JPS59226299A - 回転流体機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は遠心圧Ｘ’ｌｆｉ機、遠心ゾロ７、遠心ファン
、遠心ポンプ等のインペラを有する回転流体機械に関す
る。

第１図は従来の多段遠心圧縮機の最終段を示す部分的縦
断１ｎ珪ろで、（１）は回転軸、（３）は回転軸（１）
に固定されたインパラ、（２）はケーシング、（４）は
回転軸（１）とともに回転するスペーサ、（５）はイン
ペラ（３）の出口から吐出されたガスの動圧を静圧に変
換するプイフユー−！Ｊ、（６）（７）はケーシング（
２）に固定されたラビリンスシールを示す。回転！ｉ′
ｌｉＩ　（１１”ａ：　）Ａ動・すると、回転軸（１）
とともにイン啄う（３）およびスペーサ（４）が回転し
、前段からのガスはインペラ（３）の入口（３４）から
流入して、ディスク（３１）、カバー（３：０およびこ
れらの間に架橋されたプレート”　り３Ｚによって限界
される流路を流れる間に遠心力により付勢され、インペ
ラ（３）の出口（Ｅ５）から吐き出され、その大部分は
ディフューザ（５）に入ってここでその動圧が静圧に変
換された後、圧縮機から吐出される。

インはう（３）の出口０９から吐出されたガスの１部は
ディスク（（＋１と対向するケーシング面シ１）との隙
間（８）を矢印（９）のように流れてラビリンスシール
（６）に至り、ここで減勢されるが、その若干ｈ（はこ
のラビリンスシール（６）を流過して圧縮機のガス吸込
口に流入する。また、インペラ（３）の出口（３つから
吐出されたガスの他の１部はカバーぐ１勺と対向するケ
ーシング面（鍾どの隙間（１０）を矢印＋ｔＵのように
流れてラビリンスシール（７）に至りここで減勢される
が、その若干一段はこのラビリンスシール（７）を流通
してインペラ（３）の入口（：＋ｉ＞に流入する。

第２図にラビリンスシール（６）の、ｊ’ｐ、ｌ’ｌｌ
＋が示され、図の左方の高圧側から流入したガスはスト
リップ（６１）の先端とスに一す（４）との隙間を通っ
て膨張室（６２）に入る際に膨張して減勢減圧され、以
下これを縁返すことによってガスの流出をｉ［ｉｌｊ限
するようになっているが、この膨張ｆｆ１（６２）内の
ガスはスペーサ（４）の回転に伴って円周方向に流れる
。

第６図は第２図の１ト」線に沿う［（Ｊ１面図で、スペ
ーサ（４）即ち回転部の回転中心（０）が伺らかの原因
で距離（ｅ）だけ偏心して（０′）になると、偏心した
方向の隙間（ｆｌは狭＜ソヨウ、反対方向の隙間（ソ）
は広くなる。従って、膨１］良室（６２）内を周方向に
流れるガスの流速は図の矢印の長さで示すように狭い隙
間（イ）で最も大ぎくなり、次第に大きくなって広い隙
間（り）で最も小さくなる。

そうすると、ガスの周方向流速が次第に大きくなる右半
部の隙間（／、、）を流れるガスの圧力は周方向流速が
次第に小さくなる左半分の隙間０）を流れるガスの圧力
より大きくなり、この圧力差によって回転部は（Ｆ）で
示す力を受ける８ この力（Ｆ）はガスの周方向平均流速が大きい程太きく
なり、また、隙間内のガスの平均圧力カー大きい程大き
くなる。

一方、第４図に示すようにラビリンスシール（６）の入
口で大きな周方向平均流速を持つガスは曲線（Ａ）に示
されるように減速され、小さな周方向平均流速を持つガ
スは曲線（Ｂ）に示されるように増速されていずれも回
転部の周速より小さいある定常な速度（ｃ）に収束する
。

インペラ（３）の出口Ｃ（５）から出たガスは出口０（
ト）の周速とほぼ同じ周速を持っており、この周速を持
ったまま隙間（８）および（１０）を通ってラビリンス
シール（６）または（７）の入口に達するので、このガ
スの周速度はラビリンス（６バ７）の回転部の周速より
大きくなり、従ッてラビリンスシール（６）（７）にお
いて発生−ｆ−るロータの励振力（Ｆ）は；へ外に大き
くなり、また、ラビリンスシール（６）（７）内のガス
圧力が所定値以上に太き（なるとこの励伽力（Ｆｌは回
転軸（１１の軸受等の減衰では吸収できなくなる。

本発明は上記問題点に対処するため、インはうのディス
クまたは（および）カバーに対向するケーシング面に該
インペラのの出口からラビリンスシールの入口に至る漏
れ流体の流れ方向を規制する複数のフィンを突設したこ
とを特徴とするインペラを有する回転流体機械に係り、
その目的とするところは、ラビリンスシールにおいて発
生する励振力を簡単な構造によって制振しようとするも
のである。

即ち、本発明においては、インはうのディスクまたは（
および）カバーに対向するケーシング面に該インはうの
出口からラビリンスシールの入口に至る温れ流体の流れ
方向を規制′４−るイヌ截のフィンを突設するという極
めて簡単な措造によりラビリンスの入口におげろ流体の
周方向流速またはその圧力を減少させることができ、こ
れによって、ラビリンスシールにおいて発生する励振力
を制振し、この種流体機械の高圧、高速度および高密度
化に応えることができる１、 以下、本発明を第５図以下に示す実施例を参照しながら
具体的に説明する。第５図は不発明を適用した多段遠心
圧縮機の最終段を示す部分的断面図、第６図は第５図の
ｖｔ　−ｖｒ　糾に沿う断面図である。第５図および第
６図において、第１図に示す部品と同様の部品には同じ
符号が付されている。

インペラ（３）のカバーＣ３３＋に対向するケーシング
面（わ及びディスク（３１）に対向するケーシング面（
２１）にそれぞれ回転軸（１）の軸心と略直角な面内に
おいて放射方向に伸びるフィン＋ｔ２′ｌ、ｏ３が周方
向に沿って所定間隔を置いてカバー（ト）、ディスク（
３１）に向って突設されている。

インＳう（３）の出口（３［Ｆ］から漏れるガスはイン
ペラ（３）の出口（３９の周速と略同−の周方向速度を
もってケーシング面２１）とカバー４３３）との隙間（
１０）及びケーシング面ＣＪＩ）とディスク（３１）と
の隙ｊ１旧８）に流入し、周方向に流れようとするが、
フィン（１２）！１．３＋にぶつかり回転軸（１）と直
角な半径方向の流÷１に変更され、そのままラビリンス
シール（６）（７）に入る。

よってラビリンスシール（６）（７）内の周方向の流速
は第４図の（Ｂ）のような形になり、ラビリンスシール
ｆ６）（７）に発生する励振力（Ｆ）は低減される。

故に、ロータの振動に関する安定度が増大され、高圧、
高速度、高密度比に対する振動の許容度が大きくなる。

このようなフィンを設けて最も効果がある個所は高圧で
圧力比が大きいラビリンスパツキン（６）への漏れ液体
流路、即ち最終段のディスク（３Ｉ）側のケーシング面
ＱＤとの隙間であり、またこの個所だけに設けても効果
がある。

第７図は本発明の第２の実施例を示す第６図に相当する
断面図である。フィン（１３）は回転軸（１）の回転方
向にスノξイラル状に伸長せしめられていて、インペラ
（３）の回転との相乗効果によって隙間（８）内の洩れ
ガスをディフューザ（５）の方へ戻そうとする。

従って、ラビリンスシール（６）の入口でのガスの周方
向の流速が小さくなり、かつ、漏れ量も小さくすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の多段遠心圧縮機の最終段を示す部分的縦
断面図、第２図は同上のラビリンスシールの断面図、第
６図は第２図の■−■線に沿う断面図、第４図はラビリ
ンスシール内の周方向の平均流速の変化を示す線図であ
る。第５図は本発明を多段遠心圧縮機に適用した１実施
例の最終段を示す部分的縦断面図、第６図は第５図のＶ
Ｉ−ＶＩ線に沿う断面図である。第７図は本発明の他の
実施例を示す第６図に対応する図である。 イン＜−ｉ・・・（３）、　ディスク・・・Ｃ３１）、
　　カッｚ−・・・（ハ）、ケーシング面・・・ｔ２＋
）（２″ＩＪ、　インペラの出口・・・（ハ）、ラビリ
ンスシール・・・（Ｇｌ（７１、フィン・・・（１２）
（１３１復代理人　弁理士　岡　本　重　窯 外２名 第２図 Ｌ■ 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. インペラのディスクまたは（および）カバーに対向する
   ケーシング面に該インペラのの出口からラビリンスシー
   ルの入口に至る漏れ流体の流れ方向を規制する代数のフ
   ・インを突設したことを特徴とするインペラを有する回
   転流体機械。