JP5931696B2 - 回転機械 - Google Patents
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Description
このような回転機械の漏洩防止機構は、寸法公差、圧力変化、および、温度変化等に起因してシャフトの傾き、ケーシングの変形などが生じて漏洩防止機構のシール部に隙間が生じて流体が漏洩してしまう虞があった。
そこで特許文献1には、回転軸とその周囲に配置される静止部材との間をシールする軸封装置に関し、回転軸が許容範囲を超えて傾いたりぶれたりした場合であっても、シールリングが追従して動くことでシール性能を維持可能とする技術が提案されている。
ヘッド部材は、その径方向内側に回転軸、その軸受機構、および、ガスシール機構などが配置されて略環状に形成される場合が多い。ヘッド部材の外周面には、Oリングなどのシール部材が配置され、シール部材によってヘッド部材の外周面とケーシングの内周面との間から流体が漏洩することを防止している。
この発明に係る回転機械は、筒状のケーシングと、該ケーシングの内部に配されるロータと、前記ケーシングの内部に挿入され、前記ロータとの間に流体の流路を形成する静止部材と、前記静止部材の軸方向端部に配されて、該静止部材の軸方向端部側への移動を規制するヘッド部材と、前記ケーシングの内周面に支持されて、前記ヘッド部材と軸方向で当接することにより、前記ヘッド部材の軸方向端部側への変位を規制する規制部材と、を備え、前記ヘッド部材は、前記規制部材に規制される被規制部と、該被規制部よりも軸方向中央側に配されて被規制部よりも外径が縮径して前記静止部材と面する被圧部とを有し、前記ヘッド部材の被規制部と前記ケーシングの段差部の対向面との間に、前記ケーシングに対して前記ヘッド部材を径方向に係止する径方向係止手段を備えることを特徴としている。
このように構成することで、規制部材によって規制される被規制部よりも被圧部の外径が縮径していることで、スラスト方向への圧力が作用するヘッド部材の受圧面積を低減することができるため、ヘッド部材の内周側を軸方向端部側に変位させる力のモーメントを低減することができる。また、被規制部の内周側に空間を確保することができるため、例えばロータの軸受機構やガスシール機構などを配置することができる。したがって、ケーシングが大型化することなしに、ヘッド部材の変位を規制して流体の漏洩を防止することが可能となる。
さらに、仮にケーシングの軸方向の端縁が径方向外側に広がるように撓んだとしても、径方向係止手段によって、ケーシングに対してヘッド部材が径方向内側の剥離方向に相対変位するのを規制することができるので、簡単な構成でヘッド部材の外周面を介して流体が漏洩するのをより確実に防止することができる。
このように構成することで、規制部材がケーシングから径方向内側、すなわち剥離方向に変位するのを防止することができるため、ヘッド部材が軸方向へ変位するのを防止することができる。
図1は、この発明の第一実施形態に係る遠心圧縮機1を示す概略構成断面図である。
図1に示すように、この実施形態における遠心圧縮機1は、多段式遠心圧縮機であり、例えば2組の3段式インペラ群3A,3Bを備えた構成とされている。
まず、3段式インペラ群3Aにおいて、吸込口7aから吸込まれたプロセスガスGを、リターン流路4に流入させて、インペラ3、ディフューザ部12、ベンド部13、および、リターン部14の順に1段目から3段目まで流過させながら圧縮する。その後、3段目のディフューザ部12まで流れて圧縮されたプロセスガスGを排出口8aから排出する。排出口8aから排出されたプロセスガスGは、排出口8aから吸込口7bへとつながる図示しない管路を通って吸込口7bへと送られる。
図1、図2に示すように、支持構造20は、ケーシング5の基部に、静止部材6が配置されるケーシング5の内周面5aよりも径方向内側に突出する縮径部22を備えている。この縮径部22は、軸線O方向基部側および端部側において、径方向に延びる一対の環状の壁面23,24とこれら壁面23,24の内周縁同士を接続して軸線O方向に延びる管状の内周面25とを備えている。この縮径部22の内側には、静止部材6を軸線O方向で支持するカラー部材26が挿入されている。カラー部材26は、軸線O方向基部側に配置されて上記縮径部22の内径よりも僅かに小径の外径を有する小径部27と、軸線O方向端部側に配置されて小径部27よりも相対的に大径に形成された大径部28とを備えている。カラー部材26は大径部28と小径部27との間に径方向に延びる壁面29を備えており、この壁面29が縮径部22の軸線O方向端部側の壁面23に突き当たることで、カラー部材26の軸線O方向基部側への変位が規制されるようになっている。また、カラー部材26は、回転軸2の外周面2aに空間部30を介して対向配置される複数のリング状の溝31が形成された内周面32を備えている。
例えば、上述した各実施形態においては、被規制部55の壁面55bに凹部70を形成し、ケーシング5の壁面45aに凸部71を形成する場合について説明したが、ケーシング5の壁面45aに凹部70を形成し、被規制部55の壁面55bに凸部71を形成しても良い。また、図中、凸部71および凹部70が断面半円形状の一例を示したが、壁面45aと壁面55bとをつき合わせたときに、これら壁面45a,55b同士が径方向であるせん断方向へ相対変位することを規制可能な形状であれば断面半円形状に限られるものではない。
3 インペラ(ロータ)
5 ケーシング
5a 内周面
6 静止部材
45 段差部
45a 壁面(対向面)
50 ヘッド部材
53 規制部材
55 被規制部
59 被圧部
70 凹部(径方向係止手段)
71 凸部(径方向係止手段)
76 ボルト(締結部材)
Claims (2)
- 筒状のケーシングと、
該ケーシングの内部に配されるロータと、
前記ケーシングの内部に挿入され、前記ロータとの間に流体の流路を形成する静止部材と、
前記静止部材の軸方向端部に配されて、該静止部材の軸方向端部側への移動を規制するヘッド部材と、
前記ケーシングの内周面に支持されて、前記ヘッド部材と軸方向で当接することにより、前記ヘッド部材の軸方向端部側への変位を規制する規制部材と、を備え、
前記ヘッド部材は、前記規制部材に規制される被規制部と、該被規制部よりも軸方向中央側に配されて被規制部よりも外径が縮径して前記静止部材と面する被圧部とを有し、
前記ヘッド部材の被規制部と前記ケーシングの段差部の対向面との間に、前記ケーシングに対して前記ヘッド部材を径方向に係止する径方向係止手段を備える回転機械。 - 前記ケーシングの外側から前記規制部材を該ケーシングに締結する締結部材を備える請求項1に記載の回転機械。
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