JPH10318191A - 遠心圧縮機の吸込ケーシング - Google Patents

遠心圧縮機の吸込ケーシング

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JPH10318191A
JPH10318191A JP12694797A JP12694797A JPH10318191A JP H10318191 A JPH10318191 A JP H10318191A JP 12694797 A JP12694797 A JP 12694797A JP 12694797 A JP12694797 A JP 12694797A JP H10318191 A JPH10318191 A JP H10318191A
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JP
Japan
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suction casing
suction
guide
casing
flow path
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP12694797A
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English (en)
Inventor
Nobuyuki Nojima
信之 野島
Mikio Hayashi
幹雄 林
Yasuhiro Kawashima
康弘 川島
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH10318191A publication Critical patent/JPH10318191A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 横吸い込み型の遠心圧縮機のインペラに流入
する気流の円周方向における速度分布を均一化すること
ができて遠心圧縮機の性能低下を防止することができ、
ひいては効率の良い運転が可能となるような遠心圧縮機
の吸込ケーシングを提供する。 【解決手段】 吸込口10aから吸い込まれる気流を分
割する吸込ケーシングガイド10cを吸込ケーシング1
0の流路内に設け、この吸込ケーシングガイド10cに
よって分割される吸込ケーシング流路中央部αの吸込口
10aに対する流路面積割合を、吸込ケーシングガイド
10cの入口での流路面積割合Kに比べ吸込ケーシング
ガイド10の出口での流路面積割合Sが10〜30%大
きくなるように設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、産業用遠心圧縮
機,ガスタービン用遠心圧縮機等の遠心圧縮機に利用で
きる吸込ケーシングに関し、さらに詳しくは、インペラ
回転軸に対して直交する方向に吸込口を有する横吸い込
み型の遠心圧縮機に用いられる吸込ケーシングに関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】図8及び図9は従来の横吸い込み型遠心
圧縮機を示すものであって、この遠心圧縮機は、インペ
ラ回転軸1と、このインペラ回転軸1に取付けられた複
数のインペラ2と、これらのインペラ2を内部に収容す
るインペラハウジング3等にて構成されている。そし
て、インペラハウジング3には、インペラ回転軸1に対
して直交する方向に吸込口4aを有する吸込ケーシング
(横方向吸込ケーシング)4、及び、インペラ回転軸1
に対して直交する方向に吐出口5aを有する吐出ケーシ
ング5がそれぞれ一体成形されている。
【0003】上述の吸込ケーシング4は、吸込口4a,
吸込ケーシング側壁4b,及び入口ガイド4cにて構成
されており、吸込口4aから入口ガイド4cに至る流路
6を形成する吸込ケーシング側壁4bは、インペラ2の
円周方向に均一な流れを導き得るように流路6の断面積
が気流の流れ方向に沿って徐々に小さくなる形状となさ
れている(図8参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】一般に、吸込ケーシン
グ4に流入する流れの速度分布は、図3及び図4におい
て矢印(ベクトル)Vで示すように上流の管路壁の摩擦
により流路6の中央箇所で速度が最大となり、吸込ケー
シング側壁4bの側面に分流する部分での速度は低くな
るような分布となる。従って、従来の横方向吸込ケーシ
ング4にあっては、上流速度分布の歪により吸込ケーシ
ング4の側面には上流の速度の低い流れが流入すること
となるため、この側面を経由してインペラ2に至る流量
が吸込ケーシング4の中央箇所からインペラ2に供給さ
れる流れに比べて低下し、インペラ2に流入する流れが
インペラ2の円周方向で不均一となり、これが性能低下
の原因となっているのが実状である。
【0005】本発明は、このような実状に鑑みてなされ
たものであって、その目的は、横吸い込み型の遠心圧縮
機のインペラに流入する気流の円周方向における速度分
布を均一化することができて遠心圧縮機の性能低下を防
止することができ、ひいては効率の良い運転が可能とな
るような遠心圧縮機の吸込ケーシングを提供することに
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明では、インペラ回転軸に対して直交する方
向に吸込口を有する遠心圧縮機の吸込ケーシングにおい
て、前記吸込口から吸い込まれる気流を分割する吸込ケ
ーシングガイドを吸込ケーシング流路内に設け、前記吸
込ケーシングガイドによって分割される吸込ケーシング
流路中央部の前記吸込口に対する流路面積割合を、前記
吸込ケーシングガイドの入口での流路面積割合に比べ前
記吸込ケーシングガイドの出口での流路面積割合が10
〜30%大きくなるように設定している。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施態様について
図1〜図7を参照して説明する。なお、図1〜図7にお
いて、図8及び図9と同様の部分には同一の符号を付し
て重複する説明を省略する。
【0008】図1及び図2は本発明の一実施態様に係る
吸込ケーシング10を具備する横吸い込み型遠心圧縮機
11を示すものであって、この遠心圧縮機11は、吸込
ケーシング(横方向吸込ケーシング)10,インペラ回
転軸1,インペラ2,及び吐出ケーシング5等にて構成
されている。そして、本例の吸込ケーシング10は、図
2に示すように、吸込口10a,吸込ケーシング側壁1
0b,吸込ケーシングガイド10c,入口ガイド10d
から構成されている。なお、吸込口10aから入口ガイ
ド10dに至る流路を構成する吸込ケーシング側壁10
bは、インペラ2の円周方向に均一な流れを導くよう流
路断面積が流れ方向に沿って徐々に小さくなっている
(図1参照)。
【0009】ここで、既述の吸込ケーシングガイド10
cについて具体的に説明すると、次の通りである。すな
わち、この吸込ケーシングガイド10cは、図2に示す
ように、吸込口10aから下流側に向かう方向に延びる
ように配置されかつ互いに間隔を隔てて対峙するように
対向配置された状態で吸込ケーシング側壁10bに取付
けられた一対のガイド板12,13にて構成されてい
る。これら一対のガイド板12,13は、図2に示す如
く板厚が一様で滑らかな湾曲状断面を有する形状となさ
れており、これらの下端部が吸込口10aの箇所におい
て吸込ケーシング側壁10bから等間隔を隔てた箇所に
それぞれ配置されると共に、吸込口10aから下流側に
向かうにつれて互いに遠ざかるような末広がりの配置構
成となされている。かくして、吸込ケーシング10内に
おける流路6は、前記吸込ケーシングガイド10cによ
って、吸込ケーシングガイド10c内すなわち一対のガ
イド板12,13間の流路中央部αと、各ガイド板1
2,13と吸込ケーシング側壁10bとの間の流路側部
βとに分割されるようになっている(図2参照)。
【0010】吸込ケーシングガイド10cの配置構成に
ついてさらに詳述すると、本例においては、図2におけ
る吸込ケーシング側壁10bと中心線Mとの間を2等分
する仮想ラインN1 ,N2 と、吸込口10aとの交差箇
所に前記一対のガイド板12,13の下端部が配置され
ている。そして、これら一対のガイド板12,13の下
端部間の流路断面積はK・AI に設定されている(図2
参照)。なお、AI はガイド板12,13の下端部の配
置箇所における吸込口10aの流路断面積、Kはこの流
路断面積AI (吸込口10aの入口部分の流路断面積)
に対するガイド板12,13の下端部間の流路断面積の
割合すなわち吸込ケーシングガイド10cの入口での流
路断面積割合である。また、これら一対のガイド板1
2,13の上端部間の流路断面積はS・AE に設定され
ている(図2参照)。なお、AE はガイド板12,13
の上端部の配置箇所における吸込ケーシング側壁10b
部分での流路断面積、Sはこの流路断面積AE に対する
ガイド板12,13の下端部間の流路断面積の割合すな
わち吸込ケーシングガイド10cの出口での流路断面積
割合である。
【0011】また、吸込ケーシングガイド10cによっ
て分割される流路中央部αの上部箇所すなわち吸込ケー
シングガイド10cの出口箇所における流路面積割合S
がその下部箇所すなわち吸込ケーシングガイド10cの
入口箇所における流路面積割合Kに比べて10〜30%
大きくなるように設定されている。換言すれば、吸込ケ
ーシングガイド10cの入口箇所における吸込口10a
の断面積AI に対する吸込ケーシングガイド10cの入
口部分の断面積の割合Kに比べ、吸込ケーシングガイド
10cの出口箇所における吸込ケーシング側壁10bの
断面積AE Yに対する吸込ケーシングガイド10cの出
口部分の断面積の割合Sが10〜30%大きくなるよう
に設定されている。
【0012】なお、図2において示す流路断面積K・A
E は、吸込ケーシングガイド10cの出口部分の高さラ
インN3 と前記仮想ラインN1 ,N2 との交差箇所にお
ける流路断面積を示しており、本例の吸込ケーシングガ
イド10cの出口部分の流路断面積S・AE が前記流路
断面積K・AE よりも広く設定されている。この場合、
吸込ケーシングガイド10cの入口部分での前記流路面
積割合Kに比べ、吸込ケーシングガイド10cの出口部
分での前記流路面積割合Sを10〜30%の範囲内にお
いてどれほど大きくするかの選択は、吸込ケーシングガ
イド10cの出口部分での上流速度分布に応じて行なわ
れる。
【0013】このような構成の遠心圧縮機11の吸込ケ
ーシング10は次のような作用を奏する。まず、吸込ケ
ーシング10の吸込口10a内に流入する空気の流れ
は、図3及び図4において矢印Vで示すように流路の中
央部分における速度が速くその側部部分における速度が
遅いような管路速度分布となる。このような管路速度分
布の流れは、吸込ケーシングガイド10cにより、流路
中央部αでは吸込ケーシングガイド10cの出口部分で
下流側の流路面積の広い範囲に分配されるが、流路側部
βに分流する速度の低い流れは吸込ケーシングガイド1
0cの出口部分で流路面積の相対的に少ない範囲に分配
されることとなる。そのため、入口ガイド10dを介し
てインペラ2に流入する流れの円周方向における速度分
布は、図4において矢印(ベクトル)V’で示すように
吸込ケーシングガイド10cの下流側部分では均一な速
度分布となる。なお、図4における破線Fは吸込ケーシ
ングガイド10を具備する本発明の吸込ケーシング10
の場合の速度分布であり、一点鎖線Gは吸込ケーシング
ガイド10を具備しない従来の吸込ケーシングの場合の
速度分布である。
【0014】しかして、本例の吸込ケーシング10によ
れば、図5において実線で示される特性から明らかなよ
うに、インペラ入口速度CE (図3参照)はインペラ入
口方位角θの大きさとは無関係に均一の一定速度に設定
される。これに対し、従来の吸込ケーシングの場合に
は、図5において破線で示される特性から明らかなよう
に、インペラ入口方位角θが零の箇所でインペラ入口速
度CE が最大となりそれから外れた箇所でインペラ入口
速度CE が相対的に低くなり、インペラ入口速度CE
インペラ円周方向において不均一となる。
【0015】従って、本例の吸込ケーシング10によれ
ば、吸込ケーシングガイド10cを設けたことにより、
入口ガイド10dを介してインペラ2に流入する流れの
円周方向速度分布は従来の場合に比べて顕著に均一化さ
れることとなるので、遠心圧縮機11の性能低下を防止
でき、ひいては効率の良い運転(遠心圧縮機の高効率
化)が可能となる。
【0016】以上、本発明の一実施態様につき述べた
が、本発明はこの実施態様に限定されるものではなく、
本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可
能である。例えば、吸込ケーシングガイド10cを構成
するガイド板12,13の断面形状は、図2に示す如き
湾曲形状に限ることなく、図6に示すような翼形状とし
てもよく、或いは図7に示すような直線的な平板形状と
しても良い。
【0017】
【発明の効果】以上の如く、本発明は、吸込ケーシング
の吸込口から吸い込まれる気流を分割する吸込ケーシン
グガイドを吸込ケーシング流路内に設け、前記吸込ケー
シングガイドによって分割される吸込ケーシング流路中
央部の前記吸込口に対する流路面積割合を、前記吸込ケ
ーシングガイドの入口での流路面積割合に比べ前記吸込
ケーシングガイドの出口での流路面積割合が10〜30
%大きくなるように設定したものであるから、インペラ
に流入する流れの円周方向の均一化を図ることができる
こととなり、インペラに流入する流れがインペラの円周
方向で不均一となることに起因する遠心圧縮機の性能低
下を防止することができる。その結果、本発明に係る吸
込ケーシングを用いることにより、遠心圧縮機を効率良
く運転することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る吸込ケーシングを具備する横吸い
込み型遠心圧縮機の断面図である。
【図2】図1におけるA−A線断面図である。
【図3】吸込ケーシング内における流れの速度分布を示
す図1と同様の断面図である。
【図4】吸込ケーシング内における流れの速度分布を示
す図2と同様の断面図である。
【図5】本発明の実施態様及び従来例の場合におけるイ
ンペラ入口方位角とインペラ入口速度との関係をそれぞ
れ示す速度特性図である。
【図6】吸込ケーシング内に設けられる吸込ケーシング
ガイドの別の変形例を示す要部拡大断面図である。
【図7】吸込ケーシング内に設けられる吸込ケーシング
ガイドのさらに別の変形例を示す要部拡大断面図であ
る。
【図8】従来の吸込ケーシングを有する横吸い込み型遠
心圧縮機の断面図である。
【図9】図8におけるB−B線断面図である。
【符号の説明】
1 インペラ回転軸 2 インペラ 3 インペラハウジング 5 吐出ケーシング 10 吸込ケーシング(横方向吸込ケーシング) 10a 吸込口 10b 吸込ケーシング側壁 10c 吸込ケーシングガイド 10d 入口ガイド 11 横吸い込み型遠心圧縮機 12,13 ガイド板 α 流路中央部 β 流路側部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 インペラ回転軸に対して直交する方向に
    吸込口を有する遠心圧縮機の吸込ケーシングにおいて、
    前記吸込口から吸い込まれる気流を分割する吸込ケーシ
    ングガイドを吸込ケーシング流路内に設け、前記吸込ケ
    ーシングガイドによって分割される吸込ケーシング流路
    中央部の前記吸込口に対する流路面積割合を、前記吸込
    ケーシングガイドの入口での流路面積割合に比べ前記吸
    込ケーシングガイドの出口での流路面積割合が10〜3
    0%大きくなるように設定したことを特徴とする遠心圧
    縮機の吸込ケーシング。
JP12694797A 1997-05-16 1997-05-16 遠心圧縮機の吸込ケーシング Withdrawn JPH10318191A (ja)

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