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JP2918773B2 - Centrifugal compressor - Google Patents

Centrifugal compressor

Info

Publication number
JP2918773B2
JP2918773B2 JP5277253A JP27725393A JP2918773B2 JP 2918773 B2 JP2918773 B2 JP 2918773B2 JP 5277253 A JP5277253 A JP 5277253A JP 27725393 A JP27725393 A JP 27725393A JP 2918773 B2 JP2918773 B2 JP 2918773B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid
impeller
liquid injection
diffuser
centrifugal compressor
Prior art date
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Application number
JP5277253A
Other languages
Japanese (ja)
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JPH07127600A (en
Inventor
和夫 武田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPH07127600A publication Critical patent/JPH07127600A/en
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/58Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
    • F04D29/582Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/5846Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for elastic fluid pumps cooling by injection

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、遠心式圧縮機に係り、
水のような蒸発可能な液体をガス流内に直接噴射して圧
縮機の機能を高めるのに好適な液注入ノズルを有する遠
心式圧縮機に関するものであり、エチレンプラント用分
解ガス圧縮機、ブタジエンプラント用プロセスガス圧縮
機、各種冷凍サイクル用圧縮機、空気圧縮機等に利用さ
れる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a centrifugal compressor,
The present invention relates to a centrifugal compressor having a liquid injection nozzle suitable for enhancing the function of a compressor by directly injecting an evaporable liquid such as water into a gas stream, and relates to a cracked gas compressor for an ethylene plant, butadiene. It is used for process gas compressors for plants, compressors for various refrigeration cycles, air compressors, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】遠心式ガス圧縮機においては、蒸発可能
な液体を圧縮機のガス流中に噴射して該液体を蒸発させ
ながら圧縮を行う湿式圧縮が有利であることが知られて
いる。例えば、米国特許2786626号、特公平4−
34000号公報には、次の目的をもって、液注入ノズ
ルを設けたものが開示されている。取扱いガス中に含
まれるミスト、ダスト等の汚れがガス流路に付着または
堆積するのを防止するために、洗浄を目的として液を注
入する。取扱いガス中の組成の1部がスラッジを形成
し、回転体または静止体に付着または堆積するのを防止
するために洗浄液を注入する。
2. Description of the Related Art In a centrifugal gas compressor, it is known that wet compression in which an evaporable liquid is injected into a gas flow of the compressor to compress the liquid while evaporating the liquid is advantageous. For example, U.S. Pat.
Japanese Patent No. 34000 discloses a device provided with a liquid injection nozzle for the following purpose. Liquid is injected for the purpose of cleaning in order to prevent contamination such as mist and dust contained in the handling gas from adhering or accumulating in the gas flow path. The cleaning liquid is injected to prevent a part of the composition in the handling gas from forming sludge and adhering or depositing on the rotating or stationary body.

【0003】取扱いガス中の組成の1部が温度上昇に
つれ、スラッジを形成しやすくなる場合、液の注入によ
りその液の気化を利用してガスの温度上昇を抑えるよう
に液注入を行う。ガスの温度を下げることにより圧縮
に要する動力を低減させるように液を注入する。冷凍
サイクル中において、冷媒を液状態にて圧縮ラインに戻
し再昇圧するとき、液からガスへの気化を圧縮系内にて
行うように、液を注入させる。
When sludge is likely to be formed as a part of the composition of the handled gas increases in temperature, liquid injection is performed so as to suppress the temperature increase of the gas by utilizing the vaporization of the liquid by injection of the liquid. The liquid is injected so as to reduce the power required for compression by lowering the temperature of the gas. During the refrigeration cycle, when the refrigerant is returned to the compression line in a liquid state and pressurized again, the liquid is injected so as to vaporize the liquid into gas in the compression system.

【0004】液注入ノズルの例を図2、図3を参照して
説明する。図2は、米国特許2786626号に開示さ
れた従来の遠心式圧縮機の要部断面図、図3は、特公平
4−34000号公報に開示された従来の遠心式圧縮機
の要部断面図である。図2において、1は、1段目の羽
根車、4は次段羽根車、6は、羽根車1の後流部となる
ディフューザ、7は、ディフューザ6からのガス流を次
段羽根車4へ流入させるリターン流路のリターンベー
ン、8はディフューザベーン、10は回転軸、Cは、回
転軸1の軸心である。
An example of a liquid injection nozzle will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part of a conventional centrifugal compressor disclosed in U.S. Pat. No. 2,786,626, and FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part of a conventional centrifugal compressor disclosed in Japanese Patent Publication No. 4-34000. It is. 2, reference numeral 1 denotes a first-stage impeller, 4 denotes a next-stage impeller, 6 denotes a diffuser which is a downstream portion of the impeller 1, and 7 denotes a gas flow from the diffuser 6 to the next-stage impeller 4. The return vane of the return flow path to be flowed into the diffuser vane, 8 is a diffuser vane, 10 is a rotating shaft, and C is the axis of the rotating shaft 1.

【0005】図2に示す遠心式圧縮機では、液注入ノズ
ル2Aは、ディフューザ6からリターンベーン7へ移行
する部分に1個のみ設けられている。この装置では、液
注入ノズル2Aから噴射注入された液が、十分に全周一
様性をつくりだすことが困難であること、次段羽根車4
への流れ込みが直ぐにあることから、液が十分に気化し
きれず、したがって、ガス流を十分に冷やしきれないと
いう不具合があった。要するに、液注入ノズル2Aから
注入されてから次段羽根車4へ至るまでの通路経路が短
く、昇温、気化又は霧状態には容易にならず、その注入
目的を十分に発揮できないものであった。
[0005] In the centrifugal compressor shown in FIG. 2, only one liquid injection nozzle 2 A is provided at a portion where the liquid is transferred from the diffuser 6 to the return vane 7. In this apparatus, it is difficult for the liquid injected from the liquid injection nozzle 2A to sufficiently create uniformity around the entire circumference.
There is a problem that the liquid cannot be sufficiently vaporized because the liquid flows immediately, and therefore the gas flow cannot be sufficiently cooled. In short, the path from the injection from the liquid injection nozzle 2A to the next stage impeller 4 is short, and it is not easy to raise the temperature, evaporate or mist, and the injection purpose cannot be sufficiently exhibited. Was.

【0006】上記欠点を補う技術として、図3に示す遠
心式圧縮機が知られている。図3において、図2と同一
符号のものは図3の例と同等部分を示す。図3に示す遠
心式圧縮機では、液注入ノズル2Bは、羽根車1の出口
部であるディフューザ部6に設け、かつ全周に分布して
配置してあることから図2の遠心式圧縮機の欠点を補う
ものである。しかし、図3に示すものは、ディフューザ
ベーンが無いことを前提とした発明であり、ディフュー
ザベーンがある場合には好ましくないものであった。
As a technique for compensating for the above-mentioned drawbacks, a centrifugal compressor shown in FIG. 3 is known. 3, components having the same reference numerals as those in FIG. 2 indicate the same parts as those in the example of FIG. In the centrifugal compressor shown in FIG. 3, the liquid injection nozzle 2B is provided in the diffuser section 6, which is the outlet of the impeller 1, and is distributed over the entire circumference. To make up for the disadvantages. However, the invention shown in FIG. 3 is based on the premise that there is no diffuser vane, and is not preferable when there is a diffuser vane.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】流体効率の向上を図る
ためには、ディフューザベーンが有効であることはよく
知られている。そこで、ディフューザベーンを設けた状
態で、効果的に液注入を行うことが本発明の課題となる
ものである。本発明が解決しようとする課題を具体的に
列記する。 (1)注入液を全周に対し一様にするためには、羽根車
から吐出されるガスがディフューザベーンに入る前に液
を注入することが効果的である。 (2)次段羽根車は圧縮により温度上昇しており、羽根
車の近傍では最も高温部分である、この高温部近傍を注
入された液が通過することにより、液注入口から入った
液は液注入ノズルに至る間に加温され、温度上昇する。
この間の温度上昇により、注入された液はガス通路部に
て気化されやすくなる。
It is well known that a diffuser vane is effective in improving fluid efficiency. Therefore, it is an object of the present invention to effectively perform liquid injection with a diffuser vane provided. The problems to be solved by the present invention will be specifically listed. (1) In order to make the injected liquid uniform over the entire circumference, it is effective to inject the liquid before the gas discharged from the impeller enters the diffuser vane. (2) The temperature of the next stage impeller is increased by compression, and the liquid injected from the liquid injection port passes through the liquid injected near the high temperature portion, which is the hottest portion near the impeller. It is heated while reaching the liquid injection nozzle, and the temperature rises.
Due to the temperature rise during this time, the injected liquid is easily vaporized in the gas passage.

【0008】(3)全周に対し液注入の一様性をきたす
には、液注入ノズルが、周方向にて均一分布で複数個配
置されていることが望ましい。 (4)注入液の多方向への一様分布、早期気化、液状に
て衝突することによるドレーンアタック、エロージョ
ン、コロージョンを防止する必要がある。 (5)回転体である羽根車に直接液が衝突せず、霧状に
て接触するようにして、振動、エロージョン、コロージ
ョンを防止する必要がある。
(3) In order to achieve uniform liquid injection over the entire circumference, it is desirable that a plurality of liquid injection nozzles be arranged in a uniform distribution in the circumferential direction. (4) It is necessary to prevent the drain attack, erosion, and corrosion caused by the uniform distribution of the injection liquid in multiple directions, early vaporization, and collision with the liquid. (5) It is necessary to prevent vibration, erosion, and corrosion so that the liquid does not directly collide with the impeller, which is a rotating body, and comes into contact with the impeller.

【0009】上記各技術課題を総合して、本発明の目的
は、従来技術の問題点を解決し、内部洗浄、温度降下、
注封入によるガス補充等を行うために、圧縮機系内へ液
の注入を行うに際し、液注入の全周一様性を確保しつ
つ、かつ、液が早期に容易に気化しやすい構造を実現す
る遠心式圧縮機を提供することにある。
In view of the above technical problems, an object of the present invention is to solve the problems of the prior art, to clean the inside, to reduce the temperature,
Injecting liquid into the compressor system to perform gas replenishment by filling in, etc., while ensuring uniformity of liquid injection throughout the circumference, and realizing a structure in which the liquid is easily vaporized quickly and easily. It is to provide a centrifugal compressor.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成し、特に
注入液を全周に対し一様に供給するために、本発明の遠
心式圧縮機に係る第一の発明の構成は、ケーシング内に
支持された回転軸と、この回転軸の軸心方向に配設され
た複数の圧縮段を構成する、回転軸とともに回転する羽
根車と、この羽根車の後流部となるディフューザベーン
を有したディフューザと、このディフューザからのガス
流を次段羽根車へ流入させるリターン流路とを有し、蒸
発可能な液体をガス流路に噴出するようにした遠心式圧
縮機において、上記蒸発可能な液体をガス流路に噴出す
る液注入ノズルを、少なくとも1段の羽根車の芯板側の
ケーシング壁面に設けたものである。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, and in particular, to uniformly supply the infusate over the entire circumference, the first invention according to the centrifugal compressor of the present invention comprises an inner casing. A rotating shaft supported by the rotating shaft, an impeller rotating with the rotating shaft constituting a plurality of compression stages disposed in the axial direction of the rotating shaft, and a diffuser vane serving as a downstream part of the impeller.
A centrifugal compressor having a diffuser having a flow path and a return flow path through which a gas flow from the diffuser flows into a next-stage impeller, and in which a vaporizable liquid is jetted into the gas flow path. A liquid injection nozzle for ejecting a possible liquid into a gas flow path is provided on a casing wall surface on a core plate side of at least one stage of an impeller.

【0011】また、上記目的を達成し、特に注入された
液をガス通路部にて気化されやすくするために、本発明
の遠心式圧縮機に係る第二の発明の構成は、上記第一の
発明の構成に加えて、液注入ノズルへ液体を導く液注入
経路を、次段羽根車の出口部近傍を通過するように配置
したものである。
Further, in order to achieve the above object, and particularly to make it easier for the injected liquid to be vaporized in the gas passage portion, the structure of the centrifugal compressor according to the second invention of the present invention is as follows. In addition to the configuration of the present invention, a liquid injection path for guiding the liquid to the liquid injection nozzle is arranged so as to pass near the outlet of the next stage impeller.

【0012】さらに、上記目的を達成し、特に注入液を
全周に対し一様に供給するために、本発明の遠心式圧縮
機に係る第三の発明の構成は、液注入ノズルは、羽根車
の芯板側のケーシング壁面に、周方向にて複数個配置し
ものである。
Further, in order to achieve the above object, and in particular, to uniformly supply the injection liquid to the entire circumference, the third invention according to the centrifugal compressor of the present invention comprises a liquid injection nozzle comprising: A plurality of these are arranged in the circumferential direction on the casing wall on the core plate side of the car .

【0013】[0013]

【作用】上記技術的手段による働きを図4を参照して説
明する。図4は、一般的な多段遠心式圧縮機におけるガ
スの流れを示す要部断面図である。図4の各部の符号
は、先の図2および後述する図1と同一部分は同一符号
で示している。ガスが羽根車1を出て、次段羽根車4に
至る間に、蒸発可能な液体を系内へ流入しようとすると
き、液ができるだけ全周一様性をもち、かつ、できるだ
け長い通路を通り、長期間にわたり主流を流れるガスに
混在し、かつ多くの通路面に接するようにするには、液
注入ノズルの位置は羽根車の芯板側のケーシング壁面が
最適である。
The operation of the above technical means will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a sectional view of a main part showing a gas flow in a general multistage centrifugal compressor. The same reference numerals as in FIG. 2 and FIG. 1 described later denote the same parts in FIG. When the gas exits the impeller 1 and reaches the next-stage impeller 4, when the vaporizable liquid is to flow into the system, the liquid has uniformity over the entire circumference as much as possible and passes through a path as long as possible. In order to mix with the gas flowing in the main stream for a long period of time and to make contact with many passage surfaces, the position of the liquid injection nozzle is optimally the casing wall surface on the core plate side of the impeller.

【0014】図4に示す如く、主流のガス流れは、白抜
きの矢印に示す(イ)−(ロ)−(ハ)−(ニ)である
が、ステージラビリンス9と回転体10との間の隙間を
通って流れる内部リサイクル流れとして、実線矢印に示
す(ホ)−(ヘ)−(ト)がある。この(ホ)−(ヘ)
−(ト)の流れにのせて液注入を行うように、本発明で
は、羽根車の芯板側のケーシング壁面に図1に示す液注
入ノズル2を設けている。液はディフューザベーン8に
流入する以前に、羽根車1を流出した主流の流れ(ロ)
と混合することになる。
As shown in FIG. 4, the main flow of the gas is (a)-(b)-(c)-(d) as indicated by white arrows, but the flow between the stage labyrinth 9 and the rotating body 10 is (E)-(f)-(g) shown by solid arrows as internal recycle flows flowing through the gaps. This (e)-(f)
In the present invention, the liquid injection nozzle 2 shown in FIG. 1 is provided on the wall surface of the casing on the core plate side of the impeller so as to perform the liquid injection along the flow of-(g). Before the liquid flows into the diffuser vanes 8, the main flow flowing out of the impeller 1 (b)
Will be mixed.

【0015】系内への液の注入の目的は、先に従来の技
術の欄に〜として記入したが、いずれの場合も液注
入された後は液玉状であるよりも、霧状、または早期に
気化してガス状である方が、液注入目的の達成に効果的
である。液注入に際し、吹出しする部分での圧力よりも
高い圧力となるよう液供給側にて昇圧することは当然な
がら、この注入源側にて加温を行うことは設備的に大変
であり、従来は加温,予温は行なわないことが多い。
The purpose of injecting the liquid into the system was previously described in the section of the prior art as "-". In each case, after the liquid was injected, the liquid was in the form of a mist or a liquid. It is more effective to achieve the purpose of liquid injection if it is vaporized and gaseous at an early stage. During the liquid injection, it is natural that the pressure is increased on the liquid supply side so that the pressure becomes higher than the pressure at the part to be blown out. Heating and preheating are often not performed.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図1および図4を
参照して説明する。図1は、本発明の一実施例に係る多
段遠心式圧縮機の要部断面図である。図1では、1段の
羽根車と次段の羽根車を示しているが、本発明では段数
は限定されるものではなく、一軸多段であればよい。図
1において、1は、1段目の羽根車、1aは、羽根車1
の芯板、1bは、羽根車1の側板である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a sectional view of a main part of a multistage centrifugal compressor according to one embodiment of the present invention. Although FIG. 1 shows a single-stage impeller and a next-stage impeller, the number of stages is not limited in the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a first stage impeller, 1a denotes an impeller 1
And 1b are side plates of the impeller 1.

【0017】2は、羽根車の芯板1a側のケーシング壁
面13aに設けた液注入ノズル、3は液注入口、4は次
段羽根車、5は次段羽根車ディフューザ壁、6は、羽根
車1の後流部となるディフューザ、7は、ディフューザ
6からのガス流を次段羽根車4へ流入させるリターン流
路のリターンベーン、8はディフューザベーン、9はス
テージラビリンス、10は回転軸、Cは、回転軸10の
軸心、11は、ディフューザ6からのガス流を次段羽根
車4へ流入させるリターン流路のリターンコーナ、12
はインペラアイラビリンスである。
Reference numeral 2 denotes a liquid injection nozzle provided on the casing wall 13a on the core plate 1a side of the impeller, 3 denotes a liquid injection port, 4 denotes a next-stage impeller, 5 denotes a next-stage impeller diffuser wall, and 6 denotes a blade. A diffuser which is a downstream portion of the car 1 is a return vane of a return flow passage for allowing a gas flow from the diffuser 6 to flow into the next stage impeller 4, 8 is a diffuser vane, 9 is a stage labyrinth, 10 is a rotating shaft, C is the axis of the rotating shaft 10, 11 is a return corner of a return flow path for allowing the gas flow from the diffuser 6 to flow into the next stage impeller 4, 12
Is an impeller eye labyrinth.

【0018】本実施例の一軸多段遠心式圧縮機は、ケー
シング13内に支持された回転軸10の軸心Cの方向に
複数の圧縮段を構成するもので、回転軸10とともに回
転する羽根車1と、この羽根車1の後流部となるディフ
ューザ6と、このディフューザ6からのガス流を次段羽
根車4へ流入させるリターンコーナ11,リターンベー
ン7を有し、水などの蒸発可能な液体をガス流路に噴出
する液注入ノズル2を、羽根車1の芯板1a側のケーシ
ング壁面13aに設け、この液注入ノズル2へ液体を導
く液注入経路を、液注入口3から次段羽根車4の出口部
近傍である次段羽根車ディフューザ壁5近傍を通過する
ように設けている。
The single-shaft multi-stage centrifugal compressor according to the present embodiment comprises a plurality of compression stages in the direction of the axis C of a rotating shaft 10 supported in a casing 13, and an impeller rotating with the rotating shaft 10. 1, a diffuser 6 that is a downstream part of the impeller 1, a return corner 11 for returning a gas flow from the diffuser 6 to the next-stage impeller 4, and a return vane 7, which can evaporate water or the like. A liquid injection nozzle 2 for ejecting a liquid into a gas flow path is provided on a casing wall 13a on the core plate 1a side of the impeller 1, and a liquid injection path for guiding the liquid to the liquid injection nozzle 2 is provided from the liquid injection port 3 to the next stage. It is provided so as to pass near the next stage impeller diffuser wall 5, which is near the exit of the impeller 4.

【0019】液注入ノズル2は、前記ケーシング壁面1
3aに、周方向にて複数個配置している。なお、図1で
は、液注入ノズル2と液注入口3とが一経路のものを示
しているが、複数個の液注入ノズル2に対して液注入口
3は同一個数であっても良いし、液注入口3を集合させ
液注入ノズル2よりも少ない数としても良い。
The liquid injection nozzle 2 is provided on the casing wall 1.
3a, a plurality are arranged in the circumferential direction. In FIG. 1, the liquid injection nozzles 2 and the liquid injection ports 3 have a single path, but the number of the liquid injection ports 3 may be the same for a plurality of liquid injection nozzles 2. Alternatively, the number of the liquid injection ports 3 may be set to be smaller than the number of the liquid injection nozzles 2.

【0020】羽根車1で昇圧され吐出されたガスの流れ
はディフューザ部6に流入し、このディフューザ部6に
はディフューザベーン8が設けられている。次に、流れ
はリターンコーナ11を通り、リターンベーン7に流入
する。このリターンベーン7にて次段羽根車4に流入す
るに最適な流れに整流されている。また、この静止部で
の流れ変化は、速度エネルギーを圧力エネルギーに変え
るものである。
The flow of the gas pressurized and discharged by the impeller 1 flows into the diffuser section 6, and the diffuser section 6 is provided with a diffuser vane 8. Next, the flow passes through the return corner 11 and flows into the return vane 7. The flow is rectified by the return vane 7 into an optimal flow for flowing into the next stage impeller 4. Further, the flow change at the stationary portion changes velocity energy into pressure energy.

【0021】図4は上記ガスの流れを矢印で示したもの
である。ガスの流れの主流は、白抜き矢印の如く(イ)
−(ロ)−(ハ)−(ニ)と流れる。また、ディフュー
ザ部6、リターンベーン7にて圧力上昇することにより
ステージラビリンス9を通る内部流れは、実線矢印のよ
うに(ホ)−(ヘ)−(ト)が生じる。一方、インペラ
アイラビリンス12を通る内部流れ(チ)−(リ)が生
じる。
FIG. 4 shows the flow of the gas by arrows. The main flow of gas flow is as shown by the white arrow (a)
-(B)-(c)-(d). When the pressure rises in the diffuser section 6 and the return vane 7, the internal flow passing through the stage labyrinth 9 is (E)-(F)-(G) as shown by the solid arrows. On the other hand, an internal flow (H)-(I) through the impeller eye labyrinth 12 occurs.

【0022】この遠心式圧縮機において、下記のような
目的をもつ液注入が行われる。取扱いガス中に含まれ
るミスト、ダスト等の汚れが付着または堆積するのを防
止するために洗浄を目的に液を注入する。取扱いガス
中の組成の1部がスラッジを形成し回転体または静止体
に付着または堆積するの防止するために洗浄液を注入す
る。取扱いガス中の組成の1部が温度上昇につれスラ
ッジを形成しやすくなる場合、液の注入によりその液の
気化を利用してガスの温度上昇を抑える目的で注入す
る。
In this centrifugal compressor, liquid injection for the following purpose is performed. Liquid is injected for the purpose of cleaning in order to prevent mist, dust, and other stains contained in the handling gas from adhering or accumulating. The cleaning liquid is injected to prevent a part of the composition in the handling gas from forming sludge and adhering or depositing on the rotating or stationary body. When a part of the composition in the handled gas easily forms sludge as the temperature rises, the liquid is injected for the purpose of suppressing the temperature rise of the gas by utilizing the vaporization of the liquid.

【0023】ガスの温度を下げることにより、圧縮に
要する動力を低減させるべく液を注入する。冷凍サイ
クル中において、冷媒を液状態にて圧縮ラインに戻し再
昇圧するとき、液からガスへの気化を圧縮機系内にて効
率良く行うべく液を注入させる。いずれの場合において
も、系内へ注入される液は流れ全体に分散して注入さ
れ、かつ、可能な限り細かいいわゆる霧状になり、かつ
気化しやすいように予温されている方が、その目的を達
成するのに効果的である。
Liquid is injected to reduce the power required for compression by lowering the temperature of the gas. During the refrigeration cycle, when the refrigerant is returned to the compression line in a liquid state and pressurized again, the liquid is injected so as to efficiently vaporize the liquid into gas in the compressor system. In any case, it is better that the liquid to be injected into the system is dispersed and injected throughout the flow, and is preheated to be as fine as possible a so-called mist, and to be easily vaporized. It is effective to achieve the purpose.

【0024】羽根車1を流出したガスは、ディスーザベ
ーン8、リターンベーン7にて流れが規制されているこ
とから、全周一様性をもった液注入を行うには、もし、
このベーン部分で行うとするとベーンに規制された区間
毎に液注ノズルを設け、かつ各ノズル同量の注入を行う
ことが必要となり、これを実現させるには制御を含め、
多大な設備が必要となる。
Since the flow of the gas flowing out of the impeller 1 is regulated by the dispenser vane 8 and the return vane 7, if the liquid is to be injected with uniformity all around,
If it is performed in this vane part, it is necessary to provide a liquid injection nozzle for each section regulated by the vane, and to perform injection of the same amount for each nozzle, including control to realize this,
A large amount of equipment is required.

【0025】従来例を図2,3に示したが、いずれもベ
ーンの無い区間に注入しているので、特殊な制御注入設
備を必要としていない。しかし、先に従来技術として説
明したように、図2の場合には注入されてから次段羽根
車4へ至るまでの通路経路が短く、昇温、気化または霧
状態には容易にならず、液注入の目的を十分に発揮でき
ない。これを改善したのが図3であるが、ディフューザ
ベーンが無いことを前提としたアイデアであり、ディフ
ューザベーンがある場合には好ましくない。
The conventional examples are shown in FIGS. 2 and 3. However, since they are all injected into a section without vanes, no special control injection equipment is required. However, as described above as the prior art, in the case of FIG. 2, the passage route from the injection to the next stage impeller 4 is short, and it is not easy to raise the temperature, evaporate or fog, The purpose of liquid injection cannot be fully demonstrated. FIG. 3 improves this, but the idea is based on the assumption that there is no diffuser vane, and is not preferable when there is a diffuser vane.

【0026】本実施例においては、羽根車1の芯板1a
側の壁ケーシング壁面13aから液注入することによ
り、注入液は羽根車1側面にて全周に飛散され、霧状と
なり、かつ、全周一様性をもってディフューザ部6、リ
ターン部へと流れる。これは図4に示す如く内部流れ
(ホ)−(ヘ)−(ト)に乗る流れがあるので、効果的
である。
In the present embodiment, the core plate 1a of the impeller 1
By injecting the liquid from the side wall casing wall 13a on the side, the injected liquid is scattered all around the side surface of the impeller 1 and becomes a mist, and flows to the diffuser section 6 and the return section with uniform uniformity around the entire circumference. This is effective because there is a flow riding on the internal flow (e)-(f)-(g) as shown in FIG.

【0027】側板1b側のケーシング壁面も羽根車に対
しては、同様な位置にあるが、この側板1b側壁面の流
れは(チ)−(リ)と流れており、この流れに液を注入
するとインペラアイラビリンス12に液が注入されるこ
とになり、狭い隙間内での液を含んでの流れはエロージ
ョン、コロージョンのみならず、振動発生原因ともなり
うる。したがって、液注入場所としては側板1b側は不
適当である。
The casing wall surface on the side plate 1b side is also located at the same position with respect to the impeller, but the flow on the side wall surface of the side plate 1b flows (h)-(i), and liquid is injected into this flow. Then, the liquid is injected into the impeller eye labyrinth 12, and the flow including the liquid in the narrow gap may cause not only erosion and corrosion but also vibration. Therefore, the side plate 1b side is not appropriate as a liquid injection place.

【0028】圧縮機内部においては、圧縮されることか
ら、次段羽根車の出口が前段羽根車の出口温度よりも必
ず高い。したがって、次段羽根車ディフューザ壁面5に
近接させて通る経路によって注入された液は、この間で
予温されることとなり、気化に必要なエネルギーを与え
られることから、より液注入の効果を発揮してくれる。
In the interior of the compressor, the outlet of the next stage impeller is always higher than the outlet temperature of the front stage impeller because it is compressed. Therefore, the liquid injected through the path passing close to the next-stage impeller diffuser wall surface 5 is preheated during this time, and the energy required for vaporization is given. Give me

【0029】特に、本実施例では、液注入ノズル2は、
羽根車1の芯板1a側のケーシング壁面13aに、周方
向にて複数個配置しているので、液注入の全周一様性
に、より効果的である。また、液注入ノズル2の噴射部
先端は、噴出する液体が噴霧状となるようにノズル形状
を設定しているので、液が液状にて羽根車1に衝突する
ことによるドレーンアタック、エロージョン、コロージ
ョンを防止することができる。
Particularly, in this embodiment, the liquid injection nozzle 2
Since the plurality of impellers 1 are arranged in the circumferential direction on the casing wall surface 13a on the side of the core plate 1a, the uniformity of the liquid injection over the entire circumference is more effective. In addition, the tip of the injection section of the liquid injection nozzle 2 is set to have a nozzle shape such that the liquid to be sprayed is in a spray state, so that the liquid collides with the impeller 1 in a liquid state, so that drain attack, erosion, and corrosion are caused. Can be prevented.

【0030】さらに、液注入ノズル2の出口方向は、噴
出する液滴が羽根車1の芯板1aに直接衝突しない向き
としているので、羽根車に直接液が衝突せず、霧状にし
て接触させることができ、より効果的に振動、エロージ
ョン、コロージョンを防止することができる。
Further, the exit direction of the liquid injection nozzle 2 is set so that the ejected droplet does not directly collide with the core plate 1a of the impeller 1, so that the liquid does not directly collide with the impeller, but forms a mist. Vibration, erosion, and corrosion can be more effectively prevented.

【0031】なお、上記実施例では、液注入ノズルを、
1段の羽根車の芯板側のケーシング壁面に、周方向にて
複数個設けた例を説明したが、本発明はこれに限定され
るものではない。たとえば、1段の羽根車の芯板側のケ
ーシング壁面に1個設けても相応の効果をもたらすこと
ができる。また、液注入ノズルを、複数段の羽根車の芯
板側のケーシング壁面に設けても差し支えない。
In the above embodiment, the liquid injection nozzle is
Although an example in which a plurality of impellers are provided in the circumferential direction on the casing wall surface on the core plate side of the one-stage impeller has been described, the present invention is not limited to this. For example, even if one is provided on the casing wall surface on the core plate side of the one-stage impeller, a corresponding effect can be obtained. Further, the liquid injection nozzle may be provided on the casing wall surface on the core plate side of the multi-stage impeller.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、内部洗浄、温度降下、注封入によるガス補充等を
行うために、圧縮機系内へ液の注入を行うに際し、液注
入の全周一様性を確保しつつ、かつ、液が早期に容易に
気化しやすい構造を実現する遠心式圧縮機を提供するこ
とができる。注入する場所をクレーム1〜3の形とする
ことにより、全周一様性を有しかつ、気化しやすく、安
易な、安価な吸込、注入装置となっている。
As described above in detail, according to the present invention, when the liquid is injected into the compressor system in order to perform internal cleaning, temperature reduction, gas replenishment by filling, etc. A centrifugal compressor can be provided that realizes a structure in which the liquid is easily and easily vaporized early while ensuring the uniformity of the entire circumference. By making the injection site in the form of claims 1 to 3, the suction and injection device has uniformity over the entire circumference, is easy to vaporize, is simple, and is inexpensive.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例に係る多段遠心式圧縮機の要
部断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a main part of a multistage centrifugal compressor according to one embodiment of the present invention.

【図2】従来の遠心式圧縮機の要部断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a main part of a conventional centrifugal compressor.

【図3】従来の他の遠心式圧縮機の要部断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a main part of another conventional centrifugal compressor.

【図4】一般的な多段遠心式圧縮機におけるガスの流れ
を示す要部断面図である。
FIG. 4 is a sectional view of a main part showing a gas flow in a general multi-stage centrifugal compressor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…羽根車、1a…芯板、2…液注入ノズル、3…液注
入口、4…次段羽根車、5…次段羽根車ディフューザ
壁、6…ディフューザ部、7…リターンベーン、8ディ
フューザベーン、10…軸、13…ケーシング、13a
…ケーシング壁面。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Impeller, 1a ... Core plate, 2 ... Liquid injection nozzle, 3 ... Liquid injection port, 4 ... Next stage impeller, 5 ... Next stage impeller diffuser wall, 6 ... Diffuser part, 7 ... Return vane, 8 diffuser Vane, 10 ... shaft, 13 ... casing, 13a
... the casing wall.

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ケーシング内に支持された回転軸と、こ
の回転軸の軸心方向に配設された複数の圧縮段を構成す
る、回転軸とともに回転する羽根車と、この羽根車の後
流部となるディフューザベーンを有したディフューザ
と、このディフューザからのガス流を次段羽根車へ流入
させるリターン流路とを有し、蒸発可能な液体をガス流
路に噴出するようにした遠心式圧縮機において、 上記蒸発可能な液体をガス流路に噴出する液注入ノズル
を、少なくとも1段の羽根車の芯板側のケーシング壁面
に設けたことを特徴とする遠心式圧縮機。
1. A rotating shaft supported in a casing, an impeller rotating together with the rotating shaft, the impeller constituting a plurality of compression stages disposed in the axial direction of the rotating shaft, and a wake of the impeller. Centrifugal compression having a diffuser having a diffuser vane serving as a part and a return flow path for flowing a gas flow from the diffuser into a next stage impeller, and ejecting an evaporable liquid to the gas flow path. A centrifugal compressor, wherein a liquid injection nozzle for ejecting the evaporable liquid into a gas flow path is provided on a casing wall surface on a core plate side of at least one stage impeller.
【請求項2】 液注入ノズルへ液体を導く液注入経路
を、次段羽根車の出口部近傍を通過するように配置した
ことを特徴とする請求項1記載の遠心式圧縮機。
2. The centrifugal compressor according to claim 1, wherein the liquid injection path for guiding the liquid to the liquid injection nozzle is arranged so as to pass near the outlet of the next stage impeller.
【請求項3】 液注入ノズルは、羽根車の芯板側のケー
シング壁面に、周方向にて複数個配置したことを特徴と
する請求項1もしくは2記載のいずれかの遠心式圧縮
機。
3. The centrifugal compressor according to claim 1, wherein a plurality of liquid injection nozzles are arranged in a circumferential direction on a casing wall surface on a core plate side of the impeller.
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