CN107002709A - 压缩机、具备这种压缩机的增压器及压缩机的喷口通道宽度调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种压缩机、具备这种压缩机的增压器及压缩机的喷口通道宽度调整方法。本发明既能够减少离心压缩机的制造成本，又能够灵活地应对各种规格。压缩机(8)具备：喷口通道(41)，形成于压缩机叶轮(18)的径向外周侧；多个导叶(43)，轴向上的一端固定于所述喷口通道(41)的通道侧面(92a)而构成扩压器(23)；及隔板(45)，形成有供导叶(43)插入的多个狭缝孔(47)并在通道侧面(92a)重叠，将隔板(45)更换成厚度不同的隔板，从而能够变更导叶(43)的轴向高度。根据此，适当地选择隔板(45)的板厚(T)，从而能够变更喷口通道(41)的宽度(W)且灵活地应对各种规格。

Description

压缩机、具备这种压缩机的增压器及压缩机的喷口通道宽度 调整方法

技术领域

本发明涉及一种能够变更喷口通道的宽度及通道截面形状的压缩机、具备这种压缩机的增压器及压缩机的喷口通道宽度调整方法。

背景技术

适用于大型船用柴油引擎的增压器中的压缩机的离心压缩机通过以一体旋转的方式设置在被引擎的排气旋转驱动的涡轮轴的压缩机叶轮而向离心方向排放吸入空气并进行压缩，以将空气密度提高之后供给至引擎。

在这种离心压缩机中设置有扩压器。扩压器为在以包围压缩机叶轮的外周侧的方式形成的环状的喷口通道内以同样包围压缩机叶轮的周围的方式固定有多个导叶的结构。

如专利文献1中所公开的，已知有如下离心压缩机：为了通过将扩压器的喷口通道上的通道宽度设为可变从而能够变更压缩空气的通过面积(扩压器喷嘴的宽度)，将在扩压器主板上设置有多个导叶的扩压器喷嘴，经由间隔部件或不经由该间隔部件来安装在压缩机内部的喷口通道的固定面上，并且在与该固定面对置的通道面形成供所述导叶的前端进入的多个槽的离心压缩机。

根据该离心压缩机，适当地选择夹装于扩压器主板的背面与固定面之间的间隔部件的厚度，从而能够调整喷口通道的宽度。由此，无需进行扩压器喷嘴的加工，便能够减少离心压缩机的制造成本。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭50-54909号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

然而，专利文献1中的离心压缩机中，也因为由钢板形成圆盘状的扩压器主板，在该扩压器主板安装多个导叶或从钢块一并削去扩压器主板和导叶，而使得制造成本较高。并且，难以在与扩压器喷嘴的固定面对置的通道面形成供导叶的前端进入的多个槽。

此外，专利文献1的结构中，即使能够通过变更间隔部件的厚度来改变喷口通道的宽度，但无法改变喷口通道的截面形状，而无法灵活地应对各种引擎的规格。

本发明的目的在于提供一种既能够减少制造成本又能够灵活地应对各种规格的压缩机、具备这种压缩机的增压器及压缩机的喷口通道宽度调整方法。

用于解决技术课题的手段

本发明的第1方式所涉及的压缩机具备：喷口通道，形成于压缩机叶轮的径向外周侧；多个导叶，轴向上的一端固定于所述喷口通道的通道侧面而构成扩压器；及隔板，形成有供所述导叶插入的多个狭缝孔并在所述通道侧面重叠。

根据本发明的第1方式的结构，若隔板以在喷口通道的通道侧面重叠的方式固定，则设置于喷口通道内的多个导叶各自贯穿形成在隔板的多个狭缝孔。而且，喷口通道的宽度变窄到相当于隔板的板厚，同时导叶的长度变短。

因此，适当地选择隔板的板厚，从而无需对扩压器喷嘴进行加工，便能够将喷口通道的宽度调整为最佳值，且既能够减少压缩机的制造成本，又能够灵活地应对各种规格。

上述第1方式的压缩机的导叶可以一体形成于所述通道侧面。例如，即使在形成有喷口通道的压缩机壳体为铸铁制的情况下，也可以将导叶与压缩机壳体铸造形成为一体。通过该结构，能够轻松地形成导叶且进一步减少压缩机的制造成本。

上述第1方式的压缩机的隔板的径向外周侧的板厚可以形成得比径向内周侧的板厚小。通过该结构，能够沿径向改变喷口通道的截面形状以设为最佳的通道形状且灵活地应对各种引擎的规格。

本发明的第2方式所涉及的增压器具备所述任意压缩机。

根据本发明的第2方式的增压器，喷口通道的宽度变窄到相当于隔板的板厚，同时导叶的长度变短，因此通过适当地选择隔板的板厚，从而能够将喷口通道的宽度调整为最佳值。因此，无需进行高昂的扩压器喷嘴的加工，便能够减少压缩机的制造成本，并且也能够灵活地应对各种规格。

本发明的第3方式所涉及的压缩机的喷口通道宽度调整方法中，所述压缩机具备：喷口通道，形成于压缩机叶轮的径向外周侧；及多个导叶，轴向上的一端固定于所述喷口通道的通道侧面而构成扩压器，其中，在所述通道侧面重叠形成有供所述导叶插入的多个狭缝孔的隔板，并将所述隔板变更为厚度不同的隔板，从而变更所述喷口通道的通道宽度。

根据本发明的第3方式所涉及的压缩机的喷口通道宽度方法，通过在喷口通道的通道侧面重叠隔板以进行固定，从而喷口通道的宽度变窄到相当于隔板的板厚，同时能够缩短导叶的长度。因此，通过适当地选择隔板的板厚，从而能够将喷口通道的宽度设为最佳值，而能够应对各种需求的规格。

发明效果

如以上说明，根据本发明所涉及的压缩机、具备这种压缩机的增压器及压缩机的喷口通道宽度调整方法，既能够减少压缩机的制造成本，又能够灵活地应多各种规格。

附图说明

图1为表示本发明所涉及的离心压缩机被用作压缩机的增压器的一例的纵剖视图。

图2为放大图1的II部而表示本发明的第1实施方式的扩压器附近的纵剖视图。

图3为内侧滚动壳体与导叶之间的隔板的立体图。

图4为表示本发明的第2实施方式的扩压器附近的纵剖视图。

图5为表示本发明的第3实施方式的扩压器附近的纵剖视图。

图6为表示本发明的第4实施方式的扩压器附近的纵剖视图。

具体实施方式

以下，参考附图对本发明的多个实施方式进行说明。

[第1实施方式]

图1为表示本发明所涉及的增压器的一例的纵剖视图。

本实施方式的增压器1为将供给至用于船舶的船用大型柴油引擎的空气(气体)提高至大气压以上，以提高船用大型柴油引擎的燃烧效率的装置。增压器1具备涡轮轴3、轴承台5、排气涡轮6、离心压缩机8(压缩机)及进气消声器10。

排气涡轮6具备涡轮壳体11和涡轮叶轮12。涡轮壳体11为绕涡轮轴3的轴线配置的中空的筒状部件，其上形成有沿涡轮轴3的轴线方向的排气通道14、朝增压器1的外周方向开口的排气入口15及排气出口16，涡轮叶轮12容纳于排气通道14的内部。从船用柴油机关排出的排气自排气入口15朝排气出口16流入。

离心压缩机8具备压缩机壳体9及压缩机叶轮18。在压缩机壳体9内形成有进气通道21，在该进气通道21形成有进气入口22、成为本发明的主要部分的扩压器23、旋涡状的滚动通道24及压缩气体出口25。

压缩机叶轮18容纳于进气通道21的内部。压缩机叶轮18例如由铝合金形成，成为其中心部的轮毂18a为自进气上游侧朝向下游侧(轴承台5侧)变粗的形状，在其外周面突出设置有多个叶片(叶片)18b。

轴承台5在其内部水平地轴支承涡轮轴3。涡轮轴3通过一对径向轴承27、28和1个推力轴承29被支承为旋转自如且不在轴向上活动。涡轮叶轮12和压缩机叶轮18以同轴且一体旋转的方式分别设置于涡轮轴3的两端。

进气消声器10设置于离心压缩机8的进气入口22侧，且配设有未图示的消声材料。消声材料吸收在离心压缩机8内产生的一部分噪音，并降低噪音等级。

船用大型柴油引擎工作时，在增压器1的排气涡轮6侧，高温/高压的船用大型柴油引擎的排气G从排气入口15流入，该排气G在排气通道14内向箭头方向流动并从排气出口16排出，从而涡轮叶轮12被高速旋转驱动。由此，涡轮轴3及压缩机叶轮18一起高速旋转。

在离心压缩机8侧，通过压缩机叶轮18的旋转，空气或气体等气体A经过进气消声器10和进气入口22被进气通道21吸收且通过压缩机叶轮18被压缩而向离心方向吐出。所吐出的气体A经由扩压器23及旋涡状的滚动通道24，从压缩气体出口25被吐出而供给至未图示的船用大型柴油引擎。

压缩机壳体9配置于压缩机叶轮18的径向外侧，例如具备空气引导筒91、内侧滚动壳体92及外侧滚动壳体93而构成。

空气引导筒91在进气入口22的位置与内侧滚动壳体92连接。在空气引导筒91与压缩机叶轮18的轮毂18a之间形成有进气通道21，通过压缩机叶轮18压缩的气体A向径向外侧排出。

在内侧滚动壳体92与外侧滚动壳体93之间形成有滚动通道24，另一方面，如图2所示，在内侧滚动壳体92与轴承台5之间形成有喷口通道41。从进气通道21排出的压缩气体经过该喷口通道41排出到滚动通道28。

接着，对本发明所涉及的扩压器23的详细结构进行说明。

如图2及图3所示，扩压器23在形成于内侧滚动壳体92与轴承台5之间的喷口通道41中具备多个导叶43及隔板45而构成。

导叶43为配置于压缩机叶轮18的径向外周侧，且在喷口通道41上沿周向等间隔设置，各自沿着涡轮轴3的轴向呈一定的叶片截面形状而延伸的二维曲面状的固定叶片部件。

该导叶43的轴向上的一端与内侧滚动壳体92的端面92a(通道侧面)接触，另一端与和端面92a对置的轴承台5的端面5a(通道侧面)接触。

本实施方式中，各导叶43一体形成于内侧滚动壳体92的端面92a。例如，在内侧滚动壳体92由铸铁制成的情况下，导叶43与内侧滚动壳体92被铸造形成为一体。

隔板45例如为由钢板制作的中空圆板形状的部件，其内周孔46与空气引导筒91中的压缩机叶轮18的空气出口侧的外周面嵌合(参考图2、图3)。并且，沿着隔板45的圆周方向穿设有供导叶43插入的多个狭缝孔47。这些内周孔46或狭缝孔47通过机械加工或放电加工等形成于隔板45。

而且，该隔板45在成为喷口通道41内的一侧面的内侧滚动壳体92的端面92a重叠并通过多个螺栓50被固定。如图3所示，螺栓50插入于形成在内侧滚动壳体92的螺孔51，且螺合于形成在隔板45的内螺孔52。螺栓50的长度被设定为使螺栓50的前端不会从内螺孔52越过喷口通道41侧程度的长度，以免阻碍在喷口通道41流动的压缩气体的流动。

如此，隔板45在内侧滚动壳体92的端面92a重叠并通过螺栓50被固定，从而多个导叶43各自贯穿形成于隔板45的多个狭缝孔47。另外，隔板45并不限于通过螺栓50被固定，也可以通过焊接或钎焊而固定于端面92a。该情况下，例如隔板45的狭缝孔47与导叶43之间的间隙通过点焊或钎焊等被固定。

如图2所示，在隔板45的外周部和内周部设置有R倒角54、55，以免妨碍从压缩机叶轮18排放的压缩空气的流动。

如上构成的扩压器23中，隔板45在内侧滚动壳体92的端面92a重叠并通过螺栓50被固定，从而如上所述，多个导叶43各自贯穿形成于隔板45的多个狭缝孔47。因此，喷口通道41的宽度W变窄到相当于隔板45的板厚T，并且导叶43的实际轴向长度变短。因此，预先将喷口通道41的宽度W设定为最大值，并适当地选择隔板45的板厚T，从而能够将喷口通道41的宽度调整为最佳值。

隔板45为单纯的一张板，因此在其上很容易形成多个狭缝孔47，而且隔板45轻薄而易于运输。并且，通过准备厚度不同的多种隔板45，能够轻松地调整喷口通道的宽度。而且，未能在1台离心压缩机8中使用的隔板45能够转用到其他离心压缩机中，因此能够减少成本。因此，不仅能够减少离心压缩机8的制造成本，还能够灵活地应对各种引擎的规格。

在内侧滚动壳体92的端面92a一体地铸造形成导叶43，从而能够轻松地形成导叶43，并且能够减少离心压缩机8的制造成本。

[第2实施方式]

接着，参考图4对本发明的第2实施方式进行说明。

该第2实施方式的扩压器23A中，设置于喷口通道41的隔板45A的板厚T不均匀且沿着其径向变化，在这一点上与第1实施方式的扩压器23不同。在该隔板45A与第1实施方式同样地形成有供导叶43贯穿的狭缝孔47A。除此以外的部分的结构与第1实施方式相同，因此在各部标注相同符号以省略说明。

隔板45A的径向外周侧的板厚T形成得小于径向内周侧的板厚T。通过如此形成隔板45A，从而能够使压缩机叶轮18的出口侧的压缩空气顺利地减速且通过复原压缩空气的压力来提高离心压缩机8的性能。

当然，也可以根据需要设定隔板45A的各部的板厚以成为其他截面形状。如此一来，沿径向改变喷口通道41的截面形状以设为最佳的通道形状，并能够灵活地应对各种引擎的规格。

[第3实施方式]

接着，参考图5对本发明所涉及的扩压器的第3实施方式进行说明。

该第3实施方式的扩压器23B中，多片隔板45B重叠安装于喷口通道41，这一点上与第1实施方式的扩压器23不同。在这些隔板45B，与第1实施方式同样分别形成有供导叶43贯穿的狭缝孔47B。除此以外的部分的结构与第1实施方式相同，因此在各部标注相同符号以省略说明。

如此，即使重叠安装多个隔板45B，也能够获得与第1实施方式相同的作用、效果。而且，组合安装不同板厚的隔板45B，从而防止隔板45B的浪费，并且能够将喷口通道41的宽度W设定得更精密，且能够灵活地应对各种引擎的规格。

[第4实施方式]

接着，参考图6对本发明的第4实施方式进行说明。

该第4实施方式的扩压器23C与现有的扩压器结构相同，在喷口通道41中，安装有导叶43的扩压器主板58固定于内侧滚动壳体92的端面92a，且隔板45从该扩压器主板58的上方重叠并通过螺栓50被固定，在这一点上与第1实施方式的扩压器23不同。除此以外的部分的结构与第1实施方式相同，因此在各部标注相同符号以省略说明。

如此，通过附加地安装隔板45，从而将喷口通道41的宽度W变更为相当于隔板45的板厚T，或设为能够通过隔板45的截面形状变更喷口通道41的截面形状，从而能够使增压器1的性能与引擎特性的变更等相匹配。

因此，能够通过安装有导叶43的扩压器主板58改造形成有扩压器23的离心压缩机8。即，打开离心压缩机8的压缩机壳体9，接着在扩压器主板58上固定隔板45，最后关闭压缩机壳体9，从而能够改造离心压缩机8。隔板45能够更换为板厚不同的隔板，因此能够任意变更喷口通道41的宽度或截面形状。

如上所述，第4实施方式的扩压器通过适当地选择隔板45的板厚T，从而能够将喷口通道41的宽度W设为最佳值以灵活地应对各种规格。并且，由于隔板45轻薄，使得运输及安装工作也较为容易，因此能够减少离心压缩机8(增压器1)的改造成本。

如以上说明，根据本发明所涉及的扩压器23、23A、23B、23C，既能够减少离心压缩机8的制造成本，也能够灵活地应对各种规格。

并且，根据具备这种扩压器23、23A、23B、23C的离心压缩机8，适当地选择隔板45、45A、45B的板厚T，从而能够将喷口通道41的宽度或截面形状调整为最佳值。由于隔板45、45A、45B轻薄而易于运输，而且也能够转用到其他压缩机中，因此既能够减少离心压缩机8的制造成本，又能够灵活地应对各种规格。

而且，根据具备这种离心压缩机8的增压器1，可设为既能够减少增压器1的制造成本，又能够灵活地应对各种引擎的规格的增压器1。

另外，本发明并不仅限定于上述各实施方式的结构，在本发明的范围内能够加以适当地变更或改进，且如此加以变更或改进的实施方式也视作属于本发明的权利范围。

例如，上述实施方式中，对在作为附设于船用柴油引擎的增压器1的压缩机的离心压缩机8中应用本发明的例子进行了说明，但并不限于该用途，也能够以其他用途将本发明广泛地应用到压缩空气或气体、其他流体的离心压缩机中。

将隔板45、45A、45B的狭缝孔47的形状也可以设为灵活应对导叶43的外周形状的形状，且使狭缝孔47与导叶43的嵌合较容易，以提高隔板45、45A、45B的安装性，或将狭缝孔47的形状单一化以能够应对不同角度的导叶43。可以考虑将狭缝孔47与导叶43嵌合之后，如上所述可以考虑通过焊接或钎焊填补狭缝孔47与导叶43之间的间隙，或在间隙中填充粘结剂或填充剂的方法。

也可以通过在隔板45、45A、45B与通道侧面(92a)之间夹装垫圈状的间隔部件来变更隔板45、45A、45B的高度(喷口通道41的宽度W)。

隔板45、45A、45B无需一定由钢板制成，也可以由轻合金或具有耐热性的树脂、复合材料等形成。另外，实施方式中，隔板45、45A、45B固定于内侧滚动壳体92的端面92a，但也可以固定于与端面92a对置的轴承台5的端面5a。

符号说明

1-增压器，3-涡轮轴，5-轴承台，5a-轴承台的端面(通道侧面)，6-排气涡轮，8-离心压缩机，9-压缩机壳体，18-压缩机叶轮，23、23A、23B、23C-扩压器，41-喷口通道，43-导叶，45、45A、45B-隔板，47、47A、47B-狭缝孔，92a-内侧滚动壳体的端面(通道侧面)，W-喷口通道的宽度，T-隔板的板厚。

Claims (5)

1.一种压缩机，其特征在于，具备：

喷口通道，形成于压缩机叶轮的径向外周侧；

多个导叶，轴向上的一端固定于所述喷口通道的通道侧面而构成扩压器；及

隔板，形成有供所述导叶插入的多个狭缝孔并在所述通道侧面重叠。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其中，

所述导叶在所述通道侧面形成为一体。

3.根据权利要求1或2所述的压缩机，其中，

所述隔板的径向外周侧的板厚形成得比径向内周侧的板厚小。

4.一种增压器，其具备权利要求1至3中任一项所述的压缩机。

5.一种压缩机的喷口通道宽度调整方法，所述压缩机具备：喷口通道，形成于压缩机叶轮的径向外周侧；及多个导叶，轴向上的一端固定于所述喷口通道的通道侧面而构成扩压器，其中，

在所述通道侧面重叠形成有供所述导叶插入的多个狭缝孔的隔板，

通过所述隔板变更所述喷口通道的通道宽度。