JPH0643299U - 多段遠心圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 戻り羽根の負圧面上および戻り流路側壁面上
の境界層が吸取られて多段遠心圧縮機の効率が向上する
ことを目的とする。 【構成】 戻り羽根シュラウド側の戻り流路側壁面およ
び戻り羽根の負圧面にそれぞれ穿設された境界層の吸取
り穴が次段のインペラ入口近傍に抜き穴を介して導通す
るように構成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、各種気体の圧縮、送風などに適用される多段遠心圧縮機に関する。 なお、本明細書における多段遠心圧縮機には多段遠心送風機を含むものとする。

【０００２】

【従来の技術】

図３は各種気体の圧縮、送風などに使用されている従来の多段遠心圧縮機の説 明図である。図において、一般に多段型遠心圧縮機の要部はインペラ６、ディフ ューザ７、戻り流路などで構成されており、このうち戻り流路はディフューザ７ 出口における半径方向外向きの流れを内向きに変えるＵベンド部８、Ｕベンド部 ８出口における旋回流の成分を取り除く戻り羽根９、半径方向内向きの流れを軸 方向に変えて次段のインペラに流入させるＬベンド部１０などからなっている。 戻り羽根９近傍の壁面及び羽根面は平滑面をなしている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

上記のような従来の多段遠心圧縮機において、戻り羽根９近傍はディフューザ ７出口における旋回流を半径方向内向きへ向け直す部分で、戻り羽根９にはアス ベクト比が小さく翼弦長の長い案内羽根が用いられている。この戻り羽根９の翼 間では、戻り流路側壁面上の境界層が戻り羽根９の負圧面と圧力面との圧力差に より圧力面から負圧面へ吹き寄せられて負圧面に境界層が蓄積して肥大し、戻り 羽根９出口近傍で大きな流れの歪を生ずる。この流れの歪が戻り流路における圧 力損失を増加させる原因になり、また次段のインペラへ流入する流入角の羽根高 さ方向の歪を生じる原因にもなっている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案に係る多段遠心圧縮機は上記課題の解決を目的にしており、戻り羽根シ ュラウド側の戻り流路側壁面および上記戻り羽根の負圧面にそれぞれ穿設された 境界層の吸取り穴と、該境界層の吸取り穴を次段のインペラ入口近傍に導通させ る抜き穴とを備えた構成を特徴とする。

【０００５】

【作用】

即ち、本考案に係る多段遠心圧縮機においては、戻り羽根シュラウド側の戻り 流路側壁面および戻り羽根の負圧面にそれぞれ穿設された境界層の吸取り穴が次 段のインペラ入口近傍に抜き穴を介して導通しており、戻り流路と次段のインペ ラ入口との圧力差により戻り羽根の負圧面上に蓄積される境界層や戻り流路側壁 面上を戻り羽根の負圧面へ向けて運ばれる境界層が次段のインペラ入口に吸い取 られて合流する。

【０００６】

【実施例】

図１は本考案の一実施例に係る多段遠心圧縮機の説明図である。図において、 本実施例に係る多段遠心圧縮機は各種気体の圧縮、送風などに使用されるもので 、その要部はインペラ６、ディフューザ７戻り流路などで構成されており、この うち戻り流路はディフューザ７出口における半径方向外向きの流れを内向きに変 えるＵベンド部８、Ｕベンド部８出口における旋回流の成分を取り除く戻り羽根 ９、半径方向内向きの流れを軸方向に変えて次段のインペラに流入させるＬベン ド部１０などからなっている。戻り羽根９近傍はディフューザ７出口における旋 回流を半径方向内向きへ向け直す部分で、戻り羽根９にはアスベクト比が小さく 翼弦長の長い案内羽根が用いられている。また、図に示すように戻り流路側壁面 上において戻り羽根９シュラウド側の境界層の蓄積が顕著な翼弦中央付近に複数 の境界層の吸取り穴１ａが、また戻り羽根９の負圧面にも複数の境界層の吸取り 穴１ｂが、互いに一列に並んで設けられている。なお、図２に示すようにこれら 複数の吸取り穴１ａ，１ｂに代えてスリットを設けてもよい。また、戻り羽根９ と次段のインペラとの間のダイヤフラム内に環状のチャンバ２が設けられており 、境界層の吸取り穴１ａ，１ｂまたはスリットに連通している。また、次段のイ ンペラ側板の外周に対向するラビリンス４の最下流段の歯の下流にさらに１枚の 高さが若干低い歯５が設けられ、最下流段の歯と追加して設けた歯５との間にチ ャンバ２と連通するチャンバ抜き穴３が開口している。

【０００７】 戻り流路はディフューザの一種で下流方向に静圧が徐々に上がっていくが、次 段のインペラ入口に設けられているラビリンス４直後は噴流状態で圧力が大きく 下がっている。この戻り流路とラビリンス４直後との圧力差により、戻り羽根９ 負圧面上に蓄積される境界層や戻り流路側壁面上を戻り羽根９負圧面へ向けて運 ばれる境界層などが吸取り穴１ａ，１ｂまたはスリットを介してチャンバ２内に 吸取られ、さらにチャンバ２内から次段のインペラ入口に設けられているラビリ ンス４直後にチャンバ抜き穴３を介して吸い出され、次段のインペラ入口におけ る流れに合流する。このような構造にすることにより、特に付加的な動力を与え なくても、多段遠心圧縮機内の気体を外部に放出することなく、戻り羽根９負圧 面上および戻り流路側壁面上における境界層の吸取りが行われる。

【０００８】 従来の多段遠心圧縮機における戻り羽根の翼間では、戻り流路側壁面上の境界 層が戻り羽根の負圧面と圧力面との圧力差により圧力面から負圧面へ吹き寄せら れて負圧面に境界層が蓄積して肥大し、戻り羽根９出口近傍で大きな流れの歪を 生ずる。この流れの歪が戻り羽根における圧力損失を増加させる原因になり、ま た次段のインペラへ流入する流入角の羽根高さ方向の歪を生じる原因にもなって いるが、本多段遠心圧縮機においては戻り羽根９の負圧面および戻り羽根９シュ ラウド側の戻り流路側壁面上における境界層が、吸取り穴１ａ，１ｂまたはスリ ットを介して次段のインペラ入口における圧力と戻り羽根９翼弦中央付近との圧 力差により吸取られるので、戻り羽根９出口近傍に生ずる流れの歪や２次流れの 発達などが防止される。この境界層の吸取りには新たな動力は何ら要せず、多段 遠心圧縮機の効率を向上させる。

【０００９】

【考案の効果】

本考案に係る多段遠心圧縮機は前記のように構成されており、戻り羽根の負圧 面上および戻り流路側壁面上の境界層が吸取られるので、戻り羽根出口近傍にお ける流れの歪が抑制されて戻り流路における圧力損失が低減し多段遠心圧縮機の 効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は本考案の一実施例に係る多段遠心
圧縮機の戻り流路の子午面における断面図、同図（ｂ）
はその吸取り穴の斜視図、同図（ｃ）は同図（ａ）にお
けるｃ部の拡大図である。

【図２】図２は本考案の他の実施例に係る多段遠心圧縮
機のスリットの斜視図である。

【図３】図３（ａ）は従来の多段遠心圧縮機の戻り流路
の子午面における断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）にお
けるｂ−ｂ断面図、同図（ｃ）は同図（ａ）におけるｃ
−ｃ矢視図である。

【符号の説明】

１ａ 境界層の吸取り穴 １ｂ 境界層の吸取り穴 ２ チャンバ ３ チャンバ抜き穴 ４ ラビリンス ５ ラビリンスの歯 ６ インペラ ７ ディフューザ ８ Ｕベンド部 ９ 戻り羽根 １０ Ｌベンド部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 戻り羽根シュラウド側の戻り流路側壁面
   および上記戻り羽根の負圧面にそれぞれ穿設された境界
   層の吸取り穴と、該境界層の吸取り穴を次段のインペラ
   入口近傍に導通させる抜き穴とを備えたことを特徴とす
   る多段遠心圧縮機。