JPH05157095A - 遠心圧縮機の容量制御装置 - Google Patents
遠心圧縮機の容量制御装置Info
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- JPH05157095A JPH05157095A JP3319478A JP31947891A JPH05157095A JP H05157095 A JPH05157095 A JP H05157095A JP 3319478 A JP3319478 A JP 3319478A JP 31947891 A JP31947891 A JP 31947891A JP H05157095 A JPH05157095 A JP H05157095A
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- Japan
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- suction
- opening
- capacity control
- centrifugal compressor
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
- F04D27/02—Surge control
- F04D27/0207—Surge control by bleeding, bypassing or recycling fluids
- F04D27/0215—Arrangements therefor, e.g. bleed or by-pass valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
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- F04D27/0207—Surge control by bleeding, bypassing or recycling fluids
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- 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
- F04D29/4206—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/4213—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps suction ports
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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- 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
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- 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
- F05D2250/51—Inlet
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は、電気的回路および機器を持
たず、吸込ベーンの動作と連動した機構でホットガスを
バイパスさせる遠心圧縮機の容量制御装置を提供すると
ともに、容量制御範囲を拡げたり、変えたりすることを
安価に行いうる遠心圧縮機の容量制御装置を提供するこ
とにある。 【構成】 インペラ１３の吸込側に吸込ベーン１０ａ，
１０ｂを備え、インペラ１３の吐出側にバイパス流路１
６を設け、このバイパス流路１６にニードル弁を装着
し、吸込ベーンの駆動軸１１に、該吸込ベーン１０ａ，
１０ｂの開度に応じてニードル弁のロッド１５に当接す
るカム１２を設け、吸込ベーン１０ａ，１０ｂの開閉動
作と連動して、前記インペラ１３からの吐出ガスを吸込
側へバイパスさせることを特徴とする。
たず、吸込ベーンの動作と連動した機構でホットガスを
バイパスさせる遠心圧縮機の容量制御装置を提供すると
ともに、容量制御範囲を拡げたり、変えたりすることを
安価に行いうる遠心圧縮機の容量制御装置を提供するこ
とにある。 【構成】 インペラ１３の吸込側に吸込ベーン１０ａ，
１０ｂを備え、インペラ１３の吐出側にバイパス流路１
６を設け、このバイパス流路１６にニードル弁を装着
し、吸込ベーンの駆動軸１１に、該吸込ベーン１０ａ，
１０ｂの開度に応じてニードル弁のロッド１５に当接す
るカム１２を設け、吸込ベーン１０ａ，１０ｂの開閉動
作と連動して、前記インペラ１３からの吐出ガスを吸込
側へバイパスさせることを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、遠心圧縮機の容量制御
装置に係り、例えば、ターボ冷凍機の小容量の制御に好
適であり、外部からの新たな動力源を必要とせず、吸込
ベーンに直接連動させたバイパス機構により、容易にホ
ットガスをバイパスさせて容量制御を実施する容量制御
機構に関するものである。
装置に係り、例えば、ターボ冷凍機の小容量の制御に好
適であり、外部からの新たな動力源を必要とせず、吸込
ベーンに直接連動させたバイパス機構により、容易にホ
ットガスをバイパスさせて容量制御を実施する容量制御
機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えばターボ冷凍機における遠心
圧縮機の容量制御技術は、羽根車（以下インペラとい
う）入口部の吸込ベーンによる容量制御や、インペラ出
口後の通路であるディフューザの形状あるいは可動ディ
フューザによりディフューザ幅を変えることなどの容量
制御が一般的であった。また、容量制御範囲の下限側を
拡げる方法としては、凝縮器と蒸発器との間を外部配管
で連結し、電磁弁または電動弁を開閉して、圧縮機吐出
ガス（ホットガス）を凝縮器から蒸発器へバイパスさせ
る方式が一般的であった。
圧縮機の容量制御技術は、羽根車（以下インペラとい
う）入口部の吸込ベーンによる容量制御や、インペラ出
口後の通路であるディフューザの形状あるいは可動ディ
フューザによりディフューザ幅を変えることなどの容量
制御が一般的であった。また、容量制御範囲の下限側を
拡げる方法としては、凝縮器と蒸発器との間を外部配管
で連結し、電磁弁または電動弁を開閉して、圧縮機吐出
ガス（ホットガス）を凝縮器から蒸発器へバイパスさせ
る方式が一般的であった。
【０００３】図３は、従来のホットガスバイパス方法を
示す冷凍サイクル系統図である。ターボ圧縮機１で圧縮
された高温高圧の冷媒ガスは、凝縮器３で凝縮して液化
し、蒸発器３で蒸発して低温低圧の冷媒ガスとなり再度
ターボ圧縮機１へ吸い込まれる。ここで、インペラ１３
は駆動機２によって駆動され回転する。従来のホットガ
スバイパス方法は、冷水出口４ａで温度を検出し、その
温度を温度調節計５で設定する設定温度と比較し変換器
６を介してコントロールモータ７を駆動させ、吸込ベー
ン１０を開閉し冷凍容量を自動調整していた。
示す冷凍サイクル系統図である。ターボ圧縮機１で圧縮
された高温高圧の冷媒ガスは、凝縮器３で凝縮して液化
し、蒸発器３で蒸発して低温低圧の冷媒ガスとなり再度
ターボ圧縮機１へ吸い込まれる。ここで、インペラ１３
は駆動機２によって駆動され回転する。従来のホットガ
スバイパス方法は、冷水出口４ａで温度を検出し、その
温度を温度調節計５で設定する設定温度と比較し変換器
６を介してコントロールモータ７を駆動させ、吸込ベー
ン１０を開閉し冷凍容量を自動調整していた。
【０００４】しかし、負荷が少なくなると吸込ベーン１
０が閉方向に制御するが、吸込ベーン１０が閉し過ぎる
とサージング現象が発生するため、一旦吸込ベーン１０
の閉動作を中止し、ホットガスバイパス弁９を開いて冷
凍容量を下げ、負荷に対応して運転されていた。このホ
ットガスバイパス弁９も温度調節計５を介し、変換器８
を介して制御される。なお、ホットガスバイパス弁９が
電磁弁の場合は温度調節計５および変換器８を介さず、
コントロールモータ７内のリミットスイッチの信号で開
閉動作を行うものである。
０が閉方向に制御するが、吸込ベーン１０が閉し過ぎる
とサージング現象が発生するため、一旦吸込ベーン１０
の閉動作を中止し、ホットガスバイパス弁９を開いて冷
凍容量を下げ、負荷に対応して運転されていた。このホ
ットガスバイパス弁９も温度調節計５を介し、変換器８
を介して制御される。なお、ホットガスバイパス弁９が
電磁弁の場合は温度調節計５および変換器８を介さず、
コントロールモータ７内のリミットスイッチの信号で開
閉動作を行うものである。
【０００５】このように、従来のホットガスバイパス方
法は、電磁弁または電動弁を別設置し、吸込ベーンを駆
動するコントロールモータ内に取付けたリミットスイッ
チまたはポテンショメータの信号により、これらの弁を
動作させていた。しかるに、電磁弁の場合は、全開−全
閉動作のみのため制御が連続的にならず、ハンチング現
象が起りやすく、また、電動弁の場合は電磁弁と異なり
制御は連続的になるが、電磁弁の開閉を制御する新たな
制御機器を必要とするという問題があった。
法は、電磁弁または電動弁を別設置し、吸込ベーンを駆
動するコントロールモータ内に取付けたリミットスイッ
チまたはポテンショメータの信号により、これらの弁を
動作させていた。しかるに、電磁弁の場合は、全開−全
閉動作のみのため制御が連続的にならず、ハンチング現
象が起りやすく、また、電動弁の場合は電磁弁と異なり
制御は連続的になるが、電磁弁の開閉を制御する新たな
制御機器を必要とするという問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、吸込
ベーンを駆動しているコントロールモータの開閉動作と
電気的に連動させて、ホットガスをバイパスしていたた
め、電気回路および制御機器が必要であった。このた
め、全体の制御回路が複雑となり、電磁弁や電動弁を装
置内に設置しなければならず、そのスペース，配管工事
を必要とする問題があった。また、コントロールモータ
内のリミットスイッチの位置ずれやポテンショメータの
焼損等により制御が不可能となるトラブルも発生してい
た。
ベーンを駆動しているコントロールモータの開閉動作と
電気的に連動させて、ホットガスをバイパスしていたた
め、電気回路および制御機器が必要であった。このた
め、全体の制御回路が複雑となり、電磁弁や電動弁を装
置内に設置しなければならず、そのスペース，配管工事
を必要とする問題があった。また、コントロールモータ
内のリミットスイッチの位置ずれやポテンショメータの
焼損等により制御が不可能となるトラブルも発生してい
た。
【０００７】さらに、上記従来技術では、容量制御特性
が限定され、幅広い容量制御運転ができなかった。ま
た、下限を拡げる方法として外部配管や、電磁弁，電動
弁を用いたホットガスバイパス方式は、電気的制御を含
めてコスト高であった。
が限定され、幅広い容量制御運転ができなかった。ま
た、下限を拡げる方法として外部配管や、電磁弁，電動
弁を用いたホットガスバイパス方式は、電気的制御を含
めてコスト高であった。
【０００８】本発明は、上記従来技術の問題点を解決す
るためになされたもので、電気的回路および機器を持た
ず、吸込ベーンの動作と連動した機構でホットガスをバ
イパスさせる遠心圧縮機の容量制御装置を提供すること
を、その目的とするものである。また、本発明の他の目
的は、容量制御範囲を拡げたり、変えたりすることを安
価に行うことができ、従来、サージング領域に入るため
に運転できなかった温度条件に対しても運転を継続しう
る遠心圧縮機の容量制御装置を提供することにある。
るためになされたもので、電気的回路および機器を持た
ず、吸込ベーンの動作と連動した機構でホットガスをバ
イパスさせる遠心圧縮機の容量制御装置を提供すること
を、その目的とするものである。また、本発明の他の目
的は、容量制御範囲を拡げたり、変えたりすることを安
価に行うことができ、従来、サージング領域に入るため
に運転できなかった温度条件に対しても運転を継続しう
る遠心圧縮機の容量制御装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の遠心圧縮機の容量制御装置に係る第一の発
明の構成は、遠心羽根車の吸込側ケーシングに吸込羽根
を備え、この吸込羽根の開閉により容量制御を行う遠心
圧縮機において、吸込羽根の開閉動作と連動して、前記
遠心羽根車からの吐出ガスを吸込側へバイパスさせるバ
イパス機構部を設けたものである。より詳しくは、バイ
パス機構部は、遠心羽根車の吐出側にバイパス流路を設
け、このバイパス流路にニードル弁を装着したものであ
り、吸込羽根の駆動軸に、該吸込羽根の開度に応じてニ
ードル弁のロッドに当接するカムを設けたものである。
に、本発明の遠心圧縮機の容量制御装置に係る第一の発
明の構成は、遠心羽根車の吸込側ケーシングに吸込羽根
を備え、この吸込羽根の開閉により容量制御を行う遠心
圧縮機において、吸込羽根の開閉動作と連動して、前記
遠心羽根車からの吐出ガスを吸込側へバイパスさせるバ
イパス機構部を設けたものである。より詳しくは、バイ
パス機構部は、遠心羽根車の吐出側にバイパス流路を設
け、このバイパス流路にニードル弁を装着したものであ
り、吸込羽根の駆動軸に、該吸込羽根の開度に応じてニ
ードル弁のロッドに当接するカムを設けたものである。
【００１０】すなわち、圧縮機の吸込ベーンにカムを取
付けて吸込ベーンの開閉に合せて、圧縮機の吐出側から
吸込側へホットガスをバイパスさせて容量を制御するこ
とにより、ホットガスバイパス回路，バイパス弁を無く
したものである。また、バイパス流路入口をニードル形
状にすることにより、流量制御が比例的に増加し、連続
制御を可能にしている。しかも、吸込ベーンの枚数と同
じ数の流路が設置できるため、制御巾も広範囲に可能と
なるものである。
付けて吸込ベーンの開閉に合せて、圧縮機の吐出側から
吸込側へホットガスをバイパスさせて容量を制御するこ
とにより、ホットガスバイパス回路，バイパス弁を無く
したものである。また、バイパス流路入口をニードル形
状にすることにより、流量制御が比例的に増加し、連続
制御を可能にしている。しかも、吸込ベーンの枚数と同
じ数の流路が設置できるため、制御巾も広範囲に可能と
なるものである。
【００１１】また、上記目的を達成するために、本発明
の遠心圧縮機の容量制御装置に係る第二の発明の構成
は、遠心羽根車の吸込側ケーシングに吸込羽根を備え、
遠心羽根車の吐出側にディフューザを形成し、前記吸込
羽根の開閉により容量制御を行う遠心圧縮機において、
ディフューザに開口を設け、この開口を、前記吸込羽根
の動作と連動して開閉することによって、前記遠心羽根
車からの吐出ガスを吸込側へバイパスさせる手段を設け
たものである。より詳しくは、ディフューザの開口を開
閉する手段は、前記開口を塞ぐ蓋部材と、前記吸込羽根
の駆動軸に具備され、前記蓋部材の作動用ロッドに当接
する偏心カムとからなることを特徴とする。
の遠心圧縮機の容量制御装置に係る第二の発明の構成
は、遠心羽根車の吸込側ケーシングに吸込羽根を備え、
遠心羽根車の吐出側にディフューザを形成し、前記吸込
羽根の開閉により容量制御を行う遠心圧縮機において、
ディフューザに開口を設け、この開口を、前記吸込羽根
の動作と連動して開閉することによって、前記遠心羽根
車からの吐出ガスを吸込側へバイパスさせる手段を設け
たものである。より詳しくは、ディフューザの開口を開
閉する手段は、前記開口を塞ぐ蓋部材と、前記吸込羽根
の駆動軸に具備され、前記蓋部材の作動用ロッドに当接
する偏心カムとからなることを特徴とする。
【００１２】
【作用】上記第一の発明の技術的手段による働きは、下
記のとおりである。ターボ圧縮機の吸込ベーンは容量制
御をするため、負荷の少ないときは閉方向、負荷の多い
ときは開方向に動作する。例えばターボ冷凍機の場合、
負荷が少なくなると吸込ベーンを閉方向に動作し容量を
制御するが、一定以下まで閉にするとサージング現象が
発生するので、一定以下の開度まで容量を制御しようと
しても制御ができない。そこで、ターボ圧縮機の吐出ガ
スを凝縮させる前に吸込側にバイパスさせて、このバイ
パス量により容量を制御する。
記のとおりである。ターボ圧縮機の吸込ベーンは容量制
御をするため、負荷の少ないときは閉方向、負荷の多い
ときは開方向に動作する。例えばターボ冷凍機の場合、
負荷が少なくなると吸込ベーンを閉方向に動作し容量を
制御するが、一定以下まで閉にするとサージング現象が
発生するので、一定以下の開度まで容量を制御しようと
しても制御ができない。そこで、ターボ圧縮機の吐出ガ
スを凝縮させる前に吸込側にバイパスさせて、このバイ
パス量により容量を制御する。
【００１３】このように、サージング点と吸込ベーン開
度とは相関関係にあるため、吸込ベーンにカムを取付
け、吸込ベーンが一定開度、すなわち、サージング点近
傍まで閉にしたら、そのカムによって、圧縮機の吐出ガ
スを吸込側にバイパスさせる。このときのバイパスガス
流量が急激に増減しないように、流路入口部をニードル
状にし、ガス流量が比例的に増減するようにする。ま
た、吸込ベーンは一般的に複数枚あるので、各ベーン毎
にこの機構を持たせることにより、制御量および制御巾
の調整が可能となり、連続的な制御も可能となる。これ
により電磁弁，電動弁およびその制御回路を持たずに容
量が確実に制御できる。
度とは相関関係にあるため、吸込ベーンにカムを取付
け、吸込ベーンが一定開度、すなわち、サージング点近
傍まで閉にしたら、そのカムによって、圧縮機の吐出ガ
スを吸込側にバイパスさせる。このときのバイパスガス
流量が急激に増減しないように、流路入口部をニードル
状にし、ガス流量が比例的に増減するようにする。ま
た、吸込ベーンは一般的に複数枚あるので、各ベーン毎
にこの機構を持たせることにより、制御量および制御巾
の調整が可能となり、連続的な制御も可能となる。これ
により電磁弁，電動弁およびその制御回路を持たずに容
量が確実に制御できる。
【００１４】上記第二の発明の技術的手段による働き
は、下記のとおりである。例えば、ターボ冷凍機のよう
に、インペラ出口後の吐出ガス全量を凝縮器へ導き、凝
縮液化して蒸発器に戻す通常のサイクルでは、従来、イ
ンペラの吸込み風量制御特性でターボ冷凍機の容量制御
特性が決まってしまい、インペラがサージング領域に入
らない範囲での制御に限られていた。これに対し、ディ
フューザに設けた開口を開閉して、これを通してインペ
ラの吐出ガスの一部を凝縮器へではなく、吸込側へバイ
パスして戻すことにより、インペラの同じ吐出量に対し
て冷凍容量を変える制御が圧縮機内部でできるものであ
る。
は、下記のとおりである。例えば、ターボ冷凍機のよう
に、インペラ出口後の吐出ガス全量を凝縮器へ導き、凝
縮液化して蒸発器に戻す通常のサイクルでは、従来、イ
ンペラの吸込み風量制御特性でターボ冷凍機の容量制御
特性が決まってしまい、インペラがサージング領域に入
らない範囲での制御に限られていた。これに対し、ディ
フューザに設けた開口を開閉して、これを通してインペ
ラの吐出ガスの一部を凝縮器へではなく、吸込側へバイ
パスして戻すことにより、インペラの同じ吐出量に対し
て冷凍容量を変える制御が圧縮機内部でできるものであ
る。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の各実施例を図１ないし図１０
を参照して説明する。 〔実施例 １〕まず、第一の発明の実施例を図１および
図２を参照して説明する。図１は、本発明の一実施例に
係るターボ圧縮機の容量制御機構部の断面図、図２は、
図１のバイパス部の拡大断面図である。本実施例のター
ボ圧縮機は、図３に示した凝縮器３，蒸発器４に接続さ
れターボ冷凍機を構成するものである。
を参照して説明する。 〔実施例 １〕まず、第一の発明の実施例を図１および
図２を参照して説明する。図１は、本発明の一実施例に
係るターボ圧縮機の容量制御機構部の断面図、図２は、
図１のバイパス部の拡大断面図である。本実施例のター
ボ圧縮機は、図３に示した凝縮器３，蒸発器４に接続さ
れターボ冷凍機を構成するものである。
【００１６】図１，２において、１０ａ，１０ｂは、吸
込羽根に係る吸込ベーンで吸込側ケーシング１Ａに取り
付けられている。１１は、その吸込ベーンの駆動軸、１
２は、駆動軸１１に装着されたカム、１３は、駆動機２
（図３参照）によって駆動されるインペラ（羽根車）、
１４はスプリング、１５は、ニードルバルブの弁体を構
成するロッド、１６ａは、インペラ１３の吐出側ケーシ
ング１Ｂに形成されたバイパス流路１６のガス入口、１
６ｂは、該バイパス流路１６のガス出口である。バイパ
ス流路１６は、前記ロッド１５およびスプリング１４を
装着しており、ガス入口１６ａはニードル状に構成され
ている。
込羽根に係る吸込ベーンで吸込側ケーシング１Ａに取り
付けられている。１１は、その吸込ベーンの駆動軸、１
２は、駆動軸１１に装着されたカム、１３は、駆動機２
（図３参照）によって駆動されるインペラ（羽根車）、
１４はスプリング、１５は、ニードルバルブの弁体を構
成するロッド、１６ａは、インペラ１３の吐出側ケーシ
ング１Ｂに形成されたバイパス流路１６のガス入口、１
６ｂは、該バイパス流路１６のガス出口である。バイパ
ス流路１６は、前記ロッド１５およびスプリング１４を
装着しており、ガス入口１６ａはニードル状に構成され
ている。
【００１７】図２に示すように、ターボ圧縮機の吸込側
ケーシング１Ａに吸込まれた冷媒ガスは複数枚配置され
た吸込ベーン１０ａ，１０ｂを経由し、インペラ１３で
圧縮される。吸込ベーン１０ａ，１０ｂは負荷に対応
し、コントロールモータ７で駆動されて開閉し吸込ガス
量を調整する。負荷が少なくなると吸込ベーン１０ａ，
１０ｂを閉方向に動作させるが、そのとき、サージング
点近傍まで閉したら、吸込ベーン１０ａ，１０ｂの駆動
軸１１に取り付けたカム１２により、そのカム１２によ
って、ロッド１５を押す。これによって、インペラ１３
で圧縮されたガスは、ガス入口１６ａを経由しガス出口
１６ｂを通って、吸込ベーン１０ａ，１０ｂ側にバイパ
スする。バイパスの必要ないときは、カム１２がロッド
１５に接触せず、またスプリング１４により、ガス出口
１６ｂ部を閉じている。
ケーシング１Ａに吸込まれた冷媒ガスは複数枚配置され
た吸込ベーン１０ａ，１０ｂを経由し、インペラ１３で
圧縮される。吸込ベーン１０ａ，１０ｂは負荷に対応
し、コントロールモータ７で駆動されて開閉し吸込ガス
量を調整する。負荷が少なくなると吸込ベーン１０ａ，
１０ｂを閉方向に動作させるが、そのとき、サージング
点近傍まで閉したら、吸込ベーン１０ａ，１０ｂの駆動
軸１１に取り付けたカム１２により、そのカム１２によ
って、ロッド１５を押す。これによって、インペラ１３
で圧縮されたガスは、ガス入口１６ａを経由しガス出口
１６ｂを通って、吸込ベーン１０ａ，１０ｂ側にバイパ
スする。バイパスの必要ないときは、カム１２がロッド
１５に接触せず、またスプリング１４により、ガス出口
１６ｂ部を閉じている。
【００１８】一般的に吸込ベーン１０ａ，１０ｂは複数
枚設置されており、各々は歯車機構およびリンク機構等
で連動されて同一動作をするので、最大バイパス量は吸
込ベーン各々でバイパス機構を持たせることにより達成
でき、また、カム１２の位置調整により吸込ベーンの開
度とバイパス量の関係を調整でき、安定した制御が可能
となる。
枚設置されており、各々は歯車機構およびリンク機構等
で連動されて同一動作をするので、最大バイパス量は吸
込ベーン各々でバイパス機構を持たせることにより達成
でき、また、カム１２の位置調整により吸込ベーンの開
度とバイパス量の関係を調整でき、安定した制御が可能
となる。
【００１９】本実施例によれば、ホットガスバイパス弁
を装置内に取付ける必要はなく、さらにその制御回路お
よび制御機器が不要となり、電気品の故障も考慮する必
要がないため信頼性が向上し、また価格低減となる。さ
らに、機構的に簡単であるため、機械的故障も少なく、
分解点検しても再現が容易なターボ冷凍機を提供するこ
とができる。
を装置内に取付ける必要はなく、さらにその制御回路お
よび制御機器が不要となり、電気品の故障も考慮する必
要がないため信頼性が向上し、また価格低減となる。さ
らに、機構的に簡単であるため、機械的故障も少なく、
分解点検しても再現が容易なターボ冷凍機を提供するこ
とができる。
【００２０】次に、第二の発明の各実施例を図４ないし
図１０を参照して説明する。 〔実施例 ２〕図４は、本発明の他の実施例に係るター
ボ冷凍機の系統図、図５は、図４のターボ圧縮機の要部
断面図，図７は、従来のターボ圧縮機の容量制御特性線
図、図８は、図５のターボ圧縮機の容量制御特性線図で
ある。図４，５において、図１および図３と同一符号の
ものは同等部分を示す。図４に示すターボ冷凍機は、タ
ーボ圧縮機１、凝縮器３、蒸発器４から構成され、ター
ボ圧縮機１内部は、駆動機２および歯車機構１９で駆動
され回転するインペラ２３、吸込側ケーシング１Ａに取
り付けられた吸込羽根に係るインレットガイドベーン２
０、およびインペラ２３の吐出側に設けられたディフュ
ーザ２４から構成されている。
図１０を参照して説明する。 〔実施例 ２〕図４は、本発明の他の実施例に係るター
ボ冷凍機の系統図、図５は、図４のターボ圧縮機の要部
断面図，図７は、従来のターボ圧縮機の容量制御特性線
図、図８は、図５のターボ圧縮機の容量制御特性線図で
ある。図４，５において、図１および図３と同一符号の
ものは同等部分を示す。図４に示すターボ冷凍機は、タ
ーボ圧縮機１、凝縮器３、蒸発器４から構成され、ター
ボ圧縮機１内部は、駆動機２および歯車機構１９で駆動
され回転するインペラ２３、吸込側ケーシング１Ａに取
り付けられた吸込羽根に係るインレットガイドベーン２
０、およびインペラ２３の吐出側に設けられたディフュ
ーザ２４から構成されている。
【００２１】図５において、２５は、ディフューザ２４
に設けた開口、２６は、開口２５を開閉する蓋部材に係
る蓋板、２７は、蓋板２６を押えるスプリング、２８
は、ロッド２９に具備された偏心カムである。
に設けた開口、２６は、開口２５を開閉する蓋部材に係
る蓋板、２７は、蓋板２６を押えるスプリング、２８
は、ロッド２９に具備された偏心カムである。
【００２２】このようなターボ冷凍機の動作について説
明する。ターボ圧縮機１のインペラ２３で昇圧され吐出
された高温高圧の冷媒ガスは凝縮器３で冷却されて液化
する。その液冷媒は、蒸発器４において冷水管４Ａ内を
流れる水から熱を奪って蒸発し、冷房用に使用される冷
たい水を作ったのち、その低温低圧の冷媒ガスはターボ
圧縮機１へ吸い込まれ以下同じサイクルを繰り返す。図
５の実施例では、圧縮機外部からロッド２９を操作する
ことにより、偏心カム２８がスプリング２７の押えを開
放し、蓋板２６が動き、開口２５を通してインペラ吐出
ガスの一部を吸込側へバイパスする。
明する。ターボ圧縮機１のインペラ２３で昇圧され吐出
された高温高圧の冷媒ガスは凝縮器３で冷却されて液化
する。その液冷媒は、蒸発器４において冷水管４Ａ内を
流れる水から熱を奪って蒸発し、冷房用に使用される冷
たい水を作ったのち、その低温低圧の冷媒ガスはターボ
圧縮機１へ吸い込まれ以下同じサイクルを繰り返す。図
５の実施例では、圧縮機外部からロッド２９を操作する
ことにより、偏心カム２８がスプリング２７の押えを開
放し、蓋板２６が動き、開口２５を通してインペラ吐出
ガスの一部を吸込側へバイパスする。
【００２３】従来、図７に示す冷凍容量当りの消費電力
の容量制御特性線のように、一種類の容量制御しかでき
なかったものに対し、本実施例によれば、図８に示すハ
ッチングのように制御範囲を拡げることができる。
の容量制御特性線のように、一種類の容量制御しかでき
なかったものに対し、本実施例によれば、図８に示すハ
ッチングのように制御範囲を拡げることができる。
【００２４】〔実施例 ３〕図６は、本発明のさらに他
の実施例に係るターボ圧縮機の要部断面図、図９および
図１０は、図６のターボ圧縮機の容量制御特性線図であ
る。図６において、図５と同一符号のものは図４，５の
実施例と同等部分であるから、その説明を省略する。図
６の実施例では、蓋板２６は、インレットガイドベーン
２０Ａの駆動軸２１に具備された偏心カム２２からロッ
ド３０を介して押され、インレットガイドベーン２０の
動きに連動してロッド３０が動き、蓋板２６を開閉し
て、インペラ２３の吐出ガスの一部を吸込側へバイパス
する。
の実施例に係るターボ圧縮機の要部断面図、図９および
図１０は、図６のターボ圧縮機の容量制御特性線図であ
る。図６において、図５と同一符号のものは図４，５の
実施例と同等部分であるから、その説明を省略する。図
６の実施例では、蓋板２６は、インレットガイドベーン
２０Ａの駆動軸２１に具備された偏心カム２２からロッ
ド３０を介して押され、インレットガイドベーン２０の
動きに連動してロッド３０が動き、蓋板２６を開閉し
て、インペラ２３の吐出ガスの一部を吸込側へバイパス
する。
【００２５】図６の実施例によれば、偏心カム２２の偏
心量の調整により、図９，図１０に示すような冷凍負荷
の少ない下限の制御幅を拡げた容量制御が可能である。
上記第二の発明の実施例（図５，図６の実施例）によれ
ば、容量制御範囲を拡げたり、変えたりすることがで
き、従来のような外部配管や電磁弁，電動弁を追加する
ことなく、安価に容量制御下限を拡げることができる。
また、従来サージング領域に入るために運転できなかっ
た温度条件に対しても運転を継続することが可能であ
る。
心量の調整により、図９，図１０に示すような冷凍負荷
の少ない下限の制御幅を拡げた容量制御が可能である。
上記第二の発明の実施例（図５，図６の実施例）によれ
ば、容量制御範囲を拡げたり、変えたりすることがで
き、従来のような外部配管や電磁弁，電動弁を追加する
ことなく、安価に容量制御下限を拡げることができる。
また、従来サージング領域に入るために運転できなかっ
た温度条件に対しても運転を継続することが可能であ
る。
【００２６】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、電気的回路および機器を持たず、吸込ベーンの動
作と連動した機構でホットガスをバイパスさせる遠心圧
縮機の容量制御装置を提供することができる。また、本
発明によれば、容量制御範囲を拡げたり、変えたりする
ことを安価に行うことができ、従来、サージング領域に
入るために運転できなかった温度条件に対しても運転を
継続しうる遠心圧縮機の容量制御装置を提供することが
できる。
れば、電気的回路および機器を持たず、吸込ベーンの動
作と連動した機構でホットガスをバイパスさせる遠心圧
縮機の容量制御装置を提供することができる。また、本
発明によれば、容量制御範囲を拡げたり、変えたりする
ことを安価に行うことができ、従来、サージング領域に
入るために運転できなかった温度条件に対しても運転を
継続しうる遠心圧縮機の容量制御装置を提供することが
できる。
【図１】本発明の一実施例に係るターボ圧縮機の容量制
御機構部の断面図である。
御機構部の断面図である。
【図２】図１のバイパス部の拡大断面図である。
【図３】従来のホットガスバイパス方法を示す冷凍サイ
クル系統図である。
クル系統図である。
【図４】本発明の他の実施例に係るターボ冷凍機の系統
図である。
図である。
【図５】図４のターボ圧縮機の要部断面図である。
【図６】本発明のさらに他の実施例に係るターボ圧縮機
の要部断面図である。
の要部断面図である。
【図７】従来のターボ圧縮機の容量制御特性線図であ
る。
る。
【図８】図５のターボ圧縮機の容量制御特性線図であ
る。
る。
【図９】図６のターボ圧縮機の容量制御特性線図であ
る。
る。
【図１０】図６のターボ圧縮機の容量制御特性線図であ
る。
る。
１ ターボ圧縮機 ３ 凝縮器 ４ 蒸発器 １Ａ 吸込側ケーシング １Ｂ 吐出側ケーシング １０ａ，１０ｂ 吸込ベーン １１，２１ 駆動軸 １２ カム １３，２３ インペラ １５，２９，３０ ロッド １６ バイパス流路 １６ａ ガス入口 ２０，２０Ａ インレットガイドベーン ２４ ディフューザ ２５ 開口 ２６ 蓋板 ２２，２８ 偏心カム
Claims (7)
- 【請求項１】 遠心羽根車の吸込側ケーシングに吸込羽
根を備え、この吸込羽根の開閉により容量制御を行う遠
心圧縮機において、吸込羽根の開閉動作と連動して、前
記遠心羽根車からの吐出ガスを吸込側へバイパスさせる
バイパス機構部を設けたことを特徴とする遠心圧縮機の
容量制御装置。 - 【請求項２】 バイパス機構部は、遠心羽根車の吐出側
にバイパス流路を設け、このバイパス流路にニードル弁
を装着したものであることを特徴とする請求項１記載の
遠心圧縮機の容量制御装置。 - 【請求項３】 吸込羽根の駆動軸に、該吸込羽根の開度
に応じてニードル弁のロッドに当接するカムを設けたこ
とを特徴とする請求項１および２記載のいずれかの遠心
圧縮機の容量制御装置。 - 【請求項４】 バイパス機構部を、吸込羽根の羽根枚数
と同じ数設けたことを特徴とする請求項２または３記載
のいずれかの遠心圧縮機の容量制御装置。 - 【請求項５】 遠心羽根車の吸込側ケーシングに吸込羽
根を備え、遠心羽根車の吐出側にディフューザを形成
し、前記吸込羽根の開閉により容量制御を行う遠心圧縮
機において、ディフューザに開口を設け、この開口を、
前記吸込羽根の動作と連動して開閉することによって、
前記遠心羽根車からの吐出ガスを吸込側へバイパスさせ
る手段を設けたことを特徴とする遠心圧縮機の容量制御
装置。 - 【請求項６】 ディフューザの開口を開閉する手段は、
前記開口を塞ぐ蓋部材と、前記吸込羽根の駆動軸に具備
され、前記蓋部材の作動用ロッドに当接する偏心カムと
からなることを特徴とする請求項５記載の遠心圧縮機の
容量制御装置。 - 【請求項７】 請求項１ないし６記載のいずれかの容量
制御装置を備えた遠心圧縮機を用い、その遠心圧縮機の
吸込側を蒸発器に、吐出側を凝縮器に接続して冷凍サイ
クルを構成したことを特徴とするターボ冷凍機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3319478A JPH05157095A (ja) | 1991-12-04 | 1991-12-04 | 遠心圧縮機の容量制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3319478A JPH05157095A (ja) | 1991-12-04 | 1991-12-04 | 遠心圧縮機の容量制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05157095A true JPH05157095A (ja) | 1993-06-22 |
Family
ID=18110653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3319478A Pending JPH05157095A (ja) | 1991-12-04 | 1991-12-04 | 遠心圧縮機の容量制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05157095A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006002650A (ja) * | 2004-06-17 | 2006-01-05 | Toyota Motor Corp | 入口ベーンとバイパス制御弁とを連動させた遠心圧縮機 |
| KR100569832B1 (ko) * | 2004-09-02 | 2006-04-11 | 한국기계연구원 | 듀얼모드용 베인이 형성된 디퓨저를 구비한 터보압축기 및 이를 이용한 냉난방용 지열 히트 펌프 시스템 |
| WO2006115197A1 (ja) * | 2005-04-21 | 2006-11-02 | Daikin Industries, Ltd. | 送風装置 |
| JP2007509268A (ja) * | 2003-10-10 | 2007-04-12 | ヨーク・インターナショナル・コーポレーション | 遠心圧縮機内の安定性を制御するシステム及び方法 |
| US7905102B2 (en) | 2003-10-10 | 2011-03-15 | Johnson Controls Technology Company | Control system |
| CN104704243A (zh) * | 2012-10-03 | 2015-06-10 | 普莱克斯技术有限公司 | 压缩气体生产和控制 |
| CN106704242A (zh) * | 2015-11-12 | 2017-05-24 | 财团法人工业技术研究院 | 结合进气导叶的内流道气体旁通装置 |
-
1991
- 1991-12-04 JP JP3319478A patent/JPH05157095A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007509268A (ja) * | 2003-10-10 | 2007-04-12 | ヨーク・インターナショナル・コーポレーション | 遠心圧縮機内の安定性を制御するシステム及び方法 |
| JP2010261464A (ja) * | 2003-10-10 | 2010-11-18 | York Internatl Corp | 遠心圧縮機内の安定性を制御するシステム及び方法 |
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| WO2006115197A1 (ja) * | 2005-04-21 | 2006-11-02 | Daikin Industries, Ltd. | 送風装置 |
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| CN106704242A (zh) * | 2015-11-12 | 2017-05-24 | 财团法人工业技术研究院 | 结合进气导叶的内流道气体旁通装置 |
| US10208758B2 (en) | 2015-11-12 | 2019-02-19 | Industrial Technology Research Institute | Internal hot gas bypass device coupled with inlet guide vane for centrifugal compressor |
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