[發明專利]離心壓縮機

有效

• 申請號: 201380050088.1
• 申請日: 2013-06-25
• 公開（公告）號: CN104838149B
• 公開（公告）日: 2017-04-19
• 發明（設計）人: 杉本浩一
• 申請（專利權）人: 三菱重工業株式會社
• 主分類號: F04D29/42
• 分類號: F04D29/42;F04D29/44;F04D29/66
• 代理公司: 上海市華誠律師事務所31210
• 代理人: 梅高強,劉煜

技術領域

本發明涉及一種使流體升壓來作為壓縮流體的離心壓縮機，尤其涉及一種具備設置于壓縮流體的吐出側的擴壓器部的離心壓縮機。

背景技術

離心壓縮機主要由具有旋轉的輪轂及安裝于所述輪轂的外周面的多個離心葉片的葉輪及收納葉輪并且形成流體的流路的殼體構成。

作為流體的流路，設置有：吸入流路，通過葉輪的旋轉從外部吸入流體并導向葉輪；擴壓器部，在葉輪的外周側呈大致圓環狀，通過使從葉輪吐出的氣流減速來使靜壓恢復；渦旋狀的渦形部，設置于擴壓器部的外周側，形成為剖面積沿著周向擴大，并使氣流減速、升壓；及出口管。

在這種離心壓縮機中，若葉輪旋轉，則葉輪對從外部導入的氣體或空氣等流體進行壓縮。這樣形成的流體的流動(氣流)從葉輪的外周端通過擴壓器部及渦形部，從出口管向外部送出。

但是，離心壓縮機中，通過以特定的周期吐出壓縮空氣而使壓力及流量發生變動，并產生引起一種自激振動的所謂喘振的現象。該喘振所產生的壓力及流量決定小流量側的工作極限。

另一方面，若流量增加，則葉輪或擴壓器部中產生被稱為扼流的流體的阻塞，從而限制大流量側的流量范圍。

因此，在離心壓縮機中，為了實現穩定的工作，需要在如小流量側不產生喘振且大流量側不產生扼流的工作范圍內工作。

而且認為，在擴壓器部中，在小流量側的擴壓器流路內，從擴壓器流路壁產生剝離，由于該剝離而產生的逆流區域到達擴壓器部的后緣時，來自渦形部的逆流到達葉輪，從而導致喘振。

因此，例如專利文獻1中記載的技術中，在擴壓器的壁面的里側沿著流體的流動方向設置循環通路，將該循環通路的第1開口形成于擴壓器的壁面的Impeller(葉輪)的流體出口側，將第2開口形成于擴壓器的壁面的吐出口側。

在這種結構中，流過易產生逆流的擴壓器的壁面附近的流體成為從第2開口進入循環通路并從第1開口吐出的循環流，擴壓器中的表觀流量增加。由此，壁面附近的流動變得順暢，能夠抑制流體逆流的生成，從而擴大喘振之前的流量范圍。其結果，不會損傷作為擴壓器的功能就能夠可靠地抑制低流量時的流體逆流引起的喘振的產生。

并且，專利文獻2中記載的技術中，具備循環流路，其將流過擴壓器流路的一部分流體作為擴壓器流路中從下游側區域至上游側區域的循環流體而使其流回，流過循環流路的流體具有通過冷卻機構冷卻的結構。

由此，流過循環流路的流體被冷卻而流回擴壓器流路的上游側區域。由此，離心壓縮機的壓縮性能得到提高。

以往技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利公開2005-240680號公報

專利文獻2：日本專利公開2010-151034號公報

發明內容

發明要解決的技術課題

但是，一直要求進一步擴大離心壓縮機的工作范圍，且仍有改善的余地。

專利文獻1、2中記載的技術中，均使流過擴壓器流路內的一部分流體循環來增加表觀流量，由此抑制流體逆流的生成，因此實際的工作效率下降。

本發明是鑒于這種情況而完成的，其目的在于提供一種能夠抑制喘振的產生來進一步擴大工作范圍，并且提高其工作效率的離心壓縮機。

用于解決技術課題的手段

本發明的離心壓縮機，其具備：葉輪，具有輪轂及安裝于所述輪轂的外周面的多個離心葉片；及殼體，以能夠旋轉的方式容納所述葉輪，所述殼體具備：吸入流路，將通過所述葉輪的旋轉從外部吸入的流體導向所述葉輪；擴壓器部，在所述葉輪的外周側形成為環狀，并使通過所述葉輪的旋轉吐出到外周側的所述流體的流動減速；渦旋狀的渦形部，形成于所述擴壓器部的外周側，且其剖面積沿著周向逐漸增大；出口管，從所述渦形部的剖面積最大的部分朝向外周側延伸；及連通部，在所述擴壓器部中形成于所述流體所流過的擴壓器流路的側壁面，并將所述渦形部的內部和所述擴壓器流路的內部連通，所述連通部的擴壓器流路側的開口部形成于所述擴壓器流路的下游側。

這種離心壓縮機中，通過葉輪的旋轉從外部吸入的流體經過吸入流路吐出到葉輪外周側的擴壓器部并被減速，并流入渦形部。渦形部中，流體從剖面積較小的一側流向剖面積較大的一側，并作為高壓壓縮流體從出口管向外部吐出。

此時，擴壓器部中，渦形部內的高壓壓縮流體通過連通部吐出到擴壓器流路內。由此，能夠進一步減小伴隨從擴壓器壁面產生的剝離的逆流區域到達擴壓器部后緣的流量，從而擴大喘振之前的流量范圍。而且，使通過擴壓器部的高壓壓縮流體從渦形部循環，由此避免擴壓器部中的效率下降。