JPH0242199A - ラジアルコンプレツサの特性を広げる装置 - Google Patents

ラジアルコンプレツサの特性を広げる装置

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JPH0242199A
JPH0242199A JP1165498A JP16549889A JPH0242199A JP H0242199 A JPH0242199 A JP H0242199A JP 1165498 A JP1165498 A JP 1165498A JP 16549889 A JP16549889 A JP 16549889A JP H0242199 A JPH0242199 A JP H0242199A
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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、ラジアルコンプレッサの羽根車の流入範囲に
おける通過量が小さい場合における、ラジアルコンプレ
ッサの特性を広げる装置に関する。
従来の技術 ラジアルであれアキシャルであれ、ターボコンプレッサ
を使用する場合には、部分負荷運転時において高い確実
性に対する興味と共に、貫流量の増大につれて単調に下
降する安定した特性線をヒステリシスなしに得ることが
望まれている。しかしながら部分負荷時に安定した特性
線を得ることは、設計点における圧力比が大きくなれば
なるほど、より困難になる。これに対して実地において
は、付加的な安定装置によって所望の特性線を生ぜしめ
るように試みられている。部分負荷運転時における乱流
領域の構造及びブレードの設計における差異によって条
件付けられて、−膜内でかつ扱い易い安定装置を生み出
すことができるようfxF3A確な技術的解決策は今日
まで提案されていない。
従って今日自然科学的な正確さをもって、所与のコンプ
レッサにおいていったい安定的な特性線が得られるのか
否か、又はどのような安定装置を用いれば安定的な特性
線を得ることができるのかを、予想することは不可能で
ある。この不満足な状態は特にラジアルコンプレッサに
おいて顕著である。
EP−八1−0229519に基づいて公知のラジアル
コンプレッサにおける安定装置は、羽根車の周壁である
内ケーシングが半径方向又はほぼ半径方向の孔を有して
いることによって特徴付けられている。これらの孔は流
入通路とブレードとの間の接続部を形成し、グレード佃
1においてブレードによって多かれ少なかれ覆われてい
る。このような孔によって、確かに特性線におけるポン
プ作用限界及び安定性限界をシフトすることができるが
、しかしながらこれは効率が+〜5多低下することを甘
受しなくてはならない。ここに提案された解決策によっ
ては、特異な運転形式において生じる不安定性に基づい
て必要な、小さな通過量における所望の特性拡大を達成
することは実質的に不可能である。これに加えて重要な
ことは、この最小の安定化作用はかなり大きな効率損失
によって購わねばならないという事実が存在することで
ある。
発明の課題 ゆえに本発明の課題は、ラジアルコンプレッサにおいて
、流入範囲における羽根車流を所定可能な精度で安定化
することによって、小さな通過量における特性を広げる
装置を提供することである。
課題を解決するだめの手段 この課題を解決するために本発明の構成では、装置が、
ラジアルコンプレッサの流入通路の周方向に延びかつ羽
根車の流入開口から上流に向かって延びた切欠きから成
っており、この場合該切欠きに、羽根車の前でかつ吐出
媒体の主流の外に配置された安定リングが一体に組み込
まれており、さらに該安定リングが、切欠きの内輪郭に
固定された複数のブレードを外周部で保持している。
発明の効果 本発明の大きな利点としては次のことが挙げられる。す
なわち本発明による構成では、ラジアルコンプレッサが
全容積流を圧送している限りば、本発明による装置は中
立な特性を有しているが、異なった流れ構造の流入時特
に部分負荷時には、装置が機能して、全部分負荷範囲に
わたって表面における分離現象の発生を阻止することが
できる。従って不都合な「ポンプ作用」が中断され、ひ
いでは安定した特性線が得られる。また別の利点として
は本発明の装置が、技術的な特殊性とは無関係にいかな
るラゾアルコンプレツサにも施すことができる単純な構
造上の処(4であるということが挙げられる。
実施例 次に図面につき本発明の詳細な説明する。
第1図にはラソアルコンプレツサの一部が、つまり、該
コンプレッサの運転時における作動特性を広げるための
装置を備えた範囲が示されている。装置は一般に、部分
負荷運転時において流入範囲における羽根車流を安定さ
せるために働く。ラゾアルコンゾレツサはケーシング1
と羽根車2とから成っており、この場合羽根車2の前に
は上述の安定装置が設けられていて、この安定装置自体
はスタビライザ開口5と安定リング3と初数のスタビラ
イザブレード手とから成っている。スタビライザ開口5
は内部溝の形をしていて、半径方向に、流入通路6の表
面から所定の深さだけケーシング1内に突入し、かつ軸
方向に、はぼ羽根車2の流入縁から上流に向かって所定
の長さだけ延びている。安定リング3はスタビライザ開
口5に一体に組み込まれており、この9.合安定リング
の内周面は流入通路6の表面の延長部内に延びている。
安定リング3の外周部には複数のブレードが取り付けら
れており、これらのブレードは半径方向長さにおいて安
定開口5のそのままの内幅を満たし、そこに固定されて
いる。安定リング3の壁厚は、運転に応じて必要な強度
及び安定性の機能を示す。流体技術的な考慮に基づき、
安定リング3の壁厚はスタビライザブレード手の高さを
不必要に低くするようであってはならない。従ってここ
では、ブレードのない構成に比べて、ヒステリシス領域
又は不安定領域を除去する方向におけるより良好な作用
を保証するブレードを備えたスタビライプ構成を問題に
している。確かにスタビライザのブレードのない構成も
不安定領域を減少させることができるが、しかしながら
この不安定領域の排除を達成することはできない。この
ことは、コンプレッサによって吐出される容積流に関連
した循環する容積流は部分負荷状態では、ブレードをI
ftえたスタビライザにおける方がブレードを有しない
スタビライザにおけるよりも大きいということに関連し
ている。この違いは、スタビライザの異なった損失係数
に起因している。原則的にはスタビライザの正しい設計
は予め安定リング3の外径を正しく選択することによっ
て得られる。すなわち安定リング3はその都度コンプレ
ッサに、つまり羽根車流入部における外径に合わされて
いて、この5g1合一方では、効率を低下させないため
に、最高点においてはほとんどスタビライプ開口5を媒
体が貫流しないようにし、かつ他方では部分負荷時に可
能な限り大きな流れ8が循環するようになっている。も
ちろん安定リング3の外径を選択した後で、この安定リ
ングの外径と装置のその他の要素との間には相互依存が
存在する。
これに関して次に第1図の実施例を参照しながら記載す
る。過負荷時に吐出流の一部はスタビライプ開口5を通
って主流7と同じ流れ方向で流れ、主流7と共に羽根車
2を負荷し、次いで圧縮空気として通路10に流出する
。部分吐出流9はスタビライザ開口5内において逆ねじ
れを加えられ、これによって効率は増大の傾向を得る。
第1図からさらにわかるようにこの実施例は、羽根車2
がスタビライザ開口5に突入するように設計されている
。このように構成されていると、羽根車2がスタビライ
ザ開口5により深く突入すればするほど、作業は循環す
る空気により多く伝達され、循環する容積流8はより大
きくなり、ひいては装置の安定化作用も大きくなる。再
循環する部分負荷流8の流れ方向におけるスタビライザ
ブlノード4の幅は、破線のスタビライザブレード4a
が示すように可変であり、この長手方向平面においてス
タビライザ開口5の全残留幅を占めることができる。
可能な限り広幅のスタビライププレー1’4aは部分流
8.9に対する通路形成作用を有し、部分負荷及び過負
荷時における装置の安定性を高めるために働く。
第2図に示されたラジアルコンプレッサでは、安定リン
グ3及びスタビライザブレード4aが、部分負荷時にお
けるスタビライザ開口5の流れを改善するためにさらに
改良されている。つまりこの場合安定リング3aが成形
されて構成さhているのに対して、部分負荷流8の流れ
方向において最大軸方向長さを有するスタビライザブレ
ード4aは流入補助部4bによってさらに形成されてい
る。これらの処置によって、部分負荷時における特性線
をたとえ僅かでも改善することができる。また第2図に
は、第1図において触りたことであるが、流れとは逆の
方向にスタビライプ開口5の内部まで羽根車2aを殉ば
すことによって、装置の安定化作用を増大させるための
1例が示されている。第2図からさらにわかるように、
羽根車2aを安定リング3aに到るまでスタビライザ開
口5内に突入させることは、構造上難なく可能である。
次に第3図について述べると、第1図について既に記載
したように、スタビライザを正しく設計するためには予
め、安定リング3の外径dを正しく選択することが必要
である。流入範囲における羽根車流を、特に部分負荷時
において、安定させる装置を備えたラジアルコンプレッ
サの運転から所望の利点を得たい賜金には、安定Jング
3の外径dが羽根車流入開口Yの外径に対して規定の比
を有する必要のあることは明らかである。安定リングの
外径dを正しく選択するためには、この外径dを羽根車
流入開口Yの外径に対して1.02〜1.05の間に制
限する必要がある。装置のその他の要素の寸法はこの出
発値から導き出される。以下においてはこれらの要素の
寸法はわかり易くするために羽根車流入開口Yの外径に
対する比例数として表現される。
すなわち、以下に記載の関係が生じるニスタビライザ開
口5に対する羽根車2のオーパラツゾ寸法S2が、羽根
車流入開口の外径Yに対して0〜0.16の比を有して
いる。
羽根車2に向かう流れ方向で見てスタビライザ開口5の
始端縁と安定リング3の始端縁との間における残留開口
S3が、羽根車流入開口の外径Yに対して0,06〜0
.12の比を有している。
流れ方向でスタビライザ開口5の流入縁から測定したス
タビライプブレードの@Blが、羽根車流入開口の外径
Yに対して0.08〜0.22の比を有している。
スタビライプ開口5の外径りが羽根車流入開口の外径に
対して1.○δ〜1.21の比を有している。
スタビライザ開口5の全幅からオ、−バラツブ寸法S2
を引いたものである、スタビライザ開口5の有効@B2
が、羽根車流入開口の外径Yに対して0.12〜0.2
6の比を有している。
安定リング3の有効幅B3が羽根車流入開口の外径Yに
対して006〜0.16の比を有している。
安定リング3の終端縁と羽根車2の流入縁との間の間隙
開口S1が羽根車流入開口の外径Yに対してO−0,0
4の比を有している。
安定リング3の外径dが結局既に述べたように、羽根車
流入開口の外径Yに対して1.02〜1.05の比を有
している。
これらの比の極めて狭い間隙によって、ラジアルコンプ
レッサにおいて部分負荷時における特性を広げる、最適
化された新しい装置の設計を、過去の実験室における実
験なしに固定できるということがはっきりと示されてい
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はコンプレッサの特性拡大を可fiFにする装置
を備えたラジアルコンプレッサを示−IFJ、第2図は
第1図に示した装置の変化実施例を示す図、第3図は本
発明による装置の寸法関係を示す図である。 1・・・ケーシング、2.2a・・・羽根車、3.3a
・・安定リング、4.48・・・スタビライザブレード
、流入補助部、5・・スタビライザ開口(切欠き)、6
・・・流入通路、7・・・主流、8・・・再循復流、9
・吐出流、10・・・流出通路、d・・・安定リングの
外径、sl・・間隙開口、B2・・・オーパラノゾ寸法
、B3・・・残留開口、B1・・幅、D・・・スタビラ
イザ開口の外径、B2・・スタビライザ開口の幅、B3
・・安定リングの幅、Y・・羽根車流入開口の外径。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ラジアルコンプレッサの羽根車の流入範囲における
    通過量が小さい場合における、ラジアルコンプレッサの
    特性を広げる装置であつて、装置が、ラジアルコンプレ
    ッサの流入通路(6)の周方向に延びかつ羽根車(2)
    の流入開口から上流に向かつて延びた切欠き(5)から
    成つており、この場合該切欠きに、羽根車(2)の前で
    かつ吐出媒体の主流(7)の外に配置された安定リング
    (3)が一体に組み込まれており、さらに該安定リング
    が、切欠き(5)の内輪郭に固定された複数のブレード
    (4、4a)を外周部で保持していることを特徴とする
    、ラジアルコンプレッサの特性を広げる装置。 2、羽根車(2)が、流れ方向で見て最も遠い切欠き(
    5)縁部とオーバラップしていて、この場合このオーバ
    ラップ寸法(S2)が羽根車(2)の流入開口の外径(
    Y)に対して0〜0.06の比を有している、請求項1
    記載の装置。 3、流れ方向における安定リング(3)の終端縁と羽根
    車(2)の流入縁との間における間隙開口(S1)が、
    羽根車(2)の流入開口の外径(Y)に対して0〜0.
    04の比を有している、請求項1又は2記載の装置。 4、安定リング(3)の外径(d)が、羽根車(2)の
    流入開口の外径(Y)に対して1.02〜1.05の比
    を有している、請求項1から3までのいずれか1項記載
    の装置。 5、安定リング(3)の幅(B3)が、羽根車(2)の
    流入開口の外径(Y)に対して0.06〜0.16の比
    を有している、請求項1から4までのいずれか1項記載
    の装置。 6、切欠き(5)の流入縁から流れ方向で羽根車(2)
    まで延びた、切欠き(5)の開口(B2)が、羽根車(
    2)の流入開口の外径(Y)に対して0.12〜0.2
    6の比を有している、請求項1から5までのいずれか1
    項記載の装置。 7、流れ方向で切欠き(5)の流入縁から測定したスタ
    ビライザブレード(4、4a)の幅(B1)が、羽根車
    (2)の流入開口の外径(Y)に対して0.08〜0.
    22の比を有している、請求項1から6までのいずれか
    1項記載の装置。 8、切欠き(5)の外径(D)が羽根車(2)の流入開
    口の外径(Y)に対して1.08〜1.21の比を有し
    ている、請求項1から7までのいずれか1項記載の装置
JP1-165498A 1988-06-29 1989-06-29 ラジアルコンプレツサの特性を広げる装置 Expired - Lifetime JP3001902B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH2478/88A CH675279A5 (ja) 1988-06-29 1988-06-29
CH2478/88-3 1988-06-29
IN485MA1989 IN172509B (ja) 1988-06-29 1989-06-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0242199A true JPH0242199A (ja) 1990-02-13
JP3001902B2 JP3001902B2 (ja) 2000-01-24

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EP0348674B1 (de) 1992-12-16
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