JP2004027931A - 遠心圧縮機 - Google Patents
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- F04D29/68—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing by influencing boundary layers
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- F04D29/685—Inducing localised fluid recirculation in the stator-rotor interface
Abstract
【課題】循環流路の開口位置を最適化して作動範囲を十分に拡大することができる遠心圧縮機を提供する。
【解決手段】固定ハウジング１に軸支された羽根車２の回転により引き込んだ空気を主として遠心力によって圧縮・排出する遠心圧縮機において、前記固定ハウジング１の前記羽根車２への空気入口部３と同羽根車２のシュラウド部５とを連通する循環流路８を設けると共に、該循環流路８のシュラウド部側の開口位置を前記羽根車２における羽根６の前縁から子午線に沿って２〜２１％の位置とした。
【選択図】 図１
【解決手段】固定ハウジング１に軸支された羽根車２の回転により引き込んだ空気を主として遠心力によって圧縮・排出する遠心圧縮機において、前記固定ハウジング１の前記羽根車２への空気入口部３と同羽根車２のシュラウド部５とを連通する循環流路８を設けると共に、該循環流路８のシュラウド部側の開口位置を前記羽根車２における羽根６の前縁から子午線に沿って２〜２１％の位置とした。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、過給機、ガスタービン、産業用圧縮機等に用いられる遠心圧縮機に係り、一層詳細には、コンプレッサ吸込み口と羽根車のシュラウド部を連通する気体の循環流路を有した遠心圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、遠心圧縮機においては、高効率化に加え、作動範囲拡大即ち、羽根車の全回転数における圧縮機の安定性が改善され、広い範囲の機関の回転に亙っての運転が可能となることの要求が強まっている。
【０００３】
そこで従来では、特許第２５６９０２９号公報で、遠心圧縮機のハウジング側に羽根車への気体入口部（コンプレッサ吸込み口）と羽根車（インペラ）のシュラウド部を連通する気体（空気）の循環流路（通路）を設けることで、循環流路と羽根車の圧力差を利用して、気体を循環流路に流すことで、前記作動範囲の拡大を図るようにした技術が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記公報の技術では、循環流路のシュラウド部側の開口位置が、羽根車における羽根又は翼の前縁から子午線に沿って２２〜３４％の位置即ち、羽根車長の２２〜３４％の位置に規定している。
【０００５】
ところが、前記数値規定の循環流路が最適であるとは言い難く、遠心圧縮機の作動範囲を十分に拡大することができないことが本発明者等の試験等によって判明した。
【０００６】
そこで本発明は、循環流路の開口位置を最適化して作動範囲を十分に拡大することができる遠心圧縮機を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
斯かる目的を達成するための本発明に係る遠心圧縮機は、ハウジングに軸支された羽根車の回転により引き込んだ気体を主として遠心力によって圧縮・排出する遠心圧縮機において、前記ハウジングの前記羽根車への気体入口部と同羽根車のシュラウド部とを連通する循環流路を設けると共に、該循環流路のシュラウド部側の開口位置を前記羽根車における羽根又は翼の前縁から子午線に沿って２〜２１％の位置としたことを特徴とする。
【０００８】
また、前記循環流路の全断面積が前記２〜２１％の位置にあることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る遠心圧縮機を実施例により図面を用いて詳細に説明する。
【００１０】
［実施例］
図１は本発明の一実施例を示す遠心圧縮機の要部断面図、図２は同じく構造の詳細説明図、図３は同じく作用説明図、図４は同じく本発明と従来とのコンプレッサの流量−圧力比特性の比較図である。
【００１１】
図１に示すように、固定ハウジング１内に羽根車（インペラ）２が回転自在に軸支され、該羽根車２の回転により同羽根車２への空気（気体）入口部（コンプレッサ吸込み口）３より引き込んだ空気を主として遠心力によって一個又は複数個の流路（図示せず）に圧縮・排出し、ここから内燃機関の吸気マニホールド等へ送られるようになっている。
【００１２】
前記羽根車２は、ハブ部４とシュラウド部５とを有し、シュラウド部５はハブ部４の外周に複数枚の羽根（又は翼）６が配設されてなる。羽根６は前縁６ａ、後縁６ｂ及び外側自由縁６ｃを有している。
【００１３】
前記固定ハウジング１には、前記羽根車２への空気入口部３と同羽根車２のシュラウド部５とを連通する循環流路８が設けられる。
【００１４】
前記循環流路８は、前記羽根車２の前端部を取り囲むように固定ハウジング１に形成されて前記空気入口部３に通じる環状チャンバ９と、該環状チャンバ９と前記シュラウド部５とを連通する環状スリット１０とからなる。図１中１１はウェブである。
【００１５】
そして、前記環状スリット１０のシュラウド部５側の開口位置は、図２に示すように、前記羽根車２における羽根６の前縁６ａから子午線（図２の（ａ）中矢印参照）に沿って２〜２１％の位置に設定されている。即ち、羽根車長の２〜２１％の位置に規定しているのである。
【００１６】
また、本実施例では、羽根６間の最小流路径の中心と前記環状スリット１０の中心とが一致されると共に、環状スリット１０の中心のみならず環状スリット１０の前（縁）や後（縁）も前記２〜２１％の位置に規定されている。即ち、環状スリット１０の全（開口）断面積が前記２〜２１％の位置にあるのである。
【００１７】
また、前記環状スリット１０の面積比は、前縁６ａにおける羽根車２の前面面積からハブ面積を引いたものであるインデューサ環状面積の１９〜３１％に設定される。
【００１８】
このように構成されるため、羽根車２は、例えば当該羽根車２と共通の軸に取り付けられたタービンインペラ（図示せず）や電動機により回転させられ、そのために空気は空気入口部３を介して羽根車２内に引き込まれる。その空気は羽根車２により圧縮され、その後図示しない流路を通ってその最終目的地に送られる。
【００１９】
この際、図３に示すように、サージングに近い点では環状チャンバ９内（環状スリット１０部）の圧力が空気入口部３の圧力より高くなるため、空気は循環流路８を通り図３の（ａ）中▲１▼のように羽根車２から空気入口部３に循環する。このため、空気流量が減少し、サージング線が小流量側に移動する（図３の（ｂ）中破線で示したサージング線参照）。
【００２０】
一方、大流量側では環状チャンバ９内（環状スリット１０部）の圧力が空気入口部３の圧力に比べ、小さくなるため、空気は図３の（ａ）中▲２▼のように循環流路８を通り羽根車２に流入するため、空気流量が増大する。この結果、従来に比べ、作動範囲が拡大する（図３の（ｂ）中破線参照）。
【００２１】
図４は本発明者等の試験で得られたコンプレッサ特性であり、循環流路８における前述した環状スリット１０の開口位置設定により、低回転数域でのサージ流量が小流量側に移動し、高回転数域のチョーク流量が増大し、改善が確認された。
【００２２】
尚、本発明は上記実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、各種変更が可能であることはいうまでもない。例えば、環状スリット１０に代えて多数の孔を形成しても良い。また、循環流路８全体又は環状スリット１０のみを固定ハウジング１と別部材で形成しても良い。
【００２３】
【発明の効果】
以上、実施例に基づいて詳細に説明したように、本発明の請求項１に係る発明は、ハウジングに軸支された羽根車の回転により引き込んだ気体を主として遠心力によって圧縮・排出する遠心圧縮機において、前記ハウジングの前記羽根車への気体入口部と同羽根車のシュラウド部とを連通する循環流路を設けると共に、該循環流路のシュラウド部側の開口位置を前記羽根車における羽根又は翼の前縁から子午線に沿って２〜２１％の位置としたので、循環流路の開口位置を最適化して作動範囲を十分に拡大することができる。
【００２４】
また、請求項２に係る発明は、前記循環流路の全断面積が前記２〜２１％の位置にあるので、循環流路の開口位置をより一層最適化して作動範囲を十分に拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す遠心圧縮機の要部断面図である。
【図２】同じく構造の詳細説明図である。
【図３】同じく作用説明図である。
【図４】同じく本発明と従来とのコンプレッサの流量−圧力比特性の比較図である。
【符号の説明】
１ 固定ハウジング
２ 羽根車
３ 空気入口部
４ ハブ部
５ シュラウド部
６ 羽根
６ａ 前縁
６ｂ 後縁
６ｃ 外側自由縁
８ 循環流路
９ 環状チャンバ
１０ 環状スリット
１１ ウェブ
【発明の属する技術分野】
本発明は、過給機、ガスタービン、産業用圧縮機等に用いられる遠心圧縮機に係り、一層詳細には、コンプレッサ吸込み口と羽根車のシュラウド部を連通する気体の循環流路を有した遠心圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、遠心圧縮機においては、高効率化に加え、作動範囲拡大即ち、羽根車の全回転数における圧縮機の安定性が改善され、広い範囲の機関の回転に亙っての運転が可能となることの要求が強まっている。
【０００３】
そこで従来では、特許第２５６９０２９号公報で、遠心圧縮機のハウジング側に羽根車への気体入口部（コンプレッサ吸込み口）と羽根車（インペラ）のシュラウド部を連通する気体（空気）の循環流路（通路）を設けることで、循環流路と羽根車の圧力差を利用して、気体を循環流路に流すことで、前記作動範囲の拡大を図るようにした技術が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記公報の技術では、循環流路のシュラウド部側の開口位置が、羽根車における羽根又は翼の前縁から子午線に沿って２２〜３４％の位置即ち、羽根車長の２２〜３４％の位置に規定している。
【０００５】
ところが、前記数値規定の循環流路が最適であるとは言い難く、遠心圧縮機の作動範囲を十分に拡大することができないことが本発明者等の試験等によって判明した。
【０００６】
そこで本発明は、循環流路の開口位置を最適化して作動範囲を十分に拡大することができる遠心圧縮機を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
斯かる目的を達成するための本発明に係る遠心圧縮機は、ハウジングに軸支された羽根車の回転により引き込んだ気体を主として遠心力によって圧縮・排出する遠心圧縮機において、前記ハウジングの前記羽根車への気体入口部と同羽根車のシュラウド部とを連通する循環流路を設けると共に、該循環流路のシュラウド部側の開口位置を前記羽根車における羽根又は翼の前縁から子午線に沿って２〜２１％の位置としたことを特徴とする。
【０００８】
また、前記循環流路の全断面積が前記２〜２１％の位置にあることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る遠心圧縮機を実施例により図面を用いて詳細に説明する。
【００１０】
［実施例］
図１は本発明の一実施例を示す遠心圧縮機の要部断面図、図２は同じく構造の詳細説明図、図３は同じく作用説明図、図４は同じく本発明と従来とのコンプレッサの流量−圧力比特性の比較図である。
【００１１】
図１に示すように、固定ハウジング１内に羽根車（インペラ）２が回転自在に軸支され、該羽根車２の回転により同羽根車２への空気（気体）入口部（コンプレッサ吸込み口）３より引き込んだ空気を主として遠心力によって一個又は複数個の流路（図示せず）に圧縮・排出し、ここから内燃機関の吸気マニホールド等へ送られるようになっている。
【００１２】
前記羽根車２は、ハブ部４とシュラウド部５とを有し、シュラウド部５はハブ部４の外周に複数枚の羽根（又は翼）６が配設されてなる。羽根６は前縁６ａ、後縁６ｂ及び外側自由縁６ｃを有している。
【００１３】
前記固定ハウジング１には、前記羽根車２への空気入口部３と同羽根車２のシュラウド部５とを連通する循環流路８が設けられる。
【００１４】
前記循環流路８は、前記羽根車２の前端部を取り囲むように固定ハウジング１に形成されて前記空気入口部３に通じる環状チャンバ９と、該環状チャンバ９と前記シュラウド部５とを連通する環状スリット１０とからなる。図１中１１はウェブである。
【００１５】
そして、前記環状スリット１０のシュラウド部５側の開口位置は、図２に示すように、前記羽根車２における羽根６の前縁６ａから子午線（図２の（ａ）中矢印参照）に沿って２〜２１％の位置に設定されている。即ち、羽根車長の２〜２１％の位置に規定しているのである。
【００１６】
また、本実施例では、羽根６間の最小流路径の中心と前記環状スリット１０の中心とが一致されると共に、環状スリット１０の中心のみならず環状スリット１０の前（縁）や後（縁）も前記２〜２１％の位置に規定されている。即ち、環状スリット１０の全（開口）断面積が前記２〜２１％の位置にあるのである。
【００１７】
また、前記環状スリット１０の面積比は、前縁６ａにおける羽根車２の前面面積からハブ面積を引いたものであるインデューサ環状面積の１９〜３１％に設定される。
【００１８】
このように構成されるため、羽根車２は、例えば当該羽根車２と共通の軸に取り付けられたタービンインペラ（図示せず）や電動機により回転させられ、そのために空気は空気入口部３を介して羽根車２内に引き込まれる。その空気は羽根車２により圧縮され、その後図示しない流路を通ってその最終目的地に送られる。
【００１９】
この際、図３に示すように、サージングに近い点では環状チャンバ９内（環状スリット１０部）の圧力が空気入口部３の圧力より高くなるため、空気は循環流路８を通り図３の（ａ）中▲１▼のように羽根車２から空気入口部３に循環する。このため、空気流量が減少し、サージング線が小流量側に移動する（図３の（ｂ）中破線で示したサージング線参照）。
【００２０】
一方、大流量側では環状チャンバ９内（環状スリット１０部）の圧力が空気入口部３の圧力に比べ、小さくなるため、空気は図３の（ａ）中▲２▼のように循環流路８を通り羽根車２に流入するため、空気流量が増大する。この結果、従来に比べ、作動範囲が拡大する（図３の（ｂ）中破線参照）。
【００２１】
図４は本発明者等の試験で得られたコンプレッサ特性であり、循環流路８における前述した環状スリット１０の開口位置設定により、低回転数域でのサージ流量が小流量側に移動し、高回転数域のチョーク流量が増大し、改善が確認された。
【００２２】
尚、本発明は上記実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、各種変更が可能であることはいうまでもない。例えば、環状スリット１０に代えて多数の孔を形成しても良い。また、循環流路８全体又は環状スリット１０のみを固定ハウジング１と別部材で形成しても良い。
【００２３】
【発明の効果】
以上、実施例に基づいて詳細に説明したように、本発明の請求項１に係る発明は、ハウジングに軸支された羽根車の回転により引き込んだ気体を主として遠心力によって圧縮・排出する遠心圧縮機において、前記ハウジングの前記羽根車への気体入口部と同羽根車のシュラウド部とを連通する循環流路を設けると共に、該循環流路のシュラウド部側の開口位置を前記羽根車における羽根又は翼の前縁から子午線に沿って２〜２１％の位置としたので、循環流路の開口位置を最適化して作動範囲を十分に拡大することができる。
【００２４】
また、請求項２に係る発明は、前記循環流路の全断面積が前記２〜２１％の位置にあるので、循環流路の開口位置をより一層最適化して作動範囲を十分に拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す遠心圧縮機の要部断面図である。
【図２】同じく構造の詳細説明図である。
【図３】同じく作用説明図である。
【図４】同じく本発明と従来とのコンプレッサの流量−圧力比特性の比較図である。
【符号の説明】
１ 固定ハウジング
２ 羽根車
３ 空気入口部
４ ハブ部
５ シュラウド部
６ 羽根
６ａ 前縁
６ｂ 後縁
６ｃ 外側自由縁
８ 循環流路
９ 環状チャンバ
１０ 環状スリット
１１ ウェブ
Claims (2)
- ハウジングに軸支された羽根車の回転により引き込んだ気体を主として遠心力によって圧縮・排出する遠心圧縮機において、前記ハウジングの前記羽根車への気体入口部と同羽根車のシュラウド部とを連通する循環流路を設けると共に、該循環流路のシュラウド部側の開口位置を前記羽根車における羽根又は翼の前縁から子午線に沿って２〜２１％の位置としたことを特徴とする遠心圧縮機。
- 前記循環流路の全断面積が前記２〜２１％の位置にあることを特徴とする請求項１記載の遠心圧縮機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002184180A JP2004027931A (ja) | 2002-06-25 | 2002-06-25 | 遠心圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002184180A JP2004027931A (ja) | 2002-06-25 | 2002-06-25 | 遠心圧縮機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004027931A true JP2004027931A (ja) | 2004-01-29 |
Family
ID=31180154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002184180A Pending JP2004027931A (ja) | 2002-06-25 | 2002-06-25 | 遠心圧縮機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004027931A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
2002
- 2002-06-25 JP JP2002184180A patent/JP2004027931A/ja active Pending
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN102933855A (zh) * | 2010-04-23 | 2013-02-13 | 欧德克斯有限公司 | 增压器用的压缩机壳体及其制造方法 |
| CN102933855B (zh) * | 2010-04-23 | 2014-12-31 | 欧德克斯有限公司 | 增压器用的压缩机壳体及其制造方法 |
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041105 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
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| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20050308 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |