JPH09296799A - 遠心圧縮機のインペラ - Google Patents
遠心圧縮機のインペラInfo
- Publication number
- 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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- Japan
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- impeller
- flow
- line element
- blade
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- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 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。 【解決手段】 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曲線線素と直線線素との
隔たりを流路中央近傍で直線線素の長さの０．０５乃至
０．６５倍にする。
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。 【解決手段】 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曲線線素と直線線素との
隔たりを流路中央近傍で直線線素の長さの０．０５乃至
０．６５倍にする。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【図２】図２はその作用説明図である。
【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。
機のインペラの断面図である。
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
───────────────────────────────────────────────────── 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
Claims (1)
- 【請求項１】 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倍であることを特徴とする遠心圧縮機
のインペラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11159696A JPH09296799A (ja) | 1996-05-02 | 1996-05-02 | 遠心圧縮機のインペラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11159696A JPH09296799A (ja) | 1996-05-02 | 1996-05-02 | 遠心圧縮機のインペラ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09296799A true JPH09296799A (ja) | 1997-11-18 |
Family
ID=14565372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11159696A Withdrawn JPH09296799A (ja) | 1996-05-02 | 1996-05-02 | 遠心圧縮機のインペラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09296799A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100464045B1 (ko) * | 2002-01-08 | 2005-01-03 | 엘지전자 주식회사 | 진공청소기용 원심팬 |
| CN102562654A (zh) * | 2012-01-03 | 2012-07-11 | 大同北方天力增压技术有限公司 | 一种径流式压气机叶轮叶型设计方法 |
| CN104005991A (zh) * | 2011-04-13 | 2014-08-27 | 株式会社日立制作所 | 叶轮 |
| EP2918848A1 (en) | 2012-11-06 | 2015-09-16 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Impeller for centrifugal rotary machine, and centrifugal rotary machine |
| JP2016531241A (ja) * | 2013-09-12 | 2016-10-06 | 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． | 遠心圧縮機用の液体耐性インペラ |
| JP2017502207A (ja) * | 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． | 非線形の翼前縁を有する遠心圧縮機インペラおよび関連する設計方法 |
| FR3089576A1 (fr) * | 2018-12-05 | 2020-06-12 | Safran Helicopter Engines | Rouet centrifuge |
-
1996
- 1996-05-02 JP JP11159696A patent/JPH09296799A/ja not_active Withdrawn
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100464045B1 (ko) * | 2002-01-08 | 2005-01-03 | 엘지전자 주식회사 | 진공청소기용 원심팬 |
| CN104005991A (zh) * | 2011-04-13 | 2014-08-27 | 株式会社日立制作所 | 叶轮 |
| CN102562654A (zh) * | 2012-01-03 | 2012-07-11 | 大同北方天力增压技术有限公司 | 一种径流式压气机叶轮叶型设计方法 |
| EP2918848A1 (en) | 2012-11-06 | 2015-09-16 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Impeller for centrifugal rotary machine, and centrifugal rotary machine |
| US9897101B2 (en) | 2012-11-06 | 2018-02-20 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Impeller for centrifugal rotary machine, and centrifugal rotary machine |
| EP2918848B1 (en) * | 2012-11-06 | 2018-06-06 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Impeller for centrifugal rotary machine, and centrifugal rotary machine |
| JP2016531241A (ja) * | 2013-09-12 | 2016-10-06 | 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． | 遠心圧縮機用の液体耐性インペラ |
| US10920788B2 (en) | 2013-09-12 | 2021-02-16 | Nuovo Pignone Srl | Liquid tolerant impeller for centrifugal compressors |
| JP2017502207A (ja) * | 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． | 非線形の翼前縁を有する遠心圧縮機インペラおよび関連する設計方法 |
| US10634157B2 (en) | 2014-01-07 | 2020-04-28 | Nuovo Pignone Srl | Centrifugal compressor impeller with non-linear leading edge and associated design method |
| FR3089576A1 (fr) * | 2018-12-05 | 2020-06-12 | Safran Helicopter Engines | Rouet centrifuge |
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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 |