JPS60184999A - 遠心形流体機械の羽根付きデイフユ−ザ - Google Patents
遠心形流体機械の羽根付きデイフユ−ザInfo
- Publication number
- JPS60184999A JPS60184999A JP3852984A JP3852984A JPS60184999A JP S60184999 A JPS60184999 A JP S60184999A JP 3852984 A JP3852984 A JP 3852984A JP 3852984 A JP3852984 A JP 3852984A JP S60184999 A JPS60184999 A JP S60184999A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diffuser
- flow
- flow path
- angle
- flow passage
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- Pending
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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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、遠心形流体機械の羽根付きディフューザに係
り、特に遠心圧縮機や遠心ポンプなどの流体性能向上に
好適な遠心形流体機械の羽根付きディフューザに関する
ものである。
り、特に遠心圧縮機や遠心ポンプなどの流体性能向上に
好適な遠心形流体機械の羽根付きディフューザに関する
ものである。
まず、従来の遠心形流体機械の羽根付きディフューザを
第１図ないし第３図を参照して説明する。
第１図ないし第３図を参照して説明する。
第１図は、従来の遠心圧縮機の縦断面図、第２図は、そ
の羽根車出口部における流れ角の流路幅方向の分布線図
、第３図は、第１図のＡ−Ａ矢視断面図である。
の羽根車出口部における流れ角の流路幅方向の分布線図
、第３図は、第１図のＡ−Ａ矢視断面図である。
第１図において、■は羽根、２は側板、３は６板で遠心
羽根車（以下羽根車という）４を構成している。５は回
転軸、６は前記羽根車４を回転軸５に固定するためのナ
ツト、７は羽根車４の吸込口に流体を導くための吸込管
である。
羽根車（以下羽根車という）４を構成している。５は回
転軸、６は前記羽根車４を回転軸５に固定するためのナ
ツト、７は羽根車４の吸込口に流体を導くための吸込管
である。
羽根車４の外周には、対向する一対の円板状のディフュ
ーザ板８，９の間に流路が形成されている。１０はディ
フューザ入口部の案内羽根のない羽根なしディフューザ
部を示す。１１は流路の流れ方向に沿う複数の２次元羽
根（羽根角度が幅方向に一定）の案内羽根で、ディフュ
ーザ板８，９と案内羽根１１とで羽根付きディフューザ
部１２が形成されている。
ーザ板８，９の間に流路が形成されている。１０はディ
フューザ入口部の案内羽根のない羽根なしディフューザ
部を示す。１１は流路の流れ方向に沿う複数の２次元羽
根（羽根角度が幅方向に一定）の案内羽根で、ディフュ
ーザ板８，９と案内羽根１１とで羽根付きディフューザ
部１２が形成されている。
１３はスクロールケーシングである。
遠心圧縮機の羽根車４は、回転軸５により駆動され、流
体を吸込管６から吸込み、羽根車４を通過する間に流体
に仕事を与えて高速の流れとしたのち、ディフューザ７
に導く。ディフューザ７では、羽根車４から流出した高
速の流れの速度エネルギーが圧力エネルギーに変換され
つつ、ディフューザ７の下流のスクロールケーシング１
０に送られる。そこでさらに速度エネルギーから圧力エ
ネルギーへの変換が行われた流体は、スクロールケーシ
ング１０により集合した流れとなり吐出口（図示せず）
から流出する。
体を吸込管６から吸込み、羽根車４を通過する間に流体
に仕事を与えて高速の流れとしたのち、ディフューザ７
に導く。ディフューザ７では、羽根車４から流出した高
速の流れの速度エネルギーが圧力エネルギーに変換され
つつ、ディフューザ７の下流のスクロールケーシング１
０に送られる。そこでさらに速度エネルギーから圧力エ
ネルギーへの変換が行われた流体は、スクロールケーシ
ング１０により集合した流れとなり吐出口（図示せず）
から流出する。
羽根車４内ではその流路面に境界層が発達し、また、ユ
リオリ力や流路の曲がりなどの影響を受けるので、低運
動量の流体が円周方向については羽根の負圧面（回転方
向後面）に、流路輻方向については側板２側に集まる。
リオリ力や流路の曲がりなどの影響を受けるので、低運
動量の流体が円周方向については羽根の負圧面（回転方
向後面）に、流路輻方向については側板２側に集まる。
この結果、羽根車４出日においては、第２図の流れ角α
２に示すような流れの歪が生じる。すなわち、側板２側
の流れ角は小さく、各板３側Ｓの流れ角は大きい分布と
なる。第２図に破線α２６で示したものには、ディフュ
ーザ入口部における設計流れ角度である。
２に示すような流れの歪が生じる。すなわち、側板２側
の流れ角は小さく、各板３側Ｓの流れ角は大きい分布と
なる。第２図に破線α２６で示したものには、ディフュ
ーザ入口部における設計流れ角度である。
設計流れ角度α２６ は、ディフューザ流路幅にわたり
一様な流れの状態を仮定した理想的な流れに対して２次
元的に定義される設計流量時の流れ角度であり、平均流
れ角に相当し、理想的には入口羽根角度を、これに等し
く設計するものである。
一様な流れの状態を仮定した理想的な流れに対して２次
元的に定義される設計流量時の流れ角度であり、平均流
れ角に相当し、理想的には入口羽根角度を、これに等し
く設計するものである。
第２図に示したような流れの歪は、羽根なしディフュー
ザ部１０内でも消えずに残る。このような流れが、２次
元羽根を設けた羽根付きディフューザ１２に入ると、流
路幅方向の特定の位置では流れ角と羽根角度を一致させ
ることは出来ても、他の位置では流れ角と羽根角度は一
致しなくなり、入射損失が増大する。
ザ部１０内でも消えずに残る。このような流れが、２次
元羽根を設けた羽根付きディフューザ１２に入ると、流
路幅方向の特定の位置では流れ角と羽根角度を一致させ
ることは出来ても、他の位置では流れ角と羽根角度は一
致しなくなり、入射損失が増大する。
このように、２次元羽根を使用した従来の羽根付きディ
フューザは、遠心圧縮機の流体性能の向上を妨げるとい
う欠点があった。
フューザは、遠心圧縮機の流体性能の向上を妨げるとい
う欠点があった。
次に、従来技術の他の例を第４図および第５図を参照し
て説明する。
て説明する。
第４図は、従来の遠心圧縮機のディフューザ部の側面図
で、第１図のＡ−Ａ矢視断面図に相当する図面であり、
第５図は、第４図のＢ−Ｂ矢視断面図である。図中、第
１図と同一符号のものは、第１図の例と同等部分を示す
。
で、第１図のＡ−Ａ矢視断面図に相当する図面であり、
第５図は、第４図のＢ−Ｂ矢視断面図である。図中、第
１図と同一符号のものは、第１図の例と同等部分を示す
。
第４図の羽根付きディフューザは、羽根角度が流路幅方
向に異なる３次元羽根の案内羽根１５とディフューザ板
８，９により構成されるもので、案内羽根１５の羽根角
度は流れ角に一致させている。このようなディフューザ
を用いると、入口の羽根角度と流れ角は一致しているの
で、入射損失は大幅に減少する。しかし、羽根付きディ
フューザの内部では、流路幅方向に流れの転向角が異な
るなどの理由で、流路方向に流れの域側状況、すなわち
静圧上昇が異なっている。その結果、第５図に矢印で示
すような流路幅方向を横切る２次流れが発生し、この２
次流れ損失のため、先の第１゜３図に示した２次元羽根
を用いたディフューザ１２より逆に流体性能が低下する
ことがある。
向に異なる３次元羽根の案内羽根１５とディフューザ板
８，９により構成されるもので、案内羽根１５の羽根角
度は流れ角に一致させている。このようなディフューザ
を用いると、入口の羽根角度と流れ角は一致しているの
で、入射損失は大幅に減少する。しかし、羽根付きディ
フューザの内部では、流路幅方向に流れの転向角が異な
るなどの理由で、流路方向に流れの域側状況、すなわち
静圧上昇が異なっている。その結果、第５図に矢印で示
すような流路幅方向を横切る２次流れが発生し、この２
次流れ損失のため、先の第１゜３図に示した２次元羽根
を用いたディフューザ１２より逆に流体性能が低下する
ことがある。
本発明は、前述の従来技術の問題点を解決するためにな
されたもので、羽根付きディフューザ入口部の入射損失
を低減するとともに、ディフューザ内の２次流れ損失を
も低減することのできる羽根付きディフューザの提供を
、その目的としている。
されたもので、羽根付きディフューザ入口部の入射損失
を低減するとともに、ディフューザ内の２次流れ損失を
も低減することのできる羽根付きディフューザの提供を
、その目的としている。
本発明に係る遠心形流体機械の羽根付きディフューザの
構成は、遠心流体機械の羽根車の外周に設けられ、対向
する一対の円板状のディフューザ板の間に流路を形成し
、流路の流れ方向に沿う複数の案内羽根を備えた遠心形
流体機械の羽根付きディフューザにおいて、前記ディフ
ューザの流路を、円板状の仕切板により流路幅方向に２
分割するとともに、その分割されたそれぞれの流路に、
それぞれの流路の平均流れ角と等しい入口羽根角度を有
する複数の案内羽根を設けたものである。
構成は、遠心流体機械の羽根車の外周に設けられ、対向
する一対の円板状のディフューザ板の間に流路を形成し
、流路の流れ方向に沿う複数の案内羽根を備えた遠心形
流体機械の羽根付きディフューザにおいて、前記ディフ
ューザの流路を、円板状の仕切板により流路幅方向に２
分割するとともに、その分割されたそれぞれの流路に、
それぞれの流路の平均流れ角と等しい入口羽根角度を有
する複数の案内羽根を設けたものである。
なお付記すれば、本発明は、ディフューザの流路を流路
幅方向に２つに分割し、各々の流路には形状の相異る案
内羽根を取付け、側板側流路の案内羽根の入口羽根角度
を、各板側流路の案内羽根の入口羽根角度より小さくな
るように構成したものである。
幅方向に２つに分割し、各々の流路には形状の相異る案
内羽根を取付け、側板側流路の案内羽根の入口羽根角度
を、各板側流路の案内羽根の入口羽根角度より小さくな
るように構成したものである。
以下、本発明の一実施例を第６図ないし第８図を参照し
て説明する。
て説明する。
第６図は、本発明の一実施例の係る遠心圧縮機の縦断面
図、第７図は、第６図のＣ−Ｃ矢視断面図、第８図は、
第６図の遠心圧縮機のディフューザ部の入口羽根角度説
明図である。図中、第１図と同一符号のものは従来技術
と同等部分であるから、その説明を省略する。
図、第７図は、第６図のＣ−Ｃ矢視断面図、第８図は、
第６図の遠心圧縮機のディフューザ部の入口羽根角度説
明図である。図中、第１図と同一符号のものは従来技術
と同等部分であるから、その説明を省略する。
図において、２０は、ディフューザの流路を、流路幅方
向に２分割する円板ドーナツ状の仕切板、２１は、分割
された流路の側板２側流路、２１ａは、その側板側流路
２１に設けた複数の２次元羽根である案内羽根、２２は
、分割された流路の各板３側流路、２２ａは、その各板
側流路２２に設けた複数の２次元羽根の案内羽根である
。
向に２分割する円板ドーナツ状の仕切板、２１は、分割
された流路の側板２側流路、２１ａは、その側板側流路
２１に設けた複数の２次元羽根である案内羽根、２２は
、分割された流路の各板３側流路、２２ａは、その各板
側流路２２に設けた複数の２次元羽根の案内羽根である
。
側板側流路２１に設けた前記複数の案内羽根２１ａは、
第８図に示すように、側板側流路２１の平均流れ角に等
しい入口羽根角度（股引流れ角度に相当）α２６（２１
）を備えている。
第８図に示すように、側板側流路２１の平均流れ角に等
しい入口羽根角度（股引流れ角度に相当）α２６（２１
）を備えている。
同様に各板側流路２２に設けた前記複数の案内羽根２２
ａは、各板側流路２２の平均流れ角に等しい入口羽根角
度（股引流れ角度に相当）α２ｄ（２２）を備えている
。
ａは、各板側流路２２の平均流れ角に等しい入口羽根角
度（股引流れ角度に相当）α２ｄ（２２）を備えている
。
第７，８図から明らかなように、側板側流路２１の案内
羽根２１ａの入口羽根角度α２．（２１）は、各板側流
路２２の案内羽根２２ａの入口羽根角度α２ｊ＝＋（２
２）より小さく構成されている。
羽根２１ａの入口羽根角度α２．（２１）は、各板側流
路２２の案内羽根２２ａの入口羽根角度α２ｊ＝＋（２
２）より小さく構成されている。
このような羽根付きディフューザを用いることにより、
仕切板２０で分割された側板側流路２１、各板側流路２
２のそれぞれの流路での入射角（入口羽根角度と流れ角
との差）は、第１ないし３図に示した従来の羽根付きデ
ィフューザ１２の場合よりも大幅に減少して、遠心圧縮
機の性能は大幅に向上する。
仕切板２０で分割された側板側流路２１、各板側流路２
２のそれぞれの流路での入射角（入口羽根角度と流れ角
との差）は、第１ないし３図に示した従来の羽根付きデ
ィフューザ１２の場合よりも大幅に減少して、遠心圧縮
機の性能は大幅に向上する。
また、本実施例によるディフューザを用いた場合、流路
に仕切板２０で仕切られているため、先の第５図に示し
たような流路幅方向の２次流れは発生しない。そのため
、３次元羽根を用いた従来のディフューザ（第４図）よ
りも２次流れ損失が低減され、遠心圧縮機の流体性能が
大幅に向上する。
に仕切板２０で仕切られているため、先の第５図に示し
たような流路幅方向の２次流れは発生しない。そのため
、３次元羽根を用いた従来のディフューザ（第４図）よ
りも２次流れ損失が低減され、遠心圧縮機の流体性能が
大幅に向上する。
なお、前記の実施例では遠心圧縮機の羽根付きディフュ
ーザの例を説明したが本発明は、遠心圧縮機のみに限ら
ず、同等の効果が期待できる遠心形流体機械の羽根付き
ディフューザの範囲で汎用的なものである。
ーザの例を説明したが本発明は、遠心圧縮機のみに限ら
ず、同等の効果が期待できる遠心形流体機械の羽根付き
ディフューザの範囲で汎用的なものである。
以上述べたように、本発明によれば、羽根付きディフュ
ーザ入口部の入射損失を低減するとともに、ディフュー
ザ内の２次流れ損失をも低減しうる羽根付きディフュー
ザを提供することができる。
ーザ入口部の入射損失を低減するとともに、ディフュー
ザ内の２次流れ損失をも低減しうる羽根付きディフュー
ザを提供することができる。
第１図は、従来の遠心圧縮機の縦断面図、第２図は、そ
の羽根車出口部における流れ角の流路幅方向の分布線図
、第３図は、第１図のＡ−Ａ矢視断面図、第４図は、従
来の遠心圧縮機のディフューザ部の側面図、第５図は、
第４図のＢ−Ｂ矢視断面図、第６図は、本発明の一実施
例に係る遠心圧縮機の縦断面図、第７図は、第６図のＣ
−Ｃ矢視断面図、第８図は、第６図の遠心圧縮機のディ
フューザ部の入口羽根角度説明図である。 １・・・羽根、２・・・側板、３・・・各板、４・・・
羽根車、８゜９・・・ディフューザ板、２０・・・仕切
板、２１・・・側板側流路、２２・・・各板側流路、２
１ａ、２２ａ・・・案内羽根。 代理人 弁理士 高橋明夫 軍 １ 図 第３図 ′ｇＩｆＪ４図 ５ 第５図 ′￥１６ 口 第７図 第 ３ 図 ５
の羽根車出口部における流れ角の流路幅方向の分布線図
、第３図は、第１図のＡ−Ａ矢視断面図、第４図は、従
来の遠心圧縮機のディフューザ部の側面図、第５図は、
第４図のＢ−Ｂ矢視断面図、第６図は、本発明の一実施
例に係る遠心圧縮機の縦断面図、第７図は、第６図のＣ
−Ｃ矢視断面図、第８図は、第６図の遠心圧縮機のディ
フューザ部の入口羽根角度説明図である。 １・・・羽根、２・・・側板、３・・・各板、４・・・
羽根車、８゜９・・・ディフューザ板、２０・・・仕切
板、２１・・・側板側流路、２２・・・各板側流路、２
１ａ、２２ａ・・・案内羽根。 代理人 弁理士 高橋明夫 軍 １ 図 第３図 ′ｇＩｆＪ４図 ５ 第５図 ′￥１６ 口 第７図 第 ３ 図 ５
Claims (1)
- １、遠心形流体機械の羽根車の外周に設けられ、対向す
る一対の円板状のディフューザ板の間に流路を形成し、
流路の流れ方向に沿う複数の案内羽根を備えた遠心形流
体機械の羽根付きディフューザにおいて、前記ディフュ
ーザの流路を、円板状の仕切板により流路幅方向に２分
割するとともに、その分割されたそわぞれの流路に、そ
れぞれの流路の平均流ね角と等しい入口羽根角度を有す
る複数の案内羽根を設けたことを特徴とする遠心形流体
機械の羽根付きディフューザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3852984A JPS60184999A (ja) | 1984-03-02 | 1984-03-02 | 遠心形流体機械の羽根付きデイフユ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3852984A JPS60184999A (ja) | 1984-03-02 | 1984-03-02 | 遠心形流体機械の羽根付きデイフユ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60184999A true JPS60184999A (ja) | 1985-09-20 |
Family
ID=12527802
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3852984A Pending JPS60184999A (ja) | 1984-03-02 | 1984-03-02 | 遠心形流体機械の羽根付きデイフユ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60184999A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7448852B2 (en) * | 2005-08-09 | 2008-11-11 | Praxair Technology, Inc. | Leaned centrifugal compressor airfoil diffuser |
| WO2012029543A1 (ja) * | 2010-08-31 | 2012-03-08 | 三菱重工業株式会社 | 遠心圧縮機のディフューザおよびこれを備えた遠心圧縮機 |
| JP2012107629A (ja) * | 2012-01-31 | 2012-06-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 遠心圧縮機のディフューザおよびこれを備えた遠心圧縮機 |
| EP3505770A4 (en) * | 2016-12-07 | 2019-09-11 | Mitsubishi Heavy Industries Engine & Turbocharger, Ltd. | CENTRIFUGAL COMPRESSOR AND TURBOCHARGER |
-
1984
- 1984-03-02 JP JP3852984A patent/JPS60184999A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7448852B2 (en) * | 2005-08-09 | 2008-11-11 | Praxair Technology, Inc. | Leaned centrifugal compressor airfoil diffuser |
| WO2012029543A1 (ja) * | 2010-08-31 | 2012-03-08 | 三菱重工業株式会社 | 遠心圧縮機のディフューザおよびこれを備えた遠心圧縮機 |
| JP2012052432A (ja) * | 2010-08-31 | 2012-03-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 遠心圧縮機のディフューザおよびこれを備えた遠心圧縮機 |
| KR101454100B1 (ko) * | 2010-08-31 | 2014-10-22 | 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 | 원심 압축기의 디퓨저 및 이것을 구비한 원심 압축기 |
| JP2012107629A (ja) * | 2012-01-31 | 2012-06-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 遠心圧縮機のディフューザおよびこれを備えた遠心圧縮機 |
| EP3505770A4 (en) * | 2016-12-07 | 2019-09-11 | Mitsubishi Heavy Industries Engine & Turbocharger, Ltd. | CENTRIFUGAL COMPRESSOR AND TURBOCHARGER |
| US11085461B2 (en) | 2016-12-07 | 2021-08-10 | Mitsubishi Heavy Industries Engine & Turbocharger, Ltd. | Centrifugal compressor and turbocharger |
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