(57)【要約】【課題】ブレードの負圧面側に滞留（集積）する低エネルギー流体を低減させることができる圧縮機のインペラを提供すること。【解決手段】ハブ６と、このハブ６の表面６ａ上に放射状に配置された複数枚のブレード７とを備え、回転軸線に沿って前記ブレード７の前縁側から流れ込んだ流体が、流れの方向を変えて半径方向外側に向かって前記ブレード７の後縁側から流出していくことにより、前記回転軸線まわりに回転する圧縮機のインペラ３であって、前記ブレード７の後縁部が位置する前記ハブ６の周縁部で、回転方向前側に位置するブレード７と、このブレード７の回転方向後側に隣接配置されたブレード７との間に、板厚方向に貫通し、前記回転方向前側に位置するブレード７の翼根近傍で、前記回転方向前側に位置するブレード７の翼根に沿って切欠き８が設けられている。【選択図】  図２
2009133267.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハブと、このハブの表面上に放射状に配置された複数枚のブレードとを備え、回転軸線に沿って前記ブレードの前縁側から流れ込んだ流体が、流れの方向を変えて半径方向外側に向かって前記ブレードの後縁側から流出していくことにより、前記回転軸線まわりに回転する圧縮機のインペラであって、
前記ブレードの後縁部が位置する前記ハブの周縁部で、回転方向前側に位置するブレードと、このブレードの回転方向後側に隣接配置されたブレードとの間に、板厚方向に貫通し、前記回転方向前側に位置するブレードの翼根近傍で、前記回転方向前側に位置するブレードの翼根に沿って切欠きが設けられていることを特徴とする圧縮機のインペラ。
【請求項２】
前記切欠きが、前記回転方向前側に位置するブレードの翼根に接するようにして設けられていることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機のインペラ。
【請求項３】
ハブと、このハブの表面上に放射状に配置された複数枚のブレードとを備え、回転軸線に沿って前記ブレードの前縁側から流れ込んだ流体が、流れの方向を変えて半径方向外側に向かって前記ブレードの後縁側から流出していくことにより、前記回転軸線まわりに回転する圧縮機のインペラであって、
前記ブレードの後縁部が位置する前記ハブの周縁部で、回転方向前側に位置するブレードと、このブレードの回転方向後側に隣接配置されたブレードとの間に、板厚方向に貫通し、前記回転方向前側に位置するブレードの翼根に沿って切欠きが複数設けられていることを特徴とする圧縮機のインペラ。
【請求項４】
前記切欠きの一つが、前記回転方向前側に位置するブレードの翼根に接するようにして設けられていることを特徴とする請求項２に記載の圧縮機のインペラ。
【請求項５】
前記切欠きが、平面視略平行四辺形状を呈しており、半径方向内側に位置する両角部に丸みが設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の圧縮機のインペラ。
【請求項６】
前記切欠きの、半径方向外側でかつ回転方向後側に位置する前記ハブの外周面に丸みが設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の圧縮機のインペラ。
【請求項７】
前記切欠きの、回転方向後側に位置する前記ハブの背面に丸みが設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の圧縮機のインペラ。
【請求項８】
前記切欠きの深さが、半径方向内側から半径方向外側に向かって徐々に深くなっていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の圧縮機のインペラ。
【請求項９】
前記切欠きの幅が、半径方向内側から半径方向外側に向かって徐々に広くなっていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の圧縮機のインペラ。
【請求項１０】
前記切欠きの出口端が、入口端よりも回転方向前側に位置し、前記切欠きが、前記回転軸線に対して傾斜するように形成されており、前記切欠きの回転方向後側に位置する壁面が、回転方向後側に向かって凸となる湾曲面となっていることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の圧縮機のインペラ。
【請求項１１】
前記切欠きの、回転方向前側に位置する壁面の板厚が最も厚く、回転方向後側に位置する壁面の板厚が最も薄くなるように形成されており、かつ、前記ハブの板厚が、回転方向後側に位置する壁面から回転方向後側に向かって徐々に厚くなるとともに、前記ハブの背面から突出する方向に厚くなっていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の圧縮機のインペラ。
【請求項１２】
ハブと、このハブの表面上に放射状に配置された複数枚のブレードとを備え、回転軸線に沿って前記ブレードの前縁側から流れ込んだ流体が、流れの方向を変えて半径方向外側に向かって前記ブレードの後縁側から流出していくことにより、前記回転軸線まわりに回転する圧縮機のインペラであって、
前記ブレードの後縁部が位置する前記ハブの周縁部で、回転方向前側に位置するブレードと、このブレードの回転方向後側に隣接配置されたブレードとの間に、板厚方向に貫通し、前記回転方向前側に位置するブレードの翼根近傍で、前記回転方向前側に位置するブレードの翼根に沿って貫通穴が設けられていることを特徴とする圧縮機のインペラ。
【請求項１３】
前記貫通穴の入口端が、出口端よりも半径方向内側に位置し、前記貫通穴が、前記回転軸線に対して傾斜するように形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の圧縮機のインペラ。
【請求項１４】
ハブと、このハブの表面上に放射状に配置された複数枚のブレードとを備え、回転軸線に沿って前記ブレードの前縁側から流れ込んだ流体が、流れの方向を変えて半径方向外側に向かって前記ブレードの後縁側から流出していくことにより、前記回転軸線まわりに回転する圧縮機のインペラであって、
前記ブレードの後縁部が位置する前記ハブの周縁部で、回転方向前側に位置するブレードと、このブレードの回転方向後側に隣接配置されたブレードとの間に、板厚方向に貫通し、周方向に沿って切欠きが複数設けられていることを特徴とする圧縮機のインペラ。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか一項に記載の圧縮機のインペラを備えてなることを特徴とする圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心圧縮機や斜流圧縮機のインペラ、例えば、航空用ガスタービン、舶用過給機、自動車用過給機等に用いられる遠心圧縮機や斜流圧縮機のインペラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
遠心圧縮機や斜流圧縮機に使用されるインペラとしては、例えば、特許文献１に開示されたものが知られている。
【特許文献１】特開２００４−４４４７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
また、近年の遠心圧縮機や斜流圧縮機においては、コンプレッサ効率のさらなる高効率化が求められているが、上記特許文献のインペラを用いたとしても、ブレードの負圧面側に低エネルギー流体が滞留（集積）し、これが混合損失の原因となってコンプレッサ効率を低下させてしまい、コンプレッサ効率のさらなる高効率化を図るのは困難な状況にあった。
【０００４】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、ブレードの負圧面側に滞留（集積）する低エネルギー流体を低減させることができる圧縮機のインペラ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】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明に係る圧縮機のインペラは、ハブと、このハブの表面上に放射状に配置された複数枚のブレードとを備え、回転軸線に沿って前記ブレードの前縁側から流れ込んだ流体が、流れの方向を変えて半径方向外側に向かって前記ブレードの後縁側から流出していくことにより、前記回転軸線まわりに回転する圧縮機のインペラであって、前記ブレードの後縁部が位置する前記ハブの周縁部で、回転方向前側に位置するブレードと、このブレードの回転方向後側に隣接配置されたブレードとの間に、板厚方向に貫通し、前記回転方向前側に位置するブレードの翼根近傍で、前記回転方向前側に位置するブレードの翼根に沿って切欠きが設けられている。
【０００６】
本発明に係る圧縮機のインペラによれば、ハブの表面に沿って切欠きに流れてきた二次流れが、切欠きを通ってハブの背面側に吸い出されていくこととなるので、ブレードの負圧面側に滞留（集積）する低エネルギー流体を低減させることができる。
【０００７】
上記圧縮機のインペラにおいて、前記切欠きが、前記回転方向前側に位置するブレードの翼根に接するようにして設けられているとさらに好適である。
【０００８】
このような圧縮機のインペラによれば、切欠きがブレードの翼根に当接して設けられており、ハブの表面に沿って切欠きに流れてきた二次流れが、切欠きを通ってハブの背面側により多く（最も多く）吸い出されていくこととなるので、ブレードの負圧面側に滞留（集積）する低エネルギー流体をさらに低減させることができる。
【０００９】
本発明に係る圧縮機のインペラは、ハブと、このハブの表面上に放射状に配置された複数枚のブレードとを備え、回転軸線に沿って前記ブレードの前縁側から流れ込んだ流体が、流れの方向を変えて半径方向外側に向かって前記ブレードの後縁側から流出していくことにより、前記回転軸線まわりに回転する圧縮機のインペラであって、前記ブレードの後縁部が位置する前記ハブの周縁部で、回転方向前側に位置するブレードと、このブレードの回転方向後側に隣接配置されたブレードとの間に、板厚方向に貫通し、前記回転方向前側に位置するブレードの翼根に沿って切欠きが複数設けられている。
【００１０】
本発明に係る圧縮機のインペラによれば、ハブの表面に沿って切欠きに流れてきた二次流れが、複数の切欠きを通ってハブの背面側に吸い出されていくこととなるので、ブレードの負圧面側に滞留（集積）する低エネルギー流体を低減させることができる。
【００１１】
上記圧縮機のインペラにおいて、前記切欠きの一つが、前記回転方向前側に位置するブレードの翼根に接するようにして設けられているとさらに好適である。
【００１２】
このような圧縮機のインペラによれば、切欠きの一つがブレードの翼根に当接して設けられており、ハブの表面に沿って切欠きに流れてきた二次流れが、複数の切欠きを通ってハブの背面側により多く（最も多く）吸い出されていくこととなるので、ブレードの負圧面側に滞留（集積）する低エネルギー流体をさらに低減させることができる。
【００１３】
上記圧縮機のインペラにおいて、前記切欠きが、平面視略平行四辺形状を呈しており、半径方向内側に位置する両角部に丸みが設けられているとさらに好適である。
【００１４】
このような圧縮機のインペラによれば、切欠きの、半径方向内側に位置する両角部に集中する応力（遠心力に起因する応力）が低減されることとなるので、切欠きの、半径方向内側に位置する両角部に亀裂が入ることを防止することができ、ハブの破壊を防止することができる。
【００１５】
上記圧縮機のインペラにおいて、前記切欠きの、半径方向外側でかつ回転方向後側に位置する前記ハブの外周面に丸みが設けられているとさらに好適である。
【００１６】
このような圧縮機のインペラによれば、切欠きの、半径方向外側でかつ回転方向後側に位置する角部に丸みが設けられているので、当該部分（丸み）に発生する衝突損失および剥離渦（当該部分に衝突した流れに起因する渦）を低減させることができる。
【００１７】
上記圧縮機のインペラにおいて、前記切欠きの、回転方向後側に位置する前記ハブの背面に丸みが設けられているとさらに好適である。
【００１８】
このような圧縮機のインペラによれば、切欠きの、回転方向後側に位置する背面に丸みが設けられているので、当該部分（丸み）に発生する剥離渦（当該部分を通過する流れに起因する渦）を低減させることができる。
【００１９】
上記圧縮機のインペラにおいて、前記切欠きの深さが、半径方向内側から半径方向外側に向かって徐々に深くなっているとさらに好適である。
【００２０】
このような圧縮機のインペラによれば、切欠きに流れ込む流量が、切欠きの半径方向内側から半径方向外側にかけて略一様になり、ハブの表面上に形成される境界層が、切欠きの半径方向内側から半径方向外側にかけて満遍なくハブの背面側に吸い出されていくこととなるので、境界層の拡大を抑制することができて、インペラ内の内部損失を低減させることができる。
【００２１】
上記圧縮機のインペラにおいて、前記切欠きの幅が、半径方向内側から半径方向外側に向かって徐々に広くなっているとさらに好適である。
【００２２】
このような圧縮機のインペラによれば、翼間距離（一のブレードと、一のブレードと隣り合う他のブレードとの間の距離）Ｌと切欠きの幅λとの比（λ／Ｌ）が、徐々に増加することとなるので、内部流れ場への影響を低減させることができ、インペラ内の内部損失を低減させることができる。
【００２３】
上記圧縮機のインペラにおいて、前記切欠きの出口端が、入口端よりも回転方向前側に位置し、前記切欠きが、前記回転軸線に対して傾斜するように形成されており、前記切欠きの回転方向後側に位置する壁面が、回転方向後側に向かって凸となる湾曲面となっているとさらに好適である。
【００２４】
このような圧縮機のインペラによれば、切欠きが、切欠きの中に渦が発生するように形成されているので、ハブの表面上に形成される境界層およびハブの表面に沿って切欠きに流れてきた二次流れが、圧力の低い渦の中心に向かって効率よく（より多く）吸い寄せられていくこととなる。
これにより、コンプレッサ効率を低減させる内部損失および混合損失をさらに低減させることができる。
【００２５】
上記圧縮機のインペラにおいて、前記切欠きの、回転方向前側に位置する壁面の板厚が最も厚く、回転方向後側に位置する壁面の板厚が最も薄くなるように形成されており、かつ、前記ハブの板厚が、回転方向後側に位置する壁面から回転方向後側に向かって徐々に厚くなるとともに、前記ハブの背面から突出する方向に厚くなっているとさらに好適である。
【００２６】
このような圧縮機のインペラによれば、切欠きの中に渦が発生し、ハブの表面上に形成される境界層およびハブの表面に沿って切欠きに流れてきた二次流れが、圧力の低い渦の中心に向かって効率よく（より多く）吸い寄せられていくこととなる。
これにより、コンプレッサ効率を低減させる内部損失および混合損失をさらに低減させることができる。
【００２７】
本発明に係る圧縮機のインペラは、ハブと、このハブの表面上に放射状に配置された複数枚のブレードとを備え、回転軸線に沿って前記ブレードの前縁側から流れ込んだ流体が、流れの方向を変えて半径方向外側に向かって前記ブレードの後縁側から流出していくことにより、前記回転軸線まわりに回転する圧縮機のインペラであって、前記ブレードの後縁部が位置する前記ハブの周縁部で、回転方向前側に位置するブレードと、このブレードの回転方向後側に隣接配置されたブレードとの間に、板厚方向に貫通し、前記回転方向前側に位置するブレードの翼根近傍で、前記回転方向前側に位置するブレードの翼根に沿って貫通穴が設けられている。
【００２８】
本発明に係る圧縮機のインペラによれば、ハブの表面に沿って切欠きに流れてきた二次流れが、貫通穴を通ってハブの背面側に吸い出されていくこととなるので、ブレードの負圧面側に滞留（集積）する低エネルギー流体を低減させることができる。
また、貫通穴の周縁側が塞がれて、周方向全体にわたって外周面が形成されることとなるので、ハブの周縁部における強度を向上させることができて、ハブの周縁部における振動を低減させることができる。
【００２９】
上記圧縮機のインペラにおいて、前記貫通穴の入口端が、出口端よりも半径方向内側に位置し、前記貫通穴が、前記回転軸線に対して傾斜するように形成されているとさらに好適である。
【００３０】
このような圧縮機のインペラによれば、ハブの表面に沿って貫通穴に流れてきた二次流れが、周縁近傍のより速い流れによって吸い出されていくこととなるので、ブレードの負圧面側に滞留（集積）する低エネルギー流体をさらに低減させることができる。
【００３１】
本発明に係る圧縮機のインペラは、ハブと、このハブの表面上に放射状に配置された複数枚のブレードとを備え、回転軸線に沿って前記ブレードの前縁側から流れ込んだ流体が、流れの方向を変えて半径方向外側に向かって前記ブレードの後縁側から流出していくことにより、前記回転軸線まわりに回転する圧縮機のインペラであって、前記ブレードの後縁部が位置する前記ハブの周縁部で、回転方向前側に位置するブレードと、このブレードの回転方向後側に隣接配置されたブレードとの間に、板厚方向に貫通し、周方向に沿って切欠きが複数設けられている。
【００３２】
本発明に係る圧縮機のインペラによれば、ハブの表面に沿って切欠きに流れてきた二次流れが、複数の切欠きを通ってハブの背面側に吸い出されていくこととなるので、ブレードの負圧面側に滞留（集積）する低エネルギー流体を低減させることができる。
【００３３】
本発明に係る圧縮機は、ブレードの負圧面側に滞留（集積）する低エネルギー流体を低減させることができるインペラを具備していることとなるので、コンプレッサ効率を低減させる混合損失が低減し、コンプレッサ効率を向上させることができる。
また、サージ線（surge line）が低流量側に移動することとなるので、運転範囲（作動範囲）を拡大することができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明に係る圧縮機のインペラによれば、ブレードの負圧面側に滞留（集積）する低エネルギー流体を低減させることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明に係る圧縮機のインペラの第１実施形態について、図１から図４を参照しながら説明する。
図１は本実施形態に係る圧縮機のインペラ（以下、「インペラ」という。）を具備した遠心圧縮機の側断面図である。
図１に示すように、遠心圧縮機１は、ケーシング２と、ケーシング２に軸支されて回転するインペラ３と、インペラ３の周囲にケーシング１と一体に設けられたスクロール（ボリュート）４と、インペラ３とスクロール４との間に、インペラ３の周囲を取り囲むように環状に設けられたディフューザ５とを備えている。
なお、図１中の白抜き矢印は空気の流れを、符号Ｃはインペラ３の回転軸線を示している。
【００３６】
図１および図２に示すように、本実施形態に係るインペラ３は、ハブ６と、このハブ６の表面（以下、「ハブ面」という。）６ａ上に放射状に設けられた（配置された）複数枚のブレード（動翼）７とを備えている。
ブレード７はそれぞれ、ハブ６の小径側端部６ｂにその前縁ＬＥが位置するとともに、ハブ６の大径側端部６ｃにその後縁ＴＥが位置するようにハブ面６ａ上に設けられている（図１参照）。
【００３７】
図２に示すように、ハブ６の大径側端部６ｃの周縁部（出口部）には、板厚方向に（回転軸線Ｃに沿って）貫通する溝８が設けられている。この溝８は、ハブ６の背面６ｄとハブ面６ａとを連通するとともに、ハブ６の大径側端部６ｃの周縁から半径方向内側に向かって、ブレード７の翼根に沿うように切り欠かれた、平面視略平行四辺形状を呈する切欠きである。また、本実施形態において、溝８は、一のブレード７と、一のブレード７と隣り合う他のブレード７との間に形成された流路の、回転方向前側に位置するブレード７の翼根から所定距離離間した位置（領域）に、それぞれ一本（一つ）ずつ設けられている。
溝８の長さ（大径側端部６ｃの周縁から半径方向内側に向かう長さ）は、ブレード７の出口端（後縁ＴＥ）における翼高さと略同じに設定されており、溝８の幅（周方向に沿う長さ）は、対応する流路幅（一のブレード７と、一のブレード７と隣り合う他のブレード７との間の距離）の約１０％に設定されている。
【００３８】
そして、以上のような構成を有するインペラ３が図２中の破線矢印の方向に回転させられると、ハブ６の背面６ｄ近傍の空気は、ハブ６の背面６ｄに引きずられてインペラ３の回転方向と同じ方向に流れていくこととなる。しかし、その速度は、インペラ３の回転速度よりも遅いため、インペラ３の側からハブ６の背面６ｄ近傍の空気の流れを見ると、ハブ６の背面６ｄ近傍の空気は、インペラ３の回転方向と反対方向に流れていくように見える。ハブ６の背面６ｄ近傍に回転方向と反対方向の流れが形成されると、ハブ面６ａに沿って溝８に流れてきた二次流れ（主流と略直行する方向に沿って流れる流れ）は、図２（ｂ）に実線矢印で示すように、溝８を通ってハブ６の背面６ｄ側に吸い出されていくようになる。
【００３９】
本実施形態に係るインペラ３によれば、ハブ面６ａに沿って溝８に流れてきた二次流れが、溝８を通ってハブ６の背面６ｄ側に吸い出されていくこととなるので、ブレード７の負圧面側に滞留（集積）する低エネルギー流体９を低減させることができる。
【００４０】
本実施形態に係るインペラ３を備えた遠心圧縮機１によれば、コンプレッサ効率を低減させる混合損失が低減することとなるので、図３に示すように、コンプレッサ効率を向上させることができる。
また、本実施形態に係るインペラ３を備えた遠心圧縮機１によれば、図４に示すように、サージ線（surge line）が低流量側に移動することとなるので、運転範囲（作動範囲）を拡大することができる。
【００４１】
本発明に係るインペラの第２実施形態について、図５を参照しながら説明する。
図５に示すように、本実施形態に係るインペラ２０は、第１実施形態のところで説明した溝８が、回転方向前側に位置するブレード７の翼根に当接（近接）して設けられているという点で上述した第１実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
【００４２】
本実施形態に係るインペラ２０によれば、溝８がブレード７の翼根に当接して設けられており、ハブ面６ａに沿って溝８に流れてきた二次流れが、溝８を通ってハブ２１の背面６ｄ側により多く（最も多く）吸い出されていくこととなるので、ブレード７の負圧面側に滞留（集積）する低エネルギー流体９をさらに低減させることができる。
【００４３】
本実施形態に係るインペラ２０を備えた遠心圧縮機によれば、コンプレッサ効率を低減させる混合損失がさらに低減することとなるので、コンプレッサ効率をさらに向上させることができる。
また、本実施形態に係るインペラ２０を備えた遠心圧縮機によれば、サージ線（surge line）が低流量側にさらに移動することとなるので、運転範囲（作動範囲）をさらに拡大することができる。
【００４４】
本発明に係るインペラの第３実施形態について、図６を参照しながら説明する。
図６に示すように、本実施形態に係るインペラ３０は、第１実施形態のところで説明した溝８の、半径方向内側に位置する両角部に丸み（アール：Ｒ）３１が設けられているという点で上述した第１実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
【００４５】
本実施形態に係るインペラ３０によれば、溝８の、半径方向内側に位置する両角部に集中する応力（遠心力に起因する応力）が低減されることとなるので、溝８の、半径方向内側に位置する両角部に亀裂が入ることを防止することができ、ハブ３２の破壊を防止することができる。
その他の作用効果は、上述した第１実施形態と同じであるので、ここではその説明を省略する。
【００４６】
本発明に係るインペラの第４実施形態について、図７を参照しながら説明する。
図７に示すように、本実施形態に係るインペラ４０は、第３実施形態のところで説明した溝８の、回転方向後側（ブレード７の圧力面側）に位置するハブ４１の外周面（側面）６ｅに丸み（アール：Ｒ）４２が設けられており、回転方向後側（ブレード７の圧力面側）に位置する背面６ｄに丸み（アール：Ｒ）４３が設けられているという点で上述した第３実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第３実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
【００４７】
本実施形態に係るインペラ４０によれば、溝８の、半径方向外側でかつ回転方向後側に位置する角部に丸み４２が設けられているので、当該部分（丸み４２）に発生する衝突損失および剥離渦（当該部分に衝突した流れに起因する渦）を低減させることができる。
【００４８】
本実施形態に係るインペラ４０を備えた遠心圧縮機によれば、コンプレッサ効率を低減させる衝突損失および剥離渦が低減することとなるので、コンプレッサ効率をさらに向上させることができる。
また、本実施形態に係るインペラ４０を備えた遠心圧縮機によれば、サージ線（surge line）が低流量側にさらに移動することとなるので、運転範囲（作動範囲）をさらに拡大することができる。
【００４９】
本実施形態に係るインペラ４０によれば、溝８の、回転方向後側に位置する背面６ｄに丸み４３が設けられているので、当該部分（丸み４３）に発生する剥離渦（当該部分を通過する流れに起因する渦）を低減させることができる。
【００５０】
本実施形態に係るインペラ４０を備えた遠心圧縮機によれば、コンプレッサ効率を低減させる剥離渦が低減することとなるので、コンプレッサ効率をさらに向上させることができる。
また、本実施形態に係るインペラ４０を備えた遠心圧縮機によれば、サージ線（surge line）が低流量側にさらに移動することとなるので、運転範囲（作動範囲）をさらに拡大することができる。
その他の作用効果は、上述した第３実施形態と同じであるので、ここではその説明を省略する。
【００５１】
本発明に係るインペラの第５実施形態について、図８および図９を参照しながら説明する。
図８に示すように、本実施形態に係るインペラ５０は、第１実施形態から第４実施形態のところで説明した溝８の深さ（断面積Ａ）が、半径方向内側から半径方向外側に向かって徐々に深くなるように形成されているという点で上述した第１実施形態から第４実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第１実施形態から第４実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
【００５２】
図９に示すように、本実施形態に係る溝８の深さ（断面積Ａ）は、溝８の半径方向内側でハブ面６ａと接する位置（すなわち、図９において「０」で示す位置）において０（零）、溝８の半径方向外側で背面６ｄと接する位置（すなわち、図９において「１」で示す位置）において最大となり、半径方向内側から半径方向外側にかけて直線的（線形的）に増加するように形成されている。言い換えれば、本実施形態に係る溝８は、溝８に流れ込む流量ΔＱが、溝８の半径方向内側から半径方向外側にかけて略一様（略均一）になるように形成されている。
【００５３】
本実施形態に係るインペラ５０によれば、溝８に流れ込む流量ΔＱが、溝８の半径方向内側から半径方向外側にかけて略一様になり、ハブ面６ａ上に形成される境界層が、溝８の半径方向内側から半径方向外側にかけて満遍なくハブ５１の背面６ｄ側に吸い出されていくこととなるので、境界層の拡大を抑制することができて、インペラ内の内部損失を低減させることができる。
また、本実施形態に係るインペラ３によれば、ハブ面６ａに沿って溝８に流れてきた二次流れが、溝８を通ってハブ６の背面６ｄ側に吸い出されていくこととなるので、ブレード７の負圧面側に滞留（集積）する低エネルギー流体を低減させることができる。
【００５４】
本実施形態に係るインペラ５０を備えた遠心圧縮機によれば、コンプレッサ効率を低減させる内部損失および混合損失が低減されることとなるので、コンプレッサ効率をさらに向上させることができる。
また、本実施形態に係るインペラ５０を備えた遠心圧縮機によれば、サージ線（surge line）が低流量側にさらに移動することとなるので、運転範囲（作動範囲）をさらに拡大することができる。
【００５５】
本発明に係るインペラの第６実施形態について、図１０および図１１を参照しながら説明する。
図１０（ａ）に示すように、本実施形態に係るインペラ６０は、第１実施形態から第４実施形態のところで説明した溝８の幅が、半径方向内側から半径方向外側に向かって徐々に広くなるように形成されているという点で上述した第１実施形態から第４実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第１実施形態から第４実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
【００５６】
図９に示すように、本実施形態に係る溝８の幅は、溝８の半径方向内側の内周端において０（零）、溝８の半径方向外側の外周端において最大となり、半径方向内側から半径方向外側にかけて直線的（線形的）に増加するように形成されている。言い換えれば、本実施形態に係る溝８は、溝８に流れ込む流量ΔＱが、溝８の半径方向内側から半径方向外側にかけて略一様（略均一）になるように形成されている。
【００５７】
本実施形態に係るインペラ６０によれば、翼間距離（一のブレード７と、一のブレード７と隣り合う他のブレード７との間の距離）Ｌと溝８の幅λとの比（λ／Ｌ）が、図１１に示すように、徐々に増加することとなるので、内部流れ場への影響を低減させることができ、インペラ内の内部損失を低減させることができる。
また、本実施形態に係るインペラ６０によれば、溝８に流れ込む流量ΔＱが、溝８の半径方向内側から半径方向外側にかけて略一様になり、ハブ面６ａ上に形成される境界層が、溝８の半径方向内側から半径方向外側にかけて満遍なくハブ６１の背面６ｄ側に吸い出されていくこととなるので、境界層の拡大を抑制することができて、インペラ内の内部損失を低減させることができる。
さらに、本実施形態に係るインペラ６０によれば、ハブ面６ａに沿って溝８に流れてきた二次流れが、溝８を通ってハブ６１の背面６ｄ側に吸い出されていくこととなるので、ブレード７の負圧面側に滞留（集積）する低エネルギー流体を低減させることができる。
【００５８】
本実施形態に係るインペラ６０を備えた遠心圧縮機によれば、コンプレッサ効率を低減させる内部損失および混合損失がさらに低減することとなるので、コンプレッサ効率をさらに向上させることができる。
また、本実施形態に係るインペラ６０を備えた遠心圧縮機によれば、サージ線（surge line）が低流量側にさらに移動することとなるので、運転範囲（作動範囲）をさらに拡大することができる。
【００５９】
本発明に係るインペラの第７実施形態について、図１２を参照しながら説明する。
図１２に示すように、本実施形態に係るインペラ７０は、溝８の代わりに、貫通穴（連通穴）７１が設けられているという点で上述した第１実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
【００６０】
図１２に示すように、ハブ７２の大径側端部６ｃの周縁部（出口部）には、板厚方向に（回転軸線Ｃに沿って）貫通する貫通穴７１が設けられている。この貫通穴７１は、ハブ７２の背面６ｄとハブ面６ａとを連通するとともに、その長軸（長手方向軸線）がブレード７の翼根に沿うように形成された、平面視略楕円形状を呈する穴である。また、本実施形態において、貫通穴７１は、一のブレード７と、一のブレード７と隣り合う他のブレード７との間に形成された流路の、回転方向前側に位置するブレード７の翼根から所定距離離間した位置（領域）に、それぞれ一つずつ設けられている。
貫通穴７１の長さ（長軸の長さ）は、ブレード７の出口端（後縁ＴＥ）における翼高さと略同じに設定されており、貫通穴７１の幅（短軸の長さ）は、対応する流路幅（一のブレード７と、一のブレード７と隣り合う他のブレード７との間の距離）の約１０％に設定されている。
【００６１】
本実施形態に係るインペラ７０によれば、貫通穴７１の周縁側が塞がれて、周方向全体にわたって外周面６ｅが形成されることとなるので、ハブ７２の周縁部における強度を向上させることができて、ハブ７２の周縁部における振動を低減させることができる。
【００６２】
本実施形態に係るインペラ７０を備えた遠心圧縮機によれば、ケーシング２を振動させる原因の一つであるインペラ７０の振動が低減することとなるので、ケーシング２の振動を低減させることができる。
その他の作用効果は、上述した第１実施形態と同じであるので、ここではその説明を省略する。
【００６３】
本発明に係るインペラの第８実施形態について、図１３を参照しながら説明する。
図１３に示すように、本実施形態に係るインペラ８０は、第７実施形態のところで説明した貫通穴７１の入口端（ハブ面６ａに形成された開口端）が、出口端（背面６ｄに形成された開口端）よりも半径方向内側に位置し、貫通穴７１が回転軸線Ｃ（図１参照）に対して傾斜するように形成されたハブ８１を備えているという点で上述した第７実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第７実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
【００６４】
本実施形態に係るインペラ８０によれば、ハブ面６ａに沿って貫通穴７１に流れてきた二次流れが、周縁近傍のより速い流れによって吸い出されていくこととなるので、ブレード７の負圧面側に滞留（集積）する低エネルギー流体をさらに低減させることができる。
【００６５】
本実施形態に係るインペラ８０を備えた遠心圧縮機によれば、コンプレッサ効率を低減させる原因の一つである混合損失がさらに低減することとなるので、コンプレッサ効率をさらに向上させることができる。
また、本実施形態に係るインペラ８０を備えた遠心圧縮機によれば、サージ線（surge line）が低流量側にさらに移動することとなるので、運転範囲（作動範囲）をさらに拡大することができる。
その他の作用効果は、上述した第７実施形態と同じであるので、ここではその説明を省略する。
【００６６】
本発明に係るインペラの第９実施形態について、図１４を参照しながら説明する。
図１４に示すように、本実施形態に係るインペラ９０は、第１実施形態および第２実施形態のところで説明した溝８の代わりに、溝９１が設けられているという点で上述した第１実施形態および第２実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第１実施形態および第２実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
【００６７】
図１４に示すように、ハブ６の大径側端部６ｃの周縁部（出口部）には、板厚方向に（回転軸線Ｃに沿って）貫通する溝９１が複数設けられている。これら溝９１はそれぞれ、ハブ９２の背面６ｄとハブ面６ａとを連通するとともに、ハブ９２の大径側端部６ｃの周縁から半径方向内側に向かって、ブレード７の翼根に沿うように切り欠かれた、平面視略平行四辺形状を呈する切欠きである。また、本実施形態において、溝９１は、一のブレード７と、一のブレード７と隣り合う他のブレード７との間に形成された流路に、それぞれ三本（三つ）ずつ設けられている。
各溝９１の長さ（大径側端部６ｃの周縁から半径方向内側に向かう長さ）は、ブレード７の出口端（後縁ＴＥ）における翼高さと略同じに設定されており、これら溝９１の幅（周方向に沿う長さ）の合計は、対応する流路幅（一のブレード７と、一のブレード７と隣り合う他のブレード７との間の距離）の約１０％に設定されている。
【００６８】
本実施形態に係るインペラ９０によれば、ハブ面６ａ上に形成される境界層が、成長する前に溝９１を通ってハブ９２の背面６ｄ側に吸い出されていくこととなるので、境界層の拡大を抑制することができて、インペラ内の内部損失を低減させることができる。
さらに、本実施形態に係るインペラ９０によれば、ハブ面６ａに沿って溝９１に流れてきた二次流れが、溝９１を通ってハブ９２の背面６ｄ側に吸い出されていくこととなるので、ブレード７の負圧面側に滞留（集積）する低エネルギー流体を低減させることができる。
【００６９】
本実施形態に係るインペラ９０を備えた遠心圧縮機によれば、コンプレッサ効率を低減させる内部損失および混合損失がさらに低減することとなるので、コンプレッサ効率をさらに向上させることができる。
また、本実施形態に係るインペラ９０を備えた遠心圧縮機によれば、サージ線（surge line）が低流量側にさらに移動することとなるので、運転範囲（作動範囲）をさらに拡大することができる。
【００７０】
本発明に係るインペラの第１０実施形態について、図１５を参照しながら説明する。
図１５に示すように、本実施形態に係るインペラ１００は、第９実施形態のところで説明した溝９１が、周方向に沿って設けられているという点で上述した第９実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第９実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
【００７１】
本実施形態に係るインペラ１００によれば、ハブ１０１の周縁部における強度を向上させることができて、ハブ１０１の周縁部における振動を低減させることができる。
その他の作用効果は、上述した第９実施形態と同じであるので、ここではその説明を省略する。
【００７２】
本発明に係るインペラの第１１実施形態について、図１６を参照しながら説明する。
図１６に示すように、本実施形態に係るインペラ１１０は、上述した溝８，９１の出口端（背面６ｄに形成された開口端）が、入口端（ハブ面６ａに形成された開口端）よりも回転方向前側に位置し、溝８，９１がハブ面６ａおよび背面６ｄに対して傾斜するように形成されており、溝８，９１の回転方向後側に位置する壁面１１１が、回転方向後側に向かって凸となる湾曲面（凹曲面）とされたハブ１１２を備えているという点で上述した実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
【００７３】
本実施形態に係るインペラ１１０によれば、溝８，９１が、溝８，９１の中に渦が発生するように形成されているので、ハブ面６ａ上に形成される境界層およびハブ面６ａに沿って溝８，９１に流れてきた二次流れが、圧力の低い渦の中心に向かって効率よく（より多く）吸い寄せられていくこととなる。
これにより、コンプレッサ効率を低減させる内部損失および混合損失がさらに低減することとなる。
また、本実施形態に係るインペラ４０を備えた遠心圧縮機によれば、サージ線（surge line）が低流量側にさらに移動することとなるので、運転範囲（作動範囲）をさらに拡大することができる。
【００７４】
本実施形態に係るインペラ１１０によれば、溝８，９１の回転方向後側に位置する壁面１１１が、回転方向後側に向かって凸となるように湾曲しているので、背面６ｄ近傍に存する流体（空気）がハブ面６ａの側（インペラ１１０の内部）に流れ込む（流入する）のを防止することができ、コンプレッサ効率を低減させる内部損失をさらに低減させることができる。
また、本実施形態に係るインペラ１１０を備えた遠心圧縮機によれば、サージ線（surge line）が低流量側にさらに移動することとなるので、運転範囲（作動範囲）をさらに拡大することができる。
その他の作用効果は、上述した実施形態と同じであるので、ここではその説明を省略する。
【００７５】
本発明に係るインペラの第１２実施形態について、図１７を参照しながら説明する。
図１７に示すように、本実施形態に係るインペラ１２０は、上述した溝８，９１の回転方向後側における深さ（板厚）が最小となり、回転方向前側における深さ（板厚）が最大となって、一の溝８，９１から、一の溝８，９１と隣り合う他の溝８，９１に向かって徐々に板厚が増すようにハブ１２１が形成されているという点で上述した実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
【００７６】
本実施形態に係るインペラ１２０によれば、上述したインペラ１１０と同様、溝８，９１の中に渦が発生し、ハブ面６ａ上に形成される境界層およびハブ面６ａに沿って溝８，９１に流れてきた二次流れが、圧力の低い渦の中心に向かって効率よく（より多く）吸い寄せられていくこととなる。
これにより、コンプレッサ効率を低減させる内部損失および混合損失がさらに低減することとなる。
また、本実施形態に係るインペラ１２０を備えた遠心圧縮機によれば、サージ線（surge line）が低流量側にさらに移動することとなるので、運転範囲（作動範囲）をさらに拡大することができる。
さらに、ハブ１２１の板厚が、インペラ１２０の静的バランスおよび動的バランスを考慮して調整される（削り取られる）とさらに好適である。
その他の作用効果は、上述した第１１実施形態と同じであるので、ここではその説明を省略する。
【００７７】
なお、本発明は遠心圧縮機のみに適用され得るものではなく、斜流圧縮機にも適用され得るものである。
【００７８】
また、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で、適宜必要に応じて変形実施、変更実施、組合せ実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るインペラを具備した遠心圧縮機の側断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るインペラを示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の側面の一部を拡大した側面図である。
【図３】本発明に係るインペラの効果を説明するためのグラフである。
【図４】本発明に係るインペラの効果を説明するためのグラフである。
【図５】本発明の第２実施形態に係るインペラを示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の側面の一部を拡大した側面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係るインペラを示す平面図である。
【図７】本発明の第４実施形態に係るインペラを示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の側面の一部を拡大した側面図である。
【図８】本発明の第５実施形態に係るインペラを示す図であって、インペラの一部を拡大した側断面図である。
【図９】図８に示す溝を説明するためのグラフである。
【図１０】本発明の第６実施形態に係るインペラを示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）はインペラの一部を拡大した側断面図である。
【図１１】図１０に示す溝を説明するためのグラフである。
【図１２】本発明の第７実施形態に係るインペラを示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）はインペラの一部を拡大した側断面図である。
【図１３】本発明の第８実施形態に係るインペラを示す図であって、インペラの一部を拡大した側断面図である。
【図１４】本発明の第９実施形態に係るインペラを示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の側面の一部を拡大した側面図である。
【図１５】本発明の第１０実施形態に係るインペラを示す平面図である。
【図１６】本発明の第１１実施形態に係るインペラを示す図であって、インペラの側面の一部を拡大した側面図である。
【図１７】本発明の第１２実施形態に係るインペラを示す図であって、インペラの側面の一部を拡大した側面図である。
【符号の説明】
【００８０】
１    遠心圧縮機（圧縮機）
３    インペラ
６    ハブ
６ａ  ハブ面（ハブの表面）
６ｄ  背面
６ｅ  外周面
７    ブレード
８    溝（切欠き）
２０    インペラ
２１    ハブ
３０    インペラ
３１    丸み
３２    ハブ
４０    インペラ
４１    ハブ
４２    丸み
４３    丸み
５０    インペラ
５１    ハブ
６０    インペラ
６１    ハブ
７０    インペラ
７１    貫通穴
７２    ハブ
８０    インペラ
８１    ハブ
９０    インペラ
９１    溝（切欠き）
９２    ハブ
１００    インペラ
１０１    ハブ
１１０    インペラ
１１１    壁面
１１２    ハブ
１２０    インペラ
１２１    ハブ
Ｃ    回転軸線
ＬＥ    前縁
ＴＥ    後縁
【図１】
2009133267.tif 000003
【図２】
2009133267.tif 000004
【図３】
2009133267.tif 000005
【図４】
2009133267.tif 000006
【図５】
2009133267.tif 000007
【図６】
2009133267.tif 000008
【図７】
2009133267.tif 000009
【図８】
2009133267.tif 000010
【図９】
2009133267.tif 000011
【図１０】
2009133267.tif 000012
【図１１】
2009133267.tif 000013
【図１２】
2009133267.tif 000014
【図１３】
2009133267.tif 000015
【図１４】
2009133267.tif 000016
【図１５】
2009133267.tif 000017
【図１６】
2009133267.tif 000018
【図１７】
2009133267.tif 000019