JP2021134678A - Centrifugal compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、遠心圧縮機に関する。 The present disclosure relates to a centrifugal compressor.
空調装置の一例として、下記特許文献1に示されるような天井埋込型空調が広く用いられている。天井埋込型空調は、屋内の天井に埋設されたケーシングと、上下方向に延びる軸線回りに回転する出力軸を有するモータ、及びターボファンと、このターボファンを出力軸に固定する主板と、ターボファンを囲む熱交換器と、ベルマウスと、を主に備えている。ターボファンは、軸線を囲う筒状のシュラウドと、シュラウドの一方側の面上で周方向に間隔をあけて配列された複数の主翼と、を有している。また、シュラウドの内周側には、ケーシング内に取り込まれた空気をターボファンに向かって案内するためのベルマウスが設けられている。ベルマウスとシュラウドとの間には一定のクリアランスが形成されている。
As an example of the air conditioner, a ceiling-embedded air conditioner as shown in
ターボファンが回転することによって、ケーシングの中央部から屋内の空気がケーシング内に取り込まれる。この空気はターボファンによって外周側に圧送された後、熱交換器を通過することで冷気、又は暖気となって屋内に供給される。つまり、ターボファンは遠心圧縮機の一部(インペラ)として機能している。 As the turbofan rotates, indoor air is taken into the casing from the central part of the casing. After being pumped to the outer peripheral side by a turbofan, this air passes through a heat exchanger to become cold or warm air and is supplied indoors. In other words, the turbofan functions as a part (impeller) of the centrifugal compressor.
ここで、ターボファンから外周側に向かう空気の流れのうち、一部の成分は、上述のクリアランスを通じてシュラウドの内側に漏れ流れとして流入する。この漏れ流れは、ターボファンによって圧送されたことによる旋回成分を含んでいる。このような漏れ流れがシュラウドの内側で主流と合流する際に、損失が生じてしまう。具体的には、漏れ流れの旋回成分の分だけ、主翼に対する流入角が変化し、流れの剥離を生じる虞がある。また、漏れ流れの分だけ、主翼のシュラウド側の領域では流量が増加し、当該主翼に対する負荷が増加する虞もある。その結果、遠心圧縮機としての効率が低下してしまう。 Here, some of the components of the air flow from the turbofan toward the outer peripheral side flow into the shroud as a leak flow through the above-mentioned clearance. This leak flow contains a swirling component due to being pumped by a turbofan. Losses occur when such leaks merge with the mainstream inside the shroud. Specifically, the inflow angle with respect to the main wing may change by the amount of the swirling component of the leak flow, which may cause the flow to separate. In addition, the flow rate increases in the shroud side region of the main wing by the amount of the leak flow, and the load on the main wing may increase. As a result, the efficiency of the centrifugal compressor is reduced.
本開示は上記課題を解決するためになされたものであって、より一層効率が向上した遠心圧縮機を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made to solve the above problems, and an object of the present disclosure is to provide a centrifugal compressor with further improved efficiency.
上記課題を解決するために、本開示に係る遠心圧縮機は、軸線を囲う筒状をなすベルマウスと、該ベルマウスの軸線方向一方側の端部を外周側から囲うことでクリアランスを形成するとともに、軸線方向一方側に向かうに従って径方向外側に向かうように上流側から下流側に延びるシュラウドと、該シュラウドの軸線方向一方側に対向する主板と、前記シュラウドと主板にわたって設けられて、周方向に間隔をあけて複数が配列された主翼と、を備え、前記主翼は、前記主板側の部分である主翼本体と、該主翼本体に連なる前記シュラウド側の部分であって、前縁が前記主翼本体との境界よりも前記シュラウドの上流側に突出する主翼基端部と、を有する。 In order to solve the above problems, the centrifugal compressor according to the present disclosure forms a clearance by surrounding a tubular bell mouth that surrounds an axis and one end of the bell mouth in the axial direction from the outer peripheral side. Along with this, a shroud extending from the upstream side to the downstream side so as to go outward in the radial direction toward one side in the axial direction, a main plate facing the one side in the axial direction of the shroud, and the shroud and the main plate are provided over the shroud and the main plate in the circumferential direction. The main wing is provided with a main wing in which a plurality of wings are arranged at intervals, and the main wing is a main wing main body which is a part on the main plate side and a shroud side part connected to the main wing main body, and the leading edge is the main wing. It has a main wing base end portion that protrudes upstream of the shroud from the boundary with the main body.
本開示によれば、より一層効率が向上した遠心圧縮機を提供することができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a centrifugal compressor with further improved efficiency.
(天井埋込型空調の構成) (Ceiling-embedded air conditioning configuration)
以下、本開示の第一実施形態に係る遠心圧縮機としての天井埋込型空調100について、図1から図4を参照して説明する。図1に示すように、天井埋込型空調100は、ケーシング1と、モータ2と、主板3と、ターボファン4と、熱交換器5と、ベルマウス6と、を備えている。
Hereinafter, the ceiling-embedded
ケーシング1は、建物の天井壁Cに埋め込まれている。ケーシング1は、下方から見て矩形をなすとともに、上方に向かって凹没することで内部に空間を形成している。具体的には、ケーシング1は、天井面Caに露出するパネル1Aと、パネル1Aの上方に設けられた箱状のキャビネット1Bと、を有している。パネル1Aは、矩形の枠体であるパネル本体11と、下部中央に設けられた吸込口11Aとしてのグリル12と、を有している。パネル本体11は、この吸込口11Aの周囲に吹出口11Bを形成する。
The
モータ2は、キャビネット1B内部で下方を向く底面1Sの中央部に設けられている。モータ2は、コイルや磁石等を収容するモータ本体21と、モータ本体21から鉛直下方に突出する出力軸22と、を有している。出力軸22は、鉛直方向に延びる軸線Ac回りに回転駆動される。
The
出力軸22には、当該出力軸22から径方向外側に広がる主板3が固定されている。主板3は、径方向内側から外側に向かうに従って、下方から上方に向かって延びる円錐面状の断面形状を有している。主板3の下面における径方向外側の端縁を含む部分には、ターボファン4が取り付けられている。ターボファン4は、周方向に間隔をあけて配列された複数の主翼41及びリブ翼41R(図2参照)と、これら主翼41及びリブ翼41Rを下方から覆う円環状のシュラウド42と、を有している。ターボファン4の詳細な構成については後述する。出力軸22の回転に伴って主板3、及びターボファン4が回転して、吸込口11Aから吸い込まれた空気が径方向外側に送られる。
A
ターボファン4の径方向外側には、当該ターボファン4を囲む環状の熱交換器5が設けられている。熱交換器5は、冷凍サイクルを有する冷媒回路の一部である。ターボファン4によって熱交換器5に送られた空気(主流Fm)は、当該熱交換器5を通過する際に冷媒と熱交換する。これにより、熱交換器5の外周側に流れ出た空気は冷気、又は暖気となる。この空気は、キャビネット1Bの側面に沿って下方に流れ、吹出口11Bから室内に供給される。
An
ターボファン4の下方には、パネル本体11の上部に固定されたベルマウス6が配置されている。ベルマウス6は、吸込口11Aから導入された空気を案内してターボファン4に送るために設けられている。ベルマウス6は、下方から上方に向かうに従って次第に縮径することで円錐形状をなしている。ベルマウス6の軸線Ac方向一方側(上側)の端部は、上述のシュラウド42によって外周側から囲まれている。図3又は図4に示すように、ベルマウス6の外周面6Sと、シュラウド42(後述するシュラウド内周面42S)との間には、径方向に広がるクリアランスCが形成されている。
Below the
(ターボファンの構成) (Turbofan configuration)
次いで、ターボファン4の構成について詳述する。図1,図3,及び図4に示すように、シュラウド42は、軸線Ac方向他方側から一方側に向かうに従って、径方向外側に向かうように湾曲している。なお、以降の説明では、このシュラウド42の延びる曲線方向において、径方向内側を「上流側」と呼び、径方向外側を「下流側」と呼ぶ。また、シュラウド42の形成する曲面に沿って上流側と下流側とを結ぶ方向をシュラウド方向Dsと呼ぶ。シュラウド42の厚さ方向の両面のうち、内周側を向く面はシュラウド内周面42Sとされている。
Next, the configuration of the
図2に示すように、シュラウド内周面42S上には、軸線Acに対する周方向に間隔をあけて配列された複数の主翼41と、複数のリブ翼41Rとが設けられている。より具体的には、互いに隣り合う一対の主翼41同士の間に、複数(一例として2つ)のリブ翼41Rが設けられている。なお、一対の主翼41同士の間に、1つのみのリブ翼41Rが設けられている構成を採ることも可能である。主翼41、及びリブ翼41Rは、軸線Ac方向から見て、翼型の断面形状を有している。
As shown in FIG. 2, on the inner
図3に示すように、主翼41は、主板3の下面からシュラウド内周面42Sにわたって延びている。主翼41は、主板3側の部分である主翼本体41Aと、シュラウド42側の部分である主翼基端部41Bと、を有している。主翼本体41Aの前縁(つまり、径方向内側の端縁)は、軸線Ac方向に延びる本体前縁鉛直部E1aと、この本体前縁鉛直部E1aの下端に接続された本体前縁傾斜部E1bと、を有している。本体前縁傾斜部E1bは、軸線Ac方向の一方側から他方側に向かうに従って、径方向内側から外側に向かって延びている。主翼本体41Aの後縁(つまり、径方向外側の端縁)は、軸線Ac方向に延びている。
As shown in FIG. 3, the
主翼基端部41Bは、主翼本体41Aの下端からシュラウド内周面42Sにかけて広がっている。つまり、主翼基端部41Bは、主翼本体41Aに連なっている(一体に形成されている。)。主翼基端部41Bの上側の端縁(図3中の破線で示す部分)は、シュラウド内周面42Sと同様の方向に延びている。軸線Ac方向における主翼基端部41Bのシュラウド42からの突出高さは、上述したクリアランスCの径方向における寸法の1倍から2倍の範囲内とされている。
The main wing
主翼基端部41Bの前縁(基端部前縁E2)は、軸線Ac方向に延びている。言い換えると、基端部前縁E2は、シュラウド42との接続部(シュラウド内周面42S)から、シュラウド方向Dsの下流側に向かうに従って、当該シュラウド42から立ち上がるように延びている。さらに言い換えれば、主翼本体41Aの前縁(本体前縁傾斜部E1b)との境界を基準とした場合、基端部前縁E2は、シュラウド方向Dsにおける上流側に突出している。この基端部前縁E2と、シュラウド内周面42Sにおける基端部前縁E2が接続されている部分とがなす角度は、30〜90°であることが望ましい。より望ましくは、この角度は40〜60°である。最も望ましくは、この角度は45°である。
The leading edge (leading edge E2 of the base end portion) of the main wing
図4に示すように、リブ翼41Rは、シュラウド内周面42Sから軸線Ac方向一方側に向かって立ち上がるように延びている。リブ翼41Rのシュラウド42からの突出高さは、上述の主翼基端部41Bのシュラウド42からの突出高さと同一である。(なお、ここでいう「同一」とは、実質的な同一を指すものであり、設計上の公差や製造上の誤差は許容される。)つまり、リブ翼41Rの上側の端縁(リブ翼上端Ra)は、主翼基端部41Bの上側の端縁と同様に、シュラウド内周面42Sに沿ってシュラウド方向Dsに延びている。したがって、軸線Ac方向におけるリブ翼41Rのシュラウド42からの突出高さは、上述したクリアランスCの径方向における寸法の1倍から2倍の範囲内となる。
As shown in FIG. 4, the
さらに、リブ翼41Rの内周側の端縁(リブ翼前縁E2r)は、シュラウド42との接続部からシュラウド方向Dsの下流側に向かうに従って、当該シュラウド42から立ち上がるように延びている。より具体的には、リブ翼前縁E2rは基端部前縁E2と同様の形状をなしており、シュラウド方向Dsにおいて、主翼本体41Aの前縁(本体前縁傾斜部E1b)を基準とした場合、リブ翼前縁E2rは、シュラウド方向Dsにおける上流側に突出している。また、リブ翼前縁E2rのシュラウド42側の端部を含む部分は、シュラウド方向Dsにおける上流側に突出している。
Further, the end edge (leading edge E2r of the rib blade) on the inner peripheral side of the
(作用効果) (Action effect)
次に、上記の天井埋込型空調100の動作について説明する。天井埋込型空調100を運転するに当たっては、まずモータ2を駆動する。モータ2を駆動することで出力軸22、主板3、及びターボファン4が軸線Ac回りに回転する。ターボファン4が回転することで、吸込口11Aから室内の空気が取り込まれる。この空気は、ベルマウス6を経てターボファン4に送られた後、径方向外側に向かって圧送されることで主流Fmを形成する(図1又は図2参照)。主流Fmは、主板3の下面に沿って流れる。つまり、主流Fmは、下方から上方に向かうに従って径方向内側から外側に向かって流れる。この主流Fmの大部分は、熱交換器5を通過することで冷媒と熱交換し、冷気、又は暖気となって吹出口11Bから室内に供給される。
Next, the operation of the ceiling-embedded
ここで、ターボファン4から外周側に向かう主流Fmのうち、一部の成分は、上述のクリアランスCを通じてシュラウド42の内側に漏れ流れFlとして流入する(図3参照)。この漏れ流れFlは、ターボファン4によって圧送されたことによる旋回成分(軸線Ac回りの旋回成分)を含んでいる。このような漏れ流れFlがシュラウド42の内側で主流Fmと合流する際に、損失が生じてしまう。具体的には、漏れ流れFlの旋回成分の分だけ、主翼41に対する流入角が変化し、流れの剥離を生じる虞がある。また、漏れ流れFlの分だけ、主翼41のシュラウド42側の領域では流量が増加し、当該主翼41に対する負荷が増加する虞もある。その結果、天井埋込型空調100としての効率が低下してしまう。
Here, a part of the mainstream Fm from the
そこで、本実施形態では、主翼基端部41Bの前縁E2が主翼本体41Aよりもシュラウド42の上流側に突出する構成を採っている。これにより、ベルマウス6とシュラウド42との間のクリアランスCを通過してシュラウド42の内側に流れ込む漏れ流れFlを、径方向のより内側の領域で捕捉することができる。このため、漏れ流れFlに含まれる旋回成分は当該主翼基端部41Bに案内されることで減少する。その結果、主翼41に対する流れの流入角が適正化され、流れの剥離を生じる可能性を低減することができる。
Therefore, in the present embodiment, the leading edge E2 of the main wing
さらに、上記構成によれば、主翼基端部41Bの前縁E2がシュラウド42から立ち上がるように延びるとともに、主翼本体41Aの前縁E1bに接続されている。これにより、主翼基端部41Bで捕捉した漏れ流れFlを主翼本体41A側に円滑に導くことができるため、流速及び流量の分布を主翼41の全域にわたって平準化することができる。これにより、主翼41で生じる損失をさらに低減することができる。
Further, according to the above configuration, the leading edge E2 of the main wing
加えて、上記構成によれば、主翼基端部41Bの突出高さが、クリアランスCの1倍から2倍とされている。これにより、例えば主翼基端部41Bが極度に大きい場合に生じる主流Fmへの阻害が抑制され、漏れ流れFlのみに対して安定的に流れ方向の適正化を図ることができる。
In addition, according to the above configuration, the protruding height of the wing
さらに加えて、上記構成によれば、リブ翼41Rが設けられていることから、漏れ流れFlによるシュラウド42側の流量増加分を、当該リブ翼41Rによって分散させ、主翼41に安定的に導くことができる。これにより、主翼41自身に付加される流体力が減少し、より効率的に空気を圧送することが可能となる。
Furthermore, according to the above configuration, since the
また、上記構成によれば、リブ翼41Rの前縁E2rが主翼本体41Aよりもシュラウド42の上流側に突出している。これにより、ベルマウス6とシュラウド42との間のクリアランスCを通過してシュラウド42の内側に流れ込む漏れ流れFlを、径方向のより内側の領域で捕捉することができる。このため、漏れ流れFlに含まれる旋回成分はリブ翼41Rに案内されることで減少する。その結果、リブ翼41Rを経て主翼41に向かう流れの流入角が適正化され、流れの剥離を生じる可能性を低減することができる。
Further, according to the above configuration, the leading edge E2r of the
さらに、上記構成によれば、リブ翼41Rの前縁E2rがシュラウド42から立ち上がるように延びている。これにより、リブ翼41Rが捕捉した漏れ流れFlの流れ方向を当該リブ翼41Rによって安定的に案内することができる。
Further, according to the above configuration, the leading edge E2r of the
加えて、上記構成によれば、リブ翼41Rの突出高さが、クリアランスCの1倍から2倍とされている。これにより、例えばリブ翼41Rが極度に大きい場合に生じる主流Fmへの阻害が抑制され、漏れ流れFlのみに対して安定的に流れ方向の適正化を図ることができる。
In addition, according to the above configuration, the protruding height of the
以上、本開示の実施形態について説明した。なお、本開示の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。例えば、上記実施形態では、リブ翼41Rが、シュラウド方向Ds方向において、主翼基端部41Bと同一の長さにわたって延びている例について説明した。しかしながら、リブ翼41Rの構成は上記に限定されず、図5に示すように、リブ翼41R´がシュラウド方向Dsにおいて、主翼基端部41Bの50〜90%のみの長さを有する構成を採ることも可能である。より具体的には、このリブ翼41R´の前縁E2rの位置は上記のリブ翼41Rの位置と同様である。一方で、リブ翼41R´の後縁E4r´は、基端部後縁E4よりもシュラウド方向Dsにおける上流側に位置している。
The embodiments of the present disclosure have been described above. It is possible to make various changes and modifications to the above configuration as long as it does not deviate from the gist of the present disclosure. For example, in the above embodiment, an example in which the
上記の構成によれば、リブ翼41R´が発生させる粘性散逸が抑制され、ターボファン4によって圧送される空気の流れの粘性分布を均一化することができる。その結果、ターボファン4の効率がさらに向上し、天井埋込型空調100の運転効率をより一層向上させることができる。
According to the above configuration, the viscous dissipation generated by the rib blade 41R'is suppressed, and the viscous distribution of the air flow pumped by the
<付記> <Additional notes>
各実施形態に記載の天井埋込型空調100(遠心圧縮機)は、例えば以下のように把握される。 The ceiling-embedded air conditioner 100 (centrifugal compressor) described in each embodiment is grasped as follows, for example.
(1)第1の態様に係る天井埋込型空調100は、軸線Acを囲う筒状をなすベルマウス6と、該ベルマウス6の軸線Ac方向一方側の端部を外周側から囲うことでクリアランスCを形成するとともに、軸線Ac方向一方側に向かうに従って径方向外側に向かうように上流側から下流側に延びるシュラウド42と、該シュラウド42の軸線Ac方向一方側に対向する主板3と、前記シュラウド42と主板3にわたって設けられて、周方向に間隔をあけて複数が配列された主翼41と、を備え、前記主翼41は、前記主板3側の部分である主翼本体41Aと、該主翼本体41Aに連なる前記シュラウド42側の部分であって、前縁E2が前記主翼本体41Aとの境界よりも前記シュラウド42の上流側に突出する主翼基端部41Bと、を有する。
(1) The ceiling-embedded
上記構成によれば、クリアランスCを通過してシュラウド42の内側に流れ込む漏れ流れFlを、径方向のより内側の領域で捕捉することができる。このため、漏れ流れFlに含まれる旋回成分は当該主翼基端部41Bに案内されることで減少する。その結果、主翼41に対する流れの流入角が適正化され、流れの剥離を生じる可能性を低減することができる。
According to the above configuration, the leak flow Fl that passes through the clearance C and flows into the inside of the
(2)第2の態様に係る天井埋込型空調100では、前記主翼基端部41Bの前記前縁E2は、前記シュラウド42との接続部から前記シュラウド42の下流側に向かうに従って該シュラウド42から立ち上がるように延びて、前記主翼本体41Aの前縁E1bに接続されている。
(2) In the ceiling-embedded
上記構成によれば、主翼基端部41Bで捕捉した漏れ流れFlを主翼本体41A側に円滑に導くことができるため、流速及び流量の分布を主翼41の全域にわたって平準化することができる。
According to the above configuration, the leak flow Fl captured by the main wing
(3)第3の態様に係る天井埋込型空調100では、前記軸線Ac方向における前記主翼基端部41Bの前記シュラウド42からの突出高さは、径方向における前記クリアランスCの寸法の1倍から2倍である。
(3) In the ceiling-embedded
上記構成によれば、例えば主翼基端部41Bが極度に大きい場合に生じる主流Fmへの阻害が抑制され、漏れ流れFlのみに対して安定的に流れ方向の適正化を図ることができる。
According to the above configuration, for example, the obstruction to the mainstream Fm that occurs when the main wing
(4)第4の態様に係る天井埋込型空調100は、周方向に隣り合う前記主翼41同士の間に設けられて、前記シュラウド42から立ち上がるリブ翼41Rをさらに有する。
(4) The ceiling-embedded
上記構成によれば、漏れ流れFlによるシュラウド42側の流量増加分を、当該リブ翼41Rによって分散させ、主翼41に安定的に導くことができる。
According to the above configuration, the increase in the flow rate on the
(5)第5の態様に係る天井埋込型空調100では、前記リブ翼41Rの前縁E2rは、前記主翼基端部41Bと同様の位置まで前記シュラウド42の上流側に延びている。
(5) In the ceiling-embedded
上記構成によれば、クリアランスCを通過してシュラウド42の内側に流れ込む漏れ流れFlを、径方向のより内側の領域で捕捉することができる。このため、漏れ流れFlに含まれる旋回成分はリブ翼41Rに案内されることで減少する。その結果、リブ翼41Rを経て主翼41に向かう流れの流入角が適正化され、流れの剥離を生じる可能性を低減することができる。
According to the above configuration, the leak flow Fl that passes through the clearance C and flows into the inside of the
(6)第6の態様に係る天井埋込型空調100では、前記リブ翼41Rの前縁E2rは、前記シュラウド42との接続部から前記シュラウド42の下流側に向かうに従って該シュラウド42から立ち上がるように延びている。
(6) In the ceiling-embedded
上記構成によれば、リブ翼41Rが捕捉した漏れ流れFlの流れ方向を当該リブ翼41Rによって安定的に案内することができる。
According to the above configuration, the flow direction of the leak flow Fl captured by the
(7)第7の態様に係る天井埋込型空調100では、前記軸線Ac方向における前記リブ翼41Rの前記シュラウド42からの突出高さは、径方向における前記クリアランスCの寸法の1倍から2倍である。
(7) In the ceiling-embedded
上記構成によれば、例えばリブ翼41Rが極度に大きい場合に生じる主流Fmへの阻害が抑制され、漏れ流れFlのみに対して安定的に流れ方向の適正化を図ることができる。
According to the above configuration, for example, the obstruction to the mainstream Fm that occurs when the
(8)第8の態様に係る天井埋込型空調100では、前記リブ翼41R´は、前記シュラウド42の延びる方向において、前縁E2rから前記主翼基端部41Bの50〜90%の長さにわたって延びている。
(8) In the ceiling-embedded
上記構成によれば、リブ翼41R´が発生させる粘性散逸が抑制され、ターボファン4によって圧送される空気の流れの粘性分布を均一化することができる。
According to the above configuration, the viscous dissipation generated by the rib blade 41R'is suppressed, and the viscous distribution of the air flow pumped by the
100 天井埋込型空調
1 ケーシング
1A パネル
1B キャビネット
1S 底面
2 モータ
3 主板
4 ターボファン
5 熱交換器
6 ベルマウス
6S 外周面
11 パネル本体
11A 吸込口
11B 吹出口
12 グリル
21 モータ本体
22 出力軸
31 底板部
32 下部テーパ部
33 円筒板部
34 円盤板部
35 上部テーパ部
36 上板部
41 主翼
41A 主翼本体
41B 主翼基端部
41R リブ翼
42 シュラウド
42S シュラウド内周面
Ac 軸線
C クリアランス
Ds シュラウド方向
E1a 本体前縁鉛直部
E1b 本体前縁傾斜部
E2 基端部前縁
E2r リブ翼前縁
E3 本体後縁
E4 基端部後縁
E4r リブ翼後縁
Fl 漏れ流れ
Fm 主流
Ra リブ翼上端
100 Ceiling-embedded
ターボファン4の下方には、パネル本体11の上部に固定されたベルマウス6が配置されている。ベルマウス6は、吸込口11Aから導入された空気を案内してターボファン4に送るために設けられている。ベルマウス6は、下方から上方に向かうに従って次第に縮径することで円錐形状をなしている。ベルマウス6の軸線Ac方向一方側(上側)の端部は、上述のシュラウド42によって外周側から囲まれている。図3又は図4に示すように、ベルマウス6の外周面6Sと、シュラウド42(後述するシュラウド内周面42S)との間には、径方向に広がるクリアランスCLが形成されている。
Below the
図3に示すように、主翼41は、主板3の下面からシュラウド内周面42Sにわたって延びている。主翼41は、主板3側の部分である主翼本体41Aと、シュラウド42側の部分である主翼基端部41Bと、を有している。主翼本体41Aの前縁(つまり、径方向内側の端縁)は、軸線Ac方向に延びる本体前縁鉛直部E1aと、この本体前縁鉛直部E1aの下端に接続された本体前縁傾斜部E1bと、を有している。本体前縁傾斜部E1bは、軸線Ac方向の一方側から他方側に向かうに従って、径方向内側から外側に向かって延びている。主翼本体41Aの後縁E3(つまり、径方向外側の端縁)は、軸線Ac方向に延びている。
As shown in FIG. 3, the
主翼基端部41Bは、主翼本体41Aの下端からシュラウド内周面42Sにかけて広がっている。つまり、主翼基端部41Bは、主翼本体41Aに連なっている(一体に形成されている。)。主翼基端部41Bの上側の端縁(図3中の破線で示す部分)は、シュラウド内周面42Sと同様の方向に延びている。軸線Ac方向における主翼基端部41Bのシュラウド42からの突出高さは、上述したクリアランスCLの径方向における寸法の1倍から2倍の範囲内とされている。
The main wing
図4に示すように、リブ翼41Rは、シュラウド内周面42Sから軸線Ac方向一方側に向かって立ち上がるように延びている。リブ翼41Rのシュラウド42からの突出高さは、上述の主翼基端部41Bのシュラウド42からの突出高さと同一である。(なお、ここでいう「同一」とは、実質的な同一を指すものであり、設計上の公差や製造上の誤差は許容される。)つまり、リブ翼41Rの上側の端縁(リブ翼上端Ra)は、主翼基端部41Bの上側の端縁と同様に、シュラウド内周面42Sに沿ってシュラウド方向Dsに延びている。したがって、軸線Ac方向におけるリブ翼41Rのシュラウド42からの突出高さは、上述したクリアランスCLの径方向における寸法の1倍から2倍の範囲内となる。
As shown in FIG. 4, the
ここで、ターボファン4から外周側に向かう主流Fmのうち、一部の成分は、上述のクリアランスCLを通じてシュラウド42の内側に漏れ流れFlとして流入する(図3参照)。この漏れ流れFlは、ターボファン4によって圧送されたことによる旋回成分(軸線Ac回りの旋回成分)を含んでいる。このような漏れ流れFlがシュラウド42の内側で主流Fmと合流する際に、損失が生じてしまう。具体的には、漏れ流れFlの旋回成分の分だけ、主翼41に対する流入角が変化し、流れの剥離を生じる虞がある。また、漏れ流れFlの分だけ、主翼41のシュラウド42側の領域では流量が増加し、当該主翼41に対する負荷が増加する虞もある。その結果、天井埋込型空調100としての効率が低下してしまう。
Here, a part of the mainstream Fm from the
そこで、本実施形態では、主翼基端部41Bの前縁E2が主翼本体41Aよりもシュラウド42の上流側に突出する構成を採っている。これにより、ベルマウス6とシュラウド42との間のクリアランスCLを通過してシュラウド42の内側に流れ込む漏れ流れFlを、径方向のより内側の領域で捕捉することができる。このため、漏れ流れFlに含まれる旋回成分は当該主翼基端部41Bに案内されることで減少する。その結果、主翼41に対する流れの流入角が適正化され、流れの剥離を生じる可能性を低減することができる。
Therefore, in the present embodiment, the leading edge E2 of the main wing
加えて、上記構成によれば、主翼基端部41Bの突出高さが、クリアランスCLの1倍から2倍とされている。これにより、例えば主翼基端部41Bが極度に大きい場合に生じる主流Fmへの阻害が抑制され、漏れ流れFlのみに対して安定的に流れ方向の適正化を図ることができる。
In addition, according to the above configuration, the protruding height of the main wing
また、上記構成によれば、リブ翼41Rの前縁E2rが主翼本体41Aよりもシュラウド42の上流側に突出している。これにより、ベルマウス6とシュラウド42との間のクリアランスCLを通過してシュラウド42の内側に流れ込む漏れ流れFlを、径方向のより内側の領域で捕捉することができる。このため、漏れ流れFlに含まれる旋回成分はリブ翼41Rに案内されることで減少する。その結果、リブ翼41Rを経て主翼41に向かう流れの流入角が適正化され、流れの剥離を生じる可能性を低減することができる。
Further, according to the above configuration, the leading edge E2r of the
加えて、上記構成によれば、リブ翼41Rの突出高さが、クリアランスCLの1倍から2倍とされている。これにより、例えばリブ翼41Rが極度に大きい場合に生じる主流Fmへの阻害が抑制され、漏れ流れFlのみに対して安定的に流れ方向の適正化を図ることができる。
In addition, according to the above configuration, the protruding height of the
以上、本開示の実施形態について説明した。なお、本開示の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。例えば、上記実施形態では、リブ翼41Rが、シュラウド方向Dsにおいて、主翼基端部41Bと同一の長さにわたって延びている例について説明した。しかしながら、リブ翼41Rの構成は上記に限定されず、図5に示すように、リブ翼41R´がシュラウド方向Dsにおいて、主翼基端部41Bの50〜90%の長さを有する構成を採ることも可能である。より具体的には、このリブ翼41R´の前縁E2rの位置は上記のリブ翼41Rの位置と同様である。一方で、リブ翼41R´の後縁E4r´は、基端部後縁E4よりもシュラウド方向Dsにおける上流側に位置している。
The embodiments of the present disclosure have been described above. It is possible to make various changes and modifications to the above configuration as long as it does not deviate from the gist of the present disclosure. For example, in the above embodiment, the
(1)第1の態様に係る天井埋込型空調100は、軸線Acを囲う筒状をなすベルマウス6と、該ベルマウス6の軸線Ac方向一方側の端部を外周側から囲うことでクリアランスCLを形成するとともに、軸線Ac方向一方側に向かうに従って径方向外側に向かうように上流側から下流側に延びるシュラウド42と、該シュラウド42の軸線Ac方向一方側に対向する主板3と、前記シュラウド42と主板3にわたって設けられて、周方向に間隔をあけて複数が配列された主翼41と、を備え、前記主翼41は、前記主板3側の部分である主翼本体41Aと、該主翼本体41Aに連なる前記シュラウド42側の部分であって、前縁E2が前記主翼本体41Aとの境界よりも前記シュラウド42の上流側に突出する主翼基端部41Bと、を有する。
(1) The ceiling-embedded
上記構成によれば、クリアランスCLを通過してシュラウド42の内側に流れ込む漏れ流れFlを、径方向のより内側の領域で捕捉することができる。このため、漏れ流れFlに含まれる旋回成分は当該主翼基端部41Bに案内されることで減少する。その結果、主翼41に対する流れの流入角が適正化され、流れの剥離を生じる可能性を低減することができる。
According to the above configuration, the leak flow Fl that passes through the clearance CL and flows into the inside of the
(3)第3の態様に係る天井埋込型空調100では、前記軸線Ac方向における前記主翼基端部41Bの前記シュラウド42からの突出高さは、径方向における前記クリアランスCLの寸法の1倍から2倍である。
(3) In the ceiling-embedded
上記構成によれば、クリアランスCLを通過してシュラウド42の内側に流れ込む漏れ流れFlを、径方向のより内側の領域で捕捉することができる。このため、漏れ流れFlに含まれる旋回成分はリブ翼41Rに案内されることで減少する。その結果、リブ翼41Rを経て主翼41に向かう流れの流入角が適正化され、流れの剥離を生じる可能性を低減することができる。
According to the above configuration, the leak flow Fl that passes through the clearance CL and flows into the inside of the
(7)第7の態様に係る天井埋込型空調100では、前記軸線Ac方向における前記リブ翼41Rの前記シュラウド42からの突出高さは、径方向における前記クリアランスCLの寸法の1倍から2倍である。
(7) In the ceiling-embedded
Claims (8)
該ベルマウスの軸線方向一方側の端部を外周側から囲うことでクリアランスを形成するとともに、軸線方向一方側に向かうに従って径方向外側に向かうように上流側から下流側に延びるシュラウドと、
該シュラウドの軸線方向一方側に対向する主板と、
前記シュラウドと主板にわたって設けられて、周方向に間隔をあけて複数が配列された主翼と、
を備え、
前記主翼は、
前記主板側の部分である主翼本体と、
該主翼本体に連なる前記シュラウド側の部分であって、前縁が前記主翼本体との境界よりも前記シュラウドの上流側に突出する主翼基端部と、
を有する遠心圧縮機。 A tubular bell mouth that surrounds the axis,
A clearance is formed by surrounding the end of the bell mouth on one side in the axial direction from the outer peripheral side, and a shroud extending from the upstream side to the downstream side so as to go outward in the radial direction toward one side in the axial direction.
A main plate facing one side in the axial direction of the shroud,
A main wing provided over the shroud and the main plate, and a plurality of wings are arranged at intervals in the circumferential direction.
With
The main wing
The main wing body, which is the part on the main plate side,
A portion on the shroud side that is connected to the main wing body, and a main wing base end portion whose leading edge projects toward the upstream side of the shroud from the boundary with the main wing body.
Centrifugal compressor.
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