压缩机叶轮及其制造方法技术

一种压缩机叶轮，具有：轮毂；叶片组，其由在轮毂的外周面沿周向排列的多个叶片构成，叶片各自的前缘的轮毂侧端部在同一圆上对齐；多个叶片包含至少一个第一叶片和形状与第一叶片不同的至少一个第二叶片，当在压缩机叶轮的径向上的相同位置将第一叶片的前缘的叶片角与第二叶片的前缘的叶片角进行比较时，在压缩机叶轮的径向上的至少一部分范围内，第一叶片的前缘的叶片角与第二叶片的前缘的叶片角不同。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】压缩机叶轮及其制造方法
本公开涉及一种压缩机叶轮及其制造方法。
技术介绍
离心压缩机、轴流压缩机及轴流压缩机等压缩机利用压缩机叶轮的旋转向流体施加动能，将该动能转换为压力而获得高压的流体。这种压缩机在较大的工作范围内要求高压力比和高效化，进行了各种尝试。专利文献1中公开了一种以抑制旋转失速为目的的离心压缩机。旋转失速是指，当在低流量区域中运转时，叶片上产生的失速区域以比叶轮的周速度慢的速度沿旋转方向从叶片向叶片传播的不稳定现象。在产生了旋转失速后，如果使流量进一步减小，就会产生伴有较强声响的流体流脉动(喘振)，达到压缩机的运转极限。因此，为了扩大压缩机稳定工作的工作范围，要求抑制旋转失速。在专利文献1记载的压缩机中，通过设置抑制部件来谋求抑制旋转失速，其中，抑制部件在与叶轮的叶片前缘相比更靠上游侧的位置设置于外壳的内周面或叶轮的旋转轴的外周面并相对于叶片相对旋转，抑制在叶片的前缘附近形成的流体的漩涡的成长。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2014-118916号公报
技术实现思路
专利技术所解决的技术问题在专利文献1记载的压缩机中，为了抑制旋转失速，需要在相比叶轮的叶片前缘更靠上游侧的外壳内周面或叶轮外周面追加设置相对于叶片相对旋转的抑制部件，因此必要的部件数量增加，压缩机的结构复杂。本专利技术是鉴于上述技术问题而做出的，提供一种能够通过简单的结构抑制旋转失速的压缩机叶轮及其制造方法。用于解决技术问题的手段(1)本专利技术的至少一实施方式的压缩机叶轮具有：轮毂；叶片组，其由在所述轮毂的外周面沿周向排列的多个叶片构成，所述叶片各自的前缘的轮毂侧端部在同一圆上对齐；所述多个叶片包含至少一个第一叶片和形状与所述第一叶片不同的至少一个第二叶片，当在所述压缩机叶轮的径向上的相同位置将所述第一叶片的前缘的叶片角与所述第二叶片的前缘的叶片角进行比较时，在所述压缩机叶轮的径向上的至少一部分范围内，所述第一叶片的前缘的叶片角与所述第二叶片的前缘的叶片角不同。在上述(1)记载的压缩机叶轮中，对于前缘的轮毂侧端部在同一圆上对齐的叶片组而言，当在压缩机叶轮的径向上的相同位置将第一叶片的前缘的叶片角与第二叶片的前缘的叶片角进行比较时，在压缩机叶轮的径向上的至少一部分范围内，第一叶片的前缘的叶片角与第二叶片的前缘的叶片角不同。因此，能够使前缘的轮毂侧端部在同一圆上对齐的多个叶片的失速特性中的第一叶片的失速特性与第二叶片的失速特性不同。因此，与使上述多个叶片的形状相同的情况相比，能够阻碍旋转失速的均匀传播及发展。由此，能够改善压缩机的低流量侧的特性。另外，因为不需要现有技术(日本特开2014-118916)中记载的作为追加部件的抑制部件，所以与该现有技术相比能够简化结构。(2)在几个实施方式中，在上述(1)记载的压缩机叶轮的基础上，所述至少一个第一叶片包含多个第一叶片，所述至少一个第二叶片包含多个第二叶片，所述叶片组所具有的所述第二叶片的片数少于所述叶片组所具有的所述第一叶片的片数，所述多个第二叶片包含在彼此之间不配置所述第一叶片的一对第二叶片。根据上述(2)记载的压缩机叶轮，因为失速特性与比较多的第一叶片不同的比较少的第二叶片沿叶轮的周向连续地排列，所以能够提高上述阻碍旋转失速的均匀传播及发展的效果。(3)在几个实施方式中，在上述(1)或(2)记载的压缩机叶轮的基础上，所述叶片组所具有的所述第二叶片的片数少于所述叶片组所具有的所述第一叶片的片数，当在所述压缩机叶轮的径向上的相同位置将所述第一叶片的前缘的叶片角与所述第二叶片的前缘的叶片角进行比较时，在所述压缩机叶轮的径向上的至少一部分范围内，所述第二叶片的前缘的叶片角大于所述第二叶片的前缘的叶片角。在上述(3)记载的压缩机叶轮中，片数相对较多的第一叶片的前缘的叶片角是考虑了大流量侧的吸入风量的比较小的叶片角，而片数相对较少的第二叶片的前缘的叶片角是与小流量侧相匹配的(在低流速时也很难失速的)比较大的叶片角。因此，能够抑制压缩机叶轮的吸入风量的降低，并且能够阻碍旋转失速的均匀传播及发展。(4)在几个实施方式中，在上述(3)记载的压缩机叶轮的基础上，所述第二叶片的前缘的叶尖侧端部处的叶片角大于所述第一叶片的前缘的叶尖侧端部处的叶片角。根据本专利技术的专利技术人的见解，压缩机叶轮容易在叶片的叶尖侧的区域产生旋转失速。因此，通过如上述(4)记载的那样使第二叶片的前缘的叶尖侧端部处的叶片角大于第一叶片的前缘的叶尖侧端部处的叶片角，能够有效抑制旋转失速。(5)在几个实施方式中，在上述(4)记载的压缩机叶轮的基础上，所述第二叶片的前缘的叶尖侧端部处的叶片角比所述第一叶片的前缘的叶尖侧端部处的叶片角大5度以上。根据上述(5)记载的压缩机叶轮，能够高程度地起到上述(4)记载的效果。(6)在几个实施方式中，在上述(4)或(5)记载的压缩机叶轮的基础上，所述第一叶片的前缘的轮毂侧端部处的叶片角等于所述第二叶片的前缘的轮毂侧端部处的叶片角。如上所述，压缩机叶轮容易在叶片的叶尖侧的区域产生旋转失速，所以即便使第二叶片的前缘的轮毂侧端部处的叶片角大于第一叶片的前缘的轮毂侧端部处的叶片角，抑制旋转失速的效果也比较小。另外，将第二叶片构成为在压缩机叶轮的径向上的较大范围内具有与小流量侧相匹配的较大的叶片角，这是导致压缩机叶轮的吸入风量降低的主要原因。因此，通过使第二叶片的前缘的叶尖侧端部处的叶片角大于第一叶片的前缘的叶尖侧端部处的叶片角，并且如上述(6)记载的那样使第一叶片的前缘的轮毂侧端部处的叶片角等于第二叶片的前缘的轮毂侧端部处的叶片角，能够抑制压缩机叶轮的吸入风量的降低，并且能够阻碍旋转失速的均匀传播及发展。(7)在几个实施方式中，在上述(6)记载的压缩机叶轮的基础上，当在所述压缩机叶轮的径向上的相同位置将所述第一叶片的前缘的叶片角与所述第二叶片的前缘的叶片角进行比较时，在所述压缩机叶轮的径向上的所述第二叶片的叶片高度的50％以上的规定位置到叶尖侧端部的范围内，所述第二叶片的前缘的叶片角大于所述第一叶片的前缘的叶片角，在所述压缩机叶轮的径向上的所述第二叶片的轮毂侧端部到所述规定位置的范围内，所述第二叶片的前缘的叶片角等于所述第一叶片的前缘的叶片角。根据上述(7)记载的压缩机叶轮，能够高程度地起到上述(6)记载的效果。(8)在几个实施方式中，在上述(1)至(7)中任一项记载的压缩机叶轮的基础上，所述第一叶片与所述第二叶片仅所述压缩机叶轮的轴向上的从基准位置起的上游侧的形状不同，所述压缩机叶轮的轴向上的从所述基准位置起的下游侧的形状相同。叶片弯度和叶片后缘的叶片角对叶片性能影响很大，所以上述多个叶片的后缘侧的形状优选相同。因此，在上述(8)记载的压缩机叶轮中，第一叶片和第二叶片仅使容易给旋转失速带来改善的前缘侧的形状(压缩机叶轮的轴向上的从基准位置起的上游侧的形状)不同，使难以给旋转失速带来改善且容易给叶片性能带来影响的后缘侧的形状(压缩机叶轮的轴向上的从基准位置起的下游侧的形状)相同。由此，能够抑制叶片性能的降低并且抑制旋转失速，所以能够有效提高压缩机叶轮的性能。(9)在几个实施方式中，在上述(8)记载的压缩机叶轮的基础上，从与所述第二叶片的负压面侧邻接的所述叶片的前缘的叶尖侧端部向所述第二叶片的所述负压面引本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压缩机叶轮，具有：轮毂；叶片组，其由在所述轮毂的外周面沿周向排列的多个叶片构成，所述叶片各自的前缘的轮毂侧端部在同一圆上对齐；所述压缩机叶轮的特征在于，所述多个叶片包含至少一个第一叶片和形状与所述第一叶片不同的至少一个第二叶片，当在所述压缩机叶轮的径向上的相同位置将所述第一叶片的前缘的叶片角与所述第二叶片的前缘的叶片角进行比较时，在所述压缩机叶轮的径向上的至少一部分范围内，所述第一叶片的前缘的叶片角与所述第二叶片的前缘的叶片角不同。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种压缩机叶轮，具有：轮毂；叶片组，其由在所述轮毂的外周面沿周向排列的多个叶片构成，所述叶片各自的前缘的轮毂侧端部在同一圆上对齐；所述压缩机叶轮的特征在于，所述多个叶片包含至少一个第一叶片和形状与所述第一叶片不同的至少一个第二叶片，当在所述压缩机叶轮的径向上的相同位置将所述第一叶片的前缘的叶片角与所述第二叶片的前缘的叶片角进行比较时，在所述压缩机叶轮的径向上的至少一部分范围内，所述第一叶片的前缘的叶片角与所述第二叶片的前缘的叶片角不同。2.如权利要求1所述的压缩机叶轮，其特征在于，所述至少一个第一叶片包含多个第一叶片，所述至少一个第二叶片包含多个第二叶片，所述叶片组所具有的所述第二叶片的片数少于所述叶片组所具有的所述第一叶片的片数，所述多个第二叶片包含在彼此之间不配置所述第一叶片的一对第二叶片。3.如权利要求1或2所述的压缩机叶轮，其特征在于，所述叶片组所具有的所述第二叶片的片数少于所述叶片组所具有的所述第一叶片的片数，当在所述压缩机叶轮的径向上的相同位置将所述第一叶片的前缘的叶片角与所述第二叶片的前缘的叶片角进行比较时，在所述压缩机叶轮的径向上的至少一部分范围内，所述第二叶片的前缘的叶片角大于所述第一叶片的前缘的叶片角。4.如权利要求3所述的压缩机叶轮，其特征在于，所述第二叶片的前缘的叶尖侧端部处的叶片角大于所述第一叶片的前缘的叶尖侧端部处的叶片角。5.如权利要求4所述的压缩机叶轮，其特征在于，所述第二叶片的前缘的叶尖侧端部处的叶片角比所述第一叶片的前缘的...

【专利技术属性】
技术研发人员：岩切健一郎，富田勋，茨木诚一，
申请(专利权)人：三菱重工发动机和增压器株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP