[發明專利]渦殼以及離心壓縮機

有效

• 申請號: 201580080331.3
• 申請日: 2015-10-29
• 公開（公告）號: CN107614886B
• 公開（公告）日: 2020-03-03
• 發明（設計）人: 巖切健一郎;富田勛;白石隆
• 申請（專利權）人: 三菱重工發動機和增壓器株式會社
• 主分類號: F04D29/44
• 分類號: F04D29/44
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 謝辰

一種渦殼，形成離心壓縮機的渦旋流路，其中，在渦旋流路的剖面上，若將離心壓縮機的徑向上的渦旋流路的內側端設為Ei，將離心壓縮機的軸向上的渦旋流路的最大流路高度Hmax的中間點設為Mh，則渦旋流路在比卷繞始端與卷繞終端的連接位置靠上游側的至少一部分的區間，具有在徑向上內側端Ei位于比擴散出口靠內側、并且在軸向上內側端Ei位于比中間點Mh靠后側的剝離抑制剖面。

技術領域

本公開涉及渦殼以及離心壓縮機。

背景技術

使用于車輛用或者船舶用渦輪增壓器的壓縮機部等的離心壓縮機，通過葉輪的旋轉向流體賦予動能，向徑向外側排出流體，利用離心力獲得壓力上升。

在該離心壓縮機中，在寬運轉范圍內要求高壓力比與高效化，實施了各種研究。

作為現有技術，例如在專利文獻1中公開了一種具備設有以螺旋狀形成的渦旋流路的外殼的離心壓縮機，該渦旋流路的軸向的流路高度形成為，從徑向內側向外側逐漸擴大，在比徑向的流路寬度的中間點更靠徑向外側的位置成為最大。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利第4492045號公報

發明內容

發明所要解決的課題

圖12是沿比較方式的離心壓縮機的軸向觀察時的渦旋流路004的概略圖。圖13是關于圖12所示的離心壓縮機的渦旋流路、從卷繞始端004a與卷繞終端004b的連接位置(舌部位置)P向下游方向(卷繞始端側)每隔規定角度Δθ重復地表示流路剖面形狀的圖。離心壓縮機中的渦旋流路的剖面形狀一般來說如圖13所示那樣，遍及渦旋流路的整周形成為圓形。

在離心壓縮機的小流量工作點，渦旋流路內的流動從渦旋流路的卷繞始端至卷繞終端是減速流動，卷繞始端處的壓力比卷繞終端處的壓力低。因此，在渦旋流路中，在舌部位置P會產生從卷繞終端從卷繞始端的再循環流動fc(參照圖12)。這樣的再循環流動由于作為主流被急劇地引入流路連接部的結果會產生剝離，因此成為產生高損失的主要因素之一。

在專利文獻1中，示出了將渦旋流路的剖面形狀設為并非圓形的特殊形狀來改善渦旋流路內的回旋流的特性的技術，但未公開用于抑制舌部附近的再循環流動的見解。

本發明鑒于上述課題而完成，提供一種通過減少伴隨著再循環流動的損失、能夠提高壓縮機性能的渦殼、以及具備該渦殼的離心壓縮機。

用于解決課題的手段

(1)本發明的至少一實施方式的渦殼形成離心壓縮機的渦旋流路，其中，在上述渦旋流路的剖面上，若將上述離心壓縮機的徑向上的上述渦旋流路的內側端設為Ei，將上述離心壓縮機的軸向上的上述渦旋流路的最大流路高度Hmax的中間點設為Mh，則上述渦旋流路在比卷繞始端與卷繞終端的連接位置靠上游側的至少一部分的區間，具有在上述徑向上上述內側端Ei位于比擴散出口靠內側、并且在上述軸向上上述內側端Ei位于比上述中間點Mh靠后側的剝離抑制剖面。

根據上述(1)所記載的渦殼，與比較方式(例如，遍及渦旋流路的周向整個區域具有內側端Ei的軸向位置與中間點Mh的軸向位置一致的圓形剖面形狀的構成)比較，能夠以使成為再循環流動的流體的流線曲率朝向連接位置逐漸(順暢地)變化的方式形成渦旋流路。由此，能夠抑制連接位置附近的成為再循環流動的流體的流線曲率的急劇的變化，因此能夠抑制該急劇的變化所引起的剝離，能夠減少伴隨著再循環的損失。

(2)在幾個實施方式中，在上述(1)所記載的渦殼中，也可以是，關于上述渦旋流路中的繞渦旋中心的角度位置，若將上述連接位置設為0度，將相對于上述連接位置靠向上述上游側的角度位置設為θ，則上述剝離抑制剖面至少設于θ＝0度至規定的角度位置的區間。