JPH05340395A - 軸流回転機械 - Google Patents
軸流回転機械Info
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- JPH05340395A JPH05340395A JP17775292A JP17775292A JPH05340395A JP H05340395 A JPH05340395 A JP H05340395A JP 17775292 A JP17775292 A JP 17775292A JP 17775292 A JP17775292 A JP 17775292A JP H05340395 A JPH05340395 A JP H05340395A
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- JP
- Japan
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- air separator
- axial
- flow
- partition plate
- separator
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
- F04D29/522—Casings; Connections of working fluid for axial pumps especially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/526—Details of the casing section radially opposing blade tips
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
- F04D29/68—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing by influencing boundary layers
- F04D29/681—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing by influencing boundary layers especially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/685—Inducing localised fluid recirculation in the stator-rotor interface
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 エアセパレータを軸方向にコンパクトにまと
めて、多段形軸流回転機械への適用を容易にする。 【構成】 ケーシング３の外周に環状に設けられるエア
セパレータ２０において、エアセパレータ２０の内部
に、その半径方向外側空間部２５を残して半径方向に延
び、エアセパレータ内を軸方向に２分割する環状の仕切
板２４を設ける。また、仕切板２４とセパレータ２０の
下流側側壁２３との間には、半径方向に延びてその内縁
側が動翼２の回転方向１２と逆の方向に反っている形状
の多数の整流板２６を周方向に設ける。これらの整流ベ
ーン２６により、動翼２の先端５に発生する流れの逆流
部を符号２９，３０，３１で示すように、半径方向外向
きに掬い上げ、その後半径方向内向きに流すようにし
て、軸方向の流れを実質的になくす。
めて、多段形軸流回転機械への適用を容易にする。 【構成】 ケーシング３の外周に環状に設けられるエア
セパレータ２０において、エアセパレータ２０の内部
に、その半径方向外側空間部２５を残して半径方向に延
び、エアセパレータ内を軸方向に２分割する環状の仕切
板２４を設ける。また、仕切板２４とセパレータ２０の
下流側側壁２３との間には、半径方向に延びてその内縁
側が動翼２の回転方向１２と逆の方向に反っている形状
の多数の整流板２６を周方向に設ける。これらの整流ベ
ーン２６により、動翼２の先端５に発生する流れの逆流
部を符号２９，３０，３１で示すように、半径方向外向
きに掬い上げ、その後半径方向内向きに流すようにし
て、軸方向の流れを実質的になくす。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、軸流送風機、圧縮機な
どの軸流回転機械に関し、更に詳細には、低流量域にお
ける不安定な特性を改善するためにケーシングの外周に
環状に設けられるエアセパレータの改良に関する。
どの軸流回転機械に関し、更に詳細には、低流量域にお
ける不安定な特性を改善するためにケーシングの外周に
環状に設けられるエアセパレータの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６は、従来のエアセパレータを備える
軸流ファンを示す要部の断面図、図７は図６のＶＩＩ−
ＶＩＩ線断面図である。
軸流ファンを示す要部の断面図、図７は図６のＶＩＩ−
ＶＩＩ線断面図である。
【０００３】図６において、１はロータ、２はロータ１
に取付けられた動翼、３は動翼２を囲むケーシングであ
り、このケーシング３の外周にエアセパレータ４が環状
に設けられている。このエアセパレータ４は、動翼２の
先端５から上流側の一部を切欠いて、すなわち動翼２の
上流側先端と対峙して開口すると共に、その上流側にも
開口している。そして、エアセパレータ４の内壁６と外
壁７との間には、多数の整流ベーン８が設けられてい
る。これらの整流ベーン８は、図７に示すように、循環
する流れを軸方向に整流するように配列され、これによ
り軸流ファンの低流量域における不安定な特性を改善す
るものである。
に取付けられた動翼、３は動翼２を囲むケーシングであ
り、このケーシング３の外周にエアセパレータ４が環状
に設けられている。このエアセパレータ４は、動翼２の
先端５から上流側の一部を切欠いて、すなわち動翼２の
上流側先端と対峙して開口すると共に、その上流側にも
開口している。そして、エアセパレータ４の内壁６と外
壁７との間には、多数の整流ベーン８が設けられてい
る。これらの整流ベーン８は、図７に示すように、循環
する流れを軸方向に整流するように配列され、これによ
り軸流ファンの低流量域における不安定な特性を改善す
るものである。
【０００４】すなわち、以上のような構成において、軸
流ファンの流量を絞り込んでいくと、まず動翼２の先端
５の一部に流れの小さな逆流部が発生する。これが次第
に成長して旋回失速や逆流領域ができて、軸流ファンの
失速が起こるのであるが、エアセパレータ４を装備する
ことにより、ケーシング３の、動翼２の先端５の前縁側
が開口し、逆流部が遠心力により矢印９で示すようにエ
アセパレータ４内に入り込む。該逆流部は動翼２と共に
回転しており、主流部よりも回転速度が速いので遠心力
も大きい。そして、入り込んだ逆流部はエアセパレータ
４内で転向して整流ベーン８により軸方向に整流され、
矢印１０で示すように動翼２上流側の流れに合流する。
このように逆流部が循環することにより、流れが安定
し、軸流ファンの失速が起こるのを遅らせるのである。
流ファンの流量を絞り込んでいくと、まず動翼２の先端
５の一部に流れの小さな逆流部が発生する。これが次第
に成長して旋回失速や逆流領域ができて、軸流ファンの
失速が起こるのであるが、エアセパレータ４を装備する
ことにより、ケーシング３の、動翼２の先端５の前縁側
が開口し、逆流部が遠心力により矢印９で示すようにエ
アセパレータ４内に入り込む。該逆流部は動翼２と共に
回転しており、主流部よりも回転速度が速いので遠心力
も大きい。そして、入り込んだ逆流部はエアセパレータ
４内で転向して整流ベーン８により軸方向に整流され、
矢印１０で示すように動翼２上流側の流れに合流する。
このように逆流部が循環することにより、流れが安定
し、軸流ファンの失速が起こるのを遅らせるのである。
【０００５】なお、図６において矢印１１はファン吸込
主流、また図６，図７において矢印１２はロータ１及び
動翼２の回転方向を示す。
主流、また図６，図７において矢印１２はロータ１及び
動翼２の回転方向を示す。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、以上述べた
従来のエアセパレータ４は多段形の軸流送風機や圧縮機
にも適用可能なものであるが、エアセパレータ４内で循
環する流れを整流ベーン８によって軸方向に整流するこ
とから軸方向に長くなる構成であるため、このエアセパ
レータ構成を、図８に多段形圧縮機に適用した例を示す
ように、全段は勿論のこと、たとえ数段に限定して組込
んでも、段間隔が長くなることから、多段形軸流回転機
械の全体の軸方向長さが相当長くなり、軸振動、性能或
いは製作コストなど様々な点から不都合が生じることか
ら、実際には適用困難であった。なお、図８において、
１３は静翼である。
従来のエアセパレータ４は多段形の軸流送風機や圧縮機
にも適用可能なものであるが、エアセパレータ４内で循
環する流れを整流ベーン８によって軸方向に整流するこ
とから軸方向に長くなる構成であるため、このエアセパ
レータ構成を、図８に多段形圧縮機に適用した例を示す
ように、全段は勿論のこと、たとえ数段に限定して組込
んでも、段間隔が長くなることから、多段形軸流回転機
械の全体の軸方向長さが相当長くなり、軸振動、性能或
いは製作コストなど様々な点から不都合が生じることか
ら、実際には適用困難であった。なお、図８において、
１３は静翼である。
【０００７】本発明は、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、エアセパレータを軸方向
にコンパクトにまとめて、多段形軸流回転機械への適用
を容易にすることを目的とする。
決するためになされたもので、エアセパレータを軸方向
にコンパクトにまとめて、多段形軸流回転機械への適用
を容易にすることを目的とする。
【０００８】
【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、本発明は、ケーシングの外周に環状に設けられ、
動翼の上流側先端と対峙して開口すると共に更にその上
流側にも開口するエアセパレータを備えた軸流回転機械
において、前記エアセパレータの内部に、その半径方向
外側空間部を残して半径方向に延び、エアセパレータ内
を軸方向に２分割する環状の仕切板を設け、この仕切板
とセパレータの下流側側壁との間には、半径方向に延び
てその内縁側が動翼の回転方向と逆の方向へ反っている
形状の多数の整流ベーンを仕切板に沿って周方向に設け
たものである。
めに、本発明は、ケーシングの外周に環状に設けられ、
動翼の上流側先端と対峙して開口すると共に更にその上
流側にも開口するエアセパレータを備えた軸流回転機械
において、前記エアセパレータの内部に、その半径方向
外側空間部を残して半径方向に延び、エアセパレータ内
を軸方向に２分割する環状の仕切板を設け、この仕切板
とセパレータの下流側側壁との間には、半径方向に延び
てその内縁側が動翼の回転方向と逆の方向へ反っている
形状の多数の整流ベーンを仕切板に沿って周方向に設け
たものである。
【０００９】
【作用】上記の手段によれば、整流ベーンが、その内縁
側が動翼の回転方向と逆の方向へ反っている形状である
ため、動翼の先端に発生する流れの逆流部は該整流ベー
ンによって半径方向外向きに掬い上げられ、その後半径
方向内向きに流れるので、軸方向の流れが実質的になく
なり、したがってセパレータの軸方向長さを短くするこ
とができる。
側が動翼の回転方向と逆の方向へ反っている形状である
ため、動翼の先端に発生する流れの逆流部は該整流ベー
ンによって半径方向外向きに掬い上げられ、その後半径
方向内向きに流れるので、軸方向の流れが実質的になく
なり、したがってセパレータの軸方向長さを短くするこ
とができる。
【００１０】
【実施例】以下、図１〜図５を参照して本発明の好適な
実施例について詳細に説明する。図１は本発明を軸流フ
ァンに実施した場合を示す要部の断面図、図２，図３及
び図４はそれぞれ図１のＩＩ−ＩＩ線、ＩＩＩ−ＩＩＩ
線及びＩＶ−ＩＶ線断面図である。
実施例について詳細に説明する。図１は本発明を軸流フ
ァンに実施した場合を示す要部の断面図、図２，図３及
び図４はそれぞれ図１のＩＩ−ＩＩ線、ＩＩＩ−ＩＩＩ
線及びＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【００１１】図１〜図４において、１はロータ、２はロ
ータ１に取付けられた動翼、３は動翼２を囲むケーシン
グであり、このケーシング３の外周に本発明に係るエア
セパレータ２０が環状に設けられている。このエアセパ
レータ２０は、動翼２の先端５から上流側の一部を切欠
いて、すなわち動翼２の上流側先端と対峙して開口する
と共に、その上流側にも開口するように、外壁２１と上
下流側の側壁２２，２３とによって限定されている。
ータ１に取付けられた動翼、３は動翼２を囲むケーシン
グであり、このケーシング３の外周に本発明に係るエア
セパレータ２０が環状に設けられている。このエアセパ
レータ２０は、動翼２の先端５から上流側の一部を切欠
いて、すなわち動翼２の上流側先端と対峙して開口する
と共に、その上流側にも開口するように、外壁２１と上
下流側の側壁２２，２３とによって限定されている。
【００１２】そして、環状の仕切板２４が、エアセパレ
ータ２０の内部に、その半径方向外側空間部２５を残し
て半径方向に延び、エアセパレータ２０内を軸方向に２
分割するように設けられている。また、多数の整流ベー
ン２６が、仕切板２４とエアセパレータ２０の下流側側
壁２３との間に仕切板２４に沿って適当なピッチで周方
向に設けられている。これらの整流ベーン２６は、図２
に良く示されているように、半径方向に延びて、その内
縁２７側が動翼２の回転方向１２と逆の方向へ反ってい
る形状とされ、これにより動翼２の先端５に発生する流
れの逆流部を半径方向外向きに掬い上げることができる
ようになっている。この流れの掬い上げをより確実に行
うために、好適には、整流ベーン２６の内縁２７が軸方
向と平行になるようにし、かつケーシング３の内径とほ
ぼ一致するように配列するとよい。
ータ２０の内部に、その半径方向外側空間部２５を残し
て半径方向に延び、エアセパレータ２０内を軸方向に２
分割するように設けられている。また、多数の整流ベー
ン２６が、仕切板２４とエアセパレータ２０の下流側側
壁２３との間に仕切板２４に沿って適当なピッチで周方
向に設けられている。これらの整流ベーン２６は、図２
に良く示されているように、半径方向に延びて、その内
縁２７側が動翼２の回転方向１２と逆の方向へ反ってい
る形状とされ、これにより動翼２の先端５に発生する流
れの逆流部を半径方向外向きに掬い上げることができる
ようになっている。この流れの掬い上げをより確実に行
うために、好適には、整流ベーン２６の内縁２７が軸方
向と平行になるようにし、かつケーシング３の内径とほ
ぼ一致するように配列するとよい。
【００１３】更に、他の多数の整流ベーン２８が、仕切
板２４とエアセパレータ２０の上流側側壁２２との間に
仕切板２４に沿って適当なピッチで周方向に設けられて
いる。これらの整流ベーン２８は、図３に良く示されて
いるように、半径方向に平板状に延びる形状とされ、前
述した整流ベーン２６と異なり反りを持っていないもの
である。
板２４とエアセパレータ２０の上流側側壁２２との間に
仕切板２４に沿って適当なピッチで周方向に設けられて
いる。これらの整流ベーン２８は、図３に良く示されて
いるように、半径方向に平板状に延びる形状とされ、前
述した整流ベーン２６と異なり反りを持っていないもの
である。
【００１４】以上述べたエアセパレータ２０の構成によ
れば、反りのある整流ベーン２６が、動翼２の先端５に
発生する流れの逆流部を矢印２９で示すように半径方向
外向きに掬い上げる。そして、この掬い上げられた半径
方向外向きの流れ２９は、エアセパレータ２０内の半径
方向外側空間部２５に達し、ここで矢印３０で示すよう
に転向して半径方向内向きの流れ３１となり、反りのな
い整流ベーン２８によって半径方向に整流され、旋回を
持たないままで、動翼２の上流側主流（ファン吸込主
流）１１に合流する。したがって、エアセパレータ２０
内での軸方向の流れが実質的になくなり、エアセパレー
タ２０の軸方向長さＬを従来のエアセパレータ４の軸方
向長さＬ′（図６参照）よりも相当短くすることができ
る。
れば、反りのある整流ベーン２６が、動翼２の先端５に
発生する流れの逆流部を矢印２９で示すように半径方向
外向きに掬い上げる。そして、この掬い上げられた半径
方向外向きの流れ２９は、エアセパレータ２０内の半径
方向外側空間部２５に達し、ここで矢印３０で示すよう
に転向して半径方向内向きの流れ３１となり、反りのな
い整流ベーン２８によって半径方向に整流され、旋回を
持たないままで、動翼２の上流側主流（ファン吸込主
流）１１に合流する。したがって、エアセパレータ２０
内での軸方向の流れが実質的になくなり、エアセパレー
タ２０の軸方向長さＬを従来のエアセパレータ４の軸方
向長さＬ′（図６参照）よりも相当短くすることができ
る。
【００１５】そして、この間の半径方向外向き流れ２９
と半径方向内向き流れ３１とは、仕切板２４で隔たって
いるため、両流れ２９，３１が互いに干渉することがな
く、循環流れが安定して圧力損失も起こらず、したがっ
て動翼２の失速を防止することができる。この場合、本
実施例では、整流ベーン２６に加えて、整流ベーン２８
を設けて半径方向の整流を行っているため、循環流れが
より安定するものである。
と半径方向内向き流れ３１とは、仕切板２４で隔たって
いるため、両流れ２９，３１が互いに干渉することがな
く、循環流れが安定して圧力損失も起こらず、したがっ
て動翼２の失速を防止することができる。この場合、本
実施例では、整流ベーン２６に加えて、整流ベーン２８
を設けて半径方向の整流を行っているため、循環流れが
より安定するものである。
【００１６】次に、図５は本発明を多段形軸流圧縮機に
実施した場合を示す要部の断面図である。本発明によれ
ば、エアセパレータ２０の軸方向長さＬ（図１参照）を
従来のエアセパレータ４の軸方向長さＬ′（図６参照）
よりも相当短くすることができるので、図５に示すよう
に、該エアセパレータ２０を多段形軸流圧縮機の全段又
は数段に組込んでも、段間隔はそれほど長くならず、し
たがって多段形軸流圧縮機の全体の軸方向長さも図８に
示した従来例よりも相当短くすることができるものであ
る。
実施した場合を示す要部の断面図である。本発明によれ
ば、エアセパレータ２０の軸方向長さＬ（図１参照）を
従来のエアセパレータ４の軸方向長さＬ′（図６参照）
よりも相当短くすることができるので、図５に示すよう
に、該エアセパレータ２０を多段形軸流圧縮機の全段又
は数段に組込んでも、段間隔はそれほど長くならず、し
たがって多段形軸流圧縮機の全体の軸方向長さも図８に
示した従来例よりも相当短くすることができるものであ
る。
【００１７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、軸
流送風機、圧縮機などの軸流回転機械のケーシングに失
速防止装置として設けられるエアセパレータの軸方向長
さを短くして、コンパクトに製作することが可能とな
り、したがって多段形の軸流回転機械への適用も容易と
なるなど、優れた効果を奏する。
流送風機、圧縮機などの軸流回転機械のケーシングに失
速防止装置として設けられるエアセパレータの軸方向長
さを短くして、コンパクトに製作することが可能とな
り、したがって多段形の軸流回転機械への適用も容易と
なるなど、優れた効果を奏する。
【図１】本発明を軸流ファンに実施した場合を示す要部
の断面図である。
の断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】本発明を多段形軸流圧縮機に適用した場合を示
す要部の断面図である。
す要部の断面図である。
【図６】従来の軸流ファンを示す要部の断面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。
【図８】従来の多段形軸流圧縮機を示す要部の断面図で
ある。
ある。
１ ロータ ２ 動翼 ３ ケーシング ５ 動翼２の先端 ２０ エアセパレータ ２１ 外壁 ２２ 上流側側壁 ２３ 下流側側壁 ２４ 仕切板 ２５ 半径方向外側空間部 ２６ 整流ベーン ２７ 整流ベーン２６の内縁 ２８ 整流ベーン
Claims (2)
- 【請求項１】ケーシングの外周に環状に設けられ、動翼
の上流側先端と対峙して開口すると共に更にその上流側
にも開口するエアセパレータを備えた軸流回転機械にお
いて、前記エアセパレータの内部に、その半径方向外側
空間部を残して半径方向に延び、エアセパレータ内を軸
方向に２分割する環状の仕切板を設け、この仕切板とセ
パレータの下流側側壁との間には、半径方向に延びてそ
の内縁側が動翼の回転方向と逆の方向へ反っている形状
の多数の整流ベーンを仕切板に沿って周方向に設けたこ
とを特徴とする軸流回転機械。 - 【請求項２】請求項１記載の軸流回転機械において、前
記仕切板とエアセパレータの上流側側壁との間に、半径
方向に平板状に延びる多数の整流ベーンを仕切板に沿っ
て周方向に設けたことを特徴とする軸流回転機械。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17775292A JP3004474B2 (ja) | 1992-06-12 | 1992-06-12 | 軸流回転機械 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17775292A JP3004474B2 (ja) | 1992-06-12 | 1992-06-12 | 軸流回転機械 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05340395A true JPH05340395A (ja) | 1993-12-21 |
| JP3004474B2 JP3004474B2 (ja) | 2000-01-31 |
Family
ID=16036510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17775292A Expired - Fee Related JP3004474B2 (ja) | 1992-06-12 | 1992-06-12 | 軸流回転機械 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3004474B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08219094A (ja) * | 1995-02-08 | 1996-08-27 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 衝撃波吸収機能を有する圧縮機のケーシング |
| WO1999022146A1 (en) * | 1997-10-24 | 1999-05-06 | Showa Furyoku Kikai Kabushiki Kaisha | Suction flow preswirl control bypass structure for blowers |
| JP2003106299A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 流体機械 |
| JP2006505730A (ja) * | 2002-02-28 | 2006-02-16 | エムテーウー・アエロ・エンジンズ・ゲーエムベーハー | ターボコンプレッサ用再循環構造 |
| JP2006342682A (ja) * | 2005-06-07 | 2006-12-21 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 遠心圧縮機の作動域拡大方法及び装置 |
| JP2009539015A (ja) * | 2006-06-02 | 2009-11-12 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 主流が軸線方向に貫流可能な流体機械のためのリング状の流体管路 |
| WO2011045975A1 (ja) * | 2009-10-16 | 2011-04-21 | 三菱重工業株式会社 | 排気ターボ過給機のコンプレッサ |
-
1992
- 1992-06-12 JP JP17775292A patent/JP3004474B2/ja not_active Expired - Fee Related
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