JP6655712B2 - 回転機械 - Google Patents

Description

本発明は、回転機械に関する。

回転機械である遠心圧縮機は、一般に、回転軸を含む回転体と、その周囲に設けられる車室体を含む静止体とを有し、回転体に設けられた羽根車により、吸込口から吸い込まれた気体を圧縮させ吐出口から吐出させる。
その車室体には、垂直分割のいわゆるバレル型の他に、上半車室と下半車室を有し、この二つの車室のフランジをボルト締結しており、上下方向に分割可能な水平分割型がある。

硝酸プラント用の遠心圧縮機は、５０℃程度のプロセスガスを吸い込むが、昇圧に伴ってプロセスガスは２００℃程度まで昇温される。
その際、水平分割型の遠心圧縮機では、プロセスガスの入口から出口にかけての温度差に加えて、出口から軸受にかけての温度差によって熱変形が生じる。そうすると、二つの分割された車室の分割面が開口するおそれがある。

特許文献１には、上半車室と下半車室の分割面から高圧ガスが漏洩するのを防止する技術として、上半車室と下半車室との車室体のフランジ構造であって、上半車室に設けられた上フランジ部に溝が設けられ、下半車室に設けられた下フランジ部に、上フランジ部の溝にインローに組み入れられる突起部が設けられている構成が開示されている。

しかし、特許文献１において、仮に、車室の分割面に開口が生じると、インロー構造の凹凸の箇所にガスが溜まりやすく、溜まったガスにより上フランジ部と下フランジ部に腐食が生じるおそれがある。そのため、上フランジ部と下フランジ部の夫々の接触面には、凹凸がないことが望ましい。

特開昭５２−１１９７０４号公報

以上より、本発明は、上フランジ部と下フランジ部の夫々の接触面に凹凸を設けなくても、分割面から高圧ガスが漏洩するのを防止できる回転機械を提供することを目的とする。

本発明の回転機械は、車室と、車室の内部に位置する回転可能な回転軸と、回転軸の外周に固定される複数段のインペラと、を有するロータと、複数段のインペラにそれぞれ設けられるダイアフラムからなるダイアフラム群と、圧縮対象であるプロセスガスが流通し、インペラに対応して設けられるガス流路と、ガス流路に繋がる吐出ボリュートと、を備え、吐出ボリュートが、車室の軸線方向の内側に拡がって形成される、ことを特徴とする。

本発明の回転機械において、吐出ボリュートは、最終段のインペラから流出したプロセスガスの流れの延長上の位置に対して、軸線方向の内側に向けて拡がっていることが好ましい。

本発明の回転機械において、車室は、上半車室と下半車室とを有し、上半車室に、上半フランジ部と、上半フランジ部と繋がる上半壁部の上外周部と、上半壁部と軸線方向に隣接し、上半フランジ部よりも背が高い台座と、が形成され、下半車室に、下半フランジ部と、下半フランジ部と繋がる下半壁部の下外周部と、が形成され、上半フランジ部及び下半フランジ部が、第一固定部により固定される、ことが好ましい。

本発明の回転機械において、第二固定部は台座と下外周部とを通しボルトで固定する、ことが好ましい。

本発明の回転機械において、第一固定部は、上半フランジ部と下半フランジ部とを植え込みボルトで固定する、ことが好ましい。

本発明の回転機械において、台座と下外周部とを固定する通しボルトの座面の位置が、植え込みボルトの座面の位置よりも高い、ことが好ましい。

本発明によれば、上フランジ部と下フランジ部の夫々の接触面に凹凸を設けなくても、分割面から高圧ガスが漏洩するのを防止できる。

本発明の実施形態に係る遠心圧縮機の概略構成を示しており、図２のＡ−Ａ線縦断面図である。 本発明の実施形態における上半車室を軸に近い位置で破断して示す図である。 比較例である遠心圧縮機の概略構成を示しており、図４のＡ−Ａ線縦断面図である。 図３の比較例に係る遠心圧縮機の上半車室を軸に近い位置で破断して示す図である。

以下、本発明の一実施形態について図１と図２を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態の回転機械は、複数のインペラ４を備える一軸多段式の遠心圧縮機１である。遠心圧縮機１は、ロータ２と、ダイアフラム群５と、シール装置６と、車室組み立て体１００と、を備えている。
遠心圧縮機１は、下半車室２００と上半車室３００を固定するボルトの種類と位置を多様化させることで、フランジの端部まで面圧を確保するところに特徴がある。

ロータ２は、軸線Ｏを中心として回転する。ロータ２は、軸線Ｏに沿って延びているロータ本体をなす回転軸３と、回転軸３とともに回転する複数のインペラ４と、を有している。

回転軸３には、モータ等の駆動源が連結されている。回転軸３は、この駆動源によって回転駆動されている。回転軸３は、軸線Ｏを中心とする円柱状をなして軸線Ｏの延びる軸線方向Ｄａに延在している。回転軸３は、図示を省略する軸受によって軸線方向Ｄａの両端が回転可能に支持されている。

インペラ４は、回転軸３の外周部に固定されている。インペラ４は、回転軸３とともに回転することによって遠心力を利用して圧縮対象であるプロセスガス（作動流体）を圧縮する。インペラ４は、回転軸３に対して軸線方向Ｄａに複数段設けられている。本実施形態のインペラ４は、回転軸３に対して軸線方向Ｄａの両側に配置された軸受の間に配置されている。インペラ４は、ディスク４ａと、ブレード４ｂと、カバー４ｃとを備えた、いわゆるクローズ型のインペラである。インペラ４は、ディスク４ａ、ブレード４ｂ及びカバー４ｃによって内部にプロセスガスが流通する流路を画成している。軸線方向Ｄａに沿って同じ向きに配列された複数のインペラ４によってインペラ群が構成されている。本実施形態の遠心圧縮機１は、一つのインペラ群を有している。

ダイアフラム群５は、ロータ２を外部から覆っている。ダイアフラム群５は、複数段のインペラ４のそれぞれに対応して軸線方向Ｄａに配列された複数のダイアフラム５１（内部ケーシング）によって構成されている。ダイアフラム５１は、インペラ４よりも大径であり、軸線方向Ｄａに積層されるように複数並んでいる。ダイアフラム５１は、リターンベーン５６１を介して連結される部材５１Ａ，５１Ｂからなる。ダイアフラム５１の内周側にインペラ４が収容されている。ダイアフラム５１および車室１０１の内壁１０１Ｗは、インペラ４の流路とともにプロセスガスを流通させる流路を画成している。

ここで、具体的に、ダイアフラム５１および内壁１０１Ｗによって形成される流路について、軸線方向Ｄａの一方側である上流側Ｕから順に説明する。本実施形態では、プロセスガスが流通する上流側Ｕから順に、吸込口５２、吸込流路５３、複数のディフューザ流路５４、複数の曲がり流路５５、複数のリターン流路５６、吐出ボリュート５７及び吐出口５８が存在する。
なお、本実施形態において用いるプロセスガスの流れの上流側Ｕ、下流側Ｌは、相対的な位置関係を示している。

吸込口５２は、外部から吸込流路５３にプロセスガスを流入させる。吸込流路５３は、後述する車室１０１の外部から流入してきたプロセスガスを車室１０１の内部に流入させる。

吸込流路５３は、軸線方向Ｄａに複数並ぶインペラ４のうち最も上流側Ｕに配置されたインペラ４へ、プロセスガスを流入させる。吸込流路５３は、吸込口５２から径方向Ｄｒの内側に延在する環状の空間である。吸込流路５３は、その向きを径方向Ｄｒから軸線方向Ｄａの他方側である下流側Ｌに変化させつつ、インペラ４の上流側Ｕを向く入口に接続されている。径方向Ｄｒは、軸線Ｏと直交する方向である。

ディフューザ流路５４には、インペラ４から径方向Ｄｒの外側に流出したプロセスガスが流入する。ディフューザ流路５４は、インペラ４の径方向Ｄｒの外側を向く出口に接続されている。ディフューザ流路５４は、インペラ４の出口から径方向Ｄｒの外側に向かって延びて、曲がり流路５５に接続されている。

曲がり流路５５は、プロセスガスの流通方向を径方向Ｄｒの外側に向かう方向から径方向Ｄｒの内側に向かう方向へと転向させる。つまり、曲がり流路５５は、図１に示すように、Ｕ字状の縦断面を呈する流路となっている。曲がり流路５５は、ダイアフラム５１の径方向外側の外周面と、後述する車室１０１の上外周部３７１の内周面とによって形成されている。

リターン流路５６は、曲がり流路５５を流通したプロセスガスを次段のインペラ４に流入させる。リターン流路５６は、径方向Ｄｒの内側に向かって延びながら、その流路幅が徐々に拡がっている。リターン流路５６は、ダイアフラム群５の径方向Ｄｒの内側で軸線方向Ｄａの下流側に向かうようにプロセスガスの流通方向を変化させている。リターン流路５６には周方向に間隔をおいて複数のリターンベーン５６１が配置されている。

吐出ボリュート５７は、図１に示すように、後述する上半車室３００と下半車室２００とに亘って環状に形成されている。吐出ボリュート５７は、図３および図４に示す比較例では、上側および下側とも、軸線方向Ｄａの外側に拡がるように形成されているが、それとは逆に、軸線方向Ｄａの内側に拡がるように形成されている。

本実施形態の吐出ボリュート５７の拡がる（膨らむ）向きにより、図３および図４に示す比較例と比べて、車室１０１が軸線方向Ｄａの外側へ向けて膨らんだ構造となるのを避けることができており、上半壁部３７０は、図３および図４に示す比較例とは異なり、上外周部３７１と上軸受収容部３７３に加えて、上外周部３７１よりも背が低く、上半フランジ部３１０よりも背が高い台座３７２を有する構造となっている。上外周部３７１と台座３７２を介する傾斜面３７４は、図３および図４に示す比較例の上外周部３７１と上軸受収容部３７３を介する壁面３７５に比べて、軸線方向Ｄａの内側に形成されている。図１の傾斜面３７４は、上外周部３７１の下流側Ｌの端面を構成する。

シール装置６は、プロセスガスが車室１０１の内部から外部に漏れることを抑える。シール装置６は、回転軸３の外周面を全周にわたってシールしている。本実施形態のシール装置６は、例えば、ラビリンスシールが用いられる。

車室組み立て体１００は、ロータ２、ダイアフラム群５及びシール装置６を内部に収容している。車室組み立て体１００は、下半車室２００と、上半車室３００と、固定部４００と、シールハウジングホルダ５００と、シール部材６００とを備えている。

下半車室２００は、床面上に固定されている。下半車室２００には、鉛直方向Ｄｖの下方を向いて開口している吸込口５２と吸込口５２に繋がる吸込流路５３が形成されている。下半車室２００に形成されている吐出ボリュート５７の部分（下半分）は、鉛直方向Ｄｖの下方を向いて開口している吐出口５８に繋がっている。
下半車室２００は、上半車室３００と組み合わされることで、車室１０１を形成している。

車室１０１は、遠心圧縮機１の外装を形成している。車室１０１は、円筒状に形成されている。車室１０１は、中心軸が回転軸３の軸線Ｏに一致して形成されている。車室１０１は、複数段のインペラ４と、ダイアフラム群５を内部に収容している。
以下、車室１０１についてより具体的な構成を説明するが、下半車室２００と上半車室３００は配置される位置が異なることを除けば、ほぼ同様の構成を備えているので、以下では上半車室３００を例にして説明する。

上半車室３００は、半割り形状であり、図１に示すように、下半車室２００の上に配置されている。上半車室３００は、鉛直方向Ｄｖの下方に向いて開口している。
ここで、上述した吸込口５２および吐出口５８は、下半車室２００に形成されており、上半車室３００には形成されていないので、上半車室３００に形成されている吸込流路５３の一部、及び、上半車室３００に形成されている吐出ボリュート５７の一部は、いずれも、外部と連通していない。
上半車室３００の鉛直方向Ｄｖの下方から見た際の形状は、下半車室２００を鉛直方向Ｄｖの上方から見た際の形状とほぼ同じ形状をなしている。上半車室３００は、図２に示すように、上半フランジ部３１０と、上半収容凹部３５０と、上半壁部３７０とを有する。

上半フランジ部３１０は、鉛直方向Ｄｖの下方を向く水平面である。上半フランジ部３１０は、車室１０１が上下方向に分割される際の分割面に相当する。
上半フランジ部３１０は、一対の第一上半フランジ部３１１と、一対の第二上半フランジ部３１２とを有する。

一対の第一上半フランジ部３１１は、鉛直方向Ｄｖの上方から見ると、軸線Ｏを挟んで、幅方向Ｄｗに離れて形成されている。第一上半フランジ部３１１は、軸線方向Ｄａに長く延びる平面である。第一上半フランジ部３１１と同様のフランジ面が下半車室２００に設けられている。

第二上半フランジ部３１２は、第一上半フランジ部３１１の軸線方向Ｄａの両側に形成されている。第二上半フランジ部３１２は、第一上半フランジ部３１１と連続する平面である。第二上半フランジ部３１２は、鉛直方向Ｄｖの上方から見たとき、第一上半フランジ部３１１よりも幅方向Ｄｗの内側に配置されている。第二上半フランジ部３１２と同様のフランジ面が下半車室２００に設けられている。

第一上半フランジ部３１１及び第二上半フランジ部３１２には、固定用のボルトが挿通される挿通孔４２０が複数形成されている。挿通孔４２０は、上半フランジ部３１０を厚み方向に貫通している。挿通孔４２０は、上半車室３００が下半車室２００と組み合わされた際に、下半車室２００の側の固定孔と位置が合うように形成されている。

上半車室３００の上半壁部３７０は、上半フランジ部３１０から鉛直方向Ｄｖの上方に凹んでいる。上半収容凹部３５０は、鉛直方向Ｄｖの下方から見たとき上半壁部３７０の内周面に覆われた空間である。上半車室３００と下半車室２００とが組み合わされると、下半車室２００に形成された同様の凹部と上半収容凹部３５０とからなり、軸線Ｏを中心として延びている収容空間が車室１０１の内部に形成されている。この収容空間には、複数段のインペラ４に設けられたダイアフラム群５やシール装置６等の部材が配置される。上半収容凹部３５０は、上半大径凹部３５１と、上半小径凹部３５２と、上半段差面３５３と、を有する。

上半大径凹部３５１は、下半車室２００の同様の空間ととともに、ダイアフラム群５等が収容される空間である。上半大径凹部３５１は、軸線Ｏを中心に形成された空間である。上半大径凹部３５１は、鉛直方向Ｄｖの下方から見た場合に、二つの第一上半フランジ部３１１に挟まれるように幅方向Ｄｗの内側に形成されている。上半大径凹部３５１は、鉛直方向Ｄｖの下方から見ると、軸線方向Ｄａにおける上半小径凹部３５２と隣接する側、かつ、上半小径凹部３５２よりも幅方向Ｄｗの外側に位置する上半角領域３５１ａを有する。

上半小径凹部３５２は、下半車室２００の同様の凹部とともに、シール装置６が収容される空間である。上半小径凹部３５２は、上半大径凹部３５１と軸線方向Ｄａに隣接し、軸線方向Ｄａに延びている。上半小径凹部３５２は、上半大径凹部３５１を挟んで、軸線方向Ｄａの両側にそれぞれ形成されている。上半小径凹部３５２は、軸線Ｏを中心に形成された空間である。上半小径凹部３５２は、鉛直方向Ｄｖの下方から見たとき、二つの第二上半フランジ部３１２の間に形成されている。上半小径凹部３５２は、上半大径凹部３５１よりも径方向Ｄｒの大きさが小さくなるように形成されている。

上半段差面３５３は、上半大径凹部３５１及び下流側Ｌの上半小径凹部３５２との間に形成されて径方向Ｄｒに広がる面である。上半段差面３５３は、上半大径凹部３５１を画成する内面の一部である。具体的には、上半段差面３５３は、上半車室３００の軸線方向Ｄａの内側を向く内面の一部であり、軸線Ｏ側の所定の領域が、下流側Ｌに向けて凹んでいる（図１、図２）。上半段差面３５３は、上半フランジ部３１０に到達しており、上半車室３００と下半車室２００とが組み合わされると下半車室２００の同様の段差面と連続する面である。

上半壁部３７０（図１および図２）は、上半収容凹部３５０を内包し、周縁で上半フランジ部３１０と繋がっている。上半壁部３７０は、上外周部３７１と、側面視で上外周部３７１より鉛直方向Ｄｖの寸法が小さい上軸受収容部３７３とを有している。上外周部３７１と軸線方向Ｄａに隣接して、上半フランジ部３１０よりも背が高い台座３７２が設けられている。台座３７２は、上外周部３７１よりも背が低い、つまり側面視で鉛直方向Ｄｖの寸法が上外周部３７１より小さい。上外周部３７１と台座３７２が、傾斜面３７４を介して繋がり、台座３７２と上軸受収容部３７３が壁面３７６を介して繋がっている。
傾斜面３７４（図１）は、上述したように上半段差面３５３が軸線方向Ｄａの下流側Ｌに向けて凹んでいるのに伴い、遠心圧縮機１の運転時の圧力に耐えるのに必要な肉厚を確保するため、軸線方向Ｄａの上流側Ｕから下流側Ｌに向けて、次第に軸線Ｏに近づくように傾斜している。

上外周部３７１は、半円筒状に形成されているが、台座３７２は、その頂面が上半フランジ部３１０と略平行になるように形成されている。台座３７２は、図２に示すように、軸線Ｏを挟んで、幅方向Ｄｗの両側に一つずつ形成されている。

台座３７２には、通しボルト４３０が挿通される貫通孔４４０が上下方向に貫通するように設けられている。貫通孔４４０は、比較例（図４）において貫通孔４４０と同様に下流側Ｌのシールハウジングホルダ５００の近くに位置している図４の挿通孔４２０Ｌよりも、軸線方向Ｄａの内側で、かつ、幅方向Ｄｗの内側、つまり、上外周部３７１と台座３７２を介する傾斜面３７４の近傍に配置されている。貫通孔４４０は、上半車室３００が下半車室２００と組み合わされたときに、下半車室２００の側に同様に形成された貫通孔と位置が合うように形成されている。

下半車室２００は、図１に示すように、上半車室３００の上半壁部３７０と同様に、下半フランジ部２１０に繋がる下半壁部２７０を有する。下半壁部２７０は、下外周部２７１と、下外周部２７１よりも直径の小さい下軸受収容部２７３とを有している。これらは、上流側Ｕから下流側Ｌに、下外周部２７１、下軸受収容部２７３の順に、段差面を介して繋がっている。
さらに下半車室２００には、上流側Ｕに、鉛直方向Ｄｖの下方を向いて開口するように吸込口５２が形成され、下流側Ｌに、鉛直方向Ｄｖの下方を向いて開口するように吐出口５８が形成されている。

本実施形態の吐出ボリュート５７は、図１に示すように、上半車室３００の上半壁部３７０に形成されている部分が、高圧ガスを流入させるディフューザ流路５４の延長上の位置に対して、軸線方向Ｄａの内側に向けて拡がるように形成されている。ディフューザ流路５４の延長上の位置は、最終段のインペラ４の流路から流出したプロセスガスの流れの延長上の位置に相当する。
そして、吐出ボリュート５７の下半壁部２７０に形成されている部分も、直前のディフューザ流路５４の延長上の位置に対して、軸線方向Ｄａの内側に向けて拡がるように形成されている。

図３、図４に示す比較例のように吐出ボリュート５７がディフューザ流路５４の延長上の位置を基準として、軸線方向Ｄａの外側に向けて拡がるように形成されていると、吐出ボリュート５７が外側に向けて拡がっている分、車室１０１の下流側Ｌの側壁１０１Ｌ（傾斜面３７４を含む）が本実施形態（図１）と比べて下流Ｌ側に位置する。そのため、仮に、図３に示す上半車室３００の壁面３７５の近傍の挿通位置Ｂに通しボルト４３０を設けるとすると、通しボルト４３０が下半車室２００に形成されている吐出口５８の周縁部に干渉してしまう。したがって、通しボルト４３０を使用しないで、他の締結用部材（埋め込みボルト等）を使用するか、あるいは、図３の挿通位置Ｂから下流側Ｌに離れた位置に、挿通位置を設定する必要がある。後者の場合は、図３に示す構成よりも車室１０１の側壁１０１Ｌが下流側Ｌに位置し、その分、回転軸３も長くなる。
これに対し、吐出ボリュート５７が軸線方向Ｄａの内側に向けて拡がるように形成されている本実施形態では、上外周部３７１と台座３７２を介する傾斜面３７４の近傍を挿通位置Ｂとしても、図１に示すように、通しボルト４３０が貫通孔４４０を挿通する際に、下半車室２００に形成されている吐出口５８の周縁部に干渉しない。そのため、貫通孔４４０に挿通させるボルトとして、通しボルト４３０を採用することができ、回転軸３が長くなることも避けられる。比較例に対して回転軸３が短いことで、回転軸３の剛性を十分に確保することができ、剛性を確保しつつ回転軸３の径を小さくすることで車室１０１の小型化を図ることもできる。

固定部４００は、上半フランジ部３１０と、同様に形成された下半車室２００のフランジ面とを当接させた状態で、収容空間を形成するように下半車室２００と上半車室３００とを固定するものである。
本実施形態の固定部４００は、上半フランジ部３１０に形成されている挿通孔４２０と、下半フランジ部２１０に挿通孔４２０と同様に形成されている固定孔と、挿通孔４２０に挿通された状態で固定孔に螺合される植え込みボルト４１０とからなる第一固定部を有する。植え込みボルト４１０とは、両端にねじが切られているものをいう。

さらに、台座３７２に形成されている貫通孔４４０と、上半車室３００が下半車室２００と組み合わされた際に、貫通孔４４０と位置が合うように、下半車室２００の下外周部２７１に形成されている貫通孔と、それらの貫通孔に通される通しボルト４３０と、ナット４５０とからなる第二固定部を有する。

図１に示すように、固定された通しボルト４３０が位置する台座３７２の座面４３１の位置は、植え込みボルト４１０の座面４１１の位置より高くなっている。座面４３１が高い分、上半車室３００の肉厚を確保できる。
具体的には、傾斜面３７４は、上述したように、上流側Ｕから下流側Ｌに向けて、次第に軸線Ｏに近づくように傾斜している。そのため、傾斜面３７４の近傍に植え込みボルト４１０を配置させる際に、通しボルト４３０の座面４３１の位置の高さが、植え込みボルト４１０の座面４１１の位置と略同じになるように配置すると、通しボルト４３０の頭が配置される場所を確保するために、傾斜面３７４の一部をえぐったような形状にする必要があり、上半車室３００の肉厚が薄くなってしまう。
ところが、通しボルト４３０の座面４３１の位置が植え込みボルト４１０の座面４１１の位置よりも高くなっていることにより、傾斜面３７４の一部をえぐったような形状にしなくても、通しボルト４３０の頭を所望の位置に配置させることができる。

第二固定部の貫通孔４４０に挿通するボルトを、植込みボルトとした場合には、締付力が分散しにくく、ボルトの周りを中心に面圧が高くなり、上半フランジ部３１０と上半フランジ部３１０に対応する下半フランジ部２１０の合わせ面の端部まで面圧が確保できないおそれがある。しかし、通しボルト４３０を採用することで、通しボルト４３０の締結力が広く分散され、上半フランジ部３１０と下半フランジ部２１０の合わせ面の端部まで、面圧が確保できる。

シールハウジングホルダ５００は、収容空間の軸線方向Ｄａの一方側と他方側とにそれぞれ一つずつ設けられている。シールハウジングホルダ５００は、内部にシール装置６（図１）が固定されている。シールハウジングホルダ５００は、軸線Ｏを中心とする円筒状をなしている。シールハウジングホルダ５００には、シール装置６が内部に保持された状態で、回転軸３が挿通される。シールハウジングホルダ５００は、シール部材６００を介して下半車室２００及び上半車室３００に固定されている。

シール部材６００は、下半車室２００及び上半車室３００とシールハウジングホルダ５００との間をシールしている。シール部材６００は、シールハウジングホルダ５００の径方向外側の外周面に設けられ、上半小径凹部３５２の内周面と下半車室２００に設けられる同様の凹部の内周面に接触している。本実施形態のシール部材６００は、Ｏリングである。

本実施形態では、ロータ２やダイアフラム群５を配置した状態の下半車室２００に、鉛直方向Ｄｖの上方から上半車室３００が載せられる。ここで、植え込みボルト４１０を上半車室３００の挿通孔４２０に挿通させて、植え込みボルト４１０の先端（下端）部分を下半車室２００の側の固定孔にねじ込む。さらに、通しボルト４３０を台座３７２の貫通孔４４０に挿通させて、貫通した通しボルト４３０のネジ部にナット４５０を螺合させる。これにより、車室組み立て体１００と、車室組み立て体１００の内部に配置されるロータ２とを有する遠心圧縮機１が組み立てられる。

［効 果］
以下、本実施形態の遠心圧縮機１により得られる効果を説明する。
遠心圧縮機１が運転されることで、高圧のプロセスガスが流通して、ダイアフラム群５等が配置されている空間に大きな圧力が生じる。このように大きな圧力が生じても、遠心圧縮機１によれば、下半車室２００と上半車室３００との間からプロセスガスが漏れるのを防ぐことができる。

また、圧力の問題だけでなく、プロセスガスの昇圧に伴う昇温によっても、分割面が開口する問題が生じうる。例えば、遠心圧縮機１が硝酸プラント用のものであれば、５０℃程度のプロセスガスが昇圧に伴って２００℃程度まで昇温される。したがって、車室１０１には、プロセスガスの上流側Ｕと下流側Ｌとの間で温度差が生じるが、遠心圧縮機１によれば、このような温度差によっても熱変形を避け、上半車室３００と下半車室２００との分割面に開口が生じることを防ぐことができる。

本実施形態の遠心圧縮機１は、車室内からの高圧ガスの漏洩を防ぐため、以下の特徴的な構成を有する。
まず、吐出ボリュート５７の上半車室３００に形成されている部分も、吐出ボリュート５７の下半車室２００に形成されている部分のいずれも、軸線方向Ｄａの内側に拡がるように形成されている。このことにより、下流側Ｌで、必要な剛性に対応する肉厚を有する車室１０１の側壁１０１Ｌ（上半壁部３７０および下半壁部２７０の側壁）を軸線方向Ｄａのなるべく内側に退いて設定することができる。
吐出ボリュート５７を区画する側壁１０１Ｌが軸線方向Ｄａの内側に退避して設定されていることに伴い、下流側Ｌのシール装置６の近くで、下半車室２００と上半車室３００とを組み付けるために用いられるボルトの位置を、吐出ボリュート５７が軸線方向Ｄａの外側に拡がるように形成されている比較例（図４）の挿通孔４２０Ｌの位置よりも軸線方向Ｄａの内側に設定できるし、そこには側壁１０１Ｌが存在しないのでボルトの位置を軸線Ｏに近づけて、つまり比較例（図４）の挿通孔４２０Ｌの位置よりも幅方向Ｄｗの内側に設定することもできる。
但し、ボルトを設けても側壁１０１Ｌに必要な肉厚を確保するため、上半フランジ部３１０よりも高い台座３７２を設け、さらに、通しボルト４３０を用いて台座３７２と下半壁部２７０とを締結している。
通しボルト４３０が使用されていることにより、締結力を広く分散させ、上半フランジ部３１０と下半フランジ部２１０の合わせ面の端部まで、面圧を確保することができるようになり、高いシール性が確保できる。しかも、比較例（図４）における締結位置（４２０Ｌ）と比べて、分割面（フランジ）の内端の近くで通しボルト４３０が締結力を作用させるので、分割面の開口防止により十分に寄与できる。
したがって、遠心圧縮機１は、内部を流通する作動流体等の高圧な流体の漏れをより確実に抑えることができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、上記実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換及びその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。

上記実施形態では、通しボルト４３０が、幅方向Ｄｗの両側に位置する一対の台座３７２，３７２のそれぞれに一箇所ずつ設けられ、合計二箇所に設けられている。しかし、通しボルト４３０の数は問わず、プロセスガスの漏れをより十分に抑えるため、複数の通しボルト４３０を１つの台座３７２に設けるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、回転機械として遠心圧縮機１を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、回転機械は、過給機やポンプであってもよい。

１ 遠心圧縮機（回転機械）
２ ロータ
３ 回転軸
４ インペラ
５ ダイアフラム群
５１ ダイアフラム
５１Ａ，５１Ｂ 部材
５２ 吸込口
５３ 吸込流路
５４ ディフューザ流路
５５ 曲がり流路
５６ リターン流路
５７ 吐出ボリュート
５８ 吐出口
６ シール装置
１００ 車室組み立て体
１０１ 車室
１０１Ｌ 側壁
１０１Ｗ 内壁
２００ 下半車室
２１０ 下半フランジ部
２５３ 下半段差面
２７０ 下半壁部
２７１ 下外周部
２７３ 下軸受収容部
３００ 上半車室
３１０ 上半フランジ部
３１１ 第一上半フランジ部
３１２ 第二上半フランジ部
３５０ 上半収容凹部
３５１ 上半大径凹部
３５２ 上半小径凹部
３５３ 上半段差面
３７０ 上半壁部
３７１ 上外周部
３７２ 台座
３７３ 上軸受収容部
３７４ 傾斜面
３７５ 壁面
３７６ 壁面
４００ 固定部
４１０ 植え込みボルト（第一固定部）
４１１ 座面
４２０，４２０Ｌ 挿通孔（第一固定部）
４３０ 通しボルト（第二固定部）
４３１ 座面
４４０ 貫通孔（第二固定部）
４５０ ナット（第二固定部）
５００ シールハウジングホルダ
６００ シール部材
Ｏ 軸線
Ｄａ 軸線方向
Ｄｒ 径方向
Ｄｖ 鉛直方向
Ｄｗ 幅方向

Claims (5)

1. 車室と、
   前記車室の内部に位置する回転可能な回転軸と、前記回転軸の外周に固定される複数段 のインペラと、を有するロータと、
   前記複数段のインペラにそれぞれ設けられるダイアフラムからなるダイアフラム群と、
   圧縮対象であるプロセスガスが流通し、前記インペラに対応して設けられるガス流路と、
   前記ガス流路に繋がる吐出ボリュートと、を備え、
   前記吐出ボリュートが、前記車室の軸線方向の内側に拡がって形成される、
   ことを特徴とする回転機械であって、
   前記車室は、上半車室と下半車室とを有し、
   前記上半車室に、上半フランジ部と、前記上半フランジ部と繋がる上半壁部の上外周部 と、前記上外周部の下流側の端面と前記軸線方向に隣接し、前記上半フランジ部よりも背が高い台座と、が形成され、
   前記下半車室に、下半フランジ部と、前記下半フランジ部と繋がる下半壁部の下外周部 と、が形成され、
   前記上半フランジ部及び前記下半フランジ部が、第一固定部により固定され、
   前記台座及び前記下外周部が、第二固定部により固定される、
   回転機械。
2. 前記吐出ボリュートは、最終段の前記インペラから流出した前記プロセスガスの流れの 延長上の位置に対して、前記軸線方向の内側に向けて拡がっている、 請求項１に記載の回転機械。
3. 前記第二固定部は、
   前記台座と前記下外周部とを通しボルトで固定する、 請求項１に記載の回転機械。
4. 前記第一固定部は、
   前記上半フランジ部と前記下半フランジ部とを植え込みボルトで固定する、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の回転機械。
5. 前記台座と前記下外周部とを固定する前記通しボルトの座面の位置が、前記植え込みボルト の座面の位置よりも高い、
   請求項３を含む請求項４に記載の回転機械。

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