JPH0355839Y2 - - Google Patents

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JPH0355839Y2
JPH0355839Y2 JP1986005948U JP594886U JPH0355839Y2 JP H0355839 Y2 JPH0355839 Y2 JP H0355839Y2 JP 1986005948 U JP1986005948 U JP 1986005948U JP 594886 U JP594886 U JP 594886U JP H0355839 Y2 JPH0355839 Y2 JP H0355839Y2
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JP1986005948U
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D17/00Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D17/08Centrifugal pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/44Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/46Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable
    • F04D29/462Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/464Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable especially adapted for elastic fluid pumps adjusting flow cross-section, otherwise than by using adjustable stator blades
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00Geometry
    • F05D2250/50Inlet or outlet
    • F05D2250/52Outlet

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は遠心ターボ機械に関し、特に、ターボ
機械に使用するためのデイフユーザ構造に関す
る。
ガス圧縮機のような遠心ターボ機械において
は、インペラから高速度で噴出する流動媒体の運
動エネルギーが圧力エネルギーに変換される。従
つて、圧縮機の効率および安定性は、運動エネル
ギーを静圧に変換するための手段にかかつてい
る。圧縮負荷が広範囲に変動するような用例に遠
心ガス圧縮機を使用する場合に生じる主要な問題
の1つは、圧縮機を通る流体の流れの安定化の問
題である。圧縮機の入口、インペラ、およびデイ
フユーザ通路は、必要とされる最大限の容積流量
に対処できるように寸法づけしなければならな
い。遠心冷媒圧縮機においては、一般に負荷が広
い範囲に亘つて変動する。従つて、流量が非常に
低い場合には、能率な作動を達成するにはデイフ
ユーザの寸法が大きすぎることになる。圧縮機を
通る容積流量が低い場合、流れが不安定になる。
容積流量が安定範囲から減少すると、僅かに不安
定な流れの範囲に入る。この範囲では、インペラ
においても、デイフユーザにおいても、流体の流
れがその流路の全長に亘つて壁から分離し、デイ
フユーザ通路内においては流れの一部逆転が生
じ、騒音を起すとともに、圧縮機の効率を低下さ
せる。この範囲より下では、圧縮機はいわゆるサ
ージ領域に入り、デイフユーザ通路内において周
期的な完全逆流が生じ、機械の効率を台無しにす
る。
運動エネルギーの変換を行うために高性能の遠
心圧縮段においては一般に固定ベーン付デイフユ
ーザ部が使用される。なぜなら、ベーン付デイフ
ユーザは、設計作動範囲ではブーン無デイフユー
ザより効率が良いからである。低流量限度は、サ
ージ即ち停滞流れ状態の始まりに対応する。サー
ジ現象は、流量が減少してインペラからの流体の
流れが接線方向に近くなつたとき生じる。流れが
接線方向になると、固定デイフユーザベーンの先
行縁に対する流れの角度が大きくなり、激しい流
れの不安定を生じる。高流量限度は、インペラか
らの流体の流れが増大して半径方向の流れに近づ
き、ついにはデイフユーザの喉部を閉塞(チヨー
ク)させたとき生じるチヨーク状態に対応する。
チヨークが生じると、大きな運動エネルギーの損
失が生じる。ベーン無デイフユーザはインシデン
ス損失を受けないためベーン付デイフユーザより
良好な設計外性能を有しているので、設計外作動
が多い用途にはベーン無デイフユーザが選ばれる
ことが多い。
圧縮機のサージとチヨーク限度との間の範囲を
拡大するために従来からいろいろな技法が用いら
れている。例えば、入来するガスの流れ方向およ
び量を変更するために圧縮機の入口に案内ベーン
を配置することは周知である。また、流量の変化
につれて変わる流れ方向に整合するように移動さ
せることができる可動ベーンをデイフユーザに設
けることも知られている。
本考案によれば、インペラの誘引部をインペラ
の残部から軸方向に離隔させ、両者の間に間〓を
画定する。その間〓は、該間〓内で流体の圧力を
平衡化させるのに十分な大きさとする。
インペラの誘引部分は、複数のブレードを備え
ており、インペラの残部は、誘引部分の各対応す
るブレードに対して互いに逆の曲成方向を有する
複数のブレードと、残部の各隣接するブレードの
間を流れる流体の流れを分割するようにブレード
間に配置されたスプリツタを備えており、該スプ
リツタは前記残部ブレードと同様の形状を有して
いる。これによつて、インぺラを作用上軸方向部
分と遠心部分とに分割する。
以下に添付図を参照して本考案の実施例を説明
する。
第1〜3図において、10は遠心圧縮機のインペ
ラである。インペラ10は、軸方向の間〓14に
よつて誘引部分即ち軸方向部分12と、残りの部
分即ち遠心部分16とに分離されている。従つ
て、インペラの各ブレード素子が短くされてい
る。間〓14は、該間〓内で流体の圧力を平衡化
させるのに十分な大きさである。第3図に示され
ているように、インペラの誘引部分12は複数の
ブレード12aを備えており、インペラの残部1
6は、誘引部分の各対応するブレード12aに対
して互いに逆の曲成方向を有する。複数のブレー
ド16aと、それらの各隣接するブレード16a
とブレード16aの間を通る流体の流れを分割す
るようにブレード16a交互に、即ちブレード1
6aと16aの間に配置された複数のスプリツタ
(分離ブレード)18を備えている。
第4〜5図を参照して説明すると、20は、第
1〜3図のインペラ10を組入れた遠心圧縮機で
ある。ハウジング22は、流体入口23と、イン
ペラ10の下流に配置され、該インペラからデイ
フユーザ30によつて分離された渦巻状の流体出
口通路24を画定している。デイフユーザ30
は、複数の固定ベーンまたはウエツジ32と、該
各ベーンを受容する開口35を有する可動デイフ
ユーザ壁部材34を備えている。可動デイフユー
ザ壁部材34は、室37内に密封状態に受容され
ており、デイフユーザ通路33内の静圧および動
圧と、導管37を介して室37に伝えられる流体
圧(真空)と、それらの圧力に対抗するばね36
のばね力との組合せ作用を受けて往復動し、それ
によつてデイフユーザ通路33の断面積を作動条
件に応じて制御する。
一般に、遠心圧縮機の作動効率は、アスペクト
比(ベース/高さ)が劣ることと、特に入口領域
における翼型ブレード(羽根)の形状が最適でな
いことのために、軸流圧縮機に比べて劣つてい
る。軸流圧縮機の場合より誘引部における負荷を
軽くしたとしても、在来の遠心圧縮機の有効作動
範囲は、軸流圧縮機より狭い。第1〜3図を参照
して説明すると、本考案においてはインペラ10
の誘引部分12と残部16とを軸方向の間〓14
によつて分離することによつて作動効率および作
動範囲の増大を達成する。即ち、間〓14によつ
て分離したことにより誘引部分12は、最適のア
スペクト比および翼形状でもつて純粋の軸方向ロ
ータとして機能する。誘引部分12の末端に位置
する間〓14においては、圧力場が平衡化され
る。インペラ10の残部16は、誘引部分12の
ブレード12aに対して互いに逆の曲成方向を有
するブレード16aを有しているため、誘引部分
のブレード12aに沿う流体の流れは引き続き残
部のブレード16aの曲成に沿い抵抗なく流れ
る。それに加えて各隣接するブレード16aと1
6aの間には、スプリツタ18が配置されてお
り、その結果として流体の流れはブレード16a
と16aの間を素通りせずに分割され、各ブレー
ド16aにくつつくようにされるので、より長い
経路に亙つてインペラに係合した状態に保たれ、
作動効率および有効作動範囲ともに増大される。
インペラの誘引部分12と、残部16とは同じ速
度で回転するので、インペラのインシデンスは、
大きな損失因子とはならない。
第4図に示されているように、遠心圧縮機20
のインペラ10は、慣用の駆動手段(図示せず)
により軸21を介して回転せしめられる。圧縮機
の入口23に流入した流体は、インペラ10の誘
引部分12およびインペラの残りの部分16を通
り、デイフユーザ30を通つて渦巻状出口通路2
4内に入る。デイフユーザ30の固定ベーン32
は、設計作動範囲においてはデイフユーザの作動
効率をベーン無デイフユーザのそれより高める働
きをするが、このベーン付デイフユーザの高効率
作動範囲は、デイフユーザ通路33の幅を負荷の
増大とともに変化させ、それによつて固定ベーン
32に対する進入空気角を一定に保つことにより
拡張することができる。デイフユーザ通路33の
絞りは、可動デイフユーザ壁部材34が固定ベー
ン32の間へ進入することによつて行われる。ベ
ーン32は壁部材34の移動を案内する働きをす
る。デイフユーザ通路33の変更は、負荷の変動
につれて無段階で行うことができるが、装置コス
トを節減するために段階的に行うようにしてもよ
い。この制御方法は、渦巻状出口通路24への流
れの排出角度を変えることがなく常に一定に維持
し、従つて渦巻通路の効率および有効作動範囲を
最良にするので、可変ベーン付デイフユーザより
優れており、しかも、可変ベーン付デイフユーザ
より装置コストも安くなる。デイフユーザ通路3
3内の静圧は、圧縮機の出力の関数であり、デイ
フユーザ通路33の断面積を増大させるように可
動壁部材34を第4図でみて左方へ移動させよう
とする。また、噴出する流体の動圧も、室37内
のばね36の力に抗して可動壁部材34に左方へ
の力を及ぼす。更に、室37を例えば冷凍装置系
内の蒸発器のような真空源(図示せず)に導管3
8によつて接続することにより、冷凍装置系の負
荷に応じてばね36の力に抗して部材34に左方
向即ちデイフユーザ通路開放方向の力が作用する
ようになされる。かくして、静圧、動圧および蒸
発器内の負圧が、いずれも、ばね36の力に対抗
してデイフユーザ通路33を拡大させる開放力を
与えるのに利用される。ベーン32を受容するよ
うに可動壁部材34に形成されている室34a
は、各ベーン32を受入れる開口35(第5図)
を介して通路33と限られた流体連通状態にあ
り、可動壁部材34の移動を緩衝するダツシユポ
ツトまたは流体ばねの役割を果し、静穏な作動を
可能にする。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案によるインペラの端面図、第2
図は第1図の線−に沿つてみた断面図、第3
図は第2図の線−に沿つてみた図、第4図は
本考案に従つて構成した圧縮機の部分断面図、第
5図は第4図の線−に沿つてみた断面図であ
る。 図中、10はインペラ、12は誘引部分、12
aはブレード、14は軸方向の間〓、16はイン
ペラの残部、16aはブレード、18はスプリツ
タ、23は入口、32はベーン、33はデイフユ
ーザ通路、34は可動壁部材。

Claims (1)

  1. 【実用新案登録請求の範囲】 流体入口と、渦巻状の流体出口通路に通じる環
    状のデイフユーザ通路とを有するハウジングと、
    該ハウジング内に該入口とデイフユーザ通路の間
    に回転自在に取付けられたインペラを備えた遠心
    圧縮機において、 前記インペラは、複数のブレード12aを備え
    た誘引部分12と、該誘引部分のブレード12a
    をインペラの残部16から分離する軸方向の間〓
    14と、該誘引部分の各対応するブレード12a
    に対して互いに逆の曲成方向を有するようにイン
    ペラの残部16に設けられた複数のブレード16
    aと、該インペラの残部の各隣接するブレード1
    6aとブレード16aの間を通る流体の流れを分
    割するように該ブレード16aとブレード16a
    の間に配置されて該ブレード16aと同様の形状
    を有する複数のスプリツタ18とを有することを
    特徴とする遠心圧縮機。
JP1986005948U 1980-10-02 1986-01-21 Expired JPH0355839Y2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US19350580A 1980-10-02 1980-10-02

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61136196U JPS61136196U (ja) 1986-08-25
JPH0355839Y2 true JPH0355839Y2 (ja) 1991-12-12

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ID=22713912

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP56153538A Pending JPS5788296A (en) 1980-10-02 1981-09-28 Centrifugal compressor
JP1986005948U Expired JPH0355839Y2 (ja) 1980-10-02 1986-01-21

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP56153538A Pending JPS5788296A (en) 1980-10-02 1981-09-28 Centrifugal compressor

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JP (2) JPS5788296A (ja)
KR (1) KR830008059A (ja)
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Publication number Publication date
IT8124131A0 (it) 1981-09-24
KR830008059A (ko) 1983-11-09
IT1138616B (it) 1986-09-17
JPS5788296A (en) 1982-06-02
JPS61136196U (ja) 1986-08-25
MX153516A (es) 1986-11-10

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