JPH11117898A - ターボ機械 - Google Patents
ターボ機械Info
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- JPH11117898A JPH11117898A JP9293312A JP29331297A JPH11117898A JP H11117898 A JPH11117898 A JP H11117898A JP 9293312 A JP9293312 A JP 9293312A JP 29331297 A JP29331297 A JP 29331297A JP H11117898 A JPH11117898 A JP H11117898A
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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
- F04D29/44—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
-
- 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
- F04D29/44—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
-
- 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
- F05D2250/52—Outlet
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 羽根無しディフューザ形式の遠心及び斜流形
の流体機械において、配管系での不安定現象（旋回失速
やサージング等）を回避して設計点以下の低流量域で安
定に動作可能な流体機械を提供する。 【解決手段】 羽根なしディフューザ１４を有するター
ボ機械において、低流量運転時にディフューザに発生す
る不安定な流れを抑制する安定化部材１６を、ディフュ
ーザの一部に配置した。
の流体機械において、配管系での不安定現象（旋回失速
やサージング等）を回避して設計点以下の低流量域で安
定に動作可能な流体機械を提供する。 【解決手段】 羽根なしディフューザ１４を有するター
ボ機械において、低流量運転時にディフューザに発生す
る不安定な流れを抑制する安定化部材１６を、ディフュ
ーザの一部に配置した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、遠心および斜流形
の流体機械（ポンプ、ブロワ、圧縮機）に係り、特に羽
根なしディフューザを持つ機械の低流量域に起こる不安
定な運転状態を回避して広い流量範囲で運転できる流体
機械を提供する。
の流体機械（ポンプ、ブロワ、圧縮機）に係り、特に羽
根なしディフューザを持つ機械の低流量域に起こる不安
定な運転状態を回避して広い流量範囲で運転できる流体
機械を提供する。
【０００２】
【従来の技術】遠心及び斜流形の流体機械を設計点以下
の低流量域で運転すると、羽根車、ディフューザなどの
構成要素において流れの剥離等が発生し、これによっ
て、流量に対する圧力の上昇率が低下し、配管系での不
安定現象（旋回失速やサージング等）が発生して運転が
不可能になる欠点があった。
の低流量域で運転すると、羽根車、ディフューザなどの
構成要素において流れの剥離等が発生し、これによっ
て、流量に対する圧力の上昇率が低下し、配管系での不
安定現象（旋回失速やサージング等）が発生して運転が
不可能になる欠点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】これを解決するため、
バイパス用の配管や放風弁を設けるなどして供給先にお
いて流量を低減しても、ポンプ自体は流量を変えない
（低減しない）で運転するため、運転動力を無駄に消費
する欠点があった。
バイパス用の配管や放風弁を設けるなどして供給先にお
いて流量を低減しても、ポンプ自体は流量を変えない
（低減しない）で運転するため、運転動力を無駄に消費
する欠点があった。
【０００４】本発明は、上記の課題に鑑み、羽根無しデ
ィフューザ形式の遠心及び斜流形の流体機械において、
配管系での不安定現象（旋回失速やサージング等）を回
避して設計点以下の低流量域で安定に動作可能な流体機
械を提供することを目的とする。
ィフューザ形式の遠心及び斜流形の流体機械において、
配管系での不安定現象（旋回失速やサージング等）を回
避して設計点以下の低流量域で安定に動作可能な流体機
械を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、羽根なしディフューザを有するターボ機械におい
て、低流量運転時に該ディフューザに発生する不安定な
流れを抑制する安定化部材を、前記ディフューザの一部
に配置したことを特徴とするターボ機械である。これに
より、比較的簡単な手段により、ディフューザにおける
逆流現象を回避することができ、全体として低コストで
効率の良い流体機械を提供することができる。
は、羽根なしディフューザを有するターボ機械におい
て、低流量運転時に該ディフューザに発生する不安定な
流れを抑制する安定化部材を、前記ディフューザの一部
に配置したことを特徴とするターボ機械である。これに
より、比較的簡単な手段により、ディフューザにおける
逆流現象を回避することができ、全体として低コストで
効率の良い流体機械を提供することができる。
【０００６】請求項２に記載の発明は、前記安定化部材
は、前記ディフューザに局所的に配置されたプレートで
あることを特徴とする請求項１に記載のターボ機械であ
る。
は、前記ディフューザに局所的に配置されたプレートで
あることを特徴とする請求項１に記載のターボ機械であ
る。
【０００７】請求項３に記載の発明は、前記プレート
は、前記ディフューザの流路の全幅に亘って設けられて
いることを特徴とする請求項２に記載のターボ機械であ
る。
は、前記ディフューザの流路の全幅に亘って設けられて
いることを特徴とする請求項２に記載のターボ機械であ
る。
【０００８】請求項４に記載の発明は、前記プレートの
高さはディフューザの流路幅より小さく、前記プレート
と前記ディフューザの壁面の間に隙間が形成されている
ことを特徴とする請求項２に記載のターボ機械である。
高さはディフューザの流路幅より小さく、前記プレート
と前記ディフューザの壁面の間に隙間が形成されている
ことを特徴とする請求項２に記載のターボ機械である。
【０００９】請求項５に記載の発明は、前記安定化部材
を前記ディフューザの流路に向けて出し入れする駆動手
段を有することを特徴とする請求項２に記載のターボ機
械である。
を前記ディフューザの流路に向けて出し入れする駆動手
段を有することを特徴とする請求項２に記載のターボ機
械である。
【００１０】請求項６に記載の発明は、前記プレート高
さｈは前記ディフューザの幅ｂ3に対してｈ／ｂ3＞０．
５であることを特徴とする請求項５に記載のターボ機械
である。
さｈは前記ディフューザの幅ｂ3に対してｈ／ｂ3＞０．
５であることを特徴とする請求項５に記載のターボ機械
である。
【００１１】請求項７に記載の発明は、前記プレートの
角度は旋回失速発生流量でのディフューザへの流体流入
角度よりも大きなものであることを特徴とする請求項２
に記載のターボ機械である。
角度は旋回失速発生流量でのディフューザへの流体流入
角度よりも大きなものであることを特徴とする請求項２
に記載のターボ機械である。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面を参照して説明する。図１及び図２は、この発明の第
１の実施の形態の遠心型流体機械を示すもので、この流
体機械は、ポンプケーシング１０の中に回転自在に設け
た羽根車１２の外側に羽根無しのディフューザ１４が設
けられ、このディフューザ１４の一部に、逆流域の不安
定変動を抑止するための固定型の安定プレート１６が設
けられている。
面を参照して説明する。図１及び図２は、この発明の第
１の実施の形態の遠心型流体機械を示すもので、この流
体機械は、ポンプケーシング１０の中に回転自在に設け
た羽根車１２の外側に羽根無しのディフューザ１４が設
けられ、このディフューザ１４の一部に、逆流域の不安
定変動を抑止するための固定型の安定プレート１６が設
けられている。
【００１３】この安定プレート１６は、この実施の形態
では１つが設けられているが、２つ以上設けてもよい。
以下に、安定プレート１６のディフューザ１４における
配置を、プレートが無い従来の場合と比較しながら説明
する。
では１つが設けられているが、２つ以上設けてもよい。
以下に、安定プレート１６のディフューザ１４における
配置を、プレートが無い従来の場合と比較しながら説明
する。
【００１４】図３は、羽根なしディフューザを備えたタ
ーボ機械を運転した場合のディフューザの圧力回復係数
Ｃｐを示している。この圧縮機の設計流量係数は０．３
５であるので、この図は設計流量係数より低流量域のも
のである。ディフューザ入口において側板壁面静圧変動
を観察すると、流量係数φ＝０．１３において変動周波
数ｆｐ＝１４．５Ｈｚの圧力変動が間欠的に発生するよ
うになり、わずかに流量を減じたφ＝０．１２７ではそ
の振幅および発生頻度が大きくなることが観察された。
この変動周波数ｆｐ＝１４．５Ｈｚの圧力変動を変動
とする。
ーボ機械を運転した場合のディフューザの圧力回復係数
Ｃｐを示している。この圧縮機の設計流量係数は０．３
５であるので、この図は設計流量係数より低流量域のも
のである。ディフューザ入口において側板壁面静圧変動
を観察すると、流量係数φ＝０．１３において変動周波
数ｆｐ＝１４．５Ｈｚの圧力変動が間欠的に発生するよ
うになり、わずかに流量を減じたφ＝０．１２７ではそ
の振幅および発生頻度が大きくなることが観察された。
この変動周波数ｆｐ＝１４．５Ｈｚの圧力変動を変動
とする。
【００１５】さらに、φｓ＝０．１２４においては静圧
変動波形と振幅は急変し、Ｃｐが不連続的に低下する。
このφｓ＝０．１２４は、ディフューザ出口から羽根出
口に達する逆流領域が周方向に回転する、いわゆる旋回
失速が発生する点である。
変動波形と振幅は急変し、Ｃｐが不連続的に低下する。
このφｓ＝０．１２４は、ディフューザ出口から羽根出
口に達する逆流領域が周方向に回転する、いわゆる旋回
失速が発生する点である。
【００１６】図４に、変動が発生している時のディフ
ューザ内平均流れ角分布と速度変動エネルギー分布を示
す。図中、ハッチングした部分が環状逆流領域（平均流
れ角が負の領域）を表している。速度変動エネルギー分
布を見ると、ｒ／ｒｉ＝１．２１の逆流領域での変動が
卓越していることがわかる。このことから、ｆｐ＝１
４．５Ｈｚの圧力変動は、ディフューザ内の環状逆流領
域が不安定となり周期的に搖動しているために発生した
ものであることかがわかる。このように、旋回失速が発
生するよりも僅かに大流量側における環状逆流領域の変
動が発達することが、旋回失速発生のトリガーとなる。
ューザ内平均流れ角分布と速度変動エネルギー分布を示
す。図中、ハッチングした部分が環状逆流領域（平均流
れ角が負の領域）を表している。速度変動エネルギー分
布を見ると、ｒ／ｒｉ＝１．２１の逆流領域での変動が
卓越していることがわかる。このことから、ｆｐ＝１
４．５Ｈｚの圧力変動は、ディフューザ内の環状逆流領
域が不安定となり周期的に搖動しているために発生した
ものであることかがわかる。このように、旋回失速が発
生するよりも僅かに大流量側における環状逆流領域の変
動が発達することが、旋回失速発生のトリガーとなる。
【００１７】次に、本実施の形態の場合のように、ディ
フューザ１４の全幅に亘る安定プレート１６を一枚設置
した場合の旋回失速抑制作用について述べる。安定プレ
ート１６と環状逆流領域との位置関係を図５に示してい
る。図中、ハッチングした領域が環状逆流領域であり、
速度変動成分のエネルギー分布を等値線で示した。この
ように、安定プレートは速度変動エネルギーが最大であ
る側板側の逆流領域にかかるように設置する。図６はこ
のような安定プレート１６を設置した場合のディフュー
ザ１４の圧力回復係数Ｃｐを示す。また、図中，，
に示した作動点におけるディフューザ入口部の静圧変
動波形を図７に示す。
フューザ１４の全幅に亘る安定プレート１６を一枚設置
した場合の旋回失速抑制作用について述べる。安定プレ
ート１６と環状逆流領域との位置関係を図５に示してい
る。図中、ハッチングした領域が環状逆流領域であり、
速度変動成分のエネルギー分布を等値線で示した。この
ように、安定プレートは速度変動エネルギーが最大であ
る側板側の逆流領域にかかるように設置する。図６はこ
のような安定プレート１６を設置した場合のディフュー
ザ１４の圧力回復係数Ｃｐを示す。また、図中，，
に示した作動点におけるディフューザ入口部の静圧変
動波形を図７に示す。
【００１８】この周波数解析の結果、の作動点におい
て、同図（ａ）に示すように、羽根なしディフューザの
場合は周波数１４．５Ｈｚの初期変動が発生している
が、（ｂ）に示すように、安定プレート１６を流路の全
幅に傾斜角度２０度で設置した場合は、初期変動はほと
んど認められない。すなわち、安定プレートを設置する
ことによって、逆流領域の不安定変動が抑制されている
ことがわかる。
て、同図（ａ）に示すように、羽根なしディフューザの
場合は周波数１４．５Ｈｚの初期変動が発生している
が、（ｂ）に示すように、安定プレート１６を流路の全
幅に傾斜角度２０度で設置した場合は、初期変動はほと
んど認められない。すなわち、安定プレートを設置する
ことによって、逆流領域の不安定変動が抑制されている
ことがわかる。
【００１９】の作動点では、図７（ｃ）に示すよう
に、羽根なしディフューザの場合は旋回失速が発生し、
変動周波数１０Ｈｚの規則的な静圧変動が認められる
が、一方、安定プレートを設置した場合は、同図（ｄ）
に示すように、作動点と比べて変化は認められない。
に、羽根なしディフューザの場合は旋回失速が発生し、
変動周波数１０Ｈｚの規則的な静圧変動が認められる
が、一方、安定プレートを設置した場合は、同図（ｄ）
に示すように、作動点と比べて変化は認められない。
【００２０】安定プレート１６を一枚設置した場合、旋
回失速発生流量φｓ’（作動点）は羽根なしディフュ
ーザの場合の旋回失速発生流量φｓの約３５％低流量側
になっている。さらに、安定プレート１６を設置した場
合には、φｓ’よりわずかに流量を減らすと旋回失速状
態を回避して、ディフューザＣｐが上昇する。すなわ
ち、旋回失速が一度発生しても、流量によっては安定プ
レートの失速抑制効果が働き、失速状態から復帰するこ
とがわかる。
回失速発生流量φｓ’（作動点）は羽根なしディフュ
ーザの場合の旋回失速発生流量φｓの約３５％低流量側
になっている。さらに、安定プレート１６を設置した場
合には、φｓ’よりわずかに流量を減らすと旋回失速状
態を回避して、ディフューザＣｐが上昇する。すなわ
ち、旋回失速が一度発生しても、流量によっては安定プ
レートの失速抑制効果が働き、失速状態から復帰するこ
とがわかる。
【００２１】このように、本実施の形態のように安定プ
レート１６を設置した場合には、旋回失速のトリガーと
なる逆流領域の不安定変動が抑制され、旋回失速発生流
量が低流量側へ移動するので、安定運転領域が広くな
る。
レート１６を設置した場合には、旋回失速のトリガーと
なる逆流領域の不安定変動が抑制され、旋回失速発生流
量が低流量側へ移動するので、安定運転領域が広くな
る。
【００２２】次に、安定プレート１６の設置角度と旋回
失速抑制効果との関係を述べる。図８は、安定プレート
角度βblが周方向から２０°と羽根車の設計流出角度３
５°の２通りの場合を比較したものである。βbl＝２０
°の場合は、前述の様にφｓ’＝０．０８において旋回
失速が発生する。βbl＝３５°の場合は旋回失速は発生
せず、不連続的なディフューザＣｐの低下が見られな
い。すなわち、βblは２０°よりも３５°のほうが安定
運転領域が広くなることがわかる。
失速抑制効果との関係を述べる。図８は、安定プレート
角度βblが周方向から２０°と羽根車の設計流出角度３
５°の２通りの場合を比較したものである。βbl＝２０
°の場合は、前述の様にφｓ’＝０．０８において旋回
失速が発生する。βbl＝３５°の場合は旋回失速は発生
せず、不連続的なディフューザＣｐの低下が見られな
い。すなわち、βblは２０°よりも３５°のほうが安定
運転領域が広くなることがわかる。
【００２３】図９（ａ）は、この発明の他の実施の形態
を示すもので、ここでは、安定プレート１６ａはディフ
ューザ１４の全幅に亘ることなく、その先端と側板側壁
面間に隙間ｈを置いた状態で配置されている。図１０
（ａ）は接線方向との角度βbl＝２０°で安定プレート
１６ａの高さがｈ／ｂ3＝０．５，０．７，１．０の場
合のディフューザのＣｐを示している。羽根なしディフ
ューザの場合、図中φｓ0で示した流量係数において旋
回失速が発生し、Ｃｐが不連続的に低下している。
を示すもので、ここでは、安定プレート１６ａはディフ
ューザ１４の全幅に亘ることなく、その先端と側板側壁
面間に隙間ｈを置いた状態で配置されている。図１０
（ａ）は接線方向との角度βbl＝２０°で安定プレート
１６ａの高さがｈ／ｂ3＝０．５，０．７，１．０の場
合のディフューザのＣｐを示している。羽根なしディフ
ューザの場合、図中φｓ0で示した流量係数において旋
回失速が発生し、Ｃｐが不連続的に低下している。
【００２４】ｈ／ｂ3＝０．５、ｈ／ｂ3＝１．０の安定
プレートを設置した場合、φｓ1、φｓ2にてそれぞれ旋
回失速が発生する。羽根なしディフューザのφｓ0と比
較するとφｓ1は２０％、φｓ2は３５％低流量側であ
り、安定プレート高さの高いほど旋回失速抑制効果が大
きいと思われるが、ｈ／ｂ3＝０．７の場合には、全流
量域でＣｐが不連続的に低下する点が存在せず、旋回失
速は発生しないことがわかった。すなわち、側板側の壁
面と安定プレート１６ａの間に適当な隙間部を設けるこ
とで旋回失速抑制効果が向上する。同様のことは、図１
０（ｂ）のβbl＝３５°の場合にも示されている。
プレートを設置した場合、φｓ1、φｓ2にてそれぞれ旋
回失速が発生する。羽根なしディフューザのφｓ0と比
較するとφｓ1は２０％、φｓ2は３５％低流量側であ
り、安定プレート高さの高いほど旋回失速抑制効果が大
きいと思われるが、ｈ／ｂ3＝０．７の場合には、全流
量域でＣｐが不連続的に低下する点が存在せず、旋回失
速は発生しないことがわかった。すなわち、側板側の壁
面と安定プレート１６ａの間に適当な隙間部を設けるこ
とで旋回失速抑制効果が向上する。同様のことは、図１
０（ｂ）のβbl＝３５°の場合にも示されている。
【００２５】この実施の形態においては、条件に応じて
適宜の隙間ｈを設定するようにすればよい。なお、上記
においては、隙間を側板側に形成したが、安定プレート
１６ａを側板側に取り付けて、隙間を主板側に形成する
ようにしてもよい。さらに、図９（ｂ）に示すように、
安定プレート１６ｂ，１６ｃを両側から設けて、その中
央に隙間を形成するようにしてもよい。また、図１１に
示すように、全く同じ位置でなく、少しずれた位置に両
側から対向して２つの安定プレート１６ｄ，１６ｅを設
けてもよい。
適宜の隙間ｈを設定するようにすればよい。なお、上記
においては、隙間を側板側に形成したが、安定プレート
１６ａを側板側に取り付けて、隙間を主板側に形成する
ようにしてもよい。さらに、図９（ｂ）に示すように、
安定プレート１６ｂ，１６ｃを両側から設けて、その中
央に隙間を形成するようにしてもよい。また、図１１に
示すように、全く同じ位置でなく、少しずれた位置に両
側から対向して２つの安定プレート１６ｄ，１６ｅを設
けてもよい。
【００２６】図１２（ａ）ないし（ｃ）は、この発明の
さらに他の実施の形態の遠心型流体機械を示すもので、
この流体機械の羽根無しのディフューザ１４には、逆流
域の不安定変動を抑止するための安定プレート１６ｆ
が、駆動機構１８によって出し入れ自在に設けられ、さ
らに、この駆動機構１８を制御する制御装置（図示略）
が設けられている。この安定プレートの設置位置、設置
角度等は、基本的に先の実施の形態と同じである。
さらに他の実施の形態の遠心型流体機械を示すもので、
この流体機械の羽根無しのディフューザ１４には、逆流
域の不安定変動を抑止するための安定プレート１６ｆ
が、駆動機構１８によって出し入れ自在に設けられ、さ
らに、この駆動機構１８を制御する制御装置（図示略）
が設けられている。この安定プレートの設置位置、設置
角度等は、基本的に先の実施の形態と同じである。
【００２７】すなわち、ディフューザ１４の主板側の壁
の所定箇所に、安定プレート１６ｆを出し入れするため
のスリット２０が形成され、ポンプケーシング１０の該
スリット２０の裏面側には安定プレート１６ｆを収容す
る空間２２が設けられている。安定プレート１６ｆの基
端側には駆動シャフト２４が取り付けられ、これはケー
シングの貫通口２６を挿通して、ラック−ピニオン結合
２８を介して外部の駆動モータ３０に接続されている。
なお、スリット２０とプレート１６ｆ及び貫通口２６と
シャフト２４の間の隙間にはそれぞれシール機構が設け
られている。
の所定箇所に、安定プレート１６ｆを出し入れするため
のスリット２０が形成され、ポンプケーシング１０の該
スリット２０の裏面側には安定プレート１６ｆを収容す
る空間２２が設けられている。安定プレート１６ｆの基
端側には駆動シャフト２４が取り付けられ、これはケー
シングの貫通口２６を挿通して、ラック−ピニオン結合
２８を介して外部の駆動モータ３０に接続されている。
なお、スリット２０とプレート１６ｆ及び貫通口２６と
シャフト２４の間の隙間にはそれぞれシール機構が設け
られている。
【００２８】この実施の形態においては、逆流域の不安
定変動を抑止するために、ディフューザ１４に安定プレ
ート１６ｆが出し入れされるが、その制御の態様は種々
のものが有る。例えば、制御装置が流量を検知し、設定
流量以下の逆流域の不安定変動を起こしやすい状態にな
ったときに、安定プレート１６ｆをディフューザ１４の
全幅に挿入するように制御する方法、あるいは、適当な
センサの検出値を基に制御装置が不安定領域の接近を判
断し、安定プレート１６ｆを挿入する方法等がある。そ
して、そのような不安定な運転領域を抜けて運転する場
合には、再び安定プレート１６ｆをディフューザ１４か
ら抜き出すことにより、効率の向上を図ることができ
る。
定変動を抑止するために、ディフューザ１４に安定プレ
ート１６ｆが出し入れされるが、その制御の態様は種々
のものが有る。例えば、制御装置が流量を検知し、設定
流量以下の逆流域の不安定変動を起こしやすい状態にな
ったときに、安定プレート１６ｆをディフューザ１４の
全幅に挿入するように制御する方法、あるいは、適当な
センサの検出値を基に制御装置が不安定領域の接近を判
断し、安定プレート１６ｆを挿入する方法等がある。そ
して、そのような不安定な運転領域を抜けて運転する場
合には、再び安定プレート１６ｆをディフューザ１４か
ら抜き出すことにより、効率の向上を図ることができ
る。
【００２９】この実施の形態では、さらに、図９（ａ）
に示すように、安定プレート１６ｆを半開状態に制御す
ることができる。つまり、安定プレート１６ｆを、その
先端と側板側の壁面間に隙間を置いた状態でディフュー
ザ１４に挿入する。その場合の隙間ｈの寸法は可変であ
り、例えば、ディフューザ１４での流れの安定度を示す
適当なセンサを用いて、この指示値が最も安定であるこ
とを示すように制御する、あるいは、予め流量その他の
条件との対応関係を求めておき、それに沿って制御する
等の方法がある。
に示すように、安定プレート１６ｆを半開状態に制御す
ることができる。つまり、安定プレート１６ｆを、その
先端と側板側の壁面間に隙間を置いた状態でディフュー
ザ１４に挿入する。その場合の隙間ｈの寸法は可変であ
り、例えば、ディフューザ１４での流れの安定度を示す
適当なセンサを用いて、この指示値が最も安定であるこ
とを示すように制御する、あるいは、予め流量その他の
条件との対応関係を求めておき、それに沿って制御する
等の方法がある。
【００３０】なお、図１３は、安定プレートの駆動機構
の別の実施の形態を示すもので、ここでは、安定プレー
ト１６ｇにピストン板３２が取り付けられ、これをディ
フューザ１４の外部に設けたシリンダ室３４に収容し、
配管３６を介して外部の流体圧装置で駆動するようにし
ている。この実施の形態においても、先のものと同様の
作用効果が得られる。なお、以上の実施の形態において
安定プレートの角度を可変としてもよい。
の別の実施の形態を示すもので、ここでは、安定プレー
ト１６ｇにピストン板３２が取り付けられ、これをディ
フューザ１４の外部に設けたシリンダ室３４に収容し、
配管３６を介して外部の流体圧装置で駆動するようにし
ている。この実施の形態においても、先のものと同様の
作用効果が得られる。なお、以上の実施の形態において
安定プレートの角度を可変としてもよい。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、比較的簡単な手段により、ディフューザにおける逆
流現象を回避することができ、従って、羽根無しディフ
ューザ形式の遠心及び斜流形の流体機械において、配管
系での不安定現象（旋回失速やサージング等）を回避し
て全体として低コストで効率の良い流体機械を提供する
ことができる。
ば、比較的簡単な手段により、ディフューザにおける逆
流現象を回避することができ、従って、羽根無しディフ
ューザ形式の遠心及び斜流形の流体機械において、配管
系での不安定現象（旋回失速やサージング等）を回避し
て全体として低コストで効率の良い流体機械を提供する
ことができる。
【図１】この発明の第１の実施の形態のターボ機械を示
す断面図である。
す断面図である。
【図２】図１のＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】羽根なしディフューザを備えたターボ機械を運
転した場合のディフューザの圧力回復係数Ｃｐを示すグ
ラフである。
転した場合のディフューザの圧力回復係数Ｃｐを示すグ
ラフである。
【図４】変動が発生している時のディフューザ内平均流
れ角分布と速度変動エネルギー分布を示すグラフであ
る。
れ角分布と速度変動エネルギー分布を示すグラフであ
る。
【図５】速度変動エネルギー分布を示す図である。
【図６】安定プレートの効果を示すグラフである。
【図７】各作動点におけるディフューザ入口部の静圧変
動波形を示すグラフである。
動波形を示すグラフである。
【図８】安定プレートの設置角度の影響を示すグラフで
ある。
ある。
【図９】この発明の他の実施の形態のディフューザを示
す断面図である。
す断面図である。
【図１０】安定プレートの設置高さの影響を示すグラフ
である。
である。
【図１１】この発明のさらに他の実施の形態のディフュ
ーザを示す図である。
ーザを示す図である。
【図１２】この発明のさらに他の実施の形態のディフュ
ーザを示す図である。
ーザを示す図である。
【図１３】この発明のさらに他の実施の形態のディフュ
ーザを示す図である。
ーザを示す図である。
１４ ディフューザ １６ 安定化部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 有賀 一郎 神奈川県横浜市青葉区若草台７−61
Claims (7)
- 【請求項１】 羽根なしディフューザを有するターボ機
械において、低流量運転時に該ディフューザに発生する
不安定な流れを抑制する安定化部材を、前記ディフュー
ザの一部に配置したことを特徴とするターボ機械。 - 【請求項２】 前記安定化部材は、前記ディフューザに
局所的に配置されたプレートであることを特徴とする請
求項１に記載のターボ機械。 - 【請求項３】 前記プレートは、前記ディフューザの流
路の全幅に亘って設けられていることを特徴とする請求
項２に記載のターボ機械。 - 【請求項４】 前記プレートの高さはディフューザの流
路幅より小さく、前記プレートと前記ディフューザの壁
面の間に隙間が形成されていることを特徴とする請求項
２に記載のターボ機械。 - 【請求項５】 前記安定化部材を前記ディフューザの流
路に向けて出し入れする駆動手段を有することを特徴と
する請求項２に記載のターボ機械。 - 【請求項６】 前記プレート高さｈは前記ディフューザ
の幅ｂ3に対してｈ／ｂ3＞０．５であることを特徴とす
る請求項５に記載のターボ機械。 - 【請求項７】 前記プレートの角度は旋回失速発生流量
でのディフューザへの流体流入角度よりも大きなもので
あることを特徴とする請求項２に記載のターボ機械。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9293312A JPH11117898A (ja) | 1997-10-09 | 1997-10-09 | ターボ機械 |
| US09/167,722 US6155779A (en) | 1997-10-09 | 1998-10-07 | Turbomachinery |
| EP98119156A EP0908631B1 (en) | 1997-10-09 | 1998-10-09 | Turbomachinery |
| DE69821855T DE69821855T2 (de) | 1997-10-09 | 1998-10-09 | Turbomaschinen |
| US09/542,869 US6347921B1 (en) | 1997-10-09 | 2000-04-04 | Turbomachine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9293312A JPH11117898A (ja) | 1997-10-09 | 1997-10-09 | ターボ機械 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11117898A true JPH11117898A (ja) | 1999-04-27 |
Family
ID=17793212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9293312A Pending JPH11117898A (ja) | 1997-10-09 | 1997-10-09 | ターボ機械 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6155779A (ja) |
| EP (1) | EP0908631B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11117898A (ja) |
| DE (1) | DE69821855T2 (ja) |
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| US11441516B2 (en) | 2020-07-14 | 2022-09-13 | Rolls-Royce North American Technologies Inc. | Centrifugal compressor assembly for a gas turbine engine with deswirler having sealing features |
| US11286952B2 (en) | 2020-07-14 | 2022-03-29 | Rolls-Royce Corporation | Diffusion system configured for use with centrifugal compressor |
| US11578654B2 (en) | 2020-07-29 | 2023-02-14 | Rolls-Royce North American Technologies Inc. | Centrifical compressor assembly for a gas turbine engine |
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- 1997-10-09 JP JP9293312A patent/JPH11117898A/ja active Pending
-
1998
- 1998-10-07 US US09/167,722 patent/US6155779A/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-10-09 DE DE69821855T patent/DE69821855T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-10-09 EP EP98119156A patent/EP0908631B1/en not_active Expired - Lifetime
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| US6155779A (en) | 2000-12-05 |
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| EP0908631A3 (en) | 2000-01-12 |
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