JP2014074389A - Centrifugal compressor - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a centrifugal compressor in which a pressure recovery factor in a diffuser is improved and deterioration of processing accuracy and assembling accuracy of a guide blade is prevented.SOLUTION: A centrifugal compressor includes a radial impeller, and a diffuser 7. The diffuser 7 includes: a first annular flow channel 7a provided so as to surround the radial impeller, and formed between a pair of planar flow channel wall surfaces 7a1 and 7a2 facing in parallel each other; a second annular flow channel 7b disposed in the outside of the first annular flow channel 7a, and formed between a pair of planar flow channel wall surfaces 7b1 and 7b2 facing in parallel each other at an interval wider than that of the flow channel wall surfaces 7a1 and 7a2 forming the first annular flow channel 7a; a first guide blade 7d disposed in the first annular flow channel 7a; and a second guide blade 7e disposed in the second annular flow channel 7b and having a blade height larger than that of the first guide blade 7d.

Description

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

遠心圧縮機では、ラジアルインペラによって空気等の流体に速度エネルギを付与し、速度エネルギが付与された流体をディフューザにて減速させて昇圧させることによって流体を圧縮している。   In a centrifugal compressor, velocity energy is imparted to a fluid such as air by a radial impeller, and the fluid to which the velocity energy is imparted is decelerated by a diffuser and pressurized to compress the fluid.

このような遠心圧縮機では、ディフューザに流体を案内する案内翼が設置されている。この案内翼は、ラジアルインペラから送り出された流体が、ディフューザの外側に設けられたスクロール流路にスムーズに流れ込むように、ラジアルインペラの半径方向に送り出された流体をスクロール流路の流れ方向に向けて案内する。   In such a centrifugal compressor, guide vanes for guiding fluid to the diffuser are installed. This guide vane directs the fluid sent in the radial direction of the radial impeller in the flow direction of the scroll flow path so that the fluid sent from the radial impeller flows smoothly into the scroll flow path provided outside the diffuser. I will guide you.

ところで、例えば特許文献1には、ディフューザの流路高さをラジアルインペラの半径方向の外側に向かうにつれて拡張することにより圧力回復率を高め、ディフューザの流路長が短くても所望の圧力まで流体を圧縮可能とする遠心圧縮機が開示されている。このような遠心圧縮機によれば、ディフューザの流路長が短くなることによって遠心圧縮機の外形サイズを小さくすることができ、遠心圧縮機の小型軽量化が可能となる。   By the way, for example, Patent Document 1 discloses that the pressure recovery rate is increased by expanding the height of the flow path of the diffuser as it goes outward in the radial direction of the radial impeller, and even if the flow path length of the diffuser is short, the fluid can reach a desired pressure. A centrifugal compressor capable of compressing is disclosed. According to such a centrifugal compressor, the outer size of the centrifugal compressor can be reduced by reducing the flow path length of the diffuser, and the centrifugal compressor can be reduced in size and weight.

このような特許文献1に開示された遠心圧縮機では、ディフューザの流路壁面がテーパ面となることから、ディフューザに設置される案内翼の流路壁面との突合面もテーパ面とされている。   In such a centrifugal compressor disclosed in Patent Document 1, since the flow passage wall surface of the diffuser becomes a tapered surface, the abutting surface with the flow passage wall surface of the guide blade installed in the diffuser is also a tapered surface. .

特開昭58−183899号公報JP 58-183899 A

しかしながら、案内翼の突合面をテーパ面とすると、案内翼の形状が複雑となることから加工精度を維持することが難しく、案内翼の歩留まりが悪化し、遠心圧縮機の製造コストの増加に繋がる。また、案内翼の突合面をテーパ面とすると、案内翼の組付精度も悪化することになり、流体の案内機能が低下することにも繋がる。   However, if the abutting surface of the guide blade is a tapered surface, the shape of the guide blade is complicated, so it is difficult to maintain the processing accuracy, the yield of the guide blade is deteriorated, and the manufacturing cost of the centrifugal compressor is increased. . Further, if the abutting surface of the guide vanes is a tapered surface, the assembly accuracy of the guide vanes is also deteriorated, leading to a decrease in the fluid guiding function.

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、遠心圧縮機において、ディフューザにおける圧力回復率を高めることができ、かつ、案内翼の加工精度の悪化及び組付精度の悪化を防止することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and in a centrifugal compressor, it is possible to increase the pressure recovery rate in the diffuser, and to prevent deterioration in the processing accuracy and assembly accuracy of the guide vanes. For the purpose.

本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。   The present invention adopts the following configuration as means for solving the above-described problems.

第1の発明は、流体に速度エネルギを付与して半径方向に送り出すラジアルインペラと、上記ラジアルインペラから送り出された上記流体を減速させて昇圧するディフューザとを備える遠心圧縮機であって、上記ディフューザが、上記ラジアルインペラを囲んで設けられると共に、平行に対峙する一対の平面状の流路壁面間に形成される第1環状流路と、上記第1環状流路の外側に設けられると共に、上記第1環状流路を形成する流路壁面よりも広い間隔で平行に対峙する一対の平面状の流路壁面間に形成される第2環状流路と、上記第1環状流路に設置される第1案内翼と、上記第2環状流路に設置されると共に上記第1案内翼よりも翼高さが大きい第2案内翼とを備えるという構成を採用する。   A first aspect of the present invention is a centrifugal compressor comprising a radial impeller that applies velocity energy to a fluid and sends the fluid radially, and a diffuser that decelerates and pressurizes the fluid sent from the radial impeller. Is provided to surround the radial impeller, and is provided between a pair of flat channel wall surfaces facing each other in parallel, provided outside the first annular channel, and A second annular channel formed between a pair of planar channel walls facing each other in parallel with a wider interval than the channel wall surface forming the first annular channel, and the first annular channel installed in the first annular channel A configuration is adopted in which a first guide vane and a second guide vane installed in the second annular flow path and having a blade height larger than that of the first guide vane are employed.

第2の発明は、上記第1の発明において、上記ディフューザが、上記第1環状流路と上記第2環状流路との間に設けられ、上記第1環状流路を形成する流路壁面と上記第2環状流路を形成する流路壁面とを繋ぐ傾斜面を有する中間流路を備えるという構成を採用する。   According to a second invention, in the first invention, the diffuser is provided between the first annular channel and the second annular channel, and a channel wall surface forming the first annular channel; A configuration is adopted in which an intermediate channel having an inclined surface connecting the channel wall surface forming the second annular channel is provided.

第3の発明は、上記第1または第2の発明において、上記第1案内翼による上記流体の案内方向の延長線上に上記第2案内翼が設置されているという構成を採用する。   According to a third invention, in the first or second invention, a configuration is adopted in which the second guide vanes are installed on an extension line of the fluid guiding direction by the first guide vanes.

本発明では、ディフューザが、ラジアルインペラ側の第1環状流路と、その外側の第2環状流路とに分割され、第1環状流路と第2環状流路とは、平行に対峙する一対の流路壁面間に形成されている。ここで、第2環状流路を形成する流路壁面同士は、第1環状流路を形成する流路壁面同士よりも広い間隔で離間されている。すなわち、第2環状流路の流路高さは、第1環状流路の流路高さよりも大きく設定されている。このため、ディフューザでは、第1環状流路から第2環状流路に向かうと、第2環状流路において急激に空間容積が拡大し、流体の速度が急激に低下して昇圧される。よって、ディフューザの圧力回復率を高めることができる。   In the present invention, the diffuser is divided into a first annular flow path on the radial impeller side and a second annular flow path on the outside thereof, and the first annular flow path and the second annular flow path face each other in parallel. Are formed between the flow path wall surfaces. Here, the channel wall surfaces forming the second annular channel are spaced apart by a wider interval than the channel wall surfaces forming the first annular channel. That is, the channel height of the second annular channel is set larger than the channel height of the first annular channel. For this reason, in the diffuser, when moving from the first annular flow path to the second annular flow path, the spatial volume is suddenly expanded in the second annular flow path, and the fluid velocity is rapidly decreased to increase the pressure. Therefore, the pressure recovery rate of the diffuser can be increased.

さらに、本発明では、第1環状流路に設置される第1案内翼と、第2環状流路に設置される第2案内翼とを備えている。このため、ディフューザを流れる流体は、第1案内翼と第2案内翼とによって案内される。すなわち、本発明では、ラジアルインペラから送り出された流体は、ディフューザの入口から出口までのほぼ全域において案内される。したがって、本発明では、流体を所望の流れ方向(例えばスクロール流路での流れ方向)に向けて確実に案内することができ、圧力損失を低減させることができる。   Furthermore, in this invention, the 1st guide vane installed in a 1st annular flow path and the 2nd guide vane installed in a 2nd annular flow path are provided. For this reason, the fluid flowing through the diffuser is guided by the first guide blade and the second guide blade. That is, in the present invention, the fluid sent out from the radial impeller is guided in almost the entire region from the inlet to the outlet of the diffuser. Therefore, in the present invention, the fluid can be reliably guided in a desired flow direction (for example, the flow direction in the scroll flow path), and the pressure loss can be reduced.

また、本発明では、上述のような第1案内翼が、平行に流路壁面が対峙された第1環状流路に設置されている。また、第2案内翼が、同じく平行に流路壁面が対峙された第2環状流路に設置されている。このため、第1案内翼及び第2案内翼の流路壁面との突合面は、両方共にテーパ面でなく平面となる。したがって、本発明によれば、案内翼の加工精度の悪化及び組付精度の悪化を防止することが可能となる。   Further, in the present invention, the first guide vane as described above is installed in the first annular flow path whose flow path wall faces are parallel to each other. Further, the second guide vane is installed in a second annular flow channel having flow channel wall surfaces facing each other in parallel. For this reason, both the abutting surfaces of the first guide vane and the second guide vane with the flow path wall surface are not tapered surfaces but flat surfaces. Therefore, according to the present invention, it is possible to prevent deterioration of the processing accuracy and assembly accuracy of the guide vanes.

(a)が、本発明の一実施形態に係る遠心圧縮機の概略構成を示す縦断面図であり、(b)が本発明の一実施形態に係る遠心圧縮機が備えるディフューザを含む要部拡大図である。(A) is a longitudinal cross-sectional view which shows schematic structure of the centrifugal compressor which concerns on one Embodiment of this invention, (b) is a principal part expansion containing the diffuser with which the centrifugal compressor which concerns on one Embodiment of this invention is equipped. FIG. 本発明の一実施形態に係る遠心圧縮機が備える第1案内翼と、第2案内翼と、ハウジングの一部を示した図であり、図1(a)の右側から見た図である。It is the figure which showed the 1st guide vane with which the centrifugal compressor which concerns on one Embodiment of this invention is equipped, the 2nd guide vane, and a part of housing, and is the figure seen from the right side of Fig.1 (a).

以下、図面を参照して、本発明に係る遠心圧縮機の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。また、以下の説明では、本発明に係る遠心圧縮機として、圧縮空気を生成する遠心圧縮機に適用した例について説明する。   Hereinafter, an embodiment of a centrifugal compressor according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the scale of each member is appropriately changed in order to make each member a recognizable size. Moreover, in the following description, the example applied to the centrifugal compressor which produces | generates compressed air as a centrifugal compressor which concerns on this invention is demonstrated.

図1(a)は、本実施形態の遠心圧縮機1の概略構成を示す縦断面図であり、図1(b)は、本実施形態の遠心圧縮機1が備えるディフューザ7を含む要部拡大図である。図1(a)に示すように、本実施形態の遠心圧縮機1は、ラジアルインペラ2と、シャフト3と、シールプレート4、ハウジング5と、ボルト6と、ディフューザ7とを備えている。   Fig.1 (a) is a longitudinal cross-sectional view which shows schematic structure of the centrifugal compressor 1 of this embodiment, FIG.1 (b) is a principal part expansion containing the diffuser 7 with which the centrifugal compressor 1 of this embodiment is provided. FIG. As shown in FIG. 1A, the centrifugal compressor 1 of the present embodiment includes a radial impeller 2, a shaft 3, a seal plate 4, a housing 5, bolts 6, and a diffuser 7.

ラジアルインペラ2は、基部2aに対して固定される羽根2bを複数備えている。このラジアルインペラ2は、回転駆動されることにより、軸方向から吸引した空気X(流体)に速度エネルギを付与して半径方向に送り出す。シャフト3は、ラジアルインペラ2の空気Xの吸入方向から見て、ラジアルインペラ2の中央に固定されており、不図示の駆動源(モータやタービン等)で生成された回転動力をラジアルインペラ2に伝達する。   The radial impeller 2 includes a plurality of blades 2b that are fixed to the base 2a. The radial impeller 2 is rotationally driven, thereby giving velocity energy to the air X (fluid) sucked from the axial direction and sending it out in the radial direction. The shaft 3 is fixed to the center of the radial impeller 2 when viewed from the air X intake direction of the radial impeller 2, and rotational power generated by a drive source (not shown) (motor, turbine, etc.) is supplied to the radial impeller 2. introduce.

シールプレート4は、ラジアルインペラ2の背面に対向配置されており、中央部にシャフト3を挿通するための貫通孔が設けられている。ハウジング5は、ボルト6でシールプレート4と締結されることによって、空気Xの吸入側からラジアルインペラ2を覆うケーシングである。このハウジング5は、図1(a)に示すように、空気Xを吸入するための吸入口5aと、空気Xを吐出する吐出口5bと、ラジアルインペラ2から送り出された空気Xを吐出口5bに導くスクロール流路5cとを備えている。このスクロール流路5cは、空気Xの吸入方向から見て、ラジアルインペラ2を囲うようにしてラジアルインペラ2の外側に形成されており、同方向から見た場合に、ラジアルインペラ2を中央とする周方向に空気Xを導く。すなわち、スクロール流路5cにおける空気Xの流れ方向は、ラジアルインペラ2の回転軸を中心とする周方向に設定されている。ボルト6は、シールプレート4とハウジング5とを締結しており、ラジアルインペラ2の回転軸を中心とする周方向に離散的に複数設けられている。   The seal plate 4 is disposed so as to face the back surface of the radial impeller 2, and a through hole for inserting the shaft 3 is provided at the center. The housing 5 is a casing that covers the radial impeller 2 from the air X suction side by being fastened to the seal plate 4 with bolts 6. As shown in FIG. 1 (a), the housing 5 has a suction port 5a for sucking air X, a discharge port 5b for discharging air X, and a discharge port 5b for discharging air X sent from the radial impeller 2. And a scroll flow path 5c that leads to The scroll channel 5c is formed outside the radial impeller 2 so as to surround the radial impeller 2 when viewed from the air X suction direction, and the radial impeller 2 is centered when viewed from the same direction. Air X is guided in the circumferential direction. That is, the flow direction of the air X in the scroll flow path 5 c is set to the circumferential direction around the rotation axis of the radial impeller 2. The bolts 6 fasten the seal plate 4 and the housing 5, and a plurality of bolts 6 are discretely provided in the circumferential direction around the rotational axis of the radial impeller 2.

ディフューザ7は、ラジアルインペラ2とスクロール流路5cとの間に設けられており、図1(b)に示すように、第1環状流路7aと、第2環状流路7bと、中間流路7cと、第1案内翼7dと、第2案内翼7eとを備えている。   The diffuser 7 is provided between the radial impeller 2 and the scroll channel 5c. As shown in FIG. 1B, the first annular channel 7a, the second annular channel 7b, and the intermediate channel 7c, a first guide vane 7d, and a second guide vane 7e.

第1環状流路7aは、第2環状流路7bよりもラジアルインペラ2寄りに設けられており、ラジアルインペラ2を囲う環状の流路である。この第1環状流路7aは、図1(b)に示すように、平行に対峙する一対の流路壁面7a1と流路壁面7a2との間に形成されている。なお、流路壁面7a1は、シールプレート4の表面の一部からなる平面状の壁面である。また、流路壁面7a2は、ハウジング5の表面の一部からなる平面状の壁面である。   The first annular channel 7 a is an annular channel that is provided closer to the radial impeller 2 than the second annular channel 7 b and surrounds the radial impeller 2. As shown in FIG. 1B, the first annular channel 7a is formed between a pair of channel wall surfaces 7a1 and 7a2 facing each other in parallel. The channel wall surface 7a1 is a flat wall surface formed of a part of the surface of the seal plate 4. Further, the flow path wall surface 7 a 2 is a flat wall surface formed of a part of the surface of the housing 5.

第2環状流路7bは、第1環状流路7aの外側に設けられており、中間流路7cを介して第1環状流路7aを囲う環状の流路である。この第2環状流路7bは、図1(b)に示すように、平行に対峙する一対の流路壁面7b1と流路壁面7b2との間に形成されている。なお、流路壁面7b1は、シールプレート4の表面の一部からなる平面状の壁面である。また、流路壁面7b2は、ハウジング5の表面の一部からなる平面状の壁面である。   The second annular channel 7b is an annular channel that is provided outside the first annular channel 7a and surrounds the first annular channel 7a via the intermediate channel 7c. As shown in FIG. 1B, the second annular channel 7b is formed between a pair of channel wall surfaces 7b1 and 7b2 facing each other in parallel. The flow path wall surface 7 b 1 is a flat wall surface formed of a part of the surface of the seal plate 4. Further, the flow path wall surface 7 b 2 is a flat wall surface formed of a part of the surface of the housing 5.

図1(b)に示すように、第2環状流路7bを形成する流路壁面7b1と流路壁面7b2とは、第1環状流路7aを形成する流路壁面7a1と流路壁面7a2よりも広い間隔で平行に対峙されている。このため、第2環状流路7bの流路高さH2(ラジアルインペラ2の軸方向の大きさ)は、第1環状流路7aの流路高さH1よりも大きくなっている。   As shown in FIG. 1B, the channel wall surface 7b1 and the channel wall surface 7b2 forming the second annular channel 7b are formed by the channel wall surface 7a1 and the channel wall surface 7a2 forming the first annular channel 7a. Are confronted in parallel at wide intervals. For this reason, the channel height H2 of the second annular channel 7b (the axial size of the radial impeller 2) is greater than the channel height H1 of the first annular channel 7a.

中間流路7cは、第1環状流路7aと、第2環状流路7bとを接続する流路である。この中間流路7cは、図1(b)に示すように、シールプレート4の表面の一部からなり、平面状の壁面である流路壁面7c1と、ハウジング5の表面の一部からなるテーパ面状の壁面である流路壁面7c2との間に形成されている。テーパ面状の流路壁面7c2は、第1環状流路7aを形成する流路壁面7a1や第2環状流路7bを形成する流路壁面7b1に対する傾斜面とされており、流路壁面7a1と流路壁面7b1とを繋いでいる。   The intermediate flow path 7c is a flow path that connects the first annular flow path 7a and the second annular flow path 7b. As shown in FIG. 1B, the intermediate flow path 7 c is composed of a part of the surface of the seal plate 4, and is a taper composed of a flow path wall surface 7 c 1 that is a flat wall surface and a part of the surface of the housing 5. It is formed between the flow path wall surface 7c2 which is a planar wall surface. The tapered channel wall surface 7c2 is an inclined surface with respect to the channel wall surface 7a1 forming the first annular channel 7a and the channel wall surface 7b1 forming the second annular channel 7b. The channel wall surface 7b1 is connected.

第1案内翼7dは、第1環状流路7aに設けられている。この第1案内翼7dは、翼高さH3が、第1環状流路7aの流路高さH1と同一の大きさとされており、両端面が第1環状流路7aを形成する流路壁面(流路壁面7a1及び流路壁面7a2)との突合面となっている。なお、例えば第1案内翼7dは、両端面から突出する不図示のピンを備えており、このピンが流路壁(本実施形態ではシールプレート4及びハウジング5)に形成された嵌合穴に差し込まれることによって位置決め及び支持されている。   The first guide vane 7d is provided in the first annular flow path 7a. The first guide vane 7d has a vane height H3 having the same size as the channel height H1 of the first annular channel 7a, and both end surfaces of the channel wall surface forming the first annular channel 7a. It is a butt | matching surface with (flow-path wall surface 7a1 and flow-path wall surface 7a2). For example, the first guide vane 7d includes a pin (not shown) protruding from both end faces, and this pin is inserted into a fitting hole formed in the flow path wall (the seal plate 4 and the housing 5 in this embodiment). It is positioned and supported by being inserted.

図2は、第1案内翼7dと、第2案内翼7eと、ハウジング5の一部を示した図であり、図1(a)の右側から見た図である。この図に示すように、第1案内翼7dは、前縁をラジアルインペラ2側に向け、後縁をスクロール流路5cの流れ方向の下流側に向けるように配置されており、ラジアルインペラ2から送り出された空気Xをスクロール流路5cの流れ方向に向けて案内する。このような第1案内翼7dは、図2に示すように、第1環状流路7aに複数設置されており、ラジアルインペラ2を中央として環状に配列されている。   FIG. 2 is a diagram showing a part of the first guide vane 7d, the second guide vane 7e, and the housing 5, as viewed from the right side of FIG. 1 (a). As shown in this figure, the first guide vane 7d is arranged so that the leading edge faces the radial impeller 2 and the trailing edge faces the downstream side in the flow direction of the scroll flow path 5c. The sent out air X is guided toward the flow direction of the scroll flow path 5c. As shown in FIG. 2, a plurality of such first guide vanes 7d are installed in the first annular flow path 7a, and are arranged in an annular shape with the radial impeller 2 as the center.

第2案内翼7eは、図1(b)に示すように、第2環状流路7bに設けられている。この第2案内翼7eは、翼高さH4が、第2環状流路7bの流路高さH2と同一の大きさとされており、両端面が第2環状流路7bを形成する流路壁面(流路壁面7b1及び流路壁面7b2)との突合面となっている。このような第2案内翼7eは、第1案内翼7dよりも翼高さが大きなものとなっている。なお、例えば第2案内翼は、両端面から突出する不図示のピンを備えており、このピンが流路壁(本実施形態ではシールプレート4及びハウジング5)に形成された嵌合穴に差し込まれることによって位置決め及び支持されている。   As shown in FIG. 1B, the second guide vane 7e is provided in the second annular flow path 7b. The second guide vane 7e has a vane height H4 having the same size as the channel height H2 of the second annular channel 7b, and both end surfaces of the channel wall surface forming the second annular channel 7b. It is a butt | matching surface with (flow-path wall surface 7b1 and flow-path wall surface 7b2). The second guide vane 7e has a blade height larger than that of the first guide vane 7d. For example, the second guide vane includes a pin (not shown) protruding from both end faces, and this pin is inserted into a fitting hole formed in the flow path wall (the seal plate 4 and the housing 5 in this embodiment). Is positioned and supported.

図2に示すように、第2案内翼7eは、前縁を第1案内翼7d側に向け、後縁をスクロール流路5cの流れ方向の下流側に向けるように配置されており、第1案内翼7dで案内された空気Xを、続けてスクロール流路5cの流れ方向に案内する。このような第2案内翼7eは、図2に示すように、第2環状流路7bに複数設置されており、ラジアルインペラ2を中央として環状に配列されている。また、第2案内翼7eは、第1案内翼7dと同数設置されており、第1案内翼7dの前縁側から後縁側に向かう方向の延長線上に配置されている。すなわち、第2案内翼7eは、第1案内翼7dの空気Xの案内方向の延長線上に設置されており、第1案内翼7dによって整えられた流れを乱すことなく空気Xを案内できる。   As shown in FIG. 2, the second guide vane 7e is arranged such that the leading edge faces the first guiding vane 7d and the trailing edge faces the downstream side in the flow direction of the scroll flow path 5c. The air X guided by the guide vanes 7d is continuously guided in the flow direction of the scroll flow path 5c. As shown in FIG. 2, a plurality of such second guide vanes 7e are installed in the second annular flow path 7b, and are arranged in an annular shape with the radial impeller 2 as the center. Further, the same number of second guide vanes 7e as the first guide vanes 7d are installed, and are arranged on an extension line in a direction from the front edge side to the rear edge side of the first guide vane 7d. That is, the second guide vane 7e is installed on the extended line of the air guide direction of the first guide vane 7d, and can guide the air X without disturbing the flow arranged by the first guide vane 7d.

このように構成された本実施形態の遠心圧縮機1では、シャフト3を介してラジアルインペラ2に回転動力が伝達され、ラジアルインペラ2が回転駆動されると、吸入口5aからハウジング5内に空気Xが流れ込む。吸入口5aから流れ込んだ空気Xは、ラジアルインペラ2にて速度エネルギが付与され、ラジアルインペラ2の半径方向に送り出される。このようにしてラジアルインペラ2から送り出された空気Xは、ディフューザ7にて減速されることで昇圧され、スクロール流路5cを介して吐出口5bから圧縮空気として吐出される。   In the centrifugal compressor 1 of the present embodiment configured as described above, the rotational power is transmitted to the radial impeller 2 through the shaft 3, and when the radial impeller 2 is driven to rotate, air is introduced into the housing 5 from the suction port 5a. X flows in. The air X flowing in from the suction port 5a is given velocity energy by the radial impeller 2 and is sent out in the radial direction of the radial impeller 2. The air X sent out from the radial impeller 2 in this way is increased in pressure by being decelerated by the diffuser 7, and is discharged as compressed air from the discharge port 5b through the scroll flow path 5c.

ここで、本実施形態の遠心圧縮機1では、ディフューザ7において第2環状流路7bの流路高さH4が第1環状流路7aの流路高さH3よりも大きい。このため、第2環状流路7bの流路高さが第1環状流路7aと同じ場合と比較して、第2環状流路7bにて空間容積が急激に増大し、空気Xは急激に昇圧される。さらに、ディフューザ7において、空気Xは、第1案内翼7dと第2案内翼7eとによって、スクロール流路5cの流れ方向に向けて案内される。   Here, in the centrifugal compressor 1 of this embodiment, in the diffuser 7, the flow path height H4 of the second annular flow path 7b is larger than the flow path height H3 of the first annular flow path 7a. For this reason, compared with the case where the flow path height of the 2nd annular flow path 7b is the same as the 1st annular flow path 7a, space volume increases rapidly in the 2nd annular flow path 7b, and the air X drastically increases. Boosted. Further, in the diffuser 7, the air X is guided toward the flow direction of the scroll flow path 5c by the first guide vane 7d and the second guide vane 7e.

以上のような本実施形態の遠心圧縮機1の作用及び効果について説明する。本実施形態の遠心圧縮機1では、ディフューザ7が、ラジアルインペラ2側の第1環状流路7aと、その外側の第2環状流路7bとに分割され、第1環状流路7aと第2環状流路7bとは、平行に対峙する一対の流路壁面間に形成されている。ここで、第2環状流路7bを形成する流路壁面(流路壁面7b1及び流路壁面7b2)同士は、第1環状流路7aを形成する流路壁面(流路壁面7a1及び流路壁面7a2)同士よりも広い間隔で離間されている。すなわち、第2環状流路7bの流路高さH4は、第1環状流路7aの流路高さH3よりも大きく設定されている。このため、ディフューザ7では、第1環状流路7aから第2環状流路7bに向かうと、第2環状流路7bにおいて急激に空間容積が拡大し、空気Xの速度が急激に低下して昇圧される。よって、ディフューザ7の圧力回復率を高めることができる。   The operation and effect of the centrifugal compressor 1 of the present embodiment as described above will be described. In the centrifugal compressor 1 of the present embodiment, the diffuser 7 is divided into a first annular passage 7a on the radial impeller 2 side and a second annular passage 7b on the outer side, and the first annular passage 7a and the second annular passage 7b are divided. The annular channel 7b is formed between a pair of channel walls facing each other in parallel. Here, the channel wall surfaces (the channel wall surface 7b1 and the channel wall surface 7b2) forming the second annular channel 7b are the same as the channel wall surfaces (the channel wall surface 7a1 and the channel wall surface) forming the first annular channel 7a. 7a2) spaced apart by a wider distance than each other. That is, the channel height H4 of the second annular channel 7b is set to be greater than the channel height H3 of the first annular channel 7a. For this reason, in the diffuser 7, when it goes to the 2nd annular flow path 7b from the 1st annular flow path 7a, the space volume expands rapidly in the 2nd annular flow path 7b, and the speed | rate of the air X falls rapidly and pressure | voltage rises Is done. Therefore, the pressure recovery rate of the diffuser 7 can be increased.

さらに、本実施形態の遠心圧縮機1では、第1環状流路7aに設置される第1案内翼7dと、第2環状流路7bに設置される第2案内翼7eとを備えている。このため、ディフューザ7を流れる空気Xは、第1案内翼7dと第2案内翼7eとによって案内される。すなわち、本実施形態の遠心圧縮機1では、ラジアルインペラ2から送り出された空気Xは、ディフューザ7の入口から出口までのほぼ全域において案内される。したがって、本実施形態の遠心圧縮機1では、空気Xを所望の流れ方向(スクロール流路5cでの流れ方向)に向けて確実に案内することができ、圧力損失を低減させることができる。   Furthermore, the centrifugal compressor 1 of the present embodiment includes a first guide vane 7d installed in the first annular channel 7a and a second guide vane 7e installed in the second annular channel 7b. For this reason, the air X flowing through the diffuser 7 is guided by the first guide blade 7d and the second guide blade 7e. That is, in the centrifugal compressor 1 of the present embodiment, the air X sent out from the radial impeller 2 is guided in almost the entire region from the inlet to the outlet of the diffuser 7. Therefore, in the centrifugal compressor 1 of this embodiment, the air X can be reliably guided in a desired flow direction (flow direction in the scroll flow path 5c), and pressure loss can be reduced.

また、本実施形態の遠心圧縮機1では、上述のような第1案内翼7dが、平面状の流路壁面7a1及び流路壁面7a2が対峙された第1環状流路7aに設置されている。また、第2案内翼7eが、同じく平面状の流路壁面7b1及び流路壁面7b2が対峙された第2環状流路7bに設置されている。このため、第1案内翼7d及び第2案内翼7eの流路壁面との突合面は、両方共にテーパ面でなく平面となる。したがって、本実施形態の遠心圧縮機1では、第1案内翼7d及び第2案内翼7eの突合面の形状が単純な平面となり、案内翼の加工精度の悪化及び組付精度の悪化を防止することが可能となる。   Further, in the centrifugal compressor 1 of the present embodiment, the first guide blade 7d as described above is installed in the first annular flow path 7a in which the planar flow path wall surface 7a1 and the flow path wall surface 7a2 are opposed to each other. . Further, the second guide vane 7e is installed in the second annular channel 7b where the planar channel wall surface 7b1 and the channel wall surface 7b2 face each other. For this reason, both the abutting surfaces of the first guide vane 7d and the second guide vane 7e with the flow passage wall surface are not tapered surfaces but flat surfaces. Therefore, in the centrifugal compressor 1 of the present embodiment, the shape of the abutting surfaces of the first guide blade 7d and the second guide blade 7e is a simple flat surface, which prevents deterioration of the processing accuracy and assembly accuracy of the guide blade. It becomes possible.

また、本実施形態の遠心圧縮機1では、ディフューザ7が、第1環状流路7aと第2環状流路7bとの間に設けられ、第1環状流路7aを形成する流路壁面7a2と第2環状流路7bを形成する流路壁面7b2とを繋ぐ傾斜面(流路壁面7c2)を有する中間流路7cを備える。このため、第1環状流路7aを形成する流路壁面7a2と第2環状流路7bを形成する流路壁面7b2との境界に大きな段差が生じることを防ぐことができる。したがって、空気Xの流路壁面からの剥離を防止し、圧力損失が増大することを防止できる。   Further, in the centrifugal compressor 1 of the present embodiment, the diffuser 7 is provided between the first annular channel 7a and the second annular channel 7b, and the channel wall surface 7a2 that forms the first annular channel 7a; An intermediate channel 7c having an inclined surface (channel wall surface 7c2) connecting the channel wall surface 7b2 forming the second annular channel 7b is provided. For this reason, it can prevent that a big level | step difference arises in the boundary of the flow-path wall surface 7a2 which forms the 1st annular flow path 7a, and the flow-path wall surface 7b2 which forms the 2nd annular flow path 7b. Therefore, it is possible to prevent the air X from being separated from the wall surface of the flow path and to prevent the pressure loss from increasing.

また、本実施形態の遠心圧縮機1では、第1案内翼7dによる空気Xの案内方向の延長線上に第2案内翼7eが設置されている。このため、第2案内翼7eにおいて、第1案内翼7dで案内された方向と同一方向に空気Xを案内することができ、局所的に空気Xの流れ方向が大きく変化することがない。よって、本実施形態の遠心圧縮機1によれば、第1案内翼7dによって整えられた流れを乱すことなく空気Xを案内できる。   Further, in the centrifugal compressor 1 of the present embodiment, the second guide blade 7e is installed on an extension line in the air X guiding direction by the first guide blade 7d. For this reason, in the second guide vane 7e, the air X can be guided in the same direction as the direction guided by the first guide vane 7d, and the flow direction of the air X does not change greatly locally. Therefore, according to the centrifugal compressor 1 of the present embodiment, the air X can be guided without disturbing the flow arranged by the first guide vanes 7d.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the said embodiment. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described embodiments are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the spirit of the present invention.

例えば、上記実施形態においては、圧縮空気を生成する遠心圧縮機について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、他の流体を圧縮する遠心圧縮機に適用することも可能である。   For example, in the above embodiment, a centrifugal compressor that generates compressed air has been described. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to a centrifugal compressor that compresses another fluid.

また、上記実施形態においては、第1案内翼7dと第2案内翼7eとを同数設置する構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、第1案内翼7dと第2案内翼7eとの設置数を異ならせても良い。例えば、第1案内翼7dを第2案内翼7eよりも少なくし、第1環状流路7aにおける圧力損失を低減させるようにしても良い。   Moreover, in the said embodiment, the structure which installs the same number of 1st guide vanes 7d and 2nd guide vanes 7e was demonstrated. However, the present invention is not limited to this, and the number of the first guide vanes 7d and the second guide vanes 7e may be set differently. For example, the first guide vane 7d may be smaller than the second guide vane 7e to reduce the pressure loss in the first annular flow path 7a.

また、上記実施形態においては、流路壁面7a1、流路壁面7b1及び流路壁面7c1がシールプレート4の表面の一部からなり、流路壁面7a2、流路壁面7b2及び流路壁面7c2がハウジング5の表面の一部からなる構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、第1案内翼7dや第2案内翼7eをベーンプレートに固定し、このベーンプレートをシールプレート4やハウジング5に固定する場合には、流路壁面7a1、流路壁面7b1、流路壁面7c1、流路壁面7a2、流路壁面7b2及び流路壁面7c2がベーンプレートの表面の一部からなる構成を採用することもできる。また、ハウジング5側にラジアルインペラ2との隙間を調節するためのシュラウドを設ける場合がある。このような場合には、流路壁面7a2、流路壁面7b2及び流路壁面7c2がシュラウドの表面の一部からなる構成を採用することもできる。   In the above embodiment, the channel wall surface 7a1, the channel wall surface 7b1, and the channel wall surface 7c1 are part of the surface of the seal plate 4, and the channel wall surface 7a2, the channel wall surface 7b2, and the channel wall surface 7c2 are housings. The structure which consists of a part of 5 surface was demonstrated. However, the present invention is not limited to this. For example, when the first guide vane 7d and the second guide vane 7e are fixed to the vane plate, and the vane plate is fixed to the seal plate 4 and the housing 5, the channel wall surface 7a1, the channel wall surface 7b1, the channel wall surface 7c1, the flow path wall surface 7a2, the flow path wall surface 7b2, and the flow path wall surface 7c2 may be formed of a part of the surface of the vane plate. In some cases, a shroud for adjusting a gap with the radial impeller 2 may be provided on the housing 5 side. In such a case, it is also possible to adopt a configuration in which the channel wall surface 7a2, the channel wall surface 7b2, and the channel wall surface 7c2 are part of the surface of the shroud.

1……遠心圧縮機、2……ラジアルインペラ、2a……基部、2b……羽根、3……シャフト、4……シールプレート、5……ハウジング、5a……吸入口、5b……吐出口、5c……スクロール流路、6……ボルト、7……ディフューザ、7a……第1環状流路、7a1……流路壁面、7a2……流路壁面、7b……第2環状流路、7b1……流路壁面、7b2……流路壁面(傾斜面)、7c……中間流路、7c1……流路壁面、7c2……流路壁面、7d……第1案内翼、7e……第2案内翼、X……空気(流体)   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Centrifugal compressor, 2 ... Radial impeller, 2a ... Base, 2b ... Blade, 3 ... Shaft, 4 ... Seal plate, 5 ... Housing, 5a ... Suction port, 5b ... Discharge port 5c: scroll channel, 6: bolt, 7: diffuser, 7a: first annular channel, 7a1: channel wall surface, 7a2: channel wall surface, 7b: second annular channel, 7b1: Channel wall surface, 7b2: Channel wall surface (inclined surface), 7c: Intermediate channel, 7c1: Channel wall surface, 7c2: Channel wall surface, 7d: First guide vane, 7e ... Second guide vane, X ... Air (fluid)

Claims (3)

流体に速度エネルギを付与して半径方向に送り出すラジアルインペラと、前記ラジアルインペラから送り出された前記流体を減速させて昇圧するディフューザとを備える遠心圧縮機であって、
前記ディフューザは、
前記ラジアルインペラを囲んで設けられると共に、平行に対峙する一対の平面状の流路壁面間に形成される第1環状流路と、
前記第1環状流路の外側に設けられると共に、前記第1環状流路を形成する流路壁面よりも広い間隔で平行に対峙する一対の平面状の流路壁面間に形成される第2環状流路と、
前記第1環状流路に設置される第1案内翼と、
前記第2環状流路に設置されると共に前記第1案内翼よりも翼高さが大きい第2案内翼と
を備えることを特徴とする遠心圧縮機。
A centrifugal compressor comprising a radial impeller that applies velocity energy to a fluid and sends the fluid in a radial direction, and a diffuser that decelerates and pressurizes the fluid sent from the radial impeller,
The diffuser is
A first annular flow path that is provided between the radial impellers and formed between a pair of planar flow path wall surfaces facing each other in parallel;
A second ring formed between a pair of planar channel wall surfaces that are provided outside the first annular channel and face each other in parallel with a wider interval than the channel wall surface forming the first annular channel. A flow path;
A first guide vane installed in the first annular channel;
A centrifugal compressor comprising: a second guide vane installed in the second annular flow path and having a blade height larger than that of the first guide vane.
前記ディフューザは、前記第1環状流路と前記第2環状流路との間に設けられ、前記第1環状流路を形成する流路壁面と前記第2環状流路を形成する流路壁面とを繋ぐ傾斜面を有する中間流路を備えることを特徴とする請求項1記載の遠心圧縮機。   The diffuser is provided between the first annular channel and the second annular channel, and includes a channel wall surface forming the first annular channel and a channel wall surface forming the second annular channel. The centrifugal compressor according to claim 1, further comprising an intermediate flow path having an inclined surface connecting the two. 前記第1案内翼による前記流体の案内方向の延長線上に前記第2案内翼が設置されていることを特徴とする請求項1または2記載の遠心圧縮機。   3. The centrifugal compressor according to claim 1, wherein the second guide blade is installed on an extension line of the fluid guide direction of the first guide blade. 4.
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