JP4107772B2 - 遠心式圧縮機 - Google Patents
遠心式圧縮機 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4107772B2 JP4107772B2 JP28688199A JP28688199A JP4107772B2 JP 4107772 B2 JP4107772 B2 JP 4107772B2 JP 28688199 A JP28688199 A JP 28688199A JP 28688199 A JP28688199 A JP 28688199A JP 4107772 B2 JP4107772 B2 JP 4107772B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- suction
- outer casing
- centrifugal compressor
- main shaft
- disposed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Classifications
-
- 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
- F04D17/122—Multi-stage pumps the individual rotor discs being, one for each stage, on a common shaft and axially spaced, e.g. conventional centrifugal multi- stage compressors
-
- 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
- F04D29/4206—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/4213—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps suction ports
-
- 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
- F04D29/46—Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable
- F04D29/462—Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable especially adapted for elastic fluid pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2250/00—Geometry
- F05D2250/50—Inlet or outlet
- F05D2250/51—Inlet
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、内部ケーシングの外側に、外部ケーシングを設けたバレル形の遠心圧縮機に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、このような分野の技術としては、特開昭55−7914号公報によって開示されたものが知られている。この公報には、中ケース(内部ケーシング)の外側に、外部ケーシングを設けた、いわゆるバレル形の遠心式圧縮機が記載されている。内部ケーシングの内部には、ダイヤフラムが取り付けられると共に、回転軸(主軸)に固定された複数の羽根車が収容されている。外部ケーシングは、筒状の胴部(ケース)と2体の側蓋とを結合させたものである。ケースには、吸込ノズル(吸込口)と吐出ノズル(吐出口)とが設けられている。また、羽根車が固定された主軸は、外部ケーシングを形成する2体の側蓋にそれぞれ設けられた軸受によって支持されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
一方、様々な事情から、上述した構成を有する従来の遠心式圧縮機をモータによって駆動することが求められる場合がある。このような場合には、遠心式圧縮機の吸込口側に、吸込ベーンを配設すると共に、各吸込ベーンの取付角度を変化させるための変角機構を設けなければならない。しかしながら、バレル形の遠心式圧縮機では、変角機構と変角機構を駆動するための駆動源とを連結するための駆動ロッドを内部ケーシングや外部ケーシングの側部から抜き出すことは困難である。従って、従来、バレル形の遠心式圧縮機に対して、吸込ベーンを備えることは困難を極めており、特に、被圧縮流体が高圧の気体(例えば、ガスタービンの燃料ガス等)であるものは存在していなかった。
【0004】
そこで、本発明は、吸込ベーンを備え、流量及びヘッドを効率よく制御可能なバレル形の遠心式圧縮機を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明による遠心式圧縮機は、主軸に取り付けられた羽根車を収容する内部ケーシングの外側に、吸込口と吐出口とを有する筒状の外部ケーシングを設けたバレル形の遠心圧縮機において、吸込口側に複数配設された吸込ベーンと、外部ケーシング内に配置されており、各吸込ベーンの取付角度を変化させる変角機構と、外部ケーシング外に配置されており、変角機構を駆動するための変角機構駆動部と、外部ケーシングを主軸と平行に貫通しており、変角機構と変角機構駆動部とを連結する駆動ロッドとを備えることを特徴とする。
【0006】
この遠心式圧縮機では、外部ケーシング内の変角機構と、外部ケーシング外の変角機構駆動部とを連結する駆動ロッドが、外部ケーシングを主軸と平行に貫通するように配されている。これにより、駆動ロッドは、内部ケーシング及び外部ケーシングの側部を貫通することなく配置されるので、圧縮効率等を損なうことなく可変式の吸込ベーンを遠心式圧縮機に設けることが可能となる。従って、この遠心式圧縮機は、被圧縮流体の流量及びヘッドを効率よく制御可能であり、特に、高圧流体を圧縮するのに好適である。
【0007】
また、外部ケーシング内に配置されると共に、吸込口から吸込まれた流体を羽根車に導入するための流入路を有する流入ノズル部を更に備えており、各吸込ベーンは、流入路内に配設されて円形翼列を形成すると好ましい。
【0008】
一般に、遠心式圧縮機では、吸込口は、主軸と直交するように配置される。これを踏まえて、この場合は、湾曲させられた流入路をもった流入ノズル部を、外部ケーシングの内部に配置すると共に、内部ケーシングに接続する。主軸と直交する状態で吸込まれた流体は、流入路を通過して主軸と平行をなす状態で羽根車に流入する。これにより、吸込口と、最も吸込口側に位置する羽根車との間には、変角機構を配置するためのスペースを十分に確保することができる。
【0009】
更に、変角機構は、流入ノズル部の外周に沿って主軸の周りに回動自在である環状部材と、各吸込ベーン及び駆動ロッドと環状部材とを連結するリンクとからなると好ましい。このような構成を採用すれば、円形翼列を形成する各吸込ベーンの取付角度を均一かつ確実に変化させることができる。
【0010】
また、吐出口における流体の圧力を計測する圧力検出手段と、圧力検出手段の検出値に基づいて変角機構駆動部を制御する制御手段を更に備えると好ましい。このような構成を採用すれば、流体の吐出圧や流量を所望値に容易に設定することが可能となる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明による遠心式圧縮機の好適な実施形態について詳細に説明する。図1は、本発明による遠心式圧縮機を示す断面図である。同図に示す遠心式圧縮機1は、高圧(例えば、32kg/cm2 程度)のガスタービン用燃料ガス等を圧縮(例えば、40kg/cm2 程度に)するために用いられる。遠心式圧縮機1は、いわゆるバレル形の一軸多段遠心式圧縮機として構成されており、主軸2に取り付けられた複数(この場合2体)のインペラ3(羽根車)を備える。また、主軸2の一端(図1における左側)は、一定回転数で回転するモータ4の回転軸に連結されている。
【0012】
各インペラ3は、水平割形または輪切形に形成された内部ケーシング5の内部に収容される。また、内部ケーシング5の内部には、各インペラ3の周囲に流体の流通路を画成するダイヤフラム6が取り付けられている。一方、内部ケーシング5の外側には、外部ケーシング7が設けられている。外部ケーシング7は、筒状の胴部8と2体の側蓋9,10とからなり、側蓋9は溶接により、側蓋10は、ボルト等によって、それぞれ胴部8に対して強固に結合させられている。
【0013】
外部ケーシング7の胴部8には、それぞれ、主軸2と直交する方向に延びる吸込口11と吐出口12とが設けられている。また、側蓋9,10には、ガスシール方式の軸封部14が設けられると共に、バッファガスを供給するための配管(図示せず)が配設されている。更に、側蓋9,10には、主軸2を支持するジャーナル軸受15が取り付けられたフレーム16,17が固定されている。図1において吸込口11側(図1における右側)に位置するフレーム17には、更に、スラスト軸受18がジャーナル軸受15の外方に位置するように配置されている。
【0014】
また、外部ケーシング7の内部には、流入ノズル部20が主軸2の周りに配置されている。流入ノズル部20は、吸込口11側に位置する側蓋10の内面と、内部ケーシング5に取り付けられたダイヤフラム6とに固定されている。流入ノズル部20は、図1に示すように、湾曲させられた流入路21を有し、この流入路21は、吸込口11及びダイヤフラム6により画成される流体の流通路と連通している。主軸2と直交する状態で吸込まれた流体は、流入路21を通過して主軸2と平行をなす状態でインペラ3に流入する。
【0015】
ここで、この遠心式圧縮機1は、上述したように一定回転数で回転するモータ4により駆動されるものであるので、吸込口11側には、複数の吸込ベーン22が配設されている。すなわち、図2及び3に示すように、吸込口11と連通する流入ノズル部20の流入路21内には、複数(この場合、12体)の吸込ベーン22が円形翼列を形成するように配設されている。各吸込ベーン22は、図2に示すように、取付ピン23によって流入ノズル部20に対して回転自在に支持されている。取付ピン23は、リンク24の一端に固定されており、リンク24の他端には、先端にボール部25aをもった連結部材25が固定されている。リンク24は、連結部材25を介して環状部材27と連結される。
【0016】
環状部材27は、図2及び3に示すように、流入ノズル部20の外周部に摺動自在に配されており、主軸2の周りに回動自在である。環状部材27の外周部には、リンク24に固定された連結部材25のボール部を係合させるための穴部27aが吸込ベーン22の数に対応する数だけ形成されている。すなわち、各連結部材25のボール部25aを環状部材27の各穴部27aに係合させた状態では、各連結部材25と環状部材27とは球面対偶を形成する。また、環状部材27の外周からは、連結部27bが外方に延出されている。環状部材27の連結部27bには、連結リンク28の一端が連結されており、連結リンク28の他端は、リンク29を介して、駆動ロッド30に接続されている。
【0017】
これにより、駆動ロッド30を回転させれば、環状部材27が流入ノズル部20の外周に沿って回動する。従って、環状部材27と連結部材25及びリンク24を介して連結されている取付ピン23が回転することになり、円形翼列を形成する各吸込ベーン22の取付角度を均一かつ確実に変化させることができる。また、この遠心式圧縮機1では、外部ケーシング7内の内部ケーシング5と側蓋10との間に、流入ノズル部20を設けているので、外部ケーシング7内の吸込口11と最も吸込口側に位置するインペラ3との間に、取付ピン23、リンク24、連結部材25、環状部材27、リンク28,29からなる変角機構を配置するためのスペースを十分に確保することができる。
【0018】
環状部材27等の変角機構を作動させるための駆動ロッド30は、図1に示すように、流入ノズル部20を介して、外部ケーシング7の吸込口11側の側蓋10を主軸2と平行に貫通する。すなわち、流入ノズル部20には所定の孔部が形成されると共に、側蓋10には貫通孔10aが形成されており、駆動ロッド30は、これらの貫通孔10a等を通過して、外部ケーシング7の外側に突出する。この際、側蓋10には、1ヶ所だけ貫通孔10aを設ければよいので、軸封部14にバッファガスを供給するための配管と、駆動ロッド30との干渉は、必要最小限に押さえられる。駆動ロッド30は、外部ケーシング7の外側に配置されており、環状部材27等の変角機構を駆動するためのサーボモータ33(変角機構駆動部)に接続されている(図4参照)。
【0019】
このように、遠心式圧縮機1では、環状部材27等からなる変角機構と変角機構駆動部としてのサーボモータ33とを連結する駆動ロッド30が、外部ケーシング7(側蓋10)を主軸2と平行に貫通するように配されている。これにより、駆動ロッド30は、内部ケーシング5及び外部ケーシング7の側部(胴部8の側部)を貫通することなく配置されるので、圧縮効率等を損なうことなく可変式の吸込ベーン22を設けることが可能となる。従って、この遠心式圧縮機1は、被圧縮流体の流量及びヘッドを効率よく制御可能であり、特に、ガスタービン用燃料ガス等の高圧流体を圧縮するのに好適である。
【0020】
また、側蓋10の貫通孔10aには、2枚のOリングを備えたキャップ31が外側から装着されている。これにより、貫通孔10aから流体が漏洩することが防止される。なお、キャップ31に設けられた2枚のOリングの間とフレアスタック32とを接続して漏洩する流体を処理するようにしてもよい。
【0021】
図4は、上述した遠心式圧縮機1の制御ブロック図である。同図に示すように、遠心式圧縮機1の吐出口12付近には、吐出口12における被圧縮流体の圧力(吐出圧)を測定するための圧力計41が配置されている。圧力計41は、圧力トランスミッタ42を介してプログラマブル集積回路等からなる制御部(PIC又はFIC)44に接続されている。また、制御部44は、変角機構を駆動するためのサーボモータ33と接続されており、圧力トランスミッタ42を介して入力される圧力計41の検出値に基づいてサーボモータ33の回転を制御する。これにより、吸込ベーン22の取付角度を任意に変化させることができるので、流体の吐出圧や流量を所望値に容易に設定することが可能となる。
【0022】
また、吐出口12付近にオリフィス47を設けると共に、流量トランスミッタ48を介して制御部44に吐出口12における流量を示す信号を入力するようにしてもよい。これにより、遠心式圧縮機を流量制御することが可能となる。
【0023】
【発明の効果】
本発明による遠心式圧縮機は、以上説明したように構成されているため、次のような効果を得る。すなわち、変角機構と変角機構駆動部とを連結する駆動ロッドを主軸と平行に外部ケーシングを貫通させることにより、吸込ベーンを備え、流量及びヘッドを効率よく制御可能なバレル形遠心式圧縮機の実現が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による遠心式圧縮機を示す断面図である。
【図2】図1のII部を示す部分拡大図である。
【図3】図1の遠心式圧縮機に含まれる変角機構を示す模式図である。
【図4】図1に示す遠心式圧縮機の制御ブロック図である。
【符号の説明】
1…遠心式圧縮機、2…主軸、3…インペラ(羽根車)、5…内部ケーシング、7…外部ケーシング、11…吸込口、12…吐出口、20…流入ノズル部、21…流入路、22…吸込ベーン、27…環状部材(変角機構)、30…駆動ロッド、33…サーボモータ(変角機構駆動部)。
Claims (2)
- 主軸に取り付けられた羽根車を収容する内部ケーシングの外側に、吸込口と吐出口とを有する筒状の外部ケーシングを設けたバレル形の遠心圧縮機において、
前記吸込口側に複数配設された吸込ベーンと、
前記外部ケーシング内に配置されており、前記各吸込ベーンの取付角度を変化させる変角機構と、
前記外部ケーシング外に配置されており、前記変角機構を駆動するための変角機構駆動部と、
前記外部ケーシングを前記主軸と平行に貫通しており、前記変角機構と前記変角機構駆動部とを連結する駆動ロッドと、
前記外部ケーシング内に配置されると共に、前記吸込口から吸込まれた流体を前記羽根車に導入するための流入路を有する流入ノズル部とを備え、
前記各吸込ベーンは、前記流入路内に配設されて円形翼列を形成すると共に、前記変角機構は、前記流入ノズル部の外周に沿って前記主軸の周りに回動自在である環状部材と、前記各吸込ベーン及び前記駆動ロッドと前記環状部材とを連結するリンクとからなり、更に、前記各吸込ベーンと前記環状部材とを連結する前記リンクは、先端にボール部をもった連結部材を介して、前記環状部材と連結されることを特徴とする遠心式圧縮機。 - 前記吐出口における流体の圧力を計測する圧力検出手段と、前記圧力検出手段の検出値に基づいて前記変角機構駆動部を制御する制御手段を更に備えることを特徴とする請求項1に記載の遠心式圧縮機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28688199A JP4107772B2 (ja) | 1999-10-07 | 1999-10-07 | 遠心式圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28688199A JP4107772B2 (ja) | 1999-10-07 | 1999-10-07 | 遠心式圧縮機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001107888A JP2001107888A (ja) | 2001-04-17 |
JP4107772B2 true JP4107772B2 (ja) | 2008-06-25 |
Family
ID=17710217
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28688199A Expired - Lifetime JP4107772B2 (ja) | 1999-10-07 | 1999-10-07 | 遠心式圧縮機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4107772B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20150322965A1 (en) * | 2012-11-15 | 2015-11-12 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Centrifugal compressor |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4658639B2 (ja) * | 2005-02-25 | 2011-03-23 | 三菱重工コンプレッサ株式会社 | 遠心圧縮機 |
JP5405910B2 (ja) * | 2009-06-11 | 2014-02-05 | 株式会社日立製作所 | 遠心圧縮機 |
RU2480631C1 (ru) * | 2011-12-12 | 2013-04-27 | Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров им. В.Б. Шнеппа" | Вакуумный центробежный компрессор |
DE102014218936A1 (de) * | 2014-09-19 | 2016-03-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Radialturbofluidenergiemaschine, Verfahren zur Montage |
-
1999
- 1999-10-07 JP JP28688199A patent/JP4107772B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20150322965A1 (en) * | 2012-11-15 | 2015-11-12 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Centrifugal compressor |
US9951783B2 (en) | 2012-11-15 | 2018-04-24 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Centrifugal compressor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2001107888A (ja) | 2001-04-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1717449B1 (en) | A centrifugal pump and an impeller thereof | |
US10280836B2 (en) | Variable nozzle unit and variable geometry system turbocharger | |
JP4107772B2 (ja) | 遠心式圧縮機 | |
JP5949363B2 (ja) | 可変ノズルユニット及び可変容量型過給機 | |
JP2000265844A (ja) | 可変容量型過給機 | |
JP4746330B2 (ja) | 遠心圧縮機 | |
US11913373B2 (en) | Variable capacity turbocharger | |
US4281962A (en) | High pressure centrifugal pump | |
EP3705698B1 (en) | Turbine and turbocharger | |
JP4583546B2 (ja) | 遠心圧縮機 | |
US11022135B2 (en) | Impeller and rotating machine | |
JP2008169721A (ja) | ノズルベーンの支持構造及び過給機 | |
US11655728B2 (en) | Rotary machine | |
JP2020159281A (ja) | 圧縮機 | |
JP7082029B2 (ja) | 遠心圧縮機及びシールユニット | |
JP2002021789A (ja) | ターボ形圧縮機 | |
US11808266B2 (en) | Submersible pump | |
KR100906338B1 (ko) | 축방향의 하중을 감소시킬 수 있는 터보블로워의 구조 | |
JP3238056B2 (ja) | ポンプ組立体 | |
JP2010065540A (ja) | ターボチャージャ | |
JP4935534B2 (ja) | 可変容量タービン | |
US20050191173A1 (en) | Rotary ram-in compressor | |
JP2016205271A (ja) | 遠心圧縮機、ターボチャージャ | |
JPH0514583U (ja) | 水封式真空ポンプにおける吸気ポートの形状 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040303 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20071011 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071016 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071217 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080304 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080401 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110411 Year of fee payment: 3 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4107772 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110411 Year of fee payment: 3 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110411 Year of fee payment: 3 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130411 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140411 Year of fee payment: 6 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |