JPS62203997A - Centrifugal compressor - Google Patents

Centrifugal compressor

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Publication number
JPS62203997A
JPS62203997A JP7969086A JP7969086A JPS62203997A JP S62203997 A JPS62203997 A JP S62203997A JP 7969086 A JP7969086 A JP 7969086A JP 7969086 A JP7969086 A JP 7969086A JP S62203997 A JPS62203997 A JP S62203997A
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JP
Japan
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path
gas flow
centripetal
diffuser
centrifugal
Prior art date
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Pending
Application number
JP7969086A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuo Kuroiwa
一男 黒岩
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Original Assignee
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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce a leakage loss by providing a centrifugal compressing passage, a centripetal passage, and a circumferential diffuser on a rotor itself which is rotated. CONSTITUTION:A rotor 14 in a casing 11 compresses a gas sucked in from an inlet pipe 14a and sends it out to a discharge pipe 14b. A centrifugal compressing passage 33, a centripetal passage 34, and circumferential diffusers 35, 36 are provided in each stage. A gas-flow rotation preventing body 40 which is always positioned in a lower part even during the rotation of the rotor 14, is positioned on the lower part of the circumferential diffusers 35, 36. Thereby, a leakage loss and a mechanical loss between compressing blades and a fixed casing as in the case of the conventional device can be reduced.

Description

【発明の詳細な説明】 「技術分野」 本発明は、例えば冷凍サイクル中の冷媒ガス等のガスを
圧縮する遠心圧縮機に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION TECHNICAL FIELD The present invention relates to a centrifugal compressor that compresses gas such as refrigerant gas in a refrigeration cycle, for example.

「従来技術およびその問題点」 圧縮機(よ、遠心圧縮機、往復圧縮機、および回転圧縮
機に大別される。そのうち本発明の対象とする遠心圧縮
機は従来、円周デフユーザを有する固定されたケーシン
グ内に回転する圧縮羽根を配設するという基本構造を有
しており、ケーシングに対する被圧縮ガスの導入は、圧
縮羽根の回転中心軸部から行ない、排出はケーシングの
円周デフユーザに連通する周面から行なっている。この
ような基本構造を有する従来の遠心圧縮機の効率は、気
と装置等の摩擦が大きく、またケーシングと圧縮羽根と
の隙間精度等の機械加工精度に影響されるため、機械損
失、漏洩損失、円板摩擦損失等が大きいという決定的な
問題を有している。
"Prior Art and its Problems" Compressors are broadly classified into centrifugal compressors, reciprocating compressors, and rotary compressors.Among them, the centrifugal compressors that are the subject of the present invention have conventionally been fixed compressors with a circumferential differential user. The basic structure is that a rotating compression vane is placed inside the casing, and the compressed gas is introduced into the casing from the rotation center shaft of the compression vane, and the gas is discharged through the casing's circumferential differential user. The efficiency of conventional centrifugal compressors with this basic structure is affected by high friction between air and equipment, and by machining accuracy such as gap accuracy between the casing and compression vanes. Therefore, there is a decisive problem that mechanical loss, leakage loss, disk friction loss, etc. are large.

「発明の目的」 本発明は、固定されたケーシング内で、圧縮羽根が回転
するという従来の遠心圧縮機の常識を破った、全く新し
い構造の遠心圧縮機であって、機械損失、漏洩損失、円
板摩擦損失等の損失を極限上低減することができ、しか
も小容量で大きい圧縮比か得られる遠心圧縮機を得るこ
とを目的とする。
``Object of the Invention'' The present invention is a centrifugal compressor with a completely new structure, which breaks the common sense of conventional centrifugal compressors in which compression vanes rotate within a fixed casing, and which reduces mechanical loss, leakage loss, It is an object of the present invention to provide a centrifugal compressor that can reduce losses such as disk friction loss to the maximum extent possible, and that can obtain a large compression ratio with a small capacity.

「発明の概要」 本発明の遠心圧縮機は、軸を中心として回転駆動される
ロータに、その軸部の一端に位置する流入口と:この流
入口に連通し、回転中心側から外方に延びる少なくとも
一つの遠心圧縮経路と:上記遠心圧縮経路の外端部に連
通する環状の円周デフユーザと:この円周デフユーザか
ら回転中心側に延する少なくとも一つの求心経路と:こ
の求心経路に連通する、ロータの他端軸部に設けた流出
口と:上記円周デフユーザにおけるガス流の回転を防止
するガス流回転防止体とを設けたことを特徴としている
``Summary of the Invention'' The centrifugal compressor of the present invention includes a rotor that is rotationally driven around a shaft, and an inlet located at one end of the shaft. At least one centrifugal compression path extending: an annular circumferential differential user communicating with the outer end of the centrifugal compression path; and at least one centripetal path extending from the circumferential differential user toward the rotation center; communicating with the centripetal path. The rotor is characterized by being provided with an outflow port provided on the other end shaft portion of the rotor, and a gas flow rotation prevention body that prevents rotation of the gas flow in the circumferential differential user.

以上のロータは、該ロータを駆動するモータとともに中
空のケーシング内に保持することかでき、この場合には
、流入口または(および)流出口と、ケーシングとの境
界部分を高速ガス流として通過する構造とした気密真空
装]IFi:設けることにより、ケーシング内の圧力を
下げ、円板摩擦を減少させるとともに、モータの冷却効
果を得ることができる。ざらに気圧真空装置から噴射さ
れる高速ガス流は、遠心減速増圧装置に導くことにより
、なめらかに減速増圧することができる。
The above rotor can be held in a hollow casing together with a motor that drives the rotor, in which case the interface between the inlet and/or outlet and the casing is passed as a high-speed gas stream. Airtight vacuum enclosure with structure] IFi: By providing IFi, it is possible to lower the pressure inside the casing, reduce disc friction, and obtain a motor cooling effect. The high-speed gas flow injected from the rough pressure vacuum device can be smoothly decelerated and increased in pressure by guiding it to the centrifugal deceleration and pressure intensification device.

「発明の実施例」 以下図示実施例について本発明を説明する。第1図は、
本発明の遠心圧縮機の第一の実施例の基本構造を示すも
ので、固定要素は、ケーシング11と、これの外側を覆
った断熱材12)およびケーシング内1内に密閉じた電
動機13の固定子13aからなっている。ケーシング1
1は、従来の遠心圧縮機のケーシングとは異なって、円
周デフユーザを萄しない単なる中空体として構成されて
いる。またその形状は、モータ13に対応する小径部1
1aと、ロータ14部分に対応する大径部1]bとを有
する段付き形状をしていて、その軸線が水平になるよう
に置かれる。小径部11aの内側には、環状空間15を
介して、モータ13の固定子13a!固定したモータケ
ーシング13bがざらに固定されている。+1cは、複
数の部材からなるケーシング11の接合部分を示す。
"Embodiments of the Invention" The present invention will be described below with reference to illustrated embodiments. Figure 1 shows
This figure shows the basic structure of the first embodiment of the centrifugal compressor of the present invention, and the fixing elements are a casing 11, a heat insulating material 12 covering the outside of the casing 11, and an electric motor 13 sealed inside the casing 1. It consists of a stator 13a. Casing 1
Unlike the casing of a conventional centrifugal compressor, the casing 1 is constructed as a simple hollow body that does not include a circumferential differential user. The shape of the small diameter portion 1 corresponding to the motor 13 is
1a and a large diameter portion 1]b corresponding to the rotor 14 portion, it has a stepped shape and is placed so that its axis is horizontal. The stator 13a of the motor 13 is located inside the small diameter portion 11a via the annular space 15! The fixed motor casing 13b is roughly fixed. +1c indicates a joint portion of the casing 11 made up of a plurality of members.

このケーシング11内には、ロータ14が回転自在に支
持されている。ロータ14は、その両側軸部に流入管(
流入口)14aと吐出管(流出口)14bを有し、流入
管14aは、ケーシング11の小径部11a内に延びて
軸受16および17によっで該ケーシング11に支持さ
れでおり、同様に吐出管14bは軸受18および19に
よって、ケーシング11に支持されている。そして流入
管14aの外周には、モータ13の回転子13Cが固定
されており、したがって、モータ]3に通電するとロー
タ14がケーシング11内で回転する。
A rotor 14 is rotatably supported within the casing 11. The rotor 14 has inflow pipes (
The inflow pipe 14a extends into the small diameter portion 11a of the casing 11 and is supported by the casing 11 by bearings 16 and 17. The tube 14b is supported by the casing 11 by bearings 18 and 19. A rotor 13C of the motor 13 is fixed to the outer periphery of the inflow pipe 14a, so that when the motor 3 is energized, the rotor 14 rotates within the casing 11.

ケーシング]1には、この流入管14aと連通する入口
孔20と、吐出管14bと連通する出口孔21が形成さ
れている。またケーシング11から流入管14aにガス
流が移る境界部分ヒ、吐出管14bからケーシング11
に移る境界部分には、その境界部分を高速ガス流として
通過させる気と真空装置22および23か設けられてい
る。
The casing 1 is formed with an inlet hole 20 communicating with the inflow pipe 14a and an outlet hole 21 communicating with the discharge pipe 14b. Also, the boundary part where the gas flow moves from the casing 11 to the inflow pipe 14a, and the boundary part where the gas flow moves from the discharge pipe 14b to the casing 11.
At the boundary between the two, air and vacuum devices 22 and 23 are provided to pass the boundary as a high-velocity gas stream.

この気密真空機能22.23は、機械摩擦がなく、気密
装薗と真空装置を兼ねていて、熱的あるいは力学的に高
速流とする。この例では、熱的に超音速としているので
、膨張路と絞りを有する先細−末広形の膨張構造となっ
ている。この気密真空機能のガス通路断面積は、使用す
るガスの圧力や温度に応じて自動的に変化させる構造と
することができる。
This hermetic vacuum function 22, 23 has no mechanical friction, serves both as an airtight enclosure and a vacuum device, and generates a high-speed flow thermally or mechanically. In this example, since the temperature is set to supersonic speed, the expansion structure has a tapered and widened shape having an expansion path and a diaphragm. The gas passage cross-sectional area of this airtight vacuum function can be configured to automatically change according to the pressure and temperature of the gas used.

この境界部分をガス流が高速度で通過すると、ガス流の
動圧が高くなって静圧が低くなるため、ケーシング11
内(モータケーシング13b内)のガスが流入管+4a
および吐出管14b内に吸い込まれて減圧され、または
真空となる。よっでロータ14およびモータ13の円板
摩擦が少なくなり、モータ13の冷却効果が得られると
ともに、被圧縮ガスの漏洩をも防止することができる。
When the gas flow passes through this boundary at high speed, the dynamic pressure of the gas flow increases and the static pressure decreases, so the casing 11
The gas inside (inside the motor casing 13b) is connected to the inflow pipe +4a
Then, it is sucked into the discharge pipe 14b and the pressure is reduced or a vacuum is created. Therefore, disc friction between the rotor 14 and the motor 13 is reduced, a cooling effect of the motor 13 can be obtained, and leakage of the compressed gas can also be prevented.

したがっで、この気密真空機能は少なくともロータ]4
のガス流出口(高圧側)に設けることが必要である。
Therefore, this hermetic vacuum function is effective for at least the rotor]4
It is necessary to provide it at the gas outlet (high pressure side).

入口孔20は、ケーシング11の半径方向通路26%介
して環状空間15と連通しでおり、この環状空間15に
被圧縮ガスの導入口27が開口している。またこの入口
孔20部分には、バイパス管30が開口している。この
バイパス管30の開口先端には、入口孔200Å口でエ
ウゼクターを構成するノズルを設け、被圧縮ガスaft
引すると共に、入口側気密真空製画22内の流速を高め
、最終エンタルピを高めることができる。一方、このバ
イパス管30は、吐出管14bに連通するケーシング1
1のガス流路に設けたサージング防止用の気と真空装置
32に連通している。この気密真空装@32は、ガスの
流量か絞られるまで、気密真室機能を保持しでいてガス
の逆流を防止するが、ガスの流量が絞られると、ここか
ら自動的に余剰流体をバイパス管30を介し入口側に循
環させ、サージングを防止する。このとき、ロータ14
の出口側の気室真空装M23は、そのまま気密真空機能
を持続するので、ロータ14およびモータ13の円板摩
擦か少なく、モータ13の冷却効果が保たれる。
The inlet hole 20 communicates with the annular space 15 via a radial passage 26% of the casing 11, and an inlet 27 for compressed gas opens into the annular space 15. Further, a bypass pipe 30 is opened at this inlet hole 20 portion. At the opening end of this bypass pipe 30, a nozzle constituting an executor with an inlet hole 200 Å is provided, and the compressed gas aft
At the same time, the flow velocity within the inlet-side hermetic vacuum drawing 22 can be increased, and the final enthalpy can be increased. On the other hand, this bypass pipe 30 is connected to the casing 1 which communicates with the discharge pipe 14b.
The air for preventing surging provided in the first gas flow path communicates with the vacuum device 32. This airtight vacuum device@32 maintains the airtight chamber function and prevents backflow of gas until the gas flow rate is reduced, but when the gas flow rate is reduced, excess fluid is automatically bypassed from here. It is circulated to the inlet side through the pipe 30 to prevent surging. At this time, the rotor 14
Since the air chamber vacuum device M23 on the outlet side continues its airtight vacuum function, the disc friction between the rotor 14 and the motor 13 is reduced, and the cooling effect of the motor 13 is maintained.

ロータ14は、流入管+4aから吸入したガスを圧縮し
て吐出管+4bに送り出す本発明遠心圧縮機の最も重要
な機能を果す。この例は6段圧縮を行なうもので、各段
は、ロータ14の中心から外周部に延びる遠心圧縮経路
33、同外周部から内周部に向かって延びる求心経路3
4、遠心圧縮経路33と求心経路34の外端部間を接続
する、ロータ]4と同心の環状の円周デフユーザ35、
および隣り合う求心経路34の内端部と遠心圧縮経路3
3の内端部とを接続する、同じくロータ14と同心の円
心デフユーザ36からなっている。そして最も入口側の
遠心圧縮経路33は、流入管14aに連通し、出口側の
求心経路34は吐出管14bに連通している。
The rotor 14 performs the most important function of the centrifugal compressor of the present invention, compressing the gas taken in from the inflow pipe +4a and sending it out to the discharge pipe +4b. This example performs six stages of compression, each stage consisting of a centrifugal compression path 33 extending from the center of the rotor 14 to the outer periphery, and a centripetal compression path 3 extending from the outer periphery toward the inner periphery.
4. An annular circumferential differential user 35 concentric with the rotor 4, which connects the outer ends of the centrifugal compression path 33 and the centripetal path 34;
and the inner end of the adjacent centripetal path 34 and the centrifugal compression path 3
It consists of a circular differential user 36, which is also concentric with the rotor 14 and connected to the inner end of the rotor 14. The centrifugal compression path 33 on the most inlet side communicates with the inflow pipe 14a, and the centripetal path 34 on the exit side communicates with the discharge pipe 14b.

この圧縮経路は、最低1段でよいが、その場合には、円
心デフユーザ36は不要で、求心経路34が直接吐出管
14bに連通する。
This compression path may have at least one stage, but in that case, the centripetal differential user 36 is unnecessary and the centripetal path 34 directly communicates with the discharge pipe 14b.

遠心圧縮経路33は、第2図に平面形状例を示す圧縮羽
根37によって形成されている。遠心圧縮経路33は、
ロータ14が回転すると、この圧縮羽根37の作用によ
り遠心力によってガスを内方から外方に流し、その過程
で静的ヘッドか得られる。このガスをこれより復流側の
円周デフユーザ35から円心デフユーザ36に送り出す
ため、これらの円周デフユーザ35、求心経路34、円
心デフユーザ36内の下方には、ロータ]4の回転中も
常時下方に位置するガス流回転防止体4゜か位置してい
る。すなわちこのガス流回転防止体40は、基本的には
、遠心圧縮経路33より送り出されたガスを円周デフユ
ーサ35から円周デフユーザ36に強制的に流す邪魔板
としての機能を果すもので、このためロータ14と一緒
に回転しない構造、すなわちロータ14の回転中も常時
図の下方に位置する構造となっている。この過程で動的
ヘッドか得られる。このガス流回転防止体40は、円周
デフユーザ35および求心経路34の中たけに設(すで
もよい。
The centrifugal compression path 33 is formed by compression vanes 37 whose planar shape is shown in FIG. The centrifugal compression path 33 is
When the rotor 14 rotates, the action of the compression vanes 37 causes the gas to flow from the inside to the outside due to centrifugal force, and in the process a static head is obtained. In order to send this gas from the circumferential differential user 35 on the return flow side to the centrifugal differential user 36, there are a The gas flow rotation prevention body 4° is always located below. That is, this gas flow rotation prevention body 40 basically functions as a baffle plate that forces the gas sent out from the centrifugal compression path 33 to flow from the circumferential defuser 35 to the circumferential defuser 36. Therefore, it has a structure in which it does not rotate together with the rotor 14, that is, it is always located at a lower position in the figure even while the rotor 14 is rotating. A dynamic head is obtained in this process. This gas flow rotation prevention body 40 may be provided midway between the circumferential differential user 35 and the centripetal path 34.

このガス流回転防止体4oの構造例を第3図ないし第1
1図についで説明する。このガス流回転防止体40は、
平面的には扇状をしていで、その中心側に、ロータ14
の中心孔+4dに嵌まる中心軸41を有している。中心
軸41にはアンギュラ形ヘアリングを使用する。扇状部
には、その中心側から順に、円心デフユーザ36に嵌ま
る柱状部42)求心経路34に嵌まる板状部43、およ
び円周デフユーザ35に嵌まる柱状部44か形成され、
これらの柱状部42)板状部43、柱状部44か、ロー
タ14の下方において、円心デフユーザ36、求心経路
34および円周デフユーザ35内を回転しようとするガ
ス流をせき止め、さらに逆回転させる。これらは中心孔
14d、円心デフユーザ36、求心経路34、および円
周デフユーザ35との摩擦によって回転しないように十
分重量のある材料から構成するとともに、これら接触壁
との摩擦を可及的に減少させ、あるいは無接触とするた
め、ベアリング45およびガス流路46か設けられてい
る。
Examples of the structure of this gas flow rotation prevention body 4o are shown in Figures 3 to 1.
This will be explained with reference to Figure 1. This gas flow rotation prevention body 40 is
It has a fan-like shape when viewed from above, and the rotor 14 is located at the center of the fan-like shape.
It has a central shaft 41 that fits into the central hole +4d of the. An angular hair ring is used for the central shaft 41. A columnar part 42 which fits into the circular differential user 36, a plate-shaped part 43 which fits into the centripetal path 34, and a columnar part 44 which fits into the circumferential differential user 35 are formed in the fan-shaped part in order from the center side,
These columnar portions 42) block the gas flow that attempts to rotate within the circular differential user 36, the centripetal path 34, and the circumferential differential user 35 at the plate portion 43, columnar portion 44, or below the rotor 14, and further rotate in the opposite direction. . These are made of a sufficiently heavy material so as not to rotate due to friction with the center hole 14d, the circular differential user 36, the centripetal path 34, and the circumferential differential user 35, and reduce the friction with these contact walls as much as possible. A bearing 45 and a gas flow path 46 are provided in order to allow the gas to contact or not to contact each other.

ヘアリング45は、第11図に示すように、その支持軸
45aの外側に三重レース45b、45cおよび45C
1設け、この三重レースの間にそれぞれボール45eを
挿入した二重構造のヘアリングで、最外側のレース45
dの回転が上がっても、ポール45eの回転数はそれ捏
上がらないため、高速回転に適している。
As shown in FIG. 11, the hair ring 45 has triple laces 45b, 45c and 45C on the outside of its support shaft 45a.
It is a hair ring with a double structure in which a ball 45e is inserted between each of the triple laces, and the outermost lace 45
Even if the rotation of the pole 45e increases, the rotation speed of the pole 45e does not increase accordingly, making it suitable for high-speed rotation.

また柱状部44には、ロータ]4の回転によって回転す
るガス流をせき止める側の端面に凹部47か形成されで
いて、この凹部47に、上記ガス流路46の一端の流入
孔46aが開口している。そしてこのガス流路46は柱
状部44内に延び、その他端の噴出孔46bが柱状部4
4の両側、つまりロータ]4の軸方向の両側に開口して
いる。凹部47は、ガスを効果的にガス流路46に導く
ためのもので、噴出孔46bから噴出する加圧ガスか、
柱状部44をロータ]4(円周デフユーザ35)に対し
浮動状態に保持し、柱状部44と円周デフユーザ35の
摩擦を極限まで小さくする。このためガス流回転防止体
40の重量の設定と相俟ち、ロータ14の特に高速回転
中にもガス流回転防止体4oを静止状態に保持すること
かできる。
Further, a recess 47 is formed in the end face of the columnar part 44 on the side that blocks the gas flow rotating due to the rotation of the rotor 4, and an inflow hole 46a at one end of the gas flow path 46 is opened in this recess 47. ing. This gas flow path 46 extends into the columnar part 44, and the ejection hole 46b at the other end is connected to the columnar part 44.
Both sides of 4, that is, the rotor] are opened on both sides of 4 in the axial direction. The recess 47 is for effectively guiding the gas to the gas flow path 46, and is used to guide gas into the gas flow path 46, such as pressurized gas ejected from the ejection hole 46b, or
The columnar part 44 is held in a floating state with respect to the rotor ] 4 (circumferential differential user 35), and the friction between the columnar part 44 and the circumferential differential user 35 is minimized. Therefore, in combination with setting the weight of the gas flow rotation preventer 40, the gas flow rotation preventer 4o can be held stationary even during particularly high speed rotation of the rotor 14.

この例ではロータ]4の周速か大きい柱状部44側にの
みベアリング45およびガス流路46を設けでいるか、
同様に柱状部42側にもこれらを設けることができる。
In this example, can the bearing 45 and the gas flow path 46 be provided only on the side of the columnar part 44 where the circumferential speed of the rotor 4 is large?
Similarly, these can be provided on the columnar part 42 side as well.

またガス流回転防止体40を磁゛注材料から構成し、ロ
ータ]4の外側に買いた磁石によってガス流回転防止体
4078吸引し、静止させることも可能である。
It is also possible to make the gas flow rotation preventive body 40 from a magnetic material and to attract the gas flow rotation preventive body 4078 using a magnet placed outside the rotor 4 to make it stationary.

上8c!構成の本遠心圧縮機はしたかっで、モータ13
に通電してロータ14を回転させると、ロータコ4内の
遠心圧縮経路33、円周デフユーザ35、求心経路34
および円心デフユーザ36を通過するガスか、遠心圧縮
羽根37およびガス流回転防止体40の作用によって圧
縮される。よって導入口27、半径方向通路26、入口
孔20.Dよび流入管14aを介してロータコ4内に供
給されるガスを、吐出管14bおよび出口孔31から圧
縮ガスとしで取り出すことかできる。すなわちガス流回
転防止体40は、遠心圧縮経路33を通過するガスか遠
心力によって円周デフユーザ35に至ったとき、このガ
スか円周デフユーザ35、求心経路34および円心デフ
ユーザ36内にとどまってロータ14と一緒に回転する
のを防ぎ、次の円心デフユーザ36から遠心圧縮経路3
3に送る作用をする。この過程においで多段の圧縮作用
が行なわれるのである。別言すると、ガス流回転防止体
40は高速で回転しようとするガスの速度を減速し、ガ
スの運動エネルギを圧力に変える働きをする。この働き
により、圧縮の効果が得られる。
Upper 8c! The configuration of this centrifugal compressor is as follows: motor 13
When the rotor 14 is rotated by energizing, the centrifugal compression path 33, the circumferential differential user 35, and the centripetal path 34 in the rotor taco 4
The gas passing through the centrifugal differential user 36 is compressed by the action of the centrifugal compression vanes 37 and the gas flow rotation preventer 40. Thus, the inlet 27, the radial passage 26, the inlet hole 20. The gas supplied into the rotor taco 4 through the inflow pipe 14a can be taken out as compressed gas from the discharge pipe 14b and the outlet hole 31. That is, when the gas passing through the centrifugal compression path 33 reaches the circumferential differential user 35 due to centrifugal force, the gas flow rotation prevention body 40 prevents the gas from remaining within the circumferential differential user 35, the centripetal path 34, and the circular differential user 36. centrifugal compression path 3 from the next centrifugal differential user 36 to prevent it from rotating together with the rotor 14.
3. In this process, multi-stage compression is performed. In other words, the gas flow rotation preventer 40 functions to reduce the speed of gas that is attempting to rotate at high speed and convert the kinetic energy of the gas into pressure. This action provides a compression effect.

この圧縮作用において、ロータ14中の各圧縮段の軸方
向推力は打ち消されるとともに、各段間の逆流は起こら
ない。また圧縮段をより多段とすることにより、低速回
転でも高圧力を取り出すことができる。
In this compression action, the axial thrust of each compression stage in the rotor 14 is canceled out, and no backflow occurs between the stages. Furthermore, by increasing the number of compression stages, high pressure can be extracted even at low speed rotation.

なあロータ14は、複数の平板状部材の積層構造として
構成され、締結ボルト14eで締結されているか、各平
板状部材の間には、熱伝導率の低い材料から構成した断
熱層48を介在させ、熱の逆流を防止して断熱圧縮効率
を向上させることか望ましい。ケーシング11を覆う断
熱材12もまた、断熱変化を促進するのに役立つ。ざら
にケーシング11の内側およびロータ14の外側に反射
材料を施すことにより、放射熱を反射し、断熱変化を促
進することができる。ざらに断熱圧縮効率をよくするた
め、本発明の圧縮機は、モータ13を除き、そのほぼ全
体を熱伝導率の小ざいアンバー、ステンレス鋼4等から
構成し、気と真空装置22.23.32および軸受16
〜19は、耐摩耗性の高速度鋼、ステライト、超硬質合
金等から構成するのかよい。特に軸受16〜19はオイ
ルレスベアリングとするのか良い、ざらにガス流回転防
止体40は、鉛、アンバー、ステンレス鋼等で構成する
と、膨張率か小さくて重いものを作ることができる。
The rotor 14 is constructed as a laminated structure of a plurality of flat plate-shaped members, which are fastened together with fastening bolts 14e, or a heat insulating layer 48 made of a material with low thermal conductivity is interposed between each flat plate-shaped member. It is desirable to prevent heat backflow and improve adiabatic compression efficiency. The insulation material 12 covering the casing 11 also serves to promote insulation changes. By applying a reflective material to the inside of the casing 11 and the outside of the rotor 14, radiant heat can be reflected and adiabatic changes can be promoted. In order to improve the adiabatic compression efficiency, the compressor of the present invention, except for the motor 13, is constructed almost entirely of a material such as invar or stainless steel 4, which has a low thermal conductivity, and is equipped with an air and vacuum device 22, 23. 32 and bearing 16
-19 may be made of wear-resistant high speed steel, stellite, super hard alloy, etc. In particular, the bearings 16 to 19 may be oil-less bearings, and the gas flow rotation prevention body 40 may be made of lead, amber, stainless steel, etc., so that it can be made heavy with a small expansion coefficient.

また以上の本発明の圧縮機は、流量か絞られたときには
、前述のように、サージング防止用気記真突装置32か
らバイパス管30を介して入口側にガスが循環するから
、サージングを防止して常に正常運転を行なうことがで
きる。なおバイパス管30には、入口側気密真空装置2
2からサージング防止用気配真突装百32へのガス流が
生しないようにする逆止弁、駆動を制御する圧力センサ
ー等を設けることができる。また高圧ガス流路には圧力
が過大になったときに開く安全弁等を必要に応しで設け
ることができる。
Furthermore, in the compressor of the present invention, when the flow rate is throttled, as described above, gas is circulated from the surging prevention pneumatic thrust device 32 to the inlet side via the bypass pipe 30, thereby preventing surging. normal operation at all times. Note that the bypass pipe 30 is equipped with an airtight vacuum device 2 on the inlet side.
A check valve to prevent a gas flow from flowing from 2 to the anti-surging air guide device 32, a pressure sensor to control the drive, etc. can be provided. Further, the high-pressure gas passage may be provided with a safety valve or the like that opens when the pressure becomes excessive, if necessary.

またサージングの防止についでは、簡易な方法として、
流量か絞られたとき、ケーシング11とロータ14の吐
出管14bの間の出口側気密真空装フ23から逆止弁4
9を開けて入口側に流れる循環運転をすることもできる
。このとき、モータ13内に高温ガスが流入しないよう
に、ロータ14の外側に逆流防止用遠心圧縮羽根31を
設けることが望ましい。
In addition, as for the prevention of surging, as a simple method,
When the flow rate is throttled, the check valve 4 is removed from the outlet airtight vacuum chamber 23 between the casing 11 and the discharge pipe 14b of the rotor 14.
9 can be opened to perform a circulation operation where the water flows to the inlet side. At this time, it is desirable to provide centrifugal compression vanes 31 for backflow prevention on the outside of the rotor 14 so that high-temperature gas does not flow into the motor 13.

第12図ないし第16図は本発明の第二の実施例を示す
ものである。この実施例が第一の実施例と異なる点は、
円周デフユーザ35に至ったガスがロータ14とともに
回転しないようにする手段として、求心経路34に求心
無作用羽根50を設けたこと、および円周デフユーザ3
5と円心デフユーザ36内に、それぞれガス流回転防止
体51を配設したことである。これ以外の部分は、第一
の実施例と同一であり、同一部分には同一の符号を付し
ている。ガス流回転防止体51は、ロータ14の回転方
向に流れようとするガス流の流れをせき止めてざらに逆
回転とし、遠心圧縮経路33から求心経路34への流れ
を生ぜしぬるものであり、求心無作用羽根50は、流れ
るガス流の絶対速度ベクトルを常に中心に向がわせ、ヘ
ッドを変えないように円周テフユーザ35のガス流を円
心デフユーザ36に導く。
12 to 16 show a second embodiment of the present invention. This embodiment differs from the first embodiment in the following points:
As a means for preventing the gas that has reached the circumferential differential user 35 from rotating together with the rotor 14, a centripetal non-acting vane 50 is provided in the centripetal path 34, and the circumferential differential user 3
5 and the center differential user 36, a gas flow rotation preventing body 51 is provided respectively. The other parts are the same as those in the first embodiment, and the same parts are given the same reference numerals. The gas flow rotation prevention body 51 blocks the flow of gas flowing in the rotational direction of the rotor 14, causing it to roughly rotate in the opposite direction, and generates a flow from the centrifugal compression path 33 to the centripetal path 34. The centripetal non-acting vanes 50 always direct the absolute velocity vector of the flowing gas flow toward the center, and guide the gas flow from the circumferential tiff user 35 to the central diff user 36 without changing the head.

第13図は求心無作用羽根50の形状例を示している。FIG. 13 shows an example of the shape of the centripetal non-acting vane 50.

求心無用作用羽根50は、圧縮ガスをそのヘッドを変化
させずに円心デフユーザに導くものであるが、その入口
部分にノズルを設けて、求心無用羽根50内で断熱膨張
させ、流速を得るのかよい。求心無作用羽根50は、ガ
ス流の流速が変化して、ロータ14の回転速度との比が
変わると、タービン羽根または圧縮羽根としての作用を
する。
The centripetal vane 50 guides the compressed gas to the circular differential user without changing its head, but is it possible to provide a nozzle at its inlet and adiabatically expand it within the centripetal vane 50 to obtain the flow velocity? good. The centripetal passive vanes 50 act as turbine vanes or compression vanes when the flow rate of the gas stream changes and its ratio to the rotational speed of the rotor 14 changes.

ガス流回転防止体51は、以上の作用を有するものであ
れば、その構造は問わないが、第14図および第15図
についでその構造例を説明する。
The gas flow rotation prevention body 51 may have any structure as long as it has the above-mentioned effect, but an example of its structure will be explained with reference to FIGS. 14 and 15.

このガス流回転防止体51は、円周デフユーザ35だけ
に配置してもよいが、ここでは円周デフユーザ35およ
び円心デフユーザ36の両者に、その円周方向の全体に
渡って配置された多数の楕円状ボール52群からなるも
ので、これらの楕円状ボール52は、例えばその全体数
の173が重量の大きい中実体、残りが重量の軽い中空
体から構成されている。このように重量に差を設けると
、重い楕円状ボール52か重力により環状の円周デフユ
ーザ35および円心デフユーザ36内の下方に位置する
ので、楕円状ポール52群の全体を円周デフユーザ35
および円心デフユーザ36内で静止状態とすることがで
きる。この例でも、第一の実施例で述べたのと同様、磁
力を用いて楕円状ボール52の静止を図ることが可能で
ある。
The gas flow rotation prevention bodies 51 may be arranged only in the circumferential differential user 35, but here, a large number of gas flow rotation prevention bodies 51 are disposed throughout the circumferential direction of both the circumferential differential user 35 and the central differential user 36. The ball is made up of a group of 52 elliptical balls 52, of which 173 of the elliptical balls 52 are heavy solid bodies, and the rest are light hollow bodies. When a difference in weight is provided in this way, the heavy elliptical ball 52 is located at the lower part of the annular circumferential differential user 35 and the circular center differential user 36 due to gravity, so that the entire group of elliptical poles 52 is moved to the circumferential differential user 35.
And it can be in a stationary state within the center-centered differential user 36. In this example as well, it is possible to keep the elliptical ball 52 stationary using magnetic force, as described in the first embodiment.

各楕円状ボール52は、円周デフユーザ35(円心デフ
ユーザ36)との隙間か可及的に小さくなる形状に形成
されていで、その上下および中央に、環状溝52a、5
2b、52cを有し、展開状態では千鳥状に二列配列さ
れている。そして上下の環状溝52aおよび52bには
、ロータ14側に固定した環状のガイドレール53aが
嵌まり、中央の環状溝52cには、ロータ14(円周デ
フユーザ35、円心デフユーザ36)に一体に設けた突
起54が嵌まる。また二列の楕円状ボール52の中間に
は、フリーな環状のガイドレール53bが嵌まり、これ
らが楕円状ボール52の自由な回転を保証するとともに
倒れをなくする。またロータ14の加速時にあいで、こ
の環状のガイドレール53bの慣性力は楕円状ボール5
2を静止状態にするのを助ける。この構造によると、各
楕円状ボール52には転がり摩擦だけが作用するから、
摩擦が少なく、よってこれらを静止状態にして上記作用
を良好に行なわせることができる。この楕円状ボール5
2およびガイドレール53a、53bは高速度鋼、ステ
ライト、超硬質合金等で製作することが好ましい。
Each elliptical ball 52 is formed in a shape that minimizes the gap with the circumferential differential user 35 (circular differential user 36), and has annular grooves 52a, 5 in the upper, lower, and center portions thereof.
2b and 52c, and are arranged in two rows in a staggered manner in the unfolded state. An annular guide rail 53a fixed to the rotor 14 side is fitted into the upper and lower annular grooves 52a and 52b, and an annular guide rail 53a fixed to the rotor 14 side is fitted into the central annular groove 52c. The provided protrusion 54 is fitted. Furthermore, a free annular guide rail 53b is fitted between the two rows of elliptical balls 52, which ensures free rotation of the elliptical balls 52 and prevents them from falling. Also, when the rotor 14 accelerates, the inertia of the annular guide rail 53b is reduced by the elliptical ball 5.
2 to a stationary state. According to this structure, since only rolling friction acts on each oval ball 52,
Since there is little friction, these can be kept stationary and the above operations can be carried out well. This oval ball 5
2 and the guide rails 53a, 53b are preferably made of high speed steel, stellite, super hard alloy, etc.

第16図および第17図は、ガス流回転防止体51の他
の例を示す。このガス流回転防止体51は、円周デフユ
ーザ35(円心デフユーザ36)内のガイドレール57
.57間に二列のベース球55を配設するとともに、二
列のへ−ス球55の中央に跨がって乗せるように、サブ
球56を並べでなっている。このベース球55およびサ
ブ球56は、楕円状ボール52と同しく、円周デフユー
ザ35(円心デフユーザ36)の円周方向の全体に渡っ
て配置されでおり、かつ例えばその全体数の1/3が重
量の大きい中実体、残りが重量の軽い中空体から構成さ
れていで、重いベース球55およびサブ球56を円周デ
フユーザ35(円心デフユーザ36)の下方に位置させ
て、全体を静止状態とすることができる。
16 and 17 show other examples of the gas flow rotation prevention body 51. FIG. This gas flow rotation prevention body 51 is connected to a guide rail 57 in the circumferential differential user 35 (circular differential user 36).
.. Two rows of base balls 55 are arranged between the two rows of base balls 55, and sub balls 56 are arranged so as to straddle the center of the two rows of base balls 55. The base sphere 55 and the sub spheres 56, like the elliptical balls 52, are arranged over the entire circumferential direction of the circumferential differential user 35 (the central differential user 36), and are, for example, 1/1/2 of the total number. 3 is a heavy solid body, and the rest are light weight hollow bodies.The heavy base sphere 55 and sub sphere 56 are positioned below the circumferential differential user 35 (center differential user 36), and the whole is stationary. It can be a state.

これらのベース球55およびサブ球56は、それぞれ隣
接するベース球55およびサブ球56と一点て接触し、
また線状のレール55aに接触して、ロータ14の回転
に伴ない転がり摩擦たけで回転するので、少ない摩擦で
静止状態とすることが可能である。ベース球55および
サブ球56は、鉛、アンバー、ステンレス鋼、チタン、
あるいはチタン合金等から構成するのが望ましい。
These base spheres 55 and sub spheres 56 are in contact with adjacent base spheres 55 and sub spheres 56 at one point, respectively,
Further, since it comes into contact with the linear rail 55a and rotates due to rolling friction as the rotor 14 rotates, it is possible to keep it stationary with little friction. The base ball 55 and the sub-ball 56 are made of lead, amber, stainless steel, titanium,
Alternatively, it is preferable to use a titanium alloy or the like.

なお上記楕円状ボール52の間、およびベース球55と
サブ球56の間の隙間は、これらを適切な間隔で配置す
ることによって、遠心圧縮経路33から求心経路34へ
、あるいは求心経路34から遠心圧縮経路33へのガス
の流れを生しさせることができる。
Note that the gaps between the elliptical balls 52 and between the base sphere 55 and the sub-sphere 56 can be arranged at appropriate intervals to provide a space between the centrifugal compression path 33 and the centripetal path 34, or from the centripetal path 34 to the centrifugal compression path 34. A flow of gas to the compression path 33 can be generated.

重量の重い楕円状ボール52およびベース球55、サブ
球56は、ロータ14の運転が安定すれば、円周デフユ
ーザ35(円心デフユーザ36)の下方に位置するが、
最初から安定させるために、例えばモーフ13の駆動は
自動周波数変を旧こよるソフトスターターとして、ロー
タ14の回転数が徐々に増加するようにすることが可能
である。
The heavy elliptical ball 52, base ball 55, and sub-ball 56 are located below the circumferential differential user 35 (center differential user 36) when the operation of the rotor 14 is stable.
In order to stabilize the drive from the beginning, it is possible, for example, to drive the morph 13 by using an old-fashioned soft starter with automatic frequency change so that the rotational speed of the rotor 14 gradually increases.

第18図ないし第20図は本発明の第三の実施例を示す
。この実施例は、上記第二の実施例における圧縮羽根3
7を備えた遠心圧縮経路33、および求心無作用羽根5
0%備えた求心経路34をそれぞれ遠心圧縮バイブロ1
、および求心無作用バイブロ2から構成し、これらに連
通する円周デフユーザ35および円心デフユーザ36も
バイブ体から構成したものである。この他の部分は第二
の実施例と同一である。遠心圧縮バイブロ]と求心作用
バイブロ2との間には、断熱層48を介在させ、また円
周デフユーザ36間は補強板63によって補強されてい
る。
18 to 20 show a third embodiment of the present invention. This embodiment is similar to the compression vane 3 in the second embodiment.
a centrifugal compression path 33 with 7 and a centrifugal passive vane 5
The centripetal compression path 34 with 0%
, and a centripetal non-acting vibro 2, and a circumferential differential user 35 and a circular differential user 36 communicating therewith are also configured from a vibrator body. The other parts are the same as the second embodiment. A heat insulating layer 48 is interposed between the centrifugal compression vibro] and the centripetal action vibro 2, and the space between the circumferential differential users 36 is reinforced by a reinforcing plate 63.

第19図および第20図には、遠心圧縮バイブロ1およ
び求心無作用バイブロ2の平面形状例が示されているが
、この形状は、第2図および第13図に示した圧縮羽根
37および求心無作用羽根50の形状とほぼ同しである
。このような管構造によると、ロータ14の構造の単純
化、軽量化を図ることかでき、したがってモータ13の
始動トルクは小ざく、加速しやすくなる。
19 and 20 show examples of the planar shapes of the centrifugal compression vibro 1 and the centripetal non-acting vibro 2. The shape is almost the same as that of the non-acting blade 50. According to such a tube structure, the structure of the rotor 14 can be simplified and the weight can be reduced, so that the starting torque of the motor 13 is small and acceleration becomes easier.

ざらにこの実施例では、ケーシング11の出口孔31に
遠心減速増圧装置70か付設されている。この遠心減速
増圧装置70は第一、第二の実施例の装置にも勿論適用
できるものである。この装置は、第18図および第21
図ないし第23図に示すように、一定の高ざ1−ソ有す
る両端の閉じた環状筒7]の一端部に、該環状筒71の
ほぼ接線方向に向けて流入管72を開口させるとともに
、他端部に、同しく該環状間71のほぼ接線方向であっ
て、環状筒71内にあけるガス流の回転方向に向けた流
出管73を開口させでなっでいる。流出管73は流入管
72よりも大径であり、環状筒7]は流出管73よりも
大径である。また、流入管72はケーシング11の出口
孔21に接続されており、流出管73には逆止弁74か
設けられている。環状筒71は、図示例のように流入管
72側の端部がら流出管73側の端部に向けてだんだん
半径を大きくする二重の直円錐台状とするのが望ましい
が、単に両端の閉じた円筒状管または中空の直円錐台で
もよい。ざらに断熱性を高めるためその外側を断熱材で
でうことか好ましい。
Roughly speaking, in this embodiment, a centrifugal deceleration and pressure increase device 70 is attached to the outlet hole 31 of the casing 11. This centrifugal deceleration and pressure increase device 70 can of course be applied to the devices of the first and second embodiments. This device is shown in Figures 18 and 21.
As shown in FIGS. 23 to 23, an inflow pipe 72 is opened at one end of an annular cylinder 7 having a constant height and closed at both ends in a substantially tangential direction of the annular cylinder 71, At the other end, an outflow pipe 73 is opened, which is also substantially tangential to the annular space 71 and is oriented in the rotational direction of the gas flow in the annular cylinder 71 . The outflow pipe 73 has a larger diameter than the inflow pipe 72, and the annular cylinder 7] has a larger diameter than the outflow pipe 73. Further, the inflow pipe 72 is connected to the outlet hole 21 of the casing 11, and the outflow pipe 73 is provided with a check valve 74. It is preferable that the annular cylinder 71 has a double right circular truncated cone shape whose radius gradually increases from the end on the inflow pipe 72 side to the end on the outflow pipe 73 side as shown in the illustrated example. It may be a closed cylindrical tube or a hollow truncated cone. It is preferable to cover the outside with a heat insulating material to increase the heat insulation properties.

I5状筒71に高速(例えば超音速)で流入しでくるガ
ス流の運動エネルギは、環状筒71内のガス流の回転力
となり、またこの回転ガス流の慣性力は、流入してくる
ガス流が流入しやすいように作用してガス流の流入を容
易にし、衝撃波の発止を防止する。そして流入管72と
流出管73の間の環状筒71内でガス流が回転を繰り返
しているうちに、ガス流は、遠心力による環状筒71周
壁との摩擦力によって、減速され(音速以下となり)、
圧力を高めで流出管73がら出て行く。すなわち高速ガ
ス流が環状筒71内で減速することにより、動圧か減少
して静圧が高くなり、高圧低速流となって流出する。こ
れは断熱変化であり、等エントロピ変化であって、低エ
ンタルピて環状間71内に流入したガスが高エンクルピ
となって流出し、気室真空装謂23に入る前のエンタル
ピに回復する。
The kinetic energy of the gas flow flowing into the I5-shaped cylinder 71 at high speed (for example, supersonic speed) becomes the rotational force of the gas flow inside the annular cylinder 71, and the inertia of this rotational gas flow It acts to facilitate the inflow of the gas flow and prevents the generation of shock waves. While the gas flow repeats rotation within the annular cylinder 71 between the inflow pipe 72 and the outflow pipe 73, the gas flow is decelerated (below the speed of sound) by the frictional force with the circumferential wall of the annular cylinder 71 due to centrifugal force. ),
It exits through the outflow pipe 73 with increased pressure. That is, as the high-speed gas flow is decelerated within the annular cylinder 71, the dynamic pressure decreases, the static pressure increases, and the gas flows out as a high-pressure low-velocity flow. This is an adiabatic change and an isentropic change, in which the gas that flows into the annular gap 71 with low enthalpy flows out with high enthalpy and recovers to the enthalpy before entering the air chamber vacuum arrangement 23.

このとき、図示例のように環状間71の半径を入口側よ
り出口側の方が大きくなるようにしでおくと、遠心力は
出口側の方により大きく作用するようになり、ざらに入
口側の圧力を低くしで流入ガスを流入しやすくし、増圧
効果を高めると共に、高速ガス流の再圧縮を防止するこ
とができ、策士真空機能を高めることができる。この例
では環状筒71は二重構造となっているので、ざらにガ
スの逆流を防止することができる。逆止弁74は、運転
停止等の流量の急激な変化による逆流を防ぐ、すなわち
、この遠心減速増圧装置は、気室真空装置から噴射され
る高速ガス流のエンタルピを回復する際に、有効に衝撃
波と再圧縮を防止するものである。
At this time, if the radius of the annular gap 71 is set to be larger on the outlet side than on the inlet side as shown in the illustrated example, the centrifugal force will act more strongly on the outlet side, and the radius will be larger on the inlet side. Lowering the pressure makes it easier for the inflow gas to flow in, increasing the pressure increase effect, and preventing recompression of the high-speed gas flow, thereby improving the vacuum function. In this example, since the annular cylinder 71 has a double structure, backflow of gas can be roughly prevented. The check valve 74 prevents backflow due to sudden changes in flow rate such as when the operation is stopped.In other words, this centrifugal deceleration and pressure increase device is effective in recovering the enthalpy of the high-speed gas flow injected from the air chamber vacuum device. This is to prevent shock waves and recompression.

本発明の遠心圧縮機は、その適用分野を問わないが、第
24図は地中熱交換装置100の圧縮機101として利
用した例を示す。この地中熱交換装置100は、地中に
ポーリングした孔+02内に、内部に冷媒ガス(液化ガ
ス)を封入したバイブ体からなる熱交換ユニット103
%挿入し、この熱交換ユニット103および地上循環管
路104内で冷媒を循環させるもので、熱交換ユニット
103の下端には液化冷媒溜105が設けられている。
Although the centrifugal compressor of the present invention can be applied to any field, FIG. 24 shows an example in which it is used as a compressor 101 of an underground heat exchange device 100. This underground heat exchange device 100 consists of a heat exchange unit 103 consisting of a vibrator in which refrigerant gas (liquefied gas) is sealed inside a hole +02 that is polled underground.
% and circulates the refrigerant within the heat exchange unit 103 and the above-ground circulation pipe 104. A liquefied refrigerant reservoir 105 is provided at the lower end of the heat exchange unit 103.

地中熱交換装]100は、この熱交換ユニット103内
で気相に変化した冷媒を圧縮しで液相に変化させるため
に用いられる。この地中熱交換装置100では、地中と
地上熱交換装置106との間で熱交換か行なわれ、例え
ば貯湯タンク107内に湯か貯えられる。108は膨張
弁である。
The underground heat exchange system 100 is used to compress the refrigerant that has changed into a gas phase in the heat exchange unit 103 and change it into a liquid phase. In this underground heat exchange device 100, heat exchange is performed between the underground heat exchange device 106 and the above ground heat exchange device 106, and hot water is stored in a hot water storage tank 107, for example. 108 is an expansion valve.

本発明の遠心圧縮機は、循環経路に大量の潤滑油か分溜
滞留して管路を塞ぐことかないので、このような地中熱
交換装置に利用すると、過大な動力を必要とすることな
く、円滑に冷媒を圧縮および循環させることができる。
Since the centrifugal compressor of the present invention does not cause a large amount of lubricating oil to accumulate in the circulation path and block the pipeline, it can be used in such underground heat exchange equipment without requiring excessive power. , the refrigerant can be compressed and circulated smoothly.

「発明の9力果」 以上のように本発明の遠心圧縮機は、ケーシング内に回
転自在に支持され、モータによって回転駆動されるロー
タ自体に、遠心圧縮経路、求心経路、および円周デフユ
ーザが設けられていで、しかも圧縮ガスの流出口かロー
タの軸部にあるため、ガスの漏洩の問題か根本的に解決
される。すなわち従来の遠心圧縮機のような圧縮羽根と
固定ケーシングとの間の漏洩損失、機械損失、円板摩j
察損失等の殆′どない効率のよい遠心圧縮機を得ること
かできる。また小型で軽重で小容量でありなから、圧縮
比の高い遠心圧縮機か実現できるため、広い用途を期待
することができる。特に冷暖房・給湯・冷凍サイクル用
の圧縮機として奸jである。
"Nine Achievements of the Invention" As described above, the centrifugal compressor of the present invention has a centrifugal compression path, a centripetal path, and a circumferential differential user in the rotor itself, which is rotatably supported within the casing and rotationally driven by the motor. Moreover, since it is located at the compressed gas outlet or at the shaft of the rotor, the problem of gas leakage is fundamentally solved. In other words, there are leakage losses, mechanical losses, and disc friction between the compression vanes and the fixed casing as in conventional centrifugal compressors.
Therefore, it is possible to obtain an efficient centrifugal compressor with almost no loss. In addition, since it is small, light and heavy, and has a small capacity, it can be used as a centrifugal compressor with a high compression ratio, so it can be expected to have a wide range of applications. It is especially dangerous as a compressor for air conditioning, hot water supply, and refrigeration cycles.

【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の遠心圧縮機の第一の実施例を示す縦断
面図、第2図は第1図のII −II線に沿う断面図、
第3図、第4図、および第5図は、ロータの円心デフユ
ーザ、求心経路および円周デフユーザ内に挿入するガス
流回転防止体の平面図、側面図、および背面図、第6図
は第5図の部分拡大図、第7図は第6図の右側面図、第
8図、第9図、第10図は、第6図の■、■線、IX−
IX線、X−X線に治う断面図、第11図は第9図の刈
−XI線に沿う断面図、第12図は本発明の遠心圧縮機
の第二の実施例を示す縦断面図、第13図は第12図の
訓−X[[+線に治う断面図、第14図は第12図の窟
部の拡大詳細図、第15図は第14図のxv−xv線に
治う断面展開図、第16図はガス流回転防止体の他の例
を示す第14図と対応する部分拡大図、第17図は第1
6図のX■−X■線に治う断面図、第18図は本発明の
遠心圧縮機の第三の実施例を示す縦断面図、第19図、
第20図はツレぞれ第18図(7)XIX−XIX、x
x−XX線に治う断面図、第21図は遠心減速増圧装置
の正面図、第22図および第23図は第21図のXX 
II −X X II線、xxm−xxm線に沿う断面
図、第24図は本発明遠心圧縮機を地中熱交換装置に用
いた例を示す概念的接続図である。 11・・・ケーシング、12・・・断熱材、13・・・
モータ、]4・・・ロータ、+4a・・・吸入管、14
b・・・吐出管、15・・・環状空間、16〜19・・
・軸受、20・・・入口孔、2]・・・出口孔、22・
・・入口側気記真空装百、23・・・出口側気密真空装
=、30・・・バイパス管、32・・・サージング防止
用気密真空製画、33・・・遠心圧縮経路、34・・・
求心経路、35・・・円周デフユーザ、36・・・円心
デフユーザ、37・・・遠心圧縮羽根、4o、51・・
・ガス流回転防止体、48・・・断熱層、50・・・求
心無作用羽根、61・・・遠心圧縮バイブ、62・・・
求心無作用パイプ、70・・・遠心減速増圧装置。
[Brief Description of the Drawings] Fig. 1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of the centrifugal compressor of the present invention, Fig. 2 is a sectional view taken along line II-II in Fig. 1,
3, 4, and 5 are a plan view, a side view, and a rear view of the gas flow rotation prevention body inserted into the rotor's circular differential user, centripetal path, and circumferential differential user, and FIG. 6 is a Figure 5 is a partially enlarged view, Figure 7 is a right side view of Figure 6, Figures 8, 9, and 10 are the ■, ■ lines, and IX-
11 is a sectional view taken along line IX and X-X, FIG. 11 is a sectional view taken along line K-XI in FIG. 9, and FIG. 12 is a longitudinal section showing a second embodiment of the centrifugal compressor of the present invention. Figure 13 is a cross-sectional view taken along the line - 16 is a partially enlarged view corresponding to FIG. 14 showing another example of the gas flow rotation prevention body, and FIG.
6 is a sectional view taken along the line X■-X■, FIG. 18 is a longitudinal sectional view showing a third embodiment of the centrifugal compressor of the present invention, FIG. 19,
Figure 20 is the same as Figure 18 (7) XIX-XIX, x
21 is a front view of the centrifugal deceleration and pressure increase device, and 22 and 23 are XX in FIG.
FIG. 24 is a cross-sectional view taken along line II-X 11...Casing, 12...Insulating material, 13...
Motor, ]4... Rotor, +4a... Suction pipe, 14
b...Discharge pipe, 15...Annular space, 16-19...
・Bearing, 20...Inlet hole, 2]...Outlet hole, 22・
... Inlet side air-tight vacuum system, 23... Outlet side air-tight vacuum system =, 30... Bypass pipe, 32... Air-tight vacuum drawing for surging prevention, 33... Centrifugal compression path, 34.・・・
Centripetal path, 35... Circumferential differential user, 36... Circular differential user, 37... Centrifugal compression vane, 4o, 51...
- Gas flow rotation prevention body, 48... heat insulation layer, 50... centripetal non-acting vane, 61... centrifugal compression vibe, 62...
Centripetal non-acting pipe, 70...Centrifugal deceleration and pressure increase device.

Claims (24)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)回転駆動されるロータに、 その軸部の一端に位置する流入口と; この流入口に連通し、回転中心側から外方に延びる少な
くとも一つの遠心圧縮経路と; 上記遠心圧縮経路の外端部に連通する環状の円周デフュ
ーザと; この円周デフューザから回転中心側に延びる少なくとも
一つの求心経路と; この求心経路に連通する、ロータの他端軸部に設けた流
出口と; 上記円周デフューザにおけるガス流の回転を防止するガ
ス流回転防止体と; を設けたことを特徴とする遠心圧縮機。
(1) An inflow port located at one end of the shaft of the rotor that is driven to rotate; at least one centrifugal compression path that communicates with the inflow port and extends outward from the rotation center; an annular circumferential diffuser communicating with the outer end; at least one centripetal path extending from the circumferential diffuser toward the rotation center; an outlet provided on the other end shaft of the rotor communicating with the centripetal path; A centrifugal compressor comprising: a gas flow rotation prevention member that prevents rotation of the gas flow in the circumferential diffuser;
(2)特許請求の範囲第1項において、遠心圧縮経路、
円周デフューザ、および求心経路は複数段設けられ、隣
り合う求心経路と遠心圧縮経路の内端部は、環状の円心
デフューザに連通している遠心圧縮機。
(2) In claim 1, a centrifugal compression path;
A centrifugal compressor in which a circumferential diffuser and a centripetal path are provided in multiple stages, and the inner ends of the adjacent centripetal path and centrifugal compression path communicate with an annular circular center diffuser.
(3)特許請求の範囲第1項または第2項において、ガ
ス流回転防止体は、円周デフューザおよび求心経路内の
一部、または円周デフューザ、求心経路、および円心デ
フューザ内の一部に位置し、ロータの回転中において、
静止状態でガス流の回転を防止するものである遠心圧縮
機。
(3) In claim 1 or 2, the gas flow rotation prevention body is a part of the circumferential diffuser and the centripetal path, or a part of the circumferential diffuser, the centripetal path, and the circular diffuser. , and while the rotor is rotating,
A centrifugal compressor that prevents rotation of the gas flow in a stationary state.
(4)特許請求の範囲第1項または第2項において、ガ
ス流回転防止体は、円周デフューザ内に位置し、または
円周デフューザおよび円心デフューザ内に位置して、そ
れぞれのデフューザ内でのガス流の回転を防止するもの
であり、求心経路には、ガス流をそのヘッドを変化させ
ることなく円心デフューザに導く求心無作用羽根が設け
られている遠心圧縮機。
(4) In claim 1 or 2, the gas flow rotation prevention body is located within a circumferential diffuser, or within a circumferential diffuser and a circular center diffuser, and is located within each diffuser. A centrifugal compressor in which the centripetal path is provided with centripetal passive vanes that direct the gas flow to a circular diffuser without changing its head.
(5)特許請求の範囲第4項において、求心無作用羽根
には、その入口側に、ガスの流速を得るためのノズルが
形成されている遠心圧縮機。
(5) A centrifugal compressor according to claim 4, wherein the centripetal non-acting vane has a nozzle formed on its inlet side for obtaining a gas flow velocity.
(6)特許請求の範囲第1項ないし第5項のいずれか一
において、隣り合う遠心圧縮経路と求心経路の間には、
断熱層が介在している遠心圧縮機。
(6) In any one of claims 1 to 5, between the adjacent centrifugal compression path and the centripetal path,
A centrifugal compressor with a heat insulating layer.
(7)特許請求の範囲第1項ないし第6項のいずれか一
において、遠心圧縮経路と求心経路は、ともにパイプ体
から構成されている遠心圧縮機。
(7) A centrifugal compressor according to any one of claims 1 to 6, wherein both the centrifugal compression path and the centripetal path are constructed from pipe bodies.
(8)特許請求の範囲第1項ないし第7項のいずれか一
において、円周デフューザまたは(および)円心デフュ
ーザは、ともにパイプ体からなっている遠心圧縮機。
(8) The centrifugal compressor according to any one of claims 1 to 7, wherein the circumferential diffuser and/or the central diffuser are both made of pipe bodies.
(9)回転駆動されるロータの軸部両端に、流入口と流
出口を設けるとともに、このロータを中空のケーシング
内に回転自在に支持し、 上記ロータに、 上記流入口に連通し、回転中心側から外方に延びる遠心
圧縮経路と;上記遠心圧縮経路の外端部に連通する環状
の円周デフューザと;この円周デフューザから回転中心
側に延びる求心経路と;この求心経路に連通する上記流
出口と;上記円周デフューザにおけるガス流の回転を防
止するガス流回転防止体と;を設け、 さらに上記流出口または(および)流入口と、ケーシン
グとの境界部分を高速ガス流として通過する構造とした
気密真空装置を設けたことを特徴とする遠心圧縮機。
(9) An inlet and an outlet are provided at both ends of the shaft of the rotor that is driven to rotate, and the rotor is rotatably supported in a hollow casing, and the rotor is connected to the inlet and the rotation center is a centrifugal compression path extending outward from the side; an annular circumferential diffuser communicating with the outer end of the centrifugal compression path; a centripetal path extending from the circumferential diffuser toward the center of rotation; and a centripetal path communicating with the centripetal path. an outflow port; and a gas flow rotation prevention body that prevents rotation of the gas flow in the circumferential diffuser; further, the gas flow passes through the boundary between the outflow port or (and) the inflow port and the casing as a high-speed gas flow. A centrifugal compressor characterized by being equipped with an airtight vacuum device.
(10)特許請求の範囲第9項において、遠心圧縮経路
、円周デフューザ、および求心経路は複数段設けられ、
隣り合う求心経路と遠心圧縮経路の内端部は、環状の円
心デフューザに連通している遠心圧縮機。
(10) In claim 9, the centrifugal compression path, the circumferential diffuser, and the centripetal path are provided in multiple stages,
In the centrifugal compressor, the inner ends of the adjacent centripetal path and centrifugal compression path communicate with an annular circular diffuser.
(11)特許請求の範囲第9項または第10項において
、ガス流回転防止体は、円周デフューザおよび求心経路
内の一部、または円周デフューザ、求心経路、および円
心デフューザ内の一部に位置して、ロータの回転中にお
いて、静止状態でガス流の回転を防止するものである遠
心圧縮機。
(11) In claim 9 or 10, the gas flow rotation prevention body is a part of the circumferential diffuser and the centripetal path, or a part of the circumferential diffuser, the centripetal path, and the circular diffuser. A centrifugal compressor that is located in a stationary state and prevents the gas flow from rotating while the rotor is rotating.
(12)特許請求の範囲第9項または第10項において
、ガス流回転防止体は、円周デフューザ内に位置し、ま
たは円周デフューザおよび円心デフューザ内に位置して
それぞれのデフューザ内でのガス流の回転を防止するも
のであり、求心経路には、ガス流をそのヘッドを変化さ
せることなく円心デフューザに導く求心無作用羽根が設
けられている遠心圧縮機。
(12) In claim 9 or 10, the gas flow rotation prevention body is located within the circumferential diffuser, or within the circumferential diffuser and the circular diffuser, and A centrifugal compressor that prevents rotation of the gas flow and in which the centripetal path is provided with centripetal passive vanes that direct the gas flow to a circular diffuser without changing its head.
(13)特許請求の範囲第12項において、求心無作用
羽根には、その入口側に、ガスの流速を得るためのノズ
ルが形成されている遠心圧縮機。
(13) A centrifugal compressor according to claim 12, wherein the centripetal non-acting vane has a nozzle formed on its inlet side for obtaining a gas flow rate.
(14)特許請求の範囲第9項ないし第13項のいずれ
か一において、隣り合う遠心圧縮経路と求心経路の間に
は、断熱層が介在している遠心圧縮機。
(14) The centrifugal compressor according to any one of claims 9 to 13, wherein a heat insulating layer is interposed between the adjacent centrifugal compression path and the centripetal path.
(15)特許請求の範囲第9項ないし第14項のいずれ
か一において、ケーシング内には、ロータを駆動するモ
ータが密閉されている遠心圧縮機。
(15) A centrifugal compressor according to any one of claims 9 to 14, wherein a motor for driving a rotor is sealed in a casing.
(16)特許請求の範囲第9項ないし第15項のいずれ
か一において、ロータの流出口に連通するケーシングの
ガス流路に、バイパス管を介してロータの流入口に連通
しているスリット部分を高速ガス流として通過する構造
としたサージング防止用の気密真空装置を有する遠心圧
縮機。
(16) In any one of claims 9 to 15, a slit portion that communicates with the inlet of the rotor via a bypass pipe in the gas flow path of the casing that communicates with the outlet of the rotor. A centrifugal compressor equipped with an airtight vacuum device to prevent surging, which allows gas to pass through as a high-speed gas flow.
(17)特許請求の範囲第9項ないし第16項のいずれ
か一において、ロータの流出口に連通するケーシングの
出口孔には、両端の閉じた円筒状管と;この円筒状管の
一端に、上記ケーシングの出口孔に連通する、上記円筒
状管の接線方向の流入管と;上記円筒状管の他端に、上
記円筒状管内のガス流の回転方向に向かって開口してい
る、上記円筒状管の接線方向の流出管とを有する遠心減
速増圧装置が設けられている遠心圧縮機。
(17) In any one of claims 9 to 16, the outlet hole of the casing communicating with the outlet of the rotor has a cylindrical tube with both ends closed; , an inflow pipe tangential to the cylindrical tube communicating with an outlet hole of the casing; and an inlet pipe opening at the other end of the cylindrical tube in the direction of rotation of the gas flow in the cylindrical tube; A centrifugal compressor is provided with a centrifugal reducer and pressure booster having a tangential outflow pipe of a cylindrical tube.
(18)特許請求の範囲第17項において、両端の閉じ
た円筒状管は、その半径が流入管から流出管にかけて徐
々に大きくなっている遠心圧縮機。
(18) The centrifugal compressor according to claim 17, wherein the cylindrical tube with both ends closed has a radius that gradually increases from the inlet tube to the outlet tube.
(19)特許請求の範囲第17項または第18項におい
て、両端の閉じた円筒状管が二重になった、両端の閉じ
た環状筒となっている遠心圧縮機。
(19) The centrifugal compressor according to claim 17 or 18, wherein the cylindrical tube with both ends closed is doubled to form an annular tube with both ends closed.
(20)特許請求の範囲第9項ないし、第19項のいず
れか一において、遠心圧縮経路と求心経路は、ともにパ
イプ体から構成されている遠心圧縮機。
(20) The centrifugal compressor according to any one of claims 9 to 19, wherein both the centrifugal compression path and the centripetal path are constructed from pipe bodies.
(21)特許請求の範囲第9項ないし第20項のいずれ
か一において、円周デフューザまたは(および)円心デ
フューザは、ともにパイプ体からなっている遠心圧縮機
(21) The centrifugal compressor according to any one of claims 9 to 20, wherein the circumferential diffuser and/or the central diffuser are both made of pipe bodies.
(22)特許請求の範囲第9項ないし第21項のいずれ
か一において、ケーシングの外側は断熱材によって覆わ
れている遠心圧縮機。
(22) The centrifugal compressor according to any one of claims 9 to 21, wherein the outside of the casing is covered with a heat insulating material.
(23)特許請求の範囲第9項ないし第22項のいずれ
か一において、ケーシングの内側、または(および)ロ
ータの外側に放射熱を反射する反射材料を施した遠心圧
縮機。
(23) The centrifugal compressor according to any one of claims 9 to 22, wherein a reflective material that reflects radiant heat is provided on the inside of the casing or (and) the outside of the rotor.
(24)特許請求の範囲第17項ないし第23項のいず
れか一において、遠心減速増圧装置の外側が断熱材によ
って覆われている遠心圧縮機。
(24) The centrifugal compressor according to any one of claims 17 to 23, wherein the outside of the centrifugal speed reduction and pressure increase device is covered with a heat insulating material.
JP7969086A 1985-08-05 1986-04-07 Centrifugal compressor Pending JPS62203997A (en)

Applications Claiming Priority (3)

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JP17101785 1985-08-05
JP60-171017 1985-08-05
JP60-262660 1985-11-25

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017168479A1 (en) * 2016-03-28 2017-10-05 三菱重工コンプレッサ株式会社 Rotary machine

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