[發明專利]旋轉葉片以及具備該旋轉葉片的離心壓縮機

有效

• 申請號: 201880089078.1
• 申請日: 2018-06-11
• 公開（公告）號: CN111699323B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 林良洋;藤田豊;岡信仁;高橋幸市;西勇人
• 申請（專利權）人: 三菱重工發動機和增壓器株式會社
• 主分類號: F04D29/30
• 分類號: F04D29/30
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 陳蘊輝

旋轉葉片具備輪轂和設置于輪轂的多個葉片，多個葉片各自包括負壓面、壓力面、前緣、后緣、葉尖側緣以及輪轂側緣，在前緣與后緣之間的任意的翼弦位置處的葉片的截面中，負壓面或壓力面的至少一方構成為，至少在從前緣到朝向后緣離開的翼弦位置為止的范圍內，相對于葉片的葉片高度方向所成的角度從輪轂側緣到葉尖側緣在從輪轂側緣朝向葉尖側緣的方向上增加。

技術領域

本公開涉及旋轉葉片以及具備該旋轉葉片的離心壓縮機。

背景技術

在渦輪增壓器的離心壓縮機中，葉輪的固有振動頻率與由在離心壓縮機中流動的流體作用的激振力的振動頻率一致而產生共振，存在葉輪的振動增大而導致葉輪破損的情況。為了提高針對這樣的共振的安全性，可考慮使相當于固有模式的波腹的部位的葉片厚度局部變薄并且使相當于固有模式的波節的部位的葉片厚度變厚。為了實現這樣的形狀，需要立體地定義葉片的葉片厚度分布。

在專利文獻1中，不是為了提高針對共振的安全性，而是出于使離心壓縮機的高流量側的工作區域擴大的目的，將葉輪的葉片在葉片高度方向分為葉尖側的前端部、輪轂側的根部、以及位于前端部與根部之間的連結部，前端部的葉片厚度比根部的葉片厚度薄且恒定，連結部的葉片厚度構成為從根部朝向前端部逐漸減少，根部的葉片厚度構成為朝向連結部逐漸減少。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2016-17461號公報

發明內容

發明要解決的課題

但是，根據表示本發明人等進行的葉片的固有值解析的結果的圖4可知，葉片100的一次固有模式的波腹的部分在葉片100的前緣101側從葉片100的輪轂側緣102朝向葉尖側緣103位于葉片高度的50～100％的范圍。這樣一來，在專利文獻1所記載的葉片的葉片厚度分布中，即便能夠使相當于固有模式的波腹的部位的葉片厚度局部變薄，也無法使相當于固有模式的波節的部位的葉片厚度適當地變厚，有可能無法提高針對共振的安全性。另外，由于從輪轂側到葉尖側形成葉片厚度分布成為凹狀的部位，因此，成形葉片面時的加工方法被限定。

鑒于上述情形，本公開的至少一個實施方式的目的在于提供一種提高了針對共振的安全性的旋轉葉片以及具備該旋轉葉片的離心壓縮機。

用于解決課題的方案

(1)本發明的至少一個實施方式的旋轉葉片具備輪轂和設置于所述輪轂的多個葉片，其中，

所述多個葉片各自包括負壓面、壓力面、前緣、后緣、葉尖側緣以及輪轂側緣，

在所述前緣與所述后緣之間的任意的翼弦位置處的所述葉片的截面中，所述負壓面或所述壓力面的至少一方構成為，至少在從所述前緣到朝向所述后緣離開的翼弦位置為止的范圍內，相對于所述葉片的葉片高度方向所成的角度從所述輪轂側緣到所述葉尖側緣在從所述輪轂側緣朝向所述葉尖側緣的方向上增加。

根據上述(1)的結構，在前緣與后緣之間的任意的翼弦位置處的葉片的截面中，負壓面或壓力面的至少一方構成為，至少在從前緣到朝向后緣離開的翼弦位置為止的范圍內，相對于葉片的葉片高度方向所成的角度從輪轂側緣到葉尖側緣在從輪轂側緣朝向葉尖側緣的方向上增加，從而能夠形成為使相當于固有模式的波腹的部位的葉片厚度局部變薄并且使相當于固有模式的波節的部位的葉片厚度變厚的結構，因此，能夠提高針對共振的安全性。

(2)在幾個實施方式中，在上述(1)的結構中，

所述負壓面或所述壓力面的所述至少一方包括：從所述前緣到朝向所述后緣離開的翼弦位置為止的區域即第一區域、以及比所述第一區域靠所述后邊緣側的區域即第二區域，

在所述第一區域中，所述角度從所述輪轂側緣朝向所述葉尖側緣連續地增加。