(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に軸着されたインペラと、該インペラを回転自在に収納するハウジングとを具備し、前記インペラは前記回転軸が嵌合されるハブと、該ハブに設けられた複数枚のブレードと、該ブレードに設けられ、前記ハブと全周に亘って対向し、該ハブとの間にインペラ内流路を形成するクラウンプレートとを有し、前記インペラは軸心方向に下流側の第１インペラ部と、上流側の第２インペラ部とに分割され、該分割は前記第１インペラ部及び前記第２インペラ部がそれぞれ前記ハブ及び前記ブレード及び前記クラウンプレートを含む様に分割され、前記第１インペラ部と前記第２インペラ部は前記回転軸を介して一体化され、前記第１インペラ部の前記クラウンプレートと前記第２インペラ部の前記クラウンプレートとの間には全周に亘って間隙が形成され、前記ハウジングと前記クラウンプレートとの間を流れた作動流体が、前記間隙を流通して前記インペラ内流路に合流する様構成されたことを特徴とする遠心圧縮機。
【請求項２】
回転軸に軸着されたインペラと、該インペラを回転自在に収納するハウジングとを具備し、前記インペラは前記回転軸が嵌合されるハブと、該ハブに設けられた複数枚のブレードと、該ブレードに設けられ、前記ハブと全周に亘って対向し、該ハブとの間にインペラ内流路を形成するクラウンプレートとを有し、該クラウンプレートと前記ハウジングとの間に戻り流の流路が形成され、前記クラウンプレートの上流端と該上流端と対向する前記ハウジングとの間に前記戻り流の流入部が形成され、前記インペラは軸心方向に下流側の第１インペラ部と、上流側の第２インペラ部とに分割され、該分割は前記第１インペラ部及び前記第２インペラ部がそれぞれ前記ハブ及び前記ブレードを含む様に分割され、前記第１インペラ部と前記第２インペラ部は前記回転軸を介して一体化され、前記ブレードの前縁部が前記流入部よりも上流側に突出する様構成されたことを特徴とする遠心圧縮機。
【請求項３】
前記分割は、前記第２インペラ部が前記クラウンプレートを含まない様に分割され、該クラウンプレートの上流端は、前記第２インペラ部のブレードの上流端よりも下流側に位置し、前記ハウジングと前記クラウンプレートとの間を流れた作動流体が、前記第２インペラ部のブレードの上流端よりも下流側で前記インペラ内流路に合流する様構成された請求項２の遠心圧縮機。
【請求項４】
前記分割は、前記第１インペラ部及び前記第２インペラ部がそれぞれ前記ハブと前記ブレードと前記クラウンプレートとを含む様に分割され、前記第１インペラ部の前記クラウンプレートと前記第２インペラ部の前記クラウンプレートとの間には間隙が形成され、前記ハウジングと前記クラウンプレートとの間を流れた作動流体が、前記間隙を流通して前記インペラ内流路に合流する様構成された請求項２の遠心圧縮機。
【請求項５】
前記第１インペラ部の前記ハブ、前記第２インペラ部の前記ハブのいずれか一方の中心部に凸部を形成し、いずれか他方に凹部を形成し、前記凸部と前記凹部を嵌合可能とし、前記凸部と前記凹部との嵌合で前記第１インペラ部と前記第２インペラ部とを一体化した請求項１〜請求項４のうちいずれか１項に記載の遠心圧縮機。
【請求項６】
前記第１インペラ部の前記ハブと前記第２インペラ部の前記ハブに相互に連通する第１、第２キー溝が刻設され、前記回転軸に第３キー溝が刻設され、前記第１、第２、第３キー溝に掛渡ってキー片を嵌合し、該キー片を介して前記回転軸と前記第１インペラ部と前記第２インペラ部とを一体化した請求項１〜請求項５のうちいずれか１項に記載の遠心圧縮機。
【請求項７】
前記第１インペラ部の前記ブレードの前縁部と前記第２インペラ部の前記ブレードの後縁部とが、前記ハブの分割面と平行である請求項１〜請求項６のうちいずれか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、過給機、ガスタービン、産業用空気設備等に用いられ、遠心力を利用してガスの流体を圧縮する遠心圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
１軸多段遠心圧縮機に用いられるインペラとして、ディスクに形成されるブレードとハウジング側に形成されるシュラウドとが非接触であるオープンインペラと、ブレードと一体にクラウンプレートが設けられ、ディスクとブレード、クラウンプレートとの間に閉鎖された流路が形成されるクローズドインペラとがある。液化天然ガス等、作動流体として空気以外の流体が用いられる場合には、安全性の観点から主にクローズドインペラが適用されている。
【０００３】
クローズドインペラを製作する従来方法の１つとして、機械加工により、単体素材からディスク、ブレード、クラウンプレートを削出す方法がある。削出しに用いることができる切削工具の大きさには一般に制限がある為、クローズドインペラの寸法が小さくなるほどに製作が困難になる傾向がある。これはクローズドインペラの寸法が小さいほど切削対象領域に占める工具の寸法が大きくなり、工具と素材との干渉を生じ易くなるからである。この様に加工の難易度がインペラ設計の制約条件となる場合がある為圧縮効率等、空力性能の観点から目指すべきクローズドインペラの形状が存在していたとしても、その寸法が小さいが為に製作できないという技術課題があった。
【０００４】
この場合、ブレード前縁部の回転軸から見た高さである半径位置が高い（即ち、クラウンプレートに囲まれる開口部が大きい）低負荷用のインペラであれば、機械加工の切削工具の大きさとの関係で製作は可能である。一方、作動流体の流量が多い場合に、空力性能を向上させる為、ブレードの前縁部の半径位置を低くし、更にブレードの上流側に軸方向流入羽根（インデューサ）を設けることが望ましいが、上記した制約条件から、空力設計上理想とする流路形状を加工することが困難であった。
【０００５】
尚、特許文献１には、インペラとブレードが一体に削出されたディスクと、該ディスクに対向するカバーとから構成され、カバー側ブレード縁部に前記カバーに向って突出する複数のスペーサが形成されており、ろう材を前記カバー側ブレード縁部に配置し、前記ディスクと前記カバーとを重合わせてろう付けを行なう際には、前記スペーサにより前記カバー側ブレード縁部と前記カバーのブレード取付け面との間隔が保持され、ろう材が流出するのを防止するインペラの製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１０２６７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した通り、従来技術では、圧縮効率等の空力性能の観点から目指すべきクローズドインペラの形状が存在していたとしても、加工難易度が高い為に加工できない場合があり、その場合には製作すべきクローズドインペラの形状を加工可能な形状で妥協せざるを得ず、その結果、加工難易度によってインペラの空力性能を犠牲にせざるを得なかったという解決すべき技術課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、回転軸に軸着されたインペラと、該インペラを回転自在に収納するハウジングとを具備し、前記インペラは前記回転軸が嵌合されるハブと、該ハブに設けられた複数枚のブレードと、該ブレードに設けられ、前記ハブと全周に亘って対向し、該ハブとの間にインペラ内流路を形成するクラウンプレートとを有し、前記インペラは軸心方向に下流側の第１インペラ部と、上流側の第２インペラ部とに分割され、該分割は前記第１インペラ部及び前記第２インペラ部がそれぞれ前記ハブ及び前記ブレードを含む様に分割され、前記第１インペラ部と前記第２インペラ部は前記回転軸を介して一体化された遠心圧縮機に係るものである。
【０００９】
又本発明は、前記分割は、前記第２インペラ部が前記クラウンプレートを含まない様に分割され、該クラウンプレートの上流端は、前記第２インペラ部のブレードの上流端よりも下流側に位置し、前記ハウジングと前記クラウンプレートとの間を流れた作動流体が、前記第２インペラ部のブレードの上流端よりも下流側で前記インペラ内流路に合流する様構成された遠心圧縮機に係るものである。
【００１０】
又本発明は、前記分割は、前記第１インペラ部及び前記第２インペラ部がそれぞれ前記ハブと前記ブレードと前記クラウンプレートとを含む様に分割され、前記第１インペラ部の前記クラウンプレートと前記第２インペラ部の前記クラウンプレートとの間には間隙が形成され、前記ハウジングと前記クラウンプレートとの間を流れた作動流体が、前記間隙を流通して前記インペラ内流路に合流する様構成された遠心圧縮機に係るものである。
【００１１】
又本発明は、前記第１インペラ部の前記ハブ、前記第２インペラ部の前記ハブのいずれか一方の中心部に凸部を形成し、いずれか他方に凹部を形成し、前記凸部と前記凹部を嵌合可能とし、前記凸部と前記凹部との嵌合で前記第１インペラ部と前記第２インペラ部とを一体化した遠心圧縮機に係るものである。
【００１２】
又本発明は、前記第１インペラ部の前記ハブと前記第２インペラ部の前記ハブに相互に連通する第１、第２キー溝が刻設され、前記回転軸に第３キー溝が刻設され、前記第１、第２、第３キー溝に掛渡ってキー片を嵌合し、該キー片を介して前記回転軸と前記第１インペラ部と前記第２インペラ部とを一体化した遠心圧縮機に係るものである。
【００１３】
更に又本発明は、前記第１インペラ部の前記ブレードと前記第２インペラ部の前記ブレードとが、前記ハブの分割面と平行である遠心圧縮機に係るものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、回転軸に軸着されたインペラと、該インペラを回転自在に収納するハウジングとを具備し、前記インペラは前記回転軸が嵌合されるハブと、該ハブに設けられた複数枚のブレードと、該ブレードに設けられ、前記ハブと全周に亘って対向し、該ハブとの間にインペラ内流路を形成するクラウンプレートとを有し、前記インペラは軸心方向に下流側の第１インペラ部と、上流側の第２インペラ部とに分割され、該分割は前記第１インペラ部及び前記第２インペラ部がそれぞれ前記ハブ及び前記ブレードを含む様に分割され、前記第１インペラ部と前記第２インペラ部は前記回転軸を介して一体化されたので、前記第１インペラ部と前記第２インペラ部とを個別に製作可能となる。その為、従来技術よりも小さい寸法や小さい形状のクローズドインペラが製作可能となり、製作すべきクローズドインペラの寸法や形状を妥協することが少なくなる。これにより加工難易度によってインペラの空力性能を犠牲にすることが従来技術よりも少なくなり、従来技術の課題を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施例に係る遠心圧縮機を示す側断面図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係る遠心圧縮機の最も上流側のインペラ及びその周辺部を示す側断面図である。
【図３】本発明の第２の実施例に係る遠心圧縮機の最も上流側のインペラ及びその周辺部を示す側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。
【００１７】
先ず、図１に於いて、本発明の第１の実施例に係る多段の遠心圧縮機の概要について説明する。
【００１８】
遠心圧縮機１は、駆動源、例えばタービンと回転軸４を介して連結されている。前記遠心圧縮機１は、箱状の外ハウジング２と、該外ハウジング２の内部に設けられた内ハウジング３と、前記外ハウジング２及び前記内ハウジング３を貫通し、タービンホイール等の回転により回転される前記回転軸４と、前記内ハウジング３内に回転自在に収納される複数（図１中では３個）のインペラ５ａ〜５ｃとを有している。
【００１９】
前記内ハウジング３内には流路６が形成され、該流路６の下流端にスクロール７が形成される。前記流路６は、作動流体９が中心部から外周側に向って流れ、更に反転して中心に向って流れる様に外周側と中心側で交互に屈曲する様形成され、該流路６の中心部から外周側へと延出する部分にそれぞれ前記インペラ５ａ〜５ｃが多段に配置されている。
【００２０】
該インペラ５ａ〜５ｃは、前記回転軸４に軸着され、各インペラ５ａ〜５ｃは前記回転軸４と一体に回転する様になっている。又、該回転軸４と前記内ハウジング３との間にはラビリンスシール８が設けられ、前記流路６と前記遠心圧縮機１の外部との間がシールされている。
【００２１】
前記外ハウジング２上面の一端部には、前記流路６の上流端に接続され、該流路６に作動流体９を吸入する為の吸込みノズル１１が設けられ、前記外ハウジング２上面の他端部には、前記スクロール７に接続され、前記遠心圧縮機１により圧縮された圧縮作動流体１２を吐出する為の吐出ノズル１３が設けられている。
【００２２】
又、前記内ハウジング３内には、前記流路６の中途部、例えば前記インペラ５ａ，５ｂ間に連通するサイドストリーム流路１４が形成され、前記外ハウジング２上面には前記サイドストリーム流路１４に接続されるサイドストリームノズル１５が設けられている。前記サイドストリーム流路１４及び前記サイドストリームノズル１５は、前記作動流体９として、例えば高分子重量のガスを用いる場合に、処理の要件に応じて前記流路６の中途部で前記作動流体９の取出し、供給を行う様になっている。
【００２３】
前記流路６の前記インペラ５ａの上流側には、前記吸込みノズル１１から吸入され、前記インペラ５ａに流入する前記作動流体９を整流する為のガイドベーン１６が設けられ、前記インペラ５ａの上流側には前記作動流体９の流量が多い場合に於ける空力性能向上の為の上流側ブレード１７（軸方向流入羽根）が形成されている。
【００２４】
次に、図２に於いて、前記流路６を流通する前記作動流体９の流量が多い、最も上流側の１段目の前記インペラ５ａとその周辺部の詳細について説明する。尚、図２中では、前記ガイドベーン１６は省略している。又、以下の説明に於いては、前記インペラ５ａをインペラ５、前記内ハウジング３をハウジング３として説明している。
【００２５】
前記流路６は、前記インペラ５に向って前記作動流体９を流通させる作動流体流路１８と、前記インペラ５によって圧縮された後の前記作動流体９を流通させる圧縮作動流体流路１９と、後述するインペラ内流路２１とから構成される。
【００２６】
又、前記流路６の中途部、即ち前記作動流体流路１８と前記圧縮作動流体流路１９との間に前記インペラ５が設けられ、該インペラ５内に前記作動流体流路１８と前記圧縮作動流体流路１９と連通する前記インペラ内流路２１が形成される。前記作動流体流路１８の下流端部、即ち前記インペラ内流路２１の入口部近傍は前記作動流体９の吸入口２２となっており、前記インペラ内流路２１は前記吸入口２２から吐出口に向って漸次流路断面積が減少する様になっている。
【００２７】
前記圧縮作動流体流路１９には、上流側からディフューザ２３、クロスオーバベント２４、リターンガイドベーン２５が設けられている。前記ディフューザ２３は、前記インペラ５の回転の遠心力により増速された前記作動流体９の速度を圧力に変換し、該作動流体９の圧力を上昇させる。
【００２８】
又、前記クロスオーバベント２４は、前記圧縮作動流体流路１９を１８０°屈曲し、前記作動流体９を反転させる様になっており、前記リターンガイドベーン２５は前記クロスオーバベント２４により反転された前記作動流体９に適切な流入角を付与して次段へと供給する様になっている。
【００２９】
前記インペラ５は、下流側の第１インペラ部２６と上流側の第２インペラ部２７とで軸心方向に分割された２分割構造となっている。下流側の前記第１インペラ部２６は、前記回転軸４を嵌合可能な貫通孔（図示せず）を有する下流側ハブ２８と、該下流側ハブ２８の外周面に周方向等間隔に設けられた複数枚の下流側ブレード２９と、該下流側ブレード２９に固着され、全周に亘って前記下流側ハブ２８と対向するクラウンプレート３１とから構成される。該クラウンプレート３１は、前記下流側ブレード２９の前縁部（上流側縁部）よりも上流側に突出し、該突出部の下面は前記回転軸４の軸心と平行になっている。又、前記下流側ブレード２９と前記クラウンプレート３１との接合線を確保し、強度を向上させる為、前記下流側ブレード２９の前縁部は、前記下流側ハブ２８の上流側端面に対して傾斜している。
【００３０】
前記第１インペラ部２６の分割面である前記下流側ハブ２８の上流側端面は、前記回転軸４の軸心と直交しており、前記貫通孔の周囲に環状の凹部３２が形成されている。前記貫通孔には前記下流側ハブ２８の上流側端面が開放された第１キー溝３３が刻設されている。
【００３１】
尚、前記下流側ハブ２８と前記下流側ブレード２９と前記クラウンプレート３１とにより、前記インペラ５内に閉鎖された前記インペラ内流路２１が形成される。
【００３２】
又、前記インペラ５の、上流側の第２インペラ部２７は、前記回転軸４を嵌合可能な貫通孔（図示せず）を有する上流側ハブ３４と、該上流側ハブ３４の外周面に周方向等間隔に設けられた複数枚の前記上流側ブレード１７とから構成される。該上流側ブレード１７の上端は前記回転軸４の軸心と平行になっており、又前記上流側ブレード１７の枚数及び間隔は、前記下流側ブレード２９の枚数及び間隔と等しくなっている。又、前記上流側ブレード１７の後縁部（下流側縁部）は、前記下流側ブレード２９の前縁部の傾斜に合わせて前記上流側ハブ３４の下流側端面に対して傾斜している。
【００３３】
前記第２インペラ部２７の分割面である前記上流側ハブ３４の下流側端面は、前記回転軸４の軸心と直交しており、前記貫通孔の周囲に環状の凸部３６が形成されている。該凸部３６は前記凹部３２に対して嵌合可能となっている。前記凸部３６の軸心方向の長さは、前記凹部３２の軸心方向の深さよりも短くなっている。又、前記貫通孔には前記上流側ハブ３４の上流側端面及び下流側端面が開放された第２キー溝３７が刻設されている。
【００３４】
前記第１キー溝３３と前記第２キー溝３７を位置合せした状態で、前記凸部３６が前記凹部３２に嵌合されることで、前記凸部３６の下流側端面と前記凹部３２の上流側端面との間に僅かに隙間が形成された状態で、前記第１インペラ部２６と前記第２インペラ部２７とが一体化される。
【００３５】
この状態では、前記下流側ハブ２８の上流側端面と前記上流側ハブ３４の下流側端面とが密着し、前記下流側ブレード２９の前縁部と前記上流側ブレード１７後縁部とが密着し、前記クラウンプレート３１の突出部の下面と前記上流側ブレード１７の上端の一部とが密着し、更に前記第１キー溝３３と前記第２キー溝３７とが連通同一線上に配列され、相互に連通する。この時、前記上流側ブレード１７は前記吸入口２２に位置し、前記上流側ブレード１７の前縁部は前記クラウンプレート３１よりも上流側に突出している。
【００３６】
又、前記回転軸４にも第３キー溝３８が刻設され、該第３キー溝３８と前記第１キー溝３３、前記第２キー溝３７とが位置合せされた状態で、前記第１キー溝３３、前記第２キー溝３７、前記第３キー溝３８に掛渡ってキー片３９が嵌合される。該キー片３９により、前記第１インペラ部２６と前記第２インペラ部２７と前記回転軸４とが連結され、前記第１インペラ部２６、前記第２インペラ部２７と前記回転軸４との相対回転が拘束されると共に、前記第１インペラ部２６と前記第２インペラ部２７との相対回転が拘束される。
【００３７】
前記ハウジング３には、前記クラウンプレート３１と前記ハウジング３との間をシールするラビリンスシール４１が設けられている。該ラビリンスシール４１は、前記クラウンプレート３１外周面の上流側端部と対向する様設けられ、圧縮された前記作動流体９が、前記インペラ内流路２１の出口部から前記クラウンプレート３１と前記ハウジング３との間を通って前記吸入口２２に流入するのを抑制している。
【００３８】
又、前記ハウジング３と前記下流側ハブ２８の間にもラビリンスシール４２が設けられ、前記ディフューザ２３により昇圧され、前記リターンガイドベーン２５により整流された前記作動流体９が、前記ハウジング３と前記下流側ハブ２８との間から回込み、前記インペラ内流路２１の出口部に流入するのを防止している。
【００３９】
次に、前記遠心圧縮機１の作用について説明する。
【００４０】
モータやタービンホイール等の回転により前記回転軸４が回転されることで、前記インペラ５が一体に回転される。前記吸入口２２は、前記インペラ５に向って漸次流路断面積が減少すると共に、前記上流側ブレード１７が配置されており、前記吸込みノズル１１から吸入され、前記作動流体流路１８を流通する前記作動流体９は、前記インペラ内流路２１に流入する過程で、前記上流側ブレード１７により縮流され、整流される。
【００４１】
前記インペラ内流路２１に流入した前記作動流体９は、前記インペラ５の回転による遠心力により圧縮され、昇圧されて前記インペラ内流路２１より吐出される。
【００４２】
該インペラ内流路２１より吐出された前記作動流体９は、前記ディフューザ２３を通過する過程で減速されると共に昇圧され、前記クロスオーバベント２４にて反転された後前記リターンガイドベーン２５により適切な流入角を付与された前記作動流体９が、次段のインペラ５ｂ（図１参照）へと流入する。
【００４３】
前記作動流体９は、下流段の前記インペラ５ｂ，５ｃのインペラ内流路２１ｂ，２１ｃ（図１参照）を流通する過程で更に圧縮され、前記スクロール７を経て、前記吐出ノズル１３より前記圧縮作動流体１２として吐出される。
【００４４】
上記処理中、前記インペラ５により圧縮された前記作動流体９の一部は、前記クラウンプレート３１と前記ハウジング３との間を流通し、前記ラビリンスシール４１を通り抜けて、戻り流４３として僅かに前記吸入口２２に流入する。
【００４５】
第１の実施例では、前記インペラ５が前記第１インペラ部２６と前記第２インペラ部２７とに軸心方向に分割され、前記第１インペラ部２６と前記第２インペラ部２７とを個別に製作可能である。その為、例えば前記第１インペラ部２６を個別に機械加工で製作する場合、前記クラウンプレート３１に囲まれた領域内にある前記下流側ブレード２９の前縁部から後縁部までの形状の湾曲の度合いが緩和され、前記クラウンプレート３１に囲まれた領域内に於いて切削工具の刃物部分が前記前縁部から前記後縁部まで届き易くなる。その為、単体素材からディスク、ブレード、クラウンプレートを削出す従来のクローズドインペラと比較して加工の難易度が緩和され、より小さい寸法や小さい形状のインペラの製作が可能となる。又、前記第２インペラ部２７を機械加工で製作する場合、前記クラウンプレート３１による開口部分の径の制約を受けずに前記第２インペラ部２７を加工できる為、従来技術と比較して加工難易度が緩和される。従って、前記インペラ５が前記第１インペラ部２６と前記第２インペラ部２７とに軸心方向に分割されることで、従来技術よりも小さい寸法や小さい形状のクローズドインペラが製作可能となり、製作すべきクローズドインペラの寸法や形状を妥協することが少なくなる。これにより加工難易度によってインペラの空力性能を犠牲にすることが従来技術よりも少なくなり、従来技術の課題を解決することができる。又加工の難易度に基づく技術的な制約が軽減され、小型の前記インペラ５、或は空力設計上理想とする流路形状（前記インペラ内流路２１）を有する前記インペラ５を容易に製作することができる。
【００４６】
又、前記第１インペラ部２６の前記凹部３２に、前記第２インペラ部２７の前記凸部３６を圧入してもよく、圧入することで前記第１インペラ部２６と前記第２インペラ部２７とが一体化され、前記第１インペラ部２６と前記第２インペラ部２７を一体化させる為の溶接が不要となり、製作コストの低減を図ることができる。
【００４７】
又、前記第１インペラ部２６と前記第２インペラ部２７に刻設された前記第１キー溝３３と前記第２キー溝３７が合致し、前記第１キー溝３３、前記第２キー溝３７と前記回転軸４に刻設された前記第３キー溝３８に前記キー片３９を嵌合し、該キー片３９を介して前記第１インペラ部２６と前記第２インペラ部２７と前記回転軸４とを連結しているので、前記第１インペラ部２６、前記第２インペラ部２７と前記回転軸４との相対回転を防止できると共に、前記第１インペラ部２６と前記第２インペラ部２７の相対回転を防止することができる。更に、前記キー片３９により、前記回転軸４、前記第１インペラ部２６、前記第２インペラ部２７をガタツキなく完全に一体化できれば、前記凹部３２と前記凸部３６の嵌合も省略できる。
【００４８】
又、前記上流側ブレード１７の前縁部が前記クラウンプレート３１の前縁部よりも上流側に突出しているので、前記吸入口２２に流入した前記戻り流４３の前記上流側ブレード１７の前縁部への干渉が抑制される。従って、前記作動流体９に前記戻り流４３が合流する際の流れの乱れが抑制され、圧力損失が低減されて前記遠心圧縮機１の効率を向上させることができる。
【００４９】
又、前記クラウンプレート３１の上流端を傾斜させ、前記戻り流４３が下流側に向って前記吸入口２２に流入する様構成することで、前記インペラ内流路２１出口部と前記戻り流４３の流入部との圧力差を低減させることができるので、前記戻り流４３の流量を低減させることができ、より圧力損失が低減されて前記遠心圧縮機１の効率を向上させることができる。
【００５０】
尚、前記第１インペラ部２６と前記第２インペラ部２７は、分割面が前記回転軸４の軸心に対して直交し、前記インペラ５を構成する各部材の回転応力値が制限値内であれば任意の位置で分割することができる。
【００５１】
又、第１の実施例では、前記下流側ブレード２９の前縁部と前記上流側ブレード１７の後縁部が、前記第１インペラ部２６と前記第２インペラ部２７の分割面に対して傾斜しているが、前記下流側ブレード２９の前縁部と前記上流側ブレード１７の後縁部を前記第１インペラ部２６と前記第２インペラ部２７の分割面と平行、或は面一としてもよい。この様な構成とすることで、前記第１インペラ部２６と前記第２インペラ部２７の製作が容易となると共に、前記下流側ブレード２９の前縁部と前記上流側ブレード１７の後縁部を容易に密着させることができる。
【００５２】
次に、図３に於いて、本発明の第２の実施例について説明する。尚、図３中、図２中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。
【００５３】
第２の実施例では、第１インペラ部２６が下流側ハブ２８、下流側ブレード２９、下流側クラウンプレート４５から構成され、第２インペラ部２７が上流側ハブ３４、上流側ブレード１７、上流側クラウンプレート４６から構成されている。該上流側クラウンプレート４６は、前記上流側ブレード１７に固着され、全周に亘って前記上流側ハブ３４と対向する様になっている。
【００５４】
前記下流側ブレード２９の前縁部は、前記下流側クラウンプレート４５の前縁部よりも僅かに上流側に突出し、前記上流側ブレード１７の後縁部は、前記上流側クラウンプレート４６の後縁部よりも僅かに下流側に突出している。
【００５５】
前記第２インペラ部２７の凸部３６を前記第１インペラ部２６の凹部３２に嵌合し、前記第１インペラ部２６と前記第２インペラ部２７を一体化させた際には、前記下流側ハブ２８の上流側端面と前記上流側ハブ３４の下流側端面とが密着し、前記下流側ブレード２９の前縁部と前記上流側ブレード１７の後縁部とが密着する。又、前記下流側クラウンプレート４５の前縁部と前記上流側クラウンプレート４６の後縁部との間には僅かな間隙が形成され、該間隙により戻り流路４７が形成される。
【００５６】
尚、該戻り流路４７は、全周に亘って形成された溝であってもよいし、周方向等間隔で放射状に穿設された孔であってもよい。更に点対称となる様複数の孔を穿設してもよい。
【００５７】
遠心圧縮機１を作動させた際には、インペラ５により圧縮された作動流体９の一部が、前記下流側クラウンプレート４５とハウジング３との間を流通し、戻り流４３として前記戻り流路４７よりインペラ内流路２１内に流入する。
【００５８】
第２の実施例に於いては、前記戻り流４３が前記インペラ内流路２１に流入するので、前記戻り流４３が前記上流側ブレード１７の前縁部に干渉することがない。従って、前記作動流体９に前記戻り流４３が合流する際の流れの乱れが抑制され、圧力損失が低減されて前記遠心圧縮機１の効率を向上させることができる。
【００５９】
又、前記戻り流路４７を介して前記インペラ内流路２１に前記戻り流４３を流入させる様にすることで、前記インペラ内流路２１出口部の前記作動流体９との圧力差を小さくすることができ、前記戻り流４３の流量を低減することができる。
【００６０】
又、前記上流側クラウンプレート４６と前記下流側クラウンプレート４５の分割位置、前記下流側ブレード２９の前縁部の突出量と前記上流側ブレード１７の後縁部の突出量等を変更することで、前記戻り流路４７の位置や大きさを自在に調整することができ、前記遠心圧縮機１の性能を更に向上させることができる。
【００６１】
尚、第２の実施例に於いても、前記下流側ブレード２９の前縁部と前記上流側ブレード１７の後縁部が、前記第１インペラ部２６と前記第２インペラ部２７の分割面に対して傾斜しているが、第１の実施例と同様、前記下流側ブレード２９の前縁部と前記上流側ブレード１７の後縁部を前記第１インペラ部２６と前記第２インペラ部２７の分割面と平行、或は面一とし、前記第１インペラ部２６と前記第２インペラ部２７の製作を容易にし、前記下流側ブレード２９の前縁部と前記上流側ブレード１７の後縁部を容易に密着可能としてもよい。
【００６２】
又、第１の実施例、第２の実施例では、前記下流側ハブ２８に前記凹部３２を形成し、前記上流側ハブ３４に前記凸部３６を形成しているが、前記下流側ハブ２８に凸部を形成し、前記上流側ハブ３４に凹部を形成してもよい。
【００６３】
又、第１の実施例、第２の実施例では、最も上流側の前記インペラ５のみを分割構造とし、前記上流側ブレード１７を設ける構成としているが、設けられる前記インペラ５の数が多い等、２段目以降も前記流路６を流通する前記作動流体９の流量が多い場合には、２段目以降の前記インペラ５についても分割構造とし、前記上流側ブレード１７を設けてもよいのは言う迄もない。
【符号の説明】
【００６４】
１    遠心圧縮機                  ３    内ハウジング
４    回転軸                      ５    インペラ
９    作動流体                    １７  上流側ブレード
１８  作動流体流路                １９  圧縮作動流体流路
２１  インペラ内流路              ２２  吸入口
２６  第１インペラ部              ２７  第２インペラ部
２８  下流側ハブ                  ２９  下流側ブレード
３１  クラウンプレート            ３２  凹部
３３  第１キー溝                  ３４  上流側ハブ
３６  凸部                        ３７  第２キー溝
３８  第３キー溝                  ３９  キー片
４３  戻り流                      ４５  下流側クラウンプレート
４６  上流側クラウンプレート      ４７  戻り流路
【図１】
0006402504.tif 000002
【図２】
0006402504.tif 000003
【図３】
0006402504.tif 000004