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公開番号2025078978
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-21
出願番号2023191343
出願日2023-11-09
発明の名称遠心式ターボ機械
出願人川崎重工業株式会社
代理人弁理士法人有古特許事務所
主分類F04D 29/44 20060101AFI20250514BHJP(液体用容積形機械;液体または圧縮性流体用ポンプ)
要約【課題】設計定格点や部分負荷といった運転状態に拘わらずに性能向上効果を発揮できる遠心式ターボ機械を提供する。
【解決手段】遠心式ターボ機械1は、羽根車3と、羽根車3の背面側に配置されるハブ5と、羽根車3の周囲に位置し、ハブ5との間に径方向流路11を形成するシュラウド6を含む。ハブ5とシュラウド6の一方には、径方向流路11内に配置される複数のベーン8が設けられ、ハブ5とシュラウド6の他方には、ベーン8の先端がそれぞれ嵌まり込む複数の窪み51が形成されている。各窪み51内には、当該窪み51の底と対応するベーン8の先端との間をシールする、窪み51の底とベーン8の先端との間の寸法変化に追従して変形するシール9が配置されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
羽根車と、
前記羽根車の背面側に配置されるハブと、
前記羽根車の周囲に位置し、前記ハブとの間に径方向流路を形成するシュラウドと、
前記ハブと前記シュラウドの一方に設けられた、前記径方向流路内に配置される複数のベーンと、を備え、
前記ハブと前記シュラウドの他方には、前記複数のベーンの先端がそれぞれ嵌まり込む複数の窪みが形成されており、
各窪み内には、当該窪みの底と対応するベーンの先端との間をシールする、前記窪みの底と前記ベーンの先端との間の寸法変化に追従して変形するシールが配置されている、遠心式ターボ機械。
続きを表示（約 130 文字）【請求項２】
前記シールは、対応するベーンの中心線に沿って配置されている、請求項１に記載の遠心式ターボ機械。
【請求項３】
前記シールは、ブラシシールまたは弾性変形可能な樹脂製の隙間シールである、請求項１または２に記載の遠心式ターボ機械。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、遠心式ターボ機械に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、遠心圧縮機、遠心ポンプ、ラジアルタービンなどの遠心式ターボ機械が知られている。遠心圧縮機および遠心ポンプは流体に仕事を与えて昇圧し、ラジアルタービンは高圧の流体から動力を回収する。
【０００３】
遠心式ターボ機械は、羽根車と、前記羽根車の背面側に配置されるハブと、前記羽根車の周囲に位置し、前記ハブとの間に径方向流路を形成するシュラウドを含む。ハブまたはシュラウドには、前記径方向流路内に配置される複数のベーンが設けられる。ベーンは、例えば、遠心圧縮機および遠心ポンプではディフューザーベーンであり、ラジアルタービンではノズルベーンである。
【０００４】
一般的に、ハブとシュラウドのうちのベーンが設けられていない方とベーンとの間には、熱変形によるそれらの接触を防止するためにある程度の隙間が形成される。しかし、前記隙間は、ターボ機械の性能を劣化させる漏洩流れを生じさせる。
【０００５】
例えば、特許文献１には、ハブとシュラウドのうちのベーンが設けられていない方に、ベーンの先端が嵌まり込む窪みが形成された遠心圧縮機が開示されている。なお、窪みは、特許文献１では「凹部」と呼ばれている。このような遠心圧縮機では、ハブとシュラウドのうちのベーンが設けられていない方とベーンとの間の隙間を通じた漏洩流れが低減される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１０－１９６７０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の遠心圧縮機の構造を、ある程度の高温や低温で運転するターボ機械に対して適用する場合、上述した窪みが、設計定格点辺りでベーンの先端と当該窪みの間のクリアランスが最小となるようなサイズに設定される。一方、ターボ機械は、設計定格点よりも低い回転数や低い圧力比といった条件下での部分負荷で運転されることも多い。しかし、このような部分負荷では、設計定格点に対して熱バランスや温度分布が大きく変わるため、ベーンの先端と窪みの間のクリアランスが増大する。このため、漏洩流れの低減による性能向上効果が限定的である。
【０００８】
そこで、本開示は、設計定格点や部分負荷といった運転状態に拘わらずに性能向上効果を発揮できる遠心式ターボ機械を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示は、羽根車と、前記羽根車の背面側に配置されるハブと、前記羽根車の周囲に位置し、前記ハブとの間に径方向流路を形成するシュラウドと、前記ハブと前記シュラウドの一方に設けられた、前記径方向流路内に配置される複数のベーンと、を備え、前記ハブと前記シュラウドの他方には、前記複数のベーンの先端がそれぞれ嵌まり込む複数の窪みが形成されており、各窪み内には、当該窪みの底と対応するベーンの先端との間をシールする、前記窪みの底と前記ベーンの先端との間の寸法変化に追従して変形するシールが配置されている、遠心式ターボ機械を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、設計定格点や部分負荷といった運転状態に拘わらずに性能向上効果を発揮できる遠心式ターボ機械が提供される。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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