JPH04224298A - エンジン用シュラウド構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般に遠心圧縮機に係
り、さらに詳細には、遠心圧縮機用のインペラーシュラ
ウド構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】遠心圧縮機のインペラーを取り囲んでい
るシュラウド構造は、典型的には、ディフューザすなわ
ち、普通、うず巻状重量構造物などの大型鋳物の一体部
分として形成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この設計上の特徴は、
幾つかの理由で不利である。第１に、インペラー周囲に
非常に近接して適合する所望の正確な形状及び大きさを
得ることが、困難である。すなわち、比較的大きな鋳造
物のシュラウド部を機械加工することが困難であるばか
りでなく、そのような大きな部品の絶対質量は、達成さ
れ得る機械工作精度を制限する傾向がある。また、機械
加工処理で生ずる誤差は、比較的大きくかつ高価な部品
のスクラップ化をもたらし得る。さらに、組み立てプロ
セス中に、うず巻状重量物が移動して、繊細なインペラ
ーブレードに損傷を与える危険がある。

【０００４】第２の問題は、うず室及び他の空気力学部
品に関するシュラウドの位置が、その部分が一度機械加
工されると、固定されてしまうということにある。イン
ペラー対シュラウドのクリアランスは臨界的であるので
、組み立てプロセス中にシュラウド輪郭の相対位置を変
更できることが有利である。この変更は、そのシュラウ
ドが、位置が固定されている大型部材の一体部分である
ときは可能ではない。

【０００５】第３に、そのような一体型装置では、点検
及び／又は修理の目的で、上記インペラーや高速シャフ
トに接近することが困難である。すなわち、インペラー
を取り除くためには、全部のうず室を取り除く必要があ
り、そのプロセスは時間がかかる上に多くの費用を要す
る。接近後であっても、例えば、インペラー摩擦によっ
て必要となるであろうシュラウド面の再加工が、部品が
大き過ぎるために実行できない。

【０００６】第４の問題は、機械が輸送される前の適用
仕様の変化あるいは現場における修正など、時々生ずる
ように、特定のインペラー／シュラウド結合を代替ハー
ドウエアで置き換えることが必要になるとき、再び、非
常に高価なうず室全体を取り替えることが必要になるこ
とである。

【０００７】最後に、シュラウド構造が、うず室の一体
部分として構成されると、シュラウドの付加構造によっ
て導かれる複雑さのために、うず室構造自体を設計する
自由度が、幾分制限される。これは、特に鋳造プロセス
中に発生する。

【０００８】したがって、本発明の目的は、遠心圧縮機
用の改善されたインペラーシュラウド構造を提供するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の一つの観点によ
れば、インペラーシュラウドは、うず室及びディフュー
ザから分離している分離構造である。その分離構造は、
圧縮機内の支持構造に取り外し可能に取り付けられてい
る。この方法では、シュラウド構造が、精確な大きさに
容易に機械加工され、その組み込み位置に精確に配置さ
れ得る。また、点検あるいは修理のために容易に取り除
かれ得る。

【００１０】本発明の他の観点によれば、シュラウド構
造が、フラストベル型部分、一体型円筒部分、及び圧縮
機のディフューザに取り付けるためのフランジ部分から
構成される。

【００１１】

【実施例】図１を参照する。本発明は、例えば遠心圧縮
機１１に組み込まれた形態で、一般に符号１０で示され
ている。この圧縮機１１は、冷媒蒸気を高速度に加速す
るためのインペラー、運動エネルギーを圧力エネルギー
に変換しながら、冷媒を低速度に減速するためのディフ
ューザ、及びコンデンサに流れる排出蒸気を集めるため
のコレクタ１４の形状をなしている排出プレナムを有し
ている。インペラー１２への動力は、電動機（図示せず
）によって与えられる。その電動機は、圧縮機の他端に
ハーメチックシールされており、低速シャフト１６を回
転させるように動作する。その低速シャフト１６は、次
に駆動ギア１７、駆動ギア１８、及び高速シャフト１９
に駆動的に接続されている。

【００１２】高速シャフト１９は、その両端の軸受２１
及び２２によって支持されている。軸受２２は、シャフ
ト１９の径方向位置を維持するためのジャーナル軸受、
及びその軸方向位置を維持するためのスラスト軸受の２
つの働きをする。

【００１３】インペラー１２によって発生される空気力
学的スラストに対して反作用を与えるために、インペラ
ーホイール１２の背後にある低圧空洞２０によってバラ
ンスピストンが設けられている。空洞すなわちバランス
ピストン２０内の圧力を一般に符号２３によって示され
る圧縮機吸込領域の圧力と同等の低圧に維持するために
、通路２５がインペラー１２に設けられる。空洞２４内
の圧力は、特に部分負荷運転で、空洞２０内の圧力より
も高いので、トランスミッションからバランスピストン
２０へのオイルとガスの流れに対抗してその領域を封止
するために、軸受２２とインペラー１２の間に、ラビリ
ンスシール２６が設けられている。高圧ガスをラビリン
スシールに作用させることによってそれを付圧するとい
う概念と同じく、この概念はよく知られている。ラビリ
ンスシールを付圧するための高圧蒸気は、配管２７及び
２８で示されるその関連通路を介して導入される。

【００１４】次に、冷媒流が遠心圧縮機１１に生ずる方
法を参照する。冷媒は、吸込ハウジング３１の入口開口
２９に入り、ブレードリング装置３２及びガイドベーン
３３を通過し、その後、インペラー１２によってその内
側に及びシュラウド３４によってその外側に形成された
圧縮領域に継がっている圧縮吸込領域２３に入る。圧縮
後、冷媒はディフューザ１３、コレクター１４及び排出
配管（図示せず）に流れる。

【００１５】一体部分としてのコレクターを有する圧縮
機基部３６は、トランスミッションケース３７、及び例
えばボルト（図示せず）のような適切な止め具によって
電動機ハウジング３８に取り付けられる。次に、吸込ハ
ウジング３１は、複数のボルト３９によって圧縮機基部
３６に取り付けられる。その後、ブレードリング装置３
２が、ボルト４５によって吸込ハウジング３１の内部端
４１に固定される。

【００１６】吸込ハウジング３１が圧縮機基部３６に組
み込まれる前に、ディフューザ１３が、図示の如く複数
のボルト４３によって圧縮機基部３６の環状面４２によ
ってディフューザ構造に固定される。シュラウド３４の
吸入端４７と、ブレードリング装置３２の下流側との間
に、小さなギャップ４６が残るようにさせられる。

【００１７】図２及び図３を参照する。それらの図には
、シュラウド部材３４が一層詳しく示されている。

【００１８】シュラウド構造３４は、その一端に、弓形
内面４９を持つフラストベル型部分４８を含んでいる。 その弓形内面４９は、組み立てられた状態でインペラー
１２のブレードと密接に適合した関係で配置され、圧縮
される流体の外部流路を形成する。部分４８は、組み立
てられた状態で、図１に示されるように、ディフューザ
１３の内側と密接に適合した関係で配置されている端部
５１で終端する。フラストベル型部分４８の他端には、
上述された吸込端４７で終端する軸方向に延びている、
テーパの付けられた円筒部分５２がある。内部直径５３
は、図１に示された圧縮機吸込領域２３の外部境界を確
定する。

【００１９】図１に示されるように、ボルト４４によっ
てシュラウド構造をディフューザ１３に取り付ける目的
で配置された複数のボルト穴５６を備えた円周フランジ
が、円筒部分５２から径方向に外側に向かって延び、か
つその円筒部分と一体的に形成されている。

【００２０】シュラウド部材３４は、他の全てのものか
ら分離され、かつ鋳造されたものであり、かつ所望通り
に独立して機械加工される比較的小さな部材である。特
に、円周フランジ５４の内面５７、及び内面４９は、精
確に機械加工され、隣接するインペラー１２のファンブ
レードと所望の緊密な適合性が得られる。さらに、４７
及び５１における表面もまた、それぞれ、ブレードリン
グ装置３２及びディフューザ装置１３との所望の相互適
合を得るために、精確に機械加工される。必要な場合に
は、さらに一層精確な方法でディフューザ３４を配置す
るために、シムが、インタフェース面５７とディフュー
ザ装置１３の間に取り付けられる。

【００２１】シュラウド部材３４の臨界面を容易に精確
に機械加工できるという利点に加えて、ディフューザ１
３及びコレクター１４から分離ユニットとしてそのシュ
ラウド部材３４を取り付けあるいは取り外せ、システム
の組み立て及び分解が容易である。

【００２２】

【発明の効果】本発明のシュラウド構造は、精確な大き
さに容易に機械加工され、その組み込み位置に精確に配
置され得る。また、点検あるいは修理のために容易に取
り除かれ得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシュラウド構造を有する遠心圧縮機の
部分断面図である。

【図２】本発明のシュラウド部材の軸方向断面図である
。

【図３】本発明のシュラウド部材の端面図である。

【符号の説明】

１１　　遠心圧縮機 １２　　インペラー １３　　ディフューザ １４　　コレクター ３４　　シュラウド構造 ４４　　ボルト ４８　　フラストベル型部分 ５２　　テーパ付円筒部分 ５４　　フランジ ５６　　ボルト穴

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　インペラー、ディフューザ及び排出プ
   レナムを有する型の遠心圧縮機用シュラウド構造であっ
   て、上記シュラウド構造が、上記ディフューザ及び排出
   プレナムから分離されている分離シュラウド構造である
   と共に、上記シュラウド構造が、上記インペラーのブレ
   ード部と隣接して置くためのじょうご形シュラウド部と
   、当該一体型取り付け部を遠心圧縮機の支持構造に取り
   外し可能に固定するための手段を持つ一体型取り付け部
   とを含んでいることを特徴とするシュラウド構造。
2. 【請求項２】　　請求項１に記載のシュラウド構造にお
   いて、上記シュラウド部と上記取り付け部の中間に軸方
   向延長部を含んでいることを特徴とするシュラウド構造
   。
3. 【請求項３】　　請求項１に記載のシュラウド構造にお
   いて、上記支持構造が上記ディフューザであることを特
   徴とするシュラウド構造。
4. 【請求項４】　　請求項１に記載のシュラウド構造にお
   いて、上記取り付け部が実質的に径方向に外側に向かっ
   て延びていることを特徴とするシュラウド構造。
5. 【請求項５】　　請求項４に記載のシュラウド構造にお
   いて、上記取り付け部がディフューザに固定されている
   フランジから構成されていることを特徴とするシュラウ
   ド構造。
6. 【請求項６】　　連続する流れでインペラー、ディフュ
   ーザ及び排出プレナムを有する型の遠心圧縮機用分離シ
   ュラウド構造であって、じょうご端で終端していると共
   に、インペラーを通過しそして上記じょうご端近くのデ
   ィフューザに入る流体の流路の外側境界を形成するフラ
   ストロ・ベル型部分と、上記じょうご部分から軸方向に
   遠くに延びている一体型円筒部分と、上記円筒部分に一
   体接続された取り付け部分と、上記シュラウド構造を上
   記インペラーに関して正確に配置しかつ支持するために
   、上記取り付け部分を上記遠心圧縮機の支持構造に固定
   させるための手段とを含んでいることを特徴とするシュ
   ラウド構造。
7. 【請求項７】　　請求項６に記載のシュラウド構造にお
   いて、上記円筒部分がブレードリング装置近くに配置さ
   れている端部で終端していることを特徴とするシュラウ
   ド構造。
8. 【請求項８】　　請求項６に記載のシュラウド構造にお
   いて、上記取り付け部分が、上記円筒部分から実質的に
   径方向に外側に向かって延びるフランジから構成されて
   いることを特徴とするシュラウド構造。
9. 【請求項９】　　請求項６に記載のシュラウド構造にお
   いて、上記取り付け手段が上記ディフューザに付けられ
   ていることを特徴とするシュラウド構造。