CN108603513A - 压缩机叶轮及其制造方法 - Google Patents

Abstract

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。

Description

压缩机叶轮及其制造方法

技术领域

本公开涉及一种压缩机叶轮及其制造方法。

背景技术

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

发明内容

发明所解决的技术问题

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。

本发明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)本发明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。

根据本发明的发明人的见解，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垂线，所述基准位置是与所述垂线和所述负压面的交点相比更靠上游侧的位置。

根据上述(9)记载的压缩机叶轮，将上述(8)记载的基准位置设为在叶轮的轴向上比上述交点(第二叶片的喉口位置)更靠上游侧的位置，由此不改变与第二叶片的负压面侧邻接的叶片和该第二叶片之间的喉口宽度，就能够如上述(1)至(8)记载的那样使第一叶片的叶片角与第二叶片的叶片角不同。因此，能够抑制压缩机叶轮的吸入风量的降低，并且能够抑制旋转失速。

(10)一种制造本发明的至少一实施方式的压缩机叶轮的制造方法，该制造方法制造上述(1)至(9)中任一项记载的压缩机叶轮，具有：第一叶片形成工序，形成具有同一形状的多个第一叶片；第二叶片形成工序，通过对在所述第一叶片形成工序中形成的多个第一叶片中的一部分第一叶片的前缘侧部分实施弯曲加工，形成所述至少一个第二叶片。

根据上述(10)记载的制造压缩机叶轮的制造方法，在形成具有同一形状的多个第一叶片后，仅通过只对一部分的第一叶片的前缘部分实施弯曲加工，就能够形成上述第二叶片，因此，能够容易地制造上述(1)至(9)中任一项记载的离心压缩机叶轮。

发明效果

根据本发明的至少一实施方式，可以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。

附图说明

图1是一实施方式的压缩机叶轮100(100A)的轴向向视图。

图2是对一实施方式的压缩机叶轮100(100A)的沿着轴线的子午截面中的一部分进行表示的图。

图3是用于说明第一叶片12及第二叶片14的形状的概要图。

图4是概要地表示多个叶片4的叶尖侧的位置关系的叶片列展开图。图4中表示叶片4的线是连结叶片4的负压面和正压面的中间点的拱弧线。

图5是概要地表示多个叶片4的轮毂侧的位置关系的叶片列展开图。图5中表示叶片4的线是连结叶片4的负压面和正压面的中间点的拱弧线。

图6是示意地表示对比方式的旋转失速的状态的图。图6中表示叶片4的线是连结叶片4的负压面和正压面的中间点的拱弧线。

图7是示意地表示实施方式的旋转失速的状态的图。图7中表示叶片4的线是连结叶片4的负压面和正压面的中间点的拱弧线。

图8是表示实施方式与对比方式的喘振线的对比的图。

图9是用于说明第一叶片12及第二叶片14的形状的其他例子的概要图。图9中表示叶片4的线是连结叶片4的负压面和正压面的中间点的拱弧线。

图10是一实施方式的压缩机叶轮100(100B)的轴向向视图。

图11是对一实施方式的压缩机叶轮100(100B)的沿着轴线的子午截面中的一部分进行表示的图。

图12是概要地表示多个全叶片4f与多个分流叶片4s的叶尖侧的位置关系的一个例子的叶片列展开图。图12中表示叶片4(4f、4s)的线是连结叶片4(4f、4s)的负压面和正压面的中间点的拱弧线。

图13是概要地表示多个全叶片4f与多个分流叶片4s的叶尖侧的位置关系的一个例子的叶片列展开图。图13中表示叶片4(4f、4s)的线是连结叶片4(4f、4s)的负压面和正压面的中间点的拱弧线。

图14是概要地表示多个全叶片4f与多个分流叶片4s的叶尖侧的位置关系的一个例子的叶片列展开图。图14中表示叶片4(4f、4s)的线是连结叶片4(4f、4s)的负压面和正压面的中间点的拱弧线。

图15是对一实施方式的压缩机叶轮100的沿着轴线的子午截面中的一部分进行表示的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的几个实施方式进行说明。不过，被记载为实施方式或者附图所示的构成部件的尺寸、材质、形状及其相对配置等都只是说明例而已，并不是要在将本发明的范围限定于此。

例如，“在某一方向(上)”、“沿/沿着某一方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或者“同轴”等对相对配置或者绝对配置进行表示的表述，不仅要表示严格为那样的配置，还要表示以公差、或者可获得相同功能的程度的角度、距离相对地发生了位移的状态。

例如，“同一/相同”、“相等”及“均等”等对事物为相等的状态进行表示的表述，不仅要表示严格相等的状态，还要表示存在公差、或者可获得相同功能的程度的偏差的状态。

例如，四边形状、圆筒形状等表示形状的表述，不仅表示在几何学上严格意义下的四边形状、圆筒形状等形状，还表示在可获得相同效果的范围内包含凹凸部、倒角部等的形状。

另一方面，“包括”、“含有”、“具备”、“包含”或“具有”一构成要素这样的表述，并非将其他构成要素的存在排除在外的排他性表述。

图1是一实施方式的压缩机叶轮100(100A)的轴向向视图。图2是对图1所示的压缩机叶轮100(100A)的沿着轴线的子午截面中的一部分进行表示的图。

如图1及图2所示，压缩机叶轮100具有轮毂2和叶片组6，叶片组6由在轮毂2的外周面2a沿周向隔开间隔地排列的多个叶片4构成，叶片4各自的前缘的轮毂侧端部4A在以压缩机叶轮的旋转轴线O为中心的同一圆C1上对齐。叶片组6构成为，在压缩机叶轮100的轴向上，多个叶片4的轮毂侧端部4A的位置相同。多个叶片4包含至少一个第一叶片12和形状与第一叶片12不同的至少一个第二叶片14。

图3是用于说明第一叶片12及第二叶片14的形状的概要图。图4是概要地表示多个叶片4的叶尖侧的位置关系的叶片列展开图。图5是概要地表示多个叶片4的轮毂侧的位置关系的叶片列展开图。

在图4及图5中，横轴表示压缩机叶轮100的周向上的位置rθ，纵轴表示子午面方向m上的距前缘12LE的距离。所谓“子午面方向m”，如图15所示，就是在叶轮100的子午截面上在从叶片4的前缘12LE到后缘12TE的范围内将叶片高度比相等的点连结成线，“子午面方向m”表示沿着该线的方向。在此，所谓“叶片高度比”，其以如下方式定义。首先，如图15所示，将叶片4的轮毂侧端部的从前缘12LE的位置起到后缘12TE的位置为止的子午面长度设为mh，将叶片4的叶尖侧端部的从前缘12LE的位置起到后缘12TE的为止的子午面长度设为mt。并且，对于叶片4的轮毂侧端部的从前缘12LE的位置起到某一位置P为止的子午面长度除以上述子午面长度mh而得出的比例与叶片4的叶尖侧端部的从前缘12LE的位置起到某一位置Q为止的子午面长度除以上述子午面长度mh而得出的比例相等的位置P和位置Q(例如上述两个比例分别为20％的位置P和位置Q)，将连结位置P和位置Q的线段的长度定义为某一子午面方向位置(％)处的叶片高度h。并且，将在沿着上述线段的叶片高度方向上距轮毂2的外周面2a的距离y除以叶片高度h而得出的值y/h定义为叶片高度比。

在图3及图4中，当在压缩机叶轮100的径向上的相同位置r将第一叶片12的前缘12LE处的叶片角β1与第二叶片14的前缘14LE处的叶片角β2进行比较时，在压缩机叶轮100的径向上的至少一部分范围w1内，第一叶片12的前缘12LE处的叶片角β1与第二叶片14的前缘14LE处的叶片角β2不同。所谓“叶片角β”，表示在某一叶片高度比y/h处，子午面方向m和拱弧线所成的角度β(例如参照图4)，“叶片角β”使用子午面方向上的位置m及周向上的位置rθ通过以下算式(1)进行定义。

根据这样的结构，能够使前缘的轮毂侧端部4A在同一圆上对齐的多个叶片4(参照图1)的失速特性中的第一叶片12的失速特性与第二叶片14的失速特性不同。因此，与使上述多个叶片4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。

在一实施方式中，例如图1所示，上述至少一个第一叶片12包含多个第一叶片12，上述至少一个第二叶片14包含多个第二叶片14，叶片组6所具有的第二叶片14的片数少于叶片组6所具有的第一叶片12的片数。另外，如图1及图4所示，多个第二叶片14包含在压缩机叶轮100的周向上在彼此之间不配置第一叶片12的一对第二叶片14。在图1所示的示例方式中，叶片组6具有六片叶片4，六片叶片4包含四片第一叶片12和两片第二叶片14。另外，两片第二叶片14之间没有配置第一叶片12。

根据这样的结构，因为失速特性与第一叶片12不同的片数相对较少的第二叶片14沿压缩机叶轮100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。

在一实施方式中，如图3及图4所示，当在压缩机叶轮100的径向上的相同位置r将第一叶片12的前缘12LE的叶片角β1与第二叶片14的前缘14LE的叶片角β2进行比较时，在压缩机叶轮100的径向上的至少一部分范围w1内，第二叶片14的前缘14LE的叶片角β2大于第一叶片12的前缘12LE的叶片角β1。

根据这样的结构，与多个叶片4的形状相同的对比方式、即多个叶片4仅由多个第一叶片12构成的情况(参照图6)相比，第二叶片14的前缘14LE具有与小流量侧相匹配的(即使在小流量时也很难失速的)比较大的叶片角β2，由此，如图7所示，很难在第二叶片14的负压面侧的区域A产生失速，所以能够有效阻碍旋转失速的传播及发展。由此，如图7所示，与上述对比方式相比，能够使喘振线向小流量侧移动从而扩大小流量侧的运转范围。另外，比较多的第一叶片12的前缘12LE具有在上述范围21中考虑了大流量侧的吸入风量的比较小的叶片角β1，由此，能够抑制压缩机叶轮100的吸入风量的降低。因此，能够阻碍旋转失速的均匀传播及发展，并且能够抑制压缩机叶轮100的吸入风量的降低。

在一实施方式中，在图3及图4中，第二叶片14的前缘14LE的叶尖侧端部14E处的叶片角β2大于第一叶片12的前缘12LE的叶尖侧端部12E处的叶片角β1。在此，第二叶片14的前缘14LE的叶尖侧端部14E处的叶片角β2优选比第一叶片12的前缘12LE的叶尖侧端部12E处的叶片角β1大5度以上。

根据本发明的发明人的见解，压缩机叶轮容易在叶片的前缘的叶尖侧的区域产生旋转失速。因此，通过如上所述地使第二叶片14的前缘14LE的叶尖侧端部14E处的叶片角β2大于第一叶片12的前缘12LE的叶尖侧端部12E处叶片角β1，能够有效抑制旋转失速。

在一实施方式中，在图3及图5中，第二叶片14的前缘14LE的轮毂侧端部14A处的叶片角β2等于第一叶片12的前缘12LE处的轮毂侧端部12A处的叶片角β1。

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14的前缘14LE的轮毂侧端部14A处的叶片角β2大于第一叶片12的前缘12LE的轮毂侧端部12A处的叶片角β1，抑制旋转失速的效果也比较小。另外，将第二叶片14构成为在压缩机叶轮100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β2，这是导致压缩机叶轮100的吸入风量降低的重要原因。

因此，如上所述，通过使第二叶片14的前缘14LE的叶尖侧端部14E处的叶片角β2大于第一叶片12的前缘12LE的叶尖侧端部12E处的叶片角β1，并且使第二叶片14的前缘14LE的轮毂侧端部14A处的叶片角等于第一叶片12的前缘12LE的轮毂侧端部12A处的叶片角β1，能够抑制压缩机叶轮100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。

在一实施方式中，在图3～图5中，当在压缩机叶轮100的径向上的相同位置r将第一叶片12的前缘12LE的叶片角β1与第二叶片14的前缘14LE的叶片角β2进行比较时，在压缩机叶轮100的径向上的第二叶片14的叶片高度h的50％以上的规定位置P1(例如第二叶片14的叶片高度h的70～80％左右的规定位置)到叶尖侧端部14E的范围w1内，第二叶片14的前缘14LE的叶片角β2大于第一叶片12的前缘12LE的叶片角β1，在压缩机叶轮100的径向上的第二叶片14的轮毂侧端部14A到上述规定位置P1的范围w2内，第二叶片14的前缘14LE的叶片角β2等于第一叶片12的前缘12LE的叶片角β1。

如上所述，压缩机叶轮容易在叶片的前缘的叶尖侧的区域产生旋转失速，所以即便使第二叶片14的前缘14LE的轮毂侧的叶片角β2大于第一叶片的前缘12LE的轮毂侧的叶片角β1，抑制旋转失速的效果也比较小。另外，将第二叶片14构成为在压缩机叶轮100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β2，这是导致压缩机叶轮100的吸入风量降低的重要原因。

因此，通过在压缩机叶轮100的径向上的第二叶片14的叶片高度h的50％以上的规定位置P1到叶尖侧端部14E的范围w1内，使第二叶片14的前缘14LE的叶片角β2大于第一叶片12的前缘12LE的叶片角β1，并且在压缩机叶轮100的径向上的第二叶片14的轮毂侧端部14A到上述规定位置P1的范围w2内，使第二叶片14的前缘14LE的叶片角β2等于第一叶片12的前缘12LE的叶片角β1，能够抑制压缩机叶轮100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。

在一实施方式中，例如如图3及图4所示，第一叶片12和第二叶片14仅压缩机叶轮100的轴向上的从基准位置P2起的上游侧的形状不同，压缩机叶轮100的轴向上的从基准位置P2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有很大影响，所以上述多个叶片4的后缘侧的形状优选相同。即，叶片12的后缘12TE侧的形状与叶片14的后缘14TE侧的形状优选相同。因此，第一叶片12和第二叶片14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100的轴向上的从基准位置P2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100的轴向上的从基准位置P2起的下游侧的形状)相同。由此，能够抑制叶片性能的降低且抑制旋转失速，所以能够有效地提高压缩机叶轮100的性能。

在一实施方式中，例如如图3及图4所示，从与第二叶片14的负压面14S侧邻接的叶片4的前缘的叶尖侧端部(在图示的方式中为第一叶片12的前缘12LE的叶尖侧端部12E)向第二叶片14的负压面14S引垂线L，上述基准位置P2是与垂线L和该负压面14S的交点P3(第二叶片的喉口位置)相比更靠上游侧的位置。

通过将上述基准位置P2设为在叶轮100的轴向上比上述交点P3更靠上游侧的位置，能够抑制与第二叶片14的负压面14S侧邻接的叶片4和该第二叶片14之间的喉口宽度S的变化，并且能够如上所述地使第一叶片12的叶片角β1与第二叶片14的叶片角β2不同。因此，能够抑制压缩机叶轮100的吸入风量的下降，并且能够抑制旋转失速。

上述压缩机叶轮100能够通过例如机械加工或铸造等进行制造，但也可以具有第一叶片形成工序和第二叶片形成工序，在第一叶片形成工序中，形成具有同一形状的多个第一叶片12，在第二叶片形成工序中，通过仅对在第一叶片形成工序中形成的多个第一叶片12中的一部分第一叶片12的处于叶尖侧且前缘侧的一部分12P(参照图3)实施弯曲加工而使其向压力面侧圆滑地弯曲成圆弧状，从而形成至少一个第二叶片14。

由此，与通过不同的工序形成第一叶片12和第二叶片14的情况相比，仅通过对经由第一叶片形成工序制成的第一叶片12实施弯曲加工，就能够形成第二叶片14，所以能够容易地制造上述压缩机叶轮100。

本发明并不局限于上述实施方式，还包含对上述实施方式进行变形而得的方式和适当地组合这些方式而得的方式。

例如，在图4中示出了第一叶片12与第二叶片14仅压缩机叶轮100的轴向上的从基准位置P2起的上游侧的形状不同，压缩机叶轮100的轴向上的从基准位置P2起的下游侧的形状相同的方式。

然而，本发明并不局限于上述方式，例如如图9所示，第二叶片14也可以在压缩机叶轮100的轴向上的第二叶片14的整个范围内都具有与第一叶片12不同的形状。在这样的结构中，如上所述，当在压缩机叶轮100的径向上的相同位置将第一叶片12的前缘12LE处的叶片角β1与第二叶片14的前缘14LE处的叶片角β2进行比较时，也同样是只要在压缩机叶轮100的径向上的至少一部分范围内，第一叶片12的前缘12LE处的叶片角β1与第二叶片14的前缘14LE处的叶片角β2不同即可。由此，如上所述，能够抑制旋转失速的均匀传播及发展。

不过，在图4所示的方式中，如上所述，能够抑制与第二叶片14的负压面14S侧邻接的叶片4和该第二叶片14之间的喉口宽度S的变化，并且能够如上所述地使第一叶片12的叶片角β1与第二叶片14的叶片角β2不同，所以从抑制压缩机叶轮100的吸入风量的降低的角度来看，与图9所示的方式相比，图4所示的方式更加优选。

另外，在图1中例示了具有一个叶片组6(该叶片组6由在轮毂2的外周面2a沿周向隔开间隔地排列的多个叶片4构成，叶片4各自的前缘的轮毂侧端部4A在以压缩机叶轮的旋转轴线O为中心的同一圆C上对齐)的压缩机叶轮100。

然而，本发明并不局限于上述方式，例如如图10及图11所示，压缩机叶轮100也可以具有多个叶片组。在图10所示的示例方式中，压缩机叶轮100(100B)具有全叶片组6f及分流叶片组6s两个叶片组。

全叶片组6f由在轮毂2的外周面2a沿周向隔开间隔地排列的多个全叶片4f构成。在此，全叶片4f各自的前缘的轮毂侧端部4Af在以压缩机叶轮的旋转轴线O为中心的同一圆Cf上对齐。

分流叶片组6s由在轮毂2的外周面2a沿周向隔开间隔地排列的多个分流叶片4s构成。在此，分流叶片4s的叶片长度比全叶片4f的叶片长度短，多个分流叶片4s分别设置在彼此邻接的两个全叶片4f之间。另外，多个分流叶片4s各自的前缘的轮毂侧端部4As在以压缩机叶轮100的旋转轴线O为中心的同一圆Cs上对齐。在此，多个分流叶片4s的前缘的轮毂侧端部4As比多个全叶片4f的前缘的轮毂侧端部4Af更靠下游侧。即，圆Cs比圆Cf半径大，比圆Cf更靠压缩机叶轮100的吸入方向下游侧。

在图10所示的方式中，既可以如图12所示，仅对全叶片组6f应用使用图1～图9说明的压缩机叶轮100(100A)的叶片组6的发明，也可以如图13所示，仅对分流叶片组6s应用使用图1～图9说明的压缩机叶轮100(100A)的叶片组6的发明，还可以如图14所示，对全叶片组6f和分流叶片组6s分别应用使用图1～图9说明的压缩机叶轮100(100A)的叶片组6的发明。

在图12所示的方式中，构成全叶片组6f的多个全叶片4f包含至少一个第一叶片12f和形状与第一叶片12f不同的至少一个第二叶片14f。另外，当在压缩机叶轮100的径向上的相同位置将第一叶片12f的前缘12LEf的叶片角β1f与第二叶片14f的前缘14LEf的叶片角β2f进行比较时，在压缩机叶轮100的径向上的至少一部分范围(参照图3的范围w1)内，第一叶片12f的前缘12LEf的叶片角β1f与第二叶片14f的前缘14LEf的叶片角β2f不同。

在这样的实施方式中，也能够使前缘的轮毂侧端部4Af在同一圆上对齐的多个全叶片4f的失速特性中的第一叶片12f的失速特性与第二叶片14f的失速特性不同。因此，与使上述多个全叶片4f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。

在图13所示的方式中，构成分流叶片组6s的多个分流叶片4s包含至少一个第一叶片12s和形状与第一叶片12s不同的至少一个第二叶片14s。另外，当在压缩机叶轮100的径向上的相同位置将第一叶片12s的前缘12LEs的叶片角β1s与第二叶片14s的前缘14LEs的叶片角β2s进行比较时，在压缩机叶轮100的径向上的至少一部分范围(参照图3的范围w1)内，第一叶片12s的前缘12LEs的叶片角β1s与第二叶片14s的前缘14LEs的叶片角β2s不同。

在这样的实施方式中，也能够使前缘的轮毂侧端部4As在同一圆上对齐的多个分流叶片4s的失速特性中的第一叶片12s的失速特性与第二叶片14s的失速特性不同。因此，与使上述多个分流叶片4s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，因为不需要上述现有技术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。

在图14所示的方式中，构成全叶片组6f的多个全叶片4f包含至少一个第一叶片12f和形状与第一叶片12f不同的至少一个第二叶片14f。另外，当在压缩机叶轮100的径向上的相同位置将第一叶片12f的前缘12LEf的叶片角β1f与第二叶片14f的前缘14LEf的叶片角β2f进行比较时，在压缩机叶轮100的径向上的至少一部分范围(参照图3的范围w1)内，第一叶片12f的前缘12LEf的叶片角β1f与第二叶片14f的前缘14LEf的叶片角β2f不同。另外，构成分流叶片组6s的多个分流叶片4s包含至少一个第一叶片12s和形状与第一叶片12s不同的至少一个第二叶片14s。另外，当在压缩机叶轮100的径向上的相同位置将第一叶片12s的前缘12LEs的叶片角β1s与第二叶片14s的前缘14LEs的叶片角β2s进行比较时，在压缩机叶轮100的径向上至少一部分范围(参照图3的范围w1)内，第一叶片12s的前缘12LEs的叶片角β1s与第二叶片14s的前缘14LEs的叶片角β2s不同。

在这样的实施方式中，也能够使前缘的轮毂侧端部4Af在同一圆上对齐的多个全叶片4f的失速特性中的第一叶片12f的失速特性与第二叶片14f的失速特性不同。因此，与使上述多个全叶片4f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。另外，也能够使前缘的轮毂侧端部4As在同一圆上对齐的多个分流叶片4s的失速特性中的第一叶片12s的失速特性与第二叶片14s的失速特性不同。因此，与使上述多个分流叶片4s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，因为不需要上述现有技术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。

另外，在上述实施方式中，例示了离心压缩机，但本发明并不限于离心压缩机，也可以应用于轴流压缩机和半轴流压缩机。

附图标记说明

2 轮毂

2a 外周面

4 叶片

4A 前缘的轮毂侧端部

4f 全叶片

4s 分流叶片

6 叶片组

6f 全叶片组

6s 分流叶片组

12 第一叶片

12LE 前缘

12E 前缘的叶尖侧端部

12A 前缘的轮毂侧端部

12P 一部分

14 第二叶片

14LE 前缘

14E 前缘的叶尖侧端部

14A 前缘的轮毂侧端部

14S 负压面

100 压缩机叶轮

C1 圆

C2 圆

L 垂线

O 旋转轴线

P1 规定位置

P2 基准位置

P3 交点

w1、w2 范围

r、z 位置

Claims (10)

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叶尖侧端部处的叶片角大5度以上。

6.如权利要求4或5所述的压缩机叶轮，其特征在于，

所述第二叶片的前缘的轮毂侧端部处的叶片角等于所述第一叶片的前缘的轮毂侧端部处的叶片角。

7.如权利要求6所述的压缩机叶轮，其特征在于，

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。

8.如权利要求4至7中任一项所述的压缩机叶轮，其特征在于，

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。

9.如权利要求8所述的压缩机叶轮，其特征在于，

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垂线，所述基准位置是与所述垂线和所述负压面的交点相比更靠上游侧的位置。

10.一种压缩机叶轮的制造方法，其特征在于，制造权利要求1至9中任一项所述的压缩机叶轮，具有：

第一叶片形成工序，形成具有同一形状的多个第一叶片；

第二叶片形成工序，通过对在所述第一叶片形成工序中形成的多个第一叶片中的一部分第一叶片的前缘侧部分实施弯曲加工，形成所述至少一个第二叶片。