WO2017018159A1 - 流路機器 - Google Patents

流路機器 Download PDF

Info

Publication number
WO2017018159A1
WO2017018159A1 PCT/JP2016/070205 JP2016070205W WO2017018159A1 WO 2017018159 A1 WO2017018159 A1 WO 2017018159A1 JP 2016070205 W JP2016070205 W JP 2016070205W WO 2017018159 A1 WO2017018159 A1 WO 2017018159A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
flow
flow path
liquid
groove
gas
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/070205
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
真理子 宮崎
宮内 昭浩
守谷 浩志
Original Assignee
株式会社日立製作所
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社日立製作所 filed Critical 株式会社日立製作所
Publication of WO2017018159A1 publication Critical patent/WO2017018159A1/ja

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/66Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15DFLUID DYNAMICS, i.e. METHODS OR MEANS FOR INFLUENCING THE FLOW OF GASES OR LIQUIDS
    • F15D1/00Influencing flow of fluids
    • F15D1/02Influencing flow of fluids in pipes or conduits
    • F15D1/06Influencing flow of fluids in pipes or conduits by influencing the boundary layer

Definitions

  • the present invention relates to a flow path device.
  • a flow path device such as a centrifugal compressor, a vacuum cleaner, or an air conditioner
  • a flow path device such as a centrifugal compressor, a vacuum cleaner, or an air conditioner
  • the flow velocity changes.
  • the flow rate decreases as the pressure increases.
  • the kinetic energy is small. For this reason, near the fluid wall surface, the fluid cannot flow along the object, and the flow may be separated.
  • this flow separation phenomenon may occur in flow passage devices such as the centrifugal compressor, vacuum cleaner, and air conditioner described above.
  • the separation of the flow has a problem that the operation efficiency of the flow path device is reduced and noise is caused.
  • Patent Document 1 provides a crossflow fan that can reduce the frictional resistance on the surface of the blade by forming a large number of riblets extending in the direction along the flow on the surface of the blade.
  • Patent Document 2 provides an impeller capable of preventing the expansion of the boundary layer or the separation of the flow by forming a plurality of grooves on the surface of the hub and improving the efficiency of the compressor.
  • an irregular surface having an uneven portion is provided on the wall surface of the suction pipe or the surface of the flap arranged in the suction pipe, and thereby an internal combustion engine that can avoid flow separation and vortex flow formation.
  • a suction pipe for the intake system Provides a suction pipe for the intake system.
  • a small vortex can be generated in a riblet by forming a large number of riblets in a direction along the flow.
  • no structure is formed in the direction perpendicular to the flow. For this reason, there is no mechanism for transporting the small vortex formed in the riblet in the mainstream direction, and the vortex remains in the riblet, and momentum exchange is unlikely to occur between the boundary layer and the mainstream.
  • Patent Document 2 since a groove along the flow direction is formed on the surface of the hub, a small vortex can be generated in the groove. However, there is no mechanism for carrying the small vortex formed in the groove in the main flow direction, and the vortex remains in the groove.
  • Patent Document 3 an uneven portion on the flap surface that is effective for preventing flow separation is formed.
  • the uneven portion described in FIG. 5 of Patent Document 3 has a projection position on the bottom surface of the apex.
  • the shape of the cross section perpendicular to the flow is not described. Therefore, it is unclear whether or not a small vortex is generated in the boundary layer, and even if a small vortex is generated, there is no mechanism for conveying it in the mainstream direction.
  • Patent Document 1 Patent Document 2, and Patent Document 3 is effective in preventing flow separation.
  • the present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a flow path device that prevents flow separation and prevents a reduction in working efficiency and noise of a fluid device. is there.
  • the present invention is characterized in that a structure characterized in that a projected region of the apex onto the bottom surface is located outside the bottom surface is formed on the surface of the flow path.
  • the channel surface has a groove extending in a direction parallel to the flow and a groove extending in a direction perpendicular to the flow, and the groove provided in the direction perpendicular to the flow is inclined.
  • 1 is a schematic view of a surface through which a liquid or gas flows in a fluidic device.
  • the fluid device described in the present embodiment can be used for a centrifugal compressor, a vacuum cleaner, an air conditioner, and the like.
  • FIG. 1 and 2 are schematic views of the flow path.
  • the structure 3 is formed on the surface of the flow path 2 where the flow area changes in the flow 1 of the liquid or gas and there is a risk that the flow may be separated.
  • the channel 4 area is changed in the flow 1 of the liquid or gas, and the groove 4 is formed on the surface of the flow channel 2 where there is a risk of separation of the flow.
  • the structure 3 or the groove 4 is not formed on the surface of the flow path device on the side where the liquid or gas flows, the fluid flow may be separated. On the other hand, when the structure 3 or the groove 4 is formed on the surface of the flow path device on the side where the liquid or gas flows, separation of the flow can be avoided.
  • FIGS. 3 to 6 show examples of structures or grooves formed on the flow path surface in this embodiment.
  • FIG. 3 shows the structure of Example 1.
  • the structure 21 is a cone-shaped cone structure.
  • the projection area 7 of the vertex 5 on the bottom surface 6 is located outside the bottom surface 6.
  • the projection region 7 on the bottom surface 6 of the vertex 5 is located on the downstream side of the liquid or gas flow 1.
  • the bottom surface 6 of the cone structure shown in FIG. 3 is a rectangle, but this is not limited to a rectangle, and any shape such as a circle or a polygon may be used.
  • FIG. 12 is a schematic view of a surface through which a liquid or gas flows in a fluid device.
  • a plurality of structures 21 are arranged in the direction parallel to the liquid or gas flow 1 on the surface of the fluid device, and a plurality of structures 21 are arranged in the direction perpendicular to the liquid or gas flow 1.
  • FIG. 4 shows the structure of Example 2.
  • the structure 22 is a frustum-shaped frustum structure.
  • the structure 22 includes two bottom surfaces of an upper bottom surface 8 and a lower bottom surface 9, and at least a part of the projection region 10 onto the lower bottom surface 9 of the upper bottom surface 8 is located outside the lower bottom surface 9.
  • the projection region 10 on the lower bottom surface 9 of the upper bottom surface 8 is located on the downstream side of the liquid or gas flow 1.
  • the upper bottom surface 8 and the lower bottom surface 9 of the frustum structure shown in FIG. 4 are rectangular, this is not limited to a rectangle, and any shape such as a circle or a polygon may be used.
  • FIG. 12 is a schematic view of a surface through which a liquid or gas flows in a fluid device.
  • a plurality of structures 22 are arranged in the direction parallel to the liquid or gas flow 1 on the surface of the fluid device, and a plurality of structures 22 are also arranged in the direction perpendicular to the liquid or gas flow 1.
  • FIG. 5 shows the structure of Example 3.
  • the structure of the third embodiment is a structure 23 having a groove 11 extending in a direction parallel to the flow 1 of the liquid or gas on the upper bottom surface of the frustum-shaped frustum structure of the second embodiment.
  • a plurality of structures 23 are arranged in a direction parallel to the flow 1 of the liquid or gas, and a plurality of structures 23 are arranged in a direction perpendicular to the flow 1 of the liquid or gas.
  • FIG. 12 is a schematic view of a surface through which a liquid or gas flows in a fluid device.
  • a plurality of structures 23 are arranged in the direction parallel to the liquid or gas flow 1 on the surface of the fluid device, and a plurality of structures 23 are also arranged in the direction perpendicular to the liquid or gas flow 1.
  • FIG. 6 shows the structure of Example 4.
  • the structure of the fourth embodiment includes a first groove 12 extending in a direction parallel to the direction of the liquid or gas flow 1 and a second groove 13 extending in a direction perpendicular to the direction of the liquid or gas flow 1. Further, the groove extending in the direction perpendicular to the direction of the liquid or gas flow 1 is inclined, and the angle ⁇ formed by the inclination direction of the groove and the flow 1 of the liquid or gas is greater than 0 degree and less than 90 degrees. .
  • is preferably less than 60 degrees. Furthermore, in order to enhance the effect of preventing the flow separation in the present embodiment, ⁇ is preferably less than 30 degrees.
  • FIG. 12 is a schematic view of a surface through which a liquid or gas flows in a fluid device. As described above, a plurality of first grooves extending in a direction parallel to the liquid or gas flow direction are formed on the surface of the fluid device, and a plurality of second grooves extending in a direction perpendicular to the liquid or gas flow direction are formed. Is done.
  • Example 1 to Example 4 on the channel surface the structures of FIGS. 3 to 6 were formed by cutting.
  • an ultra-precision vertical processing machine (UVM-450c) manufactured by Toshiba Machine was used.
  • the tool used was a flat end mill made of cBN (cubic boron nitride), and the rotational speed of the tool was 60,000 / min.
  • the above-described cutting process was performed in a direction parallel to the flow 1 of the liquid or gas and in a direction perpendicular to the flow 1 of the liquid or gas, whereby the structures of FIGS. 3 to 6 were obtained.
  • Fig. 7 shows an analysis model for numerical fluid analysis. As shown in FIG. 7, a flow path having a groove extending in a direction parallel to the flow direction x and a groove perpendicular to the flow direction x is created, and the flow of air when flowing in the x direction through this flow path is created. The state was analyzed by numerical fluid analysis.
  • FIG. 8 shows a cross-sectional view when the angle ⁇ between the inclination direction of the groove extending in the direction perpendicular to the flow and the flow is 60 degrees
  • FIG. 9 is 90 degrees
  • FIG. 10 is 150 degrees.
  • the analysis was performed by changing the angle ⁇ formed by the inclination direction of the groove perpendicular to the flow and the flow direction from 0 degrees to 180 degrees.
  • the z component of the flow velocity is a positive value. That is, a flow from the boundary layer toward the main flow direction is generated.
  • a small vortex is generated in the groove.
  • the presence of grooves in the direction perpendicular to the flow generates a flow from the boundary layer in the main flow direction.
  • a small vortex generated in the groove does not stay in the groove but goes toward the main flow, and the vortex plays a role in generating momentum exchange between the boundary layer and the main flow.
  • a strong mainstream flow can be applied to the boundary layer, and the kinetic energy of the boundary layer increases, so that flow separation can be prevented.
  • flow separation can be prevented by making the angle ⁇ formed by the inclination direction of the groove perpendicular to the flow and the flow direction larger than 0 degree and smaller than 90 degrees.
  • be less than 60 degrees.
  • be less than 30 degrees.
  • the flow path model analyzed by the above numerical fluid analysis is common to all of Example 1 to Example 4 in the present embodiment.
  • the flow path formed by the cone-shaped pyramid structure shown in the first embodiment and the frustum structure shown in the second and third embodiments is parallel to the flow direction as shown in FIG. And a groove perpendicular to the flow direction.
  • the projection region 7 of the vertex 5 onto the bottom surface 6 is located downstream of the liquid or gas flow 1 because ⁇ in FIG. 7 is greater than 0 degree and 90 degrees. Means less than.
  • the projection region 10 of the upper bottom surface 8 onto the upper bottom surface 9 is located downstream of the liquid or gas flow 1 as shown in FIG. Means that ⁇ is greater than 0 degree and less than 90 degrees.
  • the analysis was performed with a specific dimension as shown in FIG. 7 and a shape having one groove in the direction parallel to the flow and one in the direction perpendicular to the flow.
  • it is essential that grooves in the direction parallel to the flow and the direction perpendicular to the flow exist in the flow path. Therefore, even when the number of structures and grooves shown in Example 1 to Example 4 of the present embodiment is plural, an effect of preventing peeling can be expected. In particular, by providing a large number of grooves at locations where peeling is likely to occur, the peeling preventing effect can be enhanced.
  • the dimensions used in the analysis are merely examples, and it is desirable that the dimensions of the boundary layer determined by the viscosity of the liquid or gas flowing through the flow path and the velocity thereof be desired.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

流路表面に発生する流れの剥離を防止し、作用効率の低下や騒音を防止することができる流路機器を提供することを目的とする。 本発明は、頂点の底面への投影領域が、底面の外部に位置することを特徴とする構造体が流路表面に形成されていることを特徴とする。または、流路表面に、流れに平行方向に延びる溝と、流れに垂直方向に延びる溝とを有し、流れに垂直方向に設けられた溝が傾斜していることを特徴とする。

Description

流路機器
 本発明は流路機器に関する。
 遠心圧縮機、掃除機、空調機等の流路機器においては、その流路において流路面積が変化する領域が存在する。流路面積が変化することにより、流速が変化する。ベルヌーイの定理によれば、圧力が増加すると流速が減少する。また、流体の境界層内の流れは粘性により減速しているため、運動エネルギーが小さくなっている。このため流体壁面付近では、流体は物体に沿って流れることができず、流れが剥離する場合がある。
 上述の遠心圧縮機、掃除機、空調機等の流路機器においては特に、この流れの剥離現象が生じる場合がある。流れの剥離は流路機器の作用効率の低下や騒音を引き起こす問題がある。
 特許文献1では、翼の表面に流れに沿った方向に伸びる多数のリブレットを形成することで、翼の表面における摩擦抵抗を低減できるクロスフローファンを提供している。
 特許文献2では、ハブの表面に複数本の溝を形成することで境界層の拡大あるいは流れの剥離を防止し、圧縮機の高効率化を図ることのできるインペラを提供している。
 特許文献3では、吸込管の壁面もしくは吸込管内に配置されたフラップの表面に凹凸部の構成した不規則表面が設けられており、これによって流れの剥離および渦流形成を回避することのできる内燃機関の吸気系のための吸込管を提供している。
特開平9-14182号公報 特開2005-163640号公報 特表2005-525497号公報
 流れの剥離を防止するためには、境界層と主流の間に運動量交換を発生させ、境界層内の弱い流れに主流の強い流れを与えることで、境界層内の運動エネルギーを増加させることが有効である。
 境界層内の運動エネルギーを増加させ、流れの剥離を防止するためには、境界層内に小さい渦を発生させ、さらにその渦を主流方向に運ぶことで、境界層と主流の間で運動量交換を発生させることが有効である。
 特許文献1によれば、流れに沿った方向に多数のリブレットを形成することで、リブレット内に小さな渦を発生させることができる。しかしながら、流れに垂直な方向には構造が形成されていない。そのため、リブレット内に形成された小さい渦を主流方向に運ぶ機構が無く、渦はリブレット内に留まったままであり、境界層と主流の間で運動量交換は起こりにくい。
 特許文献2においても、特許文献1と同様、ハブの表面に流れ方向に沿った溝が形成されているため、溝内に小さな渦を発生させることができる。しかし、溝内に形成された小さい渦を主流方向に運ぶ機構が無く、渦は溝内に留まったままである。
 特許文献3では、流れの剥離防止に有効とされるフラップ表面の凹凸部が形成されているが、特許文献3の図5に記載されている凹凸部は、頂点の底面への投影位置が底面の外側には無く、また、流れに垂直な断面の形状については記載されていない。そのため、境界層に小さい渦が発生するかどうかが不明であり、また、たとえ小さい渦が発生したとしても、それを主流方向に運ぶ機構がない。
 以上の理由から、特許文献1、特許文献2、特許文献3ともに、流れの剥離防止には有効でない。
 本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、流れの剥離を防止し、流体機器の作用効率の低下や騒音を防止する流路機器を提供することを目的とするものである。
 上記の目的を達成するため、本発明は、頂点の底面への投影領域が、底面の外部に位置することを特徴とする構造体が流路表面に形成されていることを特徴とする。または、流路表面に、流れに平行方向に延びる溝と、流れに垂直方向に延びる溝とを有し、流れに垂直方向に設けられた溝が傾斜していることを特徴とする。
 本発明によれば、流路機器において流れの剥離を防止し、流路機器の作用効率の低下や騒音を防止することができる。
流路の概略図である。 流路の概略図である。 実施例1の構造体である。 実施例2の構造体である。 実施例3の構造体である。 実施例4の構造体である。 数値流体解析の解析モデルを示す。 溝の傾斜方向と流れの方向とがなす角が60度の流路の断面図である。 溝の傾斜方向と流れの方向とがなす角が90度の流路の断面図である。 溝の傾斜方向と流れの方向とがなす角が150度の流路の断面図である。 溝の傾斜方向と流れの方向とがなす角と、z方向の流速との関係を表すグラフである。 流体機器において液体または気体が流れる表面の概略図である。
 以下、本実施形態の詳細について図を用いて説明する。本実施形態で説明する流体機器は、遠心圧縮機、掃除機、空調機等に用いることができる。
 図1、図2は流路の概略図である。本実施形態では、図1に示すように、液体または気体の流れ1において流路面積が変化し、流れの剥離が生じるリスクのある流路2の表面に構造体3が形成されている。または、図2に示すように、液体または気体の流れ1において流路面積が変化し、流れの剥離が生じるリスクのある流路2の表面に溝4が形成されている。
 流路機器の液体または気体が流れる側の表面に構造体3や溝4が形成されていない場合、流体の流れが剥離する可能性がある。それに対し、流路機器の液体または気体が流れる側の表面に構造体3や溝4が形成されている場合、流れの剥離を回避することができる。
 図3~図6に、本実施形態において流路表面に形成される構造体または溝の実施例を示す。
 図3は、実施例1の構造体を示す。構造体21は錐体形状の錐体構造体である。構造体21は、頂点5の底面6への投影領域7が、底面6の外部に位置する。
 さらに、流れの剥離を防止する効果を高めるためには、頂点5の底面6への投影領域7が、液体または気体の流れ1の下流側に位置することが望ましい。
 図3に示した錐体構造体の底面6は四角形であるが、これは四角形に限らず、円形や多角形など、どのような形状でも良い。
 図12は、流体機器において液体または気体が流れる表面の概略図である。このように、流体機器の表面に、構造体21を液体または気体の流れ1と平行方向に複数並べ、液体または気体の流れ1と垂直方向にも複数並べる。
 図4に、実施例2の構造体を示す。構造体22は錐台形状の錐台構造体である。構造体22は、上側底面8と下側底面9の2つの底面を含み、上側底面8の下側底面9への投影領域10の少なくとも一部が下側底面9の外部に位置する。
 さらに、流れの剥離を防止する効果を高めるためには、上側底面8の下側底面9への投影領域10が、液体または気体の流れ1の下流側に位置することが望ましい。
 図4に示した錐台構造体の上側底面8と下側底面9は四角形であるが、これは四角形に限らず、円形や多角形など、どのような形状でも良い。
 図12は、流体機器において液体または気体が流れる表面の概略図である。このように、流体機器の表面に、構造体22を液体または気体の流れ1と平行方向に複数並べ、液体または気体の流れ1と垂直方向にも複数並べる。
 図5に、実施例3の構造体を示す。実施例3の構造体は、実施例2の錐台形状の錐台構造体の上側底面に、液体または気体の流れ1と平行方向に延びる溝11を有する構造体23である。
 流体機器の表面において、構造体23を液体または気体の流れ1と平行方向に複数並べ、液体または気体の流れ1と垂直方向にも複数並べる。
 図12は、流体機器において液体または気体が流れる表面の概略図である。このように、流体機器の表面に、構造体23を液体または気体の流れ1と平行方向に複数並べ、液体または気体の流れ1と垂直方向にも複数並べる。
 図6に、実施例4の構造体を示す。実施例4の構造体は、液体または気体の流れ1の方向と平行方向に延びる第1の溝12と、液体または気体の流れ1の方向と垂直方向に延びる第2の溝13とを有する。さらに、液体または気体の流れ1の方向と垂直方向に延びる溝は傾斜しており、溝の傾斜方向と、液体または気体の流れ1とのなす角αが0度より大きく、90度未満である。また、本実施形態における流れの剥離を防止する効果を高めるためには、αが60度未満であることが望ましい。さらに、本実施形態における流れの剥離を防止する効果を高めるためには、αが30度未満であることが望ましい。
 図12は、流体機器において液体または気体が流れる表面の概略図である。このように、流体機器の表面に、液体または気体の流れの方向と平行方向に延びる第1の溝が複数形成され、液体または気体の流れの方向と垂直方向に延びる第2の溝が複数形成される。
 以下、流路表面への実施例1から実施例4の形成方法に関して述べる。本実施例において、図3から図6の構造は切削加工で形成した。切削加工には,東芝機械製の超精密立形加工機(UVM-450c)を使用した。使用した工具はcBN(立方晶窒化ホウ素)製のフラットエンドミルで工具の回転数は60,000/minである。上記の切削加工を、液体または気体の流れ1と平行方向へ、液体または気体の流れ1と垂直方向へ行うことにより、図3から図6の構造を得た。
 本実施形態において、流れの剥離を防止できる効果について説明する。
 図7は数値流体解析の解析モデルを示す。図7に示すように、流れ方向xに平行方向に延びた溝と、流れ方向xに垂直方向に溝を有する流路を作成し、この流路にx方向に空気が流れたときの流れの様子を数値流体解析により解析した。
 図8~10は、図7に示した解析モデルの図における、y=0.1mmの位置におけるx-z断面図のいくつかを示した図である。図8は、流れに垂直な方向に延びる溝の傾斜方向と、流れとのなす角αが60度、図9は90度、図10は150度のときの断面図を示している。解析は、流れに垂直な溝の傾斜方向と流れの方向とがなす角αを0度から180度まで変化させて解析を行った。
 図11は、溝の傾斜方向と流れの方向とがなす角と、z方向の流速との関係を表すグラフである。αと、x=0.35mm、y=0.1mm、z=0.11mmの位置における流速のz成分との関係をプロットした。
 図11より、αが0度より大きく90度未満の範囲で、流速のz成分が正の値になっている。すなわち、境界層から主流方向に向かう流れが発生している。上述したように、流れ方向と平行方向に延びる溝が存在すると、その溝内に小さな渦が発生する。さらに、本実施形態のように、流れに垂直方向に溝が存在することで、境界層から主流の方向に流れが発生する。これにより、溝内に発生した小さな渦が溝内に留まることなく主流の方に向かい、渦が境界層と主流との間の運動量交換を発生させる役割を果たす。この結果、境界層に主流の強い流れを与えることができ、境界層の運動エネルギーが増加するため、流れの剥離を防止できる。
 本解析結果によれば、流れに垂直な溝の傾斜方向と流れの方向とがなす角αを、0度よりも大きく、90度未満にすることで流れの剥離を防止できるが、本実施形態における流れの剥離を防止する効果を高めるためには、αを60度未満にすることが望ましい。さらに本実施形態における流れの剥離防止の効果を高めるためには、αを30度未満にすることが望ましい。
 上記の数値流体解析で解析した流路のモデルは、本実施形態における実施例1から実施例4全てに共通するものである。実施例1で示した錐体形状の錐体構造体や、実施例2と実施例3で示した錐台構造体により形成される流路は、図7に示すように、流れ方向に平行方向に延びた溝と、流れ方向に垂直方向に溝を有する。
 図3に示した錐体構造体において、頂点5の底面6への投影領域7が、液体または気体の流れ1の下流側に位置するというのは、図7におけるαが0度より大きく90度未満であることを意味する。
 同様に、図4に示した錐台構造体において、上側底面8の上側底面9への投影領域10が、液体または気体の流れ1の下流側に位置するというのは、図7に示した図におけるαが0度より大きく90度未満であることを意味する。
 さらに、図5に示した錐台構造体において、上側底面に流れに平行方向に溝が有することにより、この溝内にも渦を発生させることができるため、図4に示した錐台構造体よりもさらに流れの剥離を防止できることが期待される。
 また、上記の解析では、図7に示したような特定の寸法、および、流れに平行方向と流れに垂直方向に一つずつ溝を有する形状で解析を行った。本実施形態では、流れに平行方向と流れに垂直方向の溝が流路に存在していることが本質的である。したがって、本実施形態の実施例1から実施例4に示した構造体や溝の数が複数の場合においても、剥離を防止する効果が期待できる。特に、剥離が発生し易い箇所に多くの溝を設けることにより、剥離防止効果を高めることができる。また、上記構造体や溝の寸法に関して、解析で用いた寸法は一例であり、流路を流れる液体または気体の粘度と、それらの速度で決まる境界層厚さと同等であることが望まれる。
1  液体または気体の流れ方向
2  流路
3  構造体
4  溝
5  頂点
6  底面
7  頂点の底面への投影領域
8  上側底面
9  下側底面
10 上側底面の下側底面への投影領域
11 錐台構造体の上側底面に設けられた溝
12 第1の溝
13 第2の溝
21 構造体
22 構造体
23 構造体
24 構造体

Claims (8)

  1.  液体または気体が流れる流路と、
     前記流路の表面に設けられた錐体形状の錐体構造体と、を有し、
     前記錐体構造体の頂点の底面への投影領域は、前記底面の外部に位置することを特徴とする流路機器。
  2.  請求項1に記載の流路機器において、
     前記錐体構造体の頂点の底面への投影領域は、前記液体または気体の流れの下流側に位置することを特徴とする流路機器。
  3.  液体または気体が流れる流路と、
     前記流路の表面に設けられた錐台形状の錐台構造体と、を有し、
     前記錐台構造体は上側底面と下側底面の2つの底面を含み、
     前記上側底面の前記下側底面への投影領域は、少なくとも一部が前記下側底面の外部に位置することを特徴とする流路機器。
  4.  請求項1に記載の流路機器において、
     前記上側底面の前記下側底面への投影領域のうち、前記下側底面の外部に位置する領域は前記液体または気体の流れの下流側に位置することを特徴とする流路機器。
  5.  請求項4に記載の流路機器において、
     前記上側底面は、液体または気体の流れの方向と平行方向に延びる溝を有することを特徴とする流路機器。
  6.  液体または気体が流れる流路を有し、
     前記流路は、液体または気体の流れの方向と平行方向に延びる第1の溝と、液体または気体の流れの方向と垂直方向に延びる第2の溝と、を備え、
     前記第2の溝は傾斜しており、前記第2の溝の傾斜の方向と、前記液体または気体の流れの方向とがなす角度は0度より大きく、90度未満であることを特徴とする流路機器。
  7.  請求項6に記載の流路機器において、
     前記第2の溝は傾斜しており、前記第2の溝の傾斜の方向と、前記液体または気体の流れの方向とがなす角度は60度未満であることを特徴とする流路機器。
  8.  請求項6に記載の流路機器において、
     前記第2の溝は傾斜しており、前記第2の溝の傾斜の方向と、前記液体または気体の流れの方向とがなす角度は30度未満であることを特徴とする流路機器。
PCT/JP2016/070205 2015-07-30 2016-07-08 流路機器 WO2017018159A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-150230 2015-07-30
JP2015150230A JP2018173088A (ja) 2015-07-30 2015-07-30 流路機器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017018159A1 true WO2017018159A1 (ja) 2017-02-02

Family

ID=57884583

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/070205 WO2017018159A1 (ja) 2015-07-30 2016-07-08 流路機器

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2018173088A (ja)
WO (1) WO2017018159A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7067756B2 (ja) 2021-12-04 2022-05-16 直樹 豊川 タービンブレード

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005048904A (ja) * 2003-07-30 2005-02-24 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 流動抵抗の低減方法及び装置
JP2008008248A (ja) * 2006-06-30 2008-01-17 Ipb:Kk 切欠き付垂直軸風車ブレードおよび垂直軸風車
JP2013057390A (ja) * 2011-09-09 2013-03-28 Yamaguchi Univ 壁面上の流れに対する渦発生器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005048904A (ja) * 2003-07-30 2005-02-24 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 流動抵抗の低減方法及び装置
JP2008008248A (ja) * 2006-06-30 2008-01-17 Ipb:Kk 切欠き付垂直軸風車ブレードおよび垂直軸風車
JP2013057390A (ja) * 2011-09-09 2013-03-28 Yamaguchi Univ 壁面上の流れに対する渦発生器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7067756B2 (ja) 2021-12-04 2022-05-16 直樹 豊川 タービンブレード

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018173088A (ja) 2018-11-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018139049A1 (ja) 流体機器
JP5955402B2 (ja) ターボファンおよび空気調和機
JP3199013U (ja) インペラーの低乱流羽根車
US10480413B2 (en) Inertial particle separator flow and particle bounce control
GB0613978D0 (en) An element for generating a fluid dynamic force
JP4867596B2 (ja) 電動送風機およびこれを用いた電気掃除機
TWM553896U (zh) 扇葉結構及其轉子組
JP2008121589A5 (ja)
WO2017145275A1 (ja) 送風機及びそれを用いた空気調和機
WO2017018159A1 (ja) 流路機器
US9670783B2 (en) Blade of a turbomachine, having passive boundary layer control
RU2529272C1 (ru) Лопатка осевого компрессора
JP2008157113A (ja) 送風機
JP5984162B2 (ja) プロペラファン、送風装置、および室外機
US11435020B2 (en) Bend pipe and fluid machine comprising same
JP2005023901A (ja) 遠心式羽根車及びその設計方法
JP2005023901A5 (ja)
JPH09264296A (ja) 遠心流体機械のインペラ
JP2016003641A (ja) 遠心ファン
WO2016075955A1 (ja) 羽根車及び遠心圧縮機
US11326624B2 (en) Fan noise-lowering structure
JP2005098307A (ja) 遠心式羽根車及びその設計方法
EP3315786A1 (en) Turbofan and air conditioner in which same is used
KR101858647B1 (ko) 원심 압축기
JP2018003988A (ja) 流体機器

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16830264

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16830264

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP