JPH08284892A - 遠心圧縮機のディフューザ - Google Patents
遠心圧縮機のディフューザInfo
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- JPH08284892A JPH08284892A JP7109057A JP10905795A JPH08284892A JP H08284892 A JPH08284892 A JP H08284892A JP 7109057 A JP7109057 A JP 7109057A JP 10905795 A JP10905795 A JP 10905795A JP H08284892 A JPH08284892 A JP H08284892A
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- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000003187 abdominal effect Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
- F04D29/68—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing by influencing boundary layers
- F04D29/681—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing by influencing boundary layers especially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/684—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing by influencing boundary layers especially adapted for elastic fluid pumps by fluid injection
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
- F04D29/44—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
- F04D29/441—Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/444—Bladed diffusers
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ディフューザベーン51を具えた遠心圧縮機の
ディフューザ10において、遠心圧縮機の効率を低下させ
ることなくその作動範囲を拡大する。 【構成】 ディフューザベーン51の内部に中空室52を形
成して中空室52内に導入された加圧ガスを噴出口53から
ディフューザベーン51の腹側51b に噴出する。
ディフューザ10において、遠心圧縮機の効率を低下させ
ることなくその作動範囲を拡大する。 【構成】 ディフューザベーン51の内部に中空室52を形
成して中空室52内に導入された加圧ガスを噴出口53から
ディフューザベーン51の腹側51b に噴出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は遠心圧縮機のディフュー
ザに関する。
ザに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のターボ冷凍機用２段遠心圧縮機の
１例が図５及び図６に示されている。図５及び図６にお
いて、１はロータ軸、２は第１段インペラ、21は第２段
インペラ、３は吸込ケーシング、５はシュラウド側中間
ケーシング、６はハブ側中間ケーシング、７は中間仕切
板、８は吐出ケーシングである。
１例が図５及び図６に示されている。図５及び図６にお
いて、１はロータ軸、２は第１段インペラ、21は第２段
インペラ、３は吸込ケーシング、５はシュラウド側中間
ケーシング、６はハブ側中間ケーシング、７は中間仕切
板、８は吐出ケーシングである。
【０００３】シュラウド側中間ケーシング５の内壁面と
中間仕切板７の内壁面との間にディフューザ10が形成さ
れ、このディフューザ10には複数のディフューザベーン
４が配設されている。このディフューザベーン４は図６
に示されるように中実で翼形断面を有し、シュラウド側
中間ケーシング５と一体成形されて円周方向に沿って等
間隔を隔てて配設されている。
中間仕切板７の内壁面との間にディフューザ10が形成さ
れ、このディフューザ10には複数のディフューザベーン
４が配設されている。このディフューザベーン４は図６
に示されるように中実で翼形断面を有し、シュラウド側
中間ケーシング５と一体成形されて円周方向に沿って等
間隔を隔てて配設されている。
【０００４】遠心圧縮機の運転時、ロータ軸１の回転と
ともに第１段インペラ２及び第２段インペラ21が回転す
る。すると、入口流路９から吸入されたガスが気流回り
止め板11に案内されて第１段インペラ２に導入され、第
１段インペラ２を流過する過程で圧縮される。圧縮され
たガスはディフューザ10に入り、ここで動圧が静圧に変
換される。
ともに第１段インペラ２及び第２段インペラ21が回転す
る。すると、入口流路９から吸入されたガスが気流回り
止め板11に案内されて第１段インペラ２に導入され、第
１段インペラ２を流過する過程で圧縮される。圧縮され
たガスはディフューザ10に入り、ここで動圧が静圧に変
換される。
【０００５】次いで、このガスは戻り流路12を通る過程
で気流回り止め板13によって気流の旋回を低減された
後、第２段の入口流路16を経て第２段インペラ21に導入
されてここで再び圧縮される。そして、ディフューザ1
4、吐出流路15を経て吐出される。
で気流回り止め板13によって気流の旋回を低減された
後、第２段の入口流路16を経て第２段インペラ21に導入
されてここで再び圧縮される。そして、ディフューザ1
4、吐出流路15を経て吐出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の遠心圧縮機
は図４に破線で示す特性を具え、流量Ｇが増大して一定
流量に達すると、隣接するディフューザベーン４間のス
ロート部（図６にＡで示されている）でガス流速が音速
に近付いてガスの流入が閉塞されることによりチョーク
現象が発生し、出口圧力Ｐを下げても流量Ｇが増加しな
い限界、即ち、チョーク点が存在する。
は図４に破線で示す特性を具え、流量Ｇが増大して一定
流量に達すると、隣接するディフューザベーン４間のス
ロート部（図６にＡで示されている）でガス流速が音速
に近付いてガスの流入が閉塞されることによりチョーク
現象が発生し、出口圧力Ｐを下げても流量Ｇが増加しな
い限界、即ち、チョーク点が存在する。
【０００７】また、流量Ｇが減少してディフューザベー
ン４に流入するガスの流入角が次第に大きくなると、デ
ィフューザベーン４の腹側で流れの剥離が生じ、やがて
サージング現象が発生してガス流れが不安定となる限界
点、即ち、サージング点が存在する。
ン４に流入するガスの流入角が次第に大きくなると、デ
ィフューザベーン４の腹側で流れの剥離が生じ、やがて
サージング現象が発生してガス流れが不安定となる限界
点、即ち、サージング点が存在する。
【０００８】従って、従来の遠心圧縮機においてはその
設計点が定まれば、チョーク点及びサージング点が定ま
り、これに応じて作動範囲が一義的に定まるので、遠心
圧縮機の作動範囲を設計点付近における効率を低下させ
ずに拡大するのは困難であった。
設計点が定まれば、チョーク点及びサージング点が定ま
り、これに応じて作動範囲が一義的に定まるので、遠心
圧縮機の作動範囲を設計点付近における効率を低下させ
ずに拡大するのは困難であった。
【０００９】本発明の目的とするところは、サージング
点を小流量側に移行させることによって設計点付近の効
率を殆ど低下させることなく遠心圧縮機の作動範囲を拡
大することにある。
点を小流量側に移行させることによって設計点付近の効
率を殆ど低下させることなく遠心圧縮機の作動範囲を拡
大することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために発明されたものであって、その要旨とすると
ころは、円周方向に沿って一定間隔を隔てて翼形断面を
有する複数のディフューザベーンを配設してなる遠心圧
縮機のディフューザにおいて、上記ディフューザベーン
の内部に加圧ガスが導入される中空室を形成するととも
にこの中空室内に導入された加圧ガスをディフューザベ
ーンの腹側に噴出する噴出口を設けたことを特徴とする
遠心圧縮機のディフューザにある。
するために発明されたものであって、その要旨とすると
ころは、円周方向に沿って一定間隔を隔てて翼形断面を
有する複数のディフューザベーンを配設してなる遠心圧
縮機のディフューザにおいて、上記ディフューザベーン
の内部に加圧ガスが導入される中空室を形成するととも
にこの中空室内に導入された加圧ガスをディフューザベ
ーンの腹側に噴出する噴出口を設けたことを特徴とする
遠心圧縮機のディフューザにある。
【００１１】他の特徴とするところは、上記ディフュー
ザベーンが取り付けられるケーシングに上記加圧ガスを
収容するチャンバ室及びこのチャンバ室と上記ディフュ
ーザベーンの中空室とを連通する貫通孔を設けたことに
ある。
ザベーンが取り付けられるケーシングに上記加圧ガスを
収容するチャンバ室及びこのチャンバ室と上記ディフュ
ーザベーンの中空室とを連通する貫通孔を設けたことに
ある。
【００１２】更に他の特徴とするところは、上記チャン
バ室を下流段のガスと吐出流路に管路を介して連通した
ことにある。
バ室を下流段のガスと吐出流路に管路を介して連通した
ことにある。
【００１３】
【作用】本発明においては、加圧ガスがディフューザベ
ーンの中空室を経て噴出口からディフューザベーンの腹
側に噴出せしめられて腹側を流れることにより腹側にお
ける流れの剥離が抑制される。これによりサージング発
生点が小流量側に移動し、遠心圧縮機の作動範囲が小流
量側に拡大される。
ーンの中空室を経て噴出口からディフューザベーンの腹
側に噴出せしめられて腹側を流れることにより腹側にお
ける流れの剥離が抑制される。これによりサージング発
生点が小流量側に移動し、遠心圧縮機の作動範囲が小流
量側に拡大される。
【００１４】
【実施例】本発明の１実施例が図１ないし図３に示さ
れ、図１は遠心圧縮機の回転軸心に沿う部分的縦断面
図、図２は図１のII−II線に沿う部分的横断面図、図３
はディフューザベーンの斜視図である。
れ、図１は遠心圧縮機の回転軸心に沿う部分的縦断面
図、図２は図１のII−II線に沿う部分的横断面図、図３
はディフューザベーンの斜視図である。
【００１５】図１及び図２において、１は電動モータ、
タービン等の駆動源によって回転駆動されるロータ軸、
２は第１段インペラ、21は第２段インペラ、３は吸込ケ
ーシング、５はシュラウド側中間ケーシング、６はハブ
側中間ケーシング、７は中間仕切板、８は吐出ケーシン
グ、10はディフューザである。
タービン等の駆動源によって回転駆動されるロータ軸、
２は第１段インペラ、21は第２段インペラ、３は吸込ケ
ーシング、５はシュラウド側中間ケーシング、６はハブ
側中間ケーシング、７は中間仕切板、８は吐出ケーシン
グ、10はディフューザである。
【００１６】51はディフューザベーンで、ディフューザ
10内に円周方向に沿って等間隔を隔てて配置され、シュ
ラウド側中間ケーシング５と鋳造により一体成形されあ
るいは溶接、ボルト締め等によりシュラウド側中間ケー
シング５に固着される。
10内に円周方向に沿って等間隔を隔てて配置され、シュ
ラウド側中間ケーシング５と鋳造により一体成形されあ
るいは溶接、ボルト締め等によりシュラウド側中間ケー
シング５に固着される。
【００１７】上記各ディフューザベーン51の詳細が図３
に示されている。ディフューザベーン51の内部にはその
巾方向に伸びる中空室52が形成され、ベーンの腹側51b
には中空室52と連通する円弧あるいはスリット状の噴出
口53が形成されている。中空室52の一端開口はハブ側中
間ケーシング７の内壁面により閉塞される。なお、51a
は背側、51c は翼前縁、51d は翼後縁である。
に示されている。ディフューザベーン51の内部にはその
巾方向に伸びる中空室52が形成され、ベーンの腹側51b
には中空室52と連通する円弧あるいはスリット状の噴出
口53が形成されている。中空室52の一端開口はハブ側中
間ケーシング７の内壁面により閉塞される。なお、51a
は背側、51c は翼前縁、51d は翼後縁である。
【００１８】シュラウド側中間ケーシング５の外面にチ
ャンバ外板62を固着することによってこれらの間に環状
のチャンバ室63が形成されている。 このチャンバ室63
はシュラウド側中間ケーシング５を貫通する貫通孔61を
介してディフューザベーン51の中空室52と連通してい
る。そして、チャンバ室63はガス吐出流路15とガス管路
64により連通され、このガス管路64には流量調整弁65が
介装されている。
ャンバ外板62を固着することによってこれらの間に環状
のチャンバ室63が形成されている。 このチャンバ室63
はシュラウド側中間ケーシング５を貫通する貫通孔61を
介してディフューザベーン51の中空室52と連通してい
る。そして、チャンバ室63はガス吐出流路15とガス管路
64により連通され、このガス管路64には流量調整弁65が
介装されている。
【００１９】しかして、入口流路９から吸入されたガス
は気流回り止め板11を経て第１段インペラ２に入りここ
で圧縮された後、ディフューザ10に入る。そして、ディ
フューザベーン51のスロート部Ａを通り、戻り流路12、
気流回り止め板13及び第２段の入口流路16を経て第２段
インペラ21に流入し、ここで更に圧縮された後、ディフ
ューザ14、吐出流路15を経て吐出される。
は気流回り止め板11を経て第１段インペラ２に入りここ
で圧縮された後、ディフューザ10に入る。そして、ディ
フューザベーン51のスロート部Ａを通り、戻り流路12、
気流回り止め板13及び第２段の入口流路16を経て第２段
インペラ21に流入し、ここで更に圧縮された後、ディフ
ューザ14、吐出流路15を経て吐出される。
【００２０】一方、吐出流路15内の加圧ガスの一部はガ
ス管路64及びこれに介装された流量調整弁65を経てチャ
ンバ室63内に導かれてここで均圧化され、貫通孔61を通
って各ディフューザベーン51の中空室52に入りスリット
状の噴出口53からディフューザベーン51の腹側51b に噴
出せしめられる。
ス管路64及びこれに介装された流量調整弁65を経てチャ
ンバ室63内に導かれてここで均圧化され、貫通孔61を通
って各ディフューザベーン51の中空室52に入りスリット
状の噴出口53からディフューザベーン51の腹側51b に噴
出せしめられる。
【００２１】しかして、遠心圧縮機の流量が小さい小流
量側において、中空室52内に導入された加圧ガスがスリ
ット状の噴出口53からディフューザベーン51の腹側51b
に噴出されるので、腹側51b の流れの剥離が阻止され
る。
量側において、中空室52内に導入された加圧ガスがスリ
ット状の噴出口53からディフューザベーン51の腹側51b
に噴出されるので、腹側51b の流れの剥離が阻止され
る。
【００２２】これによりサージングが発生する限界流量
点、即ち、サージング点が小流量側に移動せしめられ
る。一方、大流量側は従来のものと同様であるので、図
４に実線で示されるように、作動範囲が破線で示される
従来のものより小流量側に拡大する。
点、即ち、サージング点が小流量側に移動せしめられ
る。一方、大流量側は従来のものと同様であるので、図
４に実線で示されるように、作動範囲が破線で示される
従来のものより小流量側に拡大する。
【００２３】
【発明の効果】本発明においては、加圧ガスが中空室を
経て噴出口からディフューザベーンの腹側に噴出せしめ
られて腹側を流れることにより、腹側における流れの剥
離が抑制される。
経て噴出口からディフューザベーンの腹側に噴出せしめ
られて腹側を流れることにより、腹側における流れの剥
離が抑制される。
【００２４】これによりサージングが発生する限界流量
点が小流量側に移動するので、従来のものに較べ効率を
低下させることなく作動範囲を拡大できる。
点が小流量側に移動するので、従来のものに較べ効率を
低下させることなく作動範囲を拡大できる。
【００２５】下流段のガス吐出通路からの加圧ガスをチ
ャンバ室に導入すれば、格別の加圧ガス源を必要とせず
に加圧ガスが得られるので、構造が簡素化され、かつ、
コストを低減できる。
ャンバ室に導入すれば、格別の加圧ガス源を必要とせず
に加圧ガスが得られるので、構造が簡素化され、かつ、
コストを低減できる。
【図１】本発明の１実施例に係る遠心圧縮機の回転軸心
に沿う部分的縦断面図である。
に沿う部分的縦断面図である。
【図２】図１のII−II線に沿う部分的横断面図である。
【図３】上記実施例におけるディフューザベーンの斜視
図である。
図である。
【図４】遠心圧縮機の特性線図である。
【図５】従来の遠心圧縮機の回転軸心に沿う部分的縦断
面図である。
面図である。
【図６】図５のVI−VI線に沿う部分的横断面図である。
１ ロータ軸 ２ 第１段インペラ ５ シュラウド側中間ケーシング 15 ガス吐出通路 51 ディフューザベーン 52 中空室 53 噴出口 61 貫通孔 63 チャンバ室 64 ガス管路
Claims (3)
- 【請求項１】 円周方向に沿って一定間隔を隔てて翼形
断面を有する複数のディフューザベーンを配設してなる
遠心圧縮機のディフューザにおいて、 上記ディフューザベーンの内部に加圧ガスが導入される
中空室を形成するとともにこの中空室内に導入された加
圧ガスをディフューザベーンの腹側に噴出する噴出口を
設けたことを特徴とする遠心圧縮機のディフューザ。 - 【請求項２】 上記ディフューザベーンが取り付けられ
るケーシングに上記加圧ガスを収容するチャンバ室及び
このチャンバ室と上記ディフューザベーンの中空室とを
連通する貫通孔を設けたことを特徴とする請求項１記載
の遠心圧縮機のディフューザ。 - 【請求項３】 上記チャンバ室を下流段のガス吐出流路
に管路を介して連通したことを特徴とする請求項２記載
の遠心圧縮機のディフューザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7109057A JPH08284892A (ja) | 1995-04-10 | 1995-04-10 | 遠心圧縮機のディフューザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7109057A JPH08284892A (ja) | 1995-04-10 | 1995-04-10 | 遠心圧縮機のディフューザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08284892A true JPH08284892A (ja) | 1996-10-29 |
Family
ID=14500515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7109057A Withdrawn JPH08284892A (ja) | 1995-04-10 | 1995-04-10 | 遠心圧縮機のディフューザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08284892A (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1995
- 1995-04-10 JP JP7109057A patent/JPH08284892A/ja not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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