JPH0299795A - 渦流形ターボ機械 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、渦流形の真空ポンプ、圧縮機及びタービン等
、羽根車の回転により流体に螺旋運動を与え、この角運
動エネルギを圧力に変換する渦流形ターボ機械の改良に
関するものである。

（従来の技術） 従来より、この種の渦流形ターボ機械としては、例えば
、実開昭５６−７６１８８号公報に開示されているよう
に、多数の羽根を有する羽根車をハウジング内に回転可
能に配置し、上記羽根車を駆動モータの駆動によって回
転させ、流体をハウジングの吸込口より該ハウジング内
の主流路に吸い込み、該主流路内において流体を主流路
の軸方向に螺旋運動させながら移送しつつ圧縮し、吐出
口よりハウジング外に吐出させるようにしたらのが知ら
れている。

この渦流形ターボ機械において、第４図に示すように、
ハブ（ａ）の外周面（ｂ）に多数の羽根（ｃ）が放射状
に延設されて羽根車（ｄ）が形成され、該羽根（Ｃ）が
ハウジング（ｅ）内の主流路（ｆ）に臨んでいる。そし
て、上記羽根（Ｃ）は、ハブ（ａ）の前面から後端外周
面に亘って扇状に形成されており、流体は羽根前縁（ｇ
）の根元より該羽根（ｃ）に流入し、ハブ外周面（ｂ）
の円弧面に倣って流れ、羽根後縁（ｈ）である外周より
流出して再び羽根前縁（ｇ）の根元より流入することに
なり、該動作を繰り返して螺旋運動することになる。

（発明が解決しようとする課題） 上述した渦流形ターボ機械において、主流路（ｆ）内に
は、第５図に示すように、該主流路（ｆ）を吸込口（ｉ
）側の低圧側と、吐出口（ｊ）側の高圧側とに区画する
仕切部材（１０が設けられると共に、該仕切部材（ｋ）
には上記羽根（ｃ）が通る案内路（９）が形成されてい
る。

そして、上記仕切部材（ｋ）の両側方に吸込口（ｉ）と
吐出口（ｊ）とが開口しており、該吸込口（ｉ）より主
流路（ｆ）に流入した流体はそのまま羽根前縁（ｇ）よ
り該羽根（ｃ）に流入するように成っている。

しかしながら、上記主流路（ｆ）内において、吸込口（
ｉ）より羽根前縁（ｇ）の近傍までは単に空間であって
何らの案内手段が設けられていないため、吸込口（ｉ）
より流入した流体は、第４図及び第５図Ａに示すように
、乱流となり、羽根（Ｃ）の先端や後縁（ｈ）側に流れ
る流体が生じることになる。従って、上記吸込口（１）
より流入した流体が全てスムーズに羽根前縁（ｇ）に流
れないので、流体がスムーズに渦流を形成できず、圧縮
効率が悪いという問題があった。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたもので、吸込口よ
り流入した流体を羽根前縁に導くようにして、流体がス
ムーズに渦流を形成するようにし、圧縮効率の向上を図
ることを目的とするものである。

（課題を解決するだめの手段） 上記目的を達成するために、本発明が講じた手段は、第
１図〜第３図に示すように、先ず、流体の吸込口（６１
）及び吐出口（６２）が開設されると共に、流体の主流
路（２４）を形成する中空環状部（２３）を有するハウ
ジング（２）が設けられている。そして、該ハウジング
（２）内には上記主流路（２４）に臨む複数枚の羽根（
３２）。

（３２）、・・・が形成されていて、上記吸込口（６１
）より主流路（２４）に流入した流体を螺旋状に移送し
つつ圧縮して上記吐出口（６２）よりハウジング（２）
外に吐出させる羽根車（３）が収納されて成る渦流形タ
ーボ機械を対象としている。

加えて、上記主流路（２４）には上記中空環状部（２３
）の吸込口（６１）縁部より羽根（３２）（３２）、・
・・の先端に近接する位置にかけて、吸込口（６１）よ
り流入した流体を羽根（３２）。

（３２）、・・・の前縁（３２ａ）に案内する案内部材
（８）が設けられた構成としている。

（作用） 上記構成により、本発明では、羽根車（３）を回転する
と、流体は主流路（２４）内において羽根前縁（３２ａ
）より該羽根（３２）に流入し、後縁（３２ｂ）より流
出して主流路（２４）内を回転し、再び羽根（３２）に
流入することになる。

そして、流体は上記羽根（３２）により角運動エネルギ
を得て回転しつつ主流路（２４）の軸方向に流れ、この
螺旋運動により圧縮されて吐出口（６２）よりハウジン
グ（２）外に吐出される。

一方、上記流体は吸込口（６１）より主流路（２４）に
流入しており、その流入の際、案内部材（８）が設けら
れているので、該案内部材（８）に添って流体は吸込口
（６２）より羽根（３２）の前縁に流れ、該羽根（３２
）に流入することになる。その後、上記流体は渦流を形
成して主流路（２４〉内を流れることになる。

（発明の効果） 従って、本発明の渦流形ターボ機械によれば、主流路（
２４）内に吸込口（６１）より流入する流体を羽根（３
２）の前縁に案内する案内部材（８）を設けたために、
主流路（２４）に流入する流体が乱流を生起することな
（羽根（３２）の前縁に流れるので、流体がスムーズに
渦流を形成することになり、圧縮効率の向上を図ること
ができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図及び第２図に示すように、（１）は渦流形ターボ
機械としての圧縮ポンプであって、気体等の各種流体を
螺旋状に移送しつつ圧縮して吐出するようにしている。

該圧縮ポンプ（１）はハウジング（２）内に羽根車（３
）が収納されて構成されており、該ハウジング（２）は
、第１図において左右に分割された第１ハウジング部材
（２１）と第２ハウジング部材（２２）とを一体向に組
合わせて形成されている。そして、該両ハウジング部材
（２１）。

（２２）は、上記羽根車（３）の両端面を覆うディスク
部（２１ａ）、　　（２２ａ）と、該ディスク部（２１
ａ）、（２２ａ）の外周縁に連続形成され、半円弧状の
環状凹部を有する半トτラス部（２１ｂ）、　　（２２
ｂ）とより成り、該両軍トーラス部（２１ｂ）、（２２
ｂ）で中空環状部（２３）を形成しており、該中央環状
部（２３）内が流体の主流路（２４）に構成されている
。

更に、上記主流路（２４）には、中空環状部（２３）の
内周面に固着された所定幅の仕切部材（５）が設けられ
ている。該仕切部材（５）の−側方（第２図において右
側）には第１ハウジング部材（２１）の半トーラス部（
２１ｂ）に流体の吸込口（６１）が、他側方（第２図に
おいて左側）には第２ハウジング部材（２２）の半トー
ラス部（２２ｂ）に流体の吐出口（６２）がそれぞれ上
記主流路（２４）の外周部に開口されている。

一方、上記羽根車（３）は、円板状のハブ（３１）の外
周面（３１ａ）に複数枚の羽根（３２）が放射状に延設
されて構成されている。該ハブ（３１）の両端面は上記
両ハウジング部＋４（２１）（２２）のディスク部（２
１ａ）、（２２ａ）が近接して覆われており、該ハブ（
３１）の中央部に駆動軸（７）が連結されている。該駆
動軸（７）は上記主流路（２４）と同心上に位置し、上
記第２ハウジング部材（２２）のディスク部（２２ａ）
を貫通し、図示しないが、外端にモータが連結されてお
り、該モータの駆動により羽根車（３）が回転するよう
に成っている。また、上記ハブ外周面（３１ａ）は、駆
動軸（７）と同心上の円筒面に形成され、上記主流路（
２４）外周面の一部を構成している。

上記羽根車（３）の羽根（３２）は、第３図に示すよう
に、上記ハブ外周Ｗ　（３１ａ）より遠心方向に突出し
て上記主流路（２４）内に臨んでいる。更に、該羽根（
３２）は、翼形が略三日月状に形成されて所定の反りを
何し、上記ハブ（３１）の両端面に亘って形成され、流
体が羽根前縁（３２ａ）から後縁（３２ｂ）に通り抜け
ると、上記ハブ（３１）の前面から後面に通り抜けるよ
うに成っており、該羽根（３２）の通過時の流れがほぼ
軸流流れになり、この羽根（３２）通過時に角運動エネ
ルギが流体に与えられるように構成されている。

また、上記主流路（２４）内には本発明の特徴とする案
内部材（８）が設けられている。該案内部材（８）は、
第３図に示すように、横断面略扇状に形成されており、
−側面が流体の案内面（８１）に成っている。該案内面
（８１）は第１ハウジング部材（２１）の半トーラス部
（２ｌ　ｂ）における吸込口（６１）の外側の側縁より
羽根（３２）の前縁（３２ａ）と先端（３２ｃ）との隅
角部に近接する位置まで形成されている。そして、上記
案内部材（８）の他側面である内周面（８２）は案内面
（８１）より羽根先端（３２ｃ）が近接して第２ハウジ
ング部材（２２）の半トーラス部（２２ｂ）に亘って形
成されている。

更に、上記案内部材（８）は、主流路（２４）の軸方向
において、吸入口（６１）側より羽根（３２）側（内周
面（８２）側）に向って広がるように形成され、上記仕
切部材（５）の側面に連続し、上記内周面（８２）は流
入流体が主流路（２４）をほぼ半回転する位置まで形成
されている。

次に、この圧縮ポンプ（１）の圧縮動作について説明す
る。

先ず、モータを駆動して駆動軸（７）を回転すると、羽
根車（３）がハウジング（２）内で回転し、各羽根（３
２）、　　（３２）、・・・が主流路（２４）内を回転
移動することになる。一方、流体はハウジング（２）内
の主流路（２４）において、羽根前縁（３２ａ）より該
羽根（３２）に流入し、後縁（３２ｂ）より流出するこ
とになり、この羽根（３２）によって流体に角運動エネ
ルギが与えられ、流体は回転して再び羽根（３２）に流
入することになる。そして、流体は上記回転を繰り返し
つつ主流路（２４）の軸方向に移送され、螺旋運動して
圧縮され、吐出口（６２）より７〜ウジング（２）外に
吐出されることになる。

また、上記流体は吸込口（６１）より主流路（２４）に
流入することになるが、その際、案内部材（８）が設け
られているので、流体は吸込口（６１）より案内面（８
１）に沿って流れ、羽根（３２）に前縁よりスムーズに
流入することになる。

従って、上記主流路（２４）に案内部材（８）を設けた
ために、主流路（２４）に流入する流体が乱流を生起す
ることなく、スムーズに羽根（３２）に流入するので、
流体はスムーズに渦流を形成することになり、圧縮効率
の向上を図ることかできる。

尚、本実施例において、案内部材（８）は、第３図−点
鎖線で示すように、羽根後縁（３２ｂ）側を削除して横
断面略矩形状に形成してもよい。

また、本発明は、圧縮ポンプ（１）の他、タービンなど
各種の渦流形ターボ機械に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の実施例を示し、第１図は圧縮
ポンプの縦断面図、第２図は第１図■−■線における断
面図、第３図は案内部材を示す拡大断面図である。第４
図及び第５図は従来例を示し、第４図は流体流入部を示
す渦流形ターボ機械の要部の縦断面図、第５図は同横断
面図である。 （１）・・・圧縮ポンプ、（２）・・・ハウジング、（
３）・・・羽根車、（５）・・・仕切部材、（８）・・
・案内部材、（２３）・・・中央環状部、（２４）・・
・主流路、（３２）・・・羽Ｆ艮、（６１）・・・吸込
口、（６２）・・・吐出口、（８１）・・・案内面。 特　許　出　願　人　ダイキン工業株式会社代　　　理
　　　人　弁理士　前　１０　　弘ほか２名 第 図 ＼ 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）流体の吸込口（６１）及び吐出口（６２）が開設
   されると共に、流体の主流路（２４）を形成する中空環
   状部（２３）を有するハウジング（２）と、 該ハウジング（２）内に収納されると共に、上記主流路
   （２４）に臨む複数枚の羽根（３２）、（３２）、・・
   ・が形成されていて、上記吸込口（６１）より主流路（
   ２４）に流入した流体を螺旋状に移送しつつ圧縮して上
   記吐出口（６２）よりハウジング（２）外に吐出させる
   羽根車（３）とを備えた渦流形ターボ機械であって、上
   記主流路（２４）には上記中空環状部（２３）の吸込口
   （６１）縁部より羽根（３２）、（３２）、・・・の先
   端に近接する位置にかけて、吸込口（６１）より流入し
   た流体を羽根（３２）、（３２）、・・・の前縁（３２
   ａ）に案内する案内部材（８）が設けられていることを
   特徴とする渦流形ターボ機械。