[发明专利]旋转叶片以及具备该旋转叶片的离心压缩机

说明书

旋转叶片具备轮毂和设置于轮毂的多个叶片，多个叶片各自包括负压面、压力面、前缘、后缘、叶尖侧缘以及轮毂侧缘，在前缘与后缘之间的任意的翼弦位置处的叶片的截面中，负压面或压力面的至少一方构成为，至少在从前缘到朝向后缘离开的翼弦位置为止的范围内，相对于叶片的叶片高度方向所成的角度从轮毂侧缘到叶尖侧缘在从轮毂侧缘朝向叶尖侧缘的方向上增加。

技术领域

本公开涉及旋转叶片以及具备该旋转叶片的离心压缩机。

背景技术

在涡轮增压器的离心压缩机中，叶轮的固有振动频率与由在离心压缩机中流动的流体作用的激振力的振动频率一致而产生共振，存在叶轮的振动增大而导致叶轮破损的情况。为了提高针对这样的共振的安全性，可考虑使相当于固有模式的波腹的部位的叶片厚度局部变薄并且使相当于固有模式的波节的部位的叶片厚度变厚。为了实现这样的形状，需要立体地定义叶片的叶片厚度分布。

在专利文献1中，不是为了提高针对共振的安全性，而是出于使离心压缩机的高流量侧的工作区域扩大的目的，将叶轮的叶片在叶片高度方向分为叶尖侧的前端部、轮毂侧的根部、以及位于前端部与根部之间的连结部，前端部的叶片厚度比根部的叶片厚度薄且恒定，连结部的叶片厚度构成为从根部朝向前端部逐渐减少，根部的叶片厚度构成为朝向连结部逐渐减少。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-17461号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，根据表示本发明人等进行的叶片的固有值解析的结果的图4可知，叶片100的一次固有模式的波腹的部分在叶片100的前缘101侧从叶片100的轮毂侧缘102朝向叶尖侧缘103位于叶片高度的50～100％的范围。这样一来，在专利文献1所记载的叶片的叶片厚度分布中，即便能够使相当于固有模式的波腹的部位的叶片厚度局部变薄，也无法使相当于固有模式的波节的部位的叶片厚度适当地变厚，有可能无法提高针对共振的安全性。另外，由于从轮毂侧到叶尖侧形成叶片厚度分布成为凹状的部位，因此，成形叶片面时的加工方法被限定。

鉴于上述情形，本公开的至少一个实施方式的目的在于提供一种提高了针对共振的安全性的旋转叶片以及具备该旋转叶片的离心压缩机。

用于解决课题的方案

(1)本发明的至少一个实施方式的旋转叶片具备轮毂和设置于所述轮毂的多个叶片，其中，

所述多个叶片各自包括负压面、压力面、前缘、后缘、叶尖侧缘以及轮毂侧缘，

在所述前缘与所述后缘之间的任意的翼弦位置处的所述叶片的截面中，所述负压面或所述压力面的至少一方构成为，至少在从所述前缘到朝向所述后缘离开的翼弦位置为止的范围内，相对于所述叶片的叶片高度方向所成的角度从所述轮毂侧缘到所述叶尖侧缘在从所述轮毂侧缘朝向所述叶尖侧缘的方向上增加。

根据上述(1)的结构，在前缘与后缘之间的任意的翼弦位置处的叶片的截面中，负压面或压力面的至少一方构成为，至少在从前缘到朝向后缘离开的翼弦位置为止的范围内，相对于叶片的叶片高度方向所成的角度从轮毂侧缘到叶尖侧缘在从轮毂侧缘朝向叶尖侧缘的方向上增加，从而能够形成为使相当于固有模式的波腹的部位的叶片厚度局部变薄并且使相当于固有模式的波节的部位的叶片厚度变厚的结构，因此，能够提高针对共振的安全性。

(2)在几个实施方式中，在上述(1)的结构中，

所述负压面或所述压力面的所述至少一方包括：从所述前缘到朝向所述后缘离开的翼弦位置为止的区域即第一区域、以及比所述第一区域靠所述后边缘侧的区域即第二区域，

在所述第一区域中，所述角度从所述轮毂侧缘朝向所述叶尖侧缘连续地增加。