旋转机械、旋转机械的排气部件制造技术

本发明专利技术的目的在于减少在流路内产生剥离的区域并提高扩径流路中的压力恢复的效率。径流式涡轮(10A)具备：转子(12)，以能够绕中心轴(C)旋转的方式设置；旋转叶片(13)，固定于转子(12)的外周部；壳体(11)，设置于转子(12)及旋转叶片(13)的外周侧，并在其内侧形成工作流体的流路；缩小流路部(16)，设置于比旋转叶片(13)更靠工作流体的流动方向的下游侧的位置，且朝向下游侧而工作流体的流路截面积逐渐缩小；及扩大流路部(17)，设置于缩小流路部(16)的下游侧，且朝向下游侧而工作流体的流路截面积逐渐扩大。

Exhaust parts of rotating machinery and rotating machinery

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】旋转机械、旋转机械的排气部件
本专利技术涉及一种旋转机械、旋转机械的排气部件。
技术介绍
涡轮增压器中所使用的径流式涡轮(离心式涡轮)或轴流式涡轮、高炉用轴流式鼓风机等旋转机械具备壳体、以能够旋转的方式设置于壳体内的转子及设置于转子的外周部的叶片。这种旋转机械中，有的利用从外部送入的工作流体旋转具有叶片的转子。并且，还有的通过利用从外部传递的动力旋转具有叶片的转子来送出工作流体。然而，在这种旋转机械中，在性能的观点上，期待将经过叶片的工作流体的流速高效率地转换为压力。因此，例如，如专利文献1所公开，多采用在工作流体的排气流路中具备流路截面积逐渐扩大的扩径流路(扩压器)的结构。通过设置这种扩径流路，能够逐渐降低压缩的工作流体的压力并排出至例如大气压中。以往技术文献专利文献专利文献1：日本专利第5040156号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术课题例如，如图11所示，在涡轮增压器中所使用的径流式涡轮1的情况下，工作流体从壳体2的外周侧沿着叶轮3流动而改变朝向，从叶轮3的内周侧沿着中心轴方向被排出。在该情况下，在叶轮3的中央部3c的下游侧，从叶轮3的内周侧沿着中心轴方向流出的工作流体的一部分剥离而形成剥离旋涡。生成该剥离旋涡的区域S1实质上不作为工作流体流动的流路发挥功能。因此，在其下游侧受到生成剥离旋涡的区域的影响的扩径流路4中，存在压力恢复的效率受损的情况。并且，如图12所示，在轴流式鼓风机5等的情况下，存在在壳体6与设置于壳体6内的转子7之间流动的工作流体在动叶片8A或固定叶片8B的下游侧剥离的情况。例如，在固定叶片8B的下游侧，沿着转子7的表面流动的工作流体中产生了剥离时，产生了剥离的区域S2实质上不作为工作流体流动的流路发挥功能。因此，在其下游侧受到产生剥离的区域S2的影响的扩径流路9中，存在压力恢复的效率受损的情况。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减少在流路内产生剥离的区域并提高扩径流路中的压力恢复的效率的旋转机械、旋转机械的排气部件。用于解决技术课题的手段为了解决上述课题，本专利技术的旋转机械、旋转机械的排气部件采用以下手段。本专利技术的一方式所涉及的旋转机械，其具备：转子，以能够绕中心轴旋转的方式设置；旋转叶片，固定于所述转子的外周部；壳体，设置于所述转子及所述旋转叶片的外周侧，且在其内侧形成工作流体的流路；缩小流路部，设置于比所述旋转叶片更靠所述工作流体的流动方向的下游侧的位置，且朝向下游侧而所述工作流体的流路截面积逐渐缩小；及扩大流路部，设置于所述缩小流路部的下游侧，且朝向下游侧而所述工作流体的流路截面积逐渐扩大。根据本方式所涉及的旋转机械，通过在比旋转叶片更靠工作流体的流动方向的下游侧的位置设置缩小流路部，工作流体的流路缩窄。由此，在流路缩窄的部分，相对于工作流体实质上游动的区域，在旋转叶片的下游侧有可能产生剥离的区域相对减少。如此一来，能够减少在流路内产生工作流体的剥离的区域。经过这种缩小流路部之后，在扩大流路部使工作流体的流路截面积逐渐扩大，由此能够提高工作流体的压力恢复的效率。在上述旋转机械中，还具备排出部，所述排出部朝向比所述转子及所述旋转叶片更靠下游侧延伸，且向下游侧排出所述工作流体，若所述缩小流路部及所述扩大流路部形成于在所述排出部中比所述转子的所述流动方向下游侧的端部更靠下游侧的位置，则进一步优选。根据这种旋转机械，在转子的下游侧的端部，在其下游侧容易产生工作流体的剥离。在这种结构中，通过在比转子的下游侧的端部更靠下游侧的位置设置缩小流路部，能够有效地减少产生工作流体的剥离的区域。上述旋转机械中，所述壳体及所述转子朝向比所述旋转叶片更靠所述流动方向的下游侧延伸，若所述缩小流路部在比所述旋转叶片更靠下游侧形成于所述壳体及所述转子中的至少一侧，则进一步优选。根据这种旋转机械，在壳体及转子向比旋转叶片更靠下游侧连续延伸的结构中，能够有效地减少产生工作流体的剥离的区域。上述旋转机械中，还具备固定叶片，所述固定叶片设置于比所述旋转叶片更靠下游侧的位置，且从所述壳体朝向内周侧延伸，若所述缩小流路部形成于在所述流动方向上设置有所述固定叶片的区域，则进一步优选。根据这种旋转机械，在设置于旋转叶片的下游侧的固定叶片部分，能够减少产生工作流体的剥离的区域。上述旋转机械中，还具备固定叶片，所述固定叶片设置于比所述旋转叶片更靠上游侧的位置，且从所述壳体朝向内周侧延伸，若所述缩小流路部设置于比所述旋转叶片更靠所述工作流体的流动方向的下游侧的位置，则进一步优选。根据这种旋转机械，在设置于旋转叶片的下游侧的部分，能够减少产生工作流体的剥离的区域。本专利技术的一方式所涉及的旋转机械的排气部件，所述旋转机械具备：转子，以能够绕中心轴旋转的方式设置；旋转叶片，固定于所述转子的外周部；及壳体，设置于所述旋转叶片的外周侧，且在其内侧形成工作流体的流路，其中，所述旋转机械的排气部件具备：筒状的排气部件主体，以朝向比所述转子及所述旋转叶片更靠下游侧延伸的方式设置，且形成向下游侧排出所述工作流体的排气流路；缩小流路部，形成于所述排气部件主体的内周面，且朝向所述工作流体的流动方向的下游侧而所述工作流体的流路截面积逐渐缩小；及扩大流路部，形成于比所述排气部件主体的内周面的所述缩小流路部更靠下游侧的位置，且朝向下游侧而所述工作流体的流路截面积逐渐扩大。根据本方式所涉及的旋转机械的排气部件，通过设置这种排气部件，相当于在比旋转叶片更靠工作流体的流动方向的下游侧的位置设置缩小流路部。由此，能够减少在流路内产生工作流体的剥离的区域。专利技术效果根据本专利技术所涉及的旋转机械、旋转机械的排气部件，能够减少在流路内产生剥离的区域并提高扩径流路中的压力恢复的效率。附图说明图1是表示本专利技术的第1实施方式所涉及的涡轮增压器中所使用的径流式涡轮的结构的剖视图。图2是表示本专利技术的第1实施方式所涉及的涡轮增压器中所使用的径流式涡轮中的流路面积的图。图3是表示本专利技术的第1实施方式的变形例所涉及的涡轮增压器中所使用的径流式涡轮的结构的剖视图。图4是表示本专利技术的第1实施方式的变形例所涉及的涡轮增压器中所使用的径流式涡轮中的流路面积的图。图5是表示本专利技术的第2实施方式所涉及的轴流式鼓风机的结构的剖视图。图6是表示本专利技术的第3实施方式所涉及的轴流式鼓风机的结构的剖视图。图7是表示本专利技术的第3实施方式的变形例所涉及的轴流式鼓风机的结构的剖视图。图8是表示本专利技术的第4实施方式所涉及的轴流式涡轮的结构的剖视图。图9是表示本专利技术的实施例中的流速分布的图。图10是表示本专利技术的比较例中的流速分布的图。图11是表示以往的涡轮增压器中所使用的径流式涡轮的结构的剖视图。图12是表示以往的轴流式鼓风机的结构的剖视图。具体实施方式以下，参考附图对本专利技术所涉及的旋转机械、旋转机械的排气部件的一实施方式进行说明。〔第1实施方式〕以下，使用图1对本专利技术的第1实施方式进行说明。如图1所示，涡轮增压器中所使用的径流式涡轮(旋转机械)10A具备壳体11、转子12及旋转叶片13。壳体11形成径流式涡轮10A的外壳。壳体11具备：中空且在其内部容纳转子12的转子外壳11R；及以包围旋转叶片13的外周侧的方式设置的排气部件(排出部、排气部件主体)15A等。并且，壳体11上连接有具有从径本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋转机械，其特征在于，具备：转子，以能够绕中心轴旋转的方式设置；旋转叶片，固定于所述转子的外周部；壳体，设置于所述转子及所述旋转叶片的外周侧，且在其内侧形成工作流体的流路；缩小流路部，设置于比所述旋转叶片更靠所述工作流体的流动方向的下游侧的位置，且朝向下游侧而所述工作流体的流路截面积逐渐缩小；及扩大流路部，设置于所述缩小流路部的下游侧，且朝向下游侧而所述工作流体的流路截面积逐渐扩大。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.27 JP 2017-0354651.一种旋转机械，其特征在于，具备：转子，以能够绕中心轴旋转的方式设置；旋转叶片，固定于所述转子的外周部；壳体，设置于所述转子及所述旋转叶片的外周侧，且在其内侧形成工作流体的流路；缩小流路部，设置于比所述旋转叶片更靠所述工作流体的流动方向的下游侧的位置，且朝向下游侧而所述工作流体的流路截面积逐渐缩小；及扩大流路部，设置于所述缩小流路部的下游侧，且朝向下游侧而所述工作流体的流路截面积逐渐扩大。2.根据权利要求1所述的旋转机械，其特征在于，还具备：排出部，朝向比所述转子及所述旋转叶片更靠下游侧延伸，且向下游侧排出所述工作流体，所述缩小流路部及所述扩大流路部形成于在所述排出部中比所述转子的所述流动方向下游侧的端部更靠下游侧的位置。3.根据权利要求1所述的旋转机械，其特征在于，所述壳体及所述转子朝向比所述旋转叶片更靠所述流动方向的下游侧延伸，所述缩小流路部在比所述旋转叶片更靠下游侧形成于所述壳体及所述转子中的至少一侧。4.根据权利要求3所述的旋转机...

【专利技术属性】
技术研发人员：平谷文人，岩切健一郎，
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