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JPS6215760B2 - - Google Patents
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JPS6215760B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6215760B2
JPS6215760B2 JP57137829A JP13782982A JPS6215760B2 JP S6215760 B2 JPS6215760 B2 JP S6215760B2 JP 57137829 A JP57137829 A JP 57137829A JP 13782982 A JP13782982 A JP 13782982A JP S6215760 B2 JPS6215760 B2 JP S6215760B2
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JP
Japan
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blade
impeller
tip
curvature
front surface
Prior art date
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JP57137829A
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English (en)
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JPS5841299A (ja
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Baanaado Furenchi Pieeru
Josefu Rangudon Hooru
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HOLSET ENGINEERING CO
Original Assignee
HOLSET ENGINEERING CO
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Publication date
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    • 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
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/20—Rotors
    • F05D2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
    • F05D2240/304—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor related to the trailing edge of a rotor blade

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は遠心圧縮機用インペラに関し、特にイ
ンペラのブレードの形状に関する。
現用の通常の圧縮機のインペラは回転駆動軸に
取付け得るハブ部と、ハブ部と一体に同一軸線と
しハブの回転軸線に直線の平面内にあるデイスク
部とを有する。一連のベーン即ちブレードをデイ
スク部とハブ部の前面に取付けてインペラに供給
された空気又は他のガスにほぼ放射方向の運動を
与える。このために、ブレード自体はハブ部のほ
ぼ半径方向に延長するが各種の変型がある。例え
ばブレードを半径方向に一致させ、又は、ブレー
ドの半径方向外方部分半径方向に対して回転方向
後向き即ち半径方向に対して回転方向後方に後退
角を形成させる。この後向きとしたブレードは直
線のものも曲面のものもある。主ブレードの間に
主ブレードより軸線方向に短いスプリツタブレー
ドを有するインペラもある。
インペラ効率の向上はブレード先端を離れるガ
スの後流（ウエーク）の減少に関係し、従つて、
性能の改善も後流の減少に関係している。従来の
後流を減少させる方法は、ブレードの負荷とイン
ペラの中における拡散率を制御することであつ
た。
本発明は、インペラ出口で見られるように、後
流は主としてブレード先端付近における急速な負
荷軽減によるものであるとの仮説に基づいてい
る。遅く発達し急速に成長する後流によりブレー
ドの負圧面（後面）に沿つて流れる逆流が生じ
る。この不利な効果は、充分高い後退角（50〜55
度）を用いないかぎり、従来のインペラに生じ
る。このような高い後退角は応力の点で実用的で
ない場合が多いが、上述の仮説によれば、ブレー
ド先端付近の急激な後退彎曲を用いることにより
応力レベルをあまり上昇させないでブレード先端
における負荷軽減を行うことができる。後退角の
配設を遅らせることにより、ブレードの曲率半径
をスムーズに徐々に減少させることがガスの局部
的な高加速を避けるために必要となる。
本発明の目的はブレード形状を改良してインペ
ラの等エントロピー効率を良くすることにある。
本発明によつて、通常の圧縮機インペラのブレ
ードの形状を改良して、(a)ブレードが正しく半径
方向の時は先端部に後退角を設け、(b)ブレードが
直線状でかつ後退角を有する時は先端部を更に大
きい後退角とし、(c)ブレードが曲面でかつ後退角
を有する時に先端部を更に大きい後退角とする。
先端部の曲率半径はブレード主部の曲率半径より
小さくする。後退した先端部は曲面とし、ブレー
ドの前面即ち圧力面の曲率半径はブレードの半径
方向外方端に向つて均等に減少し、最小曲率半径
はブレードの半径方向外方端で生じさせる。
実験の結果、従来の後流減少方法を採用した場
合に期待されることとは反対に、本発明により構
成されたインペラは、従来のものに比較し、等エ
ントロピー効果を著しく向上することがわかつ
た。
本発明を例示とした実施例並びに図面について
説明する。
第１〜３図は既知のインペラを示し、デイスク
部１０は滑らかに同一軸線のハブ部１２に合致す
る。ハブ部１２に形成した長手方向の通り孔１４
によつてインペラを図示しない回転駆動軸に取付
ける。デイスク部の後面１６は平面とする。イン
ペラのデイスク部とハブ部によつて形成する曲面
の前面１８に複数のほぼ前方に延長する主ベーン
即ちブレード２０を支持する。本明細書ではブレ
ードと称する。ブレード２０は第１図の例では回
転軸線に対して正しく半径方向に延長する。この
ブレードはインペラの回転時に生じる遠心力によ
るモーメントを受けることがない。図示のインペ
ラは各主ブレード２０の間に別のブレード２２を
有する。別のブレード２２は軸線方向の長さが主
ブレードより短く、通常スプリツターブレードと
各付けられる。
他の既知のインペラではブレード２０，２２が
正しく半径方向でなく、半径方向に対して後退角
を有するものがある。すべての既知のインペラで
は、ブレードの先端部、即ちインペラの外周に近
い部分は(1)直線で半径方向、(2)半径方向に対して
直線で後向き、(3)半径方向に対して後向きで曲面
であり先端部の曲率は長さ方向について一定の何
れかである。
本発明によつて、(a)ブレードが直線で半径方向
である時は先端部の前面を後退角を有するものと
し、(b)ブレードが直線でかつ半径方向に後退角を
有するときはブレード先端部の前面を更に大きい
後退角とし、(c)ブレードが半径方向に対して後退
角を有し曲面である時は先端部前面の曲率半径を
小さくする。
第４図は本発明による上述の型式(a)の例を示
し、主ブレード２０′とスプリツタブレード２
２′とは全長の大部分は半径方向に直線とする。
しかし、本発明によつて、先端部２０a′，２２
a′は後向き即ち半径方向に対して回転方向と反対
方向の後退角を有する。
第５図は第４図のブレード先端部２０′ａ，２
２′ａの拡大図を示す。この先端部の曲率は前面
と後面との２個の曲線によつて形成される。両面
の曲率半径をR1，R2として示す。
ブレード先端部の前面即ち圧力面を限定する曲
線R1は一定の曲率半径で形成せず、ブレード２
０′の前面の半径方向に直線状に延びる部分との
接続点からインペラ外周線と交わる部分まで曲率
半径が均等に減少するようにし、最小曲率半径の
部分は前面とインペラ外周線とが交わる部分とす
る。
ブレード後面を限定する曲線R2は任意の形状
とし、ブレード後面の半径方向面が、ブレード前
面の曲線がインペラ外周線と交わる位置において
ブレード前面と滑らかに結合するようにする。
第６図は前述の型式(b)の例を示し、直線状で半
径方向に対して後退角を持つブレード２０″の先
端部に更に大きい後退角部分２０″ａを形成す
る。上述と同様にブレードの前面即ち圧力面の先
端部曲線R1はブレード２０′の前面の直線状に延
びる部分との接続点からインペラ外周線と交わる
部分まで曲率半径が均等に減少し、最小半径の位
置はブレード前面がインペラ外周線に交わる点と
する。
第７図は前述の型式(c)の例を示し、主ブレード
２０を半径方向に対して後向きの曲面とした場
合に先端部２０ａを更に後向きとする。この形
式のインペラにおいては、本発明による先端部２
０ａの曲率半径R1，R2，………Ｒoはすべてブ
レード主部分２０を形成する曲率半径R0より
も小とし、本発明による先端部２０ａは主部分
２０との交点から順次半径方向外方に向つて曲
率半径が減少する。
この実施例では、R1＞R2＞R3＞………Ｒoとな
る。
本発明による最も簡単な例を第８図に示し、既
存の半径方向のブレード２０の前面即ち圧力面の
先端部を機械加工例えばやすり仕上げによつて均
等に曲率半径の減少する後向きの曲面を形成す
る。
本発明によつて、既知のインペラに比較して先
端部の後向き角度を大とした曲面を形成すること
によつて、圧縮機の等エントロピー効率が良くな
ることを確かめた。
【図面の簡単な説明】
第１図ないし第３図は既知のインペラを示し第
１図は既知の半径方向のブレードを有するインペ
ラの正面図、第２図は第１図の−線に沿う断
面図、第３図は第１図の−線に沿う部分拡大
断面図。第４図ないし第８図は本発明インペラを
示し、第４図は本発明の第１の実施例によるイン
ペラの正面図、第５図は第４図のインペラのブレ
ード先端部を示す部分拡大図、第６図は第５図と
同様であるが他の型式のインペラに本発明を適用
した部分拡大図、第７図は第５図と同様であるが
別の型式のインペラに本発明を適用した部分拡大
図、第８図は第５図と同様であるが第１図のイン
ペラに本発明を適用した部分拡大図である。 １０：デイスク部、１２：ハブ部、１６：後
面、１８：前面、２０，２０′，２０″，２０：
ブレード、２０′ａ，２０″ａ，２０ａ：先端
部、２２，２２′：スプリツタブレード、２２′
ａ：スプリツタブレード先端部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 回転駆動軸に取付け得るハブ部と、ハブ部と
    一体にハブ部の回転軸線に直角の平面内にあつて
    同一軸線のデイスク部と、デイスク部とハブ部の
    前面に取付けられた複数の半径方向に延長するブ
    レードとを含む遠心圧縮機用インペラにおいて、
    半径方向に延長するブレード２０′，２２′が後向
    き即ち半径方向に対して後退角を有する先端部２
    ０′ａ，２２′ａを備え、上記後向き先端部２０′
    ａ，２２′ａのブレード前面即ち圧力面を限定す
    る面を曲面とし、上記前面の曲率はブレードの半
    径方向外方端に向つて均等な率で曲率半径が減少
    して最小曲率半径がブレードの半径方向外方端で
    生ずることを特徴とする遠心圧縮機用インペラ。 ２ 回転駆動軸に取付け得るハブ部と、ハブ部と
    一体に同一軸線としハブ部の回転軸線に直角の平
    面内にあるデイスク部と、デイスク部とハブ部の
    前面に取付けられた複数の直線状でかつ半径方向
    に対してある後退角をもつブレードとを含む遠心
    圧縮機用インペラにおいて、上記後退角を有する
    ブレード２０″が更に後退角を大にした先端部２
    ０″ａを備え、上記先端部のブレード前面即ち圧
    力面を限定する面を曲面とし、上記先端部前面の
    曲面はブレードの半径方向外方端に向けて均等な
    率で曲率半径が減少して最小曲率半径がブレード
    の半径方向外方端で生ずることを特徴とする遠心
    圧縮機用インペラ。 ３ 回転駆動軸に取付け得るハブ部と、ハブ部と
    一体に同一軸線としハブ部の回転軸線に直角の平
    面内にあるデイスク部と、デイスク部とハブ部の
    前面に取付けられた複数の曲面で且つ半径方向に
    対して後退角をもつブレードとを含む遠心圧縮機
    用インペラにおいて、上記曲面で半径方向に対し
    て後退角をもつブレード２０が更に後退角を大
    にした先端部２０ａを備え、更に後退角を大と
    した先端部２０ａのブレード前面即ち圧力面を
    限定する面を曲面とし、上記先端部前面の曲面は
    ブレードの半径方向外方端に向けて均等な率で曲
    率半径が減少して最小曲率半径がブレードの半径
    方向外方端で生ずことを特徴とする遠心圧縮機用
    インペラ。
JP57137829A 1981-08-07 1982-08-07 遠心圧縮機用インペラ Granted JPS5841299A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB8124143 1981-08-07
GB8124143 1981-08-07

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JPS5841299A JPS5841299A (ja) 1983-03-10
JPS6215760B2 true JPS6215760B2 (ja) 1987-04-09

Family

ID=10523763

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57137829A Granted JPS5841299A (ja) 1981-08-07 1982-08-07 遠心圧縮機用インペラ

Country Status (10)

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US (1) US4543041A (ja)
EP (1) EP0072177B1 (ja)
JP (1) JPS5841299A (ja)
BR (1) BR8204649A (ja)
CA (1) CA1204091A (ja)
DE (1) DE3275000D1 (ja)
ES (1) ES276974Y (ja)
IN (1) IN156899B (ja)
MX (1) MX155677A (ja)
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