JPS61171900A - 遠心機械の可変幅デイフユーザ組立体 - Google Patents

遠心機械の可変幅デイフユーザ組立体

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JPS61171900A
JPS61171900A JP61013567A JP1356786A JPS61171900A JP S61171900 A JPS61171900 A JP S61171900A JP 61013567 A JP61013567 A JP 61013567A JP 1356786 A JP1356786 A JP 1356786A JP S61171900 A JPS61171900 A JP S61171900A
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04D29/08—Sealings
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
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    • F04D29/462—Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/464—Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable especially adapted for elastic fluid pumps adjusting flow cross-section, otherwise than by using adjustable stator blades
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/50—Inlet or outlet
    • F05D2250/52—Outlet

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は・遠心機械に係り・特に冷凍シ８テム　　　劉
や空調システムに使用される型式の遠心コンプレッサの
可変幅ディフューザのためのディフューザベーンシール
に係る。
発明の背景 遠心蒸気コンプレッサ内を通過する流体の流れの安定化
は、コンプレッサがその負荷が広範囲の体積流量に亙り
変化する状況下に於て使用される場合に一つの主要な問
題である。コンプレッサ入口、インペラ、及びディフュ
ーザ通路はコンプレッサを通過する最大の体積流量を受
入れるよう設計されなければならない。しかしコンプレ
ッサ入口、インペラ、及びディフューザ通路が最大の体
積流量を受入れるよう設計されるとＳコンプレッサを通
過する流体の流量が比較的小さい場合には、コンプレッ
サを通過する流体の流れが不安定になる。流体の体積流
量が比較的高い安定な流量範囲より低減されると、僅か
に不安定な流れの領域に入る。かかる領域に於ては、デ
ィフューザ通路内に部分的な逆流が生じ、該逆流により
騒音が発生され、またコンプレッサの効率が低下される
。かかる僅かに不安定な流れの領域よりも更に流量の小
さい領域に於ては、コンプレッサは所謂サージとして知
られている領域に入り、ディフューザ通路内には周期的
な完全な逆流が生じ、該逆流によりコンプレッサの効率
が低下され、またコンプレッサ構成要素め一体性が損わ
れることがある。
多くのコンプレッサの用途に於て流体の体積流量を広い
範囲にすることが望ましいので、低体積流量の範囲に於
てコンプレッサを通過する流体の流れの安定性を改善す
るための種々の修正手段が開発されている。かかる修正
手段の一つはコンプレッサへの入口にガイドベーンを設
けることであり、ガイドベーンは流入する蒸気の流れ方
向及び量を変化させる。
他の一つの修正手段は、コンプレッサの負荷に応答して
ディフューザ通路の幅を変化させることである。一般に
このことはディフューザ通路内を流れる流体の流れを絞
るべくディフューザ通路を横切って横方向へ移動するデ
ィフューザ可動壁を使用することによって行われる。
更に他の一つの修正手段は、固定ガイドベーンとの組合
せにて可変幅ディフューザを使用することを含んでいる
。一つのかかる型式の構成に於ては、ディフューザベー
ンは可変幅ディフューザの可動壁に設けられた補形の孔
に受入れられるようになっている。かかる構成に於ける
一つの問題は、ベーンが補形の孔内に適正に配置されて
いない場合にはベーンが孔内にて振動し、これによりベ
ーンの性能及び有効寿命に悪影響が及ぶということであ
る。
また後者の修正に於ける他の一つの問題は、ベーンと可
動壁に設けられた孔との間の間隙を含んでいる。蒸気が
インペラよりディフューザ通路を経て流れる際に蒸気の
圧力が増大するので、ベーンと孔との間の間隙によりベ
ーン及び可動壁の背後のキャピテイ内へ蒸気が流入し、
これによりインペラよりディフューザ通路を経て流れる
蒸気の流れが分断され、これによりコンプレッサの効率
が低下される。
発明の概要 従って本発明の目的は改良された遠心機械を提供するこ
とである。
本発明の他の一つの目的は、遠心機械のための改良され
た可変幅ディフューザ組立体を提供することである。
本発明の更に他の一つの目的は、可変幅ディフューザ内
のベーンと可動壁との間の間隙を経て流体が漏洩するこ
とを実質的に排除することである。
本発明の更に他の一つの目的は、改善された運転効率を
有する遠心機械を提供することである。
本発明の更に他の一つの目的は、可変幅ディフューザ組
立体内にベーンを固定するための改良された手段を提供
することである。
本発明のこれらの目的及び他の目的は、ケーシングと、
ケーシング内に回転可能に装着されケーシングを経て流
体を移動させるインペラと、可変幅ディフューザ組立体
とを含み、該組立体はインペラの周りに実質的に半径方
向に配置された静止壁部材と、インペラの周りに実質的
に半径方向に配置され静止壁部材より隔置されて静止壁
部材と共働してインペラより通ずる流体通路を形成する
　　　　倉可動壁部材とを含む遠心機械によって達成さ
れる。
静止壁部材に対し相対的に可動壁部材を選択的に駆動す
る手段が設けられる。複数個のベーンが流体通路内に実
質的に周縁方向に配置され、可動壁部材に設けられた複
数個の補形の孔内に摺動可能に配置される。ベーンと対
応する補形の孔との間の間隙をシールすべく、シール手
段がベーンと可動壁部材との間にて補形の孔内に配置さ
れ、これにより補形の孔を経て流体が流れることが阻止
され、これによりコンプレッサの効率が向上される。
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例について
詳細に説明する。
好ましい実施例の説明 第１図は一連の調節可能な入口ガイドベーン１８を経て
回転インペラ１６内へ冷媒を導く入口１４を有するメイ
ンケーシング１２を含む遠心コンプレッサ１０を示して
いる。インペラ１６はコンプレッサ１０の軸線に沿って
インペラ１６に整合するよう任意の好適な手段により駆
動軸２０に固定されている。インペラ１６は複数個のブ
レード２４を支持する中央ハブ２２を含んでいる。ブレ
ード２４は冷媒流体の流入する軸線方向の流れを半径方
向へ方向転換させ且圧縮された冷媒流体を対応するブレ
ードの先端２６よりディフューザセクション２８内へ吐
出する通路を各ブレードの間に形成するよう配列されて
いる。ディフューザセクション２８はインペラ１６の周
りに実質的に周縁方向に設けられており、コンプレッサ
の出口（図示せず）へ圧縮された冷媒流体を導く円環状
の渦巻通路３０内へ圧縮された冷媒流体を導く機能を果
すようになっている。
ディフューザセクション２８は半径方向に配置された静
止！１３２と、静止壁３２より隔置され半径方向に配置
された可動壁３４とを含んでいる。
可動壁３４は静止ｗ３２との間に形成されたディフュー
ザ通路３６の幅を変化させるべく静止壁３２へ向けて又
はこれより−れる方向へ軸線方向に運動し得るよう配列
されており、これにより変化する要求負荷又は流量に関
しコンプレッサ１０の運転特性を変化させ得るようにな
っている。
可動壁３４は該可動壁及びキャリッジ３８に設けられた
整合された孔（図示せず）に通されたねじ４０によりキ
ャリッジ３８に固定されている。
ねじ４０は可動壁３４をキャリッジ３８の正面に対しき
つく引寄せている。キャリッジ３８はシュラウド４２と
メインケーシング１２との閤にてコンプレッサ１０内に
運動可能に装着されている。
可動壁３４は該可動壁及びキャリッジ３８に設けられた
互いに整合された孔（図示せず）内に嵌込まれたドエル
ビン（図示せず）により正確に位置決めされている。
キャリッジ３８はディフューザ通路３６を最大流量位置
へ開くべくメインケーシング１２の停止面４４に当接す
る位置まで完全に侵透された状態にて図示されている。
キャリッジ３８はねじ４６により二重作用ピストン４８
に固定されている。
ピストン−４８はガス又は液体の何れにより駆動されて
もよいが、説明の目的でピストンは液体により駆動され
るものと仮定する。ピストン４８の何れかの側へ加圧さ
れた流体を導入することにより、ピストンの軸線方向位
置、従ってキャリッジ３８及び可動壁３４の軸線方向位
置が制御される。ピストン４８はキャリッジ３８が停止
面４４に当接する上述の最大流量位置と、ピストンがシ
ュラウドの壁５０に当接する最小流量位置との間にキャ
リッジ３８により可動壁３４を移動させ得るよう、シュ
ラウド４２とメインケーシング１２との間に摺動可能に
装着されている。
ピストンの前壁５４とケーシングの壁面５６との間に第
一の膨張可能な室５２が設けられている。
室５２内へ加圧された流体を供給することによりピスト
ン４８は静止壁３２へ向けて駆動される。
同様にピストンの胃壁６０とシュラウドの壁５０との間
には第二の膨張可能な室５８が設けられて・いる。室５
８へ加圧された流体を導くことにより、ピストン４８は
前方へ駆動され、これによりディフューザ通路３６の幅
が増大される。
供給リザーバ（図示せず）より一対の流れ回路を経て室
５２及び５８内へ流体が供給されるようニナｖ　”Ｃイ
、、ｖ５２’ｓ　１１１　ｆ　８　＠　　１７）　＊　
ｔＬ　Ｄ　ｍ　Ｇ、ｔ　　　　”通路６２及び６４を含
んでいる。また第二の流れ回路は室５８内へ駆動流体を
供給する通路６６．６８．７０．７２を含んでいる。通
路６２〜７２は遠心機械の構成要素に連通孔を穿孔し、
適当な位置にて孔を栓塞することにより形成されている
。
通路６２及び６６は第１図で見て互いに前後方向に整合
して設けられており、従って第１図に於ては一つの通路
として現われている。また通路６２及び６６は任意の好
適な要領にて供給導管７４に接続されている。
電気的に駆動される弁を含む適当な制御装置７６がピス
トン４８を静止壁３２へ向けて又は静止壁より離れる方
向へ選択的に駆動すべく、膨張可能な室５２及び５８内
へ又はこれより外へ流れる流体の流れを制御するように
なっている。一連の０リングシール７８がピストン４８
を囲繞しており、室５２と５８との間に流体が通過する
ことを阻止するようになっている。制御装置７６はディ
フューザ通路３６の幅を変化させるべ（キャリッジ３８
及び可動壁３４の位置を制御するようになっている。以
上に於ては制御装置７６について説明したが、本発明は
可動壁３４のための他の型式の制御装置及び制御方法が
採用されてよいものである。
第１図乃至第３図に於て、円環状リング８０には任意の
適当な！！領にて、例えばリング８０及びベーン８２に
設けられた互いに整合された孔に捩込まれたねじ８３に
より複数個の固定ベーン８２が固定されている。本明細
書に於ける「固定ベーン」とはディフューザ通路３６内
を移動する圧縮された流体に関するピッチ又は仰角が変
化しないエーロフオイル状の形態をなすものとして使用
されている。ベーン８２はＮＡＣＡニーＯフォイルの如
き任意の好適な形状のものであってよく、可動ｇ！３４
に設けられた補形の溝８４内に震動可能に受入れられる
よう円環状リング８０上にて均等に隔置されている。可
動Ｗ３４の運動中にベーン８２を静止！！３２に対し付
勢すべく、複数個のばね８６が円讃状りング８０とキャ
リッジ３８との間に角方向に配置されている。ばね８６
はブラケット８７及びねじ８３によりリング８０に固定
されていてよい。かくして静止壁３２に対する可動！！
３４の位置に拘らず、ベーン８２はディフューザ通路３
６を連続的に跨いでいる。更に対応する溝８４内に於け
るベーン８２の振動は実質的に排除されている。
更に第１図乃至第３図に於て、可動壁３４はそれらの対
応する溝８４が整合した状態にて互いに固定された一対
のプレート部材８８及び９０（第３図参照）を含んでい
る。プレート部材８８と９０との闇には、対応するベー
ン８２とプレート部材９０との間にて対応する溝８４内
に配置されたフランジ状のシール部９４を有するシート
状シール材料９２が配置されている。図には示されてい
ないが、シール部９４はベーン８２とプレート部材８８
との間にて溝８４内にも配置されている。
更に対応するシール部がそれぞれベーン８２とプレート
部材８８との間及びベーン８２とプレート部材９０との
間に配置される一対のシート状シール材料９２が採用さ
れてもよい。
かくしてベーン８２と可動Ｗ３４との閤の間隙が対応す
るシール部９４によりシールされるので、溝８４を軽で
蒸気又は他の流体が漏洩することは実質的に発生せず、
これによりインペラ１６よりディフューザ通路３６を経
て流れる流体の流れが分断されることが回避され、コン
プレッサ１０の運転効率が向上される。
可動Ｗ３４はプレート部材８８及び９０に整合された溝
８４を設け、二つのプレート部材の間にシート状シール
材料９２を配置することによって組立てられる。次いで
プレート部材８８．９０及びシール材料９２が例えばプ
レート部材８８及び９０に設けられた互いに整合された
孔９８に通されたリベット９６により互いに固定的に接
合される。一般にシール材料９２は比較的薄く且可撓性
を有しており、プレート部材８８及び９０を良好に且容
易にリベット止めすることが可能であるので、シール材
料９２には整合された孔は不要である。しかる後溝８４
により露呈された対応するシール部９４にスリット１０
０（第２図参照）が形　　　　弊成される。次いで円環
状リング８０に固定されたベーン８２が対応する１ｔ８
４内に摺動式に嵌込まれる。ベーン８２は溝８４内に通
される際にシール部９４に対し強制的に押付けられ、こ
れにより゛シール部９４がベーン８２と可動！１３４と
の闇にて内方へ撓まされる。或いはベーン８２は溝８４
に個別に嵌込まれ、しかる後円環状リング８０に固定さ
れてもよい。
シール材料９２は高温度、種々の冷媒の如き予想される
運転条件に適した任意の材料であってよい。一つのかか
る好適な材料はテフロン（Ｔｅｆｌ。
ｎ）なる商品名にてよく知られ販売されているテトラフ
ルオロエチレンである。更にシール材料９２の厚さは各
ベーン８２と可動壁３４との間の間隙に応じて変化され
てよい。
以上に於ては本発明を特定の実施例について詳細に説明
したが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
く、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能である
ことは当業者にとって明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一つの好ましい実施例が組込まれた遠
心コンプレッサの部分断面図である。 第２図は第１図の線■−■に沿う部分断面図である。 第３図は第２図の線■−■に沿う拡大部分断面図である
。 １０・・・遠心コンプレッサ、１２・・・メインケーシ
ング、１４・・・入口、１６・・・インペラ、１８・・
・ガイドベーン、２０・・・駆動軸、２２・・・中央ハ
ブ、２４・・・ブレード、２６・・・ブレードの先端、
２８・・・ディフューザセクション、３０・・・渦巻通
路、３２・・・静止壁、３４・・・可動壁、３６・・・
ディフューザ通路。 ３８・・・キャリッジ、４０・・・ねじ、４２・・・シ
ュラウド、４４・・・停止面、４６・・・ねじ、４８・
・・ピストン。 ５０・・・シュラウドの壁、５２・・・第一の膨張可能
な室、５４・・・前壁、５６・・・壁面、５８・・・第
二の膨張可能な室、６０・・・背壁、６２〜７２・・・
通路、７４・・・供給導管、７６・・・制御装置、７８
・・・０リングシール、８０・・・円環状リング、８２
・・・ベーン、８３・・・ねじ、８４・・・溝、８６・
・・ばね、８７・・・ブラケット、８８．９０・・・プ
レート部材、９２・・・シール材料、９４・・・シール
部、９６・・・リベット、９８・・・孔。 １００・・・スリット

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）ケーシングと該ケーシング内に回転可能に装着さ
    れ前記ケーシングを経て流体を移動させるインペラとを
    含む遠心機械の可変幅ディフューザ組立体にして、 前記インペラの周りに実質的に半径方向に配置された静
    止壁部材と、 前記インペラの周りに実質的に半径方向に配置され前記
    静止壁部材より隔置されて前記静止壁部材と共働して前
    記インペラより通ずる流体通路を形成する可動壁部材と
    、 前記可動壁部材に駆動接続され前記静止壁部材に対し相
    対的に前記可動壁部材を選択的に駆動する手段と、 前記流体通路内に実質的に周縁方向に配置され前記可動
    壁部材に設けられた複数個の補形の孔内に摺動可能に配
    置された複数個のベーンと、前記ベーンと前記可動壁部
    材との間にて前記補形の孔内に配置され前記孔を経て流
    体が流れることを阻止するシール手段と、 を含む遠心機械の可変幅ディフューザ組立体。
  2. （２）ケーシングと該ケーシング内に回転可能に装着さ
    れ前記ケーシングを経て流体を移動させるインペラとを
    含む遠心機械の可変幅ディフューザ組立体にして、 前記インペラの周りに実質的に半径方向に配置された静
    止壁部材と、 前記インペラの周りに実質的に半径方向に配置され前記
    静止壁部材より隔置されて前記静止壁部材と共働して前
    記インペラより通ずる流体通路を形成する可動壁部材と
    、 前記可動壁部材に駆動接続され前記静止壁部材に対し相
    対的に前記可動壁部材を選択的に駆動する手段と、 前記流体通路内に実質的に周縁方向に配置され前記可動
    壁部材に設けられた複数個の補形の孔内に摺動可能に配
    置された複数個のベーンと、前記可動壁部材は互いに対
    向して配置された一対のプレート部材を含み、各プレー
    ト部材はそれぞれ貫通して設けられた前記補形の孔を有
    していることと、 前記一対のプレート部材の間に配置され、前記補形の孔
    を経て流体が漏洩することを阻止すべく前記ベーンと前
    記プレート部材の少なくとも一方との間にて対応する前
    記補形の孔内に配置された一部を有するシール手段と、 を含む遠心機械の可変幅ディフューザ組立体。
  3. （３）ケーシングと該ケーシング内に回転可能に装着さ
    れ前記ケーシングを経て流体を移動させるインペラとを
    含む遠心機械の可変幅ディフューザ組立体にして、 前記インペラの周りに実質的に半径方向に配置された静
    止壁部材と、 前記インペラの周りに実質的に半径方向に配置され前記
    静止壁部材より隔置されて前記静止壁部材と共働して前
    記インペラより通ずる流体通路を形成する可動壁部材と
    、 前記可動壁部材に接続されたキャリッジと、前記キャリ
    ッジに駆動接続され前記静止壁部材に対し相対的に前記
    キャリッジ及び前記可動壁部材を選択的に駆動する手段
    と、 前記流体通路内に実質的に周縁方向に配置され前記可動
    壁部材に設けられた複数個の補形の孔内に摺動可能に配
    置された複数個のベーンと、前記可動壁部材に対し前記
    静止壁部材とは反対の側に配置され前記ベーンが固定さ
    れた支持部材と、 前記キャリッジと前記支持部材との間に配置され前記ベ
    ーンを前記静止壁部材に対し付勢する手段と、 を含む遠心機械の可変幅ディフューザ組立体。
JP61013567A 1985-01-24 1986-01-24 遠心機械の可変幅ディフュ−ザ組立体 Expired - Lifetime JPH0684759B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US694552 1985-01-24
US06/694,552 US4844690A (en) 1985-01-24 1985-01-24 Diffuser vane seal for a centrifugal compressor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61171900A true JPS61171900A (ja) 1986-08-02
JPH0684759B2 JPH0684759B2 (ja) 1994-10-26

Family

ID=24789318

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61013567A Expired - Lifetime JPH0684759B2 (ja) 1985-01-24 1986-01-24 遠心機械の可変幅ディフュ−ザ組立体

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4844690A (ja)
EP (1) EP0189364B1 (ja)
JP (1) JPH0684759B2 (ja)
DE (1) DE3674421D1 (ja)

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