CN102333963B - 吸入壳体和流体机械 - Google Patents

Abstract

本发明的吸入壳体具备：吸入嘴，其从径向的外周侧向内周侧导入流体；腔室，其具有在外周侧与所述吸入嘴的内部连通的大致圈状的空间，且把从所述吸入嘴导入的流体向在轴向开口的大致环状配设的入口开口部引导，其中，所述腔室的径向宽度随着从与所述吸入嘴连通的连接部隔着中心轴朝向相反侧而在周向形成得逐渐变窄。

Description

吸入壳体和流体机械

技术领域

本发明涉及把沿径向导入的流体沿轴向而向大致环状的开口引导的吸入壳体和具有吸入壳体流体机械。

本申请根据2009年2月27日在日本申请的特愿2009-047187号而主张优先权，其内容在此被引用。

背景技术

在例如被管线和大型涡轮制冷机所使用的压缩机等流体机械中，在导入流体的流体导入部为了把流体从流体导入部而在旋转轴周围整个周向地向装置本体侧供给，设置有吸入壳体。该吸入壳体例如具备有：从径向外周侧把流体向内周侧导入的吸入嘴、与吸入嘴连通且被形成圈状的圆环流路，具有把流体从该圆环流路向轴向导入的结构(例如参照专利文献1)。

上述的流体机械根据提高其性能和抑制振动等点来看，而要求流体从吸入壳体的整个周向均匀地被供给，图7和图8所示的吸入壳体被采用。即在图7和图8所示的压缩机50中，吸入壳体51具备：吸入嘴52、与吸入嘴52连通且被形成圈状的腔室53和在腔室53的内周侧被形成喇叭状且在腔室53的内周壁沿轴向L而在一部分开口的吸入流路54。该吸入壳体51中由于吸入流路54在腔室53的内周壁沿轴向L而仅一部分开口，所以从吸入嘴52导入的流体F大体充满腔室53内整个周向C后，向喇叭状的吸入流路54流入并被向装置本体55侧导入。因此，与专利文献1的结构比较，而能够谋求流体在周向C的均匀化。

专利文献1：(日本)特开2007-309154号公报

但在图7和图8所示的吸入壳体51中，从吸入嘴52导入的流体F的一部分有可能在腔室53内不沿周向C流通而直接向吸入流路54流入，供给装置本体55侧的叶轮55a。因此，为了谋求流体F在周向C的均匀化就需要增大腔室53的轴向尺寸，而存在作为流体机械整体在轴向大型化的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而开发的，提供一种吸入壳体和流体机械，能够一边谋求轴向小型化一边使流体在周向均匀地向轴向导入。

为了解决上述课题，本发明提案以下机构。

本发明一形态的吸入壳体具备：吸入嘴，其从径向的外周侧向内周侧导入流体；腔室，其具有在外周侧与所述吸入嘴的内部连通的大致圈状的空间，且把从所述吸入嘴导入的流体向在轴向开口的大致环状配设的入口开口部引导，其中，所述腔室的径向宽度随着从与所述吸入嘴连通的连接部隔着中心轴朝向相反侧而在周向形成得逐渐变窄。

根据该结构，具备大致圈状空间的腔室的径向宽度随着从与吸入嘴连通的连接部隔着中心轴朝向相反侧而在周向形成得逐渐变窄。因此，从吸入嘴导入的流体随着从连接部侧向相反侧地沿周向流通而在入口开口部向径向渐近地被引导，相对连接部侧而在其相反侧能够促进向入口开口部的流入。因此，能够抑制在腔室内流体仅滞留在连接部侧。且能够抑制流体从连接部侧不向连接部和相反侧流通而直接向入口开口部流入，能够使向连接部和相反侧流通，能够谋求流体在周向的均匀化。利用径向宽度沿周向逐渐变窄的形状而能够谋求在周向的均匀化，能够把腔室的轴向尺寸设定成最小限度。

且优选所述吸入壳体具备第一间隔叶片，其在所述腔室内在周向设置有多个，把从所述吸入嘴沿周向流入的所述流体分别向所述入口开口部引导，各个所述第一间隔叶片在内周端侧沿径向朝向所述入口开口部地配设，而且随着朝向外周端侧而朝向所述吸入嘴地配设。

根据该结构，从吸入嘴导入到腔室内的流体，利用在周向设置多个且在内周端侧沿径向朝向入口开口部配设的第一间隔叶片被向入口开口部引导。在此，位于第一间隔叶片外周侧的部分随着朝向外周端侧而分别朝向吸入嘴地配设，由此，在连接部和相反侧都能够把从连接部侧沿周向流通的流体恰当引导到入口开口部。因此，更加能够促进在腔室内从连接部侧向相反侧的流体在周向的流通，更加能够谋求向入口开口部导入的流体在周向的均匀化。

且优选所述吸入壳体具备第二间隔叶片，其被设置在所述腔室内，把从所述吸入嘴沿径向导入的所述流体沿周向引导。

根据该结构，在腔室内从吸入嘴沿径向导入的流体利用第二间隔叶片被沿周向引导。因此，更加能够促进从连接部侧向相反侧的流体在周向的流通，更加能够谋求向入口开口部导入的流体在周向的均匀化。

且优选所述吸入壳体具备间隔部，其在所述腔室的所述连接部和隔着中心轴的相反侧把内部在周向划分。

根据该结构，在连接部和相反侧利用间隔部而把腔室的内部在周向划分，从连接部向相反侧而在周向一侧流通的流体通过连接部和相反侧而进一步向周向另一侧的流通被限制。因此，能够防止在连接部被分流而分别向周向两侧流通的流体妨碍相互的流动。且在连接部和相反侧把被分流的流体分别向入口开口部引导，更加能够谋求向入口开口部导入的流体在周向的均匀化。

且优选所述吸入壳体具备：壳体本体，其在内部具有大致圈状的空洞部；嵌入零件，其能够装卸地嵌入在所述壳体本体的内周面，且把所述空洞部剩余的空间形成为所述腔室。

根据该结构，在组装时利用安装有嵌入零件的空洞部而能够容易组装装置本体侧的内部结构。通过把嵌入零件向壳体本体的外周面嵌入而能够容易形成径向宽度在周向逐渐变窄的腔室。

本发明一形态的流体机械具备：所述吸入壳体、能够围绕自身的轴旋转的旋转轴和叶轮，该叶轮是安装在所述旋转轴的大致圆盘状的部件，利用所述吸入壳体把所述流体向大致环状配设在轴向一侧的入口开口部引导。

根据具备该结构的流体机械，由于具备所述吸入壳体，所以能够提高把流体向周向均匀导入的性能，能够谋求抑制振动，且作为整体能够谋求轴向小型化。

根据本发明的吸入壳体，能够一边谋求轴向小型化一边使流体作为在周向均匀的流体而向轴向导入。

根据本发明的流体机械，能够提高性能，能够谋求抑制振动，且作为整体能够谋求轴向小型化。

附图说明

图1是把表示本发明实施例压缩机的一部分进行剖切的侧视图；

图2表示本发明实施例的吸入壳体，是图1剖切线A-A的剖视图；

图3是表示本发明实施例第一变形例吸入壳体的剖视图；

图4是表示本发明实施例第二变形例吸入壳体的剖视图；

图5是表示本发明实施例第三变形例吸入壳体的剖视图；

图6是把表示本发明实施例第四变形例吸入壳体的一部分进行剖切的侧视图；

图7是把表示现有压缩机的一部分进行剖切的侧视图；

图8表示现有的吸入壳体，是图6剖切线B-B的剖视图。

具体实施方式

以下，参照图1和图2说明本发明的实施例。

如图1所示，本实施例的流体机械即压缩机1包括：把压缩的流体F进行导入的吸入壳体1A、把从吸入壳体1A导入的流体F进行压缩的装置本体1B、把被装置本体1B压缩的流体F送出的排出壳体1C。且压缩机1具备：大致筒状的壳体本体2、配设在壳体本体2内部的旋转轴3、被安装在旋转轴3的大致圆盘状的叶轮4。旋转轴3在两端部利用设置在壳体本体2的未图示的轴承而能够围绕自身的轴旋转地被支承。

装置本体1B中在旋转轴3沿轴向L而设置有多个叶轮4，在壳体本体2形成有收容各个叶轮4的多个动作室2a。叶轮4具有：在其径向D的外周侧开口的出口开口部4a、在轴向L的上游L1侧进行开口的入口开口部4b。

壳体本体2中，在收容有各叶轮4的动作室2a之间形成有吐出通路2b，该吐出通路2b把从成为轴向L上游L1侧的叶轮4A吐出的流体F向成为轴向L下游L2侧的叶轮4B引导。吐出通路2b围绕旋转轴3的轴而被形成圆环状。吐出通路2b在沿旋转轴3的轴向L的截面被形成大致U字状，把从成为轴向L上游L1侧的叶轮4A的出口开口部4a吐出的流体F向成为轴向L下游L2侧的叶轮4B的入口开口部4b引导。在吐出通路2b的轴向L的下游L2侧放射状地配设有返程叶片5。

在排出壳体1C中，在壳体本体2设置有：把从成为轴向L最下游L2侧的叶轮4B的出口开口部4a吐出的流体F导入的吐出通路2c、与吐出通路2c连通的圆环状的涡形管2d、与涡形管2d连通的排出嘴6。流体F被从排出嘴6向径向D的外周侧排出。

下面，详细说明吸入壳体1A。如图1和图2所示，吸入壳体1A具备：把流体F从径向D的外周侧向内周侧导入的吸入嘴11、设置在壳体本体2的内部而在外周侧与吸入嘴11连通且具有大致圈状空间的腔室12。腔室12与位于轴向L最上游L1侧的叶轮4A的入口开口部4b连通。吸入嘴11被设置成向壳体本体2的径向D外周侧突出，与腔室12的外周侧连通。

腔室12具有：被配设在径向D外周侧的大致环状的导入部13、把导入部13与叶轮4A的入口开口部4b连通的大致环状的引导部14。引导部14在沿轴向L的截面中从导入部13朝向径向D内周侧而逐渐向轴向L的下游L2侧弯曲并与叶轮4A的入口开口部4b连通。因此，使被吸入嘴11向导入部13导入的流体F在导入部13内沿周向C流通，且被向引导部14导入而沿引导部14逐渐向径向D内周侧流入，能够被向叶轮4A的入口开口部4b导入。

在此如图2所示，导入部13的径向宽度Wd(Wd1)从连接有吸入嘴11的成为连接部的上部12a到把旋转轴3作为中心而在周向C分别错开大致90°位置的侧部12b被形成大致一定。且在导入部13形成有：从侧部12b向与上部12a隔着旋转轴3中心而成为相反侧位置(从上部12a把旋转轴3作为中心而在周向C错开180°的位置)的下部12c弯曲的外周面12d，导入部13的径向宽度Wd(Wd2)从侧部12b朝向下部12c地逐渐变窄。在下部12c设置有把腔室12内在周向C划分的间隔部15，腔室12的外周面12d与间隔部15连续地而向径向D内周侧弯曲形成。

本实施例的腔室12是由在壳体本体2形成的大致圈状的空洞部2e和能够向空洞部2e装卸地嵌入的嵌入零件16所形成。空洞部2e具有：与腔室12的导入部13对应并且被形成为圆环状的第一部分2f、与腔室12的引导部14对应的第二部分2g。第二部分2g在沿轴向L的截面中以圆环状向内周侧且逐渐朝向轴向L下游L2侧地弯曲。嵌入零件16在空洞部2e的外周面2h中向从腔室12的两侧部12b到下部12c的范围嵌入。嵌入零件16随着从与两侧部12b对应的两端部16a朝向与下部12c对应的中央部16b而部件厚度逐渐变厚地被形成大致月牙状。通过该嵌入零件16的部件厚度变化而在从嵌入有嵌入零件16的两侧部12b到下部12c的范围内，导入部13的径向宽度Wd(Wd2)被形成得随着从侧部12b朝向下部12c而逐渐变窄。且嵌入零件16被形成得与间隔部15连续。

另外，在制造时也可以把壳体本体2设定为在空洞部2e能够沿与轴向L正交的平面分割，把嵌入零件16沿轴向L向空洞部2e嵌入。或者也可以使壳体本体2和嵌入零件16能够沿轴向L分割，把被分割的嵌入零件16分别向被分割的空洞部2e嵌入。

在腔室12中，在引导部14在周向C设置有多个第一间隔叶片17，该第一间隔叶片17把沿导入部13在周向C流通的流体F向入口开口部4b引导。位于第一间隔叶片17内周端17a侧的部分被配设成沿径向D而朝向入口开口部4b。另一方面，位于第一间隔叶片17外周端17b侧的部分被配设成随着朝向外周端17b而朝向吸入嘴11。因此，多个第一间隔叶片17由于其周向C的位置而形状不同。即在设置有吸入嘴11的上部12a是从内周端17a到外周端17b而在径向D被形成直线状。在侧部12b和下部12c是从内周端17a向外周端17b而从沿径向D的状态朝向上部12a地弯曲形成，该曲率是下部12c侧比侧部12b大。本实施例的第一间隔叶片17在腔室12中是设置在引导部14的部件，但也可以是外周端17b延伸到导入部13的结构。

腔室12的导入部13中在与吸入嘴11连接而成为连接部的上部12a设置有使从吸入嘴11沿径向D导入的流体F沿周向C引导的第二间隔叶片18。第二间隔叶片18在本实施例设置有三个，中央的第二间隔叶片18A沿吸入嘴11的中心线L11而被配设在径向D，与多个第一间隔叶片17中位于最上部的(即沿中心线L11设置的)连续。两端的第二间隔叶片18B被配设成从上部12a朝向侧部12b地逐渐扩展相互的间隔。作为第二间隔叶片18的形态并不限定于本实施例，例如也可以更多地配置，且也可以使上端侧延伸到吸入嘴11的内部。

下面说明本实施例吸入壳体1A的作用。如图1和图2所示，本实施例的吸入壳体1A中，利用吸入嘴11从径向D外周侧向内周侧流通的流体F经由与腔室12连通的上部12a而向导入部13流入。在此，由于设置有三个第二间隔叶片18而能够把向导入部13流入的流体F向周向C两侧引导，能够使恰当地沿周向C流通。且在导入部13中沿周向C流通的流体F向位于内周侧的引导部14流入，流通到叶轮4的入口开口部4b。

在此，腔室12的导入部13的径向宽度Wd被形成得随着从上部12a经过两侧部12b而朝向下部12c，沿周向C逐渐变窄。

因此，从吸入嘴11导入的流体F随着从上部12a侧经过两侧部12b而向下部12c沿周向C流通而被引导逐渐向入口开口部4b接近。因此，能够促进流体F相对上部12a侧而在下部12c侧经过引导部14向叶轮4的入口开口部4b流入。因此，能够抑制流体F仅滞留在腔室12内的上部12a侧。且能够抑制流体F从上部12a不经由两侧部12b和下部12c而直接向叶轮4的入口开口部4b流入而产生的在周向C的偏流(速度分布、压力分布的偏置)。即，本实施例的吸入壳体1A能够使流体F向下部12c侧流通，能够谋求流体F在周向C的均匀化。利用这种径向宽度Wd沿周向C逐渐变窄的腔室12的形状而能够谋求周向C的均匀化，由此，能够把腔室12的沿轴向L的尺寸设定为最小限度。具备所述吸入壳体1A的压缩机1通过向装置本体1B侧供给的流体F在周向C的均匀化，能够谋求提高性能和抑制振动。如上所述，通过能够把沿吸入壳体1A轴向L的尺寸设定为最小限度，则能够作为整体而谋求轴向L的小型化，由此而能够缩小旋转轴3的跨距长度，进一步谋求抑制振动。

特别是在位于从吸入嘴11把流体F导入的上部12a相反侧的下部12c，利用间隔部15把腔室12的内部在周向C进行划分，从上部12a向下部12c侧而在周向C一侧流通的流体F通过下部12c而进一步向周向C另一侧的流通被限制。因此，能够防止在上部12a被分流而分别向周向C两侧流通的流体F流通下部12c而妨碍相互的流动。且在下部12c侧把被分流的流体F分别向叶轮4的入口开口部4b引导，更加能够谋求向入口开口部4b导入的流体F在周向C的均匀化。本实施例中，由于腔室12的外周面12d在下部12c与间隔部15连续地朝向径向D内周侧弯曲形成，所以能够使流体F从下部12c的导入部13向引导部14的流入更圆滑地被引导。因此，能够更加谋求向入口开口部4b导入的流体F在周向C均匀化。

如上所述，利用第二间隔叶片18而能够把从吸入嘴11向腔室12内沿径向D导入的流体F沿周向C进行引导。因此，在导入部13能够更加促进流体F从上部12a侧向下部12c侧沿周向C的流通。在引导部14中设置有第一间隔叶片17，被配设成随着朝向外周端17b侧而各自朝向吸入嘴11，即使在下部12c侧，也能够把从上部12a侧沿周向C流通的流体F恰当地经过引导部14而引导到叶轮4的入口开口部4b。因此，在腔室12内能够更加促进流体F从上部12a侧向下部12c侧沿周向C的流通。本实施例通过第一间隔叶片17和第二间隔叶片18而能够更加谋求向叶轮4的入口开口部4b导入的流体F在周向C的均匀化。

本实施例的腔室12由在壳体本体2形成的空洞部2e和能够装卸地向空洞部2e的外周面2h嵌入的嵌入零件16所形成。因此，在组装压缩机1时，在嵌入零件16没被嵌入的状态下，利用壳体本体2的空洞部2e而能够容易组装装置本体1B侧的内部结构。另一方面，通过把嵌入零件16向壳体本体2的外周面嵌入，而能够容易形成径向宽度Wd在周向C逐渐变窄的腔室12。

图3表示本实施例的第一变形例。如图3所示，该变形例的吸入壳体20不具备有第二间隔叶片18。该吸入壳体20利用径向宽度Wd在周向C逐渐变窄的腔室12的形状，且利用第一间隔叶片17也能够更加谋求向叶轮4的入口开口部4b导入的流体F在周向C的均匀化，由此，能够把沿轴向L的尺寸设定为最小限度。

图4表示本实施例的第二变形例。如图4所示，在该变形例的吸入壳体21中第一间隔叶片17仅是沿吸入嘴11中心线L11的一片。在该吸入壳体21中，利用径向宽度Wd在周向C逐渐变窄的腔室12的形状，且利用第二间隔叶片18也能够更加谋求向叶轮4的入口开口部4b导入的流体F在周向C的均匀化，由此，能够把沿轴向L的尺寸设定为最小限度。

图5表示本实施例的第三变形例。如图5所示，该变形例的吸入壳体22是不具备有第一间隔叶片17、第二间隔叶片18和间隔部15的结构。腔室12的形状尽管也呈现径向宽度Wd随着从侧部12b朝向下部12c而在周向C逐渐变窄的形状，但在下部12c并不呈现朝向径向D内周侧的形状。在该吸入壳体22中，利用径向宽度Wd在周向C逐渐变窄的腔室12的形状，也能够更加谋求向叶轮4的入口开口部4b导入的流体F在周向C的均匀化，由此，能够把沿轴向L的尺寸设定为最小限度。

图6表示本实施例的第四变形例。如图6所示，在该变形例的吸入壳体23中，与本实施例的吸入壳体1A在腔室的导入部形状上有不同。即本变形例的腔室24的导入部25，其轴向L下游L2侧的内面随着从径向D外周侧朝向内周侧而向轴向L上游L1侧的内面接近地倾斜。因此，本变形例的导入部25中，轴向宽度W1随着从径向D外周侧朝向内周侧地逐渐变小。本变形例的吸入壳体23利用上述导入部25的形状，而能够使向腔室24的导入部25导入并向引导部14流入的流体F的流动增速，由此，能够使沿周向C的流动更加一样化。

以上，参照附图详述了本发明的实施例，但具体的结构并不限定于该实施例，不脱离本发明要旨范围的设计变更等也被包含。

在上述实施例和各变形例中，腔室的径向宽度从上部到侧部被设定成大致一定，而从侧部逐渐地变窄，但并不限定于此。例如也可以从上部开始径向宽度就逐渐变窄，也可以把径向宽度的一定范围延伸到侧部的下侧，仅在下部侧的范围使径向宽度变狭窄。

根据本发明的吸入壳体，能够一边谋求轴向小型化一边使流体作为在周向均匀的流体而向轴向导入。

根据本发明的流体机械，能够提高性能，能够谋求抑制振动，且作为整体能够谋求轴向小型化。

符号说明

1压缩机(流体机械)  1A、20、21、22、23吸入壳体  2壳体本体  2e空洞部  3旋转轴  4叶轮  4b入口开口部

12、24腔室  12a上部(连接部) 15间隔部

16嵌入零件  17第一间隔叶片  18第二间隔叶片

C周向  D径向  L轴向  F流体

Claims (6)

1.一种吸入壳体，具备：

壳体本体；

吸入嘴，其在所述壳体本体的径向外周侧突出而设，从所述径向的外周侧向内周侧导入流体；

腔室，其设于所述壳体本体的内部，具有包括有在外周侧与所述吸入嘴的内部连通的大致圈状的空间的空洞部，且把从所述吸入嘴导入的流体向在轴向开口的大致环状配设的入口开口部引导；

嵌入零件，其在所述空洞部向从所述腔室的两侧部到下部的范围嵌入，其中，

所述腔室具有：与所述吸入嘴连通的导入部、把所述导入部与所述入口开口部连通的引导部，

所述导入部的所述径向宽度从在所述导入部连接有所述吸入嘴的连接部构成的所述腔室的上部到在所述导入部内沿周向分别错开90°的位置的所述腔室的两侧部为一定，且在从所述腔室的两侧部到所述腔室的下部的范围内，沿所述嵌入零件的外周面逐渐变窄。

2.如权利要求1所述的吸入壳体，其中，

所述吸入壳体具备第一间隔叶片，其在所述腔室内在周向设置有多个，把从所述吸入嘴沿周向流入的所述流体分别向所述入口开口部引导，

各个所述第一间隔叶片在内周端侧沿径向朝向所述入口开口部地配设，而且随着朝向外周端侧，而配设为朝向所述吸入嘴。

3.如权利要求1所述的吸入壳体，其中，

所述吸入壳体具备第二间隔叶片，其被设置在所述腔室内，把从所述吸入嘴沿径向导入的所述流体沿周向引导。

4.如权利要求1所述的吸入壳体，其中，

所述吸入壳体具备间隔部，其在所述腔室的所述连接部和隔着中心轴的相反侧，把内部在周向划分。

5.如权利要求1所述的吸入壳体，其中，

所述嵌入零件能够装卸地嵌入在所述壳体本体的内周面。

6.一种流体机械，其中，具备：

权利要求1所述的吸入壳体、

能够围绕自身的轴旋转的旋转轴、和

叶轮，其是安装在所述旋转轴的大致圆盘状的部件，利用所述吸入壳体，把所述流体向大致环状配设在轴向一侧的入口开口部引导。