CN105452673B - 叶轮及具备叶轮的旋转机械 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种叶轮及具备叶轮的旋转机械。上述叶轮(1)具备：轮盘(11)，以轴线(O)为中心旋转；及叶片(12)，在轮盘(11)上周向隔着间隔设置有多个。将叶片(12)的尖端的叶片角度(β)定义为第一叶片角度时，所述尖端具有；尖端角度恒定区域，从流体流入的入口朝向出口侧，所述第一叶片角度恒定；及尖端角度增大区域，连续至该尖端角度恒定区域的所述出口侧，且所述第一叶片角度随着朝向所述出口而逐渐变大。

Description

叶轮及具备叶轮的旋转机械

技术领域

本发明涉及一种叶轮及具备叶轮的旋转机械。

背景技术

离心压缩机等旋转机械具备在外壳的内部与外壳之间以能够相对旋转的方式设置的叶轮(impeller)。旋转机械通过使叶轮旋转，而使得从外壳的外部引入的流体向叶轮内的流路的径向外侧升压并将其吐出。离心压缩机等旋转机械中，为了提高性能而试图优化设置于叶轮的叶片的形状。

例如，在专利文献1中公开有有关这种叶片的形状的技术。该离心压缩机中，规定了叶片(blade)的前端侧的叶片角度与底部侧的叶片角度的分布。具体而言，该叶片的前端侧的叶片角度以在沿着流路而达到中间部分之前成为极大点，超过中间部分之后成为极小点的角度分布的曲线状形成。另一方面，该叶片的底部侧的叶片角度以在流体流入口成为比叶片的前端侧的叶片角度小的角度，到达中间部分之前成为比前端侧的叶片角度大的极大点的角度分布的曲线状形成。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4888436号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

然而，由于以如上形状形成的叶片的叶片角度的变化较大，而导致叶片的形状变化变大。因此，会助长在流体流入的叶轮入口附近的冲击波的生成或剥离，且损失变大，从而导致无法有效地压缩流体。

本发明提供一种能够提高压缩效率的叶轮及具备该叶轮的旋转机械。

用于解决技术课题的手段

本发明的一方式的叶轮具备：轮盘，以轴线为中心旋转；及叶片，在该轮盘上周向隔着间隔设置有多个，且与所述轮盘一体旋转，从而将从所述轴线所延伸的轴线方向流入的流体引导到所述轴线的径向外侧，将所述叶片的厚度的中心曲线从所述轴线方向投影到所述轮盘的投影曲线上的切线与虚拟直线所成的角度中，形成于所述轮盘的旋转方向的后侧且外周侧的角度定义为叶片角度，其中，虚拟直线与连结所述投影曲线与所述切线的切点和所述轴线的直线正交，将所述叶片的尖端的所述叶片角度定义为第一叶片角度时，所述尖端具有：尖端角度恒定区域，从所述流体流入的入口朝向所述流体流出的出口侧，所述第一叶片角度恒定；及尖端角度增大区域，连续至该尖端角度恒定区域的所述出口侧，且所述第一叶片角度随着朝向所述出口而逐渐变大。

根据这种叶轮，流入到叶轮的流体在尖端的入口不会随着叶片角度的变化而引起不连续的变化，从而能够连续顺畅地流通。由此，能够减少从入口流入的流体碰到叶片时产生的冲击波或剥离的产生且减轻压力损失。并且，能够连续稳定地压缩所流入的流体中在叶片的尖端侧流通的流体。因此，能够减少流体在入口处流入时的压力损失，并且能够有效地压缩流体。

本发明另一方式的叶轮可以如下：所述尖端角度增大区域中形成有：第一角度区域，连续至所述尖端角度恒定区域的所述出口侧；及第二角度区域，经由拐点连续至所述第一角度区域的所述出口侧，且所述叶片角度的变化率即平均倾斜度比所述第一角度区域小。

根据这种叶轮，即便第一叶片角度逐渐变大，也能够防止第一叶片角度在出口处过于变大。即，能够防止因出口侧的第一叶片角度变大而导致朝向周向设置的叶片流动的低能量流体的流动即二次流动变强，且防止朝向出口流动的流体的流动被打乱。由此，能够通过减少沿着叶片的尖端侧流通的流体中产生的损失来防止压缩效率下降。

本发明的另一方式的叶轮可以如下：将所述叶片的轮毂的所述叶片角度定义为第二叶片角度时，所述轮毂具有：轮毂角度增大区域，从所述入口朝向所述出口侧，所述第二叶片角度逐渐变大；及轮毂角度减小区域，经由所述第二叶片角度变得最大的极大点连续至所述轮毂角度增大区域的所述出口侧，且所述第二叶片角度朝向所述出口逐渐变小。

根据这种叶轮，能够连续稳定地压缩所流入的流体中沿着叶片的轮毂侧流通的流体。而且，能够防止第二叶片角度在出口处过于变大。即，能够防止因出口侧的第二叶片角度变大而导致朝向周向设置的叶片流动的低能量流体的流动即二次流动变强，且防止朝向出口流动的流体的流动被打乱。由此，能够通过减少沿着叶片的轮毂侧流通的流体中产生的损失来防止压缩效率下降。

根据本发明的另一方式的叶轮可以如下：所述轮毂角度增大区域中，所述叶片角度的变化率即平均倾斜度比所述尖端角度增大区域形成得大。

根据这种叶轮，能够将叶片形成为使尖端的形状变化比轮毂更平缓。因此，通过减少沿着叶片的尖端侧流通的流体碰到叶片时产生的损失，从而减少尖端侧与轮毂侧的流体的损失差。由此，能够防止因流体的压力平衡在尖端侧与轮毂侧失衡而从轮毂朝向尖端产生二次流动，而扰乱流体的流动。由此，能够通过减少在叶轮流通的流体中产生的损失来防止压缩效率下降。

本发明的另一方式的叶轮可以如下：所述极大点比所述拐点更靠所述入口侧形成。

根据这种叶轮，能够防止通过周向设置的多个叶片形成的流路一次变窄。即，若叶片角度变大，则叶片的形状向拓宽流路的方向变化而使流体流通的流路变大。因此，通过极大点比拐点更靠入口侧形成，使得无法朝向出口连续顺畅地缩窄流路。由此，能够通过使流体顺畅地流通而有效地进行压缩。由此，能够使流体有效地流通，且能够提高叶轮的压缩效率。

本发明的另一方式的叶轮可以如下：将所述叶片的轮毂的所述叶片角度定义为第二叶片角度时，所述叶片的所述入口处的所述第二叶片角度比所述叶片的所述入口处的所述第一叶片角度形成得大。

在此，若将叶片的轮毂的厚度增大，则能够提高叶片的强度。但是，若轮毂的厚度变大，则导致相应地减少流路面积。相对于此，上述叶轮中通过将入口处的第二叶片角度设定得大于第一叶片角度，能够扩大入口的流路面积。因此，既能够通过将轮毂的厚度设计得较大而确保强度，又能够确保入口的流路面积。

本发明的另一方式的叶轮如下：将所述叶片的轮毂的所述叶片角度定义为第二叶片角度时，所述叶片的所述出口处的所述第二叶片角度与所述叶片的所述出口处的所述第一叶片角度形成得一样。

根据这种叶轮，能够在出口处使流体从叶片的尖端遍及轮毂产生的负荷恒定。即，能够同时实现出口处的尖端侧与轮毂侧的流体的压力平衡，且能够防止因二次流动而使流体的流动被打乱。由此，能够通过减少从叶轮的出口流出的流体中产生的压力损失来防止压缩效率下降。

本发明的另一方式的叶轮可以如下：将所述叶片的轮毂的所述叶片角度定义为第二叶片角度时，从所述入口遍及所述出口，所述第一叶片角度形成为是所述第二叶片角度以下。

在此，若将叶片的轮毂的厚度增大，则能够提高叶片的强度。但是若轮毂的厚度变大，则导致相应地减少流路面积。相对于此，上述叶轮中通过从入口遍及出口将第二叶片角度设定得大于第一叶片角度，能够防止扩大整个流路的流路面积。因此，既能够通过将轮毂的厚度设计得较大来确保强度，又能够确保整个流路的流路面积。

本发明的一方式的旋转机械具备所述叶轮。

根据这种旋转机械，通过提高旋转机械的效率能够提高性能。

发明效果

根据上述叶轮，能够通过使流体有效地流通来提高压缩效率。

附图说明

图1为表示本发明的本实施方式的离心压缩机的结构的剖视图。

图2为表示本发明的本实施方式的离心压缩机的结构的主要部分剖视图。

图3为表示本发明的本实施方式的叶轮的叶片的形状的示意图。

图4为表示定义本发明的本实施方式的叶轮的叶片的叶片角度分布的示意图。

图5为本发明的本实施方式的叶轮的叶片的叶片角度的分布。

具体实施方式

以下，参考图1至图5对具备本发明所涉及的实施方式的叶轮的离心压缩机进行说明。

本实施方式的旋转机械为离心压缩机10，本实施方式中成为多级压缩机。如图1所示，该离心压缩机10具备外壳2、将以贯穿外壳2的方式配置的轴线O为中心延伸的旋转轴3及以经由键能够与旋转轴3一体旋转的方式固定的多个叶轮1。

外壳2以大致呈圆柱形的轮廓形成，以贯穿中心的方式配置旋转轴3。外壳2中旋转轴3的轴线O的延伸方向即轴线O方向的两端设置有轴颈轴承21。外壳2的一端设置有推力轴承22。

外壳2的轴线O方向的第一端部侧即一侧(图1中为纸面左侧)的端部设置有使气体等流体F从外部流入的吸入口23。外壳2的轴线O方向的第二端部侧即另一侧(图1中为纸面右侧)的端部设置有将流体F吐出到外部的吐出口24。外壳2上设置有分别与吸入口23及吐出口24连通以反复进行缩径及扩径的内部空间。该内部空间内容纳有叶轮1。外壳2容纳叶轮1时，在叶轮1彼此之问的位置形成有使在叶轮1流通的流体F从上游侧向下游侧流通的外壳流路4。在外壳2内，吸入口23与吐出口24经由叶轮1及外壳流路4连通。

旋转轴3通过容纳于外壳2的叶轮1的外嵌，而与它们一起以轴线O为中心旋转。该旋转轴3通过轴颈轴承21及推力轴承22被旋转自如地支承于外壳2。旋转轴3通过未图示的原动机而被旋转驱动。

如图2所示，在外壳2的内部的旋转轴3的轴线O的延伸方向即轴线O方向隔着间隔容纳有多个并排的叶轮1。

每个叶轮1具有：大致圆盘状的轮盘11，直径随着趋向流出侧而逐渐扩大；及多个叶片12，以从轮盘11的表面朝向旋转轴3的轴线O的一侧竖立的方式放射状安装于轮盘11且在周向上并排。该叶轮1具有以从轴线O方向的一侧周向覆盖这些多个叶片12的方式安装的罩体13。叶轮1在该罩体13与外壳2之间形成有防止叶轮1与外壳2接触的间隙。

叶轮1上形成有以使流体F径向流通的方式划分的空间即流路14。该流路14通过彼此相邻的一对叶片12的两个面以及分别设置于叶片12的轴线O方向的两侧的轮盘11及罩体13的面形成。流路14通过叶片12与轮盘11一体旋转而引入流体F并将其排出。具体而言，流路14将叶片12的轴线O方向的一侧即径向内侧作为供流体F流入的入口而引入流体F。流路14将径向外侧作为供流体F流出的出口而引导流体F并将其排出。

轮盘11中朝向轴线O方向的一侧的端面直径小，朝向另一侧的端面直径大。轮盘11的直径随着这两个端面从轴线O方向的一侧朝向另一侧而逐渐扩大。即，从轴线O方向观察时轮盘11大致呈圆盘状，整体大致呈伞形。

该轮盘11的径向内侧形成有向轴线O方向贯穿轮盘11的贯穿孔。该贯穿孔中插入有旋转轴3并与之嵌合，从而使叶轮1固定于旋转轴3以能够作为一体而旋转。

罩体13为以从轴线O方向的一侧覆盖多个叶片12的方式与这些12一体设置的部件。罩体13呈直径随着从轴线O方向的一侧朝向另一侧而逐渐扩大的大致伞形。即，本实施方式中，叶轮1为具有罩体13的封闭式叶轮。

叶片12以轴线O为中心，且从轮盘11的轴线O方向的一侧朝罩体13竖立的方式在轴线O的周向即旋转方向R上隔着恒定间隔配置有多个。在此，将叶片12的轮盘11侧即与轮盘11连接的底部端部作为轮毂12b，将叶片12的罩体13侧即前端部作为尖端12a。如图3所示，叶片12中，叶片12的轮毂12b与叶片12的尖端12a以不同的形状弯曲。即，叶片12以分别随着从轮盘11的径向内侧朝向外侧，朝向旋转方向R的后方侧三维弯曲的方式形成。具体而言，叶片12以尖端12a的叶片角度β与轮毂12b的叶片角度β具有不同的角度分布的方式形成。因此，从入口朝向出口的叶片12的前端部的轮廓a1～a2、从入口朝向出口的叶片12的底部端部的轮廓b1～b2不相同。另外，图3中省略了罩体13。

叶片角度β是指决定从叶片12的供流体F流入进来的入口(轴线O方向的一侧)遍及供流体F流出的出口(轴线O方向的径向外侧)叶片12的曲面形状的角度。具体而言，如图3及图4所示，叶片角度β在尖端12a与轮毂12b上，将通过连结叶片12的厚度方向的中间来描绘的虚拟曲线即中心曲线CL借从轴线O方向的一侧投影到轮盘11上来描绘投影曲线PL来被导出。即，该投影曲线PL上的切线TL与虚拟直线IL所形成的角度中，将形成于轮盘11的旋转方向R的后侧且轮盘11的外周侧的角度定义为叶片角度β，其中，虚拟直线IL为相对于连结投影曲线PL与切线TL的切点Tp和轴线O的直线正交。将叶片12的尖端12a的叶片角度β定义为第一叶片角度β1，将叶片12的轮毂12b的叶片角度β定义为第二叶片角度β2。

图5为表示该第一叶片角度β1及第二叶片角度β2的分布的图

尖端12a上形成有：尖端角度恒定区域A，第一叶片角度β1从流体F流入的入口朝向出口侧恒定；及尖端角度增大区域B，连续至尖端角度恒定区域A的出口侧，且第一叶片角度β1随着朝向出口而逐渐变大。

尖端角度恒定区域A为第一叶片角度β1从叶片12的尖端12a上的入口开始的分布区域。尖端角度恒定区域A中，第一叶片角度β1不会从规定的角度发生变化。尖端角度恒定区域A作为出口侧的端点具有与第一叶片角度β1开始变化的尖端角度增大区域B相连的连接点X。

尖端角度增大区域B为第一叶片角度β1直至从叶片12的尖端12a上的尖端角度恒定区域A连续的出口为止的分布区域。尖端角度增大区域B与尖端角度恒定区域A不同，第一叶片角度β1随着朝向出口侧而逐渐变大。尖端角度增大区域B中形成有：变化点Y，叶片角度β的变化率即平均倾斜度发生变化；第一角度区域B1，连续至尖端角度恒定区域A的出口侧；及第二角度区域B2，经由拐点与第一角度区域B1连续。

变化点Y在尖端角度增大区域B中为第一叶片角度β1朝向出口侧而增加的角度的变化率发生变化的点。变化点Y为第一角度区域B1的出口侧的端点。

第一角度区域B1经由连接点X与尖端角度恒定区域A连续。第一角度区域B1中，第一叶片角度β1逐渐变大。

第二角度区域B2经由拐点与第一角度区域B1连续。第二角度区域B2中，平均倾斜度比第一角度区域B1小，与第一角度区域B1相比，第一叶片角度β1更为平缓地变大。

轮毂12b上形成有：轮毂角度增大区域C，第二叶片角度β2从入口朝向出口侧逐渐变大；极大点Z，第二叶片角度β2变得最大；及轮毂角度减小区域D，经由极大点Z与轮毂角度增大区域C连续，且第二叶片角度β2朝向出口逐渐变小。

轮毂角度增大区域C为第二叶片角度β2从叶片12的轮毂12b上的入口开始的分布区域。轮毂角度增大区域C比尖端角度恒定区域A形成得大。即，在叶片12的入口处，第二叶片角度β2比第一叶片角度β1形成得大。轮毂角度增大区域C中，第二叶片角度β2随着从入口朝向出口侧而逐渐变大。轮毂角度增大区域C中的平均倾斜度比尖端角度增大区域B大。即，轮毂角度增大区域C中的平均倾斜度比第一角度区域B1及第二角度区域B2形成得大。

极大点Z为第二叶片角度β2变得最大的点。极大点Z为轮毂12b角度增大区域的出口侧的端点。极大点Z比拐点更靠叶片12的入口侧形成。

轮毂角度减小区域D经由极大点Z与轮毂角度增大区域C连续。轮毂角度减小区域D在叶片12的出口处，使第二叶片角度β2随着从极大点Z朝向出口而逐渐变小，以便使第一叶片角度β1与第二叶片角度β2变得相同。即，叶片12中，从叶片12的入口遍及出口，第一叶片角度β1有时虽然与第二叶片角度β2一致，但不会大于第二叶片角度β2，第一叶片角度β1形成为是第二叶片角度β2以下。

上述外壳流路4以连接每个叶轮1来使流体F逐级升压的方式形成。吸入口23与设置于轴线O方向的一侧的端部的最前级的叶轮1的入口连接。每个叶轮1的出口经由外壳流路4与相邻的叶轮1的入口连接。设置于轴线O方向的另一侧的端部的最后一级的叶轮1的出口与吐出口24连接。

外壳流路4具有流体F从流路14被导入的扩压流路41及流体F从扩压流路41被导入的返回流路42。

扩压流路41的径向内侧与流路14连通。扩压流路41使通过叶轮1升压的流体F朝向径向外侧流通。

返回流路42的一端侧与扩压流路41连通，另一端侧与叶轮1的入口连通。该返回流路42具有将通过扩压流路41而朝向径向外侧流来的流体F的朝向反转成朝向径向内侧的拐角部43及从径向外侧朝向径向内侧延伸的直线部44。

直线部44为被一体安装于外壳2的隔壁部件的下游侧侧壁与一体安装于外壳2而朝向径向内侧延伸的延伸部的上游侧侧壁包围的流路14。直线部44上设置有以旋转轴3的轴线O为中心在周向上以等间隔配置的多个返回叶片52。

接着，对具备上述结构的叶轮1的旋转机械即离心压缩机10的作用进行说明。

在上述离心压缩机10中，从吸入口23流入的流体F依次流经第一级叶轮1的流路14、扩压流路41、返回流路42之后，依次流经第二级叶轮1的流路14、扩压流路41、返回流路42。流至最后一级叶轮1的扩压通道的流体F从吐出口24向外部流出。

流体F在以上述顺序流经的途中通过各叶轮1被压缩。即，本实施方式的离心压缩机10中，通过多个叶轮1逐级压缩流体F，由此能够获得较大的压缩比。

根据上述叶轮1，在叶片12的尖端12a的入口处形成有尖端角度恒定区域A，叶片12的尖端12a的入口处的第一叶片角度β1变得恒定。因此，流入到叶轮1的流体F在尖端12a的入口不会随着叶片角度β的变化而产生不连续的变化，且能够连续顺畅地流通。由此，能够减少从入口流入到叶轮1的流路14的流体F碰到叶片12时产生的冲击波或剥离的产生，且能够减轻压力损失。并且，在入口形成尖端角度恒定区域A之后，经由连接点X连续地形成有尖端角度增大区域B。因此，能够连续稳定地压缩流入到叶轮1的流体F中在叶片12的尖端12a侧流通的流体F。因此，既能够减少入口处有流体F流入到叶轮1时的压力损失，又能够有效地压缩流体F。由此，能够使流体F有效地流通，且能够提高叶轮1的压缩效率。

在叶片12的尖端12a，第一角度区域B1与尖端角度增大区域B经由拐点在出口形成有平均倾斜度比第一角度区域B1小的第二角度区域B2。因此，即便第一叶片角度β1逐渐变大，也能够防止第一叶片角度β1在出口处过于变大。即，能够防止因出口侧的第一叶片角度β1变大而导致朝向周向相邻的叶片12流动的低能量流体的流动即二次流动变强，且能够防止朝向出口流动的流体F的流动被打乱。由此，能够通过减少沿着流路14的叶片12的尖端12a侧而流通的流体F中产生的损失来防止压缩效率下降。

在叶片12的轮毂12b形成有第二叶片角度β2逐渐变大的轮毂角度增大区域C。因此，能够连续稳定地压缩流入到叶轮1的流体F中沿着叶片12的轮毂12b侧流通的流体F。经由第二叶片角度β2变得最大的极大点Z与轮毂角度增大区域C连续而形成有第二叶片角度β2逐渐变小的轮毂角度减小区域D。因此，能够防止第二叶片角度β2在出口处过于变大。即，能够防止因出口侧的第二叶片角度β2变大而导致朝向周向相邻的叶片12流动的低能量流体的流动即二次流动变强，且能够防止朝向出口流动的流体F的流动被打乱。由此，能够通过减少在流路14的叶片12的轮毂12b侧流通的流体F中产生的损失来防止压缩效率下降。

叶片12中，轮毂角度增大区域C上的平均倾斜度比尖端角度增大区域B形成得大。因此，能够将叶片12形成为使尖端12a的形状的变化比轮毂12b更平缓。因此，通过减少沿着叶片12的尖端12a侧流通的流体F碰到叶片12时产生的损失，能够减少流体F在尖端12a侧与轮毂12b侧的损失差。由此，能够防止因流体F的压力平衡在尖端12a侧与轮毂12b侧失衡而产生从轮毂12b朝向尖端12a的二次流动，因而打乱流体F的流动。由此，能够通过减少在叶轮1的流路14流通的流体F中产生的损失来防止压缩效率下降。

叶片12中，极大点Z比拐点更靠叶片12的入口侧形成。因此，能够防止通过相邻叶片12形成的流路14一次变窄。即，若叶片角度β变大，则叶片12的形状以扩大流路14的方向变化，因此使流体F流通的流路14变大。因此，若极大点Z比拐点更靠出口侧形成，则即便超过拐点而直至极大点Z也无法充分地缩窄流路14，而导致过了极大点Z之后才急速缩窄流路14。另一方面，若极大点Z比拐点更靠入口侧形成，则能够朝向出口连续顺畅地缩窄流路14。由此，能够使流体F顺畅地流通且有效地进行压缩。由此，能够使流体F有效地流通且提高叶轮1的压缩效率。

在此，若将叶片12的轮毂12b的厚度增大，则能够提高叶片12的强度。但是，若轮毂12b的厚度变大，则会导致相应地减少流路14的面积。相对于此，叶轮1的叶片12中，在入口处与第一叶片角度β1相比第二叶片角度β2形成得更大。因此，能够增大入口处的流路14的面积。因此，既能够通过将轮毂12b的厚度设计得较大来确保强度，又能够确保流路14的入口侧的面积。

叶片12中，在叶片12的出口处，第一叶片角度β1与第二叶片角度β2形成得一样。因此，在出口处从叶片12的尖端12a遍及轮毂12b，能够使流体F中产生的负载恒定。即，能够同时实现出口处的尖端12a侧与轮毂12b侧的流体F的压力平衡，且能够防止因产生二次流动而打乱流体F的流动。由此，能够通过减少从叶轮1的出口流出的流体F中产生的压力损失来防止压缩效率下降。

叶轮1的叶片12中，从叶片12的入口遍及出口，第二叶片角度β2比第一叶片角度β1形成得大。因此，能够从入口至出口遍及整个流路14而增大流路14的面积。因此，既能够通过将轮毂12b的厚度设计得较大来确保强度，又能够遍及整个流路14而确保流路14的面积。

根据具备上述叶轮1的旋转机械，能够使流体F有效地流通且利用提高压缩效率的叶轮1。因此，能够提高旋转机械的效率以提高性能。

以上，参考附图对本发明的实施方式进行了详述，但各实施方式中的各结构及它们的组合等为一例，在不脱离本发明的宗旨的范围内，能够进行结构的附加、省略、置换及其他变更。并且，本发明并没有被实施方式限定，仅通过权利要求书被限定。

另外，本实施方式中，对将旋转机械作为离心压缩机10且使用到叶轮1中的叶片12进行了说明，但并不限定于此，例如也可以用于水力涡轮或蒸汽涡轮的叶轮1等中。

并且，本实施方式中，以具备罩体13的封闭式叶轮为例进行了说明，但也可以应用到叶片12的尖端12a侧通过外壳2的护罩面被覆盖的所谓敞开式叶轮1(敞开式叶轮)。

符号说明

F-流体，R-旋转方向，10-离心压缩机，2-外壳，21-轴颈轴承，22-推力轴承，23-吸入口，24-吐出口，3-旋转轴，1-叶轮，11-轮盘，12-叶片，12a-尖端，A-尖端角度恒定区域，X-连接点，B-尖端角度增大区域，Y-变化点，B1-第一角度区域，B2-第二角度区域，12b-轮毂，C-轮毂角度增大区域，Z-极大点，D-轮毂角度减小区域，CL-中心曲线，PL-投影曲线，TL-切线，Tp-切点，IL-虚拟直线，β-叶片角度，β1-第一叶片角度，β2-第二叶片角度，13-罩体，14-流路，4-外壳流路，51-扩压叶片，52-返回叶片，41-扩压流路，42-返回流路，43-拐角部，44-直线部。

Claims (14)

1.一种叶轮，其特征在于，具备：

轮盘，以轴线为中心旋转；及

叶片，在该轮盘上周向隔着间隔设置有多个，且与所述轮盘一体旋转，从而将从所述轴线所延伸的轴线方向流入的流体引导到所述轴线的径向外侧，

将所述叶片的厚度的中心曲线从所述轴线方向投影到所述轮盘的投影曲线上的切线与虚拟直线所成的角度中，形成于所述轮盘的旋转方向的后侧且外周侧的角度定义为叶片角度，其中，虚拟直线与连结所述投影曲线与所述切线的切点和所述轴线的直线正交，

将所述叶片的尖端的所述叶片角度定义为第一叶片角度时，

所述尖端具有：

尖端角度恒定区域，从所述流体流入的入口朝向所述流体流出的出口侧，所述第一叶片角度恒定；及

尖端角度增大区域，连续至该尖端角度恒定区域的所述出口侧，且所述第一叶片角度随着朝向所述出口而逐渐变大，

所述第一叶片角度在所述出口变得最大。

2.根据权利要求1所述的叶轮，其特征在于，

所述尖端角度增大区域中形成有：

第一角度区域，连续至所述尖端角度恒定区域的所述出口侧；及

第二角度区域，经由拐点连续至所述第一角度区域的所述出口侧，且所述叶片角度的变化率即平均倾斜度比所述第一角度区域小。

3.根据权利要求2所述的叶轮，其特征在于，

将所述叶片的轮毂的所述叶片角度定义为第二叶片角度时，

所述轮毂具有：

轮毂角度增大区域，从所述入口朝向所述出口侧，所述第二叶片角度逐渐变大；及

轮毂角度减小区域，经由所述第二叶片角度变得最大的极大点连续至所述轮毂角度增大区域的所述出口侧，且所述第二叶片角度朝向所述出口逐渐变小。

4.根据权利要求3所述的叶轮，其特征在于，

所述轮毂角度增大区域中，所述叶片角度的变化率即平均倾斜度比所述尖端角度增大区域形成得大。

5.根据权利要求4所述的叶轮，其特征在于，

所述极大点比所述拐点更靠所述入口侧形成。

6.根据权利要求1所述的叶轮，其特征在于，

将所述叶片的轮毂的所述叶片角度定义为第二叶片角度时，

所述轮毂具有：

轮毂角度增大区域，从所述入口朝向所述出口侧，所述第二叶片角度逐渐变大；及

轮毂角度减小区域，经由所述第二叶片角度最大的极大点连续至所述轮毂角度增大区域的所述出口侧，且所述第二叶片角度朝向所述出口逐渐变小。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的叶轮，其特征在于，

将所述叶片的轮毂的所述叶片角度定义为第二叶片角度时，

所述叶片的所述入口处的所述第二叶片角度比所述叶片的所述入口处的所述第一叶片角度形成得大。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的叶轮，其特征在于，

将所述叶片的轮毂的所述叶片角度定义为第二叶片角度时，

所述叶片的所述出口处的所述第二叶片角度与所述叶片的所述出口处的所述第一叶片角度形成得一样。

9.根据权利要求7所述的叶轮，其特征在于，

将所述叶片的轮毂的所述叶片角度定义为第二叶片角度时，

所述叶片的所述出口处的所述第二叶片角度与所述叶片的所述出口处的所述第一叶片角度形成得一样。

10.根据权利要求1至6中任一项所述的叶轮，其特征在于，

将所述叶片的轮毂的所述叶片角度定义为第二叶片角度时，

从所述入口遍及所述出口，所述第一叶片角度形成为是所述第二叶片角度以下。

11.根据权利要求7所述的叶轮，其特征在于，

将所述叶片的轮毂的所述叶片角度定义为第二叶片角度时，

从所述入口遍及所述出口，所述第一叶片角度形成为是所述第二叶片角度以下。

12.根据权利要求8所述的叶轮，其特征在于，

将所述叶片的轮毂的所述叶片角度定义为第二叶片角度时，

从所述入口遍及所述出口，所述第一叶片角度形成为是所述第二叶片角度以下。

13.根据权利要求9所述的叶轮，其特征在于，

将所述叶片的轮毂的所述叶片角度定义为第二叶片角度时，

从所述入口遍及所述出口，所述第一叶片角度形成为是所述第二叶片角度以下。

14.一种旋转机械，其特征在于，具备：

权利要求1至13中任一项所述的叶轮。