JPS63192990A - 遠心式多段圧縮機 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は気体の吐出圧力を多段圧縮で得るようにした遠
心式多段圧縮機に関するもので、特に、安定運転領域を
大風量から小風量まで広げられるようにした遠心式多段
圧縮機に関するものである。

［従来の技術］ 従来の遠心式多段圧縮機のうち、たとえば、遠心圧縮機
を３台組み合わせた形式の遠心式多段圧縮機は、第４図
に示す如く、インペラー１の回転による遠心力で気体に
圧力を与えてスクロール部２より圧縮して取り出すよう
にしである第１段の遠心圧縮機■と、同じ構成を有する
第２段の遠心圧縮機■とを、ハウジング３の両側に背中
合わせに設置し、両圧縮機■、■のインペラ−１同士を
、途中に歯車５を形成してハウジング３に回転自在に支
持させた軸４にて一体的に連結し、且つ上記軸４上の歯
車５と噛合する大径歯車６をハウジング３に回転自在に
支持させると共に、該大径歯車６と噛合する別の歯車８
付きの軸７をハウジング３に回転自在に支持させ、前記
各圧縮機Ｉ、ＩＩと同様な構成を有する第３段の遠心圧
縮機■をハウジング３に設置して、そのインペラー１に
上記軸７の一端を固定した構成としである。又、上記第
１段から第３段の各遠心圧縮機ｒ、ｎ、ｍはいずれも大
きさが異なり、３段目の遠心圧縮機■よりも２段目の遠
心圧縮機■が、２段目の遠心圧縮機■よりも１段目の遠
心圧縮機■が大きくしてあり、第１段の遠心圧縮ＩＩの
吸入側にライン９により導かれた気体が該第１段遠心圧
縮機■で圧縮された後、第２段の遠心圧縮Ｖｔの吸入側
にライン１０で導かれ、更に、該第２段遠心圧縮機■か
ら第３段の遠心圧縮機■の吸入側にライン１１で導かれ
て順次圧縮されるようにしてあり、第３段の圧縮機■か
ら圧縮気体が３段圧縮で得られ、ライン１２を経て取り
出されるようにしである。１３−１．１３−２は中間タ
ープ、１４は後方タープ、１５は吸入弁、１６は放風弁
、１７はサイレンサ、１８は逆止弁である。

上記従来の３段式の遠心圧縮機では、各圧縮ＩｆｉＩ、
　ｎ、　ＩＩＩのインペラー１を一度設計して作ると、
遠心式多段圧縮機としての性能が決定してしまい、その
性能を変えることはできなかった。

すなわち、３段の圧縮機Ｉ、ｎ、ＩＩＩの各インペラー
１を一度作ると、各インペラー１の空気通路面積が決ま
るため、圧縮機の特性は第５図に示す曲線ａの如く決定
し、風量が少なくなるとサージ領域Ｓに突入するため、
サージングを発生しない安定運転領域Ａは、一度製造さ
れた圧縮機については、はぼ一定の幅であり、且つその
大きさは１０〜４０％位である。

上記安定運転領域Ａは広い方がよく、該領域Ａを大ぎく
することは、圧縮機の負荷の大幅な変動があっても外部
へ放風することなく追従し、省エネルギー運転が可能と
なって有利である。

しかし、安定運転領域Ａは前記したように一度製造され
た圧縮機では変更不可能であるため、これを広くするこ
とができず、安定運転領域Ａを広くするように圧縮機の
性能を変えるには、各圧縮ＩＩＩ、ｎ、ＩＩＩのインペ
ラー１を作り直すしか方法がなかった。

従来の圧縮機において、小風量までサージングを発生さ
せない安定運転領域Ａ′が得られるようにインペラー１
を作り直し、第５図の曲線ａ′の如き特性曲線の圧縮機
を作ると、第５図において、インペラー１を作り直す前
の圧縮機の特性を曲線ａからインペラー１を作り直した
後の圧縮機の特性曲線ａ′まで変更することができる。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、インペラー１を作り直しても、作り直す前と作
り直した後では、第５図の曲線の如く、圧縮機の特性が
異なり、しかも、いずれの場合も安定運転領域は狭い範
囲であることに変りはなく、この安定運転領域を、イン
ペラーを作り直す前のＡから作り直した後のＡ′にまで
広げた運転をすることはできない。

そこで、本発明は、インペラーを作り直して圧縮機を製
造し直すことなく大風量から小風量までサージングを発
生しない安定運転領域を大きく広げることができるよう
に２種類の特性をもつ遠心式多段圧縮機を提供しようと
するものでおる。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、上記目的を達成するために、複数の遠心圧縮
機を組み合わせてなる遠心式多段圧縮機において、適宜
段に、特性を異にした２種類の圧縮機を装備し、該特性
の異なる間圧縮機を他段の圧縮機に気体圧送ラインを介
しそれぞれ接続して組み合わせ、且つ上記特性の異なる
２種類の圧縮機を使い分けできるように上記両気体圧送
ラインに切換弁を設けてなる構成とする。

［作　　用］ 多段圧縮機の１つの段に、特性の異なる２種類の圧縮機
を一組として装備し、この特性の異なる間圧縮機を使い
分けることにより、サージングを発生しない安定運転領
域を大風量から小風聞にまで広げた運転が可能となり、
圧縮機の負荷の変動があっても追従した運転が可能とな
る。

［実　施　例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例として３段にした場合の遠心
式多段圧縮機の概略を示すもので、第４図に示した従来
の遠心式多段圧縮機と同様にした構成において、第３段
目の遠心圧縮機■を大風聞用とし、該大風量用の圧縮機
■に対し、成る小ｆｆｌ量点まではサージングを発生さ
せない特性をもつ小風量用の遠心圧縮機ｍ′を別途用意
し、該遠心圧縮機■′と上記遠心圧縮機■とを軸４にて
一体的につなぎ、３段目に特性の異なる２種類の圧縮機
を装備した構成とすると共に、上記−組の圧縮機■及び
■′と第２段目の圧縮機■の吐出側とを気体圧送ライン
１１と１１′でつなぎ、更に、上記−組とした圧縮機■
と■′を風量に応じて使い分けることができるようにす
るため、上記ライン１１と１１′　の各途中にそれぞれ
切換弁Ｓｖ１　　とＳＶ２を設け、該切換弁Ｓｖ、とＳ
ｖ２が風聞の増減により図示しない流量計からの信号に
より自動的に切り換えられるようにするか、あるいは使
用する者が手動で切り換えられるようにする。又、上記
−組の圧縮機■と■′はいずれか適当な方を使用すると
き、他の方は使用しないようにするが、使用しない方の
圧縮機で気体の圧縮ロスが生じないようにするため、上
記各圧縮１１１．Ｉ［［’　は、第２図に示す如く、気
体の吸入口と翼車部１９との間にベローズの如き伸縮自
在な継手部材２０を設けると共に、翼車部１９をインペ
ラー１に対し近接、離反できるようにスクロール２部に
スライド自在に組み付け、更に、上記翼車部１９をシリ
ンダ等の駆動装置２１でスライドさせるようにする。１
２と１２′　は上記−組の圧縮機■と■′の各吐出気体
のラインで、ＢＶ、　とＢＶ２は放風弁である。その他
の構成は第４図に示した従来例と同じであり、同一のも
のには同一符号が付しである。

上記３段に圧縮する構成において、今、３段目の圧縮機
■と■′のうち、大風足用の圧縮機■を使用し、小風聞
用の圧縮機■′を使用しないときは、切換弁Ｓｖ、を開
、切換弁Ｓｖ２を閉に操作すると共に放風弁ＢＶ、を閉
、放風弁８Ｖ２を開に操作する。これにより第１段目の
圧縮機■に入った気体は、該１段目の圧縮機工→２段目
の圧縮機■→３段目の圧縮機■の順に圧縮される。この
場合の特性曲線は、第３図に示す曲線ａのとおりでおり
、第５図に示しである従来の３段圧縮の場合の特性曲線
ａと同じである。上記において、使用しない方の圧縮機
■′でもインペラー１は回転しているが、翼車部１９を
インペラー１から離反する方向ヘシフトさせておけば、
翼車部１９とインペラー１とのギャップδ（第２図参照
）を広げられるため、インペラー１が回転しても気体を
圧縮するロスがなくなり、省エネルギー化が図れて有利
である。

上記第１段目から第３段目までの圧縮ｆｉＩ、■、■の
運転においては、第３図に示す特性曲線ａからサージン
グを発生しない安定運転領域Ａは大風量のときであり、
サージ領域Ｓ、に近付く位に風量が減少して来ると、切
換弁Ｓｖ、を開から閉に、又、切換弁Ｓｖ２を閉から開
にそれぞれ切換操作すると共に、放風弁ＢＶ、を閉から
開に、又、放風弁Ｂｖ２を開から閉にそれぞれ操作し、
３段目の圧縮機を、大風量の圧縮機■から小風道の圧縮
機■′に切り換える。小風量用の圧縮機■′　は、第３
図の曲線すで示す如き特性を有し、サージ領域Ｓ２を小
風量の点Ｃまで移すことができて、サージングを発生し
ない安定運転領域Ｂを上記点Ｃまで大きく広げることが
できる。

上記のように特性を異にする２種類の圧縮機■と■′は
生産量に応じて使用者が自動的に又は手動で使い分ける
ようにする。

なお、本発明は上記実施例にのみ限定されるものではな
く、たとえば、上記実施例では、圧縮機■＋［＋ｍの組
み合わせと、圧縮機Ｉ＋ＩＩ十■′　の組み合わせにつ
いて例示したが、２段目の圧縮［Ｉ［として特性の異な
る２種類の圧縮機を一組として装備して使用側の要求で
大風聞用と小風量用に使い分けてもよく、同様に１段目
の圧縮機を、特性を異にする２種類の圧縮機に置き換え
て使い分けるようにしてもよく、又、組み合わせ方とし
ても第１図で圧縮機■と■、■と■の組み合わせとして
もよい。更に、３段圧縮の場合を示したが、２段の場合
でもよいし、３段以上でもよい。

［発明の効果］ 以上述べた如く本発明の遠心式多段圧縮機によれば、適
宜段の圧縮機に、特性の異なる２種類の圧縮機を装備し
、いずれか一方の圧縮機を他段の圧縮機と組み合わせて
使い分は得るようにしであるので、従来、圧縮機を製作
し直さなければ特性の変更、すなわち、サージングを発
生しない安定運転領域の変更ができなかった点を容易に
変更することができて、安定運転領域を大きく広げるこ
とができ、圧縮機の負荷の大幅な変動にも外部へ放風す
ることなく追従できて省エネルギー運転を達成できる、
とい５優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略図、第２図は動力
低減装置の一例を示す断面図、第３図は本発明により得
られる特性を示す図、第４図は従来の遠心式多段圧縮機
の一例を示す断面図、第５図は第４図による場合の特性
曲線を示す図でおる。 ■・・・第１段の遠心圧縮機、■・・・第２段の遠心圧
縮機、ｍ、　ｍ’・・・第３段の遠心圧縮機、１・・・
インペラー、９，１０，１１．１１’、１２．１２’　
・・・ライン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）遠心圧縮機を複数段に組み合わせて気体を順次圧縮
   して行くようにした遠心式多段圧縮機において、適宜段
   に、特性を異にした２種類の圧縮機を装備し、該特性の
   異なる両圧縮機を他段の圧縮機に気体圧送ラインを介し
   それぞれ接続して組み合わせ、且つ上記特性の異なる２
   種類の圧縮機を使い分けできるように上記両気体圧送ラ
   インに切換弁を設けてなることを特徴とする遠心式多段
   圧縮機。