JP5876753B2

JP5876753B2 - 遠心圧縮装置

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Publication number: JP5876753B2
Application number: JP2012059130A
Authority: JP
Inventors: 吉岡　徹; 徹吉岡
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2012-03-15
Filing date: 2012-03-15
Publication date: 2016-03-02
Anticipated expiration: 2032-03-15
Also published as: JP2013194517A

Description

本発明は、遠心圧縮機、電動機及びこの電動機の動力を前記遠心圧縮機に伝える動力伝達機構を備えた遠心圧縮装置に関するものである。

遠心圧縮機は、インペラによる圧縮ガスがインペラの背面側を通ってケーシング（ハウジング）外部へ漏れ出るのを抑制する軸シールを備えている。従来、軸シールを備えた遠心圧縮機の一例として、特許文献１に示されているようなものがあり、これを図７を用いて説明する。図７は軸シールを備えた遠心圧縮機の従来例を示す断面図である。

図７に示すように、この従来の遠心圧縮機５１は、回転軸５２と、この回転軸５２の先端部に連結されたインペラ５３と、回転軸５２及びインペラ５３を囲むケーシング（ハウジング）５４と、ケーシング５４と回転軸５２との間に配置され、インペラ５３による圧縮ガスがインペラ５３の背面側を通ってケーシング５４外部へ漏れ出るのを抑制する環状の軸シール５８とを備えている。

前記回転軸５２は、歯車箱６６に固定された軸受６５によって回転可能に支持されている。前記歯車箱６６は、上半部６６ａと下半部６６ｂとを有し、上半部６６ａはメンテナンス時には破線で示すように取り外すことができるようになっている。また、前記ケーシング５４には、ガスＧを導入するための入口通路を形成するインレット部材５５が固定されている。インペラ５３により吸入されたガスＧは、半径方向外側に送り出される過程で減速加圧された後、環状のスクロール室５６に導入され、図示しない排出口から需要側へ送出されるようになっている。

そして、前記軸シール５８について説明すると、軸シール５８のインペラ５３側の端部には、半径方向外側に突出するフランジ部５８ａが形成されている。また、軸シール５８の他端側に、軸シール５８から半径方向外側に突出するように固定されたシール固定部材６２が設けられており、このシール固定部材６２は、ボルト等の締結部材６３により軸シール５８の他端側に固定されている。このように、前記フランジ部５８ａと前記シール固定部材６２の間にケーシング５４が挟まれることで、ケーシング５４に対する軸シール５８の軸方向移動が拘束されるようになっている。

なお、ラビリンス式の非接触シールである前記軸シール５８を構成するために、回転軸５２のうち軸シール５８に対向する外周部分には、軸方向に間隔をおいて複数のラビリンス群５７が支持されており、また、軸シール５８において、その内周部には環状のシール室５９が複数形成され、外周部には各シール室５９に対応した環状の均圧室６０が複数形成され、さらに、対応するシール室５９と均圧室６０を連通する通路６１が複数形成されている。

特開２０１１−７０５０号公報（図３）

しかしながら、前述した従来の遠心圧縮機５１では、その軸シール５８において、軸シール５８の反インペラ側の端部にボルト等の締結部材６３によって固定されている前記シール固定部材６２が、前記ボルト等が緩み、万一、軸シール５８から外れた場合には、インペラ５３に軸シール５８が接触する虞がある。

そこで、本発明の課題は、軸シールを備えた遠心圧縮機、電動機及びこの電動機の動力を前記遠心圧縮機に伝える動力伝達機構を備えた遠心圧縮装置において、インペラと軸シールとの干渉を防止できるようにした、遠心圧縮装置を提供することにある。

前記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。

請求項１の発明は、遠心圧縮機と、電動機と、前記電動機の動力を前記遠心圧縮機に伝える動力伝達機構とを備え、前記遠心圧縮機が、ガスを圧縮するための回転部と、前記回転部を収容し支持するための静止部とを備え、前記回転部が、前記動力伝達機構によって軸心線を中心として回転駆動されるピニオンロータと、前記ピニオンロータの端部に取り付けられるインペラとを備え、前記静止部が、前記ピニオンロータが挿通された状態で前記インペラを収容し、該インペラにガスを導き、圧縮されたガスを需要側へ送出するためのハウジングと、前記ピニオンロータを回転可能に支持する軸受と、前記ピニオンロータの下方に位置し、前記軸受の下半部を支持する下カバー部材と、前記ピニオンロータの上方に位置し、前記軸受の上半部を支持する上カバー部材と、前記ハウジングの前記軸心線を中心とする環状部の内側に固定され、前記インペラによる圧縮ガスがハウジング外部へ漏れ出るのを抑制する環状の軸シールと、を備え、前記軸シールが、前記軸心線を中心とする半径方向外方に突出する突起部を備え、前記環状部が、その内周部に、軸心線を中心とする環状をなし、かつ、前記インペラに対向する面とは反対側の面に軸シール当接部が形成された軸シールアダプタを備え、前記軸シールは、その前記突起部が前記軸シールアダプタの前記軸シール当接部に軸方向に当接した状態で前記軸シールアダプタに取り付けられていることを特徴とする遠心圧縮装置である。

請求項２の発明は、請求項１記載の遠心圧縮装置において、前記静止部が、軸方向において前記軸シールと前記軸受との間に位置し、前記上カバー部材及び前記下カバー部材に取り付けられ、軸受潤滑油が前記ハウジング内に侵入することを防ぐ環状のオイルバッフルを備えることを特徴とするものである。

請求項３の発明は、請求項１又は２記載の遠心圧縮装置において、前記軸シールアダプタに形成された前記軸シール当接部が、インペラ側に向かって窪む環状凹部であることを特徴とするものである。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の遠心圧縮装置において、前記軸シールの内周部が、前記軸心線を中心とする環状の複数の溝、を備え、前記インペラ側の溝から順に径が小さくなることを特徴とするものである。

請求項１の遠心圧縮装置によれば、遠心圧縮機において、環状部のインペラに対向する面とは反対側の面に設けられた軸シール当接部に、軸シールの突起部が軸方向に当接することにより、インペラと軸シールとの干渉を防止することができる。また、遠心圧縮機において、ハウジングの軸シールアダプタに軸シールを取り付けるようにしたので、この軸シールアダプタの存在により、軸シールを容易に小径のものとすることができる。その結果、遠心圧縮機の組立てに際し、オイルバッフルを支持する部材が邪魔になることなく、軸シールを軸シールアダプタに固定することができる。

請求項２の遠心圧縮装置によれば、遠心圧縮機において、ハウジングに取り付けられた軸シールと軸受との間に、オイルバッフルを設けているので、軸受潤滑油がハウジング内に侵入することを防止することができる。

請求項３の遠心圧縮装置によれば、遠心圧縮機において、軸シールアダプタは、軸シール当接部としてインペラ側に向かって窪む環状凹部を備えているので、軸シールアダプタの前記環状凹部に軸シールの突起部が嵌ることにより、遠心圧縮機の軸方向の長さを抑えることができる。

請求項４の遠心圧縮装置によれば、遠心圧縮機において、軸シールが複数の溝を備え、インペラ側の溝から順に径が小さくなることにより、圧縮ガスがハウジング外部へ漏れ出すことを確実に抑制することができる。

本発明の一実施形態による遠心圧縮装置の全体構成を概略的に示す模式図である。図１における第１遠心圧縮機の上半分部分の構成を示す断面図である。図１における第１遠心圧縮機の下半分部分の構成を示す断面図である。軸シールアダプタに軸シール下半部を取り付ける様子を説明するための図である。下カバー部材にオイルバッフル下半部を取り付ける様子を説明するための図である。軸シール当接部の他の例を示す図である。軸シールを備えた遠心圧縮機の従来例を示す断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の一実施形態による遠心圧縮装置の全体構成を概略的に示す模式図である。

図１において、１はガス（空気）を圧縮してこれを需要側へ送出する遠心圧縮装置である。この遠心圧縮装置１は、増速機４と、電動機３と、を備える。増速機４は、ブルギア軸５ａと、ブルギア５と、第１ピニオンロータ１１０と、第２ピニオンロータ１１０’と、第１ピニオンギア６と、第２ピニオンギア７と、を備える。ブルギア軸５ａは、ブルギア５と一繋がりの部材である。第１ピニオンロータ１１０は、第１ピニオンギア６と一繋がりの部材である。第２ピニオンロータ１１０’は、第２ピニオンギア７と一繋がりの部材である。電動機３の出力軸３ａは、カップリング８を介して前記ブルギア軸５ａに接続される。５００は、前記増速機４の下半分を収容する下カバー部材である。実際には、増速機４の上半分を覆う上カバー部材も設けられる。

また、この遠心圧縮装置１は、第１遠心圧縮機２Ａと、第２遠心圧縮機２Ｂと、第３遠心圧縮機２Ｃと、を備える。図１では、第１乃至第３遠心圧縮機２Ａ〜２Ｃのハウジング３００を二点鎖線にて示している。第１遠心圧縮機２Ａのインペラ１３０は、第１ピニオンロータ１１０の一方の端部に接続される。第２遠心圧縮機２Ｃのインペラ１３０’は、前記第１ピニオンロータ１１０の他方の端部に接続される。第１ピニオンロータ１１０の両端部はそれぞれ、第１および第２遠心圧縮機２Ａ，２Ｂの一部でもある。第３遠心圧縮機２Ｃのインペラ１３０”は、第２ピニオンロータ１１０’の一方の端部に接続される。第２ピニオンロータ１１０’は、第３遠心圧縮機２Ｃの一部でもある。前記第１ピニオンロータ１１０には、第１ピニオンロータ１１０の軸方向の移動を規制するために、前記第１ピニオンギア６よりも大径をなす一対のリング部材１２０がこの第１ピニオンギア６を挟むようにして設けられている。同様に、前記第２ピニオンロータ１１０’には、一対のリング部材１２０’が設けられている。

このように、この遠心圧縮装置１は、同一構成の遠心圧縮機２Ａ〜２Ｃと、電動機６と、電動機６の動力を遠心圧縮機２Ａ〜２Ｃに伝える増速機４（動力伝達機構）とを備えている。そして、第１遠心圧縮機２Ａへ導かれたガス（空気）は、この第１遠心圧縮機２Ａによって圧縮され１段圧縮ガスとして、第１遠心圧縮機２Ａの吐出口と第２遠心圧縮機２Ｂの吸込口とを連絡する１段圧縮ガス流路１４に導かれる。そして、この１段圧縮ガスは、前記１段圧縮ガス流路１４を構成する１段圧縮機吐出流路１４ａと２段圧縮機吸込流路１４ｂの間に介設された１段クーラ１１を経て第２遠心圧縮機２Ｂに導入される。

次いで、第２遠心圧縮機２Ｂに導入された１段圧縮ガスは、第２遠心圧縮機２Ｂによって圧縮され２段圧縮ガスとして、第２遠心圧縮機２Ｂの吐出口と第３遠心圧縮機２Ｃの吸込口とを連絡する２段圧縮ガス流路１５に導かれる。この２段圧縮ガスは、２段圧縮ガス流路１５を構成する２段圧縮機吐出流路１５ａと３段圧縮機吸込流路１５ｂの間に介設された２段クーラ１２を経て第３遠心圧縮機２Ｃに導入される。

そして、この第３遠心圧縮機２Ｃによって圧縮され３段圧縮ガスは、第３遠心圧縮機２Ｃの吐出口から３段圧縮ガス流路１６を構成する３段圧縮機吐出流路１６ａと３段クーラ出側流路１６ｂの間に介設された３段クーラ１３により冷却された後、圧縮ガスの需要先に供給されるようになっている。

以下、前記遠心圧縮装置１を構成する前記遠心圧縮機２Ａ〜２Ｃのうち、その代表としての第１遠心圧縮機２Ａについて、説明する。第２遠心圧縮機２Ｂ及び第３遠心圧縮機２Ｃの構造は、第１遠心圧縮機２Ａと同様である。

図２は図１における第１遠心圧縮機の上半分部分の構成を示す断面図、図３は図１における第１遠心圧縮機の下半分部分の構成を示す断面図である。

＜＜遠心圧縮機の構成＞＞
図２と図３において、第１遠心圧縮機２Ａは、ガスを圧縮するための回転部１００と、回転部１００を収容し支持するための静止部２００と、を備えている。

＜回転部＞
前記回転部１００は、前記増速機４によって回転駆動される第１ピニオンロータ１１０と、この第１ピニオンロータ１１０の先端部に取り付けられたインペラ１３０と、を備えている。第１ピニオンロータ１１０の先端部には、先端に行くにつれて先細りするテーパフィット部１１１が形成されており、このテーパフィット部１１１の部位に、ハブ１３１と複数のブレード１３２からなるインペラ１３０が固定されている。また、第１ピニオンロータ１１０の前記テーパフィット部１１１に連なる部位には、後述する軸シール７００に対応する回転側ラビリンス通路形成部として、反インペラ１３０側、すなわち、インペラ１３０とは反対側に行くにつれて縮径する多段のラビリンス通路形成用フランジ部１１２が形成されている。

＜静止部＞
前記静止部２００は、前記第１ピニオンロータ１１０が挿通された状態で前記インペラ１３０を収容し、該インペラ１３０にガスを導き、圧縮されたガスを需要側へ送出するためのハウジング３００と、このハウジング３００の反インペラ側の外側に位置し、第１ピニオンロータ１１０を回転可能に支持する軸受４００と、第１ピニオンロータ１１０の下方に位置し、前記軸受４００の下半部４０２を支持する下カバー部材５００と、第１ピニオンロータ１１０の上方に位置し、前記軸受４００の上半部４０１を支持する上カバー部材６００と、を備えている。

また、さらに、前記静止部２００は、第１ピニオンロータ１１０を囲む状態でハウジング３００に取り付けられ、インペラ１３０による圧縮ガスがハウジング外部へ漏れ出るのを抑制する環状の軸シール７００と、前記軸受４００の潤滑油がハウジング３００内に侵入することを防ぐ環状のオイルバッフル８００と、を備えている。

＜ハウジング＞
前記静止部２００に備えられる前記ハウジング３００は、ハウジング本体３１０とこれに固定されたスクロールケーシング３２０とを備えており、これにより、インペラ１３０を収容するとともに、インペラ１３０に向けてガスを吸い込む吸込口３０１と、インペラ１３０の外周側において軸心線Ｊ１を中心とする周方向に形成され、インペラ１３０からの圧縮ガスを外部へ導くスクロール室３０２とを有している。以下、軸心線Ｊ１を中心とする周方向を単に「周方向」という。このハウジング３００の環状をなす前記ハウジング本体３１０は、第１遠心圧縮機２Ａの軸心線Ｊ１を中心とする半径方向に延びる環状部３１１と、この環状部３１１の外縁部全周から前記軸心線Ｊ１に平行に延びる側部３１２とを備えている。なお、軸心線Ｊ１は、前記第２遠心圧縮機２Ｂの軸心線でもある。以下、軸心線Ｊ１を中心とする半径方向を単に「半径方向」という。環状部３１１は、環状外縁部３１３と、軸シールアダプタ３４０と、を備える。環状外縁部３１３、側部３１２および下カバー部材５００は、鋳造により一繋がりの部材として形成される。環状外縁部３１３のインペラ１３０側の面には、環状凹部３１３ａが形成されている。

＜軸シールアダプタ＞
軸シールアダプタ３４０は、フランジ部３４１と、環状凹部３４２と、を備える。フランジ部３４１は、軸心線Ｊ１を中心として環状であり、外周部におけるインペラ１３０側の部位から半径方向外方へ突出する。環状凹部３４２は、軸心線Ｊ１に平行な方向において、軸シールアダプタ３４０のインペラ１３０に対向する面とは反対側の面３４０ａに設けられる。以下、軸心線Ｊ１方向または軸心線Ｊ１に平行な方向を単に「軸方向」という。軸シールアダプタ３４０では、その前記フランジ部３４１が環状外縁部３１３の前記環状凹部３１３ａに嵌り合う。軸シールアダプタ３４０は、その溝部３４３に回り止めピン３０３を装着することで、環状外縁部３１３に対する周方向における位置が固定される。軸シールアダプタ３４０には、後述するように、軸シール７００が取り付けられている。

＜ディフューザ＞
前記ハウジング３００は、さらに、インペラ１３０の出口側から前記スクロール室３０２に通じる通路空間として設けられるディフューザ３３０を備えている。ディフューザ３３０は、前記環状部３１２の環状外縁部３１３に取り付けられている。これにより、軸シールアダプタ３４０は、フランジ部３４１の先端部分がディフューザ３３０と環状外縁部３１３との間に挟まれることにより、環状外縁部３１３に取り付けられている。

＜軸受＞
前記静止部２００に備えられる前記軸受４００は、ハウジング３００の反インペラ１３０側に位置し、ピニオンロータ１１０を回転可能に支持するすべり軸受である。本実施形態では上下二分割型のもので、軸受上半部４０１と軸受下半部４０２とから構成されている。

＜カバー部材＞
前記静止部２００に備えられる前記カバー部材５００，６００について説明する。下カバー部材５００は、ピニオンロータ１１０の下方に配置されており、この下カバー部材５００に前記軸受下半部４０２が固定されている。また、上カバー部材６００は、ピニオンロータ１１０の上方に配置されており、この上カバー部材６００に前記軸受上半部４０１が固定されている。上カバー部材６００は、下カバー部材５００に図示しないボルトにて固定されている。

＜軸シール＞
前記静止部２００に備えられる前記軸シール７００は、固定側ラビリンス通路形成部として設けられており、前記ピニオンロータ１１０に回転側ラビリンス通路形成部として設けられている前記の多段のラビリンス通路形成用フランジ部１１２と協働して、圧縮ガスがハウジング外部へ漏れ出るのを抑制する働きをなすものである。この軸シール７００は、軸心線Ｊ１を中心とする環状をなしており、分割可能であって、本実施形態では、上下二分割型のもので、軸シール上半部７１０と軸シール下半部７２０とから構成されている。

図２に示す前記軸シール上半部７１０は、軸心線Ｊ１を中心とする半円環状をなしている。軸シール上半部７１０の外周部には、反インペラ１３０側の端部に半径方向外方（図２における上側）へ突出する半円環状をなす突起部７１１が形成されている。軸シール上半部７１０は、その突起部７１１が前記環状凹部３４２（軸シール当接部）に軸方向に当接した状態で、該突起部７１１をボルト７１３締めすることにより、前記軸シールアダプタ３４０に固定されている。また、軸シール上半部７１０の内周部には、軸方向に多段に複数の溝部７１２が形成されている。軸シール上半部７１０では、インペラ１３０側の溝部７１２から順に溝部７１２の径が小さくなる。

同様に、図３に示す前記軸シール下半部７２０は、軸心線Ｊ１を中心とする半円環状をなしている。軸シール下半部７２０の外周部には、反インペラ１３０側の端部に半径方向外方（図３における下側）へ突出する半円環状をなす突起部７２１が形成されている。軸シール下半部７２０は、その突起部７２１が前記環状凹部３４２（軸シール当接部）に軸方向に当接した状態で、該突起部７２１をボルト７２３締めすることにより、前記軸シールアダプタ３４０に固定されている。また、軸シール下半部７２０の内周部には、軸方向に多段に複数の溝部７２２が形成されている。軸シール下半部７２０では、インペラ１３０側の溝部７２２から順に溝部７２２の径が小さくなる。

軸シール７００では、溝部７１２及び溝部７２２が上下に重なることにより、軸心線Ｊ１を中心とする環状の複数の溝７０１が形成される。インペラ１３０側の溝７０１から順にその径が小さくなることから、遠心圧縮機２Ａの駆動時には、軸シール７００の内周部のうち、インペラ１３０側の部位において、溝７０１内に生じる気流の遠心力を大きくすることができ、インペラ１３０とは反対側の部位において、軸シール７００と第１ピニオンロータ１１０との間の隙間の大きさを抑えることができる。その結果、複数の溝の径が同じ遠心圧縮機に比べて、ハウジング３００内のガスの漏出をより抑えることができる。

＜オイルバッフル＞
オイルバッフル８００は、軸心線Ｊ１を中心とする環状をなしており、分割可能であって、本実施形態では、半円環状のオイルバッフル上半部８０１と半円環状のオイルバッフル下半部８０２とから構成されている。

そして、前記オイルバッフル上半部８０１は、図２に示すように、前記軸シール上半部７１０と前記軸受上半部４０１との間に位置させ、外周部に形成された凹溝８０１ａを前記上カバー部材６００の凸部６００ａに嵌め合わせて、該上カバー部材６００に固定されている。また、同様に、前記オイルバッフル下半部８０２は、図３に示すように、前記軸シール下半部７２０と前記軸受下半部４０２との間に位置させ、外周部に形成された凹溝８０２ａを前記下カバー部材５００の凸部５００ａに嵌め合わせて、該下カバー部材５００に固定されている。

ここで、前記軸シール上半部７１０と前記オイルバッフル上半部８０１との大小関係についてみると、図２に示すように、軸シール上半部７１０の外周半径（軸心線Ｊ１から軸シール上半部７１０の突起部７１１先端までの距離）は、オイルバッフル上半部８０１の外周半径（軸心線Ｊ１からオイルバッフル上半部８０１の外周端までの距離）よりも小さくなるようになされている。同様に、図３に示すように、軸シール下半部７２０の外周半径は、オイルバッフル下半部８０２の外周半径よりも小さくなるようになされている。これは遠心圧縮機２Ａの組立順序に関係しており、この点については後述する。軸シール下半部７２０と、オイルバッフル下半部８０２との間の軸方向の距離は、軸シール下半部７２０の厚みよりも短い。

＜＜遠心圧縮機の組立て＞＞
次に、第１遠心圧縮機２Ａの組立順序について、前記の図２，図３を参照しながら説明する。第２及び第３遠心圧縮機２Ｂ，２Ｃの組み立ての流れは、第１遠心圧縮機２Ａと同様である。

（１）下カバー部材５００に軸受下半部４０２を固定する。

（２）前記リング部材１２０が前記軸受下半部４０２に当たらないように、第１ピニオンロータ１１０を軸心線Ｊ１から上側ずらした状態にて、第１ピニオンロータ１１０を環状外縁部３１３の孔部に通し、図１の第１ピニオンギア６がブルギア５に噛合する。

（３）環状外縁部３１３に軸シールアダプタ３４０を取り付ける。すなわち、軸シールアダプタ３４０の溝部３４３に回り止めピン３０３を配置し、フランジ部３４１が環状凹部３１３ａに嵌り合うようにして、軸シールアダプタ３４０を環状外縁部３１３に固定する。

（４）環状外縁部３１３にディフューザ３３０を取り付ける。これにより、前記軸シールアダプタ３４０は、そのフランジ部３４１の先端側部分が、このディフューザ３３０と環状外縁部３１３との間に挟まれる状態となる。

（５）図４は、軸シールアダプタに軸シール下半部を取り付ける様子を説明するための図である。軸シール下半部７２０を、軸受下半部４０２と軸シールアダプタ３４０との間の隙間に挿入し、軸シール下半部７２０の突起部７２１が軸シールアダプタ３４０の環状凹部（軸シール当接部）３４２の下半分部分に嵌り合うようにして、この軸シールアダプタ３４０に軸シール下半部７２０を取り付ける。軸シール下半部７２０の突起部７２１は、軸シールアダプタ３４０の環状凹部３４２に軸方向に当接する。そして、軸シールアダプタ３４０に対して前記突起部７２１をボルト７２３締めすることにより、軸シールアダプタ３４０に軸シール下半部７２０を固定する。

軸シールアダプタ３４０が設けられることにより、軸シール下半部７２０の外周半径を軸心線Ｊ１から下カバー部材５００の凸部５００ａまでの距離よりも小さくすることができる。その結果、下カバー部材５００（凸部５００ａの部分）が邪魔になることなく、軸シール下半部７２０を軸シールアダプタ３４０に容易に固定することができる。

（６）図２に示すように、軸シール上半部７１０の突起部７１１が軸シールアダプタ３４０の環状凹部（軸シール当接部）３４２の上半分部分に嵌り合うようにして、この軸シールアダプタ３４０に軸シール上半部７１０を取り付ける。軸シール上半部７１０の突起部７１１が軸シールアダプタ３４０の環状凹部３４２に軸方向に当接する。そして、軸シールアダプタ３４０に対して前記突起部７１１をボルト７１３締めすることにより、軸シールアダプタ３４０に軸シール上半部７１０を固定する。

（７）前記第１ピニオンロータ１１０にインペラ１３０を取り付ける。この場合、第１ピニオンロータ１１０のテーパフィット部１１１に対してインペラ１３０を押し込むことによる摩擦力とロックナットの締め付け力により、第１ピニオンロータ１１０にインペラ１３０を強固に取り付けることができるので、第１遠心圧縮機２Ａの運転中に、軸心線Ｊ１に垂直な方向において、第１ピニオンロータ１１０に対するインペラ１３０の位置がずれることを防止することができる。その結果、インペラ１３０の重心の偏りに起因する第１遠心圧縮機２Ａの振動を防止することができる。

（８）前記ハウジング本体３１０にスクロールケーシング３２０を取り付ける。

（９）図５は、下カバー部材にオイルバッフル下半部を取り付ける様子を説明するための図であり、図３の凸部５００ａの位置にて第１遠心圧縮機２Ａを軸心線Ｊ１を中心とする面にて切断した断面を示している。オイルバッフル下半部８０２の周方向の一端側において下カバー部材５００の凸部５００ａにオイルバッフル下半部８０２の凹溝８０２ａを嵌め合わせ、この状態で該オイルバッフル下半部８０２を軸心線Ｊ１を中心として１８０度回転させることにより、オイルバッフル下半部８０２を下カバー部材５００に取り付ける。

(１０）前記下カバー部材５００に取り付けられている前記軸受下半部３２２に図２の軸受上半部４０１を装着する。

（１１）オイルバッフル上半部８０１を上カバー部材６００に取り付け、この上カバー部材６００を前記下カバー部材５００に固定するとともに、上カバー部材６００に軸受上半部４０１を固定する。これにより、第１遠心圧縮機２Ａの基本的な組立てが完了する。

以上のように構成され、組み立てられる前記第１遠心圧縮機２Ａでは、軸シール７００の突起部７１１，７２１が、軸シールアダプタ３４０のインペラ１３０に対向する面とは反対側の面３４０ａに設けられた環状凹部３４２と軸方向に当接する。これにより、ボルト７１３，７２３が緩むなど軸シール７００に万一の固定不良が生じた場合でも、該軸シール７００のインペラ１３０側への移動が阻止され、インペラ１３０と軸シール７００との干渉を防止することができる。第１遠心圧縮機２Ａでは、軸シール当接部として環状凹部３４２が設けられていることから、軸シール７００の突起部７１１，７２１が軸シールアダプタ３４０から突出することが防止される。その結果、第１遠心圧縮機２Ａの軸方向の長さを抑えることができる。

また、前記第１遠心圧縮機２Ａでは、軸シールアダプタ３４０に軸シール下半部７２０を取り付けるに際し、この軸シールアダプタ７００の存在により、軸シール下半部７２０の外周半径が、後に下カバー部材５００に取り付けられるオイルバッフル下半部８０２の外周半径よりも小さくされる。これにより、第１遠心圧縮機２Ａの組立時に、軸受下半部４０２と軸シールアダプタ３４０との間の狭い隙間空間に軸シール下半部７２０を配置することができ、軸シール下半部７２０を軸シールアダプタ３４０に容易に固定することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。図６は、軸シール当接部の他の例を示す図である。同図では、軸シールアダプタ３４０の上半分部分を示す。図６に示すように、軸シールアダプタ３４０のインペラ１３０とは反対側の面３４０ａに、軸方向に突出する環状の突出部３４４が設けられてもよい。軸方向において、突出部３４４と軸シール上半部７１０の突起部７１１とが当接する。軸シール上半部７１０と同様に、図示省略するが、軸シール下半部７２０では、突起部７２１と前記突出部３４４とが軸方向に当接する。このように、軸シール当接部として突出部３４４が設けられることにより、軸シール７００の軸方向の長さを確保することができ、ハウジング３００からの圧縮ガスの漏出をより確実に防止することができる。

上記実施形態では、環状部３１１が、１つの部材にて構成されてもよい。この場合であっても、環状部３１１の内縁部において、インペラ１３０に軸方向に対向する面とは反対側の面に軸シール当接部を設けることにより、軸シール７００のインペラ１３０側への移動を阻止することができる。また、環状外縁部３１３および側部３１２は、下カバー部材５００と別部材でもよい。環状外縁部３１３および側部３１２はそれぞれ、上下に分離可能な２つの部材にて構成されてもよい。この場合、遠心圧縮機の組み立て時には、第１ピニオンロータ１１０を軸受下半部４０２に載置した後に、第１ピニオンロータ１１０の周囲にて環状外縁部３１３および側部３１２を組み立ててもよい。また、第１ピニオンロータ１１０の外周面のうち、軸シール７００と半径方向に対向する位置に、環状の複数の溝が設けられていてもよい。

１…遠心圧縮装置
２Ａ，２Ｂ，２Ｃ…遠心圧縮機３…電動機４…増速機（動力伝達機構）
１００…回転部
１１０…第１ピニオンロータ１１２…ラビリンス通路形成用フランジ部
１２０…リング部材１３０…インペラ
２００…静止部
３００…ハウジング
３１０…ハウジング本体
３１１…環状部３１２…側部３１３…環状外縁部３１３ａ…環状凹部
３２０…スクロールケーシング３３０…ディフューザ
３４０…軸シールアダプタ
３４１…フランジ部３４２…環状凹部（軸シール当接部）３４３…溝部
４００…軸受４０１…軸受上半部４０２…軸受下半部
５００…下カバー部材６００…上カバー部材
７００…軸シール７０１…溝
７１０…軸シール上半部７１１…突起部７１２…溝部７１３…ボルト
７２０…軸シール下半部７２１…突起部７２２…溝部７２３…ボルト
８００…オイルバッフル
８０１…オイルバッフル上半部８０２…オイルバッフル下半部

Claims

遠心圧縮機と、電動機と、前記電動機の動力を前記遠心圧縮機に伝える動力伝達機構とを備え、
前記遠心圧縮機が、ガスを圧縮するための回転部と、前記回転部を収容し支持するための静止部とを備え、
前記回転部が、前記動力伝達機構によって軸心線を中心として回転駆動されるピニオンロータと、前記ピニオンロータの端部に取り付けられるインペラとを備え、
前記静止部が、
前記ピニオンロータが挿通された状態で前記インペラを収容し、該インペラにガスを導き、圧縮されたガスを需要側へ送出するためのハウジングと、
前記ピニオンロータを回転可能に支持する軸受と、
前記ピニオンロータの下方に位置し、前記軸受の下半部を支持する下カバー部材と、
前記ピニオンロータの上方に位置し、前記軸受の上半部を支持する上カバー部材と、
前記ハウジングの前記軸心線を中心とする環状部の内側に固定され、前記インペラによる圧縮ガスがハウジング外部へ漏れ出るのを抑制する環状の軸シールと、を備え、
前記軸シールが、前記軸心線を中心とする半径方向外方に突出する突起部を備え、
前記環状部が、その内周部に、軸心線を中心とする環状をなし、かつ、前記インペラに対向する面とは反対側の面に軸シール当接部が形成された軸シールアダプタを備え、
前記軸シールは、その前記突起部が前記軸シールアダプタの前記軸シール当接部に軸方向に当接した状態で前記軸シールアダプタに取り付けられていることを特徴とする遠心圧縮装置。
前記静止部が、軸方向において前記軸シールと前記軸受との間に位置し、前記上カバー部材及び前記下カバー部材に取り付けられ、軸受潤滑油が前記ハウジング内に侵入することを防ぐ環状のオイルバッフルを備えることを特徴とする請求項１記載の遠心圧縮装置。
前記軸シールアダプタに形成された前記軸シール当接部が、インペラ側に向かって窪む環状凹部であることを特徴とする請求項１又は２記載の遠心圧縮装置。
前記軸シールの内周部が、前記軸心線を中心とする環状の複数の溝、を備え、前記インペラ側の溝から順に径が小さくなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の遠心圧縮装置。