特許 6643238 遠心圧縮機用の液体耐性インペラ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6643238

(24)【登録日】2020年1月8日

(45)【発行日】2020年2月12日

(54)【発明の名称】遠心圧縮機用の液体耐性インペラ

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/30 20060101AFI20200130BHJP

【ＦＩ】

   F04D29/30 C

【請求項の数】11

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2016-542313(P2016-542313)

(86)(22)【出願日】2014年9月11日

(65)【公表番号】特表2016-531241(P2016-531241A)

(43)【公表日】2016年10月6日

(86)【国際出願番号】EP2014069422

(87)【国際公開番号】WO2015036497

(87)【国際公開日】20150319

【審査請求日】2017年8月18日

(31)【優先権主張番号】CO2013A000037

(32)【優先日】2013年9月12日

(33)【優先権主張国】IT

(73)【特許権者】

【識別番号】513243790

【氏名又は名称】ヌオーヴォ ピニォーネ ソチエタ レスポンサビリタ リミタータ

【氏名又は名称原語表記】ＮＵＯＶＯ ＰＩＧＮＯＮＥ Ｓ．Ｒ．Ｌ．

(74)【代理人】

【識別番号】110002871

【氏名又は名称】特許業務法人サカモト・アンド・パートナーズ

(74)【代理人】

【識別番号】100137545

【弁理士】

【氏名又は名称】荒川 聡志

(74)【代理人】

【識別番号】100105588

【弁理士】

【氏名又は名称】小倉 博

(74)【代理人】

【識別番号】100129779

【弁理士】

【氏名又は名称】黒川 俊久

(74)【代理人】

【識別番号】100113974

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 拓人

(72)【発明者】

【氏名】スコッチ・デル・グレコ，アルベルト

(72)【発明者】

【氏名】アーノン，アンドレア

(72)【発明者】

【氏名】チェックッチ，マッテオ

(72)【発明者】

【氏名】ルベチーニ，フィリッポ

【審査官】 岩田 健一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０２１４９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０１２５０６８１（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特表２００８−５４５０８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−２６４７９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１４８１３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２９６７９９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｄ ２９／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

入口（１２２）と、出口（１２３）と、前記入口（１２２）を前記出口（１２３）に流体接続する複数の通路（１２１）とを有する回転機械のための密閉型インペラ（１２０，１３０）であって、
前記各通路（１２１）は、ハブ（１２４）と、シュラウド（１２５）と、２つのブレード（１２６）とによって画定され、
前記各ブレード（１２６）は、前記通路（１２１）の前記入口（１２２）に位置が特定される収束−発散ボトルネックを前記通路（１２１）内に形成するべく最初に急に増大した後に減少する厚さを有する上流側部分と、略一定の厚さを有する下流側部分とを有し、
前記出口（１２３）では、子午面内のハブ輪郭（８０１）が１０°よりも大きい角度（８０３）を径方向と成し、
前記出口（１２３）では、子午面内のシュラウド輪郭（８０２）が２０°よりも大きい角度（８０４）を径方向と成し、
子午面内で、前記ハブ輪郭（８０１）と前記シュラウド輪郭（８０２）とが滑らかに湾曲し、
子午面内の前記通路（１２１）の軸方向長さ（８１０）は、前記入口（１２２）における前記通路（１２１）の高さ（８０９）の少なくとも２倍であり、
前記通路の軸方向長さ（８１０）は、前記密閉型インペラの軸の径方向における前記通路の長さよりも長い、密閉型インペラ（１２０，１３０）。

【請求項2】

厚さの減少が厚さの増大の直ぐ後に続く、請求項１に記載のインペラ（１２０，１３０）。

【請求項3】

厚さの減少は、前記ブレード（１２６）の前縁（１２７）から距離を隔てて終端し、
前記距離が前記ブレード（１２６）の最大厚さの２倍より大きく６倍より小さい、
請求項１又は２に記載のインペラ（１２０，１３０）。

【請求項4】

厚さの増大が前記ブレード（１２６）の前縁（１２７）で始まる、請求項３に記載のインペラ（１２０，１３０）。

【請求項5】

前記上流側部分の長さは、そり曲線（２００）長さの２０％未満である、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のインペラ（１２０，１３０）。

【請求項6】

子午面内のハブ輪郭（８０１）の任意のポイントで、前記ハブ輪郭（８０１）の曲率半径（８０５）は、前記ハブ輪郭（８０１）に対して垂直に測定される前記通路（１２１）の高さ（８０６）の少なくとも２．５倍である請求項１乃至５のいずれか１項記載のインペラ（１２０，１３０）。

【請求項7】

子午面内のシュラウド輪郭（８０２）の任意のポイントで、前記シュラウド輪郭（８０２）の曲率半径（８０７）は、前記シュラウド輪郭（８０２）に対して垂直に測定される前記通路（１２１）の高さ（８０８）の少なくとも１．５倍である、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のインペラ（１２０，１３０）。

【請求項8】

前記入口（１２２）において、径方向に対する前記ブレード（１２６）の前縁（１２７）の傾き角度は、シュラウドプロファイルがハブプロファイルに後れを取るように少なくとも３０°である、請求項１乃至７のいずれか１項に記載のインペラ（１２０，１３０）。

【請求項9】

厚さの増大及び厚さの減少が前記各ブレードの両側で同じように分配される、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のインペラ（１２０，１３０）。

【請求項10】

複数の圧縮機ステージを有する遠心圧縮機であって、前記圧縮機はその入口で液体に耐性があり、少なくとも第１のステージが請求項１乃至９のいずれか１項に記載のインペラ（１２０，１３０）を備える、遠心圧縮機。

【請求項11】

流入するガス流の中の液滴に起因するインペラ（１２０，１３０）の腐食を減少させるための方法であって、
前記インペラが、入口（１２２）と、出口（１２３）と、前記入口（１２２）を前記出口（１２３）に流体接続する複数の通路（１２１）とを有する回転機械のための密閉型インペラ（１２０，１３０）であって、前記各通路（１２１）は、ハブ（１２４）と、シュラウド（１２５）と、２つのブレード（１２６）とによって画定され、該通路の出口（１２３）では、子午面内のハブ輪郭（８０１）が１０°よりも大きい角度（８０３）を径方向と成し、前記出口（１２３）では、子午面内のシュラウド輪郭（８０２）が２０°よりも大きい角度（８０４）を径方向と成し、子午面内で前記ハブ輪郭（８０１）と前記シュラウド輪郭（８０２）とが滑らかに湾曲し、子午面内の前記通路（１２１）の軸方向長さ（８１０）は、前記入口（１２２）における前記通路（１２１）の高さ（８０９）の少なくとも２倍であり、前記通路の軸方向長さ（８１０）は、前記密閉型インペラの軸の径方向の前記通路の長さよりも長く形成されており、
流入する流れを、前記インペラ（１２０，１３０）の入口（１２２）でガスの速度を最初に増大させた後に減少させるために前記各通路の収束−発散ボトルネックを通過させるステップと、
前記インペラ（１２０，１３０）の入口（１２２）の後、前記インペラ（１２０，１３０）の内側で、前記流入する流れを子午面内で前記インペラの軸に対して徐々に逸らせるステップとを有する、
方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書中に開示される主題の実施形態は、回転機械のためのインペラ、インペラの腐食を減少させるための方法、及び、遠心圧縮機に関する。

【背景技術】

【0002】

インペラがその入口でガス流を受けるように設計されるには多くの解決策がある。そのような解決策では、インペラの動作時間の大部分の間にわたって、ガスが完全に乾燥しており、ある状況では、ガスが幾らかの液体を含むことがかなり一般的であり、また、液体は、ガス流中で液滴の形態を成す場合がある。そのような状況において、液滴は、インペラにぶつかり、特にインペラの内部通路の表面にぶつかる。このことは、液滴がインペラを腐食する場合があることを意味する。遠心圧縮機で使用されるインペラの場合、腐食は、ブレード表面に影響を及ぼし、更にはハブ表面に影響を及ぼす。

【0003】

液滴衝突の影響が線形ではないことに留意すべきである。当初は、インペラ通路の表面との液滴衝突は、影響がないように見え、表面上に腐食を引き起こさない。多くの衝突後、影響が明らかになり、表面が急速に劣化する。腐食時間閾値は、例えば、液滴の質量及びサイズ、並びに、液滴の速度、特に液滴がぶつかる表面に対して垂直な速度の成分を含む様々な因子に依存する。

【0004】

表面劣化に起因するインペラ損傷が無視できる或いは全く存在しないときには例えば圧縮機でインペラが使用されるべきであり、さもなければ、インペラが修理され或いは交換されるべきであることに留意すべきである。

【0005】

また、回転機械が作動していてインペラが回転している場合に表面劣化に起因するインペラ損傷を劣化が始まって直ぐに検出することが容易でないことに留意すべきであり、劣化は、しばしば、それが非常に激しく且つ振動を引き起こしているときにだけ検出される。

【0006】

したがって、流入するガス流中の液滴に起因するインペラの腐食を減少させる方法の必要性がある。この必要性は、特に遠心圧縮機のインペラにおいて存在する。

【0007】

腐食を減らすことによって、インペラの寿命が増大され、その結果、回転機械の稼働時間も増大される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】米国特許第１２５０６８１号明細書

【発明の概要】

【0009】

解決策は、動作時間の大部分の間にわたって流入するガス流が液滴を含まないことを考慮に入れるべきであり、したがって、腐食を減らすためにとられる任意の手段により、乾燥状態での動作に過剰に不利益がもたらされないはずである。

【0010】

第１の典型的な実施形態によれば、入口と、出口と、入口を出口に流体接続する複数の通路とを有する回転機械のための密閉型インペラが存在し、各通路は、ハブと、シュラウドと、２つのブレードとによって画定され、入口において、ブレードの厚さは、通路の入口領域に位置が特定される収束−発散ボトルネックを通路内に形成するべく最初に増大した後に減少する。各ブレードは、厚さが最初に急に増大した後に減少する上流側部分と、略一定の厚さを有する下流側部分とを有する。

【0011】

第２の典型的な実施形態によれば、流入するガス流の中の液滴に起因するインペラの腐食を減少させるための方法が存在し、流入する流れは、インペラの入口でガスの速度を最初に増大させた後に減少させるために収束−発散ボトルネックを通過する。好適には、インペラの入口の後、インペラの内側で、流入する流れが子午面内で徐々に逸らされる。

【0012】

第３の典型的な実施形態によれば、複数の圧縮機ステージを有する遠心圧縮機が存在し、圧縮機はその入口で液体に耐性があり、少なくとも第１のステージがインペラを備え、入口において、ブレードの厚さは、インペラの内部通路内に収束−発散ボトルネックを形成するべく最初に増大した後に減少する。

【0013】

本発明は、添付図面と併せて考慮されるべき典型的な実施形態の以下の説明から更に明らかとなる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】多段遠心圧縮機の非常に概略的な図を示す。

【図2A】典型的な実施形態に係るインペラの部分三次元図を示す。

【図2B】図２Ａのインペラの詳細を示す。

【図3】２つの異なるインペラにおける速度の比較グラフを示す。

【図4】２つの異なるインペラにおける加速度の比較グラフを示す。

【図5】従来技術に係るインペラの内部通路を示す。

【図6】典型的な実施形態に係るインペラの内部通路を示す。

【図7】図５及び図６のインペラを含む異なるインペラにおける法線加速度の比較グラフを示す。

【図8】典型的な実施形態に係るインペラの内部通路の拡大図を示す。

【図9】典型的な実施形態に係るインペラの部分正面図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0015】

典型的な実施形態の以下の説明は、添付図面を参照する。異なる図面中の同じ参照数字は、同じ或いは同様の要素を特定する。以下の詳細な説明は発明を限定しない。代わりに、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって規定される。

【0016】

明細書の全体にわたって「１つの実施形態」又は「一実施形態」への言及は、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、又は、特性が開示される主題の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、明細書の全体にわたる様々な場所での「１つの実施形態」又は「一実施形態」という表現の出現は、かならずしも同じ実施形態に言及していない。更に、特定の特徴、構造、又は、特性は、１つ以上の実施形態において任意の適した態様で組み合わされてもよい。

【0017】

図１は、遠心圧縮機の２つのステージと、２つの対応するインペラ１２０，１３０とを示し、具体的には、インペラ１２０は、流入するガス流を受ける最初のインペラである第１のインペラ（第１のステージ）であり、また、インペラ１３０は、第１のインペラ１２０の直後に流入するガス流を受ける２番目のインペラである第２のインペラ（第２のステージ）である。圧縮機は、ロータとステータ１００とから本質的に成り、ロータは、シャフト１１０、シャフト１１０に固定されるインペラ１２０，１３０、及び、シャフト１００に固定されるディフューザ１４０を備える。

【0018】

図１は、第１のインペラ１２０を断面図で示すとともに、第２のインペラ１３０を外観図で示す。

【0019】

第１のインペラ１２０に関して、図１は、インペラの入口１２２をインペラの出口１２３に流体接続する内部通路１２１のうちの１つを示し、通路１２１は、ハブ１２４と、シュラウド１２５と、２つのブレード１２６（図１には、これらのブレードのうちの一方だけが示される）とよって画定される。インペラの入口領域及び出口領域は、インペラの内側で僅かに延び、特に、インペラの入口領域は、ブレード１２６の前縁１２７がインペラの前側から後退させられる（図１の破線参照）場合があるとしても、内部通路の入口領域に対応する（図１参照）。以下から更に明らかになるように、インペラ通路の入口領域全体がインペラの入口領域にあることが有益である。これは、このようにすると、通路入口領域と関連付けられる（特にブレードと関連付けられる）収束−発散ボトルネックの作用が通路の初めにだけ起こるからである。

【0020】

インペラ１２０の動作時間の大部分の間にわたって、流入する流れのガスは完全に乾燥しており、ある状況では、ガスが液滴の形態を成す幾らかの液体を含む。そのような状況において、液滴は、インペラにぶつかり、特にインペラの内部通路１２１の表面、とりわけハブ１２４の表面にぶつかる。

【0021】

液滴による腐食を減らすための第１の手段は、液滴の質量及びサイズを減らすことであり、そのような減少は、それがインペラの入口領域で、好適にはインペラの内部通路の入口領域で行なわれる場合に特に効果的である。

【0022】

図２の有利な典型的実施形態において、各ブレードの厚さは、最初に急にかなり増大され（例えば、図２Ｂの左側参照）、その後、急にかなり減少される（例えば、図２Ｂの右側参照）。インペラのブレードが互いに対向する（例えば、図２Ａ参照）ことを考慮すると、厚さの増大及び厚さの減少は、通路の入口領域に位置が特定される収束−発散ボトルネックを通路に形成する。そのようなボトルネックに起因して、液滴は崩壊プロセスを受ける。すなわち、液滴は、相対的なガス流によって強制的に破壊される。これは、液体と気体との間の異なる慣性に起因して起こる。厚さの増大及び結果として起こるガス加速、並びに、厚さの減少及び結果として起こるガス減速は、いずれも、２つの相（すなわち、気相及び液相）間の相対速度を増大させる。これは、特に液滴が急で大量であれば、液滴がガス速度変化に殆ど影響されず、また、液滴が一定の速度で進むからである。

【0023】

崩壊プロセスは２つの相の異なる慣性によって高められるが、液滴の液体の密度がガスの密度を５０倍を超えて上回ると、液滴が極めて接線方向の相対速度を伴ってインペラに近づき（子午線速度がガスにおいてよりも液滴においてかなり小さいからである）、液滴がブレードの圧力側にぶつかる。これらの状態では、前述した崩壊プロセスが殆ど有効でなくなり或いは全体的に役に立たなくなる。

【0024】

一般的には、かならずしもそうではないが、インペラの内部通路の全てにそのような類のボトルネックが設けられ、また、インペラのブレードの全ては、そのような類の最初の厚さの増大及び厚さの減少を伴って構成される。また、一般的には、かならずしもそうではないが、全てのブレードが同一である。

【0025】

図２Ａは、典型的な実施形態に係る１つのブレードの最初の部分（ドロップ形状）及び従来技術に係る１つのブレードの最初の部分（略平坦）の断面を示し、図２Ｂの断面は、水平であって、図１の面に対して垂直であり、また、図２Ｂの詳細は、垂直な実線１２７（ブレードの前縁）とそれに平行な破線との間で見出され得る。

【0026】

ブレードの上流側部分は、流れ方向にしたがってブレード自体の初めに位置が特定される。特に、図２Ａに示されるように、上流側部分の長さは、そり曲線長さの２０％未満であり、ハブ及びシュラウドの表面から等距離の通路の断面上の線がそり曲線である。

【0027】

図２Ｂでは、厚さの減少が厚さの増大の直ぐ後に続き、このことは、厚さの減少と厚さの増大との間で一定の厚さを有するブレードの部分が存在しないことを意味する。このようにすると、ガス速度がボトルネック領域で連続的に変化させられ、液滴が非常に乱される。

【0028】

図２の実施形態では、ブレードの断面がそり曲線２００に対して対称的であり、また、厚さの増大及び厚さの減少がブレードの両側で同じように分配される。いずれにしても、別の実施形態によれば、ブレードの断面がそり曲線２００に対して非対称的であってもよく、また、厚さの増大及び／又は厚さの減少は、たとえブレードの一方側のみでも、非対称的に分配されてもよい。これに関しては、インペラ通路の入口での流れ方向を考慮すると（例えば、図２Ａ参照）、ブレードの前縁がしばしば隣り合うブレードの平坦領域と対向し、したがって、厚さの増大及び厚さの減少の位置付けがこのずれも考慮に入れる場合があることに留意すべきである。

【0029】

図２の実施形態において、長さ２０１の２倍に対応する厚さの増大量は、長さ２０２の２倍に対応する厚さの減少量とは異なる。これは、厚さの増大がブレードの前縁１２７でのみ始まるからである。いずれにしても、例えば厚さの増大が前縁から距離を隔てて始まる場合には、２つの量が等しくてもよい。

【0030】

図２Ｂでは長さ２０１と長さ２０３との間の比率に対応する厚さの増大率は、図２Ｂでは長さ２０２と長さ２０４との間の比率に対応する厚さの減少率に等しくてもよく或いは厚さの減少率と異なってもよい。図２に係る実施形態では、それらが異なっている。すなわち、増大率が減少率よりも僅かに高い。

【0031】

厚さの増大及び厚さの減少に起因するガス流における乱流を回避する或いは少なくとも制限するために、厚さの増大及び厚さの減少が漸進的であることが有益である。

【0032】

一般に、ブレードの最大値、図２Ｂでは２０５は、ブレードの前縁、図２Ｂでは１２７から離れている。例えば、その距離は、図２Ｂでは長さ２０３と長さ２０４との和に対応する厚さの減少の終端の距離の２５％〜７５％の距離である。

【0033】

厚さの減少は、例えば（減少の開始前の厚さに対して）少なくとも５０％であってもよく、言い換えると、図２Ｂに関連して、長さ２０２は長さ２０１の５０％以上であり、或いは、同様に、長さ２０７は長さ２０６の５０％以下である。

【0034】

厚さの減少は、ブレードの前縁、図２Ｂでは１２７から距離を隔てて終端する。例えば、図２Ｂでは長さ２０３と長さ２０４との和に対応するこの距離は、図２Ｂでは長さ２０６に対応するブレードの最大厚（厚さの減少前）の２倍より大きく６倍より小さくてもよい。

【0035】

図２の実施形態とは異なり、厚さの増大は、ブレードの前縁から距離を隔てて始まってもよい。例えば、この距離は、図２Ｂでは長さ２０６に対応するブレードの最大厚（厚さの減少前）の１倍よりも大きく４倍より小さくてもよい。

【0036】

図３は、ボトルネックを伴う及び伴わない両方における流路に沿うガス流速度を示し、ボトルネックは、例えば、通路内で流れるガスの速度の少なくとも２０％の急な／局所的な増大−減少を引き起こすように形成され、この場合、ボトルネックを伴わない場合であっても僅かな（例えば数パーセントの）速度増大−減少が存在し、これがブレードの前縁及びその通常の公称厚に起因することは注目に値する。通路の入口領域の後、ガス流速度は、少なくとも通路の特定の部分に関して徐々に減少し続ける。図３において、グラフは、速度ベクトルの大きさの絶対値に関連する。

【0037】

図４は、ボトルネックを伴う及び伴わない両方における流路に沿うガス流加速度を示し、ボトルネックは、例えば、高い加速度（特に加速度ピーク）及び高い減速度（特に減速度ピーク）を引き起こすように形成され、この場合、ボトルネックを伴わない場合であっても何らかの加速度増大が存在し、これがブレードの前縁及びその通常の公称厚に起因することは注目に値する。図４において、グラフは、加速度ベクトルの大きさの絶対値に関連し、このため、それはゼロの値に達しない。

【0038】

今しがた一例として説明してきたことに照らして、流入するガス流の中の液滴に起因するインペラ、特に遠心圧縮機のインペラの腐食を減少させることが想定し得る。この場合、収束−発散ボトルネックが使用され、このボトルネックは、ボトルネックを通過する流入するガス流のガス速度を最初に急にかなり増大させた後に急にかなり減少させるために使用される。また、ボトルネックはインペラの入口に位置が特定され、この場合、等しい或いは異なる複数の連続したボトルネックが前後に配置されてもよい。

【0039】

液滴による腐食を減少させるための第２の手段は、液滴がぶつかる表面に対して垂直な速度の成分を減少させることであり、特に、本明細書中で考慮される表面は、焦点が遠心圧縮機に合わせられるため、ハブ表面である。

【0040】

好適には、第１の手段と第２の手段とを互いに組み合わせることができる。

【0041】

基本的な考えは、子午面内のガス流線に沿う法線加速度を考慮に入れてインペラの内部通路を形成することである。

【0042】

子午線チャネルの長さが増大するにつれて、子午面内の平均流線曲率が減少し、したがって、ガスの法線加速度（すなわち、子午面内の流れラインに対して垂直）も減少し、これは、実際のところ、局所的な曲率に関連付けられる。

【0043】

低い法線加速度は、液滴がガスの流れラインをたどるために低い法線力を必要とすることを示唆する。したがって、液滴は、子午面内のガス流れラインから殆ど逸れない。いずれにしても、気体と液体との間の異なる慣性に起因して、逸れを完全に回避することはできない。

【0044】

液滴が子午面内のガス流れラインから殆ど逸れない場合、液滴は、小さい法線速度を伴ってインペラのハブ表面に近づき、また、このことが腐食をかなり減らす。

【0045】

図５は、従来技術に係る子午面内のインペラ通路を示し、一方、図６は、典型的な実施形態に係る子午面内のインペラ通路を示す。なお、図６は、前述の技術的な教示内容の極端な適用に対応することに留意すべきである。図７は、図５のインペラ、図６の非常に長いインペラ、及び、２つの中間の軸方向長さを有する他の２つのインペラにおける法線加速度を示し、前述の技術的な教示内容を適用することにより、通路の各ポイントにおける法線加速度が向上することは明らかである。

【0046】

図８に関連して説明される以下の状態から明らかなように、法線加速度の値を制限する状態を与えるべく、異なるパラメータを使用して子午面内のインペラの内部通路の形状を規定してもよい。

【0047】

出口において、子午面内のハブ輪郭８０１は、１０°よりも大きい角度８０３を径方向と成してもよく、これは、通路の回転全体を制限する第１の方法である。

【0048】

出口において、子午面内のシュラウド輪郭８０２は、２０°よりも大きい角度８０４を径方向と成してもよく、これは、通路の回転全体を制限する第２の方法である。

【0049】

子午面内のハブ輪郭の任意のポイントで、ハブ輪郭の曲率半径８０５は、ハブ輪郭に対して垂直に測定される通路の高さ８０６の少なくとも２．５倍である。

【0050】

子午面内のシュラウド輪郭の任意のポイントで、シュラウド輪郭の曲率半径８０７は、シュラウド輪郭に対して垂直に測定される通路の高さ８０８の少なくとも１．５倍である。

【0051】

子午面内の通路の軸方向長さ８１０は、入口における通路の高さ８０９の少なくとも２倍である。

【0052】

図８に関連して説明される前述の状態は、形状に基づいており、「構造的タイプ」と見なされてもよい。

【0053】

図８には、インペラの内部通路の内側の液滴の想定し得る軌道が示される。入口の中心位置から出口へ向かう少量のガスの軌道が破線に対応する。この場合、液滴が同じ軌道をたどることが望ましいが、いずれにしても、法線加速度に起因して、液滴は、ガス軌道から逸れて、逸れた軌道（逸れた軌道が連続線に対応する）をたどる。液滴の質量及びサイズを減らすことにより、また、滑らかに湾曲する通路を使用することにより、逸れた軌道が通路の終端でハブ輪郭８０１に達して、「柔軟な」衝突が起こり、或いは、図８に示されるように逸れた軌道がハブ輪郭８０１に達せず、衝突が起こらない。

【0054】

他の想定し得る状態は、「機能的タイプ」であり、したがって、法線加速度の値に直接に基づく。これらは、図７のグラフに関連してより良く理解され得る。

【0055】

第１の典型的な状態として、通路は、子午面内のガス流線に沿う法線加速度が所定の限界を超えないように形成されてもよい。

【0056】

第２の典型的な状態として、通路は、インペラの内側の法線加速度の最大値とブレードの後縁における法線加速度の値との間の比率が例えば２．０を超えないように形成されてもよい。なお、前縁における法線加速度は、通常、ゼロ又はゼロに近いことに留意すべきである（図７参照）。

【0057】

通路内の法線加速度をより良く制御するために、これらの状態のうちの１つ以上が互いに組み合わされてもよい。

【0058】

今しがた一例として説明してきたことに照らして、流入するガス流の中の液滴に起因するインペラ、特に遠心圧縮機のインペラの腐食を減少させることが想定し得る。この場合、流入する流れは、子午面内で徐々に（好ましくは、かなり又は非常に）逸らされる。焦点が遠心圧縮機に合わせられるため、関連する逸れは、子午面内の逸れであり、また、一般に、横断面内又は接平面内の逸れも考慮されなければならない。

【0059】

漸進的な逸れを達成するため、インペラの軸方向長さを増大する及び／又はインペラによるガス流の曲げ（遠心圧縮機では、ガス流が通常は９０°曲がる）を減少させることが必要な場合がある。

【0060】

液滴による腐食を減少させるための第３の手段は、ブレードの前縁を径方向に対して傾かせることである。特に、傾き方向は、シュラウドプロファイルがハブプロファイルに後れを取るようにする。

【0061】

非常に好適には、第１の手段と第２の手段と第３の手段とを互いに組み合わせることができる。

【0062】

好ましくは、傾き角度が少なくとも３０°である。

【0063】

図９では、ブレードに９０１のラベルが付され（１つのブレードにラベルが付され）、ハブに９０２のラベルが付され、シュラウドが示されず、ブレードの前縁に９０４のラベルが付され、径方向に９０５のラベルが付され、及び、傾き角度に９０３のラベルが付される。

【0064】

入口で傾くブレードは、ハブ付近の質量流量を減少させる傾向がある径方向の圧力勾配をもたらす一方で、ガス流をシュラウドへ向けて押し出す。図８では、ハブ輪郭に８０１のラベルが付されるとともに、シュラウド輪郭に８０２のラベルが付される。したがって、そのような圧力勾配は、インペラ内部通路の形状にしたがった液滴の移動に有利に働き、したがって、ハブ表面の腐食を減少させる。

【0065】

前述した教示内容は、好適には、遠心圧縮機、例えば図１の遠心圧縮機のインペラに適用されてもよく、これらは、特に、第１のインペラ、すなわち、図１のインペラ１２０に役立つ。

【符号の説明】

【0066】

１００ ステータ
１１０ シャフト
１２０ 第１のインペラ
１２１ 内部通路
１２２ 入口
１２３ 出口
１２４ ハブ
１２５ シュラウド
１２６ ブレード
１２７ 前縁
１３０ 第２のインペラ
１４０ ディフューザ
２００ そり曲線
２０１〜２０７ 長さ
８０１ ハブ輪郭
８０２ シュラウド輪郭
８０３，８０４ 角度
８０５ ハブ輪郭の曲率半径
８０６ 通路の高さ
８０７ シュラウド輪郭の曲率半径
８０８ 通路の高さ
８０９ 通路の高さ
８１０ 通路の軸方向長さ
９０１ ブレード
９０２ ハブ
９０３ 傾き角度
９０４ ブレードの前縁

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】