JP2022126239A

JP2022126239A - ガスエキスパンダ

Info

Publication number: JP2022126239A
Application number: JP2021024191A
Authority: JP
Inventors: 文彦岩田; Fumihiko Iwata
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corp
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corp
Priority date: 2021-02-18
Filing date: 2021-02-18
Publication date: 2022-08-30
Also published as: EP4047186A1; EP4047186B1; US20220260088A1; US11619143B2

Abstract

【課題】インペラの下流側の流路におけるガス流れの流速分布を均一化し、インペラや回転軸に作用する励振力を有効に抑える。【解決手段】ガスエキスパンダは、ガスが送り込まれるケーシングと、ケーシング内に収容され、径方向の外側から内側に向かって膨張しつつ流れるガスによって中心軸回りの周方向の第一側に回転駆動されるインペラと、ケーシングに対して中心軸に沿った軸方向の第一側に配置され、インペラから軸方向の第一側に吐出されて周方向の第一側に旋回するガスの流路を形成するディフューザと、ディフューザ内に備えられた整流部材と、を備え、整流部材は、少なくとも軸方向の第二側の一部に、軸方向の第一側から第二側に向かって、周方向の第二側に湾曲または傾斜する第一整流翼部を有する。【選択図】図２

Description

本開示は、ガスエキスパンダに関する。

回転機械の一種としてガスエキスパンダと呼ばれる装置が知られている。ガスエキスパンダは、高温高圧の作動流体によってインペラ及び回転軸を回転させることで、作動流体の熱エネルギーを回転エネルギーに変換する。

特許文献１には、インペラ（タービンホイール）を通過して膨張したガスがインペラの回転軸方向に流れる流路を有するディフューザと、ディフューザの流路を周方向に仕切る渦防止板と、を備える構成が開示されている。渦防止板は、タービンホイールを通過してディフューザに到達したガスに生じる旋回流を抑えている。

国際公開第２０１７／１３８０３５号

しかしながら、特許文献１に記載の構成では、旋回流を十分に抑えることができないことがある。すると、旋回流が渦防止板に衝突することでインペラ側に反射する流れの成分が生じ、ディフューザ内の流路において不均一な流速分布が生じる。その結果、インペラ及び回転軸に励振力が作用し、振動を生じてしまう可能性が有る。

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、インペラの下流側の流路におけるガス流れの流速分布を均一化し、インペラや回転軸に作用する励振力を有効に抑えることができるガスエキスパンダ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、本開示に係るガスエキスパンダは、ガスが送り込まれるケーシングと、前記ケーシング内に収容され、径方向の外側から内側に向かって膨張しつつ流れる前記ガスによって中心軸回りの周方向の第一側に回転駆動されるインペラと、前記ケーシングに対して前記中心軸に沿った軸方向の第一側に配置され、前記インペラから前記軸方向の第一側に吐出されて前記周方向の第一側に旋回する前記ガスの流路を形成するディフューザと、前記ディフューザ内に備えられた整流部材と、を備え、前記整流部材は、少なくとも前記軸方向の第二側の一部に、前記軸方向の第一側から第二側に向かって、前記周方向の第二側に湾曲または傾斜する第一整流翼部を有する。

本開示のガスエキスパンダによれば、インペラの下流側の流路におけるガス流れの流速分布を均一化し、インペラや回転軸に作用する励振力を有効に抑えることができる。

本開示の実施形態に係るガスエキスパンダの概略構成を示す図である。上記ガスエキスパンダのケーシング、インペラ、ディフューザ、及び整流部材を示す断面図である。上記整流部材の斜視図である。

以下、添付図面を参照して、本開示によるガスエキスパンダ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。
（ガスエキスパンダの構成）
図１、図２に示すように、本実施形態に係る遠心回転機械としてのガスエキスパンダ１は、ロータ３と、ケーシング２（図２参照）と、ディフューザ５と、整流部材６（図２参照）と、を主に備えている。

（ロータの構成）
ロータ３は、回転軸３０と、インペラ４０と、を備えている。
図１に示すように、回転軸３０は、軸方向Ｄａに延びている。回転軸３０は、一対のラジアル軸受１２により中心軸Ｏ回りに回転自在に支持されている。一対のラジアル軸受１２は、軸方向Ｄａに間隔をあけて配置されている。回転軸３０は、一対のスラスト軸受１７により、軸方向Ｄａへの移動が拘束されている。一対のスラスト軸受１７は、後述する第二段インペラ４０Ｂと、ピニオンギア１５に対して第二段インペラ４０Ｂ側のラジアル軸受１２の間に配置されている。なお、一対のスラスト軸受１７は、ピニオンギア１５に対して軸方向Ｄａの両側に離間した位置に配置されていてもよい。

回転軸３０は、減速伝達部１１を介して外部の駆動対象（図示無し）に接続されている。減速伝達部１１は、ピニオンギア１５と、大径ギア１６と、を備えている。
ピニオンギア１５は、一対のラジアル軸受１２の間で、回転軸３０に固定されている。大径ギア１６は、ピニオンギア１５に噛み合っている。大径ギア１６は、外部の駆動対象を回転駆動させる。大径ギア１６は、ピニオンギア１５よりも外径寸法が大きく設定されている。したがって、大径ギア１６の回転数は、ピニオンギア１５を有する回転軸３０の回転数よりも低くなる。減速伝達部１１は、回転軸３０の回転数を、ピニオンギア１５、大径ギア１６を介して減速させ、外部の駆動対象に伝達する。

インペラ４０は、回転軸３０に固定されている。本実施形態のガスエキスパンダ１は、回転軸３０の軸方向Ｄａの両端部にインペラ４０を備えている。図２に示すように、本実施形態の各インペラ４０は、ディスク４１とブレード４２とをそれぞれ備えている。

ディスク４１は、円盤状に形成され、回転軸３０の端部に固定されている。ディスク４１は、軸方向Ｄａの一面側に形成された第一面４１ａと、軸方向Ｄａの他面側に形成された第二面４１ｂと、を有している。ディスク４１の第二面４１ｂは、軸方向Ｄａにおいて、ピニオンギア１５側を向いている。ディスク４１の第一面４１ａは、ピニオンギア１５側とは反対側を向いている。つまり、回転軸３０の第一端に設けられた第一段インペラ４０Ａと、回転軸３０の第二端に設けられた第二段インペラ４０Ｂとの互いのディスク４１の向きは、軸方向Ｄａで反対向きになっている。
なお、以下の説明では、各インペラ４０において、ディスク４１の第一面４１ａの向く側を軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１とし、第二面４１ｂの向く側を軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２とする。例えば、第一段インペラ４０Ａと、第二段インペラ４０Ｂとでは、軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１と軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２とが、互いに反対向きとなる。

図２に示すように、ディスク４１の第一面４１ａは、軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１から第二側Ｄａ２に向かって、外径が漸次拡大する凹状の湾曲面をなしている。作動流体であるガスは、インペラ４０のディスク４１に対し、径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏから内側Ｄｒｉに向かって、軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２（第二面４１ｂ側）から軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１（第一面４１ａ側）に流れる。

ブレード４２は、ディスク４１において軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１を向く第一面４１ａに備えられている。ブレード４２は、中心軸Ｏ回りの周方向Ｄｃに複数配置されている。

（ケーシングの構成）
ケーシング２は、金属製で、回転軸３０及びインペラ４０を覆うように形成されている。ケーシング２は、回転軸３０が挿通される軸挿通孔２１を有している。ケーシング２は、膨張部２２と、送気流路２３と、吐出部２４と、を備えている。

膨張部２２は、インペラ４０を覆うように形成されている。膨張部２２は、インペラ４０のディスク４１の第一面４１ａに対し、軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１に間隔をあけて形成されたインペラ対向面２２ｆを有している。インペラ対向面２２ｆは、複数のブレード４２を覆うように周方向Ｄｃに連続して形成されている。

膨張部２２のインペラ対向面２２ｆと、ディスク４１との間には、膨張流路２５が形成されている。膨張流路２５は、流入口２５ｉと、流出口２５ｏと、を有している。流入口２５ｉは、インペラ４０の径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに向かって開口している。流出口２５ｏは、ディスク４１の第一面４１ａ側の径方向Ｄｒの内側Ｄｒｉで軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１に向かって開口している。

送気流路２３は、膨張流路２５の流入口２５ｉの径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに形成されている。送気流路２３は、周方向Ｄｃに連続する渦巻き状をなしている。送気流路２３は、ケーシング２の外部のタービンやボイラ等から送り込まれる高温高圧のガスを、流入口２５ｉから膨張流路２５に供給する。

吐出部２４は、軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１に向かって開口している。吐出部２４は、その径方向Ｄｒの内側Ｄｒｉに、膨張流路２５の流出口２５ｏを画成している。吐出部２４は、流出口２５ｏから吐出されるガスを、軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１に向かって吐出する。

上記構成のインペラ４０及びケーシング２によれば、送気流路２３を通して、ケーシング２の外部のタービンやボイラ等から送り込まれる高温高圧のガスは、流入口２５ｉから膨張流路２５に供給される。この膨張流路２５に供給されたガスは、膨張流路２５内を径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏから内側Ｄｒｉに向かって流れる過程で膨張しながら、インペラ４０を中心軸Ｏ周りの周方向Ｄｃの第一側Ｄｃ１に回転駆動させる。インペラ４０の回転に利用された後のガスは、吐出部２４（流出口２５ｏ）から軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１に吐出される。このとき、吐出されるガスには、インペラ４０の中心軸Ｏ周りの回転によって、軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１に向かうと共に、周方向Ｄｃの第一側Ｄｃ１に旋回する旋回流Ｆｓが含まれる。

（ディフューザの構成）
ディフューザ５は、主に吐出部２４から吐出されたガスの静圧回復を行う。ディフューザ５は、ケーシング２の吐出部２４に装着されている。ディフューザ５は、ディフューザ本体５Ａと、整流部材６とを備えている。ディフューザ本体５Ａは、吐出部２４から軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１に延びる筒状を成している。ディフューザ本体５Ａは、インペラ４０から軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１に吐出されるガスの流路５０を形成する。ディフューザ本体５Ａは、軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２から第一側Ｄａ１に向かって、流路５０の内径が漸次増大するように形成されている。

（整流部材の構成）
整流部材６は、流路５０を流れる旋回流Ｆｓに含まれる旋回成分を打ち消すことで旋回流Ｆｓを整流する。整流部材６は、ディフューザ本体５Ａの内部空間である流路５０に設けられている。整流部材６は、インペラ４０に対して軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１に間隔をあけて配置されている。

図２、図３に示すように、整流部材６は、軸部６０と、複数枚の整流翼６１と、を有している。軸部６０は、中心軸Ｏに沿って延びている。軸部６０は、軸方向Ｄａから見て円形の断面を有している。複数枚の整流翼６１は、軸部６０の径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに、周方向Ｄｃに間隔をあけて配置されている。本実施形態においては、周方向Ｄｃに等間隔で、４枚の整流翼６１が設けられている場合を例示している。なお、整流翼６１の枚数については、何ら限定するものではなく、例えば２枚、３枚、５枚以上であってもよい。

各整流翼６１は、第一整流翼部６２と、第二整流翼部６３と、を一体に有している。第一整流翼部６２は、第二整流翼部６３に対して軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２、つまりインペラ４０に近い側に形成されている。第二整流翼部６３は、第一整流翼部６２に対して軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１に連続して形成されている。

複数枚の整流翼６１の第二整流翼部６３は、軸部６０から径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに向かって、径方向Ｄｒに沿って放射状に延びる平板状に形成されている。これら平板状に形成された各整流翼６１の第二整流翼部６３は、径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏから見て軸方向Ｄａの全域において中心軸Ｏと重なっている。

第一整流翼部６２は、軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１から第二側Ｄａ２に向かうにつれて、周方向Ｄｃにおける第二整流翼部６３の位置から漸次第二側Ｄｃ２に位置するように湾曲または傾斜している。本実施形態において、第一整流翼部６２は、軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１から第二側Ｄａ２に向かうにつれて、周方向Ｄｃにおける第二整流翼部６３の位置から第二側Ｄｃ２に位置するように湾曲している場合を例示している。

上記のような第一整流翼部６２は、例えば、平板状の整流部材形成材Ｐを、軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１から第二側Ｄａ２に向かうにつれて、周方向Ｄｃの第二側Ｄｃ２に向かう二次元形状に湾曲させることで形成できる。これら第一整流翼部６２を二次元形状とした場合、それぞれの第一整流翼部６２を径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏから見たときに、軸方向Ｄａの同一位置において、周方向Ｄｃの位置は同一となる。つまり、二次元形状に湾曲させた第一整流翼部６２は、中心軸Ｏ周りに捻れるようには形成されていない。本実施形態の第一整流翼部６２は、一定の曲率半径で形成された断面円弧状に形成されている。
なお、このような第一整流翼部６２は、既設の第二整流翼部６３に対して追設することも可能である。

軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２（インペラ４０側）の第一整流翼部６２の翼端部６２ａにおける中心軸Ｏに対する傾斜角度θ１は、インペラ４０から吐出されるガスの旋回流Ｆｓの旋回角度に基づいて設定するのが好ましい。例えば、傾斜角度θ１は、ガスエキスパンダ１における最大流量でガスが流れる場合における、吐出部２４（流出口２５ｏ）から吐出される旋回流Ｆｓの軸方向Ｄａに対する傾斜角度θ２と等しくするようにしてもよい。ここで、本実施形態では第一整流翼部６２が湾曲しているため、上記の傾斜角度θ１は、翼端部６２ａにおける接線と中心軸Ｏとの角度となる。

このような整流部材６では、インペラ４０から軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１に吐出されるガスの旋回流Ｆｓが、第一整流翼部６２の翼端部６２ａに沿って流れる。そのため、翼端部６２ａにおける傾斜角度θ１と旋回流Ｆｓの旋回角度との角度差が大きい場合のように、旋回流Ｆｓが整流部材６に激しく衝突しない。そして、第一整流翼部６２により、旋回流Ｆｓの周方向成分は、第一側Ｄａ１に向かって漸次低減される。また、第一整流翼部６２を経たガスは、第二整流翼部６３に沿って流れることで、軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１に向かって、軸方向Ｄａに沿って流れることとなる。

（作用効果）
上記構成のガスエキスパンダ１では、整流部材６は、第一整流翼部６２を有している。
このような構成によれば、インペラ４０から軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１に吐出されるガスの旋回流Ｆｓは、第一整流翼部６２に沿って流れることで整流される。第一整流翼部６２は、軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１から第二側Ｄａ２に向かって、周方向Ｄｃの第二側Ｄｃ２に湾曲又は傾斜しているので、ガスの旋回流Ｆｓは、第一整流翼部６２に沿ってスムーズに流れる。これにより、インペラ４０の下流側の流路５０におけるガスの流れに乱れが生じるのを抑えることができる。このようにして、インペラ４０の下流側の流路５０におけるガス流れの流速分布を均一化し、インペラ４０や回転軸３０に作用する励振力を有効に抑えることができる。

また、整流部材６は、第二整流翼部６３を有している。
これにより、第一整流翼部６２を経たガスの流れを、軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１に向かうように整流することができる。したがって、周方向Ｄｃの第一側Ｄｃ１に旋回するガスの旋回流Ｆｓの旋回を抑えることができる。

また、整流部材６は、インペラ４０に対して軸方向Ｄａに間隔をあけて配置されている。
これにより、インペラ４０から軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１に吐出されたガスは、整流部材６に至るまでの間に、旋回流Ｆｓの旋回速度が低減される。したがって、整流部材６における整流効果を、より効果的に発揮し、インペラ４０から軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１に吐出されたガスの旋回流Ｆｓを効果的に抑えることができる。

第一整流翼部６２は、平板状の整流部材形成材Ｐを、二次元形状に湾曲または傾斜させることで形成されている。
これにより、第一整流翼部６２を、容易かつ低コストで製作することができる。

また、ディフューザ５は、軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２から第一側に向かって径寸法が漸次増大して形成されている。
これにより、ディフューザ５内で軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１にガスが流れるにしたがって、インペラ４０から吐出された旋回流Ｆｓの旋回速度が低減される。したがって、整流部材６における整流効果を、より効果的に発揮し、インペラ４０から軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１に吐出されたガスの旋回流Ｆｓを効果的に抑えることができる。

（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。
なお、上記実施形態では、第一整流翼部６２を、２次元状に湾曲させるようにしたが、これに限るものではなく、例えば、第一整流翼部６２を、３次元状に湾曲させるようにしてもよい。
また、上記実施形態では、インペラ４０を、回転軸３０の軸方向Ｄａの両端部にそれぞれ備えるようにしたが、これに限らない。インペラ４０は、回転軸の軸方向Ｄａの一方側にのみ備えるようにしても良い。

＜付記＞
実施形態に記載のガスエキスパンダ１は、例えば以下のように把握される。

（１）第１の態様に係るガスエキスパンダ１は、ガスが送り込まれるケーシング２と、前記ケーシング２内に収容され、径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏから内側Ｄｒｉに向かって膨張しつつ流れる前記ガスによって中心軸Ｏ回りの周方向Ｄｃの第一側Ｄｃ１に回転駆動されるインペラ４０と、前記ケーシング２に対して前記中心軸Ｏに沿った軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１に配置され、前記インペラ４０から前記軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１に吐出されて前記周方向Ｄｃの第一側Ｄｃ１に旋回する前記ガスの流路５０を形成するディフューザ５と、前記ディフューザ５内に備えられた整流部材６と、を備え、前記整流部材６は、少なくとも前記軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２の一部に、前記軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１から第二側Ｄａ２に向かって、前記周方向Ｄｃの第二側Ｄｃ２に湾曲または傾斜する第一整流翼部６２を有する。

このような構成のガスエキスパンダ１において、ケーシング２に送り込まれたガスは、インペラ４０の径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏから内側Ｄｒｉに向かって流れる過程で膨張する。インペラ４０は、膨張するガスの流れによって周方向Ｄｃの第一側Ｄｃ１に回転駆動される。インペラ４０から軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１に吐出されるガスは、周方向Ｄｃの第一側Ｄｃ１に向かって旋回する旋回流Ｆｓを生成する。生成された旋回流Ｆｓは、第一整流翼部６２に沿って流れることで整流される。第一整流翼部６２は、軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１から第二側Ｄａ２に向かって、周方向Ｄｃの第二側Ｄｃ２に湾曲または傾斜しているので、ガスの旋回流Ｆｓは、第一整流翼部６２に沿ってスムーズに流れる。これにより、インペラ４０の下流側の流路５０におけるガスの流れに乱れが生じるのを抑えることができる。このようにして、インペラ４０の下流側の流路５０におけるガス流れの流速分布を均一化し、インペラ４０や回転軸３０に作用する励振力を有効に抑えることができる。

（２）第２の態様に係るガスエキスパンダ１は、（１）のガスエキスパンダ１であって、前記第一整流翼部６２から前記軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１に連続して形成され、前記軸方向Ｄａに沿った平板状の第二整流翼部６３をさらに備える。

これにより、第一整流翼部６２を経たガスの流れを、軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１に向かうように整流することができる。したがって、周方向Ｄｃの第一側Ｄｃ１に旋回するガスの旋回流Ｆｓの旋回を抑えることができる。

（３）第３の態様に係るガスエキスパンダ１は、（１）又は（２）のガスエキスパンダ１であって、前記整流部材６は、前記インペラ４０に対して前記軸方向Ｄａに間隔Ｓをあけて配置されている。

これにより、インペラ４０から軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１に吐出されたガスは、整流部材６に至るまでの間に、旋回流Ｆｓの旋回速度が低減される。したがって、整流部材６における整流効果を、より効果的に発揮し、インペラ４０から軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１に吐出されたガスの旋回流Ｆｓを効果的に抑えることができる。

（４）第４の態様に係るガスエキスパンダ１は、（１）から（３）の何れか一つのガスエキスパンダ１であって、前記第一整流翼部６２は、平板状の整流部材形成材Ｐを、前記軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１から第二側Ｄａ２に向かって、前記周方向Ｄｃの第二側Ｄｃ２に二次元形状に湾曲または傾斜させることで形成されている。

これにより、第一整流翼部６２は、平板状の整流部材形成材Ｐを二次元形状に湾曲または傾斜させることで、容易かつ低コストで製作することができる。

（５）第５の態様に係るガスエキスパンダ１は、（１）から（４）の何れか一つのガスエキスパンダ１であって、前記ディフューザ５は、前記軸方向Ｄａの第二側Ｄａ２から第一側に向かって、前記流路５０の内径が漸次増大して形成されている。

これにより、ディフューザ５内で軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１にガスが流れるにしたがって、インペラ４０から吐出された旋回流Ｆｓの旋回速度が低減される。したがって、整流部材６における整流効果を、より効果的に発揮し、インペラ４０から軸方向Ｄａの第一側Ｄａ１に吐出されたガスの旋回流Ｆｓを効果的に抑えることができる。

１…ガスエキスパンダ
２…ケーシング
３…ロータ
５…ディフューザ
５Ａ…ディフューザ本体
６…整流部材
１１…減速伝達部
１２…ラジアル軸受
１５…ピニオンギア
１６…大径ギア
１７…スラスト軸受
２１…軸挿通孔
２２…膨張部
２２ｆ…インペラ対向面
２３…送気流路
２４…吐出部
２５…膨張流路
２５ｉ…流入口
２５ｏ…流出口
３０…回転軸
４０…インペラ
４０Ａ…第一段インペラ
４０Ｂ…第二段インペラ
４１…ディスク
４１ａ…第一面
４１ｂ…第二面
４２…ブレード
５０…流路
６０…軸部
６１…整流翼
６２…第一整流翼部
６２ａ…翼端部
６３…第二整流翼部
Ｄａ…軸方向
Ｄａ１…第一側
Ｄａ２…第二側
Ｄｃ…周方向
Ｄｃ１…第一側
Ｄｃ２…第二側
Ｄｒ…径方向
Ｄｒｉ…内側
Ｄｒｏ…外側
Ｆｓ…旋回流
Ｏ…中心軸
Ｐ…整流部材形成材
θ１、θ２…傾斜角度

Claims

ガスが送り込まれるケーシングと、
前記ケーシング内に収容され、径方向の外側から内側に向かって膨張しつつ流れる前記ガスによって中心軸回りの周方向の第一側に回転駆動されるインペラと、
前記ケーシングに対して前記中心軸に沿った軸方向の第一側に配置され、前記インペラから前記軸方向の第一側に吐出されて前記周方向の第一側に旋回する前記ガスの流路を形成するディフューザと、
前記ディフューザ内に備えられた整流部材と、を備え、
前記インペラは、前記軸方向の第一側に吐出する前記ガスを、前記周方向の第一側に旋回させる旋回流を生成し、
前記整流部材は、少なくとも前記軸方向の第二側の一部に、前記軸方向の第一側から第二側に向かって、前記周方向の第二側に湾曲または傾斜する第一整流翼部を有する
ガスエキスパンダ。
前記整流部材は、前記第一整流翼部から前記軸方向の第一側に連続して形成され、前記軸方向に沿った平板状の第二整流翼部をさらに備える
請求項１に記載のガスエキスパンダ。
前記整流部材は、前記インペラに対して前記軸方向に間隔をあけて配置されている
請求項１又は２に記載のガスエキスパンダ。
前記第一整流翼部は、平板状の整流部材形成材を、前記軸方向の第一側から第二側に向かって、前記周方向の第二側に二次元形状に湾曲または傾斜させることで形成されている
請求項１から３の何れか一項に記載のガスエキスパンダ。
前記ディフューザは、前記軸方向の第二側から第一側に向かって、前記流路の内径が漸次増大して形成されている
請求項１から４の何れか一項に記載のガスエキスパンダ。