JPH09296799A - Impeller of centrifugal compressor - Google Patents
Impeller of centrifugal compressorInfo
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- JPH09296799A JPH09296799A JP11159696A JP11159696A JPH09296799A JP H09296799 A JPH09296799 A JP H09296799A JP 11159696 A JP11159696 A JP 11159696A JP 11159696 A JP11159696 A JP 11159696A JP H09296799 A JPH09296799 A JP H09296799A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、一般産業用遠心圧
縮機、ガスタービンの遠心圧縮機などに適用される遠心
圧縮機のインペラに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a centrifugal compressor impeller applied to a general industrial centrifugal compressor, a gas turbine centrifugal compressor, and the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図３は一般産業用に使用されている従来
の５段型遠心圧縮機のインペラの説明図である。図にお
いて、本インペラはカバーディスク１、ブレード２ａ、
ハブディスク３などにより構成されており、ブレード２
ａの入口端はカバーディスク１内面のシュラウド流面上
の点とハブディスク３内面のハブ流面上の点とを結ぶ直
線線素４ａで形成されている。2. Description of the Related Art FIG. 3 is an explanatory view of an impeller of a conventional five-stage centrifugal compressor used for general industry. In the figure, the impeller includes a cover disk 1, a blade 2a,
The blade 2 is composed of a hub disk 3 and the like.
The inlet end of a is formed by a straight line element 4a connecting a point on the shroud flow surface on the inner surface of the cover disk 1 and a point on the hub flow surface on the inner surface of the hub disk 3.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
遠心圧縮機のインペラにおいてはブレード２ａの入口端
がシュラウド流面上の点とハブ流面上の点とを結ぶ直線
線素で形成されており、シュラウド流面とハブ流面との
中間部におけるブレード２ａの形状はカバーディスク１
とハブディスク３とのブレード形状により幾何学的に定
まる形状をなしていて中間部における流体力学的設計の
最適化がなされておらず、流れの損失の低減に限界があ
る。As described above, in the impeller of the conventional centrifugal compressor, the inlet end of the blade 2a is formed by the straight line element connecting the point on the shroud flow surface and the point on the hub flow surface. The shape of the blade 2a at the intermediate portion between the shroud flow surface and the hub flow surface is the cover disk 1
And the hub disk 3 form a shape geometrically determined by the blade shape, and the hydrodynamic design in the middle portion has not been optimized, and there is a limit in reducing the flow loss.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明に係る遠心圧縮機
のインペラは上記課題の解決を目的にしており、ブレー
ドの入口端縁が回転方向に対して凹面をなす曲線線素で
形成され上記曲線線素と直線線素との隔たりが流路中央
近傍で上記直線線素の長さの０．０５乃至０．６５倍に
なっている。このようにインペラのブレードを形成する
ことによりブレード入口の流路中央近傍で従来のインペ
ラに比べ流れに対して大きい角度が形成され、ブレード
入口におけるブレードの角度と流体の流れの角度との
差、即ちインシデンスが流路中央部において従来のイン
ペラよりも大きくなり、流路中央部におけるブレードの
流れに与える仕事が大きくなる。また、インペラ上流の
流れはシュラウド側およびハブ側ではこれら壁面との摩
擦の影響で圧力エネルギが低下しているが、流路中央部
における流れは上流のこれら壁面との摩擦の影響を受け
ていないために圧力エネルギの低下がない流路中央部に
対する仕事が大きくなり、圧力エネルギが低下している
シュラウド側およびハブ側の部分に対する仕事は相対的
に低下することによりインペラ全体として流量当たりの
流れの損失は従来のインペラに比べて相対的に小さくな
る。また、流路中央部においてブレードの仕事が増大す
るとインペラ内部における流路中央部の圧力が従来のイ
ンペラよりも大きくなることにより、ハブ側のブレード
表面に発生する境界層部分の低エネルギの流体が遠心力
により半径方向に移動して流路中央部の流れに混入して
生ずる流れの損失も低減される。SUMMARY OF THE INVENTION An impeller of a centrifugal compressor according to the present invention is intended to solve the above-mentioned problems, in which the inlet edge of the blade is formed of a curvilinear element that is concave in the rotational direction. The distance between the curved line element and the straight line element is 0.05 to 0.65 times the length of the straight line element near the center of the flow path. By forming the blade of the impeller in this way, a large angle is formed with respect to the flow compared to the conventional impeller in the vicinity of the center of the flow path of the blade inlet, the difference between the angle of the blade at the blade inlet and the angle of the fluid flow, That is, the incident becomes larger in the central part of the flow channel than in the conventional impeller, and the work given to the flow of the blade in the central part of the flow channel becomes larger. The pressure energy of the flow upstream of the impeller is reduced on the shroud side and the hub side due to the effect of friction with these wall surfaces, but the flow in the center of the flow path is not affected by the friction with these wall surfaces upstream. Therefore, the work for the central part of the flow path where the pressure energy does not decrease increases, and the work for the shroud side and the hub side where the pressure energy decreases decreases relatively. The loss is relatively small compared to the conventional impeller. Further, when the work of the blade increases in the central portion of the flow passage, the pressure in the central portion of the flow passage inside the impeller becomes larger than that of the conventional impeller, so that low energy fluid in the boundary layer portion generated on the blade surface on the hub side is generated. The flow loss caused by the centrifugal force moving in the radial direction and mixing with the flow in the central portion of the flow path is also reduced.
【０００５】[0005]
【発明の実施の形態】図１および図２は本発明の実施の
一形態に係る遠心圧縮機のインペラの説明図である。図
において、本実施の形態に係る遠心圧縮機のインペラは
一般産業用遠心圧縮機、ガスタービンの遠心圧縮機など
に使用される遠心圧縮機のインペラで、図１（ａ）に示
すようにインペラはカバーディスク１、ブレード２、ハ
ブディスク３などにより構成されている。本インペラの
ブレード２の入口端は同図（ｂ）に示すようにインペラ
の回転方向に凹面をなす曲線線素４で形成されており、
曲線線素４と直線線素４ａとの隔たりＳはインペラ入口
から出口に向かって徐々に変化してインペラ出口では平
面状になっている。この曲線線素４と直線線素４ａとの
隔たりＳは同図（ｃ）に示すようにブレード入口の流路
中央付近で略最大で、性能向上に適するようにブレード
２入口の流路中央付近における隔たりＳは直線線素４ａ
の長さＬの０．０５〜０．６５倍、即ちブレード２入口
の比率Ｓ／Ｌ＝０．０５〜０．６５となっている。1 and 2 are explanatory views of an impeller of a centrifugal compressor according to an embodiment of the present invention. In the figure, an impeller of a centrifugal compressor according to the present embodiment is an impeller of a centrifugal compressor used for a general industrial centrifugal compressor, a centrifugal compressor of a gas turbine, etc., and as shown in FIG. Is composed of a cover disk 1, a blade 2, a hub disk 3, and the like. The inlet end of the blade 2 of the impeller is formed by a curved line element 4 having a concave surface in the rotation direction of the impeller as shown in FIG.
The distance S between the curved line element 4 and the straight line element 4a gradually changes from the impeller inlet to the outlet, and is flat at the impeller outlet. The distance S between the curved line element 4 and the straight line element 4a is approximately maximum near the center of the flow path at the blade inlet as shown in FIG. 7C, and near the center of the flow path at the blade 2 inlet to improve performance. The separation S in is the straight line element 4a
The length L is 0.05 to 0.65 times, that is, the blade 2 inlet ratio S / L is 0.05 to 0.65.
【０００６】このように本遠心圧縮機のインペラはブレ
ード２の入口端を曲線線素４を用いて回転方向に対して
凹型となるように形成し、ブレード２の入口端における
曲線線素４と従来の直線線素との距離の最大値を流路中
央付近において直線線素の長さＬの０．０５〜０．６５
倍になるように形成しており、ブレード２の入口端がこ
のように湾曲していることによりブレード２にインペラ
入口の流路中央付近で従来のインペラに比べて流れに対
して大きい角度が形成され、この結果図２（ａ）に示す
ようにインペラ入口におけるブレード２の角度と流体の
流れの角度との差、即ちインシデンスｉが流路中央部に
おいて従来のインペラよりも大きくなって流路中央部の
流れに与える仕事が大きくなる。また、インペラ上流の
流れはカバーディスク１側およびハブディスク３側では
壁面との摩擦の影響で圧力エネルギが低下しているが、
流路中央部の流れはインペラ上流の壁面との摩擦の影響
を受けていないことにより圧力エネルギの低下がない部
分に対する仕事が大きくなり、圧力エネルギが低下して
いる部分に対する仕事は相対的に低下するため、インペ
ラ全体として流量当たりの流れの損失は従来のインペラ
に比べて相対的に小さくなる。また、インペラの中央部
における仕事が増大するとインペラ内部の流路中央部に
おける流れの圧力が従来のインペラにおける流れの圧力
よりも大きくなることにより、ハブディスク３側のブレ
ード２表面に生ずる境界層部分の低エネルギ流体が遠心
力により半径方向に移動し、流路中央部の流れに混入し
て生ずる流れの損失も低減される。これらにより本遠心
圧縮機のインペラは高い効率を有し、同図（ｂ）に示す
ようにブレード２入口の比率Ｓ／Ｌが０．０５〜０．６
５において特に顕著に効率が向上する。In this way, the impeller of the present centrifugal compressor is formed so that the inlet end of the blade 2 is concave with respect to the rotating direction by using the curved line element 4, and the curved line element 4 is formed at the inlet end of the blade 2. The maximum value of the distance from the conventional straight line element is 0.05 to 0.65 of the length L of the straight line element near the center of the flow path.
The blade 2 is formed to have a double angle, and since the inlet end of the blade 2 is curved in this way, the blade 2 forms a larger angle with respect to the flow in the vicinity of the center of the flow path of the impeller inlet than in the conventional impeller. As a result, as shown in FIG. 2 (a), the difference between the angle of the blade 2 at the impeller inlet and the angle of the fluid flow, that is, the incident i becomes larger than that of the conventional impeller in the central part of the channel, Greater work is given to the flow of the club. Further, in the flow upstream of the impeller, the pressure energy is reduced on the cover disc 1 side and the hub disc 3 side due to the effect of friction with the wall surface.
Since the flow in the center of the flow path is not affected by the friction with the wall surface upstream of the impeller, the work for the part where the pressure energy does not decrease increases, and the work for the part where the pressure energy decreases decreases relatively. Therefore, the flow loss per flow rate of the impeller as a whole is relatively smaller than that of the conventional impeller. Further, when the work in the central portion of the impeller increases, the flow pressure in the central portion of the flow passage inside the impeller becomes larger than the flow pressure in the conventional impeller, so that the boundary layer portion generated on the surface of the blade 2 on the hub disk 3 side. The low-energy fluid is moved by the centrifugal force in the radial direction, and the flow loss caused by mixing with the flow in the central portion of the flow path is also reduced. Due to these, the impeller of the present centrifugal compressor has a high efficiency, and the ratio S / L of the blade 2 inlet is 0.05 to 0.6 as shown in FIG.
In the case of 5, the efficiency is remarkably improved.
【０００７】従来の遠心圧縮機のインペラにおいてはブ
レードの入口端がシュラウド流面上の点とハブ流面上の
点とを結ぶ直線線素で形成されており、シュラウド流面
とハブ流面との中間部におけるブレードの形状はカバー
ディスクとハブディスクとのブレード形状により幾何学
的に定まる形状をなしていて中間部における流体力学的
設計の最適化がなされておらず、流れの損失の低減に限
界があるが、本遠心圧縮機のインペラにおいてはこのよ
うな課題を解決するためにインペラのブレード２の入口
端を従来の直線線素４ａに代えて曲線線素４で形成し、
カバーディスク１とハブディスク３との間におけるブレ
ード２の入口端の形状を前述のように流体力学的に適し
た形状に形成しており，これによってインペラの流路中
央部における流れの仕事を増大させることにより従来の
インペラに比べてインペラにおける効率が向上し、遠心
圧縮機の高効率化が可能となる。In the impeller of a conventional centrifugal compressor, the inlet end of the blade is formed by a straight line element connecting a point on the shroud flow surface and a point on the hub flow surface. The shape of the blade in the middle part is geometrically determined by the blade shape of the cover disk and the hub disk, and the hydrodynamic design in the middle part has not been optimized, reducing flow loss. Although there is a limit, in the impeller of the present centrifugal compressor, in order to solve such a problem, the inlet end of the blade 2 of the impeller is formed by the curved line element 4 instead of the conventional straight line element 4a,
The shape of the inlet end of the blade 2 between the cover disk 1 and the hub disk 3 is formed into a shape that is suitable for hydrodynamics as described above, thereby increasing the work of the flow in the central portion of the flow path of the impeller. By doing so, the efficiency of the impeller is improved as compared with the conventional impeller, and the centrifugal compressor can be made highly efficient.
【０００８】[0008]
【発明の効果】本発明に係る遠心圧縮機のインペラは前
記のように構成されており、流路中央部におけるブレー
ドの流れに与える仕事が大きくなり、またインペラ全体
として流量当たりの流れの損失は従来のインペラに比べ
て相対的に小さくなるとともに、ハブ側のブレード表面
に発生する境界層部分の低エネルギの流体が流路中央部
の流れに混入して生ずる流れの損失も低減されるので、
従来のインペラに比べて本遠心圧縮機のインペラにおけ
る効率が向上し、遠心圧縮機が高効率化する。Since the impeller of the centrifugal compressor according to the present invention is constructed as described above, the work given to the flow of the blade in the central portion of the flow passage becomes large, and the flow loss per flow rate as a whole of the impeller is reduced. Since it is relatively smaller than the conventional impeller, the low-energy fluid in the boundary layer portion generated on the blade surface on the hub side is mixed into the flow in the central portion of the flow path, so that the flow loss is reduced,
The efficiency of the impeller of the present centrifugal compressor is improved as compared with the conventional impeller, and the efficiency of the centrifugal compressor is improved.
【図１】図１（ａ），（ｂ）は本発明の実施の一形態に
係る遠心圧縮機のインペラの断面図、同図（ｃ）は同図
（ａ）におけるブレードのＣ矢視図である。1 (a) and 1 (b) are cross-sectional views of an impeller of a centrifugal compressor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1 (c) is a view of the blade in the direction of arrow C in FIG. 1 (a). Is.
【図２】図２はその作用説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of its operation.
【図３】図３（ａ），（ｂ），（ｃ）は従来の遠心圧縮
機のインペラの断面図である。3 (a), (b) and (c) are sectional views of an impeller of a conventional centrifugal compressor.
１ カバーディスク ２ ブレード ３ ハブディスク ４ 曲線線素 ４ａ 直線線素 1 Cover Disc 2 Blade 3 Hub Disc 4 Curved Line Element 4a Straight Line Element
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 枡谷 穣 広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱 重工業株式会社広島製作所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Minoru Maiya 4-6-22 Kannon Shinmachi, Nishi-ku, Hiroshima City Mitsubishi Heavy Industries Ltd. Hiroshima Works
Claims (1)
凹面をなす曲線線素で形成され上記曲線線素と直線線素
との隔たりが流路中央近傍で上記直線線素の長さの０．
０５乃至０．６５倍であることを特徴とする遠心圧縮機
のインペラ。1. The blade inlet end edge is formed by a curved line element that is concave in the rotational direction, and the distance between the curved line element and the straight line element is the length of the straight line element near the center of the flow path. 0.
An impeller of a centrifugal compressor, characterized in that the speed is from 05 to 0.65 times.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11159696A JPH09296799A (en) | 1996-05-02 | 1996-05-02 | Impeller of centrifugal compressor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11159696A JPH09296799A (en) | 1996-05-02 | 1996-05-02 | Impeller of centrifugal compressor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09296799A true JPH09296799A (en) | 1997-11-18 |
Family
ID=14565372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11159696A Withdrawn JPH09296799A (en) | 1996-05-02 | 1996-05-02 | Impeller of centrifugal compressor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09296799A (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100464045B1 (en) * | 2002-01-08 | 2005-01-03 | 엘지전자 주식회사 | Centrifugal fan for vacuum cleaner |
| CN102562654A (en) * | 2012-01-03 | 2012-07-11 | 大同北方天力增压技术有限公司 | Blade profile design method for impeller of radial-flow air compressor |
| CN104005991A (en) * | 2011-04-13 | 2014-08-27 | 株式会社日立制作所 | Impeller |
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| JP2017502207A (en) * | 2014-01-07 | 2017-01-19 | ヌオーヴォ ピニォーネ ソチエタ レスポンサビリタ リミタータＮｕｏｖｏ Ｐｉｇｎｏｎｅ Ｓ．Ｒ．Ｌ． | Centrifugal compressor impeller with nonlinear blade leading edge and associated design method |
| FR3089576A1 (en) * | 2018-12-05 | 2020-06-12 | Safran Helicopter Engines | Centrifugal impeller |
-
1996
- 1996-05-02 JP JP11159696A patent/JPH09296799A/en not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030805 |