知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025097857
(43)【公開日】2025-07-01
(54)【発明の名称】流体機械及び熱サイクルシステム
(51)【国際特許分類】
F04D 29/46 20060101AFI20250624BHJP
【ＦＩ】
F04D29/46 B
F04D29/46 C
F04D29/46 F
【審査請求】未請求
【請求項の数】34
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023214317
(22)【出願日】2023-12-19
(71)【出願人】
【識別番号】000000239
【氏名又は名称】株式会社荏原製作所
(74)【代理人】
【識別番号】100141139
【弁理士】
【氏名又は名称】及川 周
(74)【代理人】
【識別番号】100188592
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 洋
(74)【代理人】
【識別番号】100188891
【弁理士】
【氏名又は名称】丹野 拓人
(72)【発明者】
【氏名】天野 俊輔
【テーマコード（参考）】
3H130
【Ｆターム（参考）】
3H130AA03
3H130AA13
3H130AA14
3H130AB12
3H130AB22
3H130AB27
3H130AB47
3H130AC11
3H130BA66A
3H130BA71A
3H130CA02
3H130CA03
3H130CA07
3H130DA02Z
3H130DD01Z
3H130EA03A
3H130EB01A
(57)【要約】
【課題】流体機械の回転数を変えずに、効率を大幅に低下させずに、同一ヘッド時の流量を調整することができ、流量調整を速くかつ短時間で行う。
【解決手段】流体機械１０は、羽根車２１を有する回転構造体２０と、シュラウド壁３１を有するケーシング３０と、羽根車２１よりも下流側に設けられているとともにシュラウド壁３１に対して相対的に移動可能であって流路ＦＰに対する突出量ＡＰが可変である第１部材４０と、羽根車２１よりも上流側において羽根車２１に向けてシュラウド壁３１に沿う流体ＦＬの流れを調整可能な第２部材５０とを有する。
【選択図】図１
【解決手段】流体機械１０は、羽根車２１を有する回転構造体２０と、シュラウド壁３１を有するケーシング３０と、羽根車２１よりも下流側に設けられているとともにシュラウド壁３１に対して相対的に移動可能であって流路ＦＰに対する突出量ＡＰが可変である第１部材４０と、羽根車２１よりも上流側において羽根車２１に向けてシュラウド壁３１に沿う流体ＦＬの流れを調整可能な第２部材５０とを有する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
羽根主板と羽根板とを有する羽根車と、前記羽根車を回転可能に支持する回転軸とを有する回転構造体と、
前記回転構造体を回転可能に収容するとともに、前記羽根板に対向するシュラウド壁と、前記羽根主板に対向する主板側壁と、流体が流入する入口と、前記流体が流出する出口とを有するケーシングと、
前記入口から前記出口に向かう第１方向に前記流体の少なくとも一部が流れる流路と、
前記主板側壁と前記シュラウド壁との間において前記羽根車よりも下流側に設けられ、前記シュラウド壁に対して相対的に移動可能であり、前記羽根車の下流側の端部の近傍における前記流路に対する突出量が可変である第１部材と、
前記第１方向における前記羽根車よりも上流側において前記シュラウド壁に配置され、前記第１方向において前記羽根車に向けて前記シュラウド壁に沿う流体の流れを調整可能な第２部材と、
を有する、
流体機械。
前記回転構造体を回転可能に収容するとともに、前記羽根板に対向するシュラウド壁と、前記羽根主板に対向する主板側壁と、流体が流入する入口と、前記流体が流出する出口とを有するケーシングと、
前記入口から前記出口に向かう第１方向に前記流体の少なくとも一部が流れる流路と、
前記主板側壁と前記シュラウド壁との間において前記羽根車よりも下流側に設けられ、前記シュラウド壁に対して相対的に移動可能であり、前記羽根車の下流側の端部の近傍における前記流路に対する突出量が可変である第１部材と、
前記第１方向における前記羽根車よりも上流側において前記シュラウド壁に配置され、前記第１方向において前記羽根車に向けて前記シュラウド壁に沿う流体の流れを調整可能な第２部材と、
を有する、
流体機械。
【請求項2】
前記第２部材は、前記第２部材の上流側に位置する上流面と、前記第２部材の下流側に位置する下流面とを有し、
前記第２部材は、前記羽根車に向けて前記シュラウド壁に沿う前記流体のうち、前記上流面に向けて流れる前記流体の流量よりも、前記下流面よりも下流側に向けて流れる前記流体の流量を減少させるように構成されている、
請求項１に記載の流体機械。
前記第２部材は、前記羽根車に向けて前記シュラウド壁に沿う前記流体のうち、前記上流面に向けて流れる前記流体の流量よりも、前記下流面よりも下流側に向けて流れる前記流体の流量を減少させるように構成されている、
請求項１に記載の流体機械。
【請求項3】
前記第１方向に直交する方向に平行な前記流路の断面における前記流路の径方向において、前記第２部材は、前記シュラウド壁に対して相対的に移動可能であり、
前記シュラウド壁に対して前記第２部材が移動することによって、前記第２部材は、前記シュラウド壁の近傍における前記流体の流量を減少させるように構成されている、
請求項２に記載の流体機械。
前記シュラウド壁に対して前記第２部材が移動することによって、前記第２部材は、前記シュラウド壁の近傍における前記流体の流量を減少させるように構成されている、
請求項２に記載の流体機械。
【請求項4】
前記第２部材は、前記シュラウド壁の一部を構成する弾性部材を有し、
前記弾性部材を変形させることによって、前記第２部材は、前記シュラウド壁の近傍における前記流体の流量を減少させるように構成されている、
請求項２に記載の流体機械。
前記弾性部材を変形させることによって、前記第２部材は、前記シュラウド壁の近傍における前記流体の流量を減少させるように構成されている、
請求項２に記載の流体機械。
【請求項5】
前記第２部材は、
前記第１方向の上流側において前記流路の内壁に配置された上流突起と、
前記第１方向において前記上流突起よりも下流側における前記流路の内壁に配置された下流突起と、
を有し、
前記第１方向に直交する方向に平行な前記流路の断面における前記流路の周方向において、前記上流突起及び前記下流突起が互いに相対的に回転可能であり、
前記上流突起及び前記下流突起の相対回転によって、前記第２部材は、前記シュラウド壁の近傍における前記流体の流量を減少させるように構成されている、
請求項２に記載の流体機械。
前記第１方向の上流側において前記流路の内壁に配置された上流突起と、
前記第１方向において前記上流突起よりも下流側における前記流路の内壁に配置された下流突起と、
を有し、
前記第１方向に直交する方向に平行な前記流路の断面における前記流路の周方向において、前記上流突起及び前記下流突起が互いに相対的に回転可能であり、
前記上流突起及び前記下流突起の相対回転によって、前記第２部材は、前記シュラウド壁の近傍における前記流体の流量を減少させるように構成されている、
請求項２に記載の流体機械。
【請求項6】
前記第２部材は、前記第１方向に直交する方向に平行な前記流路の断面における前記流路の径方向に交差する方向かつ前記第１方向に交差する方向に延びる軸部を有し、
前記軸部の周りに前記第２部材が回転することによって、前記第２部材は、前記シュラウド壁の近傍における前記流体の流量を減少させるように構成されている、
請求項２に記載の流体機械。
前記軸部の周りに前記第２部材が回転することによって、前記第２部材は、前記シュラウド壁の近傍における前記流体の流量を減少させるように構成されている、
請求項２に記載の流体機械。
【請求項7】
前記第２部材は、前記第１方向に直交する方向に平行な前記流路の断面における前記流路の径方向に延びる軸部を有し、
前記軸部の周りに前記第２部材が回転することによって、前記第２部材は、前記シュラウド壁の近傍における前記流体の流量を減少させるように構成されている、
請求項２に記載の流体機械。
前記軸部の周りに前記第２部材が回転することによって、前記第２部材は、前記シュラウド壁の近傍における前記流体の流量を減少させるように構成されている、
請求項２に記載の流体機械。
【請求項8】
前記羽根車は、前記流路における前記羽根車の上流側に位置するとともに前記流路に連通する羽根車入口を有し、
前記第２部材は、前記第１方向における前記第２部材と前記羽根車入口との間の距離を調整することによって、前記第２部材は、前記シュラウド壁の近傍における前記流体の流量を減少させるように構成されている、
請求項２に記載の流体機械。
前記第２部材は、前記第１方向における前記第２部材と前記羽根車入口との間の距離を調整することによって、前記第２部材は、前記シュラウド壁の近傍における前記流体の流量を減少させるように構成されている、
請求項２に記載の流体機械。
【請求項9】
羽根主板と羽根板とを有する羽根車と、前記羽根車を回転可能に支持する回転軸とを有する回転構造体と、
前記回転構造体を回転可能に収容するとともに、前記羽根板に対向するシュラウド壁と、前記羽根主板に対向する主板側壁と、流体が流入する入口と、前記流体が流出する出口とを有するケーシングと、
前記入口から前記出口に向かう第１方向に前記流体の少なくとも一部が流れる流路と、
前記主板側壁と前記シュラウド壁との間において前記羽根車よりも下流側に設けられ、前記シュラウド壁に対して相対的に移動可能であり、前記羽根車の下流側の端部の近傍における前記流路に対する突出量が可変であり、前記第１方向における上流側に向けて突出する突起部を有する第１部材と、
を有する、
流体機械。
前記回転構造体を回転可能に収容するとともに、前記羽根板に対向するシュラウド壁と、前記羽根主板に対向する主板側壁と、流体が流入する入口と、前記流体が流出する出口とを有するケーシングと、
前記入口から前記出口に向かう第１方向に前記流体の少なくとも一部が流れる流路と、
前記主板側壁と前記シュラウド壁との間において前記羽根車よりも下流側に設けられ、前記シュラウド壁に対して相対的に移動可能であり、前記羽根車の下流側の端部の近傍における前記流路に対する突出量が可変であり、前記第１方向における上流側に向けて突出する突起部を有する第１部材と、
を有する、
流体機械。
【請求項10】
前記回転軸が延在する軸方向に見て、前記第１部材は、前記回転軸から径方向に離れた位置に配置されている、
請求項１又は請求項９に記載の流体機械。
請求項１又は請求項９に記載の流体機械。
【請求項11】
前記軸方向に見て、前記第１部材は、環状形状を有する、
請求項１０に記載の流体機械。
請求項１０に記載の流体機械。
【請求項12】
前記軸方向に見て、前記第１部材は、円形形状、長円形状、楕円形状、又は多角形形状を有する、
請求項１１に記載の流体機械。
請求項１１に記載の流体機械。
【請求項13】
前記軸方向に見て、前記第１部材は、非環状形状を有する、
請求項１０に記載の流体機械。
請求項１０に記載の流体機械。
【請求項14】
前記軸方向に見て、前記第１部材は、前記回転軸から径方向に配置された複数の分割部を有し、
前記複数の分割部は、前記第１部材の周方向に沿って離間している、
請求項１３に記載の流体機械。
前記複数の分割部は、前記第１部材の周方向に沿って離間している、
請求項１３に記載の流体機械。
【請求項15】
前記第１部材は、前記複数の分割部と、前記周方向において前記複数の分割部が形成されていない隙間部とを有し、
前記軸方向に見て、前記隙間部が形成されていない環状形状における前記第１部材の面積割合を１．０とすると、
前記軸方向に見て、前記周方向に沿って形成される前記隙間部の合計の面積割合は、０．２以下である、
請求項１４に記載の流体機械。
前記軸方向に見て、前記隙間部が形成されていない環状形状における前記第１部材の面積割合を１．０とすると、
前記軸方向に見て、前記周方向に沿って形成される前記隙間部の合計の面積割合は、０．２以下である、
請求項１４に記載の流体機械。
【請求項16】
前記第１部材は、前記第１方向における上流側に向けて突出する突起部と、前記第１部材が延在する延在方向に延びる基部とを有し、
前記突起部は、前記主板側壁に対向する第１延在部を有し、
前記第１延在部は、前記基部の一部に設けられており、前記基部から前記羽根車に向けて延在する、
請求項１又は請求項９に記載の流体機械。
前記突起部は、前記主板側壁に対向する第１延在部を有し、
前記第１延在部は、前記基部の一部に設けられており、前記基部から前記羽根車に向けて延在する、
請求項１又は請求項９に記載の流体機械。
【請求項17】
前記第１部材は、前記第１延在部に対向する第２延在部を有し、
前記基部は、前記シュラウド壁に収容される収容領域を有し、
前記第２延在部は、前記収容領域に設けられている、
請求項１６に記載の流体機械。
前記基部は、前記シュラウド壁に収容される収容領域を有し、
前記第２延在部は、前記収容領域に設けられている、
請求項１６に記載の流体機械。
【請求項18】
前記第１部材は、前記第１方向における上流側に向けて突出する突起部と、前記第１部材が延在する延在方向に延びる基部とを有し、
前記基部は、前記羽根車に対向する基部上流面を有し、
前記突起部は、前記基部上流面に設けられた窪み部を有する、
請求項１又は請求項９に記載の流体機械。
前記基部は、前記羽根車に対向する基部上流面を有し、
前記突起部は、前記基部上流面に設けられた窪み部を有する、
請求項１又は請求項９に記載の流体機械。
【請求項19】
前記窪み部の断面形状は、曲部及び角部のうち少なくとも一方を有する形状である、
請求項１８に記載の流体機械。
請求項１８に記載の流体機械。
【請求項20】
前記第１部材は、前記第１部材が延在する延在方向に延びる基部を有し、
前記基部は、
前記羽根車に対向する基部上流面と、
前記基部上流面とは反対側にある基部下流面と、
前記基部上流面から前記基部下流面に向けて延びるように前記基部に設けられた貫通孔と、
を有する、
請求項１又は請求項９に記載の流体機械。
前記基部は、
前記羽根車に対向する基部上流面と、
前記基部上流面とは反対側にある基部下流面と、
前記基部上流面から前記基部下流面に向けて延びるように前記基部に設けられた貫通孔と、
を有する、
請求項１又は請求項９に記載の流体機械。
【請求項21】
前記第１部材は、前記流路に突出している前記第１部材のうち最も先端に位置する先端部を有し、
前記先端部は、前記シュラウド壁の内部に前記第１部材が収容されて前記第１部材の前記突出量が最小となる最小位置と、前記シュラウド壁から前記流路に向けて突出する前記第１部材の前記突出量が最大となる最大位置と、前記最大位置と前記最小位置との間の中間位置と、に配置可能である、
請求項１又は請求項９に記載の流体機械。
前記先端部は、前記シュラウド壁の内部に前記第１部材が収容されて前記第１部材の前記突出量が最小となる最小位置と、前記シュラウド壁から前記流路に向けて突出する前記第１部材の前記突出量が最大となる最大位置と、前記最大位置と前記最小位置との間の中間位置と、に配置可能である、
請求項１又は請求項９に記載の流体機械。
【請求項22】
前記先端部が前記最小位置に配置された場合、
前記流体は、前記第１部材に衝突せずに、前記流路を前記入口から前記出口に向けて流れる、
請求項２１に記載の流体機械。
前記流体は、前記第１部材に衝突せずに、前記流路を前記入口から前記出口に向けて流れる、
請求項２１に記載の流体機械。
【請求項23】
前記先端部が前記最大位置又は前記中間位置に配置された場合、
前記羽根車と前記シュラウド壁との間における前記流路には、第１領域、第２領域、及び第３領域が生じ、
前記第１領域においては、前記流体が前記第１部材に衝突せずに前記流路を前記入口から前記出口に向けて流れ、
前記第２領域においては、前記流体が前記第１部材に向けて流れて前記第１部材に衝突し、
前記第３領域においては、前記第１部材に衝突した前記流体が前記第１方向とは反対側の第２方向に向けて流れる、
請求項２１に記載の流体機械。
前記羽根車と前記シュラウド壁との間における前記流路には、第１領域、第２領域、及び第３領域が生じ、
前記第１領域においては、前記流体が前記第１部材に衝突せずに前記流路を前記入口から前記出口に向けて流れ、
前記第２領域においては、前記流体が前記第１部材に向けて流れて前記第１部材に衝突し、
前記第３領域においては、前記第１部材に衝突した前記流体が前記第１方向とは反対側の第２方向に向けて流れる、
請求項２１に記載の流体機械。
【請求項24】
前記羽根車は、前記流路における前記羽根車の下流側に位置する羽根車出口を有し、
前記羽根車は、前記流路における前記羽根車の上流側に位置するとともに前記流路に連通する羽根車入口を有し、
前記羽根車は、前記シュラウド壁に対向する仕切部材を有し、
前記仕切部材は、前記羽根車出口よりも前記羽根車入口の近くに位置する羽根開口部を有し、
前記仕切部材は、前記第２領域と前記第３領域との間の境界に位置し、
前記流体は、前記羽根開口部を経由して、前記第３領域から前記第２領域へ流入する、
請求項２３に記載の流体機械。
前記羽根車は、前記流路における前記羽根車の上流側に位置するとともに前記流路に連通する羽根車入口を有し、
前記羽根車は、前記シュラウド壁に対向する仕切部材を有し、
前記仕切部材は、前記羽根車出口よりも前記羽根車入口の近くに位置する羽根開口部を有し、
前記仕切部材は、前記第２領域と前記第３領域との間の境界に位置し、
前記流体は、前記羽根開口部を経由して、前記第３領域から前記第２領域へ流入する、
請求項２３に記載の流体機械。
【請求項25】
前記羽根車は、前記流路における前記羽根車の下流側に位置する羽根車出口を有し、
前記羽根車出口の近傍での前記第２領域における前記羽根板の角度に関し、
前記羽根板の角度を前記羽根車の径方向に対して０度とし、かつ、前記羽根板の角度を前記羽根車の回転方向に対して正の値とした場合、
前記羽根板の角度の最大値は、０度又は正の値である、
請求項２３に記載の流体機械。
前記羽根車出口の近傍での前記第２領域における前記羽根板の角度に関し、
前記羽根板の角度を前記羽根車の径方向に対して０度とし、かつ、前記羽根板の角度を前記羽根車の回転方向に対して正の値とした場合、
前記羽根板の角度の最大値は、０度又は正の値である、
請求項２３に記載の流体機械。
【請求項26】
前記羽根車は、前記流路における前記羽根車の下流側に位置する羽根車出口を有し、
前記羽根車出口の近傍での前記第３領域における前記羽根板の角度に関し、
前記羽根板の角度を前記羽根車の径方向に対して０度とし、かつ、前記羽根板の角度を前記羽根車の回転方向に対して正の値とした場合、
前記羽根板の角度の最小値は、０度又は負の値である、
請求項２３に記載の流体機械。
前記羽根車出口の近傍での前記第３領域における前記羽根板の角度に関し、
前記羽根板の角度を前記羽根車の径方向に対して０度とし、かつ、前記羽根板の角度を前記羽根車の回転方向に対して正の値とした場合、
前記羽根板の角度の最小値は、０度又は負の値である、
請求項２３に記載の流体機械。
【請求項27】
前記第１部材は、前記第１部材が延在する延在方向に延びる基部を有し、
前記基部は、
前記羽根車に対向する基部上流面と、
前記基部上流面とは反対側にある基部下流面と、
前記基部上流面から前記基部下流面に向けて延びるように前記基部に設けられた貫通孔と、
を有し、
前記流路を流れる前記流体の一部は、前記第１方向とは反対側の第２方向に向けて前記貫通孔を流れて、前記基部上流面に達し、前記第２領域に流れる前記流体に合流する、
請求項２３に記載の流体機械。
前記基部は、
前記羽根車に対向する基部上流面と、
前記基部上流面とは反対側にある基部下流面と、
前記基部上流面から前記基部下流面に向けて延びるように前記基部に設けられた貫通孔と、
を有し、
前記流路を流れる前記流体の一部は、前記第１方向とは反対側の第２方向に向けて前記貫通孔を流れて、前記基部上流面に達し、前記第２領域に流れる前記流体に合流する、
請求項２３に記載の流体機械。
【請求項28】
前記第２方向に向けて前記貫通孔を流れた前記流体と前記第２領域に流れる前記流体とが合流することで、前記基部上流面において合流流体が生じ、
前記合流流体は、前記第３領域における前記流体の流れを加速させる、
請求項２７に記載の流体機械。
前記合流流体は、前記第３領域における前記流体の流れを加速させる、
請求項２７に記載の流体機械。
【請求項29】
前記第１部材に連結されており、前記シュラウド壁に対して前記第１部材を相対的に移動させる第１駆動部を有する、
請求項１又は請求項９に記載の流体機械。
請求項１又は請求項９に記載の流体機械。
【請求項30】
前記第２部材に連結されており、前記シュラウド壁に対して前記第２部材を相対的に移動させる、第２駆動部を有する、
請求項１に記載の流体機械。
請求項１に記載の流体機械。
【請求項31】
前記第１部材に連結されており、前記シュラウド壁に対して前記第１部材を相対的に移動させる第１駆動部を有し、
前記第１駆動部と前記第２駆動部は、前記第１部材及び前記第２部材が互いに同期するように前記第１部材及び前記第２部材を移動させる、
請求項３０に記載の流体機械。
前記第１駆動部と前記第２駆動部は、前記第１部材及び前記第２部材が互いに同期するように前記第１部材及び前記第２部材を移動させる、
請求項３０に記載の流体機械。
【請求項32】
前記第１部材及び前記第２部材を移動させる駆動部を有し、
前記駆動部は、前記第１部材に連結されており、前記シュラウド壁に対して前記第１部材を相対的に移動させ、
前記駆動部は、前記第２部材に連結されており、前記シュラウド壁に対して前記第２部材を相対的に移動させ、
前記駆動部は、前記第１部材及び前記第２部材が互いに同期するように前記第１部材及び前記第２部材を移動させる、
請求項１に記載の流体機械。
前記駆動部は、前記第１部材に連結されており、前記シュラウド壁に対して前記第１部材を相対的に移動させ、
前記駆動部は、前記第２部材に連結されており、前記シュラウド壁に対して前記第２部材を相対的に移動させ、
前記駆動部は、前記第１部材及び前記第２部材が互いに同期するように前記第１部材及び前記第２部材を移動させる、
請求項１に記載の流体機械。
【請求項33】
前記羽根車は、前記羽根主板から離間するように前記羽根板に接合された側板を有し、
前記側板は、前記シュラウド壁に対向している、
請求項１又は請求項９に記載の流体機械。
前記側板は、前記シュラウド壁に対向している、
請求項１又は請求項９に記載の流体機械。
【請求項34】
請求項１又は請求項９に記載の流体機械を備える、
熱サイクルシステム。
熱サイクルシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、流体機械及び熱サイクルシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、吸込ベーンを備えるターボ式圧縮機が知られている。このような圧縮機においては、吸込ベーンの角度を変更することによって、羽根の吸込側における流体の流れに対して適量の旋回流れを予め与えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平０５－１５７０９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
一般的に、ターボ式流体機械の流量ＱとヘッドＨとの関係（ＱＨ曲線）について、ヘッドが同一なら、同一回転数での流量は変わらないことが知られている。
従来の吸込ベーンを備えた流体機械においては、効率を低下させずに、同一ヘッド時の流量を調整することが難しく、吸込ベーンの動作から実際に流量が変化するまでの時間の遅れが大きいという問題があった。
従来の吸込ベーンを備えた流体機械においては、効率を低下させずに、同一ヘッド時の流量を調整することが難しく、吸込ベーンの動作から実際に流量が変化するまでの時間の遅れが大きいという問題があった。
【0005】
本発明の一態様は、流体機械の回転数を変えずに、効率を大幅に低下させずに、同一ヘッド時の流量を調整することができ、流量調整を速くかつ短時間で行うことができる流体機械及び熱サイクルシステム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】
【0006】
本発明の一態様に係る流体機械は、羽根主板と羽根板とを有する羽根車と、前記羽根車を回転可能に支持する回転軸とを有する回転構造体と、前記回転構造体を回転可能に収容するとともに、前記羽根板に対向するシュラウド壁と、前記羽根主板に対向する主板側壁と、流体が流入する入口と、前記流体が流出する出口とを有するケーシングと、前記入口から前記出口に向かう第１方向に前記流体の少なくとも一部が流れる流路と、前記主板側壁と前記シュラウド壁との間において前記羽根車よりも下流側に設けられ、前記シュラウド壁に対して相対的に移動可能であり、前記羽根車の下流側の端部の近傍における前記流路に対する突出量が可変である第１部材と、前記第１方向における前記羽根車よりも上流側において前記シュラウド壁に配置され、前記第１方向において前記羽根車に向けて前記シュラウド壁に沿う流体の流れを調整可能な第２部材と、を有する。
【0007】
本発明の一態様に係る流体機械においては、前記第２部材は、前記第２部材の上流側に位置する上流面と、前記第２部材の下流側に位置する下流面とを有し、前記第２部材は、前記羽根車に向けて前記シュラウド壁に沿う前記流体のうち、前記上流面に向けて流れる前記流体の流量よりも、前記下流面よりも下流側に向けて流れる前記流体の流量を減少させるように構成されてもよい。
【0008】
本発明の一態様に係る流体機械においては、前記第１方向に直交する方向に平行な前記流路の断面における前記流路の径方向において、前記第２部材は、前記シュラウド壁に対して相対的に移動可能であり、前記シュラウド壁に対して前記第２部材が移動することによって、前記第２部材は、前記シュラウド壁の近傍における前記流体の流量を減少させるように構成されてもよい。
【0009】
本発明の一態様に係る流体機械においては、前記第２部材は、前記シュラウド壁の一部を構成する弾性部材を有し、前記弾性部材を変形させることによって、前記第２部材は、前記シュラウド壁の近傍における前記流体の流量を減少させるように構成されてもよい。
【0010】
本発明の一態様に係る流体機械においては、前記第２部材は、前記第１方向の上流側において前記流路の内壁に配置された上流突起と、前記第１方向において前記上流突起よりも下流側における前記流路の内壁に配置された下流突起と、を有し、前記第１方向に直交する方向に平行な前記流路の断面における前記流路の周方向において、前記上流突起及び前記下流突起が互いに相対的に回転可能であり、前記上流突起及び前記下流突起の相対回転によって、前記第２部材は、前記シュラウド壁の近傍における前記流体の流量を減少させるように構成されてもよい。
【0011】
本発明の一態様に係る流体機械においては、前記第２部材は、前記第１方向に直交する方向に平行な前記流路の断面における前記流路の径方向に交差する方向かつ前記第１方向に交差する方向に延びる軸部を有し、前記軸部の周りに前記第２部材が回転することによって、前記第２部材は、前記シュラウド壁の近傍における前記流体の流量を減少させるように構成されてもよい。
【0012】
本発明の一態様に係る流体機械においては、前記第２部材は、前記第１方向に直交する方向に平行な前記流路の断面における前記流路の径方向に延びる軸部を有し、前記軸部の周りに前記第２部材が回転することによって、前記第２部材は、前記シュラウド壁の近傍における前記流体の流量を減少させるように構成されてもよい。
【0013】
本発明の一態様に係る流体機械においては、前記羽根車は、前記流路における前記羽根車の上流側に位置するとともに前記流路に連通する羽根車入口を有し、前記第２部材は、前記第１方向における前記第２部材と前記羽根車入口との間の距離を調整することによって、前記第２部材は、前記シュラウド壁の近傍における前記流体の流量を減少させるように構成されてもよい。
【0014】
本発明の一態様に係る流体機械は、羽根主板と羽根板とを有する羽根車と、前記羽根車を回転可能に支持する回転軸とを有する回転構造体と、前記回転構造体を回転可能に収容するとともに、前記羽根板に対向するシュラウド壁と、前記羽根主板に対向する主板側壁と、流体が流入する入口と、前記流体が流出する出口とを有するケーシングと、前記入口から前記出口に向かう第１方向に前記流体の少なくとも一部が流れる流路と、前記主板側壁と前記シュラウド壁との間において前記羽根車よりも下流側に設けられ、前記シュラウド壁に対して相対的に移動可能であり、前記羽根車の下流側の端部の近傍における前記流路に対する突出量が可変であり、前記第１方向における上流側に向けて突出する突起部を有する第１部材と、を有する。
【0015】
本発明の一態様に係る流体機械においては、前記回転軸が延在する軸方向に見て、前記第１部材は、前記回転軸から径方向に離れた位置に配置されてもよい。
【0016】
本発明の一態様に係る流体機械においては、前記軸方向に見て、前記第１部材は、環状形状を有してもよい。
【0017】
本発明の一態様に係る流体機械においては、前記軸方向に見て、前記第１部材は、円形形状、長円形状、楕円形状、又は多角形形状を有してもよい。
【0018】
本発明の一態様に係る流体機械においては、前記軸方向に見て、前記第１部材は、非環状形状を有してもよい。
【0019】
本発明の一態様に係る流体機械においては、前記軸方向に見て、前記第１部材は、前記回転軸から径方向に配置された複数の分割部を有し、前記複数の分割部は、前記第１部材の周方向に沿って離間してもよい。
【0020】
本発明の一態様に係る流体機械においては、前記第１部材は、前記複数の分割部と、前記周方向において前記複数の分割部が形成されていない隙間部とを有し、前記軸方向に見て、前記隙間部が形成されていない環状形状における前記第１部材の面積割合を１．０とすると、前記軸方向に見て、前記周方向に沿って形成される前記隙間部の合計の面積割合は、０．２以下であってもよい。
【0021】
本発明の一態様に係る流体機械においては、前記第１部材は、前記第１方向における上流側に向けて突出する突起部と、前記第１部材が延在する延在方向に延びる基部とを有し、前記突起部は、前記主板側壁に対向する第１延在部を有し、前記第１延在部は、前記基部の一部に設けられており、前記基部から前記羽根車に向けて延在してもよい。
【0022】
本発明の一態様に係る流体機械においては、前記第１部材は、前記第１延在部に対向する第２延在部を有し、前記基部は、前記シュラウド壁に収容される収容領域を有し、前記第２延在部は、前記収容領域に設けられてもよい。
【0023】
本発明の一態様に係る流体機械においては、前記第１部材は、前記第１方向における上流側に向けて突出する突起部と、前記第１部材が延在する延在方向に延びる基部とを有し、前記基部は、前記羽根車に対向する基部上流面を有し、前記突起部は、前記基部上流面に設けられた窪み部を有してもよい。
【0024】
本発明の一態様に係る流体機械においては、前記窪み部の断面形状は、曲部及び角部のうち少なくとも一方を有する形状であってもよい。
【0025】
本発明の一態様に係る流体機械においては、前記第１部材は、前記第１部材が延在する延在方向に延びる基部を有し、前記基部は、前記羽根車に対向する基部上流面と、前記基部上流面とは反対側にある基部下流面と、前記基部上流面から前記基部下流面に向けて延びるように前記基部に設けられた貫通孔と、を有してもよい。
【0026】
本発明の一態様に係る流体機械においては、前記第１部材は、前記流路に突出している前記第１部材のうち最も先端に位置する先端部を有し、前記先端部は、前記シュラウド壁の内部に前記第１部材が収容されて前記第１部材の前記突出量が最小となる最小位置と、前記シュラウド壁から前記流路に向けて突出する前記第１部材の前記突出量が最大となる最大位置と、前記最大位置と前記最小位置との間の中間位置と、に配置可能であってもよい。
【0027】
本発明の一態様に係る流体機械においては、前記先端部が前記最小位置に配置された場合、前記流体は、前記第１部材に衝突せずに、前記流路を前記入口から前記出口に向けて流れてもよい。
【0028】
本発明の一態様に係る流体機械においては、前記先端部が前記最大位置又は前記中間位置に配置された場合、前記羽根車と前記シュラウド壁との間における前記流路には、第１領域、第２領域、及び第３領域が生じ、前記第１領域においては、前記流体が前記第１部材に衝突せずに前記流路を前記入口から前記出口に向けて流れ、前記第２領域においては、前記流体が前記第１部材に向けて流れて前記第１部材に衝突し、前記第３領域においては、前記第１部材に衝突した前記流体が前記第１方向とは反対側の第２方向に向けて流れてもよい。
【0029】
本発明の一態様に係る流体機械においては、前記羽根車は、前記流路における前記羽根車の下流側に位置する羽根車出口を有し、前記羽根車は、前記流路における前記羽根車の上流側に位置するとともに前記流路に連通する羽根車入口を有し、前記羽根車は、前記シュラウド壁に対向する仕切部材を有し、前記仕切部材は、前記羽根車出口よりも前記羽根車入口の近くに位置する羽根開口部を有し、前記仕切部材は、前記第２領域と前記第３領域との間の境界に位置し、前記流体は、前記羽根開口部を経由して、前記第３領域から前記第２領域へ流入してもよい。
【0030】
本発明の一態様に係る流体機械においては、前記羽根車は、前記流路における前記羽根車の下流側に位置する羽根車出口を有し、前記羽根車出口の近傍での前記第２領域における前記羽根板の角度に関し、前記羽根板の角度を前記羽根車の径方向に対して０度とし、かつ、前記羽根板の角度を前記羽根車の回転方向に対して正の値とした場合、前記羽根板の角度の最大値は、０度又は正の値であってもよい。
【0031】
本発明の一態様に係る流体機械においては、前記羽根車は、前記流路における前記羽根車の下流側に位置する羽根車出口を有し、前記羽根車出口の近傍での前記第３領域における前記羽根板の角度に関し、前記羽根板の角度を前記羽根車の径方向に対して０度とし、かつ、前記羽根板の角度を前記羽根車の回転方向に対して正の値とした場合、前記羽根板の角度の最小値は、０度又は負の値であってもよい。
【0032】
本発明の一態様に係る流体機械においては、前記第１部材は、前記第１部材が延在する延在方向に延びる基部を有し、前記基部は、前記羽根車に対向する基部上流面と、前記基部上流面とは反対側にある基部下流面と、前記基部上流面から前記基部下流面に向けて延びるように前記基部に設けられた貫通孔と、を有し、前記流路を流れる前記流体の一部は、前記第１方向とは反対側の第２方向に向けて前記貫通孔を流れて、前記基部上流面に達し、前記第２領域に流れる前記流体に合流してもよい。
【0033】
本発明の一態様に係る流体機械においては、前記第２方向に向けて前記貫通孔を流れた前記流体と前記第２領域に流れる前記流体とが合流することで、前記基部上流面において合流流体が生じ、前記合流流体は、前記第３領域における前記流体の流れを加速させてもよい。
【0034】
本発明の一態様に係る流体機械は、前記第１部材に連結されており、前記シュラウド壁に対して前記第１部材を相対的に移動させる第１駆動部を有してもよい。
【0035】
本発明の一態様に係る流体機械は、前記第２部材に連結されており、前記シュラウド壁に対して前記第２部材を相対的に移動させる、第２駆動部を有してもよい。
【0036】
本発明の一態様に係る流体機械は、前記第１部材に連結されており、前記シュラウド壁に対して前記第１部材を相対的に移動させる第１駆動部を有し、前記第１駆動部と前記第２駆動部は、前記第１部材及び前記第２部材が互いに同期するように前記第１部材及び前記第２部材を移動させてもよい。
【0037】
本発明の一態様に係る流体機械は、前記第１部材及び前記第２部材を移動させる駆動部を有し、前記駆動部は、前記第１部材に連結されており、前記シュラウド壁に対して前記第１部材を相対的に移動させ、前記駆動部は、前記第２部材に連結されており、前記シュラウド壁に対して前記第２部材を相対的に移動させ、前記駆動部は、前記第１部材及び前記第２部材が互いに同期するように前記第１部材及び前記第２部材を移動させてもよい。
【0038】
本発明の一態様に係る流体機械においては、前記羽根車は、前記羽根主板から離間するように前記羽根板に接合された側板を有し、前記側板は、前記シュラウド壁に対向してもよい。
【0039】
本発明の一態様に係る熱サイクルシステムは、上述した態様に係る流体機械を備える。
【発明の効果】
【0040】
本発明の一態様によれば、流体機械の回転数を変えずに、効率を大幅に低下させずに、同一ヘッド時の流量を調整することができ、流量調整を速くかつ短時間で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0041】
【図1】本発明の第１実施形態に係る流体機械を示す断面図である。
【図2A】本発明の第１実施形態に係る流体機械の要部を示す断面図であって、第１部材及び第２部材の駆動を説明する図である。
【図2B】本発明の第１実施形態に係る流体機械の要部を示す断面図であって、第１部材及び第２部材の駆動を説明する図である。
【図3A】本発明の第１実施形態に係る流体機械の要部を示す断面図であって、軸方向から見た第１部材の構造を示す図である。
【図3B】本発明の第１実施形態に係る流体機械における第１部材の変形例を示す断面図であって、軸方向から見た第１部材の構造を示す図である。
【図4A】本発明の第１実施形態に係る流体機械における第２部材の第１変形例を示す断面図である。
【図4B】本発明の第１実施形態に係る流体機械における第２部材の第２変形例を示す断面図である。
【図4C】本発明の第１実施形態に係る流体機械における第２部材の第３変形例を示す断面図である。
【図4D】本発明の第１実施形態に係る流体機械における第２部材の第３変形例を示す斜視図である。
【図4E】本発明の第１実施形態に係る流体機械における第２部材の第３変形例を示す斜視図である。
【図4F】本発明の第１実施形態に係る流体機械における第２部材の第４変形例を示す断面図である。
【図4G】本発明の第１実施形態に係る流体機械における第２部材の第５変形例を示す断面図である。
【図4H】本発明の第１実施形態に係る流体機械における第２部材の第６変形例を示す断面図である。
【図4I】本発明の第１実施形態に係る流体機械における第２部材の第７変形例を示す断面図である。
【図4J】本発明の第１実施形態に係る流体機械における第２部材の第８変形例を示す断面図である。
【図5A】本発明の第２実施形態に係る流体機械の要部を示す断面図であって、第１部材の駆動を説明する図である。
【図5B】本発明の第２実施形態に係る流体機械における第１部材の第１変形例を示す断面図である。
【図5C】本発明の第２実施形態に係る流体機械における第１部材の第２変形例を示す断面図である。
【図5D】本発明の第２実施形態に係る流体機械における第１部材の第３変形例を示す斜視図である。
【図5E】本発明の第２実施形態に係る流体機械における第１部材の第４変形例を示す斜視図である。
【図5F】本発明の第２実施形態に係る流体機械における第１部材の第５変形例を示す断面図である。
【図5G】本発明の第２実施形態に係る流体機械における第１部材の第６変形例を示す断面図である。
【図5H】本発明の第２実施形態に係る流体機械における第１部材の第６変形例を示す断面図である。
【図5I】本発明の第２実施形態に係る流体機械における第１部材の第７変形例を示す断面図である。
【図5J】本発明の第２実施形態に係る流体機械における第１部材の第８変形例を部分的に示す断面図である。
【図6A】流体機械における一般的な羽根板を部分的に示す斜視図であって、羽根板の角度の定義と、速度三角形とを説明するための図である。
【図6B】本発明の第３実施形態に係る流体機械における羽根車を示す断面図であって、羽根に生じる領域を説明するための図である。
【図6C】本発明の第３実施形態に係る流体機械における羽根板の角度を説明するためのグラフである。
【図7A】本発明の第３実施形態に係る流体機械の効果を説明するための図である。
【図7B】本発明の第３実施形態に係る流体機械の効果を説明するための図である。
【図7C】本発明の第３実施形態に係る流体機械の効果を説明するための図である。
【図7D】本発明の第３実施形態に係る流体機械の効果を説明するための図である。
【図8A】本発明の第４実施形態に係る流体機械における羽根車を示す断面図であって、羽根車に設けられた仕切部材を説明するための図である。
【図8B】本発明の第４実施形態に係る流体機械における羽根車の変形例を示す断面図である。
【図9】本発明の第５実施形態に係る流体機械における羽根車を示す断面図である。
【図10A】本発明の第５実施形態に係る流体機械における羽根車の変形例を示す断面図である。
【図10B】本発明の第５実施形態に係る流体機械における羽根車の変形例を示す断面図である。
【図11】本発明の第６実施形態に係る熱サイクルシステムの一例を示す概略構成図である。
【図12】本発明の第６実施形態に係る熱サイクルシステムにおける作動流体の状態変化を圧力－エンタルピ線図上に記載したサイクル図である。
【発明を実施するための形態】
【0042】
本発明の実施形態に係る流体機械及び熱サイクルシステムについて図面を参照して説明する。
実施形態に係る説明では、同一又は類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それら構成の重複する説明は省略する場合がある。図面は模式的又は概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率等は、必ずしも現実のものと同一とは限らない。
実施形態に係る説明では、同一又は類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それら構成の重複する説明は省略する場合がある。図面は模式的又は概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率等は、必ずしも現実のものと同一とは限らない。
【0043】
実施形態に係る説明では、「第１」「第２」「第３」といった序数詞を用いる場合がある。この序数詞は、序数詞で記載された部材の個数を示していない。複数の部材の各々が別個の部材であることを示すために序数詞を用いる場合がある。
【0044】
文言「対向」は、２つの部材の位置関係を示す文言である。この位置関係においては、２つの部材が対向していることを意味するだけでなく、２つの部材の間に他の部材が介在されていることも意味する。同様の解釈は、文言「設け」、「配置」、「接続」にも適用される。
【0045】
流体機械の説明においては、方向の用語として、文言「軸方向ＡＤ」、「径方向ＲＤ」、「周方向ＣＤ」、「第１方向ＦＤ」、及び「第２方向ＳＤ」が用いられる。
軸方向ＡＤは、回転構造体２０の回転軸２２が延在する方向である。
径方向ＲＤは、回転構造体２０の羽根主板２４の中心から外周に向かう方向である。
周方向ＣＤは、回転構造体２０の羽根主板２４の外周に沿った方向である。
第１方向ＦＤは、ケーシング３０の入口３３から出口３４に向けて流体ＦＬが流れる方向である。
第２方向ＳＤは、第１方向ＦＤとは反対の方向である。
文言「軸方向ＡＤ」、「径方向ＲＤ」、「周方向ＣＤ」、「第１方向ＦＤ」、及び「第２方向ＳＤ」は、流体機械の各々を構成する複数の部材の相互の位置関係、又は、複数の部材の各々の形状や構造を説明するために用いる文言であり、流体機械の各々の姿勢を定義しない。
軸方向ＡＤは、回転構造体２０の回転軸２２が延在する方向である。
径方向ＲＤは、回転構造体２０の羽根主板２４の中心から外周に向かう方向である。
周方向ＣＤは、回転構造体２０の羽根主板２４の外周に沿った方向である。
第１方向ＦＤは、ケーシング３０の入口３３から出口３４に向けて流体ＦＬが流れる方向である。
第２方向ＳＤは、第１方向ＦＤとは反対の方向である。
文言「軸方向ＡＤ」、「径方向ＲＤ」、「周方向ＣＤ」、「第１方向ＦＤ」、及び「第２方向ＳＤ」は、流体機械の各々を構成する複数の部材の相互の位置関係、又は、複数の部材の各々の形状や構造を説明するために用いる文言であり、流体機械の各々の姿勢を定義しない。
【0046】
＜第１実施形態＞
＜流体機械＞
図１に示すように、流体機械１０は、回転構造体２０と、ケーシング３０と、流路ＦＰと、第１部材４０と、第２部材５０と、第１駆動部Ｄ１と、第２駆動部Ｄ２とを有する。
本実施形態に係る流体機械１０は、いわゆるオープン羽根車を備える横軸ポンプである。なお、流体機械１０の構造は、軸流ポンプ、斜流ポンプ、遠心ポンプ等の公知のポンプ、圧縮機にも適用することが可能である。
＜流体機械＞
図１に示すように、流体機械１０は、回転構造体２０と、ケーシング３０と、流路ＦＰと、第１部材４０と、第２部材５０と、第１駆動部Ｄ１と、第２駆動部Ｄ２とを有する。
本実施形態に係る流体機械１０は、いわゆるオープン羽根車を備える横軸ポンプである。なお、流体機械１０の構造は、軸流ポンプ、斜流ポンプ、遠心ポンプ等の公知のポンプ、圧縮機にも適用することが可能である。
【0047】
＜回転構造体＞
回転構造体２０は、羽根車２１と、回転軸２２と、支持部材２３とを有する。
羽根車２１は、羽根主板２４と、複数の羽根板２５とを有する。
羽根主板２４は、羽根板２５を支持する部材である。羽根主板２４及び複数の羽根板２５によって、いわゆる、インペラ（羽根車）が構成されている。
軸方向ＡＤの周りにおいて、回転構造体２０は、ケーシング３０の内部で回転するように構成されている。
回転構造体２０は、羽根車２１と、回転軸２２と、支持部材２３とを有する。
羽根車２１は、羽根主板２４と、複数の羽根板２５とを有する。
羽根主板２４は、羽根板２５を支持する部材である。羽根主板２４及び複数の羽根板２５によって、いわゆる、インペラ（羽根車）が構成されている。
軸方向ＡＤの周りにおいて、回転構造体２０は、ケーシング３０の内部で回転するように構成されている。
【0048】
さらに、羽根車２１は、羽根車入口２６及び羽根車出口２７を有する。
羽根車入口２６は、流路ＦＰにおける羽根車２１の上流側に位置する。羽根車入口２６は、流路ＦＰに連通する。羽根車入口２６は、回転構造体２０において、流体ＦＬが羽根車２１に流入する部位である。
羽根車出口２７は、流路ＦＰにおける羽根車２１の下流側に位置する。羽根車出口２７は、流路ＦＰに連通する。羽根車出口２７は、回転構造体２０において、流体ＦＬが羽根車２１から流出する部位である。
羽根車入口２６は、流路ＦＰにおける羽根車２１の上流側に位置する。羽根車入口２６は、流路ＦＰに連通する。羽根車入口２６は、回転構造体２０において、流体ＦＬが羽根車２１に流入する部位である。
羽根車出口２７は、流路ＦＰにおける羽根車２１の下流側に位置する。羽根車出口２７は、流路ＦＰに連通する。羽根車出口２７は、回転構造体２０において、流体ＦＬが羽根車２１から流出する部位である。
【0049】
＜羽根板＞
複数の羽根板２５は、軸方向ＡＤにおいて羽根主板２４から延びるように羽根主板２４に設けられている。複数の羽根板２５は、羽根主板２４の周方向ＣＤに並んでいる。
複数の羽根板２５の各々の形状は、特に限定されない。
複数の羽根板２５の各々は、羽根主板２４の中心領域から外周領域に向けて延びる曲面を有してもよい。羽根主板２４からの複数の羽根板２５の各々の高さは、径方向ＲＤにおいて変化するように設定されてもよい。複数の羽根板２５の各々の形状は、径方向ＲＤにおいて変化するような曲面を有してもよい。
複数の羽根板２５は、軸方向ＡＤにおいて羽根主板２４から延びるように羽根主板２４に設けられている。複数の羽根板２５は、羽根主板２４の周方向ＣＤに並んでいる。
複数の羽根板２５の各々の形状は、特に限定されない。
複数の羽根板２５の各々は、羽根主板２４の中心領域から外周領域に向けて延びる曲面を有してもよい。羽根主板２４からの複数の羽根板２５の各々の高さは、径方向ＲＤにおいて変化するように設定されてもよい。複数の羽根板２５の各々の形状は、径方向ＲＤにおいて変化するような曲面を有してもよい。
【0050】
羽根車２１は、回転軸２２に固定されている。回転軸２２の回転に伴って、羽根車２１は、回転可能である。
支持部材２３は、ケーシング３０と回転軸２２との間に配置されている。支持部材２３は、軸受とシール部材とを含む。軸受は、回転軸２２を回転可能に支持する。シール部材は、例えば、メカニカルシールである。
回転軸２２は、不図示の駆動装置に接続されている。駆動装置において発生する動力が回転軸２２に伝達されると、回転軸２２が回転し、回転軸２２の回転に伴って羽根車２１が回転する。駆動装置は、例えば、公知のモータである。
支持部材２３は、ケーシング３０と回転軸２２との間に配置されている。支持部材２３は、軸受とシール部材とを含む。軸受は、回転軸２２を回転可能に支持する。シール部材は、例えば、メカニカルシールである。
回転軸２２は、不図示の駆動装置に接続されている。駆動装置において発生する動力が回転軸２２に伝達されると、回転軸２２が回転し、回転軸２２の回転に伴って羽根車２１が回転する。駆動装置は、例えば、公知のモータである。
【0051】
＜ケーシング＞
ケーシング３０は、シュラウド壁３１と、主板側壁３２と、入口３３と、出口３４とを有する。
シュラウド壁３１は、回転構造体２０を回転可能に収容するとともに、羽根板２５に対向する。
主板側壁３２は、羽根主板２４に対向する。
入口３３には、流体ＦＬが流入する。言い換えると、入口３３は、流体ＦＬをケーシング３０に向けて吸い込む、吸い込み口である。
出口３４から流体ＦＬが流出する。言い換えると、出口３４は、流体ＦＬをケーシング３０から吐き出す、吐き出し口である。
ケーシング３０は、シュラウド壁３１と、主板側壁３２と、入口３３と、出口３４とを有する。
シュラウド壁３１は、回転構造体２０を回転可能に収容するとともに、羽根板２５に対向する。
主板側壁３２は、羽根主板２４に対向する。
入口３３には、流体ＦＬが流入する。言い換えると、入口３３は、流体ＦＬをケーシング３０に向けて吸い込む、吸い込み口である。
出口３４から流体ＦＬが流出する。言い換えると、出口３４は、流体ＦＬをケーシング３０から吐き出す、吐き出し口である。
【0052】
図２Ａ及び図２Ｂに示すように、ケーシング３０は、シュラウド壁３１に設けられた第１部材収容溝３５を有する。第１部材４０は、第１部材収容溝３５に収容されており、第１部材収容溝３５の延在方向に移動可能である。
【0053】
＜流路＞
流路ＦＰは、ケーシング３０における入口３３と出口３４との間の空間である。この空間には、羽根主板２４と、複数の羽根板２５と、第１部材４０の少なくとも一部と、第２部材５０の少なくとも一部とが配置されている。
流路ＦＰには、入口３３から出口３４に向かう第１方向ＦＤにおいて流体ＦＬの少なくとも一部が流れる。
流路ＦＰは、ケーシング３０における入口３３と出口３４との間の空間である。この空間には、羽根主板２４と、複数の羽根板２５と、第１部材４０の少なくとも一部と、第２部材５０の少なくとも一部とが配置されている。
流路ＦＰには、入口３３から出口３４に向かう第１方向ＦＤにおいて流体ＦＬの少なくとも一部が流れる。
【0054】
＜第１部材＞
第１部材４０は、主板側壁３２とシュラウド壁３１との間において羽根車２１よりも下流側に設けられている。言い換えると、第１部材４０は、羽根車２１の下流側における下流側領域ＤＲに位置する。
第１部材４０は、シュラウド壁３１に対して相対的に移動可能である。
羽根車２１の下流側の端部の近傍における流路ＦＰに対する第１部材４０の突出量ＡＰは、可変である。言い換えると、羽根車出口２７の近傍における流路ＦＰに対する第１部材４０の突出量ＡＰは、可変である。
第１部材４０は、主板側壁３２とシュラウド壁３１との間において羽根車２１よりも下流側に設けられている。言い換えると、第１部材４０は、羽根車２１の下流側における下流側領域ＤＲに位置する。
第１部材４０は、シュラウド壁３１に対して相対的に移動可能である。
羽根車２１の下流側の端部の近傍における流路ＦＰに対する第１部材４０の突出量ＡＰは、可変である。言い換えると、羽根車出口２７の近傍における流路ＦＰに対する第１部材４０の突出量ＡＰは、可変である。
【0055】
図２Ａ及び図２Ｂに示すように、第１部材４０は、流路ＦＰに突出している第１部材４０のうち最も先端に位置する先端部４１を有する。
流路ＦＰに対する第１部材４０の突出量ＡＰに関し、第１部材４０の先端部４１は、最小位置Ｐ０と、最大位置ＰＸと、中間位置ＰＭと、に配置可能である。
ここで、最小位置Ｐ０とは、シュラウド壁３１の内部に第１部材４０が収容されて第１部材４０の突出量ＡＰが最小となる位置である。シュラウド壁３１に対する先端部４１の位置に関し、最小位置Ｐ０の位置は、任意に設定される。
例えば、第１方向ＦＤに見て、シュラウド壁３１の位置と先端部４１の位置とが一致している状態が、突出量ＡＰが最小位置Ｐ０に配置されると、定義してもよい。
また、第１方向ＦＤに見て、シュラウド壁３１から先端部４１が凹んでいる状態が、突出量ＡＰが最小位置Ｐ０に配置されると、定義してもよい。
また、第１方向ＦＤに見て、シュラウド壁３１から先端部４１が僅かに突出している状態が、突出量ＡＰが最小位置Ｐ０に配置されると、定義してもよい。
最大位置ＰＸとは、シュラウド壁３１から流路ＦＰに向けて突出する第１部材４０の突出量ＡＰが最大となる位置である。
流路ＦＰに対する第１部材４０の突出量ＡＰに関し、第１部材４０の先端部４１は、最小位置Ｐ０と、最大位置ＰＸと、中間位置ＰＭと、に配置可能である。
ここで、最小位置Ｐ０とは、シュラウド壁３１の内部に第１部材４０が収容されて第１部材４０の突出量ＡＰが最小となる位置である。シュラウド壁３１に対する先端部４１の位置に関し、最小位置Ｐ０の位置は、任意に設定される。
例えば、第１方向ＦＤに見て、シュラウド壁３１の位置と先端部４１の位置とが一致している状態が、突出量ＡＰが最小位置Ｐ０に配置されると、定義してもよい。
また、第１方向ＦＤに見て、シュラウド壁３１から先端部４１が凹んでいる状態が、突出量ＡＰが最小位置Ｐ０に配置されると、定義してもよい。
また、第１方向ＦＤに見て、シュラウド壁３１から先端部４１が僅かに突出している状態が、突出量ＡＰが最小位置Ｐ０に配置されると、定義してもよい。
最大位置ＰＸとは、シュラウド壁３１から流路ＦＰに向けて突出する第１部材４０の突出量ＡＰが最大となる位置である。
【0056】
中間位置ＰＭとは、最大位置ＰＸと最小位置Ｐ０との間において任意に設定される位置である。中間位置は、最大位置ＰＸと最小位置Ｐ０との間におけるちょうど中央の位置であってもよいし、中央の位置からずれた位置であってもよい。つまり、中間位置は、最小位置Ｐ０よりも最大位置ＰＸに近い位置でもよい。また、中間位置は、最大位置ＰＸよりも最小位置Ｐ０に近い位置でもよい。言い換えると、中間位置は、最大位置ＰＸと最小位置Ｐ０との間における変位可能な先端部４１の位置であるため、中間位置を可変位置と称してもよい。
【0057】
図３Ａに示すように、軸方向ＡＤに見て、第１部材４０は、回転軸２２から径方向ＲＤに離れた位置に配置されている。なお、図３Ａは、第１部材４０と回転軸２２との相対的な位置を説明するための図である。図３Ａにおいては、第１部材４０及び回転軸２２以外の流体機械１０を構成する部材は、省略されている。
図３Ａに示す例においては、軸方向ＡＤに見て、第１部材４０は、環状形状を有する。言い換えると、第１部材４０は、円形形状を有する。第１部材４０が環状形状を有する場合、第１部材４０の形状は、円形形状に限定されず、長円形状、楕円形状、又は多角形形状を有してもよい。
また、軸方向ＡＤに見て、第１部材４０は、非環状形状を有してもよい。
図３Ａに示す例においては、軸方向ＡＤに見て、第１部材４０は、環状形状を有する。言い換えると、第１部材４０は、円形形状を有する。第１部材４０が環状形状を有する場合、第１部材４０の形状は、円形形状に限定されず、長円形状、楕円形状、又は多角形形状を有してもよい。
また、軸方向ＡＤに見て、第１部材４０は、非環状形状を有してもよい。
【0058】
＜第２部材＞
第２部材５０は、第１方向ＦＤにおける羽根車２１よりも上流側においてシュラウド壁３１に配置されている。言い換えると、第２部材５０は、羽根車２１の上流側における上流側領域ＵＲに位置する。
第２部材５０は、第１方向ＦＤにおいて羽根車２１に向けてシュラウド壁３１に沿う流体ＦＬの流れを調整可能である。
第２部材５０は、第１方向ＦＤにおける羽根車２１よりも上流側においてシュラウド壁３１に配置されている。言い換えると、第２部材５０は、羽根車２１の上流側における上流側領域ＵＲに位置する。
第２部材５０は、第１方向ＦＤにおいて羽根車２１に向けてシュラウド壁３１に沿う流体ＦＬの流れを調整可能である。
【0059】
具体的に、第２部材５０が駆動することにより、第２部材５０は、シュラウド壁３１の近くを流れる流体ＦＬに淀みを発生させることが可能である。言い換えると、シュラウド壁３１の近くにおける流体ＦＬのスムーズな流れを抑制することが可能である。
また、第２部材５０の移動量を調整することによって、流体ＦＬに発生する淀みの程度を調整することが可能である。
また、第２部材５０の移動量を調整することによって、流体ＦＬに発生する淀みの程度を調整することが可能である。
【0060】
言い換えると、第２部材５０は、第２部材５０の上流側に位置する上流面５０Ｕと、第２部材５０の下流側に位置する下流面５０Ｌとを有する。第２部材５０は、羽根車２１に向けてシュラウド壁３１に沿う流体ＦＬのうち、上流面５０Ｕに向けて流れる流体ＦＬの流量と、下流面５０Ｌよりも下流側に向けて流れる流体ＦＬの流量とを調整することができる。
特に、第２部材５０は、羽根車２１に向けてシュラウド壁３１に沿う流体ＦＬのうち、上流面５０Ｕに向けて流れる流体ＦＬの流量よりも、下流面５０Ｌよりも下流側に向けて流れる流体ＦＬの流量を減少させるように構成されている。
「流量の調整」とは、「流量を増加させること」、「流量を減少させること」、及び「流量比を調整すること」の意味を含む。また、以下の説明では、後述する「流体ＦＬの還流」を発生させる点で、下流面５０Ｌよりも下流側に向けて流れる流体ＦＬの流量を減少させることを主に説明するが、流量が減少した下流面５０Ｌの下流側における流体ＦＬの流量を増加させることも可能である。
特に、第２部材５０は、羽根車２１に向けてシュラウド壁３１に沿う流体ＦＬのうち、上流面５０Ｕに向けて流れる流体ＦＬの流量よりも、下流面５０Ｌよりも下流側に向けて流れる流体ＦＬの流量を減少させるように構成されている。
「流量の調整」とは、「流量を増加させること」、「流量を減少させること」、及び「流量比を調整すること」の意味を含む。また、以下の説明では、後述する「流体ＦＬの還流」を発生させる点で、下流面５０Ｌよりも下流側に向けて流れる流体ＦＬの流量を減少させることを主に説明するが、流量が減少した下流面５０Ｌの下流側における流体ＦＬの流量を増加させることも可能である。
【0061】
具体的に、第２部材５０の周囲を流れる流体ＦＬについて説明する。
流体機械１０の駆動に伴って、流体ＦＬは、入口３３から出口３４に向けて流れる。第２部材５０に向けて流れる流体ＦＬのうちの一部は、上流面５０Ｕに向けて流れて、上流面５０Ｕに衝突する。上流面５０Ｕに衝突した流体ＦＬは、シュラウド壁３１から離れるような流れを形成する。このような流れを形成する流体ＦＬは、上流面５０Ｕに衝突していない他の流体ＦＬの流れに合流して、第２部材５０を越えて、羽根車入口２６に向けて流れていく。
このような第２部材５０の上流側における流体ＦＬの流れにおいて、上流面５０Ｕに衝突するように第２部材５０に流れる流体ＦＬの流量は、「上流面５０Ｕに向けて流れる流体ＦＬの流量ＱＵ」である。また、上流面５０Ｕに向けて流れる流体ＦＬは、例えば、図２Ａ及び図２Ｂにおける符号ＵＰで示された領域を流れる流体である。
流体機械１０の駆動に伴って、流体ＦＬは、入口３３から出口３４に向けて流れる。第２部材５０に向けて流れる流体ＦＬのうちの一部は、上流面５０Ｕに向けて流れて、上流面５０Ｕに衝突する。上流面５０Ｕに衝突した流体ＦＬは、シュラウド壁３１から離れるような流れを形成する。このような流れを形成する流体ＦＬは、上流面５０Ｕに衝突していない他の流体ＦＬの流れに合流して、第２部材５０を越えて、羽根車入口２６に向けて流れていく。
このような第２部材５０の上流側における流体ＦＬの流れにおいて、上流面５０Ｕに衝突するように第２部材５０に流れる流体ＦＬの流量は、「上流面５０Ｕに向けて流れる流体ＦＬの流量ＱＵ」である。また、上流面５０Ｕに向けて流れる流体ＦＬは、例えば、図２Ａ及び図２Ｂにおける符号ＵＰで示された領域を流れる流体である。
【0062】
次に、入口３３から出口３４に向けて流れる流体ＦＬのうち、第２部材５０を越えた直後の流体ＦＬの一部は、下流面５０Ｌに沿うように、かつ、シュラウド壁３１に近づくような流れを形成する。このような流れを形成する流体ＦＬは、下流面５０Ｌよりも下流側に向けて流れる。
このような第２部材５０の下流側における流体ＦＬの流れにおいて、下流面５０Ｌに沿うように、かつ、シュラウド壁３１に近づくように流れる流体ＦＬの流量は、「下流面５０Ｌよりも下流側に向けて流れる流体ＦＬの流量ＱＬ」である。また、下流面５０Ｌよりも下流側に向けて流れる流体ＦＬは、例えば、図２Ａ及び図２Ｂにおける符号ＬＰで示された領域を流れる流体である。
このような第２部材５０の下流側における流体ＦＬの流れにおいて、下流面５０Ｌに沿うように、かつ、シュラウド壁３１に近づくように流れる流体ＦＬの流量は、「下流面５０Ｌよりも下流側に向けて流れる流体ＦＬの流量ＱＬ」である。また、下流面５０Ｌよりも下流側に向けて流れる流体ＦＬは、例えば、図２Ａ及び図２Ｂにおける符号ＬＰで示された領域を流れる流体である。
【0063】
第２部材５０が駆動することにより、第２部材５０は、「上流面５０Ｕに向けて流れる流体ＦＬの流量ＱＵ」よりも、「下流面５０Ｌよりも下流側に向けて流れる流体ＦＬの流量ＱＬ」が減少させることが可能である。言い換えると、第２部材５０は、下流面５０Ｌと羽根車入口２６との間を流れる流体ＦＬの流量ＱＬを減少させることが可能である（ＱＵ＞ＱＬ）。
【0064】
＜第１駆動部及び第２駆動部＞
第１駆動部Ｄ１は、第１部材４０に連結されており、シュラウド壁３１に対して第１部材４０を相対的に移動させるように構成されている。
第２駆動部Ｄ２は、第２部材５０に連結されており、シュラウド壁３１に対して第２部材５０を相対的に移動させるように構成されている。
第１駆動部Ｄ１及び第２駆動部Ｄ２の各々の構造は、特に限定されない。例えば、電力によって駆動するモータであってもよいし、流体機械１０に流れる流体ＦＬの圧力を利用して第１部材４０及び第２部材５０の各々を駆動させるバルブであってもよい。
第１駆動部Ｄ１は、第１部材４０に連結されており、シュラウド壁３１に対して第１部材４０を相対的に移動させるように構成されている。
第２駆動部Ｄ２は、第２部材５０に連結されており、シュラウド壁３１に対して第２部材５０を相対的に移動させるように構成されている。
第１駆動部Ｄ１及び第２駆動部Ｄ２の各々の構造は、特に限定されない。例えば、電力によって駆動するモータであってもよいし、流体機械１０に流れる流体ＦＬの圧力を利用して第１部材４０及び第２部材５０の各々を駆動させるバルブであってもよい。
【0065】
第１駆動部Ｄ１と第２駆動部Ｄ２は、第１部材４０及び第２部材５０が互いに同期するように第１部材４０及び第２部材５０を移動させてもよい。
【0066】
＜作用効果＞
次に、第１実施形態に係る流体機械１０の作用効果を説明する。
流体機械１０において、回転構造体２０が回転することで複数の羽根板２５が流体ＦＬを押し出し、ケーシング３０の入口３３から出口３４に向けて流体ＦＬが流路ＦＰを流動する。この状態で、第１部材４０が移動し、流路ＦＰに対する第１部材４０の突出量ＡＰが調整される。また、第２部材５０が移動し、流体ＦＬに発生する淀みの程度が調整される。
次に、第１実施形態に係る流体機械１０の作用効果を説明する。
流体機械１０において、回転構造体２０が回転することで複数の羽根板２５が流体ＦＬを押し出し、ケーシング３０の入口３３から出口３４に向けて流体ＦＬが流路ＦＰを流動する。この状態で、第１部材４０が移動し、流路ＦＰに対する第１部材４０の突出量ＡＰが調整される。また、第２部材５０が移動し、流体ＦＬに発生する淀みの程度が調整される。
【0067】
＜第１部材の移動による突出量の調整＞
＜最小位置における先端部の配置＞
まず、図２Ａに示すように、第１部材４０の先端部４１が最小位置Ｐ０に配置された場合について説明する。この場合、流体ＦＬは、第１部材４０に衝突せずに、流路ＦＰを入口３３から出口３４に向けて流れる。
具体的に、流体機械１０の入口３３に供給された流体ＦＬの流量を１００％とすると、流体機械１０の出口３４から吐出する流体ＦＬの流量は１００％である。
＜最小位置における先端部の配置＞
まず、図２Ａに示すように、第１部材４０の先端部４１が最小位置Ｐ０に配置された場合について説明する。この場合、流体ＦＬは、第１部材４０に衝突せずに、流路ＦＰを入口３３から出口３４に向けて流れる。
具体的に、流体機械１０の入口３３に供給された流体ＦＬの流量を１００％とすると、流体機械１０の出口３４から吐出する流体ＦＬの流量は１００％である。
【0068】
＜最小位置から中間位置への先端部の移動＞
突出量ＡＰの調整によって第１部材４０の先端部４１が最小位置Ｐ０から中間位置ＰＭへ移動する場合について説明する。
図２Ｂに示すように第１部材４０の先端部４１が中間位置ＰＭに配置された場合、羽根車２１とシュラウド壁３１との間における流路ＦＰには、第１領域Ｒ１、第２領域Ｒ２、及び第３領域Ｒ３が生じる。
第１領域Ｒ１においては、流体ＦＬが第１部材４０に衝突せずに流路ＦＰを入口３３から出口３４に向けて流れる。
第２領域Ｒ２においては、先端部４１が最大位置ＰＸに配置された場合よりも少ない流量で、流体ＦＬが第１部材４０に向けて流れて第１部材４０に衝突する。
第３領域Ｒ３においては、先端部４１が最大位置ＰＸに配置された場合よりも少ない流量で、第１部材４０に衝突した流体ＦＬが第１方向ＦＤとは反対側の第２方向ＳＤに向けて流れる。
突出量ＡＰの調整によって第１部材４０の先端部４１が最小位置Ｐ０から中間位置ＰＭへ移動する場合について説明する。
図２Ｂに示すように第１部材４０の先端部４１が中間位置ＰＭに配置された場合、羽根車２１とシュラウド壁３１との間における流路ＦＰには、第１領域Ｒ１、第２領域Ｒ２、及び第３領域Ｒ３が生じる。
第１領域Ｒ１においては、流体ＦＬが第１部材４０に衝突せずに流路ＦＰを入口３３から出口３４に向けて流れる。
第２領域Ｒ２においては、先端部４１が最大位置ＰＸに配置された場合よりも少ない流量で、流体ＦＬが第１部材４０に向けて流れて第１部材４０に衝突する。
第３領域Ｒ３においては、先端部４１が最大位置ＰＸに配置された場合よりも少ない流量で、第１部材４０に衝突した流体ＦＬが第１方向ＦＤとは反対側の第２方向ＳＤに向けて流れる。
【0069】
先端部４１が最小位置Ｐ０から中間位置ＰＭに移動した場合の作用を具体的に説明する。第１部材４０の先端部４１が最小位置Ｐ０に配置された場合の流体機械１０の入口３３から吸い込まれる流体ＦＬの流量を１００％とする。この場合、流体機械１０の出口３４から吐出する流体ＦＬの流量は、約９０％である。残り１０％の流量は、第１部材４０に衝突する。第１部材４０は、羽根車出口２７よりも径方向ＲＤの外側にあるため、角運動量保存則により流体ＦＬの速度が減少し流体ＦＬの圧力が高くなる。また、羽根車出口２７の第１方向ＦＤの下流側に第１部材４０が存在するため、第３領域Ｒ３では、第１部材４０が最小位置Ｐ０に配置された場合と比較して流体ＦＬの流動が妨げられる。これにより、羽根車出口２７における圧力が低くなる。このため、第２領域Ｒ２と第３領域Ｒ３との間で圧力差が生じる。したがって、第２領域Ｒ２において第１方向ＦＤに向けて流れる流体ＦＬは、第１部材４０に衝突することで第２方向ＳＤに向けて流れ、第３領域Ｒ３に流入する。言い換えると、第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３において流体ＦＬの還流が生じる。これにより、流体機械１０の入口３３から吸い込まれる流体ＦＬの流量は、第１部材４０の先端部４１が最小位置Ｐ０に配置された場合の流量に対して９０％となる。したがって、流体機械１０の流量を減少させることができる。
【0070】
第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３における流体ＦＬの還流についてより具体的に説明する。
以下の説明では、第１領域Ｒ１において第１方向ＦＤを流れる流体ＦＬを流体ＦＬ１と称し、第２領域Ｒ２において第１方向ＦＤを流れる流体ＦＬを流体ＦＬ２と称し、第３領域Ｒ３において第２方向ＳＤを流れる流体ＦＬを流体ＦＬ３と称する場合がある。
羽根車出口２７の第３領域Ｒ３において第２方向ＳＤに向けて流れる流体ＦＬ３は、第３領域Ｒ３において羽根車２１に対して仕事をなし、流体ＦＬ３の圧力が低くなりつつ、流体ＦＬ３は、羽根車入口２６に向けて第３領域Ｒ３を流れる。流体ＦＬ３は、羽根車入口２６に達する前に、第２領域Ｒ２に入って流体ＦＬ２として第２領域Ｒ２を流れる。ここで、流体ＦＬ３が流体ＦＬ２に変換される際に、つまり、第２領域Ｒ２において再び第１方向ＦＤに流体ＦＬ２が流れる際に、流体ＦＬ２が羽根車２１から仕事をされ、流体ＦＬ２の圧力が高くなる。言い換えると、第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３において流体ＦＬの還流が生じる。したがって、流体機械１０の入口３３から吸い込まれる流体ＦＬの流量は、第１部材４０の先端部４１が最小位置Ｐ０に配置された場合の９０％となる。
以下の説明では、第１領域Ｒ１において第１方向ＦＤを流れる流体ＦＬを流体ＦＬ１と称し、第２領域Ｒ２において第１方向ＦＤを流れる流体ＦＬを流体ＦＬ２と称し、第３領域Ｒ３において第２方向ＳＤを流れる流体ＦＬを流体ＦＬ３と称する場合がある。
羽根車出口２７の第３領域Ｒ３において第２方向ＳＤに向けて流れる流体ＦＬ３は、第３領域Ｒ３において羽根車２１に対して仕事をなし、流体ＦＬ３の圧力が低くなりつつ、流体ＦＬ３は、羽根車入口２６に向けて第３領域Ｒ３を流れる。流体ＦＬ３は、羽根車入口２６に達する前に、第２領域Ｒ２に入って流体ＦＬ２として第２領域Ｒ２を流れる。ここで、流体ＦＬ３が流体ＦＬ２に変換される際に、つまり、第２領域Ｒ２において再び第１方向ＦＤに流体ＦＬ２が流れる際に、流体ＦＬ２が羽根車２１から仕事をされ、流体ＦＬ２の圧力が高くなる。言い換えると、第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３において流体ＦＬの還流が生じる。したがって、流体機械１０の入口３３から吸い込まれる流体ＦＬの流量は、第１部材４０の先端部４１が最小位置Ｐ０に配置された場合の９０％となる。
【0071】
さらに、上述した還流の作用は、第２部材５０によって促進される。
第２部材５０は、上流面５０Ｕに向けて流れる流体ＦＬの流量よりも、下流面５０Ｌよりも下流側に向けて流れる流体ＦＬの流量を減少させる。このため、第２部材５０は、下流面５０Ｌと羽根車２１との間に供給される流体ＦＬの流量を減少させる。これにより、第２部材５０は、流体機械１０の入口３３から取り込まれた流体ＦＬが第３領域Ｒ３に入ることを妨げる。第２部材５０は、下流面５０Ｌよりも下流側における第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３の発生を促進させる。
さらに、第１部材４０及び第２部材５０が流体機械１０に設けられているため、第１部材４０と第２部材５０との間において還流生成領域を発生させ、還流生成領域において上述した第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３における流体ＦＬ２、ＦＬ３の効果を促進させる。
第２部材５０は、上流面５０Ｕに向けて流れる流体ＦＬの流量よりも、下流面５０Ｌよりも下流側に向けて流れる流体ＦＬの流量を減少させる。このため、第２部材５０は、下流面５０Ｌと羽根車２１との間に供給される流体ＦＬの流量を減少させる。これにより、第２部材５０は、流体機械１０の入口３３から取り込まれた流体ＦＬが第３領域Ｒ３に入ることを妨げる。第２部材５０は、下流面５０Ｌよりも下流側における第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３の発生を促進させる。
さらに、第１部材４０及び第２部材５０が流体機械１０に設けられているため、第１部材４０と第２部材５０との間において還流生成領域を発生させ、還流生成領域において上述した第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３における流体ＦＬ２、ＦＬ３の効果を促進させる。
【0072】
＜中間位置から最小位置への先端部の移動＞
突出量ＡＰの調整によって第１部材４０の先端部４１が中間位置ＰＭから最小位置Ｐ０へ移動する場合について説明する。
第１部材４０の先端部４１の配置は、第１部材４０の先端部４１が中間位置ＰＭに配置された図２Ｂに示す配置から、第１部材４０の先端部４１が最小位置Ｐ０に配置された図２Ａに示す配置に戻る。
突出量ＡＰの調整によって第１部材４０の先端部４１が中間位置ＰＭから最小位置Ｐ０へ移動する場合について説明する。
第１部材４０の先端部４１の配置は、第１部材４０の先端部４１が中間位置ＰＭに配置された図２Ｂに示す配置から、第１部材４０の先端部４１が最小位置Ｐ０に配置された図２Ａに示す配置に戻る。
【0073】
第１部材４０に流体ＦＬが衝突しなくなるため、第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３における流体ＦＬの還流が速やかに無くなる。このため、第１部材４０の先端部４１が最小位置Ｐ０に配置された場合の流体機械１０の入口３３から吸い込まれる流体ＦＬの流量を１００％とすると、流体機械１０の出口３４から吐出する流体ＦＬの流量は、１００％になる。言い換えると、流体機械１０の流量の減少によって流れていなかった１０％の流量が出口３４から速やかに吐出されるとともに、入口３３から１０％の流量が速やかに吸い込まれる。つまり、流体ＦＬの流量を速やかに増加させることができる。
【0074】
＜最小位置から最大位置への先端部の移動＞
突出量ＡＰの調整によって第１部材４０の先端部４１が最小位置Ｐ０から最大位置ＰＸへ移動する場合について説明する。
図２Ｂに示すように、第１部材４０の先端部４１が最大位置ＰＸに配置された場合、羽根車２１とシュラウド壁３１との間における流路ＦＰには、第１領域Ｒ１、第２領域Ｒ２、及び第３領域Ｒ３が生じる。
第１領域Ｒ１においては、流体ＦＬが第１部材４０に衝突せずに流路ＦＰを入口３３から出口３４に向けて流れる。
第２領域Ｒ２においては、流体ＦＬが第１部材４０に向けて流れて第１部材４０に衝突する。
第３領域Ｒ３においては、第１部材４０に衝突した流体ＦＬが第１方向ＦＤとは反対側の第２方向ＳＤに向けて流れる。
突出量ＡＰの調整によって第１部材４０の先端部４１が最小位置Ｐ０から最大位置ＰＸへ移動する場合について説明する。
図２Ｂに示すように、第１部材４０の先端部４１が最大位置ＰＸに配置された場合、羽根車２１とシュラウド壁３１との間における流路ＦＰには、第１領域Ｒ１、第２領域Ｒ２、及び第３領域Ｒ３が生じる。
第１領域Ｒ１においては、流体ＦＬが第１部材４０に衝突せずに流路ＦＰを入口３３から出口３４に向けて流れる。
第２領域Ｒ２においては、流体ＦＬが第１部材４０に向けて流れて第１部材４０に衝突する。
第３領域Ｒ３においては、第１部材４０に衝突した流体ＦＬが第１方向ＦＤとは反対側の第２方向ＳＤに向けて流れる。
【0075】
先端部４１が最小位置Ｐ０から最大位置ＰＸに移動した場合の作用を具体的に説明する。第１部材４０の先端部４１が最小位置Ｐ０に配置された場合の流体機械１０の入口３３から吸い込まれる流体ＦＬの流量を１００％とする。この場合、流体機械１０の出口３４から吐出する流体ＦＬの流量は、約８０％である。残り２０％の流量は、第１部材４０に衝突する。第１部材４０は、羽根車出口２７よりも径方向ＲＤの外側にあるため、角運動量保存則により流体ＦＬの速度が減少し流体ＦＬの圧力が高くなる。また、羽根車出口２７の第１方向ＦＤの下流側に第１部材４０が存在するため、第３領域Ｒ３では、第１部材４０が最小位置Ｐ０に配置された場合と比較して流体ＦＬの流動が妨げられる。これにより、羽根車出口２７における圧力が低くなる。このため、第２領域Ｒ２と第３領域Ｒ３との間で圧力差が生じる。したがって、第２領域Ｒ２において第１方向ＦＤに向けて流れる流体ＦＬは、第１部材４０に衝突することで第２方向ＳＤに向けて流れ、第３領域Ｒ３に流入する。言い換えると、第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３において流体ＦＬの還流が生じる。これにより、流体機械１０の入口３３から吸い込まれる流体ＦＬの流量は、第１部材４０の先端部４１が最小位置Ｐ０に配置された場合の流量に対して８０％となる。したがって、流体機械１０の流量を減少させることができる。
【0076】
第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３における流体ＦＬの還流についてより具体的に説明する。
羽根車出口２７の第３領域Ｒ３において第２方向ＳＤに向けて流れる流体ＦＬ３は、第３領域Ｒ３において羽根車２１に対して仕事をなし、流体ＦＬ３の圧力が低くなりつつ、流体ＦＬ３は、羽根車入口２６に向けて第３領域Ｒ３を流れる。流体ＦＬ３は、羽根車入口２６に達する前に、第２領域Ｒ２に入って流体ＦＬ２として第２領域Ｒ２を流れる。ここで、流体ＦＬ３が流体ＦＬ２に変換される際に、つまり、第２領域Ｒ２において再び第１方向ＦＤに流体ＦＬ２が流れる際に、流体ＦＬ２が羽根車２１から仕事をされ、流体ＦＬ２の圧力が高くなる。言い換えると、第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３において流体ＦＬの還流が生じる。したがって、流体機械１０の入口３３から吸い込まれる流体ＦＬの流量は、第１部材４０の先端部４１が最小位置Ｐ０に配置された場合の８０％となる。
羽根車出口２７の第３領域Ｒ３において第２方向ＳＤに向けて流れる流体ＦＬ３は、第３領域Ｒ３において羽根車２１に対して仕事をなし、流体ＦＬ３の圧力が低くなりつつ、流体ＦＬ３は、羽根車入口２６に向けて第３領域Ｒ３を流れる。流体ＦＬ３は、羽根車入口２６に達する前に、第２領域Ｒ２に入って流体ＦＬ２として第２領域Ｒ２を流れる。ここで、流体ＦＬ３が流体ＦＬ２に変換される際に、つまり、第２領域Ｒ２において再び第１方向ＦＤに流体ＦＬ２が流れる際に、流体ＦＬ２が羽根車２１から仕事をされ、流体ＦＬ２の圧力が高くなる。言い換えると、第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３において流体ＦＬの還流が生じる。したがって、流体機械１０の入口３３から吸い込まれる流体ＦＬの流量は、第１部材４０の先端部４１が最小位置Ｐ０に配置された場合の８０％となる。
【0077】
さらに、上述した還流の作用は、第２部材５０によって促進される。
第２部材５０は、上流面５０Ｕに向けて流れる流体ＦＬの流量よりも、下流面５０Ｌよりも下流側に向けて流れる流体ＦＬの流量を減少させる。このため、第２部材５０は、下流面５０Ｌと羽根車２１との間に供給される流体ＦＬの流量を減少させる。これにより、第２部材５０は、流体機械１０の入口３３から取り込まれた流体ＦＬが第３領域Ｒ３に入ることを妨げる。第２部材５０は、下流面５０Ｌよりも下流側における第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３の発生を促進させる。
さらに、第１部材４０及び第２部材５０が流体機械１０に設けられているため、第１部材４０と第２部材５０との間において還流生成領域を発生させ、還流生成領域において上述した第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３における流体ＦＬ２、ＦＬ３の効果を促進させる。
第２部材５０は、上流面５０Ｕに向けて流れる流体ＦＬの流量よりも、下流面５０Ｌよりも下流側に向けて流れる流体ＦＬの流量を減少させる。このため、第２部材５０は、下流面５０Ｌと羽根車２１との間に供給される流体ＦＬの流量を減少させる。これにより、第２部材５０は、流体機械１０の入口３３から取り込まれた流体ＦＬが第３領域Ｒ３に入ることを妨げる。第２部材５０は、下流面５０Ｌよりも下流側における第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３の発生を促進させる。
さらに、第１部材４０及び第２部材５０が流体機械１０に設けられているため、第１部材４０と第２部材５０との間において還流生成領域を発生させ、還流生成領域において上述した第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３における流体ＦＬ２、ＦＬ３の効果を促進させる。
【0078】
＜最大位置から最小位置への先端部の移動＞
突出量ＡＰの調整によって第１部材４０の先端部４１が最大位置ＰＸから最小位置Ｐ０へ移動する場合について説明する。
第１部材４０の先端部４１の配置は、第１部材４０の先端部４１が最大位置ＰＸに配置された図２Ｂに示す配置から、第１部材４０の先端部４１が最小位置Ｐ０に配置された図２Ａに示す配置に戻る。
突出量ＡＰの調整によって第１部材４０の先端部４１が最大位置ＰＸから最小位置Ｐ０へ移動する場合について説明する。
第１部材４０の先端部４１の配置は、第１部材４０の先端部４１が最大位置ＰＸに配置された図２Ｂに示す配置から、第１部材４０の先端部４１が最小位置Ｐ０に配置された図２Ａに示す配置に戻る。
【0079】
第１部材４０に流体ＦＬが衝突しなくなるため、第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３における流体ＦＬの還流が速やかに無くなる。このため、第１部材４０の先端部４１が最小位置Ｐ０に配置された場合の流体機械１０の入口３３から吸い込まれる流体ＦＬの流量を１００％とすると、流体機械１０の出口３４から吐出する流体ＦＬの流量は、１００％になる。言い換えると、流体機械１０の流量の減少によって流れていなかった２０％の流量が出口３４から速やかに吐出されるとともに、入口３３から２０％の流量が速やかに吸い込まれる。つまり、流体ＦＬの流量を速やかに増加させることができる。
【0080】
上述した実施形態によれば、シュラウド壁３１に対して第１部材４０が相対的に移動することで、流路ＦＰに対する第１部材４０の突出量ＡＰを調整することができる。これにより、流体機械の回転数を変えずに、効率を大幅に低下させずに、同一ヘッド時の流量を調整することができ、流量調整を速くかつ短時間で行うことができる。
【0081】
上述した実施形態においては、第２部材５０の移動によって、シュラウド壁３１の近くを流れる流体ＦＬに発生する淀みの程度を調整することができる。このため、第１部材４０のみを最小位置Ｐ０から中間位置ＰＭや最大位置ＰＸに配置して第２部材５０が最も流体ＦＬの淀みの程度が最小となる位置に配置された場合に比べて、第３領域Ｒ３における流体ＦＬの流動が妨げられる度合が増加する。このため、羽根車出口２７の第３領域Ｒ３における流体ＦＬ３の圧力がさらに低くなり、第２領域Ｒ２において第１方向ＦＤに向けて流れる流体ＦＬ２は、第１部材４０に衝突することで第３領域Ｒ３を第２方向ＳＤに向けて流れ、第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３において更なる流体ＦＬの還流が生じる。これにより、流体機械１０の回転数を変えずに、効率を大幅に低下させずに、同一ヘッド時の流量を更に調整することができ、流量調整を速くかつ短時間で行うことができる。
【0082】
このように、第１部材４０や第２部材５０を用いる本実施形態に係る流体機械１０によれば、従来のような吸込ベーンを用いた高コストの予旋回装置を用いる必要がない。言い換えると、本実施形態によれば、簡素な構造により、低コストで、上述した効果を得ることができる。
さらに、予旋回装置を用いる流量調整においては、羽根車が流体になす仕事を減少させるため、一般的に安定運転可能なヘッドの低下を伴う。そのため、運転可能範囲の減少に対してトレードオフの関係となることが多い。
これに対し、本実施形態によれば、羽根車２１を流れる流体ＦＬ２、ＦＬ３を第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３において発生する還流によって制御している。このため、原理的に、ヘッドの低下が無いため、運転可能範囲が減少することがない。したがって、従来の予旋回装置によって流量を調整する構成よりも、本実施形態に係る流体機械１０が優れている。
さらに、予旋回装置を用いる流量調整においては、羽根車が流体になす仕事を減少させるため、一般的に安定運転可能なヘッドの低下を伴う。そのため、運転可能範囲の減少に対してトレードオフの関係となることが多い。
これに対し、本実施形態によれば、羽根車２１を流れる流体ＦＬ２、ＦＬ３を第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３において発生する還流によって制御している。このため、原理的に、ヘッドの低下が無いため、運転可能範囲が減少することがない。したがって、従来の予旋回装置によって流量を調整する構成よりも、本実施形態に係る流体機械１０が優れている。
【0083】
なお、流体機械１０によって得られる流量減少の程度は、上述した実施形態に限定されない。つまり、１０％、２０％といった流量減少に限定されず、第１部材４０の突出量ＡＰの調整や第２部材５０の位置の調整によって、数％～数十％といった流量を調整することもできる。
【0084】
【0085】
図３Ｂに示すように、軸方向ＡＤに見て、第１部材４０Ａは、回転軸２２から径方向ＲＤに配置された複数の分割部４２を有する。
複数の分割部４２は、第１部材４０Ａの周方向ＣＤに沿って配置している。複数の分割部４２のうち互いに隣り合う２つの分割部は、離間している。
複数の分割部４２は、第１部材４０Ａの周方向ＣＤに沿って配置している。複数の分割部４２のうち互いに隣り合う２つの分割部は、離間している。
【0086】
第１部材４０Ａは、複数の分割部４２と、周方向において複数の分割部４２が形成されていない隙間部４３とを有する。隙間部４３は、互いに隣り合う２つの分割部の間に形成されている。軸方向ＡＤに見て隙間部４３が形成されていない環状形状における第１部材４０Ａの面積割合を１．０とすると、軸方向ＡＤに見て周方向に沿って形成される隙間部４３の合計の面積割合は、０．２以下である。
言い換えると、図３Ｂに示す第１部材４０Ａは、８つの分割部４２と、８つの隙間部４３とを有するため、８つの分割部４２の合計の面積割合は、０．８以上となり、８つの隙間部４３の合計の面積割合は、０．２以下となる。
言い換えると、図３Ｂに示す第１部材４０Ａは、８つの分割部４２と、８つの隙間部４３とを有するため、８つの分割部４２の合計の面積割合は、０．８以上となり、８つの隙間部４３の合計の面積割合は、０．２以下となる。
【0087】
図３Ｂに示す例では、第１部材４０Ａは、８つの分割部４２と、８つの隙間部４３とを有する。分割部４２の個数は、８つに限定されない。分割部４２の個数は、７つ以下であってもよいし、９つ以上であってもよい。また、周方向における分割部４２の長さに関し、８つの分割部４２のうち少なくとも２つの分割部４２の長さが同じであってもよい。つまり、８つの分割部４２の長さは同じであってもよい。８つの分割部４２のうち少なくとも２つの分割部４２の長さが互いに異なってもよい。
【0088】
＜第２部材の変形例＞
次に、図４Ａ～図４Ｉを参照して、第２部材の変形例を説明する。
ここで、図１～図２Ｂを参照して説明した同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。
なお、複数の変形例の各々において、第２部材は、第２駆動部Ｄ２によって駆動される。第２駆動部Ｄ２と第２部材との間には、動力を伝達するための伝達機構、又は、動力伝達方向を変換する公知の変換機構が設けられている。
次に、図４Ａ～図４Ｉを参照して、第２部材の変形例を説明する。
ここで、図１～図２Ｂを参照して説明した同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。
なお、複数の変形例の各々において、第２部材は、第２駆動部Ｄ２によって駆動される。第２駆動部Ｄ２と第２部材との間には、動力を伝達するための伝達機構、又は、動力伝達方向を変換する公知の変換機構が設けられている。
【0089】
＜第２部材の第１変形例＞
図４Ａに示すように、ケーシング３０は、シュラウド壁３１に設けられた第２部材収容溝３６を有する。第２部材５０Ａは、第２部材収容溝３６に収容されており、第２部材収容溝３６の延在方向である径方向ＲＤに移動可能である。つまり、流路ＦＰの断面における流路ＦＰの径方向ＲＤにおいて、第２部材５０Ａは、シュラウド壁３１に対して相対的に移動可能である。
図４Ａに示すように、ケーシング３０は、シュラウド壁３１に設けられた第２部材収容溝３６を有する。第２部材５０Ａは、第２部材収容溝３６に収容されており、第２部材収容溝３６の延在方向である径方向ＲＤに移動可能である。つまり、流路ＦＰの断面における流路ＦＰの径方向ＲＤにおいて、第２部材５０Ａは、シュラウド壁３１に対して相対的に移動可能である。
【0090】
具体的に、第２部材５０Ａは、２つの板部材５０ＡＦ、５０ＡＳを有する。板部材５０ＡＦ、５０ＡＳの各々は、流路ＦＰに面する端面５０ＡＥを有する。２つの端面５０ＡＥが互いに対向するように、板部材５０ＡＦ、５０ＡＳの各々は、第２部材収容溝３６に収容されている。符号２６Ｐは、羽根車入口２６の位置を示している。
【0091】
第２部材５０と同様に、第２部材５０Ａは、上流面５０Ｕと下流面５０Ｌとを有する。つまり、板部材５０ＡＦ、５０ＡＳの各々が上流面５０Ｕと下流面５０Ｌとを有する。第２部材５０Ａは、シュラウド壁３１に対して第２部材５０Ａが移動することによって、羽根車２１に向けてシュラウド壁３１に沿う流体ＦＬのうち、上流面５０Ｕに向けて流れる流体ＦＬの流量よりも、下流面５０Ｌよりも下流側に向けて流れる流体ＦＬの流量を減少させるように構成されている。言い換えると、第２部材５０Ａは、領域ＵＰを流れる流体ＦＬの流量ＱＵよりも、領域ＬＰを流れる流体ＦＬの流量ＱＬを減少させるように構成されている（ＱＵ＞ＱＬ）。つまり、下流面５０Ｌと羽根車入口２６との間の領域ＬＰにおける流体ＦＬの流量ＱＬを減少させるように構成されている。下流面５０Ｌと位置２６Ｐとの間の距離、すなわち、第１方向ＦＤにおける領域ＬＰの幅は、上述した流体ＦＬの還流の効果が得られるように適切に設定される。
【0092】
具体的に、シュラウド壁３１から端面５０ＡＥが突出するように第２部材５０Ａが移動することによって、流路ＦＰにおける上流面５０Ｕの露出面積が増加し、かつ、流路ＦＰにおける下流面５０Ｌの露出面積が増加する。流体ＦＬが上流面５０Ｕに衝突する流量が増加する。これにより、上流面５０Ｕに向けて流れる流体ＦＬの流量よりも、下流面５０Ｌよりも下流側に向けて流れる流体ＦＬの流量を減少させることが可能である。
【0093】
また、言い換えると、シュラウド壁３１に対して第２部材５０Ａが移動することによって、つまり、板部材５０ＡＦ、５０ＡＳの相対移動に伴って、板部材５０ＡＦ、５０ＡＳの端面５０ＡＥの間の距離は増減する。これにより、板部材５０ＡＦ、５０ＡＳの間を流れる流体ＦＬの流動面積５１を調整することが可能である。
つまり、第１方向ＦＤに直交する方向ＰＤに平行な流路ＦＰの断面において、すなわち、径方向ＲＤに平行な流路ＦＰの断面において、第２部材５０Ａは、流路ＦＰを流れる流体ＦＬの流動面積５１を調整するように構成されている。
このように構成された第２部材５０Ａは、上述した第２部材５０と同様に、第１方向ＦＤにおいて羽根車２１に向けてシュラウド壁３１に沿う流体ＦＬの流れを調整可能である。したがって、流体ＦＬの流動面積５１を調整することによって、流体ＦＬに発生する淀みの程度を調整することが可能である。
つまり、第１方向ＦＤに直交する方向ＰＤに平行な流路ＦＰの断面において、すなわち、径方向ＲＤに平行な流路ＦＰの断面において、第２部材５０Ａは、流路ＦＰを流れる流体ＦＬの流動面積５１を調整するように構成されている。
このように構成された第２部材５０Ａは、上述した第２部材５０と同様に、第１方向ＦＤにおいて羽根車２１に向けてシュラウド壁３１に沿う流体ＦＬの流れを調整可能である。したがって、流体ＦＬの流動面積５１を調整することによって、流体ＦＬに発生する淀みの程度を調整することが可能である。
【0094】
＜第２部材の第２変形例＞
図４Ｂに示すように、第２部材５０Ｂは、シュラウド壁３１の一部を構成する２つの弾性部材５０ＢＦ、５０ＢＳを有する。弾性部材５０ＢＦ、５０ＢＳの各々は、流路ＦＰに面する端面５０ＢＥを有する。２つの弾性部材５０ＢＦ、５０ＢＳは、２つの端面５０ＢＥの間の距離が変化するように弾性変形が可能である。なお、弾性部材５０ＢＦ、５０ＢＳは、シュラウド壁３１とは別体でもよい。符号２６Ｐは、羽根車入口２６の位置を示している。
図４Ｂに示すように、第２部材５０Ｂは、シュラウド壁３１の一部を構成する２つの弾性部材５０ＢＦ、５０ＢＳを有する。弾性部材５０ＢＦ、５０ＢＳの各々は、流路ＦＰに面する端面５０ＢＥを有する。２つの弾性部材５０ＢＦ、５０ＢＳは、２つの端面５０ＢＥの間の距離が変化するように弾性変形が可能である。なお、弾性部材５０ＢＦ、５０ＢＳは、シュラウド壁３１とは別体でもよい。符号２６Ｐは、羽根車入口２６の位置を示している。
【0095】
第２部材５０と同様に、第２部材５０Ｂは、上流面５０Ｕと下流面５０Ｌとを有する。つまり、弾性部材５０ＢＦ、５０ＢＳの各々が上流面５０Ｕと下流面５０Ｌとを有する。弾性部材５０ＢＦ、５０ＢＳの各々において、第１方向ＦＤに沿って上流面５０Ｕ、端面５０ＢＥ、及び下流面５０Ｌが順に連なっている。第２部材５０Ｂは、弾性部材５０ＢＦ、５０ＢＳを変形させることによって、羽根車２１に向けてシュラウド壁３１に沿う流体ＦＬのうち、上流面５０Ｕに向けて流れる流体ＦＬの流量よりも、下流面５０Ｌよりも下流側に向けて流れる流体ＦＬの流量を減少させるように構成されている。言い換えると、第２部材５０Ｂは、領域ＵＰを流れる流体ＦＬの流量ＱＵよりも、領域ＬＰを流れる流体ＦＬの流量ＱＬを減少させるように構成されている（ＱＵ＞ＱＬ）。つまり、下流面５０Ｌと羽根車入口２６との間の領域ＬＰにおける流体ＦＬの流量ＱＬを減少させるように構成されている。下流面５０Ｌと位置２６Ｐとの間の距離、すなわち、第１方向ＦＤにおける領域ＬＰの幅は、上述した流体ＦＬの還流の効果が得られるように適切に設定される。
【0096】
具体的に、シュラウド壁３１から突出するように弾性部材５０ＢＦ、５０ＢＳが変形することによって、流体ＦＬが上流面５０Ｕに衝突する流量が増加する。これにより、上流面５０Ｕに向けて流れる流体ＦＬの流量よりも、下流面５０Ｌよりも下流側に向けて流れる流体ＦＬの流量を減少させることが可能である。
【0097】
また、言い換えると、第２部材５０Ｂは、弾性部材５０ＢＦ、５０ＢＳの各々を変形させることによって、流動面積５１を調整するように構成されている。
このように構成された第２部材５０Ｂは、上述した第２部材５０と同様に、第１方向ＦＤにおいて羽根車２１に向けてシュラウド壁３１に沿う流体ＦＬの流れを調整可能である。したがって、２つの弾性部材５０ＢＦ、５０ＢＳの変形量、すなわち、流体ＦＬの流動面積５１を調整することによって、流体ＦＬに発生する淀みの程度を調整することが可能である。
このように構成された第２部材５０Ｂは、上述した第２部材５０と同様に、第１方向ＦＤにおいて羽根車２１に向けてシュラウド壁３１に沿う流体ＦＬの流れを調整可能である。したがって、２つの弾性部材５０ＢＦ、５０ＢＳの変形量、すなわち、流体ＦＬの流動面積５１を調整することによって、流体ＦＬに発生する淀みの程度を調整することが可能である。
【0098】
＜第２部材の第３変形例＞
図４Ｃに示すように、第２部材５０Ｃは、上流突起５０ＣＵと、下流突起５０ＣＬとを有する。上流突起５０ＣＵは、第１方向ＦＤの上流側ＵＳにおいて流路ＦＰの内壁ＷＬに配置されている。下流突起５０ＣＬは、第１方向ＦＤにおいて上流突起５０ＣＵよりも下流側ＤＳにおける流路ＦＰの内壁ＷＬに配置されている。流路ＦＰの断面における流路ＦＰの周方向ＣＤにおいて、上流突起５０ＣＵ及び下流突起５０ＣＬが互いに相対的に回転可能である。符号２６Ｐは、羽根車入口２６の位置を示している。
図４Ｃに示すように、第２部材５０Ｃは、上流突起５０ＣＵと、下流突起５０ＣＬとを有する。上流突起５０ＣＵは、第１方向ＦＤの上流側ＵＳにおいて流路ＦＰの内壁ＷＬに配置されている。下流突起５０ＣＬは、第１方向ＦＤにおいて上流突起５０ＣＵよりも下流側ＤＳにおける流路ＦＰの内壁ＷＬに配置されている。流路ＦＰの断面における流路ＦＰの周方向ＣＤにおいて、上流突起５０ＣＵ及び下流突起５０ＣＬが互いに相対的に回転可能である。符号２６Ｐは、羽根車入口２６の位置を示している。
【0099】
ここで、図４Ｄ及び図４Ｅを参照して具体的に述べる。
図４Ｄに示すように、上流突起５０ＣＵは、第１方向ＦＤに見て、流路ＦＰの内壁ＷＬに配置された状態で、時計回り方向ＣＷ又は反時計回り方向ＣＣＷに回転可能である。
一方、図４Ｅに示すように、下流突起５０ＣＬは、流路ＦＰの内壁ＷＬに固定されている。これにより、上流突起５０ＣＵ及び下流突起５０ＣＬが互いに相対的に回転可能となっている。
なお、下流突起５０ＣＬが時計回り方向ＣＷ又は反時計回り方向ＣＣＷに回転可能であってもよい。この場合、上流突起５０ＣＵが流路ＦＰの内壁ＷＬに固定されている。また、上流突起５０ＣＵ及び下流突起５０ＣＬの各々が回転可能であってもよい。
図４Ｄ及び図４Ｅに示すように、周方向ＣＤにおける２つの上流突起５０ＣＵの間には、隙間部５０Ｓが形成されている。第１方向ＦＤに見て、隙間部５０Ｓ又は上流突起５０ＣＵに重なるように下流突起５０ＣＬが配置されている。上流突起５０ＣＵ及び下流突起５０ＣＬの相対回転によって、下流突起５０ＣＬによって覆われる隙間部５０Ｓの面積が調整される。
図４Ｄに示すように、上流突起５０ＣＵは、第１方向ＦＤに見て、流路ＦＰの内壁ＷＬに配置された状態で、時計回り方向ＣＷ又は反時計回り方向ＣＣＷに回転可能である。
一方、図４Ｅに示すように、下流突起５０ＣＬは、流路ＦＰの内壁ＷＬに固定されている。これにより、上流突起５０ＣＵ及び下流突起５０ＣＬが互いに相対的に回転可能となっている。
なお、下流突起５０ＣＬが時計回り方向ＣＷ又は反時計回り方向ＣＣＷに回転可能であってもよい。この場合、上流突起５０ＣＵが流路ＦＰの内壁ＷＬに固定されている。また、上流突起５０ＣＵ及び下流突起５０ＣＬの各々が回転可能であってもよい。
図４Ｄ及び図４Ｅに示すように、周方向ＣＤにおける２つの上流突起５０ＣＵの間には、隙間部５０Ｓが形成されている。第１方向ＦＤに見て、隙間部５０Ｓ又は上流突起５０ＣＵに重なるように下流突起５０ＣＬが配置されている。上流突起５０ＣＵ及び下流突起５０ＣＬの相対回転によって、下流突起５０ＣＬによって覆われる隙間部５０Ｓの面積が調整される。
【0100】
第２部材５０と同様に、第２部材５０Ｃは、上流面５０Ｕと下流面５０Ｌとを有する。上流面５０Ｕは、第１方向ＦＤに流れる流体ＦＬが衝突する上流突起５０ＣＵの面と、第１方向ＦＤに流れる流体ＦＬが衝突するとともに隙間部５０Ｓに位置する下流突起５０ＣＬの面に相当する。下流面５０Ｌは、下流突起５０ＣＬの下流側の面に相当する。
【0101】
第２部材５０Ｃは、上流突起５０ＣＵ及び下流突起５０ＣＬが相対的に回転することによって、羽根車２１に向けてシュラウド壁３１に沿う流体ＦＬのうち、上流面５０Ｕに向けて流れる流体ＦＬの流量よりも、下流面５０Ｌよりも下流側に向けて流れる流体ＦＬの流量を減少させるように構成されている。言い換えると、第２部材５０Ｃは、領域ＵＰを流れる流体ＦＬの流量ＱＵよりも、領域ＬＰを流れる流体ＦＬの流量ＱＬを減少させるように構成されている（ＱＵ＞ＱＬ）。つまり、下流面５０Ｌと羽根車入口２６との間の領域ＬＰにおける流体ＦＬの流量ＱＬを減少させるように構成されている。下流面５０Ｌと位置２６Ｐとの間の距離、すなわち、第１方向ＦＤにおける領域ＬＰの幅は、上述した流体ＦＬの還流の効果が得られるように適切に設定される。
【0102】
具体的に、上流突起５０ＣＵ及び下流突起５０ＣＬが相対的に回転することによって、流体ＦＬが上流面５０Ｕに衝突する流量が増加する。これにより、上流面５０Ｕに向けて流れる流体ＦＬの流量よりも、下流面５０Ｌよりも下流側に向けて流れる流体ＦＬの流量を減少させることが可能である。
【0103】
また、言い換えると、上流突起５０ＣＵ及び下流突起５０ＣＬの相対回転に応じて、第１方向ＦＤに見て上流突起５０ＣＵと下流突起５０ＣＬとの重なりによって形成された隙間部５０Ｓの隙間面積を調整することによって、流動面積５１を調整する。
このように構成された第２部材５０Ｃは、上述した第２部材５０と同様に、第１方向ＦＤにおいて羽根車２１に向けてシュラウド壁３１に沿う流体ＦＬの流れを調整可能である。したがって、下流突起５０ＣＬに対する上流突起５０ＣＵの相対的な回転量、すなわち、流体ＦＬの流動面積５１を調整することによって、流体ＦＬに発生する淀みの程度を調整することが可能である。
このように構成された第２部材５０Ｃは、上述した第２部材５０と同様に、第１方向ＦＤにおいて羽根車２１に向けてシュラウド壁３１に沿う流体ＦＬの流れを調整可能である。したがって、下流突起５０ＣＬに対する上流突起５０ＣＵの相対的な回転量、すなわち、流体ＦＬの流動面積５１を調整することによって、流体ＦＬに発生する淀みの程度を調整することが可能である。
【0104】
＜第２部材の第４変形例＞
図４Ｆに示すように、第２部材５０Ｄは、方向ＸＤに延びる軸部５０ＤＡを有する。
ここで、方向ＸＤは、流路ＦＰの断面における流路ＦＰの径方向ＲＤに交差する方向であり、かつ、第１方向ＦＤに交差する方向である。板部材である第２部材５０Ｄは、軸部５０ＤＡによって、軸部５０ＤＡの周りに回転可能に支持されている。第２部材５０Ｄは、軸部５０ＤＡの周りに回転することによって、流動面積５１を調整するように構成されている。符号２６Ｐは、羽根車入口２６の位置を示している。
図４Ｆに示すように、第２部材５０Ｄは、方向ＸＤに延びる軸部５０ＤＡを有する。
ここで、方向ＸＤは、流路ＦＰの断面における流路ＦＰの径方向ＲＤに交差する方向であり、かつ、第１方向ＦＤに交差する方向である。板部材である第２部材５０Ｄは、軸部５０ＤＡによって、軸部５０ＤＡの周りに回転可能に支持されている。第２部材５０Ｄは、軸部５０ＤＡの周りに回転することによって、流動面積５１を調整するように構成されている。符号２６Ｐは、羽根車入口２６の位置を示している。
【0105】
第２部材５０と同様に、第２部材５０Ｄは、上流面５０Ｕと下流面５０Ｌとを有する。軸部５０ＤＡの周りに第２部材５０Ｄが回転することによって、羽根車２１に向けてシュラウド壁３１に沿う流体ＦＬのうち、上流面５０Ｕに向けて流れる流体ＦＬの流量よりも、下流面５０Ｌよりも下流側に向けて流れる流体ＦＬの流量を減少させるように構成されている。言い換えると、第２部材５０Ｄは、領域ＵＰを流れる流体ＦＬの流量ＱＵよりも、領域ＬＰを流れる流体ＦＬの流量ＱＬを減少させるように構成されている（ＱＵ＞ＱＬ）。つまり、下流面５０Ｌと羽根車入口２６との間の領域ＬＰにおける流体ＦＬの流量ＱＬを減少させるように構成されている。下流面５０Ｌと位置２６Ｐとの間の距離、すなわち、第１方向ＦＤにおける領域ＬＰの幅は、上述した流体ＦＬの還流の効果が得られるように適切に設定される。
【0106】
具体的に、軸部５０ＤＡの周りに第２部材５０Ｄが回転することによって、流体ＦＬが上流面５０Ｕに衝突する流量が増加する。これにより、上流面５０Ｕに向けて流れる流体ＦＬの流量よりも、下流面５０Ｌよりも下流側に向けて流れる流体ＦＬの流量を減少させることが可能である。
【0107】
このように構成された第２部材５０Ｄは、上述した第２部材５０と同様に、第１方向ＦＤにおいて羽根車２１に向けてシュラウド壁３１に沿う流体ＦＬの流れを調整可能である。したがって、軸部５０ＤＡの周りにおける第２部材５０Ｄの回転量、すなわち、流体ＦＬの流動面積５１を調整することによって、流体ＦＬに発生する淀みの程度を調整することが可能である。
【0108】
＜第２部材の第５変形例＞
上述した図４Ｆにおいては、２つの軸部５０ＤＡを示したが、軸部５０ＤＡの本数は３以上であってもよい。図４Ｇに示すように、第２部材５０Ｅは、流路ＦＰの内壁ＷＬに沿うように６つの軸部５０ＤＡが配置された構造を有する。６つの軸部５０ＤＡの各々には、板部材５０ＥＦが設けられている。板部材５０ＥＦは、軸部５０ＤＡによって、軸部５０ＤＡの周りに回転可能に支持されている。板部材５０ＥＦは、上流面５０Ｕと下流面５０Ｌとを有する。軸部５０ＤＡの周りに板部材５０ＥＦが回転することによって、羽根車２１に向けてシュラウド壁３１に沿う流体ＦＬのうち、上流面５０Ｕに向けて流れる流体ＦＬの流量よりも、下流面５０Ｌよりも下流側に向けて流れる流体ＦＬの流量を減少させるように構成されている。言い換えると、板部材５０ＥＦは、領域ＵＰを流れる流体ＦＬの流量ＱＵよりも、領域ＬＰを流れる流体ＦＬの流量ＱＬを減少させるように構成されている（ＱＵ＞ＱＬ）。つまり、下流面５０Ｌと羽根車入口２６との間の領域ＬＰにおける流体ＦＬの流量ＱＬを減少させるように構成されている。下流面５０Ｌと位置２６Ｐとの間の距離、すなわち、第１方向ＦＤにおける領域ＬＰの幅は、上述した流体ＦＬの還流の効果が得られるように適切に設定される。
上述した図４Ｆにおいては、２つの軸部５０ＤＡを示したが、軸部５０ＤＡの本数は３以上であってもよい。図４Ｇに示すように、第２部材５０Ｅは、流路ＦＰの内壁ＷＬに沿うように６つの軸部５０ＤＡが配置された構造を有する。６つの軸部５０ＤＡの各々には、板部材５０ＥＦが設けられている。板部材５０ＥＦは、軸部５０ＤＡによって、軸部５０ＤＡの周りに回転可能に支持されている。板部材５０ＥＦは、上流面５０Ｕと下流面５０Ｌとを有する。軸部５０ＤＡの周りに板部材５０ＥＦが回転することによって、羽根車２１に向けてシュラウド壁３１に沿う流体ＦＬのうち、上流面５０Ｕに向けて流れる流体ＦＬの流量よりも、下流面５０Ｌよりも下流側に向けて流れる流体ＦＬの流量を減少させるように構成されている。言い換えると、板部材５０ＥＦは、領域ＵＰを流れる流体ＦＬの流量ＱＵよりも、領域ＬＰを流れる流体ＦＬの流量ＱＬを減少させるように構成されている（ＱＵ＞ＱＬ）。つまり、下流面５０Ｌと羽根車入口２６との間の領域ＬＰにおける流体ＦＬの流量ＱＬを減少させるように構成されている。下流面５０Ｌと位置２６Ｐとの間の距離、すなわち、第１方向ＦＤにおける領域ＬＰの幅は、上述した流体ＦＬの還流の効果が得られるように適切に設定される。
【0109】
具体的に、軸部５０ＤＡの周りに板部材５０ＥＦが回転することによって、流体ＦＬが上流面５０Ｕに衝突する流量が増加する。これにより、上流面５０Ｕに向けて流れる流体ＦＬの流量よりも、下流面５０Ｌよりも下流側に向けて流れる流体ＦＬの流量を減少させることが可能である。
【0110】
また、言い換えると、板部材５０ＥＦは、６つの軸部５０ＤＡの各々の周りに回転することによって、流動面積５１を調整するように構成されている。
流体ＦＬの流動面積５１を調整することによって、流体ＦＬに発生する淀みの程度を調整することが可能である。
流体ＦＬの流動面積５１を調整することによって、流体ＦＬに発生する淀みの程度を調整することが可能である。
【0111】
＜第２部材の第６変形例＞
図４Ｈに示すように、第２部材５０Ｆは、流路ＦＰの断面における流路ＦＰの径方向ＲＤに延びる軸部５０ＦＡを有する。板部材である第２部材５０Ｆは、軸部５０ＦＡによって、軸部５０ＦＡの周りに回転可能に支持されている。軸部５０ＦＡは、第１方向ＦＤにおける第２部材５０Ｆの下流側の端部に設けられている。符号２６Ｐは、羽根車入口２６の位置を示している。軸部５０ＦＡの周りに第２部材５０Ｆが回転しても、第２部材５０Ｆは、符号２６Ｐに示す位置よりも下流側に配置されることがない。
図４Ｈに示すように、第２部材５０Ｆは、流路ＦＰの断面における流路ＦＰの径方向ＲＤに延びる軸部５０ＦＡを有する。板部材である第２部材５０Ｆは、軸部５０ＦＡによって、軸部５０ＦＡの周りに回転可能に支持されている。軸部５０ＦＡは、第１方向ＦＤにおける第２部材５０Ｆの下流側の端部に設けられている。符号２６Ｐは、羽根車入口２６の位置を示している。軸部５０ＦＡの周りに第２部材５０Ｆが回転しても、第２部材５０Ｆは、符号２６Ｐに示す位置よりも下流側に配置されることがない。
【0112】
第２部材５０と同様に、第２部材５０Ｆは、上流面５０Ｕと下流面５０Ｌとを有する。 軸部５０ＦＡの周りに第２部材５０Ｆが回転することによって、羽根車２１に向けてシュラウド壁３１に沿う流体ＦＬのうち、上流面５０Ｕに向けて流れる流体ＦＬの流量よりも、下流面５０Ｌよりも下流側に向けて流れる流体ＦＬの流量を減少させるように構成されている。言い換えると、第２部材５０Ｆは、領域ＵＰを流れる流体ＦＬの流量ＱＵよりも、領域ＬＰを流れる流体ＦＬの流量ＱＬを減少させるように構成されている（ＱＵ＞ＱＬ）。つまり、下流面５０Ｌと羽根車入口２６との間の領域ＬＰにおける流体ＦＬの流量ＱＬを減少させるように構成されている。下流面５０Ｌと位置２６Ｐとの間の距離、すなわち、第１方向ＦＤにおける領域ＬＰの幅は、上述した流体ＦＬの還流の効果が得られるように適切に設定される。
【0113】
具体的に、軸部５０ＦＡの周りに第２部材５０Ｆが回転することによって、流体ＦＬが上流面５０Ｕに衝突する流量が増加する。これにより、上流面５０Ｕに向けて流れる流体ＦＬの流量よりも、下流面５０Ｌよりも下流側に向けて流れる流体ＦＬの流量を減少させることが可能である。
【0114】
このように構成された第２部材５０Ｆは、軸部５０ＦＡの周りに回転することによって、流動面積５１を調整するように構成されている。したがって、軸部５０ＦＡの周りにおける第２部材５０Ｆの回転量、すなわち、流体ＦＬの流動面積５１を調整することによって、流体ＦＬに発生する淀みの程度を調整することが可能である。
【0115】
＜第２部材の第７変形例＞
上述した図４Ｈにおいては、２つの軸部５０ＦＡを示したが、軸部５０ＦＡの本数は３以上であってもよい。図４Ｉに示すように、第２部材５０Ｇは、流路ＦＰの内壁ＷＬに沿うように６つの板部材５０ＦＦが配置された構造を有する。６つの板部材５０ＦＦの各々は、軸部５０ＦＡによって、軸部５０ＦＡの周りに回転可能に支持されている。板部材５０ＦＦは、上流面５０Ｕと下流面５０Ｌとを有する。軸部５０ＦＡの周りに板部材５０ＦＦが回転することによって、羽根車２１に向けてシュラウド壁３１に沿う流体ＦＬのうち、上流面５０Ｕに向けて流れる流体ＦＬの流量よりも、下流面５０Ｌよりも下流側に向けて流れる流体ＦＬの流量を減少させるように構成されている。言い換えると、板部材５０ＦＦは、領域ＵＰを流れる流体ＦＬの流量ＱＵよりも、領域ＬＰを流れる流体ＦＬの流量ＱＬを減少させるように構成されている（ＱＵ＞ＱＬ）。つまり、下流面５０Ｌと羽根車入口２６との間の領域ＬＰにおける流体ＦＬの流量ＱＬを減少させるように構成されている。下流面５０Ｌと位置２６Ｐとの間の距離、すなわち、第１方向ＦＤにおける領域ＬＰの幅は、上述した流体ＦＬの還流の効果が得られるように適切に設定される。
上述した図４Ｈにおいては、２つの軸部５０ＦＡを示したが、軸部５０ＦＡの本数は３以上であってもよい。図４Ｉに示すように、第２部材５０Ｇは、流路ＦＰの内壁ＷＬに沿うように６つの板部材５０ＦＦが配置された構造を有する。６つの板部材５０ＦＦの各々は、軸部５０ＦＡによって、軸部５０ＦＡの周りに回転可能に支持されている。板部材５０ＦＦは、上流面５０Ｕと下流面５０Ｌとを有する。軸部５０ＦＡの周りに板部材５０ＦＦが回転することによって、羽根車２１に向けてシュラウド壁３１に沿う流体ＦＬのうち、上流面５０Ｕに向けて流れる流体ＦＬの流量よりも、下流面５０Ｌよりも下流側に向けて流れる流体ＦＬの流量を減少させるように構成されている。言い換えると、板部材５０ＦＦは、領域ＵＰを流れる流体ＦＬの流量ＱＵよりも、領域ＬＰを流れる流体ＦＬの流量ＱＬを減少させるように構成されている（ＱＵ＞ＱＬ）。つまり、下流面５０Ｌと羽根車入口２６との間の領域ＬＰにおける流体ＦＬの流量ＱＬを減少させるように構成されている。下流面５０Ｌと位置２６Ｐとの間の距離、すなわち、第１方向ＦＤにおける領域ＬＰの幅は、上述した流体ＦＬの還流の効果が得られるように適切に設定される。
【0116】
具体的に、軸部５０ＦＡの周りに板部材５０ＦＦが回転することによって、流体ＦＬが上流面５０Ｕに衝突する流量が増加する。これにより、上流面５０Ｕに向けて流れる流体ＦＬの流量よりも、下流面５０Ｌよりも下流側に向けて流れる流体ＦＬの流量を減少させることが可能である。
【0117】
また、言い換えると、板部材５０ＦＦは、６つの軸部５０ＦＡの各々の周りに回転することによって、流動面積５１を調整するように構成されている。
流体ＦＬの流動面積５１を調整することによって、流体ＦＬに発生する淀みの程度を調整することが可能である。
流体ＦＬの流動面積５１を調整することによって、流体ＦＬに発生する淀みの程度を調整することが可能である。
【0118】
＜第２部材の第８変形例＞
図４Ｊに示すように、第２部材５０Ｈは、第１方向ＦＤにおける第２部材５０Ｈと羽根車入口２６との間の距離ＤＴを調整可能である。図４Ｊにおいて、符号２６Ｐは、羽根車入口２６の位置を示している。符号Ｐ１は、第２部材５０Ｈが羽根車入口２６に最も近づいた第２部材５０Ｈの位置を示している。位置Ｐ１において、第２部材５０Ｈと羽根車入口２６との間の距離は、ＤＴ１である。符号Ｐ２は、第２部材５０Ｈが羽根車入口２６から最も離れた第２部材５０Ｈの位置を示している。位置Ｐ２において、第２部材５０Ｈと羽根車入口２６との間の距離は、ＤＴ２である。距離ＤＴ２は、距離ＤＴ１よりも大きい。
図４Ｊに示すように、第２部材５０Ｈは、第１方向ＦＤにおける第２部材５０Ｈと羽根車入口２６との間の距離ＤＴを調整可能である。図４Ｊにおいて、符号２６Ｐは、羽根車入口２６の位置を示している。符号Ｐ１は、第２部材５０Ｈが羽根車入口２６に最も近づいた第２部材５０Ｈの位置を示している。位置Ｐ１において、第２部材５０Ｈと羽根車入口２６との間の距離は、ＤＴ１である。符号Ｐ２は、第２部材５０Ｈが羽根車入口２６から最も離れた第２部材５０Ｈの位置を示している。位置Ｐ２において、第２部材５０Ｈと羽根車入口２６との間の距離は、ＤＴ２である。距離ＤＴ２は、距離ＤＴ１よりも大きい。
【0119】
第２部材５０と同様に、第２部材５０Ｈは、上流面５０Ｕと下流面５０Ｌとを有する。第２部材５０Ｈは、位置Ｐ１と位置Ｐ２との間に配置することが可能であり、第２部材５０Ｈが位置Ｐ１に配置された場合には、第２部材５０Ｈを羽根車入口２６に近づけることが可能である。これにより、羽根車２１に向けてシュラウド壁３１に沿う流体ＦＬのうち、上流面５０Ｕに向けて流れる流体ＦＬの流量よりも、下流面５０Ｌよりも下流側に向けて流れる流体ＦＬの流量を減少させるように構成されている。言い換えると、第２部材５０Ｈは、領域ＵＰを流れる流体ＦＬの流量ＱＵよりも、領域ＬＰを流れる流体ＦＬの流量ＱＬを減少させるように構成されている（ＱＵ＞ＱＬ）。つまり、下流面５０Ｌと羽根車入口２６との間の領域ＬＰにおける流体ＦＬの流量ＱＬを減少させるように構成されている。下流面５０Ｌと位置２６Ｐとの間の距離、すなわち、第１方向ＦＤにおける領域ＬＰの幅は、上述した流体ＦＬの還流の効果が得られるように適切に設定される。
【0120】
具体的に、第２部材５０Ｈを羽根車入口２６に近づけることによって、上流面５０Ｕに向けて流れる流体ＦＬの流量よりも、下流面５０Ｌよりも下流側に向けて流れる流体ＦＬの流量を減少させることが可能である。
【0121】
言い換えると、流体ＦＬの流れは、第２部材５０Ｈの配置に応じて変化する。第２部材５０Ｈを位置Ｐ１と位置Ｐ２との間で移動させることにより、流体ＦＬに発生する淀みの程度を調整することが可能である。
【0122】
＜駆動部の変形例＞
図１に示す例では、流体機械１０は、２つの駆動部として、第１駆動部Ｄ１及び第２駆動部Ｄ２を有する。流体機械１０は、１つの駆動部によって第１部材４０及び第２部材５０を移動させてもよい。
つまり、１つの駆動部は、第１部材４０及び第２部材５０に連結されており、シュラウド壁３１に対して第１部材４０を相対的に移動させ、かつ、シュラウド壁３１に対して第２部材５０を相対的に移動させるように構成されている。
この構成においては、１つの駆動部は、第１部材４０及び第２部材５０が互いに同期するように第１部材４０及び第２部材５０を移動させてもよい。
図１に示す例では、流体機械１０は、２つの駆動部として、第１駆動部Ｄ１及び第２駆動部Ｄ２を有する。流体機械１０は、１つの駆動部によって第１部材４０及び第２部材５０を移動させてもよい。
つまり、１つの駆動部は、第１部材４０及び第２部材５０に連結されており、シュラウド壁３１に対して第１部材４０を相対的に移動させ、かつ、シュラウド壁３１に対して第２部材５０を相対的に移動させるように構成されている。
この構成においては、１つの駆動部は、第１部材４０及び第２部材５０が互いに同期するように第１部材４０及び第２部材５０を移動させてもよい。
【0123】
＜第２実施形態＞
＜流体機械＞
上述した実施形態においては、流体機械１０が、流路ＦＰに対する突出量ＡＰを調整可能な第１部材４０と、シュラウド壁３１に沿う流体ＦＬの流れを調整可能な第２部材５０とを備える場合について説明した。
以下に述べる第２実施形態では、第２部材５０を用いずに、流体機械が第１部材のみを駆動させる場合を説明する。
ここで、図１～図２Ｂを参照して説明した同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。また、第１部材をシュラウド壁３１に対して相対的に移動させる駆動部の図示を省略している。
＜流体機械＞
上述した実施形態においては、流体機械１０が、流路ＦＰに対する突出量ＡＰを調整可能な第１部材４０と、シュラウド壁３１に沿う流体ＦＬの流れを調整可能な第２部材５０とを備える場合について説明した。
以下に述べる第２実施形態では、第２部材５０を用いずに、流体機械が第１部材のみを駆動させる場合を説明する。
ここで、図１～図２Ｂを参照して説明した同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。また、第１部材をシュラウド壁３１に対して相対的に移動させる駆動部の図示を省略している。
【0124】
第１実施形態と同様に、第２実施形態に係る流体機械は、回転構造体２０と、ケーシング３０と、流路ＦＰと、第１駆動部Ｄ１とを有する。
さらに、第２実施形態に係る流体機械は、第１実施形態に係る第１部材４０に代えて、第１部材６０Ａを有する。
さらに、第２実施形態に係る流体機械は、第１実施形態に係る第１部材４０に代えて、第１部材６０Ａを有する。
【0125】
＜第１部材＞
第１部材６０Ａは、第１部材４０と概ね同様の構成を有する。その一方、第１部材６０Ａは、第１部材が突起部を有する点で、第１部材４０とは異なる。
図５Ａに示すように、第１部材６０Ａは、突起部６１と、基部６２と、を有する。
基部６２は、第１部材６０Ａが延在する延在方向に延びる。本実施形態において、第１部材６０Ａが延在する延在方向は、軸方向ＡＤに相当する。なお、第１部材６０Ａの延在方向は、軸方向ＡＤに傾斜する方向であってもよい。
第１部材６０Ａは、第１部材４０と概ね同様の構成を有する。その一方、第１部材６０Ａは、第１部材が突起部を有する点で、第１部材４０とは異なる。
図５Ａに示すように、第１部材６０Ａは、突起部６１と、基部６２と、を有する。
基部６２は、第１部材６０Ａが延在する延在方向に延びる。本実施形態において、第１部材６０Ａが延在する延在方向は、軸方向ＡＤに相当する。なお、第１部材６０Ａの延在方向は、軸方向ＡＤに傾斜する方向であってもよい。
【0126】
突起部６１は、第１方向ＦＤにおける上流側に向けて突出するように基部６２に設けられている。突起部６１は、主板側壁３２に対向する第１延在部６３を有する。第１延在部６３は、基部６２の一部に設けられており、基部６２から羽根車２１に向けて延在する。第１延在部６３は、第１方向ＦＤに平行な方向に延在している。第１延在部６３は、第１部材６０Ａのうち最も先端に位置する先端部６０Ｘを有する。先端部６０Ｘは、上述した先端部４１に対応する部位である。
【0127】
第１部材６０Ａは、第１延在部６３に対向する第２延在部６４を有する。基部６２は、シュラウド壁３１に収容される収容領域６５を有する。第２延在部６４は、基部６２の収容領域６５に設けられている。シュラウド壁３１に設けられた第１部材収容溝３５は、第１方向ＦＤにおける第２延在部６４の長さに相当する幅を有する。これにより、突出量ＡＰの調整に伴って、第１部材収容溝３５は、第２延在部６４を収容することが可能である。
【0128】
＜作用効果＞
次に、第２実施形態に係る流体機械の作用効果を説明する。
第２実施形態に係る流体機械において、回転構造体２０が回転することで複数の羽根板２５が流体ＦＬを押し出し、ケーシング３０の入口３３から出口３４に向けて流体ＦＬが流路ＦＰを流動する。この状態で、第１部材６０Ａが移動し、図２Ａ及び図２Ｂを参照して説明したように、流路ＦＰに対する第１部材６０Ａの突出量ＡＰが調整される。
次に、第２実施形態に係る流体機械の作用効果を説明する。
第２実施形態に係る流体機械において、回転構造体２０が回転することで複数の羽根板２５が流体ＦＬを押し出し、ケーシング３０の入口３３から出口３４に向けて流体ＦＬが流路ＦＰを流動する。この状態で、第１部材６０Ａが移動し、図２Ａ及び図２Ｂを参照して説明したように、流路ＦＰに対する第１部材６０Ａの突出量ＡＰが調整される。
【0129】
図２Ａ及び図２Ｂに示すように、突出量ＡＰの調整によって、第１部材６０Ａの先端部６０Ｘが最小位置Ｐ０から中間位置ＰＭへ移動することが可能であり、また、第１部材６０Ａの先端部６０Ｘが最小位置Ｐ０から最大位置ＰＸへ移動することが可能である。
この場合、第２領域Ｒ２において第１方向ＦＤに向けて流れる流体ＦＬは、第１部材６０Ａに衝突する。第１部材６０Ａに衝突した流体ＦＬは、第３領域Ｒ３において第２方向ＳＤに向けて流れる。第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３において流体ＦＬの還流が生じる。これにより、流体機械の流量を減少させることができる。
特に、第１部材６０Ａは、基部６２、第１延在部６３、及び第２延在部６４を有しているため、基部６２、第１延在部６３、及び第２延在部６４で囲まれた領域に流体ＦＬが流れ込むことで、流体ＦＬの還流の発生を促進させることができる。
この場合、第２領域Ｒ２において第１方向ＦＤに向けて流れる流体ＦＬは、第１部材６０Ａに衝突する。第１部材６０Ａに衝突した流体ＦＬは、第３領域Ｒ３において第２方向ＳＤに向けて流れる。第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３において流体ＦＬの還流が生じる。これにより、流体機械の流量を減少させることができる。
特に、第１部材６０Ａは、基部６２、第１延在部６３、及び第２延在部６４を有しているため、基部６２、第１延在部６３、及び第２延在部６４で囲まれた領域に流体ＦＬが流れ込むことで、流体ＦＬの還流の発生を促進させることができる。
【0130】
また、突出量ＡＰの調整によって、第１部材６０Ａの先端部６０Ｘが中間位置ＰＭから最小位置Ｐ０へ移動することが可能であり、また、第１部材６０Ａの先端部６０Ｘが最大位置ＰＸから最小位置Ｐ０へ移動することが可能である。
この場合、第１部材６０Ａによる流体ＦＬの圧縮状態が急激に解消され、第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３における流体ＦＬの還流が速やかに無くなり、還流していた流体ＦＬの流量が出口３４から速やかに吐出され、入口３３から流体ＦＬが新たに速やかに吸い込まれる。すなわち、流体ＦＬの流量を速やかに増加させることができる。
この場合、第１部材６０Ａによる流体ＦＬの圧縮状態が急激に解消され、第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３における流体ＦＬの還流が速やかに無くなり、還流していた流体ＦＬの流量が出口３４から速やかに吐出され、入口３３から流体ＦＬが新たに速やかに吸い込まれる。すなわち、流体ＦＬの流量を速やかに増加させることができる。
【0131】
【0132】
＜第１部材の第１変形例＞
図５Ｂに示す第１部材６０Ｂは、第２延在部６４を備えていない点で、第１部材６０Ａとは異なっている。つまり、第１部材６０Ｂは、第１延在部６３と基部６２とを有する。図５Ｂに示す例では、ケーシング３０は、シュラウド壁３１に設けられた収容部３７を有する。収容部３７は、第１延在部６３に応じた形状を有している。先端部６０Ｘが最小位置Ｐ０に配置された場合、収容部３７は、第１延在部６３を収容するように構成されている。
このような構成において、流路ＦＰに対する第１部材６０Ｂの突出量ＡＰが調整される。第１部材６０Ｂにおいては、第１部材６０Ａと同様又は類似の効果を得ることができる。
図５Ｂに示す第１部材６０Ｂは、第２延在部６４を備えていない点で、第１部材６０Ａとは異なっている。つまり、第１部材６０Ｂは、第１延在部６３と基部６２とを有する。図５Ｂに示す例では、ケーシング３０は、シュラウド壁３１に設けられた収容部３７を有する。収容部３７は、第１延在部６３に応じた形状を有している。先端部６０Ｘが最小位置Ｐ０に配置された場合、収容部３７は、第１延在部６３を収容するように構成されている。
このような構成において、流路ＦＰに対する第１部材６０Ｂの突出量ＡＰが調整される。第１部材６０Ｂにおいては、第１部材６０Ａと同様又は類似の効果を得ることができる。
【0133】
＜第１部材の第２変形例＞
図５Ｃに示す第１部材６０Ｃは、第１方向ＦＤに傾斜する方向に延在する点で、第１部材６０Ｂとは異なっている。
突起部６１の第１延在部６３は、第１方向ＦＤにおける上流側に向けて突出している。
このような構成においても、流路ＦＰに対する第１部材６０Ｃの突出量ＡＰが調整される。第１部材６０Ｃにおいては、第１部材６０Ａと同様又は類似の効果を得ることができる。
図５Ｃに示す第１部材６０Ｃは、第１方向ＦＤに傾斜する方向に延在する点で、第１部材６０Ｂとは異なっている。
突起部６１の第１延在部６３は、第１方向ＦＤにおける上流側に向けて突出している。
このような構成においても、流路ＦＰに対する第１部材６０Ｃの突出量ＡＰが調整される。第１部材６０Ｃにおいては、第１部材６０Ａと同様又は類似の効果を得ることができる。
【0134】
＜第１部材の第３変形例＞
図５Ｄに示す第１部材６０Ｄは、基部６２の構造の点で、第１部材６０Ａとは異なっている。
基部６２は、第１基部６２Ｆと第２基部６２Ｓとを有する。第１基部６２Ｆは、先端部６０Ｘが最小位置Ｐ０、中間位置ＰＭ、及び最大位置ＰＸの各々に配置された場合であっても、第１部材収容溝３５に位置する。第２基部６２Ｓは、第１基部６２Ｆと第１延在部６３との間に設けられた部位である。第２基部６２Ｓは、第１方向ＦＤにおける上流側に向かう傾斜面を有する。第１延在部６３は、第２基部６２Ｓの傾斜面に接続されている。
このような構成においても、流路ＦＰに対する第１部材６０Ｄの突出量ＡＰが調整される。第１部材６０Ｄにおいては、第１部材６０Ａと同様又は類似の効果を得ることができる。
図５Ｄに示す第１部材６０Ｄは、基部６２の構造の点で、第１部材６０Ａとは異なっている。
基部６２は、第１基部６２Ｆと第２基部６２Ｓとを有する。第１基部６２Ｆは、先端部６０Ｘが最小位置Ｐ０、中間位置ＰＭ、及び最大位置ＰＸの各々に配置された場合であっても、第１部材収容溝３５に位置する。第２基部６２Ｓは、第１基部６２Ｆと第１延在部６３との間に設けられた部位である。第２基部６２Ｓは、第１方向ＦＤにおける上流側に向かう傾斜面を有する。第１延在部６３は、第２基部６２Ｓの傾斜面に接続されている。
このような構成においても、流路ＦＰに対する第１部材６０Ｄの突出量ＡＰが調整される。第１部材６０Ｄにおいては、第１部材６０Ａと同様又は類似の効果を得ることができる。
【0135】
＜第１部材の第４変形例＞
図５Ｅに示す第１部材６０Ｅは、突起部６１及び基部６２の構造の点で、第１部材６０Ａとは異なっている。
第１部材６０Ｅは、第１部材６０Ａと同様に、基部６２を有する。基部６２は、羽根車２１に対向する基部上流面６２Ｕを有する。突起部６１は、基部上流面６２Ｕに設けられた窪み部６２Ｒを有する。窪み部６２Ｒは、底部６２Ｂと、底部６２Ｂを挟む２つの傾斜面６２Ｋを有している。底部６２Ｂは、窪み部６２Ｒを形成する部位のうち、第１方向ＦＤにおいて基部上流面６２Ｕから最も離れた部位である。断面形状に関し、底部６２Ｂ及び２つの傾斜面６２Ｋは、角部を形成している。傾斜面６２Ｋは、突起部６１に相当する。つまり、底部６２Ｂの周囲に突起部６１が形成されている。言い換えると、突起部６１は、窪み部６２Ｒの一部を形成している。
図５Ｅに示す第１部材６０Ｅは、突起部６１及び基部６２の構造の点で、第１部材６０Ａとは異なっている。
第１部材６０Ｅは、第１部材６０Ａと同様に、基部６２を有する。基部６２は、羽根車２１に対向する基部上流面６２Ｕを有する。突起部６１は、基部上流面６２Ｕに設けられた窪み部６２Ｒを有する。窪み部６２Ｒは、底部６２Ｂと、底部６２Ｂを挟む２つの傾斜面６２Ｋを有している。底部６２Ｂは、窪み部６２Ｒを形成する部位のうち、第１方向ＦＤにおいて基部上流面６２Ｕから最も離れた部位である。断面形状に関し、底部６２Ｂ及び２つの傾斜面６２Ｋは、角部を形成している。傾斜面６２Ｋは、突起部６１に相当する。つまり、底部６２Ｂの周囲に突起部６１が形成されている。言い換えると、突起部６１は、窪み部６２Ｒの一部を形成している。
【0136】
このような窪み部６２Ｒを有する第１部材６０Ｅにおいても、突出量ＡＰが調整され、第１部材６０Ａと同様の作用が得られる。
具体的に、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、突出量ＡＰの調整によって、第１部材６０Ｅの先端部６０Ｘが最小位置Ｐ０から中間位置ＰＭへ移動することが可能であり、また、第１部材６０Ｅの先端部６０Ｘが最小位置Ｐ０から最大位置ＰＸへ移動することが可能である。
この場合、第２領域Ｒ２において第１方向ＦＤに向けて流れる流体ＦＬは、第１部材６０Ｅに衝突することで第２方向ＳＤに向けて流れ、第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３において流体ＦＬの還流が生じる。これにより、流体機械の流量を減少させることができる。
特に、第１部材６０Ｅは、基部６２に設けられた窪み部６２Ｒを有しているため、窪み部６２Ｒに流体ＦＬが流れ込むことで、流体ＦＬの還流の発生を促進させることができる。
具体的に、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、突出量ＡＰの調整によって、第１部材６０Ｅの先端部６０Ｘが最小位置Ｐ０から中間位置ＰＭへ移動することが可能であり、また、第１部材６０Ｅの先端部６０Ｘが最小位置Ｐ０から最大位置ＰＸへ移動することが可能である。
この場合、第２領域Ｒ２において第１方向ＦＤに向けて流れる流体ＦＬは、第１部材６０Ｅに衝突することで第２方向ＳＤに向けて流れ、第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３において流体ＦＬの還流が生じる。これにより、流体機械の流量を減少させることができる。
特に、第１部材６０Ｅは、基部６２に設けられた窪み部６２Ｒを有しているため、窪み部６２Ｒに流体ＦＬが流れ込むことで、流体ＦＬの還流の発生を促進させることができる。
【0137】
また、突出量ＡＰの調整によって、第１部材６０Ｅの先端部６０Ｘが中間位置ＰＭから最小位置Ｐ０へ移動することが可能であり、また、第１部材６０Ｅの先端部６０Ｘが最大位置ＰＸから最小位置Ｐ０へ移動することが可能である。
この場合、第１部材６０Ｅによる流体ＦＬの圧縮状態が急激に解消され、第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３における流体ＦＬの還流が速やかに無くなる。すなわち、流体ＦＬの流量を速やかに増加させることができる。
この場合、第１部材６０Ｅによる流体ＦＬの圧縮状態が急激に解消され、第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３における流体ＦＬの還流が速やかに無くなる。すなわち、流体ＦＬの流量を速やかに増加させることができる。
【0138】
＜第１部材の第５変形例＞
図５Ｆに示す第１部材６０Ｆは、窪み部６２Ｒの断面形状の点で、第１部材６０Ｅとは異なっている。
具体的に、窪み部６２Ｒは、底部６２Ｂと、底部６２Ｂの周囲に位置する曲面６２Ｃを有している。断面形状に関し、底部６２Ｂ及び曲面６２Ｃは、曲部を形成している。曲面６２Ｃは、突起部６１に相当する。つまり、底部６２Ｂの周囲に突起部６１が形成されている。言い換えると、突起部６１は、窪み部６２Ｒの一部を形成している。
このような構成においても、流路ＦＰに対する第１部材６０Ｃの突出量ＡＰが調整される。第１部材６０Ｆにおいても、第１部材６０Ｅと同様又は類似の効果を得ることができる。
図５Ｆに示す第１部材６０Ｆは、窪み部６２Ｒの断面形状の点で、第１部材６０Ｅとは異なっている。
具体的に、窪み部６２Ｒは、底部６２Ｂと、底部６２Ｂの周囲に位置する曲面６２Ｃを有している。断面形状に関し、底部６２Ｂ及び曲面６２Ｃは、曲部を形成している。曲面６２Ｃは、突起部６１に相当する。つまり、底部６２Ｂの周囲に突起部６１が形成されている。言い換えると、突起部６１は、窪み部６２Ｒの一部を形成している。
このような構成においても、流路ＦＰに対する第１部材６０Ｃの突出量ＡＰが調整される。第１部材６０Ｆにおいても、第１部材６０Ｅと同様又は類似の効果を得ることができる。
【0139】
＜第１部材の第６変形例＞
図５Ｇに示す第１部材６０Ｇ及び図５Ｈに示す第１部材６０Ｈの各々は、窪み部６２Ｒの大きさの点で、第１部材６０Ｆとは異なっている。
第１部材６０Ｇの窪み部６２Ｒの深さＤＰは、第１方向ＦＤにおいて第１部材６０Ｆの窪み部６２Ｒの深さよりも大きい。第１部材６０Ｈの窪み部６２Ｒの幅ＷＤは、径方向ＲＤにおいて第１部材６０Ｆの窪み部６２Ｒの幅よりも広い。
第１部材６０Ｇ及び第１部材６０Ｈの各々に示すように、窪み部６２Ｒの深さＤＰや幅ＷＤを自在に変更可能である。このような構成においても、第１部材６０Ｅと同様又は類似の効果を得ることができる。
図５Ｇに示す第１部材６０Ｇ及び図５Ｈに示す第１部材６０Ｈの各々は、窪み部６２Ｒの大きさの点で、第１部材６０Ｆとは異なっている。
第１部材６０Ｇの窪み部６２Ｒの深さＤＰは、第１方向ＦＤにおいて第１部材６０Ｆの窪み部６２Ｒの深さよりも大きい。第１部材６０Ｈの窪み部６２Ｒの幅ＷＤは、径方向ＲＤにおいて第１部材６０Ｆの窪み部６２Ｒの幅よりも広い。
第１部材６０Ｇ及び第１部材６０Ｈの各々に示すように、窪み部６２Ｒの深さＤＰや幅ＷＤを自在に変更可能である。このような構成においても、第１部材６０Ｅと同様又は類似の効果を得ることができる。
【0140】
＜第１部材の第７変形例＞
図５Ｉに示す第１部材６０Ｉは、基部６２に貫通孔が設けられている点で、第１部材６０Ｆとは異なっている。図５Ｉに示す第１部材６０Ｉにおいては、突起部６１及び窪み部６２Ｒが省略されている。以下に説明する第７変形例を、突起部６１又は窪み部６２Ｒを有する第１部材に適用することができる。
図５Ｉに示す第１部材６０Ｉは、基部６２に貫通孔が設けられている点で、第１部材６０Ｆとは異なっている。図５Ｉに示す第１部材６０Ｉにおいては、突起部６１及び窪み部６２Ｒが省略されている。以下に説明する第７変形例を、突起部６１又は窪み部６２Ｒを有する第１部材に適用することができる。
【0141】
第１部材６０Ｉにおいて、基部６２は、羽根車２１に対向する基部上流面６２Ｕと、基部上流面６２Ｕとは反対側にある基部下流面６２Ｄとを有する。さらに、基部６２は、基部上流面６２Ｕから基部下流面６２Ｄに向けて延びるように基部６２に設けられた貫通孔６２Ｐを有する。言い換えると、貫通孔６２Ｐは、基部上流面６２Ｕに開口する開口部と、基部下流面６２Ｄに開口する開口部とを有する。
なお、図５Ｉに示す第１部材６０Ｉにおいては、１つの貫通孔６２Ｐのみが示されているが、第１部材６０Ｉの全体に、複数の貫通孔６２Ｐが設けられている。
なお、図５Ｉに示す第１部材６０Ｉにおいては、１つの貫通孔６２Ｐのみが示されているが、第１部材６０Ｉの全体に、複数の貫通孔６２Ｐが設けられている。
【0142】
＜作用効果＞
次に、第１部材６０Ｉを備える流体機械の作用効果を説明する。
流体機械において、回転構造体２０が回転することで複数の羽根板２５が流体ＦＬを押し出し、ケーシング３０の入口３３から出口３４に向けて流体ＦＬが流路ＦＰを流動する。この状態で、貫通孔６２Ｐを有する第１部材６０Ｉが移動し、図２Ａ及び図２Ｂを参照して説明したように、流路ＦＰに対する第１部材６０Ｉの突出量ＡＰが調整される。
次に、第１部材６０Ｉを備える流体機械の作用効果を説明する。
流体機械において、回転構造体２０が回転することで複数の羽根板２５が流体ＦＬを押し出し、ケーシング３０の入口３３から出口３４に向けて流体ＦＬが流路ＦＰを流動する。この状態で、貫通孔６２Ｐを有する第１部材６０Ｉが移動し、図２Ａ及び図２Ｂを参照して説明したように、流路ＦＰに対する第１部材６０Ｉの突出量ＡＰが調整される。
【0143】
図２Ａ及び図２Ｂに示すように、突出量ＡＰの調整によって、第１部材６０Ｉの先端部６０Ｘが最小位置Ｐ０から中間位置ＰＭへ移動することが可能であり、また、第１部材６０Ｉの先端部６０Ｘが最小位置Ｐ０から最大位置ＰＸへ移動することが可能である。
この場合、第２領域Ｒ２において第１方向ＦＤに向けて流れる流体ＦＬは、第１部材６０Ｉに衝突することで第２方向ＳＤに向けて流れ、第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３において流体ＦＬの還流が生じる。これにより、流体機械の流量を減少させることができる。
この場合、第２領域Ｒ２において第１方向ＦＤに向けて流れる流体ＦＬは、第１部材６０Ｉに衝突することで第２方向ＳＤに向けて流れ、第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３において流体ＦＬの還流が生じる。これにより、流体機械の流量を減少させることができる。
【0144】
ここで、基部下流面６２Ｄは、基部上流面６２Ｕよりも径方向ＲＤの外側にある。このため、角運動量保存則により、第１部材６０Ｉに衝突せずに第１方向ＦＤに流れる流体ＦＬの速度は、径方向ＲＤの外側に向かって減少する。また、第１部材６０Ｉに衝突せずに第１方向ＦＤに流れる流体ＦＬの圧力は、径方向ＲＤの外側に向かって高くなる。基部下流面６２Ｄは、基部上流面６２Ｕよりも径方向ＲＤの外側にある。このため、基部上流面６２Ｕにおける圧力よりも、基部下流面６２Ｄにおける圧力が高い。
【0145】
第１部材６０Ｉは、貫通孔６２Ｐを有するため、流路ＦＰを流れる流体ＦＬの一部は、第２方向ＳＤに向けて貫通孔６２Ｐを流れる。貫通孔６２Ｐを流れた流体ＦＬは、基部上流面６２Ｕに達し、第２領域Ｒ２に流れる流体ＦＬに合流する。つまり、第２方向ＳＤに向けて貫通孔６２Ｐを流れた流体ＦＬと、第１方向ＦＤに向けて第２領域Ｒ２に流れる流体ＦＬとが合流する。これにより、基部上流面６２Ｕにおいて合流流体が生じる。合流流体は、第３領域Ｒ３における流体ＦＬの流れを加速させる。
このため、貫通孔６２Ｐを有する第１部材６０Ｉを用いることで、合流流体が発生し、第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３における流体ＦＬの還流の発生を促進させることができる。
このため、貫通孔６２Ｐを有する第１部材６０Ｉを用いることで、合流流体が発生し、第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３における流体ＦＬの還流の発生を促進させることができる。
【0146】
＜第１部材の第８変形例＞
図５Ｊに示す第１部材６０Ｊは、基部６２に設けられた貫通孔６２Ｐが径方向ＲＤに対して傾斜している点で、第１部材６０Ｉとは異なっている。
図５Ｊに示すように、基部６２には、周方向ＣＤにおいて複数の貫通孔６２Ｐが設けられている。複数の貫通孔６２Ｐは、例えば、周方向ＣＤにおいて等間隔で設けられている。複数の貫通孔６２Ｐの各々は、径方向ＲＤに対して傾斜するように延在している。
このような構成においても、第１部材６０Ｉと同様又は類似の効果を得ることができる。
図５Ｊに示す第１部材６０Ｊは、基部６２に設けられた貫通孔６２Ｐが径方向ＲＤに対して傾斜している点で、第１部材６０Ｉとは異なっている。
図５Ｊに示すように、基部６２には、周方向ＣＤにおいて複数の貫通孔６２Ｐが設けられている。複数の貫通孔６２Ｐは、例えば、周方向ＣＤにおいて等間隔で設けられている。複数の貫通孔６２Ｐの各々は、径方向ＲＤに対して傾斜するように延在している。
このような構成においても、第１部材６０Ｉと同様又は類似の効果を得ることができる。
【0147】
＜第２実施形態の変形例＞
上述した第２実施形態及び第１部材の変形例においては、第１部材６０Ａ～６０Ｊが第２実施形態に係る流体機械に適用される場合を説明した。第１部材６０Ａ～６０Ｊは、第１実施形態に係る流体機械１０に適用することも可能である。この場合、第１部材６０Ａ～６０Ｊのうちの一つと、第２部材５０とを協働させることができる。また、第１部材６０Ａ～６０Ｊのうちの一つと、第１実施形態の変形例で説明した第２部材５０Ａ～５０Ｇのうちの一つとを協働させることができる。
上述した第２実施形態及び第１部材の変形例においては、第１部材６０Ａ～６０Ｊが第２実施形態に係る流体機械に適用される場合を説明した。第１部材６０Ａ～６０Ｊは、第１実施形態に係る流体機械１０に適用することも可能である。この場合、第１部材６０Ａ～６０Ｊのうちの一つと、第２部材５０とを協働させることができる。また、第１部材６０Ａ～６０Ｊのうちの一つと、第１実施形態の変形例で説明した第２部材５０Ａ～５０Ｇのうちの一つとを協働させることができる。
【0148】
＜第３実施形態＞
＜羽根板＞
次に、第３実施形態に係る羽根板２５について説明する。以下の説明では、複数の羽根板２５のうちの１つの羽根板２５について説明する。
ここで、図１～図２Ｂを参照して説明した同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。図６Ａ及び図６Ｂにおいては、流体機械を構成する構成要素のうち、羽根車及び羽根板以外の構成要素は省略されている。
＜羽根板＞
次に、第３実施形態に係る羽根板２５について説明する。以下の説明では、複数の羽根板２５のうちの１つの羽根板２５について説明する。
ここで、図１～図２Ｂを参照して説明した同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。図６Ａ及び図６Ｂにおいては、流体機械を構成する構成要素のうち、羽根車及び羽根板以外の構成要素は省略されている。
【0149】
図６Ａは、一般的な羽根板１２５、一般的な羽根主板１２４、及び一般的な羽根車出口１２７を示している。
また、図６Ａは、羽根車出口１２７に位置する羽根板１２５の先端部分における速度ベクトルである速度三角形が示されている。符号Ｗ２は、羽根車に対する流体の相対的な速度（相対速度）を意味する。符号Ｕ２は、羽根主板１２４の周速を意味する。符号Ｃ２は、相対速度Ｗ２と、周速Ｕ２を足し合わせることで得られるベクトル和である。ベクトル和は、流出した流体ＦＬの絶対速度である。速度三角形を参照した説明は、後述する。
また、図６Ａは、羽根車出口１２７に位置する羽根板１２５の先端部分における速度ベクトルである速度三角形が示されている。符号Ｗ２は、羽根車に対する流体の相対的な速度（相対速度）を意味する。符号Ｕ２は、羽根主板１２４の周速を意味する。符号Ｃ２は、相対速度Ｗ２と、周速Ｕ２を足し合わせることで得られるベクトル和である。ベクトル和は、流出した流体ＦＬの絶対速度である。速度三角形を参照した説明は、後述する。
【0150】
図６Ａに示すように、羽根板１２５は、羽根主板１２４の中心から羽根車出口１２７に向けて延びている。ここで、径方向ＲＤに平行な軸線ＡＸに対して、羽根車出口１２７での羽根板１２５の角度を符号Ｂで定義する。言い換えると、羽根車出口１２７での羽根板１２５は、角度Ｂで、径方向ＲＤに平行な軸線ＡＸに傾斜している。
角度Ｂの値の正負に関し、軸線ＡＸを基準とした場合、羽根車２１の回転方向＋Ｒにおける角度Ｂは正の値（＋Ｂ）と定義し、これに対し、回転方向＋Ｒとは反対の逆方向－Ｒにおける角度Ｂは負の値（－Ｂ）と定義する。このように羽根板１２５の角度を定義したとき、一般的な圧縮機やポンプの羽根車では羽根板１２５の角度は、負の値又は０となる。特に、羽根車入口２６における羽根板１２５の角度は、負の値である。
その理由は、次の通りである。
羽根車に流入する流体の流れは、通常、軸方向ＡＤに平行で周方向ＣＤの成分を持たない。このため、回転（図６Ａでは右周り、回転方向＋Ｒ）していて周方向ＣＤの速度を持つ羽根板１２５に対して、周方向ＣＤと逆方向の相対速度を有する流体が流入する。このような流体が無衝突で羽根板１２５に流入するように、羽根板１２５の入口を周方向ＣＤに傾ける必要がある。
角度Ｂの値の正負に関し、軸線ＡＸを基準とした場合、羽根車２１の回転方向＋Ｒにおける角度Ｂは正の値（＋Ｂ）と定義し、これに対し、回転方向＋Ｒとは反対の逆方向－Ｒにおける角度Ｂは負の値（－Ｂ）と定義する。このように羽根板１２５の角度を定義したとき、一般的な圧縮機やポンプの羽根車では羽根板１２５の角度は、負の値又は０となる。特に、羽根車入口２６における羽根板１２５の角度は、負の値である。
その理由は、次の通りである。
羽根車に流入する流体の流れは、通常、軸方向ＡＤに平行で周方向ＣＤの成分を持たない。このため、回転（図６Ａでは右周り、回転方向＋Ｒ）していて周方向ＣＤの速度を持つ羽根板１２５に対して、周方向ＣＤと逆方向の相対速度を有する流体が流入する。このような流体が無衝突で羽根板１２５に流入するように、羽根板１２５の入口を周方向ＣＤに傾ける必要がある。
【0151】
次に、図６Ｂを参照して、本実施形態を説明する。
図６Ｂに示すように、羽根車２１とシュラウド壁３１との間における流路ＦＰには、第１部材の突出量ＡＰに応じて、上述した第１領域Ｒ１、第２領域Ｒ２、及び第３領域Ｒ３が生じる。このため、羽根板２５においても、第１領域Ｒ１、第２領域Ｒ２、及び第３領域Ｒ３が生じる。言い換えると、軸方向ＡＤにおける羽根板２５の高さＺに応じて、第１領域Ｒ１、第２領域Ｒ２、及び第３領域Ｒ３が生じる。なお、図６Ｂにおいて、符号Ｚ０は、羽根板２５の高さがゼロの場合を意味しており、羽根主板２４の表面の位置を示している。羽根板２５の高さが位置Ｚ０から増加するにしたがって、羽根板２５には、第１領域Ｒ１、第２領域Ｒ２、及び第３領域Ｒ３が順に生じる。
図６Ｂに示すように、羽根車２１とシュラウド壁３１との間における流路ＦＰには、第１部材の突出量ＡＰに応じて、上述した第１領域Ｒ１、第２領域Ｒ２、及び第３領域Ｒ３が生じる。このため、羽根板２５においても、第１領域Ｒ１、第２領域Ｒ２、及び第３領域Ｒ３が生じる。言い換えると、軸方向ＡＤにおける羽根板２５の高さＺに応じて、第１領域Ｒ１、第２領域Ｒ２、及び第３領域Ｒ３が生じる。なお、図６Ｂにおいて、符号Ｚ０は、羽根板２５の高さがゼロの場合を意味しており、羽根主板２４の表面の位置を示している。羽根板２５の高さが位置Ｚ０から増加するにしたがって、羽根板２５には、第１領域Ｒ１、第２領域Ｒ２、及び第３領域Ｒ３が順に生じる。
【0152】
図６Ｃに示すグラフにおいて、Ｂは図６Ａで説明した羽根車出口２７の近傍での羽根板２５の角度を意味しており、Ｚは図６Ｂで説明した軸方向ＡＤにおける羽根板２５の高さを意味している。
符号ＳＬ１に示す実線は、羽根板２５の形状の一例を示している。
実線ＳＬ１に示すように、羽根板２５の高さが位置Ｚ１よりも相当低い位置では、羽根板２５の角度Ｂは、負の値である。
羽根板２５の高さが増加するにしたがって、羽根板２５の角度Ｂの値は増加し、角度Ｂの値は、負の値から正の値に変わる。
さらに、羽根板２５の高さの増加に伴って、羽根板２５の角度Ｂの値は増加し、羽根板２５の高さが位置Ｚ１に達すると、角度Ｂの値は、最も高い正の値となる。
ここで、位置Ｚ１は、図６Ｂに示す羽根板２５における第２領域Ｒ２に相当する。
次に、羽根板２５の高さの増加に伴って、羽根板２５の角度Ｂの値は減少し始め、角度Ｂの値は、正の値から負の値に変わる。
さらに、羽根板２５の高さの増加に伴って、羽根板２５の角度Ｂの値は減少し、羽根板２５の高さが位置Ｚ２に達すると、角度Ｂの値は、負の値となる。
ここで、位置Ｚ２は、図６Ｂに示す羽根板２５における第３領域Ｒ３に相当する。
符号ＳＬ１に示す実線は、羽根板２５の形状の一例を示している。
実線ＳＬ１に示すように、羽根板２５の高さが位置Ｚ１よりも相当低い位置では、羽根板２５の角度Ｂは、負の値である。
羽根板２５の高さが増加するにしたがって、羽根板２５の角度Ｂの値は増加し、角度Ｂの値は、負の値から正の値に変わる。
さらに、羽根板２５の高さの増加に伴って、羽根板２５の角度Ｂの値は増加し、羽根板２５の高さが位置Ｚ１に達すると、角度Ｂの値は、最も高い正の値となる。
ここで、位置Ｚ１は、図６Ｂに示す羽根板２５における第２領域Ｒ２に相当する。
次に、羽根板２５の高さの増加に伴って、羽根板２５の角度Ｂの値は減少し始め、角度Ｂの値は、正の値から負の値に変わる。
さらに、羽根板２５の高さの増加に伴って、羽根板２５の角度Ｂの値は減少し、羽根板２５の高さが位置Ｚ２に達すると、角度Ｂの値は、負の値となる。
ここで、位置Ｚ２は、図６Ｂに示す羽根板２５における第３領域Ｒ３に相当する。
【0153】
本実施形態においては、羽根板２５の高さが位置Ｚ１にある場合における角度Ｂの値は正の値となっているが、角度Ｂの値は０度でもよい。また、羽根板２５の高さが位置Ｚ２にある場合における角度Ｂの値は負の値となっているが、角度Ｂの値は０度でもよい。点の間における角度の分布も上述した実施形態に限定されない。
【0154】
すなわち、羽根車出口２７の近傍での第２領域Ｒ２における羽根板２５の角度Ｂに関し、羽根板２５の角度Ｂを羽根車２１の径方向ＲＤに対して０度とし、かつ、羽根板２５の角度Ｂを羽根車２１の回転方向＋Ｒに対して正の値とした場合、羽根板２５の角度Ｂの最大値は、０度又は正の値である。
特に、羽根板２５の角度Ｂに関する上記条件は、第１部材４０の先端部４１が最大位置ＰＸに配置された場合において、より好ましい。
特に、羽根板２５の角度Ｂに関する上記条件は、第１部材４０の先端部４１が最大位置ＰＸに配置された場合において、より好ましい。
【0155】
また、羽根車出口２７での第３領域Ｒ３における羽根板２５の角度Ｂに関し、羽根板２５の角度Ｂを羽根車２１の径方向ＲＤに対して０度とし、かつ、羽根板２５の角度Ｂを羽根車２１の回転方向＋Ｒに対して正の値とした場合、羽根板２５の角度Ｂの最小値は、０度又は負の値である。
特に、羽根板２５の角度Ｂに関する上記条件は、第１部材４０の先端部４１が最大位置ＰＸに配置された場合において、より好ましい。
特に、羽根板２５の角度Ｂに関する上記条件は、第１部材４０の先端部４１が最大位置ＰＸに配置された場合において、より好ましい。
【0156】
＜作用効果＞
図７Ａ～図７Ｄを参照して、本実施形態の作用効果を説明する。
図７Ａ～図７Ｄに示す速度三角形は、流体機械において第１部材４０がシュラウド壁３１から突出した場合において、羽根車２１の第２領域Ｒ２から流出した流体ＦＬが、第１部材４０に衝突して羽根車２１の第３領域Ｒ３に流入する際の流体ＦＬと羽根車２１の外周の速度（周速）の関係を示している。
図７Ａ～図７Ｄを参照して、本実施形態の作用効果を説明する。
図７Ａ～図７Ｄに示す速度三角形は、流体機械において第１部材４０がシュラウド壁３１から突出した場合において、羽根車２１の第２領域Ｒ２から流出した流体ＦＬが、第１部材４０に衝突して羽根車２１の第３領域Ｒ３に流入する際の流体ＦＬと羽根車２１の外周の速度（周速）の関係を示している。
【0157】
図７Ａは、本実施形態に係る羽根車２１において羽根車出口２７の第２領域Ｒ２から流体ＦＬが流出する際の速度三角形を示す。
符号Ｕ２は、羽根車出口２７における回転方向における速度（周速）である。
符号Ｗ２は、流体ＦＬが羽根車２１から流出する速度であり、羽根車２１に対する流体ＦＬの相対速度である。本実施形態に係る羽根車２１では、羽根車出口２７の近傍で羽根板２５の第２領域Ｒ２における角度Ｂの最大値が正の値である。このため、相対速度Ｗ２は、角度Ｂが正の値となる方向に向くベクトルを有する。
符号Ｃ２は、相対速度Ｗ２と周速Ｕ２とのベクトル和であり、羽根車２１から流出した流体ＦＬの絶対速度である。
符号Ｕ２は、羽根車出口２７における回転方向における速度（周速）である。
符号Ｗ２は、流体ＦＬが羽根車２１から流出する速度であり、羽根車２１に対する流体ＦＬの相対速度である。本実施形態に係る羽根車２１では、羽根車出口２７の近傍で羽根板２５の第２領域Ｒ２における角度Ｂの最大値が正の値である。このため、相対速度Ｗ２は、角度Ｂが正の値となる方向に向くベクトルを有する。
符号Ｃ２は、相対速度Ｗ２と周速Ｕ２とのベクトル和であり、羽根車２１から流出した流体ＦＬの絶対速度である。
【0158】
図７Ｂは、本実施形態に係る羽根車出口２７の第２領域Ｒ２から流出した流体ＦＬが第１部材４０に衝突して、流体ＦＬの速度の径方向ＲＤに向く成分が反転して羽根車出口２７の第３領域Ｒ３に流体ＦＬが流入する際の速度三角形を示す。
符号Ｃ２ＲＥは、第１部材４０に衝突して反転した流体ＦＬの絶対速度である。
ここでは、流体ＦＬが羽根車２１の第２領域Ｒ２を出てから第３領域Ｒ３に流入するまでに損失はないと仮定している。流体ＦＬは、羽根車出口２７から流出した際と同じ周速Ｕ２で回転する羽根車出口２７の第３領域Ｒ３に流入する。流体ＦＬの羽根車２１に対する相対速度Ｗ２ＲＥは、ベクトル演算により、絶対速度Ｃ２ＲＥから周速Ｕ２を差し引くことによって得られる。これにより、図７Ｂに示す相対速度Ｗ２ＲＥが得られる。
符号Ｃ２ＲＥは、第１部材４０に衝突して反転した流体ＦＬの絶対速度である。
ここでは、流体ＦＬが羽根車２１の第２領域Ｒ２を出てから第３領域Ｒ３に流入するまでに損失はないと仮定している。流体ＦＬは、羽根車出口２７から流出した際と同じ周速Ｕ２で回転する羽根車出口２７の第３領域Ｒ３に流入する。流体ＦＬの羽根車２１に対する相対速度Ｗ２ＲＥは、ベクトル演算により、絶対速度Ｃ２ＲＥから周速Ｕ２を差し引くことによって得られる。これにより、図７Ｂに示す相対速度Ｗ２ＲＥが得られる。
【0159】
ここで、本実施形態に係る流体機械においては、羽根車出口２７の近傍の第３領域Ｒ３における羽根角度の最小値が負の値である。このため、羽根車出口２７の近傍の第３領域Ｒ３における羽根板２５の羽根角度が流入する流体ＦＬの相対速度に沿うように、流体ＦＬが第３領域Ｒ３に流入する。
このため、羽根車出口２７の第３領域Ｒ３に流体ＦＬが流入する際の損失を最小にすることができ、第３領域Ｒ３と第２領域Ｒ２における還流による損失を最小にすることができる。
このため、羽根車出口２７の第３領域Ｒ３に流体ＦＬが流入する際の損失を最小にすることができ、第３領域Ｒ３と第２領域Ｒ２における還流による損失を最小にすることができる。
【0160】
したがって、第１部材４０がシュラウド壁３１から突出することによって流体機械の吸込み流量を減少又は調整させている際にも、効率の低下を最小限に抑制することができる。ここで、吸込み流量は、吐出流量と等しい。
また、羽根車出口２７の近傍の第３領域Ｒ３における羽根板２５の角度の最小値が負の値である。このため、羽根板２５の角度が正の値である場合と比較して、羽根板２５の角度の定義を上記の通り説明したように、羽根板２５の角度が負の値である羽根車入口２６における羽根板２５の角度との差が小さい。したがって、第３領域Ｒ３の羽根板２５の曲がりを抑制することができる。
また、羽根車出口２７の近傍の第３領域Ｒ３における羽根板２５の角度の最小値が負の値である。このため、羽根板２５の角度が正の値である場合と比較して、羽根板２５の角度の定義を上記の通り説明したように、羽根板２５の角度が負の値である羽根車入口２６における羽根板２５の角度との差が小さい。したがって、第３領域Ｒ３の羽根板２５の曲がりを抑制することができる。
【0161】
第３領域Ｒ３は、シュラウド壁３１の近くにある。したがって、第１領域Ｒ１や第２領域Ｒ２よりも羽根板２５の子午面における距離が短い。なお、短い区間で羽根板２５の角度の変化が大きいと、羽根板２５の曲がりが大きくなる。羽根板２５の曲がりが大きくなると、流体ＦＬの流れが羽根板２５に沿って流れなくなるといった、所謂剥離が発生し、羽根車２１の効率が低下する。
本実施形態に係る羽根車２１では、羽根車出口２７の近傍の第３領域Ｒ３における羽根板２５の角度の最小値が負の値である。このため、羽根車２１の効率が低下しない。
本実施形態に係る羽根車２１では、羽根車出口２７の近傍の第３領域Ｒ３における羽根板２５の角度の最小値が負の値である。このため、羽根車２１の効率が低下しない。
【0162】
図７Ｃは、本実施形態に係る羽根車２１のうち、羽根車出口２７の近傍の第２領域Ｒ２における羽根板２５の角度が０である場合の羽根車出口２７の第２領域Ｒ２から流体ＦＬが流出する際の速度三角形を示す。
速度の記号の意味は、上述した記号の意味と同じである。
羽根車出口２７の第２領域Ｒ２から流出する流体ＦＬは、径方向ＲＤを向いた羽根板２５に沿って角度０で流出する。これにより、図７Ｃに示す絶対速度Ｃ２が得られる。
速度の記号の意味は、上述した記号の意味と同じである。
羽根車出口２７の第２領域Ｒ２から流出する流体ＦＬは、径方向ＲＤを向いた羽根板２５に沿って角度０で流出する。これにより、図７Ｃに示す絶対速度Ｃ２が得られる。
【0163】
図７Ｄは、本実施形態に係る羽根車２１のうち、羽根車出口２７の近傍の第３領域Ｒ３における羽根板２５の角度が０である場合において、羽根車出口２７の第２領域Ｒ２から流出した流体ＦＬが第１部材４０に衝突して流体ＦＬの速度の径方向ＲＤの外向きの成分が反転して羽根車出口２７の第３領域Ｒ３に流入する際の速度三角形を示す。
第１部材４０に衝突して反転した流体ＦＬは、絶対速度Ｃ２ＲＥで、周速Ｕ２で回転する羽根車出口２７の第３領域Ｒ３に流入する流体ＦＬは、径方向ＲＤ方向内向きの相対速度で流入する。
ここで、本実施形態に係る流体機械においては、羽根車出口２７の近傍の第３領域Ｒ３における羽根角度の最小値が０である。このため、羽根車出口２７の近傍の第３領域Ｒ３における羽根板２５の羽根角度が流入する流体ＦＬの相対速度に沿うように、流体ＦＬが第３領域Ｒ３に流入する。
このため、羽根車出口２７の第３領域Ｒ３に流体ＦＬが流入する際の損失を最小にすることができ、第３領域Ｒ３と第２領域Ｒ２における還流による損失を最小にすることができる。
第１部材４０に衝突して反転した流体ＦＬは、絶対速度Ｃ２ＲＥで、周速Ｕ２で回転する羽根車出口２７の第３領域Ｒ３に流入する流体ＦＬは、径方向ＲＤ方向内向きの相対速度で流入する。
ここで、本実施形態に係る流体機械においては、羽根車出口２７の近傍の第３領域Ｒ３における羽根角度の最小値が０である。このため、羽根車出口２７の近傍の第３領域Ｒ３における羽根板２５の羽根角度が流入する流体ＦＬの相対速度に沿うように、流体ＦＬが第３領域Ｒ３に流入する。
このため、羽根車出口２７の第３領域Ｒ３に流体ＦＬが流入する際の損失を最小にすることができ、第３領域Ｒ３と第２領域Ｒ２における還流による損失を最小にすることができる。
【0164】
したがって、第１部材４０がシュラウド壁３１から突出することによって流体機械の吸込み流量を減少又は調整させている際にも、効率の低下を最小限に抑制することができる。ここで、吸込み流量は、吐出流量と等しい。
また、羽根車出口２７の近傍の第３領域Ｒ３における羽根板２５の角度の最小値が０である。このため、羽根板２５の角度が正の値である場合と比較して、羽根板２５の角度の定義を上記の通り説明したように、羽根板２５の角度が負の値である羽根車入口２６における羽根板２５の角度との差が小さい。したがって、第３領域Ｒ３の羽根板２５の曲がりを抑制することができる。
また、羽根車出口２７の近傍の第３領域Ｒ３における羽根板２５の角度の最小値が０である。このため、羽根板２５の角度が正の値である場合と比較して、羽根板２５の角度の定義を上記の通り説明したように、羽根板２５の角度が負の値である羽根車入口２６における羽根板２５の角度との差が小さい。したがって、第３領域Ｒ３の羽根板２５の曲がりを抑制することができる。
【0165】
第３領域Ｒ３は、シュラウド壁３１の近くにある。したがって、第１領域Ｒ１や第２領域Ｒ２よりも羽根板２５の子午面における距離が短い。なお、短い区間で羽根板２５の角度の変化が大きいと、羽根板２５の曲がりが大きくなる。羽根板２５の曲がりが大きくなると、流体ＦＬの流れが羽根板２５に沿って流れなくなるといった、所謂剥離が発生し、羽根車２１の効率が低下する。
本実施形態に係る羽根車２１では、羽根車出口２７の近傍の第３領域Ｒ３における羽根板２５の角度の最小値が０であるため、羽根車２１の効率が低下しない。
本実施形態に係る羽根車２１では、羽根車出口２７の近傍の第３領域Ｒ３における羽根板２５の角度の最小値が０であるため、羽根車２１の効率が低下しない。
【0166】
以上説明したように、第３実施形態に係る羽根板２５を用いることにより、第１実施形態によって得られる効果をさらに高めることができる。
すなわち、損失を最小限にしながら第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３において流体ＦＬの還流の発生を促進させることができる。流体機械１０における流量減少を促進させることができるため、流量の減少又は調整を促進しながらも効率の低下を最小限に抑制することができる。
なお、図６Ｃに示す点線ＤＬ１、ＤＬ２は、羽根板２５の形状の変形例を示している。点線ＤＬ１、ＤＬ２の各々においても、上述した効果が得られる。
上述した説明では、第１部材４０を用いる場合を説明したが、第１部材４０に代えて、上述した第１部材６０Ａ～６０Ｊの各々が用いられてもよい。
すなわち、損失を最小限にしながら第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３において流体ＦＬの還流の発生を促進させることができる。流体機械１０における流量減少を促進させることができるため、流量の減少又は調整を促進しながらも効率の低下を最小限に抑制することができる。
なお、図６Ｃに示す点線ＤＬ１、ＤＬ２は、羽根板２５の形状の変形例を示している。点線ＤＬ１、ＤＬ２の各々においても、上述した効果が得られる。
上述した説明では、第１部材４０を用いる場合を説明したが、第１部材４０に代えて、上述した第１部材６０Ａ～６０Ｊの各々が用いられてもよい。
【0167】
＜第４実施形態＞
＜羽根車＞
次に、第４実施形態に係る羽根車２１について説明する。
ここで、図１～図２Ｂを参照して説明した同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。図８Ａにおいては、流体機械を構成する構成要素のうち、羽根車以外の構成要素は省略されている。
＜羽根車＞
次に、第４実施形態に係る羽根車２１について説明する。
ここで、図１～図２Ｂを参照して説明した同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。図８Ａにおいては、流体機械を構成する構成要素のうち、羽根車以外の構成要素は省略されている。
【0168】
羽根車２１は、シュラウド壁３１に対向する仕切部材２８を有する。仕切部材２８は、羽根開口部２８Ｐを有する。羽根開口部２８Ｐは、羽根車出口２７よりも羽根車入口２６の近くに位置する。仕切部材２８は、例えば、羽根板２５に固定されている。これにより、羽根主板２４と仕切部材２８との間の間隔が維持され、かつ、シュラウド壁３１と仕切部材２８との間の間隔が維持されている。特に、仕切部材２８は、羽根主板２４とシュラウド壁３１との間において、第２領域Ｒ２と第３領域Ｒ３との間の境界に位置する。
【0169】
＜作用効果＞
次に、仕切部材２８を備える羽根車２１の作用効果を説明する。
上述したように、突出量ＡＰの調整によって、第２領域Ｒ２においては、流体ＦＬは、第１方向ＦＤに向けて流れる。第２領域Ｒ２を流れる流体ＦＬが第１部材に衝突することで、流体ＦＬは、第３領域Ｒ３において第２方向ＳＤに向けて流れる。このとき、仕切部材２８は、第２領域Ｒ２を流れる流体ＦＬと、第３領域Ｒ３を流れる流体ＦＬとを切り分ける。さらに、第３領域Ｒ３を流れる流体ＦＬは、羽根開口部２８Ｐを経由して、第３領域Ｒ３から第２領域Ｒ２へ流入する。
したがって、羽根車２１に仕切部材２８が設けられていることによって、第２領域Ｒ２を流れる流体ＦＬの流動を促進させることができ、第３領域Ｒ３を流れる流体ＦＬの流動を促進させることができる。このため、第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３における流体ＦＬの還流を促進させる。これにより、流体機械の流量を減少させることができる。
次に、仕切部材２８を備える羽根車２１の作用効果を説明する。
上述したように、突出量ＡＰの調整によって、第２領域Ｒ２においては、流体ＦＬは、第１方向ＦＤに向けて流れる。第２領域Ｒ２を流れる流体ＦＬが第１部材に衝突することで、流体ＦＬは、第３領域Ｒ３において第２方向ＳＤに向けて流れる。このとき、仕切部材２８は、第２領域Ｒ２を流れる流体ＦＬと、第３領域Ｒ３を流れる流体ＦＬとを切り分ける。さらに、第３領域Ｒ３を流れる流体ＦＬは、羽根開口部２８Ｐを経由して、第３領域Ｒ３から第２領域Ｒ２へ流入する。
したがって、羽根車２１に仕切部材２８が設けられていることによって、第２領域Ｒ２を流れる流体ＦＬの流動を促進させることができ、第３領域Ｒ３を流れる流体ＦＬの流動を促進させることができる。このため、第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３における流体ＦＬの還流を促進させる。これにより、流体機械の流量を減少させることができる。
【0170】
＜第４実施形態の変形例＞
次に、図８Ｂを参照して、第１部材の変形例を説明する。
ここで、図８Ａを参照して説明した同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。
図８Ｂに示す羽根車２１は、羽根開口部２８Ｐの位置の点で、図８Ａに示す構造とは異なっている。図８Ｂに示す羽根車２１において、羽根開口部２８Ｐは、羽根車出口２７よりも羽根車入口２６の近くに位置するとともに、仕切部材２８の上流側の端部に位置している。言い換えると、羽根開口部２８Ｐは、羽根車入口２６に位置している。
このような構成においても、仕切部材２８によって、第２領域Ｒ２を流れる流体ＦＬの流動を促進させることができ、第３領域Ｒ３を流れる流体ＦＬの流動を促進させることができる。このため、第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３における流体ＦＬの還流を促進させる。これにより、流体機械の流量を減少させることができる。
次に、図８Ｂを参照して、第１部材の変形例を説明する。
ここで、図８Ａを参照して説明した同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。
図８Ｂに示す羽根車２１は、羽根開口部２８Ｐの位置の点で、図８Ａに示す構造とは異なっている。図８Ｂに示す羽根車２１において、羽根開口部２８Ｐは、羽根車出口２７よりも羽根車入口２６の近くに位置するとともに、仕切部材２８の上流側の端部に位置している。言い換えると、羽根開口部２８Ｐは、羽根車入口２６に位置している。
このような構成においても、仕切部材２８によって、第２領域Ｒ２を流れる流体ＦＬの流動を促進させることができ、第３領域Ｒ３を流れる流体ＦＬの流動を促進させることができる。このため、第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３における流体ＦＬの還流を促進させる。これにより、流体機械の流量を減少させることができる。
【0171】
図８Ｂに示す例においては、図８Ａにおける羽根開口部２８Ｐの位置よりも、上流側に羽根開口部２８Ｐが配置されている。このため、第１方向ＦＤにおいて、第２領域Ｒ２における流体ＦＬが流れる長さを長くすることができ、第３領域Ｒ３における流体ＦＬが流れる長さを長くすることができる。言い換えると、羽根開口部２８Ｐの位置を調整することにより、第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３における流体ＦＬの還流の程度を調整することができる。
【0172】
＜第５実施形態＞
＜羽根板＞
ここで、図１～図２Ｂを参照して説明した同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。図９においては、流体機械を構成する構成要素のうち、羽根車以外の構成要素は省略されている。
＜羽根板＞
ここで、図１～図２Ｂを参照して説明した同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。図９においては、流体機械を構成する構成要素のうち、羽根車以外の構成要素は省略されている。
【0173】
図９に示す羽根車２１Ａは、側板２９を有する。側板２９は、羽根主板２４から離間するように羽根板２５に接合されている。側板２９は、シュラウド壁３１に対向している。このような構成を有する羽根車２１Ａは、いわゆる、クローズ羽根車である。
羽根車２１Ａは、上述した第１実施形態、第２実施形態、及び変形例に適用することが可能である。したがって、第１実施形態、第２実施形態、及び変形例と同様又は類似の効果を得ることができる。
羽根車２１Ａは、上述した第１実施形態、第２実施形態、及び変形例に適用することが可能である。したがって、第１実施形態、第２実施形態、及び変形例と同様又は類似の効果を得ることができる。
【0174】
＜羽根板の変形例＞
図１０Ａに示す羽根車２１Ａは、図８Ａを参照して説明した仕切部材２８を有する。
図１０Ａに示すように、仕切部材２８は、側板２９と羽根主板２４との間に配置されている。仕切部材２８及び側板２９の各々は、例えば、羽根板２５に固定されている。これにより、羽根主板２４と仕切部材２８との間の間隔が維持され、仕切部材２８と側板２９との間の間隔が維持され、かつ、側板２９とシュラウド壁３１との間の間隔が維持されている。特に、仕切部材２８は、羽根主板２４とシュラウド壁３１との間において、第２領域Ｒ２と第３領域Ｒ３との間の境界に位置する。
図１０Ａに示す羽根車２１Ａは、図８Ａを参照して説明した仕切部材２８を有する。
図１０Ａに示すように、仕切部材２８は、側板２９と羽根主板２４との間に配置されている。仕切部材２８及び側板２９の各々は、例えば、羽根板２５に固定されている。これにより、羽根主板２４と仕切部材２８との間の間隔が維持され、仕切部材２８と側板２９との間の間隔が維持され、かつ、側板２９とシュラウド壁３１との間の間隔が維持されている。特に、仕切部材２８は、羽根主板２４とシュラウド壁３１との間において、第２領域Ｒ２と第３領域Ｒ３との間の境界に位置する。
【0175】
羽根車２１Ａにおいて、仕切部材２８は、第２領域Ｒ２を流れる流体ＦＬと、第３領域Ｒ３を流れる流体ＦＬとを切り分ける。さらに、第３領域Ｒ３を流れる流体ＦＬは、羽根開口部２８Ｐを経由して、第３領域Ｒ３から第２領域Ｒ２へ流入する。このため、第２領域Ｒ２を流れる流体ＦＬの流動を促進させることができ、第３領域Ｒ３を流れる流体ＦＬの流動を促進させることができる。このため、第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３における流体ＦＬの還流を促進させる。これにより、流体機械の流量を減少させることができる。
【0176】
図１０Ｂに示す羽根車２１Ａは、図８Ｂを参照して説明した仕切部材２８を有する。
このような構成においても、仕切部材２８によって、第２領域Ｒ２を流れる流体ＦＬの流動を促進させることができ、第３領域Ｒ３を流れる流体ＦＬの流動を促進させることができる。このため、第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３における流体ＦＬの還流を促進させる。これにより、流体機械の流量を減少させることができる。
このような構成においても、仕切部材２８によって、第２領域Ｒ２を流れる流体ＦＬの流動を促進させることができ、第３領域Ｒ３を流れる流体ＦＬの流動を促進させることができる。このため、第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３における流体ＦＬの還流を促進させる。これにより、流体機械の流量を減少させることができる。
【0177】
＜第６実施形態＞
＜熱サイクルシステム＞
上述した第１実施形態～第５実施形態に係る流体機械１０は、熱サイクルシステムに適用することが可能である。
図１１及び図１２を参照して、流体機械１０を備える熱サイクルシステムを説明する。
熱サイクルシステム７０は、圧縮機７１と、凝縮器７２と、膨張弁７３と、蒸発器７４と、第１供給ポンプ７５と、第２供給ポンプ７６とを備える。
熱サイクルシステム７０は、例えば、冷凍機やヒートポンプである。
＜熱サイクルシステム＞
上述した第１実施形態～第５実施形態に係る流体機械１０は、熱サイクルシステムに適用することが可能である。
図１１及び図１２を参照して、流体機械１０を備える熱サイクルシステムを説明する。
熱サイクルシステム７０は、圧縮機７１と、凝縮器７２と、膨張弁７３と、蒸発器７４と、第１供給ポンプ７５と、第２供給ポンプ７６とを備える。
熱サイクルシステム７０は、例えば、冷凍機やヒートポンプである。
【0178】
圧縮機７１は、作動流体蒸気Ａを圧縮して高温高圧の作動流体蒸気Ｂとする。圧縮機７１は、上述した流体機械１０の一例である。作動流体は、例えば、水、炭化水素、フッ素系物質等である。フッ素系物質は、例えば、フロン等である。
凝縮器７２は、圧縮機７１から排出された作動流体蒸気Ｂを冷却し、液化して低温高圧の作動流体Ｃとする。凝縮器７２は、例えば、熱交換器である。熱交換器の形状、種類、構造等は、特に限定されない。
膨張弁７３は、凝縮器７２から排出された作動流体Ｃを膨張させて低温低圧の作動流体Ｄとする。
蒸発器７４は、膨張弁７３から排出された作動流体Ｄを加熱して高温低圧の作動流体蒸気Ａとする。蒸発器７４は、例えば、熱交換器である。熱交換器の形状、種類、構造等は、特に限定されない。
第１供給ポンプ７５は、蒸発器７４に負荷流体Ｅを供給する。ここで、負荷流体Ｅは、例えば、水、不凍液、空気等である。
第２供給ポンプ７６は、凝縮器７２に流体ＦＬを供給する。
凝縮器７２は、圧縮機７１から排出された作動流体蒸気Ｂを冷却し、液化して低温高圧の作動流体Ｃとする。凝縮器７２は、例えば、熱交換器である。熱交換器の形状、種類、構造等は、特に限定されない。
膨張弁７３は、凝縮器７２から排出された作動流体Ｃを膨張させて低温低圧の作動流体Ｄとする。
蒸発器７４は、膨張弁７３から排出された作動流体Ｄを加熱して高温低圧の作動流体蒸気Ａとする。蒸発器７４は、例えば、熱交換器である。熱交換器の形状、種類、構造等は、特に限定されない。
第１供給ポンプ７５は、蒸発器７４に負荷流体Ｅを供給する。ここで、負荷流体Ｅは、例えば、水、不凍液、空気等である。
第２供給ポンプ７６は、凝縮器７２に流体ＦＬを供給する。
【0179】
以上、本発明の実施形態及び変形例について説明したが、これらは本発明の例示的なものであり、限定するものとして考慮されるべきではないことを理解すべきである。追加、省略、置換、およびその他の変更は、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。従って、本発明は、前述の説明によって限定されていると見なされるべきではなく、請求の範囲によって制限されている。
【符号の説明】
【0180】
１０…流体機械、２０…回転構造体、２１、２１Ａ…羽根車、２２…回転軸、２３…支持部材、２４…羽根主板、２５…羽根板、２６…羽根車入口、２７…羽根車出口、２８…仕切部材、２８Ｐ…羽根開口部、２９…側板、３０…ケーシング、３１…シュラウド壁、３２…主板側壁、３３…入口、３４…出口、３５…第１部材収容溝、３６…第２部材収容溝、３７…収容部、４１、６０Ｘ…先端部、４２…分割部、４３…隙間部、５０、５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄ、５０Ｅ、５０Ｆ、５０Ｇ、５０Ｈ…第２部材、５０ＡＥ…端面、５０ＡＦ、５０ＡＳ、５０ＥＦ、５０ＦＦ…板部材、５０ＢＥ…端面、５０ＢＦ…弾性部材、５０ＢＳ…弾性部材、５０ＣＬ…下流突起、５０ＣＵ…上流突起、５０ＤＡ、５０ＦＡ…軸部、５１…流動面積、４０、４０Ａ、６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄ、６０Ｅ、６０Ｆ、６０Ｇ、６０Ｈ、６０Ｉ、６０Ｊ…第１部材、６１…突起部、６２…基部、６２Ｂ…底部、６２Ｃ…曲面、６２Ｄ…基部下流面、６２Ｆ…第１基部、６２Ｋ…傾斜面、６２Ｐ…貫通孔、６２Ｒ…窪み部、６２Ｓ…第２基部、６２Ｕ…基部上流面、６３…第１延在部、６４…第２延在部、６５…収容領域、７０…熱サイクルシステム、７１…圧縮機、７２…凝縮器、７３…膨張弁、７４…蒸発器、７５…第１供給ポンプ、７６…第２供給ポンプ、Ｄ１…第１駆動部、Ｄ２…第２駆動部、ＤＲ…下流側領域、ＦＬ…流体、ＦＰ…流路、Ｒ１…第１領域、Ｒ２…第２領域、Ｒ３…第３領域、ＵＲ…上流側領域、ＵＳ…上流側、ＷＬ…内壁
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図4E】
【図4F】
【図4G】
【図4H】
【図4I】
【図4J】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図5E】
【図5F】
【図5G】
【図5H】
【図5I】
【図5J】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図7D】
【図8A】
【図8B】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図11】
【図12】