JPH01227900A - 遠心圧縮機のサージング防止方法及び同装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は多段形の遠心圧縮機におけるサージングを防止
する方法、及びサージング防止装置に関するものである
。

〔従来の技術〕

遠心圧縮機のサージング防止に関しては、日本機械学会
日立地方講演会論文集（昭和５２年）第７３頁から第７
５頁において論じられているように、遠心圧縮機の外部
をバイパスする技術が公知である。

第５図は一軸多段遠心圧縮機の従来例を示す縦断面図で
ある。

ケーシング１に支持された回転軸２に羽根車３が必要段
数だけ、装着され、不図示の駆動機によって回転される
。吸込口から吸込まれた流体は第１段羽根車で昇圧され
、ダイアフラム５で構成された静止流路を通り、次段の
羽根車に吸込まれて更に昇圧され、以下同様にして、最
終的には吐出ロアから吐出される。なお、４はダイアフ
ラム５に取付けられたデイフユーザベーン、８はリター
ンベーンである。この様にして、駆動機から与えられた
エネルギーは、圧力上昇に変換される。

このような構成の遠心圧縮機が、成る一定の作動条件（
各圧縮機ごとに、その仕様に応じて定まっている）にな
るとサージングを生じる。

このサージングを防止する為に提案されている前記の公
知技術〔機械学会論文集〕を第６図に示す。

本第６図に示した１０は遠心圧縮機であって、例えば第
５図の遠心圧縮機をシンボル化して描いたものである。

６は吸込口、７は吐出口である。

前記の公知技術は、吐出ロアに接続された吐出ライン１
２から、吸入口６に接続された吸込ライン１１に至るバ
イパスライン１３、及び、その途中に介装されたバイパ
ス弁１４を設けたものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記の公知例に係るサージング防止装置（第６図）は、
遠心圧縮機１０の全体として、吐出圧力流体の一部を吸
入側にバイパスして還流させるものである。

しかし乍ら、該遠心圧縮機ＩＯを構成している複数段の
遠心圧縮機ユニットは、各ユニット毎にサージング発生
条件を異にしている。

従って、成る段の遠心圧縮ユニットがサージング条件範
囲に入っても、その他の段は必ずしもサージング状態に
接近しているとは限らない。

にも拘らず、前記の公知技術（第６図）では圧縮機の全
段をバイパスするため、全段とも取扱い流量が増加し、
これに伴って軸動力が著しく増大してしまう。

本発明は上述の事情に鑑みて為され、必要最小限のバイ
パス還流を可能ならしめ、軸動力の増加を抑制し得るサ
ージング防止方法、及びサージング防止装置を提供する
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

多段式の遠心圧縮機においては、各段の遠心圧縮機ユニ
ット毎にサージング条件が異なる。

本発明はこの点に着目し、全段−斉にバイパス還流を行
わせるのでなく、サージング状態に接近したユニットの
段のみについてバイパス還流を行わせる。

〔作用〕

サージングに達した（或いは、将に達せんとしている）
遠心圧縮機ユニットの段のみについてバイパス還流を行
わせればサージング防止は可能である。而して、サージ
ング条件に接近していない段についてはバイパスを行わ
せないので、全段−斉にバイパスさせるという従来技術
（第６図）に比して、著しく小さいバイパス流量で、同
様のサージング防止効果が得られる。バイパス流量が少
なければ当然に軸動力の増加は少なくて済む。

〔実施例〕

第１図は本発明に係るサージング防止方法を実施するた
め、本発明に係るサージング防止装置を適用した１例で
ある。

本例は、第５図に示した従来例の多段遠心圧縮機に本発
明装置を適用して改良したものである。

従来技術（第５図）に比して異なるところは、各遠心圧
縮ユニット段ごとにバイパス部１５を設けたことである
。

本実施例では、バイパス部１５を全段に設けであるが、
特に有効なのは、後段である。というのは、一般に、遠
心圧縮機は通常運転点の効率を良くするように設計して
あり、最高効率点の流量とサージング点の流量との比が
各羽根車で同等になるため、また圧縮は後段になる程促
進されるため、後段からサージングに入り易くなるから
である。

第２図に、前記バイパス部１５の詳細を示す。バイパス
通路１５ａはデイフユーザ４から前段のリターンベーン
部８へ流体がバイパスするための流路である。バイパス
通路１５ａは各ダイアフラムに１ケ所から複数個、任意
にバイパス量に応じて設けられる。上記バイパス通路１
５ａには、仕切り板１５ｂ、スプリング１５ｃが装着さ
れている。作動原理としては、デイフユーザ４部の圧力
Ｐ２．リターンベーン部８の圧力Ｐ、との差圧によって
スプリング１５ｃが縮み、これに伴って、仕切板１５ｂ
が図の左方へ、破線で示した１５ｂ’、１５ｂ’の如く
後退し、流体は該仕切り板の外側を伝わってデイフユー
ザ４から、前段のリターンベーン部８ヘパイパスするし
くみである。仕切り板１５ｂの外側からバイパス開始す
る時機について第３図を参照しつつ説明する。圧縮機の
特性として、流量によって圧力差ｐ２−ｐ、が変化する
ことを利用して差圧がΔＰ、になった時、すなわち、サ
ージング点Ｓよりも若干余裕のある点Ｂでバイパスが始
まるように構成する。具体的にスプリングと仕切り板の
状態については、スプリングに働く力と変位の関係は周
知のごとく Ｆ＝ｋｘ　（Ｆ：力、ｋ：バネ定数、Ｘ：変位）と表わ
されるので、仕切り板の表面積をＡとすると Ｆ　＝　Δ　ＰＢＸＡ となり、バイパス開始時の仕切り板の位置がＱのときに Ｆ＝ΔＰＢＸＡ＝ｋＲ となるようにスプリング１５ｃのバネ定数ｋを定めれば
良い、このバイパス部１５は必要に応じて、すなわち、
運転範囲に応じて、後段から前段へと装着を増やし、特
に広い運転範囲の場合には、全段に装着されることが望
ましい。

第４図には、ケーシングｌの外側にバイパス弁１６ａ、
バイパスライン１６ｂを設けて、ケーシング１の外側を
バイパスさせるように構成したもう１つの実施例を示し
である。本実施例の場合には、バイパスバルブ１６ａの
上流と下流の差圧を検知し、差圧が第３図に示すΔＰ、
に達したら、バイパスを開始するようにすれば良い。す
なわちバイパス弁１６ａはリリーフ弁形の自動弁によっ
て構成する。

このリリーフ弁として、公知の各形式のものが適用可能
である。

第４図の実施例においては、最後段のみにバイパス弁１
６ａを設けたが、本発明を実施する際、任意の段にバイ
パス弁を設は得る。

〔発明の効果〕

本発明の方法、および装置によれば、多段の遠心圧縮機
において、全段バイパスすることなしにサージングに入
る虞れの有る段のみバイパスすることが可能なため、軸
動力の増加を抑制して、しかも広い運転範囲をカバーで
きるという優れた実用的効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るサージング防止装置の１実施例を
備えた多段遠心圧縮機の断面図である。 第２図は上記実施例におけるバイパス部の拡大詳細図、
第３図は該バイパス部の作動を説明するための図表であ
る。 第４図は前記と異なる実施例における断面図である。 第５図は従来例の多段遠心圧縮機の一般的構成を説明す
るための断面図、第６図は公知のサージング防止装置の
説明図である。 １・・・ケーシング、２・・・回転軸、・・・羽根車、
４・・・デイフユーザ、５・・・ダイアフラム、６・・
・吸込口、７・・・吐出口、８・・・リターンベーン、
９・・・ラビリンス、１０・・・遠心圧縮機、１１・・
・吸込ライン、１２・・・吐出ライン、１３・・・バイ
パスライン、１４・・・バイパス弁、１５・・・バイパ
ス部、１５ａ・・・バイパス通路、１５ｂ・・・仕切り
板、１５ｃ・・・スプリング、１６ａ・・・バイパス弁
、１６ｂ・・・バイパスライン。 代理人弁理士　秋　　本　　正　　実 栴　１　回 第　２　閏 集３習 第＋　凹

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数の羽根車を設けた多段形遠心圧縮機のサージン
   グを防止する方法において、少なくとも１段分の遠心圧
   縮機ユニットについて、各段ごとに、当該段がサージン
   グ状態に接近したとき、吐出側の圧力流体の一部を吸入
   側にバイパスせしめて還流させることを特徴とする遠心
   圧縮機のサージング防止方法。 ２、複数の羽根車を設けた多段形遠心圧縮機のサージン
   グを防止する装置において、少なくとも１段分の遠心圧
   縮機ユニットについて、吐出側の圧力流体の一部を吸入
   側にバイパスさせて還流せしめる流路を設けると共に、
   上記の流路中に自動弁を設けたことを特徴とする、遠心
   圧縮機のサージング防止装置。 ３、前記の自動弁は、当該遠心圧縮機ユニットについて
   の、吸入側と圧縮側との差圧が、予め設定された圧力に
   達したときに開弁する構造であることを特徴とする特許
   請求の範囲第２項に記載した遠心圧縮機のサージング防
   止装置。 ４、前記のバイパス還流流路は、ダイヤフラムに設けた
   透孔であり、前記の自動弁はリリーフ弁であることを特
   徴とする特許請求の範囲第２項に記載した遠心圧縮機の
   サージング防止装置。