特許 7085306 遠心圧縮機

(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】

(24)【登録日】2022-06-08

(45)【発行日】2022-06-16

(54)【発明の名称】遠心圧縮機

(51)【国際特許分類】

   F04D 17/12 20060101AFI20220609BHJP

   F04D 29/44 20060101ALI20220609BHJP

【ＦＩ】

F04D17/12

F04D29/44 F

F04D29/44 W

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2017029167

(22)【出願日】2017-02-20

(65)【公開番号】P2018135768

(43)【公開日】2018-08-30

【審査請求日】2019-11-12

【審判番号】

【審判請求日】2021-02-03

(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】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】枡谷 穣

(72)【発明者】

【氏名】樋口 寛史

【合議体】

【審判長】窪田 治彦

【審判官】塩澤 正和

【審判官】関口 哲生

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５７－２０６８００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平９－７９１９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平９－１４４６９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－５６７４１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

F04D 17/12

F04D 29/44

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

主軸回りに回転するインペラと、
前記インペラで圧縮する対象の流体の主流を、前記インペラに対して前記主軸の径方向外側から径方向内側に案内するリターンベーンを有するリターン流路と、
前記リターン流路の下流側と接続され、前記主流の方向を前記主軸に沿った方向に転換する第一曲がり流路とを有する複数段の圧縮ユニットと、
少なくともいずれか一段の前記圧縮ユニットの前記リターン流路と接続され、吸い込んだ流体を前記主流に合流させる中間吸込流路と
を備え、
前記中間吸込流路は、前記リターン流路とを仕切る仕切壁を有し、前記主軸の軸線方向視においてスクロール形状に形成され、流体を吸い込む吸込口から吸い込んだ流体が通過するチャンバと、前記吸込口から吸い込み前記チャンバを通過した流体を前記インペラに案内するインレットガイドベーンとを有し、
前記仕切壁の先端部は、前記リターンベーンの径方向の中央部に位置し、
前記インレットガイドベーンは、接続された前記リターン流路の前記リターンベーンと一体に形成され、前記リターンベーンの後縁から前記リターンベーンの中央部までの翼型と同じ形状であり、
前記チャンバの径方向の内側の側壁が、前記インレットガイドベーンの前縁より径方向外側で、前記リターン流路の入口部である第二曲がり流路より径方向の内側に位置していることを特徴とする遠心圧縮機。

【請求項2】

前記仕切壁は、前記主軸に沿った断面視において、径方向外側から径方向内側に向かうに連れて前記主軸方向の厚さが薄くなることを特徴とする請求項１に記載の遠心圧縮機。

【請求項3】

前記仕切壁の先端部は、前記リターン流路の入口部である第二曲がり流路と、前記第一曲がり流路との中間部に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の遠心圧縮機。

【請求項4】

前記中間吸込流路は、前記チャンバがケーシングの外径内に収容されていることを特徴とする請求項２に記載の遠心圧縮機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、中間吸込流路を有する遠心圧縮機に関する。

【背景技術】

【0002】

多段遠心圧縮機では、二段目以降の圧縮段へ流入する主流に、中間吸込流路から注入流を合流させる技術が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開昭５７－２０６０８０号公報

【文献】特開平０９－１４４６９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

中間吸込流路を有する遠心圧縮機では、ガスの流入角をリターンガイドベーンの入口角と同程度にすることが好ましい。特許文献１に記載の技術では、第２の通路と前段羽根車からの通路とが、リターンベーンの入口部まで、ケーシングの内面に設けられた仕切壁によって仕切られている。これにより、ガスの流入角をリターンガイドベーンの入口角と同程度にする。また、特許文献２に記載の技術では、注入流の通路におけるリターンベーンに係合され、かつ回転軸方向では主流と注入流が合流する位置にあり、半径方向ではリタ－ンベ－ン前縁より上流側からリタ－ンベ－ン前縁よりも内周側の所定位置まで主流と注入流を分離するように設置された仕切壁を備えている。これにより、主流と注入流がリターンベーンにより十分に減速された後に合流し、かつ合流部における流れの速さおよび方向の整合を取る。

【0005】

また、中間吸込流路の全圧とリターン流路の全圧との差が大きいと、中間吸込流路の入口の全圧もリターン流路の全圧から差が生じる。このため、圧縮機の保証条件の一つである中間吸込入口の圧力と圧縮機入口と出口の圧力バランスを保つことが困難になる。さらに、全圧に差がある流体が次の圧縮段に流入するので、次の圧縮段の性能が低下するおそれがある。このため、中間吸込流路を有する遠心圧縮機では、中間吸込流路の全圧とリターン流路の全圧とを同程度にすることが好ましい。

【0006】

さらにまた、ケーシング全体の径を小さく抑え、遠心圧縮機のコストを低減することが好ましい。

【0007】

本発明は上述した課題を解決するものであり、中間吸込流路の全圧とリターン流路の全圧とを同程度にして運転効率を向上し、小型化することができる遠心圧縮機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】

上述の目的を達成するために、本発明の遠心圧縮機は、主軸回りに回転するインペラと、前記インペラで圧縮する対象の流体の主流を、前記インペラに対して前記主軸の径方向外側から径方向内側に案内するリターンベーンを有するリターン流路と、前記リターン流路の下流側と接続され、前記主流の方向を前記主軸に沿った方向に転換する第一曲がり流路とを有する複数段の圧縮ユニットと、少なくともいずれか一段の前記圧縮ユニットの前記リターン流路と接続され、吸い込んだ流体を前記主流に合流させる中間吸込流路とを備え、前記中間吸込流路は、前記主軸の軸線方向視においてスクロール形状に形成され、流体を吸い込む吸込口から吸い込んだ流体が通過するチャンバと、前記吸込口から吸い込み前記チャンバを通過した流体を前記インペラに案内するインレットガイドベーンとを有し、前記インレットガイドベーンは、接続された前記リターン流路の前記リターンベーンと一体に形成されていることを特徴とする。

【0009】

この構成によれば、中間吸込流路の全圧とリターン流路の全圧とを同程度にして運転効率を向上し、小型化することができる。

【0010】

本発明の遠心圧縮機においては、前記中間吸込流路は、前記リターン流路とを仕切る仕切壁を有し、前記仕切壁は、前記主軸に沿った断面視において、径方向外側から径方向内側に向かうに連れて前記主軸方向の厚さが薄くなることが好ましい。

【0011】

この構成によれば、リターンベーンと一体であるインレットガイドベーンで、主流の流れを乱さずに、吸い込んだ流体をインペラに案内することができる。

【0012】

本発明の遠心圧縮機においては、前記仕切壁の先端部は、前記リターン流路の入口部である第二曲がり流路と、前記第一曲がり流路との中間部に配置されていることが好ましい。

【0013】

この構成によれば、中間吸込流路の全圧とリターン流路の全圧とを同程度にして運転効率を向上し、小型化することができる。

【0014】

本発明の遠心圧縮機においては、前記中間吸込流路は、前記チャンバがケーシングの外径内に収容されていることが好ましい。

【0015】

この構成によれば、遠心圧縮機を大型化することなく、リターンベーンと一体であるインレットガイドベーンを有する中間吸込流路を適用することができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、中間吸込流路の全圧とリターン流路の全圧とを同程度にして運転効率を向上し、小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は、本実施形態に係る圧縮機の概略構成を示す断面図である。

【図2】図２は、本実施形態に係る圧縮機の中間吸込流路の断面図である。

【図3】図３は、図２のＡ－Ａ線断面図である。

【図4】図４は、図２のＢ－Ｂ線断面図である。

【図5】図５は、流体の圧力の一例を示すグラフである。

【図6】図６は、従来の圧縮機の中間吸込流路の断面図である。

【図7】図７は、図６のＣ－Ｃ線断面図である。

【図8】図８は、図６のＤ－Ｄ線断面図である。

【図9】図９は、従来の流体の圧力の分布の一例を示すグラフである。

【図10】図１０は、従来の流体の圧力の一例を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能であり、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせることも可能である。

【0019】

図１を用いて、本実施形態の圧縮機（遠心圧縮機）１の概要について説明する。図１は、本実施形態に係る圧縮機の概略構成を示す断面図である。圧縮機１は、一軸で多段圧縮の遠心圧縮機である。圧縮機１は、ケーシング２と、軸受部３と、主軸４と、圧縮部５とを有する。

【0020】

ケーシング２は、軸受部３と主軸４と圧縮部５とを収容した筐体である。ケーシング２は、吸引口２１と、吐出口２２とを有する。吸引口２１は、吸引流路２１１を介してケーシング２内に流体を吸引する。吸引流路２１１は、吸引口２１と圧縮部５との間の流体の流路である。吐出口２２は、吐出流路２２１を介してケーシング２から流体を吐出する。吐出流路２２１は、吐出口２２と圧縮部５との間の流体の流路である。ケーシング２の内部には、吸引口２１と吐出口２２との間に、圧縮する対象の流体が流れる流路を有する。

【0021】

軸受部３は、主軸４を軸線回りに回転自在に軸支する。

【0022】

図１ないし図３を用いて、圧縮部５について説明する。図２は、本実施形態に係る圧縮機の中間吸込流路の断面図である。図３は、図２のＡ－Ａ線断面図である。圧縮部５は、吸引口２１から吸引した流体を圧縮し吐出口２２から吐出する。圧縮部５は、複数段の圧縮ユニット６を有する。本実施形態では、圧縮部５は、五段の圧縮ユニット６を有する。

【0023】

複数段の圧縮ユニット６は、吸引流路２１１と吐出流路２２１との間に直列に配置されている。一段目の圧縮ユニット６は、吸引流路２１１と接続されている。五段目の圧縮ユニット６は、吐出流路２２１と接続されている。複数段の圧縮ユニット６は同様に構成されているため、中間吸込ユニット７が配置された二段目の圧縮ユニット６について説明し、その他の圧縮ユニット６の説明を省略する。

【0024】

圧縮ユニット６は、第一曲がり流路６１と、第一曲がり流路６１に配置されたインペラ６２と、前段の圧縮ユニット６と接続されたリターン流路６３と、リターン流路６３に配置されたリターンベーン６４とを有する。

【0025】

第一曲がり流路６１は、流体の流れる方向を主軸４に沿った方向に９０°転換する。第一曲がり流路６１は、上流側の曲げ部６１１と下流側の曲げ部６１２とを有している。上流側の曲げ部６１１は、流体の流れるを軸線方向に沿った方向に転換させる。下流側の曲げ部６１２は、流体の流れるを径方向の内側から外側に向かう方向に転換させる。一段目の圧縮ユニット６の第一曲がり流路６１は、上流側が吸引流路２１１と接続され、下流側が二段目の圧縮ユニット６のリターン流路６３と接続されている。二段目以降の圧縮ユニット６の第一曲がり流路６１は、上流側がリターン流路６３の下流側と接続され、下流側が次段の圧縮ユニット６のリターン流路６３の上流側と接続されている。第一曲がり流路６１を通過した流体は、次段の圧縮ユニット６に流入する。

【0026】

インペラ６２は、主軸４に固定されている。インペラ６２は、表面に多数のブレード６２１が配置されている。インペラ６２は、主軸４に連動して回転することで、第一曲がり流路６１に流入する流体をリターン流路６３に向けて送出する。

【0027】

リターン流路６３は、流体を圧縮ユニット６のインペラ６２に対して径方向外側から径方向内側に流入させる。リターン流路６３は、リターン流路６３の入口部である第二曲がり流路６３１を有する。リターン流路６３は、第二曲がり流路６３１において、流体を、径方向の外側から内側に向かう方向に１８０°転換させる。リターン流路６３は、上流側が前段の圧縮ユニット６の第一曲がり流路６１の下流側と接続され、下流側が第一曲がり流路６１の上流側と接続されている。リターン流路６３を通過した流体は、第一曲がり流路６１に流入する。

【0028】

リターンベーン６４は、流体をインペラ６２に案内する。リターンベーン６４は、リターン流路６３を流れる流体を整流する。より詳しくは、リターンベーン６４は、リターン流路６３を流れる流体を、径方向の内側、言い換えると、主軸４側に案内する。リターンベーン６４は、リターン流路６３の周方向に等間隔で配置されている。言い換えると、リターンベーン６４は、主軸４の回転方向に所定の間隔で、リターン流路６３の全周に配置されている。リターンベーン６４は、周方向に隣接するリターンベーン６４と離れて配置されている。リターンベーン６４は、径方向に伸びた板状の部材である。より詳しくは、リターンベーン６４は、湾曲した曲面を有する翼型である。これにより、リターン流路６３に流入した流体は、リターンベーン６４の間を通過して、インペラ６２に到達する。

【0029】

このような構成の複数段の圧縮ユニット６で圧縮部５が構成されている。本実施形態では、一段目の圧縮ユニット６は、吸引流路２１１から流入した流体を圧縮し、二段目の圧縮ユニット６へ流入させる。二段目以降の圧縮ユニット６は、前段の圧縮ユニット６から流入した流体を圧縮し、次段の圧縮ユニット６に流入させる。五段目の圧縮ユニット６は、四段目の圧縮ユニット６から流入した流体を圧縮し、吐出流路２２１から吐出する。

【0030】

図１ないし図４に示すように、中間吸込ユニット７について説明する。図４は、図２のＢ－Ｂ線断面図である。中間吸込ユニット７は、吸い込んだ流体を、リターン流路６３を流れる流体である主流に合流させる。本実施形態では、中間吸込ユニット７は、二段目の圧縮ユニット６と接続されている。中間吸込ユニット７は、中間吸込口（吸込口）７１と、中間吸込流路７２と、中間吸込流路７２に配置されたＩＧＶ７３とを有する。

【0031】

中間吸込口７１は、中間吸込流路７２のスクロールの周方向に沿って配置されている。中間吸込口７１は、ケーシング２の外周に配置されている。中間吸込口７１は、径方向と平行な方向に沿って延びている。中間吸込口７１は、下流側が中間吸込流路７２の上流側と接続されている。図４に示すように、本実施形態では、中間吸込口７１は、主軸４の軸線方向視（以下、「軸線方向視」という。）において、中間吸込流路７２の左上部に上向きに配置されている。

【0032】

中間吸込流路７２は、リターン流路６３と接続されている。中間吸込流路７２は、中間吸込口７１から吸い込んだ流体を主流に合流させる。中間吸込流路７２は、軸線方向視においてスクロール形状である。中間吸込流路７２は、スクロールの全体がケーシング２の外径内に収容されている。中間吸込流路７２は、チャンバ７２１と流入路７２２とを有する。

【0033】

チャンバ７２１は、スクロール形状に形成されている。本実施形態では、チャンバ７２１は、軸線方向視において、反時計回りのスクロールを形成している。チャンバ７２１は、中間吸込口７１から吸い込んだ流体が通過する。チャンバ７２１は、径方向外側が中間吸込口７１と連通している。チャンバ７２１は、径方向内側が流入路７２２と連通している。チャンバ７２１の径方向の内側の側壁７２１ａは、ＩＧＶ７３の前縁７３２よりわずかに径方向外側に位置している。

【0034】

流入路７２２は、チャンバ７２１の径方向の内側と、リターン流路６３とを連通している。

【0035】

中間吸込流路７２の側壁（仕切壁）７２３は、リターン流路６３と中間吸込流路７２とを仕切る。側壁７２３は、主軸に沿った断面視において、径方向外側から径方向内側に向かうに連れて厚さが薄くなるように形成されている。言い換えると、側壁７２３は、主軸に沿った断面視において、くさび形状に形成されている。側壁７２３の内径端（先端）７２３ａは、リターンベーン６４の径方向の中央部に位置している。言い換えると、中間吸込流路７２は、リターンベーン６４の径方向の中央部において、リターン流路６３と接続されている。リターン流路６３と中間吸込流路７２との接続部は、リターン流路６３の第二曲がり流路６３１と第一曲がり流路６１との中間部に配置されている。

【0036】

ＩＧＶ７３は、吸い込みチャンバ７２１を通過した流体を圧縮ユニット６のインペラ６２に案内する。ＩＧＶ７３は、リターンベーン６４と一体である。一体であるとは、ＩＧＶ７３とリターンベーン６４とが一体物であることと、ＩＧＶ７３とリターンベーン６４とを組み合わせ一体化していることとを含む。ＩＧＶ７３とリターンベーン６４とは、周方向において、同じ位置に同じ間隔で配置されている。ＩＧＶ７３は、リターンベーン６４の翼型に合わせた翼型である。より詳しくは、ＩＧＶ７３は、リターンベーン６４の後縁６４１から中央部までの翼型と同じ形状である。ＩＧＶ７３の前縁７３２は、先端部を丸くした鈍頭状である。ＩＧＶ７３の後縁７３１とリターンベーン６４の後縁６４１とは、軸線方向視において、同じ位置に配置されている。ＩＧＶ７３とリターンベーン６４とは、軸線方向視において、重なり合って配置されている。

【0037】

一体であるＩＧＶ７３とリターンベーン６４との間には、中間吸込流路７２の側壁７２３が介在していない。言い換えると、ＩＧＶ７３とリターンベーン６４とは軸線方向の翼面の端面同士が接している。

【0038】

次に、上記構成を有する圧縮機１の作用および効果について説明する。

【0039】

圧縮機１は、主軸４に連動してすべての圧縮ユニット６のインペラ６２を回転させる。これにより、流体は、吸引口２１から吸入され、吸引流路２１１を介して圧縮ユニット６の第一曲がり流路６１に流入する。そして、流体は、インペラ６２で昇圧される。そして、流体は、第一曲がり流路６１から次段の圧縮ユニット６のリターン流路６３に送出される。

【0040】

圧縮機１は、中間吸込ユニット７の中間吸込流路７２から流体を吸い込ませる。吸い込まれた流体は、中間吸込流路７２を通過しながらＩＧＶ７３で整流されて、全周において主流と合流する。

【0041】

そして、中間吸込ユニット７で吸い込まれた流体が合流した流体は、第一曲がり流路６１に流入する。そして、流体は、インペラ６２で昇圧される。

【0042】

このようにして、圧縮機１は、複数段の圧縮ユニット６で圧縮された流体を、吐出流路２２１の吐出口２２から吐出させる。

【0043】

以上説明したように、本実施の形態によれば、リターン流路６３と中間吸込流路７２とは、リターン流路６３の第二曲がり流路６３１から離れた位置、かつ、第一曲がり流路６１の上流側の曲げ部６１１から離れた位置で接続している。これにより、本実施形態によれば、ハブ側のリターン流路６３の静圧と、シュラウド側の中間吸込流路７２の静圧とが同程度になる。

【0044】

図５を用いて、リターン流路６３の圧力と中間吸込流路７２の圧力とについて説明する。図５は、流体の圧力の一例を示すグラフである。第一曲がり流路６１の上流側の曲げ部６１１においては、ハブ側の静圧が高く、シュラウド側の静圧が低い。しかしながら、リターン流路６３と中間吸込流路７２との接続部が上流側の曲げ部６１１から離れているので、ハブ側であるリターン流路６３の静圧と、シュラウド側である中間吸込流路７２の静圧とは同程度になる。このため、図５に示すように、本実施形態では、リターン流路６３の静圧と中間吸込流路７２の静圧とが同程度になる。

【0045】

さらに、リターン流路６３と中間吸込流路７２との接続部において、それぞれの流速が等しくなるようにしている。これにより、リターン流路６３の静圧と中間吸込流路７２の静圧とに同じ動圧を加え、リターン流路６３の全圧と中間吸込流路７２の全圧とを算出すると、図５に示すように、同等の全圧になっていることが導き出される。

【0046】

このように、本実施形態は、リターン流路６３の全圧と中間吸込流路７２の全圧とを同程度にすることができる。

【0047】

本実施形態は、リターン流路６３の全圧と中間吸込流路７２の全圧とが同程度であるので、圧縮機１の入口と出口と中間吸込入口との圧力バランスが保たれる。また、本実施形態によれば、次段の圧縮ユニット６には全圧の差がない流体が流入するので、次段の圧縮ユニット６のインペラ６２の性能を維持することができる。このように、本実施形態は、圧縮機１の運転効率を向上することができる。

【0048】

これに対して、図６ないし図１０を用いて、従来の圧縮機１００について説明する。図６は、従来の圧縮機の中間吸込流路の断面図である。図７は、図６のＣ－Ｃ線断面図である。図８は、図６のＤ－Ｄ線断面図である。図９は、従来の流体の圧力の分布の一例を示すグラフである。図１０は、従来の流体の圧力の一例を示すグラフである。図６に示すように、従来の圧縮機１００は、リターン流路１６３と中間吸込流路１７２との接続部の構成が圧縮機１と異なる。

【0049】

圧縮ユニット１６０は、本実施形態の圧縮ユニット６と同様に構成されている。より詳しくは、リターン流路１６３は、本実施形態のリターン流路６３と同様に構成されている。図７に示すように、リターンベーン１６４は、本実施形態のリターンベーン６４と同様に構成されている。中間吸込ユニット１７０は、中間吸込流路１７２とＩＧＶ１７３とが中間吸込ユニット７と異なる。図８に示すように、中間吸込流路１７２は、軸線方向視において、線対称である。ＩＧＶ１７３は、周方向の位置によって、翼型が異なる。より詳しくは、対象軸に対して対称関係にある一対のＩＧＶ１７３は、線対称の翼型が配置されている。これにより、ＩＧＶ１７３とリターンベーン１６４とは、異なる翼型、配置である。図６に示すように、ＩＧＶ１７３とリターンベーン１６４との間には、中間吸込流路１７２の側壁１７２１が介在している。側壁１７２１の内径端１７３ａは、リターンベーン１６４の後縁１６４１およびＩＧＶ１７３の後縁１７３１と径方向において一致する位置に位置付けられている。

【0050】

さらに、側壁１７２１の内径端１７３ａは、曲がり流路１６１の上流側の曲げ部１６１１に近接している。言い換えると、リターン流路１６３と中間吸込流路１７２との接続部は、曲がり流路１６１の上流側の曲げ部１６１１に近接している。これにより、図９に示すように、ハブ側のリターン流路１６３の静圧が高く、シュラウド側の中間吸込流路１７２の静圧が低くなる。

【0051】

さらに、リターン流路１６３の静圧と中間吸込流路１７２の静圧とに同じ動圧を加えて算出した、リターン流路１６３の全圧と中間吸込流路１７２の全圧は、図１０のようになる。すなわち、中間吸込流路１７２の全圧がリターン流路１６３の全圧より低くなる。リターン流路１６３の全圧と中間吸込流路１７２の全圧との差が大きいと、中間吸込流路１７２の入口の全圧が、リターン流路１６３の全圧より低くなる。この場合、従来の圧縮機１００は、圧縮機１００の入口と出口と中間吸込入口との圧力バランスを保つことが困難になる。さらに、従来の圧縮機１００は、全圧の差がある流体が次段の圧縮ユニット１６０に流入し、次段の圧縮ユニット１６０の性能が低下するおそれがある。

【0052】

しかも、従来の圧縮機１００は、ＩＧＶ１７３とリターンベーン１６４との翼型が異なり、翼面の断面形状が異なる。これにより、ＩＧＶ１７３とリターンベーン１６４との間に中間吸込流路１７２の側壁１７２１が介在していていない構成にすると、ＩＧＶ１７３の翼面の端面と、リターンベーン１６４の翼面の端面とが流体中に暴露してしまう。さらに、対称軸の片側に配置されたＩＧＶ１７３については、翼型の湾曲方向がリターンベーン１６４の翼型の湾曲方向と異なる。これにより、ＩＧＶ１７３とリターンベーン１６４との間に中間吸込流路１７２の側壁１７２１が介在していていない構成とすると、主流の流れが乱れ、圧縮ユニット１６０の性能を低下させるおそれがある。

【0053】

これに対して、本実施形態は、リターンベーン６４と一体であるＩＧＶ７３で、主流の流れを乱さずに、吸い込んだ流体を主流に合流させてインペラ６２に案内することができる。

【0054】

本実施形態によれば、中間吸込流路７２のスクロールがケーシング２の外径内に収容されている。これにより、本実施形態は、全体を大型化することなく、リターンベーン６４と一体であるＩＧＶ７３を有する中間吸込ユニット７を配置することができる。

【0055】

本実施形態は、チャンバ７２１の径方向の内側の側壁７２１ａが、ＩＧＶ７３の前縁７３２よりわずかに径方向外側に位置している。これにより、本実施形態では、ケーシング２の外径を大きくすることなく、中間吸込ユニット７を配置することができる。このように、本実施形態は、圧縮機１のコストの大きな割合を占めるケーシング２が大型化されないので、コストを低減することができる。

【0056】

これに対して、チャンバ７２１の径方向の内側の側壁７２１ａが、ＩＧＶ７３の前縁７３２より大きく径方向外側に位置している場合、中間吸込ユニット７全体が径方向外側に位置することになり、ケーシング２の外径が大きくなる。

【0057】

本実施形態は、中間吸込流路７２のチャンバ７２１がスクロール形状に形成されている。これにより、本実施形態は、中間吸込ユニット７から吸い込む流体の流量や回転数を含む流入条件が変化しても、ＩＧＶ７３の前縁７３２への流入角をスクロールの周方向に沿った所定角度に保つことができる。これにより、本実施形態は、吸い込む流体の流入条件が変化しても、リターンベーン６４の前縁への流入角が変化することを抑制することができる。

【0058】

これに対して、中間吸込流路７２のチャンバ７２１がスクロール形状ではない場合、吸い込む流体の流入条件が変化すると、ＩＧＶ７３の前縁７３２への流入角が変化する。これにより、リターンベーン６４の前縁への流入角も変化する。

【0059】

本実施形態は、側壁７２３が、主軸に沿った断面視において、くさび形状に形成されている。これにより、内径端７２３ａからの後流の発生を抑制することができる。しかも、側壁７２３の径方向外側の厚みを内径端７２３ａより厚くすることで、側壁７２３の強度を高めることができる。さらにまた、側壁７２３の径方向外側の厚みを内径端７２３ａより厚くすることで、切削や鋳造を含む製造を容易にすることができる。

【0060】

本実施形態において、中間吸込ユニット７は、二段目の圧縮ユニット６と接続されているものとして説明したがこれに限定されない。中間吸込ユニット７は、いずれの圧縮ユニット６と接続されていてもよい。中間吸込ユニット７は、複数の圧縮ユニット６と接続されていてもよい。

【符号の説明】

【0061】

１ 圧縮機（遠心圧縮機）
２ ケーシング
４ 主軸
５ 圧縮部
６ 圧縮ユニット
６１ 第一曲がり流路
６１１ 上流側の曲げ部
６１２ 下流側の曲げ部
６２ インペラ
６３ リターン流路
６３１ 第二曲がり流路
６４ リターンベーン
６４１ 後縁
７ 中間吸込ユニット
７１ 中間吸込口（吸込口）
７２ 中間吸込流路
７２１ チャンバ
７２２ 流入路
７２３ 側壁（仕切壁）
７２３ａ 内径端
７３ ＩＧＶ（インレットガイドベーン）
７３１ 後縁
７３２ 前縁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】