离心式压缩机制造技术

一种离心式压缩机，其具有容纳叶轮并允许叶轮围绕转动轴C旋转的壳体、气流流道、设置在壳体内部的处理中空部、在叶轮的叶片前缘的下游侧朝向气体流道开口的第一流道、在叶片前缘的上游侧处朝向气体流道开口的第二流道、将沿着叶轮的相反旋转方向的涡旋分量赋予从第二流道排出的气体的导流叶片、使气体流道收缩的收缩部以及沿着使围绕转动轴C的涡旋分量最小化并且还使沿着转动轴C的方向的分量增加的方向整流气体的整流部。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种离心式压缩机，并且更具体地，涉及一种应用到用于车辆的涡轮增压器的离心式压缩机。
技术介绍
涡轮增压器通常用作车辆的增压器。涡轮增压器使用从发动机排出的排气的能量驱动涡轮、驱动同轴地联接至该涡轮的离心式压缩机、压缩气体(进气)，从而对发动机增压。在这种离心式压缩机中，存在的问题在于:当气体流量下降时，会在经过叶轮的气流中产生逆流或层流分离，从而发生喘振。因此，持续要求通过降低喘振不会发生时的最小许可流量，或者换句话说，通过提高喘振极限，来扩大工作范围。为提高喘振极限，日本专利公开第2001-289197号描述了一种涉及具有循环壳体处理的离心式压缩机的专利技术。在低流量时，在靠近叶轮叶片的前缘，静压被用以形成穿过在壳体内部的中空部的循环流。同时，为进一步扩大工作范围，日本专利公开第2001-289197号描述了从该中空部排放具有沿着叶轮的相反旋转方向的涡旋分量的循环流。日本专利公开第2010-270641号描述了一种设置有入口导流叶片的离心式压缩机，该入口导流叶片在壳体处理的排出口的下游侧和叶轮的上游侧，将沿着叶轮的旋转方向的相反方向的祸旋分量赋予气体。然而，在一些情况下，气体流道在叶轮的上游侧的布局引起供给至叶轮的气流具有沿着叶轮的轴向旋转方向的涡旋分量。在这种情况下，借助日本专利公开第2001-289197号所公开的设备，可能很难通过来自壳体处理的循环流抑制喘振。借助日本专利公开第2010-270641号所公开的设备，壳体处理的排出口比入口导流叶片更靠上游。出于这种原因，难以通过来自壳体处理的排出口的循环流抑制喘振。因此，鉴于上述情况，设计出了本专利技术，并且本专利技术的目的是提供一种具有能够提高喘振极限的循环壳体处理的离心式压缩机。
技术实现思路
根据本公开的方案，提供了一种离心式压缩机，包括:叶轮；壳体，其构造成可旋转地容纳叶轮，允许叶轮围绕转动轴旋转；气体流道，其至少设置在壳体中，构造成使穿过叶轮的气体循环；处理中空部，其设置在壳体内部；第一流道，其在叶轮的叶片前缘的附近并且在叶轮的叶片前缘的下游侧朝向气体流道开口，构造成将气体从气体流道引入处理中空部；第二流道，其在叶片前缘的上游侧的位置处朝向气体流道开口，构造成将处理中空部内部的气体排放到气体流道中；导流叶片，其构造成将沿着叶轮的相反旋转方向的涡旋分量赋予经由第二流道排出的气体；收缩部，其设置在第二流道的开口部的上游侧的位置处，构造成将气体流道收缩到在第二流道的开口部的位置处的气体流道直径；以及整流部，其设置在收缩部中，并且包括至少一个整流元件，至少一个整流元件构造成沿着如下方向整流供给至收缩部的气体:使围绕转动轴的涡旋分量最小化并且还使沿着转动轴的方向的分量增加的方向。因此，收缩部提高供给至其的气体的速度，并且整流部能够沿着以下方向整流供给至收缩部的气体:使围绕转动轴的涡旋分量最小化并且还使沿着转动轴的方向的分量增加的方向。因此，紧接穿过收缩部之后，气体被加速并且被使得具有相对强的轴向分量。当这种气体混合到从第二流道排出的循环流中时，混合气流的沿着转动轴的方向的分量增加，因此能够提尚喘振极限。优选地，整流元件平行于转动轴延伸。因此，能够通过简单的结构，沿着如下方向整流供给至收缩部的气体:使围绕转动轴的涡旋分量最小化并且还使沿着转动轴的方向的分量增加的方向。本文中所提及的“平行于转动轴延伸”的整流元件包括沿着源于转动轴的放射方向延伸的整流元件，并且还包括如下整流元件:其中，沿着这种放射方向延伸的整流元件具有平行于该转动轴的虚拟线(virtual line)，并且相对于该整流元件上的虚拟线沿着旋转方向延伸。优选地，整流元件包括整流板，并且该整流板包括内周边缘，该内周边缘定位在与叶片前缘的外周边缘相同的径向位置或者定位在沿着径向更靠外的位置。因此，当从上游侧沿着转动轴的方向观察时，该整流板并不突出到一直通向叶片前缘的后部气体流道中，并且当叶轮吸入气体时，可以降低进气阻力。优选地，该整流板沿着以转动轴为中心的径向延伸。因此，相较于整流板并不沿着径向延伸的情况，在提高喘振极限方向获得更好的效果。该离心式压缩机可另外包括连接至壳体的入口部的入口管。在这种情况下，气体流道优选地包括位于入口管内部的气体流道，并且收缩部设置在入口管中。因此，并且与上面类似，通过增加混合气体的沿着转动轴的方向的分量，提高喘振极限变成可能。优选地，连接至收缩部的上游侧的进气流道所形成的形状便于流入收缩部的进气流具有围绕转动轴的涡旋分量。因此，气体可通过整流元件尤其适当地整流。根据本专利技术，展现出了提供具有能够提高喘振极限的循环壳体处理的离心式压缩机的有益效果。此外，通过后面对示例性实施例的描述(参照附图)，本专利技术的其他特征将变得显而易见。【附图说明】图1是根据本专利技术的第一实施例的离心式压缩机的侧剖视图；图2是环形构件的正视图；图3是图示出失速团的侧剖视图；图4是图示出由壳体处理产生的循环流的侧剖视图；图5是图示出实施例的工作优势的侧剖视图；图6是沿着图1中的箭头V的方向的发展；图7是根据第一实施例的第一变型例的环形构件的正视图；图8是第一变型例的沿着图1中的箭头V的方向的发展；图9是根据第一实施例的第二变型例的环形构件的正视图；图10是第二变型例的沿着图1中的箭头V的方向的发展；图11是图示出作为实验结果所获得的压缩机特性曲线的曲线图；图12是根据第二实施例的侧剖视图；图13是根据第三实施例的侧剖视图；图14是根据第四实施例的侧剖视图；图15是根据第五实施例的侧剖视图；以及图16是根据第五实施例的环形构件的正视图。【具体实施方式】在下文中，将基于附图描述本专利技术的示例性实施例。图1图示了根据本专利技术的第一实施例的离心式压缩机1。该离心式压缩机1被应用为安装在用于车辆(尤其用于汽车)的内燃机中的涡轮增压器的压缩机，并且配备有排气涡轮，该排气涡轮在附图的范围之外，在右侧同轴地联接至离心式压缩机1。然而，离心式压缩机1的用途是任意的。如附图中所示，离心式压缩机1设置有:叶轮2 ;可旋转地容纳叶轮2并允许其围绕转动轴C旋转的壳体3 ;以及至少设置在壳体3中并用于使如箭头所示穿过叶轮2的气体G(在本实施例中，为内燃机的进气)循环的气体流道4。叶轮2固定至用作涡轮轴当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离心式压缩机，包括：叶轮；壳体，其构造成可旋转地容纳所述叶轮，允许所述叶轮围绕转动轴旋转；气体流道，其至少设置在所述壳体中，构造成使穿过所述叶轮的气体循环；处理中空部，其设置在所述壳体内部；第一流道，其在所述叶轮的叶片前缘的附近并且在所述叶轮的所述叶片前缘的下游侧朝向所述气体流道开口，构造成将气体从所述气体流道引入所述处理中空部；第二流道，其在所述叶片前缘的上游侧的位置处朝向所述气体流道开口，构造成将所述处理中空部内部的气体排放到所述气体流道中；导流叶片，其构造成将沿着所述叶轮的相反旋转方向的涡旋分量赋予经由所述第二流道排出的气体；收缩部，其设置在所述第二流道的开口部的上游侧的位置处，构造成将所述气体流道收缩到在所述第二流道的所述开口部的位置处的气体流道直径；以及整流部，其设置在所述收缩部中，并且包括至少一个整流元件，所述至少一个整流元件构造成沿着如下方向整流供给至所述收缩部的气体：使围绕所述转动轴的涡旋分量最小化并且还使沿着所述转动轴的方向的分量增加的方向。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：中尾秀史，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP