JP3494118B2 - 遠心圧縮機の作動域拡大方法及び装置 - Google Patents
遠心圧縮機の作動域拡大方法及び装置Info
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- JP3494118B2 JP3494118B2 JP2000106855A JP2000106855A JP3494118B2 JP 3494118 B2 JP3494118 B2 JP 3494118B2 JP 2000106855 A JP2000106855 A JP 2000106855A JP 2000106855 A JP2000106855 A JP 2000106855A JP 3494118 B2 JP3494118 B2 JP 3494118B2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
- F04D29/4206—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/4213—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps suction ports
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
- F04D29/68—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing by influencing boundary layers
- F04D29/681—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing by influencing boundary layers especially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/685—Inducing localised fluid recirculation in the stator-rotor interface
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はエンジンへの過給圧
を発生させる過給機の給気装置、あるいは、一般製造工
場の空気源設備等として用いる遠心圧縮機や、ガスター
ビン用遠心圧縮機の作動域拡大方法及び装置に関するも
のである。
を発生させる過給機の給気装置、あるいは、一般製造工
場の空気源設備等として用いる遠心圧縮機や、ガスター
ビン用遠心圧縮機の作動域拡大方法及び装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】エンジンへの過給を行う過給機は、たと
えば、翼車を有するタービンと羽根車を有する遠心圧縮
機（コンプレッサ）とを軸受車室を介して一体構造と
し、上記翼車と羽根車とを、軸受車室内に回転自在に支
持させた軸にて連結し、エンジンの排気によって翼車を
回転させ、該翼車の回転で軸を介して羽根車を回転させ
ることにより、吸気を遠心圧縮機で圧縮してエンジンに
給気するようにしてある。
えば、翼車を有するタービンと羽根車を有する遠心圧縮
機（コンプレッサ）とを軸受車室を介して一体構造と
し、上記翼車と羽根車とを、軸受車室内に回転自在に支
持させた軸にて連結し、エンジンの排気によって翼車を
回転させ、該翼車の回転で軸を介して羽根車を回転させ
ることにより、吸気を遠心圧縮機で圧縮してエンジンに
給気するようにしてある。
【０００３】上記過給機で用いる遠心圧縮機において
は、図６に一例を示す如く、空気量が減少してくると、
圧縮機特性曲線Ｉがサージ線Ｓを越えてサージング領域
Ｘに入るという特性がある。したがって、上記サージ線
Ｓを低流量側のＳ´の位置へ移動させることができれ
ば、エンジンの運転範囲に対してより広い範囲に亘り適
合させることができる。
は、図６に一例を示す如く、空気量が減少してくると、
圧縮機特性曲線Ｉがサージ線Ｓを越えてサージング領域
Ｘに入るという特性がある。したがって、上記サージ線
Ｓを低流量側のＳ´の位置へ移動させることができれ
ば、エンジンの運転範囲に対してより広い範囲に亘り適
合させることができる。
【０００４】そのため、従来では、図７（イ）（ロ）に
一例を示す如く、羽根車１の外周部にデュフューザ部２
を介してスクロール状の圧縮流路３を有し且つ上記デュ
フューザ部２から前方へ延びて吸込口４を形成するよう
にしたシュラウド壁５を有するハウジング６を備え、更
に、上記羽根車１を図示しないタービンの翼車に軸を介
し連結し、エンジンの排気によってタービンの翼車が回
転させられることにより軸を介して羽根車１が回転させ
られ、該羽根車１の回転により、吸気を圧縮してエンジ
ンに給気させられるようにしてある遠心圧縮機におい
て、上記シュラウド壁５の吸込口４側の部分に、上記羽
根車１の方向へ向けて縮径する絞り部７を設け、該絞り
部７によって縮流効果の与えられた空気ａが羽根車１に
より吸引されるようにし、且つ上記シュラウド壁５中に
環状のトリートメント空洞部８を設け、更に、上記シュ
ラウド壁５に、トリートメント空洞部８内と吸込口４の
羽根車設置位置側とを連通させるためのスリット状の第
１開口部９と、該吸込口４の羽根車設置位置側よりもや
や前方位置側（上記絞り部７の終端よりもやや後方位置
側）とトリートメント空洞部８内とを径方向へ連通させ
るためのスリット状の第２開口部１０とを、それぞれ周
方向に穿設し、上記第１開口部９、トリートメント空洞
部８、第２開口部１０により、低流量運転時に羽根車１
によって吸引される空気ａの一部を循環させてサージ線
の流量容量を減少させる作動域拡大装置を構成するよう
にしたものが提案されている（特開平５−６００９７号
公報）。
一例を示す如く、羽根車１の外周部にデュフューザ部２
を介してスクロール状の圧縮流路３を有し且つ上記デュ
フューザ部２から前方へ延びて吸込口４を形成するよう
にしたシュラウド壁５を有するハウジング６を備え、更
に、上記羽根車１を図示しないタービンの翼車に軸を介
し連結し、エンジンの排気によってタービンの翼車が回
転させられることにより軸を介して羽根車１が回転させ
られ、該羽根車１の回転により、吸気を圧縮してエンジ
ンに給気させられるようにしてある遠心圧縮機におい
て、上記シュラウド壁５の吸込口４側の部分に、上記羽
根車１の方向へ向けて縮径する絞り部７を設け、該絞り
部７によって縮流効果の与えられた空気ａが羽根車１に
より吸引されるようにし、且つ上記シュラウド壁５中に
環状のトリートメント空洞部８を設け、更に、上記シュ
ラウド壁５に、トリートメント空洞部８内と吸込口４の
羽根車設置位置側とを連通させるためのスリット状の第
１開口部９と、該吸込口４の羽根車設置位置側よりもや
や前方位置側（上記絞り部７の終端よりもやや後方位置
側）とトリートメント空洞部８内とを径方向へ連通させ
るためのスリット状の第２開口部１０とを、それぞれ周
方向に穿設し、上記第１開口部９、トリートメント空洞
部８、第２開口部１０により、低流量運転時に羽根車１
によって吸引される空気ａの一部を循環させてサージ線
の流量容量を減少させる作動域拡大装置を構成するよう
にしたものが提案されている（特開平５−６００９７号
公報）。
【０００５】上記遠心圧縮機の運転を行うと、羽根車１
の回転により吸込口４から吸い込まれた空気ａは、羽根
車１における吸引領域に吸引され、圧縮流路３を通って
目的とする場所へ給気される。低流量運転時には、羽根
車１に流入した空気ａの流れは羽根車１の作用により圧
力上昇して、吸込口４やトリートメント空洞部８内より
も圧力が高くなるため、上記羽根車１の羽根部分を通過
する空気ａの一部を、第１開口部９からトリートメント
空洞部８内を通して第２開口部１０から排出し、それを
再び羽根車１に向けて流すことができ、静圧を利用した
循環流を発生させることができる。
の回転により吸込口４から吸い込まれた空気ａは、羽根
車１における吸引領域に吸引され、圧縮流路３を通って
目的とする場所へ給気される。低流量運転時には、羽根
車１に流入した空気ａの流れは羽根車１の作用により圧
力上昇して、吸込口４やトリートメント空洞部８内より
も圧力が高くなるため、上記羽根車１の羽根部分を通過
する空気ａの一部を、第１開口部９からトリートメント
空洞部８内を通して第２開口部１０から排出し、それを
再び羽根車１に向けて流すことができ、静圧を利用した
循環流を発生させることができる。
【０００６】このように、羽根車１によって吸引される
空気ａの一部を循環させることができるので、本来、サ
ージング領域に入るような低流量容量の運転状況でもサ
ージング領域に入らないようにすることができる。すな
わち、図６に示すサージ線Ｓを、低流量側のＳ´の位置
へ移動させることができる。
空気ａの一部を循環させることができるので、本来、サ
ージング領域に入るような低流量容量の運転状況でもサ
ージング領域に入らないようにすることができる。すな
わち、図６に示すサージ線Ｓを、低流量側のＳ´の位置
へ移動させることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記遠心圧
縮機の場合、トリートメント空洞部８より第２開口部１
０を通って羽根車１の方向へ循環させられる空気ａは、
図７（ロ）に示す如く、羽根車１の回転方向（矢印ｒ方
向）に沿う方向の流れとなる、所謂、順旋回方向の流れ
となるため、空気ａを循環させない場合に比し、広作動
域化を図ることはできるが、羽根車１前後の流れ角の転
向が小さいため、羽根車１の入、出口の圧力比としての
オイラーヘッドを低下させてしまうことになる。
縮機の場合、トリートメント空洞部８より第２開口部１
０を通って羽根車１の方向へ循環させられる空気ａは、
図７（ロ）に示す如く、羽根車１の回転方向（矢印ｒ方
向）に沿う方向の流れとなる、所謂、順旋回方向の流れ
となるため、空気ａを循環させない場合に比し、広作動
域化を図ることはできるが、羽根車１前後の流れ角の転
向が小さいため、羽根車１の入、出口の圧力比としての
オイラーヘッドを低下させてしまうことになる。
【０００８】そこで、本発明は、上記した如き遠心圧縮
機において、オイラーヘッドを低下させることなく広作
動域化を図ることができるようにしようとするものであ
る。
機において、オイラーヘッドを低下させることなく広作
動域化を図ることができるようにしようとするものであ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、羽根車の外周部から前方へ延びて吸込口
を形成するようにしたシュラウド壁中に、環状のトリー
トメント空洞部を設け、且つ上記シュラウド壁に、トリ
ートメント空洞部と吸込口の羽根車設置位置側とを連通
させるための第１開口部と、該吸込口の羽根車設置位置
側よりもやや前方位置側と上記トリートメント空洞部と
を連通させるための第２開口部をそれぞれ設けて、低流
量運転時に、羽根車によって吸込口から吸引される空気
の一部を、上記第１開口部からトリートメント空洞部内
に流入させて該トリートメント空洞部内を通し第２開口
部より流出させて羽根車に向けて流すよう循環させるよ
うにしてある遠心圧縮機の作動域拡大方法において、上
記第１開口部からトリートメント空洞部内に流入させた
空気を、該トリートメント空洞部内を通して上記第２開
口部から流出させるときに、羽根車の回転方向に対し逆
旋回方向の流れとして第２開口部から流出させるように
する遠心圧縮機の作動域拡大方法とし、又、羽根車の外
周部から前方へ延びて吸込口を形成するようにしたシュ
ラウド壁中に、環状のトリートメント空洞部を設け、且
つ上記シュラウド壁に、トリートメント空洞部と吸込口
の羽根車設置位置側とを連通させるための第１開口部
と、該吸込口の羽根車設置位置側よりもやや前方位置側
と上記トリートメント空洞部とを連通させるための第２
開口部をそれぞれ設けて、低流量運転時に、羽根車によ
って吸込口から吸引される空気の一部を、上記第１開口
部からトリートメント空洞部内に流入させて該トリート
メント空洞部内を通し第２開口部より流出させて羽根車
に向け流すよう循環させるようにしてある遠心圧縮機の
作動域拡大装置において、上記トリートメント空洞部内
から上記第２開口部を通して流出される空気に羽根車の
回転方向に対して逆向きの流れを与えるように所要枚数
のルーバを、放射状の配置から羽根車の回転方向に対し
て逆向きの傾斜配置となるようにシュラウド壁の第２開
口部内の周方向に取り付けてなる構成とする。
決するために、羽根車の外周部から前方へ延びて吸込口
を形成するようにしたシュラウド壁中に、環状のトリー
トメント空洞部を設け、且つ上記シュラウド壁に、トリ
ートメント空洞部と吸込口の羽根車設置位置側とを連通
させるための第１開口部と、該吸込口の羽根車設置位置
側よりもやや前方位置側と上記トリートメント空洞部と
を連通させるための第２開口部をそれぞれ設けて、低流
量運転時に、羽根車によって吸込口から吸引される空気
の一部を、上記第１開口部からトリートメント空洞部内
に流入させて該トリートメント空洞部内を通し第２開口
部より流出させて羽根車に向けて流すよう循環させるよ
うにしてある遠心圧縮機の作動域拡大方法において、上
記第１開口部からトリートメント空洞部内に流入させた
空気を、該トリートメント空洞部内を通して上記第２開
口部から流出させるときに、羽根車の回転方向に対し逆
旋回方向の流れとして第２開口部から流出させるように
する遠心圧縮機の作動域拡大方法とし、又、羽根車の外
周部から前方へ延びて吸込口を形成するようにしたシュ
ラウド壁中に、環状のトリートメント空洞部を設け、且
つ上記シュラウド壁に、トリートメント空洞部と吸込口
の羽根車設置位置側とを連通させるための第１開口部
と、該吸込口の羽根車設置位置側よりもやや前方位置側
と上記トリートメント空洞部とを連通させるための第２
開口部をそれぞれ設けて、低流量運転時に、羽根車によ
って吸込口から吸引される空気の一部を、上記第１開口
部からトリートメント空洞部内に流入させて該トリート
メント空洞部内を通し第２開口部より流出させて羽根車
に向け流すよう循環させるようにしてある遠心圧縮機の
作動域拡大装置において、上記トリートメント空洞部内
から上記第２開口部を通して流出される空気に羽根車の
回転方向に対して逆向きの流れを与えるように所要枚数
のルーバを、放射状の配置から羽根車の回転方向に対し
て逆向きの傾斜配置となるようにシュラウド壁の第２開
口部内の周方向に取り付けてなる構成とする。
【００１０】低流量運転時に、第１開口部を通してトリ
ートメント空洞部内に吸引された空気は、第２開口部を
通過する際にルーバによる導流作用を受けることになっ
て、逆旋回方向の流れとして流出させられるため、羽根
車に向かう流れに損失がなくなることによりオイラーヘ
ッドの低下が防止される。
ートメント空洞部内に吸引された空気は、第２開口部を
通過する際にルーバによる導流作用を受けることになっ
て、逆旋回方向の流れとして流出させられるため、羽根
車に向かう流れに損失がなくなることによりオイラーヘ
ッドの低下が防止される。
【００１１】シュラウド壁の第２開口部にルーバを取り
付けることに代えて、シュラウド壁中のトリートメント
空洞部内の周方向に、所要枚数の導流板を、放射状の配
置から羽根車の回転方向に対して逆向きの傾斜配置の範
囲となるように取り付けた構成とすることにより、ルー
バよりも広い面積の導流板がトリートメント空洞部内で
空気の流れを規制して、旋回成分のない方向から逆旋回
方向の導流作用を与えることができ、しかも各導流板は
第２開口部を跨ぐようにしてあるので、第２開口部から
羽根車の回転方向に沿わない強い流れ指向性をもった空
気が流出させられる。
付けることに代えて、シュラウド壁中のトリートメント
空洞部内の周方向に、所要枚数の導流板を、放射状の配
置から羽根車の回転方向に対して逆向きの傾斜配置の範
囲となるように取り付けた構成とすることにより、ルー
バよりも広い面積の導流板がトリートメント空洞部内で
空気の流れを規制して、旋回成分のない方向から逆旋回
方向の導流作用を与えることができ、しかも各導流板は
第２開口部を跨ぐようにしてあるので、第２開口部から
羽根車の回転方向に沿わない強い流れ指向性をもった空
気が流出させられる。
【００１２】更に、シュラウド壁の第２開口部内の周方
向に放射状の配置から羽根車の回転方向に対して逆向き
の傾斜配置となるように取り付けた所要枚数のルーバ
と、シュラウド壁中のトリートメント空洞部内の周方向
に、放射状の配置から羽根車の回転方向に対して逆向き
の傾斜配置の範囲となるように取り付けた所要枚数の導
流板とを各ルーバから延長する如くそれぞれ一体にした
構成とすることにより、トリートメント空洞部内に吸引
された空気は、導流板による導流作用を受け、更に、第
２開口部で空気はルーバによる導流作用を受けること
で、羽根車の回転方向に沿わないより強い流れ指向性を
もって第２開口部から流出させられる。
向に放射状の配置から羽根車の回転方向に対して逆向き
の傾斜配置となるように取り付けた所要枚数のルーバ
と、シュラウド壁中のトリートメント空洞部内の周方向
に、放射状の配置から羽根車の回転方向に対して逆向き
の傾斜配置の範囲となるように取り付けた所要枚数の導
流板とを各ルーバから延長する如くそれぞれ一体にした
構成とすることにより、トリートメント空洞部内に吸引
された空気は、導流板による導流作用を受け、更に、第
２開口部で空気はルーバによる導流作用を受けること
で、羽根車の回転方向に沿わないより強い流れ指向性を
もって第２開口部から流出させられる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００１４】図１（イ）（ロ）は本発明の実施の一形態
を示すもので、図７（イ）（ロ）に示したと同様な構成
としてある遠心圧縮機の作動域拡大装置において、シュ
ラウド壁５の第２開口部１０を、羽根車１の方向へ向け
て開口させた構成とし、且つ該第２開口部１０の周方向
に、所要枚数（たとえば、６〜２２枚）のルーバ１１
を、羽根車１の回転方向に対し逆向きの傾斜配置（たと
えば、６５゜）となるように等間隔あるいは任意の間隔
で取り付けてなる構成とする。なお、図７（イ）（ロ）
と同一部分には同一符号が付してある。
を示すもので、図７（イ）（ロ）に示したと同様な構成
としてある遠心圧縮機の作動域拡大装置において、シュ
ラウド壁５の第２開口部１０を、羽根車１の方向へ向け
て開口させた構成とし、且つ該第２開口部１０の周方向
に、所要枚数（たとえば、６〜２２枚）のルーバ１１
を、羽根車１の回転方向に対し逆向きの傾斜配置（たと
えば、６５゜）となるように等間隔あるいは任意の間隔
で取り付けてなる構成とする。なお、図７（イ）（ロ）
と同一部分には同一符号が付してある。
【００１５】低流量運転時に、羽根車１の部分を通過す
る空気ａの一部は、羽根車１により昇圧されて第１開口
部９からトリートメント空洞部８内へ入り、第２開口部
１０へ移動する過程で羽根車１の回転方向と同じ向きに
回転させられるが、第２開口部１０には羽根車１の回転
方向に対し逆向きの傾斜配置としたルーバ１１が取り付
けてあるため、第２開口部１０を通過して羽根車１の入
口側に流出させられるときに、ルーバ１１による導流作
用を受けることにより、逆旋回方向の流れとして流出さ
せられることになる。したがって、羽根車１に向かう空
気ａの流れに損失がなくなることからオイラーヘッドを
低下させることなく広作動域化を図ることができる。
る空気ａの一部は、羽根車１により昇圧されて第１開口
部９からトリートメント空洞部８内へ入り、第２開口部
１０へ移動する過程で羽根車１の回転方向と同じ向きに
回転させられるが、第２開口部１０には羽根車１の回転
方向に対し逆向きの傾斜配置としたルーバ１１が取り付
けてあるため、第２開口部１０を通過して羽根車１の入
口側に流出させられるときに、ルーバ１１による導流作
用を受けることにより、逆旋回方向の流れとして流出さ
せられることになる。したがって、羽根車１に向かう空
気ａの流れに損失がなくなることからオイラーヘッドを
低下させることなく広作動域化を図ることができる。
【００１６】次に、図２（イ）（ロ）は本発明の実施の
他の形態を示すもので、図１（イ）（ロ）に示したと同
様な構成において、シュラウド壁５の第２開口部１０に
ルーバ１１を取り付けることに代えて、シュラウド壁５
中のトリートメント空洞部８内の周方向に、所要枚数
（６〜２２枚）の導流板１２を、羽根車１の回転方向に
対し逆向きの傾斜配置（たとえば、６５゜）となるよう
に等間隔あるいは任意の間隔で取り付けたものである。
他の形態を示すもので、図１（イ）（ロ）に示したと同
様な構成において、シュラウド壁５の第２開口部１０に
ルーバ１１を取り付けることに代えて、シュラウド壁５
中のトリートメント空洞部８内の周方向に、所要枚数
（６〜２２枚）の導流板１２を、羽根車１の回転方向に
対し逆向きの傾斜配置（たとえば、６５゜）となるよう
に等間隔あるいは任意の間隔で取り付けたものである。
【００１７】図２（イ）（ロ）に示すように構成した場
合は、第１開口部９を通してトリートメント空洞部８内
に吸引された空気ａの順旋回方向の流れを、図１（イ）
（ロ）に示すルーバ１１よりも面積の大きい導流板１２
で規制すると同時に、逆旋回方向への流れが得られるよ
うに導流作用を与えることができるので、第２開口部１
０から逆旋回方向へ強い流れ指向性をもった空気ａを流
出させることができる。したがって、上記実施の形態の
場合よりも、オイラーヘッドを安定化させることができ
て広作動域化を図ることができる。因に、図２（イ）
（ロ）に示す如く、トリートメント空洞部８内に導流板
１２を羽根車１の回転方向とは逆向きに取り付けた場
合、図３に示す如く、サージ線を低流量側の位置Ｓ´
（図６に示したものと同様）に移動させることができる
が、更に、圧縮機特性曲線Ｉをエンジンの作動線Ｅより
も上方へ押し上げることができるので、より安定した運
転を行わせることができる。
合は、第１開口部９を通してトリートメント空洞部８内
に吸引された空気ａの順旋回方向の流れを、図１（イ）
（ロ）に示すルーバ１１よりも面積の大きい導流板１２
で規制すると同時に、逆旋回方向への流れが得られるよ
うに導流作用を与えることができるので、第２開口部１
０から逆旋回方向へ強い流れ指向性をもった空気ａを流
出させることができる。したがって、上記実施の形態の
場合よりも、オイラーヘッドを安定化させることができ
て広作動域化を図ることができる。因に、図２（イ）
（ロ）に示す如く、トリートメント空洞部８内に導流板
１２を羽根車１の回転方向とは逆向きに取り付けた場
合、図３に示す如く、サージ線を低流量側の位置Ｓ´
（図６に示したものと同様）に移動させることができる
が、更に、圧縮機特性曲線Ｉをエンジンの作動線Ｅより
も上方へ押し上げることができるので、より安定した運
転を行わせることができる。
【００１８】次いで、図４（イ）（ロ）は本発明の実施
の更に他の形態を示すもので、図１（イ）（ロ）に示し
たと同様な構成において、シュラウド壁５中のトリート
メント空洞部８内に、各ルーバ１１から延長する如くそ
れぞれ導流板１２を取り付けて、導流板１２とルーバ１
１とを一直線状に一体化させたものである。
の更に他の形態を示すもので、図１（イ）（ロ）に示し
たと同様な構成において、シュラウド壁５中のトリート
メント空洞部８内に、各ルーバ１１から延長する如くそ
れぞれ導流板１２を取り付けて、導流板１２とルーバ１
１とを一直線状に一体化させたものである。
【００１９】図４（イ）（ロ）に示すように構成する
と、循環移動する空気ａは、トリートメント空洞部８内
で導流板１２による導流作用を受けた後、第２開口部１
０を通過するときにルーバ１１により更に導流作用を受
けるので、逆旋回方向のより強い流れ指向性をもって第
２開口部１０から流出させられる。したがって、上記実
施の形態の場合と同等以上の作用効果が奏し得られる。
と、循環移動する空気ａは、トリートメント空洞部８内
で導流板１２による導流作用を受けた後、第２開口部１
０を通過するときにルーバ１１により更に導流作用を受
けるので、逆旋回方向のより強い流れ指向性をもって第
２開口部１０から流出させられる。したがって、上記実
施の形態の場合と同等以上の作用効果が奏し得られる。
【００２０】更に、図５（イ）（ロ）は図２（イ）
（ロ）（又は図４（イ）（ロ））の実施の形態における
導流板１２の他の形状例として、導流板１２の幅寸法
を、トリートメント空洞部８内の軸方向全長に達しない
寸法のものとしたもので、図５（イ）は、導流板１２を
第１開口部９側の端部に達しない大きさのものとした場
合を示し、又、図５（ロ）は導流板１２を第２開口部１
０側の端部に達しない大きさのものとした場合を示す。
（ロ）（又は図４（イ）（ロ））の実施の形態における
導流板１２の他の形状例として、導流板１２の幅寸法
を、トリートメント空洞部８内の軸方向全長に達しない
寸法のものとしたもので、図５（イ）は、導流板１２を
第１開口部９側の端部に達しない大きさのものとした場
合を示し、又、図５（ロ）は導流板１２を第２開口部１
０側の端部に達しない大きさのものとした場合を示す。
【００２１】図５（イ）（ロ）のいずれに示す導流板１
２を用いるようにしても、第２開口部１０から流出させ
る空気ａに逆旋回方向の流れを与えることができる。
２を用いるようにしても、第２開口部１０から流出させ
る空気ａに逆旋回方向の流れを与えることができる。
【００２２】なお、上記実施の形態では、ルーバ１１や
導流板１２を、羽根車１の回転方向に対し逆向きの傾斜
配置とした場合を示したが、逆向きの傾斜配置とする場
合は、７０°を超えても７０°以下の場合に比してオイ
ラーヘッドを安定化させる効果に差異はないので７０°
以下に設定するのが好ましいこと、更に、実施の形態で
は、吸込口４側の部分に絞り部７を設けた遠心圧縮機へ
の適用例を示したが、絞り部のない遠心圧縮機に適用し
ても有効であること、その他本発明の要旨を逸脱しない
範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
導流板１２を、羽根車１の回転方向に対し逆向きの傾斜
配置とした場合を示したが、逆向きの傾斜配置とする場
合は、７０°を超えても７０°以下の場合に比してオイ
ラーヘッドを安定化させる効果に差異はないので７０°
以下に設定するのが好ましいこと、更に、実施の形態で
は、吸込口４側の部分に絞り部７を設けた遠心圧縮機へ
の適用例を示したが、絞り部のない遠心圧縮機に適用し
ても有効であること、その他本発明の要旨を逸脱しない
範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２３】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明によれば、羽根
車の外周部から前方へ延びて吸込口を形成するようにし
たシュラウド壁中に、環状のトリートメント空洞部を設
け、且つ上記シュラウド壁に、トリートメント空洞部と
吸込口の羽根車設置位置側とを連通させるための第１開
口部と、該吸込口の羽根車設置位置側よりもやや前方位
置側と上記トリートメント空洞部とを連通させるための
第２開口部をそれぞれ設けて、低流量運転時に、羽根車
によって吸込口から吸引される空気の一部を、上記第１
開口部からトリートメント空洞部内に流入させて該トリ
ートメント空洞部内を通し第２開口部より流出させて羽
根車に向けて流すよう循環させるようにしてある遠心圧
縮機の作動域拡大方法において、上記第１開口部からト
リートメント空洞部内に流入させた空気を、該トリート
メント空洞部内を通して上記第２開口部から流出させる
ときに、羽根車の回転方向に対し逆旋回方向の流れとし
て第２開口部から流出させるようにする遠心圧縮機の作
動域拡大方法とし、又、羽根車の外周部から前方へ延び
て吸込口を形成するようにしたシュラウド壁中に、環状
のトリートメント空洞部を設け、且つ上記シュラウド壁
に、トリートメント空洞部と吸込口の羽根車設置位置側
とを連通させるための第１開口部と、該吸込口の羽根車
設置位置側よりもやや前方位置側と上記トリートメント
空洞部とを連通させるための第２開口部をそれぞれ設け
て、低流量運転時に、羽根車によって吸込口から吸引さ
れる空気の一部を、上記第１開口部からトリートメント
空洞部内に流入させて該トリートメント空洞部内を通し
第２開口部より流出させて羽根車に向け流すよう循環さ
せるようにしてある遠心圧縮機の作動域拡大装置におい
て、上記トリートメント空洞部内から上記第２開口部を
通して流出される空気に羽根車の回転方向に対して逆向
きの流れを与えるように所要枚数のルーバを、放射状の
配置から羽根車の回転方向に対して逆向きの傾斜配置と
なるようにシュラウド壁の第２開口部内の周方向に取り
付けてなる構成としてあるので、第２開口部から流出さ
せられる空気に対して、ルーバにより旋回成分のない方
向から逆旋回方向にかけての導流作用を与えることがで
きることにより、オイラーヘッドを低下させることなく
作動域を拡大することができ、又、シュラウド壁の第２
開口部にルーバを取り付けることに代えて、シュラウド
壁中のトリートメント空洞部内の周方向に、所要枚数の
導流板を、放射状の配置から羽根車の回転方向に対して
逆向きの傾斜配置となるように取り付けた構成とするこ
とにより、トリートメント空洞部内での広い範囲で、空
気に対し旋回成分のない方向から逆旋回方向にかけての
導流作用を与えることができ、しかも各導流板は第２開
口部を跨ぐようにしてあるので、羽根車の回転方向に沿
わない強い流れ指向性をもった空気流を第２開口部から
流出させることができて、オイラーヘッドの安定化を図
ることができ、更に、シュラウド壁の第２開口部内の周
方向に放射状の配置から羽根車の回転方向に対して逆向
きの傾斜配置となるように取り付けた所要枚数のルーバ
と、シュラウド壁中のトリートメント空洞部内の周方向
に、放射状の配置から羽根車の回転方向に対して逆向き
の傾斜配置となるように取り付けた所要枚数の導流板と
を各ルーバから延長する如くそれぞれ一体にした構成と
することによって、導流板とルーバとにより循環移動す
る空気に対し連続的に旋回成分のない方向から逆旋回方
向にかけての導流作用を与えることができるので、より
強い流れ指向性をもった空気を第２開口部から流出させ
ることができて、オイラーヘッドのより安定化を図るこ
とができる、という優れた効果を発揮する。
車の外周部から前方へ延びて吸込口を形成するようにし
たシュラウド壁中に、環状のトリートメント空洞部を設
け、且つ上記シュラウド壁に、トリートメント空洞部と
吸込口の羽根車設置位置側とを連通させるための第１開
口部と、該吸込口の羽根車設置位置側よりもやや前方位
置側と上記トリートメント空洞部とを連通させるための
第２開口部をそれぞれ設けて、低流量運転時に、羽根車
によって吸込口から吸引される空気の一部を、上記第１
開口部からトリートメント空洞部内に流入させて該トリ
ートメント空洞部内を通し第２開口部より流出させて羽
根車に向けて流すよう循環させるようにしてある遠心圧
縮機の作動域拡大方法において、上記第１開口部からト
リートメント空洞部内に流入させた空気を、該トリート
メント空洞部内を通して上記第２開口部から流出させる
ときに、羽根車の回転方向に対し逆旋回方向の流れとし
て第２開口部から流出させるようにする遠心圧縮機の作
動域拡大方法とし、又、羽根車の外周部から前方へ延び
て吸込口を形成するようにしたシュラウド壁中に、環状
のトリートメント空洞部を設け、且つ上記シュラウド壁
に、トリートメント空洞部と吸込口の羽根車設置位置側
とを連通させるための第１開口部と、該吸込口の羽根車
設置位置側よりもやや前方位置側と上記トリートメント
空洞部とを連通させるための第２開口部をそれぞれ設け
て、低流量運転時に、羽根車によって吸込口から吸引さ
れる空気の一部を、上記第１開口部からトリートメント
空洞部内に流入させて該トリートメント空洞部内を通し
第２開口部より流出させて羽根車に向け流すよう循環さ
せるようにしてある遠心圧縮機の作動域拡大装置におい
て、上記トリートメント空洞部内から上記第２開口部を
通して流出される空気に羽根車の回転方向に対して逆向
きの流れを与えるように所要枚数のルーバを、放射状の
配置から羽根車の回転方向に対して逆向きの傾斜配置と
なるようにシュラウド壁の第２開口部内の周方向に取り
付けてなる構成としてあるので、第２開口部から流出さ
せられる空気に対して、ルーバにより旋回成分のない方
向から逆旋回方向にかけての導流作用を与えることがで
きることにより、オイラーヘッドを低下させることなく
作動域を拡大することができ、又、シュラウド壁の第２
開口部にルーバを取り付けることに代えて、シュラウド
壁中のトリートメント空洞部内の周方向に、所要枚数の
導流板を、放射状の配置から羽根車の回転方向に対して
逆向きの傾斜配置となるように取り付けた構成とするこ
とにより、トリートメント空洞部内での広い範囲で、空
気に対し旋回成分のない方向から逆旋回方向にかけての
導流作用を与えることができ、しかも各導流板は第２開
口部を跨ぐようにしてあるので、羽根車の回転方向に沿
わない強い流れ指向性をもった空気流を第２開口部から
流出させることができて、オイラーヘッドの安定化を図
ることができ、更に、シュラウド壁の第２開口部内の周
方向に放射状の配置から羽根車の回転方向に対して逆向
きの傾斜配置となるように取り付けた所要枚数のルーバ
と、シュラウド壁中のトリートメント空洞部内の周方向
に、放射状の配置から羽根車の回転方向に対して逆向き
の傾斜配置となるように取り付けた所要枚数の導流板と
を各ルーバから延長する如くそれぞれ一体にした構成と
することによって、導流板とルーバとにより循環移動す
る空気に対し連続的に旋回成分のない方向から逆旋回方
向にかけての導流作用を与えることができるので、より
強い流れ指向性をもった空気を第２開口部から流出させ
ることができて、オイラーヘッドのより安定化を図るこ
とができる、という優れた効果を発揮する。
【図１】本発明の遠心圧縮機の作動域拡大装置の実施の
一形態を示すもので、（イ）は要部の概略切断側面図、
（ロ）は（イ）のＡ方向矢視図である。
一形態を示すもので、（イ）は要部の概略切断側面図、
（ロ）は（イ）のＡ方向矢視図である。
【図２】本発明の実施の他の形態を示すもので、（イ）
は要部の概略切断側面図、（ロ）は（イ）のＢ方向矢視
図である。
は要部の概略切断側面図、（ロ）は（イ）のＢ方向矢視
図である。
【図３】図２の装置を採用した場合の遠心圧縮機の流量
と圧力との関係を示す図である。
と圧力との関係を示す図である。
【図４】本発明の実施の更に他の形態を示すもので、
（イ）は要部の概略切断側面図、（ロ）は（イ）のＣ方
向矢視図である。
（イ）は要部の概略切断側面図、（ロ）は（イ）のＣ方
向矢視図である。
【図５】導流板の形状例を示すもので、（イ）（ロ）は
いずれも異なる形状を示す側面図である。
いずれも異なる形状を示す側面図である。
【図６】遠心圧縮機の流量と圧力との関係を示す一例図
である。
である。
【図７】遠心圧縮機の一例を示すもので、（イ）は概略
切断側面図、（ロ）は（イ）のＤ方向矢視図である。
切断側面図、（ロ）は（イ）のＤ方向矢視図である。
１ 羽根車
４ 吸込口
５ シュラウド壁
８ トリートメント空洞部
９ 第１開口部
１０ 第２開口部
１１ ルーバ
１２ 導流板
ａ 空気
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平２−42199（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−60097（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−310699（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−331792（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−82036（ＪＰ，Ａ)
実開 平６−76696（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F04D 17/10
F04D 29/44
Claims (4)
- 【請求項１】 羽根車の外周部から前方へ延びて吸込口
を形成するようにしたシュラウド壁中に、環状のトリー
トメント空洞部を設け、且つ上記シュラウド壁に、トリ
ートメント空洞部と吸込口の羽根車設置位置側とを連通
させるための第１開口部と、該吸込口の羽根車設置位置
側よりもやや前方位置側と上記トリートメント空洞部と
を連通させるための第２開口部をそれぞれ設けて、低流
量運転時に、羽根車によって吸込口から吸引される空気
の一部を、上記第１開口部からトリートメント空洞部内
に流入させて該トリートメント空洞部内を通し第２開口
部より流出させて羽根車に向けて流すよう循環させるよ
うにしてある遠心圧縮機の作動域拡大方法において、上
記第１開口部からトリートメント空洞部内に流入させた
空気を、該トリートメント空洞部内を通して上記第２開
口部から流出させるときに、羽根車の回転方向に対し逆
旋回方向の流れとして第２開口部から流出させるように
することを特徴とする遠心圧縮機の作動域拡大方法。 - 【請求項２】 羽根車の外周部から前方へ延びて吸込口
を形成するようにしたシュラウド壁中に、環状のトリー
トメント空洞部を設け、且つ上記シュラウド壁に、トリ
ートメント空洞部と吸込口の羽根車設置位置側とを連通
させるための第１開口部と、該吸込口の羽根車設置位置
側よりもやや前方位置側と上記トリートメント空洞部と
を連通させるための第２開口部をそれぞれ設けて、低流
量運転時に、羽根車によって吸込口から吸引される空気
の一部を、上記第１開口部からトリートメント空洞部内
に流入させて該トリートメント空洞部内を通し第２開口
部より流出させて羽根車に向け流すよう循環させるよう
にしてある遠心圧縮機の作動域拡大装置において、上記
トリートメント空洞部内から上記第２開口部を通して流
出される空気に羽根車の回転方向に対して逆向きの流れ
を与えるように所要枚数のルーバを、放射状の配置から
羽根車の回転方向に対して逆向きの傾斜配置となるよう
にシュラウド壁の第２開口部内の周方向に取り付けてな
る構成を有することを特徴とする遠心圧縮機の作動域拡
大装置。 - 【請求項３】 シュラウド壁の第２開口部にルーバを取
り付けることに代えて、シュラウド壁中のトリートメン
ト空洞部内の周方向に、所要枚数の導流板を、放射状の
配置から羽根車の回転方向に対して逆向きの傾斜配置と
なるように取り付けた請求項２記載の遠心圧縮機の作動
域拡大装置。 - 【請求項４】 シュラウド壁の第２開口部内の周方向に
放射状の配置から羽根車の回転方向に対して逆向きの傾
斜配置となるように取り付けた所要枚数のルーバと、シ
ュラウド壁中のトリートメント空洞部内の周方向に、放
射状の配置から羽根車の回転方向に対して逆向きの傾斜
配置となるように取り付けた所要枚数の導流板とを各ル
ーバから延長する如くそれぞれ一体にした請求項２記載
の遠心圧縮機の作動域拡大装置。
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP2000106855A JP3494118B2 (ja) | 2000-04-07 | 2000-04-07 | 遠心圧縮機の作動域拡大方法及び装置 |
| US09/802,917 US6447241B2 (en) | 2000-04-07 | 2001-03-12 | Method and apparatus for expanding operating range of centrifugal compressor |
| DE60125267T DE60125267T2 (de) | 2000-04-07 | 2001-03-16 | Verfahren und Gerät zur Erweiterung des Betriebsgebietes eines Kreiselverdichters |
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Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000106855A JP3494118B2 (ja) | 2000-04-07 | 2000-04-07 | 遠心圧縮機の作動域拡大方法及び装置 |
Publications (2)
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|---|---|
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| JP3494118B2 true JP3494118B2 (ja) | 2004-02-03 |
Family
ID=18619960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000106855A Expired - Lifetime JP3494118B2 (ja) | 2000-04-07 | 2000-04-07 | 遠心圧縮機の作動域拡大方法及び装置 |
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|---|---|
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| EP (1) | EP1143149B1 (ja) |
| JP (1) | JP3494118B2 (ja) |
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