JP5135981B2 - 遠心圧縮機 - Google Patents

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Description

本発明は、例えば内燃機関の過給を行う為の過給機に用いられる遠心圧縮機に関するものである。
遠心圧縮機は、高速で回転するインペラにより圧縮性流体、例えば空気を吸引し圧縮するものである。
圧縮過程でエネルギの一部が温度に変換し、圧縮流体が昇温する。高圧力比、更に昇圧のレベルが高くなると、圧縮時に発生する熱量も大きくなり、圧縮流体も高温化する。
この為、高圧縮を行う遠心圧縮機では稼働時のインペラの温度も高くなる。特に、インペラがアルミ系の合金であった場合は、強度上インペラを冷却する必要がある。
従来、インペラを冷却する構造を有する遠心圧縮機として、例えば特許文献1に示されるものがあり、インペラの背面に高圧の冷却ガスを供給し、圧縮された高温の空気がインペラの背面に回込まない様にすると共に供給するガスによりインペラを冷却している。
従来の遠心圧縮機では、圧縮した空気がインペラの背面に回込まない様に、冷却ガスは高圧である必要がある。この為、冷却に使用されるガスは、アフタクーラにより冷却されたガスの一部が配管によりインペラの背面に導かれている。
従って、従来の遠心圧縮機ではインペラ冷却の為の配管が必要であり、更にアフタクーラにより冷却されたガスの一部が使用される為、遠心圧縮機としてのロスが増大する等の問題があった。
特開平4−365997号公報
本発明は斯かる実情に鑑み、簡便な構造で確実にインペラの冷却を可能とし、又冷却に伴う遠心圧縮機のロスの低減を図るものである。
本発明は、インペラの背面に臨接する冷却室を形成し、前記インペラの背面に冷却羽根を設け、前記冷却室の内周部と外周部とをそれぞれ外部と連通させ、前記冷却羽根が前記インペラと一体に回転することで、外気が前記冷却室内周部より吸引され、該冷却室を流動して該冷却室の外周部より吐出される様構成した遠心圧縮機に係るものである。
又本発明は、前記インペラを収納するハウジングと前記インペラの最大外周部との間にシールが設けられ、前記冷却室が前記ハウジング内部からシールされた遠心圧縮機に係るものである。
又本願発明は、前記インペラを収納するハウジングがインペラ回転軸を回転自在に支持する軸受ハウジングに設けられ、該軸受ハウジングと前記ハウジングとの間に外部と連通する空間が形成され、前記冷却室の内周部と外周部は前記空間を介して外部に連通する遠心圧縮機に係るものである。
又本発明は、前記ハウジング内部に前記冷却室の内周部とハウジング外部とを連通する吸引流路を形成し、又前記ハウジング内部に前記冷却室の外周部とハウジング外部とを連通する吐出流路とを形成した遠心圧縮機に係るものである。
更に又本発明は、前記インペラを収納するハウジングがインペラ回転軸を回転自在に支持する軸受ハウジングに設けられ、該軸受ハウジングと前記ハウジングとの間に空間が形成され、該空間はディフューザと連通された遠心圧縮機に係るものである。
本発明によれば、インペラの背面に臨接する冷却室を形成し、前記インペラの背面に冷却羽根を設け、前記冷却室の内周部と外周部とをそれぞれ外部と連通させ、前記冷却羽根が前記インペラと一体に回転することで、外気が前記冷却室内周部より吸引され、該冷却室を流動して該冷却室の外周部より吐出される様構成したので、インペラを冷却する場合の冷却空気の給排を別途装置で行う必要がなく、常圧の外気を吸引排出すればよいので、給排の為の動力は軽微でよい。
又本発明によれば、前記インペラを収納するハウジングと前記インペラの最大外周部との間にシールが設けられ、前記冷却室が前記ハウジング内部からシールされたので、前記冷却室が前記ハウジング内部から圧力について縁切りされ、常圧でよいので冷却室を簡単に構成できる。
又本発明によれば、前記インペラを収納するハウジングがインペラ回転軸を回転自在に支持する軸受ハウジングに設けられ、該軸受ハウジングと前記ハウジングとの間に外部と連通する空間が形成され、前記冷却室の内周部と外周部は前記空間を介して外部に連通するので、冷却空気を前記冷却室に導き、排出する為の配管が不要であり、構造が簡単である。
又本発明によれば、前記ハウジング内部に前記冷却室の内周部とハウジング外部とを連通する吸引流路を形成し、又前記ハウジング内部に前記冷却室の外周部とハウジング外部とを連通する吐出流路とを形成したので、冷却空気を前記冷却室に導き、排出する為の配管が不要であり、構造が簡単である。
更に又本発明によれば、前記インペラを収納するハウジングがインペラ回転軸を回転自在に支持する軸受ハウジングに設けられ、該軸受ハウジングと前記ハウジングとの間に空間が形成され、該空間はディフューザと連通されたので、ディフューザからの高圧空気が前記空間に導かれ、該空間が昇圧され、軸受ハウジングの潤滑油が大気側に漏出することが防止される等の優れた効果を発揮する。
以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。
先ず、図1に於いて、遠心圧縮機の一例を概略説明する。
軸受ハウジング1に駆動軸2、インペラ回転軸3が軸受4を介して回転自在に設けられ、又前記軸受4にはオイルシール5が設けられている。前記駆動軸2には駆動ギア6が嵌着され、前記インペラ回転軸3には従動軸ギア7が嵌着され、該従動軸ギア7と前記駆動ギア6とは噛合している。前記駆動軸2にはモータ、ガスタービン等の駆動源(図示せず)が連結され、該駆動源によって前記駆動軸2が回転され、該駆動軸2の回転は前記駆動ギア6、前記従動軸ギア7により増速されて前記インペラ回転軸3に伝達される。
前記インペラ回転軸3の一端部には、圧縮部9が設けられる。尚、図示していないが、多段に圧縮する場合は、前記インペラ回転軸3の他端にも圧縮部が設けられ、或は複数の従動軸が設けられ、該複数の従動軸の端部に圧縮部が設けられる。
前記圧縮部9について図2を参照して説明する。
ハウジング11が前記軸受ハウジング1の側面に取付けられ、該軸受ハウジング1と前記ハウジング11との間には円盤状の空間12が形成される。前記軸受ハウジング1のハウジング取付け面には、複数箇所に流路溝13が刻設され、該流路溝13は前記空間12と遠心圧縮機外部とを連通している。
前記ハウジング11はインペラ14を収納するインペラ収納部15、該インペラ収納部15の周囲に形成されたスクロール16を有し、前記インペラ収納部15には前記インペラ14と同軸の吸入口17が開口しており、前記インペラ収納部15と前記スクロール16との間にはディフューザ18が形成される。
前記インペラ回転軸3は前記空間12、前記ハウジング11の前記インペラ14の背面壁(ハブ19)を貫通し、前記インペラ回転軸3の端部に前記インペラ14が嵌着されている。
前記ハブ19には前記インペラ14の背面に臨接する凹部が形成され、該凹部と前記インペラ14の背面によって、前記インペラ回転軸3と同心で円盤状の冷却室21が画成される。前記インペラ回転軸3の前記ハブ19貫通部には前記インペラ回転軸3の周囲に中心間隙22が形成され、又、前記冷却室21の周辺部に連通する円弧状の通孔23が複数箇所に穿設され、前記中心間隙22、前記通孔23によって前記冷却室21が前記空間12と連通している。
前記インペラ14の背面に、複数枚の冷却羽根24が放射状に設けられ、前記インペラ14が回転することで、前記冷却羽根24も一体に回転する様になっている。
又、前記インペラ14の外周縁と前記冷却室21の周壁面との間にはシール25が設けられる。該シール25は、例えばラビリンスパッキンであり、或はハニカムシールであり、圧力境界部に設けられるシールである。尚、前記シール25によりシールする位置は、前記インペラ14の外周縁に限られず、前記インペラ14の背面の外周部分でもよい。
前記駆動軸2がモータ或はガスタービン等の前記駆動源(図示せず)によって回転されることで、前記インペラ回転軸3が前記駆動ギア6、前記従動軸ギア7によって増速されて回転され、前記インペラ14が高速で回転する。
該インペラ14の回転により空気が前記吸入口17より吸入され、前記インペラ14によって圧縮され、前記ディフューザ18を経て前記スクロール16に吐出される。圧縮された空気は、前記ディフューザ18を通過することで、動圧が圧力に変換され、昇圧する。更に前記スクロール16を経て図示しない吐出口より高圧縮流体として吐出される。
前記冷却羽根24が前記インペラ14と一体に回転され、前記冷却羽根24の回転により、前記中心間隙22より前記空間12の空気が吸引され、更に前記通孔23から前記空間12に吐出される。前記空間12は外部と連通しているので、該空間12を介して前記冷却室21を外気が流動する。外部空気が前記冷却室21を流動することで、前記インペラ14を冷却する。
尚、前記空間12内に仕切を設け、外気の流入路と前記冷却室21からの流出路とを区分し、該冷却室21での外気の流動が円滑になる様にしてもよい。
又、前記冷却室21は前記インペラ収納部15に対して前記シール25でシールされており、略常圧であり、前記冷却羽根24は外部の空気が前記中心間隙22より吸引され、前記通孔23より吐出するだけの空気の流動を起せばよいので、小さく、又数枚あればよい。従って、前記冷却羽根24の回転により消費される動力は軽微である。
図3により、本発明が自動車等の過給機に実施された場合を説明する。
図3は、過給機の遠心圧縮機の一部を示しており、図1、図2中で示したものと同等のものには同符号を付してある。
過給機は軸受ハウジング27の一端にタービン(図示せず)、他端に遠心圧縮機28が一体的に設けられる構成となっており、前記軸受ハウジング27に回転自在にインペラ回転軸3が支持され、該インペラ回転軸3の一端にインペラ14が設けられ、他端にタービンインペラ(図示せず)が設けられる。
前記インペラ14を収納するハウジング29と前記軸受ハウジング27の境界部にはシールプレート31が設けられている。該シールプレート31を貫通するインペラ回転軸3にはブッシュ33が嵌着され、該ブッシュ33と前記シールプレート31との間にはオイルシール37が設けられている。又、前記ハウジング29の一部を構成するハブ19と前記ブッシュ33との間にはエアシール34が設けられている。
前記ハブ19と前記シールプレート31との間には円盤状の空間38が形成され、前記インペラ14の背面と前記ハブ19との間には冷却室21が形成される。
前記インペラ14の背面には複数枚の冷却羽根24が放射状に設けられ、該冷却羽根24は前記インペラ14の回転で前記冷却室21内を回転する様になっている。尚、前記冷却羽根24は上述したと同様に、前記冷却室21に空気を流動させるだけでよいので、小さく、又数枚あればよい。
前記インペラ14の外周縁と前記冷却室21の内周壁との間にはシール25が設けられ、該シール25によって前記ディフューザ18側と前記冷却室21との縁切りが行われている。又、前記エアシール34によって前記冷却室21と前記軸受ハウジング27の内部とが圧力に関して縁切りされている。
前記ハブ19には吸引流路35が穿設され、該吸引流路35の一端は前記ハウジング29の外部、即ち大気側に開口し、前記吸引流路35の他端は前記冷却室21の前記冷却羽根24より中心側に開口する。前記ハブ19に吐出流路36が半径方向に穿設され、該吐出流路36の一端は前記冷却室21の外周部に開口し、他端は前記ハブ19の外面、即ち大気側に開口している。
又、前記ハブ19には前記ディフューザ18に一端が開口し、他端が前記空間38に開口する導圧路39が穿設され、該導圧路39は前記ディフューザ18の高圧空気を僅かに前記空間38に導く様になっている。尚、前記吸引流路35、前記吐出流路36、前記導圧路39はそれぞれ周方向に位置がずれている。
従って、前記冷却室21は内周部が前記吸引流路35によって外部と連通し、外周部が前記吐出流路36によって外部と連通し、更に前記ディフューザ18と前記空間38とは前記導圧路39によって連通している。
前記インペラ14が回転することで、前記吸入口17より空気が吸引され圧縮される。又、前記インペラ14と一体に前記冷却羽根24が回転することで、前記吸引流路35を介して外気が前記冷却室21に吸引され、更に該冷却室21を流動して前記吐出流路36より外部に吐出される。外気が前記冷却室21を流動することで、前記インペラ14が冷却される。
更に、前記導圧路39によって前記ディフューザ18の高圧空気が前記空間38に導かれることで、該空間38の圧力が大気より高くなり、前記軸受ハウジング27から潤滑油が大気側に漏出することが防止される。
本実施の形態に於いても、前記冷却羽根24の回転によって消費される動力は、軽微であり、又、外気を前記冷却羽根24に導入する、排出する為の配管は必要とされない。
本発明の第1の実施の形態を示す概略断面図である。 本発明の実施の形態の要部を示す拡大図である。 本発明の第2の実施の形態を示す概略断面図である。
符号の説明
1 軸受ハウジング
2 駆動軸
3 インペラ回転軸
9 圧縮部
11 ハウジング
12 空間
13 流路溝
14 インペラ
15 インペラ収納部
18 ディフューザ
19 ハブ
21 冷却室
22 中心間隙
23 通孔
24 冷却羽根
25 シール
28 遠心圧縮機
29 ハウジング
31 シールプレート
34 エアシール
35 吸引流路
36 吐出流路

Claims (5)

  1. インペラの背面に臨接する冷却室を形成し、前記インペラの背面に冷却羽根を設け、前記冷却室の内周部と外周部とをそれぞれ常圧の外部と連通させ、前記冷却羽根が前記インペラと一体に回転することで、常圧の外気が前記冷却室内周部より吸引され、該冷却室を流動して該冷却室の外周部より吐出される様構成したことを特徴とする遠心圧縮機。
  2. 前記インペラを収納するハウジングと前記インペラの最大外周部との間にシールが設けられ、前記冷却室が前記ハウジング内部からシールされた請求項1の遠心圧縮機。
  3. 前記インペラを収納するハウジングがインペラ回転軸を回転自在に支持する軸受ハウジングに設けられ、該軸受ハウジングと前記ハウジングとの間に外部と連通する空間が形成され、前記冷却室の内周部と外周部は前記空間を介して外部に連通する請求項1又は請求項2の遠心圧縮機。
  4. 前記ハウジング内部に前記冷却室の内周部とハウジング外部とを連通する吸引流路を形成し、又前記ハウジング内部に前記冷却室の外周部とハウジング外部とを連通する吐出流路とを形成した請求項2又は請求項3の遠心圧縮機。
  5. 前記インペラを収納するハウジングがインペラ回転軸を回転自在に支持する軸受ハウジングに設けられ、該軸受ハウジングと前記ハウジングとの間に空間が形成され、該空間はディフューザと連通された請求項1又は請求項2の遠心圧縮機。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011122516A (ja) * 2009-12-10 2011-06-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 遠心圧縮機
JP5863320B2 (ja) 2011-08-05 2016-02-16 三菱重工コンプレッサ株式会社 遠心圧縮機
JP5884844B2 (ja) * 2014-02-21 2016-03-15 株式会社ノーリツ 給湯装置
JP5920422B2 (ja) * 2014-08-25 2016-05-18 株式会社ノーリツ 羽根車、羽根車の製造方法および給湯装置
US9933185B2 (en) 2014-02-24 2018-04-03 Noritz Corporation Fan and water heater provided with the same, and impeller and water heater provided with the same
JP5994809B2 (ja) * 2014-04-15 2016-09-21 株式会社ノーリツ 羽根車およびこれを備える給湯装置
WO2017057482A1 (ja) 2015-10-02 2017-04-06 株式会社Ihi 遠心圧縮機
DK201770269A1 (en) * 2017-04-18 2018-12-06 Spx Flow Technology Danmark A/S A PUMP FOR PUMPING HEAT-SENSITIVE FLUIDS
DE102020212605A1 (de) * 2020-10-06 2022-04-07 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Radialer Verdichter und Verfahren zum Betreiben eines radialen Verdichters
CN114135498A (zh) * 2021-12-16 2022-03-04 势加透博洁净动力如皋有限公司 一种具有轴向力平衡和冷却系统的离心式压缩机

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53140106U (ja) * 1977-04-12 1978-11-06
JP2934530B2 (ja) * 1991-06-14 1999-08-16 三菱重工業株式会社 遠心圧縮機

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