JP2009062965A - Centrifugal compressor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To uniformize meshing of a ring gear and a vane gear of an inlet guide vane in a circumferential direction of a rotor; and to reduce sliding resistance. <P>SOLUTION: A roller 21 is attached to a vane shaft 11b together with the vane gear 12 in parallel to the vane gear 12 attached to the vane shaft 11b of the inlet guide vane 11a. Further, an outside diameter of the roller 21 is set to be identical with a diameter of a pitch circle of the inlet guide vane 11a. Furthermore, a ring member 22 having an inside diameter identical with the diameter of the pitch circle of the vane gear 12 of the inlet guide vane 11a is provided on a side surface of the ring gear 13, and the roller 21 and the ring member 22 are abutted with each other so as to be rotatable. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、遠心圧縮機に関し、特に炭化水素系ガスや炭酸ガスをはじめ各種ガスを取り扱う取り扱い流量(吸い込み流量)が変動する用途に用いて好適な遠心圧縮機に関する。   The present invention relates to a centrifugal compressor, and more particularly to a centrifugal compressor suitable for use in applications where the handling flow rate (suction flow rate) for handling various gases including hydrocarbon gas and carbon dioxide gas varies.

従来、このような分野の遠心圧縮機として特許文献1に示されたようなバーレル型ケーシングを有する遠心圧縮機がある。また、このような遠心圧縮機に取り付けた容量調整装置としては、特許文献2、非特許文献1等に記載されているものが知られている。   Conventionally, there is a centrifugal compressor having a barrel-type casing as disclosed in Patent Document 1 as a centrifugal compressor in such a field. Moreover, what is described in patent document 2, a nonpatent literature 1, etc. is known as a capacity | capacitance adjustment apparatus attached to such a centrifugal compressor.

そして、一軸に複数枚の羽根車を装着した遠心圧縮機は吸い込み流路が半径方向に形成される。そのような遠心圧縮機の容量調節としては、一般にロータを取り囲む円周方向に複数枚のインレットガイドベーンを配置し、その軸に取り付けたギアを一つのリングギアに噛み合わせ、該リングギアを一本の駆動軸に設けられたギアで回動する構造となっている。   And the suction flow path is formed in the radial direction in the centrifugal compressor equipped with a plurality of impellers on one axis. In order to adjust the capacity of such a centrifugal compressor, generally, a plurality of inlet guide vanes are arranged in the circumferential direction surrounding the rotor, the gears attached to the shafts are meshed with one ring gear, and the ring gears are integrated. It is structured to rotate by a gear provided on the drive shaft of the book.

このリングギアは、ロータの円周方向に配置されたインレットガイドベーンのベーン軸を均等に円滑に回動するために、ロータの軸心に対してある程度の同軸度精度を保持する必要がある。   This ring gear needs to maintain a certain degree of coaxiality accuracy with respect to the axis of the rotor in order to smoothly and evenly rotate the vane shaft of the inlet guide vane arranged in the circumferential direction of the rotor.

そこで、特許文献1、2、非特許文献1には詳細構造が記載されていないが、一般にはリングギアとベーンギアとの間に潤滑油を塗布することにより、リングギアとベーンギアとの間で生じる摺動磨耗を低減し、リングギアがロータの軸心と同軸度を保ちながら回動させるようにしている。   Therefore, although the detailed structure is not described in Patent Documents 1 and 2 and Non-Patent Document 1, generally, it is generated between the ring gear and the vane gear by applying lubricating oil between the ring gear and the vane gear. Sliding wear is reduced, and the ring gear is rotated while maintaining coaxiality with the axis of the rotor.

特開昭55−7914号公報Japanese Patent Laid-Open No. 55-7914 特開2003−269394号公報JP 2003-269394 A マンネスマン デマグ デラバル社(Mannesmann Demag Delaval社)の製品カタログ、1998年版、p.20Product catalog of Mannesmann Demag Delaval, 1998 edition, p. 20

上述したような半径方向吸い込み流路に設けられたインレットガイドベーン駆動装置において、複数枚のインレットガイドベーンを回動するリングギアは、ロータの軸心との同軸度を保つ必要がある。リングギアは一方では(例えば内周側)インレットガイドベーンのベーンギアと噛み合い、片方では(例えば外周側)リングギアを回動するための駆動ギアと噛み合う。リングギアは両ギアの間に浮遊している構成になっている。   In the inlet guide vane drive device provided in the radial suction passage as described above, the ring gear that rotates the plurality of inlet guide vanes needs to maintain the coaxiality with the axis of the rotor. The ring gear meshes with the vane gear of the inlet guide vane on one side (for example, the inner circumference side) and meshes with the drive gear for rotating the ring gear (for example, the outer circumference side) on one side. The ring gear is configured to float between the two gears.

このため、リングギアはリングギアの自重や駆動軸ギアからの外力を受けて、ロータの軸心から偏心しようとする。もし、同軸度を保つ部材がなければ、偏心し、インレットガイドベーンのベーンギアとリングギアとの噛み合い部は一部では深くなり、その反対方向では浅くなる。噛み合いが深くなるとピッチ円での噛み合いでなくなるので、双方の歯先、歯元あるいは歯底が接触し、滑らかな噛み合いが損なわれる。そうなると異常な力がかかり、異常磨耗や破損の要因にもなりかねない。   For this reason, the ring gear receives an external force from the weight of the ring gear or the drive shaft gear, and tends to decenter from the rotor shaft center. If there is no member that maintains the coaxiality, it is eccentric, and the meshing portion between the vane gear and the ring gear of the inlet guide vane becomes deep in part and shallow in the opposite direction. When the meshing becomes deeper, meshing with the pitch circle is lost, so that both tooth tips, tooth roots or tooth bottoms come into contact with each other, and smooth meshing is lost. If this happens, an abnormal force is applied, which may cause abnormal wear and damage.

従って、リングギアを円滑に周方向に回動するためには、ロータの軸心に対してリングギアの軸心を同一に保つ必要がある。そこで、従来ではリングギアとベーンギアとの間に摺動抵抗の小さな潤滑油を塗布していた。しかし、遠心圧縮機の取り扱いガスの要求(例えば、−100℃以下の低温状態)から潤滑油の使用ができない場合があるという問題がある。   Therefore, in order to smoothly rotate the ring gear in the circumferential direction, it is necessary to keep the axis of the ring gear the same as the axis of the rotor. Therefore, conventionally, lubricating oil having a small sliding resistance has been applied between the ring gear and the vane gear. However, there is a problem that the lubricating oil may not be used due to the requirement of gas handled by the centrifugal compressor (for example, a low temperature state of −100 ° C. or lower).

そこで本発明では、リングギアとインレットガイドベーンのベーンギアとの噛み合いをロータの円周方向に亘って均一化できると共に、両者の間で生じる摺動抵抗、摺動磨耗を低減できる遠心圧縮機を提供することを目的とする。   In view of this, the present invention provides a centrifugal compressor that can make the meshing between the ring gear and the vane gear of the inlet guide vane uniform in the circumferential direction of the rotor and reduce the sliding resistance and sliding wear generated between the two. The purpose is to do.

上記の課題を解決するために、本発明はロータに取り付けられた羽根車の入口流れ角を、該ロータの半径方向からガスが流入する静止流路に設けたインレットガイドベーン装置によって変化させることにより、吸い込み流量を調整する遠心圧縮機において、
前記インレットガイドベーン装置は、前記静止流路に前記ロータを取り囲むように該ロータの円周方向に配置されると共に、各々の該ロータの軸心と平行にベーン軸を有する複数のインレットガイドベーンと、該複数のインレットガイドベーンの各々のベーン軸に設けられたベーンギアと、内周側が該ベーンギアと噛み合うと共に、前記ロータの軸心を中心に前記ロータの円周方向に回動可能なリングギアと、該リングギアと噛み合い、該リングギアを回動させる駆動軸ギアと、を備え、前記リングギアの内周側にはその周方向に全周に亘って前記リングギアのピッチ円と同一径のローラ転がり接触面を設け、前記インレットガイドベーンのベーン軸にはインレットガイドベーンのベーンギアのピッチ円と同一径を有するローラを設け、該ローラと前記ローラ転がり接触面とを互いに転がり接触させたことを特徴としている。
In order to solve the above-described problems, the present invention changes the inlet flow angle of an impeller attached to a rotor by an inlet guide vane device provided in a stationary flow path into which gas flows from the radial direction of the rotor. In a centrifugal compressor that adjusts the suction flow rate,
The inlet guide vane device is disposed in a circumferential direction of the rotor so as to surround the rotor in the stationary flow path, and has a plurality of inlet guide vanes having a vane shaft in parallel with the axis of each rotor. A vane gear provided on a vane shaft of each of the plurality of inlet guide vanes, a ring gear that meshes with the vane gear on an inner peripheral side, and that can rotate in the circumferential direction of the rotor about the axis of the rotor; A drive shaft gear that meshes with the ring gear and rotates the ring gear, and has the same diameter as the pitch circle of the ring gear over the entire circumference on the inner circumferential side of the ring gear. A roller rolling contact surface is provided, and a roller having the same diameter as the pitch circle of the vane gear of the inlet guide vane is provided on the vane shaft of the inlet guide vane. It is characterized in that the La and the roller rolling contact surface brought rolling contact each other.

このように構成することにより、リングギアが駆動軸ギアによって回動されると、リングギアの内周に噛み合うように装着されたインレットガイドベーンのベーン軸に設けられたベーンギアが回動し、インレットガイドベーンが回動する。   With this configuration, when the ring gear is rotated by the drive shaft gear, the vane gear provided on the vane shaft of the inlet guide vane that is mounted so as to mesh with the inner periphery of the ring gear rotates. The guide vane rotates.

このとき、インレットガイドベーンのベーン軸に取り付けたローラの外周面とリングギアの内周側に設けられたローラ転がり接触面とが接触し、リングギアの回動中心がロータの軸心と同軸になるように制御される。また、ローラとローラ転がり接触面とが転がり接触することにより、リングギアとベーンギアとの摩擦抵抗を低減することができる。さらに、ローラは転がり接触であるので、ローラの材質も例えば金属材を使用することができる。このようにすれば材料の熱膨張係数の違いもなくなり、構造設計上好都合にもなる。   At this time, the outer peripheral surface of the roller attached to the vane shaft of the inlet guide vane comes into contact with the roller rolling contact surface provided on the inner peripheral side of the ring gear, and the center of rotation of the ring gear is coaxial with the axis of the rotor. It is controlled to become. Moreover, the frictional resistance between the ring gear and the vane gear can be reduced by the rolling contact between the roller and the roller rolling contact surface. Furthermore, since the roller is in rolling contact, the material of the roller can be a metal material, for example. In this way, there is no difference in the thermal expansion coefficient of the materials, which is advantageous in structural design.

本発明によれば、リングギアに形成したローラ転がり接触面とローラとを転がり接触させることができるため、静止流路に設けたインレットガイドベーン装置において、インレットガイドベーンのベーン軸を回動するリングギアを、摺動摩擦を伴うことなくロータの軸心と同軸で回動することができるので、磨耗寿命の虞れがなく、信頼性の高い遠心圧縮機を提供することができる。   According to the present invention, since the roller rolling contact surface formed on the ring gear and the roller can be brought into rolling contact with each other, in the inlet guide vane device provided in the stationary flow path, the ring that rotates the vane shaft of the inlet guide vane Since the gear can be rotated coaxially with the axis of the rotor without sliding friction, there is no fear of wear life and a highly reliable centrifugal compressor can be provided.

本発明の遠心圧縮機の第1の実施の形態を図1乃至図4を用いて説明する。   A first embodiment of a centrifugal compressor according to the present invention will be described with reference to FIGS.

図1は遠心圧縮機の吸い込み部付近の縦断面図である。図1において羽根車2が取り付けられたロータ1は、ケーシング3、ヘッドフランジ4内に軸受6で支持されて回転し、これによりガスを圧縮する。軸受6の内側(機内側)には軸封装置5が取り付けられている。ケーシング3にはノズル7が取り付けられており、ノズル7から吸い込まれたガスは静止流路部である半径方向吸い込み流路部8を通り、羽根車2へと吸い込まれる。複数枚の羽根車で圧縮されたガスは吐出ノズル(図示せず)から吐出される。   FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the vicinity of a suction portion of a centrifugal compressor. In FIG. 1, the rotor 1 to which the impeller 2 is attached is rotated by being supported by the bearing 6 in the casing 3 and the head flange 4, thereby compressing the gas. A shaft seal device 5 is attached to the inside (machine inside) of the bearing 6. A nozzle 7 is attached to the casing 3, and the gas sucked from the nozzle 7 passes through the radial suction passage portion 8 that is a stationary passage portion and is sucked into the impeller 2. Gas compressed by a plurality of impellers is discharged from a discharge nozzle (not shown).

インレットガイドベーン装置33は、インレットガイドベーン11a、ベーン軸11b、ベーンギア12、リングギア13、ギア14、駆動軸15およびアーム16、17等によって構成される。   The inlet guide vane device 33 includes an inlet guide vane 11a, a vane shaft 11b, a vane gear 12, a ring gear 13, a gear 14, a drive shaft 15, arms 16, 17 and the like.

ここで、インレットガイドベーン11aは、半径方向吸い込み流路部8の内部に設けられている。また、このインレットガイドベーン11aには取り付け軸であるベーン軸11bが取り付けられている。インレットガイドベーン11aは、ロータ1を取り囲むようにロータ1の円周方向に複数枚配置されている。インレットガイドベーン11aのベーン軸11bにはベーンギア12が取り付けられ、このベーン軸11bはインレットガイド軸受18によって回動可能に軸支されている。   Here, the inlet guide vane 11 a is provided inside the radial suction channel portion 8. A vane shaft 11b, which is an attachment shaft, is attached to the inlet guide vane 11a. A plurality of inlet guide vanes 11 a are arranged in the circumferential direction of the rotor 1 so as to surround the rotor 1. A vane gear 12 is attached to the vane shaft 11b of the inlet guide vane 11a, and the vane shaft 11b is rotatably supported by an inlet guide bearing 18.

一方、インレットガイドベーン11aのベーン軸11bの半径方向外側には、全てのインレットガイドベーン11aのベーンギア12と噛み合う内歯を有するリングギア13が設けられ、該リングギア13の外周面の一部には外歯が設けられている。   On the other hand, on the radially outer side of the vane shaft 11b of the inlet guide vane 11a, a ring gear 13 having internal teeth that mesh with the vane gears 12 of all the inlet guide vanes 11a is provided, and a part of the outer peripheral surface of the ring gear 13 is provided. Has external teeth.

さらに、リングギア13の半径方向外側には、該リングギア13の外歯と噛み合うギア14があり、該ギア14は駆動軸15に取り付けられている。駆動軸15は、ヘッドフランジ4をロータ1の軸心方向に貫通して取り付けられている。また、遠心圧縮機の外側端部にはアーム16、17が取り付けられ、クランク機構を構成している。このクランク機構はサーボモータ等の適当な駆動機により、揺動される。即ち、クランク機構によって、駆動軸15が回動されると駆動ギア14が回動してリングギア13が回動し、これに伴ってベーンギア12が回動し、インレットガイドベーン11が回動する。   Further, on the radially outer side of the ring gear 13, there is a gear 14 that meshes with the external teeth of the ring gear 13, and the gear 14 is attached to the drive shaft 15. The drive shaft 15 is attached through the head flange 4 in the axial direction of the rotor 1. In addition, arms 16 and 17 are attached to the outer end of the centrifugal compressor to form a crank mechanism. The crank mechanism is swung by an appropriate drive machine such as a servo motor. That is, when the drive shaft 15 is rotated by the crank mechanism, the drive gear 14 is rotated and the ring gear 13 is rotated, and accordingly, the vane gear 12 is rotated and the inlet guide vane 11 is rotated. .

インレットガイドベーン11が回動することにより、吸い込みノズル7から吸い込まれたガスは、ロータ1の軸心に対して直角断面から見たときに、ロータ1の周方向の流れ成分をもつことになる。即ち、遠心圧縮機の下流プラントのガスの需要量が減少したとき、羽根車2の入口の軸方向流速の減少に応じてロータ1の周方向の流れ成分を変更し、羽根車2の羽根の入口流れ角度を羽根角度に合わせて調節することにより、羽根入口衝突損失を最小にできる。言い換えると、遠心圧縮機の容量が変化したときに、羽根車が失速を発生する吸い込み流量を小さくできるので、インレットガイドベーン装置がない場合に比べて、小流量域への作動範囲を拡大できる。   When the inlet guide vane 11 rotates, the gas sucked from the suction nozzle 7 has a flow component in the circumferential direction of the rotor 1 when viewed from a cross section perpendicular to the axis of the rotor 1. . That is, when the gas demand in the downstream plant of the centrifugal compressor is reduced, the flow component in the circumferential direction of the rotor 1 is changed in accordance with the decrease in the axial flow velocity at the inlet of the impeller 2, and the blades of the impeller 2 are changed. By adjusting the inlet flow angle to the blade angle, the blade inlet collision loss can be minimized. In other words, when the capacity of the centrifugal compressor changes, the suction flow rate at which the impeller generates stall can be reduced, so that the operating range to a small flow rate region can be expanded as compared with the case where there is no inlet guide vane device.

図2は図1中の駆動軸15、リングギア13およびインレットガイドベーン11a等を示す部分拡大図を示す。インレットガイドベーン11aのベーン軸11bにはベーンギア12に平行して、ローラ21を併設する。そして、ローラ21の外径はインレットガイドベーン11aのベーンギア12のピッチ円直径と同一に形成される。なお、ローラ21は全てのインレットガイドベーン11aのベーン軸11bに取り付けてもよいが、経済性を考慮して円周方向に等間隔に数箇所取り付けるようにしてもよい。   FIG. 2 is a partially enlarged view showing the drive shaft 15, the ring gear 13, the inlet guide vane 11a and the like in FIG. A roller 21 is provided in parallel with the vane gear 12 on the vane shaft 11b of the inlet guide vane 11a. The outer diameter of the roller 21 is formed to be the same as the pitch circle diameter of the vane gear 12 of the inlet guide vane 11a. The rollers 21 may be attached to the vane shafts 11b of all the inlet guide vanes 11a. However, several rollers may be attached at equal intervals in the circumferential direction in consideration of economy.

ここで、リングギア13側には、該リングギア13の側面の径方向中間部に突設されて当該側面の周方向に全周に亘って延びるリング状突起部31の内周面とリングギア13の側面との間に形成された断面略L字状の切欠部32内にリング部材22が嵌着される。このリング部材22は、インレットガイドベーン11aのベーンギア12と噛み合うリングギア13のピッチ円直径と内径を同じとする断面略四角形の環状体として形成されている。そして、リング部材22の内周面は、ローラ21が転がり接触する転がり接触面22aとなっている。   Here, on the ring gear 13 side, an inner peripheral surface of the ring-shaped protrusion 31 that protrudes from the radial intermediate portion of the side surface of the ring gear 13 and extends over the entire circumference in the circumferential direction of the side surface and the ring gear. The ring member 22 is fitted into a cutout portion 32 having a substantially L-shaped cross section formed between the side surfaces of 13. The ring member 22 is formed as an annular body having a substantially rectangular cross section having the same pitch circle diameter and inner diameter as the ring gear 13 meshing with the vane gear 12 of the inlet guide vane 11a. The inner peripheral surface of the ring member 22 is a rolling contact surface 22a with which the roller 21 is in rolling contact.

なお、リング部材22はリングギア13のリング状突起部31と一体でもよいが、リングギア13の内歯の加工の容易さを考慮すると別部材にした方が好都合である。   The ring member 22 may be integrated with the ring-shaped protrusion 31 of the ring gear 13. However, considering the ease of processing the internal teeth of the ring gear 13, it is more convenient to use a separate member.

図3は本実施の形態の遠心圧縮機をロータ軸の直角方向からみた図である。リングギア13の外側には、駆動軸15が配置されると共に駆動軸15のギア14とリングギア13の外歯との間には噛み合い部19が形成される。駆動軸15はアーム16、17等から構成されるリンク機構によって回動される。   FIG. 3 is a view of the centrifugal compressor of the present embodiment as viewed from the direction perpendicular to the rotor shaft. A drive shaft 15 is disposed outside the ring gear 13, and a meshing portion 19 is formed between the gear 14 of the drive shaft 15 and the external teeth of the ring gear 13. The drive shaft 15 is rotated by a link mechanism including arms 16 and 17.

さらに、図4は本発明のリングギア13とベーンギア12の噛み合い部19、およびリングギア13の内歯ピッチ円を内周とする面と上述のローラ21との接触部をロータ1の軸の直角方向から見たものである。   Further, FIG. 4 shows the meshing portion 19 of the ring gear 13 and the vane gear 12 according to the present invention, and the contact portion between the surface of the ring gear 13 whose inner circumference is an inner pitch circle and the roller 21 described above at right angles to the axis of the rotor 1. Seen from the direction.

リングギア13が駆動軸15のギア14によって回動されると、図4に示すように、リングギア13の内周に噛み合うように装着されたインレットガイドベーン11aのベーンギア12が回動し、インレットガイドベーン11aが回動する。このとき、一方では、インレットガイドベーンのベーン軸11bにインレットガイドベーン11aのベーンギア12と共にキー37によって廻り止め状態で取り付けられたローラ21の外周面とリングギア13側のリング部材22内周面とが接触し、リングギア13の回動中心がロータ1の軸心と同軸になるように調整される。   When the ring gear 13 is rotated by the gear 14 of the drive shaft 15, the vane gear 12 of the inlet guide vane 11a mounted so as to mesh with the inner periphery of the ring gear 13 is rotated as shown in FIG. The guide vane 11a rotates. At this time, on the other hand, the outer peripheral surface of the roller 21 attached to the vane shaft 11b of the inlet guide vane 11 together with the vane gear 12 of the inlet guide vane 11a by the key 37 and the inner peripheral surface of the ring member 22 on the ring gear 13 side. And the center of rotation of the ring gear 13 is adjusted to be coaxial with the axis of the rotor 1.

このように構成することにより、リングギア13が駆動軸15のギア14によって回動されると、リングギア13の内周に噛み合うように装着されたインレットガイドベーン11aのベーンギア12が回動するとき、同時にベーン軸11bに取り付けたローラ21の外周面リングギア13に取り付けたリング部材22の内周面であるローラ転がり接触面22aが接触し、リングギア13は中心がロータ1の軸心と同軸度を保ちながら回動する。このときのローラ21の外周面とリング部材22との接触面がインレットガイドベーン11aのベーンギア12とリングギア13との噛み合いピッチ円と同一にしてあるので、転がり接触になる。   With this configuration, when the ring gear 13 is rotated by the gear 14 of the drive shaft 15, the vane gear 12 of the inlet guide vane 11a mounted so as to mesh with the inner periphery of the ring gear 13 rotates. At the same time, the roller rolling contact surface 22a, which is the inner peripheral surface of the ring member 22 attached to the outer peripheral ring gear 13 of the roller 21 attached to the vane shaft 11b, comes into contact, and the center of the ring gear 13 is coaxial with the axis of the rotor 1 It rotates while maintaining the degree. Since the contact surface between the outer peripheral surface of the roller 21 and the ring member 22 at this time is the same as the meshing pitch circle between the vane gear 12 and the ring gear 13 of the inlet guide vane 11a, rolling contact is established.

従って、このように転がり接触にできるのでベーンギア12とリングギア13との摩擦抵抗を小さくできると共に、摺動摩擦を伴わないので、磨耗を防ぐことができる。さらに、転がり接触であるので、ローラ21の材質も例えば金属材を使用することができる。このようにすれば材料の熱膨張係数の違いもなくなり、構造設計上好都合にもなる。   Accordingly, since the rolling contact can be achieved in this way, the frictional resistance between the vane gear 12 and the ring gear 13 can be reduced, and the sliding friction is not accompanied, so that wear can be prevented. Furthermore, since it is rolling contact, the material of the roller 21 can also use a metal material, for example. In this way, there is no difference in the thermal expansion coefficient of the materials, which is advantageous in structural design.

しかも、本実施の形態では遠心圧縮機を大気圧で少なくとも−100℃以下の過酷な環境で使用する場合でも、ローラ21とリング部材22とを転がり接触させて、ベーンギア12とリングギア13との摺動摩擦をなくすことができるため、ベーンギア12とリングギア13との噛み合い部等に潤滑油を塗布して潤滑油が凍るような不具合を解消することができる。   Moreover, in this embodiment, even when the centrifugal compressor is used in a harsh environment of at least −100 ° C. or less at atmospheric pressure, the roller 21 and the ring member 22 are brought into rolling contact with each other, and the vane gear 12 and the ring gear 13 are brought into contact with each other. Since sliding friction can be eliminated, it is possible to eliminate the problem that the lubricating oil freezes when the lubricating oil is applied to the meshing portion of the vane gear 12 and the ring gear 13.

次に、図5および図6は本発明の第2の実施の形態を示している。なお、本実施の形態では、第1の実施の形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略するものとする。   Next, FIG. 5 and FIG. 6 show a second embodiment of the present invention. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

図5および図6では、リングギア23とインレットガイドベーン11aのベーンギア12との噛み合い部付近の構造のみを示す。本実施の形態では、図5に示すように、リングギア23の内歯を一体(リングギア23を二つ割れにして、両者のフランジ面で締め付けるようにして一体化したものも一体として含む)のリングギア23から削り出している。   5 and 6 show only the structure near the meshing portion between the ring gear 23 and the vane gear 12 of the inlet guide vane 11a. In the present embodiment, as shown in FIG. 5, the internal teeth of the ring gear 23 are integrated (the ring gear 23 is divided into two parts and integrated with the flange surfaces thereof being integrated as an integral part). The ring gear 23 is cut out.

また、このリングギア23の側面にはリング状突起部40が形成され、その内周側はローラ転がり接触面40aとなっている。そして、ローラ21とリング状突起部40とが転がり接触するように、リング状突起部40は、ベーンギア12とリングギア13との噛み合いピッチ円を内周とする円筒面になるように加工したものである。   Further, a ring-shaped protrusion 40 is formed on the side surface of the ring gear 23, and its inner peripheral side is a roller rolling contact surface 40a. Then, the ring-shaped protrusion 40 is processed so as to be a cylindrical surface having an engagement pitch circle between the vane gear 12 and the ring gear 13 as an inner periphery so that the roller 21 and the ring-shaped protrusion 40 are in rolling contact with each other. It is.

また、図6は図4と同様に、リングギア23とインレットガイドベーン11aのベーンギア12の噛み合い部、およびリングギア23の内歯のピッチ円を内周とする面とローラ21との接触部をロータ軸の直角方向から見たものである。
インレットガイドベーン11aのベーン軸11bに取り付けたローラ21が転がり接触するリングギア23の内周面は歯底部分が残っているため、凹凸が存在するが、インレットガイドベーン11aのベーン軸11bが複数枚存在することにより、リングギア13をほぼロータ1の軸心と同軸を保って回動することができる。
6, as in FIG. 4, the meshing portion of the ring gear 23 and the vane gear 12 of the inlet guide vane 11 a and the contact portion between the roller 21 and the surface having the inner circumference of the pitch circle of the inner teeth of the ring gear 23 are shown. Viewed from the direction perpendicular to the rotor shaft.
The inner peripheral surface of the ring gear 23 to which the roller 21 attached to the vane shaft 11b of the inlet guide vane 11a is in rolling contact has a bottom portion, so that there are irregularities, but there are a plurality of vane shafts 11b of the inlet guide vane 11a. By being present, the ring gear 13 can be rotated while being substantially coaxial with the axis of the rotor 1.

なお、インレットガイドベーン11aのベーンギア12を歯切り加工後、幅方向一部をピッチ円を外周とする円筒面に加工し、一方、リングギア13側には内歯のピッチ円を内周とする部材(図2のリング部材22)を取り付け、両者が転がり接触するようにしてもよい。   In addition, after gear-cutting the vane gear 12 of the inlet guide vane 11a, a part in the width direction is processed into a cylindrical surface having a pitch circle as an outer periphery, while the ring gear 13 has an inner tooth pitch circle as an inner periphery. A member (ring member 22 in FIG. 2) may be attached and both may be in rolling contact.

本発明の第1の実施の形態による遠心圧縮機を示す縦断面図である。It is a longitudinal section showing a centrifugal compressor by a 1st embodiment of the present invention. 図1中の駆動軸、リングギアおよびインレットガイドベーン等を示す部分拡大図である。It is the elements on larger scale which show the drive shaft, ring gear, inlet guide vane, etc. in FIG. 図1中の遠心圧縮機をロータ軸の直角方向から見た正面図である。It is the front view which looked at the centrifugal compressor in FIG. 1 from the orthogonal | vertical direction of the rotor axis | shaft. 図4中のリングギア、インレットガイドベーンおよびローラ等を示す部分拡大図である。It is the elements on larger scale which show the ring gear, inlet guide vane, roller, etc. in FIG. 本発明の第2の実施の形態による遠心圧縮機の駆動軸、リングギアおよびインレットガイドベーン等を示す部分拡大図である。It is the elements on larger scale which show the drive shaft, ring gear, inlet guide vane, etc. of the centrifugal compressor by the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態による遠心圧縮機のリングギア、インレットガイドベーンおよびローラ等を示す部分拡大図である。It is the elements on larger scale which show the ring gear, inlet guide vane, roller, etc. of the centrifugal compressor by the 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…ロータ、2…羽根車、3…ケーシング、4…ヘッドフランジ、5…軸封装置、6…軸受、7…吸い込みノズル、8…半径方向吸い込み通路、11a…インレットガイドベーン、11b…ベーン軸、12…ベーンギア、13…リングギア、14…ギア、15…駆動軸、16,17…アーム、18…インレットガイド軸受、19…噛み合い部、21…ローラ、22…リング部材、23…リングギア、31…リング状突起部、32…L字状の切欠部、33…インレットガイドベーン装置、37…キー、40…リング状突起部、40a…ローラ転がり接触面。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rotor, 2 ... Impeller, 3 ... Casing, 4 ... Head flange, 5 ... Shaft seal device, 6 ... Bearing, 7 ... Suction nozzle, 8 ... Radial suction passage, 11a ... Inlet guide vane, 11b ... Vane shaft , 12 ... vane gear, 13 ... ring gear, 14 ... gear, 15 ... drive shaft, 16, 17 ... arm, 18 ... inlet guide bearing, 19 ... meshing part, 21 ... roller, 22 ... ring member, 23 ... ring gear, DESCRIPTION OF SYMBOLS 31 ... Ring-shaped projection part, 32 ... L-shaped notch part, 33 ... Inlet guide vane apparatus, 37 ... Key, 40 ... Ring-shaped projection part, 40a ... Roller rolling contact surface.

Claims (3)

ロータに取り付けられた羽根車の入口流れ角を、該ロータの半径方向からガスが流入する静止流路に設けたインレットガイドベーン装置によって変化させることにより、吸い込み流量を調整する遠心圧縮機において、
前記インレットガイドベーン装置は、
前記静止流路に前記ロータを取り囲むように該ロータの円周方向に配置されると共に、各々の該ロータの軸心と平行にベーン軸を有する複数のインレットガイドベーンと、
該複数のインレットガイドベーンの各々のベーン軸に設けられたベーンギアと、
内周側が該ベーンギアと噛み合うと共に、前記ロータの軸心を中心に前記ロータの円周方向に回動可能なリングギアと、
該リングギアと噛み合い、該リングギアを回動させる駆動軸ギアと、
を備え、
前記リングギアの内周側にはその周方向に全周に亘って前記リングギアのピッチ円と同一径のローラ転がり接触面を設け、
前記インレットガイドベーンのベーン軸にはインレットガイドベーンのベーンギアのピッチ円と同一径を有するローラを設け、
該ローラと前記ローラ転がり接触面とを互いに転がり接触させたことを特徴とする遠心圧縮機。
In the centrifugal compressor that adjusts the suction flow rate by changing the inlet flow angle of the impeller attached to the rotor by an inlet guide vane device provided in a stationary flow path into which gas flows from the radial direction of the rotor,
The inlet guide vane device is
A plurality of inlet guide vanes disposed in a circumferential direction of the rotor so as to surround the rotor in the stationary flow path and having a vane shaft in parallel with the axis of each rotor;
A vane gear provided on a vane shaft of each of the plurality of inlet guide vanes;
A ring gear that meshes with the vane gear on the inner peripheral side and that can rotate in the circumferential direction of the rotor around the axis of the rotor;
A drive shaft gear meshing with the ring gear and rotating the ring gear;
With
On the inner peripheral side of the ring gear, a roller rolling contact surface having the same diameter as the pitch circle of the ring gear is provided over the entire circumference in the circumferential direction.
The vane shaft of the inlet guide vane is provided with a roller having the same diameter as the pitch circle of the vane gear of the inlet guide vane,
A centrifugal compressor, wherein the roller and the roller rolling contact surface are in rolling contact with each other.
前記リングギアの側面には該側面の周方向に全周に亘って延びるリング状突起部を設け、該リング状突起部と前記側面との間にはリング部材を嵌合して取り付け、該リング部材の内周面を前記ローラ転がり接触面としたことを特徴とする請求項1に記載の遠心圧縮機。   A ring-shaped projection extending over the entire circumference in the circumferential direction of the side surface is provided on a side surface of the ring gear, and a ring member is fitted and attached between the ring-shaped projection and the side surface. 2. The centrifugal compressor according to claim 1, wherein an inner peripheral surface of the member is the roller rolling contact surface. 使用環境が大気圧で少なくとも−100℃以下の低温で使用されることを特徴とする請求項1または2に記載の遠心圧縮機。   The centrifugal compressor according to claim 1 or 2, wherein the use environment is used at a low temperature of at least -100 ° C or less under atmospheric pressure.
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