WO2021172360A1 - 遠心圧縮機 - Google Patents

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WO2021172360A1
WO2021172360A1 PCT/JP2021/006874 JP2021006874W WO2021172360A1 WO 2021172360 A1 WO2021172360 A1 WO 2021172360A1 JP 2021006874 W JP2021006874 W JP 2021006874W WO 2021172360 A1 WO2021172360 A1 WO 2021172360A1
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WO
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shroud
main
main wing
centrifugal compressor
leading edge
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/006874
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English (en)
French (fr)
Inventor
柴田　貴範
千尋 明連
Original Assignee
三菱重工業株式会社
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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
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/28—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps
    • 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
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/28—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/30—Vanes

Definitions

  • the present disclosure relates to a centrifugal compressor.
  • the present application claims priority over Japanese Patent Application No. 2020-209452 filed on February 25, 2020, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • the ceiling-embedded air conditioner includes a casing embedded in the indoor ceiling, a motor having an output shaft that rotates around an axis extending in the vertical direction, a turbofan, a main plate that fixes the turbofan to the output shaft, and a turbo. It mainly has a heat exchanger that surrounds the fan and a bell mouth.
  • the turbofan has a tubular shroud that surrounds the axis, and a plurality of main wings that are arranged at intervals in the circumferential direction on one surface of the shroud. Further, on the inner peripheral side of the shroud, a bell mouth is provided for guiding the air taken into the casing toward the turbofan. A certain clearance is formed between the bell mouth and the shroud.
  • the turbofan By rotating the turbofan, indoor air is taken into the casing from the center of the casing. After being pumped to the outer peripheral side by a turbofan, this air passes through a heat exchanger to become cold or warm air and is supplied indoors.
  • the turbofan functions as a part (impeller) of the centrifugal compressor.
  • some of the components of the air flow from the turbofan to the outer peripheral side flow into the shroud as a leak flow through the above clearance.
  • This leak flow contains a swirling component due to being pumped by a turbofan. Losses occur when such leaks merge with the mainstream inside the shroud.
  • the inflow angle with respect to the main wing may change by the amount of the swirling component of the leak flow, which may cause the flow to separate.
  • the flow rate increases in the shroud side region of the main wing by the amount of the leak flow, and the load on the main wing may increase. As a result, the efficiency of the centrifugal compressor is reduced.
  • the present disclosure has been made to solve the above problems, and an object of the present disclosure is to provide a centrifugal compressor with further improved efficiency.
  • the centrifugal compressor according to the present disclosure forms a clearance by surrounding a tubular bell mouth that surrounds an axis and one end of the bell mouth in the axial direction from the outer peripheral side.
  • a shroud extending from the upstream side to the downstream side so as to go outward in the radial direction toward one side in the axial direction, a main plate facing the one side in the axial direction of the shroud, and the shroud and the main plate are provided over the shroud and the main plate in the circumferential direction.
  • the main wing is provided with a main wing in which a plurality of wings are arranged at intervals, and the main wing is a main wing main body which is a part on the main plate side and a shroud side part connected to the main wing main body, and the leading edge is the main wing. It has a main wing base end portion that protrudes upstream of the shroud from the boundary with the main body.
  • the ceiling-embedded air conditioner 100 as a centrifugal compressor according to the first embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
  • the ceiling-embedded air conditioner 100 includes a casing 1, a motor 2, a main plate 3, a turbofan 4, a heat exchanger 5, and a bell mouth 6.
  • the Casing 1 is embedded in the ceiling wall C of the building.
  • the casing 1 has a rectangular shape when viewed from below, and is recessed upward to form a space inside.
  • the casing 1 has a panel 1A exposed to the ceiling surface Ca and a box-shaped cabinet 1B provided above the panel 1A.
  • the panel 1A has a panel main body 11 which is a rectangular frame body, and a grill 12 as a suction port 11A provided in the center of the lower part.
  • the panel body 11 forms an air outlet 11B around the suction port 11A.
  • the motor 2 is provided in the center of the bottom surface 1S facing downward inside the cabinet 1B.
  • the motor 2 has a motor main body 21 that houses a coil, a magnet, and the like, and an output shaft 22 that projects vertically downward from the motor main body 21.
  • the output shaft 22 is rotationally driven around an axis line Ac extending in the vertical direction.
  • a main plate 3 extending radially outward from the output shaft 22 is fixed to the output shaft 22.
  • the main plate 3 has a conical cross-sectional shape extending from the lower side to the upper side from the inner side to the outer side in the radial direction.
  • a turbofan 4 is attached to a portion of the lower surface of the main plate 3 including the outer edge in the radial direction.
  • the turbofan 4 has a plurality of main wings 41 and rib wings 41R (see FIG. 2) arranged at intervals in the circumferential direction, and an annular shroud 42 that covers the main wings 41 and rib wings 41R from below. doing. The detailed configuration of the turbofan 4 will be described later.
  • the main plate 3 and the turbofan 4 rotate with the rotation of the output shaft 22, and the air sucked from the suction port 11A is sent outward in the radial direction.
  • An annular heat exchanger 5 surrounding the turbofan 4 is provided on the outer side in the radial direction of the turbofan 4.
  • the heat exchanger 5 is a part of a refrigerant circuit having a refrigeration cycle.
  • the air (mainstream Fm) sent to the heat exchanger 5 by the turbofan 4 exchanges heat with the refrigerant when passing through the heat exchanger 5.
  • the air flowing out to the outer peripheral side of the heat exchanger 5 becomes cold air or warm air. This air flows downward along the side surface of the cabinet 1B and is supplied into the room from the outlet 11B.
  • a bell mouth 6 fixed to the upper part of the panel body 11 is arranged below the turbofan 4.
  • the bell mouth 6 is provided to guide the air introduced from the suction port 11A and send it to the turbofan 4.
  • the bell mouth 6 has a conical shape by gradually reducing its diameter from the bottom to the top.
  • the end on one side (upper side) of the bell mouth 6 in the Ac direction is surrounded by the shroud 42 described above from the outer peripheral side.
  • a clearance CL extending in the radial direction is formed between the outer peripheral surface 6S of the bell mouth 6 and the shroud 42 (the inner peripheral surface of the shroud 42S described later).
  • the shroud 42 is curved so as to go outward in the radial direction from the other side in the axis Ac direction to one side.
  • the inside in the radial direction is referred to as "upstream side”
  • the outside in the radial direction is referred to as "downstream side”.
  • the direction connecting the upstream side and the downstream side along the curved surface formed by the shroud 42 is called the shroud direction Ds.
  • the surface facing the inner peripheral side is the shroud inner peripheral surface 42S.
  • a plurality of main wings 41 arranged at intervals in the circumferential direction with respect to the axis Ac and a plurality of rib wings 41R are provided on the inner peripheral surface 42S of the shroud. More specifically, a plurality of (two as an example) rib blades 41R are provided between the pair of main blades 41 adjacent to each other. It is also possible to adopt a configuration in which only one rib blade 41R is provided between the pair of main blades 41.
  • the main wing 41 and the rib wing 41R have an airfoil-shaped cross-sectional shape when viewed from the axis Ac direction.
  • the main wing 41 extends from the lower surface of the main plate 3 over the inner peripheral surface of the shroud 42S.
  • the main wing 41 has a main wing main body 41A which is a part on the main plate 3 side and a main wing base end portion 41B which is a part on the shroud 42 side.
  • the leading edge of the main wing body 41A (that is, the inner edge in the radial direction) is the main body leading edge vertical portion E1a extending in the axial direction Ac and the main body leading edge inclined portion E1b connected to the lower end of the main body leading edge vertical portion E1a. And have.
  • the main body leading edge inclined portion E1b extends from the inner side to the outer side in the radial direction from one side to the other side in the axial direction Ac.
  • the trailing edge E3 (that is, the radial outer edge) of the main wing body 41A extends in the axial direction Ac.
  • the main wing base end portion 41B extends from the lower end of the main wing main body 41A to the inner peripheral surface of the shroud 42S. That is, the main wing base end portion 41B is connected to (integrally formed) with the main wing main body 41A.
  • the upper edge of the main wing base end portion 41B (the portion shown by the broken line in FIG. 3) extends in the same direction as the inner peripheral surface of the shroud 42S.
  • the protruding height of the main wing base end portion 41B in the axial direction Ac direction from the shroud 42 is within a range of 1 to 2 times the radial dimension of the clearance CL described above.
  • the leading edge (leading edge E2 of the base end) of the wing base end 41B extends in the axial direction Ac.
  • the base end leading edge E2 extends from the connection portion with the shroud 42 (the inner peripheral surface of the shroud 42S) so as to rise from the shroud 42 toward the downstream side in the shroud direction Ds.
  • the leading edge E2 of the base end portion protrudes to the upstream side in the shroud direction Ds when the boundary with the leading edge of the main wing main body 41A (the leading edge inclined portion E1b of the main body) is used as a reference.
  • the angle formed by the base end leading edge E2 and the portion of the shroud inner peripheral surface 42S to which the base end leading edge E2 is connected is 30 to 90 °. More preferably, this angle is 40-60 °. Most preferably, this angle is 45 °.
  • the rib blade 41R extends from the inner peripheral surface of the shroud 42S so as to rise toward one side in the axis Ac direction.
  • the protruding height of the rib blade 41R from the shroud 42 is the same as the protruding height of the main wing base end portion 41B from the shroud 42 described above. (Note that "identical” here means substantially the same, and design tolerances and manufacturing errors are allowed.) That is, the upper edge of the rib blade 41R (rib blade).
  • the upper end Ra) extends in the shroud direction Ds along the inner peripheral surface 42S of the shroud, similarly to the upper edge of the wing base end portion 41B. Therefore, the protruding height of the rib blade 41R from the shroud 42 in the axial direction Ac direction is within the range of 1 to 2 times the radial dimension of the clearance CL described above.
  • the end edge (leading edge E2r of the rib blade) on the inner peripheral side of the rib blade 41R extends from the connection portion with the shroud 42 so as to rise from the shroud 42 toward the downstream side in the shroud direction Ds.
  • the rib blade leading edge E2r has the same shape as the base end leading edge E2, and is based on the leading edge of the main wing main body 41A (main body leading edge inclined portion E1b) in the shroud direction Ds.
  • the rib blade leading edge E2r projects upstream in the shroud direction Ds.
  • the portion including the end portion of the rib blade leading edge E2r on the shroud 42 side protrudes to the upstream side in the shroud direction Ds.
  • the motor 2 When operating the ceiling-embedded air conditioner 100, the motor 2 is first driven. By driving the motor 2, the output shaft 22, the main plate 3, and the turbofan 4 rotate around the axis Ac. As the turbofan 4 rotates, indoor air is taken in from the suction port 11A. This air is sent to the turbofan 4 via the bell mouth 6 and then pumped outward in the radial direction to form a mainstream Fm (see FIG. 1 or 2).
  • the mainstream Fm flows along the lower surface of the main plate 3. That is, the mainstream Fm flows from the inside to the outside in the radial direction from the bottom to the top. Most of this mainstream Fm exchanges heat with the refrigerant by passing through the heat exchanger 5, becomes cold air or warm air, and is supplied to the room from the outlet 11B.
  • a part of the mainstream Fm from the turbofan 4 toward the outer peripheral side flows into the inside of the shroud 42 as a leak flow Fl through the clearance CL described above (see FIG. 3).
  • This leak flow Fl contains a swirling component (swivel component around the axis Ac) due to being pumped by the turbofan 4.
  • a leak flow Fl joins the mainstream Fm inside the shroud 42, a loss occurs.
  • the inflow angle with respect to the main wing 41 may change by the amount of the swirling component of the leak flow Fl, and the flow may be separated.
  • the flow rate increases in the region of the main wing 41 on the shroud 42 side by the amount of the leak flow Fl, and the load on the main wing 41 may increase. As a result, the efficiency of the ceiling-embedded air conditioner 100 is lowered.
  • the leading edge E2 of the main wing base end portion 41B protrudes to the upstream side of the shroud 42 from the main wing main body 41A.
  • the leak flow Fl that passes through the clearance CL between the bell mouth 6 and the shroud 42 and flows into the inside of the shroud 42 can be captured in the inner region in the radial direction. Therefore, the turning component contained in the leak flow Fl is reduced by being guided by the main wing base end portion 41B.
  • the flow inflow angle with respect to the main wing 41 is optimized, and the possibility of flow separation can be reduced.
  • the leading edge E2 of the main wing base end portion 41B extends so as to rise from the shroud 42 and is connected to the leading edge E1b of the main wing main body 41A.
  • the leak flow Fl captured by the main wing base end portion 41B can be smoothly guided to the main wing main body 41A side, so that the flow velocity and flow rate distribution can be leveled over the entire main wing 41.
  • the loss generated in the main wing 41 can be further reduced.
  • the protruding height of the wing base end portion 41B is set to 1 to 2 times the clearance CL.
  • the rib blade 41R since the rib blade 41R is provided, the increase in the flow rate on the shroud 42 side due to the leak flow Fl is dispersed by the rib blade 41R and stably guided to the main blade 41. Can be done. As a result, the fluid force applied to the main wing 41 itself is reduced, and air can be pumped more efficiently.
  • the leading edge E2r of the rib blade 41R projects to the upstream side of the shroud 42 from the main blade main body 41A.
  • the leak flow Fl that passes through the clearance CL between the bell mouth 6 and the shroud 42 and flows into the inside of the shroud 42 can be captured in the inner region in the radial direction. Therefore, the turning component contained in the leak flow Fl is reduced by being guided by the rib blade 41R.
  • the inflow angle of the flow from the rib blade 41R toward the main blade 41 is optimized, and the possibility of flow separation can be reduced.
  • the leading edge E2r of the rib blade 41R extends so as to rise from the shroud 42. As a result, the flow direction of the leak flow Fl captured by the rib blade 41R can be stably guided by the rib blade 41R.
  • the protruding height of the rib blade 41R is 1 to 2 times that of the clearance CL.
  • the obstruction to the mainstream Fm that occurs when the rib blade 41R is extremely large is suppressed, and the flow direction can be stably optimized only for the leak flow Fl.
  • the rib blade 41R extends over the same length as the main blade base end portion 41B in the shroud direction Ds.
  • the configuration of the rib blade 41R is not limited to the above, and as shown in FIG. 5, the rib blade 41R'has a length of 50 to 90% of the main blade base end portion 41B in the shroud direction Ds. Is also possible. More specifically, the position of the leading edge E2r of the rib blade 41R'is the same as the position of the rib blade 41R described above.
  • the trailing edge E4r'of the rib blade 41R' is located on the upstream side in the shroud direction Ds with respect to the trailing edge E4 of the proximal end portion.
  • the viscous dissipation generated by the rib blade 41R' is suppressed, and the viscous distribution of the air flow pumped by the turbofan 4 can be made uniform.
  • the efficiency of the turbofan 4 can be further improved, and the operating efficiency of the ceiling-embedded air conditioner 100 can be further improved.
  • the ceiling-embedded air conditioner 100 (centrifugal compressor) described in each embodiment is grasped as follows, for example.
  • the ceiling-embedded air conditioner 100 comprises a tubular bell mouth 6 surrounding the axis Ac and an end portion of the bell mouth 6 on one side in the axis Ac direction from the outer peripheral side.
  • a shroud 42 that forms a clearance CL and extends from the upstream side to the downstream side so as to go outward in the radial direction toward one side in the axis Ac direction, a main plate 3 facing the one side in the axis Ac direction of the shroud 42, and the above.
  • the main wing 41 is provided over the shroud 42 and the main plate 3 and is provided with a plurality of main wings 41 arranged at intervals in the circumferential direction. It has a main wing base end portion 41B which is a portion on the shroud 42 side connected to 41A and whose leading edge E2 projects to the upstream side of the shroud 42 from the boundary with the main wing main body 41A.
  • the leak flow Fl that passes through the clearance CL and flows into the inside of the shroud 42 can be captured in the inner region in the radial direction. Therefore, the turning component contained in the leak flow Fl is reduced by being guided by the main wing base end portion 41B. As a result, the flow inflow angle with respect to the main wing 41 is optimized, and the possibility of flow separation can be reduced.
  • the leading edge E2 of the main wing base end portion 41B is directed toward the downstream side of the shroud 42 from the connection portion with the shroud 42. It extends from the main wing body 41A and is connected to the leading edge E1b of the main wing body 41A.
  • the leak flow Fl captured by the main wing base end portion 41B can be smoothly guided to the main wing main body 41A side, so that the flow velocity and the flow rate distribution can be leveled over the entire main wing 41.
  • the protruding height of the main wing base end portion 41B from the shroud 42 in the axial direction Ac direction is once the dimension of the clearance CL in the radial direction. Is twice as much.
  • the obstruction to the mainstream Fm that occurs when the main wing base end portion 41B is extremely large is suppressed, and the flow direction can be stably optimized only for the leak flow Fl.
  • the ceiling-embedded air conditioner 100 according to the fourth aspect further has rib blades 41R provided between the main wings 41 adjacent to each other in the circumferential direction and rising from the shroud 42.
  • the increase in the flow rate on the shroud 42 side due to the leak flow Fl can be dispersed by the rib blade 41R and stably guided to the main blade 41.
  • the leading edge E2r of the rib blade 41R extends upstream of the shroud 42 to a position similar to that of the main blade base end portion 41B.
  • the leak flow Fl that passes through the clearance CL and flows into the inside of the shroud 42 can be captured in the inner region in the radial direction. Therefore, the turning component contained in the leak flow Fl is reduced by being guided by the rib blade 41R. As a result, the inflow angle of the flow from the rib blade 41R toward the main blade 41 is optimized, and the possibility of flow separation can be reduced.
  • the leading edge E2r of the rib blade 41R rises from the shroud 42 from the connection portion with the shroud 42 toward the downstream side of the shroud 42. Extends to.
  • the flow direction of the leak flow Fl captured by the rib blade 41R can be stably guided by the rib blade 41R.
  • the protruding height of the rib blade 41R from the shroud 42 in the axial direction Ac direction is 1 to 2 times the dimension of the clearance CL in the radial direction. It is double.
  • the obstruction to the mainstream Fm that occurs when the rib blade 41R is extremely large is suppressed, and the flow direction can be stably optimized only for the leak flow Fl.
  • the rib blade 41R' is 50 to 90% of the length from the leading edge E2r to the main blade base end portion 41B in the extending direction of the shroud 42. Extends over.
  • the viscous dissipation generated by the rib blade 41R' is suppressed, and the viscous distribution of the air flow pumped by the turbofan 4 can be made uniform.

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Abstract

遠心圧縮機は、軸線を囲う筒状をなすベルマウス(6)と、ベルマウス(6)の軸線方向一方側の端部を外周側から囲うことでクリアランス(CL)を形成するとともに、軸線方向一方側に向かうに従って径方向外側に向かうように上流側から下流側に延びるシュラウド(42)と、シュラウド(42)の軸線方向一方側に対向する主板(3)と、シュラウド(42)と主板(3)にわたって設けられて、周方向に間隔をあけて複数が配列された主翼(41)と、を備え、主翼(41)は、主板(3)側の部分である主翼本体(41A)と、主翼本体(41A)に連なるシュラウド(42)側の部分であって、前縁が主翼本体(41A)との境界よりもシュラウド(42)の上流側に突出する主翼基端部(41B)と、を有する。

Description

遠心圧縮機
　本開示は、遠心圧縮機に関する。
　本願は、２０２０年２月２５日に出願された特願２０２０－０２９４５２号に対して優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　空調装置の一例として、下記特許文献１に示されるような天井埋込型空調が広く用いられている。天井埋込型空調は、屋内の天井に埋設されたケーシングと、上下方向に延びる軸線回りに回転する出力軸を有するモータ、及びターボファンと、このターボファンを出力軸に固定する主板と、ターボファンを囲む熱交換器と、ベルマウスと、を主に備えている。ターボファンは、軸線を囲う筒状のシュラウドと、シュラウドの一方側の面上で周方向に間隔をあけて配列された複数の主翼と、を有している。また、シュラウドの内周側には、ケーシング内に取り込まれた空気をターボファンに向かって案内するためのベルマウスが設けられている。ベルマウスとシュラウドとの間には一定のクリアランスが形成されている。
　ターボファンが回転することによって、ケーシングの中央部から屋内の空気がケーシング内に取り込まれる。この空気はターボファンによって外周側に圧送された後、熱交換器を通過することで冷気、又は暖気となって屋内に供給される。つまり、ターボファンは遠心圧縮機の一部（インペラ）として機能している。
特開２００６－７７６３１号公報
　ここで、ターボファンから外周側に向かう空気の流れのうち、一部の成分は、上述のクリアランスを通じてシュラウドの内側に漏れ流れとして流入する。この漏れ流れは、ターボファンによって圧送されたことによる旋回成分を含んでいる。このような漏れ流れがシュラウドの内側で主流と合流する際に、損失が生じてしまう。具体的には、漏れ流れの旋回成分の分だけ、主翼に対する流入角が変化し、流れの剥離を生じる虞がある。また、漏れ流れの分だけ、主翼のシュラウド側の領域では流量が増加し、当該主翼に対する負荷が増加する虞もある。その結果、遠心圧縮機としての効率が低下してしまう。
　本開示は上記課題を解決するためになされたものであって、より一層効率が向上した遠心圧縮機を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本開示に係る遠心圧縮機は、軸線を囲う筒状をなすベルマウスと、該ベルマウスの軸線方向一方側の端部を外周側から囲うことでクリアランスを形成するとともに、軸線方向一方側に向かうに従って径方向外側に向かうように上流側から下流側に延びるシュラウドと、該シュラウドの軸線方向一方側に対向する主板と、前記シュラウドと主板にわたって設けられて、周方向に間隔をあけて複数が配列された主翼と、を備え、前記主翼は、前記主板側の部分である主翼本体と、該主翼本体に連なる前記シュラウド側の部分であって、前縁が前記主翼本体との境界よりも前記シュラウドの上流側に突出する主翼基端部と、を有する。
　本開示によれば、より一層効率が向上した遠心圧縮機を提供することができる。
本開示の実施形態に係る天井埋込型空調の構成を示す断面図である。 本開示の実施形態に係るターボファンの構成を示す平面図である。 図２のＡ－Ａ線における矢視図である。 図２のＢ－Ｂ線における矢視図である。 本開示の実施形態に係るリブ翼の変形例を示す図である。
（天井埋込型空調の構成）
　以下、本開示の第一実施形態に係る遠心圧縮機としての天井埋込型空調１００について、図１から図４を参照して説明する。図１に示すように、天井埋込型空調１００は、ケーシング１と、モータ２と、主板３と、ターボファン４と、熱交換器５と、ベルマウス６と、を備えている。
　ケーシング１は、建物の天井壁Ｃに埋め込まれている。ケーシング１は、下方から見て矩形をなすとともに、上方に向かって凹没することで内部に空間を形成している。具体的には、ケーシング１は、天井面Ｃａに露出するパネル１Ａと、パネル１Ａの上方に設けられた箱状のキャビネット１Ｂと、を有している。パネル１Ａは、矩形の枠体であるパネル本体１１と、下部中央に設けられた吸込口１１Ａとしてのグリル１２と、を有している。パネル本体１１は、この吸込口１１Ａの周囲に吹出口１１Ｂを形成する。
　モータ２は、キャビネット１Ｂ内部で下方を向く底面１Ｓの中央部に設けられている。モータ２は、コイルや磁石等を収容するモータ本体２１と、モータ本体２１から鉛直下方に突出する出力軸２２と、を有している。出力軸２２は、鉛直方向に延びる軸線Ａｃ回りに回転駆動される。
　出力軸２２には、当該出力軸２２から径方向外側に広がる主板３が固定されている。主板３は、径方向内側から外側に向かうに従って、下方から上方に向かって延びる円錐面状の断面形状を有している。主板３の下面における径方向外側の端縁を含む部分には、ターボファン４が取り付けられている。ターボファン４は、周方向に間隔をあけて配列された複数の主翼４１及びリブ翼４１Ｒ（図２参照）と、これら主翼４１及びリブ翼４１Ｒを下方から覆う円環状のシュラウド４２と、を有している。ターボファン４の詳細な構成については後述する。出力軸２２の回転に伴って主板３、及びターボファン４が回転して、吸込口１１Ａから吸い込まれた空気が径方向外側に送られる。
　ターボファン４の径方向外側には、当該ターボファン４を囲む環状の熱交換器５が設けられている。熱交換器５は、冷凍サイクルを有する冷媒回路の一部である。ターボファン４によって熱交換器５に送られた空気（主流Ｆｍ）は、当該熱交換器５を通過する際に冷媒と熱交換する。これにより、熱交換器５の外周側に流れ出た空気は冷気、又は暖気となる。この空気は、キャビネット１Ｂの側面に沿って下方に流れ、吹出口１１Ｂから室内に供給される。
　ターボファン４の下方には、パネル本体１１の上部に固定されたベルマウス６が配置されている。ベルマウス６は、吸込口１１Ａから導入された空気を案内してターボファン４に送るために設けられている。ベルマウス６は、下方から上方に向かうに従って次第に縮径することで円錐形状をなしている。ベルマウス６の軸線Ａｃ方向一方側（上側）の端部は、上述のシュラウド４２によって外周側から囲まれている。図３又は図４に示すように、ベルマウス６の外周面６Ｓと、シュラウド４２（後述するシュラウド内周面４２Ｓ）との間には、径方向に広がるクリアランスＣＬが形成されている。
（ターボファンの構成）
　次いで、ターボファン４の構成について詳述する。図１，図３，及び図４に示すように、シュラウド４２は、軸線Ａｃ方向他方側から一方側に向かうに従って、径方向外側に向かうように湾曲している。なお、以降の説明では、このシュラウド４２の延びる曲線方向において、径方向内側を「上流側」と呼び、径方向外側を「下流側」と呼ぶ。また、シュラウド４２の形成する曲面に沿って上流側と下流側とを結ぶ方向をシュラウド方向Ｄｓと呼ぶ。シュラウド４２の厚さ方向の両面のうち、内周側を向く面はシュラウド内周面４２Ｓとされている。
　図２に示すように、シュラウド内周面４２Ｓ上には、軸線Ａｃに対する周方向に間隔をあけて配列された複数の主翼４１と、複数のリブ翼４１Ｒとが設けられている。より具体的には、互いに隣り合う一対の主翼４１同士の間に、複数（一例として２つ）のリブ翼４１Ｒが設けられている。なお、一対の主翼４１同士の間に、１つのみのリブ翼４１Ｒが設けられている構成を採ることも可能である。主翼４１、及びリブ翼４１Ｒは、軸線Ａｃ方向から見て、翼型の断面形状を有している。
　図３に示すように、主翼４１は、主板３の下面からシュラウド内周面４２Ｓにわたって延びている。主翼４１は、主板３側の部分である主翼本体４１Ａと、シュラウド４２側の部分である主翼基端部４１Ｂと、を有している。主翼本体４１Ａの前縁（つまり、径方向内側の端縁）は、軸線Ａｃ方向に延びる本体前縁鉛直部Ｅ１ａと、この本体前縁鉛直部Ｅ１ａの下端に接続された本体前縁傾斜部Ｅ１ｂと、を有している。本体前縁傾斜部Ｅ１ｂは、軸線Ａｃ方向の一方側から他方側に向かうに従って、径方向内側から外側に向かって延びている。主翼本体４１Ａの後縁Ｅ３（つまり、径方向外側の端縁）は、軸線Ａｃ方向に延びている。
　主翼基端部４１Ｂは、主翼本体４１Ａの下端からシュラウド内周面４２Ｓにかけて広がっている。つまり、主翼基端部４１Ｂは、主翼本体４１Ａに連なっている（一体に形成されている。）。主翼基端部４１Ｂの上側の端縁（図３中の破線で示す部分）は、シュラウド内周面４２Ｓと同様の方向に延びている。軸線Ａｃ方向における主翼基端部４１Ｂのシュラウド４２からの突出高さは、上述したクリアランスＣＬの径方向における寸法の１倍から２倍の範囲内とされている。
　主翼基端部４１Ｂの前縁（基端部前縁Ｅ２）は、軸線Ａｃ方向に延びている。言い換えると、基端部前縁Ｅ２は、シュラウド４２との接続部（シュラウド内周面４２Ｓ）から、シュラウド方向Ｄｓの下流側に向かうに従って、当該シュラウド４２から立ち上がるように延びている。さらに言い換えれば、主翼本体４１Ａの前縁（本体前縁傾斜部Ｅ１ｂ）との境界を基準とした場合、基端部前縁Ｅ２は、シュラウド方向Ｄｓにおける上流側に突出している。この基端部前縁Ｅ２と、シュラウド内周面４２Ｓにおける基端部前縁Ｅ２が接続されている部分とがなす角度は、３０～９０°であることが望ましい。より望ましくは、この角度は４０～６０°である。最も望ましくは、この角度は４５°である。
　図４に示すように、リブ翼４１Ｒは、シュラウド内周面４２Ｓから軸線Ａｃ方向一方側に向かって立ち上がるように延びている。リブ翼４１Ｒのシュラウド４２からの突出高さは、上述の主翼基端部４１Ｂのシュラウド４２からの突出高さと同一である。（なお、ここでいう「同一」とは、実質的な同一を指すものであり、設計上の公差や製造上の誤差は許容される。）つまり、リブ翼４１Ｒの上側の端縁（リブ翼上端Ｒａ）は、主翼基端部４１Ｂの上側の端縁と同様に、シュラウド内周面４２Ｓに沿ってシュラウド方向Ｄｓに延びている。したがって、軸線Ａｃ方向におけるリブ翼４１Ｒのシュラウド４２からの突出高さは、上述したクリアランスＣＬの径方向における寸法の１倍から２倍の範囲内となる。
　さらに、リブ翼４１Ｒの内周側の端縁（リブ翼前縁Ｅ２ｒ）は、シュラウド４２との接続部からシュラウド方向Ｄｓの下流側に向かうに従って、当該シュラウド４２から立ち上がるように延びている。より具体的には、リブ翼前縁Ｅ２ｒは基端部前縁Ｅ２と同様の形状をなしており、シュラウド方向Ｄｓにおいて、主翼本体４１Ａの前縁（本体前縁傾斜部Ｅ１ｂ）を基準とした場合、リブ翼前縁Ｅ２ｒは、シュラウド方向Ｄｓにおける上流側に突出している。また、リブ翼前縁Ｅ２ｒのシュラウド４２側の端部を含む部分は、シュラウド方向Ｄｓにおける上流側に突出している。
（作用効果）
　次に、上記の天井埋込型空調１００の動作について説明する。天井埋込型空調１００を運転するに当たっては、まずモータ２を駆動する。モータ２を駆動することで出力軸２２、主板３、及びターボファン４が軸線Ａｃ回りに回転する。ターボファン４が回転することで、吸込口１１Ａから室内の空気が取り込まれる。この空気は、ベルマウス６を経てターボファン４に送られた後、径方向外側に向かって圧送されることで主流Ｆｍを形成する（図１又は図２参照）。主流Ｆｍは、主板３の下面に沿って流れる。つまり、主流Ｆｍは、下方から上方に向かうに従って径方向内側から外側に向かって流れる。この主流Ｆｍの大部分は、熱交換器５を通過することで冷媒と熱交換し、冷気、又は暖気となって吹出口１１Ｂから室内に供給される。
　ここで、ターボファン４から外周側に向かう主流Ｆｍのうち、一部の成分は、上述のクリアランスＣＬを通じてシュラウド４２の内側に漏れ流れＦｌとして流入する（図３参照）。この漏れ流れＦｌは、ターボファン４によって圧送されたことによる旋回成分（軸線Ａｃ回りの旋回成分）を含んでいる。このような漏れ流れＦｌがシュラウド４２の内側で主流Ｆｍと合流する際に、損失が生じてしまう。具体的には、漏れ流れＦｌの旋回成分の分だけ、主翼４１に対する流入角が変化し、流れの剥離を生じる虞がある。また、漏れ流れＦｌの分だけ、主翼４１のシュラウド４２側の領域では流量が増加し、当該主翼４１に対する負荷が増加する虞もある。その結果、天井埋込型空調１００としての効率が低下してしまう。
　そこで、本実施形態では、主翼基端部４１Ｂの前縁Ｅ２が主翼本体４１Ａよりもシュラウド４２の上流側に突出する構成を採っている。これにより、ベルマウス６とシュラウド４２との間のクリアランスＣＬを通過してシュラウド４２の内側に流れ込む漏れ流れＦｌを、径方向のより内側の領域で捕捉することができる。このため、漏れ流れＦｌに含まれる旋回成分は当該主翼基端部４１Ｂに案内されることで減少する。その結果、主翼４１に対する流れの流入角が適正化され、流れの剥離を生じる可能性を低減することができる。
　さらに、上記構成によれば、主翼基端部４１Ｂの前縁Ｅ２がシュラウド４２から立ち上がるように延びるとともに、主翼本体４１Ａの前縁Ｅ１ｂに接続されている。これにより、主翼基端部４１Ｂで捕捉した漏れ流れＦｌを主翼本体４１Ａ側に円滑に導くことができるため、流速及び流量の分布を主翼４１の全域にわたって平準化することができる。これにより、主翼４１で生じる損失をさらに低減することができる。
　加えて、上記構成によれば、主翼基端部４１Ｂの突出高さが、クリアランスＣＬの１倍から２倍とされている。これにより、例えば主翼基端部４１Ｂが極度に大きい場合に生じる主流Ｆｍへの阻害が抑制され、漏れ流れＦｌのみに対して安定的に流れ方向の適正化を図ることができる。
　さらに加えて、上記構成によれば、リブ翼４１Ｒが設けられていることから、漏れ流れＦｌによるシュラウド４２側の流量増加分を、当該リブ翼４１Ｒによって分散させ、主翼４１に安定的に導くことができる。これにより、主翼４１自身に付加される流体力が減少し、より効率的に空気を圧送することが可能となる。
　また、上記構成によれば、リブ翼４１Ｒの前縁Ｅ２ｒが主翼本体４１Ａよりもシュラウド４２の上流側に突出している。これにより、ベルマウス６とシュラウド４２との間のクリアランスＣＬを通過してシュラウド４２の内側に流れ込む漏れ流れＦｌを、径方向のより内側の領域で捕捉することができる。このため、漏れ流れＦｌに含まれる旋回成分はリブ翼４１Ｒに案内されることで減少する。その結果、リブ翼４１Ｒを経て主翼４１に向かう流れの流入角が適正化され、流れの剥離を生じる可能性を低減することができる。
　さらに、上記構成によれば、リブ翼４１Ｒの前縁Ｅ２ｒがシュラウド４２から立ち上がるように延びている。これにより、リブ翼４１Ｒが捕捉した漏れ流れＦｌの流れ方向を当該リブ翼４１Ｒによって安定的に案内することができる。
　加えて、上記構成によれば、リブ翼４１Ｒの突出高さが、クリアランスＣＬの１倍から２倍とされている。これにより、例えばリブ翼４１Ｒが極度に大きい場合に生じる主流Ｆｍへの阻害が抑制され、漏れ流れＦｌのみに対して安定的に流れ方向の適正化を図ることができる。
　以上、本開示の実施形態について説明した。なお、本開示の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。例えば、上記実施形態では、リブ翼４１Ｒが、シュラウド方向Ｄｓにおいて、主翼基端部４１Ｂと同一の長さにわたって延びている例について説明した。しかしながら、リブ翼４１Ｒの構成は上記に限定されず、図５に示すように、リブ翼４１Ｒ´がシュラウド方向Ｄｓにおいて、主翼基端部４１Ｂの５０～９０％の長さを有する構成を採ることも可能である。より具体的には、このリブ翼４１Ｒ´の前縁Ｅ２ｒの位置は上記のリブ翼４１Ｒの位置と同様である。一方で、リブ翼４１Ｒ´の後縁Ｅ４ｒ´は、基端部後縁Ｅ４よりもシュラウド方向Ｄｓにおける上流側に位置している。
　上記の構成によれば、リブ翼４１Ｒ´が発生させる粘性散逸が抑制され、ターボファン４によって圧送される空気の流れの粘性分布を均一化することができる。その結果、ターボファン４の効率がさらに向上し、天井埋込型空調１００の運転効率をより一層向上させることができる。
［付記］
　各実施形態に記載の天井埋込型空調１００（遠心圧縮機）は、例えば以下のように把握される。
（１）第１の態様に係る天井埋込型空調１００は、軸線Ａｃを囲う筒状をなすベルマウス６と、該ベルマウス６の軸線Ａｃ方向一方側の端部を外周側から囲うことでクリアランスＣＬを形成するとともに、軸線Ａｃ方向一方側に向かうに従って径方向外側に向かうように上流側から下流側に延びるシュラウド４２と、該シュラウド４２の軸線Ａｃ方向一方側に対向する主板３と、前記シュラウド４２と主板３にわたって設けられて、周方向に間隔をあけて複数が配列された主翼４１と、を備え、前記主翼４１は、前記主板３側の部分である主翼本体４１Ａと、該主翼本体４１Ａに連なる前記シュラウド４２側の部分であって、前縁Ｅ２が前記主翼本体４１Ａとの境界よりも前記シュラウド４２の上流側に突出する主翼基端部４１Ｂと、を有する。
　上記構成によれば、クリアランスＣＬを通過してシュラウド４２の内側に流れ込む漏れ流れＦｌを、径方向のより内側の領域で捕捉することができる。このため、漏れ流れＦｌに含まれる旋回成分は当該主翼基端部４１Ｂに案内されることで減少する。その結果、主翼４１に対する流れの流入角が適正化され、流れの剥離を生じる可能性を低減することができる。
（２）第２の態様に係る天井埋込型空調１００では、前記主翼基端部４１Ｂの前記前縁Ｅ２は、前記シュラウド４２との接続部から前記シュラウド４２の下流側に向かうに従って該シュラウド４２から立ち上がるように延びて、前記主翼本体４１Ａの前縁Ｅ１ｂに接続されている。
　上記構成によれば、主翼基端部４１Ｂで捕捉した漏れ流れＦｌを主翼本体４１Ａ側に円滑に導くことができるため、流速及び流量の分布を主翼４１の全域にわたって平準化することができる。
（３）第３の態様に係る天井埋込型空調１００では、前記軸線Ａｃ方向における前記主翼基端部４１Ｂの前記シュラウド４２からの突出高さは、径方向における前記クリアランスＣＬの寸法の１倍から２倍である。
　上記構成によれば、例えば主翼基端部４１Ｂが極度に大きい場合に生じる主流Ｆｍへの阻害が抑制され、漏れ流れＦｌのみに対して安定的に流れ方向の適正化を図ることができる。
（４）第４の態様に係る天井埋込型空調１００は、周方向に隣り合う前記主翼４１同士の間に設けられて、前記シュラウド４２から立ち上がるリブ翼４１Ｒをさらに有する。
　上記構成によれば、漏れ流れＦｌによるシュラウド４２側の流量増加分を、当該リブ翼４１Ｒによって分散させ、主翼４１に安定的に導くことができる。
（５）第５の態様に係る天井埋込型空調１００では、前記リブ翼４１Ｒの前縁Ｅ２ｒは、前記主翼基端部４１Ｂと同様の位置まで前記シュラウド４２の上流側に延びている。
　上記構成によれば、クリアランスＣＬを通過してシュラウド４２の内側に流れ込む漏れ流れＦｌを、径方向のより内側の領域で捕捉することができる。このため、漏れ流れＦｌに含まれる旋回成分はリブ翼４１Ｒに案内されることで減少する。その結果、リブ翼４１Ｒを経て主翼４１に向かう流れの流入角が適正化され、流れの剥離を生じる可能性を低減することができる。
（６）第６の態様に係る天井埋込型空調１００では、前記リブ翼４１Ｒの前縁Ｅ２ｒは、前記シュラウド４２との接続部から前記シュラウド４２の下流側に向かうに従って該シュラウド４２から立ち上がるように延びている。
　上記構成によれば、リブ翼４１Ｒが捕捉した漏れ流れＦｌの流れ方向を当該リブ翼４１Ｒによって安定的に案内することができる。
（７）第７の態様に係る天井埋込型空調１００では、前記軸線Ａｃ方向における前記リブ翼４１Ｒの前記シュラウド４２からの突出高さは、径方向における前記クリアランスＣＬの寸法の１倍から２倍である。
　上記構成によれば、例えばリブ翼４１Ｒが極度に大きい場合に生じる主流Ｆｍへの阻害が抑制され、漏れ流れＦｌのみに対して安定的に流れ方向の適正化を図ることができる。
（８）第８の態様に係る天井埋込型空調１００では、前記リブ翼４１Ｒ´は、前記シュラウド４２の延びる方向において、前縁Ｅ２ｒから前記主翼基端部４１Ｂの５０～９０％の長さにわたって延びている。
　上記構成によれば、リブ翼４１Ｒ´が発生させる粘性散逸が抑制され、ターボファン４によって圧送される空気の流れの粘性分布を均一化することができる。
　本開示によれば、より一層効率が向上した遠心圧縮機を提供することができる。
１００　天井埋込型空調
１　ケーシング
１Ａ　パネル
１Ｂ　キャビネット
１Ｓ　底面
２　モータ
３　主板
４　ターボファン
５　熱交換器
６　ベルマウス
６Ｓ　外周面
１１　パネル本体
１１Ａ　吸込口
１１Ｂ　吹出口
１２　グリル
２１　モータ本体
２２　出力軸
３１　底板部
３２　下部テーパ部
３３　円筒板部
３４　円盤板部
３５　上部テーパ部
３６　上板部
４１　主翼
４１Ａ　主翼本体
４１Ｂ　主翼基端部
４１Ｒ　リブ翼
４２　シュラウド
４２Ｓ　シュラウド内周面
Ａｃ　軸線
ＣＬ　クリアランス
Ｄｓ　シュラウド方向
Ｅ１ａ　本体前縁鉛直部
Ｅ１ｂ　本体前縁傾斜部
Ｅ２　基端部前縁
Ｅ２ｒ　リブ翼前縁
Ｅ３　本体後縁
Ｅ４　基端部後縁
Ｅ４ｒ　リブ翼後縁
Ｆｌ　漏れ流れ
Ｆｍ　主流
Ｒａ　リブ翼上端

Claims (8)

  1. 　軸線を囲う筒状をなすベルマウスと、
    　該ベルマウスの軸線方向一方側の端部を外周側から囲うことでクリアランスを形成するとともに、軸線方向一方側に向かうに従って径方向外側に向かうように上流側から下流側に延びるシュラウドと、
    　該シュラウドの軸線方向一方側に対向する主板と、
    　前記シュラウドと主板にわたって設けられて、周方向に間隔をあけて複数が配列された主翼と、
    　を備え、
    　前記主翼は、
    　前記主板側の部分である主翼本体と、
    　該主翼本体に連なる前記シュラウド側の部分であって、前縁が前記主翼本体との境界よりも前記シュラウドの上流側に突出する主翼基端部と、
    を有する遠心圧縮機。
  2. 　前記主翼基端部の前記前縁は、前記シュラウドとの接続部から前記シュラウドの下流側に向かうに従って該シュラウドから立ち上がるように延びて、前記主翼本体の前縁に接続されている請求項１に記載の遠心圧縮機。
  3. 　前記軸線方向における前記主翼基端部の前記シュラウドからの突出高さは、径方向における前記クリアランスの寸法の１倍から２倍である請求項１又は２に記載の遠心圧縮機。
  4. 　周方向に隣り合う前記主翼同士の間に設けられて、前記シュラウドから立ち上がるリブ翼をさらに有する請求項１から３のいずれか一項に記載の遠心圧縮機。
  5. 　前記リブ翼の前縁は、前記主翼基端部と同様の位置まで前記シュラウドの上流側に延びている請求項４に記載の遠心圧縮機。
  6. 　前記リブ翼の前縁は、前記シュラウドとの接続部から前記シュラウドの下流側に向かうに従って該シュラウドから立ち上がるように延びている請求項４又は５に記載の遠心圧縮機。
  7. 　前記軸線方向における前記リブ翼の前記シュラウドからの突出高さは、径方向における前記クリアランスの寸法の１倍から２倍である請求項４から６のいずれか一項に記載の遠心圧縮機。
  8. 　前記リブ翼は、前記シュラウドの延びる方向において、前縁から前記主翼基端部の５０～９０％の長さにわたって延びている請求項４から７のいずれか一項に記載の遠心圧縮機。
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