JP2000205187A - 曲線状のフェアリングを備えた二相ヘリカル混流羽根車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 羽根車の入口と出口との間の漏れを抑える。 【解決手段】 圧縮または膨張二相ヘリカル混流羽根車
は、ボス２６の上に取り付けられた１つまたは２つ以上
の羽根２５と、羽根の外側の部分に取り付けられたカバ
ー２４とを有し、この組立体がハウジング２０内に設置
されている。カバー２４は、羽根車の入口および／また
は出口に対応する端部の少なくとも一方に、羽根車の入
口と出口との間の漏れを抑えるように値が決められてい
る傾斜を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、二相ヘリカル混流
羽根車と、この種の羽根車を有する圧縮装置および膨張
装置に関する。

【０００２】本発明は、特に、以下の二相ヘリカル混流
羽根車に関する。 −本質的に円筒形のシェル内で流れが生じるヘリカル軸
流羽根車、ヘリカル混流羽根車の下位形（回転している
立体的なシェル内で流れが生じる） −例えば仏国特許第２，６６５，２２４号公報明細書に
記載されているような圧縮羽根車（エネルギーが回転子
から流体へ伝達する）および膨張羽根車（エネルギーが
流体から回転子へ伝達する） この後の説明では、 −羽根車の子午面は、回転軸を通る任意の平面を指す。 −羽根車の径方向面は、回転軸に垂直な任意の平面を指
す。 −羽根車の流路は、流体が流れ、羽根と内側および外側
のシェルとによって囲まれた空間を指す。

【０００３】本発明による羽根車は、１または２以上の
液相、気相および場合によっては固相から成る混合物の
圧縮および膨張を行う装置に特に用いられる。

【０００４】羽根車は、石油産出、地熱、液化プロセス
（特に天然ガスの液化）、水および酸化ガスの混合再注
入、再精製プロセス（触媒による改質、水素化分解法や
水素化脱硫法等の水素添加処理）などの多くの分野にお
いて利用できる。

【０００５】

【従来の技術】単相の圧縮および膨張径方向（遠心力）
混流羽根車は、羽根の上面と下面との間の漏れ率および
再循環率を抑え、その結果、羽根車の効率を向上させる
ように、通常は外側のシェル（カバーあるいはキャップ
あるいはフェアリング）によって覆われている。これら
のシェルは、エネルギー変換中に現れる圧力勾配（圧縮
時に正かつ膨張時に負）の結果として生じる羽根車の入
口と出口との間の漏れを抑えるように、その一方の端部
にシール（例えばラビリンスシール）を備えている。

【０００６】仏国特許第２，６９７，８７０号公報明細
書には、シール機構によって羽根車の外面全体を覆うフ
ェアリングを備えた圧縮ヘリカル軸流羽根車の羽根のカ
バーが記載されている。フェアリングには２つの目的が
あり、１つは、第１段から最終段までの羽根の高さの減
少を考慮して、回転子と固定子との間のスペースを低減
させるためであり（体積流量の低減）、もう１つは、回
転方向に配列された複数の溝等の適切なシール機構を用
いて摩擦損を防ぐと同時に、各羽根車の近くの漏れを低
減させるためである。

【０００７】図１は、従来技術による、カバーを備えた
ヘリカル軸流羽根車を子午線で切断した図である。

【０００８】羽根車Ｉは、いくつかの羽根３を備えたボ
ス１と、羽根３の外側の部分に固定された実質的に円筒
形のカバー４とを有している。この組立体はハウジング
２の中に設置されている。

【０００９】カバー４は、カバー４とハウジング２の内
壁との間に配置されたシール装置（不図示）を、その外
側部分に備えることも可能である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、羽根
車の入口と出口との間の漏れを抑えるように値が選択さ
れた傾斜を、端部の少なくとも一方に有する「カバー」
と呼ばれる追加の要素を、羽根の外側の部分に設置する
ことにある。

【００１１】圧力が最大となるカバー端部の傾斜は、特
に、圧力と、カバーと固定部分との間で流れが止められ
た液体塊Ｍのいずれかの側に働く遠心力の接線成分との
間のつりあいがとれるように定められる。

【００１２】カバーの独特な形状により、以下の結果の
少なくとも１つを特に得ることができる。 −羽根車の羽根の内輪と外輪との間の漏れ率を全体的に
抑制する。 −カバーの外側（圧縮の場合は出口から入口まで、膨張
の場合は入口から出口まで）の漏れ率を抑える。これに
より、段階の効率を増大させることができる。

【００１３】本発明の目的はまた、液体の相の分離を抑
えるために、流体流路の平均曲率を特定の形状にするこ
とにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、ボスの上に取
り付けられた１つまたは２つ以上の羽根と、羽根の外側
の部分に取り付けられたカバーとを有し、この組立体が
ハウジング内に設置されている、圧縮または膨張二相ヘ
リカル混流羽根車に関する。この羽根車は、カバーが、
羽根車の入口および／または出口に対応する端部の少な
くとも一方に、羽根車の入口と出口との間の漏れを抑え
るように値が決められている傾斜を有することを特徴と
する。

【００１５】傾斜の値は、例えば、圧力と、カバーと固
定部分との間で流れが止められた液体塊Ｍのいずれかの
側に働く遠心力の接線成分との間のつりあいがとれるよ
うに決められる。

【００１６】傾斜の値は、多くても最大長さＬｍａｘに
等しい長さＬｚによって決定することができる。

【００１７】このＬｍａｘの値は、例えば軸方向長さＬ
ｔの多くても約２０％に等しい。

【００１８】一実施態様によれば、傾斜は、羽根車の高
圧端（最大の圧力がかけられる羽根車の部分）に設けら
れている。

【００１９】羽根車は、圧縮羽根車または膨張羽根車で
あってもよい。

【００２０】圧縮羽根車または膨張羽根車は、少なくと
も１つのボスと２つの連続した羽根とによって境界が定
められた少なくとも１つの流路を備えることができ、該
羽根車は子午面で測定した軸方向長さＬｔおよび平均曲
率半径Ｒｈ（ｚ）を有し、該曲率半径Ｒｈ（ｚ）は少な
くとも長さＬｔの一部にわたって流路内の前記多相流体
の相の分離を抑えるのに適している。

【００２１】本発明はまた、少なくとも１つの液相と気
相とを有する多相流体の圧縮装置または膨張装置に関
し、この装置は、ハウジングと、１つまたは２つ以上の
圧縮セル（Ｉｉ，Ｒｉ）と、シャフト上に取り付けられ
ている羽根車と、多相流体の取り入れを可能にする入口
と、ある程度エネルギーが増加した多相流体を取り出す
ための出口とを有している。圧縮機は、圧縮セルの少な
くとも１つが上述した羽根車を有していることを特徴と
する。

【００２２】本発明による圧縮羽根車または圧縮装置
は、特に、石油流出物の汲み上げに用いられる。

【００２３】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００２４】図２は、追加されたカバーすなわち本発明
の独特な特徴を呈する要素を備えた少なくとも１つの羽
根車を有する、特定の例に限定されない圧縮機組立体を
概略的に示す軸方向断面図である。

【００２５】このような組立体は、例えば多相石油流出
物の汲み上げに用いられる。

【００２６】この例では、参照符号２０はいくつかの圧
縮セルが配置されているハウジングを示す。ハウジング
２０は少なくとも１つの入口ポート２１とエネルギーが
増大する多相流体を排出する少なくとも１つの出口ポー
ト２２とを有している。

【００２７】圧縮セルは、例えば流体のエネルギーを増
加させることが目的の羽根車Ｉｉと、添字ｉが圧縮セル
の列に対応するディヒューザＲｉとを有している。羽根
車Ｉｉは、シャフト２３に固定され、当業者に公知の手
段を用いてその上の適所に保持される。

【００２８】羽根車は羽根２５の外側の部分に取り付け
られたカバー２４（図３）を備えており、羽根２５はボ
ス２６に固定されている（図３）。カバー２４は、少な
くともその長さの一部にわたって、羽根車の入口と出口
との間の漏れを抑えるように値が定められた傾斜を有し
ている。この傾斜は、カバー２４の例えば最も高い圧力
にさらされる端部、すなわち高圧端の近くに配置されて
いる。

【００２９】カバー２４は、例えば、少なくとも以下の
パラメータ、ハウジング２０の壁に最も近接している外
面Ｓｅｘｔ、ボス２６側に位置している内面Ｓｉｎｔ、
外面と内面の形状が同一か実質的に同一であるときに一
定になる厚さｅｃ、によって形成される。

【００３０】ボス２６、羽根２５、およびカバー２４の
内面Ｓｉｎｔは、圧縮セルを通って多相流体が流れる流
路を形成する。

【００３１】通常は、圧縮セルは羽根車とディフューザ
Ｒｉとから成る組を有している。しかしながら、圧縮セ
ルは、本発明の範囲から逸脱することなく、ディフュー
ザＲｉが続いて配置されていない羽根車Ｉｉから成って
もよい。

【００３２】カバー２４の傾斜の決定方法 本発明によるカバー２４の傾斜は、羽根車の入口と出口
との間の漏れを抑えるように、例えば後述する段階を実
施することにより、その端部の少なくとも一方に設けら
れる。

【００３３】カバー２４の外側の部分での漏れを抑える
ことを述べている本方法は、カバー２４とハウジング２
０との間の隙間の近くの多量の液体の両側に加えられる
力を比較することで実行される。

【００３４】羽根車は、圧縮羽根車と膨張羽根車との２
つのタイプに区別できる。 ａ）圧縮羽根車の場合（図３） 出口の圧力Ｐ₂が入口の圧力Ｐ₁よりも高く、高圧側から
低圧側に漏れが生じると、主として羽根車の出口での漏
れが抑えられるようにされ、少なくとも羽根車の出口の
近くのカバー２４の部分の傾斜が特定の寸法に形成され
る。したがって、羽根車の入口において、カバー２４の
外側の部分の傾斜はカバー２４の下側の部分の傾斜と等
しくなり、その傾斜は子午面の流路の平均傾斜によって
定められる。 ｂ）膨張羽根車の場合（図４） 出口の圧力Ｐ₂が入口の圧力Ｐ₁よりも低く、高圧側から
低圧側に漏れが生じると、主として羽根車の入口での漏
れが抑えられるようにされ、少なくとも羽根車の入口の
近くのカバー２４の部分の傾斜が特定の寸法に形成され
る。したがって、羽根車の出口において、カバー２４の
外側の部分の傾斜はカバー２４の下側の部分の傾斜と等
しくなり、その傾斜は子午面の流路の平均傾斜によって
定められる。

【００３５】通常は、本方法の段階では、圧力が最大で
ある羽根車側の圧力によって生じる力Ｆｐｊと、ハウジ
ンング２０とカバー２４の外面との間の回転体積に含ま
れる液体塊に遠心加速することで生じる力とのつりあい
をとるように、長さの値または角度の値によりカバー２
４の傾斜が定められる。

【００３６】添字ｊは、羽根車の入口の１と羽根車の出
口の２とに対応している。

【００３７】以下に詳述する方法（図５）は、非限定的
な例による圧縮羽根車（場合ａ））に対するものであ
る。

【００３８】本発明の範囲から逸脱することなく、ここ
に述べる計算は同様に膨張羽根車に適用され、そして羽
根車の入口の傾斜を形成するための計算が行われる。

【００３９】まず、以下のデータを定義することから始
める。

【００４０】毎秒回転数を表す羽根車の回転速度Ｎ カバー２４の外側の部分（点Ｃ）と羽根車の出口におけ
る回転軸Ｒｃとの間の距離Ｒｃ₂ 羽根車の出口における子午面の回転軸Ｒｃと、点Ｃおけ
るカバー２４の外面への接線とが成す角度θ₂ 出口における、カバー２４と固定部分との間の径方向の
間隔Ｊ₂ 羽根車の出口での圧力Ｐ₂ 羽根車の入口での圧力Ｐ₁ 漏れ状態は、回転速度Ｎ，半径Ｒｃ₂，および角度θ₂で
生ずる。漏れは角度θ ₂が大きくなるときに減少する傾
向がある。

【００４１】まず第１に、カバー２４の外側の形状は、
流路の外側の形状と同一であると仮定する。

【００４２】例えば、羽根車の出口の以下のパラメータ
が計算される。

【００４３】・所与のパラメータ カバー２４の表面に対して垂直な方向の間隙の高さ Ｊｐ₂＝Ｊ₂／ｃｏｓ（θ₂） カバー２４の表面に対して垂直な間隙の回転面 Ｓｊ₂＝２×π×Ｒｃ₂×Ｊｐ₂ ・圧力によって生じる力の測定 間隙の近くの羽根車の出口から入口への圧力によって生
じる力 Ｆｐ₂＝Ｓｊ₂×（Ｐ₂−Ｐ₁） 半径Ｒｃ₂における遠心加速度 Ａｘ₂＝（２×π×Ｎ）²×Ｒｃ₂ ・流体塊に加速度によって働く力の測定 遠心加速度のカバー２４への接線方向の成分 Ａｃ₂＝Ａｘ₂×ｓｉｎ（θ₂） カバー２４、すなわち軸方向の長さＬｚにわたって距離
Ｊｐ₂で測定されたこの面に平行なシェルの外面により
定まる回転体積Ｖは、 Ｖ＝２×π×Ｒｍｚ×Ｌｚ×Ｊｐ₂ と定義され、Ｒｍｚはカバー２４の長さＬｚにわたる平
均外側半径である。

【００４４】対応する回転体積に含まれる流体体積の質
量 Ｍ＝Ｖ×ρｏ ここで、ρｏは液体の密度である。

【００４５】回転体積に含まれる流体の質量Ｍに遠心加
速度によって働く力 Ｆｃ＝Ａｃ₂×Ｍ＝Ａｘ₂×ｓｉｎ（θ₂）×２×π×Ｒ
ｍｚ×Ｌｚ×Ｊｐ₂×ρｏ 羽根車の出口に位置しているカバー２４の部分に与えら
れる傾斜の値は、これらの２つの力と漏れを防ぐ所望の
平衡条件とから導かれる。傾斜の値は、値Ｌｚあるいは
角度θの値により与えられる。

【００４６】Ｌｚの値は、例えば下記の等式から推定さ
れる。

【００４７】Ｌｚ＝Ｒｃ₂×（Ｐ₂−Ｐ₁）／Ｒｍｚ／Ａ
ｘ₂／ｓｉｎ（θ₂）／ρｏ Ｌｚの値が最大値Ｌｍａｘよりも小さいかどうか調べ
る。

【００４８】Ｌｚ≦Ｌｍａｘであれば、角度θ₂の対応
する値が許容可能である。

【００４９】Ｌｚ＞Ｌｍａｘであれば、角度θ₂の値
を、Ｌｚの値がＬｍａｘ以下になるまで増加する。

【００５０】Ｌｍａｘの値は、羽根車の軸方向の長さＬ
ｔの例えば約２０％に等しい。

【００５１】図６は、羽根の外側の部分に固定されたカ
バーを備えたヘリカル軸流羽根車の変形例を概略的に示
す。カバー２４は、円錐形のすなわち多少湾曲した部分
を子午面内の羽根車の一方の端部（図では入口）に有
し、また、湾曲した部分を子午面内の他方の端部（図で
は出口）に有している。この配置は、例えば入口で軸方
向の絶対速度（入口で僅かしか相分離を生じさせない）
を備え、出口で大きく逸れた絶対速度（エネルギー変換
の結果として生じ、とくに子午面内の直線流路の面前で
顕著な相分離を生じさせる）を備える圧縮ヘリカル軸流
羽根車に特に適している。

【００５２】流体の流れ方向に関してカバー２４の上流
部に、羽根車の端部のいずれかの側での漏れを抑えるた
めに、カバー２４の外側の部分にラビリンスシステム等
のシール機構３０が設けられている。このようなシール
機構３０（リング型，ラビリンス他）の寸法は、当業者
に公知の方法で決定される。

【００５３】カバー２４の円錐形の（すなわち僅かに曲
線状の）および曲線状の部分は、機能（圧縮または膨
張）と羽根車の設計（羽根車の入口または出口で大きな
加速度を加える）とに従って、入口と出口との間で逆に
することができる。

【００５４】・子午面内の流路の傾斜による、羽根車の
出口におけるカバーとハウジングとの間での漏れの抑え
に関する数値例 データ 羽根車の回転速度Ｎ：１００ｒｐｓ カバー２４から回転軸Ｒｃまでの距離：Ｒｃ₂＝０．１
２５ｍ 羽根車の出口で子午面内に回転軸を有するカバー２４に
よって形成される角度：２５° カバー２４と（出口での）固定部分との間の間隙：Ｊ₂
＝０．０００４５ｍ 羽根車の下流での圧力：Ｐ₂＝１ＭＰａ（絶対圧力） 羽根車の上流での圧力：Ｐ₁＝０．８ＭＰａ（絶対圧
力） 下記の全ての値を、羽根車の出口について計算する（特
に定められていない限り） カバー表面に対して垂直な方向における間隙の高さ Ｊｐ₂＝Ｊ₂／ｃｏｓ（２５）＝０．０００５ｍ カバー表面に対して垂直な間隙の回転面 Ｓｊ₂＝２×π×Ｒｃ₂×Ｊｐ₂＝０．０００３９２ｍ² 間隙の近くに下流から上流への圧力によって生じる力 Ｆｐ₂＝Ｓｊ₂×（Ｐ₂−Ｐ₁）＝７８Ｎ 半径Ｒｃ₂における遠心加速度 Ａｘ₂＝（２×π×Ｎ）²×Ｒｃ₂＝４９，３００ｍ／ｓ² 遠心加速度のカバー２４に平行な成分 Ａｃ₂＝Ａｘ₂×ｓｉｎ（２５）＝２０，８３５ｍ／ｓ² 圧力と、カバー２４と固定部分との間で流れが止められ
た液体塊Ｍ（質量Ｍおよび密度ρ）の遠心力に対応する
力との間のつりあいは、Ｆｐ₂＝Ｍ×Ａｃ₂のとき、すな
わちＭ＝０．００３７ｋｇ、すなわち１０００ｋｇ／ｍ
³の液体密度に対して体積が３．７×１０^-6ｍ³のときに
達成される。この液体の体積は、数ｍｍのオーダーの軸
方向の長さ（この値は数ｃｍのオーダーの羽根車の軸方
向の長さと同等とみなされうる）に相当する。この長さ
は、カバー２４の傾斜さらにはカバー２４の曲率にした
がって正確に求められる。

【００５５】計算結果は、カバー２４の外側のある程度
の液体の蓄積（回転するカバー２４と固定部分との間の
体積）から、遠心加速度の傾いたカバー２４に平行な成
分が圧力に対抗するのに充分であることを示している。
力のつりあいがとれているとき、羽根車と固定部分との
間の近くで液体の交換が生じない。

【００５６】図２から図６に記載されたカバーは、例え
ば「子午面に曲線状の流路を備えた二相羽根車」と題さ
れた仏国特許出願第９８／１６，５２２号明細書に記載
された方法によって平均曲率半径が決定される流路を有
する羽根車の羽根の外側の部分の上に配置できる。この
曲率半径のこの特定の形状により、主に多相流体の相の
分離を抑えることができる。

【００５７】上記の計算段階によって得られた角度の値
θ₁またはθ₂にそれぞれ対応する傾斜を有するカバーを
備えた圧縮羽根車または膨張羽根車から始める。

【００５８】・流路に与えられる平均曲率の値を決定す
る計算方法の段階の概要 まず、既知の初期の曲率半径を持ち、値Ａｎｃ（ｚ）が
ｚの全ての値について知られている羽根車から始める。
Ａｎｃ（ｚ）は、径方向の加速、および上述した特許出
願において与えられた種々の加速を考慮に入れた子午面
内の非曲線状の流路に対応している。

【００５９】ここで、値Ａ_Tを最小化する。子午面内の
流路の新たな平均曲率半径を、例えば以下のように決定
する。 ・ 流路入口をＺ＝０とし、流路出口をＺ＝１とする
と、Ａｎｃ（ｚ）の最小値に対応する点Ｚ₀が決定され
る。 ・ Ｚ＝Ｚ₀とすると、例えばゼロ傾斜（Ｔ（Ｚ₀）＝
０）が、シェルＣｍｏｙ（液体の流れが続く中間路に対
応する流路の中間シェル）の子午面内において選択され
る。本発明の範囲から逸脱することなく、Ｒｈ（ｚ）の
計算手順を変更せずに０とは異なる値をとることができ
る。 ・ ｚの全ての値に有効な開始値Ａｔ＿ｍａｘ＝Ａｔ＿
ｍａｘ＿１が選択する。 ・ Ａｃ（ｚ）を計算する。

【００６０】Ａｎｃ（ｚ）の既知の値をＡｔ＿ｍａｘの
値と比較する。

【００６１】ａ）とｂ）との２つの場合が生じる。

【００６２】ａ）Ａｎｃ（ｚ）≦Ａｔ＿ｍａｘであれ
ば、Ａｃ（ｚ）は、０と、

【００６３】

【数１】 で計算されるＡｔ＿ｍａｘ−Ａｃ（ｚ）との間の任意の
値を有することができ、そしてこれらの値の１つを選択
する。この条件の下で、Ｒｈ（ｚ）は負であり、シェル
Ｃｍｏｙの凹面は負のｘの方へ向けられる。

【００６４】ｂ）Ａｎｃ（ｚ）＞Ａｔ＿ｍａｘであれ
ば、Ａｃ（ｚ）＝Ａｔ＿ｍａｘ−Ａｎｃ（ｚ）であり、
このＡｔ＿ｍａｘ−Ａｎｃ（ｚ）を、

【００６５】

【数２】 により計算する。

【００６６】この条件の下では、Ｒｈ（ｚ）は正であ
り、シェルＣｍｏｙの凹面は正のｘの方へ向けられる。 ・ 例えば点Ｚ₀から流路の入口に向かうときには、傾
斜Ｔ₁はシェルＣｍｏｙの入口で得られ、同様に、例え
ば点Ｚ₀から出口に向かうときには、出口で傾斜Ｔ₂が得
られる。したがって、羽根車の曲率は任意の位置で決定
される。２つの角度γ1およびγ2の値は傾斜Ｔ₁および
Ｔ₂にそれぞれ対応する。 ・ 任意の位置で、傾斜Ｔ（ｚ）に対応する角度γは−
９０°と＋９０°との間の範囲になければならない。計
算手順の間に、任意の位置で角度が−９０°よりも小さ
くあるいは９０°よりも大きくなった場合には、Ａｔ＿
ｍａｘの初期値が小さくなり、−９０°と９０°との間
の範囲内の角度値［γ1，γ2］が得られるまで、計算が
繰り返される。 ・ 羽根車の機能（圧縮、膨張、または他の特殊な応
用）に特有の理由により、傾斜の絶対値が極端に大きく
なった場合、Ａｔ＿ｍａｘの初期値が小さくなり、−９
０°と９０°との間の範囲内の角度値が得られるまで計
算が繰り返される。 ・ 流路の入口と出口との間でＡｔ＿ｍａｘの種々の値
を選択することが可能である。

【００６７】羽根車の性質と羽根車の機能（圧縮、膨
張、または他の応用）にしたがって、傾斜Ｔ₁およびＴ₂
に対応する角度γ₁およびγ₂を、上述した値−９０°，
９０°とは異なる値とすることができる。

【００６８】・θ₁とθ₂の値の選定 ・ ｜θｊ｜≧｜γｊ｜であれば、羽根車はカバーのθ
ｊと流路のγｊとの２つの角度により形成される。 ・ ｜θｊ｜＜｜γｊ｜であれば、［｜θｊ｜；｜γｊ
｜］の間の範囲内にある値の１つがカバー２４の角度値
θｊとして得られ、羽根車の入口（例えば図４の膨張羽
根車）についてはｊ＝１であり、羽根車の外側（例えば
図３の圧縮羽根車）についてはｊ＝２である。

【００６９】入口部と出口部とを有し、少なくとも１つ
のボスと２つの連続した羽根によって少なくとも１つの
流路が形成された圧縮羽根車を、例として定める。この
羽根車は軸方向の長さＬｔと平均曲率半径Ｒｈ（ｚ）
（子午面において）とを有し、前記曲率半径Ｒｈ（ｚ）
は、少なくとも長さＬｔの一部にわたって、流路内での
前記多相流体の相の分離を抑えるようにされている。

【００７０】ハウジングの直径は、全長にわたって一定
あるいは変動し得る。

【００７１】羽根の個数、厚さおよび材質、ならびにカ
バーの厚さおよび材質は、羽根車の内側の部分に加えら
れ、かつ回転速度および伝達されたトルクから主に生じ
る機械的な応力を考慮して装置の完全な状態を確保する
ように決定する。これらの計算方法は当業者に公知であ
る。

【００７２】羽根の個数、厚さおよび角度は、従来技術
または先行特許にしたがって、液圧面上で決定される。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術による、カバーを備えた羽根車を概略
的に示す図である。

【図２】曲線部を有するカバーを備えた少なくも１つの
羽根車を有する圧縮装置の全体図である。

【図３】圧縮羽根車または膨張羽根車用のカバーの変形
例を概略的に示す図である。

【図４】圧縮羽根車または膨張羽根車用のカバーの変形
例を概略的に示す図である。

【図５】傾斜の値を決定するのに用いられるパラメータ
を示す図である。

【図６】他のシール手段を有する実施形態を示す図であ
る。

【符号の説明】

２０ ハウジング ２１ 入口ポート ２２ 出口ポート ２３ シャフト ２４ カバー ２５ 羽根 ２６ ボス ３０ シール機構

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボス（２６）の上に取り付けられた１つ
   または２つ以上の羽根（２５）と、羽根の外側の部分に
   取り付けられたカバー（２４）とを有し、この組立体が
   ハウジング（２０）内に設置されている、圧縮または膨
   張二相ヘリカル混流羽根車において、 前記カバーが、前記羽根車の入口および／または出口に
   対応する端部の少なくとも一方に、前記羽根車の入口と
   出口との間の漏れを抑えるように値が決められている傾
   斜を有することを特徴とする、圧縮または膨張二相ヘリ
   カル混流羽根車。
2. 【請求項２】 前記傾斜の値が、圧力と、前記カバーと
   固定部分との間で流れが止められた液体塊に対していず
   れかの側に加えられる遠心力の接線成分との間のつりあ
   いがとれるように決められている、請求項１に記載の羽
   根車。
3. 【請求項３】 前記傾斜の値が、多くても最大長さＬｍ
   ａｘに等しい長さＬｚによって決められている請求項１
   または２に記載の羽根車。
4. 【請求項４】 Ｌｍａｘの値が、軸方向長さＬｔの多く
   ても約２０％に等しい、請求項３に記載の羽根車。
5. 【請求項５】 前記羽根車の高圧端に配置された傾斜を
   有している、請求項１から４のいずれか１項に記載の羽
   根車。
6. 【請求項６】 少なくとも１つのボスと２つの連続した
   羽根とによって形成された少なくとも１つの流路を有す
   る、請求項１から５のいずれか１項に記載の羽根車にお
   いて、 子午面で測定した軸方向長さＬｔおよび平均曲率半径Ｒ
   ｈ（ｚ）を有し、該曲率半径Ｒｈ（ｚ）が少なくとも長
   さＬｔの一部にわたって前記流路内の前記多相流体の相
   の分離を抑えるのに適していることを特徴とする、請求
   項１から５のいずれか１項に記載の羽根車。
7. 【請求項７】 少なくとも１つのボスと２つの連続した
   羽根とによって形成された少なくとも１つの流路を有す
   ることを特徴する、請求項１から５のいずれか１項に記
   載の羽根車において、 子午面で測定した軸方向長さＬｔおよび平均曲率半径Ｒ
   ｈ（ｚ）を有し、該曲率半径Ｒｈ（ｚ）が少なくとも長
   さＬｔの一部にわたって前記流路内の前記多相流体の相
   の分離を抑えるのに適していることを特徴とする、請求
   項１から５のいずれか１項に記載の羽根車。
8. 【請求項８】 ハウジング（２０）と、１つまたは２つ
   以上の圧縮セル（Ｉｉ，Ｒｉ）と、シャフト（２３）上
   に取り付けられている羽根車と、多相流体の取り入れを
   可能にする入口と、ある程度エネルギーが増加した多相
   流体を取り出すための出口とを有する、少なくとも１つ
   の液相と気相とを有する多相流体の圧縮装置または膨張
   装置において、 前記圧縮セルの少なくとも１つが、請求項１から７のい
   ずれか１項に記載の羽根車を有していることを特徴とす
   る、多相流体の圧縮装置または膨張装置。
9. 【請求項９】 請求項１から６のいずれか１項に記載の
   羽根車または請求項８に記載の圧縮装置を石油流出物の
   汲み上げに用いる方法。