離心壓縮機以及擴壓器制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種離心壓縮機以及擴壓器制造方法。本發(fā)明的離心壓縮機具備葉輪、形成渦流室的殼體、及擴壓器(8)。擴壓器(8)具有：擴散盤(21)，形成有與形成在殼體的輪轂側(cè)面對置的護罩側(cè)面(24)；及擴散葉片(22)，配置于擴散盤(21)與輪轂側(cè)面之間。擴散盤(21)在護罩側(cè)面(24)的外周緣形成有平滑彎曲的曲面形成部(26)。如此構(gòu)成的離心壓縮機通過以夾持于輪轂側(cè)面與護罩側(cè)面(24)之間的流路(25)的流路寬度朝向渦流室變寬的方式形成，能夠使擴散葉片(22)朝向擴散盤(21)的外周緣延長，且能夠?qū)⑼ㄟ^葉輪升壓的流體適當(dāng)?shù)貙?dǎo)入到渦流室。
【專利說明】
離心壓縮機以及擴壓器制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種離心壓縮機以及擴壓器制造方法，尤其涉及一種對流體進行升壓的離心壓縮機以及具備于離心壓縮機的擴壓器，及制成擴壓器時所利用的擴壓器制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]已知有用于增壓器等的離心壓縮機。該離心壓縮機在將通過葉輪升壓的流體導(dǎo)入到渦流室的流路中具備擴壓器。擴壓器的擴散盤中設(shè)有擴散葉片(參考專利文獻I?2。)。
以往技術(shù)文獻專利文獻
[0003]專利文獻1:日本專利公開2011-58490號公報專利文獻2:日本專利申請第5167403號公報發(fā)明的概要
發(fā)明要解決的技術(shù)課題
[0004]上述擴壓器中，為了提高壓縮機的性能，優(yōu)選將通過葉輪升壓的流體適當(dāng)?shù)貙?dǎo)入到渦流室，并優(yōu)選盡可能延長擴散葉片。然而，擴壓器中若擴散葉片延長，則在結(jié)構(gòu)上會干擾輪轂側(cè)面，或無法確保出口流路中所需要的空氣的流路寬度。
[0005]本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，其課題在于提供一種將通過葉輪升壓的流體導(dǎo)入到渦流室的離心壓縮機。
本發(fā)明的另一個課題在于提供一種將擴散葉片牢固地焊接于擴散盤的擴壓器制造方法。
用于解決技術(shù)課題的手段
[0006]本發(fā)明的第一方式所涉及的離心壓縮機具備:葉輪，通過以旋轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)而對流體進行升壓；殼體，形成以圍繞所述葉輪的方式形成的渦流室；及擴壓器，配置于所述葉輪與所述渦流室之間。所述擴壓器具有擴散盤和擴散葉片，所述擴散盤中形成有與形成在所述殼體的輪轂側(cè)面對置的護罩側(cè)面，所述擴散葉片配置于所述擴散盤與所述輪轂側(cè)面之間。此時，所述擴散盤中在所述護罩側(cè)面的外周緣形成有平滑彎曲的曲面形成部，以使夾持于所述輪轂側(cè)面與所述護罩側(cè)面之間的流路的在所述旋轉(zhuǎn)軸方向上的寬度(流路寬度)朝向所述渦流室變寬。
[0007]這種離心壓縮機由于形成有曲面形成部，因此即使在輪轂側(cè)面彎曲的情況下，流體的流路的旋轉(zhuǎn)軸方向上的寬度也會朝向渦流室變寬，從而能夠確保流路寬度。這種離心壓縮機由于能夠確保流路寬度，因此能夠延長擴散葉片的葉弦，且能夠?qū)⑼ㄟ^葉輪升壓的流體適當(dāng)?shù)貙?dǎo)入到渦流室。
[0008]所述第一方式所涉及的離心壓縮機的所述擴壓器以所述擴散葉片的底部沿所述擴散盤的護罩側(cè)面的平面區(qū)域的方式形成。
[0009]這種擴壓器通過在擴散盤的護罩側(cè)面的外周緣形成有曲面形成部，能夠確保流路寬度，因此能夠延長擴散葉片的葉弦。這種離心壓縮機通過延長擴散葉片的葉弦，能夠?qū)⑼ㄟ^葉輪升壓的流體適當(dāng)?shù)貙?dǎo)入到渦流室。
[0010]所述第一方式所涉及的離心壓縮機的所述擴壓器在所述曲面形成部與所述擴散葉片之間還具有焊接部。
[0011]這種擴壓器通過焊接來接合擴散盤與擴散葉片而制成。能夠?qū)⑿纬捎谇嫘纬刹颗c擴散葉片之間的間隙用作坡口，還能夠省略在擴散盤與擴散葉片之間進行切削加工而形成坡口的以往的工序，從而提高工作效率。
[0012]所述第一方式所涉及的離心壓縮機的所述擴散葉片在與所述輪轂側(cè)面對置的一面的后緣上形成有葉片后緣R部，所述葉片后緣R部的形狀為沿所述輪轂側(cè)面的徑向外側(cè)的曲面的形狀。
[0013]這種擴壓器能夠適當(dāng)?shù)匮娱L至平滑地連結(jié)于輪轂側(cè)面中的渦流室的壁面的區(qū)域，即，直至所述輪轂側(cè)面的半徑方向外側(cè)的曲面。因此，能夠提高離心壓縮機的性能，且能夠?qū)崿F(xiàn)渦流室的緊湊化。
[0014]本發(fā)明的第二方式所涉及的增壓器具備所述第一方式所涉及的離心壓縮機、及使所述葉輪旋轉(zhuǎn)的軸流渦輪。這種增壓器中，由于離心壓縮機將通過葉輪升壓的流體適當(dāng)?shù)貙?dǎo)入到渦流室，因此能夠提高增壓器的性能。
[0015]本發(fā)明的第三方式所涉及的擴壓器制造方法，其為通過圓板以及多個葉片來制造擴壓器的擴壓器制造方法，所述擴壓器制造方法具備在圓板的護罩側(cè)面的外周緣形成平滑彎曲的曲面形成部的工序，及通過焊接將葉片接合于所述護罩側(cè)面的工序。
[0016]通過這種擴壓器制造方法制成的擴壓器由于在擴散盤的外周緣形成有曲面形成部，因此能夠?qū)⑼ㄟ^葉輪升壓的流體適當(dāng)?shù)貙?dǎo)入到渦流室。這種增壓器中還形成有曲面形成部，因此即使在輪轂側(cè)面彎曲的情況下，也能夠以流路的旋轉(zhuǎn)軸方向上的寬度朝向渦流室變寬的方式，適當(dāng)?shù)匦纬蓪⑼ㄟ^葉輪升壓的流體導(dǎo)入到渦流室的流路。
[0017]所述第三方式所涉及的擴壓器制造方法還具備將形成于所述曲面形成部與所述葉片之間的間隙作為坡口而進行焊接的工序。
[0018]這種擴壓器制造方法能夠確保圓板與葉片的焊接強度并能夠適當(dāng)?shù)剡M行焊接，且能夠適當(dāng)并輕松地制成擴壓器。
發(fā)明效果
[0019]本發(fā)明的離心壓縮機通過在擴散盤的外周緣設(shè)置曲面形成部，能夠確保流體的流路的流路寬度。本發(fā)明的離心壓縮機通過能夠確保流體的流路的流路寬度，并且，通過在擴散葉片的后緣設(shè)置葉片后緣R部，能夠延長擴散葉片的葉弦，且能夠?qū)⑼ㄟ^葉輪升壓的流體適當(dāng)?shù)貙?dǎo)入到渦流室來提高增壓器的效率。
本發(fā)明的擴壓器制造方法通過將在曲面形成部與擴散葉片之間的間隙作為坡口而使用，能夠輕松地將擴散葉片焊接于擴散盤。
【附圖說明】
[0020]圖1是表示本發(fā)明的一實施方式所涉及的增壓器的剖視圖。
圖2是表示本發(fā)明的一實施方式所涉及的殼體以及擴壓器的放大剖視圖。
圖3是表示本發(fā)明的一實施方式所涉及的擴壓器的俯視圖。 圖4是表示本發(fā)明的一實施方式所涉及的擴壓器的立體剖視圖。
圖5是表示本發(fā)明的一實施方式所涉及的擴壓器的放大剖視圖。
【具體實施方式】
[0021]以下，參考附圖對發(fā)明的一實施方式所涉及的增壓器10進行說明。增壓器10具備離心壓縮機1、轉(zhuǎn)軸2及軸流渦輪3。
[0022]離心壓縮機I為相對于未圖示的內(nèi)燃機，將裝置外部的空氣進行壓縮而生成燃燒用空氣，并將生成的燃燒用空氣送入到內(nèi)燃機的裝置，其主要具備殼體6、葉輪7及擴壓器8。
[0023]殼體6主要在內(nèi)側(cè)殼體、外側(cè)殼體及軸承臺12之間形成有流路，以使從軸向吸入裝置外部的空氣，并將壓縮的空氣(燃燒用空氣)送入到未圖示的內(nèi)燃機。流路上形成有渦流室11，所述渦流室11為引導(dǎo)有向離心壓縮機I的徑向排出的燃燒用空氣的環(huán)形形狀流路。渦流室11連接于未圖示的燃燒用空氣供給流路(設(shè)置于增壓器10與未圖示的內(nèi)燃機之間的供給流路)。
[0024]如圖2所示，軸承臺12沿增壓器10的徑向形成有輪轂側(cè)面14，輪轂側(cè)面14中的半徑方向外側(cè)的部分形成為曲面狀，以使輪轂側(cè)面14平滑地連結(jié)于形成渦流室11的外側(cè)殼體的內(nèi)面。
[0025]如圖1所示，葉輪7配置于殼體6的內(nèi)部，并以旋轉(zhuǎn)軸5為中心能夠旋轉(zhuǎn)地固定于轉(zhuǎn)軸2的一端。通過以旋轉(zhuǎn)軸5為中心葉輪7與轉(zhuǎn)軸2—同旋轉(zhuǎn)，能夠?qū)耐獠抗┙o到離心壓縮機I的流體進行升壓。本實施方式的增壓器10如下構(gòu)成，固定于轉(zhuǎn)軸2的另一端的軸流渦輪3通過從外部所供給的排氣的動能使轉(zhuǎn)軸2旋轉(zhuǎn)，從而以旋轉(zhuǎn)軸5為中心葉輪7與轉(zhuǎn)軸2—同旋轉(zhuǎn)。
[0026]渦流室11形成于殼體6的內(nèi)部。渦流室11形成為大致環(huán)形形狀，并以圍繞葉輪7的方式而形成。渦流室11還連接于未圖示的燃燒用空氣供給流路。擴壓器8配置于殼體6內(nèi)部中的葉輪7與渦流室11之間，并固定于殼體6。
[0027]如圖3所示，擴散盤21形成為圓板狀，且中央形成有孔23。如圖2所示，擴散盤21沿護罩側(cè)面24配置，并以在孔23的內(nèi)側(cè)配置有葉輪7的方式固定于殼體6。擴散葉片22形成為葉片狀。擴散葉片22以配置于擴散盤21與輪轂側(cè)面14之間的方式，固定于擴散盤21。擴散葉片對通過葉輪7壓縮的燃燒用空氣進行整流。
[0028]如圖4所示，擴壓器8形成有將通過葉輪7壓縮的燃燒用空氣導(dǎo)入到渦流室11的流路25。流路25通過軸承臺12的輪轂側(cè)面14、擴散盤21的護罩側(cè)面24及擴散葉片22的表面而形成。
[0029]擴散盤21中，護罩側(cè)面24上的增壓器10的徑向外側(cè)的外周緣以規(guī)定寬度形成有曲面形成部26。擴散盤21的外周緣的曲面形成部26以平滑地連接護罩側(cè)面24的平坦表面區(qū)域與擴散盤21的端部的方式而形成。即，以夾持于輪轂側(cè)面14與護罩側(cè)面24之間的流路的旋轉(zhuǎn)軸方向上的寬度(流路寬度)朝向渦流室11且變寬的方式而形成。
[0030]如圖5所示，擴散葉片22的底部以沿擴散盤21的護罩側(cè)面24的平面區(qū)域的方式而形成。擴散葉片22的底部與擴散盤21的曲面形成部26通過焊接而接合，而且，焊接部28以填補在擴散盤21的曲面形成部26與擴散葉片22的后緣(增壓器10的徑向外側(cè)的部分)的根部之間的間隙的方式而形成。擴散葉片22在相對于輪轂側(cè)面14的表面的遠離旋轉(zhuǎn)軸5的一側(cè)的后緣形成有葉片后緣R部29。葉片后緣R部29是輪轂側(cè)面14的增壓器10的徑向外側(cè)的部分，其以沿形成為曲面狀的區(qū)域的方式形成。
[0031]以下，對本實施方式的增壓器10的擴壓器8的制造方法進行說明。首先，制造擴壓器時準(zhǔn)備圓板和多個葉片。圓板中形成有中央孔，且通過一面的徑向外側(cè)以規(guī)定寬度被切削加工，從而形成曲面部。葉片形成為葉片狀，以在圓板的外周緣形成曲面部之后葉片的底部沿形成有圓板的曲面部的一面中的平面區(qū)域的方式配置。葉片配置于圓板的規(guī)定位置之后，通過焊接接合于圓板。此時，為了確保葉片的焊接強度，作為坡口使用形成在圓板的外周緣的曲面部與葉片后緣部分之間的間隙，并焊接于圓板。葉片焊接于圓板之后，通過后緣被切削加工成曲面形狀而形成曲面部。
[0032]通過圓板與葉片如此接合，形成擴壓器8。即，圓板形成擴散盤21，葉片形成擴散葉片22，焊接圓板與葉片時所利用的溶融金屬形成焊接部28。而且，形成于圓板的徑向外側(cè)的曲面部形成曲面形成部26。另外，形成于葉片后緣的曲面部形成葉片后緣R部29。
[0033]這種擴壓器制造方法通過將形成于圓板的曲面部與葉片之間的間隙作為坡口而焊接，能夠充分牢固地焊接圓板與葉片，從而能夠適當(dāng)?shù)刂瞥蓴U壓器8。以往，在圓板的外周緣未形成有曲面部的情況下，需要通過切削加工在圓板的外周緣與葉片之間的接合部位形成坡口。這種擴壓器制造方法通過作為坡口沿用形成于曲面形成部26的曲面部與葉片之間的間隙，從而不需要進行形成坡口的切削加工，由此能夠提高制成擴壓器8的工作效率。
[0034]具備離心壓縮機I的增壓器10與未圖示的內(nèi)燃機同時被利用。離心壓縮機I中，通過轉(zhuǎn)軸2以旋轉(zhuǎn)軸5為中心旋轉(zhuǎn)，葉輪7進行旋轉(zhuǎn)，并對供給到離心壓縮機I的空氣進行升壓。擴壓器8經(jīng)由流路25將通過葉輪7升壓的燃燒用空氣導(dǎo)入到渦流室11。此時，通過在擴散盤21的外周緣形成曲面形成部26，流路25的流路寬度以隨著朝向渦流室11而變寬的方式形成。通過流路25的流路寬度隨著朝向渦流室11而變寬，并且，通過擴散葉片22延伸至擴散盤21的外周緣，從而通過葉輪7升壓的壓縮空氣經(jīng)由流路25能夠適當(dāng)?shù)貙?dǎo)入到渦流室11。
[0035]連接于渦流室11的燃燒用空氣供給流路將通過葉輪7升壓的燃燒用空氣從渦流室11供給到未圖示的內(nèi)燃機。內(nèi)燃機通過利用由離心壓縮機I生成的燃燒用空氣來燃燒燃料，生成旋轉(zhuǎn)動力，并將該旋轉(zhuǎn)動力供給到外部設(shè)備。內(nèi)燃機通過燃燒燃料，還生成排氣，并將該排氣供給到軸流渦輪3。軸流渦輪3利用由內(nèi)燃機排出的排氣來生成旋轉(zhuǎn)動力，且以旋轉(zhuǎn)軸5為中心使轉(zhuǎn)軸2進行旋轉(zhuǎn)。
[0036]本發(fā)明的離心壓縮機I中，即使延長擴散葉片22也能夠確保適當(dāng)?shù)亓髀穼挾龋⒛軌驅(qū)⑼ㄟ^葉輪7升壓的燃燒用空氣適當(dāng)?shù)貙?dǎo)入到渦流室11，從而能夠提高性能。離心壓縮機I通過提高性能而能夠?qū)崿F(xiàn)渦流室11的緊湊化。而且，具備離心壓縮機I的增壓器10通過離心壓縮機I將由葉輪7升壓的壓縮空氣適當(dāng)?shù)貙?dǎo)入到渦流室11，能夠提高增壓器性能。
[0037]另外，擴壓器8在能夠充分地將通過葉輪7升壓的燃燒用空氣適當(dāng)?shù)貙?dǎo)入到渦流室11時，能夠以擴散葉片22不焊接于擴散盤21的曲面形成部26的方式形成。
[0038]另外，擴壓器8也能夠以不對圓板與多個葉片進行焊接的方式而制成。作為該制成方法，例如有通過對鋼錠進行切削加工而形成擴壓器8的制成方法。如此制成的擴壓器也與上述擴壓器8同樣地，通過在擴散盤的外周緣形成曲面形成部，能夠?qū)⑼ㄟ^葉輪7升壓的流體適當(dāng)?shù)貙?dǎo)入到渦流室11。
符號說明
[0039]1-離心壓縮機，2-轉(zhuǎn)軸，3-軸流渦輪，5-旋轉(zhuǎn)軸，6-殼體，7_葉輪，8_擴壓器，10-增壓器，11-渦流室，12-軸承臺，14-輪轂側(cè)面，21-擴散盤，22-擴散葉片，23-孔，24-護罩側(cè)面，25-流路，26-曲面形成部，28-焊接部，29-葉片后緣R部。
【主權(quán)項】
1.一種離心壓縮機，具備: 殼體，以圍繞葉輪的方式形成； 渦流室，形成于所述殼體;及 擴壓器，配置于所述葉輪與所述渦流室之間， 所述擴壓器具備: 擴散盤，形成于所述殼體，并且形成有與輪轂側(cè)面對置的護罩側(cè)面;及 擴散葉片，配置于所述護罩側(cè)面與所述輪轂側(cè)面之間， 所述擴散盤在所述護罩側(cè)面的徑向外側(cè)形成有曲面形成部，以使夾持于所述輪轂側(cè)面與所述護罩側(cè)面之間的流路朝向所述渦流室變寬。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心壓縮機，其中， 所述擴壓器以所述擴散葉片的底部沿所述護罩側(cè)面的平面的方式形成。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的離心壓縮機，其中， 所述擴壓器在所述曲面形成部與所述擴散葉片之間還具有焊接部。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的離心壓縮機，其中， 在與所述輪轂側(cè)面對置的所述擴散葉片的一面中的徑向外側(cè)的后緣上形成有葉片后緣R部。5.一種增壓器，其具備: 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的離心壓縮機;及 使所述葉輪旋轉(zhuǎn)的軸流渦輪。6.—種擴壓器制造方法，通過圓板以及多個葉片來制造擴壓器，該擴壓器制造方法具備: 在圓板的護罩側(cè)面的外周緣形成曲面形成部的工序;及 通過焊接將葉片接合于所述護罩側(cè)面的工序。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的擴壓器制造方法， 所述擴壓器制造方法還具備將形成于所述曲面形成部與所述葉片之間的間隙作為坡口而進行焊接的工序。
【文檔編號】F04D29/62GK105874213SQ201580003571
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2015年2月23日
【發(fā)明人】小野春菜, 和田康弘, 白石啟, 白石啟一, 坂元浩, 坂元浩一
【申請人】三菱重工業(yè)株式會社