JP2020165415A - 回転機械 - Google Patents

Abstract

【課題】摩擦損失をより一層低減することで効率の向上した回転機械を提供する。【解決手段】回転機械は、軸線Ｏ回りに回転可能であるとともに、該軸線Ｏに交差する面内に広がる第一対向面Ｐ１を有する回転体Ｒと、第一対向面Ｐ１に軸線Ｏ方向から対向するとともに、第一対向面Ｐ１との間に径方向内側から外側に向かって流体が流通する流路Ｆ１を形成する第二対向面Ｐ２を有する静止体Ｓと、第一対向面Ｐ１から第二対向面Ｐ２に向かって突出するとともに、軸線Ｏを中心とする環状をなし、第二対向面Ｐ２にクリアランスＣを介して対向する回転側突出部８０と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、回転機械に関する。

例えば遠心圧縮機や遠心ポンプ、発電機、タービン等の回転機械は、軸線回りに回転する回転体としてのロータと、このロータを外側から覆う静止体としてのケーシングと、を備えている。回転するロータと静止しているケーシングとの間では、作動流体を介して摩擦抵抗（円板摩擦損失）が生じる。特に、遠心圧縮機の場合、吐出流量に対し高い揚程を得るためには、インペラの外径が大きくなることから、上記の円板摩擦損失が増大することが知られている。

このような円板摩擦損失を低減するための技術として、下記特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１には、遠心圧縮機のインペラ背面側に径方向に間隔をあけて複数のフェンスを設けることで、背面側の空間を複数に分割している。これにより、各空間内での速度分布が制御され、円板摩擦損失が低減できるとされている。

特開平３−１１１９８号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された装置では、分割された空間内を流通する流体が静止体であるケーシングの内面に接触している。このため、インペラ背面とケーシングとの間には摩擦損失が存在する。即ち、特許文献１に記載された装置には依然として改善の余地がある。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、摩擦損失をより一層低減することで効率の向上した回転機械を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る回転機械は、軸線回りに回転可能であるとともに、該軸線に交差する面内に広がる第一対向面を有する回転体と、前記第一対向面に前記軸線方向から対向するとともに、該第一対向面との間に径方向内側から外側に向かって流体が流通する流路を形成する第二対向面を有する静止体と、前記第一対向面から前記第二対向面に向かって突出するとともに、前記軸線を中心とする環状をなし、該第二対向面にクリアランスを介して対向する回転側突出部と、を備える。

上記構成によれば、流路内を径方向外側に向かって流れる流体は、第一対向面に設けられた回転側突出部に沿って第二対向面側に向かって流れる。つまり、流体の流れは第一対向面から引き剥がされて、静止体側に流れる。その後、流体は回転側突出部と第二対向面との間のクリアランスを通過する。この時に流体の流速は増大する。高流速となった流体の流れのうち、一部の成分は回転体側（即ち、第一対向面側）に向かって剥離する。剥離した流れは、回転側突出部よりも径方向外側であって、第一対向面に近接した領域で渦（淀み）を形成する。より具体的には、この渦は、径方向外側に向かって流れた後、第一対向面に沿って径方向外側から回転側突出部に向かって流れる。このような渦が定常的に形成されることによって、渦を除く残余の流れ成分は渦に阻害され、静止体側（第二対向面側）に近接した位置で径方向外側に向かって流れる。その結果、第一対向面と第二対向面との間の摩擦損失を低減することができる。

上記回転機械では、前記第一対向面における前記回転側突出部よりも径方向内側の領域である第一内側領域と、径方向外側の領域である第一外側領域とで、前記軸線方向における位置が互いに同一であってもよい。

上記構成によれば、第一内側領域と第一外側領域とが軸線方向において同一の位置に設けられている。つまり、予め平面状に形成された第一対向面に回転側突出部を設けることのみによって上記の第一内側領域、及び第一外側領域を形成することができる。これにより、回転機械の製造に要するコスト・時間を削減することができる。

上記回転機械では、前記第一対向面における前記回転側突出部よりも径方向外側の領域である第一外側領域は、径方向内側の領域である第一内側領域よりも前記軸線方向において前記第二対向面から離間した位置に広がっていてもよい。

上記構成によれば、回転側突出部を挟んで径方向外側に位置する第一外側領域が、径方向内側に位置する第一内側領域よりも、第二対向面から離間した位置に広がっている。したがって、第一外側領域側における渦が形成される領域を拡大することができる。これにより、渦を除く残余の流れ成分は、渦に阻害されることによって、静止体側（第二対向面側）に近接した位置で径方向外側に向かって流れる。その結果、第一対向面と第二対向面との間の摩擦損失をさらに低減することができる。

上記回転機械では、前記第一外側領域は、前記軸線を含む断面視において、径方向内側から外側に向かうに従って、前記第二対向面から次第に離間する方向に延びていてもよい。

上記構成によれば、第一外側領域は、軸線を含む断面視において、径方向外側に向かうに従って、第二対向面から次第に離間する方向に延びている。したがって、第一外側領域側における渦が形成される領域をさらに拡大することができる。これにより、渦を除く残余の流れ成分は、渦に阻害されることによって、静止体側（第二対向面側）に近接した位置で径方向外側に向かって流れる。その結果、第一対向面と第二対向面との間の摩擦損失をさらに低減することができる。

上記回転機械では、前記第二対向面における前記回転側突出部よりも径方向外側の領域である第二外側領域は、前記軸線を含む断面視において、径方向内側から外側に向かうに従って、前記第一対向面から次第に離間する方向に延びていてもよい。

上記構成によれば、第二対向面における第二外側領域が、軸線を含む断面視において、径方向外側に向かうに従って、第一対向面から次第に離間する方向に延びている。これにより、第二外側領域と第一対向面との間の流路断面積は、径方向外側に向かうに従って次第に拡大することで、ディフューザとしての効果を奏する。その結果、第二外側領域を流れる流体の流速が下がり、第一外側領域側での渦の形成を促進することができる。

上記回転機械では、前記第二対向面における前記回転側突出部と対向する位置に設けられ、該突出部に向かって突出する静止側突出部をさらに有してもよい。

上記構成によれば、第二対向面における回転側突出部と対向する位置には、回転側突出部に向かって突出する静止側突出部が設けられている。この静止側突出部を設けることによって、回転側突出部と静止側突出部との間に形成されるクリアランスの軸線方向における位置を調節することができる。これにより、渦が形成される領域の位置を適切に調節することができる。

上記回転機械では、前記静止側突出部における前記第一対向面側を向く端面は前記軸線に交差する面内に広がる平面状をなしていてもよい。

上記構成によれば、静止側突出部の端面が、軸線に交差する面内に広がる平面状をなしている。したがって、例えば回転側突出部が、静止側突出部に対して径方向に相対変位した場合であっても、回転側突出部と静止側突出部との間のクリアランスの大きさや開口方向が変化する可能性を低減することができる。

上記回転機械では、前記静止側突出部は、周方向に間隔をあけて複数配列されるとともに、径方向内側から外側に向かうに従って、前記回転体の回転方向前方側に延びていてもよい。

上記構成によれば、静止側突出部が、周方向に複数配列されるとともに、径方向外側に向かうに従って、回転体の回転方向前方側に延びている。これにより、複数の静止側突出部同士の間を流体が通過する際に、当該流体に対して回転体の回転方向前方側に向かう旋回流成分を付加することができる。その結果、第二対向面からの流れの剥離が助長され、第一対向面側における渦の周方向速度成分の増加を促進することができる。

上記回転機械では、前記回転側突出部よりも径方向外側の領域である第二外側領域は、前記軸線を含む断面視において、径方向内側から外側に向かうに従って、前記静止側突出部の第一対向面側の端縁を始点として前記第一対向面から次第に離間する方向に延びていてもよい。

上記構成によれば、第二対向面における第二外側領域が、軸線を含む断面視において、径方向外側に向かうに従って、静止側突出部の端縁を始点として第一対向面から次第に離間する方向に延びている。これにより、第二外側領域と第一対向面との間の流路断面積は、径方向外側に向かうに従って次第に拡大することで、ディフューザとしての効果を奏する。その結果、第二外側領域を流れる流体の流速が下がり、第一外側領域側での渦の形成を促進することができる。

上記回転機械では、前記第一対向面上で、径方向に間隔をあけて複数の前記回転側突出部が設けられていてもよい。

上記構成によれば、第一対向面上で、径方向に間隔をあけて複数の回転側突出部が設けられていることから、第一対向面におけるより広い領域で、回転体側と静止体側との間の摩擦損失を一様に低減することができる。

上記回転機械では、前記回転側突出部は、前記第一対向面側から前記第二対向面側に向かうに従って径方向における寸法が減少していてもよい。

上記構成によれば、回転側突出部は、第二対向面側に向かうに従って径方向における寸法が減少することで、先細り形状となっている。これにより、クリアランスを通過する流体をさらに加速することができる。

本発明の一態様に係る回転機械は、軸線回りに回転可能であるとともに、該軸線に交差する面内に広がる第一対向面を有する回転体と、前記第一対向面に前記軸線方向から対向するとともに、該第一対向面との間に径方向外側から内側に向かって流体が流通する流路を形成する第二対向面を有する静止体と、前記第一対向面における最も径方向外側の位置に設けられ、前記第二対向面に向かって突出するとともに、前記軸線を中心とする環状をなし、該第二対向面にクリアランスを介して対向する回転側突出部と、を備える。

上記構成によれば、流路内を径方向内側に向かって流れる流体は、第一対向面に設けられた突出部に沿って第二対向面側に向かって流れる。つまり、流体の流れは第一対向面から引き剥がされて、静止体側に流れる。その後、流体は回転側突出部と第二対向面との間のクリアランスを通過する。この時に流体の流速は増大する。高流速となった流体の流れのうち、一部の成分は回転体側（即ち、第一対向面側）に向かって剥離する。剥離した流れは、回転側突出部よりも径方向内側であって、第一対向面に近接した領域で渦（淀み）を形成する。より具体的には、この渦は、径方向内側に向かって流れた後、第一対向面に沿って径方向外側から突出部に向かって流れる。このような渦が定常的に形成されることによって、渦を除く残余の流れ成分は渦に阻害され、静止体側（第二対向面側）に近接した位置で径方向内側に向かって流れる。その結果、第一対向面と第二対向面との間の摩擦損失を低減することができる。

上記回転機械では、前記第一対向面における前記回転側突出部の径方向内側に隣接して設けられ、前記第二対向面から離間する方向に凹む凹部を有してもよい。

上記構成によれば、回転側突出部の径方向内側に隣接して凹部が形成されている。凹部が設けられていることによって、渦が形成される領域を拡大することができる。これにより、渦を除く残余の流れ成分は、渦に阻害されることによって、静止体側（第二対向面側）に近接した位置で径方向内側に向かって流れる。その結果、第一対向面と第二対向面との間の摩擦損失をさらに低減することができる。

上記回転機械では、前記凹部の底面は、前記軸線を含む断面視において、径方向内側から外側に向かうに従って、前記第二対向面から次第に離間する方向に延びていてもよい。

上記構成によれば、凹部の底面は、軸線を含む断面視において、径方向内側に向かうに従って、第二対向面から次第に離間する方向に延びている。したがって、渦が形成される領域をさらに拡大することができる。これにより、渦を除く残余の流れ成分は、渦に阻害されることによって、静止体側（第二対向面側）に近接した位置で径方向内側に向かって流れる。その結果、第一対向面と第二対向面との間の摩擦損失をさらに低減することができる。

上記回転機械では、前記第二対向面における前記凹部と対向する領域に設けられ、前記第一対向面から離間する方向に凹む静止側凹部を有し、該静止側凹部の底面は、前記軸線を含む断面視において、径方向外側から内側に向かうに従って、前記第一対向面から次第に離間する方向に延びていてもよい。

上記構成によれば、第二対向面における凹部と対向する領域に静止側凹部が形成されている。さらに、静止側凹部の底面は、軸線を含む断面視において、径方向内側に向かうに従って、第一対向面から離間する方向に延びている。これにより、凹部と静止側凹部との間の流路断面積は、径方向内側に向かうに従って次第に拡大することで、ディフューザとしての効果を奏する。その結果、凹部に流れ込む流体の流速が下がり、当該凹部内での渦の形成を促進することができる。

上記回転機械では、前記第二対向面における前記回転側突出部と対向する位置に設けられ、該突出部に向かって突出する静止側突出部をさらに有してもよい。

上記構成によれば、第二対向面における回転側突出部と対向する位置には、回転側突出部に向かって突出する静止側突出部が設けられている。この静止側突出部を設けることによって、突出部と静止側突出部との間に形成されるクリアランスの軸線方向における位置を調節することができる。これにより、渦が形成される領域の位置を適切に調節することができる。

上記回転機械では、前記静止側突出部における前記第一対向面側を向く端面は径方向に広がる平面状をなしていてもよい。

上記構成によれば、静止側突出部の端面が、軸線に交差する面内に広がる平面状をなしている。したがって、例えば回転側突出部が、静止側突出部に対して径方向に相対変位した場合であっても、回転側突出部と静止側突出部との間のクリアランスの大きさや開口方向が変化する可能性を低減することができる。

上記回転機械では、前記静止側突出部は、周方向に間隔をあけて複数配列されるとともに、径方向外側から内側に向かうに従って、前記回転体の回転方向前方側に延びていてもよい。

上記構成によれば、静止側突出部が、周方向に複数配列されるとともに、径方向内側に向かうに従って、回転体の回転方向前方側に延びている。これにより、複数の静止側突出部同士の間を流体が通過する際に、当該流体に対して回転体の回転方向前方側に向かう旋回流成分を付加することができる。その結果、第二対向面からの流れの剥離が助長され、第一対向面側における渦の周方向速度成分の増加をさらに促進することができる。

上記回転機械では、前記第二対向面における前記凹部と対向する領域は、前記軸線を含む断面視において、径方向外側から内側に向かうに従って、前記第一対向面から次第に離間する方向に延びていてもよい。

上記構成によれば、第二対向面における凹部と対向する領域は、軸線を含む断面視において、径方向内側に向かうに従って、第一対向面から次第に離間する方向に延びている。これにより、第二対向面と凹部との間の流路断面積は、径方向内側に向かうに従って次第に拡大することで、ディフューザとしての効果を奏する。その結果、第二対向面と凹部との間を流れる流体の流速が下がり、凹部内での渦の形成を促進することができる。

上記回転機械では、前記第一対向面上で、径方向に間隔をあけて複数の前記回転側突出部が設けられていてもよい。

上記構成によれば、第一対向面上で、径方向に間隔をあけて複数の回転側突出部が設けられていることから、第一対向面におけるより広い領域で、回転体側と静止体側との間の摩擦損失を一様に低減することができる。

上記回転機械では、前記回転側突出部は、前記第一対向面側から前記第二対向面側に向かうに従って径方向における寸法が減少していてもよい。

上記構成によれば、回転側突出部は、第二対向面側に向かうに従って径方向における寸法が減少することで、先細り形状となっている。これにより、クリアランスを通過する流体をさらに加速することができる。

本発明によれば、摩擦損失をより一層低減することで効率の向上した回転機械を提供することができる。

本発明の第一実施形態に係る回転機械としての遠心圧縮機の構成を示す断面図である。 本発明の第一実施形態に係る遠心圧縮機のインペラ周辺の構成を示す拡大図である。 本発明の第一実施形態に係る遠心圧縮機の要部拡大断面図である。 本発明の第二実施形態に係る遠心圧縮機の要部拡大断面図である。 本発明の第二実施形態に係る遠心圧縮機の変形例を示す要部拡大断面図である。 本発明の第三実施形態に係る遠心圧縮機の要部拡大断面図である。 本発明の第三実施形態に係る遠心圧縮機の変形例を示す要部拡大断面図である。 図７における静止側突出部を軸線方向から見た図である。 本発明の第四実施形態に係る遠心圧縮機の要部拡大断面図である。 本発明の第五実施形態に係る遠心圧縮機の要部拡大断面図である。 本発明の第六実施形態に係る遠心圧縮機の要部拡大断面図である。 本発明の第七実施形態に係る遠心圧縮機の要部拡大断面図である。 本発明の第八実施形態に係る遠心圧縮機の要部拡大断面図である。 本発明の第九実施形態に係る遠心圧縮機の要部拡大断面図である。 本発明の第十実施形態に係る遠心圧縮機の要部拡大断面図である。 本発明の第十一実施形態に係る遠心圧縮機の要部拡大断面図である。 本発明の第十二実施形態に係る遠心圧縮機の要部拡大断面図である。

［第一実施形態］
本発明の第一実施形態について、図１から図３を参照して説明する。本実施形態では、回転機械としての多段の遠心圧縮機を例に説明する。なお、回転機械として、単段の遠心圧縮機や、遠心ポンプ、発電機、タービンに本実施形態の構成を適用することも可能である。

遠心圧縮機１００は、軸線回りに回転する回転軸１と、この回転軸１の周囲を覆うことで流体流路２を形成する静止体Ｓとしてのケーシング３と、回転軸１に設けられた回転体Ｒとしての複数のインペラ４と、を備えている。

ケーシング３は、軸線Ｏに沿って延びる円筒状をなしている。回転軸１は、このケーシング３の内部を軸線Ｏに沿って貫通するように延びている。軸線Ｏ方向におけるケーシング３の両端部には、それぞれジャーナル軸受５及びスラスト軸受６が設けられている。回転軸１は、これらジャーナル軸受５とスラスト軸受６とによって軸線Ｏ回りに回転可能に支持されている。

ケーシング３の軸線Ｏ方向一方側には、外部から作動流体Ｇとしての空気を取り入れるための吸気口７が設けられている。さらに、ケーシング３の軸線Ｏ方向他方側には、ケーシング３内部で圧縮された作動流体Ｇが排気される排気口８が設けられている。

ケーシング３の内側には、これら吸気口７と排気口８とを連通し、縮径と拡径を繰り返す内部空間が形成されている。この内部空間は、複数のインペラ４を収容するとともに、上記の流体流路２の一部をなしている。なお、以降の説明では、この流体流路２上における吸気口７が位置する側を上流側と呼び、排気口８が位置する側を下流側と呼ぶ。

回転軸１には、その外周面上で軸線Ｏ方向に間隔を空けて複数（６つ）のインペラ４が設けられている。各インペラ４は、図２に示すように、軸線Ｏ方向から見て略円形の断面を有するディスク４１と、このディスク４１の上流側の面に設けられた複数のブレード４２と、これら複数のブレード４２を上流側から覆うカバー４３と、を有している。

ディスク４１は、軸線Ｏと交差する方向から見て、該軸線Ｏ方向の一方側から他方側に向かうに従って、径方向の寸法が次第に拡大するように形成されることで、おおむね円錐状をなしている。

ブレード４２は、上記のディスク４１の軸線Ｏ方向における両面のうち、上流側を向く円錐面上で、軸線Ｏを中心として径方向外側に向かって放射状に複数配列されている。より詳しくは、これらブレードは、ディスク４１の上流側の面から上流側に向かって立設された薄板によって形成されている。これら複数のブレード４２は、軸線Ｏ方向から見た場合、周方向の一方側から他方側に向かうように湾曲している。

ブレード４２の上流側の端縁には、カバー４３が設けられている。言い換えると、上記複数のブレード４２は、このカバー４３とディスク４１とによって軸線Ｏ方向から挟持されている。これにより、カバー４３、ディスク４１、及び互いに隣り合う一対のブレード４２同士の間には空間が形成される。この空間は、後述する流体流路２の一部（圧縮流路２２）をなしている。

流体流路２は、上記のように構成されたインペラ４と、ケーシング３の内部空間を連通する空間である。本実施形態では、１つのインペラ４ごと（１つの圧縮段ごと）に１つの流体流路２が形成されているものとして説明を行う。すなわち、遠心圧縮機１００では、最後段のインペラ４を除く５つのインペラ４に対応して、上流側から下流側に向かって連続する５つの流体流路２が形成されている。

それぞれの流体流路２は、吸込流路２１と、圧縮流路２２と、ディフューザ流路２３と、リターンベンド部２４と、案内流路２５と、を有している。なお、図２は、流体流路２及びインペラ４のうち、１段のインペラ４のみを示している。

１段目のインペラ４では、吸込流路２１は上記の吸気口７と直接接続されている。この吸込流路２１によって、外部の空気が流体流路２上の各流路に作動流体Ｇとして取り込まれる。より具体的には、この吸込流路２１は、上流側から下流側に向かうにしたがって、軸線Ｏ方向から径方向外側に向かって次第に湾曲している。

２段目以降のインペラ４における吸込流路２１は、前段（１段目）の流体流路２における案内流路２５（後述）の下流端と連通されている。すなわち、案内流路２５を通過した作動流体Ｇは、上記と同様に、軸線Ｏに沿って下流側を向くように、その流れ方向が変更される。

圧縮流路２２は、ディスク４１の上流側の面、カバー４３の下流側の面、及び周方向に隣り合う一対のブレード４２によって囲まれた流路である。より詳しくは、この圧縮流路２２は、径方向内側から外側に向かうに従って、その断面積が次第に減少している。これにより、インペラ４が回転している状態で圧縮流路２２中を流通する作動流体Ｇは、徐々に圧縮されて高圧流体となる。

ディフューザ流路２３は、軸線Ｏの径方向内側から外側に向かって延びる流路である。このディフューザ流路２３における径方向内側の端部は、上記圧縮流路２２の径方向外側の端部に連通されている。

リターンベンド部２４は、ディフューザ流路２３を経て、径方向の内側から外側に向かって流通した作動流体Ｇの流れ方向を径方向内側に向かって反転させる。リターンベンド部２４の一端側（上流側）は、上記ディフューザ流路２３に連通され、他端側（下流側）は、案内流路２５に連通されている。リターンベンド部２４の中途において、径方向の最も外側に位置する部分は、頂部とされている。

案内流路２５は、リターンベンド部２４の下流側の端部から径方向内側に向かって延びている。案内流路２５の径方向外側の端部は、上記のリターンベンド部２４と連通されている。案内流路２５の径方向内側の端部は、上述のように後段の流体流路２における吸込流路２１に連通されている。

上記のように構成された遠心圧縮機１００では、インペラ４の円滑な回転を実現するため、ケーシング３とインペラ４との間に隙間が形成されている。より具体的には、ディスク４１における下流側を向くディスク背面４１Ａと、当該ディスク背面４１Ａに対向するケーシング背面３Ａとの間には隙間が形成されている。この隙間は後述する流路Ｆ１とされている。流路Ｆ１では、図２中の矢印Ａで示すように、後段側の圧縮流路２２から漏れ出た高圧の流体が、径方向内側から外側に向かって流通している。

さらに、カバー４３における上流側を向くカバー上流面４３Ｂと、当該カバー上流面４３Ｂに対向するケーシング上流面３Ｂとの間には隙間が形成されている。この隙間は後述する流路Ｆ２とされている。流路Ｆ２では、図２中の矢印Ｂで示すように、ディフューザ流路２３を流通する高圧の流体が、径方向外側から内側に向かって流通している。

ここで、回転体Ｒとしてのインペラ４と、静止体Ｓとしてのケーシング３との間では、上記の流路Ｆ１、及び流路Ｆ２を流通する流体を介して摩擦抵抗（円板摩擦損失）が生じる。特に、遠心圧縮機１００の場合、揚程が大きくなるにつれてインペラ４の外径が大きくなることから、上記の円板摩擦損失が増大することが知られている。

そこで、本実施形態では、図３に示すようにインペラ４のディスク背面４１Ａに、流路Ｆ１を流通する流体の流れを制御するための回転側突出部８０（以下、突出部８０）が設けられている。図３では、ディスク背面４１Ａ及びケーシング背面３Ａの周囲を簡略化して示すとともに、説明を一般化するためにディスク背面４１Ａを第一対向面Ｐ１と呼び、ケーシング背面３Ａを第二対向面Ｐ２と呼ぶ。第一対向面Ｐ１と第二対向面Ｐ２との間の空間は、上述の流路Ｆ１に相当する。突出部８０は、第一対向面Ｐ１の半径の５０％位置よりも外側に設けられている。

突出部８０は、第一対向面Ｐ１から第二対向面Ｐ２側に向かって軸線Ｏ方向に突出している。径方向における突出部８０の寸法は、第一対向面Ｐ１側から第二対向面Ｐ２側に向かうに従って次第に減少している。これにより、突出部８０は軸線Ｏを含む断面視で先細り形状をなしている。突出部８０の先端と第二対向面Ｐ２との間には、クリアランスＣが形成されている。

第一対向面Ｐ１は、突出部８０を基準として、径方向内側の第一内側領域Ｐ１１と、径方向外側の第一外側領域Ｐ１２とに区画されている。第一内側領域Ｐ１１は、軸線Ｏを含む断面視で第二対向面Ｐ２と平行をなしている。第一外側領域Ｐ１２は、軸線Ｏ方向において、第一内側領域Ｐ１１よりも第二対向面Ｐ２から離間する側に位置している。つまり、第一外側領域Ｐ１２と第二対向面Ｐ２との間の距離は、第一内側領域Ｐ１１と第二対向面Ｐ２との間の距離よりも大きい。なお、第一外側領域Ｐ１２と第二対向面Ｐ２との間の距離が、第一内側領域Ｐ１１と第二対向面Ｐ２との間の距離と同一であってもよい。また、第一外側領域Ｐ１２と第二対向面Ｐ２との間の距離は、第一内側領域Ｐ１１と第二対向面Ｐ２との間の距離よりも小さくてもよい。

第二対向面Ｐ２の径方向外側の端縁は、軸線Ｏ方向に広がる外側壁面Ｐ３と接続されている。この外側壁面Ｐ３は、図２におけるインペラ４の径方向外側の端縁と対向するケーシングの内周面であるケーシング内周面３Ｄに相当する。

次いで、上記の流路Ｆ１における流体の挙動について説明する。図３に示すように、流路Ｆ１内を径方向外側に向かって流れる流体は、第一対向面Ｐ１に設けられた突出部８０に沿って第二対向面Ｐ２側に向かって流れる。つまり、流体の流れは第一対向面Ｐ１から引き剥がされて、静止体Ｓ側に流れる。その後、流体は突出部８０と第二対向面Ｐ２との間のクリアランスＣを通過する。この時に流体の流速は増大する。高流速となった流体の流れのうち、一部の成分は回転体Ｒ側（即ち、第一対向面Ｐ１側）に向かって剥離する。剥離した流れは、突出部８０よりも径方向外側であって、第一対向面Ｐ１に近接した領域で渦（淀み）を形成する。より具体的には、この渦は、径方向外側に向かって流れた後、第一対向面Ｐ１に沿って径方向外側から突出部８０に向かって流れる。このような渦が定常的に形成されることによって、渦を除く残余の流れ成分は渦に阻害され、静止体Ｓ側（第二対向面Ｐ２側）に近接した位置で径方向外側に向かって流れる。その結果、第一対向面Ｐ１と第二対向面Ｐ２との間の摩擦損失を低減することができる。

さらに、上記構成によれば、突出部８０を挟んで径方向外側に位置する第一外側領域Ｐ１２が、径方向内側に位置する第一内側領域Ｐ１１よりも、第二対向面Ｐ２から離間した位置に広がっている。したがって、第一外側領域Ｐ１２側における渦が形成される領域を拡大することができる。これにより、渦を除く残余の流れ成分は、渦に阻害されることによって、静止体Ｓ側（第二対向面Ｐ２側）に近接した位置で径方向外側に向かって流れる。その結果、第一対向面Ｐ１と第二対向面Ｐ２との間の摩擦損失をさらに低減することができる。

また、上記構成では、突出部８０は、第一対向面Ｐ１の半径の５０％位置よりも外側に設けられている。ここで、回転体Ｒである第一対向面Ｐ１の径方向外側の位置になるほど、静止体Ｓに対する回転方向の速度が大きいことから当該位置では摩擦が大きくなる。上記構成によれば、このように摩擦が大きい位置に突出部８０が設けられていることから、当該突出部８０による摩擦低減をより効果的に実現することができる。

以上、本発明の第一実施形態について説明した。なお、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。例えば、第一内側領域Ｐ１１と第一外側領域Ｐ１２とで、軸線Ｏ方向における位置が互いに同一であってもよい。この構成によれば、予め平面状に形成された第一対向面Ｐ１に突出部８０を設けることのみによって上記の第一内側領域Ｐ１１、及び第一外側領域Ｐ１２を形成することができる。これにより、装置の製造に要するコスト・時間を削減することができる。

［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態について、図４を参照して説明する。なお、上記第一実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図４に示すように、本実施形態では、第一外側領域Ｐ１２´の構成が第一実施形態とは異なっている。第一外側領域Ｐ１２´は、軸線Ｏを含む断面視において、径方向内側から外側に向かうに従って、第二対向面Ｐ２から次第に離間する方向に延びている。つまり、この第一外側領域Ｐ１２´は、第二対向面Ｐ２に対して傾斜している。また、第一外側領域Ｐ１２´の径方向内側の端縁は、軸線Ｏ方向において第一内側領域Ｐ１１よりも第二対向面Ｐ２から離間する側に位置している。

上記構成によれば、第一外側領域Ｐ１２´は、軸線Ｏを含む断面視において、径方向外側に向かうに従って、第二対向面Ｐ２から次第に離間する方向に延びている。したがって、第一外側領域Ｐ１２´側における渦が形成される領域をさらに拡大することができる。これにより、渦を除く残余の流れ成分は、渦に阻害されることによって、静止体Ｓ側（第二対向面Ｐ２側）に近接した位置で径方向外側に向かって流れる。その結果、第一対向面Ｐ１と第二対向面Ｐ２との間の摩擦損失をさらに低減することができる。

以上、本発明の第二実施形態について説明した。なお、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。例えば、図５に示すような構成を採ることも可能である。同図の例では、第二対向面Ｐ２における突出部８０よりも径方向外側の領域である第二外側領域Ｐ２１が、軸線Ｏを含む断面視において、径方向内側から外側に向かうに従って、第一対向面Ｐ１から次第に離間する方向に延びている。このような構成によれば、第二外側領域Ｐ２１と第一対向面Ｐ１との間の流路断面積は、径方向外側に向かうに従って次第に拡大することで、ディフューザとしての効果を奏する。その結果、第二外側領域Ｐ２１を流れる流体の流速が下がり、第一外側領域Ｐ１２´側での渦の形成を促進することができる。

［第三実施形態］
続いて、本発明の第三実施形態について、図６を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図６に示すように、本実施形態では、第二対向面Ｐ２における突出部８０と対向する位置に、静止側突出部９０が設けられている。静止側突出部９０は、第二対向面Ｐ２から第一対向面Ｐ１側に向かって突出している。静止側突出部９０は、軸線Ｏを含む断面視において矩形の断面形状を有している。つまり、静止側突出部９０における第一対向面Ｐ１側を向く端面は、軸線Ｏに交差する面内に広がる平面状をなしている。静止側突出部９０と突出部８０との間にはクリアランスＣが形成されている。

上記構成によれば、第二対向面Ｐ２における突出部８０と対向する位置には、当該突出部８０に向かって突出する静止側突出部９０が設けられている。この静止側突出部９０を設けることによって、突出部８０と静止側突出部９０との間に形成されるクリアランスＣの軸線Ｏ方向における位置を調節することができる。これにより、渦が形成される領域の位置を適切に調節することができる。

さらに、上記構成によれば、静止側突出部９０の端面が、軸線Ｏに交差する面内に広がる平面状をなしている。したがって、例えば突出部８０が、静止側突出部９０に対して径方向に相対変位した場合であっても、突出部８０と静止側突出部９０との間のクリアランスＣの大きさや開口方向が変化する可能性を低減することができる。

以上、本発明の第三実施形態について説明した。なお、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。例えば、上記第三実施形態で説明した静止側突出部９０を図７、及び図８に示すような構成とすることも可能である。これら図の例では、静止側突出部９０Ｂは、軸線Ｏに対する周方向に間隔をあけて複数設けられている。さらに、それぞれの静止側突出部９０Ｂは、軸線Ｏ方向から見て、径方向内側から外側に向かうに従って、回転体Ｒの回転方向前方側Ｄｒに延びる翼型をなしている。この構成によれば、複数の静止側突出部９０Ｂ同士の間を流体が通過する際に、当該流体に対して回転体Ｒの回転方向前方側Ｄｒに向かう旋回流成分を付加することができる。その結果、第二対向面Ｐ２からの流れの剥離が助長され、第一対向面Ｐ１側における渦の周方向速度成分の増加を促進することができる。

［第四実施形態］
次いで、本発明の第四実施形態について、図９を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図９に示すように、本実施形態では、第二対向面Ｐ２における突出部８０よりも径方向外側の領域である第二外側領域Ｐ２１´は、軸線Ｏを含む断面視において、径方向内側から外側に向かうに従って、静止側突出部９０の第一対向面Ｐ１側の端縁を始点として第一対向面Ｐ１から次第に離間する方向に延びている。つまり、第二外側領域Ｐ２１´は、第一対向面Ｐ１に対して傾斜している。

上記構成によれば、第二対向面Ｐ２における第二外側領域Ｐ２１´が、軸線Ｏを含む断面視において、径方向外側に向かうに従って、突出部８０の端縁を始点として第一対向面Ｐ１から次第に離間する方向に延びている。これにより、第二外側領域Ｐ２１´と第一対向面Ｐ１との間の流路断面積は、径方向外側に向かうに従って次第に拡大することで、ディフューザとしての効果を奏する。その結果、第二外側領域Ｐ２１´に沿って流れる流体の流速が下がり、第一外側領域側Ｐ２１近傍での渦の形成を促進することができる。

以上、本発明の第四実施形態について説明した。なお、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。

［第五実施形態］
次に、本発明の第五実施形態について、図１０を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図１０に示すように、本実施形態では、第一対向面Ｐ１上に、径方向に間隔をあけて複数（２つ）の突出部８０が設けられている。２つの突出部８０は互いに同一の形状を有している。

上記構成によれば、第一対向面Ｐ１上で、径方向に間隔をあけて複数の突出部８０が設けられていることから、第一対向面Ｐ１におけるより広い領域で、回転体Ｒ側と静止体Ｓ側との間の摩擦損失を一様に低減することができる。

以上、本発明の第五実施形態について説明した。なお、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。例えば、上記第五実施形態では、径方向に間隔をあけて２つの突出部８０が設けられている例について説明した。しかしながら、突出部８０の設けられる数は上記に限定されず、３つ以上であってもよい。

［第六実施形態］
次いで、本発明の第六実施形態について、図１１を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。本実施形態では、上述の第一実施形態において、図２を参照して説明したカバー上流面４３Ｂ及びケーシング上流面３Ｂの周囲について説明する。図１１では、カバー上流面４３Ｂ及びケーシング上流面３Ｂの周囲を簡略化して示すとともに、説明を一般化するためにカバー上流面４３Ｂを第一対向面Ｐ１と呼び、ケーシング上流面３Ｂを第二対向面Ｐ２と呼ぶ。第一対向面Ｐ１と第二対向面Ｐ２との間の空間は、上述の第一実施形態において説明した流路Ｆ２に相当する。流路Ｆ２では、図２中の矢印Ｂで示すように、ディフューザ流路２３を流通する高圧の流体が、径方向外側から内側に向かって流通している。

ここで、回転体Ｒとしてのインペラ４と、静止体Ｓとしてのケーシング３との間では、上記の流路Ｆ２を流通する流体を介して摩擦抵抗（円板摩擦損失）が生じる。特に、遠心圧縮機１００の場合、揚程が大きくなるにつれてインペラ４の外径が大きくなることから、上記の円板摩擦損失が増大することが知られている。そこで、本実施形態では、図１１に示すように第一対向面Ｐ１に、流路Ｆ２を流通する流体の流れを制御するための突出部８０Ｂが設けられている。

突出部８０Ｂは、第一対向面Ｐ１における最も径方向外側の位置に設けられている。突出部８０Ｂは、第二対向面Ｐ２に向かって突出するとともに、軸線Ｏを中心とする環状をなしている。突出部８０Ｂは、第二対向面Ｐ２にクリアランスＣを介して対向している。

上記構成によれば、流路Ｆ２内を径方向内側に向かって流れる流体は、第一対向面Ｐ１に設けられた突出部８０Ｂに沿って第二対向面Ｐ２側に向かって流れる。つまり、流体の流れは第一対向面Ｐ１から引き剥がされて、静止体Ｓ側に流れる。その後、流体は突出部８０Ｂと第二対向面Ｐ２との間のクリアランスＣを通過する。この時に流体の流速は増大する。高流速となった流体の流れのうち、一部の成分は回転体Ｒ側（即ち、第一対向面Ｐ１側）に向かって剥離する。剥離した流れは、突出部８０Ｂよりも径方向内側であって、第一対向面Ｐ１に近接した領域で渦（淀み）を形成する。より具体的には、この渦は、径方向内側に向かって流れた後、第一対向面Ｐ１に沿って径方向外側から突出部８０Ｂに向かって径方向内側に流れる。このような渦が定常的に形成されることによって、渦を除く残余の流れ成分は渦に阻害され、静止体Ｓ側（第二対向面Ｐ２側）に近接した位置で径方向内側に向かって流れる。その結果、第一対向面Ｐ１と第二対向面Ｐ２との間の摩擦損失を低減することができる。

以上、本発明の第六実施形態について説明した。なお、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。

［第七実施形態］
続いて、本発明の第七実施形態について、図１２を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図１２に示すように、本実施形態では、第一対向面Ｐ１における突出部８０Ｂの径方向内側に隣接した位置に凹部１０が形成されている。凹部１０は、第二対向面Ｐ２から離間する方向に凹んでいる。軸線Ｏを含む断面視において、凹部１０は矩形の断面形状を有している。凹部１０の底面（第二対向面Ｐ２を臨む面）である凹部底面Ｐ４は、軸線Ｏに対する径方向に広がっている。

上記構成によれば、突出部８０Ｂの径方向内側に隣接して凹部１０が形成されている。凹部１０が設けられていることによって、渦が形成される領域を拡大することができる。これにより、渦を除く残余の流れ成分は、渦に阻害されることによって、静止体Ｓ側（第二対向面Ｐ２側）に近接した位置で径方向内側に向かって流れる。その結果、第一対向面Ｐ１と第二対向面Ｐ２との間の摩擦損失をさらに低減することができる。

以上、本発明の第七実施形態について説明した。なお、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。

［第八実施形態］
次に、本発明の第八実施形態について、図１３を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図１３に示すように、本実施形態では、上記の第七実施形態で説明した凹部１０の底面（凹部底面Ｐ４´）が、軸線Ｏの径方向に対して傾斜している。より詳細には、この凹部底面Ｐ４´は、軸線Ｏを含む断面視において、径方向内側から外側に向かうに従って、第二対向面Ｐ２から次第に離間する方向に延びている。

上記構成によれば、凹部底面Ｐ４´は、軸線Ｏを含む断面視において、径方向外側に向かうに従って、第二対向面Ｐ２から次第に離間する方向に延びている。したがって、渦が形成される領域をさらに拡大することができる。これにより、渦を除く残余の流れ成分は、渦に阻害されることによって、静止体Ｓ側（第二対向面Ｐ２側）に近接した位置で径方向内側に向かって流れる。その結果、第一対向面Ｐ１と第二対向面との間の摩擦損失をさらに低減することができる。

以上、本発明の第八実施形態について説明した。なお、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。

［第九実施形態］
続いて、本発明の第九実施形態について、図１４を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図１４に示すように、本実施形態では、第二対向面Ｐ２における凹部１０と対向する領域に静止側凹部１１が設けられている。静止側凹部１１は、第一対向面Ｐ１から離間する方向に凹んでいる。静止側凹部１１の底面（凹部底面Ｐ５）は、軸線Ｏを含む断面視において、径方向外側から内側に向かうに従って、第一対向面Ｐ１から次第に離間する方向に延びている。つまり、凹部底面Ｐ５は、第一対向面Ｐ１に対して傾斜している。さらに、凹部底面Ｐ５の径方向内側の端縁は、径方向に広がる第二対向面Ｐ２の径方向外側の端縁に接続されている。

上記構成によれば、第二対向面Ｐ２における凹部１０と対向する領域に静止側凹部１１が形成されている。さらに、静止側凹部１１の底面（凹部底面Ｐ５）は、軸線Ｏを含む断面視において、径方向内側に向かうに従って、第一対向面Ｐ１から離間する方向に延びている。これにより、凹部１０と静止側凹部１１との間の流路断面積は、径方向内側に向かうに従って次第に拡大することで、ディフューザとしての効果を奏する。その結果、凹部１０に流れ込む流体の流速が下がり、当該凹部１０内での渦の形成を促進することができる。

以上、本発明の第九実施形態について説明した。なお、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。

［第十実施形態］
次に、本発明の第十実施形態について、図１５を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図１５に示すように、本実施形態では、第二対向面Ｐ２における突出部８０Ｂと対向する位置に静止側突出部９０Ｂが設けられている。静止側突出部９０Ｂは、突出部８０Ｂに向かって突出している。静止側突出部９０Ｂは、第二対向面Ｐ２から第一対向面Ｐ１側に向かって突出している。静止側突出部９０Ｂは、軸線Ｏを含む断面視において矩形の断面形状を有している。つまり、静止側突出部９０Ｂにおける第一対向面Ｐ１側を向く端面は、軸線Ｏに交差する面内に広がる平面状をなしている。静止側突出部９０Ｂと突出部８０Ｂとの間にはクリアランスＣが形成されている。

上記構成によれば、第二対向面Ｐ２における突出部８０Ｂと対向する位置には、突出部８０Ｂに向かって突出する静止側突出部９０Ｂが設けられている。この静止側突出部９０Ｂを設けることによって、突出部８０Ｂと静止側突出部９０Ｂとの間に形成されるクリアランスＣの軸線Ｏ方向における位置を調節することができる。これにより、渦が形成される領域の位置を適切に調節することができる。

さらに、上記構成によれば、静止側突出部９０Ｂの端面が、軸線Ｏに交差する面内に広がる平面状をなしている。したがって、例えば突出部８０Ｂが、静止側突出部９０Ｂに対して径方向に相対変位した場合であっても、突出部８０Ｂと静止側突出部９０Ｂとの間のクリアランスＣの大きさや開口方向が変化する可能性を低減することができる。

以上、本発明の第十実施形態について説明した。なお、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。例えば、上記の第十実施形態における静止側突出部９０Ｂを、上述の第四実施形態における変形例として図７と図８を参照して説明した構成とすることも可能である。つまり、周方向に間隔をあけて複数の静止側突出部９０Ｂが配列され、各静止側突出部９０Ｂが径方向外側から内側に向かうに従って、回転体Ｒの回転方向前方側Ｄｒに向かって延びている構成を採ることが可能である。

［第十一実施形態］
続いて、本発明の第十一実施形態について、図１６を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図１６に示すように、第二対向面Ｐ２における凹部１０と対向する領域（凹部対向面Ｐ６）は、軸線Ｏを含む断面視において、径方向外側から内側に向かうに従って、第一対向面Ｐ１から次第に離間する方向に延びている。より詳細には、凹部対向面Ｐ６は、静止側突出部９０Ｂの先端を始点として、径方向内側に向かって延びている。

上記構成によれば、第二対向面Ｐ２における凹部１０と対向する凹部対向面Ｐ６は、軸線Ｏを含む断面視において、径方向内側に向かうに従って、第一対向面Ｐ１から次第に離間する方向に延びている。これにより、第二対向面Ｐ２と凹部１０との間の流路断面積は、径方向内側に向かうに従って次第に拡大することで、ディフューザとしての効果を奏する。その結果、第二対向面Ｐ２と凹部１０との間を流れる流体の流速が下がり、凹部１０内での渦の形成を促進することができる。

以上、本発明の第十一実施形態について説明した。なお、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。

［第十二実施形態］
次に、本発明の第十二実施形態について、図１７を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図１７に示すように、本実施形態では、第一対向面Ｐ１上に、径方向に間隔をあけて複数（２つ）の突出部８０Ｂが設けられている。２つの突出部８０Ｂは互いに同一の形状を有している。

上記構成によれば、第一対向面Ｐ１上で、径方向に間隔をあけて複数の突出部８０が設けられていることから、第一対向面Ｐ１におけるより広い領域で、回転体Ｒ側と静止体Ｓ側との間の摩擦損失を一様に低減することができる。

以上、本発明の第十二実施形態について説明した。なお、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。例えば、上記第十二実施形態では、径方向に間隔をあけて２つの突出部８０が設けられている例について説明した。しかしながら、突出部８０の設けられる数は上記に限定されず、３つ以上であってもよい。

１００ 遠心圧縮機（回転機械）
１ 回転軸
２ 流体流路
３ ケーシング
３Ａ ケーシング背面
３Ｂ ケーシング上流面
３Ｄ ケーシング内周面
４ インペラ
５ ジャーナル軸受
６ スラスト軸受
７ 吸気口
８ 排気口
１０ 凹部
１１ 静止側凹部
２１ 吸込流路
２２ 圧縮流路
２３ ディフューザ流路
２４ リターンベンド部
２５ 案内流路
４１ ディスク
４１Ａ ディスク背面
４２ ブレード
４３ カバー
４３Ｂ カバー上流面
５０ リターンベーン
８０，８０Ｂ 突出部（回転側突出部）
９０，９０Ｂ 静止側突出部
Ｄｒ 回転方向前方側
Ｆ１，Ｆ２ 流路
Ｏ 軸線
Ｐ１ 第一対向面
Ｐ１１ 第一内側領域
Ｐ１２，Ｐ１２´ 第一外側領域
Ｐ２ 第二対向面
Ｐ２１，Ｐ２１´ 第二外側領域
Ｐ３ 外側壁面
Ｐ４，Ｐ４´，Ｐ５ 凹部底面
Ｐ６ 凹部対向面
Ｒ 回転体
Ｓ 静止体

Claims (21)

1. 軸線回りに回転可能であるとともに、該軸線に交差する面内に広がる第一対向面を有する回転体と、
   前記第一対向面に前記軸線方向から対向するとともに、該第一対向面との間に径方向内側から外側に向かって流体が流通する流路を形成する第二対向面を有する静止体と、
   前記第一対向面から前記第二対向面に向かって突出するとともに、前記軸線を中心とする環状をなし、該第二対向面にクリアランスを介して対向する回転側突出部と、
   を備える回転機械。
2. 前記第一対向面における前記回転側突出部よりも径方向内側の領域である第一内側領域と、径方向外側の領域である第一外側領域とで、前記軸線方向における位置が互いに同一である請求項１に記載の回転機械。
3. 前記第一対向面における前記回転側突出部よりも径方向外側の領域である第一外側領域は、径方向内側の領域である第一内側領域よりも前記軸線方向において前記第二対向面から離間した位置に広がっている請求項１に記載の回転機械。
4. 前記第一外側領域は、前記軸線を含む断面視において、径方向内側から外側に向かうに従って、前記第二対向面から次第に離間する方向に延びている請求項３に記載の回転機械。
5. 前記第二対向面における前記回転側突出部よりも径方向外側の領域である第二外側領域は、前記軸線を含む断面視において、径方向内側から外側に向かうに従って、前記第一対向面から次第に離間する方向に延びている請求項１から４のいずれか一項に記載の回転機械。
6. 前記第二対向面における前記回転側突出部と対向する位置に設けられ、該回転側突出部に向かって突出する静止側突出部をさらに有する請求項１から５のいずれか一項に記載の回転機械。
7. 前記静止側突出部における前記第一対向面側を向く端面は前記軸線に交差する面内に広がる平面状をなしている請求項６に記載の回転機械。
8. 前記静止側突出部は、周方向に間隔をあけて複数配列されるとともに、径方向内側から外側に向かうに従って、前記回転体の回転方向前方側に延びている請求項６に記載の回転機械。
9. 前記回転側突出部よりも径方向外側の領域である第二外側領域は、前記軸線を含む断面視において、径方向内側から外側に向かうに従って、前記静止側突出部の第一対向面側の端縁を始点として前記第一対向面から次第に離間する方向に延びている請求項６から８のいずれか一項に記載の回転機械。
10. 前記第一対向面上で、径方向に間隔をあけて複数の前記回転側突出部が設けられている請求項１から９のいずれか一項に記載の回転機械。
11. 前記回転側突出部は、前記第一対向面側から前記第二対向面側に向かうに従って径方向における寸法が減少している請求項１から１０のいずれか一項に記載の回転機械。
12. 軸線回りに回転可能であるとともに、該軸線に交差する面内に広がる第一対向面を有する回転体と、
    前記第一対向面に前記軸線方向から対向するとともに、該第一対向面との間に径方向外側から内側に向かって流体が流通する流路を形成する第二対向面を有する静止体と、
    前記第一対向面における径方向外側の端部に設けられ、前記第二対向面に向かって突出するとともに、前記軸線を中心とする環状をなし、該第二対向面にクリアランスを介して対向する回転側突出部と、
    を備える回転機械。
13. 前記第一対向面における前記回転側突出部の径方向内側に隣接して設けられ、前記第二対向面から離間する方向に凹む凹部を有する請求項１２に記載の回転機械。
14. 前記凹部の底面は、前記軸線を含む断面視において、径方向内側から外側に向かうに従って、前記第二対向面から次第に離間する方向に延びている請求項１３に記載の回転機械。
15. 前記第二対向面における前記凹部と対向する領域に設けられ、前記第一対向面から離間する方向に凹む静止側凹部を有し、該静止側凹部の底面は、前記軸線を含む断面視において、径方向外側から内側に向かうに従って、前記第一対向面から次第に離間する方向に延びている請求項１３又は１４に記載の回転機械。
16. 前記第二対向面における前記回転側突出部と対向する位置に設けられ、該回転側突出部に向かって突出する静止側突出部をさらに有する請求項１２から１５のいずれか一項に記載の回転機械。
17. 前記静止側突出部における前記第一対向面側を向く端面は径方向に広がる平面状をなしている請求項１６に記載の回転機械。
18. 前記静止側突出部は、周方向に間隔をあけて複数配列されるとともに、径方向外側から内側に向かうに従って、前記回転体の回転方向前方側に延びている請求項１６に記載の回転機械。
19. 前記第二対向面における前記凹部と対向する領域は、前記軸線を含む断面視において、径方向外側から内側に向かうに従って、前記第一対向面から次第に離間する方向に延びている請求項１３から１５のいずれか一項に記載の回転機械。
20. 前記第一対向面上で、径方向に間隔をあけて複数の前記回転側突出部が設けられている請求項１２から１９のいずれか一項に記載の回転機械。
21. 前回転側記突出部は、前記第一対向面側から前記第二対向面側に向かうに従って径方向における寸法が減少している請求項１２から２０のいずれか一項に記載の回転機械。

Images