CN103228925B - 压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具备在低温环境下也能够有效地进行密封的密封结构的压缩机。该压缩机的特征在于，具备：大致筒状的外壳(5)；在外壳(5)的内周以闭塞外壳(5)的两端面的方式设置的大致圆柱状的盖部(20)；由盖部(20)和外壳(5)的内周面包围且收容叶片的空间部(14)；在盖部(20)的空间部(14)侧的外周面的周向上设置的密封机构(11c)，在盖部(20)上设有切口部(13)，该切口部在密封机构(11c)与盖部(20)的空间部(14)侧的端面之间从盖部(20)的外周面向半径方向内侧延伸。

Description

压缩机
技术领域
本发明涉及一种垂直分割型(筒型)的压缩机，特别是涉及密封结构的冷却。
背景技术
通常，垂直分割型压缩机的压缩机外壳(以下，称为“外壳”。)在其内部收容有转子和叶片等制品部件。在内部收容有制品部件的外壳内部的轴向的两端部设有被称为端盖(head)的端部盖。端盖设置成从外壳的轴向的两端部夹持制品部件。在该端盖的外周面与外壳的内周面之间设有用于防止被压缩体的泄漏的O型环(例如，专利文献1)。
作为基于该O型环实现的密封结构，在专利文献1中，在端盖的外周面设有切入部，在该切入部设有环状的薄壁的O型环保持环。在该O型环保持环的外周设置有O型环槽而成为设置O型环的结构。进而，在O型环保持环的端面(与压缩机的轴向正交的面)上也设有O型环槽，从而为了进行与设在端盖的外周面的切入部的侧面(与压缩机的轴向正交的面)之间的密封而设置O型环。
【先行技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】：日本特公昭58-6079号公报
【发明的概要】
【发明要解决的课题】
然而，在专利文献1中记载的发明在端盖的端面与外壳的内周面之间的被压缩体为具有低温特性的乙烯等情况下，该低温的热量从端盖的端面向O型环进行热传递，O型环处于低温环境下。如此，在O型环处于低温环境下的情况下，存在在O型环上产生损伤，端盖的外周面与外壳的内周面之间的密封性受损而产生被压缩体的泄漏的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述这样的情况而作出的，其提供一种具备在低温环境下也能够有效地进行密封的密封结构的压缩机。
【用于解决课题的手段】
为了解决上述课题，本发明的压缩机采用以下的手段。
本发明的第一方案为一种压缩机，其特征在于，具备：大致筒状的外壳；在该外壳的内周以闭塞该外壳的端面的方式设置的大致圆柱状的盖部；由该盖部和所述外壳的内周面包围且收容叶片的空间部；在所述盖部的所述空间部侧的外周面的周向上设置的密封机构，在所述盖部上设有切口部，该切口部设在所述密封机构与所述盖部的所述空间部侧的端面之间，且从所述盖部的外周面向半径方向内侧延伸。
在与外壳的内周面之间形成有空间部的盖部上设置有切口部，且该切口部在空间部侧的盖部的端面与设置在盖部上的密封机构之间从盖部的外周面向半径方向内侧延伸。由此，在空间部内成为低温环境的情况下，也能够通过切口部来抑制从空间部侧的盖部向密封机构的热传导。由此，防止因空间部内的低温的热量导致的密封机构的损伤，能够防止压缩流体从外壳的内周面与盖部的外周面之间泄漏。
本发明的第二方案为一种压缩机，其特征在于，具备：大致筒状的外壳；在该外壳的内周以闭塞该外壳的端面的方式设置的大致圆柱状的盖部；由该盖部和所述外壳的内周面包围且收容叶片的空间部；在所述盖部的所述空间部侧的外周面的周向上设置的密封机构，所述盖部具备：从外周面朝向所述盖部的轴中心的流路；设置在所述盖部的轴中心而与所述流路连通的空洞部，通过所述叶片压缩后的压缩流体被导向该空洞部。
使压缩流体从设于盖部上的流路被导向设于盖部的轴中心的空洞部。在此，通过叶片进行压缩，压缩流体的温度为高温。因此，在空间部内成为低温环境的情况下，也能够使高温的热量从盖部的轴中心向密封机构传导。由此，防止因空间部内的低温的热量导致的密封机构的损伤，能够防止压缩流体从外壳的内周面与盖部的外周面之间泄漏。
在上述本发明的第一方案的基础上，也可以构成为，所述盖部具备：从外周面朝向所述盖部的轴中心的流路；设置在所述盖部的轴中心而与所述流路连通的空洞部，通过所述叶片压缩后的压缩流体被导向该空洞部。
通过切口部抑制从空间部侧的盖部向密封机构的热传导，并且能够通过压缩流体从连通至位于盖部的轴中心的空洞部的流路进行的热传导来进一步降低低温的热量对密封机构的影响。由此，能够进一步防止因空间部内的低温的热量导致的密封机构的损伤。
【发明效果】
在与外壳的内周面之间形成有空间部的盖部上设置有切口部，且该切口部在空间部侧的盖部的端面与设置在盖部上的密封机构之间从盖部的外周面向半径方向内侧延伸。由此，在空间部内成为低温环境的情况下，也能够通过切口部来抑制从空间部侧的盖部向密封机构的热传导。由此，防止因空间部内的低温的热量导致的密封机构的损伤，能够防止压缩流体从外壳的内周面与盖部的外周面之间泄漏。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式所涉及的垂直分割型的压缩机的纵剖面示意结构图的上半部分。
图2是图1所示的压缩机的端盖与外壳之间的局部放大图。
图3A是本发明的第二实施方式所涉及的垂直分割型的压缩机的端盖与外壳的示意结构的纵剖视图。
图3B是图3A所示的a-a部分的剖视图。
具体实施方式
[第一实施方式]
在图1中示出本发明的第一实施方式所涉及的垂直分割型的压缩机的纵剖面示意结构图的上半部分，在图2中示出表示图1所示的外壳与端盖之间的密封结构的局部放大图。
垂直分割型(以下，称为“筒型”。)的压缩机1主要包括：大致筒状的压缩机外壳(以下，称为“外壳”。)5；设置在外壳5的内部的旋转轴2、叶轮(叶片)3等制品部件；在外壳5的内周，以闭塞外壳5的端面的方式设置的大致圆柱状的端盖(盖部)10、20；由端盖10、20和外壳5的内周面包围，并收容有旋转轴2、叶轮3的空间部14(参照图2)；在端盖10、20的空间部14侧的外周面的周向上设置的O型环(密封机构)11c(参照图2)。
外壳5呈大致圆筒状，在其内部能够收容旋转轴2、叶轮3和端盖10、20。外壳5的驱动侧的端部(图1中为右端)设有朝向其半径方向内侧突出的台阶部5a，其能够与后述的设置在驱动侧端盖10上的台阶部10a卡合。此外，外壳5的驱动相反侧的端部(图1中为左端)在其内周面的周向上设有键槽5b，其能够与后述的剪力键9嵌合。
旋转轴2以其轴中心与外壳5的轴中心大致相同的方式设置在外壳5的大致中心部。旋转轴2在驱动侧的端部连接有作为驱动源的蒸气涡轮(未图示)等。旋转轴2在驱动侧的端部附近及驱动相反侧的端部附近通过径向轴承6被支承为能够旋转。
此外，在设于旋转轴2的驱动相反侧的端部附近的径向轴承6与旋转轴2的驱动相反侧的端部之间设置有朝向旋转轴2的半径方向外侧突出的推力环2a。通过该推力环2a和设置在推力环2a的侧面(驱动侧及驱动相反侧的面)的推力轴承7支承旋转轴2的沿轴向动作的力(推力)。进而，在旋转轴2上设有叶轮3。
叶轮3例如设有三片。通过驱动旋转轴2旋转，叶轮3吸引并压缩例如乙烯、丙烯、甲烷的气体(流体)。被叶轮3压缩的气体从设置在隔膜4上的流路4a被导向设置在旋转轴2的驱动侧的下游侧的叶轮3的入口。
隔膜4例如设有三片。各隔膜4以包围各叶轮3的半径方向外侧的方式设置。隔膜4的外径与外壳5的内径大致相同。在隔膜4上设置有将通过叶轮3压缩的气体(压缩流体)导向下游侧的叶轮3的入口的流路4a。
端盖10、20从外壳5的轴向的两端夹持叶轮3及隔膜4而设置在外壳5内部。端盖10、20分别在其内周侧具有使旋转轴2能够转动的径向轴承6。端盖10、20的外径与外壳5的内径大致同径。此外，在端盖10、20的内周侧的比径向轴承6靠叶轮3侧处分别设置有气封件8。通过该气封件8防止叶轮3压缩的气体(压缩流体)从旋转轴2与各端盖10、20之间泄漏。
端盖10、20包括驱动侧端盖10和驱动相反侧端盖20。驱动侧端盖10的驱动侧的端部以能够与所述的外壳5的台阶部5a卡合的方式形成为朝向半径方向内侧凹陷的台阶部10a。此外，驱动相反侧端盖20的驱动相反侧的外径端设有嵌合部20a，通过在设于所述的外壳5的内周面上的键槽5b中嵌合剪力键9，从而嵌合部20a限制驱动相反侧端盖20的向外壳5的轴向的移动。
剪力键9为环状，与外壳5的轴向正交的剖面为大致四边形状。如上所述，剪力键9以将设于外壳5的内周面上的键槽5b及设于驱动相反侧端盖20的外径端部的嵌合部20a连接的方式嵌合。通过以此种方式将剪力键9嵌合于键槽5b及嵌合部20a，由此限制驱动相反侧端盖20的外壳5的轴向上的移动。
接下来，使用图2对图1所示的驱动相反侧端盖20与外壳5之间的密封结构进行说明。在此，图2的右侧为具有通过叶轮3(参照图1)压缩的气体的空间部14。
在驱动相反侧端盖20的两端部附近的外周面上，在圆周方向上设有三个O型环槽20a、20b、20c。O型环槽20a、20b设置在图2中的左端部附近的驱动相反侧端盖20的外周面，在空间部14侧(图2的右侧)的端部附近的驱动相反侧端盖20的外周面上设有O型环槽20c。
在所述O型环槽20a、20b、20c中分别各设有一个O型环11a、11b、11c。
在驱动相反侧端盖20上，在O型环槽20c与空间部14侧的端面之间设有从驱动相反侧端盖20的外周面向半径方向内侧延伸的切口部13。需要说明的是，切口部13的向半径方向内侧延伸的长度比环槽20c长，切口部13的宽度(驱动相反侧端盖20的轴向的距离)形成为能够抑制从空间部14沿着驱动相反侧端盖20的轴向传递的低温的热量的宽度。
接下来，对图2所示的空间部14处于低温环境下的情况进行说明。
在空间部14内的压缩流体为例如乙烯的情况下，空间部14处于低温环境下(约-100℃)。如此，低温的热量从低温环境下的空间部14向驱动相反侧端盖20传导。
从空间部14侧热传导至驱动相反侧端盖20的低温的热量从驱动相反侧端盖20的空间部14的端面朝向相反侧的端面而沿着驱动相反侧端盖20的轴向(图2中从右侧朝向左侧)进行热传导。从空间部14侧沿着驱动相反侧端盖20的轴向进行热传导的低温的热量到达设于驱动相反侧端盖20上的切口部13。
在此，由于在驱动相反侧端盖20上设有切口部13，因此比切口部13朝向更下游侧(图2中为左侧)的热传导受到抑制。因此，朝向设置在切口部13的下游侧的O型环11c的低温的热传导得以抑制。
如以上所述，根据本实施方式所涉及的压缩机1，能够起到以下的作用效果。
在与外壳5的内周面之间形成空间部14的驱动相反侧端盖(盖部)20上，在空间部14侧的驱动相反侧端盖20的端面与设于驱动相反侧端盖20上的O型环(密封机构)11c之间设置有从驱动相反侧端盖20的外周面向半径方向内侧延伸的切口部13。由此，在空间部14内为-100℃以下的低温环境的情况下，也能够通过切口部13抑制从驱动相反侧端盖20的空间部14侧向O型环11c的热传导。由此，能够防止因空间部14内的乙烯气体等流体的低温造成O型环11c损伤，防止乙烯气体从外壳5的内周面与驱动相反侧端盖20的外周面之间泄漏。
需要说明的是，在本实施方式中，使用乙烯气体进行了说明，但也可以适用于其它丙烯、甲烷等沸点在-100℃以下的气体。
[第二实施方式]
本实施方式的压缩机在不具有切口部而在端盖的内部具有引导热气的空洞部这一点与第一实施方式不同，其它结构相同。因此，对于相同的结构标注相同的附图标记而省略其说明。
在图3A及图3B中示出本实施方式的密封部，图3A是其纵剖面示意结构图，图3B示出图3A所示的a-a部分的剖视图。
驱动相反侧端盖(盖部)20在其大致中心部设有气封部(空洞部)30。气封部30为大致圆柱状的部件，其长边方向为驱动相反侧端盖20的轴向，且如图3B所示那样设置成与驱动相反侧端盖20为大致同心圆状。气封部30在驱动相反侧端盖20的长边方向上向空间部14侧偏芯。
此外，如图3A及图3B所示，在气封部30上设有连通路31，该连通路31从气封部30的下方朝向驱动相反侧端盖20的半径方向外侧延伸，并在驱动相反侧端盖20的外周面开口。连通路31在驱动相反侧端盖20的外周面上的O型环槽20b与O型环槽20c之间开口。
外壳5具有其内周面的一部分朝向半径方向外侧凹陷的凹陷形状5b。凹陷形状5b以如图3B所示那样与气封部30为大致同心圆状的方式设置在外壳5的内周面的周向上。此外，在驱动相反侧端盖20的上方设置有与凹陷形状5b连通的流路5c。流路5c从凹陷形状5b朝向半径方向外侧延伸，并在驱动相反侧端盖20的外周面开口。
接下来，对图3A所示的空间部14处于低温环境下的情况进行说明。
在空间部14内的气体为乙烯气体(流体)的情况下，空间部14处于低温环境下(约-100℃左右)。如此，从低温环境下的空间部14，低温的热量从空间部14向驱动相反侧端盖20传导。
从驱动相反侧端盖20的空间部14侧热传导至驱动相反侧端盖20的低温的热量从驱动相反侧端盖20的空间部14的端面朝向相反侧的端面而沿着驱动相反侧端盖20的轴向(图3A中从右侧朝向左侧)进行热传导。
在此，通过叶轮3(参照图1)压缩的乙烯气体(压缩流体)向设于驱动相反侧端盖20上的流路5c引导。通过叶轮3进行压缩，乙烯气体的温度上升。如此温度上升了的压缩后的乙烯气体(以下，称为“热气”。)如图3B的空心的箭头所示那样，经过外壳5的流路5c而向设于外壳5的内周面上的凹陷形状5b导出。
在设于外壳5的内周面上的凹陷形状5b与驱动相反侧端盖30的外周面之间如图3B所示那样形成有环状的流路33，因此向凹陷形状5b导出的热气从驱动相反侧端盖20的上方经过环状的流路33而向驱动相反侧端盖20的下方流动。
如此，通过热气在驱动相反侧端盖20的外周面呈环状地流动，通过环状的流路33的热气的热量传递至驱动相反侧端盖20。
向驱动相反侧端盖20的下方流动的热气从在驱动相反侧端盖20的下方开口的连通路31被导向驱动相反侧端盖20的内部。连通路31从驱动相反侧端盖20的外周面朝向气封部30连通，因此热气被导向气封部30，从而向气封部30供给。
在热气向设于驱动相反侧端盖20的内部的气封部30供给的过程中，热气的热量向驱动相反侧端盖20传递。
如此，通过从环状的流路33向驱动相反侧端盖20传递的热气的高温的热量，能够缓和从低温环境下的空间部14向设于驱动相反侧端盖20上的O型环(密封机构)11c传导的低温的热量的影响。
如上所述，根据本实施方式所涉及的压缩机，能够起到以下的作用效果。
使热气(压缩流体)从设于驱动相反侧端盖(盖部)20上的贯通部(流路)31向设于驱动相反侧端盖20的轴中心的气封部30传导。在此，通过叶轮3(参照图1)进行压缩，热气(乙烯气体)的温度为高温。因此，即使在空间部14内成为低温环境的情况下，也能够从驱动相反侧端盖20的轴中心向O型环(密封机构)11c传导高温的热量。由此，能够防止因空间部14内的低温的热量导致O型环11c损伤，从而防止乙烯气体从外壳5的内周面与驱动相反侧端盖20的外周面之间泄漏。
[第三实施方式]
本实施方式的压缩机在具有将热气导向端盖的内部的流路部这一点与第一实施方式不同，其它结构相同。因此，对相同的结构标注相同的附图标记并省略其说明。
驱动相反侧端盖(盖部)20(参照图1)在其大致中心部设有气封部。气封部的长边方向为驱动相反侧端盖20的轴向，且设置成与驱动相反侧端盖20为大致同心圆状。气封部在驱动相反侧端盖20的长边方向上向空间部侧偏芯。
另外，在气封部上设有连通路，该连通路从气封部的下方朝向驱动相反侧端盖20的半径方向外侧延伸，并在驱动相反侧端盖20的外周面开口。连通路在驱动相反侧端盖20的外周面的O型环槽20b与O型环槽20c之间开口。
外壳5具有其内周面的一部分朝向半径方向外侧凹陷的凹陷形状。凹陷形状以与气封部为大致同心圆状的方式设在外壳5的内周面的周向上。此外，在驱动相反侧端盖20的上方设置有与凹陷形状连通的流路。流路从凹陷形状朝向半径方向外侧延伸，且在驱动相反侧端盖20的外周面上开口。
如上所述，根据本实施方式所涉及的压缩机，能够起到以下的作用效果。
通过切口部13抑制从空间部14侧的驱动相反侧端盖(盖部)20向O型环(密封机构)11c的热传导，并且能够通过设置在驱动相反侧端盖20的轴中心的气封部(空洞部)内的热气(压缩流体)的热传导来进一步减少低温的热量对O型环11c的影响。由此，能够进一步防止因空间部14内的低温的热量导致O型环11c损伤。
此外，第一～第三实施方式对在驱动相反侧端盖20上设置切口部13、气封部30(参照图3A及图3B)的情况进行了说明，但也可以在驱动侧端盖10的空间部侧14同样地设置切口部13、气封部30。
附图符号说明
1压缩机
3叶轮(叶片)
5外壳
10、20盖部(端盖、驱动侧端盖、驱动相反侧端盖)
11c密封机构(O型环)
13切口部
14空间部
30气封部
31流路(连通路)

Claims (3)

1.一种压缩机，具备：
大致筒状的外壳；
在该外壳的内周以闭塞该外壳的端面的方式设置的大致圆柱状的盖部；
由该盖部和所述外壳的内周面包围且对叶片进行收容的空间部；
在所述盖部的所述空间部侧的外周面的周向上设置的密封机构，
其特征在于，
在所述盖部上，在所述密封机构与所述盖部的所述空间部侧的端面在轴向上之间的位置设有切口部，该切口部从所述盖部的外周面向半径方向内侧延伸。
2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，
所述盖部具备：从外周面朝向所述盖部的轴中心的流路；设置在所述盖部的轴中心而与所述流路连通的空洞部，
由所述叶片压缩后的压缩流体被导向该空洞部。
3.一种压缩机，具备：
大致筒状的外壳；
在该外壳的内周以闭塞该外壳的端面的方式设置的大致圆柱状的盖部；
由该盖部和所述外壳的内周面包围且对叶片进行收容的空间部；
在所述盖部的所述空间部侧的外周面的周向上设置的密封机构，
其特征在于，
所述盖部具备：从外周面朝向所述盖部的轴中心的流路；设置在所述盖部的轴中心而与所述流路连通的空洞部，
由所述叶片压缩后的压缩流体被导向该空洞部。
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