JPH0315700A - ターボ圧縮機のディフューザ - Google Patents
ターボ圧縮機のディフューザInfo
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- JPH0315700A JPH0315700A JP1151365A JP15136589A JPH0315700A JP H0315700 A JPH0315700 A JP H0315700A JP 1151365 A JP1151365 A JP 1151365A JP 15136589 A JP15136589 A JP 15136589A JP H0315700 A JPH0315700 A JP H0315700A
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- diffuser
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Classifications
-
- 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
- F04D29/44—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
-
- 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
- F04D29/44—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
- F04D29/441—Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for elastic fluid pumps
-
- 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
- F04D29/44—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
- F04D29/46—Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable
- F04D29/462—Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable especially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/464—Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable especially adapted for elastic fluid pumps adjusting flow cross-section, otherwise than by using adjustable stator blades
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2250/00—Geometry
- F05D2250/50—Inlet or outlet
- F05D2250/52—Outlet
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
く産業上の利用分野〉
この発明は、ターボ冷凍機等に用いられるターボ圧縮機
のベーンレスディフューザの改良に関する。
のベーンレスディフューザの改良に関する。
く従来の技術〉
通常、ターボ圧縮機においては、インペラの吐き出し側
で流体を減速して運動エネルギを静圧に変換するディフ
ューザと、該ディフューザに連続したスクロール（渦巻
き室）とが設けられている。
で流体を減速して運動エネルギを静圧に変換するディフ
ューザと、該ディフューザに連続したスクロール（渦巻
き室）とが設けられている。
通常、ディフューザは、平行な側壁によって形成されて
いる。
いる。
従来、ターボ圧縮機において、ディフューザの効率を向
上させるために、ディフューザの入口部の幅を狭めたも
のがあった（特開昭５５−１５６２９９号公報参照）。
上させるために、ディフューザの入口部の幅を狭めたも
のがあった（特開昭５５−１５６２９９号公報参照）。
これは、ディフューザの人口部での逆流を回避して渦に
よる損失を減少せんとするものである。
よる損失を減少せんとするものである。
く発明が解決しようとする課題〉
ところが、上記のように、入口部の幅を狭めても、流れ
の剥離を抑制することに限界があり、流れを一部整流化
するのみである。特に、入口部の幅を狭め過ぎた場合に
は、インペラとのマッチングがくずれて損失が増大する
ので、部分負荷効率の向上に限界があり、仕様点効率及
び最大風量の低下を招く傾向があった。さらに、入口部
の幅を狭めても、サージング限界を高めることができな
いという難点もあった。
の剥離を抑制することに限界があり、流れを一部整流化
するのみである。特に、入口部の幅を狭め過ぎた場合に
は、インペラとのマッチングがくずれて損失が増大する
ので、部分負荷効率の向上に限界があり、仕様点効率及
び最大風量の低下を招く傾向があった。さらに、入口部
の幅を狭めても、サージング限界を高めることができな
いという難点もあった。
この発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり
、流体の流れの状態を良くし、仕様点効率及び部分負荷
効率を広範囲に亘り向上させることができると共にサー
ジング限界を高めることができるターボ圧縮機のディフ
ューザを提供することを目的としている。
、流体の流れの状態を良くし、仕様点効率及び部分負荷
効率を広範囲に亘り向上させることができると共にサー
ジング限界を高めることができるターボ圧縮機のディフ
ューザを提供することを目的としている。
く課題を解決するための手段〉
上記目的を達成するためのこの発明に係るターボ圧縮機
のディフューザは、インペラの吐出し側に対向配置され
た一対の側壁間に形成され、インペラから流入した流体
をスクロールに導くターボ圧縮機のディフューザにおい
て、流体の出口部に、流体の動圧が静圧に略回復する部
分を起点にスクロール側に向かってテーパ状に通路幅を
狭めた出口側絞り部を設けていることを特徴とするもの
である。
のディフューザは、インペラの吐出し側に対向配置され
た一対の側壁間に形成され、インペラから流入した流体
をスクロールに導くターボ圧縮機のディフューザにおい
て、流体の出口部に、流体の動圧が静圧に略回復する部
分を起点にスクロール側に向かってテーパ状に通路幅を
狭めた出口側絞り部を設けていることを特徴とするもの
である。
ここで、上記出口側絞り部の最小の通路幅ｔ３を、当該
出口側絞り部よりも上流側の通路幅ｔ２の３７８以上で
３／４以下に設定しているものが望ましい。
出口側絞り部よりも上流側の通路幅ｔ２の３７８以上で
３／４以下に設定しているものが望ましい。
また、上記出口側絞り部の起点を、ディフューザの入口
からディフューザの全長の７０％以上で９０％以下の位
置に設定しているものが望ましい。
からディフューザの全長の７０％以上で９０％以下の位
置に設定しているものが望ましい。
さらに、人口部に、下流側に向かってテーバ状に通路幅
を狭めた入口側絞り部を設けており、この入口側絞り部
の最小の通路幅を、仕様点風量に応じインペラの出口幅
ｔ１の７５％以上で９５％以下に設定しているものが望
ましい。
を狭めた入口側絞り部を設けており、この入口側絞り部
の最小の通路幅を、仕様点風量に応じインペラの出口幅
ｔ１の７５％以上で９５％以下に設定しているものが望
ましい。
そして、スクロールが、上記一対の側壁のうちの一方の
側壁側に片寄った状態で形成されており、上記出口側絞
り部が、上記一方の側壁を通路側へ突出させて形成され
ているものが望ましい。
側壁側に片寄った状態で形成されており、上記出口側絞
り部が、上記一方の側壁を通路側へ突出させて形成され
ているものが望ましい。
さらには、側壁のうちの少なくとも出口側絞り部を形戊
する部分に、通路幅を調整自在な可動側壁を設けており
、当該可動側壁を負荷に応じて移動させる可動側壁操作
手段を設けているものが望ましい。この場合、可動側壁
操作手段が、ベーン開度が小さくなると通路幅を減少さ
せるように、可動側壁を移動させるものであっても良い
。
する部分に、通路幅を調整自在な可動側壁を設けており
、当該可動側壁を負荷に応じて移動させる可動側壁操作
手段を設けているものが望ましい。この場合、可動側壁
操作手段が、ベーン開度が小さくなると通路幅を減少さ
せるように、可動側壁を移動させるものであっても良い
。
く作用〉
上記の構成のターボ圧縮機のディフューザによれば、静
圧回復が概ね完了した出口部において、出口側絞り部を
設けていることから、圧力損失が小さくてすみ、さらに
、流れの剥離を抑制することができるとと共に、スクロ
ールからの逆流を防止することができる。
圧回復が概ね完了した出口部において、出口側絞り部を
設けていることから、圧力損失が小さくてすみ、さらに
、流れの剥離を抑制することができるとと共に、スクロ
ールからの逆流を防止することができる。
特に、出口側絞り部の最小の通路幅ｔ３を、出口側絞り
部よりも上流側の通路幅ｔ２の３７８以上で３／４以下
に設定している場合には、サージング限界を高め且つ部
分負荷効率を向上させる上で好適であるという知見を得
た。
部よりも上流側の通路幅ｔ２の３７８以上で３／４以下
に設定している場合には、サージング限界を高め且つ部
分負荷効率を向上させる上で好適であるという知見を得
た。
また、上記出口側絞り部の起点を、ディフューザの入口
からディフューザの全長の７０％以上で９０％以下の位
置に設定しておけば、サージング限界を高め且つ部分負
荷効率を向上させる上で一層好適である。
からディフューザの全長の７０％以上で９０％以下の位
置に設定しておけば、サージング限界を高め且つ部分負
荷効率を向上させる上で一層好適である。
さらに、入口部に入口側絞り部を設け、入口側絞り部の
最小の通路幅を、仕様点風量に応じインベラの出口幅ｔ
１の７５％以上で９５％以下に設定しておけば、ディフ
ューザの人口部の流れの歪み、偏りが減ることから、仕
様点及び部分負荷を含め全体的な効率改善が図れ、且つ
サージング余裕を増加させる上で望ましく、最大風量が
低下することもない。
最小の通路幅を、仕様点風量に応じインベラの出口幅ｔ
１の７５％以上で９５％以下に設定しておけば、ディフ
ューザの人口部の流れの歪み、偏りが減ることから、仕
様点及び部分負荷を含め全体的な効率改善が図れ、且つ
サージング余裕を増加させる上で望ましく、最大風量が
低下することもない。
また、スクロールが、ディフューザの一方の側壁側に片
寄った状態で形成されており、上記出口側絞り部が、上
記一方の側壁を通路側へ突出させて形成されているもの
であれば、スクロールからの逆流を効果的に防止できる
ことから、効率をさらに向上させることができる。
寄った状態で形成されており、上記出口側絞り部が、上
記一方の側壁を通路側へ突出させて形成されているもの
であれば、スクロールからの逆流を効果的に防止できる
ことから、効率をさらに向上させることができる。
さらに、側壁のうちの少なくとも出口側絞り部を形成す
る部分に、通路幅を調整自在な可動側壁を設けており、
当該可動側壁を負荷に応じて移動させる可動側壁操作手
段を設けているものであれば、可動側壁操作手段によっ
て負荷に応じて可動側壁を移動させて、最適な幅に調整
することにより、負荷の大小にかかわらず効率を向上さ
せることができ、省エネを図ることができる。この場合
、可動側壁操作手段が、ベーン開度が小さくなると通路
幅を減少させるように、可動側壁を移動させるものであ
れば、負荷の変化に対して迅速に通路幅を調整すること
ができる。
る部分に、通路幅を調整自在な可動側壁を設けており、
当該可動側壁を負荷に応じて移動させる可動側壁操作手
段を設けているものであれば、可動側壁操作手段によっ
て負荷に応じて可動側壁を移動させて、最適な幅に調整
することにより、負荷の大小にかかわらず効率を向上さ
せることができ、省エネを図ることができる。この場合
、可動側壁操作手段が、ベーン開度が小さくなると通路
幅を減少させるように、可動側壁を移動させるものであ
れば、負荷の変化に対して迅速に通路幅を調整すること
ができる。
く実施例〉
以下実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。
第１図はこの発明に係るディフューザの一実施例を含む
ターボ圧縮機の部分断面図であり、このディフューザＡ
は、インペラ１の吐出し方向に延びた一対の対向した側
壁２及び側壁３により形成されており、ディフューザＡ
に連続してスクロール４が配設されている。このスクロ
ール４は、方の側壁２側に片寄った状態で形成されてい
る。
ターボ圧縮機の部分断面図であり、このディフューザＡ
は、インペラ１の吐出し方向に延びた一対の対向した側
壁２及び側壁３により形成されており、ディフューザＡ
に連続してスクロール４が配設されている。このスクロ
ール４は、方の側壁２側に片寄った状態で形成されてい
る。
ディフューザＡは、上流側から下流側に向かって、それ
ぞれ形状の異なる入口部５、途中部６及び出口部７によ
り構成されている。
ぞれ形状の異なる入口部５、途中部６及び出口部７によ
り構成されている。
第２図を参照して、入口部５には、下流側に向かって側
壁２及び側壁３の双方をテーパ状にして通路幅を狭める
ことにより、入口側絞り部５ａが形成されている。また
、途中部６において、側壁２及び側壁３は平行となって
おり、ここでの通路幅ｔ２は一定にしてある。上記入口
側絞り部５ａにおける絞り比、すなわち、入口側絞り部
５ａの最小の通路幅［この通路幅は途中部６における通
路幅ｔ２に等しいコは、インペラ１の出口幅ｔ１の７５
％以上で且つ９５％以下に設定してある。
壁２及び側壁３の双方をテーパ状にして通路幅を狭める
ことにより、入口側絞り部５ａが形成されている。また
、途中部６において、側壁２及び側壁３は平行となって
おり、ここでの通路幅ｔ２は一定にしてある。上記入口
側絞り部５ａにおける絞り比、すなわち、入口側絞り部
５ａの最小の通路幅［この通路幅は途中部６における通
路幅ｔ２に等しいコは、インペラ１の出口幅ｔ１の７５
％以上で且つ９５％以下に設定してある。
なお、第２図を参照して、入口側絞り部５ａのテーパ端
５Ｃの径Ｄ２は、インペラ１の出口径Ｄ１の１．０５〜
１．２程度に設定することが好ましい。また、入口側絞
り部５ａでの各側壁２，３の傾斜角度は、１５〜３０度
程度が好ましい。
５Ｃの径Ｄ２は、インペラ１の出口径Ｄ１の１．０５〜
１．２程度に設定することが好ましい。また、入口側絞
り部５ａでの各側壁２，３の傾斜角度は、１５〜３０度
程度が好ましい。
出口部７には、起点１０としてスクロール４側に向かっ
て通路幅をテーバ状に狭めた出口側絞り部７ａが形戊さ
れている。この出口側絞り部７ａは、スクロール４を片
寄らせた側の側壁２を、通路側へ突出させることにより
、通路幅を狭めている。上流から下流に向かって静圧の
回復状態を示す第３図を参照して、上記の起点１０は、
ディフューザＡの出口部７付近で動圧が静圧に略回復し
ている部分（第３図において点ｒの前後）に設定してあ
り、インペラ１の径やディフューザの全長等を考慮すれ
ば、入口５ｂからディフューザの全長の略７０〜９０％
の範囲にあることが好ましい。
て通路幅をテーバ状に狭めた出口側絞り部７ａが形戊さ
れている。この出口側絞り部７ａは、スクロール４を片
寄らせた側の側壁２を、通路側へ突出させることにより
、通路幅を狭めている。上流から下流に向かって静圧の
回復状態を示す第３図を参照して、上記の起点１０は、
ディフューザＡの出口部７付近で動圧が静圧に略回復し
ている部分（第３図において点ｒの前後）に設定してあ
り、インペラ１の径やディフューザの全長等を考慮すれ
ば、入口５ｂからディフューザの全長の略７０〜９０％
の範囲にあることが好ましい。
この起点１０の位置は、仕様点ヘッドが高くなると、ス
クロール４側に寄せる必要がある。また、出口側絞り部
７ａのテーパの角度は、１５度以上で２５度以下にして
ある。出口側絞り部７ａの最小の通路幅ｔ３は、途中部
６の通路幅ｔ２の３／８以上で３／４以下に設定してあ
る。また、出口側絞り部７ａの側壁２は、スクロール４
内の径方向の中央付近まで進出した状態に配置されてい
る。
クロール４側に寄せる必要がある。また、出口側絞り部
７ａのテーパの角度は、１５度以上で２５度以下にして
ある。出口側絞り部７ａの最小の通路幅ｔ３は、途中部
６の通路幅ｔ２の３／８以上で３／４以下に設定してあ
る。また、出口側絞り部７ａの側壁２は、スクロール４
内の径方向の中央付近まで進出した状態に配置されてい
る。
出口７ｂはエッジではなく、面取りがなされている。こ
の面取り面は側壁３と平行でも良いし、アール状でも良
い。
の面取り面は側壁３と平行でも良いし、アール状でも良
い。
この実施例によれば、静圧が概ね回復している出口部７
付近の部分（点ｒの前後）を起点１０として通路幅を狭
めた出口側絞り部７ａを設けていることから、この出口
側絞り部７ａにより、流れの剥離を抑制し、静圧上昇さ
せるとと共にスクロール４からの逆流を防止することが
でき、これにより、サージング限界を高め且つ部分負荷
効率を向上させることができる。
付近の部分（点ｒの前後）を起点１０として通路幅を狭
めた出口側絞り部７ａを設けていることから、この出口
側絞り部７ａにより、流れの剥離を抑制し、静圧上昇さ
せるとと共にスクロール４からの逆流を防止することが
でき、これにより、サージング限界を高め且つ部分負荷
効率を向上させることができる。
特に、出口側絞り部７ａの最小の通路幅ｔ３が、途中部
６の通路幅ｔ２の３／８以上で３／４以下にしてあるの
で、サージング余裕を増し、仕様点効率及び部分負荷効
率を向上させる上で一層好適である。さらに、出口側絞
り部７ａの起点を、ディフューザの入口からディフュー
ザの全長の７０〜９０％の位置に設定してあるので、サ
ージング限界を高め、且つ部分負荷効率を向上させる上
で一層好適である。
６の通路幅ｔ２の３／８以上で３／４以下にしてあるの
で、サージング余裕を増し、仕様点効率及び部分負荷効
率を向上させる上で一層好適である。さらに、出口側絞
り部７ａの起点を、ディフューザの入口からディフュー
ザの全長の７０〜９０％の位置に設定してあるので、サ
ージング限界を高め、且つ部分負荷効率を向上させる上
で一層好適である。
また、入口部５において下流側に向かってテーパ状に通
路幅を狭めた入口側絞り部５ａを設けており、且つ途中
部６の通路幅ｔ２を、仕様点風量に応じインペラの出口
幅ｔ１の７５％以上で９５％以下に設定しているので、
ディフューザの入口部５の流れの歪み、偏りを減少でき
る。そして、入口側絞り部５ａと出口側絞り部７ａとの
相乗効果により、仕様点及び部分負荷を含め全体的な効
率改善が図れると共に、サージング余裕を増加させるこ
とができ、且つ最大風量が低下することもない。
路幅を狭めた入口側絞り部５ａを設けており、且つ途中
部６の通路幅ｔ２を、仕様点風量に応じインペラの出口
幅ｔ１の７５％以上で９５％以下に設定しているので、
ディフューザの入口部５の流れの歪み、偏りを減少でき
る。そして、入口側絞り部５ａと出口側絞り部７ａとの
相乗効果により、仕様点及び部分負荷を含め全体的な効
率改善が図れると共に、サージング余裕を増加させるこ
とができ、且つ最大風量が低下することもない。
さらに、スクロール４が、一方の側壁２側に片寄った状
態で形成されており、上記出口側絞り部７ａが、上記一
方の側壁２を通路側へ突出させて形成されているので、
スクロール４からの逆流を効果的に防止でき、部分負荷
効率をさらに向上させることができる。
態で形成されており、上記出口側絞り部７ａが、上記一
方の側壁２を通路側へ突出させて形成されているので、
スクロール４からの逆流を効果的に防止でき、部分負荷
効率をさらに向上させることができる。
第４図は前記の実施例と同じ通路幅形状に設定したディ
フ二−ザにおいて、側壁を移動可能としたものを示して
いる。同図において、スクロール４を片寄らせた側にあ
る側壁２が、ベース側壁２０と、このベース側壁２０に
対して移動自在に取り付けられてた可動側壁８とを有し
ており、可動側壁８を移動させる可動側壁操作手段９が
設けられている。
フ二−ザにおいて、側壁を移動可能としたものを示して
いる。同図において、スクロール４を片寄らせた側にあ
る側壁２が、ベース側壁２０と、このベース側壁２０に
対して移動自在に取り付けられてた可動側壁８とを有し
ており、可動側壁８を移動させる可動側壁操作手段９が
設けられている。
可動側壁操作手段９は、圧縮機の吸込み口側に設けられ
駆動軸９２によって駆動されるベーン９１と、駆動軸９
２に一体的に設けられた偏心カム９３と、この偏心カム
９３に一端部９４ａが接触し、他端部９４ｂがベース側
壁２０を貫通して可動側壁８の裏面に固定された操作軸
９４とからなる。
駆動軸９２によって駆動されるベーン９１と、駆動軸９
２に一体的に設けられた偏心カム９３と、この偏心カム
９３に一端部９４ａが接触し、他端部９４ｂがベース側
壁２０を貫通して可動側壁８の裏面に固定された操作軸
９４とからなる。
この実施例によれば、前記の実施例と同様の作用効果を
奏することに加えて、以下の作用効果を奏する。すなわ
ち、駆動軸９２によってベーン９１が吸込み口を閉塞す
る方向に回動させられると、インペラ１による吸込み量
が減少する。一方、駆動軸９２の回動に伴って偏心カム
９３が回動し［第５図（ａ）及び第５図（ｂ）参照］
この偏心カム９３が、操作軸９４を介して可動側壁８を
第４図において右方向に移動させることにより、通路幅
が狭められる。また、ベーン９１が吸込み口を開放する
方向に回動させられた場合は、ディフューザ内の圧力に
より可動側壁８が、通路幅を拡げる方向に移動する。こ
のように、負荷に応じて通路幅を増減させるので、負荷
の大小にかかわらず効率を向上させることができると共
に、省エネが図れる。特に、ベーン９１の開度に応じて
通路幅を調整するので、負荷の変化に対して上記調整を
迅速に行える。
奏することに加えて、以下の作用効果を奏する。すなわ
ち、駆動軸９２によってベーン９１が吸込み口を閉塞す
る方向に回動させられると、インペラ１による吸込み量
が減少する。一方、駆動軸９２の回動に伴って偏心カム
９３が回動し［第５図（ａ）及び第５図（ｂ）参照］
この偏心カム９３が、操作軸９４を介して可動側壁８を
第４図において右方向に移動させることにより、通路幅
が狭められる。また、ベーン９１が吸込み口を開放する
方向に回動させられた場合は、ディフューザ内の圧力に
より可動側壁８が、通路幅を拡げる方向に移動する。こ
のように、負荷に応じて通路幅を増減させるので、負荷
の大小にかかわらず効率を向上させることができると共
に、省エネが図れる。特に、ベーン９１の開度に応じて
通路幅を調整するので、負荷の変化に対して上記調整を
迅速に行える。
なお、この実施例において、第６図に示すように、ディ
フューザの出口の絞り部のみに可動側壁を設けることも
てきる。また、操作軸９４を油圧により移動させること
もできる。さらに、形状記憶合金製のスプリングをヒー
タにて加熱することにより変形させて操作軸９４を移動
させることもできる。
フューザの出口の絞り部のみに可動側壁を設けることも
てきる。また、操作軸９４を油圧により移動させること
もできる。さらに、形状記憶合金製のスプリングをヒー
タにて加熱することにより変形させて操作軸９４を移動
させることもできる。
〈比較例Ｉ〜■〉
下記の表１の絞り比（ｔ＋ ／ｔ２ ）で、入口部のみ
を絞った比較例Ｉ〜ｍを製作した。比較例■は、まった
く絞っていないものである。
を絞った比較例Ｉ〜ｍを製作した。比較例■は、まった
く絞っていないものである。
表１
上記の比較例Ｉ〜■について、部分負荷効率を測定した
ところ、第７図に示すような結果を得た。
ところ、第７図に示すような結果を得た。
第７図に示すように、ＭＡＸ風量の８０〜９０％前後の
通常の仕様点風量域においては、比率０．８である比較
例■が最適であり、これより高風量では、比率０．９５
である比較例Ｉが最適である。０．７０とした比較例■
は、絞り過ぎによってインペラ（１）とのマッチングが
くずれて損失が増大しており、使用するメリットはない
と判明した。
通常の仕様点風量域においては、比率０．８である比較
例■が最適であり、これより高風量では、比率０．９５
である比較例Ｉが最適である。０．７０とした比較例■
は、絞り過ぎによってインペラ（１）とのマッチングが
くずれて損失が増大しており、使用するメリットはない
と判明した。
以上から、入口部を絞ったものでは、その絞り比が０．
８程度が最も好ましいと判明した。また、絞り比が０．
７５〜０．９５であれば実用上、好ましいと推察される
。
８程度が最も好ましいと判明した。また、絞り比が０．
７５〜０．９５であれば実用上、好ましいと推察される
。
く試験例■、■及び比較例■〉
入口部のみを絞ったもので最も好ましい結果が得られた
上記の比較例Ｈに加えて、出口部のみを絞った試験例Ｉ
と、入口部を比較例■と同一の絞り比で絞り且つ出口部
を試験例Ｉと同一の絞り比で絞った試験例■とを製作し
た（表２参照）。
上記の比較例Ｈに加えて、出口部のみを絞った試験例Ｉ
と、入口部を比較例■と同一の絞り比で絞り且つ出口部
を試験例Ｉと同一の絞り比で絞った試験例■とを製作し
た（表２参照）。
表２
そして、これらの試験例１、■及び比較例■を用いて、
サージング限界を測定したところ、第８図に示すような
結果を得、また、部分負荷効率を測定したところ、第９
図に示すような結果を得た。
サージング限界を測定したところ、第８図に示すような
結果を得、また、部分負荷効率を測定したところ、第９
図に示すような結果を得た。
第８図に示すように、低風量から高風量に亘る範囲にお
いて、出口部のみを絞った試験例■、及び入口部と出口
部の双方を絞った試験例Ｈのサージング限界は、入口部
のみを絞った比較例Ｈのそれよりも高く、このことから
、出口側絞り部７ａを設けることにより、サージング限
界を向上できることが実証された。また、試験例Ｈのサ
ージング限界は、試験例Ｉのサージング限界よりもやや
高くなっているが、これは、入口部と出口部の双方を絞
ることによる相乗効果と推察される。
いて、出口部のみを絞った試験例■、及び入口部と出口
部の双方を絞った試験例Ｈのサージング限界は、入口部
のみを絞った比較例Ｈのそれよりも高く、このことから
、出口側絞り部７ａを設けることにより、サージング限
界を向上できることが実証された。また、試験例Ｈのサ
ージング限界は、試験例Ｉのサージング限界よりもやや
高くなっているが、これは、入口部と出口部の双方を絞
ることによる相乗効果と推察される。
第９図に示すように、低風量から高風量に亘る略全範囲
において、試験例Ｉ、■の部分負荷効率は、比較例■の
それよりも高く、試験例■の部分負荷効率は、試験例Ｉ
の部分負荷効率よりも高い。
において、試験例Ｉ、■の部分負荷効率は、比較例■の
それよりも高く、試験例■の部分負荷効率は、試験例Ｉ
の部分負荷効率よりも高い。
このことから、出口部を所定の絞り比で絞ったものは、
入口部を絞ったもののうち最も好ましい結果が得られた
もの以上に、部分負荷効率の向上が可能であることが実
証された。また、入口部と出口部の双方を絞ったものは
、出口部のみを絞ったものに以上に、部分負荷効率を向
上することができると判明した。これは、入口側絞り部
５ａと出口側絞り部７ａとの相乗効果により、広い範囲
の効率改善を達成できたものと推察される。
入口部を絞ったもののうち最も好ましい結果が得られた
もの以上に、部分負荷効率の向上が可能であることが実
証された。また、入口部と出口部の双方を絞ったものは
、出口部のみを絞ったものに以上に、部分負荷効率を向
上することができると判明した。これは、入口側絞り部
５ａと出口側絞り部７ａとの相乗効果により、広い範囲
の効率改善を達成できたものと推察される。
く試験例■、■及び比較例■、■〉
上記の試験例■及び比較例■に加えて、通路幅ｊ２、通
路幅ｔ３、出口幅ｔ１の寸法関係を下記の表３のように
設定した試験例■及び比較例Ｖのディフューザを製作し
た。
路幅ｔ３、出口幅ｔ１の寸法関係を下記の表３のように
設定した試験例■及び比較例Ｖのディフューザを製作し
た。
表３
出口絞り部７ａの絞りの影響を明確にするために、入口
絞り部５ａの絞り比は一定にしてある。
絞り部５ａの絞り比は一定にしてある。
上記の試験例及び比較例について、サージング限界を測
定したところ、第１０図に示すような結果を得、また、
部分負荷効率を測定したところ、第１１図に示すような
結果を得た。第１２図は最大効率を示している。
定したところ、第１０図に示すような結果を得、また、
部分負荷効率を測定したところ、第１１図に示すような
結果を得た。第１２図は最大効率を示している。
第１０図に示すように、低風量から高風量に亘る範囲に
おいて、入口部と出口部の双方を絞った試験例■、■及
び比較例Ｖのサージング限界は、入口部のみを絞った比
較例Ｈのそれよりも高く、試験例■、試験例■、比較例
Ｖの順に、出口部での絞り比が大きくなる程、サージン
グ限界が高くなっている。
おいて、入口部と出口部の双方を絞った試験例■、■及
び比較例Ｖのサージング限界は、入口部のみを絞った比
較例Ｈのそれよりも高く、試験例■、試験例■、比較例
Ｖの順に、出口部での絞り比が大きくなる程、サージン
グ限界が高くなっている。
第１１図に示すように、出口部での絞り比を０．２５と
した比較例Ｖの部分負荷効率は、入口部のみを絞った比
較例Ｈに対して、低風量では高いが、高風量では低くな
っている。出口部での絞り比を０．５とした試験例■の
部分負荷効率は、人口部のみを絞った比較例■に対し、
全範囲に亘って、高くなっている。また、出口部での絞
り比を０．７５とした試験例■の部分負荷効率は、比較
例■に対して、低風量から中風量に亘って高くなってお
り、高風量では略同等となっている。一方、第１２図に
示すように、最大効率は、出口部での絞りが０．５〜１
．０の範囲では、略同等となっている。これらから、通
常の仕様点風量に対する適合性を考慮し、部分負荷も考
慮すると、人口部と出口部の双方を絞ったものにおいて
、出口側絞り部７ａにおける最小の通路幅ｔ３を、途中
部６における通路幅ｔ２の３／８〜３／４に設定するこ
とにより、仕様点効率と部分負荷効率を共にバランス良
く高めることができると推察される。
した比較例Ｖの部分負荷効率は、入口部のみを絞った比
較例Ｈに対して、低風量では高いが、高風量では低くな
っている。出口部での絞り比を０．５とした試験例■の
部分負荷効率は、人口部のみを絞った比較例■に対し、
全範囲に亘って、高くなっている。また、出口部での絞
り比を０．７５とした試験例■の部分負荷効率は、比較
例■に対して、低風量から中風量に亘って高くなってお
り、高風量では略同等となっている。一方、第１２図に
示すように、最大効率は、出口部での絞りが０．５〜１
．０の範囲では、略同等となっている。これらから、通
常の仕様点風量に対する適合性を考慮し、部分負荷も考
慮すると、人口部と出口部の双方を絞ったものにおいて
、出口側絞り部７ａにおける最小の通路幅ｔ３を、途中
部６における通路幅ｔ２の３／８〜３／４に設定するこ
とにより、仕様点効率と部分負荷効率を共にバランス良
く高めることができると推察される。
く試験例Ｉ，ＩＶ及び比較例■、■〉
上記の試験例Ｉ及び比較例■に加えて、出口部のみを次
頁の表４のように絞った試験例■及び比較例■を製作し
、サージング限界を測定したところ、第１３図に示すよ
うな結果を得、部分負荷効率を測定したところ、第１４
図に示すような結果を得た。
頁の表４のように絞った試験例■及び比較例■を製作し
、サージング限界を測定したところ、第１３図に示すよ
うな結果を得、部分負荷効率を測定したところ、第１４
図に示すような結果を得た。
（以下、余白）
表４
第１３図に示すように、出口部のみを絞った試験例１，
ＩＶ及び比較例■のサージング限界は、入口部のみを絞
って最も良い結果を得た比較例■のサージング限界より
も高くなっている。また、サージング限界は、試験例■
、試験例Ｉ及び比較例■の順に高く、出口部を絞る程、
サージング限界が高くなっている。
ＩＶ及び比較例■のサージング限界は、入口部のみを絞
って最も良い結果を得た比較例■のサージング限界より
も高くなっている。また、サージング限界は、試験例■
、試験例Ｉ及び比較例■の順に高く、出口部を絞る程、
サージング限界が高くなっている。
一方、第１４図に示すように、出口部での絞り比を０．
２５とした比較例■の部分負荷効率は、入口部のみを絞
った比較例Ｈに対して、低風量では高いが、中風量以上
ではかなり低くなっている。
２５とした比較例■の部分負荷効率は、入口部のみを絞
った比較例Ｈに対して、低風量では高いが、中風量以上
ではかなり低くなっている。
出口部での絞り比を０．５とした試験例Ｉの部分負荷効
率は、入口部のみを絞った比較例Ｈに対し、全範囲に亘
って、高くなっている。また、出口部での絞り比を０．
７５とした試験例■の部分負荷効率は、比較例■に対し
て、低風量から中風量に亘って高くなっており、高風量
では略同等となっている。これらから、通常の仕様点風
量に対する適合性を考慮し、部分負荷も考慮すると、出
口部のみを絞ったものにおいて、出口側絞り部７ａにお
ける最小の通路幅ｔ３を、途中部６における通路幅ｔ２
の３／８〜３／４に設定することにより、仕様点効率と
部分負荷効率を共にバランス良く高めることができると
推察される。
率は、入口部のみを絞った比較例Ｈに対し、全範囲に亘
って、高くなっている。また、出口部での絞り比を０．
７５とした試験例■の部分負荷効率は、比較例■に対し
て、低風量から中風量に亘って高くなっており、高風量
では略同等となっている。これらから、通常の仕様点風
量に対する適合性を考慮し、部分負荷も考慮すると、出
口部のみを絞ったものにおいて、出口側絞り部７ａにお
ける最小の通路幅ｔ３を、途中部６における通路幅ｔ２
の３／８〜３／４に設定することにより、仕様点効率と
部分負荷効率を共にバランス良く高めることができると
推察される。
く発明の効果〉
以上のように、この発明に係るターボ圧縮機のディフュ
ーザによれば、静圧回復が概ね完了した出口部に、出口
絞り部を設けていることから、圧力損失が少なく、流れ
の剥離を抑制することができるとと共に、スクロールか
らの逆流を防止することができ、これにより、サージン
グ限界を高め且つ部分負荷効率を向上させることができ
る。
ーザによれば、静圧回復が概ね完了した出口部に、出口
絞り部を設けていることから、圧力損失が少なく、流れ
の剥離を抑制することができるとと共に、スクロールか
らの逆流を防止することができ、これにより、サージン
グ限界を高め且つ部分負荷効率を向上させることができ
る。
ここで、出口側絞り部の最小の通路幅ｔ３が、出口側絞
り部よりも上流側の通路幅ｔ２の３／８以上で３／４以
下である場合には、サージング限界、仕様点効率及び部
分負荷効率を向上させることができる。
り部よりも上流側の通路幅ｔ２の３／８以上で３／４以
下である場合には、サージング限界、仕様点効率及び部
分負荷効率を向上させることができる。
また、上記出口側絞り部の起点を、ディフューザの入口
からディフューザの全長の７０％以上で９０％以下の位
置に設定しておけば、サージング限界を高め且つ部分負
荷効率を向上させる上で一層好適である。
からディフューザの全長の７０％以上で９０％以下の位
置に設定しておけば、サージング限界を高め且つ部分負
荷効率を向上させる上で一層好適である。
さらに、入口部にテーパ状の入口側絞り部を設け、この
入口側絞り部の最小の通路幅を、仕様点風量に応じイン
ベラの出口幅１＋の７５％以上で９５％以下に設定すれ
ば、上記の出口側絞り部との相乗により、サージング限
界、仕様点効率及び部分負荷効率を一層向上させること
ができる。
入口側絞り部の最小の通路幅を、仕様点風量に応じイン
ベラの出口幅１＋の７５％以上で９５％以下に設定すれ
ば、上記の出口側絞り部との相乗により、サージング限
界、仕様点効率及び部分負荷効率を一層向上させること
ができる。
また、スクロールが、一方の側壁側に片寄った状態で形
成されており、上記出口側絞り部が、上記一方の側壁を
通路側へ突出させて形成されているものであれば、スク
ロールからの逆流を効果的に防止できることから、効率
をさらに向上させることができる。
成されており、上記出口側絞り部が、上記一方の側壁を
通路側へ突出させて形成されているものであれば、スク
ロールからの逆流を効果的に防止できることから、効率
をさらに向上させることができる。
さらに、側壁のうちの少なくとも出口側絞り部を形成す
る部分に、通路幅を調整自在な可動側壁を設けており、
当該可動側壁を負荷に応じて移動させる可動側壁操作手
段を設けているものであれば、可動側壁操作手段によっ
て負荷に応じて可動側壁を移動させて、最適な幅に調整
することにより、負荷の大小にかかわらず効率を向上さ
せ、且つ省エネを図ることができる。この場合、可動側
壁操作手段が、ベーン開度が小さくなると通路幅を減少
させ、ベーン開度が大きくなると通路幅を増大させるよ
うに、可動側壁を移動させるものであれば、負荷の変化
に対して通路幅を迅速に調整できる。
る部分に、通路幅を調整自在な可動側壁を設けており、
当該可動側壁を負荷に応じて移動させる可動側壁操作手
段を設けているものであれば、可動側壁操作手段によっ
て負荷に応じて可動側壁を移動させて、最適な幅に調整
することにより、負荷の大小にかかわらず効率を向上さ
せ、且つ省エネを図ることができる。この場合、可動側
壁操作手段が、ベーン開度が小さくなると通路幅を減少
させ、ベーン開度が大きくなると通路幅を増大させるよ
うに、可動側壁を移動させるものであれば、負荷の変化
に対して通路幅を迅速に調整できる。
第１図はこの発明のディフューザの一実施例を含むター
ボ圧縮機の部分断面図、 第２図はディフューザの断面図、 第３図はターボ圧縮機各部の圧力分布を示す図、第４図
は他の実施例を示す概略構成図、第５図（ａ）及び（ｂ
）は偏心カムの作動を示す概略図、 第６図はさらに他の実施例を示す要部断面図、第７図は
効率を示す図、 第８図はサージング限界を示す図、 第９図は部分負荷効率を示す図、 第１０図はサージング限界を示す図、 第１１図は部分負荷効率を示す図、 第１２図は最大効率を示す図。 第１３図はサージング限界を示す図、 第１４図は部分負荷効率を示す図である。 Ａ・・・ディフューザ、 １・・・インペラ、２，３・
・・側壁、 ４・・・スクロール、５・・・入口部
、 ５ａ・・・入口側絞り部、７・・・出口部、
７ａ・・・出口側絞り部、８・・・可動側壁、
１０・・・起点。 第８図 風量 第９図 （ばか１名） Ａ・・・ディフューザ １・・・インペラ ２３・・・側 壁 ４・・・スクロール ５・・・入 口 部 ５ａ・・・入口側絞り部 ７・・・出 口 部 ７ａ・・・出口側絞り部 １０・・・起 点 Ａ・・・ディフューザ １・・・インペラ ２，３・・・側 壁 ７ａ・・・出口側絞り部 １０・・・起 点 スクロール Ａ・・・ディフューザ １・・・インペラ ２３・・・側 壁 ４・・・スクロール ５・・・入 口 部 ５ａ・・・入口側絞り部 ７・・・出 口 部 ７ａ・・・出口側絞り部 １０・・・起 点 Ａ・・・ディフューザ ２，３・・・側 壁 ４・・・スクロール ８・・・可動側壁 −６８３ −
ボ圧縮機の部分断面図、 第２図はディフューザの断面図、 第３図はターボ圧縮機各部の圧力分布を示す図、第４図
は他の実施例を示す概略構成図、第５図（ａ）及び（ｂ
）は偏心カムの作動を示す概略図、 第６図はさらに他の実施例を示す要部断面図、第７図は
効率を示す図、 第８図はサージング限界を示す図、 第９図は部分負荷効率を示す図、 第１０図はサージング限界を示す図、 第１１図は部分負荷効率を示す図、 第１２図は最大効率を示す図。 第１３図はサージング限界を示す図、 第１４図は部分負荷効率を示す図である。 Ａ・・・ディフューザ、 １・・・インペラ、２，３・
・・側壁、 ４・・・スクロール、５・・・入口部
、 ５ａ・・・入口側絞り部、７・・・出口部、
７ａ・・・出口側絞り部、８・・・可動側壁、
１０・・・起点。 第８図 風量 第９図 （ばか１名） Ａ・・・ディフューザ １・・・インペラ ２３・・・側 壁 ４・・・スクロール ５・・・入 口 部 ５ａ・・・入口側絞り部 ７・・・出 口 部 ７ａ・・・出口側絞り部 １０・・・起 点 Ａ・・・ディフューザ １・・・インペラ ２，３・・・側 壁 ７ａ・・・出口側絞り部 １０・・・起 点 スクロール Ａ・・・ディフューザ １・・・インペラ ２３・・・側 壁 ４・・・スクロール ５・・・入 口 部 ５ａ・・・入口側絞り部 ７・・・出 口 部 ７ａ・・・出口側絞り部 １０・・・起 点 Ａ・・・ディフューザ ２，３・・・側 壁 ４・・・スクロール ８・・・可動側壁 −６８３ −
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、インペラ１の吐出し側に対向配置された一対の側壁
２、３間に形成され、インペラ１から流入した流体をス
クロール４に導くターボ圧縮機のディフューザにおいて
、 流体の出口部７に、流体の動圧が静圧に略回復する部分
を起点１０にスクロール４側に向かってテーパ状に通路
幅を狭めた出口側絞り部７ａを設けていることを特徴と
するターボ圧縮機のディフューザ。 ２、上記出口側絞り部７ａの最小の通路幅ｔ＿３を、当
該出口側絞り部７ａよりも上流側の通路幅ｔ＿２の３／
８以上で３／４以下に設定している請求項１記載のター
ボ圧縮機のディフューザ。 ３、上記出口側絞り部７ａの起点１０を、ディフューザ
の入口５ｂからディフューザの全長の７０％以上で９０
％以下の位置に設定している請求項１記載のターボ圧縮
機のディフューザ。 ４、入口部５に、下流側に向かってテーパ状に通路幅を
狭めた入口側絞り部５ａを設けており、この入口側絞り
部５ａの最小の通路幅を、仕様点風量に応じてインペラ
１の出口幅ｔ＿１の７５％以上で且つ９５％以下に設定
している請求項１記載のターボ圧縮機のディフューザ。 ５、スクロール４が、上記一対の側壁２、３のうちの一
方の側壁側に片寄った状態で形成されており、上記出口
側絞り部７ａが、上記一方の側壁を通路側へ突出させて
形成されている請求項１記載のターボ圧縮機のディフュ
ーザ。 ６、側壁２、３のうちの少なくとも出口側絞り部７ａを
形成する部分に、通路幅を調整自在な可動側壁８を設け
ており、当該可動側壁８を負荷に応じて移動させる可動
側壁操作手段９を設けている請求項１記載のターボ圧縮
機のディフューザ。 ７、上記可動側壁操作手段９が、ベーン開度が小さくな
ると通路幅を減少させるように、可動側壁８を移動させ
るものである請求項６記載のターボ圧縮機のディフュー
ザ。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1151365A JP2751418B2 (ja) | 1989-06-13 | 1989-06-13 | ターボ圧縮機のディフューザ |
| CN90104309A CN1021591C (zh) | 1989-06-13 | 1990-06-12 | 透平压缩机的扩压器 |
| DE69021938T DE69021938T2 (de) | 1989-06-13 | 1990-06-12 | Diffusor eines Kreiselverdichters. |
| EP90111122A EP0402870B1 (en) | 1989-06-13 | 1990-06-12 | Diffuser of a centrifugal compressor |
| ES90111122T ES2078268T3 (es) | 1989-06-13 | 1990-06-12 | Difusor de un compresor centrifugo. |
| US07/537,920 US5143514A (en) | 1989-06-13 | 1990-06-13 | Diffuser of centrifugal compressor |
| KR1019900008639A KR0118863B1 (ko) | 1989-06-13 | 1990-06-13 | 터어보 압축기의 산기장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1151365A JP2751418B2 (ja) | 1989-06-13 | 1989-06-13 | ターボ圧縮機のディフューザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0315700A true JPH0315700A (ja) | 1991-01-24 |
| JP2751418B2 JP2751418B2 (ja) | 1998-05-18 |
Family
ID=15516950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1151365A Expired - Fee Related JP2751418B2 (ja) | 1989-06-13 | 1989-06-13 | ターボ圧縮機のディフューザ |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5143514A (ja) |
| EP (1) | EP0402870B1 (ja) |
| JP (1) | JP2751418B2 (ja) |
| KR (1) | KR0118863B1 (ja) |
| CN (1) | CN1021591C (ja) |
| DE (1) | DE69021938T2 (ja) |
| ES (1) | ES2078268T3 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005002951A (ja) * | 2003-06-13 | 2005-01-06 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 遠心圧縮機 |
| KR100965134B1 (ko) * | 2008-03-25 | 2010-06-23 | 이지아 | 도자기 재질로 이루어진 개인용 디켄터 |
| WO2018174166A1 (ja) * | 2017-03-24 | 2018-09-27 | 株式会社Ihi | 遠心圧縮機 |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5387081A (en) * | 1993-12-09 | 1995-02-07 | Pratt & Whitney Canada, Inc. | Compressor diffuser |
| US5520507A (en) * | 1994-05-06 | 1996-05-28 | Ingersoll-Rand Company | Method and apparatus to achieve passive damping of flow disturbances in a centrifugal compressor to control compressor surge |
| US5807071A (en) * | 1996-06-07 | 1998-09-15 | Brasz; Joost J. | Variable pipe diffuser for centrifugal compressor |
| AU6553496A (en) * | 1996-09-09 | 1998-03-12 | Dmytro Bolesta | Power generator driven by environment's heat |
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| US7101151B2 (en) | 2003-09-24 | 2006-09-05 | General Electric Company | Diffuser for centrifugal compressor |
| US7001140B2 (en) * | 2003-12-30 | 2006-02-21 | Acoustiflo, Ltd. | Centrifugal fan diffuser |
| US7861541B2 (en) | 2004-07-13 | 2011-01-04 | Tiax Llc | System and method of refrigeration |
| EP1746290A1 (de) * | 2005-07-20 | 2007-01-24 | Rietschle Thomas Schopfheim GmbH | Radialverdichter |
| EP2122177B1 (de) | 2007-02-21 | 2018-11-21 | Grundfos Management A/S | Pumpenaggregat |
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