ディフューザー付き遠心コンプレッサーの流れを流体解析で見てみます。
上図の遠心コンプレッサー羽根は羽根入口はインデューサー形状となっていてインペラ羽根出口は半径方向に流れが出るラジアル型になっています。
そしてインペラ羽根出口には、インペラから出た流れを滑らかに導きながら拡大流れにして流体の運動エネルギーを圧力エネルギーに転換するディフューザーと呼ばれている流れ案内羽根があり、これがあるとない場合に比べてインペラから出た流体の圧力を上昇し易くなります。
案内羽根形状のディフューザーは流量が設計点付近では非常に滑らかに流体流れを拡大していくことが出来て効率も高いのですが、流量が設計点から外れるとインペラ出口から出た流れが案内羽根ディフューザーの入口付近に斜めから当たるようになり、羽根出口流れが乱されて効率が低下するのです。
よって流量の変動が大きい遠心コンプレッサーでは羽根付きディフューザーではなく、ただの拡大通路を設ける方が流量変動時効率が高くなるので、特に流量変動の多い車用ターボチャージャー遠心コンプレッサーは羽根なしディフューザーになっています。
上図が今回の遠心コンプレッサーの流れ解析結果ですが、インペラからディフューザーを通った流れは円筒状ケーシングの中に入り、２方向に分けて吐出するような構成になっています。
そのような構成でのケーシング内流れを結果図から見ると、きれいに２方向に分かれて吐出しているのが見えます。
ただ、普通２方向に分かれる場合は２重渦巻ケーシングとしてディフューザー案内羽根を出た流れが滑らかに集まりながらロスなく減速することが最適ですが、この構成ではただの円筒ケーシングとしてみたため、ケーシング吐出口に来る流れの半分は案内流れ吐出方向から１８０度反転して出口に導かれることとなっています。
このように流れが無理やり曲げられた部分では、流れの乱れによるエネルギー損出が大きくなり、それは結局として案内羽根ディフューザーからの流れの圧力エネルギーを渦の熱エネルギーとして捨て去ることとなり、運動エネルギーの圧力エネルギーへの転換率が低い、つまり効率が低い遠心コンプレッサーとなってしまいます。
とにかく流れに無理がない状況を作ることがエネルギー効率的にもっとも優れていることになります。
<今日の一日＞
今日の午前２時ごろになぜか寒くなって眼が覚め、その体に感じる寒気と強くなった耳鳴りで再び眠れない状態になり、それから朝５時まで自分の部屋で本を読んで過ごしていたのですが、そのうちに少し熱があることがわかり、どうも先週から続いている風邪らしき体調が原因と思いながら再び寝付けました。
朝８時には起きて、会社を休む連絡をメールで入れて、それから再び寝たら午後の１時過ぎでしたが、だいぶ体調は良くなって熱も下がっていたので起きてしばらく様子を見ていました。
午後３時すぎに用事があるので準備をして車で出て用事を済ませ、それから会社にとりあえず行きましたが、あまり元気がないのでほどほどにメールチェックなどをして夕方６時過ぎには会社を出ました。
帰宅途中でもまだ寒気を感じていましたので夕飯には少し辛い鍋を作ってもらって、それを雑炊にして食べたらポッカポカで温まり元気出てきました。
でもまだ耳鳴りが気になっていたので、ゆっくり風呂に入ってかなり温まるとだいぶおさまってきたので、今このブログを書いています。
明日は普通に出社出来そうです。
