JPH05263789A - 多段遠心圧縮機 - Google Patents

多段遠心圧縮機

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JPH05263789A
JPH05263789A JP6494392A JP6494392A JPH05263789A JP H05263789 A JPH05263789 A JP H05263789A JP 6494392 A JP6494392 A JP 6494392A JP 6494392 A JP6494392 A JP 6494392A JP H05263789 A JPH05263789 A JP H05263789A
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JP
Japan
Prior art keywords
pressure
chamber
shaft
throttle valve
rotary shaft
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP6494392A
Other languages
English (en)
Inventor
Yukio Nakayama
幸雄 中山
Koichi Sadaoka
幸一 定岡
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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  • Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多段遠心圧縮機の回転軸に生じるスラスト力
をバランス機構により効果的にバランスさせる。 【構成】 初段インペラ2を収容する圧縮機入口室2r
から最終段インペラ2の側に設けられた均圧室7に、絞
り弁10が介装されてなる均圧管9を連通させ、この絞
り弁10の開度を調整することによって、均圧室7の内
圧を加減することができるので、多段遠心圧縮機の運転
条件が設計条件から外れてスラスト力が変化しても、回
転軸3にバランスピストンを介してこのスラスト力に応
じて、これに抗する押圧力を与えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、特に均圧室の空気圧力
を調整することによりバランスピストンを介して回転軸
に生じるスラスト力を効果的に減殺し得るようにした多
段遠心圧縮機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】遠心圧縮機として、極く典型的な多段遠
心圧縮機の例を取り上げ、以下これをその内部構成説明
図の図4と、図4のA部詳細図の図5とを参照しながら
説明すると、多段遠心圧縮機(以下、圧縮機という)
は、図4に示すように、分割型のケ−シング1に、複数
のインペラ2が外嵌されてなる回転軸3の両端のそれぞ
れに軸受を介して内設されている。
【0003】ところで、両端の軸受構成は互いに相違す
る。これら軸受の詳細は、回転軸3の一端側はラジアル
軸受4により、また他方側はラジアル軸受4とスラスト
軸受5との組合せにより支持されるている。 さらに、
この回転軸3の両側の前記軸受とケ−シング1の間は、
それぞれ同構成になる軸シ−ル6で密封されている。そ
して、インペラ2が回転されると、吐出側にゆくほどガ
ス圧が高くなるために回転軸3には、図5の黒矢印で示
すように、左向きのスラスト力が発生する。
【0004】上記したように、回転軸3にはスラスト軸
受5が外嵌されているが、スラスト力が大きいので、最
終段インペラ2と軸シ−ル6との間に圧力室としての均
圧室7を設け、この均圧室7に、初段のインペラ2の入
口と連通させる均圧管9を設け、この均圧室7の圧力を
初段吸込圧力と同等にすることにより、最終段インペラ
2により生じる圧縮ガス圧力と初段吸込圧力の差圧によ
りバランスピストン8に白矢印で示す向きの対抗力を発
生させ、これをスラスト力に対抗させることによりスラ
スト軸受に掛かるスラスト荷重を減殺するようにしてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記説明か
ら良く理解されるように、スラスト軸受にはインペラに
作用するスラスト力とバランスピストンに生じる対抗力
との差が作用する。圧縮機の入口・出口のガス圧力の差
が大きくなると、インペラに作用するスラスト力が相対
的に大きくなり、スラスト軸受が受けるスラスト荷重が
増す傾向がある。
【0006】従って、バランスピストンの設計は、圧縮
機のガス差圧の最大値をベースにする必要があるが、す
るとバランスピストンの径が大きくなって漏れ損失が増
加する上、ガス差圧が小さいときにはスラスト荷重がゼ
ロまたは逆方向になる等の不安定状態になる。
【0007】一方、バランスピストンを小径にすると、
漏れ損失の増大や軸の不安定状態は解消されるが、最大
ガス差圧に耐え得るような大きなスラスト軸受を選定せ
ざるを得ず、軸受損失の増大を招く。従って、圧縮機の
ガス差圧が大きいときには均圧室の圧力を低くし、逆に
ガス差圧が小さいときには均圧室の圧力を高くすること
が望ましい。
【0008】従って、本発明の目的とするところは、運
転条件の如何を問わずスラスト力を効果的にバランスさ
せることのできるスラスト力バランス機構を備えた遠心
圧縮機を提供するにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題に鑑
みてなされたもので、従って請求項1に係る圧縮機の構
成は、両側に軸シ−ルを介して、多段のインペラが外嵌
されてなる回転軸がケ−シングに内設され、該回転軸の
軸シ−ルからの両突出端が、ケ−シングに支持されてな
る軸受に嵌着されると共に、一方の軸シ−ルと最終段イ
ンペラの収容室との間に、前記回転軸に外嵌されてなる
バランスピストンを隔てて、初段インペラの収容室から
連通管が連通する圧力室が内設された多段遠心圧縮機に
おいて、前記連通管に絞り弁を介装したことを特徴とす
る。
【0010】また、請求項2に係る圧縮機の構成は、両
側に軸シ−ルを介して、多段のインペラが外嵌されてな
る回転軸がケ−シングに内設され、該回転軸の軸シ−ル
からの両突出端が、ケ−シングに支持されてなる軸受に
嵌着されると共に、一方の軸シ−ルと最終段インペラの
収容室との間に、前記回転軸に外嵌されてなるバランス
ピストンを隔てて、初段インペラの入口室から連通管が
連通する圧力室が内設された多段遠心圧縮機において、
前記圧力室を回転軸方向に2つ以上設け、それぞれに径
の異なるバランスピストンを設けると共に、少なくとも
一方の圧力室に初段の入口室から連通する連通管に絞り
弁を介装したことを特徴とする。
【0011】また、請求項3に係る圧縮機の構成は、請
求項1,2記載の圧縮機において、回転軸の一端側に該
軸の移動量を検出する軸移動量検出器を設け、該検出器
の出力信号により作動する制御装置により前記絞り弁を
開閉することを特徴とする。
【0012】
【作用】本発明の請求項1に係る圧縮機によれば、絞り
弁の開度を狭めると、圧力室の圧力は上昇する。そし
て、絞り弁の開度を調整することによりバランスピスト
ンに作用するガス差圧を変えることができ、ひいてはス
ラスト軸受に作用する荷重を調整することができる。
【0013】また、本発明の請求項2に係る圧縮機によ
れば、絞り弁を全開すれば、二つの均圧室の圧力は何れ
も圧縮機の吸込ガス圧とほぼ等しくなるから、内側のバ
ランスピストンのみにガス差圧が作用する。一方、絞り
弁を全閉すれば、ガスの漏れ量のバランスから内側の均
圧室の圧力はほぼ最終段インペラの出口圧力に等しくな
るため、外側のバランスピストンのみにガス差圧が作用
する。そして、二つのバランスピストンの径が異なるた
め、バランスピストンで発生するスラスト力を絞り弁の
開閉により調整することができる。
【0014】また、本発明の請求項3に係る圧縮機によ
れば、圧縮機の運転が設計条件から外れると、インペラ
に作用するスラスト力と、最終インペラの収容室の内圧
と圧力室の圧力との圧力差に基づいてバランスピストン
に生じる対抗力とのバランスが崩れるが、これにより回
転軸が組立隙間の範囲で移動する。すると、この移動量
が軸移動量検出器により測定されると共に、その出力信
号が制御装置に伝達されるので、この制御装置は絞り弁
の開度を変化させ、圧力室の圧力を加減することによ
り、回転軸を一定位置に保持することができる。
【0015】
【実施例】本発明の実施例に係る圧縮機を、図1乃至図
3を参照しながら、上記従来例と同一のもの並びに同一
機能を有するものを同一符号を以て、その相違する点に
ついてだけ説明する。
【0016】以下、第1実施例に係る圧縮機を、その模
式的構成説明図の図1を参照しながら説明すると、初段
インペラ2を収容する圧縮機入口室2rから最終段イン
ペラ2の側に設けられた均圧室7に連通する均圧管9に
絞り弁10を介装してなる構成とした。従って、上記圧
縮機の作用態様は、圧縮機の運転条件が設計条件から外
れると、インペラ2の回転で生じるスラスト力と、最終
段インペラ2の圧縮機入口室2rの内圧力と均圧室7の
内圧力との差圧に基づくバランスピストン8による対抗
力とのバランスが崩れるが、絞り弁10の開度を変えて
均圧室7の圧力を調整してバランスピストン8に作用す
るガス差圧を変化させ、最終的にスラスト軸受に作用す
るスラスト荷重を設計条件と同等に保つことができる。
【0017】そのため、運転条件の変化によりスラスト
方向が変化するという不安定状態を解消し得る上、大き
な径のバランスピストンを採用しても、絞り弁10によ
りガスの漏れ損失はそれほど増大しない。そして、バラ
ンスピストンの径を大きくできれば、スラスト軸受5の
負荷容量が小さくて済むので、軸受損失を低減させるこ
とが可能になる。
【0018】第2実施例に係る圧縮機を、その主要部を
示す模式的構成説明図の図2を参照しながら説明する
と、軸シ−ル6と最終段インペラ2が収容されている圧
縮機出口室2r′の間に、均圧室7として最終段インペ
ラ2側から第1均圧室71 と第2均圧室72 とを設け
た。そして、この最終段インペラ2が収容されている圧
縮機出口室2r′と第1均圧室71 の間に第1バランス
ピストン81 を、さらに第1均圧室71 と第2均圧室7
2 との間に第2バランスピストン82 を設けた。次い
で、上記初段インペラ2が収容されている圧縮機入口室
2rから第2均圧室72 に均圧管9を連通させる一方、
この均圧管9の途中において絞り弁10が介装され、か
つ第2均圧室72 に連通する分岐均圧管9aを分岐させ
てなる構成とした。
【0019】従って、絞り弁10を作動させて、第1均
圧室71 の内圧を変化させることによって、バランスピ
ストン81 ,82 に作用する差圧を変えることができる
ので、この実施例に係る圧縮機の作用・効果は前記第1
実施例と同効である。
【0020】第3実施例に係る圧縮機を、その模式的構
成説明図の図3を参照しながら以下に説明すると、スラ
スト軸受5を収容する軸受箱1aに、回転軸の軸方向の
移動量を測定する軸移動量検出器を取付け、この軸移動
量検出器からの出力信号を制御装置11へ伝送する。こ
の制御装置11は回転軸の位置信号と設定値とを比較し
て制御信号を絞り弁10に送り、絞り弁10の開閉によ
りバランスピストンの差圧が調整されるので、圧縮機の
運転条件が変化しても、スラスト力が一定に保たれ、回
転軸が一定の位置に保持される。
【0021】従って、制御装置11により絞り弁10が
自動的に開閉作動されるので、この実施例の作用・効果
は前記第1実施例、第2実施例と同効である。
【0022】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の請求項
1,2に係る圧縮機によれば、絞り弁の開度を変化させ
ると、バランスピストンに作用するガスの差圧を変化さ
せることができ、スラスト軸受に作用する荷重を調整し
または一定に保つことができる。このことにより、ガス
の漏洩量をあまり増大させることなく大きな径のバラン
スピストンを採用することができ、スラスト軸受の小径
化により軸受損失を小さくすることができる。
【0023】また、本発明の請求項3に係る圧縮機によ
れば、スラスト荷重の変化により回転軸が組立隙間の範
囲で移動し、そして移動量が軸移動量検出器で測定され
ると共に、その出力信号が制御装置に伝達され、制御装
置から絞り弁の開閉信号を発することにより上記請求項
1,2に係る圧縮機と同様の作用を自動的に行わせるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例に係る圧縮機の模式的構成説明図で
ある。
【図2】第2実施例に係る圧縮機の主要部を示す模式的
構成説明図である。
【図3】第3実施例に係る圧縮機の模式的構成説明図で
ある。
【図4】従来の典型的な多段遠心圧縮機の内部構成説明
図である。
【図5】図4のA部詳細図である。
【符号の説明】
1…ケ−シング、1a…軸受箱 2…インペラ、2r…圧縮機入口室、2r′…圧縮機出
口室 3…回転軸 4…ラジアル軸受 5…スラスト軸受 6…軸シ−ル 7…均圧室、71 …第1均圧室、72 …第2均圧室 8…バランスピストン、81 …第1バランスピストン、
2 …第2バランスピストン 9…均圧管、9a…分岐均圧管 10…絞り弁 11…制御装置

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 両側に軸シ−ルを介して、多段のインペ
    ラが外嵌されてなる回転軸がケ−シングに内設され、該
    回転軸の軸シ−ルからの両突出端が、ケ−シングに支持
    されてなる軸受に嵌着されると共に、一方の軸シ−ルと
    最終段インペラの収容室との間に、前記回転軸に外嵌さ
    れてなるバランスピストンを隔てて、初段インペラの収
    容室から連通管が連通する圧力室が内設された多段遠心
    圧縮機において、前記連通管に絞り弁を介装したことを
    特徴とする多段遠心圧縮機。
  2. 【請求項2】 両側に軸シ−ルを介して、多段のインペ
    ラが外嵌されてなる回転軸がケ−シングに内設され、該
    回転軸の軸シ−ルからの両突出端が、ケ−シングに支持
    されてなる軸受に嵌着されると共に、一方の軸シ−ルと
    最終段インペラの収容室との間に、前記回転軸に外嵌さ
    れてなるバランスピストンを隔てて、初段インペラの入
    口室から連通管が連通する圧力室が内設された多段遠心
    圧縮機において、前記圧力室を回転軸方向に2つ以上設
    け、それぞれに径の異なるバランスピストンを設けると
    共に、少なくとも一方の圧力室に初段の入口室から連通
    する連通管に絞り弁を介装したことを特徴とする多段遠
    心圧縮機。
  3. 【請求項3】 回転軸の一端側に該軸の移動量を検出す
    る軸移動量検出器を設け、該検出器の出力信号により作
    動する制御装置により前記絞り弁を開閉する請求項1,
    2記載の多段遠心圧縮機。
JP6494392A 1992-03-23 1992-03-23 多段遠心圧縮機 Withdrawn JPH05263789A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19990608