JP7213684B2

JP7213684B2 - 遠心圧縮機

Info

Publication number: JP7213684B2
Application number: JP2018246653A
Authority: JP
Inventors: 敏文工藤; 貴也甲田; 祐一郎澤田; 佳子竹井
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2018-12-28
Filing date: 2018-12-28
Publication date: 2023-01-27
Anticipated expiration: 2038-12-28
Also published as: CN111379712B; JP2020105992A; US20200208655A1; CN111379712A

Description

本発明は、遠心圧縮機に関する。

遠心圧縮機は、軸線を中心として回転して径方向外側に気体を送る一以上のインペラと、一以上のインペラを覆うケーシングと、を備える。

以下の特許文献１では、遠心圧縮機が発する騒音を低減するために、消音装置を備える遠心圧縮機を開示している。この遠心圧縮機は、軸線を中心として回転して径方向外側に気体を送る複数のインペラと、複数のインペラを覆うケーシングと、前述の消音装置と、を備える。複数のインペラは、軸線が延びる軸線方向に並んでいる。ケーシングには、気体を内部に導く入口と、気体を吐出する出口と、入口から流入した気体を複数のインペラを介して出口に導く通路と、が形成されている。通路は、複数のインペラのうちの最終段インペラから流出した気体を径方向外側に導く径方向通路と、軸線に対する周方向に延びて、径方向通路の径方向外側の部分と出口とを連通させる出口スクロール通路と、を有する。

消音装置は、多孔板と、空間形成体とを有する。多孔板には、互いに背合わせの関係にある第一面及び第二面と、第一面から前記第二面に貫通する複数の音響孔と、が形成されている。空間形成体は、多孔板の第二面側に音響空間を形成する。この消音装置は、多孔板の第一面が、ケーシングにおける径方向通路を確定する内面の一部を形成するよう配置されている。

米国特許出願公開第２００２/００７９１５８号明細書

遠心式圧縮機を利用する業界からは、さらなる騒音の低減、つまりさらなる吸音効果の向上が求められている。

そこで、本発明は、吸音効果を高めることができる遠心圧縮機を提供することを目的とする。

上記問題点を解決するための発明に係る第一態様としての遠心圧縮機は、
軸線を中心として回転して、前記軸線に対する径方向外側に気体を送る一以上のインペラと、一以上の前記インペラを覆い、気体を入口から内部に導いて出口から吐出させるケーシングと、消音装置と、を備える。前記ケーシングは、前記軸線に対して周方向に延びて、前記出口と連通する出口スクロール通路を有する。前記消音装置は、互いに背合わせの関係にある第一面及び第二面と、前記第一面から前記第二面に貫通する複数の音響孔と、が形成されている多孔板と、複数の前記音響孔につながっている音響空間を前記多孔板の前記第二面側に形成する空間形成体と、を有する。前記消音装置の前記第一面は、前記ケーシングにおける前記出口スクロール通路を確定する内面の一部を形成する。前記消音装置として、第一消音装置と第二消音装置とを有する。前記ケーシングは、一以上の前記インペラのうちの最終段インペラから流出した気体を前記径方向外側に導き、前記出口スクロール通路と連通している径方向通路を有する。前記第一消音装置の前記第一面は、前記出口スクロール通路の前記内面の一部を形成する。前記第二消音装置の前記第一面は、前記径方向通路を確定する内面の一部を形成する。前記第二消音装置として、近距離消音装置と遠距離消音装置とを有する。前記近距離消音装置は、前記軸線に対する径方向で、前記遠距離消音装置よりも前記最終段インペラに近い位置に配置されている。前記近距離消音装置の複数の音響孔の内径は、前記遠距離消音装置の複数の音響孔の内径よりも小さい。

本態様における遠心圧縮機は、ヘルムホルツ共鳴器の原理を利用した消音装置を有する。発明者は、ヘルムホルツ共鳴器の原理を利用した消音装置の吸音率と、通路を流れる気体の速度との関係について試験を行った。この結果、通路部分を流れる気体の速度が遅くなればなるほぼ、この通路部分に面している消音装置の吸音率が大きくなることが分かった。

出口スクロール通路を流れる気体の速度は、径方向通路を流れる気体の速度よりも遅い。本態様における消音装置は、多孔板の第一面が、少なくとも、ケーシングにおける出口スクロール通路を確定する内面の一部を形成するよう配置されている、このため、本態様では、気体の流速が出口スクロール通路よりも速い径方向通路中の一部分に面している消音装置によりも吸音率を高めることができる。よって、本態様では、吸音効果を高めることができる。

本態様における遠心圧縮機は、第一消音装置と第二消音装置とを有するので、第一消音装置のみを有する場合よりも、吸音量を高めることができる。

発明者は、ヘルムホルツ共鳴器の原理を利用した消音装置の吸音率と、通路を流れる気体の速度と、多孔板に形成されている音響孔の内径との関係について試験を行った。この試験結果、音響孔の内径を小さくすると、吸音率が高まることが分かった。言い換えると、通路を流れる気体の速度が速くても、音響孔の内径を小さくすると、吸音率の低下を抑えることができることが分かった。径方向通路内で、径方向で最終段インペラに近い位置では、最終段インペラから遠い位置よりも、気体の速度が速い。

本態様では、近距離消音装置の複数の音響孔の内径が遠距離消音装置の複数の音響孔の内径よりも小さいので、近距離消音装置が気体の速度が速い領域に配置されていても、この近距離消音装置の吸音率の低下を抑えることができる。

上記問題点を解決するための発明に係る第二態様としての遠心圧縮機は、
軸線を中心として回転して、前記軸線に対する径方向外側に気体を送る一以上のインペラと、一以上の前記インペラを覆い、気体を入口から内部に導いて出口から吐出させるケーシングと、消音装置としての近距離消音装置及び遠距離消音装置と、を備える。前記ケーシングは、一以上の前記インペラのうちの最終段インペラから流出した気体を前記出口に導く出口通路を有する。前記近距離消音装置及び前記遠距離消音装置は、いずれも、互いに背合わせの関係にある第一面及び第二面と、前記第一面から前記第二面に貫通する複数の音響孔と、が形成されている多孔板と、複数の前記音響孔につながっている音響空間を前記多孔板の前記第二面側に形成する空間形成体と、を有する。前記近距離消音装置の前記第一面及び前記遠距離消音装置の前記第一面は、いずれも、前記ケーシングにおける前記出口通路を確定する内面の一部を形成する。前記最終段インペラから前記近距離消音装置までの前記出口通路に沿った距離が、前記最終段インペラから前記遠距離消音装置までの前記出口通路に沿った距離より、短い。前記近距離消音装置の複数の前記音響孔の内径は、前記遠距離消音装置の複数の前記音響孔の内径よりも小さい。

本態様でも、近距離消音装置の複数の音響孔の内径が遠距離消音装置の複数の音響孔の内径よりも小さいので、近距離消音装置が気体の速度が速い領域に配置されていても、この近距離消音装置の吸音率の低下を抑えることができる。

以上のいずれかの前記態様の遠心圧縮機において、前記消音装置の前記空間形成体の少なくとも一部は、前記ケーシングと同じ材料で前記ケーシングと一体形成されていてもよい。

本態様では、消音装置の部分であって、ケーシングと一体形成されている空間形成体の一部を除く部分を、ケーシングに対して容易に取付及び取外することができる。

ここで、前記態様の遠心圧縮機において、前記多孔板は、前記ケーシングよりも線膨張係数が大きな材料で形成されていてもよい。
また、上記問題点を解決するための発明に係る他の態様としての遠心圧縮機は、
軸線を中心として回転して、前記軸線に対する径方向外側に気体を送る一以上のインペラと、一以上の前記インペラを覆い、気体を入口から内部に導いて出口から吐出させるケーシングと、消音装置と、を備える。前記ケーシングは、前記軸線に対して周方向に延びて、前記出口と連通する出口スクロール通路を有する。前記消音装置は、互いに背合わせの関係にある第一面及び第二面と、前記第一面から前記第二面に貫通する複数の音響孔と、が形成されている多孔板と、複数の前記音響孔につながっている音響空間を前記多孔板の前記第二面側に形成する空間形成体と、を有する。前記消音装置の前記第一面は、前記ケーシングにおける前記出口スクロール通路を確定する内面の一部を形成する。前記消音装置の前記空間形成体の少なくとも一部は、前記ケーシングと同じ材料で前記ケーシングと一体形成されている。前記多孔板は、前記ケーシングよりも線膨張係数が大きな材料で形成されている。

本態様では、空間形成体の少なくとも一部及びケーシングと多孔板との線膨張係数の違いより、遠心圧縮機の状況に応じて、多孔板と空間形成体の少なくとも一部との間に隙間が形成されると共に、多孔板とケーシングとの間に隙間が形成される。

遠心圧縮機で圧縮される気体中に、常温時に液体になる成分が含まれている場合、遠心圧縮機が冷えて、遠心圧縮機及び内部の気体が常温になると、気体の一部が液体に変化する。この液体は、消音装置の音響空間内に貯まることがある。例えば、遠心圧縮機の起動過程では、音響空間内の液体が全て気化させず、一部が液体として残ることがある。この場合、消音装置で目的の周波数域の音を吸音できなくなる等の不都合が生じる。

本態様における消音装置は、前述したように、この消音装置を構成する複数の部品間等に隙間が形成されるため、仮に、音響空間内に液体が溜まっても、この液体を隙間から排出することができる。このため、本態様では、消音装置で目的の周波数域の音を吸音できなくなる等の不都合を回避することができ、吸音効果の低減を抑えることができる。

以上のいずれかの前記態様の遠心圧縮機において、前記消音装置は、前記音響空間内の液体を前記音響空間外に排出するドレン孔を有してもよい。

本態様における消音装置は、ドレン孔を有するので、仮に、音響空間内に液体が溜まっても、この液体をドレン孔から音響空間外へ排出することができる。このため、本態様では、消音装置で目的の周波数域の音を吸音できなくなる等の不都合を回避することができ、吸音効果の低減を抑えることができる。

前記ドレン孔を有する、以上のいずれかの前記態様の遠心圧縮機において、前記ドレン孔は、前記空間形成体における前記音響空間に面する内面で開口する第一開口と、前記ケーシングの外面で開口する第二開口と、を有してもよい。

前記ケーシングの外面で開口する前記第二開口を有する前記態様の遠心圧縮機において、前記第一開口の開口面積は、前記多孔板のうち、一の前記音響空間を確定する部分における全ての前記音響孔の合計開口面積の２０％以下であってもよい。

前記ケーシングの外面で開口する前記第二開口を有する、以上のいずれかの前記態様の遠心圧縮機において、前記消音装置は、ドレン孔内の空間と前記ケーシングの外側空間とを仕切ることができる弁を有してもよい。

また、前記ケーシングの外面で開口する前記第二開口を有する、以上のいずれかの前記態様の遠心圧縮機において、前記ドレン孔中には、吸湿剤が配置されていてもよい。

前記ドレン孔を有する、以上のいずれかの前記態様の遠心圧縮機において、前記ドレン孔は、前記多孔板の前記第一面で開口する第一開口と、前記多孔板の前記第二面で開口する第二開口と、を有し、前記ドレン孔中には、吸湿剤が配置されていてもよい。
また、上記問題点を解決するための発明に係る他の態様としての遠心圧縮機は、
軸線を中心として回転して、前記軸線に対する径方向外側に気体を送る一以上のインペラと、一以上の前記インペラを覆い、気体を入口から内部に導いて出口から吐出させるケーシングと、消音装置と、を備える。前記ケーシングは、前記入口から流入した気体を、一以上の前記インペラを介して、前記出口に導く通路を有する。前記消音装置は、互いに背合わせの関係にある第一面及び第二面と、前記第一面から前記第二面に貫通する複数の音響孔と、が形成されている多孔板と、複数の前記音響孔につながっている音響空間を前記多孔板の前記第二面側に形成する空間形成体と、前記音響空間内の液体を前記音響空間外に排出するドレン孔と、を有する。前記消音装置の前記第一面は、前記通路の内面の一部を形成する。前記ドレン孔は、前記多孔板の前記第一面で開口する第一開口と、前記多孔板の前記第二面で開口する第二開口と、を有し、前記ドレン孔中には、吸湿剤が配置されている。

上記問題点を解決するための発明に係る第四態様としての遠心圧縮機は、
軸線を中心として回転して、前記軸線に対する径方向外側に気体を送る一以上のインペラと、一以上の前記インペラを覆い、気体を入口から内部に導いて出口から吐出させるケーシングと、消音装置と、を備える。前記ケーシングは、前記入口から流入した気体を、一以上の前記インペラを介して、前記出口に導く通路を有する。前記消音装置は、互いに背合わせの関係にある第一面及び第二面と、前記第一面から前記第二面に貫通する複数の音響孔と、が形成されている多孔板と、複数の前記音響孔につながっている音響空間を前記多孔板の前記第二面側に形成する空間形成体と、を有する。前記消音装置の前記第一面は、前記ケーシングにおける前記通路を確定する内面の一部を形成する。前記空間形成体の少なくとも一部は、前記ケーシングと同じ材料で前記ケーシングと一体形成されている。前記多孔板は、前記ケーシングよりも線膨張係数が大きな材料で形成されている。

本態様における消音装置でも、この消音装置を構成する複数の部品間等に隙間が形成されるため、仮に、音響空間内に液体が溜まっても、この液体を隙間から排出することができる。このため、本態様でも、消音装置で目的の周波数域の音を吸音できなくなる等の不都合を回避することができ、吸音効果の低減を抑えることができる。

以上のいずれか前記態様の遠心圧縮機において、複数の前記音響孔の内径は、０．１ｍｍ以上で３．０ｍｍ以下であってもよい。

また、以上のいずれかの前記態様の遠心圧縮機において、複数の前記音響孔の内径は、０．２ｍｍ以上で１．０ｍｍ以下であってもよい。

本発明の一態様では、吸音効果を高めることができる。

本発明に係る第一実施形態における遠心圧縮機の断面図である。本発明に係る第一実施形態における遠心圧縮機の要部断面図である。消音装置の吸音率と、通路を流れる気体の速度との関係を示すグラフである。本発明に係る第一実施形態の第一変形例における遠心圧縮機の要部断面図である。本発明に係る第一実施形態の第二変形例における遠心圧縮機の要部断面図である。本発明に係る第二実施形態における遠心圧縮機の要部断面図である。本発明に係る第三実施形態における遠心圧縮機の要部断面図である。本発明に係る第四実施形態における遠心圧縮機の要部断面図である。本発明に係る第五実施形態における遠心圧縮機の要部断面図である。本発明に係る第五実施形態における遠心圧縮機が冷えている状態でこの遠心圧縮機の要部断面図である。本発明に係る第六実施形態における遠心圧縮機の要部断面図である。本発明に係る第七実施形態における遠心圧縮機の要部断面図である。本発明に係る第七実施形態における遠心圧縮機の消音装置周りの断面図である。本発明に係る第八実施形態における遠心圧縮機の消音装置周りの断面図である。本発明に係る第九実施形態における遠心圧縮機の消音装置周りの断面図である。

以下、本発明に係る遠心圧縮機の各種実施形態について、図面を用いて説明する。

「第一実施形態」
遠心圧縮機の第一実施形態について、図１～図３を用いて説明する。

本実施形態の遠心圧縮機は、多段遠心圧縮機である。本実施形態の遠心圧縮機は、図１に示すように、軸線Ａｒを中心として円柱状の回転軸１０と、この回転軸１０を回転可能に支持する軸受１５ａ，１５ｂと、回転軸１０に装着されて回転軸１０と共に軸線Ａｒを中心として回転する複数のインペラ１１と、このインペラ１１を囲むケーシング２０と、ケーシング２０に設けられている消音装置３０Ａと、を備えている。

ここで、軸線Ａｒが延びている方向を軸線方向Ｄａ、この軸線方向Ｄａにおける二つの側のうちの一方側を第一側Ｄａ１、他方側を第二側Ｄａ２とする。また、軸線Ａｒに対する径方向を径方向Ｄｒ、この径方向Ｄｒで軸線Ａｒに近づく側を径方向内側Ｄｒｉ、この径方向Ｄｒで軸線Ａｒから遠ざかる側を径方向外側Ｄｒｏとする。また、軸線Ａｒに対する周方向を周方向Ｄｃとする。

回転軸１０は、軸線方向Ｄａにケーシング２０を貫通している。本実施形態の遠心圧縮機は、軸受１５ａ，１５ｂとして、スラスト軸受１５ａと、ジャーナル軸受１５ｂと、を有する。スラスト軸受１５ａは、ケーシング２０の第一側Ｄａ１の端に設けられ、回転軸１０の第一側Ｄａ１の端を支持する。ジャーナル軸受１５ｂは、ケーシング２０の第二側Ｄａ２の端に設けられ、回転軸１０の第二側Ｄａ２の端を支持する。

複数のインペラ１１は、軸線方向Ｄａに互いの間隔をあけて、軸線方向Ｄａに並んでいる。各インペラ１１には、気体が流れるインペラ内流路１２が形成されている。このインペラ内流路１２は、インペラ入口１３と、インペラ出口１４と、を有する。インペラ入口１３は、インペラ内流路１２の内部から軸線方向Ｄａにおける第一側Ｄａ１に向かって開口している。インペラ出口１４は、インペラ内流路１２の内部から径方向外側Ｄｒｏに向かって開口している。インペラ内流路１２は、軸線方向Ｄａにおける第一側Ｄａ１から第二側Ｄａ２に向かうに連れて次第に径方向外側Ｄｒｏに向かうよう形成されている。このインペラ内流路１２の断面積は、インペラ入口１３からインペラ出口１４に向かうに連れて、次第に減少する。なお、以下では、複数のインペラ１１のうち、最も軸線方向Ｄａにおける第一側Ｄａ１に位置するインペラ１１を初段インペラ１１ａ、最も軸線方向Ｄａにおける第二側Ｄａ２に位置するインペラ１１を最終段インペラ１１ｂとする。

ケーシング２０は、気体をケーシング２０内に導く入口２０ｉと、気体を吐出する出口２０ｏと、通路２０ｐと、を有する。入口２０ｉは、複数のインペラ１１よりも第一側Ｄａ１に形成されている。出口２０ｏは、複数のインペラ１１よりも第二側Ｄａ２に形成されている。通路２０ｐは、入口２０ｉから流入した気体を、複数のインペラ１１を介して、出口２０ｏに導く。

ケーシング２０は、入口ケーシング２１と、中間ケーシング２３と、出口ケーシング２５と、を有する。入口ケーシング２１は、前述の入口２０ｉと、入口２０ｉから流入した気体を初段インペラ１１ａのインペラ入口１３に導く入口通路２１ｐと、を有する。中間ケーシング２３は、軸線方向Ｄａで隣接する二つのインペラ１１間を仕切る。中間ケーシング２３は、軸線方向Ｄａにおける入口ケーシング２１と出口ケーシング２５との間に配置されている。この中間ケーシング２３は、複数の中間通路２３ｐを有する。この中間通路２３ｐは、軸線方向Ｄａで隣接する二つのインペラ１１のうち、第一側Ｄａ１のインペラ１１におけるインペラ出口１４から流出した気体を、第二側Ｄａ２のインペラ１１におけるインペラ入口１３に導く。中間通路２３ｐは、ディフューザ通路２３ｐａと、リターン通路２３ｐｂと、戻り通路２３ｐｃと、を有する。ディフューザ通路２３ｐａは、軸線方向Ｄａで隣接する二つのインペラ１１のうち、第一側Ｄａ１のインペラ１１におけるインペラ出口１４から流出した気体を径方向外側Ｄｒｏに導く。すなわち、このディフューザ通路２３ｐａは、径方向Ｄｒに延びる通路である。リターン通路２３ｐｂは、ディフューザ通路２３ｐａの径方向外側Ｄｒｏの端に接続されている。このリターン通路２３ｐｂは、ディフューザ通路２３ｐａから流入した気体の流れを径方向外側Ｄｒｏから径方向内側Ｄｒｉに変更する通路である。戻り通路２３ｐｃは、リターン通路２３ｐｂに接続されている。この戻り通路２３ｐｃは、リターン通路２３ｐｂから流入した気体を、軸線方向Ｄａで隣接する二つのインペラ１１のうち、第二側Ｄａ２のインペラ１１におけるインペラ入口１３に導く。

中間ケーシング２３は、前述したように、中間通路２３ｐを有すると共に、図２に示すように、最終段インペラ１１ｂのインペラ出口１４から流出した気体を径方向外側Ｄｒｏに導く径方向通路２６の一部を形成する。

出口ケーシング２５は、図１及び図２に示すように、前述の出口２０ｏと、出口スクロール通路２７と、を有する。この出口ケーシング２５は、前述した径方向通路２６の一部も形成する。この径方向通路２６は、最終段インペラ１１ｂのインペラ出口１４から径方向外側Ｄｒｏに向かって延びていると共に、周方向Ｄｃにも広がっている。中間ケーシング２３は、この径方向通路２６を形成する内面のうち、第一側内面２６ａを形成する。また、出口ケーシング２５は、この径方向通路２６を形成する内面のうち、第二側内面２６ｂを形成する。第一側内面２６ａ及び第二側内面２６ｂは、いずれも径方向Ｄｒ及び周方向Ｄｃに広がっている。第二側内面２６ｂは、第一側内面２６ａよりも第二側Ｄａ２に位置する。この第二側内面２６ｂは、第一側Ｄａ１を向く。また、第一側内面２６ａは、第二側Ｄａ２を向く。出口スクロール通路２７は、周方向Ｄｃに延びて、径方向通路２６の径方向外側Ｄｒｏの部分と出口２０ｏとを連通させる。周方向Ｄｃに延びる出口スクロール通路２７の内面は、外側内面２７ｏと、内側内面２７ｉと、第一側内面２７ａと、第二側内面２７ｂと、を有する。外側内面２７ｏ及び内側内面２７ｉは、周方向Ｄｃ及び軸線方向Ｄａに広がっている。外側内面２７ｏは、内側内面２７ｉよりも径方向外側Ｄｒｏに位置する。この外側内面２７ｏは、径方向内側Ｄｒｉを向く。また、内側内面２７ｉは、径方向外側Ｄｒｏを向く。第一側内面２７ａ及び第二側内面２７ｂは、周方向Ｄｃ及び径方向Ｄｒに広がっている。第二側内面２７ｂは、第一側内面２７ａよりも第二側Ｄａ２に位置する。この第二側内面２７ｂは、第一側Ｄａ１を向く。また、第一側内面２７ａは、第二側Ｄａ２を向く。

なお、本実施形態では、径方向通路２６と出口スクロール通路２７とで、出口通路２５ｐが構成される。また、本実施形態では、入口通路２１ｐと、複数の中間通路２３ｐと、出口通路２５ｐとで、通路２０ｐが構成される。

消音装置３０Ａは、多孔板３１と、空間形成体３５と、を有する。多孔板３１には、互いに背合わせ関係にある第一面３２及び第二面３３と、第一面３２から第二面３３に関する複数の音響孔３４とが形成されている。複数の音響孔３４の内径は、０．１ｍｍ以上で３．０ｍｍ以下が好ましい。本実施形態における複数の音響孔３４の内径は、例えば、１．０ｍｍである。空間形成体３５は、多孔板３１の第二面３３側に空間を形成する。空間形成体３５は、多孔板３１と共同して、この空間の外縁を確定する外枠３６と、この空間を複数の音響空間Ｓに仕切る仕切壁３９と、を有する。各音響空間Ｓは、いずれも、複数の音響孔３４のうちのいずれかとつながっている。よって、本実施形態の消音装置３０Ａは、ヘルムホルツ共鳴器の原理を利用した消音装置である。

この消音装置３０Ａは、多孔板３１の第一面３２が、ケーシング２０における出口スクロール通路２７を確定する内面のうちの外側内面２７ｏの一部を形成するよう配置されている。

発明者は、ヘルムホルツ共鳴器の原理を利用した消音装置の吸音率と、通路を流れる気体の速度との関係について試験を行ったので、この試験結果について、図３に示すグラフを用いて説明する。なお、同グラフ中の横軸は、気体が流れる通路の一部で、消音装置の多孔板が面している部分である通路部分を流れる気体の速度（マッハ数）である。同グラフ中の縦軸は、この消音装置の吸音率である。また、この試験で用いた消音装置における複数の音響孔の内径は、本実施形態における複数の音響孔３４の内径と同様、１．０ｍｍである。

同グラフに示すように、通路部分を流れる気体の速度がマッハ数０．６の場合、この通路部分に面している消音装置の吸音率は、約０．２である。通路部分を流れる気体の速度がマッハ数０．４の場合、この通路部分に面している消音装置の吸音率は、約０．４である。通路部分を流れる気体の速度がマッハ数０．０の場合、この通路部分に面している消音装置の吸音率は、約０．６である。よって、通路部分を流れる気体の速度が遅くなればなるほど、この通路部分に面している消音装置の吸音率が大きくなる。

径方向通路２６は、前述したように、最終段インペラ１１ｂのインペラ出口１４から径方向外側Ｄｒｏに向かって延びていると共に、周方向Ｄｃにも広がっている。このため、径方向通路２６の断面積は、径方向外側Ｄｒｏに向かうに連れて次第に大きくなる。よって、径方向通路２６を流れる気体の速度は、径方向外側Ｄｒｏに流れるに従って次第に遅くなる。また、出口スクロール通路２７を流れる気体の速度は、径方向通路２６を流れる気体の速度よりも遅い。

本実施形態の消音装置３０Ａは、出口スクロール通路２７中の一部分に面しているため、気体の流速が出口スクロール通路２７よりも速い径方向通路２６中の一部分に面している消音装置によりも吸音率を高めることができる。よって、本実施形態の消音装置３０Ａは、吸音効果を高めることができる。

通路に面するよう消音装置を配置すると、この消音装置の複数の音響孔の存在により、気体の圧力損失が生じる。この圧力損失は、気体の速度の２乗に比例する。本実施形態の消音装置３０Ａは、出口スクロール通路２７中の一部分に面しているため、気体の流速が出口スクロール通路２７よりも速い径方向通路２６中の一部分に面している消音装置によりも、気体の圧力損失を小さくすることができる。

本実施形態の遠心圧縮機、及び、消音装置３０Ａを除き本実施形態の遠心圧縮機と同様の構成の遠心圧縮機では、最終段インペラ１１ｂのインペラ出口１４における気体の速度、言い換えると、径方向通路２６における径方向内側Ｄｒｉの端における気体の速度は、例えば、０．６～０．８マッハ数である。径方向通路２６を流れる気体の速度は、前述した理由により、径方向外側Ｄｒｏに流れるに従って次第に遅くなる。そして、出口スクロール通路２７内での気体の速度は、０．４マッハ数以下になる。このため、出口スクロール通路２７中の一部分に面している本実施形態の消音装置３０Ａの吸音率は、約０．４以上になる。

ところで、試験の結果、音響孔の内径が小さくなれば、図３中の破線に示すように、吸音率曲線が右側にシフトすることが分かった。すなわち、音響孔の内径が大きい場合と内径が小さい場合とで吸音率が同じ場合、内径が小さい場合の方が気体の速度が高くなることが分かった。言い換えると、音響孔の内径が大きい場合と内径が小さい場合とで、気体の速度が同じ場合、内径の小さい方が吸音率が高くなることが分かった。よって、音響孔の内径を小さくすることで、吸音率を高めることができる。これは、音響孔の内径が小さくなると、この音響孔内を通過する気体の圧力損失が大きくなり、通路部分を通過する気体の速度による吸音率の低下の影響が小さくなるためである、と考えられる。そこで、本実施形態では、音響孔３４の内径を、ドリルで孔加工可能な最小内径、若しくは最小内径に近い内径である１.０ｍｍにしている。

孔加工は、ドリルによる加工の他、レーザによる加工も可能である。レーザで音響孔３４を加工する場合、孔の内径を１.０ｍｍ以下にすることも可能である。そこで、レーザで音響孔３４を加工する場合を考慮すると、音響孔３４の内径は、０．２ｍｍ以上で１．０ｍｍ以下であることが好ましい。

「第一実施形態の変形例」
第一実施形態における遠心圧縮機の各種変形例について、図４及び図５を用いて説明する。なお、以下で説明する遠心圧縮機の各種実施形態及び各種変形例は、いずれも、消音装置の配置又は構成が異なっており、他の構成は、第一実施形態の遠心圧縮機と同様である。よって、以下では、各種実施形態及び各種変形例において、消音装置の配置又は構成について主として説明する。

第一実施形態における消音装置３０Ａは、多孔板３１の第一面３２が、ケーシング２０における出口スクロール通路２７を確定する内面のうちの外側内面２７ｏの一部を形成するよう配置されている。図４に示すように、第一実施形態の第一変形例における消音装置３０Ａａは、第一実施形態における消音装置３０Ａの構成と同一である。但し、この消音装置３０Ａａは、多孔板３１の第一面３２が、出口ケーシング２５における出口スクロール通路２７を確定する内面のうちの第二側内面２７ｂの一部を形成するよう配置されている。

図５に示すように、第一実施形態の第二変形例における消音装置３０Ａｂは、第一実施形態における消音装置３０Ａの構成と同一である。但し、この消音装置３０Ａｂは、多孔板３１の第一面３２が、出口ケーシング２５における出口スクロール通路２７を確定する内面のうちの内側内面２７ｉの一部を形成するよう配置されている。

以上のように、第一変形例の消音装置３０Ａも第二変形例の消音装置３０Ａも、第一実施形態と同様に、多孔板３１の第一面３２が、出口ケーシング２５における出口スクロール通路２７を確定する内面の一部を形成するよう配置されている。よって、第一変形例の消音装置３０Ａａも第二変形例の消音装置３０Ａｂも、第一実施形態と同様に、吸音率を高めることができると共に、気体の圧力損失を小さくすることができる。

以上のように、消音装置は、多孔板の第一面が、出口ケーシング２５における出口スクロール通路２７を確定する内面のうちのいずれかの内面の一部を形成するよう配置すればよい。よって、消音装置は、多孔板３１の第一面３２が、ケーシング２０における出口スクロール通路２７を確定する内面うちの第一側内面２７ａの一部を形成するよう配置してもよい。

「第二実施形態」
遠心圧縮機の第二実施形態について、図６を用いて説明する。

本実施形態における遠心圧縮機は、第一消音装置３０Ｂ１と第二消音装置３０Ｂ２とを備える。第一消音装置３０Ｂ１及び第二消音装置３０Ｂ２は、いずれも、第一実施形態における消音装置３０Ａと同様、複数の音響孔３４が形成されている多孔板３１と、複数の音響空間Ｓを形成する空間形成体３５と、を有する。

第一消音装置３０Ｂ１は、第一実施形態における消音装置３０Ａと同様、第一消音装置３０Ｂ１の第一面３２が出口スクロール通路２７の外側内面２７ｏの一部を形成するよう配置されている。なお、この第一消音装置３０Ｂ１は、第一実施形態の変形例で説明したように、多孔板３１の第一面３２が、出口スクロール通路２７を確定する内面のうちのいずれかの内面の一部を形成するよう配置すればよい。

第二消音装置３０Ｂ２は、第二消音装置３０Ｂ２の第一面３２が径方向通路２６の第一側内面２６ａの一部を形成するよう配置されている。なお、この第二消音装置３０Ｂ２は、多孔板３１の第一面３２が、径方向通路２６の内面の一部を形成するよう配置されていれば、例えば、径方向通路２６の第二側内面２６ｂの一部を形成するよう配置されてもよい。

また、この第二消音装置３０Ｂ２の第一面３２は、径方向通路２６のうち、径方向内側Ｄｒｉの端を含む内側領域における内面を形成せず、内側領域よりも径方向外側Ｄｒｏの外側領域における内面の少なくとも一部を形成する。第一実施形態において説明したように、径方向通路２６を流れる気体の速度は、径方向外側Ｄｒｏに流れるに従って次第に遅くなる。このため、本実施形態では、第二消音装置３０Ｂ２の吸音率を高めるために、第二消音装置３０Ｂ２の第一面３２が、径方向通路２６のうち、外側領域における内面の少なくとも一部を形成するようにしている。

本実施形態における遠心圧縮機は、第一実施形態における消音装置３０Ａと同様、第一面３２が出口スクロール通路２７の内面の一部を形成するよう配置されている第一消音装置３０Ｂ１の他に、第一面３２が径方向通路２６の内面の一部を形成するよう配置されている第二消音装置３０Ｂ２を備える。このため、本実施形態の遠心圧縮機は、第一実施形態の遠心圧縮機よりも吸音量を高めることができる。

なお、本実施形態で、第二消音装置３０Ｂ２の音響孔３４の内径は、第一消音装置３０Ｂ１の音響孔３４の内径よりも小さくすることが好ましい。これは、第二消音装置３０Ｂ２が第一消音装置３０Ｂ１よりも気体流速が速い領域に配置されているからである。

「第三実施形態」
遠心圧縮機の第三実施形態について、図７を用いて説明する。

本実施形態における遠心圧縮機も、第二実施形態における遠心圧縮機と同様、第一消音装置３０Ｃ１と第二消音装置３０Ｃ２とを備える。第一消音装置３０Ｃ１及び第二消音装置３０Ｃ２は、いずれも、第一実施形態及び第二実施形態における消音装置と同様、複数の音響孔３４が形成されている多孔板３１と、複数の音響空間Ｓを形成する空間形成体３５と、を有する。

第一消音装置３０Ｃ１は、第一実施形態における消音装置３０Ａと同様、第一消音装置３０Ｃ１の第一面３２が出口スクロール通路２７の外側内面２７ｏの一部を形成するよう配置されている。なお、この第一消音装置３０Ｃ１は、第一実施形態の変形例で説明したように、多孔板３１の第一面３２が、出口スクロール通路２７を確定する内面のうちのいずれかの内面の一部を形成するよう配置すればよい。

第二消音装置３０Ｃ２は、第二消音装置３０Ｃ２の第一面３２が径方向通路２６の第一側内面２６ａの一部を形成するよう配置されている。なお、この第二消音装置３０Ｃ２は、多孔板３１の第一面３２が、径方向通路２６の内面の一部を形成するよう配置されていれば、例えば、径方向通路２６の第二側内面２６ｂの一部を形成するよう配置されてもよい。

第一消音装置３０Ｃ１及び第二消音装置３０Ｃ２は、複数の音響空間Ｓを有する。各音響空間Ｓは、例えば、吸音周波数域を変えるために、容積が互いに異なる。このため、第一消音装置３０Ｃ１及び第二消音装置３０Ｃ２は、いずれも、複数の音響空間Ｓ毎に消音装置を有すると言える。ここで、第二消音装置３０Ｃ２は、三つの音響空間Ｓを有するとする。つまり、第二消音装置３０Ｃ２は、三つの消音装置３０Ｃａ，３０Ｃｂ，３０Ｃｃを有するとする。第二消音装置３０Ｃ２における三つの消音装置３０Ｃａ，３０Ｃｂ，３０Ｃｃは、径方向Ｄｒに並んでいる。第二消音装置３０Ｃ２における三つの消音装置３０Ｃａ，３０Ｃｂ，３０Ｃｃのうち、径方向Ｄｒで最終段インペラ１１ｂに最も近い消音装置３０Ｃａを第二近距離消音装置３０Ｃａとし、この第二近距離消音装置３０Ｃａの径方向外側Ｄｒｏに隣接する消音装置３０Ｃｂを第二中距離消音装置３０Ｃｂとし、この第二中距離消音装置３０Ｃｂの径方向外側Ｄｒｏに隣接する消音装置３０Ｃｃを第二遠距離消音装置３０Ｃｃとする。このため、第二近距離消音装置３０Ｃａが面する通路部分を流れる気体の速度は、第二中距離消音装置３０Ｃｂが面する通路部分を流れる気体の速度より速い。

本実施形態において、第二遠距離消音装置３０Ｃｃ及び第二中距離消音装置３０Ｃｂの音響孔３４の内径は、同じである。また、本実施形態において、第二近距離消音装置３０Ｃａの音響孔３４の内径は、第二遠距離消音装置３０Ｃｃ及び第二中距離消音装置３０Ｃｂの音響孔３４の内径よりも小さい。このため、第二近距離消音装置３０Ｃａが面する通路部分を流れる気体の速度が速くても、第二近距離消音装置３０Ｃａの吸音率の低下を抑えることができる。

ここで、第二近距離消音装置３０Ｃａ、第二中距離消音装置３０Ｃｂ、及び第二遠距離消音装置３０Ｃｃの音響孔３４の内径は、第一消音装置３０Ｃ１の音響孔３４の内径よりも小さいことが好ましい。これは、第二近距離消音装置３０Ｃａ、第二中距離消音装置３０Ｃｂ、及び第二遠距離消音装置３０Ｃｃの通路距離が、第一消音装置３０Ｃ１の通路距離より短く、第二近距離消音装置３０Ｃａ、第二中距離消音装置３０Ｃｂ、及び第二遠距離消音装置３０Ｃｃが面する通路部分を流れる気体の速度が、第一消音装置３０Ｃ１が面する通路部分を流れる気体の速度より速いからである。なお、通路距離とは、最終段インペラ１１ｂのインペラ出口１４から出口通路２５ｐに沿った距離である。この場合、例えば、第一消音装置３０Ｃ１の音響孔３４の内径を１．０ｍｍとすると、第二遠距離消音装置３０Ｃｃ及び第二中距離消音装置３０Ｃｂの音響孔３４の内径を０．８ｍｍ、第二近距離消音装置３０Ｃａの音響孔３４の内径を０．６ｍｍにする。

また、第二中距離消音装置３０Ｃｂの音響孔３４の内径が第二遠距離消音装置３０Ｃｃの音響孔３４の内径より小さく、第二近距離消音装置３０Ｃａの音響孔３４の内径が第二中距離消音装置３０Ｃｂの音響孔３４の内径よりも小さくてもよい。この場合、例えば、第一消音装置３０Ｃ１の音響孔３４の内径を１．０ｍｍとすると、第二遠距離消音装置３０Ｃｃの音響孔３４の内径を０．８ｍｍ、第二中距離消音装置３０Ｃｂの音響孔３４の内径を０．６ｍｍ、第二近距離消音装置３０Ｃａの音響孔３４の内径を０．５ｍｍにする。

「第四実施形態」
遠心圧縮機の第四実施形態について、図８を用いて説明する。

以上で説明した各実施形態における遠心圧縮機は、消音装置として、近距離消音装置３０Ｄａ及び遠距離消音装置３０Ｄｂを備える。近距離消音装置３０Ｄａ及び遠距離消音装置３０Ｄｂは、以上で説明した各実施形態における消音装置と同様、複数の音響孔３４が形成されている多孔板３１と、複数の音響空間Ｓを形成する空間形成体３５と、を有する。

以上で説明した各実施形態における遠心圧縮機は、多孔板３１の第一面３２が出口スクロール通路２７の内面の一部を形成するよう配置された消音装置を備える。しかしながら、本実施形態における遠心圧縮機は、多孔板３１の第一面３２が出口スクロール通路２７の内面の一部を形成するよう配置された消音装置を備えていない。本実施形態の遠心圧縮機は、この替わりに、多孔板３１の第一面３２が径方向通路２６の第一側内面２６ａの一部を形成するよう配置されている近距離消音装置３０Ｄａ及び遠距離消音装置３０Ｄｂを備える。なお、これら近距離消音装置３０Ｄａ及び遠距離消音装置３０Ｄｂは、多孔板３１の第一面３２が、径方向通路２６の内面の一部を形成するよう配置されていれば、例えば、径方向通路２６の第二側内面２６ｂの一部を形成するよう配置されてもよい。

近距離消音装置３０Ｄａは、遠距離消音装置３０Ｄｂよりも径方向内側Ｄｒｉに配置されている。このため、近距離消音装置３０Ｄａの通路距離は、遠距離消音装置３０Ｄｂの通路距離より短い。本実施形態において、近距離消音装置３０Ｄａの音響孔３４の内径は、遠距離消音装置３０Ｄｂの音響孔３４の内径よりも小さい。具体的には、例えば、遠距離消音装置３０Ｄｂの音響孔３４の内径が０．８ｍｍ、近距離消音装置３０Ｄａの音響孔３４の内径が０．５ｍｍである。

このため、本実施形態では、近距離消音装置３０Ｄａが面する通路部分を流れる気体の速度が、遠距離消音装置３０Ｄｂが面する通路部分を流れる気体の速度より速くても、近距離消音装置３０Ｄａの吸音率の低下を抑えることができる。また、以上のように各消音装置３０Ｄａ，３０Ｄｂの音響孔３４の内径を、各消音装置３０Ｄａ，３０Ｄｂが面する通路部分を流れる気体の速度を考慮することで、多孔板３１の第一面３２が径方向通路２６の内面の一部を形成する消音装置３０Ｄａ，３０Ｄｂのみでも、吸音率の低下を抑えることができる。
「第五実施形態」
遠心圧縮機の第五実施形態について、図９及び図１０を用いて説明する。

本実施形態における遠心圧縮機は、第一実施形態における遠心圧縮機の変形例である。本実施形態における遠心圧縮機は、第一実施形態における遠心圧縮機に対して消音装置の構成のみが異なり、その他の構成は、第一実施形態における遠心圧縮機と同様である。

本実施形態における消音装置３０Ｅは、第一実施形態における消音装置３０Ａと同様、複数の音響孔３４が形成されている多孔板３１ｅと、複数の音響空間Ｓを形成する空間形成体３５ｅと、を有する。本実施形態における消音装置３０Ｅは、第一実施形態における消音装置３０Ａと同様、多孔板３１ｅの第一面３２が出口スクロール通路２７の内面の一部を形成するよう配置されている。

本実施形態における消音装置３０Ｅの空間形成体３５ｅは、第一実施形態における消音装置３０Ａの空間形成体３５と同様、多孔板３１ｅの第二面３３側に多孔板３１ｅと共同して空間を形成する外枠３６ｅと、この空間を複数の音響空間Ｓに仕切る仕切壁３９ｅと、を有する。外枠３６ｅは、底壁３７と側周壁３８とを有する。底壁３７は、多孔板３１ｅに対して間隔をあけて対向する。側周壁３８は、多孔板３１ｅと底壁３７との間に位置し、前述の空間の側周を確定する。仕切壁３９ｅは、外枠３６ｅの側周壁３８と一体形成されている。以上で説明した空間形成体３５ｅの各部分のうち、底壁３７は、出口ケーシング２５と同じ材料で、出口ケーシング２５と一体形成されている。言い換えると、底壁３７は、出口ケーシング２５の一部により形成されている。また、空間形成体３５ｅの各部分のうちで底壁３７を除く部分、及び多孔板３１ｅは、出口ケーシング２５よりも線膨張係数が大きい材料で形成されている。

出口ケーシング２５には、図１０に示すように、出口スクロール通路２７の内面から出口ケーシング２５の外側に向かって凹む凹部２８が形成されている。この凹部２８の底面を形成する部分が、空間形成体３５ｅの底壁３７を形成する。本実施形態における消音装置３０Ｅで底壁３７を除く部分は、この凹部２８にはめ込まれている。しかしながら、本実施形態における消音装置３０Ｅで底壁３７を除く部分は、この凹部２８に対して固定されていない。

遠心圧縮機が停止しており、多孔板３１ｅと出口ケーシング２５とが同じ温度である際、つまり、遠心圧縮機が十分に冷えている際、図１０に示すように、空間形成体３５ｅの外枠３６と凹部２８の内面との間には、隙間がある。また、この際、多孔板３１ｅと凹部２８の内面との間、及び、多孔板３１ｅと空間形成体３５ｅの外枠３６との間にも、隙間がある。しかしながら、遠心圧縮機が駆動し、多孔板３１ｅの温度及び出口ケーシング２５の温度がそれぞれ高まり、多孔板３１ｅと出口ケーシング２５とが実質的に同じ温度になった際、つまり、遠心圧縮機が暖まっている際、図９に示すように、空間形成体３５ｅの外枠３６と凹部２８の内面との間の隙間がなくなる。さらに、多孔板３１ｅと凹部２８の内面との間の隙間、及び、多孔板３１ｅと空間形成体３５ｅの外枠３６との間の隙間もなくなる。このため、遠心圧縮機の駆動中、消音装置３０Ｅを構成する複数の部品間に隙間はなく、この消音装置３０Ｅは吸音機能を発揮することができる。

遠心圧縮機で圧縮される気体中に、常温時に液体になる成分が含まれている場合、遠心圧縮機が冷えて、遠心圧縮機及び内部の気体が常温になると、気体の一部が液体に変化する。この液体は、消音装置３０Ｅの音響空間Ｓ内に貯まることがある。例えば、遠心圧縮機の起動過程では、音響空間Ｓ内の液体が全て気化させず、一部が液体として残ることがある。この場合、消音装置３０Ｅで目的の周波数域の音を吸音できなくなる等の不都合が生じる。

本実施形態の消音装置３０Ｅは、前述したように、遠心圧縮機が冷えている際、この消音装置３０Ｅを構成する複数の部品間に隙間が形成されるため、仮に、音響空間Ｓ内に液体が溜まっても、この液体を隙間から排出することができる。このため、本実施形態では、消音装置３０Ｅで目的の周波数域の音を吸音できなくなる等の不都合を回避することができ、吸音効果の低減を抑えることができる。

また、本実施形態の消音装置３０Ｅは、前述したように、遠心圧縮機が冷えている際、この消音装置３０Ｅを構成する複数の部品間に隙間が形成されるため、消音装置３０Ｅを構成する部品のうちで、出口ケーシング２５と一体形成されている部品を除く部品を、出口ケーシング２５に対して容易に取付及び取外することができる。
「第六実施形態」
遠心圧縮機の第六実施形態について、図１１を用いて説明する。

本実施形態における遠心圧縮機は、第五実施形態における遠心圧縮機の遠心圧縮機の変形例である。本実施形態における遠心圧縮機は、第五実施形態における遠心圧縮機と消音装置の構成のみが異なり、その他の構成は、第五実施形態における遠心圧縮機と同様である。

本実施形態における消音装置３０Ｆも、第一実施形態及び第五実施形態における消音装置と同様、複数の音響孔３４が形成されている多孔板３１ｆと、複数の音響空間Ｓを形成する空間形成体３５ｆと、を有する。また、本実施形態における消音装置３０Ｆも、第一実施形態及び第五実施形態における消音装置と同様、多孔板３１ｆの第一面３２が出口スクロール通路２７の内面の一部を形成するよう配置されている。

本実施形態における消音装置３０Ｆの空間形成体３５ｆは、出口ケーシング２５と同じ材料で、出口ケーシング２５と一体形成されている。言い換えると、空間形成体３５ｆは、出口ケーシング２５の一部により形成されている。また、本実施形態における消音装置３０Ｆの多孔板３１ｆは、出口ケーシング２５よりも線膨張係数が大きい材料で形成されている。また、この多孔板３１ｆは、空間形成体３５ｆに対して固定されていない。

本実施形態では、遠心圧縮機が停止しており、多孔板３１ｆと出口ケーシング２５とが同じ温度である際、つまり、遠心圧縮機が十分に冷えている際、多孔板３１ｆと出口ケーシング２５と一体形成されている空間形成体３５ｆとの間には、隙間がある。遠心圧縮機が駆動し、多孔板３１ｆの温度及び出口ケーシング２５の温度がそれぞれ高まり、多孔板３１ｆと出口ケーシング２５とが実質的に同じ温度になっている際、つまり、遠心圧縮機が暖まっている際、多孔板３１ｆと出口ケーシング２５と一体形成されている空間形成体３５ｆとの間の隙間がなくなる。このため、遠心圧縮機の駆動中、消音装置３０Ｆを構成する複数の部品間に隙間はなく、この消音装置３０Ｆは吸音機能を発揮することができる。

本実施形態における消音装置３０Ｆは、第五実施形態における消音装置３０Ｅと同様、遠心圧縮機が冷えている際、この消音装置３０Ｆを構成する複数の部品間に隙間が形成されるため、仮に、音響空間Ｓ内に液体が溜まっても、この液体を隙間から排出することができる。このため、本実施形態でも、消音装置３０Ｆで目的の周波数域の音を吸音できなくなる等の不都合を回避することができ、吸音効果の低減を抑えることができる。

また、本実施形態における消音装置３０Ｆでも、遠心圧縮機が冷えている際、この消音装置３０Ｆを構成する複数の部品間に隙間が形成されるため、消音装置３０Ｆを構成する部品のうちで、出口ケーシング２５と一体形成されている部品を除く部品を、出口ケーシング２５に対して容易に取付及び取外することができる。

なお、第五実施形態及び第六実施形態における消音装置は、第一実施形態における消音装置３０Ａの変形例である。しかしながら、第一実施形態の第一変形例及び第二変形例、さらに、第二実施形態から第四実施形態における消音装置に対しても、第五実施形態又は第六実施形態における消音装置と同様に変形してもよい。
「第七実施形態」
遠心圧縮機の第七実施形態について、図１２及び図１３を用いて説明する。

本実施形態における遠心圧縮機も、以上の各実施形態及び各変形例と同様、消音装置３０Ｇを備える。本実施形態における消音装置３０Ｇも、以上の各実施形態及び各変形例と同様、図１２に示すように、複数の音響孔３４が形成されている多孔板３１と、複数の音響空間Ｓを形成する空間形成体３５と、を有する。本実施形態における消音装置３０Ｇは、多孔板３１の第一面３２が径方向通路２６の内面の一部を形成するよう配置されている。

本実施形態における消音装置３０Ｇは、さらに、複数の音響空間Ｓ毎に設けられているドレン孔４０と、複数のドレン孔４０毎に設けられているドレン配管４３と、複数のドレン配管４３毎に設けられている弁４４と、を有する。ドレン孔４０は、空間形成体３５に形成されている孔と、ケーシング２３（２０）に形成されている孔とで構成されている。空間形成体３５に形成されている孔と、ケーシング２３（２０）に形成されている孔とは、互いにつながっている。このドレン孔４０は、空間形成体３５における音響空間Ｓに面する内面で開口する第一開口４１と、ケーシング２３（２０）の下部における外面で開口する第二開口４２と、を有する。第一開口４１は、空間形成体３５における音響空間Ｓに面する内面の下部で開口している。具体的に、図１３に示すように、例えば、第一開口４１の最下端４１ｘの位置が、空間形成体３５における音響空間Ｓに面する内面のうちで、この内面中の最下端Ｓｘから第一開口４１の内径ｄ１以内の距離ｄ２の位置である。

ドレン配管４３は、図１２に示すように、ドレン孔４０の第二開口４２に接続されている。弁４４は、このドレン配管４３に設けられている。

ここで、図１３に示すように、空間形成体３５における音響空間Ｓに面する内面で開口している第一開口４１を含み、この内面からドレン孔４０の延在方向でこの第一開口４１の内径を維持している部分を第一開口部４１ａとする。この第一開口部４１ａの内径は、ドレン孔４０の他の部分の内径よりも小さい。言い換えると、ドレン孔４０の第一開口部４１ａを除く部分の内径は、第一開口部４１の内径よりも大きい。第一開口４１の開口面積は、多孔板３１のうち、この第一開口４１が開口する音響空間Ｓを確定する部分における全ての音響孔３４、言い換えると、この第一開口４１が開口する音響空間Ｓを臨む全ての音響孔３４の合計開口面積の２０％以下、好ましくは１０％以下である。これは、音響空間Ｓとドレン孔４０とが連通しても、音響空間Ｓによる吸音効果の低下を最小限に抑えるためである。また、ドレン孔４０の第一開口４１を除く部分の内径が第一開口４１の内径よりも大きいのは、第一開口４１を通過した液体をケーシング２０外に排出し易くするためのである。

また、ドレン孔４０の延在方向における第一開口部４１ａの長さｔ（ｍ）は、以下の式で表される値であることが好ましい。
ｔ ≦ ｃ／ｆｍａｘ／２
この式で、ｆｍａｘ（Ｈｚ）が音響空間Ｓによる吸音周波数域の上限であり、ｃ（ｍ／ｓ）が音速である。

本実施形態の消音装置３０Ｇは、以上で説明したように、ドレン孔４０を有するので、音響空間Ｓに溜まった液体を音響空間Ｓ外に排出することができる。このため、本実施形態では、消音装置３０Ｇで目的の周波数域の音を吸音できなくなる等の不都合を回避することができ、吸音効果の低減を抑えることができる。なお、音響空間Ｓに溜まった液体を排出する場合、弁４４を開放する。但し、音響空間Ｓに溜まった液体を排出しない場合には、弁４４を閉じて、通路内における気体の圧力漏れを抑える。

本実施形態における複数の音響空間Ｓ毎のドレン孔４０の第二開口４２は、いずれも、ケーシング２０の外面で開口している。しかしながら、例えば、三つの音響空間Ｓがある場合、第一音響空間Ｓのドレン孔４０の第二開口４２のみをケーシング２０の外面で開口させてもよい。この場合、第二音響空間Ｓのドレン孔４０の第二開口４２を第一音響空間Ｓで開口させ、第三音響空間Ｓのドレン孔４０の第二開口４２を第一音響空間Ｓ又は第二音響空間Ｓで開口させる。この場合でも、第二音響空間Ｓ及び第三音響空間Ｓに溜まった液体が第一音響空間Ｓに流入した後、この第一音響空間Ｓからドレン孔４０を介してケーシング２０外に排出される。
「第八実施形態」
遠心圧縮機の第八実施形態について、図１４を用いて説明する。

本実施形態における遠心圧縮機は、第七実施形態における遠心圧縮機の変形例である。本実施形態における消音装置３０Ｈも、第七実施形態における消音装置３０Ｇと同様、複数の音響孔３４が形成されている多孔板３１と、複数の音響空間Ｓを形成する空間形成体３５と、複数の音響空間Ｓ毎に設けられているドレン孔４０と、複数のドレン孔４０毎に設けられているドレン配管と、複数のドレン配管毎に設けられている弁と、を有する。なお、図１４は、本実施形態の消音装置３０Ｈの特徴を明確にするために、消音装置３０Ｈの構成要素のうち、多孔板３１、空間形成体３５、及びドレン孔４０の一部のみが描かれており、他の要素は描かれていない。但し、他の要素は、第七実施形態における遠心圧縮機を示す図１２に描かれている対応要素と同じである。

本実施形態における消音装置３０Ｈも、第七実施形態の消音装置３０Ｇと同様、多孔板３１の第一面３２が径方向通路２６の内面の一部を形成するよう配置されている。また、本実施形態におけるドレン孔４０は、第七実施形態におけるドレン孔４０と同様、空間形成体３５における音響空間Ｓに面する内面で開口する第一開口４１ｈと、ケーシング２０の下部における外面で開口する第二開口と、を有する。本実施形態におけるドレン孔４０の第一開口４１ｈは、第七実施形態におけるドレン孔４０の第一開口４１のように、開口面積の対する制限が基本的にない。このため、本実施形態におけるドレン孔４０の第一開口４１ｈの開口面積は、第七実施形態におけるドレン孔４０の第一開口４１の開口面積より大きくてもよい。

本実施形態における消音装置３０Ｈは、さらに、ドレン孔４０中に配置されている吸湿部材４５を有する。この吸湿部材４５は、複数の吸湿剤４６の粒と、複数の吸湿剤４６の粒を接続する接着剤と、を有する。吸湿剤４６は、水分を吸収する固体、叉は、水分を吸収した状態で固体扱いできる材料である。具体的に、吸湿剤４６としては、シリカゲル、塩化カルシウム、酸化カルシウム等である。吸湿部材４５中の吸湿剤４６の量は、音響空間Ｓ中に溜まると想定される液体量、吸湿剤４６の吸水能、音響空間Ｓ内の温度変化や圧力変化等の環境変化等を基づいて定められる。

吸湿部材４５は、ドレン孔４０中で、第一開口４１ｈを含む位置か、第一開口４１ｈに近い位置に配置されている。言い換えると、吸湿部材４５は、ドレン孔４０中で、第一開口４１ｈを実質的に含む位置に配置されている。また、ドレン孔４０内の領域であって、このドレン孔４０の延在方向における吸湿部材４５が配置されている領域では、ドレン孔４０が塞がるよう吸湿部材４５が設けられている。すなわち、ドレン孔４０の延在方向に対して垂直な方向におけるドレン孔４０の面積は、ドレン孔４０の延在方向に対して垂直な方向における吸湿部材４５の断面積と実質的に等しい。このため、本実施形態では、音響空間Ｓとドレン孔４０とが連通していても、音響空間Ｓによる吸音効果の低下を最小限に抑えることができる。

本実施形態の消音装置３０Ｈも、以上で説明したように、ドレン孔４０を有するので、音響空間Ｓに溜まった液体を音響空間Ｓ外に排出することができる。具体的に、音響空間Ｓ内に液体成分は、ドレン孔４０内の吸湿部材４５に吸着される。吸湿部材４５に吸着された液体成分を排出する場合、弁４４を開放する。この結果、吸着部材に吸着された液体成分は、ドレン孔４０及びドレン配管４３を介して、ケーシング２０外に排出される。吸湿部材４５に吸着された液体成分を排出しない場合、弁４４を閉じて、通路内における気体の圧力漏れを抑える。

本実施形態でも、音響空間Ｓに溜まった液体を音響空間Ｓ外に排出することができるため、消音装置３０Ｈで目的の周波数域の音を吸音できなくなる等の不都合を回避することができ、吸音効果の低減を抑えることができる。しかも、本実施形態では、ドレン孔４０内には、ドレン孔４０を塞ぐよう吸湿部材４５が設けられているため、第七実施形態よりも、音響空間Ｓとドレン孔４０とが連通していることによる吸音効果の低減を抑えることができる。

本実施形態における複数の音響空間Ｓ毎のドレン孔４０の第二開口は、第七実施形態と同様、いずれも、ケーシング２０の外面で開口している。しかしながら、例えば、三つの音響空間Ｓがある場合、第一音響空間Ｓのドレン孔４０の第二開口のみをケーシング２０の外面で開口させてもよい。この場合、第二音響空間Ｓのドレン孔４０の第二開口を第一音響空間Ｓで開口させ、第三音響空間Ｓのドレン孔４０の第二開口を第一音響空間Ｓ又は第二音響空間Ｓで開口させる。各ドレン孔４０内には、本実施形態と同様に、吸湿部材４５が配置されている。この場合でも、第二音響空間Ｓ及び第三音響空間Ｓに溜まった液体が第一音響空間Ｓに流入した後、この第一音響空間Ｓからドレン孔４０を介してケーシング２０外に排出される。
「第九実施形態」
遠心圧縮機の第九実施形態について、図１５を用いて説明する。

本実施形態における遠心圧縮機は、第八実施形態における遠心圧縮機の変形例である。本実施形態における消音装置３０Ｉも、第八実施形態における消音装置３０Ｈと同様、複数の音響孔３４が形成されている多孔板３１と、複数の音響空間Ｓを形成する空間形成体３５と、複数の音響空間Ｓ毎のドレン孔４０と、複数のドレン孔４０毎の吸湿部材４５と、を有する。但し、本実施形態における消音装置３０Ｉは、第七及び第八実施形態における消音装置３０Ｇ，３０Ｈの複数のドレン孔４０毎に設けられているドレン配管４３、及び複数のドレン配管４３毎に設けられている弁４４を有していない。

本実施形態における消音装置３０Ｉも、第八実施形態の消音装置３０Ｇと同様、多孔板３１の第一面３２が径方向通路２６の内面の一部を形成するよう配置されている。本実施形態のドレン孔４０ｉは、第七実施形態及び第八実施形態におけるドレン孔４０と異なり、多孔板３１に形成されている。ドレン孔４０ｉは、多孔板３１の第一面３２で開口する第一開口４１ｉと、多孔板３１の第二面３３で開口する第二開口４２ｉと、を有する。第二開口４２は、多孔板３１中の下部で開口している。具体的に、例えば、第二開口４２の最下端の位置が、音響空間Ｓ中の最下端から第二開口４２の内径以内の距離の位置である。

吸湿部材４５は、第八実施形態の吸湿部材４５と同じである。この吸湿部材４５は、ドレン孔４０ｉを塞ぐようドレン孔４０ｉ内に配置されている。このため、音響空間Ｓとドレン孔４０ｉとが連通していても、音響空間Ｓによる吸音効果の低下を最小限に抑えることができる。

本実施形態の消音装置３０Ｉも、以上で説明したように、ドレン孔４０ｉを有するので、音響空間Ｓに溜まった液体を音響空間Ｓ外に排出することができる。具体的に、音響空間Ｓ内に液体成分は、ドレン孔４０ｉ内の吸湿部材４５に吸着される。吸湿部材４５に吸着された液体成分は、径方向通路２６内に排出される。このため、本実施形態では、消音装置３０Ｉで目的の周波数域の音を吸音できなくなる等の不都合を回避することができ、吸音効果の低減を抑えることができる。しかも、本実施形態では、ドレン孔４０ｉ内には、ドレン孔４０ｉを塞ぐよう吸湿部材４５が設けられているため、第七実施形態よりも、吸音効果の低減を抑えることができる。また、本実施形態における消音装置３０Ｉでは、第七実施形態及び第八実施形態における消音装置３０Ｇ，３０Ｈにおけるドレン配管４３や弁４４が不要である上に、多孔板３１のみにドレン孔４０ｉを形成すればよいので、構造の簡素化が図られ、製造コストを抑えることができる。

なお、以上で説明した第七から第九実施形態のいずれかにおける消音装置３０Ｇ，３０Ｈ，３０Ｉのドレン排出機構を、第一から第四実施形態及び第一実施形態の各変形例における消音装置に適用してもよい。また、以上で説明した第七から第九実施形態のいずれかにおける消音装置３０Ｇ，３０Ｈ，３０Ｉのドレン排出機構を、多孔板３１の第一面３２が中間通路２３ｐ（図１に示す）の内面の一部を形成するよう配置されている消音装置に適用してもよい。

また、以上の各実施形態及び各変形例における遠心圧縮機は、いずれも多段遠心圧縮機であるが、本発明における遠心圧縮機は、多段遠心圧縮機に限定されない。つまり、本発明における遠心圧縮機は、インペラが一つの単段遠心圧縮機であってもよい。

１０：回転軸
１１：インペラ
１１ａ：初段インペラ
１１ｂ：最終段インペラ
１２：インペラ内流路
１３：インペラ入口
１４：インペラ出口
１５ａ：スラスト軸受
１５ｂ：ジャーナル軸受
２０：ケーシング
２０ｉ：入口
２０ｏ：出口
２０ｐ：通路
２１：入口ケーシング
２１ｐ：入口通路
２３：中間ケーシング
２３ｐ：中間通路
２３ｐａ：ディフューザ通路
２３ｐｂ：リターン通路
２３ｐｃ：戻り通路
２５：出口ケーシング
２５ｐ：出口通路
２６：径方向通路
２６ａ：第一側内面
２６ｂ：第二側内面
２７：出口スクロール通路
２７ｏ：外側内面
２７ｉ：内側内面
２７ａ：第一側内面
２７ｂ：第二側内面
２８：凹部
３０Ａ，３０Ａａ，３０Ａｂ，３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｇ，３０Ｈ，３０Ｉ：消音装置
３０Ｂ１，３０Ｃ１：第一消音装置
３０Ｂ２，３０Ｃ２：第二消音装置
３０Ｃａ：第二近距離消音装置
３０Ｃｂ：第二中距離消音装置
３０Ｃｃ：第二遠距離消音装置
３０Ｄａ：近距離消音装置
３０Ｄｂ：遠距離消音装置
３１，３１ｅ，３１ｆ：多孔板
３２：第一面
３３：第二面
３４：音響孔
３５，３５ｅ，３５ｆ：空間形成体
３６，３６ｅ：外枠
３７：底壁
３８：側周壁
３９，３９ｅ：仕切壁
４０，４０ｉ：ドレン孔
４１，４１ｈ，４１ｉ：第一開口
４１ａ：第一開口部
４２，４２ｉ：第二開口
４３：ドレン配管
４４：弁
４５：吸湿部材
４６：吸湿剤
Ｓ：音響空間
Ａｒ：軸線
Ｄａ：軸線方向
Ｄａ１：第一側
Ｄａ２：第二側
Ｄｃ：周方向
Ｄｒ：径方向
Ｄｒｉ：径方向内側
Ｄｒｏ：径方向外側

Claims

軸線を中心として回転して、前記軸線に対する径方向外側に気体を送る一以上のインペラと、
一以上の前記インペラを覆い、気体を入口から内部に導いて出口から吐出させるケーシングと、
消音装置と、
を備え、
前記ケーシングは、
前記軸線に対して周方向に延びて、前記出口と連通する出口スクロール通路を有し、
前記消音装置は、
互いに背合わせの関係にある第一面及び第二面と、前記第一面から前記第二面に貫通する複数の音響孔と、が形成されている多孔板と、
複数の前記音響孔につながっている音響空間を前記多孔板の前記第二面側に形成する空間形成体と、
を有し、
前記消音装置の前記第一面は、前記ケーシングにおける前記出口スクロール通路を確定する内面の一部を形成し、
前記消音装置として、第一消音装置と第二消音装置とを有し、
前記ケーシングは、一以上の前記インペラのうちの最終段インペラから流出した気体を前記径方向外側に導き、前記出口スクロール通路と連通している径方向通路を有し、
前記第一消音装置の前記第一面は、前記出口スクロール通路の前記内面の一部を形成し、
前記第二消音装置の前記第一面は、前記径方向通路を確定する内面の一部を形成し、
前記第二消音装置として、近距離消音装置と遠距離消音装置とを有し、
前記近距離消音装置は、前記軸線に対する径方向で、前記遠距離消音装置よりも前記最終段インペラに近い位置に配置され、
前記近距離消音装置の複数の音響孔の内径は、前記遠距離消音装置の複数の音響孔の内径よりも小さい、
遠心圧縮機。
軸線を中心として回転して、前記軸線に対する径方向外側に気体を送る一以上のインペラと、
一以上の前記インペラを覆い、気体を入口から内部に導いて出口から吐出させるケーシングと、
消音装置としての近距離消音装置及び遠距離消音装置と、
を備え、
前記ケーシングは、一以上の前記インペラのうちの最終段インペラから流出した気体を前記出口に導く出口通路を有し、
前記近距離消音装置及び前記遠距離消音装置は、いずれも、
互いに背合わせの関係にある第一面及び第二面と、前記第一面から前記第二面に貫通する複数の音響孔と、が形成されている多孔板と、
複数の前記音響孔につながっている音響空間を前記多孔板の前記第二面側に形成する空間形成体と、
を有し、
前記近距離消音装置の前記第一面及び前記遠距離消音装置の前記第一面は、いずれも、前記ケーシングにおける前記出口通路を確定する内面の一部を形成し、
前記最終段インペラから前記近距離消音装置までの前記出口通路に沿った距離が、前記最終段インペラから前記遠距離消音装置までの前記出口通路に沿った距離より、短く、
前記近距離消音装置の複数の前記音響孔の内径は、前記遠距離消音装置の複数の前記音響孔の内径よりも小さい、
遠心圧縮機。
請求項１又は２に記載の遠心圧縮機において、
前記消音装置の前記空間形成体の少なくとも一部は、前記ケーシングと同じ材料で前記ケーシングと一体形成されている、
遠心圧縮機。
請求項３に記載の遠心圧縮機において、
前記多孔板は、前記ケーシングよりも線膨張係数が大きな材料で形成されている、
遠心圧縮機。
軸線を中心として回転して、前記軸線に対する径方向外側に気体を送る一以上のインペラと、
一以上の前記インペラを覆い、気体を入口から内部に導いて出口から吐出させるケーシングと、
消音装置と、
を備え、
前記ケーシングは、
前記軸線に対して周方向に延びて、前記出口と連通する出口スクロール通路を有し、
前記消音装置は、
互いに背合わせの関係にある第一面及び第二面と、前記第一面から前記第二面に貫通する複数の音響孔と、が形成されている多孔板と、
複数の前記音響孔につながっている音響空間を前記多孔板の前記第二面側に形成する空間形成体と、
を有し、
前記消音装置の前記第一面は、前記ケーシングにおける前記出口スクロール通路を確定する内面の一部を形成し、
前記消音装置の前記空間形成体の少なくとも一部は、前記ケーシングと同じ材料で前記ケーシングと一体形成され、
前記多孔板は、前記ケーシングよりも線膨張係数が大きな材料で形成されている、
遠心圧縮機。
請求項１から５のいずれか一項に記載の遠心圧縮機において、
前記消音装置は、前記音響空間内の液体を前記音響空間外に排出するドレン孔を有する、
遠心圧縮機。
請求項６に記載の遠心圧縮機において、
前記ドレン孔は、前記空間形成体における前記音響空間に面する内面で開口する第一開口と、前記ケーシングの外面で開口する第二開口と、を有する、
遠心圧縮機。
請求項７に記載の遠心圧縮機において、
前記第一開口の開口面積は、前記多孔板のうち、一の前記音響空間を確定する部分における全ての前記音響孔の合計開口面積の２０％以下である、
遠心圧縮機。
請求項７又は８に記載の遠心圧縮機において、
前記消音装置は、ドレン孔内の空間と前記ケーシングの外側空間とを仕切ることができる弁を有する、
遠心圧縮機。
請求項７に記載の遠心圧縮機において、
前記ドレン孔中には、吸湿剤が配置されている、
遠心圧縮機。
請求項６に記載の遠心圧縮機において、
前記ドレン孔は、前記多孔板の前記第一面で開口する第一開口と、前記多孔板の前記第二面で開口する第二開口と、を有し、
前記ドレン孔中には、吸湿剤が配置されている、
遠心圧縮機。
軸線を中心として回転して、前記軸線に対する径方向外側に気体を送る一以上のインペラと、
一以上の前記インペラを覆い、気体を入口から内部に導いて出口から吐出させるケーシングと、
消音装置と、
を備え、
前記ケーシングは、前記入口から流入した気体を、一以上の前記インペラを介して、前記出口に導く通路を有し、
前記消音装置は、
互いに背合わせの関係にある第一面及び第二面と、前記第一面から前記第二面に貫通する複数の音響孔と、が形成されている多孔板と、
複数の前記音響孔につながっている音響空間を前記多孔板の前記第二面側に形成する空間形成体と、
前記音響空間内の液体を前記音響空間外に排出するドレン孔と、
を有し、
前記消音装置の前記第一面は、前記通路の内面の一部を形成し、
前記ドレン孔は、前記多孔板の前記第一面で開口する第一開口と、前記多孔板の前記第二面で開口する第二開口と、を有し、
前記ドレン孔中には、吸湿剤が配置されている、
遠心圧縮機。
軸線を中心として回転して、前記軸線に対する径方向外側に気体を送る一以上のインペラと、
一以上の前記インペラを覆い、気体を入口から内部に導いて出口から吐出させるケーシングと、
消音装置と、
を備え、
前記ケーシングは、前記入口から流入した気体を、一以上の前記インペラを介して、前記出口に導く通路を有し、
前記消音装置は、
互いに背合わせの関係にある第一面及び第二面と、前記第一面から前記第二面に貫通する複数の音響孔と、が形成されている多孔板と、
複数の前記音響孔につながっている音響空間を前記多孔板の前記第二面側に形成する空間形成体と、
を有し、
前記消音装置の前記第一面は、前記ケーシングにおける前記通路を確定する内面の一部を形成し、
前記空間形成体の少なくとも一部は、前記ケーシングと同じ材料で前記ケーシングと一体形成され、
前記多孔板は、前記ケーシングよりも線膨張係数が大きな材料で形成されている、
遠心圧縮機。
請求項１から１３のいずれか一項に記載の遠心圧縮機において、
複数の前記音響孔の内径は、０．１ｍｍ以上で３．０ｍｍ以下である、
遠心圧縮機。
請求項１４に記載の遠心圧縮機において、
複数の前記音響孔の内径は、０．２ｍｍ以上で１．０ｍｍ以下である、
遠心圧縮機。