专利名称：离心压缩机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种离心压缩机，其具备在壳体内被支承为旋转自如的叶轮和以包围前述叶轮的方式配置在壳体内的多片导叶。
背景技术：
在以往的离心压缩机中，存在着各种形式的离心压缩机，在一般的离心压缩机中， 设有在壳体内被支承为旋转自如的、被称为涡轮的离心叶轮和以包围该叶轮的方式配置于其下游侧的扩散器。在该叶轮上，在由旋转轴支承的轮毂的外周设有多片被称为叶片的翼片。使用该离心压缩机来使流体升压的机构如以下所说明。首先，通过叶轮旋转而将成为压缩对象的流体从壳体的入口侧吸入。此时，通过叶轮的旋转而对被吸入壳体内的流体提供能量。从叶轮放出的流体由配置于叶轮的下游侧(外周侧)的扩散器减速，此时，将对流体提供的旋转能量转换为流体的压力上升能量。这样被压缩而升压的流体进而汇集在其下游侧(外周侧)的旋涡状的涡旋部分，供给至必要之处。在该扩散器中，如果大致区分，则存在着没有导叶的扩散器和设有导叶的扩散器。 一般而言，前者的没有导叶的扩散器虽然具有能够使用的流量的范围广的优点，但被认为效率差。另一方面，后者的设有导叶的扩散器虽然能够使用的流量的范围窄，但被认为效率优异。所以，尤其是关于后者的扩散器，一直以来提出有各种方案。日本特开昭53-119411号所记载的技术是为了解决设有导叶的扩散器的能够使用的流量的范围窄的课题而提出的。具体而言，提出了导叶的长度为该导叶的间隔的0.9 倍以下、即叶片盘面积比(导叶的长度/导叶的间隔)较小的离心压缩机。然而，在设有导叶的的扩散器、尤其是叶片盘面积比(导叶的长度/导叶的间隔) 较小的扩散器中，存在着容易产生大的噪音的问题。为了解决该技术的课题而提出的技术是日本特许第3110205号所记载的技术。该日本特许第3110205号所记载的技术是这样的技术离心压缩机具备离心叶轮、以及包括配置于该叶轮的下游侧的一对扩散器板和在该扩散器板之间以圆形翼片列状设置的导叶的带叶片扩散器，在该离心压缩机中，带叶片扩散器的导叶由前缘半径相等且长度不同的长、短两个种类的导叶构成，而且，在相邻的长导叶之间设置有一片以上的短叶片。依照该技术，在这样的构成的离心压缩机中，由于在扩散器的入口侧，导叶的片数多，因而由于扩散器和离心叶轮的干涉而导致离心叶轮的出口侧的周方向、即翼片的节距方向上的流体的流动分布的不一样性变小。因此，由于流入扩散器的流体的流动的变动变小，因而认为由压力变动引起的的翼片通过频率所决定的噪音变小。在该日本特许第3110205号记载的技术中，带叶片扩散器的导叶前缘半径相等， 且短导叶设在扩散器的上游侧。然而，对于由短导叶实现的作用即整流作用、及摩擦力及流路的面积的缩小所导致的作用而言，在扩散器的上游侧流体的流速比较快所以由流路的面积的缩小导致的流速的增加及摩擦力引起的总压损失的增加量比整流作用所实现的总压损失的下降量更大。因此，短导叶配置于扩散器的上游侧大多带来不利影响。
发明内容
本发明是想要解决上述现有的课题而提出的，其课题在于提供一种离心压缩机， 能够有效地实现由配置于长导叶之间的短导叶实现的整流作用、及由摩擦力及流路的面积的缩小而带来的作用。解决上述课题的本发明是一种离心压缩机，具备在壳体内被支承为旋转自如的叶轮、和在所述壳体内以包围所述叶轮的方式配置于所述叶轮的下游侧的扩散器，所述扩散器具有隔开间隔地配置的多片导叶，其中，所述多片导叶由长导叶和短导叶构成，所述长导叶和所述短导叶后缘半径相同且长度不同，在相邻的长导叶之间配置有至少一片短导叶， 所述短导叶的高度构成为从前缘侧朝向后缘侧变高。依照本发明的离心压缩机，由于长导叶和短导叶的后缘半径 相同，因而短导叶配置于扩散器的更下游侧。由短导叶导致的整流作用、及摩擦力及流路的面积的缩小，在扩散器的上游侧流体的流速快而大多起到不利作用，但在扩散器的下游侧流体的流速比较慢、 边界层容易扩大而引起剥离。因此，与由于导叶而产生的流路的面积的缩小所导致的流速的增加及摩擦力所导致的总压损失的增加量相比，利用导叶的整流作用而实现的边界层的剥离抑制所带来的总压损失的下降量大，与将短导叶配置于上游侧的情况相比更有利地起作用。所以，通过将短导叶配置于扩散器的下游侧，能够更显著地体现由短导叶所实现的整流效果。另外，由于短导叶本身构成为从其前缘侧朝向后缘侧变高，因而在对于体现整流作用有利的下游侧，导叶的高度较高，相反在不利的上游侧导叶的高度较低，在整流作用不利的上游侧整流作用较小，在整流作用有利的下游侧整流作用较大，能够进一步更显著地体现短导叶的整流效果。
图1是表示本发明的一个实施方式的离心压缩机的横剖面图。图2是表示该实施方式的离心压缩机的部分纵剖面图。图3是表示该实施方式的离心压缩机的扩散器的导叶的配置的主视图。图4是表示本发明的不同的实施方式的离心压缩机中的扩散器的导叶的配置的主视图。图5是表示本发明的又一不同的实施方式的离心压缩机的局部纵剖面图。
具体实施例方式以下，基于附图所示的实施方式进一步详细地说明本发明。例如，如图广图3所示，本发明的离心压缩机1具备大致圆锥状的叶轮3和由多片导叶5构成的扩散器4，其中，叶轮3在中空圆盘状的壳体2内的中央被未图示的轴承支承为旋转自如，被称为涡轮，导叶5以包围该叶轮3的方式在壳体2内的叶轮3的下游侧(夕卜周侧)环状地配置。叶轮3通过在由未图示的旋转轴支承的大致圆锥状的轮毂3a的外周设有多片被称为叶片的倾斜的翼片3b而构成。设于该叶轮3的多片翼片3b以相对于圆周方向以大致相同的倾斜角度倾斜的状态配置。此外，关于翼片3b的端缘，将壳体2的入口侧(上游侧) 称为前缘部3c，将与壳体2的内面相对应而以大致圆弧状弯曲的侧端缘称为套筒部3d，将与扩散器4相向的出口侧(下游侧)称为后缘部3e。以包围该叶轮3的方式，以与前述后缘部3e相向的方式在壳体2内的下游侧(外周侧)配置有多片导叶5，形成扩散器4。在该导叶5中，如图3所示，存在着长度不同的长导叶5a和短导叶5b的两个种类，这些长度不同的长导叶5a的后缘半径和短导叶5b的后缘半径如作为后缘半径Rb所示那样是相同的。另外，在图广图3所示的 本实施方式中，这些长导叶5a和短导叶5b每隔一片交互地隔开间隔而在壳体2内配置为环状。这样，由于长导叶5a的后缘半径和短导叶5b的后缘半径为相同的后缘半径Rb，因而短导叶5b配置于扩散器4的下游侧。另外，如图2所示，短导叶5b构成为从其前缘侧朝向后缘侧而高度慢慢地变高。另一方面，长导叶5a从前缘侧至后缘侧都是相同的高度。另外，如图1和图3所示，这些多片导叶5以相对于圆周方向以大致相同的倾斜角度倾斜的状态配置。此外，设于旋转的叶轮 3的多片翼片3b的倾斜方向和构成扩散器4的导叶5的倾斜方向是相反的方向，因而通过叶轮3的旋转而送入扩散器4内的流体被导叶5减速。而且，在壳体2内的扩散器4的下游侧(外周侧)，形成有旋涡状的涡旋部2a。此夕卜，在本实施方式中，如图2所示，涡旋部2a的截面形状是大致圆形状，比扩散器4内的空间宽度更宽。接着，对被取入离心压缩机1的流体经历怎样的经过而由本发明的离心压缩机1 升压并供给至必要处的情况详细地进行说明。首先，叶轮3从未图示的电动机、增速机等接受旋转力而旋转，从而将成为压缩对象的流体从设于壳体2的中央的入口侧、即叶轮3的前缘部3c吸入。此时，通过叶轮3的旋转而对流体提供旋转能量。从叶轮3的后缘部3e放出的流体被送入配置于叶轮3的下游侧(外周侧)的扩散器4的内部。由于设于旋转的叶轮3的多片翼片3b的倾斜方向和构成扩散器4的导叶5的倾斜方向是相反的方向，因而通过叶轮3的旋转而送入扩散器4 内的流体由于与导叶5碰撞而被减速。即，通过叶轮3的旋转而对流体提供的旋转能量由该扩散器4转换成流体的压力上升能量，流体被压缩。在本发明中，构成扩散器4的导叶5中，长导叶5a的后缘半径和短导叶5b的后缘半径为相同的后缘半径Rb，因而短导叶5b配置于扩散器4的下游侧。借助该短导叶5b实现下述作用整流作用、及由摩擦力及流路的面积的缩小导致的作用。在扩散器4的下游侧，到达此处的流体的流速比较慢，流体的边界层容易扩大而引起剥离。但通过将短导叶5b 配置于该扩散器4的下游侧，能够通过整流作用而抑制上述的边界层的剥离。另外，由于流速比较慢，因而能够减小摩擦力及流路的面积的缩小所导致的不良影响。所以，通过将短导叶5b配置于扩散器4的下游侧，能够更有效地体现整流作用、及摩擦力及流路的面积缩小的作用。另外，由于短导叶5b本身也构成为从其前缘侧朝向后缘侧变高，因而在对整流作用的体现有利的下游侧导叶5b的高度较高，相反，在不利的上游侧导叶5b的高度较低，在整流作用不利的上游侧整流作用较小，在整流作用有利的下游侧整流作用较大，从而能够进一步更显著地体现短导叶5b的整流效果。这样，由于使短导叶5b的高度沿流体的流动方向变化，因而能够沿流动方向适当调整短导叶5b所实现的整流作用、及摩擦力或流路的面积缩小。这样地通过扩散器4并被压缩从而被升压了的流体在从扩散器4放出后，汇集在形成于壳体2的下游侧(外周侧)的旋涡状的涡旋部2a，供给至必要之处。图4表示本发明的不同的实施方式的离心压缩机1中的扩散器4的导叶5的配置。 在该实施方式中，不像图广图3所示的实施方式那样地长导叶5a和短导叶5b —片一片地交互地隔开间隔而在壳体2内配置为环状，而是长导叶5a和短导叶5b以在相邻的长导叶 5a、5a之间配置有两片短导叶5b、5b的方式隔开间隔而配置为环状。也可以这样地在相邻的长导叶5a、5a之间配置多片短导叶5b。图5表示本发明的又一不同的实施方式的离心压缩机1。在该实施方式中，短导叶 5b的高度不是构成为从其前缘侧朝向后缘侧慢慢地变高，而是构成为端缘为细小的阶梯状而从前缘侧朝向后缘侧变高。
权利要求
1. 一种离心压缩机，具备在壳体内被支承为旋转自如的叶轮、和在所述壳体内以包围所述叶轮的方式配置于所述叶轮的下游侧的扩散器，所述扩散器由隔开间隔地配置的多片导叶构成，所述离心压缩机中，所述多片导叶由长导叶和短导叶构成， 所述长导叶和所述短导叶后缘半径相同而长度不同， 在相邻的长导叶之间配置至少一片短导叶， 所述短导叶的高度构成为从前缘侧朝向后缘侧变高。
全文摘要
一种离心压缩机，具备在外壳内被支承为旋转自如的叶轮、和以包围叶轮的方式配置于叶轮的下游侧的由多片导叶构成的扩散器，其中，在相邻的长导叶之间配置有至少一片短导叶，短导叶的高度构成为从前缘侧朝向后缘侧变高。通过这样的构成，能够使短导叶所实现的整流作用、及由摩擦力或流路的面积的缩小实现的作用有效地体现。
文档编号F04D29/44GK102434491SQ20111029882
公开日2012年5月2日 申请日期2011年9月28日 优先权日2010年9月29日
发明者出口智如 申请人:株式会社神户制钢所