CN107614885A - 涡壳以及离心压缩机 - Google Patents
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Abstract
一种涡壳,形成离心压缩机的涡旋流路,其中,在涡旋流路的剖面上,若将离心压缩机的径向上的涡旋流路的外侧端设为Eo,将离心压缩机的轴向上的涡旋流路的前侧端设为Ef,将径向上的涡旋流路的最大流路宽度Wmax的中间点设为Mw,则轴向上的涡旋流路的流路高度H从径向上的外侧端Eo的位置至前侧端Ef的位置逐渐增大,涡旋流路在比卷绕始端与卷绕终端的连接位置靠卷绕始端侧的至少一部分的区间,具有前侧端Ef位于比中间点Mw靠径向上的内侧的再循环流动抑制剖面。
Description
技术领域
本公开涉及涡壳以及离心压缩机。
背景技术
使用于车辆用或者船舶用涡轮增压器的压缩机部等的离心压缩机,通过叶轮的旋转向流体赋予动能,向径向外侧排出流体,利用离心力获得压力上升。
在该离心压缩机中,在宽运转范围内要求高压力比与高效化,实施了各种研究。
作为现有技术,例如在专利文献1中公开了一种具备设有以螺旋状形成的涡旋流路的外壳的离心压缩机,该涡旋流路的轴向的流路高度形成为,从径向内侧向外侧逐渐扩大,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。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第4492045号公报
发明内容
发明所要解决的课题
图24是沿比较方式的离心压缩机的轴向观察时的涡旋流路004的概略图。图25是对于图24所示的离心压缩机的涡旋流路、从卷绕始端004a与卷绕终端004b的连接位置(所谓的舌部位置)P向下游方向(卷绕始端侧)每隔规定角度Δθ重复表示流路剖面形状的图。离心压缩机中的涡旋流路的剖面形状一般来说如图25所示那样在涡旋流路的整周上形成为圆形。
在离心压缩机的小流量工作点,涡旋流路内的流动从涡旋流路的卷绕始端至卷绕终端是减速流动,卷绕始端处的压力比卷绕终端处的压力低。因此,在涡旋流路中,在舌部位置P会产生从卷绕终端向卷绕始端的再循环流动fc(参照图24)。这样的再循环流动由于作为主流被急剧地引入流路连接部的结果会产生剥离,因此成为产生高损失的主要因素之一。
另外,根据本发明人的见解,如图26以及图27A~图27C所示,来自扩散出口8a的流动fd沿涡旋流路004的流路壁形成回旋流,因此在比较方式的以圆形剖面形状形成的涡旋流路中的卷绕始端004a处,来自扩散出口的流动将会偏向涡旋流路的流路剖面中的外周侧的区域Do(在图26以及图27A~图27C所示的例子中,在将舌部位置P设为θ=0度,并将相对于舌部位置靠向下游侧的角度位置设为θ时,在θ=0度的角度位置以及θ=15度的角度位置,来自扩散出口的流动偏向区域Do)。因此,在涡旋流路中的卷绕始端,如图28所示,再循环流动fc容易流入未被来自扩散出口的流动充满的内周侧的区域Di,这会成为导致再循环流动的流量增加而使伴随着再循环流动的损失增加的主要因素。
在专利文献1中,示出了将涡旋流路的剖面形状设为并非圆形的特殊形状来改善涡旋流路内的回旋流的特性的技术,但未公开用于抑制舌部附近的再循环流动的见解。
本发明鉴于上述课题而完成,提供一种通过减少伴随着再循环流动的损失能够提高压缩机性能的涡壳、以及具备该涡壳的离心压缩机。
用于解决课题的手段
(1)本发明的至少一实施方式的涡壳,形成离心压缩机的涡旋流路,其中,在上述涡旋流路的剖面上,若将上述离心压缩机的径向上的上述涡旋流路的外侧端设为Eo,将上述离心压缩机的轴向上的上述涡旋流路的前侧端设为Ef,将上述径向上的上述涡旋流路的最大流路宽度Wmax的中间点设为Mw,则上述轴向上的上述涡旋流路的流路高度H从上述径向上的上述外侧端Eo的位置至上述前侧端Ef的位置逐渐增大,上述涡旋流路在比卷绕始端与卷绕终端的连接位置靠卷绕始端侧的至少一部分的区间,具有上述前侧端Ef位于比上述中间点Mw靠上述径向上的内侧的再循环流动抑制剖面。
根据上述(1)所记载的涡壳,在比涡旋流路中的卷绕始端与卷绕终端的连接位置靠卷绕始端侧的至少一部分的区间,具有前侧端Ef位于比中间点Mw靠径向上的内侧的再循环流动抑制剖面,因此与比较方式(遍及涡旋流路的周向整个区域具有前侧端Ef与中间点Mw一致的圆形剖面的构成)比较,能够使将外侧端Eo与前侧端Ef连接的流路壁部接近平坦。
因此,与上述比较方式相比较,能够容易地将从扩散出口排出的流体导入涡旋流路中的内周侧(径向内侧)的区域,能够有效地抑制涡旋流路的卷绕始端处的流动向外周侧的区域的偏移。
因此,与上述比较方式比较,再循环流动难以进入涡旋流路中的径向内侧的区域,因此能够抑制再循环流动的产生,并抑制伴随着再循环流动的损失的产生。由此,能够提高离心压缩机的性能(效率)。另外,通过抑制再循环流动的产生,能够减少所需的涡旋流路的流路剖面积,能够使涡壳小型化。
此外,能量较低的再循环流动处于聚集于涡旋流路的剖面内的中心部的趋势,关于限制压缩机的低风量侧的工作极限的喘振产生,已知有从低能量流体所聚集的涡旋剖面内中心部产生逆流。关于这一点,通过在涡旋流路中的、比上述连接位置(舌部位置)靠卷绕始端侧的至少一部分的区间应用上述再循环流动抑制剖面,抑制了再循环流动的产生,因此涡旋流路的剖面内的能量分布变得均匀,也能够有助于喘振特性改善(广泛化)。
(2)本发明的至少一实施方式的涡壳形成离心压缩机的涡旋流路,其中,在上述涡旋流路的剖面上,若将上述离心压缩机的径向上的上述涡旋流路的外侧端设为Eo,将上述离心压缩机的轴向上的上述涡旋流路的前侧端设为Ef,将上述轴向上的上述涡旋流路的最大流路高度Hmax的中间点设为Mh,则上述径向上的上述涡旋流路的流路宽度W从上述轴向上的上述前侧端Ef的位置至上述外侧端Eo的位置逐渐增大,上述涡旋流路在比卷绕始端与卷绕终端的连接位置靠卷绕始端侧的至少一部分的区间,具有上述外侧端Eo位于比上述中间点Mh靠上述轴向上的后侧的再循环流动抑制剖面。
根据上述(2)所记载的涡壳,在比涡旋流路中的卷绕始端与卷绕终端的连接位置靠卷绕始端侧的至少一部分的区间,具有外侧端Eo位于比中间点Mh靠轴向上的后侧的再循环流动抑制剖面,因此与比较方式(遍及涡旋流路的周向整个区域具有前侧端Ef与中间点Mw一致的圆形剖面的构成)比较,能够使将外侧端Eo与前侧端Ef连接的流路壁部接近平坦。
因此,与上述比较方式比较,能够容易地将从扩散出口排出的流体导入涡旋流路4中的内周侧(径向内侧)的区域Di,能够有效地抑制涡旋流路的卷绕始端处的流动向外周侧的区域的偏移。
因此,与上述比较方式比较,再循环流动难以进入涡旋流路中的径向内侧的区域,因此与上述(1)所记载的构成相同,能够提高抑制再循环流动的产生,并抑制伴随着再循环流动的损失的产生。另外,通过抑制再循环流动的产生,能够减少所需的涡旋流路的流路剖面积,能够使涡壳小型化。另外,也能够获得使上述的涡壳小型化的效果以及喘振特性改善(广泛化)的效果。但是,上述(1)所记载的构成相比于上述(2)所记载的构成,更容易构成为从扩散出口向涡旋流路排出的流体被更顺畅地导向径向内侧的区域,因此具有容易减少压力损失的优点。
(3)在几个实施方式中,在上述(1)所记载的涡壳中,上述径向上的上述涡旋流路的流路宽度W从上述轴向上的上述前侧端Ef的位置至上述外侧端Eo的位置逐渐增大,在上述涡旋流路的剖面中,若将上述轴向上的上述涡旋流路的最大流路高度Hmax的中间点设为Mh,则在上述再循环流动抑制剖面中,上述外侧端Eo位于比上述中间点Mh靠上述轴向上的后侧。
根据上述(3)所记载的涡壳,由于具备上述(1)所记载的要件以及上述(2)所记载的要件这两方,因此使将外侧端Eo与前侧端Ef连接的流路壁部更易于接近平坦,容易将从扩散出口排出的流体导向涡旋流路中的径向内侧的区域的效果较大。
因此,再循环流动更难以进入涡旋流路中的靠径向内侧的区域,因此能够提高抑制再循环流动的产生以及伴随于此的损失的产生的效果。另外,对应于抑制再循环流动的效果较高,也能够提高使上述的涡壳小型化的效果以及喘振特性改善(广泛化)的效果。
(4)在几个实施方式中,在上述(1)或者(3)所记载的涡壳中,在上述涡旋流路中的设有上述再循环流动抑制剖面的区间的至少一部分,上述前侧端Ef与上述中间点Mw在上述径向上的距离Δr与上述最大流路宽度Wmax满足Δr≥0.1×Wmax。
根据上述(4)所记载的涡壳,能够提高容易将从扩散出口排出的流体导入涡旋流路中的径向内侧的区域的效果,能够有效地抑制再循环流动的产生。
(5)在几个实施方式中,在上述(2)或者(3)所记载的涡壳中,在上述涡旋流路中的设有上述再循环流动抑制剖面的区间的至少一部分,上述外侧端Eo与上述中间点Mh在上述轴向上的距离Δz与上述最大流路高度Hmax满足Δz≥0.1×Hmax。
根据上述(5)所记载的涡壳,能够提高容易将从扩散出口排出的流体导入涡旋流路中的靠径向内侧的区域的效果,能够有效地抑制再循环流动的产生。
(6)在几个实施方式中,在上述(1)至(5)中任一项所述的涡壳中,关于上述涡旋流路中的绕涡旋中心的角度位置,若将上述连接位置设为0度,将相对于上述连接位置靠向上述卷绕始端侧的角度位置设为θ,
则上述再循环流动抑制剖面设于上述涡旋流路中的θ=0度至θ=120度的区间的至少一部分。
根据上述(6)所记载的涡壳,通过在涡旋流路中的比上述连接位置靠卷绕始端侧、并且是以某种程度接近连接位置的区间应用再循环流动抑制剖面,能够有效地抑制涡旋流路的卷绕始端处的流动向外周侧的区域的偏移。由此,能够有效地抑制再循环流动的产生。
(7)在几个实施方式中,在上述(1)至(6)中任一项所述的涡壳中,关于上述涡旋流路中的绕涡旋中心的角度位置,若将上述连接位置设为0度,将相对于上述连接位置靠向上述卷绕始端侧的角度位置设为θ,则上述再循环流动抑制剖面设于上述涡旋流路中的θ=0度至第一角度位置θ1。
根据上述(7)所记载的涡壳,通过在涡旋流路中的以上述连接位置为起点的卷绕始端侧的区间应用再循环流动抑制剖面,能够有效地抑制涡旋流路的卷绕始端处的流动向外周侧的区域的偏移。由此,能够有效地抑制再循环流动的产生。
(8)在几个实施方式中,在上述(7)所记载的涡壳中,上述第一角度位置θ1是10度以上的角度位置。
根据本发明人的见解,通过在涡旋流路中的上述连接位置附近(卷绕始端侧)、在从扩散出口排出的流体绕涡旋流路的剖面中心至少旋转约1周为止的区间内应用再循环流动抑制剖面,能够更有效地抑制涡旋流路的卷绕始端处的流动向外周侧的区域的偏移。这里,虽然从扩散出口排出的流体约旋转1周为止的距离根据运转条件而变化,但通过如上述(8)所记载的那样将第一角度位置θ1设为10度以上(更优选的是30度以上)的角度位置,能够更有效地抑制涡旋流路的卷绕始端处的流动向外周侧的区域的偏移,能够更有效地抑制再循环流动的产生。
(9)在几个实施方式中,在上述(1)至(8)中任一项所述的涡壳中,上述涡旋流路在具有上述再循环流动抑制剖面的区间的下游侧,具有圆形剖面形状。
根据上述(9)所记载的涡壳,与涡旋流路的全部区间具有圆形剖面形状的比较方式比较,能够迅速地向来自扩散出口的流动曾难以进入的上述区域(涡旋流路的卷绕始端处的内周侧的区域)导入该流动,并且在从上述连接位置靠向下游侧(卷绕始端侧)离开某一程度的区间,利用圆形剖面形状形成顺畅的回旋流,因此能够减少再循环流动量,并且减少涡旋流路内的流动损失。由此,在小流量侧、大流量侧、低旋转侧以及高旋转侧的整个工作范围,能够减少压力损失系数。
(10)在几个实施方式中,在上述(1)至(5)中任一项所述的涡壳中,上述再循环流动抑制剖面遍及上述涡旋流路的周向整个区域地设置。
根据上述(10)所记载的涡壳,也能够有效地抑制涡旋流路的卷绕始端处的流动向外周侧的区域的偏移,因此能够抑制再循环流动的产生,并抑制伴随着再循环流动的损失的产生。另外,通过抑制再循环流动的产生,能够减少所需的涡旋流路的流路剖面积,能够使涡壳小型化。另外,也同样有助于喘振特性改善(广泛化)。
(11)在几个实施方式中,在上述(1)至(10)中任一项所述的涡壳中,在上述涡旋流路的剖面中,将通过上述径向上的上述涡旋流路的最大流路宽度Wmax的中间点Mw并与上述轴向平行的直线设为Lz,将通过上述轴向上的上述涡旋流路的最大流路高度Hmax的中间点Mh并与上述径向平行的直线设为Lr,利用上述直线Lz与上述直线Lr将上述再循环流动抑制剖面划分为四个区域的情况下,若将上述四个区域中的位于比上述直线Lz与上述直线Lr的交点C靠上述径向上的外侧且靠上述轴向上的后侧的区域的面积设为A1,将位于比上述交点靠上述径向上的上述外侧且靠上述轴向上的前侧的区域的面积设为A2,将位于比上述交点靠上述径向上的内侧且靠上述轴向上的前侧的区域的面积设为A3,则在上述涡旋流路中的具有上述再循环流动抑制剖面的区间的至少一部分,面积A1、面积A2以及面积A3满足A1>A2以及A3>A2。
根据上述(11)所记载的涡壳,与比较方式(具有满足A1=A2=A3那样的圆形剖面形状的构成)比较,能够使将外侧端Eo与前侧端Ef连接的流路壁部接近平坦,能够容易地将从扩散出口排出的流体导向涡旋流路中的径向内侧的区域。因此,与上述比较方式比较,再循环流动更难以进入涡旋流路中的径向内侧的区域。因此,能够抑制再循环流动的产生,并抑制伴随着再循环流动的损失的产生。
(12)在几个实施方式中,在上述(1)至(11)中任一项所述的涡壳中,在上述涡旋流路的剖面中,将通过上述离心压缩机的径向上的上述涡旋流路的最大流路宽度Wmax的中间点Mw并与上述离心压缩机的轴向平行的直线设为Lz,将通过上述轴向上的上述涡旋流路的最大流路高度Hmax的中间点Mh并与上述径向平行的直线设为Lr,利用上述直线Lz与上述直线Lr将上述再循环流动抑制剖面划分为四个区域的情况下,上述四个区域中的位于比上述直线Lz与上述直线Lr的交点C靠上述径向上的外侧且靠上述轴向上的后侧的区域的流路壁包含具有第一曲率半径R1的圆弧部,上述四个区域中的位于比上述交点C靠上述径向上的外侧且靠上述轴向上的前侧的区域的流路壁包含具有比上述第一曲率半径R1大的第二曲率半径R2的圆弧部,上述四个区域中的位于比上述交点C靠上述径向上的内侧且靠上述轴向上的前侧的区域的流路壁包含具有比上述第二曲率半径R2小的第三曲率半径R3的圆弧部。
根据上述(12)所记载的涡壳,与比较方式(具有满足R1=R2=R3那样的圆形剖面形状的构成)比较,属于区域D2的流路壁部的圆弧部相比于属于区域D1的圆弧部a1以及属于区域D3的圆弧部更接近平坦,因此能够容易地将从扩散出口排出的流体导向涡旋流路中的径向内侧的区域。因此,与上述比较方式比较,再循环流动难以进入涡旋流路中的径向内侧的区域,因此能够抑制再循环流动的产生,并抑制伴随着再循环流动的损失的产生。
(13)在几个实施方式中,在上述(1)至(12)中任一项所述的涡壳中,若将上述再循环流动抑制剖面的图心与上述涡旋流路的涡旋中心的距离设为R,则上述涡旋流路在比卷绕始端与卷绕终端的连接位置靠卷绕始端侧的至少一部分的区间,包含随着从下游侧接近上述连接位置而上述距离R变小的图心位置偏置区间,设有上述再循环流动抑制剖面的区间与上述图心位置偏置区间至少一部分重合。
根据上述(13)所记载的涡壳,在涡旋流路的图心位置偏置区间,随着从下游侧接近上述连接位置,而剖面的图心与离心压缩机的轴线的距离变小,因此能够提高容易将从扩散出口排出的流体导向涡旋流路中的径向内侧的区域的上述效果(应用再循环流动抑制剖面所带来的效果)。由此,能够有效地抑制涡旋流路的卷绕始端处的流动向外周侧的区域的偏移。
(14)在几个实施方式中,在上述(13)所记载的涡壳中,关于上述涡旋流路的绕涡旋中心的角度位置,若将上述连接位置设为0度,将相对于上述连接位置靠向上述卷绕始端侧的角度位置设为θ,则上述图心位置偏置区间设于上述涡旋流路中的θ=0度至θ=120度的区间的至少一部分。
根据上述(14)所记载的涡壳,通过在涡旋流路中的比上述连接位置靠卷绕始端侧、并且是接近连接位置的区间设置图心位置偏置区间,能够有效地抑制涡旋流路的卷绕始端处的流动向外周侧的区域的偏移。由此,能够有效地抑制再循环流动的产生。
(15)在几个实施方式中,在上述(1)至(14)中任一项所述的涡壳中,上述图心位置偏置区间设于上述涡旋流路中的θ=0度至第二角度位置θ2。
根据上述(15)所记载的涡壳,通过在涡旋流路中的以连接位置P为起点的卷绕始端侧的区间应用再循环流动抑制剖面,能够有效地抑制涡旋流路的卷绕始端处的流动向外周侧的区域的偏移。由此,能够有效地抑制再循环流动的产生。
(16)在几个实施方式中,在上述(15)所记载的涡壳中,上述第二角度位置θ2是10度以上的角度位置。
根据本发明人的见解,通过在涡旋流路中的上述连接位置附近(卷绕始端侧)、以按照某种程度覆盖从扩散出口排出的流体绕涡旋流路的剖面中心至少旋转约1周为止的区间的方式应用图心位置偏置区间,能够更有效地抑制涡旋流路的卷绕始端处的流动向外周侧的区域的偏移。这里,虽然从扩散出口排出的流体约旋转1周为止的距离根据运转条件而变化,但通过将第二角度位置θ2设为10度以上(更优选的是30度以上)的角度位置,能够更有效地抑制涡旋流路的卷绕始端处的流动向外周侧的区域的偏移,能够更有效地抑制再循环流动的产生。
(17)在几个实施方式中,在上述(13)至(16)中任一项所述的涡壳中,若将上述再循环流动抑制剖面的流路面积设为A,则在上述图心位置偏置区间,上述流路剖面积A除以上述距离R而得的值A/R从上述涡旋流路的卷绕始端至卷绕终端以大致一定的斜率增加。
根据上述(17)所记载的涡壳,图心位置偏置区间,值A/R从涡旋流路的卷绕始端至卷绕终端以大致一定的斜率增加,因此能够无关于该角度位置θ地将流速维持为一定,并且能够提高容易将从扩散出口排出的流体导向涡旋流路中的径向内侧的区域的上述效果。因此,能够无关于角度位置θ地将流速维持为一定,并且能够有效地抑制再循环流动的产生。
(18)本发明的至少一实施方式的离心压缩机具备叶轮;涡壳,其配置于上述叶轮的周围,并形成供通过上述叶轮的流体流入的涡旋流路,上述涡壳是上述(1)至(17)中任一项所述的涡壳。
根据上述(18)所记载的离心压缩机,由于涡壳是上述(1)至(17)中任一项所述的涡壳,因此能够抑制涡旋流路中的再循环流动的产生,并抑制伴随着再循环流动的损失的产生。由此,能够提高离心压缩机的性能(效率)。
发明效果
根据本发明的至少一个实施方式,可提供一种通过减少伴随着再循环流动的损失能够提高压缩机性能的涡壳、以及具备该涡壳的离心压缩机。
附图说明
图1是沿着一实施方式的离心压缩机100的轴向的概略剖面图。
图2是沿一实施方式的离心压缩机100的轴向观察时的涡旋流路4的概略图。
图3是用于说明一实施方式的再循环流动抑制剖面10A的形状的概略剖面图。
图4是用于说明一实施方式的再循环流动抑制剖面10A的形状的概略剖面图。
图5是用于说明从扩散出口8a排出的流体fd的流动的图。
图6A是用于说明比较方式中的、从扩散出口8a排出的流体fd的流动与再循环流动fc的关系的图。
图6B是用于说明一实施方式中的、从扩散出口8a排出的流体fd的流动与再循环流动fc的关系的图。
图7是用于说明一实施方式的再循环流动抑制剖面10B的形状的概略剖面图。
图8是用于说明一实施方式的再循环流动抑制剖面10B的形状的概略剖面图。
图9是用于说明从扩散出口8a排出的流体fd的流动的图。
图10是用于说明一实施方式的再循环流动抑制剖面10C的形状的概略剖面图。
图11是用于说明一实施方式的再循环流动抑制剖面10C的形状的概略剖面图。
图12是用于说明从扩散出口8a排出的流体fd的流动的图。
图13是表示一实施方式的涡旋流路4的剖面形状与比较方式的涡旋流路的剖面形状的比较的图。
图14是表示低旋转侧以及高旋转侧的、关于再循环流动的流量与压力损失系数的关系的一实施方式与比较方式的比较的图。
图15是表示沿一实施方式的离心压缩机100的轴向观察时的涡旋流路4的概略图。
图16是表示图心位置偏置区间u中的涡旋流路4的剖面形状的变化的图。
图17是表示角度位置θ、涡旋流路4的剖面的图心I与离心压缩机100的旋转轴线O与距离R的关系的图。
图18是表示区间s与区间u的关系的一个例子的图。
图19是表示区间s与区间u的关系的一个例子的图。
图20是表示区间s与区间u的关系的一个例子的图。
图21是表示涡旋流路4的流路剖面积A与距离R的概略剖面图。
图22是表示角度位置θ与A/R的关系的图。
图23是沿一实施方式的离心压缩机100的轴向观察时的涡旋流路4的概略图。
图24是沿比较方式的离心压缩机的轴向观察时的涡旋流路004的概略图。
图25是关于比较方式的离心压缩机的涡旋流路004、从卷绕始端004a与卷绕终端004b的连接位置(舌部位置)P向下游方向(卷绕始端侧)以每隔规定角度Δθ重复表示流路剖面形状的图。
图26是表示来自扩散出口的流动fd沿涡旋流路004的流路壁形成回旋流的情形的、扩散部出口流动fd的流线图。
图27A是关于图26所示的θ=0°(舌部位置)的角度位置的涡旋流路004的流路剖面、示出扩散出口流动fd的质量流量分布的图。
图27B是关于图26所示的θ=15°的角度位置的涡旋流路004的流路剖面、示出扩散出口流动fd的质量流量分布的图。
图27C是关于图26所示的θ=30°的角度位置的涡旋流路004的流路剖面、示出扩散出口流动fd的质量流量分布的图。
图28是用于说明涡旋流路004中的扩散出口流动fd与再循环流动fc的关系的流线图。
具体实施方式
以下,参照添附的附图说明本发明的几个实施方式。但是,作为实施方式而记载或者附图所示的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对的配置等并非旨在将本发明的范围限定于此,只不过是单纯的说明例。
例如,“在某一方向”、“沿某一方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或“同轴”等表示相对或绝对配置的表达不仅严格地表示这种配置,也表示具有公差、或可得到相同功能的程度的角度或距离地发生相对位移的状态。
例如,“相同”、“相等”及“均匀”等表示事物相等状态的表达不仅严格地表示相等的状态,也表示具有公差、或可得到相同功能的程度的差的状态。
例如,四边形状或圆筒形状等表示形状的表达不仅表示几何学上严格意义的四边形状或圆筒形状等形状,也表示在可得到相同效果的范围内包含凹凸部或倒角部等的形状。
另一方面,诸如“包括”、“具有”、“具备”、“包含”或“含有”某一构成要素这样的表达不是将其他构成要素的存在排除在外的排他性表述。
图1是沿着一实施方式的离心压缩机100的轴向的概略剖面图。
在本说明书中,若无特殊记载,“轴向”指的是离心压缩机100的轴向、即叶轮2的轴向,轴向上的“前侧”指的是轴向中的离心压缩机100的吸入方向上的上游侧,轴向上的“后侧”指的是轴向中的离心压缩机100的吸入方向上的下游侧。另外,若无特殊记载,“径向”指的是离心压缩机100的径向,即叶轮2的径向。离心压缩机100例如能够应用于汽车用或者船舶用的涡轮增压器、其他工业用离心压缩机、送风机等。
如图1所示,离心压缩机100具备叶轮2和涡壳6,该涡壳6配置于叶轮2的周围,并形成供通过叶轮2以及扩散流路8的流体流入的涡旋流路4。
图2是沿一实施方式的离心压缩机100的轴向观察时的涡旋流路4的概略图。
在一实施方式中,涡旋流路4也可以在比卷绕始端4a与卷绕终端4b的连接位置(舌部位置)P靠卷绕始端4a侧的至少一部分的区间s内,具有以下说明的再循环流动抑制剖面10A。此外,这里的“比连接位置P靠卷绕始端4a侧”指的是比连接位置P靠再循环流动的流动方向(参照图24的箭头fc)上的下游侧。
图3以及图4是用于说明一实施方式的再循环流动抑制剖面10A的形状的概略剖面图。
如图3所示,在涡旋流路4的剖面上,若将径向上的涡旋流路4的外侧端设为Eo,将轴向上的涡旋流路4的前侧端设为Ef,将径向上的涡旋流路4的最大流路宽度Wmax的中间点设为Mw,则轴向上的涡旋流路4的流路高度H从径向上的外侧端Eo的位置至前侧端Ef的位置逐渐增大。另外,在再循环流动抑制剖面10A上,前侧端Ef位于比中间点Mw靠径向上的内侧。
根据该结构,在比涡旋流路4中的卷绕始端4a与卷绕终端4b的连接位置P靠卷绕始端侧的至少一部分的区间s,具有前侧端Ef位于比中间点Mw靠径向上的内侧的再循环流动抑制剖面10A,因此如图5所示,与比较方式(遍及涡旋流路的周向整个区域具有前侧端Ef与中间点Mw一致的圆形剖面010的构成)相比较,能够使将外侧端Eo与前侧端Ef连接的流路壁部w0接近平坦。
因此,如图5、图6A以及图6B所示,与上述比较方式相比较,能够容易地将从扩散出口8a排出的流动fd(在图5中,实线的箭头fd表示再循环流动抑制剖面10A中的从扩散出口8a排出的流动,虚线的箭头fd表示比较方式的圆形剖面010中的从扩散出口8a排出的流动。)导入涡旋流路4中的内周侧(径向内侧)的区域Di。由此,能够有效地抑制使用图26以及图27A~图27C说明的技术课题、即涡旋流路4的卷绕始端4a处的扩散出口流动fd向外周侧的区域的偏移。
因此,与上述比较方式比较,再循环流动fc难以进入涡旋流路4中的内周侧的区域Di,因此能够抑制再循环流动fc的产生,并抑制伴随着再循环流动fc的损失的产生。另外,通过抑制再循环流动fc的产生,能够减少所需的涡旋流路4的流路剖面积,能够使涡壳6小型化。
此外,能量较低的再循环流动处于聚集于涡旋流路4的剖面内的中心部的趋势,关于限制压缩机的低风量侧的工作极限的喘振产生,已知有从低能量流体所聚集的涡旋剖面内中心部产生逆流。关于这一点,通过在涡旋流路4中的、比连接位置P靠卷绕始端侧的至少一部分的区间s内应用上述再循环流动抑制剖面10A,抑制了再循环流动的产生,因此涡旋流路4的剖面内的能量分布变得均匀,也能够有助于喘振特性改善(广泛化)。
在一实施方式中,也可以在设有图3所示的再循环流动抑制剖面10A的区间s(参照图2)的至少一部分,使前侧端Ef与中间点Mw在径向上的距离Δr与最大流路宽度Wmax满足Δr≥0.1×Wmax。
由此,能够提高容易将从扩散出口8a排出的流体导入涡旋流路4中的内周侧的区域Di的效果,能够有效地抑制再循环流动的产生。
在其他实施方式中,图2所示的涡旋流路4也可以在比连接位置P靠卷绕始端侧的至少一部分的区间s,取代上述再循环流动抑制剖面10A而具有以下说明的再循环流动抑制剖面10B。
图7以及图8是用于说明一实施方式的再循环流动抑制剖面10B的形状的概略剖面图。
在一实施方式中,例如如图7所示,在涡旋流路4的剖面上,若将径向上的涡旋流路4的外侧端设为Eo,将轴向上的涡旋流路4的前侧端设为Ef,将轴向上的涡旋流路4的最大流路高度Hmax的中间点设为Mh,则径向上的涡旋流路4的流路宽度W从轴向上的前侧端Ef的位置至外侧端Eo的位置逐渐增大。另外,在再循环流动抑制剖面10B上,外侧端Eo位于比中间点Mh靠轴向上的后侧。
根据该结构,在比涡旋流路4中的卷绕始端4a与卷绕终端4b的连接位置P靠卷绕始端4a侧的至少一部分的区间s,具有外侧端Eo位于比中间点Mh靠轴向上的后侧的再循环流动抑制剖面10B,因此如图9所示,与比较方式(遍及涡旋流路的周向整个区域具有前侧端Ef与中间点Mw一致的圆形剖面010的构成)比较,能够使将外侧端Eo与前侧端Ef连接的流路壁部w0接近平坦。
因此,如图9所示,与上述比较方式比较,能够容易地将从扩散出口8a排出的流体fd(在图9中,实线的箭头fd表示再循环流动抑制剖面10B中的从扩散出口8a排出的流动,虚线的箭头fd表示比较方式的圆形剖面010中的从扩散出口8a排出的流动。)导入涡旋流路4中的内周侧(径向内侧)的区域Di。由此,能够有效地抑制使用图26以及图27A~图27C说明的技术课题、即涡旋流路4的卷绕始端4a处的扩散出口流动fd向外周侧的区域的偏移。
因此,与将再循环流动抑制剖面10A应用于区间s的情况相同,能够抑制再循环流动fc的产生,并抑制伴随着再循环流动fc的损失的产生。另外,通过抑制再循环流动fc的产生,能够减少所需的涡旋流路4的流路剖面积,能够使涡壳6小型化。另外,也能够获得使上述的涡壳小型化的效果以及喘振特性改善(广泛化)的效果。
此外,相比于将图7等所示的再循环流动抑制剖面10B应用于区间s的情况,在将图3等所示的再循环流动抑制剖面10A应用于区间s的情况下,从扩散出口8a向涡旋流路4排出的流体被更顺畅地导向径向内侧的区域Di,因此具有容易减少压损的优点。
在一实施方式中,也可以在设有图7所示的再循环流动抑制剖面10B的区间s(参照图2)的至少一部分,使外侧端Eo与中间点Mh在轴向上的距离Δz与最大流路高度Hmax满足Δz≥0.1×Hmax。
由此,能够提高容易将从扩散出口8a排出的流体导向涡旋流路4中的内周侧的区域Di的效果,能够有效地抑制再循环流动的产生。
而且,在其他实施方式中,图2所示的涡旋流路4也可以在比连接位置P靠卷绕始端侧的至少一部分的区间s,取代上述再循环流动抑制剖面10A或者10B而具有以下说明的再循环流动抑制剖面10C。
图10以及图11是用于说明一实施方式的再循环流动抑制剖面10C的形状的概略剖面图。
在一实施方式中,例如如图10所示,在涡旋流路4的剖面上,若将径向上的涡旋流路4的外侧端设为Eo,将轴向上的涡旋流路4的前侧端设为Ef,将径向上的涡旋流路4的最大流路宽度Wmax的中间点设为Mw,将轴向上的上述涡旋流路的最大流路高度Hmax的中间点设为Mh,则径向上的涡旋流路4的流路宽度W从轴向上的前侧端Ef的位置至外侧端Eo的位置逐渐增大,轴向上的涡旋流路4的流路高度H从径向上的外侧端Eo的位置至前侧端Ef的位置逐渐增大。另外,在再循环流动抑制剖面10C上,外侧端Eo位于比中间点Mh靠轴向上的后侧,前侧端Ef位于比中间点Mw靠径向上的内侧。
根据该结构,如图12所示,与比较方式(遍及涡旋流路的周向整个区域具有前侧端Ef与中间点Mw一致的圆形剖面010的构成)比较,能够使将外侧端Eo与前侧端Ef连接的流路壁部w0接近平坦。另外,相比于将再循环流动抑制剖面10A或者再循环流动抑制剖面10B应用于区间s的情况,更容易使流路壁部w0接近平坦,因此易于将来自扩散出口8a的流动fd导向涡旋流路4中的内周侧的区域Di的效果较大。
因此,再循环流动更难以进入涡旋流路4中的内周侧的区域Di,因此能够提高抑制再循环流动的产生以及伴随于此的损失的产生的效果。另外,对应于抑制再循环流动的效果较高,也能够提高使上述的涡壳小型化的效果以及喘振特性改善(广泛化)的效果。
在一实施方式中,也可以在设有图7所示的再循环流动抑制剖面10C的区间s(参照图2)的至少一部分,使前侧端Ef与中间点Mw在径向上的距离Δr与最大流路宽度Wmax满足Δr≥0.1×Wmax,使外侧端Eo与中间点Mh在轴向上的距离Δz与最大流路高度Hmax满足Δz≥0.1×Hmax。
由此,能够提高容易将从扩散出口8a排出的流体导入涡旋流路4中的内周侧的区域Di的效果,能够有效地抑制再循环流动的产生。
在几个实施方式中,如图4、图8或者图11所示,在再循环流动抑制剖面10(10A、10B或者10C)上,将通过径向上的涡旋流路的最大流路宽度Wmax的中间点Mw并与轴向平行的直线设为Lz,将通过轴向上的涡旋流路的最大流路高度Hmax的中间点Mh并与径向平行的直线设为Lr,利用直线Lz与直线Lr将再循环流动抑制剖面再循环流动抑制剖面10(10A、10B或者10C)划分为四个区域D1、D2、D3、D4的情况下,若将该四个区域中的位于比直线Lz与直线Lr的交点C靠径向上的外侧且靠轴向上的后侧的区域D1的面积设为A1,将位于比交点C靠径向上的外侧且靠轴向上的前侧的区域D2的面积设为A2,将位于比交点C靠径向上的内侧且靠轴向上的前侧的区域D3的面积设为A3,则在涡旋流路4中的具有再循环流动抑制剖面10(10A、10B或者10C)的区间s(参照图2),面积A1、面积A2以及面积A3满足A1>A2以及A3>A2。
根据该结构,与比较方式(具有满足A1=A2=A3那样的圆形剖面010的构成)比较,能够使将外侧端Eo与前侧端Ef连接的流路壁部w0接近平坦,能够容易地将从扩散出口8a排出的流体fd导向涡旋流路4中的内周侧的区域Di。由此,再循环流动更难以进入涡旋流路4中的内周侧的区域Di,因此能够抑制再循环流动的产生,并抑制伴随着再循环流动的损失的产生。
在几个实施方式中,如图4、图8或者图11所示,在再循环流动抑制剖面10(10A、10B或者10C)上,属于区域D1的流路壁部w1包含具有第一曲率半径R1的圆弧部a1,属于区域D2的流路壁部w2包含具有比第一曲率半径R1大的第二曲率半径R2的圆弧部a2,属于区域D3的流路壁部w3包含具有比第二曲率半径R2小的第三曲率半径R3的圆弧部a3。在区域D4中设有将扩散出口8a的轴向后侧端8a1与流路壁部w1连接的流路壁部w41、以及将流路壁部w3与扩散出口8a的轴向前侧端8a2连接的流路壁部w42。
根据该结构,与比较方式(具有满足R1=R2=R3那样的圆形剖面010的构成)比较,属于区域D2的流路壁部w2的圆弧部a2相比于其他圆弧部a1以及圆弧部a3更接近平坦,因此如图5、图9或者图12所示,能够容易地将从扩散出口8a排出的流体fd导向涡旋流路4中的内周侧的区域Di。由此,再循环流动难以进入涡旋流路4中的内周侧的区域Di,因此能够抑制再循环流动的产生,并抑制伴随着再循环流动的损失的产生。
在几个实施方式中,如图2所示,关于涡旋流路4的绕涡旋中心O的角度位置,若将连接位置P设为0度,将相对于连接位置P靠向卷绕始端侧的角度位置设为θ,则设有再循环流动抑制剖面10(10A,10B或者10C)的区间s也可以是涡旋流路4中的θ=0度至θ=120度的区间的至少一部分。
这样,通过在涡旋流路4中的比连接位置P靠卷绕始端侧、并且是以某种程度接近连接位置P的区间应用再循环流动抑制剖面10(10A、10B或者10C),能够有效地抑制涡旋流路4的卷绕始端处的上述流动fd向外周侧的区域的偏移。由此,能够有效地抑制再循环流动的产生。
在几个实施方式中,在图2所示的涡旋流路4中,再循环流动抑制剖面10(10A、10B或者10C)也可以设于涡旋流路4中的从θ=0度至第一角度位置θ1。
这样,通过在涡旋流路4中的以连接位置P为起点的卷绕始端侧的区间s应用再循环流动抑制剖面10(10A、10B或者10C),能够有效地抑制涡旋流路4的卷绕始端处的上述流动fd向外周侧的区域的偏移。由此,能够有效地抑制再循环流动的产生。
在几个实施方式中,上述第一角度位置θ1也可以是10度以上(更优选的是30度以上)的角度位置。
根据本发明人的见解,通过在涡旋流路4中的连接位置P附近(卷绕始端侧)、在从扩散出口8a排出的流体绕涡旋流路4的剖面中心至少旋转约1周为止的区间内应用再循环流动抑制剖面10(10A、10B或者10C),能够有效地抑制使用图26以及图27A~图27C说明的技术课题,即涡旋流路004的卷绕始端004a处的扩散出口流动fd向外周侧的区域Do的偏移。这里,虽然从扩散出口8a排出的流体约旋转1周所需的距离根据运转条件而变化,但通过将第一角度位置θ1设为10度以上(更优选的是30度以上)的角度位置,能够更有效地抑制涡旋流路4的卷绕始端4a处的流动向外周侧的区域的偏移,能够更有效地抑制再循环流动的产生。
在几个实施方式中,如图2以及图13所示,涡旋流路4中的、比具有再循环流动抑制剖面10(10A、10B或者10C)的区间s靠下游侧的区间t也可以具有圆形剖面形状(例如上述的圆形剖面010)。
根据该结构,与涡旋流路的全部区间具有圆形剖面形状的比较方式比较,通过在区间s中应用再循环流动抑制剖面10(10A、10B或者10C),能够迅速地向涡旋流路4中的来自扩散出口8a的流动曾难以进入的上述的区域Di导入该流动,并且在从连接位置P向下游侧(卷绕始端侧)离开某一程度的区间t,利用圆形剖面形状形成顺畅的回旋流,因此能够减少再循环流动量,并且减少涡旋流路4内的流动损失。由此,如图14所示,在小流量侧、大流量侧、低旋转侧以及高旋转侧的整个工作范围,与上述比较方式比较能够减少压力损失系数。
在几个实施方式中,如图15~图17所示,涡旋流路4可以在比卷绕始端4a与卷绕终端4b的连接位置P靠卷绕始端侧的至少一部分的区间u,包含随着从下游侧接近连接位置P(随着角度位置θ变小),而该剖面的图心I与涡旋流路4的涡旋中心O(即叶轮2的旋转轴线O;参照图1)的距离R变小的图心位置偏置区间u。在图16中,在图心位置偏置区间u,用实线表示相对地位于上游侧的再循环流动抑制剖面10(10A、10B或者10C),用虚线表示相对地位于下游侧的再循环流动抑制剖面10(10A、10B或者10C)。
在该情况下,在几个实施方式中,如图18~图20所示,设有再循环流动抑制剖面10(10A、10B或者10C)的区间s与图心位置偏置区间u至少有一部分重合。即,区间s与区间u可以如图18所示那样一致,也可以如图19所示,相比于规定区间s的角度位置θ1,规定区间u的角度位置θ2更小,也可以如图20所示,相比于规定区间s的角度位置θ1,规定区间u的角度位置θ2更大。另外,涡旋流路4中的比图心位置偏置区间u靠下游侧的区间v可以是上述距离R一定的图心位置一定区间。
根据该结构,在涡旋流路4的图心位置偏置区间u,随着从下游侧接近连接位置P,而剖面的图心I与涡旋中心O的距离R变小,因此能够提高容易将从扩散出口8a排出的流体导向涡旋流路4中的内周侧的区域Di(参照图5、图9或者图12)的上述效果(应用再循环流动抑制剖面10所带来的效果)。由此,能够有效地抑制涡旋流路4的卷绕始端处的流动向外周侧的区域的偏移。
在几个实施方式中,如图15以及图17所示,图心位置偏置区间u也可以设于涡旋流路4中的θ=0度至θ=120度的区间的至少一部分。
这样,通过在涡旋流路4中的比连接位置P靠卷绕始端侧、并且是接近连接位置P的区间设置图心位置偏置区间u,能够有效地抑制使用图26以及图27A~图27C说明的技术课题、即涡旋流路4的卷绕始端4a处的扩散出口流动fd向外周侧的区域的偏移。由此,能够有效地抑制再循环流动的产生。
在几个实施方式中,如图15以及图17所示,图心位置偏置区间u也可以设于涡旋流路4中的θ=0度至第二角度位置θ2。
这样,通过将涡旋流路4中的以连接位置P为起点的卷绕始端侧的区间设为图心位置偏置区间u,能够有效地抑制涡旋流路的卷绕始端处的流动向外周侧的区域的偏移。由此,能够有效地抑制再循环流动的产生。
在几个实施方式中,第二角度位置θ2也可以是10度以上的角度位置。
根据本发明人的见解,通过在涡旋流路4中的连接位置P附近(卷绕始端侧)、以按照某种程度覆盖从扩散出口8a排出的流体绕涡旋流路4的剖面中心至少旋转约1周为止的区间的方式应用图心位置偏置区间u,能够更有效地抑制涡旋流路4的卷绕始端4a处的流动向外周侧的区域的偏移。这里,虽然从扩散出口8a排出的流体约旋转1周为止的距离根据运转条件而变化,但通过将第二角度位置θ2设为10度以上(更优选的是30度以上)的角度位置,能够更有效地抑制涡旋流路4的卷绕始端4a处的流动向外周侧的区域的偏移,能够更有效地抑制再循环流动的产生。
在几个实施方式中,如图21以及图22所示,若将涡旋流路4的流路剖面积(在将扩散出口8a设为涡旋流路4与扩散流路8的交界的情况下规定的流路剖面积)设为A,则在图心位置偏置区间u中,流路剖面积A除以距离R而得的值A/R从涡旋流路4的卷绕始端4a至卷绕终端4b以大致一定的斜率增加。
根据该结构,在图心位置偏置区间u,无论涡旋中心O周围的角度位置θ如何,值A/R都为一定,因此能够无关于该角度位置θ地将流速维持为一定,并且能够提高容易将从扩散出口8a排出的流体导向涡旋流路4中的内周侧的区域Di的上述效果。因此,能够无关于角度位置θ地将流速维持为一定,并且能够有效地抑制再循环流动的产生。
本发明并不限定于上述实施方式,也包含在上述实施方式中加入变形而得的方式、或将这些方式适当地组合而得的方式。
例如,在图2所例示地方式中,示出了具有再循环流动抑制剖面10(10A、10B或者10C)的区间s、以及设于区间s的下游侧的具有圆形剖面010的区间u的方式,但也可以如图23所示,将具有再循环流动抑制剖面10(10A、10B或者10C)的区间s设于涡旋流路4的周向上的整个区域。
通过该构成,也同样能够有效地抑制涡旋流路4的卷绕始端4a处的流动向外周侧的区域的偏移,能够抑制再循环流动的产生,并抑制伴随着再循环流动的损失的产生。另外,通过抑制再循环流动的产生,能够减少所需的涡旋流路的流路剖面积,能够使涡壳小型化。另外,也同样能够有助于喘振特性改善(广泛化)。
附图标记说明
2 叶轮
4 涡旋流路
4a 卷绕始端
4b 卷绕终端
6 涡壳
8 扩散流路
8a 扩散出口
8a1 后侧端
8a2 前侧端
10(10A、10B、10C) 再循环流动抑制剖面
12 涡旋流路的出口
100 离心压缩机
A 流路剖面积
A1、A2、A3 面积
C 交点
D1、D2、D3、D4、Di、Do 区域
Ef 前侧端
Eo 外侧端
I 图心
Lr、Lz 直线
Mh、Mw 中间点
O 涡旋中心(叶轮的旋转轴线)
P 连接位置(舌部位置)
R1 第一曲率半径
R2 第二曲率半径
R3 第三曲率半径
W 流路宽度
Wmax 最大流路宽度
H 流路高度
Hmax 最大流路高度
a1、a2、a3 圆弧部
fd 来自扩散出口的流体流动
fc 再循环流动
s、t、u、v 区间
w0、w1、w2、w31、w32、w4 流路壁部
Claims (18)
1.一种涡壳,形成离心压缩机的涡旋流路,其中,
在上述涡旋流路的剖面上,若将上述离心压缩机的径向上的上述涡旋流路的外侧端设为Eo,将上述离心压缩机的轴向上的上述涡旋流路的前侧端设为Ef,将上述径向上的上述涡旋流路的最大流路宽度Wmax的中间点设为Mw,
则上述轴向上的上述涡旋流路的流路高度H从上述径向上的上述外侧端Eo的位置至上述前侧端Ef的位置逐渐增大,
上述涡旋流路在比卷绕始端与卷绕终端的连接位置靠卷绕始端侧的至少一部分的区间,具有上述前侧端Ef位于比上述中间点Mw靠上述径向上的内侧的再循环流动抑制剖面。
2.一种涡壳,形成离心压缩机的涡旋流路,其中,
在上述涡旋流路的剖面上,若将上述离心压缩机的径向上的上述涡旋流路的外侧端设为Eo,将上述离心压缩机的轴向上的上述涡旋流路的前侧端设为Ef,将上述轴向上的上述涡旋流路的最大流路高度Hmax的中间点设为Mh,
则上述径向上的上述涡旋流路的流路宽度W从上述轴向上的上述前侧端Ef的位置至上述外侧端Eo的位置逐渐增大,
上述涡旋流路在比卷绕始端与卷绕终端的连接位置靠卷绕始端侧的至少一部分的区间,具有上述外侧端Eo位于比上述中间点Mh靠上述轴向上的后侧的再循环流动抑制剖面。
3.根据权利要求1所述的涡壳,其中,
上述径向上的上述涡旋流路的流路宽度W从上述轴向上的上述前侧端Ef的位置至上述外侧端Eo的位置逐渐增大,
在上述涡旋流路的剖面中,若将上述轴向上的上述涡旋流路的最大流路高度Hmax的中间点设为Mh,
则在上述再循环流动抑制剖面中,上述外侧端Eo位于比上述中间点Mh靠上述轴向上的后侧。
4.根据权利要求1或3所述的涡壳,其中,
在上述涡旋流路中的具有上述再循环流动抑制剖面的区间的至少一部分,上述前侧端Ef与上述中间点Mw在上述径向上的距离Δr与上述最大流路宽度Wmax满足Δr≥0.1×Wmax。
5.根据权利要求2或3所述的涡壳,其中,
在上述涡旋流路中的具有上述再循环流动抑制剖面的区间的至少一部分,上述外侧端Eo与上述中间点Mh在上述轴向上的距离Δz与上述最大流路高度Hmax满足Δz≥0.1×Hmax。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的涡壳,其中,
关于上述涡旋流路中的绕涡旋中心的角度位置,若将上述连接位置设为0度,将相对于上述连接位置靠向上述卷绕始端侧的角度位置设为θ,
则上述再循环流动抑制剖面设于上述涡旋流路中的θ=0度至θ=120度的区间的至少一部分。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的涡壳,其中,
关于上述涡旋流路中的绕涡旋中心的角度位置,若将上述连接位置设为0度,将相对于上述连接位置靠向上述卷绕始端侧的角度位置设为θ,
则上述再循环流动抑制剖面设于上述涡旋流路中的θ=0度至第一角度位置θ1。
8.根据权利要求7所述的涡壳,其中,
上述第一角度位置θ1是10度以上的角度位置。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的涡壳,其中,
上述涡旋流路在比上述第一角度位置θ1靠下游侧包含具有圆形剖面形状的区间。
10.根据权利要求1至5中任一项所述的涡壳,其中,
上述再循环流动抑制剖面遍及上述涡旋流路的周向整个区域地设置。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的涡壳,其中,
在上述涡旋流路的剖面中,将通过上述径向上的上述涡旋流路的最大流路宽度Wmax的中间点Mw并与上述轴向平行的直线设为Lz,将通过上述轴向上的上述涡旋流路的最大流路高度Hmax的中间点Mh并与上述径向平行的直线设为Lr,利用上述直线Lz与上述直线Lr将上述再循环流动抑制剖面划分为四个区域的情况下,
若将上述四个区域中的位于比上述直线Lz与上述直线Lr的交点C靠上述径向上的外侧且靠上述轴向上的后侧的区域的面积设为A1,将位于比上述交点靠上述径向上的上述外侧且靠上述轴向上的前侧的区域的面积设为A2,将位于比上述交点靠上述径向上的内侧且靠上述轴向上的前侧的区域的面积设为A3,
则在上述涡旋流路中的具有上述再循环流动抑制剖面的区间的至少一部分,面积A1、面积A2以及面积A3满足A1>A2以及A3>A2。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的涡壳,其中,
在上述涡旋流路的剖面中,将通过上述离心压缩机的径向上的上述涡旋流路的最大流路宽度Wmax的中间点Mw并与上述离心压缩机的轴向平行的直线设为Lz,将通过上述轴向上的上述涡旋流路的最大流路高度Hmax的中间点Mh并与上述径向平行的直线设为Lr,利用上述直线Lz与上述直线Lr将上述再循环流动抑制剖面划分为四个区域的情况下,
上述四个区域中的位于比上述直线Lz与上述直线Lr的交点C靠上述径向上的外侧且靠上述轴向上的后侧的区域的流路壁包含具有第一曲率半径R1的圆弧部,
上述四个区域中的位于比上述交点C靠上述径向上的外侧且靠上述轴向上的前侧的区域的流路壁包含具有比上述第一曲率半径R1大的第二曲率半径R2的圆弧部,
上述四个区域中的位于比上述交点C靠上述径向上的内侧且靠上述轴向上的前侧的区域的流路壁包含具有比上述第二曲率半径R2小的第三曲率半径R3的圆弧部。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的涡壳,其中,
若将上述再循环流动抑制剖面的图心与上述涡旋流路的涡旋中心的距离设为R,
则上述涡旋流路在比卷绕始端与卷绕终端的连接位置靠卷绕始端侧的至少一部分的区间,包含随着从下游侧接近上述连接位置而上述距离R变小的图心位置偏置区间,
设有上述再循环流动抑制剖面的区间与上述图心位置偏置区间至少一部分重合。
14.根据权利要求13所述的涡壳,其中,
关于上述涡旋流路的绕涡旋中心的角度位置,若将上述连接位置设为0度,将相对于上述连接位置靠向上述卷绕始端侧的角度位置设为θ,
则上述图心位置偏置区间设于上述涡旋流路中的θ=0度至θ=120度的区间的至少一部分。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的涡壳,其中,
关于上述涡旋流路的绕涡旋中心的角度位置,若将上述连接位置设为0度,将相对于上述连接位置靠向上述卷绕始端侧的角度位置设为θ,
则上述图心位置偏置区间设于上述涡旋流路中的θ=0度至第二角度位置θ2。
16.根据权利要求15所述的涡壳,其中,
上述第二角度位置θ2是10度以上的角度位置。
17.根据权利要求13至16中任一项所述的涡壳,其中,
若将上述再循环流动抑制剖面的流路面积设为A,
则在上述图心位置偏置区间,上述流路剖面积A除以上述距离R而得的值A/R从上述涡旋流路的卷绕始端至卷绕终端以大致一定的斜率增加。
18.一种离心压缩机,具备:
叶轮;
涡壳,其配置于上述叶轮的周围,并形成供通过上述叶轮的流体流入的涡旋流路,
上述涡壳是权利要求1至17中任一项所述的涡壳。
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