本發(fā)明涉及一種能夠變更噴口通道的寬度及通道截面形狀的壓縮機(jī)、具備這種壓縮機(jī)的增壓器及壓縮機(jī)的噴口通道寬度調(diào)整方法。

背景技術(shù)：

適用于大型船用柴油引擎的增壓器中的壓縮機(jī)的離心壓縮機(jī)通過以一體旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)置在被引擎的排氣旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的渦輪軸的壓縮機(jī)葉輪而向離心方向排放吸入空氣并進(jìn)行壓縮，以將空氣密度提高之后供給至引擎。

在這種離心壓縮機(jī)中設(shè)置有擴(kuò)壓器。擴(kuò)壓器為在以包圍壓縮機(jī)葉輪的外周側(cè)的方式形成的環(huán)狀的噴口通道內(nèi)以同樣包圍壓縮機(jī)葉輪的周圍的方式固定有多個導(dǎo)葉的結(jié)構(gòu)。

如專利文獻(xiàn)1中所公開的，已知有如下離心壓縮機(jī)：為了通過將擴(kuò)壓器的噴口通道上的通道寬度設(shè)為可變從而能夠變更壓縮空氣的通過面積(擴(kuò)壓器噴嘴的寬度)，將在擴(kuò)壓器主板上設(shè)置有多個導(dǎo)葉的擴(kuò)壓器噴嘴，經(jīng)由間隔部件或不經(jīng)由該間隔部件來安裝在壓縮機(jī)內(nèi)部的噴口通道的固定面上，并且在與該固定面對置的通道面形成供所述導(dǎo)葉的前端進(jìn)入的多個槽的離心壓縮機(jī)。

根據(jù)該離心壓縮機(jī)，適當(dāng)?shù)剡x擇夾裝于擴(kuò)壓器主板的背面與固定面之間的間隔部件的厚度，從而能夠調(diào)整噴口通道的寬度。由此，無需進(jìn)行擴(kuò)壓器噴嘴的加工，便能夠減少離心壓縮機(jī)的制造成本。

以往技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開昭50-54909號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的技術(shù)課題

然而，專利文獻(xiàn)1中的離心壓縮機(jī)中，也因為由鋼板形成圓盤狀的擴(kuò)壓器主板，在該擴(kuò)壓器主板安裝多個導(dǎo)葉或從鋼塊一并削去擴(kuò)壓器主板和導(dǎo)葉，而使得制造成本較高。并且，難以在與擴(kuò)壓器噴嘴的固定面對置的通道面形成供導(dǎo)葉的前端進(jìn)入的多個槽。

此外，專利文獻(xiàn)1的結(jié)構(gòu)中，即使能夠通過變更間隔部件的厚度來改變噴口通道的寬度，但無法改變噴口通道的截面形狀，而無法靈活地應(yīng)對各種引擎的規(guī)格。

本發(fā)明的目的在于提供一種既能夠減少制造成本又能夠靈活地應(yīng)對各種規(guī)格的壓縮機(jī)、具備這種壓縮機(jī)的增壓器及壓縮機(jī)的噴口通道寬度調(diào)整方法。

用于解決技術(shù)課題的手段

本發(fā)明的第1方式所涉及的壓縮機(jī)具備：噴口通道，形成于壓縮機(jī)葉輪的徑向外周側(cè)；多個導(dǎo)葉，軸向上的一端固定于所述噴口通道的通道側(cè)面而構(gòu)成擴(kuò)壓器；及隔板，形成有供所述導(dǎo)葉插入的多個狹縫孔并在所述通道側(cè)面重疊。

根據(jù)本發(fā)明的第1方式的結(jié)構(gòu)，若隔板以在噴口通道的通道側(cè)面重疊的方式固定，則設(shè)置于噴口通道內(nèi)的多個導(dǎo)葉各自貫穿形成在隔板的多個狹縫孔。而且，噴口通道的寬度變窄到相當(dāng)于隔板的板厚，同時導(dǎo)葉的長度變短。

因此，適當(dāng)?shù)剡x擇隔板的板厚，從而無需對擴(kuò)壓器噴嘴進(jìn)行加工，便能夠?qū)娍谕ǖ赖膶挾日{(diào)整為最佳值，且既能夠減少壓縮機(jī)的制造成本，又能夠靈活地應(yīng)對各種規(guī)格。

上述第1方式的壓縮機(jī)的導(dǎo)葉可以一體形成于所述通道側(cè)面。例如，即使在形成有噴口通道的壓縮機(jī)殼體為鑄鐵制的情況下，也可以將導(dǎo)葉與壓縮機(jī)殼體鑄造形成為一體。通過該結(jié)構(gòu)，能夠輕松地形成導(dǎo)葉且進(jìn)一步減少壓縮機(jī)的制造成本。

上述第1方式的壓縮機(jī)的隔板的徑向外周側(cè)的板厚可以形成得比徑向內(nèi)周側(cè)的板厚小。通過該結(jié)構(gòu)，能夠沿徑向改變噴口通道的截面形狀以設(shè)為最佳的通道形狀且靈活地應(yīng)對各種引擎的規(guī)格。

本發(fā)明的第2方式所涉及的增壓器具備所述任意壓縮機(jī)。

根據(jù)本發(fā)明的第2方式的增壓器，噴口通道的寬度變窄到相當(dāng)于隔板的板厚，同時導(dǎo)葉的長度變短，因此通過適當(dāng)?shù)剡x擇隔板的板厚，從而能夠?qū)娍谕ǖ赖膶挾日{(diào)整為最佳值。因此，無需進(jìn)行高昂的擴(kuò)壓器噴嘴的加工，便能夠減少壓縮機(jī)的制造成本，并且也能夠靈活地應(yīng)對各種規(guī)格。

本發(fā)明的第3方式所涉及的壓縮機(jī)的噴口通道寬度調(diào)整方法中，所述壓縮機(jī)具備：噴口通道，形成于壓縮機(jī)葉輪的徑向外周側(cè)；及多個導(dǎo)葉，軸向上的一端固定于所述噴口通道的通道側(cè)面而構(gòu)成擴(kuò)壓器，其中，在所述通道側(cè)面重疊形成有供所述導(dǎo)葉插入的多個狹縫孔的隔板，并將所述隔板變更為厚度不同的隔板，從而變更所述噴口通道的通道寬度。

根據(jù)本發(fā)明的第3方式所涉及的壓縮機(jī)的噴口通道寬度方法，通過在噴口通道的通道側(cè)面重疊隔板以進(jìn)行固定，從而噴口通道的寬度變窄到相當(dāng)于隔板的板厚，同時能夠縮短導(dǎo)葉的長度。因此，通過適當(dāng)?shù)剡x擇隔板的板厚，從而能夠?qū)娍谕ǖ赖膶挾仍O(shè)為最佳值，而能夠應(yīng)對各種需求的規(guī)格。

發(fā)明效果

如以上說明，根據(jù)本發(fā)明所涉及的壓縮機(jī)、具備這種壓縮機(jī)的增壓器及壓縮機(jī)的噴口通道寬度調(diào)整方法，既能夠減少壓縮機(jī)的制造成本，又能夠靈活地應(yīng)多各種規(guī)格。

附圖說明

圖1為表示本發(fā)明所涉及的離心壓縮機(jī)被用作壓縮機(jī)的增壓器的一例的縱剖視圖。

圖2為放大圖1的ii部而表示本發(fā)明的第1實施方式的擴(kuò)壓器附近的縱剖視圖。

圖3為內(nèi)側(cè)滾動殼體與導(dǎo)葉之間的隔板的立體圖。

圖4為表示本發(fā)明的第2實施方式的擴(kuò)壓器附近的縱剖視圖。

圖5為表示本發(fā)明的第3實施方式的擴(kuò)壓器附近的縱剖視圖。

圖6為表示本發(fā)明的第4實施方式的擴(kuò)壓器附近的縱剖視圖。

具體實施方式

以下，參考附圖對本發(fā)明的多個實施方式進(jìn)行說明。

[第1實施方式]

圖1為表示本發(fā)明所涉及的增壓器的一例的縱剖視圖。

本實施方式的增壓器1為將供給至用于船舶的船用大型柴油引擎的空氣(氣體)提高至大氣壓以上，以提高船用大型柴油引擎的燃燒效率的裝置。增壓器1具備渦輪軸3、軸承臺5、排氣渦輪6、離心壓縮機(jī)8(壓縮機(jī))及進(jìn)氣消聲器10。

排氣渦輪6具備渦輪殼體11和渦輪葉輪12。渦輪殼體11為繞渦輪軸3的軸線配置的中空的筒狀部件，其上形成有沿渦輪軸3的軸線方向的排氣通道14、朝增壓器1的外周方向開口的排氣入口15及排氣出口16，渦輪葉輪12容納于排氣通道14的內(nèi)部。從船用柴油機(jī)關(guān)排出的排氣自排氣入口15朝排氣出口16流入。

離心壓縮機(jī)8具備壓縮機(jī)殼體9及壓縮機(jī)葉輪18。在壓縮機(jī)殼體9內(nèi)形成有進(jìn)氣通道21，在該進(jìn)氣通道21形成有進(jìn)氣入口22、成為本發(fā)明的主要部分的擴(kuò)壓器23、旋渦狀的滾動通道24及壓縮氣體出口25。

壓縮機(jī)葉輪18容納于進(jìn)氣通道21的內(nèi)部。壓縮機(jī)葉輪18例如由鋁合金形成，成為其中心部的輪轂18a為自進(jìn)氣上游側(cè)朝向下游側(cè)(軸承臺5側(cè))變粗的形狀，在其外周面突出設(shè)置有多個葉片(葉片)18b。

軸承臺5在其內(nèi)部水平地軸支承渦輪軸3。渦輪軸3通過一對徑向軸承27、28和1個推力軸承29被支承為旋轉(zhuǎn)自如且不在軸向上活動。渦輪葉輪12和壓縮機(jī)葉輪18以同軸且一體旋轉(zhuǎn)的方式分別設(shè)置于渦輪軸3的兩端。

進(jìn)氣消聲器10設(shè)置于離心壓縮機(jī)8的進(jìn)氣入口22側(cè)，且配設(shè)有未圖示的消聲材料。消聲材料吸收在離心壓縮機(jī)8內(nèi)產(chǎn)生的一部分噪音，并降低噪音等級。

船用大型柴油引擎工作時，在增壓器1的排氣渦輪6側(cè)，高溫/高壓的船用大型柴油引擎的排氣g從排氣入口15流入，該排氣g在排氣通道14內(nèi)向箭頭方向流動并從排氣出口16排出，從而渦輪葉輪12被高速旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。由此，渦輪軸3及壓縮機(jī)葉輪18一起高速旋轉(zhuǎn)。

在離心壓縮機(jī)8側(cè)，通過壓縮機(jī)葉輪18的旋轉(zhuǎn)，空氣或氣體等氣體a經(jīng)過進(jìn)氣消聲器10和進(jìn)氣入口22被進(jìn)氣通道21吸收且通過壓縮機(jī)葉輪18被壓縮而向離心方向吐出。所吐出的氣體a經(jīng)由擴(kuò)壓器23及旋渦狀的滾動通道24，從壓縮氣體出口25被吐出而供給至未圖示的船用大型柴油引擎。

壓縮機(jī)殼體9配置于壓縮機(jī)葉輪18的徑向外側(cè)，例如具備空氣引導(dǎo)筒91、內(nèi)側(cè)滾動殼體92及外側(cè)滾動殼體93而構(gòu)成。

空氣引導(dǎo)筒91在進(jìn)氣入口22的位置與內(nèi)側(cè)滾動殼體92連接。在空氣引導(dǎo)筒91與壓縮機(jī)葉輪18的輪轂18a之間形成有進(jìn)氣通道21，通過壓縮機(jī)葉輪18壓縮的氣體a向徑向外側(cè)排出。

在內(nèi)側(cè)滾動殼體92與外側(cè)滾動殼體93之間形成有滾動通道24，另一方面，如圖2所示，在內(nèi)側(cè)滾動殼體92與軸承臺5之間形成有噴口通道41。從進(jìn)氣通道21排出的壓縮氣體經(jīng)過該噴口通道41排出到滾動通道28。

接著，對本發(fā)明所涉及的擴(kuò)壓器23的詳細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。

如圖2及圖3所示，擴(kuò)壓器23在形成于內(nèi)側(cè)滾動殼體92與軸承臺5之間的噴口通道41中具備多個導(dǎo)葉43及隔板45而構(gòu)成。

導(dǎo)葉43為配置于壓縮機(jī)葉輪18的徑向外周側(cè)，且在噴口通道41上沿周向等間隔設(shè)置，各自沿著渦輪軸3的軸向呈一定的葉片截面形狀而延伸的二維曲面狀的固定葉片部件。

該導(dǎo)葉43的軸向上的一端與內(nèi)側(cè)滾動殼體92的端面92a(通道側(cè)面)接觸，另一端與和端面92a對置的軸承臺5的端面5a(通道側(cè)面)接觸。

本實施方式中，各導(dǎo)葉43一體形成于內(nèi)側(cè)滾動殼體92的端面92a。例如，在內(nèi)側(cè)滾動殼體92由鑄鐵制成的情況下，導(dǎo)葉43與內(nèi)側(cè)滾動殼體92被鑄造形成為一體。

隔板45例如為由鋼板制作的中空圓板形狀的部件，其內(nèi)周孔46與空氣引導(dǎo)筒91中的壓縮機(jī)葉輪18的空氣出口側(cè)的外周面嵌合(參考圖2、圖3)。并且，沿著隔板45的圓周方向穿設(shè)有供導(dǎo)葉43插入的多個狹縫孔47。這些內(nèi)周孔46或狹縫孔47通過機(jī)械加工或放電加工等形成于隔板45。

而且，該隔板45在成為噴口通道41內(nèi)的一側(cè)面的內(nèi)側(cè)滾動殼體92的端面92a重疊并通過多個螺栓50被固定。如圖3所示，螺栓50插入于形成在內(nèi)側(cè)滾動殼體92的螺孔51，且螺合于形成在隔板45的內(nèi)螺孔52。螺栓50的長度被設(shè)定為使螺栓50的前端不會從內(nèi)螺孔52越過噴口通道41側(cè)程度的長度，以免阻礙在噴口通道41流動的壓縮氣體的流動。

如此，隔板45在內(nèi)側(cè)滾動殼體92的端面92a重疊并通過螺栓50被固定，從而多個導(dǎo)葉43各自貫穿形成于隔板45的多個狹縫孔47。另外，隔板45并不限于通過螺栓50被固定，也可以通過焊接或釬焊而固定于端面92a。該情況下，例如隔板45的狹縫孔47與導(dǎo)葉43之間的間隙通過點焊或釬焊等被固定。

如圖2所示，在隔板45的外周部和內(nèi)周部設(shè)置有r倒角54、55，以免妨礙從壓縮機(jī)葉輪18排放的壓縮空氣的流動。

如上構(gòu)成的擴(kuò)壓器23中，隔板45在內(nèi)側(cè)滾動殼體92的端面92a重疊并通過螺栓50被固定，從而如上所述，多個導(dǎo)葉43各自貫穿形成于隔板45的多個狹縫孔47。因此，噴口通道41的寬度w變窄到相當(dāng)于隔板45的板厚t，并且導(dǎo)葉43的實際軸向長度變短。因此，預(yù)先將噴口通道41的寬度w設(shè)定為最大值，并適當(dāng)?shù)剡x擇隔板45的板厚t，從而能夠?qū)娍谕ǖ?1的寬度調(diào)整為最佳值。

隔板45為單純的一張板，因此在其上很容易形成多個狹縫孔47，而且隔板45輕薄而易于運輸。并且，通過準(zhǔn)備厚度不同的多種隔板45，能夠輕松地調(diào)整噴口通道的寬度。而且，未能在1臺離心壓縮機(jī)8中使用的隔板45能夠轉(zhuǎn)用到其他離心壓縮機(jī)中，因此能夠減少成本。因此，不僅能夠減少離心壓縮機(jī)8的制造成本，還能夠靈活地應(yīng)對各種引擎的規(guī)格。

在內(nèi)側(cè)滾動殼體92的端面92a一體地鑄造形成導(dǎo)葉43，從而能夠輕松地形成導(dǎo)葉43，并且能夠減少離心壓縮機(jī)8的制造成本。

[第2實施方式]

接著，參考圖4對本發(fā)明的第2實施方式進(jìn)行說明。

該第2實施方式的擴(kuò)壓器23a中，設(shè)置于噴口通道41的隔板45a的板厚t不均勻且沿著其徑向變化，在這一點上與第1實施方式的擴(kuò)壓器23不同。在該隔板45a與第1實施方式同樣地形成有供導(dǎo)葉43貫穿的狹縫孔47a。除此以外的部分的結(jié)構(gòu)與第1實施方式相同，因此在各部標(biāo)注相同符號以省略說明。

隔板45a的徑向外周側(cè)的板厚t形成得小于徑向內(nèi)周側(cè)的板厚t。通過如此形成隔板45a，從而能夠使壓縮機(jī)葉輪18的出口側(cè)的壓縮空氣順利地減速且通過復(fù)原壓縮空氣的壓力來提高離心壓縮機(jī)8的性能。

當(dāng)然，也可以根據(jù)需要設(shè)定隔板45a的各部的板厚以成為其他截面形狀。如此一來，沿徑向改變噴口通道41的截面形狀以設(shè)為最佳的通道形狀，并能夠靈活地應(yīng)對各種引擎的規(guī)格。

[第3實施方式]

接著，參考圖5對本發(fā)明所涉及的擴(kuò)壓器的第3實施方式進(jìn)行說明。

該第3實施方式的擴(kuò)壓器23b中，多片隔板45b重疊安裝于噴口通道41，這一點上與第1實施方式的擴(kuò)壓器23不同。在這些隔板45b，與第1實施方式同樣分別形成有供導(dǎo)葉43貫穿的狹縫孔47b。除此以外的部分的結(jié)構(gòu)與第1實施方式相同，因此在各部標(biāo)注相同符號以省略說明。

如此，即使重疊安裝多個隔板45b，也能夠獲得與第1實施方式相同的作用、效果。而且，組合安裝不同板厚的隔板45b，從而防止隔板45b的浪費，并且能夠?qū)娍谕ǖ?1的寬度w設(shè)定得更精密，且能夠靈活地應(yīng)對各種引擎的規(guī)格。

[第4實施方式]

接著，參考圖6對本發(fā)明的第4實施方式進(jìn)行說明。

該第4實施方式的擴(kuò)壓器23c與現(xiàn)有的擴(kuò)壓器結(jié)構(gòu)相同，在噴口通道41中，安裝有導(dǎo)葉43的擴(kuò)壓器主板58固定于內(nèi)側(cè)滾動殼體92的端面92a，且隔板45從該擴(kuò)壓器主板58的上方重疊并通過螺栓50被固定，在這一點上與第1實施方式的擴(kuò)壓器23不同。除此以外的部分的結(jié)構(gòu)與第1實施方式相同，因此在各部標(biāo)注相同符號以省略說明。

如此，通過附加地安裝隔板45，從而將噴口通道41的寬度w變更為相當(dāng)于隔板45的板厚t，或設(shè)為能夠通過隔板45的截面形狀變更噴口通道41的截面形狀，從而能夠使增壓器1的性能與引擎特性的變更等相匹配。

因此，能夠通過安裝有導(dǎo)葉43的擴(kuò)壓器主板58改造形成有擴(kuò)壓器23的離心壓縮機(jī)8。即，打開離心壓縮機(jī)8的壓縮機(jī)殼體9，接著在擴(kuò)壓器主板58上固定隔板45，最后關(guān)閉壓縮機(jī)殼體9，從而能夠改造離心壓縮機(jī)8。隔板45能夠更換為板厚不同的隔板，因此能夠任意變更噴口通道41的寬度或截面形狀。

如上所述，第4實施方式的擴(kuò)壓器通過適當(dāng)?shù)剡x擇隔板45的板厚t，從而能夠?qū)娍谕ǖ?1的寬度w設(shè)為最佳值以靈活地應(yīng)對各種規(guī)格。并且，由于隔板45輕薄，使得運輸及安裝工作也較為容易，因此能夠減少離心壓縮機(jī)8(增壓器1)的改造成本。

如以上說明，根據(jù)本發(fā)明所涉及的擴(kuò)壓器23、23a、23b、23c，既能夠減少離心壓縮機(jī)8的制造成本，也能夠靈活地應(yīng)對各種規(guī)格。

并且，根據(jù)具備這種擴(kuò)壓器23、23a、23b、23c的離心壓縮機(jī)8，適當(dāng)?shù)剡x擇隔板45、45a、45b的板厚t，從而能夠?qū)娍谕ǖ?1的寬度或截面形狀調(diào)整為最佳值。由于隔板45、45a、45b輕薄而易于運輸，而且也能夠轉(zhuǎn)用到其他壓縮機(jī)中，因此既能夠減少離心壓縮機(jī)8的制造成本，又能夠靈活地應(yīng)對各種規(guī)格。

而且，根據(jù)具備這種離心壓縮機(jī)8的增壓器1，可設(shè)為既能夠減少增壓器1的制造成本，又能夠靈活地應(yīng)對各種引擎的規(guī)格的增壓器1。

另外，本發(fā)明并不僅限定于上述各實施方式的結(jié)構(gòu)，在本發(fā)明的范圍內(nèi)能夠加以適當(dāng)?shù)刈兏蚋倪M(jìn)，且如此加以變更或改進(jìn)的實施方式也視作屬于本發(fā)明的權(quán)利范圍。

例如，上述實施方式中，對在作為附設(shè)于船用柴油引擎的增壓器1的壓縮機(jī)的離心壓縮機(jī)8中應(yīng)用本發(fā)明的例子進(jìn)行了說明，但并不限于該用途，也能夠以其他用途將本發(fā)明廣泛地應(yīng)用到壓縮空氣或氣體、其他流體的離心壓縮機(jī)中。

將隔板45、45a、45b的狹縫孔47的形狀也可以設(shè)為靈活應(yīng)對導(dǎo)葉43的外周形狀的形狀，且使狹縫孔47與導(dǎo)葉43的嵌合較容易，以提高隔板45、45a、45b的安裝性，或?qū)ⅹM縫孔47的形狀單一化以能夠應(yīng)對不同角度的導(dǎo)葉43。可以考慮將狹縫孔47與導(dǎo)葉43嵌合之后，如上所述可以考慮通過焊接或釬焊填補(bǔ)狹縫孔47與導(dǎo)葉43之間的間隙，或在間隙中填充粘結(jié)劑或填充劑的方法。

也可以通過在隔板45、45a、45b與通道側(cè)面(92a)之間夾裝墊圈狀的間隔部件來變更隔板45、45a、45b的高度(噴口通道41的寬度w)。

隔板45、45a、45b無需一定由鋼板制成，也可以由輕合金或具有耐熱性的樹脂、復(fù)合材料等形成。另外，實施方式中，隔板45、45a、45b固定于內(nèi)側(cè)滾動殼體92的端面92a，但也可以固定于與端面92a對置的軸承臺5的端面5a。

符號說明

1-增壓器，3-渦輪軸，5-軸承臺，5a-軸承臺的端面(通道側(cè)面)，6-排氣渦輪，8-離心壓縮機(jī)，9-壓縮機(jī)殼體，18-壓縮機(jī)葉輪，23、23a、23b、23c-擴(kuò)壓器，41-噴口通道，43-導(dǎo)葉，45、45a、45b-隔板，47、47a、47b-狹縫孔，92a-內(nèi)側(cè)滾動殼體的端面(通道側(cè)面)，w-噴口通道的寬度，t-隔板的板厚。