JP2016223433A - Centrifugal compressor and rotary machine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a centrifugal compressor and a rotary machine capable of lowering a thrust force acting on an impeller.SOLUTION: Between a back surface 5a of an impeller 5 and a back wall part 35, a back surface flow passage 42 for communicating with a diffuser flow passage 32 is formed. On the back wall part 35, an extraction flow passage 34 is formed for communicating with the back surface flow passage. Thus, by extracting gas from the back surface flow passage 42, a crossflow of gas can be generated on the back surface side of the impeller 5. Also, the back wall part 35 includes surfaces (opposing surfaces 35a, 35b) continuous from an inlet part of the back surface flow passage 42 to position reaching the extraction flow passage 34, and no other flow passages are formed, so that a crossflow speed can be increased. Therefore, by lowering a pressure on the back surface side of the impeller 5, a thrust force (indicated by F in Fig. 2) acting on the impeller 5 can be lowered.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、遠心圧縮機、及び回転機械に関する。   The present invention relates to a centrifugal compressor and a rotary machine.

特許文献１には、軸方向へ延びるガス流入流路及び外周側へ延びるディフューザ流路を有するケーシングと、ケーシングの内部においてガス流入流路とディフューザ流路との間に回転可能に配置されたインペラと、を備える遠心圧縮機が記載されている。   Patent Document 1 discloses a casing having a gas inflow passage extending in the axial direction and a diffuser passage extending outward, and an impeller disposed rotatably between the gas inflow passage and the diffuser passage inside the casing. And a centrifugal compressor comprising:

特開２００２−７０５７０号公報JP 2002-70570 A

ここで、上述のような遠心圧縮機においては、回転軸のスラスト方向の荷重を受ける軸受が設けられている。このような軸受では、インペラで発生するスラスト力が大きくなる場合は、軸受負荷が大きくなる。従って、軸受負荷を低減させるために、スラスト力を低下させることが要請されていた。   Here, in the centrifugal compressor as described above, a bearing for receiving a load in the thrust direction of the rotating shaft is provided. In such a bearing, when the thrust force generated by the impeller increases, the bearing load increases. Therefore, it has been required to reduce the thrust force in order to reduce the bearing load.

そこで、本発明は、インペラに作用するスラスト力を低下させることができる遠心圧縮機を提供することを課題とする。   Then, this invention makes it a subject to provide the centrifugal compressor which can reduce the thrust force which acts on an impeller.

本発明の一側面に係る遠心圧縮機は、軸方向へ延びるガス流入流路及び外周側へ延びるディフューザ流路を有するケーシングと、ケーシングの内部においてガス流入流路とディフューザ流路との間に回転可能に配置された第１のインペラと、を備える遠心圧縮機であって、第１のインペラの背面側には第１の背壁部が設けられ、第１のインペラの背面と、第１の背壁部との間には、ディフューザ流路と連通する第１の背面流路が形成され、第１の背壁部には、第１の背面流路と連通する抽気流路が形成され、第１の背壁部は、第１の背面流路の入口部から抽気流路へ至る位置まで連続的な面を備えている。   A centrifugal compressor according to one aspect of the present invention includes a casing having a gas inflow passage extending in the axial direction and a diffuser passage extending to the outer peripheral side, and rotating between the gas inflow passage and the diffuser passage inside the casing. A first impeller disposed in a possible manner, wherein a first back wall portion is provided on the back side of the first impeller, the back surface of the first impeller, and the first impeller Between the back wall portion, a first back flow channel communicating with the diffuser flow channel is formed, and on the first back wall portion, an extraction flow channel communicating with the first back flow channel is formed, The first back wall portion has a continuous surface from the inlet portion of the first back channel to the extraction channel.

この遠心圧縮機においては、第１のインペラの背面と、第１の背壁部との間には、ディフューザ流路と連通する第１の背面流路が形成されている。第１の背壁部には、第１の背面流路と連通する抽気流路が形成されている。また、第１の背壁部は、第１の背面流路の入口部から抽気流路へ至る位置まで連続的な面を備え、他の流路などが形成されていない。このように、第１の背面流路からガスを抽気することによって、第１のインペラの背面側でガスの貫流を発生させることができる。従って、第１のインペラの背面側の圧力を低下させることによって、第１のインペラに作用するスラスト力を低下させることができる。   In this centrifugal compressor, a first back flow path communicating with the diffuser flow path is formed between the back surface of the first impeller and the first back wall portion. In the first back wall portion, an extraction passage that communicates with the first rear passage is formed. Further, the first back wall portion has a continuous surface from the inlet portion of the first back flow path to the extraction flow path, and other flow paths are not formed. As described above, by extracting the gas from the first back surface flow path, it is possible to generate a gas flow through on the back side of the first impeller. Therefore, the thrust force acting on the first impeller can be reduced by reducing the pressure on the back side of the first impeller.

また、本発明の一側面に係る遠心圧縮機において、抽気流路は、抽気したガスを、第１のインペラの回転軸を支持する軸受へ供給してよい。これによって、軸受を冷却するための機構を別途設けなくとも、第１のインペラで発生するガスの流れを利用して軸受を冷却することができる。   In the centrifugal compressor according to one aspect of the present invention, the extraction flow path may supply the extracted gas to a bearing that supports the rotation shaft of the first impeller. Thus, the bearing can be cooled using the flow of gas generated by the first impeller without providing a mechanism for cooling the bearing separately.

また、本発明の一側面に係る遠心圧縮機において、抽気流路は、第１のインペラの背面の外径部分に対向する位置に形成されてよい。これにより、高い圧力で抽気を行うことができ、冷却ガスとして低い温度のガスを軸受に供給することができる。   In the centrifugal compressor according to one aspect of the present invention, the extraction flow path may be formed at a position facing the outer diameter portion of the back surface of the first impeller. Thereby, extraction can be performed at a high pressure, and a low temperature gas can be supplied to the bearing as a cooling gas.

また、本発明の一側面に係る回転機械は、上述の遠心圧縮機と、第１のインペラの回転軸に支持される第２のインペラと、を備え、第２のインペラの背面側には第２の背壁部が設けられ、第２のインペラの背面と、第２の背壁部との間には、第２の背面流路が形成され、抽気流路から第２の背面流路まで延びて連通する供給流路が形成されてよい。これにより、第１の背面流路から抽気流路でガスを抽気することで、第１のインペラの背面側の圧力を低下させることに加え、抽気流路が、抽気したガスを第２の背面流路へ供給することで、第２のインペラの背面側の圧力を高めることができる。第２のインペラは第１のインペラの回転軸に支持され、且つ、第２のインペラの背面は、第１のインペラの背面と軸方向に対向している。従って、第２のインペラの背面側の圧力が高まることで、第２のインペラが、第１のインペラに作用するスラスト力を打ち消す方向にスラスト力を回転軸を介して作用させることができる。これにより、第１のインペラに作用するスラスト力を低下させることができる。   A rotating machine according to an aspect of the present invention includes the above-described centrifugal compressor and a second impeller supported by a rotating shaft of the first impeller. 2 back wall portions are provided, and a second back flow path is formed between the back surface of the second impeller and the second back wall portion, from the extraction flow path to the second back flow path. A supply channel that extends and communicates may be formed. Thereby, in addition to lowering the pressure on the back surface side of the first impeller by extracting gas from the first back surface flow channel in the extraction flow channel, the extraction flow channel removes the extracted gas from the second back surface. By supplying to the flow path, the pressure on the back side of the second impeller can be increased. The second impeller is supported by the rotation shaft of the first impeller, and the back surface of the second impeller faces the back surface of the first impeller in the axial direction. Therefore, when the pressure on the back surface side of the second impeller is increased, the thrust force can be applied via the rotation shaft in a direction in which the second impeller counteracts the thrust force acting on the first impeller. Thereby, the thrust force acting on the first impeller can be reduced.

また、本発明の一側面に係る回転機械において、抽気流路と供給流路との間には、抽気したガスの圧力を調整する圧力調整弁が設けられていてよい。これによって、抽気されて第２の背面流路へ供給されるガスの圧力を調整することができる。   In the rotary machine according to one aspect of the present invention, a pressure adjustment valve that adjusts the pressure of the extracted gas may be provided between the extraction channel and the supply channel. As a result, the pressure of the gas extracted and supplied to the second back channel can be adjusted.

また、本発明の一側面に係る回転機械において、第２の背面流路には、供給流路との接続部よりも外周側にラビリンスシールが設けられていてよい。これにより、第２の背面流路へ供給されたガスが、ラビリンスシールによって外周側へ流れ出にくくなる。従って、第２の背面流路内の圧力を効率よく高めることができる。   In the rotary machine according to one aspect of the present invention, a labyrinth seal may be provided on the outer peripheral side of the second back surface flow passage with respect to the connection portion with the supply flow passage. This makes it difficult for the gas supplied to the second back channel to flow out to the outer peripheral side by the labyrinth seal. Therefore, the pressure in the second back channel can be increased efficiently.

本発明によれば、インペラに作用するスラスト力を低下させることができる。   According to the present invention, the thrust force acting on the impeller can be reduced.

図１は、本実施形態に係る遠心圧縮機を備えるターボチャージャの断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a turbocharger including a centrifugal compressor according to this embodiment. 図２は、本実施形態に係る遠心圧縮機の構成を示す概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the centrifugal compressor according to this embodiment. 図３は、本実施形態に係る回転機械の構成を示す概略断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the rotating machine according to the present embodiment. 図４は、図３に示す遠心圧縮機の背面流路、及びインペラ構造のインペラの背面流路の拡大断面図である。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the back channel of the centrifugal compressor shown in FIG. 3 and the back channel of the impeller having an impeller structure. 図５は、図３に示す遠心圧縮機のインペラ側の背壁部、及びインペラ構造のインペラ側の背壁部を軸方向から見た図である。FIG. 5 is a view of the impeller side back wall portion of the centrifugal compressor shown in FIG. 3 and the impeller side back wall portion of the impeller structure as viewed from the axial direction.

以下、本発明に係る遠心圧縮機の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一の要素同士、或いは相当する要素同士には、互いに同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。   Hereinafter, an embodiment of a centrifugal compressor according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements or corresponding elements may be denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions may be omitted.

本実施形態に係る遠心圧縮機１００が適用されるターボチャージャ５０は、図１に示すように、タービンハウジング１とコンプレッサハウジング２内とをベアリングハウジング３を介して一体に連結したものである。このターボチャージャ５０は、タービンハウジング１内のタービンホイール４と、コンプレッサハウジング２内のインペラ５とを、ベアリングハウジング３内にてジャーナル軸受により回転自在に支持されたタービン軸６によって連結したものである。このターボチャージャ５０は、エンジンの排気によってタービンホイール４を回転させることによりタービン軸６を介してインペラ５を回転させ、吸気を圧縮してエンジンに給気するようになっている。   A turbocharger 50 to which a centrifugal compressor 100 according to the present embodiment is applied is obtained by integrally connecting a turbine housing 1 and a compressor housing 2 via a bearing housing 3 as shown in FIG. This turbocharger 50 is obtained by connecting a turbine wheel 4 in a turbine housing 1 and an impeller 5 in a compressor housing 2 by a turbine shaft 6 rotatably supported by journal bearings in the bearing housing 3. . The turbocharger 50 rotates the impeller 5 via the turbine shaft 6 by rotating the turbine wheel 4 by exhaust of the engine, compresses the intake air, and supplies the air to the engine.

遠心圧縮機１００においては、コンプレッサハウジング２内でインペラ５を取り付けているタービン軸６の外側には、表面に凹凸を形成した油切りが設けられる。油切りの外周には、コンプレッサ側スラストベアリング１６が嵌め合わせられる。コンプレッサ側スラストベアリング１６に内周面が接するように、シールプレート１７がベアリングハウジング３に取り付けられる。コンプレッサ側スラストベアリング１６に対するタービン側の位置には、スラストカラー１８とタービン側スラストベアリング１４がタービン軸６に嵌め合わせられる。コンプレッサ側スラストベアリング１６のタービン側の面が正スラスト（タービン軸６がコンプレッサ側に移動しようとする方向のスラスト）軸受面とされ、タービン側スラストベアリング１４のコンプレッサ側の面が反スラスト（タービン軸６がタービン側に移動しようとする方向のスラスト）軸受面とされる。   In the centrifugal compressor 100, an oil drain having a surface with unevenness is provided outside the turbine shaft 6 to which the impeller 5 is attached in the compressor housing 2. A compressor-side thrust bearing 16 is fitted on the outer periphery of the oil drain. The seal plate 17 is attached to the bearing housing 3 so that the inner peripheral surface is in contact with the compressor side thrust bearing 16. A thrust collar 18 and a turbine side thrust bearing 14 are fitted to the turbine shaft 6 at a position on the turbine side with respect to the compressor side thrust bearing 16. The turbine side surface of the compressor side thrust bearing 16 is a positive thrust (thrust in a direction in which the turbine shaft 6 tends to move to the compressor side) bearing surface, and the compressor side surface of the turbine side thrust bearing 14 is an anti-thrust (turbine shaft). 6 is a thrust bearing surface in the direction of moving toward the turbine side.

図２を参照して、遠心圧縮機１００の構成について更に詳細に説明する。図２に示すように、遠心圧縮機１００は、軸方向へ延びるガス流入流路３３及び外周側へ延びるディフューザ流路３２を有するコンプレッサハウジング（ケーシング）２と、コンプレッサハウジング２の内部においてガス流入流路３３とディフューザ流路３２との間に回転可能に配置されたインペラ（第１のインペラ）５と、を備える。   With reference to FIG. 2, the configuration of the centrifugal compressor 100 will be described in more detail. As shown in FIG. 2, the centrifugal compressor 100 includes a compressor housing (casing) 2 having a gas inflow channel 33 extending in the axial direction and a diffuser channel 32 extending toward the outer peripheral side, and a gas inflow flow inside the compressor housing 2. And an impeller (first impeller) 5 that is rotatably disposed between the passage 33 and the diffuser passage 32.

インペラ５は、タービン軸６に連結されるハブ３０と、ハブ３０の外周面５ｂに設けられるフィン３１と、を備えている。ハブ３０の外周面５ｂは、ガス流入流路３３側において軸方向と略平行に延びると共に、ディフューザ流路３２へ向かうに従って径方向に広がるように湾曲している。ハブ３０は、ガス流入流路３３に対して軸方向における反対側に、背面５ａを備えている。背面５ａは、タービン軸６から外周側へ向かって広がっている。また、ハブ３０は、ディフューザ流路３２側の端部に外周面５ｃを備えている。以上のような構成により、ガス流入流路３３から流入して軸方向へ流れる空気（Ａ１の流れ）は、インペラ５で圧縮されると共に、外周側へ向かって流れる。これによって圧縮空気がディフューザ流路３２内を外周側へ向かって流れる（Ａ２の流れ）。   The impeller 5 includes a hub 30 connected to the turbine shaft 6 and fins 31 provided on the outer peripheral surface 5 b of the hub 30. The outer peripheral surface 5 b of the hub 30 extends substantially parallel to the axial direction on the gas inflow channel 33 side and is curved so as to expand in the radial direction toward the diffuser channel 32. The hub 30 includes a back surface 5 a on the opposite side in the axial direction with respect to the gas inflow channel 33. The back surface 5a extends from the turbine shaft 6 toward the outer peripheral side. Further, the hub 30 includes an outer peripheral surface 5c at an end portion on the diffuser flow path 32 side. With the above configuration, the air flowing in the axial direction from the gas inflow passage 33 (flow of A1) is compressed by the impeller 5 and flows toward the outer peripheral side. As a result, the compressed air flows in the diffuser flow path 32 toward the outer peripheral side (flow of A2).

インペラ５の背面側には背壁部（第１の背壁部）３５が設けられる。本実施形態では、背壁部３５は、図１に示すシールプレート１７、及び当該シールプレート１７を支持するコンプレッサハウジング２の一部によって構成されている。ただし、インペラ５の背面側に設けられるものであれば、どの部品が背壁部３５を構成してもよい。   A back wall portion (first back wall portion) 35 is provided on the back side of the impeller 5. In the present embodiment, the back wall portion 35 is configured by the seal plate 17 shown in FIG. 1 and a part of the compressor housing 2 that supports the seal plate 17. However, any component may be included in the back wall portion 35 as long as it is provided on the back side of the impeller 5.

背壁部３５は、インペラ５の背面５ａと軸方向において対向する対向面３５ａを備えている。対向面３５ａは、タービン軸６側から外周側へ向かって広がる面である。対向面３５ａは、インペラ５の背面５ａの形状に対応して適宜変更してよく、平面、傾斜面、湾曲面、及びこれらの組み合わせによって構成されていてよい。また、図２に示す実施形態では、背壁部３５は、インペラ５の外周面５ｃと径方向に対向する対向面３５ｂを備えている。   The back wall portion 35 includes a facing surface 35a that faces the back surface 5a of the impeller 5 in the axial direction. The facing surface 35a is a surface that widens from the turbine shaft 6 side toward the outer peripheral side. The facing surface 35a may be appropriately changed according to the shape of the back surface 5a of the impeller 5, and may be configured by a flat surface, an inclined surface, a curved surface, and a combination thereof. In the embodiment shown in FIG. 2, the back wall portion 35 includes a facing surface 35 b that faces the outer peripheral surface 5 c of the impeller 5 in the radial direction.

インペラ５の背面５ａと、背壁部３５との間には、ディフューザ流路３２と連通する背面流路（第１の背面流路）４２が形成される。背面流路４２は、背面５ａと背壁部３５の対向面３５ａとの間の隙間空間によって形成される流路である。背面流路４２は、タービン軸６側から外周側へ向かって広がる空間である。また、インペラ５の外周面５ｃと背壁部３５との間には、ディフューザ流路３２と連通すると共に、背面流路４２へ空気を導く入口部として機能する入口流路４１が形成される。入口流路４１は、外周面５ｃと背壁部３５の対向面３５ｂとの間の隙間空間によって形成される流路である。入口流路４１は、ディフューザ流路３２のうち、インペラ５との境界部付近に連通されており、軸方向に沿って背面５ａ側へ延びる環状の空間である。   A back channel (first back channel) 42 communicating with the diffuser channel 32 is formed between the back surface 5 a of the impeller 5 and the back wall portion 35. The back channel 42 is a channel formed by a gap space between the back surface 5 a and the facing surface 35 a of the back wall portion 35. The rear flow path 42 is a space that expands from the turbine shaft 6 side toward the outer peripheral side. Further, between the outer peripheral surface 5 c of the impeller 5 and the back wall portion 35, an inlet flow channel 41 is formed that communicates with the diffuser flow channel 32 and functions as an inlet portion that guides air to the rear flow channel 42. The inlet channel 41 is a channel formed by a gap space between the outer peripheral surface 5 c and the opposing surface 35 b of the back wall portion 35. The inlet channel 41 is an annular space communicating with the vicinity of the boundary with the impeller 5 in the diffuser channel 32 and extending toward the back surface 5a along the axial direction.

背壁部３５には、背面流路４２と連通する抽気流路３４が形成される。抽気流路３４は、背面流路４２を流れる空気を抽気する。抽気流路３４は、背壁部３５内に形成された管状の内部空間によって構成される。なお、抽気流路３４は、中心軸周りに一つ設けられていてもよく、複数設けられていてもよい。抽気流路３４は、背面側で貫流を発生させるため、インペラ５の外周面５ｃよりも所定量、内周側へ離間した位置に形成される。抽気流路３４は、インペラ５の背面５ａの外径部分、すなわち外周面５ｃ寄りの部分に対向する位置に形成される。なお、抽気流路３４は、背面５ａの内径部分、すなわち中心軸寄りの部分に形成されてもよい。   In the back wall portion 35, an extraction passage 34 that communicates with the rear passage 42 is formed. The extraction channel 34 extracts the air flowing through the back channel 42. The extraction channel 34 is configured by a tubular internal space formed in the back wall portion 35. One extraction channel 34 may be provided around the central axis, or a plurality of extraction channels 34 may be provided. The bleed flow passage 34 is formed at a position separated from the outer peripheral surface 5c of the impeller 5 by a predetermined amount toward the inner peripheral side in order to generate a flow through on the back side. The extraction flow path 34 is formed at a position facing the outer diameter portion of the back surface 5a of the impeller 5, that is, the portion near the outer peripheral surface 5c. Note that the bleed passage 34 may be formed in an inner diameter portion of the back surface 5a, that is, a portion near the central axis.

背壁部３５は、背面流路４２の入口部から抽気流路３４へ至る位置まで連続的な面（対向面３５ａ，３５ｂ）を備えている。すなわち、径方向において、抽気流路３４よりも外周側の領域では、対向面３５ａ，３５ｂが連続的に広がっている。連続的な面とは、背面流路４２の入口部から抽気流路３４へ至る位置までに他の流路等が形成されておらず、空気の流れが封止された状態の面である。本実施形態では、入口流路４１の入口部が、背面流路４２の入口部に対応する。従って、当該入口部から抽気流路３４へ至るまで、対向面３５ａ，３５ｂが連続的な面として構成されている。   The back wall portion 35 includes a continuous surface (opposing surfaces 35 a and 35 b) from the inlet portion of the back surface flow channel 42 to the extraction flow channel 34. That is, in the radial direction, the opposed surfaces 35a and 35b continuously spread in a region on the outer peripheral side of the extraction channel 34. The continuous surface is a surface in which no other flow path or the like is formed from the inlet of the back flow path 42 to the extraction flow path 34 and the air flow is sealed. In the present embodiment, the inlet part of the inlet channel 41 corresponds to the inlet part of the back channel 42. Therefore, the opposing surfaces 35a and 35b are configured as continuous surfaces from the inlet portion to the extraction channel 34.

なお、背壁部３５が異なる部材の組み合わせによって構成され、対向面３５ａが異なる部材の面によって構成されている場合であっても、部材間がシールされることで空気の流れが防止されていれば「連続的な面」に該当する。例えば、図１に示すように、「対向面」がシールプレートの面と、コンプレッサハウジング２の面と、ボルトの面と、によって構成されていても、これらの部材間がシールされていれば「連続的な面」に該当する。なお、厳密なシール処理がなされておらず、機械的接合の関係で僅かに空気が漏れるような場合であっても、流路を形成して積極的に空気を取り出そうとするようなものでなければ、「連続的な面」と認定してよい。   Even when the back wall portion 35 is constituted by a combination of different members and the opposing surface 35a is constituted by different member surfaces, the flow of air is prevented by sealing the members. Corresponds to “continuous surface”. For example, as shown in FIG. 1, even if the “opposing surface” is constituted by the surface of the seal plate, the surface of the compressor housing 2, and the surface of the bolt, if these members are sealed, “ It corresponds to “continuous surface”. It should be noted that even if air is leaked slightly due to mechanical joining because it has not been subjected to strict sealing treatment, it must be designed to actively extract air by forming a flow path. For example, it may be recognized as a “continuous surface”.

抽気流路３４は、抽気した空気を冷却空気として、ラインＬ１を介してタービン軸６を支持するベアリング（軸受）１４，１６へ供給する。これによって、ベアリング１４，１６が冷却される。なお、ラインＬ１の構成や経路等は特に限定されるものではなく、ベアリング１４，１６に冷却空気を供給できるものであれば、どのような構成であってもよい。   The extraction flow path 34 supplies the extracted air as cooling air to bearings (bearings) 14 and 16 that support the turbine shaft 6 via the line L1. Thereby, the bearings 14 and 16 are cooled. Note that the configuration, path, and the like of the line L1 are not particularly limited, and may be any configuration as long as cooling air can be supplied to the bearings 14 and 16.

以上より、遠心圧縮機１００は、背面流路４２から抽気流路３４によって冷却空気が抽気される（Ａ５の流れ）構成を備えている。従って、ディフューザ流路３２内を流れる圧縮空気の主流（Ａ２の流れ）から、一部の圧縮空気が入口流路４１に取り込まれ（Ａ３の流れ）、背面流路４２に貫流が発生する（Ａ４の流れ）。そして、背面流路４２の空気は冷却空気として抽気流路３４から抽気されて（Ａ５の流れ）、ベアリング１４，１６へ供給される。   As described above, the centrifugal compressor 100 has a configuration in which cooling air is extracted from the back surface flow path 42 by the extraction flow path 34 (flow of A5). Accordingly, a part of the compressed air is taken into the inlet flow channel 41 (flow of A3) from the main flow (flow of A2) of the compressed air flowing in the diffuser flow channel 32, and a through flow is generated in the back flow channel 42 (A4). Flow of). The air in the rear passage 42 is extracted from the extraction passage 34 as cooling air (A5 flow) and supplied to the bearings 14 and 16.

次に、本実施形態に係る遠心圧縮機の作用・効果について説明する。   Next, the operation and effect of the centrifugal compressor according to this embodiment will be described.

本実施形態に係る遠心圧縮機においては、インペラ５の背面５ａと、背壁部３５との間には、ディフューザ流路３２と連通する背面流路４２が形成されている。背壁部３５には、背面流路と連通する抽気流路３４が形成されている。また、背壁部３５は、背面流路４２の入口部から抽気流路３４へ至る位置まで連続的な面（対向面３５ａ，３５ｂ）を備え、他の流路などが形成されていない。このように、背面流路４２からガスを抽気することによって、インペラ５の背面側でガスの貫流を発生させることができる。従って、インペラ５の背面側の圧力を低下させることによって、インペラ５に作用するスラスト力（図２においてＦで示す）を低下させることができる。   In the centrifugal compressor according to the present embodiment, a back channel 42 communicating with the diffuser channel 32 is formed between the back surface 5 a of the impeller 5 and the back wall portion 35. In the back wall portion 35, an extraction passage 34 communicating with the rear passage is formed. Moreover, the back wall part 35 is provided with a continuous surface (opposing surfaces 35a, 35b) from the inlet part of the back channel 42 to the extraction channel 34, and other channels are not formed. As described above, by extracting the gas from the back surface flow path 42, it is possible to generate a gas flow-through on the back surface side of the impeller 5. Therefore, by reducing the pressure on the back side of the impeller 5, the thrust force (indicated by F in FIG. 2) acting on the impeller 5 can be reduced.

具体的には、圧力低下をΔＰ、抵抗係数をＣ、空気の密度をρ、貫流速度をＶｒとした場合、以下の式（１）が成り立つ。式（１）から理解されるように、本実施形態に係る遠心圧縮機１００では、抽気流路３４を備えることで貫流速度Ｖｒを大きくすることができるため、インペラ５の背面側における圧力低下ΔＰの値を大きくすることができる。これによって、インペラ５に作用するスラスト力Ｆを低下することができる。このように、スラスト力Ｆを低下させることによって、コンプレッサ側スラストベアリング１６の軸受負荷を低減でき、軸受損失を低減することができる。また、軸受損失を低減することで、冷却空気量も低減することができるため、その結果、遠心圧縮機１００の圧縮機効率も向上できる。

ΔＰ＝Ｃ・（ρＶｒ２／２） …（１）
Specifically, when the pressure drop is ΔP, the resistance coefficient is C, the air density is ρ, and the flow velocity is Vr, the following equation (1) holds. As understood from the equation (1), in the centrifugal compressor 100 according to the present embodiment, the flow velocity Vr can be increased by providing the extraction flow path 34, so that the pressure drop ΔP on the back side of the impeller 5 is increased. The value of can be increased. Thereby, the thrust force F acting on the impeller 5 can be reduced. Thus, by reducing the thrust force F, the bearing load of the compressor side thrust bearing 16 can be reduced, and the bearing loss can be reduced. Moreover, since the amount of cooling air can be reduced by reducing the bearing loss, as a result, the compressor efficiency of the centrifugal compressor 100 can also be improved.

ΔP = C · (ρVr 2/ 2) ... (1)

また、本実施形態に係る遠心圧縮機１００において、抽気流路３４は、抽気した空気を、インペラ５のタービン軸６を支持するベアリング１４，１６へ供給する。これによって、ベアリング１４，１６を冷却するための機構を別途設けなくとも、インペラ５で発生する空気の流れを利用してベアリング１４，１６を冷却することができる。   Further, in the centrifugal compressor 100 according to the present embodiment, the extraction flow path 34 supplies the extracted air to the bearings 14 and 16 that support the turbine shaft 6 of the impeller 5. Thus, the bearings 14 and 16 can be cooled by utilizing the air flow generated by the impeller 5 without providing a mechanism for cooling the bearings 14 and 16 separately.

また、本実施形態に係る遠心圧縮機１００において、抽気流路３４は、インペラ５の背面５ａの外径部分に対向する位置に形成されている。これにより、内径側で抽気する場合に比して、高い圧力で抽気を行うことができ、冷却空気として低い温度の空気をベアリング１４，１６に供給することができる。   Further, in the centrifugal compressor 100 according to the present embodiment, the extraction channel 34 is formed at a position facing the outer diameter portion of the back surface 5 a of the impeller 5. Thereby, compared with the case where it bleeds on the inner diameter side, bleed can be performed at a high pressure, and air at a low temperature can be supplied to the bearings 14 and 16 as cooling air.

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。   The present invention is not limited to the embodiment described above.

例えば、上述の実施形態では、抽気流路３４で抽気された冷却空気はベアリング１４，１６へ供給されていた。しかし、抽気流路３４で抽気された空気の供給先は特に限定されない。例えば、抽気流路３４で抽気された空気は、冷却のために同軸上に連結されたタービン等へ供給されてもよい。   For example, in the above-described embodiment, the cooling air extracted in the extraction flow path 34 is supplied to the bearings 14 and 16. However, the supply destination of the air extracted in the extraction channel 34 is not particularly limited. For example, the air extracted in the extraction channel 34 may be supplied to a turbine or the like connected coaxially for cooling.

また、上述の実施形態に係る遠心圧縮機１００のインペラ５や背壁部３５の構成は一例にすぎず、適宜変更してもよく、それに伴って背面流路等の形状も変更される。   Moreover, the structure of the impeller 5 and the back wall part 35 of the centrifugal compressor 100 which concerns on the above-mentioned embodiment is only an example, may be changed suitably, and shapes, such as a back channel, are also changed in connection with it.

遠心圧縮機１００は、図３に示すような回転機械に適用されてもよい。図３に示す回転機械２００は、遠心圧縮機１００と、インペラ構造１５０と、を備えている。なお、回転機械２００は、図１に示すようなターボチャージャであってよく、この場合、インペラ構造１５０は、タービンによって構成される。あるいは、回転機械２００は、多段圧縮機であってもよく、この場合、インペラ構造１５０は、遠心圧縮機１００とは別な圧縮機によって構成される。   The centrifugal compressor 100 may be applied to a rotary machine as shown in FIG. A rotating machine 200 shown in FIG. 3 includes a centrifugal compressor 100 and an impeller structure 150. The rotary machine 200 may be a turbocharger as shown in FIG. 1, and in this case, the impeller structure 150 is constituted by a turbine. Alternatively, the rotary machine 200 may be a multistage compressor. In this case, the impeller structure 150 is configured by a compressor different from the centrifugal compressor 100.

遠心圧縮機１００における、ガス流入流路３３、ディフューザ流路３２、コンプレッサハウジング２、インペラ５、背壁部３５、背面流路４２、抽気流路３４は、図１及び図２に示す前述の実施形態に係る遠心圧縮機１００のものと同趣旨であるため、説明を省略する。   In the centrifugal compressor 100, the gas inflow channel 33, the diffuser channel 32, the compressor housing 2, the impeller 5, the back wall portion 35, the back channel 42, and the extraction channel 34 are the above-described implementations shown in FIGS. 1 and 2. Since it has the same purpose as that of the centrifugal compressor 100 according to the embodiment, the description thereof is omitted.

インペラ構造１５０は、軸方向へ延びる第１の流路１３３及び外周側へ延びる第２の流路１３２を有するケーシング１０２と、ケーシング１０２の内部において第１の流路１３３と第２の流路１３２との間に回転可能に配置されたインペラ（第２のインペラ）１０５と、を備えている。インペラ１０５は、インペラ５の回転軸１０６に支持されている。インペラ１０５の背面１０５aは、インペラ５の背面５ａと軸方向に対向する。なお、インペラ１０５の背面１０５ａと、インペラ５の背面５ａは、背壁部３５，１３５等を介して互いに対向している。また、インペラ１０５の背面１０５ａ側には背壁部１３５が設けられる。インペラ１０５の背面１０５ａと、背壁部１３５との間には、背面流路１４２が形成される。   The impeller structure 150 includes a casing 102 having a first flow path 133 extending in the axial direction and a second flow path 132 extending to the outer peripheral side, and the first flow path 133 and the second flow path 132 inside the casing 102. And an impeller (second impeller) 105 disposed so as to be rotatable therebetween. The impeller 105 is supported on the rotating shaft 106 of the impeller 5. The back surface 105a of the impeller 105 faces the back surface 5a of the impeller 5 in the axial direction. The back surface 105a of the impeller 105 and the back surface 5a of the impeller 5 are opposed to each other via the back wall portions 35, 135 and the like. Further, a back wall portion 135 is provided on the back surface 105 a side of the impeller 105. A back channel 142 is formed between the back surface 105 a of the impeller 105 and the back wall portion 135.

遠心圧縮機１００の抽気流路３４から背面流路１４２まで延びて当該背面流路１４２と連通する供給流路１３４が形成される。遠心圧縮機１００の抽気流路３４は、抽気したガスを、供給流路１３４を介して背面流路１４２へ供給する。すなわち、供給流路１３４は、抽気流路３４から流れてきたガスを背面流路１４２へ供給する。供給流路１３４は、背壁部１３５内に形成された管状の内部空間によって構成される。なお、供給流路１３４は、中心軸周りに一つ設けられていてもよく、複数設けられていてもよい（なお、後述の図５に示す例では、複数設けられている）。供給流路１３４は、インペラ１０５の外周面よりも所定量、内周側へ離間した位置に形成される。供給流路１３４は、インペラ１０５の背面１０５ａの外径部分、すなわち外周面寄りの部分に対向する位置に形成される。なお、供給流路１３４は、背面１０５ａの内径部分、すなわち中心軸寄りの部分に形成されてもよい。   A supply flow path 134 extending from the extraction flow path 34 of the centrifugal compressor 100 to the back flow path 142 and communicating with the back flow path 142 is formed. The extraction flow path 34 of the centrifugal compressor 100 supplies the extracted gas to the back flow path 142 via the supply flow path 134. That is, the supply channel 134 supplies the gas flowing from the extraction channel 34 to the back channel 142. The supply flow path 134 is configured by a tubular internal space formed in the back wall portion 135. One supply channel 134 may be provided around the central axis, or a plurality of supply channels 134 may be provided (in the example shown in FIG. 5 described later, a plurality of supply channels 134 are provided). The supply flow path 134 is formed at a position separated from the outer peripheral surface of the impeller 105 by a predetermined amount toward the inner peripheral side. The supply flow path 134 is formed at a position facing the outer diameter portion of the back surface 105a of the impeller 105, that is, the portion near the outer peripheral surface. The supply channel 134 may be formed in an inner diameter portion of the back surface 105a, that is, a portion near the central axis.

なお、背壁部１３５は、遠心圧縮機１００の背壁部３５と同様に、背面流路１４２の入口部から供給流路１３４へ至る位置まで連続的な面を備えていてよい。すなわち、径方向において、供給流路１３４よりも外周側の領域では、インペラ１０５の背面１０５ａと対向する面が連続的に広がっていてよい。   In addition, the back wall part 135 may be provided with a continuous surface from the inlet part of the back surface flow path 142 to the supply flow path 134, similarly to the back wall part 35 of the centrifugal compressor 100. That is, in the radial direction, in the region on the outer peripheral side of the supply flow path 134, the surface facing the back surface 105a of the impeller 105 may continuously spread.

抽気流路３４と供給流路１３４との間には、抽気したガスの圧力を調整する圧力調整弁６２が設けられている。なお、本実施形態においては、圧力調整弁６２より上流側の流路を抽気流路３４と称し、圧力調整弁６２より下流側の流路を供給流路１３４と称している。ただし、抽気流路３４は背壁部３５内に形成された内部空間を含んでおり、供給流路１３４は背壁部１３５内に形成された内部空間を含んでいればよい。背壁部３５，１３５より外側へ延びる管のどこまでの範囲が抽気流路３４に属し、どこまでの範囲が供給流路１３４に属するかは、任意に決定可能である。圧力調整弁６２は、図示されない制御部に電気的に接続されていてよい。制御部は、インペラ５の吐出圧、又はインペラ５の背面圧を検出すると共に、検出結果に基づいて、圧力調整弁６２を調整してよい。   A pressure adjustment valve 62 that adjusts the pressure of the extracted gas is provided between the extraction channel 34 and the supply channel 134. In the present embodiment, the flow path upstream of the pressure adjustment valve 62 is referred to as an extraction flow path 34, and the flow path downstream of the pressure adjustment valve 62 is referred to as a supply flow path 134. However, the extraction channel 34 may include an internal space formed in the back wall portion 35, and the supply channel 134 may include an internal space formed in the back wall portion 135. It is possible to arbitrarily determine how far the range of the pipes extending outward from the back wall portions 35 and 135 belongs to the extraction flow path 34 and what range belongs to the supply flow path 134. The pressure regulating valve 62 may be electrically connected to a control unit (not shown). The control unit may detect the discharge pressure of the impeller 5 or the back pressure of the impeller 5 and adjust the pressure adjustment valve 62 based on the detection result.

次に、図４及び図５を参照して、遠心圧縮機１００及びインペラ構造１５０の詳細な構造について説明する。図４に示すように、背面流路４２には、抽気流路３４との接続部（抽気流路３４が開口した部分）よりも外周側にラビリンスシール６５が設けられている。ラビリンスシール６５は、背壁部３５の表面に円環状の溝を複数段設けることによって構成されている。背面流路１４２には、供給流路１３４との接続部（供給流路１３４が開口した部分）よりも外周側にラビリンスシール６６が設けられている。ラビリンスシール６６は、背壁部１３５の表面に円環状の溝を複数段設けることによって構成されている。   Next, with reference to FIG.4 and FIG.5, the detailed structure of the centrifugal compressor 100 and the impeller structure 150 is demonstrated. As shown in FIG. 4, a labyrinth seal 65 is provided on the rear flow path 42 on the outer peripheral side with respect to a connection portion (a portion where the extraction flow path 34 is opened) with the extraction flow path 34. The labyrinth seal 65 is configured by providing a plurality of annular grooves on the surface of the back wall portion 35. A labyrinth seal 66 is provided on the rear flow path 142 on the outer peripheral side with respect to a connection portion with the supply flow path 134 (a portion where the supply flow path 134 is opened). The labyrinth seal 66 is configured by providing a plurality of annular grooves on the surface of the back wall portion 135.

図５に示すように、背壁部３５には、複数（ここでは４つ）の抽気流路３４が周方向に等間隔に設けられている。抽気流路３４は、インペラ５の回転方向に応じて、回転軸１０６が延びる方向に対して傾斜している。具体的には、軸方向から背壁部３５の対向面３５ａを見たときに、抽気流路３４は、対向面３５ａから背壁部３５の厚さ方向へ延びる際に、回転方向における進行側へ傾くように延びている。ここで、背壁部３５の中心Ｃ１及び対向面３５ａにおける抽気流路３４の中心Ｃ２を通過する直線Ｌ７を設定する。また、中心Ｃ２を通過して直線Ｌ７に垂直な直線Ｌ２を設定する。このとき、抽気流路３４の軸線Ｌ３と直線Ｌ２のなす角度θは、３０〜４０°に設定される。このような構成により、インペラ５の回転に伴って旋回する背面流路４２内のガスの旋回方向と、抽気流路３４内のガスが上流側から下流側へ向かう方向が同じ向きとなるため、背面流路４２内のガスがスムーズに抽気流路３４に流れ込む。   As shown in FIG. 5, a plurality of (here, four) extraction channels 34 are provided in the back wall portion 35 at equal intervals in the circumferential direction. The extraction flow path 34 is inclined with respect to the direction in which the rotation shaft 106 extends in accordance with the rotation direction of the impeller 5. Specifically, when the facing surface 35a of the back wall portion 35 is viewed from the axial direction, the extraction channel 34 extends in the thickness direction of the back wall portion 35 from the facing surface 35a. It extends to tilt. Here, a straight line L7 passing through the center C1 of the back wall portion 35 and the center C2 of the extraction channel 34 in the facing surface 35a is set. Further, a straight line L2 passing through the center C2 and perpendicular to the straight line L7 is set. At this time, the angle θ formed by the axis L3 of the extraction channel 34 and the straight line L2 is set to 30 to 40 °. With such a configuration, the turning direction of the gas in the rear flow path 42 that swirls with the rotation of the impeller 5 and the direction in which the gas in the extraction flow path 34 heads from the upstream side to the downstream side are the same, The gas in the back channel 42 flows smoothly into the extraction channel 34.

背壁部１３５には、複数（ここでは４つ）の供給流路１３４が周方向に等間隔で設けられている。供給流路１３４は、インペラ１０５の回転方向に応じて、軸方向に対して傾斜している。具体的には、軸方向から背壁部１３５の対向面１３５ａを見たときに、供給流路１３４は、対向面１３５ａから背壁部１３５の厚さ方向へ延びる際に、回転方向における逆側へ傾くように延びている。ここで、背壁部１３５の中心Ｃ１及び対向面１３５ａにおける供給流路１３４の中心Ｃ３を通過する直線Ｌ４を設定する。また、中心Ｃ２を通過して直線Ｌ４に垂直な直線Ｌ５を設定する。このとき、供給流路１３４の軸線と直線Ｌ５のなす角度は、前述の角度θと同様に３０〜４０°に設定される。このような構成により、インペラ１０５の回転に伴って旋回する背面流路１４２内のガスの旋回方向と、供給流路１３４内でガスが上流側から下流側へ向かう方向が同じ向きとなるため、供給流路１３４から供給されるガスがスムーズに背面流路１４２に流れ込む。   A plurality (four in this case) of supply channels 134 are provided in the back wall portion 135 at equal intervals in the circumferential direction. The supply flow path 134 is inclined with respect to the axial direction according to the rotation direction of the impeller 105. Specifically, when the facing surface 135a of the back wall portion 135 is viewed from the axial direction, the supply flow path 134 is opposite to the rotation direction when extending from the facing surface 135a in the thickness direction of the back wall portion 135 It extends to tilt. Here, a straight line L4 passing through the center C1 of the back wall 135 and the center C3 of the supply flow path 134 in the facing surface 135a is set. Further, a straight line L5 passing through the center C2 and perpendicular to the straight line L4 is set. At this time, the angle formed by the axis of the supply flow path 134 and the straight line L5 is set to 30 to 40 °, similar to the angle θ described above. With such a configuration, the gas swirling direction in the back flow path 142 that swirls with the rotation of the impeller 105 and the gas flow direction from the upstream side to the downstream side in the supply flow path 134 are in the same direction. The gas supplied from the supply channel 134 flows smoothly into the back channel 142.

なお、抽気流路３４は、背壁部３５に形成された貫通孔の部分と、背壁部３５の外側において当該貫通孔に接続されたパイプと、によって構成されてよい。複数の貫通孔から引き出されたパイプは、一本に集約されてもよい。供給流路１３４は、背壁部１３５に形成された貫通孔の部分と、背壁部１３５の外側において当該貫通孔に接続されたパイプと、によって構成されてよい。複数の貫通孔から引き出されたパイプは、一本に集約されてもよい。抽気流路３４において一本に集約されたパイプと、供給流路１３４において一本に集約されたパイプとが接続される部分に圧力調整弁６２が設けられてよい。   The bleed flow path 34 may be configured by a through hole portion formed in the back wall portion 35 and a pipe connected to the through hole outside the back wall portion 35. Pipes drawn from the plurality of through holes may be integrated into one. The supply flow path 134 may be configured by a portion of a through hole formed in the back wall portion 135 and a pipe connected to the through hole on the outside of the back wall portion 135. Pipes drawn from the plurality of through holes may be integrated into one. The pressure regulating valve 62 may be provided at a portion where the pipes integrated into one in the extraction flow path 34 and the pipes integrated into one in the supply flow path 134 are connected.

以上のように、回転機械２００は、遠心圧縮機１００と、インペラ５の回転軸１０６に支持されるインペラ１０５と、を備える。また、インペラ１０５の背面１０５ａ側には背壁部１３５が設けられ、インペラ１０５の背面１０５ａと、背壁部１３５との間には、背面流路１４２が形成される。抽気流路３４から背面流路４２まで延びて連通する供給流路１３４が形成され、遠心圧縮機１００の抽気流路３４は、抽気したガスを、供給流路１３４を介して背面流路１４２へ供給している。これにより、背面流路４２から抽気流路３４でガスを抽気することで、インペラ５の背面５ａ側の圧力を低下させることに加え、抽気流路３４が、抽気したガスを背面流路４２へ供給することで、インペラ１０５の背面１０５ａ側の圧力を高めることができる。インペラ１０５はインペラ５の回転軸１０６に支持され、且つ、インペラ１０５の背面１０５ａは、インペラ５の背面５ａと軸方向に対向している。従って、インペラ１０５の背面１０５ａ側の圧力が高まることで、インペラ１０５が、インペラ５に作用するスラスト力Ｆ１を打ち消す方向にスラスト力Ｆ２を回転軸１０６を介して作用させることができる（図３参照）。これにより、インペラ５に作用するスラスト力Ｆ１を低下させることができる。   As described above, the rotary machine 200 includes the centrifugal compressor 100 and the impeller 105 supported by the rotary shaft 106 of the impeller 5. Further, a back wall portion 135 is provided on the back surface 105 a side of the impeller 105, and a back channel 142 is formed between the back surface 105 a of the impeller 105 and the back wall portion 135. A supply flow path 134 extending from the extraction flow path 34 to the back flow path 42 and communicating therewith is formed, and the extraction flow path 34 of the centrifugal compressor 100 passes the extracted gas to the back flow path 142 via the supply flow path 134. Supply. Thereby, in addition to lowering the pressure on the back surface 5a side of the impeller 5 by extracting the gas from the back surface flow path 42 through the extraction flow path 34, the extraction flow path 34 supplies the extracted gas to the back surface flow path 42. By supplying, the pressure on the back surface 105a side of the impeller 105 can be increased. The impeller 105 is supported by the rotating shaft 106 of the impeller 5, and the back surface 105 a of the impeller 105 faces the back surface 5 a of the impeller 5 in the axial direction. Therefore, by increasing the pressure on the back surface 105a side of the impeller 105, the impeller 105 can apply the thrust force F2 via the rotating shaft 106 in a direction to cancel the thrust force F1 acting on the impeller 5 (see FIG. 3). ). Thereby, the thrust force F1 which acts on the impeller 5 can be reduced.

また、回転機械２００において、抽気流路３４と供給流路１３４との間には、抽気したガスの圧力を調整する圧力調整弁が設けられていてよい。これによって、抽気されて背面流路１４２へ供給されるガスの圧力を調整することができる。   Further, in the rotary machine 200, a pressure adjustment valve that adjusts the pressure of the extracted gas may be provided between the extraction channel 34 and the supply channel 134. Thereby, the pressure of the gas extracted and supplied to the back channel 142 can be adjusted.

また、回転機械２００において、背面流路１４２には、供給流路１３４との接続部よりも外周側にラビリンスシール６６が設けられている。これにより、背面流路１４２へ供給されたガスが、ラビリンスシール６６によって外周側へ流れ出にくくなる。従って、背面流路１４２内の圧力を効率よく高めることができる。なお、背面流路４２に、抽気流路３４との接続部よりも外周側にラビリンスシール６５が設けられている。ここで、ガスがラビリンスシール６５のような狭隘部を通過すると、抵抗により圧力が低下する。抽気のみで同様な圧力低下を得ようとすると、より多くの抽気流量が必要になる。従って、背面流路４２側にラビリンスシール６５を設けることによって、効果的に圧力を低下させることができる。   Further, in the rotating machine 200, a labyrinth seal 66 is provided in the back surface flow path 142 on the outer peripheral side of the connection portion with the supply flow path 134. Thereby, the gas supplied to the back channel 142 is less likely to flow out to the outer peripheral side by the labyrinth seal 66. Therefore, the pressure in the back channel 142 can be increased efficiently. Note that a labyrinth seal 65 is provided on the rear flow path 42 on the outer peripheral side of the connection portion with the extraction flow path 34. Here, when the gas passes through the narrow portion such as the labyrinth seal 65, the pressure decreases due to the resistance. If it is attempted to obtain a similar pressure drop only by extraction, a larger extraction flow rate is required. Therefore, the pressure can be effectively reduced by providing the labyrinth seal 65 on the back channel 42 side.

なお、回転機械は、図３〜５に示す構成に限定されず、必要に応じて適宜、大きさや形状や各部品の位置関係を変更してもよい。例えば、抽気流路３４及び供給流路１３４は、軸方向へまっすぐに延びていてもよい。なお、回転機械中のガスの流れに対して、遠心圧縮機が上流側に配置され、インペラ構造が下流側に配置されてもよいが、圧力の関係によっては、遠心圧縮機が上流側に配置され、インペラ構造が上流側に配置されてもよい。すなわち、遠心圧縮機の背面流路が、インペラ構造の背面流路よりも圧力が高く、遠心圧縮機の抽気流路がインペラ構造の背面流路へガスを供給できる関係が成り立っていれば各構成要素の配置は特に限定されない。   In addition, a rotary machine is not limited to the structure shown in FIGS. 3-5, You may change a magnitude | size, a shape, and the positional relationship of each component suitably as needed. For example, the extraction channel 34 and the supply channel 134 may extend straight in the axial direction. The centrifugal compressor may be arranged on the upstream side and the impeller structure may be arranged on the downstream side with respect to the gas flow in the rotating machine. However, depending on the pressure, the centrifugal compressor is arranged on the upstream side. The impeller structure may be arranged on the upstream side. That is, if the back flow path of the centrifugal compressor is higher in pressure than the back flow path of the impeller structure, and the relationship is established that the extraction flow path of the centrifugal compressor can supply gas to the back flow path of the impeller structure, each configuration The arrangement of elements is not particularly limited.

２ コンプレッサハウジング（ケーシング）
５ インペラ（第１のインペラ）
６ タービン軸（回転軸）
１４，１６ ベアリング（軸受）
３２ ディフューザ流路
３３ ガス流入流路
３４ 抽気流路
３５ 背壁部（第１の背壁部）
３５ａ，３５ｂ 対向面
４２ 背面流路（第１の背面流路）
１００ 遠心圧縮機
１０５ インペラ（第２のインペラ）
１３４ 供給流路
１３５ 背壁部（第２の背壁部）
１４２ 背面流路（第２の背面流路）
１５０ インペラ構造
２００ 回転機械
2 Compressor housing (casing)
5 Impeller (first impeller)
6 Turbine shaft (rotary shaft)
14,16 Bearing
32 Diffuser flow path 33 Gas inflow flow path 34 Extraction flow path 35 Back wall portion (first back wall portion)
35a, 35b Opposing surface 42 Rear channel (first rear channel)
100 Centrifugal compressor 105 Impeller (second impeller)
134 Supply flow path 135 Back wall (second back wall)
142 Back channel (second back channel)
150 impeller structure 200 rotating machine

Claims (6)

軸方向へ延びるガス流入流路及び外周側へ延びるディフューザ流路を有するケーシングと、
前記ケーシングの内部において前記ガス流入流路と前記ディフューザ流路との間に回転可能に配置された第１のインペラと、を備える遠心圧縮機であって、
前記第１のインペラの背面側には第１の背壁部が設けられ、
前記第１のインペラの前記背面と、前記第１の背壁部との間には、前記ディフューザ流路と連通する第１の背面流路が形成され、
前記第１の背壁部には、前記第１の背面流路と連通する抽気流路が形成され、
前記第１の背壁部は、前記第１の背面流路の入口部から前記抽気流路へ至る位置まで連続的な面を備えている、遠心圧縮機。 A casing having a gas inflow passage extending in the axial direction and a diffuser passage extending to the outer peripheral side;
A centrifugal compressor comprising a first impeller rotatably disposed between the gas inflow channel and the diffuser channel inside the casing,
A first back wall is provided on the back side of the first impeller,
Between the back surface of the first impeller and the first back wall portion, a first back surface channel communicating with the diffuser channel is formed,
The first back wall portion is formed with an extraction channel communicating with the first back channel,
The first back wall portion is a centrifugal compressor including a continuous surface from the inlet portion of the first back flow path to the position where the extraction flow path is reached. 前記抽気流路は、抽気したガスを、前記第１のインペラの回転軸を支持する軸受へ供給する、請求項１に記載された遠心圧縮機。   2. The centrifugal compressor according to claim 1, wherein the extraction flow path supplies the extracted gas to a bearing that supports a rotation shaft of the first impeller. 前記抽気流路は、前記第１のインペラの前記背面の外径部分に対向する位置に形成される、請求項１又は２に記載された遠心圧縮機。   The centrifugal compressor according to claim 1 or 2, wherein the extraction flow path is formed at a position facing an outer diameter portion of the back surface of the first impeller. 請求項１に記載された遠心圧縮機と、
前記第１のインペラの回転軸に支持される第２のインペラと、を備え、
前記第２のインペラの背面は、前記第１のインペラの前記背面と前記軸方向に対向し、
前記第２のインペラの前記背面側には第２の背壁部が設けられ、
前記第２のインペラの前記背面と、前記第２の背壁部との間には、第２の背面流路が形成され、
前記抽気流路から前記第２の背面流路まで延びて、当該第２の背面流路と連通する供給流路が形成された、回転機械。 A centrifugal compressor according to claim 1;
A second impeller supported by the rotation shaft of the first impeller,
The back surface of the second impeller faces the back surface of the first impeller in the axial direction,
A second back wall is provided on the back side of the second impeller,
Between the back surface of the second impeller and the second back wall portion, a second back flow path is formed,
A rotating machine, wherein a supply flow path extending from the extraction flow path to the second back flow path and communicating with the second back flow path is formed. 前記抽気流路と前記供給流路との間には、前記抽気したガスの圧力を調整する圧力調整弁が設けられている、請求項４に記載の回転機械。   The rotary machine according to claim 4, wherein a pressure adjustment valve that adjusts a pressure of the extracted gas is provided between the extraction flow path and the supply flow path. 前記第２の背面流路には、前記供給流路との接続部よりも外周側にラビリンスシールが設けられている、請求項４又は５に記載の回転機械。   6. The rotating machine according to claim 4, wherein a labyrinth seal is provided in the second back surface flow path on an outer peripheral side of a connection portion with the supply flow path.
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