JPS643839Y2 - - Google Patents
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- JPS643839Y2 JPS643839Y2 JP1984131229U JP13122984U JPS643839Y2 JP S643839 Y2 JPS643839 Y2 JP S643839Y2 JP 1984131229 U JP1984131229 U JP 1984131229U JP 13122984 U JP13122984 U JP 13122984U JP S643839 Y2 JPS643839 Y2 JP S643839Y2
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
産業上の利用分野
本考案は、軸流送風機の性能改善の技術分野で
利用される。[Detailed Description of the Invention] Industrial Application Field The present invention is used in the technical field of improving the performance of axial flow blowers.
従来の技術
従来行なわれている軸流フアンの性能改善手段
について、第４図、第５図および第３ａ図ないし
第３ｄ図を用いて概略説明する。BACKGROUND OF THE INVENTION Conventional means for improving the performance of an axial flow fan will be briefly described with reference to FIGS. 4, 5, and 3a to 3d.
軸流フアンの失速を防止してその性能を改善す
る従来手法の例を第３ａ図ないし第３ｄ図に示
す。 Examples of conventional techniques for preventing stalling and improving the performance of axial fans are shown in Figures 3a-3d.
第３ａ図はサクシヨンリング１３による方法で
ある。図示のようにケーシング３の内側にサクシ
ヨンリングと呼ばれる円筒リング１３を動翼２の
直前に配設しておく。このようにすると動翼先端
部に生ずる逆流はケーシング３とサクシヨンリン
グ１３との間に吸い込まれ、逆流域の半径方向へ
の拡がりが防止される。 FIG. 3a shows a method using a suction ring 13. As shown in the figure, a cylindrical ring 13 called a suction ring is disposed inside the casing 3 immediately in front of the rotor blade 2. In this way, the backflow generated at the tip of the rotor blade is sucked between the casing 3 and the suction ring 13, and the backflow area is prevented from expanding in the radial direction.
第３ｂ図はサクシヨンリング１３′とケーシン
グ３との間にフイン１５を形成した、いわゆるセ
パレータ１９による方式のものである。この方式
の性能を第４図に示し、第５ａ図および第５ｂ図
について前述のサクシヨンリング方式と比較して
後述する。 FIG. 3b shows a system using a so-called separator 19 in which fins 15 are formed between the suction ring 13' and the casing 3. The performance of this system is shown in FIG. 4, and will be described later in comparison with the suction ring system described above with reference to FIGS. 5a and 5b.
第３ｃ図はサクシヨンバイパス方式である。こ
れは動翼２の直前に吸入開口を有し、それより上
流側に流れ込み開口を有するバイパス１６をケー
シング３に形成したものである。これは動翼外周
の翼前縁をまわる循環流れを吸取つて半径流れを
増大させようとするものである。 FIG. 3c shows a suction bypass system. This has a suction opening just before the rotor blade 2, and a bypass 16 formed in the casing 3, which has a flow opening on the upstream side thereof. This is intended to increase the radial flow by absorbing the circulating flow around the leading edge of the rotor blade.
さらに、第３ｄ図はエアセパレータ方式を示す
ものである。これは図示のように動翼２の直前の
ケーシング３に溝を形成して、この溝にサクシヨ
ンリング１３をかぶせて上述と同じようなバイパ
スを形成せしめ、このバイパス内にフイン１５を
設けてなる構造のものである。 Furthermore, FIG. 3d shows an air separator system. As shown in the figure, a groove is formed in the casing 3 just in front of the rotor blade 2, a suction ring 13 is placed over this groove to form a bypass similar to that described above, and a fin 15 is provided within this bypass. The structure is as follows.
なお、上述の各図において、実線矢印は流れ方
向、符号１７は案内羽根を示す。 In addition, in each of the above-mentioned figures, the solid line arrow shows the flow direction, and the code|symbol 17 shows a guide vane.
本考案で対象とするのは上記第３ａ図から第３
ｄ図のものの改良で、ここではこれらを一括して
吸込装置と呼称する。 This invention targets the above-mentioned figures 3a to 3.
This is an improvement on the one shown in Figure d, and here they are collectively referred to as a suction device.
セパレータの作動機構についてさらに述べる。
第５ａ図は動翼２にサクシヨンリング１３を付け
た場合を示し、第５ｂ図はセパレータ１９を付け
た場合を示す。いずれも全失速状態を流線を示し
ている。サクシヨンリングの場合の動翼流れ込み
側への逆流は大きな周方向速度成分を持つてお
り、ケーシング近くの主流に再び流れ込んで動翼
翼素への迎え角を減少させる方向に予旋転を与え
るが、これは動翼後方の全圧のスパン方向分布を
均一化する働きをする。 The operating mechanism of the separator will be further described.
5a shows a case where a suction ring 13 is attached to the moving blade 2, and FIG. 5b shows a case where a separator 19 is attached. In both cases, a streamline indicates a full stall state. In the case of a suction ring, the reverse flow toward the inflow side of the rotor blade has a large circumferential velocity component, and flows back into the mainstream near the casing, giving a pre-rotation in the direction of reducing the angle of attack on the rotor blade element. This serves to equalize the spanwise distribution of the total pressure behind the rotor blades.
一方、セパレータ１９を付けた場合の逆流（第
５ｂ図）は、サクシヨンリング１３′とケーシン
グ３の間にあるフイン１５によつて大きな周方向
速度成分をり除かれ、整流された後に再び流れ込
まれるから、動翼２への主流に予旋転を与えない
ので、スパン方向に大きな全圧こう配が生じる。
このためセパレータを付けた場合には動翼後方の
ボス近くにも逆流が発生するようになり、流れは
二つの逆流うずの間を通り抜けるように流れ、遠
心効果が著しくなつている。 On the other hand, when the separator 19 is attached, the backflow (Fig. 5b) has a large circumferential velocity component removed by the fins 15 between the suction ring 13' and the casing 3, and then flows back into the flow after being rectified. Because of this, no pre-rotation is imparted to the main flow to the rotor blades 2, resulting in a large total pressure gradient in the span direction.
For this reason, when a separator is attached, backflow also occurs near the boss at the rear of the rotor blade, and the flow passes between two backflow vortices, resulting in a significant centrifugal effect.
上記セパレータを含む吸込装置の原理及び効果
については第５ａ図、第５ｂ図及び第４図に示
す。主な原理としては、前述のようにフアンの失
速点付近で動翼先端に逆流が生ずるのであるが、
この翼端逆流を吸込装置が吸い込み、安定した循
環流にしてやること（第５ａ図、第５ｂ図）によ
り、失速点以降での性能を著しく悪化させず、性
能の右上り特性（不安定）の発生を防ぐ（第４
図）ことにある。右上り特性がサージングの原因
となることは周知の通りである。 The principle and effects of the suction device including the separator are shown in FIGS. 5a, 5b, and 4. The main principle is that, as mentioned above, reverse flow occurs at the tip of the rotor blade near the stall point of the fan.
By sucking in this blade tip backflow and making it into a stable circulation flow (Figures 5a and 5b), performance after the stall point does not deteriorate significantly and the upward trend (unstable) characteristic of performance is prevented. Preventing outbreaks (Part 4)
Figure) Especially. It is well known that the upward-sloping characteristic causes surging.
これらの吸込装置の特徴を通観すると、
(a) サクシヨンリング及び(b)セパレータはフアン
の主流通路に突出しているため効果は確実と思
われるが、主流を妨げ失速以外でのフアン性能
を損う（効率低下）、また、サクシヨンデバイ
ス上流側開口への上流からの主流の流れ込みに
より、安定した逆流渦を形成させにくい。 A quick look at the characteristics of these suction devices shows that (a) the suction ring and (b) the separator protrude into the main flow path of the fan, so they seem to be effective, but they block the main flow and impede fan performance in situations other than stalling. In addition, it is difficult to form a stable countercurrent vortex due to the flow of the mainstream from upstream into the upstream opening of the suction device.
(c) サクシヨンバイパスはバイパスのスリツトが
ケーシングに同一平面をなしているため、通常
性には良いが、失速時に翼端逆流を吸い込み、
渦として安定循環させる力は弱い。(c) In the suction bypass, the bypass slit is flush with the casing, so it is good for normal operation, but it sucks backflow from the tip during a stall.
The power to circulate stably as a vortex is weak.
(d) エアセパレータは動翼先端に対向しているケ
ーシングの一部をスリツトとしているため、効
果は確実と思われるが、通常時にも大きな循環
流が生じ、フアン性能を低下させる恐れがあ
る。すなわち、フアンの仕事の一部が循環に費
やされるからである。(d) The air separator has a slit in the part of the casing facing the rotor blade tip, so it seems to be effective, but there is a risk that a large circulating flow will occur even under normal conditions, reducing fan performance. That is, part of Juan's work is spent on circulation.
考案が解決しようとする問題点
本考案は、フアンの性能にほとんど影響せず
に、上記吸込装置の効果を発揮、向上させること
にある。Problems to be Solved by the Invention The object of the invention is to exhibit and improve the effectiveness of the suction device without substantially affecting the performance of the fan.
問題点を解決するための手段
本考案は、上述の問題を解決することを目的と
するもので、動翼の直上流側で拡径したフアンケ
ーシングとの間に前記動翼からの逆流のバイパス
路を形成するように、上流側と下流側とを開口し
た、前記フアンケーシング拡径しない部分と同径
の仕切壁となる円環を配置し、前記バイパス路の
上流側開口部の直上流側に主流に対して下流側に
傾斜して流れを絞る円錐台状環を取付けたことを
特徴とする軸流フアンの失速防止機構にある。Means for Solving the Problems The present invention aims to solve the above-mentioned problems, and is designed to bypass the backflow from the rotor blades between the fan casing and the fan casing, which has an enlarged diameter immediately upstream of the rotor blades. A ring serving as a partition wall having an opening on the upstream side and the downstream side and having the same diameter as the portion of the fan casing that does not expand in diameter is arranged so as to form a passage, and a circular ring serving as a partition wall is arranged to form a partition wall on the upstream side and the downstream side of the bypass passage. The present invention provides a stall prevention mechanism for an axial flow fan, characterized in that a truncated conical ring is attached to the main stream to restrict the flow by tilting downstream with respect to the mainstream.
作 用
以上述べた手段によれば、円錐台状環の存在に
よつて上流からの流れは内側に絞り込まれて負圧
を発生し、バイパス路を流れる逆流を上流側開口
から吸い出すようにして逆流循環量をコントロー
ルする。Effect: According to the means described above, the flow from upstream is narrowed inward due to the presence of the truncated conical ring, generating negative pressure, and the reverse flow flowing through the bypass path is sucked out from the upstream opening, resulting in reverse flow. Control the amount of circulation.
実施例
次に、第１図および第２図を参照して本考案の
実施例について詳述する。Embodiment Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.
第１図より第２図において、符号１は軸流フア
ンロータ、２は動翼、３はフアンケーシングまた
はケーシング、４，５，６，７は上流側ケーシン
グの一部、８は円環、９は円錐台状環、１０は
溝、１１は円錐台状環９の先端、１２は静翼また
は案内羽根である。 From Fig. 1 to Fig. 2, the reference numeral 1 is an axial flow fan rotor, 2 is a moving blade, 3 is a fan casing or casing, 4, 5, 6, 7 are parts of the upstream casing, 8 is an annular ring, and 9 is a In the truncated conical ring, 10 is a groove, 11 is the tip of the truncated conical ring 9, and 12 is a stator vane or a guide vane.
ケーシング３は動翼２を周方向に覆う。４，
５，６、は各々動翼２より上流側の拡径したケー
シングの部分で、この拡径した部分４，５、に周
方向の溝１０を形成する。円環８は拡径しないケ
ーシングの部分３，７と同径の仕切壁をなすもの
で、溝１０の内側の一部を周方向に覆つてバイパ
ス路を形成している。その軸方向の位置は開口部
の幅すなわち下流側開口の幅w1及び上流側開口
の幅w2を適切に与えるようなものとする。円錐
台状環９はケーシング７の壁面から傾斜、突出し
て設けられる。この円錐台状環９はフアンの流れ
方向（→印）に図示の如くある程度傾斜している
が、その先端１１の直径DTはケーシング３及び
円環８の内径DF及びDRよりも小さいものとする。 The casing 3 covers the rotor blade 2 in the circumferential direction. 4,
5 and 6 are portions of the casing whose diameters are enlarged upstream from the rotor blades 2, and grooves 10 in the circumferential direction are formed in these enlarged diameter portions 4 and 5, respectively. The ring 8 forms a partition wall having the same diameter as the portions 3 and 7 of the casing whose diameter is not expanded, and covers a part of the inner side of the groove 10 in the circumferential direction to form a bypass path. Its axial position is such that it provides appropriate widths of the openings, ie, the downstream opening width w 1 and the upstream opening width w 2 . The truncated conical ring 9 is inclined and protrudes from the wall surface of the casing 7 . This truncated conical ring 9 is inclined to some extent in the flow direction of the fan (→ mark) as shown in the figure, but the diameter D T of its tip 11 is smaller than the inner diameters D F and D R of the casing 3 and the ring 8. shall be taken as a thing.
このような形で上流側ケーシングの部分４，
５，６、先端１１および円環８で囲まれた溝１０
で流路が形成される。 In this way, the upstream casing part 4,
5, 6, a groove 10 surrounded by a tip 11 and an annular ring 8
A flow path is formed.
この流路の作用は、吸込装置の作用について述
べたものとほとんど同じであるが、上流側の円錐
台状環９の存在が従来のものと異なる。この円錐
台状環９は上流側の流れを流線Ａで示すように内
側に絞り込み、先端１１で流出させる。このた
め、先端１１の裏の部分では負圧になり、流線９
の如く溝１０の内部から逆流が吸い出され、さら
にその結果として流線Ｃで示されるように主流の
一部が溝１０の中に吸い込まれる。このようにし
て円錐台状環９の作用で溝１０を通り抜けて下流
側から上流側に循環する安定な渦Ｂ＋Ｃが発生す
る。この渦の発生により通常時には動翼２の直前
のケーシングから境界層が取除かれ、動翼２の先
端での作動状態を良好にする。 The operation of this flow path is almost the same as that described for the suction device, but differs from the conventional one in the presence of the truncated conical ring 9 on the upstream side. This truncated conical ring 9 narrows the flow on the upstream side inward as shown by the streamline A, and causes it to flow out at the tip 11. Therefore, there is a negative pressure at the back of the tip 11, and the streamline 9
A backflow is sucked out from the inside of the groove 10 as shown in FIG. In this way, a stable vortex B+C that passes through the groove 10 and circulates from the downstream side to the upstream side is generated by the action of the truncated conical ring 9. The generation of this vortex normally removes the boundary layer from the casing immediately in front of the rotor blade 2, improving the operating condition at the tip of the rotor blade 2.
一方、失速に入り、先端逆流が生ずると、その
逆流は先端１１による負圧のためやはり溝１０の
中に吸い込まれ、同じメカニズムで円環８を周回
する渦となり、安定した流れパターンを形成す
る。円錐台状環９により上流から隔離されている
ため、主流とこの逆流渦の干渉は少なく、従つて
流れは安定である。 On the other hand, when a stall occurs and a tip backflow occurs, the backflow is also sucked into the groove 10 due to the negative pressure caused by the tip 11, and becomes a vortex that circulates around the ring 8 by the same mechanism, forming a stable flow pattern. . Since it is isolated from the upstream side by the truncated conical ring 9, there is little interference between the mainstream and this counterflow vortex, and the flow is therefore stable.
このように突出した円錐台状環９によつて強制
的に循環渦をつくつてあるため、ほんの多少圧力
損失は生ずるが、他の吸込装置に比し、これによ
るゆがみは小さく、流れの安定度も非常に優れて
いる。またDT＜DF及びDRなる条件のもとで、DR
をDTに対して適切に定めれば性能上も、失速対
策上も最良のものが得られるのである。一般に、
DFDRにするのが性能上は良い。 Since a circulating vortex is forcibly created by the protruding truncated conical ring 9, a slight pressure loss occurs, but compared to other suction devices, the distortion caused by this is small and the stability of the flow is improved. is also very good. Also, under the condition that D T <D F and D R , D R
If DT is appropriately determined for DT , the best result can be obtained both in terms of performance and stall countermeasures. in general,
In terms of performance, it is better to set it to D F D R.
これらの作用で、フアン性能に影響することが
少なく、かつ失速防止有効な吸込装置が得られ
る。 These effects provide a suction device that has little effect on fan performance and is effective in preventing stalling.
考案の効果
以上述べた本考案の構成によれば、循環流を静
翼に対して包み込むことができるため、逆流の影
響で性能を劣化することもなく、失束防止上極め
て有効である。Effects of the Invention According to the configuration of the present invention described above, since the circulating flow can be wrapped around the stationary blade, the performance is not deteriorated due to the influence of backflow, and it is extremely effective in preventing loss of flux.
第１図は本考案の一実施例を示す断面図、第２
図は本考案機構の上流の静翼を取付けた実施例の
断面図、第３ａ図イ，ロ、第３ｂ図イ，ロ、第３
ｃ図及び第３ｄ図は各々サクシヨンリング、セパ
レータ、サクシヨンバイパス、エアセパレータを
設けたものの説明図、第４図はセパレータを設け
ることにより失速点以降で性能を悪化させずに性
能の右上り特性（不安定）の発生を防ぐことを示
す図表、第５ａ図はサクシヨンリングを取付けた
場合の流れを示す説明図、第５ｂ図はセパレータ
を取付けた場合の流れ状態を示す説明図である。
１……軸流フアンロータ、２……動翼、３……
ケーシング、４，５，６，７……上流側ケーシン
グの部分、８……円環、９，９′……円錐台状環、
１０……溝、１１……円錐台状環の先端。
Fig. 1 is a sectional view showing one embodiment of the present invention;
The figures are cross-sectional views of an embodiment in which stator blades are installed upstream of the mechanism of the present invention, Figures 3a and 3b, Figures 3b and 3.
Fig. c and Fig. 3d are explanatory diagrams of a model equipped with a suction ring, a separator, a suction bypass, and an air separator, respectively, and Fig. 4 shows that by providing a separator, the performance can be improved without deteriorating the performance after the stall point. Figure 5a is an explanatory diagram showing the flow when a suction ring is installed, and Figure 5b is an explanatory diagram showing the flow state when a separator is installed. . 1... Axial flow fan rotor, 2... Moving blade, 3...
Casing, 4, 5, 6, 7... Upstream casing part, 8... Annular ring, 9, 9'... truncated conical ring,
10... Groove, 11... Tip of truncated conical ring.
Claims (1)
の間に前記動翼からの逆流のバイパス路を形成す
るように、上流側と下流側とを開口した、前記フ
アンケーシング拡径しない部分と同径の仕切壁と
なる円環を配置し、前記バイパス路の上流側開口
部の直上流側に主流に対して下流側に傾斜して流
れを絞る円錐台状環を取付けたことを特徴とする
軸流フアンの失速防止機構。 The upstream side and the downstream side are opened so as to form a bypass path for reverse flow from the rotor blade between the fan casing and the fan casing whose diameter is expanded immediately upstream of the rotor blade, and the fan casing is the same as the portion where the diameter is not expanded. A circular ring serving as a diameter partition wall is arranged, and a truncated conical ring is installed immediately upstream of the upstream opening of the bypass passage to incline downstream with respect to the mainstream and narrow the flow. Stall prevention mechanism for axial flow fans.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1984131229U JPS643839Y2 (en) | 1984-08-31 | 1984-08-31 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1984131229U JPS643839Y2 (en) | 1984-08-31 | 1984-08-31 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6149000U JPS6149000U (en) | 1986-04-02 |
| JPS643839Y2 true JPS643839Y2 (en) | 1989-02-01 |
Family
ID=30689823
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1984131229U Expired JPS643839Y2 (en) | 1984-08-31 | 1984-08-31 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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-
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- 1984-08-31 JP JP1984131229U patent/JPS643839Y2/ja not_active Expired
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