回轉(zhuǎn)機(jī)械的制作方法
【專利摘要】一種回轉(zhuǎn)機(jī)械，其特征在于，具備：引導(dǎo)部，其形成為在吸入蝸殼的內(nèi)周側(cè)與吸入蝸殼連通的環(huán)狀的流路，且在周向上設(shè)有多個(gè)葉片，來對(duì)從吸入蝸殼流入的流體進(jìn)行引導(dǎo)；以及葉輪，其在軸向上與引導(dǎo)部連接，且使由引導(dǎo)部引導(dǎo)的流體流入，其中，吸入蝸殼具有：環(huán)狀的開口部，其在內(nèi)周側(cè)向引導(dǎo)部連通；以及內(nèi)壁面，其以將軸向的寬度尺寸擴(kuò)大的方式從開口部向軸向葉輪側(cè)沿著軸向延伸出，且在與吸入嘴相反的一側(cè)與分隔部連接。
【專利說明】回轉(zhuǎn)機(jī)械

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種離心壓縮機(jī)等回轉(zhuǎn)機(jī)械，尤其涉及減少該回轉(zhuǎn)機(jī)械的吸入側(cè)的壓 力損失。

【背景技術(shù)】
[0002] 在專利文獻(xiàn)1中記載有如下技術(shù)：在離心壓縮機(jī)的蝸殼中，為了提高嘴的相反側(cè) 的范圍內(nèi)的流速，而在該蝸殼的范圍內(nèi)埋入構(gòu)件來縮窄流路面積。
[0003] 【在先技術(shù)文獻(xiàn)】
[0004] 【專利文獻(xiàn)】
[0005] 【專利文獻(xiàn)1】日本特開2010-203251號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]【發(fā)明要解決的課題】
[0007] 另一方面，近些年，在離心壓縮機(jī)等回轉(zhuǎn)機(jī)械中，要求徑向尺寸的小型化。當(dāng)使離 心壓縮機(jī)等回轉(zhuǎn)機(jī)械的徑向尺寸小型化時(shí)，在從嘴向蝸殼流入的部分，無法充分確保蝸殼 的流路面積，在蝸殼整個(gè)區(qū)域中存在流速升高的傾向。因此，在流體從蝸殼向葉片流入時(shí)， 可能產(chǎn)生剝離等而使壓力損失增大，從而使性能下降。
[0008] 本發(fā)明鑒于上述情況而作出，提供一種回轉(zhuǎn)機(jī)械，其能夠?qū)崿F(xiàn)徑向尺寸的小型化， 并且能夠抑制在蝸殼整個(gè)區(qū)域中流速升高的情況，而防止壓力損失等的產(chǎn)生，抑制性能下 降。
[0009] 【用于解決課題的方案】
[0010] 本發(fā)明的回轉(zhuǎn)機(jī)械的第一方案具備：嘴，其將流體導(dǎo)入；蝸殼，其與該嘴連通而形 成為環(huán)狀的流路，并且在與所述嘴連接的連接部的隔著中心軸的相反側(cè)，具有將所述空間 沿著周向分隔的分隔部；引導(dǎo)部，其形成為在該蝸殼的內(nèi)周側(cè)與該蝸殼連通的環(huán)狀的流路， 且在周向上設(shè)有多個(gè)葉片，對(duì)從所述蝸殼流入的流體進(jìn)行引導(dǎo)；葉輪，其在軸向上與該引導(dǎo) 部連接，使由該引導(dǎo)部引導(dǎo)的流體流入，其中，所述蝸殼具有：環(huán)狀的開口部，其在內(nèi)周側(cè)向 所述引導(dǎo)部連通；內(nèi)壁面，其以將軸向的寬度尺寸擴(kuò)大的方式從所述開口部向軸向葉輪側(cè) 沿著軸向延伸出，且在與所述嘴相反的一側(cè)與所述分隔部連接。
[0011] 在本發(fā)明的回轉(zhuǎn)機(jī)械的第二方案中，可以使上述第一方案的回轉(zhuǎn)機(jī)械中的所述蝸 殼向軸向兩側(cè)擴(kuò)寬。
[0012] 在本發(fā)明的回轉(zhuǎn)機(jī)械的第三方案中，可以使上述第一方案或第二方案的回轉(zhuǎn)機(jī)械 中的所述蝸殼在軸向上與所述葉輪相反的一側(cè)具有具備傾斜面的錐部。
[0013] 在本發(fā)明的回轉(zhuǎn)機(jī)械的第四方案中，可以使上述第一方案或第二方案的回轉(zhuǎn)機(jī)械 中的所述蝸殼在軸向上與所述葉輪相反的一側(cè)具有沿著軸向的壁面。
[0014] 【發(fā)明效果】
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的回轉(zhuǎn)機(jī)械，能夠?qū)崿F(xiàn)徑向尺寸的小型化，并且能夠抑制在蝸殼整個(gè) 區(qū)域中流速升高的情況而防止壓力損失等，從而防止性能下降。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式中的離心壓縮機(jī)的整體結(jié)構(gòu)圖。
[0017] 圖2是該實(shí)施方式中的離心壓縮機(jī)的吸入蝸殼的立體圖。
[0018] 圖3是該實(shí)施方式中的吸入蝸殼的橫向剖視圖。
[0019] 圖4是該實(shí)施方式的變形例中的相當(dāng)于圖1的整體結(jié)構(gòu)圖。
[0020] 圖5是吸入蝸殼中的各種條件的壓力損失的坐標(biāo)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021] 以下，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的回轉(zhuǎn)機(jī)械進(jìn)行說明。
[0022] 圖1是表示作為本實(shí)施方式的回轉(zhuǎn)機(jī)械的離心壓縮機(jī)的簡要結(jié)構(gòu)的整體圖。
[0023] 如圖1所示，本實(shí)施方式的離心壓縮機(jī)1主要由繞軸線0旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸5、安裝于 旋轉(zhuǎn)軸5且利用離心力對(duì)作為流體的氣體G進(jìn)行壓縮的葉輪10、將旋轉(zhuǎn)軸5支承為能夠旋 轉(zhuǎn)的殼體20構(gòu)成。
[0024] 殼體20以呈大致圓柱狀的輪廓的方式形成，以貫通該殼體20的中心的方式配置 有旋轉(zhuǎn)軸5。在殼體20上，在旋轉(zhuǎn)軸5的軸線0方向的一側(cè)部及另一側(cè)部設(shè)有軸承21。艮P， 旋轉(zhuǎn)軸5經(jīng)由軸承21而能夠旋轉(zhuǎn)地支承于殼體20。在此，作為上述軸承21，設(shè)有在徑向上 支承旋轉(zhuǎn)軸5的軸頸軸承22及在軸向上支承旋轉(zhuǎn)軸5的推力軸承23。
[0025] 在旋轉(zhuǎn)軸5上沿著軸線0方向安裝有多個(gè)葉輪10。另外，在殼體20的內(nèi)部形成 有收容葉輪10的多個(gè)收容室24。上述收容室24沿著葉輪10的外表面而比葉輪10形成 得略大，從而形成朝向下游側(cè)（紙面右側(cè)）逐漸擴(kuò)徑后進(jìn)行縮徑的內(nèi)部空間。需要說明的 是，在圖1中，示出了設(shè)有多個(gè)葉輪10的情況的一例，但葉輪10只要至少設(shè)有1個(gè)以上即 可。另外，在以下的說明中，在軸線0方向上將紙面左側(cè)作為上游側(cè)并將紙面右側(cè)作為下游 側(cè)來進(jìn)行說明。
[0026] 在收容室24之間形成有將從軸線0方向的上游側(cè)的葉輪10噴出的氣體G向軸線 〇方向的下游側(cè)的葉輪10引導(dǎo)的噴出通路25。噴出通路25繞軸線0形成為環(huán)狀。另外， 噴出通路25形成為剖視下大致U字狀，從而將從配置在軸線0方向的上游側(cè)的收容室24 的出口開口部26噴出的氣體G向軸線0方向下游側(cè)的收容室24的入口開口部27引導(dǎo)。
[0027] 在殼體20的軸線0方向的下游側(cè)安裝有使氣體G向外部流出的排出嘴29。排出 嘴29與排出蝸殼30連接，該排出蝸殼30與殼體20的軸線0方向的最下游側(cè)的收容室24 連通，從而該排出嘴29將由各級(jí)的葉輪10壓縮后的氣體G向殼體20的外部排出。
[0028] 在殼體20的軸線0方向的上游側(cè)安裝有將氣體G從殼體20的徑向外周側(cè)向內(nèi)周 側(cè)導(dǎo)入的越靠外周側(cè)越擴(kuò)徑的大致圓筒狀的吸入嘴28。而且，在殼體20上形成有配置于吸 入嘴28的徑向內(nèi)周側(cè)而與吸入嘴28連通的吸入蝸殼31。在該吸入蝸殼31的內(nèi)周側(cè)形成 有將吸入蝸殼31和最上游側(cè)的收容室24的入口開口部27連接的引導(dǎo)部32。
[0029] 引導(dǎo)部32形成大致圓環(huán)狀的第一流路33和大致筒狀的第二流路34,該第一流路 33在吸入蝸殼31的內(nèi)周側(cè)與吸入蝸殼31的內(nèi)部空間35連通而朝向內(nèi)周側(cè)延伸，該第二流 路34從第一流路33的內(nèi)周側(cè)沿著軸線0向下游側(cè)延伸。第二流路34在軸線0方向的下 游側(cè)與最上游側(cè)的收容室24的入口開口部27連通。引導(dǎo)部32的第一流路33的軸線0方 向的寬度尺寸比吸入蝸殼31的軸線0方向的寬度尺寸形成得窄。
[0030] 圖2是吸入蝸殼31周邊的立體圖，圖3是吸入蝸殼31周邊的剖視圖。
[0031] 如圖2、圖3所示，吸入蝸殼31的內(nèi)部空間35形成為在周向上包圍引導(dǎo)部32的大 致環(huán)狀（參照?qǐng)D3)。并且，吸入蝸殼31在其內(nèi)周側(cè)具備向引導(dǎo)部32連通的大致環(huán)狀的開 口部 37。
[0032] 另外，吸入蝸殼31在與吸入嘴28連接的連接部38的隔著軸線0的相反側(cè)（以旋 轉(zhuǎn)軸5為中心而沿周向錯(cuò)開大致180度的位置），具有將內(nèi)部空間35沿周向分隔的分隔部 36。并且，吸入蝸殼31在周向上越接近分隔部36,內(nèi)部空間35的徑向尺寸越逐漸減小。
[0033] 在引導(dǎo)部32的第一流路33上配設(shè)有將沿著吸入蝸殼31的周向流通的氣體G朝 向第二流路34引導(dǎo)的多個(gè)葉片39。上述葉片39具備：在內(nèi)周側(cè)以沿著徑向朝向第二流路 34的方式在軸線0方向上堅(jiān)立設(shè)置的內(nèi)周葉片40 ;在與內(nèi)周葉片40相比靠外周側(cè)的位置 堅(jiān)立設(shè)置且向吸入嘴28側(cè)略微彎曲形成的外周葉片41。外周葉片41在周向上還配設(shè)在內(nèi) 周葉片40的中間位置。需要說明的是，上述的分隔部36的徑向內(nèi)周側(cè)的端部成為兼用作 第一流路33的外周葉片的形狀。
[0034] 在吸入嘴28和吸入蝸殼31上配設(shè)有將從吸入嘴28沿徑向?qū)氲臍怏wG沿著周 向進(jìn)行引導(dǎo)的嘴內(nèi)分隔板43。嘴內(nèi)分隔板43在本實(shí)施方式中設(shè)有三個(gè)，中央的嘴內(nèi)分隔 板43Α沿著吸入嘴28的中心軸L28而在徑向上延伸設(shè)置。另外，嘴內(nèi)分隔板43Α兩側(cè)的2 個(gè)嘴內(nèi)分隔板43分別以彼此的間隔從吸入嘴28側(cè)朝向引導(dǎo)部32逐漸擴(kuò)寬的方式延伸設(shè) 置。需要說明的是，作為嘴內(nèi)分隔板43的形態(tài)，沒有限定為本實(shí)施方式的形態(tài)，例如也可以 配置4片以上，而且，還可以不延伸到吸入嘴28的內(nèi)部。
[0035] 吸入蝸殼31具有內(nèi)壁面44,該內(nèi)壁面44以使軸線0方向的寬度尺寸擴(kuò)大的方式 從開口部37向軸線0方向葉輪10側(cè)沿著軸線0延伸出（參照?qǐng)D1、圖2)。該內(nèi)壁面44沿 著開口部37形成，在連接部38的隔著軸線0的相反側(cè)與分隔部36連接。內(nèi)壁面44的軸 線〇方向的寬度尺寸在整周上形成為大致相同尺寸。
[0036] 另一方面，在軸線0方向上的內(nèi)壁面44的隔著開口部37的相反側(cè)形成有錐部45， 該錐部45具備朝向徑向外側(cè)傾斜的傾斜面。向徑向外側(cè)延伸的軸向壁面46、47與錐部45 的徑向外周側(cè)的端緣和上述的內(nèi)壁面44的軸向下游側(cè)的端緣相連。即，吸入蝸殼31相對(duì) 于開口部37向軸向兩側(cè)擴(kuò)寬而形成。并且，通過形成上述錐部45,從而吸入蝸殼31的軸線 〇方向的寬度尺寸朝向開口部37逐漸減小。
[0037] 在分隔部36側(cè)，軸向壁面46、47的寬度尺寸在周向上隨著接近分隔部36而逐漸 減小。同樣，在分隔部36的跟前，內(nèi)壁面44的軸線0方向的尺寸也逐漸減小而與分隔部36 連接。并且，在軸向壁面46、47的徑向外側(cè)形成有將上述軸向壁面46、47之間連接且沿軸 向延伸的外周面48。
[0038] 外周面48在連接部38的隔著軸線0的相反側(cè)與分隔部36連接。具體而言，外周 面48以在周向的分隔部36側(cè)與該分隔部36連續(xù)的方式朝向徑向內(nèi)周側(cè)彎曲形成（參照 圖3)。通過該外周面48,能夠?qū)⒎指舨?6側(cè)的從吸入蝸殼31向引導(dǎo)部32的氣體G的流 入更順暢地引導(dǎo)。
[0039] 接著，說明本實(shí)施方式中的回轉(zhuǎn)機(jī)械1的作用、尤其是從吸入嘴28流入的氣體G 向入口開口部27進(jìn)入為止的作用。
[0040] 如圖1及圖2所示，在本實(shí)施方式的殼體20中，通過吸入嘴28而從徑向外周側(cè)向 內(nèi)周側(cè)流通的氣體G從連接部38向吸入蝸殼31流入。在此，通過設(shè)置三個(gè)嘴內(nèi)分隔板43， 能夠?qū)⒘魅氲轿胛仛?1中的氣體G向周向兩側(cè)引導(dǎo)而使其適當(dāng)?shù)匮刂芟蛄魍ā２⑶?，?吸入蝸殼31中沿周向流通的氣體G逐漸向位于內(nèi)周側(cè)的引導(dǎo)部32流入，在該引導(dǎo)部32的 作用下，使該氣體G變化成軸向的流動(dòng)，并流通至葉輪10的入口開口部27。
[0041] 因此,根據(jù)上述的實(shí)施方式的離心壓縮機(jī)1,吸入蝸殼31具有內(nèi)壁面44,該內(nèi)壁面 44以使軸線0方向的寬度尺寸擴(kuò)大的方式從開口部37向軸線0方向葉輪10側(cè)沿著軸線0 延伸出，由此例如在使殼體20的徑向尺寸小型化的情況下，能夠?qū)⑽胛仛?1的寬度尺寸 向軸線〇方向葉輪10側(cè)擴(kuò)大。因此，在從吸入嘴28側(cè)至分隔部36的吸入蝸殼31整個(gè)區(qū) 域能夠抑制從吸入嘴28導(dǎo)入的氣體G的流速升高的情況。因此，能夠防止向引導(dǎo)部32流 入的氣體G產(chǎn)生剝離等而使壓力損失增大的情況。其結(jié)果是，能夠抑制性能下降。
[0042] 另外，能夠使吸入蝸殼31的軸線0方向的寬度尺寸比開口部37更向軸線0方向兩 側(cè)擴(kuò)大，因此與向軸線0方向一側(cè)擴(kuò)大的情況相比，能夠進(jìn)一步擴(kuò)大流路面積。其結(jié)果是， 能夠更可靠地防止導(dǎo)入到吸入蝸殼31中的氣體G的流速升高的情況。
[0043] 而且，通過在吸入蝸殼31上形成有錐部45,由此在軸線0方向上的與葉輪10相反 的一側(cè)，能夠使從吸入蝸殼31向開口部37流動(dòng)的氣體G的流速逐漸上升，因此能夠?qū)怏w G向引導(dǎo)部32順暢地引導(dǎo)。
[0044] 另外，通過具有錐部45,能夠抑制吸入蝸殼31向軸線0方向的外側(cè)（與葉輪10相 反的一側(cè)）突出的情況。即，能夠防止離心壓縮機(jī)向軸線〇方向大型化的情況，因此對(duì)于在 吸入蝸殼31的軸線0方向外側(cè)配置有配管等的情況等、在軸線0方向上沒有空間的情況下 有利。
[0045] 需要說明的是，本發(fā)明沒有限定為上述的實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)，在不脫離其主旨的范 圍內(nèi)能夠進(jìn)行設(shè)計(jì)變更。
[0046] 例如，在上述的實(shí)施方式中，說明了吸入蝸殼31具有錐部45的情況，但是在吸入 蝸殼31的軸線0方向外側(cè)（與葉輪10相反的一側(cè)）空間上富余的情況下，例如也可以如 圖4所示，取代錐部45而沿著軸線0形成向與葉輪10相反的一側(cè)延伸的內(nèi)壁面145。
[0047] 通過這樣構(gòu)成，能夠使吸入蝸殼31的軸線0方向的尺寸也向軸線0方向上的與葉 輪10側(cè)相反的一側(cè)擴(kuò)大，因此能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)一步的流路截面積的擴(kuò)大。其結(jié)果是，能夠進(jìn)一 步抑制從吸入嘴28流入的氣體G的流速升高的情況，從而減少壓力損失。
[0048] 另外，在上述的實(shí)施方式中，優(yōu)選吸入蝸殼31的流路面積相對(duì)于吸入嘴28的流路 面積為90%以上。通過這樣，能夠防止從吸入嘴28流入到吸入蝸殼31中的氣體G的流速 急劇上升的情況。另一方面，在吸入蝸殼31的流路面積比90%小的情況下，與90%以上的 情況相比，吸入蝸殼31內(nèi)的氣體G的流速變得過快，從而在引導(dǎo)部32處因剝離等而壓力損 失增大。
[0049] 而且，優(yōu)選外周葉片41的徑向?qū)挾萀3相對(duì)于吸入蝸殼31的上述徑向尺寸L1設(shè) 定在90%?110%的范圍內(nèi)。
[0050] 在此，外周葉片41的徑向?qū)挾萀3以往設(shè)定為吸入嘴28的內(nèi)徑的110?180%左 右，但是例如在將殼體20的直徑以現(xiàn)有比例而設(shè)定為80%的情況下，外周葉片41的寬度 L3相對(duì)于上述110?180%左右而言更優(yōu)選設(shè)定為90%左右。
[0051] 而且，外周葉片41的軸向?qū)挾萀5以往設(shè)定為吸入嘴28的內(nèi)徑的15?25%左右， 但是例如在將殼體20的直徑以現(xiàn)有比例而設(shè)定為80%的情況下，外周葉片41的軸向?qū)挾?L5相對(duì)于上述15?25%左右而言更優(yōu)選設(shè)定為75%左右。
[0052] 通過這樣形成，相對(duì)于吸入蝸殼31的流路面積而能夠使引導(dǎo)部32的第一流路33 的流路面積最佳化。其結(jié)果是，與將外周葉片41的徑向?qū)挾萀3、葉片39的軸向尺寸L5設(shè) 定為上述的范圍的情況相比，能夠防止氣體G從開口部37向引導(dǎo)部32流入時(shí)流速急劇上 升的情況，因此能夠進(jìn)一步減少引導(dǎo)部32處的剝離等引起的壓力損失。
[0053] 圖5是表示以現(xiàn)有的離心壓縮機(jī)為基準(zhǔn)而使殼體20的直徑為80%左右時(shí)的壓力 損失的坐標(biāo)圖。"A"是僅設(shè)有內(nèi)壁面44的情況，"B"是在"A"的條件的基礎(chǔ)上，將外周葉片 41的徑向?qū)挾萀3相對(duì)于吸入蝸殼31的徑向尺寸L1而設(shè)為90?110%的情況。需要說明 的是，"C"是現(xiàn)有的離心壓縮機(jī)（直徑100% )的情況的壓力損失。
[0054] S卩，僅通過上述的吸入蝸殼31的內(nèi)壁面44的結(jié)構(gòu)，就能夠得到與直徑100%時(shí)同 等的性能，而通過吸入蝸殼31的形狀、葉片39的形狀及嘴內(nèi)分隔板43的配置等條件的最 佳化，還能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)一步的壓力損失的降低。
[0055] 另外，在上述的實(shí)施方式中，作為回轉(zhuǎn)機(jī)械，以離心壓縮機(jī)1為一例進(jìn)行了說明， 但也能夠適用于徑流式渦輪等回轉(zhuǎn)機(jī)械。
[0056] 【符號(hào)說明】
[0057] 10 葉輪
[0058] 28吸入嘴（嘴）
[0059] 31吸入蝸殼（蝸殼）
[0060] 32引導(dǎo)部
[0061] 33第一流路（流路）
[0062] 37 開口部
[0063] 39 葉片
[0064] 44內(nèi)壁面
[0065] 45 錐部
[0066] 145內(nèi)壁面（壁面）
【權(quán)利要求】
1. 一種回轉(zhuǎn)機(jī)械，其具備： 嘴，其從徑向外周側(cè)向內(nèi)周側(cè)導(dǎo)入流體； 蝸殼，其具有在外周側(cè)與該嘴連通的大致環(huán)狀的空間，并且在與所述嘴連接的連接部 的隔著中心軸的相反側(cè)，具有將所述空間沿著周向分隔的分隔部； 引導(dǎo)部，其具有在該蝸殼的內(nèi)周側(cè)與該蝸殼連通的流路，且在周向上設(shè)有多個(gè)葉片，對(duì) 從蝸殼流入的流體進(jìn)行引導(dǎo)； 葉輪，其在軸向上與該引導(dǎo)部連接，使由該引導(dǎo)部引導(dǎo)的流體流入， 所述蝸殼具備： 環(huán)狀的開口部，其在該蝸殼的內(nèi)周側(cè)向所述引導(dǎo)部連通； 內(nèi)壁面，其以將軸向的寬度尺寸擴(kuò)大的方式從所述開口部向軸向葉輪側(cè)沿著軸向延伸 出，且與所述分隔部連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的回轉(zhuǎn)機(jī)械，其中， 所述蝸殼向軸向兩側(cè)擴(kuò)寬。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的回轉(zhuǎn)機(jī)械，其中， 所述蝸殼在軸向上與所述葉輪相反的一側(cè)具有形成為錐狀的錐部。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的回轉(zhuǎn)機(jī)械，其中， 所述蝸殼在軸向上與所述葉輪相反的一側(cè)具有沿著軸向的壁面。
【文檔編號(hào)】F04D29/44GK104105886SQ201280069492
【公開日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2012年2月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月27日
【發(fā)明者】枡谷穰, 吉田悟 申請(qǐng)人:三菱重工壓縮機(jī)有限公司