JP4505523B2 - Axial diffuser for centrifugal compressor - Google Patents
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Description
本発明は、遠心型圧縮機のアキシャルディフューザに関し、特に、ガスタービンエンジンやジェットエンジン等に用いられる遠心型圧縮機のアキシャルディフューザに関する。 The present invention relates to an axial diffuser for a centrifugal compressor, and more particularly to an axial diffuser for a centrifugal compressor used in a gas turbine engine, a jet engine, or the like.
ガスタービンエンジンやジェットエンジン等に用いられる遠心型圧縮機には、アキシャルディフューザが取り付けられている。遠心型圧縮機のアキシャルディフューザは、インペラの径方向外方の円周廻りに所定間隔をおいて複数個のアキシャルディフューザ流路を有し、その複数個のアキシャルディフューザ流路の各々において前記インペラからの流体のラジアルフローをインペラの中心軸線と実質的に平行なアキシャルフローに転向しつつ当該ディフューザ流路を流れる流体の運動エネルギを圧力エネルギに変換するものである(例えば、特許文献1)。 An axial diffuser is attached to a centrifugal compressor used in a gas turbine engine or a jet engine. The axial diffuser of the centrifugal compressor has a plurality of axial diffuser passages at predetermined intervals around the outer circumference in the radial direction of the impeller, and each of the plurality of axial diffuser passages is separated from the impeller. The kinetic energy of the fluid flowing through the diffuser flow path is converted into pressure energy while turning the radial flow of the fluid into an axial flow substantially parallel to the central axis of the impeller (for example, Patent Document 1).
また、遠心型圧縮機に取り付けられるディフューザとして、インペラからの流体をラジアルフローにおいて流速を下げて流体の運動エネルギを圧力エネルギに変換するラジアルディフューザがある(例えば、特許文献2)。
アキシャルディフューザの流路を画定するディフューザチューブが直管であれば、遠心力は発生せず、流体の流れに偏流は生じない。しかし、実際のディフューザチューブの形状では、流体の流れ方向をインペラ外径の接線方向から回転軸線方向に変える曲管であるため、遠心力が発生し、ディフューザチューブ内の流体流れに圧力差が生じる。 If the diffuser tube that defines the flow path of the axial diffuser is a straight pipe, no centrifugal force is generated, and no drift occurs in the fluid flow. However, the actual shape of the diffuser tube is a curved tube that changes the flow direction of the fluid from the tangential direction of the outer diameter of the impeller to the direction of the rotation axis. .
このことに対して従来のアキシャルディフューザは、流路断面形状が楕円等のディフューザ流路において、遠心力の流路断面長軸方向の平衡を図った形状ではなかった。 On the other hand, the conventional axial diffuser does not have a shape that balances the centrifugal force in the longitudinal direction of the channel cross section in the diffuser channel having an elliptical channel cross section.
その結果、従来のキシャルディフューザでは、最初の曲がり部以降で圧力差が生じ、ディフューザチューブ内の負圧側(インペラの回転上流側)に弱い流れ(境界層の低運動量流れ)が集積し、ディフューザ出口近傍の負圧側において流速が遅くなる。一方、正圧側では逆に流速が速くなり、ディフューザ出口では負圧側と正圧側とで速度差の大きい不均一な流れになる。 As a result, in the conventional axial diffuser, a pressure difference occurs after the first bend, and a weak flow (low momentum flow in the boundary layer) accumulates on the negative pressure side (impeller rotation upstream side) in the diffuser tube, and the diffuser exit The flow velocity becomes slower on the negative pressure side in the vicinity. On the other hand, on the positive pressure side, the flow velocity increases conversely, and at the diffuser outlet, the flow becomes uneven with a large speed difference between the negative pressure side and the positive pressure side.
更に、負圧側の流れは、曲がり部に生じる遠心力(慣性力)に抗しきれない場合には、流体流れが負圧側壁面から剥離し、渦を生じる。これにより、流体流れの運動エネルギが熱として失われ、同時に渦による流路閉塞のために有効流路面積が減少し、設計狙い通りには速度を減少させることができなくなる。 Furthermore, when the flow on the negative pressure side cannot resist the centrifugal force (inertial force) generated in the bent portion, the fluid flow is separated from the negative pressure side wall surface, and a vortex is generated. As a result, the kinetic energy of the fluid flow is lost as heat, and at the same time, the effective flow path area is reduced due to the blockage of the flow path due to the vortex, and the speed cannot be reduced as designed.
このため、従来のアキシャルディフューザでは、静圧回復率Cp=(ディフューザ出口静圧−ディフューザ入口静圧)/(ディフューザ入口全圧−ディフューザ入口静圧)が悪く、遠心型圧縮機の有効効率を低下させる原因なる。 For this reason, in the conventional axial diffuser, the static pressure recovery rate Cp = (diffuser outlet static pressure−diffuser inlet static pressure) / (diffuser inlet total pressure−diffuser inlet static pressure) is poor, reducing the effective efficiency of the centrifugal compressor. Cause.
本発明が解決しようとする課題は、遠心型圧縮機のアキシャルディフューザにおいて、流路負圧側での流体流れの剥離を抑えると共に、ディフューザ出口での速度分布の均一化を図り、高い静圧回復率Cpが得られるようにし、遠心型圧縮機の有効効率の向上を図ることである。 The problem to be solved by the present invention is that, in an axial diffuser of a centrifugal compressor, the separation of fluid flow on the negative pressure side of the flow path is suppressed, the velocity distribution at the outlet of the diffuser is made uniform, and a high static pressure recovery rate is achieved. It is intended to obtain Cp and improve the effective efficiency of the centrifugal compressor.
本発明による遠心型圧縮機のアキシャルディフューザは、遠心型圧縮機のインペラの外周に周方向に所定間隔をおいて設けられた複数個のアキシャルディフューザ流路を有し、前記複数個のアキシャルディフュ-ザ流路の各々において前記インペラからの流体のラジアルフローを前記インペラの中心軸線と実質的に平行なアキシャルフローに転向しつつ当該アキシャルディフュ-ザ流路を流れる流体の運動エネルギを圧力エネルギに変換する遠心型圧縮機のアキシャルディフューザであって、各アキシャルディフューザ流路が、前記インペラの出口部に連通する上流端及び前記インペラの中心軸線と実質的に平行に延出する下流端を有し、かつ前記上流端から前記下流端に向けて漸増する断面積を有し、前記上流端側の相対的に高速な流れを前記流路の横断面に於ける負圧側に向けるように前記アキシャルディフュ-ザ流路の横断面形状を定めたことを特徴としている。 An axial diffuser of a centrifugal compressor according to the present invention has a plurality of axial diffuser passages provided at predetermined intervals in the circumferential direction on the outer periphery of an impeller of the centrifugal compressor, and the plurality of axial diffusers. In each of the flow paths, the kinetic energy of the fluid flowing through the axial diffuser flow path is converted into pressure energy while turning the radial flow of the fluid from the impeller into an axial flow substantially parallel to the central axis of the impeller. An axial diffuser of the centrifugal compressor, wherein each axial diffuser flow path has an upstream end communicating with the outlet of the impeller and a downstream end extending substantially parallel to the central axis of the impeller, And having a cross-sectional area that gradually increases from the upstream end toward the downstream end, Said to direct the negative pressure side in the cross section of the flow path axial diffuser - it is characterized by defining the cross-sectional shape of The flow path.
このため、本発明による遠心型圧縮機のアキシャルディフューザは、前記アキシャルディフューザ流路が入口から出口に至るほぼ全域に亘って長軸を有する横断面形状をしていて、ほぼ全域に亘って前記長軸が、前記横断面形状の中心から前記インペラの中心軸線に向かう方向に対して略直交している。好ましくは、前記横断面形状が互いに直交する長軸及び短軸を有し、かつ前記短軸が、前記インペラの中心軸線を通過する方向を向いている。前記横断面形状が、概ね楕円形或いは長円形をなすものであって良い。 Therefore, axial diffuser of a centrifugal compressor according to the present invention, the axial diffuser flow path is not a cross-sectional shape having a major axis substantially over the entire region ranging from the inlet to the outlet, the substantially over the whole area The long axis is substantially orthogonal to the direction from the center of the cross-sectional shape toward the central axis of the impeller. Preferably, the cross-sectional shape has a major axis and a minor axis that are orthogonal to each other, and the minor axis faces a direction that passes through the central axis of the impeller. The cross-sectional shape may be substantially elliptical or oval.
本発明による遠心型圧縮機のアキシャルディフューザは、好ましくは、前記アキシャルディフューザ流路は、各々個別のチューブ部材により構成され、前記ディフューザ上流端は、インペラ外周の接線方向に向けて開口している。 In the axial diffuser of the centrifugal compressor according to the present invention, preferably, each of the axial diffuser flow paths is constituted by an individual tube member, and the upstream end of the diffuser opens toward a tangential direction of the outer periphery of the impeller.
本発明の遠心型圧縮機のアキシャルディフューザによれば、ディフューザ上流端からディフューザ下流端に至る間に、その各部の横断面形状における負圧側及び正圧側の全体に渡って流速を均一化し、最終的には、ディフューザ下流端に於ける流速分布を高度に均一化することができる。そのためには、横断面形状が長軸を有し、長軸が、横断面形状の中心からインペラの中心軸線に向かう方向に対して略直交するものとしたり、或いは、横断面形状が互いに直交する長軸及び短軸を有し、かつ短軸が、インペラの中心軸線を通るインペラ半径線を通過する方向を向いていると良い。このようにして、ディフューザ流路の各部の横断面における負圧側(インペラの回転上流側)と正圧側(インペラの回転下流側)とで、インペラ中心軸線からの離間距離が等しくなる。 According to the axial diffuser of the centrifugal compressor of the present invention, the flow velocity is made uniform over the whole of the negative pressure side and the positive pressure side in the cross-sectional shape of each part between the upstream end of the diffuser and the downstream end of the diffuser. The flow velocity distribution at the downstream end of the diffuser can be made highly uniform. For this purpose, the cross-sectional shape has a long axis, and the long axis is substantially orthogonal to the direction from the center of the cross-sectional shape toward the central axis of the impeller, or the cross-sectional shapes are orthogonal to each other. It is good to have a long axis and a short axis, and the short axis has faced the direction which passes the impeller radial line which passes along the center axis line of an impeller. In this manner, the distance from the impeller central axis is the same on the negative pressure side (upstream rotation side of the impeller) and the positive pressure side (downstream rotation side of the impeller) in the cross section of each part of the diffuser flow path.
このことにより、アキシャルディフューザ流路の各部の横断面における遠心力成分による圧力差が減少し、アキシャルディフューザ流路を流れる圧縮空気の流れに偏りが生じること、つまり、偏分布が生じることが著しく減少し、ディフューザ出口部において、負圧側部分で速度が遅い不均一な速度分布になることが回避される。また、流路各断面における遠心力成分による圧力差の減少により、流路負圧側に生じ易い流体流れの剥離を阻止することができる。 As a result, the pressure difference due to the centrifugal force component in the cross-section of each part of the axial diffuser flow path is reduced, and the flow of compressed air flowing through the axial diffuser flow path is biased, that is, the uneven distribution is significantly reduced. In addition, in the diffuser outlet portion, it is possible to avoid an uneven speed distribution with a slow speed at the negative pressure side portion. Moreover, separation of the fluid flow that tends to occur on the negative pressure side of the flow path can be prevented by reducing the pressure difference due to the centrifugal force component in each cross section of the flow path.
これにより、ディフューザ出口部での速度分布の均一化が図られると同時に流体流れの剥離が抑制され、静圧回復率Cpが上がり、遠心型圧縮機の有効効率が向上する。 Accordingly, the velocity distribution at the diffuser outlet is made uniform, and at the same time, the separation of the fluid flow is suppressed, the static pressure recovery rate Cp is increased, and the effective efficiency of the centrifugal compressor is improved.
以下に、本発明による遠心型圧縮機のアキシャルディフューザの実施形態を、図1〜図3を参照して説明する。 Embodiments of an axial diffuser of a centrifugal compressor according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
これらの図において、符号10は、遠心型圧縮機の円筒状のアウタハウジングを示している。アウタハウジング10内にインペラ11がインペラ中心軸線A廻りに回転可能に設けられている。図1〜図3は、遠心型圧縮機を背面側(圧縮空気出口側)から見た図であり、これらの図で見てインペラ11は時計廻り方向に回転する。
In these drawings,
インペラ11の径方向外方には円環状のラジアルディフューザ部材12がインペラ11と同心配置されている。ラジアルディフューザ部材12は、アウタハウジング10に固定装着されており、インペラ11の円周廻りに所定間隔をおいて複数個のラジアルディフューザ流路13を形成されている。ラジアルディフューザ流路13は、各々、インペラ外周の接線方向に直線状に延在しており、インペラ11の出口端から遠ざかるに従って通路断面積が大きくなっている。
An annular
これにより、ラジアルディフューザ部材12は、各ラジアルディフューザ流路13において、インペラ11からの流体(圧縮空気)のラジアルフローにおいて流速を下げ、流体の運動エネルギを圧力エネルギに変換する。
Thereby, the
なお、ラジアルディフューザについて、詳細な説明が必要ならば、特開2002−98093号公報を参照されたい。本実施形態のラジアルディフューザ部材12として、特開2002−98093号公報に示されているラジアルディフューザを用いることができる。
If a detailed explanation of the radial diffuser is necessary, refer to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-98093. As the
ラジアルディフューザ部材12の径方向外側には、アキシャルディフューザ30が設けられている。アキシャルディフューザ30は、インペラ11の円周廻りに所定間隔をおいて複数個のディフューザチューブ31を有する。
An
ディフューザチューブ31は、ラジアルディフューザ部材12のラジアルディフューザ流路13の個数と同じ個数あり、各々、基端部をラジアルディフューザ部材12の出口端部に溶接等によって固着されている。ディフューザチューブ31は、各々、アキシャルディフューザ流路32を画定している。つまり、複数個のアキシャルディフューザ流路32は、各々、個別のチューブ部材により構成されている。
The number of the
アキシャルディフューザ流路32のディフューザ入口部32Aは、インペラ外周の接線方向に向けて開口しており、アキシャルディフューザ流路32は、各々、ディフューザ入口部32Aにおいて対応するラジアルディフューザ流路13の出口部に滑らかに接続され、ラジアルディフューザ流路13と連通している。
The
換言すると、アキシャルディフューザ30は、インペラ11の径方向外方の円周廻りに一定の所定間隔をおいて複数個のアキシャルディフューザ流路32を有する。アキシャルディフューザ流路32は三次元的に折り曲がった立体形状をしており、この複数個のアキシャルディフューザ流路32の各々において、インペラ11からの流体(圧縮空気)のラジアルフローをインペラ11の中心軸線Aと実質的に平行なアキシャルフローに転向しつつ当該アキシャルディフューザ流路32を流れる流体の運動エネルギを圧力エネルギに変換する。
In other words, the
つまり、ディフューザチューブ31は曲管により構成されており、ディフューザ入口部32Aはインペラ外周(外径)の接線方向に向けて開口しているのに対して、ディフューザ出口部32Bはインペラ11の中心軸線Aの方向に向けて開口している。
That is, the
アキシャルディフューザ流路32は、図2、図3に、符号a、b、c・・・で示されているように、横断面形状が楕円形乃至長円形で、ディフューザ入口部32Aよりディフューザ出口部32Bへ向かうに従って流路断面積を漸次増大する流路形状に形成されている。従って、横断面形状は、大きな直径に対応する長軸及び小さな直径に対応する短軸とを有する。そして、ディフューザ入口部32Aからディフューザ出口部32Bに至るほぼ全域に亘って、その各部a、b、c・・・における楕円形乃至長円形の横断面形状の長軸La、Lb、Lc・・・が、横断面の中心から前記インペラの中心軸線に向かうインペラ半径方向線Ra、Rb、Rc・・・方向に対して略直交する。インペラ半径方向線は、流路下流側では、インペラ11の中心軸線Aに直交する線として与えられるが、流路上流側では、インペラ11の中心軸線Aに対して90度以外の角度をなす。また、本実施例では、長軸及び短軸は、互いに直交することから、アキシャルディフューザ流路32の各横断面に於いて、短軸Sa、Sb、Sc・・・は、インペラ11の中心軸線Aを通るインペラ半径線Ra、Rb、Rc・・・に合致する方向を向いている。
The axial
長軸及び短軸は、互いに直交するのが望ましいが、互いに90度以外の角度をなすものであっても良い。特に、横断面形状が楕円或いは長円以外の場合には、長軸は最も長い直径線として規定することができる。 The major axis and the minor axis are preferably orthogonal to each other, but may be at an angle other than 90 degrees. In particular, when the cross-sectional shape is other than an ellipse or an ellipse, the long axis can be defined as the longest diameter line.
このように、ディフューザ入口部32Aからディフューザ出口部32Bに至るアキシャルディフューザ流路32のほぼ全域に亘って、その各部a、b、c・・・における楕円形乃至長円形の横断面形状の長軸La、Lb、Lc・・・が、横断面の中心から前記インペラの中心軸線に向かうインペラ半径方向線Ra、Rb、Rc・・・方向に対して略直交する、或いはその短軸Sa、Sb、Sc・・・が、軸線方向から見たときに、インペラ11の中心軸線Aを通るインペラ半径線Ra、Rb、Rc・・・に合致する方向を向いていることにより、ディフューザ流路32の各部a、b、c・・・の横断面における流路負圧側(インペラの回転上流側)Mと流路正圧側(インペラの回転下流側)Nとで、インペラ中心軸線Aからの離間距離が等しくなる。
As described above, the major axis of the elliptical or oval cross-sectional shape in each of the portions a, b, c... Over almost the entire area of the axial
このことにより、アキシャルディフューザ流路32の各部a、b、c・・・の横断面における遠心力成分による圧力差が減少し、アキシャルディフューザ流路32を流れる圧縮空気の流れに偏りが生じること、つまり、偏分布が生じることが著しく減少する。この結果として、ディフューザ出口部32Bにおいて、負圧側部分で速度が遅い不均一な速度分布になることが回避される。これにより、高い静圧回復率Cpが得られ、遠心型圧縮機の有効効率が向上する。更に、アキシャルディフューザ流路32の流路各断面における遠心力成分による圧力差の減少により、流路負圧側に生じ易い流体流れの剥離を阻止することができる。
Thereby, the pressure difference due to the centrifugal force component in the cross section of each part a, b, c... Of the axial
図4は、本実施形態によるアキシャルディフューザのディフューザ出口部におけるマッハ数分布を、図5は、従来のアキシャルディフューザのディフューザ出口部におけるマッハ数分布を各々示している。 FIG. 4 shows the Mach number distribution at the diffuser outlet portion of the axial diffuser according to this embodiment, and FIG. 5 shows the Mach number distribution at the diffuser outlet portion of the conventional axial diffuser.
図5(従来例)において、網点で示されている領域Bは、流速の遅い領域である。この流速低下は、以下の理由によるものと考えられる。すなわち、アキシャルディフューザ流路の曲がり部においては、流体の流れは、遠心力(慣性力)にため流路正圧側Nに偏流し、流路負圧側(インペラの回転上流側)Mの流体の流れは遅くなり、更に遠心力に抗しきれなく場合には負圧壁面から流体流れが剥離する現象が生じる。また、流路正圧側Nの境界層内の低運動量流れが圧力差によって流路負圧側Mに移動することも、偏流発生の原因に考えられる。 In FIG. 5 (conventional example), a region B indicated by halftone dots is a region having a low flow velocity. This decrease in flow rate is considered to be due to the following reason. That is, in the bending portion of the axial diffuser flow path, the flow of fluid drifts to the flow path positive pressure side N due to centrifugal force (inertial force), and the flow of fluid on the flow path negative pressure side (rotation upstream side of the impeller) M If the centrifugal force cannot be fully resisted, a phenomenon occurs in which the fluid flow is separated from the negative pressure wall surface. In addition, the low momentum flow in the boundary layer on the flow path positive pressure side N may move to the flow path negative pressure side M due to a pressure difference.
これに対し本実施形態は、アキシャルディフューザ流路の断面長軸方向の圧力差の解消を狙っているため、図4に示されているように、流速低下領域Bは流路負圧側Mに生じていない。本実施形態のものでは、理想的には、流路負圧側M〜流路正圧側Nの全域に亘ってフラットなマッハ数分布特性になる筈であるが、境界層の低運動量の流れが圧力のバランスにより、ディフューザ出口側では、ディフューザ流路の中央部に集まる現象が発生するため、流路負圧側M〜流路正圧側Nの中央部において、やや速度分布が低い特性になっている。 On the other hand, since the present embodiment aims to eliminate the pressure difference in the longitudinal direction of the cross section of the axial diffuser flow path, the flow velocity decrease region B is generated on the flow path negative pressure side M as shown in FIG. Not. In the present embodiment, ideally, a flat Mach number distribution characteristic should be obtained over the entire region from the flow path negative pressure side M to the flow path positive pressure side N, but the flow of low momentum in the boundary layer is pressure. Because of this balance, a phenomenon of gathering in the central portion of the diffuser flow path occurs on the diffuser outlet side, so that the velocity distribution is slightly low in the central portion of the flow path negative pressure side M to the flow path positive pressure side N.
図6は本実施形態によるアキシャルディフューザの流路上のいくつかの点における長軸方向に沿ったマッハ数分布特性を、図7は従来のアキシャルディフューザにおける同様のマッハ数分布特性を各々示している。図8に示すように、上流側から下流側に向けて流路上のいくつかの点を、それぞれ点st0、st1、st2、st3、st4、st5と表し、点st5がディフューザ流路の下流端即ち出口端を表すものとする。従来のアキシャルディフューザに於いては、st3において負圧側の速度の増加は小さく、点st4、st5と下流に進むに従い速度は減速し、特に、点st5即ち出口端における速度の低下は著しい。その結果、点st5に於ける長軸方向に沿ったマッハ数分布の均一性が失われている。それに対して、本実施形態によるアキシャルディフューザでは、点st3での負圧側の速度の増加が顕著で正圧側よりも高い速度になり、その後、点st4、st5と緩やかに減速する。そして、出口端における負圧側の速度が比較的高く維持されることにより、長軸方向に沿ったマッハ数分布はほぼ平坦になり、高度に均一な流れが得られる。 FIG. 6 shows Mach number distribution characteristics along the major axis direction at several points on the flow path of the axial diffuser according to the present embodiment, and FIG. 7 shows similar Mach number distribution characteristics in the conventional axial diffuser. As shown in FIG. 8, several points on the flow path from the upstream side to the downstream side are respectively represented as points st0, st1, st2, st3, st4, st5, and the point st5 is the downstream end of the diffuser flow path, that is, It shall represent the exit end. In the conventional axial diffuser, the increase in the speed on the negative pressure side is small at st3, and the speed decreases as it goes downstream from points st4 and st5. In particular, the speed decrease at the point st5, that is, at the outlet end is remarkable. As a result, the uniformity of the Mach number distribution along the long axis direction at the point st5 is lost. On the other hand, in the axial diffuser according to the present embodiment, the increase in the speed on the negative pressure side at the point st3 is remarkable and the speed is higher than that on the positive pressure side, and then gradually decelerates to the points st4 and st5. Then, by maintaining the suction side speed at the outlet end relatively high, the Mach number distribution along the major axis direction becomes substantially flat, and a highly uniform flow can be obtained.
図9は、流路負圧側Mから中心方向に5%離れた位置に於ける流速の流れ方向に沿う分布を、本実施形態に於ける場合を実線で、従来技術に於ける場合を破線で示す。図9のグラフに於いて、流れ方向距離は、各設計断面の中心位置を結ぶ子午線(meridional)長さ(L)をラジアルディフューザ入口位置(図3)の断面の面積を等価円で表したときの直径(D1)で除した値を、更に正規化することにより示した。従来技術では、流れ方向st3の位置からの減速度合いが大きくその傾向は下流端まで続き、出口における速度の低下が著しい。これに対して本実施形態の場合には、st3位置での速度が従来型に比べて大きい特徴があり、さらに、st4位置、st5位置と流れは速度を落としながら進むが、この減速度合いは比較的小さく出口における速度の低下が大幅に抑えられている。この結果、出口端における負圧側の速度を従来型に比べ高く維持でき、図6に示されるような長軸方向に平坦な速度分布の実現に繋がっている。 FIG. 9 shows the distribution along the flow direction of the flow velocity at a position 5% away from the flow path negative pressure side M in the center direction, in the case of this embodiment by a solid line, and in the case of the prior art by a broken line. Show. In the graph of FIG. 9, the flow direction distance is the meridional length (L) connecting the center positions of the design cross sections, and the area of the cross section at the radial diffuser inlet position (FIG. 3) is represented by an equivalent circle. the diameter divided by the (D1), further indicated more to normalize. In the prior art, the degree of deceleration from the position in the flow direction st3 is large, and this tendency continues to the downstream end, and the speed decrease at the outlet is significant. In contrast, the present embodiment has a feature that the speed at the st3 position is larger than that of the conventional type, and further, the flow proceeds at the st4 position and the st5 position at a reduced speed. Therefore, the speed reduction at the exit is greatly suppressed. As a result, the suction-side speed at the outlet end can be maintained higher than that of the conventional type, leading to the realization of a flat speed distribution in the major axis direction as shown in FIG.
このようなことにより、本実施形態によれば、従来技術に比較して高い静圧回復率Cpが得られる。図10は、本実施形態の流れ方向に沿う静圧回復率Cpの変化を、従来技術のものと対比するもので、下流端即ち出口部分に於いて、本実施形態の静圧回復率Cpが、従来技術のものよりもやや大きいことが示されている。図10に於ける流れ方向距離は、図9のものと同様であるが、この場合は正規化されていない。 As a result, according to the present embodiment, a high static pressure recovery rate Cp can be obtained as compared with the prior art. FIG. 10 compares the change in the static pressure recovery rate Cp along the flow direction of this embodiment with that of the prior art, and the static pressure recovery rate Cp of this embodiment is at the downstream end, that is, at the outlet portion. It is shown to be slightly larger than that of the prior art. The flow direction distance in FIG. 10 is the same as that in FIG. 9, but in this case, it is not normalized.
10 アウタハウジング
11 インペラ
12 ラジアルディフューザ部材
13 ラジアルディフューザ流路
30 アキシャルディフューザ
31 ディフューザチューブ
32 アキシャルディフューザ流路
32A ディフューザ入口部
32B ディフューザ出口部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
各アキシャルディフューザ流路が、前記インペラの出口部に連通する上流端及び前記インペラの中心軸線と実質的に平行に延出する下流端を有し、かつ前記上流端から前記下流端に向けて漸増する断面積を有し、
前記アキシャルディフューザ流路は、入口から出口に至るほぼ全域に亘って長軸を有する横断面形状をしていて、前記長軸が、ほぼ全域に亘って前記横断面形状の中心から前記インペラの中心軸線に向かう方向に対して略直交していることを特徴とする遠心型圧縮機のアキシャルディフューザ。 A plurality of axial diffuser passages provided at predetermined intervals in the circumferential direction on an outer periphery of an impeller of the centrifugal compressor, and each of the plurality of axial diffuser passages includes a flow of fluid from the impeller; An axial diffuser of a centrifugal compressor that converts a kinetic energy of a fluid flowing through the axial diffuser flow path into a pressure energy while turning a radial flow into an axial flow substantially parallel to the central axis of the impeller,
Each axial diffuser flow path has an upstream end communicating with the outlet portion of the impeller and a downstream end extending substantially parallel to the central axis of the impeller, and gradually increases from the upstream end toward the downstream end. Having a cross-sectional area
The axial diffuser flow path, substantially over the entire region ranging from the inlet to the outlet has a cross section shape having a long axis, the long axis of the impeller from the center of the cross-sectional shape over almost the entire An axial diffuser of a centrifugal compressor characterized by being substantially orthogonal to the direction toward the central axis.
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