离心压缩机的叶轮以及离心压缩机制造技术

本公开的离心压缩机的叶轮(6)具备：轮毂(18)；多个全叶片(21)，其在轮毂的周面上沿周向隔开间隔地设置；多个分流叶片(22)，其在轮毂的周面上分别设置在多个全叶片中的相邻的全叶片之间。另外，在将叶轮的子午面上的分流叶片的叶片高度(Hs)与全叶片的叶片高度(Hf)之比即叶片高度比定义为Hs/Hf的情况下，在分流叶片的至少前缘(22a)处，叶片高度比满足Hs/Hf＜1的关系。通过这样构成，利用分流叶片，能够遮挡顺着轮毂的周面朝向全叶片的叶片面的流动，能够抑制二次流动的产生，并且能够有效地抑制与从全叶片的前端侧的间隙泄漏的泄漏流干涉。流干涉。流干涉。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】离心压缩机的叶轮以及离心压缩机


[0001]本公开涉及一种离心压缩机的叶轮以及离心压缩机。

技术介绍

[0002]以往，作为提高汽车用发动机或船用发动机等发动机的输出的技术，多采用涡轮增压器(增压器)，该涡轮增压器(增压器)压缩发动机吸入的进气，提高密度，将含有大量氧气的进气供给到发动机。
[0003]涡轮增压器例如具备旋转轴、设于旋转轴的一端侧的离心压缩机(压缩机)、设于旋转轴的另一端侧的涡轮，构成为利用从发动机送来的废气的能量使涡轮的叶轮(涡轮)旋转，并且使旋转轴、进而使离心压缩机的叶轮(压缩机轮)围绕轴线旋转而压缩进气，并供给到发动机。
[0004]另外，离心压缩机的叶轮具备以下而构成：大致圆锥台状的轮毂(压缩机轮毂)，其与旋转轴以同轴连结而设置；多个动叶片(压缩机动叶片)，其在轴线中心的周向上隔开规定的间隔，从轮毂的外周面向轴线中心的大致径向外侧延伸。
[0005]在此，在具备多个相同形状相同大小的动叶片的情况下，存在各动叶片的压力面侧和负压面侧的流体(压缩空气等)的流速差变得非常大，而叶轮效率变差的情况。
[0006]因此，以往，在这种叶轮中，作为动叶片，多采用以下构成的动叶片：不仅具备在周向上隔开规定间隔而配设的多个全叶片(长叶片)，还具备在周向上相邻的全叶片之间配设的分流叶片(短叶片、中间叶片)，由此提高叶轮效率。
[0007]但是，在进入相邻的全叶片之间的气流中，例如在将分流叶片夹在中间的两侧、即全叶片的压力面侧和负压面侧，产生负压面侧的气流变快的流速差。由此，即使具备分流叶片，使将分流叶片夹在中间的两侧的流路(通路)的流路截面积在几何学上相等，也存在由于负压面侧与压力面侧相比流速快，因此流量增加，各流路的流量产生不均匀，而不能均等分配流体的情况。这样，流路的流量产生不均匀，不能均等地分配流体，由此叶片负荷变得不均等，流过流路的压缩空气的能量损失增加，存在不能得到期望的叶轮效率的提高效果的情况。
[0008]因此，以往为了实现叶轮效率的提高，进行了与全叶片、分流叶片的形状、数量、配置相关的大量的研究。
[0009]例如，在专利文献1中，公开了一种离心压缩机的叶轮，其使分流叶片的入口端部的前缘叶片角θ在距轮毂面的高度方向上改变，且使前端部分以具有比其他部分大的倾斜角度的方式向全叶片的负压面侧倾斜，进一步使轮毂面侧部分以比其他部分大的倾斜角度向全叶片的压力面侧倾斜。
[0010]在该离心压缩机的叶轮中，通过如上述那样构成分流叶片，使分流叶片适合于离心压缩机的复杂的内部流动，即，抑制分流叶片的前缘与超过全叶片的前端(通过前端间隙)流动的泄漏流的干涉，实现流量分配的均匀化、高压力比、高效率化(进一步提高叶轮效率)。
[0011]在专利文献2中，公开了一种叶轮，该叶轮具备突起部，该突起部在相邻的全叶片(全叶片)和分流叶片(半叶片、第一分流叶片)之间从轮毂的外周面突出，沿着在相邻的全叶片和分流叶片之间朝向径向外侧流动的流体的流动方向延伸。
[0012]在该叶轮中，突起部发挥作为第二分流叶片的功能，将突起部夹在中间而发挥防止分别在全叶片之间、分流叶片之间流动的流体侧滑的功能。由此，能够使朝向叶轮的径向外侧的力更强地作用于流体，实现流量分配的均匀化、高压力比、高效率化。
[0013]现有技术文献
[0014]专利文献
[0015]专利文献1：(日本)特开2011
‑
80411号公报
[0016]专利文献2：(日本)特开2017
‑
44190号公报

技术实现思路

[0017]专利技术要解决的课题
[0018]另一方面，本申请的专利技术人反复进行深入研究，发现如图8所示，进入叶轮6的轴侧(内侧、轮毂18侧)的气流A2因离心力而逐渐向外侧飞出，相对于轴O1方向逐渐倾斜，并且以顺着轮毂18的周面18a从动叶片21的基端侧沿着动叶片21的壁面(叶片面)上升的方式流动，沿着该动叶片21的壁面上升的气流A2与从主流的叶轮6的入口侧沿轴O1方向进入的气流A1碰撞，产生从动叶片21的壁面剥离的二次流A3，并流向叶轮6的出口侧。
[0019]进而，本申请的专利技术人发现引起剥离而产生二次流A3的位置(剥离线S)在动叶片21的正压面侧从喘振(小流量)侧到阻气(最大流量)侧几乎没有变化、越靠近压力比高的喘振侧则该倾向越稍微显著、在动叶片21的负压面侧也产生大致相同的倾向等新的见解，发现由这些剥离引起的二次流A3对叶轮效率的降低有很大影响。
[0020]因此，基于这样的研究成果，强烈希望开发一种抑制二次流的产生的方法。
[0021]鉴于上述情况，本公开的目的在于提供一种离心压缩机的叶轮以及离心压缩机，能够抑制二次流的产生，与以往相比，能够更高效且有效地实现流量分配的均匀化、高压力比、高效率化，进一步提高叶轮效率。
[0022]用于解决问题的方案
[0023]本公开的一个方式的离心压缩机的叶轮具备：轮毂；多个全叶片，其在所述轮毂的周面上沿周向隔开间隔地设置；多个分流叶片，其在所述轮毂的周面上分别设置在所述多个全叶片中的相邻的全叶片之间；在将所述叶轮的子午面上的所述分流叶片的叶片高度(Hs)与所述全叶片的叶片高度(Hf)之比即叶片高度比定义为Hs/Hf的情况下，在所述分流叶片的至少前缘处，所述叶片高度比满足Hs/Hf＜1的关系。
[0024]另外，本公开的一个方式的离心压缩机具备上述离心压缩机的叶轮。
[0025]专利技术效果
[0026]根据本公开的一个方式的离心压缩机的叶轮以及离心压缩机，能够抑制二次流的产生，与以往相比，能够更高效且有效地实现流量分配的均匀化、高压力比、高效率化，实现进一步的叶轮效率的提高。
附图说明
[0027]图1是表示具备本公开的第一、第二实施方式的离心压缩机的涡轮增压器的一例的图。
[0028]图2是表示本公开的第一实施方式的离心压缩机以及离心压缩机的叶轮的一例的局部剖视图。
[0029]图3是表示本公开的第一实施方式的离心压缩机以及离心压缩机的叶轮的变更例的局部剖视图。
[0030]图4是表示本公开的第一实施方式的离心压缩机以及离心压缩机的叶轮的变更例的局部剖视图。
[0031]图5是表示本公开的第一实施方式的离心压缩机以及离心压缩机的叶轮的变更例的局部剖视图。
[0032]图6是表示本公开的第二实施方式的离心压缩机以及离心压缩机的叶轮的一例的局部剖视图。
[0033]图7是表示本公开的第二实施方式的离心压缩机以及离心压缩机的叶轮的动叶片以及凸部的局部俯视图。
[0034]图8是表示在离心压缩机的叶轮的动叶片之间流动的流体从叶片面剥离的位置(剥离线)的图。
[0035]图9是表示本公开的第一(第二)实施方式的离心压缩机以及离心压缩机的叶轮的一例的局部剖视图，是表示叶片高度、涂层长度等的图。
具体实施方式
[0036](第一实施方式)...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种离心压缩机的叶轮，其具备：轮毂；多个全叶片，其在所述轮毂的周面上沿周向隔开间隔地设置；多个分流叶片，其在所述轮毂的周面上分别设置在所述多个全叶片中的相邻的全叶片之间；所述离心压缩机的叶轮的特征在于，在将所述叶轮的子午面上的所述分流叶片的叶片高度与所述全叶片的叶片高度之比即叶片高度比定义为Hs/Hf的情况下，在所述分流叶片的至少前缘处，所述叶片高度比满足Hs/Hf＜1的关系。2.根据权利要求1所述的离心压缩机的叶轮，其特征在于，在从所述分流叶片的所述前缘到后缘的所有区间中，所述叶片高度比满足Hs/Hf＜1的关系。3.根据权利要求2所述的离心压缩机的叶轮，其特征在于，在从所述分流叶片的所述前缘到所述后缘的所有区间中，所述叶片高度比满足Hs/Hf≤0.7的关系。4.根据权利要求1所述的离心压缩机的叶轮，其特征在于，在所述分流叶片的至少所述前缘处，所述叶片高度比满足Hs/Hf≤0.7的关系。5.根据权利要求4所述的离心压缩机的叶轮，其特征在于，所述叶片高度比构成为从所述分流叶片的所述前缘到后缘逐渐变大。6.一种离心压缩机的叶轮，其具备：轮毂；多个全叶片，其在所述轮毂的周面上沿周向隔开间隔地设置；多个分流叶片，其在所述轮毂的周面上分别设置在所述多个全叶片中的相邻的全叶片之间；所述离心压缩机的叶轮的特征在于，在所述叶轮的子午面上的沿着所述全叶片的弦方向的弦位置处，在将所述全叶片的前缘处的所述弦位置定义为0％，将所述全叶片的后缘处的所述弦位置定义为100％，将所述分流叶片的前缘的基端处的所述弦位置定义为Ch，将所述分流叶片的前缘的前端处的所述弦位置定义为Ct的情况下，满足Ch≤30％且Ct≥50％的关系。7.根据权利要求6所述的离心压缩机的叶轮，其特征在于，在将所述分流叶片的所述基端处的弦长定义为Lh，将所述分流叶片的所述前端处的弦长定义为Lt的情况下，满足2
×
Lt≤Lh的关系。8.根据权利要求6或7所述的离心压缩机的叶轮，其特征在于，所述分流叶片的所述前缘具有在所述子午面上相对于连结所述前缘的基端和前端的直线凹陷的曲面状。9.根据权利要求6至8中任一项所述的离心压缩机的叶轮，其特征在于，满足Ch＝0％的关系。10.根据权利要求1至9中任一项所述的离心压缩机的叶轮，其特征在于，还具备多个凸部，该多个凸部在所述相邻的全叶片之...

【专利技术属性】
技术研发人员：岩切健一郎，
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：