JP3438994B2 - スラストガス軸受の面圧調整装置 - Google Patents
スラストガス軸受の面圧調整装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、インペラの高速回転に
よりガスを圧縮する遠心圧縮機のスラストガス軸受の面
圧調整に関するものである。
よりガスを圧縮する遠心圧縮機のスラストガス軸受の面
圧調整に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の遠心圧縮機のガス軸受の配置を示
す断面図を図３に、スラストガス軸受の面圧調整の系統
図を図４に示す。図で示すように、回転軸１には複数の
インペラ２が装着され、同インペラ２はケーシング３及
びハウジング３に組み付けられたダイヤフラム４に囲ま
れてガス圧縮室を形成し、インペラ２が高速回転するこ
とによりガスを圧縮するようになっている。回転軸１と
ハウジング５との間には、ガス圧縮室からのガス流出を
最小限に抑えるようにラビリンスシール９が設けられ、
また、吐出側のラビリンスシール９とインペラ２との間
には、回転軸１の軸方向力を軽減させるバランスピスト
ン１９が配設されており、このバランスピストン１９に
もラビリンスシールが介装されガス圧縮室からのガス流
出を微少に抑えている。
す断面図を図３に、スラストガス軸受の面圧調整の系統
図を図４に示す。図で示すように、回転軸１には複数の
インペラ２が装着され、同インペラ２はケーシング３及
びハウジング３に組み付けられたダイヤフラム４に囲ま
れてガス圧縮室を形成し、インペラ２が高速回転するこ
とによりガスを圧縮するようになっている。回転軸１と
ハウジング５との間には、ガス圧縮室からのガス流出を
最小限に抑えるようにラビリンスシール９が設けられ、
また、吐出側のラビリンスシール９とインペラ２との間
には、回転軸１の軸方向力を軽減させるバランスピスト
ン１９が配設されており、このバランスピストン１９に
もラビリンスシールが介装されガス圧縮室からのガス流
出を微少に抑えている。
【０００３】さらに、連通管１０を設けることによっ
て、バランスピストン１９の反スラスト軸受側の圧力を
吸込ガスの圧力と同等にし、インペラの圧縮作用によっ
てインペラがスラスト軸受方向に移動しようとする大き
な軸方向力を軽減させている。また、吐出側のハウジン
グ５には、ジャーナルガス軸受６の機外側にガスシール
装置８を装着して機外へのガスの流出をシールしてい
る。そして、吸込側、吐出側双方に動圧型ジャーナルガ
ス軸受６を、吸込側にスラストガス軸受７を装着し、回
転軸１を半径方向に支承すると共に軸方向に位置決め
し、それぞれのジャーナルガス軸受６、スラストガス軸
受７に供給されているガスをかみこんで浮上、非接触状
態でインペラ２が高速回転する。
て、バランスピストン１９の反スラスト軸受側の圧力を
吸込ガスの圧力と同等にし、インペラの圧縮作用によっ
てインペラがスラスト軸受方向に移動しようとする大き
な軸方向力を軽減させている。また、吐出側のハウジン
グ５には、ジャーナルガス軸受６の機外側にガスシール
装置８を装着して機外へのガスの流出をシールしてい
る。そして、吸込側、吐出側双方に動圧型ジャーナルガ
ス軸受６を、吸込側にスラストガス軸受７を装着し、回
転軸１を半径方向に支承すると共に軸方向に位置決め
し、それぞれのジャーナルガス軸受６、スラストガス軸
受７に供給されているガスをかみこんで浮上、非接触状
態でインペラ２が高速回転する。
【０００４】ガス軸受に対して、圧縮機の吐出側から抽
出されたガスが、減圧弁１６にて所定圧に減圧後、フィ
ルター１３を通りクリーンなガスに清浄化され、供給配
管１１から各ガス軸受に必要な流量を配分するオリフィ
ス１２を通り、ガス軸受６，７及びガスシール装置８に
供給されている。そして、ジャーナルガス軸受６、スラ
ストガス軸受７から排出されたガス、及びガスシール装
置８にてシールされたガスは、再び圧縮機の吸込側に回
収されて圧縮機に入り無駄なガス流出がないようになっ
ている。
出されたガスが、減圧弁１６にて所定圧に減圧後、フィ
ルター１３を通りクリーンなガスに清浄化され、供給配
管１１から各ガス軸受に必要な流量を配分するオリフィ
ス１２を通り、ガス軸受６，７及びガスシール装置８に
供給されている。そして、ジャーナルガス軸受６、スラ
ストガス軸受７から排出されたガス、及びガスシール装
置８にてシールされたガスは、再び圧縮機の吸込側に回
収されて圧縮機に入り無駄なガス流出がないようになっ
ている。
【０００５】このような遠心圧縮機では、インペラ２の
高速回転によって吸込まれたプロセスガスが圧縮され、
それに伴い回転軸１に軸方向力が発生し、吸込側方向に
大きなスラスト力が働くことになる。このスラスト力は
スラストガス軸受７のスラストディスク及びパッドの受
圧面で支持しているが、スラストガス軸受７の負荷の一
部を他に分担させる手段として、連通管１０及びガス圧
縮室の吐出側にバランスピストン１９が設けられてお
り、バランスピストン１９はピストン径を適宜設定して
吐出側方向の軸方向力を発生させて前記スラスト力を相
殺する力として作用するようになっている。
高速回転によって吸込まれたプロセスガスが圧縮され、
それに伴い回転軸１に軸方向力が発生し、吸込側方向に
大きなスラスト力が働くことになる。このスラスト力は
スラストガス軸受７のスラストディスク及びパッドの受
圧面で支持しているが、スラストガス軸受７の負荷の一
部を他に分担させる手段として、連通管１０及びガス圧
縮室の吐出側にバランスピストン１９が設けられてお
り、バランスピストン１９はピストン径を適宜設定して
吐出側方向の軸方向力を発生させて前記スラスト力を相
殺する力として作用するようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来のスラストガス軸
受は、遠心圧縮機の圧縮作用に伴ない発生する大きなス
ラスト力に対して、連通管及びバランスピストンとを併
用してスラスト力を軽減し、軸受が大形化するのを防い
でいる。しかしながら、このバランスピストンは、ピス
トン径の断面積によってピストン圧が決まってくるもの
で、スラストガス軸受のスラスト面圧には連動していな
い。従って圧縮機の圧力変動があった場合には、スラス
トガス軸受のスラスト面圧が変動し、その面圧が許容値
を超えて、スラストディスクとパッドとが接触し軸受性
能を損なう等の不具合があった。
受は、遠心圧縮機の圧縮作用に伴ない発生する大きなス
ラスト力に対して、連通管及びバランスピストンとを併
用してスラスト力を軽減し、軸受が大形化するのを防い
でいる。しかしながら、このバランスピストンは、ピス
トン径の断面積によってピストン圧が決まってくるもの
で、スラストガス軸受のスラスト面圧には連動していな
い。従って圧縮機の圧力変動があった場合には、スラス
トガス軸受のスラスト面圧が変動し、その面圧が許容値
を超えて、スラストディスクとパッドとが接触し軸受性
能を損なう等の不具合があった。
【０００７】また、圧縮機の圧力変動に耐えられるよう
に設計すると、スラストガス軸受が大型化し構造的に無
理な設計となり、コスト高の原因になっていた。特に、
吸込圧と吐出圧の差が大きい圧縮機では、そのスラスト
力の変動値も大きくなり、スラストガス軸受が大型化す
ると言う不具合があった。
に設計すると、スラストガス軸受が大型化し構造的に無
理な設計となり、コスト高の原因になっていた。特に、
吸込圧と吐出圧の差が大きい圧縮機では、そのスラスト
力の変動値も大きくなり、スラストガス軸受が大型化す
ると言う不具合があった。
【０００８】本発明の目的はこれらの問題点を解消し、
バランスピストンに作用するガス圧力を調整することに
よってスラストガス軸受の負荷面圧を許容値以下にする
スラストガス軸受の面圧調整装置を提供するにある。
バランスピストンに作用するガス圧力を調整することに
よってスラストガス軸受の負荷面圧を許容値以下にする
スラストガス軸受の面圧調整装置を提供するにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】第１発明のスラストガス
軸受の面圧調整装置は、回転軸に装着したインペラ
（２）の高速回転によりガスを圧縮する遠心圧縮機のス
ラストガス軸受であって、回転軸の軸方向荷重を支持す
るスラストガス軸受（７）を設けると共に、該回転軸の
軸方向力を軽減させるバランスピストン（１９）及びバ
ランス用ラビリンスシール（９ａ）をガス圧縮室の吐出
側に配設し、該バランスピストンとバランス用ラビンス
シールとで挟まれる空間へのガスを供給するバランス用
配管（２１）と、前記スラストガス軸受のスラスト力を
検出する圧力センサ（１７ａ）（１７ｂ）と、複数の前
記各圧力センサの差圧を検出しその差圧信号と設定値と
を比較する差圧伝送器（１８）と、同差圧伝送器からの
調整信号により前記バランス用配管の圧力を調整する圧
力調整弁（２０）とを具えたことを特徴としている。
軸受の面圧調整装置は、回転軸に装着したインペラ
（２）の高速回転によりガスを圧縮する遠心圧縮機のス
ラストガス軸受であって、回転軸の軸方向荷重を支持す
るスラストガス軸受（７）を設けると共に、該回転軸の
軸方向力を軽減させるバランスピストン（１９）及びバ
ランス用ラビリンスシール（９ａ）をガス圧縮室の吐出
側に配設し、該バランスピストンとバランス用ラビンス
シールとで挟まれる空間へのガスを供給するバランス用
配管（２１）と、前記スラストガス軸受のスラスト力を
検出する圧力センサ（１７ａ）（１７ｂ）と、複数の前
記各圧力センサの差圧を検出しその差圧信号と設定値と
を比較する差圧伝送器（１８）と、同差圧伝送器からの
調整信号により前記バランス用配管の圧力を調整する圧
力調整弁（２０）とを具えたことを特徴としている。
【００１０】第２発明のスラストガス軸受の面圧調整装
置は、回転軸に装着したインペラ（２）の高速回転によ
りガスを圧縮する遠心圧縮機のスラストガス軸受であっ
て、回転軸の軸方向荷重を支持するスラストガス軸受
（７）を設けると共に、該回転軸の軸方向力を軽減させ
るバランスピストン（１９）及びバランス用ラビリンス
シール（９ａ）をガス圧縮室の吐出側に配設し、該バラ
ンスピストンとバランス用ラビンスシールとで挟まれる
空間へのガスを供給するバランス用配管（２１）と、前
記スラストガス軸受のパッドの温度を検出する温度セン
サ（２７ａ）（２７ｂ）と、複数の前記温度センサから
電位差を算出しその電圧信号と設定値とを比較する電位
差伝送器（１８ａ）と、同電位差伝送器からの調整信号
により前記バランス用配管（２１）の圧力を調整する圧
力調整弁（２０）とを具えたことを特徴としている。
置は、回転軸に装着したインペラ（２）の高速回転によ
りガスを圧縮する遠心圧縮機のスラストガス軸受であっ
て、回転軸の軸方向荷重を支持するスラストガス軸受
（７）を設けると共に、該回転軸の軸方向力を軽減させ
るバランスピストン（１９）及びバランス用ラビリンス
シール（９ａ）をガス圧縮室の吐出側に配設し、該バラ
ンスピストンとバランス用ラビンスシールとで挟まれる
空間へのガスを供給するバランス用配管（２１）と、前
記スラストガス軸受のパッドの温度を検出する温度セン
サ（２７ａ）（２７ｂ）と、複数の前記温度センサから
電位差を算出しその電圧信号と設定値とを比較する電位
差伝送器（１８ａ）と、同電位差伝送器からの調整信号
により前記バランス用配管（２１）の圧力を調整する圧
力調整弁（２０）とを具えたことを特徴としている。
【００１１】第３発明のスラストガス軸受の面圧調整装
置は、回転軸に装着したインペラ（２）の高速回転によ
りガスを圧縮する遠心圧縮機のスラストガス軸受であっ
て、回転軸の軸方向荷重を支持するスラストガス軸受
（７）を設けると共に、該回転軸の軸方向力を軽減させ
るバランスピストン（１９）及びバランス用ラビリンス
シール（９ａ）をガス圧縮室の吐出側に配設し、該バラ
ンスピストンとバランス用ラビリンスシールとで挟まれ
る空間へのガスを供給するバランス用配管（２１）と、
前記スラストガス軸受のパッドの歪を検出する歪ゲージ
センサと、複数の前記歪ゲージセンサから電位差を算出
しその電位差信号と設定値とを比較する電位差伝送器
（１８ａ）と、該電位差伝送器からの調整信号によりバ
ランス用配管（２１）の圧力を調整する圧力調整弁（２
０）とを具えたことを特徴としている。
置は、回転軸に装着したインペラ（２）の高速回転によ
りガスを圧縮する遠心圧縮機のスラストガス軸受であっ
て、回転軸の軸方向荷重を支持するスラストガス軸受
（７）を設けると共に、該回転軸の軸方向力を軽減させ
るバランスピストン（１９）及びバランス用ラビリンス
シール（９ａ）をガス圧縮室の吐出側に配設し、該バラ
ンスピストンとバランス用ラビリンスシールとで挟まれ
る空間へのガスを供給するバランス用配管（２１）と、
前記スラストガス軸受のパッドの歪を検出する歪ゲージ
センサと、複数の前記歪ゲージセンサから電位差を算出
しその電位差信号と設定値とを比較する電位差伝送器
（１８ａ）と、該電位差伝送器からの調整信号によりバ
ランス用配管（２１）の圧力を調整する圧力調整弁（２
０）とを具えたことを特徴としている。
【００１２】第４発明のスラストガス軸受の面圧調整装
置は、前記圧力センサ（１７ａ）（１７ｂ）、温度セン
サ（２７ａ）（２７ｂ）又は歪ゲージセンサの少なくと
も１が、スラストガス軸受のパッドに埋設又は貼設され
ていることを特徴としている。
置は、前記圧力センサ（１７ａ）（１７ｂ）、温度セン
サ（２７ａ）（２７ｂ）又は歪ゲージセンサの少なくと
も１が、スラストガス軸受のパッドに埋設又は貼設され
ていることを特徴としている。
【００１３】
【作用】本発明のスラストガス軸受の面圧調整装置によ
れば、回転軸の軸方向軸受としてのスラストガス軸受７
に、クリーンなガスが供給され、回転軸が駆動機（図示
しないタービン、モータ等）によって回転し始めると、
前記スラストガス軸受はかみこんだガスの圧力で回転軸
の軸方向位置を非接触状態で保持する。このスラストガ
ス軸受は、圧縮機の圧縮作用に伴って発生する吸込側方
向のスラスト力を軸受の受圧面で非接触に支持してい
る。
れば、回転軸の軸方向軸受としてのスラストガス軸受７
に、クリーンなガスが供給され、回転軸が駆動機（図示
しないタービン、モータ等）によって回転し始めると、
前記スラストガス軸受はかみこんだガスの圧力で回転軸
の軸方向位置を非接触状態で保持する。このスラストガ
ス軸受は、圧縮機の圧縮作用に伴って発生する吸込側方
向のスラスト力を軸受の受圧面で非接触に支持してい
る。
【００１４】また、バランスピストン１９とバランス用
ラビリンスシール９ａとで挟まれた空間には、圧力調整
弁２０によって所定圧に調整されたガスが供給される。
この圧力ガスの調整は、前記スラストガス軸受の受圧面
にかかるスラスト力がセンサで検出され、検出された差
圧信号と設定値が伝送器で比較され、その値に応じて前
記バランスピストンに供給するガス圧力を前記圧力調整
弁によって調整し、吐出側方向のスラスト力を増加又は
減少させて、前記スラストガス軸受にかかる面圧を設定
値以下に調整している。
ラビリンスシール９ａとで挟まれた空間には、圧力調整
弁２０によって所定圧に調整されたガスが供給される。
この圧力ガスの調整は、前記スラストガス軸受の受圧面
にかかるスラスト力がセンサで検出され、検出された差
圧信号と設定値が伝送器で比較され、その値に応じて前
記バランスピストンに供給するガス圧力を前記圧力調整
弁によって調整し、吐出側方向のスラスト力を増加又は
減少させて、前記スラストガス軸受にかかる面圧を設定
値以下に調整している。
【００１５】
【実施例】本発明に係る第１実施例を図１によって詳細
に説明する。図１は本発明に係る第１実施例のスラスト
ガス軸受の面圧調整の系統図である。本発明のスラスト
ガス軸受の面圧調整装置ではスラストガス軸受の受圧面
にかかるスラスト力の面圧を圧力センサで検出しその面
圧力と設定値とを比較してバランス用ラビリンスシール
とバランスピストンとで挟まれた空間に供給するガス圧
力を圧力調整弁によって調整し軸受パッド面圧が設定値
以下になるよう調整している。
に説明する。図１は本発明に係る第１実施例のスラスト
ガス軸受の面圧調整の系統図である。本発明のスラスト
ガス軸受の面圧調整装置ではスラストガス軸受の受圧面
にかかるスラスト力の面圧を圧力センサで検出しその面
圧力と設定値とを比較してバランス用ラビリンスシール
とバランスピストンとで挟まれた空間に供給するガス圧
力を圧力調整弁によって調整し軸受パッド面圧が設定値
以下になるよう調整している。
【００１６】図において、回転軸１に複数のインペラ２
が装着され、該インペラは高速回転することによりガス
を圧縮する。回転軸１とハウジングとの間にはガス圧縮
室からのガス流出を最小限に抑えるようラビリンスシー
ル９が設けられ、また吐出側のラビリンスシール９とイ
ンペラ２との間には、回転軸１の軸方向力を軽減させる
バランスピストン１９が配設されており、このバランス
ピストンにもラビリンスシールが介装されガス圧縮室か
らのガス流出を微少に抑えている。
が装着され、該インペラは高速回転することによりガス
を圧縮する。回転軸１とハウジングとの間にはガス圧縮
室からのガス流出を最小限に抑えるようラビリンスシー
ル９が設けられ、また吐出側のラビリンスシール９とイ
ンペラ２との間には、回転軸１の軸方向力を軽減させる
バランスピストン１９が配設されており、このバランス
ピストンにもラビリンスシールが介装されガス圧縮室か
らのガス流出を微少に抑えている。
【００１７】さらに連通管１０を設けることによってバ
ランスピストン１９の反スラスト軸受側の圧力を吸込み
ガスの圧力と同等にし、インペラの圧縮作用によってイ
ンペラ２がスラスト軸受方向に移動しようとする大きな
軸方向力を軽減させている。１７ａ，１７ｂはスラスト
ガス軸受７のパッド７Ａに埋設又は貼設された圧力セン
サでスラストディスク７Ｂを挟んで複数個配設されてい
る。１８は前記圧力センサ１７ａ，１７ｂからの信号を
受けてバランスディスク７Ｂの前面と背面の差圧を求め
設定値と比較する差圧伝送器である。
ランスピストン１９の反スラスト軸受側の圧力を吸込み
ガスの圧力と同等にし、インペラの圧縮作用によってイ
ンペラ２がスラスト軸受方向に移動しようとする大きな
軸方向力を軽減させている。１７ａ，１７ｂはスラスト
ガス軸受７のパッド７Ａに埋設又は貼設された圧力セン
サでスラストディスク７Ｂを挟んで複数個配設されてい
る。１８は前記圧力センサ１７ａ，１７ｂからの信号を
受けてバランスディスク７Ｂの前面と背面の差圧を求め
設定値と比較する差圧伝送器である。
【００１８】１９ａはバランス用ラビリンスシール９ａ
とバランスピストン１９とで挟まれたバランス空間、２
０は差圧伝送器１８からの調整信号を受けバランスピス
トン１９へのガス圧力を調整する圧力調整弁、２１はバ
ランス空間１９ａへガスを供給するバランス用配管、１
６は減圧弁、１３はフィルタである。
とバランスピストン１９とで挟まれたバランス空間、２
０は差圧伝送器１８からの調整信号を受けバランスピス
トン１９へのガス圧力を調整する圧力調整弁、２１はバ
ランス空間１９ａへガスを供給するバランス用配管、１
６は減圧弁、１３はフィルタである。
【００１９】前記第１実施例の作用を説明する。このよ
うに構成されたスラストガス軸受の面圧調整装置では、
回転軸１の軸方向軸受としてのスラストガス軸受７に供
給配管１１からクリーンなガスが供給され、回転軸１が
駆動機（図示しないタービン、モータ等）によって回転
し始めると、スラストガス軸受７にかみこんだガスの圧
力で軸方向位置を非接触状態で回転軸を保持すると共
に、圧縮機の圧縮作用に伴って発生する吸込側方向のス
ラスト力を軸受の受圧面で非接触に支持している。
うに構成されたスラストガス軸受の面圧調整装置では、
回転軸１の軸方向軸受としてのスラストガス軸受７に供
給配管１１からクリーンなガスが供給され、回転軸１が
駆動機（図示しないタービン、モータ等）によって回転
し始めると、スラストガス軸受７にかみこんだガスの圧
力で軸方向位置を非接触状態で回転軸を保持すると共
に、圧縮機の圧縮作用に伴って発生する吸込側方向のス
ラスト力を軸受の受圧面で非接触に支持している。
【００２０】また、バランスピストン１９には、バラン
ス用配管２１から所定圧に調整された圧力がかかり、吐
出側方向のスラスト力を発生させて、前記吸込側方向の
スラスト力を相殺しパッド７Ａにかかる面圧を減少させ
ている。そして、スラストガス軸受７の受圧面にかかる
スラスト力が、複数の圧力センサ１７ａ，１７ｂからの
差圧により検出され、その差圧信号と面圧設定値が差圧
伝送器１８で比較され、その差圧に従って圧力調整弁２
０に調整信号が送られる。
ス用配管２１から所定圧に調整された圧力がかかり、吐
出側方向のスラスト力を発生させて、前記吸込側方向の
スラスト力を相殺しパッド７Ａにかかる面圧を減少させ
ている。そして、スラストガス軸受７の受圧面にかかる
スラスト力が、複数の圧力センサ１７ａ，１７ｂからの
差圧により検出され、その差圧信号と面圧設定値が差圧
伝送器１８で比較され、その差圧に従って圧力調整弁２
０に調整信号が送られる。
【００２１】圧力センサ１７ａで検出された面圧力が設
定値を超えている場合には、圧力調整弁２０にてバラン
ス空間１９ａに供給するガス圧力を高く調整し、吐出側
方向のスラスト力を増加させると、スラストガス軸受７
の圧力センサ１７ａ側のパッド７Ａにかかる面圧が減少
する。逆に、圧力センサ１７ｂで検出された面圧力が設
定値を超えている場合には、バランス空間１９ａに供給
するガス圧力を低く調整して吐出側方向のスラスト力を
減少させることにより、スラストガス軸受７の圧力セン
サ１７ｂ側のパッド７Ａにかかる面圧を設定値以下に調
整している。
定値を超えている場合には、圧力調整弁２０にてバラン
ス空間１９ａに供給するガス圧力を高く調整し、吐出側
方向のスラスト力を増加させると、スラストガス軸受７
の圧力センサ１７ａ側のパッド７Ａにかかる面圧が減少
する。逆に、圧力センサ１７ｂで検出された面圧力が設
定値を超えている場合には、バランス空間１９ａに供給
するガス圧力を低く調整して吐出側方向のスラスト力を
減少させることにより、スラストガス軸受７の圧力セン
サ１７ｂ側のパッド７Ａにかかる面圧を設定値以下に調
整している。
【００２２】本発明に係る第２実施例を図２によって説
明する。図２は本発明に係る第２実施例のスラストガス
軸受の面圧調整装置の面圧調整の系統図である。図にお
いて２７ａ，２７ｂ及び１８ａ以外の符号は前記第１実
施例の図１の１７ａ，１７ｂ及び１８を除く符号と同様
であるから説明を省く。ガス膜の圧力変化に追従して変
化するパッド７Ａの温度をパッド７Ａに埋設又は貼設さ
れた温度センサ２７ａ，２７ｂにより検出し複数の温度
センサ２７ａ，２７ｂの起電力の差（電位差）により、
その電位差信号と面圧設定値が電位差伝送器１８ａで比
較されその電位差に従って圧力調整弁２０に調整信号が
送られ、前記第１実施例と同様にバランス空間１９ａに
供給する圧力を調整している。
明する。図２は本発明に係る第２実施例のスラストガス
軸受の面圧調整装置の面圧調整の系統図である。図にお
いて２７ａ，２７ｂ及び１８ａ以外の符号は前記第１実
施例の図１の１７ａ，１７ｂ及び１８を除く符号と同様
であるから説明を省く。ガス膜の圧力変化に追従して変
化するパッド７Ａの温度をパッド７Ａに埋設又は貼設さ
れた温度センサ２７ａ，２７ｂにより検出し複数の温度
センサ２７ａ，２７ｂの起電力の差（電位差）により、
その電位差信号と面圧設定値が電位差伝送器１８ａで比
較されその電位差に従って圧力調整弁２０に調整信号が
送られ、前記第１実施例と同様にバランス空間１９ａに
供給する圧力を調整している。
【００２３】本発明に係る第３実施例を前記図２を流用
して説明する。図２において温度センサ２７ａ，２７ｂ
を歪ゲージセンサ２７ａ，２７ｂでおき替える。ガス膜
の圧力変化に追従して変化するパッドＡの変形を、複数
の前記おき替えた歪ゲージセンサにより検出し、前記第
２実施例と同様複数の歪ゲージセンサの出力側起電力の
差（電位差）によりその電位差信号と面圧設定値が電位
差伝送器１８ａで比較され、その電位差に従って圧力調
整弁２０に調整信号が送られ、前記第２実施例と同様バ
ランス空間１９ａに供給するガス圧を調整する。
して説明する。図２において温度センサ２７ａ，２７ｂ
を歪ゲージセンサ２７ａ，２７ｂでおき替える。ガス膜
の圧力変化に追従して変化するパッドＡの変形を、複数
の前記おき替えた歪ゲージセンサにより検出し、前記第
２実施例と同様複数の歪ゲージセンサの出力側起電力の
差（電位差）によりその電位差信号と面圧設定値が電位
差伝送器１８ａで比較され、その電位差に従って圧力調
整弁２０に調整信号が送られ、前記第２実施例と同様バ
ランス空間１９ａに供給するガス圧を調整する。
【００２４】
【発明の効果】本発明は、回転軸に装着したインペラの
高速回転によりガスを圧縮する遠心圧縮機のスラストガ
ス軸受であって、回転軸の軸方向荷重を支持するスラス
トガス軸受を設けると共に、回転軸の軸方向力を軽減さ
せるバランスピストン及びバランス用ラビリンスシール
をガス圧縮室の吐出側に配設し、該バランスピストン及
びバランス用ラビリンスシールとで挟まれる空間へのガ
スを供給するバランス用配管と、前記スラストガス軸受
のスラスト力を検出する圧力センサと、複数の前記圧力
センサからの差圧を検出しその差圧信号と設定値とを比
較する差圧伝送器と、同差圧伝送器からの調整信号によ
りバランス用配管の圧力を調整する圧力調整弁とを具え
て構成し、また、前記圧力センサに代えて温度センサ又
は歪ゲージセンサを、差圧伝送器に代えて電位差伝送器
を具えて構成したので、パッドに設けられたセンサから
の信号に応じてバランスピストンへのガス圧力を調整す
ることにより、圧縮機の圧縮作用によって発生する吸込
側方向のスラスト力及びその変動を、設定値以下に調整
することができる。また、スラストガス軸受の面圧が適
正に維持されるので、圧縮機の回転軸が安定して非接触
状態を保持できる効果を奏したものであり、産業上極め
て有益なものである。
高速回転によりガスを圧縮する遠心圧縮機のスラストガ
ス軸受であって、回転軸の軸方向荷重を支持するスラス
トガス軸受を設けると共に、回転軸の軸方向力を軽減さ
せるバランスピストン及びバランス用ラビリンスシール
をガス圧縮室の吐出側に配設し、該バランスピストン及
びバランス用ラビリンスシールとで挟まれる空間へのガ
スを供給するバランス用配管と、前記スラストガス軸受
のスラスト力を検出する圧力センサと、複数の前記圧力
センサからの差圧を検出しその差圧信号と設定値とを比
較する差圧伝送器と、同差圧伝送器からの調整信号によ
りバランス用配管の圧力を調整する圧力調整弁とを具え
て構成し、また、前記圧力センサに代えて温度センサ又
は歪ゲージセンサを、差圧伝送器に代えて電位差伝送器
を具えて構成したので、パッドに設けられたセンサから
の信号に応じてバランスピストンへのガス圧力を調整す
ることにより、圧縮機の圧縮作用によって発生する吸込
側方向のスラスト力及びその変動を、設定値以下に調整
することができる。また、スラストガス軸受の面圧が適
正に維持されるので、圧縮機の回転軸が安定して非接触
状態を保持できる効果を奏したものであり、産業上極め
て有益なものである。
【００２５】
【図１】本発明に係る第１実施例のスラストガス軸受の
面圧調整装置の面圧調整の系統図。
面圧調整装置の面圧調整の系統図。
【図２】本発明に係る第２実施例のスラストガス軸受の
面圧調整装置の面圧調整の系統図。
面圧調整装置の面圧調整の系統図。
【図３】従来例の遠心圧縮機のガス軸受の配置を示す断
面図。
面図。
【図４】従来例の遠心圧縮機のスラストガス軸受の面圧
調整の系統図。
調整の系統図。
１…回転軸、２…インペラ、７…スラストガス軸受、７
Ａ…パッド、７Ｂ…スラストディスク、９…ラビリンス
シール、９ａ…バランス用ラビリンスシール、１０…連
通管、１７ａ，１７ｂ…圧力センサ、１８…差圧伝送
器、１８ａ…電位差伝送器、１９…バランスピストン、
１９ａ…バランス空間、２０…圧力調整弁、１６…減圧
弁、１３…フィルタ、２１…バランス用配管、２７ａ，
２７ｂ…温度センサ。
Ａ…パッド、７Ｂ…スラストディスク、９…ラビリンス
シール、９ａ…バランス用ラビリンスシール、１０…連
通管、１７ａ，１７ｂ…圧力センサ、１８…差圧伝送
器、１８ａ…電位差伝送器、１９…バランスピストン、
１９ａ…バランス空間、２０…圧力調整弁、１６…減圧
弁、１３…フィルタ、２１…バランス用配管、２７ａ，
２７ｂ…温度センサ。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F04D 27/00
F04D 29/04,29/08
F16C 32/06
Claims (4)
- 【請求項１】 回転軸に装着したインペラ（２）の高速
回転によりガスを圧縮する遠心圧縮機のスラストガス軸
受であって、回転軸の軸方向荷重を支持するスラストガ
ス軸受（７）を設けると共に、該回転軸の軸方向力を軽
減させるバランスピストン（１９）及びバランス用ラビ
リンスシール（９ａ）をガス圧縮室の吐出側に配設し、
該バランスピストンとバランス用ラビンスシールとで挟
まれる空間へのガスを供給するバランス用配管（２１）
と、前記スラストガス軸受のスラスト力を検出する圧力
センサ（１７ａ）（１７ｂ）と、複数の前記各圧力セン
サの差圧を検出しその差圧信号と設定値とを比較する差
圧伝送器（１８）と、同差圧伝送器からの調整信号によ
り前記バランス用配管の圧力を調整する圧力調整弁（２
０）とを具えたことを特徴とするスラストガス軸受の面
圧調整装置。 - 【請求項２】 回転軸に装着したインペラ（２）の高速
回転によりガスを圧縮する遠心圧縮機のスラストガス軸
受であって、回転軸の軸方向荷重を支持するスラストガ
ス軸受（７）を設けると共に、該回転軸の軸方向力を軽
減させるバランスピストン（１９）及びバランス用ラビ
リンスシール（９ａ）をガス圧縮室の吐出側に配設し、
該バランスピストンとバランス用ラビンスシールとで挟
まれる空間へのガスを供給するバランス用配管（２１）
と、前記スラストガス軸受のパッドの温度を検出する温
度センサ（２７ａ）（２７ｂ）と、複数の前記温度セン
サから電位差を算出しその電圧信号と設定値とを比較す
る電位差伝送器（１８ａ）と、同電位差伝送器からの調
整信号により前記バランス用配管（２１）の圧力を調整
する圧力調整弁（２０）とを具えたことを特徴とするス
ラストガス軸受の面圧調整装置。 - 【請求項３】 回転軸に装着したインペラ（２）の高速
回転によりガスを圧縮する遠心圧縮機のスラストガス軸
受であって、回転軸の軸方向荷重を支持するスラストガ
ス軸受（７）を設けると共に、該回転軸の軸方向力を軽
減させるバランスピストン（１９）及びバランス用ラビ
リンスシール（９ａ）をガス圧縮室の吐出側に配設し、
該バランスピストンとバランス用ラビリンスシールとで
挟まれる空間へのガスを供給するバランス用配管（２
１）と、前記スラストガス軸受のパッドの歪を検出する
歪ゲージセンサと、複数の前記歪ゲージセンサから電位
差を算出しその電位差信号と設定値とを比較する電位差
伝送器（１８ａ）と、該電位差伝送器からの調整信号に
よりバランス用配管（２１）の圧力を調整する圧力調整
弁（２０）とを具えたことを特徴とするスラストガス軸
受の面圧調整装置。 - 【請求項４】 前記圧力センサ（１７ａ）（１７ｂ）、
温度センサ（２７ａ）（２７ｂ）又は歪ゲージセンサの
少なくとも１が、スラストガス軸受のパッドに埋設又は
貼設されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れ
か一に記載のスラストガス軸受の面圧調整装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12586595A JP3438994B2 (ja) | 1995-04-26 | 1995-04-26 | スラストガス軸受の面圧調整装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12586595A JP3438994B2 (ja) | 1995-04-26 | 1995-04-26 | スラストガス軸受の面圧調整装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08296584A JPH08296584A (ja) | 1996-11-12 |
| JP3438994B2 true JP3438994B2 (ja) | 2003-08-18 |
Family
ID=14920857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12586595A Expired - Fee Related JP3438994B2 (ja) | 1995-04-26 | 1995-04-26 | スラストガス軸受の面圧調整装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3438994B2 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10318184A (ja) * | 1997-05-16 | 1998-12-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 圧縮機のスラスト荷重低減構造 |
| JP4628556B2 (ja) * | 2001-02-02 | 2011-02-09 | 株式会社Ｉｈｉ | 流体機械 |
| ITMI20022337A1 (it) * | 2002-11-05 | 2004-05-06 | Nuovo Pignone Spa | Assieme di bilanciamento di spinta assiale per un |
| JP4119815B2 (ja) * | 2003-09-30 | 2008-07-16 | 三菱重工業株式会社 | 圧縮機 |
| JP4844038B2 (ja) * | 2005-08-01 | 2011-12-21 | 株式会社島津製作所 | ターボ型回転機器 |
| US20110129331A1 (en) * | 2009-12-02 | 2011-06-02 | General Electric Company | System for controlling the thrust affecting a shaft |
| CN104747490B (zh) * | 2015-02-16 | 2017-01-25 | 沈阳鼓风机集团自动控制系统工程有限公司 | 轴承油密封的缓冲气压力控制方法 |
| CN104763664B (zh) * | 2015-02-16 | 2016-08-24 | 沈阳鼓风机集团自动控制系统工程有限公司 | 轴承油密封的缓冲气压力控制系统 |
| CN108386370A (zh) * | 2018-03-05 | 2018-08-10 | 清华大学 | 一种离心压缩机 |
| CN110118106A (zh) * | 2019-04-18 | 2019-08-13 | 华电电力科学研究院有限公司 | 一种基于高效径向透平的分布式余压发电系统及工作方法 |
| CN110397614B (zh) * | 2019-07-16 | 2020-09-11 | 华能国际电力股份有限公司丹东电厂 | 一种火电机组的风量风压自动控制系统 |
-
1995
- 1995-04-26 JP JP12586595A patent/JP3438994B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08296584A (ja) | 1996-11-12 |
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