JP6521275B2

JP6521275B2 - 遠心圧縮機

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Publication number: JP6521275B2
Application number: JP2017549953A
Authority: JP
Inventors: 栄一柳沢; 横尾　和俊; 和俊横尾; 徳幸岡田; 裕巳益田; 伸一郎得山
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corp
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corp
Priority date: 2015-11-13
Filing date: 2015-11-13
Publication date: 2019-05-29
Anticipated expiration: 2035-11-13
Also published as: JPWO2017081810A1; US10527062B2; EP3339655B1; US20180347589A1; WO2017081810A1; EP3339655A1; EP3339655A4

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。

周知のように、遠心圧縮機は、回転するインペラの半径方向に空気や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それら流体を圧縮する。この種の遠心圧縮機において、インペラを軸線方向に多段に備え、流体を段階的に圧縮する多段式の遠心圧縮機が知られている。

具体的には、遠心圧縮機は、ケーシングと、ケーシング内に収容されたロータとを備えている。ロータは、シャフトと、シャフトの外面に固定されたインペラと、を有している。ケーシングの吸込口から吸引された流体は、インペラにて遠心力が付与され、その運動エネルギーをディフューザ及びスクロール部で圧力エネルギーに変換する。流体は、ケーシングの排出口から送出される。

各種プラントの要求に合わせて、様々な遠心圧縮機が製造されているが、近年、例えば、ＬＮＧボイルオフガス向けの圧縮機として、極低温（例えば、−１６０℃）の流体を圧縮する遠心圧縮機の開発もなされている（例えば、特許文献１参照）。

特許第４９８０６９９号公報

ところで、例えば、極低温の流体を圧縮する遠心圧縮機においては、流体が吸引されると過度の温度変化に伴い、吸込口に隣接するケーシングヘッドが変形することがあった。ケーシングヘッドが変形することによって、ケーシングヘッドとロータとの間をシールするシール装置の機能が十分に果たされないことがあった。また、ケーシングヘッドの変形によって、ケーシングヘッドに設けられてロータを回転可能に支持する軸受の不具合に繋がる可能性があった。

本発明は、シール装置及び軸受装置に不具合が発生することを抑制す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。

本発明の第一の態様によれば、遠心圧縮機は、軸線に沿って延びるシャフトと、前記シャフトの外面に固定されて軸線方向一方側に向かって流入する極低温の流体を前記軸線の径方向外側に圧送す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、前記ダイアフラムの前記軸線方向他方側に間隔をあけて配置された第一ケーシングヘッドと、前記第一ケーシングヘッドと前記シャフトとの間に配置されたシール装置と、前記シール装置よりも前記軸線方向他方側に配置されて、前記第一ケーシングヘッドと前記シャフトとの間に配置された軸受装置と、前記第一ケーシングヘッドの前記軸線方向一方側に固定されて、前記ダイアフラムとともに前記インペラに流体を導入する吸込流路を画成するとともに、前記第一ケーシングヘッドとの間に断熱空間を画成する遮蔽部と、を備え、前記遮蔽部は、前記第一ケーシングヘッドの径方向外側の端部のみに固定され、前記遮蔽部の径方向内側の端部と前記シャフトの外周面との間に隙間が設けられるように形成されている。

このような構成によれば、断熱空間によって、吸込流路を流れる流体の熱が第一ケーシングヘッドに伝達しにくくなり、第一ケーシングヘッドが熱により変形することを抑制することができる。これにより、シール装置及び軸受装置に不具合が発生することを抑制することができる。
また、吸込流路を流れる流体の熱により遮蔽部が変形した場合においても、遮蔽部の径方向内側を固定する場合と比較して、遮蔽部に生じる応力を緩和することができる。

このような構成によれば、吸込流路を流れる流体の温度に応じて、第一ケーシングヘッドを加熱したり、冷却したりすることができる。これにより、吸込流路を流れる流体の熱が第一ケーシングヘッドに伝達した場合においても、第一ケーシングヘッドの熱変形を抑制することができる。

本発明の他の態様によれば、遠心圧縮機は、軸線に沿って延びるシャフトと、前記シャフトの外面に固定されて軸線方向一方側に向かって流入する極低温の流体を前記軸線の径方向外側に圧送す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、前記ダイアフラムの前記軸線方向他方側に間隔をあけて配置された第一ケーシングヘッドと、前記第一ケーシングヘッドと前記シャフトとの間に配置されたシール装置と、前記シール装置よりも前記軸線方向他方側に配置されて、前記第一ケーシングヘッドと前記シャフトとの間に配置された軸受装置と、前記第一ケーシングヘッドの前記軸線方向一方側に固定されて、前記ダイアフラムとともに前記インペラに流体を導入する吸込流路を画成するとともに、前記第一ケーシングヘッドとの間に断熱空間を画成する遮蔽部と、前記ダイアフラムの前記軸線方向一方側に間隔をあけて配置された第二ケーシングヘッドと、前記第二ケーシングヘッドと前記シャフトとの間に配置された排出側軸受装置と、前記第二ケーシングヘッドの前記軸線方向他方側に固定されて、前記ダイアフラムとともに前記インペラから流体を排出する排出流路を画成するとともに、前記第二ケーシングヘッドとの間に排出側断熱空間を画成する第二遮蔽部と、を備える。

このような構成によれば、排出流路を流れる流体の熱が第二ケーシングヘッドに伝達しにくくなり、第二ケーシングヘッドが熱により変形することを抑制することができる。これにより、排出側軸受装置に不具合が発生することを抑制することができる。

上記遠心圧縮機において、前記第一断熱空間と前記第二断熱空間の少なくとも一方に充填された断熱材を備えてよい。
本発明の他の態様によれば、遠心圧縮機は、軸線に沿って延びるシャフトと、前記シャフトの外面に固定されて軸線方向一方側に向かって流入する極低温の流体を前記軸線の径方向外側に圧送す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、前記ダイアフラムの前記軸線方向他方側に間隔をあけて配置された第一ケーシングヘッドと、前記第一ケーシングヘッドと前記シャフトとの間に配置されたシール装置と、前記シール装置よりも前記軸線方向他方側に配置されて、前記第一ケーシングヘッドと前記シャフトとの間に配置された軸受装置と、前記第一ケーシングヘッドの前記軸線方向一方側に固定されて、前記ダイアフラムとともに前記インペラに流体を導入する吸込流路を画成するとともに、前記第一ケーシングヘッドとの間に断熱空間を画成する遮蔽部と、前記断熱空間に充填された断熱材と、を備える。

このような構成によれば、さらに、吸込流路、排出流路を流れる流体の熱を第一ケーシングヘッドに伝達しにくくすることができる。

本発明の他の態様によれば、遠心圧縮機は、軸線に沿って延びるシャフトと、前記シャフトの外面に固定されて軸線方向一方側に向かって流入する極低温の流体を前記軸線の径方向外側に圧送す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、前記ダイアフラムの前記軸線方向他方側に間隔をあけて配置された第一ケーシングヘッドと、前記第一ケーシングヘッドと前記シャフトとの間に配置されたシール装置と、前記シール装置よりも前記軸線方向他方側に配置されて、前記第一ケーシングヘッドと前記シャフトとの間に配置された軸受装置と、前記第一ケーシングヘッドの前記軸線方向一方側に固定されて、前記ダイアフラムとともに前記インペラに流体を導入する吸込流路を画成するとともに、前記第一ケーシングヘッドとの間に断熱空間を画成する遮蔽部と、を備え、前記遮蔽部は、径方向外側の端部及び径方向内側の端部が第一ケーシングヘッドの軸線方向一方側に固定された遮蔽部材を有し、前記断熱空間は、前記遮蔽部材によって密封されている。

このような構成によれば、断熱空間と吸込流路とを完全に遮断することができる。また、遮蔽部の剛性をより高めることができる。

上記遠心圧縮機において、前記遮蔽部材と、前記第一ケーシングヘッドとの複数の固定部うち少なくとも一ヶ所に設けられた密封装置を備えてよい。

このような構成によれば、断熱空間の密封度を向上させることができる。

このような構成によれば、断熱空間によって、吸込流路を流れる流体の熱が第一ケーシングヘッドに伝達しにくくなり、第一ケーシングヘッドが熱により変形することを抑制することができる。これにより、シール装置及び軸受装置に不具合が発生することを抑制することができる。

本発明の第一実施形態の遠心圧縮機の構成を示す断面図である。本発明の第一実施形態の遠心圧縮機の吸込口周辺の断面図である。本発明の第一実施形態の遠心圧縮機の排出口周辺の断面図である。本発明の第二実施形態の遠心圧縮機の吸込口周辺の断面図である。本発明の第二実施形態の遠心圧縮機の吸込口周辺の断面図である。

本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。本実施形態では、遠心圧縮機の一例として、インペラを複数備えた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、ケーシング２と、ケーシング２内で回転自在に支持されているロータ７を備えている。ロータ７は、軸線Ａに沿って延びるシャフト８と、シャフト８の外面に固定されている複数のインペラ９と、を有している。
以下の説明において、ロータ７の軸線Ａが延びている方向を軸線方向Ｄａとする。また、軸線Ａに直交する方向を径方向とし、径方向で軸線Ａから遠ざかる側を径方向外側と呼び、径方向で軸線Ａに近づく側を径方向内側と呼ぶ。軸線方向Ｄａであって、図１の右側を軸線方向一方側Ｄａ１、図１の左側を軸線方向他方側Ｄａ２と呼ぶ。

ケーシング２は、インペラ９を外周側から囲うダイアフラム３と、ダイアフラム３の軸線方向他方側Ｄａ２に間隔をあけて配置された第一ケーシングヘッド４と、ダイアフラム３の軸線方向一方側Ｄａ１に間隔をあけて配置された第二ケーシングヘッド５と、第一ケーシングヘッド４に固定されている遮蔽板１１（遮蔽部）と、を有している。
ダイアフラム３は、複数のダイアフラム片６を軸線方向Ｄａに配列させた構造である。

インペラ９は、シャフト８の外面に取り付けられて遠心力を利用して軸線方向他方側Ｄａ２から軸線方向一方側Ｄａ１に向けて流入する空気などの流体Ｇを径方向外側に向けて圧送する。
ケーシング２は、ロータ７を回転可能に支持する。ケーシング２には、流体Ｇを上流側（軸線方向他方側Ｄａ２）から下流側（軸線方向一方側Ｄａ１）に流す流路１２が形成されている。

ケーシング２は、略円柱状の外郭をなすように形成され、中心を貫くようにロータ７が配置されている。第一ケーシングヘッド４にはロータ７の軸線方向他方側Ｄａ２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が設けられている。第一ジャーナル軸受１３は、第一ケーシングヘッド４に固定されている。第一ジャーナル軸受１３の軸線方向他方側Ｄａ２にはスラスト軸受１５が設けられている。

第一ケーシングヘッド４の径方向内側には、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の軸線方向一方側Ｄａ１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封止を行うシール装置である。なお、シール装置としては、ドライガスシール１６に限らず、第一ケーシングヘッド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、第一ケーシングヘッド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。

ドライガスシール１６の軸線方向一方側Ｄａ１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。
第二ケーシングヘッド５の径方向内側には、ロータ７の軸線方向一方側Ｄａ１の端部を回転可能に支持する第二ジャーナル軸受１４（排出側軸受装置）が設けられている。第二ジャーナル軸受１４は、第二ケーシングヘッド５に固定されている。

ケーシング２の軸線方向他方側Ｄａ２の端部には、流体Ｇを外部から流入させる吸込口１８（吸込流路）が設けられている。吸込口１８は、遮蔽板１１とダイアフラム３とによって形成されている。
ケーシング２の軸方向一方側の端部には、流体Ｇが外部に流出する排出口１９（排出流路）が設けられている。排出口１９は、排出側遮蔽部材６４とダイアフラム３とによって形成されている。
ケーシング２内には、吸込口１８及び排出口１９にそれぞれ連通し、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共に上述した流路１２としても機能する。即ち、吸込口１８と排出口１９とは、インペラ９及び流路１２を介して連通している。

インペラ９は、軸線方向Ｄａに間隔を空けて複数配列されている。なお、図示例において、インペラ９は六つ設けられているが少なくとも一つ設けられていればよい。図２に示すように、各々のインペラ９は、軸線方向一方側Ｄａ１に進むにつれて漸次拡径した略円盤状のハブ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、によって構成されている。

流路１２は、流体Ｇが複数のインペラ９によって段階的に圧縮されるように、径方向に蛇行しながら軸線方向Ｄａに進行して各々のインペラ９間を繋ぐように形成されている。流路１２は、主に吸込通路２５と、圧縮通路２６と、ディフューザ通路２７と、リターン通路２８と、によって構成されている。
ケーシング２内には、吐出口から流体Ｇを吐出するための吐出スクロール２９（図１参照）が設けられている。

また、第一ケーシングヘッド４には、第一ケーシングヘッド４を加熱する温度調整装置であるオイルヒータ６０が設けられている。オイルヒータ６０は、第一ケーシングヘッド４の内部に形成されている管路６１と、管路６１と接続されたオイルヒータ本体６２（温度調整装置本体）と、管路６１を介してオイルヒータ本体６２に導入される熱媒体と、を有している。

管路６１は図示しない熱媒体供給源と接続されている。オイルヒータ本体６２は環状をなし、ロータ７を囲うように形成されている。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が循環する熱媒体流路６３が形成されている。例えば、オイルヒータ６０には、熱媒体としてジャーナル軸受１３，１４に供給する潤滑油を供給することができる。熱媒体の温度を変更することによって、第一ケーシングヘッド４を加熱したり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の吸込口１８の詳細構造について説明する。
図２に示すように、吸込口１８の軸線方向他方側Ｄａ２は、第一ケーシングヘッド４に固定された遮蔽板１１によって形成され、吸込口１８の軸線方向一方側Ｄａ１は、ダイアフラム３の端面３ａによって形成されている。遮蔽板１１と第一ケーシングヘッド４との間には、断熱空間１０が形成されている。

第一ケーシングヘッド４の軸線方向一方側Ｄａ１を向く端面（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Ａに直交する面である第一平面部３１と、第一平面部３１の径方向内側に位置し、軸線方向一方側Ｄａ１に向かう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の径方向内側に位置し、軸線Ａに直交する面である第二平面部３３と、第二平面部３３の径方向内側に位置し、軸線方向一方側Ｄａ１に向かう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。

第一斜面部３２と、第二平面部３３とは、軸線Ａと同軸をなす円筒状の円筒部３５によって接続されている。
第一平面部３１の径方向外側端部には、外縁突出部３６が形成されている。外縁突出部３６は、第一平面部３１の径方向外側の端部から軸線方向一方側Ｄａ１に突出する環状の突起である。外縁突出部３６は、第一平面部３１の主面と平行な面であって、第一平面部３１の主面に対して軸線方向一方側Ｄａ１にオフセットした突出部主面３７を有している。

遮蔽板１１は、周方向に延在する環状の板状部材である。遮蔽板１１は、径方向外側に位置する固定部４０と、固定部４０の軸線方向一方側Ｄａ１に形成されている第一円板部４１と、第一円板部４１の径方向内側に接続されている第一円錐部４２と、第一円錐部４２の径方向内側に接続されている第二円板部４３と、第二円板部４３の径方向内側に接続されている第二円錐部４４と、を有している。

遮蔽板１１は、固定部４０を介してヘッド斜面の第一平面部３１に固定される。遮蔽板１１は、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である。遮蔽板１１の径方向内側は自由端であり、固定されない。遮蔽板１１の径方向内側の端部とシャフト８の外周面との間には、隙間Ｃが設けられている。
第一円板部４１の主面は、軸線Ａに直交する。第一円錐部４２は、軸線方向一方側Ｄａ１に向かうに従って縮径する円錐状をなしている。第二円板部４３の主面は、軸線Ａと直交する。第二円錐部４４は、軸線方向一方側Ｄａ１に向かうに従って縮径する円錐状をなしている。

固定部４０は、周方向に延在する断面矩形状の環状の部位である。固定部４０には、軸線方向Ｄａに貫通する複数の貫通孔５６が形成されている（図２には一つの貫通孔５６のみを示す）。複数の貫通孔５６は、周方向に等間隔に形成されている。遮蔽板１１は、貫通孔５６に挿通されたボルト５７を第一平面部３１に形成された雌ネジ孔に締結することによって、第一平面部３１に固定される。

固定部４０の軸線方向他方側Ｄａ２を向く面である固定部主面４６には、環状凸部４５が形成されている。環状凸部４５は、固定部主面４６から軸線方向他方側Ｄａ２に突出する環状の突起である。環状凸部４５は、固定部主面４６と平行な面であって、固定部主面４６に対して軸線方向他方側Ｄａ２にオフセットした環状凸部主面４５ａを有している。

遮蔽板１１の固定部４０と、第一ケーシングヘッド４の第一平面部３１とは、所謂、印ろう構造によって接続される。即ち、遮蔽板１１の固定部４０には、第一ケーシングヘッド４の外径よりも小さい外径の環状凸部４５が形成されている。ヘッド端面４ａの第一平面部３１には、環状の突起である外縁突出部３６が形成されている。
環状凸部４５の外周面４７は、外縁突出部３６の内周面３８と面接触する。即ち、遮蔽板１１は、環状凸部４５が外縁突出部３６の径方向内側に嵌ることによって位置決めされる。環状凸部４５の固定部主面４６からの突出量と、外縁突出部３６の第一平面部３１からの突出量は等しい。これにより、固定部４０の固定部主面４６と、第一平面部３１の突出部主面３７とは面接触し、固定部４０の環状凸部主面４５ａと第一平面部３１とは面接触する。

環状凸部４５の環状凸部主面４５ａに面する第一平面部３１にはシールリング５８が設けられている。即ち、第一平面部３１に形成された環状の溝に嵌め込まれたシールリング５８が環状凸部主面４５ａに密着している。

第一ケーシングヘッド４のヘッド端面４ａと、遮蔽板１１との間には、環状の空間が形成されている。以下、この環状空間を断熱空間１０と呼ぶ。
断熱空間１０には、遮蔽板１１の熱を第一ケーシングヘッド４に伝達し難くする断熱材４９が隙間なく充填されている。なお、断熱材４９は必ずしも充填する必要はない。

ヘッド端面４ａの第一斜面部３２と、遮蔽板１１の第一円錐部４２とは、軸線方向Ｄａに所定の間隔をあけて平行に配置されている。第一斜面部３２と第一円錐部４２との間の空間を第一断熱空間５１と呼ぶ。第一斜面部３２と第一円錐部４２との間隔を第一間隔Ｓ１と呼ぶ。
同様に、第二平面部３３と第二円板部４３との間の空間を第二断熱空間５２と呼ぶ。第二平面部３３と第二円板部４３との間隔を第二間隔Ｓ２と呼ぶ。

第一断熱空間５１と第二断熱空間５２との間には、遮蔽板１１とヘッド端面４ａとの間隔が第一間隔Ｓ１及び第二間隔Ｓ２よりも狭く形成された第一狭隘部５３が設けられている。
第二断熱空間５２と隙間Ｃとの間には、遮蔽板１１とヘッド端面４ａとの間隔が第一間隔Ｓ１及び第二間隔Ｓ２よりも狭く形成された第二狭隘部５４が設けられている。

第一狭隘部５３における遮蔽板１１とヘッド端面４ａとの間隔を第三間隔Ｓ３と呼ぶ。
第二狭隘部５４における遮蔽板１１とヘッド端面４ａとの間隔を第四間隔Ｓ４と呼ぶ。
第三間隔Ｓ３と第四間隔Ｓ４と隙間Ｃの寸法は、略同一である。即ち、第三間隔Ｓ３と第四間隔Ｓ４と隙間Ｃの寸法は、第一間隔Ｓ１及び第二間隔Ｓ２よりも十分に小さい。

次に、本実施形態の遠心圧縮機１の排出口１９の詳細構造について説明する。
図３に示すように、排出口１９の軸線方向一方側Ｄａ１は、第二ケーシングヘッド５に固定された排出側遮蔽部材６４によって形成され、排出口１９の軸線方向一方側Ｄａ１は、ダイアフラム３の端面３ｂによって形成されている。排出側遮蔽部材６４と第一ケーシングヘッド４との間には、排出側断熱空間６５が形成されている。

排出側遮蔽部材６４は、溶接によって第二ケーシングヘッド５に固定されている。排出側断熱空間６５は、溶接部６６によって封止されている。
排出側遮蔽部材６４は、環状をなすブロック状の部材である。排出側遮蔽部材６４と第二ケーシングヘッド５との間隔（第五間隔Ｓ５）は、一様に形成されている。第五間隔Ｓ５の寸法は、例えば、第三間隔Ｓ３や第四間隔Ｓ４（図２参照）と同程度とすることができる。
第五間隔Ｓ５の寸法はこれに限ることはなく、第一間隔Ｓ１と同程度として、排出側断熱空間６５に断熱材４９を充填してもよい。

上記実施形態によれば、断熱空間１０によって、吸込口１８を流れる流体Ｇの熱が第一ケーシングヘッド４に伝達しにくくなり、第一ケーシングヘッド４が熱により変形することを抑制することができる。
これにより、ドライガスシール１６及び第一ジャーナル軸受１３に不具合が発生することを抑制することができる。即ち、第一ケーシングヘッド４が変形し、第一ケーシングヘッド４の径方向内側に設置されるドライガスシール１６にその変形の影響が及ぶことを防止することができる。また、第一ケーシングヘッド４が変形し、第一ケーシングヘッド４の径方向内側に設置される第一ジャーナル軸受１３のクリアランスが変化することを抑制することができる。

また、狭隘部５３，５４を設けることによって、断熱材４９を断熱空間１０に充填する作業を容易に行うことができる。即ち、狭隘部５３，５４を設けることによって、断熱材４９を確実に保持することができる。

また、遮蔽板１１を片持ち構造とし、遮蔽板１１とシャフト８との間に隙間Ｃを設けたことによって、遮蔽板１１の径方向内側を固定する場合と比較して、吸込口１８を流れる流体Ｇの熱により遮蔽板１１が変形した場合においても、遮蔽板１１に生じる応力を緩和することができる。即ち、遮蔽板１１の径方向外側の端部と径方向内側の端部とを固定する場合においては、遮蔽板１１の熱変形に伴い、遮蔽板１１の内部に応力が生じるが、遮蔽板１１を片持ち構造とすることによって、応力が生じることを抑制することができる。

また、印ろう構造を用いて遮蔽板１１を固定したことによって、遮蔽板１１の取り付けの際のセンタリングを容易とすることができる。即ち、遮蔽板１１とシャフト８との間の隙間Ｃを一定にすることができる。

また、第一ケーシングヘッド４にオイルヒータ６０を設けたことによって、第一ケーシングヘッド４を加熱することができる。これにより、第一ケーシングヘッド４の熱変形を抑制することができる。
また、オイルヒータ６０の熱媒体流路６３に冷媒を流すことによって、第一ケーシングヘッド４を冷却することができる。即ち、吸込口１８を流れる流体Ｇの温度に応じて、第一ケーシングヘッド４を加熱したり、冷却したりすることができる。

また、排出側断熱空間６５によって、排出口１９を流れる流体Ｇの熱が第二ケーシングヘッド５に伝達しにくくなり、第二ケーシングヘッド５が熱により変形することを抑制することができる。

なお、上記実施形態では、狭隘部５３，５４を二つ設ける構成としたがこれに限ることはない。例えば、第二狭隘部５４のみを設けて、断熱空間１０を一つの空間としてもよい。

（第二実施形態）
以下、本発明の第二実施形態の遠心圧縮機１Ｂを図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、上述した第一実施形態との相違点を中心に述べ、同様の部分についてはその説明を省略する。
本実施形態の遮蔽板１１Ｂの固定部４０と第一ケーシングヘッド４の第一平面部３１とは、第一実施形態と同様に、印ろう構造によって接続される。第一実施形態の遠心圧縮機１においては、内側に嵌り込む部位が遮蔽板１１側に形成されているのに対し、本実施形態の印ろう構造は、内側に嵌り込む部位が第一ケーシングヘッド４側に形成されている点が異なる。

図４に示すように、本実施形態の固定部４０には、第一実施形態の外縁突出部３６（図２参照）に相当する第二外縁突出部３６Ｂが形成されている。本実施形態の第一平面部３１の径方向外側の端部には、第二外縁突出部３６Ｂに対応する環状凹部４８が形成されている。第一平面部３１に環状凹部４８の周面５０は、第二外縁突出部３６Ｂの内周面５５と面接触する。

上記実施形態によれば、吸込口１８から導入される流体Ｇが高温であり、遮蔽板１１Ｂが熱により膨張した場合、固定部４０の第二外縁突出部３６Ｂは、径方向外側に移動する。これにより、遮蔽板１１Ｂ全体も径方向外側に移動するため、遮蔽板１１Ｂの径方向内側の端部がシャフト８に接触するのを防止することができる。

（第三実施形態）
以下、本発明の第三実施形態の遠心圧縮機１Ｃを図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、上述した第一実施形態との相違点を中心に述べ、同様の部分についてはその説明を省略する。
図５に示すように、本実施形態の遠心圧縮機１Ｃは、流体Ｇの熱を遮断する遮蔽部として、ブロック形状の第一遮蔽部材６８と、ブロック形状の第二遮蔽部材６９とを有している。即ち、本実施形態の遮蔽部は、板状である第一実施形態の遮蔽板１１と異なり、軸線方向Ｄａに十分な厚みを有している。第一遮蔽部材６８は、第一ケーシングヘッド４のヘッド端面４ａの径方向外側に固定されている。第二遮蔽部材６９は、ヘッド端面４ａの径方向内側に固定されている。

第一遮蔽部材６８と第一ケーシングヘッド４との間には、周方向に延在するスリット状の空間である第一断熱空間５１が形成されている。第一断熱空間５１は密封装置であるシールリング７２によって封止されている。即ち、ヘッド端面４ａに形成された環状の溝に嵌め込まれたシールリング７２が第一遮蔽部材６８の軸線方向他方側Ｄａ２を向く面に密着している。第一遮蔽部材６８は、ボルト５７によって第一ケーシングヘッド４に固定されている。

第二遮蔽部材６９と第一ケーシングヘッド４との間には、周方向に延在する第二断熱空間５２が形成されている。第二遮蔽部材６９は、溶接によって第一ケーシングヘッド４に接合されている。第二断熱空間５２の径方向外側は溶接部７３によって封止されている。
なお、第一遮蔽部材６８、第二遮蔽部材６９の固定方法は、上記した方法に限ることはなく、例えば、第一遮蔽部材６８を溶接によって第一ケーシングヘッド４に固定してもよい。
このような構成によれば、遮蔽部の剛性をより高めることができる。また、断熱空間７０，７１がシールリング７２や溶接部７３によって密封されているため、断熱空間７０，７１を真空、あるいは真空に近い状態にすることができる。

なお、本実施形態においては、遮蔽部材を二つ設けて、断熱空間を二つ設ける構成としたがこれに限ることはなく、一つの遮蔽部材を用いて、一つの断熱空間を密閉する構成としてよい。

以上、本発明の実施形態について詳細を説明したが、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内において、種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、排出口１９側にも断熱空間を設ける構成としたが、これに限ることはない。即ち、排出側断熱空間６５は必ずしも設ける必要はない。

１，１Ｂ，１Ｃ遠心圧縮機
２ケーシング
３ダイアフラム
４第一ケーシングヘッド
４ａヘッド端面
５第二ケーシングヘッド
７ロータ
８シャフト
９インペラ
１０断熱空間
１１，１１Ｂ遮蔽板
１２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（シール装置）
１８吸込口（吸込流路）
１９排出口（排出流路）
２０内部空間
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
３５円筒部
３６外縁突出部
３６Ｂ第二外縁突出部
３７突出部主面
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環状凸部
４５ａ環状凸部主面
４６固定部主面
４８環状凹部
４９断熱材
５１第一断熱空間
５２第二断熱空間
５３第一狭隘部
５４第二狭隘部
６０オイルヒータ（温度調整装置）
６２オイルヒータ本体
６４排出側遮蔽部材
６５排出側断熱空間
６６溶接部
６８第一遮蔽部材
６９第二遮蔽部材
７０第一断熱空間
７１第二断熱空間
７２シールリング（密封装置）
７３溶接部
Ａ軸線
Ｃ隙間
Ｄａ軸線方向
Ｇ流体
Ｓ１第一間隔
Ｓ２第二間隔
Ｓ３第三間隔
Ｓ４第四間隔

Claims

軸線に沿って延びるシャフトと、前記シャフトの外面に固定されて軸線方向一方側に向かって流入する極低温の流体を前記軸線の径方向外側に圧送す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、
前記ダイアフラムの前記軸線方向他方側に間隔をあけて配置された第一ケーシングヘッドと、
前記第一ケーシングヘッドと前記シャフトとの間に配置されたシール装置と、
前記シール装置よりも前記軸線方向他方側に配置されて、前記第一ケーシングヘッドと前記シャフトとの間に配置された軸受装置と、
前記第一ケーシングヘッドの前記軸線方向一方側に固定されて、前記ダイアフラムとともに前記インペラに流体を導入する吸込流路を画成するとともに、前記第一ケーシングヘッドとの間に断熱空間を画成する遮蔽部と、
を備え、
前記遮蔽部は、前記第一ケーシングヘッドの径方向外側の端部のみに固定され、前記遮蔽部の径方向内側の端部と前記シャフトの外周面との間に隙間が設けられるように形成されている遠心圧縮機。
軸線に沿って延びるシャフトと、前記シャフトの外面に固定されて軸線方向一方側に向かって流入する極低温の流体を前記軸線の径方向外側に圧送す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、
前記ダイアフラムの前記軸線方向他方側に間隔をあけて配置された第一ケーシングヘッドと、
前記第一ケーシングヘッドと前記シャフトとの間に配置されたシール装置と、
前記シール装置よりも前記軸線方向他方側に配置されて、前記第一ケーシングヘッドと前記シャフトとの間に配置された軸受装置と、
前記第一ケーシングヘッドの前記軸線方向一方側に固定されて、前記ダイアフラムとともに前記インペラに流体を導入する吸込流路を画成するとともに、前記第一ケーシングヘッドとの間に断熱空間を画成する遮蔽部と、
前記ダイアフラムの前記軸線方向一方側に間隔をあけて配置された第二ケーシングヘッドと、
前記第二ケーシングヘッドと前記シャフトとの間に配置された排出側軸受装置と、
前記第二ケーシングヘッドの前記軸線方向他方側に固定されて、前記ダイアフラムとともに前記インペラから流体を排出する排出流路を画成するとともに、前記第二ケーシングヘッドとの間に排出側断熱空間を画成する第二遮蔽部と、
を備える遠心圧縮機。
前記断熱空間に充填された断熱材を備える請求項１又は請求項２に記載の遠心圧縮機。
軸線に沿って延びるシャフトと、前記シャフトの外面に固定されて軸線方向一方側に向かって流入する極低温の流体を前記軸線の径方向外側に圧送す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、
前記ダイアフラムの前記軸線方向他方側に間隔をあけて配置された第一ケーシングヘッドと、
前記第一ケーシングヘッドと前記シャフトとの間に配置されたシール装置と、
前記シール装置よりも前記軸線方向他方側に配置されて、前記第一ケーシングヘッドと前記シャフトとの間に配置された軸受装置と、
前記第一ケーシングヘッドの前記軸線方向一方側に固定されて、前記ダイアフラムとともに前記インペラに流体を導入する吸込流路を画成するとともに、前記第一ケーシングヘッドとの間に断熱空間を画成する遮蔽部と、
前記断熱空間に充填された断熱材と、
を備える遠心圧縮機。
軸線に沿って延びるシャフトと、前記シャフトの外面に固定されて軸線方向一方側に向かって流入する極低温の流体を前記軸線の径方向外側に圧送す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、
前記ダイアフラムの前記軸線方向他方側に間隔をあけて配置された第一ケーシングヘッドと、
前記第一ケーシングヘッドと前記シャフトとの間に配置されたシール装置と、
前記シール装置よりも前記軸線方向他方側に配置されて、前記第一ケーシングヘッドと前記シャフトとの間に配置された軸受装置と、
前記第一ケーシングヘッドの前記軸線方向一方側に固定されて、前記ダイアフラムとともに前記インペラに流体を導入する吸込流路を画成するとともに、前記第一ケーシングヘッドとの間に断熱空間を画成する遮蔽部と、
を備え、
前記遮蔽部は、径方向外側の端部及び径方向内側の端部が第一ケーシングヘッドの軸線方向一方側に固定された遮蔽部材を有し、
前記断熱空間は、前記遮蔽部材によって密封されている遠心圧縮機。
前記遮蔽部材と、前記第一ケーシングヘッドとの複数の固定部うち少なくとも一ヶ所に設けられた密封装置を備える請求項５に記載の遠心圧縮機。