JP7074442B2 - 圧縮機 - Google Patents
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Description
本発明の第一態様に係る圧縮機は、軸線を中心として回転する回転軸と、前記回転軸とともに回転するディスク部を有するインペラと、前記回転軸及び前記インペラを覆うケーシングと、前記ディスク部の前記軸線の延びる軸線方向の一方側を向く背面と前記ケーシングとの間で前記軸線方向のスラスト力を調整するスラスト力調整部と、を備え、前記スラスト力調整部は、前記背面と前記ケーシングとの間を封止する外側シール部と、前記外側シール部から前記軸線を中心とする径方向の内側に離れた位置に配置され、前記背面と前記ケーシングとの間を封止する内側シール部と、前記内側シール部から前記径方向の内側に離れた位置で、前記軸線方向における前記背面と前記ケーシングとの間隔が狭められた絞り部を形成する絞り形成部とを有し、前記背面と前記ケーシングとの間には、前記外側シール部と前記内側シール部とで挟まれた外側空間と、前記内側シール部と前記絞り部とで挟まれた内側空間が形成され、前記絞り部の前記軸線方向の幅は、前記内側空間の前記軸線方向の幅よりも狭くされ、前記内側空間は、前記外側空間と同一とみなせる容積となるように形成され、前記インペラは、前記背面から突出して前記ディスク部と一体的に形成されている凸部を有し、前記外側シール部及び前記内側シール部の少なくとも一方は、前記凸部における前記回転軸の外表面と平行に形成されたシール面と、前記ケーシングとの間の前記径方向の隙間を封止している。
このような構成によれば、シール面が回転軸の外表面と平行に形成されていることで、
外側シール部や内側シール部に対するインペラの軸線方向の移動を許容したまま、シール
性が確保されている。したがって、回転軸に対して軸線方向への移動や熱伸びが生じてシ
ール面の軸線方向の位置がずれた場合であっても、シール性が損なわれることを防止でき
る。
このような構成によれば、圧縮機の起動時にように未だ作動流体が圧縮されておらず、作動流体によって外側空間内の圧力を高めることができない場合であっても、外側空間及び内側空間内の圧力を高めることができる。したがって、作動流体の圧力が高くない状態で回転軸が移動した場合であっても、インペラによってスラスト力のバランスをとることができる。
このような構成によれば、軸線方向に対して傾斜した傾斜面を有することで、軸線方向の力を受ける領域の面積が増加する。これにより、インペラの背面で大きなスラスト力を受けることができる。
以下、本発明の第一実施形態について図1及び図2を参照して説明する。
図1に示すように、本実施形態の圧縮機1は、複数のインペラ6を備えるモータ一体型の圧縮機である。圧縮機1は、ケーシング2と、ジャーナル軸受3と、回転軸4と、モータ5と、インペラ6と、スラスト力調整部7と、モータ冷却部81と、外部ガス導入部83とを備えている。本実施形態の圧縮機1は、それよりも上流、下流のプロセスと共にプラント等の設備を構成している。圧縮機1は、両端に配置される一対の圧縮部10を備えている。一対の圧縮部10は、1段目の第一圧縮部11と、2段目の第二圧縮部12とである。すなわち、この圧縮機1は、1軸2段の圧縮機として構成されている。
次に、本発明の圧縮機の第二実施形態について、図3及び図4を参照して説明する。第二実施形態で示す圧縮機1Aは、第二圧縮部の第二インペラにも凸部が形成されている点や第二圧縮部側にもスラスト力調整部が設けられている点が第一実施形態と異なっている。したがって、第二実施形態の説明においては、第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに重複説明を省略する。
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。
Claims (6)
- 軸線を中心として回転する回転軸と、
前記回転軸とともに回転するディスク部を有するインペラと、
前記回転軸及び前記インペラを覆うケーシングと、
前記ディスク部の前記軸線の延びる軸線方向の一方側を向く背面と前記ケーシングとの間で前記軸線方向のスラスト力を調整するスラスト力調整部と、を備え、
前記スラスト力調整部は、
前記背面と前記ケーシングとの間を封止する外側シール部と、
前記外側シール部から前記軸線を中心とする径方向の内側に離れた位置に配置され、前記背面と前記ケーシングとの間を封止する内側シール部と、
前記内側シール部から前記径方向の内側に離れた位置で、前記軸線方向における前記背面と前記ケーシングとの間隔が狭められた絞り部を形成する絞り形成部とを有し、
前記背面と前記ケーシングとの間には、前記外側シール部と前記内側シール部とで挟まれた外側空間と、前記内側シール部と前記絞り部とで挟まれた内側空間が形成され、
前記絞り部の前記軸線方向の幅は、前記内側空間の前記軸線方向の幅よりも狭くされ、
前記内側空間は、前記外側空間と同一とみなせる容積となるように形成され、
前記インペラは、前記背面から突出して前記ディスク部と一体的に形成されている凸部を有し、
前記外側シール部及び前記内側シール部の少なくとも一方は、前記凸部における前記回転軸の外表面と平行に形成されたシール面と、前記ケーシングとの間の前記径方向の隙間を封止している圧縮機。 - 軸線を中心として回転する回転軸と、
前記回転軸とともに回転するディスク部を有するインペラと、
前記回転軸及び前記インペラを覆うケーシングと、
前記ディスク部の前記軸線の延びる軸線方向の一方側を向く背面と前記ケーシングとの間で前記軸線方向のスラスト力を調整するスラスト力調整部と、を備え、
前記スラスト力調整部は、
前記背面と前記ケーシングとの間を封止する外側シール部と、
前記外側シール部から前記軸線を中心とする径方向の内側に離れた位置に配置され、前記背面と前記ケーシングとの間を封止する内側シール部と、
前記内側シール部から前記径方向の内側に離れた位置で、前記軸線方向における前記背面と前記ケーシングとの間隔が狭められた絞り部を形成する絞り形成部とを有し、
前記背面と前記ケーシングとの間には、前記外側シール部と前記内側シール部とで挟まれた外側空間と、前記内側シール部と前記絞り部とで挟まれた内側空間が形成され、
前記絞り部の前記軸線方向の幅は、前記内側空間の前記軸線方向の幅よりも狭くされ、
前記内側空間は、前記外側空間と同一とみなせる容積となるように形成され、
前記外側空間内の圧力を高めるガスを外部から前記外側空間に導入する外部ガス導入部をさらに備える圧縮機。 - 前記外側空間内の圧力を高めるガスを外部から前記外側空間に導入する外部ガス導入部をさらに備える請求項1に記載の圧縮機。
- 前記背面は、前記外側空間及び前記内側空間の少なくとも一方に面する領域に、前記軸線方向に対して傾斜した傾斜面を有する請求項1から請求項3の何れか一項に記載の圧縮機。
- 前記回転軸に回転駆動力を出力するモータと、
前記内側空間から前記絞り部を経て流出した気体を前記モータに供給するモータ冷却部とをさらに備える請求項1から請求項4の何れか一項に記載の圧縮機。 - 前記インペラとして、第一インペラと、前記第一インペラと前記軸線方向の反対側を向いて配置されて前記第一インペラで圧縮された作動流体を圧縮する第二インペラとを有し、
前記スラスト力調整部は、前記第一インペラ及び前記第二インペラの両方に設けられている請求項1から請求項5の何れか一項に記載の圧縮機。
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