葉輪及具備葉輪的旋轉(zhuǎn)機(jī)械的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種葉輪及具備葉輪的旋轉(zhuǎn)機(jī)械。本發(fā)明的葉輪(1)具備以軸線(O)為中心旋轉(zhuǎn)的輪盤(11)和在輪盤(11)上沿周向隔開間隔設(shè)有多個(gè)的葉片(12)，將葉片(12)厚度的中心曲線從軸線(O)方向投影于輪盤(11)的投影曲線(PL)上的切線(TL)與垂直于與連結(jié)投影曲線(PL)與切線(TL)的切點(diǎn)(Tp)和軸線(O)的直線的假想直線(IL)所成的角度中，將形成于輪盤(11)的旋轉(zhuǎn)方向后側(cè)且外周側(cè)的角度定義為葉片角度(β)的情況下，葉片(12)的葉片角度(β)從中心朝向外側(cè)而具有規(guī)定的遞增區(qū)域和遞減區(qū)域，且在遞增區(qū)域與遞減區(qū)域之間的拐點(diǎn)區(qū)域中心側(cè)設(shè)有減少量比所述遞增區(qū)域的葉片角度增加量小的局部遞減區(qū)域。
【專利說明】
葉輪及具備葉輪的旋轉(zhuǎn)機(jī)械
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種葉輪及具備葉輪的旋轉(zhuǎn)機(jī)械，尤其涉及兼顧其高揚(yáng)程和高效率的兩種技術(shù)。
[0002]本申請(qǐng)主張基于2014年I月14日于日本申請(qǐng)的日本專利2014-004489號(hào)的優(yōu)先權(quán)，并將其內(nèi)容援用與此。
【背景技術(shù)】
[0003]離心壓縮機(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)械具備在外殼內(nèi)部設(shè)置成與外殼之間相對(duì)旋轉(zhuǎn)自如的葉輪。并且，將從外殼外部引入的流體通過旋轉(zhuǎn)葉輪并朝向葉輪內(nèi)的流路的徑向外側(cè)升壓而排出。離心壓縮機(jī)等中，為了提高性能而優(yōu)化了設(shè)置于葉輪的葉片的形狀。
[0004]有關(guān)這種葉片的形狀的技術(shù)例如在專利文獻(xiàn)I中公開。專利文獻(xiàn)I的離心壓縮機(jī)中，著眼于葉片之間的流路面積來規(guī)定葉片的葉片角度的分布。
[0005]以往技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)I:日本專利公開2009-57959號(hào)公報(bào)
[0008]發(fā)明的概要
[0009]發(fā)明要解決的技術(shù)課題
[0010]然而，離心壓縮機(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)械中要求高揚(yáng)程的同時(shí)要求高效率。
[0011 ]專利文獻(xiàn)I的旋轉(zhuǎn)機(jī)械中也很難以令人滿意的水平來兼顧滿足高揚(yáng)程和高效率。以往也不存在能夠解決這種問題的適當(dāng)?shù)募夹g(shù)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0012]本發(fā)明提供一種能夠兼顧高揚(yáng)程和高效率的葉輪及具備葉輪的旋轉(zhuǎn)機(jī)械。
[0013]用于解決技術(shù)課題的手段
[0014]本
【發(fā)明人】對(duì)葉輪的高性能化進(jìn)行深入研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，如專利文獻(xiàn)1，以往著眼于葉片之間的流路面積而形成葉片角度，但為了兼顧高揚(yáng)程和高效率而有效地是著眼于二次流的抑制來形成葉片角度，直至完成了本發(fā)明。
[0015]S卩，本發(fā)明的第一方式所涉及的葉輪具備輪盤和多個(gè)葉片，并在葉片之間形成有流路，通過輪盤的旋轉(zhuǎn)而沿葉片從旋轉(zhuǎn)中心朝向徑向外側(cè)輸送流體，將葉片厚度的中心曲線從旋轉(zhuǎn)軸的軸線方向投影于輪盤的投影曲線上的切線與垂直于連結(jié)所述投影曲線與所述切線的切點(diǎn)和所述軸線的直線的假想直線所成的角度中，將形成于輪盤的旋轉(zhuǎn)方向后側(cè)且外周側(cè)的角度定義為葉片的葉片角度的情況下，葉片的葉片角度從中心朝向外側(cè)具有規(guī)定的遞增區(qū)域和遞減區(qū)域，且在遞增區(qū)域與遞減區(qū)域之間的拐點(diǎn)區(qū)域的中心側(cè)設(shè)有減少量比遞增區(qū)域的葉片角度增加量小的局部遞減區(qū)域。
[0016]輪盤支承于旋轉(zhuǎn)軸，并以旋轉(zhuǎn)軸的軸線為中心旋轉(zhuǎn)。
[0017]多個(gè)葉片在輪盤上以大致呈放射狀的方式設(shè)置。
[0018]這種葉輪中，即使為了得到高揚(yáng)程而在遞增區(qū)域向流體逐步施加高負(fù)載，也能夠在其中途的局部遞減區(qū)域暫時(shí)緩和負(fù)載。由此，能夠提高負(fù)載的同時(shí)，大幅抑制二次流的渦流傾向。因此，能能夠大幅降低由二次流和主流的干涉而導(dǎo)致的能量損失。
[0019]并且，通過將局部遞減區(qū)域的葉片角度減少量設(shè)為比遞增區(qū)域的葉片角度增加量小，能夠減小局部遞減區(qū)域和后續(xù)區(qū)域的角度變化。由此，與將局部遞減區(qū)域的減少量設(shè)為比遞增區(qū)域的葉片角度增加量大的情況相比，能夠大幅抑制二次流的渦流傾向。因此，能夠更大幅降低由二次流和主流的干涉所導(dǎo)致的能量損失。
[0020]上述葉輪中，可以再局部遞減區(qū)域與遞減區(qū)域之間設(shè)置局部遞增區(qū)域。
[0021]如上述，這種葉輪中，通過在局部遞減區(qū)域與遞減區(qū)域之間設(shè)置局部遞增區(qū)域，由此能夠更平滑地連接局部遞減區(qū)域和遞減區(qū)域。由此，能夠大幅降低二次流的渦流。因此，能夠更大幅降低由二次流和主流的干涉所導(dǎo)致的能量損失。
[0022]上述葉輪中，流體流入的入口側(cè)即前緣部的流動(dòng)方向位置設(shè)為0%且將流體流出的出口側(cè)即后緣部的流動(dòng)方向位置設(shè)為100%的情況下，所述葉片的所述局部遞減區(qū)域可以形成在20%以上、50%以下的范圍內(nèi)。
[0023]通過這種葉輪，在開始產(chǎn)生二次流的渦流的位置能夠更加適當(dāng)?shù)嘏渲镁植窟f減區(qū)域。因此，與未考慮局部遞減區(qū)域的配置位置的情況相比，能夠更可靠地抑制二次流的渦流傾向。
[0024]上述葉輪中，葉片的葉片角度也可以為葉片的輪轂一側(cè)的葉片角度。
[°°25]如上述，這種葉輪中，通過將葉片的葉片角度設(shè)為葉片的輪轂一側(cè)的葉片角度，在葉片的輪轂一側(cè)也能夠向流體施加高負(fù)載，因此能夠取得更高的高揚(yáng)程。
[0026]S卩，在未考慮局部遞減區(qū)域的情況下，若在葉片的輪轂一側(cè)向流體施加高負(fù)載，則從葉片的輪轂一側(cè)朝向護(hù)罩一側(cè)的二次流的渦流傾向增強(qiáng)，因此很難實(shí)現(xiàn)更高的高揚(yáng)程。
[0027]相對(duì)于此，由于在上述葉輪中設(shè)有局部遞減區(qū)域，因此在葉片的輪轂一側(cè)也能夠向流體施加高負(fù)載的同時(shí)在局部遞減區(qū)域大幅抑制二次流的渦流傾向。由此，能夠取得進(jìn)一步高的揚(yáng)程。
[0028]并且，本發(fā)明的第二方式所涉及的旋轉(zhuǎn)機(jī)械具備沿軸線延伸的旋轉(zhuǎn)軸、及支承于所述旋轉(zhuǎn)軸，以所述軸線為中心與旋轉(zhuǎn)軸一同旋轉(zhuǎn)，并通過旋轉(zhuǎn)而從旋轉(zhuǎn)中心朝向徑向外側(cè)輸送流體的上述葉輪。
[0029]上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械具備上述葉輪，因此能夠作為旋轉(zhuǎn)機(jī)械而提高效率的同時(shí)提高揚(yáng)程。
[0030]發(fā)明效果
[0031]根據(jù)上述葉輪及具備該葉輪的旋轉(zhuǎn)裝置，能夠兼顧非常困難的高揚(yáng)程和高效率。
【附圖說明】
[0032]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的離心壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0033]圖2是表示表示本發(fā)明的實(shí)施方式的離心壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)的主要部分的剖視圖。
[0034]圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的葉輪葉片形狀的示意圖。
[0035]圖4是定義本發(fā)明的實(shí)施方式的葉輪葉片的葉片角度的示意圖。
[0036]圖5是本發(fā)明的實(shí)施方式的葉輪葉片的葉片角度分布。
【具體實(shí)施方式】
[0037]本發(fā)明的特征在于具備能夠兼顧高揚(yáng)程和高效率的葉輪。
[0038]以下，參考圖1至圖5對(duì)具備本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的葉輪的離心壓縮機(jī)進(jìn)行說明。
[0039]本實(shí)施方式所涉及的旋轉(zhuǎn)機(jī)械為離心壓縮機(jī)10，在本實(shí)施方式中為多級(jí)壓縮機(jī)。如圖1所示，離心壓縮機(jī)10主要具備外殼2、將以貫穿外殼2的方式配置的軸線O作為中心延伸的旋轉(zhuǎn)軸3、及經(jīng)由鍵以與旋轉(zhuǎn)軸3能夠一體旋轉(zhuǎn)的方式固定的多個(gè)葉輪I。
[0040]外殼2形成為大致呈圓柱狀的外部輪廓。旋轉(zhuǎn)軸3以貫穿外殼2的中心的方式配置。在外殼2中旋轉(zhuǎn)軸3的軸線O所延伸的方向即軸線O方向的兩端設(shè)有軸頸軸承21，并在一端設(shè)有推力軸承22。
[0041 ]外殼2的軸線O方向的一側(cè)(圖1中的紙面左側(cè))的端部設(shè)有使氣體等流體F從外部流入的吸入口 23。外殼2的另一側(cè)(圖1中的紙面右側(cè))的端部設(shè)有將流體F向外部排出的排出口 24。外殼2上設(shè)有分別與吸入口 23及排出口 24連通，并且反復(fù)進(jìn)行縮徑及擴(kuò)徑的內(nèi)部空間。該內(nèi)部空間中容納有葉輪I。當(dāng)容納有葉輪I時(shí)，在葉輪I彼此之間的位置形成有使在葉輪I中流通的流體F從上游側(cè)向下游側(cè)流通的外殼流路4。吸入口 23與排出口 24經(jīng)由葉輪I及外殼流路4連通。
[0042]旋轉(zhuǎn)軸3上外嵌有容納在外殼2的葉輪I，并以軸線O為中心與它們一同旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)軸3通過軸頸軸承21及推力軸承22在外殼2內(nèi)以旋轉(zhuǎn)自如的方式支承，并通過未圖示的原動(dòng)機(jī)而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。
[0043]如圖2所示，多個(gè)葉輪I在外殼2的內(nèi)部，沿旋轉(zhuǎn)軸3的軸線O延伸的方向即軸線O方向隔開間隔排列并容納有多個(gè)。
[0044]各葉輪I具有直徑隨著接近流出側(cè)逐漸擴(kuò)大的大致圓盤狀的輪盤11、及以從輪盤11的表面朝向旋轉(zhuǎn)軸3的軸線O的一側(cè)豎起的方式在輪盤11上安裝成放射狀并沿周向排列的多個(gè)葉片12。該葉輪I具有從軸線O方向的一側(cè)以沿周向覆蓋這些多個(gè)葉片12的方式安裝的罩體13。在該罩體13與外殼2之間形成有間隙，以免葉輪I與外殼2接觸。
[0045]葉輪I中形成有流路14，該流路14為以流體F沿徑向流通的方式形成的空間。該流路14通過彼此相鄰的一對(duì)葉片12的兩個(gè)面和分別設(shè)置在葉片12的軸線O方向兩側(cè)的輪盤11及罩體13的面而形成。流路14通過葉片12與輪盤11 一體旋轉(zhuǎn)而引入流體F并將其排出。具體而言，流路14將在內(nèi)部流通的流體F的位于葉片12的軸線O方向的一側(cè)，即徑向內(nèi)側(cè)作為流體F流入的入口來引入流體F，并且流路14將徑向外側(cè)作為流體F流出的出口來引導(dǎo)流體F并排出流體F。
[0046]輪盤11中，將朝向軸線O方向一側(cè)的端面的直徑設(shè)為較小，并將朝向另一側(cè)的端面的直徑設(shè)為較大。并且，輪盤11的直徑隨著這兩個(gè)端面從軸線O方向的一側(cè)接近另一側(cè)逐漸擴(kuò)大。即，從軸線O方向觀察時(shí)，輪盤11大致呈圓盤狀，并整體大致呈傘形狀。
[0047]并且，該輪盤11的徑向內(nèi)側(cè)形成有沿軸線O方向貫穿輪盤11的貫穿孔。該貫穿孔中插入有旋轉(zhuǎn)軸3并與其嵌合，由此葉輪I被固定于旋轉(zhuǎn)軸3，并能夠與旋轉(zhuǎn)軸3—體旋轉(zhuǎn)。
[0048]罩體13為以從軸線O方向的一側(cè)覆蓋多個(gè)葉片12的方式與這些葉片12—體設(shè)置的部件。罩體13呈直徑隨著從軸線O方向的一側(cè)朝向另一側(cè)而逐漸擴(kuò)大的大致傘形狀。即，在本實(shí)施方式中葉輪I為具有罩體13的閉式葉輪。
[0049]葉片12以將軸線O作為中心且從輪盤11沿軸線O方向的一側(cè)朝向罩體13豎起的方式在軸線O的周向，即旋轉(zhuǎn)方向R上隔開恒定間隔配置有多個(gè)。在此，在葉片12的輪盤11一偵U，將與輪盤11連接的根端部設(shè)為輪轂12b，將葉片12的罩體13—側(cè)(護(hù)罩一側(cè))的前端部設(shè)為葉片尖部(Tip)12a。如圖3所示，葉片12形成為隨著分別從輪盤11的徑向內(nèi)側(cè)朝向外側(cè)而向旋轉(zhuǎn)方向R的后側(cè)彎曲成三維。圖3中省略罩體13。
[0050]葉片角度β是指從葉片12的流體F流入進(jìn)來的入口(軸線O方向的一側(cè))遍及流體F流出的出口(軸線O方向的徑向外側(cè))確定葉片12的曲面形狀的角度。具體而言，圖3及圖4所示，在護(hù)罩一側(cè)的葉片尖部12a和輪轂12b中，將通過連結(jié)葉片12的厚度方向中間而描繪的虛擬曲線即中心曲線CL從軸線O方向的一側(cè)投影于輪盤11而描繪投影曲線PL，由此導(dǎo)出葉片角度β。即，該投影曲線PL上的切線TL與垂直于連結(jié)投影曲線PL與切線TL的切點(diǎn)Tp和軸線O的直線的假想直線IL所形成的角度中，將形成于輪盤11的旋轉(zhuǎn)方向R后側(cè)，且形成于輪盤11的外周側(cè)的角度定義為葉片角度β。本實(shí)施方式中，將葉片12的輪轂12b的葉片角度的定義為葉片角度β。
[0051 ]并且，圖5表示該葉片12的輪轂12b的葉片角度β的分布。
[0052]葉片12的輪轂12b上形成有從入口側(cè)(葉片12的前緣部)朝向出口側(cè)(葉片12的后緣部)葉片角度β逐漸增大的遞增區(qū)域A、及朝向出口側(cè)葉片角度β逐漸減小的遞減區(qū)域B。
[0053]葉片的輪轂12b中，在遞增區(qū)域A與遞減區(qū)域B之間的拐點(diǎn)區(qū)域的中心側(cè)形成有減少量比遞增區(qū)域A的葉片角度增加量小的局部遞減區(qū)域C。
[0054]葉片12的輪轂12b中，在局部遞減區(qū)域C與遞減區(qū)域B之間形成有葉片角度β朝向出口側(cè)逐漸增大的局部遞增區(qū)域D。
[0055]葉片12的輪轂12b從入口側(cè)至出口側(cè)依次具有葉片角度β成為極大的位置Pi的第一極大點(diǎn)、葉片角度β成為極小的位置Ρ2的極小點(diǎn)、及葉片角度β成為極大的位置Ρ3的第二極大點(diǎn)。
[0056]葉片12的輪轂12b中，將流體流入的入口側(cè)即前緣部的流動(dòng)方向位置設(shè)為0%，且流體流出的出口側(cè)即后緣部的流動(dòng)方向位置設(shè)為100%的情況下，局部遞減區(qū)域C形成在20%以上、50%以下的范圍內(nèi)。
[0057]并且，上述外殼流路4形成為將各葉輪I之間連接而使流體F逐步升壓。吸入口23與設(shè)置在軸線O方向的一側(cè)端部的最前一級(jí)的葉輪I的入口連接，且各葉輪I的出口經(jīng)由外殼流路4與相鄰的葉輪I的入口連接。并且，設(shè)置在軸線O方向的另一側(cè)端部的最后一級(jí)的葉輪I的出口與排出口 24連接。
[0058]而且，外殼流路4具有從流路14導(dǎo)入流體F的擴(kuò)壓流路41、及從擴(kuò)壓流路41導(dǎo)入流體F的返回流路42。
[0059]擴(kuò)壓流路41在徑向內(nèi)側(cè)與流路14連通，并使通過葉輪I升壓的流體F朝向徑向外側(cè)流通。
[0060]返回流路42的一端側(cè)與擴(kuò)壓流路41連通，另一端側(cè)與葉輪I的入口連通。該返回流路42具有將通過擴(kuò)壓流路41流向徑向外側(cè)的流體F的流動(dòng)方向反轉(zhuǎn)成朝向徑向內(nèi)側(cè)的拐角部43、及從徑向外側(cè)朝向徑向內(nèi)側(cè)延伸的直線部44。
[0061]直線部44為被一體安裝在外殼2的隔板部件的下游側(cè)側(cè)壁與一體安裝在外殼2并朝向徑向內(nèi)側(cè)延伸的延伸部的上游側(cè)側(cè)壁包圍的流路14。并且，直線部44上設(shè)有以旋轉(zhuǎn)軸3的軸線O為中心沿周向等間配置的多個(gè)返回翼片52。
[0062]接著，對(duì)具備上述結(jié)構(gòu)的葉輪I的旋轉(zhuǎn)機(jī)械即離心壓縮機(jī)10的作用進(jìn)行說明。
[0063]如上述的離心壓縮機(jī)10中，從吸入口23流入的流體F依次流過第一級(jí)葉輪I的流路
14、擴(kuò)壓流路41、返回流路42之后，依次流過第二級(jí)葉輪I的流路14、擴(kuò)壓流路41、及返回流路42。
[0064]流動(dòng)至最后一級(jí)葉輪I的擴(kuò)散通路的流體F從排出口24向外部流出。
[0065]流體F在以上述順序流動(dòng)的中途，通過各葉輪I而被壓縮。即，本實(shí)施方式的離心壓縮機(jī)10中，將流體F通過多個(gè)葉輪I逐步進(jìn)行壓縮，從而得到較大壓縮比。
[0066]在此，現(xiàn)有的葉輪中，著眼于葉片之間的流路面積而從葉輪的入口至出口形成有葉片角度。因此，流體的壓縮受限制，并很難取得更高的揚(yáng)程。即，在使用現(xiàn)有的葉輪的情況下，若為了取得揚(yáng)程而提高流體的壓縮，則容易產(chǎn)生二次流。若被二次流和主流干涉，則能量會(huì)損失，并在效率和壓力上升方面帶來壞影響。
[0067]現(xiàn)有的葉輪中，為了提高效率還可以考慮降低施加于流體的壓力，但無法取得較高的揚(yáng)程。
[0068]如此，在使用現(xiàn)有葉輪的情況下，很難以令人滿意的高水平實(shí)現(xiàn)高揚(yáng)程和高效率。
[0069]相對(duì)于此，本實(shí)施方式中，為了以更高水平實(shí)現(xiàn)高揚(yáng)程和高效率，著眼于抑制二次流，在葉片的輪轂一側(cè)也向流體施加高負(fù)載來取得揚(yáng)程，提供如緩和從輪轂一側(cè)朝向護(hù)罩一側(cè)的二次流的負(fù)載分布。
[0070]因此本實(shí)施方式的葉片12的輪轂12b中，葉片角度β從中心朝向外側(cè)具有規(guī)定的遞增區(qū)域A和遞減區(qū)域B，且在遞增區(qū)域A與遞減區(qū)域B之間的拐點(diǎn)區(qū)域的中心側(cè)設(shè)有減少量比遞增區(qū)域A的葉片角度增加量小的局部遞減區(qū)域C。從而為了得到較高的揚(yáng)程而即使在遞增區(qū)域A逐漸提尚負(fù)載，也能夠在其中途的局部遞減區(qū)域C暫時(shí)緩和負(fù)載。由此，能夠提尚施加于流體的負(fù)載的同時(shí)良好地控制二次流的渦流傾向。因此，能夠大幅降低由于二次流和主流的干涉而導(dǎo)致的能量損失。
[0071]并且，將局部遞減區(qū)域C的葉片角度減少量設(shè)為比遞增區(qū)域A的葉片角度增加量小。因此，能夠?qū)⒕植窟f減區(qū)域C和后續(xù)區(qū)域的角度變化設(shè)為較小。由此，與將局部遞減區(qū)域C的減少量設(shè)為比遞增區(qū)域的葉片角度增加量大的情況相比，能夠大幅抑制二次流的渦流傾向。因此，能夠更大幅降低由于二次流和主流的干涉而導(dǎo)致的能量損失。
[0072]并且，葉片12的輪轂12b中，在局部遞減區(qū)域C與遞減區(qū)域B之間形成有局部遞增區(qū)域D。因此能夠平滑地連接局部遞減區(qū)域C和遞減區(qū)域B。由此，能夠更大幅降低二次流的渦流。從而，能夠更大幅降低由于二次流和主流的干涉而導(dǎo)致的能量損失。
[0073]并且，葉片丨2的輪轂12b中，將流體流入的入口側(cè)即前緣部的流動(dòng)方向位置設(shè)為0%，且流體流出的出口側(cè)即后緣部的流動(dòng)方向位置設(shè)為100%的情況下，局部遞減區(qū)域C形成在20%以上、50%以下的范圍內(nèi)。因此，在開始產(chǎn)生二次流的渦流的位置，能夠進(jìn)一步適當(dāng)?shù)嘏渲镁植窟f減區(qū)域C。其結(jié)果，與沒有考慮局部遞減區(qū)域C的位置的情況相比，能夠更可靠地抑制二次流的渦流傾向。
[0074]葉片12中考慮輪轂12b的葉片角度β，在輪轂12b—側(cè)也能夠提高施加于流體的負(fù)載，因此能夠取得更高的揚(yáng)程。
[0075]S卩，在沒有考慮局部遞減區(qū)域C的情況下，若在葉片的輪轂一側(cè)向流體施加高負(fù)載，則從葉片的輪轂一側(cè)朝向護(hù)罩一側(cè)的二次流的渦流傾向增強(qiáng)，并很難在葉片的輪轂一側(cè)提高針對(duì)流體的負(fù)載，因此很難取得更高的揚(yáng)程。
[0076]相對(duì)于此，本實(shí)施方式所涉及的葉輪I中，在葉片12加以考慮輪轂12b的葉片角度β而設(shè)置了局部遞減區(qū)域C，因此在葉片12的輪轂12b—側(cè)也能夠向流體施加高負(fù)載的同時(shí)在局部遞減區(qū)域C大幅抑制二次流的渦流傾向。從而，在葉片12的輪轂12b—側(cè)也能夠向流體施加更高的高負(fù)載，因此能夠取得更高的揚(yáng)程。
[0077]如上所述，本實(shí)施方式的葉輪I中，在葉片12的輪轂12b—側(cè)也向流體施加高負(fù)載而取得揚(yáng)程，并且提供如緩和從葉片12的輪轂12b—側(cè)朝向護(hù)罩一側(cè)的二次流的負(fù)載分布。即，如圖5所示的葉片的輪轂一側(cè)的葉片角度β的分布在前緣部設(shè)為與護(hù)罩一側(cè)的葉片角度相同程度，并且設(shè)有兩處極大點(diǎn)和一處極小點(diǎn)。
[0078]更具體而言，圖5中，在位置Po減小入口負(fù)載來降低損失。
[0079]圖5中，通過在位置丹設(shè)置第一極大點(diǎn)，從而在流動(dòng)方向的前方也會(huì)提高負(fù)載。
[0080]圖5中，一般被認(rèn)為在位置P2開始產(chǎn)生二次流的渦流。
[0081]于是，本實(shí)施方式中，在開始產(chǎn)生該二次流的渦流的位置?2上設(shè)置極小點(diǎn)。即，將位置P2設(shè)為低負(fù)載，并能夠有效地抑制產(chǎn)生二次流的渦流。
[0082 ]極小點(diǎn)的位置P2在從入口(葉片的前緣部)至20 %?50 %的范圍內(nèi)。
[0083]并且，在位置丹與位置P2之間流路面積極大。
[0084]圖5中，在位置P3上具有第二極大點(diǎn)，并在流動(dòng)方向的中央也向流體施加負(fù)載。
[0085]圖5中，在位置P4上將負(fù)載設(shè)為較小，以使出口滿足結(jié)構(gòu)限制。
[0086]并且，通過將葉片12的護(hù)罩一側(cè)設(shè)為后部加載(aft-load)施加負(fù)載，即通過為了在流動(dòng)方向的后側(cè)具有負(fù)載而逐漸減小葉片角度來提高負(fù)載，也能夠緩和從二次流的護(hù)罩壓力面朝向負(fù)壓面的移動(dòng)。
[0087]也能夠順暢地使葉片12的護(hù)罩一側(cè)的流動(dòng)變化。
[0088]葉片12的輪轂一側(cè)的葉片角度β的分布中，通過在位置P^P3上設(shè)置極大點(diǎn)，在位置P2上設(shè)置極小點(diǎn)，即使存在流動(dòng)變化較急的部分，也能夠極力減小其影響。
[0089]從而，本實(shí)施方式能夠?qū)崿F(xiàn)高揚(yáng)程且高效率的葉輪I。
[0090]并且，根據(jù)具備本實(shí)施方式所涉及的葉輪I的旋轉(zhuǎn)機(jī)械，由于具備能夠兼顧高效率和高揚(yáng)程的葉輪I，因此作為旋轉(zhuǎn)機(jī)械，能夠更加提高效率，并且能夠取得更高的揚(yáng)程。
[0091]以上，參考附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了詳細(xì)說明，但各實(shí)施方式中的各結(jié)構(gòu)及他們組合等為一例，在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)，可進(jìn)行結(jié)構(gòu)的附加、省略、替換、及其他變更。并且，本發(fā)明僅限定于權(quán)利要求書，而不限定于實(shí)施方式。
[0092 ]本實(shí)施方式中，對(duì)作為旋轉(zhuǎn)機(jī)械的離心壓縮機(jī)1的葉輪I中所使用的葉片12進(jìn)行了說明，但并不限定于此，例如可以在混流式壓縮機(jī)的葉輪、水車和燃?xì)廨啓C(jī)的葉輪等中使用葉片12。
[0093]并且，本實(shí)施方式中，舉例說明了具備罩體13的封閉式葉輪，但也可以適用于葉片12的葉片尖部12a—側(cè)被外殼2的護(hù)罩面覆蓋的所謂的開放式葉輪I (開式葉輪)。
[0094]產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0095]根據(jù)上述葉輪及旋轉(zhuǎn)機(jī)械，能夠兼顧高揚(yáng)程和高效率。
[0096]符號(hào)說明
[0097]ο-軸線，F(xiàn)-流體，R-旋轉(zhuǎn)方向，1-葉輪，3-旋轉(zhuǎn)軸，10-離心壓縮機(jī)，11-輪盤，12-葉片，12b-輪轂，A-遞增區(qū)域，B-遞減區(qū)域，C-局部遞減區(qū)域，D-局部遞增區(qū)域,P1-第一極大點(diǎn)的位置，P2-極小點(diǎn)的位置，P3-第二極大點(diǎn)的位置，CL-中心曲線，PL-投影曲線，TL-切線，Tp-切點(diǎn)，IL-假想直線，β-輪轂側(cè)的葉片角度。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種葉輪，其具備: 輪盤，支承于旋轉(zhuǎn)軸，并以所述旋轉(zhuǎn)軸的軸線為中心旋轉(zhuǎn);及 多個(gè)葉片，在所述輪盤上以大致呈放射狀的方式設(shè)置， 在所述葉片之間形成有流路，通過所述輪盤的旋轉(zhuǎn)沿所述葉片從旋轉(zhuǎn)中心朝向徑向外側(cè)輸送流體， 將所述葉片厚度的中心曲線從所述旋轉(zhuǎn)軸的軸線方向投影于所述輪盤的投影曲線上的切線與垂直于連結(jié)所述投影曲線與所述切線的切點(diǎn)和所述軸線的直線的假想直線所成的角度中，將形成于所述輪盤的旋轉(zhuǎn)方向后側(cè)且外周側(cè)的角度定義為葉片的葉片角度的情況下， 所述葉片的葉片角度從中心朝向外側(cè)具有規(guī)定的遞增區(qū)域和遞減區(qū)域，且 在所述遞增區(qū)域與所述遞減區(qū)域之間的拐點(diǎn)區(qū)域的中心側(cè)設(shè)有減少量比所述遞增區(qū)域的葉片角度增加量小的局部遞減區(qū)域。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉輪，其中， 所述葉片的葉片角度為所述葉片的輪轂一側(cè)的葉片角度。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的葉輪，其中， 所述局部遞減區(qū)域與所述遞減區(qū)域之間設(shè)有局部遞增區(qū)域。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的葉輪，其中， 所述葉片中，流體流入的入口側(cè)即前緣部的流動(dòng)方向位置設(shè)為0%且將流體流出的出口側(cè)即后緣部的流動(dòng)方向位置設(shè)為100%的情況下，所述局部遞減區(qū)域形成在20%以上、50%以下的范圍內(nèi)。5.一種旋轉(zhuǎn)機(jī)械，其具備； 旋轉(zhuǎn)軸，沿軸線延伸;及 權(quán)力要求I至4中任一項(xiàng)所述的葉輪，該葉輪支承于所述旋轉(zhuǎn)軸，以所述軸線為中心與該旋轉(zhuǎn)軸一同旋轉(zhuǎn)，并通過旋轉(zhuǎn)而從旋轉(zhuǎn)中心朝向徑向外側(cè)輸送流體。
【文檔編號(hào)】F04D29/30GK105849419SQ201480070954
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2014年8月28日
【發(fā)明人】齋藤亮祐, 巖本真治
【申請(qǐng)人】三菱重工業(yè)株式會(huì)社, 三菱重工壓縮機(jī)有限公司