本发明专利技术提供一种离心压缩机以及具有该离心压缩机的涡轮增压器。该离心压缩机具有叶轮、以及在叶轮的外周侧形成有涡旋状的涡旋流路的壳体，由以涡旋流路的卷绕终端为基准的角度位置表示涡旋流路的周向位置，对于在角度位置为θ的周向位置上由包括叶轮的旋转轴线在内的平面切断涡旋流路的情况下的截面，设涡旋流路的截面积为A，设从旋转轴线至涡旋流路的截面的涡旋中心的距离为R，设叶轮的半径为r，当定义F(θ)＝(A/R)/r时，为0.35≦F(360°)≦0.65，并为0.08×F(360°)≦F(60°)≦0.4×F(360°)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】离心压缩机以及具有该离心压缩机的涡轮增压器
本专利技术涉及离心压缩机以及具有该离心压缩机的涡轮增压器。
技术介绍
近年来，离心压缩机的工作区域需要扩大。例如，汽车发动机需要在低速度区域中改善燃油经济性、提高加速性能，涡轮增压器也随之需要扩大低速、小流量侧的工作区域。专利文献1记载了一种离心压缩机，其虽然不以扩大小流量侧的工作区域为目的，但通过沿周向改变涡旋流路的截面积的扩大率，降低因舌部的影响而在舌部与压缩空气之间产生的剥离引起的损失，来提高效率。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2012/132528号
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题在离心压缩机中小流量侧的工作区域中，在涡旋流路内发生剥离而使涡旋流路内流动的通过面积减少，由此，剥离发生位置的内部流速急剧增加，内部流动的熵增加，所以，离心压缩机的效率降低。另外，因为在涡旋流路内发生的剥离流入扩散流路内，堵塞扩散流路，所以，使扩散流路内的内部流动恶化，使离心压缩机的效率降低，进而发生喘振。然而，专利文献1所记载的离心压缩机的结构并非旨在解决因在上述小流量侧的工作区域的工作而引起的效率降低的问题，因为专利文献1所记载的剥离的发生范围与在小流量侧的工作区域的剥离的发生范围不同，所以，不能扩大小流量侧的工作区域。本专利技术是鉴于上述问题而提出的，本专利技术的至少一个实施方式的目的在于，提供一种扩大小流量侧的工作区域的离心压缩机以及具有该离心压缩机的涡轮增压器。用于解决技术问题的技术方案(1)本专利技术的至少一个实施方式的离心压缩机具有：叶轮；壳体，其在所述叶轮的外周侧形成有涡旋状的涡旋流路；该离心压缩机利用以所述涡旋流路的卷绕终端为基准的角度位置表示所述涡旋流路的周向位置，对于在该角度位置为θ的周向位置上由包括所述叶轮的旋转轴线的平面切断所述涡旋流路的情况下的截面，设所述涡旋流路的截面积为A，设所述旋转轴线至所述涡旋流路的截面的涡旋中心的距离为R，设所述叶轮的半径为r，当定义F(θ)＝(A/R)/r时，则0.35≦F(360°)≦0.65，且0.08×F(360°)≦F(60°)≦0.4×F(360°)根据上述(1)的结构，通过使0.35≦F(360°)≦0.65，能够平衡大流量侧的工作区域中摩擦损失的增大与小流量侧的工作区域中因失速引起的效率降低。另外，通过使0.08×F(360°)≦F(60°)≦0.4×F(360°)，能够在小流量侧的工作区域中确保在角度位置为60°的周向位置的附近从涡旋流路向扩散流路导入的再循环流，所以，利用该再循环流，在涡旋流路内变得难以发生剥离。其结果是，抑制涡旋流路内剥离的发生，因而能够扩大小流量侧的工作区域。(2)在几个实施方式中，基于上述(1)的结构，当将所述θ从60°至360°的所述F(θ)的变化率即基准变化率Δ定义为Δ＝[F(360°)－F(60°)]/(360°－60°)时，所述涡旋流路在从60°至270°的所述θ的范围内至少部分地包括所述F(θ)以比所述基准变化率小的变化率变化的第一区域。根据上述(2)的结构，在第一区域中，与F(θ)以基准变化率变化的情况相比，涡旋流路的截面积的扩大率减小，所以能够抑制在第一区域中在涡旋流路内流通的压缩流体的流速降低。因此，即使在利用上述(1)的结构而形成了难以发生剥离的状态的区域的下游侧，也形成难以发生剥离的状态，所以能够进一步抑制涡旋流路内剥离的发生，进一步扩大小流量侧的工作区域。(3)在几个实施方式中，基于上述(2)的结构，所述第一区域包括：变化率减小区域，其所述F(θ)的变化率减小；变化率增大区域，其在所述变化率减小区域的下游，所述F(θ)的变化率增大。根据上述(3)的结构，相对于在第一区域的上游侧抑制压缩流体的流速降低，能够在第一区域的下游侧缓和压缩流体的流速降低。在离心压缩机在小流量侧的工作区域工作的情况下，因为在角度位置为从90°至180°的范围的周向范围内发生剥离，所以，通过在第一区域的上游侧抑制压缩流体的流速降低，能够更可靠地形成难以发生剥离的状态。(4)在几个实施方式中，基于上述(3)的结构，所述变化率减小区域与所述变化率增大区域连续，所述变化率从减小向增大转换的拐点位置处在从90°至270°的所述θ的范围内。根据上述(4)的结构，因为能够在第一区域的上游侧可靠地抑制压缩流体的流速降低，所以能够更可靠地形成难以发生剥离的状态。(5)在几个实施方式中，基于上述(4)的结构，设所述拐点位置的所述角度位置为θIP，对于在所述角度位置为θIP的周向位置上由包括所述叶轮的旋转轴线在内的平面切断所述涡旋流路的情况下的截面，设所述涡旋流路的截面积为AIP，设从所述旋转轴线至所述涡旋流路的截面的涡旋中心的距离为RIP，当定义FIP＝(AIP/RIP)/r时，则FIP＜F(θIP)根据上述(5)的结构，在第一区域上，在至拐点位置的变化率减小区域上，至少F(θ)与F(θ)以基准变化率变化的情况相比减小，所以，在第一区域中可靠地存在能够抑制压缩流体的流速降低的区域。其结果是，能够进一步可靠地抑制涡旋流路内剥离的发生，从而进一步可靠地扩大小流量侧的工作区域。(6)在几个实施方式中，基于上述(2)～(5)中任一项的结构，所述涡旋流路在从270°至360°的所述θ的范围内至少部分地包括所述F(θ)以比所述基准变化率大的变化率变化的第二区域。根据上述(6)的结构，在利用上述(2)～(5)中任一结构而形成为难以发生剥离的状态的区域(第一区域)的下游的第二区域，与角度位置在从60°至360°的范围内F(θ)以基准变化率增大的情况相比，能够缓和压缩流体的流速降低，所以能够实现充分的静压恢复。(7)在几个实施方式中，基于上述(6)的结构，所述涡旋流路在所述第二区域的下游侧且所述θ至360°的范围内，包括所述F(θ)以比所述基准变化率小的变化率变化的第三区域。根据上述(7)的结构，在利用上述(3)的结构实现了静压恢复的区域的下游的第三区域，与角度位置在从60°至360°的范围内F(θ)以基准变化率增大的情况相比，能够抑制压缩流体的流速降低，所以能够将使压缩流体的流动朝向涡旋流路的出口的惯性力施加给压缩流体。其结果是，能够抑制从涡旋流路向扩散流路的再循环流超出需要地增加，所以能够减少离心压缩机的效率降低。(8)本专利技术的至少一个实施方式的涡轮增压器具有：上述(1)～(7)中任一项所述的离心压缩机。根据上述(8)的结构，能够扩大离心压缩机的小流量侧的工作区域。专利技术的效果根据本专利技术的至少一个实施方式，通过使0.35≦F(360°)≦0.65，能够平衡大流量侧的工作区域中摩擦损失的增大与小流量侧的工作区域中因失速而引起的效率降低。另外，通过使0.08×F(360°)≦F(60°)≦0.4×本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种离心压缩机，具有：/n叶轮；/n壳体，其在所述叶轮的外周侧形成有涡旋状的涡旋流路；/n该离心压缩机的特征在于，/n由以所述涡旋流路的卷绕终端为基准的角度位置表示所述涡旋流路的周向位置，对于在所述角度位置为θ的周向位置上由包括所述叶轮的旋转轴线在内的平面切断所述涡旋流路的情况下的截面，设所述涡旋流路的截面积为A，设从所述旋转轴线至所述涡旋流路的截面的涡旋中心的距离为R，设所述叶轮的半径为r，/n当定义F(θ)＝(A/R)/r时，则/n0.35≦F(360°)≦0.65，且/n0.08×F(360°)≦F(60°)≦0.4×F(360°)。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种离心压缩机，具有：
叶轮；
壳体，其在所述叶轮的外周侧形成有涡旋状的涡旋流路；
该离心压缩机的特征在于，
由以所述涡旋流路的卷绕终端为基准的角度位置表示所述涡旋流路的周向位置，对于在所述角度位置为θ的周向位置上由包括所述叶轮的旋转轴线在内的平面切断所述涡旋流路的情况下的截面，设所述涡旋流路的截面积为A，设从所述旋转轴线至所述涡旋流路的截面的涡旋中心的距离为R，设所述叶轮的半径为r，
当定义F(θ)＝(A/R)/r时，则
0.35≦F(360°)≦0.65，且
0.08×F(360°)≦F(60°)≦0.4×F(360°)。
2.如权利要求1所述的离心压缩机，其特征在于，
当将所述θ从60°至360°的所述F(θ)的变化率即基准变化率Δ定义为Δ＝[F(360°)－F(60°)]/(360°－60°)时，
所述涡旋流路在从60°至270°的所述θ的范围内至少部分地包括所述F(θ)以比所述基准变化率小的变化率变化的第一区域。
3.如权利要求2所述的离心压缩机，其特征在于，
所述第一区域包括：
变化率减小区域，其所述F(θ)的变化率减小；
变化率增大区域，其在所述变化率减小区域的下游，所述F(θ)的变...
【专利技术属性】
技术研发人员：佐佐木岳，
申请(专利权)人：三菱重工发动机和增压器株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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