轴流压缩机.pdf

本发明提供一种轴流压缩机,能够以低成本抑制压力损失。轴流压缩机(1A)具备：压缩流体的流体压缩部(20)；供压缩流体流通的扩压器(30)；呈中空圆环形状且供压缩流体流通的出口壳体(40)；和将从出口壳体输送来的压缩流体沿径向排出的压缩流体排出管(50)，流体压缩部具备：具有静叶(21a)的中央壳体(21)；和具有动叶(22a)的转子(22)，扩压器呈在出口壳体内的与转子相反的一侧的端部使流体向出口壳体的径向外侧流动的形状，在出口壳体(40)内设置有环状的喇叭状部件(60A)，随着从出口壳体和压缩流体排出管连接的部位的沿转子的旋转方向的上游侧向转子的旋转方向前进，该喇叭状部件的截面积变小。

权利要求书
1.  一种轴流压缩机，
所述轴流压缩机具备：
入口壳体，其供流体流入；
流体压缩部，其压缩从所述入口壳体输送来的所述流体；
扩压器，其供被所述流体压缩部压缩后的所述流体流通；
出口壳体，其呈中空圆环形状，供从所述扩压器输送来的所述流体流通；和
压缩流体排出管，其与所述出口壳体连接，并将从所述出口壳体输送来的所述流体向所述出口壳体的径向外侧排出，
所述流体压缩部具备：
中央壳体，其在内表面具有立起设置的静叶；和
转子，其设置在所述中央壳体内，并在外表面具有立起设置的动叶，
所述轴流压缩机的特征在于，
在所述出口壳体内的与所述转子相反的一侧的端部，所述扩压器呈使所述流体向所述出口壳体的径向外侧流动的形状，
在所述出口壳体内设置有环状的喇叭状部件，随着从所述出口壳体和所述压缩流体排出管连接的部位的靠所述转子的旋转方向上游侧向所述转子的旋转方向前进，所述喇叭状部件的截面积变小。

2.  根据权利要求1所述的轴流压缩机，其特征在于，
所述轴流压缩机还具备间隔部件，在所述出口壳体和所述压缩流体排出管连接的部位的靠所述转子的旋转方向上游侧，所述间隔部件将所述喇叭状部件和所述出口壳体之间堵塞，以切断所述流体沿所述出口壳体的周向的流动。

3.  根据权利要求1所述的轴流压缩机，其特征在于，
所述喇叭状部件呈如下这样的形状：在所述出口壳体和所述压缩流体排出管连接的部位的靠所述转子的旋转方向上游侧，所述喇叭状部件堵塞所述出口壳体，以切断所述流体沿所述出口壳体的周向的流动。

4.  一种轴流压缩机，
所述轴流压缩机具备：
入口壳体，其供流体流入；
流体压缩部，其压缩从所述入口壳体输送来的所述流体；
扩压器，其供被所述流体压缩部压缩后的所述流体流通；
出口壳体，其呈中空圆环形状，供从所述扩压器输送来的所述流体流通；和
压缩流体排出管，其与所述出口壳体连接，并将从所述出口壳体输送来的所述流体向所述出口壳体的径向外侧排出，
所述流体压缩部具备：
中央壳体，其在内表面具有立起设置的静叶；和
转子，其设置在所述中央壳体内，并在外表面具有立起设置的动叶，
所述轴流压缩机的特征在于，
在所述出口壳体内的与所述转子相反的一侧的端部，所述扩压器呈使所述流体向所述出口壳体的径向外侧流动的形状，
在所述出口壳体内设置有间隔部件，在所述出口壳体和所述压缩流体排出管连接的部位的靠所述转子的旋转方向上游侧，所述间隔部件堵塞所述出口壳体，以切断所述流体沿所述出口壳体的周向的流动。

说明书轴流压缩机
技术领域
本发明涉及轴流压缩机。
背景技术
在压缩机中，使供压缩后的空气流通的出口壳体形成为随着压缩空气的汇合而逐渐变大的形状，由此来对空气进行压缩(参照专利文献1)。该压缩机能够使压缩空气的流动顺畅，从而能够抑制压力损失。
专利文献1：日本实开平3-123906号公报
另一方面，在轴流压缩机中，供压缩后的空气流通的出口壳体的形状通常被设定为固定的大小，如果要在这样的轴流压缩机中应用专利文献1所记载的技术，则需要替换出口壳体。如果在大型部件通常较多的轴流压缩机中替换出口壳体，则新的出口壳体的设计、制造要花费成本，并且不容易替换，而且存在这样的问题：不需要的现有的出口壳体会成为废品。
发明内容
本发明是为了解决前述的问题而创立的，其课题在于提供一种能够以较低的成本抑制压力损失的轴流压缩机。
为了解决所述课题，本发明的轴流压缩机的特征在于，具备：入口壳体，其供流体流入；流体压缩部，其压缩从所述入口壳体输送来的所述流体；扩压器，其供被所述流体压缩部压缩后的所述流体流通；出口壳体，其呈中空圆环形状，供从所述扩压器输送来的所述流体流通；和压缩流体排出管，其与所述出口壳体连接，并将从所述出口壳体输送来的所述流体向所述出口壳体的径向外侧排出，所述流体压缩部具备：中央壳体，其在内表面具有立起设置的静叶；和转子，其设置在所述中央壳体内，并在外表面具有立起设置的动叶，其中，在所述出口壳体内的与所述转子相反的一侧的端部，所述扩压器呈使所述流体向所述出口壳体的径向外侧流动的形状，在所述出口 壳体内设置有环状的喇叭状部件，随着从所述出口壳体和所述压缩流体排出管连接的部位的靠所述转子的旋转方向上游侧向所述转子的旋转方向前进，所述喇叭状部件的截面积变小。
根据该结构，通过在现有的轴流压缩机的出口壳体内设置喇叭状部件，由此能够使压缩空气的流动顺畅，从而能够以低成本抑制压力损失。
所述轴流压缩机也可以构成为，所述轴流压缩机还具备间隔部件，在所述出口壳体和所述压缩流体排出管连接的部位的靠所述转子的旋转方向上游侧，所述间隔部件将所述喇叭状部件和所述出口壳体之间堵塞，以切断所述流体沿所述出口壳体的周向的流动。
另外，也可以构成为，所述喇叭状部件呈如下这样的形状：在所述出口壳体和所述压缩流体排出管连接的部位的靠所述转子的旋转方向上游侧，所述喇叭状部件堵塞所述出口壳体，以切断所述流体沿所述出口壳体的周向的流动。
另外，为了解决所述课题，本发明的轴流压缩机的特征在于，具备：入口壳体，其供流体流入；流体压缩部，其压缩从所述入口壳体输送来的所述流体；扩压器，其供被所述流体压缩部压缩后的所述流体流通；出口壳体，其呈中空圆环形状，供从所述扩压器输送来的所述流体流通；和压缩流体排出管，其与所述出口壳体连接，并将从所述出口壳体输送来的所述流体向所述出口壳体的径向外侧排出，所述流体压缩部具备：中央壳体，其在内表面具有立起设置的静叶；和转子，其设置在所述中央壳体内，并在外表面具有立起设置的动叶，其中，在所述出口壳体内的与所述转子相反的一侧的端部，所述扩压器呈使所述流体向所述出口壳体的径向外侧流动的形状，在所述出口壳体内设置有间隔部件，在所述出口壳体和所述压缩流体排出管连接的部位的靠所述转子的旋转方向上游侧，所述间隔部件堵塞所述出口壳体，以切断所述流体沿所述出口壳体的周向的流动。
根据该结构，通过在现有的轴流压缩机的出口壳体内设置间隔部件，由此能够使压缩空气的流动顺畅，从而能够以低成本抑制压力损失。
根据本发明，能够有效利用现有的轴流压缩机，从而能够以低成本抑制压力损失。
附图说明
图1是示意性地示出本发明的第一实施方式涉及的轴流压缩机的剖视图。
图2的(a)和(b)是用于说明在本发明的第一实施方式涉及的轴流压缩机的出口壳体内设置的喇叭状部件和间隔部件的图，(a)是局部剖视立体图，(b)是从图1的X1方向观察的剖视图。
图3的(a)～(c)是用于说明本发明的第一实施方式涉及的出口壳体内的截面形状的图，(a)是从图2的X2方向观察的剖视图，(b)是从图2的X3方向观察的剖视图，(c)是从图2的X4方向观察的剖视图。(d)是用于说明比较例涉及的出口壳体内的截面形状的图。
图4是用于说明本发明的第一实施方式涉及的轴流压缩机的出口壳体内的压缩流体的流动的图，并且是从图1的X1方向观察的剖视图。
图5是用于说明在本发明的第二实施方式涉及的轴流压缩机的出口壳体内设置的间隔部件的图，(a)是示出间隔部件的立体图，(b)是从图1的X1方向观察的剖视图。
图6是用于说明本发明的第二实施方式涉及的轴流压缩机的出口壳体内的压缩流体的流动的图，并且是从图1的X1方向观察的剖视图。
图7是用于说明在本发明的第三实施方式涉及的轴流压缩机的出口壳体内设置的喇叭状部件的图，并且是从图1的X1方向观察的剖视图。
图8是用于说明本发明的第一实施方式涉及的喇叭状部件的固定方法的图，并且是从图2的X2方向观察的剖视图。
图9是用于说明本发明的第二实施方式涉及的间隔部件的变形例的图，并且是从图1的X1方向观察的剖视图。
标号说明
1A、1B、1C：轴流压缩机；
10：入口壳体；
20：流体压缩部；
21：中央壳体；
21a：静叶；
22：转子；
22a：动叶；
30：扩压器；
40：出口壳体；
50：压缩流体排出管；
60A、60C：喇叭状部件；
70、80：间隔部件。
具体实施方式
以下，适当地参照附图对本发明的实施方式进行说明。对于相同的部分标记相同的标号，并省略重复的说明。
(第一实施方式)
首先，参照图1至图4，对本发明的第一实施方式涉及的轴流压缩机进行说明。图1是示意性地示出本发明的第一实施方式涉及的轴流压缩机的剖视图。图2是用于说明在本发明的第一实施方式涉及的轴流压缩机的出口壳体内设置的喇叭状部件和间隔部件的图，(a)是局部剖视立体图，(b)是从图1的X1方向观察的剖视图。图3的(a)～(c)是用于说明本发明的第一实施方式涉及的出口壳体内的截面形状的图，(a)是从图2的X2方向观察的剖视图，(b)是从图2的X3方向观察的剖视图，(c)是从图2的X4方向观察的剖视图。图3的(d)是用于说明比较例涉及的出口壳体内的截面形状的图。图4是用于说明本发明的第一实施方式涉及的轴流压缩机的出口壳体内的压缩流体的流动的图，并且是从图1的X1方向观察的剖视图。并且，在图2和图4中省略了扩压器30。
(轴流压缩机1A的基本结构)
如图1所示，本发明的第一实施方式涉及的轴流压缩机1A具备入口壳体10、流体压缩部20、扩压器30、出口壳体40、和压缩流体排出管50。
入口壳体10是供待压缩的流体流入的中空部件，也被称作入口涡旋件。在入口壳体10中流通的流体被输送往流体压缩部20。
流体压缩部20对从入口壳体10输送来的流体进行压缩，形成压缩流体。形成的压缩流体被输送往扩压器30。更详细来说，流体压缩部20具备中央壳体21和转子22。
中央壳体21呈中空圆筒形状，在其内表面上立起设置有多个静叶21a。中央壳体21的上游侧端部与入口壳体10连接，中央壳体21的下游侧端部经由扩压器30 与出口壳体40连接。
转子22设在中央壳体21内，且呈圆柱形状。在其外表面立起设置有多个动叶22a。多个动叶22a和所述的多个静叶21a以互相对置的方式交替设置，从入口壳体10输送来的流体在这些静叶21a和动叶22a之间流通。该转子22通过控制装置(未图示)的控制被驱动而旋转。通过具有动叶22a的转子22旋转，由此使得在静叶21a和动叶22a之间流通的流体被压缩，形成压缩流体。控制装置对静叶可变机构(未图示)进行驱动控制而使静叶21a移位，由此来控制压缩流体的压缩程度。形成的压缩流体被输送往扩压器30。
扩压器30是供形成的压缩流体流通的部件。该扩压器30设在出口壳体40的径向内侧，在出口壳体40内的与转子22相反的一侧的端部，该扩压器30呈使压缩流体向出口壳体40的径向外侧流动的形状。即，扩压器30是呈从上游侧朝向下游侧扩径的锥形的部件。在扩压器30中流通的压缩流体被输送往出口壳体40。
出口壳体40呈中空圆环形状，是供从扩压器30输送来的压缩流体流通的部件，也称作出口涡旋件。在出口壳体40中流通的压缩流体被输送往压缩流体排出管50。
压缩流体排出管50是呈圆筒形状的管，压缩流体排出管50与出口壳体40连接，是用于将从出口壳体40输送来的压缩流体向出口壳体40的径向外侧排出的管。在本实施方式中，压缩流体排出管50与出口壳体40的下端部连接，将从出口壳体40输送来的压缩流体向下方排出。
(喇叭状部件60A和间隔部件70)
如图1和图2所示，本发明的第一实施方式涉及的轴流压缩机1A还具备喇叭状部件60A和间隔部件70。
喇叭状部件60A配设在出口壳体40内的扩压器30的出口附近，如图3的(a)～(c)所示，喇叭状部件60A是随着从出口壳体40和压缩流体排出管50连接的部位的沿转子22的旋转方向R的上游侧向转子22的旋转方向R前进使得截面积减小的环状部件。该喇叭状部件60A例如载置于间隔部件70上，且通过螺栓被固定于扩压器30。
间隔部件70是如下这样的板状部件：在出口壳体40和压缩流体排出管50连接的部位的沿转子22的旋转方向R的上游侧，间隔部件70将喇叭状部件60A和出口壳体40之间堵塞，以切断压缩流体沿出口壳体40的周向的流动。该间隔部件70例 如通过焊接被固定于出口壳体40。
另外，在没有设置喇叭状部件60A的情况下，如图3的(d)所示，从扩压器30输送往出口壳体40的压缩空气(图3的(d)的箭头)会在扩压器30的出口附近(图3的(d)的网格部分)产生涡流，从而产生压力损失。相对于此，本发明的第一实施方式涉及的轴流压缩机1A具备喇叭状部件60A，因此，能够防止在扩压器30的出口附近产生涡流，从而能够抑制压力损失。
图4中的虚线是本发明的第一实施方式涉及的轴流压缩机1A的出口壳体40内的压缩流体的流动。本发明的第一实施方式涉及的轴流压缩机1A具备喇叭状部件60A，出口壳体40内的压缩流体的流路形状构成为随着向转子22的旋转方向R前进使得截面积变大。即，在本发明的第一实施方式涉及的轴流压缩机1A中，随着向转子22的旋转方向R前进，压缩空气的流路形状与汇合的压缩空气的量相应地变大，因此能够使压缩空气的流动顺畅，从而能够抑制压力损失。
另外，由于本发明的第一实施方式涉及的轴流压缩机1A具备间隔部件70，因此，能够防止压缩空气从图4的左右两侧向压缩空气排出管50流入，从而能够抑制压力损失。
另外，本发明的第一实施方式涉及的轴流压缩机1A能够通过在现有的轴流压缩机的出口壳体40内设置喇叭状部件60A和间隔部件70来实现，因此能够以低成本抑制压力损失。
(第二实施方式)
接下来，对于本发明的第二实施方式涉及的轴流压缩机，参照图5和图6，以与第一实施方式涉及的轴流压缩机1A的不同点为中心进行说明。图5是用于说明在本发明的第二实施方式涉及的轴流压缩机的出口壳体内设置的间隔部件的图，(a)是示出间隔部件的立体图，(b)是从图1的X1方向观察的剖视图。图6是用于说明本发明的第二实施方式涉及的轴流压缩机的出口壳体内的压缩流体的流动的图，并且是从图1的X1方向观察的剖视图。并且，在图5的(b)和图6中，省略了扩压器30。
如图5所示，本发明的第二实施方式涉及的轴流压缩机1B具备间隔部件80来代替喇叭状部件60A和间隔部件70。间隔部件80设在出口壳体40内，是如下这样的部件：在出口壳体40和压缩流体排出管50连接的部位的沿转子22的旋转方向的上游侧，间隔部件80堵塞出口壳体40，以切断压缩流体沿着出口壳体40的周向的 流动。该间隔部件80例如通过焊接被固定于出口壳体40。
沿转子22的轴线观察，间隔部件80呈从径向内侧向径向外侧扩展的锥形。间隔部件80的径向内侧端部81与扩压器30的下端部抵接，间隔部件80的径向外侧端部的一方82抵接于出口壳体40和压缩流体排出管50的连接部位。另外，间隔部件80的连结径向内侧端部81与径向外侧端部的一方82的边、以及间隔部件80的连结径向内侧端部81与径向外侧端部的另一方83的边分别呈凹形。通过使间隔部件80的两个边形成为这样的形状，由此能够使压缩空气向出口壳体40的周向的流动和向压缩流体排出管50的流动顺畅。
图6中的虚线是本发明的第二实施方式涉及的轴流压缩机1B的出口壳体40内的压缩流体的流动。由于本发明的第二实施方式涉及的轴流压缩机1B具备间隔部件80，因此，能够防止压缩空气从图6的左右两侧向压缩空气排出管50流入，从而能够抑制压力损失。
另外，本发明的第二实施方式涉及的轴流压缩机1B能够通过在现有的轴流压缩机的出口壳体40内设置间隔部件80来实现，因此能够以低成本抑制压力损失。
(第三实施方式)
接下来，对于本发明的第三实施方式涉及的轴流压缩机，参照图7，以与第一实施方式涉及的轴流压缩机1A的不同点为中心进行说明。图7是用于说明在本发明的第三实施方式涉及的轴流压缩机的出口壳体内设置的喇叭状部件的图，并且是从图1的X1方向观察的剖视图。并且，在图7中省略了扩压器30。
如图7所示，本发明的第三实施方式涉及的轴流压缩机1C具备喇叭状部件60C来代替喇叭状部件60A和间隔部件70。喇叭状部件60C与第一实施方式涉及的喇叭状部件60A不同，其呈下述这样的形状：在出口壳体40和压缩流体排出管50连接的部位的沿转子22的旋转方向R的上游侧，喇叭状部件60C堵塞出口壳体40，以切断压缩流体沿着出口壳体40的周向的流动。该喇叭状部件60C例如通过螺栓被固定于扩压器30。
由于本发明的第三实施方式涉及的轴流压缩机1C具备喇叭状部件60C，该喇叭状部件60C在出口壳体40和压缩流体排出管50连接的部位的沿转子22的旋转方向R的最上游部堵塞出口壳体40，因此，不需要间隔部件70，从而能够在减少部件数量的同时起到与第一实施方式涉及的轴流压缩机1A相同的效果。
另外，本发明的第三实施方式涉及的轴流压缩机1C能够通过在现有的轴流压缩机的出口壳体40内设置喇叭状部件60C来实现，因此能够以低成本抑制压力损失。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于所述实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内适当地进行设计变更。例如，在第一实施方式涉及的轴流压缩机1A中，能够省略间隔部件70。另外，喇叭状部件60A、60C和间隔部件70、80的材料能够适当地进行变更。另外，关于喇叭状部件60A、60C，为了减轻重量，能够使其形成为中空状。
另外，关于喇叭状部件60A相对于扩压器30的固定方法，如图8所示，能够使喇叭状部件60A的形状形成为沿着扩压器30的端部这样的形状，通过使螺栓B经由形成于扩压器30的贯穿孔螺合于在喇叭状部件60A上形成的螺纹孔中，由此能够将喇叭状部件60A固定于扩压器30。
另外，关于间隔部件80，如图9所示，也可以通过将呈曲面形状的2个板状部件80a、80b组合在一起来形成与图5所示的间隔部件80相同的外形。