JP6666182B2 - 遠心圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、インペラを用いて流体を圧縮する遠心圧縮機に関する。

工業プロセス及びプロセスプラントにおいて使用される遠心圧縮機は、回転するインペラの半径方向に空気、ガスなどの流体を通り抜けさせ、その際に発生する遠心力を利用して流体を圧縮する。遠心圧縮機は、ケーシングと、ケーシングの内部に収容されるロータと、を基本的な構成として備える。ロータは、ケーシングに回転可能に支持されるシャフトと、シャフトの外周面に固定される複数枚のインペラと、を備えている。
遠心圧縮機は、単一のインペラによる単段式のものと、複数のインペラを回転軸線の方向に直列に並べた多段式のものに区分できるが、後者の多段式の遠心圧縮機が多用されている。

遠心圧縮機の圧縮対象として、例えば特許文献１に記載されるように、ボイルオフガス（Boil Off Gas：ＢＯＧ）が知られている。例えば、ＬＮＧ（Liquefied Natural Gas 液化天然ガス）のボイルオフガスは、極低温の流体である。この遠心圧縮機は、特に運転の開始当初した際に、ガスの吸込流路の近傍は極低温にさらされるのに対して、圧縮機の外周面は大気温度にさらされるので、大きな温度差が生ずる。そうすると、構成要素の収縮に伴う熱応力が吸込流路の近傍に生じる。遠心圧縮機の内外の温度差を軽減するために、特許文献１は、熱媒体としてのオイルにより吸込流路の近傍を加熱することを提案する。

特表２０１３−５１３０６４号公報

ところが、オイルによる加熱だけで遠心圧縮機の内外の温度差を軽減するには、多量のオイルが必要であり、そのための付帯設備、機器によるコスト上昇が無視できなくなる。
一方で、遠心圧縮機の外殻をなす車室とその内側に設けられる内部品は、熱容量の違いに基づいて熱応答性が相違する。したがって、遠心圧縮機の起動から定常運転の間と、定常運転から停止の間で、熱変形（または、熱膨張）が相違することを考慮する必要がある。

以上より、本発明は、運転開始当初におけるガスの吸込流路の近傍の熱収縮を少ない流量の熱媒体で低減できるのに加えて、運転の過程に生じる熱変形にも対応できる遠心圧縮機を提供することを目的とする。

本発明の遠心圧縮機は、ケーシングの内部に回転可能に支持されるシャフトと、シャフトの外周に固定されるインペラと、を有するロータと、インペラを外周側から囲うダイアフラムと、流体が吸い込まれる側において、ダイアフラムと間隔を空けて配置される吸込側ケーシングヘッドと、吸込側ケーシングヘッドの内部に設けられる、熱媒体の流通により周囲の温度調整を行う温調機構と、吸込側ケーシングヘッドとダイアフラムの間に設けられ、インペラとともにインペラに流体を導く吸込流路を区画する遮熱体と、吸込流路に設けられ、吸込流路を流れる流体を整流する複数の整流翼と、を備え、整流翼が遮熱体から離れる向きに変位しても、整流翼と遮熱体との干渉状態を維持する、ことを特徴とする。
本発明の遠心圧縮機は、吸込流路を区画する遮蔽体を設けることで、運転開始当初におけるガスの吸込流路の近傍の熱収縮を低減することができる。
ここで、遠心式圧縮機のケーシングとケーシングの内部に設けられる内部品は、熱容量の違いに基づいて熱応答性が相違する。したがって、遠心式圧縮機から起動〜定常運転の間は遮熱体と整流翼の間隔が広くなり、一方で、定常運転から停止に至る間は遮熱体と整流翼の間隔が狭くなる傾向にある。ところが、本発明の遠心圧縮機は、整流翼が遮熱体から離れる向きに変位しても、整流翼と遮熱体との干渉状態を維持できるので、起動から定常運転に至り、さらに停止までの運転の過程を通じて、整流翼と遮蔽体の間に隙間が生じるのを回避できる。

本発明において、複数の整流翼をダイアフラムに固定することができる。この場合は、整流翼の先端側が進退移動する干渉維持溝を備えることができる。
これによれば、整流翼の先端側が干渉維持溝を進退移動する、つまり、干渉維持溝に挿入された干渉状態を維持できる。したがって、遮熱体と整流翼の間に隙間が生じるのを防ぐことができるので、当該隙間が生じることによる整流翼の整流効果の低下を抑えることができる。
この干渉維持の機構は、剛性が低くて負荷を掛けることができない遮熱体を用いる場合に適している。

この本発明において、複数の整流翼をダイアフラムに一体的に形成することができる。この場合、複数の整流翼のそれぞれの先端側が、その内部において進退移動する、複数の干渉維持溝を備えることができる。
このように、それぞれの整流翼に対応する干渉維持溝を設ければ、それぞれの整流翼とダイアフラムの間の隙間を小さくできるので、当該隙間に基づく整流翼の整流効果の低下を抑えることができる。特に、整流翼が、実質的な隙間を設けることなく、干渉維持溝に先端側が挿入されると、整流翼の整流効果の低下を起こさないか、低下を最小限に抑えることができる。

また、干渉維持溝を用いる他の手段として、複数の整流翼が、ダイアフラムに着脱可能に固定され、かつ、複数の整流翼の先端を周方向に沿って繋ぐ円環状の封止体を備えることができる。この干渉維持の機構は、封止体が進退移動する円環状の干渉維持溝を有することを特徴とする。
この干渉維持の機構は、封止体が円環状の干渉維持溝を進退移動することにより、整流翼が干渉維持溝に挿入された状態を維持できる。したがって、遮熱体と整流翼の間に隙間が生じるのを防ぐことができるので、当該隙間が生じることによる整流翼の整流効果の低下を抑えることができる。この場合も、封止体が、実質的な隙間を設けることなく、干渉維持溝に挿入されると、整流翼の整流効果の低下を起こさないか、低下を最小限に抑えることができる。

本発明における干渉維持の機構として、複数の整流翼を、遮熱体との間を封止するシール材を介して遮熱体に固定することもできる。整流翼が遮熱体から離れる向きに変位しても、整流翼と遮熱体との間に介在するシール材が収縮することにより、実質的に隙間が生じるのを防いで干渉状態を維持することができる。

本発明において、吸込側ケーシングヘッドと遮熱体の間に、断熱空間を設けることが好ましい。そうすることにより、圧縮の対象となる流体から吸込側ケーシングヘッドへの熱伝達を低く抑えることができる。

本発明において、遮熱体が、平面視した形状が、外径側と内径側を有する円環状をなす場合に、外径側が第一ケーシングに固定され、かつ、内径側は自由端とされることが好ましい。

本発明の遠心圧縮機によれば、吸込流路を区画する遮蔽体を設けることで、運転開始当初におけるガスの吸込流路の近傍の熱収縮を低減するとともに、整流翼と遮蔽体を干渉させておくことで、起動から定常運転に至り、さらに停止までの運転の過程を通じて、整流翼と遮蔽体の間に隙間が生じるのを回避できる。

本発明の第１実施形態に係る遠心圧縮機の概略構成を示す断面図である。 図１の遠心圧縮機の吸込流路の周辺を示す断面図である。 （ａ）は図１の遠心圧縮機の遮蔽体を下流側から示し、（ｂ）は図１の遠心圧縮機のダイアフラムの端面に形成された整流翼を上流側から示している。 図１の遠心圧縮機の遮蔽体と整流翼の干渉の様子を示し、（ａ）は起動の際の変形を表しており、遮蔽体と整流翼が深く干渉していることを示し、（ｂ）は停止の際の変形を表しており、遮蔽体と整流翼が浅く干渉していることを示している。 第１実施形態の変形例を示し、（ａ）は遮蔽体を下流側から示し、（ｂ）はダイアフラムの端面３Ａに固定される整流翼を上流側から示している。 第１実施形態の変形例を示し、（ａ）はその構成を示し、（ｂ）は遮蔽体と整流翼の干渉の様子を示している。 第２実施形態に係る遮蔽体と整流翼の干渉の例を示し、（ａ）はその構成を示し、（ｂ）は遮蔽体と整流翼の干渉の様子を示している。

［第１実施形態］
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
本実施形態では、遠心圧縮機の一例として、複数のインペラを備える多段式の遠心圧縮機を例に挙げて説明する。

図１に示すように、本実施形態の遠心圧縮機１は、その外殻を形成するケーシング２と、ケーシング２の内部で回転自在に支持されるロータ７と、を備えている。ロータ７は、軸線Ｃに沿って延びるシャフト８と、シャフト８の外周面に固定される複数のインペラ９と、を有している。遠心圧縮機１は、極低温のＬＮＧのボイルオフガス（流体Ｆ）を圧縮するのに用いられ、特に運転開始当初に、吸込側ケーシングヘッド４の内外の温度差を軽減するために、オイルヒータ６０を備えている。
なお、遠心圧縮機１において、シャフト８の軸線Ｃが延びている方向を軸線方向と称し、また、軸線Ｃに直交する方向を径方向と称する。また、遠心圧縮機１において、図１に示すように、圧縮の対象となる流体Ｆの流れる向きを基準にして、上流側Ｕ及び下流側Ｌを特定する。なお、上流側Ｕ及び下流側Ｌは相対的なものである。

図1に示すように、ケーシング２の内部には、インペラ９を外周側から囲うダイアフラム３と、軸線方向の最も上流側Ｕに、ダイアフラム３と間隔をあけて配置される吸込側ケーシングヘッド４と、軸線方向の最も下流側Ｌに、ダイアフラム３と間隔をあけて配置される排出側ケーシングヘッド５と、吸込側ケーシングヘッド４に固定される遮熱体１１と、が備えられている。
本実施形態のダイアフラム３は、一例として複数のダイアフラム片６を軸線方向に配列した構成を示している。

インペラ９は、シャフト８とともに回転することで生じる遠心力を利用して上流側Ｕから下流側Ｌに向けて流れる流体Ｆを径方向の外側に向けて圧送する。そのために、ケーシング２の内部には、流体Ｆを上流側Ｕから下流側Ｌに向けて流す流体流路１２が形成される。

図1に示すように、ケーシング２は、円筒状の形態を有し、ロータ７が同軸上に配置される。吸込側ケーシングヘッド４には、シャフト８の上流側Ｕの端部を回転可能に支持する軸受装置である第一ジャーナル軸受１３が設けられ、さらに、第一ジャーナル軸受１３よりも上流側Ｕには、シャフト８の上流側Ｕの端部を支持するスラスト軸受１５が設けられている。第一ジャーナル軸受１３は、吸込側ケーシングヘッド４の内部に固定され、スラスト軸受１５は吸込側ケーシングヘッド４の外部に固定されている。

図１に示すように、吸込側ケーシングヘッド４の径方向の内側には、ドライガスシール１６が設けられている。ドライガスシール１６は、第一ジャーナル軸受１３よりも下流側Ｌに設けられている。ドライガスシール１６はドライガスなどの気体を噴出させることによって、シャフト８の周囲を気密に封止するシール装置である。加えて、ドライガスシール１６よりも下流側Ｌには、複数のフィンを有するシールフィン３０が設けられている。なお、シール装置としては、ドライガスシール１６に限らず、吸込側ケーシングヘッド４とシャフト８との間の隙間をシールできるものを適宜採用することができる。例えば、吸込側ケーシングヘッド４とシャフト８との間に、シール装置としてラビリンスシールを設置してもよい。
ここで、運転開始当初に大きな温度差が急激に生じて、吸込側ケーシングヘッド４が熱収縮すると、これらシール装置によるシール状態が劣化することがある。そこで本実施形態は、オイルヒータ６０を設けるとともに、遮熱体１１を設けることにより、運転開始当初に大きな温度差が生じるのを避ける。

排出側ケーシングヘッド５の径方向の内側には、シャフト８の下流側Ｌの端部を回転可能に支持する第二ジャーナル軸受１４が設けられている。第二ジャーナル軸受１４は、排出側ケーシングヘッド５の内部に固定される。

図1に示すように、ケーシング２の上流側Ｕの端部には、流体Ｆを外部から導く吸込流路１８が設けられている。吸込流路１８は、遮熱体１１とダイアフラム３の間に形成される。
ケーシング２の下流側Ｌの端部には、流体Ｆが外部に流出する排出流路１９が設けられている。排出流路１９は、排出側の遮蔽部材６４とダイアフラム３の間に形成される。
ケーシング２の内部には、吸込流路１８及び排出流路１９のそれぞれ連通し、縮径及び拡径を繰り返す内部空間２０が設けられている。内部空間２０は、インペラ９を収容する空間として機能するとともに、インペラ９を除く部分は上述した流体流路１２として機能する。こうして、吸込流路１８と排出流路１９とは、インペラ９及び流体流路１２を介して連通している。

図1に示すように、インペラ９は、軸線方向に間隔を空けて複数段配列される。なお、ここでは６段のインペラ９を設ける例を示しているが、本発明は少なくとも１段のインペラ９を備える遠心圧縮機に適用できる。図２に示すように、各々のインペラ９は、下流側Ｌに進むにつれて漸次径が拡大する略円盤状のハブ２２と、ハブ２２に放射状に取り付けられ、周方向に並んだ複数の羽根２３と、複数の羽根２３の先端側を周方向に覆うように取り付けられたシュラウド２４と、によって構成される。

流体流路１２は、図１に示すように、ケーシング２の内部において、径方向に蛇行しながら下流側Ｌに延び、隣接するインペラ９，９の間を繋ぐように形成される。流体Ｆは、流体流路１２を流れながら、複数段のインペラ９を通過する度に段階的に圧縮される。流体流路１２は、図２に示すように、主に吸込通路２５と、圧縮通路２６と、デュフューザ通路２７と、リターン通路２８とによって構成される。
ケーシング２の内部には、図１に示すように、流体Ｆを吐出するための吐出スクロール２９が設けられている。

次に、吸込側ケーシングヘッド４は、図１及び図２に示すように、吸込側ケーシングヘッド４を加熱する温調機構であるオイルヒータ６０を備えている。オイルヒータ６０は、遠心圧縮機１の運転開始の際に、その内外の温度調整、特に温度差を軽減するために設けられている。オイルヒータ６０は、吸込側ケーシングヘッド４の内部に形成される管路６１と、管路６１と接続されたオイルヒータ本体６２とを有し、管路６１を介してオイルヒータ本体６２に熱媒体ＨＭが流通される。

管路６１は、熱媒体ＨＭの供給源と接続される。オイルヒータ本体６２は環状をなし、シャフト８を囲うように形成される。オイルヒータ本体６２には、管路６１を介して供給される熱媒体ＨＭが循環する熱媒体流路６３が形成される。例えば、オイルヒータ６０には、熱媒体ＨＭとして第一ジャーナル軸受１３，第二ジャーナル軸受１４に供給する潤滑油を供給することができる。熱媒体ＨＭの温度を変更することによって、吸込側ケーシングヘッド４を加熱する温度を変更したり、場合によっては吸込側ケーシングヘッド４を冷却したりすることができる。

次に、本実施形態の遠心圧縮機１の吸込流路１８の詳細構造について、図２を参照して説明する。
図２に示すように、吸込流路１８の上流側Ｕは、吸込側ケーシングヘッド４に固定された遮熱体１１によって区画され、吸込流路１８の下流側Ｌは、ダイアフラム３の端面３Ａによって区画される。遮熱体１１と吸込側ケーシングヘッド４との間には、断熱空間１０が形成される。

吸込側ケーシングヘッド４の下流側Ｌを向くヘッド端面４Ａは、周方向に延在する環状の面である。ヘッド端面４Ａは、径方向外側に位置し、軸線Ｃに直交する面である第一平面部３１と、第一平面部３１より径方向の内側に位置し、下流側Ｌに向かうのに従って縮径する円錐状の第一斜面部３２と、第一斜面部３２より径方向の内側に位置し、軸線Ｃに直交する面である第二平面部３３と第二平面部３３より径方向の内側に位置し、下流側Ｌに向かうのに従って縮径する円錐状の第二斜面部３４とを有している。

遮熱体１１は、平面視した形状が円環状の板状部材であり、外径側と内径側を有している。遮熱体１１は、図２に示すように、外形側に位置する固定部４０と、固定部４０の軸方向の一方側に形成される第一円板部４１と、第一円板部４１より内径側に接続される第一円錐部４２と、第一円錐部４２より径方向の内側に接続される第二円板部４３と、第二円板部４３の径方向の内側に接続される第二円錐部４４と、を有している。

遮熱体１１は、固定部４０を介して吸込側ケーシングヘッド４の第一平面部３１に固定され、かつ、固定部４０のみによって第一平面部３１に固定される片持ち構造をなしている。つまり、遮熱体１１の内径端は自由端ＦＥをなしており、遮熱体１１の自由端ＦＥとシャフト８の外周面との間には隙間Ｇが設けられている。遮熱体１１の内径側が自由端ＦＥとなっているために、格別な拘束を受けることなく、遮熱体１１は径方向への熱膨張及び熱収縮が生じる。
第一円板部４１と第二円板部４３の各々の主面は、軸線Ｃと直交する。第一円錐部４２及び第二円錐部４４は、下流側Ｌに向かうのに従って縮径する円錐状をなしている。

固定部４０は、周方向に延在する環状の部位である。固定部４０には、軸線方向に貫通する複数の貫通孔Ｈが周方向に所定の間隔をあけて形成される。なお、図２は特定の縦断面を示しているから、一つの貫通孔Ｈのみが示されている。遮熱体１１は、貫通孔Ｈに挿通されたボルトＢを第一平面部３１に形成されたネジ孔に締結することによって、第一平面部３１に着脱可能に固定される。

図２に示すように吸込側ケーシングヘッド４のヘッド端面４Ａと遮熱体１１との間に、断熱空間１０として機能する環状の空間が形成される。
断熱空間１０には、遮熱体１１の熱を吸込側ケーシングヘッド４に伝達し難くする断熱材４９が隙間なく充填される。ただし、断熱空間１０は、必ずしも断熱材４９が充填される必要はない。

さて、遠心圧縮機１は、図２及び図３に示すように、最も上流側Ｕに設けられるダイアフラム３の端面３Ａに整流翼３Ｂが上流側Ｕに突出するように形成されている。整流翼３Ｂは、吸込流路１８から吸込まれた流体Ｆの流れを整流にして下流側Ｌに向けて流す。本実施形態は、図３に示すように、複数の整流翼３Ｂが、端面３Ａの円周方向に所定の間隔をあけて設けられている。なお、整流翼３Ｂは、例えば削り出しにより、ダイアフラム３と一体的に形成することができるし、ダイアフラム３とは別体として作製しておき、端面３Ａに適宜の手段により接合して固定できる。

本実施形態の遮熱体１１は、図２及び図３に示すように、複数の整流翼３Ｂのそれぞれに対応する位置に、干渉維持溝４５が設けられている。複数の干渉維持溝４５は、第二円板部４３の円周方向に所定の間隔を空けて、第二円板部４３の表裏を貫通するように形成されている。干渉維持溝４５は、整流翼３Ｂが実質的な隙間が生じないように挿入され、好ましくは負荷をほとんど受けることなく摺動できるように、その開口面積が定められる。なお、ここでは干渉維持溝４５が第二円板部４３の表裏を貫通する例を示しているが、遮熱体１１と整流翼３Ｂの干渉を維持できるのであれば、必ずしも干渉維持溝４５が遮熱体１１の表裏を貫通しなくてもよい。

整流翼３Ｂと干渉維持溝４５は、図２に示すように、整流翼３Ｂの先端が干渉維持溝４５に挿入されている。遠心圧縮機１の運転状態にかかわらず、整流翼３Ｂの先端が干渉維持溝４５に挿入されるという関係は、常に維持される。具体的には、整流翼３Ｂが遮熱体１１から離れる向きＸに最も変位したとしても、図４（ｂ）に示すように、整流翼３Ｂの先端が遮熱体１１の干渉維持溝４５に留まるように、整流翼３Ｂの長さ、及び、干渉維持溝４５の深さが設定される。なお、後述するように、整流翼３Ｂは、干渉維持溝４５の内部において、軸線Ｃの方向に進退移動し、干渉維持溝４５に挿入される深さが変動する。

第１実施形態に係る遠心圧縮機１は、以下の効果を奏する。
遠心圧縮機１は、オイルヒータ６０を備えているので、供給する熱媒体ＨＭの温度を選択することにより、吸込側ケーシングヘッド４を加熱し、または、冷却することができる。したがって、遠心圧縮機１により、極低温の流体Ｆを圧縮する場合には、高い温度の熱媒体ＨＭを供給することにより、遠心圧縮機１の内外、具体的には吸込側ケーシングヘッド４の内外の温度差を軽減できる。

また、遠心圧縮機１は、吸込側ケーシングヘッド４と吸込流路１８との間に遮熱体１１を設けることにより、吸込側ケーシングヘッド４と吸込流路１８の間の熱伝達を抑えることができる。したがって、極低温の流体Ｆを圧縮する場合に、流体Ｆによる吸込側ケーシングヘッド４の温度の低下を抑えることができるので、オイルヒータ６０に供給する熱媒体ＨＭの流量を少なくできる。しかも、遠心圧縮機１は、吸込側ケーシングヘッド４と遮熱体１１の間に断熱空間１０を設けているので、流体Ｆと吸込側ケーシングヘッド４の間の熱伝達をより低く抑えることができる。

以上のように、オイルヒータ６０を設けるとともに、断熱空間１０及び遮熱体１１を設けることにより、遠心圧縮機１は、常温と温度差の大きい流体Ｆを圧縮対象とする場合にも、遠心圧縮機１の内外における温度差を抑えることができる。これにより、特に、運転開始当初に生じ得る熱変形によって遠心圧縮機１の吸込流路１８の近傍のシール装置などの不具合を、より少ない熱媒体ＨＭの流量で防止できる。

一方で、遠心圧縮機１の運転を継続していると、今度は、遠心圧縮機１の温度上昇による熱変形が不可避的に生じてしまう。この熱変形により遮熱体１１と整流翼３Ｂの先端の間に隙間が生じるおそれがあり、そうすると、整流翼３Ｂによる流体Ｆの整流効果を十分に得ることができなくなる。
ところが、本実施形態は、図４（ａ）に示すように、整流翼３Ｂの先端が遮熱体１１の干渉維持溝４５に挿入されている。仮に、熱変形が生じて、整流翼３Ｂが遮熱体１１から離れる向きに最も変位したとしても、図４（ｂ）に示すように、整流翼３Ｂの先端が遮熱体１１の干渉維持溝４５に留まっている。このように、遠心圧縮機１は、その運転が継続されている限り、整流翼３Ｂが遮熱体１１に挿入される干渉状態が維持されるので、整流翼３Ｂによる流体Ｆの整流効果を十分に得ることができるので、安定した運転を実現できる。

整流翼３Ｂを遮熱体１１に対して進退移動させるには、以上の形態に限らず、例えば、図５及び図６に示す本実施形態の変形例でも可能である。以下、以上説明した例との相違点を中心に説明する。
図５（ｂ）に示すように、端面３Ａにおける整流翼３Ｃの配置は上述した整流翼３Ｂと同じであるが、図６（ａ），（ｂ）に示すように、整流翼３Ｃはダイアフラム３の端面３Ａに着脱可能に取り付けられている。整流翼３Ｃは、ダイアフラム３の端面３ＡにボルトＢにより締結される。ここで整流翼３Ｃは、図５及び図６に示すように、その先端に封止体３Ｄが取り付けられている。封止体３Ｄは、図５（ｂ）に示すように、リング状の部材からなり、図６（ｂ）に示すように、円周方向に並ぶ複数の整流翼３Ｃの先端を覆うように設けられる。なお、ここでは、図６（ｂ）に示すように、封止体３Ｄの幅Ｗ１が整流翼３Ｃの幅Ｗ２よりも大きいが、幅Ｗ１と幅Ｗ２が等しくてもよい。

一方で、図５（ａ）に示すように、遮熱体１１に設けられる干渉維持溝４６が周方向に円環状に連なって形成されている。この干渉維持溝４６は、図６（ｂ）に示すように、封止体３Ｄが実質的な隙間が生じないように挿入されるように、その幅Ｗ３が設定される。

変形例においても、整流翼３Ｃが干渉維持溝４６に挿入される。ただし、変形例は、図６（ｂ）に示すように、整流翼３Ｃよりも先端側に位置する封止体３Ｄが、整流翼３Ｃとともに干渉維持溝４６に挿入される。

以上の変形例においても、封止体３Ｄとともに整流翼３Ｃの先端側が遮熱体１１の干渉維持溝４６に挿入されており、仮に、熱変形が生じて、整流翼３Ｂが遮熱体１１から離れる向きＸに最も変位したとしても、図６（ｂ）に示すように、整流翼３Ｃの先端が遮熱体１１の干渉維持溝４６に留まる。したがって、遠心圧縮機１の運転が継続されている限り、整流翼３Ｃ及び封止体３Ｄが遮熱体１１に挿入される干渉状態が維持されるので、整流翼３Ｃによる流体Ｆの整流効果を十分に得ることができる。封止体３Ｄは、流体Ｆが干渉維持溝４６の内部に浸入するのを防止する。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を、図７を参照して説明する。
第２実施形態も第１実施形態と同様に、熱変形が生じて、整流翼３Ｅが遮熱体１１から離れる向きに変位したとしても、整流翼３Ｅの先端と遮熱体１１が接触する干渉状態が維持される構造を提案する。以下では、第１実施形態との相違点を中心にして説明する。第２実施形態は、整流翼３Ｅが遮熱体１１の側に着脱可能に固定される。したがって、第２実施形態は、剛性が高い遮熱体１１に適用するのに適している。

図７（ａ），（ｂ）に示すように、整流翼３Ｅが遮熱体１１の第二円板部４３に取り付けられている。そのために、整流翼３ＥにはボルトＢが貫通する貫通孔Ｈが形成される。貫通孔Ｈは、ボルトＢが挿通される小径部とボルトＢと噛合うナットＮが保持される大径部と、を備えている。ナットＮを貫通孔Ｈの大径部に収容しておくとともに、整流翼３Ｅを貫通するボルトＢの先端をナットＮで締め付けることにより、整流翼３Ｅを遮熱体１１に固定する。ダイアフラム３の端面３Ａには、ボルトＢの頭が挿入される穴３Ｆが形成されている。

ここで、貫通孔Ｈの小径部と大径部の段差部分に、シール材５３を設けておくとともに、遮熱体１１と整流翼３Ｅの間にもシール材５４を設けておく。シール材５３，５４は、ゴム、樹脂などにより構成され、シール材５４は整流翼３Ｅの周縁に沿って設けられる。
ボルトＢの軸線方向Ｙに荷重を受けて遮熱体１１と整流翼３Ｅの間のシール材５４が弾性変形すれば、整流翼３Ｅは軸線方向Ｙに変位することができる。また、ボルトＢの軸線方向Ｙに荷重を受けてナットＮに接するシール材５３が弾性変形すれば、ボルトＢはナットＮとともにその軸線方向に変位することができる。つまり、整流翼３Ｅは、ボルトＢの軸線方向Ｙに力を受けたときに、ボルトＢ及びナットＮとともに、軸線方向Ｙに変位する。そして、整流翼３Ｅが軸線方向Ｙに変位するときには、穴３Ｆに挿入されているボルトＢの頭部ＢＨは、穴３Ｆの中を軸線方向Ｙにスライドする。なお、穴３ＦとボルトＢの頭部ＢＨとの間の気密性を向上するために、図７（ａ）に示すように、頭部ＢＨの周囲にシール材５５を設けることもできる。シール材５５は頭部ＢＨの先端面に設けることもできる。
第２実施形態は、剛性が高い遮熱体１１を用いているので、ボルトＢで整流翼３Ｅを固定するとともに、遮熱体１１とボルトＢの間にシール材５３を介在させ、また、遮熱体１１と整流翼３Ｅとの間にシール材５４を介在させる構成を適用できる。そして、この構成を適用することにより、遮熱体１１と整流翼３Ｅは一体となって、軸線方向Ｙに変位する。

以上の構成において、熱変形が生じて、整流翼３Ｅが遮熱体１１から離れる向きに変位したとしても、シール材５３が設けられているので、シール材５３を介する接触による整流翼３Ｅと遮熱体１１の間に隙間が生じるのを防ぎ、干渉状態を維持できる。したがって、遠心圧縮機１の運転が継続されている限り、このシール材５３を介する整流翼３Ｅと遮熱体１１の接触状態が維持されるので、整流翼３Ｅによる流体Ｆの整流効果を十分に得ることができる。

上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
例えば、オイルヒータ６０の構成及び遮熱体１１の構成は本発明の一例を示しているにすぎず、内外の温度差を軽減するという効果が得られる限り、その構成は任意である。
また、整流翼と遮熱体との干渉状態を維持する手法も同様であり、整流翼の整流効果を確保できる限り、その構成は任意である。例えば、遮熱体１１の側に整流翼３Ｂを設けるとともに、ダイアフラム３の端面３Ａの側に干渉維持溝４５を設けることもできる。

１遠心圧縮機
２ ケーシング
３ ダイアフラム
３Ａ 端面
３Ｂ 整流翼
３Ｃ 整流翼
３Ｄ 封止体
３Ｅ 整流翼
３Ｆ 穴
４ 吸込側ケーシングヘッド
４Ａ ヘッド端面
５ 排出側ケーシングヘッド
６ ダイアフラム片
７ ロータ
８ シャフト
９ インペラ
１０ 断熱空間
１１ 遮熱体
１２ 流体流路
１３ 第一ジャーナル軸受
１４ 第二ジャーナル軸受
１５ スラスト軸受
１６ ドライガスシール
１８ 吸込流路
１９ 排出流路
２０ 内部空間
２２ ハブ
２３ 羽根
２４ シュラウド
２５ 吸込通路
２６ 圧縮通路
２７ デュフューザ通路
２８ リターン通路
２９ 吐出スクロール
３０ シールフィン
３１ 第一平面部
３２ 第一斜面部
３３ 第二平面部
３４ 第二斜面部
４０ 固定部
４１ 第一円板部
４２ 第一円錐部
４３ 第二円板部
４４ 第二円錐部
４５ 干渉維持溝
４６ 干渉維持溝
４９ 断熱材
５３，５４ シール材
６０ オイルヒータ
６１ 管路
６２ オイルヒータ本体
６３ 熱媒体流路
６４ 遮蔽部材
Ｂ ボルト
Ｃ 軸線
Ｆ 流体
ＦＥ 自由端
Ｇ 隙間
Ｈ 貫通孔
ＨＭ 熱媒体
Ｌ 下流側
Ｎ ナット
Ｕ 上流側

Claims (9)

1. ケーシングの内部に回転可能に支持されるシャフトと、前記シャフトの外周に固定されるインペラと、を有するロータと、
   前記インペラを外周側から囲うダイアフラムと、
   流体が吸い込まれる側において、前記ダイアフラムと間隔を空けて配置される吸込側ケーシングヘッドと、
   前記吸込側ケーシングヘッドの内部に設けられる、熱媒体の流通により周囲の温度調整を行う温調機構と、
   前記吸込側ケーシングヘッドと前記ダイアフラムの間に設けられ、前記インペラとともに前記インペラに前記流体を導く吸込流路を区画する遮熱体と、
   前記吸込流路に設けられ、前記吸込流路を流れる前記流体を整流する複数の整流翼と、
   を備え、
   前記整流翼が前記遮熱体から離れる向きに変位しても、前記整流翼と前記遮熱体との干渉状態を維持する、
   ことを特徴とする遠心圧縮機。
2. 複数の前記整流翼は、
   前記ダイアフラムに固定され、
   前記遮熱体は、
   前記整流翼の先端側が進退移動する干渉維持溝を備える、
   請求項１に記載の遠心圧縮機。
3. 複数の前記整流翼は、
   前記ダイアフラムに一体的に形成され、
   前記遮熱体は、
   複数の前記整流翼のそれぞれの先端側が、その内部において進退移動する、複数の干渉維持溝を備える、
   請求項１に記載の遠心圧縮機。
4. 前記整流翼は、実質的な隙間を設けることなく、前記干渉維持溝に前記先端側が挿入される、
   請求項３に記載の遠心圧縮機。
5. 複数の前記整流翼は、
   前記ダイアフラムに着脱可能に固定され、かつ、複数の前記整流翼の先端を周方向に沿って繋ぐ円環状の封止体を備え、
   前記遮熱体は、
   前記封止体が進退移動する円環状の干渉維持溝を有する、
   請求項１に記載の遠心圧縮機。
6. 前記封止体は、実質的な隙間を設けることなく、前記干渉維持溝に挿入される、
   請求項５に記載の遠心圧縮機。
7. 複数の前記整流翼は、
   前記遮熱体との間を封止するシール材を介して前記遮熱体に固定される、
   請求項１に記載の遠心圧縮機。
8. 前記吸込側ケーシングヘッドと前記遮熱体の間に、断熱空間が設けられる、
   請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の遠心圧縮機。
9. 前記遮熱体は、
   平面視した形状が、外径側と内径側を有する円環状をなし、
   前記外径側が前記吸込側ケーシングヘッドに固定され、かつ、前記内径側は自由端とさ
   れる、
   請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の遠心圧縮機。

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