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JP2009068373A - Centrifugal compressor - Google Patents

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JP2009068373A
JP2009068373A JP2007235576A JP2007235576A JP2009068373A JP 2009068373 A JP2009068373 A JP 2009068373A JP 2007235576 A JP2007235576 A JP 2007235576A JP 2007235576 A JP2007235576 A JP 2007235576A JP 2009068373 A JP2009068373 A JP 2009068373A
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JP
Japan
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casing
centrifugal compressor
shroud wall
annular
outer ring
Prior art date
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Application number
JP2007235576A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinya Goto
信也 後藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Publication date
Application filed by IHI Corp filed Critical IHI Corp
Priority to JP2007235576A priority Critical patent/JP2009068373A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the compressor efficiency of a centrifugal compressor 1 in a lower flow rate operating range while enlarging the operating range of the centrifugal compressor 1 to the lower flow rate side. <P>SOLUTION: The centrifugal compressor is provided with an outer ring 13 coupled to a front end of an outer edge in a plurality of impeller blades 7, an annular housing recessed part 15 for housing an outer ring 13 in a shroud wall 3f of a casing 3, an annular downstream auxiliary passage 17 partitioned between a rear side wall surface of the housing recessed part 15 and a rear side surface of the outer ring 13, an upstream auxiliary hole 19 in an upstream side of a front edge position of an impeller blade 7 in the shroud wall 3f of the casing 3, and an annular treatment cavity 21 for allowing the flow of gas from the downstream auxiliary passage 17 to the upstream auxiliary hole 19 side inside the casing 3. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、ターボチャージャー、ガスタービン、産業用空気設備等に用いられ、空気等のガスを遠心力を利用して圧縮する遠心圧縮機に関する。   The present invention relates to a centrifugal compressor that is used in a turbocharger, a gas turbine, an industrial air facility, and the like and compresses a gas such as air using centrifugal force.

近年、遠心圧縮機の作動域を拡大させるために種々の研究がなされており、作動域を拡大させた遠心圧縮機として特許文献1及び特許文献2に示すものがある。   In recent years, various studies have been made to expand the operating range of a centrifugal compressor, and there are those shown in Patent Document 1 and Patent Document 2 as centrifugal compressors having an expanded operating range.

以下、先行技術に係る遠心圧縮機について図3を参照して説明する。   Hereinafter, a centrifugal compressor according to the prior art will be described with reference to FIG.

ここで、図3は、先行技術に係る遠心圧縮機の縦断面図である。なお、図面中、「F」は、前方向を指し、「R」は、後方向を指してある。   Here, FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a centrifugal compressor according to the prior art. In the drawings, “F” indicates the forward direction, and “R” indicates the backward direction.

先行技術に係る遠心圧縮機101は、ケーシング103を備えており、このケーシング103は、内側に、シュラウド壁103fを有している。また、ケーシング103のシュラウド壁103f内には、ハブ105が配設されており、このハブ105は、軸心(ハブ105の軸心)を中心として回転可能である。更に、ハブ105の外周面には、複数(1つのみ図示)のインペラブレード107が周方向に沿って設けられており、各インペラブレード107の外縁は、ケーシング103のシュラウド壁103fにそれぞれ近接してある。   The centrifugal compressor 101 according to the prior art includes a casing 103, and the casing 103 has a shroud wall 103f on the inner side. A hub 105 is disposed in the shroud wall 103f of the casing 103, and the hub 105 is rotatable about an axis (axis of the hub 105). Further, a plurality (only one is shown) of impeller blades 107 are provided on the outer peripheral surface of the hub 105 along the circumferential direction, and the outer edges of the impeller blades 107 are close to the shroud wall 103f of the casing 103, respectively. It is.

ケーシング103のシュラウド壁103fの前側周縁部には、空気をインペラブレード107側へ給気する給気口109が形成されており、ケーシング103のシュラウド壁103fの後側周縁部には、圧縮した空気を排気する環状の排気流路111が形成されている。そして、ケーシング103のシュラウド壁103fにおけるインペラブレード107の前縁位置よりも下流側(ガスの流れから見て下流側、換言すれば、後側)には、スリット状の下流補助穴113が形成されており、ケーシング103のシュラウド壁103fにおけるインペラブレード107の前縁位置よりも上流側(ガスの流れから見て上流側、換言すれば、前側)には、スリット状の上流補助穴115が形成されている。更に、ケーシング103の内部には、下流補助穴113側から上流補助穴115側へ空気の流れを許容する環状のトリートメントキャビティ117が形成されており、このトリートメントキャビティ117は、下流補助穴113と上流補助穴115に連通してある。   An air supply port 109 for supplying air to the impeller blade 107 side is formed at the front peripheral edge of the shroud wall 103 f of the casing 103, and compressed air is provided at the rear peripheral edge of the shroud wall 103 f of the casing 103. An annular exhaust passage 111 for exhausting the air is formed. A slit-shaped downstream auxiliary hole 113 is formed downstream of the front edge position of the impeller blade 107 in the shroud wall 103f of the casing 103 (on the downstream side as viewed from the gas flow, in other words, on the rear side). A slit-like upstream auxiliary hole 115 is formed upstream of the front edge position of the impeller blade 107 in the shroud wall 103f of the casing 103 (upstream from the gas flow, in other words, the front). ing. Further, an annular treatment cavity 117 that allows air to flow from the downstream auxiliary hole 113 side to the upstream auxiliary hole 115 side is formed inside the casing 103, and the treatment cavity 117 is connected to the downstream auxiliary hole 113 and the upstream auxiliary hole 115. It communicates with the auxiliary hole 115.

従って、遠心圧縮機101を運転する場合には、例えばタービンホイール(図示省略)の回転等によりハブ105を回転させて、複数のインペラブレード107を一体的に回転させる。これにより、給気口109からインペラブレード107側に給気した空気を遠心力を利用して圧縮することができ、圧縮した空気を排気流路111から排気することができる。   Therefore, when the centrifugal compressor 101 is operated, the hub 105 is rotated by, for example, rotation of a turbine wheel (not shown), and the plurality of impeller blades 107 are integrally rotated. Thereby, the air supplied from the air supply port 109 to the impeller blade 107 side can be compressed using the centrifugal force, and the compressed air can be exhausted from the exhaust passage 111.

また、遠心圧縮機101の運転中において、給気口109から給気される空気の流量が少なくなると、インペラブレード107側へ給気した空気の一部が逆流して、下流補助穴113からトリートメントキャビティ117内に流入する。そして、トリートメントキャビティ117内に流入した空気は、下流補助穴113側から上流補助穴115側へ流れて、上流補助穴115から流出して、再びインペラブレード107側に給気される。つまり、インペラブレード107側へ給気した空気の一部を下流補助穴113と上流補助穴115の間で循環させて、遠心圧縮機101のサージング現象を抑制することができる。よって、遠心圧縮機101の作動域を低流量側に拡大させることができる。
特開2006−342682号公報 特開2003−314496号公報
Further, when the flow rate of air supplied from the air supply port 109 decreases during the operation of the centrifugal compressor 101, a part of the air supplied to the impeller blade 107 flows backward, and the treatment is performed from the downstream auxiliary hole 113. It flows into the cavity 117. The air flowing into the treatment cavity 117 flows from the downstream auxiliary hole 113 side to the upstream auxiliary hole 115 side, flows out of the upstream auxiliary hole 115, and is supplied again to the impeller blade 107 side. That is, the surging phenomenon of the centrifugal compressor 101 can be suppressed by circulating a part of the air supplied to the impeller blade 107 side between the downstream auxiliary hole 113 and the upstream auxiliary hole 115. Therefore, the operating range of the centrifugal compressor 101 can be expanded to the low flow rate side.
JP 2006-342682 A JP 2003-31496 A

ところで、遠心圧縮機の運転中、ケーシング103のシュラウド壁103fとインペラブレード107の外縁とのクリアランスを経由して、インペラブレード107の正圧面側から負圧面側に相対的に流れる所謂クリアランスフローが生じる。また、給気口109から給気される空気の流量が少なくなると、インペラブレード107の正圧面に対する空気の流入角が大きくなって、インペラブレード107の外縁の前端部におけるクリアランスフローが増大する。そのため、遠心圧縮機101の作動域を低流量側に拡大しても、低流量の作動域においては、インペラブレード107の外縁の前端部におけるクリアランスフローよって隣接するインペラブレード107間の空気の流れに大きな乱れが生じることになり、隣接するインペラブレード107間におけるエネルギー損失が大きくなって、低流量の作動域における遠心圧縮機101の圧縮機効率の低下につながる。   By the way, during operation of the centrifugal compressor, a so-called clearance flow that flows relatively from the pressure surface side to the suction surface side of the impeller blade 107 occurs via the clearance between the shroud wall 103f of the casing 103 and the outer edge of the impeller blade 107. . Further, when the flow rate of the air supplied from the air supply port 109 decreases, the air inflow angle with respect to the positive pressure surface of the impeller blade 107 increases, and the clearance flow at the front end portion of the outer edge of the impeller blade 107 increases. Therefore, even if the operating range of the centrifugal compressor 101 is expanded to the low flow rate side, in the low flow rate operating range, the air flow between the adjacent impeller blades 107 is caused by the clearance flow at the front end portion of the outer edge of the impeller blade 107. A large turbulence will occur, and energy loss between adjacent impeller blades 107 will increase, leading to a reduction in compressor efficiency of the centrifugal compressor 101 in the low flow rate operating region.

つまり、遠心圧縮機101の作動域を低流量側に拡大させつつ、低流量の作動域における遠心圧縮機101の圧縮機効率を向上させることは先行技術に係る遠心圧縮機101では十分でないという問題がある。   That is, it is a problem that the centrifugal compressor 101 according to the prior art is not sufficient to improve the compressor efficiency of the centrifugal compressor 101 in the low flow rate operating range while expanding the operating range of the centrifugal compressor 101 to the low flow rate side. There is.

なお、複数のインペラブレード107の外縁の前端部から後端部にかけてアウタースリーブを連結するように設けることによって、クリアランスフローをなくすことも考えられるが、インペラブレード107側へ給気した空気の一部を循環させることができなくなって、遠心圧縮機101の作動域を低流量側に拡大させることができなくなる。   It is possible to eliminate the clearance flow by providing an outer sleeve connected from the front end portion to the rear end portion of the outer edge of the plurality of impeller blades 107, but a part of the air supplied to the impeller blade 107 side. Cannot be circulated, and the operating range of the centrifugal compressor 101 cannot be expanded to the low flow rate side.

そこで、本発明は、前述の問題を解決することができる、新規な構成の遠心圧縮機を提供することを目的とする。   Then, an object of this invention is to provide the centrifugal compressor of a novel structure which can solve the above-mentioned problem.

本発明の特徴は、ガスを遠心力を利用して圧縮する遠心圧縮機において、内側にシュラウド壁を有したケーシングと、前記ケーシングの前記シュラウド壁内に配設され、軸心(ハブの軸心)を中心として回転可能なハブと、前記ハブの外周面に沿って設けられ、外縁が前記シュラウド壁にそれぞれ近接した複数のインペラブレードと、を備え、前記ケーシングの前記シュラウド壁の前側周縁部にガスを前記インペラブレード側へ給気する給気口が形成され、前記ケーシングの前記シュラウド壁の後側周縁部に圧縮したガスを排気する環状の排気流路が形成され、複数の前記インペラブレードの外縁の前端部にアウターリングが連結するように設けられ、前記ケーシングの前記シュラウド壁に前記アウターリングを収容する環状の収容凹部が形成され、前記収容凹部の後側壁面と前記アウターリングの後側面との間に環状の下流補助通路が形成され、前記ケーシングの前記シュラウド壁における前記インペラブレードの前縁位置よりも上流側(ガスの流れから見て上流側、換言すれば、前側)に上流補助穴が形成され、前記ケーシングの内部に前記下流補助通路側から前記上流補助穴側へガスの流れを許容する環状のトリートメントキャビティが形成され、前記トリートメントキャビティが前記下流補助通路及び前記上流補助穴に連通してあることを要旨とする。   The present invention is characterized in that, in a centrifugal compressor that compresses gas using centrifugal force, a casing having a shroud wall on the inside thereof, and a shaft center (axial center of a hub) are disposed in the shroud wall of the casing. ) And a plurality of impeller blades provided along the outer peripheral surface of the hub and having outer edges close to the shroud wall, respectively, on the front peripheral edge of the shroud wall of the casing An air supply port for supplying gas to the impeller blade side is formed, and an annular exhaust passage for exhausting compressed gas is formed at a rear peripheral edge portion of the shroud wall of the casing, and a plurality of the impeller blades An outer ring is provided to be connected to the front end of the outer edge, and an annular receiving recess for receiving the outer ring is formed in the shroud wall of the casing. An annular downstream auxiliary passage is formed between the rear side wall surface of the housing recess and the rear side surface of the outer ring, and is upstream of the front edge position of the impeller blade in the shroud wall of the casing. An upstream auxiliary hole is formed on the upstream side, in other words, the front side when viewed from the flow, and an annular treatment cavity is formed inside the casing to allow gas flow from the downstream auxiliary passage side to the upstream auxiliary hole side. The gist is that the treatment cavity communicates with the downstream auxiliary passage and the upstream auxiliary hole.

なお、前側とは、ガスの流れから見て上流側のことであって、後側とは、ガスの流れから見て下流側のことである
本発明の特徴によると、前記遠心圧縮機を運転する場合には、前記ハブを回転させて、複数の前記インペラブレードを一体的に回転させる。これにより、前記給気口から前記インペラブレード側に給気したガスを遠心力を利用して圧縮することができ、圧縮したガスを前記排気流路から排気することができる。
The front side is the upstream side when viewed from the gas flow, and the rear side is the downstream side when viewed from the gas flow. According to the characteristics of the present invention, the centrifugal compressor is operated. When doing so, the said hub is rotated and the said several impeller blade is rotated integrally. Thereby, the gas supplied to the impeller blade side from the air supply port can be compressed using centrifugal force, and the compressed gas can be exhausted from the exhaust passage.

また、前記遠心圧縮機の運転中において、前記給気口から給気されるガスの流量が少なくなると、前記インペラブレード側へ給気したガスの一部が逆流して、前記下流補助通路から前記トリートメントキャビティ内に流入する。そして、前記トリートメントキャビティ内に流入したガスは、前記下流補助通路側から前記上流補助穴側へ流れて、前記上流補助穴から流出して、再び前記インペラブレード側に給気される。つまり、前記インペラブレード側へ給気したガスの一部を前記下流補助通路と前記上流補助穴の間で循環させて、前記遠心圧縮機のサージング現象を抑制することができる。   Further, during operation of the centrifugal compressor, when the flow rate of the gas supplied from the air supply port decreases, a part of the gas supplied to the impeller blade side flows backward, and the downstream auxiliary passage passes through the downstream auxiliary passage. It flows into the treatment cavity. Then, the gas flowing into the treatment cavity flows from the downstream auxiliary passage side to the upstream auxiliary hole side, flows out of the upstream auxiliary hole, and is supplied again to the impeller blade side. That is, part of the gas supplied to the impeller blade can be circulated between the downstream auxiliary passage and the upstream auxiliary hole to suppress the surging phenomenon of the centrifugal compressor.

更に、複数の前記インペラブレードの外縁の前端部に前記アウターリングが連結するように設けられてあって、前記ケーシングの前記シュラウド壁に前記アウターリングを収容する環状の前記収容凹部が形成されているため、低流量の作動域においても、前記インペラブレードの外縁の前端部におけるクリアランスフローを抑制して、隣接する前記インペラブレード間におけるガスの流れを安定させることができる。   Further, the outer ring is provided so as to be connected to the front end portions of the outer edges of the plurality of impeller blades, and the annular housing recess for housing the outer ring is formed in the shroud wall of the casing. Therefore, even in a low flow rate operating region, it is possible to suppress the clearance flow at the front end portion of the outer edge of the impeller blade and stabilize the gas flow between the adjacent impeller blades.

本発明によれば、前記遠心圧縮機のサージング現象を抑制すると共に、低流量の作動域においても、隣接する前記インペラブレード間におけるガスの流れを安定させることができるため、前記遠心圧縮機の作動域を低流量側に拡大させつつ、低流量の作動域における前記遠心圧縮機の圧縮機効率を向上させることができる。   According to the present invention, since the surging phenomenon of the centrifugal compressor can be suppressed and the gas flow between the adjacent impeller blades can be stabilized even in a low flow rate operation region, the operation of the centrifugal compressor It is possible to improve the compressor efficiency of the centrifugal compressor in the low flow rate operation region while expanding the region to the low flow rate side.

本発明の実施形態について図1を参照して説明する。   An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

ここで、図1は、本発明の実施形態に係る遠心圧縮機の縦断面図、図2は、本発明の実施形態の変形例に係る遠心圧縮機の縦断面図である。なお、図面中、「F」は、前方向を指し、「R」は、後方向を指してある。   Here, FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a centrifugal compressor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a centrifugal compressor according to a modification of the embodiment of the present invention. In the drawings, “F” indicates the forward direction, and “R” indicates the backward direction.

図1に示すように、本発明の実施形態に係る遠心圧縮機1は、ターボチャージャーに用いられ、空気(ガスの一例)を遠心力を利用して圧縮するものである。そして、本発明の実施形態に係る遠心圧縮機1の具体的な構成は、以下のようになる。   As shown in FIG. 1, a centrifugal compressor 1 according to an embodiment of the present invention is used in a turbocharger, and compresses air (an example of gas) using centrifugal force. And the specific structure of the centrifugal compressor 1 which concerns on embodiment of this invention is as follows.

遠心圧縮機1は、ケーシング3を備えており、このケーシング3は、内側に、シュラウド壁3fを有している。また、ケーシング3は、ターボチャージャーの別のケーシング(図示省略)に一体的に取付られている。   The centrifugal compressor 1 includes a casing 3, and the casing 3 has a shroud wall 3f on the inner side. The casing 3 is integrally attached to another casing (not shown) of the turbocharger.

ケーシング3のシュラウド壁3f内には、ハブ5が配設されており、このハブ5は、別のケーシングに回転可能に設けられたタービン軸TSの一端部に一体的に連結されてあって、軸心(ハブ5の軸心、換言すれば、タービン軸TSの軸心)を中心として回転可能である。なお、タービン軸TSの他端部には、タービンホイール(図示省略)が一体的に連結されている。   A hub 5 is disposed in the shroud wall 3f of the casing 3, and the hub 5 is integrally connected to one end of a turbine shaft TS rotatably provided in another casing. It can rotate around an axis (the axis of the hub 5, in other words, the axis of the turbine shaft TS). A turbine wheel (not shown) is integrally connected to the other end of the turbine shaft TS.

ハブ5の外周面には、複数(1つのみ図示)のインペラブレード7が周方向に沿って設けられており、各インペラブレード7の外縁は、ケーシング3のシュラウド壁3fにそれぞれ近接してある。   A plurality of (only one shown) impeller blades 7 are provided along the circumferential direction on the outer peripheral surface of the hub 5, and the outer edges of the impeller blades 7 are close to the shroud wall 3 f of the casing 3, respectively. .

ケーシング3のシュラウド壁3fの前側周縁部には、空気をインペラブレード7側へ給気する給気口9が形成されており、ケーシング3のシュラウド壁3fの後側周縁部には、空気の速度エネルギーを圧力エネルギーに変換しつつ、圧縮した空気を排気する環状のディフューザ流路(排気流路)11が形成されている。なお、ディフューザ流路11の周縁部には、スクロール流路(図示省略)が形成されており、このスクロール流路は、内燃機関の吸気マニホールド(図示省略)に接続されている。   An air supply port 9 for supplying air to the impeller blade 7 side is formed in the front peripheral edge of the shroud wall 3 f of the casing 3, and the air velocity is provided in the rear peripheral edge of the shroud wall 3 f of the casing 3. An annular diffuser flow path (exhaust flow path) 11 that exhausts compressed air while converting energy into pressure energy is formed. A scroll channel (not shown) is formed at the peripheral edge of the diffuser channel 11, and this scroll channel is connected to an intake manifold (not shown) of the internal combustion engine.

複数のインペラブレード7の外縁の前端部には、アウターリング13が連結するように設けられており、ケーシング3のシュラウド壁3fには、アウターリング13を収容する環状の収容凹部15が形成されている。また、収容凹部15の後側壁面とアウターリング13の後側面との間には、環状の下流補助通路17が区画形成されており、ケーシング3のシュラウド壁3fにおけるインペラブレード7の前縁位置よりも上流側(ガスの流れから見て上流側、換言すれば、前側)には、スリット状の上流補助穴19が形成されている。なお、スリット状の上流補助穴19は、ケーシング3の軸心を中心とし周方向に連続してあっても、周方向に不連続であっても構わない。   An outer ring 13 is provided at the front end of the outer edge of the plurality of impeller blades 7, and an annular housing recess 15 for housing the outer ring 13 is formed on the shroud wall 3 f of the casing 3. Yes. Further, an annular downstream auxiliary passage 17 is defined between the rear side wall surface of the housing recess 15 and the rear side surface of the outer ring 13, and the front edge position of the impeller blade 7 on the shroud wall 3 f of the casing 3 is defined. In addition, a slit-like upstream auxiliary hole 19 is formed on the upstream side (upstream side when viewed from the gas flow, in other words, the front side). The slit-shaped upstream auxiliary hole 19 may be continuous in the circumferential direction around the axis of the casing 3 or may be discontinuous in the circumferential direction.

ケーシング3の内部には、下流補助通路17側から上流補助穴19側へ空気の流れを許容する環状のトリートメントキャビティ21が収容凹部15に連続して形成されており、このトリートメントキャビティ21は、下流補助通路17及び上流補助穴19に連通してある。なお、ケーシング3の内部にトリートメントキャビティ21が収容凹部15に連続して形成される代わりに、図2に示すように、ケーシング3の内部にトリートメントキャビティ21が収容凹部15と仕切られるように形成されても構わない。   An annular treatment cavity 21 that allows air to flow from the downstream auxiliary passage 17 side to the upstream auxiliary hole 19 side is formed continuously inside the casing 3 in the housing recess 15. The auxiliary passage 17 and the upstream auxiliary hole 19 communicate with each other. Instead of the treatment cavity 21 being continuously formed in the housing recess 15 in the casing 3, the treatment cavity 21 is formed in the casing 3 so as to be partitioned from the housing recess 15 as shown in FIG. It doesn't matter.

続いて、本発明の実施形態の作用及び効果について説明する。   Then, the effect | action and effect of embodiment of this invention are demonstrated.

遠心圧縮機1を運転する場合には、タービンホイールの回転によってハブ5を回転させて、複数のインペラブレード7を一体的に回転させる。これにより、給気口9からインペラブレード7側に給気した空気を遠心力を利用して圧縮することができ、圧縮した空気をディフューザ流路11から排気することができる。なお、ディフューザ流路11から排気された空気は、スクロール流路を経由して内燃機関の吸気マニホールドに送られる。   When the centrifugal compressor 1 is operated, the hub 5 is rotated by the rotation of the turbine wheel, and the plurality of impeller blades 7 are integrally rotated. Thereby, the air supplied to the impeller blade 7 side from the air supply port 9 can be compressed using centrifugal force, and the compressed air can be exhausted from the diffuser flow path 11. Note that the air exhausted from the diffuser passage 11 is sent to the intake manifold of the internal combustion engine via the scroll passage.

また、遠心圧縮機1の運転中において、給気口9から給気される空気の流量が少なくなると、インペラブレード7側へ給気した空気の一部が逆流して、下流補助通路17からトリートメントキャビティ21内に流入する。そして、トリートメントキャビティ21内に流入した空気は、下流補助通路17側から上流補助穴19側へ流れて、上流補助穴19から流出して、再びインペラブレード7側に給気される。つまり、インペラブレード7側へ給気した空気の一部を下流補助通路17と上流補助穴19の間で循環させて、遠心圧縮機1のサージング現象を抑制することができる。   Further, when the flow rate of the air supplied from the air supply port 9 decreases during the operation of the centrifugal compressor 1, a part of the air supplied to the impeller blade 7 flows backward and treatment from the downstream auxiliary passage 17. It flows into the cavity 21. The air that has flowed into the treatment cavity 21 flows from the downstream auxiliary passage 17 side to the upstream auxiliary hole 19 side, flows out of the upstream auxiliary hole 19, and is supplied again to the impeller blade 7 side. That is, part of the air supplied to the impeller blade 7 side is circulated between the downstream auxiliary passage 17 and the upstream auxiliary hole 19, and the surging phenomenon of the centrifugal compressor 1 can be suppressed.

更に、複数のインペラブレード7の外縁の前端部にアウターリング13が連結するように設けられてあって、ケーシング3のシュラウド壁3fにアウターリング13を収容する環状の収容凹部15が形成されているため、低流量の作動域においても、インペラブレード7の外縁の前端部におけるクリアランスフローを抑制して、隣接するインペラブレード7間における空気の流れを安定させることができる。   Further, an outer ring 13 is provided so as to be connected to the front end portions of the outer edges of the plurality of impeller blades 7, and an annular housing recess 15 for housing the outer ring 13 is formed in the shroud wall 3 f of the casing 3. Therefore, even in a low flow rate operating region, the clearance flow at the front end portion of the outer edge of the impeller blade 7 can be suppressed, and the air flow between the adjacent impeller blades 7 can be stabilized.

また、アウターリング13によって複数のインペラブレード7の外縁の前端部が連結されているため、複数のインペラブレード7の固有振動数を高めて、複数のインペラブレード7の制振性を高めることができる。   Further, since the front end portions of the outer edges of the plurality of impeller blades 7 are connected by the outer ring 13, the natural frequency of the plurality of impeller blades 7 can be increased and the vibration damping performance of the plurality of impeller blades 7 can be increased. .

以上の如き、本発明の実施形態によれば、遠心圧縮機1のサージング現象を抑制すると共に、低流量の作動域においても、隣接するインペラブレード7間における空気の流れを安定させることができるため、遠心圧縮機1の作動域を低流量側に拡大させつつ、低流量の作動域における遠心圧縮機1の圧縮機効率を向上させることができる。   As described above, according to the embodiment of the present invention, the surging phenomenon of the centrifugal compressor 1 can be suppressed, and the air flow between the adjacent impeller blades 7 can be stabilized even in the low flow rate operation region. The compressor efficiency of the centrifugal compressor 1 in the low flow rate operating region can be improved while the operating range of the centrifugal compressor 1 is expanded to the low flow rate side.

また、複数のインペラブレード7の固有振動数を高めて、複数のインペラブレード7の制振性を高めることができるため、遠心圧縮機1の運転中におけるインペラブレード7の応力集中を緩和して、インペラブレード7の疲労寿命を延ばすことができる。   Further, since the natural frequency of the plurality of impeller blades 7 can be increased and the vibration damping performance of the plurality of impeller blades 7 can be increased, the stress concentration of the impeller blades 7 during operation of the centrifugal compressor 1 can be reduced, The fatigue life of the impeller blade 7 can be extended.

なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限られるものではなく、その他、種々の態様で実施可能である。また、本発明に包含される権利範囲は、これらの実施形態に限定されないものである。   In addition, this invention is not restricted to description of the above-mentioned embodiment, In addition, it can implement in a various aspect. Further, the scope of rights encompassed by the present invention is not limited to these embodiments.

本発明の実施形態に係る遠心圧縮機の縦断面図である。It is a longitudinal section of a centrifugal compressor concerning an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の変形例に係る遠心圧縮機の断面図である。It is sectional drawing of the centrifugal compressor which concerns on the modification of embodiment of this invention. 先行技術に係る遠心圧縮機の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the centrifugal compressor which concerns on a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

1 遠心圧縮機
3 ケーシング
3f シュラウド壁
5 ハブ
7 インペラブレード
9 給気口
11 ディフューザ流路
13 アウターリング
15 収容凹部
17 下流補助通路
19 上流補助穴
21 トリートメントキャビティ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Centrifugal compressor 3 Casing 3f Shroud wall 5 Hub 7 Impeller blade 9 Air supply port 11 Diffuser flow path 13 Outer ring 15 Containing recessed part 17 Downstream auxiliary passage 19 Upstream auxiliary hole 21 Treatment cavity

Claims (2)

ガスを遠心力を利用して圧縮する遠心圧縮機において、
内側にシュラウド壁を有したケーシングと、
前記ケーシングの前記シュラウド壁内に配設され、軸心を中心として回転可能なハブと、
前記ハブの外周面に沿って設けられ、外縁が前記シュラウド壁にそれぞれ近接した複数のインペラブレードと、を備え、
前記ケーシングの前記シュラウド壁の前側周縁部にガスを前記インペラブレード側へ給気する給気口が形成され、前記ケーシングの前記シュラウド壁の後側周縁部に圧縮したガスを排気する環状の排気流路が形成され、
複数の前記インペラブレードの外縁の前端部にアウターリングが連結するように設けられ、前記ケーシングの前記シュラウド壁に前記アウターリングを収容する環状の収容凹部が形成され、
前記収容凹部の後側壁面と前記アウターリングの後側面との間に環状の下流補助通路が形成され、前記ケーシングの前記シュラウド壁における前記インペラブレードの前縁位置よりもガスの流れからに上流補助穴が形成され、前記ケーシングの内部に前記下流補助通路側から前記上流補助穴側へガスの流れを許容する環状のトリートメントキャビティが形成され、前記トリートメントキャビティが前記下流補助通路及び前記上流補助穴に連通してあることを特徴とする遠心圧縮機。
In a centrifugal compressor that compresses gas using centrifugal force,
A casing having a shroud wall on the inside;
A hub disposed within the shroud wall of the casing and rotatable about an axis;
A plurality of impeller blades provided along an outer peripheral surface of the hub and having outer edges respectively close to the shroud wall;
An air supply port for supplying gas to the impeller blade side at the front peripheral edge of the shroud wall of the casing, and an annular exhaust flow for discharging compressed gas to the rear peripheral edge of the shroud wall of the casing A road is formed,
An outer ring is provided to be connected to the front end of the outer edge of the plurality of impeller blades, and an annular housing recess for housing the outer ring is formed in the shroud wall of the casing,
An annular downstream auxiliary passage is formed between the rear side wall surface of the receiving recess and the rear side surface of the outer ring, and the upstream auxiliary passage is located closer to the gas flow than the front edge position of the impeller blade in the shroud wall of the casing. A hole is formed, and an annular treatment cavity that allows gas flow from the downstream auxiliary passage side to the upstream auxiliary hole side is formed in the casing, and the treatment cavity is formed in the downstream auxiliary passage and the upstream auxiliary hole. A centrifugal compressor characterized by being in communication.
前記トリートメントキャビティが前記収容凹部に連続して形成されていることを特徴とする請求項1に記載の遠心圧縮機。   The centrifugal compressor according to claim 1, wherein the treatment cavity is continuously formed in the housing recess.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014109214A (en) * 2012-11-30 2014-06-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Compressor
JP2016037875A (en) * 2014-08-06 2016-03-22 東京電力株式会社 Fluid machine
ITUB20152005A1 (en) * 2015-07-09 2017-01-09 Nuovo Pignone Tecnologie Srl IMPELLER OF A CENTIFUGE COMPRESSOR AND COMPRESSOR EQUIPPED WITH THAT IMPELLER AND METHOD TO REDUCE THE STALLS OF A COMPRESSOR

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