低流量運転時における遠心送風機オープンインペラ翼端漏れ流れの影響

摘要

遠心送風機や遠心圧縮機は，作動範囲拡大のため，インペラやディフューザで発生する失速の抑制が要求されている．特にオープンインペラにおいては，インペラの翼端とシュラウドケーシングの隙間を通過する流れによって生じた翼端隙間漏れ流れが2次流れとして主流と複雑に干渉し合い，遠心送風機，遠心圧縮機の性能に関わる損失や失速の発生に影響を与えると考えられている．例えば，妹尾らは翼端隙間が圧縮機の損失に与える影響を実験的に検討し，植木らは，オープンインペラのインデューサ部で発生する失速に着目し，環状流路を用いた抑制機構の提案を行った．さらに，荒巻らは遠心送風機のオープンインペラを対象にダイナミックPIVを用い，流量減少で生じる失速の要因となるインペラ入口部の速度分布変化の取得を試みた．本研究では，遠心送風機のオープンインペラを対象に，非定常三次元粘性数値解析を行い，低流量運転時に発生するインペラの失速に対し翼端隙間漏れ流れが及ぼす影響について検討を行った．