特許 6963471 回転機械

(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】6963471

(24)【登録日】2021年10月19日

(45)【発行日】2021年11月10日

(54)【発明の名称】回転機械

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/44 20060101AFI20211028BHJP

   F04D 17/12 20060101ALI20211028BHJP

【ＦＩ】

   F04D29/44 Q

   F04D17/12

【請求項の数】4

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2017-216290(P2017-216290)

(22)【出願日】2017年11月9日

(65)【公開番号】特開2019-85957(P2019-85957A)

(43)【公開日】2019年6月6日

【審査請求日】2020年8月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】310010564

【氏名又は名称】三菱重工コンプレッサ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100162868

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 英輔

(74)【代理人】

【識別番号】100161702

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 宏之

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100210572

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 太一

(72)【発明者】

【氏名】松枝 孝典

【審査官】 岸 智章

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許第０３８２５３６８（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特表２０１２−５２５５２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１２０５９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２３６９０２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｄ ２９／４４

Ｆ０４Ｄ １７／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸線回りに回転し、前記軸線の延びる軸線方向の第一の側から流入した作動流体を、前記軸線を中心とする径方向の外側に流出させるインペラと、
前記インペラを囲うよう設けられて、前記インペラから前記径方向の外側に向かって流出した前記作動流体の流れ方向を前記径方向の内側に反転させて案内するリターンベンド部を有する流路を形成するケーシング部と、を備え、
前記ケーシング部は、
前記軸線方向に延びる筒状をなして複数設けられ、前記リターンベンド部の湾曲する面を形成する湾曲流路形成面を有するダイアフラムと、
複数の前記ダイアフラムを前記径方向の外側から覆うように前記軸線方向に延びる筒状をなし、内周面から前記径方向の外側に向かって窪む凹部を有する外部ケーシングと、をし、
前記外部ケーシングは、前記湾曲流路形成面よりも前記径方向の外側で前記リターンベンド部の一部を形成する外側流路形成面を有し、
前記ダイアフラムは、外周面から前記径方向の外側に突出して前記凹部に係合する凸部を有し、
前記凸部の前記軸線方向を向く面は、前記湾曲流路形成面から延び、
前記外部ケーシングは、前記凹部を第一凹部とし、前記第一凹部から離れた位置に内周面から前記径方向の外側に向かって窪む第二凹部をさらに有し、
前記ダイアフラムは、前記凸部を第一凸部とし、外周面から前記径方向の外側に突出して前記第二凹部に係合する第二凸部をさらに有し、
前記第二凹部と前記第二凸部との前記軸線方向における寸法公差は、前記凹部と前記凸部との前記軸線方向における寸法公差よりも小さい回転機械。

【請求項2】

前記湾曲流路形成面は、前記径方向の内側から前記径方向の外側の端部である湾曲面端部に近づくしたがって、前記軸線方向に向かうように湾曲し、
前記凸部の前記軸線方向を向く面は、前記湾曲面端部から延びている請求項１に記載の回転機械。

【請求項3】

前記第二凸部は、前記ダイアフラムの前記軸線方向の中間部に配置されている請求項１または請求項２に記載の回転機械。

【請求項4】

前記外側流路形成面は、前記外部ケーシングの内周面と一体をなして連続する面である請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の回転機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転機械に関する。

【背景技術】

【0002】

遠心圧縮機等の回転機械は、軸線回りに回転するインペラと、インペラを径方向の外側から覆い、インペラとともに作動流体の流路を形成するケーシングと、を主に備えている。作動流体の流路は、ディフューザ流路と、リターンベンド部と、戻り流路と、を有している。ディフューザ流路は、インペラから径方向の外側に延び、インペラの出口から吐出された作動流体を径方向の外側に導く。リターンベンド部は、ディフューザ流路の径方向の外側に連続して設けられる。リターンベンド部は、作動流体の流れ方向を、径方向の外側から内側に向かって反転させる。戻り流路は、リターンベンド部の下流側に設けられる。戻り流路は、後段側のインペラの入口に作動流体を導く。

【0003】

例えば特許文献１には、遠心圧縮機において、複数のダイアフラムが、外部ケーシングの内部で回転軸の軸線方向に並んで配置された構成が記載されている。特許文献１に記載の構成では、軸線方向に隣接するダイアフラムと、ダイアフラムの外側に配置された外部ケーシングとによって、リターンベンド部が形成されている。したがって、軸線方向の一方の側と他方の側とに並んで設けられるダイアフラムは、リターンベンド部の湾曲している湾曲の一部を形成している。このような構成では、遠心圧縮機の小型化を図る場合、ダイアフラム及び外部ケーシングも小型化される。その結果、リターンベンド部の湾曲面の大部分が外部ケーシングではなく、ダイアフラムに形成される。

【0004】

これにより、ダイアフラムにおいて、外周面と湾曲面との間に形成される先端部が鋭角になって、径方向の厚みが薄い領域が形成される場合がある。これに対して、外周面と湾曲面との間に形成される先端部が鋭角になり過ぎて強度が低下してしまわないように、先端部に丸みを持たせて厚みを確保する場合がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】米国特許出願公開第２０１７／００３０３７３号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、このように先端部に丸みを持たせると、湾曲面から飛び出すように段差が形成されてしまう。この段差により、リターンベンド部を流れる作動流体の流れが乱れ、作動流体の流れに損失が生じる。特に、リターンベンド部の下流側に段差が生じると、作動流体の流れが大きく乱され、作動流体の流れの損失が大きくなる。そのため、ダイアフラムの強度を確保しつつ、リターンベンド部における作動流体の流れに生じる損失を抑えることが望まれている。

【0007】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ダイアフラムの強度を確保しつつ、リターンベンド部における作動流体の流れに生じる損失を抑えることが可能な回転機械を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
本発明の第一態様に係る回転機械は、軸線回りに回転し、前記軸線の延びる軸線方向の第一の側から流入した作動流体を、前記軸線を中心とする径方向の外側に流出させるインペラと、前記インペラを囲うよう設けられて、前記インペラから前記径方向の外側に向かって流出した前記作動流体の流れ方向を前記径方向の内側に反転させて案内するリターンベンド部を有する流路を形成するケーシング部と、を備え、前記ケーシング部は、前記軸線方向に延びる筒状をなして複数設けられ、前記リターンベンド部の湾曲する面を形成する湾曲流路形成面を有するダイアフラムと、複数の前記ダイアフラムを前記径方向の外側から覆うように前記軸線方向に延びる筒状をなし、内周面から前記径方向の外側に向かって窪む凹部を有する外部ケーシングと、をし、前記外部ケーシングは、前記湾曲流路形成面よりも前記径方向の外側で前記リターンベンド部の一部を形成する外側流路形成面を有し、前記ダイアフラムは、外周面から前記径方向の外側に突出して前記凹部に係合する凸部を有し、前記凸部の前記軸線方向を向く面は、前記湾曲流路形成面から延び、前記外部ケーシングは、前記凹部を第一凹部とし、前記第一凹部から離れた位置に内周面から前記径方向の外側に向かって窪む第二凹部をさらに有し、前記ダイアフラムは、前記凸部を第一凸部とし、外周面から前記径方向の外側に突出して前記第二凹部に係合する第二凸部をさらに有し、前記第二凹部と前記第二凸部との前記軸線方向における寸法公差は、前記凹部と前記凸部との前記軸線方向における寸法公差よりも小さい。

【0009】

このような構成とすることで、軸線方向を向く面が湾曲流路形成面から延びるように凸部が形成されている。そのため、凸部の厚みだけ、湾曲流路形成面の先端の径方向の厚みが大きくなる。この凸部は凹部に係合されるので、凸部が形成された湾曲流路形成面の先端がリターンベンド部内に径方向の内側向かって突出するのを抑えることができる。したがって、リターンベンド部を流れる作動流体が、ダイアフラムの端部に衝突して損失が生じるのを抑えることができる。
また、第一凹部及び第一凸部によってではなく、軸線方向における寸法公差が小さい第二凹部及び第二凸部によって、外部ケーシングに対するダイアフラムの軸線方向の位置を位置決めすることができる。したがって、負荷がかかって第一凸部が変形してリターンベンド部の形状が歪んでしまうことを防ぐことができる。

【0010】

また、本発明の第二態様に係る回転機械では、第一態様において、前記湾曲流路形成面は、前記径方向の内側から前記径方向の外側の端部である湾曲面端部に近づくしたがって、前記軸線方向に向かうように湾曲し、前記凸部の前記軸線方向を向く面は、前記湾曲面端部から延びていてもよい。

【0011】

このような構成とすることで、リターンベンド部の下流側の領域を形成する外側流路形成面と湾曲流路形成面との境界に凸部が形成される。そのため、作動流体が径方向の外側に集まりやすいリターンベンド部の下流側の領域で流れが乱されて損失が生じるのを抑えることができる。したがって、リターンベンド部における作動流体の流れに生じる損失を有効に抑えることが可能となる。

【0014】

また、本発明の第三態様に係る回転機械では、第一または第二態様において、前記第二凸部は、前記ダイアフラムの前記軸線方向の中間部に配置されていてもよい。

【0015】

このような構成とすることで、ダイアフラムの軸線方向の位置決めを、軸線方向の中間部で行うことができる。したがって、熱伸び等によりダイアフラムに軸線方向の変形（変位）が生じた場合に、軸線方向の両側の端部における軸線方向の変位が、ほぼ均等となる。

【0016】

また、本発明の第四態様に係る回転機械では、第一から第三態様のいずれか一つにおいて、前記外側流路形成面は、前記外部ケーシングの内周面と一体をなして連続する面であってもよい。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、ダイアフラムの強度を確保しつつ、リターンベンド部における作動流体の流れに生じる損失を抑えることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の実施形態に係る遠心圧縮機の構成を示す断面図である。

【図2】上記遠心圧縮機の要部を示す拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、添付図面を参照して、本発明による回転機械、及びダイアフラムを実施するための形態を説明する。しかし、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。
図１は、本発明の実施形態に係る遠心圧縮機の構成を示す断面図である。図２は、上記遠心圧縮機の要部を示す拡大断面図である。

【0021】

図１に示すように、本実施形態の回転機械である遠心圧縮機（回転機械）１０は、主として、ケーシング部２０と、ケーシング部２０内で軸線Ｏ回りに回転自在に支持された回転軸３０と、回転軸３０に取り付けられて遠心力を利用してプロセスガス（作動流体）Ｇを圧縮するインペラ４０と、を備えている。

【0022】

ケーシング部２０は、インペラ４０を囲うよう設けられている。このケーシング部２０には、縮径及び拡径を繰り返す内部空間２４が設けられている。この内部空間２４にインペラ４０が収容される。ケーシング部２０には、インペラ４０を流通するプロセスガスＧを上流側から下流側に流通させるケーシング側流路（流路）５０が内部のインペラ４０同士の間となる位置に形成されている。

【0023】

ケーシング部２０の一端部２０ａには、プロセスガスＧを外部からケーシング側流路５０に流入させる吸込口２５が設けられている。また、ケーシング部２０の他端部２０ｂには、ケーシング側流路５０に連続して、プロセスガスＧを外部に流出させる排出口２６が設けられている。

【0024】

ケーシング部２０の一端部２０ａ側と他端部２０ｂ側には、それぞれ回転軸３０の両端部を支持する支持孔２７Ａ及び２７Ｂが形成されている。回転軸３０は、ジャーナル軸受２８Ａを介して支持孔２７Ａで軸線Ｏ回りに回転自在に支持されている。回転軸３０は、ジャーナル軸受２８Ｂを介して支持孔２７Ｂで軸線Ｏ回りに回転自在に支持されている。また、ケーシング部２０の一端部２０ａには、さらにスラスト軸受２９が設けられている。回転軸３０の軸線Ｏ方向の一端が、スラスト軸受２９を介して軸線Ｏの延びる軸線Ｏ方向に回転自在に支持されている。

【0025】

インペラ４０は、軸線Ｏ回りに回転可能に回転軸３０に支持されている。インペラ４０は、軸線Ｏ方向の第一の側（ケーシング部２０の一端部２０ａ側、軸線Ｏ方向の上流側）から流入したプロセスガスＧを、軸線Ｏを中心とする径方向の外側に流出させる。複数のインペラ４０は、ケーシング部２０における各々のダイアフラム６０の内部に、回転軸３０の軸線Ｏ方向に間隔を空けて収容されている。なお、図１において、インペラ４０が６つ設けられている場合の一例を示しているが、インペラ４０は、少なくとも１つ以上設けられていればよい。インペラ４０は、例えば、ディスク部４１とブレード部４２とカバー部４３とを備えた、いわゆるクローズドインペラである。

【0026】

本実施形態のケーシング部２０は、車室を形成する外部ケーシング２１と、外部ケーシング２１内に設けられた複数のダイアフラム６０と、を備える。

【0027】

外部ケーシング２１は、遠心圧縮機１０の外装を形成している。外部ケーシング２１は、回転軸３０の軸線Ｏ方向に延びる筒状をなしている。外部ケーシング２１は、軸線Ｏを中心とした外部ケーシング内周面２１ｇを有する。外部ケーシング２１は、内周面から径方向の外側に向かって窪む凹部を有する。外部ケーシング２１は、複数のダイアフラム６０を内側に収容している。

【0028】

複数のダイアフラム６０は、外部ケーシング２１内で、回転軸３０の軸線Ｏ方向に配列されている。ダイアフラム６０は、軸線方向に積層されるように複数並んでいる。ダイアフラム６０は、軸線Ｏ方向に延びる筒状をなしている。ダイアフラム６０は、相互に接続されることで、ケーシング側流路５０の一部を画成している。

【0029】

本実施形態のケーシング側流路５０は、ディフューザ部５１と、リターンベンド部５２と、戻り流路５３と、を含んでいる。

【0030】

ディフューザ部５１は、インペラ４０の外周部（径方向の外側）から径方向の外側に向けて延びている。ディフューザ部５１は、径方向断面視で直線状をなす径方向に延びる流路である。

【0031】

リターンベンド部５２は、ディフューザ部５１の外周部（径方向の外側）に連続するように延びている。リターンベンド部５２は、ディフューザ部５１の外周部からケーシング部２０の他端部２０ｂ側に断面視Ｕ字状に回り込むように湾曲し、径方向の内側に向けて延びている。リターンベンド部５２は、インペラ４０から径方向の外側に向かって流出したプロセスガスＧの流れ方向を径方向の内側に反転させて案内する。

【0032】

戻り流路５３は、リターンベンド部５２から径方向の内側に向けて延びる。戻り流路５３は、リターンベンド部５２を流通したプロセスガスＧをインペラ４０に流入させる。戻り流路５３は、径方向の内側に向かって径方向断面視で直線状に延び、径方向の内側でプロセスガスＧの流通方向を軸線Ｏ方向の第二の側（ケーシング部２０の他端部２０ｂ側、軸線Ｏ方向の下流側）に変化させている。

【0033】

このような遠心圧縮機１０においては、プロセスガスＧは、吸込口２５からケーシング側流路５０に導入される。プロセスガスＧは、回転軸３０とともに軸線Ｏ回りに回転するインペラ４０のそれぞれにおいて圧縮され、径方向の内側から径方向の外側に吐出される。

【0034】

各段のインペラ４０から流出したプロセスガスＧは、ケーシング側流路５０のディフューザ部５１を通して径方向の外側に流れ、リターンベンド部５２において流れ方向を折り返し、戻り流路５３を通して後段側のインペラ４０に送り込まれる。このようにして、ケーシング部２０の一端部２０ａ側から他端部２０ｂ側に向けて多段に設けられたインペラ４０とケーシング側流路５０を経ることで、プロセスガスＧが多段に圧縮され、排出口２６から送り出される。

【0035】

図２に示すように、上記のような遠心圧縮機１０において、各ダイアフラム６０は、軸線Ｏを中心とするダイアフラム外周面６１を有する。ダイアフラム外周面６１は、外部ケーシング２１の外部ケーシング内周面２１ｇに対向している。本実施形態のダイアフラム外周面６１は、外部ケーシング内周面２１ｇと平行な面である。ダイアフラム６０は、リターンベンド部５２の湾曲する面を形成する湾曲流路形成面５２ｆを有する。湾曲流路形成面５２ｆは、径方向の内側から径方向の外側の端部に近づくしたがって、軸線Ｏ方向に向かうように湾曲している。

【0036】

ダイアフラム６０は、ケーシング部２０の一端部２０ａ側を向く軸線Ｏ方向の上流側（図２において紙面左側）の端部である上流側端部６０ａに上流側流路形成面６２を有する。上流側流路形成面６２は、遠心圧縮機１０内でプロセスガスＧが流れるケーシング側流路５０の一部を形成する。上流側流路形成面６２は、リターンベンド部５２及び戻り流路５３の一部を画成している。上流側流路形成面６２は、径方向の外側に、リターンベンド部５２の湾曲流路形成面５２ｆの一部を形成する上流側湾曲面６２ａを有する。上流側湾曲面６２ａは、リターンベンド部５２の下流側を形成している。上流側湾曲面６２ａは、径方向の内側から径方向の外側の端部に近づくしたがって、軸線Ｏ方向の上流側に向かうように湾曲している。上流側湾曲面６２ａは、段差のない平滑な湾曲面である。ダイアフラム６０の上流側端部６０ａにおける上流側湾曲面６２ａの径方向の外側の端部である先端（湾曲面端部）６２ｓは、径方向の位置が外部ケーシング２１の外部ケーシング内周面２１ｇと同じ位置にある。

【0037】

また、ダイアフラム６０は、ケーシング部２０の他端部２０ｂ側を向く軸線Ｏ方向の下流側（図２において紙面右側））の端部である下流側端部６０ｂに下流側流路形成面６３を有する。下流側流路形成面６３は、遠心圧縮機１０内でプロセスガスＧが流れるケーシング側流路５０の一部を形成する。下流側流路形成面６３は、ディフューザ部５１及びリターンベンド部５２の一部を画成している。下流側流路形成面６３は、径方向の外側に、リターンベンド部５２の湾曲流路形成面５２ｆの一部を形成する下流側湾曲面６３ａを有する。下流側湾曲面６３ａは、リターンベンド部５２の上流側を形成している。下流側湾曲面６３ａは、径方向の内側から径方向の外側の端部に近づくしたがって、軸線Ｏ方向の下流側に向かうように湾曲している。ダイアフラム６０の下流側端部６０ｂにおける下流側湾曲面６３ａの先端部６３ｔは、丸みを帯びるようにＲ形状とされている。したがって、下流側湾曲面６３ａにおける平滑な湾曲面の径方向の外側の端部（湾曲面端部）は、ダイアフラム外周面６１に対し、径方向の内側に位置している。これにより、下流側湾曲面６３ａの先端部６３ｔにおいて、ダイアフラム６０は、径方向に所定の厚みｔを有している。

【0038】

外部ケーシング２１は、湾曲流路形成面５２ｆよりも径方向の外側でリターンベンド部５２の一部を形成する外側流路形成面５２ｇを有する。外側流路形成面５２ｇは、外部ケーシング内周面２１ｇと一体をなして連続する平滑な面である。外側流路形成面５２ｇは、径方向断面視において、外部ケーシング内周面２１ｇと連続する直線状をなしている。外部ケーシング２１は、外部ケーシング内周面２１ｇから窪む第一凹部（凹部）２２と、第二凹部２３とを有する。

【0039】

第一凹部２２は、外部ケーシング内周面２１ｇから径方向の外側に向かって窪んでいる。本実施形態の第一凹部２２は、外側流路形成面５２ｇの軸線Ｏ方向の下流側の端部から垂直に凹んでいる。

【0040】

第二凹部２３は、第一凹部２２から離れた位置で外部ケーシング内周面２１ｇから径方向の外側に向かって窪んでいる。本実施形態の第二凹部２３は、第一凹部２２よりも軸線Ｏ方向の下流側で外部ケーシング内周面２１ｇから垂直に凹んでいる。

【0041】

ダイアフラム６０は、ダイアフラム外周面６１から突出する第一凸部（凸部）６５と、第二凸部６６と、を有する。

【0042】

第一凸部６５は、ダイアフラム６０の上流側端部６０ａにおいて、ダイアフラム外周面６１から径方向の外側に向かって突出する。第一凸部６５は、第一凹部２２に係合する。第一凸部６５は、径方向断面視において、断面が矩形状をなすようにダイアフラム外周面６１から突出している。第一凸部６５の軸線Ｏ方向の上流側を向く上流面６５ａは、湾曲流路形成面５２ｆから延びている。本実施形態の上流面６５ａは、軸線Ｏに対して垂直な面である。上流面６５ａは、上流側湾曲面６２ａの径方向の外側の端部である先端６２ｓから径方向の外側に向かって延びている。

【0043】

第二凸部６６は、ダイアフラム外周面６１において、第一凸部６５から軸線Ｏ方向の下流側に離れた位置に形成されている。第二凸部６６は、ダイアフラム６０の軸線Ｏ方向の中間部に配置されている、第二凸部６６は、径方向の外側に突出する。第二凸部６６は、第二凹部２３と径方向で対向する位置に形成されている。第二凸部６６は、第二凹部２３に係合する。第二凸部６６は、径方向断面視において、断面が矩形状をなすようにダイアフラム外周面６１から突出している。

【0044】

第二凹部２３と第二凸部６６との軸線Ｏ方向における寸法公差は、第一凹部２２と第一凸部６５との軸線Ｏ方向における寸法公差よりも小さくされている。例えば、第二凹部２３と第二凸部６６とは、軸線Ｏ方向において、互いに嵌め合いとなる寸法公差に設定されている。第二凹部２３と第二凸部６６とが係合することで、ダイアフラム６０は、外部ケーシング２１に対して軸線Ｏ方向に位置決めされる。これに対し、第一凹部２２と第一凸部６５とは、軸線Ｏ方向において、例えば０．５ｍｍ程度の隙間Ｓを有するような寸法公差に設定されている。第一凹部２２と第一凸部６５とは、遠心圧縮機１０の作動時に、熱伸び等によってダイアフラム６０に生じる軸線Ｏ方向の変形（変位）を吸収する。

【0045】

このようにして、各リターンベンド部５２に対して、軸線Ｏ方向の上流側と、軸線Ｏ方向の下流側とには、それぞれ異なるダイアフラム６０が位置する。ここで、一つのリターンベンド部５２に対して軸線Ｏ方向の上流側に位置するダイアフラム６０を第一ダイアフラム６０Ａとする。また、一つのリターンベンド部５２に対して軸線Ｏ方向の下流側に位置するダイアフラム６０を第二ダイアフラム６０Ｂとする。
第一ダイアフラム６０Ａの下流側端部６０ｂと、第二ダイアフラム６０Ｂの上流側端部６０ａとは、軸線Ｏ方向に間隔をあけて配置されている。第一ダイアフラム６０Ａの下流側端部６０ｂと、第二ダイアフラム６０Ｂの上流側端部６０ａとの間には、外部ケーシング２１の外部ケーシング内周面２１ｇの一部が露出している。露出した外部ケーシング内周面２１ｇの一部が、リターンベンド部５２の流路の一部を形成する外側流路形成面５２ｇである。

【0046】

このような構成において、リターンベンド部５２に対して他端部２０ｂ側に位置する第二ダイアフラム６０Ｂは、上流側端部６０ａに、第一凸部６５が形成されることによって径方向の厚みが大きくなる。第一凸部６５は、外部ケーシング２１の第一凹部２２に係合されるので、第二ダイアフラム６０Ｂの上流側端部６０ａは、外部ケーシング２１の外部ケーシング内周面２１ｇから径方向の内側への突出が抑えられる。具体的には、第二ダイアフラム６０Ｂの上流側端部６０ａにおいて、上流側湾曲面６２ａの先端６２ｓは、外部ケーシング２１の外部ケーシング内周面２１ｇから径方向の内側に突出しない。したがって、リターンベンド部５２を流れるプロセスガスＧは、第二ダイアフラム６０Ｂの上流側端部６０ａで流れが乱されることなく、スムーズに流れる。

【0047】

上述したような遠心圧縮機１０及びダイアフラム６０によれば、上流面６５ａが上流側湾曲面６２ａの先端６２ｓから垂直に延びるように第一凸部６５が形成されている。そのため、第一凸部６５の厚みだけ、先端６２ｓの径方向の厚みが大きくなる。第一凸部６５は外部ケーシング２１の第一凹部２２に係合されるので、上流側端部６０ａの先端６２ｓが、リターンベンド部５２内へ径方向の内側に向かって突出するのを抑えることができる。したがって、リターンベンド部５２を流れるプロセスガスＧが、外側流路形成面５２ｇと上流側湾曲面６２ａとの境界で衝突して流れが乱されて損失が生じるのを抑えることができる。その結果、ダイアフラム６０の強度を確保しつつ、リターンベンド部５２におけるプロセスガスＧの流れに生じる損失を抑えることが可能となる。

【0048】

また、リターンベンド部５２は、外側流路形成面５２ｇが上流側湾曲面６２ａと下流側湾曲面６３ａとで軸線Ｏ方向の両側から挟まれることで形成されている。このような構成において、第二ダイアフラム６０Ｂの上流側端部６０ａに第一凸部６５を形成されることで、リターンベンド部５２の下流側の領域を形成する外側流路形成面５２ｇと上流側湾曲面６２ａとの境界に第一凸部６５が形成される。そのため、プロセスガスＧが径方向の外側に集まりやすいリターンベンド部５２の下流側の領域で流れが乱されて損失が生じるのを抑えることができる。したがって、リターンベンド部５２におけるプロセスガスＧの流れに生じる損失を有効に抑えることが可能となる。

【0049】

また、上流側端部６０ａにおける上流側湾曲面６２ａの先端６２ｓは、径方向において外部ケーシング２１の外部ケーシング内周面２１ｇと同じ位置にある。このような構成とすることで、リターンベンド部５２を形成する面が径方向の内側に突出することなく形成される。したがって、リターンベンド部５２を流れるプロセスガスＧに生じる損失をより有効に抑えることが可能となる。

【0050】

また、軸線方向における寸法公差が小さい第二凹部２３と第二凸部６６とが係合することで、第一凹部２２及び第一凸部６５によってではなく、第二凹部２３及び第二凸部６６によって、外部ケーシング２１に対するダイアフラム６０の軸線Ｏ方向の位置を位置決めすることができる。したがって、負荷がかかって第一凸部が変形してリターンベンド部５２の形状が歪んでしまうことを防ぐことができる。したがって、リターンベンド部５２を流れるプロセスガスＧに生じる損失をより一層有効に抑えることが可能となる。

【0051】

さらに、第二凹部２３及び第二凸部６６によって、ダイアフラム６０を、軸線Ｏ方向の中間部において軸線Ｏ方向に位置決めすることができる。したがって、熱伸び等によりダイアフラム６０に軸線Ｏ方向の変形が生じた場合に、ダイアフラム６０の軸線Ｏ方向両側の端部における軸線Ｏ方向の変位を、ほぼ均等にすることができる。そのため、外部ケーシング２１に対するダイアフラム６０の軸線Ｏ方向の位置決めを高い精度ですることができる。

【0052】

また、第一凸部６５と第一凹部２２との間には、軸線Ｏ方向に隙間Ｓが形成される。これにより、ダイアフラム６０に軸線Ｏ方向の熱伸びが生じた場合に、第一凸部６５と第一凹部２２とが互いに干渉するのを抑えることができる。

【0053】

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、上記実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。

【0054】

例えば、本実施形態では、第一凸部６５を、リターンベンド部５２の下流側を経営する上流側湾曲面６２ａの先端６２ｓと連続するように設けたが、このような構成に限定されるものではない。例えば、下流側湾曲面６３ａの先端部６３ｔと連続するように第一凸部６５を設けてもよい。この際、下流側湾曲面６３ａの先端部６３ｔは、Ｒ形状を有さずに、径方向において外部ケーシング２１の外部ケーシング内周面２１ｇと同じ位置に配置される。
また、第一凸部６５は、上流側湾曲面６２ａの先端６２ｓと連続するようにダイアフラム６０に対して一つのみ設けられる構造に限定されるものではない。例えば、上流側湾曲面６２ａの先端６２ｓと連続する第一凸部６５に加えて、下流側湾曲面６３ａの先端部６３ｔと連続するように設けられた凸部を有していてもよい。

【0055】

さらに、上記実施形態では、ケーシング部２０内に、複数のダイアフラム６０から構成されるダイアフラム群を１群のみ備えるようにしたが、ダイアフラム群を複数群備えるようにしてもよい。したがって、回転機械は、軸線Ｏ方向の両側からプロセスガスＧを吸込むタイプの多段遠心圧縮機であってもよい。

【符号の説明】

【0056】

１０ 遠心圧縮機（回転機械）
２０ ケーシング部
２０ａ 一端部
２０ｂ 他端部
２１ 外部ケーシング
２１ｇ 外部ケーシング内周面
２２ 第一凹部（凹部）
２３ 第二凹部
２４ 内部空間
２５ 吸込口
２６ 排出口
２７Ａ 支持孔
２７Ｂ 支持孔
２８Ａ ジャーナル軸受
２８Ｂ ジャーナル軸受
２９ スラスト軸受
３０ 回転軸
４０ インペラ
４１ ディスク部
４２ ブレード部
４３ カバー部
５０ ケーシング側流路（流路）
５１ ディフューザ部
５２ リターンベンド部
５２ｆ 湾曲流路形成面
５２ｇ 外側流路形成面
５３ 戻り流路
６０ ダイアフラム
６０Ａ 第一ダイアフラム
６０Ｂ 第二ダイアフラム
６０ａ 上流側端部
６０ｂ 下流側端部
６１ ダイアフラム外周面
６２ 上流側流路形成面
６２ａ 上流側湾曲面
６２ｓ 先端
６３ 下流側流路形成面
６３ａ 下流側湾曲面
６３ｔ 先端部
６５ 第一凸部（凸部）
６５ａ 上流面
６６ 第二凸部
Ｇ プロセスガス（作動流体）
Ｏ 軸線
Ｓ 隙間
ｔ 厚み

【図1】

【図2】