CN105531461A - 压缩机及增压器 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于在叶轮断裂时有效抑制叶轮碎片向压缩机、增压器的外部飞散，更可靠地维持将叶轮收纳到压缩机、增压器的内部的状态，压缩机(10)具备：用于压缩空气的叶轮(14)；用于收容叶轮(14)并引导空气的空气引导筒(16)；以及卷绕于空气引导筒(16)的周围的至少一根的线绳(18)。

Description

压缩机及增压器
技术领域
本发明涉及用于内燃机的压缩机及增压器。
背景技术
以往，作为用于压缩供给至内燃机的空气的增压器，使用一种包含如下压缩机的增压器，该压缩机包含：叶轮，该叶轮用于压缩空气；及空气引导筒，该空气引导筒用于收容叶轮并引导空气。
在专利文献1所记载的增压器中，在叶轮的一部分爆裂而向外侧飞散时，为了不使用于润滑径向滑动轴承的润滑油的压力罐破损而发生油泄漏，在压缩器的扩散室与压力罐之间设置有冲击吸收隔壁。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001-132465号公报
近年来，为了使得即使叶轮断裂，叶轮碎片也不飞散到压缩机、增压器的外部，对压缩机、增压器要求具有维持将叶轮收纳到增压器的内部的状态的性能(叶轮的收纳性)。
关于该点，在专利文献1中公开了如上所述在叶轮的一部分飞散时，在增压器的内部用于不使润滑油压力罐破损的结构，但没有公开为了不使叶轮碎片飞散到压缩机、增压器的外部而用于维持将叶轮收纳到压缩机、增压器的内部的状态的结构。
发明内容
本发明的几个实施方式的目的在于提供一种压缩机及增压器，能够在叶轮断裂时有效抑制叶轮碎片向压缩机、增压器的外部飞散，更可靠地维持将叶轮收纳到压缩机、增压器的内部的状态。
用于解决课题的手段
本发明的几个实施方式的压缩机，
(1)具备：
叶轮，该叶轮用于压缩空气；
空气引导筒，该空气引导筒用于收容所述叶轮并引导所述空气；以及
至少一根的线绳，该至少一根的线绳卷绕于所述空气引导筒的周围。
在压缩机中的叶轮断裂的情况下，有叶轮碎片向叶轮的半径方向外侧飞散，而冲破空气引导筒的可能性。
关于该点，在上述(1)所述的压缩机中，即使叶轮碎片飞散而冲破空气引导筒，叶轮碎片也与卷绕于空气引导筒周围的至少一根线绳碰撞。线绳由拧绞多根金属丝而形成，因此能够在叶轮碎片碰撞时通过线绳自身的变形而有效地吸收叶轮碎片的动能，而挡住叶轮碎片。因此，能够在叶轮断裂时有效抑制叶轮碎片向压缩机的外部飞散，更可靠地维持将叶轮收纳到压缩机的内部的状态(能够提高叶轮的收纳性)。
另外，上述(1)所述的压缩机的结构能够通过对已有的压缩机在收容叶轮的空气引导筒的周围卷绕至少一根线绳来实现。即，无须重新采购所有的结构，对已有的压缩机附加地设置至少一根线绳即可制造，从这样的生产容易性的观点上来看也有优势。
在几个实施方式中，在上述(1)所述的压缩机中，
(2)还具备：涡旋室框架，该涡旋室框架形成涡旋室，该涡旋室用于将通过所述空气引导筒的空气向外部引导，
所述至少一根的线绳的至少一部分设置于所述空气引导筒与所述涡旋室框架之间。
在以往的压缩机中，在空气引导筒与涡旋室框架之间存在死区，未充分利用该死区。对此，根据上述(2)所述的压缩机，通过将至少一根线绳的至少一部分设置到该死区，从而不使压缩机的空气引导筒厚壁化，就能够有效抑制叶轮碎片飞散到压缩机的外部。
在几个实施方式中，在上述(2)所述的压缩机中，
(3)所述至少一根的线绳的所述至少一部分在所述叶轮的轴向上位于所述叶轮的翼的存在范围内。
根据上述(3)所述的压缩机，在叶轮断裂时线绳位于叶轮碎片飞散的可能性较高的位置，因此能够通过线绳有效地挡住叶轮碎片。
在几个实施方式中，在上述(3)所述的压缩机中，
(4)在所述叶轮的轴向上的所述叶轮的翼的存在范围中的至少一部分的范围中，
所述至少一根的线绳在所述叶轮的半径方向上堆积的高度随着朝向所述空气在所述空气引导筒内流动的方向上的上流侧而变高。
叶轮的翼高度随着朝向空气在空气引导筒内流动的方向上的上流侧而变高。因此，基于与叶轮的翼高度对应的空气引导筒的损伤预测，通过调节线绳在叶轮的半径方向上堆积的高度(从空气引导筒的表面到叶轮的半径方向上的线绳的外端为止的距离，或者线绳向叶轮的半径方向卷绕数)，从而能够有效抑制叶轮碎片飞散到压缩机外部。
在几个实施方式中，在上述(1)～(4)中任一项所述的压缩机中，
(5)还具备：至少一个的铆接部件，该至少一个的铆接部件铆接所述至少一根的线绳的一端部与另一端部。
根据上述(5)所述的压缩机，能够以简单的结构将线绳设置到空气引导筒的周围。因此，即使在叶轮断裂的情况下，也能够由简单的结构来更可靠地维持将叶轮收纳到压缩机的内部的状态。
在几个实施方式中，在上述(1)～(5)中任一项所述的压缩机中，
(6)设置有多根所述线绳。
在卷绕于空气引导筒的周围的一根线绳被切断的情况下，该线绳的张力减少，通过该线绳而能够吸收的叶轮碎片的动能减少。
对此，根据上述(6)所述的压缩机，即使因叶轮碎片的碰撞而使一根线绳被切断，与被切断的线绳以外的线绳的张力得到维持。即，即使一根线绳被切断，也能够通过其他的线绳来有效地吸收叶轮碎片的动能。因此，在叶轮断裂时有效抑制叶轮碎片向压缩机的外部飞散，更可靠地维持将叶轮收纳到压缩机、增压器的内部的状态。
(7)本发明的几个实施方式的增压器具备上述(1)至(6)中任一项所述的压缩机。
在本发明的几个实施方式的增压器中，由于在压缩机的叶轮断裂时有效抑制叶轮碎片向压缩机的外部飞散，因此能够更可靠地维持将叶轮收纳到压缩机、增压器的内部的状态(能够提高叶轮的收纳性)。
发明效果
根据本发明的几个实施方式，能够在叶轮断裂时有效抑制叶轮碎片向压缩机、增压器的外部飞散，更可靠地维持将叶轮收纳到压缩机、增压器的内部的状态。
附图说明
图1是表示几个实施方式的内燃机系统的整体结构的概要图。
图2是表示几个实施方式的增压器的一部分的概要剖视图。
图3是表示几个实施方式的线绳的结构的图。
图4是表示几个实施方式的铆接部件的结构的图。
图5是表示几个实施方式的增压器的一部分的概要剖视图。
符号说明
2内燃机
4增压器
6涡轮
8发电机
10压缩器
12旋转轴
14叶轮
16空气引导筒
18，34～37线绳
19轮毂
20翼
22金属丝
24涡旋室
25涡旋室框架
28一端部
30另一端部
32铆接部件
100内燃机系统
P空气在空气引导筒内流动的方向
W叶轮的轴向上的叶轮的翼的存在范围
具体实施方式
以下，按照附图对本发明的实施方式进行说明。但是，该实施方式所记载的结构零件的尺寸、材质、形状及其相对的配置等若无特定的记载则不是将本发明的范围限定于此的主旨，只不过是说明例而已。
图1是表示几个实施方式的内燃机系统100的整体结构的概要图。图1所示的内燃机系统100具备：内燃机2、对向内燃机2的进气进行加压的增压器4及由增压器4所具有的涡轮6驱动的发电机8。
图1所示的增压器4具备：对向内燃机2的进气进行加压的离心式的压缩器(压缩机)10；经由旋转轴12与压缩器10连结且由内燃机2的排气驱动的涡轮6。
在图1所示的增压器4中，像这样，使用通过由内燃机2的排气所驱动的涡轮6来驱动压缩器10的排气涡轮式的增压器(所谓涡轮增压器)。在其他实施方式的增压器4中，也可以使用通过从内燃机2的输出轴经由带等传递的动力来驱动压缩器10的机械式的增压器(所谓机械增压器)。另外，作为内燃机2，例如能够适当选择柴油机、汽油发动机等。
接着，根据图2对增压器4的具体的结构例进行如下说明。
图2是表示几个实施方式的增压器4的一部分的概要剖视图。图2所示的压缩器10包含：用于压缩空气的叶轮14；用于收容叶轮14且引导空气的空气引导筒16；以及卷绕于空气引导筒16的周围的线绳18。叶轮14包含轮毂19与设置于轮毂周围的多个翼20。
在构成增压器4的一部分的压缩器10中，当叶轮14断裂时，有叶轮碎片(例如叶轮14的翼20的一部分)向叶轮14的半径方向外侧飞散，而冲破空气引导筒16的可能性。
关于该点，在构成图2所示的增压器4的一部分的压缩器10的空气引导筒16的周围卷绕有线绳18，因此即使叶轮碎片飞散而冲破空气引导筒16，叶轮碎片也与卷绕于空气引导筒16周围的线绳18碰撞。线绳18由拧绞多根金属丝22而形成(参照图3)，因此能够在叶轮碎片的碰撞时通过线绳18自身的变形而有效地吸收叶轮碎片的动能，从而挡住叶轮碎片。因此，在叶轮14断裂时能够有效抑制叶轮碎片向增压器4、压缩器10的外部飞散，能够更可靠地维持将叶轮14收纳在增压器4及压缩器10的内部的状态(能够提高叶轮14的收纳性)。
另外，线绳18的材料根据需要的强度来适当选择即可，例如使用不锈钢等即可。线绳18的粗细也根据需要的强度来适当选择即可，例如也可以使用直径1～24mm左右的线绳。但是，线绳18的材料及粗细不限于此。
在图2所例示的实施方式中，构成增压器4的一部分的压缩器10还具备涡旋室框架25，该涡旋室框架25形成用于将通过空气引导筒16的空气引导向外部的涡旋室24，线绳18的至少一部分设置于空气引导筒16与涡旋室框架25之间。
以往的增压器4中，在空气引导筒16与涡旋室框架25之间存在死区，未充分利用该死区。对此，通过将线绳18的至少一部分设置到该死区，从而能够不使增压器4的空气引导筒16厚壁化，就有效抑制叶轮碎片飞散到增压器4、压缩器10的外部。
在几个实施方式中，如图2所示，线绳18的至少一部分位于叶轮14的轴向(旋转轴12的轴線方向)上的叶轮14的翼20的存在范围W内。
这样一来，在叶轮14断裂时由于线绳18位于叶轮碎片飞散可能性较高的位置，因此能够通过线绳18有效地挡住叶轮碎片。
在几个实施方式中，如图2所示，在叶轮14的轴向上的叶轮14的翼20的存在范围W中的至少一部分的范围中，线绳18在叶轮14的半径方向上堆积的高度(从空气引导筒16的表面到叶轮14的半径方向上的线绳18的外端为止的距离)随着朝向空气在空气引导筒16内流动的方向上的上流侧而变高。
叶轮14的翼20的高度随着朝向空气在空气引导筒16内流动的方向上的上流侧而变高。由此，在叶轮14的轴向上的叶轮14的翼20的存在范围W中，随着朝向空气在空气引导筒16内流动的方向上的上流侧，叶轮14断裂时产生的叶轮碎片变大的可能性较高。
因此，通过将线绳18在叶轮14的半径方向上堆积的高度按如上所述设定成与风险对应的高度，从而能够不使用超过必须的线绳18，就更可靠地维持将叶轮14收纳到增压器4、压缩器10的内部的状态。
在几个实施方式中，如图4所示，增压器4包含铆接线绳18的一端部28与另一端部30的铆接部件32。由此，能够以简单的结构就将线绳18设置到空气引导筒16的周围。因此，即使在叶轮14断裂的情况下，能够由简单的结构来更可靠地维持将叶轮14收纳到增压器4、压缩器10的内部的状态。
然而，图2所示的增压器4中，在卷绕于空气引导筒16周围的线绳18被切断的情况下，线绳18的张力减少，通过线绳18而能够吸收的叶轮碎片的动能减少。
对此，在图5所例示的实施方式中，增压器4具有卷绕于空气引导筒16周围的多根线绳34～37。图5放大并表示构成增压器4的一部分的压缩器10中的空气引导筒16周边。多根线绳34～37的材料及直径能够采用与根据图2所说明的线绳18相同的材料及直径。
在图5所示的增压器4及压缩器10中，即使因叶轮碎片的碰撞而导致线绳34被切断，对于线绳35～37的张力而言基本没影响。因此，即使线绳34被切断，能够通过依次重叠于线绳34上的线绳35～37而有效吸收叶轮碎片的动能。因此，在叶轮14断裂时能够有效抑制叶轮碎片向增压器4及压缩器10的外部飞散，更可靠地维持将叶轮14收纳到增压器4及压缩器10的内部的状态。
在图5所例示的实施方式中，多根线绳34～37的至少一部分设置于空气引导筒16与涡旋室框架25之间。
通过将多根线绳34～37的至少一部分设置到空气引导筒16与涡旋室框架25之间的死区，从而能够不使构成增压器4的一部分的压缩器10的空气引导筒16厚壁化，就有效抑制叶轮碎片飞散到增压器4及压缩器10的外部。
在图5所示的增压器4中，多根线绳34～37的至少一部分位于叶轮14的轴向上的叶轮14的翼20的存在范围W内。
这样一来，在叶轮14断裂时，线绳34～37位于叶轮碎片飞散的可能性较高的位置，因此能够通过线绳34～37有效地挡住叶轮碎片。
在图5所示的构成增压器4的一部分的压缩器10中，在叶轮14的轴向上的叶轮14的翼20的存在范围W中的至少一部分的范围中，多根线绳34～37在叶轮14的半径方向上堆积的高度随着朝向空气在空气引导筒16内流动的方向P上的上流侧而变高。
叶轮14的翼20的高度随着朝向空气在空气引导筒16内流动的方向P上的上流侧而变高。因此，在叶轮14的轴向上的叶轮14的翼20的存在范围W中，随着朝向空气在空气引导筒16内流动的方向P上的上流侧，叶轮14断裂时产生的叶轮碎片变大的可能性较高。
因此，通过将多根线绳34～37在叶轮14的半径方向上的堆积高度按如上述设定成与风险对应的高度，从而能够不使用超过必须的线绳，就更可靠地维持将叶轮14收纳到增压器4及压缩器10的内部的状态。
多根线绳34～37通过铆接各自的一端部与多端部的铆接部件(与图4所示的铆接部件32相同)而铆接。通过这样设置铆接部件，从而能够以简单的结构将线绳34～37设置到空气引导筒16的周围。因此，即使在叶轮14断裂的情况下，也能够由简单的结构更可靠地维持将叶轮14收纳到增压器4及压缩器10的内部的状态。

Claims (7)

1.一种压缩机，其特征在于，具备：
叶轮，该叶轮用于压缩空气；
空气引导筒，该空气引导筒用于收容所述叶轮并引导所述空气；以及
至少一根的线绳，该至少一根的线绳卷绕于所述空气引导筒的周围。
2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，还具备：
涡旋室框架，该涡旋室框架形成涡旋室，该涡旋室用于将通过所述空气引导筒的空气向外部引导，
所述至少一根的线绳的至少一部分设置于所述空气引导筒与所述涡旋室框架之间。
3.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于，
所述至少一根的线绳的所述至少一部分在所述叶轮的轴向上位于所述叶轮的翼的存在范围内。
4.根据权利要求3所述的压缩机，其特征在于，
在所述叶轮的轴向上的所述叶轮的翼的存在范围中的至少一部分的范围中，
所述至少一根的线绳在所述叶轮的半径方向上堆积的高度随着朝向所述空气在所述空气引导筒内流动的方向上的上流侧而变高。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的压缩机，其特征在于，还具备：
至少一个的铆接部件，该至少一个的铆接部件铆接所述至少一根的线绳的一端部与另一端部。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的压缩机，其特征在于，
设置有多根所述线绳。
7.一种增压器，其特征在于，
具备权利要求1至6中任一项所述的压缩机。
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