(57)【要約】【課題】遠心圧縮機の効率を低下させることなく、高い圧力比を得る。【解決手段】遠心圧縮機１の羽根車２は、心板４に円形翼列状に配置された複数の羽根６を備える。各羽根６は、間隙を形成することなく心板４に連なる基端部１１と、周方向で隣接する羽根６同士により形成される羽根間流路７の入口を規定する入口縁１３と、羽根間流路７の出口を規定する出口縁１４と、径方向と羽根６とのなす羽根角度αが減少を開始する境界部１５と、境界部１５から出口縁１４に達するまでの出口側部分１６と、境界部１５よりも径方向内方に位置する中心側部分１７とを有する。出口側部分１６の羽根角度αである出口側角度α１は、出口側部分１６の全体で、境界部１５直近の羽根角度αである境界直近角度α２４よりも小さい。【選択図】図２
2012087682.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
心板に円形翼列状に配置された複数の羽根を備えると共に回転中心線を中心に回転する、遠心流体機械の羽根車において、
前記各羽根は、間隙を形成することなく前記心板に連なる基端部と、先端部と、周方向で隣接する前記羽根同士により形成される羽根間流路の入口を規定する入口縁と、前記羽根間流路の出口を規定する出口縁と、前記回転中心線から径方向外方に向かうときに径方向と羽根とのなす羽根角度が減少を開始する境界部と、前記境界部から前記出口縁に達するまでの出口側部分と、前記境界部よりも径方向内方に位置する中心側部分とを有し、
前記出口側部分の前記羽根角度である出口側角度は、前記出口側部分の全体で、前記境界部直近の前記羽根角度である境界直近角度よりも小さいことを特徴とする羽根車。
【請求項２】
請求項１記載の羽根車において、
前記基端部での前記出口側角度である基端側角度と、前記先端部での前記出口側角度である先端側角度とが異なることを特徴とする羽根車。
【請求項３】
前記先端部が隙間なく連なる側板を備える請求項１または２に記載の羽根車において、
前記先端部は、前記入口から前記羽根間流路のスロート部までの入口流路部において、軸方向と前記先端部とのなす角度は、流体の流れ方向で局所的に大きく変化しないことを特徴とする羽根車。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項記載の羽根車において、
前記出口側部分は、前記回転中心線から出口半径の約９０％の位置と前記出口縁との間の範囲であることを特徴とする羽根車。
【請求項５】
ベース遠心流体機械のベース羽根車に基づいて請求項１記載の羽根車を設計する方法であって、
前記ベース羽根車の前記各ベース羽根は、前記境界部の位置に対応する位置の境界対応部と、前記境界対応部から前記出口縁に達するまでのベース出口側部分と、前記境界対応部よりも径方向内方に位置するベース中心側部分とを有し、
前記各羽根の前記中心側部分での羽根角度分布または負荷分布は、前記ベース中心側部分の羽根角度分布または負荷分布と同一であり、
前記出口側角度が、前記出口側部分の全体で、前記各ベース羽根の出口側部分の全体における羽根角度よりも小さくなるように、前記出口側部分における羽根角度分布または負荷分布が決定されることを特徴とする設計方法。
【請求項６】
請求項５に記載の設計方法において、
前記各羽根の前記基端部での前記出口側角度である基端側角度と、前記先端部での前記出口側角度である先端側角度とが異なり、
前記基端側角度および前記先端側角度が、前記ベース出口側部分における基端部での羽根角度であるベース基端側角度および先端部での羽根角度であるベース先端側角度よりもそれぞれ小さくなるように、かつ前記基端側角度と前記先端側角度とが異なるように、前記各羽根の前記出口側部分における羽根角度分布または負荷分布が決定されることを特徴とする設計方法。
【請求項７】
請求項５または６に記載の設計方法において、
前記先端部は、前記入口から前記羽根間流路のスロート部までの入口流路部において、軸方向と前記先端部とのなす軸方向角度が局所的に大きく変化しないように、前記入口流路部での羽根角度分布または流速分布が決定されることを特徴とする設計方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体を圧縮または圧送する遠心流体機械に関し、詳細には、該遠心流体機械が備える羽根車および該羽根車の設計方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
円形翼列状に配置された複数の羽根を有する羽根車を備える遠心流体機械、例えば遠心圧縮機において、羽根車の周速を増加することなく遠心圧縮機の圧力比を高くするための手段として、羽根車の出口における半径方向と羽根とのなす角度（バックワード角度）を小さく形成することにより、羽根車の出口流れが半径方向となす角度を小さくすることが知られている（例えば、特許文献１参照）。このバックワード角度を小さくするために、特許文献１に記載の遠心圧縮機では、高速回転時の遠心応力による弾性変形により、羽根のバックワード角度が小さくなり遠心圧縮機の圧力比が高くなるように、羽根の基端部の一部が心板に固定されないように、スリットが設けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１１２２８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
遠心圧縮機の羽根車において、羽根車出口付近の羽根の基端部と心板との間にスリットが設けられる場合、周方向で隣接する羽根同士により形成される羽根間流路を流れる流体がスリットから漏れるため、羽根車の圧縮仕事が減少して効率の低下を招来する。
また、圧力比が高くなるように羽根車での減速比を大きくしている羽根車では、小流量運転時に羽根車内部で逆流が発生しやすくなるため、設計点流量と小流量側における運転限界であるサージ点流量との差で決まるサージマージンが減少して、サージが発生しやすくなる。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、遠心流体機械の効率を低下させることなく、高い圧力比を得ることにある。さらに、本発明の別の目的は、遠心流体機械のサージマージンの減少を防止しながら、高い圧力比を得ることにある。
また、本発明の別の目的は、遠心流体機械の改良の容易化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明は、心板に円形翼列状に配置された複数の羽根を備えると共に回転中心線を中心に回転する、遠心流体機械の羽根車において、前記各羽根は、間隙を形成することなく前記心板に連なる基端部と、先端部と、周方向で隣接する前記羽根同士により形成される羽根間流路の入口を規定する入口縁と、前記羽根間流路の出口を規定する出口縁と、前記回転中心線から径方向外方に向かうときに径方向と羽根とのなす羽根角度が減少を開始する境界部と、前記境界部から前記出口縁に達するまでの出口側部分と、前記境界部よりも径方向内方に位置する中心側部分とを有し、前記出口側部分の前記羽根角度である出口側角度は、前記出口側部分の全体で、前記境界部直近の前記羽根角度である境界直近角度α２４よりも小さい羽根車である。
【０００７】
これによれば、各羽根が、境界部により、境界部よりも径方向内方の中心側部分と、境界部から出口縁までの出口側部分とに、径方向に二分されるとき、羽根車の出口付近である出口側部分での羽根角度である出口側角度が、境界部直近の羽根角度である境界直近角度よりも小さくなるように羽根が形成されている。この結果、同じ周速の場合、ベース遠心圧縮機の羽根車に比べて高い圧力比を得ることができる。
また、各羽根は、隙間なく心板に連なるので、羽根と心板との間にスリットが設けられた羽根車を備える遠心圧縮機に比べて遠心圧縮機の効率の低下が防止される。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の羽根車において、前記基端部での前記出口側角度である基端側角度と、前記先端部での前記出口側角度である先端側角度とが異なるものである。
これによれば、出口側角度において、基端側角度と先端側角度とが異なることにより、側板側端部である先端部と心板側端部である基端部とでそれぞれ最適な角度を有するように羽根を形成することができるので、羽根高さ方向に流れを均一化して、遠心流体機械の効率を向上させることが可能になる。
【０００９】
請求項３記載の発明は、前記先端部が隙間なく連なる側板を備える請求項１または２に記載の羽根車において、前記先端部は、前記入口から前記羽根間流路のスロート部までの入口流路部において、軸方向と前記先端部とのなす角度は、流体の流れ方向で局所的に大きく変化しないものである。
これによれば、羽根間流路の入口から、羽根間流路での流路面積が最小となるスロート部までの入口流路において、局所的な流路面積の増加がなくなるので、局所的な流れの急減速を回避できる。この結果、サージの原因となる入口縁付近の先端部およびその近傍での逆流が発生し難くなり、サージマージンの減少を防止することができる。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項記載の羽根車において、前記出口側部分は、前記回転中心線から出口半径の約９０％の位置と前記出口縁との間の範囲であるものである。
これによれば、出口側部分が出口半径の約９０％の位置と出口縁との間の範囲であることにより、羽根間流路の、出口側部分により形成される出口流路部において、出口から流出する流体の主流をより確実に出口側羽根角度の方向に近づけることができて、圧力比の増加に寄与する。
【００１１】
請求項５記載の発明は、ベース遠心流体機械のベース羽根車に基づいて請求項１記載の羽根車を設計する方法であって、前記ベース羽根車の前記各ベース羽根は、前記境界部の位置に対応する位置の境界対応部と、前記境界対応部から前記出口縁に達するまでのベース出口側部分と、前記境界対応部よりも径方向内方に位置するベース中心側部分とを有し、前記各羽根の前記中心側部分での羽根角度分布または負荷分布は、前記ベース中心側部分の羽根角度分布または負荷分布と同一であり、前記出口側角度が、前記出口側部分の全体で、前記各ベース羽根の出口側部分の全体における羽根角度よりも小さくなるように、前記出口側部分における羽根角度分布または負荷分布が決定される設計方法である。
これによれば、ベース遠心流体機械の羽根車を、請求項１に記載された羽根車へ容易に、そして低コストで改良できる。
【００１２】
請求項６記載の発明は、請求項５に記載の設計方法において、前記各羽根の前記基端部での前記出口側角度である基端側角度と、前記先端部での前記出口側角度である先端側角度とが異なり、前記基端側角度および前記先端側角度が、前記ベース出口側部分における基端部での羽根角度であるベース基端側角度および先端部での羽根角度であるベース先端側角度よりもそれぞれ小さくなるように、かつ前記基端側角度と前記先端側角度とが異なるように、前記各羽根の前記出口側部分における羽根角度分布または負荷分布が決定されるものである。
これによれば、ベース遠心流体機械の羽根車を、請求項２に記載された羽根車へ容易に、そして低コストで改良できる。
【００１３】
請求項７記載の発明は、請求項５または６に記載の設計方法において、前記先端部は、前記入口から前記羽根間流路のスロート部までの入口流路部において、軸方向と前記先端部とのなす軸方向角度が局所的に大きく変化しないように、前記入口流路部での羽根角度分布または流速分布が決定されるものである。
これによれば、請求項３に記載された羽根車を容易に、そして低コストで製作できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、遠心流体機械の効率を低下させることなく、高い圧力比を得ることができる。さらに、本発明によれば、遠心流体機械のサージマージンの減少を防止しながら、高い圧力比を得ることができる。
また、本発明によれば、遠心流体機械の改良が容易化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態を示し、羽根車を備える遠心圧縮機の要部の概略断面図である。
【図２】図１の羽根車を軸方向から見たときの要部の概略図である。
【図３】本発明の第２実施形態を示し、遠心圧縮機の羽根車の出口付近における要部斜視図である。
【図４】本発明の第３実施形態を示し、遠心圧縮機の羽根車の入口付近における要部斜視図である。
【図５】本発明の第１，第２実施形態を設計する際のベース遠心圧縮機の、図１に相当する図である。
【図６】図５のベース遠心圧縮機の、図２に相当する図である。
【図７】図５のベース遠心圧縮機の、図３に相当する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を、図１〜図７を参照して説明する。
〈第１実施形態〉
図１および図２は、本発明の第１実施形態を説明する図である。
図１を参照すると、本発明の第１実施形態において、羽根車２は、流体を圧縮または圧送するための遠心流体機械としての遠心圧縮機１に備えられる。遠心圧縮機１は、羽根車２のほかに、駆動装置により回転駆動されて回転中心線Ｌを中心に回転する回転軸３を備える。羽根車２は、回転軸３に設けられて、回転中心線Ｌを中心に回転軸３と一体に回転方向Ｒに回転する。
【００１７】
遠心圧縮機１は、図５〜図７に示されるベースとなる遠心圧縮機５１（以下、ベース遠心流体機械としての「ベース遠心圧縮機５１」という。）に基づいて、その一部、具体的には羽根車５２の羽根５６の形状の一部を改良したものであり、その他の部分は基本的に同一である。
そこで、以下の各実施形態について、遠心圧縮機１の部材等に付された符号に併せて、ベース遠心圧縮機５１の部材等に付された符号を記載することで、両圧縮機１，５１を並列的に説明する。また、ベース遠心圧縮機５１の構成部材等に関して、遠心圧縮機１の構成部材等との区別の明確化の観点から、必要に応じて「ベース」との修飾語が付される。
【００１８】
図１，図２，図５，図６を参照すると、遠心圧縮機１，５１に流入する流体を圧縮すると共に圧送する羽根車２，５２は、回転軸３，５３に固定された心板４，５４と、周方向に等しい間隔を置いて円形翼列状に心板４，５４に配置された複数の羽根６，５６と、心板４，５４との間に各羽根６，５６を挟んで配置される側板５，５５とを備える。そして、周方向で隣接する羽根６，５６同士と心板４，５４と側板５，５５とにより、流体が流れる羽根間流路７，５７が形成される。
なお、本発明において、軸方向は、回転中心線Ｌに平行な方向であり、径方向および周方向は、それぞれ回転中心線Ｌを中心とする径方向および周方向であるとする。
【００１９】
各羽根６，５６は、心板４，５４との間に間隙を形成することなく心板４，５４に連なって設けられる基端部１１，６１と、側板５，５５との間に間隙を形成することなく側板５，５５に連なって設けられる先端部１２，６２と、羽根間流路７，５７を流れる流体が羽根６，５６との接触を開始する入口縁１３，６３と、羽根間流路７，５７を流れた流体が羽根６，５６から離れて流れ去る出口縁１４，６４とを有する。
基端部１１，６１は、その全体で、心板４，５４に固定され、先端部１２，６２は、その全体で、側板５，５５に固定される。入口縁１３，６３は羽根間流路７，５７の入口７ｉ，５７ｉを規定し、出口縁１４，６４は羽根間流路７，５７の出口７ｏ，５７ｏ（羽根車２，５２の出口でもある。）を規定する。
【００２０】
遠心圧縮機１の各羽根６は、さらに、径方向と羽根６とがなす角度である羽根角度αが径方向外方に向かうときに減少を開始する境界部１５と、境界部１５から出口縁１４に達するまでの出口側部分１６と、境界部１５よりも径方向内方に位置する中心側部分１７とを有する。そして、周方向で隣接する羽根６同士の出口側部分１６と心板４と側板５とにより、羽根間流路７の出口流路部７ｂが形成される。
一方、ベース遠心圧縮機５１の各羽根５６は、さらに、境界部１５の位置に対応する位置の境界対応部６５と、境界対応部６５から出口縁６４に達するまでの出口側部分６６と、境界対応部６５よりも径方向内方に位置する中心側部分６７とを有する。
【００２１】
境界部１５および境界対応部６５は、回転中心線Ｌから出口半径の約９０％の位置にある。各羽根６，５６は、中心側部分１７，６７において、回転中心線Ｌに対して、出口半径の約５０％の位置から境界部１５直近または境界対応部６５直近までは、径方向外方に向かって回転方向Ｒとは反対の反回転方向へ湾曲するよう形成されている。
また、出口縁１４，６４を含む出口側部分１６，６６は、回転中心線Ｌに対して出口半径の約９０％の位置から１００％の位置（すなわち、出口縁１４，６４）までの範囲の部分である。
【００２２】
境界部１５においては、径方向外方に向かって反回転方向への湾曲の程度が小さくなる。一方、各ベース羽根５６では、径方向外方に向かうにつれて、境界対応部６５での湾曲状態よりも、反回転方向にさらに湾曲しつつ、境界対応部６５から出口縁６４まで延びている。
ここで、出口半径は、羽根車２，５２において、回転中心線Ｌを中心としたときの出口縁１４，６４の半径である。また、数値に付された「約」は、この文字が付された数値の１〜２％の範囲内の数値を含むことを意味する。
【００２３】
中心側部分１７，６７の羽根角度αである中心側角度α２は、入口縁１３，６３から境界部１５または境界対応部６５に向かうにつれて入口縁１３，６３での入口側角度α２１から、入口側角度α２１よりも小さい中間角度α２２を経て、中間角度α２２よりも大きい境界側角度α２３となるように変化する。
また、出口側部分１６の羽根角度αである出口側角度α１は、出口側部分１６の全体で、境界部１５直近での境界側角度α２３である境界直近角度α２４よりも小さい。そして、出口側部分１６の全体において、出口側角度α１は、ベース羽根５６（図２，図６参照）の出口側部分６６の全体で、その羽根角度αである出口側角度α５に比べて小さい。さらに、出口側部分１６において、基端部１１から先端部１２まで、出口側角度α１は同一である。
このように、羽根車２は、出口側部分１６を除いて、ベース羽根車５２と同じ羽根形状であり、遠心圧縮機１とベース遠心圧縮機５１とは、出口側角度α１，α５が異なる。
【００２４】
以下、羽根車２の設計方法について説明する。
羽根車２の羽根６の形状設計にあたり、ベース遠心圧縮機５１の中心側部分６７と同じ羽根角度分布もしくは負荷分布となるように、中心側部分１７における羽根角度分布または負荷分布が決定され、遠心圧縮機１の出口側角度α１がベース遠心圧縮機５１の出口側角度α５よりも小さくなるように、出口側部分１６における羽根角度分布または負荷分布が決定される。
【００２５】
次に、前述のように構成された第１実施形態の作用および効果について説明する。
羽根車２の各羽根６は、間隙を形成することなく心板４に連なる基端部１１と、羽根角度αが減少を開始する境界部１５と、出口側部分１６と、中心側部分１７とを有し、出口側部分１６の出口側角度α１は、出口側部分１６の全体で、境界部１５直近の境界直近角度α２４よりも小さい。
この構造により、各羽根６が、境界部１５により、境界部１５よりも径方向内方の中心側部分１７と、境界部１５から出口縁１４までの出口側部分１６とに、径方向に二分されるとき、羽根車２の出口付近である出口側部分１６での羽根角度αである出口側角度α１が、境界部１５直近の羽根角度αである境界直近角度α２４よりも小さくなるように羽根６が形成されている。この結果、同じ周速の場合、ベース遠心圧縮機５１の羽根車５２に比べて高い圧力比を得ることができる。
また、各羽根６は、隙間なく心板４に連なるので、羽根６と心板４との間にスリットが設けられた羽根車を備える遠心圧縮機に比べて遠心圧縮機１の効率の低下が防止される。
【００２６】
出口側部分１６は、回転中心線Ｌから出口半径の約９０％の位置と出口縁１４との間の範囲であることにより、羽根間流路７の、出口側部分１６により形成される出口流路部７ｂにおいて、出口７ｏから流出する流体の主流をより確実に出口側角度α１の方向に近づけることができて、圧力比の増加に寄与する。
【００２７】
また、各羽根６の中心側部分１７での羽根角度分布または負荷分布は、各ベース羽根５６の中心側部分６７の羽根角度分布または負荷分布と同一であり、出口側部分６の出口側角度α１が、出口側部分１６の全体で、各ベース羽根５６の出口側部分６６の全体における羽根角度α５よりも小さくなるように、出口側部分１６における羽根角度分布または負荷分布が決定されることにより、ベース遠心圧縮機５１の羽根車５２を、遠心圧縮機１の羽根車２へ容易に、そして低コストで改良できる。
【００２８】
〈第２実施形態〉
次に、主に図３を参照して、本発明の第２実施形態を説明する。この第２実施形態は、第１実施形態とは、出口側角度α１の形態が相違し、その他は基本的に同一の構成を有するものである。そのため、同一の部分についての説明は省略または簡略にし、異なる点を中心に説明する。なお、第１実施形態の部材と同一の部材または対応する部材については、必要に応じて同一の符号が使用されている。
【００２９】
第２実施形態において、遠心圧縮機１の羽根車２は、第１実施形態と同様に、出口側部分１６の全体で、ベース出口側角度α５（図２参照）よりも小さい角度の出口側角度α１を有する。そして、出口側部分１６の全体において、心板４側における出口側角度α１である基端側角度α１１と、側板５側における出口側角度α１である先端側角度α１２とが異なるように設定されている。さらに、出口側角度α１は、基端部１１と先端部１２との間において基端側角度α１１から先端側角度α１２まで滑らかに連続的に変化する。
また、図３に示される実施形態では、基端側角度α１１が先端側角度α１２よりも大きく設定されているが、両角度α１１，α１２がα１１＜α１２となる大小関係を満たすように設定されてもよい。
【００３０】
図３，図６，図７を参照して、第２実施形態における羽根車２の設計方法について説明する。
羽根車２の羽根６の形状設計にあたり、ベース遠心圧縮機５１の羽根車５２のベース中心側部分６７と同じ羽根角度分布または負荷分布となるように中心側部分１７における羽根角度分布または負荷分布が決定され、遠心圧縮機１のベース出口側部分１６のベース基端側角度α１１およびベース先端側角度α１２が、各ベース羽根６６におけるベース基端部６１でのベース出口側角度α５であるベース基端側角度α５１およびベース先端部６２での出口側角度α５であるベース先端側角度α５２よりもそれぞれ小さくなるように、かつ基端側角度α１１と先端側角度α１２とが異なるように、出口側部分１６における羽根角度分布または負荷分布が決定される。
【００３１】
この第２実施形態によれば、基端側角度α１１および先端側角度α１２がベース出口側角度α５よりも小さいことにより、圧力比に関して、第１実施形態と同様の作用および効果が奏され、さらに次の作用および効果が奏される。
基端部１１での出口側角度α１である基端側角度α１１と、先端部１２での出口側角度α１である先端側角度α１２とが異なることにより、心板側端部である基端部１１と側板側端部である先端部１２とでそれぞれ最適な角度を有するように羽根６を形成することができるので、基端部１１から先端部１２に向かう方向である羽根高さ方向に流れを均一化して、遠心圧縮機１の効率を向上させることが可能になる。
【００３２】
また、ベース遠心圧縮機５１の中心側部分６７と同じ羽根角度分布または負荷分布となるように中心側部分１７における羽根角度分布または負荷分布が決定され、遠心圧縮機１の出口側部分１６の基端側角度α１１および先端側角度α１２が、各ベース羽根６６におけるベース基端側角度α５１およびベース先端側角度α５２よりもそれぞれ小さくなるように、かつ基端側角度α１１と先端側角度α１２とが異なるように、出口側部分１６における羽根角度分布または負荷分布が決定されることにより、ベース遠心圧縮機５１の羽根車５２を、遠心圧縮機１の羽根車２へ容易に、そして低コストで改良できる。
【００３３】
〈第３実施形態〉
次に、主に図４を参照して、本発明の第３実施形態を説明する。この第３実施形態は、第１，第２実施形態とは、羽根６の中心側部分１７の形状の一部が相違し、その他は第１実施形態または第２実施形態と基本的に同一の構成を有するものである。そのため、同一の部分についての説明は省略または簡略にし、異なる点を中心に説明する。なお、第１実施形態または第２実施形態の部材と同一の部材または対応する部材については、必要に応じて同一の符号が使用されている。
【００３４】
図４を参照して、先ず、遠心圧縮機の小流量側で安定に運転できる限界を定めるサージについて説明する。このサージは、羽根車２の羽根６の入口縁１３付近の先端部１２およびその近傍において逆流が発生することがその一因である。この逆流は、圧力比を高くするために、図４に示されるように、入口縁１３付近の先端部１２およびその近傍に局所的に軸方向と羽根６とのなす角度である軸方向羽根角度βが大きく変化する角度急変部１２ａが設けられて、羽根間流路７において、入口７ｉから羽根間流路７での流路面積が最小となるスロート部７ｔまでの入口流路部７ａでの減速比を大きくした場合に発生しやすくなる。
【００３５】
そこで、第３実施形態において、羽根車２は、図４に示されるように、流速の減速領域である入口流路部７ａにおいて、入口縁１３付近の先端部１２およびその近傍に、軸方向羽根角度βが流体の流れ方向で局所的に大きく変化しないように羽根６が形成されて、角度急変部１２ａが形成されないようにしている。
ここで、局所的に大きく変化しないとは、入口流路部７ａにおいて、軸方向羽根角度βの変化率が滑らかに連続すること、該変化率が折れ線状に変化しないこと、該変化率が正の値および負の値にならないことを意味する。
【００３６】
次に、羽根車２の設計方法について説明する。
羽根車２の羽根６の形状設計にあたり、羽根車２の入口縁１３付近の先端部１２およびその近傍における軸方向羽根角度βが、流体の流れ方向で局所的に大きく変化しないよう、入口流路部７ａにおける中心側部分１７での羽根角度分布または流速分布が決定される。
【００３７】
この第３実施形態によれば、圧力比に関して、第１，第２実施形態と同様の作用および効果が奏され、さらに次の作用および効果が奏される。
先端部１２は、入口７ｉから羽根間流路７のスロート部７ｔまでの入口流路部７ａにおいて、軸方向羽根角度βが流体の流れ方向で局所的に大きく変化しないことにより、羽根間流路７の入口７ｉからスロート部７ｔまでの入口流路部７ａにおいて、局所的な流路面積の変化がなくなるので、局所的な流れの急減速を回避できる。この結果、サージの原因となる入口縁１３付近の先端部１２およびその近傍での逆流が発生し難くなり、サージマージンの減少を防止することができる。
【００３８】
また、羽根車２の入口縁１３付近の先端部１２およびその近傍における軸方向羽根角度βが、流体の流れ方向で局所的に大きく変化しないよう、入口流路部７ａにおける中心側部分１７での羽根角度分布または流速分布が決定されることにより、サージマージンの減少を防止することができる遠心圧縮機１の羽根車２を容易に、そして低コストで製作できる。
【００３９】
以下、前述した実施形態の一部の構成を変更した実施形態について、変更した構成に関して説明する。
羽根車は、側板５を備えていないものであってもよい。
遠心流体機械は、遠心圧縮機以外に、例えば遠心ポンプまたは送風機であってもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１，５１    遠心圧縮機
２，５２    羽根車
４，５４    心板
６，５６    羽根
７，５７    羽根間流路
７ｔ        スロート部
１１，６１  基端部
１２，６２  先端部
１３，６３  入口縁
１４，６４  出口縁
１５        境界部
１６，６６  出口側部分
１７，６７  中心側部分
α          羽根角度
α１，α５  出口側角度
α２４      境界直近角度
β          軸方向羽根角度
【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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