JPH04119389U - 流れ歪防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 運転範囲を拡げると共に、翼の信頼性の向上
を図る。 【構成】 吸込部を成すベルマウス１に圧力センサ２を
円周方向に複数取付け、各圧力センサ２によりベルマウ
ス１の壁面の圧力を計測し、制御装置によりどの位置の
圧力が大きいかを算出する。また、ベルマウス１の円周
方向に複数の抽気配管４と制御用バルブ５とを設け、該
制御装置により圧力センサ２で計測された圧力が他の位
置の圧力と比較して大きな部分にファンの吐出ダクト６
に取り付けた抽気配管４より高圧流体を取出して抽入す
る。この抽入量は制御用バルブ５の開度により、円周方
向の圧力分布が最小となるように調整する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、流れ歪防止装置に関し、特にファンやコンプレッサに適用して好適 な流れ歪防止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、ファンやコンプレッサ等の回転翼では、入口流れの円周方向の不均一 流れ（以下、歪という）により、回転数の整数倍の加振力を生じる。そして、こ の値が大きい場合には、翼の固有振動数と共振しないよう運転されるが、やむを 得ず共振を通過する場合には、翼材に疲労が蓄積することがある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

すなわち、翼の固有振動数と加振周波数とが一致すると、翼が共振して疲労破 壊するため、定格回転数では共振を回避した設計が行われているが、回転数が可 変で使用される回転機械では、回転数の使用範囲を限定して使用される。この加 振力が非常に大きい場合には、定格回転数到達までに共振を通過する際に大きな 振動応力を発生し、疲労が蓄積することとなり、何回かの回転機械の起動・停止 の繰り返しにより翼が破損に到る場合もある。

【０００４】 本考案は、このような従来技術の課題を解決するためになされたもので、運転 範囲を拡大すると共に翼の信頼性の向上を図った流れ歪防止装置を提供すること を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記の課題を解決するために、本考案に係わる流れ歪防止装置は、吸込部に取 り付けられて、該吸込部の流れの円周方向の流れの分布を検知する圧力検知部と 、流速の低い部分に流体を流し込み、不均一流れを均一化する制御装置とを備え てなる。

【０００６】

【作用】

上記の手段によれば、流れ歪を少なくすることにより均一流れが得られるので 、回転翼への加振力が小さくなり、共振時の振動応力が減少する。このため、翼 の信頼性が向上する。また、共振時にも加振力が小さいため、運転可能となり運 転範囲が拡がる。さらに、吸込部内の流れの剥離が防止されることにより、失速 の条件が抑えられる。

【０００７】

【実施例】

以下、図面を参照して本考案の一実施例について詳細に説明する。図１は本実 施例に係わる流れ歪防止装置を備えたファンの概略構成図、図２は図１のＩＩ− ＩＩ線断面における概略断面図、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面における概略 断面図である。

【０００８】 図１及び図２に示すように、吸込部を成すベルマウス１に圧力センサ２を円周 方向に複数個取り付けている。そして、この圧力センサ２によりベルマウス１の 壁面の圧力Ｐｓを計測し、制御装置３によりどの位置の圧力が大きいかを算出す るようにしている。

【０００９】 いま、吸込部の圧力（全圧）をＰｏとすれば、図１のＩＩ−ＩＩ線断面部の圧 力と流速との関係は、流体の密度をρとすれば で表わされる。ここで、ベルマウス１の円周方向のある特定位置で流れに剥離を 生じ、流速Ｖが小さくなると、Ｐｏは一定であるからＰｓが大きくなり、流速の 小さくなったことを識別できる。

【００１０】 また、図１及び図３に示すように、ベルマウス１の円周方向に複数個の流体抽 入用の抽気配管４と流量を調整するための制御用バルブ５とが設けられており、 図２に示した制御装置３により圧力センサ２で計測された圧力Ｐｓが他の位置の 圧力と比較して大きな部分にファンの吐出ダクト６に取り付けた抽気配管４より 高圧流体を取り出して抽入する。抽入量は、制御用バルブ５の開度により、円周 方向の圧力分部が最小となるように調整する。なお、図１において、符号７は吸 入側、８は吐出側を示す。

【００１１】 流れの偏り量は通常は数％であり、また流量が少ない部分負荷時に大きくなる ことから、歪を修正するための流量は全体の流量と比較して小さいため、抽入に よる効率の低下は一般には少ない。また、予め調査により流れが偏る位置が明ら かな場合には、抽気配管４は着目位置に相当する部分に設置するだけでよい。さ らに、本実施例では抽入圧力源を吐出側に求めたが、ベルマウス型の吸込形状で は吸込流速が大となるため、上記（１）式のＰｓが小さくなり、Ｐｏに相当する 部分に配管を連結することにより、（Ｐｏ−Ｐｓ）の圧力差で流体の抽入が可能 となる。

【００１２】 図４は流体抽入前後の圧力分布の差を示す図であり、符号Ａは流れ歪がある場 合、Ｂは流体抽入後の圧力状態を示す。

【００１３】 このように、本実施例によれば、吸入側の流れの円周方向の歪を平滑化し、均 一な流れを実現できる。また、部分負荷時やベルマウス１の幾何学的な非対称に よって生ずる円周方向の歪は運転条件の影響を受けるため圧力分布を計測して、 これを少なくするよう流体を抽入することによって、各条件での円周歪を最小と することが可能となる。

【００１４】 なお、上述した実施例においては流れ歪防止装置をファンに適用した場合につ いてのみ示したが、別にこれに限定されるものではなく、コンプレッサ等にも適 用可能であるのは勿論である。

【００１５】

【考案の効果】 以上述べたように、本考案に係わる流れ歪防止装置によれば、流れの歪を少な くすることにより均一流れが得られるよう構成したので、回転翼への加振力が小 さくなり、共振時の振動応力が減少する。したがって、翼の信頼性が向上する。 また、共振時にも加振力が小さいため、運転可能となり、運転範囲が拡がる。さ らに、吸込部内の流れの剥離が防止されることにより、失速の条件が抑制できる という種々の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係わる流れ歪防止装置を備
えたファンの概略構成図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面における概略断面図であ
る。

【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面における概略断面図
である。

【図４】圧力センサの位置と圧力との関係を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ ベルマウス ２ 圧力センサ ３ 制御装置 ４ 抽気配管 ５ 制御用バルブ ６ 吐出ダクト ７ 吸入側 ８ 吐出側

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】吸込部に取り付けられて、該吸込部の流れ
   の円周方向の流れの分布を検知する圧力検知部と、流速
   の低い部分に流体を流し込み、不均一流れを均一化する
   制御装置とを備えたことを特徴とする流れ歪防止装置。