离心式涡轮机制造技术

一种离心多级泵，其特征在于，在供流体向朝向旋转轴(2)的返回方向流动的返回流路(5)中，将旋转轴(2)的轴向作为高度方向，回流叶片(6)配设成以中心线(CL)为中心的多重的圆形叶片列状，该回流叶片(6)的叶片面是使返回流路(5)中的流体的流动从以中心线(CL)为中心的周向转向到朝向旋转轴(2)的径向的曲面，以与旋转轴(2)的轴向垂直的平面将回流叶片(6)中的配置在最上游侧(Up)的外叶片(60)剖开而得到的叶片截面(60c)的中弧线(Ln1)，呈在高度方向上不同的弯曲形状。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及离心式涡轮机。
技术介绍
作为本
的
技术介绍
，例如，在专利文献I中，记载了“侧板12在面向扩大通路14的部分的、比扩散器叶片13a的负压面13al的后缘13al0靠出口侧，具备半开部通路15，所述扩大通路14被夹在其扩散器叶片13a和与之相邻的扩散器叶片13b之间，所述返回流路4使流动从大致离心方向转向到大致轴向并向返回流路4引导。各扩散器叶片13a、13b、13c…成为如下构造:各自的压力面13a2、13b2、13c2…中的、面向半开部通路15的部位中的一部分13a20、13b20、13c20朝向轴向下游侧逐渐呈锥形地薄壁化。”(参照摘要)。在先技术文献专利文献专利文献1:日本特开平11-324987号公报专利文献2:日本特开2007-247622号公报非专利文献非专利文献1:金元敏明等，“离心涡轮机的返回流路用圆形叶片列相关的研究(第4报)”，日本机械学会论文集(B编)，52卷473号(昭和61年)，76页?84页
技术实现思路
专利技术所要解决的课题然而，在专利文献1、2记载的离心式涡轮机的形状(扩散器叶片、回流叶片、扩大通路等的形状)中，在为了小型化等而要求缩小回流叶片的径向长度的情况下，在回流叶片的出入口之间所要求的转向量相对于叶片的长度相对变大。因此，伴随着离心式涡轮机的小型化，需要加大以与主轴(旋转轴)的轴向垂直的平面剖开叶片而得到的截面(翼形)的中弧线的翘曲，产生流动的剥离的可能性较高。也就是说，专利文献1、2记载的离心式涡轮机不是适合于小型化的形状，关于小型化，存在改善的余地。另外，专利文献I记载的离心式涡轮机中，回流叶片入口的流路宽度方向上的周向的流体速度(流速)分布大致一样，与此相对，子午面速度(沿着子午面的速度)产生较大的差。也就是说，在回流叶片入口，沿着子午面的流体的流速在旋转轴的轴向(回流叶片的高度方向)上较大地变化。这是由于:在使流体的流动转向的U形转向流路中，内侧的流动和外侧的流动在转向时的曲率不同，流体的流动偏向曲率小的外侧，外侧的流动的流速变快。而且，当通过小型化而使得流路(扩散器等)的截面积变小时，流路中的流速增大，由此，子午面速度之差(回流叶片的高度方向上的速度差)进一步扩大。结果，在回流叶片入口，叶片角度与流体的流入角度的角度差变大而产生剥离的可能性变高，关于该点，也存在改善的余地。在非专利文献I中，记载了如下技术:通过将回流叶片配置成双重的圆形叶片列(前段叶片列和后段叶片列)，来解决由于回流叶片的叶片面的长度缩小而产生的问题。根据非专利文献I，通过将回流叶片配置成后段叶片列和前段叶片列这样的双重的圆形叶片列，所述后段叶片列配置在以旋转轴为中心的径向内侧，所述前段叶片列配置在径向外侧，从而叶片面的流线方向上的长度被一分为二，由此能够抑制边界层的扩展。当边界层的扩展被抑制时，二次流动变弱，回流叶片处的流动均匀化，回流叶片下游的混合损失减少，离心式祸轮机的效率提尚。另外，即使是以与旋转轴的轴向垂直的平面剖开而得到的翼形的中弧线的翘曲较大且边界层容易扩展这种形状的回流叶片，也能够通过使流速大的高能流体沿着配置于前段叶片列的外叶片的凹面流动后，使之流入到配置于后段叶片列的内叶片的凸面侧，从而能够抑制流动的剥离。然而，即使是回流叶片配置成双重的圆形叶片列的结构，当回流叶片入口处的叶片角度与流体的流入角度产生差时，会产生流动的剥离而导致离心式涡轮机的效率下降。而且，在非专利文献I中，对抑制因回流叶片入口处的子午面速度之差而产生的效率下降未充分地研究。因此，本专利技术的特征在于提供一种离心式涡轮机，其具有能够抑制小型化时的效率下降这种形状的回流叶片。用于解决问题的手段为了解决上述课题，本专利技术具有如下特征:在从扩散器起经由转向部流入到返回流路这种结构的离心式涡轮机中，返回流路中设置的回流叶片配置成多重的圆形叶片列状，并且返回流路的入口处的回流叶片的叶片角度在轴向(高度方向)上不同。专利技术效果根据本专利技术，能够提供一种离心式涡轮机，其具有能够抑制小型化时的效率下降这种形状的回流叶片。【附图说明】图1是实施例1的离心多级栗的剖视图。图2是表示扩散器、U形转向流路以及返回流路的结构的剖视图。图3是图2中的Secl-Secl处的剖视图。图4(a)是图2中的Sec2_Sec2处的剖视图，(b)是回流叶片的放大图。图5(a)是回流叶片入口部的放大图，(b)是表示U形转向流路中的流体的流动的图。图6是表示实施例2的外叶片与内叶片的形状的图。图7是表示实施例3的外叶片与内叶片的形状的图。【具体实施方式】以下，适当参照附图，详细说明本专利技术的实施例。此外，在以下说明中，将离心多级栗作为离心式涡轮机的一例，但本专利技术可广泛应用于离心多级栗以外的离心式涡轮机。实施例1图1是实施例1的离心多级栗的剖视图，图2是表示扩散器、U形转向流路以及返回流路的结构的剖视图。如图1所示，在旋转轴2(主轴)上安装多片(在图1中为8级)离心叶轮3而构成实施例I的离心多级栗1(离心式涡轮机)，所述旋转轴2与未图示的动力源(电动机等)连接并收纳于壳体14。多片离心叶轮3在旋转轴2的轴向上排列而配置，上游侧(Up)的离心叶轮3与下游侧(Dn)的离心叶轮3之间成为流体的流路(扩散器4、U形转向流路5a、返回流路5)。此外，离心叶轮3的数量不限定于8级。在实施例1中，离心多级栗I的上游(Up)和下游(Dn)是流体的流动的上游和下游，在旋转轴2的轴向上，将吸入口 Ia所处的侧设为上游(轴向上游)，将排出口 Ib所处的侧设为下游(轴向下游)。另外，在扩散器4中，将旋转轴2所处的侧设为上游，将外周侧设为下游，在返回流路5中，将外周侧设为上游，将旋转轴2所处的侧设为下游。在这里所说的外周侧设为以旋转轴2的中心线CL为中心的圆周的外周侧(以下相同)。如图2所示，相邻的离心叶轮3之间的流路包括扩散器4、U形转向流路5a(转向部)以及返回流路5而构成。而且，在扩散器4具备扩散器叶片9，在返回流路5具备回流叶片6。另夕卜，离心叶轮3具有多个(例如7片)叶片30。扩散器4、U形转向流路5a以及返回流路5设置在侧板10与载台(stage)7之间，所述侧板10成为扩散器4与返回流路5之间的分隔壁，所述载台7与壳体14 一体构成并以覆盖离心叶轮3的方式设置。此外，扩散器叶片9将沿着旋转轴2的中心线CL的方向(旋转轴2的轴向)设为高度Hd。另外，回流叶片6将旋转轴2的轴向设为高度Hr。也就是说，扩散器叶片9将旋转轴2的轴向作为高度Hd的方向而竖立设置于侧板10，回流叶片6将旋转轴2的轴向作为高度Hr的方向而竖立设置于侧板10。另外，侧板1在以旋转轴2的中心线CL为中心的径向上扩展。离心叶轮3配置在以旋转轴2的中心线CL为中心的径向的中心侧，并具有:沿旋转轴2的轴向吸入流体的流入部3b和在径向外侧沿径向排出流体的流出部3a。另外，U形转向流路5a的一部分成为半开部通路12。后面将说明半开部通路12的详细情况。从配设于旋转轴2的轴向上游(Up)的离心叶轮3(上游叶轮3U)的流出部3a排出的流体，按扩散器4、U形转向流路5a(半开部通路12)以及返回流路5的顺序流动，并从流入部3b流入到配设于旋转轴2的轴向下游(Dn)的离心叶轮3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离心式涡轮机，其特征在于，具备：安装在旋转轴上的多片离心叶轮；扩散器，所述扩散器使从所述离心叶轮流出的流体向从所述旋转轴离开的离心方向流动；返回流路，所述返回流路使流入到所述离心叶轮的所述流体向朝向所述旋转轴的返回方向流动；侧板，所述侧板向以所述旋转轴的中心线为中心的径向扩展而形成所述扩散器与所述返回流路的分隔壁；多个回流叶片，所述多个回流叶片以所述旋转轴的轴向为高度方向而竖立设置于所述侧板，并配设成以所述中心线为中心的圆形叶片列状而设置在所述返回流路中；以及转向部，所述转向部将流过了所述扩散器的所述流体的流动从所述离心方向转向到所述轴向，进而从所述轴向转向到所述返回方向，所述圆形叶片列设置成多重，所述回流叶片从所述返回流路中的所述流体的流动的上游侧朝向下游侧配置成多列，所述回流叶片的引导所述流体的叶片面是使所述返回流路中的所述流体的流动从以所述中心线为中心的周向转向到朝向所述旋转轴的径向的曲面，以与所述轴向垂直的平面将所述回流叶片中的配置在最上游侧的外叶片剖开而得到的截面的中弧线，呈在从所述侧板起的所述高度方向上不同的弯曲形状。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：鸟居大地，长原孝英，片山大树，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP