JP2002202077A - Compressor and gas compressing system for gas turbine using the same - Google Patents

Compressor and gas compressing system for gas turbine using the same

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JP2002202077A
JP2002202077A JP2000402943A JP2000402943A JP2002202077A JP 2002202077 A JP2002202077 A JP 2002202077A JP 2000402943 A JP2000402943 A JP 2000402943A JP 2000402943 A JP2000402943 A JP 2000402943A JP 2002202077 A JP2002202077 A JP 2002202077A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compressor of simple structure and good cooling efficiency. SOLUTION: A gas supply opening 36a makes cooling gas flow on a wall surface. A drive shaft housing 3 provided with a part rotatably and airtightly retaining a rotation drive shaft 16 extended from an outside on the bottom surface, and a compression chamber housing 2 forming a gas compression chamber inside, are airtightly jointed with facing recess part openings each others. A suction opening 11b communicated with the gas compression chamber and sucking the cooling gas, and a swing member 11 having plural cooling fins 34 extending in a direction from the gas supply opening 36a toward the suction opening 11b are arranged in such a manner that gas in the gas compression chamber can be compressed to form a cooling space between the gas supply opening 36a and the suction opening 11b. Gas after cooling members in the cooling space is taken in through the suction opening 11b.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮機構を冷却し
た後の被圧縮ガスを取り込んで圧縮する圧縮機、及び圧
縮前の被圧縮ガスにより圧縮機構を冷却して後に該被圧
縮ガスを圧縮してガスタービンに供給するガスタービン
用気体圧縮システムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a compressor for taking in and compressing a gas to be compressed after cooling a compression mechanism, and compressing the gas to be compressed after cooling the compression mechanism with the gas to be compressed before compression. The present invention relates to a gas compression system for a gas turbine supplied to a gas turbine.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、スクロール流体機械では、圧
縮比を通常より大きくするにはスクロールラップの巻数
を増大することによって可能である。しかしながら、圧
縮比を通常より大きくすると単に構造が大きくなるだけ
ではなく、流体の圧縮により発生する通常より高い熱に
よって、軸受やシール部材の寿命の低下が問題となる。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a scroll fluid machine, it is possible to increase the compression ratio more than usual by increasing the number of turns of a scroll wrap. However, when the compression ratio is made larger than usual, not only the structure becomes larger, but also the life of bearings and seal members is reduced due to higher heat generated by the compression of the fluid.

【0003】そして、スクロール流体機構は旋回スクロ
ール端板の外周側から流体を取り込み、中心側へ向かっ
て流体を取り込んだ圧縮空間を縮小させて流体圧縮を行
い、中心側の吐出口から吐出するので、その中心部分を
効率良く冷却する必要がある。
The scroll fluid mechanism takes in the fluid from the outer peripheral side of the orbiting scroll end plate, reduces the compression space in which the fluid is taken in toward the center side, compresses the fluid, and discharges the fluid from the central outlet. It is necessary to efficiently cool the central portion.

【0004】そのために、種々の冷却装置が提案されて
いる。特開平1−193091号公報に記載する技術も
その一つである。かかる従来技術によると、固定スクロ
ールのラップ面を内側にして、圧縮機本体で囲繞し、該
圧縮機本体の外部から延設された回転軸を圧縮機本体内
に設けた回転軸軸受で回転可能に保持し、固定スクロー
ルのラップと噛合するラップを有する旋回スクロール
を、回転軸の先端の旋回軸によって旋回軸軸受を介して
公転可能に配設され、前記回転軸軸受は冷却水を循環し
て冷却し、固定スクロールは内部に流通通路を設け冷却
水で冷却した後に圧縮室にて圧縮して圧縮流体とともに
吐出し、旋回軸軸受は圧縮機本体内に空気を導入して冷
却し、該冷却に用いた空気は圧縮室に取り込んで圧縮室
にて圧縮して吐出するように構成されている。
[0004] For this purpose, various cooling devices have been proposed. The technique described in Japanese Patent Laid-Open No. 1-193091 is one of them. According to this conventional technology, the fixed scroll is surrounded by the compressor body with the wrap surface of the fixed scroll inside, and a rotating shaft extending from the outside of the compressor body can be rotated by a rotating shaft bearing provided in the compressor body. The orbiting scroll having a wrap that meshes with the wrap of the fixed scroll is disposed so as to be able to revolve through the orbiting shaft bearing by the orbiting shaft at the tip of the rotating shaft, and the rotating shaft bearing circulates cooling water. After cooling, the fixed scroll is provided with a circulation passage therein and cooled by cooling water, then compressed in a compression chamber and discharged together with the compressed fluid, and the orbiting shaft bearing introduces air into the compressor body to cool the cooling. Is used to take in the air used in the compression chamber, compress the air in the compression chamber, and discharge the compressed air.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】かかる従来技術は、固
定スクロールを冷却するために固定スクロール端板内に
冷却水を流通可能な通路を削設しなければならず加工が
困難である。また、回転軸軸受を冷却するために水冷経
路を設けなければならず構成が複雑になるとともに大型
化する。また、旋回スクロール上面と仕切板で区画され
た上側に外部から空気を導入しているので、旋回スクロ
ール端板上面を直接冷却することができず、前記仕切板
から上方に起立する旋回スクロールの旋回軸軸受を冷却
することによって旋回スクロールを冷却するので、旋回
軸軸受を保持する周囲の旋回スクロール部位を大きくし
て冷却効率を上げる必要があり大型化して重量が増加す
る。そして旋回軸軸受を冷却するには、圧縮室へ取り込
む空気を用い、回転軸軸受及び固定スクロールの冷却を
水冷で行っているので、構成が複雑化した。
In the prior art, a passage for allowing cooling water to flow through the end plate of the fixed scroll must be cut in order to cool the fixed scroll. In addition, a water cooling path must be provided for cooling the rotating shaft bearing, which complicates the configuration and increases the size. In addition, since air is introduced from the outside to the upper side defined by the upper surface of the orbiting scroll and the partition plate, the upper surface of the orbiting scroll end plate cannot be directly cooled, and the orbiting of the orbiting scroll that rises upward from the partition plate. Since the orbiting scroll is cooled by cooling the shaft bearing, it is necessary to increase the cooling efficiency by enlarging the surrounding orbiting scroll portion that holds the orbiting shaft bearing, which increases the size and weight. In order to cool the revolving shaft bearing, air taken into the compression chamber is used, and the rotating shaft bearing and the fixed scroll are cooled by water cooling, so that the configuration is complicated.

【0006】また、圧縮機構を有した流体機械は種々の
分野で用いられているが、タービンの空気圧縮機、燃料
圧縮機などに用いる場合は、これらの圧縮機の駆動源を
どこから得るかが問題である。従来から知られているよ
うにタービン回転軸と圧縮機回転軸とを同一回転軸で一
体化すると、タービンを始動するには、スタータにより
始動した後にタービンの定格回転数に達したときはその
定格回転数に対応した空気量、燃料量を供給するように
各圧縮機を設定する必要があり、設計の自由度が制限さ
れるとともに、他の圧縮機を流用できず、専用圧縮機し
か用いることができなかった。
[0006] Fluid machines having a compression mechanism are used in various fields, but when they are used for air compressors, fuel compressors, and the like for turbines, it is necessary to determine where to obtain the drive sources for these compressors. It is a problem. As is conventionally known, when the turbine rotating shaft and the compressor rotating shaft are integrated on the same rotating shaft, when the turbine is started by the starter and the rated rotation speed of the turbine is reached after reaching the rated speed, It is necessary to set each compressor to supply the amount of air and fuel corresponding to the number of revolutions, which limits the degree of freedom of design, and cannot use other compressors. Could not.

【0007】上述の事情に鑑み、本発明は、水冷、液冷
構造を持たずに気体により冷却する構成が簡単で冷却効
率が優れた冷却構造を有する圧縮機を提供することを目
的とする。また、本発明の他の目的は、水冷、液冷構造
を持たずに気体により冷却する構成が簡単で冷却効率が
優れた圧縮機を用いたガスタービン用気体圧縮システム
を提供することである。また、本発明の他の目的は、構
成が簡単で冷却効率が優れるとともに、タービンと圧縮
機とを一体で設計しなくてもよいガスタービン用気体圧
縮システムを提供することである。
In view of the above-mentioned circumstances, an object of the present invention is to provide a compressor having a cooling structure having a simple structure for cooling by gas without having a water-cooling or liquid-cooling structure and having excellent cooling efficiency. It is another object of the present invention to provide a gas compression system for a gas turbine using a compressor having a simple structure for cooling by gas without having a water-cooling or liquid-cooling structure and having excellent cooling efficiency. Another object of the present invention is to provide a gas compression system for a gas turbine, which has a simple configuration and excellent cooling efficiency, and does not require the turbine and the compressor to be integrally designed.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本第1発明は、圧縮機構
内に設けた放熱部を被圧縮ガスが通過した後の該ガスを
取り込んで圧縮する圧縮機において、前記圧縮機構内
に、前記被圧縮ガスを流入する流入口と、圧縮室後面に
該圧縮室を駆動する駆動軸軸受部と前記被圧縮ガスの吸
込口を設けた揺動部材を設け、前記流入口から前記吸込
口間に吸込通路を外部とは気密に形成し、水冷、液冷構
造を持たずに該吸込通路間に設けた前記放熱部を介して
前記圧縮機構を冷却するように構成したことを特徴とす
る。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a compressor for receiving and compressing a gas to be compressed after passing the gas through a radiator provided in the compression mechanism. An inflow port for inflow of the compressed gas, a drive shaft bearing for driving the compression chamber on the rear surface of the compression chamber, and a swinging member provided with a suction port for the compressed gas are provided, between the inlet and the suction port. The suction passage is formed to be airtight from the outside, and is configured to cool the compression mechanism via the heat radiating portion provided between the suction passages without having a water cooling or liquid cooling structure.

【0009】本発明の第1の特徴は、圧縮機構内に、被
圧縮ガスを流入する流入口と、圧縮室後面に該圧縮室を
駆動する駆動軸軸受部と前記被圧縮ガスの吸込口を設け
た揺動部材を設け、前記流入口から前記吸込口間に吸込
通路を外部とは気密に形成した点である。
A first feature of the present invention is that an inflow port through which a gas to be compressed flows, a drive shaft bearing for driving the compression chamber, and a suction port for the gas to be compressed are provided on the rear surface of the compression chamber. The swinging member provided is provided, and a suction passage is formed between the inflow port and the suction port so as to be airtight with the outside.

【0010】よって、該吸込通路には圧縮機を冷却する
気体の流入は可能であるが、この空間内の気体は外部に
漏洩することはない。そして、前記流入口から人体に有
害な気体または、有害物質を含んだ気体もしくは可燃性
ガス等が流入しても、その空間から圧縮機外部へ漏洩す
ることはない。
Therefore, the gas for cooling the compressor can flow into the suction passage, but the gas in this space does not leak to the outside. Even if a gas harmful to the human body, a gas containing a harmful substance, a combustible gas, or the like flows from the inflow port, the gas does not leak from the space to the outside of the compressor.

【0011】本発明の第2の特徴は、前記吸込通路間に
設けた前記放熱部を介して前記圧縮機構を冷却する点で
ある。水冷、液冷構造を持たずに簡単な構成で前記圧縮
機構内部を冷却することができる。すなわち、前記流入
口から導入された気体は放熱部を冷却することによっ
て、熱せられた前記揺動部材及び、前記回転駆動軸を冷
却することができ、この際に放熱部は揺動部材に設けら
れているので、該揺動部材の圧縮作用時に冷却気体に衝
突することとなり、冷却効果が向上する。そして、この
冷却気体は外部に漏洩することもなく、前記吸込口から
前記圧縮室に排出される。
[0011] A second feature of the present invention is that the compression mechanism is cooled through the heat radiating portion provided between the suction passages. The inside of the compression mechanism can be cooled with a simple configuration without having a water-cooled or liquid-cooled structure. That is, the gas introduced from the inflow port cools the radiating portion, thereby cooling the heated swinging member and the rotary drive shaft. At this time, the radiating portion is provided on the swinging member. Therefore, the rocking member collides with the cooling gas during the compression action of the swinging member, and the cooling effect is improved. Then, the cooling gas is discharged from the suction port to the compression chamber without leaking to the outside.

【0012】尚、前記揺動部材には、前記流体圧縮室内
の流体を圧縮する流体圧縮作用部材を配設した面とは反
対の面に、前記流入口から前記排出口に向かう方向に延
設される多数の冷却フィンが配設され、該フィン面が前
記方向に沿って波形に形成することが望ましい。かかる
形状によって、前記揺動部材が圧縮作用のために揺動す
るときに、波形面が冷却流体に衝突し冷却気体を攪乱さ
せてより冷却効果を高めることができる。
The oscillating member extends on the surface opposite to the surface on which the fluid compression member for compressing the fluid in the fluid compression chamber is provided, in a direction from the inflow port to the discharge port. Preferably, a number of cooling fins are provided, and the fin surface is formed in a wavy shape along the direction. With such a shape, when the swinging member swings due to the compressing action, the corrugated surface collides with the cooling fluid and disturbs the cooling gas, so that the cooling effect can be further enhanced.

【0013】また、本第2発明は、圧縮機構を固定スク
ロールと旋回スクロールとで構成し、前記旋回スクロー
ルの表面の放熱部を被圧縮ガスが通過した後の該ガスを
取り込んで圧縮する圧縮機において、前記圧縮機構内に
前記被圧縮ガスを流入する流入口と、旋回スクロールを
設けるとともに、旋回スクロールラップ側とは反対側の
面に該旋回スクロールラップを旋回駆動する旋回駆動軸
軸受部と、前記被圧縮ガス吸込口を設け、前記流入口か
ら前記吸込口間に吸込通路を外部とは気密に形成し、水
冷、液冷構造を持たずに該吸込通路間に設けた前記放熱
部を介して前記圧縮機構を冷却するように構成したこと
を特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a compressor comprising a fixed scroll and a orbiting scroll, wherein the compressor takes in and compresses the gas after the gas to be compressed has passed through the heat radiating portion on the surface of the orbiting scroll. An orifice for inflowing the compressed gas into the compression mechanism, and a orbiting scroll, and a orbiting drive shaft bearing for orbiting the orbiting scroll wrap on a surface opposite to the orbiting scroll wrap side, The compressed gas suction port is provided, and a suction passage is formed between the suction port and the suction port so as to be airtight with respect to the outside.Water cooling, through the radiator provided between the suction passages without having a liquid cooling structure. To cool the compression mechanism.

【0014】本第2発明は、第1発明の圧縮機構を固定
スクロールと旋回スクロールで構成したものである。よ
って、本発明の第1の特徴は、前記圧縮機構内に、被圧
縮ガスを流入する流入口と旋回スクロールとを設け、旋
回スクロールラップ側とは反対側に、旋回スクロールラ
ップを旋回駆動する旋回駆動軸軸受と前記被圧縮ガス吸
込口を設け、前記流入口から前記吸込口間に吸込通路を
外部と気密に形成した点である。該吸込通路には冷却気
体の流入は可能であるが、この空間内の気体は外部に漏
洩することはない。そして、前記流入口から人体に有害
な気体または、有害物質を含んだ気体もしくは可燃性ガ
ス等が流入しても、その空間から圧縮機外部へ漏洩する
ことはない。
According to a second aspect of the present invention, the compression mechanism according to the first aspect of the present invention comprises a fixed scroll and an orbiting scroll. Therefore, the first feature of the present invention is that the orbiting scroll and the orbiting scroll wrap are driven in the direction opposite to the orbiting scroll wrap side by providing the inflow port for inflow of the compressed gas and the orbiting scroll in the compression mechanism. The point is that a drive shaft bearing and the compressed gas suction port are provided, and a suction passage is formed between the inlet and the suction port so as to be airtight with the outside. Cooling gas can flow into the suction passage, but the gas in this space does not leak to the outside. Even if a gas harmful to the human body, a gas containing a harmful substance, a combustible gas, or the like flows from the inflow port, the gas does not leak from the space to the outside of the compressor.

【0015】また、本発明の第2の特徴は、前記吸込通
路間に設けた前記放熱部を介して前記圧縮機構を冷却す
る点である。水冷、液冷構造を持たずに簡単な構成で前
記圧縮機構内部を冷却することができる。すなわち、前
記流入口から導入された気体は放熱部を冷却することに
よって、熱せられた前記旋回スクロール及び、前記旋回
駆動軸軸受を冷却することができ、この際に放熱部は旋
回スクロールに設けられているので、該旋回スクロール
の圧縮作用時に冷却気体に衝突することとなり、冷却効
果が向上する。そして、この冷却気体は外部に漏洩する
こともなく、前記吸込口から前記圧縮室に排出される。
A second feature of the present invention is that the compression mechanism is cooled through the heat radiating portion provided between the suction passages. The inside of the compression mechanism can be cooled with a simple configuration without having a water-cooled or liquid-cooled structure. In other words, the gas introduced from the inflow port cools the heated orbiting scroll and the orbiting drive shaft bearing by cooling the radiating portion, and at this time, the radiating portion is provided in the orbiting scroll. Therefore, the orbiting scroll collides with the cooling gas during the compression action, and the cooling effect is improved. The cooling gas is discharged from the suction port into the compression chamber without leaking to the outside.

【0016】また、前記吸込通路間には、前記回転駆動
軸を保持する軸受とともに前記旋回スクロールの揺動量
を制限するクランク軸を保持する軸受が配設されるよう
に構成することも本発明の有効な手段である。かかる技
術手段によると、クランク軸受の発熱を冷却することが
できる。
Further, between the suction passage, a bearing for holding the rotary drive shaft and a bearing for holding a crankshaft for limiting the swinging amount of the orbiting scroll are arranged. It is an effective means. According to this technical means, the heat generated by the crank bearing can be cooled.

【0017】また、前記圧縮機構内には、前記回転駆動
軸軸受とともに前記流入口から前記吸込口に向かう方向
に延設される多数の冷却フィンを植設することも本発明
の有効な手段である。かかる技術手段によると、前記回
転駆動軸を保持する軸受をさらに冷却することができる
とともに、前記冷却空間内をさらに冷却することができ
る。
It is also an effective means of the present invention that a plurality of cooling fins extending from the inflow port toward the suction port are implanted in the compression mechanism together with the rotary drive shaft bearing. is there. According to such technical means, the bearing holding the rotary drive shaft can be further cooled, and the inside of the cooling space can be further cooled.

【0018】また、前記圧縮機構の外側の前記回転駆動
軸に冷却ファンを配設し、前記冷却空間を外側から強制
冷却することも本発明の有効な手段である。かかる技術
手段によると、前記圧縮機構をさらに冷却することがで
きるとともに、前記吸込通路内をさらに冷却することが
できる。
It is also an effective means of the present invention to dispose a cooling fan on the rotary drive shaft outside the compression mechanism to forcibly cool the cooling space from outside. According to such a technical means, the compression mechanism can be further cooled and the inside of the suction passage can be further cooled.

【0019】また、前記固定スクロールのラップ面とは
反対側の面に多数の冷却フィンを配設し、前記固定スク
ロールを外側から冷却することも本発明の有効な手段で
ある。かかる技術手段によると、圧縮することによって
発生する発熱をさらに冷却することができる。
It is also an effective means of the present invention to dispose a number of cooling fins on the surface of the fixed scroll opposite to the wrap surface to cool the fixed scroll from outside. According to such technical means, the heat generated by the compression can be further cooled.

【0020】これらの冷却手段、すなわち、前記圧縮機
構内の多数の冷却フィン、前記圧縮機構の外側の前記回
転駆動軸に設けた冷却ファン、前記固定スクロールのラ
ップ面とは反対側の面に多数の冷却フィン等を適宜組み
合わせて用いることにより、圧縮することによって発生
する発熱をさらに冷却することができ、圧縮機の耐久性
を向上することができる。
These cooling means, that is, a number of cooling fins in the compression mechanism, a cooling fan provided on the rotary drive shaft outside the compression mechanism, and a number of cooling fins on the surface of the fixed scroll opposite to the wrap surface. By appropriately combining the cooling fins and the like, the heat generated by the compression can be further cooled, and the durability of the compressor can be improved.

【0021】また、本第3発明は、圧縮機構内に設けた
放熱部を被圧縮ガスが通過した後の該ガスを取り込んで
圧縮してガスタービンに供給するガスタービン用気体圧
縮システムにおいて、前記圧縮機構内に、前記被圧縮ガ
スを流入する流入口と、圧縮室後面に該圧縮室を駆動す
る駆動軸軸受部と、前記被圧縮ガスの吸込口を設けた揺
動部材を設け、前記流入口から前記吸込口間に吸込通路
を外部とは気密に形成し、水冷、液冷構造を持たずに該
吸込通路間に設けた前記放熱部を介して前記圧縮機構を
冷却した気体を前記吸込口を介して取込むように前記圧
縮機構を構成し、該圧縮機構で圧縮した圧縮気体を燃焼
室へ供給するように構成したことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a gas compression system for a gas turbine, wherein the compressed gas is passed through a heat radiating portion provided in a compression mechanism, the gas is taken in, compressed and supplied to a gas turbine. In the compression mechanism, an inflow port for inflow of the compressed gas, a drive shaft bearing for driving the compression chamber on the rear surface of the compression chamber, and a swinging member provided with a suction port for the compressed gas are provided, A suction passage is formed between the inlet and the suction opening so as to be airtight with the outside, and the gas that cools the compression mechanism through the heat radiating portion provided between the suction passages without having a water-cooling or liquid-cooling structure is sucked into the suction passage. The compression mechanism is configured to be taken in through a port, and the compressed gas compressed by the compression mechanism is configured to be supplied to a combustion chamber.

【0022】かかる発明によると、本発明は、気体を流
入する流入口と、圧縮室後面に該圧縮室を駆動する回転
駆動軸軸受部と前記被圧縮ガスの吸込口を設けた揺動部
材を設け、前記流入口から吸込口間に吸込通路を外部と
は気密に形成しているので、該通路には冷却気体が流入
可能であるが、この通路内の気体は外部に漏洩すること
はない。よって、前記流入口から人体に有害な気体また
は、有害物質を含んだ気体もしくは燃料ガス等が流入し
ても、その空間から圧縮機外部へ漏洩することはない。
According to the present invention, the present invention provides a swinging member provided with an inflow port through which gas flows in, a rotary drive shaft bearing for driving the compression chamber on the rear surface of the compression chamber, and a suction port for the compressed gas. Since a suction passage is formed between the inflow port and the suction port so as to be airtight with the outside, cooling gas can flow into the passage, but the gas in this passage does not leak to the outside. . Therefore, even if a gas harmful to the human body, a gas containing a harmful substance, a fuel gas, or the like flows through the inlet, it does not leak from the space to the outside of the compressor.

【0023】そして、本発明は、水冷、液冷構造を持た
ずに該吸込通路間に設けた前記放熱部を介して前記圧縮
機構を冷却した気体を前記吸込口を介して取込むように
前記圧縮機構を構成し、該圧縮機構で圧縮した圧縮気体
を燃焼室へ供給するように構成したので、前記流入口か
ら導入された気体が前記放熱部を冷却することによっ
て、前記揺動部材及び、前記回転駆動軸と連結する連結
部位等の諸部材を冷却することができ、この気体は外部
に漏洩することもなく、前記排出口から前記圧縮室に排
出される。
Further, the present invention is arranged such that the gas having cooled the compression mechanism is taken in through the suction port through the heat radiating portion provided between the suction passages without having a water cooling or liquid cooling structure. Since the compression mechanism is configured to supply the compressed gas compressed by the compression mechanism to the combustion chamber, the gas introduced from the inflow port cools the heat radiating section, so that the rocking member and Various members such as a connection portion connected to the rotary drive shaft can be cooled, and this gas is discharged from the discharge port to the compression chamber without leaking to the outside.

【0024】このように本第3発明に用いられる圧縮機
構は、外部と気密に形成された吸込通路に気体を流し、
該吸込通路内を揺動部材に設けた放熱部が揺動するの
で、冷却効果が高く、この冷却後に気体は圧縮室により
圧縮されて圧縮機構から燃料室に供給されるので、この
圧縮機構の耐久性は高く、冷却後の気体が圧縮前に圧縮
機構の外部に漏洩することがなく、タービン用気体圧縮
システムとして空気圧縮機としても、また燃料圧縮機と
しても用いることができ、耐久性と安全性に優れたター
ビン用気体圧縮システムを提供することができる。
As described above, the compression mechanism used in the third aspect of the present invention allows the gas to flow through the suction passage formed airtight with the outside,
Since the heat radiating portion provided on the swinging member swings in the suction passage, the cooling effect is high. After the cooling, the gas is compressed by the compression chamber and supplied from the compression mechanism to the fuel chamber. Durability is high, and the gas after cooling does not leak to the outside of the compression mechanism before compression, and it can be used as an air compressor as a gas compression system for turbines and also as a fuel compressor. A gas compression system for a turbine with excellent safety can be provided.

【0025】また、前記圧縮機構の回転駆動軸は前記ガ
スタービンの駆動源とは別の駆動源により回転するよう
に構成することも本第3発明の有効な手段である。かか
る技術手段によると、タービンと該タービン専用圧縮機
をセットで全体の設計をしなくても、他の圧縮機を用い
てタービンの所定定格回転数に対応した空気量、燃料量
を供給するように該圧縮機を運転することができる。
It is also an effective means of the third invention that the rotary drive shaft of the compression mechanism is rotated by a drive source different from the drive source of the gas turbine. According to such technical means, it is possible to supply an air amount and a fuel amount corresponding to a predetermined rated rotation speed of the turbine by using another compressor without designing the whole of the turbine and the compressor dedicated to the turbine. The compressor can be operated.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示した実施の
形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施の形態に
記載される構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置
などは特に特定的な記載が無い限り、この発明の範囲を
それのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎな
い。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to an embodiment shown in the drawings. However, unless otherwise specified, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention thereto, but are merely illustrative examples. Not just.

【0027】図1は、本発明の実施の形態に係るスクロ
ール圧縮機本体の断面図、図2は、図1のA−A断面
図、図3は、図1のC−C断面図、図4は、図1の要部
詳細図、図5は、固定スクロールハウジングの斜視図、
図6は、旋回スクロールの斜視図、図7は、旋回スクロ
ールラップの一方側壁面から気体を取り込んだ場合の気
体圧縮状況を説明する説明図、図8は、旋回スクロール
ラップの他方側壁面から気体を取り込んだ場合の気体圧
縮状況を説明する説明図、図9は、ガスタービンの概略
構成図である。
FIG. 1 is a sectional view of a scroll compressor body according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG. 1, and FIG. 3 is a sectional view taken along line CC of FIG. 4 is a detailed view of a main part of FIG. 1, FIG. 5 is a perspective view of a fixed scroll housing,
FIG. 6 is a perspective view of the orbiting scroll, FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a gas compression state when gas is taken in from one side wall of the orbiting scroll wrap, and FIG. FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining a gas compression state when the gas is taken in, and FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a gas turbine.

【0028】図1において、スクロール圧縮機本体1
は、ハウジングカバー4を取り付けた固定スクロールハ
ウジング2と、該固定スクロールハウジング2が取り付
けられる駆動軸ハウジング3と、図示しない回転駆動源
に連結した回転駆動軸16に固着されたファン25のフ
ァンカバー5とで構成される。そして、後述する固定ス
クロールハウジング2の前段圧縮部の吐出口に取り付け
られた吐出配管6と、後段圧縮部の吸込口に取り付けら
れた吸い込み配管7との間に冷却室24が配設され、該
冷却室24、吐出配管6、及び吸い込み配管7を配管に
よって接続して中間経路を構成している。
In FIG. 1, the scroll compressor body 1
Are a fixed scroll housing 2 to which a housing cover 4 is attached, a drive shaft housing 3 to which the fixed scroll housing 2 is attached, and a fan cover 5 of a fan 25 fixed to a rotary drive shaft 16 connected to a rotary drive source (not shown). It is composed of A cooling chamber 24 is provided between a discharge pipe 6 attached to a discharge port of a front compression section of the fixed scroll housing 2 to be described later and a suction pipe 7 attached to a suction port of a rear compression section. The cooling chamber 24, the discharge pipe 6, and the suction pipe 7 are connected by a pipe to form an intermediate path.

【0029】尚、この中間経路は、図5に示す前段吐出
口2e、後段吸込口2fと、これらの間に介在する冷却
室24内を通る配管の総合容積を有し、その総合容積は
前段圧縮部の最終圧縮室容積のN(2以上の整数)倍に
設定する。そして、N回の前段圧縮部の最終圧縮室から
の吐出があって後に、後段圧縮部の初段取り込みは前段
圧縮部の最終圧縮室容積と等しい容積分取り込まれるよ
うに構成される。
The intermediate path has a total volume of a front-stage discharge port 2e and a rear-stage suction port 2f shown in FIG. 5, and a pipe passing through the cooling chamber 24 interposed therebetween. It is set to N (an integer of 2 or more) times the final compression chamber volume of the compression section. Then, after N times of discharge from the final compression chamber of the first-stage compression section, the first-stage capture of the second-stage compression section is configured to be captured by a volume equal to the final compression chamber volume of the first-stage compression section.

【0030】駆動軸ハウジング3は円形トレイ状に形成
された上部囲繞体30aと、該囲繞体の底部分中央部か
ら延在する円筒状の下部囲繞体30bとで構成され、上
部囲繞体30a上部には気体供給器36が配設されてい
る。該気体供給器36には気体吸気口36bと気体供給
口36aを備えるとともに、内部に吸気した気体を濾過
するフィルタを有し、気体供給口36aと連通する駆動
軸ハウジング3内の通路3bを介して、気体を駆動軸ハ
ウジング3内へ供給可能に構成されている。尚、この気
体供給器36は、冷却された気体を吸気口36bから吸
気してもよく、また冷却器が内蔵されていてもよい。
The drive shaft housing 3 comprises an upper surrounding body 30a formed in a circular tray shape and a cylindrical lower surrounding body 30b extending from the center of the bottom of the surrounding body. Is provided with a gas supply 36. The gas supply device 36 has a gas intake port 36b and a gas supply port 36a, and has a filter for filtering the gas sucked therein. The gas supply port 36a communicates with the gas supply port 36a through a passage 3b in the drive shaft housing 3. Thus, gas can be supplied into the drive shaft housing 3. Note that the gas supply unit 36 may take in the cooled gas from the intake port 36b, or may have a built-in cooler.

【0031】そして、下部囲繞体30b内部を回転可能
に配置保持されている回転駆動軸16の図示しない先端
は回転駆動軸16の軸中心線16bと距離n偏芯した偏
芯軸部16a(図4)を有し、該偏芯軸部16aが軸中
心線16bを中心として回転することによって図1上を
上下動する旋回スクロール11は揺動し、取り込んだ気
体を圧縮して吐出管8から外部に排気可能に構成されて
いる。
An end (not shown) of the rotary drive shaft 16 rotatably disposed and held inside the lower surrounding body 30b has an eccentric shaft portion 16a (see FIG. 4) which is eccentric to the axis center line 16b of the rotary drive shaft 16 by a distance n. 4), the orbiting scroll 11 which moves up and down in FIG. 1 by rotating the eccentric shaft portion 16a about the shaft center line 16b oscillates, compresses the taken-in gas and causes the discharged gas from the discharge pipe 8 to move. It is configured to be able to exhaust to the outside.

【0032】一方、固定スクロールハウジング2は図5
に示すように、円形トレイ状に形成され、その外周面の
周方向3カ所に前述した駆動軸ハウジング3とで結合す
る取付部2i、2j、2kが設けられ、前段圧縮部のラ
ップ溝27が形成する凹部には、鏡面2cが設けられ、
結合面2mには、駆動軸ハウジング3と結合する部分を
外れた、それより内側には溝が設けられ該溝にはフッソ
系樹脂等の自己潤滑性を有するダストシール14が配設
されている。そして、ラップ溝27の左端部の上面12
に配設されたダストシール14とチップシール13との
間は、上面12より傾斜した溝47が設けられている。
On the other hand, the fixed scroll housing 2 is shown in FIG.
As shown in the figure, mounting portions 2i, 2j, and 2k are provided at three locations on the outer peripheral surface in the circumferential direction, which are connected to the drive shaft housing 3 described above. The concave portion to be formed is provided with a mirror surface 2c,
A groove is provided on the coupling surface 2m outside the portion coupled with the drive shaft housing 3, and a groove is provided inside the groove, and a self-lubricating dust seal 14 such as a fluorine resin is disposed in the groove. Then, the upper surface 12 at the left end of the lap groove 27
A groove 47 inclined from the upper surface 12 is provided between the dust seal 14 and the chip seal 13 disposed in the first and second positions.

【0033】固定スクロールハウジング2のランド部9
aには、図1に示す吐出配管6に連結する前段吐出口2
e、及び吸い込み配管7に連結する後段吸込口2fが設
けられ、これらの孔が形成されたランド部9aから反時
計方向に前段圧縮部を形成する固定スクロールラップ9
bが、また、時計方向に後段圧縮部を形成する固定スク
ロールラップ9cが螺旋状に植設されている。そして、
これらのラップ上方先端のラップ頂部には溝が設けら
れ、該溝にはフッソ系樹脂等の自己潤滑性を有するチッ
プシール13が嵌入されている。
Land portion 9 of fixed scroll housing 2
a is a front-stage discharge port 2 connected to the discharge pipe 6 shown in FIG.
e, and a rear-stage suction port 2f connected to the suction pipe 7, and a fixed scroll wrap 9 forming a front-stage compression portion in a counterclockwise direction from a land portion 9a in which these holes are formed.
b, a fixed scroll wrap 9c forming a rear compression section in a clockwise direction is spirally implanted. And
A groove is provided at the top of the lap at the upper end of the lap, and a chip seal 13 having a self-lubricating property such as a fluoro resin is fitted into the groove.

【0034】固定スクロールハウジング2の鏡面2cの
裏側には、図1に示すように冷却フィン2bが植設さ
れ、該冷却フィン2bの頂部にはハウジングカバー4が
取付られ、冷却通路2nを形成している。よって、図示
しない送風手段により送風される、図1の紙面を貫く方
向に流れる冷却風によって、固定スクロールを冷却可能
に構成されている。
As shown in FIG. 1, a cooling fin 2b is implanted on the rear side of the mirror surface 2c of the fixed scroll housing 2, and a housing cover 4 is mounted on the top of the cooling fin 2b to form a cooling passage 2n. ing. Therefore, the fixed scroll can be cooled by cooling air that is blown by a blowing means (not shown) and flows in a direction penetrating the paper surface of FIG. 1.

【0035】図6に示すように、旋回スクロール11は
鏡面11cを有し、該鏡面11cが図1に示すように固
定スクロールハウジング2の結合面に設けられたダスト
シール14と接触して対面配置され、鏡面11cには外
側に植設された前段圧縮部を構成する旋回スクロールラ
ップ10aと、中心側に植設された後段圧縮部を構成す
る旋回スクロールラップ10bを有している。旋回スク
ロールラップ10aの外側先端10cに近接して図5の
溝47と対面する位置に、吸込口11bが開設されてい
る。これらのラップ頂部には溝が設けられ、該溝にはフ
ッソ系樹脂等の自己潤滑性を有するチップシール13が
嵌入されている。そして、これらの旋回スクロールラッ
プ10a、10bは固定スクロールラップ9b、9cと
壁面が互いに対面配置される。
As shown in FIG. 6, the orbiting scroll 11 has a mirror surface 11c, and the mirror surface 11c comes in contact with the dust seal 14 provided on the coupling surface of the fixed scroll housing 2 as shown in FIG. The mirror surface 11c has an orbiting scroll wrap 10a that constitutes a front compression part implanted outside and a orbiting scroll wrap 10b that constitutes a rear compression part implanted on the center side. A suction port 11b is opened at a position close to the outer end 10c of the orbiting scroll wrap 10a and facing the groove 47 in FIG. Grooves are provided at the tops of these wraps, and a self-lubricating chip seal 13 such as a fluorine resin is fitted into the grooves. The orbiting scroll wraps 10a and 10b are arranged such that the wall surfaces thereof face the fixed scroll wraps 9b and 9c.

【0036】また、鏡面11cの裏側には、図1に示す
ように波形壁面を有する冷却フィン34が植設され、該
冷却フィン34の頂部には補助カバー15が取付られ、
冷却通路11n(図3)を形成している。よって、図1
の気体供給器36から矢印48に示すように下方に流れ
る気体によって、旋回スクロール裏面側が冷却され、冷
却した気体は吸込口11bによってスクロールラップに
よる密閉室に供給されるように構成されている。
As shown in FIG. 1, a cooling fin 34 having a corrugated wall is implanted on the back side of the mirror surface 11c, and an auxiliary cover 15 is attached to the top of the cooling fin 34.
A cooling passage 11n (FIG. 3) is formed. Therefore, FIG.
The lower side of the orbiting scroll is cooled by the gas flowing downward from the gas supply device 36 as shown by the arrow 48, and the cooled gas is supplied to the closed chamber by the scroll wrap through the suction port 11b.

【0037】図4に示すように、補助カバー15は、旋
回スクロールの冷却フィン34のランド部11d(複
数)に取付部15d(複数)が取り付けられている。補
助カバー15の中心側に回転駆動軸16の先端に偏芯し
た偏芯軸部16aが回転可能に嵌合する軸受18が配置
され、回転シール9によって軸受18のグリース漏洩を
防止している。また、外周側には周方向に3等分した箇
所に、旋回スクロールの自転防止用のクランク部材を受
ける軸受19が配置され、回転シール26によって軸受
19のグリース漏洩を防止している。このクランク部材
は、板部材21の一方の面に前記軸受19と嵌合する軸
22と他方の面に、軸22とは偏芯した軸位置を有する
軸23とで構成され、該軸23は駆動軸ハウジング3に
設けた軸受20と嵌合して位置決めされ、回転シール2
6によって軸受19のグリース漏洩を防止するように構
成されている。よって、回転駆動軸16の偏芯軸部16
aの偏芯回転によって、旋回スクロール11は固定スク
ロールに対して公転運動可能に構成される。
As shown in FIG. 4, the auxiliary cover 15 has mounting portions 15d (plurality) attached to the land portions 11d (plurality) of the cooling fins 34 of the orbiting scroll. A bearing 18 in which an eccentric shaft portion 16 a eccentric to the tip of the rotation drive shaft 16 is rotatably fitted on the center side of the auxiliary cover 15, and the rotating seal 9 prevents the bearing 18 from leaking grease. A bearing 19 that receives a crank member for preventing rotation of the orbiting scroll is disposed at three places in the circumferential direction on the outer peripheral side, and the rotating seal 26 prevents the bearing 19 from leaking grease. This crank member is constituted by a shaft 22 fitted on one surface of the plate member 21 with the bearing 19 and a shaft 23 having an eccentric shaft position on the other surface. The rotary seal 2 is positioned by fitting with a bearing 20 provided on the drive shaft housing 3.
6, the bearing 19 is configured to prevent grease from leaking. Therefore, the eccentric shaft portion 16 of the rotary drive shaft 16
By the eccentric rotation of a, the orbiting scroll 11 is configured to be able to revolve with respect to the fixed scroll.

【0038】駆動軸ハウジング3の下部囲繞部30b内
には、軸受17、及び38が配置され、回転駆動軸16
を回転可能に保持している。そして、回転シール29に
よって、軸受17の旋回スクロール11側へのグリース
漏洩を防止するように構成されている。
Bearings 17 and 38 are disposed in the lower surrounding portion 30 b of the drive shaft housing 3,
Is rotatably held. The rotary seal 29 is configured to prevent grease from leaking from the bearing 17 to the orbiting scroll 11 side.

【0039】また、駆動軸ハウジング3は図2に示すよ
うに、上部囲繞部30a内に上方から下方に向かって多
数の冷却フィン35が植設され、矢印48に示すように
流れる気体により軸受17、38、20等による発熱を
冷却可能に構成している。
As shown in FIG. 2, the drive shaft housing 3 has a large number of cooling fins 35 implanted in the upper surrounding portion 30a from the upper side to the lower side. , 38, 20 and so on can be cooled.

【0040】また、回転駆動軸16には図1に示すよう
に、冷却ファン25が配設され、回転駆動軸16の回転
によって冷却ファン25が回転し、冷却風がファンカバ
ー5の開口孔5aから流入し、下部囲繞部30bの外面
及び上部囲繞部30a裏面側を冷却して、首部3dの周
囲を流れカバー開口46aから外部に流出するように構
成されている。
As shown in FIG. 1, a cooling fan 25 is provided on the rotary drive shaft 16, and the rotation of the rotary drive shaft 16 causes the cooling fan 25 to rotate. , And cools the outer surface of the lower surrounding portion 30b and the back surface of the upper surrounding portion 30a, flows around the neck 3d, and flows out from the cover cover opening 46a to the outside.

【0041】このように構成されたスクロール本体1
は、図示しない駆動源により回転駆動軸16を回転する
ことによって、駆動を開始するが、初期運転時には、ス
クロール圧縮機は停止状態にあり、固定スクロールラッ
プと旋回スクロールラップとにより形成される気体圧縮
空間の後段圧縮部の最終圧縮室には、後段圧縮部の吐出
口2d(図1)の外部圧力と同等かそれより低い圧力で
流体が存在し、また、後段圧縮部の初期取り込み空間に
あった気体は前記中間経路と連通しているので、前段圧
縮部の取り込み圧力まで低下する場合がある。
The scroll body 1 constructed as described above
Starts the drive by rotating the rotary drive shaft 16 by a drive source (not shown). At the time of the initial operation, the scroll compressor is in a stopped state, and the gas compression formed by the fixed scroll wrap and the orbiting scroll wrap is performed. In the final compression chamber of the rear compression section of the space, fluid exists at a pressure equal to or lower than the external pressure of the discharge port 2d (FIG. 1) of the rear compression section. Since the compressed gas communicates with the intermediate path, the pressure may drop to the intake pressure of the pre-stage compression section.

【0042】この状態で、初期運転を開始すると、後段
圧縮部の残留気体が外部圧力より高くなるまで圧縮され
る。すなわち、後段圧縮部の最終圧縮室の圧力がそれよ
り手前の圧縮室の圧縮気体と合体して外部圧力より高く
なると外部に吐出されるが、それでもまだ外部圧力より
低いと、前記中間経路からの流体を取り込み、それと吐
出口側の気体と合体して圧縮される。そして、初期運転
の終了頃には、N回の前段圧縮部の最終圧縮室からの吐
出があって後に、後段圧縮部の初段取り込みは前段圧縮
部の最終圧縮室容積と等しい容積分取り込まれるような
運転状態となる。
In this state, when the initial operation is started, the residual gas in the subsequent compression section is compressed until it becomes higher than the external pressure. That is, when the pressure of the final compression chamber of the subsequent compression unit is combined with the compressed gas of the compression chamber before it and becomes higher than the external pressure, it is discharged to the outside. The fluid is taken in and is combined with the gas on the discharge port side and compressed. Then, at the end of the initial operation, after the N times of discharge from the last compression chamber of the first-stage compression section, the first-stage intake of the second-stage compression section is taken in by a volume equal to the final compression chamber volume of the first-stage compression section. Operating state.

【0043】このように構成されたスクロール本体1
は、図1に示すように、回転駆動軸16の回転により、
偏芯軸部16aが軸中心線16bを中心に回転すること
により旋回スクロール11が公転し、旋回スクロール1
1の吸入口11bから吸入した圧縮気体は、旋回スクロ
ールのラップ10aにより取り込まれ、このラップと固
定スクロールのラップ9bとによって形成される密閉空
間S(図7)及びT(図8)により取り込まれる。
これらの取り組み空間は180゜ずれて略等しい容積分
取り込まれる。
The scroll main body 1 constructed as described above
As shown in FIG. 1, the rotation of the rotation drive shaft 16
When the eccentric shaft portion 16a rotates about the shaft center line 16b, the orbiting scroll 11 revolves, and the orbiting scroll 1
The compressed gas inhaled from the suction port 11b of the first scroll is taken in by the wrap 10a of the orbiting scroll, and the closed space S 1 (FIG. 7) and T 1 (FIG. 8) formed by the wrap and the fixed scroll wrap 9b. It is captured.
These approach spaces are taken up by 180 ° and approximately equal volumes.

【0044】この密閉空間は図7及び図8に示すよう
に、順次S→S→S→S→S と圧縮し、S
から前段吐出口2e→中間経路→後段吸入口2f→S
→S→S→Sと圧縮し、また、図8でTとして
取り込まれた密閉空間は順次T →T→T→T
圧縮し、Tから前段吐出口2e→中間経路→後段吸入
口2f→T→T→T→T→Tと圧縮されて中
央部に送られ、SとT は合流して吐出口2dを出て
配管8から排出される。尚、図7に示すように、密閉空
間SとTは等しい容積を有する。
This closed space is as shown in FIGS.
, Then S1→ S2→ S3→ S4→ S 5And S5
To the front discharge port 2e → intermediate path → back suction port 2f → S6
→ S7→ S8→ S9And T in FIG.1As
The enclosed space taken in is T 1→ T2→ T3→ T4When
Compress and T4To the front discharge port 2e → intermediate route → rear suction
Mouth 2f → T5→ T6→ T7→ T8→ T9And compressed inside
Sent to the center, S9And T 9Merges out of the outlet 2d
It is discharged from the pipe 8. In addition, as shown in FIG.
Interval S8And T9Have equal volumes.

【0045】次に、このように構成された多段式スクロ
ール圧縮機本体1の冷却作用を説明する。図1におい
て、回転駆動軸16の回転に同期して気体供給器36が
動作して、流体は通路3bから駆動軸ハウジング3内に
供給される。供給された気体は図2に示すように駆動軸
ハウジング3内の多数の冷却フィン35に接触して軸受
などによって加熱された駆動軸ハウジング3を冷却する
ことによって、軸受を冷却して、ベアリングに用いられ
ているグリースの早期劣化を防止する。
Next, the cooling operation of the multi-stage scroll compressor body 1 configured as described above will be described. In FIG. 1, the gas supply device 36 operates in synchronization with the rotation of the rotary drive shaft 16, and the fluid is supplied into the drive shaft housing 3 from the passage 3b. The supplied gas contacts a number of cooling fins 35 in the drive shaft housing 3 as shown in FIG. 2 to cool the drive shaft housing 3 heated by a bearing or the like, thereby cooling the bearing and causing the bearing to cool. Prevents early deterioration of the grease used.

【0046】また、供給された気体は図3に示すように
旋回スクロール11の背面に植設された多数の壁面波形
の冷却フィン34に接触して、スクロールラップによっ
て形成される気体を圧縮する密閉空間が順次縮小するこ
とによって発生する高熱によって熱せられた旋回スクロ
ール11及び補助カバー15を冷却する。この際に、旋
回スクロール11の公転により冷却フィン34が揺動
し、気体はその壁面に衝突して一層冷却効果が得られ
る。よって、スクロール圧縮機に用いられているチップ
シール及び軸受等の早期劣化を防止することができる。
The supplied gas comes into contact with a number of wall-shaped corrugated cooling fins 34 implanted on the back of the orbiting scroll 11, as shown in FIG. The orbiting scroll 11 and the auxiliary cover 15 that are heated by the high heat generated as the space is sequentially reduced are cooled. At this time, the cooling fins 34 swing due to the revolution of the orbiting scroll 11, and the gas collides with the wall surface of the orbiting scroll 11, so that a further cooling effect is obtained. Therefore, it is possible to prevent early deterioration of the tip seal, the bearing, and the like used in the scroll compressor.

【0047】駆動軸ハウジング3内を冷却した流体は、
旋回スクロールラップ周辺がラップによる気体の取込に
よって駆動軸ハウジング3内よりも負圧になるために、
旋回スクロール11の吸込口11bに流入する。旋回ス
クロールラップ10によって取り込まれた気体は固定ス
クロールラップとで形成される密閉空間によって順次圧
縮され、前段圧縮部の前段吐出口2eから吐出配管6を
通って冷却室24によって冷却され、この冷却された気
体は吸込配管7を通って後段吸込口2fから後段圧縮部
に流入し、再度圧縮されて吐出口2dから排出される。
The fluid that has cooled the inside of the drive shaft housing 3 is:
Since the periphery of the orbiting scroll wrap becomes negative pressure than the inside of the drive shaft housing 3 due to the intake of gas by the wrap,
It flows into the suction port 11b of the orbiting scroll 11. The gas taken in by the orbiting scroll wrap 10 is sequentially compressed by the closed space formed by the fixed scroll wrap, and is cooled by the cooling chamber 24 through the discharge pipe 6 from the front discharge port 2e of the front compression section, and is cooled. The gas that has flowed through the suction pipe 7 flows into the rear compression section from the rear suction port 2f, is compressed again, and is discharged from the discharge port 2d.

【0048】以上説明したように、本実施の形態にかか
る圧縮機は、圧縮機構を冷却する気体を圧縮機構の密閉
室内に取り込んでいるので、この取り込みによって負圧
となり自然と流体が引かれるので、ファンなど、特別に
送風装置を用いることなく一方向に気体を流動させるこ
とができる。また、固定スクロールハウジングの裏面を
多数のフィンにより形成された気体通路により冷却し、
駆動軸ハウジング内に前記した冷却気体を導入するとと
もに、旋回スクロール裏面側に多数のフィンを設けるこ
とにより旋回スクロールと各種軸受部分を冷却し、駆動
軸ハウジングの外側面を旋回スクロールを駆動する駆動
軸に設けたファンによって冷却するので、効率よく圧縮
機構を冷却することができる。
As described above, in the compressor according to the present embodiment, the gas for cooling the compression mechanism is taken into the closed chamber of the compression mechanism. The gas can flow in one direction without using a special blower such as a fan. Also, the back surface of the fixed scroll housing is cooled by a gas passage formed by a number of fins,
A drive shaft that introduces the cooling gas into the drive shaft housing, cools the orbiting scroll and various bearings by providing a number of fins on the back surface of the orbiting scroll, and drives the orbiting scroll on the outer surface of the drive shaft housing. , The compression mechanism can be efficiently cooled.

【0049】また、圧縮される気体が密閉した圧縮機構
内に導入して圧縮機構を冷却した後に該気体を圧縮して
圧縮機構外に吐出するので、吐出された気体を吐出配管
を介して隔離室に搬送することによって、圧縮機構外に
漏洩することがない。よって、機内へ導入する気体をガ
スタービンの燃料室への空気として用いても、燃料気体
として用いても、また、本実施の形態の圧縮機構を半導
体製造工程に用いる真空引きに用いても人体への有害ガ
スを機外に漏洩することがない。
Further, since the gas to be compressed is introduced into the closed compression mechanism to cool the compression mechanism, the gas is compressed and discharged to the outside of the compression mechanism. Therefore, the discharged gas is isolated through the discharge pipe. By being transported to the chamber, it does not leak out of the compression mechanism. Therefore, the gas introduced into the machine may be used as air to the fuel chamber of the gas turbine, as a fuel gas, or even when the compression mechanism of the present embodiment is used for vacuuming used in the semiconductor manufacturing process. No harmful gas leaks out of the aircraft.

【0050】次に、図9を用いて本実施の形態にかかる
圧縮機をガスタービンに適用した場合を説明する。同図
において、ガスタービン動力供給システム60は、燃料
圧縮機30Aと該燃料圧縮機30Aの駆動力を制御する
駆動力制御装置50Aとで構成される燃料圧縮システム
59と、空気圧縮機30Bと該空気圧縮機30Bの駆動
力を制御する駆動力制御装置50Bとで構成される空気
圧縮システム58と、燃料を燃焼する燃焼室31と、ガ
スタービン32とで構成される。
Next, a case where the compressor according to the present embodiment is applied to a gas turbine will be described with reference to FIG. In the figure, a gas turbine power supply system 60 includes a fuel compression system 59 composed of a fuel compressor 30A and a driving force control device 50A for controlling the driving force of the fuel compressor 30A, an air compressor 30B, The air compressor system 58 includes a driving force control device 50B that controls the driving force of the air compressor 30B, a combustion chamber 31 that burns fuel, and a gas turbine 32.

【0051】燃料圧縮機30A、及び空気圧縮機30B
は前述のスクロール圧縮機本体1が用いられる。これら
の圧縮機を駆動制御する駆動制御装置50A、50Bは
これらの圧縮機を駆動するモータと該モータを制御する
インバータとで構成されるとともに、両者間は同期運転
可能に信号ラインで接続されている。
The fuel compressor 30A and the air compressor 30B
The above-mentioned scroll compressor body 1 is used. The drive control devices 50A and 50B for driving and controlling these compressors include a motor for driving these compressors and an inverter for controlling the motors, and the two are connected by a signal line so as to be able to operate synchronously. I have.

【0052】このように構成された動力供給システム6
0は、所定のプログラムで駆動制御装置50A、50B
によって燃料圧縮機30A及び空気圧縮機30Bを駆動
する。燃料圧縮機30Aによって圧縮された燃料は空気
圧縮機30Bにより圧縮された空気と燃焼室31で混合
された後に燃焼される。この燃焼によって混合ガスが膨
張し、この膨張力がガスタービン室内で羽根車を回転さ
せることによって回転軸32aが回転し、その回転力に
よって仕事がなされる。
The power supply system 6 configured as described above
0 is a drive control device 50A, 50B
This drives the fuel compressor 30A and the air compressor 30B. The fuel compressed by the fuel compressor 30A is burned after being mixed with the air compressed by the air compressor 30B in the combustion chamber 31. The mixed gas expands due to this combustion, and the expansion force rotates the impeller in the gas turbine chamber, whereby the rotating shaft 32a rotates, and work is performed by the rotation force.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、圧縮機
構を冷却する冷却空間を外部と気密形成しているので、
流入口から人体に有害な気体または、有害物質を含んだ
気体もしくは可燃性ガス等が流入しても、その空間から
圧縮機外部へ漏洩することはない。また、前記流入口か
ら導入された気体が圧縮作用を行う揺動部材に設けた多
数の冷却フィンを冷却する際に、前記揺動部材の揺動に
よって冷却フィンが冷却気体に衝突することとなり、冷
却効果が向上する。
As described above, according to the present invention, the cooling space for cooling the compression mechanism is formed airtight with the outside.
Even if a gas harmful to the human body, a gas containing harmful substances, or a combustible gas flows in from the inflow port, it does not leak out of the space to the outside of the compressor. Further, when the gas introduced from the inflow port cools a number of cooling fins provided on the swinging member that performs a compression action, the swinging of the swinging member causes the cooling fins to collide with the cooling gas, The cooling effect is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施の形態に係るスクロール圧縮機
の断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a scroll compressor according to an embodiment of the present invention.

【図2】 図1のA−A断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.

【図3】 図1のC−C断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line CC of FIG. 1;

【図4】 図1の要部詳細図である。FIG. 4 is a detailed view of a main part of FIG. 1;

【図5】 固定スクロールハウジングの斜視図である。FIG. 5 is a perspective view of a fixed scroll housing.

【図6】 旋回スクロールの斜視図である。FIG. 6 is a perspective view of the orbiting scroll.

【図7】 旋回スクロールラップの一方側壁面から気体
を取り込んだ場合の気体圧縮状況を説明する説明図であ
る。
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a gas compression state when gas is taken in from one side wall surface of the orbiting scroll wrap.

【図8】 旋回スクロールラップの他方側壁面から気体
を取り込んだ場合の気体圧縮状況を説明する説明図であ
る。
FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating a gas compression state when gas is taken in from the other side wall surface of the orbiting scroll wrap.

【図9】 ガスタービンの概略構成図である。FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a gas turbine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 スクロール圧縮機本体 2 固定スクロールハウジング(圧縮室ハウジン
グ) 3 駆動軸ハウジング 11 旋回スクロール(揺動部材) 16 回転駆動軸(旋回スクロール駆動軸) 24 冷却機 27、28 固定スクロールラップ溝 34 冷却フィン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Scroll compressor main body 2 Fixed scroll housing (compression chamber housing) 3 Drive shaft housing 11 Orbiting scroll (oscillating member) 16 Rotary drive shaft (orbiting scroll drive shaft) 24 Coolers 27 and 28 Fixed scroll wrap groove 34 Cooling fin

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧縮機構内に設けた放熱部を被圧縮ガス
が通過した後の該ガスを取り込んで圧縮する圧縮機にお
いて、 前記圧縮機構内に、前記被圧縮ガスを流入する流入口
と、圧縮室後面に該圧縮室を駆動する駆動軸軸受部と前
記被圧縮ガスの吸込口を設けた揺動部材を設け、前記流
入口から前記吸込口間に吸込通路を外部とは気密に形成
し、 水冷、液冷構造を持たずに該吸込通路間に設けた前記放
熱部を介して前記圧縮機構を冷却するように構成したこ
とを特徴とする圧縮機。
1. A compressor for taking in and compressing a gas after a gas to be compressed passes through a heat radiating portion provided in a compression mechanism, comprising: an inlet through which the gas to be compressed flows into the compression mechanism; A drive shaft bearing for driving the compression chamber and a swinging member provided with a suction port for the compressed gas are provided on a rear surface of the compression chamber, and a suction passage is formed between the suction port and the suction port so as to be airtight with the outside. A compressor configured to cool the compression mechanism via the radiator provided between the suction passages without having a water-cooling or liquid-cooling structure.
【請求項2】 圧縮機構を固定スクロールと旋回スクロ
ールとで構成し、前記旋回スクロールの表面の放熱部を
被圧縮ガスが通過した後の該ガスを取り込んで圧縮する
圧縮機において、 前記圧縮機構内に前記被圧縮ガスを流入する流入口と、
旋回スクロールを設けるとともに、 旋回スクロールラップ側とは反対側の面に該旋回スクロ
ールラップを旋回駆動する旋回駆動軸軸受部と、前記被
圧縮ガス吸込口を設け、前記流入口から前記吸込口間に
吸込通路を外部とは気密に形成し、 水冷、液冷構造を持たずに該吸込通路間に設けた前記放
熱部を介して前記圧縮機構を冷却するように構成したこ
とを特徴とする圧縮機。
2. A compressor comprising a fixed scroll and an orbiting scroll as a compression mechanism, wherein the compressor takes in and compresses the gas after the compressed gas has passed through a heat radiating portion on the surface of the orbiting scroll. An inlet through which the gas to be compressed flows,
A orbiting scroll is provided, and a orbiting drive shaft bearing portion for orbiting the orbiting scroll wrap is provided on a surface opposite to the orbiting scroll wrap side, and the compressed gas suction port is provided, and between the inflow port and the suction port. A compressor in which the suction passage is formed airtight with the outside, and the compression mechanism is cooled via the heat radiating portion provided between the suction passages without having a water-cooling or liquid-cooling structure. .
【請求項3】 前記吸込通路間には、前記駆動軸軸受と
ともに前記旋回スクロールの揺動量を制限するクランク
軸を保持する軸受が配設されることを特徴とする請求項
2記載の圧縮機。
3. The compressor according to claim 2, wherein a bearing that holds a crankshaft that limits a swing amount of the orbiting scroll is provided between the suction passage and the drive shaft bearing.
【請求項4】 前記圧縮機構内には、前記旋回駆動軸を
駆動する回転駆動軸を保持する軸受とともに前記流入口
から前記排出口に向かう方向に延設される多数の冷却フ
ィンを植設したことを特徴とする請求項2記載の圧縮
機。
4. A plurality of cooling fins extending in a direction from the inflow port to the discharge port together with a bearing for holding a rotary drive shaft for driving the turning drive shaft are implanted in the compression mechanism. The compressor according to claim 2, wherein:
【請求項5】 前記圧縮機構の外側の前記回転駆動軸に
冷却ファンを配設し、前記吸込通路を外側から強制冷却
することを特徴とする請求項2記載の圧縮機。
5. The compressor according to claim 2, wherein a cooling fan is arranged on the rotary drive shaft outside the compression mechanism, and the suction passage is forcibly cooled from outside.
【請求項6】 前記固定スクロールのラップ面とは反対
側の面に多数の冷却フィンを配設し、前記固定スクロー
ルを外側から冷却することを特徴とする請求項2記載の
圧縮機。
6. The compressor according to claim 2, wherein a plurality of cooling fins are provided on a surface of the fixed scroll opposite to the wrap surface to cool the fixed scroll from outside.
【請求項7】 圧縮機構内に設けた放熱部を被圧縮ガス
が通過した後の該ガスを取り込んで圧縮してガスタービ
ンに供給するガスタービン用気体圧縮システムにおい
て、 前記圧縮機構内に、前記被圧縮ガスを流入する流入口
と、圧縮室後面に該圧縮室を駆動する駆動軸軸受部と、
前記被圧縮ガスの吸込口を設けた揺動部材を設け、前記
流入口から前記吸込口間に吸込通路を外部とは気密に形
成し、 水冷、液冷構造を持たずに該吸込通路間に設けた前記放
熱部を介して前記圧縮機構を冷却した気体を前記吸込口
を介して取込むように前記圧縮機構を構成し、該圧縮機
構で圧縮した圧縮気体を燃焼室へ供給するように構成し
たことを特徴とするガスタービン用気体圧縮システム。
7. A gas compression system for a gas turbine, wherein the compressed gas is passed through a heat radiating section provided in the compression mechanism, the gas is taken in, compressed and supplied to a gas turbine. An inflow port through which the gas to be compressed flows, and a drive shaft bearing for driving the compression chamber on the rear surface of the compression chamber;
A swing member provided with a suction port for the compressed gas is provided, and a suction passage is formed between the suction port and the suction port so as to be airtight with the outside, and between the suction passage without having a water cooling or liquid cooling structure. The compression mechanism is configured to take in the gas that has cooled the compression mechanism through the heat radiation unit provided through the suction port, and the compressed gas compressed by the compression mechanism is supplied to a combustion chamber. A gas compression system for a gas turbine.
【請求項8】 前記圧縮機構の回転駆動軸は前記ガスタ
ービンの駆動源とは別の駆動源により回転することを特
徴とする請求項7記載のガスタービン用気体圧縮システ
ム。
8. The gas compression system for a gas turbine according to claim 7, wherein a rotary drive shaft of the compression mechanism is rotated by a drive source different from a drive source of the gas turbine.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106194754A (en) * 2016-04-25 2016-12-07 徐道敏 A kind of whirlpool dish radiator structure of screw compressor
WO2023145224A1 (en) * 2022-01-26 2023-08-03 株式会社日立産機システム Scroll compressor

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