JPH02169892A - 渦流形ターボ機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、渦流形の真空ポンプ、圧縮機及びタービン等
、羽根車の回転と螺旋運動する流体との間でエネルギ変
換を行う渦流形ターボ機械の改良に関するものである。

（従来の技術） 従来より、この種の渦流形ターボ機械としては、例えば
、実開昭５６−７６１８８号公報に開示されているよう
に、多数の羽根を有する羽眼車をハウジング内に回転可
能に配置し、上記羽根車を駆動モータの駆動によって回
転させ、流体をハウジングの吸込口より該ハウジング内
の主流路に吸い込み、該主流路内において流体を主流路
の軸方向に螺旋運動させながら移送しつつ圧縮し、吐出
口よりハウジング外に吐出させるようにした圧縮機が知
られている。

この渦流形ターボ機械において、第５図に示すように、
ハブ（ａ）の外周面（ｂ）に多数の羽根（Ｃ）が放射状
に延設されて羽根車（ｄ）が形成され、該羽根（Ｃ）が
ハウジング（ｅ）内の主流路（ｆ）に臨んでいる。そし
て、上記羽根＜Ｃ＞は、ハブ（ａ）の外周面に亘って正
面視矩形状に形成されており、流体は羽根前縁（ｇ）の
根元より該羽根（ｃ）に流入し、ハブ外周面（ｂ）に倣
って流れ、羽根後縁（ｈ）より流出して再び羽根前縁（
ｇ）の根元より流入することになり、該動作を繰り返し
て螺旋運動するようにしているものがある。

（発明が解決しようとする課題） 上述した渦流形ターボ機械において、主流路（ｆ）内に
は、第６図に示すように、該主流路（ｆ）を吸込口（ｉ
）側の低圧側と、吐出口（ｊ）側の高圧側とに区画する
仕切部材（ｋ）が設けられると共に、該仕切部材（ｋ）
には上記羽根（Ｃ）が通る案内路（９）が形成されてい
る。

そして、上記仕切部材（ｋ）の両側方に吸込口（ｉ）と
吐出口（ｊ）とが開口しており、該吸込口（ｉ）より流
入して螺旋運動した流体は羽根後縁（ｈ）より流出し、
吐出口（ｊ）に流れるように成っている。

しかしながら、上記主流路（ｆ）内において、羽根後縁
（ｈ）から吐出口（ｊ）までは単なる空間であって何ら
の案内手段が設けられていないため、第５図及び第６図
（Ａ）に示すように、主流路（ｆ）の内周面に衝突など
して羽ｔＪＪ（ｃ）の先端近傍等において逆流する流体
が生じることになる。従って、上記羽根車後縁（ｈ）よ
り流出した流体が全てスムーズに吐出口（ｊ）に流れな
いので、円滑な流出が行われず、圧縮効率が悪いという
問題があった。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたもので、羽根の後
縁より流出した流体を吐出口に積極的に導くようにして
、流体がスムーズに吐出するようにし、圧縮効率の向上
を図ることを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、請求項（１）に係る発明が
講じた手段は、第１図〜第３図に示すように、先ず、流
体の吸込口（６１）及び吐出口（６２）が開設されると
共に、流体の主流路（２４）を形成する中空環状部（２
３）を有するハウジング（２）と、該ハウジング（２）
内に収納されるとともに、上記主流路（２４）に臨む複
数枚の羽根（３２）、　　（３２）、・・・が形成され
ていて、上記吸込口（６１）より主流路（２４）に流入
し該主流路（２４）内を螺旋運動して上記吐出口（６２
）より吐出する流体との間でエネルギを授受する羽根車
（３）とを備えた渦流形ターボ機械を対象としている。

そして、上記主流路（２４）には中空環状部（２３）の
吐ｔＨ口（６２）縁部より羽根（３２）、　　（３２）
、・・・の先端に近接する位置にかけて、羽根（３２）
、　　（３２）、・・・の後縁（３２ｂ）より流出した
最終回転の流体を吐出口（６２）に案内する案内部Ｉｆ
’（８）が設けられた構成としている。

また、請求項（２）に係る発明が講じた手段は、請求項
（１）の発明において、上記案内部材（８）は、横断面
略扇状に形成されて主流路（２４）の軸方向に延び、一
半径方向面が吐出口（６２）縁部より羽根（３２）、（
３２）、・・・の先端に近接する位置に亘る流体の案内
面（８１）に形成された構成としている。

（作用） 上記構成により、請求項（１）及び（２）に係る発明で
は、例えば羽根車（３）を回転すると、流体は主流路（
２４）内に吸込口（６１）より流入し、該主流路（２４
）内において、流体は羽根前縁（３２ａ）より該羽）艮
（３２）に流入し、羽）艮後縁（３２ｂ）より流出して
再び羽根（３２）に流入することになる。そして、上記
流体は羽＋ｆｔ（３２）により角運動エネルギを得て回
転しつつ主流路（２４）内を軸方向に流れ、この螺旋運
動により圧縮されて吐出口（６２）よりハウジング（２
）外に吐出することになる。

この流体の螺旋運動中において、吐出口（６２）の近傍
で最終回転する流体は羽根後縁（３２ｂ）より流出して
螺旋方向に吐出口（６２）に流れることになる。その際
、案内部材（８）が設けられているので、該案内部材（
８）に添って流体は羽根後縁（３２ｂ）より吐出口（６
２）に流れることになり、該吐出口（６２）よりハウジ
ング（２）外に吐出する。

（発明の効果） 従って、請求項（１）及び（２５に係る発明の渦流形タ
ーボ機械によれば、主流路（２４）内に流体を羽根（３
２）の後縁から吐出口（６２）に案内する案内部材（８
）を設けたために、羽根（３２）の後縁（３２ｂ）より
流出した最終回転の流体が逆流等を生起することなく吐
出口（６２）に流れるので、流体がスムーズに吐出され
ることになり、圧縮等の駆動効率を向上させることがで
きる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図及び第２図に示すように、（１）は渦流形ターボ
機械としての圧縮ポンプであって、気体等の各種流体を
螺旋状に移送しつつ圧縮して吐出するようにしている。

該圧縮ポンプ（１）はハウジング（２）内に羽根車（３
）が収納されて構成されており、該ハウジング（２）は
、ｍ１図において左右に分割された第１ハウジング部材
（２１）と第２ハウジング部材（２２）とを一体的に組
合わせて形成されている。そして、該両ハウジング部材
（２１）。

（２２）は、上記羽根車（３）の両端面を覆うディスク
部（２１ａ）、　　（２２ａ）と、該ディスク部（２１
ａ）、　　（２２ａ）の外周縁に連続形成され、半円弧
状の環状凹部を有する半トーラス部（２１ｂ）、（２２
ｂ）とより成り、該両半トーラス部（２１ｂ）、　　（
２２ｂ）で中空環状部【２３）を形成しており、該中央
環状部（２３）内が流体の主流路（２４）に構成されて
いる。

更に、上記主流路（２４）には、中空環状部（２３）の
内周面に置台された所定幅の仕切部材（５）が設けられ
ている。該仕切部材（５）の−側方（第２図において右
側）には第１ハウジング部材（２１）の半トーラス部（
２１ｂ）に流体の吸込口（６１）が、他側方（第２図に
おいて左側）には第２ハウジング部材（２２）の半トー
ラス部（２２ｂ）に流体の吐出口（６２）がそれぞれ上
記主流路（２４）の外周部に開口されている。

一方、上記羽根車（３）は、円阪状のノ＼ブ（３１）の
外周面（３１ａ）に複数枚の羽根（３２）が放射状に延
設されて構成されている。該１１ブ（３１）の両端面は
上記両ハウジング部材（２１）（２２）のディスク部（
２１ａ）、（２２ａ）が近接して覆われており、該ハブ
（３１）の中央部に駆動軸（７）が連結されている。該
駆動軸（７）は上記主流路（２４）と同心上に位置し、
上記第２ハウジング部材（２２）のディスク部（２２ａ
）を貫通し、図示しないが、外端にモータが連結されて
おり、該モータの駆動により羽根車（３）が回転するよ
うに成っている。また、上記ハブ外周面（３１ａ）は、
駆動軸（７）と同心上の円筒面に形成され、上記主流路
（２４）外周面の一部を構成している。

上記羽根車（３）の羽根（３２）は、第３図に示すよう
に、上記ハブ外周面（３１ａ）より遠心方向に突出して
上記主流路（２４）内に臨んでいる。更に、該羽根（３
２）は、翼形が略三日月状に形成されて所定の反りを有
し、上記ハブ（３１）の両端面に亘って形成され、流体
が羽根前縁（３２ａ）から後縁（３２ｂ）に通り抜ける
と、上記ハブ（３１）の前面から後面に通り抜けるよう
に成っており、該羽根（３２）の通過時の流れがほぼ軸
流流れになり、この羽根（３２）通過時に角運動エネル
ギが流体に与えられるようにｆＭ成されている。

また、上記主流路（２４）内には本発明の特徴とする案
内部材（８）が設けられている、該案内部材（８）は、
第３図及び第４図に示すように、横断面略扇状に形成さ
れると共に、主流路（２４）の軸方向に沿って湾曲して
おり、一半径方向面が流体の案内面（８１）に成ってい
る。該案内面（８１）は第２ハウジング部材（２２）の
半トーラス部（２２ｂ）における吐出口（６２）の外側
の側縁（第３図上側）より羽根（３２）の先端（３２ｃ
）略中央部に近接する位置まで形成されている。そして
、上記案内部材（８）の他の半径方向面である内周面（
８２）は案内面（８１）より羽根先端（３２ｃ）に近接
して羽根前縁（３２ａ）側に延び、第１ハウジング部材
（２１）の半トーラス部（２１ｂ）に亘って形成されて
いる。

更に、上記案内部材（８）は、主流路（２４）の軸方向
において、一端面（８３）が上記仕切部材（５）の側面
に連続し、他端面が吐出口（６２）より羽ｆｌ？（３２
）に向って流体進行方向と逆方向に傾斜して形成されて
いる。そして、該案内部材（８）の軸方向長さは主流路
（２４）内で最終回転する流体のうち羽根後縁（３２ｂ
）から吐出口（６２）にほぼ半回転する流体を案内する
長さに設定されている。

次に、この圧縮ポンプ（１）の圧縮動作について説明す
る。

先ず、モータを駆動して駆動軸（７）を回転すると、羽
根車（３）がハウジング（２）内で回転し、各羽根（３
２）、　　（３２）、・・・が主流路（２４）内を回転
移動することになる。一方、流体はハウジング（２）内
の主流路（２４）に吸込口（６１）より流入し、該主流
路（２４）において、羽根前縁（３２ａ）より該羽根（
３２）に流入し、後縁（３２ｂ）より流出することにな
り、この羽根（３２）によって流体に角運動エネルギが
与えられ、流体は回転して再び羽ＦｆＪ（３２）に流入
することになる。そして、流体は上記回転を繰り返しつ
つ主流路（２４）の軸方向に移送され、螺旋運動して圧
縮されることになる。

その後、吐出口（６２）に向って主流路（２４）内を最
終回転する流体は羽根（３２）に流入した後、羽根後縁
（３２ｂ）より流出して螺旋方向に流れることになるが
、その際、案内部材（８）が設けられているので、第３
図（Ｂ）に示すように、流体は案内面（８１）に沿って
流れ、吐出口（６２）にスムーズに流れることになる。

従って、上記主流路（２４）内に流体を羽根（３２）の
後縁から吐出口（６２）に案内する案内部材（８）を設
けたために、羽根（３２）の後縁より流出した最終回転
の流体が逆流等を生起することなく吐出口（６２）に流
れるので、流体がスムーズに吐出されることになり、圧
縮効率を向上させることができる。

尚、本発明は、圧縮ポンプ（１）の池、タービンなど各
種の渦流形ターボ機械に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の実施例を示し、第１図は圧縮
ポンプの縦断面図、第２図は第１図■−■線における断
面図、第３図は案内部材を示す拡大断面図、第４図は案
内部材の斜視図である。第５図及び第６図は従来例を示
し、第５図は流体流入部を示す渦流形ターボ機械の要部
の縦断面図、第６図は同横１折面図である。 （１）・・・圧縮ポンプ、（２）・・・ハウジング、（
３）・・・羽根車、（５）・・・仕リノ部材、（８）・
・・案内部材、（２３）・・・中空環状部、（２４）・
・・主流路、（３２）・・・羽根、（６１）・・・吸込
口、（６２）・・・吐出口、（８１）・・・案内面。 特　許　出　願　人　ダイキン工業株式会社代　　　理
　　　人　弁理士　前　１）　弘ほか２名

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）流体の吸込口（６１）及び吐出口（６２）が開設
   されると共に、流体の主流路（２４）を形成する中空環
   状部（２３）を有するハウジング（２）と、 該ハウジング（２）内に収納されるとともに、上記主流
   路（２４）に臨む複数枚の羽根（３２）、（３２）、・
   ・・が形成されていて、上記吸込口（６１）より主流路
   （２４）に流入し該主流路（２４）内を螺旋運転して上
   記吐出口（６２）より吐出する流体との間でエネルギを
   授受する羽根車（３）とを備えた渦流形ターボ機械であ
   って、 上記主流路（２４）には中空環状部（２３）の吐出口（
   ６２）縁部より羽根（３２）、（３２）、・・・の先端
   に近接する位置にかけて、羽根（３２）、（３２）、・
   ・・の後縁（３２ｂ）より流出した最終回転の流体を吐
   出口（６２）に案内する案内部材（８）が設けられてい
   ることを特徴とする渦流形ターボ機械。
2. （２）案内部材（８）は、横断面略扇状に形成されて主
   流路（２４）の軸方向に延び、一半径方向面が吐出口（
   ６２）縁部より羽根（３２）、（３２）、・・・の先端
   に近接する位置に亘る流体の案内面（８１）に形成され
   ていることを特徴とする請求項（１）記載の渦流形ター
   ボ機械。