JPH0278786A - ターボ流体機械 - Google Patents
ターボ流体機械Info
- Publication number
- JPH0278786A JPH0278786A JP22873288A JP22873288A JPH0278786A JP H0278786 A JPH0278786 A JP H0278786A JP 22873288 A JP22873288 A JP 22873288A JP 22873288 A JP22873288 A JP 22873288A JP H0278786 A JPH0278786 A JP H0278786A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- impeller
- casing
- disc
- fluid
- disk
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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- 239000010410 layer Substances 0.000 description 12
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 4
- 239000012792 core layer Substances 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
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- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はケーシング内に羽根車を回転可能に収納したタ
ーボ流体機械に係り、特に低比速度の使用に好適なター
ボ流体機械に関する。
ーボ流体機械に係り、特に低比速度の使用に好適なター
ボ流体機械に関する。
従来は、特開昭５８−８５４００号に記載のように。
ケーシングと羽根車との間に多孔性物質を設置すると共
に外気を導入し、多孔性物質と羽根車との間の流体中に
気泡層を形成させるものである。
に外気を導入し、多孔性物質と羽根車との間の流体中に
気泡層を形成させるものである。
回転する羽根車側板で発生する円板摩擦損失は。
水中よりも空気中で著しく小さく、気泡層の形成により
円板摩擦損失は低減する。
円板摩擦損失は低減する。
（発明が解決しようとする課題〕
上記従来技術は外気をケーシング内に導入するため、羽
根車吐出圧より高圧の空気供給源、及び圧力調整用の制
御弁が必要であった。
根車吐出圧より高圧の空気供給源、及び圧力調整用の制
御弁が必要であった。
また、ケーシング内に導入された空気は流路内に進入す
るため、ボイラー給水ポンプ等の水中に気泡が混入して
はならないポンプには適用できない。
るため、ボイラー給水ポンプ等の水中に気泡が混入して
はならないポンプには適用できない。
本発明の目的は、外部から動力や流体を供給することな
しに円板摩擦損失を低減することが可能なターボ流体機
械を提供することにある。
しに円板摩擦損失を低減することが可能なターボ流体機
械を提供することにある。
上記目的は、ケーシングと羽根車の間に、自由に回転可
能な円板を設けることにより達成される。
能な円板を設けることにより達成される。
回転円板による流れの臨界レイノルズ数は、平板等の二
次元流に比べ小さく、小さなレイノルズ数で乱流に遷移
する。これは径方向流れの不安定な速度分布によるもの
である０円板を設けることによる、絶対値の減少した径
方向の速度分布は、低レイノルズ数の速度分布に相当し
、乱流への遷移が遅れる。すなわち臨界レイノルズ数が
増加し。
次元流に比べ小さく、小さなレイノルズ数で乱流に遷移
する。これは径方向流れの不安定な速度分布によるもの
である０円板を設けることによる、絶対値の減少した径
方向の速度分布は、低レイノルズ数の速度分布に相当し
、乱流への遷移が遅れる。すなわち臨界レイノルズ数が
増加し。
層流の領域が増加する０円板摩擦は乱流の方が層流に比
べ大きく、Ｒｅ＝１０８付近で３倍以上にもなる。その
ため、層流領域の増加にともない、円板摩擦は低減する
。
べ大きく、Ｒｅ＝１０８付近で３倍以上にもなる。その
ため、層流領域の増加にともない、円板摩擦は低減する
。
以下本発明の一実施例を第１図により説明する。
第１図において、羽根車１はケーシング２ａ。
２ｂ内で回転軸３の回りに回転可能であるよう収納され
ており、数枚の羽根４とその両側の側板５ａ、５ｂから
構成されている６円板６は側板５ｂとケーシング２ｂと
の間に、ベアリング７等を介して回転軸３の回りに回転
可能であるよう収納されている。
ており、数枚の羽根４とその両側の側板５ａ、５ｂから
構成されている６円板６は側板５ｂとケーシング２ｂと
の間に、ベアリング７等を介して回転軸３の回りに回転
可能であるよう収納されている。
羽根車１の回転にともない、隙間８ａの流体は側板５ｂ
に引きずられ回転し、更に円板６を回転させる。同様に
隙間８ｂの流体も引きずられ、第４図に示す速度分布と
なる。
に引きずられ回転し、更に円板６を回転させる。同様に
隙間８ｂの流体も引きずられ、第４図に示す速度分布と
なる。
羽根車とケーシングの間に満たされている流体の粘性に
より、回転する羽根車の側面には摩擦応力が作用する。
より、回転する羽根車の側面には摩擦応力が作用する。
この摩擦応力は円板摩擦と称される０円板摩擦損失は、
第２図に示すように低比速度はど入力に対する割合が大
きく、羽根車側面と流体との間のエネルギーの伝達が大
きい、一般に羽根車とケーシングとの間の隙間が大きい
場合には、第３図に示すように、羽根車側面付近の高速
旋回速度成分と径方向外向速度成分をもつ境界層と、ケ
ーシング付近の低速旋回速度成分と径方向内向き速度成
分をもつ境界層、そして径方向速度成分をもたず剛体の
ように回転しているコアの層が存在する速度分布となる
。
第２図に示すように低比速度はど入力に対する割合が大
きく、羽根車側面と流体との間のエネルギーの伝達が大
きい、一般に羽根車とケーシングとの間の隙間が大きい
場合には、第３図に示すように、羽根車側面付近の高速
旋回速度成分と径方向外向速度成分をもつ境界層と、ケ
ーシング付近の低速旋回速度成分と径方向内向き速度成
分をもつ境界層、そして径方向速度成分をもたず剛体の
ように回転しているコアの層が存在する速度分布となる
。
羽根車とケーシングとの間に自由に回転可能な円板を設
けると、円板はその両側面での摩擦トルクが釣り合うよ
うに回転する０羽根車とケーシングとの間の隙間は、回
転円板により仕切られるため、仕切られた各領域内で径
方向の循環流が発生し、壁付近の境界層とコアの層から
なる速度分布になる。仕切られた各領域の隙間幅を仕切
る前の隙間幅に等しくとったときの速度分布を第４図に
示す、第３図と第４図を比較すると１円板を設けた場合
１羽根車とケーシングとの間にはコアの層が２つ存在し
、壁面とコアとの相対速度は減少する。旋回速度成分に
より流体に作用する遠心力は次式で与えられる。
けると、円板はその両側面での摩擦トルクが釣り合うよ
うに回転する０羽根車とケーシングとの間の隙間は、回
転円板により仕切られるため、仕切られた各領域内で径
方向の循環流が発生し、壁付近の境界層とコアの層から
なる速度分布になる。仕切られた各領域の隙間幅を仕切
る前の隙間幅に等しくとったときの速度分布を第４図に
示す、第３図と第４図を比較すると１円板を設けた場合
１羽根車とケーシングとの間にはコアの層が２つ存在し
、壁面とコアとの相対速度は減少する。旋回速度成分に
より流体に作用する遠心力は次式で与えられる。
Ｆｃ＝ρ□ ・・・（１）ここ
に、Ｆｃ：流体に作用する遠心力 ｐ ：流体の密度 ■＃：旋回速度成分 子 ：半径位置 コアでは遠心力と圧力は釣り合っており、この圧力は境
界層内に印加されるから、境界層内では次式で与えられ
る力ΔＦは径方向に作用する。
に、Ｆｃ：流体に作用する遠心力 ｐ ：流体の密度 ■＃：旋回速度成分 子 ：半径位置 コアでは遠心力と圧力は釣り合っており、この圧力は境
界層内に印加されるから、境界層内では次式で与えられ
る力ΔＦは径方向に作用する。
ΔＦ＝−（Ｖｃ”−Ｖｂ”） −（２）
ここに、Ｖｃ：コアの旋回速度成分 ｖ−：境界層内の旋回速度成分 ただし外向きを正、内向きを負とする。すなわち１円板
を設けた場合、壁面とコアとの相対速度が減少すること
から、境界層内で径方向に作用する力も減少する。それ
にともない、境界層内での径方向速度成分の絶対値も減
少する。
ここに、Ｖｃ：コアの旋回速度成分 ｖ−：境界層内の旋回速度成分 ただし外向きを正、内向きを負とする。すなわち１円板
を設けた場合、壁面とコアとの相対速度が減少すること
から、境界層内で径方向に作用する力も減少する。それ
にともない、境界層内での径方向速度成分の絶対値も減
少する。
回転円板による流れの臨界レイノルズ数は、平板等の二
次元流に比べ小さく、小さなレイノルズ数で乱流に遷移
する。これは径方向流れの不安定な速度分布によるもの
である０円板を設けることによる、絶対値の減少した径
方向の速度分布（第４図）は、第３図に示す速度分布に
比較して低レイノルズ数の速度分布に相当し、乱流への
遷移が遅れる。すなわち臨界レイノルズ数が増加し１層
流の領域が増加する。第５図に示すように、円板摩擦は
乱流の方が層流に比べ大きく、Ｒｅ＝１０”付近で３倍
以上にもなる。そのため、層流領域の増加にともない、
円板摩擦は低減する。
次元流に比べ小さく、小さなレイノルズ数で乱流に遷移
する。これは径方向流れの不安定な速度分布によるもの
である０円板を設けることによる、絶対値の減少した径
方向の速度分布（第４図）は、第３図に示す速度分布に
比較して低レイノルズ数の速度分布に相当し、乱流への
遷移が遅れる。すなわち臨界レイノルズ数が増加し１層
流の領域が増加する。第５図に示すように、円板摩擦は
乱流の方が層流に比べ大きく、Ｒｅ＝１０”付近で３倍
以上にもなる。そのため、層流領域の増加にともない、
円板摩擦は低減する。
本実施例によれば１円板６を設けたことにより、ベアリ
ング７で発生する機械的な損失は増加するが、径方向速
度の減少により円板摩擦損失は低減する、ベアリングで
の損失は機械損失の一部であるが、第２図に示すように
機械損失は円板摩擦損失に比べ大変小さく、全体として
損失は減少する。
ング７で発生する機械的な損失は増加するが、径方向速
度の減少により円板摩擦損失は低減する、ベアリングで
の損失は機械損失の一部であるが、第２図に示すように
機械損失は円板摩擦損失に比べ大変小さく、全体として
損失は減少する。
第６図は、ベアリング７ａ、７ｂをケーシング側に取り
付けた実施例である。この構造では、円板を設けること
による新たな機械損失は発生せず、円板摩擦が低減する
。また側板５ａとケーシング２ａとの間にも円板６ａを
設けることにより、円板摩擦損失低減の効果は大きくな
る。
付けた実施例である。この構造では、円板を設けること
による新たな機械損失は発生せず、円板摩擦が低減する
。また側板５ａとケーシング２ａとの間にも円板６ａを
設けることにより、円板摩擦損失低減の効果は大きくな
る。
第７図は、側板５ｂとケーシング２ｂとの間に。
２板の円板６ｂ、６ｃを設けた実施例である。この構造
では３つのコアが形成され、径方向の速度成分は更に減
少するため、円板摩擦損失低減の効果は大きい。
では３つのコアが形成され、径方向の速度成分は更に減
少するため、円板摩擦損失低減の効果は大きい。
本発明によれば、羽根車とケーシングの間に自由に回転
可能な円板を設けることにより、円板摩擦損失を低減で
きるので、流体機械の効率を向上させることができる。
可能な円板を設けることにより、円板摩擦損失を低減で
きるので、流体機械の効率を向上させることができる。
第１図は本発明の一実施例の円板摩擦低減装置を備えた
ターボ流体機械の縦断面図、第２図は損失を評価するた
めの説明図、第３図は従来形流体機械の羽根車とケーシ
ングとの間の速度分布、第４図は本発明を適用したとき
の速度分布、第５図は円板摩擦モーメントの説明図であ
る。第６図。 第７図は夫々他の実施例を示す円板摩擦低減装置を備え
たターボ流体機械の縦断面図である。 １・・・羽根車、２・・・ケーシング、５・・・羽根車
側板、６・・・円板、７・・・ベアリング。 第１図 Ｍ２図 第３図 苓４図 ■ ５ 図 Ｆイノルλ′数Ｒｅ
ターボ流体機械の縦断面図、第２図は損失を評価するた
めの説明図、第３図は従来形流体機械の羽根車とケーシ
ングとの間の速度分布、第４図は本発明を適用したとき
の速度分布、第５図は円板摩擦モーメントの説明図であ
る。第６図。 第７図は夫々他の実施例を示す円板摩擦低減装置を備え
たターボ流体機械の縦断面図である。 １・・・羽根車、２・・・ケーシング、５・・・羽根車
側板、６・・・円板、７・・・ベアリング。 第１図 Ｍ２図 第３図 苓４図 ■ ５ 図 Ｆイノルλ′数Ｒｅ
Claims (1)
- １、ケーシング内に羽根車を回転可能に収納した流体機
械において、前記ケーシングの円板壁部と羽根車の環状
側板との間に、自由に回転可能な円板を対向して設ける
ことを特徴とするターボ流体機械。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22873288A JPH0278786A (ja) | 1988-09-14 | 1988-09-14 | ターボ流体機械 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22873288A JPH0278786A (ja) | 1988-09-14 | 1988-09-14 | ターボ流体機械 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0278786A true JPH0278786A (ja) | 1990-03-19 |
Family
ID=16880946
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22873288A Pending JPH0278786A (ja) | 1988-09-14 | 1988-09-14 | ターボ流体機械 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0278786A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5257941A (en) * | 1991-08-15 | 1993-11-02 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Connector and electrical connection structure using the same |
| US5282751A (en) * | 1991-07-31 | 1994-02-01 | Nai Hock Lwee | Connector apparatus |
| US10801520B2 (en) | 2017-08-16 | 2020-10-13 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Centrifugal turbo machinery |
-
1988
- 1988-09-14 JP JP22873288A patent/JPH0278786A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5282751A (en) * | 1991-07-31 | 1994-02-01 | Nai Hock Lwee | Connector apparatus |
| US5257941A (en) * | 1991-08-15 | 1993-11-02 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Connector and electrical connection structure using the same |
| US10801520B2 (en) | 2017-08-16 | 2020-10-13 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Centrifugal turbo machinery |
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