[發明專利]葉輪及旋轉機械

有效

• 申請號: 201580061530.X
• 申請日: 2015-10-08
• 公開（公告）號: CN107110176B
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 岡部良次;富田勛;松尾淳;渡邊保德
• 申請（專利權）人: 三菱重工業株式會社
• 主分類號: F04D29/30
• 分類號: F04D29/30;F02B39/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 張思寶

本發明提供一種葉輪及旋轉機械。該葉輪具備：葉輪主體，呈圓盤狀且與旋轉軸一同以軸線為中心進行旋轉；及壓縮機葉片(25)，以從形成于葉輪主體的前面側的輪轂面(31b)突出的方式設置有多個，且具有朝向旋轉軸的周向并且沿表面使流體流通的一對側面(26)。壓縮機葉片(25)以與軸線正交的截面上的一對側面(26)彼此至少在旋轉軸的軸線方向上的應力成為最大的范圍隨著朝向旋轉軸的徑向外側相互接近的方式形成為錐形形狀。

技術領域

本發明涉及一種設置于旋轉機械的葉輪及具備葉輪的旋轉機械。

本申請主張基于2014年11月25日在日本申請的日本專利申請2014-237695號的優先權，將其內容引用于此。

背景技術

在地球環保的全球性發展中，例如與汽車的發動機等內燃機的排氣、油耗相關的限制不斷加強。渦輪增壓器是將壓縮空氣送入發動機中并使燃料燃燒的旋轉機械，與自然吸氣的發動機相比能夠改善油耗及提高CO2減少的效果。

渦輪增壓器中，渦輪通過發動機的排氣進行旋轉驅動，由此使離心壓縮機的葉輪旋轉(例如，專利文獻1)。通過葉輪的旋轉而被壓縮的空氣經擴壓器被減速而升壓，并經由渦旋流路供給至發動機。另外，作為渦輪增壓器的驅動方式，除了利用排氣進行驅動的方式以外，已知例如利用電動機的驅動方式和利用原動機的驅動方式等。

葉輪旋轉時，因其離心力而葉片欲朝向徑向外側變形，從而產生離心應力。為了減少這種離心力的影響，可考慮減薄葉片的壁厚。

以往技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本實開平3-10040號公報

發明內容

發明要解決的技術課題

然而，若只考慮離心力的影響而減薄葉片的壁厚，則相對于葉片的側面(壓力面)從流體受到的壓力的彎曲強度下降，有可能導致彎曲應力增大。

本發明提供一種能夠均衡地減少離心應力及彎曲應力并提高強度的葉輪及旋轉機械。

用于解決技術課題的手段

根據本發明的第一方式，葉輪具備：葉輪主體，呈圓盤狀且與旋轉軸一同以軸線為中心進行旋轉；及葉片，以從形成于所述葉輪主體的前面側的輪轂面突出的方式設置有多個，且具有朝向所述旋轉軸的周向并且沿表面使流體流通的一對側面。所述葉片中，與所述軸線正交的截面上的所述一對側面彼此至少在所述軸線方向上的應力成為最大的范圍，以隨著朝向所述旋轉軸的徑向外側相互接近的方式形成。

根據這種葉輪，至少在應力成為最大的范圍，葉片的側面彼此隨著朝向徑向外側接近，由此葉片的壁厚朝向徑向外側變薄。因此，能夠在離心力的影響變大的徑向外側的位置(前端側的位置)減少葉片的重量。因此，能夠減少在徑向內側的位置(根部側的位置)的離心應力。并且，葉片中，與前端側的位置相比，在根部側的位置壁厚變厚，因此能夠提高相對于從流體受到的壓力的彎曲強度，還能夠同時減少在根部側的位置的彎曲應力。

根據本發明的第二方式，上述第一方式的所述葉片中，與所述軸線正交的截面上的所述一對側面以如下方式形成，即，隨著朝向所述徑向外側而向相互接近的方向凹狀彎曲，并且隨著朝向該徑向外側而相互接近。

如此，葉片的側面凹狀彎曲，由此能夠在葉片的前端側的位置急劇減薄葉片的壁厚。并且，能夠在葉片的根部側的位置急劇加厚葉片的壁厚。因此，能夠進一步減少離心應力及彎曲應力。

根據本發明的第三方式，上述第一或第二方式的所述葉片中，在接近所述輪轂面的區域的沿該輪轂面的截面上的所述一對側面彼此可以在所述徑向外側的區域沿所述軸線的方向以隨著朝向所述徑向外側而相互接近的方式形成。