JPS62210295A - 多段軸流圧縮機の放風装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は多段軸流圧縮機の放風装置に係り、特に放風通
路近傍の作動流体の乱れを防ぐようにした多段軸流圧縮
機の放風装置に関する。

（従来の技術） 一般に、高圧力比の多段軸流圧縮機の起動時のサージン
グを防止する装置として、例えば特開昭５９−１６８２
９６Ｍ公報に記載の放風装置が知られている。この装置
は、第６図Ｊ３よび第７図に示したように、ロータ１に
固着された動翼２とケーシング３に固着された静翼４と
から成る一段落を軸方向に複数個組み合わ往、ロータ１
とケーシング３の間に作動流体が流れる主流通路５を形
成酸してなる、多段軸流圧縮機のケーシング３外周に放
風室６を形成し、この放風室６と上記主流通路５を連通
ずるようにケーシングに形成されたリング状または局方
に等開隔の複数の開孔からなる放風通路７を介して作動
流体を放風室６内に流入させ、放風室６に接続する放風
弁８を開放して放風を行なうようにしたもので、起動時
の低回転数域において、上流段落を流れる作動流体の流
通を増加させ流逍不足によるサージングを防止すると共
に放風弁８を開放して中間段落より作動流体を放風する
ことにより下流段落を流れる作動流体の流出を減少させ
てヂョークを防止り−るようにしている。また、圧縮機
の回転数が設Ｊ１回転数まで上昇すると、上流段落の圧
力上界と下流段落の圧力上昇のバランスがどれ仝段落同
一の流呈でも安定した作動状態となるので、放風弁８を
閉じ放風を停止するＪ：うにしている。

（発明が解決しようどする問題点〉 ところで、このような従来の放風装置にあっては、設計
回転数まで上背し放風を行なわない時に、放風通路近傍
のｒＢＪＩＡまたは静翼に励振力が発生するという問題
があった。この励振力の発生原因を以下に説明する。第
８図は低回転数域ぐ放風を行なっている時の放風通路７
近傍の流れの状態を示したもので、放風通路７は放風状
ｆｆ３　′ｃ流れが適正となるように形成されているの
で放風される作動流体は流線９で示すにうに放風通路７
を経て放風室６に滑らかに導かれる。また、主流通路５
の外壁近傍を流れる１流は流線１０Ｔ：示ずように清ら
かに下流段落に流れる。これに対して、放風を行なわな
い時は、放風通路７の入口部が主流通路５に開口する構
成どなっているので、この放風通路７における流れが淀
んだ状態となり、第９図に示したように、放風通路７内
には上記主流１０によりうず流れ１１ａが発生ずる。ま
た、上記主流１０内にも放風通路７の影響によりうず流
れ１１ｂが発生するので、外壁近傍を流れる主流１０に
は乱れが生じる。そして、このうず流れ１１ａ、１１ｂ
は極めて不安定でかつ主流通路５の周方向に不均一に発
生するものなので、動翼または静翼に励振力を発生さけ
、翼を疲労破損させる問題があった。

そこで、本発明は上記従来技術が有する問題点を解消し
、放風通路近傍の主流の乱れを低減して翼の励振力を抑
え、翼の疲労破損を防止するようにした多段軸流圧縮様
の放風装置を提供Ｊることを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成Ｊるために、本発明はケーシング外周に
設けられた放風室と、この放風室と作動流体が流れる主
流通路とを連通ずる放風通路と、上記放風室に接続され
作動流体の外部への排出を満面する放風弁とを備えた多
段軸流圧縮機の放１！１１装置において：上記放風通路
を開開する封止リングと、この封止リングを移ωｌ−４
６駆動装置と、この駆ｉＦＪ　Ｖｔ置を制御する制御装
置とから構成される。

（作　用） 封止リングが所定量移動し、所定の放風通路面積が得ら
れるように制御装置から駆動装置に駆動信号が出力され
る。この駆動信号に基づいて駆動装置が作Ｅ）ノし、駆
動装置に連結された封止リングが開開移動する。このよ
うにして、圧！！？ｉｎの起動時および停止時のみ放風
通路を開口して放風を行ない、放風を行なわない圧縮機
の設４回転数ｊｒ、′Ｘは放漫通路を閉塞することによ
り、放風通路近傍の作動流体の乱れを防ぐことができる
。

（実施例） 以下、本発明による多段軸流圧縮機の放風装置の実施例
を第１図乃至第５図を参照して説明する。

なお、従来と同一部分には同一符号を用いる。

第１図にＪ３いて符号１はロータを示し、このロータ１
に固着された動翼２とケーシング３に固着された静翼４
とから成る一段落を軸方向に複数個組み合わせることに
より多段軸流圧縮機が構成される。

上記ケーシング３は上流側の第１ケーシング３ａと下流
側の第２ケーシング３ｂとに分割でき、ケーシング３ａ
、３ｂのそれぞれの端部には略Ｕ字状の第１フランジ１
２ａと第２７ランジ１２ｂがケーシングと一体に形成さ
れている。しかして、上記第１および第２ケーシング３
ａ、３ｂを組み立て、第１および第２フランジ１２ａ、
１２ｂをボルト１３で締め付Ｃノると、ケーシング３の
外周部には環状の放風室６が形成される。また、この放
風室６と作動流体が流れる主流通路５とを仕切るケーシ
ング壁３Ｃにはリング状の放風通路７ａが形成され、こ
の放風通路７ａを経て主流通路５より放風室６内に流入
する作動流体は放風室に接続するＭ　Ｊｉ弁（図示せず
）よりυ１出されるようになっている。また、上記放風
通路７ａには放風通路７ａを開閉する封止リング１４が
図示のように設けられ、この封止リング１４は第１ケー
シング３ａのケーシング１３Ｇに摺動可能に嵌合されて
いる。上記封止リング１４の放風室６側人而に（よ支柱
１５が固定され、この支柱１５には、シールリング１６
を介して上記第１フランジ１２Ｅ１を軸方向に挿通する
駆動棒１７の一端がビン１８およびユニバー１ナルジヨ
イント１９を介して連結されている。また、上記駆動棒
１７の他端は上記第１ケーシング３ａ外周に固定された
駆動装置２０に連結されている。

第２図は上記駆動装置２０を制御する制御装置を示し、
作＠流体を圧縮機内に導く吸込管２１には吸込温度Ｔを
検知する温度検出器２２が設けられると共にロータ１に
は圧縮機の回転数Ｎを検知する回転数検出器２３が設け
られ、さらにこれらの検出器２２．２３からの出力信号
が入ツノする演算器２４が設けられている。この演算器
２４は圧縮機の回転数Ｎを作動流体の吸込温度Ｔで補正
した修正回転数Ｎ／Ｊ’Ｔ＋算出し、この算出値を駆動
信号に変換して封止リング１４の駆動装置２０に出力す
るもので、演算器２４には予め６正回転数と必要な駆動
信号との関係が記憶されている。

そして、この駆動信号により駆動装置２０を作動させ、
駆動棒１７を移動さぜることによりピン１８、ユニパー
勺ルジョイント１９および支柱１５を介して駆動棒１７
に連結される封止リング１４をケーシング壁３Ｃに沿っ
て軸方向に移動させ、放風通路７ａの開口面積を調節す
ることができる。なお、上記演算器２４の出力信号を上
記放風弁８に人ツノし、放風弁８を開閉制御するように
してもよい。

本発明は上述のように構成されているので、多段軸流圧
縮機の起動時において、演私）器２４で算出される修正
回転数が低くサージング防止のために放風通路７ａを仝
聞にづる必要がある時は、第１図に示したように封止リ
ング１４を図中左方に移動させれば、流れに対して最適
形状に形成された放風通路７ａから作ｉ１１流体が流線
９に沿つ“Ｃ滑らかに流出し、主流通路５のの外壁近傍
を流れる主流も乱れることなく流線１０のように滑らか
に下流段落に流れる。また、修正回転数が上昇するにつ
れて、演算器２４からの信号により駆動装置２０を作動
させ封止リング１４を徐々に移動して放風通路７ａを徐
々に閏じるようにすれば、起動時の全過程において常に
適切な流量を放風することができる。さらに、圧縮機の
修正回転数が設計値に到達し放風を行なう必要がない時
は、第３図に示したように封止リングを図中右方に移動
させ主流通路５に面した放風通路７ａの間口部を封止リ
ング１４で閉塞ケるようにすれば、放風通路７ａ内に作
動流体が淀むことがなくなり、従来のようにうず流れが
発生することはない。このため、主流通路５の外壁３１
１傍を流れる主流１０も図示のように滑らかに流れ、乱
れることがない。

第４図および第５図は、本発明の他の実施例を示したも
ので、主流通路５と放風室６を仕切るケーシング壁３Ｃ
にはＩＩＩＭ１通路７ｂとして周方向に等間隔で複数の
開孔が形成され、さらにケーシング壁３Ｃには封止リン
グ２５が図示のように嵌合されている。この↓ｊ止リン
グ２５には、ケーシング壁３Ｃに形成された放風通路７
ｂと連通りる通孔２６が周方向に形成され、また封止リ
ング２４の放風室６側表面にはラック２７が周接されて
いる。また、放風室６を形成Ｊる第１フランジ１２ａを
シールリング２８を介して軸方向に挿通する駆動軸２９
の一端は上記ラック２７と噛合するビニオン３０を備え
、駆動軸２９の他端は減速機構３１を介して第１ケーシ
ング１２ａ上に固定される駆動装置３２に連結されてい
る。しかして、上記演算装置２４の出力信号を駆動装置
３２に入力し、駆動軸２９を回転さＵることによりビニ
オン３０とラック２７を介して上記封止リング２５を周
方向に移動させれば、第５図に示したように、放風道路
７ｂとＪＪ　、＋ｌニリング２５の通孔２６が徐々にず
れ、ケーシング壁３Ｃに形成した放風通路７ｂを徐々に
閉じることがでる。このため、圧縮機が設計回転数で運
転される時は放風通路７ｂを全閉にすることができ、主
流通路５における放風通路近傍の主流の乱れを防ぐこと
ができる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明は放風流Ｒに応
じて放風通路の開口面積を封止リングの移動により調節
するようにしたので、多段軸流圧縮機の起動時または停
止時の全過程で上流段落のサージングを防止すると共に
後流段落の作動流体のチョークを防止して全段落を流れ
る作動流体１１を常に最適に保つことができ、かつ放風
を行なわない時は放風通路を閉塞することかＣぎるので
、放風通路近傍を流れる作動流体の乱れを防ぐことがで
きる。このため、作動流体の乱れににり発生ずるｆｌＪ
ｍまたは静翼の励撮力を著しく低減することができ、翼
の疲労波■を防ぐことができ、圧縮機を安全に運転１゛
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による多段＠流圧綿様の放風装置の実施
例を示す縦断面図、第２図は封止リングを駆動する駆動
装置を制御する制御装置を示した概ｉ２Ｉ構成図、第３
図は上記実施例の作動状態を示す縦断面図、第４図は本
発明による多段軸流圧縮機の放風装置の他の実施例を示
す縦断面図、第５図は第４図のｖ−ｖ線に沿って見た一
部断面図、第６図は従来の多段軸流圧縮機の放風装置を
示す縦断面図、第７図は第６図の■−Ｖｌ線に沿った横
断面図、第８図は従来の放風装置の放風時の作動流体の
流れを示す図、第９図は従来の放風装置の放風停止時の
作動流体の流れを示す図である。 １・・・ロータ、２・・・動翼、３ａ・・・第１ケーシ
ング、３ｂ・・・第２ケーシング、３Ｃ・・・ケーシン
グ壁、４・・・静翼、５・・・主流通路、６・・・放風
室、７．７ａ、７’ｏ・・・放風通路、８・・・放風弁
、１１ａ。 １１ｂ・・・うず流れ、１２ａ・・・第１フランジ、１
２ｂ・・・第２フランジ、１４．２５・・・封止リング
、１５・・・支柱、１６．２８・・・シールリング、１
７・・・駆動棒、１８・・・ビン、１９・・・ユニバー
リルジョイント、２０．３２・・・駆動装置、２１・・
・吸込管、２２・・・温度検出器、２３・・・回転数検
出器、２４・・・演ｆ３器、２６・・・通孔、２７・・
・ラック、２９・・・駆動軸、３０・・・ビニオン、３
１・・・減速機構。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 第１図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ケーシング外周に設けられた放風室と、この放風室
   と作動流体が流れる主流通路とを連通する放風通路と、
   上記放風室に接続され作動流体の外部への排出を調節す
   る放風弁とを備えた多段軸流圧縮機の放風装置において
   、上記放風通路を開閉する封止リングと、この封止リン
   グを移動する駆動装置と、この駆動装置を制御する制御
   装置とを備え、圧縮機の設計回転数時に放風通路を閉塞
   するようにしたことを特徴とする多段軸流圧縮機の放風
   装置。 ２、上記封止リングは軸方向に移動してケーシングに形
   成されたリング状の放風通路を閉塞することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の多段軸流圧縮機の放風
   装置。 ３、上記封止リングはケーシングに周方向に等間隔に形
   成された放風通路と連通する通孔を備え、封止リングを
   周方向に移動し放風通路と通孔をずらすことにより放風
   通路を閉塞するようにしたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の多段軸圧縮機機の放風装置。 ４、上記制御装置は、圧縮機に流入する作動流体の温度
   と検知する温度検出器と、圧縮機の回転数を検知する回
   転数検出器と、上記温度検出器と回転数検出器の信号に
   基づいて圧縮機の修正回転数を算出する演算器とを備え
   、この修正回転数に応じた駆動信号を演算器より駆動装
   置に出力し、封止リングを移動するようにしたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに
   記載の多段軸流圧縮機の放風装置。