JP2012107629A - 遠心圧縮機のディフューザおよびこれを備えた遠心圧縮機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】遠心羽根車の下流側に設けられるシュラウド側壁面と、シュラウド側壁面に対向して設けられるハブ側壁面と、シュラウド側壁面に基端部が固定される複数のシュラウド側翼11と、ハブ側壁面に基端部が固定される複数のハブ側翼12と、を有し、シュラウド側翼11の翼高さ方向に直交する方向の断面形状が、シュラウド側翼11の前縁から後縁に向かって漸次広がっていく楔型形状であり、ハブ側翼12とシュラウド側翼11とが、入口角が異なる状態、かつ、ハブ側翼12の翼高さ方向の先端部とハブ側翼12に組み合わされるシュラウド側翼11の翼高さ方向の先端部とがハブ側翼12の翼長に渡って重なった状態で組み合わされていることを特徴とする。
【選択図】図8
Description
本発明の参考例の遠心圧縮機のディフューザによれば、遠心羽根車の下流側に設けられるシュラウド側壁面と、該シュラウド側壁面に対向して設けられるハブ側壁面と、前記シュラウド側壁面に基端部が固定される複数のシュラウド側翼および前記ハブ側壁面に基端部が固定されるハブ側翼と、を有し、前記シュラウド側翼と前記ハブ側翼とは、入口角が異なるように、かつ、翼高さ方向における先端部の少なくとも一部分が互いに突き合わされる状態で組み合わされており、組み合わされた前記シュラウド側翼の前記先端部と前記ハブ側翼の前記先端部とが突き合わされていない隙間には、該隙間の少なくとも一部分を埋めるように互いの前記先端部間を接続する接続部材を備えることを特徴とする。
また、シュラウド側翼とハブ側翼との各先端部間に生じた隙間を接続部材によって接続することとしたので、翼の剛性を高めることができる。したがって、翼の振動強度を向上させることができる。
また、接続部材の形状が円環状と簡素であることから、ディフューザの性能向上を低コストによって実現することができる。
また、シュラウド側翼とハブ側翼との翼高さ方向の先端部を翼長に渡って重なった状態で組み合わせることとしたので、翼の剛性を高めることができる。したがって、翼の振動強度を向上させることができる。
なお、厚翼としては、薄翼に対して翼高さに直交する断面形状の幅が約2倍以上が好ましい。
また、シュラウド側翼とハブ側翼との翼高さ方向の先端部を翼長に渡って重なった状態で組み合わせることとしたので、翼の剛性を高めることができる。したがって、翼の振動強度を向上させることができる。
本発明の第1参考実施形態に係る遠心圧縮機のディフューザに設けられているシュラウド側翼およびハブ側翼について、図1および図14を参照しながら説明する。
図1に示すディフューザ1は、遠心圧縮機50(図14参照)のハウジング51(図14参照)内で回転するインペラ53(図14参照)の外周端から吐出される気流(流れ)を減速することにより、気流の動圧を静圧に回復させるものである。このディフューザ1は、インペラ(遠心羽根車)53の下流側に設けられるシュラウド側壁面58と、シュラウド側壁面58に対向して設けられているハブ側壁面2と、シュラウド側壁面58に基端部が固定されている複数(図1には、1翼のみを示す。)のシュラウド側翼3と、ハブ側壁面2に基端部が固定されている複数(図1には、1翼のみを示す。)のハブ側翼4と、を有している。
組み合わされているシュラウド側翼3とハブ側翼4との各先端部が突き合わされずに生じた隙間63(図14参照)を埋めるように、シュラウド側翼3およびハブ側翼4の互いの先端部間を接続する接続壁(接続部材)5を設けることとした。これにより、シュラウド側翼3の先端部とハブ側壁翼4の先端部との間に生じる隙間63が接続壁5によって覆われる。そのため、隙間流れをなくすことができ、隙間流れによる流れの剥離や渦の発生を抑制することができる。したがって、ディフューザ1の性能向上を図ることができる。
また、シュラウド側翼3とハブ側翼4との各先端部間を接続壁5によって接続することとしたので、シュラウド側翼3およびハブ側翼4の剛性を高めることができる。したがって、シュラウド側翼3およびハブ側翼4の振動強度を向上させることができる。
ハブ側翼6は、シュラウド側翼3よりもその翼長が短いものとされている。ハブ側翼6の前縁は、シュラウド側翼3の翼長の下流側の途中位置に位置している。
本参考実施形態のディフューザは、シュラウド側翼とハブ側翼との全先端部間を接続するディスクが設けられる点で、第1実施形態と相違し、その他は同様である。したがって、同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
以下、本発明の第2実施形態について、図3を用いて説明する。
ディスク(接続部材)8は、複数(図3には、1翼のみを示す。)のシュラウド側翼3およびハブ側翼4の各先端部を円周方向に連続的に接続している。ディスク8は、円環状であり、シュラウド側壁面58およびハブ側壁面(図示せず)に略平行に設けられている。
ディスク(接続部材)8は、円環状にシュラウド側翼3およびハブ側翼4の全先端部間を連続的に接続している。そのため、シュラウド側翼3とハブ側翼4との間に生じる隙間をディスク8によって覆って、隙間流れをなくすことができる。これにより、隙間流れによる流れの剥離や渦の発生を抑制することができる。したがって、ディフューザ1の性能向上を図ることができる。
また、ディスク8の形状が円環状と簡素であることから、ディフューザ1の性能向上を低コストによって実現することができる。
本参考実施形態のディフューザは、シュラウド側翼とハブ側翼との全翼端部間を接続しているディスクの内径が異なる点で、第2参考実施形態と相違し、その他は同様である。したがって、同一の構成については、その説明を省略する。
発明者等が検討したところによると、円環状のディスク(接続部材)の内径をシュラウド側翼およびハブ側翼の前縁半径よりも小さくした場合であっても、円環状のディスクの内径をシュラウド側翼およびハブ側翼の前縁の半径と同じにした場合と同様に、シュラウド側翼とハブ側翼との間に生じる隙間を通過する流れをなくして、ディフューザの性能向上を図ることができるが分かった。
本参考実施形態のディフューザは、シュラウド側翼とハブ側翼との前縁が周方向にずれて位置している点で、第1参考実施形態と相違し、その他は同様である。したがって、同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
以下、本発明の第4参考実施形態について、図6を用いて説明する。
シュラウド側翼3とそれと組み合わされているハブ側翼4との各前縁および各後縁を円周方向に位置をずらして設けることとした。そのため、シュラウド側翼3とハブ側翼4とを組み合わせた際に、シュラウド側翼3とハブ側翼4との各前縁の先端部間に隙間が生じないこととなる。したがって、隙間流れによる流れの剥離や渦の発生を防止して、ディフューザ1の性能向上を図ることができる。
本参考実施形態のディフューザは、シュラウド側翼とハブ側翼との先端部間を接続するディスクが設けられる点で、第4参考実施形態と相違し、その他は同様である。したがって、同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
以下、本発明の第5参考実施形態について、図7を用いて説明する。
ディスク(接続部材)8は、シュラウド側壁面58およびハブ側壁面(図示せず)と同様に円環状であり、シュラウド側壁面58およびハブ側壁面に略平行に設けられている。円環状のディスク8は、シュラウド側翼3およびハブ側翼4の前縁から後縁に渡って設けられている。
ディスク(接続部材)8は、円環状にシュラウド側翼3およびハブ側翼4の全先端部間を連続的に接続している。そのため、シュラウド側翼3とハブ側翼4との各先端部間に生じる隙間をディスク8によって覆って、隙間流れをなくすことができる。これにより、隙間流れによる流れの剥離や渦の発生を抑制することができる。したがって、ディフューザ1の性能向上を図ることができる。
また、ディスク8の形状が円環状と簡素であることから、ディフューザ1の性能向上を低コストによって実現することができる。
本実施形態のディフューザは、シュラウド側翼とハブ側翼との先端部が翼長に渡って翼厚の一部が互いに重なるように突き合わされる点で、第1実施形態と相違し、その他は同様である。したがって、同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
以下、本発明の第1実施形態について、図8を用いて説明する。
シュラウド側翼11とハブ側翼12とは、入口角が異なり、それらの翼高さ方向の先端部が翼長に渡って翼厚の一部が互いに重なるように突き合わされていることとした。そのため、シュラウド側翼11とハブ側翼12とを組み合わせた際に、シュラウド側翼11とハブ側翼12との先端部間に隙間が生じないこととなる。したがって、隙間流れによる流れの剥離や渦の発生を防止して、ディフューザ1の性能向上を図ることができる。
また、シュラウド側翼11とハブ側翼12との翼高さ方向の先端部を翼長に渡って翼厚の一部が互いに重なるように付き合わすこととしたので、シュラウド側翼11とハブ側翼12との剛性を高めることができる。したがって、シュラウド側翼11とハブ側翼12との振動強度を向上させることができる。
本実施形態のディフューザは、組み合わせたシュラウド側翼とハブ側翼との後縁の翼厚が薄い点で、第1実施形態と相違し、その他は同様である。したがって、同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
以下、本発明の第2実施形態について、図10を用いて説明する。
シュラウド側翼15およびハブ側翼16は、翼長中央部の各翼厚に比べて各後縁の翼厚を薄くすることとした。そのため、シュラウド側翼15およびハブ側翼16の後流を小さくすることができる。したがって、ディフューザ1の性能向上を図ることができる。
本実施形態のディフューザは、厚翼のシュラウド側翼と薄翼のハブ側翼とを組み合わせる点で、第1実施形態と相違し、その他は同様である。したがって、同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
以下、本発明の第3実施形態について、図12を用いて説明する。
厚翼のシュラウド側翼11と薄翼のハブ側翼4とは、入口角が異なり、ハブ側翼4の翼高さ方向の先端部全体が翼長に渡ってシュラウド側翼11の翼厚の一部と互いに重なるように突き合わされることとした。そのため、シュラウド側翼11とハブ側翼4とを組み合わせた際に、シュラウド側翼11とハブ側翼4との間に隙間が生じないこととなる。したがって、隙間流れによる流れの剥離や渦の発生を防止して、ディフューザ1の性能向上を図ることができる。
3 シュラウド側翼
4 ハブ側翼
5 接続壁(接続部材)
58 シュラウド側壁面
Claims (9)
- 遠心羽根車の下流側に設けられるシュラウド側壁面と、
該シュラウド側壁面に対向して設けられるハブ側壁面と、
前記シュラウド側壁面に基端部が固定される複数のシュラウド側翼と、
前記ハブ側壁面に基端部が固定される複数のハブ側翼と、を有し、
前記シュラウド側翼の翼高さ方向に直交する方向の断面形状が、該シュラウド側翼の前縁から後縁に向かって漸次広がっていく楔型形状であり、
前記ハブ側翼と該ハブ側翼に組み合わされる前記シュラウド側翼とが、入口角が異なる状態、かつ、前記ハブ側翼の翼高さ方向の先端部と該ハブ側翼に組み合される前記シュラウド側翼の翼高さ方向の先端部とが前記ハブ側翼の翼長に渡って重なった状態で組み合わされていることを特徴とする遠心圧縮機のディフューザ。 - 前記ハブ側翼の翼高さ方向の先端部の前記シュラウド側翼方向の側部と、前記シュラウド側翼の翼高さ方向の先端部の前記ハブ側翼方向の側部とで重なり部を形成し、
前記ハブ側翼の翼高さ方向の先端部の前記シュラウド側翼方向とは反対方向の側部が、前記シュラウド側翼の翼高さ方向の先端部の前記ハブ側翼方向の側部から離間したことを特徴とする請求項1に記載の遠心圧縮機のディフューザ。 - 前記ハブ側翼の翼高さ方向に直交する方向の断面形状が、該ハブ側翼の前縁から後縁に向かって漸次広がっていく楔型形状であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の遠心圧縮機のディフューザ。
- 前記ハブ側翼の翼高さ方向の先端部全体が、該ハブ側翼に組み合わされる前記シュラウド側翼の翼高さ方向の先端部と重なった状態で組み合わされていることを特徴とする請求項1に記載の遠心圧縮機のディフューザ。
- 前記シュラウド側翼の翼高さ方向に直交する方向の断面形状の幅が、前記ハブ側翼の翼高さ方向に直交する方向の断面形状の幅の2倍以上であることを特徴とする請求項1または請求項4に記載の遠心圧縮機のディフューザ。
- 遠心羽根車の下流側に設けられるシュラウド側壁面と、
該シュラウド側壁面に対向して設けられるハブ側壁面と、
前記シュラウド側壁面に基端部が固定される複数のシュラウド側翼と、
前記ハブ側壁面に基端部が固定される複数のハブ側翼と、を有し、
前記ハブ側翼と該ハブ側翼に組み合わされる前記シュラウド側翼とが、入口角が異なるように組み合わされており、
前記ハブ側翼の翼高さ方向の先端部の前記シュラウド側翼方向の側部と、前記シュラウド側翼の翼高さ方向の先端部の前記ハブ側翼方向の側部とで重なり部を形成し、
前記ハブ側翼の翼高さ方向の先端部の前記シュラウド側翼方向とは反対方向の側部が、前記シュラウド側翼の翼高さ方向の先端部の前記ハブ側翼方向の側部から離間したことを特徴とする遠心圧縮機のディフューザ。 - 前記シュラウド側翼の翼高さ方向に直交する方向の断面形状が、該シュラウド側翼の前縁から後縁に向かって漸次広がっていく楔型形状であることを特徴とする請求項6に記載の遠心圧縮機のディフューザ。
- 前記ハブ側翼の翼高さ方向に直交する方向の断面形状が、該ハブ側翼の前縁から後縁に向かって漸次広がっていく楔型形状であることを特徴とする請求項6または請求項7に記載の遠心圧縮機のディフューザ。
- 請求項1から請求項8のいずれかに記載の遠心圧縮機のディフューザを備えることを特徴とする遠心圧縮機。
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