(57)【要約】【課題】サージングの一因となるガスの流れの剥離を助長するガスの逆流をより効果的に抑えることができる構造を備え、その結果として、より効果的にサージングを抑制することができる遠心圧縮機を提供すること。【解決手段】ハブ１２とハブ１２の外周部に設けられた複数のブレード１３とを有するインペラロータ１４と、上流側から吸引されるガス１７の流路を形成すると共にインペラロータ１４を囲むように設けられるシュラウド１１とを備えた遠心圧縮機１である。そして、この遠心圧縮機１は、ブレード１３の上流側からシュラウド１１の壁面に沿って、かつ当該壁面とブレード１３とのクリアランス部に向けて、クリアランス部吹込ガス１６を噴射する噴射構造を備えている。【選択図】図３
2008202415.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠心力を利用してガスを圧縮する遠心圧縮機であって、
ガスを軸方向の上流側から吸引し昇圧しながら遠心方向へ送出するインペラロータと、
前記上流側から吸引されるガスの流路を形成すると共に、前記インペラロータを囲むように設けられるシュラウドと、を備え、
前記インペラロータは、ハブと、当該ハブの外周部に設けられた複数のブレードとを有し、
前記ブレードの上流側から前記シュラウドの壁面に沿って、かつ当該壁面と前記ブレードとのクリアランス部に向けて、クリアランス部吹込ガスを噴射する噴射構造を備えていることを特徴とする、遠心圧縮機。
【請求項２】
前記噴射構造は、前記壁面に沿って設けられる薄板形状のガス噴射壁を有し、
前記ガス噴射壁は、前記ブレードより上流側に設けられ、かつ前記壁面の内側であって前記壁面の全周にわたって設けられてい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】
前記ガス噴射壁と前記壁面との間隙の幅は、前記壁面と前記ブレードとのクリアランスの１倍以上、３倍以下であ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】
前記ガス噴射壁と吸引されるガスとが接触する当該ガス噴射壁の接触面が、前記ブレードに近づくにつれて前記壁面側に湾曲するように形成されることにより、前記ガス噴射壁は、前記ブレードに近づくにつれて薄く形成されていることを特徴とする、請求項２又は請求項３に記載の遠心圧縮機。
【請求項５】
前記ガス噴射壁の下流側端部は、前記ブレードの上流側端部に近接して設けられていることを特徴とする、請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の遠心圧縮機。
【請求項６】
前記クリアランス部吹込ガスは、前記インペラロータにより昇圧された前記ガスであることを特徴とする、請求項１乃至請求項５のいずれか１項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、遠心力を利用してガスを圧縮する遠心圧縮機に関する。さらに詳しくは、エンジンの排気タービン過給機（ターボチャージャー）に用いられたり、一般製造工場などの圧縮空気源設備として用いられたりする遠心圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車用エンジンには、排気タービンと遠心圧縮機とを同軸に結合してなる排気タービン過給機（ターボチャージャー）が多用されている。また、一般の各種工場では圧縮空気源を得るためのガス圧縮機として遠心圧縮機が用いられることがある。このような遠心圧縮機を、ガスの流量が少ない低流量域で運転する際に、ガスの圧力比を上げていくと、ある圧力比を境に圧力の変動が激しくなり、遠心圧縮機は振動して運転が不安定になる（この現象をサージングと呼ぶ）。
【０００３】
このサージング現象について、図１及び図２に基づき説明する。図１は、従来の一般的な遠心圧縮機５０の構造を示す模式図である。図２は、遠心圧縮機のサージング領域と使用領域との関係を説明するための図である。
【０００４】
図１（ａ）に示すように、遠心圧縮機５０は、インペラロータ５１と、吸引されるガスの流路を形成すると共にインペラロータ５１を囲むように設けられるシュラウド５３とを備えている。そして、インペラロータ５１の外周部には、複数のブレード５２が設けられている。複数のブレード５２が設けられたインペラロータ５１が回転することにより、インペラロータ５１の軸方向の上流側からガスが遠心圧縮機５０内に吸引される。吸引されたガスは、インペラロータ５１で昇圧されながら遠心方向へ送出されていく。そして、昇圧されたガスは、例えば自動車用エンジンの過給ガスとして用いられたり、一般製造工場などの圧縮空気源として用いられたり、様々な用途で広く利用される。
【０００５】
次に、図２に示すように、インペラロータ５１の回転数一定で、ガス流量が大の状態からガス流量を徐々に減らしていくと、圧力比は徐々に大きくなっていくが、あるガス流量を境に、反対に圧力比は小さくなっていく。つまり、圧力比が極大値をもつ。この一つの要因として、ガス流量を徐々に減らしていくと、ブレード５２のガス出口部におけるガスの圧力が、ガス入口部の圧力より高圧になっていき、やがてブレード５２とシュラウド５３との間隙からガス５４が上流側に漏れるようになり、ガスが十分、圧縮されなくなることが考えられる。つまり、この圧力比が極大値をもつポイントを境に、これ以下にガス流量を減らすとサージングが発生しやすくなると考えられる。
【０００６】
図２に示す、サージングラインは、インペラロータ５１の各回転数での圧力比の極大値を結んだ線である。つまり、サージングラインより右の領域ではサージングが発生せず、一方、サージングラインより左の領域ではサージングが発生する。通常、サージング領域での遠心圧縮機の使用は避けるため、図２には、サージングラインより右の領域を「使用領域」、サージングラインより左の領域を「サージング領域」と記載している。
【０００７】
通常、サージング領域での遠心圧縮機の使用は避けるため、サージング領域を狭める、言い換えればサージングを抑制するための多くの技術が開発され、そして開示されている。例えば、下記の特許文献１〜３に開示されているようなサージングを抑制するための技術がある。
【０００８】
従来、羽根車の外周部から前方に延びて吸込口を形成するようにしたシュラウド壁に循環流路を設けた遠心圧縮機に関する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この遠心圧縮機は、シュラウド壁の羽根車設置位置に設けた第１開口部と、シュラウド壁の最小径付近に設けた第２開口部と、第１開口部と第２開口部とを連絡する流路と、からなる循環流路を設け、第２開口部を「半径方向」に形成してなるものである。この構成により、ガスの流れの「剥離」(後に詳述する)が発生している部分のガスの渦を吸い取り、ガスを上流入口部に静的に戻すことで、「剥離」が抑制されてサージングを抑制できると、称している。
【０００９】
また、羽根の外周部近傍にガスを吹き出すガス吹出部を備える遠心圧縮機に関する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。この遠心圧縮機は、インデューサ部の外周から軸線方向上流側に延びて吸込口を形成するシュラウド壁のうち、羽根と対向する位置より上流側に設けられ、羽根の外周部近傍にガスを吹き出すガス吹出部を備えたものである。この構成により、羽根のシュラウド壁近傍におけるガスの流れの「体積流量」を増やして流れの向きを調整でき、サージングを抑制できると、称している。
【００１０】
また、インペラ羽根が近傍通過するハウジングの表面と環状ガス流路（内側管状壁と外側管状壁との間に形成される流路）の下流部との間を繋ぐ下流開口部を備える圧縮機に関する技術が開示されている（例えば、特許文献３参照）。この圧縮機は、インペラホイールから遠ざかるように上流方向に延在すると共に吸気口のガス吸込部を形成する外側管状壁と、外側管状壁内にあってインペラホイールから遠ざかるように上流方向に延在すると共に吸気口のインデューサ部を形成する内側管状壁と、インペラ羽根が近傍通過するハウジングの表面と環状ガス流路（内側管状壁と外側管状壁との間に形成される流路）の下流部との間を繋ぐ下流開口部を備えたものである。また、吸気口下流には案内翼が設けられ、先行渦巻を誘引する構成となっている。
【００１１】
この構成により、圧縮機を通る空気の流量が小さい場合（サージングが問題となる運転条件）、空気が、インペラホイールから下流開口部を通り、上流方向の環状ガス流路を通って空気吸込口に「再導入」されて圧縮機を再循環し、案内翼により誘起された先行渦巻流により、サージングを抑制できると、称している。
【００１２】
【特許文献１】特開平５−６００９７号公報
【特許文献２】特開２００３−６５２９８号公報
【特許文献３】特開２００４−３３２７３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
サージングの発生要因の一つとして、ブレードとシュラウドの隙間から漏れるガスが上流方向に逆流し、ガスの圧縮効率が低下することが挙げられる。この現象について説明する。
【００１４】
図１（ａ）において、遠心圧縮機５０をガスの流量が少ない低流量域で運転する際に、ガスの圧力比を上げていくと、ブレード５２のガス入口部とブレード５２のガス出口部とのガスの圧力差が大きくなり、ブレード５２のガス出口部におけるガスの圧力が、ガス入口部の圧力より高圧になっていく。
【００１５】
これにより、遠心圧縮機５０内に吸引されブレード５２のガス入口部付近に達したガス５５の流れが乱される（インペラロータ５１の軸中心方向へ流される）。この現象は、一般に流れの「剥離」と呼ばれている。
【００１６】
この「剥離」が生じて、ブレード５２のガス出口部におけるガスの圧力が、ガス入口部の圧力より高圧になっていくと、ブレード５２とシュラウド５３との間隙のガスの一部が上流方向へ逆流するガス５４の流れになる。言い換えれば、ブレード５２とシュラウド５３との間隙からガスが上流側に漏れるようになる（図１（ａ）、（ｂ）参照）。
【００１７】
この上流方向へ逆流しようとするガス５４の流れは、ガス５５の流れの剥離を増長し、この剥離がブレード５２のガス入口部の全周にわたって進行していくとサージングが発生する。この上流方向へのガスの逆流は、サージングが発生する要因の一つとなる。
【００１８】
しかしながら、特許文献１に記載された技術では、循環させるガスを、ガスの吸込側流路へ「半径方向」に（言い換えれば、遠心圧縮機の軸方向に対して直角方向に）噴射しているが、羽根車の上流側にガスを循環させているのみであり、羽根車の羽根とシュラウド壁との間にガスを意図的に流してガスの逆流を抑制させている構造ではない。
【００１９】
また、特許文献２では、単に羽根（ブレード）の外周部近傍にガスを噴射している技術が開示されているにすぎない。また、効果として、ガスの流れの「体積流量」を増やして流れの向きを調整でき、・・・と、特許文献２の中で称しているのみである。
【００２０】
しかし、ガス噴出部から送られるガスは、上流側からのガスと合流してから羽根（ブレード）の外周部近傍に供給されるため、ガス噴出部からのガスが、どの程度効率的に羽根（ブレード）とシュラウド壁との間隙に噴射されているかは不明である。さらに、ガス噴出部からのガスの流れる方向は、図１（ａ）におけるガス５５が剥離される方向（インペラロータ５１の軸中心方向）と平行のため、ガス噴出部から流れたガスが、ガス５５の剥離をむしろ助長するとも考えられ、ガスの逆流を効果的に抑制させている構造とは言い切れない。
【００２１】
また、特許文献３では、圧縮機のサージングを抑制しているが、図１（ａ）における逆流するガス５４の流れを効果的に抑制しているとは言えず、インペラ内の先行渦巻流により、旋回流の度合いを適度に調整する構造にすぎない。
【００２２】
また、先行渦巻流を発生させるために別体の吸気口案内翼を設けなければならず、そのためには案内翼を設けるための空間の確保が必要となり、さらには、案内翼が吸気口に設けられるため、案内翼の吸気口を通過するガスの流路が狭くなる（あるいは妨げられる）。
【００２３】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、サージングの原因の一つとなる、ガスの流れの剥離を助長するガスの逆流をより効果的に抑えることができる構造を備え、その結果として、簡易な構造で、より効果的にサージングを抑制することができる遠心圧縮機を提供することである。
【課題を解決するための手段及び効果】
【００２４】
本発明に係る遠心圧縮機は、遠心力を利用してガスを圧縮する遠心圧縮機に関する。そして、本発明に係る遠心圧縮機は、上記目的を達成するために以下のようないくつかの特徴を有している。すなわち、本発明の遠心圧縮機は、以下の特徴を単独で、若しくは、適宜組み合わせて備えている。
【００２５】
上記目的を達成するための本発明に係る遠心圧縮機における第１の特徴は、ガスを軸方向の上流側から吸引し昇圧しながら遠心方向へ送出するインペラロータと、前記上流側から吸引されるガスの流路を形成すると共に、前記インペラロータを囲むように設けられるシュラウドと、を備え、前記インペラロータは、ハブと、当該ハブの外周部に設けられた複数のブレードとを有し、前記ブレードの上流側から前記シュラウドの壁面に沿って、かつ当該壁面と前記ブレードとのクリアランス部に向けて、クリアランス部吹込ガスを噴射する噴射構造を備えていることである。
【００２６】
この構成によると、クリアランス部吹込ガスは、シュラウドの壁面に沿って当該壁面とブレードとの間隙に直接噴射され、噴射されるクリアランス部吹込ガスのほとんどがシュラウドの壁面とブレードとの間隙を逆流しようとするガスの流れを抑えるように作用する。この作用により、ガスの逆流によって生じるガスの流れの剥離が生じにくくなる。その結果、サージングラインが高圧力比側に移動するので、従来のケーシングトリートメント付き遠心圧縮機と比較して、ガスを効率効果的にサージングを抑制することができる。
【００２７】
また、クリアランス部吹込ガスが、シュラウドの壁面に沿って噴射されるため、インペラロータに向かってインペラロータの軸方向に吸引されるガスの流れを乱すことがほとんどなく、遠心圧縮機のガス吸引性能に影響を及ぼさない。
【００２８】
また、本発明に係る遠心圧縮機における第２の特徴は、前記噴射構造は、前記壁面に沿って設けられる薄板形状のガス噴射壁を有し、前記ガス噴射壁は、前記ブレードより上流側に設けられ、かつ前記壁面の内側であって前記壁面の全周にわたって設けられていることである。
【００２９】
この構成によると、クリアランス部吹込ガスは、シュラウドの壁面とブレードとの間隙に向けてブレード吸込部の全周にわたって噴射される。これにより、ブレード吸込部の全周にわたって、シュラウドの壁面とブレードとの間隙を逆流しようとするガスの流れを抑えることができる。また、クリアランス部吹込ガスが、ブレード吸込部の全周にわたって噴射されるため、インペラロータに向かってインペラロータの軸方向に吸引されるガスの流れは、ガス流路の断面全体に均一化される。
【００３０】
また、本発明に係る遠心圧縮機における第３の特徴は、前記ガス噴射壁と前記壁面との間隙の幅は、前記壁面と前記ブレードとのクリアランスの１倍以上、３倍以下であることである。
【００３１】
この構成によると、ガス噴射壁とシュラウドの壁面との間隙の幅を、シュラウドの壁面とブレードとの間隙の幅の１倍以上とすることにより、ガス噴射壁とシュラウドの壁面から噴射されるクリアランス部吹込ガスのほぼ全てが、シュラウドの壁面とブレードとの間隙に噴射される。これにより、クリアランス部吹込ガスのほぼ全てがシュラウドの壁面とブレードとの間隙を逆流しようとするガスの流れを抑えるように作用する。よって、サージングの原因となるシュラウドの壁面とブレードとの間隙を逆流しようとするガスの流れを効果的に抑えることができる。
【００３２】
また、ガス噴射壁とシュラウドの壁面との間隙の幅を、シュラウドの壁面とブレードとの間隙の幅の３倍以下とすることで、噴射されるクリアランス部吹込ガスにより、シュラウドの壁面とブレードとの間隙を逆流しようとするガスの流れを十分抑えることができる。
【００３３】
また、本発明に係る遠心圧縮機における第４の特徴は、前記ガス噴射壁と吸引されるガスとが接触する当該ガス噴射壁の接触面が、前記ブレードに近づくにつれて前記壁面側に湾曲するように形成されることにより、前記ガス噴射壁は、前記ブレードに近づくにつれて薄く形成されていることである。
【００３４】
この構成によると、インペラロータに向かってインペラロータの軸方向に吸引されるガスの流路が、ブレードに近づくにつれて拡がって形成されるため、吸引されるガスの流路は、ブレードに近づくにつれて広く確保される。これにより、遠心圧縮機のガス吸引性能が向上する。
【００３５】
また、本発明に係る遠心圧縮機における第５の特徴は、前記ガス噴射壁の下流側端部は、前記ブレードの上流側端部に近接して設けられていることである。
【００３６】
この構成によると、ガス噴射壁とシュラウドの壁面から噴射されるクリアランス部吹込ガスは、インペラロータに向かってインペラロータの軸方向に吸引されるガスの流れの影響をほとんど受けることなく、近接するシュラウドの壁面とブレードとの間隙に噴射される。よって、噴射されるクリアランス部吹込ガスのほぼ全てが、シュラウドの壁面とブレードとの間隙に直接噴射され、クリアランス部吹込ガスのほぼ全てがシュラウドの壁面とブレードとの間隙を逆流しようとするガスの流れを抑えるように作用する。これにより、サージングの原因となるシュラウドの壁面とブレードとの間隙を逆流しようとするガスの流れを効果的に抑えることができる。
【００３７】
また、本発明に係る遠心圧縮機における第６の特徴は、前記クリアランス部吹込ガスは、前記インペラロータにより昇圧された前記ガスであることである。
【００３８】
この構成によると、インペラロータに向かってインペラロータの軸方向に吸引されるガスを循環利用することができる。よって、例えばクリアランス部吹込ガス源として、付属のガス圧縮機を設ける必要がなく、コンパクト化を図れると共にスペースの有効利用を可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。尚、本発明に係る遠心圧縮機は、エンジンの排気タービン過給機（ターボチャージャー）に用いられる遠心圧縮機、一般製造工場などの圧縮空気源設備として用いられる遠心圧縮機など、多くの用途に用いることが可能な遠心圧縮機である。
【００４０】
まず、図３に基づき、本発明の一実施形態に係る遠心圧縮機１について、詳細に説明する。図３は、本発明の一実施形態に係る遠心圧縮機１の構造を示す模式図である。
【００４１】
図３に示すように、本発明の一実施形態に係る遠心圧縮機１は、ガス１７を軸方向の上流側から吸引し昇圧しながら遠心方向へ送出するインペラロータ１４と、上流側から吸引されるガス１７の流路を形成すると共に、インペラロータ１４を囲むように設けられたシュラウド１１と、センターハウジング１５とを備えている。
【００４２】
また、インペラロータ１４は、ハブ１２と、当該ハブ１２の外周部に設けられた複数のブレード１３とを有している。そして、ブレード１３の上流側からシュラウド１１の壁面に沿って、かつ当該壁面とブレード１３との間隙に向けて、クリアランス部吹込ガス１６を噴射する噴射構造（ガス流通経路１８、チャンバ２０、ガス噴射壁１９）を備えている。尚、本実施形態においては、上記噴射構造により、クリアランス部吹込ガス１６は、インペラロータ１４の軸方向と平行に（または、シュラウド１１の壁面に平行に）噴射される。
【００４３】
ここで、クリアランス部吹込ガス１６を噴射する噴射構造の一部を形成するガス噴射壁１９は、シュラウド１１の壁面に沿って設けられる薄板形状の壁であり、ブレード１３より上流側に設けられ、かつシュラウド１１の壁面の内側であって当該壁面の全周にわたって設けられている。ガス噴射壁１９は、環状の形状でもある。尚、必ずしも、ガス噴射壁１９をシュラウド１１の壁面の全周にわたって設ける必要はない。
【００４４】
また、ガス噴射壁１９の下流側端部は、ブレード１３の上流側端部に近接して設けられている。また、本実施形態において、ガス噴射壁１９は、シュラウド１１の壁面にいわゆるスリット状の間隙を加えるようにシュラウド１１の一部としてシュラウド１１からガス１７が流れる方向に延在して設けられている。尚、ガス噴射壁１９は、シュラウド１１の一部として設けられるのではなく、独立した部品として設けられてもよい。
【００４５】
次に、クリアランス部吹込ガス１６は、前記したように、シュラウド１１の壁面に沿って、かつ当該壁面とブレード１３との間隙に向けて噴射されるガスである。また、本実施形態において、クリアランス部吹込ガス１６は、遠心圧縮機１のインペラロータ１４により昇圧されたガス１７を循環使用するものである。
【００４６】
次に、上記噴射構造の一部を形成するガス流通経路１８は、インペラロータ１４により昇圧されたガス１７が存在するインペラロータ１４下流側の遠心圧縮機１のハウジングから、チャンバ２０に連通したガスの流通経路であり、管材や、シュラウド１１に設けた孔状の経路などから構成される。
【００４７】
次に、チャンバ２０は、シュラウド１１の壁面近傍であってシュラウド１１の全周に設けられた環状のガス滞留部（ガス滞留空間）である。ガス流通経路１８からのクリアランス部吹込ガス１６が、チャンバ２０を経由してシュラウド１１の壁面とブレード１３との間隙に噴射されるので、シュラウド１１の壁面とブレード１３との間隙全周にわたって、均一にクリアランス部吹込ガス１６を噴射するのに効果的である。尚、必ずしもチャンバ２０を設ける必要はない。
【００４８】
ガス流通経路１８を流れてきたクリアランス部吹込ガス１６は、チャンバ２０を経由して、シュラウド１１の壁面に沿ってシュラウド１１の壁面とブレード１３との間隙に直接噴射される。これにより、噴射されるクリアランス部吹込ガス１６のほとんどがシュラウド１１の壁面とブレード１３との間隙を逆流しようとするガス５４の流れ５４を抑えるように作用する。これにより、サージングの原因となるシュラウド１１の壁面とブレード１３との間隙を逆流しようとするガス５４の流れを効果的に抑えることができ、その結果、ガスの流れの剥離（図１（ａ）参照）が生じにくくなり、従来よりも効果的にサージングを抑制することができる。
【００４９】
また、クリアランス部吹込ガス１６が、シュラウド１１の壁面とブレード１３との間隙に向けてブレード１３吸込部の全周にわたって噴射されるため、ブレード１３吸込部の全周にわたって、逆流しようとするガス５４の流れを抑えることができる。
【００５０】
また、ガス噴射壁１９の下流側端部が、ブレード１３の上流側端部に近接して設けられているため、ガス噴射壁１９とシュラウド１１の壁面から噴射されるクリアランス部吹込ガス１６は、インペラロータ１４に吸引されるガス１７の流れの影響をほとんど受けることなく、シュラウド１１の壁面とブレード１３との間隙に噴射される。これにより、クリアランス部吹込ガス１６のほぼ全てが、シュラウド１１の壁面とブレード１３との間隙を逆流しようとするガス５４の流れを抑えるように作用する。
【００５１】
尚、クリアランス部吹込ガス１６の噴射流速は、遠心圧縮機１の運転時における圧力比が極大値をもつサージングライン付近（図２参照）の運転において、主流であるガス１７の流速の２倍以上とすることが好ましい。また、クリアランス部吹込ガス１６の噴射量は、遠心圧縮機１の全運転領域で全体ガス流量の５％未満であることが好ましい。これにより、遠心圧縮機１の効率の低下を抑えることができる。
【００５２】
さらに、クリアランス部吹込ガス１６が、シュラウド１１の壁面に沿って、かつブレード１３吸込部の全周にわたって噴射されるため、インペラロータ１４に向かって軸方向に吸引されるガス１７の流れを乱すことがほとんどなく、遠心圧縮機１のガス吸引性能に影響を及ぼすことはない。
【００５３】
また、クリアランス部吹込ガス１６は、遠心圧縮機１のインペラロータ１４により昇圧されたガス１７を循環使用するものであるため、クリアランス部吹込ガス源として、例えば別途、付属のガス圧縮機などを設ける必要がなく、遠心圧縮機１のコンパクト化を図れ、遠心圧縮機１の設置スペースを小さくでき、またその設置スペースの有効利用を可能とする。尚、クリアランス部吹込ガス１６として、必ずしもインペラロータ１４により昇圧されたガス１７を循環使用する必要はない。
【００５４】
次に、図４は、図３に示すクリアランス部吹込ガス１６の噴射部Ａの拡大図である。尚、図４に基づく説明においては、上述した図３記載の構成部材と同一の構成部材については同一符号を付してその説明を省略する。図４（ａ）は、本実施形態の遠心圧縮機１に係るクリアランス部吹込ガス１６の噴射部Ａの拡大図であり、図４（ｂ）は、ガス噴射壁１９の変形例を示す噴射部Ａの拡大図である。
【００５５】
図４（ａ）に示すように、本実施形態に係る遠心圧縮機１のガス噴射壁１９とシュラウド１１の壁面との間隙の幅Ｗ２は、シュラウド１１の壁面とブレード１３との間隙の幅Ｗ１と同じ寸法としている。ここで、シュラウド１１の壁面とブレード１３との間隙の幅Ｗ１は、通常、約０．２ｍｍ〜約３ｍｍとされる。幅Ｗ２と幅Ｗ１とを同一の幅とすることで、ガス噴射壁１９とシュラウド１１の壁面から噴射されるクリアランス部吹込ガス１６が、シュラウド１１の壁面とブレード１３との間隙の幅全体に噴射され、逆流しようとするガス５４の流れ（図３参照）のほぼ全てを抑えることができる。
【００５６】
尚、ガス噴射壁１９とシュラウド１１の壁面との間隙の幅Ｗ２は、シュラウド１１の壁面とブレード１３との間隙の幅Ｗ１の１倍（等倍）以上、３倍以下であることが好ましい。上記幅Ｗ２を、上記幅Ｗ１の１倍（等倍）以上、３倍以下とすることで、噴射されるクリアランス部吹込ガス１６により、シュラウド１１の壁面とブレード１３との間隙を逆流しようとするガス５４の流れを漏らすことなく十分抑えることができる。また、上記幅Ｗ２を、上記幅Ｗ１よりも大きくとり過ぎても、逆流しようとするガス５４の流れを抑える効果がさらに向上するものではなく、かえって吸引されるガス１７の経路を狭めることになる。
【００５７】
次に、図４（ｂ）に示すように、ガス噴射壁１９の変形例であるガス噴射壁２１は、ガス噴射壁２１と吸引されるガス１７とが接触するガス噴射壁２１の接触面が、ブレード１３に近づくにつれてシュラウド１１の壁面側に湾曲するように形成されることにより、ブレード１３に近づくにつれて薄く形成される。
【００５８】
これにより、インペラロータ１４に向かって軸方向に吸引されるガス１７の流路が、ブレード１３に近づくにつれて拡がって形成されるため、吸引されるガス１７の流路は、ブレード１３に近づくにつれて広く確保される。よって、遠心圧縮機のガス吸引性能が向上する。
【００５９】
次に、図５は、本発明の遠心圧縮機および従来の遠心圧縮機のサージングラインを示す図である。前記したように、遠心圧縮機の構造を、ブレード１３の上流側からシュラウド１１の壁面に沿って、かつ当該壁面とブレード１３との間隙に向けて、クリアランス部吹込ガス１６を噴射する噴射構造を備えたものとすることにより、ガスの流れの剥離が生じにくくなり、図５に示すように、従来の遠心圧縮機に比して、サージングラインを高圧力比側に移動させることが可能となる。これにより、全ての圧力比において遠心圧縮機の低流量時の使用領域が拡大する。
【００６０】
また、シュラウド１１の壁面とブレード１３との間隙に向けて直接ガス（クリアランス部吹込ガス１６）を噴射する本発明に係る遠心圧縮機は、例えば特許文献１に記載されたケーシングトリートメント付きのような遠心圧縮機（剥離部付近のガスを循環させてブレード吸込部（入口部）に戻す構造）に比して、上流側に戻すガスの量が少なくて済むため、効率の低下を招かない。
【００６１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することが可能なものである。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】従来の一般的な遠心圧縮機の構造を示す模式図である。
【図２】遠心圧縮機のサージング領域と使用領域との関係を説明するための図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る遠心圧縮機の構造を示す模式図である。
【図４】図３に示すクリアランス部吹込ガスの噴射部Ａの拡大図である。
【図５】本発明の遠心圧縮機および従来の遠心圧縮機のサージングラインを示す図である。
【符号の説明】
【００６３】
１      遠心圧縮機
１１    シュラウド
１２    ハブ
１３    ブレード
１４    インペラロータ
１６    クリアランス部吹込ガス
１９、２１    ガス噴射壁
１８    供給口端部
２０    チャンバ
【図１】
2008202415.tif 000003
【図２】
2008202415.tif 000004
【図３】
2008202415.tif 000005
【図４】
2008202415.tif 000006
【図５】
2008202415.tif 000007