JP2016522357A5

JP2016522357A5 -

Info

Publication number: JP2016522357A5
Application number: JP2016520722A
Authority: JP
Filing date: 2014-06-18
Publication date: 2019-03-28

Description

ＵＳ１，４４７，９１６は、ディフューザを組み込んだロータの別の実施形態を示す。ディフューザは、ブレードを備えるロータ部分をもつ単一部品でも、あるいは、ブレードを備えるロータ部分に固定された別個の部品でもよい。しかしながら、羽根を図示しているすべての図において、羽根は、デバイスの一部の上のみに延び、（遠心ロータに対応する）デバイスの外周アウトレットまでは延びず、遠心ロータに対応する部分は、ディフューザから上流に完全に径方向のアウトレットを有する。

流体自体の性質（特に、流体の粘性）に特に関係する圧力降下をなくすことは可能ではないが、本発明では、これらの損失をできる限り最小限に抑える手段を提供するものである。

したがって、アウトレットチャネルに与えられた形態に起因して、ロータから下流のディフューザにおいて、軸方向流への遠心ロータ内の径方向流の移行が実行され、流体が方向を変えると、唐突な圧力の損失が制限される。

図２および図４は、本発明による遠心ロータの第１の実施形態を示す。図面に示したように、図１における全体的な構造は、図２〜図４における全体的な構造と実質的に同じである。したがって、図１における参照符号は、同様の要素を指すために図２〜図４において使用される。したがって、遠心ロータ２が、長手方向軸８を有するシャフト６の周りに、ハウジング４中に回転可能に装着されていることが分かる。遠心ロータ２は、ハウジング４に対して封止され、したがって詳細には、ラビリンスリング２４（または他のタイプの封止）とともに作動するシーリングベアリング１８を介して封止されることが保証される。ハブ１０は、たとえば、図示されていないスプラインを用いて、ロータとシャフト６との間の接続を可能にする。遠心ロータ２は、羽根１６により相互接続された上流フランジ１２と下流フランジ１４とをさらに備える。上流フランジ１２は、ハブ１０とともに環状開口部２２のインレットチャンバ２０を規定するシーリングベアリング１８を有する。ここでも、遠心ロータ２が長手方向軸８の周りで回転すると、空気（または他の流体）は、螺旋状の遠心力による動きで圧縮されるように開口部２２を通して引き込まれ（縦方向吸気）、次いでやはり、任意選択でチャネルを備えるディフューザ２８内の長手方向に配向されることになる。

先行技術のロータと本発明による遠心ロータ２との間の相違は、本質的にはアウトレット２６にあり、すなわち、上流フランジ１２の最大直径を有する区域、下流フランジ１４の最大直径を有する区域、および羽根１６にある。

先行技術において知られているコンプレッサ（またはポンプ）の遠心ロータと比較して、本発明は、長手方向ディフューザに入る速度ベクトルが向上した遠心ロータ中の空気流（または他の流体）のためのアウトレットを提供することである。この目的のために、空気チャネルがアウトレット２６に近接した遠心ロータ２中でわずかに湾曲している（フランジと羽根によって規定される）ことが予期される。したがって、遠心ロータのアウトレットにおいて、湾曲の外側に向かう空気の速度を高めることを可能にする曲率が生成される。

図１の実施形態では、上流フランジ１２の内面および下流フランジ１４の表面は、実質的に平面であり（わずかに収束しており）、上流フランジ１２の内側表面は、アウトレット２６の近くに凹区域３２を有し、下流フランジ１４の内側表面は、アウトレット２６の近くに、凹区域３２に対向する凸区域３４を有することに留意されたい。

図４は、羽根１６が、下流フランジ１４の凸区域３４へと延びていることを示す。もちろん、羽根１６は同様に、上流フランジ１２の凹ゾーン３２へと延びる。好ましくは、この図４に示すように、羽根１６は、上流フランジ１２および下流フランジ１４の周縁部まで、すなわち、ロータのアウトレット２６まで延びる。

このようにして、本発明による遠心ロータの形状は、径方向空気流から長手方向流へのより漸進的な遷移を可能にする。ディフューザの移行セクションを通る流体速度の分布は、より均一かつ規則的である。したがって、圧力降下が制限され、アキシャルディフューザ中へ流れるにつれて径方向流から軸方向流へと流体が本質的に移行する時に、流体は、収率に関する利得が得られる。

Claims

アキシャルディフューザ（２８）と遠心ロータ（２）とを備える圧縮段階で使用される遠心ロータ（２）であって、遠心ロータ（２）は、
‐長手方向軸（８）を有するハブ（１０）と、
‐流体インレット（２０）と、
‐前記ハブ（１０）の周りに開口部（２２）を有する、上流の第１のフランジ（１２）と、
‐前記ハブ（１０）に直接接続され、羽根（１６）により前記第１のフランジ（１２）から下流に離隔されて当該第１のフランジ（１２）に接続され、それにより、当該第１のフランジ（１２）によりそれぞれ画定されるチャネルを形成する、第２のフランジ（１４）であって、前記第２のフランジ（１４）および２つの羽根（１６）が、前記流体インレット（２０）から外周アウトレット（２６）まで延びる、第２のフランジ（１４）と、を備え、
前記外周アウトレット（２６）の近傍において、前記第１のフランジ（１２）が前記チャネルに向かって配向された凹区域（３２）を有し、前記第２のフランジ（１４）が当該チャネルに向かって配向される凸区域（３４）を有し、
前記第１のフランジ（１２）の前記チャネルに隣接する外側周縁部（Ｓ）の直径（Ｒｓ）は前記第２のフランジ（１４）の当該チャネルに隣接する外側周縁部（Ｈ）の直径（Ｒｈ）よりも大きく、当該第１のフランジ（１２）の当該外側周縁部（Ｓ）近傍の空気の周速度が当該第２のフランジ（１４）の当該外側周縁部（Ｈ）の近くの空気の周速度よりも高く、
前記外周アウトレット（２６）は、前記第１及び第２のフランジ（１２，１４）の最外縁に径方向に配向されている、遠心ロータ（２）。
前記第１のフランジ（１２）および前記第２のフランジ（１４）が、前記長手方向軸の周りに円形形状を有することを特徴とする、請求項１に記載の遠心ロータ。
前記チャネルから出る前記第１のフランジ（１２）の前記凹領域に対する表面接線が、前記長手方向軸（８）に直交するラジアル平面と、１°〜４５°の角度を形成することを特徴とする、請求項１または２に記載の遠心ロータ。
前記チャネルから出る前記第１のフランジの前記凹領域に対する前記表面接線が、前記長手方向軸に直交するラジアル平面と、１０°〜３０°の角度を形成することを特徴とする、請求項３に記載の遠心ロータ。
前記チャネルから出る前記第２のフランジ（１４）の前記凸領域（３４）に対する表面接線（３６）が、前記長手方向軸（８）に直交するラジアル平面と、１°〜４５°の角度を形成することを特徴とする、請求項１〜４のうち一項に記載の遠心ロータ。
前記チャネルから出る前記第２のフランジ（１４）の前記凸領域（３４）に対する前記表面接線（３６）が、前記長手方向軸（８）に直交するラジアル平面と、１０°〜３０°の角度を形成することを特徴とする、請求項５に記載の遠心ロータ。
前記羽根（１６）が、前記第１のフランジ（１２）および／または前記第２のフランジ（１４）の外部に前記周縁部（Ｈ、Ｓ）まで延びることを特徴とする、請求項１〜６のうち一項に記載の遠心ロータ。
請求項１〜７に記載の遠心ロータ（２）を備えることを特徴とする、遠心コンプレッサ。
請求項１〜７に記載の遠心ロータ（２）を備えることを特徴とする、遠心ポンプ。