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离心压缩机和涡轮增压器的制作方法

2021-11-03 21:07:00 来源:中国专利 TAG:


1.本公开涉及离心压缩机和涡轮增压器。


背景技术:

2.近年来,作为提高离心压缩机的小流量侧(喘振点附近)动作点处的效率和宽范围化的构件,例如专利文献1所述的那样,提出在离心压缩机的入口管部设置颈缩机构(入口可变机构)。
3.在离心压缩机的小流量侧的动作点处,容易在叶轮叶片的前端侧发生逆流。在专利文献1所述的颈缩机构中,为了抑制该逆流而具备设置于吸气通路的环状部,通过在吸气通路中堵塞与叶轮叶片的前端部对应的外周侧部分,从而在叶轮的上游侧使吸气通路的流路面积缩小。在使吸气通路的流路面积缩小的情况下,虽然由于面积的缩小引起峰值效率低下,然而能够实现喘振流量的减少和喘振点附近的效率提高。即,通过进行在大流量侧动作时使吸气通路的流路面积变大、在小流量侧动作时使吸气通路的流路面积缩小的可变控制,从而能够实现小流量侧的动作点的效率提高和宽范围化。这疑似与使叶轮的叶片高度降低(trim)而适合于小流量侧动作点相当,被称为vic(variable inlet compressor)或vtc(variable trim compressor)。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1:美国专利第9777640号说明书


技术实现要素:

7.发明所要解决的技术问题
8.在上述专利文献1中,作为颈缩机构方式的一种,公开了一种通过使环状部在第一位置、与第一位置相比在叶轮的轴向上的上游侧的第二位置之间移动,从而对吸气通路的流路面积进行调节的方式。
9.在该种方式中,为了使环状部在第一位置和第二位置之间移动而需要向环状部传递驱动力。然而,在专利文献1中,没有记载用于向环状部传递驱动力的结构,也没有公开用于简化该结构的见解。
10.鉴于上述情况,本发明至少一个实施方式的目的在于,提供一种能够通过简单的结构在小流量侧的动作点处实现高效率的离心压缩机和具备该离心压缩机的涡轮增压器。
11.用于解决技术问题的技术方案
12.(1)本发明的至少一实施方式的离心压缩机具备:
13.叶轮;
14.入口管部,其形成吸气通路从而将空气导入所述叶轮;
15.颈缩机构,其构成为能够在所述叶轮的上游侧使所述吸气通路的流路面积缩小;
16.所述颈缩机构包含:
17.环状部,其设置于所述吸气通路;
18.支柱,其构成为对所述环状部进行支承,以使得所述环状部在第一位置和与所述第一位置相比在所述叶轮的轴向上的上游侧的第二位置之间移动;
19.所述支柱以随着从所述环状部离开而朝向所述叶轮的径向上的外侧和所述叶轮的轴向上的下游侧中的至少一方侧的方式延伸。
20.根据上述(1)所述的离心压缩机,通过利用颈缩机构而使吸气通路的流路面积在叶轮的上游侧缩小,能够在小流量侧的动作点处实现高效率。并且,与支柱从环状部向轴向上的上游侧延伸的结构比较,由于能够使支柱的长度缩短,因而能够使结构简化,并且能够抑制吸气通路中支柱引起的压力损失增大。
21.(2)在一些实施方式中,根据上述(1)所述的离心压缩机,
22.所述入口管部的内周面包含倾斜面,该倾斜面以随着朝向所述轴向上的上游侧而所述入口管部的内径变大的方式倾斜。
23.根据上述(2)所述的离心压缩机,能够抑制伴随着环状部的设置的压力损失的增大。
24.(3)在一些实施方式中,根据上述(2)所述的离心压缩机,
25.在所述环状部位于所述第二位置时,所述环状部的外周面和所述倾斜面分离,
26.随着所述环状部从所述第二位置朝向所述轴向上的下游侧,所述环状部和所述倾斜面的间隔变小。
27.根据上述(3)所述的离心压缩机,通过使环状部从第二位置向下游侧移动,能够使吸气通路中外周侧部分的流路面积缩小。由此,能够通过简单的结构有效地提高小流量侧的动作点处的效率。
28.(4)在一些实施方式中,根据上述(2)或(3)所述的离心压缩机,
29.所述入口管部的外周面包含倾斜面,该倾斜面以随着朝向所述轴向上的上游侧而所述入口管部的外径变大的方式倾斜。
30.根据上述(4)所述的离心压缩机,由于吸气通路的流路面积随着朝向上游侧变大,因而能够抑制环状部引起的压力损失的增大。另外,作为用于设置使环状部移动的执行器的空间,能够有效地灵活利用入口管部外周面的倾斜面和扩压部之间的空间或该倾斜面和涡管部之间的空间。因此,能够抑制伴随着颈缩机构的设置而引起的离心压缩机的大型化。
31.(5)在一些实施方式中,根据上述(4)所述的离心压缩机,
32.所述支柱包含下游侧延伸部,该下游侧延伸部随着从所述环状部离开而朝向所述轴向上的下游侧的方式延伸。
33.根据上述(5)所述的离心压缩机,与支柱从环状部向轴向上游侧延伸的结构比较,由于能够使支柱的长度缩短,因而能够使结构简化,并且能够抑制吸气通路中的通路延伸部引起的压力损失的增大。并且,通过使下游侧延伸部延伸至入口管部外周面的倾斜面和该离心压缩机的扩压部之间的空间或该倾斜面和该离心压缩机的涡管部之间的空间,从而能够使该空间作为用于设置使环状部移动的执行器的空间而有效地灵活利用。由此,能够抑制伴随着颈缩机构的设置而引起的离心压缩机的大型化。
34.(6)在一些实施方式中,根据上述(5)所述的离心压缩机,
35.所述支柱延伸至所述入口管部的所述外周面的所述倾斜面和所述离心压缩机的
扩压部之间的位置,或者所述入口管部的所述外周面的所述倾斜面和所述离心压缩机的涡管部之间的位置。
36.根据上述(6)所述的离心压缩机,能够使入口管部的外周面的倾斜面和该离心压缩机的扩压部之间的空间或该倾斜面和该离心压缩机的涡管部之间的空间作为用于设置使环状部移动的执行器的空间而有效地灵活利用。因此,能够抑制伴随着颈缩机构的设置而引起的离心压缩机的大型化。
37.(7)在一些实施方式中,根据上述(1)至(6)中任一项所述的离心压缩机,
38.所述支柱包含外侧延伸部,该外侧延伸部以随着从所述环状部离开而朝向所述径向上的外侧的方式延伸,
39.所述外侧延伸部包含面向所述吸气通路的通路延伸部。
40.根据上述(7)所述的离心压缩机,与支柱从环状部向轴向上的上游侧延伸的结构比较,由于能够使支柱的长度缩短,因而能够使结构简化,并且能够抑制吸气通路中的通路延伸部引起的压力损失的增大。
41.(8)在一些实施方式中,根据上述(7)所述的离心压缩机,
42.在与所述径向正交的剖面中,如果以所述通路延伸部前缘和所述通路延伸部后缘的距离为a、与将所述前缘和所述后缘连结的直线正交的方向上的所述通路延伸部的厚度为b,则a>b。
43.根据上述(8)所述的离心压缩机,能够抑制通路延伸部引起的压力损失的增大。
44.(9)在一些实施方式中,根据上述(7)或(8)所述的离心压缩机,
45.所述通路延伸部的前缘部的厚度随着朝向所述轴向上的上游侧而变小。
46.根据上述(9)所述的离心压缩机,能够抑制向通路延伸部的前缘部的气流碰撞引起的压力损失的增大。
47.(10)在一些实施方式中,根据上述(7)至(9)中任一项所述的离心压缩机,
48.所述通路延伸部后缘部的厚度随着朝向所述轴向上的下游侧而变小。
49.根据上述(10)所述的离心压缩机,能够抑制在通路延伸部的后缘部的后方产生的压力损失的增大。
50.(11)在一些实施方式中,根据上述(7)至(10)中任一项所述的离心压缩机,
51.所述通路延伸部在与所述径向正交的剖面中具有叶片型形状。
52.根据上述(11)所述的离心压缩机,能够使空气沿着通路延伸部顺畅地流动。
53.(12)在一些实施方式中,根据上述(7)至(11)中任一项所述的离心压缩机,
54.在与所述径向正交的剖面中,将所述通路延伸部的前缘和所述通路延伸部的后缘连结的直线以随着朝向所述轴向上的下游侧而朝向所述叶轮的旋转方向的下游侧的方式倾斜。
55.在离心压缩机的入口管部,存在伴随着预旋转而气流流入的情况。在该情况下,由于上述直线以与轴向平行的方式构成通路延伸部而引起压力损失的增大,因而希望使上述直线沿着伴随着预旋转的流动的方向像上述那样倾斜。
56.并且,假设即使在相对于离心压缩机的入口管部而气流向轴向流入的情况下,也存在为了叶轮的性能提高而最好使气流预旋转的情况。在该情况下,如果使连结通路延伸部的前缘和后缘的直线如上述那样倾斜,通路延伸部作为入口导叶发挥作用,气流以被通
路延伸部赋予预旋转的方式转向。由此,能够提高叶轮的性能。
57.(13)在一些实施方式中,根据上述(7)至(12)中任一项所述的离心压缩机,
58.在与所述径向正交的剖面中,如果以将所述通路延伸部的前缘与所述通路延伸部的后缘连结而通过所述通路延伸部的厚度的中心位置的线为中心线cl,则所述通路延伸部的所述后缘的位置处的所述中心线cl和所述轴向的夹角角度大于所述通路延伸部的所述前缘的位置处的所述中心线cl和所述轴向的夹角角度。
59.根据上述(13)所述的离心压缩机,能够使相对于通路延伸部的流动方向(入射角)优化,从而对入口管部的气流赋予有效的预旋转。
60.(14)在一些实施方式中,根据上述(7)至(12)中任一项所述的离心压缩机,
61.在与所述径向正交的剖面中,如果以将所述通路延伸部的前缘和所述通路延伸部的后缘连结而通过所述通路延伸部的厚度的中心位置的线为中心线cl,则所述通路延伸部的所述后缘的位置处的所述中心线cl和所述轴向的夹角角度小于所述通路延伸部的所述前缘的位置处的所述中心线cl和所述轴向的夹角角度。
62.根据上述(14)所述的离心压缩机,能够使入口管部的气流的非期望的预旋转减弱。
63.(15)在一些实施方式中,根据上述(1)至(14)中任一项所述的离心压缩机,
64.所述入口管部包含弯曲管部,该弯曲管部构成为使所述吸气通路的流向弯曲,
65.所述支柱构成为使所述环状部在所述第一位置和所述第二位置之间沿着所述弯曲管部的内壁面的倾斜方向移动。
66.根据上述(15)所述的离心压缩机,能够使相对于环状部的气流的流入方向(入射角)适当地变化,因而能够抑制环状部引起的压力损失的增大。即使在环状部位于第二位置时,环状部的外周面和弯曲管部的内壁面之间的流路部在周向上成为相对均一的形状而不形成窄喉部。因此,能够抑制在环状部位于第二位置时环状部引起的压力损失的增大。
67.(16)在一些实施方式中,根据上述(1)至(15)中任一项所述的离心压缩机,
68.所述入口管部包含弯曲管部,该弯曲管部构成为使所述吸气通路的流向弯曲,
69.所述环状部以沿着所述弯曲管部的内壁面弯曲的方式相对于所述叶轮的旋转轴线非对称地构成。
70.根据上述(16)所述的离心压缩机,能够在弯曲管部的内周侧和外周侧双方适当地设定相对于环状部的气流的流入方向(入射角),从而能够抑制环状部引起的压力损失的增大。并且,在环状部位于第二位置p2时,环状部的外周面和弯曲管部的内壁面之间的流路部在周向成为相对均一的形状而不形成窄喉部。因此,能够抑制环状部位于第二位置时环状部引起的压力损失的增大。
71.(17)本发明的至少一实施方式的涡轮增压器具备上述(1)至(16)中任一项所述的离心压缩机。
72.根据上述(17)所述的涡轮增压器,由于具备上述(1)至(16)中任一项所述的离心压缩机,因而与支柱从环状部向轴向上游侧延伸的结构比较,能够使支柱的长度变短。因此,能够使涡轮增压器的结构简化,并且能够抑制吸气通路中的支柱引起的压力损失的增大。
73.发明的效果
74.根据本发明的至少一个实施方式,提供一种通过简单的结构而能够实现小流量侧的动作点处的高效率的离心压缩机和具备该离心压缩机的涡轮增压器。
附图说明
75.图1是一实施方式的涡轮增压器2的离心压缩机4的概略剖视图。
76.图2是比较例的离心压缩机的概略剖视图。
77.图3是其他实施方式的离心压缩机4的概略剖视图。
78.图4是其他实施方式的离心压缩机4的概略剖视图。
79.图5是其他实施方式的离心压缩机4的概略剖视图。
80.图6是其他实施方式的离心压缩机4的概略剖视图。
81.图7a是表示图1的a

a剖面(与径向正交的剖面)形状的一个示例的图。
82.图7b是表示图1的a

a剖面形状的其他示例的图。
83.图7c是表示图1的a

a剖面形状的其他示例的图。
84.图7d是表示图1的a

a剖面形状的其他示例的图。
85.图7e是表示图1的a

a剖面形状的其他示例的图。
86.图8是表示入口管部26的气流的流向和通路延伸部60的配置关系的一个示例的图。
87.图9是表示入口管部26的气流的流向和通路延伸部60的配置关系的一个示例的图。
88.图10是表示入口管部26的气流的流向和通路延伸部60的配置关系的一个示例的图。
89.图11是表示入口管部26的气流的流向和通路延伸部60的配置关系的一个示例的图。
90.图12是其他实施方式的离心压缩机4的概略剖视图。
91.图13是其他实施方式的离心压缩机4的概略剖视图。
92.图14是其他实施方式的离心压缩机4的概略剖视图。
93.图15是比较例的离心压缩机的概略剖视图。
具体实施方式
94.以下,将参照附图对本发明的一些实施方式进行说明。但是,作为实施方式记载或附图所示的构成零件的尺寸、材质、形状、其相对的配置等并不表示将本发明的范围限定于此,从而仅为说明例。
95.例如,对于表示“在某方向”、“沿着某方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或“同轴”等的相对的或绝对的配置表达来说,不仅表示完全类似那样配置的情况,也表示公差或者存在能够得到相同功能程度的角度或距离而相对位移状态的情况。
96.例如,对于表示“同一”、“等于”和“均质”等的事物相等状态情况的表达来说,不仅表示完全相等状态的情况,也表示公差或存在能够得到相同功能程度的差的状态的情况。
97.例如,对于表示四边形或圆筒形状等形状的表达来说,不仅表示几何学上严密意义的四边形或圆筒形状等的形状,也表示在能够得到相同效果的范围内,包含凹凸部或倒
角部等的形状的情况。
98.另一方面,将一个构成要素表示为“具备”、“具有”、“完备”,“包含”或“含有”的表达并不是将其他的构成要素的存在排除的表达。
99.图1是一实施方式的涡轮增压器2的离心压缩机4的概略剖视图。离心压缩机4经由旋转轴6与没有图示的涡轮连结,通过没有图示的内燃机的排气驱动的涡轮的旋转力经由旋转轴6传导,来压缩没有图示的内燃机吸入的空气。
100.如图1所示,离心压缩机4具备叶轮8、收纳叶轮8的壳体10。壳体10包含:管套壁部14,其以形成配置叶轮8的叶轮收纳空间12的方式围绕叶轮8;涡管部18,其在叶轮收纳空间12的外周侧形成涡旋流路16;扩压部22,其形成连接叶轮收纳空间12和涡旋流路16的扩压流路20。并且,壳体10包含以沿着叶轮8的旋转轴线将空气导入叶轮8的方式形成吸气通路24的入口管部26。入口管部26与叶轮8同心地设置。
101.以下,仅将叶轮8的轴向称为“轴向”,仅将叶轮8的径向称为“径向”,仅将叶轮8的周向称为“周向”。
102.离心压缩机4具备颈缩机构28(入口可变机构),其能够在轴向的叶轮8的上游侧使吸气通路24的流路面积缩小。颈缩机构28包含:环状部30(可动部),其在吸气通路24与叶轮8同心地设置;支柱46,其支承环状部30;执行器48。
103.环状部30被支柱46支承。支柱46受到执行器48的驱动力,以使环状部30沿着轴向在第一位置p1和与第一位置p1相比在轴向上游侧的第二位置p2之间移动的方式构成。环状部30在周向具有同样的形状。环状部30的内径r1小于叶轮8的前缘34的前端位置t(前缘34的径向外侧端的位置)处的叶轮8的直径d,环状部30的外径r2大于上述前端位置t处的叶轮8的直径d。
104.入口管部26的内周面40为了抑制环状部30引起的压力损失的增大,包含倾斜面42,其以随着朝向轴向上游侧而入口管部26的内径变大的方式倾斜。在图示所示例的方式中,倾斜面42在沿着叶轮8的旋转轴线的剖面中形成为直线状。
105.环状部30的外周面44以与倾斜面42对置的方式配置。在环状部30位于第二位置p2时,环状部30的外周面44和倾斜面42分离,随着环状部30从第二位置p2朝向轴向下游侧,环状部30的外周面44和倾斜面42的间隔变小。环状部30以在位于第一位置p1的时候与倾斜面42抵接,阻塞与吸气通路24中的叶轮8的叶片32的前端部36(叶片32的径向外侧端部)对应的外周侧部分38的方式构成。环状部30在位于第一位置p1时,与叶轮8的叶片32的前端部36的前缘34在轴向对置。即,在轴向视中环状部30和前端部36至少部分覆盖。
106.图1所示的支柱46通过随着从环状部30离开而朝向径向上的外侧的方式延伸的外侧延伸部52构成。在图示的示例方式中,外侧延伸部52从环状部30的外周面44沿着径向呈直线状延伸至执行器48。
107.根据上述结构,环状部30在第一位置p1处,通过阻塞吸气通路24中与叶轮8的叶片32的前端部36对应的外周侧部分38来使吸气通路24的流路面积缩小。由此,虽然由于流路面积的缩小而峰值效率低下,但是能够实现喘振流量的减少和喘振点附近的效率提高。即,通过在小流量侧的动作点(喘振点附近的动作点)处环状部30位于第一位置p1、在与上述小流量侧的动作点相比流量大的大流量侧的动作点(例如额定运行时)处环状部30位于第二位置p2的方式来调节颈缩机构28,从而能够使小流量侧的动作点有效,并且能够扩大离心
压缩机4的动作区域。
108.并且,由于通过随着从环状部30而朝向径向上的外侧的方式延伸的外侧延伸部52来构成支柱46,因而与图2所示的比较例的构成(支柱46从环状部30延伸至轴向上游侧的结构)比较,由于能够使支柱46的长度缩短,因而能够使结构简化,并且能够抑制吸气通路24中的支柱46引起的压力损失的增大。
109.接下来使用图3~图6对离心压缩机4的其他实施方式进行说明。需要说明的是,在以后说明的离心压缩机4的其他实施方式中,与图1所示的离心压缩机4的各结构共通的符号只要没有特殊标记,均表示与图1所示的离心压缩机的各结构同样的结构而省略说明。
110.在一些实施方式中,例如图3~图6所示,入口管部26的外周面49包含倾斜面50,其以随着朝向轴向上游侧而入口管部26的外径变大的方式倾斜。
111.根据这种结构,能够将倾斜面50和扩压部22之间的空间或倾斜面50和涡管部18之间的空间作为用于设置执行器48的空间而有效地灵活利用。因此,能够抑制伴随设置颈缩机构28的离心压缩机4的大型化。需要说明的是,在离心压缩机4的小型化的观点中,如图3~图6所示,期望执行器48设置在与轴向倾斜面50的下游端51相比更下游侧。
112.在一些实施方式中,例如图3所示,支柱46通过随着从环状部30离开而朝向轴向下游侧延伸的下游侧延伸部54构成。在图3所示例的方式中,支柱46从环状部30的外周面44沿着轴向呈直线状延伸至位于倾斜面50和扩压部22之间的执行器48。
113.在一些实施方式中,例如,如图4和图5所示,支柱46包含:外侧延伸部52,其以随着从环状部30离开而朝向径向上的外侧的方式延伸;下游侧延伸部54,其以随着从环状部30离开而朝向轴向下游侧的方式延伸。在图4所示例的方式中,外侧延伸部52从环状部30的外周面44沿着径向呈直线状延伸,下游侧延伸部54从外侧延伸部52的径向外侧端53沿着轴向呈直线状延伸至位于倾斜面50和扩压部22之间的执行器48。在图5所示例的方式中,外侧延伸部52从环状部30的轴向下游侧的端面56沿着径向呈直线状延伸,下游侧延伸部54从外侧延伸部52的径向外侧端53沿着轴向呈直线状延伸至执行器48。
114.在一些实施方式中,例如图6所示,支柱46包含:弯曲部58,其以随着从环状部30离开而朝向径向上的外侧并且朝向轴向下游侧的方式延伸弯曲;下游侧延伸部54,其以随着从环状部30离开而朝向轴向下游侧的方式延伸。在图6所示例的方式中,弯曲部58以从环状部30的外周面44朝向径向上的外侧并且朝向轴向下游侧的方式延伸,下游侧延伸部54从轴向的弯曲部58的下侧端59沿着轴向呈直线状延伸至位于倾斜面50和扩压部22之间的执行器48。需要说明的是,在其他实施方式中,支柱46可以仅通过从环状部30延伸至执行器48的弯曲部构成,也可以使外侧延伸部、弯曲部、下游侧延伸部54组合构成。
115.接下来,使用图7a~图7e对图1的a

a剖面(与径向正交的剖面)的结构例进行说明。图1的a

a剖面是外侧延伸部52中面向吸气通路的通路延伸部60的、与径向正交的剖面。需要说明的是,图7a~图7e的剖面形状并不限于图1所示的实施方式,也可以应用于上述其他的任一个实施方式的支柱46。
116.在一些实施方式中,例如图7a~图7e所示,在与径向正交的剖面中,如果使通路延伸部60的前缘66和通路延伸部60的后缘68的距离为a、使与连结前缘66和后缘68的直线正交方向的通路延伸部60的厚度(通路延伸部60的最大厚度)为b,则满足a>b。由此,能够抑制通路延伸部60引起的压力损失的增大。需要说明的是,通路延伸部60的前缘66是指轴向
中的通路延伸部60的上游端,通路延伸部60的后缘68是指轴向中的通路延伸部60的下游端。
117.在一些实施方式中,例如图7a~图7e所示那样,通路延伸部60的前缘部62的厚度t(与连结前缘66和后缘68的直线正交方向的厚度)随着朝向轴向上游侧而变小。由此,能够抑制向通路延伸部60的前缘部62的气流碰撞引起的压力损失的增大。需要说明的是,通路延伸部60的前缘部62是指轴向中的通路延伸部60的上游端部。
118.在一些实施方式中,例如图7a~图7e所示,通路延伸部60的后缘部64的厚度t,随着朝向轴向下游侧而变小。由此,能够抑制在通路延伸部60的后缘部64的后方产生的压力损失的增大。需要说明的是,通路延伸部60的后缘部64是指,轴向中的通路延伸部60的下游端部。
119.在一些实施方式中,例如图7a和图7b所示,通路延伸部60的前缘部62和通路延伸部60的后缘部64可以具有钝头形状。图7a所示的通路延伸部60的前缘部62和后缘部64分别在与径向正交的剖面中,通过具有一定的曲率半径的圆弧而形成,前缘部62和后缘部64通过一对直线连接。图7b所示的通路延伸部60的前缘部62和后缘部64分别在与径向正交的剖面中,通过椭圆的一部分而形成,前缘部62和后缘部64通过一对直线连接。需要说明的是,对于图7b所示的规定形状的一部分的椭圆来说,从压力损失减少的观点来看,短径和长径的比可以为1:2的程度。
120.在一些实施方式中,例如图7c所示,通路延伸部60在与径向正交的剖面中具有叶片型形状。在图7c所示的方式中,通路延伸部60的前缘部62具有钝头形状,通路延伸部60的后缘部64具有尖头形状。并且,通路延伸部60的叶片型形状中的最大叶片厚位置q位于与弦的50%位置相比靠近前缘66侧。
121.在一些实施方式中,例如图7d和图7e所示,通路延伸部60的前缘部62和通路延伸部60的后缘部64可以具有尖头形状。在该情况下,通路延伸部60的前缘部62和后缘部64分别在与径向正交的剖面中,可以包含图7d所示的在轴向的一端连接的一对直线,也可以包含图7e所示的在轴向的一端连接的一对曲线。
122.在一些实施方式中,例如图8~图11所示,在与径向正交的剖面中,连结通路延伸部60的前缘66和后缘68的直线c,以随着朝向轴向下游侧而朝向叶轮8的旋转方向的下游侧的方式倾斜。
123.如图8和图11所示,存在伴随预旋转而气流流入离心压缩机4的入口管部26的情况。在该情况下,由于上述直线c以与轴向平行的方式构成通路延伸部60与压力损失的增大相关,因而不期望使上述直线c沿着伴随预旋转流动的方向而像上述那样倾斜。
124.并且,假设如9和图10所示,即使在气流沿着轴向流入离心压缩机4的入口管部26的情况下,也存在为了叶轮8的性能提高而优选向气流赋予预旋转的情况。在该情况下,如果使连结通路延伸部60的前缘66和后缘68的直线c如上述那样倾斜,则通路延伸部60作为入口导叶作用,气流以通过通路延伸部60而被赋予预旋转的方式转向。由此,能够提高叶轮8的性能。
125.在一些实施方式中,例如图10所示,能够使相对于通路延伸部60的流动方向(入射)优化,在目的为向入口管部26的气流赋予有效的预旋转时,通路延伸部60可以具有弯曲的剖面形状。在图10所示的方式中,在与径向正交的剖面中,如果使通过连结通路延伸部60
的前缘66和后缘68的通路延伸部60的厚度方向(与直线c正交的方向)的中心位置的线(弧线)为中心线cl,则后缘68位置的中心线cl和轴向的夹角角度θ1大于前缘66位置的中心线cl和轴向的夹角角度θ2(图示的示例方式中θ2=0
°
)。并且,中心线cl以使气流顺畅地转向的方式而平滑弯曲。
126.在一些实施方式中,例如图11所示,在目的为减弱入口管部26的气流的非期望的预旋转时,通路延伸部60可以具有弯曲的剖面形状。在图11所示的方式中,在与径向正交的剖面中,后缘68位置的上述中心线cl和轴向的夹角角度θ1(图示的示例方式中θ1=0
°
)小于前缘66位置的上述中心线cl和轴向的夹角角度θ2。并且,中心线cl以使气流顺畅地转向的方式平滑弯曲。
127.在一些实施方式中,例如如图12~图14所示,入口管部26可以包含以使吸气通路24的气流弯曲而构成的弯曲管部70。在该情况下,环状部30可以例如图12和图14所示那样沿着轴向在第一位置p1和第二位置p2之间移动,也可以如图13所示那样在第一位置p1和第二位置p2之间沿着弯曲管部70的内壁面72的倾斜方向移动。
128.在图13所示的示例方式中,在沿着叶轮8的旋转轴线的剖面中,环状部30沿着弯曲管部70的内壁面72的倾斜方向移动圆弧状的路线。因此,连结第二位置p2的环状部30前缘74和环状部30后缘76的直线和轴向的夹角角度α能够大于连结第一位置p1前缘74和后缘76的直线和轴向的夹角角度α。由此,能够使相对于环状部30的气流的流入方向(入射角)适当地变化,从而能够抑制环状部引起的压力损失的增大。
129.并且,在图12所示的结构中,环状部30在位于第二位置p2时,环状部30的外周面44和弯曲管部70的内壁面72之间的流路部78在周向为不均一的形状,由于在某一周向位置形成窄喉部,因而在窄喉部位置产生流增加引起的压力损失。与此相对,在图13所示的结构中,由于环状部30如上述那样沿着弯曲管部70的内壁面72的倾斜方向移动,即使在环状部30位于第二位置p2时,环状部30的外周面44和弯曲管部70的内壁面72之间的流路部78在周向为相对均一的形状,从而不形成窄喉部。因此,能够抑制环状部30位于第二位置p2时的环状部30引起的压力损失的增大。
130.在图14所示的结构中,环状部30具有沿着弯曲管部70的内壁面72弯曲而相对于叶轮8的旋转轴线非对称的形状。并且,环状部30中位于弯曲管部70内径侧的部分80和环状部30中位于弯曲管部70外径侧部分的82相互平行地延伸。通过使环状部30如上述那样沿着弯曲管部70的内壁面72弯曲,从而能够在弯曲管部70的内径侧和外径侧双方适当地设定相对于环状部30的气流的流入方向(入射角),从而能够抑制环状部30引起的压力损失的增大。并且,即使环状部30位于第二位置p2时,环状部30的外周面44和弯曲管部70的内壁面72之间的流路部78在周向为相对均一的形状,从而不形成窄喉部。因此,能够抑制环状部30位于第二位置p2时的环状部30引起的压力损失的增大。
131.在图12~图14所示的一些实施方式中,支柱46通过以随着从环状部30离开而朝向径向上的外侧的方式延伸的外侧延伸部52构成。因此,与图15所示的比较例的结构(支柱46从环状部30延伸至轴向上游侧的结构)比较,能够使用于连接环状部30和没有图示的执行器的支柱46的长度缩短。因此,能够使结构简化,并且能够抑制吸气通路24中的支柱46引起的压力损失的增大。
132.本发明并不限于上述的实施方式,也包含在上述的实施方式增加变形的方式或使
这些方式适当地组合的方式。
133.例如,在上述的一些实施方式中,说明了用于支承环状部30的支柱46的几个形状,然而支柱的形状并不限于此。即,支柱只要以随着从环状部离开而朝向叶轮径向的外侧和叶轮轴向的下游侧中的至少一方侧的方式延伸即可。由此,与支柱从环状部延伸至轴向的上游侧的结构比较,由于能够使支柱的长度缩短,因而能够使间隔简化,并且能够抑制吸气通路中的支柱引起的压力损失的增大。
134.附图标记说明
135.2 涡轮增压器;
136.4 离心压缩机;
137.6 旋转轴;
138.8 叶轮;
139.10 壳体;
140.12 叶轮收纳空间;
141.14 管套壁部;
142.16 涡旋流路;
143.18 涡管部;
144.20 扩压流路;
145.22 扩压部;
146.24 吸气通路;
147.26 入口管部;
148.28 颈缩机构;
149.30 环状部;
150.32 叶片;
151.34 前缘;
152.36 前端部;
153.38 外周侧部分;
154.40 内周面;
155.42 倾斜面;
156.44 外周面;
157.46 支柱;
158.48 执行器;
159.49 外周面;
160.50 倾斜面;
161.51 下游端;
162.52 外侧延伸部;
163.53 径向外侧端;
164.54 下游侧延伸部;
165.56 端面;
166.58 弯曲部;
167.59 下游端;
168.60 通路延伸部;
169.62 前缘部;
170.64 后缘部;
171.66 前缘;
172.68 后缘;
173.70 弯曲管部;
174.72 内壁面;
175.74 前缘;
176.76 后缘;
177.78 流路部;
178.80、82 部分。
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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