叶轮、离心压缩机以及制冷循环装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供叶轮、离心压缩机及制冷循环装置。使叶片间的流路中的流体的速度的分布适当化。本公开的叶轮具备轮毂和多个叶片。叶片具有位于轮毂的顶面侧的前缘部分和位于轮毂的底面侧的主体部分。在与轮毂相接侧的相反侧，前缘部分的前端和主体部分的前端从轮毂的顶面侧朝向底面侧延伸。从与叶轮的旋转轴垂直的半径方向俯视叶片时，前缘部分的前端的轮廓为直线状，主体部分的前端的轮廓为曲线状。

Impeller, centrifugal compressor, and refrigeration cycle device

The invention provides an impeller, a centrifugal compressor and a refrigeration cycle device. Make the distribution of the velocity of the fluid in the flow path between the blades appropriate. The impeller disclosed herein has a hub and a plurality of vanes. The blade has a leading edge portion at the top side of the hub and a body portion located at the bottom side of the hub. At the opposite side of the hub, the front end of the leading edge portion and the front portion of the main body extend from the top side of the hub toward the bottom side. When the blade is viewed from the vertical direction of the rotation axis of the impeller, the front end of the leading edge is in a straight line shape, and the front end of the main body is in a curve shape.

【技术实现步骤摘要】
叶轮、离心压缩机以及制冷循环装置
本公开涉及叶轮、离心压缩机以及制冷循环装置。
技术介绍
将使用于离心压缩机的旋转部件中的、通过主要在旋转切线方向上对吸入的流体进行加速来对流体施加动能的部件称为叶轮。叶轮通常具有近似于圆锥台的形状，以连结小径的顶面的中心与大径的底面的中心的直线为轴而旋转。如非专利文献1所记载那样，叶轮具有呈辐射状地配置的多个叶片(blade)。叶片在其前缘对吸入到离心压缩机的流体以某角度进行碰撞。因该碰撞，在叶片的表面(负压面)与背面(正压面)之间产生速度差，对流体施加动能。在叶片的从前缘到后缘为止的区间，因叶轮的旋转半径的增大，主要与旋转切线方向有关的流体的分速度增加。在叶轮具有最大外径的位置处分速度的增加为最大，可决定施加于流体的动能的总量。另外，通过以随着从叶片的前缘朝向后缘行进而叶片间截面的截面面积减少的方式设计叶轮，能够防止沿着叶片的表面的方向上的流体的速度减速。叶轮的内部(叶片间的流路)中的流体的速度即叶片的表面的流体的速度依赖于对于搭载有该叶轮的压缩机求得的压力比。例如，在应该压缩的流体为空气、压力比超过4的压缩机的情况下，在叶片的前缘从叶片观察到的流体的速度(相对速度)达到跨音速。在非专利文献1中，记载有以压力比8为目标的离心压缩机。在该情况下，叶片的前缘的相对速度为马赫数1.2左右的高跨音速。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2014/073377号专利文献2：国际公开第2014/199498号专利文献3：日本特开2011-117346号公报专利文献4：美国专利申请公开第2008/0229742号说明书非专利文献非专利文献1：ColinOsborneetal.著，《AERODYNAMICANDMECHANICALDESIGNOFAN8：1PRESSURERATIOCENTRIFUGALCOMPRESSOR》，NASACR-134782，1975年4月
技术实现思路
叶轮的叶片间的流路中的流体的流动非常复杂。在复杂的流场中产生速度慢且高强度的涡流(流动的涡度高的涡流)，所以会妨碍从叶片向流体高效地施加动能。另外，因涡流中的流体的摩擦而会产生损失。这成为压力比和绝热效率的下降的主要原因。本公开以提供一种用于使叶片间的流路中的流体的速度的分布适当化而提高离心压缩机的效率的技术为目的。即，本公开提供一种叶轮，其是离心压缩机用的叶轮，具备：轮毂，其具有顶面、底面以及外周面；和固定于所述轮毂、并呈辐射状地设置于所述轮毂的外周面上的多个叶片，所述叶片具有位于所述轮毂的顶面侧的前缘部分和位于所述轮毂的底面侧的主体部分，在所述叶片的与固定于所述轮毂侧相反的一侧，所述前缘部分的前端和所述主体部分的前端从所述轮毂的所述顶面侧朝向所述底面侧延伸，在从与所述叶轮的旋转轴垂直的半径方向俯视所述叶片时，所述前缘部分的所述前端的轮廓为直线状，所述主体部分的所述前端的轮廓为曲线状。根据本公开，能够使叶片间的流路中的流体的速度的分布适当化而提高离心压缩机的效率。附图说明图1是本公开的一实施方式的离心压缩机的剖视图。图2是图1所示的离心压缩机的叶轮的子午面投影图。图3A是叶轮的主叶片的概略性立体图。图3B是叶轮的主叶片的局部放大侧视图。图4是表示叶片角度βb与距前缘的距离的关系的图表。图5是表示图1所示的离心压缩机的叶轮的轮毂比的图。图6是使用了图1所示的离心压缩机的制冷循环装置的构成图。图7是以往的叶轮的主叶片的局部放大侧视图。具体实施方式本专利技术人详细地分析了叶轮的内部(叶片间的流路)中的流体(例如，水蒸气)的流动。其结果，查明了下述情况：因大规模的涡流汇流和溃散，导致在叶轮的内部产生流动堵塞了的区域(流动非常慢的区域)。本专利技术人专心研究能够抑制大规模的涡流的汇流和溃散的叶片的形状，其结果，想出了本公开的叶轮。本公开的第1技术方案的叶轮是一种离心压缩机用的叶轮，具备：轮毂，其具有顶面、底面以及外周面；和固定于所述轮毂、并呈辐射状地设置于所述轮毂的外周面上的多个叶片，所述叶片具有位于所述轮毂的顶面侧的前缘部分和位于所述轮毂的底面侧的主体部分，在所述叶片的与固定于所述轮毂侧相反的一侧，所述前缘部分的前端和所述主体部分的前端从所述轮毂的所述顶面侧朝向所述底面侧延伸，在从与所述叶轮的旋转轴垂直的半径方向俯视所述叶片时，所述前缘部分的所述前端的轮廓为直线状，所述主体部分的所述前端的轮廓为曲线状。本公开的第1技术方案的叶轮的另一表现，是一种离心压缩机用的叶轮，具备：轮毂，其具有顶面、底面以及外周面；和固定于所述轮毂、并呈辐射状地设置于所述轮毂的外周面上的多个叶片，所述叶片具有位于所述轮毂的顶面侧的前缘部分和位于所述轮毂的底面侧的主体部分，所述前缘部分包括前缘，该前缘构成与所述叶轮的旋转轴平行的方向上的所述叶片的一端，所述前缘部分的前端和所述主体部分的前端从所述轮毂的所述顶面侧朝向所述底面侧延伸，所述前缘部分的所述前端和所述主体部分的所述前端构成与所述叶轮的旋转轴垂直的半径方向上的所述叶片的一端，在位于所述一端的相反侧的另一端，所述叶片固定于所述轮毂，在从所述半径方向俯视所述叶片时，所述前缘部分的所述前端的轮廓为直线状，所述主体部分的所述前端的轮廓为曲线状。根据第1技术方案的叶轮，在叶轮的内部(叶片间的流路)中，即使因边界层的剥离和/或叶片端处的漏流产生高强度的涡流，也可抑制上述涡流的汇流和大规模化。换言之，能够使叶片间的流路中的流体的速度的分布适当化。其结果，可抑制叶轮的内部中的堵塞而使流体顺畅地流动，能够高效地从叶片向流体施加动能。尤其是，根据第1技术方案，即使在低雷诺数和低比速的运转条件下，也能够维持压缩机的性能。只要使用第1技术方案的叶轮，就能够高效率地压缩低密度且高粘度的流体(例如，水蒸气)。在本公开的第2技术方案中，例如，第1技术方案的叶轮的所述叶片包括正压面和负压面，从所述半径方向俯视所述叶片时的所述前缘部分的所述前端的轮廓包括所述正压面侧的第1上游部分和所述负压面侧的第2上游部分，所述第1上游部分和所述第2上游部分双方为直线状，从所述半径方向俯视所述叶片时的所述主体部分的所述前端的轮廓包括所述正压面侧的第1下游部分和所述负压面侧的第2下游部分，所述第1下游部分和所述第2下游部分双方为曲线状。根据这样的构造，能够切实地获得第1技术方案中的效果。在本公开的第3技术方案中，例如，在通过将所述叶片旋转投影于第1技术方案或第2技术方案的叶轮的包含所述旋转轴的子午面而得到的子午面投影图中，在将平行于所述叶轮的所述旋转轴的轴向上的所述叶片的全长定义为子午面长度时，所述前缘部分在所述子午面投影图中占据从所述叶片的前缘的位置到朝向所述轴向行进所述子午面长度的5％的位置为止。只要对前缘部分的范围进行某种程度限制，就能够避免叶片的长度不足，所以能够对流体施加足够的能量。在本公开的第4技术方案中，例如，第1技术方案～第3技术方案中的任一技术方案的叶轮的所述多个叶片各自构成所述叶轮的主叶片，所述叶轮还具备多个副叶片，所述多个副叶片分别配置于在所述叶轮的周向上彼此相邻的所述主叶片与所述主叶片之间。考虑根据离心压缩机所要求的最大流量求得的临界截面面积(叶片间的流路的最小截面面积)，可以设置具有切断主叶片而得到的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种叶轮，是离心压缩机用的叶轮，具备：具有顶面、底面以及外周面的轮毂；和固定于所述轮毂并呈辐射状地设置于所述轮毂的外周面上的多个叶片，所述叶片具有位于所述轮毂的顶面侧的前缘部分和位于所述轮毂的底面侧的主体部分，在所述叶片的与固定于所述轮毂侧相反的一侧，所述前缘部分的前端和所述主体部分的前端从所述轮毂的所述顶面侧朝向所述底面侧延伸，在从垂直于所述叶轮的旋转轴的半径方向俯视所述叶片时，所述前缘部分的所述前端的轮廓为直线状，所述主体部分的所述前端的轮廓为曲线状。

【技术特征摘要】
2016.01.25 JP 2016-0117851.一种叶轮，是离心压缩机用的叶轮，具备：具有顶面、底面以及外周面的轮毂；和固定于所述轮毂并呈辐射状地设置于所述轮毂的外周面上的多个叶片，所述叶片具有位于所述轮毂的顶面侧的前缘部分和位于所述轮毂的底面侧的主体部分，在所述叶片的与固定于所述轮毂侧相反的一侧，所述前缘部分的前端和所述主体部分的前端从所述轮毂的所述顶面侧朝向所述底面侧延伸，在从垂直于所述叶轮的旋转轴的半径方向俯视所述叶片时，所述前缘部分的所述前端的轮廓为直线状，所述主体部分的所述前端的轮廓为曲线状。2.根据权利要求1所述的叶轮，所述叶片包括正压面和负压面，从所述半径方向俯视所述叶片时的所述前缘部分的所述前端的轮廓，包括所述正压面侧的第1上游部分和所述负压面侧的第2上游部分，所述第1上游部分和所述第2上游部分双方为直线状，从所述半径方向俯视所述叶片时的所述主体部分的所述前端的轮廓，包括所述正压面侧的第1下游部分和所述负压面侧的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：田口英俊，鶸田晃，尾形雄司，庄山直芳，甲田和之，木村航太，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP