JP2006328991A

JP2006328991A - 軸流送風機の吸込流路及び軸流送風機

Info

Publication number: JP2006328991A
Application number: JP2005150458A
Authority: JP
Inventors: Eiji Mori; 森　　英二
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2005-05-24
Filing date: 2005-05-24
Publication date: 2006-12-07

Abstract

【課題】中間ケーシングに圧力のばらつきがなく流体を流入させる軸流送風機の吸込経路及び軸流送風機を提供すること。
【解決手段】上方側に設けられた第１開口で上流側ダクトに接続し、水平方向側に設けられた第２開口で中間ケーシングに接続した吸込みケーシングと、前記上流側ダクトから分岐して前記吸込みケーシングに設けられた少なくとも一の第３開口へ接続する少なくとも一の分岐管と、を具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は軸流送風機の吸込流路及び軸流送風機に関する。

静翼の設けられた中間ケーシングと、その中間ケーシングの内部に設置された動翼を備えた軸車と、その中間ケーシングの上流側の吸込口に接続した吸込ケーシングと、を備えた軸流送風機が知られている。このような軸流送風機において、吸込ケーシングは上方を向く開口によって上流ダクトと接続している。軸車を回転させることにより、中間ケーシング内に流体を吸込もうとする力が発生する。これにより、その上流ダクトから吸込ケーシングに流体が流入する。その流体は、吸込ケーシングによって流れの向きを水平方向に変えられて中間ケーシングに吸込まれる。中間ケーシングに吸込まれた流体は圧縮されて、中間ケーシングの下流側に設けられた吐出ケーシングより下流側ダクトに吐出される。

上述のような軸流送風機においては、吸込ケーシングから中間ケーシングへ流入する流体の圧力が、中間ケーシングと直交する方向においては均一であることが空力性能の観点から望ましい。

しかしながら、上方から下方へ流入した流体の流れを吸込みケーシングにて水平方向へ直角に曲げる為に、吸込ケーシング内の圧力損失及び流れの偏りが生じ、軸流送風機の空力設計が劣化することがある。このような圧力及び流速のばらつきを低減する為には、吸込みケーシングを巨大化させる必要があった。

よって、中間ケーシングに圧力及び流速のばらつきがなく流体を流入させる技術の提供が望まれている。

上記と関連して、特許文献１は、吸込口を翼列の入口側に、しかも回転軸と直交するように設けた吸込ケーシングを備える軸流送風機において、前記翼列の途中段の気体流路に連通する抽気孔を設け、この抽気孔より抽出された圧気を前記吸込口の反入口側に注入するように構成したことを特徴とする軸流送風機、を開示している。

また、上記と関連して、特許文献２は、一端開口を上流ダクトに接続され、他端開口をファンケーシングに接続された吸込ケーシングと、ファン動翼の上流側軸心に軸心をもつように配設された吸込口内筒からなる軸流送風機の吸込流路において、上記吸込ケーシングのある断面部の流路直径を、ファン動翼先端直径よりも小さく形成し、該断面部と上流ダクト及びファンケーシングとの接続部近傍とを緩やかに直径の増大する流路で連結し、かつ上記断面部の吸込流路断面積の大きさを、ファン動翼の通路断面積の大きさ以上に設定してなることを特徴とする軸流送風機の吸込流路、を開示している。

しかしながら、上述の技術では未だ流体の圧力及び流速のばらつきが生じることがあった。
特開昭５６−１３５７９８号公報特開昭５４−１１１１０９号公報

即ち本発明の目的は、中間ケーシングに流入する流体の圧力及び流速のばらつきを更に低減する軸流送風機の吸込流路及び軸流送風機を提供することである。

以下に、［発明の実施の形態］で使用される番号・符号を用いて、課題を解決する為の手段を説明する。これらの番号・符号は［特許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］の記載との対応関係を明らかにする為に付加されている。但し、付加された番号・符号は［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。

本発明に係る軸流送風機の吸込流路（１０）は、
上方側に設けられた第１開口（１）で上流側ダクト（２）に接続し、水平方向側に設けられた第２開口（３）で中間ケーシング（４）に接続した吸込みケーシング（５）と、
上流側ダクト（２）から分岐して吸込みケーシング（５）に設けられた少なくとも一の第３開口（６）へ接続する少なくとも一の分岐管（７）と、
を備える。
このように、分岐管（７）を設けることにより、上流側ダクト（２）から吸込みケーシング（５）へ流入する流体において、第１開口（１）を介した流れに加え、分岐管（７）を介した流れが発生する。流入の流れが複雑化することにより、吸込みケーシング内における流体の圧力及び流速が均一化される。よって、中間ケーシング（４）へ圧力及び流速のばらつきがなく流体を流入させることができる。

本発明に係る軸流送風機の吸込流路（１０）において、
分岐管（７）の数は２本である。
分岐管（７）作成に要する経済的コスト及び流体の整流化の観点から、分岐管（７）の本数は２本であることが好ましい。

本発明に係る軸流送風機の吸込流路（１０）において、
第３開口（６）が設けられた高さは、第２開口（３）が設けられた部分の高さ内であって、中間ケーシング（４）に挿通する軸車（８）の中心軸よりも上側、である。
第１開口（１）を介して上流側ダクト（２）から吸込みケーシング（５）へ流入する流体の流れは、第１開口（１）に近い吸込みケーシング（５）の上部において流量が多くなる。よって、吸込みケーシング（５）内の上側部分であり且つ第１開口（１）の下部にあたる部分におけるほど、流体の圧力が高く、速度が速くなる傾向にある。第３開口（６）を吸込みケーシング（５）の上側に設けることにより、第１開口（１）付近の流量を減らし、吸込みケーシング（５）内において圧力の低い部分及び速度の遅い部分に分岐管（７）を介した流体の流れを作ることができる。よって、第１開口（１）付近と比較して圧力が低く、流速が遅くなる傾向にある±Ｚ側部分の圧力及び流速を、分岐管（７）を介した流体の流れにより補填し、吸込みケーシング（５）内の上下における圧力及び流速のばらつきを更に均一化させることができる。

本発明に係る軸流送風機の吸込流路（１０）において、
第３開口（６）は、上流側ダクト（２）から吸込みケーシング（５）方向と、吸込みケーシング（５）から中間ケーシング方向（４）と、の双方に垂直な二つの方向側に一づつ設けられている。圧力及び流速のばらつきを更に均一化させる観点から、第３開口（６）がこのような方向に２箇所に設けられていることが好ましい。

本発明に係る軸流送風機の吸込流路（１０）において、
第３開口（６）の中心から軸車（８）の中心軸線への垂線と、水平平面と、が形成する角度は３０°である。圧力及び流速のばらつきを更に均一化させる観点から、第３開口（６）がこのような位置に設けられることが好ましい。

本発明に係る軸流送風機（２０）は、
本発明に係る軸流送風機の吸込流路（１０）と、
中間ケーシング（４）と、
軸車（８）と、
中間ケーシング（４）の下流側に接続した吐出ケーシング（９）と、
を備える。

本発明に依れば、中間ケーシングに流入する流体の圧力及び流速のばらつきを更に低減した軸流送風機の吸込流路及び軸流送風機が提供される。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について、以下に図面を参照して説明する。

図１は本実施の形態に係る軸流送風機の概略的な構成を示す断面図である。本実施の形態に係る軸流送風機２０は、上流側ダクト２からの流体である気体を受け入れる吸込みケーシング５と、上流側ダクト２から分岐して吸込みケーシング５へ接続する二本の分岐管７と、吸込みケーシング５から気体を吸込む中間ケーシング４と、中間ケーシング４から気体を受け入れて下流側ダクト１１へ吐出する吐出ケーシング９と、中間ケーシング４の内部に挿通した軸車８と、を備えている。

中間ケーシング４は筒状であり水平方向に平行に配置されている。中間ケーシング４の内部には静翼１２が設けられている。中間ケーシング４には軸車８が挿通されている。軸車８には動翼１７が設けられている。軸車８を回転させることにより、中間ケーシング４の内部へ気体が流れ込もうとする力が発生し、中間ケーシング４の内部にて気体が圧縮される。

中間ケーシング４の吸込み側は、吸込みケーシング５に設けられた第２開口３部分にて吸込みケーシング５と接続している。吸込みケーシング５の他端は上方を向いて開口した第１開口１が設けられており、第１開口１を介して上流側ダクト２と接続している。また、吸込みケーシング５には、上流側ダクト２から分岐して吸込みケーシングへ接続する二本の分岐管７が設けられている。

中間ケーシング４の下流側は吐出ケーシング９に接続されている。吐出ケーシング９は下流側ダクト１１と接続されており、中間ケーシング４より流入した気体は、吐出ケーシング９を介して下流側ダクト１１へ流入する。

図２は図１のＩ‐Ｉ平面による断面図である。二本の分岐管７は、吸込みケーシング５において、上流側ダクト２から吸込みケーシング５方向（図中、−Ｙ方向）と吸込みケーシング５から中間ケーシング４方向（図１中、＋Ｘ方向）との双方に垂直な二つの方向（図中、±Ｚ方向）側に設けられた二つの第３開口６に夫々接続されている。また、第３開口６が設けられた位置の高さは、第２開口３が設けられた位置の上下の範囲内であり、且つ、軸車８の中心軸線１４よりも高い位置に設けられていることが好ましい。このような位置に第３開口６が設けられた吸込ケーシング５は、第３開口６が設けられていない吸込ケーシング、中心軸線１４より低い位置に第３開口６が設けられた吸込みケーシング、及び第１開口１にガイドベーンが設けられた吸込ケーシング、と比較して吸込ケーシング５内部の圧力損失、及び流れの偏りが低減される。また、第３開口６は点１３を含むように設けられていることが好ましい。ここで、点１３は、点１３から軸車８の中心軸線１４への垂線１５と水平平面１６とが形成する角度が３０°となる点である。

上述のような構成を有する軸流送風機２０において、軸車８を回転させる。これにより、気体が上流側ダクト２から第１開口１及び二本の分岐管７を介して吸込みケーシング５へ流入する。吸込みケーシング５へ流入した気体は第２開口３を介して中間ケーシング４へ流入し、中間ケーシング４内にて圧縮される。中間ケーシング４で圧縮された気体は吐出ケーシング９へ送られ、更に、吐出ケーシング９より下流側ダクト９へ吐出される。

本発明に係る軸流送風機２０においては、分岐管７を設けることによって、吸込みケーシング５内における気体の圧力が均一化される。よって、中間ケーシング４へ、気体の圧力及び流速が均一化された状態で気体が吸込まれる。即ち、吸込みケーシング５内における圧力損失及び偏流が低減でき、中間ケーシング４へ圧力及び速度が均一化された気体を流入させることができる。

更に、分岐管７を２本、吸込みケーシング５の上側の±Ｚ方向側に接続することにより、気体の圧力が低く、流速が遅くなる傾向にある部分に選択的に気体の流れを加えることができる。これにより、吸込みケーシング５内の圧力及び流速が更に均一化できる。即ち、吸込みケーシング５内における圧力損失が更に低減でき、中間ケーシング４へ圧力が更に均一化された気体を流入させることができる。

上述のように、吸込みケーシング５内の圧力損失を、小型の吸込みケーシング５のまま大型の吸込みケーシング５と同等にできることから、吸込みケーシング５の小型化が実現でき、軽量化が可能である。

第１の実施形態に係る軸流送風機の断面図図１のＩ‐Ｉ平面による断面図である。

符号の説明

１第１開口
２上流側ダクト
３第２開口
４中間ケーシング
５吸込みケーシング
６第３開口
７分岐管
８軸車
９吐出ケーシング
１０軸流送風機の吸込流路
１１下流側ダクト
１２静翼
１３点
１４中心軸線
１５垂線
１６水平平面
１７動翼
２０軸流送風機

Claims

上方側に設けられた第１開口で上流側ダクトに接続され、水平方向側に設けられた第２開口で中間ケーシングに接続される吸込みケーシングと、
前記上流側ダクトから分岐して前記吸込みケーシングに設けられた少なくとも一の第３開口へ接続される少なくとも一の分岐管と、
を具備する
軸流送風機の吸込流路。
請求項１に記載された軸流送風機の吸込流路であって、
前記分岐管の数は２本である
軸流送風機の吸込流路。
請求項１又は２に記載された軸流送風機の吸込流路であって、
前記中間ケーシングには軸車が挿通されており、
前記第３開口が設けられた位置の高さは、前記第２開口が設けられた位置の上下の範囲内であって、前記軸車の中心軸よりも上側、である
軸流送風機の吸込流路。
請求項３に記載された軸流送風機の吸込流路であって、
前記第３開口は、前記上流側ダクトから前記吸込みケーシング方向と、前記吸込みケーシングから前記中間ケーシング方向との双方に垂直な二つの方向側に一づつ設けられている
軸流送風機の吸込流路。
請求項４に記載された軸流送風機の吸込流路であって、
前記第３開口は、前記軸車の中心軸線への垂線と水平平面とが成す角度が３０°となる点、を含む位置に開口している
軸流送風機の吸込流路。
請求項１乃至５のいずれかに記載された軸流送風機の吸込流路と、
前記中間ケーシングと、
前記軸車と、
前記中間ケーシングの下流側に接続した吐出ケーシングと、
を具備した
軸流送風機。