[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，并且更具体地，涉及一种应用到用于车辆的涡轮增压器的离心式压缩机。

背景技术

涡轮增压器通常用作车辆的增压器。涡轮增压器使用从发动机排出的排气的能量驱动涡轮、驱动同轴地联接至该涡轮的离心式压缩机、压缩气体(进气)，从而对发动机增压。

在这种离心式压缩机中，存在的问题在于：当气体流量下降时，会在经过叶轮的气流中产生逆流或层流分离，从而发生喘振。因此，持续要求通过降低喘振不会发生时的最小许可流量，或者换句话说，通过提高喘振极限，来扩大工作范围。

为提高喘振极限，日本专利公开第2001-289197号描述了一种涉及具有循环壳体处理的离心式压缩机的发明。在低流量时，在靠近叶轮叶片的前缘，静压被用以形成穿过在壳体内部的中空部的循环流。同时，为进一步扩大工作范围，日本专利公开第2001-289197号描述了从该中空部排放具有沿着叶轮的相反旋转方向的涡旋分量的循环流。

日本专利公开第2010-270641号描述了一种设置有入口导流叶片的离心式压缩机，该入口导流叶片在壳体处理的排出口的下游侧和叶轮的上游侧，将沿着叶轮的旋转方向的相反方向的涡旋分量赋予气体。

然而，在一些情况下，气体流道在叶轮的上游侧的布局引起供给至叶轮的气流具有沿着叶轮的轴向旋转方向的涡旋分量。在这种情况下，借助日本专利公开第2001-289197号所公开的设备，可能很难通过来自壳体处理的循环流抑制喘振。

借助日本专利公开第2010-270641号所公开的设备，壳体处理的排出口比入口导流叶片更靠上游。出于这种原因，难以通过来自壳体处理的排出口的循环流抑制喘振。

因此，鉴于上述情况，设计出了本发明，并且本发明的目的是提供一种具有能够提高喘振极限的循环壳体处理的离心式压缩机。

发明内容

根据本公开的方案，提供了一种离心式压缩机，包括：

叶轮；

壳体，其构造成可旋转地容纳叶轮，允许叶轮围绕转动轴旋转；

气体流道，其至少设置在壳体中，构造成使穿过叶轮的气体循环；

处理中空部，其设置在壳体内部；

第一流道，其在叶轮的叶片前缘的附近并且在叶轮的叶片前缘的下游侧朝向气体流道开口，构造成将气体从气体流道引入处理中空部；

第二流道，其在叶片前缘的上游侧的位置处朝向气体流道开口，构造成将处理中空部内部的气体排放到气体流道中；

导流叶片，其构造成将沿着叶轮的相反旋转方向的涡旋分量赋予经由第二流道排出的气体；

收缩部，其设置在第二流道的开口部的上游侧的位置处，构造成将气体流道收缩到在第二流道的开口部的位置处的气体流道直径；以及

整流部，其设置在收缩部中，并且包括至少一个整流元件，至少一个整流元件构造成沿着如下方向整流供给至收缩部的气体：使围绕转动轴的涡旋分量最小化并且还使沿着转动轴的方向的分量增加的方向。

因此，收缩部提高供给至其的气体的速度，并且整流部能够沿着以下方向整流供给至收缩部的气体：使围绕转动轴的涡旋分量最小化并且还使沿着转动轴的方向的分量增加的方向。因此，紧接穿过收缩部之后，气体被加速并且被使得具有相对强的轴向分量。当这种气体混合到从第二流道排出的循环流中时，混合气流的沿着转动轴的方向的分量增加，因此能够提高喘振极限。

优选地，整流元件平行于转动轴延伸。

因此，能够通过简单的结构，沿着如下方向整流供给至收缩部的气体：使围绕转动轴的涡旋分量最小化并且还使沿着转动轴的方向的分量增加的方向。本文中所提及的“平行于转动轴延伸”的整流元件包括沿着源于转动轴的放射方向延伸的整流元件，并且还包括如下整流元件：其中，沿着这种放射方向延伸的整流元件具有平行于该转动轴的虚拟线(virtual line)，并且相对于该整流元件上的虚拟线沿着旋转方向延伸。

优选地，整流元件包括整流板，并且该整流板包括内周边缘，该内周边缘定位在与叶片前缘的外周边缘相同的径向位置或者定位在沿着径向更靠外的位置。

因此，当从上游侧沿着转动轴的方向观察时，该整流板并不突出到一直通向叶片前缘的后部气体流道中，并且当叶轮吸入气体时，可以降低进气阻力。

优选地，该整流板沿着以转动轴为中心的径向延伸。

因此，相较于整流板并不沿着径向延伸的情况，在提高喘振极限方向获得更好的效果。