JP6532215B2 - 羽根車及び遠心圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、羽根車及び遠心圧縮機に関する。

遠心圧縮機は、ハウジングと、ハウジングの内部において回転する羽根車（インペラ）と、羽根車からの気体の圧力を高めるディフューザとを備えている。羽根車は、回転軸を中心に回転するハブ板と、ハブ板の表面に配置される複数の羽根とを有する。羽根の設計において、複数の翼断面を翼高さ方向に積層する手法が用いられる場合がある。直線要素を用いて翼断面を積層することによって設計される羽根（直線要素羽根）、及び曲線要素を用いて翼断面を積層することによって設計される羽根（曲線要素羽根）の一例が特許文献１に開示されている。例えば加工性の向上を重視する場合、直線要素が用いられる。羽根車の性能の向上を重視する場合、曲線要素が用いられる。

特開２０１２−２１９７７９号公報

遠心圧縮機の性能の低下を抑制するためには、羽根車の性能の低下を抑制することが重要である。羽根車の性能は、羽根の形状に基づいて変化する。そのため、性能の低下を抑制できる形状を有する羽根の案出が要望される。

本発明の態様は、性能の低下が抑制される羽根車及び遠心圧縮機を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に従えば、回転軸を中心に第１方向に回転するハブ板と、前記ハブ板の表面において前記回転軸の回転方向に配置される複数の羽根と、を備え、前記羽根は、前縁と、後縁と、ハブと、チップと、を有し、前記チップとの境界の前記後縁の第１端部が前記ハブとの境界の前記後縁の第２端部よりも前記第１方向に配置されるように前記後縁にタンジェンシャルリーンが与えられ、前記回転方向に関して、前記ハブ板の表面に垂直な基準線と、前記第１端部と前記第２端部とを結ぶ仮想線との距離を基準リーン量Δθｒ、前記回転方向に関して、前記基準線と、前記第１端部と前記第２端部との間の前記後縁の中心線との距離を後縁リーン量Δθ、前記後縁リーン量Δθの最大値をｍａｘΔθ、としたとき、前記Δθは、前記Δθｒよりも大きく、前記ｍａｘΔθとなる前記羽根の最大部は、前記ハブから前記チップまでの前記羽根の翼高さ方向の前記羽根の中間部よりも前記チップ側に設けられる羽根車が提供される。

本発明の第１の態様によれば、ｍａｘΔθとなる最大部が、羽根の中間部よりもチップ側に設けられるので、最大部とハブとの間の羽根の圧力面の表面積を大きくすることができる。その結果、ハブ板が回転すると、最大部とハブとの間の羽根の圧力面の気体の圧力は高くなる。そうすると、回転する羽根の後縁の第２端部とその周囲の気体との相対速度（流速）が小さくなり、後縁近傍の圧力面において気流の剥離が発生することが抑制される。そのため、後縁の第２端部におけるウェーク（乱気流）が小さくなる。したがって、損失が低減され、圧縮効率の低減が抑制されるので、羽根車の性能の低下が抑制される。

本発明の第１の態様において、前記翼高さ方向に関して、前記第２端部の位置を０％位置、前記第１端部の位置を１００％位置としたとき、前記最大部は、６０％以上８０％以下の位置に設けられてもよい。

これにより、圧縮効率の低減が抑制され、羽根車の性能の低下が抑制される。

本発明の第１の態様において、前記ハブは、前記基準線と直交するハブ面を含み、前記チップは、前記基準線と直交するチップ面を含み、前記第１方向を向く前記羽根の圧力面と前記ハブ面とがなす角度αｈは、９０［°］よりも小さく、前記圧力面と前記チップ面とがなす角度αｓは、９０［°］よりも小さくてもよい。

これにより、圧縮効率の低減が抑制され、羽根車の性能の低下が抑制される。

本発明の第１の態様において、前記角度αｓは、前記角度αｈよりも大きくてもよい。

これにより、圧縮効率の低減が抑制され、羽根車の性能の低下が抑制される。

本発明の第１の態様において、前記ハブは、前記基準線と直交するハブ面を含み、前記チップは、前記基準線と直交するチップ面を含み、前記第１方向を向く前記羽根の圧力面と前記ハブ面とがなす角度αｈは、９０［°］よりも小さく、前記圧力面と前記チップ面とがなす角度αｓは、９０［°］でもよい。

これにより、加工性の低下が抑制される。

本発明の第２の態様に従えば、ハウジングと、前記ハウジングの内部に配置される第１の態様の羽根車と、を備える遠心圧縮機が提供される。

本発明の第２の態様によれば、羽根車の性能の低下が抑制されるので、遠心圧縮機の性能の低下が抑制される。

本発明の第２の態様において、前記羽根車は、オープン羽根車でもよい。

これにより、羽根の圧力面において気流の剥離が発生することが抑制され、遠心圧縮機の性能の低下が抑制される。

本発明の態様によれば、性能の低下が抑制される羽根車及び遠心圧縮機が提供される。

図１は、第１実施形態に係る遠心圧縮機の一例を模式的に示す断面図である。 図２は、図１の一部を拡大した図である。 図３は、第１実施形態に係る羽根車の一例を示す斜視図である。 図４は、第１実施形態に係る羽根車の一例を示す正面図である。 図５は、第１実施形態に係る羽根車の一例を示す側面図である。 図６は、第１実施形態に係る羽根の設計方法の一例を説明するための模式図である。 図７は、第１実施形態に係る羽根の後縁の形状の一例を模式的に示す図である。 図８は、第１実施形態に係る羽根の後縁の形状の一例を模式的に示す図である。 図９は、第１実施形態に係る羽根の作用の一例を説明するための模式図である。 図１０は、比較例に係る羽根の作用を説明するための模式図である。 図１１は、第１実施形態に係る羽根の一例を示す模式図である。 図１２は、第２実施形態に係る羽根の後縁の形状の一例を模式的に示す図である。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する各実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。

＜第１実施形態＞
第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る遠心圧縮機１００の一例を模式的に示す断面図である。図２は、図１の一部を拡大した図である。

図１及び図２に示すように、遠心圧縮機１００は、ハウジング１０と、ハウジング１０の内部において回転する羽根車（インペラ）４０と、羽根車４０からの気体の圧力を高めるディフューザ９０と、を備えている。

羽根車４０は、シャフト部材９１に支持される。シャフト部材９１は、モータ９２の回転により、回転軸（中心軸）ＡＸを中心に回転する。羽根車４０は、シャフト部材９１に固定されている。シャフト部材９１が回転することにより、羽根車４０は、回転軸ＡＸを中心に回転する。羽根車４０は、回転軸ＡＸを中心に一方向（第１方向）に回転する。

以下の説明においては、回転軸ＡＸと平行な方向を適宜、軸方向、と称し、回転軸ＡＸの回転方向を適宜、周方向、と称し、回転軸ＡＸに対する放射方向を適宜、径方向、と称する。

ハウジング１０は、入口ダクト１１と、出口ダクト１２とを有する。入口ダクト１１は、流入口１１Ｍを含む。出口ダクト１２は、流出口１２Ｍを含む。流入口１１Ｍは、軸方向に関してハウジング１０の一端部に設けられた開口を含む。流出口１２Ｍは、径方向に関してハウジング１０の一端部に設けられた開口を含む。入口ダクト１１を介して、ハウジング１０の外部の気体がハウジング１０の内部に流入する。出口ダクト１２を介して、ハウジング１０の内部の気体がハウジング１０の外部に流出する。

なお、入口ダクト１１に、ハウジング１０の外部からハウジング１０の内部に流入する気体の流量を調整する入口案内翼（Inlet Guide Vane：ＩＧＶ）が設けられてもよい。

羽根車４０は、ハウジング１０の内部に配置される。羽根車４０は、ハウジング１０の内部において、回転軸ＡＸを中心に第１方向に回転する。羽根車４０は、回転することによって、入口ダクト１１からの気体に速度エネルギーを与える。

出口ダクト１２は、ディフューザ９０を含む。ディフューザ９０は、出口ダクト１２に配置される。ディフューザ９０は、羽根車４０からの気体を減速して、その気体の圧力を高める。

羽根車４０は、シャフト部材９１と接続され、回転軸ＡＸを中心に第１方向に回転するハブ板５０と、ハブ板５０の表面５２に配置される複数の羽根６０と、を備える。羽根６０は、回転軸ＡＸの周囲において、周方向に複数配置される。

ハブ板５０は、シャフト部材９１と一緒に、回転軸ＡＸを中心に第１方向に回転する。ハブ板５０は、略円錐形状の部材である。ハブ板５０は、回転軸ＡＸと直交し、入口ダクト１１に面する前面５１と、前面５１の周囲に配置され、羽根６０が接続される表面５２と、回転軸ＡＸと直交し、前面５１の反対方向を向く背面５３と、表面５２と背面５３とを結ぶ側面５４と、を有する。表面５２は、回転軸ＡＸに向かって凹む曲面を含む。

羽根６０は、ハブ板５０の表面５２に複数配置される。複数の羽根６０は、周方向に一定間隔で配置される。羽根６０は、入口ダクト１１に面する前縁６１と、出口ダクト１２に面する後縁６２と、ハブ板５０の表面５２に接続されるハブ（ハブエッジ）６３と、チップ（シュラウドエッジ）６４と、を有する。

ハウジング１０は、間隙を介して羽根６０のチップ６４と対向する表面１３と、間隙を介してハブ板５０の側面５４と対向する内面１４と、間隙を介してハブ板５０の背面５３と対向する後面１５と、を有する。後面１５は、シールプレートとして機能する。

中心軸ＡＸと平行な断面において、ハブ６３は、回転軸ＡＸに向かって凹む曲線を含む。中心軸ＡＸと平行な断面において、チップ６４は、回転軸ＡＸに向かって凹む曲線を含む。ハウジング１０の表面１３は、入口ダクト１１の内面と出口ダクト１２の内面とを結ぶように配置される。ハウジング１０の表面１３は、回転軸ＡＸに向かって突出する曲面を含む。ハウジング１０の表面１３と、チップ６４との間の間隙の寸法は、実質的に一定である。

羽根車４０が回転すると、ハウジング１０の外部の気体が、流入口１１Ｍ及び入口ダクト１１を介して、ハウジング１０の内部に流入する。ハウジング１０の内部に流入した気体は、回転する羽根車４０により圧縮される。羽根車４０が回転することによって、気体が圧縮される。これにより、気体の圧力が上昇する。圧縮された気体は、ハウジング１０の表面１３と羽根車４０の羽根６０のチップ６４との間の通路１６を通過する。羽根車４０により圧縮され、通路１６を通過した気体は、出口ダクト１２に送られる。出口ダクト１２に配置されたディフューザ９０により、気体の圧力が高められる。圧力が高められた気体は、出口ダクト１２の流出口１２Ｍから流出する。

図３は、本実施形態に係る羽根車４０の一例を示す斜視図である。図４は、本実施形態に係る羽根車４０の一例を示す正面図である。図５は、本実施形態に係る羽根車４０の一例を示す側面図である。

図２、図３、図４、及び図５に示すように、羽根車４０は、回転軸ＡＸを中心に第１方向に回転するハブ板５０と、ハブ板５０の表面５２において周方向に配置される複数の羽根６０と、を備えている。

羽根６０の前縁６１は、チップ６４側の端部６５と、ハブ６３側の端部６６と、を含む。端部６５は、前縁６１とチップ６４との境界に配置される。端部６６は、前縁６１とハブ６３との境界に配置される。

羽根６０の後縁６２は、チップ６４側の端部（第１端部）６７と、ハブ６３側の端部（第２端部）６８と、を含む。端部６７は、後縁６２とチップ６４との境界に配置される。端部６８は、後縁６２とハブ６３との境界に配置される。

本実施形態においては、後縁６２の端部６７が後縁６２の端部６８よりも第１方向（回転方向に関して前方）に配置されるように、後縁６２にタンジェンシャルリーンが与えられている。タンジェンシャルリーンは、羽根６０の後縁６２の周方向の傾きを示す。端部６７が端部６８よりも回転方向の前方に配置されるように、後縁６２が周方向に傾いている。本実施形態においては、後縁６２に、正のタンジェンシャルリーンが与えられる。

図６は、本実施形態に係る羽根６０の設計方法の一例を説明するための模式図である。図６に示すように、羽根６０は、複数の翼断面を翼高さ方向に積層することによって設計される。翼高さ方向とは、ハブ６３からチップ６４に向かう方向である。翼高さ方向を、翼スパン高さ方向、と称してもよい。翼高さ方向は、ハブ板５０の表面５２と直交する方向である。

本実施形態においては、形状が等しい複数の翼断面を周方向（回転方向）にシフトしながら翼高さ方向に積層することによって、後縁６２に正のタンジェンシャルリーンが与えられる。本実施形態においては、曲線要素をガイドとして、複数の翼断面の積層が行われる。曲線要素の少なくとも一部は、ハブ５０の表面５２と交差（例えば直交）するように設けられる。

図７は、本実施形態に係る羽根６０の後縁６２の形状の一例を模式的に示す図である。図３、図５、及び図７に示すように、羽根６０の圧力面（正圧面）６９及び負圧面７０は、曲面を含む。曲線要素をガイドとして複数の翼断面が積層されることによって羽根６０が設計される。圧力面６９とは、第１方向（回転方向の前方）を向く羽根６０の表面である。負圧面７０とは、回転方向に関して第１方向の逆方向である第２方向（回転方向の後方）を向く羽根６０の表面である。圧力面６９と負圧面７０とは、ほぼ平行である。

圧力面６９は、第１方向に突出する曲面を含む。負圧面７０は、第２方向に対して凹む曲面を含む。

圧力面６９が最も第１方向側に突出する部分７１は、ハブ６３からチップ６４までの羽根６０の翼高さ方向に関して、羽根６０の中間部７２よりもチップ６４側に配置される。

すなわち、回転方向に関して、ハブ板５０の表面５２に垂直な基準線Ｌｒと、端部６７と端部６８とを結ぶ仮想線Ｌｍとの距離を基準リーン量Δθｒ、回転方向に関して、基準線Ｌｍと、端部６７と端部６８との間の後縁６２の中心線Ｌｃとの距離を後縁リーン量Δθ、後縁リーン量Δθの最大値をｍａｘΔθ、としたとき、Δθは、Δθｒよりも大きく、ｍａｘΔθとなる羽根６０の部分７１は、ハブ６３からチップ６４までの羽根６０の翼高さ方向の羽根６０の中間部７２よりもチップ６４側に設けられる。

以下の説明においては、ｍａｘΔθとなる羽根６０の部分７１を適宜、最大部７１、と称する。

図８は、本実施形態に係る羽根６０の後縁６２の形状の一例を模式的に示す図である。図８において、横軸は、基準線Ｌｒからの距離（リーン量）を示す。縦軸は、翼高さ方向の位置を無次元化した値を示す。ハブ６３からある翼断面までの翼高さ方向の距離（翼高さ）をｈ、ハブ６３からチップ６４までの翼高さ方向の距離をＨとしたとき、図８の縦軸は、無次元翼高さ（ｈ／Ｈ）を示す。

翼高さ方向に関して、ハブ６３との境界の後縁６２の端部６８の位置は、０％位置である。翼高さ方向に関して、チップ６４との境界の後縁６２の端部６７の位置は、１００％位置である。翼高さ方向に関して、羽根６０の中間部７２の位置は、５０％位置である。

図８に示すように、回転方向に関して、基準線Ｌｒと仮想線Ｌｍとの距離を基準リーン量Δθｒ、基準線Ｌｒと中心線Ｌｃとの距離を後縁リーン量Δθ、後縁リーン量Δθの最大値をｍａｘΔθとしたとき、以下の（１）式の条件が満足される。

Δθ＞Δθｒ …（１）

基準線Ｌｒとは、後縁６２の端部（第２端部）６８と接続されるハブ板５０の表面５２に垂直な線をいう。仮想線Ｌｍとは、後縁６２の端部６７と後縁６２の端部６８とを結ぶ線である。中心線Ｌｃとは、後縁６２の厚さ方向（回転方向）に関して後縁６２の中心を通る線であり、端部６７と端部６８とを結ぶ線である。端部６８において、基準線Ｌｒと仮想線Ｌｍと中心線Ｌｃとは交わる。端部６７において、仮想線Ｌｍと中心線Ｌｃとは交わる。

（１）式の条件が満たされることにより、圧力面６９は、第１方向に突出する曲面で形成される。

また、ｍａｘΔθとなる羽根６０の最大部７１は、翼高さ方向の羽根６０の中間部７２よりもチップ６４側に設けられる。すなわち、圧力面６９が最も第１方向側に突出する最大部７２は、翼高さ方向に関して、５０％以上１００％以下の範囲に配置される。

最大部７２は、翼高さ方向に関して、６０％以上８０％以下の位置に設けられてもよい。図８に示す例では、最大部７１は、約６５％の位置に設けられている。

ハブ６３は、基準線Ｌｒと直交するハブ面を含む。チップ６４は、基準線Ｌｒと直交するチップ面を含む。ハブ面は、ハブ６３の表面を通り、基準線Ｌｒと直交する仮想面である。チップ面は、チップ６４の表面を通り、基準線Ｌｒと直交する仮想面である。

本実施形態において、第１方向を向く羽根６０の圧力面６９とハブ面とがなす角度αｈは、９０［°］よりも小さい。圧力面６９とチップ面とがなす角度αｓは、９０［°］よりも小さい。すなわち、角度αｈは、鋭角である。角度αｓは、鋭角である。

また、角度αｓは、角度αｈよりも大きい。すなわち、以下の（２）式の条件が満足される。

αｓ＞αｈ …（２）

本実施形態においては、最大部７１が、翼高さ方向に関して、５０％以上１００％以下の位置に設けられるので、羽根車４０の性能の低下が抑制される。

図９は、本実施形態に係る羽根６０の作用の一例を説明するための模式図である。図９に示すように、本実施形態においては、ｍａｘΔθとなる最大部７１が、羽根６０の中間部７２よりもチップ６４側（端部６７側）に設けられる。そのため、最大部７１とハブ６３（端部６８）との間の羽根６０の圧力面６９の表面積を大きくすることができる。すなわち、本実施形態においては、圧力面６９のうち、最大部７１とハブ６３との間の領域６９Ａの表面積が大きくなる。

羽根車４０が回転軸ＡＸを中心に回転すると、圧力面６９の領域６９Ａには多くの気体が当たることとなる。その結果、羽根車４０が回転すると、圧力面６９の領域６９Ａの気体の圧力が高くなる。

領域６９Ａの気体の圧力が高くなると、回転する羽根６０の後縁６２の端部６８と、その周囲の気体との相対速度（流速）は低下する。これにより、後縁６２近傍の圧力面６９において気流の剥離が発生することが抑制される。そのため、後縁６２の端部６８におけるウェーク（乱気流）が小さくなる。したがって、損失が低減され、圧縮効率の低減が抑制されるので、羽根車４０の性能の低下が抑制される。

図１０は、比較例に係る羽根６０Ｊの作用の一例を説明するための模式図である。図１０に示すように、比較例に係る羽根６０Ｊにおいては、ｍａｘΔθとなる最大部７１が、羽根６０の中間部７２よりもハブ６３側（端部６８側）に設けられる。そのため、最大部７１とハブ６３（端部６８）との間の羽根６０の圧力面６９の表面積は小さい。すなわち、比較例に係る羽根６０Ｊにおいては、圧力面６９のうち、最大部７１とハブ６３との間の領域６９Ａの表面積が小さい。

比較例に係る羽根６０Ｊを有する羽根車４０が回転軸ＡＸを中心に回転した場合、圧力面６９の領域６９Ａに当たる気体は少ない。その結果、羽根車４０が回転した場合において、圧力面６９の領域６９Ａの気体の圧力は十分に上昇しない。

領域６９Ａの気体の圧力が十分に上昇しないと、回転する羽根６０Ｊの後縁６２の端部６８と、その周囲の気体との相対速度は高い状態を維持したままである。その結果、後縁６２近傍の圧力面６９において気流の剥離が発生する可能性が高くなり、損失が増大し、羽根車４０の性能が低下する。

また、本実施形態において、羽根車４０にシュラウドは接続されない。羽根車４０は、ハウジング１０と間隙を介して対向する。すなわち、本実施形態において、羽根車４０は、所謂、オープン羽根車（オープンインペラ）である。

図１１は、本実施形態に係る羽根６０の一例を示す模式図である。図１１は、端部６７の近傍における羽根６０の一部を模式的に示す。本実施形態において、羽根車４０は、オープン羽根車である。図１１に示すように、端部６７を含む羽根６０のチップ６４とハウジング１０の表面１３とは間隙を介して対向する。

羽根６０のハブ６３は、ハブ板５０と接続される固定端である。羽根６０のチップ６４は、自由端である。すなわち、羽根６０は、ハブ板５０に片持ち支持される。そのため、ハブ６３側の羽根６０の厚みが、チップ６４側の羽根６０の厚みよりも厚くなるように、羽根６０が製造される。

本発明者は、チップ６４とハウジング１０との間に間隙が形成された状態で、羽根６０のうち厚みが厚いハブ６３側の部分から厚みが薄いチップ６４側の部分に気体が流れると、ハブ６３側の圧力面６９において気流の剥離が発生する可能性が高くなることを見出した。また、本発明者は、オープン羽根車において、チップ６４側の圧力面６９よりも、ハブ６３側の圧力面６９におけるウェークが大きくなることを見出した。

そして、本発明者は、羽根６０の最大部７１を羽根６０の中間部７２よりもチップ６４側に設けて、最大部７１とハブ６３との間の圧力面６９の表面積を大きくすることによって、ハブ６３側の圧力面６９においてウェークが大きくなることを抑制できることを見出した。

以上説明したように、本実施形態によれば、ｍａｘΔθとなる最大部７１が、羽根６０の中間部７１よりもチップ６４側に設けられるので、最大部７１とハブ６３との間の羽根６０の圧力面６９の表面積を大きくすることができる。その結果、ハブ板５０が回転すると、最大部７１とハブ６３との間の羽根６０の圧力面６９の気体の圧力を高めることができる。これにより、回転する羽根６０の後縁６２の端部６８とその周囲の気体との相対速度（流速）が小さくなり、後縁６２近傍の圧力面６９において気流の剥離が発生することが抑制される。そのため、後縁６２の端部６８におけるウェークが小さくなる。したがって、損失が低減され、圧縮効率の低減が抑制されるので、羽根車４０の性能の低下及び遠心圧縮機１００の性能の低下が抑制される。

また、本実施形態においては、翼高さ方向に関して、最大部７１は、６０％以上８０％以下の位置に設けられる。これにより、圧縮効率の低減が抑制され、羽根車４０の性能の低下及び遠心圧縮機１００の性能の低下が抑制される。

また、本実施形態においては、角度αｈは、９０［°］よりも小さく、角度αｓは、９０［°］よりも小さい。これにより、圧縮効率の低減が抑制され、羽根車４０の性能の低下及び遠心圧縮機１００の性能の低下が抑制される。

また、本実施形態においては、角度αｓは、角度αｈよりも大きい。これにより、圧縮効率の低減が抑制され、羽根車４０の性能の低下及び遠心圧縮機１００の性能の低下が抑制される。

なお、本実施形態においては、羽根車４０がオープン羽根車であることとした。オープン羽根車に本発明の態様を適用することにより、気流の剥離及びウェークの発生が効果的に抑制される。なお、羽根車４０は、オープン羽根車でなくてもよい。羽根車４０は、シュラウドが接続されたシュラウド付き羽根車（クローズドインペラ）でもよい。以下の実施形態においても同様である。

＜第２実施形態＞
第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。

図１２は、本実施形態に係る羽根６０の後縁６２の形状の一例を模式的に示す図である。図１２において、横軸は、基準線Ｌｒからの距離（リーン量）を示す。縦軸は、翼高さ方向の位置を無次元化した値を示す。翼高さ方向に関して、ハブ６３との境界の後縁６２の端部６８の位置は、０％位置である。翼高さ方向に関して、チップ６４との境界の後縁６２の端部６７の位置は、１００％位置とする。翼高さ方向に関して、羽根６０の中間部７２の位置は、５０％位置である。

図１２に示すように、回転方向に関して、基準線Ｌｒと仮想線Ｌｍとの距離を基準リーン量Δθｒ、基準線Ｌｒと中心線Ｌｃとの距離を後縁リーン量Δθ、後縁リーン量Δθの最大値をｍａｘΔθとしたとき、Δθは、Δθｒよりも大きい。

また、ｍａｘΔθとなる羽根６０の最大部７１は、翼高さ方向の羽根６０の中間部７２よりもチップ６４側に設けられる。本実施形態において、最大部７１は、端部（第１端部）６７を含む。

ハブ６３は、基準線Ｌｒと直交するハブ面を含む。チップ６４は、基準線Ｌｒと直交するチップ面を含む。ハブ面は、ハブ６３の表面を通り、基準線Ｌｒと直交する仮想面である。チップ面は、チップ６４の表面を通り、基準線Ｌｒと直交する仮想面である。

本実施形態において、第１方向を向く羽根６０の圧力面６９とハブ面とがなす角度αｈは、９０［°］よりも小さい。圧力面６９とチップ面とがなす角度αｓは、９０［°］である。すなわち、角度αｈは、鋭角である。角度αｓは、直角である。

以上説明したように、本実施形態においても、後縁６２近傍の圧力面６９において気流の剥離が発生することが抑制される。そのため、後縁６２の端部６８におけるウェークが小さくなる。したがって、損失が低減され、圧縮効率の低減が抑制されるので、羽根車４０の性能の低下及び遠心圧縮機１００の性能の低下が抑制される。

また、本実施形態においては、羽根６０を加工性良く製造することができる。

１０ ハウジング
１１ 入口ダクト
１１Ｍ 流入口
１２ 出口ダクト
１２Ｍ 流出口
１３ 表面
１４ 内面
１５ 後面
１６ 通路
４０ 羽根車
５０ ハブ板
５１ 前面
５２ 表面
５３ 背面
５４ 側面
６０ 羽根
６０Ｊ 羽根
６１ 前縁
６２ 後縁
６３ ハブ
６４ チップ
６５ 端部
６６ 端部
６７ 端部（第１端部）
６８ 端部（第２端部）
６９ 圧力面
６９Ａ 領域
７０ 負圧面
７１ 部分（最大部）
７２ 中間部
９０ ディフューザ
９１ シャフト部材
９２ モータ
１００ 遠心圧縮機
ＡＸ 回転軸
Ｌｃ 中心線
Ｌｍ 仮想線
Ｌｒ 基準線

Claims (7)

1. 回転軸を中心に第１方向に回転するハブ板と、
   前記ハブ板の表面において前記回転軸の回転方向に配置される複数の羽根と、
   を備え、
   前記羽根は、
   前縁と、
   後縁と、
   ハブと、
   チップと、
   を有し、
   前記羽根は、形状が等しい複数の翼断面を前記回転方向にシフトしながら前記ハブ板の表面と交差する曲面要素をガイドとして前記羽根の翼高さ方向に積層された形状を有し、
   前記第１方向を向く前記羽根の圧力面は、前記第１方向に突出する曲面であり、前記回転方向に関して前記第１方向の逆方向である第２方向を向く前記羽根の負圧面は、前記第２方向に凹む曲面であり、
   前記チップとの境界の前記後縁の第１端部が前記ハブとの境界の前記後縁の第２端部よりも前記第１方向に配置されるように前記後縁にタンジェンシャルリーンが与えられ、
   前記チップの境界の前記前縁の第３端部が前記ハブとの境界の前記前縁の第４端部よりも前記第１方向に配置されるように前記前縁にタンジェンシャルリーンが与えられ、
   前記回転方向に関して、前記ハブ板の表面に垂直な基準線と、前記第１端部と前記第２端部とを結ぶ仮想線との距離を基準リーン量Δθｒ、
   前記回転方向に関して、前記基準線と、前記第１端部と前記第２端部との間の前記後縁の中心線との距離を後縁リーン量Δθ、
   前記後縁リーン量Δθの最大値をｍａｘΔθ、
   としたとき、
   前記Δθは、前記Δθｒよりも大きく、
   前記ｍａｘΔθとなる前記羽根の最大部は、前記ハブから前記チップまでの前記羽根の翼高さ方向の前記羽根の中間部よりも前記チップ側に設けられる、
   羽根車。
2. 前記翼高さ方向に関して、前記第２端部の位置を０％位置、前記第１端部の位置を１００％位置としたとき、前記最大部は、６０％以上８０％以下の位置に設けられる、
   請求項１に記載の羽根車。
3. 前記ハブは、前記基準線と直交するハブ面を含み、
   前記チップは、前記基準線と直交するチップ面を含み、
   前記第１方向を向く前記羽根の圧力面と前記ハブ面とがなす角度αｈは、９０［°］よりも小さく、
   前記圧力面と前記チップ面とがなす角度αｓは、９０［°］よりも小さい、
   請求項１又は請求項２に記載の羽根車。
4. 前記角度αｓは、前記角度αｈよりも大きい、
   請求項３に記載の羽根車。
5. 前記ハブは、前記基準線と直交するハブ面を含み、
   前記チップは、前記基準線と直交するチップ面を含み、
   前記第１方向を向く前記羽根の圧力面と前記ハブ面とがなす角度αｈは、９０［°］よりも小さく、
   前記圧力面と前記チップ面とがなす角度αｓは、９０［°］である、
   請求項１又は請求項２に記載の羽根車。
6. ハウジングと、
   前記ハウジングの内部に配置される請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の羽根車と、
   を備える遠心圧縮機。
7. 前記羽根車は、オープン羽根車である、請求項６に記載の遠心圧縮機。

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