葉輪以及流體機(jī)械的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在離心式、斜流式等的壓縮機(jī)、栗等中能夠使流體升壓的葉輪以及具有該葉輪的流體機(jī)械。
【背景技術(shù)】
[0002]例如，作為流體機(jī)械，壓力輸送流體的離心壓縮機(jī)包括外殼、以能夠旋轉(zhuǎn)的方式配置在該外殼的內(nèi)部的葉輪(impeller)、能夠使該葉輪旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)裝置。因此，通過(guò)利用驅(qū)動(dòng)裝置使葉輪旋轉(zhuǎn)，能夠從該葉輪的軸線方向前側(cè)向外殼的內(nèi)部導(dǎo)入流體，并將該流體向葉輪的徑向外側(cè)壓力輸送而向外殼的外部送出。
[0003]作為離心壓縮機(jī)的葉輪，例如有下述專利文獻(xiàn)I記載的葉輪。在該專利文獻(xiàn)I記載的壓縮機(jī)的葉輪中，通過(guò)在葉片與在旋轉(zhuǎn)方向后側(cè)相鄰配置的葉片之間沿著葉片的葉根設(shè)置切口，沿著輪轂的表面流入切口的二次流穿過(guò)切口而向輪轂的背面?zhèn)任觯瑥亩鴾p少滯留于葉片的負(fù)壓面?zhèn)鹊牡湍芰苛黧w。
[0004]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2009-133267號(hào)公報(bào)
[0007]發(fā)明要解決的課題
[0008]在上述的壓縮機(jī)的葉輪中，通過(guò)在葉片的葉根設(shè)置有切口，能夠減少滯留于葉片的負(fù)壓面?zhèn)鹊牡湍芰苛黧w。但是，近年來(lái)，現(xiàn)狀為要求壓縮機(jī)的壓縮效率進(jìn)一步高效化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明是為了解決上述的課題而完成的，其目的在于提供一種通過(guò)減少滯留于葉片的負(fù)壓面?zhèn)鹊牡湍芰苛黧w從而能夠?qū)崿F(xiàn)高效化的葉輪以及流體機(jī)械。
[0010]用于解決課題的方法
[0011]用于實(shí)現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的葉輪具備:輪轂，其呈圓環(huán)形狀；以及多個(gè)葉片，其沿著所述輪轂的外周面呈放射狀地配置，沿著旋轉(zhuǎn)軸線從所述葉片的前緣側(cè)流入的流體朝向與所述旋轉(zhuǎn)軸線交叉的半徑方向的外側(cè)從所述葉片的后緣側(cè)排出，所述葉輪的特征在于，所述葉片的壓力面具有:第一壓力面，其從所述輪轂側(cè)以相對(duì)于旋轉(zhuǎn)方向的前方為90度以下的角度延伸；以及第二壓力面，其從所述第一壓力面以相對(duì)于旋轉(zhuǎn)方向的前方為大于90度的角度延伸。
[0012]因此，當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)第一壓力面生成沿著輪轂的表面的流體流，低能量流體欲在前方側(cè)的葉片的負(fù)壓面?zhèn)韧?，但由于生成從第二壓力面朝向該前方?cè)的葉片的負(fù)壓面?zhèn)鹊牧黧w流，因此在葉片的負(fù)壓面?zhèn)葴舻牡湍芰苛黧w減少，由此能夠提高葉輪效率。
[0013]本發(fā)明的葉輪的特征在于，所述葉片的壓力面具有第三壓力面，該第三壓力面從所述第二壓力面以相對(duì)于旋轉(zhuǎn)方向的前方為90度以下的角度延伸。
[0014]因此，由于通過(guò)第三壓力面生成朝向前方側(cè)的葉片的負(fù)壓面?zhèn)鹊牧黧w流，因此能夠減少在葉片的負(fù)壓面?zhèn)葴舻牡湍芰苛黧w。
[0015]本發(fā)明的葉輪的特征在于，所述第一壓力面與所述第三壓力面相對(duì)于所述輪轂向旋轉(zhuǎn)方向的前方傾斜。
[0016]因此，通過(guò)由第一壓力面以及第三壓力面生成的流體，能夠減少在前方側(cè)的葉片的負(fù)壓面?zhèn)鹊妮嗇瀭?cè)滯留的低能量流體。
[0017]本發(fā)明的葉輪的特征在于，所述葉片的壓力面至少在外周側(cè)設(shè)置有所述第二壓力面。
[0018]因此，由于在前方側(cè)的葉片的負(fù)壓面?zhèn)韧牡湍芰苛黧w容易產(chǎn)生在葉片的外周偵牝因此通過(guò)在葉片的外周側(cè)設(shè)置有第二壓力面，能夠高效地減少在葉片的負(fù)壓面?zhèn)葴舻牡湍芰苛黧w。
[0019]本發(fā)明的葉輪的特征在于，所述葉片的壓力面的內(nèi)周側(cè)呈朝向旋轉(zhuǎn)方向的前方側(cè)彎曲的彎曲形狀，另一方面，所述葉片的壓力面的外周側(cè)呈具有所述第一壓力面、所述第二壓力面以及所述第三壓力面的S字形狀。
[0020]因此，通過(guò)內(nèi)周側(cè)呈彎曲形狀而外周側(cè)呈S字形狀，能夠高效地壓力輸送流體。
[0021]本發(fā)明的葉輪的特征在于，所述第二壓力面設(shè)置在距所述輪轂為所述葉片的旋轉(zhuǎn)軸心方向的長(zhǎng)度的1/2以下的位置。
[0022]因此，通過(guò)在葉片的輪轂側(cè)設(shè)置有第二壓力面，能夠高效地減少在葉片的負(fù)壓面?zhèn)葴舻牡湍芰苛黧w。
[0023]本發(fā)明的葉輪的特征在于，所述第二壓力面與位于旋轉(zhuǎn)方向的前方側(cè)的所述葉片的前端部的負(fù)壓面對(duì)置。
[0024]因此，通過(guò)使由第二壓力面產(chǎn)生的流體向?qū)χ玫娜~片的前端部的負(fù)壓面流動(dòng)，能夠高效地減少在此滯留的低能量流體。
[0025]另外，本發(fā)明的流體機(jī)械的特征在于，具備:外殼，其呈中空形狀；葉輪，其沿著呈圓環(huán)形狀的輪轂的外周面呈放射狀地配置有多個(gè)葉片，且以旋轉(zhuǎn)自如的方式支承于所述外殼內(nèi)；吸入通路，其相對(duì)于所述葉輪從該葉輪的前緣側(cè)沿著軸向吸入流體；以及排出通路，其將由所述葉輪壓力輸送的流體朝向與該葉輪的軸向交叉的半徑方向的外側(cè)從所述葉片的后緣側(cè)排出，所述葉片的壓力面具有:第一壓力面，其從所述輪轂側(cè)以相對(duì)于旋轉(zhuǎn)方向的前方為90度以下的角度延伸；以及第二壓力面，其從所述第一壓力面以相對(duì)于旋轉(zhuǎn)方向的前方為大于90度的角度延伸。
[0026]因此，當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，從吸入通路自葉輪的前緣沿著軸向吸入流體，被葉輪壓縮后的流體從排出通路朝向與葉輪的軸向交叉的半徑方向的外側(cè)從葉片的后緣側(cè)排出。此時(shí)，葉輪通過(guò)第一壓力面生成沿著輪轂的表面的流體流，低能量流體欲在前方側(cè)的葉片的負(fù)壓面?zhèn)韧捎谕ㄟ^(guò)第二壓力面生成朝向該前方側(cè)的葉片的負(fù)壓面?zhèn)鹊牧黧w流，因此在葉片的負(fù)壓面?zhèn)葴舻牡湍芰苛黧w減少，由此能夠提高葉輪效率。
[0027]發(fā)明效果
[0028]根據(jù)本發(fā)明的葉輪以及流體機(jī)械，由于在葉片的壓力面上設(shè)置有從輪轂側(cè)以相對(duì)于旋轉(zhuǎn)方向的前方為90度以下的角度延伸的第一壓力面、和從第一壓力面以相對(duì)于旋轉(zhuǎn)方向的前方為大于90度的角度延伸的第二壓力面，因此通過(guò)第二壓力面生成朝向前方側(cè)的葉片的負(fù)壓面?zhèn)鹊牧黧w流，因而在葉片的負(fù)壓面?zhèn)葴舻牡湍芰苛黧w減少，由此能夠提高葉輪效率。
【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1是本發(fā)明的一實(shí)施例的離心壓縮機(jī)的葉輪的剖視圖。
[0030]圖2是本實(shí)施例的葉輪的主視圖。
[0031]圖3是本實(shí)施例的葉輪的立體圖。
[0032]圖4是本實(shí)施例的離心壓縮機(jī)的概要圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的葉輪以及流體機(jī)械的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，并不通過(guò)該實(shí)施例來(lái)限定本發(fā)明，另外，在具有多個(gè)實(shí)施例的情況下，也包括組合各實(shí)施例而構(gòu)成的方式。
[0034]【實(shí)施例】
[0035]圖1是本發(fā)明的一實(shí)施例的離心壓縮機(jī)的葉輪的剖視圖，圖2是本實(shí)施例的葉輪的主視圖，圖3是本實(shí)施例的葉輪的立體圖，圖4是本實(shí)施例的離心壓縮機(jī)的概要圖。
[0036]在本實(shí)施例中，如圖4所示，實(shí)施例1的離心壓縮機(jī)10具有外殼11、葉輪12、吸入通路13、以及排出通路14。外殼11呈中空形狀，在中央部通過(guò)未圖示的軸承將旋轉(zhuǎn)軸15支承為旋轉(zhuǎn)自如，在該旋轉(zhuǎn)軸15的端部上連結(jié)有未圖示的驅(qū)動(dòng)裝置。旋轉(zhuǎn)軸15在外周部固定有葉輪(impeller) 12。該葉輪12包括作為圓環(huán)部件的輪轂21、和呈放射狀地配置在該輪轂21的外周面的多個(gè)葉片(blade) 22。在該情況下，輪轂21固定于旋轉(zhuǎn)軸15，外周面呈從旋轉(zhuǎn)軸方向向與旋轉(zhuǎn)軸方向交叉(正交)的方向彎曲的形狀，各葉片22在周向上具有規(guī)定間隔地固定在沿該軸向彎曲的外周面上，在該葉片22與外殼11的護(hù)圈23之間確保有規(guī)定間隙。
[0037]外殼11形成有相對(duì)于葉輪12沿該葉輪12的軸向吸入流體的吸入通路13，能夠經(jīng)由該吸入通路13將流體導(dǎo)入至葉輪12的前面部。該吸入通路13由護(hù)圈23劃分出。另夕卜，外殼11在葉輪12的外周側(cè)形成有沿著與該葉輪12的軸向交叉的徑向排出由該葉輪12壓力輸送的流體的排出通路(擴(kuò)散器)14，被葉輪12壓縮后的流體能夠向該排出通路14噴出。該排出通路14由外殼11的護(hù)圈23、24構(gòu)成。
[0038]因此，當(dāng)通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置使旋轉(zhuǎn)軸15旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉輪12旋轉(zhuǎn)，流體通過(guò)吸入通路13而被吸入至外殼11內(nèi)。于是，該流體在流過(guò)旋轉(zhuǎn)的葉輪12的過(guò)程中被升壓，之后，向排出通路14噴出，在此，壓縮流體的動(dòng)壓轉(zhuǎn)換為靜壓，從噴出口向外部噴出。
[0039]如圖1至圖3所示，這樣構(gòu)成的本實(shí)施例的葉輪12通過(guò)在輪轂21的外周面呈放射狀地固定有多個(gè)葉片22而構(gòu)成。并且，各葉片22呈相同的形狀，相對(duì)于用箭頭A表示的旋轉(zhuǎn)方向，前方側(cè)為壓力面P1，后方側(cè)為負(fù)壓面P2。
[0040]葉片22的壓力面Pl形成有:第一壓力面31，其從輪轂21側(cè)以相對(duì)于旋轉(zhuǎn)方向A的前方為90度以下的角度Θ I朝向護(hù)圈23側(cè)延伸；第二壓力面32，其從第一壓力面31以相對(duì)于旋轉(zhuǎn)方向A的前方為大于90度的角度Θ 2朝向護(hù)圈23側(cè)延伸；第三壓力面33，其從第二壓力面32以相對(duì)于旋轉(zhuǎn)方向A的前方為90度以下的角度Θ 3朝向護(hù)圈23側(cè)延伸。
[0041]該葉片22的壓力面Pl在內(nèi)周側(cè)的前緣端22a側(cè)從輪轂21側(cè)的基端部22c至護(hù)圈23側(cè)的前端部22d朝向旋轉(zhuǎn)方向A的前方側(cè)彎曲，從而形成為壓力面Pl側(cè)凹陷的彎曲剖面形狀。另外，葉片22的壓力面Pl在外周側(cè)的后緣端22b從輪轂21側(cè)的基端部22c至護(hù)圈23側(cè)的前端部22d形成有第一壓力面31、第二壓力面32以及第三壓力面33，從而形成為S字剖面形狀。
[0042]在該情況下，葉片22的壓力面Pl形成為相對(duì)于與輪轂21的軸向交叉的長(zhǎng)度方向，從前緣端22a的彎曲剖面形狀逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楹缶壎?2b的S字剖面形狀的形狀。S卩，葉片22的壓力面Pl相對(duì)于與輪轂21的軸向交叉的長(zhǎng)度方向，從前緣端22a朝向后緣端22b在距前緣端22a大致1/3的位置開(kāi)始向S字剖面形狀的轉(zhuǎn)變。換句話說(shuō)，葉片22的壓力面Pl在距前緣端22a大致1/3的位置開(kāi)始形成第二壓力面32，角度Θ 2逐漸增大，在后緣端22b成為規(guī)定的角度Θ 2。優(yōu)選像這樣，葉片22的壓力面Pl至少在后緣端22b設(shè)置有第二壓力面32。
[0043]另外，葉片22的壓力面Pl從輪轂21側(cè)的基端部22c朝向護(hù)圈23側(cè)的前端部22d而在距基端部22c為葉片22的旋轉(zhuǎn)軸心方向的長(zhǎng)度的1/4以下的位置設(shè)置有第一壓力面
31。另外，葉片22的壓力面Pl從輪轂21側(cè)的基端部22c朝向護(hù)圈23側(cè)的前端部22d而在距基端部22c為葉片22的旋轉(zhuǎn)軸心方向的長(zhǎng)度的1/2以下的位置設(shè)置有第二壓力面32。
[0044]這里，根據(jù)圖1對(duì)第一壓力面31、第二壓力面32以及第三壓力面