[发明专利]离心式压缩机

说明书

技术领域

本发明涉及一种离心式压缩机，尤其是涉及一种大流量的离心式压缩机。

背景技术

在增压机、燃气轮机、工业用压缩机等产品中，在性能提高的基础上实现大流量化为重大的课题。所谓“离心式压缩机中的大流量化”是指，在同一外壳尺寸的压缩机、进而同一外径的叶轮中使喷出流量变大。

作为伴随着该大流量化的课题可举出效率降低。因此，在抑制效率降低的同时实现大流量化的技术在工业方面非常有意义。

利用图6对于现有的离心式压缩机进行说明。现有的离心式压缩机主要具备吸入口1、叶轮2、轮毂3、旋转轴4、扩散器5及涡盘6。

叶轮2经由轮毂3而与旋转轴4连接，另外，扩散器5设于叶轮2的下游，流路朝向远离旋转轴4的方向，且出口朝向子午面的半径方向，进而，涡盘6设于扩散器5的下游，且与扩散器5的出口连结。

吸入口1具有将气体向叶轮2引导的作用。被引导向叶轮2的气体通过利用旋转轴4使叶轮2旋转，从而成为将气体向离心式压缩机内吸入的构造。通过了叶轮2的气体在扩散器5中减速并升压。通过了扩散器5的气体在向涡盘6流入后，向未图示的喷出口流动。如此，离心式压缩机将气体的动能转换为压力。

图7是现有的离心式压缩机的扩散器5及叶轮2的剖视图。气体的速度矢量(图中的箭头)越朝向子午面的半径方向而能量损失越少，当成为大流量时，从叶轮入口2a吸入后的气体在叶轮出口2b的时刻下，其速度分布偏向轮毂3侧，速度矢量从半径方向向轴向倾斜。另外，在这种状态下，当气体在扩散器5内进展时，进而速度分布产生不均(偏差)，其成为剪切应力的产生主要原因，导致静压恢复量减少而压缩机整体的效率降低。

作为其解决对策，已有通过在扩散器内设置引导叶片(参考专利文献1)、向叶轮入口的引导流路(参考专利文献2)等而使气体的速度分布接近均匀的分布的方法。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第2569143号公报

专利文献2：日本专利第2703055号公报

发明概要

发明要解决的课题

但是，在上述那样的装置中，必须在扩散器内设置新的机构，可能导致生产成本、作业时间的浪费。

发明内容

对此，在本发明中，其目的在于，并不设置新的机构，通过使扩散器的形状变化来消除现有技术的问题点，从而实现大流量的离心式压缩机中的高效率化。

解决方案

解决上述课题的第一发明所涉及的离心式压缩机具备：

叶轮，其经由轮毂而与旋转轴连接；

扩散器，其设于该叶轮的下游，流路朝向远离所述旋转轴的方向，且出口朝向子午面的半径方向，

所述离心式压缩机的特征在于，

当将所述扩散器的入口处的所述轮毂侧的线即扩散器入口轮毂侧线的、最靠近所述叶轮的出口的点处的、所述扩散器入口轮毂侧线与子午面的半径方向所成的角度设为θ、将所述叶轮的所述轮毂侧的线即叶轮轮毂侧线的、最靠近所述扩散器的入口的点处的切线与子午面的半径方向所成的角度设为α时，θ-α＞0°。

为了解决上述课题的第二发明所涉及的离心式压缩机在上述第一发明所涉及的离心式压缩机的基础上，其特征在于，

所述θ为0°＜θ＜34°。

解决上述课题的第三发明所涉及的离心式压缩机在上述第一或者第二发明所涉及的离心式压缩机的基础上，其特征在于，

所述扩散器入口轮毂侧线为凹状的曲线。

发明效果

根据上述第一发明所涉及的离心式压缩机，通过设为θ-α＞0°，消除了气体的速度分布的不均，与其相伴地，静压恢复量的减少得到抑制，从而能够实现压缩机整体的高效率化。

根据上述第二发明所涉及的离心式压缩机，通过设为0°＜θ＜34°，能够进一步消除气体的速度分布的不均。

根据上述第三发明所涉及的离心式压缩机，通过将扩散器入口轮毂侧线设为凹状的曲线，能够减少扩散器内的滞留域而实现进一步的高效率化。

附图说明

图1是本发明的实施例1所涉及的离心式压缩机的扩散器及叶轮的剖视图。

图2是表示本发明的实施例1所涉及的离心式压缩机的θ和效率改善率之间的关系的曲线图。

图3是本发明的实施例2所涉及的离心式压缩机的扩散器及叶轮的剖视图。

图4是表示本发明的实施例1所涉及的离心式压缩机和本发明的实施例2所涉及的离心式压缩机的不同点的示意图。