專利名稱：離心壓縮機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種離心壓縮機，其具備在殼體內被支承為旋轉自如的葉輪和以包圍前述葉輪的方式配置在殼體內的多片導葉。
背景技術：
在以往的離心壓縮機中，存在著各種形式的離心壓縮機，在一般的離心壓縮機中， 設有在殼體內被支承為旋轉自如的、被稱為渦輪的離心葉輪和以包圍該葉輪的方式配置于其下游側的擴散器。在該葉輪上，在由旋轉軸支承的輪轂的外周設有多片被稱為葉片的翼片。使用該離心壓縮機來使流體升壓的機構如以下所說明。首先，通過葉輪旋轉而將成為壓縮對象的流體從殼體的入口側吸入。此時，通過葉輪的旋轉而對被吸入殼體內的流體提供能量。從葉輪放出的流體由配置于葉輪的下游側(外周側)的擴散器減速，此時，將對流體提供的旋轉能量轉換為流體的壓力上升能量。這樣被壓縮而升壓的流體進而匯集在其下游側(外周側)的旋渦狀的渦旋部分，供給至必要之處。在該擴散器中，如果大致區分，則存在著沒有導葉的擴散器和設有導葉的擴散器。 一般而言，前者的沒有導葉的擴散器雖然具有能夠使用的流量的范圍廣的優點，但被認為效率差。另一方面，后者的設有導葉的擴散器雖然能夠使用的流量的范圍窄，但被認為效率優異。所以，尤其是關于后者的擴散器，一直以來提出有各種方案。日本特開昭53-119411號所記載的技術是為了解決設有導葉的擴散器的能夠使用的流量的范圍窄的課題而提出的。具體而言，提出了導葉的長度為該導葉的間隔的0.9 倍以下、即葉片盤面積比(導葉的長度/導葉的間隔)較小的離心壓縮機。然而，在設有導葉的的擴散器、尤其是葉片盤面積比(導葉的長度/導葉的間隔) 較小的擴散器中，存在著容易產生大的噪音的問題。為了解決該技術的課題而提出的技術是日本特許第3110205號所記載的技術。該日本特許第3110205號所記載的技術是這樣的技術離心壓縮機具備離心葉輪、以及包括配置于該葉輪的下游側的一對擴散器板和在該擴散器板之間以圓形翼片列狀設置的導葉的帶葉片擴散器，在該離心壓縮機中，帶葉片擴散器的導葉由前緣半徑相等且長度不同的長、短兩個種類的導葉構成，而且，在相鄰的長導葉之間設置有一片以上的短葉片。依照該技術，在這樣的構成的離心壓縮機中，由于在擴散器的入口側，導葉的片數多，因而由于擴散器和離心葉輪的干涉而導致離心葉輪的出口側的周方向、即翼片的節距方向上的流體的流動分布的不一樣性變小。因此，由于流入擴散器的流體的流動的變動變小，因而認為由壓力變動引起的的翼片通過頻率所決定的噪音變小。在該日本特許第3110205號記載的技術中，帶葉片擴散器的導葉前緣半徑相等， 且短導葉設在擴散器的上游側。然而，對于由短導葉實現的作用即整流作用、及摩擦力及流路的面積的縮小所導致的作用而言，在擴散器的上游側流體的流速比較快所以由流路的面積的縮小導致的流速的增加及摩擦力引起的總壓損失的增加量比整流作用所實現的總壓損失的下降量更大。因此，短導葉配置于擴散器的上游側大多帶來不利影響。
發明內容
本發明是想要解決上述現有的課題而提出的，其課題在于提供一種離心壓縮機， 能夠有效地實現由配置于長導葉之間的短導葉實現的整流作用、及由摩擦力及流路的面積的縮小而帶來的作用。解決上述課題的本發明是一種離心壓縮機，具備在殼體內被支承為旋轉自如的葉輪、和在所述殼體內以包圍所述葉輪的方式配置于所述葉輪的下游側的擴散器，所述擴散器具有隔開間隔地配置的多片導葉，其中，所述多片導葉由長導葉和短導葉構成，所述長導葉和所述短導葉后緣半徑相同且長度不同，在相鄰的長導葉之間配置有至少一片短導葉， 所述短導葉的高度構成為從前緣側朝向后緣側變高。依照本發明的離心壓縮機，由于長導葉和短導葉的后緣半徑 相同，因而短導葉配置于擴散器的更下游側。由短導葉導致的整流作用、及摩擦力及流路的面積的縮小，在擴散器的上游側流體的流速快而大多起到不利作用，但在擴散器的下游側流體的流速比較慢、 邊界層容易擴大而引起剝離。因此，與由于導葉而產生的流路的面積的縮小所導致的流速的增加及摩擦力所導致的總壓損失的增加量相比，利用導葉的整流作用而實現的邊界層的剝離抑制所帶來的總壓損失的下降量大，與將短導葉配置于上游側的情況相比更有利地起作用。所以，通過將短導葉配置于擴散器的下游側，能夠更顯著地體現由短導葉所實現的整流效果。另外，由于短導葉本身構成為從其前緣側朝向后緣側變高，因而在對于體現整流作用有利的下游側，導葉的高度較高，相反在不利的上游側導葉的高度較低，在整流作用不利的上游側整流作用較小，在整流作用有利的下游側整流作用較大，能夠進一步更顯著地體現短導葉的整流效果。
圖1是表示本發明的一個實施方式的離心壓縮機的橫剖面圖。圖2是表示該實施方式的離心壓縮機的部分縱剖面圖。圖3是表示該實施方式的離心壓縮機的擴散器的導葉的配置的主視圖。圖4是表示本發明的不同的實施方式的離心壓縮機中的擴散器的導葉的配置的主視圖。圖5是表示本發明的又一不同的實施方式的離心壓縮機的局部縱剖面圖。
具體實施例方式以下，基于附圖所示的實施方式進一步詳細地說明本發明。例如，如圖廣圖3所示，本發明的離心壓縮機1具備大致圓錐狀的葉輪3和由多片導葉5構成的擴散器4，其中，葉輪3在中空圓盤狀的殼體2內的中央被未圖示的軸承支承為旋轉自如，被稱為渦輪，導葉5以包圍該葉輪3的方式在殼體2內的葉輪3的下游側(夕卜周側)環狀地配置。葉輪3通過在由未圖示的旋轉軸支承的大致圓錐狀的輪轂3a的外周設有多片被稱為葉片的傾斜的翼片3b而構成。設于該葉輪3的多片翼片3b以相對于圓周方向以大致相同的傾斜角度傾斜的狀態配置。此外，關于翼片3b的端緣，將殼體2的入口側(上游側) 稱為前緣部3c，將與殼體2的內面相對應而以大致圓弧狀彎曲的側端緣稱為套筒部3d，將與擴散器4相向的出口側(下游側)稱為后緣部3e。以包圍該葉輪3的方式，以與前述后緣部3e相向的方式在殼體2內的下游側(外周側)配置有多片導葉5，形成擴散器4。在該導葉5中，如圖3所示，存在著長度不同的長導葉5a和短導葉5b的兩個種類，這些長度不同的長導葉5a的后緣半徑和短導葉5b的后緣半徑如作為后緣半徑Rb所示那樣是相同的。另外，在圖廣圖3所示的 本實施方式中，這些長導葉5a和短導葉5b每隔一片交互地隔開間隔而在殼體2內配置為環狀。這樣，由于長導葉5a的后緣半徑和短導葉5b的后緣半徑為相同的后緣半徑Rb，因而短導葉5b配置于擴散器4的下游側。另外，如圖2所示，短導葉5b構成為從其前緣側朝向后緣側而高度慢慢地變高。另一方面，長導葉5a從前緣側至后緣側都是相同的高度。另外，如圖1和圖3所示，這些多片導葉5以相對于圓周方向以大致相同的傾斜角度傾斜的狀態配置。此外，設于旋轉的葉輪 3的多片翼片3b的傾斜方向和構成擴散器4的導葉5的傾斜方向是相反的方向，因而通過葉輪3的旋轉而送入擴散器4內的流體被導葉5減速。而且，在殼體2內的擴散器4的下游側(外周側)，形成有旋渦狀的渦旋部2a。此夕卜，在本實施方式中，如圖2所示，渦旋部2a的截面形狀是大致圓形狀，比擴散器4內的空間寬度更寬。接著，對被取入離心壓縮機1的流體經歷怎樣的經過而由本發明的離心壓縮機1 升壓并供給至必要處的情況詳細地進行說明。首先，葉輪3從未圖示的電動機、增速機等接受旋轉力而旋轉，從而將成為壓縮對象的流體從設于殼體2的中央的入口側、即葉輪3的前緣部3c吸入。此時，通過葉輪3的旋轉而對流體提供旋轉能量。從葉輪3的后緣部3e放出的流體被送入配置于葉輪3的下游側(外周側)的擴散器4的內部。由于設于旋轉的葉輪3的多片翼片3b的傾斜方向和構成擴散器4的導葉5的傾斜方向是相反的方向，因而通過葉輪3的旋轉而送入擴散器4 內的流體由于與導葉5碰撞而被減速。即，通過葉輪3的旋轉而對流體提供的旋轉能量由該擴散器4轉換成流體的壓力上升能量，流體被壓縮。在本發明中，構成擴散器4的導葉5中，長導葉5a的后緣半徑和短導葉5b的后緣半徑為相同的后緣半徑Rb，因而短導葉5b配置于擴散器4的下游側。借助該短導葉5b實現下述作用整流作用、及由摩擦力及流路的面積的縮小導致的作用。在擴散器4的下游側，到達此處的流體的流速比較慢，流體的邊界層容易擴大而引起剝離。但通過將短導葉5b 配置于該擴散器4的下游側，能夠通過整流作用而抑制上述的邊界層的剝離。另外，由于流速比較慢，因而能夠減小摩擦力及流路的面積的縮小所導致的不良影響。所以，通過將短導葉5b配置于擴散器4的下游側，能夠更有效地體現整流作用、及摩擦力及流路的面積縮小的作用。另外，由于短導葉5b本身也構成為從其前緣側朝向后緣側變高，因而在對整流作用的體現有利的下游側導葉5b的高度較高，相反，在不利的上游側導葉5b的高度較低，在整流作用不利的上游側整流作用較小，在整流作用有利的下游側整流作用較大，從而能夠進一步更顯著地體現短導葉5b的整流效果。這樣，由于使短導葉5b的高度沿流體的流動方向變化，因而能夠沿流動方向適當調整短導葉5b所實現的整流作用、及摩擦力或流路的面積縮小。這樣地通過擴散器4并被壓縮從而被升壓了的流體在從擴散器4放出后，匯集在形成于殼體2的下游側(外周側)的旋渦狀的渦旋部2a，供給至必要之處。圖4表示本發明的不同的實施方式的離心壓縮機1中的擴散器4的導葉5的配置。 在該實施方式中，不像圖廣圖3所示的實施方式那樣地長導葉5a和短導葉5b —片一片地交互地隔開間隔而在殼體2內配置為環狀，而是長導葉5a和短導葉5b以在相鄰的長導葉 5a、5a之間配置有兩片短導葉5b、5b的方式隔開間隔而配置為環狀。也可以這樣地在相鄰的長導葉5a、5a之間配置多片短導葉5b。圖5表示本發明的又一不同的實施方式的離心壓縮機1。在該實施方式中，短導葉 5b的高度不是構成為從其前緣側朝向后緣側慢慢地變高，而是構成為端緣為細小的階梯狀而從前緣側朝向后緣側變高。
權利要求
1. 一種離心壓縮機，具備在殼體內被支承為旋轉自如的葉輪、和在所述殼體內以包圍所述葉輪的方式配置于所述葉輪的下游側的擴散器，所述擴散器由隔開間隔地配置的多片導葉構成，所述離心壓縮機中，所述多片導葉由長導葉和短導葉構成， 所述長導葉和所述短導葉后緣半徑相同而長度不同， 在相鄰的長導葉之間配置至少一片短導葉， 所述短導葉的高度構成為從前緣側朝向后緣側變高。
全文摘要
一種離心壓縮機，具備在外殼內被支承為旋轉自如的葉輪、和以包圍葉輪的方式配置于葉輪的下游側的由多片導葉構成的擴散器，其中，在相鄰的長導葉之間配置有至少一片短導葉，短導葉的高度構成為從前緣側朝向后緣側變高。通過這樣的構成，能夠使短導葉所實現的整流作用、及由摩擦力或流路的面積的縮小實現的作用有效地體現。
文檔編號F04D29/44GK102434491SQ20111029882
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月28日 優先權日2010年9月29日
發明者出口智如 申請人:株式會社神戶制鋼所