JP2002227794A - 流体機械 - Google Patents
流体機械Info
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
Abstract
小化を図ることができ、小さな軸推力に対する調整能力
に優れた流体機械を提供する。 【解決手段】 回転シャフト10の周面に形成され、回
転シャフト10の軸方向に互いに対向して配される複数
の面11,12を有する段差部13と、段差部13を囲
む空間を形成する囲い部15と、段差部13の複数の面
11,12のそれぞれに対して浮動状態に配置される複
数の浮動体20,21と、複数の浮動体20,21の間
を通して囲い部15内にガスを供給するガス供給手段3
0とを備えるように構成する。
Description
圧縮機等、回転シャフトを有する流体機械に関し、特
に、流体の漏れをシールする技術、及び回転シャフトの
軸推力を調整する技術に関する。
の一例を示す。このシール構造では、ケーシング80の
内周面に、回転シャフト81に対して非接触状態にリン
グ状の部材(シールリング82)が複数配設され、その
シールリング82間に形成される空間83に高圧ガスが
供給されている。そして、空間83の圧力を液体雰囲気
の部屋(液体室84)よりも高めることにより、その液
体室84からの液体の漏れをシールするように構成され
ている。
調整構造の一例を示す。この軸推力調整構造では、回転
シャフト85の周面から突出して形成された段差86を
ケーシング87に形成された窪み88に配設し、その窪
み88内で上述した段差86の側面に対して流体の圧力
を作用させることにより、非接触状態で、軸推力を調整
するように構成されている。
流体機械では、上述したシール構造と軸推力調整構造と
を別体として設けているため、各構造にスペースを必要
とし、構造の簡素化や縮小化を図るのが難しい。
ャフトの軸径に応じて、シールリングなどの部材の大き
さ(内径など)を設計する必要があり、部材の共有化を
図るのが難しい。
な軸推力に対する調整効果は高いものの、小さな軸推力
に対して、振動が発生しやすいという問題がある。
ものであり、シール構造及び軸推力調整構造の簡素化や
縮小化を図ることができ、小さな軸推力に対する調整能
力に優れた流体機械を提供することを特徴とする。
め、本発明は、回転自在に支持される回転シャフトを備
える流体機械であって、前記回転シャフトの周面に形成
され、前記回転シャフトの軸方向に互いに対向して配さ
れる複数の面を有する段差部と、前記段差部を囲む空間
を形成する囲い部と、前記複数の面のそれぞれに対して
浮動状態に配置される複数の浮動体と、前記複数の浮動
体の間を通して前記囲い部内にガスを供給するガス供給
手段とを備えることを特徴としている。この場合におい
て、前記複数の浮動体における互いに向き合う面には、
前記ガス供給手段により供給されるガスの圧力を局所的
に高める溝が形成されていてもよい。また、前記複数の
浮動体における前記段差部に面する面には、前記ガス供
給手段により供給されるガスの圧力を局所的に高める溝
が形成されていてもよい。
れた段差部の複数の面のそれぞれに対して浮動体が浮動
状態に配置され、その複数の浮動体の間を通してガスが
供給されることにより、浮動体と回転シャフトとの間の
空間が流体的にシールされる。また、複数の浮動体の間
を通して供給されたガスの圧力が、回転シャフトの段差
部に対して軸方向に作用することにより、回転シャフト
の軸推力が調整される。つまり、シール構造と軸推力調
整構造とが一体的に構成され、構造の簡素化や縮小化が
図られる。さらに、浮動体は浮動状態に配されるので、
小さな軸推力に対して調整機能が働く。
て図面を参照して説明する。図1は、本発明の流体機械
の一実施形態における流体シール部を示している。ここ
では、回転シャフト10の一端側の空間は、液体雰囲気
にあり、他端側の空間は、気体雰囲気にあるとする。こ
の流体シール部において、回転シャフト10の周面に
は、軸方向に垂直な複数の面(端面11,12)を有す
る環状の突出部13が設けられ、この突出部13を囲む
ように、周状の凹部15を有するケーシング16が配設
されている。すなわち、突出部13は、ケーシング16
の凹部15に囲まれ、その端面11,12は、回転シャ
フト10の軸方向に互いに対向して配置されている。
端面11,12に対して浮動状態に配置される浮動体と
しての複数のフローティングリング20,21を収容す
る収容部22が形成されている。
5の内周面に形成された円周状の溝からなり、その内部
には、前述したフローティングリング20,21ととも
に、フローティングリング20,21の外周面に当接し
回転シャフト10の軸方向にフローティングリング2
0,21を可動自在に支持する波型板バネ23,24と
が配設されている。
状に形成されるとともに、互いに隣接して配置されてい
る。また、フローティングリング20,21の端面のう
ちの互いに向き合う端面上には、円周状の溝が形成され
ている。本実施形態では、図3に示すように、一方のフ
ローティングリング20の端面に2つの溝20a,20
bが、他方のフローティングリング21の端面に1つの
溝21aが形成されている。また、一方のフローティン
グリング20の溝20a,20bと、他方のフローティ
ングリング21の溝21aとは互いに位置をずらして形
成されている。
には、所定の圧力にガスを圧縮するガス供給手段30か
ら供給される圧縮ガス(高圧ガス)を、上記収容部22
に導くガス通路31が設けられている。収容部22にお
けるガス通路31の出口31aは、圧縮ガスが2つのフ
ローティングリング20,21の間に流れるように、フ
ローティングリング20,21の中間に位置して形成さ
れている。
流体シール部における作用について説明する。この流体
シール部において、ガス供給手段30からの圧縮ガス
は、ガス通路31を介して収容部22に供給される。ガ
ス通路31の出口31aは、2つのフローティングリン
グ20,21の中間に位置しており、ガス通路31の出
口31aから排出された圧縮ガスは、2つのフローティ
ングリング20,21の間を通って、ケーシング16の
凹部15の内部空間に噴出される。
は、突出部13の端面11,12に面して配されてお
り、2つのフローティングリング20,21の間を通っ
てケーシング16の凹部15の内部空間に噴出された圧
縮ガスは、突出部13の端面11,12に衝突する。こ
の場合において、回転シャフト10の各端部側の空間よ
りも高い圧力の圧縮ガスを連続的に供給することによ
り、フローティングリング20,21の内周面と回転シ
ャフト10の突出部13の端面11,12との間の空間
が流体的にシールされる。
内周面と回転シャフト10の突出部13の端面11,1
2との間のシールされた空間(シール空間)は周方向に
連通されているので、軸推力によって回転シャフト10
が軸方向に移動しようとすると、シール空間内の圧力分
布が変化して、軸方向に圧力差が生じる。そのため、こ
の圧力差による力が回転シャフト10の突出部13の端
面11,12に対して軸方向に作用することにより、回
転シャフト10の軸推力が調整される。
シール構造と軸推力調整構造とが一体的に構成される。
したがって、シール構造と軸推力調整構造とを備える流
体機械における構造の簡素化や縮小化が容易に図られ
る。
浮動状態に配されるので、小さな軸推力に対しても調整
機能が働く。すなわち、小さな軸推力に伴うシール空間
の圧力分布の変化に応じて、フローティングリング2
0,21が可動することにより、圧力調整がなされる。
そのため、軸推力調整に対する感度が向上し、軸推力の
発生に伴う振動の発生が抑制される。
バランスピストンと呼ばれる軸推力調整構造では、回転
シャフトの段差部が収容される窪み(例えば図13に示
す窪み88)の加工に高い精度を要する場合が多い。こ
れに対して、本実施形態では、フローティングリング2
0,21を可動状態に配するので、ケーシング16の収
容部22などの加工精度は低くてよい。なお、上記実施
形態の軸推力調整構造は、特に軸推力が大きくない場合
に好ましく用いられる。
をシールするように構成されるので、異なる軸径の複数
の回転シャフトに対しても、フローティングリングなど
の部材の共有化を図ることが容易である。
ング20,21の互いに向き合う端面上に、円周状の溝
20a,20b,21aが形成されているので、ガス供
給手段30から供給されたガスは、この溝20a,20
b,21aでその圧力が局所的に高められる。そして、
この圧力による反発力により、フローティングリング2
0,21同士の同心度が確保される。
a,20b,21aは、この形態に限定されるものでは
ない。すなわち、図5に示すように、フローティングリ
ング40,41に溝を形成しなくてもよい。あるいは、
図6(a),(b)に示すように、フローティングリン
グ45,46の端面及び周面のうち、回転シャフト47
に設けられた突出部48に面する周面に溝45a,46
aを設けてもよい。この場合、溝45a,46aによっ
てガス圧力が高められることにより、軸推力に対する調
整能力が向上する。
設けられた一つの突出部に対してフローティングリング
を配置しているが、図7に示すように、回転シャフト5
0に複数の突出部51,52を設け、それぞれの突出部
51,52に対してフローティングリング53,54を
浮動状態に配置してもよい。
グリングの内周面が回転シャフトの突出部に面するよう
に構成されているが、図8に示すように、フローティン
グリング55,56の外周面が回転シャフト57の突出
部58,59に面するように構成してもよい。
リング60,61にカバー62,63を設置して、動き
に伴うフローティングリング60,61の消耗を抑制す
るように構成してもよい。この場合、カバー62,63
の材質としては、例えば金属や樹脂などが用いられる。
よってフローティングリングを可動自在に支持している
が、他の部材によってフローティングリングを支持して
もよい。すなわち、図10に示すように、波型板バネの
代わりに、コイルバネ65やピン66などを用いてもよ
い。
向に垂直な複数の面(図1に示す端面11,12)を有
して形成されているが、段差としての突出部の形状はこ
れに限定されない。すなわち、図11に示すように、軸
方向に対して斜めに配される面70を有するように突出
部71を形成し、この斜めの面70に対してフローティ
ングリング72,73を浮動状態に配置するようにして
もよい。なお、この図11では示していないが、回転シ
ャフト74には、この斜面70とほぼ対称に斜面75が
形成され、その斜面75に対しても同様にフローティン
グリングが配置され、これにより回転シャフト74の軸
推力が調整される。
によれば、シール構造と軸推力調整構造とが一体的に構
成されるため、構造の簡素化や縮小化を容易に図ること
ができる。さらに、浮動状態に配される浮動体によっ
て、小さな軸推力に対する調整能力を向上させることが
できる。
シール部を示す要部断面図である。
る。
を示す図である。
す図である。
す図である。
を示す図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 回転自在に支持される回転シャフトを備
える流体機械であって、 前記回転シャフトの周面に形成され、前記回転シャフト
の軸方向に互いに対向して配される複数の面を有する段
差部と、 前記段差部を囲む空間を形成する囲い部と、 前記段差部の複数の面のそれぞれに対して浮動状態に配
置される複数の浮動体と、 前記複数の浮動体の間を通して前記囲い部内にガスを供
給するガス供給手段とを備えることを特徴とする流体機
械。 - 【請求項2】 前記複数の浮動体における互いに向き合
う面には、前記ガス供給手段により供給されるガスの圧
力を局所的に高める溝が形成されていることを特徴とす
る請求項1に記載の流体機械。 - 【請求項3】 前記複数の浮動体における前記段差部に
面する面には、前記ガス供給手段により供給されるガス
の圧力を局所的に高める溝が形成されていることを特徴
とする請求項1または請求項2に記載の流体機械。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001026993A JP4628556B2 (ja) | 2001-02-02 | 2001-02-02 | 流体機械 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2002227794A true JP2002227794A (ja) | 2002-08-14 |
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---|---|---|---|
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2001
- 2001-02-02 JP JP2001026993A patent/JP4628556B2/ja not_active Expired - Fee Related
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