JPH0618698U - 遠心圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 チャンネル形ディフューザのチャンネル長さ
を長くすること。 【構成】 羽根車とチャンネル形ディフューザとを有
し、該ディフューザの負圧面側は対数ら線（又は修正対
数ら線）の部分４ｂと直線の部分４ｃとで形成されてい
る遠心圧縮機において、チャンネル形ディフューザの圧
力面側も対数ら線（又は修正対数ら線）の部分４ｅと直
線の部分４ｄとで形成する。また、負圧面側の対数ら線
（又は修正対数ら線）の部分４ｂは、入口喉部以後まで
延長して直線の部分４ｃと接続する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、遠心圧縮機、特に羽根車から流出する流体の速度を適切に減速し、 昇圧するチャンネル形ディフューザを備えた遠心圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、チャンネル形ディフューザを有する遠心圧縮機は、図２に示すように 、駆動軸１により回転される羽根車２の羽根３によって作動流体の圧力及び速度 エネルギを増大するようになっている。該作動流体は、ディフューザ４のディフ ューザ羽根４ａが形成する減速流路によって速度エネルギを圧力に変換され、ス クロール５を経て図示しない吐出管から吐出されるよう構成されている。

【０００３】 このような構成の遠心圧縮機の特性は、図３のように示される。すなわち、図 ３は、回転数Ｎが一定で流量Ｑを変化させた場合の圧縮機全圧力比（吸込全圧力 Ｐ_sTと圧縮機吐出全圧力Ｐ_dTとの比）の変化を示す。また、同一回転数における 作動範囲ｌは、ディフューザの負圧面入口角α_3ks（後述する図４参照）等によ って決まる最小流量Ｑ_min（サージング限界流量）から、ディフューザ入口喉幅 Ｓ_t1（図４参照）によって決まる最大流量Ｑ_maxまでの範囲である。

【０００４】 図４は、従来のチャンネル形ディフューザの代表例を示す。すなわち、図４は ディフューザ羽根４ａの負圧面を、入口喉部までの対数ら線の部分４ｂと入口喉 部以後の直線の部分４ｃとの組合せで形成し、圧力面を直線の部分４ｄのみで形 成した場合である。

【０００５】 なお、図４において、負圧面４ｃと圧力面４ｄとで形成されるチャンネル部の なす角γは拡り角である。また、Ｓ_t1，Ｓ_t2はそれぞれチャンネル部入口，出口 の喉幅である。更に、Ｒ_3s，Ｒ₄はそれぞれディフューザ入口負圧面半径，出口 半径である。また、Ｌはチャンネル部長さである。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、以上述べた遠心圧縮機において、チャンネル形ディフューザ４の負 圧面４ｂは羽根車出口からディフューザ入口喉部に流入する流れに最適な形状と する必要がある。また、入口喉幅Ｓ_t1は図３に示す最大流量Ｑ_maxを得るために 必要な通路面積から決定される。更に、チャンネル部拡り角γ、チャンネル長さ Ｌ、出口喉幅Ｓ_t2はディフューザ部で速度エネルギを圧力に変換するのに最適な 値に設定する必要がある。

【０００７】 そして、羽根車出口からディフューザ入口喉部までの損失を最小にするために は、負圧面４ｂの形状が重要である。一般に、羽根車出口を出た流れは羽根がな ければ対数ら線に近い流れとなる。一方、チャンネル部は負圧面４ｃ、圧力面４ ｄ共に直線で形成し、拡り角γ及びＬ／Ｓ_t1を適正値に設定する必要がある。し かし、ディフューザ出口半径Ｒ₄は構造上の制約から、それほど大きく出来ない 場合が多く、その結果、チャンネル長さＬが短くなり、速度エネルギが圧力に有 効に変換されないままにディフューザを出てスクロールに入ることになる。

【０００８】 本考案は、このような従来技術の課題を解決するためになされたもので、チャ ンネル形ディフューザのチャンネル長さを長くできて、速度エネルギの圧力への 変換をゆるやかにできると共に、チャンネル出口における速度エネルギをより小 さくすることができる遠心圧縮機を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上記の課題を解決するために、本考案は、羽根車とチャンネル形ディフューザ とを有し、該ディフューザの負圧面側は対数ら線又は修正対数ら線の部分と直線 の部分とで形成されている遠心圧縮機において、前記チャンネル形ディフューザ の圧力面側も対数ら線又は修正対数ら線の部分と直線の部分とで形成し、かつ負 圧面側の対数ら線又は修正対数ら線の部分は入口喉部以後まで延長して直線の部 分と接続したものである。

【００１０】

【作用】

上記の手段によれば、チャンネル形ディフューザにおいて、対数ら線又は修正 対数ら線の部分で形成した通路面が長くなるので、羽根車出口からディフューザ に導かれた流れがスムーズに減速される。また、流速が大きい喉部直後の通路形 状が負圧面、圧力面の両方共対数ら線又は修正対数ら線の部分で形成されている ために、ディフューザとしての減速度合がゆるやかで損失が小さくなる。更に、 チャンネル部の通路長さが長くなるので、ディフューザ出口半径が同じでも出口 喉幅が大きくなり、ディフューザ出口の速度エネルギを小さくすることができる 。

【００１１】

【実施例】

以下、図１を参照して本考案の実施例について詳細に説明する。図１は本考案 に係る遠心圧縮機におけるチャンネル形ディフューザの一例を示す概略構成図で あって、図４に示したものと同一の部分には同一の符号を付して、重複する説明 は省略する。

【００１２】 図１において、本実施例によれば、チャンネル形ディフューザの出口半径Ｒ₄ をできるだけ大きくしないで、チャンネル長さＬを長くし、出口喉幅Ｓ_t2を大き くするために、ディフューザ羽根４ａの圧力面側も対数ら線の部分４ｅと直線の 部分４ｄとで形成し、かつ負圧面側の対数ら線の部分４ｂは入口喉部以後まで延 長して直線の部分４ｃと接続している。

【００１３】 なお、入口喉部以後の対数ら線部分の長さと直線部分の長さとの比率は、ディ フューザ出口半径Ｒ₄の大きさの制約及び拡り角γを適正値（８°〜１２°）内 におさめることから自ずから決まることになる。

【００１４】 また、対数ら線を数式で表わすと、

【数１】 となるが、羽根枚数を小さくしないで入口喉幅Ｓ_t1を確保するために、次の数式 で表わされる修正対数ら線を使うことも可能である。

【数２】

【数３】 ただし、添字ｓ，ｐはそれぞれ負圧面、圧力面を示し、またＲ_iは入口から中 心角θ_iだけずれた位置の半径、Ａは定数、α_3kは入口角である。

【００１５】 次に、図１に示した本考案の実施例と図４に示した従来の代表例を比較すると 、羽根枚数Ｚ＝１５枚、入口角α_3k＝２４°、入口，出口半径比Ｒ₄／Ｒ₃＝１． ６、入口喉幅Ｓ_t1と入口半径Ｒ₃との比Ｓ_t1／Ｒ₃＝０．１７５は同じであるが、 しかし、図１に示す本考案の実施例のように負圧面の入口喉部以後まで対数ら線 の部分４ｂを延長すると共に、圧力面についても対数ら線の部分４ｅを一部形成 することによって、チャンネル長さＬ、出口喉幅Ｓ_t2は図４に示す従来例に比較 して、それぞれ、１１６％、１０８％と増大される。

【００１６】

【考案の効果】

以上述べたように、本考案によれば、遠心圧縮機におけるチャンネル形ディフ ューザの負圧面の入口喉部以後まで対数ら線又は修正対数ら線の部分を延長する と共に、圧力面についても対数ら線又は修正対数ら線の部分を一部形成すること によって、チャンネル部の長さが長くなり、またディフューザ出口半径が同じで も出口喉幅も広くなるので、ディフューザ部における速度エネルギの圧力への変 換がゆるやかになされると共に、チャンネルディフューザ出口における速度エネ ルギをより小さくすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る遠心圧縮機におけるチャンネル形
ディフューザの一例を示す概略構成図である。

【図２】遠心圧縮機の軸線を含む平面での主要部断面図
である。

【図３】遠心圧縮機の特性図である。

【図４】従来の遠心圧縮機におけるチャンネル形ディフ
ューザを示す概略構成図である。

【符号の説明】

１ 駆動軸 ２ 羽根車 ３ 羽根 ４ ディフューザ ４ａ ディフューザ羽根 ４ｂ ディフューザ負圧面の対数ら線部分 ４ｃ ディフューザ負圧面の直線部分 ４ｄ ディフューザ圧力面の直線部分 ４ｅ ディフューザ圧力面の対数ら線部分 ５ スクロール

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】羽根車とチャンネル形ディフューザとを有
   し、該ディフューザの負圧面側は対数ら線又は修正対数
   ら線の部分と直線の部分とで形成されている遠心圧縮機
   において、前記チャンネル形ディフューザの圧力面側も
   対数ら線又は修正対数ら線の部分と直線の部分とで形成
   し、かつ負圧面側の対数ら線又は修正対数ら線の部分は
   入口喉部以後まで延長して直線の部分と接続したことを
   特徴とする遠心圧縮機。