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ダイナミックコンプレッサタイプのガイド:遠心式および軸流

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大量の馬力を必要とする場合、ダイナミックコンプレッサが理想的な選択肢です。ターボコンプレッサと呼ばれることが多いです。半径に設計されたものは遠心式コンプレッサと呼ばれます。

ダイナミックコンプレッサは、一定の流量で動作する容積式コンプレッサとは異なり、一定の圧力で動作します。ダイナミックコンプレッサの性能は、外部条件の影響を受けます。たとえば、入口温度の変化により、容量が変化します。

遠心式コンプレッサとは

遠心式コンプレッサを示すグラフィック

遠心式コンプレッサの特徴は、放射状の吐出フローです。放射状にブレードが付いた回転インペラの中心に吸い込まれた空気が、遠心力によってインペラの周囲に向かって押し出されます。空気が放射状に移動すると同時に圧力が上昇し、運動エネルギーが発生します。次の圧縮段のインペラ中心部に空気が達する前に、空気は拡散幾通過し、渦巻き状の構造の場所で運動エネルギーが圧力に変換されます。

一段上がるごとにコンプレッサ装置の全体的な圧力が上昇します。産業用機械では、多くの場合、遠心式コンプレッサの段の最大圧力比は3以下です。圧力比が高いほど、段の効率性は低下します。多段圧縮では、中間冷却が可能なため、電力要件を削減できます。多段圧縮は、単一の低速なシャフト上で連続させることができます。このコンセプトは、石油ガス業界や加工業界でよく使用されています。

1段の圧力比は低いですが、多くの段や複数のコンプレッサをセットし、望ましい圧力を得ることができます。空気圧縮用途では、高速ギヤボックスをコンプレッサの段と統合し、高速ピニオン上でインペラを回転させます。インペラの設計は解放と閉鎖のどちらでも可能です。

オープン設計

高速エア用途で最も一般的に使用されるのは、オープン設計のインペラです。このため、インペラは通常、特別なステンレススチール合金またはアルミニウムでできています。インペラシャフト速度は、他のタイプのコンプレッサと比較して非常に高くなっています。15,000~100,000 rpmの速度が一般的です。これは、高速コンプレッサシャフトまたはピニオンのジャーナリングが、ローラベアリングではなくプレーン油膜ベアリングを使用して行われることを意味します。

オイルフリー。

また、エアフィルムベアリングまたはアクティブ磁気ベアリングを使用して、完全にオイルフリーの機械を使用することもできます。2つのインペラが同じシャフトの両端に取り付けられており、圧力差による軸荷重を緩和します。一般的に、インタークーラ付きの2段階または3段階は、標準的な圧縮空気用途に使用されます。

遠心式エアコンプレッサの現代的な構成では、超高速電動モータがインペラを直接駆動するために使用されています。この技術により、ギヤボックスと関連するオイル潤滑システムを持たないコンパクトなコンプレッサが実現され、完全なオイルフリーコンプレッサ設計になっています。

シール

各遠心式コンプレッサは、コンプレッサハウジングを通過するシャフトに沿った漏れを減らすために適切な方法でシールする必要があります。多くのタイプのシールが使用されており、高圧用の高速コンプレッサで最も高度なシールが使用されています。最も一般的なタイプは、ラビリンスシール、リングシール、または制御されたギャップシール(通常はグラファイトシール)と機械的シールです。

軸流ダイナミックコンプレッサとは何ですか?

軸流コンプレッサはダイナミックコンプレッサの1種です

軸流コンプレッサには軸方向の流れがあり、空気またはガスは、圧縮機のシャフトに沿って回転ブレードと固定ブレードの列を通過します。このようにして、固定ブレードが運動エネルギーを圧力に変換すると同時に、空気の速度が徐々に増加します。バランスドラムは、通常、軸流スラストを均衡させるためにコンプレッサに組み込まれます。

軸流コンプレッサは、一般に同等の遠心式コンプレッサより小型軽量であり、通常は高速で動作します。これらは、換気システムなど、比較的中程度圧力で一定の高流量に使用されます。回転速度が高いため、発電や航空機推進のためにガスタービンに接続するのが理想的です。

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