JP2012087682A - Impeller of centrifugal fluid machine and designing method therefor - Google Patents

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Manabu Yagi
学 八木
Takanori Shibata
貴範 柴田
Toshio Ito
俊雄 伊藤
Hideo Nishida
秀夫 西田
Hiromi Kobayashi
博美 小林
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a high pressure ratio without degrading the efficiency of a centrifugal compressor.SOLUTION: The impeller 2 of the centrifugal compressor 1 is equipped with a plurality of vanes 6 installed on a core plate 4 in the circular cascade arrangement. Each vane 6 has a base end part 11 continued to the core plate 4 without forming any void, an inlet edge 13 to designate the inlet of an inter-vane passage 7 formed by mutually adjoining vanes 6 in the circumferential direction, an outlet edge 14 to designate the outlet of each inter-vane passage 7, a boundary part 15 at which the vane angle α formed by each vane 6 with respect to the radial direction begins decreasing, an outlet side portion 16 ranging from the boundary part 15 to the outlet edge 14, and a central portion 17 positioned radially inside of the boundary part 15. The outlet side angle α1 as the vane angle α of the outlet side portion 16 is smaller than the close-to-boundary angle α24 as the vane angle α close to the boundary part 15 when viewing the whole of the outlet side portion 16.

Description

本発明は、流体を圧縮または圧送する遠心流体機械に関し、詳細には、該遠心流体機械が備える羽根車および該羽根車の設計方法に関する。   The present invention relates to a centrifugal fluid machine that compresses or pumps fluid, and more particularly, to an impeller provided in the centrifugal fluid machine and a method for designing the impeller.

円形翼列状に配置された複数の羽根を有する羽根車を備える遠心流体機械、例えば遠心圧縮機において、羽根車の周速を増加することなく遠心圧縮機の圧力比を高くするための手段として、羽根車の出口における半径方向と羽根とのなす角度(バックワード角度)を小さく形成することにより、羽根車の出口流れが半径方向となす角度を小さくすることが知られている(例えば、特許文献1参照)。このバックワード角度を小さくするために、特許文献1に記載の遠心圧縮機では、高速回転時の遠心応力による弾性変形により、羽根のバックワード角度が小さくなり遠心圧縮機の圧力比が高くなるように、羽根の基端部の一部が心板に固定されないように、スリットが設けられる。   In a centrifugal fluid machine including an impeller having a plurality of blades arranged in a circular cascade, for example, a centrifugal compressor, as a means for increasing the pressure ratio of the centrifugal compressor without increasing the peripheral speed of the impeller It is known that the angle formed between the radial direction of the impeller and the blade (backward angle) is reduced to reduce the angle formed by the outlet flow of the impeller and the radial direction (for example, patents). Reference 1). In order to reduce the backward angle, in the centrifugal compressor described in Patent Document 1, the backward angle of the blades is reduced and the pressure ratio of the centrifugal compressor is increased due to elastic deformation due to centrifugal stress during high-speed rotation. In addition, a slit is provided so that a part of the base end portion of the blade is not fixed to the core plate.

特開平9−112286号公報JP-A-9-112286

遠心圧縮機の羽根車において、羽根車出口付近の羽根の基端部と心板との間にスリットが設けられる場合、周方向で隣接する羽根同士により形成される羽根間流路を流れる流体がスリットから漏れるため、羽根車の圧縮仕事が減少して効率の低下を招来する。
また、圧力比が高くなるように羽根車での減速比を大きくしている羽根車では、小流量運転時に羽根車内部で逆流が発生しやすくなるため、設計点流量と小流量側における運転限界であるサージ点流量との差で決まるサージマージンが減少して、サージが発生しやすくなる。
In the impeller of a centrifugal compressor, when a slit is provided between the base end of the blade near the impeller outlet and the core plate, the fluid flowing through the inter-blade channel formed by the blades adjacent in the circumferential direction Since it leaks from the slit, the compression work of the impeller is reduced, leading to a reduction in efficiency.
In addition, in an impeller with a large reduction ratio in the impeller so that the pressure ratio becomes high, backflow tends to occur inside the impeller during small flow operation, so the operating limit on the design point flow rate and small flow side is limited. The surge margin, which is determined by the difference from the surge point flow rate, is reduced, and surge is likely to occur.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、遠心流体機械の効率を低下させることなく、高い圧力比を得ることにある。さらに、本発明の別の目的は、遠心流体機械のサージマージンの減少を防止しながら、高い圧力比を得ることにある。
また、本発明の別の目的は、遠心流体機械の改良の容易化を図ることを目的とする。
This invention is made | formed in view of such a situation, The objective is to obtain a high pressure ratio, without reducing the efficiency of a centrifugal fluid machine. Furthermore, another object of the present invention is to obtain a high pressure ratio while preventing a decrease in surge margin of a centrifugal fluid machine.
Another object of the present invention is to facilitate the improvement of a centrifugal fluid machine.

請求項1記載の発明は、心板に円形翼列状に配置された複数の羽根を備えると共に回転中心線を中心に回転する、遠心流体機械の羽根車において、前記各羽根は、間隙を形成することなく前記心板に連なる基端部と、先端部と、周方向で隣接する前記羽根同士により形成される羽根間流路の入口を規定する入口縁と、前記羽根間流路の出口を規定する出口縁と、前記回転中心線から径方向外方に向かうときに径方向と羽根とのなす羽根角度が減少を開始する境界部と、前記境界部から前記出口縁に達するまでの出口側部分と、前記境界部よりも径方向内方に位置する中心側部分とを有し、前記出口側部分の前記羽根角度である出口側角度は、前記出口側部分の全体で、前記境界部直近の前記羽根角度である境界直近角度α24よりも小さい羽根車である。   The invention according to claim 1 is an impeller of a centrifugal fluid machine provided with a plurality of blades arranged in a circular blade row on a core plate and rotating around a rotation center line, wherein each blade forms a gap. A base end portion that continues to the core plate, a distal end portion, an inlet edge that defines an inlet of a flow passage between blades formed by the blades adjacent in the circumferential direction, and an outlet of the flow passage between the blades. An outlet edge to be defined, a boundary part where a blade angle between the radial direction and the blade starts to decrease when going radially outward from the rotation center line, and an outlet side from the boundary part to the outlet edge And the outlet side angle, which is the blade angle of the outlet side portion, is close to the boundary portion in the whole of the outlet side portion. Feather smaller than the boundary nearest angle α24, which is the blade angle of It is a car.

これによれば、各羽根が、境界部により、境界部よりも径方向内方の中心側部分と、境界部から出口縁までの出口側部分とに、径方向に二分されるとき、羽根車の出口付近である出口側部分での羽根角度である出口側角度が、境界部直近の羽根角度である境界直近角度よりも小さくなるように羽根が形成されている。この結果、同じ周速の場合、ベース遠心圧縮機の羽根車に比べて高い圧力比を得ることができる。
また、各羽根は、隙間なく心板に連なるので、羽根と心板との間にスリットが設けられた羽根車を備える遠心圧縮機に比べて遠心圧縮機の効率の低下が防止される。
According to this, when each blade is bisected in the radial direction by the boundary portion into the radially inner side portion from the boundary portion and the outlet side portion from the boundary portion to the outlet edge, the impeller The blades are formed so that the outlet side angle, which is the blade angle at the outlet side portion in the vicinity of the outlet, is smaller than the closest angle to the boundary, which is the blade angle closest to the boundary. As a result, when the peripheral speed is the same, a higher pressure ratio can be obtained as compared with the impeller of the base centrifugal compressor.
In addition, since each blade is connected to the core plate without a gap, a reduction in the efficiency of the centrifugal compressor is prevented as compared with a centrifugal compressor including an impeller in which a slit is provided between the blade and the core plate.

請求項2記載の発明は、請求項1記載の羽根車において、前記基端部での前記出口側角度である基端側角度と、前記先端部での前記出口側角度である先端側角度とが異なるものである。
これによれば、出口側角度において、基端側角度と先端側角度とが異なることにより、側板側端部である先端部と心板側端部である基端部とでそれぞれ最適な角度を有するように羽根を形成することができるので、羽根高さ方向に流れを均一化して、遠心流体機械の効率を向上させることが可能になる。
According to a second aspect of the present invention, in the impeller according to the first aspect, a proximal-side angle that is the outlet-side angle at the proximal-end portion and a distal-side angle that is the outlet-side angle at the distal end portion Are different.
According to this, in the exit side angle, the base end side angle and the tip end side angle are different, and accordingly, the tip end portion which is the side plate side end portion and the base end portion which is the core plate side end portion are each optimally angled. Since the blades can be formed so as to have, it is possible to make the flow uniform in the blade height direction and improve the efficiency of the centrifugal fluid machine.

請求項3記載の発明は、前記先端部が隙間なく連なる側板を備える請求項1または2に記載の羽根車において、前記先端部は、前記入口から前記羽根間流路のスロート部までの入口流路部において、軸方向と前記先端部とのなす角度は、流体の流れ方向で局所的に大きく変化しないものである。
これによれば、羽根間流路の入口から、羽根間流路での流路面積が最小となるスロート部までの入口流路において、局所的な流路面積の増加がなくなるので、局所的な流れの急減速を回避できる。この結果、サージの原因となる入口縁付近の先端部およびその近傍での逆流が発生し難くなり、サージマージンの減少を防止することができる。
The invention according to claim 3 is the impeller according to claim 1 or 2, wherein the tip portion includes a side plate that is continuous without a gap, and the tip portion is an inlet flow from the inlet to a throat portion of the flow path between the blades. In the path portion, the angle formed between the axial direction and the tip portion does not vary greatly locally in the fluid flow direction.
According to this, since there is no increase in the local flow area in the inlet flow path from the inlet of the flow path between the blades to the throat portion where the flow area in the flow path between the blades is minimized, A sudden deceleration of the flow can be avoided. As a result, it becomes difficult for the backflow in the vicinity of the leading edge near the inlet edge that causes a surge and in the vicinity thereof to occur, and the reduction of the surge margin can be prevented.

請求項4記載の発明は、請求項1から3のいずれか1項記載の羽根車において、前記出口側部分は、前記回転中心線から出口半径の約90%の位置と前記出口縁との間の範囲であるものである。
これによれば、出口側部分が出口半径の約90%の位置と出口縁との間の範囲であることにより、羽根間流路の、出口側部分により形成される出口流路部において、出口から流出する流体の主流をより確実に出口側羽根角度の方向に近づけることができて、圧力比の増加に寄与する。
According to a fourth aspect of the present invention, in the impeller according to any one of the first to third aspects, the outlet side portion is between the position of about 90% of the outlet radius from the rotation center line and the outlet edge. This is a range of
According to this, in the outlet flow path portion formed by the outlet side portion of the flow path between the blades, the outlet side portion is in a range between the position of about 90% of the outlet radius and the outlet edge. The main flow of the fluid flowing out from the nozzle can be more reliably brought closer to the direction of the outlet blade angle, contributing to an increase in the pressure ratio.

請求項5記載の発明は、ベース遠心流体機械のベース羽根車に基づいて請求項1記載の羽根車を設計する方法であって、前記ベース羽根車の前記各ベース羽根は、前記境界部の位置に対応する位置の境界対応部と、前記境界対応部から前記出口縁に達するまでのベース出口側部分と、前記境界対応部よりも径方向内方に位置するベース中心側部分とを有し、前記各羽根の前記中心側部分での羽根角度分布または負荷分布は、前記ベース中心側部分の羽根角度分布または負荷分布と同一であり、前記出口側角度が、前記出口側部分の全体で、前記各ベース羽根の出口側部分の全体における羽根角度よりも小さくなるように、前記出口側部分における羽根角度分布または負荷分布が決定される設計方法である。
これによれば、ベース遠心流体機械の羽根車を、請求項1に記載された羽根車へ容易に、そして低コストで改良できる。
The invention according to claim 5 is a method of designing an impeller according to claim 1 based on a base impeller of a base centrifugal fluid machine, wherein each base blade of the base impeller is located at a position of the boundary portion. A base corresponding part at a position corresponding to the base, a base outlet side part from the boundary corresponding part to the outlet edge, and a base center side part located radially inward from the boundary corresponding part, The blade angle distribution or load distribution at the center side portion of each blade is the same as the blade angle distribution or load distribution of the base center side portion, and the outlet side angle is the whole of the outlet side portion. In this design method, the blade angle distribution or the load distribution in the outlet side portion is determined so as to be smaller than the blade angle in the entire outlet side portion of each base blade.
According to this, the impeller of a base centrifugal fluid machine can be improved to the impeller described in claim 1 easily and at low cost.

請求項6記載の発明は、請求項5に記載の設計方法において、前記各羽根の前記基端部での前記出口側角度である基端側角度と、前記先端部での前記出口側角度である先端側角度とが異なり、前記基端側角度および前記先端側角度が、前記ベース出口側部分における基端部での羽根角度であるベース基端側角度および先端部での羽根角度であるベース先端側角度よりもそれぞれ小さくなるように、かつ前記基端側角度と前記先端側角度とが異なるように、前記各羽根の前記出口側部分における羽根角度分布または負荷分布が決定されるものである。
これによれば、ベース遠心流体機械の羽根車を、請求項2に記載された羽根車へ容易に、そして低コストで改良できる。
The invention according to claim 6 is the design method according to claim 5, wherein the base end side angle that is the exit side angle at the base end portion of each blade and the exit side angle at the tip end portion. Unlike a certain front end side angle, the base end side angle and the front end side angle are a base base end side angle that is a blade angle at a base end portion in the base outlet side portion and a base blade angle at a front end portion. The blade angle distribution or the load distribution at the outlet side portion of each blade is determined so that the angle is smaller than the tip side angle and the base side angle is different from the tip side angle. .
According to this, the impeller of a base centrifugal fluid machine can be improved to the impeller described in claim 2 easily and at low cost.

請求項7記載の発明は、請求項5または6に記載の設計方法において、前記先端部は、前記入口から前記羽根間流路のスロート部までの入口流路部において、軸方向と前記先端部とのなす軸方向角度が局所的に大きく変化しないように、前記入口流路部での羽根角度分布または流速分布が決定されるものである。
これによれば、請求項3に記載された羽根車を容易に、そして低コストで製作できる。
The invention according to claim 7 is the design method according to claim 5 or 6, wherein the tip is in the axial direction and the tip in the inlet channel from the inlet to the throat of the channel between the blades. The blade angle distribution or the flow velocity distribution in the inlet channel portion is determined so that the axial angle formed by
According to this, the impeller described in claim 3 can be manufactured easily and at low cost.

本発明によれば、遠心流体機械の効率を低下させることなく、高い圧力比を得ることができる。さらに、本発明によれば、遠心流体機械のサージマージンの減少を防止しながら、高い圧力比を得ることができる。
また、本発明によれば、遠心流体機械の改良が容易化できる。
According to the present invention, a high pressure ratio can be obtained without reducing the efficiency of the centrifugal fluid machine. Furthermore, according to the present invention, it is possible to obtain a high pressure ratio while preventing a decrease in the surge margin of the centrifugal fluid machine.
Further, according to the present invention, the centrifugal fluid machine can be easily improved.

本発明の第1実施形態を示し、羽根車を備える遠心圧縮機の要部の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the principal part of the centrifugal compressor which shows 1st Embodiment of this invention and is equipped with an impeller. 図1の羽根車を軸方向から見たときの要部の概略図である。It is the schematic of the principal part when the impeller of FIG. 1 is seen from an axial direction. 本発明の第2実施形態を示し、遠心圧縮機の羽根車の出口付近における要部斜視図である。It is a principal part perspective view in the exit vicinity of the impeller of a centrifugal compressor which shows 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態を示し、遠心圧縮機の羽根車の入口付近における要部斜視図である。It is a principal part perspective view in the vicinity of the inlet_port | entrance of the impeller of a centrifugal compressor which shows 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第1,第2実施形態を設計する際のベース遠心圧縮機の、図1に相当する図である。It is a figure equivalent to FIG. 1 of the base centrifugal compressor at the time of designing 1st, 2nd embodiment of this invention. 図5のベース遠心圧縮機の、図2に相当する図である。FIG. 6 is a view corresponding to FIG. 2 of the base centrifugal compressor of FIG. 5. 図5のベース遠心圧縮機の、図3に相当する図である。FIG. 6 is a view corresponding to FIG. 3 of the base centrifugal compressor of FIG. 5.

以下、本発明の実施形態を、図1〜図7を参照して説明する。
〈第1実施形態〉
図1および図2は、本発明の第1実施形態を説明する図である。
図1を参照すると、本発明の第1実施形態において、羽根車2は、流体を圧縮または圧送するための遠心流体機械としての遠心圧縮機1に備えられる。遠心圧縮機1は、羽根車2のほかに、駆動装置により回転駆動されて回転中心線Lを中心に回転する回転軸3を備える。羽根車2は、回転軸3に設けられて、回転中心線Lを中心に回転軸3と一体に回転方向Rに回転する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
<First Embodiment>
1 and 2 are diagrams illustrating a first embodiment of the present invention.
Referring to FIG. 1, in a first embodiment of the present invention, an impeller 2 is provided in a centrifugal compressor 1 as a centrifugal fluid machine for compressing or pumping fluid. In addition to the impeller 2, the centrifugal compressor 1 includes a rotation shaft 3 that is driven to rotate by a driving device and rotates about a rotation center line L. The impeller 2 is provided on the rotation shaft 3 and rotates in the rotation direction R integrally with the rotation shaft 3 around the rotation center line L.

遠心圧縮機1は、図5〜図7に示されるベースとなる遠心圧縮機51(以下、ベース遠心流体機械としての「ベース遠心圧縮機51」という。)に基づいて、その一部、具体的には羽根車52の羽根56の形状の一部を改良したものであり、その他の部分は基本的に同一である。
そこで、以下の各実施形態について、遠心圧縮機1の部材等に付された符号に併せて、ベース遠心圧縮機51の部材等に付された符号を記載することで、両圧縮機1,51を並列的に説明する。また、ベース遠心圧縮機51の構成部材等に関して、遠心圧縮機1の構成部材等との区別の明確化の観点から、必要に応じて「ベース」との修飾語が付される。
The centrifugal compressor 1 is based on a centrifugal compressor 51 (hereinafter referred to as “base centrifugal compressor 51” as a base centrifugal fluid machine) shown in FIGS. Is an improvement of a part of the shape of the blade 56 of the impeller 52, and the other parts are basically the same.
Therefore, for each of the following embodiments, both the compressors 1, 51 are described by describing the reference numerals attached to the members of the base centrifugal compressor 51 in addition to the reference numerals attached to the members of the centrifugal compressor 1. Are described in parallel. Further, with respect to the constituent members and the like of the base centrifugal compressor 51, from the viewpoint of clarifying the distinction from the constituent members and the like of the centrifugal compressor 1, a modifier “base” is attached as necessary.

図1,図2,図5,図6を参照すると、遠心圧縮機1,51に流入する流体を圧縮すると共に圧送する羽根車2,52は、回転軸3,53に固定された心板4,54と、周方向に等しい間隔を置いて円形翼列状に心板4,54に配置された複数の羽根6,56と、心板4,54との間に各羽根6,56を挟んで配置される側板5,55とを備える。そして、周方向で隣接する羽根6,56同士と心板4,54と側板5,55とにより、流体が流れる羽根間流路7,57が形成される。
なお、本発明において、軸方向は、回転中心線Lに平行な方向であり、径方向および周方向は、それぞれ回転中心線Lを中心とする径方向および周方向であるとする。
Referring to FIGS. 1, 2, 5, and 6, an impeller 2, 52 that compresses and pumps fluid flowing into the centrifugal compressors 1, 51 is a core plate 4 fixed to a rotary shaft 3, 53. , 54 and a plurality of blades 6, 56 arranged on the core plates 4, 54 in a circular blade row at equal intervals in the circumferential direction, and the blades 6, 56 are sandwiched between the core plates 4, 54. The side plates 5 and 55 are arranged. The blades 6 and 56 adjacent to each other in the circumferential direction, the core plates 4 and 54, and the side plates 5 and 55 form the inter-blade flow passages 7 and 57 through which the fluid flows.
In the present invention, the axial direction is a direction parallel to the rotation center line L, and the radial direction and the circumferential direction are a radial direction and a circumferential direction around the rotation center line L, respectively.

各羽根6,56は、心板4,54との間に間隙を形成することなく心板4,54に連なって設けられる基端部11,61と、側板5,55との間に間隙を形成することなく側板5,55に連なって設けられる先端部12,62と、羽根間流路7,57を流れる流体が羽根6,56との接触を開始する入口縁13,63と、羽根間流路7,57を流れた流体が羽根6,56から離れて流れ去る出口縁14,64とを有する。
基端部11,61は、その全体で、心板4,54に固定され、先端部12,62は、その全体で、側板5,55に固定される。入口縁13,63は羽根間流路7,57の入口7i,57iを規定し、出口縁14,64は羽根間流路7,57の出口7o,57o(羽根車2,52の出口でもある。)を規定する。
Each blade 6, 56 forms a gap between the base end portions 11, 61 provided continuously to the core plates 4, 54 and the side plates 5, 55 without forming a gap between the blades 4, 54. The front end portions 12 and 62 that are connected to the side plates 5 and 55 without being formed, the inlet edges 13 and 63 where the fluid flowing through the inter-blade flow paths 7 and 57 starts to contact the vanes 6 and 56, and the inter-blade space It has outlet edges 14 and 64 through which the fluid flowing through the flow paths 7 and 57 flows away from the blades 6 and 56.
The base end portions 11 and 61 are fixed to the core plates 4 and 54 as a whole, and the distal end portions 12 and 62 are fixed to the side plates 5 and 55 as a whole. The inlet edges 13 and 63 define the inlets 7i and 57i of the flow paths 7 and 57 between the blades, and the outlet edges 14 and 64 are the outlets 7o and 57o of the flow paths 7 and 57 between the blades (also the outlets of the impellers 2 and 52). .).

遠心圧縮機1の各羽根6は、さらに、径方向と羽根6とがなす角度である羽根角度αが径方向外方に向かうときに減少を開始する境界部15と、境界部15から出口縁14に達するまでの出口側部分16と、境界部15よりも径方向内方に位置する中心側部分17とを有する。そして、周方向で隣接する羽根6同士の出口側部分16と心板4と側板5とにより、羽根間流路7の出口流路部7bが形成される。
一方、ベース遠心圧縮機51の各羽根56は、さらに、境界部15の位置に対応する位置の境界対応部65と、境界対応部65から出口縁64に達するまでの出口側部分66と、境界対応部65よりも径方向内方に位置する中心側部分67とを有する。
Each blade 6 of the centrifugal compressor 1 further includes a boundary portion 15 that starts to decrease when a blade angle α, which is an angle formed between the radial direction and the blade 6, goes outward in the radial direction, and an outlet edge from the boundary portion 15. 14 has an outlet side portion 16 until reaching 14 and a central side portion 17 located radially inward from the boundary portion 15. And the exit flow path part 7b of the flow path 7 between blade | wings is formed with the exit side part 16, the core plate 4, and the side plate 5 of the blade | wings 6 adjacent in the circumferential direction.
On the other hand, each blade 56 of the base centrifugal compressor 51 further includes a boundary corresponding portion 65 at a position corresponding to the position of the boundary portion 15, an outlet side portion 66 from the boundary corresponding portion 65 to the outlet edge 64, and a boundary. And a center side portion 67 located radially inward of the corresponding portion 65.

境界部15および境界対応部65は、回転中心線Lから出口半径の約90%の位置にある。各羽根6,56は、中心側部分17,67において、回転中心線Lに対して、出口半径の約50%の位置から境界部15直近または境界対応部65直近までは、径方向外方に向かって回転方向Rとは反対の反回転方向へ湾曲するよう形成されている。
また、出口縁14,64を含む出口側部分16,66は、回転中心線Lに対して出口半径の約90%の位置から100%の位置(すなわち、出口縁14,64)までの範囲の部分である。
The boundary portion 15 and the boundary corresponding portion 65 are located at about 90% of the exit radius from the rotation center line L. Each of the blades 6 and 56 is radially outward from the position of about 50% of the exit radius to the boundary 15 or the boundary corresponding portion 65 in the center side portions 17 and 67 with respect to the rotation center line L. It is formed so as to bend in the counter-rotating direction opposite to the rotating direction R.
Further, the outlet side portions 16 and 66 including the outlet edges 14 and 64 have a range from a position of about 90% of the outlet radius to the position of 100% (that is, the outlet edges 14 and 64) with respect to the rotation center line L. Part.

境界部15においては、径方向外方に向かって反回転方向への湾曲の程度が小さくなる。一方、各ベース羽根56では、径方向外方に向かうにつれて、境界対応部65での湾曲状態よりも、反回転方向にさらに湾曲しつつ、境界対応部65から出口縁64まで延びている。
ここで、出口半径は、羽根車2,52において、回転中心線Lを中心としたときの出口縁14,64の半径である。また、数値に付された「約」は、この文字が付された数値の1〜2%の範囲内の数値を含むことを意味する。
At the boundary portion 15, the degree of curvature in the counter-rotating direction decreases radially outward. On the other hand, each base blade 56 extends from the boundary corresponding portion 65 to the outlet edge 64 while being further curved in the counter-rotating direction as compared with the curved state at the boundary corresponding portion 65 as it goes radially outward.
Here, the exit radius is the radius of the exit edges 14 and 64 when the impeller 2 and 52 are centered on the rotation center line L. Further, “about” added to a numerical value means that the numerical value within a range of 1 to 2% of the numerical value to which this character is attached is included.

中心側部分17,67の羽根角度αである中心側角度α2は、入口縁13,63から境界部15または境界対応部65に向かうにつれて入口縁13,63での入口側角度α21から、入口側角度α21よりも小さい中間角度α22を経て、中間角度α22よりも大きい境界側角度α23となるように変化する。
また、出口側部分16の羽根角度αである出口側角度α1は、出口側部分16の全体で、境界部15直近での境界側角度α23である境界直近角度α24よりも小さい。そして、出口側部分16の全体において、出口側角度α1は、ベース羽根56(図2,図6参照)の出口側部分66の全体で、その羽根角度αである出口側角度α5に比べて小さい。さらに、出口側部分16において、基端部11から先端部12まで、出口側角度α1は同一である。
このように、羽根車2は、出口側部分16を除いて、ベース羽根車52と同じ羽根形状であり、遠心圧縮機1とベース遠心圧縮機51とは、出口側角度α1,α5が異なる。
The center side angle α2, which is the blade angle α of the center side portions 17 and 67, is determined from the inlet side angle α21 at the inlet edges 13 and 63 toward the boundary portion 15 or the boundary corresponding portion 65 from the inlet edges 13 and 63 to the inlet side. It changes so as to become a boundary side angle α23 larger than the intermediate angle α22 through an intermediate angle α22 smaller than the angle α21.
Further, the outlet side angle α1 that is the blade angle α of the outlet side portion 16 is smaller than the boundary closest angle α24 that is the boundary side angle α23 in the immediate vicinity of the boundary portion 15 in the entire outlet side portion 16. In the entire outlet side portion 16, the outlet side angle α1 is smaller than the outlet side angle α5 that is the blade angle α in the entire outlet side portion 66 of the base blade 56 (see FIGS. 2 and 6). . Further, in the outlet side portion 16, the outlet side angle α 1 is the same from the base end portion 11 to the tip end portion 12.
Thus, the impeller 2 has the same blade shape as the base impeller 52 except for the outlet side portion 16, and the centrifugal compressor 1 and the base centrifugal compressor 51 have different outlet side angles α1 and α5.

以下、羽根車2の設計方法について説明する。
羽根車2の羽根6の形状設計にあたり、ベース遠心圧縮機51の中心側部分67と同じ羽根角度分布もしくは負荷分布となるように、中心側部分17における羽根角度分布または負荷分布が決定され、遠心圧縮機1の出口側角度α1がベース遠心圧縮機51の出口側角度α5よりも小さくなるように、出口側部分16における羽根角度分布または負荷分布が決定される。
Hereinafter, a method for designing the impeller 2 will be described.
In designing the shape of the blade 6 of the impeller 2, the blade angle distribution or load distribution in the center side portion 17 is determined so that the blade angle distribution or load distribution is the same as that of the center side portion 67 of the base centrifugal compressor 51. The blade angle distribution or the load distribution in the outlet side portion 16 is determined so that the outlet side angle α1 of the compressor 1 is smaller than the outlet side angle α5 of the base centrifugal compressor 51.

次に、前述のように構成された第1実施形態の作用および効果について説明する。
羽根車2の各羽根6は、間隙を形成することなく心板4に連なる基端部11と、羽根角度αが減少を開始する境界部15と、出口側部分16と、中心側部分17とを有し、出口側部分16の出口側角度α1は、出口側部分16の全体で、境界部15直近の境界直近角度α24よりも小さい。
この構造により、各羽根6が、境界部15により、境界部15よりも径方向内方の中心側部分17と、境界部15から出口縁14までの出口側部分16とに、径方向に二分されるとき、羽根車2の出口付近である出口側部分16での羽根角度αである出口側角度α1が、境界部15直近の羽根角度αである境界直近角度α24よりも小さくなるように羽根6が形成されている。この結果、同じ周速の場合、ベース遠心圧縮機51の羽根車52に比べて高い圧力比を得ることができる。
また、各羽根6は、隙間なく心板4に連なるので、羽根6と心板4との間にスリットが設けられた羽根車を備える遠心圧縮機に比べて遠心圧縮機1の効率の低下が防止される。
Next, the operation and effect of the first embodiment configured as described above will be described.
Each blade 6 of the impeller 2 includes a base end portion 11 that continues to the core plate 4 without forming a gap, a boundary portion 15 at which the blade angle α starts to decrease, an outlet side portion 16, and a center side portion 17. The outlet side angle α1 of the outlet side portion 16 is smaller than the boundary closest angle α24 closest to the boundary portion 15 in the entire outlet side portion 16.
With this structure, each blade 6 is bisected in the radial direction by the boundary portion 15 into a central side portion 17 radially inward of the boundary portion 15 and an outlet side portion 16 from the boundary portion 15 to the outlet edge 14. When exiting, the blades are set so that the outlet side angle α1 which is the blade angle α at the outlet side portion 16 near the outlet of the impeller 2 is smaller than the boundary closest angle α24 which is the blade angle α closest to the boundary portion 15. 6 is formed. As a result, in the case of the same peripheral speed, a higher pressure ratio can be obtained as compared with the impeller 52 of the base centrifugal compressor 51.
Further, since each blade 6 is connected to the core plate 4 without a gap, the efficiency of the centrifugal compressor 1 is reduced as compared with a centrifugal compressor including an impeller in which a slit is provided between the blade 6 and the core plate 4. Is prevented.

出口側部分16は、回転中心線Lから出口半径の約90%の位置と出口縁14との間の範囲であることにより、羽根間流路7の、出口側部分16により形成される出口流路部7bにおいて、出口7oから流出する流体の主流をより確実に出口側角度α1の方向に近づけることができて、圧力比の増加に寄与する。   The outlet side portion 16 is in the range between the position about 90% of the outlet radius from the rotation center line L and the outlet edge 14, so that the outlet flow formed by the outlet side portion 16 of the inter-blade flow path 7. In the passage portion 7b, the main flow of the fluid flowing out from the outlet 7o can be more reliably brought closer to the direction of the outlet side angle α1, contributing to an increase in the pressure ratio.

また、各羽根6の中心側部分17での羽根角度分布または負荷分布は、各ベース羽根56の中心側部分67の羽根角度分布または負荷分布と同一であり、出口側部分6の出口側角度α1が、出口側部分16の全体で、各ベース羽根56の出口側部分66の全体における羽根角度α5よりも小さくなるように、出口側部分16における羽根角度分布または負荷分布が決定されることにより、ベース遠心圧縮機51の羽根車52を、遠心圧縮機1の羽根車2へ容易に、そして低コストで改良できる。   Further, the blade angle distribution or load distribution at the center side portion 17 of each blade 6 is the same as the blade angle distribution or load distribution of the center side portion 67 of each base blade 56, and the outlet side angle α 1 of the outlet side portion 6. However, the blade angle distribution or the load distribution in the outlet side portion 16 is determined so that the entire outlet side portion 16 is smaller than the blade angle α5 in the entire outlet side portion 66 of each base blade 56. The impeller 52 of the base centrifugal compressor 51 can be improved to the impeller 2 of the centrifugal compressor 1 easily and at low cost.

〈第2実施形態〉
次に、主に図3を参照して、本発明の第2実施形態を説明する。この第2実施形態は、第1実施形態とは、出口側角度α1の形態が相違し、その他は基本的に同一の構成を有するものである。そのため、同一の部分についての説明は省略または簡略にし、異なる点を中心に説明する。なお、第1実施形態の部材と同一の部材または対応する部材については、必要に応じて同一の符号が使用されている。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the present invention will be described mainly with reference to FIG. The second embodiment is different from the first embodiment in the form of the outlet side angle α1, and the rest has basically the same configuration. Therefore, description of the same part is omitted or simplified, and different points will be mainly described. In addition, about the member same as the member of 1st Embodiment, or the corresponding member, the same code | symbol is used as needed.

第2実施形態において、遠心圧縮機1の羽根車2は、第1実施形態と同様に、出口側部分16の全体で、ベース出口側角度α5(図2参照)よりも小さい角度の出口側角度α1を有する。そして、出口側部分16の全体において、心板4側における出口側角度α1である基端側角度α11と、側板5側における出口側角度α1である先端側角度α12とが異なるように設定されている。さらに、出口側角度α1は、基端部11と先端部12との間において基端側角度α11から先端側角度α12まで滑らかに連続的に変化する。
また、図3に示される実施形態では、基端側角度α11が先端側角度α12よりも大きく設定されているが、両角度α11,α12がα11<α12となる大小関係を満たすように設定されてもよい。
In the second embodiment, the impeller 2 of the centrifugal compressor 1 has an outlet side angle smaller than the base outlet side angle α5 (see FIG. 2) in the entire outlet side portion 16 as in the first embodiment. It has α1. In the entire outlet side portion 16, the proximal side angle α11 that is the outlet side angle α1 on the core plate 4 side and the distal side angle α12 that is the outlet side angle α1 on the side plate 5 side are set differently. Yes. Further, the outlet side angle α1 changes smoothly and continuously between the base end portion 11 and the tip end portion 12 from the base end side angle α11 to the tip end side angle α12.
Further, in the embodiment shown in FIG. 3, the base end side angle α11 is set to be larger than the front end side angle α12, but both the angles α11 and α12 are set so as to satisfy the magnitude relationship of α11 <α12. Also good.

図3,図6,図7を参照して、第2実施形態における羽根車2の設計方法について説明する。
羽根車2の羽根6の形状設計にあたり、ベース遠心圧縮機51の羽根車52のベース中心側部分67と同じ羽根角度分布または負荷分布となるように中心側部分17における羽根角度分布または負荷分布が決定され、遠心圧縮機1のベース出口側部分16のベース基端側角度α11およびベース先端側角度α12が、各ベース羽根66におけるベース基端部61でのベース出口側角度α5であるベース基端側角度α51およびベース先端部62での出口側角度α5であるベース先端側角度α52よりもそれぞれ小さくなるように、かつ基端側角度α11と先端側角度α12とが異なるように、出口側部分16における羽根角度分布または負荷分布が決定される。
With reference to FIG. 3, FIG. 6, FIG. 7, the design method of the impeller 2 in 2nd Embodiment is demonstrated.
In designing the shape of the blade 6 of the impeller 2, the blade angle distribution or load distribution in the center side portion 17 is the same as the blade angle distribution or load distribution of the base center side portion 67 of the impeller 52 of the base centrifugal compressor 51. The base proximal end is determined, and the base proximal end angle α11 and the base distal end angle α12 of the base outlet side portion 16 of the centrifugal compressor 1 are the base outlet side angle α5 at the base proximal end portion 61 of each base blade 66. The outlet side portion 16 is set so as to be smaller than the side angle α51 and the base tip side angle α52, which is the outlet side angle α5 at the base tip portion 62, and so that the base side angle α11 and the tip side angle α12 are different. The blade angle distribution or load distribution at is determined.

この第2実施形態によれば、基端側角度α11および先端側角度α12がベース出口側角度α5よりも小さいことにより、圧力比に関して、第1実施形態と同様の作用および効果が奏され、さらに次の作用および効果が奏される。
基端部11での出口側角度α1である基端側角度α11と、先端部12での出口側角度α1である先端側角度α12とが異なることにより、心板側端部である基端部11と側板側端部である先端部12とでそれぞれ最適な角度を有するように羽根6を形成することができるので、基端部11から先端部12に向かう方向である羽根高さ方向に流れを均一化して、遠心圧縮機1の効率を向上させることが可能になる。
According to the second embodiment, the base end side angle α11 and the front end side angle α12 are smaller than the base outlet side angle α5, so that the same operation and effect as the first embodiment can be achieved with respect to the pressure ratio. The following actions and effects are exhibited.
The proximal end portion α that is the outlet side angle α1 at the proximal end portion 11 and the distal end side angle α12 that is the outlet side angle α1 at the distal end portion 12 are different from each other. Since the blades 6 can be formed so as to have an optimum angle between the tip 11 and the tip 12 on the side plate side end, the blade 6 flows in the blade height direction, which is the direction from the base 11 to the tip 12. It is possible to improve the efficiency of the centrifugal compressor 1.

また、ベース遠心圧縮機51の中心側部分67と同じ羽根角度分布または負荷分布となるように中心側部分17における羽根角度分布または負荷分布が決定され、遠心圧縮機1の出口側部分16の基端側角度α11および先端側角度α12が、各ベース羽根66におけるベース基端側角度α51およびベース先端側角度α52よりもそれぞれ小さくなるように、かつ基端側角度α11と先端側角度α12とが異なるように、出口側部分16における羽根角度分布または負荷分布が決定されることにより、ベース遠心圧縮機51の羽根車52を、遠心圧縮機1の羽根車2へ容易に、そして低コストで改良できる。   Further, the blade angle distribution or load distribution in the center side portion 17 is determined so as to have the same blade angle distribution or load distribution as the center side portion 67 of the base centrifugal compressor 51, and the base of the outlet side portion 16 of the centrifugal compressor 1 is determined. The base end side angle α11 and the front end side angle α12 are different so that the end side angle α11 and the front end side angle α12 are smaller than the base base end side angle α51 and the base front end side angle α52 of each base blade 66, respectively. As described above, by determining the blade angle distribution or the load distribution in the outlet side portion 16, the impeller 52 of the base centrifugal compressor 51 can be easily improved to the impeller 2 of the centrifugal compressor 1 at low cost. .

〈第3実施形態〉
次に、主に図4を参照して、本発明の第3実施形態を説明する。この第3実施形態は、第1,第2実施形態とは、羽根6の中心側部分17の形状の一部が相違し、その他は第1実施形態または第2実施形態と基本的に同一の構成を有するものである。そのため、同一の部分についての説明は省略または簡略にし、異なる点を中心に説明する。なお、第1実施形態または第2実施形態の部材と同一の部材または対応する部材については、必要に応じて同一の符号が使用されている。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the present invention will be described mainly with reference to FIG. This third embodiment is different from the first and second embodiments in a part of the shape of the central side portion 17 of the blade 6 and the other parts are basically the same as the first embodiment or the second embodiment. It has a configuration. Therefore, description of the same part is omitted or simplified, and different points will be mainly described. In addition, about the member same as the member of 1st Embodiment or 2nd Embodiment, or the corresponding member, the same code | symbol is used as needed.

図4を参照して、先ず、遠心圧縮機の小流量側で安定に運転できる限界を定めるサージについて説明する。このサージは、羽根車2の羽根6の入口縁13付近の先端部12およびその近傍において逆流が発生することがその一因である。この逆流は、圧力比を高くするために、図4に示されるように、入口縁13付近の先端部12およびその近傍に局所的に軸方向と羽根6とのなす角度である軸方向羽根角度βが大きく変化する角度急変部12aが設けられて、羽根間流路7において、入口7iから羽根間流路7での流路面積が最小となるスロート部7tまでの入口流路部7aでの減速比を大きくした場合に発生しやすくなる。   With reference to FIG. 4, first, a surge that defines a limit that can be stably operated on the small flow rate side of the centrifugal compressor will be described. One reason for this surge is that a backflow occurs at the tip 12 near the inlet edge 13 of the blade 6 of the impeller 2 and in the vicinity thereof. In order to increase the pressure ratio, this reverse flow is, as shown in FIG. 4, an axial blade angle that is an angle formed between the axial direction and the blade 6 locally at the tip 12 near the inlet edge 13 and in the vicinity thereof. In the inter-blade channel 7, an angle sudden change portion 12 a in which β changes greatly is provided, and in the inlet channel portion 7 a from the inlet 7 i to the throat portion 7 t where the channel area in the inter-blade channel 7 is minimized. It tends to occur when the reduction ratio is increased.

そこで、第3実施形態において、羽根車2は、図4に示されるように、流速の減速領域である入口流路部7aにおいて、入口縁13付近の先端部12およびその近傍に、軸方向羽根角度βが流体の流れ方向で局所的に大きく変化しないように羽根6が形成されて、角度急変部12aが形成されないようにしている。
ここで、局所的に大きく変化しないとは、入口流路部7aにおいて、軸方向羽根角度βの変化率が滑らかに連続すること、該変化率が折れ線状に変化しないこと、該変化率が正の値および負の値にならないことを意味する。
Therefore, in the third embodiment, as shown in FIG. 4, the impeller 2 includes an axial vane at the distal end portion 12 near the inlet edge 13 and the vicinity thereof in the inlet flow path portion 7 a that is a speed reduction region. The blades 6 are formed so that the angle β does not significantly change locally in the fluid flow direction, so that the sudden angle change portion 12a is not formed.
Here, “not greatly changing locally” means that the change rate of the axial vane angle β is smoothly continuous in the inlet channel portion 7a, the change rate does not change in a polygonal line, and the change rate is normal. Means no negative value.

次に、羽根車2の設計方法について説明する。
羽根車2の羽根6の形状設計にあたり、羽根車2の入口縁13付近の先端部12およびその近傍における軸方向羽根角度βが、流体の流れ方向で局所的に大きく変化しないよう、入口流路部7aにおける中心側部分17での羽根角度分布または流速分布が決定される。
Next, a method for designing the impeller 2 will be described.
In designing the shape of the blade 6 of the impeller 2, the inlet flow path is such that the tip end portion 12 near the inlet edge 13 of the impeller 2 and the axial blade angle β in the vicinity thereof do not significantly change locally in the fluid flow direction. The blade angle distribution or the flow velocity distribution at the center side portion 17 in the portion 7a is determined.

この第3実施形態によれば、圧力比に関して、第1,第2実施形態と同様の作用および効果が奏され、さらに次の作用および効果が奏される。
先端部12は、入口7iから羽根間流路7のスロート部7tまでの入口流路部7aにおいて、軸方向羽根角度βが流体の流れ方向で局所的に大きく変化しないことにより、羽根間流路7の入口7iからスロート部7tまでの入口流路部7aにおいて、局所的な流路面積の変化がなくなるので、局所的な流れの急減速を回避できる。この結果、サージの原因となる入口縁13付近の先端部12およびその近傍での逆流が発生し難くなり、サージマージンの減少を防止することができる。
According to the third embodiment, with respect to the pressure ratio, the same operations and effects as the first and second embodiments are exhibited, and further the following operations and effects are exhibited.
In the inlet channel portion 7 a from the inlet 7 i to the throat portion 7 t of the inter-blade channel 7, the tip end portion 12 is not greatly changed locally in the fluid flow direction. In the inlet channel portion 7a from the seven inlets 7i to the throat portion 7t, there is no change in the local channel area, so that a local flow abrupt deceleration can be avoided. As a result, it becomes difficult to generate a backflow in the vicinity of the distal end portion 12 near the inlet edge 13 that causes a surge and in the vicinity thereof, and a reduction in surge margin can be prevented.

また、羽根車2の入口縁13付近の先端部12およびその近傍における軸方向羽根角度βが、流体の流れ方向で局所的に大きく変化しないよう、入口流路部7aにおける中心側部分17での羽根角度分布または流速分布が決定されることにより、サージマージンの減少を防止することができる遠心圧縮機1の羽根車2を容易に、そして低コストで製作できる。   Further, the tip portion 12 near the inlet edge 13 of the impeller 2 and the axial blade angle β in the vicinity thereof at the central side portion 17 in the inlet flow passage portion 7a are not greatly changed locally in the fluid flow direction. By determining the blade angle distribution or the flow velocity distribution, the impeller 2 of the centrifugal compressor 1 that can prevent the reduction of the surge margin can be manufactured easily and at low cost.

以下、前述した実施形態の一部の構成を変更した実施形態について、変更した構成に関して説明する。
羽根車は、側板5を備えていないものであってもよい。
遠心流体機械は、遠心圧縮機以外に、例えば遠心ポンプまたは送風機であってもよい。
Hereinafter, an embodiment in which a part of the configuration of the above-described embodiment is changed will be described with respect to the changed configuration.
The impeller may not include the side plate 5.
In addition to the centrifugal compressor, the centrifugal fluid machine may be, for example, a centrifugal pump or a blower.

1,51 遠心圧縮機
2,52 羽根車
4,54 心板
6,56 羽根
7,57 羽根間流路
7t スロート部
11,61 基端部
12,62 先端部
13,63 入口縁
14,64 出口縁
15 境界部
16,66 出口側部分
17,67 中心側部分
α 羽根角度
α1,α5 出口側角度
α24 境界直近角度
β 軸方向羽根角度
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,51 Centrifugal compressor 2,52 Impeller 4,54 Core plate 6,56 Blade | wing 7,57 Flow path between blades 7t Throat part 11,61 Base end part 12,62 Tip part 13,63 Inlet edge 14,64 Outlet Edge 15 Boundary portion 16, 66 Outlet side portion 17, 67 Center side portion α Blade angle α1, α5 Outlet side angle α24 Nearest boundary angle β Axial blade angle

Claims (7)

心板に円形翼列状に配置された複数の羽根を備えると共に回転中心線を中心に回転する、遠心流体機械の羽根車において、
前記各羽根は、間隙を形成することなく前記心板に連なる基端部と、先端部と、周方向で隣接する前記羽根同士により形成される羽根間流路の入口を規定する入口縁と、前記羽根間流路の出口を規定する出口縁と、前記回転中心線から径方向外方に向かうときに径方向と羽根とのなす羽根角度が減少を開始する境界部と、前記境界部から前記出口縁に達するまでの出口側部分と、前記境界部よりも径方向内方に位置する中心側部分とを有し、
前記出口側部分の前記羽根角度である出口側角度は、前記出口側部分の全体で、前記境界部直近の前記羽根角度である境界直近角度よりも小さいことを特徴とする羽根車。
In an impeller of a centrifugal fluid machine, which includes a plurality of blades arranged in a circular blade row on a core plate and rotates around a rotation center line,
Each of the blades includes a base end portion connected to the core plate without forming a gap, a distal end portion, and an inlet edge that defines an inlet of a flow path between the blades formed by the blades adjacent in the circumferential direction, An outlet edge defining an outlet of the flow path between the blades, a boundary part where a blade angle formed between the radial direction and the blades starts to decrease when going radially outward from the rotation center line, and the boundary part from the boundary part It has an exit side part until it reaches the exit edge, and a center side part located radially inward from the boundary part,
An impeller characterized in that an outlet side angle which is the blade angle of the outlet side portion is smaller than a boundary closest angle which is the blade angle closest to the boundary portion in the entire outlet side portion.
請求項1記載の羽根車において、
前記基端部での前記出口側角度である基端側角度と、前記先端部での前記出口側角度である先端側角度とが異なることを特徴とする羽根車。
The impeller according to claim 1,
An impeller characterized in that a proximal-side angle that is the outlet-side angle at the proximal-end portion and a distal-end-side angle that is the outlet-side angle at the distal end portion are different.
前記先端部が隙間なく連なる側板を備える請求項1または2に記載の羽根車において、
前記先端部は、前記入口から前記羽根間流路のスロート部までの入口流路部において、軸方向と前記先端部とのなす角度は、流体の流れ方向で局所的に大きく変化しないことを特徴とする羽根車。
The impeller according to claim 1 or 2, wherein the tip portion includes a side plate continuous without a gap.
In the inlet channel portion from the inlet to the throat portion of the inter-blade channel, the tip portion is characterized in that the angle formed between the axial direction and the tip portion does not vary greatly locally in the fluid flow direction. Impeller.
請求項1から3のいずれか1項記載の羽根車において、
前記出口側部分は、前記回転中心線から出口半径の約90%の位置と前記出口縁との間の範囲であることを特徴とする羽根車。
The impeller according to any one of claims 1 to 3,
The impeller is an impeller having a range between a position of about 90% of an exit radius from the rotation center line and the exit edge.
ベース遠心流体機械のベース羽根車に基づいて請求項1記載の羽根車を設計する方法であって、
前記ベース羽根車の前記各ベース羽根は、前記境界部の位置に対応する位置の境界対応部と、前記境界対応部から前記出口縁に達するまでのベース出口側部分と、前記境界対応部よりも径方向内方に位置するベース中心側部分とを有し、
前記各羽根の前記中心側部分での羽根角度分布または負荷分布は、前記ベース中心側部分の羽根角度分布または負荷分布と同一であり、
前記出口側角度が、前記出口側部分の全体で、前記各ベース羽根の出口側部分の全体における羽根角度よりも小さくなるように、前記出口側部分における羽根角度分布または負荷分布が決定されることを特徴とする設計方法。
A method for designing an impeller according to claim 1 based on a base impeller of a base centrifugal fluid machine comprising:
Each base blade of the base impeller includes a boundary corresponding portion at a position corresponding to the position of the boundary portion, a base outlet side portion from the boundary corresponding portion to the outlet edge, and more than the boundary corresponding portion. A base center side portion located radially inward,
The blade angle distribution or load distribution at the center side portion of each blade is the same as the blade angle distribution or load distribution at the base center side portion,
The blade angle distribution or the load distribution in the outlet side portion is determined so that the outlet side angle is smaller than the blade angle in the whole outlet side portion of each base blade in the entire outlet side portion. Design method characterized by
請求項5に記載の設計方法において、
前記各羽根の前記基端部での前記出口側角度である基端側角度と、前記先端部での前記出口側角度である先端側角度とが異なり、
前記基端側角度および前記先端側角度が、前記ベース出口側部分における基端部での羽根角度であるベース基端側角度および先端部での羽根角度であるベース先端側角度よりもそれぞれ小さくなるように、かつ前記基端側角度と前記先端側角度とが異なるように、前記各羽根の前記出口側部分における羽根角度分布または負荷分布が決定されることを特徴とする設計方法。
The design method according to claim 5,
The base end side angle that is the exit side angle at the base end portion of each blade is different from the front end side angle that is the exit side angle at the front end portion, and
The base end side angle and the front end side angle are respectively smaller than a base base end side angle that is a blade angle at the base end portion in the base outlet side portion and a base front end side angle that is a blade angle at the front end portion. Thus, the blade angle distribution or the load distribution in the outlet side portion of each blade is determined so that the proximal side angle and the distal side angle are different.
請求項5または6に記載の設計方法において、
前記先端部は、前記入口から前記羽根間流路のスロート部までの入口流路部において、軸方向と前記先端部とのなす軸方向角度が局所的に大きく変化しないように、前記入口流路部での羽根角度分布または流速分布が決定されることを特徴とする設計方法。
The design method according to claim 5 or 6,
In the inlet channel portion from the inlet to the throat portion of the inter-blade channel, the tip portion is configured so that the axial direction angle formed between the axial direction and the tip portion does not significantly change locally. A design method characterized in that a blade angle distribution or a flow velocity distribution in a section is determined.
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