CN106574631A - 压缩机壳、离心压缩机及增压器、以及压缩机壳的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种压缩机壳、离心压缩机及增压器、以及压缩机壳的制造方法。本发明的压缩机壳覆盖叶轮，所述叶轮通过绕轴线旋转而将从该轴线方向吸入的流体排出至径向外侧，所述压缩机壳具备：壳主体，其具有圆筒部，所述圆筒部形成有沿轴线的圆筒内周面以及配置于该圆筒内周面的轴线方向下游侧且其直径随着朝向该下游侧而扩大的护罩面；及套筒，其具有：外筒，具有固定于圆筒内周面的外周面；内筒，配置于该外筒的径向内侧，且在与外筒之间划定吸入至叶轮的一部分流体所循环的再循环流路；及支柱，以连接外筒和内周的方式在周向上隔开间隔配置有多个，并将再循环流路划分成多个。

Description

压缩机壳、离心压缩机及增压器、以及压缩机壳的制造方法

技术领域

本发明涉及一种压缩机壳、离心压缩机及增压器、以及压缩机壳的制造方法。

背景技术

在致力于地球环境保护的过程中，例如汽车的引擎等内燃机中的与排气、燃料消耗率相关的限制日趋强化。增压器通过将压缩空气送进引擎而能够比自然吸气减少排气量，因此增压器是对提高燃料消耗率和减少CO₂非常有效的设备。

增压器中，涡轮通过引擎的排气旋转驱动，由此使同轴上的离心压缩机的叶轮旋转。随着叶轮的旋转而被压缩的空气通过在扩散器中减速而升压，经涡旋流路供给至引擎。另外，作为增压器的驱动方法，不仅已知有通过排气驱动的方式，还已知有例如基于电动机的驱动及基于通过变速器的原动机的驱动等各种方式。

这种增压器中使用的离心压缩机中，若流量减少，则发生系统整体的脉动即喘振。为了扩大离心压缩机的工作范围，需要减小发生喘振的极限流量。

对此，专利文献1中公开有通过形成使吸入到该叶轮的空气的一部分循环的再循环流路来扩大工作范围的技术。该再循环流路形成于覆盖叶轮的压缩机壳。该再循环流路是通过将具有在周向上隔开间隔配置的翅片的内筒部件从轴向外嵌于压缩机壳的主体而形成。此时，翅片的外周侧的端部从内侧与压缩机壳抵接，由此再循环流路在周向上被划分成多个。被吸入叶轮的一部分空气以旋流的形式而被引入到再循环流路内并通过上述翅片进行整流。

专利文献1：日本特开2013-224584号公报

然而，专利文献1的技术中，有可能因压缩机壳的热膨胀或振动等而在压缩机壳的主体与翅片之间产生间隙。若产生间隙，则因在再循环流路的各划分区流通的空气经由该间隙侵入其他划分区而产生意料之外的流动。在该情况下，无法对引入到再循环流路内的旋流适当地进行整流，难以发挥最初想要得到的离心压缩机的性能。

发明内容

本发明是鉴于这种课题而完成的，其目的在于提供一种能够抑制性能下降的压缩机壳、离心压缩机及增压器、以及压缩机壳的制造方法。

本发明为了解决上述课题而采用以下方式。

即，本发明的第一方式所涉及的压缩机壳，其覆盖叶轮，所述叶轮通过绕轴线旋转而将从该轴线方向吸入的流体排出至径向外侧，所述压缩机壳具备：壳主体，其具有圆筒部，所述圆筒部形成有沿所述轴线的圆筒内周面以及配置于该圆筒内周面的所述轴线方向下游侧且其直径随着朝向该下游侧而扩大的护罩面；及套筒，其具有：外筒，具有固定于所述圆筒内周面的外周面；内筒，配置于该外筒的径向内侧，且在与所述外筒之间划定吸入至所述叶轮的一部分流体所循环的再循环流路；及支柱，以连接所述外筒和所述内筒的方式在周向上隔开间隔配置有多个，且将所述再循环流路划分成多个。

根据这种结构，由于套筒具有外筒、内筒及支柱，且外筒固定于壳主体的圆筒内周面，因此能够防止或减轻在再循环流路的多个划分区之间产生间隙。因此，能够避免在这些再循环流路的划分区彼此之间流体漏出，能够抑制在壳主体与套筒之间产生意料之外的流动。

上述压缩机壳中，优选所述外筒的外周面与所述圆筒内周面嵌合。

由此，可以不需要用于将套筒固定于壳主体的部件，能够减少组件成本及装配工序数。

上述压缩机壳中，优选所述再循环流路在沿所述轴线的方向上延伸，并且该再循环流路的所述轴线方向的整个区域由所述套筒的外筒和内筒划定。

由此，可形成能够在轴线方向的宽范围内避免再循环流路的划分区彼此之间的流体漏出的整流效果更高的支柱。

另外，通过在再循环流路的整个区域形成套筒，能够实现刚性高的套筒，并且能够避免由在离心压缩机的内部流动的流体或叶轮的旋转引起的套筒的共振。

上述压缩机壳中，优选所述圆筒部具有阶梯部，所述阶梯部从所述圆筒内周面的所述轴线方向下游侧的端部朝向径向内侧延伸并与所述护罩面的所述轴线方向上游侧的端部连接，通过该阶梯部和所述内筒的下游侧的端部划定使所述再循环流路与径向内侧连通的狭缝。

由此，无需在套筒上另外形成用于使再循环流路与径向内侧连通的狭缝，因此能够轻松地将套筒成型。

上述压缩机壳中，优选所述外筒的所述下游侧的端部与所述阶梯部抵接。

由此，能够轻松地进行壳主体与套筒的定位，因此能够可靠地形成上述狭缝。

上述压缩机壳中，优选所述外筒的外周面具有上游侧区域及与该上游侧区域的所述下游侧连续的下游侧区域，所述上游侧区域与所述圆筒内周面的嵌合程度大于所述下游侧区域与所述圆筒内周面的嵌合程度。

另外，上述压缩机壳中，优选所述上游侧区域的外径大于所述下游侧区域的外径，从而所述上游侧区域与所述圆筒内周面的嵌合程度大于所述下游侧区域与所述圆筒内周面的嵌合程度。

并且，上述压缩机壳中，也可以是所述圆筒内周面中与所述上游侧区域对应的区域的内径小于该圆筒内周面中与所述下游侧区域对应的区域的内径，从而所述上游侧区域与所述圆筒内周面的嵌合程度大于所述下游侧区域与所述圆筒内周面的嵌合程度。

具备该压缩机壳的离心压缩机中，一般是轴线方向下游侧成为高温。通过加大很难受到高温影响的套筒的上游侧区域的嵌合程度，能够使压缩机壳与套筒牢固地成为一体。并且，通过减小容易受到高温影响的套筒的下游侧区域的嵌合程度，能够抑制热应力的产生并提高耐久性。

上述压缩机壳中，优选所述壳主体在所述圆筒部的外周侧还具有涡旋部，所述涡旋部形成在周向上延伸且引入从所述叶轮排出的流体的所述涡旋流路，所述上游侧区域与所述下游侧区域的边界位于与所述涡旋流路的所述轴线方向上游侧的端部相同的轴线方向位置或比所述涡旋流路的所述轴线方向上游侧的端部的轴线方向位置更靠轴线方向上游侧。

具备该压缩机壳的离心压缩机中，尤其涡旋流路成为高温。因此，通过如上述那样配置上游侧区域与下游侧区域的边界，能够使压缩机壳与套筒的一体化变得牢固，并且提高耐久性。

上述压缩机壳中，优选还具备介于所述圆筒内周面与所述外筒的外周面之间的O型圈。

由于是由套筒的外筒和壳主体形成的间隙及嵌合部形成为圆形的结构，因此能够在该间隙及嵌合部配置O型圈，其结果，能够避免在壳主体与套筒之间产生意料之外的流动。

本发明的第二方式所涉及的离心压缩机，其具备：上述压缩机壳；及被该压缩机壳覆盖的所述叶轮。

本发明的第三方式所涉及的增压器，其具备：上述离心压缩机；及使该离心压缩机的所述叶轮绕所述轴线旋转的驱动部。

本发明的第四方式所涉及的压缩机壳的制造方法为如下压缩机壳的制造方法，所述压缩机壳覆盖叶轮，所述叶轮通过绕轴线旋转而将从该轴线方向吸入的流体排出至径向外侧，所述制造方法包括如下工序：壳主体成型工序，所述壳主体具有圆筒部，所述圆筒部形成有沿所述轴线的圆筒内周面以及配置于该圆筒内周面的所述轴线方向下游侧且其直径随着朝向该下游侧而扩大的护罩面；套筒成型工序，所述套筒具有：外筒，具有固定于所述圆筒内周面的外周面；内筒，配置于该外筒的径向内侧且在与所述外筒之间划定再循环流路；及支柱，以连接所述外筒和所述内筒的方式在周向上隔开间隔配置有多个，且将所述再循环流路划分成多个；及所述套筒插入工序，以所述外筒的外周面固定于所述圆筒内周面的方式，从所述圆筒部的所述轴线方向上游侧插入所述套筒。

上述压缩机壳的制造方法中，优选所述外筒的外周面能够与所述圆筒内周面嵌合，所述套筒插入工序为以所述外筒的外周面与所述圆筒内周面嵌合的方式插入所述套筒的工序。

由此，能够轻松地制造在再循环流路的划分区彼此之间无流体漏出的压缩机壳。

上述压缩机壳的制造方法中，优选套筒成型工序为将所述套筒通过注射成型或失蜡铸造一体形成套筒的工序。

由于套筒与壳主体设为分体，能够通过注射成型、失蜡铸造一体形成该套筒。由此，能够更复杂且精密地形成套筒的形状，因此能够轻松地制造期望的性能的压缩机壳。

根据本发明的压缩机壳、离心压缩机及增压器、以及压缩机壳的制造方法，能够避免在再循环流路的划分区彼此之间流体漏出，因此能够抑制性能下降。

附图说明

图1是本发明的实施方式所涉及的增压器的纵剖视图。

图2是本发明的实施方式所涉及的压缩机壳的纵剖视图。

图3是从轴线方向上游侧观察本发明的实施方式所涉及的压缩机壳的图。

图4是表示将本发明的实施方式所涉及的压缩机壳分解为壳主体51和套筒的状态的纵剖视图。

图5是图2的局部放大图。

图6是表示压缩机壳的制造方法的步骤的流程图。

图7是表示本发明的实施方式的第一变形例的增压器的纵剖视图。

图8是表示本发明的实施方式的第二变形例的增压器的纵剖视图。

标记说明

1：增压器

10：增压器主体

15：转子

16：转子主体

17：第一推力环

17a：凸缘

18：第二推力环

18a：凸缘

19：轴承壳体

19a：环状端面

19b：连结外周部

20：轴颈轴承

25：推力轴承

30：径流式涡轮

40：离心压缩机

41：叶轮

41a：轮毂部

41b：叶片

50：压缩机壳

51：壳主体

60：圆筒部

61：圆筒内周面

61a：嵌合区域

61b：非嵌合区域

62：阶梯部

62a：抵接面

62b：阶梯部圆筒面

62c：弯曲面

62d：狭缝形成面

63：护罩面

64：扩散形成面

65：外周面

66：螺栓插穿孔

67：圆筒部入口端面

68：涡旋部

68a：涡旋形成面

68b：出口部

69：连结部

69a：连结内周部

70：套筒

80：外筒

81：外周面

81a：上游侧区域

81b：下游侧区域

81c：第一凹槽

81d：第二凹槽

82：防脱落用螺栓

83：O型圈

84：内周面

85：外筒下游侧端面

86：外筒上游侧端面

90：内筒

91：外周面

92：内周面

93：内筒下游侧端面

94：内筒上游侧端面

95：支柱

100：增压器

101：电动机

101a：输出轴

200：增压器

201：原动机

201a：输出轴

202：变速器

202a：输入轴

202b：输出轴

203：传送带

F1：上游侧吸气流路

F2：下游侧吸气流路

F3：扩径流路

F4：扩散流路

F5：涡旋流路

F10：再循环流路

F11：狭缝

S1：壳主体成型工序

S2：套筒成型工序

S3：插入工序。

具体实施方式

以下，参考图1至图5对本发明的实施方式所涉及的增压器进行详细说明。

如图1所示，增压器1具备增压器主体10、径流式涡轮30(驱动部)及具有压缩机壳50的离心压缩机40。该增压器1中，径流式涡轮30通过来自未图示的引擎的排气而旋转，伴随该旋转，将由离心压缩机40压缩的空气(流体)供给至引擎。

增压器主体10在径流式涡轮30与离心压缩机40之间以被这些径流式涡轮30及离心压缩机40夹持的方式配置，并具备转子15、轴承壳体19、轴颈轴承20及推力轴承25。

转子15具有遍及径流式涡轮30和离心压缩机40而以轴线O为中心延伸的呈棒状的转子主体16。转子主体16上，与该转子主体16一体地安装有第一推力环17及第二推力环18。第一推力环17及第二推力环18分别呈外嵌于转子主体16的外周面的筒状。第一推力环17及第二推力环18分别在轴线O方向上相邻配置，在离心压缩机40侧(图1中的左侧)配置有第一推力环17，在径流式涡轮30侧(图1中的右侧)配置有第二推力环18。第一推力环17及第二推力环18分别具有在径流式涡轮30侧的端部朝向径向外侧伸出的呈圆盘状的凸缘17a、凸缘18a。

轴承壳体19以从外周侧围绕转子15的方式且以转子主体16的离心压缩机40侧的端部从该轴承壳体19突出的方式配置。轴承壳体19的离心压缩机40侧的端面设为环状端面19a，所述环状端面19a呈与轴线O正交的平坦面状，并且呈以轴线O为中心的环状。轴承壳体19中与环状端面19a的外周缘部连接的外周部设为与压缩机壳50连结的连结外周部19b。

轴颈轴承20设置于转子主体16与轴承壳体19之间，外周部固定于轴承壳体19，在内周侧形成有与转子主体16的外周面滑接的轴颈衬垫面。本实施方式中，在轴线O方向上隔开间隔设有一对该轴颈轴承20。通过这些轴颈轴承20，转子15被支承为能够绕轴线O旋转，该转子15中产生的径向荷载被这些轴颈轴承20支承。

另外，也可以代替该轴颈轴承20而使用浮动轴承。在该情况下，浮动轴承配置成能够绕轴线相对于轴承壳体19相对旋转。由此，浮动轴承随着转子主体16的旋转而绕轴线旋转。

推力轴承25中，径向外侧部分固定于轴承壳体19，径向内侧部分配置成从轴线O方向被第一推力环17的凸缘17a和第二推力环18的凸缘18a夹持。推力轴承25的内周侧部分中朝向轴线O方向两侧的面设为与第一推力环17的凸缘17a及第二推力环18的凸缘18a分别从轴线O方向抵接的止推衬垫面。转子15中产生的推力荷载经由第一推力环17及第二推力环18被推力轴承25支承。

而且，在这种增压器主体10的转子主体16的端部固定有径流式涡轮30。该径流式涡轮30将从径向外侧引入的排气向轴线O方向排出。通过这种排气的流通，径流式涡轮30绕轴线O旋转驱动，伴随该旋转，与径流式涡轮30固定为一体的转子15绕轴线O旋转。

另外，虽然省略了图示，但在径流式涡轮30的外周侧以从径向外侧覆盖该径流式涡轮30的方式设有涡轮壳体。

接着，对离心压缩机40进行说明。如图1所示，本实施方式的离心压缩机40设置于增压器主体10中与径流式涡轮30相反的一侧，具备叶轮41及压缩机壳50。

如图1所示，叶轮41具有：轮毂部41a，一体地固定于转子主体16的端部；及多个叶片41b，在该轮毂部41a的外周面，在周向上隔开间隔配置。该叶轮41通过与转子15一同绕轴线O旋转而将从轴线O方向的与径流式涡轮30相反一侧吸入的空气朝向径向外侧排出。以下，在离心压缩机40的轴线O方向中，将空气的吸入侧(径流式涡轮30的相反侧、图1及图2中的左侧)称为轴线O方向上游侧，将该轴线O方向上游侧的相反侧(径流式涡轮30侧、图1及图2中的右侧)称为轴线O方向下游侧。

压缩机壳50为覆盖叶轮41的部件，如图1～图4所示，其具备壳主体51及套筒70。该压缩机壳50例如由钢材或铝等金属材料成型。

壳主体51形成压缩机壳50的外形，具有相互成型为一体的圆筒部60、涡旋部68及连结部69。

圆筒部60为呈以轴线O为中心延伸的大体形状为筒状的部分。圆筒部60在其内周部形成有从轴线O方向上游侧朝向轴线O方向下游侧依次配置的圆筒内周面61、阶梯部62及护罩面63。

圆筒内周面61呈以轴线O为中心与该轴线O平行地延伸的圆筒面状。该圆筒内周面61中，与轴线O正交的剖面形状呈圆形，且以一定的直径在轴线O方向上延伸。该圆筒内周面61形成圆筒部60的轴线O方向上游侧的开口。该圆筒内周面61中，轴线O方向下游侧的区域设为套筒70所嵌合的嵌合区域61a，该嵌合区域61a的轴线O方向上游侧的区域设为形成上述开口的非嵌合区域61b。

阶梯部62位于圆筒内周面61的轴线O方向下游侧，从轴线O方向上游侧朝向轴线O方向下游侧依次具有抵接面62a、阶梯部圆筒面62b、弯曲面62c及狭缝形成面62d。

抵接面62a为从圆筒内周面61的轴线O方向下游侧的端部朝向径向内侧延伸的面。该抵接面62a呈朝向轴线O方向上游侧的环状，本实施方式中设为与轴线O正交的平坦面。

阶梯部圆筒面62b呈以轴线O为中心与该轴线O平行地延伸的圆筒面状，从抵接面62a的径向内侧的端部朝向轴线O方向下游侧以一定的直径延伸。

弯曲面62c为从阶梯部圆筒面62b的轴线O方向下游侧的端部朝向径向内侧延伸的面。该弯曲面62c呈朝向轴线O方向上游侧的环状，并且以朝向轴线O方向上游侧弯曲的方式凹陷。

狭缝形成面62d为从弯曲面62c的径向内侧的端部进一步向径向内侧延伸的面。该狭缝形成面62d呈朝向轴线O方向上游侧的环状，并且设为随着朝向径向内侧而向轴线O方向上游侧倾斜的锥面状。换言之，狭缝形成面62d设为直径随着朝向轴线O方向下游侧而逐渐缩小的锥面状。

护罩面63为直径以随着从阶梯部62的轴线O方向下游侧的端部即从狭缝形成面62d的轴线O方向下游侧的端部朝向轴线O方向下游侧而逐渐向径向外侧弯曲的方式扩大的面。在该护罩面63上，被压缩机壳50覆盖的叶轮41的叶片41b的尖部关于轴线O方向对置。因此，护罩面63的弯曲呈与叶轮41的尖部的弯曲对应的形状。

在具有这种内周部的圆筒部60形成有使圆筒内周面61与径向外侧连通的螺栓插穿孔66。即，该螺栓插穿孔66以贯穿圆筒内周面61与圆筒部60的外周面65的方式形成。

将该外周面65和圆筒内周面61在圆筒部60的轴线O方向上游侧连接的端面呈与轴线O正交的平坦面状，并且呈以轴线O为中心的环状，且设为朝向轴线O方向上游侧的圆筒部入口端面67。

而且，圆筒部60中的轴线O方向下游侧的端面设为划定供从叶轮41排出的流体流通的扩散流路F4的扩散形成面64。该扩散形成面64呈与轴线O正交的平坦状，并且呈以轴线O为中心的环状。该扩散形成面64中，径向内侧的端部与护罩面63的轴线O方向下游侧的端部(径向外侧的端部)连接。

涡旋部68以在圆筒部60的外周侧将该圆筒部60沿周向围绕的方式一体设置于该圆筒部60。在涡旋部68的内侧形成有包含轴线O的剖面形状呈圆形且在周向上延伸的涡旋流路F5。该涡旋流路F5被作为涡旋部68的内侧的面的涡旋形成面68a划定。并且，如图3所示，在涡旋部68的周向的一部分形成有使涡旋流路F5与外部连通的出口部68b。该出口部68b例如与未图示的引擎的燃烧室连通。

连结部69一体设置于涡旋部68的轴线O方向下游侧。在该连结部69的径向内侧形成有以轴线O为中心的连结内周部69a。如图1所示，该连结内周部69a与轴承壳体19的连结外周部19b连结。由此，压缩机壳50的壳主体51与轴承壳体19固定为一体。

接着，对套筒70进行说明。如图1至图3所示，套筒70以与该壳主体51成为一体的方式嵌入到壳主体51的内侧，并具有相互成型为一体的外筒80、内筒90及多个支柱95。该套筒70例如由树脂或钢材、铝等金属材料成型。

外筒80呈以轴线O为中心的圆筒状。外筒80的轴线O方向的长度被设定为圆筒部60的圆筒内周面61的轴线O方向的长度以下。

外筒80的外周面81呈以轴线O为中心与该轴线O平行地延伸的圆筒面状。外筒80的外周面81中，与轴线O正交的剖面形状呈圆形，且以一定的直径在轴线O方向上延伸。该外筒80的外周面81从内侧与壳主体51的圆筒内周面61中的嵌合区域61a嵌合。

外筒80的内周面84呈以轴线O为中心与该轴线O平行地延伸的圆筒面状。外筒80的内周面84中，与轴线O正交的剖面形状呈圆形，且以一定的直径在轴线O方向上延伸。并且，就外筒80的内周面84而言，轴线O方向的长度与外筒80的外周面81相同，且配置于与该外筒80的外周面81相同的轴线O方向位置。

将外筒80的外周面81和内周面84在轴线O方向下游侧连接的端面呈与轴线O正交的平坦状，并且呈以轴线O为中心的环状，并设为朝向轴线O方向上游侧的外筒下游侧端面85。外筒下游侧端面85以外筒80嵌入到壳主体51的内侧的状态从轴线O方向自上游侧与壳主体51的阶梯部62中的抵接面62a抵接。

将外筒80的外周面81和内周面84在轴线O方向上游侧连接的端面呈与轴线O正交的平坦状，并且呈以轴线O为中心的环状，并设为朝向轴线O方向上游侧的外筒上游侧端面86。

在此，对外筒80的外周面81进行更详细的说明。如图5所示，外筒80的外周面81中，轴线O方向上游侧的部分设为上游侧区域81a，与该上游侧区域81a连接的轴线O方向下游侧的部分设为下游侧区域81b。上游侧区域81a呈以一定的直径在轴线O方向上延伸的圆筒面状，下游侧区域81b也呈以一定的直径在轴线O方向上延伸的圆筒面状。

上游侧区域81a形成为外径大于下游侧区域81b的外径，由此与圆筒内周面61的嵌合区域61a的嵌合程度被设定为较大。本实施方式中，外筒80的外周面81的上游侧区域81a与圆筒内周面61过盈配合，外筒80的外周面81的下游侧区域81b与圆筒内周面61间隙配合。

另外，并不限于此，例如也可以将上游侧区域81a设为过盈配合，而将下游侧区域81b设为中间配合。

并且，也可以是上游侧区域81a、下游侧区域81b分别为过盈配合。在该情况下，上游侧区域81a的过盈量被设定为大于下游侧区域81b的过盈量，由此上游侧区域81a的嵌合程度大于下游侧区域81b的嵌合程度。

上游侧区域81a与下游侧区域81b的边界位于与涡旋流路F5的轴线O方向上游侧的端部相同的轴线O方向位置。另外，该边界也可以位于比涡旋流路F5的轴线O方向上游侧的端部更靠轴线O方向上游侧，更优选地，可以位于比涡旋部68的轴线O方向上游侧的端部更靠轴线O方向上游侧。

在外筒80的外周面81形成有第一凹槽81c，所述第一凹槽81c从该外周面81凹陷且在周向上以轴线O为中心环状延伸。本实施方式中，第一凹槽81c形成于外筒80的外周面81中的上游侧区域81a。该第一凹槽81c在套筒70嵌入到壳主体51的状态下形成于与壳主体51的螺栓插穿孔66相同的轴线O方向位置。

而且，在螺栓插穿孔66中插入有用于防止从壳主体51的外周侧脱落的防脱落用螺栓82。通过该防脱落用螺栓82的前端嵌入到第一凹槽81c，套筒70被固定成无法沿轴线O方向相对于壳主体51相对移动。

在比外筒80的外周面81中的第一凹槽81c更靠轴线O方向下游侧形成有第二凹槽81d，所述第二凹槽81d从该外周面81凹陷且在周向上以轴线O为中心环状延伸。本实施方式中，第二凹槽81d形成于外筒80的外周面81中的上游侧区域81a。

在该第二凹槽81d中设有遍及该第二凹槽81d的整周延伸的呈环状的O型圈83。该O型圈83例如由橡胶等弹性材料形成，在套筒70嵌入到壳主体51的状态下以压扁的方式变形。由此，O型圈83的外周部在整周上与壳主体51的圆筒内周面61密合，另一方面，内周部在整周上与外筒80的第二凹槽81d的底部密合。如此一来，O型圈83介于壳主体51与外筒80之间。

内筒90呈内径及外径小于外筒80的内径及外径且轴线O方向的长度大于外筒80的轴线O方向的长度的圆筒状。内筒90以与外筒80同轴且与该内周面84隔开间隔的方式配置于外筒80的内周面84的内侧。

内筒90的外周面91呈以轴线O为中心的圆筒面状且以一定的直径在轴线O方向上延伸。内筒90的外周面91的轴线O方向的长度大于外筒80的轴线O方向的长度。内筒90的外周面91的轴线O方向上游侧的端部配置于与外筒80的上游侧端面相同的轴线O方向位置。内筒90的外周面91在与外筒80的内周面84之间划定在径向且在周向上延伸的环状空间，该空间设为再循环流路F10。再循环流路F10通过后述的支柱95而在周向行被非连续地划定。并且，再循环流路F10在沿轴线O的方向(本实施方式中为与轴线平行的方向)上延伸，该再循环流路F10的轴线O方向的整个区域由外筒80和内筒90划定。

内筒90的内周面92呈以轴线O为中心的圆筒面状且以一定的直径在轴线O方向上延伸。内筒90的内周面92的轴线O方向的长度被设定为大于内筒90的外周面91的轴线O方向的长度。内筒90的内周面92的轴线O方向上游侧的端部配置于与内筒90的外周面91的轴线O方向上游侧的端部相同的轴线O方向位置，另一方面，内筒90的内周面92的轴线O方向下游侧的端部配置于比内筒90的外周面91的轴线O方向下游侧的端部更靠轴线O方向下游侧。并且，本实施方式中，内筒90的内周面92的内径被设定为与壳主体51的护罩面63中的轴线O方向上游侧的端部的内径相同。

将与内筒90的下游侧的端部接触的内筒90的外周面91和内周面92在轴线O方向下游侧连接的该轴线O方向下游侧的端面设为朝向轴线O方向下游侧的呈环状的内筒下游侧端面93。该内筒下游侧端面93设为随着从径向外侧朝向内侧而向轴线O方向下游侧延伸的锥面状。本实施方式中，在套筒70嵌入到壳主体51的状态下，内筒下游侧端面93配置成与壳主体51的阶梯部62中的狭缝形成面62d相互平行，且与狭缝形成面62d在轴线O方向上相互分开。由此，在内筒下游侧端面93与狭缝形成面62d之间划定有使再循环流路F10与内筒90及壳主体51的护罩面63的内侧的空间连通的狭缝F11。

将与内筒90的上游侧的端部接触的内筒90的外周面91和内周面92在轴线O方向上游侧连接的该轴线O方向上游侧的端面设为呈与轴线O正交的平坦状且呈朝向轴线O方向上游侧的环状的内筒上游侧端面94。该内筒上游侧端面94的轴线O方向位置与外筒上游侧端面86相同。

支柱95以外筒80的内周面84和内筒90的外周面91这两者的相对位置唯一地确定的方式连接。本实施方式中，支柱95在外筒80及内筒90的轴线O方向上与该轴线O平行地延伸，如图3所示，在周向上隔开间隔设有多个。由此，这些支柱95将由外筒80及内筒90划定的再循环流路F10在周向上划分成多个。并且，通过支柱95，外筒80与内筒90的相对位置唯一地固定。

如图1所示，由这种壳主体51及套筒70构成的压缩机壳50配置成从外周侧覆盖固定于转子主体16的叶轮41。此时，叶轮41的边缘与护罩面63对置。并且，叶轮41的边缘的上游侧的一部分与内筒90的内周面92对置。由此，形成于护罩面63与内筒90的内周面92之间的狭缝F11与叶轮41的边缘从径向对置配置。

并且，通过连结部69中的连结内周部69a与轴承壳体19的连结外周部19b的卡合，压缩机壳50与增压器主体10连结成一体。此时，壳主体51的圆筒部60中的扩散形成面64成为与轴承壳体19的环状端面19a在轴线O方向上分开的状态。并且，该环状端面19a的外周侧与涡旋部68的涡旋形成面68a处于同一平面。

而且，在压缩机壳50的内侧形成有通过叶轮41吸入和排出空气的主流路。该主流路由上游侧吸气流路F1、下游侧吸气流路F2、扩径流路F3及扩散流路F4构成。

上游侧吸气流路F1为壳主体51的圆筒内周面61中非嵌合区域61b的径向内侧的空间。下游侧吸气流路F2为套筒70的内筒90的内周面92的内侧的空间，且与上游侧吸气流路F1的下游侧连接。扩径流路F3为护罩面63的内侧的空间，且与下游侧吸气流路F2的下游侧连接。叶轮41的叶片41b遍及这些下游侧吸气流路F2和扩径流路F3而配置。

扩散流路F4为由壳主体51的圆筒部60的扩散形成面64和轴承壳体19的环状端面19a划定的空间，且形成为在径向且在周向上扩大的环状。该扩散流路F4的径向内侧的端部与扩径流路F3连接，径向外侧的端部与扩散流路F4连接。

并且，再循环流路F10中，外筒80的上游侧端部与内筒90的上游侧端部之间的上游侧的开口从轴线O方向下游侧连接于上游侧吸气流路F1。而且，狭缝F11的径向外侧的端部与再循环流路F10连接，径向内侧的端部与主流路中的下游侧吸气流路F2和扩径流路F3的边界连接。

接着，参考图6所示的流程图对上述结构的压缩机壳50的制造方法进行说明。该制造方法包括壳主体成型工序S1、套筒成型工序S2及插入工序S3。

在壳主体成型工序S1中，通过砂型铸造来形成壳主体的原形之后实施切削加工，由此形成上述结构的壳主体51。

在套筒成型工序S2中，通过注射成型或失蜡铸造来形成由外筒80、内筒90及支柱95构成的套筒70。

而且，在插入工序S3中，如图4所示，通过以将套筒70和壳主体51同轴配置的状态，将套筒70从轴线O方向上游侧插入到壳主体51的圆筒部60的内侧，从而将套筒70嵌入到壳主体51。此时，例如可以设为通过冷却套筒70使该套筒70的直径缩小而嵌入的冷缩配合，也可以设为通过加热壳主体51使圆筒内周面61的直径扩大而嵌入的热压配合。

在该插入工序S3中，插入套筒70，直至套筒70的外筒下游侧端面85与壳主体51的阶梯部62的抵接面62a抵接。通过外筒下游侧端面85与抵接面62a的抵接，在内筒下游侧端面93与阶梯部62的狭缝形成面62d之间形成狭缝F11。

通过这种工序，完成壳主体51与套筒70成为一体的压缩机壳50。

接着，对具备上述结构的压缩机壳50的离心压缩机40、增压器1的作用进行说明。

例如若从引擎排出的排气从径向外侧供给至径流式涡轮30，则该径流式涡轮30旋转，从而该排气沿轴线O方向被排出。该径流式涡轮30的旋转经由转子15被传递至离心压缩机40的叶轮41，从而该叶轮41绕轴线O旋转。如此一来，叶轮41从轴线O方向上游侧吸入空气，并向径向外侧排出该空气。即，空气在上游侧吸气流路F1、下游侧吸气流路F2、扩径流路F3中流通的过程中被压缩，并排出至扩散流路F4。而且，在扩散流路F4中流通的空气在涡旋流路F5内沿周向流通，最终从涡旋部68的出口部68b被排出至外部。这种被压缩的空气被吸入引擎的燃烧室而供燃烧。

本实施方式的离心压缩机40中，在嵌入到壳主体51的套筒70中形成有再循环流路F10。因此，在叶轮41中流通的一部分空气经由狭缝F11向径向外侧移动，由此以旋流的形式被引入到再循环流路F10内。如此被引入到再循环流路F10内的旋流在再循环流路F10中朝向主流的相反方向，即朝向轴线O方向上游侧沿着支柱95流通之后，回流至上游侧吸气流路F1内。如此，通过使在叶轮41中流通的一部分空气连续回流来形成在主流和再循环流路F10中循环的空气的流动。如此一来，向叶轮41的表观上的吸入流量增加，因此离心压缩机40的运行状态远离喘振区域。由此，能够扩大离心压缩机40的工作范围，从而能够抑制从外部供给至离心压缩机40的空气的流量减少时发生喘振。

在此，本实施方式的压缩机壳50中，由于套筒70具有外筒80、内筒90及支柱95，且外筒80与壳主体51的圆筒内周面61嵌合，因此不会在再循环流路F10的多个划分区之间产生间隙。即，外筒80、内筒90及支柱95成型为一体，这些外筒80、内筒90及支柱95的相对位置关系被唯一地确定，因此能够避免在外筒80与支柱95之间、内筒90与支柱95之间产生意料之外的间隙。

因此，经由狭缝F11被引导至套筒70内的再循环流路F10中的空气一边通过支柱95整流，一边被引导至上游侧吸气流路F1。由此，能够在再循环流路F10内形成最初想要得到的流动，因此能够避免因再循环流路F10内产生意料之外的流动而引起性能下降。

另外，本实施方式中，由于外筒80的外周面81与圆筒内周面61嵌合，因此无需另外设置用于将套筒70固定于壳主体51的部件。因此，能够减少组件成本及装配工序数。

并且，再循环流路F10的轴线O方向整个区域由外筒80和内筒90划定，因此能够避免在轴线O方向的宽范围内，在再循环流路F10的划分区彼此之间流体漏出。由此，能够提供整流效果更高的支柱95。

另外，通过由套筒70形成再循环流路F10的整个区域，能够实现刚性高的套筒70，并且能够避免由在离心压缩机40的内部流动的流体或叶轮41的旋转引起的套筒70的共振。

并且，本实施方式中，由于在嵌入到壳主体51内的套筒70的内筒下游侧端面93与壳主体51的阶梯部62的狭缝形成面62d之间划定有使再循环流路F10和主流路连通的狭缝F11，因此无需在套筒70或壳主体51上另外形成相当于狭缝F11的孔部。即，想要在套筒70或壳主体51上形成该孔部时，制造过程有可能与加工工序的另外增加份相应地变复杂。并且，即使想要通过注射成型或铸造来形成这些套筒70或壳主体51，工作也会与铸型或型芯的形状变复杂的份相应地变繁杂。相对于此，本实施方式中，仅根据壳主体51与套筒70之间的相对位置关系来形成狭缝F11，因此能够消除上述不良情况。

并且，在将套筒70插入并嵌入到壳主体51时，上述狭缝F11通过套筒70的外筒80的外筒下游侧端面85与壳主体51的阶梯部62的抵接面62a的抵接而被唯一地划定。即，通过这些外筒下游侧端面85与抵接面62a的抵接而套筒70与壳主体51被定位，其结果，无需另外进行调整套筒70的轴线O方向的间隔的工作等，因此能够轻松地形成最初期望的间隔的狭缝F11。

在此，离心压缩机40中，若空气通过叶轮41被压缩，则该空气的温度上升，因此一般是轴线O方向下游侧容易成为高温。本实施方式中，由于很难受到该高温影响的套筒70的上游侧区域81a的嵌合程度被设定为较大，因此该上游侧区域81a的嵌合不会发生由高温引起的松弛等不良影响。因此，即使在离心压缩机40的运行过程中，也能够牢固地保持压缩机壳50与套筒70的一体化。并且，由于易受高温影响的套筒70的下游侧区域81b的嵌合程度被设定为较小，因此能够抑制在该下游侧区域81b中产生由热伸长产生的热应力。由此，能够提高壳主体51及套筒70的耐久性，从而能够实现压缩机壳50的长寿命化。

另外，离心压缩机40中，尤其是压缩后的空气所流通的涡旋流路F5内部成为高温，但本实施方式中，外筒80的外周面81的上游侧区域81a与下游侧区域81b的边界的轴线O方向位置避开涡旋流路F5而进行了配置，因此能够使压缩机壳50与套筒70的一体化变得更加牢固，并且能够进一步提高耐久性。

并且，本实施方式中，由于是套筒70的外筒80嵌入到壳主体51的圆筒内周面61的结构，因此能够在外筒80与壳主体51之间、即套筒70与壳主体51之间配置O型圈83。即，由于是由套筒70的外筒80和壳主体51形成的间隙及嵌合部形成为圆形的结构，因此能够在该间隙及嵌合部配置O型圈。由此，能够更可靠地避免空气混入壳主体51与套筒70之间，因此抑制意料之外的流动的产生，从而能够将作为离心压缩机40整体的性能维持得较高。

在此，若不将压缩机壳50分为壳主体51和套筒70而通过整体切削制造成一体时，需要切削形成复杂形状的再循环流路F10所需量的时间和劳力，导致成本过高。相对于此，本实施方式中，由于将压缩机壳50分离成壳主体51和套筒70而分别对它们进行成型，因此能够利用适合于壳主体51、套筒70各自的成型方法来形成这些壳主体51、套筒70。而且，由于通过将套筒70嵌入到壳主体51内而使如此分别成型的壳主体51及套筒70成为一体，因此能够轻松地制造压缩机壳50。

尤其，通过适合于大型产品的批量生产的砂型铸造来形成壳主体51并通过适合于比较小型且精密的产品成型的注射成型或失蜡成型来形成套筒70，由此能够降低作为制造过程整体的成本。

并且，能够高精度地形成比壳主体51复杂的形状的套筒70。因此，尤其与通过砂型铸造来形成套筒70的情况相比，能够使支柱95的周向宽度变薄，且能够增加支柱的数量。支柱95的周向宽度越小，并且支柱95的数量越多，越能够提高进入再循环流路F10中的旋流的整流效果，因此能够实现性能更高的压缩机壳50。

另一方面，若通过砂型铸造来形成套筒70时，由于浇铸时的型芯的热难以释放，因此导致已成型的套筒70的机械性质下降。本实施方式中，通过注射成型或失蜡铸造来形成套筒70，由此也能够消除该不利点。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于此，在不脱离该发明的技术思想的范围内可以适当变更。

例如，实施方式中，设为套筒70的外筒80的外周面81与壳主体51的圆筒内周面61嵌合的结构，但并不限定于此。代替此，也可以设为将套筒70插入到壳主体51而在圆筒内周面61与套筒70的外筒80的外周面81之间形成间隙。在该情况下，通过另外设置的固定部件来将套筒70固定于壳主体51。即，只要是套筒70固定于壳主体51的结构，则除了嵌合之外，还可以使用其他所有周知的方法来实现壳主体51与套筒70的一体化。

作为上述固定部件，例如既可以使用介于圆筒内周面61与外筒80的外周面81之间的垫片，也可以使用将壳主体51和套筒70相互固定的螺栓。

另外，即使在外筒80的外周面81中的上游侧区域81a及下游侧区域81b这两个区域与内筒圆周面61间隙配合的情况下，只要通过固定部件将外筒80固定于壳主体51，则能够使这些外筒80与壳主体51相互成为一体。

如此，只要外筒80固定于壳主体51的圆筒内周面61，则与实施方式同样地，能够防止或减轻在再循环流路的多个划分区之间产生间隙。因此，能够避免在这些再循环流路F10的划分区彼此之间流体漏出，从而能够抑制在壳主体51与套筒70之间产生意料之外的流动。

并且，例如作为实施方式的第一变形例的增压器100，如图7所示，可以是使用电动机101作为驱动部的结构。该第一变形例具备与实施方式相同的结构的离心压缩机40和电动机101。电动机101具有通过来自未图示的电源的电力供给而绕轴线O旋转的输出轴101a，该输出轴上，叶轮41以能够与输出轴101a一同绕轴线O旋转的方式一体地安装于该输出轴101a。

并且，作为实施方式的第二变形例的增压器200，如图8所示，可以是具备原动机201作为驱动部，将该原动机201的输出经由传送带203及变速器202传递至离心压缩机40的叶轮41的结构。该结构中，传送带203卷绕于原动机201的输出轴201a及变速器202的输入轴202a而进行运动，原动机201的输出轴201a的旋转经由传送带203传递至变速器202的输入轴202a。而且，变速器202根据任意齿轮比使输入轴202a的旋转变速并作为输出轴202b的旋转而输出。而且，与该变速器202的输出轴202b固定为一体的叶轮41随着变速器202的输出轴202b的旋转而旋转。

即使是如这些第一变形例、第二变形例那样驱动部的结构与实施方式不同的结构，也可以通过使离心压缩机40具备上述压缩机壳50而发挥与实施方式相同的作用效果。

并且，实施方式、第一变形例及第二变形例中，对将离心压缩机40应用于增压器1的例子进行了说明，但并不限定于此，只要是能够应用离心压缩机40的旋转机械，则可以将本发明应用于任何机械。

另外，实施方式中，将圆筒内周面61、外筒80的外周面81分别设为与轴线O平行的圆筒面来进行了说明，但例如也可以呈直径随着朝向轴线O方向下游侧而缩小的锥面状。即，只要能够将套筒70插入到壳主体51且套筒70能够固定于壳主体51，则圆筒内周面61、外筒80的外周面81的形状并不限于实施方式的结构。

并且，实施方式中，通过使套筒70的外周面81的上游侧区域81a和下游侧区域81b的外径互不相同而使上游侧区域81a的嵌合程度大于下游侧区域81b的嵌合程度，但例如也可以通过使壳主体51的圆筒内周面61的内径局部不同而将上游侧区域81a的嵌合程度设定为大于下游侧区域81b的嵌合程度。即，可以通过使圆筒内周面61中与上游侧区域81a对应的区域的内径小于该圆筒内周面61中与下游侧区域81b对应的区域的内径而将上游侧区域81a与圆筒内周面61的嵌合程度设定为大于下游侧区域81b与圆筒内周面61的嵌合程度。

另外，也可以通过使上游侧区域81a及下游侧区域81b的外径互不相同，且使圆筒内周面61的内径局部不同而将上游侧区域81a与圆筒内周面61的嵌合程度设定为大于下游侧区域81b与圆筒内周面61的嵌合程度。

另外，无论其顺序如何，第一凹槽81c、第二凹槽81d中的任何一个都可以形成于轴线O方向上游侧。并且，也可以是这些第一凹槽81c、第二凹槽81d中至少一个形成于外筒80的外周面81的下游侧区域81b。

并且，实施方式中，对支柱95与轴线O平行地延伸的例子进行了说明，但例如支柱95也可以是以随着朝向轴线O方向上游侧而向周向延伸的方式扭转的形状。即使是如此复杂形状的支柱95，本实施方式中由于另外通过注射成型或失蜡铸造来形成套筒70，因此也能够轻松地形成所希望的形状。

另外，实施方式中，在套筒70的内筒下游侧端面93与壳主体51的狭缝形成面62d之间划定了狭缝F11，但例如也可以是形成将内筒90内外贯穿的孔部并经由该孔部将旋流引入再循环流路F10内的结构。

Claims (15)

1.一种压缩机壳，其覆盖叶轮，所述叶轮通过绕轴线旋转而将从该轴线方向吸入的流体排出至径向外侧，所述压缩机壳具备：

壳主体，其具有圆筒部，所述圆筒部形成有沿所述轴线的圆筒内周面以及配置于该圆筒内周面的所述轴线方向下游侧且其直径随着朝向该轴线方向下游侧而扩大的护罩面；及

套筒，其具有：外筒，具有固定于所述圆筒内周面的外周面；内筒，配置于该外筒的径向内侧，且在与所述外筒之间划定吸入至所述叶轮的一部分流体所循环的再循环流路；及支柱，以连接所述外筒和所述内筒的方式在周向上隔开间隔配置有多个，且将所述再循环流路划分成多个。

2.根据权利要求1所述的压缩机壳，其中，

所述外筒的外周面与所述圆筒内周面嵌合。

3.根据权利要求1或2所述的压缩机壳，其中，

所述再循环流路在沿所述轴线的方向上延伸，并且该再循环流路的所述轴线方向的整个区域由所述套筒的外筒和内筒划定。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的压缩机壳，其中，

所述圆筒部具有阶梯部，所述阶梯部从所述圆筒内周面的所述轴线方向下游侧的端部朝向径向内侧延伸并与所述护罩面的所述轴线方向上游侧的端部连接，

通过该阶梯部和所述内筒的下游侧的端部划定使所述再循环流路与径向内侧连通的狭缝。

5.根据权利要求4所述的压缩机壳，其中，

所述外筒的所述下游侧的端部与所述阶梯部抵接。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的压缩机壳，其中，

所述外筒的外周面具有上游侧区域及与该上游侧区域的所述轴线方向下游侧连续的下游侧区域，

所述上游侧区域与所述圆筒内周面的嵌合程度大于所述下游侧区域与所述圆筒内周面的嵌合程度。

7.根据权利要求6所述的压缩机壳，其中，

所述上游侧区域的外径大于所述下游侧区域的外径，从而所述上游侧区域与所述圆筒内周面的嵌合程度大于所述下游侧区域与所述圆筒内周面的嵌合程度。

8.根据权利要求6或7所述的压缩机壳，其中，

所述圆筒内周面中与所述上游侧区域对应的区域的内径小于该圆筒内周面中与所述下游侧区域对应的区域的内径，从而所述上游侧区域与所述圆筒内周面的嵌合程度大于所述下游侧区域与所述圆筒内周面的嵌合程度。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的压缩机壳，其中，

所述壳主体在所述圆筒部的外周侧还具有涡旋部，所述涡旋部形成在周向上延伸且引入从所述叶轮排出的流体的涡旋流路，

所述上游侧区域与所述下游侧区域的边界位于与所述涡旋流路的所述轴线方向上游侧的端部相同的轴线方向位置或比所述涡旋流路的所述轴线方向上游侧的端部的轴线方向位置更靠轴线方向上游侧。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的压缩机壳，其中，

所述压缩机壳还具备介于所述圆筒内周面与所述外筒的外周面之间的O型圈。

11.一种离心压缩机，其具备：

权利要求1至10中任一项所述的压缩机壳；及

被该压缩机壳覆盖的所述叶轮。

12.一种增压器，其具备：

权利要求11所述的离心压缩机；及

使该离心压缩机的所述叶轮绕所述轴线旋转的驱动部。

13.一种压缩机壳的制造方法，所述压缩机壳覆盖叶轮，所述叶轮通过绕轴线旋转而将从该轴线方向吸入的流体排出至径向外侧，所述制造方法包括如下工序：

壳主体成型工序，所述壳主体具有圆筒部，所述圆筒部形成有沿所述轴线的圆筒内周面以及配置于该圆筒内周面的所述轴线方向下游侧且其直径随着朝向该下游侧而扩大的护罩面；

套筒成型工序，所述套筒具有：外筒，具有固定于所述圆筒内周面的外周面；内筒，配置于该外筒的径向内侧且在与所述外筒之间划定再循环流路；及支柱，以连接所述外筒和所述内筒的方式在周向上隔开间隔配置有多个，且将所述再循环流路划分成多个；及

所述套筒插入工序，以所述外筒的外周面固定于所述圆筒内周面的方式，从所述圆筒部的所述轴线方向上游侧插入所述套筒。

14.根据权利要求13所述的压缩机壳的制造方法，其中，

所述外筒的外周面能够与所述圆筒内周面嵌合，

所述套筒插入工序为以所述外筒的外周面与所述圆筒内周面嵌合的方式插入所述套筒的工序。

15.根据权利要求13或14所述的压缩机壳的制造方法，其中，

所述套筒成型工序为将所述套筒通过注射成型或失蜡铸造一体形成套筒的工序。