JP6763803B2 - 遠心回転機械 - Google Patents

Description

本発明は、遠心回転機械に関する。

遠心圧縮機等の回転機械は、軸線回りに回転するインペラと、インペラの外周側を覆うことでインペラとの間に作動流体の流路を形成するケーシングと、を主に備えている。
軸線方向に複数段のインペラを備える多段の回転機械は、各段の流路が、ディフューザ流路と、リターンベンド部と、案内流路と、を備える。ディフューザ流路は、インペラの径方向外側に設けられてインペラから軸線の径方向外側に延び、インペラの出口から吐出された作動流体を径方向外側に導く。リターンベンド部は、ディフューザ流路の径方向外側に連続して設けられ、作動流体の流れの方向を、径方向外側から内側に向かって反転させる。案内流路は、リターンベンド部の下流側に設けられて、後段側のインペラの入口に作動流体を導く。

ところで、インペラの出口から吐出される作動流体は、インペラの軸線周りの回転による旋回方向の成分を有している。作動流体が、旋回成分が残ったまま、ディフューザ流路、リターンベンド部、案内流路を経て後段側のインペラに到達すると、後段側のインペラにおける作動流体に対する圧縮処理に悪影響を及ぼし、回転機械の効率低下に繋がる場合がある。

特許文献１、２には、上記案内流路に、整流を目的としたリターンベーン（案内羽根、羽根）を備えた構成が開示されている。案内流路にリターンベーンを設けることで、インペラの出口から吐出され、ディフューザ流路、リターンベンドを経た作動流体の旋回方向の成分を取り除き、回転機械の効率低下を抑えている。

実開昭６２−１６２３９８号公報 特開２００２―１０６４８７号公報

しかしながら、特許文献１、２に記載された構成においては、リターンベーンを設けても、リターンベーンの出口において、作動流体の旋回方向の成分を完全に取り除くことは困難である。このため、リターンベーンの出口において、案内流路には、作動流体の旋回方向の速度成分に分布が生じてしまう。例えば、案内流路において、インペラの軸線方向の上流側と下流側とで、リターンベーンを経た作動流体に残る旋回方向の速度成分の大きさに、差が生じる場合がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、リターンベーンを経た作動流体に残る旋回成分を抑え、回転機械の効率を向上させることができる遠心回転機械を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
本発明の第一の態様では、軸線方向に沿って複数段に設けられ、前記軸線方向の第一の側から吸い込んだ作動流体を前記軸線の径方向外側に吐出するインペラと、前記インペラを囲うよう設けられて、前記軸線方向の第一の側に位置する上流側の前記インペラから吐出される前記作動流体を、前記軸線方向の第二の側に位置する下流側の前記インペラに導く流路を形成するケーシングと、を備える。前記流路は、上流側の前記インペラから径方向外側に向かって排出される前記作動流体を径方向内側に反転させて案内するリターンベンド部と、前記リターンベンド部の下流側に接続されて、前記作動流体を径方向内側に導いて下流側の前記インペラに案内する案内流路と、を有する。遠心回転機械は、複数段に設けられた前記インペラのうちの少なくとも一つの前記インペラに前記作動流体を案内する前記案内流路に設けられ、前記軸線回りの周方向に間隔をあけて複数設けられたリターンベーンをさらに備える。前記リターンベーンは、径方向内側に位置する後縁が、前記軸線方向の前記第一の側の第一端部よりも、前記軸線方向の前記第二の側の第二端部が、径方向内側に位置し、前記リターンベーンの前記後縁は、前記第一端部と前記第二端部との間で、径方向内側に向かって凸又は径方向外側に向かって凹となるよう湾曲して形成されている。

このような構成によれば、リターンベーンにおいて径方向内側に位置する後縁の第二端部が第一端部よりも径方向内側に位置している。これにより、案内流路内でリターンベーンに沿って流れる作動流体に対し、リターンベーンによって付与される作動流体の旋回成分の抑制効果が、軸線方向の第一の側よりも軸線方向の第二の側で高くなる。したがって、リターンベーンを経た作動流体に残る旋回成分を抑えることが可能となる。また、軸線方向の第一の側の第一端部と、軸線方向の第二の側の第二端部との間で、リターンベーンによって付与する作動流体の旋回成分の抑制効果を増減させることができる。これによって、作動流体の旋回成分の抑制効果を最適化することが可能となる。

本発明の第二の態様では、軸線方向に沿って複数段に設けられ、前記軸線方向の第一の側から吸い込んだ作動流体を前記軸線の径方向外側に吐出するインペラと、前記インペラを囲うよう設けられて、前記軸線方向の第一の側に位置する上流側の前記インペラから吐出される前記作動流体を、前記軸線方向の第二の側に位置する下流側の前記インペラに導く流路を形成するケーシングと、を備える。前記流路は、上流側の前記インペラから径方向外側に向かって排出される前記作動流体を径方向内側に反転させて案内するリターンベンド部と、前記リターンベンド部の下流側に接続されて、前記作動流体を径方向内側に導いて下流側の前記インペラに案内する案内流路と、を有する。遠心回転機械は、複数段に設けられた前記インペラのうちの少なくとも一つの前記インペラに前記作動流体を案内する前記案内流路に設けられ、前記軸線回りの周方向に間隔をあけて複数設けられたリターンベーンをさらに備える。前記リターンベーンは、径方向内側に位置する後縁が、前記軸線方向の前記第一の側の第一端部よりも、前記軸線方向の前記第二の側の第二端部が、径方向内側に位置し、前記リターンベーンの前記後縁は、前記第一端部から前記案内流路において前記軸線方向の前記第一の側の上流側壁面に直交して延びる法線よりも、前記第二端部が径方向内側に位置するよう形成されている。
このような構成によれば、リターンベーンにおいて径方向内側に位置する後縁の第二端部が第一端部よりも径方向内側に位置している。これにより、案内流路内でリターンベーンに沿って流れる作動流体に対し、リターンベーンによって付与される作動流体の旋回成分の抑制効果が、軸線方向の第一の側よりも軸線方向の第二の側で高くなる。したがって、リターンベーンを経た作動流体に残る旋回成分を抑えることが可能となる。また、これにより、リターンベーンの後縁において、第一端部よりも第二端部が径方向内側に位置する。
本発明の第三の態様では、上記第二の態様において、前記リターンベーンの前記後縁は、前記第一端部と前記第二端部との間で、径方向内側に向かって凸又は径方向外側に向かって凹となるよう湾曲して形成されているようにしてもよい。
このように構成することで、軸線方向の第一の側の第一端部と、軸線方向の第二の側の第二端部との間で、リターンベーンによって付与する作動流体の旋回成分の抑制効果を増減させることができる。これによって、作動流体の旋回成分の抑制効果を最適化することが可能となる。
本発明の第四の態様では、上記第一から第三の態様において、前記リターンベーンは、前記作動流体の流れ方向に沿った長さが、前記軸線方向の前記第一の側よりも前記軸線方向の前記第二の側が長くなるよう形成されていてもよい。

このように、作動流体の流れ方向に沿ったリターンベーンの長さを、軸線方向の第一の側（上流側）よりも第二の側（下流側）で大きくすることで、案内流路内で作動流体がリターンベーンに沿って流れる長さを大きくすることができる。これによって、作動流体の旋回成分の抑制効果を、軸線方向の第二の側で高めることができる。

本発明の第五の態様では、上記第一から第四の態様において、前記リターンベーンの前
記後縁は、前記第一端部から前記第二端部に向かうにしたがって、漸次前記径方向内側に
延びていてもよい。

これにより、軸線方向の第一の側から第二の側に向かって、作動流体の旋回成分の抑制効果を徐々に高めることができる。

本発明の第六の態様によれば、上記第一から第五の態様において、前記リターンベーンは、径方向外側に位置する前縁が、前記軸線に沿って直線状に形成されているようにしてもよい。

このように、前縁を直線状に形成することで、前縁を容易に加工することが可能となる。

本発明の第七の態様によれば、上記第一から第六の態様において、前記リターンベーンは、径方向外側に位置する前縁よりも、前記後縁における前記軸線方向の長さが大きいようにしてもよい。

本発明に係る遠心回転機械によれば、リターンベーンを経た作動流体に残る旋回成分を抑え、回転機械の効率を向上させることが可能となる。

本発明の各実施形態に係る遠心圧縮機の構成を示す模式図である。 本発明の第一実施形態に係る遠心圧縮機の案内流路の構成を示す図であり、案内流路を軸線方向から見た図である。 上記遠心圧縮機の要部拡大断面図である。 上記案内流路の軸線方向における案内流路出口での旋回成分の分布のシミュレーションの結果を示す図である。 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。 本発明の第二実施形態に係る遠心圧縮機の変形例における要部拡大断面図である。

以下、本発明の一実施形態に係る遠心圧縮機（遠心回転機械）を図面に基づき説明する。
（第一実施形態）
図１は、本発明の各実施形態に係る遠心圧縮機の構成を示す模式図である。図２は、本発明の第一実施形態に係る遠心圧縮機の案内流路の構成を示す図であり、案内流路を軸線方向から見た図である。図３は、遠心圧縮機の要部拡大断面図である。図４は、上記案内流路の軸線方向における案内流路出口での旋回成分の分布を示す図である。
図１に示すように、遠心圧縮機１００は、ロータ１と、ケーシング３と、ロータ１に設けられた複数段のインペラ４と、を備えている。

ロータ１は、ケーシング３の内部を軸線Ｏに沿って貫通するように延びている。軸線Ｏ方向におけるケーシング３の両端部には、それぞれジャーナル軸受５及びスラスト軸受６が設けられている。ロータ１は、これらジャーナル軸受５とスラスト軸受６とによって軸線Ｏ回りに回転可能に支持されている。

ケーシング３は、おおむね軸線Ｏに沿って延びる円筒状をなしている。ケーシング３の内側には、縮径と拡径を繰り返す内部空間が形成されている。ケーシング３は、内部空間に複数のインペラ４を収容することで、ロータ１及び複数段のインペラ４の周囲を覆うよう設けられ、ロータ１との間に流路２を形成する。

ケーシング３の軸線Ｏ方向の第一の側には、外部から作動流体Ｇとしての空気を取り入れて流路２に送り込むための吸気口７が設けられている。さらに、ケーシング３の軸線Ｏ方向の第二の側には、ケーシング３の内部で圧縮された作動流体Ｇが流路２から排気される排気口８が設けられている。なお、以降の説明では、吸気口７が位置する第一の側を上流側と呼び、排気口８が位置する第二の側を下流側と呼ぶ。

インペラ４は、ロータ１に、軸線Ｏ方向に間隔を空けて複数段、例えば図１の例では６段が設けられている。各インペラ４は、軸線Ｏ方向の第一の側から吸い込んだ作動流体Ｇを軸線Ｏの径方向Ｄｄの外側に吐出する。
図２に示すように、それぞれのインペラ４は、ディスク４１と、羽根４２と、シュラウド４３と、を有している。

ディスク４１は、軸線Ｏ方向から見て略円形をなしている。ディスク４１は、軸線Ｏと交差する方向から見て、前記軸線Ｏ方向の第一の側（図２における左方）から第二の側（図２における右方）に向かうに従って、径方向の寸法が次第に拡大するように形成されることで、おおむね円錐状をなしている。

羽根４２は、上記のディスク４１の軸線Ｏ方向における両面のうち、上流側を向く円錐上の面に設けられている。羽根４２は、軸線Ｏを中心として径方向Ｄｄの外側に向かって放射状に複数配列されている。より詳しくは、これら羽根４２は、ディスク４１の上流側の面から上流側に向かって立設された薄板によって形成されている。さらに、詳しくは図示しないが、これら複数の羽根４２は、軸線Ｏ方向から見た場合、周方向の一方側から他方側に向かうように湾曲している。

シュラウド４３は、羽根４２の上流側の端縁に、これら複数の羽根４２を上流側から覆うように設けられている。言い換えると、上記複数の羽根４２は、このシュラウド４３とディスク４１とによっておおむね軸線Ｏ方向から挟持されている。これにより、シュラウド４３、ディスク４１、及び互いに隣り合う一対の羽根４２同士の間には空間が形成される。この空間は、後述する流路２の一部（圧縮流路２２）をなしている。

流路２は、上記のように構成されたインペラ４と、ケーシング３の内部空間をそれぞれ連通する空間である。本実施形態では、１つのインペラ４ごと（１つの圧縮段ごと）に１つの流路２が形成されているものとして説明を行う。流路２は、軸線Ｏ方向の第一の側に位置する上流側のインペラ４から吐出される作動流体Ｇを、軸線Ｏ方向の第二の側に位置する下流側のインペラ４に導く。即ち、遠心圧縮機１００では、最後段のインペラ４を除く５つのインペラ４に対応して、上流側から下流側に向かって連続する５つの流路２が形成されている。

それぞれの流路２は、吸込流路２１と、圧縮流路２２と、ディフューザ流路２３と、リターンベンド部２４と、案内流路２５と、を有している。

１段目のインペラ４では、吸込流路２１は上記の吸気口７と実質的に直接接続されている。この吸込流路２１によって、外部の空気が流路２に作動流体Ｇとして取り込まれる。より具体的には、この吸込流路２１は、上流側から下流側に向かうにしたがって、軸線Ｏ方向から径方向Ｄｄの外側に向かって次第に湾曲している。

２段目以降のインペラ４における吸込流路２１は、前段（１段目）の流路２における案内流路２５（後述）の下流端と連通している。即ち、案内流路２５を通過した作動流体Ｇは、上記と同様に、軸線Ｏに沿って下流側を向くように、その流れ方向が変更される。

圧縮流路２２は、ディスク４１の上流側の面、シュラウド４３の下流側の面、及び周方向に隣り合う一対の羽根４２によって囲まれた流路である。より詳しくは、この圧縮流路２２は、径方向Ｄｄの内側から外側に向かうに従って、その断面積が次第に減少している。これにより、インペラ４が回転している状態で圧縮流路２２中を流通する作動流体Ｇは、徐々に圧縮されて高圧流体となる。

ディフューザ流路２３は、ケーシング３の内部空間を形成する内周壁の一部であるディフューザ前壁２３Ａと、隔壁部材３１のディフューザ後壁２３Ｂとによって囲まれることで、軸線Ｏの径方向Ｄｄの内側から外側に向かって延びる流路である。このディフューザ流路２３における径方向Ｄｄの内側の端部は、上記圧縮流路２２の径方向Ｄｄの外側の端部に連通している。

なお、上記の隔壁部材３１は、ケーシング３の内周側に一体に設けられることで、軸線Ｏ方向に隣接する複数のインペラ４同士の間を隔てる部材である。さらに、この隔壁部材３１から見て、ディフューザ流路２３及びインペラ４を挟んで上流側には、同じくケーシング３と一体に設けられた延伸部３２が設けられている。延伸部３２は、ケーシング３の内周面（不図示）から径方向Ｄｄの内側に向かって延びる壁部である。

リターンベンド部２４は、ケーシング３の反転壁３３と、隔壁部材３１の外周壁３１Ａとで囲まれた、湾曲する流路である。リターンベンド部２４の一端側（上流側）は、上記ディフューザ流路２３に連通し、他端側（下流側）は、案内流路２５に連通している。
リターンベンド部２４は、上流側のインペラ４から径方向Ｄｄの外側に向かって排出され、ディフューザ流路２３を経た作動流体Ｇの流れ方向を反転させて、径方向Ｄｄの内側に案内する。

案内流路２５は、ケーシング３における上記の隔壁部材３１において下流側を向く側壁３１Ｂと、延伸部３２において上流側を向く側壁３２Ａとで囲まれた流路である。ここで、側壁３１Ｂは、案内流路２５において軸線Ｏ方向の第一の側の上流側壁面を形成する。案内流路２５の径方向Ｄｄの外側の端部は、上記のリターンベンド部２４の下流側に接続されている。さらに、案内流路２５の径方向Ｄｄの内側の端部は、上述のように後段の流路２における吸込流路２１に連通している。案内流路２５は、リターンベンド部２４を経た作動流体Ｇを径方向Ｄｄの内側に導いて下流側のインペラ４に案内する。

遠心圧縮機１００は、案内流路２５に、リターンベーン５０を備えている。図３に示すように、リターンベーン５０は、軸線Ｏの周囲で周方向に間隔を空けて、複数が設けられている。これら複数のリターンベーン５０は、案内流路２５中で、軸線Ｏを中心として放射状に配列されている。具体的には、それぞれのリターンベーン５０は、隔壁部材３１の側壁３１Ｂから、延伸部３２の側壁３２Ａに向かって延びる板材によって形成されている。各リターンベーン５０は、径方向Ｄｄの外側に位置する前縁５１、及び径方向Ｄｄの内側に位置する後縁５２に対し、径方向の中間部５３が、インペラ４の回転方向の一方側に向かって膨出して湾曲した形状をなしている。また、各リターンベーン５０は、後縁５２が、径方向Ｄｄにおいて、軸線Ｏ（ロータ１の中心）に向かって延びるよう形成されている。

各リターンベーン５０は、径方向Ｄｄの外側に位置する前縁５１が、案内流路２５内を流れる作動流体の流れ方向Ｆに対して直交して、即ち軸線Ｏに沿って（本実施形態では、軸線Ｏに平行に）直線状に形成されている。

リターンベーン５０は、径方向Ｄｄの内側に位置する後縁５２が、軸線Ｏ方向の第一の側の第一端部５２ａよりも、軸線Ｏ方向の第二の側の第二端部５２ｂが、径方向Ｄｄの内側に位置するよう形成されている。具体的には、リターンベーン５０の後縁５２は、第一端部５２ａから側壁３１Ｂに直交して延びる法線Ｖよりも、第二端部５２ｂが径方向Ｄｄの内側に位置する。さらに、リターンベーン５０の後縁５２は、第一端部５２ａから第二端部５２ｂに向かうにしたがって、漸次径方向Ｄｄの内側に直線状に延びている。
これにより、リターンベーン５０は、作動流体Ｇの流れ方向に沿った前縁５１から後縁５２までの長さが、軸線Ｏ方向の第一の側よりも軸線Ｏ方向の第二の側で長くなるよう形成されている。

また、上記リターンベーン５０は、径方向外側に位置する前縁５１よりも、後縁５２における軸線方向Ｏの長さが大きくなるよう形成されている。

続いて、本実施形態に係る遠心圧縮機１００の動作について説明する。
通常の運転状態にある遠心圧縮機１００では、作動流体Ｇは以下のような挙動を示す。
まず、吸気口７から流路２内に取り込まれた作動流体Ｇは、１段目の吸込流路２１を経て、インペラ４中の圧縮流路２２に流入する。インペラ４はロータ１の回転に伴って軸線Ｏ回りに回転していることから、圧縮流路２２中の作動流体Ｇには、軸線Ｏから径方向Ｄｄの外側に向かう遠心力が付加される。加えて、上記の通り、圧縮流路２２の断面積は径方向Ｄｄの外側から内側にかけて次第に減少していることから、作動流体Ｇは徐々に圧縮される。これにより、高圧の作動流体Ｇが、圧縮流路２２から後続のディフューザ流路２３に送り出される。

圧縮流路２２から流れ出た高圧の作動流体Ｇは、その後、ディフューザ流路２３、リターンベンド部２４、案内流路２５を順に通過する。以後、２段目以降のインペラ４、及び流路２においても同様の圧縮が加えられる。最終的には、作動流体Ｇは、所望の圧力状態となって排気口８から不図示の外部機器に供給される。

ここで、案内流路２５を通過する作動流体Ｇは、案内流路２５に設けられたリターンベーン５０によって、その軸線Ｏ回りの旋回成分が低減される。リターンベーン５０は、作動流体Ｇの流れ方向に沿った長さが、軸線Ｏ方向の第一の側よりも軸線Ｏ方向の第二の側が長い。これにより、案内流路２５内でリターンベーン５０に沿って流れる作動流体Ｇに対して、リターンベーン５０によって付与される作動流体Ｇの旋回成分の抑制効果は、軸線Ｏ方向の第一側の第一端部５２ａ側よりも第二の側の第二端部５２ｂ側で高まる。

図４は、リターンベーン５０の後縁５２を、第一端部５２ａに対して第二端部５２ｂを径方向Ｄｄの内側に位置させた場合における旋回成分の強さの分布Ｐを示す図である。この図４には、比較のため、後縁５２の第一端部５２ａと第二端部５２ｂとを、径方向で同一位置、つまり後縁５２を軸線Ｏ方向に沿った直線状に形成した場合の旋回成分の強さの分布Ｑを示している。
この図４に示すように、リターンベーン５０の後縁５２を、第一端部５２ａに対して第二端部５２ｂを径方向Ｄｄの内側に位置させることで、リターンベーン５０を経た作動流体Ｇに残る旋回成分を、軸線Ｏ方向において、より均一に抑えることが可能となる。

以上、説明したように、本実施形態に係る遠心圧縮機１００では、案内流路２５に設けられたリターンベーン５０は、径方向Ｄｄの内側に位置する後縁５２が、軸線Ｏ方向の第一の側の第一端部５２ａよりも、軸線Ｏ方向の第二の側の第二端部５２ｂが、径方向Ｄｄの内側に位置するよう形成されている。このような構成によれば、案内流路２５内でリターンベーン５０に沿って流れる作動流体Ｇに対し、リターンベーン５０によって付与される作動流体Ｇの旋回成分の抑制効果が、軸線Ｏ方向の第二の側で、より高まるので、リターンベーン５０を経た作動流体Ｇに残る旋回成分を、軸線Ｏ方向において、より均一に抑えることが可能となる。その結果、遠心圧縮機１００の効率を向上させることが可能となる。

また、作動流体Ｇの流れ方向に沿ったリターンベーン５０の長さを、軸線Ｏ方向の第一の側よりも第二の側で大きくすることで、案内流路２５内で作動流体Ｇがリターンベーン５０に沿って流れる長さを大きくすることができる。これによって、作動流体Ｇの旋回成分の抑制効果を、軸線Ｏ方向の第二の側で高めることができる。

また、リターンベーン５０の後縁５２は、第一端部５２ａから第二端部５２ｂに向かうにしたがって、漸次径方向Ｄｄの内側に延びている。これにより、軸線Ｏ方向の第一の側から第二の側に向かって、作動流体Ｇの旋回成分の抑制効果を徐々に高めることができる。

また、リターンベーン５０は、前縁５１が、作動流体Ｇの流れ方向に対して直交して直線状に形成されている。このように、前縁５１を直線状に形成することで、前縁５１を容易に加工することが可能となる。

（第二実施形態）
次に、本発明にかかる遠心回転機械の第二実施形態について説明する。以下に説明する第二実施形態においては、第一実施形態とリターンベーン５０Ｂの後縁５２Ｂの形状のみが異なるので、第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。

図５は、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。
図５に示すように、この実施形態における遠心圧縮機１００Ｂは、案内流路２５に、リターンベーン５０Ｂを備えている。

リターンベーン５０Ｂは、径方向Ｄｄの内側に位置する後縁５２Ｂが、軸線Ｏ方向の第一の側の第一端部５２ａよりも、軸線Ｏ方向の第二の側の第二端部５２ｂが、径方向Ｄｄの内側に位置するよう形成されている。具体的には、リターンベーン５０Ｂの後縁５２Ｂは、第一端部５２ａから案内流路２５において軸線Ｏ方向の第一の側の上流側壁面に直交して延びる法線Ｖよりも第二端部５２ｂが径方向Ｄｄの内側に位置する。

リターンベーン５０Ｂの後縁５２Ｂは、第一端部５２ａと第二端部５２ｂとの間の中間部５２ｃが、作動流体Ｇの流れ方向の下流側に向かって、即ち径方向Ｄｄの内側に向かって凸となるよう湾曲して形成されている。

以上、説明したように、本実施形態に係る遠心圧縮機１００Ｂでは、案内流路２５に設けられたリターンベーン５０Ｂは、径方向Ｄｄの内側に位置する後縁５２Ｂが、軸線Ｏ方向の第一の側の第一端部５２ａよりも、軸線Ｏ方向の第二の側の第二端部５２ｂが、径方向Ｄｄの内側に位置するよう形成されている。このような構成によれば、案内流路２５内でリターンベーン５０Ｂに沿って流れる作動流体Ｇに対し、リターンベーン５０Ｂによって付与される作動流体Ｇの旋回成分の抑制効果が、軸線Ｏ方向の第二の側で、より高まるので、リターンベーン５０Ｂを経た作動流体Ｇに残る旋回成分を、軸線Ｏ方向において、より均一に抑えることが可能となる。その結果、遠心圧縮機１００Ｂの効率を向上させることが可能となる。

また、リターンベーン５０Ｂの後縁５２Ｂは、第一端部５２ａと第二端部５２ｂとの間で、作動流体Ｇの流れ方向に沿って下流側に凸となるよう湾曲して形成されている。このように構成することで、第一端部５２ａと第二端部５２ｂとの間の中間部５２ｃで、リターンベーン５０Ｂによって付与する作動流体Ｇの旋回成分の抑制効果を増減させることができる。これによって、軸線Ｏ方向における作動流体の旋回成分の残存度合いに応じて後縁５２の形状を形成することで、作動流体Ｇの旋回成分の抑制効果を最適化することが可能となる。

（第二実施形態の変形例）
なお、上記第二実施形態において、リターンベーン５０Ｂの後縁５２Ｂを、第一端部５２ａと第二端部５２ｂとの間の中間部５２ｃが、作動流体Ｇの流れ方向に沿って下流側（径方向Ｄｄの内側）に凸となるように形成したが、これに限らない。
図６は、本発明の第二実施形態に係る遠心圧縮機の変形例における要部拡大断面図である。
例えば、この図６に示すように、遠心圧縮機１００Ｃの案内流路２５に設けられたリターンベーン５０Ｃは、後縁５２Ｃを、第一端部５２ａと第二端部５２ｂとの間の中間部５２ｄが、作動流体Ｇの流れ方向に沿って上流側（径方向Ｄｄの外側）に凹となるように形成してもよい。

以上、本発明の各実施形態について図面を参照して説明した。しかしながら、上記の各実施形態はいずれも一例であって、これらの構成に種々の変更を施すことが可能である。
例えば、遠心圧縮機１００，１００Ｂ、１００Ｃの圧縮段数（インペラ４、流路２の数）は、上記実施形態によっては限定されず、設計や仕様に応じて適宜に設定されてよい。

また、上記の第一実施形態、第二実施形態で示したリターンベーン５０、５０Ｂ、５０Ｃは、遠心圧縮機１００、１００Ｂ、１００Ｃの全ての段に備えることは必須ではない。複数段に設けられたインペラ４のうちの少なくとも一つのインペラ４に作動流体Ｇを案内する案内流路２５に。上記の第一実施形態、第二実施形態で示したリターンベーン５０、５０Ｂ、５０Ｃが設けられていればよい。

１ ロータ
２ 流路
３ ケーシング
４ インペラ
５ ジャーナル軸受
６ スラスト軸受
７ 吸気口
８ 排気口
２１ 吸込流路
２２ 圧縮流路
２３ ディフューザ流路
２３Ａ ディフューザ前壁
２３Ｂ ディフューザ後壁
２４ リターンベンド部
２５ 案内流路
３１ 隔壁部材
３１Ａ 外周壁
３１Ｂ 側壁
３２ 延伸部
３２Ａ 側壁
３３ 反転壁
４１ ディスク
４２ 羽根
４３ シュラウド
５０、５０Ｂ、５０Ｃ リターンベーン
５１ 前縁
５２、５２Ｂ、５２Ｃ 後縁
５２ａ 第一端部
５２ｂ 第二端部
５２ｃ、５２ｄ 中間部
５３ 中間部
１００、１００Ｂ、１００Ｃ 遠心圧縮機（遠心回転機械）
Ｄｄ 径方向
Ｆ 流れ方向
Ｇ 作動流体
Ｏ 軸線

Claims (7)

1. 軸線方向に沿って複数段に設けられ、前記軸線方向の第一の側から吸い込んだ作動流体を前記軸線の径方向外側に吐出するインペラと、
   前記インペラを囲うよう設けられて、前記軸線方向の第一の側に位置する上流側の前記インペラから吐出される前記作動流体を、前記軸線方向の第二の側に位置する下流側の前記インペラに導く流路を形成するケーシングと、を備え、
   前記流路は、上流側の前記インペラから径方向外側に向かって排出される前記作動流体を径方向内側に反転させて案内するリターンベンド部と、
   前記リターンベンド部の下流側に接続されて、前記作動流体を径方向内側に導いて下流側の前記インペラに案内する案内流路と、を有し、
   複数段に設けられた前記インペラのうちの少なくとも一つの前記インペラに前記作動流体を案内する前記案内流路に設けられ、前記軸線回りの周方向に間隔をあけて複数設けられたリターンベーンをさらに備え、
   前記リターンベーンは、径方向内側に位置する後縁が、前記軸線方向の前記第一の側の第一端部よりも、前記軸線方向の前記第二の側の第二端部が、径方向内側に位置し、
   前記リターンベーンの前記後縁は、前記第一端部と前記第二端部との間で、径方向内側に向かって凸又は径方向外側に向かって凹となるよう湾曲して形成されている遠心回転機械。
2. 軸線方向に沿って複数段に設けられ、前記軸線方向の第一の側から吸い込んだ作動流体を前記軸線の径方向外側に吐出するインペラと、
   前記インペラを囲うよう設けられて、前記軸線方向の第一の側に位置する上流側の前記インペラから吐出される前記作動流体を、前記軸線方向の第二の側に位置する下流側の前記インペラに導く流路を形成するケーシングと、を備え、
   前記流路は、上流側の前記インペラから径方向外側に向かって排出される前記作動流体を径方向内側に反転させて案内するリターンベンド部と、
   前記リターンベンド部の下流側に接続されて、前記作動流体を径方向内側に導いて下流側の前記インペラに案内する案内流路と、を有し、
   複数段に設けられた前記インペラのうちの少なくとも一つの前記インペラに前記作動流体を案内する前記案内流路に設けられ、前記軸線回りの周方向に間隔をあけて複数設けられたリターンベーンをさらに備え、
   前記リターンベーンは、径方向内側に位置する後縁が、前記軸線方向の前記第一の側の第一端部よりも、前記軸線方向の前記第二の側の第二端部が、径方向内側に位置し、
   前記リターンベーンの前記後縁は、前記第一端部から前記案内流路において前記軸線方向の前記第一の側の上流側壁面に直交して延びる法線よりも前記第二端部が径方向内側に位置するよう形成されている遠心回転機械。
3. 前記リターンベーンの前記後縁は、前記第一端部と前記第二端部との間で、径方向内側に向かって凸又は径方向外側に向かって凹となるよう湾曲して形成されている請求項２に記載の遠心回転機械。
4. 前記リターンベーンは、前記作動流体の流れ方向に沿った長さが、前記軸線方向の前記第一の側よりも前記軸線方向の前記第二の側が長くなるよう形成されている請求項１から３の何れか一項に記載の遠心回転機械。
5. 前記リターンベーンの前記後縁は、前記第一端部から前記第二端部に向かうにしたがって、漸次前記径方向内側に延びている請求項１から４の何れか一項に記載の遠心回転機械。
6. 前記リターンベーンは、径方向外側に位置する前縁が、前記軸線に沿って直線状に形成されている請求項１から５の何れか一項に記載の遠心回転機械。
7. 前記リターンベーンは、径方向外側に位置する前縁よりも、前記後縁における前記軸線方向の長さが大きい請求項１から６の何れか一項に記載の遠心回転機械。

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