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公開番号2025164392
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-30
出願番号2024068346
出願日2024-04-19
発明の名称多段遠心圧縮機および圧縮機システム
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 20060101AFI20251023BHJP(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】中間冷却によって圧縮機性能を改善しつつ、ロータの軸長を短くすることができる多段遠心圧縮機を提供する。
【解決手段】一実施形態に係る多段遠心圧縮機1は、ロータ2、ダイヤフラム5およびケーシング6を含む。ロータ2は、回転軸3、ならびに回転軸3に取り付けられた複数の前段羽根車4Aおよび複数の後段羽根車4Bを含む。ダイヤフラム5は、前段羽根車4Aの上流側の吸入室51、前段羽根車4Aの下流側の中間流出室52、後段羽根車4Bの上流側の中間流入室53、および後段羽根車4Bの下流側の吐出室54を含む。ケーシング6は、中間流出室52と連通する複数の中間流出口62、および中間流入室53と連通する複数の中間流入口を含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
作動ガスを複数の羽根車を用いて圧縮する多段遠心圧縮機であって、
回転軸、ならびに前記回転軸に取り付けられた少なくとも１つの前段羽根車および少なくとも１つの後段羽根車を含むロータと、
前記少なくとも１つの前段羽根車の上流側の吸入室、前記少なくとも１つの前段羽根車の下流側の中間流出室、前記少なくとも１つの後段羽根車の上流側の中間流入室、および前記少なくとも１つの後段羽根車の下流側の吐出室を含むダイヤフラムと、
前記ダイヤフラムを収容するケーシングであって、前記中間流出室と連通する複数の中間流出口、および前記中間流入室と連通する複数の中間流入口を含むケーシングと、
を備える、多段遠心圧縮機。
続きを表示（約 310 文字）【請求項２】
前記作動ガスは水素ガスである、請求項１に記載の多段遠心圧縮機。
【請求項３】
請求項１または２に記載の多段遠心圧縮機と、
前記複数の中間流出口と複数の中間流出管により接続されるとともに、前記複数の中間流入口と複数の中間流入管により接続された複数の中間冷却器と、
を備える、圧縮機システム。
【請求項４】
前記複数の中間冷却器のうちの少なくとも２つは上下方向に並んでいる、請求項３に記載の圧縮機システム。
【請求項５】
前記上下方向に並ぶ少なくとも２つの中間冷却器は、共通の架台に支持されている、請求項４に記載の圧縮機システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、作動ガスを複数の羽根車を用いて圧縮する多段遠心圧縮機、および前記多段遠心圧縮機を含む圧縮機システムに関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、作動ガスを複数の羽根車を用いて圧縮する多段遠心圧縮機が知られている。例えば、特許文献１には、作動ガスを圧縮途中で冷却することが可能な多段遠心圧縮機が開示されている。
【０００３】
具体的に、特許文献１の多段遠心圧縮機は、ロータと、前記ロータに貫通されるダイヤフラムと、前記ダイヤフラムを収容するケーシングを含む。特許文献１では、ダイヤフラムが「インナーバンドル」と呼ばれている。
【０００４】
前記ロータは、回転軸と、前記回転軸に取り付けられた３つの前段羽根車および２つの後段羽根車を含む。前記ダイヤフラムは、前記複数の前段羽根車の上流側の吸入室、前記複数の前段羽根車の下流側の中間流出室、前記複数の後段羽根車の上流側の中間流入室、および前記複数の後段羽根車の下流側の吐出室を含む。前記ケーシングは、前記中間流出室と連通する中間流出口と、前記中間流入室と連通する中間流入口を含む。特許文献１では、中間流出室および中間流出口がまとめて「吐出流路」と呼ばれ、中間流入室および中間流入口がまとめて「吸込み流路」と呼ばれている。
【０００５】
多段遠心圧縮機に供給された作動ガスは、前段羽根車で圧縮された後に中間流出口を通じて多段遠心圧縮機器から取り出されて中間冷却器で冷却される。中間冷却器で冷却された作動ガスは、中間流入口を通じて多段遠心圧縮機へ戻されて後段圧縮機で圧縮される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１９－４４７３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
作動ガスを連続的に圧縮すると、作動ガスの温度上昇によって、圧縮に要する動力が上昇するとともに、羽根車などの構成部品の材料温度が高くなり、寿命が短くなる。これに対し、特許文献１の多段遠心圧縮機のように作動ガスが圧縮途中で冷却されれば、作動ガスの温度上昇による圧縮に要する動力の増加および羽根車などの短寿命化を抑制することができる。
【０００８】
しかしながら、特許文献１の多段遠心圧縮機では、圧力損失の低減の観点から中間流出口および中間流入口の直径がある程度大きくなるため、ロータの軸長が長くなり、軸振動によるトラブルが発生し易くなる。
【０００９】
そこで、本開示は、中間冷却によって圧縮機性能を改善しつつ、ロータの軸長を短くすることができる多段遠心圧縮機、および前記多段遠心圧縮機を含む圧縮機システム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】
【００１０】
本開示は、１つの側面から、作動ガスを複数の羽根車を用いて圧縮する多段遠心圧縮機であって、回転軸、ならびに前記回転軸に取り付けられた少なくとも１つの前段羽根車および少なくとも１つの後段羽根車を含むロータと、前記少なくとも１つの前段羽根車の上流側の吸入室、前記少なくとも１つの前段羽根車の下流側の中間流出室、前記少なくとも１つの後段羽根車の上流側の中間流入室、および前記少なくとも１つの後段羽根車の下流側の吐出室を含むダイヤフラムと、前記ダイヤフラムを収容するケーシングであって、前記中間流出室と連通する複数の中間流出口、および前記中間流入室と連通する複数の中間流入口を含むケーシングと、を備える、多段遠心圧縮機を提供する。
（【００１１】以降は省略されています）

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