JPH11153097A - 一軸多段遠心圧縮機及びターボ冷凍機 - Google Patents
一軸多段遠心圧縮機及びターボ冷凍機Info
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- JPH11153097A JPH11153097A JP9320710A JP32071097A JPH11153097A JP H11153097 A JPH11153097 A JP H11153097A JP 9320710 A JP9320710 A JP 9320710A JP 32071097 A JP32071097 A JP 32071097A JP H11153097 A JPH11153097 A JP H11153097A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D17/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
- F04D17/08—Centrifugal pumps
- F04D17/10—Centrifugal pumps for compressing or evacuating
- F04D17/12—Multi-stage pumps
- F04D17/122—Multi-stage pumps the individual rotor discs being, one for each stage, on a common shaft and axially spaced, e.g. conventional centrifugal multi- stage compressors
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 一軸多段遠心圧縮機の段間流入部の構造を改
善し、その構造により回転軸方向が長くなったり、構造
が複雑化しないようにする。 【解決手段】 主流２Ａの戻り流路３の最外周位置にあ
る開口７を設け、この開口７は周方向では１個または複
数個とする。この構造によると、注入流２Ｂの流入路形
成のために軸方向に構造が拡がることはなく、また、主
流２Ａ、注入流２Ｂを隔てるための仕切り部等を設ける
必要はない。さらに旋回羽根８を開口７に設けて、主流
２Ａと注入流２Ｂの流れ方向が一致するようにして合流
による損失を低減する。
善し、その構造により回転軸方向が長くなったり、構造
が複雑化しないようにする。 【解決手段】 主流２Ａの戻り流路３の最外周位置にあ
る開口７を設け、この開口７は周方向では１個または複
数個とする。この構造によると、注入流２Ｂの流入路形
成のために軸方向に構造が拡がることはなく、また、主
流２Ａ、注入流２Ｂを隔てるための仕切り部等を設ける
必要はない。さらに旋回羽根８を開口７に設けて、主流
２Ａと注入流２Ｂの流れ方向が一致するようにして合流
による損失を低減する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、段間流入流れがあ
る一軸多段遠心圧縮機に係わり、特にその構造が簡単で
安価に構成でき、かつ段間流入流れによる付加損失が少
ない一軸多段遠心圧縮機に関する。
る一軸多段遠心圧縮機に係わり、特にその構造が簡単で
安価に構成でき、かつ段間流入流れによる付加損失が少
ない一軸多段遠心圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は、段間流入流れがある一軸多段遠
心圧縮機を用いたシステムの例としてのエコノマイザ付
き２段圧縮ターボ冷凍機の系統図である。同図におい
て、２段圧縮機２１を出た冷媒蒸気は、凝縮器２２で凝
縮されて液冷媒となったのち、高圧膨張弁２３によりエ
コノマイザ２４の圧力まで減圧される。この際、エコノ
マイザ２４内に発生するフラッシュガスは、２段圧縮機
２１の２段羽根車５に流入させる。エコノマイザ２４内
に溜った液冷媒は、低圧膨張弁２５により蒸発器２６の
圧力まで減圧され、蒸発器２６内で蒸発したのち再度２
段圧縮機２１の初段羽根車１に吸入され、初段、２段羽
根車の２段階の圧縮で凝縮器２２の圧力まで圧縮され
る。この種の一軸多段遠心圧縮機では、種々の構造のも
のが実現されているが、特に段間へガスを流入し、これ
を前段よりのガス流と合流させる段間流入部の構造は、
圧縮機の動作を向上させるための多くの工夫がなされて
いる。
心圧縮機を用いたシステムの例としてのエコノマイザ付
き２段圧縮ターボ冷凍機の系統図である。同図におい
て、２段圧縮機２１を出た冷媒蒸気は、凝縮器２２で凝
縮されて液冷媒となったのち、高圧膨張弁２３によりエ
コノマイザ２４の圧力まで減圧される。この際、エコノ
マイザ２４内に発生するフラッシュガスは、２段圧縮機
２１の２段羽根車５に流入させる。エコノマイザ２４内
に溜った液冷媒は、低圧膨張弁２５により蒸発器２６の
圧力まで減圧され、蒸発器２６内で蒸発したのち再度２
段圧縮機２１の初段羽根車１に吸入され、初段、２段羽
根車の２段階の圧縮で凝縮器２２の圧力まで圧縮され
る。この種の一軸多段遠心圧縮機では、種々の構造のも
のが実現されているが、特に段間へガスを流入し、これ
を前段よりのガス流と合流させる段間流入部の構造は、
圧縮機の動作を向上させるための多くの工夫がなされて
いる。
【０００３】図３は、前記した一軸多段遠心圧縮機の段
間流入部の従来の構成例を示すもので、特開平０９−１
４４６９８号に開示された技術である。図３において、
ケーシング１０内に、回転軸１１に取り付けられた前段
の羽根車１で昇圧された主流２Ａと、中間吸い込み口３
０から供給された注入流２Ｂとは、リターン通路３１の
リターンベーン３２の部分で合流し、次の羽根車５へ送
られる。そしてこの合流位置が、仕切壁３３を設置する
ことにより、リターンベーン３２の前縁３４よりも下流
側となるようにすることで、主流２Ａと注入流２Ｂの流
れ方向や速度の差による合流時の損失を低減する構造と
している。
間流入部の従来の構成例を示すもので、特開平０９−１
４４６９８号に開示された技術である。図３において、
ケーシング１０内に、回転軸１１に取り付けられた前段
の羽根車１で昇圧された主流２Ａと、中間吸い込み口３
０から供給された注入流２Ｂとは、リターン通路３１の
リターンベーン３２の部分で合流し、次の羽根車５へ送
られる。そしてこの合流位置が、仕切壁３３を設置する
ことにより、リターンベーン３２の前縁３４よりも下流
側となるようにすることで、主流２Ａと注入流２Ｂの流
れ方向や速度の差による合流時の損失を低減する構造と
している。
【０００４】さらに複雑な構造の段間流入部を有した一
軸多段遠心圧縮機が前記した特開平０９−１４４６９８
号及び特開平６−２５７５９０号に開示されている。こ
れは図４に示したように、注入流２Ｂが流入するための
仕切り板４３で仕切られた段間吸い込みノズル４１が設
けられ、この先端が静止羽根４２の半径方向中央部付近
までのびており、ここで主流２Ａと合流する。さらにこ
の合流点まで静止羽根４２の、段間吸い込みノズル４１
の先端より上の部分（半径方向で外側の部分）は切除さ
れ、ここにガイドベーン４４が設けられている。この構
造によると、静止羽根４２及びガイドベーン４４の形状
を、主流２Ａ及び注入流２Ｂの流速や方向にそれぞれ適
したものとすることにより、合流時の損失をさらに改善
できる。
軸多段遠心圧縮機が前記した特開平０９−１４４６９８
号及び特開平６−２５７５９０号に開示されている。こ
れは図４に示したように、注入流２Ｂが流入するための
仕切り板４３で仕切られた段間吸い込みノズル４１が設
けられ、この先端が静止羽根４２の半径方向中央部付近
までのびており、ここで主流２Ａと合流する。さらにこ
の合流点まで静止羽根４２の、段間吸い込みノズル４１
の先端より上の部分（半径方向で外側の部分）は切除さ
れ、ここにガイドベーン４４が設けられている。この構
造によると、静止羽根４２及びガイドベーン４４の形状
を、主流２Ａ及び注入流２Ｂの流速や方向にそれぞれ適
したものとすることにより、合流時の損失をさらに改善
できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前記した従来技術の段
間流入部の構造の場合、次段羽根車入口付近で段間流入
流れを合流させるため、前段羽根車からの戻り流路（図
３ではリターン通路３１）と次段羽根車の間に、注入流
を導く流路が必要になる。即ち図３の場合は、仕切り壁
３３をリターンベーン３２の一部の半径方向に食い込む
ようにして設ける必要があり、仕切り壁３３の取り付け
だけでなく、リターンベーン３２の形状にも加工が必要
となる。この点は図４の場合も同様で、さらにガイドベ
ーン４４を設ける必要がある。さらに、図３の場合、注
入流は全円周方向から注入されるが、その中間吸い込み
口３０は円周方向の一部だけであるから、これを全円周
方向へ導くための環状通路３５も形成される。この点も
図４でも同様である。しかし、戻り流路を構成する部品
は多く鋳造ないし機械加工品の溶接により製作されるた
め、上記のような加工や部品の追加は、圧縮機のコンパ
クト性を損ない、またコスト高をまねく。また注入流の
流路形成のため前段と次段の間隔が長くなり、その分軸
系の固有振動数を低下させるので、軸径を増加させてそ
の低下を防ぐと回転体の重量が増加し、軸受けの大容量
化、羽根車ハブ径の増加をもたらし、流体効率を低下さ
せる問題があった。
間流入部の構造の場合、次段羽根車入口付近で段間流入
流れを合流させるため、前段羽根車からの戻り流路（図
３ではリターン通路３１）と次段羽根車の間に、注入流
を導く流路が必要になる。即ち図３の場合は、仕切り壁
３３をリターンベーン３２の一部の半径方向に食い込む
ようにして設ける必要があり、仕切り壁３３の取り付け
だけでなく、リターンベーン３２の形状にも加工が必要
となる。この点は図４の場合も同様で、さらにガイドベ
ーン４４を設ける必要がある。さらに、図３の場合、注
入流は全円周方向から注入されるが、その中間吸い込み
口３０は円周方向の一部だけであるから、これを全円周
方向へ導くための環状通路３５も形成される。この点も
図４でも同様である。しかし、戻り流路を構成する部品
は多く鋳造ないし機械加工品の溶接により製作されるた
め、上記のような加工や部品の追加は、圧縮機のコンパ
クト性を損ない、またコスト高をまねく。また注入流の
流路形成のため前段と次段の間隔が長くなり、その分軸
系の固有振動数を低下させるので、軸径を増加させてそ
の低下を防ぐと回転体の重量が増加し、軸受けの大容量
化、羽根車ハブ径の増加をもたらし、流体効率を低下さ
せる問題があった。
【０００６】本発明の目的は、その構造が簡単で、少な
い工程と部品で実現でき、かつ軸系の長さを大きくしな
くても構成可能な段間流入部を有した一軸多段遠心圧縮
機を実現することにある。
い工程と部品で実現でき、かつ軸系の長さを大きくしな
くても構成可能な段間流入部を有した一軸多段遠心圧縮
機を実現することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、複数の圧縮段により順次ガスを圧縮す
るとともに、２段目もしくはそれ以降の圧縮段へ流入す
る主流に段間注入部から注入流を合流させるようにした
一軸多段遠心圧縮機において、前記段間注入部は、前記
主流の戻り流路の最外周上の１個または複数個の、前記
注入流を主流流路へ導くための開口を有したことを特徴
とする一軸多段遠心圧縮機を開示する。
めに、本発明は、複数の圧縮段により順次ガスを圧縮す
るとともに、２段目もしくはそれ以降の圧縮段へ流入す
る主流に段間注入部から注入流を合流させるようにした
一軸多段遠心圧縮機において、前記段間注入部は、前記
主流の戻り流路の最外周上の１個または複数個の、前記
注入流を主流流路へ導くための開口を有したことを特徴
とする一軸多段遠心圧縮機を開示する。
【０００８】また、本発明は、前記の一軸多段遠心圧縮
機において、前記開口に前記注入流が前段のディフュー
ザ出口と同じ方向の旋回成分を持つようにするための旋
回羽根を設けたことを特徴とする一軸多段遠心圧縮機を
開示する。
機において、前記開口に前記注入流が前段のディフュー
ザ出口と同じ方向の旋回成分を持つようにするための旋
回羽根を設けたことを特徴とする一軸多段遠心圧縮機を
開示する。
【０００９】また、本発明は、前記の一軸多段遠心圧縮
機において、前記開口が複数個あり、かつその複数の開
口の少なくとも２つについてはその開口面積が異なって
いることを特徴とする一軸多段遠心圧縮機を開示する。
機において、前記開口が複数個あり、かつその複数の開
口の少なくとも２つについてはその開口面積が異なって
いることを特徴とする一軸多段遠心圧縮機を開示する。
【００１０】また、本発明は、前記の一軸多段遠心圧縮
機において、前記開口が複数個あり、かつその複数の開
口のすべての開口面積が同一であることを特徴とする一
軸多段遠心圧縮機を開示する。
機において、前記開口が複数個あり、かつその複数の開
口のすべての開口面積が同一であることを特徴とする一
軸多段遠心圧縮機を開示する。
【００１１】また、本発明は、前記の一軸多段遠心圧縮
機において、前記開口が前記戻り流路に設けられた旋回
防止羽根に面するように形成されて成ることを特徴とす
る一軸多段遠心圧縮機を開示する。
機において、前記開口が前記戻り流路に設けられた旋回
防止羽根に面するように形成されて成ることを特徴とす
る一軸多段遠心圧縮機を開示する。
【００１２】また、本発明は、前記の一軸多段遠心圧縮
機において、前記開口が、前段圧縮段のディフューザの
側板側の延長上に形成され、かつ該開口の前段圧縮段の
羽根車に近い側の周の外側に、前段圧縮段のディフュー
ザから流出した主流と前記注入流とを分離するためのガ
イド板が設けられたことを特徴とする一軸多段遠心圧縮
機を開示する。
機において、前記開口が、前段圧縮段のディフューザの
側板側の延長上に形成され、かつ該開口の前段圧縮段の
羽根車に近い側の周の外側に、前段圧縮段のディフュー
ザから流出した主流と前記注入流とを分離するためのガ
イド板が設けられたことを特徴とする一軸多段遠心圧縮
機を開示する。
【００１３】さらに、本発明は、前記の一軸多段遠心圧
縮機において、前記開口が複数個ある場合に、その複数
個の開口の内の少なくとも１つへ注入流を導くガス通路
に弁を設け、当該一軸多段遠心圧縮機の駆動動力が小な
る運転状態では前記弁を閉とし、当該一軸多段遠心圧縮
機の駆動動力が大なる運転状態では前記弁を開とするた
めの制御手段を付加したことを特徴とする一軸多段遠心
圧縮機を開示する。
縮機において、前記開口が複数個ある場合に、その複数
個の開口の内の少なくとも１つへ注入流を導くガス通路
に弁を設け、当該一軸多段遠心圧縮機の駆動動力が小な
る運転状態では前記弁を閉とし、当該一軸多段遠心圧縮
機の駆動動力が大なる運転状態では前記弁を開とするた
めの制御手段を付加したことを特徴とする一軸多段遠心
圧縮機を開示する。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図１は、本発明になる一軸多段遠心圧縮機の、段
間流入部の構成例を示す図で、同図のＡ−Ａ’断面図が
図５に示されている。ここで簡単のため本遠心圧縮機は
２段式として説明するが、これは一般に多段式のもので
もよい。図１において、回転軸１１に取り付けれた初段
羽根車１で圧縮され、流出した主流２Ａは、初段のディ
フューザ２を経て戻り流路３に入る。戻り流路３には旋
回防止羽根４が設けられており、ディフューザ２から流
出した旋回流れを半径方向に導いたうえ、２段羽根車５
に流入させる。
する。図１は、本発明になる一軸多段遠心圧縮機の、段
間流入部の構成例を示す図で、同図のＡ−Ａ’断面図が
図５に示されている。ここで簡単のため本遠心圧縮機は
２段式として説明するが、これは一般に多段式のもので
もよい。図１において、回転軸１１に取り付けれた初段
羽根車１で圧縮され、流出した主流２Ａは、初段のディ
フューザ２を経て戻り流路３に入る。戻り流路３には旋
回防止羽根４が設けられており、ディフューザ２から流
出した旋回流れを半径方向に導いたうえ、２段羽根車５
に流入させる。
【００１５】戻り流路３の最外周位置の１部には、段間
流入流路６に接続され、かつ旋回防止羽根４に対面する
開口７が設けられており、段間流入流路６から流入する
注入流２Ｂを戻り流路３内に導く。図５の断面図に示す
ように、開口７は下部に４個設けられており、この開口
７の両端の壁面９は、注入流２Ｂにディフューザ２から
流出した主流２Ａの旋回流れと同じ方向の旋回を与える
傾斜を付けるとともに、開口７の中央付近には旋回羽根
８を設けることにより、注入流と主流合成時の損失を低
減するようにしている。これは例えばエコノマイザ付き
２段圧縮ターボ冷凍機の例でみると、注入流としてのフ
ラッシュガスの流量は２段羽根車が吸い込む全流量の１
０−２０％に達するため、合流時の損失を低減する必要
があるからである。
流入流路６に接続され、かつ旋回防止羽根４に対面する
開口７が設けられており、段間流入流路６から流入する
注入流２Ｂを戻り流路３内に導く。図５の断面図に示す
ように、開口７は下部に４個設けられており、この開口
７の両端の壁面９は、注入流２Ｂにディフューザ２から
流出した主流２Ａの旋回流れと同じ方向の旋回を与える
傾斜を付けるとともに、開口７の中央付近には旋回羽根
８を設けることにより、注入流と主流合成時の損失を低
減するようにしている。これは例えばエコノマイザ付き
２段圧縮ターボ冷凍機の例でみると、注入流としてのフ
ラッシュガスの流量は２段羽根車が吸い込む全流量の１
０−２０％に達するため、合流時の損失を低減する必要
があるからである。
【００１６】本構成例によれば、主流と注入流とが従来
のように、軸方向に直角な２つの面に沿って軸方向へ流
入したのち合成されるのではなく、軸方向に直角な１つ
の面に沿って軸方向へともに流入しながら合成される。
したがって、段間流入部形成のために軸方向の長さが大
きくなることはなく、また主流と注入流を合流までに隔
離する仕切り板等も必要とせず、構造が簡単になる。ま
た、開口７は戻り流路３の最外周部に１ヶ所だけである
から、従来構成のように注入流を全周へ導くための流路
も必要がない。さらに、注入流がディフューザ出口の旋
回流れをガイドするため、圧縮機流量が減少した場合に
発生する旋回失速の失速セルの伝搬を抑制する効果もあ
る。この作用により、旋回失速の発生限界が作動限界で
あるような圧縮機については、低流量側の作動範囲の拡
大効果がある。
のように、軸方向に直角な２つの面に沿って軸方向へ流
入したのち合成されるのではなく、軸方向に直角な１つ
の面に沿って軸方向へともに流入しながら合成される。
したがって、段間流入部形成のために軸方向の長さが大
きくなることはなく、また主流と注入流を合流までに隔
離する仕切り板等も必要とせず、構造が簡単になる。ま
た、開口７は戻り流路３の最外周部に１ヶ所だけである
から、従来構成のように注入流を全周へ導くための流路
も必要がない。さらに、注入流がディフューザ出口の旋
回流れをガイドするため、圧縮機流量が減少した場合に
発生する旋回失速の失速セルの伝搬を抑制する効果もあ
る。この作用により、旋回失速の発生限界が作動限界で
あるような圧縮機については、低流量側の作動範囲の拡
大効果がある。
【００１７】図６は、本発明になる一軸多段遠心圧縮機
の別の構成例を示すもので、段間注入部のみを図示して
いる。本構成例では、注入流２Ｂが流入する開口７は、
初段のディフューザ２の側板側１２の延長上にあり、か
つ開口７の初段の羽根車１に近い側の外側に、初段のデ
ィフューザ２から流出した主流２Ａと注入流２Ｂとを分
離するためのガイド板１３が設けられている。このガイ
ド板１３により、ディフューザ２から流出した主流２Ａ
と注入流２Ｂとの衝突損失が低減される。
の別の構成例を示すもので、段間注入部のみを図示して
いる。本構成例では、注入流２Ｂが流入する開口７は、
初段のディフューザ２の側板側１２の延長上にあり、か
つ開口７の初段の羽根車１に近い側の外側に、初段のデ
ィフューザ２から流出した主流２Ａと注入流２Ｂとを分
離するためのガイド板１３が設けられている。このガイ
ド板１３により、ディフューザ２から流出した主流２Ａ
と注入流２Ｂとの衝突損失が低減される。
【００１８】本構成によると、主流と注入流との合流
は、主流が戻り流路３内の軸方向の流れとなる部分で行
われ、特に注入流のために軸方向の構成部を大きくする
こともなく、構造的にも複雑化することもない。また、
開口７は図１の場合と同様に戻り流路３の最外周部の１
ヶ所のみとすれば、注入流の流路形成も簡単になる。な
お、本構成例では、ディフューザ２の直下流から注入流
が流入するため、ガイド作用が強く旋回失速の抑制効果
が大きいが、ディフューザ２から流出した主流２Ａと注
入流２Ｂとの衝突損失を皆無にはできないため、作動範
囲の拡大が重要な圧縮機に適した構成である。
は、主流が戻り流路３内の軸方向の流れとなる部分で行
われ、特に注入流のために軸方向の構成部を大きくする
こともなく、構造的にも複雑化することもない。また、
開口７は図１の場合と同様に戻り流路３の最外周部の１
ヶ所のみとすれば、注入流の流路形成も簡単になる。な
お、本構成例では、ディフューザ２の直下流から注入流
が流入するため、ガイド作用が強く旋回失速の抑制効果
が大きいが、ディフューザ２から流出した主流２Ａと注
入流２Ｂとの衝突損失を皆無にはできないため、作動範
囲の拡大が重要な圧縮機に適した構成である。
【００１９】図７は、本発明になる一軸多段遠心圧縮機
の別の構成例を示すもので、その段間流入部を図５と同
様の断面図で示したものである。図１あるいは図６の構
成例では開口７が１ヶ所であるとしたが、この場合には
構造が簡単である長所があるものの、注入流と主流の密
度差が大きいと２段羽根車の流入流れの周方向不均一が
大きくなり、騒音、振動の原因となる。そこで本構成例
では、図５のように開口部を周方向に２ヶ所設けて２段
羽根車への流入流れの周方向不均一が対称形に近づくよ
うにしている。但し２ヶ所の開口７、７’の大きさが同
一であると、流れ不安定現象に対する抵抗力が減少する
ため一方を他方より広く構成してあるのが特徴である。
の別の構成例を示すもので、その段間流入部を図５と同
様の断面図で示したものである。図１あるいは図６の構
成例では開口７が１ヶ所であるとしたが、この場合には
構造が簡単である長所があるものの、注入流と主流の密
度差が大きいと２段羽根車の流入流れの周方向不均一が
大きくなり、騒音、振動の原因となる。そこで本構成例
では、図５のように開口部を周方向に２ヶ所設けて２段
羽根車への流入流れの周方向不均一が対称形に近づくよ
うにしている。但し２ヶ所の開口７、７’の大きさが同
一であると、流れ不安定現象に対する抵抗力が減少する
ため一方を他方より広く構成してあるのが特徴である。
【００２０】図８は、本発明になる一軸多段遠心圧縮機
の別の構成例を示すもので、その段間流入部を図５と同
様の断面図で示したものである。この構成例では開口部
を３個設けているが、特に開口７の開口面積を他の開口
７’、７”の開口面積の合計と等しくしている。このよ
うに開口部の数を増加させると、段間流入流れを各開口
部まで導く流路の構造は複雑になる欠点があるが、２段
羽根車の流入流れの周方向不均一は図７の場合よりもさ
らに改善される。
の別の構成例を示すもので、その段間流入部を図５と同
様の断面図で示したものである。この構成例では開口部
を３個設けているが、特に開口７の開口面積を他の開口
７’、７”の開口面積の合計と等しくしている。このよ
うに開口部の数を増加させると、段間流入流れを各開口
部まで導く流路の構造は複雑になる欠点があるが、２段
羽根車の流入流れの周方向不均一は図７の場合よりもさ
らに改善される。
【００２１】図９は、本発明になる一軸多段遠心圧縮機
のさらに別の構成例を示すもので、その段間注入部が図
５と同様な断面で示されている。この構成は、開口部を
２個設け、かつその開口７と開口７’の開口面積は等し
くしてある。この構成は、流れ不安定現象の抑制効果よ
り、２段羽根車の流入流れの周方向不均一改善が重要な
用途の機種に適している。
のさらに別の構成例を示すもので、その段間注入部が図
５と同様な断面で示されている。この構成は、開口部を
２個設け、かつその開口７と開口７’の開口面積は等し
くしてある。この構成は、流れ不安定現象の抑制効果よ
り、２段羽根車の流入流れの周方向不均一改善が重要な
用途の機種に適している。
【００２２】さらに、図９の構成で、２段羽根車の流入
流れの周方向の流れ不安定に対する抵抗力を減少させ
ず、かつ周方向不均一も改善することもできる。図１０
は、そのような対策を講じたエコノマイザ付き２段圧縮
ターボ冷凍機のシステム構成図で、図９の構造を有した
一軸多段遠心圧縮機２１’が用いられている。このシス
テムでは、エコノマイザのガス流路を、図９の２箇所の
開口７、７’にそれぞれ接続する２本の流路１６、１
６’に分け、一方に閉止弁１５と、その開閉を制御する
弁制御器１７と、２段圧縮機２１’の駆動動力を検出す
るための駆動動力検出器１８を設けた点に特徴がある。
そしてこの駆動動力検出器１８の検出した駆動動力が、
設計定格値の例えば５０％以上で閉止弁１５を開いた状
態にし、設計定格値の５０％未満では閉止弁１５を閉じ
た状態になるように弁制御器１７は閉止弁１５を制御す
る。
流れの周方向の流れ不安定に対する抵抗力を減少させ
ず、かつ周方向不均一も改善することもできる。図１０
は、そのような対策を講じたエコノマイザ付き２段圧縮
ターボ冷凍機のシステム構成図で、図９の構造を有した
一軸多段遠心圧縮機２１’が用いられている。このシス
テムでは、エコノマイザのガス流路を、図９の２箇所の
開口７、７’にそれぞれ接続する２本の流路１６、１
６’に分け、一方に閉止弁１５と、その開閉を制御する
弁制御器１７と、２段圧縮機２１’の駆動動力を検出す
るための駆動動力検出器１８を設けた点に特徴がある。
そしてこの駆動動力検出器１８の検出した駆動動力が、
設計定格値の例えば５０％以上で閉止弁１５を開いた状
態にし、設計定格値の５０％未満では閉止弁１５を閉じ
た状態になるように弁制御器１７は閉止弁１５を制御す
る。
【００２３】本構成によると、２段圧縮機９を通過する
ガス量が多い状態では、２段圧縮機９の駆動動力が大き
く、閉止弁１５が開かれて２つの開口即ち開口７、７’
からフラッシュガスが流入されるので、２段羽根車への
流入流れの周方向不均一は改善され、特にガス量が多い
ときに問題となる騒音等の発生が防止される。また圧縮
器を通過するガス量が多い状態では流れ不安定現象は起
きないから、開口面積の等しい２つの開口部を設けたと
きの流れ不安定現象の抑制効果低下は問題にならない。
一方、圧縮機を通過するガス量が少ない状態では、圧縮
機の駆動動力が小さいから、閉止弁１５が閉じられ、図
１と同様に１つの開口部のみの動作となり、ガス量が少
ないときに問題となる流れ不安定現象が抑制される。そ
してこのときは周方向不均一が大きくなるが、ガス量が
小さいので、騒音等の問題は心配する必要がない。な
お、図８の構成にて、圧縮機２１’の駆動源が電動機で
ある場合は、駆動動力検出器１８としては、電動機駆動
電流を測定するようにすれば、最も精度よく、かつ高い
信頼性をもって制御が行える。また、圧縮機はその開口
面積の等しい複数の開口を持つ図９のものを用いるとし
たが、複数の開口があれば、必ずしもその開口面積が同
一でなくても、図１０の構成は同様な効果を期待でき
る。
ガス量が多い状態では、２段圧縮機９の駆動動力が大き
く、閉止弁１５が開かれて２つの開口即ち開口７、７’
からフラッシュガスが流入されるので、２段羽根車への
流入流れの周方向不均一は改善され、特にガス量が多い
ときに問題となる騒音等の発生が防止される。また圧縮
器を通過するガス量が多い状態では流れ不安定現象は起
きないから、開口面積の等しい２つの開口部を設けたと
きの流れ不安定現象の抑制効果低下は問題にならない。
一方、圧縮機を通過するガス量が少ない状態では、圧縮
機の駆動動力が小さいから、閉止弁１５が閉じられ、図
１と同様に１つの開口部のみの動作となり、ガス量が少
ないときに問題となる流れ不安定現象が抑制される。そ
してこのときは周方向不均一が大きくなるが、ガス量が
小さいので、騒音等の問題は心配する必要がない。な
お、図８の構成にて、圧縮機２１’の駆動源が電動機で
ある場合は、駆動動力検出器１８としては、電動機駆動
電流を測定するようにすれば、最も精度よく、かつ高い
信頼性をもって制御が行える。また、圧縮機はその開口
面積の等しい複数の開口を持つ図９のものを用いるとし
たが、複数の開口があれば、必ずしもその開口面積が同
一でなくても、図１０の構成は同様な効果を期待でき
る。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、段間流入流れがある一
軸多段遠心圧縮機の段間流入構造を短い段間距離と簡単
な構造で実現できるため、軸径の増加と軸径の増加によ
る損失の増加防止、圧縮機のコンパクト性を向上させる
ことができる効果がある。
軸多段遠心圧縮機の段間流入構造を短い段間距離と簡単
な構造で実現できるため、軸径の増加と軸径の増加によ
る損失の増加防止、圧縮機のコンパクト性を向上させる
ことができる効果がある。
【図１】本発明になる一軸多段遠心圧縮機の構成例を示
す縦断面図である。
す縦断面図である。
【図２】エコノマイザ付き２段圧縮ターボ冷凍機の装置
概略を示す図である。
概略を示す図である。
【図３】従来の一軸多段遠心圧縮機の例を示す縦断面図
である。
である。
【図４】従来の一軸多段遠心圧縮機の例を示す縦断面図
である。
である。
【図５】図１の構成例の戻り流路の横断面図である。
【図６】本発明になる一軸多段遠心圧縮機の別の構成例
を示す縦断面図である。
を示す縦断面図である。
【図７】本発明になる一軸多段遠心圧縮機の別の構成例
を示す戻り流路の横断面図である。
を示す戻り流路の横断面図である。
【図８】本発明になる一軸多段遠心圧縮機の別の構成例
を示す戻り流路の横断面図である。
を示す戻り流路の横断面図である。
【図９】本発明になる一軸多段遠心圧縮機の別の構成例
を示す戻り流路の横断面図である。
を示す戻り流路の横断面図である。
【図１０】図９の構成例の一軸多段遠心圧縮機を用いた
エコノマイザ付き２段圧縮ターボ冷凍機の装置概略を示
す図である。
エコノマイザ付き２段圧縮ターボ冷凍機の装置概略を示
す図である。
１ 初段羽根車 ２ ディフューザ ３ 戻り流路 ４ 旋回防止羽根 ５ ２段羽根車 ６、６’ 段間流入流路 ７、７’、７” 開口 ８ 旋回羽根 １２ 側板側 １３ ガイド板 １５ 閉止弁 １６、１６’ フラッシュガス流路 １７ 弁制御器 １８ 駆動動力検出器 ２Ａ 主流 ２Ｂ 注入流
Claims (8)
- 【請求項１】 複数の圧縮段により順次ガスを圧縮する
とともに、２段目もしくはそれ以降の圧縮段へ流入する
主流に段間注入部から注入流を合流させるようにした一
軸多段遠心圧縮機において、 前記段間注入部は、前記主流の戻り流路の最外周上の１
個または複数個の、前記注入流を主流流路へ導くための
開口を有したことを特徴とする一軸多段遠心圧縮機。 - 【請求項２】 請求項１に記載の一軸多段遠心圧縮機に
おいて、前記開口に前記注入流が前段のディフューザ出
口と同じ方向の旋回成分を持つようにするための旋回羽
根を設けたことを特徴とする一軸多段遠心圧縮機。 - 【請求項３】 請求項１に記載の一軸多段遠心圧縮機に
おいて、前記開口が複数個あり、かつその複数の開口の
少なくとも２つについてはその開口面積が異なっている
ことを特徴とする一軸多段遠心圧縮機。 - 【請求項４】 請求項１に記載の一軸多段遠心圧縮機に
おいて、前記開口が複数個あり、かつその複数の開口の
すべての開口面積が同一であることを特徴とする一軸多
段遠心圧縮機。 - 【請求項５】 請求項１に記載の一軸多段遠心圧縮機に
おいて、前記開口が前記戻り流路に設けられた旋回防止
羽根に面するように形成されて成ることを特徴とする一
軸多段遠心圧縮機。 - 【請求項６】 請求項１に記載の一軸多段遠心圧縮機に
おいて、前記開口が、前段圧縮段のディフューザの側板
側の延長上に形成され、かつ該開口の前段圧縮段の羽根
車に近い側の周の外側に、前段圧縮段のディフューザか
ら流出した主流と前記注入流とを分離するためのガイド
板が設けられたことを特徴とする一軸多段遠心圧縮機。 - 【請求項７】 請求項１に記載の一軸多段遠心圧縮機に
おいて、前記開口が複数個ある場合に、その複数個の開
口の内の少なくとも１つへ注入流を導くガス通路に弁を
設け、当該一軸多段遠心圧縮機の駆動動力が小なる運転
状態では前記弁を閉とし、当該一軸多段遠心圧縮機の駆
動動力が大なる運転状態では前記弁を開とするための制
御手段を付加したことを特徴とする一軸多段遠心圧縮
機。 - 【請求項８】 請求項１ないし請求項７の内の１つに記
載の一軸多段遠心圧縮機を使用したターボ冷凍機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9320710A JPH11153097A (ja) | 1997-11-21 | 1997-11-21 | 一軸多段遠心圧縮機及びターボ冷凍機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9320710A JPH11153097A (ja) | 1997-11-21 | 1997-11-21 | 一軸多段遠心圧縮機及びターボ冷凍機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11153097A true JPH11153097A (ja) | 1999-06-08 |
Family
ID=18124476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9320710A Pending JPH11153097A (ja) | 1997-11-21 | 1997-11-21 | 一軸多段遠心圧縮機及びターボ冷凍機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11153097A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008280924A (ja) * | 2007-05-10 | 2008-11-20 | Hitachi Plant Technologies Ltd | 多段遠心圧縮機 |
| CN102691666A (zh) * | 2012-06-20 | 2012-09-26 | 湖南航翔燃气轮机有限公司 | 双级离心压气装置 |
| CN104343698A (zh) * | 2013-08-02 | 2015-02-11 | 株式会社日立制作所 | 多级离心压缩机 |
| CN113586504A (zh) * | 2020-04-30 | 2021-11-02 | 特灵国际有限公司 | 多级离心压缩机旁流流量分布和调节的级间流量控制阀 |
| CN114375370A (zh) * | 2019-08-12 | 2022-04-19 | 江森自控泰科知识产权控股有限责任合伙公司 | 具有优化级间流入口的压缩机 |
| WO2024087826A1 (zh) * | 2022-10-26 | 2024-05-02 | 青岛海信日立空调系统有限公司 | 室外机以及空调系统 |
-
1997
- 1997-11-21 JP JP9320710A patent/JPH11153097A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008280924A (ja) * | 2007-05-10 | 2008-11-20 | Hitachi Plant Technologies Ltd | 多段遠心圧縮機 |
| CN102691666A (zh) * | 2012-06-20 | 2012-09-26 | 湖南航翔燃气轮机有限公司 | 双级离心压气装置 |
| CN104343698A (zh) * | 2013-08-02 | 2015-02-11 | 株式会社日立制作所 | 多级离心压缩机 |
| CN104343698B (zh) * | 2013-08-02 | 2017-01-18 | 株式会社日立制作所 | 多级离心压缩机 |
| CN114375370A (zh) * | 2019-08-12 | 2022-04-19 | 江森自控泰科知识产权控股有限责任合伙公司 | 具有优化级间流入口的压缩机 |
| US20220333602A1 (en) * | 2019-08-12 | 2022-10-20 | Johnson Controls Tyco IP Holdings LLP | Compressor with optimized interstage flow inlet |
| CN113586504A (zh) * | 2020-04-30 | 2021-11-02 | 特灵国际有限公司 | 多级离心压缩机旁流流量分布和调节的级间流量控制阀 |
| WO2024087826A1 (zh) * | 2022-10-26 | 2024-05-02 | 青岛海信日立空调系统有限公司 | 室外机以及空调系统 |
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