JP2981189B2 - 遠心圧縮機及び遠心圧縮機の制御方法 - Google Patents

遠心圧縮機及び遠心圧縮機の制御方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば冷凍システ
ムに用いられる遠心圧縮機に関し、主に、広い負荷範囲
で効率的に動作可能な再循環ディフューザを有する遠心
圧縮機に関する。
【0002】
【従来の技術】遠心圧縮機は、通常、水冷凝縮機を有し
た大容量のチラーシステム即ち冷凍システムに用いられ
る。このような圧縮機における動作ラインに対する要求
は非常に厳しいものとなっている。圧縮機が、その最大
設計容量の10%までの範囲でサージを起こすことなく
動作することを製造者が立証できた場合には、空調及び
冷凍協会(Air Conditioning and Refrigeration Insti
tute:ARI)による認定が得られる。通常、圧縮機の
動作は、ARIラインとして知られる圧縮機マップ[フ
ローに対するヘッド圧力のマップ]上にプロットされた
直線と比較される。その直線の傾斜最大容量における1
00%ヘッドの最大容量設計点から、10%の容量にお
ける50%ヘッドに向かって傾斜する。この基準を満た
すために、何らかのコントロールを行って、圧縮機を通
じてのヘッド及びフローが減少してもサージが生じない
ようにする必要がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】サージを防ぐための最
も知られた手法としては、圧縮機の速度を変化させる
か、あるいは圧縮機の幾何形状を変更することである。
圧縮機の速度を変動させると、種々の問題が生じること
から、この手法は通常は用いられない。したがって、圧
縮機の速度は、システムの要求量によって固定して定め
られる。同様に、インペラのサイズもまた固定されてお
り、流入口のガイドベーンが圧縮機の幾何形状を変動さ
せるために用いられる。流入口のガイドベーンの位置を
調整することにより、圧縮機を通じてのフローが調整さ
れて、容量が小さくなっても高いヘッド圧力が維持され
るようになり、これによりサージが防がれる。このよう
な調整可能な流入口ガイドベーンを用いても、圧縮機に
は、インペラの幾何形状が固定されていることに起因す
る、ある種の不安定性が存在する。
【0004】インペラのデザインが固定されていること
に起因する不安定性に加えて、圧縮機のディフューザセ
クションもまた、負荷が最大とはなっていない、即ちあ
まり大きくない状態において圧縮機を不安定とする原因
となりうる。このような問題を解決するために、調整可
能な幾何形状を有したディフューザが用いられている。
これらの調整可能なディフューザは、米国特許第4,527,
949号、第4,378,194号、第4,219,305号に開示されてい
る。これらの特許では、ディフューザを通じてのフロー
は、ディフューザ通路の領域を変化させることで調整さ
れている。ある種のディフューザ、例えば米国特許第5,
445,496号や第5,145,317号に記載されたようなパイプデ
ィフューザでは、上記のような領域の調整を実際に行う
ことは困難である。
【0005】アジア−太平洋地域等の、年間を通じて外
気温が相対的に一定に維持される気候帯では、圧縮機の
ヘッド圧力を高く維持することが必要である。これらの
条件下では、外気の湿球温度が一定、例えば85°(8
5°F)であり、容量約10%で動作している場合、圧
縮機のヘッド圧力は、設計ヘッド圧力の約85%までに
しか降下しない。したがって、優れたARI負荷ライン
パフォーマンスを有する圧縮機は、このような状況下で
低い容量での動作が要求された場合、必ずしも効率的
に、あるいはサージを起こすことなく動作するわけでは
ない。
【0006】従って、本発明は、遠心圧縮機の性能の向
上に関する。この目的は、本発明の請求項に係る方法及
び装置によって達成される。
【0007】
【課題を解決するための手段】遠心圧縮機は、インペラ
ホイールと、圧縮された流体をコレクタチャンバに膨張
させるためのディフューザを有する。圧縮機は、さら
に、圧縮機のシュラウドの背後に位置する環状のプレナ
ムチャンバと、このプレナムチャンバの周囲に設けられ
て、コレクタチャンバからプレナムチャンバへと流体を
分配するための、一連の渦抑制通路を有する。第二の一
連のチャンネルベーンは、インペラチップ領域に隣接す
るシュラウドの周囲に設けられて、プレナムチャンバ内
に収容された流体を、インペラブレードから流出するフ
ローへと方向づける、即ち誘導する。シャットオフリン
グは、渦抑制通路に調整可能に設けられている。
【0008】このシャットオフリングは、全開位置と全
閉位置との間で無段階に調整可能であり、上記渦抑制通
路を流通する流体の量を変えることができる。シャット
オフリングの位置は、システムへの負荷要求が減少して
も、ディフューザを流通するフローの総量が一定に維持
されるように調整され、これにより、低容量時における
サージが回避されるようになっている。本発明の一実施
形態においては、シャットオフリングは、調整可能な流
入口ガイドベーンとともに作動して、定速圧縮機の総合
的なパフォーマンスを調整する。これにより、システム
が高温の気候帯で低容量、即ち設計容量の約10%の容
量で運転されているときに、圧縮機がサージ状態となら
ないようにしている。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態を説明する。
【0010】まず、図1〜3には、本発明に係る遠心圧
縮機10の概略が示される。この圧縮機は、流体再循環
特性を有するパイプディフューザを備える。この流体再
循環特性によって、圧縮機の吐出口コレクタからの流体
が、一連のノズルを通じて加速されて、圧縮機のインペ
ラのチップから送出されるフローへと合流される。再循
環特性がない場合には、ディフューザの入口においてイ
ンシデンス・ロス即ち流入損失が生じるが、上記のよう
に合流させることで、流入損失が減少する、あるいは流
入損失が生じなくなる。流体は、インペラの出口に流入
されるので、流体に対する仕事は発生しない。従って、
他の高温ガスバイパス方法において生じる、効率損失や
流体の温度上昇等の現象が生じることはない。
【0011】圧縮機は、速度が一定の機器であり、電気
モータ13によって直接駆動されるシングルインペラ1
2を有する。勿論、本発明の趣旨や範囲を逸脱すること
なく、電気モータ以外の適当な駆動手段を用いることが
可能である。一連の調整可能な流入口ガイドベーン15
−15は、インペラの入口16に設けられている。各ガ
イドベーンは、開口部20を通じて圧縮機のケーシング
19から外部へと向かう調整シャフト17に応答する。
この調整シャフト17は、ギアトレイン21を通じてコ
ントローラ22へと結合されている。そして、このコン
トローラ22は、中央処理装置(CPU)23からの入
力信号に応答して流入口ガイドベーンのセッティングを
調整するように設けられている。
【0012】システムが温和な気候帯で用いられている
というほとんどの動作条件下では、圧縮機に対するガイ
ドベーンによる調整は十分なものであり、低い容量で作
動しても、圧縮機がサージ状態となることはない。しか
し、外気の湿球温度が比較的一定している気候帯で動作
しているシステムにおいては、必ずしも十分とはならな
い。上述したように、本発明に係る圧縮機は、再循環デ
ィフューザを有しており、負荷要求の変動にかかわら
ず、ディフューザを通じてのフロー量が比較的一定に維
持される。
【0013】インペラから流出する流体のフローは、パ
イプディフューザセクション26へと向けられる。この
種のパイプディフューザの詳細は、ブラス(Joost Bras
z)に付与されて本出願人に譲渡された米国特許第5,
445,496号に記載されている。この米国特許は、
参照として本願に包含される。図4に示されるように、
パイプディフューザは、圧縮機のシュラウド28上に支
持された単一の環状鋳造体27により形成される。図3
に示される鋳造体は、インペラの出口領域上にあり、コ
レクタチャンバ29のリムに対して径方向にのびる。周
方向に離間した複数のディフューザチャンネル30は、
この鋳造体内に形成され、ディフューザチャンネルの中
心線31が共通円32に正接するようになっており、こ
の場合、共通円32は、鋳造体の内側リムを形成する。
【0014】各チャンネルは、軸方向に整列してつなが
っているセクション34〜36を有する。第一のセクシ
ョン34は、円筒状であり、その両側の同様のセクショ
ンを分離する角度に位置している。中間セクション35
は、上記円筒状のセクション34につながっており、フ
ローの方向に幾何的に約4°でわずかに広がった形状を
有している。最後のセクション36は、セクション35
につながり、フローの方向に対して、8°広がった形状
となっている。
【0015】各チャンネルに対する出口領域は、入口領
域の5倍として、インペラから流出する圧縮された流体
が、出来る限り完全に膨張した後にコレクタチャンバに
流入される構成とすることが望ましい。
【0016】図3、5によく示されるように、環状部材
40は、ディフューザ鋳造体27にすぐ隣接して設けら
れており、溝付きファスナ41によってシュラウド28
にボルト止めされている。シュラウド28は、環状部材
40の下方に設けられて、プレナムチャンバ42を形成
する。環状部材40は、ベース39と、このベース39
の頂面44上に設けられた一連の弓形の渦抑制ベーン4
3[渦抑制ブレード]と、を有する。上記渦抑制ベーン
43は、ブレード間に渦抑制通路45を形成する。この
渦抑制通路45によって、コレクタチャンバからの高圧
の膨張した流体がプレナムチャンバ41へと向かう。図
5に示されるように、ベーンの入口における角度は、環
状部材40の外半径である半径Rにおける円に正接する
線と、角度αをなしている。好ましくは、この入口角
は、約15〜22°の間である。
【0017】ベーンの出口における角度は、ディスクの
内側半径である半径rにおける円に正接する線と角度β
をなす。好ましくは、この出口角は、約30〜50°の
間である。半径Rは、ディフューザ出口半径±10%を
表し、半径rは、ディフューザ流入口半径±10%を表
す。渦抑制通路45は、コレクタチャンバからプレナム
チャンバへと流れるフローにおける渦運動を除去するよ
うに設計されている。
【0018】図6にシュラウド28の半平面図を示す。
一連のチャンネルベーン50は、突出した(盛り上がっ
た)環状セクション51にそって設けられており、シュ
ラウド28は、図3に示されるように、プレナムチャン
バ42とインペラ通路52とを分離させる。チャンネル
ベーン50は、環状セクションの頂部にそって周方向に
離間して設けられており、ベーン間にプレナムからの流
体をインペラのチップ領域に方向づける即ち誘導するた
めのチャンネル通路55を形成している。チャンネル通
55は、このチャンネル通路55を通じてインペラか
ら流出する圧縮された流体の通路付近へと移動する流体
のフローを加速する輪郭形状となっている。このチャン
ネル通路55の輪郭は、また、このチャンネル通路を流
通するフローの方向を、インペラのチップから流出する
フローの方向に対応した方向とさせるようになってい
る。これにより、インペラから流出するメインの流体へ
の流体の合流がスムーズに行われ、かつ、インジェクシ
ョンロス即ち流出損失も小さくなる。
【0019】図6では、突出したシュラウドセクション
51の頂部に沿って設けられている、隣接する一対のチ
ャンネルベーン50が示されており、簡単のために、残
りのベーンは示されていない。インペラの軸59に垂直
な平面から測定すると、チャンネルベーンの入口ブレー
ド角は約30°、出口ブレード角は約20°である。図
3に示されるように、インペラに隣接して設けられたシ
ュラウドセクション57のチップは、約45°で設置さ
れており、通路のフロアとベーンとによって、プレナム
チャンバからの流体のフローとインペラからの流体のフ
ローとがスムーズにブレンド即ち合流されるようになっ
ている。
【0020】シャットオフリング62は、渦抑制通路へ
の入口に設けられており、図1に示される全開位置と、
図2に示される全閉位置との間で移動得るように配置
されている。上記全位置では、通路はコレクタチャン
バに向かって完全に開いた状態であり、全閉状態では、
コレクタチャンバとプレナムチャンバとの間のフローが
実際にブロックされる状態となっている。このシャット
オフリング62は、圧縮機のケーシングに設けられたベ
アリング63と上記渦抑制部材の頂面との間でスライド
可能に設けられている。高圧の流体が圧縮機内部から漏
れ出ることがないように、シャットオフリング62に対
しては適切なシール64が設けられている。このリング
は、ラックアンドピニオン式の駆動ユニット65に接続
されており、シャットオフリングが上記全開、全閉の間
の中間の位置を無段階にとり得るようになっている。
【0021】ピニオンホイール67は、制御ユニット6
8によって駆動され、かつ、中央処理装置23によって
プログラムされる。リングの駆動システムは、流入口ガ
イドベーンに関連して動作するようになっており、流入
口ガイドベーンが開位置に近づくにつれて、シャットオ
フリングが閉鎖位置に近づくようになっている。二つの
制御ユニットは、CPUを通じて、圧縮機の容量が最大
負荷設計容量から減少していっても、圧縮機のヘッドが
相対的に一定となるようにプログラムされている。以
上、再循環ディフューザを、遠心圧縮機の幾何形状をコ
ントロールするための調整可能な流入口ガイドベーンと
関連させて説明した。しかし、この再循環ディフューザ
を単独で用いても、同様の結果を得ることが可能であ
る。
【0022】本発明に係る制御装置を備えた遠心圧縮機
での、流量に対する圧縮機のヘッド圧力の関係を示す圧
縮機マップを図7に示す。圧縮機のサージラインの包絡
線を70として示す。ライン71は、凝縮機に流入する
水温が65°Fから85°Fで変化するばあいにおける
圧縮機の動作ラインを示す。このラインは、ARIライ
ンの近似ラインとなっている。第二のライン72は、凝
縮機に流入する水温が約85°Fとほぼ一定であるとき
における圧縮機の動作ラインを示す。このラインは、A
POラインの近似ラインを示す。さらに、点線73は、
圧縮機の幾何形状を流入口ガイドベーンによって調整し
たときにおける、定速遠心圧縮機のサージラインを示
す。この図に示されるように、調整可能な流入口ガイド
ベーンのみを備えた圧縮機は、凝縮機への流入水温が比
較的高い温度で一定となっている気候帯においては、容
量が約50%でサージ状態となる。一方、同じ圧縮機で
も、本発明に係る再循環ディフューザシステムを備えた
場合には、サージ状態となる状態でも圧縮機が動作可能
であり、容量が約10%に低下した場合でさえも動作可
能である。
【0023】上記開示から明らかなように、本発明の圧
縮機は、凝縮機の冷却水の温度が約85°Fに相対的に
一定となっている気候帯において用いられる多くの冷凍
システムに対して、理想的に適合したものとなってい
る。
【0024】以上、本発明を、パイプディフューザを備
えた遠心圧縮機に関して説明したが、ベーンアイランド
ディフューザやエアフォイルベーンディフューザ等の、
ベーンを有したディフューザであればどのタイプであっ
ても同様に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る圧縮機の、渦抑制チ
ャンネルの入口に設けられた調整可能なシャットオフリ
ングが全開位置での説明図。
【図2】調整可能なシャットオフリングが全閉位置にあ
る状態での、本発明の一実施形態に係る圧縮機の説明
図。
【図3】本発明の一実施形態に係るディフューザ再循環
路の詳細を示す部分断面図。
【図4】本発明で好適に用いられるパイプディフューザ
の形状を示した部分断面図。
【図5】本発明で用いられる渦抑制ベーンアッセンブリ
の平面図。
【図6】本発明で用いられるチャンネルベーンの形状を
示す、インペラシュラウドの部分側面断面図。
【図7】本発明の一実施形態に係る圧縮機のサージ特性
を示す、フローに対するコンプレッサヘッド圧力の相関
を示すグラフ。
【符号の説明】
10…遠心圧縮機 12…インペラ 13…モータ 15…流入口ガイドベーン 16…インペラ 19…ケーシング 17…調整シャフト 29…コレクタチャンバ 30…ディフューザチャンネル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン ダブリュー.サルヴィジ アメリカ合衆国,ニューヨーク,ジェイ ムズヴィル,シングルツリー レイン 6008 (56)参考文献 米国特許5445496(US,A) 英国特許635270(GB,B) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F04D 17/10 F04D 29/44

Claims (25)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中心軸の周囲を回転して流体を圧縮する
    インペラホイールと、圧縮された流体をコレクタチャン
    バ内に膨張させるディフューザと、を有した遠心圧縮機
    において、 前記インペラをおおうシュラウド内に設けられたプレナ
    ムチャンバを有し、 前記インペラホイールの周囲に互いに離間して配置され
    るとともに前記コレクタチャンバと前記プレナムチャン
    バとの間にのびる一連の渦抑制ブレードを有し、この渦
    抑制ブレードによって、前記コレクタチャンバを前記プ
    レナムチャンバと流体的に連通状態とするための第一の
    渦抑制通路のセットが形成され、 前記インペラのチップ領域に互いに離間して設けられた
    一連のチャンネルベーンを有し、このチャンネルベーン
    によって前記プレナムチャンバからの流体を前記インペ
    ラの出口のフローへと導入するための第二のチャンネル
    フロー通路が形成され、前記第一の渦抑制通路と前記第
    二のチャンネルフロー通路とによって、これらのフロー
    通路を流通するフローが、前記インペラから流出する流
    体の出口速度及び方向に関して調整され、 前記渦抑制通路を流通する流体のフローを調整するため
    の制御手段を有し、この手段によって、前記インペラ出
    口へと導入される流体のフロー量は、負荷条件が変動し
    てもディフューザを流通するフローの総量が相対的に一
    定化されるように調整されることを特徴とする遠心圧縮
    機。
  2. 【請求項2】 前記制御手段は、前記渦抑制通路を流通
    する流体のフローが調整されるように、前記渦抑制通路
    の入口に設けられた調整可能リングと、 前記調整可能リングの位置を全開位置と前記渦抑制
    通路へのフローが遮断される全閉位置との間で無段階
    に移動させるためのリング駆動手段と、を更に有するこ
    とを特徴とする請求項1記載の遠心圧縮機。
  3. 【請求項3】 前記チャンネルベーンは、前記インペラ
    のチップ領域に設けられ、前記インペラの中心軸に垂直
    な平面に対する、前記各チャンネルベーンの入口角は約
    30°、出口角は約20°であることを特徴とする請求
    項1記載の遠心圧縮機。
  4. 【請求項4】 前記渦抑制ブレードの入口角は、その入
    口領域での半径(R)の円の正接線に対する角度が15
    〜22°であり、出口角は、その出口領域での半径
    (r)の円の正接線に対する角度が30〜45°である
    ことを特徴とする請求項3記載の遠心圧縮機。
  5. 【請求項5】 前記半径(R)の値は、前記ディフュー
    ザの出口での半径の値から±10%以内の値に等しいこ
    とを特徴とする請求項4記載の遠心圧縮機。
  6. 【請求項6】 前記半径(r)の値は、前記ディフュー
    ザの入口での半径の値から±10%以内の値に等しいこ
    とを特徴とする請求項5記載の遠心圧縮機。
  7. 【請求項7】 前記インペラの入口領域内に設けられた
    一連の調整可能ガイドベーンと、前記ガイドベーンを圧
    縮機の負荷条件に応じて開閉するためのガイドベーン駆
    動手段を更に有することを特徴とする請求項2記載の遠
    心圧縮機。
  8. 【請求項8】 前記制御手段は、負荷条件が変動しても
    圧縮機を流通する流体の量が相対的に一定に保たれるよ
    うに、前記調整可能ガイドベーンが閉じるに従って前記
    調整リングを開かせるためのコンピュータ手段を更に有
    することを特徴とする請求項7記載の遠心圧縮機。
  9. 【請求項9】 前記ディフューザは、前記インペラの前
    記ブレードチップ領域に隣接し、かつ互いに周方向に離
    間して設けられた一連のディフューザパイプよりなるこ
    とを特徴とする請求項8記載の遠心圧縮機。
  10. 【請求項10】 各パイプディフューザは、一定の直径
    を有する入口セクションと、フローの方向にむかって第
    一の角度で広がる中心セクションと、前記第一の角度よ
    りも大きな第二の角度で広がる出口セクションと、を有
    することを特徴とする請求項9記載の遠心圧縮機。
  11. 【請求項11】 冷凍システムに用いられる遠心圧縮機
    において、 前記システム内で用いられる冷媒を圧縮するためのイン
    ペラホイールと、 前記インペラ出口からの圧縮された流体を受けるための
    入口領域を有し、前記インペラからの圧縮された冷媒を
    膨張させてコレクタチャンバへと送るためのパイプディ
    フューザと、 前記コレクタからの冷媒を前記パイプディフューザの前
    記入口領域へと再導入させて、この入口領域で、前記再
    導入された冷媒を前記インペラから流出する圧縮された
    流体と混合するための、再循環手段と、 前記再循環手段と結合されて、前記再循環手段を流通す
    る冷媒の量を調整し、負荷が変動しても前記ディフュー
    ザを流通する冷媒の総量が一定に維持されるようにする
    ための制御手段と、を有することを特徴とする遠心圧縮
    機。
  12. 【請求項12】 前記再循環手段は、前記インペラから
    流出する圧縮された流体の速度に適合するように前記冷
    媒のフローを加速するための手段を更に有することを特
    徴とする請求項11記載の遠心圧縮機。
  13. 【請求項13】 前記再循環された冷媒を前記インペラ
    から流出する冷媒のフローに混合する際における損失量
    が最小化されるように、前記再循環される冷媒のフロー
    を調整するための手段を更に有することを特徴とする請
    求項12記載の遠心圧縮機。
  14. 【請求項14】 前記再循環手段は、前記インペラに隣
    接するプレナムチャンバへと前記コレクタチャンバから
    の冷媒を送るための渦抑制通路を形成するように配置さ
    れた第一の渦抑制ベーンのセットと、前記プレナムチャ
    ンバからの冷媒を前記インペラから流出する圧縮された
    流体フローへと導入させるように配置された第二のチャ
    ンネルベーンのセットと、を有することを特徴とする請
    求項11記載の遠心圧縮機。
  15. 【請求項15】 前記ベーンの形状は、前記インペラか
    ら流出する冷媒の速度に適合させるように前記再循環さ
    れた冷媒を加速させる形状となっていることを特徴とす
    る請求項14記載の遠心圧縮機。
  16. 【請求項16】 前記第二のチャンネルベーンのセット
    は、更に、前記再循環されたフローの方向を、前記イン
    ペラから流出するフローの方向に適合させる形状を有し
    ていることを特徴とする請求項15記載の遠心圧縮機。
  17. 【請求項17】 前記制御手段は、前記再循環手段の入
    口に設けられた調整可能リングと、前記調整可能リング
    の位置を全閉位置と全開位置との間で選択して前記再循
    環手段を通じてのフロー量を変動可能とするための駆動
    手段と、を更に有することを特徴とする請求項11記載
    の遠心圧縮機。
  18. 【請求項18】 前記インペラの入口に設けられた調整
    可能な入口ガイド手段と、前記ベーンの位置を全開位置
    と全閉位置との間で選択的に移動させるための位置決め
    手段と、を更に有することを特徴とする請求項17記載
    の遠心圧縮機。
  19. 【請求項19】 前記入口ガイド手段が前記全開位置へ
    と移動するにつれて前記調整可能リングを前記全閉位置
    へと移動させるための、前記調整可能リングと前記入口
    ガイドベーンの位置とを調整するためのプログラミング
    手段を更に有することを特徴とする請求項18記載の遠
    心圧縮機。
  20. 【請求項20】 遠心圧縮機の制御方法において、 インペラから流出する流体を、ディフューザを通じて膨
    張させてコレクタチャンバへと送るステップと、 前記コレククタチャンバ内の冷媒の一部を前記ディフュ
    ーザの入口へと再循環させるステップと、 前記圧縮機への負荷が変動しても前記ディフューザを流
    通するフローの総量が一定に維持されるように、前記圧
    縮機への負荷に応じて、前記ディフューザへと流入され
    る前記再循環された冷媒の量を調整するステップと、を
    有することを特徴とする方法。
  21. 【請求項21】 前記インペラから流出する流体の速度
    に適合するように、前記再循環された流体を加速するス
    テップを更に有することを特徴とする請求項20記載の
    方法。
  22. 【請求項22】 前記インペラから流出するフローに前
    記再循環されたフローを混合する際の損失が最小となる
    ように、前記再循環されたフローを整流することを特徴
    とするステップを更に有することを特徴とする請求項2
    1記載の方法。
  23. 【請求項23】 前記再循環された流体の渦運動を減少
    させるステップを更に有することを特徴とする請求項2
    2記載の方法。
  24. 【請求項24】 前記圧縮機の前記インペラに流入する
    フローの量を調整するステップを更に有することを特徴
    とする請求項20記載の方法。
  25. 【請求項25】 前記インペラへの入口のフローの量が
    増加するにつれて前記再循環されるフローの量を減少さ
    せ、かつ、前記インペラへの入口のフローの量が減少す
    るにつれて前記再循環されるフローの量を増加させ、こ
    れにより圧縮機の負荷が変動してもディフューザを流通
    するフローの量が一定に維持されるようにするステップ
    を更に有することを特徴とする請求項20記載の方法。
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Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6200094B1 (en) 1999-06-18 2001-03-13 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Wave augmented diffuser for centrifugal compressor
US6314735B1 (en) * 2000-02-23 2001-11-13 Ford Global Technologies, Inc. Control of exhaust temperature in lean burn engines
US6672826B2 (en) * 2002-04-05 2004-01-06 Mafi-Trench Corporation Compressor surge control apparatus
FR2854648B1 (fr) * 2003-05-07 2005-07-15 Snecma Moteurs Fixation avec rattrapage de jeu d'un levier de commande sur des aubes a angle de calage variable
JP4727142B2 (ja) * 2003-12-18 2011-07-20 三菱重工業株式会社 ターボ冷凍機およびその圧縮機ならびにその制御方法
US20060177305A1 (en) * 2005-02-07 2006-08-10 Hoang Khanh C Centrifugal volute pump with discontinuous vane-island diffuser
KR100662181B1 (ko) * 2006-01-20 2006-12-27 엘에스전선 주식회사 원심형 냉매 압축기의 볼 베어링 구조
US8156757B2 (en) * 2006-10-06 2012-04-17 Aff-Mcquay Inc. High capacity chiller compressor
JP4952465B2 (ja) * 2007-09-13 2012-06-13 株式会社Ihi パイプディフューザ式遠心圧縮機
JP5176574B2 (ja) * 2008-02-06 2013-04-03 株式会社Ihi ターボ圧縮機及び冷凍機
US7856834B2 (en) * 2008-02-20 2010-12-28 Trane International Inc. Centrifugal compressor assembly and method
US8037713B2 (en) * 2008-02-20 2011-10-18 Trane International, Inc. Centrifugal compressor assembly and method
US7975506B2 (en) 2008-02-20 2011-07-12 Trane International, Inc. Coaxial economizer assembly and method
US9353765B2 (en) 2008-02-20 2016-05-31 Trane International Inc. Centrifugal compressor assembly and method
EP2257710B1 (en) * 2008-03-13 2020-05-20 Daikin Applied Americas Inc. High capacity chiller compressor
GB2467964B (en) * 2009-02-24 2015-03-25 Dyson Technology Ltd Shroud-Diffuser assembly
KR20110067364A (ko) * 2009-12-14 2011-06-22 (주)계양정밀 터보차져의 컴프레셔
JP2011185221A (ja) * 2010-03-10 2011-09-22 Ihi Corp ターボ圧縮機及びターボ冷凍機
US10197064B2 (en) 2010-11-03 2019-02-05 Danfoss A/S Centrifugal compressor with fluid injector diffuser
AU2010365829A1 (en) 2010-12-22 2013-05-23 Danfoss A/S Variable-speed oil-free refrigerant centrifugal compressor with variable geometry diffuser
CN103946555B (zh) * 2011-12-01 2016-09-07 开利公司 冷却装置压缩机的启动期间的喘振阻止
JP5263562B2 (ja) * 2012-03-12 2013-08-14 株式会社Ihi 遠心圧縮機ケーシング
CN104428509B (zh) * 2012-08-30 2018-05-08 三菱重工业株式会社 离心压缩机
US20140064948A1 (en) * 2012-08-31 2014-03-06 Dresser, Inc. System and method for operating a compressor device
KR20170089949A (ko) * 2012-11-09 2017-08-04 존슨 컨트롤스 테크놀러지 컴퍼니 연장된 경로를 갖는 가변 기하학적 디퓨저 및 그 제어방법
CN102996522B (zh) * 2012-11-26 2015-04-08 浙江盾安人工环境股份有限公司 可调导叶与可调扩压器的联动结构、离心式制冷压缩机
WO2014120335A1 (en) 2013-01-31 2014-08-07 Danfoss Turbocor Compressors B.V. Centrifugal compressor with extended operating range
US10330105B2 (en) 2013-08-27 2019-06-25 Danfoss A/S Compressor including flow control insert and electromagnetic actuator
DE102013018286A1 (de) * 2013-10-31 2015-04-30 Man Diesel & Turbo Se Radialverdichter
US9382911B2 (en) 2013-11-14 2016-07-05 Danfoss A/S Two-stage centrifugal compressor with extended range and capacity control features
CN104653479B (zh) * 2013-11-22 2017-05-10 珠海格力电器股份有限公司 离心式压缩机及具有其的冷水机组
ITCO20130069A1 (it) 2013-12-18 2015-06-19 Nuovo Pignone Srl Compressore centrifugo multistadio
JP2017506307A (ja) 2014-02-20 2017-03-02 ダンフォス・エイ/エス 遠心圧縮機用の制御システム及び方法
WO2017073499A1 (ja) * 2015-10-26 2017-05-04 株式会社日立製作所 ターボ機械
TWI544151B (zh) 2015-11-12 2016-08-01 財團法人工業技術研究院 結合進氣導葉的內流道氣體旁通裝置
WO2017135949A1 (en) 2016-02-04 2017-08-10 Danfoss A/S Active surge control in centrifugal compressors using microjet injection
RU2716940C1 (ru) * 2018-02-09 2020-03-17 Кэрриер Корпорейшн Центробежный компрессор с рециркуляционным каналом
DE102018209558A1 (de) * 2018-06-14 2019-12-19 BMTS Technology GmbH & Co. KG Radialverdichter
CN112983846A (zh) 2019-12-02 2021-06-18 开利公司 离心压缩机和运行离心压缩机的方法
DE102019135317A1 (de) * 2019-12-19 2021-06-24 Efficient Energy Gmbh Wärmepumpe mit effizientem diffusor

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB635270A (en) 1946-01-04 1950-04-05 Rateau Soc Improvements in or relating to centrifugal pumps and compressors
US5445496A (en) 1990-10-30 1995-08-29 Carrier Corporation Centifugal compressor with pipe diffuser and collector

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2342219A (en) * 1940-03-15 1944-02-22 Lockheed Aircraft Corp Centrifugal supercharger
US2399072A (en) * 1944-10-18 1946-04-23 Gen Electric Centrifugal compressor
DE842893C (de) * 1950-09-13 1952-07-03 Siemens Ag Selbstansaugende Kreiselpumpe
US2819838A (en) * 1952-07-23 1958-01-14 Douglas K Warner Centrifugal compressors
FR1202416A (fr) * 1958-07-15 1960-01-11 Hispano Suiza Sa Perfectionnements apportés aux compresseurs pour fluides gazeux, notamment aux compresseurs supersoniques
CH404069A (de) * 1962-06-29 1965-12-15 Licentia Gmbh Strömungskanal, insbesondere Arbeitsmittelströmungskanal eines Turbokompressors
JPS4847605A (ja) * 1971-10-19 1973-07-06
SU682674A1 (ru) * 1978-04-13 1979-08-30 Институт Горной Механики И Технической Кибернетики Им.М.М.Федорова Пр моточный центробежный вентил тор
US4219305A (en) * 1978-12-26 1980-08-26 Carrier Corporation Diffuser control
US4363596A (en) * 1979-06-18 1982-12-14 Mcquay-Perfex, Inc. Method and apparatus for surge detection and control in centrifugal gas compressors
JPS569696A (en) * 1979-07-06 1981-01-31 Hitachi Ltd Cetrifugal compressor
US4378194A (en) * 1980-10-02 1983-03-29 Carrier Corporation Centrifugal compressor
US4527949A (en) * 1983-09-12 1985-07-09 Carrier Corporation Variable width diffuser
JPS60112699U (ja) * 1984-01-09 1985-07-30 日産自動車株式会社 遠心圧縮機
JPS62101898A (ja) * 1985-10-29 1987-05-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 遠心圧縮機
GB2234295B (en) * 1989-07-21 1993-07-21 Rolls Royce Plc Gas turbine engine compressor assembly
US5145317A (en) * 1991-08-01 1992-09-08 Carrier Corporation Centrifugal compressor with high efficiency and wide operating range
US5145496A (en) * 1991-10-16 1992-09-08 Mellen Floyd F Centrifugal air cleaner
US5266003A (en) * 1992-05-20 1993-11-30 Praxair Technology, Inc. Compressor collector with nonuniform cross section

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB635270A (en) 1946-01-04 1950-04-05 Rateau Soc Improvements in or relating to centrifugal pumps and compressors
US5445496A (en) 1990-10-30 1995-08-29 Carrier Corporation Centifugal compressor with pipe diffuser and collector

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DE69725506T2 (de) 2004-08-05

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