JP2014118925A - 遠心圧縮機，インペラ，及びインペラの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】多段シュラウド構造のインペラを備え作動範囲が極めて広い遠心圧縮機を提供することを目的とする。
【解決手段】吸気流路(8)を有するハウジング(3)と、ディスク部(9a)と翼部(9b)とを有し吸気流路(8)内に配設されたインペラ(9)と、を備える。さらに、インペラ(9)に形成され翼部(9b)を回転軸線(CL1)から離れる方向に回転軸線(CL1)側を１段目としてＮ段に分割するＮ−１（Ｎは２以上の整数）個の中間仕切り壁(9c)と、少なくともＮ段目の翼部(9b2)に対する上流側に設けられ、Ｎ段目の翼部(9b2)に流入する吸気流量を制限する流量制限部(10)と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、遠心圧縮機，インペラ，及びインペラの製造方法に関する。

従来、流量の多少によらず高効率で動作する作動範囲の広い遠心圧縮機が検討されており、例えば、特許文献１に記載された遠心圧縮機がある。
特許文献１に記載された遠心圧縮機は、インペラが中間仕切壁で仕切られた複数のインペラ通路を有する多重（多段）シュラウド構造とされると共にインペラ通路の出口側にその複数の出口を軸方向に開閉する可動壁が設けられており、その可動壁を流量に合わせて移動してインペラ通路幅を増減可能としたものである。

実開平２−５９２９８号公報

ところで、一般にインペラは、インペラ通路が一重のシュラウド構造（以下単段とも称する）を有している。
従来、この単段のインペラにおいて、例えばケーシングトリートメントにより少流量側の動作効率を向上させて作動範囲を拡張する検討がなされていることから、多段シュラウド構造のインペラにおいても更なる作動範囲の拡張が期待されている。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、多段シュラウド構造のインペラを備え作動範囲が極めて広い遠心圧縮機を提供することにある。
また、多段シュラウド構造を有し遠心圧縮機の作動範囲を極めて広くすることができるインペラ及びその製造方法を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明は次の構成を有する。
１） 吸気流路(8)を有するハウジング(3)と、
ディスク部(9a)と翼部(9b)とを有し前記吸気流路(8)内に配設されたインペラ(9)と、
を備えた遠心圧縮機において、
前記インペラ(9)に形成され前記翼部(9b)を回転軸線(CL1)から離れる方向に前記回転軸線(CL1)側を１段目としてＮ段に分割するＮ−１（Ｎは２以上の整数）個の中間仕切り壁(9c)と、
少なくともＮ段目の翼部(9b2)に対する上流側に設けられ、前記Ｎ段目の翼部(9b2)に流入する吸気流量を制限する流量制限部(10)と、
を備えたことを特徴とする遠心圧縮機(1)である。
２） 前記Ｎ段目の翼部(9b2)の先端(9b2a)が、前記吸気流路(8)を形成する前記ハウジング(3)の内壁(3a)に直接対向していることを特徴とする１）に記載の遠心圧縮機(1)である。
３） 前記Ｎ段目の翼部(9b2)の上流側縁部(9b2b)位置は、Ｎ−１段目の翼部(9b1)の上流側縁部(9b1a)位置よりも下流側にあり、
前記Ｎ段目の翼部(9b2)とＮ−１段目の翼部(9b1)との間の前記中間仕切り壁(9c)は、前記Ｎ段目の翼部(9b2)の上流側縁部(9b2b)位置と前記Ｎ−１段目の翼部(9b1)の上流側縁部(9b1a)位置との間の位置に、前記Ｎ段目側の空間(V2)と前記Ｎ−１段目側の空間(V4)とを連通するスリット(9c4)を有していることを特徴とする１）又は２）に記載の遠心圧縮機(1)である。
４） 前記翼部(9b)に対する下流側にディフューザ(14)を備え、
前記ディフューザ(14)は、前記分割された翼部(9a)の各段に対応して分割されたＮ段のディフューザ流路(14a,14b)を有していることを特徴とする１）〜３）のいずれか一つに記載の遠心圧縮機(1)である。
５） ディスク部(9a)と翼部(9b)とを備えたインペラであって、
前記翼部(9b)を、回転軸線(CL1)から離れる方向に前記回転軸線(CL1)側を１段目としてＮ段に分割するＮ−１（Ｎは２以上の整数）個の中間仕切り壁(9c)を有し、
前記Ｎ段目の翼部(9b2)の前端側縁部(9b2b)位置は、Ｎ−１段目の翼部(9b1)の前端側縁部(9b1a)位置よりも後方側にあり、
前記Ｎ段目の翼部(9b2)とＮ−１段目の翼部(9b1)との間の前記中間仕切り壁(9c)は、前記Ｎ段目の翼部(9b2)の前端側縁部(9b2b)位置と前記Ｎ−１段目の翼部(9b1)の前端側縁部(9b1a)位置との間の位置に、前記Ｎ段目側の空間(V2)と前記Ｎ−１段目側の空間(V4)とを連通するスリット(9c4)を有していることを特徴とするインペラ(9)である。
６） ディスク部(9a)と翼部(9b)とを有し、前記翼部(9b)が、回転軸線(CL1)から離れる方向に互いに離隔するＮ−１（Ｎは２以上の整数）個の中間仕切り壁(9c)を介し前記回転軸線(CL1)側を１段目としてＮ段に分割されて成るインペラ(9)を製造するインペラの製造方法であって、
１＜Ｋ≦Ｎ（Ｋ：２以上の整数）としたときに、
１段目の翼部(9b1)が連結された翼付きディスク体(9at)を形成する翼付きディスク体形成ステップと、
Ｋ段目の翼部(9b2)がＫ−１段目の翼部(9b1)との間に介在する前記中間仕切り壁(9c)と連結されたＫ段目翼部体(9bt)を形成する翼部体形成ステップと、
少なくとも前記翼付きディスク体(9at)と２段目翼部体(9bt)とを溶接又はろう付けにより接合するディスク体接合ステップと、
を含むことを特徴とするインペラの製造方法である。
７） ディスク部(9a)と翼部(9b)とを有し、前記翼部(9b)が、回転軸線(CL1)から離れる方向に互いに離隔するＮ−１（Ｎは２以上の整数）個の中間仕切り壁(9c)を介し前記回転軸線(CL1)側を１段目としてＮ段に分割されて成るインペラ(9)を製造するインペラの製造方法であって、
１段目の翼部(9b1)が連結されていない翼無しディスク体(9at1)を形成する翼無しディスク体形成ステップと、
２段目の翼部(9b2)と１段目の翼部(9b1)とが前記中間仕切り壁(9c)を介して連結された翼部体(9bt1)を形成する翼部体形成ステップと、
前記翼無しディスク体(9at1)と前記翼部体(9bt1)とを溶接又はろう付けにより接合する接合ステップと、
を含むことを特徴とするインペラの製造方法である。

本発明によれば、作動範囲が極めて広い遠心圧縮機が得られる、という効果を奏する。

本発明の実施形態の遠心圧縮機においてインペラが二段の場合の一状態を示す断面図である。 図１の部分拡大図である。 図１に示された遠心圧縮機における要部の右側面図である。 図１に対する他の状態を示す部分拡大図である。 図４に示された遠心圧縮機における要部の右側面図である。 本発明の実施形態の遠心圧縮機においてインペラが三段の場合の一状態を示す部分断面図である。 図６に対する他の状態を示す部分断面図である。 本発明の実施形態の遠心圧縮機においてインペラが三段の場合の変形例を説明するための部分断面図である。 本発明の実施形態の遠心圧縮機においてインペラが二段の場合の他の変形例を説明するための部分断面図である。 図９の他の変形例においてインペラが三段の場合を説明するための部分断面図である。 本発明の実施形態のインペラを製造する第一の方法例を説明するための図である。 本発明の実施形態のインペラを製造する第二の方法例を説明するための図である。

本発明の実施形態における遠心圧縮機１等を図１〜図１２を参照して説明する。説明における前後の方向は、便宜的に図１に矢印で示された方向で規定する。

まず、図１〜図３を参照して遠心圧縮機１の構成について説明する。
遠心圧縮機１は、略環状の吸気流路部Ｒを有する本体ハウジング３と、本体ハウジング３の後方側（吸気流路部Ｒの下流側）に連結された蓋ハウジング５と、を含むハウジング体７を有している。
本体ハウジング３の吸気流路部Ｒは、内部が、前方を上流側として後方側へ吸気される流体（この例では空気）の流路８の一部となっている。この流路８における後方側（下流側）にはインペラ９が配設されている。

インペラ９は、ディスク部９ａと、ディスク部９ａの径方向外側に設けられた翼部９ｂと、を有している。
ディスク部９ａには、シャフトＳが挿通固定されている。このシャフトＳは、蓋ハウジング５に支持されつつ図示しない駆動源に連結されており、駆動源の動作によってインペラ９はシャフトＳと共に回転軸線ＣＬ１を中心として回転するようになっている。この回転により、遠心圧縮機１は、インペラ９の上流側である外空間Ｖ１における空気を吸引圧縮すると共にインペラ９の径方向外側に設けられたディフューザ１４からスクロール通路１５に向け送給する（白ヌキ矢印参照）。

翼部９ｂは、回転軸線ＣＬ１に近い側の内翼９ｂ１と、外側の外翼９ｂ２と、内翼９ｂ１と外翼９ｂ２との間に挟まれて全周にわたり概ね朝顔の花弁状（前方を茎側とする）に形成された中間仕切り壁９ｃと、を含んで構成されている。
すなわち、内翼９ｂ１は、中心軸線ＣＬ１に近い方の端部がディスク部９ａの外面９ａ１に接続し、遠い方の端部が中間仕切り壁９ｃの内面９ｃ１に接続して形成されている。
外翼９ｂ２は、中心軸線ＣＬ１に近い方の端部が中間仕切り壁９ｃの外面９ｃ２に接続し、遠い方の端部９ｂ２ａが開放された自由端となっている。すなわち、端部９ｂ２ａは、吸気流路部Ｒの内面と直接対向している。
この構成により、流路８は、インペラ９において、内翼９ｂ１により確保される内流路８ａと、外翼９ｂ１により確保される外流路８ｂと、の２段に分割されている。

翼部９ｂにおいて中間仕切り壁９ｃが設けられる径方向位置は、例えば、ディスク部９ａの外面９ａ１の任意位置Ｐ１における法線ＬＮ１に沿った外翼９ｂ２の端部９ｂ２ａの高さＨ１（任意位置Ｐ１から法線ＬＮ１と端部９ｂ２ａとの交点Ｐ２までの子午面上の延面距離）を１００％とし、ディスク部９ａの外面９ａ１の任意位置Ｐ１を０％としたときの、約７０％の位置とされている。中間仕切り壁９ｃの径方向位置は限定されるものではなく、適宜設定してよい。以下、高さＨ１を高さスパンＨ１とも称する。

中間仕切り壁９ｃは、その前縁９ｃ３が内翼９ｂ１の前縁９ｂ１ａよりも上流側に位置するように設けられている。
また、内翼９ｂ１の前縁９ｂ１ａよりも下流側において、内翼９ｂ１により形成される内流路８ａの空間Ｖ４と、中間仕切り壁９ｃの外側の空間Ｖ２と、を連通するスリット９ｃ４が、周方向に離隔して複数設けられている。
スリット９ｃ４は、例えば、周方向角度で３５°の範囲で設けられ、周方向に等角度ピッチ（例えば４５°ピッチ）で合計８箇所形成されている。この形成角度範囲及びピッチは、限定されるものではなく、適宜設定してよい。

外翼９ｂ２は、その前縁９ｂ２ｂが、中間仕切り壁９ｃに形成されたスリット９ｃ４よりも下流側に位置するように形成されている。
また、外翼９ｂ２の前縁９ｂ２ｂより上流側には、複数の可変仕切り板１０が周方向に等角度間隔で設けられている。遠心圧縮機１において、この角度間隔は例えば２２．５°とされ、可変仕切り板１０は１６個備えられている。
可変仕切り板１０は、板状のフィン部材であって、インペラ９の中心軸線ＣＬ１に沿った方向に延在して外流路８ｂと外空間Ｖ１とを連通する開状態（図１〜図３に示された状態）と、中心軸線ＣＬ１に直交する方向に延在し、スリット９ｃ４よりも下流側で外流路８ｂと外空間Ｖ１との通気をほぼ遮断する閉状態（図４及び図５に示された状態）と、の間の範囲を含む少なくとも９０°の角度範囲で、回動軸線ＣＬ２まわりに回動可能とされている。
この回動は、可変仕切り板１０を支持し本体ハウジング３側に設けられた駆動部１０ａの動作により行われる。駆動部１０ａは、例えばモータであるが、モータにより直接駆動する構造に限定されず、他の周知の駆動構造を採用することができる。例えば、リンク機構を備えて複数の可変仕切り板１０を機械的に同期回動させるものであってもよい。
この回動により、可変仕切り板１０は、対応する外流路８ｂへ流入する吸気流量を、全開から全閉までの間で制限する流量制限部として機能する。

図１〜図３から明らかなように、可変仕切り板１０が開状態の場合には、外空間Ｖ１から外流路８ｂへの空気流入が許容されるので、インペラ９において、内流路８ａと外流路８ｂとを合わせた広い流路面積で流路８が確保される。

可変仕切り板１０の閉状態が示されている図４及び図５は、それぞれ開状態を示した図２及び図３に対応した図である。
図４及び図５から明らかなように、可変仕切り板１０が閉状態の場合には、外空間Ｖ１から外流路８ｂへの空気流入が禁止されるので、流路８は、インペラ９において、開状態の場合よりも小さい流路面積の内流路８ａのみにより確保される。
従って、可変仕切り板１０を開閉することで、流量に適した流路面積の流路８を確保することができ、インペラ９を備えた遠心圧縮機１は、作動範囲が広く高効率となる。

遠心圧縮機１を、この閉状態で少流量運転すると、可変仕切り板１０よりも上流側における中間仕切り壁９ｃの外面９ｃ５と、本体ハウジング３の内面３ａとの間の空間Ｖ２が、循環流Ｂを発生させる副流路８ｃとして機能する。
すなわち、インペラ９の回転により外空間Ｖ１から内流路８ａに吸い込まれた空気Ａは、インペラ９の回転による作用で圧力が上昇するので、その一部がスリット９ｃ４を介して空間Ｖ２である副流路８ｃに流入する。副流路８ｃは、流入側となるスリット９ｃ４の開口面積よりも外空間Ｖ１側の開口面積の方が広いので、スリット９ｃ４からの空気流入が促進され循環流Ｂが発生する。これにより遠心圧縮機１はサージング発生が抑制されて、低流量側の作動範囲がより拡張する。

上述のインペラ９は、二段のものを説明したが、段数は二段に限らず三段であってもよい。
図６には、三重のシュラウド構造を有する三段のインペラ１１を備えた遠心圧縮機１２が半断面図で示されている。

インペラ１１は、ディスク部１１ａと、ディスク部１１ａの径方向外側に設けられた翼部１１ｂと、を有している。
翼部１１ｂは、回転軸線ＣＬ１に近い側の内翼１１ｂ１と、最も外側の外翼１１ｂ２と、内翼１１ｂ１と外翼１１ｂ２との間に設けられた中翼１１ｂ３と、内翼１１ｂ１と中翼１１ｂ３とに挟まれて全周にわたる概ね朝顔の花弁状（前方を茎側とする）に形成された中間仕切り壁１１ｄと、中翼１１ｂ３と外翼１１ｂ２とに挟まれて全周にわたる概ね朝顔の花弁状に形成された中間仕切り壁１１ｃと、を含んで構成されている。

内翼１１ｂ１は、中心軸線ＣＬ１に近い方の端部がディスク部１１ａの外面１１ａ１に接続し、遠い方の端部が中間仕切り壁１１ｄの内面１１ｄ１に接続して形成されている。また、前方側には、後述する可変仕切り板１３ｂ及び軸部１３ｄの回動軸線ＣＬ２まわりの回動を許容する開口部１１ｂ１ｂが形成されている。
中翼１１ｂ３は、中心軸線ＣＬ１に近い方の端部が中間仕切り壁１１ｄの外面１１ｄ２に接続し、遠い方の端部が中間仕切り壁１１ｃの内面１１ｃ１に接続して形成されている。また、前方側には、軸部１３ｄが通過するための開口部１１ｂ３ｂが形成されている。
外翼１１ｂ２は、中心軸線ＣＬ１に近い方の端部が中間仕切り壁１１ｃの外面１１ｃ２に接続し、遠い方の端部１１ｂ２ａが開放されて自由端となっている。すなわち、端部１１ｂ２ａは、吸気流路部Ｒの内面と直接対向している。
中間仕切り板１１ｃ，１１ｄの高さスパンＨ１方向の位置は、図２を参照して説明した定義に従えば、例えばそれぞれ７０％，３０％と設定される。この値は限定されるものではなく適宜設定できる。

この構成により、インペラ１１において、流路８は、内翼１１ｂ１により確保される内流路８ｄと、外翼１１ｂ２により確保される外流路８ｅと、中翼１１ｂ３により確保される中流路８ｆと、の三段に分割されている。

中間仕切り壁１１ｃは、その前縁１１ｃ３が中翼１１ｂ３の前縁１１ｂ３ａよりも上流側に位置するように設けられている。
また、中翼１１ｂ３の前縁１１ｂ３ａよりも下流側において、中翼１１ｂ３により形成される中流路８ｆの空間Ｖ５と、中間仕切り壁１１ｃの径方向外側の空間Ｖ３と、を連通するスリット１１ｃ４が、周方向に離隔して複数設けられている。
スリット１１ｃ４は、スリット９ｃ４と同様に、例えば、周方向角度で３５°の範囲で設けられ、周方向に等角度間隔の例えば４５°ピッチで合計８箇所形成されている。この形成角度範囲とピッチは、限定されるものではなく、適宜設定してよい。

外翼１１ｂ２は、その前縁１１ｂ２ｂが中間仕切り壁１１ｃに形成されたスリット１１ｃ４よりも下流側に位置するように形成されている。
外翼１１ｂ２の前縁１１ｂ２ｂより上流側には、インペラ９の可変仕切り板１０と同様に、可変仕切り板１３ａが周方向に等角度間隔で設けられている。
また、内翼１１ｂ１の前縁１１ｂ１ａより上流側にも、同様の可変仕切り板１３ｂが周方向に等角度間隔で設けられている。
可変仕切り板１３ａ，１３ｂは、同心二軸の駆動部１３ｃにより、それぞれ独立に、開状態と閉状態との間で回動軸線ＣＬ２まわりに回動可能とされている。
閉状態において、可変仕切り板１３ａは、スリット１１ｃ４よりも下流側で外流路８ｅと外空間Ｖ１との通気を概ね遮断する。可変仕切り板１３ｂは、内流路８ｄと外空間Ｖ１との通気を概ね遮断する。

三段のインペラ１１を備えた遠心圧縮機１２は、可変仕切り板１３ｂと可変仕切り板１３ａとを共に開状態とすることで、外空間Ｖ１から内流路８ｄと外流路８ｅとへの空気流入が許容される。
そのため、インペラ１１において、内流路８ａと中流路８ｆと外流路８ｅとを合わせた大きい流路面積で流路８が確保される。
また、可変仕切り板１３ｂを閉状態にすると、外空間Ｖ１から内流路８ｄへの空気流入が禁止されるので、インペラ１１において、中流路８ｆと外流路８ｅとを合わせた中間の流路面積で流路８が確保される。
また、図７に示されるように、可変仕切り板１３ｂと可変仕切り板１３ａとを共に閉状態にすると、外空間Ｖ１から内流路８ｄと外流路８ｅとへの空気流入が禁止されるので、インペラ１１において、中流路８ｆのみの小さい流路面積で流路８が確保される。
従って、可変仕切り板１３ａ及び可変仕切り板１３ｂをそれぞれ開閉することで、流量に適した流路面積の流路８を確保することができ、インペラ１１を備えた遠心圧縮機１２は、作動範囲が広くより高効率となる。

さらに、遠心圧縮機１２を、可変仕切り板１３ａを閉状態として少流量運転すると、遠心圧縮機１の場合と同様に、可変仕切り板１３ａよりも上流側における中間仕切り壁１１ｃの外面１１ｃ５と、本体ハウジング３の内面３ａとの間の空間Ｖ３が、循環流Ｃを発生させる副流路８ｇとして機能する（図７参照）。これにより遠心圧縮機１２はサージング発生が抑制されて、低流量側の作動範囲がより拡張する。

また、図８に示されるように、可変仕切り板１３ｂを備えず可変仕切り板１３ａのみとしてもよい。この場合、駆動部１３ｃは一軸で駆動するものでよい。
また、内翼１１ｂ１及び中翼１１ｂ３にそれぞれ開口部１１ｂ１ｂ，１１ｂ３ｂを設ける必要はない。
この場合においても、可変仕切り板１３ａを閉状態にすれば副流路８ｇにより循環流Ｃが生じ（図８では破線で示されている）、遠心圧縮機１２はサージング発生が抑制されて、低流量側の作動範囲がより拡張する。

上述の構成によれば、インペラが二段以上の多段であることでの作動範囲の拡張に加え、少流量運転時にケーシングトリートメントによる循環流を生じさせてサージング発生を抑制することで、さらに作動範囲を広くすることができる。

遠心圧縮機１，１２は、以下のようにディフューザ流路を変形してもよい。
すなわち、ディフューザ１４が、インペラ９，１１における各流路に対応して分割されたディフューザ流路を有していてもよい。
例えば、インペラ９を備えた遠心圧縮機１においては、図９に示されるように、ディフューザ１４に、インペラ９における内流路８ａ及び外流路８ｂそれぞれの出口の流路面積に概ね対応した流路面積を有するディフューザ流路１４ａ及びディフューザ流路１４ｂを形成するようにディフューザ仕切り壁１４ｃを設ける。

インペラ１１を備えた遠心圧縮機１２においては、図１０に示されるように、ディフューザ１４に、インペラ１１における内流路８ｄ，８ｅ，及び８ｆそれぞれの出口の流路面積に概ね対応した流路面積を有するディフューザ流路１４ｄ，１４ｅ，及び１４ｆが形成されるように、ディフューザ仕切り壁１４ｇ，１４ｈを設ける。
これにより、可変仕切り板１０及び可変仕切り板１３ａ，１３ｂそれぞれの開閉動作によりインペラ９及びインペラ１１の流路面積が変わっても、その変わった流路面積に適したディフューザ流路が確保されるので、圧力損失を良好に少なく抑えることができる。

次に、上述したインペラ９，１１の製造方法について、インペラ９を代表として二つの例をそれぞれ図１１及び図１２を参照して説明する。

（第一の方法例）
図１１において、まず、インペラ９のディスク部９ａと内翼９ｂ１とが一体化した翼付きディスク体９ａｔ及び朝顔の花弁状の中間仕切り壁９ｃと外面に立設する外翼９ｂ２とが一体化した翼部体９ｂｔ、を切削等により形成する。
中間仕切り壁９ｃには、スリット９ｃ４を形成しておく。
次に、翼付きディスク体９ａｔと翼部体９ｂｔとを、図１２の矢印のように嵌め合わせ、翼付きディスク体９ａｔにおける内翼９ｂ１の外径側の縁部９ｂ１ｂと、中間仕切り壁９ｃの内面９ｃ１と、を接合する。この接合は、例えば溶接、ろう付け、などで行う。
これにより、インペラ９が作成される。

（第二の方法例）
図１２において、まず、インペラ９のディスク部９ａと、翼部９ｂと、を別々に作成する。
ディスク部９ａとしては、一段目の翼部９ｂ１がない翼無し翼部体９ａｔ１を形成する。
翼部９ｂについては、朝顔の花弁状の中間仕切り壁９ｃと、その内面に立設する内翼９ｂ１と、外面に立設する外翼９ｂ２と、を一体的に切削等で形成し、翼部体９ｂｔ１とする。中間仕切り壁９ｃには、スリット９ｃ４を形成しておく。
次に、翼無しディスク体９ａｔ１と翼部体９ｂｔ１とを、図１２の矢印のように嵌め合わせ、翼無しディスク体９ａｔ１の外面９ａ１と、翼部体９ｂｔ１における内翼９ｂ１の内径側の端部９ｂ１ｃと、を接合する。この接合は、例えば、溶接、ろう付け、などで行う。
これにより、インペラ９が作成される。

インペラ１１のような三段以上のインペラの場合、第一の方法であれば、翼部体９ｂｔの外側にさらに別の翼部体を重ねて接合していけばよい。二段目までを第二の方法例で作成した場合は、三段目以降について第１の方法を適用して作成することができる。
すなわち、第一の方法と第二の方法とは、それぞれ単独にて、又はそれぞれを自由に組み合わせて多段シュラウド構造のインペラを製造することができる。

本発明の実施例は、上述した構成及び手順に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形例としてもよいのは言うまでもない。
インペラ９，１１は、外翼９ｂ２，１１ｂ２の端部９ｂ２ａ，１１ｂ２ａに、朝顔の花弁状のフロント壁が接続された所謂クローズドタイプであってもよい。
インペラは、二段のものとしてインペラ９を、また、三段のものとしてインペラ１１を説明したが、段数は三段以上でもよい。一般化するならば、翼部は、中間仕切り壁により、回転軸線から離れる方向にその回転軸線側を１段目としてＮ段（Ｎ：２以上の整数）に分割されている。
ディフューザ１４についても、翼部のＮ段に対応したＮ段のディフューザ流路を有するものとしてよい。

１ 遠心圧縮機
３ 本体ハウジング
３ａ 内面
５ 蓋ハウジング、 ７ ハウジング体
８ 流路
８ａ，８ｄ 内流路、 ８ｂ，８ｅ 外流路、 ８ｆ 中流路、 ８ｃ，８ｇ 副流路
９ インペラ
９ａ ディスク部、 ９ａｔ 翼付きディスク体、 ９ａｔ１ 翼無しディスク体
９ａ１ 外面
９ｂ 翼部、 ９ｂｔ，９ｂｔ１ 翼部体
９ｂ１ 内翼、 ９ｂ１ａ 前縁、 ９ｂ１ｂ 縁部、 ９ｂ１ｃ 端部
９ｂ２ 外翼、 ９ｂ２ａ 端部、 ９ｂ２ｂ 前縁
９ｃ 中間仕切り壁
９ｃ１ 内面、 ９ｃ２ 外面、 ９ｃ３ 前縁、 ９ｃ４ スリット、 ９ｃ５ 外面
１０ 可変仕切り板
１０ａ 駆動部
１１ インペラ
１１ａ ディスク部
１１ａ１ 外面
１１ｂ 翼部
１１ｂ１ 内翼
１１ｂ１ａ 前縁、 １１ｂ１ｂ 開口部
１１ｂ２ 外翼
１１ｂ２ｂ 前縁、 １１ｂ２ａ 端部
１１ｂ３ 中翼
１１ｂ３ａ 前縁、 １１ｂ３ｂ 開口部
１１ｃ，１１ｄ 中間仕切り壁
１１ｃ１ 内面、 １１ｃ２ 外面、 １１ｃ３ 前縁、 １１ｃ４ スリット
１１ｃ５ 外面、 １１ｄ１ 内面、 １１ｄ２ 外面、 １２ 遠心圧縮機
１３ａ，１３ｂ 可変仕切り板、１３ｃ 駆動部、 １３ｄ 軸部
１４ ディフューザ
１４ａ，１４ｂ ディフューザ流路、 １４ｃ ディフューザ仕切壁
１５ スクロール通路
Ｂ，Ｃ 循環流、 ＣＬ１，ＣＬ２ 回転軸線
Ｈ１ 高さスパン、 ＬＮ１ 法線、 Ｖ１ 外空間、 Ｖ２〜Ｖ５ 空間
Ｐ１ 任意位置、 Ｐ２ 交点、 Ｒ 吸気流路部、 Ｓ シャフト

Claims (7)

1. 吸気流路を有するハウジングと、
   ディスク部と翼部とを有し前記吸気流路内に配設されたインペラと、
   を備えた遠心圧縮機において、
   前記インペラに形成され前記翼部を回転軸線から離れる方向に前記回転軸線側を１段目としてＮ段に分割するＮ−１（Ｎは２以上の整数）個の中間仕切り壁と、
   少なくともＮ段目の翼部に対する上流側に設けられ、前記Ｎ段目の翼部に流入する吸気流量を制限する流量制限部と、
   を備えたことを特徴とする遠心圧縮機。
2. 前記Ｎ段目の翼部の先端が、前記吸気流路を形成する前記ハウジングの内壁に直接対向していることを特徴とする請求項１記載の遠心圧縮機。
3. 前記Ｎ段目の翼部の上流側縁部位置は、Ｎ−１段目の翼部の上流側縁部位置よりも下流側にあり、
   前記Ｎ段目の翼部とＮ−１段目の翼部との間の前記中間仕切り壁は、前記Ｎ段目の翼部の上流側縁部位置と前記Ｎ−１段目の翼部の上流側縁部位置との間の位置に、前記Ｎ段目側の空間と前記Ｎ−１段目側の空間とを連通するスリットを有していることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の遠心圧縮機。
4. 前記翼部に対する下流側にディフューザを備え、
   前記ディフューザは、前記分割された翼部の各段に対応して分割されたＮ段のディフューザ流路を有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の遠心圧縮機。
5. ディスク部と翼部とを備えたインペラであって、
   前記翼部を、回転軸線から離れる方向に前記回転軸線側を１段目としてＮ段に分割するＮ−１（Ｎは２以上の整数）個の中間仕切り壁を有し、
   前記Ｎ段目の翼部の前端側縁部位置は、Ｎ−１段目の翼部の前端側縁部位置よりも後方側にあり、
   前記Ｎ段目の翼部とＮ−１段目の翼部との間の前記中間仕切り壁は、前記Ｎ段目の翼部の前端側縁部位置と前記Ｎ−１段目の翼部の前端側縁部位置との間の位置に、前記Ｎ段目側の空間と前記Ｎ−１段目側の空間とを連通するスリットを有していることを特徴とするインペラ。
6. ディスク部と翼部とを有し、前記翼部が、回転軸線から離れる方向に互いに離隔するＮ−１（Ｎは２以上の整数）個の中間仕切り壁を介し前記回転軸線側を１段目としてＮ段に分割されて成るインペラを製造するインペラの製造方法であって、
   １＜Ｋ≦Ｎ（Ｋ：２以上の整数）としたときに、
   １段目の翼部が連結された翼付きディスク部を形成する翼付きディスク部形成ステップと、
   Ｋ段目の翼部がＫ−１段目の翼部との間に介在する前記中間仕切り壁と連結されたＫ段目翼部体を形成する翼部体形成ステップと、
   少なくとも前記翼付きディスク体と２段目翼部体とを溶接又はろう付けにより接合するディスク体接合ステップと、
   を含むことを特徴とするインペラの製造方法。
7. ディスク部と翼部とを有し、前記翼部が、回転軸線から離れる方向に互いに離隔するＮ−１（Ｎは２以上の整数）個の中間仕切り壁を介し前記回転軸線側を１段目としてＮ段に分割されて成るインペラを製造するインペラの製造方法であって、
   １段目の翼部が連結されていない翼無しディスク部を形成する翼無しディスク部形成ステップと、
   ２段目の翼部と１段目の翼部とが前記中間仕切り壁を介して連結された翼部体を形成する翼部体形成ステップと、
   前記翼無しディスク体と前記翼部体とを溶接又はろう付けにより接合する接合ステップと、
   を含むことを特徴とするインペラの製造方法。

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