JPS59211798A - 遠心形流体機械のデイフユ−ザ - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は遠心圧縮機などの遠心形流体機械、特に高圧力
比遠心形流体機械のディフューザに関するものである。

〔発明の背景〕

従来の典型的な遠心形圧縮機は、第１図に示すように吸
込管５を備えるケーシング４内に、回転軸２に取付けた
羽根車１およびこの羽根車１の出口側に設けたディフュ
ーザ３を収納した構造からなり、前記羽根車ｌの回転に
よシ吸込管５から吸入された流体は、羽根車１０羽根１
ａおよびディフューザ３を経てスクロール６に集められ
た後に吐出口（図示せずンより吐出される。

一方１．比較的高圧力比の遠心圧縮機では、第２図に示
すように羽根車１の出口側に図に示すような形状のチャ
ネルディフューザのベーン３ａが設けられておシ、羽根
車１が矢印８方向に回転すると、流体は矢印７方向に流
れる。

前記の典型的彦遠心形圧縮機の特性、すなわち流量と効
率および圧力との関係は第３図に示すとおりで、図中の
実ｆＭＡＩ　、　Ａ４はベーン付きデイ７ユ一デ段の・
特性を、破線Ｂｒ　、Ｂｘはベーンなレディ７ユーザ段
Ｏ％性をそれぞれ示！。これらの特性か・ら明らかなよ
うに、ベーン付きディツユｆＭ／１（ｉＤ’ｈｆ＆Ａｔ
　、ム雪はベーンなしディフューザ段Ｏ％ｔＢｍ　、Ｂ
ｘに比べて作１６１ｉ１囲が狭くなり、また圧縮機の圧
力比が大きりはと、作動範囲はさらに狭くなる傾向にあ
る。

第２図に示すディフューザでは、設計点付近の（サージ
マージン）が狭いため、特に産業用としては好ましくな
い。このようにサージマージンの狭い原因は、第４図に
示すように設計点流量以下のティフユーザ入口流れの方
向７ａの流量が小さくなると、ベーンの負圧面側で流れ
がはく離を起し、このはく離がさらに成長すれば、ベー
ンの失速により圧縮機はサージングを起すからである。

一方、同−流量点の運転であっても、ディフューザ入口
の流れの非一様性から、特にハブ側またはシュラウド側
の壁面近傍で局所的に流れがはく離を起しやすい恐れが
ある。これは、両壁面の境界層とシュラウド側近傍では
、子午面流路の曲率の影響で子午面速度が小さくなるた
めである。これらの部分では、ベーン入口角に対して局
所的に大きな迎え角を持つ流れとなるので、その部分か
ら徐々には（離が大きくなり、最終的にはベーン全体の
失速となる。

〔発８Ａ（Ｄ＠的〕 本発明は上記にかんがみディフューザベーンの負圧面側
の流れのはく離を遅らせて、作動範囲（サージマージン
］を拡大させることを目的とするものである。

〔発明の概要〕

本発明は上記目的を達成するため、ディフューザの入口
から出口に至るにしたがって徐々にベーン厚さが大きく
なるベーンを備える遠心形流体機械のディフューザにお
いて、前記ベーンｆ：２枚の翼板により構成すると共に
、その後縁を開放端となし、かつベーン負圧面側の翼板
に吹出し用通路を少くとも１個所設け、この吹出し用通
路を介してディフューザ出口の昇圧された流体の一部を
、ベーン負圧向側の翼面から吹出すようにしたものであ
る。

〔発明の実施例〕

以下本発明の実施例を図面について説明する。

第５図および第６図において、３ｂは２枚の翼板３ｂｔ
　ｔ　３ｂｓからなるディフューザベーンで、とのベー
ン負圧向側の翼板３ｂｚには吹出し用通路（穴ま麺はス
リン））１０が設けられている。この通路１０はベーン
入口付近に１個所（第５図）または３個所（第６図）設
けられている。その他の構造は第２図と同様であるから
説明を省略する。

第５．６図における符号のうち第２図と同一符号は同一
部分を示す′ものとする。

本実施例は上記のように構成したので、ディフューザ出
口の高圧の流体７ｂの一部はベー７３ｂの内側、すなわ
ちベーン板３ｂｘ　と３ｂ鵞との間を流通した後、通路
ｌＯを経て低圧の上流側のべ一７３ｂ表面に吹き出され
、流れ７ｃとなって流出する。このような吹出し流れ７
ｃを発生させることによシ、ベーン負圧面における境界
層を活性化させて流れのはく離を防止することができる
。

特に設計点より小流量側で運転する場合には、第４図に
示すようにベーン負圧面側で境界層９は非常に厚くなる
ため、この部分９に吹出し流れ７Ｃが流出すれば、その
はく離を遅らせることができる。したがって、前記吹出
し通路１０はディフューザ入口付近に設けると効果的で
ある。

また上記吹出し通路１０からの吹出し流量は、ディフュ
ーザ出入口の圧力差と吹出し用通路１０の面積により決
定されるが、いま面積一定とすれば、圧力差のみが変る
ことになる。一般にディフューザ出入口の圧力差は小流
量側になるほど大きくなるため、吹出しを必要とする小
流量側では、吹出し流量は多量となシ、吹出し効果の少
ないと思われる大流量側では、吹出し流量は少量となる
から好都合である。

上記吹出し用通路１０の形状の詳細を第７図な−し第９
図に示す。第７図および第８図には一個の通路１０が、
第９図には３個の通路１０がそれぞれ設けられているが
、いづれの場合も通路１０の中央部よりも両檗側の大面
積が大きく形成されている。したがって、局部的にはく
離を起しやすい両壁面近傍、言い換えれば吹出し効果の
大きい部分の吹出し流量を大きくすることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、ディフューザベー
ンの負圧面に生ずる流れのはく離を抑制し、失速を遅ら
せることができるので、作動範囲を拡大させて効率の向
上をはかることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は遠心圧縮機の断面図、第２図はチャンネルディ
フューザの形状を示す図、第３図は典型的な遠心形流体
機械の特性曲線を示す図、第４図は小流量域運転時にお
けるチャネルディフューザ内の境界層のはく離状態を示
す図、第５図および第６図は本発明の遠心形流体機械の
ディフューザの実施例を示す断面図、第７図ないし第９
図は同実施例の吹出し用通路の形状を示す図である。 ３ｂ・・・ディフューザベーン、３’ｂｓ　、　３ｂｓ
・・・翼板、代理人　弁理士　高橋明夫（帖り 茅　６　　図 第　７　図 ■３図 慕　ｑ　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ディフューザの入口から出口に至るにしたがって徐
   々にベーン厚さが大きくなるベーンを備える遠心形流体
   機械のディフューザにおいて、前記ベーンを２枚の翼板
   により構成すると共に、その後縁を開放端となし、かつ
   ベーン負圧面側の翼板に吹出し用通路を少くとも１個所
   数け、この吹出し用通路を介してディフューザ出口の昇
   圧された流体の一部を、ベーン負圧面側の翼面から吹出
   すようにしたことを特徴とする遠心形流体機械のディフ
   ューザ。　　　　　′　□２　上記吹出し用通路の面積
   を、デイフユーダ流路の両壁面近傍では大きく形成する
   と共に、ベーン中央部付近では小さく形成したことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の遠心形流体機械の
   ディフューザ。