JPH10176697A - Diffuser structure of centrifugal compressor - Google Patents
Diffuser structure of centrifugal compressorInfo
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- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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- F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
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- F04D29/444—Bladed diffusers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、遠心圧縮機のディ
フューザ構造に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a diffuser structure for a centrifugal compressor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図３に示すように、遠心圧縮機１は、回
転軸２に連結されたインペラ３と、インペラ３を収容す
るケーシング４とを備えている。ケーシング４の内部に
は、インペラ３の径方向外方にディフューザ通路５がデ
ィスク状に形成され、ディフューザ通路５の径方向外方
にスクロール室６が渦巻状に形成されている。ディフュ
ーザ通路５は、互いに対向配置されたシュラウド側壁７
とハブ側壁８とにより区画され、図４に示すように周方
向に所定間隔を隔てて配置された複数のディフューザベ
ーン９を有している。2. Description of the Related Art As shown in FIG. 3, a centrifugal compressor 1 includes an impeller 3 connected to a rotating shaft 2 and a casing 4 for accommodating the impeller 3. Inside the casing 4, a diffuser passage 5 is formed radially outward of the impeller 3 in a disk shape, and a scroll chamber 6 is spirally formed radially outward of the diffuser passage 5. The diffuser passage 5 is provided with shroud side walls 7 arranged opposite to each other.
And a plurality of diffuser vanes 9 which are partitioned by a hub side wall 8 and are arranged at predetermined intervals in a circumferential direction as shown in FIG.
【０００３】ところで、本発明者の実験研究によれば、
インペラ３の出口側の流れは、ハブ側壁８からシュラウ
ド側壁７にかけて一様ではなく、インシデンスの分布が
存在することが明らかになった。すなわち、インペラ３
から流出する流れの流れ角αは、ハブ側壁８近傍におい
ては図４に示すように流れ角α1 と比較的立っており適
正であるものの、シュラウド側壁７近傍においては図５
に示すように流れ角α2 と殆ど周方向を向いて寝ており
歪んでいることが分かった。[0003] By the way, according to an experimental study by the present inventors,
It became clear that the flow on the outlet side of the impeller 3 was not uniform from the hub side wall 8 to the shroud side wall 7, and that there was an incident distribution. That is, impeller 3
The flow angle α of the flow flowing out of the hub is relatively appropriate with the flow angle α 1 near the hub side wall 8 as shown in FIG. 4 as shown in FIG.
As shown in the figure, it was found that the patient slept with the flow angle α 2 almost in the circumferential direction and was distorted.
【０００４】かかる流れ角αの変化の測定結果を図６に
示す。図中、ｂはハブ側壁８から測定位置までの距離を
表し、ｂ3 はハブ側壁８からシュラウド側壁７までの距
離を表す。図示するように、ｂ／ｂ3 が 0〜約 0.7まで
は流れ角αが60度前後であるが、ｂ／ｂ3 が約 0.7以上
となると急激に流れ角αが90度程度と大きくなってく
る。すなわち、ハブ側壁８から約70％までの部分の流れ
角αは図４に示すように比較的立っており適正である
が、シュラウド側壁から約30％までの部分の流れ角αは
図５に示すように殆ど周方向を向いて寝ており歪んでい
る。FIG. 6 shows a measurement result of the change in the flow angle α. In the drawing, b represents the distance from the hub side wall 8 to the measurement position, and b 3 represents the distance from the hub side wall 8 to the shroud side wall 7. As shown in the figure, the flow angle α is about 60 degrees when b / b 3 is 0 to about 0.7, but when b / b 3 is about 0.7 or more, the flow angle α rapidly increases to about 90 degrees. come. That is, the flow angle α of the portion from the hub side wall 8 to about 70% is relatively standing and appropriate as shown in FIG. 4, but the flow angle α of the portion from the shroud side wall to about 30% is shown in FIG. As shown, it is lying almost in the circumferential direction and is distorted.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】従って、このように歪
んだ流れがインペラ３の下流側に位置するディフューザ
ベーン９に流入すると、大きなロスが生じる。すなわ
ち、ディフューザベーン９の取付角βは、図４に示すよ
うにハブ側壁８側を流れる適正な流れ角α1 に合わせて
決定されているため、図５に示すようにシュラウド側壁
７側を流れる歪んだ流れ角α2 は、ディフューザベーン
９の取付角βとはマッチせず、効率の悪化を招いてい
た。Therefore, when such a distorted flow flows into the diffuser vane 9 located downstream of the impeller 3, a large loss occurs. That is, since the mounting angle β of the diffuser vane 9 is determined according to the appropriate flow angle α 1 flowing through the hub side wall 8 as shown in FIG. 4, the mounting angle β flows through the shroud side wall 7 as shown in FIG. The distorted flow angle α 2 did not match the attachment angle β of the diffuser vane 9, resulting in a decrease in efficiency.
【０００６】以上の事情を考慮して創案された本発明の
目的は、ディフューザベーンに流入する流れの流れ角を
ハブ側壁からシュラウド側壁にかけて一様にできる遠心
圧縮機のディフューザ構造を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention, which has been made in view of the above circumstances, is to provide a diffuser structure of a centrifugal compressor in which a flow angle of a flow flowing into a diffuser vane can be made uniform from a hub side wall to a shroud side wall. is there.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく本
発明は、遠心圧縮機のインペラ径方向外方に、対向配置
されたシュラウド側壁とハブ側壁とからなるディフュー
ザ通路を形成し、該ディフューザ通路に、シュラウド側
壁からハブ側壁まで延出されたディフューザベーンを周
設すると共に、これらディフューザベーンの上流側に位
置させてシュラウド側壁から当該ディフューザ通路の軸
方向途中まで延出されたガイドベーンを周設したもので
ある。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention forms a diffuser passage comprising a shroud side wall and a hub side wall which are opposed to each other, in a radially outward direction of an impeller of a centrifugal compressor. A diffuser vane extending from the shroud side wall to the hub side wall is provided in the passage, and a guide vane extending from the shroud side wall to the middle in the axial direction of the diffuser passage is located upstream of the diffuser vane. It was established.
【０００８】本発明によれば、インペラからディフュー
ザベーンへと流れる流れは、シュラウド側壁側を流れる
歪んだ流れがガイドベーンで整流されてディフューザベ
ーンに流入し、ハブ側壁側を流れる適正な流れがガイド
ベーンに妨害されることなくダイレクトにディフューザ
ベーンに流入する。このようにしてディフューザベーン
に流入する流れの流れ角が、ハブ側壁からシュラウド側
壁にかけて一様に改善されるので、効率が向上すると共
に作動域が拡大する。According to the present invention, the flow flowing from the impeller to the diffuser vane is such that the distorted flow flowing on the shroud side wall side is rectified by the guide vane, flows into the diffuser vane, and the proper flow flowing on the hub side wall is the guide flow. It flows directly into the diffuser vane without being disturbed by the vane. In this way, the flow angle of the flow flowing into the diffuser vane is uniformly improved from the hub side wall to the shroud side wall, so that the efficiency is improved and the operating range is expanded.
【０００９】また、上記ガイドベーンの延出長さは、シ
ュラウド側壁からハブ側壁までの３０％以下であること
が好ましい。図６から明らかなように、この部分の流れ
角が大きく歪んでおり、その他の部分の流れ角は適正だ
からである。[0009] The extension length of the guide vane is preferably 30% or less from the shroud side wall to the hub side wall. As apparent from FIG. 6, the flow angle in this portion is largely distorted, and the flow angle in the other portions is appropriate.
【００１０】また、上記ガイドベーンを、スロートを持
たないように配置してもよい。こうすれば、ガイドベー
ンを設けたことによって遠心圧縮機のチョーク流量が減
少することはない。The guide vanes may be arranged so as not to have a throat. Thus, the choke flow rate of the centrifugal compressor does not decrease due to the provision of the guide vanes.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付
図面に基づいて説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
【００１２】図１に示すように、遠心圧縮機１のケーシ
ング４内に収容されたインペラ３の径方向外方には、対
向配置されたシュラウド側壁７とハブ側壁８とで区画さ
れたディフューザ通路５が形成されている。ディフュー
ザ通路５には、渦巻状のスクロール室６が接続されてい
る。その他、この遠心圧縮機１は、図３に示すものと基
本的には同様の構造となっているため、同一の構成要素
には同一の符号を付してその詳細な説明を割愛する。As shown in FIG. 1, a diffuser passage defined by a shroud side wall 7 and a hub side wall 8 which are opposed to each other is provided radially outward of an impeller 3 housed in a casing 4 of the centrifugal compressor 1. 5 are formed. A spiral scroll chamber 6 is connected to the diffuser passage 5. In addition, since the centrifugal compressor 1 has basically the same structure as that shown in FIG. 3, the same components are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.
【００１３】上記ディフューザ通路５には、シュラウド
側壁７からハブ側壁８まで延出されたディフューザベー
ン９が、図２に示すように周方向に所定間隔を隔てて複
数設けられている。これらディフューザベーン９の取付
角βは、インペラ３からディフューザベーン９への流れ
のうち、図４に示すようにハブ側壁８側の流れ角α
1（適正な流れ角）に合わせて決定されている。すなわ
ち、ディフューザベーン９の取付角βは、図６に示すｂ
／ｂ3 が 0〜0.7 における流れ角αの平均値に基づいて
決定されている。The diffuser passage 5 is provided with a plurality of diffuser vanes 9 extending from the shroud side wall 7 to the hub side wall 8 at predetermined intervals in the circumferential direction as shown in FIG. The mounting angle β of the diffuser vane 9 is the flow angle α of the flow from the impeller 3 to the diffuser vane 9 on the hub side wall 8 side as shown in FIG.
1 (appropriate flow angle). That is, the mounting angle β of the diffuser vane 9 is b as shown in FIG.
/ B 3 is determined based on the average value of the flow angle α in the range of 0 to 0.7.
【００１４】これらディフューザベーン９の上流側に位
置するディフューザ通路５には、シュラウド側壁７から
当該ディフューザ通路５の軸方向途中まで延出されたガ
イドベーン１０が、図２に示すように周方向に所定間隔
を隔てて複数設けられている。ガイドベーン１０の延出
長さは、シュラウド側壁７からハブ側壁８までの３０％
となっている（ｂ＝０．３ｂ3 ）。なぜなら、図６に示
すようにシュラウド側壁７から３０％までの部分の流れ
角αが、ハブ側壁８から７０％までの部分の流れ角αと
比べ、大きく歪んでいる（寝ている）からである。In the diffuser passage 5 located on the upstream side of the diffuser vane 9, a guide vane 10 extending from the shroud side wall 7 halfway in the axial direction of the diffuser passage 5 is provided in a circumferential direction as shown in FIG. A plurality are provided at predetermined intervals. The extension length of the guide vane 10 is 30% from the shroud side wall 7 to the hub side wall 8.
(B = 0.3b 3 ). This is because, as shown in FIG. 6, the flow angle α of the portion from the shroud side wall 7 to 30% is greatly distorted (sleeping) compared to the flow angle α of the portion from the hub side wall 8 to 70%. is there.
【００１５】また、ガイドベーン１０の出口角度γは、
ガイドベーン１０から流出した流れが所定の迎え角でデ
ィフューザベーン９に流入するように、ディフューザベ
ーン９の取付角βに合わせて決定されている。具体的に
は、出口角度γは取付角βの±２度以内が好ましい。ま
た、これらガイドベーン１０は、スロートを持たないよ
うに配置されている。すなわち、これらガイドベーン１
０は、一のガイドベーン１０の前縁部１０ａから延長し
た垂線１１が隣接するガイドベーン１０と交わらないよ
うに配置されている。ガイドベーン１０の数は、ディフ
ューザベーン９より多く、本実施形態では２倍となって
いる。The exit angle γ of the guide vane 10 is
The flow is determined in accordance with the mounting angle β of the diffuser vane 9 so that the flow flowing out of the guide vane 10 flows into the diffuser vane 9 at a predetermined angle of attack. Specifically, the outlet angle γ is preferably within ± 2 degrees of the mounting angle β. These guide vanes 10 are arranged so as not to have a throat. That is, these guide vanes 1
Numeral 0 is arranged so that the perpendicular 11 extending from the front edge portion 10a of one guide vane 10 does not intersect with the adjacent guide vane 10. The number of the guide vanes 10 is larger than that of the diffuser vanes 9 and is doubled in the present embodiment.
【００１６】以上の構成からなる本実施形態の作用を述
べる。The operation of the present embodiment having the above configuration will be described.
【００１７】インペラ３からディフューザベーン９へと
流れる流れは、シュラウド側壁７側を流れる寝た流れ
（図５参照）がガイドベーン１０で起こされて適正な迎
え角でディフューザベーン９に流入し、ハブ側壁８側を
流れる適正な流れ（図４参照）がガイドベーン１０に妨
害されることなくそのままダイレクトに適正な迎え角で
ディフューザベーン９に流入する。このように、インペ
ラ３から流出してディフューザベーン９に流入する流れ
が、ハブ側壁８からシュラウド側壁７にかけて一様に改
善されて全て適正な迎え角でディフューザベーン９に流
入するので、効率が向上すると共に作動域が拡大する。The flow flowing from the impeller 3 to the diffuser vane 9 is such that the lying flow (see FIG. 5) flowing on the side of the shroud side wall 7 is caused by the guide vane 10 and flows into the diffuser vane 9 at an appropriate angle of attack. An appropriate flow (see FIG. 4) flowing on the side wall 8 side directly flows into the diffuser vane 9 at an appropriate angle of attack without being hindered by the guide vane 10. As described above, the flow flowing out of the impeller 3 and flowing into the diffuser vane 9 is uniformly improved from the hub side wall 8 to the shroud side wall 7, and all flows into the diffuser vane 9 at a proper angle of attack, so that the efficiency is improved. And the working area expands.
【００１８】詳しくは、上記ガイドベーン１０は、もと
もと流れが歪んだシュラウド側壁７側に配置されている
ため、当該ベーン１０を配置したことによる損失は殆ど
ない。また、ガイドベーン１０は、ディフューザ通路５
の途中までしか延出されていないため、ガイドベーン１
０の延出端からハブ側壁８までの間には、インペラ３か
ら流出した適正な流れがダイレクトにディフューザベー
ン９に導かれるベーン無しスペース１１が形成される。
よって、ハブ側壁８側を流れる適正な流れは、このベー
ン無しスペース１１を通ることとなり、上記ガイドベー
ン１０によって一切阻害されることはない。このよう
に、ガイドベーン１０は、シュラウド側壁７側の歪んだ
流れのみを整流し、ハブ側壁８側の適正な流れの邪魔を
しないので、ガイドベーン１０を設けたことによる損失
は殆ど生じない。More specifically, since the guide vane 10 is originally arranged on the shroud side wall 7 where the flow is distorted, there is almost no loss due to the arrangement of the vane 10. Further, the guide vane 10 is connected to the diffuser passage 5.
Guide vanes 1
A vane-free space 11 is formed between the extension end of the zero and the hub side wall 8 where an appropriate flow flowing out of the impeller 3 is directly guided to the diffuser vane 9.
Therefore, a proper flow flowing on the hub side wall 8 side passes through the vane-free space 11 and is not hindered by the guide vane 10 at all. As described above, the guide vane 10 rectifies only the distorted flow on the shroud side wall 7 side and does not obstruct the proper flow on the hub side wall 8 side, so that the loss caused by the provision of the guide vane 10 hardly occurs.
【００１９】また、上記ガイドベーン１０はスロートを
持たないように配置されているので、遠心圧縮機１のチ
ョーク流量が減少することはない。すなわち、仮にガイ
ドベーン１０をその間にスロートが形成されるようにラ
ップさせて配置すると、そのスロートによって通過流量
が制限されてしまうため、チョーク流量が小さくなって
しまうが、本実施形態のようにスロートを持たないよう
に配置すれば、ガイドベーン１０を設けたことによって
チョーク流量が制限されることはない。Since the guide vanes 10 are arranged so as not to have a throat, the choke flow rate of the centrifugal compressor 1 does not decrease. That is, if the guide vanes 10 are wrapped and arranged so that a throat is formed therebetween, the flow rate is restricted by the throat, so that the choke flow rate is reduced. When the guide vanes 10 are provided, the choke flow rate is not limited.
【００２０】なお、本実施形態では、上記ガイドベーン
１０をシュラウド側壁７からハブ側壁８までの３０％の
高さとしたが、これに限定されることはなく、個々の遠
心圧縮機によって異なる流れ角αの歪む領域に合わせて
（図６参照）、例えば５％〜３０％としてもよい。In this embodiment, the height of the guide vane 10 is 30% from the shroud side wall 7 to the hub side wall 8. However, the present invention is not limited to this, and the flow angle varies depending on the individual centrifugal compressor. In accordance with the region where α is distorted (see FIG. 6), for example, it may be 5% to 30%.
【００２１】[0021]
【発明の効果】以上説明したように本発明にかかる遠心
圧縮機のディフューザ構造によれば、インペラからディ
フューザに流入する流れ角をハブ側壁からシュラウド側
壁にかけて一様に改善できるので、効率の向上および作
動域の拡大が可能となる。As described above, according to the diffuser structure of the centrifugal compressor of the present invention, the flow angle flowing from the impeller to the diffuser can be uniformly improved from the side wall of the hub to the side wall of the shroud. The working range can be expanded.
【図１】本発明の一実施形態を示す遠心圧縮機のディフ
ューザ構造の側断面図である。FIG. 1 is a side sectional view of a diffuser structure of a centrifugal compressor showing one embodiment of the present invention.
【図２】図１の II-II線断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG.
【図３】従来例を示す遠心圧縮機のディフューザ構造の
側断面図である。FIG. 3 is a side sectional view of a diffuser structure of a centrifugal compressor showing a conventional example.
【図４】図３の IV-IV線断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV of FIG. 3;
【図５】図３の V-V線断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken along line VV of FIG. 3;
【図６】ハブ側壁からシュラウド側壁にかけて変化する
インペラ出口流れ角の様子を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a state of an impeller outlet flow angle that changes from a hub side wall to a shroud side wall.
１ 遠心圧縮機 ３ インペラ ５ ディフューザ通路 ７ シュラウド側壁 ８ ハブ側壁 ９ ディフューザベーン １０ ガイドベーン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Centrifugal compressor 3 Impeller 5 Diffuser passage 7 Shroud side wall 8 Hub side wall 9 Diffuser vane 10 Guide vane
Claims (3)
向配置されたシュラウド側壁とハブ側壁とからなるディ
フューザ通路を形成し、該ディフューザ通路に、シュラ
ウド側壁からハブ側壁まで延出されたディフューザベー
ンを周設すると共に、これらディフューザベーンの上流
側に位置させてシュラウド側壁から当該ディフューザ通
路の軸方向途中まで延出されたガイドベーンを周設した
ことを特徴とする遠心圧縮機のディフューザ構造。1. A diffuser passage comprising a shroud side wall and a hub side wall which are opposed to each other is formed radially outward of an impeller of a centrifugal compressor, and a diffuser extending from the shroud side wall to the hub side wall is formed in the diffuser passage. A diffuser structure for a centrifugal compressor, wherein a vane is circumferentially provided, and a guide vane is located on an upstream side of the diffuser vane and extends from a shroud side wall to a halfway position of the diffuser passage in an axial direction.
ウド側壁からハブ側壁までの３０％以下（０％を除く）
である請求項１記載の遠心圧縮機のディフューザ構造。2. The extension length of the guide vane is 30% or less (excluding 0%) from the shroud side wall to the hub side wall.
The diffuser structure for a centrifugal compressor according to claim 1, wherein
いように配置されている請求項１記載の遠心圧縮機のデ
ィフューザ構造。3. A diffuser structure for a centrifugal compressor according to claim 1, wherein said guide vanes are arranged so as not to have a throat.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8339951A JPH10176697A (en) | 1996-12-19 | 1996-12-19 | Diffuser structure of centrifugal compressor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8339951A JPH10176697A (en) | 1996-12-19 | 1996-12-19 | Diffuser structure of centrifugal compressor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10176697A true JPH10176697A (en) | 1998-06-30 |
Family
ID=18332313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8339951A Pending JPH10176697A (en) | 1996-12-19 | 1996-12-19 | Diffuser structure of centrifugal compressor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10176697A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005002951A (en) * | 2003-06-13 | 2005-01-06 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Centrifugal compressor |
| JP2013519035A (en) * | 2010-02-05 | 2013-05-23 | キャメロン インターナショナル コーポレイション | Vanelet of diffuser of centrifugal compressor |
-
1996
- 1996-12-19 JP JP8339951A patent/JPH10176697A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2005002951A (en) * | 2003-06-13 | 2005-01-06 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Centrifugal compressor |
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| EP2531732B1 (en) * | 2010-02-05 | 2019-03-06 | Ingersoll-Rand Company | Centrifugal compressor diffuser vanelet |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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