旋转机械的制作方法

文档序号:14031375阅读:163来源:国知局
旋转机械的制作方法

本发明涉及旋转机械。



背景技术:

在压缩机或涡轮等旋转机械中,静翼和动翼之中的至少一方有时为了调整迎流角,而构成为可绕沿轮毂径向的转动轴转动的可变翼。

具备这种可变翼的旋转机械中,在可变翼的转动范围内可变翼的轮毂侧端面与轮毂的翼对置面不发生干涉的情况下,在使可变翼向闭合侧(可变翼的翼弦线与轮毂的轴向所成的角变大的方向)转动时,可变翼的轮毂侧端面与轮毂的翼对置面的间隙容易扩大。另外,在可变翼的转动范围内可变翼的翼梢侧端面与壳体的翼对置面不发生干涉的情况下,在使可变翼向开放侧(可变翼的翼弦线与轮毂的轴向所成的角变小的方向)转动时,可变翼的翼梢侧端面与壳体的翼对置面的间隙容易扩大。这样,当可变翼的轮毂侧端面与轮毂的翼对置面的间隙、或可变翼的翼梢侧端面与壳体的翼对置面的间隙扩大时,因通过该间隙的泄流引起的损失(以下记作间隙损失)增大,有可能导致旋转机械的效率降低。

专利文献1中公开了如下的旋转机械,即,具有可变翼向轮毂的径向外侧凹陷的球面状的轮毂侧端面,并且具有轮毂的翼对置面向轮毂的径向外侧凸起的球面状的球面区域,以实现即使使可变翼向闭合侧转动,可变翼的轮毂侧端面与轮毂的翼对置面的间隙也不会扩大。

专利文献2中公开了如下的结构,即,为了抑制因通过翼的翼梢侧端面与壳体的翼对置面之间的间隙的泄流引起的旋转机械装置的效率降低,而在与翼的翼梢侧端面对置的壳体的内表面设置槽(沟槽),使翼的翼梢侧端面向槽的内部突出。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:(日本)实开平3-13498号公报

专利文献2:(日本)特开平7-26904号公报



技术实现要素:

发明所要解决的课题

在像专利文献1中记载的旋转机械那样,在轮毂的翼对置面具有向轮毂的径向外侧凸起的球面状的球面区域的情况下,若不加以任何设计,流路内顺畅的流体流动会因向流路内突出的球面区域而受到阻碍。其结果,会出现向轮毂的径向外侧的流动(所谓二次流动)或位于球面区域的后方的剥离现象等,有可能招致旋转机械的性能降低。

另外,专利文献2所记载的旋转机械中的翼是设想为不具有沿径向的转动轴的固定翼而并非可变翼,其并未提及任何有关如何抑制伴随可变翼的转动产生的上述间隙损失的增大的内容。

鉴于上述状况,本发明的至少一实施方式的目的在于,在具备可绕沿轮毂径向的转动轴转动的可变翼的旋转机械中,抑制伴随可变翼的转动产生的间隙损失的增大

用于解决课题的手段

(1)本发明的至少一实施方式的旋转机械,具备:轮毂,其构成为绕旋转中心轴旋转;壳体,其构成为覆盖所述轮毂,并在其与所述轮毂之间形成流体流路;可变翼,其配置在所述流体流路上,构成为能够绕着沿所述轮毂的径向的转动轴转动;所述轮毂包括:翼对置轮毂部,其包括与所述可变翼的轮毂侧端面对置的第一翼对置面;上游侧轮毂部,其在所述轮毂的轴向上设于所述翼对置轮毂部的上游侧,具有在所述轴向上与所述第一翼对置面相邻的第一外周面;所述壳体包括:翼对置壳体部,其包括与所述可变翼的翼梢侧端面对置的第二翼对置面;上游侧壳体部,其在所述轴向上设于所述翼对置壳体的上游侧,具有在所述轴向上与所述第二翼对置面相邻的第一内周面;所述旋转机械满足以下条件(a)和条件(b)之中的至少一方:

(a)dr1<dh1≤dr2;

(b)dc1≥dt1>dc2;

其中,dr1为所述第一翼对置面的上游端与所述轮毂的旋转中心轴(旋转机械的旋转轴方向)的距离,dh1为所述轮毂的轴向与所述可变翼的翼弦线所成的角最大时的所述可变翼的轮毂侧端面的上游端与所述轮毂的旋转中心轴的距离,dr2为所述第一外周面的下游端与所述轮毂的旋转中心轴的距离,dc1为所述第二翼对置面的上游端与所述轮毂的旋转中心轴的距离,dt1为所述轮毂的轴向与所述可变翼的翼弦线所成的角最小时的所述可变翼的翼梢侧端面的上游端与所述轮毂的旋转中心轴的距离,dc2为所述第一内周面的下游端与所述轮毂的旋转中心轴的距离。

在构成为在可变翼的转动范围内可变翼的轮毂侧端面与轮毂的翼对置面不发生干涉的情况下,在可变翼的翼弦线与轮毂的轴向所成的角(以下,记作翼角)最大时,可变翼的轮毂侧端面与轮毂的翼对置面的间隙(以下,记作轮毂侧间隙)最大。在构成为在可变翼的转动范围内可变翼的翼梢侧端面与轮毂的翼对置面不发生干涉的情况下,在翼角最小时,可变翼的翼梢侧端面与壳体的翼对置面的间隙(以下,记作翼梢侧间隙)最大。需要说明的是,这里的翼角的“最大”及“最小”表示旋转机械运转时使用的可动范围中的“最大”及“最小”。

因此,如上述(1)记载的旋转机械,通过满足上述条件(a)和条件(b)中的至少一方,与翼角无关,轮毂侧间隙和翼梢侧间隙中的至少一方在可变翼的上游端不会接触到流体流路的主流。由此,能够降低因通过轮毂侧间隙和翼梢侧间隙中的至少一方的泄流引起的间隙损失。

另外,上述(1)记载的旋转机械中,通过满足dr1<dr2(条件(a)的一部分)或dc1>dc2(条件(b)的一部分)的至少一方,在第一外周面与第一翼对置面之间、或第一内周面与第二翼对置面之间中的至少一方形成有台阶。由于该台阶,在轮毂的翼对置面的附近或壳体的翼对置面的附近中的至少一方产生再循环流。然后,由于表面观察到的流量因该再循环流而增加,所以能够抑制轮毂或壳体上的剥离现象。

(2)数个实施方式中,在上述(1)记载的旋转机械中,至少满足上述条件(a),所述第一翼对置面以随着朝向下游侧而从所述轮毂的旋转中心轴离开的方式倾斜。

在此,是否产生剥离现象容易受翼的前缘附近的流量影响,若增大翼的前缘附近的流量,即使翼的后缘附近的流量小到一定程度,也容易抑制剥离现象。另外,鉴于通过轮毂侧间隙的泄流因翼的腹面与背面的压力差而产生,如果使该压力差为最大的翼的前缘侧(翼的翼弦线中心的上游侧)的间隙从主流排除,则能够有效地降低间隙损失。

这样,间隙损失的降低效果与剥离现象的抑制效果的需求在翼的前缘侧(翼的翼弦线中心的上游侧)变大,在后缘侧变得相对较小。

因此,在后缘侧,伴随再循环流的产生而产生的效率较低的缺点有时比包括间隙损失的降低效果和剥离现象的抑制效果在内的优点要大。

这点上,根据上述(2)记载的旋转机械,通过满足上述条件(a),与翼角无关,轮毂侧间隙的上游端不会接触到流体流路的主流。由此,在翼的前缘侧,能够降低因通过轮毂侧间隙的泄流引起的间隙损失,并且能够通过形成再循环流来抑制剥离减少。

另一方面,根据上述(2)记载的旋转机械,由于第一翼对置面以随着朝向下游侧而从轮毂的旋转中心轴离开的方式倾斜,所以能够在后缘侧抑制因再循环流产生的缺点。

(3)数个实施方式中,在上述(1)或(2)记载的旋转机械中,至少满足上述条件(b),所述第二翼对置面以随着朝向下游侧而靠近所述轮毂的旋转中心轴的方式倾斜。

如上所述,间隙损失的降低效果与剥离现象的抑制效果的需求在翼的前缘侧(翼的翼弦线中心的上游侧)变大,在后缘侧变得相对较小。因此,在后缘侧,伴随再循环流的产生而产生的效率较低的缺点有时比包括间隙损失的降低效果和剥离现象的抑制效果在内的优点要大。

这点上,根据上述(3)记载的旋转机械,通过满足上述条件(b),与翼角无关,翼梢侧间隙的上游端不会接触到流体流路的主流。由此,在翼的前缘侧,能够降低因通过翼梢侧间隙的泄流引起的间隙损失,并且能够通过形成再循环流来抑制剥离减少。

另一方面,根据上述(3)记载的旋转机械,由于第二翼对置面以随着朝向下游侧而靠近轮毂的旋转中心轴的方式倾斜,所以能够在后缘侧抑制因再循环流产生的缺点。

(4)数个实施方式中,在上述(1)~(3)中任一项记载的旋转机械中,所述轮毂包括在该轮毂的轴向上设于所述翼对置轮毂部的下游侧的下游侧轮毂部,所述下游侧轮毂部具有在所述轴向上与所述第一翼对置面相邻的第二外周面,所述旋转机械满足dh2≤dr3,

其中,dh2为所述轮毂的轴向与所述可变翼的翼弦线所成的角最小时的所述可变翼的轮毂侧端面的下游端与所述轮毂的旋转中心轴的距离,dr3为所述第二外周面的上游端与所述轮毂的旋转中心轴的距离。

根据上述(4)记载的旋转机械,通过满足dh2≤dr3,在翼角最小时,从前缘侧起遍及至后缘侧,轮毂侧间隙不会接触到流体流路的主流。

需要说明的是,如关于上述(2)记载的旋转机械的说明中记载的,间隙损失的降低效果的需求在翼的前缘侧(翼的翼弦线中心的上游侧)变大,在翼的后缘侧变得相对较小。因此,如上述(4)记载的旋转机械,在翼的后缘侧,在翼角最小时轮毂侧间隙不会接触到流体流路的主流,能够一定程度上满足间隙损失的降低效果的需求。

(5)数个实施方式中,在上述(4)记载的旋转机械中,所述旋转机械满足dh3≤dr3,

其中,dh3为所述轮毂的轴向与所述可变翼的翼弦线所成的角最大时的所述可变翼的轮毂侧端面的下游端与所述轮毂的旋转中心轴的距离,dr3为所述第二外周面的上游端与所述轮毂的旋转中心轴的距离。

根据上述(5)记载的旋转机械,与翼角无关(与旋转机械的运转状态无关),轮毂侧间隙的整个区域不会接触到流体流路4的主流。由此,能够与翼角无关地实现因通过轮毂侧间隙的泄流引起的间隙损失的降低效果。

(6)数个实施方式中,在上述(1)~(5)中任一项记载的旋转机械中,所述壳体包括在所述轮毂的轴向上设于所述翼对置壳体部的下游侧的下游侧壳体部,所述下游侧壳体部具有在所述轴向上与所述第二翼对置面相邻的第二内周面,所述旋转机械满足dt2≥dc3,

其中,dt2为所述轮毂的轴向与所述可变翼的翼弦线所成的角最大时的所述可变翼的翼梢侧端面的下游端与所述轮毂的旋转中心轴的距离,dc3为所述第二内周面的上游端与所述轮毂的旋转中心轴的距离。

根据上述(6)记载的旋转机械,通过满足dt2≥dc3,在翼角最大时,翼梢侧间隙不会接触到流体流路的主流。

需要说明的是,如关于上述(2)记载的旋转机械的说明中记载的,间隙损失的降低效果的需求在翼的前缘侧(翼的翼弦线中心的上游侧)变大,在翼的后缘侧变得相对较小。因此,如上述(6)记载的旋转机械,在翼的后缘侧,轮毂侧间隙在翼角最大时(旋转机械的低流量运转时)不会接触到流体流路的主流,能够一定程度上满足间隙损失的降低效果的需求。

(7)数个实施方式中,在上述(3)记载的旋转机械中,所述旋转机械满足dt3≥dc3。

其中,dt3为所述轮毂的轴向与所述可变翼的翼弦线所成的角最小时的所述可变翼的翼梢侧端面的下游端与所述轮毂的旋转中心轴的距离,dc3为所述第二内周面的上游端与所述轮毂的旋转中心轴的距离。

根据上述(7)记载的旋转机械,与翼角无关(与旋转机械的运转状态无关),翼梢侧间隙的整个区域不会接触到流体流路4的主流。由此,能够与翼角无关地实现因通过翼梢侧间隙的泄流引起的间隙损失的降低效果

发明效果

根据本发明的至少一实施方式,在具备可绕沿轮毂径向的转动轴转动的可变翼的旋转机械中,能够抑制伴随可变翼的转动产生的间隙损失的增大。

附图说明

图1是表示数个实施方式的轴流压缩机的概要结构的剖视图;

图2是用于说明动翼的翼角α1及静翼的翼角α2的示意图,是表示在轮毂的径向上从外侧观察的轮毂的一部分以及动翼或静翼的图;

图3是表示一个实施方式的轴流压缩机的一部分的子午剖视示意图,(a)表示动翼的翼角最小时的动翼及其周围的子午剖视形状,(b)表示动翼的翼角最大时的动翼及其周围的子午剖视形状;

图4是表示一实施方式的轴流压缩机的一部分的子午剖视示意图,(a)表示动翼的翼角最小时的动翼及其周围的子午剖视形状,图4(b)表示动翼的翼角最大时的动翼及其周围的子午剖视形状;

图5是表示一实施方式的轴流压缩机的一部分的子午剖视示意图,(a)表示动翼的翼角最小时的动翼及其周围的子午剖视形状,(b)表示动翼的翼角最大时的动翼及其周围的子午剖视形状;

图6是表示一实施方式的轴流压缩机的一部分的子午剖视示意图;

图7是表示在翼角最小时沿着轮毂的轴向从上游侧观察的动翼的形状(实线)、和在翼角最大时沿着轮毂的轴向从上游侧观察的动翼的形状(双点划线)的示意图;

图8是用于说明因第一外周面与第一翼对置面的台阶、或第一内周面与第二翼对置面的台阶而产生的再循环流的子午剖视示意图;

图9是对动翼的压力面及负压面表示相对于翼弦方向位置的静压分布的图,其中,翼弦方向位置是以翼的翼弦长度进行无次数化,并将动翼的前缘设为0%、后缘设为100%的位置。

具体实施方式

以下,参照附图对本发明的数个实施方式进行说明。其中,作为实施方式记载或附图中表示的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等不旨在对本发明的范围构成限定,其只不过是单纯的说明例。

例如,“某方向上”、“沿某方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或“同轴”“一致”等表示相对配置关系的表述不仅严密地表示这种相对配置关系,也表示具有公差、或者可得到相同功能程度的角度或距离而发生了相对位移的状态。

另外,“包括”、“具有”、“具备”、“包含”、或“含有”一构成要素这类的表述并非是将其他的构成要素排除在外的排他性表述。

图1是表示数个实施方式的作为旋转机械的轴流压缩机100的概要结构的剖视图。

图1中表示的轴流压缩机100具备:以绕旋转中心轴01旋转的方式构成的轮毂2、以覆盖轮毂2的方式构成且在与轮毂2之间形成流体流路4的壳体6、被固定在轮毂2上的动翼8、被固定在壳体6上的静翼10。

动翼8配置在流体流路4上,构成为能够通过绕沿轮毂2的径向的转动轴o2转动,改变轮毂2的轴向与动翼8的翼弦线所成的角度α1(参照图2。以下,将角度α1记作动翼的“翼角”。)。在旋转中心轴o1的一个轴线方向位置沿周向排列的多个动翼8构成一个动翼列,多个动翼列沿旋转中心轴o1的轴线方向(以下,记作轮毂2的轴向)排列。

静翼10配置在流体流路4上,构成为能够通过绕沿轮毂2的径向的转动轴o3转动,改变轮毂2的轴向与静翼10的翼弦线所成的角度α2(参照图2。以下,将角度α2记作静翼的“翼角”。)。在轮毂2的轴向上的一个位置沿周向排列的多个静翼10构成一个静翼列,在轮毂的轴向上,动翼列和静翼列交替排列。

当轮毂2及固定在轮毂2上的动翼8绕旋转中心轴o1旋转时,从壳体6的入口7流入的流体被压缩,被压缩的流体从壳体6的出口9流出。

接着,关于图1中表示的轴流压缩机100,利用图3~图5对数个实施方式的动翼8及其周围的子午剖视形状进行说明。

图3是表示一实施方式的轴流压缩机100的一部分的子午剖视示意图,图3(a)表示动翼8的翼角最小时的动翼8及其周围的子午剖视形状,图3(b)表示动翼8的翼角最大时的动翼8及其周围的子午剖视形状。图4是表示一实施方式的轴流压缩机100的一部分的子午剖视示意图,图4(a)表示动翼8的翼角最小时的动翼8及其周围的子午剖视形状,图4(b)表示动翼8的翼角最大时的动翼8及其周围的子午剖视形状。图5是表示一实施方式的轴流压缩机100的一部分的子午剖视示意图,图5(a)表示动翼8的翼角最小时的动翼8及其周围的子午剖视形状,图5(b)表示动翼8的翼角最大时的动翼8及其周围的子午剖视形状。

数个实施方式中,例如,如图3(a)~图5(b)所示,轮毂2包括翼对置轮毂部16和上游侧轮毂部20,翼对置轮毂部16包括与动翼8的轮毂侧端面12对置的第一翼对置面14,上游侧轮毂部20在轮毂2的轴向上设于翼对置轮毂部16的上游侧,并具有在轮毂2的轴向上与第一翼对置面14相邻的第一外周面18。另外例如,如图3(a)~图5(b)所示,轮毂6包括翼对置壳体部26和上游侧壳体部30,翼对置壳体部26包括与动翼8的翼梢侧端面22对置的第二翼对置面24,上游侧壳体部30在轮毂2的轴向上设于翼对置壳体部26的上游侧,并具有在轮毂2的轴向上与第二翼对置面24相邻的第一内周面28。

需要说明的是,上游侧轮毂部20、翼对置轮毂部16及下游侧轮毂部32既可以一体(以一个部件)构成,也可以各自分体(以不同部件)构成。或者,上游侧轮毂部20、翼对置轮毂部16及下游侧轮毂部32中的至少一个也可以由多个部件构成,例如图6所示,翼对置轮毂部16也可以由多个部件形成。

另外,上游侧壳体部30、翼对置壳体部26及下游侧壳体部36既可以一体(以一个部件)构成,也可以各自分体(以不同部件)构成。或者,上游侧壳体部30、翼对置壳体部26及下游侧壳体部36中的至少一个也可以由多个部件构成,例如如图6所示,翼对置壳体部26也可以由多个部件形成。

在数个实施方式中,例如,如图3(a)~图5(b)所示,轴流压缩机100构成为满足以下条件(a)和条件(b)中的至少一方,

(a)dr1<dh1≤dr2

(b)dc1≥dt1>dc2

其中,如图3(b)、图4(b)及图5(b)所示,dr1为第一翼对置面14的上游端14a与轮毂2的旋转中心轴o1的距离,dh1为动翼8的翼角最大时的动翼8的轮毂侧端面12的上游端12a与轮毂2的旋转中心轴o1的距离,dr2为第一外周面18的下游端18a与轮毂2的旋转中心轴o1的距离。其中,如图3(a)、图4(a)及图5(a)所示,dc1为第二翼对置面24的上游端24a与轮毂2的旋转中心轴o1的距离,dt1为动翼8的翼角最小时的动翼8的翼梢侧端面22的上游端22a与轮毂2的旋转中心轴o1的距离,dc2为第一内周面28的下游端28a与轮毂2的旋转中心轴o1的距离。

在此,利用图7说明满足条件(a)和条件(b)中的至少一方的技术上的意义。

图7是表示在翼角最小时从轮毂2的轴向观察的动翼8的形状8a(实线)、和在翼角最大时从轮毂2的轴向观察的动翼8的形状8b(双点划线)的示意图。

图7中表示如下的样子,即,在动翼8的翼角最大时,与动翼8的翼角最小时相比,动翼8的轮毂侧端面12与轮毂2的第一翼对置面14的间隙(以下,记作轮毂侧间隙)变大了区域△ch的量。在动翼8的转动范围内动翼8的轮毂侧端面12与轮毂2的第一翼对置面14不发生干涉的情况下,随着使动翼8向闭合侧(图7的a方向、即翼角变大的方向)转动,轮毂侧间隙变大。因此,在动翼8的翼角最大时,轮毂侧间隙最大。

另外,图7中表示如下的样子,即,在动翼8的翼角最小时,与动翼8的翼角最大时相比,动翼8的翼梢侧端面22与壳体6的第二翼对置面24的间隙(以下,记作翼梢侧间隙)变大了区域△ct的量。在动翼8的转动范围内动翼8的翼梢侧端面22与壳体6的第二翼对置面24不发生干涉的情况下,随着使动翼8向开放侧(图7的b方向、即翼角变小的方向)转动,翼梢侧间隙变大。因此,在动翼8的翼角最小时,轮毂侧间隙最大。

因此,根据图3(a)~图5(b)中表示的轴流压缩机100,通过满足上述条件(a)和条件(b)中的至少一方,与翼角无关,轮毂侧间隙ch和翼梢侧间隙ct中的至少一方在动翼8的上游端不会接触到流体流路4的主流。由此,能够降低因通过轮毂侧间隙ch和翼梢侧间隙ct中的至少一方的泄流引起的间隙损失。

另外,图3(a)~图5(b)中表示的轴流压缩机100中,通过满足dr1<dr2(条件(a)的一部分)或dc1>dc2(条件(b)的一部分)的至少一方,在第一外周面18与第一翼对置面14之间、或第一内周面28与第二翼对置面24之间中的至少一方形成有台阶g。由于该台阶g,如图8所示,在轮毂2的第一翼对置面14的附近或壳体6的第二翼对置面24的附近中的至少一方产生再循环流。然后,由于表面观察到的的流量因该再循环流而增加,所以能够抑制轮毂2或壳体6上的剥离现象。

数个实施方式中,例如如图5(a)及图5(b)所示,轴流压缩机100至少满足上述条件(a),第一翼对置面14以随着朝向下游侧而离开轮毂的旋转中心轴o1的方式倾斜。

在此,是否产生剥离现象容易受动翼8的前缘附近的流量影响,若增大动翼8的前缘附近的流量,即使动翼8的后缘附近的流量小到一定程度,也容易抑制剥离现象。另外,如图9所示,翼的腹面与背面的压力差具有在翼的前缘侧(翼的翼弦线中心的上游侧)变大的趋势。鉴于通过轮毂侧间隙ch的泄流因动翼8的腹面与背面的压力差而产生,如果使该压力差为最大的动翼8的前缘侧的间隙从主流离开,则能够有效地降低间隙损失。

这样,间隙损失的降低效果与剥离现象的抑制效果的需求在动翼8的前缘侧大,在后缘侧相对较小。因此,在后缘侧,伴随再循环流的产生而产生的效率降低的缺点有时比包括间隙损失的降低效果和剥离现象的抑制效果在内的优点要大。

在这点上,根据图5(a)及图5(b)中表示的轴流压缩机100,通过满足上述条件(a),与翼角无关,轮毂侧间隙ch的上游端不会接触到流体流路4的主流。由此,在动翼9的前缘侧,能够降低因通过轮毂侧间隙ch的泄流引起的间隙损失,并且通过形成再循环流能够抑制剥离减少。另外,根据图5(a)及图5(b)中表示的轴流压缩机100,由于第一翼对置面14以随着朝向下游侧而离开轮毂2的旋转中心轴o1的方式倾斜,所以能够在动翼8的后缘侧抑制因再循环流产生的缺点。

数个实施方式中,例如如图5(a)及图5(b)所示,轴流压缩机100至少满足上述条件(b),第二翼对置面24以随着朝向下游侧而靠近轮毂2的旋转中心轴o1的方式倾斜。

如上所述,间隙损失的降低效果与剥离现象的抑制效果的需求在动翼8的前缘侧大,在后缘侧相对较小。因此,在后缘侧,伴随再循环流的产生而产生的效率较低的缺点有时比包括间隙损失的降低效果和剥离现象的抑制效果在内的优点要大。

根据图5(a)及图5(b)中表示的轴流压缩机100,通过满足上述条件(b),与翼角无关,翼梢侧间隙ct的上游端不会接触到流体流路4的主流。由此,在动翼8的前缘侧,能够降低因通过翼梢侧间隙ct的泄流引起的间隙损失,并且通过形成再循环流能够抑制剥离减少。另外,根据图5(a)及图5(b)中表示的轴流压缩机100,由于第二翼对置面24以随着朝向下游侧而靠近轮毂2的旋转中心轴o1的方式倾斜,所以能够在后缘侧抑制因再循环流产生的缺点。

数个实施方式中,例如,如图3(a)、图4(a)及图5(a)所示,轴流压缩机100以如下的方式构成,即,轮毂2包括在轮毂2的轴向上设于翼对置轮毂部16的下游侧的下游侧轮毂部32,下游侧轮毂部32具有在轴向上与第一翼对置面14相邻的第二外周面34,并满足dh2≤dr3。

其中,dh2为动翼8的翼角最小时的动翼8的轮毂侧端面12的下游端12b与轮毂2的旋转中心轴o1的距离,dr3为第二外周面34的上游端34a与轮毂2的旋转中心轴o1的距离。

根据上述结构,通过满足dh2≤dr3,在翼角最小时,从前缘侧起遍及至后缘侧,轮毂侧间隙ch不会接触到流体流路4的主流。

需要说明的是,如上所述,间隙损失的降低效果的需求在动翼8的前缘侧(动翼8的翼弦线中心的上游侧)变大,在动翼8的后缘侧变得相对较小。因此,如图3(a)~图5(b)中表示的轴流压缩机100,在动翼8的后缘侧,轮毂侧间隙ch在翼角最小时不会接触到流体流路4的主流,能够一定程度上满足间隙损失的降低效果的需求。

数个实施方式中,例如,如图3(b)及图5(b)所示,轴流压缩机100满足dh3≤dr3。

其中,dh3为翼角最大时的动翼8的轮毂侧端面12的下游端12b与轮毂2的旋转中心轴o1的距离,dr3为第二外周面34的上游端34a与轮毂2的旋转中心轴o1的距离。

根据上述结构,与翼角无关,轮毂侧间隙ch的整个区域不会接触到流体流路4的主流。由此,能够与翼角无关地获得到因通过轮毂侧间隙ch的泄流引起的间隙损失的降低效果。

数个实施方式中,例如,如图3(b)、图4(b)及图5(b)所示,轴流压缩机100以如下的方式构成,即,壳体6包括在轮毂2的轴向上设于翼对置壳体部26的下游侧的下游侧壳体部36,下游侧壳体部36具有在轴向上与第二翼对置面24相邻的第二外周面38,并满足dt2≥dc3。

其中,dt2为翼角最大时的动翼8的翼梢侧端面22的下游端22b与轮毂2的旋转中心轴o1的距离,dc3为第二外周面38的上游端38a与轮毂2的旋转中心轴o1的距离。

根据上述结构,通过满足dt2≥dc3,在翼角最大时,翼梢侧间隙ct不会接触到流体流路4的主流。

需要说明的是,如上所述,间隙损失的降低效果的需求在动翼8的前缘侧大,在动翼8的后缘侧相对较小。因此,如图3(b)、图4(b)及图5(b)中表示的轴流压缩机100,在动翼8的后缘侧,如果翼梢侧间隙ct在翼角最大时不会接触到流体流路4的主流,则能够一定程度上满足间隙损失的降低效果的需求。

数个实施方式中,例如,如图3(a)及图5(a)所示,轴流压缩机100满足dt3≥dc3。

其中,dt3为翼角最小时的动翼8的翼梢侧端面22的下游端22b与轮毂2的旋转中心轴o1的距离,dc3为第二外周面38的上游端38a与轮毂2的旋转中心轴o1的距离。

根据上述结构,与翼角无关,翼梢侧间隙ct的整个区域不会接触到流体流路4的主流。由此,能够与翼角无关地获得因通过翼梢侧间隙ct的泄流引起的间隙损失的降低效果。

数个实施方式中,轴流压缩机100既可以例如如图4(a)所示满足dt3<dc3,也可以例如如图4(b)所示满足dh3>dr3。如上所述,由于间隙损失的降低效果的需求在动翼8的后缘侧相对较小,所以即使是这种结构,只要满足上述条件(a)和上述条件(b)中的至少一方,即能够获得因通过翼梢侧间隙ct的泄流引起的间隙损失的降低效果。

本发明不限于上述实施方式,也包括对上述实施方式施加变形的方式、或将这些方式适当组合的方式。

例如,上述数个实施方式中,说明了动翼8的形状与轮毂2或壳体6的形状的关系,但这些关系也可以适用于静翼10的形状与轮毂2或壳体6的形状的关系。

另外,为了抑制随着翼角改变而产生的轮毂侧间隙或翼梢侧间隙的增大,也可以对轮毂侧端面12、第一翼对置面14、翼梢侧端面22及第二翼对置面24适当实施专利文献1所记载那样的球面加工。

另外,本发明可适用于例如锅炉用轴流式风扇、高炉用轴流鼓风机、燃气轮机压缩机及各种涡轮机等旋转机械。

附图标记说明

2:轮毂;4:流体流路;6:壳体;7:入口;8:动翼;9:出口;10:静翼;12:轮毂侧端面;12a:轮毂侧端面的上游端;12b:轮毂侧端面的下游端;14:第一翼对置面;14a:第一翼对置面的上游端;16:翼对置轮毂部;18:第一外周面;18a:第一外周面的下游端;20:上游侧轮毂部;22:翼梢侧端面;22a:翼梢侧端面的上游端;22b:翼梢侧端面的下游端;24:第二翼对置面;24a:第二翼对置面的上游端;26:翼对置壳体部;28:第一内周面;28a:第一内周面的下游端;30:上游侧壳体部;32:下游侧轮毂部;34:第二外周面;34a:第二外周面的上游端;36:下游侧壳体部;38:第二内周面;38a:第二内周面的上游端;100:轴流压缩机。

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