JP2001248597A - ターボ圧縮機及びターボ送風機 - Google Patents
ターボ圧縮機及びターボ送風機Info
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- JP2001248597A JP2001248597A JP2000061811A JP2000061811A JP2001248597A JP 2001248597 A JP2001248597 A JP 2001248597A JP 2000061811 A JP2000061811 A JP 2000061811A JP 2000061811 A JP2000061811 A JP 2000061811A JP 2001248597 A JP2001248597 A JP 2001248597A
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Abstract
(57)【要約】
【解決手段】遠心圧縮機３０は、遠心羽根車１と、この
遠心羽根車の半径方向外方に配置したディフューザ７と
を有している。ディフューザは、案内羽根８が形成され
た側板側ディフューザ板４と、心板側ディフューザ板５
からなる。ディフューザの流路幅は、羽根車外周側であ
る入口から半径方向外方に向かって狭められている。ま
た、案内羽根の高さは流路幅より低く、円形翼列状であ
る。 【効果】ディフューザの流れが幅方向に一様化され、タ
ーボ圧縮機またはターボ送風機の性能が大幅に向上す
る。また、変動のない流れが案内羽根流路に流入するの
で、騒音が低くなる。
遠心羽根車の半径方向外方に配置したディフューザ７と
を有している。ディフューザは、案内羽根８が形成され
た側板側ディフューザ板４と、心板側ディフューザ板５
からなる。ディフューザの流路幅は、羽根車外周側であ
る入口から半径方向外方に向かって狭められている。ま
た、案内羽根の高さは流路幅より低く、円形翼列状であ
る。 【効果】ディフューザの流れが幅方向に一様化され、タ
ーボ圧縮機またはターボ送風機の性能が大幅に向上す
る。また、変動のない流れが案内羽根流路に流入するの
で、騒音が低くなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はターボ圧縮機及びタ
ーボ送風機に係り、特に騒音を低減するターボ圧縮機及
び送風機に関する。
ーボ送風機に係り、特に騒音を低減するターボ圧縮機及
び送風機に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のターボ圧縮機あるいは送風機で
は、羽根車の下流に、運動エネルギを圧力エネルギに変
換する羽根なしディフューザや羽根付ディフューザ等の
ディフューザが設けられている。そして、これらのディ
フューザの下流には、ディフューザから吐出される流れ
を集めて需要元へ供給するためにスクロールケーシン
グ、または、多段に形成された機械の場合にはディフュ
ーザからの流れを次段に導くための戻り流路が設けられ
る。
は、羽根車の下流に、運動エネルギを圧力エネルギに変
換する羽根なしディフューザや羽根付ディフューザ等の
ディフューザが設けられている。そして、これらのディ
フューザの下流には、ディフューザから吐出される流れ
を集めて需要元へ供給するためにスクロールケーシン
グ、または、多段に形成された機械の場合にはディフュ
ーザからの流れを次段に導くための戻り流路が設けられ
る。
【０００３】このディフューザの例が、特開平６-２８
０７８４号公報、特開平１１-３０１９９号公報および
特開平１１-８２３８９号公報に記載されている。この
中で、特開平６-２８０７８４号公報には、遠心型羽根
車または斜流型羽根車の下流側に、二重の円形翼列状に
形成した多重列リブ付きディフューザが記載されてい
る。そして、このリブ付きディフューザは、極めて低角
度の流れを持つ領域内に延び、比較的低い高さを持つ低
いリブの列と、このリブの後縁の後方に位置する高いリ
ブの列とを備えている。
０７８４号公報、特開平１１-３０１９９号公報および
特開平１１-８２３８９号公報に記載されている。この
中で、特開平６-２８０７８４号公報には、遠心型羽根
車または斜流型羽根車の下流側に、二重の円形翼列状に
形成した多重列リブ付きディフューザが記載されてい
る。そして、このリブ付きディフューザは、極めて低角
度の流れを持つ領域内に延び、比較的低い高さを持つ低
いリブの列と、このリブの後縁の後方に位置する高いリ
ブの列とを備えている。
【０００４】また、特開平１１-３０１９９号公報に
は、遠心圧縮機の効率向上を目的として、遠心圧縮機に
おいて、インペラを囲繞してディフューザを、このディ
フューザの外周にスクロールをそれぞれ設けることが記
載されている。そして、ディフューザの通路幅と、スク
ロールの断面積とを独立に可変にしている。
は、遠心圧縮機の効率向上を目的として、遠心圧縮機に
おいて、インペラを囲繞してディフューザを、このディ
フューザの外周にスクロールをそれぞれ設けることが記
載されている。そして、ディフューザの通路幅と、スク
ロールの断面積とを独立に可変にしている。
【０００５】さらに、特開平１１-８２３８９号公報に
は、遠心圧縮機の効率向上と作動範囲の拡大を目的とし
て、側板側ディフューザ板と心板側ディフューザ板を有
するディフューザの流路幅を下流に向けて大きくし、デ
ィフューザのいずれか一方の流路壁面に、流路幅より羽
根高さが低くかつ出口における羽根高さが出口流路幅の
４０〜６０％である案内羽根を円形翼列状に設けてい
る。
は、遠心圧縮機の効率向上と作動範囲の拡大を目的とし
て、側板側ディフューザ板と心板側ディフューザ板を有
するディフューザの流路幅を下流に向けて大きくし、デ
ィフューザのいずれか一方の流路壁面に、流路幅より羽
根高さが低くかつ出口における羽根高さが出口流路幅の
４０〜６０％である案内羽根を円形翼列状に設けてい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のディフュー
ザは、多くが対向する一対のディフューザ板を備えてお
り、その流路幅は下流に向かって一定である。なお、こ
の一対のディフューザ板間に案内羽根が設けられている
ものもあるが、例えば特開平１１-１１７８９８号公報
に記載のように案内羽根の無い羽根無しディフューザも
多用されている。羽根無しディフューザを用いた遠心圧
縮機は、作動範囲は広いという長所を有するが、その反
面効率が低いという短所がある。特に、比速度の高い羽
根車段では、図３に示すように羽根車出口の流れの幅方
向歪みが大きくなり、羽根無しディフューザを用いる
と、ターボ圧縮機またはターボ送風機(以下、ターボ圧
縮機と呼ぶ)の性能は、案内羽根付きディフューザを用
いたときに比較して低い。これに対して、一対のディフ
ューザ板の間に高さが流路幅とほぼ等しい案内羽根を円
形翼列状に設けた、いわゆる羽根付ディフューザが例え
ば特開平９-１１９３９６号公報に記載されている。こ
の羽根付ディフューザを用いたターボ圧縮機は、中比速
度以下の領域では高い性能となる。しかし、高比速度の
領域では、やはり羽根車出口流れの歪みが大きいので、
案内羽根の羽根前縁における入射角が大きく、入射損失
が大きくなり性能向上が困難である。また、上述した特
開平６-２８０７８４号公報、特開平１１-３０１９９号
公報および特開平１１-８２３８９号公報には、ディフ
ューザ入口直後のどちらか一方のディフューザ壁面に高
さが流路幅より低い案内羽根が設けられている。この形
式のディフューザは、高比速度の領域で羽根車出口の幅
方向に歪んだ流れを一様化する作用がある。その結果、
ディフューザ損失が低減され、ターボ圧縮機の性能は向
上する。しかしながら、図４に示すように、ディフュー
ザには周方向に歪んだ変動流れが流入する。この変動流
れが大きいと、案内羽根と衝突したときに回転周波数と
羽根車の羽根枚数との積である翼通過周波数成分が飛び
抜けて大きい騒音を発生する場合があった。
ザは、多くが対向する一対のディフューザ板を備えてお
り、その流路幅は下流に向かって一定である。なお、こ
の一対のディフューザ板間に案内羽根が設けられている
ものもあるが、例えば特開平１１-１１７８９８号公報
に記載のように案内羽根の無い羽根無しディフューザも
多用されている。羽根無しディフューザを用いた遠心圧
縮機は、作動範囲は広いという長所を有するが、その反
面効率が低いという短所がある。特に、比速度の高い羽
根車段では、図３に示すように羽根車出口の流れの幅方
向歪みが大きくなり、羽根無しディフューザを用いる
と、ターボ圧縮機またはターボ送風機(以下、ターボ圧
縮機と呼ぶ)の性能は、案内羽根付きディフューザを用
いたときに比較して低い。これに対して、一対のディフ
ューザ板の間に高さが流路幅とほぼ等しい案内羽根を円
形翼列状に設けた、いわゆる羽根付ディフューザが例え
ば特開平９-１１９３９６号公報に記載されている。こ
の羽根付ディフューザを用いたターボ圧縮機は、中比速
度以下の領域では高い性能となる。しかし、高比速度の
領域では、やはり羽根車出口流れの歪みが大きいので、
案内羽根の羽根前縁における入射角が大きく、入射損失
が大きくなり性能向上が困難である。また、上述した特
開平６-２８０７８４号公報、特開平１１-３０１９９号
公報および特開平１１-８２３８９号公報には、ディフ
ューザ入口直後のどちらか一方のディフューザ壁面に高
さが流路幅より低い案内羽根が設けられている。この形
式のディフューザは、高比速度の領域で羽根車出口の幅
方向に歪んだ流れを一様化する作用がある。その結果、
ディフューザ損失が低減され、ターボ圧縮機の性能は向
上する。しかしながら、図４に示すように、ディフュー
ザには周方向に歪んだ変動流れが流入する。この変動流
れが大きいと、案内羽根と衝突したときに回転周波数と
羽根車の羽根枚数との積である翼通過周波数成分が飛び
抜けて大きい騒音を発生する場合があった。
【０００７】本発明は、上記従来の技術の不具合に鑑み
なされたものであり、その目的は、ターボ圧縮機の性能
は保ったまま、ターボ圧縮機から発生する騒音を低減す
ることにある。
なされたものであり、その目的は、ターボ圧縮機の性能
は保ったまま、ターボ圧縮機から発生する騒音を低減す
ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的は、少なくとも
遠心羽根車あるいは斜流羽根車のいずれかの羽根車と、
この羽根車の半径方向外方に配置したディフューザとを
備え、ディフューザが対向する一対の側板側のディフュ
ーザ板と心板側のディフューザ板とを有しているターボ
圧縮機において、一対のディフューザ板により形成され
るディフューザ流路の軸方向幅を内径側から外径側に向
かって減少させた後ほぼ一定にし、側板側ディフューザ
板の一定流路幅部に流路幅より高さの低い複数の案内羽
根を円形翼列状に設けることにより達成される。
遠心羽根車あるいは斜流羽根車のいずれかの羽根車と、
この羽根車の半径方向外方に配置したディフューザとを
備え、ディフューザが対向する一対の側板側のディフュ
ーザ板と心板側のディフューザ板とを有しているターボ
圧縮機において、一対のディフューザ板により形成され
るディフューザ流路の軸方向幅を内径側から外径側に向
かって減少させた後ほぼ一定にし、側板側ディフューザ
板の一定流路幅部に流路幅より高さの低い複数の案内羽
根を円形翼列状に設けることにより達成される。
【０００９】そして好ましくは、一定流路幅部が始まる
位置を、羽根車出口の平均半径の1.05〜1.15倍にする；
案内羽根の前縁位置を、側板から心板側に向けて次第に
増す；案内羽根は、側板側の前縁半径位置が一定流路幅
部が始まる位置にほぼ等しい；案内羽根の羽根高さは、
一対のディフューザ板が形成する一定流路幅部の流路幅
の20〜50%とするものである。
位置を、羽根車出口の平均半径の1.05〜1.15倍にする；
案内羽根の前縁位置を、側板から心板側に向けて次第に
増す；案内羽根は、側板側の前縁半径位置が一定流路幅
部が始まる位置にほぼ等しい；案内羽根の羽根高さは、
一対のディフューザ板が形成する一定流路幅部の流路幅
の20〜50%とするものである。
【００１０】上記目的はまた、羽根車と、この羽根車の
半径方向外方に配置したディフューザとを有し、ディフ
ューザが側板側ディフューザ板と心板側ディフューザ板
とを備えた遠心送風機において、側板側ディフューザ板
と心板側ディフューザ板とはディフューザ流路を形成
し、このディフューザ流路は、羽根車出口側から順に増
速流路、平行壁間流路であり、この平行壁間流路に内径
側先端部が高さ方向に斜めに形成された複数の案内羽根
を周方向隙間をおいて配置することにより達成される。
半径方向外方に配置したディフューザとを有し、ディフ
ューザが側板側ディフューザ板と心板側ディフューザ板
とを備えた遠心送風機において、側板側ディフューザ板
と心板側ディフューザ板とはディフューザ流路を形成
し、このディフューザ流路は、羽根車出口側から順に増
速流路、平行壁間流路であり、この平行壁間流路に内径
側先端部が高さ方向に斜めに形成された複数の案内羽根
を周方向隙間をおいて配置することにより達成される。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面によ
って説明する。
って説明する。
【００１２】図１は、本発明に係る遠心圧縮機の一実施
例の縦断面図であり、図２は、図１のＡ―Ａ視の一部分
を示す図である。遠心圧縮機３０は、回転軸２と、この
回転軸２に取り付けられた羽根車１と、羽根車１の半径
方向外方に配置したディフューザ７とを有している。デ
ィフューザ７は、対向する一対の側板側ディフューザ板
４、心板側ディフューザ板５と、側板側ディフューザ板
４の流路側に、円形翼列状に形成または取り付けられた
複数枚の案内羽根８を備えている。
例の縦断面図であり、図２は、図１のＡ―Ａ視の一部分
を示す図である。遠心圧縮機３０は、回転軸２と、この
回転軸２に取り付けられた羽根車１と、羽根車１の半径
方向外方に配置したディフューザ７とを有している。デ
ィフューザ７は、対向する一対の側板側ディフューザ板
４、心板側ディフューザ板５と、側板側ディフューザ板
４の流路側に、円形翼列状に形成または取り付けられた
複数枚の案内羽根８を備えている。
【００１３】側板側ディフューザ板４の入口部、すなわ
ち羽根車１の出口側であって流路側の表面11は、半径方
向外方に行くにつれ流路幅を狭くしている。具体的に
は、側板側ディフューザ板４の入口端部から所定距離ｒ
ａの範囲で側板側ディフューザ板４に円錐面１１を形成
する。そして、所定距離ｒａ過ぎたところからは、回転
軸２の軸心にほぼ直角な面に側板側ディフューザ板４を
形成する。これにより、心板側ディフューザ板５との間
で平行流路部１６を形成する。平行流路部１６が始まる
半径ｒａを、羽根車出口半径の約1.1倍に設定する。ま
た、平行流路部１６の流路幅を、入口流路幅ｂｉの80%に
設定した。
ち羽根車１の出口側であって流路側の表面11は、半径方
向外方に行くにつれ流路幅を狭くしている。具体的に
は、側板側ディフューザ板４の入口端部から所定距離ｒ
ａの範囲で側板側ディフューザ板４に円錐面１１を形成
する。そして、所定距離ｒａ過ぎたところからは、回転
軸２の軸心にほぼ直角な面に側板側ディフューザ板４を
形成する。これにより、心板側ディフューザ板５との間
で平行流路部１６を形成する。平行流路部１６が始まる
半径ｒａを、羽根車出口半径の約1.1倍に設定する。ま
た、平行流路部１６の流路幅を、入口流路幅ｂｉの80%に
設定した。
【００１４】平行流路部１６に取り付けた案内羽根８の
羽根高さ（流路幅方向の高さ）は、平行流路部１６の流
路幅の約40%である。案内羽根８の側板側ディフューザ
４付け根部の前縁半径は、平行流路部１６が始まる半径
ｒａとほぼ同じである。案内羽根８の前縁半径は、側板
から心板側に向って次第に大きくなっている。案内羽根
８の前縁１２の傾き角は、ディフューザ７の入口部に形
成された円錐面11の傾きと同じである。そして、案内羽
根８の入口羽根角度βiおよび出口羽根角度βoを、平行
流路部１６の開始位置ｒａにおける設計流れ角とほぼ等
しく設定している。ディフューザ７の下流には、このデ
ィフューザ７から吐出された流れを集めるために、スク
ロールケーシング９が設けられている。
羽根高さ（流路幅方向の高さ）は、平行流路部１６の流
路幅の約40%である。案内羽根８の側板側ディフューザ
４付け根部の前縁半径は、平行流路部１６が始まる半径
ｒａとほぼ同じである。案内羽根８の前縁半径は、側板
から心板側に向って次第に大きくなっている。案内羽根
８の前縁１２の傾き角は、ディフューザ７の入口部に形
成された円錐面11の傾きと同じである。そして、案内羽
根８の入口羽根角度βiおよび出口羽根角度βoを、平行
流路部１６の開始位置ｒａにおける設計流れ角とほぼ等
しく設定している。ディフューザ７の下流には、このデ
ィフューザ７から吐出された流れを集めるために、スク
ロールケーシング９が設けられている。
【００１５】このように構成した本発明によるターボ圧
縮機の動作を、以下に説明する。ターボ圧縮機３０を運
転すると、作動流体は吸込み管１０から羽根車１に吸込
まれ、羽根車内でエネルギを与えられた後、羽根車１か
ら吐き出される。羽根車１から吐き出された高速の流体
は、ディフューザ７に流入する。ディフューザ７で減速
された作動流体は、スクロールケーシング９に流入す
る。
縮機の動作を、以下に説明する。ターボ圧縮機３０を運
転すると、作動流体は吸込み管１０から羽根車１に吸込
まれ、羽根車内でエネルギを与えられた後、羽根車１か
ら吐き出される。羽根車１から吐き出された高速の流体
は、ディフューザ７に流入する。ディフューザ７で減速
された作動流体は、スクロールケーシング９に流入す
る。
【００１６】ところで、作動流体は羽根車１でエネルギ
を付与される際に、羽根車出口において、幅方向（軸方
向）やピッチ方向（羽根車の外周方向）に歪んだ流れと
なる。このとき、羽根車１は回転しているので、静止し
たディフューザ７にとっては周方向に歪んだ流れが時間
的に変動して流入することになる。このような流れが、
従来多用されている羽根なしディフューザに流入する
と、変動流れは羽根車出口半径の1.1倍程度の半径位置
で消滅することは、本発明の発明者らのこれまでの研究
で明らかである。そして、羽根なしディフューザ内で
は、半径方向外方に向かって正の圧力勾配が生じ、幅方
向の歪みが増加してディフューザ性能が低下することも
判明している。これにより、遠心圧縮機の性能も大幅に
低下する。また、ディフューザの流路幅より狭い高さの
案内羽根をディフューザの入口直後から設けたディフュ
ーザに変動流れが流入すると、案内羽根により流れが案
内され幅方向に流れは一様化される。したがって、ディ
フューザ性能、ひいては遠心圧縮機の性能が大幅に向上
する。しかしながら、案内羽根がディフューザ入口直後か
ら設けられているので、変動流れが案内羽根に衝突して
騒音が高くなることがある。
を付与される際に、羽根車出口において、幅方向（軸方
向）やピッチ方向（羽根車の外周方向）に歪んだ流れと
なる。このとき、羽根車１は回転しているので、静止し
たディフューザ７にとっては周方向に歪んだ流れが時間
的に変動して流入することになる。このような流れが、
従来多用されている羽根なしディフューザに流入する
と、変動流れは羽根車出口半径の1.1倍程度の半径位置
で消滅することは、本発明の発明者らのこれまでの研究
で明らかである。そして、羽根なしディフューザ内で
は、半径方向外方に向かって正の圧力勾配が生じ、幅方
向の歪みが増加してディフューザ性能が低下することも
判明している。これにより、遠心圧縮機の性能も大幅に
低下する。また、ディフューザの流路幅より狭い高さの
案内羽根をディフューザの入口直後から設けたディフュ
ーザに変動流れが流入すると、案内羽根により流れが案
内され幅方向に流れは一様化される。したがって、ディ
フューザ性能、ひいては遠心圧縮機の性能が大幅に向上
する。しかしながら、案内羽根がディフューザ入口直後か
ら設けられているので、変動流れが案内羽根に衝突して
騒音が高くなることがある。
【００１７】本発明は、このような案内羽根付きのディ
フューザを有するものに対して有効ならしめるものであ
る。つまり、ディフューザ７に幅方向に歪んだ変動流れ
が流入すると、ディフューザ７の入口部では流路幅が下
流にいくにしたがい狭められているので、流れが増速さ
れる。この流れの増速作用により、幅方向に歪んだ流れ
がある程度一様化される。
フューザを有するものに対して有効ならしめるものであ
る。つまり、ディフューザ７に幅方向に歪んだ変動流れ
が流入すると、ディフューザ７の入口部では流路幅が下
流にいくにしたがい狭められているので、流れが増速さ
れる。この流れの増速作用により、幅方向に歪んだ流れ
がある程度一様化される。
【００１８】また、時間的に変動して流入する流れにつ
いては、下流に向って急速に変動が低減する。そして、
羽根車出口半径の1.1倍の半径である平行部開始位置ｒ
ａ、すなわち案内羽根前縁位置では、この時間的な変動
はほとんど無くなる。したがって、変動の無い流れが、
案内羽根８が設けられた平行流路部１６に流入するの
で、翼通過周波数が飛び抜けて大きい騒音の発生を防止
できる。その結果、低騒音のターボ圧縮機を実現でき
る。なお、案内羽根８により流れが一様化されるので、
ディフューザ７の性能が向上し、圧縮機性能も向上す
る。
いては、下流に向って急速に変動が低減する。そして、
羽根車出口半径の1.1倍の半径である平行部開始位置ｒ
ａ、すなわち案内羽根前縁位置では、この時間的な変動
はほとんど無くなる。したがって、変動の無い流れが、
案内羽根８が設けられた平行流路部１６に流入するの
で、翼通過周波数が飛び抜けて大きい騒音の発生を防止
できる。その結果、低騒音のターボ圧縮機を実現でき
る。なお、案内羽根８により流れが一様化されるので、
ディフューザ７の性能が向上し、圧縮機性能も向上す
る。
【００１９】上記実施例では、案内羽根８の前縁半径を
側板側から心板側に向けて次第に大きくしている。した
がって、平行流路部１６が開始する位置ｒａで変動流れ
が残っていても、変動流れが案内羽根８に衝突する時間
が異なり、衝突による騒音が同期せず、大騒音の発生を
防止できる。さらに、案内羽根８の前縁１２位置で形成
される直線の傾きは、ディフューザ８の入口部に形成し
た円錐面11の傾きと同じになっているので、ディフュー
ザの加工が容易である。
側板側から心板側に向けて次第に大きくしている。した
がって、平行流路部１６が開始する位置ｒａで変動流れ
が残っていても、変動流れが案内羽根８に衝突する時間
が異なり、衝突による騒音が同期せず、大騒音の発生を
防止できる。さらに、案内羽根８の前縁１２位置で形成
される直線の傾きは、ディフューザ８の入口部に形成し
た円錐面11の傾きと同じになっているので、ディフュー
ザの加工が容易である。
【００２０】図５に、本発明に係るターボ圧縮機の他の
実施例の縦断面図を示す。本実施例は、斜流圧縮機の場
合である。本実施例が上記実施例と相違するのは、羽根
車６が斜流羽根車であるので、心板側ディフューザ板５
ａの羽根車出口部に曲面部５ｂを形成したことにある。
図１に示した実施例と同様に、側板側ディフューザ板４
の入口部には円錐面11が形成されており、半径方向外方
に向かうにつれて流路幅（軸方向距離）が狭くなってい
る。側板側ディフューザ板４および心板側ディフューザ
板５ａにより形成されるディフューザ流路は、圧縮ガス
の流れ方向が途中から半径方向に変わるように形成され
ている。この半径方向に向けられた流路は、平行流路部
１６を形成する。平行流路部１６が始まる半径ｒｂは羽
根車の平均出口半径ｒ０の約1.1倍である。また、平行流
路部１６の流路幅は、羽根車５の外半径の投影線の方向
に測った羽根出口幅ｂ０のほぼ80%である。
実施例の縦断面図を示す。本実施例は、斜流圧縮機の場
合である。本実施例が上記実施例と相違するのは、羽根
車６が斜流羽根車であるので、心板側ディフューザ板５
ａの羽根車出口部に曲面部５ｂを形成したことにある。
図１に示した実施例と同様に、側板側ディフューザ板４
の入口部には円錐面11が形成されており、半径方向外方
に向かうにつれて流路幅（軸方向距離）が狭くなってい
る。側板側ディフューザ板４および心板側ディフューザ
板５ａにより形成されるディフューザ流路は、圧縮ガス
の流れ方向が途中から半径方向に変わるように形成され
ている。この半径方向に向けられた流路は、平行流路部
１６を形成する。平行流路部１６が始まる半径ｒｂは羽
根車の平均出口半径ｒ０の約1.1倍である。また、平行流
路部１６の流路幅は、羽根車５の外半径の投影線の方向
に測った羽根出口幅ｂ０のほぼ80%である。
【００２１】心板側ディフューザ板５ａは、羽根車６の
出口部で羽根車の心板の傾きにほぼ等しい傾きとなって
いる。その後、流れ方向が半径方向外向きになるように
滑らかな曲面５ｂを形成している。この曲面５ｂは、平
行流路部１６が始まる半径ｒｂか、これより内径側で平
面部に接続している。
出口部で羽根車の心板の傾きにほぼ等しい傾きとなって
いる。その後、流れ方向が半径方向外向きになるように
滑らかな曲面５ｂを形成している。この曲面５ｂは、平
行流路部１６が始まる半径ｒｂか、これより内径側で平
面部に接続している。
【００２２】平行流路部１６に取り付けられた案内羽根
８の羽根高さ（軸方向高さ）は、その案内羽根があると
ころの流路幅の約40%である。そして、案内羽根８の側板
側の前縁半径は、平行流路部の開始半径ｒｂとほぼ同じ
で、前縁半径は側板から心板側に向けて次第に大きくな
っている。案内羽根８の入口羽根角度及び出口羽根角度
を、平行流路部の開始半径ｒｂにおける設計流れ角にほ
ぼ等しく設定する。
８の羽根高さ（軸方向高さ）は、その案内羽根があると
ころの流路幅の約40%である。そして、案内羽根８の側板
側の前縁半径は、平行流路部の開始半径ｒｂとほぼ同じ
で、前縁半径は側板から心板側に向けて次第に大きくな
っている。案内羽根８の入口羽根角度及び出口羽根角度
を、平行流路部の開始半径ｒｂにおける設計流れ角にほ
ぼ等しく設定する。
【００２３】本実施例によれば、羽根車が斜流羽根車で
比速度が大きいにもかかわらず、幅方向に歪んだ流れは
増速作用により一様化が進み、大騒音の発生を防止でき
る。また、羽根車出口が回転軸の軸線方向に対して傾斜
していても、羽根車の平均半径の1.1倍の位置から案内
羽根を設けているので、変動流の影響をほとんどなくす
ることが可能になる。また、本実施例においても、羽根
車から吐出される流れが案内羽根に衝突する時間が案内
羽根の高さ方向に変化しているので、同期音による騒音
の発生を防止できる。
比速度が大きいにもかかわらず、幅方向に歪んだ流れは
増速作用により一様化が進み、大騒音の発生を防止でき
る。また、羽根車出口が回転軸の軸線方向に対して傾斜
していても、羽根車の平均半径の1.1倍の位置から案内
羽根を設けているので、変動流の影響をほとんどなくす
ることが可能になる。また、本実施例においても、羽根
車から吐出される流れが案内羽根に衝突する時間が案内
羽根の高さ方向に変化しているので、同期音による騒音
の発生を防止できる。
【００２４】以上、本発明を実施例により説明したが、
心板側ディフューザ板の表面を傾けて円錐面または曲面
とし、半径方向外方に向けて流路幅を狭めてもよい。こ
のようにすれば、ディフューザにおける過度の減速を防
止できる。また、案内羽根の前縁半径を一定にしてもよ
い。これは、同期音がそれほど大きくないときや、同期
音を他の方法で対策できるときなどに有効である。ま
た、前縁半径を一定にすれば、加工が容易になる。さら
に、案内羽根の前縁半径を流路平行部の開始半径より大
きくしてもよい。これは、変動流の消滅が遅いときや圧
縮機を小型化するために案内羽根を通常設計よりも羽根
車出口に近づけるときに有効である。
心板側ディフューザ板の表面を傾けて円錐面または曲面
とし、半径方向外方に向けて流路幅を狭めてもよい。こ
のようにすれば、ディフューザにおける過度の減速を防
止できる。また、案内羽根の前縁半径を一定にしてもよ
い。これは、同期音がそれほど大きくないときや、同期
音を他の方法で対策できるときなどに有効である。ま
た、前縁半径を一定にすれば、加工が容易になる。さら
に、案内羽根の前縁半径を流路平行部の開始半径より大
きくしてもよい。これは、変動流の消滅が遅いときや圧
縮機を小型化するために案内羽根を通常設計よりも羽根
車出口に近づけるときに有効である。
【００２５】なお、上記いずれの実施例でも、流路平行
部の開始位置を羽根車出口半径または羽根車出口の平均
半径の1.1倍としたが、1.05〜1.15倍の範囲にすれば、
本発明の効果が得られる。同様に、案内羽根の高さを流
路幅の40%および50%としたが、20%〜50%の範囲であれ
ば、本発明の効果が得られる。さらに、ディフューザに
おけるの平行流路部の流路幅を羽根車出口幅またはディ
フューザの入口流路幅の80%としたが、幅方向流れの歪
みの度合いに応じて変更してもよい。
部の開始位置を羽根車出口半径または羽根車出口の平均
半径の1.1倍としたが、1.05〜1.15倍の範囲にすれば、
本発明の効果が得られる。同様に、案内羽根の高さを流
路幅の40%および50%としたが、20%〜50%の範囲であれ
ば、本発明の効果が得られる。さらに、ディフューザに
おけるの平行流路部の流路幅を羽根車出口幅またはディ
フューザの入口流路幅の80%としたが、幅方向流れの歪
みの度合いに応じて変更してもよい。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、ディフューザの流れが
流路の幅方向に一様化されるので、ターボ圧縮機または
ターボ送風機の性能が大幅に向上する。それとともに、
変動のない流れが案内羽根流路に流入するので騒音が低
くなる。
流路の幅方向に一様化されるので、ターボ圧縮機または
ターボ送風機の性能が大幅に向上する。それとともに、
変動のない流れが案内羽根流路に流入するので騒音が低
くなる。
【図１】本発明に係る遠心圧縮機の一実施例の縦断面
図。
図。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図であり、その一部分を示す
図。
図。
【図３】羽根車出口における流路幅方向の流れ分布を説
明する図。
明する図。
【図４】羽根車出口における周方向の流れ分布を説明す
る図。
る図。
【図５】本発明に係る遠心圧縮機の他の実施例の縦断面
図。
図。
１…遠心羽根車、１a…側板、１ｂ…羽根、１ｃ…心
板、２…回転軸、３…ナット、４…側板側ディフューザ
板、５、５ａ…心板側ディフューザ板、５ｂ…曲面また
は円錐面、６…斜流羽根車、７…ディフューザ、８…案
内羽根、９…スクロールケーシング、１０…吸込管、１
１…円錐面または曲面、１２…案内羽根前縁、１６…デ
ィフューザ平行流路部、３０…遠心圧縮機。
板、２…回転軸、３…ナット、４…側板側ディフューザ
板、５、５ａ…心板側ディフューザ板、５ｂ…曲面また
は円錐面、６…斜流羽根車、７…ディフューザ、８…案
内羽根、９…スクロールケーシング、１０…吸込管、１
１…円錐面または曲面、１２…案内羽根前縁、１６…デ
ィフューザ平行流路部、３０…遠心圧縮機。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武田 和夫 茨城県土浦市神立町603番地 株式会社日 立製作所産業機械システム事業部内 Ｆターム(参考） 3H034 AA02 BB02 BB03 BB06 BB07 CC03 DD07 DD25 EE06 EE18
Claims (6)
- 【請求項１】少なくとも遠心羽根車あるいは斜流羽根車
のいずれかの羽根車と、この羽根車の半径方向外方に配
置したディフューザとを備え、前記ディフューザが対向
する一対の側板側のディフューザ板と心板側のディフュ
ーザ板とを有しているターボ圧縮機において、前記一対
のディフューザ板により形成されるディフューザ流路の
軸方向幅を内径側から外径側に向かって減少させた後ほ
ぼ一定にし、前記側板側ディフューザ板の一定流路幅部
に流路幅より高さの低い複数の案内羽根を円形翼列状に
設けたことを特徴とするターボ圧縮機。 - 【請求項２】前記一定流路幅部が始まる位置を、羽根車
出口の平均半径の1.05〜1.15倍にしたことを特徴とする
請求項１記載のターボ圧縮機。 - 【請求項３】前記案内羽根の前縁位置を、側板から心板
側に向けて次第に増すことを特徴とする請求項２記載の
ターボ圧縮機。 - 【請求項４】前記案内羽根は、側板側の前縁半径位置が
前記一定流路幅部が始まる位置にほぼ等しいことを特徴
とする請求項２記載のターボ圧縮機。 - 【請求項５】前記案内羽根の羽根高さは、前記一対のデ
ィフューザ板が形成する一定流路幅部の流路幅の20〜50
%であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のい
ずれか1項に記載のターボ圧縮機。 - 【請求項６】羽根車と、この羽根車の半径方向外方に配
置したディフューザとを有し、前記ディフューザは側板
側ディフューザ板と心板側ディフューザ板とを備えた遠
心送風機において、前記側板側ディフューザ板と心板側
ディフューザ板とはディフューザ流路を形成し、このデ
ィフューザ流路は、羽根車出口側から順に増速流路、平
行壁間流路であり、この平行壁間流路に内径側先端部が
高さ方向に斜めに形成された複数の案内羽根を周方向隙
間をおいて配置したことを特徴とする遠心送風機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000061811A JP3578692B2 (ja) | 2000-03-02 | 2000-03-02 | ターボ圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000061811A JP3578692B2 (ja) | 2000-03-02 | 2000-03-02 | ターボ圧縮機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001248597A true JP2001248597A (ja) | 2001-09-14 |
| JP3578692B2 JP3578692B2 (ja) | 2004-10-20 |
Family
ID=18581902
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000061811A Expired - Fee Related JP3578692B2 (ja) | 2000-03-02 | 2000-03-02 | ターボ圧縮機 |
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007187102A (ja) * | 2006-01-13 | 2007-07-26 | Daikin Ind Ltd | 遠心送風機 |
| WO2010053491A1 (en) * | 2008-11-07 | 2010-05-14 | Amsted Industries Incorporated | Turbocharger compressor housing and method |
| JP2011089460A (ja) * | 2009-10-22 | 2011-05-06 | Hitachi Plant Technologies Ltd | ターボ型流体機械 |
| JP2013147935A (ja) * | 2012-01-17 | 2013-08-01 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 遠心圧縮機 |
| WO2014006751A1 (ja) * | 2012-07-06 | 2014-01-09 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の過給機のコンプレッサ |
| CN105683524A (zh) * | 2013-10-31 | 2016-06-15 | 博格华纳公司 | 压缩机入口管道的噪声衰减装置 |
| JP2021124046A (ja) * | 2020-02-04 | 2021-08-30 | 三菱重工業株式会社 | 遠心圧縮機のディフューザ構造及び遠心圧縮機 |
| CN113685377A (zh) * | 2014-06-24 | 2021-11-23 | 概创机械设计有限责任公司 | 用于涡轮机的流动控制结构及其设计方法 |
| CN115962154A (zh) * | 2023-03-17 | 2023-04-14 | 潍柴动力股份有限公司 | 过渡段子午流道在机匣侧变窄的压气机、发动机和汽车 |
-
2000
- 2000-03-02 JP JP2000061811A patent/JP3578692B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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| WO2014006751A1 (ja) * | 2012-07-06 | 2014-01-09 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の過給機のコンプレッサ |
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| CN105683524A (zh) * | 2013-10-31 | 2016-06-15 | 博格华纳公司 | 压缩机入口管道的噪声衰减装置 |
| CN105683524B (zh) * | 2013-10-31 | 2018-11-16 | 博格华纳公司 | 压缩机入口管道的噪声衰减装置 |
| CN113685377A (zh) * | 2014-06-24 | 2021-11-23 | 概创机械设计有限责任公司 | 用于涡轮机的流动控制结构及其设计方法 |
| JP2021124046A (ja) * | 2020-02-04 | 2021-08-30 | 三菱重工業株式会社 | 遠心圧縮機のディフューザ構造及び遠心圧縮機 |
| CN115962154A (zh) * | 2023-03-17 | 2023-04-14 | 潍柴动力股份有限公司 | 过渡段子午流道在机匣侧变窄的压气机、发动机和汽车 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3578692B2 (ja) | 2004-10-20 |
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