CN109154306B - 径向压缩机的壳体及径向压缩机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种径向压缩机(1)的壳体(10),其具备:进气部(11),其形成为沿叶轮(2)的旋转轴线(O)的方向延伸而在旋转轴线(O)的方向上开口的筒状,向叶轮(2)导入气体(G);涡旋部(12),其配置于叶轮(2)及进气部(11)的外周侧且沿周向延伸,并具有在周向上开口的排出口(21)、以及供来自叶轮(2)的气体(G)朝向排出口(21)流通的涡旋流路(20),涡旋部(12)包含外形尺寸逐渐扩大的树脂件;多个肋(13),其将进气部(11)的外周面(11b)和涡旋部(12)的外表面(22e)连接。多个肋(13)在周向上隔开间隔地设置,就多个肋(13)而言,随着在周向上朝向排出口(21),其设置间隔逐渐减小,且其在涡旋部(12)的外表面(22e)上的径向的长度尺寸逐渐减小。
Description
技术领域
本发明涉及一种径向压缩机的壳体及径向压缩机。
背景技术
作为压缩机的一种,已知有径向压缩机。该径向压缩机中,将从叶轮流出的气体导入具有螺旋状地形成的流路的涡旋部,并沿周向进行引导而将其排出。就涡旋部而言,从卷绕起始侧朝向排出侧,其外形尺寸渐渐增大。
这里,像对比文献1、及对比文献2中记载的径向压缩机那样,例如汽车的涡轮增压机中使用的径向压缩机的壳体有时为了轻量化等而由树脂制成。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:(日本)特表2011-503439号公报
专利文献2:(日本)特表2012-524860号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是,由于与铝等金属相比树脂的热导率低,故而,在压缩机的壳体是树脂制的情况下,难以从壳体进行充分的散热。因而,存在如下可能性:壳体成为高温,壳体的涡旋部因热膨胀而大幅变形。相较于卷绕起始侧,涡旋部的外形尺寸在排出侧较大,故而,在涡旋部中,排出侧的热变形量(变形尺寸)大。其结果,涡旋部在周向上不均匀地热变形,其与叶轮的叶尖间隙在周向上变得不均匀。即,以壳体相对于叶轮的旋转轴线倾斜的方式进行变形。由此,存在压缩机的性能下降那样的问题。
进一步地,连续使用压缩机时,在树脂制的壳体上产生蠕变变形,可能无法再呈现使用开始时的性能。
因此,本发明提供能够抑制由涡旋部的热变形引起的性能下降的径向压缩机的壳体、及径向压缩机。
用于解决课题的技术方案
本发明第一方面的径向压缩机的壳体具备:进气部,其形成为沿叶轮的旋转轴线的方向延伸而在该旋转轴线的方向上开口的筒状,向所述叶轮导入气体;涡旋部,其配置于所述叶轮及所述进气部的外周侧且沿周向延伸,并具有在该周向上开口的排出口、以及供来自所述叶轮的所述气体朝向该排出口流通的涡旋流路,该涡旋部包含外形尺寸逐渐扩大的树脂件;多个肋,其将所述进气部的外周面和涡旋部的外表面连接;所述多个肋在所述周向上隔开间隔地设置,就所述多个肋而言,随着在所述周向上朝向所述排出口,其设置间隔逐渐减小,且其在所述涡旋部的外表面上的径向的长度尺寸逐渐减小。
这样的壳体中,由于在涡旋部的周向上隔开间隔地设有多个肋,从而能够在进气部与涡旋部之间的部分提升刚度,能够抑制涡旋部的热变形。
另外,就涡旋部而言,其外形尺寸在周向上朝向排出侧逐渐扩大。因此,在假设未设置肋的情况下,相较于涡旋部的卷绕起始侧,排出侧一方的热变形量大。这里,由于朝向排出侧缩小肋的设置间隔,从而与卷绕起始侧相比,能够在排出侧促进涡旋部向径向的热变形并抑制向旋转轴线的方向的热变形。另一方面,在卷绕起始侧,涡旋部的外表面上的肋的径向的尺寸大,因而,与排出侧相比,在卷绕起始侧,涡旋部的刚度高。因此,在卷绕起始侧的涡旋部,在旋转轴线的方向、及径向上,更均匀地产生热变形。其结果,能够在向旋转轴线的方向的热变形量比卷绕起始侧大的排出侧、和向旋转轴线的方向的热变形量比排出侧小的卷绕起始侧,使向旋转轴线的方向的热变形量相等。因而,能够将叶轮与壳体之间的叶尖间隙在周向上均匀化。
进一步地,由于在排出侧缩小肋的设置间隔而在排出侧抑制涡旋部向旋转轴线的方向的热变形量,从而能够抑制在排出侧的涡旋部的热变形引起的进气部相对于旋转轴线的倾斜。
另外,本发明第二方面的径向压缩机的壳体中,也可以是,上述第一方面的径向压缩机的壳体还具备:内筒部,其配置于所述进气部的内周侧,形成为供所述气体在内侧流通的筒状;内部肋,其将所述进气部的内周面和所述内筒部连接。
由于将这样的内筒部设置于进气部的内侧,并通过内部肋将进气部和内筒部固定,从而能够形成双重管构造,能够提升进气部的刚度。因此,能够抑制进气部的热变形,能够抑制与叶轮的叶尖间隙的变化,能够抑制径向压缩机的性能下降。
另外,本发明第三方面的径向压缩机的壳体中,也可以是,在上述第二方面的径向压缩机的壳体的所述进气部与所述内筒部之间,划分形成有在该内筒部的所述旋转轴线的方向的两侧与所述内筒部的内侧连通的空间。
由于在进气部与内筒部之间设有这样的空间,从而能够使从叶轮朝向涡旋部流出的气体的一部分经由该空间向进气部返回,并使其通过内筒部的内侧再次向叶轮流入。即,能够使空间起到气体的再循环路径的功能。通过该气体的再循环,能够抑制喘振的产生,使径向压缩机的工作范围扩大。另外,由于通过内部肋连接内筒部和进气部连接,从而能够在内部肋彼此之间容易地设置可供气体在内筒部与进气部之间再循环的空间。
另外,本发明第四方面的径向压缩机的壳体中,也可以是,上述第一至第三方面中任一方面的径向压缩机的壳体的所述进气部由树脂制成,所述涡旋部具备:树脂制的第一主体部,其在所述旋转轴线的方向的一方形成所述涡旋流路的内表面;第二主体部,其在所述旋转轴线的方向上与所述第一主体部相向,在该旋转轴线的方向的另一方形成所述涡旋流路的内表面;扩压部,其配置于所述第二主体部的径向内侧且在所述旋转轴线的方向上由所述进气部和所述叶轮夹着的位置,形成所述涡旋流路的径向内侧的内表面,并将所述气体从所述叶轮导向所述涡旋流路内;金属制的套筒,其配置于在所述旋转轴线的方向上由所述扩压部和所述进气部夹着的位置,形成为与所述进气部的内表面接触的筒状。
这样,由于进气部和第一主体部由树脂制成,从而能够将其一体地树脂成形。因而,能够节省制造的工时,可实现降成本、制造时间的缩短。进一步地,即使进气部由树脂制成,例如在通过树脂的注射成型形成进气部和第一主体部时,如果预先将套筒插入模具,则能够在注塑成型期间的冷却工序中抑制因树脂的收缩引起的进气部及第一主体部的变形。因而,能够按照设计值形成与叶轮的叶尖间隙而不用对扩压器的与叶轮的相向面实施后加工。
另外,假设叶轮破损时,也能够通过金属制的套筒来抑制破损的叶轮的碎片飞散到压缩机外。
另外,本发明第五方面的径向压缩机的壳体中,也可以是,上述第四方面的径向压缩机的壳体的所述套筒具备:筒状部,其沿所述旋转轴线的方向延伸;凸缘部,其在所述筒状部的另一方侧的端部向径向外侧呈环状地突出,配置于在所述旋转轴线的方向上由所述第一主体部和所述扩压部夹着的区域内,该凸缘部的朝向所述旋转轴线的方向的一方的面与所述第一主体部接触;所述涡旋部还具备填充物,该填充物填充于配置有所述凸缘部的所述区域内。
这样,由于将凸缘部设于套筒,并在由凸缘部的周围的第一主体部和扩压部夹着的区域填充填充物,从而能够抑制涡旋流路内的高压气体通过该区域逆流到进气部内。另外,经由凸缘部将第一主体部和扩压部固定。凸缘部由金属形成,故而热变形量小,能够抑制扩压部相对于叶轮的相对位置随着热变形量较大的树脂制的第一主体部及进气部的热变形而变化。因此,能够抑制与叶轮的叶尖间隙变化,能够维持径向压缩机的性能。
另外,本发明第六方面的径向压缩机的壳体中,也可以是,上述第四或第五方面的径向压缩机的壳体的所述套筒的表面成为粗糙面。
这样,由于套筒的表面为粗糙面,从而能够将套筒相对于进气部固定在规定的位置。
另外,本发明第七方面的径向压缩机的壳体中,也可以是,上述第四至第六方面的径向压缩机的壳体的所述第二主体部的材质是热导率比所述第一主体部的材质高的材质。
这样,由于使第二主体部的热导率大于树脂制的第一主体部的热导率,从而能够促进从涡旋部的散热,抑制涡旋部的热变形,抑制与叶轮的叶尖间隙的变化。因而,能够维持径向压缩机的性能。
另外,本发明第八方面的径向压缩机具备:叶轮;旋转轴,其与所述叶轮一同旋转,该叶轮嵌合于所述旋转轴;上述第一至第七方面中任一方面的壳体,其覆盖所述叶轮。
这样,由于径向压缩机具备上述壳体,从而能够通过肋来抑制涡旋部的热变形。
另外,与卷绕起始侧相比,能够在涡旋部的排出侧促进涡旋部向径向的热变形并抑制向旋转轴线的方向的热变形。另一方面,在卷绕起始侧,在旋转轴线的方向及径向上,更均匀地产生热变形。因而,在涡旋部的排出侧和卷绕起始侧实现向旋转轴线的方向的热变形量的均匀化,能够将叶尖间隙在周向上均匀化。
进一步地,通过在排出侧抑制涡旋部向旋转轴线的方向的热变形量,能够抑制在排出侧的涡旋部的热变形引起的进气部相对于旋转轴线的倾斜。
发明效果
上述的径向压缩机的壳体、及径向压缩机中,设置将进气部和涡旋部连接的多个肋,能够抑制由涡旋部的热变形引起的性能下降。
附图说明
图1是本发明实施方式的径向压缩机的整体俯视图;
图2是本发明实施方式的径向压缩机的整体立体图;
图3是本发明实施方式的径向压缩机的壳体的纵剖视图;
图4是示意性地表示本发明实施方式的径向压缩机的壳体的热变形的情形的纵剖视图;
图5是对表示相向面的各位置处的热变形引起的位移量的模拟结果进行表示的图表;
图6是表示扩压部和叶轮相向的相向面的各位置的示意图;
图7是本发明实施方式的变形例的径向压缩机的整体俯视图。
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式的径向压缩机1进行说明。
径向压缩机1(以下,简称为压缩机1)例如是搭载于车辆上的涡轮增压器用的压缩机。
如图1及图2所示,压缩机1具备:叶轮2;旋转轴3,其上嵌合叶轮2从而与叶轮2一体地以旋转轴线O为中心旋转;壳体10,其覆盖叶轮2。
接着,对壳体10进行说明。
如图1至图3所示,壳体10具备:进气部11,其将气体G(例如空气)导入叶轮2;涡旋部12,其包含树脂件,该树脂件供从叶轮2流出的气体G流通且将该气体G排出;多个肋13,其将进气部11和涡旋部12连接。壳体10还具备内筒部14和多个内部肋15,内筒部14配置于进气部11的内侧,多个内部肋15将进气部11和内筒部14连接。
进气部11相对于叶轮2配置于旋转轴线O的方向的一方且沿旋转轴线O的方向延伸,形成为在旋转轴线O的方向上开口的圆筒状。进气部11朝着叶轮2从旋转轴线O的方向的一方吸入气体G,朝着叶轮2的流路(未图示)导入气体G。另外,进气部11的材料是热塑性塑料等树脂(例如:PPS(聚苯硫醚);PPA(聚邻苯二甲酰胺);PA9T、PA46、PA6T(聚酰胺);PBT(聚对苯二甲酸丁二酯)等)。
涡旋部12配置于叶轮2及进气部11的外周侧。该涡旋部12在内部具有在叶轮2及旋转轴3的周向上环状地延伸的涡旋流路20。涡旋部12还具有圆筒状的排出口21,该排出口21设于涡旋部12的周向的一方的端部,形成涡旋流路20的开口部20a。
这里,将成为排出口21侧的涡旋部12的周向的一方侧的端部设为涡旋部12的排出侧,将周向的另一方侧的端部设为涡旋部12的卷绕起始侧。排出侧的端部和卷绕起始侧的端部相邻。
就涡旋流路20而言,从卷绕起始侧朝向排出侧,其在与周向正交的截面上的流路截面面积逐渐扩大。由此,涡旋部12从卷绕起始侧朝向排出侧其外形尺寸逐渐扩大。另外,涡旋流路20在与周向正交的截面上的流路截面的形状形成为圆形状。由此,涡旋部12的朝向旋转轴线O的方向的面的外形形状沿着涡旋流路20的形状形成为曲面状。
另外,涡旋部12还具备:第一主体部22,其在旋转轴线O的一方形成涡旋流路20的内表面;第二主体部23,其在旋转轴线O的另一方形成涡旋流路20的内表面;扩压部24,其形成涡旋流路20的径向内侧的内表面;套筒25,其配置于扩压部24与进气部11之间。
第一主体部22形成为以旋转轴线O为中心的环状。涡旋部12中的旋转轴线O的方向的一侧的部分即第一主体部22设为从外周包围进气部11的外周面11b。另外,第一主体部22与进气部11同样是树脂制。例如,第一主体部22既可以构成为与进气部11一体的树脂的注射成型件,也可以与进气部11分开单独制造后与进气部11接合。就第一主体部22而言,在周向的一方侧的端部与排出口21连接。本实施方式中,第一主体部22和排出口21一体地制造。
具体而言,第一主体部22具有:环状部22a,其形成为以旋转轴线O为中心的环状;凸部22b,其在环状部22a的径向外侧的端部(外周端),在整个周向上向旋转轴线O的方向的一方沿旋转轴线O突出。另外,第一主体部22还具有面22c和凹部22d,面22c设于环状部22a的径向外侧的端部(外周端)、且朝向旋转轴线O的方向的另一方,凹部22d从面22c向旋转轴线O的方向的一方在整个周向上凹陷。
第二主体部23具有:环状部23a,其形成为以旋转轴线O为中心的环状;凸部23b,其在环状部23a的径向外侧的端部(外周端),在整个周向上向旋转轴线O的方向的另一方沿旋转轴线O突出。另外,第二主体部23还具有面23c和凹部23d,面23c设于径向外侧的端部(外周端)、且朝向旋转轴线O的方向的一方,凹部23d从该面23c向旋转轴线O的方向的另一方在整个周向上凹陷。
另外,第二主体部23与进气部11及第一主体部22同样是树脂制。并且,第二主体部23在旋转轴线O的方向上与第一主体部22相向地设置。本实施方式中,第二主体部23与第一主体部22分开单独地制造,与第一主体部22接合。更详细而言,第二主体部23的面23c和第一主体部22的面22c接触,并且,第二主体部23的凹部23d和第一主体部22的凹部22d配置于径向的相同位置,凹部23d和凹部22d在旋转轴线O的方向上相向。在由凹部23d和凹部22d围成的空间填充有树脂等,将第一主体部22和第二主体部23接合。
扩压部24形成为以旋转轴线O为中心的环状。扩压部24在第二主体部23的径向内侧配置于在旋转轴线O的方向上由进气部11和叶轮2夹着的位置。
扩压部24的与叶轮2相向的相向面24a形成为与叶轮2的翼端轮廓对应的形状。该相向面24a与叶轮2之间的距离是叶尖间隙。
并且,相较于扩压部24的相向面24a,第二主体部23在旋转轴线O的方向的另一方的端部在旋转轴线O上配置于更靠另一方。由此,涡旋流路20在径向内侧具有环状地开口的开口部20b。从叶轮2流出的气体G从该开口部20b流入涡旋流路20。
扩压部24在本实施方式中与第一主体部22及第二主体部23分开单独地制造,从旋转轴线O的方向的另一方侧与第一主体部22接合。
套筒25配置于在旋转轴线O的方向上由扩压部24和进气部11夹着的位置。套筒25是金属制。另外,套筒25具备:筒状部26,其沿旋转轴线O的方向延伸;凸缘部27,其与筒状部26一体地设于筒状部26在旋转轴线O的方向的另一方侧的端部。
筒状部26形成以旋转轴线O为中心的圆筒状。套筒25的表面通过进行喷丸、激光、滚花等面粗化处理而成为粗糙面。另外,套筒25的内周面25a与进气部11的内周面11a齐平,以不在其与进气部11的内周面11a之间形成有台阶。
凸缘部27形成为以旋转轴线O为中心的环状。凸缘部27从筒状部26的外周面向径向外侧突出地设置。
这里,在第一主体部22的位于径向内侧、且由第一主体部22和扩压部24夹着的区域,设有以旋转轴线O为中心的环状的间隙A2。在该间隙A2内配置有凸缘部27。并且,凸缘部27的朝向旋转轴线O的方向的一方的面构成与第一主体部22接触的接触面27a。该接触面27a也可以为粗糙面。另外,凸缘部27的朝向旋转轴线O的方向的另一方的面配置于在旋转轴线O的方向上与扩压部24分离的位置。
本实施方式的涡旋部12还具备填充物30,该填充物30填充于上述的间隙A2。通过该填充物30,将第一主体部22和扩压部24相互接合。
接着,对肋13进行说明。
多个肋13将进气部11的外周面11b、和第一主体部22的朝向旋转轴线O的方向的一方的外表面22e连接。这些肋13与进气部11及第一主体部22同样是树脂制,例如与进气部11及第一主体部22一体地成形。
这些肋13在周向上隔开间隔且遍及整个涡旋部12的周向地设置。肋13的周向的设置间隔从卷绕起始侧朝向排出侧而逐渐减小。另外,这些肋13在第一主体部22的外表面22e上沿径向延伸,在肋13的径向的延伸方向的整个区域与外表面22e连接。
另外,肋13在第一主体部22的外表面22e上的径向的长度沿周向从卷绕起始侧朝向排出侧而逐渐减小。
另外,这些肋13在进气部11的外周面11b上沿旋转轴线O的方向延伸,在肋13的旋转轴线O的方向的延伸方向的整个区域与进气部11的外周面11b连接。全部的肋13在进气部11的外周面11b上的长度尺寸相同。
内筒部14形成为以旋转轴线O为中心的圆筒状,气体G在内筒部14的内侧流通。内筒部14的旋转轴线O的方向的一方侧的端部位于比进气部11的旋转轴线O的方向的一方侧的端部更靠旋转轴线O的方向的另一方。即,内筒部14配置于进气部11的内周侧,被进气部11收纳。内筒部14与进气部11同样是树脂制。内筒部14例如与进气部11、第一主体部22、及肋13一体地成形。即,通过内筒部14,进气部11构成双重管构造。
本实施方式中,内筒部14的外周面14a配置于在径向上与进气部11的内周面11a分离的位置。进一步地,内筒部14的旋转轴线O的方向的另一方侧的端部与扩压部24在旋转轴线O的方向的一方侧的端部隔开间隔地设置。由此,在内筒部14与扩压部24之间形成有以旋转轴线O为中心的环状的狭缝SL。
内部肋15沿旋转轴线O的方向延伸地设于内筒部14的外周面14a与进气部11的内周面11a之间。另外,内部肋15在周向上隔开等间隔地设有多个。
由此,在各内部肋15彼此之间,在旋转轴线O的方向的两侧,划分形成有与内筒部14的内侧连通的空间A1。这些空间A1在旋转轴线O的另一方侧经由狭缝SL与内筒部14的内侧连通。另外,这些空间A1在旋转轴线O的一方侧也是,在旋转轴线O的方向上开口,与内筒部14的内侧连通。
本实施方式中,涡旋部12具备套筒25,因而,内部肋15在旋转轴线O的方向的另一方侧的部分与套筒25的内周面25a连接,内部肋15在旋转轴线O的方向的一方侧的部分与进气部11的内周面11a连接。
以上说明的本实施方式的压缩机1中,由于在上述的壳体10设有多个肋13,从而能够在连接进气部11和涡旋部12的部分提升刚度,能够抑制涡旋部12的热变形。由此,能够抑制叶轮2、与扩压部24的相向面24a之间的叶尖间隙的变动,能够抑制压缩机1的性能下降。
进一步地,涡旋部12中,排出侧的外形尺寸比卷绕起始侧大,故而,当以相同的热膨胀率热变形时,相较于卷绕起始侧,排出侧的热变形量较大。本实施方式中,通过朝向排出侧缩小肋13的设置间隔,如图4的朝纸面看位于左侧的双点划线所示,能够在排出侧促进涡旋部12向径向的热变形并抑制向旋转轴线O的方向的热变形。另一方面,在卷绕起始侧,肋13在涡旋部12的第一主体部22的外表面22e上的径向的尺寸大,因而,与排出侧相比,涡旋部12在卷绕起始侧的刚度较高。因而,如图4的朝纸面看位于右侧的双点划线所示,在卷绕起始侧的涡旋部12,在沿旋转轴线O的方向、及径向上较均匀地产生热变形。
其结果,在向旋转轴线O的方向的热变形量比卷绕起始侧大的排出侧、和向旋转轴线O的方向的热变形量比排出侧小的卷绕起始侧,能够使向旋转轴线O的方向的热变形量相等。即,能够在排出侧减少叶轮2与壳体10之间的叶尖间隙的变化。因而,能够在周向上将叶轮2与壳体10之间的叶尖间隙均匀化。因而,能够抑制压缩机1的性能下降。
这里,图5的图表的横轴表示相向面24a上的距基准位置A(参照图6)的距离,纵轴表示向离开叶轮2的方向即法线方向的位移量。该位移量是图6中表示的距基准位置A各距离的相向面24a上的位置B、C、D、及E各位置处的周向上一周的量的平均值。基准位置A是相向面24a上的最靠径向内侧、且旋转轴线O的方向的进气部11侧的位置。另外,位置E是相向面24a上的最靠径向外侧的位置。位置B是与基准位置A在径向上大致相同的位置、且是比基准位置A靠旋转轴线O的方向上叶轮2侧的位置。进一步地,在位置B与位置E之间,位置C位于径向内侧,位置D位于径向外侧。
根据图5可知,与假设未设置肋13的情况相比,如本实施方式那样设有肋13的情况下,能够在整个相向面24a上,将相向面24a的离开叶轮2的方向(图6的X方向)的位移量抑制在更小的值。
进一步地,通过在排出侧抑制涡旋部12向旋转轴线O的方向的热变形量,且在周向上将涡旋部12向旋转轴线O的方向的变形量及位移量均匀化,从而能够抑制在排出侧的涡旋部12的热变形引起的进气部11相对于旋转轴线O的倾斜。因而,能够抑制压缩机1的性能下降。
另外,通过设置内筒部14而将进气部11设为双重管构造,并进一步由内部肋将进气部11和内筒部14固定,从而能够提升进气部11的刚度。因此,能够进一步抑制进气部11的热变形。其结果,能够抑制与叶轮2的叶尖间隙的变化,能够抑制压缩机1的性能下降。
另外,由于在进气部11与内筒部14之间形成有空间A1,从而能够使从叶轮2流出的气体G的一部分经由该空间A1返回到进气部11,并通过内筒部14的内侧使其再次向叶轮2流入。即,能够使空间A1起到气体G的再循环路径的功能。通过该气体G的再循环,能够抑制喘振的产生,使压缩机1的工作范围扩大。
另外,假设不设置内筒部14而在进气部11内形成供气体G再循环的空间A1,该情况下,需要在狭小的进气部11内插入工具进行加工,因而,加工上耗费工时。但是,本实施方式中,由于设置内筒部14而通过内部肋15将内筒部14和进气部11连接,从而能够容易在内筒部14与进气部之间、且在相邻的内部肋15彼此之间形成可供气体G再循环的空间A1。
另外,由于进气部11和第一主体部22是树脂制,从而例如能够使用注射成型等方法将其一体地成形。因而,能够节省制造的工时,可实现降成本、制造时间的缩短。
进一步地,将金属制的套筒25设为与树脂制的进气部11的内周面11a接触。因而,例如,向将进气部11和第一主体部22注射成型时的模具预先嵌入套筒25即进行嵌件成型时,在注射成型时的冷却工序中,能够抑制由树脂的收缩引起的进气部11及第一主体部22的变形。因而,不会因树脂收缩变形而产生扩压部24的位置偏移,所以能够按照设计值设定与叶轮2的叶尖间隙且无需对相向面24a进行后加工等。
另外,假设在叶轮2破损时,也能够通过金属制的套筒25来抑制破损的叶轮2的碎片贯通第一主体部22而飞散到压缩机1外。
另外,由于经由套筒25的凸缘部27将第一主体部22和扩压部24固定,且凸缘部27由金属形成,故而,难以热变形。因此,能够抑制扩压部24相对于叶轮2的相对位置随着热变形较大的树脂制的第一主体部22及进气部11的热变形而变化。因此,能够抑制与叶轮2的叶尖间隙变化。因而,能够维持径向压缩机1的性能。
进一步地,填充物30填充于由套筒25的凸缘部27的周围的第一主体部22和扩压部24夹着的区域即间隙A2,通过该填充物30,能够抑制涡旋流路20内的高压气体G通过该间隙A2逆流到进气部11内。因而,能够维持径向压缩机1的性能。
进一步地,由于套筒25的表面成为粗糙面,从而能够将套筒25相对于进气部11牢固地固定于规定的位置,故而,能够抑制压缩机1工作中套筒25的位置偏移引起的性能下降。
另外,由于第一主体部22及第二主体部23具有凸部22b、23b,从而在成形时的冷却工序中,在第一主体部22及第二主体部23将要收缩时,上述凸部22b、23b挂住树脂成形模具100。因此,可抑制第一主体部22及第二主体部23向径向的收缩,可按照设计尺寸来制造壳体10。因而,能够抑制压缩机1的性能下降。
以上,参照附图对本发明的实施方式进行了详细说明,但各实施方式中的各结构及其组合等是一例,在不脱离本发明主旨的范围内,可以进行结构的附加、省略、替换及其他的变更。另外,本发明不受实施方式限定,而仅由权利要求限定。
图7表示本实施方式的变形例的压缩机1的壳体10A。
本变形例中,壳体10A不具有上述的内筒部14和内部肋15。这种壳体10A中也与上述的壳体10同样地,设置将进气部11和涡旋部12连接的多个肋13,从而可抑制壳体10A的涡旋部12的热变形引起的性能下降。
另外,例如,第二主体部23的材质也可以是热导率比第一主体部22高的材质。即,也可以由包含铝等金属、碳纤维、金属填料的复合材料形成第二主体部23。由此,能够将涡旋部12的热从第二主体部23向旋转轴线O的另一方散热,故而,能够抑制第一主体部22的温度上升,进而提升压缩机1的性能。
另外,也可以是,在进气部11的内侧仅设置内筒部14,而不设置内部肋15。即,不一定要形成构成气体G的再循环路径的空间A1,也可以不形成。
进气部11不一定是树脂制,只要至少第一主体部22是树脂制即可。
另外,涡旋部12也可以不分割成第一主体部22、第二主体部23、及扩压部24而形成。另外,也可以不设置套筒25。
在套筒25也可以不设置凸缘部27。另外,套筒25的表面不一定为粗糙面,也可以不形成为粗糙面。
产业上的可利用性
根据上述的径向压缩机的壳体、及径向压缩机,能够抑制由涡旋部的热变形导致的性能下降。
标记说明
1 径向压缩机
2 叶轮
3 旋转轴
10、10A 壳体
11 进气部
11a 内周面
11b 外周面
12 涡旋部
13 肋
14 内筒部
14a 外周面
15 内部肋
20 涡旋流路
20a 开口部
20b 开口部
21 排出口
22 第一主体部
22a 环状部
22b 凸部
22c 面
22d 凹部
22e 外表面
23 第二主体部
23a 环状部
23b 凸部
23c 面
23d 凹部
24 扩压部
24a 相向面
25 套筒
25a 内周面
26 筒状部
27 凸缘部
27a 接触面
30 填充物
A1 空间
A2 间隙
SL 缝隙
O 旋转轴线
G 气体
Claims (6)
1.一种径向压缩机的壳体,其中,具备:
进气部,其形成为沿叶轮的旋转轴线的方向延伸而在该旋转轴线的方向上开口的筒状,向所述叶轮导入气体;
涡旋部,其配置于所述叶轮及所述进气部的外周侧且沿周向延伸,并具有在该周向上开口的排出口、以及供来自所述叶轮的所述气体朝向该排出口流通的涡旋流路,该涡旋部包含外形尺寸逐渐扩大的树脂件;
多个肋,其仅将所述进气部的外周面和所述涡旋部的外表面即朝向径向内侧的区域之间连接;
所述多个肋在所述周向上隔开间隔地设置,就所述多个肋而言,随着在所述周向上朝向所述排出口,其设置间隔逐渐减小,且其在所述涡旋部的外表面上的径向的长度尺寸逐渐减小,
所述进气部由树脂制成,
所述涡旋部具备:
树脂制的第一主体部,其在所述旋转轴线的方向的一方形成所述涡旋流路的内表面;
第二主体部,其在所述旋转轴线的方向上与所述第一主体部相向,在该旋转轴线的方向的另一方形成所述涡旋流路的内表面;
扩压部,其配置于所述第二主体部的径向内侧且在所述旋转轴线的方向上由所述进气部和所述叶轮夹着的位置,形成所述涡旋流路的径向内侧的内表面,并将所述气体从所述叶轮导向所述涡旋流路内;
金属制的套筒,其配置于在所述旋转轴线的方向上由所述扩压部和所述进气部夹着的位置,形成为与所述进气部的内表面接触的筒状;
所述套筒具备:
筒状部,其沿所述旋转轴线的方向延伸;
凸缘部,其在所述筒状部的另一方侧的端部向径向外侧呈环状地突出,配置于在所述旋转轴线的方向上由所述第一主体部和所述扩压部夹着的区域内,该凸缘部的朝向所述旋转轴线的方向的一方的面与所述第一主体部接触;
所述涡旋部还具备填充物,该填充物填充于配置有所述凸缘部的所述区域内。
2.如权利要求1所述的径向压缩机的壳体,其中,还具备:
内筒部,其配置于所述进气部的内周侧,形成为供所述气体在内侧流通的筒状;
内部肋,其将所述进气部的内周面和所述内筒部连接。
3.如权利要求2所述的径向压缩机的壳体,其中,
在所述进气部与所述内筒部之间,划分形成有在该内筒部的所述旋转轴线的方向的两侧与所述内筒部的内侧连通的空间。
4.如权利要求1所述的径向压缩机的壳体,其中,
所述套筒的表面成为粗糙面。
5.如权利要求1~4中任一项所述的径向压缩机的壳体,其中,
所述第二主体部的材质是热导率比所述第一主体部的材质高的材质。
6.一种径向压缩机,其中,具备:
叶轮;
旋转轴,其与所述叶轮一同旋转,该叶轮嵌合于所述旋转轴;
权利要求1~5中任一项所述的壳体,其覆盖所述叶轮。
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