ターボコンプレッサ技術概要

技術概要 ターボコンプレッサ 序論 サーマルターボコンプレッサは、動的原理により圧縮性ガスを濃縮するターボマシンです。 1. 動作原理 圧縮性ガスは継続的に回転するインペラに入ります。機械軸の力は、ブレードの助けを借りて流体に伝達され、その結果 圧力と温度が大幅に上昇します。残りの運動流エネルギーはその後、ほとんどがディフューザー内の圧力に変換されま す。次に、圧縮されたガスはボリュートに集められるか、リターンチャネルにより第2のコンプレッサステージに移送され ます。図1に1段遠心式ターボコンプレッサのコンポーネントを、図2にブレード付インペラの拡大図を示します。 図1 1段遠心式ターボコンプレッサ 図2 ブレード付インペラ 1

2．ターボコンプレッサの種類 一般に、さまざまなタイプのターボコンプレッサはその設計に基づいて定義できます。 ・遠心式ターボコンプレッサ：流れは軸方向にターボコンプレッサに入り、遠心方向にインペラから出ます。 2Dまたは3D インペラブレードが使用可能です。 ・混合流ターボコンプレッサ：流れは軸方向にターボコンプレッサに入り、純粋な遠心力でも軸方向でもインペラから出 ず、出口の半径は大きくなります。 ・アキシャルターボコンプレッサ：流れは軸方向にターボコンプレッサに入り、同様の半径で軸方向にインペラから出ま す。 次の図は、さまざまなコンプレッサータイプを示しています。 図3 遠心式ターボコンプレッサ 図4 混合流ターボコンプレッサ 図5 アキシャルターボコンプレッサ 2

3.ターボコンプレッサの性能 ターボコンプレッサの機能は、コンプレッサの性能と出力マップ(図6および7を参照)に最もよく示されます。ここで は、一定速度nでの質量流量に対する圧力比(アウトレット圧力p2とインレット圧力p1)が示されています。異なる特性 曲線上の同じ効率ηのドットを結合して、効率曲線を示します。一般にコンプレッサマップは、コンプレッサの最大速 度(右側)とサージライン(左側)によって定義されます。サージングは、防止できない空気力学的不安定性として定義さ れます。 サージラインの左側でコンプレッサを操作することは許可されていません。Celeroton製品のパフォーマンス は、この様に視覚的に示されます。より具体的な詳細を確認するには、製品データシートを参照してください。 図4 コンプレッサ性能マップ 図4 コンプレッサ出力マップ 4．ターボコンプレッサの長所と短所 ターボコンプレッサの長所と短所は次のように要約できます。 長所 ・電力密度が高いため、物理的寸法が小さく、重量が軽い ・1つの回転部品と実績のある技術による高い信頼性 ・エネルギー変換の高効率 ・低騒音レベル 短所 ・動的動作原理により動作領域が制限される ・高い電力密度により高度な熱管理が必要 ・各段階で達成できる圧力比が制限される。複数のターボコンプレッサを直列に接続することで、より高い圧力比を実 現できます。 国内総代理店 日本シュネーベルガー株式会社 〒105-0001 東京都港区虎ノ門3-20-5 クレイン虎ノ門ビル7階 TEL: 03-6435-7474 FAX: 03-6435-7475 Mail: Sales-Japan@schneeberger.com URL: https://www.schneeberger.com/ja/