JPWO2017138199A1

JPWO2017138199A1 - 遠心圧縮機

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Publication number: JPWO2017138199A1
Application number: JP2017566512A
Authority: JP
Inventors: 宝潼王; 龍介沼倉; 健一長尾
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2016-02-12
Filing date: 2016-11-08
Publication date: 2018-06-14
Anticipated expiration: 2036-11-08
Also published as: JP6504273B2; DE112016006410T5; US10954960B2; CN108474391A; US20190010958A1; DE112016006410B4; WO2017138199A1; CN108474391B

Abstract

遠心圧縮機は、インペラを収容する吸入路を含むハウジングを備え、吸入路には、インペラに対向する位置に形成された第１開口部と、第１開口部よりも上流側に形成された第２開口部と、第１開口部と第２開口部とを連通し、インペラの回転軸を中心として円環状に延在する循環流路と、循環流路内に配置された複数のガイドベーンと、が設けられ、循環流路は、周方向に複数のガイドベーンが間隔を空けて配置された第１領域と、ガイドベーンが配置されていない第２領域とを含み、第２領域は、第１領域におけるガイドベーン同士の間隔よりも周方向に広い範囲にわたっている。

Description

本開示は、遠心圧縮機に関する。

従来、低流量運転時におけるサージングの発生を抑制した遠心圧縮機が知られている。例えば特許文献１に開示された遠心圧縮機は、吸入口を形成するシュラウド壁中に環状のトリートメント空洞部（循環流路）を備えている。このトリートメント空洞部内には、複数の導流板が等間隔に配置されている。

特開２００１−２８９１９７号公報

一般に、遠心圧縮機のインペラ出口側では、非設計点において、スクロールの非軸対称性に起因して、周方向に不均一な静圧分布が形成される。不均一な静圧分布が形成された場合、サージングの発生によって低流量側への作動域の拡大が困難となる虞がある。特許文献１に開示された遠心圧縮機のように、循環経路が形成されている場合には、循環経路を通る流体によって、インペラへの流量が増大し、遠心圧縮機の動作が安定することでサージングの発生が抑制される。しかし、このような遠心圧縮機においても、インペラ出口側における不均一な静圧分布の影響を受けるため、低流量側への作動域の拡大が困難となる虞がある。

本開示は、低流量側への作動域を拡大できる遠心圧縮機を説明する。

一形態の遠心圧縮機は、インペラを収容する吸入路を含むハウジングを備え、吸入路には、インペラに対向する位置に形成された第１開口部と、第１開口部よりも上流側に形成された第２開口部と、第１開口部と第２開口部とを連通し、インペラの回転軸を中心として円環状に延在する循環流路と、循環流路内に配置された複数のガイドベーンと、が設けられ、循環流路は、周方向に複数のガイドベーンが間隔を空けて配置された第１領域と、ガイドベーンが配置されていない第２領域とを含み、第２領域は、第１領域におけるガイドベーンの間隔よりも周方向に広い範囲にわたっている。

本開示に係る遠心圧縮機によれば、低流量側への作動域を拡大することができる。

図１は、一実施形態に係る遠心圧縮機の断面図である。図２は、インサートリングを示す斜視図である。図３は、ガイドベーンの配置を説明するための模式図である。図４は、インペラの出口側における周方向の圧力分布を示す図である。図５（ａ）は、流量と圧力比との関係を示す図であり、図５（ｂ）は流量と圧縮機効率との関係を示す図である。図６（ａ）〜図６（ｉ）は、変形例に係る遠心圧縮機におけるガイドベーンの形態を説明するための模式図である。図７（ａ）、図７（ｂ）は、図６（ｉ）におけるガイドベーンの形態を説明する模式図である。

この遠心圧縮機によれば、第１開口部から循環経路内に流入した流体が、第２開口部からインペラに向けて流出される。循環経路内には、第１領域と第２領域とが形成されているので、循環経路内のガイドベーンは周方向に偏在することになる。これにより、第２開口部から流出される流体は、周方向に不均一な状態となる。そのため、インペラへの流入条件が周方向で変化することによって、インペラ出口側における静圧分布が改善され得る。したがって、低流量側への作動域を拡大することができる。

また、ハウジングは、インペラの外周に形成される円環状の巻き流路と、巻き流路に連通した吐出路と、を備え、第１領域は、インペラの回転軸を中心として巻き流路と吐出路との接続部分を基準に±９０度の角度範囲に形成される構成でもよい。また、回転軸を中心とした場合に第１領域が形成される角度範囲には、巻き流路と吐出口との接続部分が含まれる構成でもよい。このような構成によれば、第１領域が巻き流路と吐出口との接続部分側に形成されているので、接続部分側におけるインペラ出口静圧分布が周方向で均一化する。

また、第１領域に形成されたガイドベーンは、インペラの回転方向と逆方向に流体を吐出する向きに傾斜している構成でもよい。この構成では、第１領域が形成されている位置において、第２開口部から流出する流体がインペラの回転方向と逆方向に向かって流れる。これにより、当該位置でのインペラの揚力（ヘッド、ローディング）を上昇させることができる。

また、ハウジングは、吸入路内に取り付けられ第２開口部を形成するインサートリングを含み、インサートリングは、ガイドベーンを備えている構成でもよい。このような構成によれば、ガイドベーンを備えた循環経路を容易に製造することができる。

また、一形態に係る遠心圧縮機は、インペラを収容する吸入路を含むハウジングを備え、吸入路には、インペラに対向する位置に形成された第１開口部と、第１開口部よりも上流側に形成された第２開口部と、第１開口部と第２開口部とを連通し、インペラの回転軸を中心として円環状に延在する循環流路と、循環流路内において周方向に離間して配置された複数のガイドベーンと、が設けられ、複数のガイドベーンは、第２開口部から流出される流体が周方向に不均一な状態となるように、インペラの回転軸を中心として非軸対称に形成されて、インペラの出口側における静圧分布を均一化する。

この遠心圧縮機によれば、第１開口部から循環経路内に流入した流体が、第２開口部からインペラに向けて流出される。循環経路内には、インペラの回転軸を中心として非軸対称となるように複数のガイドベーンが配置されている。これにより、第２開口部から流出される流体は、周方向に不均一な状態となる。そのため、インペラへの流入条件が周方向で変化することによって、インペラ出口側における静圧分布が改善され得る。したがって、低流量側への作動域を拡大することができる。

以下、本開示に係る実施の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。便宜上、実質的に同一の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。以下の説明において、「上流」又は「下流」という場合、気体のうち、循環流路を流れる循環流の流れ方向ではなく、吸入路から巻き流路へと進行する主流の流れ方向を基準とする。

図１は、遠心圧縮機の断面図である。図１に示されるように、遠心圧縮機１は、インペラ１０と、インペラ１０を収容するハウジング２０とを備える。インペラ１０は、回転軸１１に取り付けられ回転軸線Ｌ周りに回転するハブ１２と、ハブ１２の外周面に回転周方向に沿って配設された複数のブレード１３と、を備えている。回転軸１１は、ハウジング２０と固定される軸受ハウジング５に対して回転自在に取り付けられている。ハブ１２は、先端側に向かって小径となる形状をなし、回転軸線Ｌ側を凸にして湾曲する外側面を有している。ブレード１３はハブ１２の外周面上において回転周方向に等間隔に配置されている。

ハウジング２０は、ハウジング本体２０Ａとインサートリング２０Ｂとを含む。ハウジング本体２０Ａは、円環状の巻き流路２３及び吐出部（吐出路）２４（図３参照）を備えるとともに、巻き流路２３の中央に設けられた円筒状の外壁部３１を備える。外壁部３１は、ハウジング本体２０Ａにおいて、下流側を基端として上流側に突出している。また、外壁部３１の内側には、円筒状をなす内壁部３２が形成されている。内壁部３２は、外壁部３１の下流側を基端として上流側に立ち上がっている。すなわち、内壁部３２と外壁部３１とは下流側において連続して形成されており、その連続した部分がブレード１３に対向するシュラウド部となっている。外壁部３１及び内壁部３２の内周側は、吸入路２２となっている。吸入路２２のうち、内壁部３２の内側の空間は、収容部２１となっており、インペラ１０を回転自在に収容する。すなわち、内壁部３２の内周面は、インペラ１０のブレード１３に対向する。

内壁部３２の上流側の端部３２ｂは、外壁部３１の上流側の端部３１ｂよりも下流側に位置している。また、径方向における内壁部３２と外壁部３１との間には、間隙ＳＰが形成されている。また、内壁部３２には、回転軸線Ｌを中心とした円周状のスリット（第１開口部）Ｓ１が形成されている。スリットＳ１は、軸方向においてブレード１３に対向する位置に設けられる。これにより、収容部２１と間隙ＳＰとはスリットＳ１によって連通する。

インサートリング２０Ｂは、ケーシングトリートメント構造の一部をなす。図２は、インサートリング２０Ｂを示す斜視図である。図１、図２に示されるように、インサートリング２０Ｂは、ハウジング本体２０Ａの外壁部３１の内側に固定される。インサートリング２０Ｂは、円環板状をなす基部３３と、基部３３に固設された複数のガイドベーン３５とを備えている。基部３３の外径は、例えば、外壁部３１の上流側の内径と略同一である。また、基部３３の内径は、例えば、内壁部３２の上流側の内径と略同一である。基部３３は、例えば、外周側から内周側にかけて下流側に向かうように傾斜している。すなわち、基部３３の内側面３３ａは、基部３３の外側面３３ｂよりも下流側に位置する。基部３３の下流側の面（底面３３ｃ）は、内壁部３２の上流側の端部３２ｂからさらに上流側に離間して配置されている。これにより、基部３３と内壁部３２との間に回転軸線Ｌを中心とした円周状のスリット（第２開口部）Ｓ２が形成される。本実施形態では、内壁部３２に形成されたスリットＳ１、内壁部３２と外壁部３１との間隙ＳＰ、及び、内壁部３２と基部３３との間のスリットＳ２によって、円環状の循環流路Ｆが構成される。吸入路２２から流入した空気の一部は、収容部２１からスリットＳ１を介して循環流路Ｆに流入する。そして、この一部の空気は、スリットＳ２を介して再び吸入路２２に戻り、下流に向かう。このように、循環流路Ｆは、スリットＳ１とスリットＳ２とを連通し、回転軸線Ｌを中心として円環状に延在する。

ガイドベーン３５は、板状をなしており、基部３３の底面３３ｃに立設されている。これにより、ガイドベーン３５は、循環流路Ｆ内に配置される。本実施形態におけるガイドベーン３５は、回転軸線Ｌに対して平行に配置されている。また、ガイドベーン３５は、径方向に対して傾斜して配置されている。例えば、ガイドベーン３５は、インペラ１０の回転方向と逆方向に空気（流体）を吐出する向きに傾斜している（図３において不図示であるが、ハウジング２０正面から見てインペラ１０は右回りで回転する）。

ガイドベーン３５の基部３３側は、基部３３の内側面３３ａ側の端縁から外側面３３ｂ側の端縁にかけて延在している。また、ガイドベーン３５の基部３３側において、その内側端縁３６は、基部３３と内壁部３２との間（すなわちスリットＳ２）に位置している。ガイドベーン３５の先端３７側は、循環流路Ｆに嵌入するように、径方向内側に切欠部３８が形成されており、基部３３側よりも狭い幅となっている。ハウジング本体２０Ａにインサートリング２０Ｂが固定された状態では、ガイドベーン３５の先端３７側は、内壁部３２の外周面３２ａから外壁部３１の内周面３１ａにかけて延在する。回転軸線Ｌの方向において、ガイドベーン３５の先端３７の位置は、スリットＳ１の位置よりも基部３３側となっている。

さらに図３を参照して、複数のガイドベーン３５の配置について説明する。図３は、循環流路Ｆ内におけるガイドベーン３５の配置を説明するための模式図である。図３に示されるように、巻き流路２３及び吐出部２４によってスクロール流路２６が構成される。インペラ１０によって送られた空気は、ディフューザ２５を経由してスクロール流路２６に集められ、吐出部２４に形成された吐出口２４ａから吐出される。ディフューザ２５は、回転軸線Ｌ方向に一定の高さを有する環状の平行流路である。ディフューザ２５は、インペラ１０が配置される収容部２１とスクロール流路２６との間に設けられて、これらを連絡する。

巻き流路２３と吐出部２４との接続部分２７には、舌部２８が設けられている。この舌部２８に対応する巻き始め部２３ａから、巻き終わり部２３ｂに至るまでが、スクロール流路２６における巻き流路２３とされている。より具体的には、巻き始め部２３ａから巻き終わり部２３ｂまでの周方向の角度は、例えば３２０°程度になっている。この態様に限られず、巻き始め部２３ａから巻き終わり部２３ｂまでの周方向の角度は、３２０°未満であってもよく、３２０°以上であってもよい。例えば、巻き流路２３は、一周（すなわち３６０°）にわたって連続していてもよい。

本実施形態では、複数のガイドベーン３５が周方向に間隔を空けて配置されている。これらのガイドベーン３５は、基部３３における周方向の一部の範囲に配置されている。これにより、循環流路Ｆは、周方向に複数のガイドベーン３５が配置された第１領域Ｒ１と、ガイドベーン３５が配置されない第２領域Ｒ２とを含む。第２領域Ｒ２は、第１領域Ｒ１におけるガイドベーン３５同士の間隔よりも周方向に広い範囲にわたっている。本実施形態において、ガイドベーン３５が形成される第１領域Ｒ１は、環状の循環流路Ｆのうち、回転軸線Ｌを中心として中心角９０°程度の領域である。第１領域Ｒ１では、複数のガイドベーン３５が例えばピッチ角度θを２０°〜３０°程度として等間隔で配置されている。なお、図示例では、ガイドベーン３５のピッチ角度θは、２２．５°程度となっている。一方、第２領域Ｒ２は、ガイドベーン３５が形成されていない領域であり、環状の循環流路Ｆのうち、回転軸線Ｌを中心として中心角２７０°程度の領域である。

また、本実施形態では、第１領域Ｒ１が、回転軸線Ｌを中心として巻き流路２３と吐出部２４との接続部分２７（舌部２８）を基準に±９０度の角度範囲に形成されている。図３に示す例では、第１領域Ｒ１が形成される角度範囲に、巻き流路２３と吐出部２４との接続部分２７が含まれている。より具体的には、回転軸線Ｌを中心とした周方向における第１領域Ｒ１の中央が、接続部分２７の位置に略一致している。また、この例では、周方向における第１領域Ｒ１の一方側の端部の角度位置が、巻き流路２３の巻き終わり部２３ｂの位置に略一致している。

続いて、本実施形態における遠心圧縮機１の作用・効果について説明する。図４は、第２領域Ｒ２が形成されていない場合（すなわち、循環流路Ｆ内に周方向全域にわたってガイドベーン３５が等間隔に配置されている場合であり、以下、「通常品」と呼ぶことがある）におけるインペラ１０出口側の静圧分布の一例を示している。横軸の周方向角度は、回転軸線Ｌを中心とした角度であり、舌部２８の位置を基準Ｂ（すなわち０°、図３参照）としている。また、スクロール流路２６内の流れの方向（図３において右回りの方向）を＋、スクロール流路２６内の流れとは逆方向（図３において左回りの方向）を−としている。この静圧分布では、±９０°程度の範囲で、圧力比が落ち込んでおり、３０゜の位置で静圧比（インペラ１０の出口側圧力／入口側圧力）が最小となっている。通常では、舌部２８の位置が静圧比最小となるが、ケーシングの形状等によって圧力伝播の経路が異なるので、舌部２８の位置が必ずしも静圧比最小の位置と一致しない。但し、舌部２８の位置と静圧比最小とは関連性があるので、舌部２８の位置に対して静圧比最小の位置は±３０°範囲に存在することが多い。このように、通常品では、周方向に不均一な静圧分布が形成された場合、サージングの発生によって低流量側への作動域の拡大が困難となる場合がある。

図５（ａ）は、流量（Ｑ）と圧力比（π）との関係を示す図であり、図５（ｂ）は流量（Ｑ）と圧縮機効率（η）との関係を示す図である。圧力比及び圧縮機効率は、いずれもＣＦＤ（Computational Fluid Dynamics）解析による性能予測結果の一例である。図５（ａ）及び図５（ｂ）では、ケーシングトリートメント形状をもたない例（ＣＴなし）、及び、通常品の性能予測結果の一例を比較例とした。圧力比及び圧縮機効率のいずれの結果においても、本実施形態では、比較例に比べて低流量側に広い範囲で性能予測結果が得られている。すなわち、本実施形態では、低流量側において作動域が拡大していると考えられる。また、圧力比及び圧縮機効率のいずれの性能予測結果においても、低流量側において本実施形態のグラフが通常品のグラフを上回っている。すなわち、本実施形態では、通常品に比べて圧縮機の効率が向上していると考えられる。

以上のように、本実施形態の遠心圧縮機１によれば、スリットＳ１から循環流路Ｆ内に流入した空気が、スリットからインペラ１０に向けて流出される。循環流路Ｆ内には、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２とが形成されているので、循環流路Ｆ内のガイドベーン３５は周方向に偏在することになる。これにより、スリットＳ２から流出される流体は、周方向に不均一な状態となる。そのため、インペラ１０への流入条件が周方向で変化することによって、インペラ１０出口側であるディフューザ２５内における静圧分布が改善され得る。したがって、低流量側への作動域を拡大することができる。

また、第１領域Ｒ１は、インペラ１０の回転軸線Ｌを中心として巻き流路２３と吐出部２４との接続部分２７である舌部２８を基準に±９０度の角度範囲に形成されている。特に、回転軸線Ｌを中心とした場合に第１領域Ｒ１が形成される角度範囲には、舌部２８が含まれている。このように、第１領域Ｒ１が舌部２８側に形成されているので、静圧比が低下しやすい舌部２８側におけるインペラ出口静圧分布の均一性を改善することができる。

また、第１領域Ｒ１に形成されたガイドベーン３５は、インペラ１０の回転方向と逆方向に流体を吐出する向きに傾斜している。この構成では、第１領域Ｒ１が形成されている位置において、スリットＳ２から流出する空気がインペラ１０の回転方向と逆方向に向かって流れる。これにより、当該位置でのインペラ１０の揚力（ヘッド、ローディング）を上昇させることができる。そのため、第２領域Ｒ２が形成される位置に比べて、インペラ１０の仕事が上昇し、インペラ１０出口側の静圧分布を改善し得る。

また、ハウジング２０は、吸入路２２内に取り付けられスリットＳ２を形成するインサートリング２０Ｂを含んでいる。そして、インサートリング２０Ｂには、ガイドベーン３５が設けられている。このような構成によれば、ガイドベーン３５を備えた循環流路Ｆを容易に製造することができる。

以上、本開示の実施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形態に限られるものではない。例えば、図６（ａ）〜（ｉ）は、変形例に係るガイドベーンの形態を示す。いずれの変形例においても、上記の実施形態とガイドベーンの形態のみ相違する。以下、主として実施形態と相違する点について説明し、同一の要素や部材については同一の符号を付して詳しい説明は省略する。なお、特に言及する場合を除き、各変形例におけるガイドベーンの基本的な形状は実施形態のガイドベーン３５と同様である。また、ガイドベーンの「傾斜」とは、回転軸線Ｌを中心とした径方向を基準とする。

実施形態では、ガイドベーン３５が径方向に対して傾斜して配置されている例として、インペラ１０の回転方向と逆方向に空気を吐出する向きに傾斜している例を示したが、これに限定されない。例えば、図６（ａ）に示されるように、ガイドベーン３５ａが径方向に延びるように配置されてもよい。また、図６（ｂ）に示されるように、ガイドベーン３５ｂがインペラ１０の回転方向に空気を吐出するように傾斜してもよい。

また、実施形態では、回転軸線Ｌを中心とした周方向における第１領域Ｒ１の中央が、舌部２８の位置に略一致している例を示したが、これに限定されない。第１領域Ｒ１は、周方向のいずれかの位置に形成されていればよい。例えば、図６（ｃ）に示されるように、第１領域Ｒ１が形成されている角度範囲に舌部２８が含まれていなくてもよい。この例では、舌部２８を基準に±９０度の角度範囲に第１領域Ｒ１の一部が重複している。

また、実施形態では、第２領域Ｒ２が一部のみに連続して形成されている例を示したが、これに限定されない。例えば、図６（ｄ）に示されるように、第２領域Ｒ２がガイドベーン３５ｄによって分割されてもよい。この例では、第１領域Ｒ１以外の領域（実施形態における第２領域Ｒ２）に３つのガイドベーン３５ｄが配置されることによって、４つの第２領域Ｒ２が設けられている。それぞれの第２領域Ｒ２は、第１領域Ｒ１におけるガイドベーン３５ｄの間隔よりも周方向に広い範囲にわたっている。

また、実施形態では、第１領域Ｒ１が一部のみに形成されている例を示したが、これに限定されない。第１領域Ｒ１が複数形成されていてもよい。例えば、図６（ｅ）に示されるように、第１領域Ｒ１から周方向に離間した位置に他の第１領域Ｒ１が形成されてもよい。この場合、第１領域Ｒ１と他の第１領域Ｒ１との間の領域が第２領域Ｒ２となる。すなわち、第２領域Ｒ２が２か所に形成されている。図示例では、２つの第１領域Ｒ１におけるガイドベーン３５ｅの数が相違しているが、ガイドベーン３５ｅの数は同じであってもよい。

また、実施形態では、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２とを形成することによって、スリットＳ２から流出される空気を周方向に不均一な状態にする例を示したが、これに限定されない。すなわち、周方向全域にわたって複数のガイドベーンが形成されてもよい。ガイドベーンは、スリットＳ２から流出される空気が周方向に不均一な状態となるように、インペラ１０の回転軸１１を中心として非軸対称に形成される。これにより、インペラ１０の出口側における静圧分布が均一化される。このような形態の例について、図６（ｆ）〜（ｉ）を参照して説明する。

例えば、図６（ｆ）に示される例では、周方向全域にわたって配置されたガイドベーンのうち一部の領域のガイドベーンの形態が他のガイドベーンの形態と異なっている。例えば、舌部２８側に向いた複数（図示例では４つ）のガイドベーン３５ｆａの径方向に対する傾斜（図示例のガイドベーンは右回りを＋方向として傾斜している）が、他のガイドベーン３５ｆｂの傾斜よりも大きくなっている。これにより、当該ガイドベーン３５ｆａのスロート幅は、他のガイドベーン３５ｆｂのスロート幅よりも小さくなる。この場合、ガイドベーンのスロート幅（隣り合うガイドベーン同士の最短の間隔）が周方向で変化することによって、スリットＳ２から流出される空気が周方向に不均一な状態となる。そのため、インペラ１０への流入条件が周方向で変化することによって、インペラ１０の出口側における静圧分布が改善され得る。したがって、低流量側への作動域を拡大することができる。

また、図６（ｇ）に示されるように、周方向全域にわたって配置されるガイドベーンのうちの一部のガイドベーンの形状が異なっていてもよい。この例では、舌部２８側に向いた複数（図示例では４つ）のガイドベーン３５ｇａにおける一側面が、他のガイドベーン３５ｇｂの一側面に比べて傾斜が大きくなっている。この場合も図６（ｆ）の例と同様に、ガイドベーン３５ｇａ同士のスロート幅は、他のガイドベーン３５ｇｂ同士のスロート幅よりも小さくなる。

また、図６（ｈ）に示されるように、周方向全域にわたって配置されるガイドベーンのうちの一部の領域のガイドベーンの間隔が異なっていてもよい。この例では、舌部２８に向いた位置に配置されたガイドベーン３５ｈの間隔が、他のガイドベーン３５ｈよりも小さくなっている。この場合、当該ガイドベーン３５ｈのスロート幅は、他のガイドベーン３５ｈのスロート幅よりも小さくなる。

図６（ｆ）〜（ｈ）では、一部領域のスロート幅が小さくなっている例を示したが、スロート幅が大きくなっていてもよい。例えば、一部の領域のみで、径方向に対するガイドベーンの傾斜を小さくしたり、ガイドベーンの間隔を広くしたりすることによって、スロート幅を大きくしてもよい。

また、図６（ｉ）に示されるように、周方向全域にわたって配置されるガイドベーンのうちの一部の領域のガイドベーンのみ異なる形状を備えていてもよい。この例では、舌部２８に向いた位置に配置されたガイドベーン３５ｉａの形状が、他のガイドベーン３５ｉｂと異なっている。図７（ａ）は図６（ｉ）のａ−ａ切断面におけるガイドベーン３５ｉｂの模式図であり、図７（ｂ）は図６（ｉ）のｂ−ｂ切断面におけるガイドベーン３５ｉａの断面模式図である。図７（ａ）、（ｂ）に示されるように、ガイドベーン３５ｉａの回転軸線Ｌ方向の長さは、ガイドベーン３５ｉｂの回転軸線Ｌ方向の長さよりも小さくなっている。これにより、スリットＳ２から流出される空気が周方向に不均一な状態となる。

また、上記の実施形態及び各変形例では、回転軸線Ｌに対して平行に配置されて、回転軸線Ｌと交差しない方向に延在するガイドベーン３５を示したが、これに限定されない。例えば、回転軸線Ｌに対して傾く方向に延在するガイドベーンであってもよい。また、平坦な板状のガイドベーン３５を示したが、湾曲した板状のガイドベーン（いわゆる曲線羽根）であってよい。

また、ガイドベーン３５がインサートリング２０Ｂに設けられている例を示したが、これに限定されない。吸入路２２に形成された循環流路Ｆ内にガイドベーンが形成されていればよく、例えばガイドベーンがハウジング本体と一体的に形成されていてもよい。

また、コンプレッサハウジング正面から見てインペラ１０は右回りで回転する例を示したが、これに限定されない。インペラ１０が左回りに回転する圧縮機に適用できる。この場合、インペラ１０の回転方向に対応して、スクロール流路２６の巻き流路２３は、巻き始めから巻き終わりまでの巻き方向が左回りとなり、吐出部２４に接続することとなる。

本開示によれば、低流量側への作動域を拡大することができる遠心圧縮機を提供することができる。

１遠心圧縮機
１０インペラ
１１回転軸
２０ハウジング
２０Ａハウジング本体
２０Ｂインサートリング
２１収容部
２２吸入路
２３巻き流路
２４吐出部
２７接続部分
２８舌部
３５ガイドベーン
Ｆ循環流路
Ｒ１第１領域
Ｒ２第２領域
Ｓ１スリット（第１開口部）
Ｓ２スリット（第２開口部）

Claims

インペラを収容する吸入路を含むハウジングを備え、
前記吸入路には、前記インペラに対向する位置に形成された第１開口部と、前記第１開口部よりも上流側に形成された第２開口部と、前記第１開口部と前記第２開口部とを連通し、前記インペラの回転軸を中心として円環状に延在する循環流路と、前記循環流路内に配置された複数のガイドベーンと、が設けられ、
前記循環流路は、周方向に前記複数のガイドベーンが間隔を空けて配置された第１領域と、前記ガイドベーンが配置されていない第２領域とを含み、
前記第２領域は、前記第１領域における前記ガイドベーンの前記間隔よりも周方向に広い範囲にわたっている、遠心圧縮機。
前記ハウジングは、前記インペラの外周に形成される円環状の巻き流路と、前記巻き流路に連通した吐出路と、を備え、
前記第１領域は、前記インペラの回転軸を中心として前記巻き流路と前記吐出路との接続部分を基準に±９０度の角度範囲に形成される、請求項１に記載の遠心圧縮機。
前記回転軸を中心とした場合に前記第１領域が形成される角度範囲には、前記巻き流路と前記吐出路との前記接続部分が含まれる、請求項２に記載の遠心圧縮機。
前記第１領域に形成された前記ガイドベーンは、前記インペラの回転方向と逆方向に流体を吐出する向きに傾斜している、請求項１に記載の遠心圧縮機。
前記第１領域に形成された前記ガイドベーンは、前記インペラの回転方向と逆方向に流体を吐出する向きに傾斜している、請求項２に記載の遠心圧縮機。
前記第１領域に形成された前記ガイドベーンは、前記インペラの回転方向と逆方向に流体を吐出する向きに傾斜している、請求項３に記載の遠心圧縮機。
前記ハウジングは、前記吸入路内に取り付けられ前記第２開口部を形成するインサートリングを含み、
前記インサートリングは、前記ガイドベーンを備えている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の遠心圧縮機。
インペラを収容する吸入路を含むハウジングを備え、
前記吸入路には、前記インペラに対向する位置に形成された第１開口部と、前記第１開口部よりも上流側に形成された第２開口部と、前記第１開口部と前記第２開口部とを連通し、前記インペラの回転軸を中心として円環状に延在する循環流路と、前記循環流路内において周方向に離間して配置された複数のガイドベーンと、が設けられ、
前記複数のガイドベーンは、前記第２開口部から流出される流体が周方向に不均一な状態となるように、前記インペラの回転軸を中心として非軸対称に形成されて、前記インペラの出口側における静圧分布を均一化する、遠心圧縮機。