JP2015075034A - 空気機械 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】空気機械は、メインケーシングの内部に配置され、軸線を中心として回転するように構成された動翼と、軸線の方向とは異なる吸込方向にて流れて来る流体を入口に流入させるように構成された吸込ケーシングと、動翼よりも上流にて流体の流れを旋回流へと整流するように構成された少なくとも1つの増速翼列とを備える。少なくとも1つの増速翼列は、流体の流れ方向にて最上流に位置するように構成された上流増速翼列を含み、上流増速翼列は、軸線の周方向に配列された複数の上流増速翼からなり、複数の上流増速翼のスタッガ角及びキャンバ角は、軸線の周方向にて非一様に設定されている。
【選択図】図5
Description
図1の送風機は多段軸流ブロワであって、例えば高炉用送風機として用いることができる。送風機は、メインケーシング10、吸込ケーシング12、吐出ケーシング14、回転軸16、駆動装置18、動翼20、及び、少なくとも1つの入口案内翼列(増速翼列)22を有する。
BLE=THLE0×(−sinTH)
BTE=THTE0
A=BLE+BTE
KS=(KS0+BLE0)×A/A0−BLE
なお、上記の計算式は、以下の仮定の上で成立する関係を表す概略式である。
・入口流入角が周方向位置に対して図8に示す正弦波で変化している。
・入口流入角の振幅の中心値(平均値)はゼロである(すなわち、0゜及び180゜位置における入口流入角はゼロである)。
・入口メタル角は入口流入角に一致するよう設定する。
・出口流出角度は出口メタル角と一致する(流出偏差角がない)。
なお、基準翼とは、周方向位置が0°の上流入口案内翼38aである。スタッガ角KSは上流入口案内翼38aの入口メタル角BLE及び出口メタル角BTEの値に加え、上流入口案内翼38aの最大矢高位置に応じて決定される。通常、最大矢高位置は周方向に全て同じ(翼プロファイルが同じ)に設定されるので、周方向位置のどこか一箇所(基準位置)のスタッガ角KSを決定すれば、全ての上流入口案内翼38aのスタッガ角KSが定まる。
幾つかの実施形態では、流体の入口流入角THLEの位相と入口メタル角BLEの位相を一致させているが位相差を設けてもよい。
なおこの構成では、スタッガ角KS及びキャンバ角Aは、回転角THの増加に従って正弦波に沿って増減していなくてもよい。
なおこの構成では、スタッガ角KS及びキャンバ角Aは、回転角THの増加に従って正弦波に沿って増減していなくてもよい。
なおこの構成では、スタッガ角KS及びキャンバ角Aは、回転角THの増加に従って正弦波に沿って増減していなくてもよい。
図5(a),(b)及び図6と図9及び図10(a),(b)とを比較すれば明らかなように、基準入口メタル角BLE0等のパラメータは特に限定されることはなく、適宜選択可能である。
ここで、図12は、流入角THLEと圧力損失との関係を示すグラフであり、図13は、流入角THLEと後流の関係を説明するための図である。図12に示したように、入口流入角THLEが10°を超えるとソリディティLc/P(Lc:翼弦長Lc,P:翼配列ピッチ)にかかわらずに圧力損失が急激に大きくなる。これは、図13に示したように、流入角THLEが腹側に傾いている腹打ち状態の場合、上流入口案内翼38aによる流れの転向量が大きく、上流入口案内翼38a周辺で後流が大きくなるからである。これに対し流入角THLEが背側に傾いている背打ち状態の場合、後流はそれほど大きくならない。
なお、複数の上流入口案内翼38aのスタッガ角KS及びキャンバ角Aは、回転角THにて180°の周方向位置を中心として対称になるよう構成されているとは、180°の周方向位置から旋回方向及び反旋回方向にて等距離にある2つの上流入口案内翼38aのスタッガ角KS及びキャンバ角Aについて、絶対値が同じで符号が逆転していることをいう。
例えば、幾つかの実施形態では、出口メタル角BTEを基準出口流出角BTE0に一致させていたが、基準出口流出角BTE0と出口メタル角BTEの間に流出偏差角Dbを設けても良い。流出偏差角Dbは例えば、一般にCarterの式として知られる関係式:Db=mc・A・sg(sgはソリディティ、Aはキャンバ角、mcはスタッガ角の関数)等を用いて求めることができる。
最後に、本発明は、軸流ブロワのみならず軸流ファンにも適用可能であり、更に、遠心式の送風機にも適用可能である。更には、本発明は、動翼よりも上流に配置される増速翼列として静翼列を有するタービンにも適用可能であり、増速翼列を有する空気機械に適用可能である。なお、空気機械の作動流体は空気に限定されることはない。
10a 入口
10b 出口
12 吸込ケーシング
14 吐出ケーシング
16 回転軸
16a 軸線
18 駆動装置
20 動翼
22 入口案内翼列(増速翼列)
22a 上流入口案内翼列(上流増速翼列)
22b 下流入口案内翼列(下流増速翼列)
24 軸受
26 静翼
28 円筒状流路
30 ハブ
32 環状流路
34 ケーシング本体
34a 吸込口
34b 接続口
36 ダクト
38 入口案内翼(増速翼)
38a 上流入口案内翼(上流増速翼)
BLE 入口メタル角
BTE 出口メタル角
A キャンバ角
KS スタッガ角
THLE 入口流入角
THTE 出口流出角
THLE0 基準入口流入角振幅
THTE0 基準出口流出角
A0 基準キャンバ角
BLE0 基準入口メタル角
BTE0 基準出口メタル角
Claims (12)
- 入口及び出口を有するメインケーシングと、
前記メインケーシングの内部に配置され、前記入口を通る軸線を中心として回転するように構成された動翼と、
前記メインケーシングに接続される吸込ケーシングであって、前記軸線の方向とは異なる吸込方向にて流れて来る流体を受け入れるように構成された吸込口を有し、受け入れた流体を前記入口に流入させるように構成された吸込ケーシングと、
前記動翼よりも上流にて前記流体の流れを旋回流へと整流するように構成された少なくとも1つの増速翼列とを備え、
前記少なくとも1つの増速翼列は、前記流体の流れ方向にて最上流に位置するように構成された上流増速翼列を含み、
前記上流増速翼列は、前記軸線の周方向に配列された複数の上流増速翼からなり、
前記複数の上流増速翼のスタッガ角及びキャンバ角は、前記軸線の周方向にて非一様に設定されている
ことを特徴とする空気機械。 - 前記複数の上流増速翼の周方向位置を回転角で表すときに、前記回転角が0°の基準位置として、前記軸線と直交する面に前記吸込口が投影される位置を選択し、且つ、前記回転角の増加方向として前記旋回流の旋回方向を選択したときに、
前記複数の上流増速翼のうち少なくとも前記回転角が180°超360°未満の範囲に入る周方向位置に配置された上流増速翼のスタッガ角は、前記回転角の増加に従って第1の正弦波に沿って増減し、
前記複数の上流増速翼のうち少なくとも前記回転角が180°超360°未満の範囲に入る周方向位置に配置された上流増速翼のキャンバ角は、前記回転角の増加に従って前記第1の正弦波と180°の位相差を持つ第2の正弦波に沿って増減する
ように構成されていることを特徴とする請求項1記載の空気機械。 - 前記第1の正弦波及び前記第2の正弦波の振幅の中央値はそれぞれ零よりも大である
ことを特徴とする請求項2記載の空気機械。 - 前記複数の上流増速翼の周方向位置を回転角で表すときに、前記回転角が0°の基準位置として、前記軸線と直交する面に前記吸込口が投影される位置を選択し、且つ、前記回転角の増加方向として前記旋回流の旋回方向を選択したときに、
前記複数の上流増速翼のスタッガ角は、前記回転角が250°以上290°以下の範囲内で最小になり、
前記複数の上流増速翼のキャンバ角は、前記回転角が250°以上290°以下の範囲内で最大になる
ように構成されていることを特徴とする請求項1記載の空気機械。 - 前記複数の上流増速翼のうち前記回転角が70°以上110°以下の範囲に入る周方向位置に配置された上流増速翼のスタッガ角は、前記回転角が−20°以上20°以下の範囲及び160°以上200°以下の範囲に入る周方向位置に配置された上流増速翼のスタッガ角よりも大であり、
前記複数の上流増速翼のうち前記回転角が70°以上110°以下の範囲に入る周方向位置に配置された上流増速翼のキャンバ角は、前記回転角が−20°以上20°以下の範囲及び160°以上200°以下の範囲に入る周方向位置に配置された上流増速翼のキャンバ角よりも小であり、
前記複数の上流増速翼のうち前記回転角が250°以上290°以下の範囲に入る周方向位置に配置された上流増速翼のスタッガ角は、前記回転角が−20°以上20°以下の範囲及び160°以上200°以下の範囲に入る周方向位置に配置された上流増速翼のスタッガ角よりも小であり、
前記複数の上流増速翼のうち前記回転角が250°以上290°以下の範囲に入る周方向位置に配置された上流増速翼のキャンバ角は、前記回転角が−20°以上20°以下の範囲及び160°以上200°以下の範囲に入る周方向位置に配置された上流増速翼翼のキャンバ角よりも大である
ように構成されていることを特徴とする請求項4記載の空気機械。 - 前記複数の上流増速翼の周方向位置を回転角で表すときに、前記回転角が0°の基準位置として、前記軸線と直交する面に前記吸込口が投影される位置を選択し、且つ、前記回転角の増加方向として前記旋回流の旋回方向を選択したときに、
前記上流増速翼のキャンバ角は、前記回転角が180°以上270°未満の範囲では前記回転角の増加に従って増大するとともに、前記回転角が270°以上360°以下の範囲では前記回転角の増加に従って減少し、
前記上流増速翼のスタッガ角は、前記回転角が180°以上270°以下の範囲では前記回転角の増加に従って減少するとともに、前記回転角が270°以上360°以下の範囲では前記回転角の増加に従って増大する
ように構成されていることを特徴とする請求項1記載の空気機械。 - 前記上流増速翼のキャンバ角は、前記回転角が0°以上90°未満の範囲では前記回転角の増加に従って減少するとともに、前記回転角が90°以上270°未満の範囲では前記回転角の増加に従って増大し、
前記上流増速翼のスタッガ角は、前記回転角が90°以上270°未満の範囲では前記回転角の増加に従って減少するとともに、前記回転角が0°以上90°未満の範囲では前記回転角の増加に従って増大する
ように構成されていることを特徴とする請求項6記載の空気機械。 - 前記複数の上流増速翼の周方向位置を回転角で表すときに、前記回転角が0°の基準位置として、前記軸線と直交する面に前記吸込口が投影される位置を選択し、且つ、前記回転角の増加方向として前記旋回流の旋回方向を選択したときに、
前記複数の上流増速翼のうち前記回転角が0°超180°未満の範囲に入る周方向位置に配置される上流増速翼のスタッガ角は、前記回転角が180°超360°未満の範囲に入る周方向位置に配置される上流増速翼のスタッガ角よりも小であり、
前記複数の上流増速翼のうち前記回転角が0°超180°未満の範囲に入る周方向位置に配置される上流増速翼のキャンバ角は、前記回転角が180°超360°未満の範囲に入る周方向位置に配置される上流増速翼のキャンバ角よりも大である
ように構成されていることを特徴とする請求項1記載の空気機械。 - 前記複数の上流増速翼のうち、前記回転角が0°以上180°以下の範囲に入る周方向位置に配置される上流増速翼のスタッガ角及びキャンバ角はそれぞれ一定である
ことを特徴とする請求項1、2、3、4、6及び8のうち何れか一項に記載の空気機械。 - 前記少なくとも1つの増速翼列は、
前記上流増速翼列と、
前記流体の流れ方向にて前記上流増速翼列よりも下流に位置するように構成された下流増速翼列とを含み、
前記複数の上流増速翼を展開してみたとき、前記複数の上流増速翼のスタッガ角及びキャンバ角は、前記回転角にて180°の周方向位置を中心として対称になるよう構成されていることを特徴とする請求項1、2、3、4、6及び8のうち何れか一項に記載の空気機械。 - 前記少なくとも1つの増速翼列は、
前記上流増速翼列と、
前記流体の流れ方向にて前記上流増速翼列よりも下流に位置するように構成された下流増速翼列とを含み、
前記第1の正弦波及び前記第2の正弦波の振幅の中央値はそれぞれ零である
ことを特徴とする請求項2記載の空気機械。 - 前記少なくとも1つの増速翼列は、
前記上流増速翼列と、
前記流体の流れ方向にて前記上流増速翼列よりも下流に位置するように構成された下流増速翼列とを含み、
前記複数の上流増速翼は、前記回転角が180°以上360°以下の範囲に入る周方向位置にのみ配置されている
ことを特徴とする請求項1、2、3、6及び10のうち何れか一項に記載の空気機械。
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5135111A (ja) * | 1974-09-19 | 1976-03-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Jikuryufuan |
JPH10103002A (ja) * | 1996-09-30 | 1998-04-21 | Toshiba Corp | 軸流流体機械用翼 |
US20110164967A1 (en) * | 2008-09-29 | 2011-07-07 | Mtu Aero Engines Gmbh | Axial flow machine having an asymmetrical compressor inlet guide baffle |
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JPS5135111A (ja) * | 1974-09-19 | 1976-03-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Jikuryufuan |
JPH10103002A (ja) * | 1996-09-30 | 1998-04-21 | Toshiba Corp | 軸流流体機械用翼 |
US20110164967A1 (en) * | 2008-09-29 | 2011-07-07 | Mtu Aero Engines Gmbh | Axial flow machine having an asymmetrical compressor inlet guide baffle |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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