JP2018173020A - 遠心圧縮機 - Google Patents
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Abstract
Description
回転軸の軸線方向に隣り合う一対のインペラは、リターン流路で接続されている。リターン流路には、作動流体から旋回成分を取り除くためのリターンベーンが設けられている。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、効率低下を抑制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。
即ち、本発明の第一態様に係る遠心圧縮機は、軸線回りに回転する回転軸と、前記回転軸に前記軸線方向に複数段が配列されて、前記軸線方向一方側の入り口から流入する作動流体を径方向外側に圧送するインペラと、前記回転軸及び前記インペラを囲うケーシングであって、互いに隣り合う前記インペラのうち前段側の前記インペラから排出される作動流体を径方向内側に向かって案内して後段側の前記インペラに導入するリターン流路を有するケーシングと、前記リターン流路内に周方向に間隔をあけて複数設けられたリターンベーンと、を備え、前記リターンベーンは、前縁を含む領域における前記軸線方向一方側のハブ側の厚さが前記軸線方向他方側のシュラウド側の厚さよりも大きい。
なお、リターンベーンの圧力面から負圧面に供給された高エネルギー流体は、負圧面での剥離した流体との干渉が少ないため、エネルギーが大きく損なわれることはない。
また、リターンベーンのハブ側とシュラウド側での厚さの勾配を、切削加工等によって形成する場合には、上記範囲のみに加工を加えれば良いので、製造コストの増加を抑えることができる。
図1に示すように、遠心圧縮機100は、軸線O回りに回転する回転軸1と、この回転軸1の周囲を覆うことで流路2を形成するケーシング3と、回転軸1に設けられた複数段のインペラ4と、ケーシング3内に設けられたリターンベーン50と、を備えている。
ケーシング3における案内流路25を形成する壁面のうち、軸線O方向一方側の壁面は、ハブ側壁面3aとされている。ケーシング3における案内流路25を形成する壁面のうち、軸線O方向他方側の壁面は、シュラウド側壁面3bとされている。
前縁側領域60は、前縁51から後縁52に向かってリターンベーン50の径方向の寸法の10〜30%の領域であり、後縁側領域70は、後縁52から前縁51に向かっての残りの領域とされている。前縁側領域60と後縁側領域70との境界は、軸線Oに平行とされている。
回転軸1及びインペラ4の回転に伴い吸込口から流路2内に取り込まれた作動流体Gは、1段目の吸込流路21を経て、インペラ4中の圧縮流路22に流入する。インペラ4は回転軸1の回転に伴って軸線O回りに回転していることから、圧縮流路22中の作動流体Gには、軸線Oから径方向外側に向かう遠心力が付加される。加えて、上記の通り、圧縮流路22の断面積は径方向外側から内側にかけて次第に減少していることから、作動流体Gは徐々に圧縮される。これにより、高圧の作動流体Gが、圧縮流路22から後続のディフューザ流路23に送り出される。
2 流路
3 ケーシング
3a ハブ側壁面
3b シュラウド側壁面
4 インペラ
5 ジャーナル軸受
6 スラスト軸受
7 吸気口
8 排気口
21 吸込流路
22 圧縮流路
23 ディフューザ流路
24 リターンベンド部
25 案内流路
30 リターン流路
41 ディスク
42 ブレード
43 カバー
50 リターンベーン
51 前縁
52 後縁
53 負圧面
54 圧力面
60 前縁側領域
70 後縁側領域
100 遠心圧縮機
O 軸線
R 回転方向
G 作動流体
FH 二次流れ
FS 二次流れ
S 剥離領域
E 高エネルギー流体
Claims (3)
- 軸線回りに回転する回転軸と、
前記回転軸に前記軸線方向に複数段が配列されて、前記軸線方向一方側の入り口から流入する作動流体を径方向外側に圧送するインペラと、
前記回転軸及び前記インペラを囲うケーシングであって、互いに隣り合う前記インペラのうち前段側の前記インペラから排出される作動流体を径方向内側に向かって案内して後段側の前記インペラに導入するリターン流路を有するケーシングと、
前記リターン流路内に周方向に間隔をあけて複数設けられたリターンベーンと、
を備え、
前記リターンベーンは、前縁を含む領域における前記軸線方向一方側のハブ側の厚さが前記軸線方向他方側のシュラウド側の厚さよりも大きい遠心圧縮機。 - 前記リターンベーンは、前記前縁を含む領域で、前記ハブ側から前記シュラウド側に向かうに従って前記厚さが単調減少する請求項1に記載の遠心圧縮機。
- 前記前縁を含む領域は、前記リターンベーンの径方向寸法における前記前縁から後縁に向かっての10%〜30%の領域である請求項1又は2に記載の遠心圧縮機。
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