JPS6027839B2 - 遠心圧縮機のディフュ−ザ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 この発明は遠心圧縮機の性能改善に好適なディフューザ
の形状に関するものである。

〔発明の背景〕 従来の遠心圧縮機に用いられている羽根なしディフュー
ザを第１図により説明する。

羽根１、側板２、および心板３から成る遠心形の羽根車
４は回転軸５により回転せしめられ、これによりガスを
吸込管６から吸込み、羽根車４内で仕事を与えて高速の
流れとした後、デイフューザ７に導く。ディフューザ７
は一般に一対の対向する２枚の円板（デイフューザ板）
８，９により構成されている。ディフューザ７において
羽根車から流出した高速の流れはその速度ェネルギを圧
力ェネルギに変換され、さらに下流のスクロールケーシ
ング１０‘こおいて引続き圧力を回復しつつ集つめられ
、吐出口（図示せず）より吐出される。大流量を取扱う
いわゆる高比速度の羽根車においては、第２図および第
３図に示すように羽根車出口の流れの流れ角度Ｑｚおよ
び絶対速度の半径方向成分ＣＺｍが側板側から心板側に
かけて著しく非一様な（歪んだ）分布を示すのが普通で
ある。流れがディフユーザの入口においてこのように歪
んでいると、ディフューザの性能は第４図に示されるよ
うに著しく低下する。第４図は２次元ディフューザに関
する実験結果を引用したもので、ＣＰは（静圧回復）／
（ディフューザ入口勤圧）、Ｂｒは１−（流礎有効断面
積）／（流路の幾何学的断面積）を表わす（添字ｒｅｆ
は基準値を表わす）。遠心圧縮機で用いられるラジアル
形のデイフューザにおいても、第４図と同様の結果にな
ることは容易に考えられる。このように従来の遠心圧縮
機用のデイフューザでは、羽根なしディフューザである
ると羽根付ディフューザであるとにかかわらず、羽根車
直後の流れの非一様性のために性能が著しく低下すると
いう欠点があった。

〔発明の目的〕

この発明は上述の事柄にもとづきなさせれたもので、デ
ィフューザ入口部の流れを一様化し、ディフューザの性
能を大幅に向上することを目的としたものである。

〔発明の概要〕

この発明の特徴とするところはディフューザ板の流路面
の少なくとも一方を羽根車の羽根出口幅の内側に位置さ
せ、羽根出口幅端に対向するディフューザ板入口部の流
路面に、設計流量時の平均流れ角度に等しい角度で複数
のテーパ状の溝を切削し、この溝間に残存するディフュ
ーザ板によって案内羽根を形成したことにあり、これに
よってディフューザ入口部の流れの分布を一様化し、同
時にディフューザ流路面上の境界層を加速および乱硫化
の作用により活性化し、境堺層の剥離等ディフューザ性
能に悪影響を及ぼす現象をなくして大幅な性能向上が図
れるようにしたものである。

〔発明の実施例〕以下、この発明の実施例を第５図、第
６図に従ってさらに具体的に説明する。

第１図〜第４図と同一部分には同一の符号を付して説明
を省略する。図では羽根なしディフューザを用いた場合
について羽根車出口およびディフューザ入口部の状態を
示しているが、羽根付ディフューザを用いた場合につい
ても同様に適用することができる。第５図イにおいて、
羽根車４の側板２側のディフューザ板８は羽根１の出口
幅の内側に位置するように構成し、側板２側の羽根１出
口幅端に対向するディフューザ板８入口部の流路面に第
５図口に示すように設計流量時の平均流れ角度に等しい
角度で複数のテーパ状の溝１１を切削する。この溝１１
の切削によって残されたディフューザ板８は案内羽根１
２を形成する。このテーパ状の溝１１の作用により羽根
車出口の流れは増速されるので、境界層は薄くなり剥離
が防止されると共に、案内羽根１２の作用により第３図
に示したような流離面付近の低流れ角度の（円周方向に
煩いた）流れを半径方向に向けて、ディフューザ入口部
の流れを一様化することができる。この結果ディフュー
ザの入口部付近のみならず後半部分においても高性能を
発揮することが可能となり、遠心圧縮機の性能を大幅に
向上することが可能となる。第６図は、テーパ状の溝１
１および案内羽根１２を心板側・側板側の両方に設けた
場合の実施例を示す。この実施例の目的および効果も先
に説明したものとほぼ同一である。〔発明の効果〕 以上述べたように、この発明によればディフューザの入
口部にテーパ状の溝および案内羽根を設けたことにより
、ディフューザ入口部の流れを一様化すると共に境界層
を活性化し壁面剥離等を防止したので、ディフューザの
入口部および後半部分のディフューザ性能を大幅に向上
することが可能となり、高性能な遠心圧縮機を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の遠Ｄ圧縮機の縦断面図、第２図は羽根車
出口部の流れの説明図（正面図）、第３図は羽根車出口
部の流れの分布図、第４図は２次元ディフューザの性能
に及ぼす入口速度分布の非一様性の影響の説明図（実験
結果）、第５図はこの発明の実施例を示すもので、イは
縦断面図、口は正面図、第６図はこの発明の他の実施例
を示す縦断面図である。 ２・・・側板、３・・・′０板、４・・・羽根車、７・
・・ディフューザ、８，９…ディフューザ板、１０…ス
クロールケーシング、１１・・・テーパの溝、１２・・
・案内羽根。 第１図 弟２図 第３図 豹４図 発Ｓ図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 対向する一対のデイフユーザ板の間に羽根なし流路
   を形成した遠心圧縮機のデイフユーザにおいて、前記デ
   イフユーザ板の流路面の少なくとも一方を羽根車の羽根
   出口幅の内側に位置させ、前記羽根出口幅端に対向する
   前記デイフユーザ板入口部の流路面に、設計流量時の平
   均流れ角度に等しい角度で複数のテーパ状の溝を切削し
   、この溝間に残存する前記デイフユーザ板によつて案内
   羽根を形成したことを特徴とする遠心圧縮機のデイフユ
   ーザ。