(57)【要約】【課題】低流量側の作動範囲を拡大すると共に、大流量側の作動範囲を維持できるガスパイプライン用遠心圧縮機を得る。【解決手段】ガスパイプライン１に用いられる遠心圧縮機２００であって、その遠心羽根車は、ハブと、複数の翼を備え、この翼の翼角度分布を、ハブ側キャンバー線の中央点よりもハブ側前縁に近い側でハブ側翼角度が最大となり、この部分からハブ側前縁の間では、ハブ側翼角度分布曲線が、翼角度が大きくなる方向に凸になる構成とし、反ハブ側キャンバー線の反ハブ側前縁、或いは中央点よりも反ハブ側前縁に近い側で、反ハブ側翼角度が最小となり、反ハブ側翼角度分布曲線における翼角度が最小となる部分を含む任意の区間では、反ハブ側翼角度分布曲線が翼角度の小さい方向に凸とし、この凸となる区間の下流側から反ハブ側後縁までの区間では、反ハブ側翼角度分布曲線が翼角度の大きい方向に凸となる構成とした。【選択図】図１２
2015086710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスを移送するためのガス配管と、このガス配管の経路上に設けられたガス昇圧用の圧縮機を複数台備えるガスパイプラインに用いられる遠心圧縮機であって、
前記遠心圧縮機は回転軸に締結された遠心羽根車を備え、この遠心羽根車は、ハブと、このハブの円周方向に間隔をおいて配設された複数の翼とを備え、この翼の翼角度分布を、
該翼の吸込側端部であるハブ側前縁と吐出側端部であるハブ側後縁とを結ぶハブ側キャンバー線を横軸に、前記翼のハブ側翼角度を縦軸に示した場合に、
前記ハブ側キャンバー線の中央点よりもハブ側前縁に近い側でハブ側翼角度が最大となり、この翼角度が最大となる部分から前記ハブ側前縁の間では、前記ハブ側翼角度の分布を表すハブ側翼角度分布曲線が、翼角度が大きくなる方向に凸になるように構成し、
前記翼の反ハブ側の吸込側端部である反ハブ側前縁と吐出側端部である反ハブ側後縁とを結ぶ反ハブ側キャンバー線を横軸に、前記翼の反ハブ側翼角度を縦軸にして示した場合に、
前記反ハブ側キャンバー線の反ハブ側前縁、或いは前記反ハブ側キャンバー線の中央点よりも反ハブ側前縁に近い側で、反ハブ側翼角度が最小となり、反ハブ側翼角度分布を表す反ハブ側翼角度分布曲線における前記翼角度が最小となる部分を含む任意の区間では、前記反ハブ側翼角度分布曲線が翼角度の小さい方向に凸となり、この凸となる区間の下流側から反ハブ側後縁までの区間では、反ハブ側翼角度分布を表す曲線が翼角度の大きい方向に凸となるように構成している
ことを特徴とするガスパイプライン用遠心圧縮機。
【請求項２】
請求項１に記載のガスパイプライン用遠心圧縮機において、前記遠心羽根車は、回転軸に締結されるハブと、このハブに対向して配置されるシュラウドと、前記ハブとシュラウドとの間に位置し、円周方向に間隔をおいて配設された複数枚の翼とを有し、
前記翼のシュラウド側の吸込側端部であるシュラウド側前縁と吐出側端部であるシュラウド側後縁とを結ぶシュラウド側キャンバー線を横軸に、前記翼のシュラウド側翼角度を縦軸にして示した場合に、
前記シュラウド側キャンバー線のシュラウド側前縁、或いは前記シュラウド側キャンバー線の中央点よりもシュラウド側前縁に近い側で、シュラウド側翼角度が最小となり、シュラウド側翼角度分布を表すシュラウド側翼角度分布曲線における前記翼角度が最小となる部分を含む任意の区間では、前記シュラウド側翼角度分布曲線が翼角度の小さい方向に凸となり、この凸となる区間の下流側からシュラウド側後縁までの区間では、シュラウド側翼角度分布を表す曲線が翼角度の大きい方向に凸となるように構成している
ことを特徴とするガスパイプライン用遠心圧縮機。
【請求項３】
請求項１または２に記載のガスパイプライン用遠心圧縮機において、前記ハブ側翼角度分布曲線における翼角度の大きくなる方向に凸となる区間では、ハブ側翼角度分布が変曲点を有しないことを特徴とするガスパイプライン用遠心圧縮機。
【請求項４】
請求項１または２に記載のガスパイプライン用遠心圧縮機において、前記反ハブ側の翼角度が最小となる位置が、反ハブ側前縁であることを特徴とするガスパイプライン用遠心圧縮機。
【請求項５】
請求項１または２に記載のガスパイプライン用遠心圧縮機において、前記翼の吐出端部である後縁側における前記翼の反ハブ側がハブ側より回転方向に後傾していることを特徴とするガスパイプライン用遠心圧縮機。
【請求項６】
前記請求項１または２に記載のガスパイプライン用遠心圧縮機において、遠心羽根車が多段に設けられ、前記反ハブ側翼角度分布曲線は、上流段の遠心羽根車よりも下流段の遠心羽根車の方が、翼角度が小さくなるように構成されていることを特徴とするガスパイプライン用遠心圧縮機。
【請求項７】
前記請求項６に記載のガスパイプライン用遠心圧縮機において、少なくとも前記反ハブ側翼角度分布曲線における翼角度が小さい方向に凸である部分では、下流段の遠心羽根車の方が上流段の遠心羽根車よりも翼角度が小さく構成されていることを特徴とするガスパイプライン用遠心圧縮機。
【請求項８】
ガス源からガス供給先へガスを移送するためのガス配管と、このガス配管の経路上の複数個所に設定されガス昇圧用の遠心圧縮機を備える圧縮機ステーションと、これら複数個所に設置された前記圧縮機ステーションの間に設けられた圧力調整器及び流量計測装置と、前記複数の圧縮機ステーションのうち最上流の圧縮機ステーションと前記ガス源との間の前記ガス配管に設けられたバルブシステムと、該バルブシステム、前記圧縮機ステーション、前記圧力調整器及び前記流量計測装置を制御する制御装置とを備え、前記ガス昇圧用の遠心圧縮機は、請求項１〜７の何れかに記載のガスパイプライン用遠心圧縮機であることを特徴とするガスパイプライン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心式羽根車を有するガスパイプライン用遠心圧縮機及びガスパイプラインに関し、特にパイプライン用遠心圧縮機における遠心羽根車の翼形状に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業用の圧縮機のうち、ガスパイプラインのブースター用として使用される遠心圧縮機は、高効率で且つ広い作動範囲が要求される。これは油田の井戸元から汲み上げる石油や天然ガスは、その埋蔵量が少なくなると、枯渇により生産量が減少するので、それに応じた流量制御が必要になるためである。
【０００３】
遠心圧縮機の流量制御方法としては、台数制御、バルブ制御、回転速度制御、入口案内羽根制御などがあり、流量が大幅に減少する場合は台数制御が有効である。しかし、少しずつ流量が変化する（減少していく）過程では、この台数制御は使えない。少しずつ流量が変化していく場合には、前記回転速度制御や入口案内羽根制御を採用することが考えられるが、これらの制御方法では、コスト、長期信頼性、及びメンテナンスの容易性の問題から採用し難い。
【０００４】
そこで、ガスパイプライン用遠心圧縮機としては、上述したような制御をすることなく、ある程度の流量変化に対応可能な作動範囲の広い圧縮機が要求されている。  
遠心圧縮機の作動範囲は、一般に、小流量側はサージ、大流量側はチョークで決まるが、これは圧縮機の主要素である遠心羽根車の設計に強く依存する。従って、作動範囲の広い圧縮機を実現するには、羽根車の設計が重要である。  
なお、遠心圧縮機の羽根車が備える翼に関連する設計方法としては、次の特許文献１及び２や、非特許文献１に記載のものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１５１１２６号公報
【特許文献２】特許第３６９３１２１号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】M. Zangeneh, A. Goto, and H. Harada: “On the Design Criteria for Suppression of Secondary Flows in Centrifugal and Mixed Flow Impellers”, ASME Journal of Turbomachinery, vol. 120, pp. 723-735, Oct., 1998
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１に記載の遠心圧縮機では、作動範囲を拡大するとともに効率を向上させ、羽根車の周速度を大きくするために、羽根車の翼の翼角度を、次のように設定している。
即ち、翼のシュラウド側翼角度曲線における翼角度が、前縁部の近傍で最小値となると共に、後縁部に向かって増大し、前記シュラウド側翼角度曲線の中間点と後縁部の間で最大値になる。一方、翼のハブ側翼角度曲線における翼角度は、前縁部から後縁部に向かって増大し、ハブ側翼角度曲線における中間点と前縁部との間で最大値になるように構成している。
【０００８】
この特許文献１に記載の遠心圧縮機のものでは、羽根車のシュラウド側において、翼前縁の近傍で翼角度を最小とし、吸込側（軸方向）から羽根車を見た状態で、シュラウド側前縁近傍で翼がより周方向に近づいた形状となる。従って、隣り合う２つの翼間の最小流路断面積であるスロート面積が、特にシュラウド側で減少する。そのため、スロート付近における流れの流速が増大し、チョークが発生し易くなる。チョークが発生すると、遠心圧縮機の大流量側の作動範囲、即ちチョークマージンが狭まってしまう。
【０００９】
一方、特許文献２に記載のように、羽根車の翼の後縁付近（羽根車出口付近）において、前記翼のハブ側をシュラウド側に対し羽根車の回転方向に先行するように傾斜させると、非特許文献１に示されている様に、効率は改善されるものの、低流量側の作動範囲、即ちサージマージンが狭くなる。
【００１０】
本発明の目的は、低流量側の作動範囲を拡大することができると共に、大流量側の作動範囲を維持することのできるガスパイプライン用遠心圧縮機を得ることにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、作動範囲を拡大することができると共に、効率低下を抑制して効率向上も図れるガスパイプライン用遠心圧縮機を得ることにある。
【００１２】
本発明の更に他の目的は、作動範囲が広く且つ高効率で安価な遠心圧縮機を備える圧縮機ステーションを実現できるガスパイプラインを得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため本発明は、ガスを移送するためのガス配管と、このガス配管の経路上に設けられたガス昇圧用の圧縮機を複数台備えるガスパイプラインに用いられる遠心圧縮機であって、前記遠心圧縮機は回転軸に締結された遠心羽根車を備え、この遠心羽根車は、ハブと、このハブの円周方向に間隔をおいて配設された複数の翼とを備え、この翼の翼角度分布を、該翼の吸込側端部であるハブ側前縁と吐出側端部であるハブ側後縁とを結ぶハブ側キャンバー線を横軸に、前記翼のハブ側翼角度を縦軸に示した場合に、前記ハブ側キャンバー線の中央点よりもハブ側前縁に近い側でハブ側翼角度が最大となり、この翼角度が最大となる部分から前記ハブ側前縁の間では、前記ハブ側翼角度の分布を表すハブ側翼角度分布曲線が、翼角度が大きくなる方向に凸になるように構成し、前記翼の反ハブ側の吸込側端部である反ハブ側前縁と吐出側端部である反ハブ側後縁とを結ぶ反ハブ側キャンバー線を横軸に、前記翼の反ハブ側翼角度を縦軸にして示した場合に、前記反ハブ側キャンバー線の反ハブ側前縁、或いは前記反ハブ側キャンバー線の中央点よりも反ハブ側前縁に近い側で、反ハブ側翼角度が最小となり、反ハブ側翼角度分布を表す反ハブ側翼角度分布曲線における前記翼角度が最小となる部分を含む任意の区間では、前記反ハブ側翼角度分布曲線が翼角度の小さい方向に凸となり、この凸となる区間の下流側から反ハブ側後縁までの区間では、反ハブ側翼角度分布を表す曲線が翼角度の大きい方向に凸となるように構成していることを特徴とする。
【００１４】
本発明の他の特徴は、ガス源からガス供給先へガスを移送するためのガス配管と、このガス配管の経路上の複数個所に設定されガス昇圧用の遠心圧縮機を備える圧縮機ステーションと、これら複数個所に設置された前記圧縮機ステーションの間に設けられた圧力調整器及び流量計測装置と、前記複数の圧縮機ステーションのうち最上流の圧縮機ステーションと前記ガス源との間の前記ガス配管に設けられたバルブシステムと、該バルブシステム、前記圧縮機ステーション、前記圧力調整器及び前記流量計測装置を制御する制御装置とを備え、前記ガス昇圧用の遠心圧縮機は、上述したガスパイプライン用遠心圧縮機であるガスパイプラインにある。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、低流量側の作動範囲を拡大することができると共に、大流量側の作動範囲を維持することのできるガスパイプライン用遠心圧縮機が得られる効果がある。
【００１６】
また、作動範囲を拡大することができると共に、効率低下を抑制して効率向上も図れるガスパイプライン用遠心圧縮機を得ることができる。
【００１７】
更に、作動範囲が広く且つ高効率で安価な遠心圧縮機を備える圧縮機ステーションを実現できるガスパイプラインも得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のガスパイプライン用遠心圧縮機の実施例１における遠心羽根車の翼角度分布を示す線図である。
【図２】図１に示す翼角度分布を有する遠心羽根車の翼の軸方向視図である。
【図３Ａ】遠心羽根車の形状の定義を説明する図である。
【図３Ｂ】羽根車内流れの速度三角形を説明する図である。
【図４】本発明のガスパイプライン用遠心圧縮機の実施例２における遠心羽根車の翼角度分布を示す線図である。
【図５】図４に示す翼角度分布を有する遠心羽根車の翼の軸方向視図である。
【図６】遠心羽根車を軸方向視した場合における翼形状の定義を説明する図である。
【図７】本発明のガスパイプライン用遠心圧縮機の実施例３における遠心羽根車の翼形状を説明する図である。
【図８Ａ】遠心羽根車における隣り合う２つの翼間の流れを説明する図である。
【図８Ｂ】図８Ａとは別の遠心羽根車における隣り合う２つの翼間の流れを説明する図である。
【図９】本発明のガスパイプライン用遠心圧縮機の実施例４における遠心羽根車の翼角度分布を示す線図である。
【図１０】本発明のガスパイプライン用遠心圧縮機の一例を示す子午面断面図である。
【図１１】図１０に示す遠心圧縮機の一部を拡大して示す子午面断面図である。
【図１２】本発明のガスパイプラインの一例を示す模式図である。
【図１３】遠心圧縮機における流量とヘッドとの関係を表す線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の具体的実施例を図面に基づいて説明する。なお、各図において、同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分を示している。
【実施例１】
【００２０】
まず、図１０〜図１３によりガスパイプライン用遠心圧縮機の構成とガスパイプラインの構成を説明する。図１０は本発明のガスパイプライン用遠心圧縮機の一例を示す子午面断面図、図１１は図１０に示す遠心圧縮機の一部（１段目羽根車付近）を拡大して示す子午面断面図、図１２は本発明のガスパイプラインの一例を示す模式図、図１３は遠心圧縮機における流量とヘッドとの関係を表す線図である。
【００２１】
遠心圧縮機の特性カーブを図１３に示す。図１３において、横軸は流量、縦軸はヘッドである。一般的な遠心圧縮機の特性カーブは図１３の実線で示されるように、遠心圧縮機が実際に作動する運転点は、管路の抵抗曲線と遠心圧縮機の特性カーブとの交点となる。
【００２２】
ガスパイプラインのシステム構成を図１２の模式図で説明する。この図１２に示す例は、ガスパイプライン１のガス配管４（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ）の経路上の３個所に圧縮機ステーション２（２ａ，２ｂ，２ｃ）が設けられている例を示している。
【００２３】
油田やガス田などの天然ガスの井戸元（ガス源）３から、ガスは、ガス配管４ａを介してまずガス処理施設５に送られてガスギャザリングやガストリートメントなどの処理が行われ、その後、バルブシステム（単なる弁も含む）６及びガス配管４ｂを介して第１の圧縮機ステーション２ａに送られる。この圧縮機ステーション２ａは、ガス昇圧用の遠心圧縮機（ガスパイプライン用遠心圧縮機）２００やバイパス配管系２０１などで構成されている。この圧縮機ステーション２ａで昇圧されたガスは、次にガス配管４ｃを介して第２の圧縮機ステーション２ｂに送られ、その後更にガス配管４ｄを介して第３の圧縮機ステーション２ｃに送られる。これら第２、第３の圧縮機ステーション２ｂ，２ｃも前記第１の圧縮機ステーション２ａと同様の構成になっている。
【００２４】
前記第３の圧縮機ステーション２ｃで昇圧されたガスは、ガス配管４ｅを通って、ＬＮＧ等各種プラント（ガス供給先）７に送られる。前記第１の圧縮機ステーション２ａの下流側のガス配管４ｃには、圧力調整器８や流量計測装置９が設置されている。１０は、制御信号伝達装置（制御線）１１を介して、前記各圧縮機ステーション２ａ，２ｂ，２ｃ、前記バルブシステム６、前記圧力調整器８、前記流量計測装置９などを制御する制御装置である。
【００２５】
図１２に示す圧縮機ステーション（２ａ，２ｂ，２ｃ）は、例えば数１０ｋｍおきに設置されるので、前記パイプライン用遠心圧縮機２００の抵抗曲線はこの長いガス配管の管路抵抗（損失）に依存する。ガスパイプライン用遠心圧縮機２００の仕様は、この管路抵抗を予測して決められるが、長いガス配管で構成される管路の管路抵抗の予測精度が十分でない場合、図１３の抵抗曲線、即ち遠心圧縮機の運転点の流量にばらつきが生じる。しかし、遠心圧縮機の作動範囲を十分広くできれば、このようなばらつきにも対応が可能となる。
【００２６】
また、前記井戸元３から採取するガス量が減少した場合にも、流量変化は生じるが、そのような場合、従来の運転範囲が狭い遠心圧縮機では、運転を継続できないことがある。そこで、このような場合には、前記バイパス配管系２０１により、圧縮したガスの一部を遠心圧縮機２００の吸込側に戻し、循環流路を形成し、これにより、遠心圧縮機２００としては、大流量側での運転となるようにしている。しかし、このような運転を行うと、前記バイパス配管系２０１により、圧縮したガスの一部が吸込側に戻されてしまうので、圧縮機ステーション２としては、少ない流量のガスを下流側に送るような運転となる。この場合、遠心圧縮機２００としては大流量運転をしているので、無駄な動力を消費することになる。
【００２７】
そこで、広い作動範囲の遠心圧縮機２００を実現できれば、前記バイパス配管系２０１によるバイパス運転なしにガスパイプライン用遠心圧縮機２００の長期運転に対応できる。本実施例のガスパイプライン用遠心圧縮機２００は、後述するように運転範囲を広くとることができるので、本実施例のガスパイプライン用遠心圧縮機２００を前記圧縮機ステーション２におけるガス昇圧用の遠心圧縮機として採用することにより、井戸元３のガス量が減少したような場合でも、前記バイパス配管系２０１を使用せずに、長期運転に対応することができるので、消費動力の無駄を抑制した効率的なガスパイプラインを得ることができる。
【００２８】
次に、図１０及び図１１を用いて、図１２に示すガスパイプラインに採用される遠心圧縮機２００の例について説明する。  
図１０はガスパイプライン用遠心圧縮機２００の全体構成を示し、この遠心圧縮機２００は一軸多段遠心圧縮機であり、１本の回転軸１０８に多段（この例は二段）に遠心羽根車（以下、単に羽根車ともいう）１００（１００Ａ，１００Ｂ）が設けられているものである。
【００２９】
前記遠心羽根車１００（１００Ａ，１００Ｂ）は前記回転軸１０８と一体となって回転し、この回転エネルギーを流体に付与するものである。  
前記回転軸１０８は、該回転軸１０８の両端側に配置されているラジアル軸受１０９により回転自在に支持されている。また、前記回転軸１０８の一方の端部には、回転軸１０８を軸方向に支持するスラスト軸受１１０が配置されている。更に、前記回転軸１０８の両端の前記ラジアル軸受１０９の内側には、それぞれシール１１４が配置されている。
【００３０】
遠心羽根車１００Ａ，１００Ｂの半径方向外側には、遠心羽根車１００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１０４（１０４Ａ，１０４Ｂ）が設けられている。ディフューザ１０４Ａの下流には、下流流路１０７へ流体を導くリターンチャネル１０５が設けられ、ガスは前記下流流路１０７から後段の遠心羽根車１００Ｂへと導かれる。
【００３１】
前記羽根車１００Ａ，１００Ｂ、ディフューザ１０４Ａ，１０４Ｂ、リターンチャネル１０５は、ケーシング１１１内に収容されている。また、ケーシング１１１の吸込側には吸込みケーシング１１２が設けられ、ケーシング１１１の吐出側には吐出ケーシング１１５が設けられている。
【００３２】
前記吸込ケーシング１１２から矢印１１６で示すように吸入されたガス（流体）は、初段羽根車１００Ａの吸込口から吸い込まれ、初段羽根車１００Ａ及びディフューザ１０４Ａ、リターンチャネル１０５を通過しながら昇圧されて、後段羽根車１００Ｂに送られる。また、後段の遠心羽根車１００Ｂから流出したガスは前記ディフューザ１０４Ｂを通過後、スクロール１１３を通り、最終的に所定圧力になって吐出ケーシング１１５から矢印１１７で示すように機外へ吐出される。
【００３３】
図１１は図１０の初段（１段目）羽根車１００Ａの周辺を拡大して示す図で、この図１１により、初段羽根車１００Ａの構成を説明する。  
羽根車１００Ａは、回転軸１０８に締結される円盤状のハブ１０２と、このハブ１０２に対向して配置されるシュラウド（側板）１０１と、前記ハブ１０２と前記シュラウド１０３間に位置し、円周方向に間隔をおいて配設された複数枚の翼１０３とを有する構成となっている。なお、後段（２段目）羽根車１００Ｂ（図１０参照）についても初段羽根車１００Ａと同様の構成となっている。また、図１１に示す羽根車１００はシュラウド１０１を有するものを示しているが、シュラウド１０１を有しない、所謂ハーフシュラウド型の羽根車を用いるようにしても良い。
【００３４】
また、本実施例では、前記ディフューザ１０４Ａには、周方向に複数枚の翼を有するベーン付きディフューザを採用している。後段側のディフューザ１０４Ｂ（図１０参照）についても同様の構成となっている。なお、翼を有さないベーンレスディフューザを用いるようにしても良い。
【００３５】
なお、１０６は初段羽根車１００Ａの吸込口、１０７は前述した下流流路である。
【００３６】
ところで、遠心圧縮機２００、特に気体を扱う遠心圧縮機では、流量減少に伴い遠心羽根車１００やディフューザ１０４で流れが失速し、流量調整弁等を用いて流量を減少させていっても、それ以上は圧力が上昇せず、大きな圧力変動及び流量変動を発生する現象が生じる。これをサージ（或いはサージング）といい、遠心圧縮機２００の小流量側の限界点となる。
【００３７】
一方、サージ発生限界流量から流量調整弁等を開いて流量を増大させていく場合、吐出圧力が低下し、それ以上流量が増大しない現象が生じる。これをチョークと呼び、遠心圧縮機２００の大流量側の限界点となる。これら２つの限界点であるサージ及びチョーク間を、遠心圧縮機の作動範囲と呼び、遠心圧縮機の効率を低下させずに前記作動範囲を増大させることが求められている。  
以下、効率を低下させずに作動範囲を増大させることのできる遠心圧縮機２００について説明する。
【００３８】
図１〜図３を用いて、本発明に係るガスパイプラインに使用されるガスパイプライン用遠心圧縮機２００の実施例１を説明する。なお、以下の説明では、シュラウドを有する遠心圧羽根車について説明するが、シュラウドを有さないハーフシュラウド型の遠心羽根車でも同様に適用できるものであり、ハーフシュラウド型の遠心羽根車の場合には、以下の説明で用いる「シュラウド側」とは「反ハブ側」のことである。また、「反ハブ側」とはシュラウドを有する遠心羽根車の場合には「シュラウド側」を意味する。
【００３９】
図１は、前記ガスパイプライン用遠心圧縮機２００が備える遠心羽根車１００における翼１０３のうちの１枚の翼２０（図２参照）の翼角度分布を示す線図である。図１の横軸は、翼２０の圧力面と負圧面からの距離が等しくなる点を連ねた翼中心線（キャンバー線）を、ハブ側端及びシュラウド側（反ハブ側）端のそれぞれについて、無次元化して示した無次元キャンバー線長さＳである。また、図１の縦軸は、翼角度β（°）である。
【００４０】
１２はハブ側の翼角度分布を示すハブ側翼角度分布曲線、１３はシュラウド側（反ハブ側）の翼角度分布を示すシュラウド側（反ハブ側）翼角度分布曲線である。図１の横軸は、前記各々の曲線１２，１３における前縁側から後縁側までの総キャンバー線長さを１、即ち、翼２０の前縁側を「Ｓ＝０」とし、前記翼２０の後縁側を「Ｓ＝１」で表している。図のＳｍは中間点（Ｓ＝０.５）を表している。
【００４１】
翼２０のハブ側端の翼角度βの分布は、破線で示す前記ハブ側翼角度分布曲線１２のようになっており、またシュラウド側端における翼角度βの分布は実線で示すシュラウド側翼角度分布曲線１３のようになっている。
【００４２】
図２は、遠心羽根車１００における翼１０３のうちの１枚の翼２０だけ取り出し、軸方向視した図である。翼２０のハブ側端を曲線２３で、翼２０のシュラウド側端を曲線２４で示している。なお、図２以下の説明ではキャンバー線を翼２０の代表曲線として用いる。遠心羽根車１００における翼２０の吸込側端部である前縁２１及び吐出側端部である後縁２２は、それぞれ直線となっている。
【００４３】
前記翼角度βは、周方向からの傾きとして表わされ、例えばシュラウド側で半径Ｒの位置における翼角度βｓは、周方向微小長さＲ・ｄθと、子午面上の距離ｄｍの比で表わされる。ここで子午面上の距離ｄｍは、翼２０上の周方向微小長さＲ・ｄθ間に、シュラウド側端２４が点ｓ１から点ｓ２に変化したとして、点ｓ１と点ｓ２を羽根車１００の子午面（Ｒ−Ｚ面）（Ｒ：半径方向座標、Ｚ：軸方向座標）に投影して得られた点間の距離である。従って、点ｓ１と点ｓ２間のキャンバー線上における翼角度βは、次式（１）で示される。なお、図２で、Ｎは回転方向であり、Ｏは原点である。
【００４４】
β＝ｔａｎ−１（ｄｍ／（Ｒ・ｄθ））    …（１）
図３Ａは、相隣り合う２枚の翼Ａ，Ｂの任意の半径位置における軸方向視図であり、破線は翼角度βがβ＝βＧと大きい場合であり、実線は翼角度βがβ＝βＳと小さい場合である。翼Ａ，Ｂの負圧面はそれぞれ符号３１Ａ，３１Ｂであり、圧力面は符号３２Ａ，３２Ｂで示される。隣り合う２枚の翼Ａ，Ｂの一方の翼Ａから、他方の翼Ｂの負圧面上へ引いた垂線を、翼間流路幅Ｌとする。翼間流路幅Ｌは、翼角度β＝βＧの場合にはＬＧであり、翼角度β＝βＳの場合にはＬＳである。
【００４５】
図３Ｂは、羽根車１００内の流れの速度三角形を示すベクトル図である。羽根車１００の周方向速度がＵであり、翼角度βがβＧの場合には、羽根車１００内流れの相対速度がＷ、羽根車内流れの絶対速度がＣである。翼角度βがβＳの場合には、羽根車１００内流れの相対速度がＷ´、羽根車内流れの絶対速度がＣ´に変化する、Ｃｍは絶対速度の子午面方向成分であり、流量に関連する速度成分である。
【００４６】
図１に戻り、翼２０のシュラウド側の翼角度βＳの分布を示すシュラウド側翼角度分布曲線１３は、翼前縁ＳＬ_ｓにおいて最小βｓ_ｍｉｎであり、下流にいくに従い増大する。そして、シュラウド側翼角度分布曲線１３は、翼前縁ＳＬ_ｓからキャンバー線長さＳＡの範囲では下に凸状であり、キャンバー線長さＳＡの点から、翼後縁ＳＴ_ｓまでのキャンバー線長さＳＢの範囲では上に凸状の分布となっている。ここで、キャンバー線長さＳＡは、流れ方向中間点Ｓｍ（無次元キャンバー線長さＳ＝０．５）よりも小さくなるように構成されている。
【００４７】
即ち、前記シュラウド側翼角度分布曲線１３における前記翼角度βＳが最小となる部分（βｓ_ｍｉｎ）を含む任意の区間では、前記シュラウド側翼角度分布曲線１３が翼角度の小さい方向に凸となり、この凸となる区間ＳＡの下流側からシュラウド側後縁までの区間では、シュラウド側翼角度分布曲線１３が翼角度の大きい方向に凸となるように構成されている。
【００４８】
一方、ハブ側の翼角度βｈの分布を示すハブ側翼角度分布曲線１２は、翼前縁ＳＬ_ｈから流れ方向中間点Ｓｍ（無次元キャンバー線長さＳ＝０．５）の間で最大翼角度βｈ_ｍａｘとなる。この翼角度が最大となる部分（βｈ_ｍａｘ）から前記ハブ側前縁の間では、前記ハブ側翼角度の分布を表すハブ側翼角度分布曲線が、翼角度が大きくなる方向に凸になるように構成されている。そして、翼前縁ＳＬ_ｈから翼角度βｈ_ｍａｘの間では、ハブ側の翼角度βｈの分布曲線１２は変曲点を有していない。
【００４９】
このように、翼２０の形状を設定した理由は以下の通りである。  
図３Ａで、翼角度βＧとβＳの差異は、図３Ｂで速度三角形の形状の差異になって現れる。同一半径位置において、図３Ｂ中の絶対流速Ｃ，Ｃ´の子午面方向成分Ｃｍの大きさをほぼ同一に設定すると、翼角度βが小さいβＳの場合の相対速度ベクトルＷ´の大きさが、翼角度βが大きいβＧの場合の相対速度ベクトルＷの大きさよりも大きい。
【００５０】
通常の遠心羽根車１００では、ハブ側の相対流速よりもシュラウド側の相対流速の方が、減速率が大きい。従って、壁面摩擦損失や減速損失（相対流速が減速して、流れ方向下流側に向かい壁面境界層厚みが増すことに起因する損失）等の値から決定される羽根車効率や羽根車失速特性は、シュラウド側における相対流速の減速率を適切に設定すれば改善可能となる。
【００５１】
そこで、本実施例では、シュラウド側の翼角度βＳを翼前縁において最小にし、キャンバー線長さＳＡの区間では前記翼角度分布曲線１３が下に凸状の分布としている。これにより、相対流速の減速率が大きく、翼２０が失速し易いシュラウド側前半における翼角度βＳの増大を抑制し、相対流速の減速率を低減できるので、より低流量側まで羽根車の失速を抑制できる。
【００５２】
また、翼２０のシュラウド側の前縁側（キャンバー線長さＳＡの部分）で相対流速を減速させないようにすると、翼前縁２１から流れ方向下流側に向かって相対流速の高い領域が拡大する。相対流速が高い領域では、壁面摩擦損失が大きく、相対流速の高い領域の増大は、羽根車効率の低下を引き起こす。そこで、本実施例では、シュラウド側の翼後縁２２側（キャンバー線長さＳＢ部）では翼角度βＳを上に凸状の分布とし、相対流速を減速させて、壁面摩擦損失がそれ以上増大するのを防止している。
【００５３】
即ち、シュラウド側の翼前縁側（キャンバー線長さＳＡ部）において、前縁部２１の近傍における翼角度βＳの増大を抑制し、その後翼角度βＳを急激に増大させ、相対流速の減速率を増大させる。つまり、翼角度のβＳの増大を抑制された領域では図３Ｂに示されるように相対流速が高くなり、この相対流速の高い領域が下流側まで拡大される。その結果、相対流速の低下に起因する低流量側での羽根車失速が抑制され、羽根車の効率向上が可能となる。
【００５４】
ところで、本実施例の羽根車では、シュラウド側の前縁側（キャンバー線長さＳＡの範囲）における翼角度βＳの増大を抑制したので、シュラウド側の前縁側（キャンバー線長さＳＡの範囲）では、図３Ａに示した様に翼間流路幅Ｌが狭まる。キャンバー線長さＳの方向に関して、翼間流路幅Ｌは翼前縁２１で最も狭く、更にシュラウド２３側でハブ２４側よりも小さくなる。
【００５５】
隣り合う２枚の翼Ａ、Ｂが形成する翼間流路において、キャンバー線長さＳの方向に関して、最も流路断面積が狭くなる部分をスロートと呼ぶ。このスロートで、相対流速のマッハ数が１を超えると、チョークが発生し、それ以上流量を増やすことができなくなる。従って相対流速が増大する遠心圧縮機の大流量側運転においては、作動範囲が狭まる。
【００５６】
この不具合を回避するため本実施例では、ハブ側の翼角度βｈが、翼前縁（無次元キャンバー線長さＳ＝０）から無次元キャンバー線長さＳ＝Ｓｍ＝０．５になるまでの間に最大（βｈ_ｍａｘ）となるように構成している。また、この翼角度が最大となる部分から前記ハブ側前縁の間では、前記ハブ側翼角度の分布を表す曲線（ハブ側翼角度分布曲線１２）が、翼角度が大きくなる方向に凸になるように構成している。更に、翼前縁２１から翼角度βｈが最大となる区間（ハブ側翼角度分布曲線１２が翼角度が大きくなる方向に凸となる区間）では、ハブ側の翼角度βｈの分布曲線１２が変曲点を有しないようにした。
【００５７】
これにより、無次元キャンバー線長さＳ＝０．５までに形成されることが多いスロートと、翼前縁２１（無次元キャンバー線長さＳ＝０）間で、ハブ側の翼角度βｈが滑らかに且つ急激に増大する。その結果、スロートにおけるハブ側の翼角度βｈ_throatが大きくなり、スロートのハブ側付近では、翼間流路幅Ｌｈが増大する。ハブ側付近で翼間流路幅Ｌｈが増大するので、シュラウド側で翼間流路幅Ｌｓが狭まってもスロート面積を維持できる。ハブ側の翼間流路幅Ｌｈの増大は、ハブ側翼角度分布が変曲点を有さず、上に凸の形状であることにより実現される。この結果、相対流速のマッハ数が１を超える流量域をより大流量側に延ばすことができ、羽根車１００におけるチョーク発生が抑制され、遠心圧縮機の大流量側の作動範囲を確保できる。
【００５８】
なお、スロートにおけるハブ側翼角度βｈを大きくするため、ハブ側翼角度の最大値
βｈ_ｍａｘを、翼２０のハブ側の面に剥離が生じない範囲で、できるだけ９０°に近づける。このようにハブ側翼角度の最大値βｈ_ｍａｘを９０°に近づけると、ハブ側翼角度の最大値βｈ_ｍａｘがハブ側の出口翼角度βｈ_Ｔより大きくなることが多くなる。そこで、ハブ側翼角度が最大値βｈ_ｍａｘとなる点からハブ側出口までの翼角度βｈ分布を、滑らかに減少させることが望ましい。
【実施例２】
【００５９】
本発明に係る遠心圧縮機２００の他の実施例を、図４〜図６を用いて説明する。本実施例が、上記実施例１に示した遠心圧縮機と異なる点は、遠心羽根車１００が有する翼のシュラウド側の翼角度分布における極小値の位置を変化させたことにある。
【００６０】
図４に、本実施例に係る遠心羽根車１００の翼角度分布の一例を示す。ハブ側の翼角度分布４１は、実施例１と同様である。これに対して、反ハブ側であるシュラウド側の翼角度分布４０は、翼前縁ＳＬ_ｓから流れ方向下流側に向かうにつれて一度減少し、中間点Ｓｍ（キャンバー線長さＳ＝０．５）よりもシュラウド側前縁に近い位置で最小値βｓ_ｍｉｎになり、その後増大に転じる。更に、シュラウド側の翼前縁ＳＬ_ｓと翼後縁ＳＴ_ｓの間の翼角度は、キャンバー線に沿って下流方向に初めは下に凸状で、終りの方では上に凸状になっている。
【００６１】
図４では、前記中間点Ｓｍより上流側に位置する区間ＳＣで下に凸状で、区間ＳＣに続く区間ＳＤで上に凸状になっているが、下に凸状の区間ＳＣは中間点Ｓｍを越えていてもよい。
【００６２】
本実施例２に示すように遠心羽根車１００を構成したものでは、上記実施例１に示した遠心羽根車１００のものよりも、更に羽根車１００のシュラウド側前縁付近の相対流速の減速率を低減できる。これにより、低流量側での作動範囲をより拡大できる遠心羽根車を得ることができる。
【００６３】
なお、本実施例２では、翼間流路幅Ｌが、スロートのシュラウド側で、上記実施例１に示した羽根車よりも更に小さくなる。そこで、本実施例では、遠心羽根車１００の大流量側での作動範囲を確保するために、ハブ側の最大翼角度βｈ_ｍａｘを、実施例１における値と同等以上にしている。また、ハブ側の最大翼角度βｈ_ｍａｘは、ハブ側出口翼角度βＴ_ｈより大きくなる場合が多いので、ハブ側の最大翼角度βｈ_ｍａｘとなる位置からハブ側出口ＳＴ_ｈまでの間の翼角度は、滑らかに減少するような分布としている。
【００６４】
図５は、図４に示した翼角度分布を有する遠心羽根車の翼５０を１枚だけ取り出した、軸方向視図である。翼５０のシュラウド側のキャンバー線５４は、翼前縁５１側が半径方向外向き（外径側）に凸となる部分Ａ５Ａを有する略Ｓ字形状を示す。一方、翼５０のハブ側のキャンバー線５３は、翼前縁５１側が半径方向内向き（内径側）に凸となる部分Ａ５Ｂを有する略Ｓ字形状を示す。この理由を、図６を併用して説明する。
【００６５】
図６は、遠心羽根車１００に関する座標系であり、軸方向視図である。この図６は、吸込側から見た図である。遠心羽根車１００は、回転軸Ｏを中心にして、回転方向Ｎに回転する。遠心羽根車１００の翼の作用を説明し易くするために、翼キャンバー線が直線状となる翼６０を取り上げる。
【００６６】
翼の前縁６１における翼角度をβＬとしたときに、前縁６１より下流側の位置６２における翼角度βを示す図である。位置６２は、翼前縁６１から周方向にΔθだけ離れており、この位置６２における翼角度βは、幾何学的関係から、β＝βＬ＋Δθで表される。翼キャンバー線が直線状となる翼では、翼前縁６１から下流側に行くに従い、翼角度βは周方向角度θに対し直線的に増大する。
【００６７】
翼キャンバー線の周方向角度θに対し翼角度βが線形的に変化せず、位置６２から下流側に行くにつれ、徐々に翼角度βの増加量が小さくなる場合、及び翼角度βの増加量が大きくなる場合について考える。位置６２から、翼角度βの増加量がキャンバー線の周方向角度θに対し小さくなる場合には、キャンバー線の形状は図６の曲線６３のようになる。即ち、位置６２を通る直線状のキャンバー線に接すると共に、半径方向外向きに凸状となる。これに対して、翼角度βの増加量がキャンバー線の周方向角度θに対し急激に増大する場合には、キャンバー線の形状は図６の曲線６４のようになる。即ち、位置６２を通る直線状のキャンバー線に接すると共に、半径方向内向きに凸状となる。
【００６８】
図４に示した翼角度分布を有する遠心羽根車１００では、シュラウド側の翼角度分布が、翼前縁から下流側に向かうにつれて一度減少し、最小となった後増大に転じているので、図５に示すように、シュラウド側のキャンバー線は、翼前縁５１側が半径方向外向きに凸となる略Ｓ字形状を示す。また、ハブ側の翼角度分布が、前縁５１から流れ方向中間点までの間で変曲点を有さずに最大となり、最大値の位置より下流側で滑らかに減少しているので、ハブ側のキャンバー線は、翼前縁５１側で半径方向内向きに凸となる略Ｓ字形状となる。このように図４に示した翼角分布は、外観上は上記略Ｓ字形状として表される。
【実施例３】
【００６９】
本発明のガスパイプライン用遠心圧縮機の実施例３を図７及び図８により説明する。本実施例３が上記実施例１、２に示した遠心圧縮機２００と異なるのは、本実施例３では、上記実施例１、実施例２の構成に加えて、遠心羽根車１００における翼の翼後縁における傾き方向を回転方向に対し後傾させたことにある。これにより、図７に示すように、遠心羽根車１００を軸方向視した場合に、翼７０のハブ側キャンバー線７３とシュラウド側キャンバー線７４とは互いに交差するように構成しているものである。
【００７０】
即ち、図７は、遠心羽根車１００における翼１０３（図１１参照）のうちの１枚の翼７０だけを図示した軸方向視図で、前記翼７０の翼後縁７２側において、シュラウド側キャンバー線７４の後縁は、ハブ側キャンバー線７３の後縁よりも回転方向（図中Ｎの方向）に対し後側に位置している。なお、ハブ側キャンバー線７３及びシュラウド側キャンバー線７４の翼角度分布は、上記実施例１或いは実施例２と同様の分布になるように構成されている。
【００７１】
上記のように構成された本実施例３の遠心羽根車１００の作用を、図８Ａ及び図８Ｂを用いて、以下説明する。これらの図においては、遠心羽根車１００の翼を符号８０で表している。
【００７２】
図８Ａは、翼８０の後縁８６側において、翼８０のシュラウド側８３のキャンバー線が、ハブ側８４のキャンバー線よりも前傾している羽根車１００（以下、前傾羽根車とも称す）の図であり、翼間流路を形成する隣り合う２枚の翼８０を取り出して示す図である。この図８Ａに示すように、翼８０の後縁８６において、翼８０のシュラウド側８３をハブ側８４よりも、回転方向に対して前傾させると、翼８０に作用する遠心応力を軽減できるメリットがある。
【００７３】
一方、内部流れに注目すると、各翼８０から流体へ作用する翼力Ｆは、翼圧力面８１に対して垂直方向、換言すれば翼負圧面８２のハブ側８４方向に作用することになる。翼力Ｆの作用する方向では静圧が上昇するので、翼負圧面８２のハブ側８４では静圧が上昇する。これに対し、翼負圧面８２のシュラウド側８３では静圧が低下する。
【００７４】
遠心羽根車１００の翼間流路では、主流流速よりも流速が遅くエネルギーが低い壁面速度境界層が、壁面付近に発生する。壁面速度境界層内の流体は、翼間流路断面内の静圧勾配に打ち勝つことができず、静圧の高い領域から低い領域へと流動する。ここで、翼間流路断面とは、翼間流路を回転軸の中心から半径ｒ＝一定の円筒面で切断した断面である。この流動する流れは、主流に対して垂直方向の流速成分を有する二次流れを、翼間流路断面内において形成する。
【００７５】
以上のとおり、遠心羽根車１００の翼間流路断面内の壁面速度境界層付近では、静圧の高い翼圧力面８１から静圧の低い翼負圧面８２へ向かう二次流れが生じる。前傾羽根車では、更に翼負圧面８２の壁面速度境界層付近において、ハブ側８４からシュラウド側８３へ向かう二次流れも生じる。従って、翼負圧面８２のシュラウド側８３に低エネルギー流体が蓄積し、圧力損失が増大する。それと共に、翼間流路断面内の流れの一様性が悪化し、羽根車１００より下流側のディフューザやリターンチャネル部の損失が増大する。  
なお、図８Ａにおいて、８５は翼８０の前縁である。
【００７６】
図８Ｂは、翼後縁８６側におけるシュラウド側８３のキャンバー線がハブ側８４のキャンバー線よりも後傾している羽根車１００（以下、後傾羽根車とも称す）の図であり、翼間流路を形成する隣り合う２枚の翼８０を取り出した図である。後傾羽根車では、前記翼力Ｆは翼負圧面８２のシュラウド側８３の方向に作用する。従って、翼負圧面８２のハブ側８４では静圧が低下し、翼負圧面８２のシュラウド側８３では静圧が上昇する。これにより、翼負圧面８２のシュラウド側８３へ向かう二次流れを抑制することが可能となり、翼間流路断面内の流れの一様性が向上し、遠心羽根車１００の効率が向上する。つまり、後傾羽根車において、前記実施例１或いは実施例２の翼角分布と組み合わせることによって、より効率が高く、且つ作動範囲の広い羽根車を実現できる。
【００７７】
この羽根車をガスパイプライン用遠心圧縮機に適用すれば、従来機に比べて効率が高く、作動範囲の広いガスパイプライン遠心圧縮機を得ることができる。
【実施例４】
【００７８】
図９及び前述した図１０を用いて、本発明に係るガスパイプライン遠心圧縮機の実施例４を説明する。本実施例４は、本発明を図１０に示すような一軸多段遠心圧縮機（図１０は２段機）に適用した場合に効果的なものである。図９は上記実施例１における図１に相当する図で、図１と同様に、ハブ側翼角度分布曲線１２とシュラウド側翼角度分布曲線１３が記載されており、図９に示すハブ側翼角度分布曲線１２は、図１におけるハブ側翼角度分布曲線１２と同様である。
【００７９】
本実施例においては、図９に示すように、前記シュラウド側（反ハブ側）翼角度分布曲線１３として、実線で示す上流段羽根車のシュラウド側（反ハブ側）翼角度分布曲線１３Ａと、一点鎖線で示す下流段羽根車のシュラウド側（反ハブ側）翼角度分布曲線１３Ｂの２種類が記載されている。
【００８０】
実線で示す上流段羽根車のシュラウド側翼角度分布曲線１３Ａは、図１０に示す２段遠心圧縮機の初段（１段目）の遠心羽根車１００Ａにおける翼角度分布に相当し、一点鎖線で示すシュラウド側翼角度分布曲線１３Ｂは、図１０に示す後段（２段目）の遠心羽根車１００Ｂの翼角度分布に相当している。
【００８１】
一点鎖線で示す後段遠心羽根車１００Ｂのシュラウド側翼角度分布曲線１３Ｂは、上流段の遠心羽根車１００Ａよりも下流段の遠心羽根車１００Ｂの方が、翼角度が小さくなるように構成されており、少なくとも前記シュラウド側翼角度分布曲線における翼角度が小さい方向に凸である部分では、下流段の遠心羽根車１００Ｂの方が上流段の遠心羽根車１００Ａよりも翼角度が小さく構成されている。
【００８２】
即ち、後段遠心羽根車１００Ｂの翼の前縁（入口）側付近の翼角度分布が、初段遠心羽根車１００Ａのそれよりも小さく構成されている。このように構成することにより、後段遠心羽根車１００Ｂの入口付近（翼の前縁付近）における翼の負荷が相対的に小さくなり、このため後段羽根車１００Ｂの方がよりサージマージンが広くなる。
【００８３】
通常、２段遠心圧縮機など一軸多段遠心圧縮機のサージは、上流段よりも下流段のサージマージンによって決まるので、本実施例のように、多段に設けられた遠心羽根車１００の各段に応じて翼角度分布を変えることにより、多段遠心圧縮機全体のサージマージンをより広くすることができる。特に、広い作動範囲が要求されるパイプライン用遠心圧縮機においては、上述したように、上流段側の遠心羽根車から下流段側の遠心羽根車に向かって、翼の翼角度分布を変える構成とすることにより、高効率で且つ広い作動範囲のガスパイプライン用遠心圧縮機を得ることができる。
【００８４】
以上説明したように、本実施例のガスパイプライン用遠心圧縮機によれば、上述したような翼角度分布としているので、小流量側では、羽根車入口付近のシュラウド側では翼負荷を小さくでき、失速しにくく、広いサージマージンが得られる。また、ハブ側では羽根車入口直後で翼角度を大きくしているので、スロート面積が大きくなり、羽根車全体としてのスロート面積を確保できる。従って、チョーク流量が小さくなるのも抑制している。更に、シュラウド側の翼後縁側では翼角度分布曲線を上に凸となるように構成しているから、相対流速を減速させて、壁面摩擦損失が増大するのも抑制している。これにより、高効率で広い作動範囲をもつ羽根車の設計が可能となり、高効率で広い作動範囲をもつガスパイプライン用遠心圧縮機を得ることができる。
【００８５】
また、上述した本実施例のガスパイプライン用遠心圧縮機を、ガスパイプラインの圧縮機ステーションにおけるガス昇圧用の遠心圧縮機として採用することにより、作動範囲が広く、且つ高効率で安価な遠心圧縮機を備える圧縮機ステーションを実現できるガスパイプラインを得ることができる。即ち、ガスパイプラインでの流量が少しずつ変化していくような場合でも、遠心圧縮機の作動範囲を広くできるので、回転速度制御や入口案内羽根制御などを行う必要がなくなり、安価な圧縮機ステーションを実現できる。
【符号の説明】
【００８６】
１…ガスパイプライン、２（２ａ，２ｂ，２ｃ）…圧縮機ステーション、
３…井戸元（ガス源）、４（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ）…ガス配管、
５…ガス処理施設、６…バルブシステム、７…ガス供給先（ＬＮＧ等各種プラント）、
８…圧力調整器、９…流量計測装置、１０…制御装置、１１制御信号伝達装置、
１２，４０…ハブ側翼角度分布曲線、
１３，１３Ａ，１３Ｂ，４１…シュラウド側（反ハブ側）翼角度分布曲線、
２０，５０，６０，７０，８０，１０３…翼、
２１，５１，６１，７１，８５…翼前縁、２２，５２，７２，８６…翼後縁、
２３，５３，７３…ハブ側キャンバー線、
２４，５４，７４…シュラウド側（反ハブ側）キャンバー線、
３１Ａ，３１Ｂ…負圧面、３２Ａ，３２Ｂ…圧力面、
６２…翼前縁より下流側の翼任意位置、６３，６４…キャンバー線、
８１…翼圧力面、８２…翼負圧面、８３…シュラウド側、８４…ハブ側、
１００，１００Ａ，１００Ｂ…遠心羽根車、１０１…シュラウド、１０２…ハブ、
１０４，１０４Ａ，１０４Ｂ…ディフューザ、１０５…リターンチャネル、
１０６…吸込口、１０７…下流流路、１０８…回転軸、
１０９…ラジアル軸受、１１０…スラスト軸受、１１１…ケーシング、
１１２…吸込ケーシング、１１３…スクロール、１１４…シール部、
１１５…吐出ケーシング、ｄｍ…子午面上の拒理、
２００…ガスパイプライン用遠心圧縮機（遠心圧縮機）、２０１…バイパス配管系、
Ｃ，Ｃ’…絶対流速、Ｃｍ…絶対流速の子午面方向成分、
Ｆ…翼力、Ｌ，ＬＳ，ＬＧ…翼間流路幅、Ｒ…半径、
ＳＬ_ｈ…ハブ側翼前縁、ＳＬ_ｓ…シュラウド側翼前縁、
ＳＴ_ｈ…ハブ側翼後縁、ＳＴ_ｓ…シュラウド側（反ハブ側）翼後縁、Ｕ…羽根車周速、
Ｗ、Ｗ´…相対流速、β…翼角度、βＬ…前縁における翼角度、
βｈ_ｍａｘ…ハブ側翼角度最大値、βｓ_ｍｉｎ…シュラウド側（反ハブ側）翼角度最小値。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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