特許ウォッチ

公開番号2025149389
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-08
出願番号2024050008
出願日2024-03-26
発明の名称流体機械
出願人ダイキン工業株式会社
代理人弁理士法人前田特許事務所
主分類F03B 3/14 20060101AFI20251001BHJP(液体用機械または機関;風力原動機,ばね原動機,重力原動機;他類に属さない機械動力または反動推進力を発生するもの)
要約【課題】水車効率の低下を抑制する流体機械を提供する。
【解決手段】流体機械に設けられる軸流ランナ(30)には、回転軸(40)の回転方向の前方に位置する前縁部(50a)と、回転軸(40)の回転方向の後方に位置する後縁部(50b)と、筒部(21)の内周面に沿う外縁部(50c)とを有する翼部(50)が設けられ、前縁部(50a)の径方向の内方の端部である第1端部(51a)は、後縁部(50b)の径方向の内方の第2端部(51b)よりも流体の流れ方向の上流側に位置し、翼部(50)には、外縁部(50c)の少なくとも一部が流体の流れ方向と反対方向に向かうように湾曲する湾曲部(80)が形成される。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
円筒形の筒部（21）と、該筒部（21）内に配置される軸流ランナ（30）とを備え、前記筒部（21）内の流体が前記軸流ランナ（30）へ流れる流体機械であって、
前記軸流ランナ（30）は、
前記筒部（21）の筒軸方向に延びる回転軸（40）と、
前記回転軸（40）の外周面から前記筒部（21）の径方向の外方へ向かって延びると共に、前記回転軸の周方向に並ぶ複数の翼部（50）とを有し、
前記翼部（50）は、
前記回転軸（40）の回転方向の前方に位置する前縁部（50a）と、
前記回転軸（40）の回転方向の後方に位置する後縁部（50b）と、
前記筒部（21）の内周面に沿う外縁部（50c）とを有し、
前記前縁部（50a）の前記径方向の内方の端部である第１端部（51a）は、前記後縁部（50b）の前記径方向の内方の端部である第２端部（51b）よりも前記流体の流れ方向の上流側に位置し、
前記翼部（50）には、前記外縁部（50c）の少なくとも一部が前記流体の流れ方向と反対方向に向かうように湾曲する湾曲部（80）が形成される
流体機械。
続きを表示（約 960 文字）【請求項２】
前記軸流ランナ（30）における前記回転軸（40）の軸心を通る断面を前記回転方向の前方から見て、
前記湾曲部（80）は、前記翼部（50）の前記径方向の外方の端部である第３端部（E1）を含み、
前記第３端部（E1）と、前記翼部（50）の前記径方向の内方の端部である第４端部（E2）とを通る直線は、前記第４端部（E2）から前記第３端部（E1）にかけて前記流れ方向の上流側へ向かうように延びる
請求項１に記載の流体機械。
【請求項３】
前記回転軸（40）の軸方向から見て、
前記回転軸（40）の軸心から前記前縁部（50a）の前記第１端部（51a）へ延びる第１直線と、前記回転軸（40）の軸心を中心に前記回転軸（40）の反回転方向に前記第１直線を回転させたときの第２直線との間の角度をθとし、
前記回転軸（40）の軸心を通る断面を前記回転方向の前方から見て、前記第１端部（51a）と前記第２端部（51b）とを通る直線と、前記第３端部（E1）における接線とがなす角度を第１角度としたときに、
前記θがゼロ以上の範囲において、前記第１角度は前記θが大きくなるにつれて減少する
請求項２に記載の流体機械。
【請求項４】
前記θがゼロのとき、前記第１角度は、１０°以上かつ３０°以下である
請求項３に記載の流体機械。
【請求項５】
前記軸流ランナ（30）における前記軸心を通る断面を、前記回転方向の前方から見て、前記第３端部（E1）と前記第４端部（E2）とを通る直線と、前記第４端部（E2）から前記回転軸（40）の長手方向に直交する方向へ延びる直線とがなす角度を第２角度としたときに、
前記θがゼロ以上の範囲において、前記第２角度は、前記θが大きくなるにつれて減少する
請求項３または４に記載の流体機械。
【請求項６】
前記θがゼロのとき、前記第２角度は、５°以上である
請求項５に記載の流体機械。
【請求項７】
前記筒部（21）は、前記翼部（50）の前記流れ方向における上流端から下流端にかけて形成される
請求項１または２に記載の流体機械。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、流体機械に関するものである。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示の軸流水力機械は、ランナベーンのチップ端とディスチャージリングとの間の隙間から漏れる流体量の増大を抑制し、かつ、キャビテーションの発生を抑制することを目的として形成されたランナベーンを有している。これにより、ランナベーン出口の流体の流速分布を適正化し水車性能の向上を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００９－２５７０９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に開示のランナベーンの形状であっても、ランナが回転すると遠心力によって流体が翼の外周側に向かって偏って流れるため、ランナベーンのチップ端とディスチャージリングとの間の隙間における流体の漏れを十分抑制できているとはいえない。そのため、水車効率の低下を抑制するためのランナベーンの形状を検討する余地はある。
【０００５】
本開示の目的は、水車効率の低下を抑制する流体機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の態様は、
円筒形の筒部（21）と、該筒部（21）内に配置される軸流ランナ（30）とを備え、前記筒部（21）内の流体が前記軸流ランナ（30）へ流れる流体機械であって、
前記軸流ランナ（30）は、
前記筒部（21）の筒軸方向に延びる回転軸（40）と、
前記回転軸（40）の外周面から前記筒部（21）の径方向の外方へ向かって延びると共に、前記回転軸の周方向に並ぶ複数の翼部（50）とを有し、
前記翼部（50）は、
前記回転軸（40）の回転方向の前方に位置する前縁部（50a）と、
前記回転軸（40）の回転方向の後方に位置する後縁部（50b）と、
前記筒部（21）の内周面に沿う外縁部（50c）とを有し、
前記前縁部（50a）の前記径方向の内方の端部である第１端部（51a）は、前記後縁部（50b）の前記径方向の内方の端部である第２端部（51b）よりも前記流体の流れ方向の上流側に位置し、
前記翼部（50）には、前記外縁部（50c）の少なくとも一部が前記流体の流れ方向と反対方向に向かうように湾曲する湾曲部（80）が形成される
流体機械である。
【０００７】
第１の態様では、翼部（50）に湾曲部（80）が形成されることで、筒部（21）内を流れる流体の遠心力が流れ方向に与える影響を小さくできる。これにより、翼面における流体の流れの蛇行が抑えられ、翼部（50）の外縁部（50c）と筒部（21）内面との間の隙間から流体が漏れることを抑制できる結果、水車効率の低下を抑制できる。
【０００８】
第２の態様は、第１の態様において、
前記軸流ランナ（30）における前記回転軸（40）の軸心を通る断面を前記回転方向の前方から見て、
前記湾曲部（80）は、前記翼部（50）の前記径方向の外方の端部である第３端部（E1）を含み、
前記第３端部（E1）と、前記翼部（50）の前記径方向の内方の端部である第４端部（E2）とを通る直線は、前記第４端部（E2）から前記第３端部（E1）にかけて前記流れ方向の上流側へ向かうように延びる。
【０００９】
第２の態様では、翼部（50）の第３端部（E1）と第４端部（E2）とを結ぶ直線を流体の流れ方向に対して上流側に傾斜させることで、第１の態様と同様の効果を向上できる。
【００１０】
第３の態様は、第２の態様において、
前記回転軸（40）の軸方向から見て、
前記回転軸（40）の軸心から前記前縁部（50a）の前記第１端部（51a）へ延びる第１直線と、前記回転軸（40）の軸心を中心に前記回転軸（40）の反回転方向に前記第１直線を回転させたときの第２直線との間の角度をθとし、
前記回転軸（40）の軸心を通る断面を前記回転方向の前方から見て、前記第１端部（51a）と前記第２端部（51b）とを通る直線と、前記第３端部（E1）における接線とがなす角度を第１角度としたときに、
前記θがゼロ以上の範囲において、前記第１角度は前記θが大きくなるにつれて減少する。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許