JP2516671B2 - スラスト平衡配備を装着した回転機械 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、請求項１の前提部分に述べられた種類の
回転機械に関する。

両端でスラスト軸受の中に軸架された２つのつる巻回
転子を有するこの種類の機械は、米国特許明細書338885
4から知られている。大きな軸受−これは、通常、大き
な直径の軸受を収容するための空間が無いということに
因つて、問題を生じる−への変更を避けながら、スラス
ト軸受に掛る負荷の一様な分布と、軸受の長い有用寿命
とを得るため、知られている機械は、ピストン・シリン
ダ装置からなるスラスト平衡配備を備え、これは、機械
の作動状態に依存する圧力流体の影響下に、機械の低圧
側におけるスラスト軸受を介して、回転子に軸線向きの
スラストを加える。この軸線向きのスラストは、作動流
体の作用する方向に反対の方向に、またスラスト軸受に
作用するばね手段のバイアスに反対の方向に加えられ
る。

機械の有用寿命の長さは、スラスト軸受の状態に依存
する。軸受は、一定の間隔を置いて点検する必要があ
り、必要なときには取替えなければならない。軸受の取
替えは、遂行が困難であり、関連する技術者の一部の熟
練および経験を必要とする。例えば、軸受の取替えを達
成するときには、スラスト平衡配備を、関連の連結部お
よびシールと共に取除き、次いでスラスト軸受配備を再
組立し、シールの効果を検査することが、必要であり、
これには、別の作業が包含され、また、スラスト軸受配
備などの取除きの結果として起る失敗の危険が包含され
る。

この発明の目的は、過度の困難なしにスラスト軸受を
点検でき取替えできるような方法で、スラスト平衡配備
が構成され、かつスラスト軸受の有用寿命を長くするよ
うな、上述した種類の機械を提供することにある。

この目的は、この発明によれば、後述する請求の範囲
各請求項の特徴部分に述べられた特色を有する機械によ
つて達成される。

補助のスラスト軸受が、軸ジヤーナルの先端に配置さ
れ、かつスラスト平衡配備とばね手段の間に弾性的に締
付けられるという事実によれば、スラスト軸受は、熟練
していない作業者によつても、容易に点検でき取替えで
きる。補助軸受が取替えできることの比較的容易さは、
補助のスラスト軸受に比較的重い負荷を加え、残りの軸
受に加わる負荷を対応する程度まで小さくすることによ
つて、適当に利用でき、これと共に軸受の有用寿命が長
くなる。他方において、補助の軸受は、短かい有用寿命
を甘受することになる。しかしながら、このことは、あ
まり重要ではなく、補助の軸受は、例えば日常の保守作
業を遂行するときに、容易に取替えできる。

機械を始動または停止させるとき、作動流体に圧力が
掛らないとき、または僅かしか圧力が掛らないとき、す
なわち低圧のときにも、補助のスラスト軸受は活動で
き、これによれば、軸受に生じる釣合わない損耗が生じ
る。これが、補助のスラスト軸受の取替をなぜ容易に達
成できるようにしなければならないかに関する、別の理
由である。

この発明の望ましい実施例によれば、スラスト平衡配
備の環状ピストン・シリンダ装置は、「差込み」ユニツ
トの形を有し、これによれば、前記装置の取外しおよび
取替えは、その結果として漏洩を生じる危険なしに、容
易に達成できる。

この発明について、添付の図解的な図面に図示され
た、その実施例を参照しながら、以下に詳細に説明す
る。

図面のうちの第１図は、この発明に従つて構成された
機械の側面図である。

第２図は、機械の高圧側における軸受配備の長手断面
図である。

第３図は、第２図に図示された補助軸受への変型を示
す部分断面図である。

第１図は、ねじ圧縮機を極めて図解的に図示し、これ
は、低圧側２および高圧側３を有するハウジング１を備
える。このハウジングには、作動流体入口通路４および
作動流体出口通路５が組込まれる。作動流体は、例えば
冷媒である。ハウジング１の中には、２つのつる巻回転
子6,7が、回転するように軸架される。回転子軸の幾何
学的中心線を通るように取られた水平断面図である第２
図に示されるように、上方から見たおす回転子である右
手回転子７の、高圧端におけるジヤーナル軸８は、主と
して、１つのラジアル軸受10と、２つの互に組合わされ
たスラスト球軸受11との中に、軸架される。二重のいわ
ゆる組合わされた球軸受11の図示の配備には、困難が含
まれているけれども、軸受に作用する高い軸線方向の力
と、軸受の長い有用寿命の必要性とによつて、また、回
転子のこの端部におけるジヤーナル軸８のまわりの空間
が、せまくて、大きなスラスト軸受の使用に適合できな
いので、かかる配備は必要である。

軸受配備は、ハウジングの高圧端３における円筒状く
ぼみ14の中に配置される。くぼみ14はまた、環状ピスト
ン・シリンダ装置15,16の形のスラスト平衡配備を収容
し、これは、くぼみの中で滑り運動するように取付けら
れる。ピストン・シリンダ装置15,16の軸線方向外方
で、くぼみ14の中で滑り運動するように、さらに補助の
軸受17の外方リングおよび隔てスリーブ18が配置され、
この隔てスリーブは、くぼみ14をを閉じる蓋板20の内側
に配置されたカツプばね19に、弾性的に接する。

ピストン15およびシリンダ16の互に対面する表面は、
それらの間に環状室21を限定し、これは、ハウジング１
の壁を貫通する圧力媒体通路22と連通し、かつ構成要素
を相離して保持するスラストばねを収容する。室21から
の圧力流体の漏洩を阻止するため、ピストン15は、くぼ
み14に対してシールする密閉リング23を備え、シリダ16
は、くぼみ14に対してシールする第１密閉リング24と、
ピストン15に対してシールする第２密閉リング25とを備
える。

ラジアル軸受10およびスラスト軸受11の内方リング、
隔てスリーブ26、並びに補助のスラスト軸受17の内方リ
ングは、ジヤーナル軸８の端部に固くねじ係合する締付
板27によつて、前記軸に締付けられる。

補助の軸受17は、双方向にスラストを伝達できる種類
のものである。回転機械が静止しているとき、或いは室
21の中の流体に作用する圧力が低いときには、回転子７
は、カツプばね19の低圧側２に向けて押付け保持され、
カツプばねの力は、隔てスリーブ18、補助の軸受17、隔
てスリーブ26、それぞれの軸受11の内方リングを介し
て、回転子７に伝達される。

回転機械が始動されて、速さを増進し始めたときに、
高圧側の回転子6,7の端面に圧力媒体によつて加えられ
る圧力は、増大し、これと共に、スラスト軸受11に加わ
る負荷が増大する。室21の中の流体に作用する圧力も、
同時に増大し、カツプばね19の作用に抗して、ピストン
15を、それぞれの軸受11の外方リングに接触させ、シリ
ンダ16を、補助の軸受17の外方リングに接触させる。締
付板27およびこれと共に回転子７の全体が、かくして、
機械の高圧側３に向つて押され、これと共に軸受11に掛
る負荷が低減する。

室21内の圧力と前記室の中のシリンダの面積との相互
適合によつて、軸受11の有用寿命の必要な長さを生じる
ような方法で、回転子７によつて軸受11および補助の軸
受17に加えられる軸線方向の負荷が分布できる。軸受11
またはピストン・シリンダ装置15,16およびその連結部2
2を巻込むことなしに、補助の軸受が、サービスを遂行
するときの日常の事項として、容易に取替えできるか
ら、カツプばね19によつて加えられる負荷も吸収すべき
である補助軸受で、損害なしに、比較的重い負荷を受取
ることが可能である。蓋板20および締付板27を取除け
ば、スリーブ18および補助の軸受17が、くぼみ14から撤
退できる。必要ならば、圧力流体連結部に接触する必要
なしに、スラスト平衡配備15,16が、撤退することもで
きる。

補助の軸受は、双方向に軸線向きの負荷を吸収でき
る、第２図に図示された種類の軸受である必要はなく、
例えば第３図に図示されるように、２つの別別の軸受か
らなることもできる。スラストの平衡に関して、第３図
の実施例は、第２図の実施例の軸受17に対応する軸受30
を包含する。しかしながら、第３図に図示される実施例
は、機械の速さが低いとき、または機械が静止している
ときに、カツプばね19から締付板27にスラストを伝達す
るように意図された、別の軸受31を包含する。この別の
軸受は、前述した２つの構成要素の間に配置され、ハブ
32によつて、締付板に対し位置決めされる。この解決
は、第２図の実施例によつて与えられる解決よりも精錬
されず、また、カツプばね19によつて大なり小なり圧力
が連続的に軸受31に作用するという欠点を有する。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジング（１）を備え、これが、低圧側
   （２）と高圧側（３）および作動流体の入口通路（４）
   と出口通路（５）を有し、ハウジングの中に、回転子
   （７）が回転可能に軸架され、この回転子が、回転の際
   に、低圧側（２）に向いかつハウジングの中に取付けら
   れたスラスト軸受（11）に向う方向に、軸線方向の負荷
   を受け、さらに、高圧側（３）に向う方向の、軸線方向
   の負荷を、ピストン・シリンダ装置からなるスラスト平
   衡配備（15,16）によつて受け、この配備が、機械の作
   動状態に依存する圧力流体の影響下に、スラスト軸受
   （11）に掛る負荷を、補助の軸受（17）によつて部分的
   に除去し、この軸受が、軸線方向に作用するばね手段
   （19）の作用に抗して限られた運動をするように配備さ
   れ、前記ばね手段が、機械の始動および停止のときに、
   スラスト平衡配備（15,16）が実質的に非活動の場合
   に、低圧側（２）に向け押される状態に回転子（７）を
   保持するように寸法決めされる、回転機械において、補
   助のスラスト軸受（17）が、この補助のスラスト軸受
   （17）を締付けるように意図されかつ回転子のジヤーナ
   ル軸（８）に取外し可能に取付けられた締付装置（27）
   と、スラスト平衡配備との間で、回転子の高圧側（３）
   におけるジヤーナル軸の最外方部分に取付けられ、スラ
   スト平衡配備が、補助のスラスト軸受の軸線方向内方に
   配置され、かつハウジング（１）における円筒状くぼみ
   （14）の中で公知の方法で軸線方向に拡張できる２つの
   環状部分（15,16）の形を有すること、を特徴とする回
   転機械。
2. 【請求項２】補助のスラスト軸受（30第３図）がローラ
   軸受であり、その内方リングが、締付装置（27）によつ
   てジヤーナル軸（８）に固定され、外方リングが、ジヤ
   ーナル軸（８）に取付けられた内方リングを有する別の
   ローラ軸受（31）の外方リングを介して、スラスト平衡
   配備（15,16）とばね手段（19）の間に配置され、前記
   軸受が、ばね手段（19）とジヤーナル軸（８）の間で軸
   線方向の力を伝達するように意図されること、を特徴と
   する請求項１に記載の回転機械。
3. 【請求項３】補助のスラスト軸受が、双方向に軸線方向
   の力を吸収できる種類の球軸受（17）であり、その内方
   リングが、締付装置（27）によつてジヤーナル軸（８）
   に固定され、外方リングが、スラスト平衡配備（15,1
   6）とばね手段（19）の間に配置されること、を特徴と
   する請求項１に記載の回転機械。
4. 【請求項４】スラスト平衡配備（15,16）の環状ピスト
   ン・シリンダ装置に、圧力流体を収容するための半径方
   向の室（21）が組込まれ、室（21）が、平衡配備に配置
   された２つの環状の密閉部材（23,24）の間に配置さ
   れ、この密閉部材が、ハウジングにおける円筒状のくぼ
   み（14）に密閉的に接触し、ハウジング（１）に設けら
   れた圧力流体通路（22）が、スラスト平衡配備に組込ま
   れた半径方向の室（21）の反対の位置で、円筒状くぼみ
   （14）への吐出をなすこと、を特徴とする請求項１から
   ３のいずれかに記載の回転機械。