JP2003293993A - 圧縮機の構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧縮性能を高める。 【解決手段】 ケーシング２内にオープンタイプのイン
ペラー６が回転自在に設けられる圧縮機の構造であっ
て、インペラー６の複数の羽根８、８…の外周端に対向
するケーシング２側の少なくとも一部に、衝撃緩衝部材
１４であるアブレダブレ材１４を一体に設ける。インペ
ラー６の羽根８、８…の外周端とケーシング２との間の
クリアランスを極小に設定し、インペラー６の回転時に
羽根８、８…の外周端が万が一ケーシング２側に接触し
ても、その接触による衝撃力は衝撃緩衝部材１４である
アブレダブレ材１４によって緩衝されることになるの
で、羽根８、８…の外周部に亀裂が生じたり、破損が生
じたりするようなことはなく、圧縮性能を大幅に高める
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮機のインペラ
ーの構造に関し、特に、オープンタイプのインペラーを
備えた大型ギアード圧縮機に有効なインペラーの構造に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】圧縮機に用いられるインペラーには、羽
根の外周側にカバーを有するクローズドタイプのインペ
ラーと、羽根の外周側にカバーを有しないオープンタイ
プのインペラーとがあり、高回転が要求される大型ギア
ード圧縮機には、オープンタイプのインペラーが使用さ
れている。

【０００３】オープンタイプのインペラーの一例を図３
に示す。このインペラー２６は、圧縮機２１のケーシン
グ２２内に回転自在に設けられるものであって、ケーシ
ング２２の中心部に回転自在に挿着される回転軸２５に
一体に取り付けられるディスク２７と、ディスク２７の
外周側に周方向に向かって所定の間隔ごとに一体に設け
られる流線形状の複数の羽根２８、２８…とを備え、隣
接する羽根２８、２８間にそれぞれ流体の流路２９が形
成されるようになっている。

【０００４】そして、原動機を作動させて回転軸２５を
回転させると、回転軸２５と一体にインペラー２６が回
転し、ケーシング２２の吸込口からケーシング２２内に
流体が吸い込まれ、この流体は、インペラー２６の各流
路２９内を流れ、ケーシング２２の吐出口からケーシン
グ２２外に吐出される。

【０００５】この場合、インペラー２６の羽根２８、２
８…の外周端とケーシング２２との間のクリアランスを
小さくすることによって、それらの間からの流体のリー
クを低減させ、圧縮効率を高めている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成の圧縮機の構造にあっては、インペラー２６
の羽根２８、２８…の外周端とケーシング２２との間の
クリアランスを設定する場合に、羽根２８、２８…の外
周端がケーシング２２側に接触するのを避けられる値に
設定しなければならない。このため、クリアランスを圧
縮性能に影響を与えない程度の極小値に設定することが
できず、多少のリークは避けられず、リークによる性能
の低下は避けられなかった。

【０００７】本発明は、上記のような従来の問題に鑑み
なされたものであって、インペラーの羽根の外周端がケ
ーシング側に接触しても羽根に亀裂が生じたり、破損し
たりするようなことがなく、羽根の外周端とケーシング
との間のクリアランスを圧縮性能に影響を与えない極小
値に設定することができる圧縮機の構造を提供すること
を目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために、以下のような手段を採用している。す
なわち、請求項１に係る発明は、ケーシング内にオープ
ンタイプのインペラーが回転自在に設けられる圧縮機の
構造であって、前記インペラーの複数の羽根の外周端に
対向するケーシング側の少なくとも一部に、衝撃緩衝部
材を設けたことを特徴とする。この発明による圧縮機の
構造によれば、インペラーの複数の羽根の外周端とケー
シングとの間のクリアランスを小さく設定し、インペラ
ーの回転時に各羽根の外周端がケーシング側に接触して
も、その部分には各羽根の接触による衝撃を緩衝する衝
撃緩衝部材が設けられているので、各羽根がケーシング
側に接触して亀裂が生じたり、破損したりするようなこ
とはなくなる。

【０００９】請求項２に係る発明は、請求項１に記載の
圧縮機の構造であって、前記衝撃緩衝部材は、アブレダ
ブレ材であることを特徴とする。この発明による圧縮機
の構造によれば、インペラーの複数の羽根の外周端とケ
ーシングとの間のクリアランスを小さく設定し、インペ
ラーの回転時に各羽根の外周端がケーシング側に接触し
ても、その部分には各羽根の接触による衝撃を緩衝する
衝撃緩衝部材であるアブレダブレ材が設けられているの
で、各羽根がケーシング側に接触して亀裂が生じたり、
破損したりするようなことはなくなる。

【００１０】請求項３に係る発明は、請求項１又は２に
記載の圧縮機の構造であって、インペラーの複数の羽根
の外周側と前記ケーシングとの間にラビリンスシールを
設けたことを特徴とする。この発明による圧縮機の構造
によれば、インペラーの羽根とケーシングとの間は、そ
れらの間に位置しているラビリンスシールによってシー
ルされることになる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面に示す本発明の実施の
形態について説明する。図１には、本発明による圧縮機
の構造の一実施の形態が示されていて、この圧縮機の構
造は、特に、ギアード圧縮機に有効に利用できるもので
ある。

【００１２】ギアード圧縮機１は、ケーシング２と、ケ
ーシング２に回転自在に設けられる回転軸５とインペラ
ー６とからなるローター４とを備えている。

【００１３】ケーシング２の内部には静止流路３が設け
られ、この静止流路３の一端にはケーシング２内外を貫
通する流体の吸込口（図示せず）が連通し、他端にはケ
ーシング２内外を貫通する流体の吐出口（図示せず）が
連通するようになっている。

【００１４】ケーシング２の中心部には、回転軸５を挿
通させるための挿通孔（図示せず）が軸線方向に貫通し
た状態で設けられ、この挿通孔内に回転軸５が回転自在
に挿着されるようになっている。回転軸５は、ケーシン
グ２の軸方向の両端部に設けられている軸受（図示せ
ず）によって回転自在に支持されるようになっている。
回転軸５の一端は原動機の出力軸（図示せず）に連結さ
れ、原動機の作動時に出力軸と一体に回転駆動するよう
になっている。

【００１５】回転軸５には、オープンタイプのインペラ
ー６が一体に取り付けられるようになっている。インペ
ラー６は、ケーシング２内の静止流路３内に回転自在に
位置するようになっている。インペラー６は、回転軸５
に一体に固定される環状のディスク７と、ディスク７の
外周側に周方向に向かって所定の間隔ごとに一体に設け
られる流線形状の複数の羽根８、８…とから構成されて
いる。

【００１６】この場合、各羽根８は、鋳造によりディス
ク７と一体に形成しても良いし、機械による切削加工に
よってディスク７と一体に形成しても良いし、ディスク
７と別体に形成して溶接によりディスク７に一体に接合
し、ディスク７と一体に形成しても良い。

【００１７】隣接する羽根８、８間にはそれぞれ流線形
状の流体の流路９が形成され、各流路９は、一端に位置
する吸込口１０がケーシング２の吸込口に連通し、他端
に位置する吐出口１１がケーシング２の静止流路３に連
通するようになっている。

【００１８】複数の羽根８、８…の外周端に対向するケ
ーシング２側の部分には、全体に渡って衝撃緩衝部材１
４が一体に設けられている。衝撃緩衝部材１４として
は、アブレダブレ材が挙げられる。アブレダブレ材は、
溶射によってケーシング２側に所定の厚みで一体に設け
られものであって、羽根８よりも柔らかいアルミ系の金
属である。衝撃緩衝部材１４は、アブレダブレ材に限ら
ず、同様の特性を有するものであれば良い。

【００１９】そして、原動機を作動させると、原動機の
出力軸と一体に回転軸５及びインペラー６が回転駆動
し、ケーシング２の吸込口からケーシング２内に流体が
吸い込まれ、その流体はインペラー６の各流路９の吸込
口１０から各流路９内に吸い込まれ、各流路９内を流れ
て吐出口１１から静止流路３内に吐出され、静止流路３
内を流れてケーシング２の吐出口からケーシング２外に
吐出される。

【００２０】上記のように構成したこの実施の形態によ
る圧縮機の構造にあっては、インペラー６を構成する複
数の羽根８、８…の外周端に対向するケーシング２側の
部分に、全体に渡って衝撃緩衝部材１４を一体に設けて
いるので、インペラー６の羽根８、８…の外周端とケー
シング２との間のクリアランスを極小に設定して、イン
ペラー６の回転時に羽根８、８…の外周端がケーシング
２側に接触しても、接触による衝撃力を衝撃緩衝部材１
４で緩衝することができることになる。

【００２１】従って、インペラー６の羽根８、８…の外
周端がケーシング２側に接触することによる衝撃によっ
て亀裂が生じたり、破損したりするようなことはないの
で、羽根８、８…とケーシング２との間のクリアランス
を圧縮性能に影響を与えない程度の極小に設定すること
ができ、圧縮性能を大幅に高めることができることにな
る。

【００２２】図２には、本発明による圧縮機の構造の第
２の実施の形態が示されていて、この圧縮機の構造は、
インペラー６の複数の羽根８、８…の外周側のうち、最
も振動応力が大きい流路９の吸込口１０に対応する部分
に連結部材１２である環状のリング１２を一体に設け
て、隣接する羽根８、８の外周端間を一体に連結すると
ともに、リング１２の外周面に対向するケーシング２側
の部分にラビリンスシール１３を設けてそれらの間をシ
ールし、さらに、リング１２が設けけられていない羽根
８、８…の部分に対向するケーシング２側の部分に衝撃
緩衝部材１４を設けたものであって、その他の構成は前
記第１の実施の形態に示すものと同様である。

【００２３】そして、この実施の形態による圧縮機の構
造にあっても、前記第１の実施の形態に示すものと同様
に、インペラー６を構成する複数の羽根８、８…の外周
端に対向するケーシング２側の部分に、衝撃緩衝部材１
４を一体に設けているので、インペラー６の羽根８、８
…の外周端とケーシング２との間のクリアランスを極小
に設定して、インペラー６の回転時に羽根８、８…の外
周端がケーシング２側に接触しても、接触による衝撃力
を衝撃緩衝部材１４で緩衝することができることにな
る。

【００２４】従って、インペラー６の羽根８、８…の外
周端がケーシング２側と接触することによる衝撃によっ
て外周部に亀裂が生じたり、破損したりするようなこと
はないので、羽根８、８…とケーシング２との間のクリ
アランスを圧縮性能に影響を与えない程度の極小に設定
することができ、圧縮性能を大幅に高めることができる
ことになる。

【００２５】さらに、インペラー６の複数の羽根８、８
…の外周側のうち、最も振動応力が大きい流路９の吸込
口１０に対応する部分に環状のリング１２を一体に設け
て、隣接する羽根８、８の外周端間を一体に連結してい
るので、インペラー６の回転時に各羽根８に振動が生じ
るのを抑制でき、各羽根８の根元部（ディスク７との境
界部）に振動によって応力が集中するのを阻止できるこ
とになる。従って、各羽根８の根元部に亀裂が生じた
り、破損したりするのを防止でき、耐久性を大幅に高め
ることができることになる。

【００２６】さらに、リング１２の外周面に対向するケ
ーシング２側の部分にラビリンスシール１３を設けてそ
れらの間をシールしているので、インペラー６の羽根
８、８…の外周端とケーシング２との間からの流体のリ
ークを低減させることができ、圧縮効率を大幅に高める
ことができることになる。

【００２７】なお、前記各実施の形態においては、ギア
ードタイプの圧縮機のオープンタイプのインペラーに適
用した場合について説明したが、それ以外のタイプの圧
縮機のオープンタイプのインペラーに本発明を適用して
も良いものであり、その場合にも同様の作用効果を奏す
るのは勿論のことである。

【００２８】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明の請求項
１に記載の圧縮機の構造によれば、インペラーの複数の
羽根の外周端に対向するケーシング側の少なくとも一部
に、衝撃緩衝部材を設けたことにより、インペラーの羽
根の外周端とケーシングとの間のクリアランスを極小に
設定し、インペラーの回転時に羽根の外周端がケーシン
グ側に接触しても、接触による衝撃力を衝撃緩衝部材で
緩衝することができることになる。従って、インペラー
の羽根の外周端がケーシング側と接触することによる衝
撃によって各羽根の外周部に亀裂が生じたり、破損した
りするようなことはないので、羽根とケーシングとの間
のクリアランスを圧縮性能に影響を与えない程度の極小
に設定することができ、圧縮性能を大幅に高めることが
できることになる。

【００２９】また、請求項２に記載の圧縮機の構造によ
れば、インペラーの複数の羽根の外周端に対向するケー
シング側の少なくとも一部に、衝撃緩衝部材であるアブ
レダブレ材が設けられることになるので、インペラーの
羽根の外周端とケーシングとの間のクリアランスを極小
に設定し、インペラーの回転時に羽根の外周端がケーシ
ング側に接触しても、接触による衝撃力を衝撃緩衝部材
であるアブレダブレ材により緩衝することができること
になる。従って、インペラーの羽根の外周端がケーシン
グ側と接触することによる衝撃によって各羽根の外周部
に亀裂が生じたり、破損したりするようなことはないの
で、羽根とケーシングとの間のクリアランスを圧縮性能
に影響を与えない程度の極小に設定することができ、圧
縮性能を大幅に高めることができることになる。

【００３０】さらに、請求項３又は４に記載の圧縮機の
構造によれば、インペラーの複数の羽根の外周側とケー
シングとの間はラビリンスシールによってシールされる
ことになるので、インペラーの外周端とケーシングとの
間からの流体のリークを低減させることができることに
なる。従って、圧縮効率を大幅に高めることができるこ
とになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による圧縮機の構造の第１の実施の形
態を示した概略図である。

【図２】 本発明による圧縮機の構造の第２の実施の形
態を示した概略図である。

【図３】 従来の圧縮機の構造の一例を示した概略図で
ある。

【符号の説明】

１ 圧縮機 ２ ケーシング ６ インペラー ８ 羽根 １２ 連結部材（リング） １３ ラビリンスシール １４ 衝撃緩衝部材（アブレダブレ材）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシング内にオープンタイプのインペ
   ラーが回転自在に設けられる圧縮機の構造であって、前
   記インペラーの複数の羽根の外周端に対向するケーシン
   グ側の少なくとも一部に、衝撃緩衝部材を設けたことを
   特徴とする圧縮機の構造。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の圧縮機の構造であっ
   て、前記衝撃緩衝部材は、アブレダブレ材であることを
   特徴とする圧縮機の構造。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の圧縮機の構造で
   あって、インペラーの複数の羽根の外周側と前記ケーシ
   ングとの間にラビリンスシールを設けたことを特徴とす
   る圧縮機の構造。