JPS59599A - 遠心式圧縮機 - Google Patents
遠心式圧縮機Info
- Publication number
- JPS59599A JPS59599A JP10670882A JP10670882A JPS59599A JP S59599 A JPS59599 A JP S59599A JP 10670882 A JP10670882 A JP 10670882A JP 10670882 A JP10670882 A JP 10670882A JP S59599 A JPS59599 A JP S59599A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diffuser
- outlet
- fluid
- speed
- velocity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- F04D29/441—Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/444—Bladed diffusers
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。
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、ディフューザを有する遠心式圧縮機に関する
ものである。
ものである。
一般に遠心式圧縮機では遠心式ポンプに比べて反動度、
すなわち圧縮機全体の流体への昇圧に対する羽根車自体
の流体への昇圧の割合が小さい。
すなわち圧縮機全体の流体への昇圧に対する羽根車自体
の流体への昇圧の割合が小さい。
これを羽根車出口の速度三角形で示すと第１図の如くな
る。ここでｕ２： 羽根車周速度、Ｗ２：相対速度、
０２： 絶対速度ｂ Ｃｕ２ ： 流体の周方向速
度およびα２二 流体の流れ角である。第１図（ａｌは
反動度が小さい場合（遠心式圧縮機）、同図（ｂｌは反
動塵が大きい場合（遠心式ポンプ）を示す。
る。ここでｕ２： 羽根車周速度、Ｗ２：相対速度、
０２： 絶対速度ｂ Ｃｕ２ ： 流体の周方向速
度およびα２二 流体の流れ角である。第１図（ａｌは
反動度が小さい場合（遠心式圧縮機）、同図（ｂｌは反
動塵が大きい場合（遠心式ポンプ）を示す。
図から明らかなように、反動度が大きい場合と小さい場
合では流体の速度関係が逆になる。すなわち遠心式ｄ？
ンプにみられる反動度が大きい場合は羽根車出口の絶対
速度は小さいため羽根車出口以後の回収すべき速度エネ
ルギは小さい。従って羽根車出口直後に渦巻室を設け、
渦巻室内の流体はほぼＣ７に等しい速度に設計すること
が可能であり、羽根車出口の流体は前記渦巻室に損失な
く、スムーズに導くことができる。
合では流体の速度関係が逆になる。すなわち遠心式ｄ？
ンプにみられる反動度が大きい場合は羽根車出口の絶対
速度は小さいため羽根車出口以後の回収すべき速度エネ
ルギは小さい。従って羽根車出口直後に渦巻室を設け、
渦巻室内の流体はほぼＣ７に等しい速度に設計すること
が可能であり、羽根車出口の流体は前記渦巻室に損失な
く、スムーズに導くことができる。
一方反動度の小さい遠心式圧縮機では羽根車出口での絶
対速度が大きく、この速度エネルギを回収してさらに流
体を減速、昇圧すべくディフューザ装置が必要となる。
対速度が大きく、この速度エネルギを回収してさらに流
体を減速、昇圧すべくディフューザ装置が必要となる。
羽根車を出た流体は前記ディフューザによって減速、昇
圧される。
圧される。
一般にベーン無しディフューザの場合にはディフューザ
径に比例して絶対速度は減少する。しかしもともと前記
羽根車出口の絶対速度が大きいため、ディフューザ出口
ｊこ達しても、前記流体の速度は十分減速されることは
なく速度エネルギはかなり残留している。これを回収す
るにはさらにディフューザ径を大きくすればよいが、こ
の場合ディフューザ効果が低下しくディフューザ幅は小
さいため大きな摩擦損失があり、一般的にディフューザ
効率は悪い）圧縮機全体の効率を低下させ、しかも圧縮
機も大形になるという欠点もでてくる。
径に比例して絶対速度は減少する。しかしもともと前記
羽根車出口の絶対速度が大きいため、ディフューザ出口
ｊこ達しても、前記流体の速度は十分減速されることは
なく速度エネルギはかなり残留している。これを回収す
るにはさらにディフューザ径を大きくすればよいが、こ
の場合ディフューザ効果が低下しくディフューザ幅は小
さいため大きな摩擦損失があり、一般的にディフューザ
効率は悪い）圧縮機全体の効率を低下させ、しかも圧縮
機も大形になるという欠点もでてくる。
従って回収すべき速度エネルギをかなり残している状態
で渦巻室に導くことになる。この流れの速度三角形を示
すと第２図の如゛くなる。添字４がディフューザ出口の
状態を示し、速度成分等の表示は第１図と同一である。
で渦巻室に導くことになる。この流れの速度三角形を示
すと第２図の如゛くなる。添字４がディフューザ出口の
状態を示し、速度成分等の表示は第１図と同一である。
ベーン無しディフューザの場合は一般的にα４＝２０〜
３０°子午面速度を示すＣｍ４はほぼ圧縮機の吐出速度
に近い値である。
３０°子午面速度を示すＣｍ４はほぼ圧縮機の吐出速度
に近い値である。
従って渦巻室では流体の速度は、舌部からの角度に比例
して渦巻室の断面積を増大せしめることにより猥巻室各
断面における平均速度は一定の値Ｃ４となし、渦巻室を
出たあと、徐々に流路面積を拡大して流体を吐出速度へ
と減速するのが好しいがこの場合Ｃ４が大きい値である
ため前記渦巻室内の摩擦損失が大きく、速度エネルギの
回収は効率よく行われない。従って前記渦巻室内の流体
の速度は拡太世失を許しながらもＣ４と Ｃｍ４ の
中間の速度またはＣｕ４に近い速度をとるのが一般的で
あり、ディフューザ出口から渦巻室へ入る時点で速度の
急激な変化がある。即ち、断面積の急激な拡大があり、
大きな拡大損失を伴なう。
して渦巻室の断面積を増大せしめることにより猥巻室各
断面における平均速度は一定の値Ｃ４となし、渦巻室を
出たあと、徐々に流路面積を拡大して流体を吐出速度へ
と減速するのが好しいがこの場合Ｃ４が大きい値である
ため前記渦巻室内の摩擦損失が大きく、速度エネルギの
回収は効率よく行われない。従って前記渦巻室内の流体
の速度は拡太世失を許しながらもＣ４と Ｃｍ４ の
中間の速度またはＣｕ４に近い速度をとるのが一般的で
あり、ディフューザ出口から渦巻室へ入る時点で速度の
急激な変化がある。即ち、断面積の急激な拡大があり、
大きな拡大損失を伴なう。
一方ベーン付ディフューザを使用した場合はベーン無し
ディフューザに比較して径に対する絶対速度の減少率は
大きくなり、ディフューザ内の摩擦損失は小さくなって
速度エネルギの回収方法はより効果的となり、Ｃ４の値
はベーン無しディフューザの場合よりも小さくすること
が可能であへしかしながら、この場合でもやはり、渦巻
室に入るところでかなりの急激な断面積の拡大があり、
拡大損失を伴なう欠点があった。
ディフューザに比較して径に対する絶対速度の減少率は
大きくなり、ディフューザ内の摩擦損失は小さくなって
速度エネルギの回収方法はより効果的となり、Ｃ４の値
はベーン無しディフューザの場合よりも小さくすること
が可能であへしかしながら、この場合でもやはり、渦巻
室に入るところでかなりの急激な断面積の拡大があり、
拡大損失を伴なう欠点があった。
才た、渦巻室の流路長さがかなりの長さｌこなり、ここ
を高速の流体が通ることから摩擦損失が大となる欠点が
あった。
を高速の流体が通ることから摩擦損失が大となる欠点が
あった。
本発明は従来のものの上記の欠点を除き、渦巻室をなく
して、拡大損失及び摩擦損失を軽減し、効率のよい遠心
式圧縮機を提供することを目的とするものである。
して、拡大損失及び摩擦損失を軽減し、効率のよい遠心
式圧縮機を提供することを目的とするものである。
本発明は羽根車の出口以後にディフューザを備えた遠心
圧縮機において、前記ディフューザの出口にＵターン部
を設け、該Ｕターン部の出口にリターンベーンを有する
リターンチャンネルを接続し、該リターンチャンネルの
出口に、吐出口を備えた墳状室を接続したことを特徴と
する遠心式圧縮機である。
圧縮機において、前記ディフューザの出口にＵターン部
を設け、該Ｕターン部の出口にリターンベーンを有する
リターンチャンネルを接続し、該リターンチャンネルの
出口に、吐出口を備えた墳状室を接続したことを特徴と
する遠心式圧縮機である。
本発明の実施例につき図面を用いて説明する。
第３ν１において、１は吸込管、２は吸込ベーン、３は
羽根車であり、羽根車３の出口Ｕ後Ｃとディフューザ４
を備えている。ディフューザ４の出口にＵターン部Ｊ２
が設けられ、その出口にリターンチャンネル５４が接続
されている。１３はリターンヘーンであり、その人口端
１６がＵターンｉ１２の最大半径部に位負している。１
７は出口端である。リターンチャンネル１４の出口には
、ベーン支持環９の外側にｊＨ状室１８が接続し、吐出
口６か設けられｙいる。
羽根車であり、羽根車３の出口Ｕ後Ｃとディフューザ４
を備えている。ディフューザ４の出口にＵターン部Ｊ２
が設けられ、その出口にリターンチャンネル５４が接続
されている。１３はリターンヘーンであり、その人口端
１６がＵターンｉ１２の最大半径部に位負している。１
７は出口端である。リターンチャンネル１４の出口には
、ベーン支持環９の外側にｊＨ状室１８が接続し、吐出
口６か設けられｙいる。
７は圧縮機本体、８は吸込ケーシング、１０は駆動軸、
１１は軸受、１５はディフューザ仕切壁である。
１１は軸受、１５はディフューザ仕切壁である。
吸込管１を通ってきた流体は吸込ベーン２を通過した後
羽根車３１こ吸込まれ、ここで昇圧されるとともに速度
エネルギを与えられ、ディフューザ４へと導かれる。前
記速度エネルギはディフューザを通過する間にかなり回
収され減速、昇圧されてディフューザ出口に達する。
羽根車３１こ吸込まれ、ここで昇圧されるとともに速度
エネルギを与えられ、ディフューザ４へと導かれる。前
記速度エネルギはディフューザを通過する間にかなり回
収され減速、昇圧されてディフューザ出口に達する。
この流体はＵターン部１２に入り、さらに減速昇圧され
て最小速度となってリターンベーン１３の人口端１６に
入り、リターンチャンネル１４を経て、吐出口６におけ
る吐出速度よりも小さな速度にまで減速されて環状室１
８内に入り、さらに吐出口６より吐出されろ。従ってデ
ィフューザ出口速度からリターンチャンネル出口速度（
吐出速度以下）まで流体を連続的かつ徐々に減速昇圧し
ディフューザ出口での残留速度エネルギを効率よく回収
することができるため、圧縮機全体の効率を上昇せしめ
ることが可能である。
て最小速度となってリターンベーン１３の人口端１６に
入り、リターンチャンネル１４を経て、吐出口６におけ
る吐出速度よりも小さな速度にまで減速されて環状室１
８内に入り、さらに吐出口６より吐出されろ。従ってデ
ィフューザ出口速度からリターンチャンネル出口速度（
吐出速度以下）まで流体を連続的かつ徐々に減速昇圧し
ディフューザ出口での残留速度エネルギを効率よく回収
することができるため、圧縮機全体の効率を上昇せしめ
ることが可能である。
本実施例の構造においては、リターンチャンネル１４は
吸込ケーシング８およびディフューザ仕切９１５と分離
可能であり、リターンチャンネル１４は吸込ケーシング
８に対して互換性がある。
吸込ケーシング８およびディフューザ仕切９１５と分離
可能であり、リターンチャンネル１４は吸込ケーシング
８に対して互換性がある。
さらにリターンチャンネル１４内側およびディフューザ
仕切壁１５は機械加工可能であるため、羽根車に応じて
リターンチャンネル１４内の流路面積を変更でき、前記
リターンチャンネル１４は羽根車に対しても互換性を持
つという特徴を有している。なおこの構造によれば従来
の渦巻室を取除くことができるため圧縮機−全体も小形
になるという特長も合わせ持っている。
仕切壁１５は機械加工可能であるため、羽根車に応じて
リターンチャンネル１４内の流路面積を変更でき、前記
リターンチャンネル１４は羽根車に対しても互換性を持
つという特徴を有している。なおこの構造によれば従来
の渦巻室を取除くことができるため圧縮機−全体も小形
になるという特長も合わせ持っている。
本実施例は以上の如く構成されているので、ディフュー
ザ４の出口の後に断面積の急激な拡大がなく、徐々に速
度が減少するので拡大損失を伴なわず、また、ディフュ
ーザ４の出口から吐出口６に至る流体流路の長さが短か
く、しかも流体速度は遅いために流体抵抗が小さく、従
って効率の上昇をはかることができる。
ザ４の出口の後に断面積の急激な拡大がなく、徐々に速
度が減少するので拡大損失を伴なわず、また、ディフュ
ーザ４の出口から吐出口６に至る流体流路の長さが短か
く、しかも流体速度は遅いために流体抵抗が小さく、従
って効率の上昇をはかることができる。
リターンベーン１３の人口端１６は１ぎの位置でもよく
、また出口端１７は１γの位置でもよい。
、また出口端１７は１γの位置でもよい。
但し入口端の位置は１６′にあるよりも、最小速度を示
す半径湿−大位置である１６にある方が次の如き利点を
有する。
す半径湿−大位置である１６にある方が次の如き利点を
有する。
第４図はディフューザ仕切壁１５の表面における子午線
１９に沿った展開図であり、βはリターンベーン１３の
入口端１６における人口角（周方向に対する）、αは流
体の流れ角（周方向に対する）、Ｃ５は流れの絶対速度
、Ｃｍ５ は子午線方向の速度、Ｃｕ５ は周方向
の速度である。流量が変化するとＣｍ５が変化し、流れ
角αが変化する。
１９に沿った展開図であり、βはリターンベーン１３の
入口端１６における人口角（周方向に対する）、αは流
体の流れ角（周方向に対する）、Ｃ５は流れの絶対速度
、Ｃｍ５ は子午線方向の速度、Ｃｕ５ は周方向
の速度である。流量が変化するとＣｍ５が変化し、流れ
角αが変化する。
入口角βは一定なので、運転時は概ねαとβとは一致し
ない。この角度の不一致に基づく損失は速度が大きい程
大きい。Ｕターン部１２の中にリターンベーンが設けら
れていない場合、角運動量保存の法則及び断面積大小の
関係から、半径の最大の位置であるＪ６の位置において
速度は最小となり、１σの位置ではそれよりも速度は再
び犬となる。従って１６の位置に入口端を置けば、αと
βの不一致による損失を最小にすることができる。
ない。この角度の不一致に基づく損失は速度が大きい程
大きい。Ｕターン部１２の中にリターンベーンが設けら
れていない場合、角運動量保存の法則及び断面積大小の
関係から、半径の最大の位置であるＪ６の位置において
速度は最小となり、１σの位置ではそれよりも速度は再
び犬となる。従って１６の位置に入口端を置けば、αと
βの不一致による損失を最小にすることができる。
また、】６の位置に人口端１６を置けば、それ以降の流
れはリターンチャンネル１４の中の流れとなり、断面積
を漸増せしめておけば、速度は増加することなく漸減し
、摩擦抵抗を減少せしめることができる。
れはリターンチャンネル１４の中の流れとなり、断面積
を漸増せしめておけば、速度は増加することなく漸減し
、摩擦抵抗を減少せしめることができる。
人口端オ６の人口角βは、第５図、第６図に示す如く、
半径が小なる部分より、大なる部分において人口角βを
大きくとることが奸才しい。即ち第５図において１６は
ディフューザ仕切壁１５の表面に８ける入口端の位置、
１６″はＵターン部１２の天井（Ｒ大外径部）面におけ
る人口端の位置を示し、入口角はβ２〉 β１ となっ
ている。これは次の坩１由による。
半径が小なる部分より、大なる部分において人口角βを
大きくとることが奸才しい。即ち第５図において１６は
ディフューザ仕切壁１５の表面に８ける入口端の位置、
１６″はＵターン部１２の天井（Ｒ大外径部）面におけ
る人口端の位置を示し、入口角はβ２〉 β１ となっ
ている。これは次の坩１由による。
Ｕターン部１２における流れ角αは理論的には半径の犬
なる方が小さくなるが、粘性に基づく境界層の影響によ
り全く逆になり、外側（径が大きい）が内側（径が小さ
い）よりも前記流れ角αが大きくなり、最大径の位置で
は１０°〜２０°の違いがでてくる。従ってリターンベ
ーン１３の人口角β（周方向に対する角度）を外側で大
きく、内側で小さい形状のリターンチャンネル１４とす
ればディフユーザ４出口の流体をスムーズにリターンチ
ャンネル１４内に導くことができ、前記流体の残留速度
エネルギを効率よく回収す不ことができる。
なる方が小さくなるが、粘性に基づく境界層の影響によ
り全く逆になり、外側（径が大きい）が内側（径が小さ
い）よりも前記流れ角αが大きくなり、最大径の位置で
は１０°〜２０°の違いがでてくる。従ってリターンベ
ーン１３の人口角β（周方向に対する角度）を外側で大
きく、内側で小さい形状のリターンチャンネル１４とす
ればディフユーザ４出口の流体をスムーズにリターンチ
ャンネル１４内に導くことができ、前記流体の残留速度
エネルギを効率よく回収す不ことができる。
本発明により、ディフューザ出口における急激な断面拡
大がなく拡大損失を伴なわず、またディフューザ出口か
ら吐出口重での流路長さが短かくかつ速度も遅く流体抵
抗が少なく、効率の増大をはかることができ、かつ渦巻
室を省略して外形寸法を小となし、コンパ゛クトな遠ノ
１ノ式圧縮機を提供することができ、実用上極めて犬な
る効果を奏することができる。
大がなく拡大損失を伴なわず、またディフューザ出口か
ら吐出口重での流路長さが短かくかつ速度も遅く流体抵
抗が少なく、効率の増大をはかることができ、かつ渦巻
室を省略して外形寸法を小となし、コンパ゛クトな遠ノ
１ノ式圧縮機を提供することができ、実用上極めて犬な
る効果を奏することができる。
第１図は羽根車出口の速度三角形で、（ａｌは反動度が
小さい場合、ｆｂｌは反動度が大きい聯合を示し、第２
図はディフューザ出口における速度三角形、第３図は本
発明の実施例の子午面断面図、第４図はディフューザ仕
切壁表面上の子午線に沿った展開図、第５図はリターン
ベーン入口角度を示す展開図（第４図と同様な展開）、
第６図は第３図のリターンベーンをＩ−１線の方向から
見た側面図である。 ｌ・・・・・・吸込管、 ２・・・・・吸込ベーン、
３・・・・・・羽根車、 ４・・・・・・ディフュ
ーザ、 ６・・・・・・吐出口、 ７・・・・・・圧
縮機本体、 ８・・・・・・吸込ケーシング、 ９・・
・・・・ベーン支持環、 １０・・・・・駆動軸、 １
１・・・・・・軸受、 １２・・−・Ｕターン部、１３
・・・・・・リターンベーン、 １４・・・・・・リ
ターンチャンネル、 １５・・・・・・ディフューザ
仕切壁、１６・・・・・・入口端、 】７・・・・・・
出口端、 １８・・・・葉状室、 １９ ・・・・子
午線。 特許出願人 株式会社 荏原製作所代理人 弁理士
端 山 五 −同
千 １） 稔第４図 第５図
小さい場合、ｆｂｌは反動度が大きい聯合を示し、第２
図はディフューザ出口における速度三角形、第３図は本
発明の実施例の子午面断面図、第４図はディフューザ仕
切壁表面上の子午線に沿った展開図、第５図はリターン
ベーン入口角度を示す展開図（第４図と同様な展開）、
第６図は第３図のリターンベーンをＩ−１線の方向から
見た側面図である。 ｌ・・・・・・吸込管、 ２・・・・・吸込ベーン、
３・・・・・・羽根車、 ４・・・・・・ディフュ
ーザ、 ６・・・・・・吐出口、 ７・・・・・・圧
縮機本体、 ８・・・・・・吸込ケーシング、 ９・・
・・・・ベーン支持環、 １０・・・・・駆動軸、 １
１・・・・・・軸受、 １２・・−・Ｕターン部、１３
・・・・・・リターンベーン、 １４・・・・・・リ
ターンチャンネル、 １５・・・・・・ディフューザ
仕切壁、１６・・・・・・入口端、 】７・・・・・・
出口端、 １８・・・・葉状室、 １９ ・・・・子
午線。 特許出願人 株式会社 荏原製作所代理人 弁理士
端 山 五 −同
千 １） 稔第４図 第５図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、羽根車の出口以後にディフューザを備えた遠心式圧
縮機において、前記ディフューザの出口にＵターン部を
設け、該Ｕターン部の出口にリターンベーンを有するリ
ターンチャンネルを接続し、該リターンチャンネルの出
口に、吐出口を備えた環状室を接続したことを特徴とす
る遠心式圧縮機。 ２． 前記リターンベーンが、前記Ｕターン部の最大
半径部に人口端を有している特許請求の範囲第１項記載
の遠心式圧縮機。 ３、前記リターンベーンの入口端部分の、周方向に対す
る入口角度が、半径の小さな部分より、半径の大なる部
分において大きくなっている特許請求の範囲第１項記載
の遠心式圧縮機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10670882A JPS59599A (ja) | 1982-06-23 | 1982-06-23 | 遠心式圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10670882A JPS59599A (ja) | 1982-06-23 | 1982-06-23 | 遠心式圧縮機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59599A true JPS59599A (ja) | 1984-01-05 |
Family
ID=14440475
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10670882A Pending JPS59599A (ja) | 1982-06-23 | 1982-06-23 | 遠心式圧縮機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59599A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0224097U (ja) * | 1988-08-04 | 1990-02-16 | ||
| JP2011007125A (ja) * | 2009-06-26 | 2011-01-13 | Ihi Corp | 遠心圧縮機及びターボチャージャ |
| CN111963490A (zh) * | 2020-08-07 | 2020-11-20 | 中国北方发动机研究所(天津) | 一种涡轮增压器有叶扩压器抑振结构 |
-
1982
- 1982-06-23 JP JP10670882A patent/JPS59599A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0224097U (ja) * | 1988-08-04 | 1990-02-16 | ||
| JP2011007125A (ja) * | 2009-06-26 | 2011-01-13 | Ihi Corp | 遠心圧縮機及びターボチャージャ |
| CN111963490A (zh) * | 2020-08-07 | 2020-11-20 | 中国北方发动机研究所(天津) | 一种涡轮增压器有叶扩压器抑振结构 |
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