JP2010151032A - Centrifugal compressor - Google Patents

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JP2010151032A JP2008330285A JP2008330285A JP2010151032A JP 2010151032 A JP2010151032 A JP 2010151032A JP 2008330285 A JP2008330285 A JP 2008330285A JP 2008330285 A JP2008330285 A JP 2008330285A JP 2010151032 A JP2010151032 A JP 2010151032A
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Kiyoko Ota
聖子 太田
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/44Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/441Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for elastic fluid pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/66Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/68Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing by influencing boundary layers
    • F04D29/681Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing by influencing boundary layers especially adapted for elastic fluid pumps

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To give a velocity component in a circumferential direction to a fluid flow from the circulation flow passage to a diffuser flow passage without providing complicatedly shaped guide vanes, form a low-cost and high-performance circulation flow passage, and expand an operation range. <P>SOLUTION: A centrifugal compressor 10 includes a rotation shaft 3 for being rotatably driven, an impeller 5 fixed to the rotation shaft 3 and for compressing sucked fluid, a diffuser flow passage 7 for guiding the fluid from the impeller 5 to a radial direction of the rotation shaft 3, and a circulation flow passage 9 for returning a part of the fluid flowing into the diffuser flow passage 7 from a downstream position of the diffuser flow passage 7 to an upstream position thereof, as circulation fluid. The circulation flow passage 9 includes a downstream opening 9a that opens to the diffuser flow passage 7, and an upstream opening 9b that opens to the diffuser flow passage 7. The circulation flow passage 9 extends toward the upstream opening 9b from an intermediate part thereof, and in a direction inclined toward, with respect to an axial direction of the rotation shaft 3, the circumferential direction of the rotation shaft 3. Therefore, a velocity of the circulating fluid flowing out from the upstream opening 9b to the diffuser flow passage 7 has the velocity component in the circumferential direction. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、遠心圧縮機に関する。   The present invention relates to a centrifugal compressor.

遠心圧縮機は、回転駆動される回転軸と、この回転軸に固定され吸入流体を圧縮するインペラと、該インペラからの流体を回転軸の半径方向に案内するディフューザ流路と、を有する。   The centrifugal compressor includes a rotary shaft that is rotationally driven, an impeller that is fixed to the rotary shaft and compresses suction fluid, and a diffuser flow path that guides the fluid from the impeller in the radial direction of the rotary shaft.

インペラからディフューザ流路へ送出される流体流量は、所定の安定流量範囲内にある必要がある。この流体流量が安定流量範囲よりも下回ると、サージ現象や流体の逆流が発生してしまう。なお、サージ現象は、流体の圧力と流れが不安定となって大きな振動が発生する現象である。   The fluid flow rate delivered from the impeller to the diffuser flow path needs to be within a predetermined stable flow rate range. When the fluid flow rate is lower than the stable flow rate range, a surge phenomenon or a back flow of the fluid occurs. The surge phenomenon is a phenomenon in which a large vibration is generated due to unstable fluid pressure and flow.

サージ現象や逆流を抑制して安定流量範囲を低流量側へ拡大するための技術が、下記特許文献1に開示されている。   A technique for expanding the stable flow rate range to the low flow rate side while suppressing the surge phenomenon and the reverse flow is disclosed in Patent Document 1 below.

特許文献1では、図6に示すように、循環流路23を設けている。これにより、ディフューザ流路25を流れる流体が、下流側開口23aから循環流路23に進入し、上流側開口23bからディユーザ流路25へ戻される。従って、ディフューザ流路25における見掛け上の流体流量が増加する。その結果、サージ現象や逆流を抑制される。図6において、循環流路23は、支持部材27を介してケーシング21に支持される蓋部材29と、ケーシング21とにより形成されている。なお、符号31はインペラを示し、符号31aはインペラ31の羽根を示し、符号33は回転軸を示し、符号35は吸入通路を示す。
また、特許文献1の別の構成では、上述の支持部材27を案内翼としている。これにより、循環流路23からディフューザ流路25へ戻る流体は、回転軸33の周方向の速度成分を有し、旋回流れとなる。その結果、循環流路23からの流体とディフューザ流路25内の流体とは、旋回角度がほぼ同様となり、乱流の発生を防止してスムーズな昇圧を可能としている。
In Patent Document 1, a circulation channel 23 is provided as shown in FIG. As a result, the fluid flowing through the diffuser flow path 25 enters the circulation flow path 23 from the downstream opening 23 a and is returned to the diffuser flow path 25 from the upstream opening 23 b. Therefore, the apparent fluid flow rate in the diffuser flow path 25 increases. As a result, surge phenomenon and backflow are suppressed. In FIG. 6, the circulation flow path 23 is formed by a lid member 29 supported by the casing 21 via a support member 27 and the casing 21. Reference numeral 31 denotes an impeller, reference numeral 31a denotes a blade of the impeller 31, reference numeral 33 denotes a rotating shaft, and reference numeral 35 denotes a suction passage.
Moreover, in another structure of patent document 1, the above-mentioned support member 27 is made into the guide blade. Thereby, the fluid returning from the circulation flow path 23 to the diffuser flow path 25 has a velocity component in the circumferential direction of the rotating shaft 33 and becomes a swirl flow. As a result, the swirl angle of the fluid from the circulation channel 23 and the fluid in the diffuser channel 25 are substantially the same, preventing the occurrence of turbulent flow and enabling smooth pressure increase.

特開2005−240680号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-240680

上述のように、案内翼を循環流路に設けることで、循環流路からディフューザ流路へ戻る流体を旋回流れとする場合には、複雑な形状の案内翼を設計して製作する必要がある。従って、その分、コストが高くなる。   As described above, when the guide vanes are provided in the circulation flow path and the fluid returning from the circulation flow path to the diffuser flow path is a swirling flow, it is necessary to design and manufacture a guide blade having a complicated shape. . Therefore, the cost increases accordingly.

そこで、本発明の目的は、複雑な形状の案内翼を設けることなく、循環流路からディフューザ流路への流体流れに周方向の速度成分を与えることができ、低コストで高性能な循環流路を形成し、作動範囲を拡大することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a circumferential velocity component to the fluid flow from the circulation flow path to the diffuser flow path without providing complicated-shaped guide vanes, and to achieve a low-cost and high-performance circulation flow. It is to form a path and expand the operating range.

上記目的を達成するため、本発明によると、回転駆動される回転軸と、この回転軸に固定され吸入流体を圧縮するインペラと、該インペラからの流体を前記回転軸の半径方向に案内するディフューザ流路と、このディフューザ流路に流れる流体の一部を前記ディフューザ流路における下流側位置から上流側位置まで循環流体として戻す循環流路と、を有する遠心圧縮機であって、
前記循環流路は、前記下流側位置において前記ディフューザ流路に開口する下流側開口と、前記上流側位置において前記ディフューザ流路に開口する上流側開口と、を有し、
前記循環流路は、その中間部から前記上流側開口へ向かって、前記回転軸の軸方向に対し前記回転軸の周方向に傾いた方向に延びており、これにより、前記上流側開口から前記ディフューザ流路内へ流れ出す循環流体速度は、前記周方向の速度成分を有する、ことを特徴とする遠心圧縮機が提供される。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a rotary shaft that is rotationally driven, an impeller that is fixed to the rotary shaft and compresses suction fluid, and a diffuser that guides fluid from the impeller in the radial direction of the rotary shaft A centrifugal compressor having a flow path and a circulation flow path for returning a part of the fluid flowing through the diffuser flow path as a circulating fluid from a downstream position to an upstream position in the diffuser flow path,
The circulation flow path has a downstream opening that opens to the diffuser flow path at the downstream position, and an upstream opening that opens to the diffuser flow path at the upstream position,
The circulation channel extends from the intermediate portion toward the upstream opening in a direction inclined in the circumferential direction of the rotation shaft with respect to the axial direction of the rotation shaft. A centrifugal compressor is provided in which the circulating fluid velocity flowing into the diffuser flow path has the circumferential velocity component.

上述の本発明では、前記循環流路は、その中間部から前記上流側開口へ向かって、前記回転軸の軸方向に対し前記回転軸の周方向に傾いた方向に延びており、これにより、前記上流側開口から前記ディフューザ流路内へ流れ出す循環流体速度は、前記周方向の速度成分を有するので、周方向の速度成分を有する前記インペラからの流体と下流側開口からの循環流体とにより見かけ上の流量が増して、遠心圧縮機の安定流量範囲を低流量側に一層拡大させることができる
また、本発明では、前記循環流路は、その中間部から前記上流側開口へ向かって、前記回転軸の軸方向に対し前記回転軸の周方向に傾いた方向に延びるようにしたので、周方向の速度成分を与えるための複数な形状を有する案内翼を循環流路に設けることなく、低コストで高性能な循環流路を実現できる。
In the present invention described above, the circulation flow path extends from the intermediate portion toward the upstream opening in a direction inclined in the circumferential direction of the rotation shaft with respect to the axial direction of the rotation shaft. Since the circulating fluid velocity flowing out from the upstream opening into the diffuser flow path has the circumferential velocity component, it is apparent due to the fluid from the impeller having the circumferential velocity component and the circulating fluid from the downstream opening. The upper flow rate can be increased, and the stable flow rate range of the centrifugal compressor can be further expanded to the low flow rate side. Further, in the present invention, the circulation flow path is directed from the intermediate part toward the upstream opening. Since it extends in the direction inclined in the circumferential direction of the rotating shaft with respect to the axial direction of the rotating shaft, a guide vane having a plurality of shapes for giving a speed component in the circumferential direction can be reduced without providing the circulation flow path. High in cost A high-performance circulation channel can be realized.

本発明の好ましい実施形態によると、前記ディフューザ流路の少なくとも一部を区画するディフュ−ザ流路区画部材が設けられ、このディフューザ流路区画部材は、上流側貫通孔と下流側貫通孔を有し、
前記循環流路は、前記上流側開口を有する前記上流側貫通孔と、前記下流側開口を有する前記下流側貫通孔と、これら上流側貫通孔および下流側貫通孔に接続される流体管と、から構成され、
前記流体管が、その中間部から前記上流側開口へ向かって、前記回転軸の軸方向に対し前記回転軸の周方向に傾いた方向に延びている。
According to a preferred embodiment of the present invention, there is provided a diffuser flow path partition member that partitions at least a part of the diffuser flow path, and the diffuser flow path partition member has an upstream through hole and a downstream through hole. And
The circulation channel includes the upstream through-hole having the upstream opening, the downstream through-hole having the downstream opening, and a fluid pipe connected to the upstream through-hole and the downstream through-hole, Consisting of
The fluid pipe extends from the intermediate portion toward the upstream opening in a direction inclined in the circumferential direction of the rotary shaft with respect to the axial direction of the rotary shaft.

このように、前記循環流路は、前記上流側開口を有する前記上流側貫通孔と、前記下流側開口を有する前記下流側貫通孔と、これら上流側貫通孔および下流側貫通孔に接続される流体管と、から構成され、前記流体管が、その中間部から前記上流側開口へ向かって、前記回転軸の軸方向に対し前記回転軸の周方向に傾いた方向に延びるようにしているので、案内翼を設計することなく、流体管が延びる方向を調整するだけで、周方向の速度成分を循環流体に与えることができる。   Thus, the circulation channel is connected to the upstream through hole having the upstream opening, the downstream through hole having the downstream opening, and the upstream through hole and the downstream through hole. A fluid pipe, and the fluid pipe extends from the intermediate portion toward the upstream opening in a direction inclined in the circumferential direction of the rotary shaft with respect to the axial direction of the rotary shaft. Without designing the guide vanes, the circumferential velocity component can be given to the circulating fluid only by adjusting the direction in which the fluid pipe extends.

好ましくは、前記流体管の一端が接続される前記上流側貫通孔は、当該流体管の他端が接続される前記下流側貫通孔から前記周方向にずれて位置している。   Preferably, the upstream side through-hole to which one end of the fluid pipe is connected is shifted from the downstream through-hole to which the other end of the fluid pipe is connected in the circumferential direction.

このように、前記流体管が接続される前記上流側貫通孔は、当該流体管が接続される前記下流側貫通孔から前記周方向にずれて位置しているので、周方向の速度成分を循環流体に効率よく付与することができる。   Thus, the upstream through hole to which the fluid pipe is connected is located in the circumferential direction so as to be circulated from the downstream through hole to which the fluid pipe is connected. It can be efficiently applied to the fluid.

本発明の好ましい実施形態によると、前記上流側貫通孔と前記下流側貫通孔は、前記周方向に間隔を置いて複数設けられており、前記流体管は、その一端が複数の前記上流側貫通孔のうち任意のものに着脱可能であり、その他端が複数の前記下流側貫通孔のうち任意のものに着脱可能である。   According to a preferred embodiment of the present invention, a plurality of the upstream through holes and the downstream through holes are provided at intervals in the circumferential direction, and one end of the fluid pipe has a plurality of the upstream through holes. The hole can be attached to and detached from any one of the holes, and the other end can be attached to and detached from any of the plurality of downstream through holes.

このように、前記流体管は、前記上流側貫通孔と前記下流側貫通孔に着脱可能であるので、取り付ける上流側貫通孔と下流側貫通孔を選択することで前記流体管を組み替えることができる。従って、循環流路の調整ができる。   Thus, since the fluid pipe is detachable from the upstream through hole and the downstream through hole, the fluid pipe can be rearranged by selecting the upstream through hole and the downstream through hole to be attached. . Therefore, the circulation channel can be adjusted.

本発明の好ましい実施形態によると、前記循環流路は、前記周方向に複数設けられる。   According to a preferred embodiment of the present invention, a plurality of circulation channels are provided in the circumferential direction.

このように、上述の前記循環流路を前記周方向に複数設けることができる。これら循環流路は、互いに独立していてもよいし、中間部で互いに連通していてもよい。   As described above, a plurality of the circulation channels described above can be provided in the circumferential direction. These circulation flow paths may be independent from each other, or may be in communication with each other at an intermediate portion.

上述した本発明によると、複雑な形状の案内翼を設けることなく、循環流路からディフューザ流路への流体流れに周方向の速度成分を与えることができ、低コストで高性能な循環流路を形成できる。   According to the present invention described above, a low-cost and high-performance circulation flow path can be provided to the fluid flow from the circulation flow path to the diffuser flow path without providing a complicated-shaped guide vane. Can be formed.

本発明を実施するための最良の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。   The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the common part in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図1は、本発明の実施形態による遠心圧縮機10を示す断面図である。図1に示すように、本実施形態による遠心圧縮機10は、回転軸3、インペラ5、ディフューザ流路7、循環流路9などを有する。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing a centrifugal compressor 10 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the centrifugal compressor 10 according to the present embodiment includes a rotating shaft 3, an impeller 5, a diffuser flow path 7, a circulation flow path 9, and the like.

回転軸3は、例えば、図示しないタービンインペラに結合されておりタービンインペラの回転により回転駆動されてもよいし、図示しない電動機により回転駆動されてもよいし、他の手段で回転駆動されてもよい。   For example, the rotary shaft 3 is coupled to a turbine impeller (not shown) and may be rotationally driven by the rotation of the turbine impeller, may be rotationally driven by an electric motor (not shown), or may be rotationally driven by other means. Good.

インペラ5は、回転軸3に固定されており、流体吸込流路11からの流体を圧縮して半径方向(以下、単に半径方向という)へ吐出する。この例では、流体はガスであるが、液体であってもよい。なお、符号5aは、インペラ5の羽根を示す。羽根5aは、回転軸3の周方向(以下、単に周方向という)に複数設けられる。   The impeller 5 is fixed to the rotating shaft 3 and compresses the fluid from the fluid suction passage 11 and discharges it in the radial direction (hereinafter simply referred to as the radial direction). In this example, the fluid is a gas, but may be a liquid. Reference numeral 5 a denotes a blade of the impeller 5. A plurality of blades 5a are provided in the circumferential direction of the rotating shaft 3 (hereinafter simply referred to as the circumferential direction).

ディフューザ流路7は、インペラ5からの流体を回転軸3の半径方向に案内する。ディフューザ流路7は、回転軸3の軸方向(以下、単に軸方向という)から見た場合、中心部にインペラ5が位置するドーナツ形状をしている。   The diffuser flow path 7 guides the fluid from the impeller 5 in the radial direction of the rotary shaft 3. The diffuser flow path 7 has a donut shape in which the impeller 5 is located at the center when viewed from the axial direction of the rotating shaft 3 (hereinafter simply referred to as the axial direction).

循環流路9は、ディフューザ流路7に流れる流体の一部をディフューザ流路7における下流側位置から上流側位置まで循環流体として戻す流路である。   The circulation channel 9 is a channel that returns a part of the fluid flowing through the diffuser channel 7 as a circulating fluid from the downstream position to the upstream position in the diffuser channel 7.

本実施形態による循環流路9について、詳しく説明する。   The circulation channel 9 according to the present embodiment will be described in detail.

図2は、図1のII−II線矢視図である。図3は、図2において半径方向から見た1つの流体管15(後述する)とその周辺を示す。即ち、図3は、図2のIII−III線矢視図であり、図1における複数の流体管15のうち1つだけを示している。   2 is a view taken along the line II-II in FIG. FIG. 3 shows one fluid pipe 15 (described later) and its periphery as seen from the radial direction in FIG. 3 is a view taken along the line III-III in FIG. 2 and shows only one of the plurality of fluid pipes 15 in FIG.

循環流路9は、前記下流側位置においてディフューザ流路7に開口する下流側開口9aと、前記上流側位置においてディフューザ流路7に開口する上流側開口9bと、を有する。循環流路9は、その中間部から上流側開口9bへ向かって、回転軸3の軸方向に対し回転軸3の周方向に傾いた方向に延びており、これにより、上流側開口9bからディフューザ流路7内へ流れ出す循環流体速度は、当該周方向の速度成分を有する。当該周方向は、インペラ5からのディフューザ流路7に吐出される流体の旋回方向である。   The circulation flow path 9 has a downstream opening 9 a that opens to the diffuser flow path 7 at the downstream position, and an upstream opening 9 b that opens to the diffuser flow path 7 at the upstream position. The circulation flow path 9 extends from the intermediate portion toward the upstream opening 9b in a direction inclined in the circumferential direction of the rotation shaft 3 with respect to the axial direction of the rotation shaft 3, and thereby the diffuser from the upstream opening 9b. The circulating fluid velocity that flows out into the flow path 7 has a velocity component in the circumferential direction. The circumferential direction is a swirl direction of fluid discharged from the impeller 5 to the diffuser flow path 7.

ディフューザ流路7の少なくとも一部を区画するディフューザ流路区画部材13が設けられる。図1の例では、ディフューザ流路区画部材13は、ケーシング13である。このディフューザ流路区画部材13は、上流側貫通孔13bと下流側貫通孔13aを有する。上流側貫通孔13bと下流側貫通孔13aは、軸方向または軸方向成分を有する方向にディフューザ流路区画部材13を貫通する。なお、図1の例では、ディフューザ流路7は、ケーシング13と、ケーシング13に結合され軸方向から見た形状が環状のシールプレート部材14とにより区画形成されている。
循環流路9は、上流側開口9bを有する上流側貫通孔13bと、下流側開口9aを有する下流側貫通孔13aと、これら上流側貫通孔13bおよび下流側貫通孔13aに接続される流体管15と、から構成される。流体管15は、その中間部から上流側開口9bへ向かって、回転軸3の軸方向に対し回転軸3の周方向に傾いた方向に延びており、これにより、上流側開口9bからディフューザ流路7内へ流れ出す循環流体の速度は、周方向の速度成分を有する。なお、流体管15は、金属で形成されていてもよいし、樹脂などの他の材料で形成されていてもよい。
A diffuser flow path partition member 13 that partitions at least a part of the diffuser flow path 7 is provided. In the example of FIG. 1, the diffuser flow path partition member 13 is a casing 13. The diffuser flow path partition member 13 has an upstream through hole 13b and a downstream through hole 13a. The upstream side through hole 13b and the downstream side through hole 13a penetrate the diffuser flow path partition member 13 in the axial direction or in the direction having the axial component. In the example of FIG. 1, the diffuser flow path 7 is defined by a casing 13 and a seal plate member 14 that is coupled to the casing 13 and has an annular shape when viewed from the axial direction.
The circulation channel 9 includes an upstream through hole 13b having an upstream opening 9b, a downstream through hole 13a having a downstream opening 9a, and a fluid pipe connected to the upstream through hole 13b and the downstream through hole 13a. 15. The fluid pipe 15 extends from the intermediate portion toward the upstream opening 9b in a direction inclined in the circumferential direction of the rotary shaft 3 with respect to the axial direction of the rotary shaft 3, and thereby the diffuser flow from the upstream opening 9b. The speed of the circulating fluid flowing out into the path 7 has a circumferential speed component. The fluid pipe 15 may be made of metal or other material such as resin.

好ましくは、流体管15が接続される上流側貫通孔13bは、当該流体管15が接続される下流側貫通孔13aから周方向にずれて位置している。即ち、流体管15は、その一端が、下流側貫通孔13aに下流側開口9aと反対側から接続され、その他端が、この下流側貫通孔13aから周方向にずれた上流側貫通孔13bに、上流側開口9bと反対側から接続される。
なお、流体管15と上流側貫通孔13bおよび下流側貫通孔13aとの接続は、接着剤でなされてもよいし、流体管15の前記一端と前記他端にフランジ部を設け、これらフランジ部をネジ等でディフューザ流路区画部材13に固定することでなされてもよいし、他の適切な手段によりなされてもよい。
Preferably, the upstream side through-hole 13b to which the fluid pipe 15 is connected is shifted from the downstream side through-hole 13a to which the fluid pipe 15 is connected in the circumferential direction. That is, one end of the fluid pipe 15 is connected to the downstream side through-hole 13a from the side opposite to the downstream side opening 9a, and the other end is connected to the upstream side through-hole 13b shifted in the circumferential direction from the downstream side through-hole 13a. , And connected from the opposite side to the upstream opening 9b.
The connection between the fluid pipe 15 and the upstream side through hole 13b and the downstream side through hole 13a may be made with an adhesive, or flange portions are provided at the one end and the other end of the fluid pipe 15, and these flange portions are provided. May be fixed to the diffuser flow path partition member 13 with a screw or the like, or may be made by other appropriate means.

図3において、上流側貫通孔13bは、循環流路9の直線状仮想延長部(破線で示す)上が空間となっているように形成される。この構成により、循環流路9から上流側貫通孔13bへ流れ込む流体は周方向の速度成分を有するが、この速度成分がそのまま維持された状態で、上流側貫通孔13bからディフューザ流路7内へ流体が流れ出るようになっている。ただし、循環流路9の前記仮想延長部上が空間となっているように形成されていれば、上流側貫通孔13bの形状は、図3に示す形状に限られず、図4(A)に示す形状や図4(B)に示す形状であってもよい。図4は図3に対応する。なお、図3、図4において、上流側貫通孔13b、下流側貫通孔13aを透視して実線で示している。   In FIG. 3, the upstream side through-hole 13 b is formed such that a space is provided on the straight virtual extension (shown by a broken line) of the circulation channel 9. With this configuration, the fluid flowing into the upstream through-hole 13b from the circulation flow path 9 has a circumferential speed component, and the upstream through-hole 13b enters the diffuser flow path 7 while maintaining this speed component. Fluid flows out. However, the shape of the upstream through-hole 13b is not limited to the shape shown in FIG. 3 as long as the virtual extension portion of the circulation flow path 9 is a space, and the shape shown in FIG. The shape shown in FIG. 4 or the shape shown in FIG. FIG. 4 corresponds to FIG. 3 and 4, the upstream side through-hole 13b and the downstream side through-hole 13a are seen through and shown by solid lines.

好ましくは、上流側貫通孔13bと下流側貫通孔13aは、周方向に間隔を置いて複数設けられており、流体管15は、その一端が複数の上流側貫通孔13bのうち任意のものに着脱可能であり、その他端が複数の下流側貫通孔13aのうち任意のものに着脱可能である。
この場合、流体管15と上流側貫通孔13bおよび下流側貫通孔13aとの接続は、上述のフランジ部をネジ等でディフューザ流路区画部材13に着脱可能に固定することでなされてもよいし、フィッティングを用いて着脱可能になされてもよいし、他の適切な手段によりなされてもよい。
なお、複数の上流側貫通孔13bと複数の下流側貫通孔13aのうち一部のみを使用してもよい。この場合、使用されない(即ち、流体管15が接続されない)上流側貫通孔13bと下流側貫通孔13aには、粘土やシリコン等を押し込んで塞いでもよいし、フィッティングを用いてもよい。フィッティングを用いる場合には、上流側貫通孔13bと下流側貫通孔13aに取り付ける側のフィッティング機構を中空部が存在しない中実とし、このフィッティング機構で上流側貫通孔13b、下流側貫通孔13aを塞いでもよい。
Preferably, a plurality of the upstream through holes 13b and the downstream through holes 13a are provided at intervals in the circumferential direction, and one end of the fluid pipe 15 is formed at any one of the plurality of upstream through holes 13b. The other end can be attached to and detached from any of the plurality of downstream through holes 13a.
In this case, the connection between the fluid pipe 15 and the upstream side through hole 13b and the downstream side through hole 13a may be made by detachably fixing the flange portion to the diffuser flow path partition member 13 with a screw or the like. It may be made detachable using a fitting, or may be made by other appropriate means.
Note that only some of the plurality of upstream through holes 13b and the plurality of downstream through holes 13a may be used. In this case, the upstream side through-hole 13b and the downstream side through-hole 13a that are not used (that is, the fluid pipe 15 is not connected) may be filled with clay, silicon, or the like, or fitting may be used. When fitting is used, the fitting mechanism on the side to be attached to the upstream side through hole 13b and the downstream side through hole 13a is made solid so that there is no hollow portion. It may be closed.

上述した本発明の実施形態による遠心圧縮機10によると、以下の効果が得られる。   According to the centrifugal compressor 10 according to the embodiment of the present invention described above, the following effects can be obtained.

(1)循環流路9は、その中間部から上流側開口9bへ向かって、回転軸3の軸方向に対し回転軸3の周方向に傾いた方向に延びており、これにより、上流側開口9bからディフューザ流路7内へ流れ出す循環流体速度は、周方向の速度成分を有するので、周方向の速度成分を有するインペラ5からの流体と下流側開口9aからの循環流体とにより見かけ上の流量が増して、遠心圧縮機10の安定流量範囲を低流量側に一層拡大させることができる。 (1) The circulation flow path 9 extends from the intermediate portion toward the upstream opening 9b in a direction inclined in the circumferential direction of the rotation shaft 3 with respect to the axial direction of the rotation shaft 3, and thereby the upstream opening. Since the circulating fluid velocity that flows out from 9b into the diffuser flow path 7 has a circumferential velocity component, the apparent flow rate depends on the fluid from the impeller 5 having the circumferential velocity component and the circulating fluid from the downstream opening 9a. As a result, the stable flow rate range of the centrifugal compressor 10 can be further expanded to the low flow rate side.

(2)循環流路9は、その中間部から上流側開口9bへ向かって、回転軸3の軸方向に対し回転軸3の周方向に傾いた方向に延びるようにしたので、周方向の速度成分を与えるための複数な形状を有する案内翼を循環流路9に設けることなく、低コストで高性能な循環流路9を実現できる。 (2) Since the circulation channel 9 extends from the intermediate portion toward the upstream opening 9b in a direction inclined in the circumferential direction of the rotary shaft 3 with respect to the axial direction of the rotary shaft 3, the circumferential speed is increased. The high-performance circulation flow path 9 can be realized at low cost without providing the circulation flow path 9 with guide vanes having a plurality of shapes for providing components.

(3)循環流路9は、上流側開口9bを有する上流側貫通孔13bと、下流側開口9aを有する下流側貫通孔13aと、これら上流側貫通孔13bおよび下流側貫通孔13aに接続される流体管15と、から構成され、流体管15が、その中間部から上流側開口9bへ向かって、回転軸3の軸方向に対し回転軸3の周方向に傾いた方向に延びるようにしているので、案内翼を設計することなく、流体管15が延びる方向を調整するだけで、周方向の速度成分を循環流体に与えることができる。 (3) The circulation channel 9 is connected to the upstream through hole 13b having the upstream opening 9b, the downstream through hole 13a having the downstream opening 9a, and the upstream through hole 13b and the downstream through hole 13a. The fluid pipe 15 extends from the intermediate portion toward the upstream opening 9b in a direction inclined in the circumferential direction of the rotary shaft 3 with respect to the axial direction of the rotary shaft 3. Therefore, the circumferential velocity component can be given to the circulating fluid only by adjusting the direction in which the fluid pipe 15 extends without designing the guide vanes.

(4)流体管15が接続される上流側開口9bは、同じ流体管15が接続される下流側開口9aから周方向にずれて位置しているので、周方向の速度成分を循環流体に効率よく付与することができる。即ち、下流側開口9aから上流側開口9bへ向かう周方向は、インペラ5からの流体の旋回方向(回転軸3の回転方向)であるので、この旋回方向の速度成分を循環流体に効率よく付与することができる。 (4) Since the upstream opening 9b to which the fluid pipe 15 is connected is located in the circumferential direction so as to be shifted from the downstream opening 9a to which the same fluid pipe 15 is connected, the circumferential velocity component is efficiently used as the circulating fluid. Can be given well. That is, the circumferential direction from the downstream opening 9a toward the upstream opening 9b is the direction of the fluid turning from the impeller 5 (the direction of rotation of the rotating shaft 3), and thus the velocity component in this direction of rotation is efficiently imparted to the circulating fluid. can do.

(5)流体管15は、上流側貫通孔13bと下流側貫通孔13aに着脱可能であるので、取り付ける上流側貫通孔13bと下流側貫通孔13aを選択することで流体管15を組み替えることができる。従って、循環流路9の調整ができる。 (5) Since the fluid pipe 15 can be attached to and detached from the upstream side through hole 13b and the downstream side through hole 13a, the fluid pipe 15 can be rearranged by selecting the upstream side through hole 13b and the downstream side through hole 13a to be attached. it can. Therefore, the circulation channel 9 can be adjusted.

本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes can be made without departing from the scope of the present invention.

上述の実施形態では、図2のように、半径方向の2箇所(即ち、前記下流側位置と前記上流側位置)に、それぞれ下流側貫通孔13aと上流側貫通孔13bを形成したが、本発明によると、半径方向の3箇所以上に、貫通孔を形成して、これら貫通孔のうち、最下流に位置する貫通孔13aと最上流に位置する貫通孔13bとの中間に位置する貫通孔は、下流側貫通孔13aまたは上流側貫通孔13bとして使用できる。例えば、図2に対応する図5のように、半径方向の3箇所に貫通孔13a、13b、13cを形成し、中間の貫通孔13cを下流側貫通孔13aまたは上流側貫通孔13bとして使用できる。この場合、使用する貫通孔13a、13b、13cを任意に選択し、選択した下流側貫通孔13aまたは13cと上流側貫通孔13bまたは13cに流体管15の両端をそれぞれ接続する。この場合も、流体管15を周方向に複数設けるのがよい。また、使用しない貫通孔13a、13b、13cには、上述のように粘土やシリコン等で埋め込んで、これら貫通孔13a、13bを塞ぐ。他の構成は、上述の実施形態と同じであってよい。   In the above-described embodiment, as shown in FIG. 2, the downstream through hole 13a and the upstream through hole 13b are formed at two locations in the radial direction (that is, the downstream position and the upstream position). According to the invention, through-holes are formed at three or more locations in the radial direction, and among these through-holes, a through-hole located between the through-hole 13a located at the most downstream side and the through-hole 13b located at the most upstream side. Can be used as the downstream through hole 13a or the upstream through hole 13b. For example, as shown in FIG. 5 corresponding to FIG. 2, through holes 13a, 13b, and 13c are formed at three locations in the radial direction, and the intermediate through hole 13c can be used as the downstream through hole 13a or the upstream through hole 13b. . In this case, the through holes 13a, 13b, and 13c to be used are arbitrarily selected, and both ends of the fluid pipe 15 are connected to the selected downstream through hole 13a or 13c and the upstream through hole 13b or 13c, respectively. Also in this case, it is preferable to provide a plurality of fluid pipes 15 in the circumferential direction. Further, the through holes 13a, 13b, and 13c that are not used are filled with clay, silicon, or the like as described above to close the through holes 13a and 13b. Other configurations may be the same as those in the above-described embodiment.

流体管15を設ける代わりに、ケーシング13などディフューザ流路7を区画する部材の内部に本発明の循環流路9を形成してもよい。この場合、他の構成は、上述の実施形態と同じであってよい。   Instead of providing the fluid pipe 15, the circulation flow path 9 of the present invention may be formed inside a member that defines the diffuser flow path 7 such as the casing 13. In this case, other configurations may be the same as those in the above-described embodiment.

本発明の実施形態による遠心圧縮機の要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part of the centrifugal compressor by embodiment of this invention. 図1のII−II線矢視図である。It is the II-II arrow directional view of FIG. 図2のIII−III線矢視図である。It is the III-III arrow directional view of FIG. 上流側貫通孔の他の形状を示す図である。It is a figure which shows the other shape of an upstream through-hole. 本発明の他の実施形態を示す。3 shows another embodiment of the present invention. 特許文献1に記載の遠心圧縮機を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing a centrifugal compressor described in Patent Document 1. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

3 回転軸、5 インペラ、5a インペラの羽根、7 ディフューザ流路、9 循環流路、9a 下流側開口、9b 上流側開口、10 遠心圧縮機、11 流体吸込流路、13 ケーシング(ディフューザ流路区画部材)、13a 下流側貫通孔、13b 上流側貫通孔、13c 中間貫通孔、14 シールプレート部材、15 流体管、 3 Rotating shaft, 5 impeller, 5a impeller blades, 7 diffuser flow path, 9 circulation flow path, 9a downstream opening, 9b upstream opening, 10 centrifugal compressor, 11 fluid suction flow path, 13 casing (diffuser flow path section) Member), 13a downstream through hole, 13b upstream through hole, 13c intermediate through hole, 14 seal plate member, 15 fluid pipe,

Claims (5)

回転駆動される回転軸と、この回転軸に固定され吸入流体を圧縮するインペラと、該インペラからの流体を前記回転軸の半径方向に案内するディフューザ流路と、このディフューザ流路に流れる流体の一部を前記ディフューザ流路における下流側位置から上流側位置まで循環流体として戻す循環流路と、を有する遠心圧縮機であって、
前記循環流路は、前記下流側位置において前記ディフューザ流路に開口する下流側開口と、前記上流側位置において前記ディフューザ流路に開口する上流側開口と、を有し、
前記循環流路は、その中間部から前記上流側開口へ向かって、前記回転軸の軸方向に対し前記回転軸の周方向に傾いた方向に延びており、これにより、前記上流側開口から前記ディフューザ流路内へ流れ出す循環流体速度は、前記周方向の速度成分を有する、ことを特徴とする遠心圧縮機。
A rotary shaft that is driven to rotate, an impeller that is fixed to the rotary shaft and compresses suction fluid, a diffuser flow path that guides the fluid from the impeller in the radial direction of the rotary shaft, and a fluid that flows through the diffuser flow path A circulation flow path that returns a part of the diffuser flow path as a circulating fluid from a downstream position to an upstream position in the diffuser flow path,
The circulation flow path has a downstream opening that opens to the diffuser flow path at the downstream position, and an upstream opening that opens to the diffuser flow path at the upstream position,
The circulation channel extends from the intermediate portion toward the upstream opening in a direction inclined in the circumferential direction of the rotation shaft with respect to the axial direction of the rotation shaft. A centrifugal compressor characterized in that a circulating fluid velocity flowing into the diffuser flow path has the circumferential velocity component.
前記ディフューザ流路の少なくとも一部を区画するディフュ−ザ流路区画部材が設けられ、このディフューザ流路区画部材は、上流側貫通孔と下流側貫通孔を有し、
前記循環流路は、前記上流側開口を有する前記上流側貫通孔と、前記下流側開口を有する前記下流側貫通孔と、これら上流側貫通孔および下流側貫通孔に接続される流体管と、から構成され、
前記流体管が、その中間部から前記上流側開口へ向かって、前記回転軸の軸方向に対し前記回転軸の周方向に傾いた方向に延びている、ことを特徴とする請求項1に記載遠心圧縮機。
A diffuser flow path partition member that partitions at least a part of the diffuser flow path is provided, and the diffuser flow path partition member has an upstream through hole and a downstream through hole,
The circulation channel includes the upstream through-hole having the upstream opening, the downstream through-hole having the downstream opening, and a fluid pipe connected to the upstream through-hole and the downstream through-hole, Consisting of
2. The fluid pipe according to claim 1, wherein the fluid pipe extends in a direction inclined in a circumferential direction of the rotation shaft with respect to an axial direction of the rotation shaft from an intermediate portion thereof toward the upstream side opening. Centrifugal compressor.
前記流体管の一端が接続される前記上流側貫通孔は、当該流体管の他端が接続される前記下流側貫通孔から前記周方向にずれて位置している、ことを特徴とする請求項1または2に記載の遠心圧縮機。   The upstream through-hole to which one end of the fluid pipe is connected is shifted from the downstream through-hole to which the other end of the fluid pipe is connected in the circumferential direction. The centrifugal compressor according to 1 or 2. 前記上流側貫通孔と前記下流側貫通孔は、前記周方向に間隔を置いて複数設けられており、前記流体管は、その一端が複数の前記上流側貫通孔のうち任意のものに着脱可能であり、その他端が複数の前記下流側貫通孔のうち任意のものに着脱可能である、ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の遠心圧縮機。   A plurality of the upstream through holes and the downstream through holes are provided at intervals in the circumferential direction, and one end of the fluid pipe can be attached to or detached from any of the plurality of upstream through holes. The other end of the centrifugal compressor according to any one of claims 1 to 3, wherein the other end can be attached to and detached from any of the plurality of downstream through holes. 前記循環流路は、前記周方向に複数設けられる、ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の遠心圧縮機。   The centrifugal compressor according to any one of claims 1 to 4, wherein a plurality of the circulation channels are provided in the circumferential direction.
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