擴壓器、具備該擴壓器的離心壓縮機及鼓風的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供小弦節(jié)比擴壓器、具備該擴壓器的離心壓縮機以及鼓風機，該小弦節(jié)比擴壓器能夠維持小弦節(jié)比擴壓器的二次流的效果，抑制導葉的翼壁面附近的剝離，且抑制喘振的產(chǎn)生、離心葉輪與導葉的干涉所引起的噪聲的產(chǎn)生、旋轉(zhuǎn)失速的產(chǎn)生。本發(fā)明的擴壓器（4）形成為在兩個側(cè)壁（4a、4b）之間形成從離心葉輪（2）送出的流體的流路，對流路中流動的流體進行整流的多個導葉（5）形成為小弦節(jié)比，導葉的前緣部（5a）遠離離心葉輪的周緣部（2a）配置。而且，具有如下特征：在導葉處，從前緣部側(cè)向離心葉輪的周緣部延伸設(shè)置的延伸設(shè)置部（6）與側(cè)壁的一方連接。此外，本發(fā)明還涉及具備該擴壓器的離心壓縮機（1）或者鼓風機。
【專利說明】擴壓器、具備該擴壓器的離心壓縮機及鼓風機
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及擴壓器、具備該擴壓器的離心壓縮機及鼓風機。
【背景技術(shù)】
[0002]在圖11中表示離心壓縮機所具備的現(xiàn)有的擴壓器。
[0003]將從離心壓縮機100的離心葉輪102送出的流體的動壓轉(zhuǎn)換為靜壓的擴壓器104具有各式各樣的種類、形狀。其中的小弦節(jié)比擴壓器104例如以圖11所示構(gòu)成，不易產(chǎn)生在導葉105的負壓面處的剝離，抑制喘振的產(chǎn)生而使工作范圍較廣。然而，在具備這樣的小弦節(jié)比擴壓器104的離心壓縮機以及鼓風機中，由于導葉105與離心葉輪102的干涉而產(chǎn)生噪聲，因此要求降低噪聲。因此，要求能夠抑制喘振的產(chǎn)生且降低噪聲的小弦節(jié)比擴壓器104。
[0004]作為本【技術(shù)領(lǐng)域】的【背景技術(shù)】，例如在專利文獻I中，記載有“在具備葉輪2與帶葉片的擴壓器4的離心壓縮機中，擴壓器由擴壓器板4和具有相等的前緣半徑且長度不同的導葉5構(gòu)成，相鄰的較長導葉5之間設(shè)有一個以上的較短導葉6”(參照摘要)。
[0005]在先技術(shù)文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:日本特開平6-288398號公報
[0008]非專利文獻
[0009]非專利文獻1:日本機械學會論文集(B編)51卷472號P.3860?3865 “達到圓形葉柵的失速極限的側(cè)壁二次流的效果”

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]發(fā)明要解決的課題
[0011]專利文獻I的離心壓縮機所具備的較長導葉與較短導葉的前緣半徑相等，在相鄰的較長導葉之間配置較短導葉。通過這樣的結(jié)構(gòu)，能夠降低離心葉輪與導葉(較長導葉、較短導葉)的干涉，能夠降低由壓力變動引起的的噪聲的產(chǎn)生。
[0012]然而，當在較長導葉之間配置較短導葉時，小弦節(jié)比擴壓器的相鄰導葉之間的等靜壓線的分布發(fā)生變化而使小弦節(jié)比擴壓器中的二次流的特性發(fā)生變化。因此，使導葉的負壓面?zhèn)鹊膭冸x變得容易發(fā)生，不能充分地獲得抑制擴壓器的失速的效果。
[0013]需要說明的是，對于小弦節(jié)比擴壓器的二次流，在上述的非專利文獻I中進行了詳細記載。
[0014]此外，在專利文獻I所公開的技術(shù)中，具有在與喘振相比的大流量側(cè)發(fā)生而限制工作范圍的情況，且沒有考慮到旋轉(zhuǎn)失速。旋轉(zhuǎn)失速是離心壓縮機以及鼓風機之中所產(chǎn)生的回流區(qū)域在周向上進行旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。由于當產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)失速時發(fā)生壓力脈動，因此具有因振動以及噪聲的增大而不能運轉(zhuǎn)的情況。在圖11所示的從離心葉輪102的周緣部102a到導葉105的前緣部105a之間的未形成翼的空間(無翼空間)中，在從離心葉輪102送出的流體的流量減少時，徑向向外的動壓成分變小。徑向向外的動壓成分因流體的粘性在擴壓器104的側(cè)壁104a、104b附近的速度分界層內(nèi)尤其變小。旋轉(zhuǎn)失速是通過使回流區(qū)域在周向上旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的，該回流區(qū)域是由于上述側(cè)壁104a、104b附近的徑向向外的動壓成分不能勝過徑向向內(nèi)的靜壓梯度而產(chǎn)生的。
[0015]對于這樣的旋轉(zhuǎn)失速，通過使導葉105的前緣部105a靠近離心葉輪102的周緣部102a (即，減小前緣半徑)，能夠抑制其產(chǎn)生。
[0016]然而，當擴壓器104的導葉105的前緣部105a靠近離心葉輪102的周緣部102a時，導葉105與離心葉輪102之間的干涉增強而增大噪聲。
[0017]因此，本發(fā)明的課題在于，提供小弦節(jié)比擴壓器及具備該擴壓器的離心壓縮機以及鼓風機，其中，通過維持小弦節(jié)比擴壓器的二次流的效果，能夠抑制導葉的負壓面附近的剝離，能夠抑制喘振的產(chǎn)生、并且抑制離心葉輪與導葉的干涉引起的噪聲的產(chǎn)生、旋轉(zhuǎn)失速的產(chǎn)生。
[0018]用于解決課題的手段
[0019]為了解決上述課題，本發(fā)明涉及擴壓器，該擴壓器形成為在兩個側(cè)壁之間形成從離心葉輪送出的流體的流路，對流路中流動的流體進行整流的多個導葉形成為小弦節(jié)比，該導葉的前緣部遠離離心葉輪的周緣部配置。而且，具有如下特征:無翼空間的側(cè)壁附近的絕對氣流角增大的突起部形成為立起設(shè)置于一方的側(cè)壁而未到達另一方的側(cè)壁。
[0020]此外，本發(fā)明還涉及具備該擴壓器的離心壓縮機以及鼓風機。
[0021]發(fā)明效果
[0022]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供小弦節(jié)比擴壓器、具備該擴壓器的離心壓縮機以及鼓風機，該小弦節(jié)比擴壓器能夠維持小弦節(jié)比擴壓器的二次流的效果，抑制導葉的翼壁面附近的失速且抑制喘振的產(chǎn)生、離心葉輪與導葉的干涉所引起的噪聲的產(chǎn)生、旋轉(zhuǎn)失速的產(chǎn)生。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是離心壓縮機所具備的離心葉輪與擴壓器沿著子午面的剖視圖。
[0024]圖2是圖1的Secl-Secl的剖視圖。
[0025]圖3是表示小弦節(jié)比的擴壓器中的靜壓分布的圖。
[0026]圖4是示意性表示延伸設(shè)置部的效果的圖。
[0027]圖5的(a)、圖5的(b)是表示形成于側(cè)壁的一方的延伸設(shè)置部的圖。
[0028]圖6的(a)是表示從上游向下游傾斜而高度變高的延伸設(shè)置部的圖，圖6的(b)是表示從上游向下游而呈圓弧狀高度變高的延伸設(shè)置部的圖。
[0029]圖7是表示實施方式2的擴壓器的圖。
[0030]圖8的(a)、(b)是圖7的Sec2_Sec2的剖視圖。
[0031]圖9的(a)、(b)是表示形成于側(cè)壁的一方的肋的剖視圖。
[0032]圖10的(a)是表示從上游向下游傾斜而高度增高的肋的剖視圖，圖10的(b)是表示從上游向下游而呈圓弧狀高度增高的肋的剖視圖。
[0033]圖11是表示離心壓縮機以及鼓風機所具備的現(xiàn)有的擴壓器的剖視圖。
[0034]附圖標記說明
[0035]I 離心壓縮機[0036]2 離心葉輪
[0037]2a周緣部
[0038]4 擴壓器
[0039]4a、4b 側(cè)壁
[0040]5 導葉
[0041]5a前緣部
[0042]6 延伸設(shè)置部
[0043]7 肋
[0044]SI無翼空間(由前緣部圍成的周緣部側(cè)的區(qū)域)
【具體實施方式】
[0045]以下，參照適當附圖詳細說明本發(fā)明的實施方式。
[0046]實施方式I
[0047]實施方式I說明通過離心葉輪來壓縮氣體、液體等流體的離心壓縮機所具備的擴壓器的例子。
[0048]圖1是離心壓縮機所具備的離心葉輪與擴壓器沿著子午面的剖視圖，圖2是圖1的Secl-Secl的剖視圖。
[0049]此外，圖3是表示小弦節(jié)比擴壓器中的靜壓分布的圖。
[0050]如圖1所示，離心壓縮機I構(gòu)成為包含以轉(zhuǎn)軸3為中心旋轉(zhuǎn)的離心葉輪2、以及形成供從離心葉輪2的周緣部2a送出的流體流動的流路的擴壓器4。擴壓器4形成將從旋轉(zhuǎn)的離心葉輪2送出的動壓轉(zhuǎn)換為靜壓，并且降低流路壁面摩擦的流路。
[0051]如圖1所示，離心葉輪2構(gòu)成為包括:輪轂2b，其形成為從轉(zhuǎn)軸3沿周向擴展；護罩2c，其以與輪轂2b相對的方式配置；葉片2d，其隔著適當間隔且在周向上排列地形成在輪轂2b與護罩2c之間。以轉(zhuǎn)軸3為中心進行旋轉(zhuǎn)的離心葉輪2將從向軸向開口的吸入口2e吸入的流體沿著葉片2d進行引導，如圖2所示，利用通過旋轉(zhuǎn)對流體產(chǎn)生的離心力，將該流體從周緣部2a送出。
[0052]此外，如圖1所示，擴壓器4是夾在具有與供離心葉輪2的輪轂2b旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)平面大致平行的部分的兩個側(cè)壁4a、4b之間的空間。然后，在側(cè)壁4a、4b之間形成供流體進行流動的流路，進而具備對流體進行整流的導葉5。需要說明的是，在實施方式I中，將離心葉輪2的輪轂2b側(cè)的側(cè)壁設(shè)為4a，將護罩2c側(cè)的側(cè)壁設(shè)為4b。
[0053]此外，將從形成擴壓器4的一方的側(cè)壁4a (4b)到另一方的側(cè)壁4b (4a)的距離稱作擴壓器4的高度Hd。
[0054]如圖2所示，在離心葉輪2的徑向外側(cè)呈圓形葉柵狀配置多個擴壓器4的導葉5。此外，導葉5形成為從離心葉輪2的周緣部2a向外側(cè)擴展，相對于離心葉輪2的徑向具有適當角度。該角度例如被適當確定為與從以額定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的離心葉輪2以額定流量送出的流體的氣流角度(絕對氣流角α) —致的角度等。
[0055]需要注意的是，對于導葉5的形狀、數(shù)量，能夠適用與擴壓器相關(guān)的公知技術(shù)，根據(jù)離心壓縮機I所要求的性能等來適當?shù)卦O(shè)定。
[0056]此外，實施方式I的擴壓器4是小弦節(jié)比擴壓器，構(gòu)成為相鄰的導葉5的前緣部5a的距離L與沿著子午面的導葉5的長度(以下，稱為翼長C)之比、即弦節(jié)比σ小于I。即，以下式(I)成立的方式形成導葉5。
[0057]σ = C / L < 1 …(1)
[0058]需要注意的是，導葉5的前緣部5a是導葉5中的離心葉輪2側(cè)的端部。
[0059]此外，導葉5的前緣部5a形成在以離心葉輪2的旋轉(zhuǎn)中心為中心的半徑rl的圓周上。以下，將前緣部5a形成的圓周的半徑rl稱為前緣半徑。
[0060]前緣半徑rl被設(shè)定為大于離心葉輪2的周緣部2a的半徑(以下，稱為葉輪半徑r2) (rl > r2)0通過該結(jié)構(gòu)，前緣部5a遠離離心葉輪2的周緣部2a配置。
[0061]該前緣半徑rl是為了抑制導葉5的前緣部5a與旋轉(zhuǎn)的離心葉輪2的干涉而設(shè)定為適當長度的設(shè)計值。
[0062]這樣構(gòu)成的擴壓器4將流體通過旋轉(zhuǎn)的離心葉輪2的離心力所產(chǎn)生的動壓轉(zhuǎn)換為靜壓。在從旋轉(zhuǎn)的離心葉輪2的周緣部2a送出的流體中，產(chǎn)生從離心葉輪2向徑向外側(cè)的速度成分(徑向速度成分Vr)與沿著周向的方向的速度成分(周向速度成分Vs)，流體具有將徑向速度成分與周向速度成分相加得到的方向的速度成分(絕對速度成分Vf )而從周緣部2a被送出。在實施方式I中，將該絕對速度成分Vf與周向速度成分Vs形成的角作為“絕對氣流角α ”。
[0063]根據(jù)從離心葉輪2送出流體的出口中的速度三角形的關(guān)系，當從離心葉輪2送出的流體的流量變少時，該絕對氣 流角α變小。
[0064]此外，在擴壓器4的側(cè)壁4a、4b (參照圖1)側(cè)，形成受到流體的粘性所引起的阻力的影響的速度分界層。在速度分界層，通過流體的粘性與側(cè)壁4a、4b之間產(chǎn)生的摩擦力，使擴壓器4中流動的流體的流速降低，與此相伴地降低擴壓器4的側(cè)壁附近的動壓。這里說的動壓表示由流體的徑向速度成分Vr產(chǎn)生的壓力。
[0065]這樣，當從離心葉輪2送出的流體的流量減少時,徑向速度成分Vr減少而絕對氣流角α變小。由此，流入到導葉5之間的流體的動壓降低。
[0066]即，在形成于擴壓器4的速度分界層，通過流體的粘性、摩擦的影響或從離心葉輪
2(參照圖1)送出的流體的流量減少來降低動壓。
[0067]此外，擴壓器4通過擴大流路將動壓轉(zhuǎn)換為靜壓。因而，如圖3中實線PL所示的等靜壓線那樣，成為在上游處較小的靜壓向下游增大的靜壓分布。
[0068]此外，產(chǎn)生從下游側(cè)的較大靜壓向上游側(cè)的較小靜壓的力(靜壓梯度Fs)。
[0069]需要注意的是，將擴壓器4中的上游設(shè)為離心葉輪2 (參照圖2)側(cè)，將下游設(shè)為沿著導葉5 (參照圖2)的流體的流動下游。此外，在導葉5，面朝上游的面成為負壓面50a，面朝下游的面成為壓力面50b。
[0070]如上所述，當動壓在速度分界層降低，減少因動壓產(chǎn)生的從上游向下游的力時，存在從上游向下游的力變得小于靜壓梯度Fs的情況。而且，在這種情況下，利用從下游向上游的靜壓梯度Fs，在擴壓器4的側(cè)壁附近的速度分界層內(nèi)產(chǎn)生回流。另外，產(chǎn)生的回流沿離心葉輪2的周向依次移動而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)失速。
[0071]由于實施方式I的擴壓器4是小弦節(jié)比擴壓器，如圖3所示，表示流體的流動的流線與等靜壓線所成的角β成為鈍角。因此，從下游向上游而與等靜壓線正交的方向的靜壓梯度Fs使導葉5之間的動壓較小的流動向上游轉(zhuǎn)向。在圖3中，靜壓梯度Fs使導葉5之間的低能量流體逆時針轉(zhuǎn)向。
[0072]特別是在流速變慢的速度分界層，導葉5的翼壁面附近的低能量流體受到靜壓梯度Fs而轉(zhuǎn)向，如圖3中虛線FL所示，產(chǎn)生從一個導葉5的負壓面50a側(cè)向相鄰的導葉5的壓力面50b側(cè)的二次流。
[0073]當圖3所示那樣的二次流產(chǎn)生于擴壓器4時，負壓面50a側(cè)的速度分界層掃出到壓力面50b側(cè)，因此能夠抑制導葉5的翼壁面附近的剝離。
[0074]通過該結(jié)構(gòu)，在形成為小弦節(jié)比的導葉5的負壓面50a側(cè)，抑制在從離心葉輪2送出的流體的流量較少的情況的速度分界層中的翼壁面附近的剝離，抑制喘振的產(chǎn)生。
[0075]這樣，作為實驗結(jié)果而獲得如下情況:利用弦節(jié)比σ為“0.5?0.95”的小弦節(jié)比擴壓器，來提高對負壓面50a側(cè)的翼壁面附近的剝離的產(chǎn)生進行抑制的效果。因而，實施方式I的擴壓器4優(yōu)選為弦節(jié)比σ處于“0.5?0.95”的范圍的小弦節(jié)比擴壓器。
[0076]此外，在實施方式I中，為了抑制由形成為小弦節(jié)比的擴壓器4的無翼空間所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)失速，如圖1、2所示,導葉5成為具備從導葉5的前緣部5a向離心葉輪2的周緣部2a進行延伸設(shè)置的延伸設(shè)置部6的結(jié)構(gòu)。
[0077]如圖2所示，延伸設(shè)置部6形成為使導葉5從前緣部5a向上游、即離心葉輪2的周緣部2a延伸設(shè)置的形狀。另外，如圖1所示，延伸設(shè)置部6的高度Ht比擴壓器4的高度Hd低地形成。
[0078]S卩，延伸設(shè)置部6形成為立起設(shè)置于一方的側(cè)壁4a (4b)而未到達另一方的側(cè)壁4b (4a)的突起部。并且，構(gòu)成為形成于一方的側(cè)壁4a的延伸設(shè)置部6與形成于另一方的側(cè)壁4b的延伸設(shè)置部6面對，在面對的兩個延伸設(shè)置部6之間形成未形成葉片的無翼空間(翼間空間6a)。需要注意的是，附圖標記6b表示延伸設(shè)置部前緣。
[0079]圖4是表示延伸設(shè)置部的效果的圖。
[0080]當如圖1、2所示設(shè)置延伸設(shè)置部6時，如圖4中單點劃線所示，能夠使伴隨著流體的流量減少而變小的絕對氣流角α如實線所示的絕對氣流角α2 (α < α 2)那樣較大地轉(zhuǎn)向。
[0081]這樣，能夠使流體克服靜壓梯度Fs (參照圖3)而流動，抑制無翼空間的側(cè)壁附近的回流的產(chǎn)生。因而，抑制無翼空間的回流的產(chǎn)生從而抑制旋轉(zhuǎn)失速的產(chǎn)生。即，通過設(shè)置延伸設(shè)置部6，能夠防止回流區(qū)域的產(chǎn)生，能夠抑制旋轉(zhuǎn)失速的產(chǎn)生。
[0082]此外，延伸設(shè)置部6形成為立起設(shè)置于一方的側(cè)壁4a (4b)而未到達另一方的側(cè)壁4b (4a)。因而，不會對小弦節(jié)比擴壓器4的導葉5之間的等靜壓線的特性造成影響，因此能夠維持小弦節(jié)比擴壓器4的二次流特性，抑制導葉5的負壓面50a的回流。
[0083]另外，如上所述，當延伸設(shè)置部6靠近離心葉輪2的周緣部2a時，能夠抑制無翼空間的側(cè)壁附近的回流的產(chǎn)生。
[0084]S卩，通過在小弦節(jié)比的擴壓器4的導葉5處設(shè)置延伸設(shè)置部6，能夠有效地抑制導葉5的負壓面50a的剝離與無翼空間的側(cè)壁附近的回流的產(chǎn)生，能夠有效地抑制喘振、旋轉(zhuǎn)失速的產(chǎn)生。
[0085]然而，延伸設(shè)置部6延伸設(shè)置到離心葉輪2的周緣部2a附近，因此離心葉輪2與延伸設(shè)置部6變得容易干涉因而容易產(chǎn)生噪聲。
[0086]因此，如圖1所示，成為如下結(jié)構(gòu):形成于側(cè)壁4a、4b的延伸設(shè)置部6的高度Ht形成為低于擴壓器4的高度Hd而具有翼間空間6a。
[0087]利用該結(jié)構(gòu)，能夠降低延伸設(shè)置部6中的、面對離心葉輪2的延伸設(shè)置部前緣6b的高度，能夠減輕離心葉輪2與延伸設(shè)置部6的干涉。并且，能夠降低離心葉輪2與延伸設(shè)置部6的干涉所產(chǎn)生的噪聲。
[0088]此外，由于動壓的降低在產(chǎn)生流體與側(cè)壁4a、4b的摩擦的速度分界層產(chǎn)生，因此，流體的回流也容易在速度分界層產(chǎn)生。因而，可以是在側(cè)壁4a、4b附近處絕對氣流角α進行轉(zhuǎn)向的結(jié)構(gòu)。即，即使是形成得比擴壓器4的高度Hd低的延伸設(shè)置部6，也能夠?qū)λ俣确纸鐚又械慕^對氣流角α進行適當轉(zhuǎn)向，能夠抑制回流的產(chǎn)生。進而，能夠抑制旋轉(zhuǎn)失速的產(chǎn)生。
[0089]需要注意的是，延伸設(shè)置部6可以是在將與離心葉輪2的干涉所產(chǎn)生的噪聲抑制到能夠允許的程度的范圍內(nèi)與離心葉輪2側(cè)接近而延伸設(shè)置的結(jié)構(gòu)。S卩，延伸設(shè)置部6向離心葉輪2側(cè)的長度可以是通過實驗測量等確定的設(shè)計值。
[0090]此外，延伸設(shè)置部6的高度、即從一方的側(cè)壁4a (4b)向另一方的側(cè)壁4b (4a)的長度可以是與產(chǎn)生于擴壓器4的速度分界層的大小等相應地適當設(shè)定的設(shè)計值。
[0091]變形例
[0092]圖5、圖6是表示實施方式I的變形例的圖。
[0093]作為實施方式I的變形例，例如，如圖5的(a)、(b)所示，也可以是導葉5的延伸設(shè)置部6形成在側(cè)壁4a、4b中的任一方的結(jié)構(gòu)。
[0094]在圖5的(a)、(b)中，箭頭表示流體的流速分布(徑向速度成分Vr的分布)，越長就表示流速(徑向速度成分Vr)越高。
[0095]如圖5的(a)所示，根據(jù)離心葉輪2的形狀，具有在周緣部2a的護罩2c側(cè)流體的流速升高、在輪轂2b側(cè)流體的流速降低的情況。
[0096]在這種情況下，即使從離心葉輪2送出的流體的流量減少，在護罩2c側(cè)使絕對氣流角α的減少變小，使速度分界層的動壓的降低變小。因而，不需要在延伸設(shè)置部6處對絕對氣流角α進行轉(zhuǎn)向，構(gòu)成為不在護罩2c側(cè)的側(cè)壁4b設(shè)置延伸設(shè)置部6也是可以的。
[0097]此外，如圖5的(b)所示，根據(jù)離心葉輪2的形狀，具有在周緣部2a的輪轂2b側(cè)流體的流速升高，在護罩2c側(cè)流體的流速降低的情況。
[0098]在這種情況下，即使從離心葉輪2送出的流體的流量減少，在輪轂2b側(cè)絕對氣流角α的減少較小，速度分界層的動壓的降低變小。因而，不需要在延伸設(shè)置部6處對絕對氣流角α進行轉(zhuǎn)向，構(gòu)成為不在輪轂2b側(cè)的側(cè)壁4a處設(shè)置延伸設(shè)置部6的結(jié)構(gòu)也是可以的。
[0099]此外，作為實施方式I的其它變形例，如圖6的(a)、(b)所示，也可以成為具備從上游向下游而高度增高的延伸設(shè)置部6的結(jié)構(gòu)。
[0100]在擴壓器4中，越靠近下游，流體與側(cè)壁4a、4b之間的摩擦的影響越沿高度方向傳播而使速度分界層在高度Hd方向上變厚。因而，通過設(shè)置下游側(cè)增高的延伸設(shè)置部6，能夠有效地抑制變厚的速度分界層的回流的產(chǎn)生。
[0101]此外，在擴壓器4的上游，延伸設(shè)置部6的高度降低，能夠有效地降低延伸設(shè)置部6與離心葉輪2的干涉。
[0102]例如，如圖6的(a)所示，也可以是從上游向下游且沿著子午面傾斜地高度增高的延伸設(shè)置部6。
[0103]此外，如圖6的(b)所示，例如，也可以是從上游向下游且沿著子午面的、呈圓弧狀高度增高的延伸設(shè)置部6。
[0104]除此之外，雖未圖示，例如也可以是從上游向下游且沿著子午面的、呈臺階狀高度增高的延伸設(shè)置部6。
[0105]如上所述，在實施方式I中，如圖1、2所示，小弦節(jié)比的擴壓器4所具備的導葉5的前邊緣側(cè)5a向離心葉輪2側(cè)延伸設(shè)置而形成延伸設(shè)置部6。利用該結(jié)構(gòu),能夠抑制速度分界層的回流的產(chǎn)生，能夠防止旋轉(zhuǎn)失速的產(chǎn)生。
[0106]此外，延伸設(shè)置部6以比擴壓器4的高度Hd低的高度Ht形成，在側(cè)壁4a側(cè)的延伸設(shè)置部6與側(cè)壁4b側(cè)的延伸設(shè)置部6之間形成翼間空間6a。利用該結(jié)構(gòu)，能夠縮短延伸設(shè)置部6中的、與離心葉輪2面對的延伸設(shè)置部前緣6b的長度。因而，能夠維持導葉5的翼間處的二次流的效果，能夠降低翼壁面附近的剝離以及離心葉輪2與延伸設(shè)置部6的干涉，能夠降低喘振、離心葉輪2與延伸設(shè)置部6的干涉所產(chǎn)生的噪聲。
[0107]實施方式2
[0108]圖7是表示實施方式2的擴壓器的圖，圖8的(a)、(b)是圖7的Sec2-Sec2的剖視圖。
[0109]實施方式2的離心葉輪2、擴壓器4的結(jié)構(gòu)與實施方式I的結(jié)構(gòu)大致相同，在與圖1所示的離心葉輪2、擴壓器4相同的構(gòu)成元件標注相同的附圖標記并省略詳細說明。
[0110]需要說明的是，實施方式2中的擴壓器4也是小弦節(jié)比擴壓器。
[0111]而且，實施方式2的擴壓器4的特征在于，替換圖1所示的延伸設(shè)置部6，設(shè)有與導葉5非連續(xù)地形成的肋7。
[0112]如圖7所示，導葉5形成為前緣部5a處于具有比離心葉輪2的葉輪半徑r2大的前緣半徑rl的位置，導葉5形成為前緣部5a遠離離心葉輪2的周緣部2a。這樣，在從葉輪半徑r2到前緣半徑rl之間、即前緣部5a所圍起的周緣部2a側(cè)的區(qū)域中形成不存在導葉5的無翼空間SI。并且，在實施方式2中，在無翼空間SI中設(shè)有肋7。
[0113]肋7立起設(shè)置于擴壓器4的側(cè)壁4a、4b，優(yōu)選的是，其高度Ht2優(yōu)選形成為比擴壓器4的高度Hd低、即與側(cè)壁4a、4b的一方連接的結(jié)構(gòu)。通過該結(jié)構(gòu)，肋7形成為立起設(shè)置在一方的側(cè)壁4a (4b)而未到達另一方的側(cè)壁4b (4a)的高度的突起部。
[0114]此外，肋7對在擴壓器4中流動的流體進行整流，優(yōu)選的是，還具有將在無翼空間SI的側(cè)壁附近流動的流體導向相鄰的導葉5的負壓面50a的功能。其平面形狀(向側(cè)壁4a、4b進行投影時的形狀)并沒有特別限定，例如可以是從上游寬度逐漸變寬、進而向下游而寬度逐漸變窄的形狀(翼形狀)。除此之外，肋7的平面形狀可以根據(jù)離心壓縮機I所要求的性能等而適當?shù)貨Q定。
[0115]如圖8的(a)所示，實施方式2中的肋7例如在無翼空間SI中向?qū)~5的負壓面50a側(cè)偏移形成。此外，肋7例如配置為從離心葉輪2的周緣部2a向外側(cè)擴展，相對于離心葉輪2的徑向具有適當角度。該角度例如適當確定為從以額定轉(zhuǎn)速進行旋轉(zhuǎn)的離心葉輪2以額定流量送出的流體的流動的絕對氣流角α —致的角度等。需要注意的是，這里所說的額定流量以及額定轉(zhuǎn)速是作為離心壓縮機I的設(shè)計值而確定的值。
[0116]采用該結(jié)構(gòu)，由于從離心葉輪2送出的流體的流量減少等而變小的絕對氣流角α(在圖8的(a)中由單點劃線圖示)能夠通過肋7而轉(zhuǎn)向為較大的絕對氣流角α2(α < α 2)(在圖8的(a)中由實線圖示)，向相鄰的導葉5的負壓面50a適當?shù)貙肓黧w。
[0117]此外，肋7與離心葉輪2的周緣部2a接近形成，高度Ht2 (參照圖7)形成得低于擴壓器4的高度Hd (參照圖7)，因此能夠降低與離心葉輪2的干涉。因而，能夠抑制干涉所引起的噪聲的產(chǎn)生。
[0118]需要注意的是，圖8的(a)的粗箭頭表不流體的流動。
[0119]此外，通過使肋7形成在向?qū)~5的負壓面50a側(cè)偏離的位置，能夠?qū)碾x心葉輪2送出的流體高效地導出到導葉5的負壓面50a側(cè)。利用該結(jié)構(gòu)，能夠使導葉5的負壓面50a側(cè)的速度分界層的厚度(向擴壓器4的高度方向的長度)變薄，能夠抑制負壓面50a中的翼壁面附近處的剝離。
[0120]如圖8的(b)所示，將肋7的沿著子午面的長度設(shè)為翼長C2。此外，將導葉5以及肋7的外形形狀設(shè)為使內(nèi)接圓的圓周連續(xù)的形狀，將導葉5的中弧線L2 (連結(jié)內(nèi)接圓的中心而成的線)的延長線與肋7的中弧線L3之間的間隔(沿著離心葉輪2的周向的間隔)設(shè)為肋間間距Pt。
[0121]在這種情況下，當肋間間距Pt處于“0XC2?0.65XC2”的范圍時，作為實驗結(jié)果而獲得能夠?qū)⒘黧w高效地導出到導葉5的負壓面50a側(cè)的情況。因此，在實施方式2中，優(yōu)選的是，以使肋間間距Pt處于“0XC2?0.65XC2”的范圍的方式構(gòu)成肋7。
[0122]需要注意的是，導葉5以及肋7的外形形狀并不限定于使內(nèi)接圓的圓周連續(xù)的形狀。例如，導葉5以及肋7可以是厚度恒定的平板翼，也可以是具有彎曲的翼。
[0123]例如在厚度恒定的平板翼的情況，可以設(shè)為替代中弧線L2、L3而基于平板翼的脊線(未圖示)來確定導葉5以及肋7的配置、肋間間距Pt的結(jié)構(gòu)。
[0124]變形例
[0125]圖9、圖10是表示實施方式2的變形例的圖。
[0126]作為實施方式2的變形例，如圖9的(a)、(b)所示，也可以設(shè)為在側(cè)壁4a、4b中的任一方形成肋7的結(jié)構(gòu)。該情況下，在離心葉輪2的周緣部2a的護罩2c側(cè)流體的流速(徑向速度成分Vr)升高的情況下，如圖9的(a)所示，可以成為在輪轂2b側(cè)的側(cè)壁4a形成肋7的結(jié)構(gòu)。此外，在離心葉輪2的周緣部2a的輪轂2b側(cè)流體的流速(徑向速度成分Vr)升高的情況下，如圖9的(b)所示，可以成為在護罩2c側(cè)的側(cè)壁4b形成肋7的結(jié)構(gòu)。
[0127]此外，作為實施方式2的其它變形例，如圖10的(a)所示，也可以是從上游向下游且沿著子午面傾斜而高度增高的肋7?；蛘?，也可以如圖10的(b)所示，是從上游向下游且沿著子午面呈圓弧狀地高度增高的肋7。除此之外，雖未圖示，例如也可以是從上游向下游且沿著子午面呈臺階狀地高度增高的肋7。
[0128]如上所述，在擴壓器4中，越靠近下游，速度分界層越向高度Hd方向變厚。因而，通過設(shè)為下游變高的肋7，能夠有效地抑制變厚的速度分界層的回流的產(chǎn)生。
[0129]此外，在擴壓器4的上游處降低肋7的高度，能夠有效地降低肋7與離心葉輪2之間的干涉。
[0130]如上所述，在實施方式2中，如圖7、8所示，在未形成導葉5的無翼空間SI中設(shè)置肋7。利用該結(jié)構(gòu)，能夠抑制速度分界層中的回流區(qū)域的產(chǎn)生，能夠防止旋轉(zhuǎn)失速的產(chǎn)生。
[0131]此外，肋7在導葉5的負壓面50a側(cè)偏移形成，能夠?qū)碾x心葉輪2送出的流體高效地導出到負壓面50a側(cè)。利用該結(jié)構(gòu)，能夠使導葉5的負壓面50a側(cè)的速度分界層的厚度變薄，能夠抑制負壓面50a的翼壁面附近的剝離。而且，能夠抑制喘振的產(chǎn)生。
[0132]此外，肋7由比擴壓器4的高度Hd低的高度Ht2形成，能夠縮短肋7中的、與離心葉輪2面對的端邊的長度。因而，能夠降低離心葉輪2與肋7的干涉，能夠降低離心葉輪2與肋7的干涉所引起的噪聲。
[0133]需要說明的是，本發(fā)明并不受到上述的實施方式限定。例如，上述實施方式是為了便于理解說明本發(fā)明而詳細說明的，不一定非要受到具備所說明的全部結(jié)構(gòu)限定。
[0134]此外，能夠?qū)⒛骋粚嵤┓绞降慕Y(jié)構(gòu)的一部分置換為其他實施方式的結(jié)構(gòu)，或者也能夠在某一實施方式的結(jié)構(gòu)上增加其他實施方式的結(jié)構(gòu)。
[0135]例如，在實施方式I中，設(shè)為在側(cè)壁4a、4b (參照圖1)上形成延伸設(shè)置部6 (參照圖1)的結(jié)構(gòu)，但也可以是在側(cè)壁4a、4b的一方形成延伸設(shè)置部6，在另一方形成肋7 (參照圖7)的結(jié)構(gòu)。即，也可以是實施方式I與實施方式2適當組合而成的結(jié)構(gòu)。
[0136]此外，在實施方式2中，是相對于一個導葉5 (參照圖8的(a))而形成一個肋7的結(jié)構(gòu)，但也可以是相對于一個導葉5而形成兩個以上的肋7的結(jié)構(gòu)。
[0137]此外，肋7是與導葉5非連續(xù)的結(jié)構(gòu)，但也可以是與導葉5相連的形狀的肋7。在這種情況下，優(yōu)選不會妨礙流體的流動的結(jié)構(gòu)。
[0138]此外，作為離心壓縮機I (參照圖1)的擴壓器4 (參照圖1)進行了說明，但本發(fā)明并不限于離心壓縮機1，也能夠應用于鼓風機、其它設(shè)備所具有的擴壓器。
[0139]除此之外，本發(fā)明并不限于上述的實施方式，能夠在不脫離發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)進行適當變更。
【權(quán)利要求】
1.一種擴壓器,其特征在于， 該擴壓器具有: 兩個側(cè)壁，在其之間形成從離心葉輪送出的流體的流路； 多個導葉，其前緣部遠離上述離心葉輪的周緣部配置而對上述流路中流動的流體進行整流，并且形成為小弦節(jié)比；以及 延伸設(shè)置部，其從上述導葉的上述前緣部側(cè)向上述離心葉輪的周緣部進行延伸設(shè)置，且與上述側(cè)壁的一方連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擴壓器，其特征在于， 上述延伸設(shè)置部形成在兩個上述側(cè)壁中的一方，兩個上述側(cè)壁形成上述流路。
3.—種擴壓器,其特征在于， 該擴壓器具有: 兩個側(cè)壁，在其之間形成從離心葉輪送出的流體的流路； 多個導葉，其前緣部遠離上述離心葉輪的周緣部配置而對上述流路中流動的流體進行整流，并且形成為小弦節(jié)比；以及 肋，其形成為在多個上述導葉的前緣部所圍成的上述周緣部側(cè)的區(qū)域中從上述側(cè)壁的一方向另一方立起設(shè)置而與上述側(cè)壁的一方連接，將在該區(qū)域中流動的流體導入到相鄰的上述導葉之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的擴壓器，其特征在于， 上述肋形成在兩個上述側(cè)壁中的一方，兩個上述側(cè)壁形成上述流路。
5.一種離心壓縮機，其特征在于， 該離心壓縮機具備權(quán)利要求1?4中任一項所述的擴壓器。
6.—種鼓風機,其特征在于， 該鼓風機具備權(quán)利要求1?4中任一項所述的擴壓器。
【文檔編號】F04D29/44GK103671269SQ201310363076
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月4日
【發(fā)明者】坂本圣英, 新川泰, 上甲圣士, 平館澄賢 申請人:株式會社日立制作所