JPH09264296A - 遠心流体機械のインペラ - Google Patents
遠心流体機械のインペラInfo
- Publication number
- JPH09264296A JPH09264296A JP7387096A JP7387096A JPH09264296A JP H09264296 A JPH09264296 A JP H09264296A JP 7387096 A JP7387096 A JP 7387096A JP 7387096 A JP7387096 A JP 7387096A JP H09264296 A JPH09264296 A JP H09264296A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- impeller
- wall surface
- boundary layer
- riblet
- side wall
- 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.)
- Withdrawn
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の遠心圧縮機のインペラは内側流路の側
壁面が平滑面をなしており、このために羽根の圧力面と
負圧面との圧力差によって内側流路の側壁面上を羽根の
圧力面側から負圧面側へ向かう２次流れを生じる。即
ち、内側流路の側壁面上に生じる境界層内の低エネルギ
ーの流体が負圧面側へ吹き寄せられて蓄積することによ
ってさらに境界層の肥大化が促進し、負圧面側に大きな
速度およびエネルギーの欠損部ができる。このような速
度およびエネルギーの欠損部は特にインペラの出口側で
顕著で、遠心圧縮機におけるインペラの効率を低下させ
る要因になっている。 【解決手段】 内側流路の側壁面に主流の流れに沿って
設けられ高さが側壁面における境界層の厚さと略同一で
インペラ出口に向けて徐々に高くなるリブレットを備え
る。
壁面が平滑面をなしており、このために羽根の圧力面と
負圧面との圧力差によって内側流路の側壁面上を羽根の
圧力面側から負圧面側へ向かう２次流れを生じる。即
ち、内側流路の側壁面上に生じる境界層内の低エネルギ
ーの流体が負圧面側へ吹き寄せられて蓄積することによ
ってさらに境界層の肥大化が促進し、負圧面側に大きな
速度およびエネルギーの欠損部ができる。このような速
度およびエネルギーの欠損部は特にインペラの出口側で
顕著で、遠心圧縮機におけるインペラの効率を低下させ
る要因になっている。 【解決手段】 内側流路の側壁面に主流の流れに沿って
設けられ高さが側壁面における境界層の厚さと略同一で
インペラ出口に向けて徐々に高くなるリブレットを備え
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、遠心圧縮機、ブロ
ア、送風機、遠心ポンプなど遠心流体機械のインペラに
関する。
ア、送風機、遠心ポンプなど遠心流体機械のインペラに
関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は遠心圧縮機に使用されている従来
のインペラの説明図である。図において、従来の遠心圧
縮機のインペラは内側流路の側壁面が平滑面をなしてお
り、内側流路の側壁面に生じる２次流れを防止する手段
は特に講じられていない。図における符号１はインペラ
の羽根、２は内側流路のハブ壁面、４は内側流路のシュ
ラウド壁面である。
のインペラの説明図である。図において、従来の遠心圧
縮機のインペラは内側流路の側壁面が平滑面をなしてお
り、内側流路の側壁面に生じる２次流れを防止する手段
は特に講じられていない。図における符号１はインペラ
の羽根、２は内側流路のハブ壁面、４は内側流路のシュ
ラウド壁面である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
遠心圧縮機のインペラは内側流路の側壁面が平滑面をな
しており、このために羽根１の圧力面と負圧面との圧力
差によって内側流路の側壁面上を羽根１の圧力面側から
負圧面側へ向かう２次流れを生じる。即ち、内側流路の
側壁面上に生じる境界層内の低エネルギーの流体が負圧
面側へ吹き寄せられて蓄積することによってさらに境界
層の肥大化が促進し、負圧面側に大きな速度およびエネ
ルギーの欠損部ができる。このような速度およびエネル
ギーの欠損部は特にインペラの出口側で顕著で、遠心圧
縮機におけるインペラの効率を低下させる要因になって
いる。
遠心圧縮機のインペラは内側流路の側壁面が平滑面をな
しており、このために羽根１の圧力面と負圧面との圧力
差によって内側流路の側壁面上を羽根１の圧力面側から
負圧面側へ向かう２次流れを生じる。即ち、内側流路の
側壁面上に生じる境界層内の低エネルギーの流体が負圧
面側へ吹き寄せられて蓄積することによってさらに境界
層の肥大化が促進し、負圧面側に大きな速度およびエネ
ルギーの欠損部ができる。このような速度およびエネル
ギーの欠損部は特にインペラの出口側で顕著で、遠心圧
縮機におけるインペラの効率を低下させる要因になって
いる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明に係る遠心流体機
械のインペラは上記課題の解決を目的にしており、内側
流路の側壁面に主流の流れに沿って設けられ高さが上記
側壁面における境界層の厚さと略同一でインペラ出口に
向けて徐々に高くなるリブレットを備えている。このよ
うに内側流路の側壁面にリブレットを設けたことにより
内側流路の側壁面における境界層が羽根の圧力面側から
負圧面側へ横切って移動するのが防がれて主流と同じ方
向へ流れる。また、このリブレットの高さが境界厚の厚
さと同じ程度であることによりリブレットの端部に渦が
生じ難く、また境界層が羽根の圧力面側から負圧面側へ
横切って移動するのが充分に防がれ、また側壁面におけ
る摩擦損失も大きくならない。このようにして内部流路
の側壁面に生じる２次流れが抑制される。
械のインペラは上記課題の解決を目的にしており、内側
流路の側壁面に主流の流れに沿って設けられ高さが上記
側壁面における境界層の厚さと略同一でインペラ出口に
向けて徐々に高くなるリブレットを備えている。このよ
うに内側流路の側壁面にリブレットを設けたことにより
内側流路の側壁面における境界層が羽根の圧力面側から
負圧面側へ横切って移動するのが防がれて主流と同じ方
向へ流れる。また、このリブレットの高さが境界厚の厚
さと同じ程度であることによりリブレットの端部に渦が
生じ難く、また境界層が羽根の圧力面側から負圧面側へ
横切って移動するのが充分に防がれ、また側壁面におけ
る摩擦損失も大きくならない。このようにして内部流路
の側壁面に生じる２次流れが抑制される。
【０００５】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の一形態に係
るインペラの説明図である。図において、本実施の形態
に係るインペラは遠心圧縮機のインペラで、インペラの
内側流路の側壁面、即ちハブ壁面２およびシュラウド壁
面４に主流の方向に沿って丈の低い境界層の厚み程度の
リブレット３が設けられている。境界層の厚みは羽根１
の入口側で小さく出口側で大きくなるため、リブレット
３の高さもその厚みに合わせて入口側で小さく乃至は零
とし、インペラの入口から出口に向けて除々に高くなっ
ている。なお、オープンインペラの場合はハブ壁面２に
のみリブレット３を設ける。また、クローズドインペラ
の場合はシュラウド壁面４における境界層の肥大化が著
しいため、特にシュラウド壁面４にリブレット３を設け
ることにより境界層の肥大化を防止する効果が大である
が、シュラウド壁面４およびハブ壁面２の両壁面にリブ
レット３を設けてもよい。図における符号１はインペラ
の羽根である。
るインペラの説明図である。図において、本実施の形態
に係るインペラは遠心圧縮機のインペラで、インペラの
内側流路の側壁面、即ちハブ壁面２およびシュラウド壁
面４に主流の方向に沿って丈の低い境界層の厚み程度の
リブレット３が設けられている。境界層の厚みは羽根１
の入口側で小さく出口側で大きくなるため、リブレット
３の高さもその厚みに合わせて入口側で小さく乃至は零
とし、インペラの入口から出口に向けて除々に高くなっ
ている。なお、オープンインペラの場合はハブ壁面２に
のみリブレット３を設ける。また、クローズドインペラ
の場合はシュラウド壁面４における境界層の肥大化が著
しいため、特にシュラウド壁面４にリブレット３を設け
ることにより境界層の肥大化を防止する効果が大である
が、シュラウド壁面４およびハブ壁面２の両壁面にリブ
レット３を設けてもよい。図における符号１はインペラ
の羽根である。
【０００６】このようにインペラの内側流路の側壁面に
リブレット３を設けることにより、このリブレット３が
境界層が羽根１の圧力面側から負圧面側へ内側流路を横
切って移動するのを防いで主流と同方向へ流す作用をす
る。この場合、リブレット３の高さが境界層よりも低過
ぎると境界層の横動きを防ぐことができない。また、境
界層よりも高過ぎると主流中へ突き出た部分の表裏に新
たな圧力差を生じてリブレット３の端部に渦が発生する
とともに、濡れ面積も増加して側壁面における流体摩擦
も増すことにより新たにインペラの効率を低下させる要
因にもなる。リブレット３の高さが境界厚の厚さに略等
しい程度であると、境界層内の圧力が主流と略同じにな
るのでリブレット３の端部に渦も生じ難く、境界層の横
移動も充分に防ぐことができ、側壁面における摩擦損失
も大きくならずにインペラの効率が最適に向上する。
リブレット３を設けることにより、このリブレット３が
境界層が羽根１の圧力面側から負圧面側へ内側流路を横
切って移動するのを防いで主流と同方向へ流す作用をす
る。この場合、リブレット３の高さが境界層よりも低過
ぎると境界層の横動きを防ぐことができない。また、境
界層よりも高過ぎると主流中へ突き出た部分の表裏に新
たな圧力差を生じてリブレット３の端部に渦が発生する
とともに、濡れ面積も増加して側壁面における流体摩擦
も増すことにより新たにインペラの効率を低下させる要
因にもなる。リブレット３の高さが境界厚の厚さに略等
しい程度であると、境界層内の圧力が主流と略同じにな
るのでリブレット３の端部に渦も生じ難く、境界層の横
移動も充分に防ぐことができ、側壁面における摩擦損失
も大きくならずにインペラの効率が最適に向上する。
【０００７】リブレット３は主流の方向に沿って設けら
れているが、このリブレット３を向ける方向およびリブ
レット３の高さはＣＦＤ解析により求められる。これに
よると、インペラの出口におけるリブレット３の高さは
出口幅の２．５〜７．５％程度になる。即ち、ａ，ｂを
インペラの出口におけるリブレット３の高さ、ｃをイン
ペラの出口における羽根１の高さとすると、（ａ＋ｂ）
／ｃ＝２．５〜７．５％である。
れているが、このリブレット３を向ける方向およびリブ
レット３の高さはＣＦＤ解析により求められる。これに
よると、インペラの出口におけるリブレット３の高さは
出口幅の２．５〜７．５％程度になる。即ち、ａ，ｂを
インペラの出口におけるリブレット３の高さ、ｃをイン
ペラの出口における羽根１の高さとすると、（ａ＋ｂ）
／ｃ＝２．５〜７．５％である。
【０００８】従来の遠心圧縮機のインペラは内側流路の
側壁面が平滑面をなしており、このために羽根の圧力面
と負圧面との圧力差によって内側流路の側壁面上を羽根
の圧力面側から負圧面側へ向かう２次流れを生じる。即
ち、内側流路の側壁面上に生じる境界層内の低エネルギ
ーの流体が負圧面側へ吹き寄せられて蓄積することによ
ってさらに境界層の肥大化が促進し、負圧面側に大きな
速度およびエネルギーの欠損部ができる。このような速
度およびエネルギーの欠損部は特にインペラの出口側で
顕著で、遠心圧縮機におけるインペラの効率を低下させ
る要因になっているが、本遠心圧縮機のインペラは内側
流路の側壁面に主流が流れる方向に沿って境界層の厚み
程度の丈の低いリブレット３を設け、内側流路の側壁面
を羽根１の圧力面側から負圧面側へ向かって流れる２次
流れを弱めるようにしており、このようにして内側流路
の側壁面に生じる２次流れを抑制することにより、羽根
１の負圧面側に低エネルギーの流体が蓄積して境界層の
肥大化が促進するのを防ぎ、遠心圧縮機のインペラの効
率を向上させることができる。
側壁面が平滑面をなしており、このために羽根の圧力面
と負圧面との圧力差によって内側流路の側壁面上を羽根
の圧力面側から負圧面側へ向かう２次流れを生じる。即
ち、内側流路の側壁面上に生じる境界層内の低エネルギ
ーの流体が負圧面側へ吹き寄せられて蓄積することによ
ってさらに境界層の肥大化が促進し、負圧面側に大きな
速度およびエネルギーの欠損部ができる。このような速
度およびエネルギーの欠損部は特にインペラの出口側で
顕著で、遠心圧縮機におけるインペラの効率を低下させ
る要因になっているが、本遠心圧縮機のインペラは内側
流路の側壁面に主流が流れる方向に沿って境界層の厚み
程度の丈の低いリブレット３を設け、内側流路の側壁面
を羽根１の圧力面側から負圧面側へ向かって流れる２次
流れを弱めるようにしており、このようにして内側流路
の側壁面に生じる２次流れを抑制することにより、羽根
１の負圧面側に低エネルギーの流体が蓄積して境界層の
肥大化が促進するのを防ぎ、遠心圧縮機のインペラの効
率を向上させることができる。
【０００９】なお、本発明に係る遠心流体機械のインペ
ラは遠心圧縮機のインペラのみに限られず、ブロア、送
風機、遠心ポンプなどのインペラの内側流路のハブ壁面
やシュラウド壁面などの側壁面に主流の方向に沿って丈
の低い境界層の厚み程度のリブレットを設けても、上記
実施の形態に係る遠心圧縮機のインペラと同様の作用お
よび効果を得ることができる。
ラは遠心圧縮機のインペラのみに限られず、ブロア、送
風機、遠心ポンプなどのインペラの内側流路のハブ壁面
やシュラウド壁面などの側壁面に主流の方向に沿って丈
の低い境界層の厚み程度のリブレットを設けても、上記
実施の形態に係る遠心圧縮機のインペラと同様の作用お
よび効果を得ることができる。
【００１０】
【発明の効果】本発明に係る遠心流体機械のインペラは
前記のように構成されており、内部流路の側壁面に生じ
る２次流れが抑制されるので、羽根の負圧面側へ低エネ
ルギーの流体が蓄積して境界層の肥大化が促進するのが
防止され、遠心流体機械におけるインペラの効率が向上
する。
前記のように構成されており、内部流路の側壁面に生じ
る２次流れが抑制されるので、羽根の負圧面側へ低エネ
ルギーの流体が蓄積して境界層の肥大化が促進するのが
防止され、遠心流体機械におけるインペラの効率が向上
する。
【図１】図１（ａ）は本発明の実施の一形態に係る遠心
圧縮機のインペラの正面図、同図（ｂ）は同図（ａ）に
おけるＢ−Ｂ矢視断面図である。
圧縮機のインペラの正面図、同図（ｂ）は同図（ａ）に
おけるＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図２】図２（ａ）は従来の遠心圧縮機のインペラの正
面図、同図（ｂ）は同図（ａ）におけるＢ−Ｂ矢視断面
図である。
面図、同図（ｂ）は同図（ａ）におけるＢ−Ｂ矢視断面
図である。
１ インペラの羽根 ２ 内側流路のハブ壁面 ３ リブレット ４ 内側流路のシュラウド壁面
Claims (1)
- 【請求項１】 内側流路の側壁面に主流の流れに沿って
設けられ高さが上記側壁面における境界層の厚さと略同
一でインペラ出口に向けて徐々に高くなるリブレットを
備えたことを特徴とする遠心流体機械のインペラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7387096A JPH09264296A (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 遠心流体機械のインペラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7387096A JPH09264296A (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 遠心流体機械のインペラ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09264296A true JPH09264296A (ja) | 1997-10-07 |
Family
ID=13530667
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7387096A Withdrawn JPH09264296A (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 遠心流体機械のインペラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09264296A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005054681A1 (ja) * | 2003-12-03 | 2005-06-16 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | 圧縮機のインペラ |
| KR20070055270A (ko) * | 2005-11-25 | 2007-05-30 | 현대자동차주식회사 | 엔진의 냉각수 통로 구조 |
| JP2007198268A (ja) * | 2006-01-27 | 2007-08-09 | Hitachi Ltd | 遠心ファンとそれを備えた空気調和装置 |
| WO2014073377A1 (ja) | 2012-11-06 | 2014-05-15 | 三菱重工業株式会社 | 遠心回転機械のインペラ、遠心回転機械 |
| JP2015031179A (ja) * | 2013-07-31 | 2015-02-16 | 三菱重工業株式会社 | 回転機械 |
| US11242865B2 (en) | 2017-01-24 | 2022-02-08 | Hitachi, Ltd. | Fluid apparatus |
-
1996
- 1996-03-28 JP JP7387096A patent/JPH09264296A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005054681A1 (ja) * | 2003-12-03 | 2005-06-16 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | 圧縮機のインペラ |
| KR20070055270A (ko) * | 2005-11-25 | 2007-05-30 | 현대자동차주식회사 | 엔진의 냉각수 통로 구조 |
| JP2007198268A (ja) * | 2006-01-27 | 2007-08-09 | Hitachi Ltd | 遠心ファンとそれを備えた空気調和装置 |
| WO2014073377A1 (ja) | 2012-11-06 | 2014-05-15 | 三菱重工業株式会社 | 遠心回転機械のインペラ、遠心回転機械 |
| US9897101B2 (en) | 2012-11-06 | 2018-02-20 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Impeller for centrifugal rotary machine, and centrifugal rotary machine |
| JP2015031179A (ja) * | 2013-07-31 | 2015-02-16 | 三菱重工業株式会社 | 回転機械 |
| US11242865B2 (en) | 2017-01-24 | 2022-02-08 | Hitachi, Ltd. | Fluid apparatus |
| DE112017006296B4 (de) | 2017-01-24 | 2023-02-02 | Hitachi, Ltd. | Fluidvorrichtung |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030603 |