JP2003083281A - 多段遠心圧縮機の改造方法 - Google Patents
多段遠心圧縮機の改造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 少ない工数で多段遠心圧縮機を改造できる改
造方法を提供すること。 【解決手段】 第１段シュラウド（１０２）の上流端
（１０２Ｕ）は元のままにし、下流端（１０２Ｄ）をイ
ンペラ取付け面（２１１）に接近せしめ上流端と後流端
の間は流体の流れに沿うなめらかな曲線で結ぶ。対応し
て第１段インペラ（２１２）の子午面（２１２Ｍ）もイ
ンペラ取付け面に接近させ、第１段シュラウドの下流端
に合わせて第１段ディフューザ前壁（１０３）を第１段
ディフューザ後壁（１１１）に接近せしめる。第２段シ
ュラウド（１２３）を上流端（１２３Ｕ）から下流端
（１２３Ｄ）まで一様にインペラ取付け面（２２１）に
接近せしめ、対応して第２段インペラ（２２２）の子午
面（２２２Ｍ）もインペラ取付け面に接近せしめ、第２
段シュラウドの下流端に合わせ第２段ディフューザ前壁
（１２４）を第２段ディフューザ後壁（１０５）に接近
せしめる。
造方法を提供すること。 【解決手段】 第１段シュラウド（１０２）の上流端
（１０２Ｕ）は元のままにし、下流端（１０２Ｄ）をイ
ンペラ取付け面（２１１）に接近せしめ上流端と後流端
の間は流体の流れに沿うなめらかな曲線で結ぶ。対応し
て第１段インペラ（２１２）の子午面（２１２Ｍ）もイ
ンペラ取付け面に接近させ、第１段シュラウドの下流端
に合わせて第１段ディフューザ前壁（１０３）を第１段
ディフューザ後壁（１１１）に接近せしめる。第２段シ
ュラウド（１２３）を上流端（１２３Ｕ）から下流端
（１２３Ｄ）まで一様にインペラ取付け面（２２１）に
接近せしめ、対応して第２段インペラ（２２２）の子午
面（２２２Ｍ）もインペラ取付け面に接近せしめ、第２
段シュラウドの下流端に合わせ第２段ディフューザ前壁
（１２４）を第２段ディフューザ後壁（１０５）に接近
せしめる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は多段遠心圧縮機に関
し、特には、ある機械マッハ数での使用に合わせて設計
されている多段遠心圧縮機を別の機械マッハ数での使用
に合った多段遠心圧縮機に改造する多段遠心圧縮機の改
造方法に関する。
し、特には、ある機械マッハ数での使用に合わせて設計
されている多段遠心圧縮機を別の機械マッハ数での使用
に合った多段遠心圧縮機に改造する多段遠心圧縮機の改
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】工場やビルの冷房等に使用されるターボ
冷凍機や、化学プラントに使用される多段遠心圧縮機は
ある入口気体速度に対するインペラ外径での周速の比
（設計機械マッハ数）を想定して設計されている。その
ために、例えば、この設計マッハ数を超えて運転される
と圧力比が大きくなり、第１段圧縮機の出口では作動流
体の体積が、出口面積に対して過少となり、入口と出口
の間の減速比が過大となり、効率が低下してしまう。
冷凍機や、化学プラントに使用される多段遠心圧縮機は
ある入口気体速度に対するインペラ外径での周速の比
（設計機械マッハ数）を想定して設計されている。その
ために、例えば、この設計マッハ数を超えて運転される
と圧力比が大きくなり、第１段圧縮機の出口では作動流
体の体積が、出口面積に対して過少となり、入口と出口
の間の減速比が過大となり、効率が低下してしまう。
【０００３】図９が上記の問題点を説明する図であっ
て、横軸は無次元化した羽根子午面の入口から距離であ
り、縦軸は無次元化した流体の速度である。破線で示す
のは設計機械マッハ数Ｍｄで運転したときの速度分布を
示し、一点鎖線で示すのは設計機械マッハ数Ｍｄよりも
高い機械マッハ数Ｍｈで運転した場合である。それぞ
れ、繭玉形状の上側の線は羽根の負圧面、すなわち作動
時の進行方向側の速度分布であり、下側の線は羽根の圧
力側、すなわち作動時の反進行方向側の速度分布であ
り、中央の線は中間線における速度分布である。
て、横軸は無次元化した羽根子午面の入口から距離であ
り、縦軸は無次元化した流体の速度である。破線で示す
のは設計機械マッハ数Ｍｄで運転したときの速度分布を
示し、一点鎖線で示すのは設計機械マッハ数Ｍｄよりも
高い機械マッハ数Ｍｈで運転した場合である。それぞ
れ、繭玉形状の上側の線は羽根の負圧面、すなわち作動
時の進行方向側の速度分布であり、下側の線は羽根の圧
力側、すなわち作動時の反進行方向側の速度分布であ
り、中央の線は中間線における速度分布である。
【０００４】図９から理解されるように、設計機械マッ
ハ数Ｍｄで運転した場合の入口速度Ｗ１ｄに対する出口
速度Ｗ２ｄの比Ｗ２ｄ／Ｗ１ｄよりも、高い機械マッハ
数Ｍｈで運転した場合の入口速度Ｗ１ｈに対する出口速
度Ｗ２ｈの比Ｗ２ｈ／Ｗ１ｈは小さく、高い機械マッハ
数Ｍｈで運転した場合は減速比が大きい。
ハ数Ｍｄで運転した場合の入口速度Ｗ１ｄに対する出口
速度Ｗ２ｄの比Ｗ２ｄ／Ｗ１ｄよりも、高い機械マッハ
数Ｍｈで運転した場合の入口速度Ｗ１ｈに対する出口速
度Ｗ２ｈの比Ｗ２ｈ／Ｗ１ｈは小さく、高い機械マッハ
数Ｍｈで運転した場合は減速比が大きい。
【０００５】また、第２段圧縮機以降では、吸い込み体
積流量を羽根車外径周速と外径で無次元化した流量係数
が設計機械マッハ数での設計流量係数よりも小さくなる
ために、流路面積が過大となってしまう。このためにマ
ッチング点が小流量側へ移動し、サージ点が近くなり、
設計回転数よりも早くサージ域に突入し、これをさける
ために作動範囲が小さくなる。図１０が上記の問題点を
説明する図であって、横軸は機械マッハ数、縦軸は流量
係数である。
積流量を羽根車外径周速と外径で無次元化した流量係数
が設計機械マッハ数での設計流量係数よりも小さくなる
ために、流路面積が過大となってしまう。このためにマ
ッチング点が小流量側へ移動し、サージ点が近くなり、
設計回転数よりも早くサージ域に突入し、これをさける
ために作動範囲が小さくなる。図１０が上記の問題点を
説明する図であって、横軸は機械マッハ数、縦軸は流量
係数である。
【０００６】したがって、各運転条件に応じた仕様に設
計することが必要であるが、例えば、１つの仕様に対し
て、１０００枚の設計図面が必要だとすると、５つの仕
様に対しては５０００枚の設計図面、すなわち設計工数
が必要になる。そこで、できるだけ、共通部分を多くし
て、複数の仕様をできるだけ少ない設計工数で設計する
ことがもとめられている。
計することが必要であるが、例えば、１つの仕様に対し
て、１０００枚の設計図面が必要だとすると、５つの仕
様に対しては５０００枚の設計図面、すなわち設計工数
が必要になる。そこで、できるだけ、共通部分を多くし
て、複数の仕様をできるだけ少ない設計工数で設計する
ことがもとめられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題に
鑑み少ない工数で多段遠心圧縮機を改造できる改造方法
を提供することを目的とする。
鑑み少ない工数で多段遠心圧縮機を改造できる改造方法
を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明によれ
ば、ある機械マッハ数での使用に合わせて設計されてい
る多段遠心圧縮機を別の機械マッハ数での使用に合った
多段遠心圧縮機に改造する多段遠心圧縮機の改造方法で
あって、第１段圧縮通路の通路面積を、入口はそのまま
にして、入口以降出口にいたるまで、別の新機械マッハ
数での作動流体が入口から流入したときの流体の体積の
変化に合うように変更する、ことを特徴とする改造方法
が提供される。このような改造方法によれば、第１段圧
縮通路の通路面積を、入口はそのままにして、入口以降
出口にいたるまで、別の新機械マッハ数での作動流体が
入口から流入したときの流体の体積の変化に合うように
変更される。
ば、ある機械マッハ数での使用に合わせて設計されてい
る多段遠心圧縮機を別の機械マッハ数での使用に合った
多段遠心圧縮機に改造する多段遠心圧縮機の改造方法で
あって、第１段圧縮通路の通路面積を、入口はそのまま
にして、入口以降出口にいたるまで、別の新機械マッハ
数での作動流体が入口から流入したときの流体の体積の
変化に合うように変更する、ことを特徴とする改造方法
が提供される。このような改造方法によれば、第１段圧
縮通路の通路面積を、入口はそのままにして、入口以降
出口にいたるまで、別の新機械マッハ数での作動流体が
入口から流入したときの流体の体積の変化に合うように
変更される。
【０００９】請求項２の発明によれば、請求項１の発明
において、羽根の子午面形状、および、これに対向する
シュラウドの、ハブの羽根取付け面に対する距離を変更
して、通路面積の変更をおこなう、ことを特徴とする改
造方法が提供される。
において、羽根の子午面形状、および、これに対向する
シュラウドの、ハブの羽根取付け面に対する距離を変更
して、通路面積の変更をおこなう、ことを特徴とする改
造方法が提供される。
【００１０】請求項３の発明によれば、請求項１の発明
において、軸方向から見た場合の、一つの羽根の外周端
部から隣接する羽根の圧力側の面への垂直距離を変更し
て、通路面積の変更をおこなう、ことを特徴とする改造
方法が提供される。
において、軸方向から見た場合の、一つの羽根の外周端
部から隣接する羽根の圧力側の面への垂直距離を変更し
て、通路面積の変更をおこなう、ことを特徴とする改造
方法が提供される。
【００１１】請求項４の発明によれば、請求項１の発明
において、第１段圧縮通路の出口に連なるディフューザ
の通路面積を第１段圧縮通路の出口の通路面積の変更に
合わせて変更する、ことを特徴とする改造方法が提供さ
れる。
において、第１段圧縮通路の出口に連なるディフューザ
の通路面積を第１段圧縮通路の出口の通路面積の変更に
合わせて変更する、ことを特徴とする改造方法が提供さ
れる。
【００１２】請求項５の発明によれば、ある機械マッハ
数での使用に合わせて設計されている多段遠心圧縮機を
別の機械マッハ数での使用に合った多段遠心圧縮機に改
造する多段遠心圧縮機の改造方法であって、第１段より
下段の圧縮通路において、入口から出口まで同じ割合で
通路面積を変化させたことを特徴とする改造方法が提供
される。このような改造方法によれば、第１段より下段
の圧縮通路において、入口から出口まで同じ割合で通路
面積が変化せしめられる。
数での使用に合わせて設計されている多段遠心圧縮機を
別の機械マッハ数での使用に合った多段遠心圧縮機に改
造する多段遠心圧縮機の改造方法であって、第１段より
下段の圧縮通路において、入口から出口まで同じ割合で
通路面積を変化させたことを特徴とする改造方法が提供
される。このような改造方法によれば、第１段より下段
の圧縮通路において、入口から出口まで同じ割合で通路
面積が変化せしめられる。
【００１３】請求項６の発明によれば、請求項１の発明
において、ハブの羽根取付け面を変更せずに、羽根の子
午面形状、および、これに対向するシュラウドの、ハブ
の羽根取付け面に対する距離の変更して、通路面積を変
化させる、ことを特徴とする改造方法が提供される。
において、ハブの羽根取付け面を変更せずに、羽根の子
午面形状、および、これに対向するシュラウドの、ハブ
の羽根取付け面に対する距離の変更して、通路面積を変
化させる、ことを特徴とする改造方法が提供される。
【００１４】請求項７の発明によれば、請求項１の発明
において、羽根の子午面形状、および、これに対向する
シュラウドを変更せずに、ハブの羽根取付け面のシュラ
ウドに対する距離を変更して、通路面積を変化させる、
ことを特徴とする改造方法が提供される。
において、羽根の子午面形状、および、これに対向する
シュラウドを変更せずに、ハブの羽根取付け面のシュラ
ウドに対する距離を変更して、通路面積を変化させる、
ことを特徴とする改造方法が提供される。
【００１５】請求項８の発明によれば、請求項５の発明
において、通路面積の変更をおこなった圧縮通路の出口
に連なるディフューザの通路面積を圧縮通路の出口の通
路面積の変更に合わせて変更する、ことを特徴とする改
造方法が提供される。
において、通路面積の変更をおこなった圧縮通路の出口
に連なるディフューザの通路面積を圧縮通路の出口の通
路面積の変更に合わせて変更する、ことを特徴とする改
造方法が提供される。
【００１６】請求項９の発明によれば、請求項１または
５の発明において、別の機械マッハ数がもとの機械マッ
ハ数よりも大きく、通路面積を縮小することを特徴とす
る改造方法が提供される。
５の発明において、別の機械マッハ数がもとの機械マッ
ハ数よりも大きく、通路面積を縮小することを特徴とす
る改造方法が提供される。
【００１７】請求項１０の発明によれば、請求項１また
は５の発明において、別の機械マッハ数がもとの機械マ
ッハ数よりも小さく、通路面積を拡大することを特徴と
する改造方法が提供される。
は５の発明において、別の機械マッハ数がもとの機械マ
ッハ数よりも小さく、通路面積を拡大することを特徴と
する改造方法が提供される。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して、２
段遠心圧縮機をより高い機械マッハ数で使用できるよう
に改造する本発明の各実施の形態について説明する。初
めに、図８を参照して、改造する前の２段遠心圧縮機の
構造を説明する。図８において、破線で示されているの
が改造する前の２段遠心圧縮機である。
段遠心圧縮機をより高い機械マッハ数で使用できるよう
に改造する本発明の各実施の形態について説明する。初
めに、図８を参照して、改造する前の２段遠心圧縮機の
構造を説明する。図８において、破線で示されているの
が改造する前の２段遠心圧縮機である。
【００１９】図８において、右下がりのハッチングが付
して示されているのがケーシング１００であって、ケー
シング１００内に吸い込み通路１、第１段圧縮通路２、
第１段ディフューザ通路３、外側第１反転通路４、戻り
通路５、第２段入口通路６、第２段圧縮通路７、第２段
ディフューザ通路８、排出部９が形成されている。
して示されているのがケーシング１００であって、ケー
シング１００内に吸い込み通路１、第１段圧縮通路２、
第１段ディフューザ通路３、外側第１反転通路４、戻り
通路５、第２段入口通路６、第２段圧縮通路７、第２段
ディフューザ通路８、排出部９が形成されている。
【００２０】吸い込み通路１はケーシング１００の第１
内壁部１０１と内周側流路構成部材で画成されている。
第１段圧縮通路２はケーシング１００の第１シュラウド
１０２とシャフト２００に取付けられた第１段ハブ２１
０の羽根取付け面２１１により画成されていて、第１段
圧縮通路２内を該第１段ハブ２１０の羽根取付け面２１
１に一体に取付けられている第１段羽根２１２が回転す
る。
内壁部１０１と内周側流路構成部材で画成されている。
第１段圧縮通路２はケーシング１００の第１シュラウド
１０２とシャフト２００に取付けられた第１段ハブ２１
０の羽根取付け面２１１により画成されていて、第１段
圧縮通路２内を該第１段ハブ２１０の羽根取付け面２１
１に一体に取付けられている第１段羽根２１２が回転す
る。
【００２１】第１段ディフューザ通路３はケーシング１
００の第１段ディフューザ前壁１０３と、ケーシング１
００にリターンベーン１３０を介して取付けられている
第１隔壁部材１１０の第１段ディフューザ後壁１１１に
より画成されている。外側第１反転通路４はケーシング
１００の反転通路壁１０４と第１隔壁部材１１０の外周
端部壁１１２により画成されている。
００の第１段ディフューザ前壁１０３と、ケーシング１
００にリターンベーン１３０を介して取付けられている
第１隔壁部材１１０の第１段ディフューザ後壁１１１に
より画成されている。外側第１反転通路４はケーシング
１００の反転通路壁１０４と第１隔壁部材１１０の外周
端部壁１１２により画成されている。
【００２２】戻り通路５は第１隔壁部材１１０の下流側
側壁１１３とケーシング１００に一体に形成されて内周
側に延伸する第２隔壁部材１２０の上流側側壁１２１と
で画成され、リターンベーン１３０で分割されている。
第２段入口通路６は第１隔壁部材１１０の内周側の部分
円弧壁１１４とシャフト２００に取付けられた第２段ハ
ブ２２０の羽根取付け面２２１の上流部分、および、第
２隔壁部材１２０の内周側端部壁１２２により画成され
ている。
側壁１１３とケーシング１００に一体に形成されて内周
側に延伸する第２隔壁部材１２０の上流側側壁１２１と
で画成され、リターンベーン１３０で分割されている。
第２段入口通路６は第１隔壁部材１１０の内周側の部分
円弧壁１１４とシャフト２００に取付けられた第２段ハ
ブ２２０の羽根取付け面２２１の上流部分、および、第
２隔壁部材１２０の内周側端部壁１２２により画成され
ている。
【００２３】第２段圧縮通路７は第２隔壁部材１２０の
第２シュラウド１２３とシャフト２００に取付けられた
第２段ハブ２２０の羽根取付け面２２１により画成され
ていて、第２段圧縮通路２内を第２段ハブ２２０の羽根
取付け面２２１に一体に取付けられている第２段羽根２
２２が回転する。第２段ディフューザ通路８は第２隔壁
部材１２０の第２段ディフューザ前壁１２４とケーシン
グ１００の第２段ディフューザ後壁１０５により画成さ
れている。なお、図中参照符号１５０で示されているの
はラビリンスシールである。
第２シュラウド１２３とシャフト２００に取付けられた
第２段ハブ２２０の羽根取付け面２２１により画成され
ていて、第２段圧縮通路２内を第２段ハブ２２０の羽根
取付け面２２１に一体に取付けられている第２段羽根２
２２が回転する。第２段ディフューザ通路８は第２隔壁
部材１２０の第２段ディフューザ前壁１２４とケーシン
グ１００の第２段ディフューザ後壁１０５により画成さ
れている。なお、図中参照符号１５０で示されているの
はラビリンスシールである。
【００２４】以下、上記のように構成された２段遠心圧
縮機を、より高い機械マッハ数での使用に適するように
改造する方法について説明する。図１が、第１の実施の
形態による改造を説明する図であって、実線で示されて
いるのが改造後の状態である。実線のみで示されている
のは改造されておらずもとと同じであることを意味して
おり、破線と併記されている部分が改造された部分であ
る。
縮機を、より高い機械マッハ数での使用に適するように
改造する方法について説明する。図１が、第１の実施の
形態による改造を説明する図であって、実線で示されて
いるのが改造後の状態である。実線のみで示されている
のは改造されておらずもとと同じであることを意味して
おり、破線と併記されている部分が改造された部分であ
る。
【００２５】したがって、改造されたのは、第１段シュ
ラウド１０２、第１段羽根２１２、第１段ディフューザ
前壁１０３、第２段シュラウド１２３、第２段羽根２２
２、第２段ディフューザ前壁１２４のみである。改造に
当たっては、上記の部分のみ新しい設計図面を作成し
て、その図面にもとづいて新し製造するが、その他の部
分は元の設計図面を用いて元の通りに製造すればよく、
全体の設計をやり直す場合にくらべ設計工数が大幅に少
ない。
ラウド１０２、第１段羽根２１２、第１段ディフューザ
前壁１０３、第２段シュラウド１２３、第２段羽根２２
２、第２段ディフューザ前壁１２４のみである。改造に
当たっては、上記の部分のみ新しい設計図面を作成し
て、その図面にもとづいて新し製造するが、その他の部
分は元の設計図面を用いて元の通りに製造すればよく、
全体の設計をやり直す場合にくらべ設計工数が大幅に少
ない。
【００２６】以下、上記の各部位の改造について説明す
る。第１段シュラウド１０２の上流端１０２Ｕは元のま
まにされ入口の通路面積は変わらないが、下流端１０２
Ｄは元のものよりも羽根取付け面２１１に接近せしめら
れ、出口の通路面積が縮小されている。そして、上流端
１０２Ｕと後流端１０２Ｄの間はなめらかな曲線で結ば
れている。この曲線は高い機械マッハ数での流体の流れ
に沿うようにしたものである。
る。第１段シュラウド１０２の上流端１０２Ｕは元のま
まにされ入口の通路面積は変わらないが、下流端１０２
Ｄは元のものよりも羽根取付け面２１１に接近せしめら
れ、出口の通路面積が縮小されている。そして、上流端
１０２Ｕと後流端１０２Ｄの間はなめらかな曲線で結ば
れている。この曲線は高い機械マッハ数での流体の流れ
に沿うようにしたものである。
【００２７】上記の第１段シュラウド１０２の変更に対
応して、第１段羽根２１２の子午面２１２Ｍも変更され
ている。子午面２１２Ｍの上流端２１２Ｕは元のままに
されているが、下流端２１２Ｄは元のものより羽根取付
け面に接近せしめられている。
応して、第１段羽根２１２の子午面２１２Ｍも変更され
ている。子午面２１２Ｍの上流端２１２Ｕは元のままに
されているが、下流端２１２Ｄは元のものより羽根取付
け面に接近せしめられている。
【００２８】また、第１段シュラウド１０２の下流端１
０２Ｄに合わせて、第１段ディフューザ前壁１０３が元
のものより第１段ディフューザ後壁１１１に接近せしめ
られている。このようにすることにより、圧縮通路２の
出口とディフューザ通路の入口が滑らかに結ばれ、流れ
がスムーズになり効率低下が防止される。
０２Ｄに合わせて、第１段ディフューザ前壁１０３が元
のものより第１段ディフューザ後壁１１１に接近せしめ
られている。このようにすることにより、圧縮通路２の
出口とディフューザ通路の入口が滑らかに結ばれ、流れ
がスムーズになり効率低下が防止される。
【００２９】一方、第２段シュラウド１２３が上流端１
２３Ｕから下流端１２３Ｄまで一様に羽根取付け面２１
１に接近せしめられ、通路面積が均等に縮小されてい
る。第２段シュラウド１２３の変更に対応して、第２段
羽根２２２の子午面２２２Ｍも均等に羽根取付け面２１
１に接近せしめられている。また、第２段シュラウド１
２３の下流端１２３Ｄに合わせて、第２段ディフューザ
前壁１２４が元のものより第２段ディフューザ後壁１０
５に接近せしめられている。このようにすることによ
り、第２段圧縮通路７の出口と第２段ディフューザ通路
８の入口が滑らかに結ばれ、流れがスムーズになり効率
低下が防止される。
２３Ｕから下流端１２３Ｄまで一様に羽根取付け面２１
１に接近せしめられ、通路面積が均等に縮小されてい
る。第２段シュラウド１２３の変更に対応して、第２段
羽根２２２の子午面２２２Ｍも均等に羽根取付け面２１
１に接近せしめられている。また、第２段シュラウド１
２３の下流端１２３Ｄに合わせて、第２段ディフューザ
前壁１２４が元のものより第２段ディフューザ後壁１０
５に接近せしめられている。このようにすることによ
り、第２段圧縮通路７の出口と第２段ディフューザ通路
８の入口が滑らかに結ばれ、流れがスムーズになり効率
低下が防止される。
【００３０】図２が、第１段側の改造による効果を説明
する図であって、横軸は機械マッハ数、縦軸は流量係数
で、実線が改造後を、破線が改造前を示している。図２
に示されるように、チョーク発生限界が下がるが、サー
ジ発生限界も下がり、高い機械マッハ数で使用した時の
サージに対する余裕が改造しない前に比べて拡大してい
る。
する図であって、横軸は機械マッハ数、縦軸は流量係数
で、実線が改造後を、破線が改造前を示している。図２
に示されるように、チョーク発生限界が下がるが、サー
ジ発生限界も下がり、高い機械マッハ数で使用した時の
サージに対する余裕が改造しない前に比べて拡大してい
る。
【００３１】図３が、第２段側の改造による効果を説明
する図であって、横軸は機械マッハ数、縦軸は流量係数
で、実線が改造後を、破線が改造前を示している。サー
ジ発生限界も下がり、高い機械マッハ数で使用した時の
サージに対する余裕が改造しない前に比べて拡大してい
る。
する図であって、横軸は機械マッハ数、縦軸は流量係数
で、実線が改造後を、破線が改造前を示している。サー
ジ発生限界も下がり、高い機械マッハ数で使用した時の
サージに対する余裕が改造しない前に比べて拡大してい
る。
【００３２】次に、第２の実施の形態の改造を説明す
る。図４が、第２の実施の形態による改造を説明する図
であって、これは、第１の実施の形態に比して、第２段
側の改造を下段側に施した点のみ異なり、他は第１の実
施の形態と同様である。
る。図４が、第２の実施の形態による改造を説明する図
であって、これは、第１の実施の形態に比して、第２段
側の改造を下段側に施した点のみ異なり、他は第１の実
施の形態と同様である。
【００３３】そこで、以下第２段側の改造についてのみ
説明し、第１段側の改造についての説明は省略する。第
２段ハブ２２０の羽根取付け面２２１が元のものに比べ
て第２段シュラウド１２３に向かって接近せしめられ、
第２段圧縮通路７の通路面積が縮小されているが、第１
の実施の形態と同様に、羽根取付け面２２１の上流端２
２１Ｕから下流端２２１Ｄまで一様に縮小されている。
説明し、第１段側の改造についての説明は省略する。第
２段ハブ２２０の羽根取付け面２２１が元のものに比べ
て第２段シュラウド１２３に向かって接近せしめられ、
第２段圧縮通路７の通路面積が縮小されているが、第１
の実施の形態と同様に、羽根取付け面２２１の上流端２
２１Ｕから下流端２２１Ｄまで一様に縮小されている。
【００３４】また、第２段ハブ２２０の羽根取付け面２
２１の下流端２２１Ｄに合わせて、第２段ディフューザ
後壁１０５が元のものより第２段ディフューザ前壁１２
４に接近せしめられている。このようにすることによ
り、圧縮通路２の出口とディフューザ通路の入口が滑ら
かに結ばれ、流れがスムーズになり効率低下が防止され
る。第２の実施の形態でも、第１の実施の形態と同様の
効果を得ることができる。
２１の下流端２２１Ｄに合わせて、第２段ディフューザ
後壁１０５が元のものより第２段ディフューザ前壁１２
４に接近せしめられている。このようにすることによ
り、圧縮通路２の出口とディフューザ通路の入口が滑ら
かに結ばれ、流れがスムーズになり効率低下が防止され
る。第２の実施の形態でも、第１の実施の形態と同様の
効果を得ることができる。
【００３５】次に第３の実施の形態について説明する。
この第３の実施の形態では、第１段圧縮機の通路面積の
変化を、第１、第２の実施の形態のように、シュラウド
と羽根を羽根取付け面に接近させておこなうのではなく
て、軸方向から見た場合の、一つの羽根の外周端部から
隣接する羽根への垂直距離を変更しておこなっている。
この第３の実施の形態では、第１段圧縮機の通路面積の
変化を、第１、第２の実施の形態のように、シュラウド
と羽根を羽根取付け面に接近させておこなうのではなく
て、軸方向から見た場合の、一つの羽根の外周端部から
隣接する羽根への垂直距離を変更しておこなっている。
【００３６】図５が、第３の実施の形態における第１段
羽根２１２を軸線方向から見た図であって、改造後の羽
根の外周端部から隣接する羽根への垂直距離Ｌ２は改造
前の羽根の外周端部から隣接する羽根への垂直距離Ｌ１
に比べると小さく、羽根間の出口面積が縮小されている
ことになる。
羽根２１２を軸線方向から見た図であって、改造後の羽
根の外周端部から隣接する羽根への垂直距離Ｌ２は改造
前の羽根の外周端部から隣接する羽根への垂直距離Ｌ１
に比べると小さく、羽根間の出口面積が縮小されている
ことになる。
【００３７】上記のような出口面積の縮小に対応させ
て、第１、第２の実施の形態と同様に、第１段ディフュ
ーザ前壁１０３が元のものより第１段ディフューザ後壁
１１１に接近せしめられている。このようにすることに
より、圧縮通路２の出口とディフューザ通路の入口の面
積が同じにされ、流れがスムーズになり効率低下が防止
される。また、第２段側の改造は第１の実施の形態と同
じである。図６は上記の第３の実施の形態の構造を図１
と同じ見方で示したものである。
て、第１、第２の実施の形態と同様に、第１段ディフュ
ーザ前壁１０３が元のものより第１段ディフューザ後壁
１１１に接近せしめられている。このようにすることに
より、圧縮通路２の出口とディフューザ通路の入口の面
積が同じにされ、流れがスムーズになり効率低下が防止
される。また、第２段側の改造は第１の実施の形態と同
じである。図６は上記の第３の実施の形態の構造を図１
と同じ見方で示したものである。
【００３８】図７は、第４の実施の形態の構造を示す図
であるが、第３の実施の形態に対して、第２段側の改造
を第２の実施の形態と同様にしただけであるので説明は
省略する。このように構成された第３、第４の実施の形
態でも、第１の実施の形態と同様の効果を得ることがで
きる。
であるが、第３の実施の形態に対して、第２段側の改造
を第２の実施の形態と同様にしただけであるので説明は
省略する。このように構成された第３、第４の実施の形
態でも、第１の実施の形態と同様の効果を得ることがで
きる。
【００３９】以上、２段遠心圧縮機を、元の機械マッハ
数よりも高いマッハ数で使用できるように改造する場合
を例にとって説明したが、本発明は、その他の多段圧縮
機にも適用でき、第１段側の改造は単段の圧縮機にも適
用できる。また、元の機械マッハ数よりも低いマッハ数
で使用できるように改造する場合場合は、上記の説明の
逆、すなわち、通路面積を拡大するようにすればよい。
数よりも高いマッハ数で使用できるように改造する場合
を例にとって説明したが、本発明は、その他の多段圧縮
機にも適用でき、第１段側の改造は単段の圧縮機にも適
用できる。また、元の機械マッハ数よりも低いマッハ数
で使用できるように改造する場合場合は、上記の説明の
逆、すなわち、通路面積を拡大するようにすればよい。
【００４０】
【発明の効果】請求項１の発明は、ある機械マッハ数で
の使用に合わせて設計されている多段遠心圧縮機を別の
機械マッハ数での使用に合った多段遠心圧縮機に改造す
る多段遠心圧縮機の改造方法であるが、第１段圧縮通路
の通路面積を、入口はそのままにして、入口以降出口に
いたるまで、別の新機械マッハ数での作動流体が入口か
ら流入したときの流体の体積の変化に合うように変更す
るものであって、別の機械マッハ数でも効率よい運転が
できる多段遠心圧縮機を、小さな改造工数で実現でき
る。
の使用に合わせて設計されている多段遠心圧縮機を別の
機械マッハ数での使用に合った多段遠心圧縮機に改造す
る多段遠心圧縮機の改造方法であるが、第１段圧縮通路
の通路面積を、入口はそのままにして、入口以降出口に
いたるまで、別の新機械マッハ数での作動流体が入口か
ら流入したときの流体の体積の変化に合うように変更す
るものであって、別の機械マッハ数でも効率よい運転が
できる多段遠心圧縮機を、小さな改造工数で実現でき
る。
【００４１】請求項５の発明は、ある機械マッハ数での
使用に合わせて設計されている多段遠心圧縮機を別の機
械マッハ数での使用に合った多段遠心圧縮機に改造する
多段遠心圧縮機の改造方法であるが、第１段より下段の
圧縮通路において、入口から出口まで同じ割合で通路面
積を変化させるものであって、別の機械マッハ数でも効
率よい運転ができる多段遠心圧縮機を、小さな改造工数
で実現できる。
使用に合わせて設計されている多段遠心圧縮機を別の機
械マッハ数での使用に合った多段遠心圧縮機に改造する
多段遠心圧縮機の改造方法であるが、第１段より下段の
圧縮通路において、入口から出口まで同じ割合で通路面
積を変化させるものであって、別の機械マッハ数でも効
率よい運転ができる多段遠心圧縮機を、小さな改造工数
で実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の改造を説明する軸を通る面
で切った断面図である。
で切った断面図である。
【図２】第１の実施の形態の第１段側の改造の効果を説
明する図である。
明する図である。
【図３】第１の実施の形態の第２段側の改造の効果を説
明する図である。
明する図である。
【図４】第２の実施の形態の改造を説明する軸を通る面
で切った断面図である。
で切った断面図である。
【図５】第３の実施の形態の羽根の改造を軸方向から見
て説明する図である。
て説明する図である。
【図６】第３の実施の形態の改造を説明する軸を通る面
で切った断面図である。
で切った断面図である。
【図７】第４の実施の形態の改造を説明する軸を通る面
で切った断面図である。
で切った断面図である。
【図８】改造前の遠心圧縮機示す軸を通る面で切った断
面図である。
面図である。
【図９】設計機械マッハ数よりも高い機械マッハ数で運
転した場合の第１段圧縮機の問題を説明する図である。
転した場合の第１段圧縮機の問題を説明する図である。
【図１０】設計機械マッハ数よりも高い機械マッハ数で
運転した場合の第２段圧縮機の問題を説明する図であ
る。
運転した場合の第２段圧縮機の問題を説明する図であ
る。
２…第１段圧縮通路
３…第１段ディフューザ通路
７…第２段圧縮通路
８…第２段ディフューザ通路
１００…ケーシング
１０２…第１シュラウド
１０３…第１段ディフューザ前壁
１０５…第２段ディフューザ後壁
１１０…第１隔壁部材
１１１…第１段ディフューザ後壁
１２０…第２隔壁部材
１２３…第２段シュラウド１２３
１２４…第２段ディフューザ前壁
１３０…リターンベーン
２１０…第１段ハブ
２１１…羽根取付け面
２１２…第１段羽根
２２０…第２段ハブ
２２１…羽根取付け面
２２２…第２段羽根
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 3H033 AA02 AA12 AA18 BB03 BB06
BB17 CC01 CC03 DD01 DD24
EE00
3H034 AA02 AA12 AA18 BB03 BB06
BB17 CC03 CC04 DD05 DD21
EE18
Claims (10)
- 【請求項１】 ある機械マッハ数での使用に合わせて設
計されている多段遠心圧縮機を別の機械マッハ数での使
用に合った多段遠心圧縮機に改造する多段遠心圧縮機の
改造方法であって、 第１段圧縮通路の通路面積を、入口はそのままにして、
入口以降出口にいたるまで、別の新機械マッハ数で作動
流体が入口から流入したときの流体の体積の変化に合う
ように変更する、ことを特徴とする改造方法。 - 【請求項２】 羽根の子午面形状、および、これに対向
するシュラウドの、ハブの羽根取付け面に対する距離を
変更して、通路面積の変更をおこなう、ことを特徴とす
る請求項１に記載の改造方法。 - 【請求項３】 軸方向から見た場合の、一つの羽根の外
周端部から隣接する羽根の圧力側の面への垂直距離を変
更して、通路面積の変更をおこなう、ことを特徴とする
請求項１に記載の改造方法。 - 【請求項４】 第１段圧縮通路の出口に連なるディフュ
ーザの通路面積を第１段圧縮通路の出口の通路面積の変
更に合わせて変更する、ことを特徴とする請求項１に記
載の改造方法。 - 【請求項５】 ある機械マッハ数での使用に合わせて設
計されている多段遠心圧縮機を別の機械マッハ数での使
用に合った多段遠心圧縮機に改造する多段遠心圧縮機の
改造方法であって、 第１段より下段の圧縮通路において、入口から出口まで
同じ割合で通路面積を変化させたことを特徴とする改造
方法。 - 【請求項６】 ハブの羽根取付け面を変更せずに、羽根
の子午面形状、および、これに対向するシュラウドの、
ハブの羽根取付け面に対する距離の変更して、通路面積
を変化させる、ことを特徴とする請求項５に記載の改造
方法。 - 【請求項７】 羽根の子午面形状、および、これに対向
するシュラウドを変更せずに、ハブの羽根取付け面のシ
ュラウドに対する距離を変更して、通路面積を変化させ
る、ことを特徴とする請求項５に記載の改造方法。 - 【請求項８】 通路面積の変更をおこなった圧縮通路の
出口に連なるディフューザの通路面積を圧縮通路の出口
の通路面積の変更に合わせて変更する、ことを特徴とす
る請求項１または５に記載の改造方法。 - 【請求項９】 別の機械マッハ数がもとの機械マッハ数
よりも大きく、通路面積を縮小することを特徴とする請
求項１または５に記載の改造方法。 - 【請求項１０】 別の機械マッハ数がもとの機械マッハ
数よりも小さく、通路面積を拡大することを特徴とする
請求項１または５に記載の改造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001270899A JP2003083281A (ja) | 2001-09-06 | 2001-09-06 | 多段遠心圧縮機の改造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001270899A JP2003083281A (ja) | 2001-09-06 | 2001-09-06 | 多段遠心圧縮機の改造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003083281A true JP2003083281A (ja) | 2003-03-19 |
Family
ID=19096491
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001270899A Withdrawn JP2003083281A (ja) | 2001-09-06 | 2001-09-06 | 多段遠心圧縮機の改造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003083281A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008138626A (ja) * | 2006-12-04 | 2008-06-19 | Ihi Corp | 遠心圧縮機におけるディフューザの構造 |
| JP2013185748A (ja) * | 2012-03-07 | 2013-09-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ターボ冷凍機 |
| CN104454652A (zh) * | 2014-10-16 | 2015-03-25 | 珠海格力电器股份有限公司 | 蜗壳结构、离心式压缩机及制冷设备 |
| CN104879323A (zh) * | 2015-05-05 | 2015-09-02 | 江苏大学 | 一种提高多级泵稳定性的导叶设计方法 |
| JP2016048163A (ja) * | 2016-01-13 | 2016-04-07 | 三菱重工業株式会社 | ターボ冷凍機 |
| DE102014223833A1 (de) * | 2014-11-21 | 2016-05-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Rückführstufe |
| WO2018103415A1 (zh) * | 2016-12-05 | 2018-06-14 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种回流器与扩压器一体化结构及离心压缩机 |
| WO2023042441A1 (ja) * | 2021-09-16 | 2023-03-23 | 株式会社豊田自動織機 | 電動ターボ式圧縮機 |
-
2001
- 2001-09-06 JP JP2001270899A patent/JP2003083281A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008138626A (ja) * | 2006-12-04 | 2008-06-19 | Ihi Corp | 遠心圧縮機におけるディフューザの構造 |
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| JP2016048163A (ja) * | 2016-01-13 | 2016-04-07 | 三菱重工業株式会社 | ターボ冷凍機 |
| WO2018103415A1 (zh) * | 2016-12-05 | 2018-06-14 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种回流器与扩压器一体化结构及离心压缩机 |
| US11002288B2 (en) | 2016-12-05 | 2021-05-11 | Gree Electric Appliances, Inc. Of Zhuhai | Integrated structure of refluxer and pressure diffuser, and centrifugal compressor |
| WO2023042441A1 (ja) * | 2021-09-16 | 2023-03-23 | 株式会社豊田自動織機 | 電動ターボ式圧縮機 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20081202 |