特許 7272815 多段遠心流体機械

(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】

(24)【登録日】2023-05-01

(45)【発行日】2023-05-12

(54)【発明の名称】多段遠心流体機械

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/44 20060101AFI20230502BHJP

【ＦＩ】

F04D29/44 E

F04D29/44 A

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019028185

(22)【出願日】2019-02-20

(65)【公開番号】P2020133502

(43)【公開日】2020-08-31

【審査請求日】2021-03-17

【審判番号】

【審判請求日】2022-02-28

(73)【特許権者】

【識別番号】319007240

【氏名又は名称】株式会社日立インダストリアルプロダクツ

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】平舘 澄賢

(72)【発明者】

【氏名】小林 博美

(72)【発明者】

【氏名】西岡 卓宏

【合議体】

【審判長】窪田 治彦

【審判官】田合 弘幸

【審判官】長馬 望

(56)【参考文献】

【文献】特許第１４２４１４（ＪＰ，Ｃ２）

【文献】国際公開第２０１４／１１５４１７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１０－２１６４５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２５５６１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１４１２９０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

F04D 29/44

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の羽根車と、複数の前記羽根車がそれぞれ取り付けられている回転軸と、前記羽根車の径方向外側に設けられているディフューザと、該ディフューザの下流に設けられ、該ディフューザから後段の前記羽根車へ流体を導く戻り流路と、該戻り流路に設けられ、周方向に沿って間隔をあけて配置された複数枚のリターンベーンとを備え、
前記戻り流路は、前記羽根車から径方向外側に送り出された前記流体を径方向内側へ向かって案内するリターンベンドを有し、前記リターンベンドは、該リターンベンドの上流側に位置するリターンベンド第１湾曲部と、該リターンベンド第１湾曲部の下流側に位置するリターンベンド第２湾曲部とから構成され、前記リターンベーンの前縁は、前記リターンベンドの出口の直下流に設置され、前記リターンベンド第２湾曲部の径方向内側の壁面の曲率半径は、前記リターンベンド第１湾曲部の径方向内側の壁面の曲率半径よりも大きく形成され、更に、前記リターンベンドの出口における流路断面積又は流路幅は、前記リターンベンドの入口における流路断面積又は流路幅より小さく設定され、
前記戻り流路の前記リターンベンドにおける前記リターンベンド第１湾曲部と前記リターンベンド第２湾曲部の間に位置する前記リターンベンドの中間部における流路断面積又は流路幅は、前記リターンベンドの入口及び出口における流路断面積又は流路幅以下に設定されていることを特徴とする多段遠心流体機械。

【請求項2】

請求項１に記載の多段遠心流体機械であって、
前記戻り流路は、前記リターンベンドと前記リターンベーンから構成され、前記リターンベンドによって前記ディフューザを通過した流体を半径方向外向きから内向きへと転向させ、更に、前記リターンベーンによって流体の旋回成分を除去し、流体を整流しながら次段の前記羽根車へと流入させるものであることを特徴とする多段遠心流体機械。

【請求項3】

請求項２に記載の多段遠心流体機械であって、
前記リターンベンドは、子午面内において、周囲の構造物に囲まれたＵ字状の曲り流路として形成され、前記リターンベンドの入口を、前記ディフューザの出口に相当する略円筒面で定義し、前記リターンベンドの出口を、前記リターンベーンの前縁の直上流に位置する子午面曲り流路の終端に相当する略円筒面で定義した前記リターンベンドの入口から出口までの区間として定義することを特徴とする多段遠心流体機械。

【請求項4】

請求項３に記載の多段遠心流体機械であって、
前記リターンベーンは、前記回転軸まわりの周方向にほぼ等ピッチで配置された複数枚の翼から構成されていることを特徴とする多段遠心流体機械。

【請求項5】

請求項１乃至４のいずれか１項に記載の多段遠心流体機械であって、
前記ディフューザは、周方向にほぼ等ピッチで配置された複数枚の翼を有するベーン付きディフューザか、或いは前記翼を有さないベーンレスディフューザのいずれかが用いられることを特徴とする多段遠心流体機械。

【請求項6】

請求項１乃至５のいずれか１項に記載の多段遠心流体機械であって、
前記多段遠心流体機械は、一軸多段式の遠心圧縮機か、或いは多段遠心ポンプであることを特徴とする多段遠心流体機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は多段遠心流体機械に係り、特に、流体を半径方向外向きから内向きへと転向させるための曲り流路（リターンベンド）と、流体の羽根車の回転方向と同一方向の旋回成分（予旋回）を除去するために周方向に軸対象に配置された円形翼列要素（リターンベーン）とを備えているものに好適な多段遠心流体機械に関するものである。

【背景技術】

【0002】

１つの回転軸に複数の遠心羽根車を搭載した多段遠心流体機械では、各段羽根車で昇圧された流体が旋回しながら径方向外側へ向かって吐き出されるため、回転軸方向の下流側で、かつ、径方向内側にある次段羽根車の入口へと流体を導くため、流体を半径方向外向きから内向きへと転向させるための曲り流路（リターンベンド）が設けられている。

【0003】

また、リターンベンドの下流側には、次段羽根車の入口に流入させる流体の羽根車の回転方向と同一方向の旋回成分（予旋回）を除去するため、周方向に軸対象に配置された円形翼列要素（リターンベーン）が設置されている。このリターンベーンで十分に予旋回が除去できない場合には、次段羽根車の効率や圧力上昇が低下することが一般的に知られている。

【0004】

一方、リターンベンドには、なるべく少ない圧力損失にて流れを径方向外向きから内向きへと転向すると共に、リターンベーンが予旋回の除去を十分に行えるよう、作動流体のリターンベーンへの流入状態を適切にコントロールすることが求められる。以下、リターンベンドとリターンチャネルを合わせて戻り流路という。

【0005】

多段遠心流体機械の戻り流路における圧力損失の低減を図った従来例が、特許文献１に記載されている。

【0006】

特許文献１では、リターンベンドの径方向内側の流路壁面において、下流側（リターンベンド第２湾曲部）壁面の曲率半径を、上流側（リターンベンド第１湾曲部）壁面の曲率半径より大きくすると共に、リターンベーン前縁が、リターンベンド第２湾曲部に位置するように構成されている。

【0007】

また、この際、リターンベンド出口の端部（リターンベーン入口の端部）における流路断面積が、リターンベンド入口の端部（ディフューザ出口の端部）における流路断面積と同一か、それより大きくなるように構成している。

【0008】

このように構成することで、リターンベンド第２湾曲部の内壁側において流体に作用する遠心力が低減すると同時に静圧が上昇するため、リターンベンド第２湾曲部の径方向内側において作動流体の流速が低下する。同時に、リターンベーン前縁を、従来よりも外径側に位置させることでリターンベーン入口の面積が増大し、リターンベーン入口における動圧が低減される。

【0009】

更に、リターンベンド出口の端部における流路断面積を、リターンベンド入口の端部における流路断面積と同一か、それより大きくしているため、リターンベーン入口における動圧が更に低減される。

【0010】

以上により、流体の流速の均一性が向上すると共に、戻り流路での流体の剥離が抑制され、遠心式流体機械の圧力損失が低減される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【文献】特許第６１４０７３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

ところで、多段遠心流体機械の製作コスト低減を図るため、戻り流路を小径化しようとすると、リターンベーン入口の径を小さくすると共に、リターンベーンの長さを短くして行かざるを得ない。

【0013】

特許文献１に記載されたリターンベンド及びリターンベーンの構造は、リターンベーン入口の面積をなるべく大きく設定し、リターンベーン入口における流体の子午面方向流速Ｃｍを低減することを狙っている。

【0014】

そのため、図６に示すリターンベーン前縁１２における速度三角形より、リターンベーン８への流体の流入角度βが小さくなる傾向にあり、絶対流速Ｃの方向を示すベクトルが、より周方向を向くような傾向を示す。

【0015】

リターンベーン８での流れの剥離等を抑制するため、リターンベーン８の入口角βｂ_５は、リターンベーン８への流体の流入角βに合わせて設計をすることが多く、この場合、リターンベーン８の入口角βｂ_５は小さくなる。一方、リターンベーン出口１０では、流体の旋回を除去することを狙い、リターンベーン後縁８ＴＥが回転軸方向を向くよう設計するのが一般的である。

【0016】

従って、戻り流路を小径化する際に、特許文献１に記載のような戻り流路形状を採用すると、リターンベーン８の入口角βｂ_５の方向から中心方向へと向かう非常に大きな流体の転向を実現するため、翼長が短く、かつ、翼の出入口間の羽根角の差が大きいリターンベーンとせざるを得ない。

【0017】

しかしながら、短い区間にて流体を大きく転向させようとすると、図６に示す流線のように、流体がリターンベーン負圧面８Ｓに沿って流れることができず剥離が生じ、戻り流路での圧力損失が増大したり、リターンベーン８にて十分に流体の旋回成分を除去できなくなるという問題があった。

【0018】

本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、リターンベーンの長さが十分に確保できない際にも、リターンベーンにおける流体の剥離の発生を抑制して圧力損失の増大を抑制し、かつ、十分に流体の旋回成分を除去することが可能な多段遠心流体機械を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0019】

本発明の多段遠心流体機械は、上記目的を達成するために、複数の羽根車と、複数の前記羽根車がそれぞれ取り付けられている回転軸と、前記羽根車の径方向外側に設けられているディフューザと、該ディフューザの下流に設けられ、該ディフューザから後段の前記羽根車へ流体を導く戻り流路と、該戻り流路に設けられ、周方向に沿って間隔をあけて配置された複数枚のリターンベーンとを備え、
前記戻り流路は、前記羽根車から径方向外側に送り出された前記流体を径方向内側へ向かって案内するリターンベンドを有し、前記リターンベンドは、該リターンベンドの上流側に位置するリターンベンド第１湾曲部と、該リターンベンド第１湾曲部の下流側に位置するリターンベンド第２湾曲部とから構成され、前記リターンベーンの前縁は、前記リターンベンドの出口の直下流に設置され、前記リターンベンド第２湾曲部の径方向内側の壁面の曲率半径は、前記リターンベンド第１湾曲部の径方向内側の壁面の曲率半径よりも大きく形成され、更に、前記リターンベンドの出口における流路断面積又は流路幅は、前記リターンベンドの入口における流路断面積又は流路幅より小さく設定され、
前記戻り流路の前記リターンベンドにおける前記リターンベンド第１湾曲部と前記リターンベンド第２湾曲部の間に位置する前記リターンベンドの中間部における流路断面積又は流路幅は、前記リターンベンドの入口及び出口における流路断面積又は流路幅以下に設定されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、リターンベーンの長さが十分に確保できない際にも、リターンベーンにおける流体の剥離の発生を抑制して圧力損失の増大を抑制し、かつ、十分に流体の旋回成分を除去することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】従来の多段遠心流体機械の一部を取り出して示す子午面断面図である。

【図2】図１に示した部分を含む従来の多段遠心流体機械の全体構成を示す子午面断面図である。

【図3】本発明の多段遠心流体機械の実施例１を示すリターンベンド付近の子午断面図である。

【図4】本発明の多段遠心流体機械の実施例１におけるリターンベーンへの流入流れベクトル及びリターンベーン間の流線を説明する図である。

【図5】本発明の多段遠心流体機械の実施例１におけるリターンベンドの位置における流路断面積変化を説明する図である。

【図6】従来の多段遠心流体機械の任意の段のリターンベーンにおけるリターンベーンへの流入流れベクトル及びリターンベーン間の流線を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、図示した実施例に基づいて本発明の多段遠心流体機械を説明する。なお、各図において、同一構成部品には同符号を使用する。

【0023】

図１は、従来の多段遠心流体機械２０の一部を取り出した子午面断面図、図２は、図１に示した部分を含む従来の多段遠心流体機械２０の全体の子午面断面図であり、一軸多段式の遠心圧縮機の例である。

【0024】

まず、図１を用いて従来の多段遠心流体機械２０について説明する。

【0025】

図１に示すように、多段遠心流体機械２０は、回転エネルギーを流体に付与する遠心羽根車１と、この遠心羽根車１が取り付けられる回転軸４と、遠心羽根車１の半径方向外側にあって遠心羽根車１から流出された流体の動圧を静圧へと変換するディフューザ５とから概略構成されている。また、ディフューザ５の下流には、後段の遠心羽根車１へ流体を導くための戻り流路６が設けられている。

【0026】

遠心羽根車１は、回転軸４に締結する円盤（ハブ）２と、ハブ２に対向して配置される側板（シュラウド）３と、ハブ２とシュラウド３間に位置し周方向（図１の紙面と直角方向）に間隔をおいて配置された複数枚の羽根１Ａとを有している。

【0027】

なお、図１では、シュラウド３を有するクローズド型羽根車の場合を示しているが、シュラウド３のないオープン型羽根車を用いても構わない。

【0028】

ディフューザ５には、周方向にほぼ等ピッチで配置された複数枚の翼を有するベーン付きディフューザと、図１には図示していないが、翼を有さないベーンレスディフューザのいずれかが用いられる。

【0029】

戻り流路６は、リターンベンド７とリターンベーン８から構成されていると共に、リターンベンド７によってディフューザ５を通過した流体を半径方向外向きから内向きへと転向させ、更に、リターンベーン８によって流体の旋回成分を除去し、流体を整流しながら次段の遠心羽根車１へと流入させる役割を担っている。

【0030】

リターンベンド７は、子午面内において、周囲の構造物に囲まれたＵ字状の曲り流路として形成され、そのリターンベンド入口９を、ディフューザ５の出口に相当する略円筒面で定義し、そのリターンベンド出口１０を、リターンベーン前縁１２の直上流に位置する子午面曲り流路の終端に相当する略円筒面で定義したリターンベンド入口９からリターンベンド出口１０までの区間として定義する。リターンベーン８は、回転軸４まわりに周方向にほぼ等ピッチに配置された複数枚の翼から構成されている。

【0031】

図２に、図１に示した圧縮段を複数段軸方向に積層した形の多段遠心流体機械２０を示す。

【0032】

図２に示すように、回転軸４を回転自在に支持するラジアル軸受１７が回転軸４の両端側に配置され、回転軸４の一方の端部には、回転軸４を軸方向に支持するスラスト軸受１８が配置されている。

【0033】

また、回転軸４には、多段の圧縮段の遠心羽根車（図２では５枚の遠心羽根車）１が固定して取り付けられ、各遠心羽根車１の下流側には、図１に示したと同様に、ディフューザ５及び戻り流路６が設けられている。

【0034】

これら遠心羽根車１とディフューザ５及び戻り流路６は、ケーシング１９内に収容されている。また、ケーシング１９の吸込み側には吸込流路１５が設けられており、ケーシング１９の吐出側には吐出流路１６が設けられている。

【0035】

このように構成された多段遠心流体機械２０においては、吸込流路１５から吸引された流体が、各段の遠心羽根車１とディフューザ５及び戻り流路６を通過するごとに昇圧され、最終的に所定圧力になって吐出流路１６から吐出される。

【実施例1】

【0036】

次に、図３、図４及び図５を用いて、本実施例における多段遠心流体機械２０の特徴点を説明する。

【0037】

図３は、本実施例における多段遠心流体機械２０中の、リターンベンド７付近を取り出した子午断面図である。

【0038】

本実施例では、戻り流路６が、上述した遠心羽根車１から径方向外側に送り出された流体を径方向内側へ向かって案内するリターンベンド７を有し、このリターンベンド７は、リターンベンド７の上流側に位置するリターンベンド第１湾曲部１３と、リターンベンド第１湾曲部１３の下流側に位置するリターンベンド第２湾曲部１４とから構成されている。

【0039】

そして、図３に示すリターンベンド７の下流に搭載されるリターンベーン前縁１２を、リターンベンド出口１０の直下流に設置すると共に、リターンベンド７の径方向内側の流路壁面１３Ａ、１４Ａにおいて、リターンベンド第２湾曲部１４のリターンベンド７の径方向内側の流路壁面１４Ａにおける曲率半径ρ２を、リターンベンド第１湾曲部１３のリターンベンド７の径方向内側の流路壁面１３Ａにおける曲率半径ρ１より大きくし、更に、リターンベンド出口１０における流路断面積を、リターンベンド入口９における流路断面積以下に設定している。

【0040】

上述した本実施例におけるリターンベンド７の構造とすることによる効果を、以下に説明する。

【0041】

図４は、本実施例を適用した際の、リターンベーン８の入口速度三角形及びリターンベーン８の流線を示したものである。

【0042】

本実施例では、リターンベーン前縁１２の直上流に位置するリターンベンド出口１０において、流路断面積が小さく設定されているため、図４に示すように、リターンベーン前縁１２の速度三角形における子午面方向流速Ｃｍが増大し、リターンベーン８への流体の流入角度βが、図６に示した従来の多段遠心流体機械２０におけるリターンベーン８への流体の流入角度βより大きくなる。

【0043】

従って、このリターンベーン８への流体の流入角度βにマッチングさせて設定するリターンベーン８の入口角βｂ_５を大きくできる。また、リターンベーン後縁８ＴＥを、流体の旋回を除去することを狙って回転軸４の方向を向くよう設定した場合に、上述した内容より、リターンベーン前縁１２からリターンベーン後縁８ＴＥにかけての流体の転向を小さくすることができる。

【0044】

結果として、図４に示すように、図６に示したリターンベーン８の入口面積をなるべく大きく設定した従来の戻り流路においては発生し易かったリターンベーン負圧面８Ｓ付近の流れの剥離の発生が、本実施例では抑制されることが分かる。

【0045】

また、リターンベンド出口１０の流路断面積を小さく設定することで、リターンベンド第２湾曲部１４における流体の流速が増大するが、本領域におけるリターンベンド７の径方向内側の流路壁面１４Ａの曲率半径ρ２を大きく設定していることで、流れの剥離が抑制されるため、リターンベーン前縁１２への流入流れの一様性が確保され、圧力損失が低減されると共に、リターンベーン８にて流体の旋回成分が十分に除去される。

【0046】

多段遠心流体機械２０の製作コスト低減のために、戻り流路６を小径化するには、リターンベーン前縁１２の径を小さくして、リターンベーン８の長さを短くする必要がある。

【0047】

この際、従来の戻り流路においては、リターンベーン８の長さが短く、かつ、リターンベーン前縁１２とリターンベーン後縁８ＴＥの間の羽根角の差が大きいリターンベーン８にて、短い区間で流体を大きく転向させざるを得ず、リターンベーン負圧面８Ｓにおける流れの剥離が更に発生し易くなる。

【0048】

一方、本実施例の構造では、戻り流路６を小径化するため、リターンベーン８の長さを短くした場合でも、リターンベーン前縁１２からリターンベーン後縁８ＴＥにかけての流体の転向を小さく、かつ、リターンベンド第２湾曲部１４におけるリターンベンド７の径方向内側の流路壁面１４Ａの流速が低減されるよう曲率半径ρ２を大きくしており、リターンベーン８における流れの剥離を防止できる。

【0049】

従って、本実施例の構造は、特に、戻り流路６を小径化する際に組み合わせて用いることが有効である。

【0050】

ここで、図３に示すリターンベンド第１湾曲部１３とリターンベンド第２湾曲部１４の間に位置するリターンベンド中間部１１における流路断面積は、図５に示すリターンベンド７の位置（リターンベンド入口９、リターンベンド中間部１１、リターンベンド出口１０の各位置）における流路断面積変化図のように、リターンベンド入口９における流路断面積以下で、かつ、リターンベンド出口１０における流路断面積以上に設定されても良いし（図５中の実線）、リターンベンド入口９やリターンベンド出口１０における何れの流路断面積以下に設定されても良い（図５中の点線）。

【0051】

しかしながら、図５中の点線のようなリターンベンド７内の流路断面積とする場合には、図３に示すリターンベンド７の最外半径Ｒｔｏｐを同一に保持したまま、リターンベンド中間部１１における流路幅ｂｍを小さくすることになる。

【0052】

この際、リターンベンド第１湾曲部１３における径方向内側の流路壁面１３Ａの曲率半径ρ１も同一値に保持すれば、リターンベンド入口９、つまり、ディフューザ５の出口の径を、より大きく設定できる。

【0053】

従って、リターンベンド７の最外半径Ｒｔｏｐは同一にしたまま、ディフューザ５の径方向長さを大きくすることができる。

【0054】

また、ディフューザ５にベーン付ディフューザを搭載する場合には、ディフューザ５の出口径が大きくなることで、リターンベーン８の長さも増大でき、ディフューザ５内での静圧回復量を増大させて、リターンベンド入口９における流速を低減できる。

【0055】

戻り流路６を小径化する際には、ディフューザ５の径方向長さも短くせざるを得ず、リターンベンド入口９における流速も増大する傾向になるが、図５中の点線のような流路断面積とすることで、小径化時のリターンベンド７の最外半径Ｒｔｏｐは同一にしたまま、リターンベンド入口９における流速も低減できる。

【0056】

従って、戻り流路６が小径化の時には、図５中の点線のような流路断面積とすることがより望ましい。

【0057】

なお、この際、リターンベンド中間部１１における流速は増大する傾向になるが、前述の通り、本実施例では、曲率半径ρ２を大きくしているため、リターンベンド第２湾曲部１４におけるリターンベンド７の径方向内側の流路壁面１４Ａ付近における剥離の発生は抑制される。

【0058】

このような本実施例の構成によれば、リターンベーン前縁１２より上流側のリターンベンド出口１０において流路断面積が小さく設定されるため、リターンベーン前縁１２における子午面方向流速Ｃｍが増大し、リターンベーン８への流体の流入角度βが大きくなる。従って、リターンベーン８の入口角βｂ_５を大きく設定でき、リターンベーン入口９からリターンベーン出口１０にかけての流体の転向を小さくすることができる。

【0059】

また、リターンベーン８の長さが十分に確保できない場合にも、リターンベーン前縁１２をリターンベンド７内に延伸させ、リターンベーン８を３次元的な複雑形状にしてリターンベーン８の長さを確保することなく、リターンベーン８における流体の剥離の発生を抑制し、流体の旋回成分を十分に除去することが可能となる。

【0060】

この際、リターンベンド出口１０の流路断面積を小さく設定することで、リターンベンド第２湾曲部１４における流体の流速が増大するが、本領域におけるリターンベンド第２湾曲部１４における径方向内側の流路壁面１４Ａの曲率半径を大きく設定していることで、流体の流れの剥離が抑制され、リターンベーン前縁１２への流入流れの一様性が確保され、圧力損失が低減されると共に、リターンベーン８にて流体の旋回成分を十分に除去することが可能となる。

【実施例2】

【0061】

上述した実施例１では、リターンベンド７の流路断面積に基づいた説明を行ったが、流路断面積を、図３に示すリターンベンド７の子午断面図における流路幅に置き換えて適用しても良い。

【0062】

即ち、リターンベンド入口９における流路幅をｂｓ、リターンベンド出口１０における流路幅をｂｅとすれば、リターンベンド７の下流に搭載されるリターンベーン前縁１２を、リターンベンド出口１０の直下流に設置すると共に、リターンベンド７の径方向内側の流路壁面１３Ａ、１４Ａにおいて、曲率半径ρ２を、曲率半径ρ１より大きくし、更に、リターンベンド出口１０における流路幅ｂｅを、リターンベンド入口９における流路幅ｂｓ以下に設定しても良い。

【0063】

また、この際、リターンベンド中間部１１における流路幅ｂｍは、リターンベンド入口９における流路幅ｂｓ以下で、かつ、リターンベンド出口１０における流路幅ｂｅ以上に設定されても良いし、リターンベンド入口９やリターンベンド出口１０における何れの流路幅ｂｓ、ｂｅ以下に設定されても良い。

【0064】

このような本実施例の構成であっても、実施例１と同様な効果を得ることができる。

【0065】

また、上述した各実施例では、多段遠心流体機械として、旋回除去要素を一軸多段式の遠心圧縮機を例に説明したが、本発明の多段遠心流体機械は、多段遠心ポンプ等の他の多段遠心流体機械にも適用が可能である。

【0066】

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換える事が可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加える事も可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をする事が可能である。

【符号の説明】

【0067】

１…遠心羽根車、１Ａ…遠心羽根車の羽根、２…ハブ、３…シュラウド、４…回転軸、５…ディフューザ、６…戻り流路、７…リターンベンド、８…リターンベーン、８Ｓ…リターンベーン負圧面、８ＴＥ…リターンベーン後縁、９…リターンベンド入口、１０…リターンベンド出口、１１…リターンベンド中間部、１２…リターンベーン前縁、１３…リターンベンド第１湾曲部、１３Ａ…リターンベンド第１湾曲部における径方向内側の流路壁面、１４…リターンベンド第２湾曲部、１４Ａ…リターンベンド第２湾曲部における径方向内側の流路壁面、１５…吸込流路、１６…吐出流路、１７…ラジアル軸受、１８…スラスト軸受、１９…ケーシング、２０…多段遠心流体機械、ｂｅ…リターンベンド出口における流路幅、ｂｍ…リターンベンド中間部における流路幅、ｂｓ…リターンベンド入口における流路幅、Ｃ…絶対流速、Ｃｍ…子午面方向流速、Ｃｕ…絶対流速の周方向成分、Ｒｔｏｐ…リターンベンドの最外半径、β…リターンベーンへの流入角、βｂ_５…リターンベーンの入口角、ρ１…リターンベンド第１湾曲部における径方向内側の流路壁面の曲率半径、ρ２…リターンベンド第２湾曲部における径方向内側の流路壁面の曲率半径。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】