DE102021117650A1 - Zentrifugalkompressor - Google Patents

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DE102021117650A1
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projection
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Ryo Umeyama
Yoshiyuki Nakane
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Original Assignee
Toyota Industries Corp
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Abstract

Ein Zentrifugalkompressor (1) umfasst eine Rotationswelle (310), ein Flügelrad (100) und ein Gehäuse (400). Das Flügelrad (100) hat eine Nabe (110) und eine Vielzahl von Schaufeln (120). Das Gehäuse (400) hat eine gegenüberliegende Fläche (442), die einer Rückfläche (118) der Nabe (110) zugewandt ist, und einen Vorsprung (444), der von der gegenüberliegenden Fläche (442) hin zu dem Flügelrad (100) vorragt. Die Nabe (110) ist mit einem Aufnahmeraum (110S) versehen, der den Vorsprung (444) aufnimmt. Der Aufnahmeraum (11 OS) umfasst ein Durchgangsloch (h), das die Nabe (110) von der Rückfläche (118) hin zu einer radialen Außenfläche (112) durchdringt. Das Durchgangsloch (h) öffnet sich, während es die Schaufeln (120) vermeidet.

Description

  • Diese nicht-provisorische Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung JP 2020-123640 A , die am 20. Juli 2020 beim Japanischen Patentamt eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zentrifugalkompressor.
  • Beschreibung des technischen Hintergrunds
  • Zum Beispiel offenbart die japanische Patentanmeldung JP 2018-168707 A einen Zentrifugalkompressor mit einem Flügelrad. Das Flügelrad in dem Zentrifugalkompressor hat eine Nabe mit einer radialen Außenfläche und einer Rückfläche und eine Vielzahl von Schaufeln. Die Nabe ist mit einem Durchgangsloch versehen, das durch sie hindurch zwischen der radialen Außenfläche und der Rückfläche ausgebildet ist. Das so gebildete Durchgangsloch reduziert ein Trägheitsmoment des Flügelrads und eine auf das Flügelrad wirkende Schublast.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Bei dem in der japanischen Patentanmeldung JP 2018-168707 A beschriebenen Zentrifugalkompressor kann ein Teil eines Luftstroms, der entlang der radialen Außenfläche der Nabe hin zu einer Ablassseite strömt, durch das Durchgangsloch hin zu der Rückfläche des Flügelrads strömen, oder ein von dem Flügelrad gebildeter Luftstrom kann von einer Seite, die den Luftstrom ablässt, (z. B. von einem Diffusor) durch einen zwischen der Rückfläche des Flügelrads und einem hinteren Gehäuse gebildeten Spalt sowie durch das Durchgangsloch zur radialen Außenfläche des Flügelrads zurückkehren. Dies hat eine schlechte Leistung (oder ein reduziertes Druckverhältnis), oder eine erhöhte Energie zum Antrieb des Flügelrads zur Folge.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Zentrifugalkompressor bereitzustellen, der in der Lage ist, sowohl eine Verringerung in einem Trägheitsmoment eines Flügelrads und in einer auf das Flügelrad wirkenden Schublast als auch eine Unterdrückung einer Verringerung in einem Druckverhältnis zu erreichen.
  • Ein Zentrifugalkompressor gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Zentrifugalkompressor, der eine Rotationswelle, ein an der Rotationswelle befestigtes und zusammen mit der Rotationswelle rotierendes Flügelrad und ein Gehäuse, das die Rotationswelle und das Flügelrad aufnimmt, aufweist, wobei das Flügelrad eine Nabe mit einer radialen Außenfläche, die eine Form aufweist, deren Durchmesser von einer Seite der Rotationswelle hin zu der anderen Seite der Rotationswelle allmählich zunimmt, und einer auf der anderen Seite der Rotationswelle gebildeten Rückfläche, und eine Vielzahl von Schaufeln, die auf der radialen Außenfläche der Nabe vorgesehen sind, umfasst, wobei das Gehäuse eine gegenüberliegende Fläche, die der Rückfläche der Nabe zugewandt ist, und einen Vorsprung, der von der gegenüberliegenden Fläche hin zu dem Flügelrad vorsteht, aufweist, wobei in der Nabe ein Aufnahmeraum ausgebildet ist, der mit dem Vorsprung in einer radialen Richtung der Rotationswelle überlappt, sich ringförmig um eine Achse der Rotationswelle erstreckt und den Vorsprung aufnimmt, wobei der Aufnahmeraum ein Durchgangsloch enthält, das die Nabe von der Rückfläche hin zu der radialen Außenfläche durchdringt, wobei das Durchgangsloch offen ist/ sich öffnet, während es die Schaufeln (ver)meidet/ umgeht.
  • Die vorgenannten und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung deutlicher, wenn sie mit den begleitenden Zeichnungen in Verbindung gebracht werden.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Schaubild, das schematisch eine Konfiguration eines Zentrifugalkompressors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
    • 2 ist eine perspektivische Ansicht eines Flügelrads.
    • 3 ist eine perspektivische Ansicht des Flügelrads in einem anderen Winkel als in 2.
    • 4 zeigt schematisch das Flügelrad und ein hinteres Gehäuse im Querschnitt.
    • 5 zeigt schematisch ein modifiziertes Beispiel des hinteren Gehäuses im Querschnitt.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den Figuren, auf die im Folgenden Bezug genommen wird, ist jedes gleiche oder äquivalente Element identisch bezeichnet.
  • 1 ist ein Schaubild, das schematisch eine Konfiguration eines Zentrifugalkompressors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie in 1 gezeigt ist, umfasst der Zentrifugalkompressor 1 ein Flügelrad 100, ein Turbinenrad 200, eine Rotationswelle 310, einen Motor 320, ein Lager 330 und ein Gehäuse 400.
  • Die Rotationswelle 310 verbindet das Flügelrad 100 und das Turbinenrad 200 miteinander. Die Rotationswelle 310 wird durch den Motor 320 rotierend angetrieben. Die Rotationswelle 310 wird von einem Lager 330 aufgenommen. Der Motor 320 umfasst einen Rotor und einen Stator (nicht gezeigt).
  • Das Gehäuse 400 beherbergt das Flügelrad 100, das Turbinenrad 200, die Rotationswelle 310, den Motor 320 und das Lager 330. Das Gehäuse 400 hat ein Kompressorgehäuse 410, ein Turbinengehäuse 420 und ein Mittelgehäuse 430.
  • Das Kompressorgehäuse 410 nimmt das Flügelrad 100 auf. Das Kompressorgehäuse 410 hat einen Sauganschluss 411 und eine Ablasseinheit 412. Ein Diffusor (nicht gezeigt) ist in dem Kompressorgehäuse 410 an einer Ablassseite des Flügelrads 100 vorgesehen.
  • Im Turbinengehäuse 420 ist das Turbinenrad 200 untergebracht. Das Turbinengehäuse 420 hat eine Saugeinheit 421 und einen Ablassanschluss 422.
  • Das Mittelgehäuse 430 ist zwischen dem Kompressorgehäuse 410 und dem Turbinengehäuse 420 angeordnet. Im Mittelgehäuse 430 sind der Motor 320 und das Lager 330 untergebracht.
  • Das Mittelgehäuse 430 hat ein hinteres Gehäuse 440. Das heißt, das Gehäuse 400 enthält das hintere Gehäuse 440. Das hintere Gehäuse 440 ist auf der Seite der Rückfläche des Flügelrads 100 angeordnet. Das hintere Gehäuse 440 ist zwischen dem Flügelrad 100 und dem Lager 330 vorgesehen. Das hintere Gehäuse 440 wird im Folgenden genauer beschrieben.
  • Das Flügelrad 100 nimmt Gas (z. B. Luft) auf, das durch den Sauganschluss 411 angesaugt wird, und lässt das Gas durch die Ablasseinheit 412 ab. Das Flügelrad 100 ist an der Rotationswelle 310 befestigt und dreht sich zusammen mit der Rotationswelle 310 um eine Achse A. Wie in den 2 und 3 gezeigt ist, umfasst das Flügelrad 100 eine Nabe 110 und eine Vielzahl von Schaufeln 120.
  • Die Nabe 110 ist an der Rotationswelle 310 befestigt und um die Achse A drehbar. In der vorliegenden Ausführungsform entspricht die Achse A einer Drehmittelpunktsachse der Rotationswelle 310. Die Nabe 110 hat eine radiale Außenfläche 112 und eine Rückfläche 118.
  • Die radiale Außenfläche 112 hat eine Form, deren Durchmesser von einer Seite (einer oberen Seite in 1) der Rotationswelle 310 (der Drehmittelpunktsachse) hin zu der anderen Seite (einer unteren Seite in 1) der Rotationswelle 310 zunimmt. In anderen Worten hat die radiale Außenfläche 112 eine Form mit einem Außendurchmesser, der allmählich von einem Endabschnitt auf der Ansaugseite hin zu einem Endabschnitt auf der Ablassseite zunimmt. Da sich die radiale Außenfläche 112 von einer Seite hin zu der anderen Seite erstreckt, hat die radiale Außenfläche 112 eine Form, die in einer Richtung, die sich der Rotationswelle 310 nähert, konvex gekrümmt ist.
  • Die Rückfläche 118 ist orthogonal zur Achse A. Die Rückfläche 118 ist auf der anderen Seite (oder der Ablassseite) ausgebildet. Die Rückfläche 118 ist eben ausgebildet.
  • Die Nabe 110 ist mit einem Aufnahmeraum 110S versehen, der sich ringförmig um die Achse A der Rotationswelle 310 erstreckt. In dem Aufnahmeraum 110S ist ein Durchgangsloch h ausgebildet, das die Nabe 110 von der Rückfläche 118 hin zu der radialen Außenfläche 112 durchdringt. Das Durchgangsloch h durchdringt die Nabe 110 in einer Richtung parallel zur Achse A. Das Durchgangsloch h ist vorzugsweise in der Nähe einer Außenkante der Nabe 110 ausgebildet. Das Durchgangsloch h öffnet sich/ ist geöffnet/offen, während es die Schaufeln 120 (ver)meidet/ umgeht, was im Folgenden beschrieben wird.
  • Die radiale Außenfläche 112 der Nabe 110 hat eine innere radiale Außenfläche 114 und eine äußere radiale Außenfläche 116.
  • Die innere radiale Außenfläche 114 ist eine radiale Außenfläche, die sich in der radialen Richtung innerhalb des Durchgangsloch h befindet.
  • Die äußere radiale Außenfläche 116 ist eine radiale Außenfläche, die sich in der radialen Richtung außerhalb des Durchgangslochs h befindet. In der vorliegenden Ausführungsform ist die äußere radiale Außenfläche 116 in einem Ring (oder einem Kranz) ausgebildet. Die Rückfläche 118 hinter der äußeren radialen Außenfläche 116 ist bündig mit der Rückfläche 118 hinter der inneren radialen Außenfläche 114.
  • Jede Schaufel 120 ist an der radialen Außenfläche 112 der Nabe 110 vorgesehen. Jede Schaufel 120 hat eine Form, die sich von der inneren radialen Außenfläche 114 erstreckt, um die äußere radiale Außenfläche 116 zu erreichen. Jede Schaufel 120 verbindet die innere radiale Außenfläche 114 und die äußere radiale Außenfläche 116. Die Vielzahl von Schaufeln 120 hat eine Vielzahl von ersten Schaufeln 120A und eine Vielzahl von zweiten Schaufeln 120B.
  • Die erste Schaufel 120A hat eine Form, die sich so erstreckt, dass sie von der inneren radialen Außenfläche 114 in einer Nähe eines Endes derselben, das sich auf der einen Seite befindet, die äußere radiale Außenfläche 116 erreicht.
  • Die zweite Schaufel 120B hat eine Form, die sich so erstreckt, dass sie die äußere radiale Außenfläche 116 von einem radial mittleren Abschnitt der inneren radialen Außenfläche 114 erreicht.
  • Wie in den 2 bis 4 gezeigt ist, hat jede Schaufel 120 einen Schaufelkörper 122, einen inneren Verbindungsabschnitt 124 und einen äußeren Verbindungsabschnitt 126.
  • Der Schaufelkörper 122 hat eine Form, die sich von der inneren radialen Außenfläche 114 erstreckt, um die äußere radiale Außenfläche 116 zu erreichen. Der Schaufelkörper 122 verbindet die innere radiale Außenfläche 114 und die äußere radiale Außenfläche 116. Der Schaufelkörper 122 ist in einer Richtung geneigt, in der sich die Nabe 110 dreht.
  • Der innere Verbindungsabschnitt 124 ist an einem Grenzabschnitt zwischen dem Schaufelkörper 122 und einem Abschnitt 110a einer den Aufnahmeraum 110S in der Nabe 110 definierenden Seitenfläche, die näher an der Achse A liegt, vorgesehen. Da der innere Verbindungsabschnitt 124 weiter von der Rückfläche 118 entfernt ist, hat der innere Verbindungsabschnitt 124 eine Form, die in einer Richtung, die sich der Achse A nähert, konvex gekrümmt ist.
  • Der äußere Verbindungsabschnitt 126 ist an einem Grenzabschnitt zwischen dem Schaufelkörper 122 und einem Abschnitt 110b einer den Aufnahmeraum 110S in der Nabe 110 definierenden Seitenfläche vorgesehen, die weiter von der Achse A entfernt ist. Da der äußere Verbindungsabschnitt 126 weiter von der Rückfläche 118 entfernt ist, hat der äußere Verbindungsabschnitt 126 eine Form, die in einer Richtung weiter weg von der Achse A konvex gekrümmt ist.
  • Das hintere Gehäuse 440 wird nun beschrieben. Wie in 4 gezeigt ist, hat das hintere Gehäuse 440 eine gegenüberliegende Fläche 442, einen Vorsprung 444, einen Rückflussunterdrücker 446 und einen Leckageunterdrücker 448.
  • Die gegenüberliegende Fläche 442 ist der Rückfläche 118 des Flügelrads 100 zugewandt. Die gegenüberliegende Fläche 442 ist flach ausgebildet.
  • Der Vorsprung 444 hat eine Form, die von der gegenüberliegenden Fläche 442 hin zu dem Flügelrad 100 vorsteht, und ist in dem Aufnahmeraum 110S angeordnet. Das heißt, der Vorsprung 444 überlappt den Aufnahmeraum 110S in der radialen Richtung der Rotationswelle 310 und ist in dem Aufnahmeraum 110S untergebracht. Der Vorsprung 444 ist ringförmig und ohne Unterbrechung in dem gesamten Aufnahmeraum 110S ausgebildet. Der Vorsprung 444 ist orthogonal zu der gegenüberliegenden Fläche 442. Der Vorsprung 444 hat eine Spitze 444a, die eine Form hat, die sich der gegenüberliegenden Fläche 442 annähert, wenn sich die Spitze 444a in der radialen Richtung nach außen erstreckt (in 4 nach rechts). Die Spitze 444a kann so geformt sein, dass sie einem Abschnitt des Schaufelkörpers 122 folgt, der der Spitze 444a in einer Richtung parallel zur Achse A (d.h. einer vertikalen Richtung in 4) zugewandt ist (d.h. einem Abschnitt davon zwischen dem inneren Verbindungsabschnitt 124 und dem äußeren Verbindungsabschnitt 126).
  • Der Rückflussunterdrücker 446 unterdrückt eine Bildung eines von dem Flügelrad gebildeten Luftstroms, der von einer Seite zurückkehrt, die den Luftstrom zur radialen Außenfläche 112 der Nabe 110 ablässt, und zwar durch einen Spalt, der zwischen der Rückfläche 118 der Nabe 110 und der gegenüberliegenden Fläche 442 gebildet wird, und einen Spalt, der zwischen einer Seitenfläche des Vorsprungs 444 außen in der radialen Richtung der Nabe 110 und dem Abschnitt 110b gebildet wird. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Rückflussunterdrücker 446 mit der Seitenfläche des Vorsprungs 444 außen in der radialen Richtung verbunden.
  • Der Rückflussunterdrücker 446 weist eine Vielzahl von Rückflussunterdrückungselementen 446a auf, die in einer Richtung beabstandet und somit ausgerichtet sind, in welcher der Vorsprung 444 vorragt (d. h. in 4 in einer Richtung nach oben). Jedes Rückflussunterdrückungselement 446a hat eine Form, die sich in einer Umfangsrichtung der Nabe 110 erstreckt. Jedes Rückflussunterdrückungselement 446a ist in einer Umfangsrichtung des Vorsprungs 444 in der Form eines Ringes in Umfangsrichtung des Vorsprungs 444 ohne Unterbrechung ausgebildet.
  • Der Leckageunterdrücker 448 unterdrückt eine Bildung eines Luftstroms, der durch einen Spalt, der zwischen einer Seitenfläche des Vorsprungs 444 innen in der radialen Richtung der Nabe 110 und dem Abschnitt 110a gebildet wird, hin zu der Rückfläche 118 der Nabe 110 strömt. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Leckageunterdrücker 448 mit der Seitenfläche des Vorsprungs 444 innen in der radialen Richtung der Nabe 110 verbunden.
  • Der Leckageunterdrücker 448 hat eine Vielzahl von Leckageunterdrückungselementen 448a, die in der Richtung, in welche der Vorsprung 444 vorragt, beabstandet und somit ausgerichtet sind. Jedes Leckageunterdrückungselement 448a hat eine Form, die sich in der Umfangsrichtung der Nabe 110 erstreckt. Jedes Leckageunterdrückungselement 448a ist in der Umfangsrichtung des Vorsprungs 444 in der Form eines Ringes in Umfangsrichtung des Vorsprungs 444 ohne Unterbrechung ausgebildet.
  • Somit unterdrückt der Zentrifugalkompressor 1 mit dem in dem Aufnahmeraum 110S des Flügelrads 100 angeordneten Vorsprung 444 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, dass ein Teil eines Luftstroms, der hin zu einer Ablassseite entlang der radialen Außenfläche 112 der Nabe 110 strömt, durch das Durchgangsloch h hin zu der Rückfläche 118 der Nabe 110 geht, und unterdrückt eine Bildung eines durch das Flügelrad 100 gebildeten Luftstroms, der von einer Seite, die den Luftstrom ablässt, (z.B. von einem Diffusor) durch einen zwischen der Rückfläche 118 der Nabe 110 und der gegenüberliegenden Fläche 442 gebildeten Spalt sowie durch das Durchgangsloch h zur radialen Außenfläche 112 der Nabe 110 zurückkehrt. Der Zentrifugalkompressor 1 erreicht somit sowohl eine Reduzierung in einem Trägheitsmoment des Flügelrads 100 und in einer auf das Flügelrad 100 wirkenden Schublast als auch eine Unterdrückung einer Verringerung in einem Druckverhältnis.
  • Der Vorsprung 444 kann z. B. nicht in einem Ring ohne Unterbrechung ausgebildet sein, sondern kann stattdessen in Abständen in der Umfangsrichtung der Nabe 110 ausgebildet sein.
  • Außerdem können die Schaufeln 120 alle identisch geformt sein.
  • Ferner kann, wie in 5 gezeigt ist, die Spitze 444a des Vorsprungs 444 eine hin zu der gegenüberliegenden Fläche 442 ausgenommene Form haben. Ferner kann der Rückflussunterdrücker 446 an einem Abschnitt der gegenüberliegenden Fläche 442 vorgesehen sein, der die äußere radiale Außenfläche 116 in der Richtung parallel zur Achse A überlappt. Der Leckageunterdrücker 448 kann an einem Abschnitt der gegenüberliegenden Fläche 442 vorgesehen sein, der die innere radiale Außenfläche 114 in der Richtung parallel zu der Achse A überlappt.
  • [Art und Weise]
  • Es wird dem Fachmann klar sein, dass die obige beispielhafte Ausführungsform ein spezifisches Beispiel der folgenden Art und Weise ist:
    • Ein Zentrifugalkompressor gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Zentrifugalkompressor, der eine Rotationswelle, ein an der Rotationswelle befestigtes und zusammen mit der Rotationswelle rotierendes Flügelrad und ein Gehäuse, das die Rotationswelle und das Flügelrad aufnimmt, umfasst, wobei das Flügelrad eine Nabe mit einer radialen Außenfläche, die eine Form hat, deren Durchmesser von einer Seite der Rotationswelle hin zu der anderen Seite der Rotationswelle allmählich zunimmt, und einer auf der anderen Seite der Rotationswelle ausgebildeten Rückfläche, und eine Vielzahl von Schaufeln, die auf der radialen Außenfläche der Nabe vorgesehen sind, aufweist, wobei das Gehäuse eine gegenüberliegende Fläche, die der Rückfläche der Nabe zugewandt ist, und einen Vorsprung, der von der gegenüberliegenden Fläche hin zu dem Flügelrad vorsteht, aufweist, wobei in der Nabe ein Aufnahmeraum ausgebildet ist, der mit dem Vorsprung in einer radialen Richtung der Rotationswelle überlappt, der sich ringförmig um eine Achse der Rotationswelle erstreckt und den Vorsprung aufnimmt, wobei der Aufnahmeraum ein Durchgangsloch enthält, das die Nabe von der Rückfläche hin zu der radialen Außenfläche durchdringt, wobei sich das Durchgangsloch öffnet/ geöffnet ist/ offen ist, während es die Schaufeln (ver)meidet/ umgeht.
  • Somit unterdrückt der vorliegende Zentrifugalkompressor, bei dem der Vorsprung im Aufnahmeraum des Flügelrads angeordnet ist, dass ein Teil eines Luftstroms, der hin zu einer Ablassseite entlang der radialen Außenfläche der Nabe strömt, durch das Durchgangsloch hindurch hin zu der Rückfläche der Nabe geht, und unterdrückt eine Bildung eines durch das Flügelrad gebildeten Luftstroms, der von einer Seite, die den Luftstrom ablässt, (z. B. von einem Diffusor) durch einen zwischen der Rückfläche der Nabe und dem hinteren Gehäuse gebildeten Spalt sowie durch das Durchgangsloch zu der radialen Außenfläche der Nabe zurückkehrt. Der vorliegende Zentrifugalkompressor erreicht somit sowohl eine Reduzierung in einem Trägheitsmoment des Flügelrads und in einer auf das Flügelrad wirkenden Schublast als auch eine Unterdrückung einer Reduzierung in einem Druckverhältnis.
  • Weiterhin ist der Vorsprung vorzugsweise ringförmig und ohne Unterbrechung im gesamten Aufnahmeraum ausgebildet.
  • Dadurch wird eine Reduzierung in einem Druckverhältnis weiter zuverlässig unterdrückt.
  • Weiterhin umfasst das Gehäuse vorzugsweise ein hinteres Gehäuse, das auf der Seite der Rückfläche des Flügelrads angeordnet ist, und das hintere Gehäuse hat einen Rückflussunterdrücker, um eine Bildung eines durch das Flügelrad gebildeten Luftstroms zu unterdrücken, der von einer Seite, die den Luftstrom ablässt, durch einen Spalt, der zwischen der Rückfläche der Nabe und der gegenüberliegenden Fläche gebildet ist, und einen Spalt, der zwischen einer Seitenfläche des Vorsprungs, der in der radialen Richtung der Nabe außen ist, und der Nabe gebildet ist, zur radialen Außenfläche der Nabe zurückkehrt.
  • Dadurch wird eine Reduzierung in einem Druckverhältnis weiter zuverlässig unterdrückt.
  • In diesem Fall wird der Rückflussunterdrücker vorzugsweise an der Seitenfläche des Vorsprungs außen in der radialen Richtung der Nabe angeschlossen.
  • Weiter bevorzugt weist der Leckageunterdrücker eine Vielzahl von Leckageunterdrückungselementen auf, die in einer Richtung, in welche der Vorsprung vorsteht, beabstandet und somit ausgerichtet sind, und die Rückflussunterdrückungselemente haben jeweils eine Form, die sich in einer Umfangsrichtung der Nabe erstreckt.
  • Des Weiteren umfasst das Gehäuse vorzugsweise ein hinteres Gehäuse, das auf der Seite der Rückfläche des Flügelrads angeordnet ist, und das hintere Gehäuse hat einen Leckageunterdrücker, um eine Bildung eines Luftstroms zu unterdrücken, der durch einen Spalt, der zwischen einer Seitenfläche des Vorsprungs innen in der radialen Richtung der Nabe und der Nabe gebildet wird, zur Rückfläche der Nabe strömt.
  • Dadurch wird eine Reduzierung in einem Druckverhältnis weiter zuverlässig unterdrückt.
  • In diesem Fall wird der Leckageunterdrücker vorzugsweise mit der Seitenfläche des Vorsprungs innen in der radialen Richtung der Nabe verbunden.
  • Weiter bevorzugt hat der Leckageunterdrücker eine Vielzahl von Leckageunterdrückungselementen, die in der Richtung, in welche der Vorsprung vorsteht, beabstandet und somit ausgerichtet sind, und die Leckageunterdrückungselemente haben jeweils eine Form, die sich in der Umfangsrichtung der Nabe erstreckt.
  • Außerdem hat der Vorsprung vorzugsweise eine Spitze, die so geformt ist, dass sie hin zu der gegenüberliegenden Fläche ausgenommen ist.
  • Während die vorliegende Erfindung in Ausführungsformen beschrieben wurde, sollte verstanden werden, dass die hier offenbarten Ausführungsformen in jeder Hinsicht illustrativ und nicht einschränkend sind. Der Umfang der vorliegenden Erfindung wird durch die Begriffe der Ansprüche definiert und soll alle Modifikationen innerhalb der Bedeutung und des Umfangs umfassen, die zu den Begriffen der Ansprüche äquivalent sind.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2020123640 A [0001]
    • JP 2018168707 A [0003, 0004]

Claims (9)

  1. Zentrifugalkompressor (1) mit: einer Rotationswelle (310); einem Flügelrad (100), das an der Rotationswelle befestigt ist und sich zusammen mit der Rotationswelle dreht; und einem Gehäuse (400), das die Rotationswelle und das Flügelrad aufnimmt, wobei das Flügelrad (100) eine Nabe (110) mit einer radialen Außenfläche (112), die eine Form hat, deren Durchmesser von einer Seite der Rotationswelle hin zu der anderen Seite der Rotationswelle allmählich zunimmt, und einer Rückfläche (118), die auf der anderen Seite der Rotationswelle ausgebildet ist, und eine Vielzahl von Schaufeln (120), die auf der radialen Außenfläche der Nabe vorgesehen sind, aufweist, wobei das Gehäuse (400) eine gegenüberliegende Fläche (442), die der Rückfläche der Nabe gegenüberliegt, und einen Vorsprung (444), der von der gegenüberliegenden Fläche hin zu dem Flügelrad vorsteht, hat, wobei in der Nabe (110) ein Aufnahmeraum (110S) ausgebildet ist, der mit dem Vorsprung in einer radialen Richtung der Rotationswelle überlappt, sich ringförmig um eine Achse der Rotationswelle erstreckt und den Vorsprung aufnimmt, wobei der Aufnahmeraum (110S) ein Durchgangsloch (h) aufweist, das die Nabe von der Rückfläche hin zu der radialen Außenfläche durchdringt, und wobei das Durchgangsloch (h) offen ist, während es die Schaufeln (120) vermeidet.
  2. Zentrifugalkompressor nach Anspruch 1, wobei der Vorsprung (444) ringförmig im gesamten Aufnahmeraum (11 OS) ohne Unterbrechung ausgebildet ist.
  3. Zentrifugalkompressor nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Gehäuse (400) ein hinteres Gehäuse (440) aufweist, das auf einer Seite der Rückfläche des Flügelrads angeordnet ist, und das hintere Gehäuse (440) einen Rückflussunterdrücker (446) aufweist, um eine Bildung eines durch das Flügelrad gebildeten Luftstroms zu unterdrücken, der von einer Seite, die den Luftstrom ablässt, durch einen Spalt, der zwischen der Rückfläche der Nabe und der gegenüberliegenden Fläche gebildet ist, und einen Spalt, der zwischen einer Seitenfläche des Vorsprungs, der in der radialen Richtung der Nabe außen liegt, und der Nabe gebildet ist, zu der radialen Außenfläche (112) der Nabe zurückkehrt.
  4. Zentrifugalkompressor nach Anspruch 3, wobei der Rückflussunterdrücker (446) mit der Seitenfläche des Vorsprungs außen in der radialen Richtung der Nabe verbunden ist.
  5. Zentrifugalkompressor nach Anspruch 4, wobei der Rückflussunterdrücker (446) eine Vielzahl von Rückflussunterdrückungselementen (446a) aufweist, die in einer Richtung, in welche der Vorsprung vorsteht, beabstandet und somit ausgerichtet sind, und die Rückflussunterdrückungselemente (446a) jeweils eine Form aufweisen, die sich in einer Umfangsrichtung der Nabe erstreckt.
  6. Zentrifugalkompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Gehäuse (400) ein hinteres Gehäuse (440) aufweist, das auf einer Seite der Rückfläche des Flügelrads angeordnet ist, und das hintere Gehäuse (440) eine Leckageunterdrücker (448) aufweist, um eine Bildung eines Luftstroms zu unterdrücken, der durch einen Spalt, der zwischen einer Seitenfläche des Vorsprungs innen in der radialen Richtung der Nabe und der Nabe gebildet ist, hin zu der Rückfläche der Nabe strömt.
  7. Zentrifugalkompressor nach Anspruch 6, wobei der Leckageunterdrücker (448) mit der Seitenfläche des Vorsprungs innen in der radialen Richtung der Nabe verbunden ist.
  8. Zentrifugalkompressor nach Anspruch 7, wobei die Leckageunterdrücker (448) eine Vielzahl von Leckageunterdrückungselementen (448a) aufweist, die in einer Richtung, in welche der Vorsprung vorsteht, beabstandet und somit ausgerichtet sind, und die Leckageunterdrückungselemente (448a) jeweils eine Form aufweisen, die sich in einer Umfangsrichtung der Nabe erstreckt.
  9. Zentrifugalkompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Vorsprung eine Spitze (444a) aufweist, die so geformt ist, dass sie hin zu der gegenüberliegenden Fläche ausgenommen ist.
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