JPS5954800A - 水平分割形ケ−シング - 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】 本発明は上部半ケーシングと下部半クー・シンクとから
構成される流体機械の水平分割形り゛−シングに関し、
特に−軸条段形の遠心圧縮機や遠心ブロアなどのターボ
機械において、ケーシングを溶接構造により製作するよ
うにしたものに適用して最適なものである。

例えば、従来の一軸多段遠心圧組機はケーシング全鋳造
により形成することが一般的であった。

しかし、この鋳造形ケーシング構造のものにおいては、
鋳造品の入手が難しくまた＠造欠陥のために製作日数が
長期化するなどの欠点がある。

そこで、最近では、鋳造形ケーシングの代わりに溶接構
造形ケーシングを採用することが多い。

この溶接構造形ケーシングは、円筒状ケーシングの内側
にサポーｈｋ介して円筒状のダイヤフラム支持部材を取
付け、ダイヤフラムの内方に設けた羽根車から吐出てれ
る流体を導くために、前記ダイヤフラム支持部材とケー
シングとの間に出口スクロールを形成しているものであ
る。前記円筒状グーソングは而・ｊ圧部材であるため、
十分な強度を持ちかつ溶接および製作性をよくするため
に均一径の円筒構造となっている。このような溶接構造
ケーシングにおいては次の様な欠点があった。

イ）ケーシングは強度をもたせ、かつ溶接および製作性
をよくするためにスクロールの外径側に位置する均一径
の円筒体として構成されているから、ケーシング径が全
体的に大きくなり、シタがって重音が大幅に増加すると
共に、溶接を含めた製作工数おまひ材料費が増加し、高
価なものとなってし１つ。

口）圧縮機などの本体が重量増加してし甘うから、関連
周辺機器、すなわちメンテナンス用タレーンの能力増加
、基礎作業のコスト増加などを招く。

ハ）スクロールの面ｆＪｆ化を出口ノズルに向って滑ら
かに変化させるように構成した方が効率は向上するが、
この溶接構造形ケーシングにおいてそのように構成する
ことは極めで難しい。

本発明は上述した事柄に基づきなされたもので５製作が
芥易で小形軽量化を達成できると共に、出口スクロール
の流路・面積も十分に取ることのできる安価な水平分割
形ケーシングを得ることを目的とするもので、−Ｆ部半
ケーシングと下部中ケーシングとから構成され、前記上
部中ケーシングと下部半ケーシンダとをそれらに形成さ
れた軸方向のフランジ部で結合するようにした流体機械
の水平分割形ケーシングにおいて、前記上下中ケーシン
グのうちの一方には、その半ケーシンダの内面に出口ス
クロールを形成するためのスクロール溝を形成し、かつ
他方の半ケーシングは出口スクロールに相当する部分を
取除くと共にその取除いた部分（！−八つように第２ケ
ーシングをこの他方の半ケーシング外周面に取付け、こ
の第２ケーシングの内面には川口スクロールを形成する
ためのスクロール溝を形成し、さらにこの第２ケーシン
グ内面に形成］７たスクロール溝の溝幅は前記一方の半
ケーシング内面に形成したスクロール溝の溝幅よりも大
きく構成したものである。

小形軽量化を達成するためにはケーシング径をできるた
け小嘔くすることが必要である。ところで、ターボ機械
の出口スクロールはその全周に亘つて同一面積ではなく
、その面積は１１４０ノズルに向って次第に増加するも
のである。本発明はこの点に着目し、スクロールの断面
積が少なくてよい部分についてはケーシング内周面にス
クロール溝を設けることにより出口スクロールを形成し
、出口ノズルに近い側では出口スクロールの面積を大き
くとるために、第２ケーシングを股′けてスクロール溝
を形成すると共に、この第２ケーンンクに形成した出口
スクロールの溝幅を大きくとるようにしたものである。

以下、本発明の水平分割形ケーシングの実施例を第１図
〜第７図により説明する。各図において同一符号を倒し
た部分は同一部分を示す。

第１図は本発明の水平分割形ケーシングを備えたー＠１
多段遠心圧＠機を示す縦断面図、第２図は第１図に示す
水平分割形ケーシングのみを第１図のＩＦ−ＩＩ線矢視
方向からＭ、た図、第３図は第２図の■−■線矢祝図で
ある。

図において、１は回転軸１ａに腹数枚のインベラ１ｂが
装着されているロータ、２はイ／ベラ１ｂの周囲に配置
さね、インペラへのガスの流入。

流出を規制し案内するだめの夕“イヤ７ラム、３はロー
タ１を回転支持すると共にダイヤフラム２を固定し、か
つ内圧力に耐えるように構成された水平分Ｗａｌｌ形ケ
ー／ングである。水平分割形ケーシング３け上部半ケー
／ング３ａと下部中ケーシング３ｂとから構成され、」
二部半ケーシング３ａと下部中ケーシング３ｂとはそれ
らに形成された軸方向（７）フランジ部３ａ′、３ｂ′
　（第２図参照）でボルト（図示せず）によって強固に
結合されている。前Ｍｅ上下半ケーシング３ａ、３ｂの
一方の半ケーンング３ｂにＩｒｉ、その半ケーシング３
ｂの内面に出［］スクロール４，５を形成するだめのス
クロール溝４１．５１を形成しており、かつ他方の半ケ
ーシング３ａは出口スクロール４．５に相当＝ｉるｘ、
ｒ７ｉ分を周方向に貫通溝を形成するように取除くと共
に、その取除いた部分を〜うように半円筒状の第２ゲー
ジング６をこの他方の半ケーシング外周面に溶接などに
より取付け、この第２ケーシング６の内面には出口スク
ロール４，５を形成するためスクロール溝４２．５２肴
−形成−１／）ことにより、スクロール４．５の溝深さ
を深くして一七の流路面積が大きく彦るＪ、うに構成さ
れている。看た、本発明では′、出口スクロール４，５
の流路面積を芒らに犬きくとるために、第２ケージ／グ
６に形成したスクロール溝４２．５２の溝１隔を１／部
半ケーシング３ｂの内面に形成したスクロール溝４１．
５４よりも犬きく構成している。１なわら、スクロール
溝４２の溝幅はスクロール溝４１の溝幅より大きく構成
され、また、スクロール溝５２の溝幅はスクロール溝５
１の荷幅よりも大きく構成されている。最終段インペラ
１１）′の外径側に形成されたティフユーザ７はそのデ
ィフューザ部分の長さを短かくして訃り、このディフュ
ーザ７の外径側に（ｉ接前記出［］スクロール４，５が
形成されている。この出口スクロール４，５は図に示す
ように、上部半ケーシング３　ａ　ｌｔｌにおいては、
ダイヤフラム２、ケーシング３の切除された部分、およ
び第２ケーシング６内面に形成ａ　ｔｔ　六ニスクロー
ル溝４２．５２により構成をれ、丑だ下部中り一シング
３ｂ側に訃いては、ダイヤフラム２とケーシング３の内
面に形成されたスクロール溝４１゜５１により構成され
ている。

第４図は第２図の■−■線矢視図である。前述したよう
に、第２ケージ／グ６に形成したスクロール溝４２．５
２の溝深さおよび溝幅は下部中ケーシング３ｂの内面に
形成したスクロール溝４１゜５１よりも大きく構成され
ているので、スクロール溝４１と４２、および５１と５
２とはそれぞれフランジ部３　ａ　／で滑らかに連結す
る必要がある。

このフランジ部３ａ′における出口スクロール４゜５の
通路形状の変化を第２図と第４図により説明する。第４
図の実線または一点釦腺ａ　−ｅはそれぞれ第２図のａ
　−ｅの部分における出口スクロール４．５の形状を示
すものである。このように、本実施例では、フランジ３
　ａ　／部分に形成したスクロール溝４２．５２の溝深
きおよび溝幅を出口ノズル８に向って次第に大きくなる
ように構成することにより、下部中ケーシング３ｂに形
成したスクロール溝４１．５１と第２ケーシング６に形
成したスクロール溝４２．５２とを前記フランジ部３　
ａ　／で滑らかに連結させている。

また、この実施例では、下部中ケーシング３ｂ側のスク
ロール溝４１．５１の溝深さは一定であるが、第２ケー
シング６にＪし成されたスクロール溝４２．５２の溝深
さはフランジ部３ａ’の部分から出口ノズル８の部分に
向って次第に深くなるように構成されている。

すなわち、第２図に示すように、出ロスクロール４，５
外周面のケーシング３の中心０からの距離が出口ノズル
８に向って徐々に大きくなるようにスクロール溝４２．
５２を刀ロエしており、これによって、出口スクロール
４，５の流路面積が徐々に大きくなるように構成されて
いる。この第２り゛−フランジに形成されたスクロール
溝４２゜５２の形状を第５図〜第７図に示す。第５図は
第２ケーソングの底面図、第６図および第７図はそれぞ
扛第５図の■−■線矢視図および■−■１線矢視図であ
る。このように構成して、出口スクロール４．５の流路
面積を出口ノズル８に向って徐々に犬六くすれば、最終
段インペラ１１）′から流出したガスの流速’、１　ｔ
ｔ″Ｉロスクロール４，５内でほぼ一様にすることがで
きる。

なお、第２ケ〜シング６に形成されたスクロール溝４２
．５２の溝幅もフランジ３ａ′の部分からＩＢロノズル
８の部分に向って次第に大きくすることも１丁ｎヒであ
る。

前記第２ケーシング６の製作は、まず千成にスクロール
溝４２．５２を肌丁し１、その後十部半ケーシンク３ａ
の列問面に密着するように半円歯状に曲げａｎ工すれば
容易に製作することができる。

このようにして製作１また第２ケーシング６を上部半ケ
ーシング３ａに溶接して取付りづ−ｔｚば、本発明の水
平分割形ケーシングも容易に製作することができる。平
板を曲げ７Ｉｌｌ工して第２ケーシンク６を製作する場
合、第２ケーソング６の法厚は曲はカＵ工できる程度の
厚さに限定されるから、スフ「ノール溝４２．５２の溝
深さはあまり深くはできない。

しかし、第２ケーソング６の幅は自由に選択できるから
、スクロール溝４２．５２の溝幅はほぼ自由に大きくと
ることが可能である。したがって。

第２ケーシング６の肉厚をあ丑り大きくすることなＬに
出ロスク「７−ル４，５の流路面積を高効率が得られる
ように自由にとることが可＃にである。

次に、庫発明の水平分割形ケーシングｆ　＜＠　、＋−
だ一軸多段遠心圧縮機における取扱いガスの流れを第１
１シ］により説明する。ガスは吸込ノズル９から吸込４
すし、低圧側の２段のインペラｌｂ、ｌｂ’で列ＩＦさ
れた後、ディフューザ７かも出口スクロール４を通過（
２、出［］ノズル８がら配管１ｏを通が 過してケーシング３外部へ４．；ｔＬ、西Ｉｊ管１ｏの
途中に設けよつれた冷却器１１によって冷却場れた後、
高圧側の吸込ノズル１２がら吸入さ１、高１１三明の３
段のインペラｌｂ、ｌｂ’でさらに昇圧された後、ディ
フューザ７および出ロスクロール５全通ｊ関して出口ノ
ズル（図示せず）から吐出西［７管１３を通ってンブス
は外部の必要箇所に込ら几るようになっている。

上述した本発明の実施例では、下部半ケーシング３ｂに
形成されたスクロール？＃ｆ４１，５１を−Ｆ、（′の
＾ｌ／、深さを一定とＬ７たが、この溝深さを出口ノズ
ル８に向って徐々に深く構成することも可能である。ま
たこの実施例では、上部半ケーシンク３ａに第２ケーシ
ング６を取付けるようにしているが、出口ノズル８が十
都半ケーシング３ａに設けられている場合など出口ノズ
ル８の取１・１位置によっては第２ケーシング６を下半
部ケー・／フグ３　ｂ　（ｉｌｌに取）Ｊけることもあ
ることは当然である。さらに、本発明の適用範囲は、複
数枚のインペラ１ｂが対向して１島された一軸多段１仝
心圧縮機に限るものではなく、例え（げ単段遠心圧縮機
や複数枚のインペラが１哨列に１！ｌ【′置された一軸
多段遠心圧縮機などのターボ機械にも同様に適用できる
もの７′ある。

本発明の水平分割彩ケーシングは以上説明したように、
出口スクロールの断面積が少なくてよい部分については
ケーシング内周面に出口スクロールを彩成し、出１［ス
クロールの断面＋′＊を大きくとらな（・す０．ばなら
ない部分については第２ケーシングを設けてその内周面
に出口スクロールを形成するように構ｂ１ｊ　Ｌでいる
ので、第２ケー／ング全一方の半ケーシングの出ロスク
［」−ルの部分にのみ設ければよく、このため溶接箇所
が少なくなるので製作が容易であると共に、大幅な小形
軽量化を達成することができ、極めて安価な水平分割形
ケーシングを得ることができる。さらに、本発明では第
２ケヘシングに形成した出口スクロールの溝幅も大きく
とるように構成しているから、第２ケーシングの肉厚を
あまり大きくすることなしに出口スクロールの流路面積
を十分に取ることができ、したがってターボ機械の効率
向上を計れると共に、第２ケーソングを平板の曲げ加工
により製作する場合にはその曲げカロエを容易に為し得
るという効果もある。

ちなみに、本発明の水平分割形ケーシングは従来の溶接
構造杉ケーシングに対し、外径寸法て′約２５％、製品
電撃で約４０％、さらに溶接工数も約４０％低減するこ
とができ、したがって大幅な原価低減が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の水＋分割形ケーシングを備
えた一晰多段遠心圧縮機を示す縦断面図。 第２図は第１図に示す水平分割形ケーシングのみを第１
図の■−■線矢視方向から見た図、第３図は第２図のＩ
ＩＩ　−ＩＩＩ線矢視図、第４図は第２図の■−■線矢
視図、第５図は第１図、第２図に示す第２ケーシングの
みを取出して示す底面図、第６図は第５図の■−■線矢
視図、第７図は第５図の■−ＶＤ線矢視図である。 ３・・・水平分割ケーシング、３ａ・・・上部半ケーシ
ング、３ｂ・・・下部半ケーシング、３ａ’　、３ｂ’
・・・フランジ部、４．５・・・出口スクロール、４１
゜４２．５１．５２・・・スクロール溝、６・・・第２
ケーｙ　７　図 第　３　口 第　４　図 第　５　図 ［ て ２ 第　６　口 第　７　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、上部半ケーシングと］部半ケーシングとから構成さ
   ｎ、前記上部半り゛−シングと下部半ケーシングとをそ
   れらに形成された軸方向のフランジ部で結合するように
   した流体機械の水平分割形ケーシングにおいて、前１［
   ）上］牛ケーシングのうちの一方には、その半ケーシン
   グの内面に出口スクロールを形成するためのスクロール
   溝を形成し、かつ他方の半ケーシングは出［］ススフ】
   −ルに相当する部分を取除くと共にその取除いた部分を
   覆′）ように第２ケ〜シングゲこの他力の半ケー　シン
   ク外周面に取付け、この第２クーシングの内面にＩＪ：
   出口スクロールを形成するためのスクロール溝を形成し
   、さらにこの第２ケーシング内面に形成したスクロール
   溝の溝幅は前記−ノ）の半ケーシング内面に形成したス
   クロール溝の溝幅よりも大きく構成したことを特徴とす
   る水上分割形ケーシング。 ２、　フランジ部分に形成ｔ−，たスクロール溝の横幅
   を出口ノズル側に向って次第に太きく乃・るように構成
   ［７、一方の半ケーシングに形成１．　＊−スクロール
   溝と、第２ケーシングに形成１−たスクロール溝とを前
   記フランジ部で滑らかに連結するように構成したこと全
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の水平分割形ケー
   シング。 ３、出（］ススフローの溝幅をフランジ部から出口ノズ
   ルに向って次第に大きくなるように構成したことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項または第２項のいずれかに
   記載の水平分割形ケーシング。 ４、　出ｌ］スクロールの溝深さをフランジ部から出口
   ノズルに向って次第に深くなるように構成したことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれかに記
   載の水−′ＩＬ分割分割−ケーシン