JPH0617603A - ターボ機械におけるスラストバランス機構 - Google Patents
ターボ機械におけるスラストバランス機構Info
- Publication number
- JPH0617603A JPH0617603A JP20198992A JP20198992A JPH0617603A JP H0617603 A JPH0617603 A JP H0617603A JP 20198992 A JP20198992 A JP 20198992A JP 20198992 A JP20198992 A JP 20198992A JP H0617603 A JPH0617603 A JP H0617603A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- impeller
- balance piston
- balance
- thrust
- diameter
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- Pending
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 羽根車が軸方向に移動した場合、自動的に戻
そうとする力を羽根車に作用させることができるターボ
機械におけるスラストバランス機構を提供する。 【構成】 羽根車１を備え気体を取り扱うターボ機械に
おいて、羽根車側から大気側に向かって第１バランスピ
ストン５と第２バランスピストン７とを順次設け、第１
バランスピストン５及び第２バランスピストン７は羽根
車１の軸方向への移動によってギャップＧ1 ，Ｇ2 が変
化するように配置し、第１バランスピストン５の外周端
の径を羽根車１の吸込リングの径よりも大きくし、第２
バランスピストン７の外周端の径を羽根車１の吸込リン
グの径よりも小さくした。
そうとする力を羽根車に作用させることができるターボ
機械におけるスラストバランス機構を提供する。 【構成】 羽根車１を備え気体を取り扱うターボ機械に
おいて、羽根車側から大気側に向かって第１バランスピ
ストン５と第２バランスピストン７とを順次設け、第１
バランスピストン５及び第２バランスピストン７は羽根
車１の軸方向への移動によってギャップＧ1 ，Ｇ2 が変
化するように配置し、第１バランスピストン５の外周端
の径を羽根車１の吸込リングの径よりも大きくし、第２
バランスピストン７の外周端の径を羽根車１の吸込リン
グの径よりも小さくした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はターボ機械におけるスラ
ストバランス機構に係り、特に気体（ガス）を取り扱う
一般産業用ターボ機械においてそのスラスト方向のアン
バランス力をバランスさせるスラストバランス機構に関
する。
ストバランス機構に係り、特に気体（ガス）を取り扱う
一般産業用ターボ機械においてそのスラスト方向のアン
バランス力をバランスさせるスラストバランス機構に関
する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、気体（ガス）を取り扱うターボ
機械においては、羽根車出口の圧力と大気圧とのバラン
スをとるために、バランスピストンなるものが取り付け
てある。このバランスピストンは軸スラストのバランス
をとるためというよりは、吐出圧と大気圧とのバランス
をとるためである。一般に、このバランスピストンは羽
根車を支持する主軸に平行であり、その外径は吸込リン
グの径よりも小さく設定されている。即ち、従来のバラ
ンスピストン１１は、図５に示されるように、主軸１２
に平行な外周面を有しており、ケーシング１３との間に
半径方向ギャップが形成されている。また羽根車１４の
吸込側には吸込リング１５が設置されており、前記バラ
ンスピストン１１の外径は吸込リング１５の径より小さ
く設定されている。このため、羽根車１４には吸込方向
にスラスト力が作用する。
機械においては、羽根車出口の圧力と大気圧とのバラン
スをとるために、バランスピストンなるものが取り付け
てある。このバランスピストンは軸スラストのバランス
をとるためというよりは、吐出圧と大気圧とのバランス
をとるためである。一般に、このバランスピストンは羽
根車を支持する主軸に平行であり、その外径は吸込リン
グの径よりも小さく設定されている。即ち、従来のバラ
ンスピストン１１は、図５に示されるように、主軸１２
に平行な外周面を有しており、ケーシング１３との間に
半径方向ギャップが形成されている。また羽根車１４の
吸込側には吸込リング１５が設置されており、前記バラ
ンスピストン１１の外径は吸込リング１５の径より小さ
く設定されている。このため、羽根車１４には吸込方向
にスラスト力が作用する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記バランスピストン
の径を吸込リングの径よりも大きくすると、吸込方向の
スラスト力は小さくなり、次第に逆方向のスラスト力が
作用する。これらのバランスピストンでは、作用するス
ラスト力は方向も含めて一定であり、羽根車が軸方向に
移動しても、羽根車を戻すような力は発生しない。した
がって、図５に示すような構成のバランスピストンを備
えた従来のターボ機械においては、スラスト力を受ける
軸受の負担は大きいという問題点があった。
の径を吸込リングの径よりも大きくすると、吸込方向の
スラスト力は小さくなり、次第に逆方向のスラスト力が
作用する。これらのバランスピストンでは、作用するス
ラスト力は方向も含めて一定であり、羽根車が軸方向に
移動しても、羽根車を戻すような力は発生しない。した
がって、図５に示すような構成のバランスピストンを備
えた従来のターボ機械においては、スラスト力を受ける
軸受の負担は大きいという問題点があった。
【０００４】本発明は上述の事情に鑑みなされたもの
で、その目的とする処は、羽根車が軸方向に移動した場
合、自動的に戻そうとする力を羽根車に作用させること
ができるターボ機械におけるスラストバランス機構を提
供することにある。
で、その目的とする処は、羽根車が軸方向に移動した場
合、自動的に戻そうとする力を羽根車に作用させること
ができるターボ機械におけるスラストバランス機構を提
供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ため本発明のターボ機械におけるスラストバランス機構
は、羽根車を備え気体を取り扱うターボ機械において、
前記羽根車側から大気側に向かって第１バランスピスト
ンと第２バランスピストンとを順次設け、これら第１バ
ランスピストン及び第２バランスピストンは前記羽根車
の軸方向への移動によってギャップが変化するように配
置し、前記第１バランスピストンの外周端の径を前記羽
根車の吸込リングの径よりも大きくし、前記第２バラン
スピストンの外周端の径を前記羽根車の吸込リングの径
よりも小さくしたこととを特徴とするものである。
ため本発明のターボ機械におけるスラストバランス機構
は、羽根車を備え気体を取り扱うターボ機械において、
前記羽根車側から大気側に向かって第１バランスピスト
ンと第２バランスピストンとを順次設け、これら第１バ
ランスピストン及び第２バランスピストンは前記羽根車
の軸方向への移動によってギャップが変化するように配
置し、前記第１バランスピストンの外周端の径を前記羽
根車の吸込リングの径よりも大きくし、前記第２バラン
スピストンの外周端の径を前記羽根車の吸込リングの径
よりも小さくしたこととを特徴とするものである。
【０００６】
【作用】前述した構成からなる本発明によれば、羽根車
が反吸込側に移動した場合には第２バランスピストンの
ギャップが狭くなり、第１バランスピストンへの大気の
侵入は阻止され羽根車から吐出された高圧流体は第１バ
ランスピストンの内周端まで充満し、その結果、羽根車
主板の背面の高圧部の面積が増加し、羽根車を吸込側に
押し戻す力が生ずる。一方、羽根車が吸込側に移動した
場合には第２バランスピストン及び第１バランスピスト
ンのギャップが広くなり、第２バランスピストンから第
１バランスピストンの外周端近傍まで大気が侵入し、そ
の結果、羽根車主板の背面の高圧部の面積が減少し、羽
根車を反吸込側に押し戻す力が生ずる。即ち、本発明に
よれば、羽根車が軸方向に移動すれば、それを自動的に
押し戻そうとする力が作用しスラスト力をバランスさせ
ることができる。
が反吸込側に移動した場合には第２バランスピストンの
ギャップが狭くなり、第１バランスピストンへの大気の
侵入は阻止され羽根車から吐出された高圧流体は第１バ
ランスピストンの内周端まで充満し、その結果、羽根車
主板の背面の高圧部の面積が増加し、羽根車を吸込側に
押し戻す力が生ずる。一方、羽根車が吸込側に移動した
場合には第２バランスピストン及び第１バランスピスト
ンのギャップが広くなり、第２バランスピストンから第
１バランスピストンの外周端近傍まで大気が侵入し、そ
の結果、羽根車主板の背面の高圧部の面積が減少し、羽
根車を反吸込側に押し戻す力が生ずる。即ち、本発明に
よれば、羽根車が軸方向に移動すれば、それを自動的に
押し戻そうとする力が作用しスラスト力をバランスさせ
ることができる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明に係るターボ機械におけるスラ
ストバランス機構の一実施例を図１乃至図３を参照して
説明する。図１は本発明に係るターボ機械におけるスラ
ストバランス機構の基本構成を示す図であり、同図にお
いて符号１は羽根車である。羽根車１は主軸２に固定さ
れており、羽根車１の吸込側にはケーシング３との間に
吸込リング４が設けられている。一方、羽根車１の主板
１ａの裏側には、羽根車側から大気側Ａに向かってテー
パ状に形成された第１バランスピストン５と軸方向に対
して略直交する方向に形成された第２バランスピストン
７とが順次配設されている。これら第１バランスピスト
ン５及び第２バランスピストン７は、羽根車１の軸方向
への移動によって軸方向ギャップが変化するように配置
されている。図２は第１バランスピストン５及び第２バ
ランスピストン７のそれぞれ詳細を示す図であり、図２
（ａ）は図１のＡ部詳細、図２（ｂ）は図１のＢ部詳細
を示す。図２（ａ）に示されるように第１バランスピス
トン５は傾斜面に沿って多数の絞り片（フィン）６が形
成されている。これによって、絞り片６，６間に膨張室
Ｓが形成されるとともにケーシング３と絞り片６との先
端部に絞り口Ｏｒが形成される。また第２バランスピス
トン７も同様に絞り片８を備えており、同様に膨張室Ｓ
及び絞り口Ｏｒが形成されている。
ストバランス機構の一実施例を図１乃至図３を参照して
説明する。図１は本発明に係るターボ機械におけるスラ
ストバランス機構の基本構成を示す図であり、同図にお
いて符号１は羽根車である。羽根車１は主軸２に固定さ
れており、羽根車１の吸込側にはケーシング３との間に
吸込リング４が設けられている。一方、羽根車１の主板
１ａの裏側には、羽根車側から大気側Ａに向かってテー
パ状に形成された第１バランスピストン５と軸方向に対
して略直交する方向に形成された第２バランスピストン
７とが順次配設されている。これら第１バランスピスト
ン５及び第２バランスピストン７は、羽根車１の軸方向
への移動によって軸方向ギャップが変化するように配置
されている。図２は第１バランスピストン５及び第２バ
ランスピストン７のそれぞれ詳細を示す図であり、図２
（ａ）は図１のＡ部詳細、図２（ｂ）は図１のＢ部詳細
を示す。図２（ａ）に示されるように第１バランスピス
トン５は傾斜面に沿って多数の絞り片（フィン）６が形
成されている。これによって、絞り片６，６間に膨張室
Ｓが形成されるとともにケーシング３と絞り片６との先
端部に絞り口Ｏｒが形成される。また第２バランスピス
トン７も同様に絞り片８を備えており、同様に膨張室Ｓ
及び絞り口Ｏｒが形成されている。
【０００８】次に前述のように構成されたターボ機械に
おけるスラストバランス機構の作用を図３を参照して説
明する。図３（ａ）に示すように羽根車１が反吸込側に
移動した場合には第２バランスピストン７のギャップＧ
1 が狭くなり、第１バランスピストン５への大気の侵入
は第２バランスピストン７によって阻止され、羽根車１
から吐出された高圧流体は第１バランスピストン５の内
周端まで充満する。尚、高圧流体は多数の小さな点を使
用して図に示されている。その結果、羽根車１の主板１
ａの背面の高圧部の面積Ｘが増加し羽根車１を吸込側に
押し戻す力Ｆが生ずる。一方、図３（ｂ）に示すように
羽根車１が吸込側に移動した場合には第２バランスピス
トン７及び第１バランスピストン５のギャップＧ1 ，Ｇ
2 が広くなり、第２バランスピストン７から第１バラン
スピストン５の外周端近傍まで大気が侵入する。その結
果、羽根車１の主板１ａの背面の高圧部の面積Ｘが減少
し、羽根車１を反吸込側に押し戻す力Ｆが生ずる。即ち
本実施例によれば、羽根車１が軸方向に移動すれば、そ
れを自動的に押し戻そうとする力が作用しスラスト力を
バランスさせることができる。これにより軸受のスラス
ト負荷を大いに低減できる。
おけるスラストバランス機構の作用を図３を参照して説
明する。図３（ａ）に示すように羽根車１が反吸込側に
移動した場合には第２バランスピストン７のギャップＧ
1 が狭くなり、第１バランスピストン５への大気の侵入
は第２バランスピストン７によって阻止され、羽根車１
から吐出された高圧流体は第１バランスピストン５の内
周端まで充満する。尚、高圧流体は多数の小さな点を使
用して図に示されている。その結果、羽根車１の主板１
ａの背面の高圧部の面積Ｘが増加し羽根車１を吸込側に
押し戻す力Ｆが生ずる。一方、図３（ｂ）に示すように
羽根車１が吸込側に移動した場合には第２バランスピス
トン７及び第１バランスピストン５のギャップＧ1 ，Ｇ
2 が広くなり、第２バランスピストン７から第１バラン
スピストン５の外周端近傍まで大気が侵入する。その結
果、羽根車１の主板１ａの背面の高圧部の面積Ｘが減少
し、羽根車１を反吸込側に押し戻す力Ｆが生ずる。即ち
本実施例によれば、羽根車１が軸方向に移動すれば、そ
れを自動的に押し戻そうとする力が作用しスラスト力を
バランスさせることができる。これにより軸受のスラス
ト負荷を大いに低減できる。
【０００９】図４は本発明の他の実施例を示す図であ
る。本実施例においては第２バランスピストンは図１に
示す構成と全く同様であるが、第１バランスピストン５
は軸方向に対して略直交する方向に形成されている。そ
の他の構成は図１に示す実施例と全く同様である。本実
施例によれば、羽根車１が反吸込側に移動した場合に
は、第２バランスピストン７のギャップが狭くなり、第
１バランスピストン５への大気侵入は阻止され、羽根車
１から吐出された高圧流体は第１バランスピストン５の
内周端まで充満している。したがって、図３（ａ）に示
す作用と全く同様な作用によって羽根車１を吸込側に押
し戻す力が生ずる。一方、羽根車１が吸込側に移動した
場合には第２バランスピストン７及び第１バランスピス
トン５のギャップが広くなり、第２バランスピストン７
から第１バランスピストン５の外周端近傍まで大気が侵
入する。従って図３（ｂ）と全く同様の作用によって、
羽根車１を反吸込側に押し戻す力が生ずる。
る。本実施例においては第２バランスピストンは図１に
示す構成と全く同様であるが、第１バランスピストン５
は軸方向に対して略直交する方向に形成されている。そ
の他の構成は図１に示す実施例と全く同様である。本実
施例によれば、羽根車１が反吸込側に移動した場合に
は、第２バランスピストン７のギャップが狭くなり、第
１バランスピストン５への大気侵入は阻止され、羽根車
１から吐出された高圧流体は第１バランスピストン５の
内周端まで充満している。したがって、図３（ａ）に示
す作用と全く同様な作用によって羽根車１を吸込側に押
し戻す力が生ずる。一方、羽根車１が吸込側に移動した
場合には第２バランスピストン７及び第１バランスピス
トン５のギャップが広くなり、第２バランスピストン７
から第１バランスピストン５の外周端近傍まで大気が侵
入する。従って図３（ｂ）と全く同様の作用によって、
羽根車１を反吸込側に押し戻す力が生ずる。
【００１０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、羽
根車が軸方向に移動すると、それを自動的に押し戻そう
とする力が作用するため、軸受のスラスト負荷を低減す
ることができる。したがって、スラスト軸受の長寿命化
が図れるとともに、スラスト軸受の設計の自由度が向上
する。
根車が軸方向に移動すると、それを自動的に押し戻そう
とする力が作用するため、軸受のスラスト負荷を低減す
ることができる。したがって、スラスト軸受の長寿命化
が図れるとともに、スラスト軸受の設計の自由度が向上
する。
【図１】本発明に係るターボ機械におけるスラストバラ
ンス機構の一実施例を示す断面図である。
ンス機構の一実施例を示す断面図である。
【図２】図１のＡ部詳細及びＢ部詳細を示す図であり、
図２（ａ）は図１のＡ部詳細を示す図、図２（ｂ）は図
１のＢ部詳細を示す図である。
図２（ａ）は図１のＡ部詳細を示す図、図２（ｂ）は図
１のＢ部詳細を示す図である。
【図３】本発明に係るターボ機械におけるスラストバラ
ンス機構の作用を説明する説明図である。
ンス機構の作用を説明する説明図である。
【図４】本発明に係るターボ機械におけるスラストバラ
ンス機構の他の実施例を示す断面図である。
ンス機構の他の実施例を示す断面図である。
【図５】従来のターボ機構におけるスラストバランス機
構を示す断面図である。
構を示す断面図である。
１ 羽根車 ２ 主軸 ３ ケーシング ４ 吸込リング ５ 第１バランスピストン ６ 絞り片（フィン） ７ 第２バランスピストン ８ 絞り片（フィン） Ｓ 膨張室 Ｏｒ 絞り口
Claims (3)
- 【請求項１】 羽根車を備え気体を取り扱うターボ機械
において、前記羽根車側から大気側に向かって第１バラ
ンスピストンと第２バランスピストンとを順次設け、こ
れら第１バランスピストン及び第２バランスピストンは
前記羽根車の軸方向への移動によってギャップが変化す
るように配置し、前記第１バランスピストンの外周端の
径を前記羽根車の吸込リングの径よりも大きくし、前記
第２バランスピストンの外周端の径を前記羽根車の吸込
リングの径よりも小さくしたこととを特徴とするターボ
機械におけるスラストバランス機構。 - 【請求項２】 前記第２バランスピストンはテーパ状に
形成されていることを特徴とする請求項１記載のターボ
機械におけるスラストバランス機構。 - 【請求項３】 前記第２バランスピストンは軸方向に略
直交して形成されていることを特徴とする請求項１記載
のターボ機械におけるスラストバランス機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20198992A JPH0617603A (ja) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | ターボ機械におけるスラストバランス機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20198992A JPH0617603A (ja) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | ターボ機械におけるスラストバランス機構 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0617603A true JPH0617603A (ja) | 1994-01-25 |
Family
ID=16450100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20198992A Pending JPH0617603A (ja) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | ターボ機械におけるスラストバランス機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0617603A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190003279A (ko) * | 2017-06-30 | 2019-01-09 | 현대위아 주식회사 | 터보차저 장치 |
-
1992
- 1992-07-06 JP JP20198992A patent/JPH0617603A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190003279A (ko) * | 2017-06-30 | 2019-01-09 | 현대위아 주식회사 | 터보차저 장치 |
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