘附近之间开口的吸入连通路05而导通，可将压缩空气导入，并且通过在叶轮上游部的吸入口侧开口的吹出连通路07而导通，可将压缩空气导出；空气流旋转机构013，在比吹出连通路07更靠上游侧的流路中，对流入旋转中的叶轮011的空气流赋予与叶轮011同一方向的旋转，从而能够调节旋转量。现有技术文献专利文献专利文献1:(日本)特开2005 - 23792号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题但是，在上述图19所示的现有技术中，在比吹出连通路07更靠上游侧的流路中，对流入旋转中的叶轮011的空气流赋予与叶轮011同一方向的旋转，并且，控制空气流旋转机构013的导向叶片015的角度，能够将旋转调大或调小。因此，通过调节导向叶片015的角度来控制压缩机的性能特性，能够扩大工作范围，但导向叶片015的可变机构会复杂，导致压缩机大型化，进而，由于在可动部和固定部之间形成间隙，存在压缩效率下降的问题。进而，设有空气流旋转机构013的导向叶片015，以生成与叶轮011的旋转方向同向的旋转气流，所以在小流量侧，通过减小叶轮前缘角度和气流角度之差或使循环气流发生，能够降低喘振流量，但在不需要改善流动的大流量侧的最高效率点上，也会存在由导向叶片引起的压力损失、或在循环流路的吸入口发生越过叶轮的气流而使效率和压力的降低增大的问题。因此，本专利技术是鉴于这种技术课题而完成的，其目的在于，提供一种离心压缩机，其无需在导向叶片设置复杂的可动机构，而是通过将再循环流路和固定翼的逆旋转气流生成机构组合而成的简单构造来扩大小流量侧及大流量侧的工作范围，从而能够在宽范围内得到稳定的工作。用于解决课题的技术方案本专利技术为了解决这种课题，提供一种离心压缩机，其特征在于，具备:壳体，具有向离心压缩机的旋转轴方向开口的进气口和与该进气口相连的进气通路；叶轮，以所述旋转轴为中心可旋转地配置于所述壳体的内部，对从所述进气口流入的进气气体进行压缩；逆旋转气流生成机构，配置于所述壳体内部的进气口和叶轮之间，在从所述进气口流入的进气气体中生成与所述叶轮的旋转方向反向的旋转气流；再循环流路，使所述叶轮的外周部和比该叶轮更靠上游侧的所述进气通路连通，所述逆旋转气流生成机构具备向与所述叶轮的旋转方向相反的方向产生一定角度的旋转气流的逆旋转固定翼。根据本专利技术，通过对从进气口流入的进气气体即空气赋予逆旋转气流，能够在小流量侧使喘振流量减少，改善喘振界限，同时在大流量侧，通过提高压力比来增大工作范围。S卩，在小流量侧，通过再循环流路而循环的循环流量由吸入口和吹出口的压力差决定，循环流量越大，改善效果越大。通过反向的旋转气流，叶轮入口前端部的负荷上升，从而吸入口的压力上升，导致循环流量增大。其结果是，能够降低喘振流量，改善喘振界限。另外，在大流量侧，如果产生与叶轮的旋转方向反向的旋转，叶轮的负荷就上升，所以叶轮的作功量增加，压力比提高。虽然效率因逆旋转气流生成机构和再循环流路而下降，但压力比的提高在该影响之上。另外，逆旋转气流生成机构因为是仅具备赋予一定角度的逆旋转气流的逆旋转固定翼的构造，所以能够消除压缩机因像可变翼机构那样的复杂机构而大型化的问题，进而，能够消除在可动部和固定部之间形成间隙而压缩效率降低的问题。由此，空气压缩机的效率提尚，进而，能够使其紧凑，提尚车载性。另外，在本专利技术中，所述逆旋转固定翼的下游端的倾斜角度可优选设定为，在与叶轮的旋转方向相反的方向上处于5?45度的范围内的一定角度。图3是表示逆旋转固定翼的倾斜角度和空气压缩机的工作范围之间的关系的曲线图，为了将该工作范围确保在一定的宽范围以上，希望在与叶轮的旋转方向相反的方向上设在5?45度的范围，特别优选地，设在10?20度。理由是，如果小于5度，就得不到逆旋转气流实现的效果，即，得不到叶轮的叶片前缘部分处的负荷上升，另外，如果超过45度，叶轮的叶片前缘部分的负荷就会过大，导致出现所谓的失速状态。另外，在本专利技术中，所述逆旋转固定翼可以优选具备:在进气通路的内周壁沿周向安装并在进气通路的径向上放射状地配置的多片导向翼、和设置成连结该多片导向翼的内周端部的内筒部件，在该内筒部件的内部形成中央进气流通路。由于形成于导向翼内周侧的内筒部件的中央进气流通路，能够减小对吸入空气的流通阻力，所以能够抑制阻塞流量(最大流量)的减小，由此，能够扩大空气压缩机的工作范围。另外，在本专利技术中，所述逆旋转固定翼可以优选设置于比所述再循环流路的吹出口更靠上游侧的所述进气通路。通过这样构成，能够使逆旋转气流的气流遍布形成于进气通路内。另外，在本专利技术中，所述逆旋转固定翼可以优选设置于所述再循环流路的吸入口和吹出口之间的所述进气通路，通过这样构成，即使通过再循环流路返回的循环气流也通过逆旋转固定翼，所以能够可靠地发生逆旋转气流的气流，增大逆旋转气流的效果。另外，在本专利技术中，优选地，所述逆旋转固定翼和所述再循环流路可以一体形成，这样，通过逆旋转固定翼和再循环流路一体形成，能够简化逆旋转固定翼和再循环流路的构造，降低装配工时数、制造成本。另外，该一体构造可以通过由树脂材料、或铸造材料(铸铁)一体成形而制造。另外，在本专利技术中，优选地，可以在所述再循环流路内设置使循环气流的流动方向变成与所述叶轮的旋转方向相反的方向的支柱或突起。在再循环流路的吸入口附近，来自叶轮的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种离心压缩机，其特征在于，具备：壳体，具有向离心压缩机的旋转轴方向开口的进气口和与该进气口相连的进气通路；叶轮，以所述旋转轴为中心可旋转地配置于所述壳体的内部，对从所述进气口流入的进气气体进行压缩；逆旋转气流生成机构，配置于所述壳体内部的进气口和叶轮之间，在从所述进气口流入的进气气体中生成与所述叶轮的旋转方向反向的旋转气流；再循环流路，将所述叶轮的外周部和比该叶轮更靠上游侧的所述进气通路连通，所述逆旋转气流生成机构具备向与所述叶轮的旋转方向相反的方向产生一定角度的旋转气流的逆旋转固定翼。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：富田勋，安秉一，
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
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