JP2021156222A - 遠心回転機械 - Google Patents
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Abstract
Description
(遠心圧縮機の構成)
本開示の第一実施形態に係る遠心圧縮機100(遠心回転機械)について図面を参照して説明する。図1又は図2に示すように、遠心圧縮機100は、軸線O回りに回転する回転軸1と、この回転軸1の周囲を覆うことで流路2を形成するケーシング3と、回転軸1に設けられた複数段のインペラ4と、第一シール部S1(図2参照)と、第二シール部S2(図2参照)と、を備えている。
ケーシング3は、軸線Oに沿って延びる円筒状をなしている。回転軸1は、このケーシング3の内部を軸線Oに沿って貫通するように延びている。軸線O方向におけるケーシング3の両端部には、それぞれジャーナル軸受5及びスラスト軸受6が設けられている。回転軸1は、これらジャーナル軸受5とスラスト軸受6とによって軸線O回りに回転可能に支持されている。
回転軸1には、その外周面上で軸線O方向に間隔を空けて複数(一例として6つ)のインペラ4が設けられている。各インペラ4は、図2に示すように、軸線Oを中心とする円盤状のディスク41と、このディスク41の上流側の面に設けられた複数のブレード42と、これら複数のブレード42を上流側から覆うカバー43と、を有している。
ケーシング内周面3Aの径方向内側には、軸線Oを中心とする円環状の空間が形成されている。この空間はキャビティCとされている。キャビティCの軸線O方向一方側(上流側)には、第一シール部S1が設けられている。より具体的には、第一シール部S1は、外側流路Fにおける入口側の端部を含む部分に設けられている。第一シール部S1は、複数のシールフィンF1と、これらシールフィンF1を支持する基部H1と、を有している。第一シール部S1のシールフィンF1は、カバー外周面43Aに対して軸線Oに対する径方向外側から対向している。また、シールフィンF1とカバー外周面43Aとの間には径方向に広がるクリアランスが形成されている。
次に、本実施形態に係る遠心圧縮機100の動作について説明する。遠心圧縮機100を運転するに当たっては、まず回転軸1を電動機等の駆動源によって回転駆動する。回転軸1の回転に伴ってインペラ4がそれぞれ回転し、吸気口7から流路2内に作動流体Gが導入される。流路2内に導入された作動流体Gは、各インペラ4におけるインペラ流路21を通過する中途で順次圧縮される。圧縮されて高圧状態となった作動流体Gは排気口8を経て外部に圧送される。
次に、本開示の第二実施形態について、図3を参照して説明する。なお、上記第一実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。同図に示すように、本実施形態では、第二シール部S2bの構成が上記第一実施形態とは異なっている。第二シール部S2bの基部H2は、ケーシング内周面3Aに形成された収容空間V内に収容されている。収容空間Vは、ケーシング内周面3Aから当該ケーシング内周面3Aに対して直交する方向に凹んでいる。さらに、収容空間Vの底面と基部H2の背面(収容空間Vの内側を向く面)との間には、弾性部60が設けられている。弾性部60は、基部H2を収容空間V内で、軸線O方向の成分を含む方向に変位可能な状態で支持している。弾性部60として具体的には、板バネやコイルバネが好適に用いられる。
続いて、本開示の第三実施形態について、図4を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。同図に示すように、本実施形態では、ケーシング3の内部に、第二シール部S2b(基部H2)が収容される収容空間Vと、外側流路Fとを連通する連通流路Pが形成されている。連通流路Pの一端は、収容空間Vにおける基部H2の背面側の領域に開口している。連通流路Pの他端は、外側流路Fにおける第一シール部S1と第二シール部S2bとの間の領域に開口している。つまり、当該連通流路Pを通じて、外側流路Fの圧力は収容空間V内に伝播する。なお、図4の例では、上述した弾性部60は設けられていないが、連通流路Pと弾性部60とをともに備える構成を採ることも可能である。
以上、本開示の実施形態について詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば上記実施形態では、第二シール部S2,S2bが、外側流路Fにおける径方向外側の端部に設けられている例について説明した。しかしながら、第二シール部S2,S2bの位置は上記に限定されず、外側流路Fにおける径方向の中途位置に設けられていてもよい。また、上記の各実施形態の構成に加えて、ディスク背面41Bとケーシング対向面3Bとの間にさらに別のシール装置を設けることも可能である。
各実施形態に記載の遠心回転機械は、例えば以下のように把握される。
2 流路
3 ケーシング
3A ケーシング内周面
3B ケーシング対向面
4 インペラ
5 ジャーナル軸受
6 スラスト軸受
7 吸気口
8 排気口
21 インペラ流路
21A 入口
21B 出口
41 ディスク
41A ディスク上流面
42 ブレード
43 カバー
43A カバー外周面
50 リターンベーン
60 弾性部
100 遠心圧縮機
F 外側流路
F1 シールフィン
F2 シールフィン
G 作動流体
H1 基部
H2 基部
O 軸線
P 連通流路
S1 第一シール部
S2 第二シール部
V 収容空間
Claims (5)
- 軸線に沿って延びる回転軸と、
軸線方向一方側から流入する流体を径方向外側に圧送するインペラであって、前記回転軸に固定されたディスク、該ディスクに複数が設けられたブレード、及び、前記複数のブレードを覆うとともに前記軸線方向他方側に向かうに従って径方向外側に延びる外周面を有するカバーを備えたインペラと、
前記カバーの外周面に対向し前記カバーの外周面とともに外側流路を形成する内周面を有するケーシングと、
前記内周面に設けられ、前記外周面に径方向外側から対向してクリアランスを形成するシールフィンを有する第一シール部と、
前記内周面に設けられ、前記外周面に前記軸線方向一方側から対向してクリアランスを形成するシールフィンを有する第二シール部と、
を備える遠心回転機械。 - 前記第一シール部は、前記外側流路の径方向内側の出口側に設けられ、
前記第二シール部は、前記外側流路の径方向外側の入口側に設けられている
請求項1に記載の遠心回転機械。 - 前記第二シール部の前記クリアランスは、前記第一シール部の前記クリアランスよりも大きい請求項1又は2に記載の遠心回転機械。
- 前記第二シール部は、
前記シールフィンを支持する基部と、
該基部を前記軸線方向に変位可能な状態で支持する弾性部と、
をさらに有する請求項1から3のいずれか一項に記載の遠心回転機械。 - 前記ケーシングには、
前記基部を収容する収容空間と、
該収容空間における前記基部の背面側と前記外側流路とを連通する連通流路と、
が形成されている請求項1から4のいずれか一項に記載の遠心回転機械。
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JP2013040587A (ja) * | 2011-08-18 | 2013-02-28 | Ihi Corp | 遠心圧縮機 |
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