JP2009264205A - Centrifugal compressor - Google Patents

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Yohei Magara
洋平 真柄
Kazuyuki Yamaguchi
和幸 山口
Haruo Miura
治雄 三浦
Naohiko Takahashi
直彦 高橋
Mitsuhiro Narita
光裕 成田
Tetsuya Kuwano
哲也 桑野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a centrifugal compressor, capable of reducing the vibration of an impeller by restraining pressure fluctuation of peripheral fluid, and capable of attaining safe operation. <P>SOLUTION: The centrifugal compressor is equipped with a casing 1, a rotor, disposed rotatably in the casing and having at least one stage impeller 3, and a diffuser 7 located downstream of the impeller of the casing, and compresses gas by rotation of the rotor. A noise reduction means is disposed, on at least one of a casing surface 9 confronting an impeller main plate and a casing surface 10 confronting a side plate. Preferably, the predominant frequency of the noise reduction means is set, based on a blade passing frequency, calculated by the product of a number of blades of the impeller and the rotor rotational frequency, or a frequency in an integral multiple thereof. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、遠心圧縮機に係わり、特に、羽根車周囲の流体の圧力変動を抑制することにより、羽根車の共振を防止して、安全に運転可能な遠心圧縮機に関する。   The present invention relates to a centrifugal compressor, and more particularly, to a centrifugal compressor that can be operated safely by preventing the vibration of the impeller by suppressing the pressure fluctuation of the fluid around the impeller.

例えば、一軸多段遠心圧縮機は、ケーシングと、このケーシング内に回転可能に設けられた回転軸及びこの回転軸に装着された複数段の羽根車を有するロータとを備え、ロータの回転により気体を圧縮する。ケーシングには羽根車の下流にディフューザが設けられ、ディフューザには圧縮機の効率向上のために案内羽根が設けられることが多い。羽根車の羽根がディフューザの案内羽根の近傍を通過する際に、羽根枚数とロータ回転周波数との積で決まる羽根通過周波数の圧力変動が発生する。この圧力変動の周波数が羽根車の固有振動数に一致すると、共振により羽根車が破損する可能性がある。共振による羽根車の破損を防止するために、加振周波数と固有振動数を離調する避共振設計が行われている。   For example, a single-shaft multi-stage centrifugal compressor includes a casing, a rotary shaft rotatably provided in the casing, and a rotor having a plurality of impellers mounted on the rotary shaft, and gas is generated by the rotation of the rotor. Compress. The casing is often provided with a diffuser downstream of the impeller, and the diffuser is often provided with guide vanes to improve the efficiency of the compressor. When the blades of the impeller pass in the vicinity of the guide blades of the diffuser, pressure fluctuations of the blade passage frequency determined by the product of the number of blades and the rotor rotation frequency occur. If the frequency of this pressure fluctuation matches the natural frequency of the impeller, the impeller may be damaged by resonance. In order to prevent the impeller from being damaged due to resonance, an avoidance resonance design is performed in which the excitation frequency and the natural frequency are detuned.

また、構造物の振動を低減する技術として、固有振動数を加振周波数にチューニングした2次振動系を取り付ける動吸振器が一般に知られている。流体の脈動を低減する技術としては、消音器が一般に知られている。消音器の出入り口を結ぶ管路の急膨張と急縮によって音の干渉を引き起こし減音効果を得る膨張形消音器と、空洞における共鳴を利用して、単一の、若しくは集中して設けられた孔において音を打ち消す共鳴形消音器がある。膨張形および共鳴形消音器は、どちらもその形状およびサイズによって周波数に依存した減音特性を示すが、膨張形消音器は比較的広い周波数範囲を減音することが可能である。一方、共鳴形消音器では減音効果のある周波数範囲が狭いが、下記数1で表される共鳴周波数において高い減音効果を発揮する。   As a technique for reducing the vibration of a structure, a dynamic vibration absorber is generally known in which a secondary vibration system with a natural frequency tuned to an excitation frequency is attached. A silencer is generally known as a technique for reducing fluid pulsation. A single or concentrated expansion silencer that uses a resonance in the cavity and an expansion silencer that produces a sound reduction effect by causing sound interference by rapid expansion and contraction of the conduit connecting the entrance and exit of the silencer There is a resonant silencer that cancels the sound in the hole. Both inflatable and resonant silencers exhibit frequency-dependent sound reduction characteristics depending on their shape and size, but inflatable silencers can reduce a relatively wide frequency range. On the other hand, the resonance silencer has a narrow frequency range with a sound reduction effect, but exhibits a high sound reduction effect at the resonance frequency expressed by the following equation (1).

Figure 2009264205
Figure 2009264205

但し、fを共鳴周波数、cを作動流体の音速、Sを孔部断面積、lを孔部長さ(開口端補正分を含む)、Vを空洞部容積とする。   Where f is the resonance frequency, c is the speed of sound of the working fluid, S is the hole cross-sectional area, l is the hole length (including the corrected opening end), and V is the cavity volume.

一方、羽根車主板に対向するケーシング面およびに側板に対向するケーシング面に吸音材を設けることで、隙間での共鳴現象を抑制し騒音を低減しようとするものに特開2002−161897号公報がある。   On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-161897 discloses a technique for suppressing a resonance phenomenon in a gap and reducing noise by providing a sound absorbing material on a casing surface facing an impeller main plate and a casing surface facing a side plate. is there.

特開2002−161897号公報JP 2002-161897 A

圧縮ガスが、例えば10MPa以上の高圧になると、流体加振力が大きくなる傾向にある。さらに、流体と羽根車の連成効果により羽根車の固有振動数が変化するため、避共振設計が難しくなる。遠心圧縮機において、羽根車は高速で回転しているため、羽根車への動吸振器の取り付けは困難である。   When the compressed gas becomes a high pressure of, for example, 10 MPa or more, the fluid excitation force tends to increase. Furthermore, since the natural frequency of the impeller changes due to the coupling effect between the fluid and the impeller, the design for avoiding resonance becomes difficult. In the centrifugal compressor, since the impeller rotates at high speed, it is difficult to attach the dynamic vibration absorber to the impeller.

また、吸音材を設けることは、羽根車と周囲流体の連成振動に対して、減衰を付加する効果はあるものの、共振を防止し羽根車の振動を低減する効果は十分とは言えない。   In addition, providing the sound absorbing material has an effect of adding damping to the coupled vibration of the impeller and the surrounding fluid, but it cannot be said that the effect of preventing resonance and reducing the vibration of the impeller is sufficient.

本発明の目的は、周囲流体の圧力変動を抑制し羽根車の振動を低減することにより、安全な運転が可能な遠心圧縮機を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a centrifugal compressor capable of safe operation by suppressing pressure fluctuations of the surrounding fluid and reducing the vibration of the impeller.

上記目的を達成するために、本発明は、ケーシングと、前記ケーシング内に回転可能に設けられ、少なくとも1段の羽根車を有するロータと、前記ケーシングの前記羽根車の下流にディフューザとを備え、前記ロータの回転により気体を圧縮する遠心圧縮機において、前記羽根車の主板又は側板に対向する前記ケーシングの面の少なくとも何れか一方の面に、消音手段を設けた。   To achieve the above object, the present invention comprises a casing, a rotor rotatably provided in the casing and having at least one impeller, and a diffuser downstream of the impeller of the casing, In the centrifugal compressor that compresses gas by the rotation of the rotor, a silencer is provided on at least one of the surfaces of the casing facing the main plate or the side plate of the impeller.

上記(1)において、好ましくは、前記消音手段の卓越する周波数を、羽根車羽根枚数とロータ回転周波数との積で決まる羽根通過周波数、若しくは、その整数倍の周波数に基づいて設定する。   In the above (1), preferably, the dominant frequency of the silencer is set based on the blade passing frequency determined by the product of the number of impeller blades and the rotor rotational frequency, or an integer multiple thereof.

上記(2)において、好ましくは、前記消音手段は、複数の孔、若しくは、スリットと、それらを連通する空洞からなる、膨張形の消音手段である。   In the above (2), preferably, the silencer is an expansion-type silencer comprising a plurality of holes or slits and a cavity communicating therewith.

上記(2)において、好ましくは、前記消音手段は、孔と独立した空洞からなる、共鳴形の消音手段である。   In the above (2), preferably, the silencer is a resonance-type silencer comprising a cavity independent of a hole.

上記(3)、若しくは、上記(4)において、好ましくは、空洞の内部に吸音部材を内貼する、若しくは、充填する。   In the above (3) or (4), preferably, a sound absorbing member is attached or filled inside the cavity.

上記(3)、若しくは、上記(4)において、好ましくは、前記孔、若しくは、前記スリットを、前記ロータの回転中心を中心とする同一円周上に設け、該円周は、羽根車の主板と主板に対向するケーシングとの隙間(以降、主板側間隙と称す)、あるいは、羽根車の側板と側板に対向するケーシングとの隙間(以降、側板側間隙と称す)の内部に存在する流体と前記羽根車とからなる連成振動系の固有振動モードのうち、運転時に励振される振動モードの圧力変動の腹と同一半径とする。   In the above (3) or (4), preferably, the hole or the slit is provided on the same circumference centering on the rotation center of the rotor, and the circumference is a main plate of the impeller. And the fluid existing in the gap between the casing facing the main plate (hereinafter referred to as the main plate side gap) or the gap between the side plate of the impeller and the casing facing the side plate (hereinafter referred to as the side plate side gap) Of the natural vibration modes of the coupled vibration system including the impeller, the same radius as the antinodes of pressure fluctuations in the vibration modes excited during operation is used.

上記(6)において、好ましくは、孔の数を、前記励振される振動モードの節直径数の4倍以上とする。   In the above (6), preferably, the number of holes is four times or more the number of node diameters of the excited vibration mode.

本発明によれば、主板、若しくは、側板に対向するケーシング面の少なくとも一方に消音手段を設けることで、羽根車と連成振動する周囲流体の圧力変動を抑制し、結果として、羽根車の振動を低減できるため、流体加振力が大きくなる高圧条件下でも、安全な運転が可能である。   According to the present invention, by providing a silencing means on at least one of the casing surface facing the main plate or the side plate, the pressure fluctuation of the surrounding fluid coupled with the impeller is suppressed, and as a result, the vibration of the impeller Therefore, safe operation is possible even under high pressure conditions in which the fluid excitation force becomes large.

また、消音手段の卓越する周波数を羽根通過周波数、若しくは、その整数倍の周波数に基づいて設定することにより、羽根車と周囲流体の連成振動系に対して動吸振器を設置するのと同様の効果が得られ、羽根車の共振を防止し、安全な運転が可能である。   In addition, by setting the dominant frequency of the silencer based on the blade passing frequency or an integer multiple thereof, it is the same as installing a dynamic vibration absorber for the coupled vibration system of the impeller and the surrounding fluid. Thus, the impeller can be prevented from resonating and safe operation is possible.

また、複数の孔、若しくは、スリットとそれらを連通する空洞とによって、消音器を形成することにより、幅広い周波数範囲での振動低減効果が得られる。   Moreover, the vibration reduction effect in a wide frequency range is acquired by forming a silencer by a some hole or slit and the cavity which connects them.

また、孔と、独立した空洞とによって消音器を形成することによって、共振周波数において、より大きな振動低減効果が得られる。   Further, by forming the silencer by the hole and the independent cavity, a greater vibration reduction effect can be obtained at the resonance frequency.

さらに、上記空洞の内部に吸音部材を内貼する、もしくは、充填することにより、圧力変動のエネルギーを吸音部材で消費するとともに、消音器内の流体に減衰を付加することができるので、振動低減効果が増加する。   Furthermore, by attaching or filling a sound absorbing member inside the cavity, energy of pressure fluctuation can be consumed by the sound absorbing member, and attenuation can be added to the fluid in the silencer, reducing vibration. Increases effectiveness.

さらにまた、上記孔、若しくは、上記スリットを圧力変動の腹に配置することにより、振動低減の効果が増加する。   Furthermore, the effect of reducing the vibration is increased by arranging the hole or the slit on the antinode of the pressure fluctuation.

以下、本発明の各実施形態を、図面を参照しつつ説明する。なお、第2実施例以降の実施例においては第1実施例と重複する説明を省略する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the second and subsequent embodiments, the description overlapping that of the first embodiment is omitted.

図1は、本発明の遠心圧縮機の第1実施形態における一羽根車段の羽根車周囲の詳細構造を表す断面図であり、図2には、全体構造を表す断面図を示す。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing a detailed structure around the impeller of one impeller stage in the first embodiment of the centrifugal compressor of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing the entire structure.

図2において、遠心圧縮機は、ケーシング1(静止体)と、このケーシング1内に回転可能に設けられた回転軸2及びこの回転軸2に装着された例えば複数段(図2では7段)の羽根車3を有するロータ15(回転体)とを備えている。ケーシング1には、1段目の羽根車3に気体を導入する吸込流路16と、各段の羽根車3から出た気体の運動エネルギーを圧力エネルギーに変換するディフューザ7と、このディフューザ7からの圧縮気体を次段の羽根車3に導入する戻り流路17と、最終段の羽根車3から出た気体を吐出する吐出流路18とが形成されている。   2, the centrifugal compressor includes a casing 1 (stationary body), a rotary shaft 2 rotatably provided in the casing 1, and, for example, a plurality of stages (seven stages in FIG. 2) attached to the rotary shaft 2. And a rotor 15 (rotary body) having the impeller 3. In the casing 1, a suction flow path 16 that introduces gas into the first stage impeller 3, a diffuser 7 that converts kinetic energy of the gas emitted from each stage impeller 3 into pressure energy, and the diffuser 7 The return flow path 17 for introducing the compressed gas into the next stage impeller 3 and the discharge flow path 18 for discharging the gas discharged from the final stage impeller 3 are formed.

ロータ15の回転軸2は、吸込側(図2中左側)端部及び吐出側(図2中右側)端部に設けられたラジアル軸受19を介し回転可能に支持されている。また、回転軸2の吸込側端部にはスラスト荷重を受けるスラスト軸受20が設けられ、吐出側端部にはスラスト荷重を相殺するバランスピストン21が設けられている。また、回転軸2の吐出側端部にはモータ等の駆動機(図示せず)が連結されており、この駆動機の駆動によってロータ15が回転するようになっている。そして、ロータ15の回転により、気体が吸込流路16から吸い込まれ、複数段の羽根車3で順次圧縮され、最終的に吐出流路18から吐出されるようになっている。   The rotating shaft 2 of the rotor 15 is rotatably supported via a radial bearing 19 provided at the suction side (left side in FIG. 2) end and the discharge side (right side in FIG. 2) end. A thrust bearing 20 that receives a thrust load is provided at the suction side end of the rotary shaft 2, and a balance piston 21 that cancels the thrust load is provided at the discharge side end. Further, a driving machine (not shown) such as a motor is connected to the discharge side end of the rotating shaft 2, and the rotor 15 is rotated by driving of this driving machine. The rotation of the rotor 15 causes the gas to be sucked from the suction flow path 16, sequentially compressed by the plurality of impellers 3, and finally discharged from the discharge flow path 18.

図1において、羽根車3は回転軸2に装着されており、円周方向に複数の羽根6が設置されている。羽根車の下流の外周方向には全周にわたりディフューザ7が設けられ、案内羽根8が設置されている。案内羽根8は、円形翼列形状に複数枚設置されている。   In FIG. 1, the impeller 3 is mounted on the rotary shaft 2, and a plurality of blades 6 are installed in the circumferential direction. A diffuser 7 is provided over the entire circumference in the outer circumferential direction downstream of the impeller, and guide vanes 8 are installed. A plurality of guide blades 8 are installed in a circular blade row shape.

羽根車3の周囲には、羽根車の主板4,側板5と、それぞれに対向する主板側ケーシング面9,側板側ケーシング面10とで囲まれる主板側間隙11,側板側間隙12が存在する。本発明では、間隙11,12に生じる圧力変動を抑制するため、それぞれ主板側消音器13,側板側消音器14を設けた。   Around the impeller 3, there are a main plate side gap 11 and a side plate side gap 12 surrounded by the main plate 4 and the side plate 5 of the impeller and the main plate side casing surface 9 and the side plate side casing surface 10 facing each other. In the present invention, a main plate side silencer 13 and a side plate side silencer 14 are provided to suppress pressure fluctuations occurring in the gaps 11 and 12, respectively.

図3は、第1の実施例における主板側消音器13の詳細構造を表す断面斜視図である。なお、側板側消音器14も同様の構造である。   FIG. 3 is a cross-sectional perspective view showing the detailed structure of the main plate-side silencer 13 in the first embodiment. The side plate side silencer 14 has the same structure.

主板側消音器13は主板側ケーシング面9に導通する複数の孔22と、孔22を円周方向に連通する消音器空洞23とからなり、膨張形の消音器として、幅広い周波数範囲での消音効果が得られる。このとき、特に消音効果の高い周波数が羽根通過周波数、若しくは、その整数倍の周波数となるように、孔22と消音器空洞23の形状およびサイズを調整する。   The main plate-side silencer 13 includes a plurality of holes 22 that communicate with the main plate-side casing surface 9 and a silencer cavity 23 that communicates the holes 22 in the circumferential direction. An effect is obtained. At this time, the shape and size of the hole 22 and the silencer cavity 23 are adjusted so that the frequency having a particularly high silencing effect is the blade passing frequency or an integral multiple of the blade passing frequency.

運転時に励振される振動モードが、例えば2節直径の振動モードであるとする。図4は、有限要素法による流体と羽根車の連成振動解析により求めた、2節直径モードにおける主板側ケーシング面9の圧力分布の等高線図の例である。黒色で塗りつぶした部分が圧力変動の振幅が最も大きい部分(圧力変動の腹29)であり、圧力変動の腹29は圧力変動の最大点を含む基準円(円周)24上となる。本振動モードには図4の腹29と節30が入れ替わった重根モードも存在する。   Assume that the vibration mode excited during operation is, for example, a vibration mode having a two-node diameter. FIG. 4 is an example of a contour map of the pressure distribution on the main plate-side casing surface 9 in the two-node diameter mode, which is obtained by the fluid-impeller coupled vibration analysis by the finite element method. The black-colored portion is the portion with the largest pressure fluctuation amplitude (pressure fluctuation antinode 29), and the pressure fluctuation antinode 29 is on the reference circle (circumference) 24 including the maximum point of pressure fluctuation. In this vibration mode, there is also a multiple root mode in which the antinode 29 and the node 30 in FIG. 4 are interchanged.

図5は、本実施例における主板側ケーシング面9を示す平面図である。複数の孔22を基準円24上に設ける。このような構造では、圧力変動の腹と同じ円周上に消音器の入口である孔22を配置できるので、主板側間隙11に生じる圧力変動を効果的に抑制することができる。また、孔22の個数を節直径数2の4倍の8個とすることにより、図4の重根モードに対しても、圧力変動の腹に孔22を配置でき、主板側間隙11に生じる圧力変動を確実に抑制することができる。結果として、羽根車の振動を低減することができ、高圧条件下でも遠心圧縮機を安全に運転することが可能である。   FIG. 5 is a plan view showing the main plate side casing surface 9 in the present embodiment. A plurality of holes 22 are provided on the reference circle 24. In such a structure, since the hole 22 that is the inlet of the silencer can be arranged on the same circumference as the antinode of pressure fluctuation, the pressure fluctuation generated in the main plate side gap 11 can be effectively suppressed. In addition, by setting the number of holes 22 to eight, which is four times the number of node diameters 2, the holes 22 can be arranged at the antinodes of pressure fluctuations even in the multiple root mode of FIG. Variations can be reliably suppressed. As a result, the vibration of the impeller can be reduced, and the centrifugal compressor can be safely operated even under high pressure conditions.

なお、上記の実施例においては、消音器空洞23を全周連通しているとして説明したが、例えば途中に仕切りを設けて複数の空洞に分けてもよい。また、上記の実施例においては、消音器を1円周上のみに配置した例を用いて説明したが、例えば半径の異なる2円周上に消音器を設けてもよい。また、半径の異なる2円周上の消音器の空洞部をお互いに一部、若しくは全部連通させてもよい。このような構造の消音器の例を、図6に示す断面斜視図により説明する。主板側消音器13の入口となる複数の孔22は第2の外周側基準円24aおよび第2の内周側基準円24bの2円周上に設けられ、消音器空洞23によって連通されている。また、消音器空洞23は仕切り25により複数の空間に分けられている。このように仕切りを設ける構造では、空洞部の容積をある程度制御できるので、消音器の卓越する周波数を羽根通過周波数、若しくは、その整数倍の周波数に設定できる。また、径方向に複数の消音器群を配置することにより、例えば、第2の内周側基準円24b上に圧力変動の腹が位置する振動モードにも対応することができる。   In the above-described embodiment, the silencer cavity 23 is described as being communicated with the entire circumference. However, for example, a partition may be provided in the middle to divide the cavity into a plurality of cavities. Further, in the above-described embodiment, the example in which the silencer is disposed only on one circumference has been described. However, for example, the silencer may be provided on two circumferences having different radii. Further, the cavities of the silencers on two circumferences having different radii may be partially or entirely communicated with each other. An example of the silencer having such a structure will be described with reference to a cross-sectional perspective view shown in FIG. A plurality of holes 22 serving as inlets of the main plate side silencer 13 are provided on two circumferences of the second outer circumference side reference circle 24 a and the second inner circumference side reference circle 24 b, and are communicated by the silencer cavity 23. . The silencer cavity 23 is divided into a plurality of spaces by a partition 25. In such a structure in which the partition is provided, the volume of the cavity can be controlled to some extent, so that the dominant frequency of the silencer can be set to the blade passing frequency or an integer multiple thereof. Further, by arranging a plurality of silencer groups in the radial direction, for example, it is possible to cope with a vibration mode in which an antinode of pressure fluctuation is located on the second inner peripheral side reference circle 24b.

また、消音器空洞23の内部に吸音部材を内貼する、若しくは、充填することによって、振動減衰効果が増大する。   Moreover, the vibration damping effect is increased by attaching or filling the sound absorbing member inside the silencer cavity 23.

また、節直径を有する振動モードの振動を低減するためには、消音器を周方向に分布させればよく、必ずしも同心円周上に配置しなくてもよい。   Further, in order to reduce the vibration in the vibration mode having the node diameter, the silencers may be distributed in the circumferential direction, and are not necessarily arranged on the concentric circumference.

さらにまた、側板の無いオープン羽根車の場合でも、主板側に消音器を設けることにより同様の効果が得られる。   Furthermore, even in the case of an open impeller without a side plate, the same effect can be obtained by providing a silencer on the main plate side.

図7は、本発明の第2実施形態における消音器空洞23の詳細構造を表す断面斜視図である。主板側消音器13は主板側ケーシング面9に導通する円形のスリット26と、スリット26に連通する消音器空洞27とからなり、膨張形の消音器として、幅広い周波数範囲での消音効果が得られる。このとき、特に消音効果の高い周波数が羽根通過周波数、若しくは、その整数倍の周波数となるように、スリット26と消音器空洞27の形状およびサイズを調整する。   FIG. 7 is a cross-sectional perspective view showing the detailed structure of the silencer cavity 23 in the second embodiment of the present invention. The main plate-side silencer 13 includes a circular slit 26 that communicates with the main plate-side casing surface 9 and a silencer cavity 27 that communicates with the slit 26. As an expansion-type silencer, a silencing effect in a wide frequency range is obtained. . At this time, the shape and size of the slit 26 and the silencer cavity 27 are adjusted so that the frequency with a particularly high silencing effect is the blade passing frequency or an integer multiple thereof.

図8は、本実施例における主板側ケーシング面9を示す平面図である。スリット26の基準円が圧力変動の最大点を含む基準円(円周)24と一致するようにする。   FIG. 8 is a plan view showing the main plate side casing surface 9 in the present embodiment. The reference circle of the slit 26 is made to coincide with the reference circle (circumference) 24 including the maximum point of pressure fluctuation.

このような構造では、圧力変動の腹の位置に、常に消音器の入口であるスリット26を配置できるので、効果的かつ確実に振動を低減可能である。   In such a structure, the slit 26 which is the inlet of the silencer can always be disposed at the antinode position of the pressure fluctuation, so that vibration can be effectively and reliably reduced.

なお、実施例1と同様に、消音器空洞27の一部に仕切りを設けても良いし、径方向に複数の消音器群を設けても良い。   As in the first embodiment, a part of the silencer cavity 27 may be provided with a partition, or a plurality of silencer groups may be provided in the radial direction.

図9は、本発明の第3実施形態における主板側消音器13の詳細構造を表す断面斜視図である。   FIG. 9 is a cross-sectional perspective view showing the detailed structure of the main plate-side silencer 13 in the third embodiment of the present invention.

主板側消音器13は、主板側ケーシング面9に導通する孔22と、消音器空洞28とからなり、1つの空洞には1つの孔を設ける。このとき主板側消音器13は共鳴形の消音器として働き、特定の共鳴周波数前後において、大きな消音効果が得られる。   The main plate-side silencer 13 is composed of a hole 22 conducting to the main plate-side casing surface 9 and a silencer cavity 28, and one hole is provided in one cavity. At this time, the main plate side silencer 13 functions as a resonance type silencer, and a large silencing effect is obtained around a specific resonance frequency.

本実施例では、消音器の共鳴周波数を、羽根車羽根枚数とロータ回転数との積で決まる羽根通過周波数、若しくは、その整数倍の周波数と合致するように設定する。   In the present embodiment, the resonance frequency of the silencer is set so as to match the blade passing frequency determined by the product of the number of impeller blades and the number of rotor rotations, or an integer multiple thereof.

なお、実施例1と同様に、径方向に複数の消音器群を設けてよい。また、消音器空洞28の形状は円柱形状を例にとって説明したが、例えば、径方向に伸びる楕円柱形状でもよいし、角柱形状でもよい。   As in the first embodiment, a plurality of silencer groups may be provided in the radial direction. Moreover, although the shape of the silencer cavity 28 has been described by taking a cylindrical shape as an example, for example, an elliptical column shape extending in the radial direction or a rectangular column shape may be used.

本発明の遠心圧縮機の実施形態における羽根車付近の詳細構造を表す断面図である。It is sectional drawing showing the detailed structure of the impeller vicinity in embodiment of the centrifugal compressor of this invention. 本発明の遠心圧縮機の実施形態の全体構造を表す断面図である。It is sectional drawing showing the whole structure of embodiment of the centrifugal compressor of this invention. 本発明の遠心圧縮機の第1実施形態における主板側消音器13の詳細構造を表す断面斜視図である。It is a section perspective view showing detailed structure of main plate side silencer 13 in a 1st embodiment of a centrifugal compressor of the present invention. 有限要素法による流体と羽根車の連成振動解析により求めた、2節直径モードにおける主板側ケーシング面9の圧力分布の等高線図の例である。It is the example of the contour map of the pressure distribution of the main-plate side casing surface 9 in the two-node diameter mode calculated | required by the coupled vibration analysis of the fluid and the impeller by the finite element method. 本発明の遠心圧縮機の第1実施形態における主板側ケーシング面9を示す平面図である。It is a top view which shows the main plate side casing surface 9 in 1st Embodiment of the centrifugal compressor of this invention. 本発明の遠心圧縮機の第1実施形態の別の例による主板側消音器13の詳細構造を表す断面斜視図である。It is a cross-sectional perspective view showing the detailed structure of the main board side silencer 13 by another example of 1st Embodiment of the centrifugal compressor of this invention. 本発明の遠心圧縮機の第2実施形態における主板側消音器13の詳細構造を表す断面斜視図である。It is a cross-sectional perspective view showing the detailed structure of the main plate side silencer 13 in 2nd Embodiment of the centrifugal compressor of this invention. 本発明の遠心圧縮機の第2実施形態におけるケーシング面9を示す平面図である。It is a top view which shows the casing surface 9 in 2nd Embodiment of the centrifugal compressor of this invention. 本発明の遠心圧縮機の第3実施形態における主板側消音器13の詳細構造を表す断面斜視図である。It is a cross-sectional perspective view showing the detailed structure of the main plate side silencer 13 in 3rd Embodiment of the centrifugal compressor of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 ケーシング
2 回転軸
3 羽根車
4 羽根車主板
5 羽根車側板
6 羽根車羽根
7 ディフューザ
8 ディフューザ案内羽根
9 羽根車主板に対向するケーシング面
10 羽根車側板に対向するケーシング面
11 羽根車の主板と主板に対向するケーシングとの隙間(主板側間隙)
12 羽根車の側板と側板に対向するケーシングとの隙間(側板側間隙)
13 主板側消音器
14 側板側消音器
15 ロータ
16 吸込流路
17 戻り流路
18 吐出流路
19 軸受
20 スラスト軸受
21 バランスピストン
22 孔
23,27,28 消音器空洞
24 基準円
24a 第2の外周側基準円
24b 第2の内周側基準円
25 仕切り
26 スリット
29 圧力変動の腹
30 圧力変動の節
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Casing 2 Rotating shaft 3 Impeller 4 Impeller main plate 5 Impeller side plate 6 Impeller blade 7 Diffuser 8 Diffuser guide vane 9 Casing surface 10 facing the impeller main plate Casing surface 11 facing the impeller side plate 11 Main plate of the impeller Gap between the casing facing the main plate (gap on the main plate)
12 Gap between the side plate of the impeller and the casing facing the side plate (side plate side gap)
13 Main plate side silencer 14 Side plate side silencer 15 Rotor 16 Suction flow path 17 Return flow path 18 Discharge flow path 19 Bearing 20 Thrust bearing 21 Balance piston 22 Holes 23, 27, 28 Silencer cavity 24 Reference circle 24a Second outer circumference Side reference circle 24b Second inner circumference reference circle 25 Partition 26 Slit 29 Pressure fluctuation belly 30 Pressure fluctuation node

Claims (5)

ケーシングと、前記ケーシング内に回転可能に設けられ、少なくとも1段の羽根車を有するロータと、前記ケーシングの前記羽根車の下流にディフューザとを備え、前記ロータの回転により気体を圧縮する遠心圧縮機において、
前記羽根車の主板又は側板に対向する前記ケーシングの面の少なくとも何れか一方の面に、消音手段を設けたことを特徴とする遠心圧縮機。
A centrifugal compressor that includes a casing, a rotor that is rotatably provided in the casing and includes at least one impeller, and a diffuser downstream of the impeller of the casing, and compresses gas by the rotation of the rotor In
A centrifugal compressor characterized in that a silencer is provided on at least one of the surfaces of the casing facing the main plate or side plate of the impeller.
請求項1に記載の遠心圧縮機であって、
前記消音手段は、前記面上に形成された複数の孔と、前記複数の孔の下面に形成された空洞とで構成されたことを特徴とする遠心圧縮機。
The centrifugal compressor according to claim 1,
The silencer comprises a plurality of holes formed on the surface and cavities formed on a lower surface of the plurality of holes.
請求項1に記載の遠心圧縮機であって、
前記消音手段は、前記面上に形成されたスリットと、前記スリットの下面に形成された空洞とで構成されたことを特徴とする遠心圧縮機。
The centrifugal compressor according to claim 1,
The silencer comprises a slit formed on the surface and a cavity formed on the lower surface of the slit.
請求項2又は3に記載の遠心圧縮機であって、
前記空洞の内部に吸音部材を設けたことを特徴とする遠心圧縮機。
The centrifugal compressor according to claim 2 or 3,
A centrifugal compressor characterized in that a sound absorbing member is provided inside the cavity.
請求項1に記載の遠心圧縮機であって、
前記消音手段の卓越する周波数は、羽根車羽根枚数とロータ回転周波数との積で決まる羽根通過周波数、又は前記羽根通過周波数の整数倍の周波数に基づいて設定したことを特徴とする遠心圧縮機。
The centrifugal compressor according to claim 1,
The centrifugal compressor is characterized in that the dominant frequency of the silencer is set based on a blade passing frequency determined by a product of the number of impeller blades and a rotor rotational frequency, or an integer multiple of the blade passing frequency.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011156883A (en) * 2010-01-29 2011-08-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Abnormal noise reducing structure for air conditioning unit
CN102536851A (en) * 2012-03-06 2012-07-04 陕西科技大学 Centrifugal vacuum pump
WO2015038283A1 (en) * 2013-09-11 2015-03-19 Dresser-Rand Company Improved acoustic resonators for compressors
US10514045B2 (en) 2013-06-04 2019-12-24 Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation Impeller, rotating machine, and method for assembling rotating machine
CN111379712A (en) * 2018-12-28 2020-07-07 三菱重工业株式会社 Centrifugal compressor
WO2021172419A1 (en) * 2020-02-25 2021-09-02 三菱重工業株式会社 Centrifugal rotary machine
JP2021156222A (en) * 2020-03-27 2021-10-07 三菱重工業株式会社 Centrifugal rotary machine
JP7476125B2 (en) 2021-02-25 2024-04-30 三菱重工業株式会社 Centrifugal Rotating Machine

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011156883A (en) * 2010-01-29 2011-08-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Abnormal noise reducing structure for air conditioning unit
CN102536851A (en) * 2012-03-06 2012-07-04 陕西科技大学 Centrifugal vacuum pump
US10514045B2 (en) 2013-06-04 2019-12-24 Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation Impeller, rotating machine, and method for assembling rotating machine
WO2015038283A1 (en) * 2013-09-11 2015-03-19 Dresser-Rand Company Improved acoustic resonators for compressors
CN111379712A (en) * 2018-12-28 2020-07-07 三菱重工业株式会社 Centrifugal compressor
CN111379712B (en) * 2018-12-28 2022-07-01 三菱重工业株式会社 Centrifugal compressor
WO2021172419A1 (en) * 2020-02-25 2021-09-02 三菱重工業株式会社 Centrifugal rotary machine
JP2021156222A (en) * 2020-03-27 2021-10-07 三菱重工業株式会社 Centrifugal rotary machine
JP7351784B2 (en) 2020-03-27 2023-09-27 三菱重工コンプレッサ株式会社 centrifugal rotating machine
JP7476125B2 (en) 2021-02-25 2024-04-30 三菱重工業株式会社 Centrifugal Rotating Machine

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