WO2018159439A1 - インペラ及び回転機械 - Google Patents

インペラ及び回転機械 Download PDF

Info

Publication number
WO2018159439A1
WO2018159439A1 PCT/JP2018/006413 JP2018006413W WO2018159439A1 WO 2018159439 A1 WO2018159439 A1 WO 2018159439A1 JP 2018006413 W JP2018006413 W JP 2018006413W WO 2018159439 A1 WO2018159439 A1 WO 2018159439A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
wing
sub
impeller
disk
main
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/006413
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
中庭　彰宏
彰範 田▲崎▼
Original Assignee
三菱重工コンプレッサ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱重工コンプレッサ株式会社 filed Critical 三菱重工コンプレッサ株式会社
Priority to EP18761771.7A priority Critical patent/EP3591235B1/en
Priority to US16/488,351 priority patent/US11053952B2/en
Publication of WO2018159439A1 publication Critical patent/WO2018159439A1/ja

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/28—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/284—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps for compressors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/28—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/30—Vanes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D17/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D17/08—Centrifugal pumps
    • F04D17/10—Centrifugal pumps for compressing or evacuating
    • F04D17/12—Multi-stage pumps
    • F04D17/122—Multi-stage pumps the individual rotor discs being, one for each stage, on a common shaft and axially spaced, e.g. conventional centrifugal multi- stage compressors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/28—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/281—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps for fans or blowers

Definitions

  • the present invention relates to an impeller and a rotating machine.
  • the present invention provides an impeller capable of obtaining high lift and a rotating machine including the impeller.
  • the impeller according to the first aspect of the present invention is provided with a disc-shaped disc that is rotated around an axis, and a circumferentially spaced space on the side of the disc that faces the axial direction, and is directed radially outward.
  • a plurality of blades extending to the rear side in the rotational direction according to each of the blades, each of the blades extending to the rear side in the rotational direction from the inner side to the outer side in the radial direction, the trailing edge is more diameter than the outer peripheral edge of the disk
  • a main wing located on the inner side in the direction of the main wing, and spaced apart on the front side in the rotational direction of the main wing so as to correspond to each of the main wings.
  • a secondary wing positioned at an outer peripheral edge of the disk.
  • a boundary layer that grows toward the downstream side of the pressure surface of the main wing (the surface facing the front side in the rotation direction) is cut between the trailing edge of the main wing and the leading edge of the sub wing.
  • the flow from which the boundary layer is cut off is transferred to the outer peripheral edge of the disk by the pressure surface of the sub wing.
  • the boundary layer is temporarily reset between the main wing and the sub wing. Therefore, after that, lift can be effectively obtained by the sub wing, and high lift can be realized as the entire impeller.
  • a rear edge side region of the pressure surface of the main wing and a front edge side region of the suction surface of the sub wing corresponding to the main wing may be opposed to each other.
  • the trailing edge region of the pressure surface of the main wing and the leading edge region of the suction surface of the sub wing overlap in a direction perpendicular to the fluid flow.
  • the boundary layer grown on the pressure surface of the main wing is cut off by the leading edge of the suction surface and then transferred to the outside in the radial direction according to the pressure surface of the main wing. Therefore, the boundary layer can be more reliably cut off from the flow between the main wings.
  • the main wing since the main wing does not reach the outer peripheral edge of the disk, the main wing does not cause separation.
  • the sub wings are disposed close to the corresponding main wing side among the pair of adjacent main wings.
  • the sub-wing has a plurality of sub-wing pieces sequentially arranged toward the radially outer side, and the front edge of the sub-wing piece on the rear stage side among the adjacent sub-wing pieces. May be located on the front side in the rotational direction with respect to the rear edge of the auxiliary blade piece on the front stage side.
  • the impeller further includes a cover that covers the plurality of blades from the axial direction, and an area between the disk and the cover facing the axial direction is a disk side area, a cover side area, and the disk side area and the cover.
  • the sub wing may be provided in at least one of the disk side area and the cover side area, instead of being provided in the central area, when divided into a central area between the side area and the side area.
  • the cord length of the sub wing is preferably 5% to 30% of the cord length of the main wing.
  • the cord length of the sub wing is too long, the supply of energy by the pressure surface of the main wing to the flow is hindered. On the other hand, if the cord length of the sub blade is too short, the amount of energy supplied by the pressure surface of the sub blade with respect to the flow after the boundary layer is cut is reduced.
  • the angle formed by the line segments connecting the trailing edge of the main wing and the axis adjacent to each other when viewed from the axial direction is ⁇ 1, and the trailing edge of the main wing and the axis viewed from the axial direction It is preferable that ⁇ 2 / ⁇ 1 ⁇ 0.1 is satisfied, where ⁇ 2 is an angle formed by a line segment connecting the leading edge of the sub wing corresponding to the main wing and the line segment connecting the axis.
  • the energy supply to the fluid by the main wing and the sub wing can be optimized as described above.
  • the rotating machine according to the second aspect of the present invention includes any one of the above impellers. Thereby, the rotary machine which can obtain high lift can be realized.
  • the high impeller can be obtained with the impeller and the rotating machine of the present invention.
  • the compressor 1 includes a rotating shaft 2, a journal bearing 5, a thrust bearing 6, an impeller 20, and a casing 10.
  • the compressor 1 of the present embodiment is a so-called single-shaft multistage centrifugal compressor that includes a plurality of impellers 20.
  • the rotating shaft 2 has a cylindrical shape extending in the direction of the axis O along the horizontal direction.
  • the rotary shaft 2 is supported rotatably around the axis O by a journal bearing 5 on the first end 3 side (one side in the axis O direction) and the second end 4 side (the other side in the axis O direction) in the axis O direction.
  • the rotary shaft 2 has a first end 3 supported by a thrust bearing 6.
  • the impeller 20 is fitted on the outer peripheral surface of the rotary shaft 2, and a plurality of stages are provided at intervals in the axis O direction. These impellers 20 rotate around the axis O together with the rotary shaft 2 to pump gas (fluid) flowing in from the direction of the axis O toward the radially outer side.
  • gas fluid
  • the casing 10 is a member formed in a cylindrical shape, and accommodates the rotating shaft 2, the impeller 20, the journal bearing 5, and the like.
  • the casing 10 rotatably supports the rotary shaft 2 via the journal bearing 5. Thereby, the impeller 20 attached to the rotating shaft 2 can rotate relative to the casing 10.
  • the casing 10 has an introduction channel 11, a connection channel 13, and a discharge channel 16.
  • the introduction flow path 11 introduces gas from the outside of the casing 10 to the frontmost impeller 20 arranged on the one side in the axis O direction among the plurality of impellers 20.
  • the introduction channel 11 is open to the outer peripheral surface of the casing 10.
  • the opening is a gas inlet 12.
  • the introduction flow path 11 is connected to one side in the axis O direction of the impeller 20 at the foremost stage at the radially inner portion.
  • the connection flow path 13 is a flow path that connects a pair of impellers 20 adjacent in the direction of the axis O.
  • the connection flow path 13 introduces the gas discharged radially outward from the front impeller 20 into the rear impeller 20 from one side in the axis O direction.
  • the connection flow path 13 has a diffuser flow path 14 and a return flow path 15.
  • the diffuser flow path 14 is connected to the radially outer side of the impeller 20.
  • the diffuser flow path 14 converts velocity energy into pressure energy while guiding the gas discharged radially outward from the impeller 20 to the radially outer side.
  • the return flow path 15 is connected to the radially outer side of the diffuser flow path 14.
  • the return channel 15 guides the gas directed outward in the radial direction to the impeller 20 on the rear stage side by turning the gas inward in the radial direction.
  • the discharge flow path 16 discharges the gas discharged radially outward from the last stage impeller 20 arranged on the other side in the axis O direction among the plurality of impellers 20 to the outside of the casing 10.
  • the discharge channel 16 is open to the outer peripheral surface of the casing 10.
  • the opening is a gas discharge port 17.
  • the discharge channel 16 is connected to the radially outer side of the last stage impeller 20 at the radially inner portion.
  • the impeller 20 includes a disk 30, a blade 40, and a cover 36.
  • the disk 30 is formed in a disk shape centered on the axis O.
  • the disk 30 is formed with a through hole 31 that is circular with the axis O as the center and penetrates in the direction of the axis O.
  • the impeller 20 is integrally fixed to the rotating shaft 2 by fitting the inner surface of the through hole 31 into the outer peripheral surface of the rotating shaft 2.
  • a surface of the disk 30 facing the other side in the direction of the axis O is a disk back surface 32 having a planar shape perpendicular to the axis O.
  • the disk main surface that gradually extends outward in the radial direction from one end in the axial direction to the other end in the radial direction of the disk back surface 32 from the end on one side in the axis O direction of the through hole 31 in the disk 30. 33 is formed.
  • a portion on one side in the axis O direction faces the radially outer side.
  • the disk main surface 33 is gradually curved so as to face one side in the axis O direction as it goes to the other side in the axis O direction.
  • the disk main surface 33 has a concave curved surface shape.
  • a disk front end surface having a planar shape perpendicular to the axis O direction is formed between one end of the disk main surface 33 on one side in the axis O direction and one end of the through hole 31 on one side in the axis O direction.
  • 34 is formed.
  • a disc outer end surface 35 extending in the direction of the axis O and serving as the outer peripheral edge of the disc 30 is provided between the end on the other side in the axis O direction of the disc main surface 33 and the end on the radially outer side of the disc back surface 32. It has been.
  • a plurality of blades 40 are provided on the disk main surface 33 of the disk 30 at intervals in the circumferential direction of the axis O.
  • Each blade 40 is curved toward the rear side in the rotation direction R of the impeller 20 (one side in the circumferential direction) as it goes from the radially inner side to the radially outer side.
  • Each blade 40 extends while forming a convex curved surface that is convex toward the front side in the rotational direction R.
  • the cover 36 covers the plurality of blades 40 from one side in the axis O direction.
  • the cover 36 is provided to face the disk 30 so that the blade 40 is sandwiched between the cover 36 and the disk 30.
  • the inner peripheral surface 37 of the cover 36 is formed so as to gradually increase in diameter from one side to the other side in the axis O direction.
  • An inner peripheral surface 37 of the cover 36 is curved in the same manner as the disk main surface 33 so as to correspond to the disk main surface 33.
  • An end of the blade 40 opposite to the disk main surface 33 side is fixed to the inner peripheral surface 37 of the cover 36.
  • the inner peripheral surface 37 of the cover 36, the disk main surface 33, and the blade 40 form a flow path extending so as to curve backward in the rotational direction R from one side to the other side in the axis O direction. Yes.
  • each blade 40 is constituted by a main wing 50 and a sub wing 60 corresponding to the main wing 50.
  • the main wing 50 has a wing shape that extends to the rear side in the rotational direction R as it goes from the radially inner side to the outer side.
  • the front edge 51 of the main wing 50 is disposed at a position close to the end of the cover 36 on one side in the axis O direction.
  • the rear edge 52 of the main wing 50 is located radially inward from the outer peripheral edge of the disk 30. That is, the trailing edge 52 of the main wing 50 does not reach the outer peripheral edge of the disk 30 but is arranged on the radially inner side of the outer peripheral edge with a space from the outer peripheral edge.
  • a surface of the main wing 50 facing the front side in the rotational direction R (the other side in the circumferential direction) is a pressure surface 53
  • a surface facing the rear side in the rotational direction R is a negative pressure surface 54.
  • the sub wings 60 are provided at intervals on the rear edge side of the corresponding main wing 50 and the front side in the rotational direction R.
  • the sub wing 60 has a wing shape extending toward the rear side in the rotation direction R from the radially inner side toward the outer side.
  • the front edge 61 of the sub wing 60 is located radially outside the front edge 51 of the main wing 50.
  • the rear edge 62 of the sub wing 60 reaches the outer peripheral edge of the disk 30.
  • a surface facing the front side in the rotation direction R (the other side in the circumferential direction) of the sub blade 60 is a pressure surface 63.
  • a surface facing the rear side in the rotation direction R is a negative pressure surface 64.
  • the sub wing 60 is located on a curved line obtained by transitioning the virtual curved line when the main wing 50 is smoothly extended from the trailing edge 62 to the outer peripheral edge in the direction in which the pressure surface 53 of the main wing 50 faces as it is.
  • the leading edge 61 of the sub wing 60 is separated from the main wing 50 in the direction of the gas flow upstream of the trailing edge 52 of the main wing 50 along the pressure surface 53 of the main wing 50 and toward the pressure surface 53 of the main wing 50. It is arranged at the position.
  • the trailing edge side region 53a which is a portion including the trailing edge 52 of the pressure surface 53 in the main wing 50 and the leading edge side region 64a which is a portion including the leading edge 61 of the suction surface 64 in the sub wing 60 are opposed to each other. ing. Accordingly, the trailing edge side region 53a of the main wing 50 and the leading edge side region 64a of the sub wing 60 overlap each other in a direction perpendicular to the gas flow direction along the pressure surface 53 of the main wing 50. In other words, the portions of the main wing 50 and the sub wing 60 that overlap in the direction perpendicular to the gas flow direction are the main wing 50 rear edge side region 53 a and the sub wing 60 front edge side region 64 a.
  • the trailing edge side region 53a of the main wing 50 and the leading edge side region 64a of the sub wing 60 are opposed to each other, so that the separation cut-off flow for cutting off the separation from the gas flowing between the main wings 50 therebetween.
  • a path 70 is formed.
  • the peeling cut-off flow path 70 may be increased or decreased in width when viewed from the direction of the axis O toward the downstream side.
  • the cord length of the sub wing 60 (the length of the line segment connecting the front edge 61 and the rear edge 62 of the sub wing 60 as viewed from the direction of the axis O) is the cord length of the main wing 50 (the length of the main wing 50 as viewed from the direction of the axis O).
  • the length of the line segment connecting the front edge 51 and the rear edge 52) is preferably 5% to 30%, more preferably 5% to 20%.
  • the angle formed by the line segments connecting the trailing edge 52 of the adjacent main wing 50 and the axis O is ⁇ 1.
  • an angle formed by a line connecting the trailing edge 52 of the main wing 40 and the axis O and a line connecting the front edge 61 of the sub wing 60 corresponding to the main wing 50 and the axis O is defined.
  • the angle ⁇ 1 is the rotation direction of the main wing 50 adjacent to the axis O and the straight line passing through the trailing edge 52 of the main wing 50 on the front side in the rotation direction R of the main wing 50 adjacent to the axis O.
  • This is an angle formed by a straight line passing through the rear edge 52 of the main wing 50 on the R rear side.
  • the angle ⁇ 2 is formed by a straight line passing through the axis O and the front edge 61 of the sub wing 60 and a straight line passing through the axis O and the rear edge 2 of the sub wing 60.
  • the trailing edge 52 of the corresponding main wing 50 is preferably located within the range of the angle ⁇ 2 of the sub wing 60 corresponding to the main wing 50.
  • the sub wing 60 corresponding to the main wing 50 is preferably disposed closer to the corresponding main wing 50 than the main wing 50 located on the front side in the rotation direction R of the main wing 50.
  • the impeller 20 as described above may be created using, for example, a 3D printer.
  • the boundary on the pressure surface 53 of the main wing 50 is affected by the viscosity of the pressure surface 53 of the main wing 50 toward the downstream side (radially outward).
  • Layer B grows.
  • the boundary layer B grown in this way travels in the peel-off channel 70 formed between the pressure surface 53 and the negative pressure surface 64 of the sub blade 60 according to the pressure surface 53 of the main wing 50. To go. That is, the boundary layer B is cut off in a region between the rear edge 52 of the main wing 50 and the front edge 61 of the sub wing 60.
  • the flow that is less influenced by the boundary layer B that is spaced forward from the pressure surface 53 of the main wing 50 in the rotational direction R, or the flow that is not affected by the boundary layer B is energized by the pressure surface 63 of the sub wing 60. Is added to boost the pressure.
  • the boundary layer B of the flow is temporarily reset between the main wing 50 and the sub wing 60. If the boundary layer B is not reset, peeling may occur by further boosting after that.
  • the boundary layer B grown on the main wing 50 is cut off halfway, so that the gas can be further boosted by the sub wing 60 thereafter. That is, since lift can be effectively obtained by the sub wing 60 without causing separation, the impeller 20 as a whole can obtain high lift.
  • the cut boundary layer B joins the flow near the suction surface 54 of the main wing 50.
  • energy can be supplied to the vicinity of the suction surface 54, and an effect of preventing peeling near the suction surface 54 can be obtained.
  • the boundary layer B may be peeled off by the main wing 50, but the main wing 50 does not reach the outer peripheral end and thus peels off. There is nothing.
  • the trailing edge side region 53a of the pressure surface 53 of the main wing 50 and the leading edge side region 64a of the suction surface 64 of the sub wing 60 overlap in a direction perpendicular to the fluid flow, and the separation cut flow flows between them.
  • a path 70 is formed. Therefore, the boundary layer B grown on the pressure surface 53 of the main wing 50 is transferred to the outside in the radial direction according to the pressure surface 53 of the main wing 50 as it is cut off by the leading edge 61 of the sub wing 60. Therefore, the boundary layer B can be more reliably cut out from the flow between the main wings 50.
  • the boundary layer B grown on the pressure surface 53 of the corresponding main wing 50 is subsidized.
  • the blades 60 can be cut more reliably. Whether the distance of the front edge 61 of the sub wing 60 from the corresponding main wing 50 is equal to the thickness of the boundary layer B developed on the pressure surface 53 of the main wing 50 at the position of the front edge 61 of the sub wing 60. Larger is preferred.
  • the cord length of the sub wing 60 is set in the range of 5% to 30% of the cord length of the main wing 50, the energy supply to the gas by the main wing 50 and the sub wing 60 is optimized. Can do.
  • the relationship of ⁇ 2 / ⁇ 1 ⁇ 0.1 is established between the angle ⁇ 1 and the angle ⁇ 2, the effect of the main wing 50 and the sub wing 60 can be further enhanced as described above.
  • the impeller 20A of the second embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the auxiliary blades 80.
  • the sub wing 80 of the second embodiment is composed of a plurality of sub wing pieces 81.
  • a plurality of stages of sub blades 81 are sequentially arranged outward in the radial direction so as to be spaced apart from each other.
  • the auxiliary blade 80 is composed of the two-stage auxiliary blade piece 81.
  • Each sub wing piece 81 has a wing shape extending toward the rear side in the rotation direction R toward the outer side in the radial direction.
  • a surface facing the rotation direction R front side is a pressure surface
  • a surface facing the rotation direction R rear side is a suction surface.
  • the leading edge of the front wing piece 81 (the leading edge of the wing 80) is upstream of the gas flow along the pressure surface 53 of the main wing 50 with respect to the trailing edge 52 of the main wing 50 and the pressure of the main wing 50. They are spaced apart in the direction in which the surface 53 faces.
  • the rear edge of the front auxiliary blade 81 is spaced radially inward from the outer peripheral edge of the disk 30.
  • the front edge of the rear sub-wing piece 81 is upstream of the gas flow along the pressure surface of the front sub-wing piece 81 with respect to the rear edge of the front sub-wing piece 81, and the front sub-wing piece 81. Are spaced apart in the direction in which the pressure surface faces.
  • the rear edge of the rear sub-wing piece 81 reaches the outer peripheral edge of the disk 30.
  • the boundary layer B grown on the pressure surface 53 of the main wing 50 is cut between the sub-wing piece 81 in the previous stage. Further, the boundary layer B that has grown on the pressure surface of the front sub-blade piece 81 is cut off from the rear sub-blade piece 81. Therefore, since the boundary layer B can be sequentially reset toward the downstream side, the lift force of the sub blade 80 as a whole can be obtained more effectively.
  • three or more auxiliary blade pieces 81 may be provided. In this case, the relationship between the adjacent sub wing pieces 81 is the same as the relationship between the preceding sub wing piece 81 and the subsequent sub wing piece 81. Further, the rear edge of the last stage sub-wing piece 81 is located at the outer peripheral edge of the disk 30.
  • a pair of sub blades 90 a and 90 b are provided to be separated from the disk 30 side and the cover 36 side so as to correspond to the main wing 50. That is, when the flow path is divided into three areas of the disk side area 91, the cover side area 92, and the center area 93 in a cross-sectional view including the axis O, the auxiliary blade 90 a is provided only in the disk side area 91 and the cover side area 92. , 90 b are provided, and are not provided in the central region 93.
  • the auxiliary blades may be provided only in the disk side region 91, or the auxiliary blades 90a and 90b may be provided only in the cover side region 92. As a result, separation in the direction of the axis O in the diffuser channel 14 can be suppressed as described above.
  • the present invention has been described above, but the present invention is not limited to this, and can be appropriately changed without departing from the technical idea of the present invention.
  • the impellers 20, 20 ⁇ / b> A, and 20 ⁇ / b> B have been described as closed impellers each including the cover 36, but the present invention may be applied to an open impeller that does not include the cover 30.
  • the compressor 1 has been described as an example of the rotating machine, but the present invention may be applied to other rotating machines such as a pump.
  • the high impeller can be obtained with the impeller and the rotating machine of the present invention.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

軸線（Ｏ）回りに回転されるディスク（３０）の軸線（Ｏ）方向を向く面側に周方向に間隔をあけて設けられる複数のブレード（４０）を備える。各ブレード（４０）は、径方向内側から外側に向かうにしたがって回転方向（Ｒ）後方側に延びて、後縁（５２）がディスク（３０）の外周縁部よりも径方向内側に位置する主翼（５０）と、主翼（５０）の回転方向（Ｒ）前方側に間隔をあけて設けられて、前縁（６１）が主翼（５０）の前縁（５１）よりも径方向外側に位置し、後縁（６２）がディスク（３０）の外周縁部に位置する副翼（６０）と、を有する。

Description

インペラ及び回転機械
　本発明は、インペラ及び回転機械に関する。
　本願は、２０１７年２月２８日に日本に出願された特願２０１７－０３６７００号について優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　産業用圧縮機やターボ冷凍機、小型ガスタービン、ポンプ等に用いられる回転機械として、回転軸に固定されたディスクに複数のブレードを取り付けたインペラを備えたものが知られている。上記回転機械は、インペラを回転させることで、ガスに圧力エネルギー及び速度エネルギーを与えている（例えば特許文献１参照）。
特開平９－３１０６９７号公報
　ところで、近年、より高い揚力を得ることができるインペラの実現が求められている。
　本発明は、高揚力を得ることができるインペラ及び該インペラを備えた回転機械を提供する。
　本発明の第一態様に係るインペラは、軸線回りに回転される円盤状をなすディスクと、前記ディスクの前記軸線方向を向く面側に周方向に間隔をあけて設けられ、径方向外側に向かうにしたがって回転方向後方側に延びる複数のブレードと、を備え、各前記ブレードは、径方向内側から外側に向かうにしたがって回転方向後方側に延びて、後縁が前記ディスクの外周縁部よりも径方向内側に位置する主翼と、各前記主翼に対応するように該主翼の回転方向前方側に間隔をあけて設けられて、前縁が前記主翼の前縁よりも径方向外側に位置し、後縁が前記ディスクの外周縁部に位置する副翼と、を有する。
　このようなインペラでは、主翼の圧力面（回転方向前方側を向く面）の下流側に向かうに従って成長する境界層が、主翼の後縁と副翼の前縁との間で切り取られる。境界層が切り取られた流れは、副翼の圧力面によってディスクの外周縁まで移送される。これによって、高い揚力を得ることができる。
　即ち、主翼と副翼との間で、境界層が一旦リセットされることになる。そのため、その後に副翼で効果的に揚力を得ることができ、インペラ全体として高い揚力を実現することができる。
　上記インペラでは、前記主翼の圧力面の後縁側領域と、該主翼に対応する前記副翼の負圧面の前縁側領域とが互いに対向していてもよい。
　この場合、主翼の圧力面の後縁側領域と副翼の負圧面の前縁側領域とが、流体の流れに直交する方向に重なり合うことになる。そのため、主翼の圧力面で成長した境界層は、負圧面の前縁によって切り取られた後、そのまま主翼の圧力面に従って径方向外側に移送される。したがって、主翼間の流れから境界層をより確実に切り取ることができる。一方、主翼は、ディスクの外周縁部まで至っていないため、該主翼によって剥離が発生してしまうこともない。
　上記インペラでは、前記副翼は、互いに隣り合う一対の前記主翼のうち、対応する前記主翼側に近接して配置されていることが好ましい。
　これによって、副翼が対応する主翼の圧力面で成長した境界層を、当該副翼によってより確実に切り取ることができる。
　上記インペラでは、前記副翼は、前記径方向外側に向かって順次配列された複数段の副翼片を有しており、隣り合う前記副翼片のうち後段側の前記副翼片の前縁は、前段側の前記副翼片の後縁よりも回転方向前方側に位置していてもよい。
　これによって、副翼によって移送される流れに生じ得る境界層を、互いに隣り合う副翼片同士の間で切り取ることができる。よって、副翼全体での揚力をより効果的に得ることができる。
　上記インペラは、複数の前記ブレードを前記軸線方向から覆うカバーをさらに備え、前記軸線方向に対向する前記ディスクと前記カバーとの間の領域をディスク側領域、カバー側領域及びこれらディスク側領域とカバー側領域との間の中央領域に区分した際に、前記副翼は、前記中央領域に設けられずに、前記ディスク側領域及び前記カバー側領域の少なくとも一方に設けられていてもよい。
　これにより、主流におけるディスク側及びカバー側の少なくとも一方での全圧が上昇する全圧分布を得ることができる。
　上記のインペラでは、前記副翼のコード長は、前記主翼のコード長の５％～３０％であることが好ましい。
　副翼のコード長が長すぎれば、流れに対する主翼の圧力面によるエネルギーの供給が妨げられる。また、副翼のコード長が短すぎれば、境界層が切り取られた後の流れに対する副翼の圧力面によるエネルギーの供給量が低下する。
　副翼のコード長を上記範囲に設定することで、主翼、副翼による流体へのエネルギー供給の最適化を図ることができる。
　上記のインペラでは、前記軸線方向から見て、互いに隣り合う前記主翼の後縁及び前記軸線を結ぶ線分同士がなす角をθ１とし、前記軸線方向から見て、前記主翼の後縁及び前記軸線を結ぶ線分と該主翼に対応する前記副翼の前縁及び前記軸線を結ぶ線分とがなす角をθ２とした際に、θ２／θ１≦０．１が成立することが好ましい。
　これにより、上記同様、主翼、副翼による流体へのエネルギー供給の最適化を図ることができる。
　本発明の第二態様に係る回転機械は、上記いずれかのインペラを備える。
　これにより、高い揚力を得ることができる回転機械を実現できる。
　本発明のインペラ及び回転機械によれば、高揚力を得ることができる。
第一実施形態に係る回転機械の縦断面図である。 第一実施形態に係るインペラの縦断面図である。 第一実施形態に係るインペラを軸線方向から視た際のブレードの形状を示す模式図である。 第一実施形態に係るインペラを軸線方向から視た際のブレードの形状を示す模式図であって、インペラの作用を説明する図である。 第二実施形態に係るインペラを軸線方向から視た際のブレードの形状を示す模式図である。 第三実施形態に係るインペラの縦断面図である。
　以下、本発明に係るインペラを備えた圧縮機（回転機械）について、図１～図５を参照して説明する。
　図１に示すように、圧縮機１は、回転軸２、ジャーナル軸受５、スラスト軸受６、インペラ２０、及びケーシング１０を備えている。本実施形態の圧縮機１は、インペラ２０を複数段備えたいわゆる一軸多段遠心圧縮機である。
　回転軸２は、水平方向に沿う軸線Ｏ方向に延びる円柱状をなしている。回転軸２は、軸線Ｏ方向の第一端部３側（軸線Ｏ方向一方側）および第二端部４側（軸線Ｏ方向他方側）で、ジャーナル軸受５によって軸線Ｏ回りに回転可能に支持されている。回転軸２は、第一端部３がスラスト軸受６によって支持されている。
　インペラ２０は、回転軸２の外周面に外嵌されており、軸線Ｏ方向に間隔をあけて複数段が設けられている。これらインペラ２０は、回転軸２とともに軸線Ｏ回りに回転することで、軸線Ｏ方向から流入するガス（流体）を径方向外側に向かって圧送する。インペラ２０の詳細構造については後述する。
　ケーシング１０は、筒状に形成された部材であって、回転軸２、インペラ２０、および、ジャーナル軸受５等を収容する。ケーシング１０は、ジャーナル軸受５を介して回転軸２を回転自在に支持している。これによりケーシング１０に対して回転軸２に取り付けられたインペラ２０が相対回転可能となっている。
　ケーシング１０は、導入流路１１、接続流路１３及び排出流路１６を有している。
　導入流路１１は、複数のインペラ２０のうち最も軸線Ｏ方向一方側に配置された最前段のインペラ２０に対してケーシング１０の外部からガスを導入する。導入流路１１は、ケーシング１０の外周面に開口している。当該開口部はガスの吸込み口１２とされている。該導入流路１１は、径方向内側の部分で最前段のインペラ２０の軸線Ｏ方向一方側に接続されている。
　接続流路１３は、軸線Ｏ方向に隣り合う一対のインペラ２０を接続する流路である。接続流路１３は、前段側のインペラ２０から径方向外側に排出されるガスを、後段側のインペラ２０に軸線Ｏ方向一方側から導入する。接続流路１３は、ディフューザ流路１４及びリターン流路１５を有している。
　ディフューザ流路１４は、インペラ２０の径方向外側に接続されている。ディフューザ流路１４は、インペラ２０から径方向外側に排出されるガスを径方向外側に導きながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換する。リターン流路１５は、ディフューザ流路１４の径方向外側に接続されている。リターン流路１５は、径方向外側に向かうガスを径方向内側に転向させて後段側のインペラ２０に案内する。
　排出流路１６は、複数のインペラ２０のうち最も軸線Ｏ方向他方側に配置された最後段のインペラ２０から径方向外側に排出されるガスをケーシング１０の外部に排出する。排出流路１６は、ケーシング１０の外周面に開口している。当該開口部はガスの排出口１７とされている。該排出流路１６は、径方向内側の部分で最後段のインペラ２０の径方向外側に接続されている。
　次に、図２及び図３を参照して、インペラ２０の詳細構成について説明する。インペラ２０は、ディスク３０、ブレード４０及びカバー３６を有している。
　ディスク３０は、軸線Ｏを中心とした円盤状に形成されている。ディスク３０には、軸線Ｏを中心とした円形をなして軸線Ｏ方向に貫通する貫通孔３１が形成されている。貫通孔３１の内面が回転軸２の外周面に嵌まり込むことによって、インペラ２０が回転軸２に一体に固定されている。
　ディスク３０における軸線Ｏ方向他方側を向く面は、軸線Ｏに直交する平面状をなすディスク背面３２とされている。ディスク３０における貫通孔３１の軸線Ｏ方向一方側の端部からディスク背面３２の径方向外側の端部にかけては、軸方向一方側から他方側に向かうに従って漸次径方向外側に向かって延びるディスク主面３３が形成されている。ディスク主面３３は、軸線Ｏ方向一方側の部分は、径方向外側を向いている。ディスク主面３３は、軸線Ｏ方向他方側に向かうにしたがって軸線Ｏ方向一方側を向くように漸次湾曲している。即ち、ディスク主面３３は、軸線Ｏ方向一方側から他方側に向かうに従って漸次拡径している。ディスク主面３３は、凹曲面状をなしている。
　本実施形態では、ディスク主面３３の軸線Ｏ方向一方側の端部と貫通孔３１の軸線Ｏ方向一方側の端部との間には、軸線Ｏ方向に直交する平面状をなすディスク前端面３４が形成されている。ディスク主面３３の軸線Ｏ方向他方側の端部とディスク背面３２の径方向外側の端部との間には、軸線Ｏ方向に延びてディスク３０の外周縁部となるディスク外端面３５が設けられている。
　ブレード４０は、ディスク３０におけるディスク主面３３に軸線Ｏの周方向に間隔をあけて複数設けられている。各ブレード４０は、径方向内側から径方向外側に向かうに従ってインペラ２０の回転方向Ｒ後方側（周方向一方側）に向かって湾曲している。各ブレード４０は、回転方向Ｒの前方側に向かって凸となる凸曲面をなしながら延びている。
　カバー３６は、複数のブレード４０を軸線Ｏ方向一方側から覆っている。カバー３６は、ディスク３０との間にブレード４０を挟むように、ディスク３０と対向して設けられている。カバー３６の内周面３７は、軸線Ｏ方向一方側から他方側に向かうにしたがって漸次拡径するように形成されている。カバー３６の内周面３７は、ディスク主面３３と対応するように該ディスク主面３３同様に湾曲している。カバー３６の内周面３７には、ブレード４０におけるディスク主面３３側とは反対側の端部が固定されている。
　カバー３６の内周面３７、ディスク主面３３及びブレード４０によって、これらの間に軸線Ｏ方向一方側から他方側に向かうに従って、回転方向Ｒ後方側に湾曲するように延びる流路が形成されている。
　ここで、本実施形態では、各ブレード４０は、主翼５０及び該主翼５０に対応する副翼６０によってそれぞれ構成されている。
　主翼５０は、径方向内側から外側に向かうにしたがって回転方向Ｒ後方側に延びている翼形状をなしている。主翼５０の前縁５１は、カバー３６の軸線Ｏ方向一方側の端部に近接した位置に配置されている。主翼５０の後縁５２は、ディスク３０の外周縁部よりも径方向内側に位置している。即ち、主翼５０の後縁５２は、ディスク３０の外周縁部まで至らずに、該外周縁部の径方向内側に該外周端部と間隔をあけて配置されている。
　主翼５０における回転方向Ｒ前方側（周方向他方側）を向く面は、圧力面５３とされており、回転方向Ｒ後方側を向く面は負圧面５４とされている。
　副翼６０は、対応する主翼５０の後縁側かつ回転方向Ｒ前方側に間隔をあけて設けられている。副翼６０は、径方向内側から外側に向かうに従って回転方向Ｒ後方側に延びる翼形状をなしている。副翼６０の前縁６１は、主翼５０の前縁５１よりも径方向外側に位置している。副翼６０の後縁６２は、ディスク３０の外周縁部に至っている。
　副翼６０における回転方向Ｒ前方側（周方向他方側）を向く面は、圧力面６３とされている。回転方向Ｒ後方側を向く面は負圧面６４とされている。
　副翼６０は、主翼５０を後縁６２から外周縁部まで滑らかに延長させた際の仮想湾曲線を、そのまま主翼５０の圧力面５３が向く方に遷移させた湾曲線上に位置している。副翼６０の前縁６１は、主翼５０の後縁５２よりも該主翼５０の圧力面５３に沿うガスの流れの上流側、かつ、主翼５０の圧力面５３の向く方向に該主翼５０から離間した位置に配置されている。
　ここで、主翼５０における圧力面５３の後縁５２を含む部分である後縁側領域５３ａと、副翼６０における負圧面６４の前縁６１を含む部分である前縁側領域６４ａとは、互いに対向している。これによって、主翼５０の後縁側領域５３ａと副翼６０の前縁側領域６４ａとは、主翼５０の圧力面５３に沿うガスの流れ方向に直交する方向に互いに重なっている。換言すれば、主翼５０及び副翼６０におけるガスの流れ方向に直交する方向に重なる部分が、主翼５０の後縁側領域５３ａ、副翼６０の前縁側領域６４ａとされている。このように、主翼５０の後縁側領域５３ａと副翼６０の前縁側領域６４ａとが互いに対向することで、これらの間には主翼５０同士の間を流れるガスから剥離を切り取るための剥離切り取り流路７０が形成されている。剥離切り取り流路７０は、軸線Ｏ方向から見た際の幅が下流側に向かうに大きくなってもよいし、小さくなっていてもよい。
　副翼６０のコード長（軸線Ｏ方向から見て副翼６０の前縁６１と後縁６２とを結ぶ線分の長さ）は、主翼５０のコード長（軸線Ｏ方向から見て主翼５０の前縁５１と後縁５２とを結ぶ線分の長さ）の５％～３０％の長さ、より好ましくは５％～２０％の長さに設定されていることが好ましい。
　ここで、軸線Ｏ方向から見た際に、互いに隣り合う主翼５０の後縁５２及び軸線Ｏを結ぶ線分同士がなす角をθ１とする。また、軸線Ｏ方向から見た際に、主翼４０の後縁５２及び軸線Ｏを結ぶ線分と該主翼５０に対応する副翼６０の前縁６１及び軸線Ｏを結ぶ線分とがなす角をθ２とする。この際、本実施形態では、θ２／θ１≦０．１が成立していることが好ましい。
　なお、換言すれば、角θ１は、軸線Ｏと互いに隣り合う主翼５０のうち回転方向Ｒ前方側の主翼５０の後縁５２とを通る直線と、軸線Ｏと互いに隣り合う主翼５０のうち回転方向Ｒ後方側の主翼５０の後縁５２とを通る直線とがなす角である。一方、角θ２は、軸線Ｏと副翼６０の前縁６１とを通る直線と、軸線Ｏと当該副翼６０の後縁２とを通る直線とがなす各である。
　主翼５０に対応する副翼６０の角θ２の範囲内に、当該対応する主翼５０の後縁５２が位置していることが好ましい。
　主翼５０に対応する副翼６０は、該主翼５０の回転方向Ｒ前方側に位置する主翼５０よりも対応する主翼５０に近接して配置されていることが好ましい。
　上記のようなインペラ２０を、例えば３Ｄプリンタを用いて作成してもよい。
　次に、本実施形態のインペラ２０及び圧縮機１の作用効果について説明する。
　回転軸２の回転に伴ってインペラ２０が回転すると、該インペラ２０内の流路に軸線Ｏ方向一方側からガスが導入される。このようにインペラ２０内に導入されたガスは、流路内を径方向外側に向かう過程で、主翼５０の圧力面５３からエネルギーが付与されて昇圧される。
　ここで、インペラ２０の流路内では、図４に示すように、下流側（径方向外側）に向かうに従って、主翼５０の圧力面５３の粘性の影響で当該主翼５０の圧力面５３上に境界層Ｂが成長していく。本実施形態では、このように成長した境界層Ｂは、主翼５０の圧力面５３に従って該圧力面５３と副翼６０の負圧面６４との間に形成された剥離切り取り流路７０内を進行していく。即ち、主翼５０の後縁５２と副翼６０の前縁６１との間の領域で、境界層Ｂが切り取られる。
　一方で、主翼５０の圧力面５３から回転方向Ｒ前方側に離間した境界層Ｂの影響が小さい流れ、又は、境界層Ｂの影響を受けていない流れは、副翼６０の圧力面６３によってエネルギーが付与されて昇圧される。
　このように本実施形態では、主翼５０と副翼６０との間で流れの境界層Ｂが一旦リセットされる。仮に境界層Ｂがリセットされなければ、その後にさらに昇圧されることで剥離が生じてしまう場合もある。本実施形態では、主翼５０で成長した境界層Ｂが途中で切り取られることで、その後に副翼６０によってガスをさらに昇圧することができる。即ち、剥離が生じることなく、副翼６０によって効果的に揚力を得ることができるため、インペラ２０全体として高い揚力を得ることができる。
　なお、切り取られた境界層Ｂは、主翼５０の負圧面５４付近の流れに合流する。これによって、負圧面５４付近にエネルギーを供給することができ、当該負圧面５４付近での剥離防止の効果を得ることができる。
　また、仮に主翼５０の後縁５２がディスク３０の外周縁部まで至っていれば、当該主翼５０で境界層Ｂが剥離する可能性があるが、主翼５０は外周端部まで至っていないため、剥離することはない。
　また、本実施形態では、主翼５０の圧力面５３の後縁側領域５３ａと副翼６０の負圧面６４の前縁側領域６４ａとが流体の流れに直交する方向に重なり合い、これらの間に剥離切り取り流路７０が形成されている。そのため、主翼５０の圧力面５３で成長した境界層Ｂは、副翼６０の前縁６１によって切り取られるようにして、そのまま主翼５０の圧力面５３に従って径方向外側に移送される。したがって、主翼５０間の流れから境界層Ｂをより確実に切り取ることができる。
　さらに、副翼６０は、互いに隣り合う一対の主翼５０のうち、対応する主翼５０側に近接して配置されているため、該対応する主翼５０の圧力面５３で成長した境界層Ｂを、副翼６０によってより確実に切り取ることができる。なお、対応する主翼５０からの副翼６０の前縁６１の離間距離は、該副翼６０の前縁６１の位置での主翼５０の圧力面５３で発達した境界層Ｂの厚みよりも同等か大きいことが好ましい。
　ここで、副翼６０のコード長が長すぎれば、流れへの主翼５０の圧力面５３によるエネルギーの供給が妨げられる。また、副翼６０のコード長が短すぎれば、境界層Ｂが切り取られた後の流れに対する副翼６０の圧力面６３によるエネルギーの供給量が低下する。
　本実施形態では、副翼６０のコード長が主翼５０のコード長の５％～３０％の範囲に設定されているため、主翼５０、副翼６０によるガスへのエネルギー供給の最適化を図ることができる。
　また、角θ１と角θ２との間にθ２／θ１≦０．１の関係が成立するため、上記同様、主翼５０、副翼６０による作用効果を一層高めることができる。
　次に本発明の第二実施形態について、図５を参照して説明する。第二実施形態で第一実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
　第二実施形態のインペラ２０Ａは、副翼８０の構成が第一実施形態と相違する。第二実施形態の副翼８０は、複数段の副翼片８１から構成されている。
　副翼片８１は、互いに間隔をあけるように径方向外側に向かって複数段が順次配列されている。本実施形態では、２段の副翼片８１から副翼８０が構成されている。各副翼片８１は、径方向外側に向かうに従って回転方向Ｒ後方側に延びる翼形状をなしている。各副翼片８１では、回転方向Ｒ前方側を向く面が圧力面とされ、回転方向Ｒ後方側を向く面が負圧面とされている。
　前段の副翼片８１の前縁（副翼８０の前縁）は、主翼５０の後縁５２よりも該主翼５０の圧力面５３に沿うガスの流れの上流側、かつ、該主翼５０の圧力面５３が向く方向に離間して配置されている。前段の副翼片８１の後縁は、ディスク３０の外周縁部から径方向内側に離間している。
　後段の副翼片８１の前縁は、前段の副翼片８１の後縁よりも該前段の副翼片８１の圧力面に沿うガスの流れの上流側、かつ、該前段の副翼片８１の圧力面が向く方向に離間して配置されている。後段の副翼片８１の後縁は、ディスク３０の外周縁部に至っている。
　第二実施形態のインペラ２０Ａによれば、主翼５０の圧力面５３で成長した境界層Ｂは、前段の副翼片８１との間で切り取られる。また、前段の副翼片８１の圧力面で成長した境界層Ｂは後段の副翼片８１との間で切り取られる。したがって、下流側に向かうに従って、境界層Ｂを順次リセットすることができるため、副翼８０全体での揚力をより効果的に得ることができる。
　なお、第二実施形態では、３つ以上の副翼片８１を有していてもよい。この場合、互いに隣り合う副翼片８１同士の関係は、上記前段の副翼片８１と後段の副翼片８１との関係と同様になる。また、最後段の副翼片８１の後縁がディスク３０の外周縁部に位置する。
　次に本発明の第三実施形態について、図６を参照して説明する。第三実施形態で第一実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
　第三実施形態のインペラ２０Ｂでは、主翼５０に対応するように、ディスク３０側及びカバー３６側に離間して一対の副翼９０ａ，９０ｂが設けられている。
　即ち、軸線Ｏを含む断面視において、流路をディスク側領域９１、カバー側領域９２及び中央領域９３の３つの領域に区分けした際に、ディスク側領域９１及びカバー側領域９２にのみ副翼９０ａ，９０ｂが設けられており、中央領域９３には設けられていない。
　これによって、ディフューザ流路１４内では、軸線Ｏ方向の壁面付近の全圧が上昇する全圧分布となる。そのため、ディフューザ流路１４での剥離が抑制され、ディフューザ流路１４での大きな圧力回復を期待することができる。その結果、圧縮機１全体のコンパクト化及び段数の低減を図ることができる。
　なお、第三実施形態では、例えば、ディスク側領域９１のみに副翼を設けてもよいし、カバー側領域９２のみに副翼９０ａ，９０ｂを設けてもよい。これによって上記同様、ディフューザ流路１４での軸線Ｏ方向いずれかでの剥離を抑制することができる。
　以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
　実施形態では、インペラ２０，２０Ａ，２０Ｂをそれぞれカバー３６を備えたクローズインペラとして説明したが、本発明をカバー３０を備えていないオープンインペラに適用してもよい。
　実施形態では、回転機械として圧縮機１を例に説明したが、例えばポンプ等の他の回転機械に本発明を適用してもよい。
　本発明のインペラ及び回転機械によれば、高揚力を得ることができる。
１　　圧縮機
２　　回転軸
３　　第一端部
４　　第二端部
５　　ジャーナル軸受
６　　スラスト軸受
１０　ケーシング
１１　導入流路
１２　吸込み口
１３　接続流路
１４　ディフューザ流路
１５　リターン流路
１６　排出流路
１７　排出口
２０　インペラ
３０　ディスク
３１　貫通孔
３２　ディスク背面
３３　ディスク主面
３４　ディスク前端面
３５　ディスク外端面
３６　カバー
３７　内周面
４０　ブレード
５０　主翼
５１　前縁
５２　後縁
５３　圧力面
５３ａ　後縁側領域
５４　負圧面
６０　副翼
６１　前縁
６２　後縁
６３　圧力面
６４　負圧面
６４ａ　前縁側領域
７０　剥離切り取り流路
８０　副翼
８１　副翼片
９０ａ　副翼
９０ｂ　副翼
９１　ディスク側領域
９２　カバー側領域
９３　中央領域
Ｂ　境界層
Ｏ　軸線
Ｒ　回転方向

Claims (8)

  1. 　軸線回りに回転される円盤状をなすディスクと、
    　前記ディスクの前記軸線方向を向く面側に周方向に間隔をあけて設けられ、径方向外側に向かうにしたがって回転方向後方側に延びる複数のブレードと、
    　を備え、
    　各前記ブレードは、
    　径方向内側から外側に向かうにしたがって回転方向後方側に延びて、後縁が前記ディスクの外周縁部よりも径方向内側に位置する主翼と、
    　各前記主翼に対応するように該主翼の回転方向前方側に間隔をあけて設けられて、前縁が前記主翼の前縁よりも径方向外側に位置し、後縁が前記ディスクの外周縁部に位置する副翼と、
    を有するインペラ。
  2. 　前記主翼の圧力面の後縁側領域と、該主翼に対応する前記副翼の負圧面の前縁側領域とが互いに対向している請求項１に記載のインペラ。
  3. 　前記副翼は、互いに隣り合う一対の前記主翼のうち、対応する前記主翼側に近接して配置されている請求項１又は２に記載のインペラ。
  4. 　前記副翼は、前記径方向外側に向かって順次配列された複数段の副翼片を有しており、　隣り合う前記副翼片のうち後段側の前記副翼片の前縁は、前段側の前記副翼片の後縁よりも回転方向前方側に位置している請求項１から３のいずれか一項に記載のインペラ。
  5. 　複数の前記ブレードを前記軸線方向から覆うカバーをさらに備え、
    　前記軸線方向に対向する前記ディスクと前記カバーとの間の領域をディスク側領域、カバー側領域、及びこれらディスク側領域とカバー側領域との間の中央領域に区分した際に、前記副翼は、前記中央領域に設けられずに、前記ディスク側領域及び前記カバー側領域の少なくとも一方に設けられている請求項１から４のいずれか一項に記載のインペラ。
  6. 　前記副翼のコード長は、前記主翼のコード長の５％～３０％である請求項１から５のいずれか一項に記載のインペラ。
  7. 　前記軸線方向から見て、互いに隣り合う前記主翼の後縁及び前記軸線を結ぶ線分同士がなす角をθ１とし、
    　前記軸線方向から見て、前記主翼の後縁及び前記軸線を結ぶ線分と該主翼に対応する前記副翼の前縁及び前記軸線を結ぶ線分とがなす角をθ２とした際に、
    　θ２／θ１≦０．１が成立する請求項１から６のいずれか一項に記載のインペラ。
  8. 　請求項１から７のいずれか一項に記載のインペラを備える回転機械。
PCT/JP2018/006413 2017-02-28 2018-02-22 インペラ及び回転機械 WO2018159439A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP18761771.7A EP3591235B1 (en) 2017-02-28 2018-02-22 Impeller and rotary machine
US16/488,351 US11053952B2 (en) 2017-02-28 2018-02-22 Impeller and rotary machine

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-036700 2017-02-28
JP2017036700A JP6951087B2 (ja) 2017-02-28 2017-02-28 回転機械

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018159439A1 true WO2018159439A1 (ja) 2018-09-07

Family

ID=63371101

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/006413 WO2018159439A1 (ja) 2017-02-28 2018-02-22 インペラ及び回転機械

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11053952B2 (ja)
EP (1) EP3591235B1 (ja)
JP (1) JP6951087B2 (ja)
WO (1) WO2018159439A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021072148A1 (en) * 2019-10-09 2021-04-15 Heat X, LLC Magnetic induction furnace, cooler or magnetocaloric fluid heat pump with varied conductive plate configurations
CN112360763B (zh) * 2020-09-22 2023-01-24 东风汽车集团有限公司 涡轮增压器

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52144803A (en) * 1976-05-27 1977-12-02 Kubota Ltd Preparation of high lift impeller wheel
JPS5457603U (ja) * 1977-09-30 1979-04-20
JPS5879094U (ja) * 1981-11-25 1983-05-28 株式会社荏原製作所 遠心式圧縮機
JPS5990797A (ja) * 1982-09-30 1984-05-25 ゼネラル・エレクトリツク・カンパニイ 遠心圧縮機及び圧縮方法
JPS59190498A (ja) * 1983-04-11 1984-10-29 Gadelius Kk 遠心送風機の羽根
US4615659A (en) * 1983-10-24 1986-10-07 Sundstrand Corporation Offset centrifugal compressor
JPS62291498A (ja) * 1986-06-12 1987-12-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 羽根車
JPH0212096U (ja) * 1988-07-07 1990-01-25
JPH02140493A (ja) * 1988-11-22 1990-05-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電動送風機
JPH09310697A (ja) 1996-05-20 1997-12-02 Ogihara Seisakusho:Kk 遠心ポンプ
JP2002349487A (ja) * 2001-05-28 2002-12-04 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 羽根車および遠心圧縮機
US20080050228A1 (en) * 2006-08-25 2008-02-28 Industrial Technology Research Institute Impeller Structure and the Centrifugal Fan Device Using the Same
JP2017036700A (ja) 2015-08-10 2017-02-16 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1383354A (en) * 1921-02-17 1921-07-05 Wareing James Impeller for centrifugal pumps
GB180299A (en) 1921-05-14 1922-10-26 Bbc Brown Boveri & Cie Improvements in rotors for centrifugal compressors
FR892480A (fr) 1942-02-21 1944-04-07 Sulzer Ag Compresseur à très haute pression
US2576700A (en) * 1947-06-02 1951-11-27 Schneider Brothers Company Blading for fluid flow devices
US2753808A (en) * 1950-02-15 1956-07-10 Kluge Dorothea Centrifugal impeller
US3221662A (en) * 1963-02-14 1965-12-07 American Radiator & Standard Method and apparatus for controlling flow in centrifugal machines
US6676366B2 (en) * 2002-03-05 2004-01-13 Baker Hughes Incorporated Submersible pump impeller design for lifting gaseous fluid
CN205383109U (zh) 2016-02-29 2016-07-13 珠海格力电器股份有限公司 离心风机及空调器
JP6990026B2 (ja) * 2017-02-16 2022-01-12 シャープ株式会社 電動送風機および電動掃除機、ならびにインペラの製造方法

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52144803A (en) * 1976-05-27 1977-12-02 Kubota Ltd Preparation of high lift impeller wheel
JPS5457603U (ja) * 1977-09-30 1979-04-20
JPS5879094U (ja) * 1981-11-25 1983-05-28 株式会社荏原製作所 遠心式圧縮機
JPS5990797A (ja) * 1982-09-30 1984-05-25 ゼネラル・エレクトリツク・カンパニイ 遠心圧縮機及び圧縮方法
JPS59190498A (ja) * 1983-04-11 1984-10-29 Gadelius Kk 遠心送風機の羽根
US4615659A (en) * 1983-10-24 1986-10-07 Sundstrand Corporation Offset centrifugal compressor
JPS62291498A (ja) * 1986-06-12 1987-12-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 羽根車
JPH0212096U (ja) * 1988-07-07 1990-01-25
JPH02140493A (ja) * 1988-11-22 1990-05-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電動送風機
JPH09310697A (ja) 1996-05-20 1997-12-02 Ogihara Seisakusho:Kk 遠心ポンプ
JP2002349487A (ja) * 2001-05-28 2002-12-04 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 羽根車および遠心圧縮機
US20080050228A1 (en) * 2006-08-25 2008-02-28 Industrial Technology Research Institute Impeller Structure and the Centrifugal Fan Device Using the Same
JP2017036700A (ja) 2015-08-10 2017-02-16 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018141422A (ja) 2018-09-13
US20200232474A1 (en) 2020-07-23
EP3591235A4 (en) 2020-02-26
JP6951087B2 (ja) 2021-10-20
US11053952B2 (en) 2021-07-06
EP3591235A1 (en) 2020-01-08
EP3591235B1 (en) 2021-02-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4527403B2 (ja) ターボコンプレッサ用再循環構造
US9897101B2 (en) Impeller for centrifugal rotary machine, and centrifugal rotary machine
EP3056741B1 (en) Impeller of a compressor and compressor provided with same
US11073163B2 (en) Centrifugal compressor
US20180258959A1 (en) Vaned Diffuser and Blower, Fluid Machine, or Electric Blower Provided with Same
US11585347B2 (en) Mixed-flow compressor configuration for a refrigeration system
WO2018159439A1 (ja) インペラ及び回転機械
US10309413B2 (en) Impeller and rotating machine provided with same
WO2014122819A1 (ja) 遠心圧縮機
JP2024086911A (ja) インペラ、及び遠心圧縮機
EP3561312B1 (en) Centrifugal compressor
CN105518307A (zh) 离心转子
JP2016522357A5 (ja)
JP7429810B2 (ja) 多段遠心流体機械
JP2018178769A (ja) 多段流体機械
JP6169007B2 (ja) 動翼、及び軸流回転機械
JP6053882B2 (ja) インペラ及び流体機械
JP6168705B2 (ja) 遠心式圧縮機のインペラ
JP6768172B1 (ja) 遠心圧縮機
JP6523917B2 (ja) 遠心ポンプ
JP6757461B2 (ja) 遠心圧縮機のインペラ及び遠心圧縮機
JP2018141413A (ja) インペラ及び回転機械

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18761771

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018761771

Country of ref document: EP

Effective date: 20190930