CN105874213B - 离心压缩机以及扩压器制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种离心压缩机以及扩压器制造方法。本发明的离心压缩机具备叶轮、形成涡流室的壳体、及扩压器(8)。扩压器(8)具有：扩散盘(21)，形成有与形成在壳体的轮毂侧面对置的护罩侧面(24)；及扩散叶片(22)，配置于扩散盘(21)与轮毂侧面之间。扩散盘(21)在护罩侧面(24)的外周缘形成有平滑弯曲的曲面形成部(26)。如此构成的离心压缩机通过以夹持于轮毂侧面与护罩侧面(24)之间的流路(25)的流路宽度朝向涡流室变宽的方式形成，能够使扩散叶片(22)朝向扩散盘(21)的外周缘延长，且能够将通过叶轮升压的流体适当地导入到涡流室。

Description

离心压缩机以及扩压器制造方法

技术领域

本发明涉及一种离心压缩机以及扩压器制造方法，尤其涉及一种对流体进行升压的离心压缩机以及具备于离心压缩机的扩压器，及制成扩压器时所利用的扩压器制造方法。

背景技术

已知有用于增压器等的离心压缩机。该离心压缩机在将通过叶轮升压的流体导入到涡流室的流路中具备扩压器。扩压器的扩散盘中设有扩散叶片(参考专利文献1～2。)。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开2011-58490号公报

专利文献2：日本专利申请第5167403号公报

发明的概要

发明要解决的技术课题

上述扩压器中，为了提高压缩机的性能，优选将通过叶轮升压的流体适当地导入到涡流室，并优选尽可能延长扩散叶片。然而，扩压器中若扩散叶片延长，则在结构上会干扰轮毂侧面，或无法确保出口流路中所需要的空气的流路宽度。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其课题在于提供一种将通过叶轮升压的流体导入到涡流室的离心压缩机。

本发明的另一个课题在于提供一种将扩散叶片牢固地焊接于扩散盘的扩压器制造方法。

用于解决技术课题的手段

本发明的第一方式所涉及的离心压缩机具备：叶轮，通过以旋转轴为中心旋转而对流体进行升压；壳体，形成以围绕所述叶轮的方式形成的涡流室；及扩压器，配置于所述叶轮与所述涡流室之间。所述扩压器具有扩散盘和扩散叶片，所述扩散盘中形成有与形成在所述壳体的轮毂侧面对置的护罩侧面，所述扩散叶片配置于所述扩散盘与所述轮毂侧面之间。此时，所述扩散盘中在所述护罩侧面的外周缘形成有平滑弯曲的曲面形成部，以使夹持于所述轮毂侧面与所述护罩侧面之间的流路的在所述旋转轴方向上的宽度(流路宽度)朝向所述涡流室变宽。

这种离心压缩机由于形成有曲面形成部，因此即使在轮毂侧面弯曲的情况下，流体的流路的旋转轴方向上的宽度也会朝向涡流室变宽，从而能够确保流路宽度。这种离心压缩机由于能够确保流路宽度，因此能够延长扩散叶片的叶弦，且能够将通过叶轮升压的流体适当地导入到涡流室。

所述第一方式所涉及的离心压缩机的所述扩压器以所述扩散叶片的底部沿所述扩散盘的护罩侧面的平面区域的方式形成。

这种扩压器通过在扩散盘的护罩侧面的外周缘形成有曲面形成部，能够确保流路宽度，因此能够延长扩散叶片的叶弦。这种离心压缩机通过延长扩散叶片的叶弦，能够将通过叶轮升压的流体适当地导入到涡流室。

所述第一方式所涉及的离心压缩机的所述扩压器在所述曲面形成部与所述扩散叶片之间还具有焊接部。

这种扩压器通过焊接来接合扩散盘与扩散叶片而制成。能够将形成于曲面形成部与扩散叶片之间的间隙用作坡口，还能够省略在扩散盘与扩散叶片之间进行切削加工而形成坡口的以往的工序，从而提高工作效率。

所述第一方式所涉及的离心压缩机的所述扩散叶片在与所述轮毂侧面对置的一面的后缘上形成有叶片后缘R部，所述叶片后缘R部的形状为沿所述轮毂侧面的径向外侧的曲面的形状。

这种扩压器能够适当地延长至平滑地连结于轮毂侧面中的涡流室的壁面的区域，即，直至所述轮毂侧面的半径方向外侧的曲面。因此，能够提高离心压缩机的性能，且能够实现涡流室的紧凑化。

本发明的第二方式所涉及的增压器具备所述第一方式所涉及的离心压缩机、及使所述叶轮旋转的轴流涡轮。这种增压器中，由于离心压缩机将通过叶轮升压的流体适当地导入到涡流室，因此能够提高增压器的性能。

本发明的第三方式所涉及的扩压器制造方法，其为通过圆板以及多个叶片来制造扩压器的扩压器制造方法，所述扩压器制造方法具备在圆板的护罩侧面的外周缘形成平滑弯曲的曲面形成部的工序，及通过焊接将叶片接合于所述护罩侧面的工序。

通过这种扩压器制造方法制成的扩压器由于在扩散盘的外周缘形成有曲面形成部，因此能够将通过叶轮升压的流体适当地导入到涡流室。这种增压器中还形成有曲面形成部，因此即使在轮毂侧面弯曲的情况下，也能够以流路的旋转轴方向上的宽度朝向涡流室变宽的方式，适当地形成将通过叶轮升压的流体导入到涡流室的流路。

所述第三方式所涉及的扩压器制造方法还具备将形成于所述曲面形成部与所述叶片之间的间隙作为坡口而进行焊接的工序。

这种扩压器制造方法能够确保圆板与叶片的焊接强度并能够适当地进行焊接，且能够适当并轻松地制成扩压器。

发明效果

本发明的离心压缩机通过在扩散盘的外周缘设置曲面形成部，能够确保流体的流路的流路宽度。本发明的离心压缩机通过能够确保流体的流路的流路宽度，并且，通过在扩散叶片的后缘设置叶片后缘R部，能够延长扩散叶片的叶弦，且能够将通过叶轮升压的流体适当地导入到涡流室来提高增压器的效率。

本发明的扩压器制造方法通过将在曲面形成部与扩散叶片之间的间隙作为坡口而使用，能够轻松地将扩散叶片焊接于扩散盘。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式所涉及的增压器的剖视图。

图2是表示本发明的一实施方式所涉及的壳体以及扩压器的放大剖视图。

图3是表示本发明的一实施方式所涉及的扩压器的俯视图。

图4是表示本发明的一实施方式所涉及的扩压器的立体剖视图。

图5是表示本发明的一实施方式所涉及的扩压器的放大剖视图。

具体实施方式

以下，参考附图对发明的一实施方式所涉及的增压器10进行说明。增压器10具备离心压缩机1、转轴2及轴流涡轮3。

离心压缩机1为相对于未图示的内燃机，将装置外部的空气进行压缩而生成燃烧用空气，并将生成的燃烧用空气送入到内燃机的装置，其主要具备壳体6、叶轮7及扩压器8。

壳体6主要在内侧壳体、外侧壳体及轴承台12之间形成有流路，以使从轴向吸入装置外部的空气，并将压缩的空气(燃烧用空气)送入到未图示的内燃机。流路上形成有涡流室11，所述涡流室11为引导有向离心压缩机1的径向排出的燃烧用空气的环形形状流路。涡流室11连接于未图示的燃烧用空气供给流路(设置于增压器10与未图示的内燃机之间的供给流路)。

如图2所示，轴承台12沿增压器10的径向形成有轮毂侧面14，轮毂侧面14中的半径方向外侧的部分形成为曲面状，以使轮毂侧面14平滑地连结于形成涡流室11的外侧壳体的内面。

如图1所示，叶轮7配置于壳体6的内部，并以旋转轴5为中心能够旋转地固定于转轴2的一端。通过以旋转轴5为中心叶轮7与转轴2一同旋转，能够对从外部供给到离心压缩机1的流体进行升压。本实施方式的增压器10如下构成，固定于转轴2的另一端的轴流涡轮3通过从外部所供给的排气的动能使转轴2旋转，从而以旋转轴5为中心叶轮7与转轴2一同旋转。

涡流室11形成于壳体6的内部。涡流室11形成为大致环形形状，并以围绕叶轮7的方式而形成。涡流室11还连接于未图示的燃烧用空气供给流路。扩压器8配置于壳体6内部中的叶轮7与涡流室11之间，并固定于壳体6。

如图3所示，扩散盘21形成为圆板状，且中央形成有孔23。如图2所示，扩散盘21沿护罩侧面24配置，并以在孔23的内侧配置有叶轮7的方式固定于壳体6。扩散叶片22形成为叶片状。扩散叶片22以配置于扩散盘21与轮毂侧面14之间的方式，固定于扩散盘21。扩散叶片对通过叶轮7压缩的燃烧用空气进行整流。

如图4所示，扩压器8形成有将通过叶轮7压缩的燃烧用空气导入到涡流室11的流路25。流路25通过轴承台12的轮毂侧面14、扩散盘21的护罩侧面24及扩散叶片22的表面而形成。

扩散盘21中，护罩侧面24上的增压器10的径向外侧的外周缘以规定宽度形成有曲面形成部26。扩散盘21的外周缘的曲面形成部26以平滑地连接护罩侧面24的平坦表面区域与扩散盘21的端部的方式而形成。即，以夹持于轮毂侧面14与护罩侧面24之间的流路的旋转轴方向上的宽度(流路宽度)朝向涡流室11且变宽的方式而形成。

如图5所示，扩散叶片22的底部以沿扩散盘21的护罩侧面24的平面区域的方式而形成。扩散叶片22的底部与扩散盘21的曲面形成部26通过焊接而接合，而且，焊接部28以填补在扩散盘21的曲面形成部26与扩散叶片22的后缘(增压器10的径向外侧的部分)的根部之间的间隙的方式而形成。扩散叶片22在相对于轮毂侧面14的表面的远离旋转轴5的一侧的后缘形成有叶片后缘R部29。叶片后缘R部29是轮毂侧面14的增压器10的径向外侧的部分，其以沿形成为曲面状的区域的方式形成。

以下，对本实施方式的增压器10的扩压器8的制造方法进行说明。首先，制造扩压器时准备圆板和多个叶片。圆板中形成有中央孔，且通过一面的径向外侧以规定宽度被切削加工，从而形成曲面部。叶片形成为叶片状，以在圆板的外周缘形成曲面部之后叶片的底部沿形成有圆板的曲面部的一面中的平面区域的方式配置。叶片配置于圆板的规定位置之后，通过焊接接合于圆板。此时，为了确保叶片的焊接强度，作为坡口使用形成在圆板的外周缘的曲面部与叶片后缘部分之间的间隙，并焊接于圆板。叶片焊接于圆板之后，通过后缘被切削加工成曲面形状而形成曲面部。

通过圆板与叶片如此接合，形成扩压器8。即，圆板形成扩散盘21，叶片形成扩散叶片22，焊接圆板与叶片时所利用的溶融金属形成焊接部28。而且，形成于圆板的径向外侧的曲面部形成曲面形成部26。另外，形成于叶片后缘的曲面部形成叶片后缘R部29。

这种扩压器制造方法通过将形成于圆板的曲面部与叶片之间的间隙作为坡口而焊接，能够充分牢固地焊接圆板与叶片，从而能够适当地制成扩压器8。以往，在圆板的外周缘未形成有曲面部的情况下，需要通过切削加工在圆板的外周缘与叶片之间的接合部位形成坡口。这种扩压器制造方法通过作为坡口沿用形成于曲面形成部26的曲面部与叶片之间的间隙，从而不需要进行形成坡口的切削加工，由此能够提高制成扩压器8的工作效率。

具备离心压缩机1的增压器10与未图示的内燃机同时被利用。离心压缩机1中，通过转轴2以旋转轴5为中心旋转，叶轮7进行旋转，并对供给到离心压缩机1的空气进行升压。扩压器8经由流路25将通过叶轮7升压的燃烧用空气导入到涡流室11。此时，通过在扩散盘21的外周缘形成曲面形成部26，流路25的流路宽度以随着朝向涡流室11而变宽的方式形成。通过流路25的流路宽度随着朝向涡流室11而变宽，并且，通过扩散叶片22延伸至扩散盘21的外周缘，从而通过叶轮7升压的压缩空气经由流路25能够适当地导入到涡流室11。

连接于涡流室11的燃烧用空气供给流路将通过叶轮7升压的燃烧用空气从涡流室11供给到未图示的内燃机。内燃机通过利用由离心压缩机1生成的燃烧用空气来燃烧燃料，生成旋转动力，并将该旋转动力供给到外部设备。内燃机通过燃烧燃料，还生成排气，并将该排气供给到轴流涡轮3。轴流涡轮3利用由内燃机排出的排气来生成旋转动力，且以旋转轴5为中心使转轴2进行旋转。

本发明的离心压缩机1中，即使延长扩散叶片22也能够确保适当地流路宽度，并能够将通过叶轮7升压的燃烧用空气适当地导入到涡流室11，从而能够提高性能。离心压缩机1通过提高性能而能够实现涡流室11的紧凑化。而且，具备离心压缩机1的增压器10通过离心压缩机1将由叶轮7升压的压缩空气适当地导入到涡流室11，能够提高增压器性能。

另外，扩压器8在能够充分地将通过叶轮7升压的燃烧用空气适当地导入到涡流室11时，能够以扩散叶片22不焊接于扩散盘21的曲面形成部26的方式形成。

另外，扩压器8也能够以不对圆板与多个叶片进行焊接的方式而制成。作为该制成方法，例如有通过对钢锭进行切削加工而形成扩压器8的制成方法。如此制成的扩压器也与上述扩压器8同样地，通过在扩散盘的外周缘形成曲面形成部，能够将通过叶轮7升压的流体适当地导入到涡流室11。

符号说明

1-离心压缩机，2-转轴，3-轴流涡轮，5-旋转轴，6-壳体，7-叶轮，8-扩压器，10-增压器，11-涡流室，12-轴承台，14-轮毂侧面，21-扩散盘，22-扩散叶片，23-孔，24-护罩侧面，25-流路，26-曲面形成部，28-焊接部，29-叶片后缘R部。

Claims (6)

1.一种离心压缩机，具备：

外壳，以围绕叶轮的方式形成；

涡流室，形成于所述外壳；及

扩压器，配置于所述叶轮与所述涡流室之间，

所述扩压器具备：

扩散盘，形成于所述外壳，并且形成有与轮毂侧面对置的护罩侧面；及

扩散叶片，配置于所述护罩侧面与所述轮毂侧面之间，

所述扩散盘在所述护罩侧面的径向外侧形成有曲面形成部，以使夹持于所述轮毂侧面与所述护罩侧面之间的流路朝向所述涡流室变宽，

在与所述轮毂侧面对置的所述扩散叶片的一面中的径向外侧的后缘上形成有叶片后缘R部，所述叶片后缘R部形成为沿所述轮毂侧面的径向外侧的曲面。

2.根据权利要求1所述的离心压缩机，其中，

所述扩压器以所述扩散叶片的底部沿所述护罩侧面的平面的方式形成。

3.根据权利要求2所述的离心压缩机，其中，

所述扩压器在所述曲面形成部与所述扩散叶片之间还具有焊接部。

4.一种增压器，其具备：

权利要求1至3中任一项所述的离心压缩机、以及

使所述叶轮旋转的轴流涡轮。

5.一种扩压器制造方法，通过圆板以及多个叶片来制造扩压器，该扩压器制造方法具备：

在圆板的护罩侧面的外周缘形成曲面形成部的工序；

在与轮毂侧面对置的所述叶片的一面中的径向外侧的后缘上形成有叶片后缘R部的工序，所述叶片后缘R部形成为沿所述轮毂侧面的径向外侧的曲面；及

通过焊接将叶片接合于所述护罩侧面的工序。

6.根据权利要求5所述的扩压器制造方法，

所述扩压器制造方法还具备将形成于所述曲面形成部与所述叶片之间的间隙作为坡口而进行焊接的工序。