CN1154157A - 压缩机的防逆转装置 - Google Patents

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Abstract

本发明旨在提供一种压缩机防逆转装置，在涡轮压缩机(1)的吸入管(7)及排出管(9)上，设有容许流体压缩动作时的流体方向的流体流过的电磁阀(16、17)。旁通管(20)的一端连接在吸入管(7)中的、电磁阀(16)与涡轮室(6)之间，另一端连接在排出管(9)中的、涡轮室(6)与电磁阀(17)之间。在旁通管(20)上设有电磁阀(21)，该电磁阀(21)在涡轮压缩机(1)的压缩动作时闭锁，在停止动作时开放。

Description

压缩机的防逆转装置
本发明涉及压缩机的防逆转装置，该装置例如在涡轮压缩机的停止动作时，能防止涡轮因排出侧的高压作用而逆转。
用于空调机制冷剂回路等的压缩机，例如有日本专利公报特开平5-340386号揭示的涡轮压缩机。
下面概略地说明该现有的涡轮压缩机。如图6所示，在箱体(a)内形成有电机室(b)和涡轮室(c)。在电机室(b)内放置着电机(d)，在涡轮室(c)内放置着与电机(d)的驱动轴(e)直接连接的涡轮(旋转叶片)(f)。在箱体(a)上分别连接着朝向涡轮(f)中央部的吸入管(g)和朝向涡轮(f)外周部的排出管(h)。
驱动电机(d)使涡轮(f)旋转，对从吸入管(g)吸入到涡轮室(c)内的流体施加离心力，使该流体朝外沿半径方向流动、压缩从排出管(h)排出。
上述驱动轴(e)的上下两端部分穿过固定在箱体(a)内壁面上的轴承板(i，i)的贯通孔。在上述驱动轴(e)的外周面，在朝向贯通孔(il，il)内周面的部分形成人字槽(el，el)。该人字槽(el，el)在驱动轴(e)与轴承板(i，i)之间构成动压气体轴承。
即，随着驱动轴(e)的旋转，在驱动轴(e)与贯通孔(il，il)的内周面之间产生由气体压力形成的气体膜，由该气体膜以非接触状态支承着可旋转的驱动轴(e)。
另外，仅在驱动轴(e)朝一个方向旋转时才产生气体膜，即，此种动压气体轴承仅在驱动轴(e)朝一个方向旋转时支承该旋转的驱动轴(e)。因此，上述动压气体轴承只在流体压缩动作时、驱动轴(e)在涡轮(f)的旋转方向上旋转时才发挥轴承功能。
但是，这种涡轮压缩机在驱动时，吸入管(g)的内部因吸入负压成为低压状态，而排出管(h)内部因压缩流体成为高压状态。
因此，在涡轮压缩机停止动作时，涡轮(f)的旋转停止时，该涡轮(f)的下流侧即排出管(h)内部的压力高于该涡轮(f)的上流侧即吸入管(g)内部的压力。该排出管(h)内部的高压经过涡轮室(c)作用到吸入管(g)上。其结果，该高压的作用使涡轮(f)往与压缩动作时的旋转方向相反的方向旋转。
在这种情况下，驱动轴(e)也逆转。该驱动轴(e)一旦逆转，就不能发挥上述动压气体轴承的轴承功能，有时驱动轴(e)甚至会烧结在轴承板(i，i)上。
本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的在于提供一种压缩机的防逆转装置，该装置在压缩机停止时，通过阻止来自排出侧的对于旋转体的高压作用，防止旋转体及驱动轴逆转。
本发明是在压缩机停止时，使旋转体的上流侧与下流侧的压差减小。由此使朝着逆旋转方向的压力不作用到旋转体上。
具体地说，本发明方案1记载一种压缩机的防逆转装置，该压缩机中，吸入通路(7)及排出通路(9)连接到放置着旋转体(6)的收容室(4)，上述旋转体(6)与驱动机构(10)的驱动轴(11)连接，使上述旋转体(6)旋转，压缩从吸入通路(7)吸入收容室(4)内的流体并将其排到排出通路(9)；其特征在于，备有旁通通路(20)、开闭阀(21)和动压气体轴承(18)；上述旁通通路(20)旁通收容室(4)地连接吸入通路(7)和排出通路(9)；上述开闭阀(21)设在旁通通路(20)上，旋转体(6)作旋转压缩动作时，闭锁旁通通路(20)，旋转体从旋转状态变成停止状态的停止动作时，开放旁通通路(20)以消除吸入通路(7)与排出通路(9)的压差；上述动压气体轴承仅在驱动轴(11)为压缩动作而单方向旋转时在该驱动轴(11)的周围产生气体膜，支承可旋转的驱动轴(11)。
本发明方案2记载的压缩机防逆转装置，是在方案1所述发明中增加以下特征，即，在吸入通路(7)上设有只容许流体流入收容室(4)的吸入侧逆止阀(16)，在排出通路(9)上设有只容许流体流出收容室(4)的排出侧逆止阀(17)，旁通通路(20)的一端连接在吸入通路(7)上的吸入侧逆止阀(16)与收容室(4)之间，另一端连接在排出通路(9)上的收容室(4)与排出侧逆止阀(17)之间。
本发明方案3记载的压缩机防逆转装置，是在方案1或2所述发明中增加以下特征，即，压缩机(1)是由涡轮(6)构成旋转体的涡轮压缩机，该涡轮(6)将流体从吸入通路(7)沿轴向吸入，将流体形成为朝外半径方向流并放出进行压缩。
本发明方案4记载一种压缩机防逆转装置，该压缩机中，吸入通路(7)及排出通路(9)连接到放置着旋转体(6)的收容室(4)，上述旋转体(6)与驱动机构(10)的驱动轴(11)连接，使上述旋转体(6)旋转，压缩从吸入通路(7)沿轴向吸入的流体并将其形成为朝外半径方向流，排到排出通路(9)；其特征在于，上述驱动轴(11)由动压气体轴承(18)可旋转地支承着，该动压气体轴承(18)仅在驱动轴(11)为压缩动作而单方向旋转时在驱动轴(11)周围产生气体膜，还备有停止控制机构(25)，当上述旋转体(6)从旋转状态变为停止状态的停止动作时，在该旋转体(6)停止之前，该停止控制机构(25)使旋转体(6)成为近似0的预定低速旋转(正转)并将该低速旋转状态一直保持到经过预定时间。
本发明方案5记载的压缩机防逆转装置，是在方案4所述发明中增加以下特征，即，备有旁通通路(20)和开闭阀(21)；上述旁通通路(20)旁通收容室(4)地连接吸入通路(7)和排出通路(9)；上述开闭阀(21)设在旁通通路(20)上，旋转体(6)作旋转压缩动作时，闭锁旁通通路(20)，旋转体从旋转状态变成停止状态的停止动作时，开放旁通通路(20)以消除吸入通路(7)与排出通路(9)的压差。
本发明方案6记载的压缩机防逆转装置，是在方案4或5所述发明中增加以下特征，即，停止控制机构(25)使旋转体(6)的转数渐渐减少到达近于0的预定低速旋转(正转)后，将上述低速旋转一直保持到经过预定时间，然后使旋转体(6)停止。
本发明方案7记载的压缩机防逆转装置，是在方案5所述发明中增加以下特征，即，在吸入通路(7)上设有只容许流体流入收容室(4)的吸入侧逆止阀(16)，在排出通路(9)上设有只容许流体流出收容室(4)的排出侧逆止阀(17)，旁通通路(20)的一端连接在吸入通路(7)上的吸入侧逆止阀(16)与收容室(4)之间，另一端连接在排出通路(9)上的收容室(4)与排出侧逆止阀(17)之间。
具有上述构造的本发明装置的动作如下。
在方案1的发明中，流体的压缩动作时，旋转体(6)被驱动轴(11)驱动在收容室(4)内旋转。该旋转体(6)的旋转使从吸入通路(7)吸入到收容室(4)内的流体被压缩后排出到排出通路(9)。
在上述流体的压缩动作时，动压气体轴承(18)仅在驱动轴(11)作单方向旋转时，在驱动轴(11)周围产生气体膜，支承着该驱动轴(11)。
另外，在上述流体的压缩动作时，旁通通路(20)被开闭阀(21)闭锁，在吸入通路(7)与排出通路(9)之间产生一定的压差，流体被压缩。
在上述旋转体(6)从旋转状态变成停止状态的停止动作时，开闭阀(21)启动，旁通通路(20)被开放。由于该旁通通路(20)的开放，排出通路(9)的高压经过旁通通路(20)作用到吸入通路(7)上。其结果，吸入通路(7)与排出通路(9)的压差消失，排出通路(9)的高压不作用到旋转体(6)上，该旋转体(6)不会逆转。
方案2的发明，是在上述方案1的发明中，在旋转体(6)从旋转状态成为停止状态的停止动作时，旁通通路(20)被开闭阀(21)开放后，排出通路(9)中的收容室(4)与排出侧逆止阀(17)之间的高压作用到吸入通路(7)中的吸入侧逆止阀(16)与收容室(4)之间。即，上述各逆止阀(16、17)间的空间被均压。
方案3的发明，是在上述方案1或2的发明中，涡轮压缩机(1)的停止动作时，涡轮(6)的逆转被阻止。其结果，该涡轮压缩机(1)具有高可靠性。
方案4的发明中，在涡轮压缩机(1)中的旋转体(6)从旋转状态成为停止状态的停止动作时，在旋转体(6)停止之前，停止控制机构(25)使该旋转体(6)成为近于0的预定低速旋转(正转)，并将该低速旋转状态保持着经过一定时间。即，涡轮压缩机中，吸入通路(7)与排出通路(9)的压差随旋转体(6)的转数变动。这时，如上所述，由于将旋转体(6)保持在低速旋转(正转)状态，所以吸入通路(7)与排出通路(9)的压差减小。即使旋转体(6)从该低速旋转状态停止，该旋转体(6)也不会因上述压差逆转。
方案5的发明中，在旋转体(6)的停止动作时，与上述方案4的发明同样地，将旋转体(6)保持在低速旋转(正转)状态，同时，与上述方案1同样地，由开闭阀(21)开放旁通通路(20)。其结果，更切实地消除吸入通路(7)与排出通路(9)的压差，更切实地防止该旋转体(6)的逆转。
方案6的发明中，在上述方案4或5的发明中的旋转体(6)停止动作时，先使旋转体(6)的转数渐渐减少。然后使该旋转体(6)成为近于0的预定低速旋转(正转)状态，将该低速旋转状态保持到经过一定时间后，使旋转体(6)停止。该动作能切实减小吸入通路(7)与排出通路(9)的压差。
方案7的发明，是在上述方案5的发明中，与方案2的发明同样地，当旁通通路(20)被开闭阀(21)开放时，排出通路(9)上的收容室(4)与排出侧逆止阀(17)之间的高压作用到吸入通路(7)上的吸入侧逆止阀(16)与收容室(4)之间。
本发明具有以下效果。
根据方案1的发明，由于在压缩机的停止动作时，吸入通路(7)和排出通路(9)由旁通通路(20)连通，吸入通路(7)与排出通路(9)的压差被消除，所以排出通路(9)的高压不作用到旋转体(6)上，可切实防止该旋转体(6)的逆转。其结果，可避免由旋转体(6)的逆转所产生的不良后果。
尤其是在用动压气体轴承(18)支承驱动轴(11)的情况下，可避免因驱动轴(11)的逆转而导致动压气体轴承(18)丧失轴承功能。因此，可切实防止驱动轴(11)的烧结。
根据方案2的发明，由旁通通路(20)消除吸入通路(7)与排出通路(9)的压差区域可以在设在各吸入通路(7)与排出通路(9)上的逆止阀(16、17)之间。其结果，高压不会导入吸入侧逆止阀(16)上流的吸入通路(7)的上流侧，排出侧逆止阀(16)下流的排出通路(9)的下流侧不会成为低压状态。？因此，不会对各吸入通路(7)和排出通路(9)连接的其它机器有不良影响，消除旋转体(6)的上流侧和下流侧的压差，可防止该旋转体(6)的逆转。
根据方案3的发明，通过将上述发明用于涡轮压缩机(1)，可使该涡轮压缩机(1)具有高可靠性。
根据方案4的发明，由于在涡轮压缩机(1)中的旋转体(6)的停止动作时，在该旋转体(6)停止之前，使旋转体(6)成为近于0的预定低速旋转(正转)，所以，在该旋转体(6)的停止时，可减小吸入通路(7)和排出通路(9)的压差。因此，可防止旋转体(6)的逆转。尤其是不必变动构造，仅控制旋转体(6)的动作即可防止上述的逆转。
根据方案5的发明，由于在涡轮压缩机(1)中的旋转体(6)停止动作时，使该旋转体(6)成为低速旋转(正转)，同时用旁通通路(20)使吸入通路(7)与排出通路(9)连通，所以，在该旋转体的停止动作时，更能切实地消除吸入通路(7)与排出通路(9)的压差。
例如，反相控制驱动机构(10)的情况下，使驱动机构(10)成为低旋转状态时，吸入通路(7)与排出通路(9)之间还剩有一点压差。这时，由于用上述旁通通路(20)可切实消除压差，所以，能更加切实地防止旋转体(6)的逆转。
另外，反相控制驱动机构(10)的情况下，当压缩运行中停电时，停止控制机构(25)不能起到防止逆转的作用。本发明中，由于备有旁通通路(20)及开闭阀(21)，该旁通通路(20)可以消除压差，所以，即便停电时也能防止旋转体(6)逆转。
根据方案6的发明，由于在旋转体(6)的停止动作时，使该旋转体(6)的转数渐渐减少并保持预定时间后，再使旋转体(6)停止，所以，能切实减小吸入通路(7)与排出通路(9)的压差，能更切实地防止旋转体(6)的逆转。
根据方案7的发明，与上述方案2的发明同样地，可以将压差的减少区域设在各吸入通路(7)和排出通路(9)上的逆止阀(16、17)之间。其结果，高压不会被导入吸入侧逆止阀(16)上流的吸入通路(7)的上流侧，排出通路逆止阀下流的排出通路(9)的下流侧也不会成为低压状态。因此，不会对各吸入通路(7)和排出通路(9)连接的其它机器有不良影响。
图1是第1实施例涡轮压缩机的断面图。
图2是表示动压气体轴承要部的断面图。
图3是第2实施例涡轮压缩机的断面图。
图4是第2实施例涡轮压缩机控制动作的特性图。
图5是表示涡轮压缩机中的涡轮转数与涡轮上下流压差之间关系的特性图。
图6是现有的涡轮压缩机的断面图。
下面，参照附图说明本发明的实施例。以下的实施例是将本发明用于涡轮压缩机的情形。
实施例1
本实施例是在涡轮压缩机中，通过改进吸入及排出流体的配管构造来防止压缩机停止动作时的逆转。
图1是表示本实施例涡轮压缩机(1)内部构造的断面图。图1中，在箱体(2)的内部，从上端留下预定尺寸的下侧位置上设有隔壁(3)，该箱体(2)的内部空间分成上侧的涡轮室(4)和下侧的电机室(5)。
上述涡轮室(4)从平面看形成在箱体(2)的中央部，构成收容室。该涡轮室(4)的形状是内径向下方渐渐增大的略圆锥台形。在该涡轮室(4)的内部，收容着可旋转的涡轮(6)。在该涡轮(6)的铅直轴周围放射状地设有若干个略三角形的叶片(6a，6a…)，构成为产生朝外半径方向流的径向式旋转体。
在箱体(2)的上端面中央部连接着吸入管(7)。该吸入管(7)构成为从涡轮(6)上侧将流体沿该涡轮(6)的轴方向导向涡轮室(4)的吸入通路。
在上述涡轮室(4)中的涡轮(6)的外周围形成压缩空间(8)，该压缩空间(8)因涡轮(6)施加的离心力而得到动压和静压，从放出的流体中回收动压。
上述箱体(2)的侧面，与压缩空间(8)对应的位置处连接着排出管(9)。该排出管(9)构成为将压缩空间(8)放出的流体排出箱体(2)外的排出通路。即，涡轮室(4)把随着涡轮(6)的旋转从吸入管(7)吸入到涡轮室(4)内的流体变成为朝外半径方向流，将该流体从压缩空间(8)向排出管(9)排出。
在上述电机室(5)中放置着驱动涡轮(6)旋转的电机(10)。该电机(10)备有定子(10a)和转子(10b)，构成驱动机构。定子(10a)固定在电机室(5)的内壁面上；转子(10b)收容在定子(10a)的内部并与涡轮(6)在同一中心上。在转子(10b)的中心部，设有连接在涡轮(6)下面中央部上的驱动轴(11)，该驱动轴(11)的上下两端部通过轴承板(12、13)可旋转地支承在箱体(2)上。
具体地说，上述驱动轴(11)的下端部延伸到转子(10b)的下方，穿过设在电机室(5)下端部的下侧轴承板(12)的贯通孔(12a)。
在驱动轴(11)下端部的外周面，作为本发明特征之一，是形成人字槽(11a、11a…)。即，在驱动轴(11)的下端部，如图2所示地，2排人字槽(11a、11a…)形成于上下。该人字槽(11a、11a…)从内端向着外端在旋转方向X上形成为扭转形式。
当驱动轴(11)旋转时，上述人字槽(11a、11a…)在驱动轴(11)的外周面与贯通孔(12a)的内周面之间的间隙中由气体压力产生气体膜。该气体膜构成了以非接触状态支承驱动轴(11)下端部的动压气体轴承(18)。即，该动压气体轴承(18)是所谓的人字轴颈气体轴承，支承着可旋转的驱动轴(11)的下端部。
上述驱动轴(11)的上端部延伸到转子(10b)的上端上方，驱动轴(11)由位于下侧的大径部(11b)和与该大径部(11b)的上侧连接并与涡轮(6)连接的小径部(11c)构成。该大径部(11b)的上端部穿过设在电机室(5)上部的上侧轴承板(13)贯通孔(13a)。
上述大径部(11b)由与上述驱动轴(11)下端部的轴承构造同样的动压气体轴承(18)可旋转地支承着。即，上述大径部(11b)的外周面上形成人字槽(11a′、11a′…)，当驱动轴(11)旋转时，在该驱动轴(11)的外周面与贯通孔(13a)的内周面之间的间隙中产生气体膜。该气体膜构成为以非接触状态支承驱动轴(11)上端部的动压气体轴承(18)。
在上述上侧轴承板(13)的上侧，设有推力轴承板(14)。在该推力轴承板(14)的中央部，形成与驱动轴(11)的小径部(11c)略同径的贯通孔(14a)。该贯通孔(14a)的内面与小径部(11c)的外周面相接，驱动轴(11)和推力轴承板(14)固定成一体。
上述推力轴承板(14)的下面对着上侧轴承板(13)的上面，推力轴承板(14)的上面对着箱体(2)的隔壁(3)的下面。在上述推力轴承板(14)的上下两面上，形成约螺旋状的螺旋沟槽(图未示)。由该螺旋沟槽构成动压气体轴承，该动压气体轴承在推力轴承板(14)和上侧轴承板(13)及隔壁(3)之间形成为朝上和朝下的推力轴承，由该动压气体轴承在推力方向支承着驱动轴(11)。
上述吸入管(7)和电机室(5)通过均压管(15)连通。即，吸入管(7)的内压根据涡轮(6)的转数变化，上述均压管(15)把从涡轮室(4)向电机室(5)泄漏的流体返回吸入管(7)。
作为本实施例的特征之一，是在上述吸入管(7)中、在均压管(15)的连接位置上流侧(图1中的上侧)设有第1电磁阀(16)。该第1电磁阀(16)构成为只容许流体向涡轮室(4)流动的吸入侧逆止阀。
在上述排出管(9)上设有第2电磁阀(17)。该第2电磁阀(17)构成为只容许流体从涡轮室(4)向外部流动的排出侧逆止阀。即，各电磁阀(16、17)在流体的压缩动作时开放，容许吸入管(7)和排出管(9)中的流体通过。
作为本实施例的特征是，上述吸入管(7)和排出管(9)连接着旁通管(20)而相互可连通。该旁通管(20)构成旁通通路，其一端连接在吸入管(7)上的第1电磁阀(16)的下流侧位置处，另一端连接在排出管(9)上的第2电磁阀(17)的上流侧位置处。
在上述旁通管(20)上设有可开闭的开闭阀即旁通用电磁阀(21)。在该旁通用电磁阀(21)开放状态时，吸入管(7)和排出管(9)通过旁通管(20)旁通涡轮室(4)地连通。在旁通用电磁阀(21)闭锁状态时，吸入管(7)和排出管(9)通过旁通管(20)的连通被阻止。
第1实施例的压缩动作
下面，说明上述涡轮压缩机(1)的压缩动作。
首先，在压缩动作时，闭锁旁通用电磁阀(21)，在开放着第1电磁阀(16)和第2电磁阀(17)的状态下驱动电机(10)。随着该电机(10)的驱动，涡轮(6)在涡轮室(4)内高速旋转。
这时，驱动轴(11)的大径部(11b)下端部及上端部的外周面与各轴承板(12、13)的贯通孔(12a、13a)的内周面之间的间隙中，产生由气体压力形成的气体膜，形成了动压气体轴承(18)。该气体膜使得驱动轴(11)以非接触状态在径向方向支承在各轴承板(12、13)上。
另外，在推力轴承板(14)与上侧轴承板(13)之间，以及在推力轴承板(14)与箱体(2)的隔壁(3)之间的间隙中，产生由气体压力形成的气体膜，形成了动压气体轴承。由该气体膜在推力方向支承着驱动轴(11)。
上述在涡轮室(4)内的涡轮(6)的高速旋转使流体从吸入管(7)沿轴方向进入涡轮室(4)并流入涡轮(6)。该流体沿着涡轮(6)的叶片(6a、6a…)成为朝外半径方向流，从涡轮(6)的外周端流出。流体因涡轮(6)施加的离心力而得到动压和静压，被放出到压缩空间(8)，流体中的动压被回收，流体向排出管(9)排出。
在该运转状态中，吸入管(7)内部因吸入负压成为低压状态，排出管(9)内部因压缩流体而成为高压状态。从上述涡轮室(4)向电机室泄漏的流体经过均压管(15)返回吸入管(7)。
作为本实施例特征的动作是在涡轮压缩机(1)的停止动作时进行。在涡轮压缩机停止动作时，开放旁通电磁阀(21)，旁通管(20)将吸入管(7)和排出管(9)旁通涡轮室(4)地连通。同时，将第1电磁阀(16)和第2电磁阀(17)都闭锁。
即，随着旁通用电磁阀(21)的开放，排出管(9)的高压经过旁通管(20)作用到吸入管(7)，这样，使得排出管(9)和吸入管(7)均压。
具体地说，在排出管(9)中的第2电磁阀(17)上流侧的高压作用到吸入管(7)中的第1电磁阀(16)的下流侧。该第1电磁阀(16)和第2电磁阀(17)之间的流体空间、即吸入管(7)、排出管(9)、旁通管(20)、涡轮室(4)和压缩空间(8)被均压。
其结果，在涡轮压缩机(1)停止动作时，可避免涡轮(6)下流侧的压力比涡轮(6)上流侧的压力高，由此可避免因高压导致涡轮(6)逆转。
如上所述，本实施例中，在涡轮压缩机(1)停止动作时，用旁通管(20)将排出管(9)的高压导入吸入管(7)。因此可避免涡轮(6)的逆转。其结果，驱动轴(11)也不逆转，可避免发生因驱动轴(11)的逆转而引起动压气体轴承(18)丧失轴承功能的状况。这样，可切实防止驱动轴(11)的烧结。
另外，在该涡轮压缩机(1)停止动作时，由于第1电磁阀(16)及第2电磁阀(17)都闭锁着，所以第1电磁阀(16)上流侧的高压不会导入，第2电磁阀(17)下流侧不会成为低压状态。因此，可防止涡轮(6)逆转，同时可避免对吸入管(7)和排出管(9)所连接的其它机器的不良影响。
另外，本实施例中，是在吸入管(7)和排出管(9)上备有电磁阀(16、17)，由其开闭动作只容许一个方向的流体通过；但也可以用只容许在压缩动作时的流体流动方向的流体通过的逆止阀来代替这些电磁阀(16、17)。
实施例2
下面说明实施例2。本实施例中的涡轮压缩机(1)的构造与实施例1中的相同，其详细说明从略。
本实施例中，是用电机(10)的驱动控制来防止压缩机停止动作时的逆转。本实施例的构造特征是，如图3所示，在驱动控制电机(10)的控制器(C)中设有停止控制机构(25)，以代替实施例1中的旁通管(20)及旁通用电磁阀(21)以及第1电磁阀(16)和第2电磁阀(17)。
在涡轮压缩机(1)停止动作时，该停止控制机构(25)使电机(10)的转数渐渐减少，当达到预定的低速旋转(正转)时，将该转数保持预定时间，然后使上述电机(10)停止。
下面，参照图4和图5说明本实施例涡轮压缩机(1)停止动作时的电机(10)的驱动控制。
图4中的实线表示涡轮(6)的转数，虚线表示吸入管(7)与排出管(9)的压差。
图4中的A区域表示涡轮压缩机(1)的驱动状态。该驱动状态中，例如当转数为40000rpm时，吸入管(7)内部与排出管(9)内部的压差为5.0kgf/cm2，产生很大压差。
这里说明一下上述的压差。如图5所示，压差约与电机(10)转数的平方成正比。具体地说，在电机(10)的高旋转区域即40000rpm中，压差为5.0kgf/cm2，而在电机的低旋转区域即10000rpm中，压差为0.3kgf/cm2。即，在电机(10)的高旋转区域，相对于转数增加量的压差的增量加大；反之，在电机(10)的低旋转区域，相对于转数增加量的压差的增量减小。
利用涡轮压缩机(1)的这一特性，本实施例中，在涡轮压缩机(1)停止动作时，先使电机(10)的转数渐渐减少(见图4中的区域B)。当达到预定的低速旋转时，将该转数保持预定时间(见图4中的区域C)。在该状态下，上述压差几乎全无。具体地说，当电机(10)达到10000rpm的低旋转时，由于压差为0.3kgf/cm2，所以，将该低旋转状态一直保持着经过预定时间。
接着，从上述的低旋转状态停止电机(10)(见图4中的区域D)。因此，在该电机(10)的停止动作时，涡轮(6)上流侧(吸入管(7)的内部)与下流侧(排出管(9)的内部)的压差变得极小，使涡轮(6)停止时，该涡轮(6)不会逆转。
这样，本实施例中，是在涡轮压缩机(1)的停止动作时，仅通过改进电机(10)的驱动控制来避免涡轮(6)的逆转，不必变更涡轮压缩机(1)的构造。
其它实施例
上述实施例1中，除了旁通管(20)及旁通用电磁阀(21)外，还设有第1电磁阀(16)及第2电磁阀(17)，实施例2中，在控制器(C)上设置了控制机构(25)，作为其它实施例，可以兼备实施例1和实施例2的构造。
即，在电机(10)停止动作时，将第1电磁阀(16)和第2电磁阀(17)都闭锁，开放旁通用电磁阀(21)，用旁通管(20)旁通涡轮室(4)地连通吸入管(7)和排出管(9)。使电机(10)暂时成为正转的低旋转状态后，停止该电机(10)。
其结果，在上述涡轮(6)停止时，可切实地消除吸入管(7)与排出管(9)的压差。
即，例如当控制器(C)反相控制电机(10)的情况下，使电机(10)处于低旋转状态时，吸入管(7)与排出管(9)之间还是剩下很少的压差。这时，由于用上述旁通管(20)可完全消除压差，所以可切实地防止涡轮(6)的逆转。
另外，反相控制电机(10)的情况下，当压缩运行中发生停电时，则停止控制机构(25)起不到防逆转的作用。本实施例中，由于备有旁通管(20)及旁通用电磁阀(21)等，可以用旁通管(20)来消除压差，所以在停电时也能防止涡轮(6)的逆转。
另外，在实施例1及实施例2中，支承可旋转驱动轴(11)的轴承是采用的人字槽轴颈气体轴承。但本发明并不局限于此，也可以采用倾斜垫片式轴颈气体轴承等。
如上所述，本发明的压缩机防逆转装置适用于超高速的涡轮压缩机，特别适用于以动压气体轴承支承驱动轴的压缩机。

Claims (7)

1.压缩机的防逆转装置，该压缩机中，吸入通路(7)及排出通路(9)连接到放置着旋转体(6)的收容室(4)，上述旋转体(6)与驱动机构(10)的驱动轴(11)连接，使上述旋转体(6)旋转，压缩从吸入通路(7)吸入到收容室(4)内的流体并将其排到排出通路(9)；其特征在于，备有旁通通路(20)开闭阀(21)和动压气体轴承(18)；上述旁通通路(20)旁通收容室(4)地连通吸入通路(7)和排出通路(9)；上述开闭阀(21)设在旁通通路(20)上，在旋转体(6)旋转作压缩动作时，闭锁旁通通路(20)，在旋转体从旋转状态变成停止状态的停止动作时，开放旁通通路(20)以消除吸入通路(7)与排出通路(9)的压差；上述动压气体轴承(18)仅在驱动轴(11)为压缩动作而向一方向旋转时在该驱动轴(11)的周围产生气体膜，可旋转地支承驱动轴(11)。
2.如权利要求1所述的压缩机的防逆转装置，其特征在于，在吸入通路(7)上设有只容许流体流入收容室(4)的吸入侧逆止阀(16)，在排出通路(9)上设有只容许流体流出收容室(4)的排出侧逆止阀(17)，旁通通路(20)的一端连接在吸入通路(7)中的吸入侧逆止阀(16)与收容室(4)之间，另一端连接在排出通路(9)中的收容室(4)与排出侧逆止阀(17)之间。
3.如权利要求1或2所述的压缩机的防逆转装置，其特征在于，压缩机(1)是由涡轮(6)构成旋转体的涡轮压缩机，该涡轮(6)将流体从吸入通路(7)沿轴向吸入，且将流体成为朝外半径方向流并放出进行压缩。
4.压缩机的防逆转装置，该压缩机中，吸入通路(7)及排出通路(9)连接到放置着旋转体(6)的收容室(4)，上述旋转体(6)与驱动机构(10)的驱动轴(11)连接，使上述旋转体(6)旋转，将流体从吸入通路(7)吸入并将其形成为朝外半径方向流、进行压缩，排到排出通路(9)；其特征在于，上述驱动轴(11)由动压气体轴承(18)可旋转地支承着，该动压气体轴承(18)仅在驱动轴(11)为压缩动作而沿一方向旋转时在驱动轴(11)周围产生气体膜，还备有停止控制机构(25)，当上述旋转体(6)从旋转状态变为停止状态的停止动作时，在该旋转体(6)停止之前，该停止控制机构(25)使旋转体(6)成为近似0的预定低速旋转(正转)并将该低速旋转状态一直保持到经过预定时间。
5.如权利要求4所述的压缩机的防逆转装置，其特征在于，备有旁通通路(20)和开闭阀(21)；上述旁通通路(20)旁通收容室(4)、连通吸入通路(7)和排出通路(9)；上述开闭阀(21)设在旁通通路(20)上，在旋转体(6)作旋转压缩动作时，闭锁旁通通路(20)，在旋转体(6)从旋转状态变成停止状态的停止动作时，开放旁通通路(20)以消除吸入通路(7)与排出通路(9)的压差。
6.如权利要求4或5所述的压缩机的防逆转装置，其特征在于，停止控制机构(25)使旋转体(6)的转数渐渐减少到达近于0的预定低速旋转(正转)后，将上述低速旋转一直保持到经过预定时间，然后使旋转体(6)停止。
7.如权利要求5所述的压缩机的防逆转装置，其特征在于，在吸入通路(7)上设有只容许流体流入收容室(4)的吸入侧逆止阀(16)，在排出通路(9)上设有只容许流体流出收容室(4)的排出侧逆止阀(17)，旁通通路(20)的一端连接在吸入通路(7)中的吸入侧逆止阀(16)与收容室(4)之间，另一端连接在排出通路(9)中的收容室(4)与排出侧逆止阀(17)之间。
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