CN111989495A - 离心压缩机 - Google Patents

Abstract

离心压缩机具备设置于叶轮的外周侧的扩散器、壳体、与扩散器的出口连接且由涡旋内周壁以及涡旋外周壁形成的涡旋流路、以及以形成用于将来自涡旋流路的流体向壳体的外部引导的排出流路的方式与壳体连接的排出配管，涡旋内周壁位于比扩散器的出口靠径向内侧的位置，对于排出配管，在从旋转轴的轴向观察时，排出配管的内壁面中的与涡旋内周壁相连的内周侧区域在排出配管与壳体连接的连接位置处，位于比作为通过旋转轴的中心的线段且与排出配管的出口部的中心轴平行的第一线段靠涡旋流路的卷绕结束部侧的位置。

Description

离心压缩机

技术领域

本发明涉及离心压缩机。

背景技术

作为以往的离心压缩机的一例，在专利文献1中公开了包括沿轴向排列的多级叶轮、以及设置于叶轮的外周侧的多个隔板的离心压缩机。

这种离心压缩机具有与排出口连通的涡旋流路。对于涡旋流路，通常，通过排出侧的隔板的外周面而形成涡旋流路的内周壁，另一方面，通过在该隔板以及位于与该隔板在轴向上相邻的位置的隔板之间设置的环状间隔件的内周面而形成涡旋流路的外周壁。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-180400号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，出于压缩机的小型化的需求，当压缩机的壳体的直径被小径化时，扩散器的直径变小，因此扩散器的出口处的流体的流速变大，流体的离心力变大。另外，当压缩机的壳体的直径被小径化时，涡旋流路的直径变小，因此在涡旋流路的卷绕结束部的附近，流体的离心力变大。

因此，由于压缩机的小型化，在从涡旋流路的卷绕结束部附近至流体从压缩机流出的出口的范围内，有可能产生流体从流路的壁面的剥离。若产生这样的剥离，则压缩机的性能会降低。

鉴于上述情况，本发明的至少一实施方式的目的在于，抑制由压缩机的小型化引起的压缩机的性能降低。

用于解决课题的方案

(1)对于本发明的至少一实施方式的离心压缩机，其中，

所述离心压缩机具备：

叶轮，其固定于旋转轴的外周；

扩散器，其设置于所述叶轮的外周侧；

壳体，其收容所述叶轮及所述扩散器；

涡旋流路，其与所述扩散器的出口连接，通过涡旋内周壁及位于该涡旋内周壁的外周侧的涡旋外周壁而形成为旋涡状；以及

排出配管，其以形成用于将来自所述涡旋流路的流体向所述壳体的外部引导的排出流路的方式与所述壳体连接，

所述涡旋内周壁位于比所述扩散器的出口靠径向内侧的位置，

对于所述排出配管，在从所述旋转轴的轴向观察时，所述排出配管的内壁面中的与所述涡旋内周壁相连的内周侧区域在所述排出配管与所述壳体连接的连接位置处，位于比作为通过所述旋转轴的中心的线段且与所述排出配管的出口部的中心轴平行的第一线段靠所述涡旋流路的卷绕结束部侧的位置。

根据上述(1)的结构，排出配管的内壁面中的与涡旋内周壁相连的内周侧区域在所述排出配管相对于壳体的连接位置处，位于比作为通过旋转轴的中心的线段且与排出配管的出口部的中心轴平行的第一线段靠涡旋流路的卷绕结束部侧的位置，因此能够使从涡旋流路的卷绕结束部到排出配管的出口部为止的流体的流路的朝向朝向径向外侧。由此，能够抑制卷绕结束部附近的流体的离心力，从而抑制流体从该流路的壁面的剥离，因此能够抑制压缩机的性能降低。

(2)在几个实施方式中，在上述(1)的结构的基础上，将所述涡旋流路的径向宽度的中心线沿所述卷绕结束部的延伸方向延长而得到的第二线段通过所述排出配管的出口部的开口。

根据上述(2)的结构，从涡旋流路的卷绕结束部到排出配管的出口部为止的流体的流路的弯曲变少，从而能够抑制该流中的压力损失。

(3)在几个实施方式中，在上述(1)或(2)的结构的基础上，所述内周侧区域具有直线状部，该直线状部在从所述排出配管的入口部至所述出口部之间的包括所述入口部在内的至少一部分区域从所述入口部侧朝向所述出口部侧形成为直线状。

根据上述(3)的结构，排出配管的内壁面中的与涡旋内周壁相连的内周侧区域在至少一部的区域形成为直线状，因此排出流路的弯曲变少，从而能够抑制排出流路中的压力损失。

(4)在几个实施方式中，在上述(3)的结构的基础上，从所述旋转轴的轴向观察时的、所述直线状部的从所述入口部侧朝向所述出口部侧的延伸方向与所述第一线段的延伸方向的交差角度为30度以内。

当从旋转轴的轴向观察时的、直线状部的上述延伸方向与第一线段的延伸方向的交差角度例如超过30度时，从涡旋流路的卷绕结束部到排出配管的出口部为止的流体的流路的朝向更朝向径向内侧，从而卷绕结束部附近的流体的离心力变大，容易产生流体从该流路的壁面的剥离。

关于这一点，根据上述(4)的结构，上述的交差角度为30度以内，因此能够缓和从涡旋流路的卷绕结束部到排出配管的出口部为止的流体的流路的朝向朝向径向内侧的情况，从而抑制涡旋流路的卷绕结束部附近的流体的离心力，进而抑制流体从该流路的壁面的剥离。

(5)在几个实施方式中，在上述(4)的结构的基础上，从所述旋转轴的轴向观察时的、所述直线状部的从所述入口部侧朝向所述出口部侧的延伸方向与所述第一线段的延伸方向一致。

根据上述(5)的结构，从旋转轴的轴向观察时的、直线状部的上述延伸方向与第一线段的延伸方向的交差角度为0度，因此能够进一步抑制涡旋流路的卷绕结束部附近的流体的离心力，从而从涡旋流路的卷绕结束部到排出配管的出口部，进一步抑制流体从流体的流路的壁面的剥离。

(6)在几个实施方式中，在上述(1)至(5)中任一结构的基础上，从所述旋转轴的轴向观察时的、所述排出配管与所述壳体连接的连接位置处的所述内周侧区域与所述第一线段的分离距离为所述涡旋内周壁的最小曲率半径的0.2倍以上。

当从旋转轴的轴向观察时的、排出配管与壳体连接的连接位置处的内周侧区域与第一线段的分离距离小于涡旋内周壁的最小曲率半径的0.2倍时，从涡旋流路的卷绕结束部到上述连接位置处的内周侧区域为止的流体的流路的朝向更朝向径向内侧，从而卷绕结束部附近的流体的离心力变大，容易产生流体从该流路的壁面的剥离。

关于这一点，根据上述(6)的结构，上述连接位置处的内周侧区域与第一线段的分离距离为涡旋内周壁的最小曲率半径的0.2倍以上，因此能够缓和从涡旋流路的卷绕结束部到上述连接位置处的内周侧区域为止的流体的流路的朝向朝向径向内侧的情况，从而抑制卷绕结束部附近的流体的离心力，进而抑制流体从该流路的壁面的剥离。

(7)在几个实施方式中，在上述(6)的结构的基础上，从所述旋转轴的轴向观察时的、所述排出配管与所述壳体连接的连接位置处的所述内周侧区域与所述第一线段的分离距离同所述涡旋内周壁的最小曲率半径相等。

根据上述(7)的结构，能够进一步抑制涡旋流路的卷绕结束部附近的流体的离心力，从而从涡旋流路的卷绕结束部到上述连接位置处的内周侧区域为止，进一步抑制流体从流体的流路的壁面的剥离。

(8)在几个实施方式中，在上述(1)至(7)中任一结构的基础上，从所述旋转轴的轴向观察时的、所述排出配管的所述出口部的中心轴与所述第一线段的分离距离为所述涡旋内周壁的最小曲率半径的0.3倍以上。

当从旋转轴的轴向观察时的、排出配管的出口部的中心轴与第一线段的分离距离小于涡旋内周壁的最小曲率半径的0.3倍时，从涡旋流路的卷绕结束部到排出配管的出口部为止的流体的流路的朝向更朝向径向内侧，从而卷绕结束部附近的流体的离心力变大，容易产生流体从该流路的壁面的剥离。

关于这一点，根据上述(8)的结构，排出配管的出口部的中心轴与第一线段的分离距离为涡旋内周壁的最小曲率半径的0.3倍以上，因此能够缓和从涡旋流路的卷绕结束部到排出配管的出口部为止的流体的流路的朝向朝向径向内侧的情况，从而抑制卷绕结束部附近的流体的离心力，进而抑制流体从该流路的壁面的剥离。

(9)在几个实施方式中，在上述(1)至(8)中任一结构的基础上，

所述排出配管的内壁面的从所述排出流路的延伸方向观察到的截面形状在所述排出配管的入口部为矩形、在所述出口部为圆形，且所述排出配管的内壁面具有从所述入口部侧至所述出口部侧而所述截面形状从矩形向圆形逐渐变化的变化部，

所述变化部处的所述排出配管的所述内壁面具有与所述涡旋内周壁相连的内侧壁面、以及与所述涡旋外周壁相连且与所述内侧壁面对置的外侧壁面，

所述内周侧区域包括所述内侧壁面处的区域。

根据上述(9)的结构，在变化部中，从排出配管的入口部侧至出口部侧而截面形状从矩形向圆形逐渐变化，因此没有截面形状的骤变部，从而能够抑制流体从排出配管的内侧壁面的剥离。

(10)在几个实施方式中，在上述(1)至(9)中任一结构的基础上，所述内周侧区域形成有突部，该突部在从所述排出配管的入口部至所述出口部之间的至少一部分区域朝向所述排出流路的内侧突出。

根据上述(10)的结构，在排出流路中，在容易产生流体的剥离的区域形成有上述突部，因此能够抑制流体从排出流路的壁面的剥离。

发明效果

根据本发明的至少一实施方式，能够抑制由压缩机的小型化引起的压缩机的性能降低。

附图说明

图1是几个实施方式的离心压缩机的沿着旋转轴的轴向的剖视图。

图2是一实施方式的离心压缩机的排出口处的沿着径向的剖视图。

图3是图1所示的离心压缩机的截面的第一隔板以及第二隔板的周边的放大图。

图4是另一实施方式的离心压缩机的排出口处的沿着径向的、即从轴向观察时的剖视图。

图5是又一实施方式的离心压缩机的排出口处的沿着径向的剖视图。

图6是再一实施方式的离心压缩机的排出口处的沿着径向的剖视图。

图7是用于对图2所示的实施方式的变化部中的截面形状的变化的情况进行说明的图。

图8是用于对图4所示的实施方式的变化部中的截面形状的变化的情况进行说明的图。

图9是以往的离心压缩机的排出口处的沿着径向的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的几个实施方式进行说明。但是，作为实施方式所记载的或附图中所示的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等并不旨在将本发明的范围限定于此，仅仅是说明例而已。

例如，“在某方向上”、“沿着某方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或者“同轴”等表示相对或绝对的配置的表达不仅表示严格上的该种配置，还表示具有公差、或者能够得到相同功能的程度的角度、距离而相对地位移了的状态。

例如，“相同”、“相等”以及“均质”等表示物事相等的状态的表达不仅表示严格相等的状态，还表示存在公差、或者能够得到相同功能的程度的差的状态。

例如，表示四边形状、圆筒形状等形状的表达不仅表示几何学上严格意义的四边形状、圆筒形状等形状，还表示在能够得到相同效果的范围内包括凹凸部、倒角部等的形状。

另一方面，“具备”、“配备”、“含有”、“包括”或“具有”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。

以下，作为离心压缩机的一例，举出具备多级叶轮的多级式的离心压缩机为例进行说明。

图1是几个实施方式的离心压缩机的沿着旋转轴的轴向的剖视图。图2是一实施方式的离心压缩机的排出口处的沿着径向的剖视图。

如图1所示，离心压缩机1具备壳体2、以及在壳体2内被支承为旋转自如的转子7。转子7具有旋转轴(轴)4、以及固定于轴4的外表面的多级叶轮8。

在壳体2的内部收容有沿轴向排列的多个隔板10。多个隔板10设置为从外周侧包围叶轮8。另外，在壳体2的内周侧，在多个隔板10的轴向上的两侧设置有壳体盖5、6.

转子7被径向轴承20、22以及推力轴承24支承为能够旋转，且该转子7绕中心O旋转。

在壳体2的一端部设置有供来自外部的流体流入的吸入口16，并且在壳体2的另一端部设置有用于将由离心压缩机1压缩后的流体向外部排出的排出口18。在壳体2的内部形成有以连结多级叶轮8间的方式形成的流路9，吸入口16与排出口18经由多个叶轮8以及流路9连通。

在排出口18连接有与壳体2连接的排出配管50的一端50a。

排出配管50在内部形成有用于将来自涡旋流路30的流体向壳体2的外部引导的排出流路51。排出流路51中的一端50a侧的入口部55与形成于壳体2的出口流路19连通。在排出流路51中的另一端50b侧的出口部52的外周侧形成有用于与例如外部的配管连接的凸缘部53。

需要说明的是，在图示的实施方式中，壳体2内部的流路9至少局部地通过多个隔板10形成。

如图1以及图2所示，在多级叶轮8中的设置于最下游侧的最末级叶轮8A与壳体2的排出口18之间形成有以沿着周向而流路截面积变化的方式设置的环状流路即涡旋流路30。另外，涡旋流路30与排出口18经由壳体2的出口流路19连接。

经由吸入口16流入离心压缩机1的流体通过多级叶轮8以及流路9而从上游流向下游，并在通过多级叶轮8时，由于被施加的叶轮8的离心力而被阶段性地压缩。通过了多级叶轮8中的设置于最下游侧的最末级叶轮8A的压缩流体经由涡旋流路30以及排出口18而被向壳体2的外部引导，并经由排出配管50而从排出流路51的出口部52排出。

需要说明的是，也可以在壳体盖5、6的由于轴4而形成的贯通部设置有用于防止流体经由该贯通部泄漏的轴封装置。在图1所示的实施方式中，在吸入口16侧的壳体盖6设置有轴封装置26。

如图1所示，多个隔板10包括具有形成涡旋流路30的表面的第一隔板12、以及在轴向上配置于第一隔板12的相邻位置的第二隔板14。

图3是图1所示的离心压缩机1的截面的第一隔板12以及第二隔板14的周边的放大图。

在图1～图3所示的实施方式中，第一隔板12与第二隔板14由螺栓34紧固而连结。在第一隔板12以及第二隔板14分别具有形成有内螺纹的螺栓孔41、42(参照图3)，螺栓34拧入螺栓孔41、42，从而将第一隔板12与第二隔板14紧固连结。

需要说明的是，在图1～图3所示的实施方式中，位于第一隔板12与第二隔板14之间的轴向间隔件32包括形成有内螺纹的螺栓插通孔33(参照图3)。并且，上述的螺栓34拧入螺栓孔41、42以及螺栓插通孔33，从而在轴向间隔件32配置于第一隔板12与第二隔板14之间的状态下，将第一隔板12与第二隔板14紧固连结。通过设置轴向间隔件32，能够进行相对于第二隔板14的第一隔板12的轴向上的定位。

在几个实施方式中，第一隔板12与第二隔板14也可以通过焊接连结。

需要说明的是，第一隔板12与第二隔板14之间以外的隔板10间的连接也可以通过焊接来进行。

第一隔板12具有轴向上的两端面即第一端面37以及第二端面38。第一端面37是位于排出口18侧的壳体盖5侧的端面，第二端面38是第二隔板14侧的端面。另外，在第一端面37与第二端面38之间的轴向上的位置范围内，形成有比第一隔板12的外周面11向径向内侧凹陷的凹部31，该凹部31具有沿着径向的一对侧面15、17、以及沿着周向的底面13。即，底面13是位于比外周面11靠径向内侧的位置的表面。

如图2以及图3所示，涡旋流路30通过内周侧的壁面即涡旋内周壁30a、以及位于该涡旋内周壁30a的外周侧的、外周侧的壁面即涡旋外周壁30b而形成为旋涡状。并且，涡旋内周壁30a由第一隔板12的上述的凹部31的底面13(位于比外周面11靠径向内侧的位置的第一隔板的表面)形成，并且涡旋外周壁30b由轴向间隔件32的内周面(间隔件内周面35)形成。

如图2以及图3所示，第一隔板12的凹部31的一对侧面15、17分别形成沿着涡旋流路30的径向的壁面。

即，涡旋流路30的从涡旋流路30的延伸方向即周向观察到的截面的形状为矩形。在以下的说明中，将通过涡旋流路30中的从周向观察到的该截面的图心、且沿着周向的假想的曲线设为涡旋流路30的中心线ax1。

需要说明的是，虽未图示，但轴向间隔件32也可以配置于在最末级叶轮8A的外周侧设置的扩散器36。即，轴向间隔件32也可以设置于第一隔板12与第二隔板14的彼此相对的端面(即，第一隔板12的第二端面38与第二隔板14的端面39)之间。在该情况下，涡旋外周壁30b由壳体2的内周面3形成。

涡旋流路30与扩散器36的出口43连接。

形成涡旋外周壁30b的壳体2的内周面3也可以是以离心压缩机1的旋转中心(旋转轴4的中心O)为中心的圆筒形。

这样，在形成涡旋外周壁30b的壳体2的内周面3是以离心压缩机1的旋转中心为中心的圆筒形的情况下，能够利用该圆筒形的内周面3容易地形成涡旋流路30。

即，能够通过第一隔板12的凹部31的底面13(表面)来形成涡旋内周壁30a，另一方面，能够通过具有单纯的圆筒形状的壳体2的内周面3来形成涡旋外周壁30b。因此，能够在不对壳体2进行加工以形成复杂的流路形状的情况下，比较容易地形成涡旋流路30。

另外，形成涡旋外周壁30b的壳体2的内周面3是以中心O为中心的圆筒形，其与转子7同心，因此能够简化离心压缩机1的结构。

然而，在出于压缩机的小型化的需求而将离心压缩机1的壳体2的直径小径化时，扩散器36的直径变小，因此扩散器36的出口43处的流体的流速变大，流体的离心力变大。另外，当离心压缩机1的壳体2的直径被小径化时，涡旋流路30的直径变小，因此在涡旋流路30的卷绕结束部45的附近，流体的离心力变大。

因此，由于离心压缩机1的小型化，从涡旋流路30的卷绕结束部45的附近到流体从离心压缩机1的出口，有可能产生流体从流路的壁面的剥离。若产生这样的剥离，则离心压缩机1的性能会降低。需要说明的是，图2以及后述的图4中的被双点划线包围的区域E是容易产生上述那样的剥离的区域。

因此，在几个实施方式的离心压缩机1中，如以下那样来抑制上述的剥离。

需要说明的是，在几个实施方式中，涡旋流路30的卷绕结束部45是指，在沿着最末级叶轮8A的旋转方向而曲率半径逐渐变小的涡旋内周壁30a中，涡旋内周壁30a在从轴向观察而在比涡旋内周壁30a靠径向内侧的位置具有曲率的中心、且与距中心O的距离为最短的位置75对应的涡旋流路30的位置。

因此，如后述的图4那样，在涡旋内周壁30a中的、在比位置75靠排出口18侧且从轴向观察时呈直线状形成的区域中，距中心O的距离为最短的位置76并不是与卷绕结束部45对应的位置。

图4是另一实施方式的离心压缩机的排出口处的沿着径向的、即从轴向观察时的剖视图。图5是又一实施方式的离心压缩机的排出口处的沿着径向的剖视图。图6是再一实施方式的离心压缩机的排出口处的沿着径向的剖视图。以下，主要参照图2、以及图4～图6进行说明。

如上所述，几个实施方式的离心压缩机1具备固定于旋转轴4的外周的叶轮8、设置于叶轮8(参照图1)的外周侧的扩散器36(参照图3)、以及收容叶轮8及扩散器36的壳体2。如上所述，几个实施方式的离心压缩机1具备：涡旋流路30，其与扩散器36的出口43连接，通过涡旋内周壁30a及位于该涡旋内周壁30a的外周侧的涡旋外周壁30b而形成为旋涡状；以及排出配管50，其以形成用于将来自涡旋流路30的流体向壳体2的外部引导的排出流路51的方式与壳体2连接。在几个实施方式的离心压缩机1中，如上所述，涡旋内周壁30a位于比扩散器36的出口43靠径向内侧的位置。

在几个实施方式的离心压缩机1中，如图2、以及图4～图6所示，对于排出配管50，在从旋转轴4的轴向观察时，排出配管50的内壁面60中的与涡旋内周壁30a相连的内周侧区域61在排出配管50与壳体2连接的连接位置54，位于比通过旋转轴4的中心O且与排出配管50的出口部52的中心轴52a平行的第一线段71靠涡旋流路30的卷绕结束部45侧的位置。

因此，能够使从涡旋流路30的卷绕结束部45到排出配管50的出口部52为止的流体的流路的朝向整体地朝向径向外侧。由此，能够抑制卷绕结束部45附近的流体的离心力，从而抑制流体从该流路的壁面的剥离，因此能够抑制离心压缩机1的性能降低。

在几个实施方式的离心压缩机1中，如图2以及图4所示，将涡旋流路30的径向上的宽度的中心线(中心线ax1)沿卷绕结束部45的延伸方向延长而得到的第二线段72通过排出配管50的出口部52的开口。在图5以及图6所示的实施方式中也同样。

由此，从涡旋流路30的卷绕结束部45到排出配管50的出口部52为止的流体的流路的弯曲变少，从而能够抑制该流路中的压力损失。

对各流路30、19、51更具体地进行说明。

在图2、图5以及图6所示的实施方式的涡旋内周壁30a中，从距中心O的距离最短的位置75起而为排出口18侧的区域81沿着与距中心O的距离最短的位置75处的涡旋内周壁30a的切线的延伸方向相同的方向呈直线状延伸。

在图4所示的实施方式的涡旋内周壁30a中，从距中心O的距离最短的位置75起而为排出口18侧的区域81以通过比距中心O的距离最短的位置75处的涡旋内周壁30a的切线77靠径向的内侧的方式、即在比该切线77靠图4中的左侧的区域呈直线状延伸。

由此，与比位置75靠排出口18侧的区域81成为随着朝向排出口18侧而沿周向进一步回绕的形状的情况相比，能够抑制区域81处的流体的剥离。

在图2以及图4所示的实施方式中，在形成于壳体2的出口流路19中与涡旋内周壁30a的区域81相连的区域19a、以及排出配管50的内壁面60中的经由上述区域19a而与涡旋内周壁30a的区域81相连的内周侧区域61沿着与涡旋内周壁30a的区域81的延伸方向相同的方向呈直线状延伸。即，在图2以及图4所示的实施方式中，涡旋内周壁30a的区域81、出口流路19的区域19a、以及排出配管50的内周侧区域61在从旋转轴4的轴向观察时配置于同一直线上。

在图5所示的实施方式中，内周侧区域61中的比后述的突部85靠另一端50b侧的区域沿着与涡旋内周壁30a的区域81的延伸方向相同的方向呈直线状延伸。即，在图5所示的实施方式中，涡旋内周壁30a的区域81、以及内周侧区域61中的比突部85靠另一端50b侧的区域在从旋转轴4的轴向观察时配置于同一直线上。

这样，在图2、图4以及图5所示的实施方式中，内周侧区域61具有直线状部63，该直线状部63在从排出配管50的入口部55至出口部52之间的包括入口部55在内的至少一部分区域从入口部55侧朝向出口部52侧形成为直线状。

由此，排出配管50的内壁面60中的与涡旋内周壁30a相连的内周侧区域61在至少一部分区域形成为直线状，因此排出流路51的弯曲变少，能够抑制排出流路51中的压力损失。

图5所示的实施方式的突部85在出口流路19的区域19a整体、以及排出配管50的内周侧区域61中的一端50a侧的区域中，朝向出口流路19以及排出流路51的内侧突出。

需要说明的是，在图6所示的实施方式中，突部86在出口流路19的区域19a整体、以及排出配管50的内周侧区域61中的从一端50a至另一端50b的区域朝向出口流路19以及排出流路51的内侧突出。

突部85、86在从旋转轴4的轴向观察时分别在比内周侧区域61靠第一线段71侧具有曲率中心。

在图2、图4以及图5所示的实施方式中，从旋转轴4的轴向观察时的、直线状部63的从入口部55侧朝向出口部52侧的延伸方向与第一线段71的延伸方向的交差角度θ(参照图4)为30度以内。

当从旋转轴4的轴向观察时的、直线状部63的上述延伸方向与第一线段71的延伸方向的交差角度θ例如超过30度时，从涡旋流路30的卷绕结束部45到排出配管50的出口部52为止的流体的流路的朝向更朝向径向内侧，从而卷绕结束部45附近的流体的离心力变大，容易产生流体从该流路的壁面的剥离。

关于这一点，在图2、图4以及图5所示的实施方式中，上述的交差角度θ为30度以内，因此能够缓和从涡旋流路30的卷绕结束部45到排出配管50的出口部52为止的流体的流路的朝向朝向径向内侧的情况，从而抑制卷绕结束部45附近的流体的离心力，进而抑制流体从该流路的壁面的剥离。

在图2以及图5所示的实施方式中，从旋转轴4的轴向观察时的、直线状部63的从入口部55侧朝向出口部52侧的延伸方向与第一线段71的延伸方向一致。

即，在图2以及图5所示的实施方式中，从旋转轴4的轴向观察时的、直线状部63的上述延伸方向与第一线段71的延伸方向的交差角度θ为0度，因此能够进一步抑制卷绕结束部45附近的流体的离心力，从而从涡旋流路30的卷绕结束部45到排出配管50的出口部52为止，进一步抑制流体从流体的流路的壁面的剥离。

在图2以及图4～图6所示的实施方式中，从旋转轴4的轴向观察时的、连接位置54处的内周侧区域61(即位置54a)与第一线段71的分离距离d1为涡旋内周壁30a的最小曲率半径Rmin的0.2倍以上。

当从旋转轴4的轴向观察时的、位置54a与第一线段71的分离距离d1例如小于涡旋内周壁的最小曲率半径Rmin的0.2倍时，从涡旋流路30的卷绕结束部45到上述的位置54a为止的流体的流路的朝向更朝向径向内侧，从而卷绕结束部45附近的流体的离心力变大，容易产生流体从该流路的壁面的剥离。

关于这一点，在图2以及图4～图6所示的实施方式中，上述分离距离d1为涡旋内周壁30a的最小曲率半径Rmin的0.2倍以上，因此能够缓和从卷绕结束部45到上述的位置54a为止的流体的流路的朝向朝向径向内侧的情况，从而抑制卷绕结束部45附近的流体的离心力，进而抑制流体从该流路的壁面的剥离。

在图2所示的实施方式中，从旋转轴4的轴向观察时的、上述的分离距离d1与涡旋内周壁30a的最小曲率半径Rmin相等。

由此，能够进一步抑制卷绕结束部45附近的流体的离心力，从而从卷绕结束部45到上述的位置54a为止，进一步抑制流体从流体的流路的壁面剥离。

在图2以及图4～图6所示的实施方式中，从旋转轴4的轴向观察时的、排出配管50的出口部52的中心轴52a与第一线段71的分离距离d2为涡旋内周壁30a的最小曲率半径Rmin的0.3倍以上。

当从旋转轴的轴向观察时的、排出配管50的出口部52的中心轴52a与第一线段71的分离距离d2例如小于涡旋内周壁30a的最小曲率半径Rmin的0.3倍时，从卷绕结束部45到排出配管50的出口部52为止的流体的流路的朝向更朝向径向内侧，从而卷绕结束部45附近的流体的离心力变大，容易产生流体从该流路的壁面的剥离。

关于这一点，在图2以及图4～图6所示的实施方式中，上述的分离距离d2为涡旋内周壁30a的最小曲率半径Rmin的0.3倍以上，因此能够缓和从卷绕结束部45到排出配管50的出口部52为止的流体的流路的朝向朝向径向内侧的情况，从而抑制卷绕结束部45附近的流体的离心力，进而抑制流体从该流路的壁面的剥离。

在图2以及图4～图6所示的实施方式中，离心压缩机1的距排出配管50的出口部52的凸缘部53的侧面的最大宽度d3为壳体外形D的1.2倍以内。

在图2以及图4～图6所示的实施方式中，为了抑制涡旋流路30的卷绕结束部45附近的流体的离心力，如上所述，以内周侧区域61在上述的连接位置54位于比第一线段71靠涡旋流路30的卷绕结束部45侧的位置的方式构成离心压缩机1。其结果是，与以往的离心压缩机相比，排出配管50的出口部52位于宽度方向、即与出口部52的中心轴52a正交的方向上，因此存在凸缘部53的侧面超出壳体2的宽度的情况。

关于这一点，在图2以及图4～图6所示的实施方式中，离心压缩机1的距排出配管50的出口部52的凸缘部53的侧面的最大幅d3为壳体外形D的1.2倍以内，因此能够抑制包括排出配管50的离心压缩机1的宽度变大的情况。

需要说明的是，图9是以往的离心压缩机1A的排出口处的沿着径向的剖视图。

在图2以及图4所示的实施方式中，出口流路19中与涡旋外周壁30b相连的区域19b、以及排出配管50的内壁面60中的经由上述区域19b而与涡旋外周壁30b相连的外周侧区域62在从旋转轴4的轴向观察时配置于同一直线上。并且，在图2以及图4所示的实施方式中，区域19b以及外周侧区域62以随着朝向排出配管50的另一端50b侧而从旋转轴4的轴向观察时的出口流路19以及排出流路51的流路的宽度变宽的方式配置。

在图5以及图6所示的实施方式中，从旋转轴4的轴向观察时的区域19b以及外周侧区域62的形状与图2以及图4所示的实施方式的区域19b以及外周侧区域62的形状相同。

即，在图5以及图6所示的实施方式中，出口流路19以及排出流路51的流路的形状除了突部85或突部86的有无以外，与图2所示的实施方式的出口流路19以及排出流路51的流路的形状相同。

需要说明的是，在图2以及图4所示的实施方式中，出口流路19的、沿着出口流路19的延伸方向即通过出口流路19的流体的主要流动的方向观察到的截面的形状为矩形。在以下的说明中，将出口流路19中的、通过该截面的图心的假想的线设为出口流路19的中心线ax2。

另外，在图2以及图4所示的实施方式中，排出流路51的、沿着排出流路51的延伸方向即通过排出流路51的流体的主要流动的方向观察到的截面的形状在一端50a侧为矩形，在另一端50b侧为圆形。在以下的说明中，将排出流路51中的、通过该截面的图心的假想的线设为排出流路51的中心线ax3。

排出配管50的内壁面60具有从入口部55侧至出口部52侧而截面形状从矩形向圆形逐渐变化的变化部56。

图7是用于对图2所示的实施方式的变化部56中的截面形状的变化的情况进行说明的图，示出与中心线ax1、ax2、中心轴52a垂直的截面的形状。图8是用于对图4所示的实施方式的变化部56中的截面形状的变化的情况进行说明的图，示出与中心线ax1、ax2、中心轴52a垂直的截面的形状。

在图7中示出第一位置101处的涡旋流路30的截面111的形状、第二位置102处的出口流路19的截面112的形状、以及第三位置103～第五位置105处的排出流路51的截面113～115的形状。

第一位置101是从卷绕结束部45略微靠近出口流路19侧的位置，第二位置102是出口流路19内的位置。第三位置103～第五位置105分别是排出流路51内的位置，第三位置103至第五位置105依次从一端50a侧朝向另一端50b侧排列。

如图7所示，第一位置101处的涡旋流路30的截面111的形状、以及第二位置102处的出口流路19的截面112的形状为大致矩形。第三位置103～第五位置105处的排出流路51的截面113～115的形状从入口部55侧至出口部52侧而从矩形逐渐变化为圆形。

在图8中示出第一位置121处的涡旋流路30的截面131的形状、第二位置122处的出口流路19的截面132的形状、以及第三位置123～第五位置125处的排出流路51的截面133～135的形状。

第一位置121是从卷绕结束部45靠近出口流路19侧的位置，第二位置122是出口流路19内的位置。第三位置123～第五位置125分别是排出流路51内的位置，第三位置123至第五位置125依次从一端50a侧朝向另一端50b侧排列。

如图8所示，第一位置121处的涡旋流路30的截面131的形状、以及第二位置122处的出口流路19的截面132的形状为大致矩形。第三位置123～第五位置125处的排出流路51的截面133～135的形状从入口部55侧至出口部52侧从矩形逐渐变化为圆形。

需要说明的是，变化部56处的排出配管50的内壁面60具有与涡旋内周壁30a相连的内侧壁面141、以及与涡旋外周壁30B相连且与内侧壁面141对置的外侧壁面142。并且，内周侧区域61包括内侧壁面141中的区域。

由此，截面形状在变化部56从排出配管50的入口部55侧至出口部52侧从矩形逐渐变化为圆形，因此没有截面形状的骤变部，从而能够抑制流体从排出配管50的内侧壁面141的剥离。

在图5以及图6所示的实施方式中，内周侧区域61形成有突部85、86，该突部85、86在从排出配管50的入口部55至出口部52之间的至少一部分区域朝向排出流路51的内侧突出。

由此，在排出流路51中，在容易产生流体的剥离的区域形成有上述的突部85、86，因此能够抑制流体从排出流路51的壁面的剥离。

本发明并不限定于上述实施方式，还包括对上述的实施方式施加变形而成的方式、将这些方式适当组合而成的方式。

例如，在上述的几个实施方式中，离心压缩机1是具备多级叶轮的多级式的离心压缩机，但离心压缩机1也可以是具备一级叶轮的单级式的离心压缩机。

附图标记说明：

1...离心压缩机；

2...壳体；

4...旋转轴(轴)；

8...叶轮；

19...出口流路；

30...涡旋流路；

30a...涡旋内周壁；

30b...涡旋外周壁；

36...扩散器；

43...出口；

45...卷绕结束部；

50...排出配管；

51...排出流路；

52...出口部；

54...连接位置；

55...入口部；

56...变化部；

60...内壁面；

61...内周侧区域；

63...直线状部；

71...第一线段；

72...第二线段；

85、86...突部。

Claims (10)

1.一种离心压缩机，其中，

所述离心压缩机具备：

叶轮，其固定于旋转轴的外周；

扩散器，其设置于所述叶轮的外周侧；

壳体，其收容所述叶轮及所述扩散器；

涡旋流路，其与所述扩散器的出口连接，通过涡旋内周壁及位于该涡旋内周壁的外周侧的涡旋外周壁而形成为旋涡状；以及

排出配管，其以形成用于将来自所述涡旋流路的流体向所述壳体的外部引导的排出流路的方式与所述壳体连接，

所述涡旋内周壁位于比所述扩散器的出口靠径向内侧的位置，

对于所述排出配管，在从所述旋转轴的轴向观察时，所述排出配管的内壁面中的与所述涡旋内周壁相连的内周侧区域在所述排出配管与所述壳体连接的连接位置处，位于比作为通过所述旋转轴的中心的线段且与所述排出配管的出口部的中心轴平行的第一线段靠所述涡旋流路的卷绕结束部侧的位置。

2.根据权利要求1所述的离心压缩机，其中，

将所述涡旋流路的径向宽度的中心线沿所述卷绕结束部的延伸方向延长而得到的第二线段通过所述排出配管的出口部的开口。

3.根据权利要求1或2所述的离心压缩机，其中，

所述内周侧区域具有直线状部，该直线状部在从所述排出配管的入口部至所述出口部之间的包括所述入口部在内的至少一部分区域从所述入口部侧朝向所述出口部侧形成为直线状。

4.根据权利要求3所述的离心压缩机，其中，

从所述旋转轴的轴向观察时的、所述直线状部的从所述入口部侧朝向所述出口部侧的延伸方向与所述第一线段的延伸方向的交差角度为30度以内。

5.根据权利要求4所述的离心压缩机，其中，

从所述旋转轴的轴向观察时的、所述直线状部的从所述入口部侧朝向所述出口部侧的延伸方向与所述第一线段的延伸方向一致。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的离心压缩机，其中，

从所述旋转轴的轴向观察时的、所述排出配管与所述壳体连接的连接位置处的所述内周侧区域与所述第一线段的分离距离为所述涡旋内周壁的最小曲率半径的0.2倍以上。

7.根据权利要求6所述的离心压缩机，其中，

从所述旋转轴的轴向观察时的、所述排出配管与所述壳体连接的连接位置处的所述内周侧区域与所述第一线段的分离距离同所述涡旋内周壁的最小曲率半径相等。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的离心压缩机，其中，

从所述旋转轴的轴向观察时的、所述排出配管的所述出口部的中心轴与所述第一线段的分离距离为所述涡旋内周壁的最小曲率半径的0.3倍以上。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的离心压缩机，其中，

所述排出配管的内壁面的从所述排出流路的延伸方向观察到的截面形状在所述排出配管的入口部为矩形、在所述出口部为圆形，且所述排出配管的内壁面具有从所述入口部侧至所述出口部侧而所述截面形状从矩形向圆形逐渐变化的变化部，

所述变化部处的所述排出配管的所述内壁面具有与所述涡旋内周壁相连的内侧壁面、以及与所述涡旋外周壁相连且与所述内侧壁面对置的外侧壁面，

所述内周侧区域包括所述内侧壁面处的区域。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的离心压缩机，其中，

所述内周侧区域形成有突部，该突部在从所述排出配管的入口部至所述出口部之间的至少一部分区域朝向所述排出流路的内侧突出。

Images