JP2019173617A - Inlet guide vane and compressor - Google Patents

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Atsushi Koga
淳 古賀
潤 宮本
Jun Miyamoto
潤 宮本
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Abstract

To restrict reduction in performance of a compressor.SOLUTION: An inlet guide vane is made such that a first blade surface 71 and a second blade surface 72 facing toward different directions to each other are connected to each other by a front edge end 73 and a rear edge end 74 and there is provided a vane main body 62 extending in a blade height direction. The vane main body 62 at a blade section orthogonal to said blade height direction has a shape showing that a thickness ratio Ts/Tp is in a range of 1.02 to 1.33 where Tp is a first distance ranging from a chord line CL in a direction orthogonal to the chord line CL that is a straight line connecting the front edge end 73 with the rear edge end 74 to the first blade surface 71, and Tz is a second distance ranging from the chord line CL orthogonal to the chord line CL to the second blade surface 72. The thickness ratio Ts/Tp is kept constant at any positions in a blade chord direction D2 where the chord line CL extends.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、インレットガイドベーン及び圧縮機に関する。   The present invention relates to an inlet guide vane and a compressor.

例えばターボ冷凍機に用いられる圧縮機では、冷媒を吸い込むための吸込口に、インレットガイドベーン(可動式案内羽根)が設置されたものがある。インレットガイドベーンは、周方向に間隔をあけて配置され、吸込口内に複数設けられている。インレットガイドベーンは、吸込口の内壁から吸込口の中心まで延びるような形状を有している。インレットガイドベーンは、流入してくる冷媒に対する角度が可変とされている。インレットガイドベーンの角度が調整されることで、下流側に配置されたインペラへ供給される冷媒の量が調整される。   For example, some compressors used in turbo refrigerators have an inlet guide vane (movable guide vane) installed at a suction port for sucking refrigerant. The inlet guide vanes are arranged at intervals in the circumferential direction, and a plurality of inlet guide vanes are provided in the suction port. The inlet guide vane has a shape extending from the inner wall of the suction port to the center of the suction port. The angle of the inlet guide vane with respect to the inflowing refrigerant is variable. By adjusting the angle of the inlet guide vane, the amount of refrigerant supplied to the impeller disposed on the downstream side is adjusted.

このようなインレットガイドベーンとしては、例えば、特許文献1には、性能を維持しつつ、組み立て性を向上させるために、ベーン本体の一部を薄肉にする構造が記載されている。この構造では、組み立て性を確保するために薄肉とした部分を除く他の部分が仮想翼型の表面に沿う翼型面を形成している。   As such an inlet guide vane, for example, Patent Document 1 describes a structure in which a part of the vane body is thinned in order to improve assemblability while maintaining performance. In this structure, the airfoil surface along the surface of the virtual airfoil is formed by the other parts excluding the thinned part in order to ensure assemblability.

特開2017−82622号公報JP 2017-82622 A

ところで、圧縮機では、性能を向上させるために最大流量を増加させる必要がある。最大流量を増加させた場合、インレットガイドベーンに流入する冷媒の流入速度が大きくなり、インレットガイドべーンでの圧力損失が増加してしまう。その結果、インレットガイドベーンによって圧縮機の性能の低下を招いてしまう可能性がある。   By the way, in the compressor, it is necessary to increase the maximum flow rate in order to improve the performance. When the maximum flow rate is increased, the flow rate of the refrigerant flowing into the inlet guide vane increases, and the pressure loss in the inlet guide vane increases. As a result, there is a possibility that the performance of the compressor will be lowered due to the inlet guide vanes.

本発明は、上記要望に応えるためになされたものであって、圧縮機の性能の低下を抑えることが可能なインレットガイドベーン及び圧縮機を提供することを目的とする。   The present invention has been made to meet the above-described demand, and an object thereof is to provide an inlet guide vane and a compressor capable of suppressing a decrease in the performance of the compressor.

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
本発明の第一態様に係るインレットガイドベーンは、互いに異なる方向を向く第一翼面及び第二翼面が前縁端及び後縁端で互いに接続され、翼高さ方向に延びるベーン本体を備え、前記ベーン本体は、前記翼高さ方向と直交する断面において、前記前縁端と前記後縁端とを結ぶ直線であるコードラインに対して直交する方向への前記コードラインから前記第一翼面までの距離を第一距離とし、前記コードラインに対して直交する方向への前記コードラインから前記第二翼面までの距離を第二距離とした場合に、前記第一距離に対する前記第二距離の比である厚み比が1.02〜1.33の範囲内となる形状とされ、前記厚み比は、前記コードラインの延びる翼コード方向のいずれの位置においても一定とされている。
The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
An inlet guide vane according to a first aspect of the present invention includes a vane body that extends in the blade height direction, with a first blade surface and a second blade surface that are directed in different directions connected to each other at a leading edge and a trailing edge. The vane body has a first blade from the cord line in a direction perpendicular to a cord line that is a straight line connecting the leading edge and the trailing edge in a cross section perpendicular to the blade height direction. When the distance to the surface is the first distance and the distance from the cord line in the direction orthogonal to the cord line to the second blade surface is the second distance, the second distance relative to the first distance The thickness ratio, which is the distance ratio, is in the range of 1.02 to 1.33, and the thickness ratio is constant at any position in the blade cord direction in which the cord line extends.

このような構成によれば、第二翼面が負圧面となった場合に、第二翼面側での流れの剥離を抑え、圧力損失を低下させることができる。そのため、第二翼面が負圧面となるようにベーン本体を回転させた際のピーク効率の低下を抑えることができる。これにより、インレットガイドべーンが設けられた圧縮機のピーク効率の低下を防ぐことができる。   According to such a configuration, when the second blade surface becomes a suction surface, separation of the flow on the second blade surface side can be suppressed and pressure loss can be reduced. Therefore, it is possible to suppress a decrease in peak efficiency when the vane body is rotated so that the second blade surface becomes a suction surface. Thereby, the fall of the peak efficiency of the compressor provided with the inlet guide vane can be prevented.

また、本発明の第二態様に係るインレットガイドベーンでは、第一態様において、前記ベーン本体では、前記厚み比が1.02〜1.15の範囲内となる形状とされていてもよい。   In the inlet guide vane according to the second aspect of the present invention, in the first aspect, the vane body may have a shape in which the thickness ratio is in a range of 1.02 to 1.15.

このような構成とすることで、第二翼面が負圧面とした場合だけでなく、第一翼面が負圧面となるようにベーン本体を回転させた際の効率の低下をほとんどさせることなく圧縮機を運転できる。つまり、第一翼面が負圧面となるようにベーン本体を回転させた際の圧縮機のピーク効率の低下を抑えることができる。   By adopting such a configuration, not only when the second blade surface is a suction surface, but also almost no decrease in efficiency when the vane body is rotated so that the first blade surface becomes a suction surface. The compressor can be operated. That is, it is possible to suppress a decrease in the peak efficiency of the compressor when the vane body is rotated so that the first blade surface becomes the suction surface.

また、本発明の第三態様に係るインレットガイドベーンでは、第一又は第二態様において、前記第一翼面及び前記第二翼面は、前記コードラインに対して凸形状をなしていてもよい。   In the inlet guide vane according to the third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the first blade surface and the second blade surface may have a convex shape with respect to the cord line. .

また、本発明の第四態様に係る圧縮機は、第一から第三態様のいずれか一つのインレットガイドベーンと、前記インレットガイドベーンが設けられる吸込口が形成されたケーシングと、前記吸込口から吸いこんだ流体を圧縮するインペラと、を備える。   Further, the compressor according to the fourth aspect of the present invention includes an inlet guide vane according to any one of the first to third aspects, a casing formed with a suction port provided with the inlet guide vane, and the suction port. And an impeller for compressing the sucked fluid.

本発明によれば、圧縮機の性能の低下を抑えることができる。   According to the present invention, it is possible to suppress a decrease in the performance of the compressor.

本発明の実施形態に係る圧縮機の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the compressor which concerns on embodiment of this invention. 図1のII−II線における矢視断面図である。It is arrow sectional drawing in the II-II line | wire of FIG. ベーン本体の厚み比と圧縮機のピーク効率比との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the thickness ratio of a vane main body, and the peak efficiency ratio of a compressor.

本発明の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態に係る圧縮機1は、ターボ冷凍機に用いられる一軸多段(本実施形態では2段)の遠心圧縮機である。圧縮機1は、図1に示すように、回転軸10と、複数(本実施形態では2つ)のインペラ20と、ケーシング30と、インレットガイドベーン60と、を備えている。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The compressor 1 according to the present embodiment is a uniaxial multistage (two stages in the present embodiment) centrifugal compressor used for a turbo refrigerator. As shown in FIG. 1, the compressor 1 includes a rotating shaft 10, a plurality (two in this embodiment) of impellers 20, a casing 30, and inlet guide vanes 60.

回転軸10は、中心軸線Asを中心として延び、中心軸線As周りに回転する。   The rotation shaft 10 extends around the central axis As and rotates around the central axis As.

ケーシング30は、回転軸10の径方向Drの外周側からインペラ20を覆っている。ケーシング30の内部には、冷媒(流体)Fを流通させるための流路が形成されている。ケーシング30は、ケーシング本体30Aと、吸込ケーシング30Bと、を有している。吸込ケーシング30Bは、ケーシング本体30Aに対して、軸線Arの延びる軸線方向Daの一方側に設けられている。吸込ケーシング30B内には、冷媒Fを外部から流入させる吸込口31が形成されている。詳しくは後述するが、吸込口31の内周側には、運転状況に応じて角度を変更することが可能なインレットガイドベーン(第一段IGV)60が取り付けられている。ケーシング本体30A内の軸線方向Daの他方側には、冷媒Fを排出する吐出スクロール32が設けられている。ケーシング本体30A内には、吸込口31と吐出スクロール32とを連通させる内部空間33が形成されている。   The casing 30 covers the impeller 20 from the outer peripheral side in the radial direction Dr of the rotary shaft 10. A flow path for circulating the refrigerant (fluid) F is formed inside the casing 30. The casing 30 has a casing body 30A and a suction casing 30B. The suction casing 30B is provided on one side of the axial direction Da in which the axial line Ar extends with respect to the casing body 30A. A suction port 31 through which the refrigerant F flows from the outside is formed in the suction casing 30B. Although mentioned later in detail, the inlet guide vane (1st stage IGV) 60 which can change an angle according to a driving | running condition is attached to the inner peripheral side of the suction inlet 31. As shown in FIG. A discharge scroll 32 that discharges the refrigerant F is provided on the other side of the axial direction Da in the casing body 30A. An internal space 33 is formed in the casing body 30A to allow the suction port 31 and the discharge scroll 32 to communicate with each other.

インペラ20は、回転軸10の外周面に一体に取り付けられ、回転軸10とともに回転する。本実施形態のインペラ20は、例えば、カバーを有していないオープンタイプのインペラである。本実施形態のインペラ20としては、第一インペラ21と、第二インペラ22とが内部空間33に設けられている。第一インペラ21は、第一圧縮段を形成している。第二インペラ22は、第二圧縮段を形成している。第一インペラ21及び第二インペラ22の内部には、冷媒Fが流通可能なインペラ流路25が形成されている。インペラ流路25は、軸線方向Daの一方側から他方側に向かうに従って、径方向Drの内側から外側に向かうように湾曲している。   The impeller 20 is integrally attached to the outer peripheral surface of the rotating shaft 10 and rotates together with the rotating shaft 10. The impeller 20 of the present embodiment is, for example, an open type impeller that does not have a cover. As the impeller 20 of the present embodiment, a first impeller 21 and a second impeller 22 are provided in the internal space 33. The first impeller 21 forms a first compression stage. The second impeller 22 forms a second compression stage. Inside the first impeller 21 and the second impeller 22, an impeller passage 25 through which the refrigerant F can flow is formed. The impeller channel 25 is curved so as to go from the inner side to the outer side in the radial direction Dr as it goes from one side to the other side in the axial direction Da.

内部空間33は、第一インペラ21のインペラ流路25及び第二インペラ22のインペラ流路25を繋ぐケーシング流路34と、第二インペラ22のインペラ流路25及び吐出スクロール32を繋ぐ出口ディフューザ流路38とを有している。   The internal space 33 is an outlet diffuser flow that connects the casing flow path 25 that connects the impeller flow path 25 of the first impeller 21 and the impeller flow path 25 of the second impeller 22, and the impeller flow path 25 and the discharge scroll 32 of the second impeller 22. And a passage 38.

ケーシング流路34は、中間ディフューザ流路35と、リターン流路36と、戻り流路37と、を有している。   The casing flow path 34 has an intermediate diffuser flow path 35, a return flow path 36, and a return flow path 37.

中間ディフューザ流路35では、第一インペラ21から排出された冷媒Fが流通する。中間ディフューザ流路35は、第一インペラ21の径方向Drの外側で第一インペラ21のインペラ流路25の出口と連通している。出口ディフューザ流路38は、インペラ流路25の出口から径方向Drの外側に向けて延びるように形成されている。   In the intermediate diffuser flow path 35, the refrigerant F discharged from the first impeller 21 flows. The intermediate diffuser channel 35 communicates with the outlet of the impeller channel 25 of the first impeller 21 outside the radial direction Dr of the first impeller 21. The outlet diffuser channel 38 is formed so as to extend from the outlet of the impeller channel 25 toward the outside in the radial direction Dr.

リターン流路36は、中間ディフューザ流路35を流通してきた冷媒Fの流通方向を180度反転させている。リターン流路36は、中間ディフューザ流路35の径方向Drの外側と連続して形成されている。リターン流路36は、中間ディフューザ流路35の径方向Drの外側から軸線方向Daの他方側に向かうように断面視U字状に回り込み、径方向Drの内側に向けて延びるように形成されている。リターン流路36の径方向Drの内側に向けて延びる部分には、複数のリターンベーン36Aが中心軸線Asを中心として放射状に配列されている。   The return flow path 36 reverses the flow direction of the refrigerant F that has flowed through the intermediate diffuser flow path 35 by 180 degrees. The return flow path 36 is formed continuously with the outside in the radial direction Dr of the intermediate diffuser flow path 35. The return flow path 36 is formed so as to wrap around in a U shape in cross section so as to go from the outer side of the radial direction Dr of the intermediate diffuser flow path 35 to the other side of the axial direction Da and to extend toward the inner side of the radial direction Dr. Yes. A plurality of return vanes 36 </ b> A are arranged radially about the central axis As at a portion of the return flow path 36 extending inward in the radial direction Dr.

さらに、ケーシング本体30Aには、外部から導かれた冷媒Fを第一インペラ21から吐出された冷媒Fに合流させて第二インペラ22に供給する中間吸込チャンバー40が設けられている。中間吸込チャンバー40は、第二インペラ22の入口部分の周囲を囲む円環状の空間である。中間吸込チャンバー40の径方向Drの内側には、スリット状の中間吸込口41が設けられている。この中間吸込口41は、中間吸込チャンバー40の内部と、リターン流路36の径方向Drの内側に向かって延びる部分とを接続している。   Further, the casing main body 30 </ b> A is provided with an intermediate suction chamber 40 that joins the refrigerant F guided from the outside with the refrigerant F discharged from the first impeller 21 and supplies the refrigerant F to the second impeller 22. The intermediate suction chamber 40 is an annular space surrounding the periphery of the inlet portion of the second impeller 22. A slit-shaped intermediate suction port 41 is provided inside the radial direction Dr of the intermediate suction chamber 40. The intermediate suction port 41 connects the inside of the intermediate suction chamber 40 and a portion extending toward the inside in the radial direction Dr of the return flow path 36.

戻り流路37は、リターン流路36を流通した冷媒Fを第二インペラ22に導入させている。戻り流路37は、リターン流路36の径方向Drの内側と連続して形成されている。戻り流路37の径方向Drの内側部分は、第二インペラ22のインペラ流路25の入口に向けて湾曲している。   The return channel 37 introduces the refrigerant F that has flowed through the return channel 36 into the second impeller 22. The return flow path 37 is formed continuously with the inside of the return flow path 36 in the radial direction Dr. An inner portion of the return channel 37 in the radial direction Dr is curved toward the inlet of the impeller channel 25 of the second impeller 22.

戻り流路37には、運転状況に応じて角度を変更することが可能な可動ベーン(第二段IGV)50が設けられている。可動ベーン50は、中心軸線Asに対する周方向Dcに間隔をあけて複数配列されている。これら複数の可動ベーン50は、駆動部51によって駆動されて、その角度が変更される。   The return flow path 37 is provided with a movable vane (second stage IGV) 50 capable of changing the angle according to the operating condition. A plurality of movable vanes 50 are arranged at intervals in the circumferential direction Dc with respect to the central axis As. The plurality of movable vanes 50 are driven by the drive unit 51 to change their angles.

出口ディフューザ流路38は、第二インペラ22から排出された冷媒Fを吐出スクロール32まで流通させている。出口ディフューザ流路38は、第二インペラ22の径方向Drの外側で第二インペラ22のインペラ流路25の出口と連通している。出口ディフューザ流路38は、インペラ流路25の出口から径方向Drの外側に向かって延び、吐出スクロール32と連続するように形成されている。   The outlet diffuser flow path 38 allows the refrigerant F discharged from the second impeller 22 to flow to the discharge scroll 32. The outlet diffuser channel 38 communicates with the outlet of the impeller channel 25 of the second impeller 22 outside the radial direction Dr of the second impeller 22. The outlet diffuser channel 38 extends from the outlet of the impeller channel 25 toward the outside in the radial direction Dr, and is formed to be continuous with the discharge scroll 32.

インレットガイドベーン60は、ケーシング30内で第一インペラ21に対して軸線方向Daの一方側(上流側)に配置されるように、吸込口31に設けられている。インレットガイドベーン60は、吸込口31を流通する冷媒Fの流れ方向に対する角度が調整されることで、第一インペラ21に流入する冷媒Fの流量を調整している。インレットガイドベーン60は、軸線方向Daから見て円形の断面をなす吸込口31の内周面に沿って、中心軸線Asを中心とする周方向Dcに均等に間隔をあけて複数配列されている。本実施形態のインレットガイドベーン60は、軸部61と、ベーン本体62と、を有している。   The inlet guide vane 60 is provided in the suction port 31 so as to be disposed on one side (upstream side) in the axial direction Da with respect to the first impeller 21 in the casing 30. The inlet guide vane 60 adjusts the flow rate of the refrigerant F flowing into the first impeller 21 by adjusting the angle with respect to the flow direction of the refrigerant F flowing through the suction port 31. A plurality of inlet guide vanes 60 are arranged at equal intervals in the circumferential direction Dc centered on the central axis As, along the inner peripheral surface of the suction port 31 having a circular cross section when viewed from the axial direction Da. . The inlet guide vane 60 according to the present embodiment includes a shaft portion 61 and a vane body 62.

軸部61は、吸込口31の内周面に形成された取付孔31Aに挿入されている。取付孔31Aは、中心軸線Asに対して径方向Drに延びる軸線Arを中心とする円形状の孔である。軸部61は、取付孔31Aに挿入された状態で、不図示の駆動装置によって軸線Arを中心として回転可能とされている。軸部61は、ベーン本体62を軸線Ar回りに回動するための軸となる部材である。軸部61は、ベーン本体62と一体に形成されている。   The shaft portion 61 is inserted into an attachment hole 31 </ b> A formed on the inner peripheral surface of the suction port 31. The attachment hole 31 </ b> A is a circular hole centered on an axis Ar that extends in the radial direction Dr with respect to the center axis As. The shaft portion 61 can be rotated around the axis line Ar by a drive device (not shown) while being inserted into the mounting hole 31A. The shaft portion 61 is a member serving as a shaft for rotating the vane body 62 about the axis Ar. The shaft portion 61 is formed integrally with the vane body 62.

ベーン本体62は、軸線Arの延びる方向(径方向Dr)である翼高さ方向D1に延びている。ベーン本体62の径方向Drの外側の端部(翼高さ方向D1の一端)に軸部61が設けられている。したがって、軸部61は、ベーン本体62から突出している。ベーン本体62は、径方向Drから見た際に、互いに異なる方向を向く第一翼面71及び第二翼面72を有している。ベーン本体62は、第一翼面71及び第二翼面72が前縁端73及び後縁端74で互いに接続されることで、軸線Arと直交する翼断面(径方向Drから見た断面)が翼形をなしている。   The vane body 62 extends in the blade height direction D1, which is the direction in which the axis Ar extends (radial direction Dr). A shaft portion 61 is provided at the outer end of the vane body 62 in the radial direction Dr (one end in the blade height direction D1). Therefore, the shaft portion 61 protrudes from the vane body 62. The vane main body 62 has a first blade surface 71 and a second blade surface 72 that face different directions when viewed from the radial direction Dr. The vane body 62 has a first blade surface 71 and a second blade surface 72 connected to each other at a leading edge 73 and a trailing edge 74 so that a blade section perpendicular to the axis Ar (cross section viewed from the radial direction Dr) is obtained. Has a wing shape.

図2に示すように、第一翼面71及び第二翼面72は、コードラインCLに対して凸形状をなすように湾曲した湾曲面である。コードラインCLは、ベーン本体62の翼断面での前縁端73と後縁端74とを結ぶ直線である。また、コードラインCLの延びる方向は、翼高さ方向D1と直交する方向であり、翼コード方向D2と称する。   As shown in FIG. 2, the first blade surface 71 and the second blade surface 72 are curved surfaces that are curved so as to form a convex shape with respect to the code line CL. The code line CL is a straight line connecting the leading edge 73 and the trailing edge 74 in the blade cross section of the vane body 62. The direction in which the cord line CL extends is a direction orthogonal to the blade height direction D1, and is referred to as a blade cord direction D2.

冷媒Fの流れ方向に対してコードラインCLが平行(コードラインCLと中心軸線Asとが平行)となるよう配置されている状態が、ベーン本体62の基準位置となる。ベーン本体62は、第一インペラ21に流入する冷媒Fの流量を増やす場合には、基準位置から第一翼面71を上流側に向けるように回転される。基準位置に対して、第一翼面71を上流側に向けるようにベーン本体62が回転される側を、過開度側と称する。ベーン本体62を過開度側に回転させた場合には、第一翼面71が負圧面となり、第二翼面72が圧力面となる。   The reference position of the vane body 62 is a state in which the code line CL is parallel to the flow direction of the refrigerant F (the code line CL and the central axis As are parallel). When the flow rate of the refrigerant F flowing into the first impeller 21 is increased, the vane body 62 is rotated so that the first blade surface 71 is directed upstream from the reference position. The side on which the vane body 62 is rotated so that the first blade surface 71 faces the upstream side with respect to the reference position is referred to as an excessive opening degree side. When the vane body 62 is rotated to the excessive opening degree side, the first blade surface 71 becomes a suction surface and the second blade surface 72 becomes a pressure surface.

ベーン本体62は、第一インペラ21に流入する冷媒Fの流量を減らす場合には、基準位置から第二翼面72を上流側に向けるように回転される。基準位置に対して、第二翼面72を上流側に向けるようにベーン本体62が回転される側を、絞り側と称する。ベーン本体62を絞り側に回転させた場合には、第一翼面71が圧力面となり、第二翼面72が負圧面となる。   When reducing the flow rate of the refrigerant F flowing into the first impeller 21, the vane body 62 is rotated so that the second blade surface 72 is directed upstream from the reference position. The side on which the vane body 62 is rotated so that the second blade surface 72 faces the upstream side with respect to the reference position is referred to as a throttle side. When the vane body 62 is rotated to the throttle side, the first blade surface 71 becomes a pressure surface and the second blade surface 72 becomes a negative pressure surface.

ここで、翼高さ方向D1及び翼コード方向D2と直交する方向であって、コードラインCLに対して直交する方向を翼厚方向D3と称する。また、ベーン本体62の翼断面において、翼厚方向D3へのコードラインCLから第一翼面71までの距離を第一距離Tpと称する。また、ベーン本体62の翼断面において、翼厚方向D3へのコードラインCLから第二翼面72までの距離を第二距離Tsと称する。つまり、第一距離Tp及び第二距離Tsの和が、ベーン本体62の翼厚方向D3の長さである。   Here, the direction perpendicular to the blade height direction D1 and the blade cord direction D2 and perpendicular to the code line CL is referred to as a blade thickness direction D3. In the blade cross section of the vane body 62, the distance from the code line CL to the first blade surface 71 in the blade thickness direction D3 is referred to as a first distance Tp. In the blade cross section of the vane body 62, the distance from the code line CL to the second blade surface 72 in the blade thickness direction D3 is referred to as a second distance Ts. That is, the sum of the first distance Tp and the second distance Ts is the length of the vane body 62 in the blade thickness direction D3.

ベーン本体62は、第一距離Tpに対する第二距離Tsの比である厚み比Ts/Tpが1.02〜1.15の範囲内となる形状をなしている。厚み比Ts/Tpは、1.02〜1.15の範囲内となる形状であることが好ましく、1.02〜1.33の範囲内となる形状であることがより好ましい。厚み比Ts/Tpは、翼コード方向D2のいずれの位置においても一定となっている。したがって、ベーン本体62の翼断面は、コードラインCLよりも第一翼面71側の領域に対して、コードラインCLよりも第二翼面72側の領域がわずかに大きくなるように、コードラインCLを基準とした相似形をなしている。また、厚み比Ts/Tpは、圧縮機1の回転数(定格運転時)によらず、上記範囲内に定められる。   The vane body 62 has a shape in which a thickness ratio Ts / Tp, which is a ratio of the second distance Ts to the first distance Tp, is in the range of 1.02 to 1.15. The thickness ratio Ts / Tp is preferably a shape that falls within the range of 1.02 to 1.15, and more preferably a shape that falls within the range of 1.02 to 1.33. The thickness ratio Ts / Tp is constant at any position in the blade cord direction D2. Therefore, the blade cross section of the vane main body 62 has a cord line so that the region on the second blade surface 72 side with respect to the cord line CL is slightly larger than the region on the first blade surface 71 side with respect to the cord line CL. It has a similar shape based on CL. Further, the thickness ratio Ts / Tp is determined within the above range regardless of the rotational speed of the compressor 1 (during rated operation).

上記のようなインレットガイドベーン60によれば、厚み比Ts/Tpが1.02〜1.33の範囲内となるようにベーン本体62が形成されていることで、ベーン本体62を絞り側に回転させた際に負圧面となる第二翼面72側での流れの剥離を抑え、圧力損失を低下させることができる。具体的には、図2に示すように、インレットガイドベーン60では、冷媒Fの流れ方向に対してコードラインCLが平行となるようにベーン本体62が配置されている状態を開度100%とする。図3に示すように、開度100%の場合、圧縮機1のピーク効率比は、厚み比Ts/Tpが大きくなることでわずかに低下する傾向を示すが、ほとんど厚み比Ts/Tpの影響を受けないことがわかる。一方、ベーン本体62を絞り側に回転させた場合(例えば、開度40%とした場合)、厚み比Ts/Tpが1.02を下回ることで、圧縮機1のピーク効率比は1以下となり、大きく低下し始める。また、厚み比Ts/Tpが1.33を超えることで、圧縮機1のピーク効率比は1以下となってしまう。したがって、厚み比Ts/Tpが1.02〜1.33の範囲内であることで、開度100%の場合での圧縮機1のピーク効率に影響をほとんど与えることなく、第二翼面72が負圧面となるようにベーン本体62を絞り側に回転させた際のピーク効率の低下を抑えることができる。これにより、インレットガイドべーンが設けられた圧縮機1のピーク効率の低下を防ぎ、性能を低下を抑えることができる。   According to the inlet guide vane 60 as described above, the vane body 62 is formed so that the thickness ratio Ts / Tp is in the range of 1.02 to 1.33, so that the vane body 62 is placed on the throttle side. When rotated, separation of the flow on the second blade surface 72 side that becomes the suction surface can be suppressed, and the pressure loss can be reduced. Specifically, as shown in FIG. 2, in the inlet guide vane 60, a state in which the vane body 62 is disposed so that the code line CL is parallel to the flow direction of the refrigerant F is 100% opening. To do. As shown in FIG. 3, when the opening degree is 100%, the peak efficiency ratio of the compressor 1 tends to decrease slightly as the thickness ratio Ts / Tp increases, but the effect of the thickness ratio Ts / Tp is almost the same. I understand that I do not receive. On the other hand, when the vane body 62 is rotated to the throttle side (for example, when the opening degree is 40%), the peak efficiency ratio of the compressor 1 becomes 1 or less because the thickness ratio Ts / Tp is less than 1.02. , Begins to decline significantly. Moreover, the peak efficiency ratio of the compressor 1 will be 1 or less because thickness ratio Ts / Tp exceeds 1.33. Therefore, when the thickness ratio Ts / Tp is in the range of 1.02 to 1.33, the second blade surface 72 has little influence on the peak efficiency of the compressor 1 when the opening degree is 100%. It is possible to suppress a decrease in peak efficiency when the vane body 62 is rotated toward the throttle side so that the pressure surface becomes a negative pressure surface. Thereby, the fall of the peak efficiency of the compressor 1 provided with the inlet guide vane can be prevented, and the performance can be suppressed from being lowered.

また、厚み比Ts/Tpが1.02〜1.15の範囲内となるようにベーン本体62が形成されていることで、絞り側だけでなく、過開度側にベーン本体62を回転させた際の効率の低下をほとんどさせることなく圧縮機1を運転できる。具体的には、図3に示すように、ベーン本体62を過開度側に回転させた場合(例えば、開度130%とした場合)、厚み比Ts/Tpが1.15を超えることで、圧縮機1のピーク効率比は1以下となり、低下し始める。また、厚み比Ts/Tpが1.02を下回ることで、圧縮機1のピーク効率比は1以下となる。したがって、厚み比Ts/Tpが1.02〜1.15の範囲内であることで、第一翼面71が負圧面となるようにベーン本体62に過開度側に回転させた際のピーク効率の低下を抑えることができる。これにより、インレットガイドべーンが設けられた圧縮機1の性能を低下をより抑えることができる。   In addition, since the vane body 62 is formed so that the thickness ratio Ts / Tp is in the range of 1.02 to 1.15, the vane body 62 is rotated not only on the throttle side but also on the over-opening side. The compressor 1 can be operated with almost no decrease in efficiency. Specifically, as shown in FIG. 3, when the vane body 62 is rotated to the excessive opening degree (for example, when the opening degree is 130%), the thickness ratio Ts / Tp exceeds 1.15. The peak efficiency ratio of the compressor 1 becomes 1 or less and starts to decrease. Moreover, the peak efficiency ratio of the compressor 1 will be 1 or less because thickness ratio Ts / Tp is less than 1.02. Therefore, when the thickness ratio Ts / Tp is in the range of 1.02 to 1.15, the peak when the vane body 62 is rotated to the over-opening side so that the first blade surface 71 becomes a negative pressure surface. A decrease in efficiency can be suppressed. Thereby, the performance of the compressor 1 provided with the inlet guide vane can be further suppressed from decreasing.

また、図3からわかるように、厚み比Ts/Tpを1.15近傍とすることで、ベーン本体62を絞り側に回転させた際の圧縮機1のピーク効率比を最大にしつつ、ベーン本体62を過開度側に回転させた際のピーク効率比の大きな低下も抑えることができる。   Further, as can be seen from FIG. 3, by setting the thickness ratio Ts / Tp in the vicinity of 1.15, the vane body 62 is maximized while the peak efficiency ratio of the compressor 1 when the vane body 62 is rotated to the throttle side is maximized. A large decrease in the peak efficiency ratio when the 62 is rotated to the over-opening side can also be suppressed.

(実施形態の他の変形例)
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。
(Other variations of the embodiment)
Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the configurations and combinations of the embodiments in the embodiments are examples, and the addition and omission of configurations are within the scope not departing from the gist of the present invention. , Substitutions, and other changes are possible. Further, the present invention is not limited by the embodiments, and is limited only by the scope of the claims.

なお、上記の実施形態では、インレットガイドベーン60が設けられた圧縮機1として、2つのインペラ20を備える2段圧縮式の圧縮機1について説明した。しかしながら、インレットガイドベーン60が設けられる圧縮機1の段数はこれに限定されず、例えば、3段や4段以上であってもよい。   In the above embodiment, the two-stage compression compressor 1 including the two impellers 20 has been described as the compressor 1 provided with the inlet guide vanes 60. However, the number of stages of the compressor 1 in which the inlet guide vanes 60 are provided is not limited to this, and may be, for example, three stages or four stages or more.

1…圧縮機 F…冷媒 10…回転軸 As…中心軸線 Da…軸線方向 Dr…径方向 Dc…周方向 20…インペラ 21…第一インペラ 22…第二インペラ 25…インペラ流路 30…ケーシング 30A…ケーシング本体 30B…吸込ケーシング 31…吸込口 31A…取付孔 32…吐出スクロール 33…内部空間 34…ケーシング流路 35…中間ディフューザ流路 36…リターン流路 36A…リターンベーン 37…戻り流路 38…出口ディフューザ流路 40…中間吸込チャンバー 41…中間吸込口 50…可動ベーン 51…駆動部 60…インレットガイドベーン 61…軸部 Ar…軸線 62…ベーン本体 71…第一翼面 72…第二翼面 73…前縁端 74…後縁端 CL…コードライン D1…翼高さ方向 Tp…第一距離 Ts…第二距離 D2…翼コード方向 D3…翼厚方向 Ts/Tp…厚み比 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Compressor F ... Refrigerant 10 ... Rotating shaft As ... Center axis Da ... Axial direction Dr ... Radial direction Dc ... Circumferential direction 20 ... Impeller 21 ... First impeller 22 ... Second impeller 25 ... Impeller flow path 30 ... Casing 30A ... Casing body 30B ... Suction casing 31 ... Suction port 31A ... Mounting hole 32 ... Discharge scroll 33 ... Inner space 34 ... Casing flow path 35 ... Intermediate diffuser flow path 36 ... Return flow path 36A ... Return vane 37 ... Return flow path 38 ... Outlet Diffuser flow path 40 ... Intermediate suction chamber 41 ... Intermediate suction port 50 ... Movable vane 51 ... Drive unit 60 ... Inlet guide vane 61 ... Shaft portion Ar ... Axis 62 ... Vane body 71 ... First blade surface 72 ... Second blade surface 73 ... Lead edge 74 ... Rear edge CL ... Cord line D1 ... Wing height direction T p ... first distance Ts ... second distance D2 ... blade cord direction D3 ... blade thickness direction Ts / Tp ... thickness ratio

Claims (4)

互いに異なる方向を向く第一翼面及び第二翼面が前縁端及び後縁端で互いに接続され、翼高さ方向に延びるベーン本体を備え、
前記ベーン本体は、前記翼高さ方向と直交する断面において、前記前縁端と前記後縁端とを結ぶ直線であるコードラインに対して直交する方向への前記コードラインから前記第一翼面までの距離を第一距離とし、前記コードラインに対して直交する方向への前記コードラインから前記第二翼面までの距離を第二距離とした場合に、前記第一距離に対する前記第二距離の比である厚み比が1.02〜1.33の範囲内となる形状とされ、
前記厚み比は、前記コードラインの延びる翼コード方向のいずれの位置においても一定とされているインレットガイドベーン。
A first blade surface and a second blade surface facing in different directions are connected to each other at a leading edge and a trailing edge, and include a vane body extending in the blade height direction,
The vane body has a first blade surface from the cord line in a direction orthogonal to a cord line that is a straight line connecting the leading edge and the trailing edge in a cross section perpendicular to the blade height direction. The second distance relative to the first distance when the distance from the cord line in the direction perpendicular to the cord line to the second blade surface is the second distance. The thickness ratio, which is the ratio of, is a shape that falls within the range of 1.02-1.33,
The inlet guide vane in which the thickness ratio is constant at any position in the blade cord direction in which the cord line extends.
前記ベーン本体では、前記厚み比が1.02〜1.15の範囲内となる形状とされている請求項1に記載のインレットガイドベーン。   The inlet guide vane according to claim 1, wherein the vane body has a shape in which the thickness ratio is in a range of 1.02 to 1.15. 前記第一翼面及び前記第二翼面は、前記コードラインに対して凸形状をなしている請求項1又は2に記載のインレットガイドベーン。   The inlet guide vane according to claim 1 or 2, wherein the first blade surface and the second blade surface are convex with respect to the code line. 請求項1から3のいずれか一項に記載のインレットガイドベーンと、
前記インレットガイドベーンが設けられる吸込口が形成されたケーシングと、
前記吸込口から吸いこんだ流体を圧縮するインペラと、を備える圧縮機。
The inlet guide vane according to any one of claims 1 to 3,
A casing formed with a suction port provided with the inlet guide vane;
And an impeller for compressing the fluid sucked from the suction port.
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