JP2022025926A - Centrifugal compressor - Google Patents

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JP2022025926A
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裕司 小池
Yuji Koike
貴範 柴田
Takanori Shibata
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Abstract

To provide a centrifugal compressor with a further improved efficiency.SOLUTION: A centrifugal compressor includes a bell mouth having a tubular shape surrounding an axis, a shroud forming a clearance by surrounding an end portion at one side of the axial direction of the bell mouth from an outer peripheral side and extending from an upstream side toward a downstream side toward an outer side in a radial direction toward the one side in the axial direction, a main plate facing the one side of the axial direction of the shroud, and a plurality of main blades arranged at intervals in a circumferential direction. The main blades include a main blade body erected toward a shroud side from the main plate and a tip portion connecting to the other side of the axial direction of the main blade body and twisting so as to be along a tangent direction of a virtual circle centered at the axis.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本開示は、遠心圧縮機に関する。 The present disclosure relates to centrifugal compressors.

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 Patent Document 1 below is widely used. The ceiling-embedded air conditioner includes a casing embedded in the indoor ceiling, a motor having an output shaft that rotates around an axis extending in the vertical direction, a turbofan, a main plate that fixes the turbofan to the output shaft, and a turbo. It mainly has a heat exchanger that surrounds the fan and a bell mouth. A turbofan has a cylindrical shroud that surrounds an axis and a plurality of main wings that are spaced circumferentially spaced on one side of the shroud. Further, on the inner peripheral side of the shroud, a bell mouth for guiding the air taken in the casing toward the turbofan is provided. A certain clearance is formed between the bell mouth and the shroud.

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. This air is pumped to the outer peripheral side by a turbofan and then 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.

特開2006-77631号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-77631

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。その結果、遠心圧縮機としての効率が低下してしまう。 Here, a part of the air flow from the turbofan toward the outer peripheral side flows into the inside of 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 changes by the amount of the swirling component of the leak flow, which may cause the flow to separate. 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、前記主板から前記シュラウド側に向かって立ち上がるとともに前記軸線に直交する断面形状が一様な二次元翼状をなす主翼本体と、前記主翼本体の前記軸線方向他方側に連なり、かつ、前記主翼の前縁を含む部分であって、前記軸線に直交する断面形状が前記軸線方向他方側に向かうに従って前記主翼本体よりも前記軸線を中心とする仮想円の接線方向に沿うように捩じれるチップ部と、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 a circumferential direction provided over the shroud and the main plate. The main wing is provided with a main wing in which a plurality of wing are arranged at intervals, and the main wing rises from the main plate toward the shroud side and has a two-dimensional wing shape having a uniform cross-sectional shape orthogonal to the axis. , A portion of the main wing body that is continuous with the other side in the axial direction and includes the front edge of the main wing, and the cross-sectional shape orthogonal to the axis is directed toward the other side in the axial direction. It has a tip portion that is twisted along the tangential direction of a virtual circle centered on.

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.

本開示の実施形態に係る天井埋込型空調の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the ceiling-embedded type air conditioner which concerns on embodiment of this disclosure. 本開示の実施形態に係るターボファンの構成を示す拡大図である。It is an enlarged view which shows the structure of the turbofan which concerns on embodiment of this disclosure. 本開示の実施形態に係るターボファンの主翼を軸線方向から見た図である。It is a figure which looked at the main wing of the turbofan which concerns on embodiment of this disclosure from the axial direction. 本開示の実施形態に係るターボファンの変形例を示す拡大図である。It is an enlarged view which shows the modification of the turbofan which concerns on embodiment of this disclosure. 本開示の実施形態に係る天井埋込型空調の変形例を示す要部拡大図である。It is an enlarged view of the main part which shows the modification of the ceiling-embedded type air conditioner which concerns on embodiment of this disclosure.

(天井埋込型空調の構成)
以下、本開示の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。
(Ceiling-embedded air conditioning configuration)
Hereinafter, the ceiling-embedded air conditioner 100 as a centrifugal compressor according to the embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 to 4. As shown in FIG. 1, the ceiling-embedded air conditioner 100 includes a casing 1, a motor 2, a main plate 3, a turbofan 4, a heat exchanger 5, and a bell mouth 6.

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 casing 1 is embedded in the ceiling wall C of the building. The casing 1 has a rectangular shape when viewed from below, and is recessed upward to form an internal space. Specifically, the casing 1 has a panel 1A exposed to the ceiling surface Ca and a box-shaped cabinet 1B provided above the panel 1A. The panel 1A has a panel main body 11 which is a rectangular frame body, and a grill 12 as a suction port 11A provided in the center of the lower part. The panel main body 11 forms an outlet 11B around the suction port 11A.

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 motor 2 is provided in the central portion of the bottom surface 1S facing downward inside the cabinet 1B. The motor 2 has a motor main body 21 that houses a coil, a magnet, and the like, and an output shaft 22 that projects vertically downward from the motor main body 21. The output shaft 22 is rotationally driven around an axis line Ac extending in the vertical direction.

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と、これら主翼41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 main plate 3 extending radially outward from the output shaft 22 is fixed to the output shaft 22. The main plate 3 has a conical cross-sectional shape extending from the lower side to the upper side from the inner side to the outer side in the radial direction. A turbofan 4 is attached to a portion of the lower surface of the main plate 3 including the radial outer edge. The turbofan 4 has a plurality of main wings 41 arranged at intervals in the circumferential direction, and an annular shroud 42 that covers the main wings 41 from below. The detailed configuration of the turbofan 4 will be described later. The main plate 3 and the turbofan 4 rotate with the rotation of the output shaft 22, and the air sucked from the suction port 11A is sent outward in the radial direction.

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 annular heat exchanger 5 surrounding the turbofan 4 is provided on the radial outer side of the turbofan 4. The heat exchanger 5 is part of a refrigerant circuit having a refrigeration cycle. The air (mainstream Fm) sent to the heat exchanger 5 by the turbofan 4 exchanges heat with the refrigerant when passing through the heat exchanger 5. As a result, the air flowing out to the outer peripheral side of the heat exchanger 5 becomes cold air or warm air. This air flows downward along the side surface of the cabinet 1B and is supplied into the room from the outlet 11B.

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2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 turbofan 4, a bell mouth 6 fixed to the upper part of the panel body 11 is arranged. The bell mouth 6 is provided to guide the air introduced from the suction port 11A and send it to the turbofan 4. The bell mouth 6 has a conical shape by gradually reducing its diameter from the lower side to the upper side. The end of the bell mouth 6 on one side (upper side) in the Ac direction is surrounded by the above-mentioned shroud 42 from the outer peripheral side. As shown in FIG. 2, a clearance C extending in the radial direction is formed between the outer peripheral surface 6S of the bell mouth 6 and the shroud 42 (the inner peripheral surface 42S of the shroud described later).

(ターボファンの構成)
次いで、ターボファン4の構成について詳述する。図2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。
(Turbofan configuration)
Next, the configuration of the turbofan 4 will be described in detail. As shown in FIG. 2, the shroud 42 is curved so as to be radially outward from the other side in the axis Ac direction to one side. In the following description, in the curved direction in which the shroud 42 extends, the inside in the radial direction is referred to as "upstream side", and the outside in the radial direction is referred to as "downstream side". Further, the direction connecting the upstream side and the downstream side along the curved surface formed by the shroud 42 is called the shroud direction Ds. Of both sides of the shroud 42 in the thickness direction, the surface facing the inner peripheral side is the shroud inner peripheral surface 42S.

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が設けられている。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側の部分であるチップ部41Bと、を有している。主翼本体41Aは、主板3からシュラウド42側に向かって立ち上がっている。主翼本体41Aの軸線Acに直交する断面形状は一様な二次元翼状をなしている。より具体的には、主翼本体41Aの断面形状は一例として矩形をなしている。 On the inner peripheral surface 42S of the shroud, a plurality of main wings 41 arranged at intervals in the circumferential direction with respect to the axis Ac are provided. The main wing 41 extends from the lower surface of the main plate 3 over the inner peripheral surface of the shroud 42S. The main wing 41 has a main wing main body 41A which is a portion on the main plate 3 side and a tip portion 41B which is a portion on the shroud 42 side. The main wing body 41A rises from the main plate 3 toward the shroud 42 side. The cross-sectional shape of the main wing body 41A orthogonal to the axis Ac is a uniform two-dimensional wing shape. More specifically, the cross-sectional shape of the main wing body 41A is rectangular as an example.

主翼本体41Aの前縁E1a(つまり、径方向内側の端縁)は、軸線Ac方向に延びている。チップ部41Bの前縁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。また、前縁E1bの下側(軸線Ac方向他方側)の端部は、シュラウド内周面42Sの径方向内側の端縁まで延びている。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。 The leading edge E1a (that is, the radial inner edge) of the main wing body 41A extends in the axial direction Ac. The leading edge E1b of the tip portion 41B extends from the inside to the outside in the radial direction from one side to the other side in the axis Ac direction. Further, the lower end of the leading edge E1b (the other side in the axis Ac direction) extends to the inner edge of the inner peripheral surface of the shroud 42S in the radial direction. The trailing edge E3 (that is, the radial outer edge) of the main wing body 41A extends in the axial direction Ac.

チップ部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、チップ部41Bは、主翼本体41Aに連なっている(一体に形成されている。)。チップ部41Bの上側の端縁(図3中の破線で示す部分)は、軸線Acに対する径方向に延びている。チップ部41Bは、軸線Ac方向における主翼本体41の高さのうち、10%以上20%以下の範囲から適宜決定される。 The tip portion 41B extends from the lower end of the main wing body 41A to the inner peripheral surface of the shroud 42S. That is, the tip portion 41B is connected to the main wing body 41A (is integrally formed). The upper edge of the tip portion 41B (the portion shown by the broken line in FIG. 3) extends in the radial direction with respect to the axis line Ac. The tip portion 41B is appropriately determined from a range of 10% or more and 20% or less of the height of the main wing body 41 in the axis Ac direction.

さらに、図3に示すように、主翼41を軸線Ac方向から見た場合、チップ部41Bは、主翼本体41Aに対して捩じれている。より具体的には、チップ部41Bは、主翼本体41Aに比べて、軸線Acを中心とする仮想円Cvの接線方向に沿うように捩じれている。言い換えると、チップ部41Bは、軸線Ac方向他方側に向かうに従って、径方向を基準とする翼角度が主翼本体41Aよりも大きくなるように捩じれている。さらに言い換えれば、チップ部41Bは、主翼本体41Aに比べて、ターボファン4の回転方向前方側に向かうように捩じれている。チップ部41Bの主翼本体41Aに対する捩じれ角度は、5°以上10°以下の範囲から適宜決定される。 Further, as shown in FIG. 3, when the main wing 41 is viewed from the axis Ac direction, the tip portion 41B is twisted with respect to the main wing main body 41A. More specifically, the tip portion 41B is twisted along the tangential direction of the virtual circle Cv centered on the axis line Ac as compared with the main wing main body 41A. In other words, the tip portion 41B is twisted so that the blade angle with respect to the radial direction becomes larger than that of the main blade main body 41A toward the other side in the axis Ac direction. In other words, the tip portion 41B is twisted toward the front side in the rotation direction of the turbofan 4 as compared with the main wing main body 41A. The twist angle of the tip portion 41B with respect to the main wing body 41A is appropriately determined from a range of 5 ° or more and 10 ° or less.

(作用効果)
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。
(Action effect)
Next, the operation of the ceiling-embedded air conditioner 100 will be described. When operating the ceiling-embedded air conditioner 100, the motor 2 is first driven. By driving the motor 2, the output shaft 22, the main plate 3, and the turbofan 4 rotate around the axis Ac. As the turbofan 4 rotates, indoor air is taken in from the suction port 11A. This air is sent to the turbofan 4 via the bell mouth 6 and then pumped outward in the radial direction to form a mainstream Fm (see FIG. 1 or FIG. 2). The mainstream Fm flows along the lower surface of the main plate 3. That is, the mainstream Fm flows from the inside to the outside in the radial direction from the lower side to the upper side. Most of this mainstream Fm exchanges heat with the refrigerant by passing through the heat exchanger 5, becomes cold air or warm air, and is supplied to the room from the outlet 11B.

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2参照)。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。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 turbofan 4 toward the outer peripheral side flows into the inside of the shroud 42 as a leak flow Fl through the above-mentioned clearance C (see FIG. 2). This leak flow Fl contains a swirling component (swivel component around the axis Ac) due to being pumped by the turbofan 4. When such a leak flow Fl joins the mainstream Fm inside the shroud 42, a loss occurs. Specifically, the inflow angle with respect to the main wing 41 may change by the amount of the swirling component of the leak flow Fl, and the flow may be separated. As a result, the efficiency of the ceiling-embedded air conditioner 100 is reduced.

そこで、本実施形態では、主翼41にチップ部41Bを形成している。チップ部41Bが設けられていることから、クリアランスCから流入した漏れ流れFlは当該チップ部41Bによって捕捉される。これにより、漏れ流れFlは加速し、主流Fmと同程度の流速となる。さらに、チップ部41Bは主翼本体41Aに対して、軸線Acを中心とする仮想円Cvの接線方向に沿うように捩じれている。これにより、主流Fmに対する漏れ流れFlのポジティブインシデンス(流入角)が適正化される。その結果、流れの剥離が生じる可能性を低減することができる。これらの事象が複合して生じることで、漏れ流れFlが主流に合流する際の粘性散逸が抑制され、遠心圧縮機としての損失をさらに低減することができる。 Therefore, in the present embodiment, the tip portion 41B is formed on the main wing 41. Since the tip portion 41B is provided, the leak flow Fl flowing from the clearance C is captured by the tip portion 41B. As a result, the leak flow Fl accelerates, and the flow velocity becomes the same as that of the mainstream Fm. Further, the tip portion 41B is twisted with respect to the main wing body 41A along the tangential direction of the virtual circle Cv centered on the axis line Ac. As a result, the positive incident (inflow angle) of the leak flow Fl with respect to the mainstream Fm is optimized. As a result, the possibility of flow separation can be reduced. When these events occur in combination, the viscous dissipation when the leak flow Fl joins the main flow is suppressed, and the loss as a centrifugal compressor can be further reduced.

さらに、上記構成によれば、チップ部41Bの前縁E1bがシュラウド42の径方向内側の端縁まで延びている。これにより、クリアランスCから流入する漏れ流れFlを早期にチップ部41Bによって捕捉することができる。その結果、漏れ流れFlと主流Fmとの間で生じる損失をさらに小さく抑えることができる。 Further, according to the above configuration, the leading edge E1b of the tip portion 41B extends to the radial inner edge of the shroud 42. As a result, the leak flow Fl flowing from the clearance C can be captured by the tip portion 41B at an early stage. As a result, the loss generated between the leak flow Fl and the mainstream Fm can be further suppressed.

また、上記構成によれば、チップ部41Bは、軸線Ac方向における主翼41の高さの10%以上20%以下である。これにより、チップ部41Bの大きさを十分に確保しつつ、主翼本体41Aによる主流Fmの形成も円滑に行うことができる。その結果、さらに効率的に天井埋込型空調100を運転することができる。 Further, according to the above configuration, the tip portion 41B is 10% or more and 20% or less of the height of the main wing 41 in the axis Ac direction. As a result, the mainstream Fm can be smoothly formed by the main wing body 41A while sufficiently securing the size of the chip portion 41B. As a result, the ceiling-embedded air conditioner 100 can be operated more efficiently.

加えて、上記構成では、チップ部41Bは、主翼本体41Aに対して、5°以上10°以下の範囲で捩じれている。これにより、漏れ流れFlの流入角をさらに適正に変化させることができる。 In addition, in the above configuration, the tip portion 41B is twisted with respect to the main wing main body 41A in a range of 5 ° or more and 10 ° or less. Thereby, the inflow angle of the leak flow Fl can be changed more appropriately.

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。 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.

例えば、図4に示すように、主翼本体41の前縁E1aと、チップ部41Bの前縁E1bとが、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外側に延びているように構成してもよい。ここで、主版3は、軸線Acに直交する面内に広がる環状部31と、環状部31の内周側に設けられ、軸線Ac方向一方側から他方側に向かうに従って縮径する縮径部32と、を有している。本変形例では、主翼本体41Aの前縁E1aの上側(軸線Ac方向一方側)の端部が縮径部32の下面に位置している。チップ部41Bの前縁E1bの下側の端部は、上記実施形態と同様に、シュラウド内周面42Sの径方向内側の端縁に位置している。 For example, as shown in FIG. 4, the leading edge E1a of the main wing body 41 and the leading edge E1b of the tip portion 41B are configured to extend radially outward from one side in the axis Ac direction to the other side. You may. Here, the main plate 3 has an annular portion 31 extending in a plane orthogonal to the axis Ac, and a reduced diameter portion provided on the inner peripheral side of the annular portion 31 and decreasing in diameter from one side in the axis Ac direction to the other side. 32 and. In this modification, the upper end (one side in the axis Ac direction) of the leading edge E1a of the main wing body 41A is located on the lower surface of the reduced diameter portion 32. The lower end of the leading edge E1b of the tip portion 41B is located at the radial inner end edge of the inner peripheral surface 42S of the shroud, as in the above embodiment.

上記構成によれば、前縁E1a,E1bが主流Fmの流れ方向に対して大きく交差する方向(流れに直交する方向)に延びている。このため、主流Fmが前縁E1a,E1bに衝突するタイミングを、前縁E1a,E1bの全域にわたって揃えることができる。その結果、主翼41の表面で流れの剥離が生じる可能性をさらに低減することができる。 According to the above configuration, the leading edges E1a and E1b extend in a direction that largely intersects the flow direction of the mainstream Fm (direction orthogonal to the flow). Therefore, the timing at which the mainstream Fm collides with the leading edges E1a and E1b can be aligned over the entire area of the leading edges E1a and E1b. As a result, the possibility of flow separation on the surface of the main wing 41 can be further reduced.

さらに、図5に示すように、クリアランスCの外周側に、漏れ流れを遮るためのフェンス7を配置することも可能である。フェンス7は、軸線Acを中心とする環状をなしている。また、同図の例では、径の異なる複数のフェンス7を同心円状に配置している。 Further, as shown in FIG. 5, it is also possible to arrange a fence 7 for blocking the leak flow on the outer peripheral side of the clearance C. The fence 7 has an annular shape centered on the axis line Ac. Further, in the example of the figure, a plurality of fences 7 having different diameters are arranged concentrically.

上記構成によれば、クリアランスCがフェンスによって閉止された状態となる。これにより、クリアランスCを通じた漏れ流れそのものを低減することができる。その結果、天井埋込型空調100の効率をさらに向上させることができる。 According to the above configuration, the clearance C is closed by the fence. As a result, the leakage flow itself through the clearance C can be reduced. As a result, the efficiency of the ceiling-embedded air conditioner 100 can be further improved.

<付記>
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。
<Additional Notes>
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から前記シュラウド42側に向かって立ち上がるとともに前記軸線Acに直交する断面形状が一様な二次元翼状をなす主翼本体41Aと、前記主翼本体41Aの前記軸線Ac方向他方側に連なり、かつ、前記主翼41の前縁を含む部分であって、前記軸線Acに直交する断面形状が前記軸線Ac方向他方側に向かうに従って前記主翼本体41Aよりも前記軸線Acを中心とする仮想円Cvの接線方向に沿うように捩じれるチップ部41Bと、を有する。 (1) The ceiling-embedded air conditioner 100 according to the first aspect has a tubular bell mouth 6 surrounding the axis Ac and an end portion of the bell mouth 6 on one side in the axis Ac direction from the outer peripheral side. A shroud 42 that forms a clearance C and extends from the upstream side to the downstream side so as to go outward in the radial direction toward one side in the axis Ac direction, a main plate 3 facing the one side in the axis Ac direction of the shroud 42, and the above. The main wing 41 is provided over the shroud 42 and the main plate 3 and a plurality of the main wings 41 are arranged at intervals in the circumferential direction. The main wing 41 rises from the main plate 3 toward the shroud 42 side and the axis line Ac. A main wing main body 41A having a uniform cross-sectional shape orthogonal to the main wing main body 41A and a portion of the main wing main body 41A connected to the other side of the main wing main body 41A in the Ac direction and including the front edge of the main wing 41. It has a tip portion 41B that is twisted along the tangential direction of the virtual circle Cv centered on the axis Ac from the main wing main body 41A as the cross-sectional shape orthogonal to Ac is directed to the other side in the axis Ac direction.

上記構成によれば、チップ部41Bが設けられていることから、クリアランスCから流入した漏れ流れは当該チップ部41Bによって捕捉される。これにより、漏れ流れは加速し、主流と同程度の流速となる。さらに、チップ部41Bは主翼本体41Aに対して、軸線Acを中心とする仮想円Cvの接線方向に沿うように捩じれている。これにより、主流に対する漏れ流れのポジティブインシデンス(流入角)が適正化される。これらの事象が複合して生じることで、漏れ流れが主流に合流する際の粘性散逸が抑制され、遠心圧縮機としての損失をさらに低減することができる。 According to the above configuration, since the tip portion 41B is provided, the leak flow flowing from the clearance C is captured by the tip portion 41B. As a result, the leak flow accelerates and the flow velocity becomes the same as that of the main flow. Further, the tip portion 41B is twisted with respect to the main wing body 41A along the tangential direction of the virtual circle Cv centered on the axis line Ac. This optimizes the positive incident (inflow angle) of the leak flow with respect to the mainstream. When these events occur in combination, viscous dissipation when the leak flow joins the main flow is suppressed, and the loss as a centrifugal compressor can be further reduced.

(2)第2の態様に係る天井埋込型空調100では、前記チップ部41Bの前縁は、前記シュラウド42の径方向内側の端縁まで延びている。 (2) In the ceiling-embedded air conditioner 100 according to the second aspect, the leading edge of the chip portion 41B extends to the radial inner end edge of the shroud 42.

上記構成によれば、チップ部41Bの前縁がシュラウド42の径方向内側の端縁まで延びている。これにより、クリアランスCから流入する漏れ流れを早期にチップ部41Bによって捕捉することができる。その結果、漏れ流れと主流との間で生じる損失をさらに小さく抑えることができる。 According to the above configuration, the leading edge of the tip portion 41B extends to the radial inner edge of the shroud 42. As a result, the leak flow flowing from the clearance C can be captured by the tip portion 41B at an early stage. As a result, the loss between the leak flow and the mainstream can be further reduced.

(3)第3の態様に係る天井埋込型空調100では、前記チップ部41Bは、前記軸線Ac方向における前記主翼41の高さの10%以上20%以下である。 (3) In the ceiling-embedded air conditioner 100 according to the third aspect, the tip portion 41B is 10% or more and 20% or less of the height of the main wing 41 in the axis Ac direction.

上記構成によれば、チップ部41Bの大きさを十分に確保しつつ、主翼本体41Aによる主流の形成も円滑に行える。これにより、さらに効率的に遠心圧縮機を運転することができる。 According to the above configuration, the mainstream can be smoothly formed by the main wing body 41A while sufficiently securing the size of the tip portion 41B. This makes it possible to operate the centrifugal compressor more efficiently.

(4)第4の態様に係る天井埋込型空調100では、前記チップ部41Bは、前記主翼本体41Aに対して、5°以上10°以下の範囲で捩じれている。 (4) In the ceiling-embedded air conditioner 100 according to the fourth aspect, the tip portion 41B is twisted with respect to the main wing main body 41A in a range of 5 ° or more and 10 ° or less.

上記構成によれば、漏れ流れの流入角をさらに適正に変化させることができる。 According to the above configuration, the inflow angle of the leak flow can be changed more appropriately.

(5)第5の態様に係る天井埋込型空調100では、前記主翼41の前縁は、前記軸線Ac方向一方側から他方側に向かうに従って径方向外側に延びている。 (5) In the ceiling-embedded air conditioner 100 according to the fifth aspect, the leading edge of the main wing 41 extends radially outward from one side in the Ac direction to the other side.

上記構成によれば、主翼41の前縁が軸線Ac方向一方側から他方側に向かうに従って径方向外側に延びている。つまり、前縁が主流の流れ方向に対して大きく交差する方向に延びている。このため、主流が前縁に衝突するタイミングを、前縁の全域にわたって揃えることができる。その結果、主翼41の表面で流れの剥離が生じる可能性を低減することができる。 According to the above configuration, the leading edge of the main wing 41 extends radially outward from one side in the Ac direction to the other side. That is, the leading edge extends in a direction that largely intersects the mainstream flow direction. Therefore, the timing at which the mainstream collides with the leading edge can be aligned over the entire leading edge. As a result, it is possible to reduce the possibility of flow separation occurring on the surface of the main wing 41.

(6)第6の態様に係る天井埋込型空調100は、前記クリアランスCの外周側に配置され、前記軸線Acを中心とする環状のフェンス7をさらに備える。 (6) The ceiling-embedded air conditioner 100 according to the sixth aspect is arranged on the outer peripheral side of the clearance C, and further includes an annular fence 7 centered on the axis Ac.

上記構成によれば、クリアランスCがフェンス7によって閉止された状態となる。これにより、クリアランスCを通じた漏れ流れそのものを低減することができる。その結果、遠心圧縮機の効率をさらに向上させることができる。 According to the above configuration, the clearance C is closed by the fence 7. As a result, the leakage flow itself through the clearance C can be reduced. As a result, the efficiency of the centrifugal compressor can be further improved.

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
7 フェンス
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 環状部
32 縮径部
41 主翼
41A 主翼本体
41B チップ部
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,E1b 前縁
E3 後縁
Fl 漏れ流れ
Fm 主流
Cv 仮想円
100 Ceiling-embedded air conditioning 1 Casing 1A Panel 1B Cabinet 1S Bottom 2 Motor 3 Main plate 4 Turbo fan 5 Heat exchanger 6 Bellmouth 6S Outer surface 7 Fence 11 Panel body 11A Suction port 11B Air outlet 12 Grill 21 Motor body 22 Output shaft 31 Circular part 32 Reduced diameter part 41 Main wing 41A Main wing body 41B Chip part 42 Shroud 42S Shroud inner peripheral surface Ac Axial line C Clearance Ds Shroud direction E1a, E1b Leading edge E3 Trailing edge Fl Leakage flow Fm Mainstream Cv Virtual circle

Claims (6)

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、
前記主板から前記シュラウド側に向かって立ち上がるとともに前記軸線に直交する断面形状が一様な二次元翼状をなす主翼本体と、
前記主翼本体の前記軸線方向他方側に連なり、かつ、前記主翼の前縁を含む部分であって、前記軸線に直交する断面形状が前記軸線方向他方側に向かうに従って前記主翼本体よりも前記軸線を中心とする仮想円の接線方向に沿うように捩じれるチップ部と、
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 radially outward 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.
Equipped with
The main wing
A main wing body that rises from the main plate toward the shroud side and has a uniform cross-sectional shape orthogonal to the axis, and a main wing body.
A portion of the main wing body that is continuous with the other side in the axial direction and includes the leading edge of the main wing, and the axis is more than the main wing body as the cross-sectional shape orthogonal to the axis is directed toward the other side in the axial direction. The tip part that is twisted along the tangential direction of the virtual circle at the center,
Centrifugal compressor.
前記チップ部の前縁は、前記シュラウドの径方向内側の端縁まで延びている請求項1に記載の遠心圧縮機。 The centrifugal compressor according to claim 1, wherein the leading edge of the chip portion extends to the radially inner end edge of the shroud. 前記チップ部は、前記軸線方向における前記主翼の高さの10%以上20%以下である請求項1又は2に記載の遠心圧縮機。 The centrifugal compressor according to claim 1 or 2, wherein the tip portion is 10% or more and 20% or less of the height of the main wing in the axial direction. 前記チップ部は、前記主翼本体に対して、5°以上10°以下の範囲で捩じれている請求項1から3のいずれか一項に記載の遠心圧縮機。 The centrifugal compressor according to any one of claims 1 to 3, wherein the tip portion is twisted with respect to the main wing body in a range of 5 ° or more and 10 ° or less. 前記主翼の前縁は、前記軸線方向一方側から他方側に向かうに従って径方向内側に延びている請求項1から4のいずれか一項に記載の遠心圧縮機。 The centrifugal compressor according to any one of claims 1 to 4, wherein the leading edge of the main wing extends radially inward from one side in the axial direction toward the other side. 前記クリアランスの内周側に配置され、前記軸線を中心とする環状のフェンスをさらに備える請求項1から5のいずれか一項に記載の遠心圧縮機。 The centrifugal compressor according to any one of claims 1 to 5, further comprising an annular fence centered on the axis, which is arranged on the inner peripheral side of the clearance.
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