(57)【要約】【課題】インペラのブレードとケーシングの接触を回避して、安定した運転を実現できるギアド圧縮機を提供すること。【解決手段】本発明のギアド圧縮機１は、回転軸に固定された回転可能なインペラ２０と、インペラ２０を収容する収容空間を有するケーシング１２と、を備える。そして、ケーシング１２は、ケーシング１２の収容空間を囲む内周面の一部を構成し、かつ、それぞれがケーシング１２の径方向に進退移動可能な、ケーシング１２の周方向に沿って設けられる複数の分割環５０を有する、ことを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に固定された回転可能なインペラと、
前記インペラを収容する収容空間を有するケーシングと、を備え、
前記ケーシングは、
前記ケーシングの前記収容空間を囲む内周面の一部を構成し、かつ、それぞれが前記ケーシングの径方向に進退移動可能な、前記ケーシングの周方向に沿って設けられる複数の分割環を有する、
ことを特徴とするギアド圧縮機。
【請求項２】
前記ケーシングは、
前記収容空間に開口し、複数の前記分割環をそれぞれが収容する複数の分割環収容室を備え、
それぞれの前記分割環は、前記分割環収容室において前記分割環の径方向の外側に設けられる背圧付与空間の圧力に応じて、前記径方向に進退移動する、
請求項１に記載のギアド圧縮機。
【請求項３】
前記背圧付与空間の前記圧力は、
前記収容空間を通過して圧縮された気体の導入、及び、前記背圧付与空間から外部への前記気体の排出により調整される、
請求項２に記載のギアド圧縮機。
【請求項４】
前記背圧付与空間の前記圧力は、
前記分割環を前記径方向の外側から内側に移動させるときに、前記収容空間の圧力よりも高く、
前記分割環を前記径方向の内側から外側に移動させるときに、前記収容空間の前記圧力よりも低い、
請求項２〜請求項３のいずれか一項に記載のギアド圧縮機。
【請求項５】
前記分割環と前記ケーシングの間に、
前記分割環の前記径方向の移動範囲を規制する移動規制機構が設けられる、
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のギアド圧縮機。
【請求項６】
前記分割環は、
前記径方向の最も内側の縮径位置と、前記径方向の最も外側の拡径位置と、の間を進退移動し、
前記縮径位置において、前記ケーシングの前記内周面と面一になる、
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のギアド圧縮機。
【請求項７】
前記背圧付与空間における前記圧力の調整は、
前記ケーシングと前記インペラの前記径方向における間隔の検知結果、及び、前記背圧付与空間における前記圧力の検知結果の一方又は双方に基づいて行われる、
請求項２〜請求項６のいずれか一項に記載のギアド圧縮機。
【請求項８】
前記分割環は、
前記収容空間における前記気体の流れる方向の上流側に設けられる、
請求項２〜請求項７のいずれか一項に記載のギアド圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、安定した運転を実現できるギアド圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
石油化学、化学、空気分離などのプラントでは、回転機械として、遠心圧縮機が使用されている。遠心圧縮機は、構造的には大きく二つのタイプがある。
一つは一軸多段型圧縮機で、ガスを圧縮する複数のインペラ（羽根車）を一本のロータ軸に取り付けてロータを構成するものであり、このロータ軸はその両端が一対の軸受に支持される。一軸多段圧縮機の場合、駆動源の回転数が圧縮機の回転数よりも低い場合は、駆動源とロータ軸の間に増速機を設ける。もう一つのタイプが増速機構内臓型の圧縮機（ギアド圧縮機：Integrally Geared Compressor）である。
【０００３】
一般的に、ギアド圧縮機は、ケーシングの内部に一対のインペラがケーシングに非接触の状態で収容され、一対のインペラを両端に備えるロータ軸が回転可能に支持されている。このロータ軸には、駆動源により回転駆動される駆動軸の動力が増速歯車機構を介して伝達される。
【０００４】
このようなギアド圧縮機については、近年、様々な改良がされている。例えば特許文献１には、インペラの性能向上を図ったギアド圧縮機が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−０４８１８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１のギアド圧縮機は、インペラの羽根がそのまま露出しているオープンインペラを備えている。オープンインペラもケーシングに非接触の状態で収容されているが、運転時に遠心力の影響によりオープンインペラのブレードに径方向の外側に向けて拡径する変形が生じて、ブレードとケーシングが接触する虞がある。
このため、より安定した運転を実現するために、オープンインペラを用いたとしても、インペラのブレードとケーシングとの接触を回避する必要がある。
【０００７】
以上より、本発明は、インペラのブレードとケーシングの接触を回避して、安定した運転を実現できるギアド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】
本発明のギアド圧縮機は、回転軸に固定された回転可能なインペラと、インペラを収容する収容空間を有するケーシングと、を備える。
ケーシングは、ケーシングの収容空間を囲む内周面の一部を構成し、かつ、それぞれがケーシングの径方向に進退移動可能な、ケーシングの周方向に沿って設けられる複数の分割環を有する、ことを特徴とする。
【０００９】
本発明のギアド圧縮機におけるケーシングは、収容空間に開口し、複数の分割環をそれぞれが収容する複数の分割環収容室を備え、それぞれの分割環は、分割環収容室において分割環の径方向の外側に設けられる背圧付与空間の圧力に応じて、径方向に進退移動することが好ましい。
【００１０】
本発明のギアド圧縮機においては、背圧付与空間の圧力が、収容空間を通過して圧縮された気体の導入、及び、背圧付与空間から外部への気体の排出により調整されることが好ましい。
さらに、背圧付与空間の圧力は、分割環を径方向の外側から内側に移動させるときに、収容空間の圧力よりも高く、分割環を径方向の内側から外側に移動させるときに、収容空間の圧力よりも低いことが好ましい。
【００１１】
本発明のギアド圧縮機は、分割環とケーシングの間に、分割環の径方向の移動範囲を規制する移動規制機構が設けられることが好ましい。
【００１２】
本発明のギアド圧縮機における分割環は、径方向の最も内側の縮径位置と、径方向の最も外側の拡径位置と、の間を進退移動し、縮径位置において、ケーシングの内周面と面一になることが好ましい。
【００１３】
本発明のギアド圧縮機においては、背圧付与空間における圧力の調整が、ケーシングとインペラの径方向における間隔の検知結果、及び、背圧付与空間における圧力の検知結果の一方又は双方に基づいて行われることが好ましい。
【００１４】
本発明のギアド圧縮機における分割環は、収容空間における気体の流れる方向の上流側に設けられることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ケーシングの一部に径方向に進退する分割環を設けることで、ギアド圧縮機の運転中にケーシングとインペラの間隔を調整して接触するのを回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係るギアド圧縮機の概略構成を示す説明図である。
【図２】本実施形態に係る第一遠心圧縮部の断面図である。
【図３】（ａ）は本実施形態に係る第一遠心圧縮部の出口流路形成体の突合面の平面図であり、（ｂ）は入口流路形成体の突合面の平面図である。
【図４】（ａ）は本実施形態に係る第一遠心圧縮部の分割環の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面図である。
【図５】（ａ）はギアド圧縮機が静止しているときの分割環の状態を示す図であり、（ｂ）はギアド圧縮機が運転しているときの分割環の状態を示す図である。
【図６】（ａ）はギアド圧縮機が静止しているときの分割環の状態を示す図であり、（ｂ）は、ギアド圧縮機が運転しているときの分割環の状態を示す図である。
【図７】ギアド圧縮機の運転中のケーシングとインペラの間隔の変動を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について説明する。
ギアド圧縮機１は、第一遠心圧縮部１０が、運転の状態、特に運転を開始してから定常状態に至るまでの非定常状態において、ブレード２３の先端縁２７とケーシング１２の内周面１３の間隔Ｂを調整する間隔調整機構を備える。
間隔調整機構は、図６（ａ），（ｂ）に示すように、分割環収容室６０に収容される分割環５０が縮径位置Ｘと拡径位置Ｙの間を進退移動することで、間隔Ｂを調整する。
【００１８】
［ギアド圧縮機１］
本実施形態に係るギアド圧縮機１は、図１に示すように、主動軸２と、主動軸２の回転駆動力が伝達される従動軸４の両端に設けられた一対の第一遠心圧縮部１０と、各々の第一遠心圧縮部１０の吐出口と配管１４で接続された吸込口を有し、従動軸７に設けられた第二遠心圧縮部８０と、第二遠心圧縮部８０の吐出口と配管８２で接続された吸込口を有し、従動軸７に設けられた第三遠心圧縮部９０と、を備える。
【００１９】
ギアド圧縮機１は、従動軸４，７の回転を増速させる増速ギア機構を有する。具体的には、図１に示すように、主動軸２と一体となって回転駆動される主動ギア３と、従動軸４に設けられた従動ギア５と、従動軸７に設けられた従動ギア８と、主動ギア３と従動ギア５に噛み合い、主動ギア３の回転を従動ギア５で伝達する伝達ギア６と、主動ギア３と従動ギア８に噛み合い、主動ギア３の回転を従動ギア８に伝える伝達ギア９と、を有する。
【００２０】
ギアド圧縮機１は、図１に示すように、一対の第一遠心圧縮部１０において外部からの気体Ｇを吸込み、これを昇圧する。そして、第一遠心圧縮部１０で昇圧された気体をさらに第二遠心圧縮部８０で昇圧し、さらに、第二遠心圧縮部８０で昇圧された気体を第三遠心圧縮部９０で昇圧する。そして、昇圧された気体は、第三遠心圧縮部９０の排出口に接続された配管９２を介して、当該気体Ｇを消費する部位に向けて吐出される。
【００２１】
以下、第一遠心圧縮部１０について説明する。
なお、本実施形態において、従動軸４の回転軸線Ｃの方向に直行する方向を径方向といい、径方向の回転軸線Ｃに近い側を径方向の内側、径方向の回転軸線Ｃから遠い側を径方向の外側という。
また、気体が流れる方向を基準にして上流側α、下流側βが定義されるものとする。
そして、本実施形態において径方向の内側、外側、上流側α及び下流側βは、相対的な位置関係を示している。
【００２２】
［第一遠心圧縮部１０］
第一遠心圧縮部１０は、図２に示すように、従動軸４に同軸状に固定されたインペラ２０と、インペラ２０を回転可能に収容するケーシング１２と、を備える。
第一遠心圧縮部１０は、ケーシング１２に形成された入口流路３１から供給された気体を圧縮して、圧縮した気体を出口流路４１から排出する。
【００２３】
［インペラ２０］
インペラ２０は、図２に示すように、従動軸４に固定されたディスク２１と、周方向に所定の間隔をあけてディスク２１の表面に設けられる複数のブレード２３と、を有する。
ディスク２１は、回転軸線Ｃに沿って、従動軸４に固定されている基端の側から先端に向かうにつれて、その径が次第に小さくなっている。
【００２４】
ブレード２３は、図２に示すように、ディスク２１の表面からケーシング１２の内周面１３に向かって伸びている。ブレード２３は、その先端縁２７が、所定の間隔Ｂを有しながら内周面１３と対向している。
ブレード２３は、ディスク２１の先端側に隣接するブレード２３，２３の間に気体Ｇが流入する入口縁２４と、ディスク２１の基端側に隣接するブレード２３，２３の間から径方向の外側に向けて気体Ｇが流出する出口縁２５と、を備える。
【００２５】
［ケーシング１２］
ケーシング１２は、図２に示すように、入口流路３１を形成する入口流路形成体３０と、出口流路４１を形成する出口流路形成体４０と、入口流路形成体３０と出口流路形成体４０の間に配置される分割環５０と、を備える。
ケーシング１２は、入口流路形成体３０が上流側αに配置され、出口流路形成体４０が入口流路形成体３０よりも下流側βに配置されて、各々の突合面３２と突合面４２が当接した状態で連結することにより、入口流路３１と出口流路４１が繋がる。
分割環５０は、入口流路形成体３０と出口流路形成体４０が組み合わされることで形成される分割環収容室６０の内部に進退移動可能に収容される。
【００２６】
［入口流路形成体３０］
入口流路形成体３０は、図２に示すように、上流側αから気体を第一遠心圧縮部１０に流入させるための入口流路３１と、下流側βの端に形成された環状の突合面３２と、図６（ａ），（ｂ）に示すように、突合面３２から下流側βに向けて垂直に張り出した第一係止突条３５と、を備える。
【００２７】
第一係止突条３５は、図３（ｂ）に示すように、円弧状に形成されており、回転軸線Ｃを中心として同心円上に４つ形成されている。
第一係止突条３５は、図６（ａ），（ｂ）に示すように、分割環５０の係止溝５９に挿入され、分割環５０の移動範囲を規制する。
【００２８】
［出口流路形成体４０］
出口流路形成体４０は、図２に示すように、入口流路形成体３０と当接する上流側αの端に形成された突合面４２と、入口流路３１と繋がり外部へ気体を流出させるための出口流路４１と、出口流路４１が内部に形成されている吐出スクロール４８と、を備える。
また、出口流路形成体４０は、図３に示すように、突合面４２から分割環５０を収容する収容室４３と、収容室４３に繋がる送気管４７及び流出管４９と、出口流路４１に配置された間隔センサ４６と、を備える。
出口流路形成体４０は、図２に示すように、インペラ２０の大部分を収容する空間を内部に備えている。出口流路４１はこのインペラ２０を収容する空間と繋がっている。
【００２９】
収容室４３は、図３（ａ）に示すように、外周側に設けられる突合面４２よりも所定距離だけ窪んでおり、内周面１３に向けて均等な深さを有する。
本実施形態は４つの収容室４３が設けられ、図３（ａ）に示すように、周方向に等間隔で設けられる４つの仕切り４４により、隣接する収容室４３，４３が仕切られている。
それぞれの仕切り４４は、収容室４３の底から立設され、径方向に延びる仕切本体４４Ａと、仕切本体４４Ａの周方向の両側から突き出す腕４４Ｂと、を備える。仕切り４４は、仕切本体４４Ａと腕４４Ｂが同じ高さに形成されている。
【００３０】
収容室４３は、内部に４つの第二係止突条４５を有する。
第二係止突条４５は、図３（ａ）に示すように、隣接する仕切り４４，４４の腕４４Ｂ，４４Ｂを繋ぐ。
第二係止突条４５は、収容室４３の底面から略垂直に立設されており、円弧状の平面形状を有している。
第二係止突条４５は、収容室４３の底面からの寸法（厚さ）が、第一係止突条３５と略等しく、仕切り４４よりも薄い。
第二係止突条４５は、分割環５０の係止溝５９に挿入される。
【００３１】
［送気管４７］
送気管４７は、後述する分割環収容室６０の空間Ａに気体Ｇを送り込み、空間Ａの圧力を上げるためのものである。空間Ａは、分割環収容室６０に分割環５０が収容されると、分割環５０より径方向の外側に形成される。
送気管４７は、一端が収容室４３に繋がり、他端が出口流路４１と繋がっており、収容空間を通過して出口流路４１を流れる圧縮された気体Ｇを分割環収容室６０の内部に導入することができる。
送気管４７の収容室４３側の開口は、図３（ａ）に示すように、分割環収容室６０に収容される分割環５０により塞がれないように形成されている。
【００３２】
送気管４７は、第一制御弁Ｖ１を有している。第一制御弁Ｖ１は、圧縮された気体Ｇの空間Ａへの流入を制御する。
第一制御弁Ｖ１としては、指令に応じて流路が開閉される電磁弁を例示できる。第二制御弁Ｖ２も同様である。第一制御弁Ｖ１は、図示を省略する制御装置により開閉が制御される。
【００３３】
［流出管４９］
流出管４９は、分割環収容室６０の空間Ａから気体Ｇを外部空間に流出させ、空間Ａの圧力を下げるためのものである。
流出管４９は、第一遠心圧縮部１０の外部空間と収容室４３を繋げる。
流出管４９の収容室４３側の開口は、図３（ａ）に示すように、分割環収容室６０に収容される分割環５０により塞がれないように形成されている。
【００３４】
流出管４９は、第二制御弁Ｖ２を有している。第二制御弁Ｖ２は、空間Ａの気体Ｇを外部空間に流出させるときに開かれる。
【００３５】
［間隔センサ４６］
間隔センサ４６は、ブレード２３の先端縁２７とケーシング１２の内周面１３の間隔Ｂを検知する。
間隔センサ４６は、図３（ａ）に示すように、ケーシング１２の内周面１３に設けられ、内周面１３と先端縁２７の間の静電容量を検知する静電容量センサを適用できる。この間隔センサ４６は、先端縁２７との間の間隔が変化に応じる静電容量の変化を検知することで、内周面１３と先端縁２７の間の間隔Ｂを検知できる。
【００３６】
［分割環収容室６０］
分割環収容室６０は、分割環５０を収容する。
分割環収容室６０は、図１及び図６（ａ），（ｂ）に示すように、入口流路形成体３０と出口流路形成体４０の境界部分に形成される。図６（ａ），（ｂ）に示すように、突合面３２と突合面４２が接することで収容室４３が分割環収容室６０を構成する。４つの収容室４３に対応して、４つの分割環収容室６０はケーシング１２の周方向に円環状に並ぶ。
分割環収容室６０の開口は、ブレード２３の上流側αにおける先端縁２７と対応するように設けられている。
【００３７】
分割環収容室６０は、図６（ａ），（ｂ）に示すように、その内部に第一係止突条３５と第二係止突条４５からなる、移動規制ガイド６１が構成される。移動規制ガイド６１は、分割環５０の径方向の移動を規制するための移動規制ガイド６１が形成される。移動規制ガイド６１は、環状をなしている。
分割環収容室６０は、分割環５０が収容されると、分割環５０より径方向の外側に空間Ａが形成されるように径方向の寸法が設定される。
【００３８】
［分割環５０］
分割環５０は、ブレード２３の先端縁２７とケーシング１２の内周面１３の間隔Ｂを調整する。
分割環５０は、図４（ａ）に示すように、４つの分割環５０Ａ、分割環５０Ｂ、分割環５０Ｃ、分割環５０Ｄからなる。分割環５０Ａ〜５０Ｄは、円弧状の平面形状を有し、対応する分割環収容室６０に収容されることで、環状に配置される。
なお、分割環５０Ａ〜５０Ｄを区別する必要がないときは、単に分割環５０という。
【００３９】
分割環５０は、図４（ｂ）に示すように、Ｈ型の横断面を有し、径方向に延びるウェブ５１と、ウェブ５１の径方向の一端から張り出す第一フランジ５３と、ウェブ５１の径方向の他端から張り出す第二フランジ５７と、を備える。第一フランジ５３と第二フランジ５７の間の空間は係止溝５９をなす。
第一フランジ５３が縮径位置Ｘと拡径位置Ｙを相互に移動している途中においては、分割環５０と係止溝５９と分割環収容室６０の移動規制ガイド６１によりラビリンスシール構造を形成する。
【００４０】
第一フランジ５３は、図４（ａ），（ｂ）に示すように、ウェブ５１から回転軸線Ｃの方向に張り出すとともに、ウェブ５１の周方向の端部から張り出している。
第一フランジ５３は、図５（ｂ）に示すように、仕切り４４の腕４４Ｂと突き当たることで、分割環５０の径方向の外側への移動を規制する。また、第一フランジ５３は、図６（ｂ）に示すように、第一係止突条３５と第二係止突条４５、つまり移動規制ガイド６１に突き当たることで、分割環５０の径方向の外側への移動を規制する。このとき、分割環５０は、その移動範囲の径方向の最も外側に位置する拡径位置Ｙにいる。
【００４１】
第一フランジ５３の内周面５５は、図６（ａ）に示すように、分割環収容室６０の開口からケーシング１２の内部に向けて露出している。
第一フランジ５３の内周面５５は、分割環５０が、その移動範囲の径方向の最も内側に位置する縮径位置Ｘに配置されると、ケーシング１２の内周面１３と面一になるように形成されている。こうして、第一フランジ５３の内周面５５は、ケーシング１２の内周面１３の一部を担う。
【００４２】
第二フランジ５７は、図４（ａ），（ｂ）に示すように、第一フランジ５３と同様に、ウェブ５１から張り出している。
第二フランジ５７は、図５（ａ）に示すように、仕切り４４の腕４４Ｂと突き当たることで、分割環５０の径方向の内側への移動を規制する。また、第二フランジ５７は、図６（ａ）に示すように、第一係止突条３５と第二係止突条４５に突き当たることで、分割環５０の径方向の内側への移動を規制する。このとき、分割環５０は、縮径位置Ｘにいる。
【００４３】
係止溝５９は、内部に挿入される移動規制ガイド６１と係止されることで、分割環５０の径方向の移動を規制する。
係止溝５９は、図４（ｂ）に示すように、ウェブ５１から張り出した第一フランジ５３と第二フランジ５７の間に形成されている。したがって、係止溝５９は、分割環５０に周方向の全域にわたって形成される。
係止溝５９は、移動規制ガイド６１が係止溝５９の内部で径方向に相対的に移動できるように、その径方向の寸法が移動規制ガイド６１の厚さよりも大きい。このため、係止溝５９と移動規制ガイド６１の間には、図６（ａ），（ｂ）に示すように、径方向に隙間Ｈが形成されている。隙間Ｈは、縮径位置Ｘから拡径位置Ｙまでの分割環５０の移動距離と等しい。
隙間Ｈが設けられることにより、分割環収容室６０の内部で分割環５０が縮径位置Ｘと拡径位置Ｙの間を進退移動できる。
【００４４】
分割環５０の回転軸線Ｃの方向の幅は、収容室４３の回転軸線Ｃの方向の幅と等しいか僅かに小さい。これにより、収容室４３に分割環５０を収容しても、入口流路形成体３０の突合面３２と出口流路形成体４０の突合面４２を当接させることができる。
【００４５】
次に、図７を用いて、内周面１３と先端縁２７の間の間隔Ｂの変化について、第一遠心圧縮部１０が運転を開始してから従動軸４の回転数が一定になるまでの非定常状態Ｉと、従動軸４の回転数が一定になっている定常状態IIに分けて説明する。
【００４６】
まず、非定常状態Ｉにおける間隔Ｂの変化について説明する。
第一遠心圧縮部１０が運転を開始すると、従動軸４の回転により生じる遠心力により、インペラ２０は径方向の外側に向けて伸びるように変形する。このインペラ２０の変形は、図７に示すように、従動軸４の回転数の増加に伴い大きくなる。
また、圧縮された気体Ｇは温度が高くなるので、ケーシング１２は熱膨張によりその内周面１３が径方向の外側に変位する。
ただし、非定常状態Ｉでは、気体Ｇの温度が高くなりきれないので、インペラ２０の変形量がケーシング１２の変位量よりも大きい。したがって、非定常状態Ｉにおいては、従動軸４の回転数の増加に伴い、内周面１３と先端縁２７の間隔Ｂが次第に狭くなる。
【００４７】
一方、定常状態IIでは、従動軸４の回転数が一定になるので、図７に示すように、インペラ２０の径方向の外側への変形が一定の範囲に収まる。これに対して、ケーシング１２は、気体Ｇの温度がより高温になるので、時間の経過に伴いさらに熱膨張し、内周面１３はさらに径方向の外側に変位する。
このため、定常状態IIでは、時間とともに、ケーシング１２の変形量がインペラ２０の変形量よりも大きくなるので、内周面１３と先端縁２７の間隔Ｂが次第に広くなる。ただし、気体Ｇの温度も上限に達するので、間隔Ｂも一定の範囲に収束する。
【００４８】
［間隔調整機構の動作］
ギアド圧縮機１は、以上の非定常状態Ｉ及び定常状態IIにおける間隔Ｂの変化に対応するために間隔調整機構を備える。以下、ギアド圧縮機１の運転中における間隔調整機構の動作について説明する。この動作は、ギアド圧縮機１の運転中に間隔センサ４６で検知される間隔Ｂに基づいて第一制御弁Ｖ１と第二制御弁Ｖ２の開閉を制御することで実現される。
【００４９】
第一遠心圧縮部１０は、第一制御弁Ｖ１と第二制御弁Ｖ２の開閉を制御するために、間隔Ｂについて、閾値Ｐ１と閾値Ｐ２が設定されている。図７に示すように、閾値Ｐ１よりも閾値Ｐ２の方が大きい。
【００５０】
第一遠心圧縮部１０が停止しているときには、第一制御弁Ｖ１及び第二制御弁Ｖ２は閉じられているものとする。
第一遠心圧縮部１０が運転を開始すると、第一制御弁Ｖ１を開いて、圧縮された気体Ｇを出口流路４１から背圧付与空間である空間Ａに流入させる。このとき第二制御弁Ｖ２は閉じられている。これにより、分割環５０は縮径位置Ｘに配置される。なお、運転停止中には、分割環５０Ａ〜５０Ｄのうち、縮径位置Ｘにいる分割環５０もあれば、拡径位置Ｙにいる分割環５０もある。
【００５１】
そして、非定常状態Ｉにおいて、間隔センサ４６により検知された間隔Ｂが狭くなり閾値Ｐ１に達すると、第一制御弁Ｖ１が閉じる一方、第二制御弁Ｖ２が開く。これにより、空間Ａの気体Ｇの一部が流出管４９を通って外部空間に流出され、空間Ａの気体Ｇの圧力が大気圧と等しくなる。このため、空間Ａの気体Ｇの圧力が第一フランジ５３付近の収容空間の気体Ｇの圧力よりも低くなるので、図５（ｂ）に示すように、分割環５０が縮径位置Ｘから拡径位置Ｙに移動して、間隔Ｂが広がる。
【００５２】
その後、第一遠心圧縮部１０の運転は非定常状態Ｉから定常状態IIに移行する。
定常状態IIでは、図７に示すように、時間の経過に伴って、間隔センサ４６により検知された間隔Ｂが広がって閾値Ｐ２に達すると、第一制御弁Ｖ１が開くとともに第二制御弁Ｖ２が閉じる。これにより、送気管４７から圧縮された気体Ｇが空間Ａに流入して分割環５０を押すので、分割環５０が縮径位置Ｘに移動し、間隔Ｂが狭くなる。
【００５３】
［第一遠心圧縮部１０の効果］
次に、第一遠心圧縮部１０の奏する効果について説明する。
第一遠心圧縮部１０は、分割環５０に係止溝５９と、分割環収容室６０の移動規制ガイド６１により、分割環５０の径方向の移動範囲を規制する移動規制機構が構成されている。
そして、第一遠心圧縮部１０は、間隔調整機構により、検知される間隔Ｂと閾値Ｐ１，Ｐ２の比較結果に基づいて、分割環５０が縮径位置Ｘと拡径位置Ｙの間を移動する。
これにより、検知される間隔Ｂが閾値Ｐ１まで狭くなると、分割環５０を拡径位置Ｙに移動させて間隔Ｂを広げて、ケーシング１２とインペラ２０のブレード２３が接触するのを防ぐことができる。
【００５４】
また、第一遠心圧縮部１０の運転に伴い間隔Ｂが閾値Ｐ２まで広がると、分割環５０を拡径位置Ｙから縮径位置Ｘに移動させ、ケーシング１２とインペラ２０のブレード２３の間隔Ｂを狭くして、圧縮の効率を向上させることができる。
【００５５】
さらに、分割環収容室６０に収容された分割環５０の係止溝５９には、移動規制ガイド６１が挿入されている。
第一フランジ５３が縮径位置Ｘに配置されているときは、図５（ａ）に示すように、第二フランジ５７と移動規制ガイド６１が当接するので、入口流路３１の気体が空間Ａに漏れるのを抑えることができる。
また、第一フランジ５３が拡径位置Ｙに配置されているときは、図５（ｂ）に示すように、第一フランジ５３が移動規制ガイド６１に当接するので、入口流路３１の気体が空間Ａに漏れるのを抑えることができる。
【００５６】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることができる。
【００５７】
例えば、本実施形態では、第一制御弁Ｖ１、第二制御弁Ｖ２として開閉弁の代わりに流量調節弁を用いることもできる。
【００５８】
本実施形態では、ブレード２３の先端縁２７とケーシング１２の内周面１３の間隔Ｂを検知するために間隔センサ４６を用いたが、間隔センサ４６とともに、又は間隔センサ４６に代えて、第一フランジ５３付近の収容空間の気体Ｇの圧力を検知する圧力センサを用いてもよい。
【００５９】
また、第一フランジ５３付近の収容空間の気体Ｇの圧力を検知する圧力センサに加えて、調整された空間Ａの内部の気体の圧力を検知するセンサを備えていてもよい。これにより、調整された空間Ａの内部の気体の圧力を検知するセンサとブレード２３の入口縁２４の付近を流れる気体の圧力を検知するセンサの検知結果に基づいて、空間Ａの内部の気体の圧力を段階的に調整することができ、第一フランジ５３を、縮径位置Ｘと拡径位置Ｙだけでなく、縮径位置Ｘと拡径位置Ｙの間の所定の位置に配置させることもできる。
【００６０】
また、第一遠心圧縮部１０のインペラ２０は、いわゆるオープンインペラの例を示したが、本発明はクローズドインペラにも適用できる。
【００６１】
本実施形態では、分割環収容室６０に環状の移動規制ガイド６１が形成されていたが、移動規制ガイド６１は、第一係止突条３５と第二係止突条４５、又は分割環収容室６０で対向する一対の腕４４Ｂ，４４Ｂのみで形成されていてもよい。この場合は、係止溝５９が、分割環５０の周方向の全域にわたって形成されているのではなく、分割環収容室６０に収容された分割環５０の移動規制ガイド６１と対向する面にのみ形成されている。
【００６２】
さらに、本実施形態では、第一遠心圧縮部１０の運転を開始すると、分割環５０を縮径位置Ｘに配置させるが、運転が第一遠心圧縮部１０の運転を開始した時に空間Ａの内部の気体を吸気して、分割環５０Ａ〜５０Ｄの第一フランジ５３を拡径位置Ｙに配置させてもよい。
【００６３】
また、ギアド圧縮機１は、一対の第一遠心圧縮部１０、第二遠心圧縮部８０及び第三遠心圧縮部９０と、４つの遠心圧縮部を備えているが、本発明は遠心圧縮部の数に制限はない。さらに、本実施形態は、第一遠心圧縮部１０のみに間隔調節機構が設けられるが、第二遠心圧縮部８０や第三遠心圧縮部９０にも間隔調節機構を設けてもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１      ギアド圧縮機
２      主動軸
３      主動ギア
４      従動軸
５      従動ギア
６      伝達ギア
７      従動軸
８      従動ギア
９      伝達ギア
１０    第一遠心圧縮部
１２    ケーシング
１３    内周面
１４    配管
２０    インペラ
２１    ディスク
２３    ブレード
２４    入口縁
２５    出口縁
２７    先端縁
３０    入口流路形成体
３１    入口流路
３２    突合面
３５    第一係止突条
４０    出口流路形成体
４１    出口流路
４２    突合面
４３    収容室
４４Ａ  仕切本体
４４Ｂ  腕
４５    第二係止突条
４６    間隔センサ
４７    送気管
４８    吐出スクロール
４９    流出管
５０    分割環
５１    ウェブ
５３    第一フランジ
５５    内周面
５７    第二フランジ
５９    係止溝
６０    分割環収容室
６１    移動規制ガイド
８０    第二遠心圧縮部
８２    配管
９０    第三遠心圧縮部
９２    配管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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