ITCO20120055A1

ITCO20120055A1 - Pala di canale di ritorno per compressori centrifughi

Info

Publication number: ITCO20120055A1
Application number: IT000055A
Authority: IT
Inventors: Christian Aalburg; Vittorio Michelassi; Giuseppe Sassanelli; Ismail Hakki Sezal
Original assignee: Nuovo Pignone Srl
Priority date: 2012-11-06
Filing date: 2012-11-06
Publication date: 2014-05-07
Also published as: CN104884810A; CA2890094A1; WO2014072288A1; AU2013343649A1; MX2015005645A; KR20150082562A; US20150300369A1; JP2015533403A; BR112015009707A2; EP2917587B1; EP2917587A1; US9822793B2; CN104884810B; JP6352936B2

Description

TITLE / TITOLO :

RETURN CHANNEL VANE FOR CENTRIFUGAL COMPRESSORS / PALA DI CANALE DI RITORNO PER COMPRESSORI CENTRIFUGHI

CAMPO TECNICO

Le realizzazioni dell'invenzione divulgata in questa sede riguardano generalmente metodi e dispositivi e, più specificamente, meccanismi e tecniche per la progettazione di una pala di canale di ritorno per accrescere l'efficienza del compressore centrifugo o ridurne la dimensione e il costo senza andare a incidere sulle sue prestazioni.

ARTE NOTA

I compressori centrifughi vengono oggi ampiamente utilizzati in diversi settori e per una vasta gamma di applicazioni diverse. Una richiesta costante che gli utenti di compressori centrifughi pongono ai produttori di tali compressori è quella di costruire una macchina che abbia dimensioni più ridotte e un costo inferiore pur preservando le stesse caratteristiche prestazionali della generazione di compressori centrifughi esistente. La necessità implicita in questa richiesta è quella di migliorare l'efficienza di un compressore centrifugo in modo tale che la riduzione delle sue dimensioni possa determinare un abbassamento del costo della macchina senza impoverirne le prestazioni.

I compressori centrifughi possiedono generalmente diversi stadi e canali di ritorno, con pale fisse, per deviare il gas compresso dalla sede di uscita di uno stadio alla sede d'ingresso dello stadio successivo e per rimuovere il componente tangente del flusso. La progettazione delle pale associate ai canali di ritorno è importante per l'ottimizzazione delle prestazioni del compressore centrifugo.

Nella figura 1 dell'arte nota è rappresentato un canale di ritorno 102, comprendente una pala di canale di ritorno 104 e una pala di rotore 106. Va notato che la pala di canale di ritorno 104 non si estende fino all'apice della curva 108 del canale di ritorno 102.

Pertanto, sarebbe auspicabile definire progetti e metodi in grado di accrescere le prestazioni di un dato compressore centrifugo o di ridurne le dimensioni e il costo senza modificarne la capacità.

RIEPILOGO

Secondo una realizzazione esemplificativa, l'apparato del gruppo del canale di ritorno per un compressore centrifugo comprende numerose pale di canale di ritorno, che si estendono fino a una regione prossima all'apice della curva di numerosi canali di ritorno, con il mozzo che presenta un angolo beta tra la pluralità di pale di canale di ritorno e il mozzo stesso e una carenatura, che presenta un angolo beta tra la pluralità di pale di canale di ritorno e detta carenatura. L'angolo beta del mozzo e l'angolo beta della carenatura sono angoli locali misurati tra le linee di curvatura e le direzioni circonferenziali delle pale di canale di ritorno. La differenza angolare tra l'angolo beta del mozzo e l'angolo beta della carenatura lungo il percorso del flusso di detta pluralità di canali di ritorno prima diminuisce diventando minima per poi aumentare, raggiungendo una distanza massima, e diminuire nuovamente.

In un'altra realizzazione esemplificativa abbiamo l'apparato di un compressore centrifugo, comprendente un'intelaiatura che racchiude un rotore e uno statore, e il gruppo del canale di ritorno. Il gruppo del canale di ritorno comprende numerose pale di canale di ritorno, che si estendono fino a una regione prossima all'apice della curva di numerosi canali di ritorno, con il mozzo che presenta un angolo beta tra la pluralità di pale di canale di ritorno e il mozzo stesso e una carenatura, che presenta un angolo beta tra la pluralità di pale di canale di ritorno e la carenatura stessa. L'angolo beta del mozzo e l'angolo beta della carenatura sono angoli locali misurati tra le linee di curvatura e le direzioni circonferenziali delle pale di canale di ritorno. La differenza angolare tra l'angolo beta del mozzo e l'angolo beta della carenatura lungo il percorso del flusso di detta pluralità di canali di ritorno prima diminuisce diventando minima per poi aumentare, raggiungendo una distanza massima, e diminuire nuovamente.

Secondo un'altra realizzazione esemplificativa, esiste un metodo per conservare le prestazioni di un compressore centrifugo e ridurne al contempo la dimensioni. Il metodo prevede l'estensione di una pluralità di pale di canale di ritorno fino a una regione prossima all'apice delle rispettive curve di una pluralità di canali di ritorno, la configurazione di una pluralità di pale di canale di ritorno che devono presentare un angolo beta associato a un mozzo e un angolo beta associato a una carenatura, in cui l'angolo beta del mozzo e l'angolo beta della carenatura sono angoli locali misurati tra le linee di curvatura e le direzioni circonferenziali delle pale di canale di ritorno, nonché la configurazione della pluralità delle pale di canale di ritorno in cui la differenza angolare tra l'angolo beta del mozzo e l'angolo beta della carenatura lungo il percorso del flusso della pluralità dei canali di ritorno prima diminuisce diventando minima per poi aumentare, raggiungendo una distanza massima, e diminuire nuovamente.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

I disegni allegati alla descrizione dettagliata, e di cui costituiscono parte integrante, rappresentano una o più forme di realizzazione e, unitamente alla descrizione, spiegano tali forme di realizzazione. Nei disegni:

la Figura 1 mostra una forma di realizzazione esemplificativa dell'arte nota che rappresenta un canale di ritorno di un compressore centrifugo comprendente una pala di canale di ritorno e una pala di rotore;

la Figura 2 mostra una forma di realizzazione esemplificativa che rappresenta una coppia di canali di ritorno di un compressore centrifugo comprendenti una pala di canale di ritorno che si estende fino all'apice della curva del canale di ritorno e una pala di canale di ritorno che si estende oltre l'apice della curva del canale di ritorno;

la Figura 3 mostra una forma di realizzazione esemplificativa che rappresenta un'immagine tridimensionale di una pala di canale di ritorno di un compressore centrifugo;

la Figura 4 mostra una forma di realizzazione esemplificativa che rappresenta una pluralità di pale di canale di ritorno di un compressore centrifugo e la superficie del mozzo associato;

la Figura 5 mostra una forma di realizzazione esemplificativa che rappresenta un angolo beta come angolo locale tra la linea di curvatura e la direzione circonferenziale di una pala di canale di ritorno;

la Figura 6 illustra un grafico che rappresenta gli angoli beta di una pala di canale di ritorno sul mozzo e sulla carenatura;

la Figura 7 illustra un grafico che rappresenta lo spessore di una pala di canale di ritorno sul mozzo e sulla carenatura;

la Figura 8 illustra un grafico che rappresenta la differenza dell'angolo della paletta lungo il lato meridiano; e

la Figura 9 mostra un diagramma di flusso che illustra le fasi necessarie per mantenere le prestazioni di un compressore centrifugo e ridurne al contempo le dimensioni.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA

La seguente descrizione delle forme di realizzazione esemplificative fa riferimento ai disegni allegati. Numeri di riferimento uguali, ricorrenti in disegni diversi, rappresentano elementi simili o identici. La seguente descrizione dettagliata non limita l'invenzione. Al contrario, il campo di applicazione dell'invenzione è definito dalle rivendicazioni incluse. Le seguenti forme di realizzazione sono trattate, per ragioni di semplicità, in relazione alla terminologia e alla struttura di turbomacchine comprendenti compressori ed espansori, ma non limitatamente ad essi.

In tutta la descrizione dettagliata, il riferimento a "una realizzazione" indica che una particolare caratteristica, struttura o proprietà descritta in relazione a una realizzazione è inclusa in almeno una realizzazione dell'oggetto divulgato. Pertanto, l'utilizzo dell'espressione "in una realizzazione" in vari punti della descrizione dettagliata non farà necessariamente riferimento alla medesima realizzazione. Inoltre le particolari caratteristiche, strutture o proprietà possono essere combinate in una o più realizzazioni in qualsivoglia modalità appropriata.

Come è possibile notare nella Figura 2, la realizzazione esemplificativa 200 illustra un primo canale di ritorno del compressore centrifugo 202 con una pala di canale di ritorno 204, che può essere definita pala "a mezzo boomerang" e un secondo canale di ritorno 206 con una pala di canale di ritorno 208, che può essere definita pala "a boomerang intero". Nella realizzazione esemplificativa, è importante notare che la pala a mezzo boomerang 204 si estende fino all'apice della curva 210 del canale di ritorno 202. Va inoltre notato che, nella realizzazione esemplificativa, la pala a boomerang intero 208 si estende oltre l'apice della curva 212 del canale di ritorno 206, creando un giro di circa centottanta gradi nel canale di ritorno 206. Pertanto, un insieme di realizzazioni che comprende sia la pala a mezzo boomerang che la pala a boomerang intero (come anche altre forme geometriche) può essere descritto come dotato di pale di canali di ritorno che si estendono fino a una regione prossima all'apice della curva o all'ingresso della curva del canale di ritorno.

Passando alla figura 3, è possibile osservare una realizzazione esemplificativa tridimensionale di una pala di canale di ritorno 300. La pala di canale di ritorno della realizzazione esemplificativa presenta un'estremità dell'apice della curva 302 orientata verso la circonferenza esterna della superficie del mozzo associato e un'estremità della pala 304 orientata verso la circonferenza interna della superficie del mozzo associato. La pala di canale di ritorno 300 è stata progettata a mezzo boomerang poiché l'estremità dell'apice della curva 302 della pala di canale di ritorno 300 non crea un giro di circa centottanta gradi all'estremità dell'apice della curva 302. Va notato che, nella realizzazione esemplificativa, estendendo il bordo di entrata dell'estremità dell'apice della curva 302 della pala di canale di ritorno 300, il recupero della pressione comincia prima nel passaggio del canale di ritorno e per via delle inferiori velocità del fluido, in particolare nella sezione delle pale di canali di ritorno convenzionali 104 della figura 1, si riducono le perdite di energia cinetica nel canale di ritorno. Nella realizzazione esemplificativa bisogna inoltre notare che, a causa dell'aumento nell'area superficiale della pala basato sulla lunghezza estesa, è necessario un numero inferiore di pale di canali di ritorno 300 per un dato compressore centrifugo.

Passando alla figura 4, è possibile osservare la realizzazione esemplificativa del mozzo 402 associato a una pluralità di pale di canali di ritorno, rappresentate dalla pala di canale di ritorno 404. In questa immagine della realizzazione esemplificativa va notato che le pale dei canali di ritorno sono pale a mezzo boomerang.

Nella figura 5 è possibile osservare una realizzazione esemplificativa che illustra un esempio specifico dell'angolo beta della pala di canale di ritorno, ad es. l'angolo locale misurato tra la linea di curvatura e la direzione delle coordinate circonferenziali della pala di canale di ritorno. Proseguendo con la realizzazione esemplificativa, le distribuzioni degli angoli beta della pala di canale di ritorno come funzione delle coordinate meridiane vengono definite, ad esempio, mediante l'uso di funzioni ellittiche e/o di Bezier scalabili o con parametri. L'esperto di tale arte apprezzerà il fatto che le realizzazioni non si limitano all'uso delle funzioni ellittiche e/o di Bezier per definire le distribuzioni degli angoli beta, ma è invece possibile utilizzare alternativamente altre funzioni (ad es. funzioni spline) per rappresentare queste definizioni. È inoltre necessario notare, all'interno della realizzazione esemplificativa, che la distribuzione dello spessore delle pale di canale di ritorno viene definita in maniera simile. Va poi anche osservato che, come precedentemente affermato, l'angolo beta della pala viene definito in relazione alla coordinata circonferenziale, ad es. zero gradi rappresentano un flusso esclusivamente circonferenziale e novanta gradi rappresentano un flusso esclusivamente meridiano, ad es. assiale, radiale o intermedio.

Passando alla figura 6, il grafico 600 rappresenta la distribuzione degli angoli beta della pala lungo le superfici del mozzo e della carenatura degli angoli beta del mozzo e della carenatura della realizzazione esemplificativa. Proseguendo con la realizzazione esemplificativa e come descritto in precedenza, il bordo dì entrata della pala di canale di ritorno si estende fino all'apice della curva del canale di ritorno oppure al di là di esso. In più, nella forma di realizzazione esemplificativa, l'angolo beta del mozzo 602 prima si riduce al minimo e poi continua ad aumentare mentre l'angolo beta della carenatura 604 prima aumenta fino al massimo locale per poi determinare l'esatta forma mostrata nel grafico 600. Va poi notato che le distribuzioni degli angoli beta del mozzo e della carenatura vengono definite dall'equazione di un quarto dell'ellisse, ad es. dall'asse dell'angolo del grafico 600 fino al minimo e al massimo localizzato rispettivamente per l'angolo beta del mozzo e l'angolo beta della carenatura. Bisogna inoltre osservare nella realizzazione esemplificativa che la porzione rimanente viene calcolata utilizzando le funzioni di Bezier con un numero differente di punti di controllo. La figura 7 mostra il grafico 700 che rappresenta lo spessore della paletta lungo il mozzo 702 e lungo la carenatura 704. Va poi notato, nella realizzazione esemplificativa, che un metodo simile a quello descritto per le distribuzioni degli angoli beta viene utilizzato per descrivere lo spessore delle pale di canale di ritorno.

Nella figura 8, il grafico 800 illustra la differenza nell'angolo beta della realizzazione esemplificativa lungo la superficie del mozzo e la superficie della carenatura. Proseguendo con la forma di realizzazione esemplificativa, la differenza dell'angolo della paletta, deltaBeta, viene calcolata come deltaBeta = Betam0zzo-Betacarenatura· È poi possibile notare che la differenza angolare deltaBeta sopra definita si riduce in un primo momento raggiungendo un minimo 802, poi aumenta raggiungendo un massimo 804 per poi ridursi nuovamente senza raggiungere il minimo 802. È poi importante osservare nella realizzazione esemplificativa che il valore assoluto del minimo 802 è sempre maggiore rispetto al valore assoluto del massimo 804 e che il minimo 802 si trova all'interno del primo quarto della lunghezza del meridiano laddove il massimo 804 si trova dietro la corda di mezzo. Nella realizzazione esemplificativa, va poi notato che la differenza dell'angolo del bordo di uscita varia a seconda del progetto.

Nella figura 9, viene illustrato il diagramma di flusso 900 della realizzazione di un metodo esemplificativo in grado sia di mantenere le prestazioni di un compressore centrifugo riducendone al contempo le dimensioni sia di aumentare le prestazioni massime di un dato compressore centrifugo. Nella fase 902 della realizzazione esemplificativa, la pluralità delle pale di canale di ritorno viene estesa rispettivamente a una regione prossima all'apice della curva della pluralità dei canali di ritorno. L'aumento delle dimensioni (ad es. la lunghezza) delle pale di canale di ritorno avvia in anticipo il recupero della pressione nel passaggio e, per via delle ridotte velocità del flusso, si riducono le perdite di energia cinetica nel canale di ritorno. Proseguendo con la realizzazione esemplificativa, a causa dell'aumento associato nell'area della superficie delle pale di canale di ritorno, è necessario un numero inferiore di pale di canali di ritorno per un dato compressore centrifugo.

Alla fase 904 della realizzazione del metodo esemplificativo, le pale di canale di ritorno sono configurate in modo tale da formare un angolo beta del mozzo lungo un mozzo associato e un angolo beta della carenatura lungo la carenatura associata. L'angolo beta del mozzo e l'angolo beta della carenatura sono angoli locali misurati tra le linee di curvatura e le direzioni circonferenziali delle pale di canale di ritorno. Inoltre, nella forma di realizzazione esemplificativa, l'angolo beta del mozzo si riduce al minimo in un primo momento e poi continua ad aumentare. Proseguendo con la realizzazione esemplificativa, l'angolo beta della carenatura dapprima aumenta fino al massimo locale, quindi diminuisce per poi aumentare nuovamente in maniera continua. È necessario notare che sia l'angolo beta del mozzo sia quello della carenatura vengono calcolati in base, ad esempio, alla funzione del quarto di ellisse dal principio del percorso del flusso fino, rispettivamente, al minimo/massimo e in base alla funzione di Bezier, con un diverso numero di punti di controllo, rispettivamente dal minimo/massimo dell'estremità del percorso del flusso. In alternativa è possibile utilizzare altre funzioni per definire gli angoli beta del mozzo e/o della carenatura.

Alla fase 906 della realizzazione del metodo esemplificativo, le pale di canale di ritorno vengono ulteriormente configurate dove la differenza angolare tra l'angolo beta del mozzo e l'angolo beta della carenatura lungo un percorso del flusso di un canale di ritorno prima si riduce raggiungendo il suo minimo, quindi aumenta raggiungendo il suo massimo per poi ridursi nuovamente. È poi importante osservare nella realizzazione esemplificativa che il valore assoluto della differenza angolare minima è maggiore rispetto al valore assoluto della differenza angolare massima. Va poi notato che la differenza angolare minima si trova all'interno del primo quarto della lunghezza del meridiano e la differenza angolare massima si trova oltre la corda di mezzo del percorso del flusso.

Le forme di realizzazione esemplificative divulgate forniscono un dispositivo e un metodo per ridurre la dimensione di un compressore centrifugo, mantenendo al contempo le caratteristiche prestazionali di un compressore centrifugo più grande o accrescendo l'efficienza massima di un dato compressore centrifugo. Resta inteso che la presente descrizione non intende limitare l'invenzione. Al contrario, le forme di realizzazione esemplificative includono alternative, modifiche e soluzioni equivalenti che rientrano nello spirito e nel campo di applicazione dell'invenzione, come definito dalle rivendicazioni allegate. Inoltre nella descrizione dettagliata delle forme di realizzazione esemplificative sono esposti numerosi dettagli specifici, al fine di consentire una comprensione esauriente dell'invenzione rivendicata. Tuttavia, chiunque sia esperto in materia comprenderà che è possibile produrre diverse forme di realizzazione senza tali dettagli specifici.

Nonostante le caratteristiche e gli elementi delle presenti forme di realizzazione esemplificative siano descritti nelle forme di realizzazione in combinazioni specifiche, ciascuna caratteristica o ciascun elemento possono essere utilizzati singolarmente, senza le altre caratteristiche e gli altri elementi delle forme di realizzazione, o in diverse combinazioni che prevedano o meno altre caratteristiche ed elementi divulgati dal presente documento.

La presente descrizione scritta si avvale di esempi per divulgare l'invenzione, ivi compresa la modalità migliore, per consentire a qualsiasi esperto in materia di attuare l'invenzione, includendo la realizzazione e l'utilizzo di qualsiasi dispositivo o sistema nonché l'esecuzione di qualsiasi metodo incluso. Il campo di applicazione brevettabile dell'invenzione è definito dalle rivendicazioni e può includere altri esempi che possono venire in mente agli esperti in materia. Tali altri esempi s'intenderanno compresi nel campo di applicazione delle rivendicazioni qualora presentassero elementi strutturali che non differiscono dal testo letterale delle rivendicazioni o qualora includessero elementi strutturali equivalenti nel testo letterale delle rivendicazioni.

Claims

CLAIMS / RIVENDICAZIONI 1. L'apparato del gruppo del canale di ritorno per un compressore centrifugo comprendente: una pluralità di pale di canale di ritorno, che si estendono fino a una regione prossima all'apice della curva di una pluralità di canali di ritorno; un mozzo che presenta un angolo beta del mozzo tra detta pluralità di pale di canale di ritorno e detto mozzo; una carenatura che presenta un angolo beta della carenatura tra detta pluralità di pale di canale di ritorno e detta carenatura; in cui l'angolo beta del mozzo e l'angolo beta della carenatura sono angoli locali misurati tra le linee di curvatura e le direzioni circonferenziali delle pale di canale di ritorno e in cui la differenza angolare tra detto angolo beta del mozzo e detto angolo beta della carenatura lungo il percorso del flusso di detta pluralità di canali di ritorno prima diminuisce diventando minima per poi aumentare, raggiungendo una distanza massima, e diminuire nuovamente. 2. L'apparato della rivendicazione 1, in cui il valore assoluto di detta differenza angolare minima è maggiore rispetto al valore assoluto di detta differenza angolare massima. 3. L'apparato della rivendicazione 1, in cui detto angolo beta del mozzo si riduce fino al minimo e poi continua ad aumentare lungo detto percorso del flusso di detto canale di ritorno. 4. L'apparato della rivendicazione 3, in cui detto angolo beta del mozzo viene descritto da una funzione di Bezier a partire da detto minimo lungo detto percorso del flusso fino a un'estremità di detto canale di ritorno. 5. L'apparato della rivendicazione 4, in cui detta funzione di Bezier utilizza una varietà di numeri di punti di controllo. 6. L'apparato della rivendicazione 1 , in cui detto angolo beta della carenatura aumenta fino a un massimo locale, quindi segue la funzione di Bezier che si riduce per poi aumentare lungo detto percorso del flusso di detto canale di ritorno. 7. L'apparato della rivendicazione 6, in cui detta funzione di Bezier utilizza una varietà di numeri di punti di controllo. 8. L'apparato della rivendicazione 3, in cui detto angolo beta del mozzo viene descritto da una funzione del quarto di ellisse lungo detto percorso del flusso a partire dal principio di detto percorso del flusso fino a detto minimo. 9. L'apparato di un compressore centrifugo, comprendente: un'intelaiatura che racchiude un rotore e uno statore; e un gruppo del canale di ritorno comprendente: una pluralità di pale di canale di ritorno, che si estendono fino a una regione prossima all'apice della curva di una pluralità di canali di ritorno; un mozzo che presenta un angolo beta del mozzo tra detta pluralità di pale di canale di ritorno e detto mozzo; una carenatura che presenta un angolo beta della carenatura tra detta pluralità di pale di canale di ritorno e detta carenatura; in cui l'angolo beta del mozzo e l'angolo beta della carenatura sono angoli locali misurati tra le linee di curvatura e le direzioni circonferenziali delle pale di canale di ritorno e in cui la differenza angolare tra detto angolo beta del mozzo e detto angolo beta della carenatura lungo il percorso del flusso di detta pluralità di canali di ritorno prima diminuisce diventando minima per poi aumentare, raggiungendo una distanza massima, e diminuire nuovamente. 10. Un metodo per mantenere le prestazioni di un compressore centrifugo riducendone al contempo le dimensioni o aumentare le prestazioni massime di un compressore centrifugo, detto metodo comprendente: l'estensione di una pluralità di pale di canale di ritorno fino a una regione prossima all'apice della curva di una pluralità di canali di ritorno; la configurazione di detta pluralità di pale di canale di ritorno che devono presentare un angolo beta associato a un mozzo e un angolo beta associato a una carenatura, in cui l'angolo beta del mozzo e l'angolo beta della carenatura sono angoli locali misurati tra le linee di curvatura e le direzioni circonferenziali delle pale di canale di ritorno; e la configurazione di detta pluralità di pale di canali di ritorno in cui la differenza angolare tra detto angolo beta del mozzo e detto angolo beta della carenatura lungo il percorso del flusso di detta pluralità di canali di ritorno prima diminuisce raggiungendo il minimo per poi aumentare, raggiungendo il valore massimo, e diminuire nuovamente. CLAIMS / RIVENDICAZIONI: 1. A return channel assembly apparatus for a centrifugal compressor, comprising: a plurality of return channel vanes, extending to a region proximate a bend apex of a plurality of return channels; a hub having a hub beta angle between said plurality of return channel vanes and said hub; a shroud, having a shroud beta angle between said plurality of return channel vanes and said shroud; wherein the hub beta angle and the shroud beta angle are local angles measured between return channel vane camber lines and circumferential directions, and wherein an angular difference between said hub beta angle and said shroud beta angle along a flow path of said plurality of return channels first decreases reaching a minimum angular difference, then increases reaching a maximum angular difference, then decreases again.
2. The apparatus of claim 1, wherein an absolute value of said minimum angular difference is greater than an absolute value of said maximum angular difference.
3. The apparatus of claim 1, wherein said hub beta angle decreases to a minimum then continuously increases along said flow path of said return channel.
4. The apparatus of claim 3, wherein said hub beta angle is described by a Bezier function from said minimum along said flow path to an end of said return channel.
5. The apparatus of claim 4, wherein said Bezier function uses a varying number of control points.
6. The apparatus of claim 1 , wherein said shroud beta angle increases to a local maximum then follows a Bezier function that decreases then increases along said flow path of said return channel.
7. The apparatus of claim 6, wherein said Bezier function uses a varying number of control points.
8. The apparatus of claim 3, wherein said hub beta angle is described by a quarter-ellipse function along said flow path from a beginning of said flow path to said minimum.
9. A centrifugal compressor apparatus, said apparatus comprising: a casing enclosing a rotor and a stator; and a return channel assembly comprising: a plurality of return channel vanes, extending to a region proximate a bend apex of a plurality of return channels; a hub having a hub beta angle between said plurality of return channel vanes and said hub; a shroud having a shroud beta angle between said plurality of return channel vanes and said shroud; wherein the hub beta angle and the shroud beta angle are local angles measured between return channel vane camber lines and circumferential directions, and wherein an angular difference between said hub beta angle and said shroud beta angle along a flow path of said plurality of return channels first decreases reaching a minimum angular difference, then increases reaching a maximum angular difference, then decreases again.
10. A method for maintaining the performance of a centrifugal compressor while reducing said centrifugal compressor size or increasing the peak performance of a centrifugal compressor, said method comprising: extending a plurality of return channel vanes to a region proximate a bend apex of a plurality of return channels respectively; configuring said plurality of return channel vanes to have a hub beta angle with an associated hub and a shroud beta angle with an associated shroud, wherein the hub beta angle and the shroud beta angle are local angles measured between return channel vane camber lines and circumferential directions ; and configuring said plurality of return channel vanes wherein an angular difference between said hub beta angle and said shroud beta angle along a flow path of said plurality of return channels first decreases reaching a minimum angular difference, then increases reaching a maximum angular difference, then decreases again.