WO2017073499A1 - ターボ機械 - Google Patents

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WO2017073499A1
WO2017073499A1 PCT/JP2016/081396 JP2016081396W WO2017073499A1 WO 2017073499 A1 WO2017073499 A1 WO 2017073499A1 JP 2016081396 W JP2016081396 W JP 2016081396W WO 2017073499 A1 WO2017073499 A1 WO 2017073499A1
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group
flow path
casing
passages
impeller
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French (fr)
Inventor
昂次 早川
一智 柳原
Original Assignee
株式会社日立製作所
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D17/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D17/08—Centrifugal pumps
    • F04D17/10—Centrifugal pumps for compressing or evacuating
    • F04D17/12—Multi-stage pumps
    • 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
    • F04D29/05—Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/051—Axial thrust balancing
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a turbo machine such as a compressor or a pump.
  • Turbomachines such as multistage centrifugal compressors and centrifugal pumps are divided into two or more groups each having an impeller, and the turbomachinery in which the impeller fluid suction directions are opposite to each other (hereinafter referred to as “reverse parallel type”). (Also referred to as “turbo machine”) (see, for example, Patent Document 1). In this type of turbomachine, it is possible to reduce the thrust force generated on the rotating shaft when the pressure of the fluid is increased by the impeller.
  • a turbo machine in which a flow path connecting between groups is provided inside a casing.
  • the flow path is called a crossover flow path.
  • the crossover flow path is formed by a single flow path, the flow path diameter naturally increases, resulting in an increase in the size of the casing, which affects the weight of the entire turbomachine.
  • the flow having the distribution in the circumferential direction in the discharge part of the final stage impeller in one group is guided to one flow path, and is distributed again in the circumferential direction in the suction part of the first stage impeller in the other group. This affects the energy conversion efficiency of the flow.
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide an antiparallel turbomachine capable of reducing the size and weight and improving the performance.
  • a turbo machine is disposed on a casing, a rotating shaft that is covered with the casing, and is rotationally driven by a driving machine, and one axial side of the rotating shaft.
  • a first group that has at least one impeller and pressurizes the sucked fluid; and is provided on the other side in the axial direction of the rotating shaft, has at least one impeller, and has the first
  • a second group that pressurizes fluid sent from the group, and a crossover flow path that guides fluid discharged from the first group to the second group, the impellers of the first group and the second group
  • the fluid suction direction is set to be opposite to each other in the axial direction of the rotary shaft, and the crossover flow path is formed inside the casing. And having a plurality of passages are.
  • an antiparallel turbomachine capable of reducing the size and weight and improving the performance.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG. 1.
  • FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view showing a centrifugal compressor 100 according to an embodiment of a turbo machine of the present invention.
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view taken along the line II of FIG.
  • the centrifugal compressor 100 according to the present embodiment is a uniaxial multistage centrifugal compressor.
  • Centrifugal compressor 100 is arranged to be covered with casing 1, covered with casing 1, and rotationally driven by a driving machine (not shown), first group 3 for boosting the sucked fluid, and first And a second group 4 for boosting the fluid sent from the group 3.
  • the first group 3 is provided on one side (reverse drive side) in the axial direction of the rotary shaft 2 and has at least one impeller (impeller) 5.
  • the second group 4 is provided on the other side (drive side) in the axial direction of the rotary shaft 2 and has at least one impeller 5.
  • the number of the impellers 5 is two in the first group 3 and three in the second group 4, but is not limited to this, and may be a single number or four or more. A plurality of stages may be used.
  • the impeller 5 of the first group 3 and the impeller 5 of the second group 4 are set so that the fluid suction directions are opposite to each other in the axial direction of the rotating shaft 2 (the direction along the axis line CL). That is, the centrifugal compressor 100 is divided into two groups 3 and 4 each having the impeller 5, and the centrifugal compressors (hereinafter referred to as “reverse parallel type”) in which the fluid suction directions of the impeller 5 are reversed between the groups 3 and 4. This is also referred to as a “centrifugal compressor”. Therefore, the centrifugal compressor 100 is suitable for high-pressure compression because the thrust force generated in the rotating shaft 2 when the fluid is boosted by the impeller 5 can be reduced between the groups 3 and 4.
  • the impeller 5 is fixed to the rotating shaft 2.
  • the structures including the rotating shaft 2 and the impeller 5 and rotating integrally with the rotating shaft 2 are collectively referred to as a rotating body 22.
  • the casing 1 includes a cylindrical outer casing 1a, an inner casing 1b that fits radially inward of the outer casing 1a, a head flange 1c that is disposed on the drive side of the inner casing 1b, and a counter-drive of the inner casing 1b. And a head cover 1d disposed on the machine side.
  • the head cover 1d is fixed using a share key 1e.
  • the inner casing 1b is provided with a pair of semi-cracked parts, and the pair of parts are put on the rotating body 22 so as to be sandwiched from opposite sides in the radial direction, and are coupled by bolting.
  • the end of the rotary shaft 2 on the head flange 1c side is connected to a drive machine (not shown) via a coupling (not shown).
  • the rotary shaft 2 is supported in the radial direction by radial bearings 7 and 7 on both sides in the axial direction, and is supported in the axial direction by a thrust bearing 8.
  • the space between the casing 1 and the rotary shaft 2 is sealed by a shaft seal 9.
  • the impeller 5 is an impeller with a shroud as shown in FIG. 1, and a seal mechanism (not shown) is provided between the impeller 5 and the casing 1 to seal pressure leakage between stages. ing.
  • a casing flow path 6 is formed so as to connect the flow paths of the impellers 5 to each other.
  • annular first suction port 11 connected to the suction nozzle 10 is formed inside the casing 1.
  • the first suction port 11 is connected to the flow path of the impeller 5 in the first stage (the leftmost stage in FIG. 1) in the first group 3.
  • annular first discharge port 12 connected to the flow path of the final stage impeller 5 in the first group 3 is formed inside the casing 1.
  • a crossover flow path 13 that guides the fluid discharged from the first group 3 to the second group 4 is formed.
  • the crossover flow path 13 is formed, for example, by being drilled by a drill from the axial end surface on the driving machine side in the outer casing 1 a of the casing 1 toward the non-driving machine side, and the opening end is closed by the cover 19. It is. However, the open end of the crossover flow path 13 may be blocked by another closing member such as a plug.
  • first group discharge flow path 14 that connects the first discharge port 12 that is the outlet of the first group 3 and the inlet of the crossover flow path 13, and an outlet of the crossover flow path 13.
  • a second group suction flow path 15 that connects the annular second suction port 16 that is the inlet of the second group 4 is formed.
  • the second suction port 16 is connected to the flow path of the impeller 5 at the first stage in the second group 4 (the rightmost stage in FIG. 1). Furthermore, an annular second discharge port 17 connected to the flow path of the final stage impeller 5 in the second group 4 is formed inside the casing 1. The second discharge port 17 is connected to the discharge nozzle 18.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 1 and is a cross-sectional view taken along a plane that passes through the first group discharge flow path 14 and is perpendicular to the axis CL of the rotary shaft 2.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 1, and is a cross-sectional view taken along a plane that passes through the second group suction flow path 15 and is perpendicular to the axis CL of the rotary shaft 2. In FIGS. 2 and 3, some parts such as the vicinity of the center are not shown.
  • the crossover flow path 13 has a plurality of passages 13a to 13d formed inside the casing 1.
  • the plurality of passages 13a to 13d are arranged at four places arranged at equal intervals in the circumferential direction.
  • the present invention is not limited to this, and two places, three places, or five places or more are arranged. May be.
  • the first group discharge flow path 14 is formed, for example, by drilling from the outer peripheral surface of the outer casing 1a of the casing 1 toward the inside by a drill, and the opening end thereof is covered by the cover 20 or the like. It is blocked.
  • the first group discharge flow path 14 has a plurality of passages 14a to 14d.
  • the plurality of passages 14a to 14d are arranged at four positions arranged at equal intervals in the circumferential direction.
  • the present invention is not limited to this, and the passages 13a to 13d of the crossover passage 13 are not limited thereto. It is set as appropriate to suit the location.
  • the passages 14a to 14d of the first group discharge flow path 14 are circles Q passing through the first discharge ports 12 that are the outlets of the first group 3 (see FIG. 1) around the axis CL of the rotary shaft 2 (see FIG. 1). Is formed along a tangential direction extending from the point P on the circumference of the rotary shaft 2 to the rotation direction R side of the rotary shaft 2.
  • the circle Q is displayed as an arc indicating a part thereof in FIG.
  • the passages 14a to 14d of the first group discharge flow path 14 do not necessarily have to be formed in the tangential direction. From the point P on the circumference of the circle Q, the tangential direction and the outside of the circle Q in the radial direction It may be formed along a direction between the two.
  • the direction indicating between the tangential direction and the radially outward direction of the circle Q is used as a concept that does not include the tangential direction and the radially outward direction of the circle Q as both-side boundaries that define the corresponding range. To do.
  • the second group suction passage 15 is formed by, for example, drilling from the outer peripheral surface of the outer casing 1 a of the casing 1 toward the inside by a drill, and the opening end thereof is covered by the cover 21 or the like. It is blocked.
  • the second group suction passage 15 has a plurality of passages 15a to 15d.
  • the plurality of passages 15a to 15d are arranged at four positions arranged at equal intervals in the circumferential direction.
  • the present invention is not limited to this, and the plurality of passages 13a to 13d of the crossover passage 13 is not limited thereto. It is set as appropriate to suit the location.
  • the passages 15a to 15d of the second group suction passage 15 are formed in the radial direction of a circle centered on the axis CL of the rotary shaft 2 (see FIG. 1).
  • the fluid that has passed through the crossover flow path 13 is guided to the second group 4 via the second suction port 16 and the second group suction flow path 15, and is further boosted sequentially by the impellers 5 of the second group 4. After that, the ink is discharged from the discharge nozzle 18.
  • the white arrow in FIG. 1 shows the flow direction of the fluid (the same applies to FIGS. 2 and 3).
  • the impellers 5 of the first group 3 and the impellers 5 of the second group 4 are opposite to each other in the fluid suction direction in the axial direction of the rotary shaft 2. Is set.
  • the crossover flow path 13 that guides the fluid discharged from the first group 3 to the second group 4 has a plurality of passages 13 a to 13 d formed inside the casing 1.
  • the crossover flow path 13 is formed by the plurality of passages 13a to 13d, the diameter of each of the passages 13a to 13d is reduced to suppress an increase in the size of the casing 1. Can do. Thereby, the weight and cost of the entire centrifugal compressor 100 are reduced. Further, the flow having a distribution in the circumferential direction at the discharge portion of the impeller 5 at the final stage in the first group 3 is guided separately to the plurality of passages 13 a to 13 d of the crossover flow path 13. Further, the dispersed flows that have passed through the plurality of passages 13a to 13d are uniformly introduced into the suction portion of the first stage impeller 5 in the second group 4 from each region in the circumferential direction.
  • the energy loss of the flow is reduced, and the efficiency in terms of performance of the centrifugal compressor 100 is improved. That is, according to the present embodiment, it is possible to provide the antiparallel centrifugal compressor 100 that can be reduced in size and weight and improved in performance.
  • the present embodiment includes a first group discharge flow path 14 that connects the first discharge ports 12 of the first group 3 and the inlet of the crossover flow path 13.
  • the discharge flow path 14 has a plurality of passages 14a to 14d. According to such a configuration, the flow having a distribution in the circumferential direction at the discharge portion of the final stage impeller 5 in the first group 3 is passed through the plurality of passages 14 a to 14 d of the first group discharge flow path 14.
  • each of the plurality of passages 13a to 13d of the crossover flow path 13 can be uniformly distributed.
  • the passages 14a to 14d of the first group discharge flow path 14 are tangential directions extending from the point on the circumference of the circle Q passing through the first discharge port 12 to the rotation direction R side of the rotary shaft 2. Alternatively, it is formed along a direction between the tangential direction and the outer side of the circle Q in the radial direction. According to such a configuration, since the extending direction of the first group discharge flow path 14 is close to the flow direction in the discharge portion of the impeller 5 at the final stage in the first group 3, the fluid is reduced in the first resistance with less resistance. It can be introduced into the group discharge channel 14. Thereby, the energy loss of a flow is reduced and efficiency in the performance side of the centrifugal compressor 100 improves more.
  • this embodiment is provided with the 2nd group suction flow path 15 which connects the exit of the crossover flow path 13, and the 2nd suction opening 16 of the 2nd group 4, and is 2nd group.
  • the suction passage 15 has a plurality of passages 15a to 15d. According to such a configuration, the flow dispersed in the plurality of passages 13a to 13d of the crossover passage 13 is transferred to the second group 4 via the plurality of passages 15a to 15d of the second group suction passage 15. It can introduce into the 2nd inlet 16 uniformly from each area
  • the passages 15a to 15d of the second group suction passage 15 are formed in a radial direction of a circle having the axis CL of the rotation shaft 2 as the center. According to such a configuration, the flow through the second group suction flow path 15 is along the flow direction in a plane perpendicular to the axis CL in the suction portion of the first stage impeller 5 in the second group 4. Therefore, it is smoothly guided to the suction part. Thereby, the energy loss of a flow is reduced and efficiency in the performance side of the centrifugal compressor 100 improves more.
  • the centrifugal compressor 100 has been described.
  • the present invention is not limited to this, and can be applied to other turbo machines such as a pump.
  • the first group discharge flow path 14 is configured to have a plurality of passages 14a to 14d, but may be formed of, for example, a single path having an annular space.
  • the second group suction flow path 15 is configured to have a plurality of passages 15a to 15d, but may be configured to be a single path having an annular space, for example.

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

ターボ機械としての遠心圧縮機（１００）において、第１グループ（３）のインペラ（５）と第２グループ（４）のインペラ（５）とは、流体の吸込方向が回転軸（２）の軸方向において互いに逆向きに設定されている。また、第１グループ（３）の第１グループ吐出流路（１４）から吐出される流体を第２グループ（４）の第２グループ吸込流路（１５）に導くクロスオーバー流路（１３）は、ケーシング（１）のアウターケーシング（１ａ）の内部に形成されている複数の通路（１３ａ）～（１３ｄ）を有している。これにより、小型軽量化および性能向上を図ることができる逆並列型のターボ機械を提供する。

Description

ターボ機械
　本発明は、圧縮機やポンプ等のターボ機械に関する。
　多段の遠心圧縮機や遠心ポンプ等のターボ機械において、インペラをそれぞれ有する二つ以上のグループに分け、グループ間でインペラの流体吸込方向を互いに逆向きにしたターボ機械（以下、「逆並列型のターボ機械」ともいう）が知られている（例えば、特許文献１参照）。この種のターボ機械では、インペラで流体を昇圧させる際に回転軸に発生するスラスト力を低減できる。
特開２０１１－２３６９０２号公報
　前記した特許文献１に記載の圧縮機では、グループ間をつなぐ流路として、ケーシングの外部に配管が設けられている。すなわち、一のグループの最終の段のインペラから吐き出されたガスは、一度ケーシングから外部の配管に送られ、外部の配管を通って再度ケーシング内部の他のグループに導かれる。
　しかし、この場合、配管が別途必要になるだけでなく、ケーシングの外部に配管が設置される構造となるため、圧縮機の大型化を招く。
　一方、ケーシングの内部に、グループ間をつなぐ流路が設けられたターボ機械がある。ケーシングの内部に流路を設ける場合、その流路をクロスオーバー流路と呼ぶ。この場合、ケーシングの外部に配管を設置する必要はない。
　しかし、従来ではクロスオーバー流路は単一の流路で形成されているため、おのずと流路径が大きくなり、結果としてケーシングのサイズが大きくなって、ターボ機械全体の重量に影響する。また、一のグループにおける最終の段のインペラの吐出部における周方向に分布を持つ流れを、一つの流路に導き、そして他のグループにおける最初の段のインペラの吸込部において再度周方向に分布させることは、流れのエネルギー変換効率に影響を及ぼす。
　本発明は、前記した事情に鑑みなされたものであり、小型軽量化および性能向上を図ることができる逆並列型のターボ機械を提供することを課題とする。
　上記課題を達成すべく、本発明に係るターボ機械は、ケーシングと、前記ケーシングに覆われて配置されており、駆動機によって回転駆動される回転軸と、前記回転軸の軸方向の一方側に設けられており、少なくとも一つのインペラを有し、吸い込んだ流体を昇圧する第１グループと、前記回転軸の軸方向の他方側に設けられており、少なくとも一つのインペラを有し、前記第１グループから送られる流体を昇圧する第２グループと、前記第１グループから吐出される流体を前記第２グループに導くクロスオーバー流路と、を備え、前記第１グループのインペラと前記第２グループのインペラとは、流体の吸込方向が前記回転軸の軸方向において互いに逆向きに設定されており、前記クロスオーバー流路は、前記ケーシングの内部に形成されている複数の通路を有することを特徴とする。
　本発明によれば、小型軽量化および性能向上を図ることができる逆並列型のターボ機械を提供できる。
本発明のターボ機械の一実施形態に係る遠心圧縮機を示す概略縦断面図である。 図１のII－II線に沿う断面図である。 図１のIII－III線に沿う断面図である。
　本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
　なお、以下に示す各図において、共通する部分には同一の参照符号を付し、重複した説明を適宜省略する。
　図１は、本発明のターボ機械の一実施形態に係る遠心圧縮機１００を示す概略縦断面図である。ここで、図１は、図３のI－I線に沿う断面図を示している。
　図１に示すように、本実施形態に係る遠心圧縮機１００は、一軸多段形遠心圧縮機である。
　遠心圧縮機１００は、ケーシング１と、ケーシング１に覆われて配置され、駆動機（図示せず）によって回転駆動される回転軸２と、吸い込んだ流体を昇圧する第１グループ３と、第１グループ３から送られる流体を昇圧する第２グループ４と、を備えている。
　第１グループ３は、回転軸２の軸方向の一方側（反駆動機側）に設けられており、少なくとも一つのインペラ（羽根車）５を有している。また、第２グループ４は、回転軸２の軸方向の他方側（駆動機側）に設けられており、少なくとも一つのインペラ５を有している。インペラ５の設置数は、ここでは、第１グループ３において２段、第２グループ４において３段とされているが、これに限定されるものではなく、単数であってもよく、４段以上の複数段であってもよい。
　第１グループ３のインペラ５と第２グループ４のインペラ５とは、流体の吸込方向が回転軸２の軸方向（軸線ＣＬに沿う方向）において互いに逆向きに設定されている。すなわち、遠心圧縮機１００は、インペラ５をそれぞれ有する二つのグループ３，４に分け、グループ３，４間でインペラ５の流体吸込方向を互いに逆向きにした遠心圧縮機（以下、「逆並列型の遠心圧縮機」ともいう）として構成されている。したがって、遠心圧縮機１００は、インペラ５で流体を昇圧させる際に回転軸２に発生するスラスト力を、グループ３，４間で相殺することによって低減できるため、高圧圧縮用に適している。
　インペラ５は、回転軸２に固定されている。ここで、回転軸２やインペラ５を含み、回転軸２と一体に回転する構造物を総称して、回転体２２という。
　ケーシング１は、円筒形状のアウターケーシング１ａと、アウターケーシング１ａの径方向内側に嵌合するインナーケーシング１ｂと、インナーケーシング１ｂの駆動機側に配置されるヘッドフランジ１ｃと、インナーケーシング１ｂの反駆動機側に配置されるヘッドカバー１ｄとを備えている。ヘッドカバー１ｄは、ここでは、シェアキー１ｅを用いて固定されている。
　インナーケーシング１ｂは、半割れ形状の一対の部品を備えており、かかる一対の部品が回転体２２に対して半径方向の対向する両側から挟むように被せられてボルト締めによって結合されている。回転軸２のヘッドフランジ１ｃ側の端部は、カップリング（図示せず）を介して駆動機（図示せず）に接続されている。
　回転軸２は、その軸方向の両側においてラジアル軸受７，７によって半径方向に支持されており、また、スラスト軸受８によって軸方向に支持されている。
　ケーシング１と回転軸２との間は、軸封部９によってシールされている。インペラ５は、図１に示すようなシュラウド付きの羽根車であり、インペラ５とケーシング１との間には、シール機構（図示せず）が設けられていて、段間の圧力漏れをシールしている。
　ケーシング１の内部には、各インペラ５の流路同士を接続するようにケーシング流路６が形成されている。
　また、ケーシング１の内部には、吸込ノズル１０に接続している環状の第１吸込口１１が形成されている。この第１吸込口１１は、第１グループ３における最初の段（図１では左端の段）のインペラ５の流路と接続している。さらに、ケーシング１の内部には、第１グループ３における最終の段のインペラ５の流路に接続している環状の第１吐出口１２が形成されている。
　また、ケーシング１の内部には、第１グループ３から吐出される流体を第２グループ４に導くクロスオーバー流路１３が形成されている。クロスオーバー流路１３は、例えば、ケーシング１のアウターケーシング１ａにおける駆動機側の軸方向端面から反駆動機側に向けてドリルによって穿孔されて形成されており、その開口端がカバー１９によって塞がれている。ただし、クロスオーバー流路１３の開口端は、プラグ等の他の閉塞部材によって塞がれてもよい。
　さらに、ケーシング１の内部には、第１グループ３の出口である第１吐出口１２とクロスオーバー流路１３の入口とをつなぐ第１グループ吐出流路１４と、クロスオーバー流路１３の出口と第２グループ４の入口である環状の第２吸込口１６とをつなぐ第２グループ吸込流路１５とが形成されている。
　第２吸込口１６は、第２グループ４における最初の段（図１では右端の段）のインペラ５の流路と接続している。さらに、ケーシング１の内部には、第２グループ４における最終の段のインペラ５の流路に接続している環状の第２吐出口１７が形成されている。この第２吐出口１７は、吐出ノズル１８に接続している。
　図２は、図１のII－II線に沿う断面図であり、第１グループ吐出流路１４を通り回転軸２の軸線ＣＬに垂直な平面で切断した断面図である。図３は、図１のIII－III線に沿う断面図であり、第２グループ吸込流路１５を通り回転軸２の軸線ＣＬに垂直な平面で切断した断面図である。
　なお、図２および図３では、中央付近等の一部の図示を省略している。
　図２～図３に示すように、クロスオーバー流路１３は、ケーシング１の内部に形成されている複数の通路１３ａ～１３ｄを有している。複数の通路１３ａ～１３ｄは、ここでは、円周方向に等間隔で並んで４箇所配置されているが、これに限定されるものではなく、２箇所または３箇所、あるいは５箇所以上配置されていてもよい。
　図２に示すように、第１グループ吐出流路１４は、例えば、ケーシング１のアウターケーシング１ａの外周面から内側に向けてドリルによって穿孔されて形成されており、その開口端がカバー２０等によって塞がれている。第１グループ吐出流路１４は、複数の通路１４ａ～１４ｄを有している。複数の通路１４ａ～１４ｄは、ここでは、円周方向に等間隔で並んで４箇所配置されているが、これに限定されるものではなく、クロスオーバー流路１３の複数の通路１３ａ～１３ｄの配置箇所に合うように適宜設定される。
　第１グループ吐出流路１４の通路１４ａ～１４ｄは、回転軸２（図１参照）の軸線ＣＬを中心として第１グループ３（図１参照）の出口である第１吐出口１２を通る円Ｑの円周上の点Ｐから、回転軸２の回転方向Ｒ側に延びる接線方向に沿って形成されている。円Ｑは、図２ではその一部を示す円弧として表示されている。
　なお、第１グループ吐出流路１４の通路１４ａ～１４ｄは、必ずしも前記接線方向に形成されていなくてもよく、円Ｑの円周上の点Ｐから、前記接線方向と円Ｑの半径方向外方との間を示す方向に沿って形成されていてもよい。ここで、前記接線方向と円Ｑの半径方向外方との間を示す方向は、該当範囲を規定する両側境界としての前記接線方向と前記円Ｑの半径方向外方とを含まない概念として使用する。
　図３に示すように、第２グループ吸込流路１５は、例えば、ケーシング１のアウターケーシング１ａの外周面から内側に向けてドリルによって穿孔されて形成されており、その開口端がカバー２１等によって塞がれている。第２グループ吸込流路１５は、複数の通路１５ａ～１５ｄを有している。複数の通路１５ａ～１５ｄは、ここでは、円周方向に等間隔で並んで４箇所配置されているが、これに限定されるものではなく、クロスオーバー流路１３の複数の通路１３ａ～１３ｄの配置箇所に合うように適宜設定される。
　第２グループ吸込流路１５の通路１５ａ～１５ｄは、回転軸２（図１参照）の軸線ＣＬを中心とする円の半径方向に形成されている。
　次に、このように構成された遠心圧縮機１００の動作について説明する。
　図１に示すように、遠心圧縮機１００の運転が開始されると、駆動機（図示せず）の作動により、回転軸２が回転駆動される。すると、遠心圧縮機１００は、吸込ノズル１０から流体（作動ガス）を吸い込み、第１グループ３の各インペラ５によって流体を順次昇圧し、第１グループ３の最終の段のインペラ５から吐き出された流体を第１吐出口１２と第１グループ吐出流路１４を介してクロスオーバー流路１３に導く。そして、クロスオーバー流路１３を通過した流体は、第２吸込口１６と第２グループ吸込流路１５を介して第２グループ４に導かれ、第２グループ４の各インペラ５によってさらに順次昇圧された後、吐出ノズル１８から吐出される。
　なお、図１における白抜き矢印は、流体の流れ方向を示す（図２、図３でも同様）。
　前記したように、本実施形態に係る遠心圧縮機１００では、第１グループ３のインペラ５と第２グループ４のインペラ５とは、流体の吸込方向が回転軸２の軸方向において互いに逆向きに設定されている。また、第１グループ３から吐出される流体を第２グループ４に導くクロスオーバー流路１３は、ケーシング１の内部に形成されている複数の通路１３ａ～１３ｄを有している。
　このように本実施形態によれば、クロスオーバー流路１３が複数の通路１３ａ～１３ｄで形成されているため、個々の通路１３ａ～１３ｄの径を小さくしてケーシング１のサイズの増加を抑えることができる。これにより、遠心圧縮機１００全体の重量およびコストが低減される。
　また、第１グループ３における最終の段のインペラ５の吐出部での周方向に分布を持つ流れは、クロスオーバー流路１３の複数の通路１３ａ～１３ｄにそれぞれ分けて導かれる。さらに、複数の通路１３ａ～１３ｄを経た分散された流れは、周方向の各領域から均一に第２グループ４における最初の段のインペラ５の吸込部に導入される。これにより、流れのエネルギー損失が低減され、遠心圧縮機１００の性能面において効率が向上する。
　すなわち、本実施形態によれば、小型軽量化および性能向上を図ることができる逆並列型の遠心圧縮機１００を提供できる。
　また、図２に示すように、本実施形態は、第１グループ３の第１吐出口１２とクロスオーバー流路１３の入口とをつなぐ第１グループ吐出流路１４を備えており、第１グループ吐出流路１４は、複数の通路１４ａ～１４ｄを有している。このような構成によれば、第１グループ３における最終の段のインペラ５の吐出部での周方向に分布を持つ流れを、第１グループ吐出流路１４の複数の通路１４ａ～１４ｄを介して、クロスオーバー流路１３の複数の通路１３ａ～１３ｄにそれぞれ均一に振り分けることができる。
　また、本実施形態では、第１グループ吐出流路１４の通路１４ａ～１４ｄは、第１吐出口１２を通る円Ｑの円周上の点から、回転軸２の回転方向Ｒ側に延びる接線方向、あるいは前記接線方向と円Ｑの半径方向外方との間を示す方向に沿って形成されている。このような構成によれば、第１グループ吐出流路１４の延伸方向が第１グループ３における最終の段のインペラ５の吐出部における流れの方向に近くなるため、流体をより少ない抵抗で第１グループ吐出流路１４に導入することができる。これにより、流れのエネルギー損失が低減され、遠心圧縮機１００の性能面において効率がより向上する。
　また、図３に示すように、本実施形態は、クロスオーバー流路１３の出口と第２グループ４の第２吸込口１６とをつなぐ第２グループ吸込流路１５を備えており、第２グループ吸込流路１５は、複数の通路１５ａ～１５ｄを有している。このような構成によれば、クロスオーバー流路１３の複数の通路１３ａ～１３ｄに分散された流れを、第２グループ吸込流路１５の複数の通路１５ａ～１５ｄを介して、第２グループ４の第２吸込口１６に、周方向の各領域からそれぞれ均一に導入することができる。
　また、本実施形態では、第２グループ吸込流路１５の通路１５ａ～１５ｄは、回転軸２の軸線ＣＬを中心とする円の半径方向に形成されている。このような構成によれば、第２グループ吸込流路１５を経た流れは、第２グループ４における最初の段のインペラ５の吸込部における軸線ＣＬに垂直な平面内での流れの方向に沿うことになるため、該吸込部にスムーズに導かれる。これにより、流れのエネルギー損失が低減され、遠心圧縮機１００の性能面において効率がより向上する。
　以上、本発明について実施形態に基づいて説明したが、本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。前記した実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
　例えば、前記実施形態では、遠心圧縮機１００について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばポンプ等の他のターボ機械にも適用可能である。
　前記実施形態では、第１グループ吐出流路１４は、複数の通路１４ａ～１４ｄを有するように構成されているが、例えば円環状の空間を有する一つの通路で構成されてもよい。また、第２グループ吸込流路１５は、複数の通路１５ａ～１５ｄを有するように構成されているが、例えば円環状の空間を有する一つの通路で構成されてもよい。
　１　　　ケーシング
　１ａ　　アウターケーシング
　１ｂ　　インナーケーシング
　１ｃ　　ヘッドフランジ
　１ｄ　　ヘッドカバー
　１ｅ　　シェアキー
　２　　　回転軸
　３　　　第１グループ
　４　　　第２グループ
　５　　　インペラ
　６　　　ケーシング流路
　７　　　ラジアル軸受
　８　　　スラスト軸受
　９　　　軸封部
　１０　　吸込ノズル
　１１　　第１吸込口
　１２　　第１吐出口（第１グループの出口）
　１３　　クロスオーバー流路
　１３ａ　通路
　１４　　第１グループ吐出流路
　１４ａ　通路
　１５　　第２グループ吸込流路
　１５ａ　通路
　１６　　第２吸込口（第２グループの入口）
　１７　　第２吐出口
　１８　　吐出ノズル
　１００　遠心圧縮機
　ＣＬ　　軸線
　Ｐ　　　点
　Ｑ　　　円
　Ｒ　　　回転方向

Claims (5)

  1. 　ケーシングと、
    　前記ケーシングに覆われて配置されており、駆動機によって回転駆動される回転軸と、
    　前記回転軸の軸方向の一方側に設けられており、少なくとも一つのインペラを有し、吸い込んだ流体を昇圧する第１グループと、
    　前記回転軸の軸方向の他方側に設けられており、少なくとも一つのインペラを有し、前記第１グループから送られる流体を昇圧する第２グループと、
    　前記第１グループから吐出される流体を前記第２グループに導くクロスオーバー流路と、を備え、
    　前記第１グループのインペラと前記第２グループのインペラとは、流体の吸込方向が前記回転軸の軸方向において互いに逆向きに設定されており、
    　前記クロスオーバー流路は、前記ケーシングの内部に形成されている複数の通路を有することを特徴とするターボ機械。
  2. 　前記第１グループの出口と前記クロスオーバー流路の入口とをつなぐ第１グループ吐出流路を備え、
    　前記第１グループ吐出流路は、複数の通路を有することを特徴とする請求項１に記載のターボ機械。
  3. 　前記第１グループ吐出流路の通路は、前記回転軸の軸線を中心として前記第１グループの出口を通る円の円周上の点から、前記回転軸の回転方向側に延びる接線方向、あるいは前記接線方向と前記円の半径方向外方との間を示す方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項２に記載のターボ機械。
  4. 　前記クロスオーバー流路の出口と前記第２グループの入口とをつなぐ第２グループ吸込流路を備え、
    　前記第２グループ吸込流路は、複数の通路を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のターボ機械。
  5. 　前記第２グループ吸込流路の通路は、前記回転軸の軸線を中心とする円の半径方向に形成されていることを特徴とする請求項４に記載のターボ機械。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5852398Y2 (ja) * 1979-05-19 1983-11-29 小茄子川 宏 排水装置
JPH1061586A (ja) * 1996-06-07 1998-03-03 Carrier Corp 遠心圧縮機及び遠心圧縮機の制御方法
US20070212238A1 (en) * 2004-08-23 2007-09-13 Frank Mohn Flatoy As Rotodynamic Fluid Machine
WO2014086730A1 (en) * 2012-12-05 2014-06-12 Nuovo Pignone Srl Back-to-back centrifugal pump

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5852398Y2 (ja) * 1979-05-19 1983-11-29 小茄子川 宏 排水装置
JPH1061586A (ja) * 1996-06-07 1998-03-03 Carrier Corp 遠心圧縮機及び遠心圧縮機の制御方法
US20070212238A1 (en) * 2004-08-23 2007-09-13 Frank Mohn Flatoy As Rotodynamic Fluid Machine
WO2014086730A1 (en) * 2012-12-05 2014-06-12 Nuovo Pignone Srl Back-to-back centrifugal pump

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