(57)【要約】【課題】リターン流路における旋回流成分をさらに低減することが可能な多段遠心圧縮機を提供する。【解決手段】軸線回りに回転する回転軸と、複数のインペラと、流体Ｇを径方向内側に向かって案内するリターン流路２５および後段側のインペラに流体Ｇを転向させて導入する導入流路２１を有すると、リターン流路２５に設けられたリターンベーン５０と、を備え、導入流路２１は、径方向内側に向かうにしたがって軸線方向下流側に湾曲する外側湾曲壁面２１ｂと、径方向内側に向かうにしたがって軸線方向下流側に湾曲する内側湾曲壁面２１ａと、を有し、リターンベーン５０の後縁５２における軸線方向下流側の第一端部５２ａが外側湾曲壁面２１ｂに位置し、軸線方向上流側の第二端部５２ｂが、内側湾曲壁面２１ａにおける外側湾曲壁面２１ｂの径方向位置の範囲内に位置する。【選択図】図３
2019100200.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線回りに回転する回転軸と、
該回転軸に固定されて一体に回転することで、軸線方向上流側から流入する流体を径方向外側に圧送する複数段のインペラと、
前段側の前記インペラから圧送された流体を径方向内側に向かって案内するリターン流路および該リターン流路の下流側に接続されて、後段側のインペラに流体を転向させて導入する導入流路を有するケーシングと、
前記リターン流路に周方向に間隔をあけて設けられたリターンベーンと、
を備え、
前記導入流路は、
前記リターン流路を形成する壁面のうち軸線方向下流側の壁面に連続するとともに径方向内側に向かうにしたがって軸線方向下流側に湾曲する外側湾曲壁面と、
リターン流路を形成する壁面のうち軸線方向上流側の壁面に連続するとともに径方向内側に向かうにしたがって軸線方向下流側に湾曲する内側湾曲壁面と、
を有し、
前記リターンベーンの後縁における軸線方向下流側の第一端部が前記外側湾曲壁面に位置し、該リターンベーンの後縁における軸線方向上流側の第二端部が、前記内側湾曲壁面における前記外側湾曲壁面の径方向位置の範囲内に位置する多段遠心圧縮機。
【請求項２】
前記第一端部と前記第二端部とが、軸線に対する径方向において同一の位置にある請求項１に記載の多段遠心圧縮機。
【請求項３】
前記第一端部及び前記第二端部は、軸線に対する径方向において前記外側湾曲壁面の最も径方向内側の端縁と同一の位置にある請求項１又は２に記載の多段遠心圧縮機。
【請求項４】
前記第一端部は、前記外側湾曲壁面における最も径方向内側の端縁に位置し、前記第二端部は、前記内側湾曲壁面における前記外側湾曲壁面の最も径方向内側の端縁に対応する位置にある請求項１から３のいずれか一項に記載の多段遠心圧縮機。
【請求項５】
多段遠心圧縮機のケーシングであって、
軸線回りに回転するインペラから圧送された流体を径方向内側に向かって案内するリターン流路と、
該リターン流路の下流側に接続されて後段側のインペラに流体を転向させて導入する導入流路と、
前記リターン流路に周方向に間隔をあけて設けられたリターンベーンと、
を備え、
前記導入流路は、前記リターン流路を形成する壁面のうち軸線方向下流側の壁面に連続するとともに径方向内側に向かうにしたがって軸線方向下流側に湾曲する外側湾曲壁面と、
前記リターン流路を形成する壁面のうち軸線方向上流側の壁面に連続するとともに径方向内側に向かうにしたがって軸線方向下流側に湾曲する内側湾曲壁面と、
を有し、
前記リターンベーンの後縁における軸線方向下流側の第一端部が前記外側湾曲壁面に位置し、該リターンベーンの後縁における軸線方向上流側の第二端部が、前記内側湾曲壁面における前記外側湾曲壁面の径方向位置の範囲内に位置するケーシング。
【請求項６】
軸線回りに回転する複数のインペラを有する多段遠心圧縮機のリターン流路に周方向に間隔をあけて設けられるリーンベーンであって、
前記リターン流路は、前記多段遠心圧縮機の軸線方向下流側の壁面に連続するとともに径方向内側に向かうにしたがって軸線方向下流側に湾曲する外側湾曲壁面と、
前記多段遠心圧縮機の軸線方向上流側の壁面に連続するとともに径方向内側に向かうにしたがって軸線方向下流側に湾曲する内側湾曲壁面と、
を有し、
後縁の軸線方向下流側の第一端部が前記外側湾曲壁面に位置し該後縁における軸線方向上流側の第二端部は、前記内側湾曲壁面における前記外側湾曲壁面の径方向位置の範囲内に位置するリターンベーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多段遠心圧縮機、ケーシング及びリターンベーンに関する。
【背景技術】
【０００２】
産業用圧縮機やターボ冷凍機、小型ガスタービン、ポンプ等に用いられる遠心圧縮機として、回転軸に固定されたディスクに複数のブレードを取り付けたインペラを備えた多段遠心圧縮機が知られている（例えば下記特許文献１参照）。多段遠心圧縮機は、インペラを回転させることで、作動流体に圧力エネルギー及び速度エネルギーを与えている。回転軸の軸線方向に隣り合う一対のインペラは、リターン流路で接続されている。リターン流路には、作動流体から旋回流成分を取り除くためのリターンベーンが設けられている。さらに、リターン流路の下流側には、後段のインペラに作動流体を導く導入流路が接続されている。導入流路は、上流側から下流側に向かうにしたがって、径方向外側から内側に向かって湾曲している。ここで、特許文献１に記載された装置では、リターンベーンの後縁は、回転軸の軸線に対する径方向において、導入流路の湾曲部よりも外側に位置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２８１１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のようにリターンベーンの後縁が湾曲部よりも外側に位置している場合、作動流体の旋回流成分を十分に除去できない可能性がある。その結果、リターンベーンよりも径方向内側に位置する導入流路（インペラ入口）では、角運動量保存則に基づいて、旋回流成分が増大してしまう。また、インペラに対する作動流体の流入角度（インシデンス）も大きくなってしまう。これにより、多段遠心圧縮機の性能が低下するおそれがある。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、リターン流路における旋回流成分をさらに低減することが可能な多段遠心圧縮機、ケーシング及びリターンベーン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】
本発明の第一の態様によれば、多段遠心圧縮機は、軸線回りに回転する回転軸と、該回転軸に固定されて一体に回転することで、軸線方向上流側から流入する流体を径方向外側に圧送する複数段のインペラと、前段側の前記インペラから圧送された流体を径方向内側に向かって案内するリターン流路および該リターン流路の下流側に接続されて、後段側のインペラに流体を転向させて導入する導入流路を有するケーシングと、前記リターン流路に周方向に間隔をあけて設けられたリターンベーンと、を備え、前記導入流路は、前記リターン流路を形成する壁面のうち軸線方向下流側の壁面に連続するとともに径方向内側に向かうにしたがって軸線方向下流側に湾曲する外側湾曲壁面と、リターン流路を形成する壁面のうち軸線方向上流側の壁面に連続するとともに径方向内側に向かうにしたがって軸線方向下流側に湾曲する内側湾曲壁面と、を有し、前記リターンベーンの後縁における軸線方向下流側の第一端部が前記外側湾曲壁面に位置し、該リターンベーンの後縁における軸線方向上流側の第二端部が、前記内側湾曲壁面における前記外側湾曲壁面の径方向位置の範囲内に位置する。
【０００７】
この構成によれば、リターンベーンの後縁における第一端部が外側湾曲壁面に位置し、第二端部が内側湾曲壁面における外側湾曲壁面の径方向位置の範囲内に位置している。これにより、後縁が外側湾曲壁面及び内側湾曲壁面よりも径方向外側にそれぞれ位置している場合に比べて、リターン流路を流通する流体の旋回流成分をより大きく除去することができる。したがって、後段側のインペラに対する流体の流入角度（インシデンス）を適正化することができる。これにより、多段遠心圧縮機の性能を向上させることができる。
【０００８】
本発明の第二の態様によれば、前記第一端部と前記第二端部とが、軸線に対する径方向において同一の位置にあってもよい。
【０００９】
この構成によれば、より広い領域にわたってリターンベーンによって流体を整流することができるため、下流側で生じるウェーク（低速領域）の大きさを縮小することができる。これにより、ウェークによる不用意な損失が抑制され、多段遠心圧縮機の性能低下を回避することができる。
【００１０】
本発明の第三の態様によれば、前記第一端部及び前記第二端部は、軸線に対する径方向において前記外側湾曲壁面の最も径方向内側の端縁と同一の位置にあってもよい。
【００１１】
この構成によれば、さらに広い領域にわたってリターンベーンによって流体を整流することができるため、下流側で生じるウェーク（低速領域）の大きさをさらに縮小することができる。これにより、ウェークによる不用意な損失が抑制され、多段遠心圧縮機の性能低下を回避することができる。
【００１２】
本発明の第四の態様によれば、前記第一端部は、前記外側湾曲壁面における最も径方向内側の端縁に位置し、前記第二端部は、前記内側湾曲壁面における前記外側湾曲壁面の最も径方向内側の端縁に対応する位置に位置してもよい。
【００１３】
この構成によれば、リターンベーンの後縁における第一端部が外側湾曲壁面における最も径方向内側の端縁に位置し、第二端部が内側湾曲壁面における外側湾曲壁面の最も径方向内側の端縁に対応する位置に位置している。これにより、後段側のインペラに対する流体の流入角度（インシデンス）を適正化することができる。したがって、多段遠心圧縮機の性能を向上させることができる。さらに、より広い領域にわたってリターンベーンによって流体を整流することができるため、下流側で生じるウェーク（低速領域）の大きさをさらに縮小することができる。これにより、ウェークによる不用意な損失が抑制され、多段遠心圧縮機の性能低下を回避することができる。
【００１４】
本発明の第五の態様のケーシングは、多段遠心圧縮機のケーシングであって、軸線回りに回転するインペラから圧送された流体を径方向内側に向かって案内するリターン流路および該リターン流路の下流側に接続されて、後段側のインペラに流体を転向させて導入する導入流路と、前記リターン流路に周方向に間隔をあけて設けられたリターンベーンと、
を備え、前記導入流路は、前記リターン流路を形成する壁面のうち軸線方向下流側の壁面に連続するとともに径方向内側に向かうにしたがって軸線方向下流側に湾曲する外側湾曲壁面と、リターン流路を形成する壁面のうち軸線方向上流側の壁面に連続するとともに径方向内側に向かうにしたがって軸線方向下流側に湾曲する内側湾曲壁面と、
を有し、前記リターンベーンの後縁における軸線方向下流側の第一端部が前記外側湾曲壁面に位置し、該リターンベーンの後縁における軸線方向上流側の第二端部が、前記内側湾曲壁面における前記外側湾曲壁面の径方向位置の範囲内に位置する。
【００１５】
本発明の第六の態様のケーシングは、軸線回りに回転する複数のインペラを有する多段遠心圧縮機のリターン流路に周方向に間隔をあけて設けられるリーンベーンであって、前記リターン流路は、前記多段遠心圧縮機の軸線方向下流側の壁面に連続するとともに径方向内側に向かうにしたがって軸線方向下流側に湾曲する外側湾曲壁面と、前記多段遠心圧縮機の軸線方向上流側の壁面に連続するとともに径方向内側に向かうにしたがって軸線方向下流側に湾曲する内側湾曲壁面と、を有し、後縁の軸線方向下流側の第一端部が前記外側湾曲壁面に位置し該後縁における軸線方向上流側の第二端部は、前記内側湾曲壁面における前記外側湾曲壁面の径方向位置の範囲内に位置する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、リターン流路における旋回流成分をさらに低減することが可能な多段遠心圧縮機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る多段遠心圧縮機の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係る多段遠心圧縮機の拡大断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る多段遠心圧縮機のリターン流路周辺を示す拡大断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る多段遠心圧縮機の変形例を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の第一実施形態に係るケーシング及びリターンベーンを含む遠心圧縮機（多段遠心圧縮機）について図面を参照して説明する。図１に示すように、遠心圧縮機１００は、軸線Ｏ回りに回転する回転軸１と、この回転軸１の周囲を覆うことで流路２を形成するケーシング３と、回転軸１に設けられた複数段のインペラ４と、ケーシング３内に設けられたリターンベーン５０と、を備えている。
ケーシング３は、軸線Ｏに沿って延びる円筒状をなしている。回転軸１は、このケーシング３の内部を軸線Ｏに沿って貫通するように延びている。軸線Ｏ方向におけるケーシング３の両端部には、それぞれジャーナル軸受５及びスラスト軸受６が設けられている。回転軸１は、これらジャーナル軸受５とスラスト軸受６とによって軸線Ｏ回りに回転可能に支持されている。
【００１９】
ケーシング３の軸線Ｏ方向一方側には、外部から作動流体Ｇとしての空気を取り入れるための吸気口７が設けられている。さらに、ケーシング３の軸線Ｏ方向他方側には、ケーシング３内部で圧縮された作動流体Ｇが排気される排気口８が設けられている。
ケーシング３の内側には、これら吸気口７と排気口８とを連通し、縮径と拡径を繰り返す内部空間が形成されている。この内部空間は、複数のインペラ４を収容するとともに、上記の流路２の一部をなしている。なお、以降の説明では、この流路２上における吸気口７が位置する側を上流側と呼び、排気口８が位置する側を下流側と呼ぶ。
【００２０】
回転軸１には、その外周面上で軸線Ｏ方向に間隔を空けて複数（６つ）のインペラ４が設けられている。各インペラ４は、図２に示すように、軸線Ｏ方向から見て略円形の断面を有するディスク４１と、このディスク４１の上流側の面に設けられた複数のブレード４２と、これら複数のブレード４２を上流側から覆うカバー４３と、を有している。
【００２１】
ディスク４１は、軸線Ｏと交差する方向から見て、該軸線Ｏ方向の一方側から他方側に向かうに従って、径方向の寸法が次第に拡大するように形成されることで、おおむね円錐状をなしている。ブレード４２は、ディスク４１の軸線Ｏ方向における両面のうち、上流側を向く面上で、軸線Ｏを中心として径方向外側に向かって放射状に複数配列されている。より詳しくは、これらブレードは、ディスク４１の上流側の面から上流側に向かって立設された薄板によって形成されている。これら複数のブレード４２は、軸線Ｏ方向から見た場合、周方向の一方側から他方側に向かうように湾曲している。
【００２２】
ブレード４２の上流側の端縁には、カバー４３が設けられている。言い換えると、上記複数のブレード４２は、このカバー４３とディスク４１とによって軸線Ｏ方向から挟持されている。これにより、カバー４３、ディスク４１、及び互いに隣り合う一対のブレード４２同士の間には空間が形成される。この空間は、後述する流路２の一部（圧縮流路２２）をなしている。
【００２３】
流路２は、上記のように構成されたインペラ４と、ケーシング３の内部空間を連通する空間である。本実施形態では、１つのインペラ４ごと（１つの圧縮段ごと）に１つの流路２が形成されているものとして説明を行う。すなわち、遠心圧縮機１００では、最後段のインペラ４を除く５つのインペラ４に対応して、上流側から下流側に向かって連続する５つの流路２が形成されている。
【００２４】
それぞれの流路２は、導入流路２１と、圧縮流路２２と、ディフューザ流路２３と、リターン流路３０と、を有している。なお、図２は、流路２及びインペラ４のうち、１段目から３段目のインペラ４を主として示している。
【００２５】
１段目のインペラ４では、導入流路２１は上記の吸気口７と直接接続されている。この導入流路２１によって、外部の空気が流路２上の各流路に作動流体Ｇとして取り込まれる。より具体的には、この導入流路２１は、上流側から下流側に向かうにしたがって、軸線Ｏに対する径方向内側から外側に向かって次第に湾曲している。
【００２６】
２段目以降のインペラ４に対応する導入流路２１は、前段（１段目）の流路２におけるリターン流路２５（後述）の下流端と連通されている。すなわち、リターン流路２５を通過した作動流体Ｇは、上記と同様に、軸線Ｏに沿って下流側を向くように、その流れ方向が変更される。
【００２７】
圧縮流路２２は、ディスク４１の上流側の面、カバー４３の下流側の面、及び周方向に隣り合う一対のブレード４２によって囲まれた流路である。より詳しくは、この圧縮流路２２は、径方向内側から外側に向かうに従って、その断面積が次第に減少している。これにより、インペラ４が回転している状態で圧縮流路２２中を流通する作動流体Ｇは、徐々に圧縮されて高圧状態となる。
【００２８】
ディフューザ流路２３は、軸線Ｏの径方向内側から外側に向かって延びる流路である。このディフューザ流路２３における径方向内側の端部は、上記圧縮流路２２の径方向外側の端部に連通されている。
【００２９】
ディフューザ流路２３の下流側には、リターンベンド部２４とリターン流路２５とが形成されている。リターンベンド部２４は、ディフューザ流路２３を経て、径方向の内側から外側に向かって流通した作動流体Ｇの流れ方向を径方向内側に向かって反転させる。リターンベンド部２４の一端側（上流側）は、上記ディフューザ流路２３に連通され、他端側（下流側）は、リターン流路２５に連通されている。リターンベンド部２４の中途において、径方向の最も外側に位置する部分は、頂部Ｔとされている。この頂部Ｔの近傍では、リターンベンド部２４の内壁面は、３次元曲面をなすことで、作動流体Ｇの流動を妨げないようになっている。
【００３０】
リターン流路２５は、リターンベンド部２４の下流側の端部から径方向内側に向かって延びている。リターン流路２５の径方向外側の端部は、上記のリターンベンド部２４と連通されている。リターン流路２５の径方向内側の端部は、上述のように後段の流路２における導入流路２１に連通されている。ケーシング３におけるリターン流路２５を形成する壁面のうち、軸線Ｏ方向一方側（上流側）の壁面は、上流側壁面３ａとされている。ケーシング３におけるリターン流路２５を形成する壁面のうち、軸線Ｏ方向他方側（下流側）の壁面は、下流側壁面３ｂとされている。
【００３１】
リターン流路２５の軸線Ｏ方向他方側の端部は、作動流体Ｇをインペラ４に導く上述の導入流路２１に接続されている。２段目以降のインペラ４に対応する導入流路２１は、上流側に位置する内側湾曲壁面２１ａと、下流側に位置する外側湾曲壁面２１ｂとによって形成されている。内側湾曲壁面２１ａは、上述の上流側壁面３ａと連続している。内側湾曲壁面２１ａは、軸線Ｏに対する径方向外側から内側に向かうにしたがって、上流側から下流側に向かって湾曲する曲面状をなしている。外側湾曲壁面２１ｂは、上述の下流側壁面３ｂと連続している。外側湾曲壁面２１ｂは、軸線Ｏに対する径方向外側から内側に向かうにしたがって、上流側から下流側に向かって湾曲する曲面状をなしている。
【００３２】
次に、リターンベーン５０について図３を参照して説明する。リターンベーン５０は、リターン流路２５及び導入流路２１にまたがるようにして、複数が設けられている。複数のリターンベーン５０は、軸線Ｏを中心として放射状に配列されている。これらリターンベーン５０は、軸線Ｏの周囲で周方向に間隔を空けて配列されている。リターンベーン５０は、軸線Ｏ方向の両端が、リターン流路２５及び導入流路２１を形成するケーシング３に接している。即ち、リターンベーン５０の軸線Ｏ方向一方側（上流側）は上流側壁面３ａ及び内側湾曲壁面２１ａに径方向全域にわたって接している。リターンベーン５０の軸線Ｏ方向他方側（下流側）は、下流側壁面３ｂ及び外側湾曲壁面２１ｂに径方向全域にわたって接している。
【００３３】
リターンベーン５０は、軸線Ｏ方向から見た際に、径方向外側の端部を前縁５１とし、径方向内側の端部を後縁５２とする翼形状をなしている。リターンベーン５０は、前縁５１から後縁５２に向かうに従って回転軸１の回転方向前方側に向かって延びている。なお、前縁５１とは、リターンベーン５０の径方向外側の端縁を指す。後縁５２とは、リターンベーン５０の径方向内側の端縁を指す。リターンリターンベーン５０は、回転方向前方側に向かって凸となるように湾曲している。
【００３４】
リターンベーン５０の前縁５１は、リターン流路２５の径方向外側の端部に設けられている。より詳細には、前縁５１は、リターンベンド部２４とリターン流路２５との境界上に配置されている。一方で、リターンベーン５０の後縁５２は、導入流路２１上に位置している。後縁５２は、軸線Ｏに対して平行に延びている。なお、ここで言う平行とは、必ずしも厳密な平行を指すものではなく、やむを得ず生じる製造誤差や交差等は許容される。より詳細には、後縁５２における下流側の端部（第一端部５２ａ）は、導入流路２１の外側湾曲壁面２１ｂにおける最も径方向内側の端縁に位置している。第一端部５２ａの径方向における位置は、カバー４３の内周面４３ａにおける最も径方向内側の端縁と同一である。なお、ここで言う同一とは、必ずしも厳密な同一を指すものではなく、やむを得ず生じる製造誤差や交差等は許容される。
【００３５】
後縁５２における上流側の端部（第二端部５２ｂ）は、導入流路２１の内側湾曲壁面２１ａにおける、外側湾曲壁面２１ｂの径方向位置の範囲内に位置している。より詳細には、第二端部５２ｂは、図３中における両矢印で示す範囲内に位置していることが望ましい。本実施形態では、上述のように後縁５２は軸線Ｏに対して平行であることから、第二端部５２ｂは、外側湾曲壁面２１ｂにおける最も径方向内側の端縁と径方向において同一の位置に位置している。さらに、後縁５２が軸線Ｏに対して平行であることから、第二端部５２ｂは、カバー４３の内周面４３ａにおける最も径方向内側の端縁と同一の位置に位置している。即ち、後縁５２は、軸線Ｏに対する径方向において、インペラ４の圧縮流路２２と重複しない位置に設けられている。
【００３６】
続いて、本実施形態に係る遠心圧縮機１００の動作について説明する。遠心圧縮機１００を駆動するに当たっては、外部の駆動源によって回転軸１に回転力が付加される。回転軸１及びインペラ４の回転に伴い吸込口から流路２内に取り込まれた作動流体Ｇは、１段目の導入流路２１を経て、インペラ４中の圧縮流路２２に流入する。インペラ４は回転軸１の回転に伴って軸線Ｏ回りに回転していることから、圧縮流路２２中の作動流体Ｇには、軸線Ｏから径方向外側に向かう遠心力が付加される。加えて、上記の通り、圧縮流路２２の断面積は径方向外側から内側にかけて次第に減少していることから、作動流体Ｇは徐々に圧縮される。これにより、高圧の作動流体Ｇが、圧縮流路２２から後続のディフューザ流路２３に送り出される。
【００３７】
圧縮流路２２から圧送された高圧の作動流体Ｇは、その後、ディフューザ流路２３、リターンベンド部２４、リターン流路２５を順に通過する。２段目以降のインペラ４、及び流路２においても同様の圧縮が加えられる。最終的には、作動流体Ｇは、所望の圧力状態となって排気口８から不図示の外部機器に供給される。
【００３８】
ここで、リターン流路２５を流通する作動流体Ｇには、軸線Ｏに対する周方向に旋回する旋回流成分が含まれている。より具体的には、旋回流成分は、回転軸１の回転方向後方側から前方側に向かって旋回する。この旋回流成分は、リターン流路２５から導入流路２１にわたって設けられたリターンベーン５０によって取り除かれる。特に、本実施形態では、リターンベーン５０の後縁５２が、導入流路２１内に位置していることから、旋回流成分をより大きく低減することができる。さらに、旋回流成分が十分に低減されていることから、後段側のインペラ４（圧縮流路２２）に向かう作動流体Ｇの流入角度（インシデンス）を適正化することができる。これにより、圧縮流路２２に作動流体Ｇが流入する際の不用意な損失が低減され、遠心圧縮機１００の性能を向上させることができる。加えて、リターンベーン５０の後縁５２が導入流路２１内まで延びていることから、前縁５１から後縁５２にわたって、より広い領域で作動流体Ｇを整流することができるため、後縁５２側で生じるウェーク（低速領域）を縮小することもできる。
【００３９】
一方で、従来のように、リターンベーン５０の後縁５２が導入流路２１に位置せず、リターン流路２５内に位置している場合、上述の旋回流成分が十分に除去されない状態で、導入流路２１内に作動流体Ｇが流入する。このとき、作動流体Ｇにおける角運動量保存則に基づいて、旋回流成分が増大してしまう。また、インペラ４に対する作動流体の流入角度も大きくなってしまう。これにより、遠心圧縮機１００の性能が低下するおそれがある。しかしながら、上述の構成によれば、このような可能性を低減することができる。
【００４０】
以上、説明したように、本実施形態に係る遠心圧縮機１００によれば、リターンベーン５０の後縁５２における第一端部５２ａが外側湾曲壁面２１ｂに位置し、第二端部５２ｂが内側湾曲壁面２１ａにおける外側湾曲壁面２１ｂの径方向位置の範囲内に位置している。これにより、後縁５２が内側湾曲壁面２１ａ及び外側湾曲壁面２１ｂよりも径方向外側にそれぞれ位置している場合に比べて、リターン流路２５を流通する作動流体Ｇの旋回流成分をより大きく除去することができる。したがって、後段側のインペラ４に対する作動流体Ｇの流入角度（インシデンス）を適正化することができる。これにより、遠心圧縮機１００の性能を向上させることができる。
【００４１】
加えて、上述の構成によれば、リターンベーン５０の後縁５２における第一端部５２ａが外側湾曲壁面２１ｂにおける最も径方向内側の端縁に位置し、第二端部５２ｂが内側湾曲壁面２１ａにおける外側湾曲壁面２１ｂの最も径方向内側の端縁に対応する位置に位置している。これにより、後段側のインペラ４に対する作動流体Ｇの流入角度（インシデンス）をさらに適正化することができる。したがって、遠心圧縮機１００の性能をさらに向上させることができる。また、より広い領域にわたってリターンベーン５０によって作動流体Ｇを整流することができるため、リターンベーン５０下流側で生じるウェーク（低速領域）の大きさをさらに縮小することができる。これにより、ウェークによる不用意な損失が抑制され、遠心圧縮機１００の性能低下を回避することができる。
【００４２】
さらに、後縁５２は、軸線Ｏに対する径方向において、インペラ４の圧縮流路２２と重複しない位置に設けられている。これにより、圧縮流路２２に流入する作動流体Ｇに乱れが生じる可能性を低減することができる。言い換えると、本実施形態に係るリターンベーン５０の後縁５２は、圧縮流路２２（インペラ４）に流入する作動流体Ｇに乱れを生じさせない限りにおいて、最も径方向内側まで延びている。
【００４３】
以上、本発明の実施形態について説明した。なお、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。
本実施形態では、リターンベーン５０をケーシング３から独立した構成要素として説明したが、リターンベーン５０をケーシング３の一構成要素としてもよい。この場合、ケーシング本体（実施形態のケーシング３と実質的に同一）とリターンベーン５０とによって、ケーシング３が構成されることになる。
【００４４】
例えば、上記実施形態では、リターンベーン５０の後縁５２の第一端部５２ａが外側湾曲壁面２１ｂの最も径方向内側の端縁に位置している。さらに、第二端部５２ｂが内側湾曲壁面２１ａにおける外側湾曲壁面２１ｂの最も径方向内側の端縁に対応する位置に位置している。しかしながら、後縁５２の位置は上記に限定されない。例えば図４に示すように、後縁５２の第一端部５２ａ及び第二端部５２ｂが、外側湾曲壁面２１ｂの最も径方向内側の端縁よりもわずかに径方向外側に位置する構成を採ることも可能である。要するに、後縁５２における第一端部５２ａが外側湾曲壁面２１ｂに位置し、第二端部５２ｂが内側湾曲壁面２１ａにおける外側湾曲壁面２１ｂの径方向位置の範囲内に位置している限りにおいて、後縁５２の位置を適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１     回転軸
２     流路
３     ケーシング
３ａ   上流側壁面
３ｂ   下流側壁面
４     インペラ
５     ジャーナル軸受
６     スラスト軸受
７     吸気口
８     排気口
２１   導入流路
２１ａ 内側湾曲壁面
２１ｂ 外側湾曲壁面
２２   圧縮流路
２３   ディフューザ流路
２４   リターンベンド部
２５   リターン流路
４１   ディスク
４２   ブレード
４３   カバー
４３ａ カバー内周面
５０   リターンベーン
５１   前縁
５２   後縁
５２ａ 第一端部
５２ｂ 第二端部
１００ 遠心圧縮機
Ｏ     軸線
Ｇ     作動流体
【図１】
2019100200.tif 000003
【図２】
2019100200.tif 000004
【図３】
2019100200.tif 000005
【図４】
2019100200.tif 000006