CN116157601A

CN116157601A - 压气机壳和离心压缩机

Info

Publication number: CN116157601A
Application number: CN202080104714.0A
Authority: CN
Inventors: 岩切健一郎; 神坂直志; 藤田豊
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Engine and Turbocharger Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Engine and Turbocharger Ltd
Priority date: 2020-09-07
Filing date: 2020-09-07
Publication date: 2023-05-23
Also published as: JP7445005B2; US11988227B2; JPWO2022049779A1; DE112020007267T5; US20230304507A1; WO2022049779A1

Abstract

压气机壳在将离心压缩机的轴向上的进气口侧定义为前方侧、将轴向上的进气口侧的相反侧定义为后方侧的情况下，包含：罩面，其包含与叶轮的叶轮叶片的前端具有规定的间隙而相对的面；前方侧内周面，其形成于罩面的轴向上的前方侧并且与罩面的前方端相比在径向上位于外侧；多个槽部，其在前方侧内周面上在周向上空出间隔形成；多个槽部中的各槽部包含随着朝向叶轮的旋转方向而深度逐渐变大的倾斜部和在倾斜部的所述旋转方向上的下游端形成的段部。

Description

压气机壳和离心压缩机

技术领域

本公开涉及用于将离心压缩机的叶轮能够旋转地收纳的压气机壳以及具备该压气机壳的离心压缩机。

背景技术

在车辆用或船舶用涡轮增压器的压气机部等中使用的离心压缩机通过叶轮的旋转对流体(例如，空气)施加动能而将流体向径向的外侧排出，利用离心力得到流体的压力上升。在该离心压缩机中，要求在较宽的运转范围内实现高压力比和高效率化，为此付诸了各种努力。

例如，在离心压缩机的吸气流量少的低流量时，会发生流体在流体的流动方向上剧烈地振动的被称为喘振的不稳定现象。如果发生喘振，则在罩面附近，会发生向从进气口导入的空气的流动相反方向流动的逆流，由于该逆流，会导致离心压缩机的效率降低。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开2017-210902号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在专利文献1中公开了通过利用在向叶轮引导空气的流入流路的壁面上形成的凹部，将上述逆流向径向上的内侧引导而对向叶轮侧流动的空气进行加压，从而抑制逆流的技术。

为了实现离心压缩机的高效率化，需要尽可能地抑制在压气机壳内流动的工作流体的压力损失。

鉴于上述情况，本公开至少一个实施方式的目的在于提供一种能够使离心压缩机的效率提高的压气机壳以及具备该压气机壳的离心压缩机。

用于解决技术问题的技术方案

本公开的压气机壳是用于将离心压缩机的叶轮能够旋转地收纳的压气机壳，

在将所述离心压缩机的轴向上的进气口侧定义为前方侧、将所述轴向上的所述进气口侧的相反侧定义为后方侧的情况下，具备：

罩面，其包含与所述叶轮的叶轮叶片的前端具有规定的间隙而相对的面；

前方侧内周面，其形成于所述罩面的所述轴向上的所述前方侧并且与所述罩面的前方端相比在径向上位于外侧；

多个凸部，其从所述前方侧内周面朝向所述径向的内侧突，并且在所述前方侧内周面形成于在周向上空出间隔形成的多个槽部中相邻的槽部之间；

所述多个槽部中的各槽部包含：

倾斜部，其随着朝向所述叶轮的旋转方向而深度逐渐变大；

段部，其形成于所述倾斜部的所述旋转方向上的下游端。

本公开的离心压缩机具备所述压气机壳。

发明的效果

根据本公开的至少一个实施方式，能够提供使离心压缩机的效率提高的压气机壳以及具备该压气机壳的离心压缩机。

附图说明

图1是用于对具备一个实施方式的离心压缩机的涡轮增压器的构成进行说明的说明图。

图2是示意性地表示具备一个实施方式的离心压缩机的涡轮增压器的压气机侧的示意性剖视图，是包含离心压缩机的轴线的示意性剖视图。

图3是用于对第一实施方式的压气机壳进行说明的说明图。

图4是示意性地表示图3中的A-B线剖面的示意性剖视图。

图5是用于对第一实施方式的压气机壳的变形例进行说明的说明图。

图6是用于对第二实施方式的压气机进行说明的说明图。

图7是用于对第三实施方式的压气机壳进行说明的说明图。

图8是示意性地表示从轴向上的后方侧观察图7所示的压气机壳的缩紧面附近的示意图。

具体实施方式

以下，参照附图对本公开的几个实施方式进行说明。需要说明的是，作为实施方式而记载或附图所示的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等并非旨在将本公开的范围限定于此，只不过是单纯的说明例。

例如，“某一方向”“沿着某一方向”“平行”“正交”“中心”“同心”或“同轴”等表示相对或绝对配置的表现并不是严格地表示这样的配置，也表示以公差或能够得到相同功能程度的角度或距离而相对位移的状态。

例如，“同一”“相等”和“均质”等表示事物相等状态的表现不仅表示严格相等的状态，也表示存在公差或能够实现相同功能程度的差异的状态。

例如，四边形状或圆筒形状等表示形状的表现不仅表示几何学意义上严格的四边形状或圆筒形状等形状，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。

另外，“具备”“包含”“具有”一个构成要素这样的表现并不是排除其他构成要素存在的排他性表现。

需要说明的是，对于同样的构成标注同一附图标记而省略说明。

(离心压缩机、涡轮增压器)

图1用于对具备一个实施方式的离心压缩机的涡轮增压器的构成进行说明的说明图。图2是示意性地表示具备一个实施方式的离心压缩机的涡轮增压器的压气机侧的示意性剖视图，是包含离心压缩机的轴线的示意性剖视图。

本公开几个实施方式的离心压缩机1如图1、图2所示，具备叶轮2和将叶轮2能够旋转地收纳的压气机壳3。

离心压缩机1例如能够应用于机动车用、船舶用或发电用的涡轮增压器10或者其他工业用离心压缩机、鼓风机等。在图示的实施方式中，离心压缩机1搭载于涡轮增压器10。涡轮增压器10如图1所示，具备离心压缩机1、涡轮机11、旋转轴12。涡轮机11具有经由旋转轴12与叶轮2机械连接的涡轮转子13、将涡轮转子13能够旋转地收纳的涡轮机壳14。

在图示的实施方式中，如图1所示，涡轮增压器10进一步具备将旋转轴12支承为能够旋转的轴承15、构成为对轴承15进行收纳的轴承壳16。轴承壳16配置在压气机壳3与涡轮机壳14之间，利用连接部件(例如，连接螺栓等)与压气机壳3、涡轮机壳14机械连接。

以下，例如，如图1所示，将离心压缩机1的轴线CA、即叶轮2的轴线延伸的方向定义为轴向X，将与轴线CA正交的方向定义为径向Y。将轴向X中、离心压缩机1的吸入方向(主流向叶轮2的导入方向)上的上游侧、即相对于叶轮2而进气口31所在的一侧(附图中左侧)定义为前方侧XF。并且，将轴向X中与前方侧XF的相反侧、即离心压缩机1的吸入方向上的下游侧(附图中右侧)定义为后方侧XR。

在图1所示的实施方式中，在压气机壳3形成有用于从压气机壳3的外部向内部导入流体(例如，空气)的进气口31、用于将通过了叶轮2的流体向压气机壳3的外部排出的排出口32。在涡轮机壳14成有用于从涡轮机壳14的外部向内部形导入使涡轮转子13旋转的工作流体(例如，排气)的涡轮机侧导入口141和用于将通过了涡轮转子13的工作流体向涡轮机壳14的外部排出的涡轮机侧排出口142。

如图1所示，旋转轴12沿着轴向X具有长度方向。旋转轴12在其长度方向一方侧(前方侧XF)机械地连接有叶轮2，在其长度方向另一方侧(后方侧XR)机械地连接有涡轮转子13。

涡轮增压器10利用通过涡轮机侧导入口141而导入到涡轮机壳14的内部的工作流体而使涡轮转子13旋转。作为上述工作流体，能够举出从未图示的排气发生装置(例如，发动机等内燃机)产生的排气。叶轮2经由旋转轴12与涡轮转子13机械连接，因而与涡轮转子13的旋转连动地旋转。涡轮增压器10通过使叶轮2旋转而对通过进气口31导入到压气机壳3的内部的流体进行压缩，通过排出口32输送到压缩流体的供给对象(例如，发动机等内燃机)。

(叶轮)

如图2所示，叶轮2包含毂21和在毂21的外表面22设置的多个叶轮叶片23。毂21机械地固定于旋转轴12的一方侧，因而毂21和多个叶轮叶片23支承为能够以叶轮2的轴线CA为中心与旋转轴12一体旋转。叶轮2构成为收纳于压气机壳3，将从轴向X的前方侧XF导入的流体向径向Y上的外侧引导。

在图示的实施方式中，毂21的外表面22形成为随着从前方侧XF朝向后方侧XR而距叶轮2的轴线CA的距离变大的凹弯曲状。多个叶轮叶片23中的每一个在绕轴线CA的周向上相互空出间隔配置。罩面4包含形成为随着从前方侧XF向后方侧XR而距叶轮2的轴线CA的距离变大的凸弯曲状的面41。叶轮叶片23的前端(翼梢侧端)24位于同毂21的外表面22的连接部(毂侧端)的相反侧。前端24在以与前端24相对的方式呈凸状弯曲的面41之间形成有间隙G(空隙)。

(压气机壳)

在图示的实施方式中，如图2所示，压气机壳3具备包含上述罩面4的罩部33、形成离心压缩机1的吸气导入路50的吸气导入部34、形成离心压缩机1的扩压流路60的扩压部35、形成离心压缩机1的涡旋流路360的涡旋部36。

吸气导入路50是用于将从压气机壳3的进气口31导入的吸气(例如，空气等流体)向叶轮叶片23引导的流路。扩压流路60是用于将通过了叶轮2的流体向在叶轮2的周围设置的涡卷状的涡旋流路360引导的流路。涡旋流路360是用于将通过了叶轮2和扩压流路60的流体通过排出口32(参照图1)而向压气机壳3的外部引导的流路。

吸气导入路50和涡旋流路360分别形成在压气机壳3的内部。吸气导入部34具有形成吸气导入路50的前方侧内周面5。前方侧内周面5形成在罩面4的轴向上的前方侧XF并且与罩面4的前方端42(前方侧XF端)相比在径向Y上位于外侧。并且，在吸气导入部34的前方端形成有上述进气口31。

涡旋流路360形成为以将在压气机壳3中收纳的叶轮2的周围包围的方式相对于叶轮2位于径向Y上的外侧。涡旋部36具有形成涡旋流路360的流路壁面361。

并且，在图示的实施方式中，如图2所示，压气机壳3通过与其他部件(在图示例中为轴承壳16)组合而形成上述扩压流路60。扩压流路60通过扩压面6和与扩压面6相对的轴承壳16的面161形成。此外，在另外的一些实施方式中，可以在压气机壳3的内部形成扩压流路60。

上述罩部33设置在吸气导入部34与扩压部35之间。吸气导入路50的出口与扩压流路60的入口连通，扩压流路60的出口与涡旋流路360的入口连通。通过进气口31而导入到压气机壳3的内部的流体在吸气导入路50中朝向后方侧XR流动后被输送到叶轮2。被输送到叶轮2的流体依次流经扩压流路60和涡旋流路360之后，从排出口32(参照图1)排出到压气机壳3的外部。

在离心压缩机1的吸气流量(通过进气口31而流入吸气导入路50，向叶轮2流动的主流MF的流量)少的低流量时，会产生流体在流体的流动方向上剧烈振动的被称为喘振的不稳定现象。如果发生喘振，则在罩面4附近会产生与主流MF相反方向、即朝向轴向X上的前方侧XF流动的逆流RF，存在离心压缩机1效率降低的可能。

图3是用于对第一实施方式的压气机壳进行说明的说明图。图4是示意性地表示图3中的A-B线剖面的示意性剖视图。在图3中，示意性地表示了离心压缩机1的沿着叶轮2的轴线CA的剖面。

如图3所示，一些实施方式的压气机壳3具备：罩面4，其包含与叶轮2的叶轮叶片23的前端24具有规定的间隙G地相对的面41；前方侧内周面5，其形成于罩面4的轴向上的前方侧XF并且与罩面4的前方端42相比在径向Y上位于外侧；多个凸部7A，其从前方侧内周面5向径向的内侧突出。

在图4所示的、从叶轮2的轴向上的前方侧XF观察的剖视图中，多个凸部7A分别在前方侧内周面5上形成于在周向上空出间隔地形成的多个槽部7B中相邻的槽部7B之间。并且，在上述剖视图中，多个槽部7B分别包含：倾斜部71，其随着朝向叶轮2的旋转方向RD而深度逐渐变大；段部73，其形成于倾斜部71的旋转方向RD上的下游端72。在图示的实施方式中，凸部7A与叶轮2的前缘25处的前端24A相比位于径向上的外侧。

根据上述构成，在压气机壳3形成有分别包含倾斜部71和段部73的多个槽部7B。如上所述，在离心压缩机1的吸气流量少的低流量时，会在罩面4附近产生逆流RF。逆流RF被叶轮2的旋转赋予指向叶轮2的旋转方向RD的旋转方向成分，因而具有强的离心作用。倾斜部71将这样的具有强的离心作用的逆流RF沿着倾斜部71向旋转方向RD引导，通过与在倾斜部71的旋转方向RD上的下游端72形成的段部73碰撞，能够抑制逆流RF。通过抑制上述逆流RF，能够降低低流量侧工作域的喘振流量，进而能够使离心压缩机1的效率提高。

并且，根据上述构成，上述槽部7B随着朝向叶轮2的旋转方向RD而深度逐渐变大，因而导入到叶轮2的主流MF中进入槽部7B的气流向旋转方向RD的相反方向从槽部7B被挤出到径向上的内侧。由此，通过对向叶轮2导入的主流MF向叶轮2的旋转方向RD的相反方向赋予旋转，能够预先赋予旋转而使向叶轮2导入时的主流MF的相对流入速度增加。通过使主流MF的相对流入速度增加，能够降低低流量侧工作域的喘振流量，进而能够使离心压缩机1的效率提高。

在一些实施方式中，如图4所示，上述倾斜部71包含向径向的外侧呈凹状弯曲的圆弧状部71A。在这种情况下，能够沿着圆弧状部71A将逆流RF顺畅地向旋转方向RD引导，因而能够促进逆流RF与段部73的碰撞。由此，能够有效地抑制逆流RF。并且，具有圆弧状部71A的槽部7B使槽部7B内的空间变大，因而能够使向叶轮2导入的主流MF大量流入槽部7B，能够向旋转方向RD的相反方向从槽部7B大量地挤出到径向上的内侧。由此，能够有效地向叶轮2导入的主流MF预先赋予上述旋转，能够使向叶轮2导入时的主流MF的相对流入速度增加。

在一些实施方式中，上述段部73包含图4所示的与倾斜部71所成的角度θ为120度以下的段差面73A。优选上述角度θ为90度以下。如果段部73与倾斜部71所成的角度θ大，则存在沿着槽部7B的倾斜部71向旋转方向RD流动的逆流RF直接沿着段差面73A(段部73)流动而逆流RF与段差面73A的碰撞不充分的可能。根据上述构成，段部73包含与倾斜部71所成的角度为120度以下的段差面73A。在这种情况下，逆流RF与段差面73A的碰撞角度小，因而能够使逆流RF充分地与段差面73A碰撞，能够有效地抑制逆流RF。

在一些实施方式中，如图3所示，槽部7B的后方端74构成为与罩面4的前方端42连接。上述槽部7B在轴向X上设置在叶轮2的前缘25附近对逆流RF的抑制效果更高。根据上述构成，槽部7B的后方端74与罩面4的前方端42连接，因而槽部7B在轴向X上位于前缘25附近，因而能够有效地抑制逆流RF。通过抑制上述逆流RF，能够降低低流量侧工作域的喘振流量，进而能够使离心压缩机1的效率提高。

在一些实施方式中，如图3所示，槽部7B的倾斜部71至少包含从槽部7B的后方端74向前方侧XF扩径的锥面75。在图示的实施方式中，槽部7B的倾斜部71进一步包含从锥面75的前方端76沿着轴向X向前方侧XF延伸的底面77。在图3所示的实施方式中，槽部7B的底部(例如，底面77)与轴向面53相比形成于径向上的内侧。根据上述构成，倾斜部71包含锥面75，因而能够抑制向叶轮2导入的主流MF的气流的急剧缩小损失。并且，倾斜部71能够沿着锥面75向旋转方向RD顺畅地引导逆流RF，因而能够促进逆流RF与段部73的碰撞。由此，能够有效地抑制逆流RF。

图5是用于对第一实施方式的压气机壳的变形例进行说明的说明图。在图5中示意性地表示了沿着离心压缩机1的叶轮2的轴线CA的剖面。

在一些实施方式中，如图3、图5所示，上述前方侧内周面5包含：锥面51，其从上述罩面4的前方端42向前方侧XF扩径；轴向面53，其从锥面51的前方端52沿着轴向X向前方侧XF延伸。如图5所示，上述凸部7A构成为在前方侧内周面5仅从锥面51突出。在图示的实施方式中，凸部7A至少遍及锥面51的整个轴向X延伸。在这种情况下，通过将凸部7A或槽部7B设置于锥面51，能够有效地抑制逆流RF。并且，将凸部7A仅设置于前方侧内周面5中的锥面51、即不设置于前方侧内周面5中的轴向面53，能够抑制由与凸部7A的碰撞引起的主流MF的碰撞损失。

需要说明的是，在另外一些实施方式中，如图3所示，上述凸部7A可以构成为从锥面51和轴向面53双方突出。

图6是用于对第二实施方式的压气机进行说明的说明图。在图6中示意性地表示从叶轮2径向上的内侧观察多个凸部7A、多个槽部7B的状态。

如图3、图5所示，一些实施方式的压气机壳3具备：罩面4，其包含与叶轮2的叶轮叶片23的前端24具有规定的间隙G地相对的面41；前方侧内周面5，其形成于罩面4的轴向上的前方侧XF并且与罩面4的前方端42相比在径向Y上位于外侧；多个凸部7A，其从前方侧内周面5向径向的内侧突出。

在图4所示的、从叶轮2的轴向上的前方侧XF观察的剖视图中，多个凸部7A分别在前方侧内周面5上形成于在周向上空出间隔地形成的多个槽部7B中相邻的槽部7B之间。如图6所示，多个槽部7B中的各槽部构成为槽部7B的后方端74与槽部7B的前方端78相比位于叶轮2的旋转方向RD上的上游侧。

需要说明的是，在上述几个实施方式中，槽部7B沿着轴向X延伸，槽部7B的后方端74构成为相对于槽部7B的前方端78在叶轮2的旋转方向RD上位于相同位置。

在图示的实施方式中，槽部7B的后方端74构成为与罩面4的前方端42连接。在图6所示的从叶轮2的径向上的内侧观察时，槽部7B从前方端78到后方端74呈直线状形成。

根据上述构成，槽部7B的后方端74构成为与槽部7B的前方端78相比位于叶轮2的旋转方向RD上的上游侧，因而通过利用槽部7B对向叶轮2导入的主流MF进行引导，能够向上述主流MF预先向与叶轮2的旋转方向RD的相反方向赋予旋转。通过预先对主流MF赋予上述旋转，能够使向叶轮2导入时的主流MF的相对流入速度增加。通过使主流MF的相对流入速度增加，能够降低低流量侧工作域的喘振流量，进而能够使离心压缩机1的效率提高。

需要说明的是，本实施方式可以与上述几个实施方式组合实施，也可以独立实施。例如，可以相对于图4所示的包含上述倾斜部71和段部73的槽部7B适用本实施方式，也可以将本实施方式适用于槽部7B以外的凹形形状的槽部。

在一些实施方式中，如图3所示，上述多个凸部7A中的各凸部通过切除加工或铸造而与上述前方侧内周面5(例如，锥面51)一体地形成。

根据上述构成，凸部7A通过切除加工或铸造而与前方侧内周面5一体地形成。在这种情况下，与将同前方侧内周面5另行制造的凸部7A通过焊接或螺栓连接等固定于前方侧内周面5的情况相比，能够使凸部7A和槽部7B的面粗糙度。通过使凸部7A和槽部7B的面粗糙度提高，能够降低向叶轮2导入的主流MF的压力损失。

需要说明的是，在一些实施方式中，如图5所示，上述凸部7A可以与上述前方侧内周面5另行制造。在图5所示的实施方式中，具有形成有多个凸部7A和多个槽部7B的内面的环状体7支承于前方侧内周面5的内侧。

在上述几个实施方式中，将上述凸部7A、槽部7B设置于叶轮2的上游侧，但通过将这样的凸部7A、槽部7B设置于叶轮2的下游侧，能够抑制叶轮2的下游侧处的逆流，从而实现离心压缩机1效率的提高。

图7是用于对第三实施方式的压气机壳进行说明的说明图。图8是示意性地表示从轴向上的后方侧观察图7所示的压气机壳的缩紧面附近的示意图。在图7中，示意性地表示离心压缩机1的沿着叶轮2的轴线CA的剖面。

如图7所示，一些实施方式的压气机壳3具备：罩面4，其包含与叶轮2的叶轮叶片23的前端24具有规定的间隙G地相对的面41；扩压面6，其与罩面4的后方端43相比在轴向上位于叶轮2的背面26侧(后方侧XR)，并且包含沿着径向Y延伸的径向面61和将径向面61的内侧端62与罩面4的后方端43连接的缩紧面63；多个扩压侧凸部8A，其从缩紧面63向轴向上的叶轮2的背面26侧(后方侧XR)突出。

在图8所示的从叶轮2的轴向上的后方侧XR观察时，多个扩压侧凸部8A中的各扩压侧凸部8A在扩压面6上形成于在周向上空出间隔形成的多个扩压侧槽部8B中相邻的扩压侧槽部8B之间。

根据上述构成，压气机壳3在缩紧面63具备在周向上空出间隔形成的多个扩压侧槽部8B。通过多个扩压侧槽部8B，能够抑制在缩紧面63附近产生的具有指向叶轮2的旋转方向RD的旋转方向成分的逆流RF2，能够抑制与叶轮2相比下游侧处的主流MF的旋转压力损失。

在离心压缩机1中与叶轮2相比的下游侧，产生不均一的流速分布。多个扩压侧凸部8A作为涡旋模拟器发挥作用而抑制边界层剥离。因此，不仅在扩压流路60的入口处的旋转失速的发生时，在离心压缩机1的通常工作点，也能够使离心压缩机1的效率提高。

在一些实施方式中，在图8所示的从叶轮2的轴向上的后方侧XR观察时，上述多个扩压侧槽部8B中的各扩压侧槽部8B包含：扩压侧倾斜部81，其随着朝向叶轮2的旋转方向RD而深度逐渐变大；扩压侧段部83，其形成于扩压侧倾斜部81的旋转方向RD上的下游端82。

根据上述构成，多个扩压侧槽部8B中的各扩压侧槽部8B包含扩压侧倾斜部81和扩压侧段部83。通过将在缩紧面63附近产生的具有旋转方向成分的逆流RF2沿着扩压侧倾斜部81向旋转方向RD引导，通过使上述逆流RF2与在扩压侧倾斜部81的下游端82形成的扩压侧段部83碰撞，能够抑制上述逆流RF2。

在一些实施方式中，如图8所示，上述扩压侧倾斜部81包含朝向径向的外侧呈凹状弯曲的圆弧状部81A。在这种情况下，能够将逆流RF2沿着圆弧状部81A向旋转方向RD顺畅地引导，因而能够促进逆流RF2与扩压侧段部83的碰撞。由此，能够有效地抑制逆流RF2。并且，具有圆弧状部81A的扩压侧槽部8B使扩压侧槽部8B内的空间变大，因而使向叶轮2导入的主流MF大量流入扩压侧槽部8B，向旋转方向RD的相反方向从扩压侧槽部8B向径向上的内侧大量挤出。由此，能够抑制不均一的流速分布。

在一些实施方式中，如图8所示，上述扩压侧段部83包含与扩压侧倾斜部81所成的角度θ1为120度以下的段差面83A。优选上述角度θ1为90度以下。如果扩压侧段部83与扩压侧倾斜部81所成的角度θ1大，则存在沿着扩压侧槽部8B的扩压侧倾斜部81向旋转方向RD流动的逆流RF2直接沿着段差面83A流动而逆流RF2与段差面83A的碰撞不充分的可能。根据上述构成，扩压侧段部83包含与扩压侧倾斜部81所成的角度为120度以下的段差面83A。在这种情况下，逆流RF2与段差面83A的碰撞角度小，因而能够充分地使逆流RF2与段差面83A碰撞，能够有效地抑制逆流RF2。

需要说明的是，本实施方式可以与上述几个实施方式组合，也可以独立实施。例如，压气机壳3可以具备上述凸部7A和上述扩压侧凸部8A。在这种情况下，能够抑制叶轮2的上游侧和下游侧处的旋转失速，因而由于凸部7A与扩压侧凸部8A的叠加效果，能够有效地使离心压缩机1的效率提高。

在一些实施方式中，如图7所示，上述扩压侧凸部8A可以通过切除加工或铸造而与上述扩压面6(例如，缩紧面63)一体地形成。

根据上述构成，扩压侧凸部8A通过切除加工或铸造而与扩压面6一体地形成。在这种情况下，与将同扩压面6另行制造的扩压侧凸部8A通过焊接或螺栓连接等固定于扩压面6的情况相比，能够使扩压侧槽部8B的面粗糙度提高。通过使扩压侧槽部8B的面粗糙度提高，能够降低通过叶轮2后的主流MF的压力损失。

需要说明的是，在其他一些实施方式中，上述扩压侧凸部8A可以与上述扩压面6另行制造。

如图1、图2所示，一些实施方式的离心压缩机1具备上述压气机壳3。在这种情况下，能够有效地抑制在压气机壳3内流动的工作流体的压力损失，因而能够使离心压缩机1的效率提高。

本公开不限于上述实施方式，包含在上述实施方式的基础上实施了变形的实施方式和将这些实施方式适当组合的实施方式。

上述几个实施方式所述的内容例如能够如下所述地理解。

1)本公开至少一个实施方式的压气机壳(3)是用于将离心压缩机(1)的叶轮(2)能够旋转地收纳的压气机壳(3)，

罩面(4)，其包含与所述叶轮的叶轮叶片(23)的前端(24)具有规定的间隙(G)地相对的面(41)；

前方侧内周面(5)，其形成于所述罩面(4)的所述轴向上的所述前方侧并且与所述罩面(4)的前方端(42)相比在径向上位于外侧；

多个凸部(7A)，其从所述前方侧内周面(5)向所述径向的内侧突出，并且在所述前方侧内周面(5)形成于在周向上空出间隔形成的多个槽部(7B)中相邻的槽部(7B)之间；

所述多个槽部(7B)中的各槽部包含：

倾斜部(71)，其随着朝向所述叶轮(2)的旋转方向(RD)而深度逐渐变大；

段部(73)，其形成于所述倾斜部(71)的所述旋转方向(RD)上的下游端(72)。

根据上述1)的构成，在压气机壳形成有分别包含倾斜部和段部的多个槽部。在离心压缩机的吸气流量少的低流量时，会在罩面附近产生逆流。逆流被叶轮的旋转赋予指向叶轮的旋转方向的旋转方向成分，因而具有强的离心作用。倾斜部将这样的具有强的离心作用的逆流沿着倾斜部向旋转方向引导，通过与在倾斜部的旋转方向上的下游端形成的段部碰撞而能够抑制逆流。通过抑制上述逆流，能够降低低流量侧工作域的喘振流量，进而能够使离心压缩机的效率提高。

并且，根据上述1)的构成，上述槽部随着朝向叶轮的旋转方向而深度逐渐变大，因而导入叶轮的主流中进入槽部的气流向旋转方向的相反方向从槽部被挤向径向上的内侧。由此，能够对被导入叶轮的主流向叶轮的旋转方向的相反方向预先赋予旋转，能够使通过预先赋予上述旋转而使向叶轮导入时的主流的相对流入速度增加。通过使主流的相对流入速度增加，能够降低低流量侧工作域中的喘振流量，进而能够使离心压缩机的效率提高。

2)在一些实施方式中，在上述1)所述的压气机壳(3)的基础上，

所述倾斜部(71)包含向所述径向的外侧呈凹状弯曲的圆弧状部(71A)。

根据上述2)的构成，倾斜部包含朝向所述径向的外侧呈凹状弯曲的圆弧状部。在这种情况下，由于能够沿着圆弧状部向旋转方向顺畅地引导逆流，因而能够促进逆流与段部的碰撞。由此，能够有效地抑制逆流。并且，具有上述圆弧状部的槽部使槽部内的空间变大，因而使向叶轮导入的主流大量流入，能够向旋转方向的相反方向从槽部向径向上的内侧大量挤出。由此，能够预先对向叶轮导入的主流有效地赋予上述旋转，能够使向叶轮导入时的主流的相对流入速度增加。

3)在一些实施方式中，在上述1)或2)所述的压气机壳(3)的基础上，

所述段部(73)包含与所述倾斜部(71)所成的角度(θ)为120度以下的段差面(73A)。

如果段部与倾斜部所成的角度大，则存在沿着槽部的倾斜部向旋转方向流动的逆流直接沿着段差面(段部)流动而逆流与段差面的碰撞不充分的问题。根据上述3)的构成，段部包含与倾斜部所成的角度为120度以下的段差面。在这种情况下，由于逆流与段差面的碰撞角度小，因而能够使逆流充分地与段差面碰撞，能够有效地抑制逆流。

4)在一些实施方式中，在上述1)～3)中任一项所述的压气机壳(3)的基础上，

所述多个槽部(7B)中的各槽部构成为，所述槽部的后方端(74)与所述槽部的前方端(78)相比位于所述叶轮(2)的旋转方向(RD)上的上游侧。

根据上述4)的构成，槽部的后方端构成为与槽部的前方端相比位于叶轮的旋转方向上的上游侧，因而利用槽部对向叶轮导入的主流进行引导，由此能够对上述主流向叶轮的旋转方向的相反方向预先赋予预旋转。通过对主流预先赋予上述旋转，能够使向叶轮导入时的主流的相对流入速度增加。通过使主流的相对流入速度增加，能够降低低流量侧工作域中的喘振流量，进而能够使离心压缩机的效率提高。并且，槽部包含上述倾斜部和上述段部，因而通过从槽部向旋转方向的相反反向挤出的气流而预先产生的旋转的叠加效应，能够有效地对向叶轮导入的主流预先赋予旋转。

5)在一些实施方式中，在上述1)～4)中任一项所述的压气机壳(3)的基础上，

所述多个凸部(7A)分别通过切除加工或铸造而与所述前方侧内周面(5)一体地形成。

根据上述5)的构成，凸部通过切除加工或铸造而与前方侧内周面一体地形成。在这种情况下，与相同前方侧内周面另行制造的凸部通过焊接或螺栓等固定于前方侧内周面的情况相比，能够使凸部、槽部的面粗糙度提高。通过使凸部、槽部的面粗糙度提高，能够降低向叶轮导入的主流的压力损失。

6)在一些实施方式中，在上述1)～5)中任一项所述的压气机壳(3)的基础上，进一步具备：

扩压面(6)，其与所述罩面(4)的后方端(43)相比在所述轴向上位于所述叶轮(2)的背面(26)侧，包含沿着所述径向延伸的径向面(61)和将所述径向面(61)的内侧端(62)与所述罩面(4)的所述后方端(43)连接的缩紧面(63)；

多个扩压侧凸部(8A)，其从所述缩紧面(63)向所述轴向上的所述叶轮的背面侧突出，并且在所述扩压面(6)上形成于在所述周向上空出间隔形成的多个扩压侧槽部(8B)中相邻的扩压侧槽部(8B)之间。

根据上述6)的构成，压气机壳具备在缩紧面上形成于在周向上空出间隔形成的多个扩压侧槽部。通过多个扩压侧槽部，能够对抑制在缩紧面附近产生的具有指向叶轮的旋转方向的旋转方向成分的逆流，能够抑制与叶轮相比下游侧处的主流的旋转压力损失。

在离心压缩机中的比叶轮位于下游侧的位置，产生不均一的流速分布。多个扩压侧槽部作为涡旋模拟器发挥作用而抑制边界层剥离。因此，不仅在扩压流路的入口处的旋转失速的发生时，在离心压缩机的通常工作点，也能够使离心压缩机的效率提高。

7)在一些实施方式中，在上述6)所述的压气机壳(3)的基础上，

所述多个扩压侧槽部(8B)中的各扩压侧槽部包含：

扩压侧倾斜部(81)，其朝向所述叶轮的旋转方向而深度逐渐变大；

扩压侧段部(83)，其形成于所述扩压侧倾斜部(81)的所述旋转方向上的下游端(82)。

根据上述7)的构成，多个扩压侧槽部中的各扩压侧槽部包含扩压侧倾斜部和扩压侧段部。通过将在缩紧面附近产生的具有旋转方向成分的逆流(RF2)沿着扩压侧倾斜部向旋转方向引导，使上述逆流与在扩压侧倾斜部的下游端形成的扩压侧段部碰撞，能够抑制上述逆流。

8)在一些实施方式中，在上述6)或7)所述的压气机壳(3)的基础上，

所述多个扩压侧凸部(8A)分别通过切除加工或铸造而与所述扩压面(6)一体地形成。

根据上述8)的构成，扩压侧凸部通过切除加工或铸造而与扩压面一体地形成。在这种情况下，将与同扩压面另行制造的扩压侧凸部通过焊接或螺栓连接等固定于扩压面的情况相比，能够使扩压侧槽部的面粗糙度提高。通过使扩压侧槽部的面粗糙度提高，能够降低通过叶轮之后的主流的压力损失。

9)本公开至少一个实施方式的压气机壳(3)用于将离心压缩机(1)的叶轮(2)能够旋转地收纳，其特征在于，

所述多个槽部(7B)中的各槽部构成为，

所述槽部的后方端(74)与所述槽部的前方端(78)相比位于所述叶轮(2)的旋转方向(RD)上的上游侧。

根据上述9)的构成，槽部的后方端构成为与槽部的前方端相比位于叶轮的旋转方向上的上游侧，因而能够通过槽部对导入叶轮的主流进行引导，由此能够对上述主流向叶轮的旋转方向的相反方向预先赋予旋转。通过对主流预先赋予上述旋转，能够使向叶轮导入时的主流的相对流入速度增加。通过使主流的相对流入速度增加，能够降低低流量侧工作域的喘振流量，进而能够使离心压缩机的效率提高。

10)本公开至少一个实施方式的压气机壳(3)用于将离心压缩机(1)的叶轮(2)能够旋转地收纳，其特征在于，

扩压面(6)，其与所述罩面(4)的后方端(43)相比在所述轴向上位于所述叶轮(2)的背面(26)侧，包含沿着所述径向延伸的径向面(61)和将所述径向面(61)的内侧端(62)和所述罩面(4)的所述后方端(43)连接的缩紧面(63)；

多个扩压侧凸部(8A)，其从所述缩紧面(63)向所述轴向上的所述叶轮的背面侧突出，在所述扩压面(6)形成于在周向上空出间隔形成的多个扩压侧槽部(8B)中相邻的扩压侧槽部(8B)之间；

所述多个扩压侧槽部(8B)中的各槽部包含：

扩压侧倾斜部(81)，其随着朝向所述叶轮的旋转方向而深度逐渐变大；

根据上述10)的构成，压气机壳具备在缩紧面在周向上空出间隔形成的多个扩压侧槽部。多个扩压侧槽部中的各扩压侧槽部包含扩压侧倾斜部和扩压侧段部。通过将在缩紧面附近产生的具有指向叶轮的旋转方向的旋转方向成分的逆流沿着扩压侧倾斜部向旋转方向引导，使上述逆流与在扩压侧倾斜部的下游端形成的扩压侧段部碰撞，能够抑制上述逆流。由此，能够抑制与叶轮相比下游侧处的主流的旋转压力损失。因此，根据上述10)的构成，能够抑制低流量侧工作域的扩压流路的入口处的旋转失速，进而能够使离心压缩机的效率提高。

11)本公开至少一个实施方式的离心压缩机(1)具备上述1)～10)中任一项所述的压气机壳(3)。

根据上述11)的构成，由于能够有效地抑制在压气机壳(3)内流动的流体的压力损失，因而能够使离心压缩机(1)的效率提高。

附图标记说明

1离心压缩机；

2叶轮；

21毂；

22外面；

23叶轮叶片；

24前端；

25前缘；

26背面；

3压气机壳；

31进气口；

32排出口；

33罩部；

34吸气导入部；

35扩压部；

36涡旋部；

360涡旋流路；

361流路壁面；

4罩面；

41面；

42前方端；

43后方端；

5前方侧内周面；

50吸气导入路；

51锥面；

52前方端；

53轴向面；

6扩压面；

60扩压流路；

61径向面；

62内侧端；

63缩紧面；

7环状体；

7A凸部；

7B槽部；

71倾斜部；

71A圆弧状部；

72下游端；

73段部；

73A段差面；

74后方端；

75锥面；

76，78前方端；

77底面；

8A扩压侧凸部；

8B扩压侧槽部；

81扩压侧倾斜部；

81A圆弧状部；

82下游端；

83扩压侧段部；

83A段差面；

10涡轮增压器；

11涡轮机；

12旋转轴；

13涡轮转子；

14涡轮机壳；

141涡轮机侧导入口；

142涡轮机侧排出口；

15轴承；

16轴承壳；

CA轴线；

G间隙；

MF主流；

RD旋转方向；

RF、RF2逆流；

X轴向；

XF(轴向的)前方侧；

XR(轴向的)后方侧；

Y径向。

Claims

1.一种压气机壳，用于将离心压缩机的叶轮能够旋转地收纳，其特征在于，

所述多个槽部中的各槽部包含：

倾斜部，其随着朝向所述叶轮的旋转方向而深度逐渐变大；

段部，其形成于所述倾斜部的所述旋转方向上的下游端。

2.根据权利要求1所述的压气机壳，

所述倾斜部包含朝向所述径向的外侧呈凹状弯曲的圆弧状部。

3.根据权利要求1或2所述的压气机壳，

所述段部包含与所述倾斜部所成的角度为120度以下的段差面。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的压气机壳，

所述多个槽部中的各槽部构成为，所述槽部的后方端与所述槽部的前方端相比，位于所述叶轮的旋转方向上的上游侧。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的压气机壳，

所述多个凸部中的各凸部通过切除加工或铸造而与所述前方侧内周面一体地形成。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的压气机壳，进一步具备：

扩压面，其与所述罩面的后方端相比在所述轴向上位于所述叶轮的背面侧，并且包含沿着所述径向延伸的径向面和将所述径向面的内侧端和所述罩面的所述后方端连接的缩紧面；

多个扩压侧凸部，其从所述缩紧面向所述轴向上的所述叶轮的背面侧突出，并且在所述扩压面上形成于在所述周向上空出间隔形成的多个扩压侧槽部中相邻的扩压侧槽部之间。

7.根据权利要求6所述的压气机壳，

所述多个扩压侧槽部中的各槽部包含：

扩压侧倾斜部，其随着朝向所述叶轮的旋转方向而深度逐渐变大；

扩压侧段部，其形成于所述扩压侧倾斜部的所述旋转方向上的下游端。

8.根据权利要求6或7所述的压气机壳，

所述多个扩压侧凸部中的各扩压侧凸部通过切除加工或铸造而与所述扩压面一体地形成。

9.一种压气机壳，用于将离心压缩机的叶轮能够旋转地收纳，其特征在于，

10.一种压气机壳，用于将离心压缩机的叶轮能够旋转地收纳，其特征在于，

扩压面，其与所述罩面的后方端相比在所述轴向上位于所述叶轮的背面侧，包含沿径向延伸的径向面和将所述径向面的内侧端与所述罩面的所述后方端连接的缩紧面；

多个扩压侧凸部，其从所述缩紧面向所述轴向上的所述叶轮的背面侧突出，并且在所述扩压面上形成于在周向上空出间隔形成的多个扩压侧槽部中相邻的扩压侧槽部之间；

所述多个扩压侧槽部中的各扩压侧槽部包含：

扩压侧倾斜部，其随着朝向所述叶轮的旋转方向而深度逐渐变大；扩压侧段部，其形成于所述扩压侧倾斜部的所述旋转方向上的下游端。

11.一种离心压缩机，具备权利要求1至10中任一项所述的压气机壳。