JP2014129795A - 圧縮機及びターボ冷凍機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】回転軸12と、回転軸に取り付けられた複数の羽根車と、前段の羽根車から後段の羽根車に流体を導く主流路と、軸線を中心とした環状をなして、主流路に連通するチャンバー31と、チャンバーに外周側から内周側に向かって流体を導入する吸込ノズル32と、主流路内に軸線の周方向に間隔をあけて複数設けられて、可動することで主流路内を流通する流体の流量を調整する可動ベーンと、チャンバー31内における吸込ノズル32の周方向一方側に設けられて、複数の可動ベーンの角度を変更させる駆動機構42とを備え、吸込ノズル32が、チャンバー31内の周方向一方側及び他方側のうち、他方側への流体の流量が大きくなるように他方側にむけて傾斜している圧縮機2を提供する。
【選択図】図4
Description
本発明の圧縮機は、軸線回りに回転する回転軸と、該回転軸に取り付けられた複数の羽根車と、前段の前記羽根車から後段の前記羽根車に流体を導く主流路と、前記軸線を中心とした環状をなして、前記主流路に連通するチャンバーと、該チャンバーに外周側から内周側に向かって流体を導入する吸込ノズルと、該主流路内に前記軸線の周方向に間隔をあけて複数設けられて、可動することで前記主流路内を流通する流体の流量を調整する可動ベーンと、前記チャンバー内における前記吸込ノズルの前記周方向一方側に設けられて、前記複数の可動ベーンの角度を変更させる駆動機構とを備え、前記吸込ノズルが、前記チャンバー内の周方向一方側及び他方側のうち、前記他方側への前記流体の流量が大きくなるように前記他方側にむけて傾斜していることを特徴とする。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。本実施形態のターボ冷凍機は、基本的に従来のターボ冷凍機と同様に、遠心圧縮機2と、遠心圧縮機で圧縮されたガス冷媒を凝縮液化させる凝縮器と、凝縮器において凝縮された液冷媒を一時貯留して中間冷却を行う中間冷却器と、中間冷却器から導かれる液冷媒を蒸発させる蒸発器とを、主な構成要素として有している。そして、圧縮機、凝縮器、蒸発器といった構成機器を近傍に配置して一体とし、ユニット化している。
なお、図1に示す凝縮器3、中間冷却器4、及び蒸発器5は、模式的に図示したもので、本実施形態のターボ冷凍機における正確な配置は反映されていない。
ベンド部27の下流側には全周にわたって放射状にリターンベーン29が配置されている。
中間吸込みチャンバー31の内周部には、全周にわたってスリット33が設けられており、中間吸込みチャンバー31の内部と第二インペラ16の吸込流路24とが接続されている。
次いで、ブラケット41が駆動リング40を操作することにより、駆動リング40が周方向に回転する。これにより駆動リング40に所定のリンク機構を介して連結されている第二可動ベーン36の角度が変更される。
また、案内羽根43に関しても、ガス冷媒の流量が周方向他方側、即ち、駆動機構42とは反対側の案内羽根43の長さが長くなるように形成されている。
具体的には、複数の案内羽根43は、駆動機構42より離間するに従って長くなるように形成されている。例えば、最も駆動機構42から離れた案内羽根43aは、最も駆動機構42寄りの案内羽根43bよりも長く(例えば2倍)されている。
本実施形態のターボ冷凍機は、蒸発器5、遠心圧縮機2、凝縮器3、及び中間冷却器4は配管によって接続されて冷媒を循環させる閉じた系を構成している。このうち、中間冷却器4の気相部から導入されたガス冷媒は、吸込ノズル32によって遠心圧縮機2の中間吸込みチャンバー31に導入される。
また、中間冷却器4と遠心圧縮機2とは、中間冷却器4の気相部からガス冷媒を遠心圧縮機2の中間段へと導く中間冷却器用ガス冷媒配管9によって接続されている。
また、案内羽根43の長さが駆動機構42より離間するに従って長くなるように形成されているとともに、案内羽根43同士の間隔が駆動機構42よりも離間するに従って広くなるように配置されていることによって、ガス冷媒が駆動機構42とは反対側により流入するようになり、中間吸込みチャンバー31内の周方向の流動分布の均一性が向上する。
これにより、中間吸込みチャンバー31の出口における流動の周方向の偏りが抑制されるため、下流に位置する第二インペラ16の性能の低下を抑制することができる。
次に、本発明の第二実施形態に係るターボ冷凍機について説明する。なお、本実施形態では、上述した第一実施形態との相違点を中心に述べ、同様の部分についてはその説明を省略する。
流路ガイド44は、案内羽根43と同様に、中間吸込みチャンバー31の軸線方向一方側の内壁と軸線方向他方側の内壁とを接続するように設けられた平板状のガイドである。具体的には、流路ガイド44は、吸込ノズル32に対して周方向に180°離間した位置(吸込ノズル32の反対側)、吸込ノズル32よりも駆動機構42側の流路幅を絞り込むような湾曲形状のガイドである。
例えば、本実施形態においては、吸込ノズル32と駆動機構42とが周方向に90°離間する構成を示したがこれに限ることはなく、さらに間隔を狭めることによってより装置全体のコンパクト化を図るような構成としてもよい。
2 遠心圧縮機
3 凝縮器
4 中間冷却器
5 蒸発器
12 回転軸
15 第一インペラ
16 第二インペラ
21 内部空間
23 リターン流路
31 中間吸込みチャンバー(チャンバー)
32 吸込ノズル
33 スリット
36 第二可動ベーン
37 駆動装置
39 駆動シャフト
40 駆動リング
41 ブラケット
42 駆動機構
43 案内羽根
44 流路ガイド
Claims (6)
- 軸線回りに回転する回転軸と、
該回転軸に取り付けられた複数の羽根車と、
前段の前記羽根車から後段の前記羽根車に流体を導く主流路と、
前記軸線を中心とした環状をなして、前記主流路に連通するチャンバーと、
該チャンバーに外周側から内周側に向かって流体を導入する吸込ノズルと、
該主流路内に前記軸線の周方向に間隔をあけて複数設けられて、可動することで前記主流路内を流通する流体の流量を調整する可動ベーンと、
前記チャンバー内における前記吸込ノズルの前記周方向一方側に設けられて、前記複数の可動ベーンの角度を変更させる駆動機構とを備え、
前記吸込ノズルが、前記チャンバー内の周方向一方側及び他方側のうち、前記他方側への前記流体の流量が大きくなるように前記他方側にむけて傾斜していることを特徴とする圧縮機。 - 前記吸込ノズルの出口側には、前記チャンバー内の前記周方向一方側及び他方側のうち、前記他方側への前記流体の流量が大きくなるように前記流体を案内する案内羽根が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の圧縮機。
- 前記案内羽根は、前記周方向の他方側に向かうに従ってその長さが長くなるように形成されていることを特徴とする請求項2に記載の圧縮機。
- 前記チャンバーには、前記駆動機構に向かうに従って前記チャンバーの流路を狭くするように形成された流路ガイドが設けられてい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圧縮機。
- 前記駆動機構は前記吸込ノズルに対して、前記周方向に90°離間した位置に設けられていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の圧縮機。
- 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の圧縮機を備えることを特徴とするターボ冷凍機。
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