JP2002031094A - ターボ形圧縮機 - Google Patents
ターボ形圧縮機Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 効率を向上させることができるターボ形圧縮
機を提供すること。 【解決手段】 ケーシング５５と、駆動機構によって回
転駆動される回転軸４１と、該回転軸４１に一体的に設
けられた羽根車１９と、該羽根車１９の外周側にて一対
の壁部５６，５８によって形成され、羽根車１９の回転
により外周側へ送り出される流体の流路であるディフュ
ーザ部４６とを有し、回転軸４１とともに回転される羽
根車１９によって流体を吸い込んで圧縮し、ディフュー
ザ部４６を介して吐出させるターボ形圧縮機であって、
ディフューザ部４６に、前記回転軸４１の軸線に沿って
下流側に膨出する膨出部４６ｃを形成させた。
機を提供すること。 【解決手段】 ケーシング５５と、駆動機構によって回
転駆動される回転軸４１と、該回転軸４１に一体的に設
けられた羽根車１９と、該羽根車１９の外周側にて一対
の壁部５６，５８によって形成され、羽根車１９の回転
により外周側へ送り出される流体の流路であるディフュ
ーザ部４６とを有し、回転軸４１とともに回転される羽
根車１９によって流体を吸い込んで圧縮し、ディフュー
ザ部４６を介して吐出させるターボ形圧縮機であって、
ディフューザ部４６に、前記回転軸４１の軸線に沿って
下流側に膨出する膨出部４６ｃを形成させた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、回転する羽根車
によって流体を圧縮するターボ形圧縮機に関するもので
ある。
によって流体を圧縮するターボ形圧縮機に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来より、化学プラント、ガスタービン
プラント、冷凍機等各種プラントに広く用いられている
ターボ形圧縮機は、羽根車が設けられた回転軸を回転さ
せることにより、羽根車によって流体を圧縮させるよう
になっている。ここで、このターボ形圧縮機の構造を、
図２に示すものを例にとって説明する。
プラント、冷凍機等各種プラントに広く用いられている
ターボ形圧縮機は、羽根車が設けられた回転軸を回転さ
せることにより、羽根車によって流体を圧縮させるよう
になっている。ここで、このターボ形圧縮機の構造を、
図２に示すものを例にとって説明する。
【０００３】図に示すように、このターボ形圧縮機の回
転軸１には、周方向へ間隔をあけて複数の翼２を有する
羽根車３が固定されており、回転軸１とともに回転され
るようになっている。そして、この回転軸１及び羽根車
３からなる回転体（ロータ）は、ケーシング４内に収容
されている。ケーシング４内は、仕切板５によってディ
フューザ部６及び戻り流路７に区画され、これらディフ
ューザ部６と戻り流路７との間は、断面視Ｕ字状に形成
されたリターンベンド部８によって連通されている。
転軸１には、周方向へ間隔をあけて複数の翼２を有する
羽根車３が固定されており、回転軸１とともに回転され
るようになっている。そして、この回転軸１及び羽根車
３からなる回転体（ロータ）は、ケーシング４内に収容
されている。ケーシング４内は、仕切板５によってディ
フューザ部６及び戻り流路７に区画され、これらディフ
ューザ部６と戻り流路７との間は、断面視Ｕ字状に形成
されたリターンベンド部８によって連通されている。
【０００４】ディフューザ部６は、ケーシング４側の第
１壁部４ａと、仕切板５側の第２壁部５ａとによって形
成されたもので、第１壁部４ａ及び第２壁部５ａは、回
転軸１に対して垂直とされて互いに平行とされている。
また、戻り流路７には、周方向へ間隔をあけて複数のリ
ターンベーン９が設けられており、流される流体を案内
するようになっている。そして、このターボ形圧縮機で
は、羽根車３によって圧縮されてディフューザ部６へ送
り込まれた流体が、リターンベンド部８を介して戻り流
路７へ送り出されるようになっている。
１壁部４ａと、仕切板５側の第２壁部５ａとによって形
成されたもので、第１壁部４ａ及び第２壁部５ａは、回
転軸１に対して垂直とされて互いに平行とされている。
また、戻り流路７には、周方向へ間隔をあけて複数のリ
ターンベーン９が設けられており、流される流体を案内
するようになっている。そして、このターボ形圧縮機で
は、羽根車３によって圧縮されてディフューザ部６へ送
り込まれた流体が、リターンベンド部８を介して戻り流
路７へ送り出されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ディフュー
ザ部６、リターンベンド部８，および流路７を通過する
ことにより、羽根車３から送り出される流体の流れは減
速されて動圧の大部分が静圧に回復される。ディフュー
ザ部６における幅方向の流速分布を符号Ａ１およびＡ２
に示した。符号Ａ１はディフューザ部６の入口側速度分
布、符号Ａ２は同出口側の速度分布である。図のよう
に、従来のターボ形圧縮機においては、仕切板５側の第
２壁部５ａ側の流速が速く、ケーシング４側の第１壁部
４ａから流れが剥離し偏った流速分布となっていること
がわかる。このような偏った流速分布では、ディフュー
ザ部６，リターンベンド部８，および流路７により流れ
方向を転回される際に損失が発生し、効率の低下を招い
てしまうという問題がある。
ザ部６、リターンベンド部８，および流路７を通過する
ことにより、羽根車３から送り出される流体の流れは減
速されて動圧の大部分が静圧に回復される。ディフュー
ザ部６における幅方向の流速分布を符号Ａ１およびＡ２
に示した。符号Ａ１はディフューザ部６の入口側速度分
布、符号Ａ２は同出口側の速度分布である。図のよう
に、従来のターボ形圧縮機においては、仕切板５側の第
２壁部５ａ側の流速が速く、ケーシング４側の第１壁部
４ａから流れが剥離し偏った流速分布となっていること
がわかる。このような偏った流速分布では、ディフュー
ザ部６，リターンベンド部８，および流路７により流れ
方向を転回される際に損失が発生し、効率の低下を招い
てしまうという問題がある。
【０００６】この発明は、上記事情に鑑みてなされたも
ので、効率を向上させることができるターボ形圧縮機を
提供することを目的としている。
ので、効率を向上させることができるターボ形圧縮機を
提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、ケーシングと、駆動機構によって回転駆動される回
転軸と、該回転軸に一体的に設けられた羽根車と、該羽
根車の外周側にて一対の壁部によって形成され、前記羽
根車の回転により外周側へ送り出される流体の流路であ
るディフューザ部とを有し、前記駆動機構によって前記
回転軸とともに回転される前記羽根車によって前記吸込
口から流体を吸い込んで圧縮し、前記ディフューザ部を
介して前記吐出口から吐出させるターボ形圧縮機であっ
て、前記ディフューザ部には、前記回転軸の軸線に沿っ
て下流側に膨出する膨出部が形成されていることを特徴
とする。
は、ケーシングと、駆動機構によって回転駆動される回
転軸と、該回転軸に一体的に設けられた羽根車と、該羽
根車の外周側にて一対の壁部によって形成され、前記羽
根車の回転により外周側へ送り出される流体の流路であ
るディフューザ部とを有し、前記駆動機構によって前記
回転軸とともに回転される前記羽根車によって前記吸込
口から流体を吸い込んで圧縮し、前記ディフューザ部を
介して前記吐出口から吐出させるターボ形圧縮機であっ
て、前記ディフューザ部には、前記回転軸の軸線に沿っ
て下流側に膨出する膨出部が形成されていることを特徴
とする。
【０００８】このターボ形圧縮機においては、ディフュ
ーザ部が下流側に膨出しているので、上流から流入して
ディフューザ部の入口で下流方向に振られた流体は、膨
出部に沿って湾曲状態に導かれることにより、ディフュ
ーザ部の出口では流速の偏りが解消されて均一化され
る。
ーザ部が下流側に膨出しているので、上流から流入して
ディフューザ部の入口で下流方向に振られた流体は、膨
出部に沿って湾曲状態に導かれることにより、ディフュ
ーザ部の出口では流速の偏りが解消されて均一化され
る。
【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のターボ形圧縮機において、前記ディフューザ部の前記
流体入口から流体出口の間が湾曲されていることにより
前記膨出部が形成され、該ディフューザ部の出口には、
該ディフューザ部から流入する前記流体の流れ方向を転
回させるリターンベンド部が該ディフューザ部と滑らか
に連続して設けられていることを特徴とする。
のターボ形圧縮機において、前記ディフューザ部の前記
流体入口から流体出口の間が湾曲されていることにより
前記膨出部が形成され、該ディフューザ部の出口には、
該ディフューザ部から流入する前記流体の流れ方向を転
回させるリターンベンド部が該ディフューザ部と滑らか
に連続して設けられていることを特徴とする。
【００１０】このターボ形圧縮機においては、ディフュ
ーザ部出口において均一化された流速が、リターンベン
ド部に滑らかに流入することで、引き続き均一状態で流
動される。
ーザ部出口において均一化された流速が、リターンベン
ド部に滑らかに流入することで、引き続き均一状態で流
動される。
【００１１】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載のターボ形圧縮機において、複数の前記羽根車
を有し、吸込口から吸い込んだ流体を、上流側の羽根車
から順に圧縮する多段式であることを特徴とする。
２に記載のターボ形圧縮機において、複数の前記羽根車
を有し、吸込口から吸い込んだ流体を、上流側の羽根車
から順に圧縮する多段式であることを特徴とする。
【００１２】つまり、複数の羽根車を有する多段式にお
いて、各羽根車から送り出される流体の流路であるディ
フューザ部において流速分布が均一となるので、各羽根
車において性能が高められた極めて高効率なターボ形圧
縮機とすることができる。特に、回転軸の軸線方向に対
する装置系の長さ寸法を変えずに効率を上げることが可
能であるから、このような多段式の圧縮機に適用するこ
とが有効である。
いて、各羽根車から送り出される流体の流路であるディ
フューザ部において流速分布が均一となるので、各羽根
車において性能が高められた極めて高効率なターボ形圧
縮機とすることができる。特に、回転軸の軸線方向に対
する装置系の長さ寸法を変えずに効率を上げることが可
能であるから、このような多段式の圧縮機に適用するこ
とが有効である。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態のター
ボ形圧縮機を図面を参照しながら説明する。図１におい
て、符号４１は不図示の駆動機構によって回転駆動され
る回転軸、５５は本例のターボ形圧縮機のケーシング、
１９は回転軸に一体的に設けられた羽根車である。ケー
シング５５内は、仕切板５７によってディフューザ部４
６及び戻り流路４９に区画され、これらディフューザ部
４６と戻り流路４９との間は、断面視Ｕ字状に形成され
たリターンベンド部４７によって連通されている。
ボ形圧縮機を図面を参照しながら説明する。図１におい
て、符号４１は不図示の駆動機構によって回転駆動され
る回転軸、５５は本例のターボ形圧縮機のケーシング、
１９は回転軸に一体的に設けられた羽根車である。ケー
シング５５内は、仕切板５７によってディフューザ部４
６及び戻り流路４９に区画され、これらディフューザ部
４６と戻り流路４９との間は、断面視Ｕ字状に形成され
たリターンベンド部４７によって連通されている。
【００１４】ディフューザ部４６は、ケーシング５５側
の第１壁部５６と、仕切板５７側の第２壁部５８とによ
って形成されたもので、第１壁部５６及び第２壁部５８
は、回転軸４１に対して略垂直状態とされている。より
詳細に説明すると、第１壁部５６には回転軸４１に沿っ
て下流側に膨出した膨出部５６ａが形成されており、第
２壁部５８には、回転軸４１の軸線に沿って下流側に窪
む凹部５８ａが形成されている。これによって、ディフ
ューザ部４６には、その入口４６ａと出口４６ｂとの間
全域に渡り、入口４６ａと出口４６ｂとを結ぶ線に対し
て回転軸４１の軸線に沿って下流側に湾曲して膨出した
膨出部４６ｃが形成されている。
の第１壁部５６と、仕切板５７側の第２壁部５８とによ
って形成されたもので、第１壁部５６及び第２壁部５８
は、回転軸４１に対して略垂直状態とされている。より
詳細に説明すると、第１壁部５６には回転軸４１に沿っ
て下流側に膨出した膨出部５６ａが形成されており、第
２壁部５８には、回転軸４１の軸線に沿って下流側に窪
む凹部５８ａが形成されている。これによって、ディフ
ューザ部４６には、その入口４６ａと出口４６ｂとの間
全域に渡り、入口４６ａと出口４６ｂとを結ぶ線に対し
て回転軸４１の軸線に沿って下流側に湾曲して膨出した
膨出部４６ｃが形成されている。
【００１５】リターンベンド部４７は、それぞれディフ
ューザ部４６の第１壁部５６及び第２壁部５８に滑らか
に連続する壁部４７ａおよび４７ｂにより形成された流
路である。なお、壁部４７ｂは仕切板５７の一部を構成
している。前述のように第１壁部５６には下流側に膨出
した膨出部５６ａが形成されているが、壁部４７ｂに
は、この膨出部５６ａと滑らかに連続した壁面となるべ
く、回転軸４１の軸線に沿って上流側に窪む凹部４７ｃ
が形成されている。
ューザ部４６の第１壁部５６及び第２壁部５８に滑らか
に連続する壁部４７ａおよび４７ｂにより形成された流
路である。なお、壁部４７ｂは仕切板５７の一部を構成
している。前述のように第１壁部５６には下流側に膨出
した膨出部５６ａが形成されているが、壁部４７ｂに
は、この膨出部５６ａと滑らかに連続した壁面となるべ
く、回転軸４１の軸線に沿って上流側に窪む凹部４７ｃ
が形成されている。
【００１６】また、戻り流路４９には、周方向へ間隔を
あけて複数のリターンベーン４８が設けられており、流
される冷媒を案内するようになっている。
あけて複数のリターンベーン４８が設けられており、流
される冷媒を案内するようになっている。
【００１７】以上のように構成されたターボ形圧縮機で
は、回転軸４１とともに羽根車１９が回転すると、圧縮
されたガスがディフューザ部４６へ送り込まれる。そし
て、ディフューザ部４６の膨出部４６ｃに沿ってガスが
湾曲して流動し、リターンベンド部４７を介して戻り流
路４９へ送り出される。ここで、ディフューザ部４６に
おける幅方向の流速分布を符号Ｂ１およびＢ２に示し
た。符号Ｂ１はディフューザ部４６の入口側速度分布、
符号Ｂ２は同出口側の速度分布である。図からわかるよ
うに、ディフューザ部４６の入口で仕切板５７側に振ら
れた流速が膨出部４６ｃに沿って湾曲状態に導かれるこ
とで、ディフューザ部４６内の流れが第１壁部５６から
剥離した偏り流れとなることを防ぎ、流速分布を均一に
することができる。このため、本例のターボ形圧縮機に
おいては、流れの偏りによる損失を防ぎ、効率の向上を
実現することができる。そしてリターンベンド部４７が
ディフューザ部４６と滑らかに連続しているので、流速
が均一状態のままリターンベンド部４７から戻り流路４
９に流動される。
は、回転軸４１とともに羽根車１９が回転すると、圧縮
されたガスがディフューザ部４６へ送り込まれる。そし
て、ディフューザ部４６の膨出部４６ｃに沿ってガスが
湾曲して流動し、リターンベンド部４７を介して戻り流
路４９へ送り出される。ここで、ディフューザ部４６に
おける幅方向の流速分布を符号Ｂ１およびＢ２に示し
た。符号Ｂ１はディフューザ部４６の入口側速度分布、
符号Ｂ２は同出口側の速度分布である。図からわかるよ
うに、ディフューザ部４６の入口で仕切板５７側に振ら
れた流速が膨出部４６ｃに沿って湾曲状態に導かれるこ
とで、ディフューザ部４６内の流れが第１壁部５６から
剥離した偏り流れとなることを防ぎ、流速分布を均一に
することができる。このため、本例のターボ形圧縮機に
おいては、流れの偏りによる損失を防ぎ、効率の向上を
実現することができる。そしてリターンベンド部４７が
ディフューザ部４６と滑らかに連続しているので、流速
が均一状態のままリターンベンド部４７から戻り流路４
９に流動される。
【００１８】また、上記のターボ形圧縮機を、第１段羽
根車及び第２段羽根車を有する２段式（多段式）とした
場合において、第１段羽根車及び第２段羽根車からそれ
ぞれ送り出されるガスの流路であるディフューザ部４６
において流速分布が均一となるので、各第１段羽根車及
び第２段羽根車において性能が高められた極めて高効率
なターボ形圧縮機とすることができる。また、本ターボ
形圧縮機の、第１段羽根車（第２段羽根車）と戻り流路
４９との間の回転軸４１に沿った方向の長さ（軸スパ
ン）は、従来と同一である。すなわち、従来とその大き
さを変えることなく効率を向上させることが可能である
から、特に多段式のターボ形圧縮機に本例を適用するこ
とが有効である。
根車及び第２段羽根車を有する２段式（多段式）とした
場合において、第１段羽根車及び第２段羽根車からそれ
ぞれ送り出されるガスの流路であるディフューザ部４６
において流速分布が均一となるので、各第１段羽根車及
び第２段羽根車において性能が高められた極めて高効率
なターボ形圧縮機とすることができる。また、本ターボ
形圧縮機の、第１段羽根車（第２段羽根車）と戻り流路
４９との間の回転軸４１に沿った方向の長さ（軸スパ
ン）は、従来と同一である。すなわち、従来とその大き
さを変えることなく効率を向上させることが可能である
から、特に多段式のターボ形圧縮機に本例を適用するこ
とが有効である。
【００１９】なお、上記の例では、一つの羽根車を有す
る単段式のターボ形圧縮機について主体的に説明した
が、２段式（多段式）のターボ形圧縮機にも適応するこ
とができるのは勿論である。また、上記の例では、ディ
フューザ部４６として、ベーンが設けられていないベー
ンレスタイプについて説明したが、このディフューザ部
４６としては、ベーンを設けたタイプでも良い。
る単段式のターボ形圧縮機について主体的に説明した
が、２段式（多段式）のターボ形圧縮機にも適応するこ
とができるのは勿論である。また、上記の例では、ディ
フューザ部４６として、ベーンが設けられていないベー
ンレスタイプについて説明したが、このディフューザ部
４６としては、ベーンを設けたタイプでも良い。
【００２０】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明のターボ
形圧縮機によれば、下記の効果を得ることができる。請
求項１に記載の発明によれば、ディフューザ部が下流側
に膨出しているので、上流から流入してディフューザ部
の入口で下流方向に振られた流体は、膨出部に沿って湾
曲状態に導かれることにより、ディフューザ部の出口で
は流速の偏りが解消されて均一化される。したがって、
損失を防ぎ、効率を向上させることができる。
形圧縮機によれば、下記の効果を得ることができる。請
求項１に記載の発明によれば、ディフューザ部が下流側
に膨出しているので、上流から流入してディフューザ部
の入口で下流方向に振られた流体は、膨出部に沿って湾
曲状態に導かれることにより、ディフューザ部の出口で
は流速の偏りが解消されて均一化される。したがって、
損失を防ぎ、効率を向上させることができる。
【００２１】請求項２に記載の発明によれば、ディフュ
ーザ部の出口において均一化された流速が、リターンベ
ンドに滑らかに流入することで、引き続き均一状態で流
動させることができる。
ーザ部の出口において均一化された流速が、リターンベ
ンドに滑らかに流入することで、引き続き均一状態で流
動させることができる。
【００２２】請求項３に記載の発明によれば、複数の羽
根車を有する多段式において、各羽根車から送り出され
る流体の流路であるディフューザ部において流速分布が
均一となるので、各羽根車において性能が高められた極
めて高効率なターボ形圧縮機とすることができる。
根車を有する多段式において、各羽根車から送り出され
る流体の流路であるディフューザ部において流速分布が
均一となるので、各羽根車において性能が高められた極
めて高効率なターボ形圧縮機とすることができる。
【図１】 本発明の実施の形態のターボ形圧縮機の構造
を説明する圧縮部の断面図である。
を説明する圧縮部の断面図である。
【図２】 従来のターボ形圧縮機の構造を説明する圧縮
部の断面図である。
部の断面図である。
１９ 羽根車 ４１ 回転軸 ４６ ディフューザ部 ４６ａ 入口 ４６ｂ 出口 ４６ｃ 膨出部 ４７ リターンベンド部 ４９ 戻り流路 ５５ ケーシング ５６ 第１壁部（壁部） ５８ 第２壁部（壁部）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三戸 良介 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 Ｆターム(参考） 3H034 AA02 AA12 AA16 AA18 BB03 BB06 BB17 DD06 DD10 DD13 EE18
Claims (3)
- 【請求項１】 ケーシングと、駆動機構によって回転駆
動される回転軸と、該回転軸に一体的に設けられた羽根
車と、該羽根車の外周側にて一対の壁部によって形成さ
れ、前記羽根車の回転により外周側へ送り出される流体
の流路であるディフューザ部とを有し、前記駆動機構に
よって前記回転軸とともに回転される前記羽根車によっ
て前記吸込口から流体を吸い込んで圧縮し、前記ディフ
ューザ部を介して前記吐出口から吐出させるターボ形圧
縮機であって、 前記ディフューザ部には、前記回転軸の軸線に沿って下
流側に膨出する膨出部が形成されていることを特徴とす
るターボ形圧縮機。 - 【請求項２】 請求項１に記載のターボ形圧縮機におい
て、 前記ディフューザ部の前記流体入口から流体出口の間が
湾曲されていることにより前記膨出部が形成され、該デ
ィフューザ部の出口には、該ディフューザ部から流入す
る前記流体の流れ方向を転回させるリターンベンド部が
該ディフューザ部と滑らかに連続して設けられているこ
とを特徴とするターボ形圧縮機。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載のターボ形圧縮
機において、 複数の前記羽根車を有し、吸込口から吸い込んだ流体
を、上流側の羽根車から順に圧縮する多段式であること
を特徴とするターボ形圧縮機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000216569A JP2002031094A (ja) | 2000-07-17 | 2000-07-17 | ターボ形圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000216569A JP2002031094A (ja) | 2000-07-17 | 2000-07-17 | ターボ形圧縮機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002031094A true JP2002031094A (ja) | 2002-01-31 |
Family
ID=18711814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000216569A Withdrawn JP2002031094A (ja) | 2000-07-17 | 2000-07-17 | ターボ形圧縮機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002031094A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009078186A1 (ja) * | 2007-12-19 | 2009-06-25 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | 遠心圧縮機 |
| WO2013108712A1 (ja) * | 2012-01-17 | 2013-07-25 | 三菱重工業株式会社 | 遠心圧縮機 |
| CN104937219A (zh) * | 2013-02-01 | 2015-09-23 | 博格华纳公司 | 用于涡轮增压器的椭圆形压缩机盖件 |
-
2000
- 2000-07-17 JP JP2000216569A patent/JP2002031094A/ja not_active Withdrawn
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