導入
「遠心コンプレッサー」（「ラジアルコンプレッサー」とも呼ばれる）という用語は、ポンプ、ファン、ブロワー、コンプレッサーを含む、仕事を吸収するラジアル循環ターボ機械の一種を指します。
このタイプの最初の機械は、ポンプ、ファン、ブロワーで構成されていました。これらの最初のターボ機械がコンプレッサーと区別されたのは、作動流体が非圧縮性であるとみなすことができ、ベルヌーイの原理を使用して流体の流れを大きな誤差なくモデル化できることです。ターボマシンは高速で動作するため、モデルは圧縮性流体を考慮する必要があります。
より正式には、遠心圧縮機は作動流体密度を5%以上増加させます。また、それらを通過する流体は、空気または窒素の場合、その速度がマッハ 0.3 を超えて増加します。比較すると、ファンやブロワーは5% の密度増加を達成できず、相対的なピーク流体速度はマッハ 0.3 ～ 0.5 を下回ります。
理想的なダイナミックコンプレッサーは、ローターまたは圧縮ステージを介して流体の連続ジェットに運動エネルギーまたは速度を追加することで圧力の増加を実現します。獲得された運動エネルギーは、ディフューザーを通る流れを遅くすることで静圧の増加に変換されます。
メリットとデメリット
21世紀初頭、遠心圧縮機は摩擦可動部品が少なく、効率が比較的高く、同様のサイズの往復圧縮機よりも多くの空気流を移動できるため、主に産業で使用されています。
それらの主な欠点は、レシプロコンプレッサーほど高い圧縮比を達成できないことです。ファンとブロワーは、換気、冷凍、地下ガス注入など、圧力を顕著に上昇させることなく大量の容積を必要とする連続用途に最適です。比較すると、多段レシプロコンプレッサーは約100 MPaの圧力に達することができます。
レシプロコンプレッサーは、補助動力装置や小型航空機エンジンなどの小型ガス タービンエンジンでよく使用されます。このような状態になる理由の一つとして、 21世紀初頭の現在の技術では、ロータと翼端の位置による翼端での損失により、軸流圧縮機から得られる等価流量が低くなっていることが考えられます。ステーター。 21世紀初頭の時点では、10:1 を超える圧縮比を生成できる単段遠心圧縮機はほとんどありません。実際、それらは高い機械的ストレスにさらされる必要があり、その結果、安全性、耐久性、平均寿命が大幅に低下します。
航空機のガス タービンの場合、遠心圧縮機は製造が簡単で比較的低コストであるという利点があります。これらは、同じ圧力増加を達成するのに必要な段階の数が少ないことに一部起因します。タービン内部の短い軸方向距離にわたって半径を小さくすると、流体エネルギーを大幅に増加させることができます。
