提高叶片扩压器中的扩压器性能。叶片扩压器是设置于离心压缩机的叶轮的下游侧的叶片扩压器，具备：扩压器流路形成部，包括轮毂侧面及与所述轮毂侧面相向的护罩侧面，在所述叶轮的下游侧形成环状的扩压器流路；多个扩压器翼，在所述叶轮的周向上隔开间隔地设置于所述扩压器流路，在所述多个扩压器翼的各扩压器翼与所述轮毂侧面的连接部、及所述多个扩压器翼的各扩压器翼与所述护罩侧面的连接部中的至少一个连接部上形成有圆角，在将所述圆角的半径设为R且将所述多个扩压器翼的各扩压器翼的翼高度设为b的情况下，所述扩压器流路的喉部位置的下游侧的R/b的最大值比所述扩压器流路的所述喉部位置的上游侧的R/b的最大值大。的所述喉部位置的上游侧的R/b的最大值大。的所述喉部位置的上游侧的R/b的最大值大。
【技术实现步骤摘要】
叶片扩压器及离心压缩机
[0001]本公开涉及叶片扩压器(Vane diffuser)及离心压缩机。
技术介绍
[0002]在车辆用、船舶用及工业用的涡轮增压器的压缩部等中使用的离心压缩机经由叶轮的旋转而对流体提供动能，并且通过向径向外侧喷出流体，借助离心力使得压力上升。
[0003]为了提高离心压缩机的性能，进行了各种研究。作为其中之一为列举在离心压缩机的叶轮的下游侧设置的叶片扩压器的静压恢复性能(扩压器性能)的提高。例如在专利文献1中记载有如下的技术，即，通过减小扩压器翼的翼角与流体的流动角之差即入射角(incidence)，抑制扩压器性能的降低(参照专利文献1)。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开2004-92482号公报
技术实现思路
[0007]专利技术要解决的课题
[0008]在上述的专利文献1中记载的离心压缩机中，通过考虑入射角在翼高度方向上的分布，使得更有效地抑制扩压器性能的降低。但是，从提高离心压缩机的性能的观点，要求进一步提高扩压器性能。
[0009]鉴于上述的情况，本专利技术的至少一个实施方式的目的在于，提高叶片扩压器的扩压器性能。
[0010]用于解决课题的手段
[0011](1)本专利技术的至少一个实施方式的叶片扩压器，设置于离心压缩机的叶轮的下游侧，具备：扩压器流路形成部，包括轮毂(hub)侧面及与所述轮毂侧面相向的护罩(Shroud)侧面，在所述叶轮(impeller)的下游侧形成环状的扩压器流路；及多个扩压器翼，在所述叶轮的周向上隔开间隔地设置于所述扩压器流路，在所述多个扩压器翼的各扩压器翼与所述轮毂侧面的连接部、及所述多个扩压器翼的各扩压器翼与所述护罩侧面的连接部中的至少一个连接部上形成有圆角(fillet)，在将所述圆角的半径设为R且将所述多个扩压器翼的各扩压器翼的翼高度设为b的情况下，所述扩压器流路的喉部(throat)位置的下游侧的R/b的最大值比所述扩压器流路的所述喉部位置的上游侧的R/b的最大值大。
[0012]通常在扩压器流路中，形成为流路截面积随着朝向下游侧而变大，以使由于静压恢复，流体的流速随着朝向下游侧而降低。另外，在上述连接部的附近，由于流体分别受到来自交叉的两个壁面即扩压器翼和轮毂侧面的影响、或扩压器翼和护罩侧面的影响，所以流体的流速尤其容易降低。在扩压器流路中，虽然通过因静压恢复引起的静压的上升，扩压器流路的下游侧的静压更加变高，但是在上述连接部的附近，流体的流速降低，由此受到随着朝向扩压器流路的下游侧而变高的静压的影响，存在产生流体的逆流的危险。因此，流体
流从上述连接部剥离，有效的流路截面积变小，存在静压恢复性能降低的危险。
[0013]在此，如使上述R/b变大，则形成于上述连接部的圆角的半径R变大，所以在上述连接部，使得轮毂侧面、护罩侧面与扩压器翼经由圆角平缓地连接，从而难以受到来自交叉的两个壁面的影响，所以抑制在上述连接部的附近流体的流速的降低。因此，抑制上述那样的逆流的产生，能够抑制流体的剥离。另外，若使上述R/b变大，则与上述R/b小的情况相比，流路截面积减小，所以能够抑制流体的流速超过必要地降低，更难以发生上述那样的逆流，能够抑制流体的剥离。此外，从静压恢复的观点，希望在扩压器流路中，使流路截面积随着朝向下游侧而进一步增大，使流体的流速随着朝向下游侧而进一步降低，但是若流体的流速过度降低会发生上述那样的逆流、剥离，则扩压器性能会大大地降低。因此，通过使上述R/b变大，由此抑制随着朝向下游侧而增加的流路截面积的增加量，能够抑制上述那样的逆流、剥离，带来扩压器性能的提高。
[0014]另一方面，在实现扩压器性能的提高的方面，希望在扩压器流路的喉部位置的上游侧，使流路截面积尽可能地大。因此，在扩压器流路的喉部位置的上游侧，上述R/b最好是较小。
[0015]根据上述(1)的构成，由于扩压器流路的喉部位置的下游侧的R/b的最大值比扩压器流路的喉部位置的上游侧的R/b的最大值大，所以能够抑制上述那样的逆流、剥离，并且在扩压器流路的喉部位置的上游侧能够获得尽可能大的流路截面积，所以能够有效地提高扩压器性能。
[0016](2)在几个实施方式中，在上述(1)的结构中，所述扩压器流路的所述喉部位置的下游侧的R/b的最大值为0.2以上。
[0017]根据本专利技术人的见解，扩压器流路中的边界层厚度，即壁面附近的流体的流速比较低的区域的厚度为扩压器翼的翼高度的约20％左右。因此，根据上述(2)的结构，通过将R/b的最大值设为0.2以上，由此圆角的翼高度方向的尺寸为扩压器翼的翼高度的20％以上，所以有效地抑制在上述连接部的附近流体的流速的降低。因此，能够有效地抑制上述那样的逆流、剥离。
[0018](3)在几个实施方式中，在上述(1)或(2)的结构中，所述扩压器流路的所述喉部位置的下游侧的至少一部分的区间的R/b朝向所述扩压器翼的后缘侧而变大。
[0019]根据本专利技术人的见解，越朝向扩压器流路的下游侧，上述那样的逆流、剥离越增强。因此，根据上述(3)的结构，通过使R/b朝向扩压器翼的后缘侧而变大，由此能够有效地抑制上述那样的逆流、剥离。
[0020](4)在几个实施方式中，在上述(3)的结构中，所述扩压器流路的所述喉部位置的下游侧的至少一部分的区间的R/b朝向所述扩压器翼的后缘侧而线性地变大。
[0021]根据本专利技术人的见解，扩压器流路的流路截面积随着朝向扩压器翼的后缘侧而线性地变化的情况与非线性地变化的情况相比，扩压器性能更加良好。因此，例如在扩压器翼由平板构件等形成为直线状等的情况下，如上述(4)的结构那样，通过将R/b形成为朝向扩压器翼的后缘侧而线性地变大，由此能够使扩压器流路的流路截面积线性地变化。由此，扩压器性能变得良好。
[0022]另外，根据上述(4)的结构，将圆角形成为圆角的半径R线性地变化，所以制造容易。
[0023](5)在几个实施方式中，在上述(3)的结构中，所述扩压器流路的所述喉部位置的下游侧的至少一部分的区间的R/b朝向所述扩压器翼的后缘侧曲线地变大，以使变化量随着朝向所述后缘侧而变大。
[0024]根据本专利技术人的见解，扩压器流路的流路截面积随着朝向扩压器翼的后缘侧而线性地变化的情况与非线性地变化的情况相比，扩压器性能更加良好。因此例如在扩压器翼形成为朝向后缘侧非线性的曲线状等的情况下，通过将R/b形成为曲线地变大，以使变化量随着朝向扩压器翼的后缘侧而变大(即形成为朝向下方的凸状)，由此能够使扩压器流路的流路截面积线性地变化。
[0025]由此，扩压器性能良好。
[0026](6)在几个实施方式中，在上述(1)至(5)任一个结构中，所述圆角分别形成于所述多个扩压器翼的各扩压器翼的压力面及负压面，在将形成于所述压力面的所述圆角的半径设为R
P
且将形成于所述负压面的所述圆角的半径设为R
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的情况下，形成于所本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种叶片扩压器，设置于离心压缩机的叶轮的下游侧，具备：扩压器流路形成部，包括轮毂侧面及与所述轮毂侧面相向的护罩侧面，在所述叶轮的下游侧形成环状的扩压器流路；及多个扩压器翼，在所述叶轮的周向上隔开间隔地设置于所述扩压器流路，在所述多个扩压器翼的各扩压器翼与所述轮毂侧面的连接部、及所述多个扩压器翼的各扩压器翼与所述护罩侧面的连接部中的至少一个连接部上形成有圆角，在将所述圆角的半径设为R且将所述多个扩压器翼的各扩压器翼的翼高度设为b的情况下，所述扩压器流路的喉部位置的下游侧的R/b的最大值比所述扩压器流路的所述喉部位置的上游侧的R/b的最大值大。2.根据权利要求1所述的叶片扩压器，其中，所述扩压器流路的所述喉部位置的下游侧的R/b的最大值为0.2以上。3.根据权利要求1或2所述的叶片扩压器，其中，所述扩压器流路的所述喉部位置的下游侧的至少一部分的区间的R/b朝向所述扩压器翼的后缘侧而变大。4.根据权利要求3所述的叶片扩压器，其中，所述扩压器流路的所述喉部位置的下游侧的至少一部分的区间的R/b朝向所述扩压器翼的后缘侧而线性地变大。5.根据权利要求3所述的叶片扩压器，其中，所述扩压器流路的所述喉部位置的下游侧的至少一部分的区间的R/b朝向所述扩压器翼的后缘侧而曲线地变大，以使变化量随着朝向所述后缘侧而变大。6.根据权利要求1至5中任一项所...
【专利技术属性】
技术研发人员：石川庆拓，富田勋，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：
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