[发明专利]离心压缩机

说明书

技术领域

本发明涉及具备通过旋转轴进行旋转的叶轮的离心压缩机，特别涉及组装入排气叶轮增压器的离心压缩机。

背景技术

在用于汽车等的发动机中，为了提高发动机的输出而利用发动机的排气能量使叶轮旋转，利用经由旋转轴与叶轮直接连结的离心压缩机将进气压缩并向发动机供给的排气叶轮增压器是广为人知的。

这种情况下，相对于各种叶轮旋转速度获得正常的升压的流量存在下限值，为下限值以下的流量时，叶轮的叶轮叶片上游侧端缘就会产生进气的振动，得不到升压。

这种现象称为“浪涌”。

另一方面，即使与叶轮的旋转速度对应的最高进气流量也有限度，称为扼流现象。

作为这种离心压缩机的工作特性的比较，若在座标图中表示进气流量设为横轴、将压力比设为纵轴的性能特性比较表，则如概略图10所示的表是公知的。

针对浪涌现象，从比叶轮的叶轮叶片上游侧端缘更靠下游侧的流路取出进气的一部分，使其绕过叶轮向比叶轮叶片上游侧端缘更靠上游侧的进气通道环流，增大叶轮叶片上游侧端缘的外观上的进气流量，由此，能够改善发生浪涌现象的限度。

在图10中，对于标准压缩机，表示设置了再循环流路的情况、设置了再循环流路+进气流导向叶片(导向翼)的情况中的、各自的最低流量侧的浪涌线及最高流量侧的扼流线围成的正常工作范围的比较图。

再循环流路+进气流导向叶片的情况最能表现浪涌现象的改善效果。

因此，在离心压缩机中，要求扼流流量和浪涌流量之间的可稳定地运转的流量范围宽广。

为了解决这种问题，专利文献1中公开了一种技术。

根据专利文献1，公开了一种离心压缩机，即，在叶轮上游侧设置使进气中发生回旋流的导向叶片，在向叶轮喷吹进气的回旋流的回旋流发生单元、或离心压缩机的壳体上，设置使被叶轮吸引的进气的一部分在回旋流发生单元的上游侧的进气通道中进行再循环的再循环流路。

基于图11说明这种技术。

离心压缩机100的叶轮101包含可在壳体102内进行旋转的多个翼104，壳体102具有与翼104的半径方向外侧缘104a靠近配置的内侧壁。

离心压缩机100的进气口具备形成进气吸入口108的外侧环状壁107、和在外侧环状壁107内延伸而形成进口部110的内侧环状壁109。

在外侧环状壁107和内侧环状壁109之间形成有循环气体流路111。

下游开口部113连通在翼104的附近通过的壳体表面105和循环气体流路111。

上游开口部将循环气体流路111和进口部110即进气吸入口108之间连接。

在上游开口部的进口部110的内侧设有导向翼114。

导向翼114使通过进口部110的进气产生先行漩涡。

而且，根据这种构成，通过压缩机的进气的流量小时，通过所述循环气体流路111的进气的方向就会倒转，进气从叶轮101通过下游开口部113，然后通过上游方向的循环气体流路111，再被导入进气吸入口108，使压缩机再循环。

这样，使压缩机的性能稳定，同时提高压缩机喘振边界和扼流流量。

另外，专利文献1的技术中，在内侧环状壁109的内侧空间部收容有进气导向翼装置。

该进气导向翼装置具备在中央的头锥115和内侧环状壁109之间向径向延伸的多个导向翼114。

导向翼114相对于叶轮101的旋转方向，以使进气向促进旋转的方向流动的方式诱导先行漩涡，该先行漩涡提高了离心压缩机的喘振边界(浪涌限度)。(参照图10的再循环路+导向翼)

另外，根据专利文献2(特别是第四图)，在进气通道外周的壳体形成有沿着周向、并且沿进气通道的流路方向延伸的再循环路(空腔)。

再循环路具有开口设于叶轮的中间部的空气吸入口和开设于叶轮的上游侧的进气通道、朝向叶轮的旋转轴中心开口的进气流出口。

而且，在进气通道的叶轮前缘(长叶片)和进气流出口之间的壳体上，沿周向具有间隔地配设有多个入口导向叶片。

入口导向叶片自叶轮前缘的外周端向径向方向外方配置，相对于旋转轴倾斜地配设。

入口导向叶片的倾斜方向配设为赋予从进气通道流过来的进气与叶轮的旋转方向反方向的回旋。

这样，叶轮的入口侧的空气流量减少时，叶轮叶片前端缘的入射角(相对流动角和翼角度的差)增大，翼的前缘附近发生空气流的剥离，达到离心压缩机浪涌。