JP2021099043A

JP2021099043A - インペラ及び回転機械

Info

Publication number: JP2021099043A
Application number: JP2019230298A
Authority: JP
Inventors: 英樹永尾; Hideki Nagao; 中庭　彰宏; Teruhiro Nakaniwa; 彰宏中庭
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corp
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corp
Priority date: 2019-12-20
Filing date: 2019-12-20
Publication date: 2021-07-01
Anticipated expiration: 2039-12-20
Also published as: US20210190088A1; EP3839263B1; US11236758B2; EP3839263A1; JP7348831B2

Abstract

【課題】カバーに作用する遠心力の影響を抑え、インペラの高回転化を図る。【解決手段】インペラは、軸線を中心とした円盤状をなすディスクと、前記ディスクに対して、前記軸線の延びる軸線方向に離れて配置されたカバーと、前記ディスクと前記カバーとを接続し、前記軸線周りの周方向に間隔をあけて配置された複数のブレードと、前記軸線方向において、複数の前記ブレードと離れて配置され、前記ディスクと前記カバーとを接続する接続部材とを備え、前記接続部材は、前記ディスクと前記カバーとの間に形成されたインペラ流路の流入口に近い位置に位置する前記ブレードの前縁に対して、前記流入口に近い位置で、前記周方向に間隔をあけて複数に配置されている。【選択図】図２

Description

本開示は、インペラ及び回転機械に関する。

産業用圧縮機や、ターボ冷凍機や、小型ガスタービンなどに用いられる回転機械として、回転軸に固定されたディスクに複数のブレードを取り付けたインペラを具備したものが知られている。上記回転機械は、インペラを回転させることで、ガスに圧力エネルギー及び速度エネルギーを与えている。

例えば、特許文献１には、インペラを備えた遠心圧縮機が開示されている。インペラは、ディスクと、ディスクに設けられた複数のブレードと、複数のブレードを覆うように設けられたカバーと、を備えた、いわゆるクローズドインペラである。

特開２０１１−１２２５１６号公報

ところで、インペラは、複数のブレードが設けられている部分においては、カバーが複数のブレードによってディスクと繋がっている接合されていることで、高い剛性を有している。これに対し、カバーが複数のブレードよりも径方向の内側に延びているカバー内周部では、複数のブレードに繋がっている部分に比較すると、カバーの剛性が低くなる。また、回転機械の能力向上のため、インペラの高回転化を図ろうとすると、インペラのカバーに作用する遠心力が増大する。遠心力の増大に備えて、カバー内周部の肉厚を大きくすると、カバー内周部の剛性が高まる一方で、重量が増大し、遠心力の影響をより多く受けることになる。

本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、剛性を高めつつカバーに作用する遠心力の影響を抑えることが可能なインペラ及び回転機械を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本開示に係るインペラは、軸線を中心とした円盤状をなすディスクと、前記ディスクに対して、前記軸線の延びる軸線方向に離れて配置されたカバーと、前記ディスクと前記カバーとを接続し、前記軸線周りの周方向に間隔をあけて配置された複数のブレードと、前記軸線方向において、複数の前記ブレードと離れて配置され、前記ディスクと前記カバーとを接続する接続部材とを備え、前記接続部材は、前記ディスクと前記カバーとの間に形成されたインペラ流路の流入口に近い位置に位置する前記ブレードの前縁に対して、前記流入口に近い位置で、前記周方向に間隔をあけて複数に配置されている。

本開示のインペラ及び回転機械によれば、剛性を高めつつカバーに作用する遠心力の影響を抑えることが可能となる。

本開示の実施形態に係る回転機械の構成を示す断面図である。上記回転機械に設けられたインペラの上半部の子午面形状を示す断面図である。上記インペラを軸線方向の第一側から見た図である。上記インペラに設けられた接続部材の形状を示す斜視図である。上記インペラに設けられたブレードの前縁を軸線方向から見た図である。上記インペラに設けられた接続部材の変形例を示す図である。上記インペラに設けられた接続部材の形状の変形例を示す図である。上記インペラに設けられた接続部材の形状の変形例を示す図である。上記インペラに設けられた接続部材の形状の変形例を示す図である。上記インペラに設けられた接続部材の形状の変形例を示す図である。上記インペラに設けられた接続部材の形状の変形例を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本開示によるインペラ及び回転機械を実施するための形態を説明する。しかし、本開示はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。

（遠心圧縮機の構成）
以下、本開示の実施形態に係るインペラ及び回転機械について、図１〜図５を参照して説明する。図１に示すように、遠心圧縮機（回転機械）１０は、主として、ケーシング２０と、回転軸３０と、インペラ４０と、を備えている。

（ケーシングの構成）
ケーシング２０は、回転軸３０の一部及びインペラ４０を収容している。ケーシング２０は、回転軸３０の軸線Ｏの延びる方向（以下、この方向を軸線方向Ｄａと称する）に延びる筒状をなしている。ケーシング２０には、縮径及び拡径を繰り返す内部空間２４が設けられている。この内部空間２４にはインペラ４０が収容される。

ケーシング２０において、軸線方向Ｄａの第一側Ｄａｕの一端部２０ａに近い位置には、プロセスガス（作動流体）Ｇを外部からケーシング２０内に流入させる吸込口２５が形成されている。また、ケーシング２０において、軸線方向Ｄａの第二側Ｄａｄの他端部２０ｂに近い位置には、プロセスガスＧをケーシング２０の外部に流出させる排出口２６が形成されている。

ケーシング２０には、インペラ４０同士の間となる位置に、ケーシング側流路５０が形成されている。ケーシング側流路５０は、インペラ４０を流通するプロセスガスＧを、ケーシング２０において軸線方向Ｄａの第一側Ｄａｕの一端部２０ａ側（上流側）から、軸線方向Ｄａの第二側Ｄａｄの他端部２０ｂ側（下流側）に流通させる。

ケーシング側流路５０は、ディフューザ部５１と、リターンベンド部５２と、戻り流路５３と、を備える。ディフューザ部５１は、インペラ４０の外周端から、軸線Ｏを中心とした軸線Ｏを中心とした径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに向けて延びる。リターンベンド部５２は、ディフューザ部５１の外周端に連続している。リターンベンド部５２は、ディフューザ部５１の外周端から断面視Ｕ字状に回り込み、径方向Ｄｒの内側Ｄｒｉに向けて延びる。リターンベンド部５２は、インペラ４０から径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに向かって排出されるプロセスガスＧを、径方向Ｄｒの内側Ｄｒｉに反転させて案内する。戻り流路５３は、リターンベンド部５２から径方向Ｄｒの内側Ｄｒｉに向けて延びる。

（回転軸の構成）
回転軸３０は、ケーシング２０に対して軸線Ｏ回りに回転可能とされている。回転軸３０の両端は、ジャーナル軸受２８Ａ及び２８Ｂを介して軸線Ｏ回りに回転自在にそれぞれ支持されている。また、ケーシング２０の一端部２０ａには、ジャーナル軸受２８Ａに近い位置にスラスト軸受２９が配置されている。回転軸３０の一端側は、スラスト軸受２９を介して軸線方向Ｄａに支持されている。

（インペラの構成）
複数のインペラ４０は、それぞれ、回転軸３０に取り付けられ、遠心力を利用してプロセスガスＧを圧縮する。複数のインペラ４０は、ケーシング２０の内部に、軸線方向Ｄａに間隔を空けて収容されている。なお、本開示の実施形態では、図１において、インペラ４０が６つ配置されている場合の一例を示しているが、インペラ４０は、少なくとも１つ以上配置されていればよい。

図２及び図３に示すように、各インペラ４０は、ディスク４１と、ブレード４２と、カバー４３と、を備えた、いわゆるクローズドインペラである。

（ディスクの構成）
ディスク４１は、軸線Ｏを中心とした円盤状に形成されている。ディスク４１は、軸線方向Ｄａの第一側Ｄａｕから第二側Ｄａｄに向かうにつれて、径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに漸次拡径するように形成されている。

ディスク４１の中心部には、軸線方向Ｄａに貫通する円形の貫通孔４１１が形成されている。インペラ４０は、貫通孔４１１の内面が回転軸３０の外周面に嵌まり込んだ状態で、回転軸３０に対して一体に固定されている。

ディスク４１における軸線方向Ｄａの第一側Ｄａｕには、ディスク主面４１３が形成されている。ディスク主面４１３は、軸線方向Ｄａの第一側Ｄａｕから第二側Ｄａｄに向かうに従って径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに広がっている。ディスク主面４１３は、軸線方向Ｄａの第一側Ｄａｕの部分では、径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏを向いている。ディスク主面４１３は、軸線方向Ｄａの第二側Ｄａｄの部分では、軸線方向Ｄａの第一側Ｄａｕを向いている。つまり、ディスク主面４１３は、軸線方向Ｄａの第一側Ｄａｕから第二側Ｄａｄに向かうにしたがって、軸線方向Ｄａの第一側Ｄａｕを向くように湾曲している。即ち、ディスク主面４１３は、凹曲面状をなしている。

（ブレードの構成）
ブレード４２は、ディスク４１とカバー４３とを接続している。ブレード４２は、ディスク主面４１３から軸線方向Ｄａの第一側Ｄａｕに向かって延びている。ブレード４２は、軸線Ｏ周りの周方向Ｄｃに間隔をあけて複数配置されている。複数のブレード４２は、軸線Ｏを中心として径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに向かって放射状に複数配列されている。各ブレード４２は、径方向Ｄｒの内側Ｄｒｉから径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに向かうに従ってインペラ４０の回転方向の後方に向かうように湾曲している。ブレード４２は、ディスク主面４１３における、軸線方向Ｄａの第二側Ｄａｄに位置して軸線方向Ｄａの第一側Ｄａｕを向く部分４１３ａに接続されている。

（カバーの構成）
カバー４３は、ディスク４１に対して、軸線方向Ｄａの第一側Ｄａｕに離れて配置されている。カバー４３は、複数のブレード４２を軸線方向Ｄａの第一側Ｄａｕから覆っている。カバー４３には、ブレード４２におけるディスク主面４１３に接続された端部とは反対側の端部が固定されている。カバー４３は、ディスク４１との間にブレード４２を挟むように、ディスク４１と対向して配置されている。カバー４３は、軸線方向Ｄａの第一側Ｄａｕから第二側Ｄａｄに向かうにしたがって径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに漸次拡径するように形成されている。カバー４３における軸線方向Ｄａの第二側Ｄａｄには、ディスク主面４１３に対向するカバー対向面４３１が形成されている。カバー対向面４３１は、軸線方向Ｄａの第一側Ｄａｕから第二側Ｄａｄに向かうに従って径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに広がっている。カバー対向面４３１は、軸線方向Ｄａの第一側Ｄａｕの部分では、径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏを向いている。カバー対向面４３１は、軸線方向Ｄａの第二側Ｄａｄの部分では、軸線方向Ｄａの第二側Ｄａｄを向いている。つまり、カバー対向面４３１は、軸線方向Ｄａの第一側Ｄａｕから第二側Ｄａｄに向かうにしたがって、軸線方向Ｄａの第二側Ｄａｄを向くように湾曲している。即ち、カバー対向面４３１は、凸曲面状をなしているブレード４２は、カバー対向面４３１における、軸線方向Ｄａの第二側Ｄａｄに位置して軸線方向Ｄａの第二側Ｄａｄを向く部分４３１ａに接合されている。

ディスク４１とカバー４３の間には、複数のブレード４２で周方向Ｄｃに区画されたインペラ流路４５が形成されている。インペラ流路４５は、軸線方向Ｄａの第一側Ｄａｕから第二側Ｄａｄに向かうに従って、径方向Ｄｒの内側Ｄｒｉから外側Ｄｒｏに向かうように湾曲しながら延びている。インペラ流路４５は、径方向Ｄｒの内側Ｄｒｉかつ軸線方向Ｄａの第一側Ｄａｕで開口する流入口４５１と、径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏかつ軸線方向Ｄａの第一側Ｄａｕで開口する流出口４５２と、を有している。流入口４５１は、戻り流路５３を流れたプロセスガスＧが流入可能なように、軸線方向Ｄａの第一側Ｄａｕを向いて開口している。流出口４５２は、ディフューザ部５１にプロセスガスＧを流出させるように、径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏを向いて開口している。

（接続部材の構成）
図２及び図３に示すように、インペラ４０は、接続部材６０Ａを更に備えている。接続部材６０Ａは、ディスク４１とカバー４３とを接続している。接続部材６０Ａは、周方向Ｄｃに間隔をあけて複数が配置されている。各接続部材６０Ａは、複数のブレード４２に対して、軸線方向Ｄａの第一側Ｄａｕに間隔をあけた位置に配置されている。具体的には、軸線方向Ｄａにおいて、流入口４５１に近い位置に位置するブレード４２の前縁４２１に対して、流入口４５１により近い位置に配置されている。接続部材６０Ａは、ブレード４２と同数配置されている。接続部材６０Ａにおいて径方向Ｄｒの内側Ｄｒｉの端部であるディスク側端部６０１が、ディスク主面４１３に接続されている。ディスク側端部６０１は、ディスク主面４１３において軸線方向Ｄａの第一側Ｄａｕで径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏを向く部分４１３ｂに接続されている。また、接続部材６０Ａにおいて径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏの端部であるカバー側端部６０２がカバー対向面４３１に接続されている。カバー側端部６０２は、カバー対向面４３１において軸線方向Ｄａの第一側Ｄａｕで径方向Ｄｒの内側Ｄｒｉを向く部分４３１ｂに接続されている。このようにして、接続部材６０Ａは、カバー４３の中で、径方向Ｄｒで最も内側Ｄｒｉに位置するカバー内周縁部４３５に接続されている。

接続部材６０Ａは、ディスク側端部６０１とカバー側端部６０２とを直線状に結ぶように設けられている。図２に示すように、接続部材６０Ａの子午面形状は、軸線Ｏに対して垂直に延びている。つまり、接続部材６０Ａは、子午面断面において、その仮想中心線が径方向Ｄｒにまっすぐ直線状に延びている。したがって、接続部材６０Ａは、ディスク側端部６０１及びカバー側端部６０２に対して垂直に接続されている。ここで、子午面形状とは、軸線方向Ｄａから見た際に円形のインペラ４０の子午線及び軸線Ｏを通る縦断面である子午面断面での形状を意味する。接続部材６０Ａは、ディスク側端部６０１からカバー側端部６０２まで、軸線方向Ｄａと平行な断面が同一形状をなしている。図４に示すように、本開示の実施形態において、接続部材６０Ａは、軸線方向Ｄａにおける断面（接続部材６０Ａの延伸方向に直交する断面）の形状が円形である。つまり、接続部材６０Ａは、ディスク側端部６０１からカバー側端部６０２に向けて延びる円柱状をなしている。なお、延伸方向とは、ディスク側端部６０１とカバー側端部６０２とを結ぶ仮想線の延びる方向である。

図２に示すように、接続部材６０Ａは、径方向Ｄｒから見ると、ディスク側端部６０１とカバー側端部６０２とが、軸線方向Ｄａにおいて同一位置に配置されている。さらに、図３に示すように、軸線方向Ｄａから見た際に、ディスク側端部６０１とカバー側端部６０２とが、周方向Ｄｃにおいて同一位置に配置されている。つまり、接続部材６０Ａは、ディスク側端部６０１とカバー側端部６０２とを結ぶ延伸方向が、径方向Ｄｒに一致している。つまり、接続部材６０Ａの径方向Ｄｒに対する傾斜角度は０°となるように、径方向Ｄｒにまっすぐ延びている。これに対し、図５に示すように、軸線方向Ｄａから見た際、ブレード４２の前縁４２１は、径方向Ｄｒに対し、傾斜している。したがって、接続部材６０Ａは、軸線方向Ｄａから見た際に、径方向Ｄｒに対する傾斜角度が、前縁４２１の径方向Ｄｒに対する傾斜角度θ２よりも小さくなるように延びている。

（作用効果）
上記構成のインペラ４０では、ブレード４２とは独立して、ディスク４１とカバー４３とが、複数の接続部材６０Ａによって接続されている。さらに、接続部材６０Ａは、複数のブレード４２の軸線方向Ｄａの第一側Ｄａｕの前縁４２１よりも、軸線方向Ｄａの第一側Ｄａｕに間隔をあけた位置に配置されている。これにより、複数のブレード４２よりも軸線方向Ｄａの第一側Ｄａｕの部分において、カバー４３が複数の接続部材６０Ａによって支持されることになる。したがって、カバー４３において、複数のブレード４２よりも軸線方向Ｄａの第一側Ｄａｕの部分の剛性が、カバー４３自体の重量増大を招くことなく高まる。その結果、ブレード４２が配置されていない領域でカバー４３の剛性を高めつつ、カバー４３に作用する遠心力の影響を抑えることができる。これにより、インペラ４０の高回転化を図ることが可能となる。

また、接続部材６０Ａの子午面形状は、軸線Ｏに対して垂直にまっすぐ延びている。その結果、子午面形状が軸線Ｏに対して傾いて斜めに延びている（径方向Ｄｒにまっすぐ延びていない）場合に比べて、接続部材６０Ａの剛性を向上させることができる。これにより、カバー４３に作用する遠心力の影響（遠心荷重による応力）を効果的に抑えることができる。

また、接続部材６０Ａは、軸線方向Ｄａから見た際の傾斜角度が、ブレード４２の前縁４２１の傾斜角度θ２よりも小さい。そのため、カバー４３をより効率的に支持し、径方向Ｄｒへ働く遠心力に対するカバー４３の剛性を有効に高めることができる。

また、接続部材６０Ａは、ディスク側端部６０１と、カバー側端部６０２とが、軸線方向Ｄａ及び周方向Ｄｃにおいて同一位置に配置されている。つまり、接続部材６０Ａを径方向Ｄｒにまっすぐ延ばすことができる。これにより、接続部材６０Ａにより、カバー４３をより効率的に支持し、径方向Ｄｒへ働く遠心力に対するカバー４３の剛性を有効に高めることができる。

また、接続部材６０Ａは、カバー４３に対し、軸線Ｏを中心とした径方向Ｄｒで最も内側となるカバー内周縁部４３５に接続されている。そのため、ブレード４２から離れた位置に形成されるカバー内周縁部４３５における剛性が高まる。したがって、カバー４３に及ぶ遠心力の影響を、より有効に抑えることができる。

また、接続部材６０Ａは、ディスク４１とカバー４３とを接続する方向に直交する断面の形状が円形である。そのため、流入口４５１から流入したプロセスガスＧが接続部材６０Ａに衝突した際の圧力損失を抑えることができる。これにより、接続部材６０Ａを設けることによる圧力損失の増大を抑えることができる。

また、このようなインペラ４０を備えていること、インペラ４０の高回転化を図り、高速回転で運転することが可能な回転機械１０を提供することができる。

（その他の実施形態）
以上、本開示の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

例えば、上記実施形態において、接続部材６０Ａは、軸線方向Ｄａから見ると、ディスク側端部６０１とカバー側端部６０２とを結ぶ延伸方向が、径方向Ｄｒに沿うようにしたが、これに限られるものではない。例えば、図６に示すように、接続部材６０Ｂは、軸線方向Ｄａから見た際に、ディスク側端部６０１とカバー側端部６０２とを結ぶ延伸方向が、径方向Ｄｒに対して傾斜していてもよい。この場合も、接続部材６０Ｂは、軸線方向Ｄａから見た際に、径方向Ｄｒに対する傾斜角度θ１が、前縁４２１の径方向Ｄｒに対する傾斜角度θ２よりも小さくなるようにするのが好ましい。

また、上記実施形態の図３において、接続部材６０Ａは、ブレード４２と同数を設けるようにしたが、接続部材６０Ａの数は、ブレード４２と異なっていてもよい。

また、上記実施形態の図３では、接続部材６０Ａは、周方向Ｄｃにおける位置が、ブレード４２の前縁４２１と同じ位置となっているが、接続部材６０Ａの周方向Ｄｃにおける位置は、ブレード４２と異なっていてもよい。その際、接続部材６０Ａは、軸線方向Ｄａから見た際に、ブレード４２と周方向Ｄｃにおける位置が、ブレード４２の前縁４２１と重ならない位置に配置されていてもよい。

また、上記実施形態において、接続部材６０Ａを、その延伸方向に直交する断面の形状が円形であるようにしたが、接続部材の形状はこのような形状に限られるものではない。例えば、図７に示すように、接続部材６０Ｃは、延伸方向に直交する断面形状が、長円形となるようにしてもよい。この場合、流入口４５１におけるプロセスガスＧの流れに対して与える圧力損失を抑えるため、断面長円形の接続部材６０Ｃは、その長軸方向をプロセスガスＧの流れ方向に沿わせるのが好ましい。

また、図８に示すように、接続部材６０Ｄは、延伸方向に直交する断面形状が、楕円形となるようにしてもよい。また、図９に示すように、接続部材６０Ｅは、延伸方向に直交する断面形状が、軸線方向Ｄａの第一側Ｄａｕの前縁が半円状で、軸線方向Ｄａの第二側Ｄａｄに向かって幅寸法が漸次小さくなる、ティアドロップ形状としてもよい。また、図１０に示すように、接続部材６０Ｆは、延伸方向に直交する断面形状が、翼断面形状となるようにしてもよい。さらに、図１１に示すように、接続部材６０Ｇは、ディスク側端部６０１からカバー側端部６０２に向けて、径方向Ｄｒ回りに捻れて形成されていてもよい。なお、図１１では、接続部材６０Ｇの断面形状を翼断面形状としたが、これ以外の形状であってもよい。

また、上記実施形態で示したインペラ４０は、その製造方法を問うものではない。例えば、インペラ４０は、ディスク４１及びブレード４２と、カバー４３とに分割される構造であってもよい。また、インペラ４０は、ディスク４１、ブレード４２、カバー４３、及び接続部材６０Ａ〜６０Ｇと、三次元積層成形法等により一体に形成してもよい。

＜付記＞
実施形態に記載のインペラ４０及び回転機械１０は、例えば以下のように把握される。

（１）第１の態様に係るインペラ４０は、軸線Ｏを中心とした円盤状をなすディスク４１と、前記ディスク４１に対して、前記軸線Ｏの延びる軸線方向Ｄａに離れて配置されたカバー４３と、前記ディスク４１と前記カバー４３とを接続し、軸線Ｏ周りの周方向Ｄｃに間隔をあけて配置された複数のブレード４２と、前記軸線方向Ｄａにおいて、複数の前記ブレード４２と離れて配置され、前記ディスク４１と前記カバー４３とを接続する接続部材６０Ａとを備え、前記接続部材６０Ａは、前記ディスク４１と前記カバー４３との間に形成されたインペラ流路４５の流入口４５１に近い位置に位置する前記ブレード４２の前縁４２１に対して、前記流入口４５１に近い位置で、前記周方向Ｄｃに間隔をあけて複数に配置されている。

このインペラ４０では、ブレード４２とは独立して、ディスク４１とカバー４３とが、複数の接続部材６０Ａによって接続されている。これにより、複数のブレード４２よりも流入口４５１に近い位置の部分において、カバー４３が複数の接続部材６０Ａによって支持されることになる。したがって、カバー４３において、複数のブレード４２よりも流入口４５１に近い位置の部分の剛性が、カバー４３自体の重量増大を招くことなく高まる。その結果、ブレード４２が配置されていない領域でカバー４３の剛性を高めつつ、カバー４３に作用する遠心力の影響を抑えることができる。これにより、インペラ４０の高回転化を図ることが可能となる。

（２）第２の態様に係るインペラ４０は、（１）のインペラ４０であって、前記接続部材の子午面形状は、前記軸線に対して垂直に延びている。

これにより、接続部材６０Ａの剛性を向上させることができる。これにより、カバー４３に作用する遠心力の影響（遠心荷重による応力）を効果的に抑えることができる。

（３）第３の態様に係るインペラ４０は、（１）又は（２）のインペラ４０であって、前記接続部材６０Ａは、前記軸線方向Ｄａから見た際に、前記軸線Ｏを中心とした径方向Ｄｒに対する傾斜角度θ１が、前記ブレード４２の前記前縁４２１の子午面形状における前記径方向Ｄｒに対する傾斜角度θ２よりも小さくなるように延びている。

これにより、接続部材６０Ａを、軸線方向Ｄａから見た際の径方向Ｄｒに対する傾斜角度θ１が小さい。そのため、カバー４３をより効率的に支持し、径方向Ｄｒへ働く遠心力に対するカバー４３の剛性を有効に高めることができる。

（４）第４の態様に係るインペラ４０は、（１）から（３）の何れか一つのインペラ４０であって、前記接続部材６０Ａは、前記軸線方向Ｄａから見た際に、前記ディスク４１に接続されているディスク側端部６０１と、前記カバー４３に接続されているカバー側端部６０２とが、前記周方向Ｄｃにおいて同一位置に配置されている。

これにより、接続部材６０Ａを径方向Ｄｒにまっすぐ近い形で延ばすことができる。これにより、接続部材６０Ａにより、カバー４３をより効率的に支持し、径方向Ｄｒへ働く遠心力に対するカバー４３の剛性を有効に高めることができる。

（５）第５の態様に係るインペラ４０は、（１）から（４）の何れか一つのインペラ４０であって、前記接続部材６０Ａは、前記カバー４３に対し、前記軸線Ｏを中心とした径方向Ｄｒで最も内側に位置するカバー内周縁部４３５に接続されている。

これにより、接続部材６０Ａでカバー４３のカバー内周縁部４３５における剛性が高まる。そのため、ブレード４２から離れた位置に形成されるカバー内周縁部４３５における剛性が高まる。したがって、カバー４３に及ぶ遠心力の影響を、より有効に抑えることができる。

（６）第６の態様に係る回転機械１０は、（１）から（５）の何れか一つのインペラ４０を備える。
回転機械１０としては、遠心圧縮機等が挙げられる。

これにより、インペラ４０の高回転化を図り、高速回転で運転することが可能な回転機械１０を提供することができる。

１０…遠心圧縮機（回転機械）
２０…ケーシング
２０ａ…一端部
２０ｂ…他端部
２４…内部空間
２５…吸込口
２６…排出口
２８Ａ、２８Ｂ…ジャーナル軸受
２９…スラスト軸受
３０…回転軸
４０…インペラ
４１…ディスク
４１１…貫通孔
４１３…ディスク主面（面）
４１３ａ…部分
４１３ｂ…部分
４２…ブレード
４２１…前縁
４３…カバー
４３１…カバー対向面
４３１ａ…部分
４３１ｂ…部分
４３５…カバー内周縁部
４５…インペラ流路
４５１…流入口
４５２…流出口
５０…ケーシング側流路
５１…ディフューザ部
５２…リターンベンド部
５３…戻り流路
６０Ａ〜６０Ｇ…接続部材
６０１…ディスク側端部
６０２…カバー側端部
Ｄａ…軸線方向
Ｄａｄ…第二側
Ｄａｕ…第一側
Ｄｃ…周方向
Ｄｒ…径方向
Ｄｒｉ…内側
Ｄｒｏ…外側
Ｇ…プロセスガス
Ｏ…軸線
θ１、θ２…傾斜角度

Claims

軸線を中心とした円盤状をなすディスクと、
前記ディスクに対して、前記軸線の延びる軸線方向に離れて配置されたカバーと、
前記ディスクと前記カバーとを接続し、前記軸線周りの周方向に間隔をあけて配置された複数のブレードと、
前記軸線方向において、複数の前記ブレードと離れて配置され、前記ディスクと前記カバーとを接続する接続部材とを備え、
前記接続部材は、前記ディスクと前記カバーとの間に形成されたインペラ流路の流入口に近い位置に位置する前記ブレードの前縁に対して、前記流入口に近い位置で、前記周方向に間隔をあけて複数に配置されているインペラ。
前記接続部材の子午面形状は、前記軸線に対して垂直に延びている請求項１に記載のインペラ。
前記接続部材は、前記軸線方向から見た際に、前記軸線を中心とした径方向に対する傾斜角度が、前記前縁の前記径方向に対する傾斜角度よりも小さくなるように延びている請求項１又は２に記載のインペラ。
前記接続部材は、前記軸線方向から見た際に、前記ディスクに接続されているディスク側端部と、前記カバーに接続されているカバー側端部とが、前記周方向において同一位置に配置されている請求項１から３の何れか一項に記載のインペラ。
前記接続部材は、前記カバーに対し、前記軸線を中心とした径方向で最も内側に位置するカバー内周縁部に接続されている請求項１から４の何れか一項に記載のインペラ。
請求項１から５の何れか一項に記載のインペラを備える回転機械。