JP2014109193A - Centrifugal fluid machine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To maintain an operation range at a large flow-rate side to the same level of that of a conventional radial impeller while enlarging an operation range at a low flow-rate side more than that of the conventional radial impeller, in a centrifugal fluid machine.SOLUTION: A centrifugal fluid machine has a plurality of vanes arranged at a hub at intervals in the circumferential direction. When a vane angle distribution of the vanes is shown with a hub-side camber line connecting a hub-side front edge and a hub-side rear edge as a lateral axis, and a hub-side vane angle of the vane as a vertical axis, the hub-side vane angle becomes maximum in a position nearer the hub-side front edge than a center point of the hub-side camber line, and a distribution of the hub-side vane angles becomes protrusively convex up to a position in which the hub-side vane angle becomes maximum from the hub-side front edge. When the vane angle distribution is shown with a shroud-side camber line connecting a shroud-side front edge and a shroud-side rear edge as a lateral axis, and a shroud-side vane angle as a vertical axis, the shroud-side vane angle becomes minimum in a position near the shroud-side front edge than a center point of the shroud-side camber line.

Description

本発明は、遠心式羽根車を有する遠心式流体機械に係り、特に遠心羽根車の翼形状に関する。   The present invention relates to a centrifugal fluid machine having a centrifugal impeller, and more particularly to a blade shape of a centrifugal impeller.

従来の遠心式流体機械の例が、特許文献1に記載されている。この公報に記載の遠心圧縮機では、作動範囲を拡大するとともに効率を向上させ、羽根車の周速度を大きくするために、羽根車の翼の翼角度を、次のように設定している。   An example of a conventional centrifugal fluid machine is described in Patent Document 1. In the centrifugal compressor described in this publication, the blade angle of the blades of the impeller is set as follows in order to expand the operating range, improve the efficiency, and increase the peripheral speed of the impeller.

すなわち、翼のシュラウド曲線における翼角度が、前縁部の近傍で最小値となると共に、後縁部に向かって増大し、シュラウド曲線の中間点と後縁部の間で最大値になる。一方、翼のハブ曲線における翼角度が、前縁部から後縁部に向かって増大し、ハブ曲線の中間点と前縁部との間で最大値になる。   That is, the blade angle in the blade shroud curve has a minimum value in the vicinity of the leading edge, increases toward the trailing edge, and reaches a maximum between the midpoint and the trailing edge of the shroud curve. On the other hand, the blade angle in the hub curve of the blade increases from the leading edge toward the trailing edge, and reaches a maximum value between the midpoint and the leading edge of the hub curve.

なお、遠心式流体機械の羽根車が備える翼に関連する設計方法としては、特許文献2や非特許文献1に記載のものが知られている。   In addition, as a design method related to the blades included in the impeller of the centrifugal fluid machine, those described in Patent Document 2 and Non-Patent Document 1 are known.

特開2010−151126号公報JP 2010-151126 A 特許第3693121号公報Japanese Patent No. 3693121

M. Zangeneh, A. Goto, and H. Harada:“On the Design Criteria for Suppression of Secondary Flows in Centrifugal and Mixed Flow Impellers”, ASME Journal of Turbomachinery, vol. 120, pp. 723-735, Oct., 1998M. Zangeneh, A. Goto, and H. Harada: “On the Design Criteria for Suppression of Secondary Flows in Centrifugal and Mixed Flow Impellers”, ASME Journal of Turbomachinery, vol. 120, pp. 723-735, Oct., 1998

上記特許文献1に記載の遠心圧縮機では、羽根車のシュラウド側において翼前縁の近傍で翼角度を最小とし、軸方向であって吸込み側から羽根車を見た状態で、シュラウド側前縁近傍で翼がより周方向に近づいた形状となる。したがって、隣り合う2つの翼間の最小流路断面積であるスロート面積が、特にシュラウド側で減少する。そのため、スロート付近における流れの流速が増大し、チョークが発生し易くなる。チョークが発生すると、遠心圧縮機の大流量側の作動範囲が狭まってしまう。   In the centrifugal compressor described in Patent Document 1, the shroud side leading edge is in a state where the blade angle is minimized in the vicinity of the blade leading edge on the shroud side of the impeller and the impeller is viewed from the suction side in the axial direction. In the vicinity, the shape of the wing is closer to the circumferential direction. Therefore, the throat area, which is the minimum flow path cross-sectional area between two adjacent blades, decreases particularly on the shroud side. Therefore, the flow velocity in the vicinity of the throat increases and choke is likely to occur. When choke is generated, the operating range on the large flow rate side of the centrifugal compressor is narrowed.

一方、特許文献2に記載のように、羽根車の翼後縁付近(羽根車出口付近)においてハブ側をシュラウド側に対し羽根車の回転方向に先行するように傾斜させると、非特許文献1に示されている様に、低流量側の作動範囲が狭まる。   On the other hand, as described in Patent Document 2, when the hub side is inclined in the vicinity of the blade trailing edge of the impeller (near the impeller exit) so as to precede the shroud side in the rotational direction of the impeller, Non-Patent Document 1 As shown in Fig. 5, the operating range on the low flow rate side is narrowed.

本発明は上記従来技術の不具合に鑑みなされたものであり、その目的は遠心式流体機械において、低流量側の作動範囲を従来の遠心羽根車よりも拡大しながら、大流量側の作動範囲を従来の遠心羽根車と同程度に維持することにある。そして、このように遠心羽根車の作動範囲を拡大しながら、遠心式流体機械の流体効率を向上させることも目的とする。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art. The purpose of the centrifugal fluid machine is to increase the operating range on the large flow rate side while expanding the operating range on the low flow rate side compared to the conventional centrifugal impeller. The purpose is to maintain the same level as a conventional centrifugal impeller. And it aims also at improving the fluid efficiency of a centrifugal fluid machine, expanding the operating range of a centrifugal impeller in this way.

上記目的を達成する本発明の特徴は、ハブに複数の翼を円周方向に間隔をおいて配設した遠心羽根車を回転軸に取り付けた遠心式流体機械の前記複数の翼の翼角度分布を、吸込み側端部であるハブ側前縁と吐出端部であるハブ側後縁とを結ぶハブ側キャンバー線を横軸に、翼のハブ側翼角度を縦軸にして示した場合に、ハブ側キャンバー線の中央点よりもハブ側前縁に近い位置でハブ側翼角度が最大となり、ハブ側前縁とハブ側翼角度が最大となる位置の間まではハブ側翼角度の分布が上に凸であり、反ハブ側であるシュラウド側の吸込み側端部であるシュラウド側前縁と吐出端部であるシュラウド側後縁とを結ぶシュラウド側キャンバー線を横軸に、翼のシュラウド側翼角度を縦軸にして示した場合に、シュラウド側キャンバー線の中央点よりもシュラウド側前縁に近い位置でシュラウド側翼角度が最小となり、シュラウド側前縁からシュラウド側翼角度が最小となる点を含む区間で下に凸の翼角度分布を有し、この下に凸の翼角度分布区間よりシュラウド側後縁側の部分ではシュラウド側後縁まで上に凸としたことにある。   A feature of the present invention that achieves the above object is that the blade angle distribution of the plurality of blades of a centrifugal fluid machine in which a centrifugal impeller having a plurality of blades arranged on a hub at circumferential intervals is attached to a rotating shaft. When the hub-side camber line connecting the hub-side front edge that is the suction-side end and the hub-side rear edge that is the discharge end is shown on the horizontal axis and the hub-side blade angle of the blade is shown on the vertical axis, The hub-side blade angle is maximum at a position closer to the hub-side front edge than the center point of the side camber line, and the hub-side blade angle distribution is convex upward between the hub-side front edge and the hub-side blade angle. Yes, the shroud-side camber line connecting the shroud-side front edge, which is the suction side end of the shroud side, which is the opposite side of the hub, and the shroud-side rear edge, which is the discharge end, is on the horizontal axis, and the blade shroud-side blade angle is on the vertical axis The center point of the shroud camber line In the section including the point where the shroud side blade angle is minimum at the position close to the shroud side front edge and the shroud side blade angle is minimum from the shroud side front edge, the blade angle distribution is convex downward. The portion on the shroud side trailing edge side from the blade angle distribution section is projected upward to the shroud side trailing edge.

本発明によれば、遠心式流体機械が備える遠心羽根車の翼のハブ側翼角度を、翼前縁と流れ方向中間点との間で最大値となるようにし、翼前縁から翼角度が最大値となる点までの翼角度分布において変曲点を有さないようにしたので、低流量側の作動範囲を従来の遠心羽根車よりも拡大しながら、大流量側の作動範囲を従来の遠心羽根車と同程度に維持できる。また、遠心羽根車の作動範囲を拡大しながら、遠心式流体機械の流体効率も向上する。   According to the present invention, the hub blade angle of the centrifugal impeller blades included in the centrifugal fluid machine is maximized between the blade leading edge and the flow direction intermediate point, and the blade angle is maximized from the blade leading edge. Since the blade angle distribution up to the point where there is a value is made not to have an inflection point, the operating range on the large flow rate side is expanded as compared with the conventional centrifugal impeller while expanding the operating range on the low flow rate side compared to the conventional centrifugal impeller. It can be maintained at the same level as the impeller. In addition, the fluid efficiency of the centrifugal fluid machine is improved while expanding the operating range of the centrifugal impeller.

本発明に係る遠心式流体機械の一実施例(実施例1)における遠心羽根車の翼の形状分布を説明するグラフである。It is a graph explaining the shape distribution of the blade | wing of the centrifugal impeller in one Example (Example 1) of the centrifugal fluid machine which concerns on this invention. 図1に示した翼角度分布を有する遠心羽根車の翼の軸方向視図である。FIG. 2 is an axial view of a centrifugal impeller blade having the blade angle distribution shown in FIG. 1. 遠心羽根車の形状の定義を説明する図である。It is a figure explaining the definition of the shape of a centrifugal impeller. 羽根車内流れの速度三角形を説明する図である。It is a figure explaining the speed triangle of the flow in an impeller. 本発明に係る遠心式流体機械の他の実施例(実施例2)における遠心羽根車の翼の形状分布を説明する図である。It is a figure explaining the shape distribution of the blade | wing of the centrifugal impeller in other Example (Example 2) of the centrifugal fluid machine which concerns on this invention. 図4に示した翼角度分布を有する遠心羽根車の翼の軸方向視図である。FIG. 5 is an axial view of the blades of the centrifugal impeller having the blade angle distribution shown in FIG. 4. 遠心羽根車を軸方向視した場合における翼形状の定義を説明する図である。It is a figure explaining the definition of the blade shape at the time of seeing a centrifugal impeller axially. 本発明に係る遠心式流体機械のさらに他の実施例(実施例3)における遠心羽根車の翼形状分布を説明する図である。It is a figure explaining the blade | wing shape distribution of the centrifugal impeller in further another Example (Example 3) of the centrifugal fluid machine which concerns on this invention. 遠心羽根車の隣り合う2つの翼間を流れる流れを説明する図である。It is a figure explaining the flow which flows between two adjacent wing | blades of a centrifugal impeller. 遠心羽根車の隣り合う2つの翼間を流れる流れを説明する図である。It is a figure explaining the flow which flows between two adjacent wing | blades of a centrifugal impeller. 遠心羽根車内流れを解析した結果の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the result of having analyzed the flow in a centrifugal impeller. 遠心羽根車内流れを解析した結果の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the result of having analyzed the flow in a centrifugal impeller. 遠心羽根車内流れを解析した結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the result of having analyzed the flow in a centrifugal impeller. 遠心羽根車内流れを解析した結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the result of having analyzed the flow in a centrifugal impeller. 遠心羽根車内流れを解析した結果の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the result of having analyzed the flow in a centrifugal impeller. 遠心羽根車内流れを解析した結果の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the result of having analyzed the flow in a centrifugal impeller. 遠心羽根車内流れを解析した結果の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the result of having analyzed the flow in a centrifugal impeller. 図7に示した翼角度分布を有する遠心羽根車の翼の軸方向視図である。It is an axial view of the blades of the centrifugal impeller having the blade angle distribution shown in FIG. 図13Aに示した遠心羽根車が備える翼の子午面形状図である。FIG. 13B is a meridional shape of a wing included in the centrifugal impeller shown in FIG. 13A. 本発明に係る遠心羽根車のさらに他の実施例が備える翼の変形例の軸方向視図である。It is an axial view of the modification of the wing | blade with which the further another Example of the centrifugal impeller which concerns on this invention is provided. 図14Aに示した遠心羽根車が備える翼の子午面形状図である。FIG. 14B is a meridional shape diagram of a wing included in the centrifugal impeller shown in FIG. 14A. 本発明に係る遠心羽根車を変形させる方法を説明する図である。It is a figure explaining the method to deform | transform the centrifugal impeller which concerns on this invention. 図13Aに示した翼を有する遠心羽根車内の流れを解析した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having analyzed the flow in the centrifugal impeller which has the blade | wing shown to FIG. 13A. 図14Aに示した翼を有する遠心羽根車内の流れを解析した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having analyzed the flow in the centrifugal impeller which has the blade | wing shown to FIG. 14A. 本発明に係る遠心式流体機械の一部を示す子午面断面図である。It is meridional plane sectional drawing which shows a part of centrifugal fluid machine which concerns on this invention. 本発明に係る遠心式流体機械の子午面断面図である。It is meridional sectional drawing of the centrifugal fluid machine which concerns on this invention.

以下、本発明に係る遠心式流体機械のいくつかの実施例を、図面を用いて説明する。
初めに、図17および図18を用いて、遠心式流体機械について説明する。
Hereinafter, some embodiments of a centrifugal fluid machine according to the present invention will be described with reference to the drawings.
First, a centrifugal fluid machine will be described with reference to FIGS. 17 and 18.

図17は、本発明に係る遠心式流体機械200の一部を取り出した子午面断面図である。
図18は、図17に示した部分を含む遠心式流体機械200の全体の子午面断面図であり、一軸多段式の遠心圧縮機の例である。
FIG. 17 is a meridional cross-sectional view of a part of the centrifugal fluid machine 200 according to the present invention.
FIG. 18 is a meridional cross-sectional view of the entire centrifugal fluid machine 200 including the portion shown in FIG. 17, and is an example of a single-shaft multi-stage centrifugal compressor.

遠心式流体機械200は、回転エネルギーを流体に付与する遠心羽根車170と、この遠心羽根車170が取り付けられる回転軸174と、遠心羽根車170の半径方向外側にあって遠心羽根車170から流出された流体の動圧を静圧へと変換するディフューザ175を有している。ディフューザ175の下流には、後段の遠心羽根車170または機外へ流体を導くための下流流路178と、ディフューザ175から下流流路178へ流体を導くリターンチャネル176が設けられている。   The centrifugal fluid machine 200 includes a centrifugal impeller 170 that imparts rotational energy to the fluid, a rotating shaft 174 to which the centrifugal impeller 170 is attached, and a radial outer side of the centrifugal impeller 170 that flows out of the centrifugal impeller 170. A diffuser 175 for converting the dynamic pressure of the fluid into static pressure. Downstream of the diffuser 175, a downstream flow path 178 for guiding fluid to the downstream centrifugal impeller 170 or the outside of the machine, and a return channel 176 for guiding fluid from the diffuser 175 to the downstream flow path 178 are provided.

羽根車170は、回転軸174に締結する円盤(ハブ)172と、ハブ172に対向して配置される側板(シュラウド)173と、ハブ172とシュラウド173間に位置し周方向に間隔をおいて配置された複数枚の翼171とを有している。なお、図17ではシュラウド173を有する場合を示しているが、シュラウドを有しないいわゆるハーフシュラウド型羽根車も用いられる。   The impeller 170 is located between the hub 172 and the shroud 173 with a disc (hub) 172 fastened to the rotating shaft 174, a side plate (shroud) 173 disposed opposite the hub 172, and spaced in the circumferential direction. It has a plurality of wings 171 arranged. In addition, although the case where it has the shroud 173 is shown in FIG. 17, what is called a half shroud type impeller which does not have a shroud is also used.

ディフューザ175には、図17に示すように、周方向にほぼ等ピッチで配置された複数枚の翼を有するベーン付きディフューザと、図17では示していないが、翼を有さないベーンレスディフューザのいずれかが用いられる。   As shown in FIG. 17, the diffuser 175 includes a vane diffuser having a plurality of blades arranged at substantially equal pitches in the circumferential direction, and a vane-less diffuser not having a blade, which is not shown in FIG. Either one is used.

図18に、図17に示した圧縮段を複数段軸方向に積層した形の多段遠心圧縮機200を示す。回転軸181を回転自在に支持するラジアル軸受187が回転軸181の両端側に配置されている。回転軸181の一方の端部には、回転軸181を軸方向に支持するスラスト軸受188が配置されている。   FIG. 18 shows a multistage centrifugal compressor 200 in which the compression stages shown in FIG. 17 are stacked in a plurality of stages in the axial direction. Radial bearings 187 that rotatably support the rotating shaft 181 are disposed on both ends of the rotating shaft 181. A thrust bearing 188 that supports the rotating shaft 181 in the axial direction is disposed at one end of the rotating shaft 181.

回転軸181には、多段の圧縮段の羽根車180、この図18では4枚の羽根車180が固定して取り付けられている。各羽根車180の下流側には、図17に示したと同様に、ディフューザ182およびリターンチャネル183が設けられている。これら羽根車180およびディフューザ182、リターンチャネル183はケーシング190内に収容されている。ケーシング190吸込み側には吸込みケーシング184が設けられており、ケーシング190の吐出側には吐出ケーシング186が設けられている。初段羽根車180の上流側には、吸込流れに予旋回を付与するインレットガイドベーン185が設けられている。吐出ケーシング186は、スクロール191を有している。   A plurality of compression stage impellers 180, which are four impellers 180 in FIG. 18, are fixedly attached to the rotary shaft 181. As shown in FIG. 17, a diffuser 182 and a return channel 183 are provided on the downstream side of each impeller 180. The impeller 180, the diffuser 182, and the return channel 183 are accommodated in the casing 190. A suction casing 184 is provided on the suction side of the casing 190, and a discharge casing 186 is provided on the discharge side of the casing 190. An inlet guide vane 185 is provided on the upstream side of the first stage impeller 180 to impart a pre-turn to the suction flow. The discharge casing 186 has a scroll 191.

この様に構成した遠心式流体機械200においては、羽根車吸込口177から吸引された流体が、各段の羽根車180およびディフューザ182、リターンチャネル183を通過するごとに昇圧されて次段圧縮段に送られる。そして、圧縮された流体は、最終的に所定圧力になって下流流路178へ吐出される。   In the centrifugal fluid machine 200 configured in this manner, the fluid sucked from the impeller suction port 177 is increased every time it passes through the impeller 180, the diffuser 182, and the return channel 183 of each stage, and is compressed to the next stage compression stage. Sent to. The compressed fluid finally reaches a predetermined pressure and is discharged to the downstream flow path 178.

ところで、遠心式流体機械200、特に気体を扱う遠心式流体機械では、流量減少に伴い遠心羽根車1800やディフューザ182で流れが失速し、流量を減してもそれ以上圧力が上昇せずに、大きな圧力変動および流量変動を発生する現象が生じる。これをサージングといい、遠心式流体機械200の小流量側の限界点となる。一方、サージング発生限界流量から流量調整弁等を開いて流量を増大させていく場合に、吐出圧力が低下しそれ以上流量が増大しない現象が生じる。これをチョークと呼び、遠心式流体機械200の大流量側の限界点となる。これら2つの限界点、サージング及びチョーク間を、作動範囲と呼び、遠心式流体機械の効率を低下させずに作動範囲を増大させることが常に求められている。以下に、本発明に係る遠心式流体機械200において、効率を低下させずに作動範囲を増大させるいくつかの実施例を示す。   By the way, in the centrifugal fluid machine 200, particularly in the centrifugal fluid machine that handles gas, the flow is stalled by the centrifugal impeller 1800 and the diffuser 182 as the flow rate decreases, and the pressure does not increase any more even if the flow rate is reduced. A phenomenon occurs that generates large pressure fluctuations and flow fluctuations. This is called surging and becomes a limit point on the small flow rate side of the centrifugal fluid machine 200. On the other hand, when the flow rate adjustment valve or the like is opened from the surging generation limit flow rate to increase the flow rate, a phenomenon occurs in which the discharge pressure decreases and the flow rate does not increase further. This is called a choke and becomes a limit point on the large flow rate side of the centrifugal fluid machine 200. The distance between these two limits, surging and choke, is called the operating range, and there is always a need to increase the operating range without reducing the efficiency of the centrifugal fluid machine. In the following, some examples of increasing the operating range without reducing the efficiency in the centrifugal fluid machine 200 according to the present invention will be described.

図1ないし図3を用いて、本発明に係る遠心式流体機械200の第1の実施例を説明する。図1は、遠心式流体機械200が備える羽根車180の翼20形状分布を示す図である。図1の横軸は、翼20の圧力面と負圧面からの距離が等しくなる点を連ねた翼中心線(キャンバー線)の長さSを、ハブ端及びシュラウド端のそれぞれについて、各々の前縁から後縁までの総キャンバー線長さで無次元化して示した長さSである。縦軸は、翼角度β(°)である(図2参照)。翼20のハブ側端の翼角度βを破線で、シュラウド側端における翼角度βを実線で示している。   A first embodiment of a centrifugal fluid machine 200 according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. 1 is a view showing a blade 20 shape distribution of an impeller 180 provided in the centrifugal fluid machine 200. The horizontal axis of FIG. 1 shows the length S of the blade center line (camber line) connecting points where the distances from the pressure surface and the suction surface of the blade 20 are equal to each other, respectively, for the hub end and the shroud end. This is the length S shown as non-dimensionalized by the total camber line length from the edge to the rear edge. The vertical axis represents the blade angle β (°) (see FIG. 2). The blade angle β at the hub side end of the blade 20 is indicated by a broken line, and the blade angle β at the shroud side end is indicated by a solid line.

図2は、羽根車180が備える翼120を1枚だけ取り出し、軸方向視した図である。翼20のシュラウド側端を曲線24で、翼20のハブ側端を曲線23で示している。なお、図2以下ではキャンバー線を翼20の代表曲線として用いる。羽根車180の吸込み側端部である前縁21及び羽根車の吐出側端部である後縁22は、直線となっている。   FIG. 2 is a view in which only one blade 120 included in the impeller 180 is taken out and viewed in the axial direction. A shroud side end of the blade 20 is indicated by a curve 24, and a hub side end of the blade 20 is indicated by a curve 23. In FIG. 2 and subsequent figures, the camber line is used as a representative curve of the blade 20. The front edge 21 that is the suction side end of the impeller 180 and the rear edge 22 that is the discharge side end of the impeller are straight.

翼角度βは、周方向からの傾きとして表わされ、例えばシュラウド側で半径Rの位置における翼角度βは、周方向微小長さR・dθと、子午面上の距離dmの比で表わされる。ここで子午面上の距離dmは、翼20上の周方向微小長さR・dθ間に、シュラウド側端24が点sから点sに変化したとして、点sと点sを羽根車180の子午面(R−Z面)に投影して得られた点間の距離である。したがって、点sと点s間のキャンバー線上における翼角度βは、次式(1)で示される。なお、図2で、Nは回転方向であり、Oは原点である。 The blade angle β is expressed as an inclination from the circumferential direction. For example, the blade angle β s at the position of the radius R on the shroud side is expressed by a ratio between the circumferential small length R · dθ and the distance dm on the meridian plane. It is. Here, the distance dm on the meridian plane is defined as the points s 1 and s 2 on the assumption that the shroud side end 24 is changed from the point s 1 to the point s 2 between the circumferential small lengths R · dθ on the wing 20. This is the distance between points obtained by projecting on the meridian plane (RZ plane) of the impeller 180. Therefore, the blade angle β on the camber line between the points s 1 and s 2 is expressed by the following equation (1). In FIG. 2, N is the rotation direction, and O is the origin.

β=tan−1(dm/(R・dθ))・・・(1)
図3Aは、相隣り合う2枚の翼A、Bの任意の半径位置における軸方向視図であり、破線は翼角度βがβ=βと大きい場合であり、実線はβ=βと小さい場合である。翼A、Bの負圧面はそれぞれ符号31A、31Bであり、圧力面は符号32A、32Bで示される。隣り合う2枚の翼A、Bの一方の翼Aから、他方の翼Bの負圧面上へ引いた垂線を、翼間流路幅Lとする。翼管流路幅Lは、翼角度β=βの場合にはLであり、翼角度β=βの場合にはLである。
β = tan −1 (dm / (R · dθ)) (1)
Figure 3A is a phase adjacent two vanes A, an axial plan view at an arbitrary radial position B, the dashed line is a case the blade angle beta is greater and beta = beta G, the solid line and beta = beta S This is the case. The suction surfaces of the blades A and B are denoted by reference numerals 31A and 31B, respectively, and the pressure surfaces are denoted by reference numerals 32A and 32B. A perpendicular drawn from one blade A of two adjacent blades A and B onto the suction surface of the other blade B is defined as an inter-blade channel width L. Wings pipe passage width L, when the blade angle beta = beta G is L G, in the case of blade angle beta = beta S is L S.

図3Bは、羽根車180内の流れの速度三角形を示すベクトル図である。羽根車180の周方向速度がUであり、翼角度βがβの場合には、羽根車180内流れの相対速度がW、羽根車内流れの絶対速度がCである。翼角度βがβの場合には、羽根車180内流れの相対速度がW‘、羽根車内流れの絶対速度がC’に変化する、Cmは絶対速度の子午面方向成分であり、流量に関連する速度成分である。 FIG. 3B is a vector diagram showing the velocity triangle of the flow in the impeller 180. When the circumferential speed of the impeller 180 is U and the blade angle β is β G , the relative speed of the flow in the impeller 180 is W, and the absolute speed of the flow in the impeller is C. If the blade angle beta is beta S, the relative speed of the impeller 180 flows W ', the absolute velocity of the impeller in flow C' varies, Cm is the meridional direction component of the absolute velocity, the flow rate The associated velocity component.

図1に戻り、本実施例で示した翼20のシュラウド側の翼角度βの分布曲線10は、翼前縁sL_sにおいて最小βs_minであり、下流にいくにしたがい増大する。そして、シュラウド側の翼角度βは、翼前縁sL_sからキャンバー線長さSの範囲では下に凸状であり、キャンバー線長さSの点から翼後縁sT_sまでのキャンバー線長さSの範囲では上に凸状の分布となっている。ここで、キャンバー線長さSは、流れ方向中間点(無次元キャンバー線長さS=0.5)よりも小さい。 Returning to Figure 1, the distribution curve 10 of the blade angle beta s of the shroud side of the blade 20 shown in this embodiment, the minimum beta s_min in leading edge s L_S, increases as it goes downstream. The blade angle beta s of the shroud side is convex down in the range of leading edge s camber line from L_s length S A, from the viewpoint of the camber line length S A to the wing trailing edge s T_s camber In the range of the line length S B , the distribution is convex upward. Here, the camber line length S A is less than the flow direction midpoint (dimensionless camber line length S = 0.5).

一方、ハブ側の翼角度βの分布曲線11は、翼前縁sL_hから流れ方向中間点(無次元キャンバー線長さS=0.5)smの間で最大βh_mAxとなる。そして、翼前縁sL_hから翼角度βh_maxの間では、ハブ側の翼角度βの分布曲線11は変曲点を有していない。このように、翼20の形状を設定した理由は以下のとおりである。 On the other hand, the distribution curve 11 of the blade angle beta h of the hub side is maximum beta H_max and between the leading edge s L_h from the flow direction midpoint (dimensionless camber line length S = 0.5) s m. And between the blade leading edge s L_h and the blade angle β h_max , the hub-side blade angle β h distribution curve 11 has no inflection point. Thus, the reason for setting the shape of the wing 20 is as follows.

図3Aで、翼角度βとβの差異は、図3Bで速度三角形の形状の差異になって現れる。同一半径位置において、図3B中の絶対流速C、C’の子午面方向成分Cmの大きさをほぼ同一に設定すると、翼角度βが小さいβの場合の相対速度ベクトルW’の大きさが、翼角度βが大きいβの場合の相対速度ベクトルWの大きさよりも大きい。 In FIG. 3A, the difference between the blade angles β G and β S appears as a difference in the shape of the velocity triangle in FIG. 3B. When the magnitudes of the meridional direction direction components C m of the absolute flow velocities C and C ′ in FIG. 3B are set to be substantially the same at the same radial position, the magnitude of the relative velocity vector W ′ in the case of β S with a small blade angle β. Is larger than the magnitude of the relative velocity vector W in the case of β G where the blade angle β is large.

通常の遠心羽根車180では、ハブ側の相対流速よりもシュラウド側の相対流速の方が、減速率が大きい。したがって、壁面摩擦損失や減速損失(相対流速が減速して、流れ方向下流側に向かい壁面境界層厚みが増すことに起因する損失)等の値から決定される羽根車効率や羽根車失速特性は、シュラウド側における相対流速の減速を適切に設定すれば改善可能となる。   In the ordinary centrifugal impeller 180, the shroud side relative flow velocity has a larger deceleration rate than the hub side relative flow velocity. Therefore, impeller efficiency and impeller stall characteristics determined from values such as wall friction loss and deceleration loss (loss due to the relative flow velocity decelerating and the wall boundary layer thickness increasing toward the downstream in the flow direction) This can be improved by appropriately setting the deceleration of the relative flow velocity on the shroud side.

シュラウド側の翼角度βを翼前縁において最小にし、キャンバー線長さSの区間で下に凸状の分布として、相対流速の減速率が大きく翼20が失速し易いシュラウド側前半における翼角度βの増大を抑制し、相対流速の減速率を低減する。これにより、より低流量側まで羽根車の失速を抑制できる。 The blade angle beta s of the shroud-side to minimize the leading edge, as convex profile under the section of the camber line length S A, wing in easily shroud side half deceleration rate is large wing 20 of relative flow velocity stall The increase in the angle β s is suppressed, and the deceleration rate of the relative flow velocity is reduced. Thereby, the stall of an impeller can be suppressed to the lower flow rate side.

翼20のシュラウド側の前縁側(キャンバー線長さS部)で相対流速を減速させないようにすると、翼前縁21から流れ方向下流側に向かって相対流速の高い領域が拡大する。相対流速が高い領域では、壁面摩擦損失が大きく、相対流速の高い領域の増大は、羽根車効率の低下を引き起こす。そこで、シュラウド側の翼後縁22側(キャンバー線長さS部)では翼角度βを上に凸状の分布とし、相対流速を減速させて、壁面摩擦損失がそれ以上増大するのを防止する。 If so at the shroud side of the front edge of the wing 20 (camber line length S A portion) does not decelerate the relative flow rates, areas of high relative velocity is increased from the blade leading edge 21 toward the flow direction downstream side. In a region where the relative flow velocity is high, wall friction loss is large, and an increase in the region where the relative flow velocity is high causes a decrease in impeller efficiency. Therefore, on the blade trailing edge 22 side on the shroud side (camber line length S B portion), the blade angle β s is made a convex distribution, the relative flow velocity is reduced, and the wall friction loss further increases. To prevent.

すなわち、シュラウド側の翼前縁側(キャンバー線長さS部)において、前縁部21の近傍における翼角度βの増大を抑制し、その後翼角度βを急激に増大させ、相対流速の減速率を増大させる。つまり、翼角度のβの増大を抑制された領域では図3Bに示されるように相対流速が高くなり、この相対流速の高い領域が下流側まで拡大される。その結果、相対流速の低下に起因する低流量側での羽根車失速が抑制され、羽根車の効率向上が可能となる。 That is, in the blade leading edge side of the shroud side (camber line length S A unit), prior to suppress an increase in blade angle beta s in the vicinity of the rim 21, abruptly increased thereafter blade angle beta s, the relative velocity Increase the deceleration rate. That is, in the region where the increase in the blade angle β s is suppressed, the relative flow velocity becomes higher as shown in FIG. 3B, and the region with the higher relative flow velocity is expanded to the downstream side. As a result, impeller stall on the low flow rate side caused by a decrease in relative flow velocity is suppressed, and the efficiency of the impeller can be improved.

ところで、本実施例の羽根車では、シュラウド側の前縁側(キャンバー線長さSの範囲)における翼角度βの増大を抑制したので、シュラウド側の前縁側(キャンバー線長さSの範囲)では、図3Aに示した様に翼間流路幅Lが狭まる。キャンバー線長さSの方向に関して、翼間流路幅Lは翼前縁21で最も狭く、さらにシュラウド23側でハブ24側よりも短い。 Incidentally, in the impeller of this embodiment, since suppressing the increase in the blade angle beta s on the shroud side of the front edge (range of camber line length S A), the shroud-side leading edge side (the camber line length S A In the range), the inter-blade channel width L is narrowed as shown in FIG. 3A. Regarding the direction of the camber line length S, the inter-blade channel width L is the narrowest at the blade leading edge 21 and further shorter on the shroud 23 side than on the hub 24 side.

隣り合う2枚の翼A、Bが形成する翼間流路において、キャンバー線長さSの方向に関して、最も流路断面積が狭い部分をスロートと呼ぶ。このスロートで、相対流速のマッハ数が1を超えると、チョークが発生し、それ以上流量を増やすことができなくなる。したがって相対流速が増大する遠心式流体機械の大流量側運転においては、作動範囲が狭まる。   In the inter-blade channel formed by two adjacent blades A and B, the portion having the narrowest channel cross-sectional area in the direction of the camber line length S is called a throat. If the Mach number of the relative flow velocity exceeds 1 at this throat, choke is generated and the flow rate cannot be increased any further. Therefore, in the large flow rate side operation of the centrifugal fluid machine in which the relative flow rate increases, the operating range is narrowed.

この不具合を回避するため本実施例では、ハブ側の翼角度βが、翼前縁(無次元キャンバー線長さS=0)から無次元キャンバー線長さS=0.5になるまでの間に最大(βh_max)となるように設定した。さらに、翼前縁21から翼角度βが最大となる間には、ハブ側の翼角度βの分布曲線が変曲点を有しないようにした。 In order to avoid this problem, in this embodiment, the blade angle β h on the hub side is changed from the blade leading edge (non-dimensional camber line length S = 0) to the non-dimensional camber line length S = 0.5. It set so that it might become the maximum ((beta) h_max ) in between. Further, while the blade angle β h is maximized from the blade leading edge 21, the distribution curve of the blade angle β h on the hub side does not have an inflection point.

これにより、無次元キャンバー線長さS=0.5までに形成されることが多いスロートと、翼前縁21(無次元キャンバー線長さS=0)間で、ハブ側の翼角度βが滑らかにかつ急激に増大する。その結果、スロートにおけるハブ側の翼角度βh_throatが大きくなり、スロートのハブ側付近では、翼間流路幅Lが増大する。ハブ側付近で翼間流路幅Lが増大するので、シュラウド側で翼間流路幅Lが狭まってもスロート面積を維持できる。ハブ側の翼間流路幅Lの増大は、ハブ側翼角度分布が変曲点を有せず、上に凸の形状であることにより実現される。この結果、相対流速のマッハ数が1を超える流量域を大流量側に延ばすことができ、羽根車180におけるチョーク発生が抑制され、遠心式流体機械の大流量側の作動範囲を確保できる。 Thus, the blade angle β h on the hub side between the throat that is often formed up to the dimensionless camber line length S = 0.5 and the blade leading edge 21 (dimensionless camber line length S = 0). Increases smoothly and rapidly. As a result, the blade angle β h_throat on the hub side in the throat increases, and the inter-blade channel width L h increases near the hub side of the throat. Since the inter-blade channel width L h increases near the hub side, the throat area can be maintained even if the inter-blade channel width L s narrows on the shroud side. Increasing the inter-blade passage width L h of the hub-side does not have a inflection point hub-side blade angle distribution is achieved by a upwardly convex shape. As a result, the flow rate region in which the Mach number of the relative flow velocity exceeds 1 can be extended to the large flow rate side, choke generation in the impeller 180 can be suppressed, and the operating range on the large flow rate side of the centrifugal fluid machine can be secured.

なお、スロートにおけるハブ側翼角度βを大きくするため、ハブ側翼角度の最大値βh_maxを、翼20のハブ側面で剥離が生じない程度までできるだけ90°に近づける。このようにハブ側翼角度の最大値βh_maxを90°に近づけると、ハブ側翼角度の最大値βh_maxがハブ側の出口翼角度βh_Tより大きくなることが多くなる。そこで、ハブ側翼角度が最大値βh_maxとなる点からハブ側出口までの翼角度β分布を、滑らかに減少させるのが望ましい。 In order to increase the hub side blade angle β h at the throat, the maximum value β h — max of the hub side blade angle is set as close to 90 ° as possible to the extent that no separation occurs on the hub side surface of the blade 20. With such approach the maximum value beta H_max the hub-side blade angle 90 °, the more that the maximum value beta H_max the hub-side blade angle is greater than the outlet blade angle beta H_T the hub side. Therefore, it is desirable to smoothly reduce the blade angle β h distribution from the point at which the hub side blade angle reaches the maximum value β h — max to the hub side outlet.

さらに、ハブ側の翼前縁径Rh_Lをシュラウド側翼前縁径Rs_Lよりも小さくすることが望ましい。この理由は、以下のとおりである。 Further, it is desirable to be smaller than the previous blade hub side En径the R H_L shroud side blade leading En径R S_L. The reason for this is as follows.

遠心羽根車では、子午面におけるシュラウド側の曲率半径ρがハブ側の曲率半径ρより小さい(図17参照)ので、翼前縁21における子午面方向流速成分は、シュラウド側で大きくハブ側では小さい。そのため、ハブ側翼前縁径Rh_Lをシュラウド側翼前縁径Rs_Lに略等しくすると、ハブ側の翼前縁21における羽根車の周速Uが過大になる。さらに、ハブ側の翼前縁21では子午面方向流速が小さいので、ハブ側の翼前縁21に流入する流体は、より周方向に傾いた方向からハブ側の翼前縁21へ流入する。 In the centrifugal impeller, since the curvature radius ρ s on the meridian surface on the shroud side is smaller than the curvature radius ρ h on the hub side (see FIG. 17), the meridional surface direction flow velocity component at the blade leading edge 21 is large on the shroud side. So small. Therefore, if the hub-side blade leading edge diameter Rh_L is substantially equal to the shroud-side blade leading edge diameter Rs_L , the peripheral speed U of the impeller at the hub-side blade leading edge 21 becomes excessive. Further, since the meridional direction flow velocity is small at the hub-side blade leading edge 21, the fluid flowing into the hub-side blade leading edge 21 flows into the hub-side blade leading edge 21 from a more inclined direction.

一方、翼前縁21で発生する圧力損失を低減するためには、翼前縁21に流入する流れの相対流入角度と翼前縁21の翼角度βを等しくする(迎え角のない状態)のが好ましい。もし、ハブ側の翼前縁径Rh_Lとシュラウド側の翼前縁径Rs_Lとが等しければ、ハブ側とシュラウド側の翼前縁21における翼角度βを同じにするのが理想となる。図1を参考にすると、ハブ側における翼前縁21の翼角度βh_Lを、シュラウド側の翼前縁の翼角度βs_L=βs_minまで小さくしなければならなくなる。その結果、翼前縁21から急激に翼角度βが増大し、翼角度βの増大量が過大となり、流れが翼20に沿わず剥離等が生じて効率が悪化する恐れがある。この不具合を回避するために、ハブ側翼前縁径Rh_Lをシュラウド側翼前縁径Rs_Lよりも小さくするのが好ましい。 On the other hand, in order to reduce the pressure loss generated at the blade leading edge 21, the relative inflow angle of the flow flowing into the blade leading edge 21 and the blade angle β of the blade leading edge 21 are made equal (state of no angle of attack). Is preferred. If the hub-side blade leading edge diameter Rh_L and the shroud-side blade leading edge diameter Rs_L are equal, it is ideal that the blade angle β at the hub-side and shroud-side blade leading edge 21 be the same. And Sankounisuru 1 will have to reduce the blade angle beta H_L the blade leading edge 21 at the hub side, until the shroud side of the blade leading edge of the blade angle β s_L = β s_min. As a result, the blade angle β increases abruptly from the blade leading edge 21, the amount of increase in the blade angle β becomes excessive, the flow does not follow the blade 20, and there is a risk that the efficiency will deteriorate due to separation. In order to avoid this problem, it is preferable to make the hub side blade leading edge diameter R h_L smaller than the shroud side blade leading edge diameter R s_L .

本発明に係る遠心式流体機械200の他の実施例を、図4ないし図6を用いて説明する。本実施例が、上記実施例1に示した遠心式流体機械と異なるのは、遠心羽根車180が有する翼のシュラウド側の翼角度分布における極小値の位置を変化させたことにある。   Another embodiment of the centrifugal fluid machine 200 according to the present invention will be described with reference to FIGS. The present embodiment differs from the centrifugal fluid machine shown in the first embodiment in that the position of the minimum value in the blade angle distribution on the shroud side of the blades of the centrifugal impeller 180 is changed.

図4に、本実施例に係る遠心羽根車180の翼角度分布の一例を示す。ハブ側の翼角度分布41は、実施例1と同様である。これに対して、シュラウド側の翼角度分布40は、翼前縁sL_sから流れ方向下流側に向かうにつれて一度減少し、最小値βs_minになり、その後増大に転じる。さらに、シュラウド側翼前縁sL_sと翼後縁sT_sの間の翼角度は、キャンバー線方向に初めは下に凸状で、終りの方では上に凸状になっている。図4では、中間点Sm(キャンバー線長さS=0.5)より上流側に位置する区間Sで下に凸状で、区間Sに続く区間Sで上に凸状になっているが、下に凸状の区間Scは中間点Smを越えていてもよい。 FIG. 4 shows an example of the blade angle distribution of the centrifugal impeller 180 according to the present embodiment. The hub-side blade angle distribution 41 is the same as in the first embodiment. In contrast, the blade angle distribution 40 on the shroud side once decreases from the blade leading edge s L_s toward the downstream side in the flow direction, reaches a minimum value β s_min , and then increases. Further, the blade angle between the shroud-side blade leading edge s L_s and the blade trailing edge s T_s is initially convex downward in the camber line direction and convex upward at the end. In Figure 4, convex below in the section S C positioned on the upstream side of the midpoint Sm (camber line length S = 0.5), is convex upward in the section S D following the period S C However, the downwardly convex section Sc may exceed the intermediate point Sm.

本実施例の遠心羽根車180は、上記実施例1に示した遠心羽根車180よりさらに羽根車180のシュラウド側前縁付近の相対流速の減速率を低減している。これにより、羽根車の低流量側の作動範囲をより拡大できる。なお、翼間流路幅Lは、スロートのシュラウド側で、実施例1に示した羽根車よりもさらに小さくなる。そこで、本実施例では、遠心羽根車180の大流量側での作動範囲を確保するために、ハブ側の最大翼角度βh_maxを、実施例1における値と同等以上にしている。また、ハブ側の最大翼角度βh_maxは、ハブ側出口翼角度βT_hより大きくなる場合が多いので、ハブ側の最大翼角度β_maxとなる位置からハブ側出口ST_hまでの間の翼角度は、滑らかに減少するような分布としている。 The centrifugal impeller 180 of the present embodiment further reduces the reduction rate of the relative flow velocity near the shroud-side front edge of the impeller 180 compared to the centrifugal impeller 180 shown in the first embodiment. Thereby, the operating range on the low flow rate side of the impeller can be further expanded. The inter-blade channel width L is further smaller than the impeller shown in the first embodiment on the shroud side of the throat. Therefore, in this embodiment, the maximum blade angle β h — max on the hub side is set to be equal to or greater than the value in the first embodiment in order to ensure the operating range on the large flow rate side of the centrifugal impeller 180. The maximum blade angle beta H_max the hub side, because often greater than the hub side Tsubasa Ideguchi angle beta T_h, between the position of maximum blade angle beta h _ max of the hub side to the hub side outlet S T_h The blade angle is distributed so as to decrease smoothly.

図5は、図4に示した翼角度分布を有する遠心羽根車の翼50を1枚だけ取り出した、軸方向視図である。翼50のシュラウド側のキャンバー線54は、翼前縁51側が半径方向外向きに凸となる部分A5Aを有する略S字形状を示す。一方、翼50のハブ側のキャンバー線53は、翼前縁51側が半径方向内向きに凸となる部分A5Bを有する略S字形状を示す。この理由を、図6を併用して説明する。   FIG. 5 is an axial view when only one blade 50 of the centrifugal impeller having the blade angle distribution shown in FIG. 4 is taken out. A camber line 54 on the shroud side of the blade 50 has a substantially S shape having a portion A5A in which the blade leading edge 51 is convex outward in the radial direction. On the other hand, the camber line 53 on the hub side of the blade 50 has a substantially S shape having a portion A5B in which the blade leading edge 51 side is convex inward in the radial direction. The reason for this will be described with reference to FIG.

図6は、遠心羽根車180に関する座標系であり、軸方向視図である。この図6は、吸込み側から見た図である。遠心羽根車180は、回転軸Oを中心にして、回転方向Nに回転する。遠心羽根車180の翼の作用を説明し易くするために、翼キャンバー線が直線状となる翼60を取り上げる。   FIG. 6 is a coordinate system related to the centrifugal impeller 180 and is an axial view. FIG. 6 is a view seen from the suction side. The centrifugal impeller 180 rotates in the rotation direction N around the rotation axis O. In order to facilitate the explanation of the operation of the blades of the centrifugal impeller 180, the blade 60 having a straight blade camber line is taken up.

翼の前縁61における翼角度をβとしたときに、前縁61より下流側の位置P62における翼角度βを示す図である。位置P62は、翼前縁61から周方向にΔθだけ離れており、この位置P62における翼角度βは、幾何学的関係から、β=β+Δθで表される。翼キャンバー線が直線状となる翼では、翼前縁61から下流側に行くに従い、翼角度βは周方向角度θに対し直線的に増大する。 The blade angle at the leading edge 61 of the wing when the beta L, is a diagram showing a blade angle beta at the position P 62 on the downstream side of the front edge 61. The position P 62 is separated from the blade leading edge 61 by Δθ in the circumferential direction, and the blade angle β at the position P 62 is expressed by β = β L + Δθ from a geometrical relationship. In a blade with a straight blade camber line, the blade angle β increases linearly with respect to the circumferential angle θ as it goes downstream from the blade leading edge 61.

翼キャンバー線の周方向角度θに対し翼角度βが線形的に変化せず、位置P62から下流側に行くにつれ、徐々に翼角度βの増加量が小さくなる場合、および翼角度βの増加量が大きくなる場合について考える。位置P62から、翼角度βの増加量がキャンバー線の周方向角度θに対し小さくなる場合には、キャンバー線の形状は図6の曲線63のようになる。すなわち、位置P62を通る直線状のキャンバー線に接するとともに、半径方向外向きに凸状となる。これに対して、翼角度βの増加量がキャンバー線の周方向角度θに対し急激に増大する場合には、キャンバー線の形状は図6の曲線64のようになる。すなわち、位置P62を通る直線状のキャンバー線に接するとともに、半径方向内向きに凸状となる。 The blade angle β does not change linearly with respect to the circumferential direction angle θ of the blade camber line, and when the blade angle β gradually increases from the position P62 toward the downstream side, and the blade angle β increases. Consider the case where the amount increases. From the position P 62, increase the blade angle β is if smaller with respect to the circumferential direction an angle θ camber line, the shape of the camber line is a curve 63 in FIG. 6. That is, the contact with the straight camber line passing through the position P 62, is convex radially outward. On the other hand, when the increase amount of the blade angle β increases rapidly with respect to the circumferential angle θ of the camber line, the shape of the camber line is as shown by a curve 64 in FIG. That is, the contact with the straight camber line passing through the position P 62, is convex radially inwardly.

図4に示した翼角度分布を有する遠心羽根車180では、シュラウド側の翼角度が、翼前縁から下流側に向かうにつれて一度減少し最小となった後増大に転じているので、図5に示すように、翼前縁51側が半径方向外向きに凸となる略S字形状を示す。また、ハブ側の翼角度が、前縁51から流れ方向中間点までの間で変曲点を有さずに最大となり、最大値の位置より下流側で滑らかに減少しているので、ハブ側のキャンバー線は、翼前縁51側で半径方向内向きに凸となる略S字形状となる。   In the centrifugal impeller 180 having the blade angle distribution shown in FIG. 4, the blade angle on the shroud side once decreases from the blade leading edge toward the downstream side and then becomes minimum, and then increases. As shown, a substantially S-shape is shown in which the blade leading edge 51 side is convex outward in the radial direction. In addition, the blade angle on the hub side is maximum without an inflection point between the leading edge 51 and the intermediate point in the flow direction, and smoothly decreases downstream from the maximum position. The camber line has a substantially S-shape that protrudes radially inward on the blade leading edge 51 side.

本実施例においても、実施例1と同様の理由で、ハブ側の翼前縁径をシュラウド側の翼前縁径よりも小さくすることが望ましい。   Also in the present embodiment, for the same reason as in the first embodiment, it is desirable to make the blade leading edge diameter on the hub side smaller than the blade leading edge diameter on the shroud side.

図7以下を用いて、本発明に係る遠心式流体機械200のさらに他の実施例を説明する。本実施例が上記実施例1、2に示した遠心式流体機械200と異なるのは、遠心羽根車180の翼後縁72における翼70の傾き方向を回転方向に対し後傾させたことにある。これにより、遠心羽根車180を軸方向視した場合に、翼のシュラウド側キャンバー線とハブ側キャンバー線が交差する。   Still another embodiment of the centrifugal fluid machine 200 according to the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment is different from the centrifugal fluid machine 200 shown in the first and second embodiments in that the inclination direction of the blade 70 at the blade trailing edge 72 of the centrifugal impeller 180 is inclined backward with respect to the rotation direction. . Thereby, when the centrifugal impeller 180 is viewed in the axial direction, the shroud side camber line and the hub side camber line of the blade intersect.

図7は、遠心羽根車180が有する翼70を1枚だけ取り出した軸方向視図である。翼70の翼後縁72で、シュラウド側キャンバー線74がハブ側キャンバー線73より回転方向に対し後傾している。なお、ハブ側キャンバー線73およびシュラウド側キャンバー線74の翼角度分布は、実施例1あるいは実施例2と同様の分布である。   FIG. 7 is an axial view when only one blade 70 of the centrifugal impeller 180 is taken out. At the blade trailing edge 72 of the blade 70, the shroud side camber line 74 is tilted backward with respect to the rotation direction from the hub side camber line 73. The blade angle distribution of the hub-side camber line 73 and the shroud-side camber line 74 is the same distribution as in the first or second embodiment.

以下に、本実施例で示す遠心羽根車180の作用を説明する。
図8Aは、翼後縁86でシュラウド側83のキャンバー線がハブ側84のキャンバー線よりも前傾している羽根車180(以下前傾羽根車とも称す)の図であり、翼間流路を形成する隣り合う2枚の翼80を取り出した図である。翼80の後縁86において、シュラウド側83がハブ側84に対し、回転方向に対して前傾している。
Below, the effect | action of the centrifugal impeller 180 shown in a present Example is demonstrated.
FIG. 8A is a view of an impeller 180 (hereinafter also referred to as a forward inclined impeller) in which the camber line on the shroud side 83 is inclined forward relative to the camber line on the hub side 84 at the blade trailing edge 86. It is the figure which took out the two adjacent wing | blade 80 which forms. At the trailing edge 86 of the wing 80, the shroud side 83 is inclined forward with respect to the rotation direction with respect to the hub side 84.

このように翼後縁86で、翼80のシュラウド側83をハブ側84より回転方向に前傾させると、翼80に作用する遠心応力を軽減可能となる。各翼80から流体へ作用する翼力Fは、翼圧力面81に対して垂直方向、換言すれば翼負圧面82のハブ側84方向に作用する。翼力Fの作用する方向では静圧が上昇するので、翼負圧面82のハブ側84では静圧が上昇する。これに対し、翼負圧面82のシュラウド側83では静圧が低下する。   Thus, if the shroud side 83 of the blade 80 is tilted forward in the rotational direction from the hub side 84 at the blade trailing edge 86, the centrifugal stress acting on the blade 80 can be reduced. The blade force F acting on the fluid from each blade 80 acts in a direction perpendicular to the blade pressure surface 81, in other words, in the direction of the hub side 84 of the blade suction surface 82. Since the static pressure increases in the direction in which the blade force F acts, the static pressure increases on the hub side 84 of the blade suction surface 82. On the other hand, the static pressure decreases on the shroud side 83 of the blade suction surface 82.

遠心羽根車180の翼間流路では、主流流速よりも流速が遅くエネルギーが低い壁面速度境界層が、壁面付近に発生する。壁面速度境界層内の流体は、翼間流路断面内の静圧勾配に打ち勝つことができず、静圧の高い領域から低い領域へと流動する。ここで、翼間流路断面とは、翼間流路を回転軸の中心から半径r=一定の円筒面で切断した断面である。この流動する流れは、主流に対して垂直方向の流速成分を有する二次流れを、翼間流路断面内において形成する。   In the inter-blade flow path of the centrifugal impeller 180, a wall surface velocity boundary layer having a lower flow velocity and lower energy than the main flow velocity is generated near the wall surface. The fluid in the wall surface velocity boundary layer cannot overcome the static pressure gradient in the cross section between the blades, and flows from a region having a high static pressure to a region having a low static pressure. Here, the inter-blade channel cross section is a cross section obtained by cutting the inter-blade channel from the center of the rotation axis with a cylindrical surface having a radius r = constant. This flowing flow forms a secondary flow having a flow velocity component in a direction perpendicular to the main flow in the cross section between the blades.

以上のとおり、遠心羽根車180の翼間流路断面内の壁面速度境界層付近では、静圧の高い翼圧力面81から静圧の低い翼負圧面82へ向かう二次流れが生じる。前傾羽根車では、さらに翼負圧面82の壁面速度境界層付近において、ハブ側84からシュラウド側83へ向かう二次流れも生じる。したがって、翼負圧面82のシュラウド側83に低エネルギー流体が蓄積し、圧力損失が増大する。それとともに、翼間流路断面内の流れの一様性が悪化し、羽根車180より下流側のディフューザやリターンチャネル部の損失が増大する。   As described above, in the vicinity of the wall surface velocity boundary layer in the cross section between the blades of the centrifugal impeller 180, a secondary flow is generated from the blade pressure surface 81 having a high static pressure toward the blade negative pressure surface 82 having a low static pressure. In the forward inclined impeller, a secondary flow from the hub side 84 toward the shroud side 83 is also generated near the wall surface velocity boundary layer of the blade suction surface 82. Therefore, the low energy fluid accumulates on the shroud side 83 of the blade suction surface 82 and pressure loss increases. At the same time, the uniformity of the flow in the cross section between the blades is deteriorated, and the loss of the diffuser and the return channel portion on the downstream side of the impeller 180 is increased.

図8Bは、翼後縁86でシュラウド側83のキャンバー線がハブ側84のキャンバー線よりも後傾している羽根車180(以下後傾羽根車とも称す)の図であり、翼間流路を形成する隣り合う2枚の翼80を取り出した図である。後傾羽根車では、翼力Fは翼負圧面82のシュラウド側83の方向に作用する。したがって、翼負圧面82のハブ側84では静圧が低下し、翼負圧面82のシュラウド側83では静圧が上昇する。これにより、翼負圧面82のシュラウド側83へ向かう二次流れを抑制することが可能となり、翼間流路断面内の流れの一様性が向上し、遠心羽根車180の効率が向上する。   FIG. 8B is a view of an impeller 180 (hereinafter also referred to as a backward inclined impeller) in which the camber line on the shroud side 83 is inclined backward relative to the camber line on the hub side 84 at the blade trailing edge 86. It is the figure which took out the two adjacent wing | blade 80 which forms. In the rearwardly inclined impeller, the blade force F acts in the direction of the shroud side 83 of the blade suction surface 82. Accordingly, the static pressure is reduced on the hub side 84 of the blade suction surface 82, and the static pressure is increased on the shroud side 83 of the blade suction surface 82. As a result, the secondary flow toward the shroud side 83 of the blade suction surface 82 can be suppressed, the uniformity of the flow in the cross section between the blades is improved, and the efficiency of the centrifugal impeller 180 is improved.

図9Aは、前傾羽根車および後傾羽根車の3次元粘性流体解析結果であり、圧力特性を示す図である。
図9Bは、図9Aに圧力特性を示した前傾羽根車および後傾羽根車についての、効率特性を示す図であり、3次元粘性流体解析結果である。これら両図に示す前傾羽根車および後傾羽根車は、従来技術の項の特許文献1に記載の羽根車とほぼ同じ翼角度分布を有しており、いわば従来羽根車である。細線91は前傾羽根車の場合であり、太線92は後傾羽根車の場合である。
FIG. 9A is a diagram showing a pressure characteristic, which is a three-dimensional viscous fluid analysis result of a forward inclined impeller and a backward inclined impeller.
FIG. 9B is a diagram showing the efficiency characteristics of the forward tilt impeller and the rear tilt impeller whose pressure characteristics are shown in FIG. 9A, and is a three-dimensional viscous fluid analysis result. The forward inclined impeller and the backward inclined impeller shown in these drawings have substantially the same blade angle distribution as the impeller described in Patent Document 1 in the section of the related art, which is a conventional impeller. A thin line 91 is a case of a forward inclined impeller, and a thick line 92 is a case of a backward inclined impeller.

前傾翼羽根車および後傾翼羽根車180の翼角度βの分布は同じであり、翼後縁86の傾斜方向のみが異なっている。3次元粘性流体解析は、上記2種の遠心羽根車180に、同一形状のベーンレスディフューザおよびリターンチャネルを組み合わせた単段の遠心式流体機械について実施した。横軸は、前傾翼羽根車の設計点流量を1として基準化した流量比である。縦軸は、前傾翼羽根車の設計点圧力および設計点効率を1として基準化した圧力比および効率比である。後傾翼羽根車の方が前傾翼羽根車よりも設計点付近の圧力および効率の双方が、向上していることが分かる。   The distribution of the blade angle β of the forward inclined blade impeller and the rear inclined blade impeller 180 is the same, and only the inclination direction of the blade trailing edge 86 is different. The three-dimensional viscous fluid analysis was performed on a single-stage centrifugal fluid machine in which the above-described two types of centrifugal impeller 180 were combined with a vaneless diffuser having the same shape and a return channel. The horizontal axis represents the flow rate ratio normalized with the design point flow rate of the forward inclined impeller as 1. The vertical axis represents the pressure ratio and efficiency ratio normalized with the design point pressure and design point efficiency of the forward inclined impeller as 1. It can be seen that both the pressure and efficiency near the design point of the rear inclined impeller are improved as compared to the forward inclined impeller.

図10Aは、前傾羽根車の設計点における流速分布の一例を示す図である。羽根車翼後縁102を含む円筒面を展開して示しており、半径方向流速分布CRを羽根車出口周速Uで無次元化した無次元半径方向流速分布CR/Uである。隣り合う2つの翼間の翼間流路を示している。
図10Bは、後傾羽根車の設計点における流速分布の一例を示す図である。図10Aに対応する図である。
FIG. 10A is a diagram illustrating an example of a flow velocity distribution at a design point of a forward inclined impeller. A cylindrical surface including the impeller blade trailing edge 102 is shown in an expanded manner, and is a non-dimensional radial flow velocity distribution CR / U 2 in which the radial flow velocity distribution CR is made non-dimensional with the impeller outlet peripheral speed U 2 . The flow path between blades between two adjacent blades is shown.
FIG. 10B is a diagram illustrating an example of a flow velocity distribution at a design point of the backward inclined impeller. It is a figure corresponding to FIG. 10A.

前傾羽根車では、図10Aに示すように、シュラウド101側の翼負圧面104付近に低速領域(黒色部)が顕著に表れているが、後傾羽根車では図10Bに示すように、低速流域が縮小している。一方、図9Aに示すように、後傾羽根車は前傾羽根車に比べ、より小流量で圧力が急減し、失速が早まっている。解析結果からは、後傾羽根車を有する遠心式圧縮段で失速が早まったのは、後傾羽根車で失速が早まったことに起因することが判明した。   In the forward inclined impeller, as shown in FIG. 10A, a low speed region (black portion) appears prominently near the blade suction surface 104 on the shroud 101 side, but in the backward inclined impeller, as shown in FIG. The basin is shrinking. On the other hand, as shown in FIG. 9A, the rearwardly inclined impeller has a pressure that rapidly decreases at a smaller flow rate than the forwardly inclined impeller, and the stall is accelerated. From the analysis results, it was found that the fact that the stall was accelerated in the centrifugal compression stage having the rearward inclined impeller was caused by the fact that the stall was accelerated in the rearward inclined impeller.

後傾羽根車における失速が早まる原因を、図11を用いて説明する。
図11は、前傾羽根車および後傾羽根車におけるシュラウド側翼面付近の無次元相対速度W/Uの分布を示したグラフであり、仕様点における解析結果に基づく。図11の横軸は、無次元キャンバー線長さSであり、左端が翼前縁85、右端が翼後縁86である。一点鎖線112、113が前傾羽根車についてであり、実線110、111が後傾羽根車についてである。線110、112は、負圧面82における相対流速であり、線111、113は圧力面における相対流速である。
The reason why the stall in the backward inclined impeller is accelerated will be described with reference to FIG.
FIG. 11 is a graph showing the distribution of the dimensionless relative velocity W / U 2 near the shroud blade surface in the forward inclined impeller and the backward inclined impeller, and is based on the analysis result at the specification point. The horizontal axis of FIG. 11 is the dimensionless camber line length S, the left end is the blade leading edge 85 and the right end is the blade trailing edge 86. Dotted lines 112 and 113 are for forward tilt impellers, and solid lines 110 and 111 are for backward tilt impellers. Lines 110 and 112 are relative flow rates at the suction surface 82, and lines 111 and 113 are relative flow rates at the pressure surface.

後傾羽根車では、遠心羽根車180の翼後縁86において、シュラウド側がハブ側よりも回転方向に後傾している(図8A参照)ので、翼負圧面82のハブ側84で静圧が低下し、翼負圧面82のシュラウド側83で静圧が上昇する。したがって、翼負圧面82のシュラウド側83では、翼前縁85から後縁86に向かい、流れ方向の静圧上昇量が増大する。流れ方向の静圧上昇量が増大すると、流れ方向の相対流速の減速が促進される。後傾羽根車では、特に翼80が失速し易い翼負圧面82のシュラウド側83の前半部で、翼前縁85からの相対流速の減速率が増大する(図11の実線110参照)。すなわち、後傾羽根車の翼負圧面相対流速110は、前傾羽根車の翼負圧面相対流速112に比べ、翼80の前半部において相対流速の低下が大きい。   In the rearwardly inclined impeller, the shroud side is inclined rearward in the rotational direction relative to the hub side at the blade trailing edge 86 of the centrifugal impeller 180 (see FIG. 8A), so that static pressure is applied to the hub side 84 of the blade suction surface 82. The static pressure rises on the shroud side 83 of the blade suction surface 82. Therefore, on the shroud side 83 of the blade suction surface 82, the amount of static pressure increase in the flow direction increases from the blade leading edge 85 toward the trailing edge 86. When the amount of increase in static pressure in the flow direction increases, deceleration of the relative flow velocity in the flow direction is promoted. In the rearwardly inclined impeller, the reduction rate of the relative flow velocity from the blade leading edge 85 increases particularly in the front half portion on the shroud side 83 of the blade suction surface 82 where the blade 80 is likely to stall (see the solid line 110 in FIG. 11). That is, the blade suction surface relative flow velocity 110 of the rearward inclined impeller has a larger decrease in the relative flow velocity in the front half of the blade 80 than the blade suction surface relative flow velocity 112 of the forward inclined impeller.

翼前縁85から翼後縁86に向けて上昇する静圧に起因して逆圧力勾配が生じているが、翼80の表面付近で相対流速が急減すると、この逆圧力勾配に打ち勝って下流側に流れるのに必要なエネルギーが不足する。その結果、翼80のシュラウド側83の負圧面82では、翼前縁85に近い前半部において翼面上の剥離が生じ易くなり、サージング限界に関係する羽根車失速がより大流量側で発生する。したがって後傾羽根車では、図10Bに示すように、翼シュラウド101側の負圧面104への低エネルギー流体の集積が抑制されているにも係わらず、羽根車失速が早まる。なお通常は、低エネルギー流体が二次流れにより集積され、翼面上の大規模剥離を誘起する。   A reverse pressure gradient is generated due to the static pressure rising from the blade leading edge 85 toward the blade trailing edge 86. However, when the relative flow velocity rapidly decreases near the surface of the blade 80, the reverse pressure gradient is overcome and the downstream side is overcome. Insufficient energy to flow into As a result, on the suction surface 82 on the shroud side 83 of the blade 80, the blade surface is likely to be peeled off in the front half portion near the blade leading edge 85, and the impeller stall related to the surging limit occurs on the larger flow rate side. . Therefore, in the rearwardly inclined impeller, as shown in FIG. 10B, the impeller stall is accelerated even though the accumulation of the low-energy fluid on the suction surface 104 on the blade shroud 101 side is suppressed. Normally, a low energy fluid is accumulated by the secondary flow and induces large-scale separation on the blade surface.

これらの従来技術の不具合に鑑み、本実施例では、実施例1または実施例2に記載の翼角度βの分布を採用した。つまり、シュラウド側24の翼角度βを、翼前縁21において最小とし、その後増大に転じさせる。それとともに、シュラウド側24の翼前縁21と翼後縁22の間の翼角度βを、翼前縁21側では下に凸状、翼後縁22側では上に凸状の分布とする。ハブ側の最大翼角度βh_maxの位置を、翼前縁21から流れ方向前半部に位置させ、前縁21から最大翼角度βh_maxの位置までのハブ側23の翼角度βの分布に変曲点が現れないようにする(図1、2参照)。 In view of these disadvantages of the prior art, the present embodiment employs the distribution of the blade angle β described in the first or second embodiment. That is, the blade angle β s on the shroud side 24 is minimized at the blade leading edge 21 and then increased. At the same time, the blade angle β s between the blade leading edge 21 and the blade trailing edge 22 on the shroud side 24 has a convex distribution downward on the blade leading edge 21 side and a convex distribution on the blade trailing edge 22 side. . The position of the maximum blade angle β h — max on the hub side is located in the front half of the flow direction from the blade leading edge 21 and changed to the distribution of the blade angle β h on the hub side 23 from the leading edge 21 to the position of the maximum blade angle β h — max. The music point should not appear (see FIGS. 1 and 2).

あるいは、シュラウド側54の翼角度βを、翼前縁51から流れ方向下流側に向かうにつれて一旦減少させて最小翼角度βs_minとした後、増大に転じさせる。それとともに、シュラウド側54の翼前縁51と翼後縁52の間の翼角度βを、翼前縁51側では下に凸状、翼後縁52側では上に凸状とする。ハブ側53の最大翼角度βh_maxの位置を、翼前縁51から流れ方向中間点までの位置とし、最大翼角度βh_maxの位置より上流側ではハブ側53の翼角度βの分布に変曲点が現れないようにする(ず4、5参照)。 Alternatively, the blade angle β s on the shroud side 54 is once decreased to the minimum blade angle β s_min from the blade leading edge 51 toward the downstream side in the flow direction, and then increased. At the same time, the blade angle β s between the blade leading edge 51 and the blade trailing edge 52 on the shroud side 54 is convex downward on the blade leading edge 51 side and convex upward on the blade trailing edge 52 side. The position of the maximum blade angle β h_max on the hub side 53 is the position from the blade leading edge 51 to the intermediate point in the flow direction, and the blade angle β h on the hub side 53 is changed to the distribution upstream of the position of the maximum blade angle β h_max. Make sure that no music points appear (see 4 and 5).

上記いずれかの翼角度分布を採用することにより、効率向上を図ったがために羽根車の翼後縁でシュラウド側がハブ側よりも回転方向に後傾した羽根車で生じる、翼シュラウド側負圧面における相対流速の急激な減速を回避できる。さらに、低流量側の作動範囲を従来羽根車程度に確保できるとともに、大流量側の作動範囲も従来羽根車程度に確保でき、作動範囲を確保し効率向上した遠心式流体機械を実現できる。   By adopting one of the blade angle distributions described above, the blade shroud-side suction surface is generated by the impeller whose shroud side is tilted backward in the rotational direction from the hub side at the trailing edge of the impeller because the efficiency was improved by adopting one of the blade angle distributions described above. A sudden deceleration of the relative flow velocity at can be avoided. Furthermore, the operating range on the low flow rate side can be secured to the same level as that of the conventional impeller, and the operating range on the large flow rate side can be secured to the level of the conventional impeller.

以上説明したように、本実施例では、実施例1および実施例2に記載のいずれの翼角度分布も適用可能である。ただし、遠心式流体機械の大幅な効率向上が求められるときには、翼後縁においてシュラウド側がハブ側より回転方向に後傾する度合いを大きくする必要がある。そのような場合には、低流量側の作動範囲を確保するために、翼シュラウド側の負圧面の前半部で相対流速の減速率を大幅に減少させることが必要であり、実施例2に記載の翼角度βの分布の方が相対流速の減速率を減少可能であるから、好ましい。   As described above, in the present embodiment, any blade angle distribution described in the first embodiment and the second embodiment is applicable. However, when a significant improvement in the efficiency of the centrifugal fluid machine is required, it is necessary to increase the degree that the shroud side tilts backward in the rotational direction from the hub side at the blade trailing edge. In such a case, in order to ensure the operating range on the low flow rate side, it is necessary to significantly reduce the deceleration rate of the relative flow velocity at the front half of the suction surface on the blade shroud side, which is described in Example 2. The distribution of the blade angle β is preferable because the deceleration rate of the relative flow velocity can be reduced.

図12Aは、実施例2に記載の翼角度βの分布を有する後傾羽根車(以下修正後傾羽根車とも称す)と上記従来型の前傾羽根車についての圧力特性である。細線121は図9Aに示した細線91と同一であり、太線122が修正後傾羽根車の場合である。
図12Bは、図12Aに圧力特性を示した羽根車についての効率特性を示す図である。細線123は図9Bの細線93と同一であり、太線124は修正後傾羽根車についての効率曲線である。図12A、図12Bとも、3次元粘性流体解析から得られたもので、修正後傾羽根車羽根車と前傾羽根車に、同一形状のベーンレスディフューザおよびリターンチャネルを組み合わせた単段の遠心式流体機械についてである。修正後傾羽根車は前傾羽根車よりも、設計点付近の圧力および効率の双方が向上している。また、低流量側の作動範囲も大流量側の作動範囲も、従来型である前傾羽根車とほぼ同程度まで確保できている。
FIG. 12A shows the pressure characteristics of a backward tilt impeller (hereinafter also referred to as a corrected post tilt impeller) having a blade angle β distribution described in the second embodiment and the conventional forward tilt impeller. The thin line 121 is the same as the thin line 91 shown in FIG. 9A, and the thick line 122 is a case of a tilted impeller after correction.
FIG. 12B is a diagram showing efficiency characteristics for the impeller whose pressure characteristics are shown in FIG. 12A. The thin line 123 is the same as the thin line 93 in FIG. 9B, and the thick line 124 is the efficiency curve for the corrected tilted impeller. Both FIGS. 12A and 12B are obtained from a three-dimensional viscous fluid analysis, and are a single-stage centrifugal type in which a vaneless diffuser and a return channel having the same shape are combined with a corrected inclined impeller impeller and a forward inclined impeller. About fluid machinery. The corrected tilted impeller is improved in both pressure and efficiency near the design point than the forward tilted impeller. In addition, the operating range on the low flow rate side and the operating range on the large flow rate side can be ensured to approximately the same extent as that of the conventional forward inclined impeller.

ところで、上記各実施例では、遠心羽根車180が有する翼20、50の形状を、遠心羽根車180のハブ側端およびシュラウド側端の翼形状を用いて規定している。高効率な遠心羽根車を得るためには、3次元の翼形状が必須となっている。そのため、ハブ側端おおびシュラウド側端で規定された翼形状を、ハブ側端とシュラウド側端間を適切に接続して3次元化する必要がある。   By the way, in each said Example, the shape of the blades 20 and 50 which the centrifugal impeller 180 has is prescribed | regulated using the blade shape of the hub side end and shroud side end of the centrifugal impeller 180. FIG. In order to obtain a highly efficient centrifugal impeller, a three-dimensional blade shape is essential. Therefore, it is necessary to three-dimensionalize the blade shape defined by the hub side end and the shroud side end by appropriately connecting the hub side end and the shroud side end.

ハブ側端とシュラウド側端間の接続法のいくつかの例を、以下図面を用いて説明する。
図13Aは、遠心羽根車180が備える直線要素を有する翼130の軸方向視図である。図13Bは、図13Aに示した翼130を有する遠心羽根車の子午面断面図である。破線136は、子午面流線の一例を示している。またAxは、回転軸の中心線を示している。ハブ側キャンバー線133およびシュラウド側キャンバー線134を、翼前縁131から翼後縁132まで複数の点Pi,Pi(i=0,n;n=総分割点)で分割し、分割点Pi,Pi同士を直線で接続する。分割点Pi,Pi同士を接続する接続要素135が、直線要素である。
Several examples of connection methods between the hub side end and the shroud side end will be described below with reference to the drawings.
FIG. 13A is an axial view of a blade 130 having a linear element included in the centrifugal impeller 180. FIG. 13B is a meridional section view of a centrifugal impeller having blades 130 shown in FIG. 13A. Dashed line 136 shows an example of meridional streamlines. Ax indicates the center line of the rotation axis. The hub-side camber line 133 and the shroud-side camber line 134 are divided from the blade leading edge 131 to the blade trailing edge 132 at a plurality of points P si , Ph i (i = 0, n; n = total dividing points), The dividing points P s i and P h i are connected by a straight line. The connecting element 135 that connects the dividing points P si and Ph i is a linear element.

遠心羽根車180の翼130を直線要素135の集合体で規定するので、遠心羽根車を製作する時に、5軸NC加工機等を用い、エンドミル等の切削工具での加工が可能になる。エンドミルの側面を第1番目の直線要素135に位置決めし、切削工具を翼前縁131から翼後縁132までハブ側キャンバー線133およびシュラウド側キャンバー線134に沿って滑らかに移動させれば、3次元化された翼形状をNC加工で製作でき、製作性が向上する。   Since the blades 130 of the centrifugal impeller 180 are defined by the assembly of the linear elements 135, when a centrifugal impeller is manufactured, machining with a cutting tool such as an end mill can be performed using a 5-axis NC processing machine or the like. If the side face of the end mill is positioned on the first linear element 135 and the cutting tool is smoothly moved along the hub-side camber line 133 and the shroud-side camber line 134 from the blade leading edge 131 to the blade trailing edge 132, 3 The dimensioned wing shape can be manufactured by NC processing, which improves manufacturability.

ハブ側キャンバー線143およびシュラウド側キャンバー線144の接続方法の他の例を、図14Aおよび図14Bを用いて説明する。
図14Aは、遠心羽根車180が備える曲線要素145を有する翼140の軸方向視図である。図14Bは、図14Aに示した翼140を有する遠心羽根車の子午面断面図である。破線146は、子午面流線の一例を示している。図13Aおよび図13Bに示した羽根車180とは異なり、翼140を曲線要素145の集合体で規定する。直線要素の場合と同様に、ハブ側キャンバー線143およびシュラウド側キャンバー線144を、翼前縁141から翼後縁142まで複数の点Pi,Pi(i=0,m;m=総分割点)で分割し、分割点Pi,Pi同士を曲線で接続する。分割点Pi,Pi同士を接続する接続要素145が、曲線要素である。
Another example of a method for connecting the hub-side camber line 143 and the shroud-side camber line 144 will be described with reference to FIGS. 14A and 14B.
FIG. 14A is an axial view of a blade 140 having a curved element 145 included in the centrifugal impeller 180. 14B is a meridional section view of a centrifugal impeller having blades 140 shown in FIG. 14A. Dashed line 146 shows an example of meridional streamlines. Unlike the impeller 180 shown in FIGS. 13A and 13B, the wing 140 is defined by an assembly of curved elements 145. As in the case of the linear element, the hub-side camber line 143 and the shroud-side camber line 144 are connected to a plurality of points P s i, P h i (i = 0, m; m = m = m) from the blade leading edge 141 to the blade trailing edge 142. divided by the total division points), to connect the dividing point P s i, the P h i to each other in the curve. A connecting element 145 that connects the dividing points P si and Ph i is a curved element.

ハブ側キャンバー線143とシュラウド側キャンバー線144の接続曲線の具体例のいくつかを、以下に説明する。
初めに、直線要素を変形して曲線要素を得る方法について説明する。図13Bに記載した直線要素翼130を有する羽根車180において、シュラウド側キャンバー線134とハブ側キャンバー線133の間に形成される子午面流線136を、羽根車180の回転軸Ax周りに回転させると、回転流面が得られる。
Some specific examples of connection curves of the hub-side camber line 143 and the shroud-side camber line 144 will be described below.
First, a method for obtaining a curved element by deforming a linear element will be described. In the impeller 180 having the linear element blade 130 described in FIG. 13B, the meridional streamline 136 formed between the shroud side camber line 134 and the hub side camber line 133 is rotated around the rotation axis Ax of the impeller 180. By doing so, a rotating flow surface is obtained.

図15は、回転流面150を3次元的に斜視図で示した図である。回転流面150上に形成される翼断面151の翼前縁152Aと翼後縁153を結ぶ翼弦S方向に、翼断面151を相似拡大または相似収縮(本実施例ではRdだけ縮小)させて新たな翼断面155を得る。本実施例の翼断面155では、翼後縁153を固定し、翼前縁152Aを翼前縁152Bに変化させ、翼前縁径156Aを翼前縁径156Bまで変化させている。   FIG. 15 is a three-dimensional perspective view of the rotating flow surface 150. The blade section 151 is enlarged or contracted (reduced by Rd in this embodiment) in the chord S direction connecting the blade leading edge 152A and the blade trailing edge 153 of the blade section 151 formed on the rotating flow surface 150. A new blade profile 155 is obtained. In the blade section 155 of the present embodiment, the blade trailing edge 153 is fixed, the blade leading edge 152A is changed to the blade leading edge 152B, and the blade leading edge diameter 156A is changed to the blade leading edge diameter 156B.

図13Bに示した複数の直線要素135を、シュラウド側キャンバー線134とハブ側キャンバー線間に形成される複数の流線で翼高さ方向に分割し、同様に回転流面150を形成する。得られた翼断面151を翼弦方向に相似拡大または相似収縮させて新たな翼断面155を得る。この手順を繰り返し、得られた複数の新たな翼断面155を翼高さ方向に積層する。   A plurality of linear elements 135 shown in FIG. 13B are divided in the blade height direction by a plurality of streamlines formed between the shroud-side camber line 134 and the hub-side camber line, and the rotary flow surface 150 is similarly formed. The obtained blade cross section 151 is similarly expanded or contracted in the chord direction to obtain a new blade cross section 155. This procedure is repeated, and a plurality of new blade sections 155 obtained are stacked in the blade height direction.

翼後縁径157や無次元キャンバー線長さSに対する翼角度分布βを変化させないようにして、羽根車180の仕事(理論圧力上昇)を維持する。積層の際には、相似拡大量や相似縮小量を各翼高さ位置で変化させ、それぞれ得られた翼断面を翼高さ方向に積層する。これにより、曲線要素化された翼が形成される。   The work (theoretical pressure increase) of the impeller 180 is maintained without changing the blade angle distribution β with respect to the blade trailing edge diameter 157 and the dimensionless camber line length S. At the time of stacking, the similar enlargement amount and the similar reduction amount are changed at each blade height position, and the blade sections obtained are stacked in the blade height direction. As a result, curved elements are formed.

子午面上で翼前縁形状が曲線状になる様に曲線要素化した遠心羽根車においては、特に図14Bに示す子午面上で翼前縁146が吸込口方向に対して凹状となる場合に、スロート面積が増大することが本発明者らの知見により得られた。そこで、図14A、図14Bに示す曲線要素化した翼を用いると、さらなる大流量側の作動範囲の改善が可能となる。   In the centrifugal impeller in which the blade leading edge shape becomes a curved shape on the meridian surface, particularly when the blade leading edge 146 is concave with respect to the suction port direction on the meridian surface shown in FIG. 14B. The inventors have found that the throat area increases. Therefore, the use of the curved element blade shown in FIGS. 14A and 14B can further improve the operating range on the large flow rate side.

翼の曲線要素化の他の例として、子午面流線を回転軸周りに回転させて得られる回転流面を翼高さ方向に複数個求め、各回転流面上の翼断面を円周方向にスライドさせて新たな翼断面を得、スライド後の各翼断面を翼高さ方向に積層させる。この様に翼を曲線要素化すると、単に羽根車の翼後縁においてシュラウド側をハブ側よりも回転方向に後傾させた直線要素翼よりも、羽根車出口流れの一様化を促進できる可能性がある。   As another example of wing curve elementization, multiple rotating flow surfaces obtained by rotating meridional streamlines around the rotation axis are obtained in the blade height direction, and the blade cross section on each rotating flow surface is circumferential To obtain a new blade section, and stack the blade sections after the slide in the blade height direction. If the blades are curved elements in this way, it is possible to promote more uniform impeller outlet flow than straight element blades that are simply tilted back in the rotational direction at the trailing edge of the impeller blades than the hub side. There is sex.

図16Aは、直線要素翼羽根車の羽根車出口における、無次元半径方向流速CR/Uの分布を示す図である。 FIG. 16A is a diagram showing a distribution of dimensionless radial flow velocity CR / U 2 at the impeller exit of the linear element impeller.

図16Bは、曲線要素翼羽根車の羽根車出口における、無次元半径方向流速CR/Uの分布を示す図である。
図16Bに示す羽根車では、翼負圧面164が回転方向に対し凸状の形状となる様に、各翼高さ位置における翼断面の周方向へのスライド量を調整している。これら両図は、仕様点における3次元粘性解析の結果である。図16Aの直線要素翼では翼負圧面164のハブ160側付近に低速領域(黒色域)が現れていたが、図16Bの曲線要素翼では消滅している。
FIG. 16B is a diagram showing a distribution of dimensionless radial flow velocity CR / U 2 at the impeller exit of the curved element impeller.
In the impeller shown in FIG. 16B, the sliding amount in the circumferential direction of the blade cross section at each blade height position is adjusted so that the blade suction surface 164 has a convex shape with respect to the rotation direction. Both of these figures are the results of a three-dimensional viscosity analysis at the specification point. In the linear element wing of FIG. 16A, a low speed region (black area) appeared near the hub 160 side of the blade suction surface 164, but disappeared in the curved element wing of FIG. 16B.

本実施例によれば、製作性は多少犠牲となるものの、翼のハブ側端とシュラウド側端を接続する際に、接続法に尤度が増し、翼面を自由曲面で定義でき、さらなるスロート面積拡大や、緻密な二次流れの制御が可能になる。   According to this embodiment, although the productivity is somewhat sacrificed, when connecting the hub end and shroud end of the blade, the likelihood of the connection method is increased, the blade surface can be defined by a free-form surface, and further throat It is possible to enlarge the area and control the precise secondary flow.

上記各実施例によれば、ハブ側およびシュラウド側の翼角度分布と翼後縁形状の少なくともいずれかを変更し、ハブ側端とシュラウド側端の間を接続する翼素として直線要素と曲線要素のいずれをも適用可能としたので、羽根車のさらなる高性能化が図られる。なお、上記実施例では曲線要素化として2種類の方法を単独に使用する場合について説明したが、これらを組み合わせた曲線要素化手法を用いてもよい。さらに、実施例3においても、実施例1、2と同様の理由で、ハブ側翼前縁径をシュラウド側翼前縁径よりも小さくすることが望ましい。   According to each of the above embodiments, at least one of the blade angle distribution and the blade trailing edge shape on the hub side and the shroud side is changed, and a linear element and a curved element are used as blade elements connecting the hub side end and the shroud side end. Since either of these can be applied, the impeller can be further improved in performance. In the above embodiment, the case where two types of methods are used independently as the curve elementization has been described, but a curve elementization method combining these methods may be used. Further, in the third embodiment, for the same reason as in the first and second embodiments, it is desirable to make the hub side blade leading edge diameter smaller than the shroud side blade leading edge diameter.

上記各実施例では、一軸多段型の遠心圧縮機を例にとり説明したが、端段の遠心圧縮機にも本発明を適用できることは言うまでもない。また、羽根車がシュラウド(側板)を有する遠心羽根車について説明したが、シュラウド(側板)を有しないオープン型の羽根車についても同様に適用できる。   In each of the above embodiments, a single-shaft multi-stage centrifugal compressor has been described as an example, but it goes without saying that the present invention can also be applied to an end-stage centrifugal compressor. Moreover, although the centrifugal impeller in which the impeller has a shroud (side plate) has been described, the present invention can be similarly applied to an open type impeller that does not have a shroud (side plate).

上記各実施例を纏めると、シュラウド側翼角度が最小となる位置をシュラウド側前縁としてもよく、ハブ側翼角度分布の上に凸である区間では、ハブ側翼角度分布が変曲点を有しないことが必須である。   Summarizing the above embodiments, the position at which the shroud side blade angle is minimum may be the shroud side leading edge, and the hub side blade angle distribution does not have an inflection point in the section convex above the hub side blade angle distribution. Is essential.

また、ハブに複数の翼を円周方向に間隔をおいて配設した遠心羽根車を回転軸に取り付けた遠心式流体機械の反ハブ側端であるシュラウド側で、回転軸の軸方向吸込み側から見て、翼は前縁から流れ方向中間点までの区間が上に凸形状となっていることが特徴であり、翼は、回転軸の軸方向吸込み側から見て、ハブ側端で前縁から流れ方向中間点までの区間が下に凸形状となっているのがよい。   In addition, on the shroud side, which is the opposite side of the hub of a centrifugal fluid machine with a centrifugal impeller having a plurality of blades arranged on the hub at intervals in the circumferential direction, on the rotating shaft, the axial suction side of the rotating shaft The blade is characterized in that the section from the leading edge to the middle point in the flow direction is convex upward, and the blade is seen at the front end at the hub side as viewed from the axial suction side of the rotating shaft. The section from the edge to the midpoint in the flow direction should be convex downward.

さらに、翼は、回転軸の回転方向が右方向であれば軸方向吸込み側から見てシュラウド側キャンバー線がS字状でハブ側キャンバー線が逆S字状であり、回転方向が左方向であればその逆形状となっていればさらに好ましい。翼の吐出端部である後縁において、翼のシュラウド側がハブ側より回転方向に後傾していることが好ましく、翼のシュラウド側キャンバー線とハブ側キャンバー線が、回転軸の軸方向吸込み側から見て、交差していればさらに好ましい。   Further, if the rotation direction of the rotating shaft is rightward, the blade has an S-shaped shroud camber line and an inverted S-shaped hub-side camber line as viewed from the axial suction side, and the rotation direction is leftward. If it is present, it is more preferable if it has the opposite shape. It is preferable that the shroud side of the blade is inclined backward in the rotational direction from the hub side at the trailing edge which is the discharge end portion of the blade, and the shroud side camber wire and the hub side camber wire of the blade are on the axial suction side of the rotating shaft. From the viewpoint of crossing, it is more preferable if they intersect.

さらにまた、翼を複数の直線要素間を滑らかに接続して構成してもよく、翼を複数の曲線要素間を滑らかに接続して構成してもよい。上記いずれかの遠心羽根車を複数個、同一の回転軸に取り付けたものでも単段のものでもよい。   Furthermore, the wing may be configured by smoothly connecting a plurality of linear elements, or the wing may be configured by smoothly connecting a plurality of curved elements. A plurality of the above centrifugal impellers may be attached to the same rotating shaft or may be a single stage.

なお上記各実施例に示したものは例示的なものであって、限定的なものではない。発明の範囲は特許請求の範囲の記載に示されており、発明の真の精神及び範囲内に存在する変形例は、全て特許請求の範囲内に含まれる。   In addition, what was shown in each said Example is an illustration, Comprising: It is not limited. The scope of the invention is indicated in the appended claims, and all variations that come within the true spirit and scope of the invention are included within the scope of the claims.

10…シュラウド側翼角度、11…ハブ側翼角度、20…遠心羽根車の翼、21…翼前縁、22…翼後縁、23…ハブ側キャンバー線、24…シュラウド側キャンバー線、40…シュラウド側翼角度、41…ハブ側翼角度、50…遠心羽根車の翼、51…翼前縁、52…翼後縁、53…ハブ側キャンバー線、54…シュラウド側キャンバー線、60…遠心羽根車の翼、61…翼前縁、62…翼前縁より下流側の翼任意位置、63、74…キャンバー線、70…遠心羽根車の翼、71…翼前縁、72…翼後縁、73…ハブ側キャンバー線、74…シュラウド側キャンバー線、80…遠心羽根車の翼、81…翼圧力面、82…翼負圧面、83…シュラウド側、84…ハブ側、85…翼前縁、86…翼後縁、100…ハブ、101…シュラウド、102…翼後縁、103…翼圧力面、104…翼負圧面、110、112…翼負圧面付近の相対速度、111、113…翼圧力面付近の相対速度、130…遠心羽根車の翼、131…翼前縁、132…翼後縁、133…ハブ側キャンバー線、134…シュラウド側キャンバー線、135…直線要素、136…任意翼高さ位置における子午面流線、140…遠心羽根車の翼、141…翼前縁、142…翼後縁、143…ハブ側キャンバー線、144…シュラウド側キャンバー線、145…直線要素、146…任意翼高さ位置における子午面流線、150…回転流面、151…翼断面、152…翼前縁、153…翼後縁、154…翼弦、155…翼弦方向への相似縮小後の翼断面、160…ハブ、161…シュラウド、162…翼後縁、163…翼圧力面、164…翼負圧面、170…遠心羽根車、171…遠心羽根車の翼、172…ハブ、173…シュラウド、174…回転軸、175…ディフューザ、176…リターンチャネル、177…羽根車吸込口、178…段下流流路、 180…遠心羽根車、181…回転軸、182…ディフューザ、183…リターンチャネル、184…吸込ケーシング、185…インレットガイドベーン、186…吐出ケーシング、200…遠心式流体機械、C、C’…絶対流速、Cm…絶対流速の子午面方向成分、CR…絶対流速の半径方向成分、F…翼力、L…翼間流路幅、m…子午面方向長さ、R…半径、s…無次元キャンバー線長さ、s…翼前縁、 sL_s…シュラウド側翼前縁、sL_s…ハブ側翼前縁、sm…翼中間点、sT…翼後縁、sT_s…シュラウド側翼後縁、 sT_s…ハブ側翼後縁、U…羽根車周速、U…羽根車出口周速、W、W’…相対流速、β…翼角度、βh_mAx…ハブ側翼角度最大値、β…前縁翼角度、βs_min…シュラウド側翼角度最小値、θ…角度、ω…羽根車回転角速度。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Shroud side blade angle, 11 ... Hub side blade angle, 20 ... Centrifugal impeller blade, 21 ... Blade front edge, 22 ... Blade trailing edge, 23 ... Hub side camber wire, 24 ... Shroud side camber wire, 40 ... Shroud side blade Angle, 41 ... Hub side blade angle, 50 ... Centrifugal impeller blade, 51 ... Blade front edge, 52 ... Blade trailing edge, 53 ... Hub side camber wire, 54 ... Shroud side camber wire, 60 ... Centrifugal impeller blade, 61: Blade front edge, 62 ... Arbitrary blade position downstream of blade front edge, 63, 74 ... Camber wire, 70 ... Centrifugal impeller blade, 71 ... Blade front edge, 72 ... Blade rear edge, 73 ... Hub side Camber wire, 74 ... shroud side camber wire, 80 ... centrifugal impeller blade, 81 ... blade pressure surface, 82 ... blade suction surface, 83 ... shroud side, 84 ... hub side, 85 ... blade leading edge, 86 ... blade rear Edge, 100 ... Hub, 101 ... Shroud, 1 2 ... Blade trailing edge, 103 ... Blade pressure surface, 104 ... Blade suction surface, 110, 112 ... Relative speed near blade suction surface, 111, 113 ... Relative speed near blade pressure surface, 130 ... Centrifugal impeller blade, 131 ... Blade leading edge, 132 ... Blade trailing edge, 133 ... Hub side camber wire, 134 ... Shroud side camber wire, 135 ... Linear element, 136 ... Meridian streamline at arbitrary blade height position, 140 ... Centrifugal impeller Wings, 141 ... Wing leading edge, 142 ... Wing trailing edge, 143 ... Hub side camber wire, 144 ... Shroud side camber wire, 145 ... Linear element, 146 ... Meridion streamline at arbitrary blade height position, 150 ... Rotating flow Surface 151, blade cross section, 152 blade leading edge, 153 blade trailing edge, 154 blade chord, 155 blade reduced cross section in the chord direction, 160 hub, 161 shroud, 162 blade rear Edge, 163 ... Wings Force surface, 164 ... blade suction surface, 170 ... centrifugal impeller, 171 ... centrifugal impeller blade, 172 ... hub, 173 ... shroud, 174 ... rotating shaft, 175 ... diffuser, 176 ... return channel, 177 ... impeller suction 178 ... stage downstream flow path, 180 ... centrifugal impeller, 181 ... rotary shaft, 182 ... diffuser, 183 ... return channel, 184 ... suction casing, 185 ... inlet guide vane, 186 ... discharge casing, 200 ... centrifugal fluid Machine, C, C ′: Absolute flow velocity, Cm: Absolute flow velocity meridional direction component, CR: Absolute flow velocity radial component, F: Blade force, L: Interblade channel width, m: Meridional length, R ... radius, s ... dimensionless camber line length, s L ... leading edge, s L_S ... shroud side blade leading edge, s L_S ... hub-side blade front edge, s m ... blade midpoint, s T ... trailing edge, s T_s Shroud side blade trailing edge, s T_s ... hub-side blade trailing edge, U ... impeller peripheral speed, U 2 ... impeller outlet peripheral velocity, W, W '... relative velocity, beta ... blade angle, beta H_max ... hub-side blade angle maximum , Β L ... leading edge blade angle, β s_min ... shroud side blade angle minimum value, θ ... angle, ω ... impeller rotation angular velocity.

Claims (11)

ハブに複数の翼を円周方向に間隔をおいて配設した遠心羽根車を回転軸に取り付けた遠心式流体機械の前記複数の翼の翼角度分布を、吸込み側端部であるハブ側前縁と吐出端部であるハブ側後縁とを結ぶハブ側キャンバー線を横軸に、前記翼のハブ側翼角度を縦軸にして示した場合に、前記ハブ側キャンバー線の中央点よりもハブ側前縁に近い位置でハブ側翼角度が最大となり、前記ハブ側前縁とハブ側翼角度が最大となる位置の間までは前記ハブ側翼角度の分布が上に凸であり、反ハブ側であるシュラウド側の吸込み側端部であるシュラウド側前縁と吐出端部であるシュラウド側後縁とを結ぶシュラウド側キャンバー線を横軸に、翼のシュラウド側翼角度を縦軸にして示した場合に、シュラウド側キャンバー線の中央点よりもシュラウド側前縁に近い位置でシュラウド側翼角度が最小となり、シュラウド側前縁から前記シュラウド側翼角度が最小となる点を含む区間で下に凸の翼角度分布を有し、この下に凸の翼角度分布区間よりシュラウド側後縁側の部分ではシュラウド側後縁まで前記シュラウド側翼角度分布が上に凸となることを特徴とする遠心式流体機械。   The blade angle distribution of the plurality of blades of a centrifugal fluid machine in which a centrifugal impeller having a plurality of blades disposed in a circumferential direction at a hub is attached to a rotating shaft, When the hub-side camber line connecting the edge and the hub-side trailing edge, which is the discharge end portion, is shown on the horizontal axis and the hub-side blade angle of the blade is shown on the vertical axis, the hub is more than the center point of the hub-side camber line. The hub-side blade angle is maximized at a position close to the side front edge, and the distribution of the hub-side blade angle is convex upward until the position between the hub-side front edge and the hub-side blade angle is maximum, and is on the anti-hub side. When the shroud side camber line connecting the shroud side leading edge which is the suction side end on the shroud side and the shroud side trailing edge which is the discharge end is shown on the horizontal axis, and the shroud side blade angle of the blade is shown on the vertical axis, Shroud side of the center point of the shroud side camber line The shroud side blade angle is minimum at a position close to the edge, and the section including the point where the shroud side blade angle is minimum from the shroud side front edge has a downwardly convex blade angle distribution, and the convex blade angle distribution section below this The centrifugal fluid machine is characterized in that the shroud side blade angle distribution is convex upward to the shroud side rear edge at a portion closer to the shroud side rear edge. 前記シュラウド側翼角度が最小となる位置が、シュラウド側前縁であることを特徴とする請求項1に記載の遠心式流体機械。   2. The centrifugal fluid machine according to claim 1, wherein the position at which the shroud side blade angle is minimum is a shroud side leading edge. 前記ハブ側翼角度分布の上に凸である区間では、ハブ側翼角度分布が変曲点を有しないことを特徴とする請求項1または2に記載の遠心式流体機械。   3. The centrifugal fluid machine according to claim 1, wherein the hub side blade angle distribution does not have an inflection point in a section that is convex upward of the hub side blade angle distribution. 4. ハブに複数の翼を円周方向に間隔をおいて配設した遠心羽根車を回転軸に取り付けた遠心式流体機械の前記翼の反ハブ側端であるシュラウド側で、前記回転軸の軸方向吸込み側から見て、前記翼は前縁から流れ方向中間点までの区間が上に凸形状となっていることを特徴とする遠心式流体機械。   The axial direction of the rotary shaft is on the shroud side which is the end opposite to the hub side of the blade of a centrifugal fluid machine in which a centrifugal impeller having a plurality of blades arranged in the hub at circumferential intervals is attached to the rotary shaft. A centrifugal fluid machine characterized in that a section from the leading edge to the intermediate point in the flow direction has a convex shape when viewed from the suction side. 前記翼は、前記回転軸の軸方向吸込み側から見て、ハブ側端で前縁から流れ方向中間点までの区間が下に凸形状となっていることを特徴とする請求項4に記載の遠心式流体機械。   5. The section of the blade according to claim 4, wherein when viewed from the axial suction side of the rotating shaft, the section from the front edge to the intermediate point in the flow direction is convex downward at the hub side end. Centrifugal fluid machine. 前記翼は、前記回転軸の回転方向が右方向であれば軸方向吸込み側から見てシュラウド側キャンバー線がS字状でハブ側キャンバー線が逆S字状であり、回転方向が左方向であればその逆形状となることを特徴とする請求項4または5に記載の遠心式流体機械。   If the rotation direction of the rotating shaft is rightward, the blade has a S-shaped camber line on the shroud side and an inverted S-shaped camber line on the hub side when viewed from the axial suction side, and the rotation direction is leftward. 6. The centrifugal fluid machine according to claim 4 or 5, wherein if it exists, the reverse shape is obtained. 前記翼の吐出端部である後縁において、前記翼のシュラウド側がハブ側より回転方向に後傾していることを特徴とする請求項4ないし6のいずれか1項に記載の遠心式流体機械。   The centrifugal fluid machine according to any one of claims 4 to 6, wherein a shroud side of the blade is inclined backward in a rotational direction from the hub side at a trailing edge which is a discharge end portion of the blade. . 前記翼のシュラウド側キャンバー線とハブ側キャンバー線が、前記回転軸の軸方向吸込み側から見て、交差していることを特徴とする請求項4ないし7のいずれか1項に記載の遠心式流体機械。   The centrifugal type according to any one of claims 4 to 7, wherein the shroud-side camber line and the hub-side camber line of the blade intersect each other when viewed from the axial suction side of the rotating shaft. Fluid machinery. 前記翼を複数の直線要素間を滑らかに接続して構成したことを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1項に記載の遠心式流体機械。   The centrifugal fluid machine according to any one of claims 1 to 8, wherein the blade is configured by smoothly connecting a plurality of linear elements. 前記翼を複数の曲線要素間を滑らかに接続して構成したことを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1項に記載の遠心式流体機械。   The centrifugal fluid machine according to any one of claims 1 to 8, wherein the blade is configured by smoothly connecting a plurality of curved elements. 複数個の前記遠心羽根車を、同一の前記回転軸に取り付けたことを特徴とする請求項1ないし10のいずれか1項に記載の遠心式流体機械。   The centrifugal fluid machine according to claim 1, wherein a plurality of centrifugal impellers are attached to the same rotating shaft.
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