JP3073348B2 - 遠心コンプレッサ - Google Patents
遠心コンプレッサInfo
- Publication number
- JP3073348B2 JP3073348B2 JP04358068A JP35806892A JP3073348B2 JP 3073348 B2 JP3073348 B2 JP 3073348B2 JP 04358068 A JP04358068 A JP 04358068A JP 35806892 A JP35806892 A JP 35806892A JP 3073348 B2 JP3073348 B2 JP 3073348B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- impeller
- air
- centrifugal compressor
- thrust
- bearing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/05—Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/051—Axial thrust balancing
- F04D29/0516—Axial thrust balancing balancing pistons
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Supercharger (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、排気タービン過給機等
に使用される遠心コンプレッサに関する。
に使用される遠心コンプレッサに関する。
【０００２】
【従来の技術】図３に、従来の遠心コンプレッサにおけ
る羽根車部の縦断面を示す。かかる遠心コンプレッサに
おいては、羽根車１の空気入口側に、回転計ピックアッ
プ１９の支持と羽根車入口空気の整流を兼ねたカップ状
のリテーナ０１３が設けられている。前記リテーナ０１
３の内部空間２０は外部とシールされず、開放形となっ
ている。
る羽根車部の縦断面を示す。かかる遠心コンプレッサに
おいては、羽根車１の空気入口側に、回転計ピックアッ
プ１９の支持と羽根車入口空気の整流を兼ねたカップ状
のリテーナ０１３が設けられている。前記リテーナ０１
３の内部空間２０は外部とシールされず、開放形となっ
ている。
【０００３】２はロータ軸、６は軸受台、１２は空気案
内ケーシング、９は軸受サポート、５は空気ラビリンス
パッキン、７は羽根車背部の空間、３，４はスラスト軸
受、１５はロータ軸２の軸端に固定されたマグネット、
１０はジャーナル軸受、１８はロータ軸用ナットであ
る。
内ケーシング、９は軸受サポート、５は空気ラビリンス
パッキン、７は羽根車背部の空間、３，４はスラスト軸
受、１５はロータ軸２の軸端に固定されたマグネット、
１０はジャーナル軸受、１８はロータ軸用ナットであ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】一般に遠心コンプレッ
サの羽根車１の背面に羽根車出口の高圧の空気が入ると
羽根車１を空気入口側へ押す推力が発生する。このため
スラスト軸受３の負荷が大きくなって機械的な動力損失
が増えるという問題点がある。このため図３に示すよう
な従来の遠心コンプレッサにおいても、羽根車１の外周
に空気ラビリンスパッキン５を設けて羽根車１の背面に
羽根車出口空気が入りにくくしている。また、放風孔８
から羽根車背部７の空気を外部へ放出し、この部分の圧
力を下げ、前記推力を小さくする工夫がなされている。
サの羽根車１の背面に羽根車出口の高圧の空気が入ると
羽根車１を空気入口側へ押す推力が発生する。このため
スラスト軸受３の負荷が大きくなって機械的な動力損失
が増えるという問題点がある。このため図３に示すよう
な従来の遠心コンプレッサにおいても、羽根車１の外周
に空気ラビリンスパッキン５を設けて羽根車１の背面に
羽根車出口空気が入りにくくしている。また、放風孔８
から羽根車背部７の空気を外部へ放出し、この部分の圧
力を下げ、前記推力を小さくする工夫がなされている。
【０００５】一方、過給機に用いられる遠心コンプレッ
サの場合、ロータ軸２の他端に設けられた排気ガスター
ビン（図示せず）により、羽根車１の入口側へ大きな推
力が発生する。従ってこの推力を受けるスラスト軸受３
は相当の面積が必要となり、機械的動力損失もこれに伴
って発生することにより過給機の性能が低下するという
問題点があった。
サの場合、ロータ軸２の他端に設けられた排気ガスター
ビン（図示せず）により、羽根車１の入口側へ大きな推
力が発生する。従ってこの推力を受けるスラスト軸受３
は相当の面積が必要となり、機械的動力損失もこれに伴
って発生することにより過給機の性能が低下するという
問題点があった。
【０００６】本発明は、前記問題点を解決するため、コ
ンプレッサ側から、反空気入口側へ押す力を発生させ
て、排気タービン側より発生する推力に抗することによ
り、スラスト軸受３の負荷を小さくして動力損失を最小
にし、性能を向上させる手段を提供することを目的とす
る。
ンプレッサ側から、反空気入口側へ押す力を発生させ
て、排気タービン側より発生する推力に抗することによ
り、スラスト軸受３の負荷を小さくして動力損失を最小
にし、性能を向上させる手段を提供することを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】遠心コンプレッサの羽根
車入口の静圧は、空気流速が大きいため大気圧よりも低
い。従来の遠心コンプレッサでは、羽根車入口側ボス部
においても羽根車入口とほぼ同一の静圧となっている。
本発明は、カップ状のリテーナと該リテーナ端部と羽根
車入口側ボス部との間をシールするシール部材とによ
り、カップ状のリテーナとシール部材と羽根車入口側ボ
ス部側面とにより囲まれた閉空間を形成し、該閉空間内
に外部から高圧の空気を導入して該空気の圧力を羽根車
の反入口側方向に作用するように構成したことを特徴と
するものである。
車入口の静圧は、空気流速が大きいため大気圧よりも低
い。従来の遠心コンプレッサでは、羽根車入口側ボス部
においても羽根車入口とほぼ同一の静圧となっている。
本発明は、カップ状のリテーナと該リテーナ端部と羽根
車入口側ボス部との間をシールするシール部材とによ
り、カップ状のリテーナとシール部材と羽根車入口側ボ
ス部側面とにより囲まれた閉空間を形成し、該閉空間内
に外部から高圧の空気を導入して該空気の圧力を羽根車
の反入口側方向に作用するように構成したことを特徴と
するものである。
【０００８】
【作用】本発明によれば、羽根車入口側の前面に、カッ
プ状リテーナとシール部材と羽根車入口側前面とにより
区画形成される空間内に外部より圧縮空気を導入するの
で、該空間内の圧力は羽根車入口の圧力よりも上昇す
る。従って、羽根車入口側ボス部前面は従来のコンプレ
ッサ羽根車に比して高い圧力の空気に面する。このため
羽根車入口側前面を空気の反入口側へ押す力が大きくな
る。この結果、過給機タービン等によって発生する羽根
車入口側へ向けて作用する軸推力に対抗する力を得るこ
とができ、これにより、ロータ軸全体の推力は小さくな
る。よって、この推力を受けるスラスト軸受の負荷は減
少し、動力損失が減少してコンプレッサの性能が向上す
ると共に、スラスト軸受の寿命も延長される。
プ状リテーナとシール部材と羽根車入口側前面とにより
区画形成される空間内に外部より圧縮空気を導入するの
で、該空間内の圧力は羽根車入口の圧力よりも上昇す
る。従って、羽根車入口側ボス部前面は従来のコンプレ
ッサ羽根車に比して高い圧力の空気に面する。このため
羽根車入口側前面を空気の反入口側へ押す力が大きくな
る。この結果、過給機タービン等によって発生する羽根
車入口側へ向けて作用する軸推力に対抗する力を得るこ
とができ、これにより、ロータ軸全体の推力は小さくな
る。よって、この推力を受けるスラスト軸受の負荷は減
少し、動力損失が減少してコンプレッサの性能が向上す
ると共に、スラスト軸受の寿命も延長される。
【０００９】
【実施例】以下図１及び図２を参照して本発明の１実施
例につき説明すると、１は羽根車、２はロータ軸、３，
４はスラスト軸受、５は空気ラビリンスパッキン、６は
軸受台、７は羽根車背部に形成された空間、８は空間７
と外気とを連通する放風孔、９は軸受サポート、１０は
ジャーナル軸受、１１はスラストカラー、１２は空気案
内ケーシングである。
例につき説明すると、１は羽根車、２はロータ軸、３，
４はスラスト軸受、５は空気ラビリンスパッキン、６は
軸受台、７は羽根車背部に形成された空間、８は空間７
と外気とを連通する放風孔、９は軸受サポート、１０は
ジャーナル軸受、１１はスラストカラー、１２は空気案
内ケーシングである。
【００１０】１３は羽根車１の空気入口側端部位置に、
空気案内ケーシング１２に支持されたカップ状リテーナ
である。１４は該リテーナ１３の後端面に、羽根車１の
前端面に対向するように取付けられたラビリンスパッキ
ン、１５はロータ軸２の前端に突設されたマグネットで
ある。
空気案内ケーシング１２に支持されたカップ状リテーナ
である。１４は該リテーナ１３の後端面に、羽根車１の
前端面に対向するように取付けられたラビリンスパッキ
ン、１５はロータ軸２の前端に突設されたマグネットで
ある。
【００１１】１８は羽根車締着用のナット、１９は回転
計ピックアップ、１７はリテーナに穿設された空気穴、
１６は該空気穴１７に接続される空気導管である。該空
気導管１６の他端は、コンプレッサ機関の掃気トランク
等の圧縮空気源に接続されている。２０は、カップ状リ
テーナ１３内に形成された空間で、該空間２０はラビリ
ンス１４により密閉された空間となっている。
計ピックアップ、１７はリテーナに穿設された空気穴、
１６は該空気穴１７に接続される空気導管である。該空
気導管１６の他端は、コンプレッサ機関の掃気トランク
等の圧縮空気源に接続されている。２０は、カップ状リ
テーナ１３内に形成された空間で、該空間２０はラビリ
ンス１４により密閉された空間となっている。
【００１２】外部の空気は空気案内ケーシング１２を通
って羽根車１に入り、ここで圧縮されて羽根車１の出口
から図示しない渦室を通って機関へ送られる。羽根車１
出口の空気の一部は、羽根車１の背面の空気ラビリンス
パッキン５を通過して放風孔８より外部へ放出される。
前記マグネット１５の回転は、カップ状リテーナ、１３
に取り付けられたピックアップ１９で検出される。
って羽根車１に入り、ここで圧縮されて羽根車１の出口
から図示しない渦室を通って機関へ送られる。羽根車１
出口の空気の一部は、羽根車１の背面の空気ラビリンス
パッキン５を通過して放風孔８より外部へ放出される。
前記マグネット１５の回転は、カップ状リテーナ、１３
に取り付けられたピックアップ１９で検出される。
【００１３】カップ状リテーナ１３の内部の空間２０に
は、外部から圧縮空気が導入され、リテーナ１３内部空
間２０の圧力が上昇する。カップ状リテーナ１３と羽根
車１入口側ボス部との間は、ラビリンスパッキン１４で
シールされているので、圧縮空気のリテーナ１３外部へ
の漏れは小さい。この圧力の上昇により羽根車１を反入
口側へ押す力が大きくなる。
は、外部から圧縮空気が導入され、リテーナ１３内部空
間２０の圧力が上昇する。カップ状リテーナ１３と羽根
車１入口側ボス部との間は、ラビリンスパッキン１４で
シールされているので、圧縮空気のリテーナ１３外部へ
の漏れは小さい。この圧力の上昇により羽根車１を反入
口側へ押す力が大きくなる。
【００１４】一般に過給機のロータ軸２に加わる軸方向
の力は図２で示され、これらの力の合計がスラスト軸受
３，４に作用する。このうち、タービン動翼及びタービ
ンディスク外側に加わる力ＦT1，ＦT2の大きさが大きい
ため、軸方向の力の合計はコンプレッサ側に加わるのが
一般的である。これに対し、本発明は前述の手段によ
り、羽根車入口側ボス部前の圧力を上げＦB6を大きくし
て、コンプレッサ側へ加わる推力を減ずることができ
る。
の力は図２で示され、これらの力の合計がスラスト軸受
３，４に作用する。このうち、タービン動翼及びタービ
ンディスク外側に加わる力ＦT1，ＦT2の大きさが大きい
ため、軸方向の力の合計はコンプレッサ側に加わるのが
一般的である。これに対し、本発明は前述の手段によ
り、羽根車入口側ボス部前の圧力を上げＦB6を大きくし
て、コンプレッサ側へ加わる推力を減ずることができ
る。
【００１５】以下にコンプレッサ側スラスト軸受３の面
圧低下量について示す。本発明により、羽根車１入口側
ボス部の圧力が従来の０．９ａｔａから３ａｔａに上昇
したとする。羽根車入口側ボス部の直径を１００ｍｍと
すると、ボス部にかかる推力ＦB6は１６５ｋｇｆ大きく
なる。コンプレッサ側スラスト軸受３の面積を４０ｃｍ
2 とすると、本発明により約４．１ｋｇｆ／ｃｍ2 コン
プレッサ側スラスト軸受の面圧が低減される。これによ
って軸受の動力損失が低減され、過給機性能が向上する
と共に、軸受油膜厚さが大きくなって軸受寿命が延びる
という効果を奏する。
圧低下量について示す。本発明により、羽根車１入口側
ボス部の圧力が従来の０．９ａｔａから３ａｔａに上昇
したとする。羽根車入口側ボス部の直径を１００ｍｍと
すると、ボス部にかかる推力ＦB6は１６５ｋｇｆ大きく
なる。コンプレッサ側スラスト軸受３の面積を４０ｃｍ
2 とすると、本発明により約４．１ｋｇｆ／ｃｍ2 コン
プレッサ側スラスト軸受の面圧が低減される。これによ
って軸受の動力損失が低減され、過給機性能が向上する
と共に、軸受油膜厚さが大きくなって軸受寿命が延びる
という効果を奏する。
【００１６】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、リテーナ内空間に生ずる空気圧にてロータ軸の推力
を相殺することにより、スラスト軸受の面圧が低減さ
れ、軸受の動力損失が低減される。これにより軸受寿命
が延長され併せてコンプレッサ性能が向上する。また、
本発明は従来のコンプレッサに僅かな改良で実施でき、
コスト面でのメリットも大きい。
で、リテーナ内空間に生ずる空気圧にてロータ軸の推力
を相殺することにより、スラスト軸受の面圧が低減さ
れ、軸受の動力損失が低減される。これにより軸受寿命
が延長され併せてコンプレッサ性能が向上する。また、
本発明は従来のコンプレッサに僅かな改良で実施でき、
コスト面でのメリットも大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る過給機用遠心コンプ
レッサの断面図
レッサの断面図
【図２】図１に示す遠心コンプレッサの作用説明図
【図３】従来の遠心コンプレッサの１例を示す図１応当
図
図
１…羽根車、２…ロータ軸、３…コンプレッサ側スラス
ト軸受、４…タービン側スラスト軸受、５…空気ラビリ
ンスパッキン、７…羽根車背部の空間、１０…ジャーナ
ル軸受、１１…スラストカラー、１２…空気案内ケーシ
ング、１３…カップ状リテーナ、１４…ラビリンスパッ
キン、１５…マグネット、１６…空気導管、１９…回転
計ピックアップ。
ト軸受、４…タービン側スラスト軸受、５…空気ラビリ
ンスパッキン、７…羽根車背部の空間、１０…ジャーナ
ル軸受、１１…スラストカラー、１２…空気案内ケーシ
ング、１３…カップ状リテーナ、１４…ラビリンスパッ
キン、１５…マグネット、１６…空気導管、１９…回転
計ピックアップ。
Claims (1)
- 【請求項１】 羽根車の中央前面から空気を吸入して圧
縮し羽根車の半径方向に吐出する遠心式コンプレッサに
おいて、 前記羽根車の空気入口側前端に対向する部位は、ケーシ
ングに支持されたカップ状リテーナと、該リテーナと羽
根車との間をシールするラビリンスパッキン等のシール
部材と、羽根車の前面とにより区画形成される空間を形
成し、該空間内に羽根車の前記空気入口側と反対方向の
推力を生じさせる圧縮空気を導入する機構を備えたこと
を特徴とする遠心コンプレッサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04358068A JP3073348B2 (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 遠心コンプレッサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04358068A JP3073348B2 (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 遠心コンプレッサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06193591A JPH06193591A (ja) | 1994-07-12 |
| JP3073348B2 true JP3073348B2 (ja) | 2000-08-07 |
Family
ID=18457373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04358068A Expired - Lifetime JP3073348B2 (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 遠心コンプレッサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3073348B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104121225A (zh) * | 2014-08-06 | 2014-10-29 | 南京磁谷科技有限公司 | 一种具有转子轴向力控制装置的离心式鼓风机 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7363762B2 (en) * | 2005-11-16 | 2008-04-29 | General Electric Company | Gas turbine engines seal assembly and methods of assembling the same |
| WO2007148273A1 (en) * | 2006-06-21 | 2007-12-27 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Glow starter switch for discharge lamp operation |
| JP7375698B2 (ja) * | 2020-07-20 | 2023-11-08 | 株式会社豊田自動織機 | 遠心圧縮機 |
| JP6990754B2 (ja) * | 2020-09-16 | 2022-01-12 | 三菱重工業株式会社 | 過給機 |
| KR102567992B1 (ko) * | 2021-08-09 | 2023-08-18 | 터보윈 주식회사 | 베어링마모요인추력저감보정부가 적용된 공기 압축 수단 |
-
1992
- 1992-12-25 JP JP04358068A patent/JP3073348B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104121225A (zh) * | 2014-08-06 | 2014-10-29 | 南京磁谷科技有限公司 | 一种具有转子轴向力控制装置的离心式鼓风机 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06193591A (ja) | 1994-07-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20000509 |