CN105264234B - 旋转机械 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种旋转机械。本发明的旋转机械(1)具备：旋转驱动部(2)；驱动轴(3)，其通过旋转驱动部(2)绕着向水平方向延伸的轴线旋转；大齿轮(4)，其固定于驱动轴(3)；轴承部(15)，其支承驱动轴(3)使其能够旋转，并获得润滑油的供给；多个小齿轮(6)，其与大齿轮(4)啮合并进行从动；多个压缩部(11、12、13)，其与多个小齿轮(6)对应设置，且分别通过小齿轮(6)旋转；及第一板(28)，其配置于轴承部(15)与大齿轮(4)之间，并覆盖大齿轮(4)的下半部的至少一部分区域，以将大齿轮(4)与轴承部(15)隔离。

Description

旋转机械

技术领域

本发明涉及一种旋转机械，尤其涉及一种具有大齿轮和通过与该大齿轮啮合而进行从动的多个小齿轮的旋转机械。

背景技术

旋转机械即离心压缩机为使气体穿过旋转的叶轮的半径方向，并利用此时产生的离心力压缩气体，例如用于石油化学、天然气或空气分离的设备。

作为离心压缩机已知有将压缩气体的叶轮安装于一根轴上的结构的一轴多段型离心压缩机和在多个从动轴的轴端安装叶轮的结构的增速机内置型离心压缩机(以下，称为齿轮压缩机)。已知齿轮压缩机为通过在多个从动轴的轴端设置叶轮的多个压缩部来压缩气体的方式的压缩机。

专利文献1中记载有在安装于驱动轴的大齿轮的上方配置小齿轮的齿轮压缩机。该齿轮压缩机中，为了防止从小齿轮的轴承排出的泄油滴落到大齿轮上，而在与配置于上方的小齿轮相对应的轴承的两侧设置有罩体。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3735147号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，要求在齿轮压缩机等旋转机械中减少损失。

在对减少损失的问题进行研究的过程中，发明人等发现在具有由大齿轮和小齿轮构成的齿轮列的旋转机械中，从驱动轴的轴承排出的泄油附着到大齿轮的现象为产生意外损失的主要原因。

即，得知从安装有大齿轮的驱动轴的轴承排出的泄油附着于旋转的大齿轮的侧面，由此在大齿轮进行旋转时产生动力损失。尤其得知，当旋转机械的动力较大时，无法忽视该损失，但很难估算其准确的量，且有可能产生超乎想象的损失。

专利文献1中所记载的齿轮压缩机中，避免了在大齿轮的上半部附着泄油的问题，但无法防止其附着到大齿轮的下半部，而使得附着于大齿轮的下半部的泄油成为动力损失的原因。

本发明提供一种能够通过减少大齿轮进行旋转时的动力损失来减少所需动力的旋转机械。

用于解决课题的方法

本发明的旋转机械具备：旋转驱动部；驱动轴，其通过所述旋转驱动部绕着向水平方向延伸的轴线旋转；大齿轮，其固定于所述驱动轴；轴承部，其支承所述驱动轴使其能够旋转，并获得润滑油的供给；多个小齿轮，其与所述大齿轮啮合并进行从动；多个压缩部，其与所述多个小齿轮对应设置，且分别通过所述小齿轮旋转；及第一板，其配置于所述轴承部与所述大齿轮之间，且覆盖所述大齿轮的下半部的至少一部分区域，以将所述大齿轮与所述轴承部隔离。

根据上述结构，可通过第一板防止从轴承部排出的泄油滴落到大齿轮的下半部并附着于此。由此，能够减少因泄油附着于大齿轮而引起在大齿轮进行旋转时产生的动力损失。

上述旋转机械中，优选所述第一板的下端向所述大齿轮的下端的下方延伸。

根据上述结构，能够防止泄油附着于大齿轮。

上述旋转机械的结构可以如下：该旋转机械具备配置于所述轴承部的上半部与所述大齿轮之间，且将所述大齿轮与所述轴承部隔离的第二板。

根据上述结构，能够通过第二板来防止从轴承部排出到上方的泄油附着于大齿轮。

上述旋转机械的结构可以如下：该旋转机械具备支承固定有所述小齿轮的从动轴使其能够旋转的从动轴用轴承部、及配置于所述从动轴用轴承部的下半部与所述大齿轮之间，以将所述大齿轮与所述从动轴用轴承部隔离的第三板。

根据上述结构，能够通过第三板来防止从从动轴用轴承部排出的泄油附着于大齿轮。

上述旋转机械的结构可以如下：该旋转机械具备支承所述轴承部的外壳，且在所述外壳形成有将从所述轴承部排出到所述轴承部的轴向另一侧的泄油引向配置有所述第一板的所述轴承部的轴向一侧的油槽的结构。

发明效果

根据本发明，可通过第一板来防止从轴承部排出的泄油滴落到大齿轮的下半部并附着于此。由此，能够减少因泄油附着于大齿轮而引起在大齿轮进行旋转时产生的动力损失。

附图说明

图1为本发明的实施方式的齿轮压缩机的俯视图。

图2为图1的A-A剖视图，且为说明齿轮压缩机的挡板的配置的图。

图3为图2的B-B剖视图，且为说明第一挡板及第二挡板的配置的图。

图4为图2的C-C剖视图，且为说明第三挡板的配置的图。

图5为从轴向观察本发明的实施方式的挡油环的主视图。

图6为本发明的实施方式的挡油环的剖视图。

具体实施方式

以下，参考附图对本发明的实施方式进行详细说明。

本发明的实施方式的旋转机械即齿轮压缩机(geared compressor)为在内部具有齿轮列且驱动多个叶轮的多轴多段式结构。

如图1所示，齿轮压缩机1具有产生动力的旋转驱动部2、通过旋转驱动部2绕着向水平方向延伸的轴线旋转驱动的旋转轴即驱动轴3、固定于驱动轴3的大齿轮4、与大齿轮4啮合而进行从动的2个小齿轮6、成为每个小齿轮6的轴的2根从动轴5及通过传递到从动轴5的动力而驱动的3个压缩部11、12、13。

作为旋转驱动部2例如能够采用电动马达等电动机。大齿轮4及小齿轮6为发挥使驱动轴3的旋转增速的增速机的功能的齿轮列。

2个小齿轮6随着大齿轮4的旋转而旋转。2个小齿轮6由低压段小齿轮6a和小于低压段小齿轮6a的高压段小齿轮6b构成。因此，高压段小齿轮6b以高于低压段小齿轮6a的转速旋转。

2根从动轴5由向低压段小齿轮6a的中心轴方向两侧延伸的低压段从动轴5a和向高压段小齿轮6b的中心轴方向两侧延伸的高压段从动轴5b构成。

3个压缩部11、12、13与小齿轮6对应设置，且由设置于低压段从动轴5a的前端即设有旋转驱动部2的一侧的相反侧的第一段压缩部11、设置于高压段从动轴5b的前端的第二段压缩部12及设置于高压段从动轴5b的后端的第三段压缩部13构成。在低压段从动轴5a的另一端安装有平衡锤7。

以下说明中，将驱动轴3及从动轴5的轴向简称为轴向，将轴向上设有旋转驱动部2的一侧(图1的上方)称为后方，将轴向上设有旋转驱动部2的一侧的相反侧(图1的下方)称为前方。

第一段压缩部11、第二段压缩部12及第三段压缩部13分别具有叶轮14和覆盖叶轮14并具有气体导入部和气体排出口的蜗形外壳(未图示)。

第一段压缩部11、第二段压缩部12及第三段压缩部13分别利用叶轮14来压缩工作流体。叶轮14经由形成于其内部的流路向径向外周侧排放通过气体导入部吸入的工作流体。第一段压缩部11、第二段压缩部12及第三段压缩部13经由配管8而连接。

由大齿轮4和多个小齿轮6构成的齿轮列容纳于齿轮外壳9的内部，驱动轴3、低压段从动轴5a及高压段从动轴5b经由轴承15、16以能够旋转的方式被外壳9支承。轴承15、16由配置于大齿轮4的轴向前方侧及轴向后方侧的驱动轴用轴承15和配置于小齿轮6的轴向前方侧及轴向后方侧的从动轴用轴承16构成。

轴承15、16为具有支承驱动轴3及从动轴5的多个轴瓦17(参考图3、图4)的轴颈轴承(径向轴承)。轴承15、16具有向轴与轴瓦17之间供给润滑油的供油喷嘴(未图示)。失去润滑油功能的泄油从轴瓦17的轴向两侧排出。

如图2所示，齿轮外壳9具有上方被打开的下部外壳19和覆盖下部外壳19的上方的上部外壳20。在下部外壳19形成有从开口部向水平方向突出形状的凸缘部21。

齿轮外壳9具有多个轴承固定部23、24。轴承固定部23、24由固定驱动轴用轴承15的第一轴承固定部23和固定从动轴用轴承16的第二轴承固定部24构成。

轴承固定部23、24由与下部外壳19的凸缘部21形成为一体的轴承固定部下半部23a、24a和利用螺栓等紧固部件安装于轴承固定部下半部23a、24a的上部的轴承固定部上半部23b、24b构成。也可以使轴承固定部上半部23b、24b与上部外壳20一体构成。

轴承15、16通过组装于轴承固定部上半部23b、24b与轴承固定部下半部23a、24a之间，由此固定于齿轮外壳9的凸缘部21。在下部外壳19的轴承固定部下半部23a、24a形成有成为从轴承15、16流出的泄油的流出路的油槽27。

其中，参考图3对油槽27的结构进行说明。油槽27形成为将排出到大齿轮4的相反侧(轴向另一侧)的泄油引向大齿轮4侧(轴向一侧)。具体而言，油槽27形成为连通轴承固定部下半部23a的上表面即大齿轮4的相反侧的上表面与轴承固定部下半部23a的侧面即大齿轮4侧的侧面。

本实施方式的齿轮压缩机1中设置有用于防止从轴承15、16排出的泄油附着于大齿轮4的多个挡板28、30、31。挡板28、30、31例如通过对SUS304等钢板进行金属板加工而形成。

多个挡板中，第一挡板28配置于驱动轴用轴承15与大齿轮4之间即大齿轮4的轴向两侧，以便将驱动轴用轴承15与大齿轮4隔离。

第一挡板28为覆盖大齿轮4的下半部的至少一部分区域的矩形形状的板部件，与轴向正交的水平方向的宽度尺寸W(参考图2)充分大于驱动轴用轴承15的直径，且从轴向观察时，为充分覆盖油槽27的出口部的尺寸。第一挡板28的上端位于与驱动轴3的轴中心相同的位置，其下端位于大齿轮4的下端的稍下方。

如图3所示，第一挡板28经由设置于两侧的折曲部29固定于下部外壳19的内表面，以与下部外壳19的内表面相隔规定尺寸G1。并且，为避开驱动轴3及驱动轴用轴承15的干涉，在第一挡板28的上部形成有半圆形切口。

第二挡板30配置于驱动轴用轴承15的上半部与大齿轮4之间，以将驱动轴用轴承15与大齿轮4隔离。第二挡板30安装于固定驱动轴用轴承15的轴承固定部上半部23b。

第二挡板30中，大齿轮4的轴向前方侧的挡板与大齿轮4的轴向后方侧的挡板的形状不同。轴向前方侧的第二挡板30为避开大齿轮4的凸台部4a，更靠轴承固定部上半部23b的上方折曲。轴向后方侧的第二挡板30靠轴承固定部上半部23b的上端的下方折曲。

第三挡板31配置于从动轴用轴承16的下半部与大齿轮4之间，以将从动轴用轴承16与大齿轮4隔离。如图4所示，第三挡板31安装于固定从动轴用轴承16的轴承固定部下半部24a。第三挡板31的主面固定于固定从动轴用轴承16的轴承固定部下半部24a，以便与下部外壳19的内表面相隔规定尺寸G2。

如图5及图6所示，在从动轴用轴承16安装有防止从从动轴5轴承排出的泄油飞溅的挡油环33。挡油环33由切开下部以作为排出口的切口环34和圆板状的罩体35构成，并通过螺栓等紧固构件安装于从动轴用轴承16的轴向两侧。

接着，对本实施方式的齿轮压缩机1的作用进行说明。

待压缩的工作流体依次导入到第一段压缩部11、第二段压缩部12、第三段压缩部13而被压缩。工作流体在第三段压缩部13中被压缩之后，被供给到需要被压缩的工作流体的位置即规定设备P。

如图3所示，从驱动轴用轴承15排出的泄油即向大齿轮4侧排出的泄油遇到第一挡板28之后，经由被齿轮外壳9与第一挡板28包围的部分而流到下方。从驱动轴用轴承15排出的泄油即向大齿轮4的相反侧排出的泄油经由油槽27而流入到第一挡板28中，并经由被第一挡板28包围的部分而流到下方。

并且，从驱动轴用轴承15排出的泄油即排出时飞溅到上方的泄油遇到第二挡板30时，不会通过第二挡板30而溅到上方。

如图5及图6所示，从从动轴用轴承16排出的泄油排出到被挡油环33的切口环34和罩体35包围的空间内，并从切口环34的下部的排出口排出到下方。如图4所示，经由油槽27排出的泄油即向大齿轮4侧排出的泄油遇到第三挡板31之后，流向下方。

根据上述实施方式，通过第一挡板28可防止从驱动轴用轴承15排出的泄油滴落到大齿轮4的下半部并附着于此。由此，能够减少因泄油附着于大齿轮4而引起在大齿轮4进行旋转时产生的动力损失，且能够提供旋转驱动部2所需的动力较小的齿轮压缩机1。

并且，第一挡板28的下端向大齿轮4的下端的下方延伸，由此能够防止泄油附着于大齿轮4。

并且，第二挡板30配置于驱动轴用轴承15的上半部与大齿轮4之间，由此能够防止从驱动轴用轴承15排出到上方的泄油附着于大齿轮4。

并且，第三挡板31配置于从动轴用轴承16部的下半部与大齿轮4之间，由此能够防止从从动轴用轴承16排出的泄油附着于大齿轮4。

以上，参考附图对本发明的实施方式进行了详细说明，但各实施方式中的各结构及这些组合等为一例，在不脱离本发明的宗旨的范围内，能够进行结构的附加、省略、置换及其他变更。并且，本发明不受实施方式的限定，而仅受到权利要求的限定。

另外，上述实施方式中，利用将挡板应用到齿轮压缩机中的例子进行了说明，但只要是具备由大齿轮和小齿轮构成的齿轮列的旋转机械，即可应用挡板，例如也能够应用于涡轮。

并且，上述实施方式的齿轮压缩机为具有3个压缩部的结构，但并不限于此，也可以在2根从动轴的两端设置压缩部。

并且，小齿轮并不限于2个，例如也可以在大齿轮的上方配置第3个小齿轮。

产业上的可利用性

本发明能够应用于具备由大齿轮和小齿轮构成的齿轮列的、齿轮压缩机、涡轮等旋转机械中。

符号说明

1-齿轮压缩机，2-旋转驱动部，3-驱动轴，4-大齿轮，5-从动轴，5a-低压段从动轴，5b-高压段从动轴，6-小齿轮(小齿轮)，6a-低压段小齿轮，6b-高压段小齿轮，7-平衡锤，8-配管，9-齿轮外壳，11-第一段压缩部，12-第二段压缩部，13-第三段压缩部，14-叶轮，15-驱动轴用轴承，16-从动轴用轴承，17-轴瓦，19-下部外壳，20-上部外壳，21-凸缘部，23-第一轴承固定部，23a-轴承固定部下半部，23b-轴承固定部上半部，24-第二轴承固定部，24a-轴承固定部下半部，24b-轴承固定部上半部，27-油槽，28-第一挡板(第一板)，29-折曲部，30-第二挡板(第二板)，31-第三挡板(第三板)，33-挡油环，34-切口环，35-罩体。

Claims (5)

1.一种旋转机械，其特征在于，具备：

旋转驱动部；

驱动轴，其通过所述旋转驱动部绕着向水平方向延伸的轴线旋转；

大齿轮，其固定于所述驱动轴；

驱动轴用轴承部，其支承所述驱动轴使其能够旋转，并获得润滑油的供给；

多个小齿轮，其与所述大齿轮啮合并进行从动；

多个压缩部，其与所述多个小齿轮对应设置，且分别通过所述小齿轮旋转；

第一板，其配置于所述驱动轴用轴承部与所述大齿轮之间，且覆盖所述大齿轮的下半部的至少一部分区域，以将所述大齿轮与所述驱动轴用轴承部隔离；

从动轴用轴承部，支承固定有所述小齿轮的从动轴使其能够旋转；

第三板，与所述第一板独立地配置于所述从动轴用轴承部的下半部与所述大齿轮之间，以将所述大齿轮与所述从动轴用轴承部隔离；及

外壳，支承所述驱动轴用轴承部及所述从动轴用轴承部，

所述外壳上形成有将从所述从动轴用轴承部排出的泄油引向所述大齿轮侧的油槽，

在所述从动轴用轴承部的轴向两侧安装有挡油环，该挡油环由罩体和切开下部以作为排出口的切口环构成，并且构成为使从所述从动轴用轴承部排出的泄油排出到被所述切口环和所述罩体包围的空间中，从所述切口环的下部的排出口排出到下方，经由所述油槽碰到所述第三板。

2.根据权利要求1所述的旋转机械，其特征在于，

所述第一板的下端向所述大齿轮的下端的下方延伸。

3.根据权利要求1或2所述的旋转机械，其特征在于，具备：

第二板，其配置于所述驱动轴用轴承部的上半部与所述大齿轮之间，以将所述大齿轮与所述驱动轴用轴承部隔离。

4.根据权利要求1或2所述的旋转机械，其特征在于，具备：

所述外壳上形成有将从所述驱动轴用轴承部排出到所述驱动轴用轴承部的轴向另一侧的泄油引向配置有所述第一板的所述驱动轴用轴承部的轴向一侧的油槽。

5.根据权利要求3所述的旋转机械，其特征在于，具备：

所述外壳上形成有将从所述驱动轴用轴承部排出到所述驱动轴用轴承部的轴向另一侧的泄油引向配置有所述第一板的所述驱动轴用轴承部的轴向一侧的油槽。