【手続補正書】
【提出日】平成30年2月7日(2018.2.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機ケーシング内で軸線を中心として回転する圧縮機ロータにおいて、
前記軸線を中心として、軸方向に延びているロータ軸と、
前記ロータ軸の外周に固定され、前記軸方向に並んでいる複数の動翼列と、
を備え、
前記ロータ軸には、複数の前記動翼列の相互間の軸方向における各位置に、前記軸線を中心として環状を成し、前記軸線に対する径方向で互いに離間している複数のキャビティで構成されるキャビティ群が形成され、
前記ロータ軸の外周側であって前記軸方向で複数の前記動翼列が存在する気体圧縮流路中を気体が流れてくる圧力の低い側が前記軸方向における上流側を成し、前記上流側の反対側で気体の圧力が高くなる側が前記軸方向における下流側を成し、
前記キャビティ群を構成する複数の前記キャビティのうちで、最も径方向外側のキャビティが外側キャビティを成し、前記外側キャビティよりも径方向内側のいずれかのキャビティが軸方向連通キャビティを成し、
少なくとも二つの前記キャビティ群のうち、上流側の一以上のキャビティ群が上流側キャビティ群を成し、前記上流側キャビティ群に対して下流側に位置する残りのキャビティ群が下流側キャビティ群を成し、
前記ロータ軸には、さらに、
前記気体圧縮流路中の気体を、前記下流側キャビティ群の前記外側キャビティに流入させる入口流路と、
前記下流側キャビティ群の前記外側キャビティ内に流入した気体が前記下流側キャビティ群の前記軸方向連通キャビティに至るよう、前記径方向を含む方向に延びて、該外側キャビティから該軸方向連通キャビティまでの複数のキャビティで、前記径方向で隣り合う二つのキャビティ相互を連通させる径方向流路と、
前記軸方向を含む方向に延びて、前記下流側キャビティ群の前記軸方向連通キャビティと前記上流側キャビティ群の前記軸方向連通キャビティとを連通させる軸方向流路と、
前記上流側キャビティ群の前記軸方向連通キャビティ内の気体が前記上流側キャビティ群の前記外側キャビティに至るよう、前記径方向を含む方向に延びて、該軸方向連通キャビティから該外側キャビティまでの複数のキャビティで、前記径方向で隣り合う二つのキャビティ相互を連通させる径方向流路と、
前記上流側キャビティ群の前記外側キャビティ内の気体を前記気体圧縮流路中に流出させる出口流路と、
が形成され、
前記軸方向流路における前記下流側キャビティ群の前記軸方向連通キャビティに対する開口である入口開口の径方向外側縁は、環状の該軸方向連通キャビティを画定する内周面のうちの径方向外側内周面よりも径方向内側に位置し、
前記軸方向流路における前記上流側キャビティ群の前記軸方向連通キャビティに対する開口である出口開口の径方向外側縁は、環状の該軸方向連通キャビティを画定する内周面のうちの径方向外側内周面よりも径方向内側に位置し、
前記ロータ軸は、前記軸方向で互いに積層されている複数のロータディスクと、前記径方向に延びて、前記軸方向で隣接する前記ロータディスクのそれぞれに係合して、隣接するロータディスク相互の相対回転を規制するトルクピンと、を有し、
前記トルクピンは、前記下流側キャビティ群を構成する複数のキャビティのうちで前記径方向で隣り合うキャビティの相互間の位置と、前記上流側キャビティ群を構成する複数のキャビティのうちで前記径方向で隣り合うキャビティの相互間の位置と、に配置され、
前記トルクピンには、前記径方向に貫通する貫通孔が形成され、前記貫通孔が前記径方向流路を形成する、
圧縮機ロータ。
【請求項２】
請求項１に記載の圧縮機ロータにおいて、
前記軸方向流路における前記入口開口の径方向外側縁は、前記下流側キャビティ群の前記軸方向連通キャビティの径方向における中央位置よりも径方向内側に位置し、
前記軸方向流路における前記出口開口の径方向外側縁は、前記上流側キャビティ群の前記軸方向連通キャビティの径方向における中央位置よりも径方向内側に位置する、
圧縮機ロータ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の圧縮機ロータにおいて、
前記ロータ軸には、前記軸線に対する周方向で互いに離間している複数の前記軸方向流路が形成されている、
圧縮機ロータ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の圧縮機ロータにおいて、
前記上流側キャビティ群の前記径方向流路における径方向内側の開口である入口開口が、前記ロータ軸の回転方向側に傾く前記入口開口を含む前記径方向流路の入口側部分と、
前記軸方向流路における前記入口開口が、前記ロータ軸の回転方向側とは反対側に傾く前記入口開口を含む前記軸方向流路の入口側部分と、
のうち、少なくともいずれか一つの入口側部分を備える、
圧縮機ロータ。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の圧縮機ロータにおいて、
前記下流側キャビティ群は、３以上の前記キャビティを有し、
前記３以上のキャビティのうち、前記外側キャビティを除く２以上の前記キャビティ相互を連通させる前記径方向流路における径方向外側の開口である入口開口を含む該径方向流路の入口側部分は、前記ロータ軸の回転方向側とは反対側に向かうよう傾いている、
圧縮機ロータ。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の圧縮機ロータにおいて、
前記下流側キャビティ群の前記径方向流路における径方向内側の開口である出口開口を含む前記径方向流路の出口側部分と、
前記上流側キャビティ群の前記径方向流路における径方向外側の開口である出口開口を含む前記径方向流路の出口側部分と、
前記軸方向流路における前記出口開口を含む前記軸方向流路の出口側部分と、
のうちいずれか一つの出口側部分は、前記ロータ軸の回転方向側又は前記ロータ軸の回転方向側とは反対側に傾いている、
圧縮機ロータ。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の圧縮機ロータにおいて、
前記入口開口を含む流路の入口側部分は、前記入口開口から前記流路の前記入口開口とは反対側の出口開口側に向かうに連れて次第に、流路内径が小さくなる、
圧縮機ロータ。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の圧縮機ロータにおいて、
前記ロータ軸は、前記軸方向に延びて、複数の前記ロータディスク、前記下流側キャビティ群の前記軸方向連通キャビティ及び前記上流側キャビティ群の前記軸方向連通キャビティを貫通するスピンドルボルトと、を有し、
前記下流側キャビティ群の前記軸方向連通キャビティと前記上流側キャビティ群の前記軸方向連通キャビティとの間に存在するロータディスクに形成され、前記スピンドルボルトが貫通するボルト貫通孔は、前記スピンドルボルトとの間に前記軸方向に延びる隙間を有し、
前記ボルト貫通孔の前記隙間は、前記軸方向流路を形成する、
圧縮機ロータ。
【請求項９】
請求項８に記載の圧縮機ロータにおいて、
前記ボルト貫通孔のうちで前記軸方向流路を形成する前記隙間は、前記スピンドルボルトに対する径方向内側に位置している、
圧縮機ロータ。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載の圧縮機ロータにおいて、
前記キャビティ群を構成する複数の前記キャビティのうち、最も径方向内側のキャビティが前記軸方向連通キャビティを成す、
圧縮機ロータ。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載の圧縮機ロータにおいて、
前記軸方向で隣り合う二つの前記キャビティ群のうち、前記上流側のキャビティ群が上流側キャビティ群を成し、前記下流側のキャビティ群が下流側キャビティ群を成す、
圧縮機ロータ。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか一項に記載の圧縮機ロータと、
前記圧縮機ケーシングと、
を備える圧縮機。
【請求項１３】
請求項１２に記載の圧縮機と、
前記圧縮機で圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器と、
前記燃焼ガスで駆動するタービンと、
を備えるガスタービン。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記目的を達成するための発明に係る一態様としての圧縮機ロータは、
圧縮機ケーシング内で軸線を中心として回転する圧縮機ロータにおいて、前記軸線を中心として、軸方向に延びているロータ軸と、前記ロータ軸の外周に固定され、前記軸方向に並んでいる複数の動翼列と、を備え、前記ロータ軸には、複数の前記動翼列の相互間の軸方向における各位置に、前記軸線を中心として環状を成し、前記軸線に対する径方向で互いに離間している複数のキャビティで構成されるキャビティ群が形成され、前記ロータ軸の外周側であって前記軸方向で複数の前記動翼列が存在する気体圧縮流路中を気体が流れてくる圧力の低い側が前記軸方向における上流側を成し、前記上流側の反対側で気体の圧力が高くなる側が前記軸方向における下流側を成し、前記キャビティ群を構成する複数の前記キャビティのうちで、最も径方向外側のキャビティが外側キャビティを成し、前記外側キャビティよりも径方向内側のいずれかのキャビティが軸方向連通キャビティを成し、少なくとも二つの前記キャビティ群のうち、上流側の一以上のキャビティ群が上流側キャビティ群を成し、前記上流側キャビティ群に対して下流側に位置する残りのキャビティ群が下流側キャビティ群を成し、前記ロータ軸には、さらに、前記気体圧縮流路中の気体を、前記下流側キャビティ群の前記外側キャビティに流入させる入口流路と、前記下流側キャビティ群の前記外側キャビティ内に流入した気体が前記下流側キャビティ群の前記軸方向連通キャビティに至るよう、前記径方向を含む方向に延びて、該外側キャビティから該軸方向連通キャビティまでの複数のキャビティで、前記径方向で隣り合う二つのキャビティ相互を連通させる径方向流路と、前記軸方向を含む方向に延びて、前記下流側キャビティ群の前記軸方向連通キャビティと前記上流側キャビティ群の前記軸方向連通キャビティとを連通させる軸方向流路と、前記上流側キャビティ群の前記軸方向連通キャビティ内の気体が前記上流側キャビティ群の前記外側キャビティに至るよう、前記径方向を含む方向に延びて、該軸方向連通キャビティから該外側キャビティまでの複数のキャビティで、前記径方向で隣り合う二つのキャビティ相互を連通させる径方向流路と、前記上流側キャビティ群の前記外側キャビティ内の気体を前記気体圧縮流路中に流出させる出口流路と、が形成され、前記軸方向流路における前記下流側キャビティ群の前記軸方向連通キャビティに対する開口である入口開口の径方向外側縁は、環状の該軸方向連通キャビティを画定する内周面のうちの径方向外側内周面よりも径方向内側に位置し、前記軸方向流路における前記上流側キャビティ群の前記軸方向連通キャビティに対する開口である出口開口の径方向外側縁は、環状の該軸方向連通キャビティを画定する内周面のうちの径方向外側内周面よりも径方向内側に位置する。前記ロータ軸は、前記軸方向で互いに積層されている複数のロータディスクと、前記径方向に延びて、前記軸方向で隣接する前記ロータディスクのそれぞれに係合して、隣接するロータディスク相互の相対回転を規制するトルクピンと、を有し、前記トルクピンは、前記下流側キャビティ群を構成する複数のキャビティのうちで前記径方向で隣り合うキャビティの相互間の位置と、前記上流側キャビティ群を構成する複数のキャビティのうちで前記径方向で隣り合うキャビティの相互間の位置と、に配置され、前記トルクピンには、前記径方向に貫通する貫通孔が形成され、前記貫通孔が前記径方向流路を形成する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
従って、当該圧縮機ロータでは、気体圧縮流路を流れる気体の温度変化に対する圧縮機ロータの熱応答性を高めることができる。
さらに、当該圧縮機ロータでは、トルクピンに貫通孔を形成すれば、ロータディスクに径方向流路を形成する必要がない。このため、当該圧縮機ロータでは、ロータディスクの加工工数の増加を抑えることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
また、以上のいずれかの前記圧縮機ロータにおいて、前記下流側キャビティ群の前記外側キャビティと該外側キャビティに径方向で隣接する前記キャビティとを連通させる前記径方向流路における径方向外側の開口である入口開口を含む該径方向流路の入口側部分と、前記上流側キャビティ群の前記径方向流路における径方向内側の開口である入口開口を含む該径方向流路の入口側部分とのうち、少なくとも一の入口側部分は、前記ロータ軸の回転方向側に向かうよう傾いていてもよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
図３に示すように、一つのキャビティ群２２を構成する複数のキャビティ２３、このキャビティ群２２の外側キャビティ２４と空気圧縮流路１９とを連通させる径方向外側流路３４、このキャビティ群２２の外側キャビティ２４と中間キャビティ２５とを連通させる径方向中間流路３５は、いずれも、軸方向Ｄａで隣接する二つのロータディスク４１間に形成されている。なお、同図（Ａ）は、ロータディスク４１の断面図であり、同図（Ｂ）は、同図（Ａ）におけるＢ矢視図である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
外側キャビティ２４は、軸方向Ｄａで隣接する二つのロータディスク４１のうちの上流側のロータディスク４１における下流側第一凹部４３ｄと、下流側のロータディスク４１における上流側第一凹部４３ｕとにより画定される。中間キャビティ２５は、軸方向Ｄａで隣接する二つのロータディスク４１のうちの上流側のロータディスク４１における下流側第二凹部４５ｄと、下流側のロータディスク４１における上流側第二凹部とにより画定される。内側キャビティ２６は、軸方向Ｄａで隣接する二つのロータディスク４１のうちの上流側のロータディスク４１における下流側第三凹部４７ｄと、下流側のロータディスク４１における上流側第三凹部４７ｕとにより画定される。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７８】
なお、軸方向流路３７の入口開口３７i（図６参照）に至る直前の空気の周速ｖ３と、軸方向流路３７の入口開口３７iの周速Ｖ３との間には、周速差（ｖ３−Ｖ３）がある。このため、空気が中間キャビティ２５から軸方向流路３７に流入した直後に、空気の周速が入口開口３７ｉの周速と一致して、この周速差（ｖ３−Ｖ３）が０になる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１１】
空気圧縮流路１９内の空気が下流側キャビティ群２２ｄの中間キャビティ２５に至るまでの、この空気の周速変化は、上記実施形態と同様である。空気が下流側キャビティ群２２ｄの中間キャビティ２５内に流入すると、中間キャビティ２５内をこの中間キャビティ２５に対して相対的に周方向Ｄｃに流れつつ径方向Ｄｒ内側に流れる。この中間キャビティ２５内では、空気が中間キャビティ２５内を径方向Ｄｒ内側に流れるに連れて、角運動量保存の法則により、この空気の周速は増加する。このため、空気が中間キャビティ２５内を径方向Ｄｒ内側に流れるに連れて、中間キャビティ２５に対する周速差が大きくなる。空気が中間キャビティ２５の径方向Ｄｒ内側端に至ると、空気は、ここで開口している複数の径方向内側流路３８のうちのいずれかに流入する。空気は、径方向内側流路３８内を径方向Ｄｒ内側に向かって流れて、下流側キャビティ群２２ｄの内側キャビティ２６に流入する。径方向内側流路３８内の空気は、軸線Ａｒを中心としてロータ軸２１と一体に回転するため、径方向内側流路３８内の空気の周速は、径方向内側流路３８の周速とほぼ同じになる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２３】
従って、図１４及び図１６に示すように、この入口開口３５ｄｉに流入する空気の入口開口３５ｄｉに対する相対周速ｖｒ２（＝ｖ２−Ｖ２＜０）の向きは、周方向Ｄｃのうちロータ軸２１の回転側とは反対側の反回転側となる。空気は、前述したように、外側キャビティ２４から径方向中間流路３５ｄに流入する過程で、相対周速ｖｒ２（＝ｖ２−Ｖ２＜０）が０になるよう、その周速が増加する。そこで、ここでは、入口開口３５ｄｉに対して相対的に周方向Ｄｃの反回転側に流れる空気が、この入口開口３５ｄｉで向かい受けられるようにするために、入口開口３５ｄｉを含む入口側部分を、入口側開口に近づくに連れて、周方向Ｄｃの回転側に向くよう形成している。すなわち、径方向中間流路３５ｄの入口部分を残りの部分に対して、回転側（回転方向側）に傾き角α２で傾ける。具体的に、外側キャビティ２４内の入口開口３５ｄｉ付近での空気の相対速度をＶＡ２とし、この径方向成分である空気の径方向Ｄｒの相対流速をｖｄｒｉとした場合、ｔａｎ-1α２＝ｖｒ２／ｖｄｒｉとすることが好ましい。この傾き角α２は、相対流速ＶＡ２のベクトルの方向と一致する。このような傾き角α２を選定すれば、単に入口側部分を傾けるよりも、空気が外側キャビティ２４から径方向中間流路３５ｄに流入する過程での圧力損失をより小さくすることができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３０】
従って、図１４及び図１８に示すように、軸方向流路３９の入口開口３９ｉに流入する直前の空気の入口開口３９ｉに対する相対周速ｖｒ４（＝ｖ４−Ｖ４＞０）の向きは、周方向Ｄｃの回転側になる。空気は、前述したように、空気が内側キャビティ２６から軸方向流路３９に流入する過程で、相対周速ｖｒ４（＝ｖ４−Ｖ４＞０）が０になるよう、その周速が減少する。そこで、ここでは、軸方向流路３９の入口開口３９ｉに対して相対的に周方向Ｄｃの回転側に流れる空気が、この入口開口３９ｉで向かい受けられるようにするために、これらの入口開口３９ｉを含む入口側部分を、入口開口３９ｉに近づくに連れて、周方向Ｄｃの反回転側に向くよう形成している。すなわち、軸方向流路３９の入口部分を残りの部分に対して、反回転側（反回転方向側）に傾き角α４で傾ける。具体的に、内側キャビティ２６内の入口開口３９ｉ付近での空気の相対速度をＶＡ４とし、この軸方向成分である空気の軸方向Ｄａの相対流速をｖｄａとした場合、ｔａｎ-1α４＝ｖｒ４／ｖｄａとすることが好ましい。この傾き角α４は、相対流速ＶＡ４のベクトルの方向と一致する。このような傾き角α４を選定すれば、単に入口側部分を傾けるよりも、空気が内側キャビティ２６から軸方向流路３９に流入する過程での圧力損失をより小さくすることができる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３３】
従って、図１５及び図１９に示すように、上流側キャビティ群２２ｕにおける径方向内側流路３８ｕの入口開口３８ｕｉに流入する空気の入口開口３８ｕｉに対する相対周速ｖｒ５（＝ｖ５−Ｖ５＜０）の向きは、周方向Ｄｃの反回転側である。空気は、前述したように、内側キャビティ２６から径方向内側流路３８ｕに流入する過程で、相対周速ｖｒ５（＝ｖ５−Ｖ５＜０）が０になるよう、その周速が増加する。そこで、ここでは、径方向内側流路３８ｕの入口開口３８ｕｉに対して相対的に周方向Ｄｃの反回転側に流れる空気が、これらの入口開口３８ｕｉで向かい受けられるようにするため、これらの入口開口３８ｕｉを含む入口側部分を、入口開口３８ｕｉに近づくに連れて、周方向Ｄｃの回転側に向くよう形成している。すなわち、径方向内側流路３８ｕの入口部分を残りの部分に対して、回転側（回転方向側）に傾き角α５だけ傾ける。具体的に、内側キャビティ２６内の入口開口３８ｕｉ付近での空気の相対速度をＶＡ５とし、この径方向成分である空気の径方向Ｄｃの相対流速をｖｄｒｏとした場合、ｔａｎ-1α５＝ｖｒ５／ｖｄｒｏとすることが好ましい。この傾き角α５は、相対流速ＶＡ５のベクトルの方向と一致する。このような傾き角α５を選定すれば、単に入口側部分を傾けるよりも、空気が内側キャビティ２６から径方向内側流路３８ｕに流入する過程での圧力損失をより小さくすることができる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３５】
従って、図１５及び図２０に示すように、上流側キャビティ群２２ｕにおける径方向中間流路３５ｕの入口開口３５ｕｉに流入する空気の入口開口３５ｕｉに対する相対周速ｖｒ６（＝ｖ６−Ｖ６＜０）の向きは、周方向Ｄｃの反回転側である。空気は、前述したように、中間キャビティ２５から径方向中間流路３５ｕに流入する過程で、相対周速ｖｒ６（＝ｖ６−Ｖ６）が０になるよう、その周速が増加する。そこで、ここでは、径方向中間流路３５ｕの入口開口３５ｕｉに対して相対的に周方向Ｄｃの反回転側に流れる空気が、この入口開口３５ｕｉで向かい受けられるようにするため、これらの入口開口３５ｕｉを含む入口側部分を、入口開口３５ｕｉに近づくに連れて、周方向Ｄｃの回転側に向くよう形成している。すなわち、径方向中間流路３５ｕの入口部分を残りの部分に対して、回転側（回転方向側）に傾き角α６だけ傾ける。具体的に、中間キャビティ２５内の入口開口３５ｕｉ付近での空気の相対速度をＶＡ６とし、この径方向成分である空気の径方向Ｄｃの相対流速をｖｄｒｏとした場合、ｔａｎ-1α６＝ｖｒ６／ｖｄｒｏとすることが好ましい。この傾き角α６は、相対流速ＶＡ６のベクトルの方向と一致する。このような傾き角α６を選定すれば、単に入口側部分を傾けるよりも、空気が中間キャビティ２５から径方向中間流路３５ｕに流入する過程での圧力損失をより小さくすることができる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４２】
一方、図２４に示すように、径方向中間流路３５ｄの出口側部分３５ｄｏｐを径方向中間流路３５ｄの残りの部分に対して反回転側に傾き角β２２で傾けた場合、径方向中間流路３５ｄ内の中間部を流れる空気は、周速Ｖ２、径方向速度ｖｄｒｉで流れる。径方向中間流路３５ｄの径方向Ｄｒ内側の出口側部分３５ｄｏｐを回転方向側に対して逆方向の反回転側に傾き角β２２で傾けることにより、傾けた後の出口側部分３５ｄｏｐにおける軸方向速度（出口側部分３５ｄｏｐにおける流路の軸方向速度）は、ｖｄｒｉＭになる。出口側部分３５ｄｏｐにおいて、この出口側部分３５ｄｏｐの軸方向速度ｖｄｒｉＭの周方向Ｄｃの速度成分（相対周速）ｖｒ２２だけ、空気の周速は減少する。すなわち、径方向中間流路３５ｄの出口側部分３５ｄｏｐにおいて、空気の周速V３は、（Ｖ２-ｖｒ２２）となる。つまり、出口側部分３５ｄｏｐから中間キャビティ２５（軸方向連通キャビティ）に流入した直後の空気は、径方向中間流路３５ｄ内の空気の周速Ｖ２に対して中間キャビティ２５との相対周速差ｖｒ２２だけ小さい周速で、径方向Ｄｒ内側に向かって流れる。空気の周速は、角運動量保存の法則により、空気が中間キャビティ２５を径方向Ｄｒ内側に流れるに連れて増加する。一方、中間キャビティ２５の周速は、径方向Ｄｒ内側に向かうに連れて小さくなる。従って、空気が、中間キャビティ２５を径方向Ｄｒ内側に向かって流れる過程で、空気と中間キャビティ２５との周速差が次第に小さくなる。空気と中間キャビティ２５との間の周速差が小さくなり、中間キャビティ２５との間の熱伝達率は低下する。一方で、中間キャビティ２５から空気が流入する径方向内側流路３８ｄの入口開口３８ｄｉにおいて、上述の中間キャビティ２５と空気との周速差が小さくなる位置を選定すれば、中間キャビティ２５から径方向内側流路３８ｄの入口開口３８ｄｉに流入する際の圧力損失を大幅に低減できる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４３】
図２３では、径方向内側流路３８ｄの出口開口３８ｄｏを含む出口側部分３８ｄｏｐを径方向内側流路３８ｄの残りの部分に対して回転方向側に傾き角β３１で傾けた例も示す。なお、図２３では、径方向内側流路３８ｄに関する各符号に関しては、（）内に記している。また、図２３の（）内の部分は、図１４における径方向内側流路３８ｄの出口開口３８ｄｏの位置Ｐ８周りの詳細模式図である。径方向内側流路３８ｄから内側キャビティ２６に流入する空気の周速の考え方は、径方向中間流路３５ｄを流れる空気流と同じである。また、径方向内側流路３８ｄから内側キャビティ２６に流入した空気が、径方向Ｄｒ内側方向に流れる過程で、空気と内側キャビティ２６との間の周速差が拡大し、熱伝達率が高まる効果も、径方向中間流路３５ｄから中間キャビティ２５に流入する空気流と同様である。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４４】
図２４では、径方向内側流路３８ｄの出口側部分３８ｄｏｐを径方向内側流路３８ｄの残りの部分に対して反回転方向側に傾き角β３２で傾けた例も示す。なお、図２４では、径方向内側流路３８ｄに関する各符号に関しては、（）内に記している。また、図２４の（）内の部分は、図１４における径方向内側流路３８ｄの出口開口３８ｄｏの位置Ｐ８周りの詳細模式図である。この場合における径方向内側流路３８ｄから内側キャビティ２６に流入する空気の周速の考え方は、径方向中間流路３５ｄを流れる空気流と同じである。また、空気が軸方向流路３９へ流入する際の周速の変化による圧力損失の低減効果も、径方向中間流路３５ｄから中間キャビティ２５に流入する空気流と同様である。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４６】
図２５に示すように、軸方向流路３９の出口側部分３９ｏｐを軸方向流路３９の残りの部分に対して回転方向側に傾き角β４１で傾けた場合、軸方向流路３９内の中間部を流れる空気は、周速Ｖ４、軸方向速度（軸方向Ｄａの流路内速度）ｖｄａで流れる。軸方向流路３９の出口側部分３９ｏｐを回転方向側に傾き角β４１で傾けることにより、傾けた後の出口側部分３９ｏｐにおける空気の軸方向速度（出口側部分３５ｄｏｐにおける流路内の流路方向速度）は、ｖｄａＬになる。この出口側部分３９ｏｐの軸方向速度ｖｄａＬの周方向Ｄｃの速度成分（相対周速）ｖｒ４１が、空気の周速Ｖ４に付加される。すなわち、軸方向流路３９の出口側部分３９ｏｐにおいて、空気の周速Ｖ５は、（Ｖ４＋ｖｒ４１）となる。つまり、出口側部分３９ｏｐから内側キャビティ２６に流入した直後の空気は、内側キャビティ２６との相対周速差ｖｒ４１だけ速い周速Ｖ５で内側キャビティ２６内を径方向Ｄｒ外側に向かって流れる。空気の周速は、角運動量保存の法則により、空気が内側キャビティ２６を径方向Ｄｒ外側に流れるに連れて次第に小さくなる。一方、内側キャビティ２６の周速は、径方向Ｄｒ外側に向かうに連れて大きくなる。従って、空気が、内側キャビティ２６を径方向Ｄｒ外側に向かって流れる過程で、空気と内側キャビティ２６の周速差が次第に小さくなる。空気と内側キャビティ２６との間の周速差が小さくなることにより、内側キャビティ２６との間の熱伝達率は低下する。一方で、内側キャビティ２６から空気が流入する径方向内側流路３８ｕの入口開口３８ｕｉにおいて、上述の内側キャビティ２６と空気との周速差が小さくなる径方向内側流路３８ｄの位置を選定すれば、内側キャビティ２６から径方向内側流路３８ｕの入口開口３８ｕｉに流入する際の圧力損失を大幅に低減できる。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１５１】
図２９は、上流側キャビティ群２２ｕにおける径方向中間流路３５ｕの出口開口３５ｕｏを含む出口側部分３５ｕｏｐを、径方向中間流路３５ｕの残りの部分に対して回転方向側に傾けた例を示す。なお、図２９は、図１５における径方向中間流路３５ｕの出口開口３５ｕｏの位置Ｐ１１周りの詳細模式図である。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１５９】
「第二実施形態の第三変形例」
図３０及び図３１に示すように、径方向流路（径方向中間流路３５ｄ，３５ｕ、径方向内側流路３８ｄ，３８ｕ）又は軸方向流路３７，３９の入口側部分を、入口開口から出口開口に進むに連れて流路内径が小さくように形成してもよい。具体的に、図３０は、入口形状がベルマウス状を成し、これらの流路の長手方向に平行な断面で見た場合、入口流路を画定する面が曲面状に形成された斜面４０ｉである。また、図３１は、入口形状が漏斗状を成し、これらの流路の長手方向に平行な断面で見た場合、入口形状を画定する面が直線状の傾きで形成された斜面４０ｉである。このような入口形状であれば、空気が流路に流入する際、空気流の乱れが発生せず、圧力損失の低減ができる。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６５】
また、軸方向Ｄａで隣り合う４つのキャビティ群２２を一組とする場合には、この組を構成する４つのキャビティ群２２のうち、最も上流側のキャビティ群２２を上流側キャビティ群とし、残りの３つのキャビティ群２２を下流側キャビティ群としてもよい。また、この組を構成する４つのキャビティ群２２のうち、上流側の２つのキャビティ群２２を上流側キャビティ群とし、残りの２つのキャビティ群２２を下流側キャビティ群としてもよい。