CN114962287A - 压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够在使转子稳定地高速旋转的同时，提高叶轮针对由离心力引起的载荷的强度的压缩机。压缩机具有转子。所述转子具有：多个叶轮，它们具有盘，该盘具有中心被填充的中轴结构，且该多个叶轮在轴向上相邻；以及多个螺栓，它们将多个所述叶轮一并固定。所述盘具有朝向所述轴向的盘面以及在所述径向上相对于所述轴线向外侧偏移的位置将所述盘贯通的螺栓孔。所述盘面具有：抵接面，其至少一部分相对于所述螺栓孔位于所述径向的外侧；以及非抵接面，其相对于所述抵接面为所述径向的内侧的区域。

Description

压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机。

本申请针对2021年2月25日在日本申请的特愿2021-028529号主张优先权，并将其内容引用于此。

背景技术

一般来说离心压缩机具备：转子，其具有多个叶轮；以及壳体，其通过从外侧覆盖叶轮从而在与叶轮之间形成流路。在离心压缩机中，经由在壳体内形成的流路而从外部供给的流体在叶轮的旋转的作用下被压缩。

例如，如专利文献1所记载的那样，在这种离心压缩机中，转子通过多个叶轮在轴向上层叠而形成。在该离心压缩机中，层叠了的多个叶轮被配置为穿过在叶轮的中心形成的大孔的轴即较大的螺栓固定。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利8967960号说明书

发明内容

发明要解决的课题

然而，若在上述那样的叶轮的中心开设用于使轴穿过的大孔，则在孔的周边形成较薄的部分。并且，由使转子旋转时的离心力引起的载荷重点作用于该孔的周边的较薄的部分。另外，该载荷与随着转子的转速变高而增加的离心力成正比地变大。因此，若使具有由轴固定的叶轮的转子以高速旋转，则有可能叶轮无法承受由离心力引起的较大载荷而损伤。

本发明提供能够在使转子稳定地高速旋转的同时，提高叶轮针对由离心力引起的载荷的强度的压缩机。

用于解决课题的方案

本发明的压缩机具备：转子，其能够以轴线为中心旋转；以及壳体，其从以所述轴线为基准的径向的外侧覆盖所述转子，所述转子具有：多个叶轮，它们具有盘，该盘形成为以所述轴线为中心的圆盘状并具有中心被填充的中轴结构，且该多个叶轮在所述轴线延伸的轴向上相邻；以及螺栓固定部，其具有多个螺栓，该多个螺栓将在所述轴向上排列的多个所述叶轮一并固定，所述盘具有：盘面，其在从所述轴向观察时为以所述轴线为中心的面且朝向所述轴向；以及螺栓孔，其以在所述径向上相对于所述轴线向外侧偏移的位置将所述盘沿所述轴向贯通的方式，在所述盘面沿以所述轴线为中心的周向形成有多个，并供所述螺栓穿过，所述盘面具有：抵接面，其至少一部分相对于所述螺栓孔位于所述径向的外侧，且该抵接面与相邻的其他所述叶轮的所述盘面接触；以及非抵接面，其相对于所述抵接面为所述径向的内侧的区域，且相对于相邻的其他所述叶轮的所述盘面在所述轴向上分离。

发明效果

根据本发明的压缩机，能够在使转子稳定地高速旋转的同时，提高叶轮针对由离心力引起的载荷的强度。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式的压缩机的概要结构的剖视图。

图2是示出本实施方式的转子的剖视图。

图3是示出本实施方式的第一叶轮的剖视图。

图4是示出从轴向的第一侧观察图3的第一叶轮的情形的图。

图5是示出形成于联轴器毂(coupling hub)的曲齿联轴器(curvic coupling)的主要部分放大图。

附图标记说明

1 压缩机

2 壳体

21 外部壳体

211 端板

212 插通孔

22 隔膜

221 吸入口

222 壳体流路

223 排出口

23 盖

231 吸入侧盖

232 排出侧盖

3 转子

30 叶轮

31 第一叶轮

32 第二叶轮

4 盘

41 盘轴部

43 盘面

435 抵接面

436 非抵接面

44 螺栓孔

45 盘嵌合部

451 嵌合凸部

452 嵌合凹部

42 盘外周部

34 叶片

35 罩

301 叶轮流路

41A 第一盘轴部

41B 第二盘轴部

431 第一盘面

432 第二盘面

48 第二盘轴部主体

481 第一螺母收容凹部

49 第二盘延长部

491 螺孔

50 平衡活塞

51 活塞轴部

54 第一活塞面

541 第二螺母收容凹部

55 第二活塞面

551 活塞侧凹部

56 活塞螺栓孔

52 受压部

521 第一受压面

S1 第一空间

522 第二受压面

S2 第二空间

59 连接配管

53 活塞延长部

531 推力环

60 联轴器毂

61 螺栓插通孔

62 固定螺栓

63 曲齿联轴器

70 螺栓固定部

71 螺栓

72 螺母

8 密封部

81 第一密封部

82 第二密封部

83 第三密封部

9 轴承部

91 第一轴承部

92 第二轴承部

95 轴承保持件

93 第三轴承部

96 轴承罩

100 组件

O 轴线

Da 轴向

Da1 第一侧

Da2 第二侧

Dr 径向

Dc 周向。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的用于实施压缩机1的实施方式进行说明。但是，本发明并不仅限定于该实施方式。

(压缩机的结构)

压缩机1压缩作为工作流体的气体。本实施方式的压缩机1是压缩氢气的单轴多级式的离心压缩机(多级离心压缩机)。如图1所示，压缩机1具备壳体2、转子3、密封部8以及轴承部9。

需要说明的是，以下，将后述的转子3的轴线O延伸的方向设为轴向Da。将以轴线O为基准的径向简称为径向Dr。另外，将以轴线O为中心的绕转子3的方向设为周向Dc。

(壳体的结构)

壳体2从径向Dr的外侧覆盖转子3。本实施方式的壳体2具有外部壳体21、多个隔膜22以及多个盖(head)23。

外部壳体21呈以与转子3的轴线O相同地配置的中心轴为中心的圆筒状。外部壳体21的轴向Da的第一侧Da1(一侧)以能够供后述的组件100穿过的大小开口。在外部壳体21的轴向Da的第二侧Da2(另一侧)形成有端板211。端板211以与轴向Da正交的方式扩展的板状。在端板211的中央部形成有能够供转子3穿过且无法供组件100穿过的大小的插通孔212。由此，组件100通过相对于外部壳体21沿轴向Da移动，从而能够相对于壳体2插拔。

多个隔膜22以从径向Dr的外侧覆盖转子3的方式配置。多个隔膜22配置于外部壳体21的内部。隔膜22以轴线O为中心呈环状。多个隔膜22以成为沿轴向Da延伸的筒状的方式层叠。在相邻的隔膜22彼此间，外周面通过焊接、螺栓而被相互固定。通过多个隔膜22相互固定，而在内部形成向叶轮30导入的流路。另外，多个隔膜22与盖23、转子3、密封部8以及轴承部9一起构成了组件100。组件100收容于外部壳体21内。在组件100中，转子3、多个隔膜22、多个盖23、密封部8以及轴承部9以呈一体的方式成为能够一起移动的状态。

(流路的结构)

这里，具体而言，关于通过隔膜22而形成于壳体2的流路，从轴向Da的第一侧Da1即上游侧朝向轴向Da的第二侧Da2即下游侧依次进行说明。在本实施方式中，隔膜22从气体流通的上游侧起与外部壳体21、盖23一起依次形成吸入口221、多个壳体流路222以及排出口223。

吸入口221使从壳体2的外部流入且被压缩之前的气体向隔膜22的内部流入。吸入口221供向最上游的叶轮30流入之前的气体流动。在吸入口221配置有入口引导翼。

壳体流路222形成于隔膜22内。壳体流路222将来自吸入口221的气体向最上游的叶轮30供给，或者将从上游的叶轮30排出了的气体向配置于下游的叶轮30供给，或者将从最下游的叶轮30排出了的气体向排出口223送入。

排出口223使在隔膜22的内部流动并被压缩之后的气体向壳体2的外部排出。排出口223使从最下游的叶轮30排出了的气体向外部排出。

一对盖23为圆环状的构件且配置于外部壳体21的内部。盖23以能够将外部壳体21的两端的开口封堵的大小形成。作为本实施方式的盖23，具有相对于多个隔膜22配置于轴向Da的第一侧Da1的吸入侧盖231以及相对于多个隔膜22配置于轴向Da的第二侧Da2的排出侧盖232。

吸入侧盖231配置于比排出侧盖232靠近吸入口221的位置。吸入侧盖231与配置于最靠轴向Da的第一侧Da1的位置的隔膜22一起形成吸入口221。吸入侧盖231通过螺栓等而与一体化了的多个隔膜22固定。由此，吸入侧盖231与隔膜22一体化。

排出侧盖232配置于比吸入侧盖231靠近排出口223的位置。排出侧盖232与配置于最靠轴向Da的第二侧Da2的位置的隔膜22一起形成排出口223。排出侧盖232通过螺栓等而与一体化了的多个隔膜22固定。由此，排出侧盖232与隔膜22一体化。

(转子的结构)

转子3收容于壳体2的内部。转子3能够以轴线O为中心旋转。如图2所示，本实施方式的转子3具有多个叶轮30、平衡活塞50、联轴器毂60以及螺栓固定部70。

叶轮30通过旋转而利用离心力来压缩气体。多个叶轮30在轴向Da上相邻。叶轮30是具备盘4、叶片34和罩35的所谓的封闭式叶轮。以下，关于叶轮30的基本结构，基于示出后述的第一叶轮31的图3以及图4来进行说明。

盘4形成为以轴线O为中心的圆盘状并具有中心被填充的中轴结构。本实施方式的盘4具有盘轴部41和盘外周部42。

盘轴部41在盘4中是包括中心部分的实心的部分。盘轴部41形成为以轴线O为中心的截面圆形形状。本实施方式的盘轴部41具有盘面43、螺栓孔44以及盘嵌合部45。

盘面43在盘轴部41至少形成有一个。盘面43在从轴向Da观察时为以轴线O为中心的平面。盘面43朝向轴向Da。盘面43在相邻的叶轮30彼此间相互在轴向Da上对置。即，在多个叶轮30在轴向Da上相邻的状态下，一个叶轮30的盘面43同与该一个叶轮30相邻的其他叶轮30的盘面43在轴向Da彼此相对。盘面43具有抵接面435和非抵接面436。

抵接面435是盘面43中的一部分的区域且是与相邻的其他叶轮30的盘面43接触的面。即，在相邻的叶轮30中，一个叶轮30的抵接面435同与该一个叶轮30相邻的其他叶轮30的抵接面435相互接触。抵接面435的至少一部分相对于螺栓孔44位于径向Dr的外侧。本实施方式的抵接面435是以相对于螺栓孔44不重叠的方式位于径向Dr的外侧的环状的面。

非抵接面436是盘面43中的一部分的区域且是相对于抵接面435位于径向Dr的内侧的区域。非抵接面436是相对于相邻的其他叶轮30的盘面43在轴向Da上分离的面。即，在相邻的叶轮30中，一个叶轮30的非抵接面436同与该一个叶轮30相邻的其他叶轮30的非抵接面436以形成有微小的间隙的状态不接触地对置。非抵接面436的至少一部分相对于螺栓孔44位于径向Dr的内侧。本实施方式的非抵接面436是相对于螺栓孔44位于径向Dr的内侧并且相对于后述的盘嵌合部45位于径向Dr的外侧的环状的面。

而且，盘轴部41形成有供后述的螺栓71穿过的多个螺栓孔44。螺栓孔44以在径向Dr上相对于轴线O向外侧偏移的位置将盘轴部41沿轴向Da贯通的方式形成。螺栓孔44在盘面43沿以轴线O为中心的周向Dc形成有多个(在本实施方式中为十二处)。多个螺栓孔44均等地分离配置。螺栓孔44是在从轴向Da观察时形成为相对于螺栓71的外形稍大的圆形形状的孔。需要说明的是，盘面43的形成有螺栓孔44的区域既可以一部分成为抵接面435，也可以是非抵接面436。

盘嵌合部45相对于螺栓孔44在径向Dr的内侧沿轴向Da突出或者凹陷，由此在相邻的叶轮30彼此间相互嵌合而相互限制沿径向Dr的移动。盘嵌合部45在从轴向Da观察时以与轴线O重叠的方式形成于盘面43的中心。在本实施方式中，盘嵌合部45由嵌合凸部451和嵌合凹部452形成。

嵌合凸部451形成于朝向轴向Da的第一侧Da1的盘面43。嵌合凸部451以呈将轴线O作为中心的圆柱状的方式从盘面43朝向轴向Da的第一侧Da1突出。

嵌合凹部452形成于朝向轴向Da的第二侧Da2的盘面43。嵌合凹部452在从轴向Da观察时以与嵌合凸部451重叠的方式形成为以轴线O为中心。嵌合凹部452在从轴向Da观察时呈圆形形状地凹陷。嵌合凹部452在从轴向Da观察时形成为比嵌合凸部451稍小。因而，一个叶轮30的嵌合凸部451通过热装等嵌入于其他叶轮30的嵌合凹部452，由此一个叶轮30以及其他叶轮30在径向Dr上的位置得到限制。

盘外周部42以从盘轴部41的外缘延伸的方式从盘轴部41朝向径向Dr的外侧突出。盘外周部42与盘轴部41形成为一体而形成为一个构件。

叶片34从盘外周部42延伸到罩35。叶片34在绕轴线O的周向Dc上隔开间隔地配置有多个。

罩35相对于盘外周部42以及多个叶片34配置于轴向Da的第一侧Da1。罩35呈圆盘状且以覆盖多个叶片34的方式形成。通过盘外周部42、叶片34以及罩35而形成使气体在叶轮30的内部流通的叶轮流路301。叶片34以及罩35在从轴向Da观察时，形成于仅与盘外周部42重叠的位置，且不与盘轴部41重叠。

如图2所示，在本实施方式中，作为叶轮30，具有多个第一叶轮31、以及第二叶轮32。第一叶轮31是在多个叶轮30之中包括最上游的叶轮30的上游侧的多个(在本实施方式中为三个)叶轮30。第二叶轮32在多个叶轮30之中配置于最靠轴向Da的第二侧Da2的位置。因而，第二叶轮32仅是最下游的叶轮30。即，第二叶轮32相对于多个第一叶轮31配置于轴向Da的第二侧Da2。第一叶轮31以及第二叶轮32各自的盘轴部41的形状不同。

第一叶轮31的盘轴部41(以下，称作第一盘轴部41A)形成为以轴线O为中心的圆柱状。第一盘轴部41A以轴向Da的长度为与一个隔膜22相同程度的大小形成。即，第一盘轴部41A在从径向Dr观察时形成为比叶片34向轴向Da的第二侧Da2突出。第一盘轴部41A作为盘面43，具有第一盘面431和第二盘面432这两个面。

第一盘面431是朝向轴向Da的第一侧Da1的平面。第一盘面431在从轴向Da观察时形成为以轴线O为中心的圆形形状。在第一盘面431形成有嵌合凸部451。

第二盘面432是朝向轴向Da的第二侧Da2的平面。第二盘面432在从轴向Da观察时，形成为以轴线O为中心的圆形形状。第二盘面432以与第一盘面431相同的大小形成。在第二盘面432形成有嵌合凹部452。

第二叶轮32的盘轴部41(以下，称作第二盘轴部41B)形成为以轴线O为中心的圆柱状。第二盘轴部41B具有第二盘轴部主体48和第二盘延长部49。

第二盘轴部主体48形成为以轴线O为中心的圆柱状。第二盘轴部主体48以轴向Da的长度为与一个隔膜22相同程度的大小形成。第二盘轴部主体48设为与第一盘轴部41A相同的形状。第二盘轴部主体48作为盘面43仅具有第一盘面431这一个面。第二盘轴部主体48在朝向轴向Da的第二侧Da2的面形成有能够收容后述的螺母72的第一螺母收容凹部481。第一螺母收容凹部481从第二盘轴部主体48中的朝向轴向Da的第二侧Da2的面朝向轴向Da的第一侧Da1凹陷。第一螺母收容凹部481在从轴向Da观察时在与螺栓孔44重叠的位置形成有多个。第一螺母收容凹部481在从轴向Da观察时形成为以螺栓孔44为中心并比螺栓孔44大的圆形形状。

第二盘延长部49从第二盘轴部主体48朝向轴向Da的第二侧Da2延伸。第二盘延长部49在从轴向Da观察时形成为以轴线O为中心并比第二盘轴部主体48小的圆柱状。即，第二盘延长部49在从轴向Da观察时以被第一螺母收容凹部481包围的方式相对于第一螺母收容凹部481形成于径向Dr的内侧。第二盘延长部49与第二盘轴部主体48形成为一体而形成为一个构件。第二盘延长部49在朝向轴向Da的第二侧Da2的面形成有用于固定联轴器毂60的螺孔491。

平衡活塞50相对于多个叶轮30配置于轴向Da的第一侧Da1。本实施方式的平衡活塞50与最上游的叶轮30(在多个第一叶轮31之中配置于最靠第一侧Da1的位置的第一叶轮31)相邻。如图1所示，平衡活塞50配置于该平衡活塞50在轴向Da上的位置与吸入侧盖231重叠的位置。如图2所示，平衡活塞50具有活塞轴部51、受压部52以及活塞延长部53。

活塞轴部51以与配置于最靠轴向Da的第一侧Da1的位置的第一叶轮31接触的方式配置。活塞轴部51形成为以轴线O为中心的圆柱状。活塞轴部51具有第一活塞面54、第二活塞面55以及活塞螺栓孔56。

第一活塞面54是朝向轴向Da的第一侧Da1的平面。第一活塞面54在从轴向Da观察时形成为以轴线O为中心的环状。在第一活塞面54形成有能够收容后述的螺母72的第二螺母收容凹部541。第二螺母收容凹部541从第一活塞面54朝向轴向Da的第二侧Da2凹陷。第二螺母收容凹部541在从轴向Da观察时在与螺栓孔44重叠的位置形成有多个。第二螺母收容凹部541在从轴向Da观察时形成为以螺栓孔44为中心并比螺栓孔44大的圆形形状。即，第二螺母收容凹部541成为与第一螺母收容凹部481相同的形状。

第二活塞面55是朝向轴向Da的第二侧Da2的平面。第二活塞面55与最上游的第一叶轮31的第一盘面431对置。即，在平衡活塞50与叶轮30固定的状态下，第二活塞面55与第一叶轮31的第一盘面431在轴向Da上彼此相对。第二活塞面55在从轴向Da观察时形成为以轴线O为中心的圆形形状。在第二活塞面55形成有能够供嵌合凸部451插入的活塞侧凹部551。活塞侧凹部551在从轴向Da观察时以与嵌合凸部451重叠的方式形成为以轴线O为中心。活塞侧凹部551在从轴向Da观察时呈圆形形状地凹陷。活塞侧凹部551在从轴向Da观察时形成为比嵌合凸部451稍小。即，活塞侧凹部551成为与嵌合凹部452相同的形状。因而，第一叶轮31的嵌合凸部451通过热装等嵌入于活塞侧凹部551，由此最上游的第一叶轮31与平衡活塞50在径向Dr上的位置得到限制。

活塞螺栓孔56以在径向Dr上相对于轴线O向外侧偏移的位置将活塞轴部51沿轴向Da贯通的方式形成。活塞螺栓孔56从第一活塞面54贯通到第二活塞面55。活塞螺栓孔56在第一活塞面54以及第二活塞面55沿以轴线O为中心的周向Dc形成有多个(在本实施方式中为十二处)。活塞螺栓孔56是在从轴向Da观察时形成为相对于螺栓71的外形稍大的圆形形状的孔。本实施方式的活塞螺栓孔56在从轴向Da观察时以成为与螺栓孔44相同的位置以及相同的形状的方式形成。

受压部52相对于活塞轴部51向径向Dr的外侧呈环状突出。受压部52从活塞轴部51的外缘的一部分朝向径向Dr的外侧突出。受压部52的轴向Da的长度比活塞轴部51的轴向Da的长度短。受压部52与活塞轴部51形成为一体而形成为一个构件。受压部52具有第一受压面521和第二受压面522。

第一受压面521是朝向轴向Da的第一侧Da1的平面。第一受压面521在从轴向Da观察时形成为以轴线O为中心的环状。如图1所示，第一受压面521配置于在吸入侧盖231形成的第一空间S1。第一空间S1是与排出口223连通的空间。第一空间S1与排出口223由连接配管59连接。

第二受压面522是朝向轴向Da的第二侧Da2的平面。第二受压面522在从轴向Da观察时形成为以轴线O为中心的环状。第二受压面522以径向Dr的位置与第一受压面521重叠的方式形成。第二受压面522配置于在吸入侧盖231形成的第二空间S2。第二空间S2是与吸入口221连通的空间。第二空间S2相对于第一空间S1位于轴向Da的第二侧Da2。第二空间S2与第一空间S1之间由后述的第三密封部83密封。

如图2所示，活塞延长部53从活塞轴部51朝向轴向Da的第一侧Da1延伸。活塞延长部53在从轴向Da观察时形成为以轴线O为中心并比活塞轴部51小的圆柱状。即，活塞延长部53在从轴向Da观察时以被第二螺母收容凹部541包围的方式相对于第二螺母收容凹部541形成于径向Dr的内侧。活塞延长部53与活塞轴部51形成为一体而形成为一个构件。在活塞延长部53的轴向Da的第一侧Da1的前端形成有向径向Dr的外侧突出的推力环531。

联轴器毂60能够与蒸气轮机、马达等其他旋转机械的转子连接。联轴器毂60形成为以轴线O为中心的圆柱状。在联轴器毂60的轴向Da的第二侧Da2的端部形成有朝向径向Dr的外侧突出的凸缘。联轴器毂60能够装卸地固定于第二叶轮32。具体而言，在联轴器毂60形成有以轴线O为中心并将联轴器毂60贯通的螺栓插通孔61。联轴器毂60通过将穿过螺栓插通孔61的固定螺栓62固定于第二盘延长部49的螺孔491，从而相对于第二盘延长部49固定。另外，如图5所示，在联轴器毂60的朝向轴向Da的第一侧Da1的端面形成有具有在周向Dc排列的多个凸部或者凹部的齿形形状的曲齿联轴器63。曲齿联轴器63形成于在径向Dr上相对于轴线O向外侧偏移的位置。在第二盘延长部49的朝向轴向Da的第二侧Da2的面的螺孔491的周围形成有与曲齿联轴器63的形状对应的凹部。通过该曲齿联轴器63嵌入第二盘延长部49的凹部，从而联轴器毂60相对于第二盘延长部49在径向Dr上的位置得到限制。

螺栓固定部70将在轴向Da上排列的多个叶轮30和平衡活塞50一并固定。螺栓固定部70具有螺栓71和一对螺母72。螺栓71如双头螺栓那样没有头部而仅由螺纹部构成。螺栓71具有在穿过螺栓孔44以及活塞螺栓孔56的状态下端部到达第一螺母收容凹部481以及第二螺母收容凹部541那样的轴向Da的长度。螺母72以能够收容于第一螺母收容凹部481、第二螺母收容凹部541的大小形成。一对螺母72相对于螺栓71的两端分别能够装卸。

如图1所示，密封部8将转子3与壳体2之间密封。本实施方式的密封部8具有第一密封部81、第二密封部82以及第三密封部83。

第一密封部81将吸入侧盖231的内周面与活塞延长部53的外周面之间密封。第一密封部81为干气密封。第一密封部81能够相对于吸入侧盖231以及活塞延长部53装卸。

第二密封部82将排出侧盖232的内周面与第二盘延长部49的外周面之间密封。第二密封部82为干气密封。第二密封部82能够相对于排出侧盖232以及活塞延长部53装卸。

第三密封部83将吸入侧盖231的内周面与受压部52的外周面之间密封。第三密封部83为迷宫式密封。第三密封部83配置于相对于第一密封部81向轴向Da的第二侧Da2分离了的位置。第三密封部83将第一空间S1与第二空间S2之间密封。第三密封部83固定于吸入侧盖231。

轴承部9将转子3支承为能够相对于壳体2以轴线O为中心旋转。本实施方式的轴承部9具有第一轴承部91、第二轴承部92以及第三轴承部93。

第一轴承部91是将活塞延长部53支承为能够旋转的轴颈轴承。第一轴承部91承受作用于转子3的轴向Da的第一侧Da1的端部且沿径向Dr的载荷。

第二轴承部92是将第二盘延长部49支承为能够旋转的轴颈轴承。第二轴承部92承受作用于转子3的轴向Da的第二侧Da2的端部且沿径向Dr的载荷。第二轴承部92安装于圆筒状的轴承保持件95的内部。该轴承保持件95使用螺栓71等能够装卸的固定机构而固定于排出侧盖232。另外，通过轴承保持件95被从排出侧盖232取下，从而第二密封部82能够相对于排出侧盖232向外侧移动。

第三轴承部93是将活塞延长部53的推力环531支承为能够旋转的推力轴承。第三轴承部93承受作用于转子3且沿轴向Da的载荷。第三轴承部93与第一轴承部91一起安装于箱状的轴承罩96的内部。该轴承罩96使用螺栓71等能够装卸的固定机构而固定于吸入侧盖231。

(作用效果)

在上述结构的压缩机1中，叶轮30成为具有盘轴部41的实心的结构。即，叶轮30不是通过热装等固定于轴的外周面的结构。因此，在叶轮30的中心未形成用于使轴穿过的大孔。并且，在将实心的叶轮30即多个第一叶轮31与第二叶轮32在轴向Da上层叠的状态下，进而使平衡活塞50在轴向Da上层叠。通过利用螺母72将穿过螺栓孔44以及活塞螺栓孔56的状态的螺栓71的两端相对于该层叠了的多个第一叶轮31、第二叶轮32以及平衡活塞50紧固固定，从而形成转子3。在使这种转子3旋转时，由于在叶轮30未开设大孔，因此能够使叶轮30针对由离心力产生的载荷的强度大幅度提高。而且，由离心力引起的载荷随着趋向径向Dr的内侧而变大，并且在叶轮30也产生由压缩了的气体引起的沿轴向Da的推力。其结果是，在叶轮30作用有斜向变形那样的朝向径向Dr的外侧以及轴向Da的载荷。然而，叶轮30彼此在相对于螺栓孔44位于径向Dr的外侧的抵接面435处接触，叶轮30彼此在位于螺栓孔44的内侧的非抵接面436处不接触。因此，能够利用抵接面435稳定地承受朝向径向Dr的外侧以及轴向Da的载荷。因而，转矩在叶轮30彼此稳定地传递，即使在没有轴的状态下使转子3高速旋转，也能够防止叶轮30彼此错开。由此，能够在使转子3稳定地高速旋转的同时，提高叶轮30针对由离心力引起的载荷的强度。

另外，在轴向Da上排列的第一叶轮31彼此、第一叶轮31和第二叶轮32通过嵌合凸部451以及嵌合凹部452相互嵌入，从而在径向Dr上的位置得到限制。能够在利用螺栓71完全将位置固定之前，将第一叶轮31彼此在径向Dr上的位置、第二叶轮32和第一叶轮31在径向Dr上的位置对准。其结果是，能够在使多个叶轮30在轴向Da上层叠时进行定心。由此，能够提高组装转子3时的操作性。

而且，通过在平衡活塞50的活塞侧凹部551嵌入最上游的第一叶轮31的嵌合凸部451，从而在径向Dr上的位置得到限制。因此，能够在利用螺栓71完全固定之前，将平衡活塞50与最上游的第一叶轮31在径向Dr上的位置对准。其结果是，能够在使平衡活塞50和叶轮30在轴向Da上层叠时进行定心。因而，能够使将转子3中的构成包含轴线O的径向Dr的中心的区域的主部件组装时的操作性大幅度提高。

另外，与其他旋转机械连接的联轴器毂60能够利用固定螺栓62而相对于第二盘延长部49装卸。通过将该联轴器毂60从第二叶轮32取下，从而使第二轴承部92、第二密封部82等相对于联轴器毂60配置在靠近轴向Da的第一侧Da1的第二叶轮32的位置的部件相对于第二叶轮32容易装卸。由此，能够使进行修理等时的操作性提高。

另外，第二轴承部92在轴向Da上配置于同与其他旋转机械连接的联轴器毂60重叠的位置。该第二轴承部92通过将联轴器毂60支承为能够旋转，从而支承转子3的端部。因此，在靠近支承转子3的第二轴承部92的位置处转子3与其他旋转机械连接。因而，能够抑制转子3相对于第二轴承部92向轴向Da的外侧的突出量。其结果是，能够抑制产生振动等在使转子3高速旋转时从轴承突出的区域的重量大而产生的转子动力学上的问题。由此，能够使转子3以更加稳定的状态高速旋转。

另外，平衡活塞50相对于最上游的第一叶轮31在轴向Da上在第一侧Da1固定。即，相对于多个叶轮30在轴向Da上配置于第一侧Da1。并且，受压部52的第一受压面521配置于与排出口223连通的第一空间S1，第二受压面522配置于与吸入口221连通的第二空间S2。由于与吸入口221相比，排出口223的压力非常高，因此在受压部52中，以从第一受压面521朝向第二受压面522的方式产生轴向Da的从第一侧Da1向第二侧Da2的力。另一方面，对于在叶轮30流动的气体而言，相对于配置有吸入口221的上游，在配置有排出口223的下游处被压缩，因此压力变高。因此，在多个叶轮30中，在气体的作用下产生轴向Da的从第二侧Da2向第一侧Da1的力。其结果是，由于气体而作用于多个叶轮30的力的一部分被经由受压部52而作用于平衡活塞50的力抵消。由此，能够减小作用于转子3的推力(轴向Da的力)，并能够减小推力轴承。另外，能够抑制对将多个叶轮30以及平衡活塞50固定的螺栓71作用朝向轴向Da的外侧扩展那样的力。其结果是，即使抑制螺栓71的紧固力，也能够保持相邻的盘4的接触面彼此的面压，因此能够减小螺栓孔44的直径。形成于盘轴部41的螺栓孔44变小，由此能够提高盘轴部41的强度。由此，能够提高转子3针对高速旋转时的离心力的强度。

(其他实施方式)

以上，参照附图对本发明的实施方式进行了详细叙述，但具体结构并不局限于该实施方式，也包括不脱离本发明的主旨的范围的设计变更等。

例如，盘嵌合部45只要能够在相邻的叶轮30彼此间相互嵌合而相互限制沿径向Dr的移动，则可以是任意的形状。因而，盘嵌合部45并不限定于如嵌合凸部451以及嵌合凹部452那样形成为以轴线O为中心的结构，也可以是形成于从轴线O偏移的位置的结构。而且，盘嵌合部45并不限定于如嵌合凸部451以及嵌合凹部452那样仅由一个凸部或者凹部形成的结构。例如，盘嵌合部45也可以是图5所示那样的形成于联轴器毂60的曲齿联轴器63那样的结构。因而，盘嵌合部45也可以是具有在径向Dr上相对于轴线O向外侧偏移的位置沿周向Dc排列的多个凸部或者凹部的结构。

根据这种结构的盘嵌合部45，利用多个凸部以及凹部而嵌合，因此相邻的叶轮30彼此相互稳固地支承。其结果是，与通过盘4的接触面彼此的摩擦传递转矩的情况相比，能够减小利用螺栓71固定多个叶轮30时的力。由此，能够抑制螺栓71的强度。因此，能够减小螺栓孔44的直径。螺栓孔44变小，由此能够提高盘轴部41的强度。因而，能够提高转子3针对由高速旋转时的离心力引起的载荷的强度。

<附记>

实施方式所记载的压缩机1例如如以下那样掌握。

(1)第一方式的压缩机1具备：转子3，其能够以轴线O为中心旋转；以及壳体2，其从以所述轴线O为基准的径向Dr的外侧覆盖所述转子3，所述转子3具有：多个叶轮30，它们盘4，该盘4具有形成为以所述轴线O为中心的圆盘状并具有中心被填充的中轴结构，且该多个叶轮30在所述轴线O延伸的轴向Da上相邻；以及多个螺栓71，它们将在所述轴向Da上排列的多个所述叶轮30一并固定，所述盘4具有：盘面43，其在从所述轴向Da观察时为以所述轴线O为中心的面且朝向所述轴向Da；以及螺栓孔44，其以在所述径向Dr上相对于所述轴线O向外侧偏移的位置将所述盘4沿所述轴向Da贯通的方式在所述盘面43沿以所述轴线O为中心的周向Dc形成有多个，并供所述螺栓71穿过，所述盘面43具有：抵接面435，其至少一部分相对于所述螺栓孔44位于所述径向Dr的外侧，且该抵接面435与相邻的其他所述叶轮30的所述盘面43接触；以及非抵接面436，其相对于所述抵接面435为所述径向Dr的内侧的区域，且相对于相邻的其他所述叶轮30的所述盘面43在所述轴向Da上分离。

在该压缩机1中，叶轮30成为实心的结构。即，叶轮30不是通过热装等固定于轴的外周面的结构。因此，在叶轮30的中心未形成用于使轴穿过的大孔。在使转子3旋转时，由于在叶轮30未开设大孔，因此能够使叶轮30针对由离心力产生的载荷的强度大幅度提高。而且，由离心力引起的载荷随着趋向径向Dr的内侧而变大，并且在叶轮30也产生由压缩了的气体引起的沿轴向Da的推力。其结果是，在叶轮30作用有斜向变形那样的朝向径向Dr的外侧以及轴向Da的载荷。然而，叶轮30彼此在相对于螺栓孔44位于径向Dr的外侧的抵接面435处接触，叶轮30彼此在位于螺栓孔44的内侧的非抵接面436处不接触。因此，能够利用抵接面435稳定地承受由于转子3高速旋转而产生的朝向径向Dr的外侧以及轴向Da的载荷。其结果是，能够在抵接面435产生稳定的摩擦力，且将相邻的叶轮30彼此稳固地固定。因而，转矩在叶轮30之间稳定地传递，即使在没有轴的状态下使转子3高速旋转，也能够防止叶轮30彼此错开。由此，能够在使转子3稳定地高速旋转的同时，提高叶轮30针对由离心力引起的载荷的强度。

(2)第二方式的压缩机1在(1)的压缩机1的基础上，也可以是，所述盘4具有盘嵌合部45，该盘嵌合部45相对于所述螺栓孔44在所述径向Dr的内侧沿所述轴向Da突出或者凹陷，从而在相邻的所述叶轮30彼此间相互嵌合而相互限制沿所述径向Dr的移动。

由此，能够在利用螺栓71完全将位置固定之前，将叶轮30彼此的径向Dr的位置对准。其结果是，能够在使多个叶轮30在轴向Da上层叠时进行定心。由此，能够提高组装转子3时的操作性。

(3)第三方式的压缩机1在(2)的压缩机1的基础上，也可以是，所述盘嵌合部45具有在所述径向Dr上相对于所述轴线O向外侧偏移的位置沿所述周向Dc排列的多个凸部或者凹部。

由此，利用多个凸部以及凹部而嵌合，因此嵌合时的相邻的叶轮30彼此之间的摩擦力提高。因此，相邻的叶轮30彼此相互稳固地支承。其结果是，能够减小利用螺栓71固定多个叶轮30时的力。由此，能够抑制螺栓71的强度。因此，能够减小螺栓孔44的直径。螺栓孔44变小，由此能够提高盘4的强度。

(4)第四方式的压缩机1在(1)至(3)中任一个压缩机1的基础上，也可以是，所述转子3还具备能够与其他旋转机械的转子3连接且固定于所述叶轮30的联轴器毂60，所述联轴器毂60能够相对于所述叶轮30装卸。

由此，通过将联轴器毂60从叶轮30取下，而使相对于联轴器毂60配置在靠近叶轮30的位置的部件容易装卸。由此，能够提高组装转子3时的操作性。

(5)第五方式的压缩机1在(4)的压缩机1的基础上，也可以是，还具备将所述转子3支承为能够相对于所述壳体2旋转的轴承部9，所述轴承部9在所述轴向Da上配置于与所述联轴器毂60重叠的位置，并将所述联轴器毂60支承为能够旋转。

由此，在靠近支承转子3的轴承部9的位置，转子3与其他旋转机械连接。因而，抑制转子3相对于轴承部9向轴向Da的外侧的突出量。其结果是，能够抑制产生振动等在使转子3高速旋转时从轴承突出的区域的重量大而产生的转子3动力学上的问题。由此，能够使转子3以更加稳定的状态高速旋转。

(6)第六方式的压缩机1在(1)至(5)中任一个压缩机1的基础上，也可以是，所述壳体2具有：壳体流路222，其使工作流体以从配置于所述轴向Da的第一侧Da1的所述叶轮30朝向在第二侧Da2相邻的所述叶轮30的方式流通；吸入口221，其使所述工作流体从外部向所述壳体流路222流入；以及排出口223，其使所述工作流体从所述壳体流路222向外部流出，所述转子3具有相对于多个所述叶轮30配置于所述轴向Da的第一侧Da1的平衡活塞50，所述平衡活塞50具有：活塞轴部51，其与配置于最靠所述轴向Da的第一侧Da1的位置的所述叶轮30接触；以及受压部52，其相对于所述活塞轴部51向所述径向Dr的外侧突出，所述受压部52具有朝向所述轴向Da的第一侧Da1的第一受压面521以及朝向所述轴向Da的第二侧Da2的第二受压面522，所述壳体2具有供所述第一受压面521配置并与所述排出口223连通的第一空间S1以及供所述第二受压面522配置并与所述吸入口221连通的第一空间S1。

由此，由于和吸入口221相比排出口223的压力非常高，因此在受压部52中，以从第一受压面521朝向第二受压面522的方式产生轴向Da的从第一侧Da1向第二侧Da2的力。另一方面，对于在叶轮30流动的气体而言，相对于上游，在下游被压缩，因此压力变高。因此，在多个叶轮30中，在气体的作用下产生轴向Da的从第二侧Da2向第一侧Da1的力。其结果是，作用于多个叶轮30的由于气体而产生的力的一部分被经由受压部52而作用于平衡活塞50的反向的力抵消。由此，能够减小作用于转子3的推力(轴向Da的力)，并能够减小推力轴承。另外，能够抑制对将多个叶轮30及固定的螺栓71作用向轴向Da的外侧扩展那样的力。其结果是，即使抑制螺栓71的紧固力，也能够保持盘4的接触面彼此的面压，能够稳定地传递转矩，能够减小螺栓孔44的直径。螺栓孔44变小，由此能够提高盘4的强度。由此，能够提高转子3针对使转子3高速旋转时的离心力的强度。

工业实用性

根据本发明的压缩机，能够在使转子稳定地高速旋转的同时，提高叶轮针对由离心力引起的载荷的强度。

Claims (6)

1.一种压缩机，其中，

所述压缩机具备：

转子，其能够以轴线为中心旋转；以及

壳体，其从以所述轴线为基准的径向的外侧覆盖所述转子，

所述转子具有：

多个叶轮，它们具有盘，该盘形成为以所述轴线为中心的圆盘状并具有中心被填充的中轴结构，且该多个叶轮在所述轴线延伸的轴向上相邻；以及

螺栓固定部，其具有多个螺栓，该多个螺栓将在所述轴向上排列的多个所述叶轮一并固定，

所述盘具有：

盘面，其在从所述轴向观察时为以所述轴线为中心的面且朝向所述轴向；以及

螺栓孔，其以在所述径向上相对于所述轴线向外侧偏移的位置将所述盘沿所述轴向贯通的方式，在所述盘面沿以所述轴线为中心的周向形成有多个，并供所述螺栓穿过，

所述盘面具有：

抵接面，其至少一部分相对于所述螺栓孔位于所述径向的外侧，且该抵接面与相邻的其他所述叶轮的所述盘面接触；以及

非抵接面，其相对于所述抵接面为所述径向的内侧的区域，且相对于相邻的其他所述叶轮的所述盘面在所述轴向上分离。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其中，

所述盘具有盘嵌合部，该盘嵌合部相对于所述螺栓孔在所述径向的内侧沿所述轴向突出或者凹陷，从而在相邻的所述叶轮彼此间相互嵌合而相互限制沿所述径向的移动。

3.根据权利要求2所述的压缩机，其中，

所述盘嵌合部具有在所述径向上相对于所述轴线向外侧偏移的位置沿所述周向排列的多个凸部或者凹部。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的压缩机，其中，

所述转子还具备能够与其他旋转机械的转子连接且固定于所述叶轮的联轴器毂，

所述联轴器毂能够相对于所述叶轮装卸。

5.根据权利要求4所述的压缩机，其中，

所述压缩机还具备将所述转子支承为能够相对于所述壳体旋转的轴承部，

所述轴承部在所述轴向上配置于与所述联轴器毂重叠的位置，并将所述联轴器毂支承为能够旋转。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的压缩机，其中，

所述壳体具有：

壳体流路，其使工作流体以从配置于所述轴向的第一侧的所述叶轮朝向在第二侧相邻的所述叶轮的方式流通；

吸入口，其使所述工作流体从外部向所述壳体流路流入；以及

排出口，其使所述工作流体从所述壳体流路向外部流出，

所述转子具有相对于多个所述叶轮配置于所述轴向的第一侧的平衡活塞，

所述平衡活塞具有：

活塞轴部，其与配置于最靠所述轴向的第一侧的所述叶轮接触；以及

受压部，其相对于所述活塞轴部向所述径向的外侧突出，

所述受压部具有朝向所述轴向的第一侧的第一受压面以及朝向所述轴向的第二侧的第二受压面，

所述壳体具有供所述第一受压面配置并与所述排出口连通的第一空间以及供所述第二受压面配置并与所述吸入口连通的第一空间。

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