離心壓縮機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及具備通過旋轉軸進行旋轉的葉輪的離心壓縮機，特別涉及組裝入排氣葉輪增壓器的離心壓縮機。
【背景技術】
[0002]在用于汽車等的發動機中，為了提高發動機的輸出而利用發動機的排氣能量使葉輪旋轉，利用經由旋轉軸與葉輪直接連結的離心壓縮機將進氣壓縮并向發動機供給的排氣葉輪增壓器是廣為人知的。
[0003]這種情況下，相對于各種葉輪旋轉速度獲得正常的升壓的流量存在下限值，為下限值以下的流量時，葉輪的葉輪葉片上游側端緣就會產生進氣的振動，得不到升壓。
[0004]這種現象稱為“浪涌”。
[0005]另一方面，即使與葉輪的旋轉速度對應的最高進氣流量也有限度，稱為扼流現象。
[0006]作為這種離心壓縮機的工作特性的比較，若在座標圖中表示進氣流量設為橫軸、將壓力比設為縱軸的性能特性比較表，則如概略圖10所示的表是公知的。
[0007]針對浪涌現象，從比葉輪的葉輪葉片上游側端緣更靠下游側的流路取出進氣的一部分，使其繞過葉輪向比葉輪葉片上游側端緣更靠上游側的進氣通道環流，增大葉輪葉片上游側端緣的外觀上的進氣流量，由此，能夠改善發生浪涌現象的限度。
[0008]在圖10中，對于標準壓縮機，表示設置了再循環流路的情況、設置了再循環流路+進氣流導向葉片(導向翼)的情況中的、各自的最低流量側的浪涌線及最高流量側的扼流線圍成的正常工作范圍的比較圖。
[0009]再循環流路+進氣流導向葉片的情況最能表現浪涌現象的改善效果。
[0010]因此，在離心壓縮機中，要求扼流流量和浪涌流量之間的可穩定地運轉的流量范圍寬廣。
[0011]為了解決這種問題，專利文獻1中公開了一種技術。
[0012]根據專利文獻1，公開了一種離心壓縮機，即，在葉輪上游側設置使進氣中發生回旋流的導向葉片，在向葉輪噴吹進氣的回旋流的回旋流發生單元、或離心壓縮機的殼體上，設置使被葉輪吸引的進氣的一部分在回旋流發生單元的上游側的進氣通道中進行再循環的再循環流路。
[0013]基于圖11說明這種技術。
[0014]離心壓縮機100的葉輪101包含可在殼體102內進行旋轉的多個翼104，殼體102
具有與翼104的半徑方向外側緣104a靠近配置的內側壁。
[0015]離心壓縮機100的進氣口具備形成進氣吸入口 108的外側環狀壁107、和在外側環狀壁107內延伸而形成進口部110的內側環狀壁109。
[0016]在外側環狀壁107和內側環狀壁109之間形成有循環氣體流路111。
[0017]下游開口部113連通在翼104的附近通過的殼體表面105和循環氣體流路111。
[0018]上游開口部將循環氣體流路111和進口部110即進氣吸入口 108之間連接。
[0019]在上游開口部的進口部110的內側設有導向翼114。
[0020]導向翼114使通過進口部110的進氣產生先行漩渦。
[0021]而且，根據這種構成，通過壓縮機的進氣的流量小時，通過所述循環氣體流路111的進氣的方向就會倒轉，進氣從葉輪101通過下游開口部113，然后通過上游方向的循環氣體流路111，再被導入進氣吸入口 108，使壓縮機再循環。
[0022]這樣，使壓縮機的性能穩定，同時提高壓縮機喘振邊界和扼流流量。
[0023]另外，專利文獻1的技術中，在內側環狀壁109的內側空間部收容有進氣導向翼裝置。
[0024]該進氣導向翼裝置具備在中央的頭錐115和內側環狀壁109之間向徑向延伸的多個導向翼114。
[0025]導向翼114相對于葉輪101的旋轉方向，以使進氣向促進旋轉的方向流動的方式誘導先行漩渦，該先行漩渦提高了離心壓縮機的喘振邊界(浪涌限度)。(參照圖10的再循環路+導向翼)
[0026]另外，根據專利文獻2(特別是第四圖)，在進氣通道外周的殼體形成有沿著周向、并且沿進氣通道的流路方向延伸的再循環路(空腔)。
[0027]再循環路具有開口設于葉輪的中間部的空氣吸入口和開設于葉輪的上游側的進氣通道、朝向葉輪的旋轉軸中心開口的進氣流出口。
[0028]而且，在進氣通道的葉輪前緣(長葉片)和進氣流出口之間的殼體上，沿周向具有間隔地配設有多個入口導向葉片。
[0029]入口導向葉片自葉輪前緣的外周端向徑向方向外方配置，相對于旋轉軸傾斜地配設。
[0030]入口導向葉片的傾斜方向配設為賦予從進氣通道流過來的進氣與葉輪的旋轉方向反方向的回旋。
[0031]這樣，葉輪的入口側的空氣流量減少時，葉輪葉片前端緣的入射角(相對流動角和翼角度的差)增大，翼的前緣附近發生空氣流的剝離，達到離心壓縮機浪涌。
[0032]因此，通過對葉輪葉片的前端緣的殼體周邊的進氣的流動賦予與葉輪的旋轉方向反方向的回旋，抑制翼的前緣附近發生空氣流的剝離，提高喘振邊界，從而擴大離心壓縮機的工作范圍。
[0033]先行技術文獻
[0034]專利文獻
[0035]專利文獻1:(日本)特開2004 - 332733號公報
[0036]專利文獻2:(日本)特開2010 - 270641號公報

【發明內容】

[0037]發明要解決的課題
[0038]但是，根據專利文獻1，頭錐115位于葉輪101前面的內側環狀壁內的中央空間。
[0039]顯然，頭錐115對于進氣流增加進氣阻力，扼流流量減少。
[0040]另外，伴有用于頭錐115的制作及向頭錐115高精度地安裝導向翼114的工時等的增加。
[0041]S卩，在發生回旋流的導向翼114中，在中央部設置有將進氣導入導向翼114的錐形的部件，存在空氣阻力增大，扼流流量減少之類的問題。另外，若為了加長循環氣體流路111而將內側環狀壁109向上游側延伸，則存在由于其與入口吸入空氣的干擾而妨礙導入導向葉片的空氣的問題。
[0042]另外，在專利文獻2(特別是圖4)中，成為從再循環路向進氣通道流出的進氣流出口朝向壓縮器葉輪的旋轉軸芯流出的構造。
[0043]因此，相對于在進氣通道流過來的進氣具有角度地進行碰撞，所以進氣通道的進氣流的流動紊亂，增加了進氣的流通阻力。
[0044]另外，入口導向葉片的傾斜方向配設為，對在進氣通道流過來的進氣賦予與葉輪的旋轉方向反方向的回旋，所以流入葉輪的進氣的流動紊亂，招致進氣流動的損失增大、浪涌及扼流流量的減少、壓縮效率的惡化。
[0045]本發明是鑒于上述的課題而開發的發明，目的在于，減輕在進氣通道中流動的進氣的流通阻力，抑制扼流流量的減少，并且改善喘振邊界而擴大離心壓縮機的工作范圍。
[0046]用于解決課題的技術方案
[0047]本發明為了解決這種課題，提供一種離心壓縮機，其特征為，具備:
[0048]殼體，其具有向離心壓縮機的旋轉軸方向開口的進氣口和與該進氣口連接的進氣通道；
[0049]葉輪，其配置于所述殼體的內部，可以以所述旋轉軸為中心進行旋轉，壓縮從所述進氣口流入的進氣；
[0050]平行流生成單元，其配設于所述進氣口和所述葉輪之間，將從所述進氣口流入的進氣進行整流，使進氣與所述旋轉軸方向平行；
[0051]再循環流路，其將所述葉輪的外周部和向該葉輪的上游側的所述進氣通道開口的再循環口連通，
[0052]所述平行流生成單元具有:平行流生成部，其具有沿著所述殼體的內周壁配置成周狀的多個導向葉片，通過該導向葉片將從所述進氣口流入的進氣進行整流，使進氣與所述旋轉軸方向平行；和
[0053]中央進氣流通部，其為所述平行流生成部圍成的空間，向所述旋轉軸方向開口，以使從所述進氣口流入的進氣流通，
[0054]來自所述再循環口的進氣流出方向朝向所述平行流生成部方向。
[0055]根據這種結構，將從進氣口流入的進氣及來自再循環口的進氣，在平行流生成部整流成旋轉軸方向，使其在葉輪中進行再循環、及通過設置平行流生成部圍成的空間的中央進氣流通部，能夠加強進氣流的直進性，減小進氣流通阻力，增加流入葉輪的進氣量，提高了離心壓縮機的壓縮效率。
[0056]因此，能夠改善進氣流量少時產生的浪涌限度，并且抑制扼流限度的減少。
[0057]另外，本發明中優選的是，來自所述再循環口的進氣流出方向設置為，所述進氣與所述旋轉軸方向平行，并且，在與所述旋轉軸方向成直角的方向看，至少一部分與所述導向葉片的上游側端緣交叉。。
[0058]根據這種結構，使再循環后的進氣可靠地沿著平行流生成單元的導向葉片，并且相接觸，能夠提高再循環進氣的整流效率，減小流通阻力，增加向葉輪流入的進氣量。
[0059]另外，防止與流過進氣通道的中央部的進氣碰撞而產生紊亂的情況，防止進氣的流通阻力增大。
[0060]另外，本發明中優選的是，所述再循環口設置為，在周向位于沿所述進氣通道的周向具有間隔而鄰設的所述導向葉片間的中間部。
[0061]根據這種結構，將再循環口配設為在周向位于導向葉片和導向葉片的中間部分，所以噴出的進氣與導向葉片的導向面不會強力地接觸，容易形成與旋轉軸平行地流動的氣流，所以能夠減小導向葉片部的進氣的流通阻力。
[0062]另外，本發明中優選的是，所述中央進氣流通部具有將所述導向葉片的內周端在周向連結的環狀導向部。
[0063]根據這種結構，將進氣通道的中央部設定為具有不會產生進氣的流通阻力的空間的環狀導向部，所以能夠向葉輪中央部導入大量的進氣。
[0064]另外，利用環狀導向部來區分通過該環狀導向部的外周側的導向葉片間的進氣、和通過環狀導向部中的進氣的氣流，通過環狀導向部中的進氣不會受到通過導向葉片間的進氣的干擾，所以可以減小進氣的流通阻力，增加向葉輪流入的進氣量，改善浪涌。
[0065]另外，導向葉片被兩側支承于環狀導向部和殼體內周面(進氣通道內周面)間，因此可保持導向葉片的剛性。
[0066]另外，本發明中優選的是，所述環狀導向部的所述葉輪側端緣比所述導向葉片的所述葉輪側端緣更向所述葉輪側突出。
[0067]根據這種結構，通過將環