離心葉輪以及離心壓縮機制造技術

本發明專利技術提供能夠抑制邊界層的發展而充分發揮性能的離心葉輪以及離心壓縮機。葉輪具備輪轂(20)、護罩(21)以及配置于該輪轂(20)與護罩(21)之間的多個葉片(22)，葉輪利用固定于輪轂(20)的旋轉軸的旋轉將流體沿著徑向吹出，其中，在將葉片(22)的中弧線(32)投影到規定的子午面截面時得到的投影線(33)與該中弧線(32)所成的角設為傾斜角度(γθ)，并且將向旋轉軸的旋轉方向的相反方向的傾斜設為正的情況下，葉片(22)形成為，該葉片(22)的前緣(22A)的傾斜角度(γθ)在輪轂(20)側為0或為正，且隨著朝向護罩(21)側而逐漸變大，并且傾斜角度在流體的流動方向上從前緣朝向后緣而逐漸變小。

Centrifugal impeller and centrifugal compressor

The invention provides a centrifugal impeller capable of inhibiting the development of the boundary layer and giving full play to the performance. With the impeller hub (20), (21) and a shield configured on the hub (20) and the cover (21) between a plurality of blades (22), the impeller is fixed to the hub (20) of the rotation of the rotating shaft along the radial fluid will blow out, which, in the blade (22) of the arc (32) the projection line projection to the meridional section when given (33) and the arc (32) as the angle to the tilt angle (), and will be inclined in the opposite direction to the direction of rotation of the rotating shaft is set as the case, the blade (22) is formed. The blade (22) of the leading edge (22A) angle (gamma theta) in the hub (20) side is 0 or positive, and with the shield (21) toward the side and gradually become larger, and the tilt angle in the direction of flow of fluid from the front toward the trailing edge becomes small gradually.

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及離心葉輪以及具備離心葉輪的離心壓縮機。
技術介紹
通常，在石油化學工廠、天然氣工廠等中，使用產業用離心壓縮機。在這種離心壓縮機中，使用具備固定于旋轉軸的輪轂和配置于該輪轂的多個葉片并且利用旋轉軸的旋轉將流體沿著徑向吹出的離心葉輪(例如，參照專利文獻1)。在先技術文獻專利文獻專利文獻1：日本特開2004-044473號公報
技術實現思路
專利技術所要解決的課題在現有技術的結構中，在從吸入口101側觀察離心葉輪的葉片100的情況下，如圖11所示，在葉片100中，前緣102的中弧線(camberline)103與從旋轉中心沿著徑向延伸的直線104所成的角度在從輪轂側的壁面105到護罩側的壁面106的范圍內大致形成為0°。另外，在從吹出口107側觀察葉片100的情況下，如圖12所示，葉片100的包含后緣108的葉片后半部分以葉片100的負壓面S與護罩側的壁面106對置的方式沿著斜向傾斜。然而，在這種離心葉輪中，在形成流體的流路的護罩側的壁面106上產生邊界層109，該邊界層109在葉片前半部分處的護罩側的壁面106的減速區域發展。另外，在葉片100的表面上，在與因旋轉而施加正壓的正壓面P相比減速大的負壓面S上也發展有以前緣102為起點的邊界層。該邊界層在離心力的作用下被向半徑上側吸引而流入在護罩側的壁面106上產生的邊界層109并合體，由此，護罩側的壁面106的邊界層109進一步發展。可推定出這樣發展的邊界層在葉片后半部分也進一步成長，在葉片出口側制造出大的能量虧損部分，因此會損害離心葉輪的性能。但是，在現有技術的結構中，未做出尤其是抑制在葉片前半部分處的護罩側的壁面106上發展的邊界層109的努力。本專利技術是鑒于這樣的情況而做出的，其目的在于提供能夠抑制邊界層的發展而充分發揮性能的離心葉輪以及離心壓縮機。用于解決課題的方案為了解決上述課題而達成目的，本專利技術的離心葉輪具備輪轂、護罩以及配置于所述輪轂與所述護罩之間的多個葉片，離心葉輪利用固定于輪轂的旋轉軸的旋轉將流體沿著徑向吹出，離心葉輪的特征在于，在將葉片的中弧線投影到規定的子午面截面時得到的投影線與該中弧線所成的角設為傾斜角度，并且將向旋轉軸的旋轉方向的相反方向的傾斜設為正的情況下，葉片形成為，該葉片的前緣的傾斜角度在輪轂側為0或為正，且隨著朝向護罩側而逐漸變大，并且傾斜角度在流動方向上從前緣朝向后緣而逐漸變小。根據該結構，葉片的前緣的傾斜角度在輪轂側為0或正，且朝向護罩側而逐漸變大，因此在從葉片的前緣到前半部分的范圍內，葉片的正壓面與護罩對置。因此，借助葉片的正壓面的力將邊界層向護罩側壓靠，由此能夠抑制邊界層的發展。另外，在葉片的負壓面，邊界層在離心力的作用下向負壓面壓靠，由此能夠抑制邊界層向護罩側移動，能夠抑制邊界層的發展。而且，傾斜角度形成為在流動方向上從前緣朝向后緣而逐漸變小，因此，通過減少葉片的在葉片的后半部分的表面積，能夠減小在葉片的后半部分在葉片表面上發展的邊界層的量。由此，能夠抑制在葉片出口側產生能量虧損部分，充分發揮離心葉輪的性能。另外，在該結構中，優選的是，葉片的后緣的傾斜角度在輪轂側為0或為正，且隨著朝向護罩側而逐漸變大。根據該結構，在葉片的后半部分，葉片的正壓面也與護罩對置，因此借助葉片的正壓面的力將邊界層向護罩側壓靠，由此能夠抑制邊界層的發展。另外，優選葉片的后緣的傾斜角度在從輪轂側到護罩側的范圍內為0或為正。另外，優選正的值接近0。根據該結構，葉片的后緣的長度成為最短距離，因此能夠使來自葉片的后緣厚度部分的尾流的量最小化。而且，通過減少葉片的在葉片的后半部分的表面積，能夠使在葉片的后半部分在葉片表面上發展的邊界層的量與現有技術相比變小。另外，優選的是，葉片的前緣在投影到子午面截面時，在從輪轂側到護罩側的范圍內形成為直線狀，或者在輪轂側與護罩側之間形成為向流動方向上游側凸出的形狀。根據該結構，能夠增大葉片的前緣的與護罩對置的部分的面積，與之相應地，能夠更有效抑制邊界層的發展。另外，離心壓縮機具備上述的離心葉輪，因此能夠抑制在葉片出口側產生能量虧損部分，實現離心壓縮機的壓縮效率的提高。專利技術效果根據本專利技術的離心葉輪，葉片形成為該葉片的前緣的傾斜角度在輪轂側為0或為正，且隨著朝向護罩側而逐漸變大，并且所述傾斜角度在流動方向上從前緣朝向后緣而逐漸變小，因此在從葉片的前緣到前半部分的范圍內，葉片的正壓面與護罩對置，由此能夠抑制邊界層的發展，能夠抑制在葉片出口側產生能量虧損部分，充分發揮離心葉輪的性能。附圖說明圖1是本實施方式的離心壓縮機的縱剖視圖。圖2是表示葉輪的局部放大圖。圖3是用于說明在子午面截面上表示的葉片的傾斜角度的圖。圖4是表示投影到子午面截面的葉片的圖。圖5是從軸向觀察葉輪的吸入口而得到的圖。圖6是表示葉輪的葉片的前緣的形狀的示意圖。圖7是從徑向觀察葉輪的吹出口而得到的圖。圖8是從軸向觀察葉輪的吹出口而得到的圖。圖9是表示葉輪的葉片的后緣的形狀的示意圖。圖10是表示基于現有技術和本實施方式的葉片的形狀而引起的邊界層的成長的變化的實驗計測圖。圖11是表示現有技術的葉輪的葉片的前緣的形狀的示意圖。圖12是表示現有技術的葉輪的葉片的后緣的形狀的示意圖。具體實施方式以下，參照附圖來說明本專利技術的實施方式。需要說明的是，本專利技術不受以下的實施方式限定。另外，以下的實施方式中的構成要素包括本領域技術人員能夠且容易置換的要素或者實質上相同的要素。圖1是本實施方式的離心壓縮機的縱剖視圖。離心壓縮機1具備：殼體2，其通過將多個部分組合而構成；旋轉軸5，其經由省略圖示的軸承而以能夠繞該旋轉軸5的軸線L旋轉的方式支承于殼體2內；以及封閉型的葉輪6、6，其被設置為固定于旋轉軸5并與該旋轉軸5一體旋轉。即，本實施方式的離心壓縮機1是兩級式的離心壓縮機。就該離心壓縮機1而言，由省略圖示的驅動裝置驅動旋轉軸5而使葉輪6、6旋轉，由此經由設置于殼體2的吸入口10吸入作為壓縮對象的氣體或者空氣等流體。吸入口10經由形成于殼體2內的吸入空間10A而與吸入流路11連接，該吸入流路11沿著旋轉軸5的軸線L方向(軸向)彎曲，以與第一級的葉輪6的吸入口6A對置的方式開口。從吸入口10吸入后的流體借助第一級的葉輪6的旋轉而被賦予離心力，其運動能量由設置于葉輪6的吹出口6B的第一級的無葉擴壓器12轉換為壓力能量。進一步地，該流體經由回彎部14、回流葉片15而被導入下一級壓縮階段即第二級的葉輪6的吸入口6A。該壓縮流體借助第二級的葉輪6也同樣被賦予離心力，由第二級的無葉擴壓器12將運動能量轉換為壓力能量，進而成為高壓的壓縮流體并被噴出至渦旋部16。然后，從渦旋部16經由設置于殼體2的噴出口17而被向省略圖示的噴出配管送出。需要說明的是，圖1中的附圖標記18是為了調整葉輪6的軸向力而設置的平衡活塞。接著，對葉輪6進行說明。圖2是表示葉輪的局部放大圖。如圖2所示，葉輪6具備：輪轂20，其固接于旋轉軸5；護罩21，其以相對于輪轂20在徑向以及軸向上設置有間隙的方式配置；以及多個葉片22，其配置于輪轂20與護罩21之間。雖然省略圖示，該葉片22在軸線L的周圍隔開間隔地呈輻射狀配置。另外，葉片22的前緣22A位于葉輪6的吸入口6A側，后緣22B延伸到葉輪6的吹出口6B。此外，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種離心葉輪，其具備輪轂、護罩以及配置于所述輪轂與所述護罩之間的多個葉片，所述離心葉輪利用固定于所述輪轂的旋轉軸的旋轉將流體沿著徑向吹出，所述離心葉輪的特征在于，在將所述葉片的中弧線投影到規定的子午面截面時得到的投影線與該中弧線所成的角設為傾斜角度，并且將向所述旋轉軸的旋轉方向的相反方向的傾斜設為正的情況下，所述葉片形成為，該葉片的前緣的所述傾斜角度在所述輪轂側為0或為正，且隨著朝向所述護罩側而逐漸變大，并且所述傾斜角度在流動方向上從前緣朝向后緣而逐漸變小。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.09.18 JP 2014-1904681.一種離心葉輪，其具備輪轂、護罩以及配置于所述輪轂與所述護罩之間的多個葉片，所述離心葉輪利用固定于所述輪轂的旋轉軸的旋轉將流體沿著徑向吹出，所述離心葉輪的特征在于，在將所述葉片的中弧線投影到規定的子午面截面時得到的投影線與該中弧線所成的角設為傾斜角度，并且將向所述旋轉軸的旋轉方向的相反方向的傾斜設為正的情況下，所述葉片形成為，該葉片的前緣的所述傾斜角度在所述輪轂側為0或為正，且隨著朝向所述護罩側而逐漸變大，并且所述傾斜角度在流動方向上從前緣朝...

【專利技術屬性】
技術研發人員：枡谷穣，平田大輔，
申請(專利權)人：三菱重工業株式會社，三菱重工壓縮機有限公司，
類型：發明
國別省市：日本;JP