JPS58124099A - 遠心圧縮機 - Google Patents

遠心圧縮機

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Publication number
JPS58124099A
JPS58124099A JP57005983A JP598382A JPS58124099A JP S58124099 A JPS58124099 A JP S58124099A JP 57005983 A JP57005983 A JP 57005983A JP 598382 A JP598382 A JP 598382A JP S58124099 A JPS58124099 A JP S58124099A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
diffuser
flow
centrifugal compressor
stationary
blades
Prior art date
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Pending
Application number
JP57005983A
Other languages
English (en)
Inventor
Koji Nakagawa
中川 幸二
Yoichi Yoshinaga
吉永 洋一
Yuichi Kemi
裕一 計見
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 JP57005983A priority Critical patent/JPS58124099A/ja
Publication of JPS58124099A publication Critical patent/JPS58124099A/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
    • 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
    • F04D29/46Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable
    • F04D29/462Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable especially adapted for elastic fluid pumps
    • 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
    • F04D29/46Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable
    • F04D29/462Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/464Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable especially adapted for elastic fluid pumps adjusting flow cross-section, otherwise than by using adjustable stator blades
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00Geometry
    • F05D2250/50Inlet or outlet
    • F05D2250/52Outlet

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は羽根付ディフューザを備える遠心圧縮機に関す
るものである。
一般に典型□的な遠心圧縮機は第1図および第2図に示
すように、羽根車1から吐出される流れ2の運動エネル
ギを効率的に圧力エネルギに変換させるため、羽根車1
の下流側において羽根車lの外周側に任意数の静止翼4
を備えたディフューザ3を設けた構造からなり、相隣る
静止翼4.4間にはディフューザ流路5が形成され、こ
れらの流路5内を流体が矢印6方向に流れている。この
よ゛うな圧縮機では、低流量の稼動条件でサージング現
象を生じて性能が著しく低下し、おるいは正常な運転が
不能となる。
次に上記サージング現象を説明の便宜上、第3図に示す
ようにディフューザの静止翼4のうちの相隣る二枚の静
止翼4a、4bについて説明する。
静止翼に吹きつける羽根車の吐出流により、静止翼4a
の流路5aに面した側8は圧力面となり。
静止@4bの流路5aに面した側9は負圧面となる。前
記静止翼4a、4bの付近に生ずる流体的現象は第4図
および第5図に示すとおりであり、第4図は設計値に近
い流量で正常に作動している状態を、第、5図は比較的
に小流量でデイフユーザの失速が生じている状態をそれ
ぞれ示す。これらの凶において、静止Jl14aの前縁
7aと静止翼4bの前縁7bとt結ぶ#BCt考えると
、この線BCは図示の付近における羽根車(図示せず]
の接線と近似的に平行になると見なしうる。図中の矢印
11a、11bJ’を静止翼4a、4bに吹き付けられ
る羽根車の吐出流を示し、12a、12bは静止1i!
i4a、4bの反り線でるる。
設計点では第4丙のように、流れllbが近似接iBc
゛となす角a1 が反り森12bと近似接線BCとの角
δ、に近く、そのδ、とδ、の差δ。
が小さい値となるように静止R4bを配置する。
前記d、が小であるから、流れは流路5aを満たして流
れるので、ディフューザは所定の性能を発揮するから圧
縮機の正常な運転が可能となる。
上記の正常状態における羽根車回転数を保ったlまで#
r、#を減少させると、羽根車の吐出流々速の接線方向
成分は、はとんど変らず半径方向成分が減少するので、
第5図のように接線方向に近接した方向になる。流れl
l’a、ll’bが近似接線様BCとなす角よりもδ、
たけ小さくなる。そのδ、の値が静止翼の形状、配置に
より決まる限界値より大きいと、流れは静止R4bの負
圧面9に沿ッて流れることができず、大規模な剥離流れ
領域13が発生する。この剥離流れ領域13は静翼4b
の負圧面だけでなく、ディフューザを構成している静止
翼全部について発生し、十分な圧力上昇がえられなくな
ってサージング現象會発生する。
このようなサージング現象の発生を防止するため、一般
に第6図に示すように静止R4に羽根車1の回転軸14
に平行な支持軸15を中心として矢印D−E方向に回動
させる手段が実施されている。
ところが、このような手段によれば、全部の静止翼4を
回動させるために、支持軸15を駆動する機構が大形と
なり、ディフューザ装置全体も大型化および重量化する
からコスト高となり、さらに全体の静止翼4を回動させ
るので、静止R4の側面と、これに対向するケーシング
の面との間隙から比較的に多量に漏洩するから、遠心圧
縮機の正常作動時の性能が低下する欠点がめる。
一方、別の防止手段として第7図に示すように、静止翼
4奮取付けた一方の側壁16を羽根車1の回転軸の方向
に移動可能に設けると共に、他方の側壁17に静止翼4
が挿入する溝17a’e設け、側壁16を移動させるこ
とにより、小流量運転時にはディフューザ幅Ft−小さ
くする。このような手段でも、大面積の側壁16を駆動
する機構が大形となるため、ディフューザ装置全体も大
形化および重量化してコスト高となり、さらに側壁17
に設けた静止翼4の挿入する溝17a’を流通する漏洩
流18および側壁16側に生ずる漏洩流19により、遠
心圧縮機の正常作動時の性能が低下する欠点がある。
本発明は上記を解消し、小流量状態でもサージング現象
が起るのを防止することを目的とするもので、羽根車の
外周側に任意数の静止翼を円周上に配置してなる円環翼
列を少くとも2重に配置し、この内・外側の円環翼列の
一方または双方を軸方向に移動可能に設け、羽根車より
流出する流れが設計点付近の運転時には外側の円環翼列
を、低流量運転時には内側の円環翼列または内、外側の
両円環翼列をそれぞれ流通するようにしたものである。
以下本発明の実施例を図面について説明する。
第8図および第9図において、lは回転軸14に取付け
られた羽根車%20は羽根車1の外周側に配置された内
側の円環翼列で、この円MIR列20は支持棒22に取
付けた円環21と、この円!21の端面円周上に任意数
取付けた静止翼20aとからなり、前記支持棒22を介
して軸方向に移動可能に、かつディフューザ側壁26に
設けた溝27内に収納可能に設けられている。23は内
側円1翼20の外周側に設けられた外側円環翼列で、こ
の円環翼列23i1tデイフユーザ側壁26に取付けた
任意数の静止翼23aにより構成されている。
前記内側円環翼列20は、低流量運転において流れが翼
表面から大規模に剥離することなく、羽根はディフュー
ザとして正常に作動するように設計されている。また外
側円環翼列23は圧縮機の設計点付近の流量で羽根付デ
ィフューザとして正常に作動するように設計されている
本実施例は上記のような構成からなり、低流量時には第
8図に示す状態で運転する。すなわち内側円環翼列20
は低流量に適合するように設計されているため、ディフ
ューザとして正常に作動し、一方、外側円環翼列23は
前記状態では必ずしもディフューザとして正常に作動す
るとけ限らないが、内側円環翼列20がディフューザと
して正常に作動しているから圧縮機はサージング現象を
起す恐れがない。また外側円環翼列23に流入する流れ
は、すでに内側円環翼列20で減速されているので、仮
りに外側円環翼列23がディフューザとして正常に作動
しなくとも発生する損失は少なく、圧縮機の低流量運転
時の性能低下を軽減させることができる。
圧縮機全設計点付近の流量で運転する場合には第10図
に示すように、内側円環翼列20f:支持棒22により
後退させて静止翼20aを溝27内に収納し、羽根車l
から流出し次流れ24が直接に外側円環翼列23へ流入
するようにする。この外側円環翼列23は設計点付近の
流量でディフューザとして正常な動作をするように設計
されているため、圧縮機は高性能を発揮する。
この場合、溝27内に収納された静止翼20a以外の部
分では、流れ24に引きずられて循環流25を発生する
が、静止翼20aは概ね流れ24の方向を乱さないよう
に配置されているので、循環流25が流れ24を著しく
乱すことはないから循環流25に対する影善は大きくな
い。しかし循環流25の発生を殆んどなくする必要があ
る場合には、第11図および第12図に示すように溝\ 27の入口27aを狭くして静止翼20aが通過できる
ようにすればよい。
上述したように本実施例では、内側円1翼20を低流量
に、外側円環翼列23を設計点付近の流量にそnぞれ適
合するように設計したが、これと反対の組合せも可能で
ある。ところが一般には本実施例のように組合せるのが
良い結果をうろことができる。
第13図に他の実施例を示すもので、この実施汐りは、
外側円環翼23を支持棒22aに取付けた円環28と、
この円環28の端面円周上に配置した任意数の静止翼2
3aとにより構成し、かつ外側円環翼列23をディフュ
ーザ側壁26に設けた溝29内に出入可能に設けた点が
前記実施例となり、その他の構造は同一であるから説明
を省略する。この実施例(第13図)では、内・外円1
翼20.23のうちいづれか一方が低流量用に、他方が
設計点付近流量用にそれぞれ設計されている。
上述した両冥施例では、円環翼列を内・外側のい作動範
囲を確保することも可能である。
以上説明したように本発明によれば、低流量においても
サージング現象を起すことなく安定な運転を行うと共に
、設計点付近の流量および低流量の双方の範囲において
効率の向上をはかることができる。また従来品に比べて
駆動力を大幅に低減させ、小形で簡単な構造とすること
により、コストの節減をはかり、かつ信頼性を向上させ
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は典型的な遠心圧縮機の断面図、第2図は第1図
のA−A矢視図、第3図は第2図の静止翼部分の一部拡
大図、第4図および第5図は作動説明図、第6図および
第7図は従来のサージング防止装置の概略図、第8図は
本発明の遠心圧縮機の一実施例を示す断面図、第9図は
第8図のB−B矢視図、第10図は第8図の実施例の作
動説明図、第11図//i給S図の実施例の変形例を示
す断面図、第12図は第11図のC−C矢視図、第13
図は本発明に係わる他の実施例を示す断面図である。 1・・・羽根車、20.23・・・内・外側円環翼列、
20a、23a−=静止翼、21.28−・・円Jli
。 22.22a・・・支持棒、26・・・ディフューザ側
壁、27.2.9・・・溝。 代理人 弁理士 薄田利幸 Y 1  口 A−1 vJ Z 図 箒3 口 jlI4  口 ′!IFJs図 第 6 口 )F18I21 「6 a J9121 第10 1] 吊 11  図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、羽根車の外周側に任意数の静止翼を円周上に配、f
    alしてなる円環翼列を設け1羽根車から吐出される流
    体の運動エネルギを前記静止翼の作用により圧力エネル
    ギに変換する羽根付ディフューザを備える遠心圧縮機に
    おいて、前記円環翼列を少くとも2重に配置し、かつそ
    れぞれ異った流電範囲で失速することなく流れを通過さ
    せるように配置し、前記円環翼列の一方または双方全軸
    方向に移動可能に設けたことを特徴とする遠心圧縮機。 2、ディフューザ側壁に軸方向に移動可能な円環翼列を
    収納する溝を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の遠心圧縮機。
JP57005983A 1982-01-20 1982-01-20 遠心圧縮機 Pending JPS58124099A (ja)

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JP57005983A JPS58124099A (ja) 1982-01-20 1982-01-20 遠心圧縮機

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JPS58124099A true JPS58124099A (ja) 1983-07-23

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ID=11626043

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