离心叶轮以及离心压缩机制造技术

本发明专利技术提供能够抑制边界层的发展而充分发挥性能的离心叶轮以及离心压缩机。叶轮具备轮毂(20)、护罩(21)以及配置于该轮毂(20)与护罩(21)之间的多个叶片(22)，叶轮利用固定于轮毂(20)的旋转轴的旋转将流体沿着径向吹出，其中，在将叶片(22)的中弧线(32)投影到规定的子午面截面时得到的投影线(33)与该中弧线(32)所成的角设为倾斜角度(γθ)，并且将向旋转轴的旋转方向的相反方向的倾斜设为正的情况下，叶片(22)形成为，该叶片(22)的前缘(22A)的倾斜角度(γθ)在轮毂(20)侧为0或为正，且随着朝向护罩(21)侧而逐渐变大，并且倾斜角度在流体的流动方向上从前缘朝向后缘而逐渐变小。

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.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及离心叶轮以及具备离心叶轮的离心压缩机。
技术介绍
通常，在石油化学工厂、天然气工厂等中，使用产业用离心压缩机。在这种离心压缩机中，使用具备固定于旋转轴的轮毂和配置于该轮毂的多个叶片并且利用旋转轴的旋转将流体沿着径向吹出的离心叶轮(例如，参照专利文献1)。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2004-044473号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题在现有技术的结构中，在从吸入口101侧观察离心叶轮的叶片100的情况下，如图11所示，在叶片100中，前缘102的中弧线(camberline)103与从旋转中心沿着径向延伸的直线104所成的角度在从轮毂侧的壁面105到护罩侧的壁面106的范围内大致形成为0°。另外，在从吹出口107侧观察叶片100的情况下，如图12所示，叶片100的包含后缘108的叶片后半部分以叶片100的负压面S与护罩侧的壁面106对置的方式沿着斜向倾斜。然而，在这种离心叶轮中，在形成流体的流路的护罩侧的壁面106上产生边界层109，该边界层109在叶片前半部分处的护罩侧的壁面106的减速区域发展。另外，在叶片100的表面上，在与因旋转而施加正压的正压面P相比减速大的负压面S上也发展有以前缘102为起点的边界层。该边界层在离心力的作用下被向半径上侧吸引而流入在护罩侧的壁面106上产生的边界层109并合体，由此，护罩侧的壁面106的边界层109进一步发展。可推定出这样发展的边界层在叶片后半部分也进一步成长，在叶片出口侧制造出大的能量亏损部分，因此会损害离心叶轮的性能。但是，在现有技术的结构中，未做出尤其是抑制在叶片前半部分处的护罩侧的壁面106上发展的边界层109的努力。本专利技术是鉴于这样的情况而做出的，其目的在于提供能够抑制边界层的发展而充分发挥性能的离心叶轮以及离心压缩机。用于解决课题的方案为了解决上述课题而达成目的，本专利技术的离心叶轮具备轮毂、护罩以及配置于所述轮毂与所述护罩之间的多个叶片，离心叶轮利用固定于轮毂的旋转轴的旋转将流体沿着径向吹出，离心叶轮的特征在于，在将叶片的中弧线投影到规定的子午面截面时得到的投影线与该中弧线所成的角设为倾斜角度，并且将向旋转轴的旋转方向的相反方向的倾斜设为正的情况下，叶片形成为，该叶片的前缘的倾斜角度在轮毂侧为0或为正，且随着朝向护罩侧而逐渐变大，并且倾斜角度在流动方向上从前缘朝向后缘而逐渐变小。根据该结构，叶片的前缘的倾斜角度在轮毂侧为0或正，且朝向护罩侧而逐渐变大，因此在从叶片的前缘到前半部分的范围内，叶片的正压面与护罩对置。因此，借助叶片的正压面的力将边界层向护罩侧压靠，由此能够抑制边界层的发展。另外，在叶片的负压面，边界层在离心力的作用下向负压面压靠，由此能够抑制边界层向护罩侧移动，能够抑制边界层的发展。而且，倾斜角度形成为在流动方向上从前缘朝向后缘而逐渐变小，因此，通过减少叶片的在叶片的后半部分的表面积，能够减小在叶片的后半部分在叶片表面上发展的边界层的量。由此，能够抑制在叶片出口侧产生能量亏损部分，充分发挥离心叶轮的性能。另外，在该结构中，优选的是，叶片的后缘的倾斜角度在轮毂侧为0或为正，且随着朝向护罩侧而逐渐变大。根据该结构，在叶片的后半部分，叶片的正压面也与护罩对置，因此借助叶片的正压面的力将边界层向护罩侧压靠，由此能够抑制边界层的发展。另外，优选叶片的后缘的倾斜角度在从轮毂侧到护罩侧的范围内为0或为正。另外，优选正的值接近0。根据该结构，叶片的后缘的长度成为最短距离，因此能够使来自叶片的后缘厚度部分的尾流的量最小化。而且，通过减少叶片的在叶片的后半部分的表面积，能够使在叶片的后半部分在叶片表面上发展的边界层的量与现有技术相比变小。另外，优选的是，叶片的前缘在投影到子午面截面时，在从轮毂侧到护罩侧的范围内形成为直线状，或者在轮毂侧与护罩侧之间形成为向流动方向上游侧凸出的形状。根据该结构，能够增大叶片的前缘的与护罩对置的部分的面积，与之相应地，能够更有效抑制边界层的发展。另外，离心压缩机具备上述的离心叶轮，因此能够抑制在叶片出口侧产生能量亏损部分，实现离心压缩机的压缩效率的提高。专利技术效果根据本专利技术的离心叶轮，叶片形成为该叶片的前缘的倾斜角度在轮毂侧为0或为正，且随着朝向护罩侧而逐渐变大，并且所述倾斜角度在流动方向上从前缘朝向后缘而逐渐变小，因此在从叶片的前缘到前半部分的范围内，叶片的正压面与护罩对置，由此能够抑制边界层的发展，能够抑制在叶片出口侧产生能量亏损部分，充分发挥离心叶轮的性能。附图说明图1是本实施方式的离心压缩机的纵剖视图。图2是表示叶轮的局部放大图。图3是用于说明在子午面截面上表示的叶片的倾斜角度的图。图4是表示投影到子午面截面的叶片的图。图5是从轴向观察叶轮的吸入口而得到的图。图6是表示叶轮的叶片的前缘的形状的示意图。图7是从径向观察叶轮的吹出口而得到的图。图8是从轴向观察叶轮的吹出口而得到的图。图9是表示叶轮的叶片的后缘的形状的示意图。图10是表示基于现有技术和本实施方式的叶片的形状而引起的边界层的成长的变化的实验计测图。图11是表示现有技术的叶轮的叶片的前缘的形状的示意图。图12是表示现有技术的叶轮的叶片的后缘的形状的示意图。具体实施方式以下，参照附图来说明本专利技术的实施方式。需要说明的是，本专利技术不受以下的实施方式限定。另外，以下的实施方式中的构成要素包括本领域技术人员能够且容易置换的要素或者实质上相同的要素。图1是本实施方式的离心压缩机的纵剖视图。离心压缩机1具备：壳体2，其通过将多个部分组合而构成；旋转轴5，其经由省略图示的轴承而以能够绕该旋转轴5的轴线L旋转的方式支承于壳体2内；以及封闭型的叶轮6、6，其被设置为固定于旋转轴5并与该旋转轴5一体旋转。即，本实施方式的离心压缩机1是两级式的离心压缩机。就该离心压缩机1而言，由省略图示的驱动装置驱动旋转轴5而使叶轮6、6旋转，由此经由设置于壳体2的吸入口10吸入作为压缩对象的气体或者空气等流体。吸入口10经由形成于壳体2内的吸入空间10A而与吸入流路11连接，该吸入流路11沿着旋转轴5的轴线L方向(轴向)弯曲，以与第一级的叶轮6的吸入口6A对置的方式开口。从吸入口10吸入后的流体借助第一级的叶轮6的旋转而被赋予离心力，其运动能量由设置于叶轮6的吹出口6B的第一级的无叶扩压器12转换为压力能量。进一步地，该流体经由回弯部14、回流叶片15而被导入下一级压缩阶段即第二级的叶轮6的吸入口6A。该压缩流体借助第二级的叶轮6也同样被赋予离心力，由第二级的无叶扩压器12将运动能量转换为压力能量，进而成为高压的压缩流体并被喷出至涡旋部16。然后，从涡旋部16经由设置于壳体2的喷出口17而被向省略图示的喷出配管送出。需要说明的是，图1中的附图标记18是为了调整叶轮6的轴向力而设置的平衡活塞。接着，对叶轮6进行说明。图2是表示叶轮的局部放大图。如图2所示，叶轮6具备：轮毂20，其固接于旋转轴5；护罩21，其以相对于轮毂20在径向以及轴向上设置有间隙的方式配置；以及多个叶片22，其配置于轮毂20与护罩21之间。虽然省略图示，该叶片22在轴线L的周围隔开间隔地呈辐射状配置。另外，叶片22的前缘22A位于叶轮6的吸入口6A侧，后缘22B延伸到叶轮6的吹出口6B。此外，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离心叶轮，其具备轮毂、护罩以及配置于所述轮毂与所述护罩之间的多个叶片，所述离心叶轮利用固定于所述轮毂的旋转轴的旋转将流体沿着径向吹出，所述离心叶轮的特征在于，在将所述叶片的中弧线投影到规定的子午面截面时得到的投影线与该中弧线所成的角设为倾斜角度，并且将向所述旋转轴的旋转方向的相反方向的倾斜设为正的情况下，所述叶片形成为，该叶片的前缘的所述倾斜角度在所述轮毂侧为0或为正，且随着朝向所述护罩侧而逐渐变大，并且所述倾斜角度在流动方向上从前缘朝向后缘而逐渐变小。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.18 JP 2014-1904681.一种离心叶轮，其具备轮毂、护罩以及配置于所述轮毂与所述护罩之间的多个叶片，所述离心叶轮利用固定于所述轮毂的旋转轴的旋转将流体沿着径向吹出，所述离心叶轮的特征在于，在将所述叶片的中弧线投影到规定的子午面截面时得到的投影线与该中弧线所成的角设为倾斜角度，并且将向所述旋转轴的旋转方向的相反方向的倾斜设为正的情况下，所述叶片形成为，该叶片的前缘的所述倾斜角度在所述轮毂侧为0或为正，且随着朝向所述护罩侧而逐渐变大，并且所述倾斜角度在流动方向上从前缘朝...

【专利技术属性】
技术研发人员：枡谷穣，平田大辅，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，三菱重工压缩机有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP