JPH05149296A - 遠心圧縮機 - Google Patents
遠心圧縮機Info
- Publication number
- JPH05149296A JPH05149296A JP31467191A JP31467191A JPH05149296A JP H05149296 A JPH05149296 A JP H05149296A JP 31467191 A JP31467191 A JP 31467191A JP 31467191 A JP31467191 A JP 31467191A JP H05149296 A JPH05149296 A JP H05149296A
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- shroud
- centrifugal compressor
- fluid
- pressure side
- casing
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 シュラウドを備えた遠心圧縮機のシュラウド
と外部ケーシングとの間の隙間からの低圧側吸込口方向
への圧縮流体の逆流を防止する。 【構成】 回転軸に固定された略円錐形状のハブと、該
ハブの外周に設けられたブレードと、該ブレードの外周
に設けられたシュラウドとを備えてなる羽根車を所定の
クリアランスを保ってケーシング内に回転可能に収納し
てなる遠心圧縮機において、上記シュラウドに対応する
ケーシング内周面に圧縮方向に延びるネジ溝状凹凸部を
設け、該ネジ溝状凹凸部によってラビリンスシール機能
を発揮させるようにした。
と外部ケーシングとの間の隙間からの低圧側吸込口方向
への圧縮流体の逆流を防止する。 【構成】 回転軸に固定された略円錐形状のハブと、該
ハブの外周に設けられたブレードと、該ブレードの外周
に設けられたシュラウドとを備えてなる羽根車を所定の
クリアランスを保ってケーシング内に回転可能に収納し
てなる遠心圧縮機において、上記シュラウドに対応する
ケーシング内周面に圧縮方向に延びるネジ溝状凹凸部を
設け、該ネジ溝状凹凸部によってラビリンスシール機能
を発揮させるようにした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本願発明は、羽根車部にシュラウ
ドを備えた遠心圧縮機の構造に関するものである。
ドを備えた遠心圧縮機の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば図６に示すように、円錐状のハブ
１および該ハブ１と一体のディスク部２とに固定された
ブレード３の外周にシュラウド４を備えた遠心圧縮機で
は、流体吸込口５側から吸込まれた流体の殆んどを圧縮
して流体吐出口６より吐出させることができる点で、シ
ュラウド４を有さないものに比べて圧縮効率が高い利点
がある。
１および該ハブ１と一体のディスク部２とに固定された
ブレード３の外周にシュラウド４を備えた遠心圧縮機で
は、流体吸込口５側から吸込まれた流体の殆んどを圧縮
して流体吐出口６より吐出させることができる点で、シ
ュラウド４を有さないものに比べて圧縮効率が高い利点
がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、一方上記のよ
うにシュラウド４を備えた遠心圧縮機では、上記シュラ
ウド４と外部ケーシング１１との間に所定のクリアラン
スＣが形成される結果、該クリアランスＣを介して高圧
側Ｐ1部の圧縮流体が低圧側Ｐ2部に戻されて流体吸込口
５側の低圧流体と混合されるようになる。
うにシュラウド４を備えた遠心圧縮機では、上記シュラ
ウド４と外部ケーシング１１との間に所定のクリアラン
スＣが形成される結果、該クリアランスＣを介して高圧
側Ｐ1部の圧縮流体が低圧側Ｐ2部に戻されて流体吸込口
５側の低圧流体と混合されるようになる。
【０００４】この結果、漏れ損失による有効流量の減少
に加え、ブレード３部の流体導入口部での混合損失によ
る流量損失を招く問題が生じる。
に加え、ブレード３部の流体導入口部での混合損失によ
る流量損失を招く問題が生じる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本願の請求項１〜３各項
記載の発明は、それぞれ上記上記の問題を解決すること
を目的としてなされたものであって、各々次のように構
成されている。
記載の発明は、それぞれ上記上記の問題を解決すること
を目的としてなされたものであって、各々次のように構
成されている。
【０００６】(１) 請求項１記載の発明の構成 請求項１記載の発明の遠心圧縮機は、例えば図１および
図２に示すように、回転軸７に固定された略円錐形状の
ハブ１と、該ハブ１の外周に設けられたブレード３と、
該ブレード３の外周に設けられたシュラウド４とを備え
てなる羽根車２０を所定のクリアランスＣを保ってケー
シング１１内に回転可能に収納してなる遠心圧縮機にお
いて、上記シュラウド４に対応するケーシング１１内周
面にネジ溝状凹凸部を設けたことを特徴とするものであ
る。
図２に示すように、回転軸７に固定された略円錐形状の
ハブ１と、該ハブ１の外周に設けられたブレード３と、
該ブレード３の外周に設けられたシュラウド４とを備え
てなる羽根車２０を所定のクリアランスＣを保ってケー
シング１１内に回転可能に収納してなる遠心圧縮機にお
いて、上記シュラウド４に対応するケーシング１１内周
面にネジ溝状凹凸部を設けたことを特徴とするものであ
る。
【０００７】(２) 請求項２記載の発明の構成 請求項２記載の発明の遠心圧縮機は、例えば図１および
図２に示すように、上記請求項１記載の発明の構成を基
本構成とし、同構成における上記ネジ溝状凹凸部が複数
本のネジ溝状凹凸部１４a〜１４dよりなることを特徴と
するものである。
図２に示すように、上記請求項１記載の発明の構成を基
本構成とし、同構成における上記ネジ溝状凹凸部が複数
本のネジ溝状凹凸部１４a〜１４dよりなることを特徴と
するものである。
【０００８】(３) 請求項３記載の発明の構成 請求項３記載の発明の遠心圧縮機は、例えば図５に示す
ように、上記請求項２記載の発明の構成を基本構成と
し、同構成における複数本のネジ溝状凹凸部１４a〜１
４dのピッチが低圧側から高圧側にかけて小さく形成さ
れていることを特徴とするものである。
ように、上記請求項２記載の発明の構成を基本構成と
し、同構成における複数本のネジ溝状凹凸部１４a〜１
４dのピッチが低圧側から高圧側にかけて小さく形成さ
れていることを特徴とするものである。
【０００９】
【作用】本願の請求項１〜３各項記載の発明の遠心圧縮
機は、それぞれ上記のように構成されている結果、当該
各構成に対応して次のような作用を奏する。
機は、それぞれ上記のように構成されている結果、当該
各構成に対応して次のような作用を奏する。
【００１０】(１) 請求項１記載の発明の遠心圧縮機の
作用 請求項１記載の発明の遠心圧縮機では、ブレード３部の
外周にシュラウド４を備えた遠心圧縮機において、当該
圧縮機のシュラウド４に対応する外部ケーシング１１内
周面にネジ溝状の凹凸部が形成されており、それが高圧
側から低圧側への流体の逆流を防止するラビリンスシー
ルとして機能するようになっている。
作用 請求項１記載の発明の遠心圧縮機では、ブレード３部の
外周にシュラウド４を備えた遠心圧縮機において、当該
圧縮機のシュラウド４に対応する外部ケーシング１１内
周面にネジ溝状の凹凸部が形成されており、それが高圧
側から低圧側への流体の逆流を防止するラビリンスシー
ルとして機能するようになっている。
【００１１】従って、従来生じていた流体吐出口６側か
ら流体吸込口５側への圧縮流体の逆流による漏れ損失お
よび、それに基くブレード３部入口での混合損失は大き
く低減されるようになる。
ら流体吸込口５側への圧縮流体の逆流による漏れ損失お
よび、それに基くブレード３部入口での混合損失は大き
く低減されるようになる。
【００１２】(２) 請求項２記載の発明の遠心圧縮機の
作用 請求項２記載の発明の遠心圧縮機では、その基本構成に
基いて上記ネジ溝状の凹凸部が上記請求項１記載の発明
のものと同様に、高圧側から低圧側への流体の逆流を防
止するラビリンスシールとして機能するようになる。
作用 請求項２記載の発明の遠心圧縮機では、その基本構成に
基いて上記ネジ溝状の凹凸部が上記請求項１記載の発明
のものと同様に、高圧側から低圧側への流体の逆流を防
止するラビリンスシールとして機能するようになる。
【００１３】従って、従来生じていた流体吐出口６側か
ら流体吸込口５側への圧縮流体の逆流による漏れ損失お
よび、それに基くブレード部３入口での混合損失は大き
く低減されるようになる。
ら流体吸込口５側への圧縮流体の逆流による漏れ損失お
よび、それに基くブレード部３入口での混合損失は大き
く低減されるようになる。
【００１４】そして、該発明の遠心圧縮機の場合には、
特に上記ネジ溝の凹凸部が複数本のもの１４a〜１４dと
なっているから、流体吸込口５側から流体吐出口６まで
均等に凹凸部を配設することができるようになり、配設
ピッチも密にすることができるから、より効果的なラビ
リンスシール機能を実現することができる。
特に上記ネジ溝の凹凸部が複数本のもの１４a〜１４dと
なっているから、流体吸込口５側から流体吐出口６まで
均等に凹凸部を配設することができるようになり、配設
ピッチも密にすることができるから、より効果的なラビ
リンスシール機能を実現することができる。
【００１５】(３) 請求項３記載の発明の遠心圧縮機の
作用 請求項３記載の発明の遠心圧縮機では、その基本構成に
基く上記請求項２記載の発明の作用に加え、特に上記複
数本のネジ溝状凹凸部１４a〜１４dのピッチが低圧側か
ら高圧側に到るほど小さく形成されていて、シュラウド
４とケーシング１１間のクリアランスＣの流体圧の高い
部分ほど流れの絞り機能が高くなるようになっている。
作用 請求項３記載の発明の遠心圧縮機では、その基本構成に
基く上記請求項２記載の発明の作用に加え、特に上記複
数本のネジ溝状凹凸部１４a〜１４dのピッチが低圧側か
ら高圧側に到るほど小さく形成されていて、シュラウド
４とケーシング１１間のクリアランスＣの流体圧の高い
部分ほど流れの絞り機能が高くなるようになっている。
【００１６】従って、同クリアランス部を高圧側から低
圧側に逆流する圧縮流体は高圧領域でも十分にシールさ
れるようになり、全体としてのシール効果が大きく向上
する。
圧側に逆流する圧縮流体は高圧領域でも十分にシールさ
れるようになり、全体としてのシール効果が大きく向上
する。
【００１７】
【発明の効果】従って、本願発明の遠心圧縮機による
と、従来のシュラウド４とケーシング１１間の隙間Ｃか
らの漏れ損失およびブレード３部入口での混合損失が共
に低減されて圧縮効率が大きく向上するようになる。
と、従来のシュラウド４とケーシング１１間の隙間Ｃか
らの漏れ損失およびブレード３部入口での混合損失が共
に低減されて圧縮効率が大きく向上するようになる。
【００１８】
(１) 第１実施例 図１および図２は、本願発明の第１実施例に係る遠心圧
縮機の構造を示している。
縮機の構造を示している。
【００１９】図中、先ず符号１はモータにより駆動され
る回転駆動軸７の先端にディスク部２と一体となって固
定された子午線方向に緩やかなアール面を形成する略円
錐形状のハブであり、該ハブ１の外周面部には複数枚の
ブレード３,３・・が一体に取付けられている。そし
て、該ブレード３,３・・の外周には更にシュラウド４
が一体化され、該シュラウド４の小径側端部が筒状に開
口されてブレード３,３・・部への流体導入口９を形成
している。一方、上記シュラウド４の大径側端部は上記
ディスク部２外周端との間で流体排出口１０を形成して
いる。
る回転駆動軸７の先端にディスク部２と一体となって固
定された子午線方向に緩やかなアール面を形成する略円
錐形状のハブであり、該ハブ１の外周面部には複数枚の
ブレード３,３・・が一体に取付けられている。そし
て、該ブレード３,３・・の外周には更にシュラウド４
が一体化され、該シュラウド４の小径側端部が筒状に開
口されてブレード３,３・・部への流体導入口９を形成
している。一方、上記シュラウド４の大径側端部は上記
ディスク部２外周端との間で流体排出口１０を形成して
いる。
【００２０】このようにしてシュラウド４を備えた遠心
圧縮機用のクローズ形羽根車２０が形成され、該羽根車
２０を、それに対応する空間形状を有し流体吸込口５お
よび流体吐出口６を有する外部ケーシング１１内に図示
のように収納して遠心圧縮機３０が構成されている。そ
して、該収納状態において、上記羽根車２０側のシュラ
ウド４と対応する外部ケーシング１１との間にはシュラ
ウド４の回転に必要な最小限のクリアランスＣが形成さ
れているとともに、同シュラウド４に対面する外部ケー
シング１１の内周面部には図２に詳細に示すように複数
本のネジ溝状凹凸部(螺旋溝状の凹凸部)１４a〜１４dが
形成され、それらのネジ溝状凹凸部１４a〜１４dが上記
クリアランスＣ部を逆流する流体のラビリンスシール機
能を果たすようになっている。
圧縮機用のクローズ形羽根車２０が形成され、該羽根車
２０を、それに対応する空間形状を有し流体吸込口５お
よび流体吐出口６を有する外部ケーシング１１内に図示
のように収納して遠心圧縮機３０が構成されている。そ
して、該収納状態において、上記羽根車２０側のシュラ
ウド４と対応する外部ケーシング１１との間にはシュラ
ウド４の回転に必要な最小限のクリアランスＣが形成さ
れているとともに、同シュラウド４に対面する外部ケー
シング１１の内周面部には図２に詳細に示すように複数
本のネジ溝状凹凸部(螺旋溝状の凹凸部)１４a〜１４dが
形成され、それらのネジ溝状凹凸部１４a〜１４dが上記
クリアランスＣ部を逆流する流体のラビリンスシール機
能を果たすようになっている。
【００２１】従って、該構成の遠心圧縮機３０では、今
上記回転駆動軸７が回転すると、上記羽根車２０が回転
し、上記流体吸込口５、流体導入口９から流体を吸込ん
で遠心方向に減速しながら圧縮し、該圧縮流体を流体排
出口１０から流体吐出口６側に更に圧縮しながら排出す
る。
上記回転駆動軸７が回転すると、上記羽根車２０が回転
し、上記流体吸込口５、流体導入口９から流体を吸込ん
で遠心方向に減速しながら圧縮し、該圧縮流体を流体排
出口１０から流体吐出口６側に更に圧縮しながら排出す
る。
【００２２】この結果、上記外部ケーシング１１の上記
流体吐出口６側が高圧、流体吸込口５側が低圧となり、
上記流体吐出口６側の高圧流体は上記外部ケーシング１
１とシュラウド４間のクリアランスＣ部を通して流体吸
込口５側へ逆流しようとする。
流体吐出口６側が高圧、流体吸込口５側が低圧となり、
上記流体吐出口６側の高圧流体は上記外部ケーシング１
１とシュラウド４間のクリアランスＣ部を通して流体吸
込口５側へ逆流しようとする。
【００２３】しかし、上記構成では、上記シュラウド４
の外周面に対応する外部ケーシング１１内周面に上述の
如く複数本のネジ溝状凹凸部１４a〜１４dが形成されて
いることから、それら複数本のネジ溝状凹凸部１４a〜
１４dがラビリンスシール作用を発揮して、図３に示す
ように、その斜面で当該流体の低圧側への流れの圧力を
絞るようになるので、図４に示す如く漏れ量は大きく低
減され、ブレード３,３・・の流体導入口９部での混合
損失も小さくなる。
の外周面に対応する外部ケーシング１１内周面に上述の
如く複数本のネジ溝状凹凸部１４a〜１４dが形成されて
いることから、それら複数本のネジ溝状凹凸部１４a〜
１４dがラビリンスシール作用を発揮して、図３に示す
ように、その斜面で当該流体の低圧側への流れの圧力を
絞るようになるので、図４に示す如く漏れ量は大きく低
減され、ブレード３,３・・の流体導入口９部での混合
損失も小さくなる。
【００２４】すなわち、図４から明らかなように、本実
施例の構成では当該遠心圧縮機の定格回転数Ｎoの時に
定格吐出圧を実現し得て、しかも高圧側から低圧側への
漏れ量が最少となる。
施例の構成では当該遠心圧縮機の定格回転数Ｎoの時に
定格吐出圧を実現し得て、しかも高圧側から低圧側への
漏れ量が最少となる。
【００２５】従って、その結果、従来の構造のものに比
較して有効流量の減少量も小さく、圧縮効率の高いもの
となる。
較して有効流量の減少量も小さく、圧縮効率の高いもの
となる。
【００２６】以上のように、上記複数本のネジ溝状凹凸
部１４a〜１４dは、その圧縮機個々の定格回転数Ｎoに
合わせ、所定の定格吐出圧を得ることができる定格回転
数Ｎoの所で上記漏れ量が最少となるように、上記ネジ
溝状凹凸部の傾斜角、形状、本数、分布状態を設定し、
かつ流体の遠心力による慣性力や回転方向と漏れの向き
を考慮して構成される。
部１４a〜１４dは、その圧縮機個々の定格回転数Ｎoに
合わせ、所定の定格吐出圧を得ることができる定格回転
数Ｎoの所で上記漏れ量が最少となるように、上記ネジ
溝状凹凸部の傾斜角、形状、本数、分布状態を設定し、
かつ流体の遠心力による慣性力や回転方向と漏れの向き
を考慮して構成される。
【００２７】(２) 第２実施例 次に、図５は本願発明の第２実施例に係る遠心圧縮機の
構造を示している。
構造を示している。
【００２８】上記第１実施例の遠心圧縮機では、ラビリ
ンスシール作用を果たす複数本のネジ溝状凹凸部１４a
〜１４dのピッチを低圧側位置から高圧側位置まで等径
のものとした。
ンスシール作用を果たす複数本のネジ溝状凹凸部１４a
〜１４dのピッチを低圧側位置から高圧側位置まで等径
のものとした。
【００２９】しかし、上記クリアランスＣ部における流
体の単位時間当りの逆流量は圧力が高いほど多い。従っ
て、本来高圧側部分のシール機能を低圧側よりも高くす
ることが全体の漏れ損失を低減するためにも有効とな
る。
体の単位時間当りの逆流量は圧力が高いほど多い。従っ
て、本来高圧側部分のシール機能を低圧側よりも高くす
ることが全体の漏れ損失を低減するためにも有効とな
る。
【００３０】そこで、本実施例では、図５に示す如く、
上述した複数本のネジ溝状凹凸部１４a〜１４dのピッチ
を低圧側から高圧側に近くなるほど狭く形成してシール
機能を向上させたことを特徴とするものである。
上述した複数本のネジ溝状凹凸部１４a〜１４dのピッチ
を低圧側から高圧側に近くなるほど狭く形成してシール
機能を向上させたことを特徴とするものである。
【図１】図１は、本願発明の第１実施例に係る遠心圧縮
機の構成を示す断面図である。
機の構成を示す断面図である。
【図２】図２は、同遠心圧縮機の外部ケーシング単体の
断面図である。
断面図である。
【図３】図３は、同遠心圧縮機のネジ溝状凹凸部の作用
を説明する説明図である。
を説明する説明図である。
【図４】図４は、同遠心圧縮機における羽根車の回転数
Ｎと逆流量およびシュラウドの移動による流体の軸方向
力との関係を示すグラフである。
Ｎと逆流量およびシュラウドの移動による流体の軸方向
力との関係を示すグラフである。
【図５】図５は、本願発明の第２実施例に係る遠心圧縮
機の外部ケーシング部分の断面図である。
機の外部ケーシング部分の断面図である。
【図６】図６は、従来の遠心圧縮機の構成を示す断面図
である。
である。
１はハブ、２はディスク部、３はブレード部、４はシュ
ラウド、５は流体吸込口、６は流体吐出口、９は液体導
入口、１０は流体排出口、１１は外部ケーシング、１４
a〜１４dはネジ溝状凹凸部である。
ラウド、５は流体吸込口、６は流体吐出口、９は液体導
入口、１０は流体排出口、１１は外部ケーシング、１４
a〜１４dはネジ溝状凹凸部である。
Claims (3)
- 【請求項１】 回転軸に固定された略円錐形状のハブ
と、該ハブの外周に設けられたブレードと、該ブレード
の外周に設けられたシュラウドとを備えてなる羽根車を
所定のクリアランスを保ってケーシング内に回転可能に
収納してなる遠心圧縮機において、上記シュラウドに対
応するケーシング内周面にネジ溝状凹凸部を設けたこと
を特徴とする遠心圧縮機。 - 【請求項２】 上記ネジ溝状凹凸部が複数本のネジ溝状
凹凸部よりなることを特徴とする請求項１記載の遠心圧
縮機。 - 【請求項３】複数本のネジ溝状凹凸部のピッチが低圧側
から高圧側にかけて小さく形成されていることを特徴と
する請求項２記載の遠心圧縮機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31467191A JPH05149296A (ja) | 1991-11-28 | 1991-11-28 | 遠心圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31467191A JPH05149296A (ja) | 1991-11-28 | 1991-11-28 | 遠心圧縮機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05149296A true JPH05149296A (ja) | 1993-06-15 |
Family
ID=18056149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31467191A Pending JPH05149296A (ja) | 1991-11-28 | 1991-11-28 | 遠心圧縮機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05149296A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106574636A (zh) * | 2014-06-24 | 2017-04-19 | 概创机械设计有限责任公司 | 用于涡轮机的流动控制结构及其设计方法 |
| US10968919B2 (en) | 2016-12-14 | 2021-04-06 | Carrier Corporation | Two-stage centrifugal compressor |
| US11828188B2 (en) | 2020-08-07 | 2023-11-28 | Concepts Nrec, Llc | Flow control structures for enhanced performance and turbomachines incorporating the same |
-
1991
- 1991-11-28 JP JP31467191A patent/JPH05149296A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106574636A (zh) * | 2014-06-24 | 2017-04-19 | 概创机械设计有限责任公司 | 用于涡轮机的流动控制结构及其设计方法 |
| US11085460B2 (en) | 2014-06-24 | 2021-08-10 | Concepts Nrec, Llc | Flow control structures for turbomachines and methods of designing the same |
| CN106574636B (zh) * | 2014-06-24 | 2021-08-24 | 概创机械设计有限责任公司 | 用于涡轮机的流动控制结构及其设计方法 |
| US10968919B2 (en) | 2016-12-14 | 2021-04-06 | Carrier Corporation | Two-stage centrifugal compressor |
| US11828188B2 (en) | 2020-08-07 | 2023-11-28 | Concepts Nrec, Llc | Flow control structures for enhanced performance and turbomachines incorporating the same |
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