JPH06294398A - 中間冷却機構を有する多段遠心圧縮機 - Google Patents

中間冷却機構を有する多段遠心圧縮機

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JPH06294398A
JPH06294398A JP8226493A JP8226493A JPH06294398A JP H06294398 A JPH06294398 A JP H06294398A JP 8226493 A JP8226493 A JP 8226493A JP 8226493 A JP8226493 A JP 8226493A JP H06294398 A JPH06294398 A JP H06294398A
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JP
Japan
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gas
diffuser
cooling water
centrifugal compressor
radial direction
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JP8226493A
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English (en)
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Tadashi Nozumi
忠司 野角
Masayasu Saito
正泰 斉藤
Kazuhiko Takayama
和彦 高山
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 中間冷却機構を有する小型の多段遠心圧縮機
を提供する。 【構成】 回転駆動される単一のシャフト10に同軸に
取り付けられた複数のインペラ12と、シャフトを回転
可能に支持し、かつ複数のインペラを気密に囲むケーシ
ング20とからなり、ケーシングは、インペラの回転に
より遠心圧縮された気体をインペラの外周部から半径方
向外方に導く円板状空洞のディフューザ22と、ディフ
ューザの外端部に連通し、遠心圧縮された気体を隣接す
るインペラの半径方向内方に導く円板状空洞のリターン
チャンネル24とからなり、リターンチャンネルには複
数のガイドベーン25が、ディフューザには複数の羽根
23が設けられ、更に、羽根とガイドベーンの両方を軸
方向に連通する冷却水通路26が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、中間冷却機構を有する
多段遠心圧縮機に関する。
【0002】
【従来の技術】多段遠心圧縮機において、各段の圧縮比
が大きいときに、中間冷却を行って等温圧縮に近づけ、
容積効率を高めて全体の圧縮効率を高くすることが従来
から行われている。図6はかかる従来の多段遠心圧縮機
の一例を示している。この図において、シャフト1には
複数のインペラ2が同軸上に取付けられ、図示しない駆
動源によりシャフト1を回転させると、端部の圧縮機に
軸方向に供給された気体3がインペラ2の回転により半
径方向外方に遠心圧縮され、この圧縮された気体はディ
フィーザ4を介してチャンバー5に入り、更に図示しな
い通路を通って中間冷却器6を内蔵する別のチャンバー
7に入り、次いで隣接するインペラ2により更に遠心圧
縮されるようになっている。中間冷却器6は、通常、圧
縮により温度上昇した圧縮気体を冷却水により冷却する
冷却器と、冷却により凝縮した水分を除去する水分分離
器とからなり、大量の冷却水により圧縮気体を十分に冷
却できるようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した中間冷却器を
有する従来の多段遠心圧縮機は、圧縮気体を十分に冷却
でき、かつ水分を除去することができることから、容積
効率及び全体の圧縮効率を十分に高めることができた。
しかし、かかる十分な冷却効果を得るためには、大型の
中間冷却器が必要であり、そのため、図6からも明らか
なように、多段遠心圧縮機の全体が大型になる問題点が
あった。一方、中間冷却器のない多段遠心圧縮機も従来
から広く使用されており、かかる多段遠心圧縮機は、中
間冷却器を有する多段遠心圧縮機と比較すると小型であ
るが、全体の圧縮効率が低い問題点があった。従って、
中間冷却器のない従来の多段遠心圧縮機と同等に小型
で、かつ中間冷却器を有して全体の圧縮効率を高めるこ
とができる中間冷却機構を有する多段遠心圧縮機が従来
から要望されていた。
【0004】本発明はかかる要望を満たすために創案さ
れたものである。すなわち、本発明の目的は、中間冷却
器のない従来の多段遠心圧縮機と同等に小型で、かつ中
間冷却器を有し、全体の圧縮効率を高めることができる
中間冷却機構を有する多段遠心圧縮機を提供することに
ある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、回転駆
動される単一のシャフトに同軸に取り付けられた複数の
インペラと、前記シャフトを回転可能に支持し、かつ前
記複数のインペラを気密に囲むケーシングとからなる多
段遠心圧縮機であって、前記ケーシングは、インペラの
回転により遠心圧縮された気体をインペラの外周部から
半径方向外方に導く円板状空洞のディフューザと、前記
ディフューザの外端部に連通し、遠心圧縮された気体を
隣接するインペラの半径方向内方に導く円板状空洞のリ
ターンチャンネルとからなり、前記リターンチャンネル
には、前記空洞の軸方向内壁に両端部が連結され、気体
の流れを案内する複数のガイドベーンが設けられ、前記
ガイドベーンは内部に冷却水通路を有する、ことを特徴
とする中間冷却機構を有する多段遠心圧縮機が提供され
る。本発明の好ましい実施例によれば、前記ディフュー
ザには、前記空洞の軸方向内壁に両端部が連結され、気
体の流れを案内する複数の羽根が設けられ、更に、ディ
フューザの前記羽根とリターンチャンネルの前記ガイド
ベーンの両方を軸方向に連通する冷却水通路が設けられ
る。前記冷却水通路は、複数のインペラに対して軸方向
に連続して連通していることが好ましい。
【0006】
【作用】上記、本発明の構成によれば、リターンチャン
ネルに気体の流れを案内する複数のガイドベーンが設け
られ、このガイドベーンの内部に冷却水通路を有するの
で、この冷却水通路に冷却水を流すことにより、ガイド
ベーンとガイドベーンが連結されたケーシングの内壁を
冷却し、リターンチャンネルを流れる気体を冷却するこ
とができる。更に、好ましくは、ディフューザに気体の
流れを案内する複数の羽根が設けられ、ディフューザの
羽根とリターンチャンネルのガイドベーンの両方を軸方
向に連通する冷却水通路を設け、この冷却水通路に冷却
水を流すことにより、ガイドベーンと羽根の両方とそれ
らが連結されたケーシングの内壁を冷却し、ある段のイ
ンペラで遠心圧縮された気体を次の段のインペラに入る
前に冷却することができる。更に、本発明によれば、冷
却水通路がディフューザの羽根やリターンチャンネルの
ガイドベーンの内部に設けられるため、従来の中間冷却
器を有する多段遠心圧縮機ように別個に中間冷却器を設
ける必要がなく、中間冷却器のない従来の多段遠心圧縮
機とほとんど同じ大きさの小型にすることができる。
【0007】
【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照
して説明する。図1は、本発明による中間冷却機構を有
する多段遠心圧縮機の全体側面断面図である。この図に
おいて、本発明による多段遠心圧縮機は、図示しない外
部動力源(例えば、タービン、電動機)により回転駆動
される単一のシャフト10に同軸に取り付けられた複数
のインペラ12と、シャフト10を回転可能に支持し、
かつ複数のインペラ12を気密に囲むケーシング20と
からなる。ケーシング20は、インペラ12の回転によ
り遠心圧縮された気体をインペラの外周部から半径方向
外方に導く円板状空洞のディフューザ22と、ディフュ
ーザ22の外端部に連通し、遠心圧縮された気体を隣接
するインペラ12の半径方向内方に導く円板状空洞のリ
ターンチャンネル24とを有する。
【0008】図2は、図1のディフューザ22とリター
ンチャンネル24を更に詳細に示す図である。この図に
おいて、リターンチャンネル24内には、複数のガイド
ベーン25がリターンチャンネル24の円板状空洞の軸
方向内壁に両端部が連結され、半径方向内方への気体の
流れを案内するように設けられている。また、ディフュ
ーザ22内にも、複数の羽根23がディフューザ22の
円板状空洞の軸方向内壁に両端部が連結され、半径方向
外方への気体の流れを案内するように設けられている。
更に、ディフューザ22の羽根23とリターンチャンネ
ル24のガイドベーン25の両方を軸方向に貫通する2
本の冷却水通路26が設けられている。この2本の冷却
水通路26は、複数のディフューザ22及びリターンチ
ャンネル24を貫通し、その一端(図の右端)で互いに
連通している。なお、各ディフューザ22及びリターン
チャンネル24に設けられる冷却水通路26は、2本に
限定されるものでなく、1本でも、3本以上でもよい。
また、冷却水通路26の断面形状は円形、矩形、その他
の形状でもよい。かかる構成により、冷却水通路26に
冷却水を流すことにより、ガイドベーン25と羽根23
の両方とそれらが連結されたケーシング20の内壁を冷
却し、ある段のインペラ12で遠心圧縮された気体を次
の段のインペラ12に入る前に冷却することができる。
更に、かかる構成によれば、冷却水通路がディフューザ
22の羽根23やリターンチャンネル24のガイドベー
ン25の内部に設けられるため、図6に示した従来の中
間冷却器を有する多段遠心圧縮機のように別個に中間冷
却器を設ける必要がなく、中間冷却器のない従来の多段
遠心圧縮機とほとんど同じ大きさとすることができる。
【0009】図3は、本発明による中間冷却機構を有す
る多段遠心圧縮機の別の全体側面断面図である。この図
において、ディフューザ22には、図1及び図2におけ
る羽根23がなく、リターンチャンネル24には図1と
同様のガイドベーン25が設けられ、このガイドベーン
25は内部に冷却水通路26を有している。図4は図3
の部分詳細図であり、図5は図4の線A−Aにおける断
面図である。図4及び図5から明らかなように、リター
ンチャンネル24のガイドベーン25を軸方向に貫通す
る2本の冷却水通路26が設けられ、この2本の冷却水
通路26は、ディフューザ22とリターンチャンネル2
4を仕切る壁内で互いに連通している。なお、図1の例
と同様に冷却水通路26は、2本に限定されず、1本で
も、3本以上でもよい。また、冷却水通路26の断面形
状は円形、矩形、その他の形状でもよい。かかる構成に
より、図1の場合と同様に、冷却水通路26に冷却水を
流すことにより、ガイドベーン25とそれが連結された
ケーシング20の内壁を冷却し、ある段のインペラ12
で遠心圧縮された気体を次の段のインペラ12に入る前
に冷却することができ、かつ、中間冷却器のない従来の
多段遠心圧縮機とほとんど同じ大きさとすることができ
る。
【0010】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、リタ
ーンチャンネルに気体の流れを案内する複数のガイドベ
ーンが設けられ、このガイドベーンの内部に冷却水通路
を有するので、この冷却水通路に冷却水を流すことによ
り、ガイドベーンとガイドベーンが連結されたケーシン
グの内壁を冷却し、リターンチャンネルを流れる気体を
冷却することができる。更に、好ましくは、ディフュー
ザに気体の流れを案内する複数の羽根が設けられ、ディ
フューザの羽根とリターンチャンネルのガイドベーンの
両方を軸方向に連通する冷却水通路を設け、この冷却水
通路に冷却水を流すことにより、ガイドベーンと羽根の
両方とそれらが連結されたケーシングの内壁を冷却し、
ある段のインペラで遠心圧縮された気体を次の段のイン
ペラに入る前に冷却することができる。更に、本発明に
よれば、冷却水通路がディフューザの羽根やリターンチ
ャンネルのガイドベーンの内部に設けられるため、従来
の中間冷却器を有する多段遠心圧縮機ように別個に中間
冷却器を設ける必要がなく、中間冷却器のない従来の多
段遠心圧縮機とほとんど同じ大きさの小型にすることが
できる。
【0011】従って、本発明によれば、中間冷却器のな
い従来の多段遠心圧縮機と同等に小型で、かつ中間冷却
器を有し、全体の圧縮効率を高めることができる中間冷
却機構を有する多段遠心圧縮機を提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による中間冷却機構を有する多段遠心圧
縮機の全体側面断面図である。
【図2】図1の部分詳細図である。
【図3】本発明による中間冷却機構を有する別の多段遠
心圧縮機の全体側面断面図である。
【図4】図3の部分詳細図である。
【図5】図4の線A−Aにおける断面図である。
【図6】従来の中間冷却器を有する多段遠心圧縮機の全
体側面断面図である。
【符号の説明】
1 シャフト 2 インペラ 3 気体 4 ディフィーザ 5 チャンバー 6 中間冷却器 7 チャンバー 10 シャフト 12 インペラ 20 ケーシング 22 ディフューザ 23 羽根 24 リターンチャンネル 25 ガイドベーン 26 冷却水通路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転駆動される単一のシャフトに同軸に
    取り付けられた複数のインペラと、 前記シャフトを回転可能に支持し、かつ前記複数のイン
    ペラを気密に囲むケーシングとからなる多段遠心圧縮機
    であって、 前記ケーシングは、インペラの回転により遠心圧縮され
    た気体をインペラの外周部から半径方向外方に導く円板
    状空洞のディフューザと、 前記ディフューザの外端部に連通し、遠心圧縮された気
    体を隣接するインペラの半径方向内方に導く円板状空洞
    のリターンチャンネルとからなり、 前記リターンチャンネルには、前記空洞の軸方向内壁に
    両端部が連結され、気体の流れを案内する複数のガイド
    ベーンが設けられ、 前記ガイドベーンは内部に冷却水通路を有する、ことを
    特徴とする中間冷却機構を有する多段遠心圧縮機。
  2. 【請求項2】 前記ディフューザには、前記空洞の軸方
    向内壁に両端部が連結され、気体の流れを案内する複数
    の羽根が設けられ、 更に、ディフューザの前記羽根とリターンチャンネルの
    前記ガイドベーンの両方を軸方向に連通する冷却水通路
    が設けられる、ことを特徴とする請求項1に記載の中間
    冷却機構を有する多段遠心圧縮機。
  3. 【請求項3】 前記冷却水通路は、複数のインペラに対
    して軸方向に連続して連通している、ことを特徴とする
    請求項2に記載の中間冷却機構を有する多段遠心圧縮
    機。
JP8226493A 1993-04-09 1993-04-09 中間冷却機構を有する多段遠心圧縮機 Pending JPH06294398A (ja)

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