[发明专利]离心压缩机及具备该离心压缩机的增压器以及离心压缩机的运行方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种离心压缩机及具备该离心压缩机的增压器以及离心压缩机的运行方法，更具体而言，涉及离心压缩机的冷却。

背景技术

在以往的离心压缩机中，叶轮出口中的空气温度与离心压缩机的压力比相应地变高，例如在吸入常温空气时，若压力比约为4.5左右，则叶轮出口中的空气温度也达200℃以上。若该高温空气通过密封叶轮的出口与形成在叶轮背部的空间之间的迷宫式密封部，则通过由迷宫式密封部与叶轮的风扇的相对旋转产生的摩擦热，上述空气进一步升温，并且由于这种高热，叶轮背面被加热。通常，在这种吸入大气的单级型离心压缩机中，作为叶轮的材料，使用铝合金。然而，铝合金随着温度从220℃向250℃以上上升，材料的强度急剧下降，因此难以进行成为高压力比的设计和运行。

因此，专利文献1中公开有通过在迷宫式密封部的中间部设置空气通道并供给冷却空气来防止叶轮的温度上升的技术。

并且，专利文献2中公开有使冷却介质从叶轮外周侧流入的技术。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第2934530号公报

专利文献2：日本专利第4503726号公报

发明的概要

发明要解决的技术课题

然而，即使利用专利文献1中公开的技术，对于叶轮温度变得最高的叶轮外周侧而言，由于距供给冷却空气的中间部的空气通道的距离较远，因此叶轮外周侧的冷却效果仍较低。而且，在迷宫式密封部的中间部设置有与迷宫式槽不同的空气通道，并且为了在圆周方向上使流动均匀化而将该空气通道设为宽幅。因此，由于存在宽幅的空气通道，因此迷宫式槽的个数减少，导致密封性能的下降。

另一方面，专利文献2中公开的技术中，并未向叶轮温度变得最高的叶轮外周侧直接导入冷却介质，因此冷却效果较低。

本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种能够确保迷宫式密封部的密封性，并且冷却叶轮来降低金属温度的离心压缩机及具备该离心压缩机的增压器以及离心压缩机的运行方法。

用于解决技术课题的手段

为了解决上述课题，本发明的离心压缩机及具备该离心压缩机的增压器以及离心压缩机的运行方法采用以下方法。

即，本发明的第1方式所涉及的离心压缩机，其具备：叶轮，绕轴线旋转；及迷宫式密封部，密封位于该叶轮的背面侧的壁部与该叶轮的背面之间，其中，所述迷宫式密封部具有设为以所述轴线为中心的多个圆周槽的迷宫式槽，多个所述迷宫式槽的至少一个上连接有使冷却介质流通的冷却孔。

根据本发明的第1方式，将用于向叶轮供给冷却介质的冷却孔连接于设为圆周槽的迷宫式槽。通过如此将迷宫式槽还用作冷却介质供给用的空间，能够不减少迷宫式槽的个数而进行叶轮的冷却。由此，能够实现兼顾叶轮的冷却与基于迷宫式密封部的密封性。

并且，在迷宫式槽设置冷却孔，并从冷却孔向叶轮供给冷却介质，由此能够降低叶轮的金属温度。由此，能够避免叶轮的温度上升而材料强度下降。

而且，本发明的第2方式所涉及的离心压缩机中，在所述迷宫式密封部的背面侧设置有供所述冷却介质流通的环状空间，所述冷却孔以彼此分离的状态形成有多个，以便连接所述环状空间与所述迷宫式槽。

根据本发明的第2方式，由于设置了供冷却介质流通的环状空间，因此能够使冷却介质在周向上均匀化。

并且，将使冷却介质在周向上均匀化的环状空间配置在迷宫式密封部的背面，且将冷却孔设置成连接环状空间与迷宫式槽，因此无需如专利文献1那样设置无法用作迷宫式槽的空气通道，能够将迷宫式槽直接用作冷却用。由此，无需减少迷宫式槽的级数，因此能够确保基于迷宫式密封部的密封性能。

而且，通过以分离状态形成有多个冷却孔，能够在周向的各处有效地冷却叶轮。

而且，本发明的第3方式所涉及的离心压缩机中，所述冷却孔连接于以所述轴线为中心的多个所述迷宫式槽中的最外周侧的迷宫式槽。

根据本发明的第3方式，通过将冷却孔连接于最外周侧的迷宫式槽，能够对金属温度变得最高的部分直接送入冷却介质。

并且，本发明的第4方式所涉及的离心压缩机的运行方法具备：叶轮旋转工序，通过排气涡轮的旋转，使叶轮绕轴线旋转；及冷却介质流通工序，使冷却介质在迷宫式槽中的至少一个中流通，所述迷宫式槽设置在位于所述叶轮的背面的迷宫式密封部且设为以所述轴线为中心的多个圆周槽。