CN116113768A

CN116113768A - 压气机壳和离心压缩机

Info

Publication number: CN116113768A
Application number: CN202080104695.1A
Authority: CN
Inventors: 岩切健一郎; 神坂直志; 藤田豊
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Engine and Turbocharger Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Engine and Turbocharger Ltd
Priority date: 2020-09-07
Filing date: 2020-09-07
Publication date: 2023-05-12
Also published as: WO2022049773A1; US20230272805A1; JP7445004B2; JPWO2022049773A1; DE112020007253T5

Abstract

压气机壳具备：罩面；前方侧内周面，其形成于罩面的轴向上的前方侧，并且与罩面的前方端相比在径向上位于外侧；至少一个凸部，其从前方侧内周面向径向的内侧突出；至少一个凸部的后方端构成为与罩面的前方端连接，至少一个凸部设置成板状，并且具有在沿着叶轮的轴线剖视时，从凸部的前方端向后方侧相对于叶轮的轴线倾斜地延伸的倾斜前缘。

Description

压气机壳和离心压缩机

技术领域

本公开涉及用于将离心压缩机的叶轮能够旋转地收纳的压气机壳以及具备该压气机壳的离心压缩机。

背景技术

在车辆用或船舶用涡轮增压器的压气机部等中使用的离心压缩机通过叶轮的旋转对流体(例如，空气)施加动能而将流体向径向的外侧排出，利用离心力得到流体的压力上升。在该离心压缩机中，要求在较宽的运转范围内实现高压力比和高效率化，为此付诸了各种努力。

例如，在离心压缩机的吸气流量少的低流量时，会发生流体在流体的流动方向上剧烈地振动的被称为喘振的不稳定现象。如果发生喘振，则在罩面附近，会发生向从进气口导入的空气的流动相反方向流动的逆流，由于该逆流，会导致离心压缩机的效率降低。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特许第6279524号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在专利文献1中，公开了利用板状的突出部将上述逆流向径向的内侧引导，通过对向叶轮侧流动的空气进行加压，从而抑制逆流的方案。

为了实现离心压缩机的高效率化，需要尽可能地抑制在压气机壳内流动的工作流体的压力损失。

鉴于上述情况，本公开至少一个实施方式的目的在于提供一种能够使离心压缩机的效率提高的压气机壳以及具备该压气机壳的离心压缩机。

用于解决技术问题的技术方案

本公开的压气机壳是用于将离心压缩机的叶轮能够旋转地收纳的压气机壳，其特征在于，具备：

罩面，其包含与所述叶轮的叶轮叶片的前端具有规定的间隙而相对的面；

前方侧内周面，其形成于所述罩面的轴向上的前方侧并且与所述罩面的前方端相比在径向上位于外侧；

至少一个凸部，其从所述前方侧内周面向所述径向的内侧突出；

所述至少一个凸部的后方端构成为与所述罩面的所述前方端连接，

所述至少一个凸部设置成板状，并且具有在沿着所述叶轮的轴线剖视时，从所述凸部的所述前方端向后方侧相对于所述叶轮的轴线倾斜地延伸的倾斜前缘。

本公开的离心压缩机具备所述压气机壳。

发明的效果

根据本公开的至少一个实施方式，能够提供使离心压缩机的效率提高的压气机壳以及具备该压气机壳的离心压缩机。

附图说明

图1是用于对具备一个实施方式的离心压缩机的涡轮增压器的构成进行说明的说明图。

图2是示意性性表示具备一个实施方式的离心压缩机的涡轮增压器的压气机侧的示意性剖视图，是包含离心压缩机的轴线的示意性剖视图。

图3是用于对第一实施方式的压气机壳进行说明的说明图。

图4是示意性地表示图3中的A-B线剖面的示意性剖视图。

图5是用于对第一实施方式的压气机壳的变形例进行说明的说明图。

图6是用于对第一实施方式的压气机壳的变形例进行说明的说明图。

图7是用于对第二实施方式的压气机壳进行说明的说明图。

图8是用于对第二实施方式的压气机壳的变形例进行说明的说明图。

图9是用于对第二实施方式的压气机壳的变形例进行说明的说明图。

图10是用于对第三实施方式的压气机壳进行说明的说明图。

图11是示意性地表示从轴向上的后方侧观察图10所示的压气机壳的缩紧面附近的状态的示意图。

具体实施方式

以下，参照附图对本公开的几个实施方式进行说明。需要说明的是，作为实施方式而记载或附图所示的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等并非旨在将本公开的范围限定于此，只不过是单纯的说明例。

例如，“某一方向”“沿着某一方向”“平行”“正交”“中心”“同心”或“同轴”等表示相对或绝对配置的表现并不是严格地表示这样的配置，也表示以公差或能够得到相同功能程度的角度或距离而相对位移的状态。

例如，“同一”“相等”和“均质”等表示事物相等状态的表现不仅表示严格相等的状态，也表示存在公差或能够实现相同功能程度的差异的状态。

例如，四边形状或圆筒形状等表示形状的表现不仅表示几何学意义上严格的四边形状或圆筒形状等形状，也表示在能够得到相同效果的范围内包含凹凸部或倒角部等的形状。

另外，“具备”“包含”“具有”一个构成要素这样的表现并不是排除其他构成要素存在的排他性表现。

需要说明的是，对于同样的构成标注同一附图标记而省略说明。

(离心压缩机、涡轮增压器)

图1用于对具备一个实施方式的离心压缩机的涡轮增压器的构成进行说明的说明图。图2是示意性地表示具备一个实施方式的离心压缩机的涡轮增压器的压气机侧的示意性剖视图，是包含离心压缩机的轴线的示意性剖视图。

本公开几个实施方式的离心压缩机1如图1、图2所示，具备叶轮2和将叶轮2能够旋转地收纳的压气机壳3。

离心压缩机1例如能够应用于机动车用、船舶用或发电用的涡轮增压器10或者其他工业用离心压缩机、鼓风机等。在图示的实施方式中，离心压缩机1搭载于涡轮增压器10。涡轮增压器10如图1所示，具备离心压缩机1、涡轮机11、旋转轴12。涡轮机11具有经由旋转轴12与叶轮2机械连接的涡轮转子13、将涡轮转子13能够旋转地收纳的涡轮机壳14。

在图示的实施方式中，如图1所示，涡轮增压器10进一步具备将旋转轴12支承为能够旋转的轴承15、构成为对轴承15进行收纳的轴承壳16。轴承壳16配置在压气机壳3与涡轮机壳14之间，利用连接部件(例如，连接螺栓等)与压气机壳3、涡轮机壳14机械连接。

以下，例如，如图1所示，将离心压缩机1的轴线CA、即叶轮2的轴线延伸的方向定义为轴向X，将与轴线CA正交的方向定义为径向Y。将轴向X中、离心压缩机1的吸入方向(主流向叶轮2的导入方向)上的上游侧、即相对于叶轮2而进气口31所在的一侧(附图中左侧)定义为前方侧XF。并且，将轴向X中与前方侧XF的相反侧、即离心压缩机1的吸入方向上的下游侧(附图中右侧)定义为后方侧XR。

在图1所示的实施方式中，在压气机壳3形成有用于从压气机壳3的外部向内部导入流体(例如，空气)的进气口31、用于将通过了叶轮2的流体向压气机壳3的外部排出的排出口32。在涡轮机壳14形成有用于从涡轮机壳14的外部向内部导入使涡轮转子13旋转的工作流体(例如，排气)的涡轮机侧导入口141和用于将通过了涡轮转子13的工作流体向涡轮机壳14的外部排出的涡轮机侧排出口142。

如图1所示，旋转轴12沿着轴向X具有长度方向。旋转轴12在其长度方向一方侧(前方侧XF)机械地连接有叶轮2，在其长度方向另一方侧(后方侧XR)机械地连接有涡轮转子13。

涡轮增压器10利用通过涡轮机侧导入口141而导入到涡轮机壳14的内部的工作流体使涡轮转子13旋转。作为上述工作流体，能够举出从未图示的排气发生装置(例如，发动机等内燃机)产生的排气。叶轮2经由旋转轴12与涡轮转子13机械连接，因而与涡轮转子13的旋转连动地旋转。涡轮增压器10通过使叶轮2旋转而对通过进气口31导入到压气机壳3的内部的流体进行压缩，通过排出口32输送到压缩流体的供给对象(例如，发动机等内燃机)。

(叶轮)

如图2所示，叶轮2包含毂21和在毂21的外表面22设置的多个叶轮叶片23。毂21机械地固定于旋转轴12的一方侧，因而毂21和多个叶轮叶片23支承为能够以叶轮2的轴线CA为中心与旋转轴12一体旋转。叶轮2构成为收纳于压气机壳3，将从轴向X的前方侧XF导入的流体向径向Y的外侧引导。

在图示的实施方式中，毂21的外表面22形成为随着从前方侧XF朝向后方侧XR而距叶轮2的轴线CA的距离变大的凹弯曲状。多个叶轮叶片23中的每一个在绕轴线CA的周向上相互空出间隔配置。罩面4包含形成为随着从前方侧XF向后方侧XR而距叶轮2的轴线CA的距离变大的凸弯曲状的面41。叶轮叶片23的前端(翼梢侧端)24位于同毂21的外表面22的连接部(毂侧端)的相反侧。前端24在以与前端24相对的方式呈凸状弯曲的面41之间形成有间隙G(空隙)。

(压气机壳)

在图示的实施方式中，如图2所示，压气机壳3具备包含上述罩面4的罩部33、形成离心压缩机1的吸气导入路50的吸气导入部34、形成离心压缩机1的扩压流路60的扩压部35、形成离心压缩机1的涡旋流路360的涡旋部36。

吸气导入路50是用于将从压气机壳3的进气口31导入的吸气(例如，空气等流体)向叶轮叶片23引导的流路。扩压流路60是用于将通过了叶轮2的流体向在叶轮2的周围设置的涡卷状的涡旋流路360引导的流路。涡旋流路360是用于将通过了叶轮2和扩压流路60的流体通过排出口32(参照图1)而向压气机壳3的外部引导的流路。

吸气导入路50和涡旋流路360分别形成在压气机壳3的内部。吸气导入部34具有形成吸气导入路50的前方侧内周面5。前方侧内周面5形成在罩面4的轴向上的前方侧XF并且与罩面4的前方端42(前方侧XF端)相比在径向Y上位于外侧。并且，在吸气导入部34的前方端形成有上述进气口31。

涡旋流路360形成为以将在压气机壳3中收纳的叶轮2的周围包围的方式相对于叶轮2位于径向Y上的外侧。涡旋部36具有形成涡旋流路360的流路壁面361。

并且，在图示的实施方式中，如图2所示，压气机壳3通过与其他部件(在图示例中为轴承壳16)组合而形成上述扩压流路60。扩压流路60通过扩压面6和与扩压面6相对的轴承壳16的面161形成。此外，在另外的一些实施方式中，可以在压气机壳3的内部形成扩压流路60。

上述罩部33设置在吸气导入部34与扩压部35之间。吸气导入路50的出口与扩压流路60的入口连通，扩压流路60的出口与涡旋流路360的入口连通。通过进气口31而导入到压气机壳3的内部的流体在吸气导入路50中朝向后方侧XR流动后被输送到叶轮2。被输送到叶轮2的流体依次流经扩压流路60和涡旋流路360之后，从排出口32(参照图1)排出到压气机壳3的外部。

在离心压缩机1的吸气流量(通过进气口31而流入吸气导入路50，向叶轮2流动的主流MF的流量)少的低流量时，会产生流体在流体的流动方向上剧烈振动的被称为喘振的不稳定现象。如果发生喘振，则在罩面4附近会产生与主流MF相反方向、即朝向轴向X上的前方侧XF流动的逆流RF，存在离心压缩机1效率降低的可能。

图3是用于对第一实施方式的压气机壳进行说明的说明图。图4是示意性地表示图3中的A-B线剖面的示意性剖视图。

如图3所示，一些实施方式的压气机壳3具备：罩面4，其包含与叶轮2的叶轮叶片23的前端24具有规定的间隙G而相对的面41；前方侧内周面5，其形成于罩面4的轴向上的前方侧XF并且与罩面4的前方端42相比在径向Y上位于外侧；至少一个凸部7，其从前方侧内周面5向径向Y上的内侧突出。

凸部7的后方端71(后方侧XR端)构成为与罩面4的前方端42连接。凸部7具有在图3所示的、沿着叶轮2的轴线CA的剖视图中，从凸部7的前方端72向后方侧XR相对于叶轮2的轴线CA倾斜地延伸的倾斜前缘73。

如图4所示，凸部7形成为板状。在图示的实施方式中，凸部7具有第一面75和与第一面75相比位于叶轮2的旋转方向RD的下游侧的第二面76。第一面75和第二面76分别沿着叶轮2的轴向X和径向Y延伸。需要说明的是，如图所示，至少一个凸部7可以包含在周向上空出间隔配置的多个(在图示例中为两个)凸部7。

根据上述构成，压气机壳3具备从前方侧内周面5向径向的内侧突出的至少一个凸部7。如上所述，在离心压缩机1的吸气流量少的低流量时，会在罩面4附近产生逆流RF。逆流RF由于被叶轮2的旋转而被赋予指向叶轮2的旋转方向RD的旋转方向成分，因而具有强的离心作用。具有这样的离心作用的逆流RF一边向旋转方向RD旋转一边沿着前方侧内周面5流动而与凸部7(的第一面75)碰撞。通过使逆流RF与凸部7碰撞，能够对逆流RF进行抑制。上述凸部7在轴向X上设置在叶轮2前缘25附近对逆流RF的抑制效果高。根据上述构成，由于凸部7的后方端71与罩面4的前方端42连接，因而凸部7在轴向X上位于前缘25附近，能够有效地抑制逆流RF。通过抑制上述逆流RF，能够降低低流量侧工作区域中的喘振流量，进而能够使离心压缩机1的效率提高。

并且，根据上述构成，凸部7设置成板状，并且具有在沿着叶轮2的轴线CA的剖视图中，从凸部7的前方端72向后方侧XR相对于叶轮2的轴线CA倾斜地延伸的倾斜前缘73。在这种情况下，与假设凸部7的前缘73A向相对于叶轮2的轴线CA正交的方向延伸的情况相比，难以阻碍向叶轮2导入的主流MF的流动，因而能够抑制与凸部7的碰撞导致的主流MF的碰撞损失。由此，能够有效地抑制向叶轮2导入的主流MF的压力损失(特别是高流量侧工作区域中的压力损失)，因而能够使离心压缩机1的效率提高。

在一些实施方式中，如图3所示，上述凸部7具有从倾斜前缘73的后方端朝向后方侧XR延伸而与罩面4的前方端42连接的内侧缘74。内侧缘74与叶轮2的前缘25上的前端24A相比位于径向Y上的外侧。这样的具有内侧缘74的凸部7能够抑制在吸气导入路50的径向Y上的内侧流动的主流MF与凸部7的碰撞，能够有效地抑制向叶轮2导入的主流MF的压力损失。

在一些实施方式中，如图3、图5所示，上述前方侧内周面5包含从上述罩面4的前方端42向前方侧XF扩径的锥面51和从锥面51的前方端52沿着轴向X而向前方侧XF延伸的轴向面53。上述凸部7至少遍及锥面51的整个轴向X延伸。

在图3所示的实施方式中，上述凸部7设置于锥面51和轴向面53双方。在图5所示的实施方式中，上述凸部7在前方侧内周面5中仅设置于锥面51。

根据上述构成，压气机壳3的前方侧内周面5包含从罩面4的前方端42朝向前方侧XF扩径的锥面51，因而能够抑制导入到叶轮2的主流MF的气流的急剧缩小的损失。具有指向叶轮2的旋转方向RD的旋转方向成分的逆流RF沿着锥面51向前方侧XF流动。上述凸部7至少遍及锥面51的整个轴向X延伸，因而能够有效地抑制沿着锥面51流动的逆流RF。

在一些实施方式中，如图5所示，上述凸部7在前方侧内周面5中仅设置于锥面51。在这种情况下，具有指向叶轮2的旋转方向RD的旋转方向成分的逆流RF在前方侧XF沿着锥面51流动。通过将上述凸部7设置于锥面51，能够有效地抑制沿着锥面51流动的逆流RF。并且，仅将上述凸部7设置于前方侧内周面5上的锥面51、即不设置于前方侧内周面5中的轴向面53，由此能够抑制与凸部7的碰撞引起的主流MF的碰撞损失。

在一些实施方式中，上述凸部7在沿着图3、图5所示的叶轮2的轴线CA的剖面图中，相对于凸部7的轴线平行的长度L在半径方向上发生变化。具有指向叶轮2的旋转方向RD的旋转方向成分的逆流RF沿着锥面51向前方侧XF流动。在这种情况下，通过在为了抑制沿着锥面51流动的逆流RF而合适的范围设置凸部7，能够抑制与凸部7的碰撞所导致的主流MF的碰撞损失，并且能够有效地抑制逆流RF。

在图3、图5所示的实施方式中，上述长度L构成为随着朝向径向上的外侧而变大。在这种情况下，能够有效地抑制由与凸部7的碰撞导致的主流MF的碰撞损失。

图6是用于对第一实施方式的压气机壳的变形例进行说明的说明图。一些实施方式的压气机壳3可以具备上述长度L在半径方向上恒定的凸部7。即，在一些实施方式中，上述凸部7在图6所示的沿着叶轮2的轴线CA的剖视中，相对于凸部7的轴线平行的长度L在半径方向上恒定。

图7是用于对第二实施方式的压气机壳进行说明的说明图。图8和图9分别是用于对第二实施方式的压气机壳的变形例进行说明的说明图。图7示意性地表示从叶轮2的径向上的内侧观察压气机壳3的罩面4和前方侧内周面5的状态。

如图3、图5、图8、图9所示，一些实施方式的压气机壳3具备：罩面4，其包含与叶轮2的叶轮叶片23的前端24具有规定的间隙G而相对的面41；前方侧内周面5，其形成于罩面4的轴向上的前方侧XF并且与罩面4的前方端42相比在径向Y上位于外侧；至少一个凸部7，其从前方侧内周面5向径向Y上的内侧突出。如图7所示，凸部7形成为板状，凸部7的后方端71构成为与凸部7的前方端72相比，位于叶轮2的旋转方向RD上的上游侧。

需要说明的是，在上述几个实施方式中，凸部7的后方端71构成为相对于凸部7的前方端72而在叶轮2的旋转方向RD上位于相同位置。

在图示的实施方式中，凸部7的后方端71构成为与罩面4的前方端42连接。凸部7构成为从前方端72到后方端71形成为直线状。

根据上述构成，凸部7的后方端71构成为与凸部的前方端72相比位于叶轮2的旋转方向RD上的上游侧，因而能够通过凸部7预先对沿着前方侧内周面5而向叶轮2导入的主流MF向与叶轮2的旋转方向RD相反的方向施加旋转。通过预先对主流MF施加上述旋转，能够使向叶轮2导入时的主流MF的相对流入速度增加。通过使主流MF的相对流入速度增加，能够降低低流量侧动作区域中的喘振流量，进而能够使离心压缩机1的效率提高。

需要说明的是，本实施方式可以与上述几个实施方式进行组合，也可以独立实施。例如，可以相对于图3、图5所示的具有倾斜前缘73的凸部7应用本实施方式，也可以相对于图8、图9所示的具有从凸部7的前方端72向径向Y上的内侧延伸的前缘73A的凸部7应用本实施方式。

在一些实施方式中，如图3、图5所示，上述凸部7通过切除加工或铸造而与上述前方侧内周面5(例如，锥面51)一体地形成。

根据上述构成，凸部7通过切除加工或铸造而与前方侧内周面5一体地形成。在这种情况下，与将同前方侧内周面5另行制造的凸部7通过焊接或螺栓连接等固定于前方侧内周面5的情况相比，能够使前方侧内周面5的面粗糙度提高。通过使前方侧内周面5的面粗糙度提高，能够降低向叶轮2导入的主流MF的压力损失。

需要说明的是，在一些实施方式中，如图8、图9所示，上述凸部7可以与上述前方侧内周面5分体制造。

在上述几个实施方式中，将上述凸部7设置在叶轮2的上游侧，但通过将这样的凸部7设置在叶轮2的下游侧，能够抑制叶轮2的下游侧的逆流，能够实现离心压缩机1效率的提高。

图10是用于对第三实施方式的压气机壳进行说明的说明图。图11是示意性地表示从轴向上的后方侧观察图10所示的压气机壳的缩紧面附近的示意图。

如图10所示，一些实施方式的压气机壳3具备：罩面4，其包含与叶轮2的叶轮叶片23的前端24具有规定的间隙G而相对的面41；扩压面6，其与罩面4的后方端43相比在轴向上位于叶轮2的背面26侧(后方侧XR)，并且包含沿着径向Y延伸的径向面61和将径向面61的内侧端62与罩面4的后方端43连接的缩紧面63；；至少一个扩压侧凸部8，其从缩紧面63向轴向上的叶轮2的背面26侧(后方侧XR)突出。

扩压侧凸部8与径向面61相比位于轴向上的叶轮2的毂面22A侧(前方侧XF)。扩压侧凸部8的内侧端81与罩面4的后方端43连接。

在图示的实施方式中，扩压侧凸部8具有在图10所示的沿着叶轮2的轴线CA的剖视图中，从扩压侧凸部8的内侧端81向后方侧XR而相对于叶轮2的轴线CA倾斜地延伸的扩压侧倾斜前缘82、从扩压侧倾斜前缘82的外侧端向径向Y上的外侧延伸而其外侧端84与径向面61的内侧端62连接的后方侧缘83。

如图11所示，扩压侧凸部8形成为板状。在图示的实施方式中，扩压侧凸部8具有第一面85和与第一面85相比位于叶轮2的旋转方向RD的下游侧的第二面86。第一面85和第二面86分别沿着叶轮2的轴向X和径向Y延伸。需要说明的是，如图所示，至少一个扩压侧凸部8可以包含在周向上空出间隔配置的多个(在图示例中为两个)扩压侧凸部8。

根据上述构成，压气机壳3具备从缩紧面63向轴向上的叶轮2的背面26侧(后方侧XR)突出的至少一个扩压侧凸部8。通过该扩压侧凸部8，能够抑制具有在缩紧面63附近产生的具有指向叶轮2的旋转方向RD的旋转方向成分的逆流RF2。由此，能够抑制比叶轮2位于下游侧处的主流MF的旋转压力损失。通过抑制上述逆流RF2，能够抑制低流量侧工作域中的扩压流路60的入口处的旋转失速，进而能够使离心压缩机1的效率提高。

在离心压缩机1中的比叶轮2位于下游侧的位置，产生不均一的流速分布。上述扩压侧凸部8作为涡旋模拟器发挥作用而抑制边界层剥离。因此，不仅在扩压流路60的入口处的旋转失速的发生时，在离心压缩机1的通常工作点，也能够使离心压缩机1的效率提高。

需要说明的是，本实施方式可以与上述几个实施方式进行组合，也可以独立实施。例如，压气机壳3可以具备上述凸部7和上述扩压侧凸部8。在这种情况下，能够抑制叶轮2的上游侧和下游侧处的旋转失速，因而由于凸部7与扩压侧凸部8的叠加效果，能够有效地使离心压缩机1的效率提高。

在一些实施方式中，如图10所示，上述扩压侧凸部8通过切除加工或铸造而与上述扩压面6(例如，缩紧面63)一体地形成。

根据上述构成，扩压侧凸部8通过切除加工或铸造而与扩压面6一体地形成。在这种情况下，与将同扩压面6另行制造的扩压侧凸部8通过焊接或螺栓连接等固定于扩压面6的情况相比，能够使扩压面6的面粗糙度提高。通过使扩压面6的面粗糙度提高，能够降低通过了叶轮2之后的主流MF的压力损失。

需要说明的是，在另外一些实施方式中，上述扩压侧凸部8可以与上述扩压面6分别制造。

一些实施方式的离心压缩机1如图1、图2所示，具备上述压气机壳3。在这种情况下，能够有效地抑制在压气机壳3内流动的工作流体的压力损失，因而能够使离心压缩机1的效率提高。

本公开不限于上述实施方式，包含在上述实施方式的基础上实施了变形的实施方式和将这些实施方式适当组合的实施方式。

上述几个实施方式所述的内容例如能够如下所述地理解。

1)本公开至少一个实施方式的压气机壳(3)是用于将离心压缩机(1)的叶轮(2)能够旋转地收纳的压气机壳，具备：

罩面(4)，其包含与所述叶轮的叶轮叶片(23)的前端(24)具有规定的间隙(G)而相对的面(41)；

前方侧内周面(5)，其形成于所述罩面(4)的轴向上的前方侧并且与所述罩面(4)的前方端(42)相比在径向上位于外侧；

至少一个凸部(7)，其从所述前方侧内周面(5)向所述径向的内侧突出；

所述至少一个凸部(7)的后方端(71)构成为与所述罩面(4)的所述前方端(42)连接，

所述至少一个凸部(7)设置成板状，并且具有在沿着所述叶轮(2)的轴线(CA)的剖视图中从所述凸部(7)的所述前方端(72)向后方侧相对于所述叶轮的轴线倾斜地延伸的倾斜前缘(73)。

根据上述1)的构成，压气机壳具备从前方侧内周面向径向的内侧突出的至少一个凸部。通过使逆流与上述凸部碰撞，能够对逆流进行抑制。上述凸部设置在叶轮的前缘附近对逆流的抑制效果更高。根据上述1)的构成，凸部的后方端与罩面的前方端连接，因而凸部在轴向上位于前缘附近，因而能够有效地抑制逆流。通过对上述逆流进行抑制，能够降低低流量侧工作域中的喘振流量，进而能够使离心压缩机的效率提高。

并且，根据上述1)的构成，凸部设置成板状，并且具有在沿着叶轮的轴线的剖视图中从凸部的前方端向后方侧相对于叶轮的轴线倾斜地延伸的倾斜前缘。在这种情况下，与假设凸部的前缘向相对于叶轮的轴线正交的方向延伸的情况相比，难以阻碍向叶轮导入的主流的流动，因而能够抑制由与凸部的碰撞引起的的主流的碰撞损失。由此，能够有效地抑制向叶轮导入的主流的压力损失(特别是高流量侧工作域中的压力损失)，因而能够使离心压缩机的效率提高。

2)在一些实施方式中，在上述1)所述的压气机壳(3)的基础上，

所述前方侧内周面(5)包含从所述罩面(4)的所述前方端(42)向所述前方侧扩径的锥面(51)和从所述锥面(51)的前方端(52)沿着轴向而向所述前方侧延伸的轴向面(53)，

所述至少一个凸部(7)至少遍及所述锥面(51)的整个所述轴向延伸。

根据上述2)的构成，压气机壳的前方侧内周面包含从罩面的前方端向前方侧扩径的锥面，因而能够抑制向叶轮导入的主流的气流的急剧缩小损失。具有指向叶轮的旋转方向的旋转方向成分的逆流沿着锥面向前方侧流动。上述凸部至少遍及锥面的整个轴向地延伸，因而能够有效地抑制沿着锥面流动的逆流。

3)在一些实施方式中，在上述2)所述的压气机壳(3)的基础上，

所述至少一个凸部(7)在沿着所述叶轮的轴线的剖视图中，所述凸部相对于所述轴线平行的长度(L)在半径方向上发生变化。

根据上述3)的构成，凸部在沿着叶轮的轴线的剖视图中，凸部的相对于轴线平行的长度在半径方向上发生变化。逆流沿着锥面向前方侧流动。在这种情况下，通过在为了抑制沿着锥面流动的逆流而合适的范围配置凸部，能够抑制由与凸部的碰撞引起的主流的碰撞损失，并且能够有效地抑制逆流。

4)在一些实施方式中，在上述1)～3)中任一项所述的压气机壳(3)的基础上，

所述至少一个凸部(7)构成为所述凸部的所述后方端(71)与所述凸部的前方端(72)相比位于所述叶轮的旋转方向(RD)上的上游侧。

根据上述4)的构成，凸部的后方端构成为与凸部的前方端相比位于叶轮的旋转方向上的上游侧，因而通过凸部能够对沿着前方侧内周面向叶轮导入的主流预先向与叶轮的旋转方向相反方向施加旋转。通过预先对主流施加上述旋转，能够使向叶轮导入时的主流的相对流入速度增加。通过使主流的相对流入速度增加，能够降低低流量侧工作域的喘振流量，进而能够使离心压缩机的效率提高。

5)在一些实施方式中，在上述1)～4)中任一项所述的压气机壳(3)的基础上，

所述至少一个凸部(7)通过切除加工或铸造而与所述前方侧内周面(5)一体地形成。

根据上述5)的构成，凸部通过切除加工或铸造而与前方侧内周面一体地形成。在这种情况下，与将同前方侧内周面另行制造的凸部通过焊接或螺栓连接等固定于前方侧内周面的情况相比，能够使前方侧内周面的面粗糙度提高。通过使前方侧内周面的面粗糙度提高，能够降低向叶轮导入的主流的压力损失。

6)在一些实施方式中，在上述1)～5)中任一项所述的压气机壳(3)的基础上，

所述前方侧内周面(5)包含从所述罩面的所述前方端向所述前方侧扩径的锥面(51)和从所述锥面的前方端沿着轴向而向所述前方侧延伸的轴向面(52)，

所述至少一个凸部(7)在所述前方侧内周面(5)仅设置于所述锥面(51)。

根据上述6)的构成，逆流在前方侧沿着锥面流动。通过将上述凸部设置于锥面，能够有效地抑制沿着锥面流动的逆流。并且，通过仅将上述凸部设置于前方侧内周面的锥面、即不在前方侧内周面中的轴向面设置凸部，能够抑制由于与凸部的碰撞引起的主流的碰撞损失。

7)在一些实施方式中，在上述1)～6)中任一项所述的压气机壳(3)的基础上，进一步具备：

扩压面(6)，其与所述罩面(4)的后方端(43)相比在轴向上位于所述叶轮(2)的背面(26)侧，并且包含沿着所述径向延伸的径向面(61)和将所述径向面(61)的内侧端(62)与所述罩面(4)的所述后方端(43)连接的缩紧面(63)；

至少一个扩压侧凸部(8)，其从所述缩紧面(63)向所述轴向上的所述叶轮(2)的背面(26)侧突出；

所述至少一个扩压侧凸部(8)与所述径向面(61)相比位于所述轴向上的所述叶轮(2)的毂面(22A)侧，并且

所述至少一个扩压侧凸部(8)的内侧端(81)与所述罩面(4)的所述后方端(43)连接。

根据上述7)的构成，压气机壳具备从缩紧面向轴向上的叶轮的背面侧(后方侧)突出的至少一个扩压侧凸部。通过该扩压侧凸部，能够抑制具有在缩紧面附近产生的指向叶轮的旋转方向的旋转方向成分的逆流。由此，能够抑制与叶轮相比下游侧处的主流的旋转压力损失。通过抑制上述逆流，能够抑制低流量侧工作域中的扩压流路的入口处的旋转失速，进而能够使离心压缩机的效率提高。

在离心压缩机中的比叶轮位于下游侧的位置，产生不均一的流速分布。上述扩压侧凸部作为涡旋模拟器发挥作用而抑制边界层剥离。因此，不仅在扩压流路的入口处的旋转失速的发生时，在离心压缩机的通常工作点，也能够使离心压缩机的效率提高。

8)本公开至少一个实施方式的压气机壳(3)是用于将离心压缩机(1)的叶轮(2)能够旋转地收纳的压气机壳，具备：

扩压面(6)，其与所述罩面(4)的后方端(43)相比在轴向上位于所述叶轮(2)的背面(26)侧，并且包含沿着径向に延伸的径向面(61)和将所述径向面(61)的内侧端(62)和所述罩面(4)的所述后方端(43)连接的缩紧面(63)；

至少一个扩压侧凸部(8)，其从所述缩紧面(63)朝向所述轴向上的所述叶轮(2)的背面(26)侧突出；

根据上述8)的构成，压气机壳具备从缩紧面向轴向上的叶轮的背面侧(后方侧)突出的至少一个扩压侧凸部。通过该扩压侧凸部，能够抑制具有在缩紧面附近产生的指向叶轮的旋转方向的旋转方向成分的逆流。由此，能够抑制与叶轮相比下游侧处的主流的旋转压力损失。通过抑制上述逆流，能够抑制低流量侧工作域中的扩压流路的入口处的旋转失速，进而能够使离心压缩机的效率提高。

在离心压缩机中的比叶轮位于下游侧的位置，产生不均一的流速分布。上述扩压侧凸部作为涡旋模拟器发挥作用从而抑制边界层剥离。因此，不仅在扩压流路的入口处的旋转失速的发生时，在离心压缩机的通常工作点，也能够使离心压缩机的效率提高。

9)在一些实施方式中，在上述7)或8)所述的压气机壳(3)的基础上，

所述至少一个扩压侧凸部(8)通过切除加工或铸造而与所述扩压面(6)一体形成。

根据上述9)的构成，扩压侧凸部通过切除加工或铸造而与扩压面一体地形成。在这种情况下，与将同扩压面另行制造的扩压侧凸部通过焊接或螺栓连接等固定于扩压面的情况相比，能够使扩压面的面粗糙度提高。通过使扩压面的面粗糙度提高，能够降低通过了叶轮之后的主流的压力损失。

10)本公开至少一个实施方式的离心压缩机(1)具备上述1)～9)中任一项所述的压气机壳(3)。

根据上述10)的构成，能够有效地抑制在压气机壳内流动的工作流体的压力损失，因而能够使离心压缩机的效率提高。

附图标记说明

1离心压缩机；

2叶轮；

21毂；

22外面；

22A毂面；

23叶轮叶片；

24、24A前端；

25前缘；

26背面；

3压气机壳；

31进气口；

32排出口；

33罩部；

34吸气导入部；

35扩压部；

36涡旋部；

360涡旋流路；

361流路壁面；

4罩面；

41面；

42前方端；

43后方端；

5前方侧内周面；

50吸气导入路；

51锥面；

52前方端；

53轴向面；

6扩压面；

60扩压流路；

61径向面；

62内侧端；

63缩紧面；

7凸部；

71后方端；

72前方端；

73、73A前缘；

74内侧缘；

75第一面；

76第二面；

8扩压侧凸部；

81内侧端；

82前缘；

83后方侧缘；

84外侧端；

85第一面；

86第二面；

10涡轮增压器；

11涡轮机；

12旋转轴；

13涡轮转子；

14涡轮机壳；

141涡轮机侧导入口；

142涡轮机侧排出口；

15轴承；

16轴承壳；

161面；

CA轴线；

G间隙；

MF主流；

RD旋转方向；

RF、RF2逆流；

X轴向；

XF(轴向的)前方侧；

XR(轴向的)后方侧；

Y径向。

Claims

1.一种压气机壳，用于将离心压缩机的叶轮能够旋转地收纳，其特征在于，具备：

所述至少一个凸部设置成板状，并且具有在沿着所述叶轮的轴线的剖视图中，从所述凸部的所述前方端朝向后方侧相对于所述叶轮的轴线倾斜地延伸的倾斜前缘。

2.根据权利要求1所述的压气机壳，

所述前方侧内周面包含从所述罩面的所述前方端向所述前方侧扩径的锥面和从所述锥面的前方端沿着轴向向所述前方侧延伸的轴向面，

所述至少一个凸部遍及至少所述锥面的所述轴向的全体延伸。

3.根据权利要求2所述的压气机壳，

所述至少一个凸部在沿着所述叶轮的轴线的剖视图中，所述凸部的相对于所述轴线平行的长度在半径方向上发生变化。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的压气机壳，

所述至少一个凸部构成为，所述凸部的所述后方端与所述凸部的前方端相比位于所述叶轮的旋转方向上的上游侧。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的压气机壳，

所述至少一个凸部通过切除加工或铸造而与所述前方侧内周面一体地形成。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的压气机壳，

所述前方侧内周面包含从所述罩面的所述前方端向所述前方侧扩径的锥面和从所述锥面的前方端沿着轴向而向所述前方侧延伸的轴向面，

所述至少一个凸部在所述前方侧内周面仅设置于所述锥面。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的压气机壳，进一步具备：

扩压面，其与所述罩面的后方端相比在轴向上位于所述叶轮的背面侧，并且包含沿着所述径向延伸的径向面和将所述径向面的内侧端与所述罩面的所述后方端连接的缩紧面；

至少一个扩压侧凸部，其从所述缩紧面向所述轴向上的所述叶轮的背面侧突出；

所述至少一个扩压侧凸部与所述径向面相比位于所述轴向上的所述叶轮的毂面侧，并且

所述至少一个扩压侧凸部的内侧端与所述罩面的所述后方端连接。

8.一种压气机壳，用于将离心压缩机的叶轮能够旋转地收纳，其特征在于，具备：

扩压面，其与所述罩面的后方端相比在轴向上位于所述叶轮的背面侧，并且包含沿着径向延伸的径向面和将所述径向面的内侧端与所述罩面的所述后方端连接的缩紧面；

9.根据权利要求7或8所述的压气机壳，

所述至少一个扩压侧凸部通过切除加工或铸造而与所述扩压面一体地形成。

10.一种离心压缩机，具备权利要求1至9中任一项所述的压气机壳。