JPH08193600A - 遠心圧縮機 - Google Patents

遠心圧縮機

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Publication number
JPH08193600A
JPH08193600A JP7004688A JP468895A JPH08193600A JP H08193600 A JPH08193600 A JP H08193600A JP 7004688 A JP7004688 A JP 7004688A JP 468895 A JP468895 A JP 468895A JP H08193600 A JPH08193600 A JP H08193600A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
flow
bend
angle
guide vane
impeller
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7004688A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideo Nishida
秀夫 西田
Hiromi Kobayashi
博美 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP7004688A priority Critical patent/JPH08193600A/ja
Publication of JPH08193600A publication Critical patent/JPH08193600A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D17/00Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D17/08Centrifugal pumps
    • F04D17/10Centrifugal pumps for compressing or evacuating
    • F04D17/12Multi-stage pumps
    • F04D17/122Multi-stage pumps the individual rotor discs being, one for each stage, on a common shaft and axially spaced, e.g. conventional centrifugal multi- stage compressors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/44Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/441Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/444Bladed diffusers

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】戻り流路6を有する多段の遠心圧縮機で、戻り
流路6のベンド部4に軸平行流路14を設け、軸平行流
路14の一部に案内羽根13,15を設ける。また、戻
り流路6を有する多段の遠心圧縮機で、戻り流路6のベ
ンド部4のどちらか一方の流路表面を軸に平行にし、軸
平行部の一部に案内羽根13,15を設けこの部分の流
路幅を流れ方向に増加させる。 【効果】多段遠心圧縮機の性能が大幅に向上し、遠心圧
縮機の外径も小さくすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は遠心圧縮機に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、多段の遠心圧縮機では、例え
ば、特公平3−77398号や特公平5−20597号公報に示され
るように、前段の流れを次段に導くための戻り流路が設
けられている。図4は従来の代表的な多段遠心圧縮機の
断面図である。羽根車2から出た流れはディフューザ3
で減速された後、ベンド部4とチャネル部5により構成
される戻り流路6により次段の羽根車7の入口部10に
導かれる。ベンド部4は内径側のダイアフラム8と外径
側のケーシング12により構成され、半径方向外向き流
れを内向き流れに転向する。チャネル部5は案内羽根1
3により旋回成分を減少させながら次段に流れを導く。
【0003】圧縮機の段間にはダイアフラム8とスリー
ブ9の間に形成されるラビリンス等のシール機構11が
設けられている。段間の漏れ量を小さくするにはシール
部11の軸方向長さをある程度大きくする必要がある。
一般に、内壁側ダイアフラム8の流路面4aの曲率半径
ρはダイアフラム板厚tの半分程度に選ばれる。したが
って、流路幅が小さい低比速度段では、ベンド部4の流
路の曲率半径ρ、したがって子午面内の流路長さLm
(≒πρ)は流路幅bに対して相対的に大きくなる。ま
た、低比速度段では一般的に、ベンド部4の入口におけ
る接線方向から測った流れ角が小さいので、数1により
決まるベンド内の三次元的な流路長さLpが長くなる。
ベンド部の摩擦損失Δhは数2で示すように、流路長さ
と平均速度の2乗に比例し流路幅bに反比例するので、
従来ベンド部の損失は大きく、従来の多段遠心圧縮機の
性能が低いという欠点があった。
【0004】
【数1】 Lp≒Lm/sinα …(数1)
【0005】
【数2】 Δh∝C2・Lp/b …(数2) Lm :子午面における流路長さ C:平均速度 α:平
均流れ角 また、従来のベンド部は曲率半径ρが大きいので、圧縮
機の外径が大きくなるという欠点もあった。さらに、従
来の遠心圧縮機では、戻り流路チャネル部5の案内羽根
13の入口流れ角が小さいので、入口羽根角も小さくす
る必要がある。その結果、入口羽根角と出口羽根角の差
が大きくなるので羽根の負荷が大きくなり、案内羽根出
口したがって次段羽根車入口10の流れが周方向に歪
み、次段圧縮機の性能が低下するという問題もあった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高性
能で小形の遠心圧縮機を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明はベンド部に軸平行流路を設け、軸平行流路
の一部に案内羽根を設ける。また、本発明はベンド部の
内側あるいは外側流路壁面のどちらか一方に軸平行部を
設け、この部分に案内羽根を設け、流路幅を下流に向か
って大きくする。
【0008】
【作用】第一の発明では、ベンド部に軸平行流路を設け
たので子午面内の流路長さが小さくなり、軸平行流路に
設けた案内羽根により流れが転向され流れ角が大きくな
るので、三次元的な流路長さが減少する。また、軸平行
流路に設けられた案内羽根により流れは有効に減速さ
れ、従来より平均速度は小さくなる。その結果、ベンド
部での摩擦損失は大幅に減少する。
【0009】第二の発明では、ベンド部の内側あるいは
外側流路壁面のどちらか一方に軸平行部を設けたので、
子午面内の流路長さが小さくなるとともに、軸平行部に
設けた案内羽根により流れが転向され流れ角が大きくな
るので、三次元的な流路長さが減少する。また、案内羽
根を設けた流路の流路幅が下流に向かって拡大されてい
るので流れは更に有効に減速され、第一の発明の場合よ
りも平均速度は小さくなる。その結果、ベンド部での摩
擦損失は大幅に減少する。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面によって説明す
る。図1は遠心圧縮機の一実施例の縦断面図であり、図
2は図1のA−A断面の円筒展開図、図3は図1のB−
B矢視図である。回転軸1に固定された遠心羽根車2の
半径方向外方にはディフューザ3が設置されている。ま
た、ディフューザ3の下流にはベンド部4とチャネル部
5により構成される戻り流路6が設けられている。ベン
ド部4は、ダイアフラム8とケーシング12により構成
され、ダイアフラム8の軸方向長さtは従来と同程度
で、曲率半径ρは従来より小さく、流路の一部には軸平
行部14が設けられている。また、流路の軸平行部14
の一部には案内羽根15が設けられている。半径方向内
向き流路であるチャネル部5は、ダイアフラム8とケー
シング12及びそれらの間に円形翼列状に設けた案内羽
根13により構成される。戻り流路6の下流には次段の
羽根車7が設けられている。
【0011】圧縮機を運転すると、ガスは羽根車2に吸
込まれ昇圧されたのち、羽根車2の出口から吐出されデ
ィフューザ3に流入する。ディフューザ3内で減速され
た流れは、ベンド部4に流入し、曲がり部で軸方向に向
けられた後、案内羽根に流入する。案内羽根15は、図
2に示すように、出口羽根角度β2 が入口羽根角度β1
より大きくなっているので、出口における流れ角は入り
口よりも大きくなり、流れは大幅に減速される。案内羽
根15を出た流れは、ベンド部4の後半で半径方向内向
きに導かれ、チャネル部5に流入する。チャネル部5で
は、図3に示すように、案内羽根13により流れの旋回
成分は更に減速され、旋回のほとんど無い流れは次段羽
根車7の入口部10に至る。
【0012】本実施例では、ベンド部4のダイアフラム
8の軸方向長さtは従来と同程度で曲率半径ρは従来よ
り小さく、流路の一部には軸平行部14が設けられてい
るので、子午面内における流路長さは従来より大幅に小
さくなる。また、案内羽根15により流れが導かれ出口
流れ角が従来より大きくなるので、流路の平均流れ角が
大きくなり、数1で計算される流路長さLp が小さくな
る。また案内羽根により流れは減速されるので平均速度
が小さくなる。その結果、ベンド部での摩擦損失は大幅
に減少し圧縮機性能が各段に向上することになる。
【0013】また、案内羽根15によりベンド出口、し
たがってチャネル部5の案内羽根13の流入角が大きく
なるので、案内羽根13の入口羽根角度β3 大きくする
ことができる。したがって、出入口の羽根角度差(β4
−β3)つまり羽根の負荷を小さくすることができる。
その結果、案内羽根13の出口、したがって次段羽根車
入口部10の周方向の流れは一様化され、次段圧縮機性
能が大幅に向上する。
【0014】更に、ベンド部4のダイアフラム8の曲率
半径ρは従来より小さいので圧縮機の外径を従来より小
さくできるという利点もある。
【0015】図5には、本発明による別の実施例を示し
たものである。ディフューザ3の下流にはベンド部4と
チャネル部5により構成される戻り流路6が設けられて
いる。ベンド部4は、ダイアフラム8とケーシング12
により構成され、ダイアフラム8の軸方向長さtは従来
と同程度で、曲率半径ρは従来より小さく、ダイアフラ
ム8の流路面4aの一部は軸に平行になっている。ケー
シング12の流路表面4bはベンド部4の流路幅が下流
に向かって増加するよう形成されている。また、ダイア
フラム8の流路表面4aの軸平行部の一部には案内羽根
15が設けられている。半径方向内向き流路であるチャ
ネル部5は、ダイアフラム8とケーシング12及びそれ
らの間に円形翼列状に設けた案内羽根13により構成さ
れる。戻り流路6の下流には次段の羽根車7が設けられ
ている。
【0016】この実施例でも、ベンド部4のダイアフラ
ム8の曲率半径ρは従来より小さく、ダイアフラム8の
流路面4aの一部は軸に平行になっているので、子午面
内における流路長さは従来より大幅に小さくなる。ま
た、案内羽根15により出口流れ角が従来より大きくな
るので、流路の平均流れ角が大きくなり、数1で計算さ
れる流路長さLp が小さくなる。また、案内羽根15に
より図1の場合よりも更に流れは減速されるので、平均
速度が小さくなる。その結果、ベンド部4での摩擦損失
は大幅に減少し圧縮機性能が各段に向上することにな
る。
【0017】また、案内羽根15によりベンド出口つま
りチャネル部5の案内羽根13の流入角が大きくなるの
で、案内羽根13の出入口の羽根角度差したがって羽根
の負荷を小さくすることができる。その結果、案内羽根
出口したがって次段羽根車入口部10の周方向の流れは
一様化され、次段圧縮機性能が大幅に向上する。
【0018】図6には、本発明による第三の実施例を示
したものである。ディフューザ3の下流には、ベンド部
4とチャネル部5により構成される戻り流路6が設けら
れている。ベンド部4は、ダイアフラム8とケーシング
12により構成され、ダイアフラム8の軸方向長さtは
従来と同程度で、曲率半径ρは従来より小さく、ケーシ
ング12の流路面4bの一部は軸に平行になっている。
ダイアフラム8の流路表面4aはベンド部4の流路幅が
下流に向かって増加するよう形成されている。また、ケ
ーシング12の流路表面4bの軸平行部の一部には案内
羽根15が設けられている。チャネル部5は、ダイアフ
ラム8とケーシング12及びそれらの間に円形翼列状に
設けた案内羽根13により構成される。戻り流路6の下
流には次段の羽根車7が設けられている。
【0019】この実施例でも、ベンド部4のダイアフラ
ム8の曲率半径ρは従来より小さく、ケーシング12の
流路面4bの一部は軸に平行になっているので、子午面
内における流路長さは従来より大幅に小さくなる。ま
た、案内羽根15により出口流れ角が従来より大きくな
るので、流路の平均流れ角が大きくなり、流路長さLp
が小さくなる。また案内羽根15により、図1の場合よ
りも更に流れは減速されるので、平均速度が小さくな
る。その結果、ベンド部4での摩擦損失は大幅に減少し
圧縮機性能が各段に向上することになる。
【0020】また、案内羽根15によりベンド出口、つ
まり、チャネル部の案内羽根13の流入角が大きくなる
ので、案内羽根13の入り口羽根角度を大きくすること
が可能となり、案内羽根13の出入口の羽根角度差した
がって羽根の負荷を小さくすることができる。その結
果、案内羽根出口したがって次段羽根車入口部10の周
方向の流れは一様化され、次段圧縮機性能が大幅に向上
する。
【0021】更に、ベンド部4のダイアフラム8の曲率
半径ρは従来より小さいので圧縮機の外径を従来より小
さくできるという利点もある。
【0022】
【発明の効果】第一の発明によれば、ベンド部の三次元
的な流路長さが短くなるとともに平均速度も小さくなる
のでベンド部の摩擦損失が大幅に小さくなる。また、チ
ャネル部の翼負荷が減少するので次段羽根車入口の流れ
が一様化される。その結果、多段遠心圧縮機の性能が大
幅に向上する。更に、ベンド部の曲率半径を小さくした
ので圧縮機の外径を小さくすることもできる。
【0023】第二の発明によれば、第一の発明よりも更
に平均速度が小さくなるので、ベンド部の摩擦損失が更
に減少し、遠心圧縮機の性能が向上する。更に、ベンド
部の曲率半径を小さくしたので圧縮機の外径を小さくす
ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の縦断面図。
【図2】図1のA−A断面の円筒展開図。
【図3】図1のB−B矢視図。
【図4】従来の遠心圧縮機の縦断面図。
【図5】第二の実施例のベンド部の縦断面図。
【図6】第三の実施例のベンド部の縦断面図。
【符号の説明】
1…回転軸、2…遠心羽根車、3…ディフューザ、4…
ベンド部、5…チャネル部、6…戻り流路、7…次段羽
根車、8…ダイアフラム、11…シール機構、12…ケ
ーシング、13…チャネル部案内羽根、14…軸平行流
路、15…ベンド部案内羽根。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】多段遠心圧縮機において、ディフューザの
    下流に置かれ、前記ディフューザから半径方向外方向に
    吐き出される流れを半径方向内方向に導くベンド部と、
    前記ベンド部から出た流れを次段の羽根車に導くチャネ
    ル部により構成される戻り流路を有する多段遠心圧縮機
    において、前記ベンド部に軸平行流路を設け、前記軸平
    行流路の一部に案内羽根を設けたことを特徴とする遠心
    圧縮機。
JP7004688A 1995-01-17 1995-01-17 遠心圧縮機 Pending JPH08193600A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7004688A JPH08193600A (ja) 1995-01-17 1995-01-17 遠心圧縮機

Applications Claiming Priority (1)

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JP7004688A JPH08193600A (ja) 1995-01-17 1995-01-17 遠心圧縮機

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JPH08193600A true JPH08193600A (ja) 1996-07-30

Family

ID=11590841

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7004688A Pending JPH08193600A (ja) 1995-01-17 1995-01-17 遠心圧縮機

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JP (1) JPH08193600A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006125316A (ja) * 2004-10-29 2006-05-18 Shimadzu Corp ターボ形回転機器
WO2022270274A1 (ja) * 2021-06-21 2022-12-29 株式会社日立インダストリアルプロダクツ 多段遠心流体機械
KR20230013375A (ko) * 2021-07-19 2023-01-26 (주)대주기계 출구안내깃을 가지는 다단 원심압축기

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