WO2017073106A1

WO2017073106A1 - 遠心圧縮機械の戻り流路形成部、遠心圧縮機械

Info

Publication number: WO2017073106A1
Application number: PCT/JP2016/067202
Authority: WO
Inventors: 古賀　淳
Original assignee: 三菱重工業株式会社
Priority date: 2015-10-30
Filing date: 2016-06-09
Publication date: 2017-05-04
Also published as: US20180172025A1; CN107709792A; JP6653157B2; JP2017082721A

Abstract

　戻り流路形成部は、ケーシング（２８）と複数のリターンベーン（３８）と、を備える。ケーシング（２８）は、リターンベンド部（３６）、及びストレート流路（３７）を有する戻り流路（３３）を備える。ストレート流路（３７）は、ハブ側壁面（Ｗ１）と、シュラウド側壁面（Ｗ２）と、シュラウド側壁面（Ｗ２）の径方向の一部に形成された中間吸込口（４１）と、を有する。ハブ側壁面（Ｗ１）及びシュラウド側壁面（Ｗ２）の少なくとも一方が、中間吸込口（４１）を境界として、軸線（Ａｒ）を含む断面における径方向に対する傾斜角度が異なる。

Description

遠心圧縮機械の戻り流路形成部、遠心圧縮機械

　本発明は、遠心圧縮機の戻り流路形成部、遠心圧縮機械に関する。
　本願は、２０１５年１０月３０日に、日本に出願された特願２０１５－２１３７３８号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　ターボ冷凍機は、電気電子関連工場のようなクリーンルームを有する大型の工場空調や、地域冷暖房などの用途に幅広く仕様されている大容量の熱源機器である。ターボ冷凍機は、主に羽根車を用いて冷媒ガスを圧縮する圧縮機、蒸発器、凝縮器、エコノマイザから構成され、第二圧縮段の上流にエコノマイザからの冷媒ガスを流入させる形式のものが知られている。

　圧縮機としては、性能とコストの観点から二段圧縮・二段膨張サイクルを採用した遠心圧縮機を用いる例が多い。この種の遠心圧縮機では、第二圧縮段の羽根車の上流に中間吸込口を設け、この中間吸込口を通じて、エコノマイザから供給された冷媒ガスを取り込んでいる。この中間吸込口は、リターンベーンの近傍に設けられることが一般的である（下記特許文献１）。

　第一圧縮段における圧縮性能向上を図る上では、リターンベーンの出口幅（リターンベーンの下流側端部における流路面積）を拡大することが一般に有効であるとされている。

特開２０１３－１９４６８７号公報

　しかしながら、上記のように中間吸込口を有する構成の圧縮機では、上記のようにリターンベーンの出口幅のみを単に拡大した場合、圧力損失が大きくなる。そのため、必要とされる圧縮効率の向上が実現できない可能性がある。

　本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、十分な圧縮効率を有する遠心圧縮機械の戻り流路形成部を提供することを目的とする。

　本発明の第一の態様によれば、遠心圧縮機械の戻り流路形成部は、軸線に沿って延びる回転軸の径方向内側から径方向外側に向かって流れる流体を径方向内側に反転させるリターンベンド部、及び前記リターンベンド部の下流側に接続されて、前記流体を径方向内側に導くストレート流路を有する戻り流路を形成するケーシングを備える。この戻り流路形成部は、前記ストレート流路の一部に設けられて周方向に間隔をあけて複数配置されたリターンベーンを更に備える。前記ケーシングは、前記ストレート流路における前記リターンベーンの配置領域を形成するハブ側壁面及びシュラウド側壁面を有するとともに、前記シュラウド側壁面の前記径方向の一部に形成された中間吸込口を有する。前記ハブ側壁面及び前記シュラウド側壁面の少なくとも一方は、前記中間吸込口を境界として、前記軸線を含む断面における前記径方向に対する傾斜角度が異なる。

　この構成によれば、ストレート流路で、流路断面積が急激に拡大する部分が形成されない。言い換えると、ストレート流路は、軸線を中心とする径方向外側から内側に向かうにしたがって緩やかにその断面積が拡大する。したがって、ストレート流路中を流れる流体に圧力損失が生じる可能性を低減することができる。

　本発明の第二の態様によれば、第一の態様に係る前記ハブ側壁面は、前記径方向内側に向かうに従って前記径方向に対して傾斜角度θ１をなして後退するように延びるハブ側上流面を有しても良い。このハブ側壁面は、前記ハブ側上流面の前記径方向内側に接続されて、前記径方向内側に向かうに従って前記径方向に対して前記傾斜角度θ１よりも小さい傾斜角度θ２をなして後退するように延びるハブ側下流面を更に有してもよい。

　上述の構成によれば、ハブ側上流面が径方向に対して傾斜角度θ１を有し、ハブ側下流面が径方向に対して傾斜角度θ２を有する。これにより、ストレート流路中の断面積を上流側から下流側にかけて緩やかに変化させることができる。

　本発明の第三の態様によれば、第二の態様に係る前記シュラウド側壁面は、前記中間吸込口の前記径方向外側に配置されて、前記径方向内側に向かうに従って前記径方向に対して傾斜角度θ３をなして後退するように延びるシュラウド側上流面を有しても良い。前記シュラウド側壁面は、前記中間吸込口の前記径方向内側に配置されて、前記径方向に平行に延びるシュラウド側下流面を更に有してもよい。

　上述の構成によれば、軸線に対する径方向外側から内側に向かうにしたがってストレート流路中の断面積が拡大する率（面積拡大率）が過大になることを抑制することができる。

　本発明の第四の態様によれば、第二の態様に係る前記シュラウド側壁面は、前記中間吸込口の前記径方向外側に配置されて、前記径方向に平行に延びるシュラウド側上流面と、前記中間吸込口の前記径方向内側に配置されて、前記径方向に平行に延びるシュラウド側下流面とを有してもよい。

　上述の構成によれば、シュラウド側壁面に沿って流体を円滑に流すことができる。さらに、上述の構成によれば、軸線に対する径方向外側から内側に向かうにしたがってストレート流路中の断面積が拡大する率（面積拡大率）が急激に変化することを抑制することができる。

　本発明の第五の態様によれば、第一の態様に係る前記シュラウド側壁面は、前記中間吸込口の前記径方向外側に配置されて、前記径方向内側に向かうに従って前記径方向に対して傾斜角度θ４をなして後退するように延びるシュラウド側上流面を有しても良い。前記シュラウド側壁面は、前記中間吸込口の前記径方向内側に配置されて、前記径方向内側に向かうに従って前記径方向に対して前記傾斜角度θ４よりも小さい傾斜角度θ５をなして後退するように延びるシュラウド側下流面を更に有してもよい。

　上述の構成によれば、ハブ側上流面が径方向に対して傾斜角度θ４を有し、ハブ側下流面が径方向に対して傾斜角度θ５を有する。これにより、ストレート流路中の断面積を上流側から下流側にかけて変化させることができる。さらに、上述の構成によれば、軸線を中心とする径方向外側から内側に向かうにしたがってストレート流路中の断面積が拡大する率（面積拡大率）が過大になることを抑制することができる。

　本発明の第六の態様によれば、第五の態様に係る前記ハブ側壁面は、前記径方向に平行に延びていてもよい。

　上述の構成によれば、シュラウド側壁面に沿って流体を円滑に流すことができる。さらに、上述の構成によれば、軸線を中心とする径方向外側から内側に向かうにしたがってストレート流路中の断面積が拡大する率（面積拡大率）が急激に変化することを抑制することができる。

　本発明の第七の態様によれば、遠心圧縮機械は、軸線回りに回転する回転軸と、前記回転軸に設けられて、前記軸線回りに回転するインペラと、前記インペラを外周側に設けられた第一から第六の態様のいずれか一の態様に係る遠心圧縮機械の戻り流路形成部と、を備える。

　上述の構成によれば、十分な圧縮効率を有する遠心圧縮機を提供することができる。

　上記遠心圧縮機械の戻り流路形成部、遠心圧縮機械によれば、十分な圧縮効率を有する遠心圧縮機械の戻り流路形成部、遠心圧縮機械を提供することができる。

本発明の第一実施形態に係るターボ冷凍機を示す構成図である。本発明の第一実施形態に係る遠心圧縮機の軸線を含む面における断面図である。本発明の第一実施形態に係る遠心圧縮機の要部拡大断面図である。本発明の第一実施形態に係る戻り流路の断面積の拡大率の一例を示すグラフである。本発明の第二実施形態に係る遠心圧縮機の要部拡大断面図である。本発明の第三実施形態に係る遠心圧縮機の要部拡大断面図である。

［第一実施形態］
　以下、本発明の第一実施形態に係るターボ冷凍機１（遠心圧縮機械）について図面を参照して説明する。
　図１に示すように、本実施形態に係るターボ冷凍機１は、圧縮機２と、凝縮器３と、サブクーラ４と、高圧膨張弁５と、エコノマイザ７（中間冷却器）と、蒸発器８と、を備えている。
　圧縮機２は、冷媒を圧縮する。
　凝縮器３は、圧縮機２によって生成された高温高圧の冷媒ガスを凝縮する。
　サブクーラ４は、凝縮器３によって凝縮された液相冷媒（液冷媒）に対して過冷却処理を行う。
　高圧膨張弁５は、サブクーラ４からの液冷媒を膨張させる。
　エコノマイザ７（中間冷却器）は、高圧膨張弁５に接続されるとともに、圧縮機２の中間段、及び低圧膨張弁６に接続される。
　蒸発器８は、低圧膨張弁６によって膨張させられた液冷媒を蒸発させる。

　圧縮機２は、遠心式の２段圧縮機である。この圧縮機２は、低圧側の第一インペラ２１と、高圧側の第二インペラ２２と、を備えている。圧縮機２は、電源からの入力周波数を変更するインバータにより回転数を制御された電動モータ１１によって駆動される。

　サブクーラ４は、凝縮器３の冷媒ガス下流側に設けられている。サブクーラ４は、凝縮された冷媒に対して過冷却を与えるために用いられる。凝縮器３及びサブクーラ４には、これらを冷却するための冷却伝熱管１２が挿通されている。冷却伝熱管１２内部には、冷却水が流れている。冷媒ガスは、冷却伝熱管１２に触れることで凝縮される。

　蒸発器８は、冷水による吸熱によって、予め定められた定格温度の冷媒ガスを生成する。蒸発器８には、冷水伝熱管１５が挿通されている。

　次に、遠心圧縮機２の詳細な構成について図２を参照して説明する。
　図２に示すように、遠心圧縮機２は、回転軸２９と、モータ（不図示）と、第一インペラ２１、及び第二インペラ２２と、ケーシング２８と、を有している。
　回転軸２９は、軸線Ａｒに沿って延びるとともに、この軸線Ａｒ回りに回転可能となっている。
　モータ（不図示）は、回転軸２９を回転駆動する。
　第一インペラ２１、及び第二インペラ２２は、回転軸２９上で軸線Ａｒ方向に互いに離間して設けられている。
　ケーシング２８は、これら第一インペラ２１、及び第二インペラ２２を外周側から覆っている。

　ケーシング２８の軸線Ａｒ方向の第一側には、冷媒ガスを外部から流入させる吸込口３０が設けられている。ケーシング２８の軸線Ａｒ方向の第二側には、冷媒ガスを排出するスクロール３１が設けられている。ケーシング２８には、吸込口３０とスクロール３１とを連通させる内部空間３２が形成されている。

　第一インペラ２１、及び第二インペラ２２は、この内部空間３２に配置されている。第一インペラ２１は第一圧縮段、第二インペラ２２は第二圧縮段をそれぞれ形成する。これら第一インペラ２１、及び第二インペラ２２は、軸線Ａｒを中心とした径方向における内側から外側に向かって延びる複数のブレードＢを有している。以下の説明において、「軸線Ａｒを中心とした径方向」を、単に「径方向」と呼ぶ。

　これら複数のブレードＢは、軸線Ａｒを中心とした周方向に間隔をあけて配列されている。
　上記周方向で互いに隣り合う一対のブレードＢ同士の間には、冷媒ガスが流れる流路が形成されている。この流路は、軸線Ａｒ方向の第一側から第二側に向かうに従って、径方向の内側から外側に冷媒ガスの流れが次第に向かうように湾曲している。以下の説明では、ブレードＢによって形成される流路の両端部のうち、冷媒ガスが流入する側（軸線Ａｒ方向の第一側）を、上流側、ハブ側などと呼ぶ。以下の説明では、更に、冷媒ガスが流出する側（軸線Ａｒ方向の第二側）を、下流側、シュラウド側などと呼ぶ。

　内部空間３２は、戻り流路３３と、吸込流路３４（流入流路３４）と、を備えている。
　戻り流路３３は、第一インペラ２１が形成する流路の下流側に接続されている。
　吸込流路３４（流入流路３４）は、戻り流路３３と、第二インペラ２２が形成する流路と、を接続する。この吸込み流路３４は、第二インペラ２２が形成する流路の上流側に接続されている。
　以降の説明では、特に戻り流路３３を形成する遠心圧縮機２の実体部分を戻り流路形成部３３Ａと呼ぶ。すなわち、戻り流路３３は、戻り流路形成部３３Ａとしてのケーシング２８の一部を含んでいる。

　戻り流路３３は、径方向の外側に配置される第一インペラ２１の流路出口から、径方向の内側に配置される第二インペラ２２の流路入口に向かって冷媒ガスを流す。戻り流路３３（戻り流路形成部３３Ａ）は、ディフューザ３５と、リターンベンド部３６と、ストレート流路３７と、リターンベーン３８と、中間吸込口４１と、を有している。

　ディフューザ３５は、第一インペラ２１によって圧縮された冷媒ガスを、径方向の外側に案内する。ディフューザ３５は、径方向の内側から外側に向かうに従って、径方向から見た流路面積が次第に拡大している。軸線Ａｒ方向におけるディフューザ３５の両側の壁面は、軸線Ａｒを含む断面上では、径方向内側から外側に向かって互いに平行に延びている。径方向におけるディフューザ３５の外側の端部は、リターンベンド部３６を介して径方向内側に向かって反転された後、ストレート流路３７に連通されている。軸線Ａｒ方向におけるディフューザ３５の両側の壁面は、必ずしも完全に平行である必要はなく、実質的に平行であればよい。

　リターンベンド部３６は、軸線Ａｒを含む断面上で、その中央部が径方向外側に向かって凸となるように湾曲している。言い換えると、リターンベンド部３６は、ディフューザ３５の出口と、ストレート流路３７の入口を結ぶ円弧状をなしている。
　ストレート流路３７は、リターンベンド部３６の下流側の端部から径方向内側に向かって延びている。ストレート流路３７には、複数のリターンベーン３８が軸線Ａｒを中心として放射状に配列されている。このストレート流路により、冷媒ガス（流体）が径方向内側に向かって導かれる。

　図３に示すように、軸線Ａｒを含む断面上で、ストレート流路３７を形成する一対の壁面は、それぞれハブ側壁面Ｗ１、及びシュラウド側壁面Ｗ２とされている。すなわち、ハブ側壁面Ｗ１は、ストレート流路３７の軸線Ａｒ方向における第一側の壁面をなす。シュラウド側壁面Ｗ２は、ストレート流路３７の軸線Ａｒ方向における第二側の壁面をなす。ハブ側壁面Ｗ１とシュラウド側壁面Ｗ２とは、軸線Ａｒ方向で互いに対向している。これらハブ側壁面Ｗ１、及びシュラウド側壁面Ｗ２は、リターンベーン３８が配置される配置領域Ｓを形成する。

　戻り流路３３の吸込流路３４（すなわち、第二インペラ２２の流路入口）には、運転状況に応じて角度を変更することが可能な可動ベーン５０が設けられている。可動ベーン５０は、軸線Ａｒに対する周方向に間隔をあけて複数配列されている。これら複数の可動ベーン５０は、駆動装置５１（図２参照）によって駆動されて、その角度が変更される。

　図２に示すように、シュラウド側壁面Ｗ２の中途位置には、中間吸込チャンバー４０が設けられている。この中間吸込チャンバー４０は、ストレート流路３７中において、エコノマイザ７で発生した冷媒ガスを第一インペラ２１の吐出流に合流させる。中間吸込チャンバー４０は、第二インペラ２２の入口部周囲を囲む円環状の空間である。中間吸込チャンバー４０には、その径方向内側に、スリット状の中間吸込口４１が設けられている。この中間吸込口４１は、中間吸込チャンバー４０の内部と、リターン流路のストレート流路３７とを接続している。シュラウド側壁面Ｗ２上で、中間吸込口４１の一端（出口）が設けられる領域は、後述する接続壁面Ｗｃとされている。

　図３に示すように、本実施形態では、軸線Ａｒを含む断面視で、ストレート流路３７におけるハブ側壁面Ｗ１、及びシュラウド側壁面Ｗ２が、中間吸込口４１の一端（出口）を境界として、軸線Ａｒを中心とする径方向に対して異なる角度で傾斜している。

　より具体的には、ハブ側壁面Ｗ１は、ハブ側上流面Ｗ１１と、ハブ側下流面Ｗ１２と、を備えている。ハブ側上流面Ｗ１１は、ハブ側壁面Ｗ１のうち中間吸込口４１の一端（出口）の径方向位置よりも径方向外側の領域に形成されている。ハブ側上流面Ｗ１１は、更に、径方向に対して相対的に大きな傾斜角度θ１をなしている。ハブ側下流面Ｗ１２は、ハブ側上流面Ｗ１１の径方向内側に接続され、傾斜角度θ１よりも径方向に対して相対的に小さな傾斜角度θ２をなす。上述した径方向に対する傾斜角度とは、軸線Ａｒに直交する仮想平面に対する傾斜角度とも言える。同様に、以下の説明における、「径方向に対して平行」とは、軸線Ａｒに直交する仮想平面に対して平行であることを意味する。
　ハブ側上流面Ｗ１１は、径方向外側から径方向内側に向かうに従って、径方向に対して傾斜角度θ１をなして後退するように延びる。言い換えれば、ハブ側上流面Ｗ１１は、径方向外側から内側に向かうに従って、軸線Ａｒ方向の第一側に後退するように延びている。
　ハブ側下流面Ｗ１２は、径方向外側から径方向内側に向かうに従って、径方向に対して傾斜角度θ２をなして後退するように延びる。言い換えれば、ハブ側下流面Ｗ１２は、径方向外側から内側に向かうに従って、軸線Ａｒ方向の第一側に後退するように延びている。

　シュラウド側壁面Ｗ２は、シュラウド側上流面Ｗ２１と、接続壁面Ｗｃと、シュラウド側下流面Ｗ２２と、を備えている。シュラウド側上流面Ｗ２１は、中間吸込口４１の一端（出口）の径方向位置よりも径方向外側の領域に形成され、径方向に対して相対的に大きな傾斜角度θ３をなす。接続壁面Ｗｃは、中間吸込口４１の一端（出口）が形成された壁面である。シュラウド側下流面Ｗ２２は、シュラウド側上流面Ｗ２１よりも径方向内側に位置し、径方向に対して相対的に小さな傾斜角度をなす。ここで言う傾斜角度とは、軸線Ａｒの径方向に対して各壁面がなす角度のうち、劣角を指している（図３におけるθ１，θ２，θ３を参照）。

　シュラウド側上流面Ｗ２１は、径方向外側から内側に向かうに従って、径方向に対して傾斜角度θ３をなして後退している。言い換えれば、シュラウド側上流面Ｗ２１は、径方向外側から内側に向かうに従って、軸線Ａｒ方向の第二側に後退するように延びている。本実施形態では、シュラウド側下流面Ｗ２２は、径方向に対して平行となるように形成されている。言い換えれば、ハブ側下流面Ｗ１２は、軸線Ａｒに直交する方向に延びている。

　すなわち、ハブ側上流面Ｗ１１とシュラウド側上流面Ｗ２１とは、軸線Ａｒを含む断面上で、径方向外側から内側に向かうに従って次第に離間する。
　ストレート流路３７の内側を向くハブ側上流面Ｗ１１とハブ側下流面Ｗ１２とがなす角度は、傾斜角度θ２よりも傾斜角度θ１が大きいため、１８０°よりも小さく、かつ９０°よりも大きい。

　第一圧縮段における圧縮性能向上を図る上では、リターンベーン３８の出口幅（リターンベーン３８の下流側端部における流路面積）を大きくすることが一般に有効とされている。しかしながら、上記のように中間吸込口４１を有する遠心圧縮機２では、リターンベーン３８の出口幅のみを単に拡大した場合、流路断面積が急激に拡大することで圧力損失が大きくなる。そのため、必要とされる圧縮効率の向上を実現できない可能性がある。

　しかしながら、上述の構成によれば、ストレート流路３７には、流路断面積が急激に拡大する部分が形成されていない。言い換えると、ストレート流路３７は、径方向外側から内側に向かうにしたがって緩やかにその断面積が拡大する。したがって、ストレート流路３７中を流れる冷媒ガス（流体）の圧力損失が生じる可能性を低減することができる。
　これにより、遠心圧縮機２の圧縮効率を十分に向上させることができる。

　さらに、上述のような構成によれば、径方向外側から内側に向かうに従って、ストレート流路３７中の断面積が拡大する率（面積拡大率）が過大になることを抑制できる（図４参照）。特に、図４に示すように、リターンベーン３８（図３参照）の出口側端部でのみその流路幅を拡大した場合、面積拡大率が大きく増加することが懸念される。
　しかしながら、本実施形態では、リターンベーン３８の出口幅を拡大することに加えて、上記のように、それぞれ傾斜した部分を有する上流面（ハブ側上流面Ｗ１１、シュラウド側上流面Ｗ２１）と下流面（ハブ側下流面Ｗ１２、シュラウド側下流面Ｗ２２）とを設けることによって、面積拡大率を変えずに、リターンベーン３８の出口幅を従前に比べて拡大することが可能になる。これにより、遠心圧縮機２の圧縮効率をさらに向上させることができる。

［第二実施形態］
　次に、本発明の第二実施形態について、図５を参照して説明する。上記第一実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

　図５に示すように、本実施形態では、ハブ側上流面Ｗ１１、及びハブ側下流面Ｗ１２が、それぞれ径方向に対して傾斜角度θ１，θ２をなしている。より詳細には、ハブ側上流面Ｗ１１は、径方向外側から内側に向かうに従って、径方向に対して傾斜角度θ１をなして後退するように延びている。すなわち、ハブ側上流面Ｗ１１は、径方向外側から内側に向かうに従って、軸線Ａｒ方向の第一側に後退するように延びている。

　ハブ側下流面Ｗ１２は、径方向外側から内側に向かうに従って、径方向に対して傾斜角度θ２をなして後退するように延びている。すなわち、ハブ側下流面Ｗ１２は、径方向外側から内側に向かうに従って、軸線Ａｒ方向の第一側に後退するように延びている。傾斜角度θ１は、傾斜角度θ２よりも大きい。本実施形態では、シュラウド側上流面Ｗ２１、及びシュラウド側下流面Ｗ２２は、いずれも径方向に対して平行である。
　つまり、ハブ側壁面Ｗ１のみが径方向に対して傾斜し、シュラウド側壁面Ｗ２は、接続壁面Ｗｃを除く部分が径方向に対して平行に延びている。

　以上のような構成によって、軸線Ａｒに対する径方向外側から内側に向かうに従って、ストレート流路３７中の断面積が拡大する割合（面積拡大率）が過大になることをさらに抑制することができる。加えて、ハブ側壁面Ｗ１及びシュラウド側壁面Ｗ２の双方を傾斜させた場合に比べて、部材の設計や加工を容易に行うことができる。

［第三実施形態］
　本発明の第三実施形態について、図６を参照して説明する。第一実施形態、及び第二実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

　図６に示すように、本実施形態におけるハブ側壁面Ｗ１は、径方向の全域にわたって、径方向に対して平行に延びている。すなわち、ハブ側上流面Ｗ１１とハブ側下流面Ｗ１２とは、互いに同一の平面上に配置されるように連続している。シュラウド側壁面Ｗ２は、シュラウド側上流面Ｗ２１、及びシュラウド側下流面Ｗ２２がそれぞれ径方向に対して傾斜角度θ４，θ５をなしている。より詳細には、シュラウド側上流面Ｗ２１は、径方向外側から内側に向かうに従って、径方向に対して傾斜角度θ４をなして後退するように延びている。すなわち、シュラウド側上流面Ｗ２１は、径方向外側から内側に向かうに従って、軸線Ａｒ方向の第二側に後退するように延びている。

　シュラウド側下流面Ｗ２２は、径方向外側から内側に向かうに従って、径方向に対して傾斜角度θ５をなして後退するように延びている。すなわち、シュラウド側下流面Ｗ２２は、径方向外側から内側に向かうに従って、軸線Ａｒ方向の第二側に後退するように延びている。
　傾斜角度θ５は、傾斜角度θ４よりも小さい。

　以上のような構成によっても、径方向外側から内側に向かうに従って、ストレート流路３７中の断面積が拡大する割合（面積拡大率）が過大になることをさらに抑制することができる。加えて、ハブ側壁面Ｗ１及びシュラウド側壁面Ｗ２の双方を傾斜させた場合に比べて、部材の設計や加工を容易に行うことができる。

　この発明は、遠心圧縮機械の戻り流路形成部、遠心圧縮機械に適用でき、ストレート流路を流れる流体に圧力損失が生じる可能性を低減することができる。

１…ターボ冷凍機　２…圧縮機（遠心圧縮機、遠心圧縮機械）　３…凝縮器　４…サブクーラ　５…高圧膨張弁　６…低圧膨張弁　７…エコノマイザ　８…蒸発器　１１…電動モータ　１２…冷却伝熱管　１５…冷水伝熱管　２１…第一インペラ　２２…第二インペラ　２８…ケーシング　２９…回転軸　３０…吸込口　３１…スクロール　３２…内部空間　３３…戻り流路　３４…吸込流路（流入流路）　３５…ディフューザ　３６…リターンベンド部　３７…ストレート流路　３８…リターンベーン　４０…中間吸込チャンバー　４１…中間吸込口　５０…可動ベーン　５１…駆動装置　３３Ａ…戻り流路形成部　Ａｒ…軸線　Ｂ…ブレード　Ｓ…配置領域　Ｗ１…ハブ側壁面　Ｗ１１…ハブ側上流面　Ｗ１２…ハブ側下流面　Ｗ２…シュラウド側壁面　Ｗ２１…シュラウド側上流面　Ｗ２２…シュラウド側下流面　Ｗｃ…接続壁面　θ１，θ２，θ３，θ４，θ５…傾斜角度

Claims

　軸線に沿って延びる回転軸の径方向内側から径方向外側に向かって流れる流体を径方向内側に反転させるリターンベンド部、及び前記リターンベンド部の下流側に接続されて、前記流体を径方向内側に導くストレート流路を有する戻り流路を形成するケーシングと、
　前記ストレート流路の一部に設けられて周方向に間隔をあけて複数配置されたリターンベーンと、を備え、
　前記ケーシングは、前記ストレート流路における前記リターンベーンの配置領域を形成するハブ側壁面及びシュラウド側壁面を有するとともに、前記シュラウド側壁面の前記径方向の一部に形成された中間吸込口を有し、
　前記ハブ側壁面及び前記シュラウド側壁面の少なくとも一方が、前記中間吸込口を境界として、前記軸線を含む断面における前記径方向に対する傾斜角度が異なる遠心圧縮機械の戻り流路形成部。
　前記ハブ側壁面は、
　前記径方向内側に向かうに従って前記径方向に対して傾斜角度θ１をなして後退するように延びるハブ側上流面と、
　前記ハブ側上流面の前記径方向内側に接続されて、前記径方向内側に向かうに従って前記径方向に対して前記傾斜角度θ１よりも小さい傾斜角度θ２をなして後退するように延びるハブ側下流面と、を有する請求項１に記載の遠心圧縮機械の戻り流路形成部。
　前記シュラウド側壁面は、
　前記中間吸込口の前記径方向外側に配置されて、前記径方向内側に向かうに従って前記径方向に対して傾斜角度θ３をなして後退するように延びるシュラウド側上流面と、
　前記中間吸込口の前記径方向内側に配置されて、前記径方向に平行に延びるシュラウド側下流面と、を有する請求項２に記載の遠心圧縮機械の戻り流路形成部。
　前記シュラウド側壁面は、
　前記中間吸込口の前記径方向外側に配置されて、前記径方向に平行に延びるシュラウド側上流面と、
　前記中間吸込口の前記径方向内側に配置されて、前記径方向に平行に延びるシュラウド側下流面と、を有する請求項２に記載の遠心圧縮機械の戻り流路形成部。
　前記シュラウド側壁面は、
　前記中間吸込口の前記径方向外側に配置されて、前記径方向内側に向かうに従って前記径方向に対して傾斜角度θ４をなして後退するように延びるシュラウド側上流面と、
　前記中間吸込口の前記径方向内側に配置されて、前記径方向内側に向かうに従って前記径方向に対して前記傾斜角度θ４よりも小さい傾斜角度θ５をなして後退するように延びるシュラウド側下流面と、を有する請求項１に記載の遠心圧縮機械の戻り流路形成部。
　前記ハブ側壁面は、前記径方向に平行に延びている請求項５に記載の遠心圧縮機械の戻り流路形成部。
　軸線回りに回転する回転軸と、
　前記回転軸に設けられて、前記軸線回りに回転するインペラと、
　前記インペラを外周側に設けられた請求項１から６いずれか一項に記載の遠心圧縮機械の戻り流路形成部と、
を備える遠心圧縮機械。