CN103415707A - 离心压缩机的涡旋结构 - Google Patents

Abstract

一种离心压缩机的涡旋结构，其涡旋流路（13）的轴向截面形状由大致圆形形状形成，使向大致圆形形状连接的扩散器出口移动到比圆形形状的切线位置更靠圆形中心侧且未到达该圆形中心的位置，圆形形状由相对于扩散器出口（11a）位置向轴向大幅伸出的涡旋室（30）和在与该涡旋室（30）相反的方向形成大致圆形形状的其余部分的偏置室（32）构成，偏置室（32）至少在涡旋周向的卷曲结束部（19）的涡旋流路（13）形成。

Description

离心压缩机的涡旋结构

技术领域

本发明涉及一种用于车辆用、船舶用涡轮增压器等的离心压缩机的涡旋结构（螺旋室结构）。

背景技术

用于车辆用、船舶用的涡轮增压器的压缩部等的离心压缩机，经由叶轮的旋转向流体提供动能，并且，通过向径向外侧排出流体获得离心力引起的压力上升。

因为此类离心压缩机在宽运转范围要求高压力比和高效率化，因此对涡旋结构进行了各种研究。

作为现有技术，例如，在专利文献1（（日本）专利4492045号公报）中公开了一种具有设置了以螺旋状形成的涡旋流路的外壳的离心压缩机，该涡旋流路的轴向流路宽度形成为，从径向内侧向外侧渐渐扩大，在比径向的流路宽度的中间点更靠径向外侧的位置成为最大。

此外，专利文献2（（日本）特公表2010-529358号公报）涉及一种涡轮增压器用离心压缩机，其具有螺旋型的外壳和扩散器，扩散器的直径被扩张，使螺旋型外壳的转变区域或者舌部所在的区域中负区域减少。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：（日本）特许4492045号公报

专利文献2：（日本）特表2010-529358号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

虽然进行了前述专利文献1所公开的涡旋流路截面形状的改进和专利文献2所公开的扩散器部分的改进，但为了提高压缩器的效率，需要进一步的改进。

如图12、13所示，在压缩器的叶轮01的外周侧形成扩散器02，在其外周侧设有涡旋流路03，该涡旋流路03的截面形状一般形成圆形形状，涡旋流路03的卷曲开始和卷曲结束的流路连接部04在舌部05的部分被连接。此外，卷曲结束以后通过出口流路06排出。

图13重复表示从舌部05向顺时针方向在每个规定角度Δθ的θ1、θ2、……的涡旋截面形状。

在舌部05，流路连接部04如图13的斜线所示，成为圆形部09和扩散器02的出口部011连接的形状，该出口部011与该圆形部09相切。

而且，在舌部05的附近，扩散器出口流动A和涡旋流路内回旋流动B干涉，该干涉引起分流，产生造成流动损失的问题。参照图9（b）对该扩散器出口流动A和涡旋流路内回旋流动B的干涉进行说明。图9（b）表示图12中C-C线的剖视图，通过圆形截面形状的出口流路06和圆形截面形状的涡旋流路03交叉，在舌部05附近的交叉部形成棱线P。因此，扩散器出口流动A在舌部05的附近具有向上的速度成分，和涡旋流路内回旋流动B干涉。由于该干涉在舌部05附近产生流动的分流，成为流动损失的原因。

因此，本发明基于这些已知情况，在涡旋流路的舌部附近，进而在涡旋整周，重新检讨包括与扩散器出口的连接部的涡旋截面形状，旨在提供一种离心压缩机的涡旋结构，其能够在高流量运转时以及低流量运转时的宽范围的运转中提高损失减少效果。

解决技术问题的技术方案

为了解决上述技术问题，本发明涉及一种离心压缩机的涡旋结构，其具有设在叶轮外周侧的扩散器和与该扩散器的外周连接而形成涡旋状的涡旋流路，其特征在于，所述涡旋流路的轴向截面形状由大致圆形形状形成，使向该大致圆形形状连接的扩散器出口移动到比圆形形状的切线位置更靠圆形中心侧且未到达该圆形中心的位置，所述大致圆形形状由相对于扩散器出口位置向轴向大幅伸出的涡旋室和在与该涡旋室相反的方向形成所述大致圆形形状的其余部分的偏置室构成，所述偏置室至少被形成在涡旋周向的卷曲结束部分的涡旋流路。

根据涉及的发明，周向的卷曲结束部分的涡旋流路的截面形状中，涡旋流路的轴向截面形状由大致圆形形状形成，并且，使向该大致圆形形状连接的扩散器出口形成在比圆形形状的切线位置更向圆形中心侧移动的位置，所述大致圆形形状由相对于扩散器的出口位置向轴向大幅伸出的涡旋室和在与该涡旋室相反的方向形成所述大致圆形形状的其余部分的偏置室构成，如图9（a）所示，扩散器出口流动A具有沿着涡旋流路壁面朝向压缩器旋转轴方向下方（图9（a）中向下）的速度成分。

因此，如图9（a）所示，能够使扩散器出口流动A的方向与涡旋流路内回旋流动B的流动协调，防止扩散器出口流动A和涡旋流路内回旋流动B的干涉，抑制由该干涉引起的舌部附近分流的产生。

此外，在现有技术（图9（b）中），通过圆形截面形状和圆形截面形状错开交叉，交叉部以山形状隆起，形成棱线P的部分，但是在本发明中，如图9（a）所示，通过使扩散器出口的连接位置向比圆形形状的切线位置更靠圆形中心侧的位置移动，即使圆形形状和圆形形状错开交叉，在其交叉部分难以形成棱线，能够抑制在舌部附近棱线P的形成，缩短棱线部分的距离。其结果是，能够抑制在棱线部分产生的扩散器出口流动A和涡旋流路内回旋流动B的干涉，抑制由该干涉引起的分流的产生，减少流动损失。

如上所述，根据本发明，使扩散器出口流动A的方向与涡旋流路内回旋流动B的流动协调，抑制在舌部附近棱线的形成，缩短棱线距离，结合上述各点，能够防止扩散器出口流动A和涡旋流路内回旋流动B的干涉，抑制由该干涉引起的舌部附近分流的产生，减少流动损失。

此外，在本发明中，优选地，所述偏置室从自所述卷曲结束部分起在周向大致180度前的位置开始移动并且增大，使所述偏置室在大致360度的位置成为最大，随着周向角度的增大以线形或者抛物线状增大移动量。

这样，通过使移动量在周向大致180度的范围渐渐增大，使偏置室的周向形状平滑地变化，能够抑制对涡旋流路周向流动的损失。

此外，在本发明中，优选地，所述偏置室进一步形成在卷曲开始部分的涡旋流路。

在低流量运转的流动场中，从涡旋流路的舌部附近向出口流路压力上升，因此在舌部附近，从出口流路（涡旋流路的卷曲结束部分）的高压侧向低压侧（涡旋流路的卷曲开始部分）产生再循环流动（图11（a）的箭头Z，伴随着涡旋流路内回旋流动B回旋的同时向箭头Z方向流动）。

此外，在高流量运转时的流动场中，相反地，从涡旋流路的舌部附近向出口流路压力降低，因此在舌部附近，产生朝向出口流路的流动（图11（b）的箭头Y，伴随着涡旋流路内回旋流动B回旋的同时向箭头Y方向流动）。

因此，在高流量运转时，如前所述，因为扩散器出口流动A的方向与涡旋流路内回旋流动B的流动协调，以及，在舌部附近抑制棱线的形成，从而缩短棱线距离，能够防止伴随着涡旋流路内回旋流动B向箭头Y方向（图11（b））流动的该涡旋流路内回旋流动B和扩散器出口流动A的干涉，抑制由该干涉引起的舌部附近分流的产生，抑制流动损失。

此外，在本发明中，优选地，所述卷曲开始部分的涡旋流路的朝向卷曲结束部分的连接开口形状形成为，具有与扩散器出口的宽度相同的高度的扁平形状，在该扁平形状的一面设有所述偏置室，该偏置室的高度沿着周向变化。

如前所述在卷曲开始部分形成偏置室，在高流量运转时，能够发挥在从舌部附近朝向出口流路侧的流动产生的流动损失的减少效果，但除了该效果外，卷曲开始部分的涡旋流路的朝向卷曲结束部分的连接开口形状形成具有与扩散器出口的宽度相同的高度的扁平形状，与截面圆形形状的连接部相比，能够使流通面积变小，抑制低流量运转时产生的从出口流路（涡旋流路的卷曲结束部分）朝向舌部附近的再循环流动（图11（a）的箭头Z）的流入。

进一步地，如图10（b）所示，卷曲开始部分的开口部形成具有与扩散器出口的宽度相同的高度的扁平形状，因此防止出口流路（涡旋流路的卷曲结束部分）的涡旋流路内回旋流动B作为卷曲开始部分的涡旋流路内流入流动E流入，由此，能够减少如图10（a）所示的在卷曲开始部分的圆弧形状截面内的由分流引起的流动损失。

此外，在本发明中，优选地，所述偏置室被形成在遍及周向整体的涡旋流路。

这样，因为偏置室遍及整周形成，得到通过在所述卷曲开始部分、卷曲结束部分形成偏置室而获得的作用效果的同时，进一步地，与将偏置室形成在周向的一部分相比，制造变得容易，进一步地，与将偏置室形成在周向的一部分相比，能够抑制对涡旋流路的周向流动的损失。

发明的效果

根据本发明，涡旋流路的轴向截面形状由大致圆形形状形成，并且，使向该大致圆形形状连接的扩散器出口形成在比圆形形状的切线位置更向圆形中心侧移动的位置，所述大致圆形形状由相对于扩散器的出口位置向轴向大幅伸出的涡旋室和在与该涡旋室相反的方向形成所述大致圆形形状的其余部分的偏置室构成，如图9（a）所示，扩散器出口流动A具有沿着涡旋流路壁面朝向轴向下方的速度成分。

因此，如图9（a）所示，能够使扩散器出口流动A的方向与涡旋流路内回旋流动B的流动协调，防止扩散器出口流动A和涡旋流路内回旋流动B的干涉，抑制由该干涉引起的舌部附近分流的产生，提高损失减少效果。

此外，在现有技术（图9（b）中），通过圆形截面形状和圆形截面形状错开交叉，交叉部以山形状隆起，形成棱线P的部分，但是在本发明中，如图9（a）所示，通过使扩散器出口的连接位置向比圆形形状的切线位置更靠圆形中心侧的位置移动，即使圆形形状和圆形形状错开交叉，在其交叉部分难以形成棱线，能够抑制舌部附近形成棱线P，缩短棱线部分的距离。其结果是，能够抑制在棱线部分产生的扩散器出口流动A和涡旋流路内回旋流动B的干涉，抑制由该干涉引起的分流的产生，减少流动损失。

附图说明

[图1]图1是表示本发明涉及的离心压缩机的涡旋结构的轴向剖视概括图。

[图2]图2是表示本发明涉及的离心压缩机的涡旋结构的整体剖视图。

[图3]（a）是表示涡旋截面形状的第一实施方式的说明图，（b）是在压缩器外壳设置倾斜角α的示例，（c）是在轴承外壳侧设置倾斜角α的示例。

[图4]图4是表示涡旋截面形状的第二实施方式的说明图。

[图5]图5是表示涡旋截面形状的第三实施方式的说明图。

[图6]图6是表示涡旋截面形状的第四实施方式的说明图。（a）与第一实施方式对应，在卷曲结束部设置偏置室，（b）与第二实施方式对应，在卷曲结束部和卷曲开始部设置偏置室，（c）与第三实施方式对应，在周向整个范围设置偏置室。

[图7]图7是表示涡旋截面形状的第五实施方式的说明图。

[图8]图8是表示偏置室的移动量相对于周向角度的变化的说明图。

[图9]图9是涡旋流路的、卷曲开始部和卷曲结束部的交叉部的剖视图。（a）表示本发明，表示沿图2中D-D线的剖视图，（b）表示现有技术，表示沿图12中C-C线的剖视图。

[图10]图10是图2的D-D线剖视图，（a）表示第一～第三实施方式，（b）表示第四实施方式。

[图11]图11是舌部附近的流动场的说明图，（a）表示低流量时的舌部附近的流动，（b）表示高流量时的流动。

[图12]图12是现有技术的说明图。

[图13]图13是现有技术的说明图。

具体实施方式

下面，参照图示的实施方式对本发明进行详细说明。

但是，在该实施方式中记载的结构部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等在没有特别说明的情况下并不限制本发明的范围，仅仅是单纯的说明示例。

（第一实施方式）

图1是表示本发明的离心压缩机1的轴向截面的概括图。本实施方式是表示适用于涡轮增压器的离心压缩机1的例子，轮毂5被固定在未图示的涡轮机驱动旋转轴3，在轮毂5的表面立设多个压缩器翼7，压缩器外壳9覆盖该压缩器翼7的外侧。此外，在压缩器翼7的外周侧形成扩散器11，进一步地，在该扩散器11的周围形成并连接有涡旋流路13。

涡旋流路13的整体剖视图如图2所示。压缩器外壳9具有涡旋流路13和与该涡旋流路13连通的直线状出口流路15，涡旋流路13从其卷曲开始部17向图2所示的右旋方向随着角度θ变大，其流路截面积增加，卷曲角度θ大致超过360°=0°进一步往前到达卷曲结束部19。

此外，涡旋流路13中，涡旋流路13的旋转轴3的轴向截面形状由大致圆形形状形成。此外，在本实施方式中，卷曲角度θ如图2所示，设水平位置为θ=0°，设连结涡旋流路13的卷曲开始和卷曲结束交叉的流路连接部23的舌部25的位置和压缩器叶轮8的旋转轴中心X的线大致为θ=60°。

下面，对涡旋流路13的截面形状进行说明。

如图3（a）所示，在涡旋流路13中卷曲开始部17和卷曲结束部19交叉的流路连接部23的截面形状为，在卷曲开始部17，将向大致圆形形状连接的压缩器11的出口部11a连接在圆形形状的切线位置，其根据向圆形形状的切线状态而具有的连接关系为：卷曲角度θ大致连续至360°=0°。

之后，卷曲角度θ大致超过360°=0°，在舌部25的大致60°为止的卷曲结束部19的区域，涡旋流路13的截面形状，使扩散器11的出口部11a移动到比圆形形状的切线位置更靠向圆形中心侧且未到达该圆形中心的位置，大致圆形形状由涡旋室30和偏置室32构成，所述涡旋室30相对于扩散器11的出口部11a的位置在轴向（在图3中朝上方向）大幅伸出，所述偏置室32在与该涡旋室30相反的方向（在图3中朝下方向）形成所述大致圆形形状的其余部分。即，偏置室32形成圆形形状的底面部分。

此外，结合涡旋室30和偏置室32的涡旋流路截面形状作为整体是大致圆形形状，但也包括近似圆形的长圆形状、椭圆形状等。

该卷曲结束部19中涡旋流路13的截面形状，如图3的θ_n、θ_n-1的位置形状所例示，与压缩器11的出口部11a的底面11b相比向下方移动移动量δ。

此外，偏置室32的下表面不是圆弧面，也可以是从比扩散器11的底面11b的端部开始倾斜α角的倾斜面形成。

此外，在所述偏置室32的下表面设置的圆弧面或者倾斜面，不像如图3（b）所示设在压缩器外壳9，而像图3（c）所示设在轴承外壳50。

在此，在倾斜角特别大的情况下，有时扩散器出口流动不沿倾斜面流动，而是产生分流。考虑到这一点，倾斜角α的优选范围是3～25度左右。作为更优选的范围是3～15度，作为最优选的范围是3～8度。移动量δ的最优选范围也是倾斜角α被包含在上述范围的情况。只是，倾斜面没有必要是直线，在这种情况下，可以从扩散器出口的下表面开始连接偏置室下表面而形成的角度作为倾斜角α来考虑。

通过以上述的方式使偏置室32形成在位于比出口部11a的底面11b更靠下方的位置，如图10（a）所示，扩散器出口流动被转向成为沿着壁面朝向轴向下方的速度成分。因此，如图10（a）所示，扩散器出口流动A和涡旋流路内回旋流动B的方向一致，避免涡旋流路内回旋流动B和扩散器出口流动A的冲突从而抑制损失，并且，抑制舌部附近的分流产生。

此外，在使扩散器出口相对于涡旋流路13的圆形截面形状向圆形中心侧移动时，也考虑了使扩散器出口移动到圆形中心位置的形状，但在这种形状的情况下，扩散器出口流动A成为在涡旋流路13内在上下方向均等分开流动的状态，涡旋流路内回旋流动B的回旋方向不定，产生由这些流动的干涉引起的流动损失。

因此，如图9（a）所示，使扩散器11的出口部11a移动到比圆形形状的切线位置更靠圆形中心侧且未到达该圆形中心的位置。

因此，根据本实施方式，所述偏置室32形成在涡旋周向的卷曲结束部19的涡旋流路13，因此在作为卷曲结束部19和卷曲开始部17的连接部的舌部25附近，能够防止扩散器出口流动A和涡旋流路内回旋流动B的干涉，抑制由该干涉引起的舌部附近分流的产生，抑制流动损失的产生。

即，在周向的卷曲结束部分19的涡旋流路13的截面形状中，涡旋流路13的轴向截面形状由大致圆形形状形成，并且，使向该大致圆形形状连接的扩散器11出口部11a形成在比圆形形状的切线位置更靠向圆形中心侧移动的位置，所述大致圆形形状由相对于扩散器11的出口部11a位置向轴向大幅伸出的涡旋室30和在与该涡旋室30相反的方向形成所述大致圆形形状的其余部分的偏置室32构成，如图9（a）所示，扩散器出口流动A具有沿着涡旋流路壁面朝向轴向下方的速度成分。

因此，如图9（a）所示，能够使扩散器出口流动A的方向与涡旋流路内回旋流动B的流动协调，防止扩散器出口流动A和涡旋流路内回旋流动B的干涉，抑制由该干涉引起的舌部附近分流的产生。

此外，在现有技术（图9（b）中），通过圆形截面形状和圆形截面形状错开交叉，交叉部以山形状隆起，形成棱线P的部分，但是在本发明中，如图9（a）所示，通过使扩散器的出口部11a的连接位置向比圆形形状的切线位置更靠圆形中心侧且未到达该圆形中心的位置移动，即使圆形形状和圆形形状错开交叉，在其交叉部分难以形成棱线，能够抑制舌部附近形成棱线P，缩短棱线部分的距离。

其结果是，能够抑制在棱线部分产生的扩散器出口流动A和涡旋流路内回旋流动B的干涉，抑制由该干涉引起的分流的产生，减少流动损失。

如上所述，根据本实施方式，使扩散器出口流动A的方向与涡旋流路内回旋流动B的流动协调，在舌部25附近抑制棱线P的形成，缩短棱线距离，结合上述各点，能够防止扩散器出口流动A和涡旋流路内回旋流动B的干涉，抑制由该干涉引起的舌部附近分流的产生，减少流动损失。

此外，所述偏置室32从自所述卷曲结束部分19起在周向大致180度前的位置开始移动，增大使其在大致360度位置成为最大，随着周向角度的增大以线形或者抛物线状增大移动量δ。

具体地，如图8中L1的点线所示，从卷曲角度θ为大致180°的位置开始移动，在大致360°=0°的位置达到规定的移动量δ，之后在卷曲结束部19保持该规定的移动量δ。

这样，通过使移动量δ在周向大致180度的范围内渐渐增大，使偏置室32的周向形状平滑地变化，能够抑制对涡旋流路13的周向流动的损失。

（第二实施方式）

下面，参照图4，对第二实施方式进行说明。

第二实施方式，其特征在于，除第一实施方式的偏置室32之外，进一步使偏置室34形成在卷曲开始部17的涡旋流路13。

如图4所示，在卷曲角度为θ1、θ2、θ3的范围的卷曲开始部17中，形成与第一实施方式所述的偏置室32相同的偏置室34。此外，偏置室34的下表面可以不是圆弧面，也可以是从比扩散器11的底面11b的端部开始倾斜α角的倾斜面形成。

如图8中L2的实线所示，所述偏置室32以及偏置室34的移动量δ为：偏置室34在卷曲开始的卷曲角度θ=60°（舌部25的位置）的移动量为δ，之后减小而在θ=180°成为零，之后，偏置室32的移动量增加而在θ=360°成为规定的移动量δ，在卷曲结束部19保持其移动量δ。随着周向角度的增大，移动量δ以线形或者抛物线状增大或者减小。

移动量δ在上述记载中在θ=180°变成零，但这仅表示一个示例，θ随着设计条件改变。

低流量运转时的流动场，从涡旋流路13的舌部25附近向出口流路15压力上升，因此在舌部25附近，从出口流路15（卷曲结束部19）的高压侧向低压侧（卷曲开始部17）产生再循环流动（图11（a）的箭头Z）。伴随着涡旋流路内回旋流动B回旋的同时向箭头Z方向流动。

另一方面，在高流量运转时的流动场中，相反地，从涡旋流路13的舌部25附近向出口流路15压力降低，因此在舌部25附近，产生朝向出口流路15的流动（图11（a）的箭头Z）。伴随着涡旋流路内回旋流动B回旋的同时向箭头Y方向流动。

因此，通过在卷曲开始部17的涡旋流路形成偏置室34，在高流量运转时，与所述第一实施方式相同地，因为扩散器出口流动A的方向与涡旋流路内回旋流动B的流动协调，以及在舌部附近抑制棱线的形成，从而缩短棱线距离，能够防止伴随着涡旋流路内回旋流动B向箭头Y方向（图11（b））流动的该涡旋流路内回旋流动B和扩散器出口流动A的干涉，抑制由该干涉引起舌部附近分流的产生，减少流动损失。

如上所述，在前述的第一实施方式中偏置室32形成在涡旋周向的卷曲结束部19，但是仅在该卷曲结束部19设置偏置室32的结构难以防止高流量运转时从卷曲开始部17朝向出口流路15（卷曲结束部19）（箭头Y方向）的涡旋流路13（卷曲结束部19）内的涡旋流路内回旋流动B和扩散器出口流动A的干涉。但是，在第二实施方式中，通过在卷曲开始部17的涡旋流路13形成偏置室34，能够减少从舌部25的附近朝向出口流路15的流动产生的涡旋流路13内的损失，能够减少在高流量运转时从舌部25附近朝向出口流路15的流动产生的流动损失。

（第三实施方式）

下面，参照图5，对第三实施方式进行说明。

第三实施方式，其特征在于，在第一以及第二实施方式的基础上，使偏置室36遍及周向整体在涡旋流路13形成。

如图5所示，卷曲角度θ在θ₁～θ_n的周向的整个范围，形成偏置室36。此外，偏置室36的移动量δ如图8的点横线L3所示保持一定，但偏置室36的移动量δ不需要一定在周向整周保持一定，在卷曲结束部19、卷曲开始部17以及其他部分，可以将移动量δ各自设定为不同，进行最优选的设定。

此外，偏置室32的下表面可以不是圆弧面，而也可以是从在扩散器11的出口比11a的底面的端部开始倾斜α角的倾斜面形成。在这一点上与第一、第二实施方式相同。

此外，偏置室36遍及整周形成，因此能够在根据所述第一实施方式、第二实施方式的卷起开始部17、卷曲结束部19获得偏置室的作用效果，进一步地，与将偏置室在周向的一部分形成相比，制造变得容易，进一步地，与将偏置室在周向的一部分形成相比，能够抑制对涡旋流路13的周向流动的损失

此外，如图3（c）所示，在轴承外壳50形成倾斜面的情况下，能够在周向均匀地切削加工轴承外壳50，具有使制造变得特别容易的好处。

进一步地，能够吸收铸造制造时的型芯设置误差。

即，以铸造制作涡旋的情况下，在涡旋流路对应部设置型芯，但是型芯仅是放置在模具中，因此其姿态非常不稳定。因此，在铸造涡旋中，与扩散器低面的不一致导致流路的急剧扩大、段差。

因为型芯只在涡旋出口部被支承，因此这种倾向特别在离涡旋出口远的卷曲角度θ为180～270°的位置截面显著。但是，像本实施方式一样，遍及涡旋截面整周，涡旋低面位于比扩散器低面低移动量δ的位置，因此，假设在铸造时产生了型芯的偏差，该偏差量只要是在涡旋截面的移动量δ以下，则不会产生问题，对铸造时型芯的偏差能够进行稳定的铸造。

（第四实施方式）

下面，参照图6对第四实施方式进行说明。

该第四实施方式，其特征在于，卷曲开始部17向涡旋流路13的卷曲结束部19连接的开口部39的形状形成与扩散器11的出口部11a宽度具有相同的高度的扁平形状，在该扁平形状的一面设置偏置室，该偏置室的高度沿着周向变化。

下面，就三个例子进行说明，分别是：将偏置室设置在卷曲结束部的情况，设置在卷曲结束部和卷曲开始部双方的情况，设置在周向整体的情况。所述三个例子，分别对应前述第一～第三实施方式。

图6（a）所示的第一例中，开口部39，其涡旋流路13的截面形状形成具有与扩散器11的出口部11a的宽度W相同的高度的扁平形状，在一面（底面11b）设有偏置室38a。

与第一实施方式相同地，该偏置室38a被设置在卷曲结束部19的涡旋流路13。如图3的θ_n、θ_n+1位置的形状所示，截面形状比扩散器11的出口部11a的底面11b向下方移动了移动量δ。

此外，偏置室38a的下表面可以不是圆弧面，优选地，也可以是从比扩散器11的底面11b的端部开始倾斜α角的倾斜面形成。对于移动量δ、移动位置，与第一实施方式的说明相同。

在卷曲结束部19的涡旋流路13设置偏置室38a的效果与第一实施方式相同，能够使扩散器出口流动A的方向与涡旋流路内回旋流动B的流动协调，防止扩散器出口流动A和涡旋流路内回旋流动B的干涉，抑制由该干涉引起的舌部25附近分流的产生。

而且，除所述防止分流产生的效果以外，因为开口部39的形状形成具有与扩散器11的出口部11a的宽度相同的高度的扁平形状，因此与截面圆形形状的连接部相比，能够使流通面积变小，能够抑制在低流量运转时产生的从出口流路（涡旋流路13的卷曲结束部19）朝向舌部25附近的再循环流动（图11（a）的箭头Z）的流入。

此外，如图10（b）所示，因为卷曲开始部17的开口部39形成具有与扩散器11的出口部11a的宽度相同的高度的扁平形状，能够防止在出口流路15（涡旋流路的卷曲结束部19）中的涡旋流路内回旋流动B作为朝向卷曲开始部17的涡旋流路13内的流入流动E流入，由此，能够减少如图10（a）所示的在卷曲开始部分的圆弧形状截面内的分流引起的流动损失。

在图6（b）所示的第二例中，开口部39，其涡旋流路13的截面形状形成具有与扩散器11的出口部11a的宽度W相同高度的扁平形状，并且，除设在卷曲结束部17的偏置室38a之外，在卷曲开始部17也设有偏置室38b。通过上述结构，除图6（a）所示的第一例的作用效果之外，具有与前述的第二实施方式相同的作用效果。

在图6（c）所示的第三例中，开口部39，其涡旋流路13的截面形状形成具有与扩散器11的出口部11a的宽度W相同的高度的扁平形状，并且，在遍及周向整体设有偏置室38c。通过上述结构，除图6（a）所示的第一例的作用效果之外，具有与前述的第三实施方式相同的作用效果。

（第五实施方式）

下面，参照图7说明第五实施方式。

该第五实施方式是第四实施方式的变形例，卷曲开始部17向涡旋流路13的卷曲结束部19连接的开口部39的形状形成具有与扩散器11的出口部11a的宽度相同高度的扁平形状，在该扁平形状的一面设置偏置室40，该偏置室40的高度沿着周向变化，在这一点上与第四实施方式相同。

但是，其特征在于，对于在θ2、θ3的从扁平形状到圆形形状的变化，使具有与扩散器11的高度相同的高度的开口部39的一方的扁平面与扩散器11的高度方向的一方向一致，并且使与扩散器11的出口部11a相对的面形成圆弧形状，该圆弧形状的面渐渐变宽返回圆形形状。

具体的，变化如下所述：如图7所示在舌部25位置的卷曲角度θ₀=60°成为扁平连接部A的形状，在从该角度θ₀变化一定角度△θ的θ1，由在扁平形状的开口部39的一面形成偏置室40的形状形成，使圆弧形状的圆弧中心位于扩散器11的高度面的出口部11a的端部T，成为半径R1的圆弧形状，进一步地，在变化一定角度△θ的θ2，成为半径R2的圆弧形状，进一步地，在变化一定角度△θ的θ3，成为半径R3的圆弧形状。

通过上述结构，因为从扩散器11排出的流动，向涡旋外周侧的偏移前进的同时回旋流动前进，通过配合该流动，使圆弧形状依次扩大成为圆形形状，能够沿着从扩散器11排出的流动改变形状，因此没有无用的截面变化形状，能够更圆滑高效地返回圆形形状。

进一步地，在第五实施方式中，能够使涡旋流路13内的流动通过高效的截面形状变得顺畅，而且，由于对回旋流动没有多余的形状，所以能够使截面形状小型紧凑，有利于对压缩机整体的小型轻便化。

此外，像前述第四、第五实施方式那样，通过结合扁平形状的开口部39、偏置室38、40，在从低流量到高流量的宽运转区域减少流动损失，能够期待提高离心压缩机的性能。

产业上的利用可能性

根据本发明，在涡旋流路的舌部附近，进一步地，在涡旋整周，检讨了包括与扩散器出口的连接部的涡旋截面形状，能够在高流量运转时以及低流量运转时的宽范围运转中提高减少损失的效果，因此适用于离心压缩机的涡旋。

Claims (5)

1.一种离心压缩机的涡旋结构，其具有设在叶轮外周侧的扩散器，和与该扩散器的外周连接而形成涡旋状的涡旋流路，其特征在于，所述涡旋流路的轴向截面形状由大致圆形形状形成，使向大致圆形形状连接的扩散器出口移动到比圆形形状的切线位置更靠圆形中心侧且未到达该圆形中心的位置，所述大致圆形形状由相对于扩散器出口位置向轴向大幅伸出的涡旋室和在与该涡旋室相反的方向形成所述大致圆形形状的其余部分的偏置室构成，所述偏置室至少被形成在涡旋周向的卷曲结束部分的涡旋流路。

2.如权利要求1所述的离心压缩机的涡旋结构，其特征在于，所述偏置室从自所述卷曲结束部分起在周向大致180度前的位置开始移动并且增大，而使所述偏置室在大致360度位置成为最大，随着周向角度的增大以线形或者抛物线状增大移动量。

3.如权利要求1或者2所述的离心压缩机的涡旋结构，其特征在于，所述偏置室进一步形成在卷曲开始部分的涡旋流路。

4.如权利要求3所述的离心压缩机的涡旋结构，其特征在于，所述卷曲开始部分的涡旋流路的朝向卷曲结束部分的连接开口形状形成具有与扩散器出口的宽度相同的高度的扁平形状，在该扁平形状的一面设置所述偏置室，该偏置室的高度沿着周向变化。

5.如权利要求1所述的离心压缩机的涡旋结构，其特征在于，所述偏置室被形成在遍及周向整体的涡旋流路。

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