JP4952465B2 - Pipe diffuser centrifugal compressor - Google Patents

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Description

この発明は、パイプディフューザ式遠心圧縮機に関し、特に、工場エアー(プラントエアー)の空気供給源等として用いられるパイプディフューザ式遠心圧縮機に関するものである。   The present invention relates to a pipe diffuser centrifugal compressor, and more particularly to a pipe diffuser centrifugal compressor used as an air supply source for factory air (plant air).

産業用の遠心圧縮機には、圧縮機の吸入側に吸入流量を制御する吸入制御弁が設けられ、吸入制御弁によって風量(流量)を制御するものがある(例えば、特許文献1)。この遠心圧縮機では、エアー使用量が少ない時には、吸入制御弁によって吸入側を絞り、吸入流量を低減することにより、余剰流量運転にならないようにして圧縮機運転の省エネルギ化を図ることができる。特に、工場エアーの空気供給源等として用いられる遠心圧縮機のように、遠心圧縮機が電動モータによって定格回転速度で駆動され、駆動モータの回転速度が制御されないものでは、遠心圧縮機の風量は、吸入制御弁によって制御するしかない。   Some industrial centrifugal compressors are provided with a suction control valve for controlling the suction flow rate on the suction side of the compressor, and the air volume (flow rate) is controlled by the suction control valve (for example, Patent Document 1). In this centrifugal compressor, when the amount of air used is small, the suction side is throttled by the suction control valve to reduce the suction flow rate, so that it is possible to save energy in the compressor operation without causing the excessive flow rate operation. . Especially when the centrifugal compressor is driven at the rated rotational speed by an electric motor and the rotational speed of the drive motor is not controlled, such as a centrifugal compressor used as an air supply source for factory air, the air volume of the centrifugal compressor is It can only be controlled by an intake control valve.

しかし、遠心圧縮機では、吸入流量が少なすぎると、インペラの回転によって加速された空気の流れを減速させるためのディフューザにおいて失速が生じ、失速(ストール)からサージングを引きおこさせる。ディフューザにおいて失速が生じない吸入流量(風量)は、サージ限界と云われ、吐出空気圧力とディフューザの流れ特性により決まる。   However, in a centrifugal compressor, if the intake flow rate is too small, stall occurs in the diffuser for decelerating the air flow accelerated by the rotation of the impeller, and surging is caused from stall (stall). The intake flow rate (air volume) at which no stall occurs in the diffuser is called a surge limit, and is determined by the discharge air pressure and the diffuser flow characteristics.

このことに対して、羽根付きディフューザの流路の一方の側壁を可動壁として流路を部分的に閉塞し、ディフューザ流路を絞ることにより、吸入流量絞り限界である耐サージ性(サージ限界)を上げて少ない風量でもサージ現象が生じないようにした遠心圧縮機がある(例えば、特許文献2)。   On the other hand, surge resistance (surge limit), which is the limit of suction flow restriction, is achieved by partially closing the flow path with one side wall of the flow path of the vaned diffuser as a movable wall and restricting the diffuser flow path. There is a centrifugal compressor in which a surge phenomenon is prevented from occurring even with a small air volume by increasing the pressure (for example, Patent Document 2).

また、固定式ディフューザの遠心圧縮機として、インペラの外側周りに形成された複数個のディフューザ通路を有するパイプディフューザ(チャネルディフューザ)式の遠心圧縮機が知られている(例えば、特許文献3、4)。
特開平1−219397号公報 特開昭60−132099号公報 特開平5−195991号公報 特開平10−61586号公報
Further, as a centrifugal compressor of a fixed diffuser, a pipe diffuser (channel diffuser) type centrifugal compressor having a plurality of diffuser passages formed around the outer side of an impeller is known (for example, Patent Documents 3 and 4). ).
Japanese Patent Laid-Open No. 1-219397 JP-A-60-1332099 Japanese Patent Laid-Open No. 5-19591 JP 10-61586 A

ディフューザ流路を絞ることにより、サージ限界を上げて少ない風量でもサージ現象が生じないようにすることができるが、しかし、ディフューザ流路を絞ってディフューザにおける流量(流速)を定量制御するものでは、構造が複雑になる。また、ディフューザ流路が絞られると、ディフューザ作用に悪影響を及ぼすことがあり、ディフューザ本来の性能が発揮されなくなり、効率が低下する原因になる。   By restricting the diffuser flow path, it is possible to increase the surge limit and prevent a surge phenomenon from occurring even with a small air flow. However, in the case of restricting the diffuser flow path and quantitatively controlling the flow rate (flow velocity) in the diffuser, The structure becomes complicated. In addition, if the diffuser flow path is restricted, the diffuser action may be adversely affected, the original performance of the diffuser may not be exhibited, and the efficiency may be reduced.

この発明が解決しようとする課題は、遠心圧縮機、特に、パイプディフューザ式の遠心圧縮機において、構造を複雑にすることなく、ディフューザ作用に悪影響を及ぼすことなく、サージ限界(吸入流量絞り限界)を上げて少ない風量でもサージ現象が生じないようにすることである。   The problem to be solved by the present invention is that in a centrifugal compressor, particularly in a pipe diffuser type centrifugal compressor, the surge limit (suction flow restriction limit) without complicating the structure and without adversely affecting the diffuser action. The surge phenomenon is prevented from occurring even with a small air volume.

この発明による遠心圧縮機は、インペラの外側周りに形成された複数個のディフューザ通路を有するパイプディフューザ式の遠心圧縮機であって、前記ディフューザ通路を選択的に閉塞する開閉弁を有し、前記開閉弁は、前記複数個のディフューザ通路
のうち前記インペラの周方向を等分する位置にある特定された前記ディフューザ通路をオン、オフ的に閉塞することを特徴としている。
A centrifugal compressor according to the present invention is a pipe diffuser type centrifugal compressor having a plurality of diffuser passages formed around an outer side of an impeller, and has an on-off valve that selectively closes the diffuser passage, The on-off valve is characterized in that the specified diffuser passage located at a position equally dividing the circumferential direction of the impeller among the plurality of diffuser passages is closed on and off.

また、インペラの周方向を等分する位置にある複数の前記開閉弁のうち、インペラの回転軸を中心として点対称位置の開閉弁が前記ディフューザ通路をオン、オフ的に開閉することを特徴としている。   In addition, among the plurality of on-off valves that are in a position equally dividing the circumferential direction of the impeller, the on-off valve at a point-symmetrical position about the rotation axis of the impeller opens and closes the diffuser passage on and off Yes.

この発明によるパイプディフューザ式遠心圧縮機によれば、開閉弁は、ディフューザ通路をオン、オフ的に開閉するものであり、ディフューザ流路を絞ってディフューザにおける空気流速を定量制御するものではないから、構造を複雑にすることなく、ディフューザ作用に悪影響を及ぼすこともなく、サージ限界を上げることができる。また、開閉弁は、複数個のディフューザ通路のうちインペラ周方向を等分する位置にある特定されたディフューザ通路を開閉するから、開閉弁によるディフューザ通路の開閉によって、流体のアンバランスによる、回転体の振動を発生させることを防ぐことが出来る。   According to the pipe diffuser type centrifugal compressor according to the present invention, the on-off valve opens and closes the diffuser passage on and off, and does not squeeze the diffuser flow path to quantitatively control the air flow rate in the diffuser. The surge limit can be increased without complicating the structure and without adversely affecting the diffuser action. The on-off valve opens and closes the specified diffuser passage at a position that equally divides the impeller circumferential direction among the plurality of diffuser passages. Therefore, the rotating body is caused by fluid unbalance by opening and closing the diffuser passage by the on-off valve. It is possible to prevent the occurrence of vibration.

また、インペラの回転軸を中心として点対称位置の開閉弁が開閉するので、ディフューザ通路の開閉によって、流体のアンバランスによる回転体の振動を発生させることを防ぐことが出来る。   Further, since the on-off valve at a point-symmetrical position opens and closes around the impeller rotational axis, the opening and closing of the diffuser passage can prevent the vibration of the rotating body due to fluid imbalance.

この発明によるパイプディフューザ式遠心圧縮機の一つの実施形態を、図1、図2を参照して説明する。   One embodiment of a pipe diffuser centrifugal compressor according to the present invention will be described with reference to FIGS.

パイプディフューザ式遠心圧縮機は、軸受ハウジング11と、軸受ハウジング11より回転可能に支持された回転軸13に取り付けられたインペラ15と、軸受ハウジング11に固定締結されたスクロールハウジング17とを有する。スクロールハウジング17は、、吸入口19と、インペラ15を収容するインペラ室21と、インペラ15の外側周りに形成されたパイプディフューザ23と、パイプディフューザ23の出口側に連通するスクロール通路25と、スクロール通路25の終端に連続する吐出口(図示省略)とを有する。吸入口19には、吸入流量を制御する吸入制御弁27が設けられている。   The pipe diffuser centrifugal compressor includes a bearing housing 11, an impeller 15 attached to a rotary shaft 13 that is rotatably supported by the bearing housing 11, and a scroll housing 17 that is fixedly fastened to the bearing housing 11. The scroll housing 17 includes a suction port 19, an impeller chamber 21 that houses the impeller 15, a pipe diffuser 23 that is formed around the outside of the impeller 15, a scroll passage 25 that communicates with the outlet side of the pipe diffuser 23, a scroll A discharge port (not shown) is provided at the end of the passage 25. The suction port 19 is provided with a suction control valve 27 that controls the suction flow rate.

インペラ15は回転軸13により回転駆動される。空気は、吸入制御弁27によって流れを定量的に制御され、吸入口19よりインペラ室21に入り、インペラ15の回転によって加速され、パイプディフューザ23で減速されたあとスクロール通路25へ流れ、吐出口(図示省略)より吐出される。   The impeller 15 is rotationally driven by the rotary shaft 13. The flow of air is quantitatively controlled by the suction control valve 27, enters the impeller chamber 21 through the suction port 19, is accelerated by the rotation of the impeller 15, is decelerated by the pipe diffuser 23, and then flows into the scroll passage 25 to be discharged from the discharge port. (Not shown).

パイプディフューザ23は、図2に示されているように、インペラ15の外側周りに等間隔に画定された複数個のパイプディフューザ通路33を有する。この実施形態では、16個のパイプディフューザ通路33が、インペラ15の全周を16等分割する回転位置に設けられ、各々、インペラ外周の接線方向に延在している。ここでは、16個のディフューザ通路33を♯1〜♯16の番号付けを行い、♯1と♯9、♯2と♯10、♯3と♯11、♯4と♯12、♯5と♯13、♯6と14、♯7と♯15、♯8と♯16が、インペラ15の回転軸12の軸中心を中心として点対称位置にそれぞれ設けられている。   As shown in FIG. 2, the pipe diffuser 23 has a plurality of pipe diffuser passages 33 defined at equal intervals around the outside of the impeller 15. In this embodiment, 16 pipe diffuser passages 33 are provided at rotational positions that divide the entire circumference of the impeller 15 into 16 equal parts, and each extend in the tangential direction of the outer circumference of the impeller. Here, the 16 diffuser passages 33 are numbered # 1 to # 16, # 1 and # 9, # 2 and # 10, # 3 and # 11, # 4 and # 12, # 5 and # 13. , # 6 and 14, # 7 and # 15, and # 8 and # 16 are provided at point-symmetrical positions around the axis center of the rotating shaft 12 of the impeller 15, respectively.

16個のディフューザ通路33(♯1〜♯16)には、各々、開閉弁35が設けられている。開閉弁35は、ボール弁、バタフライ弁、フラッパ弁等により構成され、ディフューザ通路33を全開する弁開状態と、ディフューザ通路33を実質的に完全に遮蔽する閉塞状態の何れかを取るオン、オフ的に動作する。そして、この開閉弁35は、複数個のディフューザ通路33のうちインペラ15の周方向を等分する位置にある特定されたディフューザ通路33を選択的に開閉する。   Each of the 16 diffuser passages 33 (# 1 to # 16) is provided with an opening / closing valve 35. The on-off valve 35 is constituted by a ball valve, a butterfly valve, a flapper valve or the like, and is on / off that takes either a valve open state in which the diffuser passage 33 is fully opened or a closed state in which the diffuser passage 33 is substantially completely shielded. Works. The on-off valve 35 selectively opens and closes the specified diffuser passage 33 at a position that equally divides the circumferential direction of the impeller 15 among the plurality of diffuser passages 33.

例えば、このパイプディフューザ23では、表1に示すように、♯1、♯9の二つディフューザ通路33の開閉弁35を閉じる第1の状態、♯1、♯9、♯5、♯13の開閉弁35を閉じる第2の状態、♯1、♯9、♯5、♯13、♯3、♯11、♯7、♯15の開閉弁35を閉じる第3の状態、♯1、♯9、♯5、♯13、♯3、♯11、♯7、♯15、♯2、♯10、♯6、♯14の開閉弁35を閉じる第4の状態、1、♯9、♯5、♯13、♯3、♯11、♯7、♯15、♯2、♯10、♯6、♯14の開閉弁35に加えて、♯4、♯12、♯8、♯16の開閉弁35を閉じる第5の状態すなわち全閉状態の何れかを選択的に取ることができる。

Figure 0004952465
For example, in this pipe diffuser 23, as shown in Table 1, the first state in which the on / off valve 35 of the two diffuser passages 33 of # 1 and # 9 is closed, and the opening and closing of # 1, # 9, # 5 and # 13 are opened. A second state in which the valve 35 is closed, a third state in which the on-off valves 35 of # 1, # 9, # 5, # 13, # 3, # 11, # 7, and # 15 are closed, # 1, # 9, # 5, # 13, # 3, # 11, # 7, # 15, # 2, # 10, # 6, # 14, the fourth state in which the on-off valve 35 is closed, 1, # 9, # 5, # 13, In addition to the on / off valves 35 of # 3, # 11, # 7, # 15, # 2, # 10, # 6 and # 14, the fifth on / off valves 35 of # 4, # 12, # 8 and # 16 are closed. Any of the above states, that is, the fully closed state can be selectively taken.
Figure 0004952465

この場合、第1の状態から第4の状態において、ディフューザ通路33の開閉弁35は、インペラ15の回転軸13を中心として対称位置にある開閉弁35が同時に開閉され、第1の状態から第2の状態とする場合には、周方向を等分する位置にある開閉弁35(♯5と♯13)が開閉される。また、第2の状態から第3の状態とする場合には、周方向を等分する位置にある開閉弁35(♯3と♯11、♯7と♯15)が開閉される。すなわち、周方向を等分する位置の開閉弁35が常に開閉される。これにより、流体のアンバランスによる回転体の振動を発生させることを防ぐことが出来る。   In this case, in the first state to the fourth state, the open / close valve 35 of the diffuser passage 33 is simultaneously opened and closed with the open / close valve 35 at the symmetrical position about the rotation shaft 13 of the impeller 15. In the case of the state 2, the on-off valve 35 (# 5 and # 13) at a position equally dividing the circumferential direction is opened and closed. In the case of changing from the second state to the third state, the on-off valves 35 (# 3 and # 11, # 7 and # 15) located at positions that equally divide the circumferential direction are opened and closed. That is, the on-off valve 35 at a position equally dividing the circumferential direction is always opened and closed. Thereby, it can prevent generating the vibration of the rotary body by the fluid unbalance.

そして、特定されたディフューザ通路33が開閉弁35によって閉塞されることにより、残されたディフューザ通路(開閉弁35によって閉塞されていないディフューザ通路)33を流れる空気の流速が速められ、サージ限界が低流量側に改善される。これにより、吸入制御弁27による許容最低風量が低下し、低風量側での遠心圧縮機の運転領域が拡大される。   Then, when the specified diffuser passage 33 is closed by the on-off valve 35, the flow velocity of the air flowing through the remaining diffuser passage (the diffuser passage not closed by the on-off valve 35) 33 is increased, and the surge limit is reduced. Improved on the flow side. Thereby, the allowable minimum air volume by the suction control valve 27 is reduced, and the operation range of the centrifugal compressor on the low air volume side is expanded.

図3は、風量(Q)と吐出圧力(P)との関係により決まるサージライン特性を示している。図3は、横軸に風量Qを、縦軸に吐出圧力Pdを取っており、符号A0は開閉弁35が全開状態のときのサージ限界を示すサージラインである。また、符号A1は開閉弁35の開閉状態が第1の状態のときのサージ限界を示すサージラインであり、符号A2は第2の状態、符号A3は第3の状態、符号A4は第4の状態、符号A5は第5の状態のときのそれぞれサージ限界を示すサージラインである。   FIG. 3 shows surge line characteristics determined by the relationship between the air volume (Q) and the discharge pressure (P). In FIG. 3, the horizontal axis represents the air volume Q, and the vertical axis represents the discharge pressure Pd. Reference symbol A1 is a surge line indicating a surge limit when the open / close state of the on-off valve 35 is in the first state, reference symbol A2 indicates the second state, reference symbol A3 indicates the third state, and reference symbol A4 indicates the fourth state. A state, code | symbol A5 is a surge line which shows each surge limit at the time of a 5th state.

図3において、特定されたディフューザ通路33が開閉弁35によって閉塞されたことにより、例えば、開閉弁35が全開状態のサージラインがA0より第1の状態のサージラインA1に改善シフトされたことを示している。これにより、定格吐出圧力Psにおいて、サージ限界風量がQaよりQbに改善され、遠心圧縮機の低風量側の運転領域が拡大され、より低風量での運転が可能になる。   In FIG. 3, the fact that the specified diffuser passage 33 is blocked by the opening / closing valve 35, for example, indicates that the surge line of the opening / closing valve 35 has been improved and shifted from A 0 to the surge line A 1 in the first state. Show. As a result, at the rated discharge pressure Ps, the surge limit air volume is improved from Qa to Qb, the operation area on the low air volume side of the centrifugal compressor is expanded, and operation at a lower air volume becomes possible.

このように、開閉弁35は、ディフューザ通路33をオン、オフ的に閉塞するものであり、ディフューザ通路33を絞ってディフューザにおける空気流速を定量的に制御するものではないから、構造が複雑になることがない。   Thus, the on-off valve 35 closes the diffuser passage 33 on and off, and does not restrict the diffuser passage 33 to quantitatively control the air flow rate in the diffuser, so the structure becomes complicated. There is nothing.

また、開閉弁35は、ディフューザ通路33を全開する弁開状態と、ディフューザ通路33を実質的に完全に遮蔽する閉塞状態の何れかを取るオン、オフ的に動作するから、全開状態時、閉塞状態時の何れにおいても、ディフューザ流路33の空気流れを偏向させる働きをすることがない。これにより、開閉弁35がディフューザ作用に悪影響を及ぼすこともない。   The on-off valve 35 operates on and off to take either a valve open state in which the diffuser passage 33 is fully opened or a closed state in which the diffuser passage 33 is substantially completely blocked. In any state, it does not work to deflect the air flow in the diffuser flow path 33. Thereby, the on-off valve 35 does not adversely affect the diffuser action.

また、開閉弁35は、複数個のディフューザ通路33のうちインペラ周方向を等分する位置にある特定されたディフューザ通路33を閉塞するから、開閉弁33によるディフューザ通路閉塞によって高速回転のインペラ15の流体の不均一により回転体を加振してしまうこともない。   Further, the on-off valve 35 closes the specified diffuser passage 33 at a position that equally divides the impeller circumferential direction among the plurality of diffuser passages 33, so that the high-speed rotating impeller 15 is blocked by closing the diffuser passage by the on-off valve 33. The rotating body is not vibrated due to the non-uniformity of the fluid.

図3は、この実施形態によるパイプディフューザ式遠心圧縮機の制御系の一つの実施形態を示している。   FIG. 3 shows an embodiment of the control system of the pipe diffuser centrifugal compressor according to this embodiment.

吸入制御弁27は制御器51により制御される。制御器51は、圧力センサ51によって検出される吐出側の空気圧力が所定の圧力に保たれるように、吸入制御弁27の開度を定量的に制御する。   The suction control valve 27 is controlled by the controller 51. The controller 51 quantitatively controls the opening degree of the intake control valve 27 so that the air pressure on the discharge side detected by the pressure sensor 51 is maintained at a predetermined pressure.

開閉弁35は制御器55により制御される。制御器55は、流量センサ57によって検出される吐出側の空気流量に応じ、空気流量が少ないほど、閉塞する弁個数が段階的に増加するように開閉弁35を制御する。   The on-off valve 35 is controlled by a controller 55. The controller 55 controls the open / close valve 35 so that the number of valves to be closed increases stepwise as the air flow rate decreases according to the air flow rate on the discharge side detected by the flow rate sensor 57.

この制御により、吸入制御弁27によって風量Qが低下するほど、サージラインがA0よりA1のように低風量側に改善シフトされ、これに応じてサージ限界風量がQaよりQbように、低風量側に改善されることになる。   With this control, as the air flow rate Q is decreased by the intake control valve 27, the surge line is improved and shifted from A0 to the lower airflow side as A1, and accordingly, the surge limit airflow is lower than Qa to Qb. Will be improved.

以下、図4に示す制御系の制御について、図5及び図6を用いて説明する。図5は(a)は空気の使用流量が低下したときの制御器51及び制御器55の制御フローを示す。   Hereinafter, control of the control system shown in FIG. 4 will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG. 5A shows a control flow of the controller 51 and the controller 55 when the use flow rate of air decreases.

図5(a)は、空気の使用流量が下がった場合の吸入制御弁27と開閉弁35の動きを示している。空気の使用流量が下がると、定格運転している圧縮機の吐出圧力は上昇し、これを圧力センサ53が検知する。圧力センサ53の検知結果に基づいて制御器51は、吸入制御弁27を閉じる。吸入制御弁27を閉じると、圧縮機内への空気の流量が絞られるので、インペラの回転によって加速された空気の流れが減速する。このとき、流量センサ57が空気流量の低下を検知し、この検知結果に基づいて制御器55は、パイプディフューザ23の開閉弁35を、上記した第1の状態から段階的にすなわち、空気流量の低下量に応じて第2の状態、第3の状態、第4の状態に設定する。   FIG. 5A shows the movement of the intake control valve 27 and the on-off valve 35 when the air flow rate decreases. When the flow rate of air decreases, the discharge pressure of the compressor that is operating at a rated value increases, and this is detected by the pressure sensor 53. Based on the detection result of the pressure sensor 53, the controller 51 closes the suction control valve 27. When the intake control valve 27 is closed, the flow rate of air into the compressor is reduced, so that the air flow accelerated by the rotation of the impeller is decelerated. At this time, the flow rate sensor 57 detects a decrease in the air flow rate, and based on the detection result, the controller 55 switches the opening / closing valve 35 of the pipe diffuser 23 stepwise from the first state, that is, the air flow rate. The second state, the third state, and the fourth state are set according to the amount of decrease.

次ぎに、吸入制御弁27が絞られて、開閉弁35が上記第1〜第4の状態のいずれかの状態にあるときに、空気の使用量が上がった場合の吸入制御弁27と開閉弁35の動きを図5(b)に示す。   Next, when the intake control valve 27 is throttled and the on-off valve 35 is in any of the first to fourth states, the intake control valve 27 and the on-off valve when the amount of air used increases. The movement of 35 is shown in FIG.

図6に示すA点にて定格運転している状態から空気の使用流量が上がると、定格運転している圧縮機の吐出圧力は降下し、図6のB点での運転となり、吐出圧力の降下を圧力センサ53が検知する。圧力センサ53の検知結果に基づいて制御器51は吸入制御弁27を閉じ状態から開放状態にする。吸入制御弁27を開放状態にすると、その分吸入される空気流量が増加し、図6のC点での運転となる。空気流量の増加を流量センサ57が検知すると、制御器55は、パイプディフューザ23の開閉弁35を開放する。この場合、例えば、第3の状態から第2の状態、あるいは第4の状態から第2、第1の状態にすることで開閉弁35を開放する。   When the flow rate of air increases from the rated operation at point A shown in FIG. 6, the discharge pressure of the compressor operating at rated operation decreases, and the operation is performed at point B in FIG. The pressure sensor 53 detects the drop. Based on the detection result of the pressure sensor 53, the controller 51 changes the suction control valve 27 from the closed state to the open state. When the intake control valve 27 is opened, the flow rate of the intake air increases accordingly, and the operation is performed at the point C in FIG. When the flow rate sensor 57 detects an increase in the air flow rate, the controller 55 opens the on-off valve 35 of the pipe diffuser 23. In this case, for example, the on-off valve 35 is opened by changing from the third state to the second state, or from the fourth state to the second and first states.

このように、吸入制御弁27に加えて、パイプディフューザに開閉弁35を設けて、空気の使用流量に応じて開閉弁35を開閉することにより、サージ限界を変化させて、少ない風量でもサージ現象を生じさせないようにすることができる。   In this manner, in addition to the intake control valve 27, the pipe diffuser is provided with the opening / closing valve 35, and the opening / closing valve 35 is opened / closed according to the air flow rate to change the surge limit. Can be prevented.

なお、上述の実施形態では、開閉弁35の開閉弁個数は、2、4、8としたが、これ以外に、開閉弁35の開閉弁個数は、3、6、9や、2、3、4、6、8、9とすることもでき、図2では、開閉弁35を全てのディフューザ通路33に設けているが、開閉弁35は、これらを実現するためのディフューザ通路33にのみ設けられればよい。また、開閉弁35の配置位置は、ディフューザ通路33の入口部、出口部、通路途中の何れの部位に設けられてもよい。   In the above-described embodiment, the number of on-off valves 35 is 2, 4, and 8. In addition to this, the number of on-off valves 35 is 3, 6, 9, 2, 3, 2, 6, 8, and 9. In FIG. 2, the open / close valves 35 are provided in all the diffuser passages 33, but the open / close valves 35 are provided only in the diffuser passages 33 for realizing these. That's fine. Further, the position of the opening / closing valve 35 may be provided at any of the inlet portion, the outlet portion, and the passageway of the diffuser passage 33.

この発明によるパイプディフューザ式遠心圧縮機の一つの実施形態を示す断面図である。It is a sectional view showing one embodiment of a pipe diffuser type centrifugal compressor by this invention. この発明によるパイプディフューザ式遠心圧縮機の一つの実施形態を示すパイプディフューザ部分の説明図である。It is explanatory drawing of the pipe diffuser part which shows one Embodiment of the pipe diffuser type centrifugal compressor by this invention. 風量と吐出圧力との関係により決まるサージライン特性を示すグラフである。It is a graph which shows the surge line characteristic determined by the relationship between an air volume and discharge pressure. この実施形態によるパイプディフューザ式遠心圧縮機の制御系の一つの実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one Embodiment of the control system of the pipe diffuser type centrifugal compressor by this embodiment. 開閉弁と吸入制御弁との作用を示し、(a)は使用流量が下がった場合の開閉弁と吸入制御弁の作用を示し、(b)は使用流量が上がった場合の開閉弁と吸入制御弁の作用を示す流れ図である。The operation of the on-off valve and the suction control valve is shown. (A) shows the operation of the on-off valve and the suction control valve when the use flow rate is lowered. (B) is the on-off valve and the suction control when the use flow rate is raised. It is a flowchart which shows the effect | action of a valve. 風量と吐出圧力との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between an air volume and discharge pressure.

符号の説明Explanation of symbols

11 軸受ハウジング
13 回転軸
15 インペラ
17 スクロールハウジング
19 吸入口
21 インペラ室
23 パイプディフューザ
25 スクロール通路
27 吸入制御弁
31 チャネル
33 ディフューザ通路
35 開閉弁
51 制御器
53 圧力センサ
55 制御器
57 流量センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Bearing housing 13 Rotating shaft 15 Impeller 17 Scroll housing 19 Suction port 21 Impeller chamber 23 Pipe diffuser 25 Scroll passage 27 Suction control valve 31 Channel 33 Diffuser passage 35 On-off valve 51 Controller 53 Pressure sensor 55 Controller 57 Flow rate sensor

Claims (2)

インペラの外側周りに形成された複数個のディフューザ通路を有するパイプディフューザ式の遠心圧縮機であって、
前記ディフューザ通路を選択的に開閉する開閉弁を有し、前記開閉弁は、前記複数個のディフューザ通路のうち前記インペラの周方向を等分する位置にある特定された前記ディフューザ通路をオン、オフ的に開閉することを特徴とするパイプディフューザ式遠心圧縮機。
A pipe diffuser type centrifugal compressor having a plurality of diffuser passages formed around the outside of an impeller,
An open / close valve that selectively opens and closes the diffuser passage, and the open / close valve turns the specified diffuser passage on and off at a position that equally divides the circumferential direction of the impeller among the plurality of diffuser passages. Pipe diffuser centrifugal compressor, which opens and closes automatically.
インペラの周方向を等分する位置にある複数の前記開閉弁のうち、インペラの回転軸を中心として点対称位置の開閉弁が前記ディフューザ通路をオン、オフ的に開閉することを特徴とする請求項1記載のパイプディフューザ式遠心圧縮機。   The on-off valve at a point-symmetrical position about the rotation axis of the impeller opens and closes the diffuser passage on and off, among the plurality of on-off valves at positions equally dividing the circumferential direction of the impeller. Item 2. A pipe diffuser centrifugal compressor according to Item 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2015002275A1 (en) 2013-07-05 2015-01-08 株式会社Ihi Flow volume measurement device for turbo compressor, and turbo compressor
JP6866019B2 (en) * 2014-06-24 2021-04-28 コンセプツ エヌアールイーシー,エルエルシー Flow control structure of turbomachinery and its design method
KR102705902B1 (en) * 2019-04-18 2024-09-10 한화파워시스템 주식회사 Diffuser for compressor
WO2022032296A1 (en) 2020-08-07 2022-02-10 Concepts Nrec, Llc Flow control structures for enhanced performance and turbomachines incorporating the same
US11885352B1 (en) * 2022-09-12 2024-01-30 Hamilton Sundstrand Corporation Variable channel diffuser with moving floor

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60132099A (en) * 1983-12-19 1985-07-13 Hitachi Ltd Centrifugal compressor
JPH01219397A (en) * 1988-02-26 1989-09-01 Hitachi Ltd Diffuser for centrifugal compressor
US5145317A (en) * 1991-08-01 1992-09-08 Carrier Corporation Centrifugal compressor with high efficiency and wide operating range
US5669756A (en) * 1996-06-07 1997-09-23 Carrier Corporation Recirculating diffuser
TW402666B (en) * 1997-08-06 2000-08-21 Carrier Corp Drive positioning mechanism, centrifugal compressor, and backlash adjustment mechanism

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