WO2017098556A1 - 車室組み立て体及び回転機械 - Google Patents

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WO2017098556A1
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孝典 松枝
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三菱重工コンプレッサ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a vehicle compartment assembly and a rotating machine.
  • the centrifugal compressor allows gas to pass through in the radial direction of the rotating impeller, and compresses the gas using the centrifugal force generated at that time.
  • a centrifugal compressor there is known a multistage centrifugal compressor that includes multiple stages of impellers in the axial direction and compresses gas in stages.
  • Such a centrifugal compressor has a structure including a compartment that can be divided by a dividing surface that extends in the horizontal direction.
  • a vehicle compartment is composed of an upper half compartment and a lower half compartment.
  • the passenger compartment is configured by placing the upper passenger compartment on the lower passenger compartment installed on the floor and fastening it with bolts or the like.
  • a rotor is disposed so as to penetrate through the passenger compartment. The rotor is rotatable with respect to the passenger compartment.
  • Patent Document 1 describes a casing that is a compartment that can be divided in the vertical direction.
  • the interval between the flange bolts that fasten and fix the first casing that is the upper half casing and the second casing that is the lower half casing is adjusted. Thereby, the leak of the high pressure gas from the division
  • both end portions in the axial direction are opened for inserting the rotor.
  • a sealing device such as a labyrinth seal that seals between the rotor and the rotor is provided at the opening.
  • Such a sealing device is indirectly fixed to the passenger compartment by being attached to the housing. Therefore, a seal member such as an O-ring is provided on the outer peripheral surface of the housing in order to suppress leakage of working fluid from between the outer peripheral surface and the upper and lower half casings.
  • the present invention provides a vehicle compartment assembly and a rotating machine capable of suppressing the leakage of fluid from between the outer peripheral surface of the housing and the upper and lower half compartments with high accuracy.
  • a casing assembly is a casing assembly through which a rotor rotatable around an axis is inserted, and includes a lower half flange surface that is a horizontal plane facing upward in the vertical direction, and the lower A lower half casing having a lower half housing recess recessed vertically downward from the half flange surface, an upper half flange surface capable of contacting the lower half flange surface, and an upper portion recessed upward from the lower half flange surface
  • the upper half casing having the half housing recess, the lower half flange surface, and the upper half flange surface are in contact with each other, and the lower half housing recess and the upper half housing recess extend around the axis.
  • a fixing portion that fixes the lower and upper half compartments so as to form an accommodating space, a housing disposed in the accommodating space, and an outer peripheral surface of the housing, Inner circumferential surface of the half-receiving recess and the upper half-receiving A lower half housing recess that extends in the axial direction in which the axis extends, and is adjacent to the lower half large diameter recess in the axial direction. And between the lower half small diameter recess and the lower half large diameter recess and the lower half small diameter recess formed so that the radial size intersecting the axis is smaller than the lower half large diameter recess.
  • a lower half step surface that extends in the radial direction, and the upper half receiving recess includes an upper half large diameter recess extending in the axial direction, the upper half large diameter recess, and the axial direction. Between the upper half small-diameter recess that is smaller in size in the radial direction than the upper half large-diameter recess, and between the upper half large-diameter recess and the upper semi-small diameter recess.
  • An upper half step surface extending in the radial direction, and the lower half flange surface and the lower half step surface A lower half inclined surface that is formed between the lower half flange surface and inclines downwardly from the lower half flange surface toward the lower half step surface, and between the upper half flange surface and the upper half step surface. It has at least one of the upper half inclined surface which is formed and inclines upward as it goes to the upper half step surface from the upper half flange surface.
  • the vehicle compartment assembly according to the second aspect of the present invention may have only the lower half inclined surface of the lower half inclined surface and the upper half inclined surface in the first aspect.
  • the lower half large-diameter recess has the lower half small diameter in the axial direction when viewed from above in the vertical direction.
  • a corner area is provided on the side adjacent to the recess and on the outer side in the radial direction with respect to the lower half-small-diameter recess, and the lower half inclined surface is formed in the corner area when viewed from above in the vertical direction.
  • the rotary machine according to the fourth aspect of the present invention includes the vehicle compartment assembly according to any one of the first to third aspects, and a rotor disposed in the vehicle compartment assembly.
  • FIG. 1 It is a schematic sectional drawing of the centrifugal compressor of embodiment of this invention. It is the figure which looked at the lower half compartment from the upper part of the perpendicular direction in the embodiment of the present invention. It is the figure which looked at the upper half compartment in the embodiment of the present invention from the lower part of the perpendicular direction. It is a figure which shows the analysis result of the surface pressure of the part which faces the lower half large diameter recessed part of the lower half flange surface in the lower half casing which does not have a lower half inclined surface. It is a figure which shows the analysis result of the surface pressure of the lower half inclined surface in embodiment of this invention.
  • the rotating machine of the present embodiment is a single-shaft multi-stage centrifugal compressor (multi-stage centrifugal compressor) 1 including a plurality of impellers 4.
  • the centrifugal compressor 1 includes a rotor 2, a diaphragm group 5, a seal device 6, and a passenger compartment assembly 100.
  • the rotor 2 rotates about the axis O.
  • the rotor 2 includes a rotor body (rotating shaft) 3 extending along the axis O and a plurality of impellers 4 that rotate together with the rotor body 3.
  • a drive machine such as a motor is connected to the rotor body 3.
  • the rotor body 3 is rotationally driven by this driving machine.
  • the rotor body 3 has a cylindrical shape centered on the axis O and extends in the axial direction Da in which the axis O extends.
  • the rotor body 3 is rotatably supported at both ends in the axial direction Da by a bearing (not shown).
  • the impeller 4 is fixed to the outer peripheral surface of the rotor body 3.
  • the impeller 4 rotates with the rotor body 3 to compress the process gas (working fluid) using centrifugal force.
  • the impeller 4 is provided in a plurality of stages in the axial direction Da with respect to the rotor body 3.
  • the impeller 4 of this embodiment is disposed between bearings disposed on both sides of the rotor body 3 in the axial direction Da.
  • the impeller 4 is a so-called closed impeller provided with a disk 4c, a blade 4b, and a cover 4a.
  • the impeller 4 defines a flow path through which process gas flows by the disk 4c, the blade 4b, and the cover 4a.
  • An impeller group is constituted by a plurality of impellers 4 arranged in the same direction along the axial direction Da.
  • the centrifugal compressor 1 of the present embodiment has one impeller group.
  • the diaphragm group 5 covers the rotor 2 from the outside.
  • the diaphragm group 5 includes a plurality of diaphragms 51 arranged in the axial direction Da corresponding to each of the plurality of impellers 4.
  • a plurality of diaphragms 51 are arranged so as to be stacked in the axial direction Da.
  • a space capable of accommodating the impeller 4 is formed inside the radial direction Dr of the rotor body 3, which is a direction intersecting the axis O.
  • the diaphragms 51 are connected to each other to define a flow path through which the process gas flows together with the flow path of the impeller 4.
  • the diaphragm group 5 includes a suction port 52, a suction flow channel 53, a plurality of diffuser flow channels 54, a plurality of bent flow channels 55, a plurality of return flow channels 56, in order from the upstream side where the process gas flows.
  • a discharge channel 57 and a discharge port 58 are defined.
  • the suction port 52 allows the process gas to flow into the suction flow path 53 from the outside.
  • the suction port 52 allows process gas flowing in from the outside of the passenger compartment 101 to be described later to flow into the diaphragm group 5.
  • the suction port 52 is connected to the suction flow channel 53 while gradually decreasing the flow channel area from the outer side in the radial direction Dr toward the inner side in the radial direction Dr.
  • the suction flow path 53 causes the process gas to flow from the outside to the impeller 4 arranged on the most upstream side among the plurality of impellers 4 arranged in the axial direction Da together with the suction port 52.
  • the suction channel 53 extends from the suction port 52 to the inside in the radial direction Dr.
  • the suction channel 53 is connected to an inlet facing the upstream side of the impeller 4 while changing the direction from the radial direction Dr to the downstream side which is the other side of the axial direction Da.
  • the diffuser flow path 54 is connected to an outlet that faces the outer side of the radial direction Dr of the impeller 4.
  • the diffuser flow path 54 extends from the outlet of the impeller 4 toward the outside in the radial direction Dr, and is connected to the curved flow path 55.
  • the curved flow path 55 turns the flow direction of the process gas from the direction toward the outside of the radial direction Dr to the direction toward the inside of the radial direction Dr. That is, the bent flow channel 55 is a U-shaped flow channel when viewed from the radial direction Dr.
  • the curved flow path 55 is formed by the outer peripheral surface of the diaphragm group 5 and the inner peripheral surface of the vehicle interior 101.
  • the return flow path 56 allows the process gas flowing through the curved flow path 55 to flow into the impeller 4.
  • the return flow path 56 gradually increases in width while extending toward the inside in the radial direction Dr.
  • the return flow path 56 changes the flow direction of the process gas so as to go downstream in the axial direction Da inside the radial direction Dr of the diaphragm group 5.
  • the sealing device 6 prevents the process gas from leaking from the inside of the passenger compartment 101 to the outside.
  • the sealing device 6 seals the outer peripheral surface of the rotor body 3 over the entire circumference.
  • a labyrinth seal is used as the sealing device 6 of the present embodiment.
  • the vehicle compartment assembly 100 accommodates the rotor 2, the diaphragm group 5, and the seal device 6 therein.
  • the vehicle compartment assembly 100 includes a lower half vehicle compartment 200, an upper half vehicle compartment 300, a fixing part 400, a housing 500, and a seal member 600.
  • the lower half passenger compartment 200 is fixed on the floor.
  • a part of the suction port 52 is formed in the lower half passenger compartment 200 so as to open downward in the vertical direction Dv.
  • a part of the discharge port 58 is formed in the lower half casing 200 so as to open downward in the vertical direction Dv.
  • the lower half passenger compartment 200 is combined with the upper half passenger compartment 300 to form the passenger compartment 101.
  • the passenger compartment 101 forms the exterior of the centrifugal compressor 1.
  • the vehicle interior 101 is formed in a cylindrical shape.
  • the vehicle interior 101 is formed such that the central axis coincides with the axis O of the rotor body 3.
  • the vehicle interior 101 accommodates the diaphragm group 5 therein.
  • the lower half passenger compartment 200 is open upward in the vertical direction Dv.
  • the lower half casing 200 includes a lower half flange surface 210, a lower half accommodating recess 250, and a lower half inclined surface 290.
  • the lower half flange surface 210 is a horizontal surface facing upward in the vertical direction Dv.
  • the lower half flange surface 210 is one divided surface when the vehicle interior 101 is divided vertically in the vertical direction Dv.
  • the lower half flange surface 210 is formed with a plurality of fixing holes 401 into which fastening bolts described later are screwed.
  • the fixing hole 401 is recessed downward from the lower half flange surface 210 in the vertical direction Dv.
  • a plurality of fixing holes 401 are formed at intervals along the direction in which the lower half flange surface 210 extends.
  • the lower half flange surface 210 has a first lower half flange surface 211 and a second lower half flange surface 212.
  • the first lower half flange surface 211 is connected to a lower half large-diameter recess 251 described later in the lower half housing recess 250.
  • Two first lower half flange surfaces 211 are formed apart in the width direction Dw across the axis O when viewed from above in the vertical direction Dv.
  • the first lower half flange surface 211 is a flat surface that extends long in the axial direction Da.
  • the width direction Dw is a direction parallel to a horizontal plane perpendicular to the vertical direction Dv and the axial direction Da in the radial direction Dr.
  • the second lower half flange surface 212 is connected to a lower half small-diameter recess 252 described later in the lower half housing recess 250.
  • the second lower half flange surface 212 is a plane that is continuous with the first lower half flange surface 211.
  • the second lower half flange surface 212 is formed on both sides of the first lower half flange surface 211 in the axial direction Da.
  • the second lower half flange surface 212 is disposed on the inner side (side closer to the axis O) in the width direction Dw than the first lower half flange surface 211 when viewed from above in the vertical direction Dv.
  • the lower half accommodating recess 250 is recessed downward from the lower half flange surface 210 in the vertical direction Dv.
  • the lower half accommodating recess 250 is a space covered by the inner surface of the lower half passenger compartment 200 when viewed from above in the vertical direction Dv.
  • the lower half housing recess 250 includes a lower half large diameter recess 251, a lower half small diameter recess 252, and a lower half step surface 253.
  • the lower half large-diameter recess 251 is a space in which the diaphragm group 5 is accommodated.
  • the lower half large-diameter recess 251 extends in the axial direction Da.
  • the lower half large-diameter recess 251 is formed to be recessed from the first lower half flange surface 211.
  • the lower half large-diameter recess 251 is a space formed around the axis O.
  • the lower half large-diameter recess 251 is formed inside the width direction Dw so as to be sandwiched between the two first lower half flange surfaces 211 when viewed from above in the vertical direction Dv.
  • the lower half large-diameter recess 251 has a substantially rectangular shape when viewed from above in the vertical direction Dv.
  • the lower half large-diameter recess 251 forms a part of the curved flow path 55 by the inner surface of the lower half casing 200 facing the inner side in the width direction Dw.
  • the lower half large diameter recess 251 is adjacent to the lower half small diameter recess 252 in the axial direction Da and outside the lower half small diameter recess 252 in the width direction Dw (axis O A lower half-angle region (corner region) 251a located on the side away from the center.
  • the lower half-angle region 251a is a space that forms a corner of the lower half large-diameter recess 251 when viewed from above in the vertical direction Dv.
  • the lower half-corner region 251a is formed on both sides of the lower half large-diameter recess 251 in the axial direction Da. That is, the lower half-angle region 251a is a region facing a lower half step surface 253 described later, and forms part of the suction port 52 and the discharge port 58.
  • the lower half small-diameter recess 252 is a space in which the sealing device 6 is accommodated.
  • the lower half small-diameter recess 252 is adjacent to the lower half large-diameter recess 251 in the axial direction Da and extends in the axial direction Da.
  • the lower half small diameter recess 252 is a space connected to the lower half large diameter recess 251 in the axial direction Da.
  • the lower half small diameter recess 252 is formed on both sides of the lower half large diameter recess 251 in the axial direction Da so as to sandwich the lower half large diameter recess 251.
  • the lower half small-diameter recess 252 is formed to be recessed from the second lower half flange surface 212.
  • the lower half small-diameter recess 252 is a space formed around the axis O.
  • the lower half small-diameter recess 252 is formed inside the width direction Dw so as to be sandwiched between the two second lower half flange surfaces 212 when viewed from above in the vertical direction Dv.
  • the lower half small-diameter recess 252 is formed to have a smaller size in the radial direction Dr than the lower half large-diameter recess 251. That is, the lower half small-diameter recess 252 has a rectangular shape smaller than the lower half large-diameter recess 251 when viewed from above in the vertical direction Dv.
  • the lower half small-diameter recess 252 is formed smaller than the lower half large-diameter recess 251 by the length in the width direction Dw of the lower half-corner region 251a when viewed from above in the vertical direction Dv.
  • the lower half step surface 253 is a surface formed between the lower half large diameter recess 251 and the lower half small diameter recess 252 and extending in the radial direction Dr.
  • the lower half step surface 253 is a part of a surface that defines the lower half large-diameter recess 251.
  • the lower half step surface 253 is a part of the inner surface facing the axial direction Da of the lower half passenger compartment 200 forming the lower half large-diameter recess 251.
  • the lower half step surface 253 is connected to the lower half flange surface 210 and the lower half inclined surface 290.
  • the lower half step surface 253 on one side in the axial direction Da forms a part of the suction port 52.
  • the lower half step surface 253 on the other side in the axial direction Da forms a part of the discharge port 58.
  • the lower half inclined surface 290 is formed between the lower half flange surface 210 and the lower half step surface 253.
  • the lower half inclined surface 290 is inclined downward in the vertical direction Dv from the lower half flange surface 210 toward the lower half step surface 253. That is, the lower half inclined surface 290 is formed so as not to contact an upper half flange surface 310 described later when the upper half vehicle compartment 300 is combined with the lower half vehicle compartment 200.
  • the lower half inclined surface 290 is connected to the lower half flange surface 210 on one side in the axial direction Da.
  • the lower half inclined surface 290 has the other side in the axial direction Da connected to the lower half step surface 253 when viewed from above in the vertical direction Dv.
  • the lower half inclined surface 290 When viewed from above in the vertical direction Dv, the lower half inclined surface 290 has a lower half small diameter at which the seal member 600 comes into contact with the outermost point 291 on the lower half small diameter concave portion 252 side in the axial direction Da in the lower half angle region 251a. It is formed on the lower half large-diameter recess 251 side with respect to the virtual line 293 connecting the contact point 292 on the inner peripheral surface of the recess 252.
  • the lower half inclined surface 290 includes a contact point 292 closest to the lower half large-diameter concave portion 251 in the axial direction Da among the contact points 292 on the inner peripheral surface of the lower half small-diameter concave portion 252 with which the seal member 600 contacts, and an outermost point.
  • the lower half large-diameter concave portion 251 is formed on the lower half large-diameter concave portion 251 side with respect to the virtual line 293 linking the 291.
  • the imaginary line 293 of this embodiment forms a boundary between the lower half inclined surface 290 and the lower half flange surface 210.
  • the lower half inclined surface 290 is not limited to being formed with the virtual line 293 as the boundary as in the present embodiment.
  • the boundary between the lower half inclined surface 290 and the lower half flange surface 210 may be disposed closer to the lower half large-diameter recessed portion 251 than the virtual line 293.
  • the outermost point 291 is the outermost point in the axial direction Da in the lower half-angle region 251a. That is, the outermost point 291 is the point on the outermost side in the axial direction Da at the suction port 52 and the discharge port 58.
  • the upper half compartment 300 is fixed on the lower half compartment 200 as shown in FIG.
  • the upper half casing 300 is opened downward in the vertical direction Dv.
  • the upper half passenger compartment 300 is not opened so that a portion where the suction port 52 is partially formed communicates with the outside.
  • the upper half vehicle interior 300 is not opened so that a portion where the discharge port 58 is partially formed communicates with the outside.
  • the upper half casing 300 has the same configuration as the lower half casing 200 except that it does not have an upper half inclined surface corresponding to the lower half inclined surface 290. That is, as shown in FIG. 3, the upper half compartment 300 has a shape that is substantially the same as the shape when the lower half compartment 200 is viewed from above in the vertical direction Dv. I am doing.
  • the upper half casing 300 has an upper half flange surface 310 corresponding to the lower half flange surface 210, and an upper half accommodating recess 350 corresponding to the lower half accommodating recess 250.
  • the upper half flange surface 310 is a horizontal surface facing downward in the vertical direction Dv.
  • the upper half flange surface 310 is the other divided surface when the vehicle interior 101 is divided in the vertical direction. That is, the upper half flange surface 310 can be brought into contact with the lower half flange surface 210.
  • a plurality of through holes 402 through which fastening bolts are inserted are formed in the upper half flange surface 310.
  • the through hole 402 is recessed upward from the upper half flange surface 310 in the vertical direction Dv.
  • a plurality of through holes 402 are formed at intervals along the direction in which the upper half flange surface 310 extends.
  • the through hole 402 is formed so as to match the position of the fixing hole 401 when the upper half casing 300 is combined with the lower half casing 200.
  • the upper half flange surface 310 has a first upper half flange surface 311 and a second upper half flange surface 312.
  • the first upper half flange surface 311 is connected to an upper half large-diameter recess 351 described later in the upper half housing recess 350.
  • Two first upper half flange surfaces 311 are formed apart in the width direction Dw across the axis O when viewed from above in the vertical direction Dv.
  • the first upper half flange surface 311 is a plane that extends long in the axial direction Da.
  • the first upper half flange surface 311 has the same shape as the first lower half flange surface 211.
  • the second upper half flange surface 312 is connected to an upper half small-diameter recess 352 described later in the upper half accommodating recess 350.
  • the second upper half flange surface 312 is formed on both sides of the first upper half flange surface 311 in the axial direction Da.
  • the second upper half flange surface 312 is a plane continuous with the first upper half flange surface 311.
  • the second upper half flange surface 312 is disposed on the inner side in the width direction Dw than the first upper half flange surface 311 when viewed from above in the vertical direction Dv.
  • the second upper half flange surface 312 has the same shape as the second lower half flange surface 212.
  • the upper half accommodating recess 350 is recessed upward from the upper half flange surface 310 in the vertical direction Dv.
  • the upper half accommodating recess 350 is a space covered with the inner surface of the upper half passenger compartment 300 when viewed from below in the vertical direction Dv.
  • the upper half accommodating recess 350 is disposed above the vertical direction Dv of the lower half accommodating recess 250 when the upper half casing 300 and the lower half casing 200 are combined.
  • a housing space extending around the axis O is formed inside the vehicle interior 101 by the lower half housing recess 250 and the upper half housing recess 350.
  • Members such as the diaphragm group 5 and the seal device 6 are arranged in the housing space.
  • the upper half accommodating recess 350 includes an upper half large diameter recess 351, an upper half small diameter recess 352, and an upper half step surface 353.
  • the upper half large-diameter recess 351 is a space in which the diaphragm group 5 is accommodated together with the lower half large-diameter recess 251.
  • the upper half large-diameter recess 351 extends in the axial direction Da.
  • the upper half large-diameter recess 351 is formed to be recessed from the first upper half flange surface 311.
  • the upper half large-diameter recess 351 is a space formed around the axis O.
  • the upper half large-diameter recess 351 is formed inside the width direction Dw so as to be sandwiched between the two first upper half flange surfaces 311 when viewed from below in the vertical direction Dv.
  • the upper half large-diameter recess 351 has a substantially rectangular shape when viewed from below in the vertical direction Dv.
  • the upper half large-diameter recessed portion 351 forms a part of the curved flow path 55 by the inner surface of the upper half casing 300 facing the inner side in the width direction Dw.
  • the upper half large-diameter recess 351 is located on the side adjacent to the upper half small-diameter recess 352 in the axial direction Da and outside the upper half-small diameter recess 352 in the width direction Dw when viewed from below the vertical direction Dv. It has an upper half-angle region 351a.
  • the upper half-angle region 351a is a space that forms the corner of the upper half large-diameter recess 351 when viewed from below in the vertical direction Dv.
  • the upper half-corner region 351a is formed on both sides of the upper half large-diameter recess 351 in the axial direction Da. That is, the upper half-angle region 351 a is a region facing an upper half step surface 353 described later, and forms part of the suction port 52 and the discharge port 58.
  • the upper half small-diameter recess 352 is a space in which the seal device 6 is accommodated together with the lower half small-diameter recess 252.
  • the upper half small diameter recess 352 is adjacent to the upper half large diameter recess 351 in the axial direction Da and extends in the axial direction Da.
  • the upper half small-diameter recess 352 is a space connected to the upper half large-diameter recess 351 in the axial direction Da.
  • the upper half small diameter recess 352 is formed on both sides of the upper half large diameter recess 351 in the axial direction Da so as to sandwich the upper half large diameter recess 351.
  • the upper half small-diameter recess 352 is formed to be recessed from the second upper half flange surface 312.
  • the upper half small-diameter recess 352 is a space formed around the axis O.
  • the upper half small-diameter recess 352 is formed on the inner side in the width direction Dw so as to be sandwiched between the two second upper half flange surfaces 312 when viewed from below in the vertical direction Dv.
  • the upper half small-diameter recess 352 is formed to have a smaller size in the radial direction Dr than the upper half large-diameter recess 351.
  • the upper half small-diameter recess 352 has a rectangular shape smaller than the upper half large-diameter recess 351 when viewed from below in the vertical direction Dv. Specifically, the upper half small-diameter recess 352 is formed smaller than the upper half large-diameter recess 351 by the length in the width direction Dw of the upper half-corner region 351a when viewed from above in the vertical direction Dv.
  • the upper half step surface 353 is a surface that is formed between the upper half large-diameter recess 351 and the upper half small-diameter recess 352 and extends in the radial direction Dr.
  • the upper half step surface 353 is a part of the surface that defines the upper half large-diameter recess 351.
  • the upper half step surface 353 is a part of the inner surface facing the axial direction Da of the upper half casing 300 forming the upper half large-diameter recess 351.
  • the upper half step surface 353 is directly connected to the upper half flange surface 310.
  • the upper half step surface 353 on one side in the axial direction Da forms a part of the suction port 52.
  • the upper half step surface 353 on the other side in the axial direction Da forms a part of the discharge port 58.
  • the upper half step surface 353 is a surface that is continuous with the lower half step surface 253 when the upper half passenger compartment 300 and the lower half passenger compartment 200 are combined.
  • the fixing part 400 fixes the lower half casing 200 and the upper half casing 300 so as to form an accommodation space in a state where the lower half flange face 210 and the upper half flange face 310 are in contact with each other.
  • the fixing portion 400 of the present embodiment includes a fixing hole 401 formed in the lower half flange surface 210, a through hole 402 formed in the upper half flange surface 310, and a fixing hole inserted into the through hole 402. And fastening bolts (not shown) screwed to 401.
  • the housing 500 is disposed in the accommodation space.
  • the housing 500 of this embodiment is disposed in a space formed by the lower half small-diameter recess 252 and the upper half small-diameter recess 352 in the accommodation space.
  • One housing 500 is provided on each of one side and the other side in the axial direction Da of the housing space.
  • the seal device 6 can be fixed.
  • the housing 500 has a cylindrical shape with the axis O as the center.
  • the rotor body 3 is inserted while the seal device 6 is fixed inside.
  • the housing 500 is fixed to the lower half passenger compartment 200 and the upper half passenger compartment 300 via a seal member 600.
  • the seal member 600 seals between the lower half compartment 200 and the upper half compartment 300 and the housing 500.
  • the seal member 600 is provided on the outer peripheral surface of the housing 500.
  • the seal member 600 is in contact with the inner peripheral surface of the lower half small-diameter recess 252 and the inner peripheral surface of the upper half small-diameter recess 352.
  • the seal member 600 of this embodiment is an O-ring.
  • One seal member 600 is provided at the inner end in the axial direction Da with respect to the outer peripheral surface of the housing 500.
  • the centrifugal compressor 1 As described above, the upper half passenger compartment 300 is placed from above in the vertical direction Dv with the rotor 2 and the diaphragm group 5 placed on the lower half passenger compartment 200. In this state, the fastening bolt is inserted into the through hole 402 and the tip portion is fixed to the fixing hole 401. Thereby, the centrifugal compressor 1 which has the compartment assembly 100 and the rotor 2 arrange
  • both ends in the axial direction Da are opened to allow the rotor body 3 to be inserted therethrough, the thickness is reduced because there is no flange. Furthermore, in the lower half passenger compartment 200 and the upper half passenger compartment 300, large spaces such as the suction port 52 and the discharge port 58 are formed on both sides in the axial direction Da. Therefore, in the lower half passenger compartment 200 and the upper half passenger compartment 300, the rigidity of both side portions in the axial direction Da is lower than the other portions. In this state, when a high pressure is generated inside the lower half compartment 200 and the upper half compartment 300, a large load is applied to both sides of the lower half compartment 200 and the upper half compartment 300 in the axial direction Da.
  • the lower half casing 200 and the upper half casing 300 are arranged such that the lower half flange face 210 of the lower half casing 200 and the upper half flange face 310 of the upper half casing 300 are inclined outward in the axial direction Da. Will be deformed.
  • FIG. 4 shows the surface pressure distribution of the lower half flange surface 210 in the lower half casing 200 which does not have the lower half inclined surface 290 and the upper half inclined surface unlike the present invention.
  • a surface pressure is generated between the portion facing the upper half large-diameter recess 351 of the upper half flange surface 310 and the portion facing the lower half large-diameter recess 251 of the lower half flange surface 210. It can be seen that the color in the figure is darker. On the other hand, in this state, no surface pressure is generated around the contact point 292 around the seal member 600, and the color in the drawing is not colored.
  • a lower half inclined surface 290 that is inclined downward in the vertical direction Dv is formed between the lower half flange surface 210 and the lower half step surface 253. Therefore, even if the lower half casing 200 and the upper half casing 300 are deformed so that the lower half flange face 210 and the upper half flange face 310 are inclined toward the outside in the axial direction Da, With the semi-inclined surface 290, the upper half flange surface 310 can be avoided. That is, it is possible to prevent the lower half inclined surface 290 and the upper half flange surface 310 from contacting each other.
  • the positions of the lower half flange surface 210 and the upper half flange surface 310 where the high contact stress is generated are strongly shifted from the portions facing the lower half large-diameter recess 251 and the upper half large-diameter recess 351. Can do. Therefore, the place where the high contact stress is generated near the seal member 600 can be shifted to bring the lower half flange surface 210 and the upper half flange surface 310 into contact with each other around the seal member 600. It is possible to prevent a gap from occurring with high accuracy. Thereby, the leakage of the process gas from between the outer peripheral surface of the housing 500 and the upper half casing 300 and the lower half casing 200 can be suppressed with high accuracy.
  • FIG. 5 shows the surface pressure distribution of the lower half flange surface 210 in the lower half passenger compartment 200 in which the lower half inclined surface 290 is formed.
  • the surface pressure is not generated in the portion facing the lower half large-diameter recess 251 of the lower half inclined surface 290, and the color in the drawing is not dark.
  • the surface pressure is generated near the second lower half flange surface 212 of the lower half inclined surface 290, and the color is dark. That is, it can be seen that the portion facing the lower half large diameter recess 251 of the lower half inclined surface 290 is not in contact with the upper half flange surface 310.
  • a surface pressure is generated around the contact point 292 close to the seal member 600, and the color in the drawing is dark. That is, it can be seen that the lower half flange surface 210 and the upper half flange surface 310 are in contact with each other around the seal member 600. Also from these, it can be seen that the formation of the lower half inclined surface 290 can prevent a gap from being generated around the seal member 600.
  • the upper half casing 300 is not formed with the upper half inclined surface corresponding to the lower half inclined surface 290 of the lower half casing 200 between the upper half flange surface 310 and the upper half step surface 353. Thereby, it can prevent that a clearance gap produces around the sealing member 600 by processing only with respect to the lower half compartment 200 which is easy to process compared with the upper half compartment 300.
  • an imaginary line 293 that connects the point closest to the lower half large-diameter recess 251 in the axial direction Da and the outermost point 291.
  • a lower half inclined surface 290 is formed on the lower half large-diameter concave portion 251 side. Since the lower half inclined surface 290 does not contact the upper half flange surface 310, the boundary between the lower half inclined surface 290 and the lower half flange surface 210 contacts the upper half flange surface 310. Therefore, a high surface pressure is generated at this boundary.
  • the lower half inclined surface 290 is formed on the lower half large-diameter concave portion 251 side with respect to the virtual line 293, so that this boundary is formed on the lower half large-diameter concave portion 251 side with respect to the contact point 292 where the seal member 600 is in contact. can do. Therefore, it is possible to facilitate the contact with the upper half flange surface 310 around the contact point 292 where the seal member 600 is in contact. As a result, it is possible to prevent a gap from occurring around the seal member 600 with high accuracy. Thereby, the leakage of the process gas from between the outer peripheral surface of the housing 500 and the upper half casing 300 and the lower half casing 200 can be suppressed with higher accuracy.
  • the contact point 292 where the seal member 600 is in contact is surely brought into contact with the upper half flange surface 310. be able to. As a result, the generation of a gap around the seal member 600 can be prevented with higher accuracy.
  • the centrifugal compressor 1 can suppress leakage of a high-pressure fluid such as a working fluid flowing through the interior with high accuracy.
  • the upper half vehicle compartment 300 does not have the upper half inclined surface, and only the lower half vehicle compartment 200 has the lower half inclined surface 290. It is not limited to such a structure.
  • the vehicle compartment assembly 100 only needs to have at least one of the lower half inclined surface 290 and the upper half inclined surface, and may have both the lower half inclined surface 290 and the upper half inclined surface. You may have only an inclined surface.
  • the centrifugal compressor 1 is described as an example of the rotary machine, but the present invention is not limited to this.
  • the rotating machine may be a supercharger or a pump.
  • the leakage of the working fluid from the outer peripheral surface of the housing 500 and the upper half compartment 300 and the lower half compartment 200 can be suppressed with high accuracy.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

　車室組み立て体は、鉛直方向の上方を向く水平面である下半フランジ面（２１０）と下半段差面（２５３）との間に形成されて下半フランジ面（２１０）から下半段差面（２５３）に向かうにしたがって下方に向かって傾斜する下半傾斜面（２９０）、及び、下半フランジ面（２１０）に当接可能な上半フランジ面（３１０）と上半段差面（３５３）との間に形成されて上半フランジ面（３１０）から上半段差面（３５３）に向かうにしたがって上方に向かって傾斜する上半傾斜面の少なくとも一方を有する。

Description

車室組み立て体及び回転機械
　本発明は、車室組み立て体及び回転機械に関する。
　遠心圧縮機は、回転するインペラの径方向に気体を通り抜けさせ、その際に発生する遠心力を利用してそれら気体を圧縮する。遠心圧縮機において、インペラを軸線方向に多段に備え、気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。
　このような遠心圧縮機では、水平方向に広がる分割面で分割可能な車室を備える構造がある。このような車室は、上半車室と下半車室とから構成されている。床面上に設置された下半車室に上半車室が載せられてボルト等で締結されることで車室が構成されている。遠心圧縮機では、この車室を貫通するようにロータが配置されている。ロータは、車室に対して回転自在とされている。
　例えば、特許文献１には、上下方向に分割可能な車室であるケーシングが記載されている。このケーシングでは、上半車室である第１ケーシングと下半車室である第２ケーシングとを締結固定するフランジボルト同士の間隔を調整している。これにより、第１ケーシング及び第２ケーシングの分割面からの高圧ガスの漏れを抑制している。
　上述したような車室では、軸線方向の両端部がロータを挿通させるために開口している。この開口部分には、ロータとの間をシールするラビリンスシール等のシール装置が設けられている。このようなシール装置は、ハウジングに取り付けられることで、間接的に車室に固定されている。そのため、このハウジングの外周面にも、この外周面と上半車室及び下半車室との間からの作動流体の漏れを抑えるために、Ｏリング等のシール部材が設けられている。
特開２０１３－２４９７７１号公報
　しかしながら、シール部材を設けていても、ハウジングの外周面と上半車室及び下半車室との間からの作動流体の漏れ出す場合がある。そのため、このハウジングの外周面と上半車室及び下半車室との間からの流体の漏れを高い精度で抑えたいという要望がある。
　本発明は、ハウジングの外周面と上半車室及び下半車室との間からの流体の漏れを高い精度で抑えることが可能な車室組み立て体及び回転機械を提供する。
　上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
　本発明の第一の態様における車室組み立て体は、軸線回りに回転可能なロータが挿通される車室組み立て体であって、鉛直方向の上方を向く水平面である下半フランジ面と、前記下半フランジ面から鉛直方向の下方に凹む下半収容凹部とを有する下半車室と、前記下半フランジ面に当接可能な上半フランジ面と、前記下半フランジ面から前記上方に凹む上半収容凹部とを有する上半車室と、前記下半フランジ面と前記上半フランジ面とを当接させた状態で、前記下半収容凹部と前記上半収容凹部とによって軸線を中心として延びている収容空間を形成するように前記下半車室と前記上半車室とを固定する固定部と、前記収容空間に配置されるハウジングと、前記ハウジングの外周面に設けられて、前記下半収容凹部の内周面及び前記上半収容凹部の内周面に接触するシール部材とを備え、前記下半収容凹部は、前記軸線の延びる軸線方向に延びている下半大径凹部と、前記下半大径凹部と前記軸線方向に隣接し、前記下半大径凹部よりも前記軸線と交差する径方向の大きさが小さくなるように形成されている下半小径凹部と、前記下半大径凹部及び前記下半小径凹部との間に形成されて前記径方向に広がる下半段差面と、を有し、前記上半収容凹部は、前記軸線方向に延びている上半大径凹部と、前記上半大径凹部と前記軸線方向に隣接し、前記上半大径凹部よりも前記径方向の大きさが小さくなるように形成されている上半小径凹部と、前記上半大径凹部及び前記上半小径凹部との間に形成されて前記径方向に広がる上半段差面と、を有し、前記下半フランジ面と前記下半段差面との間に形成されて前記下半フランジ面から前記下半段差面に向かうにしたがって前記下方に向かって傾斜する下半傾斜面、及び、前記上半フランジ面と前記上半段差面との間に形成されて前記上半フランジ面から前記上半段差面に向かうにしたがって前記上方に向かって傾斜する上半傾斜面の少なくとも一方を有する。
　このような構成によれば、下半車室及び上半車室が倒れ込むように内側に変形した場合であっても、下半傾斜面や上半傾斜面によって上半フランジ面や下半フランジ面を避けることができる。その結果、下半フランジ面と上半フランジ面とにおいて、強く当たってしまう位置を下半収容凹部や上半収容凹部に面する部分からずらすことができる。そのため、シール部材の近くに高い接触応力が発生する場所をずらして、シール部材の周りで下半フランジ面と上半フランジ面と接触させることができる。したがって、シール部材の周りに隙間が生じてしまうことを高い精度で抑制することができる。
　本発明の第二の態様における車室組み立て体では、第一の態様において、前記下半傾斜面及び前記上半傾斜面のうち、前記下半傾斜面のみを有していてもよい。
　このような構成によれば、上半車室に比べて加工が容易な下半車室のみに加工を行うことで、シール部材の周りに隙間が生じてしまうことを抑制することができる。
　本発明の第三の態様における車室組み立て体では、第一または第二の態様において、前記下半大径凹部は、前記鉛直方向の上方から見た場合に、前記軸線方向における前記下半小径凹部と隣接する側、かつ、前記下半小径凹部よりも前記径方向の外側に角領域を有し、前記下半傾斜面は、前記鉛直方向の上方から見た場合に、前記角領域における前記軸線方向の最も前記下半小径凹部側の最外点と、前記シール部材が接触する前記下半小径凹部の内周面の接触点とを結ぶ仮想線よりも前記下半大径凹部側に形成されていてもよい。
　このような構成によれば、シール部材が接触する接触点よりも下半大径凹部側に下半傾斜面と下半フランジ面との境界を形成することができる。そのため、シール部材が配置されている領域での上半フランジ面と下半フランジ面との開きをより高い精度で抑えることができる。
　本発明の第四の態様における回転機械では、第一から第三の態様のいずれか一つの車室組み立て体と、前記車室組み立て体内に配置されたロータとを有する。
　このような構成によれば、内部を流通する作動流体等の高圧な流体の漏れを高い精度で抑えることができる。
　本発明によれば、ハウジングの外周面と上半車室及び下半車室との間からの流体の漏れを高い精度で抑えることができる。
本発明の実施形態の遠心圧縮機の概略断面図である。 本発明の実施形態における下半車室を鉛直方向の上方から見た図である。 本発明の実施形態における上半車室を鉛直方向の下方から見た図である。 下半傾斜面を有していない下半車室における下半フランジ面の下半大径凹部に面する部分の面圧の解析結果を示す図である。 本発明の実施形態における下半傾斜面の面圧の解析結果を示す図である。
　以下、本発明の実施形態について図１から図５を参照して説明する。
　図１に示すように、本実施形態の回転機械は、複数のインペラ４を備える一軸多段式の遠心圧縮機（多段遠心圧縮機）１である。
　遠心圧縮機１は、ロータ２と、ダイアフラム群５と、シール装置６と、車室組み立て体１００と、を備えている。
　ロータ２は、軸線Ｏを中心として回転する。ロータ２は、軸線Ｏに沿って延びているロータ本体（回転軸）３と、ロータ本体３とともに回転する複数のインペラ４と、を有している。
　ロータ本体３には、モータ等の駆動機（不図示）が連結されている。ロータ本体３は、この駆動機によって回転駆動されている。ロータ本体３は、軸線Ｏを中心とする円柱状をなして軸線Ｏの延びる軸線方向Ｄａに延在している。ロータ本体３は、不図示の軸受によって軸線方向Ｄａの両端が回転可能に支持されている。
　インペラ４は、ロータ本体３の外周面に固定されている。インペラ４は、ロータ本体３とともに回転することによって遠心力を利用してプロセスガス（作動流体）を圧縮する。インペラ４は、ロータ本体３に対して軸線方向Ｄａに複数段設けられている。本実施形態のインペラ４は、ロータ本体３に対して軸線方向Ｄａの両側に配置された軸受の間に配置されている。インペラ４は、ディスク４ｃと、ブレード４ｂと、カバー４ａとを備えた、いわゆるクローズ型のインペラである。インペラ４は、ディスク４ｃ、ブレード４ｂ、及びカバー４ａによって内部にプロセスガスが流通する流路を画成している。軸線方向Ｄａに沿って同じ方向を向いて配列された複数のインペラ４によってインペラ群が構成されている。本実施形態の遠心圧縮機１は、一つのインペラ群を有している。
　ダイアフラム群５は、ロータ２を外部から覆っている。ダイアフラム群５は、複数段のインペラ４のそれぞれに対応して軸線方向Ｄａに配列された複数のダイアフラム５１によって構成されている。ダイアフラム５１は、軸線方向Ｄａに積層されるように複数並んでいる。ダイアフラム５１は、軸線Ｏと交差する方向であるロータ本体３の径方向Ｄｒの内側にインペラ４を収容可能な空間が形成されている。ダイアフラム５１は、相互に接続されることで、インペラ４の流路とともにプロセスガスの流通させる流路を画成している。
　ここで、具体的に、ダイアフラム５１によって形成される流路について、軸線方向Ｄａの一方側である上流側から順に説明する。本実施形態では、ダイアフラム群５は、プロセスガスが流通する上流側から順に、吸込口５２、吸込流路５３、複数のディフューザ流路５４、複数の曲がり流路５５、複数のリターン流路５６、吐出流路５７、及び吐出口５８を画成している。
　吸込口５２は、外部から吸込流路５３にプロセスガスを流入させる。吸込口５２は、後述する車室１０１の外部から流入してきたプロセスガスをダイアフラム群５の内部に流入させる。吸込口５２は、径方向Ｄｒの外側から径方向Ｄｒの内側に向かって流路面積を徐々に減少させながら、吸込流路５３に接続されている。
　吸込流路５３は、吸込口５２とともに、軸線方向Ｄａに複数並ぶインペラ４のうち最も上流側に配置されたインペラ４へ、外部からプロセスガスを流入させる。吸込流路５３は、吸込口５２から径方向Ｄｒの内側に延びている。吸込流路５３は、その向きを径方向Ｄｒから軸線方向Ｄａの他方側である下流側に変化させつつ、インペラ４の上流側を向く入口に接続されている。
　ディフューザ流路５４は、インペラ４から径方向Ｄｒの外側に流出したプロセスガスが流入する。ディフューザ流路５４は、インペラ４の径方向Ｄｒの外側を向く出口に接続されている。ディフューザ流路５４は、インペラ４の出口から径方向Ｄｒの外側に向かって延びて、曲がり流路５５に接続されている。
　曲がり流路５５は、プロセスガスの流通方向を径方向Ｄｒの外側に向かう方向から径方向Ｄｒの内側に向かう方向へと転向させる。つまり、曲がり流路５５は、径方向Ｄｒから見た場合に、Ｕ字状をなす流路となっている。曲がり流路５５は、ダイアフラム群５の外周面と車室１０１の内周面とによって形成されている。
　リターン流路５６は、曲がり流路５５を流通したプロセスガスをインペラ４に流入させる。リターン流路５６は、径方向Ｄｒの内側に向かって延びながら、その流路幅が徐々に拡がっている。リターン流路５６は、ダイアフラム群５の径方向Ｄｒの内側で軸線方向Ｄａの下流側に向かうようにプロセスガスの流通方向を変化させている。
　シール装置６は、プロセスガスが車室１０１の内部から外部に漏れることを抑える。シール装置６は、ロータ本体３の外周面を全周にわたってシールしている。本実施形態のシール装置６は、例えば、ラビリンスシールが用いられる。
　車室組み立て体１００は、ロータ２、ダイアフラム群５、及びシール装置６を内部に収容している。車室組み立て体１００は、下半車室２００と、上半車室３００と、固定部４００と、ハウジング５００と、シール部材６００とを備えている。
　下半車室２００は、床面上に固定されている。下半車室２００には、鉛直方向Ｄｖの下方を向いて開口するように吸込口５２の一部が形成されている。下半車室２００には、鉛直方向Ｄｖの下方を向いて開口するように吐出口５８の一部が形成されている。下半車室２００は、上半車室３００と組み合わされることで、車室１０１を形成している。
　車室１０１は、遠心圧縮機１の外装を形成している。車室１０１は、円筒状に形成されている。車室１０１は、中心軸がロータ本体３の軸線Ｏに一致して形成されている。車室１０１は、ダイアフラム群５を内部に収容している。
　下半車室２００は、鉛直方向Ｄｖの上方に向いて開口している。下半車室２００は、図２に示すように、下半フランジ面２１０と、下半収容凹部２５０と、下半傾斜面２９０とを有する。
　下半フランジ面２１０は、鉛直方向Ｄｖの上方を向く水平面である。下半フランジ面２１０は、車室１０１が鉛直方向Ｄｖの上下に分割される際の一方の分割面である。下半フランジ面２１０には、後述する締結ボルトが螺合される固定孔４０１が複数形成されている。固定孔４０１は、下半フランジ面２１０から鉛直方向Ｄｖの下方に凹んでいる。固定孔４０１は、下半フランジ面２１０の延びる方向に沿って間隔を空けて複数形成されている。下半フランジ面２１０は、第一下半フランジ面２１１と、第二下半フランジ面２１２とを有する。
　第一下半フランジ面２１１は、下半収容凹部２５０うち、後述する下半大径凹部２５１と繋がっている。第一下半フランジ面２１１は、鉛直方向Ｄｖの上方から見た場合に、軸線Ｏを挟んで、幅方向Ｄｗに離れて二つ形成されている。第一下半フランジ面２１１は、軸線方向Ｄａに長く伸びている平面である。なお、幅方向Ｄｗは、径方向Ｄｒのうちで、鉛直方向Ｄｖ及び軸線方向Ｄａと直交する水平面と平行な方向である。
　第二下半フランジ面２１２は、下半収容凹部２５０うち、後述する下半小径凹部２５２と繋がっている。第二下半フランジ面２１２は、第一下半フランジ面２１１と連続する平面である。第二下半フランジ面２１２は、第一下半フランジ面２１１の軸線方向Ｄａの両側に形成されている。第二下半フランジ面２１２は、鉛直方向Ｄｖの上方から見た場合に、第一下半フランジ面２１１よりも幅方向Ｄｗの内側（軸線Ｏに近づく側）に配置されている。
　下半収容凹部２５０は、下半フランジ面２１０から鉛直方向Ｄｖの下方に凹んでいる。下半収容凹部２５０は、鉛直方向Ｄｖの上方から見た場合に、下半車室２００の内面によって覆われた空間である。下半収容凹部２５０は、下半大径凹部２５１と、下半小径凹部２５２と、下半段差面２５３と、を有する。
　下半大径凹部２５１は、ダイアフラム群５が収容される空間である。下半大径凹部２５１は、軸線方向Ｄａに延びている。下半大径凹部２５１は、第一下半フランジ面２１１から凹んで形成されている。下半大径凹部２５１は、軸線Ｏを中心に形成された空間である。下半大径凹部２５１は、鉛直方向Ｄｖの上方から見た場合に、二つの第一下半フランジ面２１１に挟まれるように幅方向Ｄｗの内側に形成されている。下半大径凹部２５１は、鉛直方向Ｄｖの上方から見た場合に、略矩形状をなしている。下半大径凹部２５１は、幅方向Ｄｗの内側を向く下半車室２００の内面によって曲がり流路５５の一部を形成している。下半大径凹部２５１は、鉛直方向Ｄｖの上方から見た場合に、軸線方向Ｄａにおける下半小径凹部２５２と隣接する側、かつ、下半小径凹部２５２よりも幅方向Ｄｗの外側（軸線Ｏから遠ざかる側）に位置する下半角領域（角領域）２５１ａを有する。
　下半角領域２５１ａは、鉛直方向Ｄｖの上方から見た場合に、下半大径凹部２５１の角を形成する空間である。下半角領域２５１ａは、下半大径凹部２５１の軸線方向Ｄａの両側に形成されている。つまり、下半角領域２５１ａは、後述する下半段差面２５３に面する領域であり、吸込口５２や吐出口５８の一部を形成している。
　下半小径凹部２５２は、シール装置６が収容される空間である。下半小径凹部２５２は、下半大径凹部２５１と軸線方向Ｄａに隣接し、軸線方向Ｄａに延びている。下半小径凹部２５２は、下半大径凹部２５１と軸線方向Ｄａで繋がっている空間である。下半小径凹部２５２は、下半大径凹部２５１を挟み込むように、下半大径凹部２５１の軸線方向Ｄａの両側にそれぞれ形成されている。下半小径凹部２５２は、第二下半フランジ面２１２から凹んで形成されている。下半小径凹部２５２は、軸線Ｏを中心に形成された空間である。下半小径凹部２５２は、鉛直方向Ｄｖの上方から見た場合に、二つの第二下半フランジ面２１２に挟まるように幅方向Ｄｗの内側に形成されている。下半小径凹部２５２は、下半大径凹部２５１よりも径方向Ｄｒの大きさが小さくなるように形成されている。つまり、下半小径凹部２５２は、鉛直方向Ｄｖの上方から見た場合に、下半大径凹部２５１よりも小さな矩形状をなしている。具体的には、下半小径凹部２５２は、鉛直方向Ｄｖの上方から見た場合に、下半角領域２５１ａの幅方向Ｄｗの長さ分だけ下半大径凹部２５１よりも小さく形成されている。
　下半段差面２５３は、下半大径凹部２５１及び下半小径凹部２５２との間に形成されて径方向Ｄｒに広がる面である。下半段差面２５３は、下半大径凹部２５１を画成する面の一部である。具体的には、下半段差面２５３は、下半大径凹部２５１を形成している下半車室２００の軸線方向Ｄａを向く内面の一部である。下半段差面２５３は、下半フランジ面２１０と下半傾斜面２９０と介して繋がっている。軸線方向Ｄａの一方側の下半段差面２５３は、吸込口５２の一部を形成している。軸線方向Ｄａの他方側の下半段差面２５３は、吐出口５８の一部を形成している。
　下半傾斜面２９０は、下半フランジ面２１０と下半段差面２５３との間に形成されている。下半傾斜面２９０は、下半フランジ面２１０から下半段差面２５３に向かうにしたがって鉛直方向Ｄｖの下方に向かって傾斜している。つまり、下半傾斜面２９０は、上半車室３００が下半車室２００と組み合わされた場合に、後述する上半フランジ面３１０と接触しないように形成されている。下半傾斜面２９０は、鉛直方向Ｄｖの上方から見た場合に、軸線方向Ｄａの一方側が下半フランジ面２１０に繋がっている。下半傾斜面２９０は、鉛直方向Ｄｖの上方から見た場合に、軸線方向Ｄａの他方側が下半段差面２５３に繋がっている。下半傾斜面２９０は、鉛直方向Ｄｖの上方から見た場合に、下半角領域２５１ａにおける軸線方向Ｄａの最も下半小径凹部２５２側の最外点２９１と、シール部材６００が接触する下半小径凹部２５２の内周面の接触点２９２とを結ぶ仮想線２９３よりも下半大径凹部２５１側に形成されている。下半傾斜面２９０は、シール部材６００が接触する下半小径凹部２５２の内周面の接触点２９２のうち、軸線方向Ｄａの最も下半大径凹部２５１に近い接触点２９２と、最外点２９１とを結ぶ仮想線２９３よりも下半大径凹部２５１側に形成されている。本実施形態の仮想線２９３は、下半傾斜面２９０と下半フランジ面２１０との境界を形成している。
　なお、下半傾斜面２９０は、本実施形態のように仮想線２９３を境界として形成されていることに限定されるものではない。下半傾斜面２９０は、仮想線２９３よりも下半大径凹部２５１側に下半傾斜面２９０と下半フランジ面２１０との境界が配置されていてもよい。
　ここで、最外点２９１とは、下半角領域２５１ａにおいて、軸線方向Ｄａの最も外側の点である。つまり、最外点２９１は、吸込口５２や吐出口５８において、最も軸線方向Ｄａの外側の点である。
　上半車室３００は、図１に示すように、下半車室２００上に固定されている。上半車室３００は、鉛直方向Ｄｖの下方に向いて開口している。上半車室３００は、下半車室２００と異なり、吸込口５２の一部が形成されている部分が外部と連通するように開口していない。同様に、上半車室３００は、吐出口５８の一部が形成されている部分が外部と連通するように開口していない。上半車室３００は、下半傾斜面２９０に対応する上半傾斜面を有していないだけで、下半車室２００と同様の構成をしている。つまり、上半車室３００は、図３に示すように、鉛直方向Ｄｖの下方から見た際の形状が、下半車室２００を鉛直方向Ｄｖの上方から見た際の形状とほぼ同じ形状をなしている。上半車室３００は、下半フランジ面２１０と対応する上半フランジ面３１０と、下半収容凹部２５０と対応する上半収容凹部３５０とを有する。
　上半フランジ面３１０は、鉛直方向Ｄｖの下方を向く水平面である。上半フランジ面３１０は、車室１０１が上下方向に分割される際の他方の分割面である。つまり、上半フランジ面３１０は、下半フランジ面２１０に当接可能とされている。上半フランジ面３１０には、締結ボルトが挿通される貫通孔４０２が複数形成されている。貫通孔４０２は、上半フランジ面３１０から鉛直方向Ｄｖの上方に凹んでいる。貫通孔４０２は、上半フランジ面３１０の延びる方向に沿って間隔を空けて複数形成されている。貫通孔４０２は、上半車室３００が下半車室２００と組み合わされた場合に、固定孔４０１の位置と合うように形成されている。上半フランジ面３１０は、第一上半フランジ面３１１と、第二上半フランジ面３１２とを有する。
　第一上半フランジ面３１１は、上半収容凹部３５０うち、後述する上半大径凹部３５１と繋がっている。第一上半フランジ面３１１は、鉛直方向Ｄｖの上方から見た場合に、軸線Ｏを挟んで、幅方向Ｄｗに離れて二つ形成されている。第一上半フランジ面３１１は、軸線方向Ｄａに長く伸びている平面である。第一上半フランジ面３１１は、第一下半フランジ面２１１と同じ形状をしている。
　第二上半フランジ面３１２は、上半収容凹部３５０うち、後述する上半小径凹部３５２と繋がっている。第二上半フランジ面３１２は、第一上半フランジ面３１１の軸線方向Ｄａの両側に形成されている。第二上半フランジ面３１２は、第一上半フランジ面３１１と連続する平面である。第二上半フランジ面３１２は、鉛直方向Ｄｖの上方から見た場合に、第一上半フランジ面３１１よりも幅方向Ｄｗの内側に配置されている。第二上半フランジ面３１２は、第二下半フランジ面２１２と同じ形状をしている。
　上半収容凹部３５０は、上半フランジ面３１０から鉛直方向Ｄｖの上方に凹んでいる。上半収容凹部３５０は、鉛直方向Ｄｖの下方から見た場合に、上半車室３００の内面に覆われた空間である。上半収容凹部３５０は、上半車室３００と下半車室２００とが組み合わされた場合に、下半収容凹部２５０の鉛直方向Ｄｖの上方に配置される。下半収容凹部２５０と上半収容凹部３５０とによって軸線Ｏを中心として延びている収容空間が車室１０１の内部に形成されている。この収容空間には、ダイアフラム群５やシール装置６等の部材が配置される。上半収容凹部３５０は、上半大径凹部３５１と、上半小径凹部３５２と、上半段差面３５３と、を有する。
　上半大径凹部３５１は、下半大径凹部２５１とともに、ダイアフラム群５が収容される空間である。上半大径凹部３５１は、軸線方向Ｄａに延びている。上半大径凹部３５１は、第一上半フランジ面３１１から凹んで形成されている。上半大径凹部３５１は、軸線Ｏを中心に形成された空間である。上半大径凹部３５１は、鉛直方向Ｄｖの下方から見た場合に、二つの第一上半フランジ面３１１に挟まれるように幅方向Ｄｗの内側に形成されている。上半大径凹部３５１は、鉛直方向Ｄｖの下方から見た場合に、略矩形状をなしている。上半大径凹部３５１は、幅方向Ｄｗの内側を向く上半車室３００の内面によって曲がり流路５５の一部を形成している。上半大径凹部３５１は、鉛直方向Ｄｖの下方から見た場合に、軸線方向Ｄａにおける上半小径凹部３５２と隣接する側、かつ、上半小径凹部３５２よりも幅方向Ｄｗの外側に位置する上半角領域３５１ａを有する。
　上半角領域３５１ａは、鉛直方向Ｄｖの下方から見た場合に、上半大径凹部３５１の角を形成する空間である。上半角領域３５１ａは、上半大径凹部３５１の軸線方向Ｄａの両側に形成されている。つまり、上半角領域３５１ａは、後述する上半段差面３５３に面する領域であり、吸込口５２や吐出口５８の一部を形成している。
　上半小径凹部３５２は、下半小径凹部２５２とともに、シール装置６が収容される空間である。上半小径凹部３５２は、上半大径凹部３５１と軸線方向Ｄａに隣接し、軸線方向Ｄａに延びている。上半小径凹部３５２は、上半大径凹部３５１と軸線方向Ｄａで繋がっている空間である。上半小径凹部３５２は、上半大径凹部３５１を挟み込むように、上半大径凹部３５１の軸線方向Ｄａの両側にそれぞれ形成されている。上半小径凹部３５２は、第二上半フランジ面３１２から凹んで形成されている。上半小径凹部３５２は、軸線Ｏを中心に形成された空間である。上半小径凹部３５２は、鉛直方向Ｄｖの下方から見た場合に、二つの第二上半フランジ面３１２に挟まるように幅方向Ｄｗの内側に形成されている。上半小径凹部３５２は、上半大径凹部３５１よりも径方向Ｄｒの大きさが小さくなるように形成されている。つまり、上半小径凹部３５２は、鉛直方向Ｄｖの下方から見た場合に、上半大径凹部３５１よりも小さな矩形状をなしている。具体的には、上半小径凹部３５２は、鉛直方向Ｄｖの上方から見た場合に、上半角領域３５１ａの幅方向Ｄｗの長さ分だけ上半大径凹部３５１よりも小さく形成されている。
　上半段差面３５３は、上半大径凹部３５１及び上半小径凹部３５２との間に形成されて径方向Ｄｒに広がる面である。上半段差面３５３は、上半大径凹部３５１を画成する面の一部である。具体的には、上半段差面３５３は、上半大径凹部３５１を形成している上半車室３００の軸線方向Ｄａを向く内面の一部である。上半段差面３５３は、上半フランジ面３１０と直接繋がっている。軸線方向Ｄａの一方側の上半段差面３５３は、吸込口５２の一部を形成している。軸線方向Ｄａの他方側の上半段差面３５３は、吐出口５８の一部を形成している。上半段差面３５３は、上半車室３００と下半車室２００とが組み合わされた場合に、下半段差面２５３と連続する面である。
　固定部４００は、下半フランジ面２１０と上半フランジ面３１０とを当接させた状態で、収容空間を形成するように下半車室２００と上半車室３００とを固定する。本実施形態の固定部４００は、下半フランジ面２１０に形成されている固定孔４０１と、上半フランジ面３１０に形成されている貫通孔４０２と、貫通孔４０２に挿通された状態で固定孔４０１に螺合される締結ボルト（不図示）とを有する。
　ハウジング５００は、収容空間に配置されている。本実施形態のハウジング５００は、収容空間のうち、下半小径凹部２５２と上半小径凹部３５２とによって形成される空間に配置されている。ハウジング５００は、収容空間の軸線方向Ｄａの一方側と他方側とにそれぞれ一つずつ設けられている。ハウジング５００は、内部にシール装置６が固定可能とされている。ハウジング５００は、軸線Ｏを中心とする円筒状をなしている。ハウジング５００は、シール装置６を内部に固定した状態で、ロータ本体３が挿通される。ハウジング５００は、シール部材６００介して下半車室２００及び上半車室３００に固定されている。
　シール部材６００は、下半車室２００及び上半車室３００とハウジング５００との間をシールしている。シール部材６００は、ハウジング５００の外周面に設けられている。シール部材６００は、下半小径凹部２５２の内周面及び上半小径凹部３５２の内周面に接触している。本実施形態のシール部材６００は、Ｏリングである。シール部材６００は、ハウジング５００の外周面に対して、軸線方向Ｄａの内側の端部に一つ設けられている。
　上記のような遠心圧縮機１では、下半車室２００にロータ２やダイアフラム群５を載せた状態で、鉛直方向Ｄｖの上方から上半車室３００が載せられる。この状態で、締結ボルトを貫通孔４０２に挿通させて、先端部分を固定孔４０１に固定する。これにより、車室組み立て体１００と、車室組み立て体１００の内部に配置されるロータ２とを有する遠心圧縮機１が組み立てられる。
　遠心圧縮機１が運転されることで、高圧のプロセスガスが流通して、ダイアフラム群５等が配置されている下半大径凹部２５１と上半大径凹部３５１との間の空間に大きな圧力が生じる。このように大きな圧力が生じることで、ハウジング５００の外周面にシール部材６００を設けていても、ハウジング５００の外周面と下半車室２００及び上半車室３００との間からのプロセスガスが漏れてしまう場合がある。
　これは、下半車室２００及び上半車室３００におけるシール部材６００と接触する部分に面する下半フランジ面２１０と上半フランジ面３１０との間が開いてしまうためである。これにより、シール部材６００が設けられている部分を迂回するように、下半フランジ面２１０と上半フランジ面３１０との間からプロセスガスが流れ出てしまう。
　下半車室２００及び上半車室３００では、ロータ本体３を挿通させるために軸線方向Ｄａの両端部が開口しているためにフランジ無いために肉厚が薄くなっている。さらに、下半車室２００及び上半車室３００では、軸線方向Ｄａの両側に吸込口５２や吐出口５８といった大きな空間が形成されている。そのため、下半車室２００及び上半車室３００では、軸線方向Ｄａの両側部分の剛性が他の部分よりも低くなっている。この状態で、下半車室２００及び上半車室３００の内部に高い圧力が生じると、下半車室２００及び上半車室３００の軸線方向Ｄａの両側に大きな負荷がかかる。これにより、下半車室２００の下半フランジ面２１０及び上半車室３００の上半フランジ面３１０が軸線方向Ｄａの外側に向かって傾くように、下半車室２００及び上半車室３００が変形してしまう。
　下半傾斜面２９０や上半傾斜面が形成されていない状態でこのように変形することで、鉛直方向Ｄｖから見た場合に、下半フランジ面２１０の下半大径凹部２５１に面する部分と、上半フランジ面３１０の上半大径凹部３５１に面する部分とが強く当たってしまう。つまり、シール部材６００と接触している部分に面している位置よりも軸線方向Ｄａの中心側で、下半フランジ面２１０と上半フランジ面３１０とが強く当たってしまう。その結果、高い接触応力が発生して強く当たっている部分を支点にして、シール部材６００の周りの下半フランジ面２１０と上半フランジ面３１０と間が開いてしまう。
　図４は、本願発明とは異なり下半傾斜面２９０も上半傾斜面も有していない下半車室２００における下半フランジ面２１０の面圧分布を示したものである。図４に示すように、上半フランジ面３１０の上半大径凹部３５１に面する部分と下半フランジ面２１０の下半大径凹部２５１に面する部分との面圧が発生しており、図中の色が濃くなっていることがわかる。一方、この状態では、シール部材６００の周りである接触点２９２の周辺に面圧が発生しておらず、図中の色がついていない。つまり、下半フランジ面２１０と上半フランジ面３１０とが開いてしまい、面圧が生じていないことがわかる。そのため、この状態では、シール部材６００を迂回するように下半フランジ面２１０と上半フランジ面３１０との間からのプロセスガスが漏れてしまう。
　ところが、本実施形態では、下半フランジ面２１０と下半段差面２５３との間に鉛直方向Ｄｖの下方に向かって傾斜する下半傾斜面２９０が形成されている。そのため、下半フランジ面２１０及び上半フランジ面３１０が軸線方向Ｄａの外側に向かって傾くように、下半車室２００及び上半車室３００が倒れ込むように変形した場合であっても、下半傾斜面２９０によって、上半フランジ面３１０を避けることができる。つまり、下半傾斜面２９０と上半フランジ面３１０とが接触することを防ぐことができる。その結果、高い接触応力が発生する箇所である下半フランジ面２１０と上半フランジ面３１０における強く当たってしまう位置を下半大径凹部２５１や上半大径凹部３５１に面する部分からずらすことができる。そのため、シール部材６００の近くに高い接触応力が発生する場所をずらして、シール部材６００の周りで下半フランジ面２１０と上半フランジ面３１０とを接触させることができる、したがって、シール部材６００の周りに隙間が生じてしまうことを高い精度で防ぐことができる。これにより、ハウジング５００の外周面と上半車室３００及び下半車室２００との間からのプロセスガスの漏れを高い精度で抑えることができる。
　具体的には、図５は下半傾斜面２９０が形成された下半車室２００における下半フランジ面２１０の面圧分布を示したものである。図５に示すように、下半傾斜面２９０の下半大径凹部２５１に面する部分に面圧が発生しておらず、図中の色が濃くなっていない。一方、下半傾斜面２９０の第二下半フランジ面２１２に近い位置に面圧が発生しており、色が濃くなっている。つまり、下半傾斜面２９０の下半大径凹部２５１に面する部分が上半フランジ面３１０と接触していないことがわかる。加えて、シール部材６００に近い接触点２９２の周辺に面圧が発生して図中の色が濃くなっている。つまり、シール部材６００の周りで下半フランジ面２１０と上半フランジ面３１０とが接触していることがわかる。これらからも、下半傾斜面２９０が形成されていることで、シール部材６００の周りに隙間が生じてしまうことを防ぐことができていることがわかる。
　また、本実施形態では、下半傾斜面２９０のみが形成されている。つまり、上半車室３００には、下半車室２００の下半傾斜面２９０に相当する上半傾斜面が上半フランジ面３１０と上半段差面３５３との間に形成されていない。これにより、上半車室３００に比べて加工が容易な下半車室２００の対してのみに加工を行うことで、シール部材６００の周りに隙間が生じてしまうことを防ぐことができる。
　また、シール部材６００が接触する下半小径凹部２５２の内周面の接触点２９２のうち、軸線方向Ｄａの最も下半大径凹部２５１に近い点と、最外点２９１とを結ぶ仮想線２９３よりも下半大径凹部２５１側に下半傾斜面２９０が形成されている。下半傾斜面２９０は上半フランジ面３１０と接触しないために、下半傾斜面２９０と下半フランジ面２１０との境界が上半フランジ面３１０と接触する。そのため、この境界に高い面圧が生じる。下半傾斜面２９０が仮想線２９３よりも下半大径凹部２５１側に形成されることで、この境界をシール部材６００が接触している接触点２９２よりも下半大径凹部２５１側に形成することができる。したがって、シール部材６００が接触している接触点２９２の周りを上半フランジ面３１０と接触させやすくすることができる。その結果、シール部材６００の周りに隙間が生じてしまうことを高い精度で防ぐことができる。これにより、ハウジング５００の外周面と上半車室３００及び下半車室２００との間からのプロセスガスの漏れをより高い精度で抑えることができる。
　また、下半傾斜面２９０と下半フランジ面２１０との境界を仮想線２９３と一致させることで、シール部材６００が接触している接触点２９２の周りを確実に上半フランジ面３１０と接触させることができる。その結果、シール部材６００の周りに隙間が生じてしまうことをより一層高い精度で防ぐことができる。
　したがって、このような車室組み立て体１００を有することで、遠心圧縮機１は、内部を流通する作動流体等の高圧な流体の漏れを高い精度で抑えることができる。
　以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。
　なお、上記実施形態の車室組み立て体１００では、上半車室３００が上半傾斜面を有しておらず、下半車室２００のみが下半傾斜面２９０を有していたが、このような構造に限定されるものではない。車室組み立て体１００は、下半傾斜面２９０及び上半傾斜面の少なくとも一方を有していればよく、下半傾斜面２９０及び上半傾斜面の両方を有していてもよく、上半傾斜面のみを有していてもよい。
　また、本実施形態では、回転機械として遠心圧縮機１を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、回転機械は、過給機やポンプであってもよい。
　上記した車室組み立て体１００及び回転機械によれば、ハウジング５００の外周面と上半車室３００及び下半車室２００との間からの作動流体の漏れを高い精度で抑えることができる。
１     遠心圧縮機
Ｏ     軸線
Ｄａ   軸線方向
Ｄｒ   径方向
Ｄｖ   鉛直方向
Ｄｗ   幅方向
２     ロータ
３     ロータ本体
４     インペラ
４ａ   ディスク
４ｂ   ブレード
４ｃ   カバー
５     ダイアフラム群
５１   ダイアフラム
５２   吸込口
５３   吸込流路
５４   ディフューザ流路
５５   曲がり流路
５６   リターン流路
５７   吐出流路
５８   吐出口
６     シール装置
１００ 車室組み立て体
２００ 下半車室
２１０ 下半フランジ面
２１１ 第一下半フランジ面
２１２ 第二下半フランジ面
２５０ 下半収容凹部
２５１ 下半大径凹部
２５１ａ      下半角領域
２５２ 下半小径凹部
２５３ 下半段差面
２９０ 下半傾斜面
２９１ 最外点
２９２ 接触点
２９３ 仮想線
３００ 上半車室
３１０ 上半フランジ面
３１１ 第一上半フランジ面
３１２ 第二上半フランジ面
３５０ 上半収容凹部
３５１ 上半大径凹部
３５１ａ      上半角領域
３５２ 上半小径凹部
３５３ 上半段差面
１０１ 車室
４００ 固定部
４０１ 固定孔
４０２ 貫通孔
５００ ハウジング
６００ シール部材

Claims (4)

  1. 　軸線回りに回転可能なロータが挿通される車室組み立て体であって、
    　鉛直方向の上方を向く水平面である下半フランジ面と、前記下半フランジ面から鉛直方向の下方に凹む下半収容凹部とを有する下半車室と、
    　前記下半フランジ面に当接可能な上半フランジ面と、前記下半フランジ面から前記上方に凹む上半収容凹部とを有する上半車室と、
    　前記下半フランジ面と前記上半フランジ面とを当接させた状態で、前記下半収容凹部と前記上半収容凹部とによって軸線を中心として延びている収容空間を形成するように前記下半車室と前記上半車室とを固定する固定部と、
    　前記収容空間に配置されるハウジングと、
    　前記ハウジングの外周面に設けられて、前記下半収容凹部の内周面及び前記上半収容凹部の内周面に接触するシール部材とを備え、
    　前記下半収容凹部は、
    　前記軸線の延びる軸線方向に延びている下半大径凹部と、
    　前記下半大径凹部と前記軸線方向に隣接し、前記下半大径凹部よりも前記軸線と交差する径方向の大きさが小さくなるように形成されている下半小径凹部と、
    　前記下半大径凹部及び前記下半小径凹部との間に形成されて前記径方向に広がる下半段差面と、を有し、
    　前記上半収容凹部は、
    　前記軸線方向に延びている上半大径凹部と、
    　前記上半大径凹部と前記軸線方向に隣接し、前記上半大径凹部よりも前記径方向の大きさが小さくなるように形成されている上半小径凹部と、
    　前記上半大径凹部及び前記上半小径凹部との間に形成されて前記径方向に広がる上半段差面と、を有し、
    　前記下半フランジ面と前記下半段差面との間に形成されて前記下半フランジ面から前記下半段差面に向かうにしたがって前記下方に向かって傾斜する下半傾斜面、及び、前記上半フランジ面と前記上半段差面との間に形成されて前記上半フランジ面から前記上半段差面に向かうにしたがって前記上方に向かって傾斜する上半傾斜面の少なくとも一方を有する車室組み立て体。
  2. 　前記下半傾斜面及び前記上半傾斜面のうち、前記下半傾斜面のみを有する請求項１に記載の車室組み立て体。
  3. 　前記下半大径凹部は、前記鉛直方向の上方から見た場合に、前記軸線方向における前記下半小径凹部と隣接する側、かつ、前記下半小径凹部よりも前記径方向の外側に角領域を有し、
    　前記下半傾斜面は、前記鉛直方向の上方から見た場合に、前記角領域における前記軸線方向の最も前記下半小径凹部側の最外点と、前記シール部材が接触する前記下半小径凹部の内周面の接触点とを結ぶ仮想線よりも前記下半大径凹部側に形成されている請求項２に記載の車室組み立て体。
  4. 　請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車室組み立て体と、
    　前記車室組み立て体内に配置されたロータとを有する回転機械。
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