JP2001248593A - スクリュー付斜流圧縮機 - Google Patents
スクリュー付斜流圧縮機Info
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Abstract
は船舶の推進機などに用いる圧縮機であって、特に、吸
込性能とバランスを向上させた比較的小型のガスタービ
ンに適用できるスクリュー付斜流圧縮機を提供する。 【解決手段】 羽根車(3)の周部に配設したケーシン
グ(5)と、ケーシング(5)の前端に連結して気体を
軸心方向から吸引する吸込ケーシング(6)と、羽根車
(3)の回転により圧縮した気体を斜流方向に導くデイ
フューザー(7)とからなる圧縮機において、円錐状の
ハブ(1)にスクリュー状に巻き掛けた複数枚の螺旋状
翼(9…)を止着して、この螺旋状翼(9)の始端側の
外周先端部(9a)を吸込ケーシング(6)の方向に突
設させて、螺旋状翼(9)の吸込口の内周部を大きく拡
開してその先端部で気体の流入を案内させるので吸込風
量が増加して、吸込性能と容積効率が向上して螺旋状翼
(9、9)間に流入した空気の圧縮圧を連続して高める
ことができて、圧縮された気体の局部剥がれが防止さ
れ、サージングに起因する振動と騒音がなくなるもので
ある。
Description
るいは自動車用エンジンまたは船舶の推進機などに用い
る圧縮機であって、特に、比較的小型のガスタービンに
適用できる斜流圧縮機の改良に関する。
に、円錐状のハブ1に多数の羽根2を止着した羽根車3
が回転軸4の先端部に嵌着してあり、円錐状のハブ1に
羽根2が傾斜させて止着してある。そして、羽根2の周
部には羽根2の外周端に接近させてケーシング5が設け
てあり、ケーシング5の前段部には先端部を拡開した吸
込ケーシング6が連結してある。ケーシング5の後方部
は羽根2の外周端に沿って末広がり状に形成してあり、
ケーシング5の後端部をデイフューザー7に連結してあ
る。デイフューザー7の内部には、圧縮された旋回流を
直線流に案内するガイドベーン8が設けてあり、整流と
なった圧縮気体を渦巻室に送り出す構造となっている。
図7に示す従来の斜流圧縮機は、ポンプの吸込性能を向
上させるために、羽根2の始端部を旋回方向に折り曲げ
てインデューサー2aとしてある。
9−49498号公報に記載してあるように公知であ
り、羽根間に流入した気体が圧縮されて限界値以下の流
量に減少してくると、圧縮空気の流れが羽根から剥離
し、圧力上昇量が不連続的に低下して激しい圧力変動と
騒音が起こり、流れの脈動を伴う圧縮機全体の不安定現
象であるサージングの原因となっており、この斜流圧縮
機は羽根車を囲繞するケーシングの先端部の形状と、羽
根車の入口部の面積が性能に重要な影響を与えている。
そして、このサージング対策として、吸込ケーシングに
設けたガイドベーンでポンプの吸込性能を向上させ、ガ
イドベーンで誘発させた渦流を自由ロータを回転させて
流体の変動を緩和させる装置は、例えば、特開平11−
62894号公報に記載してあるように公知である。
の前段にガイドベーンと自由ロータを設けた装置にあっ
ては、圧縮機の吸込口における流体の過渡的な変動が軽
減でき、振動を減衰させるように働くものであるが、安
定して空気が圧縮されている時には空気の流入抵抗とな
り、羽根車の後段における圧力上昇量が不連続的に低下
する恐れがあり、構造も複雑となるものであった。
ころは、羽根車の周部に配設したケーシングと、ケーシ
ングの前端に連結して気体を軸心方向から吸引する吸込
ケーシングと、羽根車の回転により圧縮した気体を斜流
方向外方に導くデイフューザーとからなる圧縮機におい
て、円錐状のハブにスクリュー状に巻き掛けた複数枚の
螺旋状翼の始端部を回転軸心に沿って配設し、螺旋状翼
の始端側の外周先端部を吸込ケーシングの方向に突設さ
せて、螺旋状翼の吸込口の内周部を大きく拡開して螺旋
状翼の先端部で気体の流入を案内させるもので、吸込性
能と容積効率が向上しハブに巻き掛けた複数の螺旋状翼
でバランス効率がよくなるもので、圧縮された気体の局
部剥れが防止され、サージングに起因する振動と騒音が
なくなるものである。そして、螺旋状翼の始端部を旋回
方向にさらに折り曲げてインデューサーとし、このイン
デューサーの外周先端部を吸込ケーシングの方向に突設
させれば、気体が案内されて吸込性能が高められるもの
である。また、上記ディフューザーに連設したリタンチ
ャンネルを後部ケーシングに連結して、圧縮された気体
を後部ケーシングの軸心に沿って導くと共に、後部ケー
シングの内部に延設した回転軸にハブを嵌着し、このハ
ブに巻き掛けた螺旋状翼の始端部を回転軸心に沿って配
設し、その外周先端部を突設させれば、気体の高圧縮が
可能となり流体エネルギーを圧力エネルギーに変換し
て、タービン等の高速回転が可能となるものである。
圧縮機は、回転軸心に沿って配設した螺旋状翼の始端側
の外周先端部を吸込ケーシングの方向に突設したので、
広い吸込口が形成されて口径も大きくなり、吸込風量が
増加して吸込口近傍での吸引効率を高めることが出来る
ものである。そして、複数枚の螺旋状翼が回転軸方向に
所定の長さに渡って設けてあるので螺旋状翼間に流入し
た空気の圧縮圧を連続して高めることができる。また、
駆動軸に垂直な全ての面において軸対称に螺旋状翼がバ
ランスよく配設されて空気にエネルギーを与えるので、
体積効率とバランス効率がよいもので、口径を大きくし
た吸込口から吸引した空気が螺旋状翼面から剥がれるこ
ともなく、吸込性能と吐出し量が増加され、サージング
に基づく振動と騒音が防止できるものである。
と、まず、図1において、円錐状のハブ1に複数枚のス
クリュー状に巻き掛けた螺旋状翼9が等間隔に止着して
あり、螺旋状翼9の吸込側の開口が回転軸4の軸線方向
に向って止着され、その後方部を回転方向後方に緩やか
に湾曲させてその吐出側の開口が斜流方向に向って配設
してあり、前段部の螺旋状翼9が容積形ポンプの機能を
発揮して、その推進力により強い吸引作用が発生するよ
うにしてある。螺旋状翼9が連続しているので、螺旋状
翼9の後段部分において遠心力が増加して、前段部分で
空気に加えられたエネルギーをも含めて、圧力エネルギ
ーに変えられるため、高圧縮圧と吐出量が得られるよう
にしてある。そして、ハブ1に巻き掛けた螺旋状翼9
は、回転軸4に垂直な全ての面において軸対称に螺旋状
翼9がバランスよく配設されて気体にエネルギーを与え
るようにしてあり、体積効率とバランス効率が得られる
ようにしてある。螺旋状翼9の始端側の外周先端部9a
が吸込ケーシング6の方向に突設させてあり、螺旋状翼
9の外周先端部9aの内側に広い吸込口が形成されて吸
込風量が増加されるようにしてあり、螺旋状翼9、9間
に流入して圧縮された気体が不連続的に低下することも
なく、圧縮された気体が螺旋状翼9からの局部剥れが防
止され、激しい圧力変動と騒音が防止されるものであ
る。そして、螺旋状翼9の吸込口に突設させた外周先端
部9aを設けることにより、回転軸心方向の気体の流れ
を効率よく螺旋状翼9、9間に導入し、終端部の放射状
の螺旋状翼9が遠心力により流れを外周に送りだすもの
で、流れの脈動を伴う圧縮機全体の不安定現象であるサ
ージングがなくなるものである。
錐状のハブ1に巻き掛けた螺旋状翼9の始端部を旋回方
向にさらに折り曲げてインデューサー10とし、その外
周先端部10aを吸込ケーシング6の方向に突設してあ
り、広い吸込口と吸込性能をさらに向上させるようにし
てある。図3に示す二段圧縮機は、図1に示すスクリュ
ー付斜流圧縮機の後段に高圧用の圧縮機を設けたもので
あって、図1に示すディフューザー7に連設したリタン
チャンネル11を後部ケーシング12に連結して、圧縮
された気体を回転軸4の軸心に沿って導くようにしてあ
る。後方に延設した回転軸4に嵌着した円錐状のハブ1
3に螺旋状翼14が巻き掛けて後部ケーシング12に内
設してあり、回転軸4の軸心方向から前段で圧縮された
気体を高圧側の圧縮機に導くようにしたものである。な
お、ハブ13に巻き掛けた螺旋状翼14の吐出側を傾斜
させて斜流圧縮機としても、あるいは、螺旋状翼14の
吐出口を遠心方向に開口して、遠心圧縮機としてもよい
ものである。そして、この螺旋状翼14の始端側の外周
先端部14aが圧縮気体の流入方向に突設してあり、吸
込方向に延設した前段の螺旋状翼9の外周先端部9a
と、後段の螺旋状翼14の外周先端部14aがその内側
に広い吸込口を形成して前段の螺旋状翼9、9と後段の
螺旋状翼14、14間とに流入する気体が圧縮されて、
不連続的に低下することがないように吸込性能を向上さ
せて、サージングに基づく振動と騒音が防止できるよう
にしてある。
のスクリュー付斜流圧縮機であって、螺旋状翼9の始端
部にインデューサー10を設けた図2に示す斜流圧縮機
と、図3に示す二段圧縮機の高圧側の斜流圧縮機を連結
したものである。そして、吸込方向に延設した前段のイ
ンデューサー10の外周先端部10aと後段の螺旋状翼
14の外周先端部14aがその内側に広い吸込口を形成
して前段の螺旋状翼9、9と後段の螺旋状翼14、14
との間に流入した気体が圧縮されて、不連続的に低下す
ることがないように吸込風量を増加させるようにしてあ
る。なお、符号15はリターンチャンネル11の内部に
設けた整流用のガイドベーン、符号16は高圧側のデイ
フューザー、符号17はデイフューザー16の内部に設
けたガイドベーンである。
圧縮機と従来の遠心、斜流、軸流圧縮機との比速度(n
s)と効率(η)の関係をあらわす図表であって、この
発明は吸込性能向上に有効で、低比速度(ns)側すな
わち高速回転側あるいは高圧縮比側の効率向上に効果が
大きく、特に斜流圧縮機の場合にその効果が顕著となる
ことを表している。軸流と遠心の大きな隔たりを狭めた
とも見ることができる。即ち、この発明は、斜流圧縮機
の大流量化の一助となるもので、分散型発電機あるいは
自動車用エンジンとして開発が進められている斜流圧縮
機を用いた比較的小型のガスタービンの小型、軽量化に
寄与できるものである。
は上記のように構成してあり、失速の原因となる羽根面
からの流れの剥れが吸込み端部と羽根の先端側から発生
するものであるが、この発明にあっては、スクリュー状
に巻き掛けた螺旋状翼の始端側の外周先端部を吸込ケー
シングの方向に突設させて、螺旋状翼の吸込口の内周部
を大きく拡開して螺旋状翼の先端部で気体の流入を案内
させるので、吸込風量が増加するものである。そして、
複数枚の螺旋状翼が回転軸方向に所定の長さに渡って設
けてあるので螺旋状翼間に流入した空気の圧縮圧を連続
して高めることができ、吸込性能を向上させるものであ
る。従って、螺旋状翼間に流入した気体が圧縮されても
限界値以下の流量に減少することがなく、螺旋状翼面か
らの気体の局部剥れが防止され、サージングに起因する
振動と騒音がなくなるものである。また、螺旋状翼の始
端部を旋回方向にさらに折り曲げたインデューサーを設
ければ、吸込性能が向上するとともに、流れが整いスム
ーズな流れとなり、旋回失速が発生し難い状態となるも
のである。
設させたスクリュー付斜流圧縮機の一部縦断側面図であ
る。
設けた他の実施例の一部縦断側面図である。
した実施例の一部縦断側面図である。
した他の実施例の一部縦断側面図である。
型の圧縮機の比速度と効率の関係を比較する図表であ
る。
流圧縮機の一部縦断側面図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 羽根車(3)の周部に配設したケーシン
グ(5)と、ケーシング(5)の前端に連結して気体を
軸心方向から吸引する吸込ケーシング(6)と、羽根車
(3)の回転により圧縮した気体を斜流方向に導くデイ
フューザー(7)とからなる圧縮機において、円錐状の
ハブ(1)にスクリュー状に巻き掛けた複数枚の螺旋状
翼(9…)を止着して、この螺旋状翼(9)の始端側の
外周先端部(9a)を吸込ケーシング(6)の方向に突
設させたことを特徴とするスクリュー付斜流圧縮機。 - 【請求項2】 上記螺旋状翼(9)の始端部を旋回方向
にさらに折り曲げてインデューサー(10)とし、この
インデューサー(10)の外周先端部(10a)を吸込
ケーシング(6)の方向に突設させたことを特徴とする
請求項1記載のスクリュー付斜流圧縮機。 - 【請求項3】 上記ディフューザー(7)に連設したリ
タンチャンネル(11)を後部ケーシング(12)に連
結して、圧縮された気体を後部ケーシング(12)の軸
心に沿って導くと共に、後部ケーシング(12)の内部
に延設した回転軸(4)にハブ(13)を嵌着し、この
ハブ(13)に巻き掛けた螺旋状翼(14)の始端部を
回転軸心に沿って配設し、その外周先端部(14a)を
突設させたことを特徴とする請求項1または2記載のス
クリュー付斜流圧縮機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000063310A JP3781260B2 (ja) | 2000-03-03 | 2000-03-03 | スクリュー付斜流圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000063310A JP3781260B2 (ja) | 2000-03-03 | 2000-03-03 | スクリュー付斜流圧縮機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001248593A true JP2001248593A (ja) | 2001-09-14 |
JP3781260B2 JP3781260B2 (ja) | 2006-05-31 |
Family
ID=18583198
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000063310A Expired - Fee Related JP3781260B2 (ja) | 2000-03-03 | 2000-03-03 | スクリュー付斜流圧縮機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3781260B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20030060538A (ko) * | 2002-01-09 | 2003-07-16 | 엘지전자 주식회사 | 진공청소기용 원심송풍기 |
CN104389800A (zh) * | 2014-10-15 | 2015-03-04 | 陈远进 | 航空发动机混流压气机 |
CN110273858A (zh) * | 2018-03-16 | 2019-09-24 | 开利公司 | 制冷系统混流式压缩机 |
CN113217410A (zh) * | 2021-06-17 | 2021-08-06 | 浙江理工大学 | 一种适用于临近空间的三元叶片离心鼓风机 |
CN116753190A (zh) * | 2023-08-23 | 2023-09-15 | 江苏乐科节能科技股份有限公司 | 一种带有中间静叶栅的串列式离心式压缩机叶轮 |
-
2000
- 2000-03-03 JP JP2000063310A patent/JP3781260B2/ja not_active Expired - Fee Related
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KR20030060538A (ko) * | 2002-01-09 | 2003-07-16 | 엘지전자 주식회사 | 진공청소기용 원심송풍기 |
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CN110273858A (zh) * | 2018-03-16 | 2019-09-24 | 开利公司 | 制冷系统混流式压缩机 |
US11421708B2 (en) | 2018-03-16 | 2022-08-23 | Carrier Corporation | Refrigeration system mixed-flow compressor |
CN113217410A (zh) * | 2021-06-17 | 2021-08-06 | 浙江理工大学 | 一种适用于临近空间的三元叶片离心鼓风机 |
CN116753190A (zh) * | 2023-08-23 | 2023-09-15 | 江苏乐科节能科技股份有限公司 | 一种带有中间静叶栅的串列式离心式压缩机叶轮 |
CN116753190B (zh) * | 2023-08-23 | 2024-03-22 | 江苏乐科节能科技股份有限公司 | 一种带有中间静叶栅的串列式离心式压缩机叶轮 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP3781260B2 (ja) | 2006-05-31 |
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