JP2016223422A - ターボ圧縮機 - Google Patents
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Abstract
【課題】腐食性ガスによるインペラの内側からの回転軸の腐食を防止することができるターボ圧縮機の提供。【解決手段】腐食性ガスを圧縮するターボ圧縮機であって、ピニオン軸34と、ピニオン軸34の端部に設けられたテンションボルト40と、テンションボルト40が挿入される貫通孔48を有するインペラ11と、テンションボルト40に螺合し、インペラ11をピニオン軸34に固定する軸端ナット49と、テンションボルト40に螺合し、軸端ナット49を覆う軸端キャップ50と、軸端キャップ50とインペラ11との間に挟持され、貫通孔48の周囲をシールするシール部材58と、を有する、という構成を採用する。【選択図】図2
Description
本発明は、ターボ圧縮機に関するものである。
ターボ圧縮機は、高速回転するインペラによって軸方向から空気を吸引し、それに高速の速度エネルギーを与えて径方向外側に吐出する。インペラの外周側には、ディフューザ流路が設けられ、このディフューザ流路内にて吐出空気が次第に減速され、圧力が高められていく。さらに、ディフューザの径方向外側には、渦巻き状のスクロール流路が設けられ、このスクロール流路を介して高圧の空気が排出されるようになっている。
このターボ圧縮機として、例えば、下記特許文献1に記載の腐食性ガスのコンプレッサが知られている。このコンプレッサは、腐食性ガスによるインペラの回転軸の腐食を防止するべく、回転軸の外周面を、ステンレス鋼等で製作したスリーブで被覆している。スリーブは、インペラの背面と密着し、その部位において隙間を生じさせないようにして、腐食性ガスの侵入による回転軸の腐食を防止している。
ところで、上記従来技術には、次のような問題がある。
インペラは、回転軸の端部に設けられた雄ネジ部が挿入される貫通孔を有し、雄ネジ部に螺合する軸端ナットによって回転軸に固定されている。このため、腐食性ガスが、インペラと軸端ナットとの隙間を介して侵入し、インペラの貫通孔を通り、回転軸と接する状態となっている。したがって、インペラの内側に侵入する腐食性ガスによって回転軸が腐食する、という問題がある。
インペラは、回転軸の端部に設けられた雄ネジ部が挿入される貫通孔を有し、雄ネジ部に螺合する軸端ナットによって回転軸に固定されている。このため、腐食性ガスが、インペラと軸端ナットとの隙間を介して侵入し、インペラの貫通孔を通り、回転軸と接する状態となっている。したがって、インペラの内側に侵入する腐食性ガスによって回転軸が腐食する、という問題がある。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、腐食性ガスによるインペラの内側からの回転軸の腐食を防止することができるターボ圧縮機の提供を目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明は、腐食性ガスを圧縮するターボ圧縮機であって、回転軸と、前記回転軸の端部に設けられた雄ネジ部と、前記雄ネジ部が挿入される貫通孔を有するインペラと、前記雄ネジ部に螺合し、前記インペラを前記回転軸に固定する軸端ナットと、前記雄ネジ部に螺合し、前記軸端ナットを覆う軸端キャップと、前記軸端キャップと前記インペラとの間に挟持され、前記貫通孔の周囲をシールするシール部材と、を有する、という構成を採用する。
また、本発明においては、前記軸端キャップは、表面に設けられた流線形の曲面部と、前記曲面部の一部を前記回転軸と直交する方向に平行に切り欠いた一対の切欠き部と、を有する、という構成を採用する。
また、本発明においては、前記インペラは、前記回転軸に対し垂直に設けられた端面と、前記端面に設けられた凹状溝と、前記凹状溝に前記シール部材を配置する環状溝と、を有し、前記軸端キャップは、前記インペラの前記端面及び前記凹状溝に当接する段差部を有する、という構成を採用する。
また、本発明においては、前記軸端キャップは、背面に、前記回転軸の回転バランスを調整する回転バランス調整溝を有する、という構成を採用する。
本発明では、回転軸の端部に設けられた雄ネジ部に軸端キャップを螺合させ、軸端ナットを覆うと共に、軸端キャップとインペラとの間にシール部材を挟持させ、インペラの貫通孔の周囲をシールする。軸端キャップは、雄ネジ部に螺合するものであり、軸端キャップをネジ締めすることで、シール部材を十分に変形させることができ、軸端キャップ及びインペラに対してシール部材を密着させてシール性を高めることができる。このため、インペラの内側への腐食性ガスの侵入を阻止できる。
したがって、本発明では、腐食性ガスによるインペラの内側からの回転軸の腐食を防止することができるターボ圧縮機が得られる。
したがって、本発明では、腐食性ガスによるインペラの内側からの回転軸の腐食を防止することができるターボ圧縮機が得られる。
以下、本発明の実施形態の装置について図面を参照して説明する。
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態におけるターボ圧縮機1の横断面図である。
ターボ圧縮機1は、図1に示すように、第1圧縮段10と、第2圧縮段20と、駆動モータMと、歯車装置30とを有する。また、ターボ圧縮機1は、腐食性ガスGを、第1圧縮段10から第2圧縮段20に導く、不図示のガス流路を備えている。腐食性ガスGとしては、例えば、酢酸エチル、酢酸メチル、酢酸ブチル等がある。
図1は、本発明の第1実施形態におけるターボ圧縮機1の横断面図である。
ターボ圧縮機1は、図1に示すように、第1圧縮段10と、第2圧縮段20と、駆動モータMと、歯車装置30とを有する。また、ターボ圧縮機1は、腐食性ガスGを、第1圧縮段10から第2圧縮段20に導く、不図示のガス流路を備えている。腐食性ガスGとしては、例えば、酢酸エチル、酢酸メチル、酢酸ブチル等がある。
歯車装置30は、ブルギア31を有するブルギア軸32と、ピニオンギア33を有するピニオン軸34(回転軸)と、ギアケース35と、を有する。ブルギア31は、ピニオンギア33と噛合している。ブルギア31及びピニオンギア33は、静音性及びトルク伝達性に優れる、はすば歯車から構成されている。
ピニオン軸34は、ブルギア軸32と平行に配置され、ギアケース35に設けられた不図示の軸受によってギアケース35に対し回転自在に軸支される。ピニオン軸34の一端部には、第1圧縮段10のインペラ11が設けられ、他端部には、第2圧縮段20のインペラ21が設けられている。また、ピニオン軸34は、ブルギア31と当接可能なスラストカラー36を有する。
インペラ11,21は、ラジアルインペラであり、軸方向で吸気した腐食性ガスGを半径方向に導出する不図示の3次元的ねじれを含むブレードを有する。インペラ11,21の周りには、それぞれディフューザ流路12,22が設けられており、半径方向に導出した腐食性ガスGを、当該流路において圧縮・昇圧し、また、さらにその周りに設けられたスクロール流路13,23を介して次の段の圧縮機に供給することができる。
ブルギア軸32は、駆動モータMの出力軸2と接続されており、駆動モータMによって回転駆動する構成となっている。ブルギア軸32は、ギアケース35に設けられた軸受37によってギアケース35に対し回転自在に軸支される。軸受37は、ブルギア31を挟んで駆動モータM側と、その逆側とに一対で設けられている。
上記構成のターボ圧縮機1によれば、駆動モータMによってブルギア軸32を回転駆動させると、ブルギア軸32の回転と同期して、ピニオン軸34が回転駆動する。これにより、腐食性ガスGが、第1圧縮段10の吸気口14から導入されて第一段圧縮され、その後、腐食性ガスGは、不図示のガス流路を介して、第2圧縮段20の吸気口24に導入されて二段圧縮される。なお、当該二段圧縮された腐食性ガスGは、ターボ圧縮機1に接続された不図示の産業用機械等に供給されることとなる。
続いて、図2及び図3を参照して、インペラ11とピニオン軸34との固定構造について説明する。なお、インペラ21とピニオン軸34との固定構造は、インペラ11側の固定構造と略同じであるため、その説明は割愛する。
図2は、本発明の第1実施形態におけるインペラ11とピニオン軸34との固定構造を示す断面図である。図3は、本発明の第1実施形態における軸端キャップ50の(a)正面図、(b)A−A断面図、(c)背面図である。
図2は、本発明の第1実施形態におけるインペラ11とピニオン軸34との固定構造を示す断面図である。図3は、本発明の第1実施形態における軸端キャップ50の(a)正面図、(b)A−A断面図、(c)背面図である。
図2に示すように、ピニオン軸34の端部には、テンションボルト40(雄ネジ部)が設けられている。ピニオン軸34の端部の中央には、テンションボルト40の一端40aが螺合する雌ネジ41が形成されている。この雌ネジ41の周囲には、インペラ11を位置決めする位置決めピン42が打設されている。また、ピニオン軸34の外周には、ロックナット43が螺合する雄ネジ44が形成されている。ロックナット43は、インペラ11とピニオン軸34の端部との間の継ぎ目を保持する。
ピニオン軸34の端部と対向するインペラ11の接続部11aには、位置決めピン42が挿入される位置決め溝45が形成されている。また、インペラ11の接続部11aの外周には、シール部材46を配置する環状溝47が形成されている。シール部材46は、ロックナット43とインペラ11との間で挟持され、インペラ11とピニオン軸34の端部との間の継ぎ目をシールする。シール部材46は、耐腐食性を有するOリングである。シール部材46は、例えば、パーフロロエラストマー等の材料から形成されている。
インペラ11は、テンションボルト40が挿入される貫通孔48を有する。テンションボルト40は、貫通孔48よりも長く、他端40bが貫通孔48から突出する。テンションボルト40の他端40bには、軸端ナット49が螺合する。軸端ナット49は、例えば、六角ナットであり、テンションボルト40に螺合することで、インペラ11をピニオン軸34に固定する。
また、テンションボルト40の他端40bには、軸端キャップ50が螺合する。軸端キャップ50は、テンションボルト40に螺合することで、軸端ナット49を覆う。軸端キャップ50の表面には、曲面部51と、一対の切欠き部52と、が設けられている。曲面部51は、軸方向に吸引される腐食性ガスGをインペラ11のブレードに導く流線形に形成されている。具体的に、曲面部51は、略半球状とされている。
一対の切欠き部52は、図3(a)に示すように、曲面部51の一部を軸方向と直交する方向に平行に切り欠いたものである。この一対の切欠き部52には、レンチの先端が挿入できる。軸端キャップ50は、一対の切欠き部52を挟んだレンチを回すことで、容易に締め付けることができる。この軸端キャップ50は、耐腐食性を有するステンレス鋼材から形成されている。
軸端キャップ50の背面には、図3(b)及び図3(c)に示すように、雌ネジ53と、軸端ナット収容溝54と、段差部55と、が設けられている。雌ネジ53は、軸端キャップ50の中央に設けられている。雌ネジ53には、図2に示すように、テンションボルト40の他端40bが螺合する。軸端ナット収容溝54は、軸端ナット49を収容する一回り大きな溝であり、軸端キャップ50のネジ回しの際に、軸端キャップ50と軸端ナット49との衝突を回避させる。
段差部55は、図2に示すように、インペラ11の端面56と、インペラ11の凹状溝57に当接する。インペラ11の端面56は、ピニオン軸34の軸方向に対し垂直に設けられている。インペラ11の端面56には、凹状溝57が設けられている。凹状溝57は、円筒状の内壁面57aと、端面56に平行な底面57bと、を有する。段差部55は、内壁面57aに当接する円筒状のインロー部55aと、端面56に当接する環状のフランジ部55bと、を有する。
インペラ11は、凹状溝57に、シール部材58を配置する環状溝59を有する。環状溝59は、凹状溝57の角隅部に設けられている。環状溝59は、凹状溝57の内壁面57aの基端部(根元)において、底面57bよりも深く形成されている。シール部材58は、軸端キャップ50とインペラ11との間に挟持され、貫通孔48の周囲をシールする。シール部材58は、耐腐食性を有するOリングである。シール部材58は、例えば、パーフロロエラストマー等の材料から形成されている。
続いて、上記構成のターボ圧縮機1の作用について説明する。
図1に示すように、インペラ11が回転すると、腐食性ガスGが軸方向に吸引される。腐食性ガスGは、軸端キャップ50の流線形の曲面部51によってインペラ11のブレードに導かれる。図2に示すように、軸端キャップ50は、軸端ナット49を覆い、腐食性ガスGが軸端ナット49に直に接することを防止する。このため、腐食性ガスGが、インペラ11と軸端ナット49との隙間を介して、インペラ11の貫通孔48に侵入し難くすることができる。
本実施形態では、ピニオン軸34の端部に設けられたテンションボルト40に軸端キャップ50を螺合させ、軸端ナット49を覆うと共に、軸端キャップ50とインペラ11との間にシール部材58を挟持させ、インペラ11の貫通孔48の周囲をシールする。軸端キャップ50は、テンションボルト40に螺合するものであり、軸端キャップ50をネジ締めすることで、シール部材58を十分に変形させることができ、軸端キャップ50及びインペラ11に対するシール部材58の密着性を高めることができる。このため、インペラ11の内側への腐食性ガスGの侵入を阻止できる。
また、軸端キャップ50は、表面に設けられた曲面部51の一部をピニオン軸34と直交する方向に平行に切り欠いた一対の切欠き部52を有する。この構成によれば、レンチの先端が軸端キャップ50に挿入し易くなり、軸端キャップ50をレンチで十分に締め付けることができる。このため、軸端キャップ50及びインペラ11に対するシール部材58の密着性をより高めることができ、インペラ11の内側への腐食性ガスGの侵入を確実に阻止できる。
さらに、軸端キャップ50は、インペラ11の端面56及び凹状溝57に当接する段差部55を有する。段差部55によって、軸端キャップ50とインペラ11との隙間が階段状に入り組んだ形状となり、インペラ11の貫通孔48までの距離を長く取るとこができる。このため、軸端キャップ50とインペラ11との隙間に腐食性ガスGが侵入しても、インペラ11の貫通孔48まで到達し難くすることができる。また、段差部55は、内壁面57aに当接するインロー部55aを有し、インペラ11に対する位置決めが容易であり、また、端面56に当接するフランジ部55bによって、軸方向に吸引される腐食性ガスGがそのまま凹状溝57に侵入することを防止することができる。
このように、上述の本実施形態によれば、腐食性ガスGを圧縮するターボ圧縮機1であって、ピニオン軸34と、ピニオン軸34の端部に設けられたテンションボルト40と、テンションボルト40が挿入される貫通孔48を有するインペラ11と、テンションボルト40に螺合し、インペラ11をピニオン軸34に固定する軸端ナット49と、テンションボルト40に螺合し、軸端ナット49を覆う軸端キャップ50と、軸端キャップ50とインペラ11との間に挟持され、貫通孔48の周囲をシールするシール部材58と、を有する、という構成を採用することによって、インペラ11の内側に侵入する腐食性ガスGによるピニオン軸34の腐食を防止することができる。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
図4は、本発明の第2実施形態における軸端キャップ50Aの(a)正面図、(b)B−B断面図、(c)背面図である。
第2実施形態の軸端キャップ50Aは、背面に、ピニオン軸34の回転バランスを調整する回転バランス調整溝60を有する点で、上記実施形態と異なる。
第2実施形態の軸端キャップ50Aは、背面に、ピニオン軸34の回転バランスを調整する回転バランス調整溝60を有する点で、上記実施形態と異なる。
ピニオン軸34の回転バランスの調整は、軸端キャップ50Aを取り付けて行う。この軸端キャップ50Aに、回転バランス調整溝60を形成することで、ピニオン軸34を加工することなく、ピニオン軸34の回転バランスを調整することができる。回転バランス回転バランス調整溝60は、軸端キャップ50の背面において、雌ネジ53の周囲の軸端ナット収容溝54に複数設けられている。軸端ナット収容溝54は、シール部材58の配設位置の内側にあるため、回転バランス調整溝60を設けてもシール性に影響が出ることはない。
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
例えば、上記実施形態では、雄ネジ部としてテンションボルトを例示したが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、例えば、雄ネジ部が回転軸の一部であり、雄ネジ部と回転軸とが一体構造であってもよい。
1 ターボ圧縮機
11 インペラ
34 ピニオン軸(回転軸)
40 テンションボルト(雄ネジ部)
48 貫通孔
49 軸端ナット
50,50A 軸端キャップ
51 曲面部
52 一対の切欠き部
55 段差部
56 端面
57 凹状溝
58 シール部材
59 環状溝
60 回転バランス調整溝
G 腐食性ガス
11 インペラ
34 ピニオン軸(回転軸)
40 テンションボルト(雄ネジ部)
48 貫通孔
49 軸端ナット
50,50A 軸端キャップ
51 曲面部
52 一対の切欠き部
55 段差部
56 端面
57 凹状溝
58 シール部材
59 環状溝
60 回転バランス調整溝
G 腐食性ガス
Claims (4)
- 腐食性ガスを圧縮するターボ圧縮機であって、
回転軸と、
前記回転軸の端部に設けられた雄ネジ部と、
前記雄ネジ部が挿入される貫通孔を有するインペラと、
前記雄ネジ部に螺合し、前記インペラを前記回転軸に固定する軸端ナットと、
前記雄ネジ部に螺合し、前記軸端ナットを覆う軸端キャップと、
前記軸端キャップと前記インペラとの間に挟持され、前記貫通孔の周囲をシールするシール部材と、を有する、ことを特徴とするターボ圧縮機。 - 前記軸端キャップは、
表面に設けられた流線形の曲面部と、
前記曲面部の一部を前記回転軸と直交する方向に平行に切り欠いた一対の切欠き部と、を有する、ことを特徴とする請求項1に記載のターボ圧縮機。 - 前記インペラは、
前記回転軸に対し垂直に設けられた端面と、
前記端面に設けられた凹状溝と、
前記凹状溝に前記シール部材を配置する環状溝と、を有し、
前記軸端キャップは、前記インペラの前記端面及び前記凹状溝に当接する段差部を有する、ことを特徴とする請求項1または2に記載のターボ圧縮機。 - 前記軸端キャップは、背面に、前記回転軸の回転バランスを調整する回転バランス調整溝を有する、ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のターボ圧縮機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015113645A JP2016223422A (ja) | 2015-06-04 | 2015-06-04 | ターボ圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015113645A JP2016223422A (ja) | 2015-06-04 | 2015-06-04 | ターボ圧縮機 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016223422A true JP2016223422A (ja) | 2016-12-28 |
Family
ID=57745415
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015113645A Pending JP2016223422A (ja) | 2015-06-04 | 2015-06-04 | ターボ圧縮機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2016223422A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110056533A (zh) * | 2019-05-21 | 2019-07-26 | 安徽卧龙泵阀股份有限公司 | 一种化工泵叶轮锁紧装置 |
-
2015
- 2015-06-04 JP JP2015113645A patent/JP2016223422A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110056533A (zh) * | 2019-05-21 | 2019-07-26 | 安徽卧龙泵阀股份有限公司 | 一种化工泵叶轮锁紧装置 |
CN110056533B (zh) * | 2019-05-21 | 2024-04-09 | 安徽卧龙泵阀股份有限公司 | 一种化工泵叶轮锁紧装置 |
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Legal Events
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RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
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