(57)【要約】【課題】遠心圧縮機において、手間をかけることなく作動流体から熱が逃げることを防止する。【解決手段】作動流体に対して運動エネルギを付与すると共に前記作動流体を昇圧する遠心羽根車と、当該遠心羽根車を覆うケーシングとを備える遠心圧縮機であって、上記ケーシングの内壁面に設置されるヒータと、上記ケーシング内部における上記作動流体の温度を計測する温度計と、上記温度計の計測結果に基づいて、上記ケーシング内部における上記作動流体の温度と上記ヒータの温度とが一致するようにヒータの発熱量を調整するコントローラとを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動流体に対して運動エネルギを付与すると共に前記作動流体を昇圧する遠心羽根車と、当該遠心羽根車を覆うケーシングとを備える遠心圧縮機であって、
前記ケーシングの内壁面に設置されるヒータと、
前記ケーシング内部における前記作動流体の温度を計測する温度計と、
前記温度計の計測結果に基づいて、前記ケーシング内部における前記作動流体の温度と前記ヒータの温度とが一致するようにヒータの発熱量を調整するコントローラと
を備えることを特徴とする遠心圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１に示すような遠心圧縮機の性能測定を行う際には、作動流体に対してインペラが行った仕事を求める必要がある。このため、インペラの上流側と下流側とにおいて流体温度を計測し、その差分からインペラの仕事量を求めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−８５０４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の方法による算出方法は、インペラの周囲が断熱されていることが前提となっている。すなわち、遠心圧縮機の流路が断熱されているならば、上記方法で求めた仕事量はインペラが行った仕事と一致する。実際には、インペラの周囲を囲うケーシングが鋼材等の伝熱性の高い材料で形成されているため、インペラの周囲が断熱されているとは言い難い。このため、インペラの仕事によって加熱された作動流体から熱がケーシングを伝って外部に逃げ、正確なインペラの仕事量を算出することが難しい。
【０００５】
このような問題を解決するためには、例えばケーシングをガラスクロス等の断熱材でくるむ措置が考えられるが、試験対象ごとに必要な断熱材の量を見積もる作業等が発生し手間がかかる。
【０００６】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、遠心圧縮機において、手間をかけることなく作動流体から熱が逃げることを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、作動流体に対して運動エネルギを付与すると共に前記作動流体を昇圧する遠心羽根車と、当該遠心羽根車を覆うケーシングとを備える遠心圧縮機であって、上記ケーシングの内壁面に設置されるヒータと、上記ケーシング内部における上記作動流体の温度を計測する温度計と、上記温度計の計測結果に基づいて、上記ケーシング内部における上記作動流体の温度と上記ヒータの温度とが一致するようにヒータの発熱量を調整するコントローラとを備えるという構成を採用する。
【発明の効果】
【０００８】
このような構成を採用する本発明によれば、コントローラによってケーシングの内壁面が作動流体と同一の温度に自動調整されるため、作動流体からケーシングに伝達することを防止することができる。このため、インペラの上流側と下流側とにおいて作動流体の温度を計測し、その差分から求めたインペラの仕事量が、実際のインペラの仕事量と一致することになる。したがって、本実施形態の遠心圧縮機によれば、ケーシングを断熱材で覆う必要がなくなり、手間をかけることなく作動流体から熱が逃げることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（ａ）が本発明の一実施形態の遠心圧縮機が備えるインペラ及びケーシングを含む拡大断面図であり、（ｂ）が本発明の一実施形態の遠心圧縮機が備えるインペラを含む斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明に係る遠心圧縮機の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１１】
図１（ａ）は、本実施形態の遠心圧縮機が備えるインペラ１及びケーシング２を含む拡大断面図である。この図に示すように、本実施形態の遠心圧縮機は、インペラ１、ケーシング２、ヒータ３、温度計４及びコントローラ５を備えている。
【００１２】
インペラ１は、いわゆる遠心羽根車であって、ケーシング２内において、回転駆動される。このようなインペラ１は、軸方向から吸入した作動流体をブレードで叩くことにより作動流体に運動エネルギを付与すると共に作動流体を昇圧して半径方向に吐出する。
【００１３】
ケーシング２は、インペラ１を覆っており、内部にインペラ１を収容する。このケーシングは、インペラ１の収容空間に連通する吸入流路２ａ及びスクロール流路２ｂを備えている。作動流体は、吸入流路２ａを介してケーシング２の内部に吸入され、インペラ１の収容空間を介してスクロール流路２ｂに吐出される。
【００１４】
また、ケーシング２は、スクロール流路２ｂの上流側にディフューザ２ｃを備えている。インペラ１によって運動エネルギが付与された作動流体は、ディフューザ２ｃにおいて減速される。これによって運動エネルギが圧力エネルギに変換され、作動流体がさらに昇圧される。このようにして昇圧された作動流体がスクロール流路２ｂに供給されて、遠心圧縮機の外部に案内される。
【００１５】
ヒータ３は、ケーシング２の内壁面であって、インペラ１のブレードと対向する領域と、ディフューザ２ｃが設けられる領域とに複数配置されている。図１（ｂ）の斜視図に示すように、各ヒータ３は、インペラ１の軸を中心として環状に引き回されて配置されている。各ヒータ３は、電気ヒータであり、不図示の電源から電力が供給されることによって発熱する。各ヒータ３への電力の供給量（すなわち各ヒータ３の発熱量）は、コントローラ５によって調整可能とされている。
【００１６】
温度計４は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、各ヒータ３の間に配置されている。これらの温度計４は、作動流体の温度を計測し、その計測結果を出力する。コントローラ５は、温度計４から入力される測定結果に基づいて、ヒータ３の発熱量を調整する。本実施形態においては、コントローラ５は、ケーシング２の内壁面が作動流体と同じ温度となるように、温度計４から入力される測定結果に基づいてヒータ３の発熱量を調整する。
【００１７】
このような本実施形態の遠心圧縮機においては、作動流体が流れ、インペラ１が作動流体に対して仕事を行う状態にて、温度計４から作動流体の温度を示す信号が出力される。そして、コントローラ５が温度計４から入力される信号に基づいて、作動流体の温度とヒータ３の温度との差分を算出する。続いて、コントローラ５は、算出した差分からヒータ３において必要な発熱量を求め、この求めた値に基づいてヒータ３に供給される電力を調整する。これによって、ケーシング２の内壁面の温度が作動流体の温度と同一に設定される。
【００１８】
以上のような本実施形態の遠心圧縮機によれば、コントローラ５によってケーシング２の内壁面が作動流体と同一の温度に自動調整されるため、作動流体からケーシング２に伝達することを防止することができる。このため、インペラ１の上流側と下流側とにおいて作動流体の温度を計測し、その差分から求めたインペラ１の仕事量が、実際のインペラ１の仕事量と一致することになる。したがって、本実施形態の遠心圧縮機によれば、ケーシング２を断熱材で覆う必要がなくなり、手間をかけることなく作動流体から熱が逃げることを防止することができる。
【００１９】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【符号の説明】
【００２０】
１……インペラ、２……ケーシング、２ａ……吸入流路、２ｂ……スクロール流路、２ｃ……ディフューザ、３……ヒータ、４……温度計、５……コントローラ
【図１】
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