JP2003184789A - 中間高流量係数を有する遠心圧縮機用のロータブレード - Google Patents
中間高流量係数を有する遠心圧縮機用のロータブレードInfo
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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
- F04D29/28—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps
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Abstract
アル形のロータのための円筒形のブレードを提供する。 【解決手段】 この円筒形のブレードは、ロータの回転
軸線(Z)に平行な母線を有する等しい曲率の正圧側面
の第1の表面(3)及び負圧側面の第2の表面(5)を
含み、該表面(3、5)の曲率線は、デカルト座標系
(Y、X、Z)において、該曲率線に属する個々の組の
点(10)の座標値とロータ(20)の外側半径(R)
との間の比率により定められる。
Description
有する遠心圧縮機用のロータブレードに関する。
係数を有する多段式圧縮機の遠心ロータのための円筒形
のブレードに関する。
は、Φ=(4*q)/(π*d2*u”)と定義され、ここ
において、qは体積流量であり、dはロータの外径であ
り、u”はロータの周速度である。
義するのに用いることでき、また設計段階において異な
る形式の圧縮機を分類するのに用いることができる。
ように、換言すればその圧縮機が向けられる用途に応じ
て流量係数の異なる値で作動するように作られる。
縮機は、Φが0.04近傍の値を有する圧縮機として定
義され、また中間高流量係数を有する圧縮機は、Φがほ
ぼ0.06である圧縮機として定義される。
要件の1つは、殆どの段において達成されなければなら
ない高い空力効率に関する。
は、ブレードの幾何学的特性がロータに沿う流体の相対
速度の分布を決定するという事実によって、空力効率に
著しく影響し、従って、壁面に沿う境界層の分布、及び
最終分析では摩擦損失に影響を及ぼす。
備えて作られたロータ、言い換えればブレードが平坦で
あるか又は母線が回転軸線に平行になった円筒形である
純ラジアル形のロータにとって特に重要である。
の形式のロータに用いられるブレードは、比較的簡単な
幾何学形状を有し、その形状においては、セクションの
中線が円弧から成り、半円形のすみ肉が形成されるか又
は特別の場合には厚さが漸減されている前縁の領域を除
いて、ブレードに沿って厚さが一定である。
により作られ、従って非常に広く用いられているが、そ
の幾何学形状では、ロータの高い空力効率を達成するこ
とができない。
の目的は、適当な形状構成にすることによって高い空力
効率が得られるようにするブレードを提供することであ
る。
規模に経済的に製造することができるブレードを提供す
ることである。
の目的は、請求項1の内容に従った中間高流量係数を有
する遠心圧縮機用のロータブレードにより達成される。
項に記載されている。
ドの特徴及び利点は、実施例によりまた限定的な意図な
く、添付の図面を参照してなされる、以下の説明により
一層明確になるであろう。
高流量係数を有する遠心圧縮機に属する、外側半径Rを
備える純ラジアル形のロータ20は、ディスク21と対
向ディスク22の間に配置される複数の円筒形のブレー
ド1を含む。
ディスク21及び/又は対向ディスク22と一体に作ら
れるか又はディスク21に取り付けられる。
れるロータの回転の方向に対して前方に面する正圧側面
の第1の表面3と該第1の表面と対向する負圧側面の第
2の表面5とを含む。
等しい曲率とロータ20の回転軸線Zに平行な母線とを
備えて作られる。
て、ロータの吸入口に設置され、ブレード1の厚さを漸
減させることにより形成される前縁4により互いに結合
される。
び5は、ディスク21と対向ディスク22の外周と同一
平面の側端縁2で終わる。
ード1は、ディスク21とのその接合部において、平坦
であり、横座標軸Y、縦座標軸X、及びロータの回転軸
線に一致すると共に機械の内部に向けて配向された軸Z
を有する右手デカルト座標系の平面Y、X上にある第1
のセクション9を有する。
ン9が含まれる平面Y、Xのロータ回転軸線との交差部
分に位置する。
て対向ディスク22に結合され、該第2のセクション7
は、公知技術に従って前縁4の近傍において、ロータの
出口における対向ディスク22の曲率に沿うように湾曲
している。
形の形式であるので、セクション7及び9の平面Y、X
上への投影は本質的に一致する。
率は、上記の表面3及び5の平面Y、Xとの交差部分に
よって特定される。
定めるためには、ブレードの前縁4近傍でのロータの入
口方向におけるセクション7の曲率に言及することも必
要である。
において前述のデカルト基準座標系Y、X、Zを用いて
特定された時、ブレード1が定められる。
との交差部分は、2つの曲線、即ち正圧側面上の第1の
端縁線6と負圧側面上の第2の端縁線8とを形成し、該
第1の端縁線6及び第2の端縁線8は、3つの軸Y、
X、Zに関するその座標x、y、zがロータ20の外側
半径Rの関数として都合よく表わされる、それらの曲線
に属する個々の組の点10により定められる。
ン9との交差部分は、2つの曲線、即ち正圧側面上の第
3の端縁線6’と負圧側面上の第4の端縁線8’とを形
成する。
基準座標系Y、X、Zが採用されるので、端縁線6’及
び8’は、対応する線6及び8の座標値と同一のx及び
y座標値により定められるが、その時、各線は、該線上
にある全ての点についてz座標値はゼロである。
は、自動化機械、例えば数値制御式等の機械により都合
よく形成することができる。
は、それらが向けられる運転条件に応じて、様々な寸法
で作ることができる。
特定の制限の範囲内で、実質的にブレードの曲率に依存
し、従って、第1次近似として、相似のロータについて
は等しい。
ドの絶対寸法を無視して、例えば、点10の座標値のロ
ータの外側半径の値に対する比率x/R、y/R、z/
Rを用いてその幾何学形状を定めることが可能である。
8’の曲率のばらつきが、点10の座標値y、x、zの
±0.600mmに等しいばらつきの範囲内に維持される
場合には、そのばらつきによって、効率は僅かだけ変化
することも分かった。
関数として、各点10の座標値と該半径Rの値との間の
比率y/R、x/R、z/Rの形で表わされる、本発明
によるブレード1の線6及び8は、線6については、下
記の値:
び負圧側面上の表面5が等しい曲率を有する19個の円
筒形のブレード1を備えた、中間高流量係数を有する圧
縮機のためのロータ20が作られた。
座標軸X、及びロータの回転軸線に一致しかつ機械の内
部に向けて配向された軸Zを有する右手デカルト座標軸
系Y、X、Zにおいて、ロータの対向ディスク22と接
触する、ブレード1のセクション7との交差部分で表面
3及び5によりそれぞれ作り出される端縁線6及び8に
属する個々の組の点10の下記の座標値x、y、zによ
り定められる。
ところ、そのポリトロープ段効率は、従来技術のロータ
のポリトロープ段効率よりも著しく高いということが分
かった。なお、特許請求の範囲に記載された符号は、理
解を助けるためのものであって実施例に限定する意図で
はない。
断面正面図。
図。
Claims (5)
- 【請求項1】 ロータを形成するディスク(21)と対
向ディスク(22)との間に配置され、双方が前記ロー
タの回転軸線(Z)に平行な母線を有する等しい曲率を
持つ正圧側面の第1の表面(3)及び負圧側面の第2の
表面(5)を含み、該表面(3、5)の曲率線は、前記
軸線(Z)の方向において、前記対向ディスク(22)
と接触するブレードの第1のセクション(7)により、
また前記ディスク(21)と接触するブレード(1)の
第2のセクション(9)により形成されている、中間高
流量係数を有する遠心圧縮機の純ラジアル形のロータの
ための円筒形のブレードであって、縦座標軸(X)及び
横座標軸(Y)を有し、平面(Y、X)が前記第2の接
触セクション(9)と一致し、かつ軸(Z)が前記ロー
タの回転軸線と一致すると共に前記機械の内部に向けて
配向されている右手デカルト基準座標系(Y、X、Z)
において、前記表面(3、5)の各々の前記セクション
(7)との交差部分は、2つの曲線、即ち前記正圧側面
の第1の端縁線(6)と前記負圧側面の第2の端縁線
(8)とを形成し、該第1の端縁線(6)及び第2の端
縁線(8)は、前記3つの軸(Y、X、Z)に関するそ
の座標(y、x、z)が前記ロータ(20)の外側半径
(R)の関数、即ち比率y/R、x/R、z/Rとして
表され、±0.600mmの範囲内でばらつくことが可
能である、該線(6、8)に属する個々の組の点(1
0)により定められ、前記線(6)が、下記の比率: 【表1】 により定められ、前記線(8)が、下記の比率: 【表2】 により定められることを特徴とする円筒形のブレード。 - 【請求項2】 前記線(6、8)は、該線(6、8)に
属する個々の組の点(10)の下記の座標値(y、x、
z)により定められ、ここでは、前記ロータ(20)は
200mmの外側半径(R)を有しており、前記線(6)
が、下記の座標値: 【表3】 を有する点(10)により定められ、前記線(8)が、
下記の座標値: 【表4】 を有する点(10)により定められることを特徴とす
る、請求項1に記載の円筒形のブレード。 - 【請求項3】 前記表面(3)及び(5)の前記セクシ
ョン(9)との交差部分は、2つの曲線、即ち前記正圧
側面上の第3の端縁線(6’)と前記負圧側面上の第4
の端縁線(8’)とを形成し、該第3の端縁線(6’)
及び第4の端縁線(8’)は、前記対応する線(6)及
び(8)と同一の(x)及び(y)座標値とゼロ(z)
座標値とにより定められることを特徴とする、請求項1
及び請求項2のいずれか1項に記載の円筒形のブレー
ド。 - 【請求項4】 中間高流量係数を有する遠心圧縮機の純
ラジアル形のロータであって、請求項1から請求項3ま
でのいずれか1項に記載の複数のブレード(1)を組み
込まれたことを特徴とするロータ。 - 【請求項5】 200mmの外側半径を有し、19個のブ
レード(1)を組み込まれたこととを特徴とする、請求
項4に記載のロータ。
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