JPH0735089A - スラスト力調節装置 - Google Patents
スラスト力調節装置Info
- Publication number
- JPH0735089A JPH0735089A JP18366693A JP18366693A JPH0735089A JP H0735089 A JPH0735089 A JP H0735089A JP 18366693 A JP18366693 A JP 18366693A JP 18366693 A JP18366693 A JP 18366693A JP H0735089 A JPH0735089 A JP H0735089A
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- Japan
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- radial
- bearing
- gas
- pressure
- thrust
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- Pending
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- Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【構成】ラジアル電磁軸受を備える遠心圧縮機におい
て、軸受を冷却するガスは、最終段羽根車出口からバラ
ンスピストン７を経て軸受を通過し、密閉構造の軸受下
流部１０にたまる。軸受下流部１０にたまったガスは、
その圧力によって回転軸１の軸端を押し、スラスト力を
生む。また、軸受下流部１０にたまったガスは、回転軸
の軸方向移動量を感知して作動する制御弁６により排出
量が調節される。また、遠心圧縮機において、バランス
ピストン７を通過するガスは、シールによって密閉され
た構造のバランスピストン７下流部にたまる。バランス
ピストン７下流部にたまったガスは、その圧力によって
バランスピストン７を押し、スラスト力を生む。 【効果】スラスト軸受以外の方法で軸のスラスト力を制
御しているため、スラスト軸受が不要あるいは簡単にな
り、それによって遠心圧縮機が安価になり、簡略化され
る。
て、軸受を冷却するガスは、最終段羽根車出口からバラ
ンスピストン７を経て軸受を通過し、密閉構造の軸受下
流部１０にたまる。軸受下流部１０にたまったガスは、
その圧力によって回転軸１の軸端を押し、スラスト力を
生む。また、軸受下流部１０にたまったガスは、回転軸
の軸方向移動量を感知して作動する制御弁６により排出
量が調節される。また、遠心圧縮機において、バランス
ピストン７を通過するガスは、シールによって密閉され
た構造のバランスピストン７下流部にたまる。バランス
ピストン７下流部にたまったガスは、その圧力によって
バランスピストン７を押し、スラスト力を生む。 【効果】スラスト軸受以外の方法で軸のスラスト力を制
御しているため、スラスト軸受が不要あるいは簡単にな
り、それによって遠心圧縮機が安価になり、簡略化され
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、遠心圧縮機のスラスト
力を調節する装置に関する。
力を調節する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術では、図３に示すように通常
運転では羽根車８がガスを軸方向に吸い込む際に生じる
スラスト力は、バランスピストン７の羽根車８側の圧力
が軸端側の圧力よりも高いことにより羽根車８が生じる
スラスト力の逆方向のスラスト力を発生させて打ち消す
のでスラスト力は釣り合っているので問題はない。しか
し、何らかの原因によりこの釣合いが崩れ、全体として
片方向にスラスト力が働く場合には、スラスト軸受１
２，１３，１４，１５によってその力の軽減あるいは消
去を行う。この方法を使用する従来のやり方ではスラス
ト軸受１２，１３，１４，１５が不可欠であることは言
うまでもなく、スラスト力が大きい場合やスラスト力の
変動が激しい場合には、それに見合った複雑で高価なス
ラスト軸受１２，１３，１４，１５が必要になる。さら
に、電磁軸受の場合には複雑さ，高価格の度合いも大き
い。また、スラスト軸受１２，１３，１４，１５は回転
軸の振動要因にもなる。
運転では羽根車８がガスを軸方向に吸い込む際に生じる
スラスト力は、バランスピストン７の羽根車８側の圧力
が軸端側の圧力よりも高いことにより羽根車８が生じる
スラスト力の逆方向のスラスト力を発生させて打ち消す
のでスラスト力は釣り合っているので問題はない。しか
し、何らかの原因によりこの釣合いが崩れ、全体として
片方向にスラスト力が働く場合には、スラスト軸受１
２，１３，１４，１５によってその力の軽減あるいは消
去を行う。この方法を使用する従来のやり方ではスラス
ト軸受１２，１３，１４，１５が不可欠であることは言
うまでもなく、スラスト力が大きい場合やスラスト力の
変動が激しい場合には、それに見合った複雑で高価なス
ラスト軸受１２，１３，１４，１５が必要になる。さら
に、電磁軸受の場合には複雑さ，高価格の度合いも大き
い。また、スラスト軸受１２，１３，１４，１５は回転
軸の振動要因にもなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、遠
心圧縮機にスラスト軸受が不可欠であるが、スラスト軸
受を付けると、付けない場合に比べて次のような欠点が
ある。即ち、高価になる，構造が複雑になる。遠心圧縮
機全体としての故障率が高くなる，回転軸が重くなる，
回転軸の振動要因が増えるなどである。また、電磁軸受
の場合には油軸受の場合に比べて高価格，構造の複雑
さ，故障率の増加の度合いも大きくなる。これらの欠点
をなくすためのスラスト軸受にかわるスラスト力調節の
一つとして、ラジアル電磁軸受の冷却用ガスの圧力調節
による軸端面圧力調節および、バランスピストン両端面
の圧力差の調節という方法をとった。
心圧縮機にスラスト軸受が不可欠であるが、スラスト軸
受を付けると、付けない場合に比べて次のような欠点が
ある。即ち、高価になる，構造が複雑になる。遠心圧縮
機全体としての故障率が高くなる，回転軸が重くなる，
回転軸の振動要因が増えるなどである。また、電磁軸受
の場合には油軸受の場合に比べて高価格，構造の複雑
さ，故障率の増加の度合いも大きくなる。これらの欠点
をなくすためのスラスト軸受にかわるスラスト力調節の
一つとして、ラジアル電磁軸受の冷却用ガスの圧力調節
による軸端面圧力調節および、バランスピストン両端面
の圧力差の調節という方法をとった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的は、ラジアル電
磁軸受の冷却用ガスの下流側、即ち、ガス流路のラジア
ル軸受本体以降を密閉構造とし、そこから排出するガス
を弁で調節することによりラジアル軸受本体より軸端側
の圧力を調節し、それにより軸端にかかるスラスト圧力
を調節することにより達成される。
磁軸受の冷却用ガスの下流側、即ち、ガス流路のラジア
ル軸受本体以降を密閉構造とし、そこから排出するガス
を弁で調節することによりラジアル軸受本体より軸端側
の圧力を調節し、それにより軸端にかかるスラスト圧力
を調節することにより達成される。
【０００５】また、上記目的は、バランスピストンを通
過するガスの下流、即ち、ガス流路のバランスピストン
以降を密閉構造とし、そこから排出するガスを弁で調節
することによりバランスピストンより軸端側の圧力を調
節し、それによりバランスピストンにかかるスラスト圧
力を調節することにより達成される。
過するガスの下流、即ち、ガス流路のバランスピストン
以降を密閉構造とし、そこから排出するガスを弁で調節
することによりバランスピストンより軸端側の圧力を調
節し、それによりバランスピストンにかかるスラスト圧
力を調節することにより達成される。
【０００６】
【作用】第一の発明では、次のように作用する。即ち、
遠心圧縮機の作動時にはラジアル電磁軸受は発熱するた
め、軸受は使用目的に従ってガスで冷却する。この冷却
用ガスは軸方向に流れるようになっていて、上流側を羽
根車側、下流側を軸端側とした場合、下流側の圧力が軸
端にかかることにより、軸にスラスト方向の力が生じ
る。ここで軸受より下流側を密閉構造とし、ここから排
出されるガスの量を軸のスラスト方向移動量を感知する
弁を調節すると、軸受より下流側の圧力が調節でき、冷
却用ガスの圧力が軸端を押すことによるスラスト方向の
力が調節できる。
遠心圧縮機の作動時にはラジアル電磁軸受は発熱するた
め、軸受は使用目的に従ってガスで冷却する。この冷却
用ガスは軸方向に流れるようになっていて、上流側を羽
根車側、下流側を軸端側とした場合、下流側の圧力が軸
端にかかることにより、軸にスラスト方向の力が生じ
る。ここで軸受より下流側を密閉構造とし、ここから排
出されるガスの量を軸のスラスト方向移動量を感知する
弁を調節すると、軸受より下流側の圧力が調節でき、冷
却用ガスの圧力が軸端を押すことによるスラスト方向の
力が調節できる。
【０００７】第二の発明では、次のように作用する。即
ち、遠心圧縮機の通常運転では羽根車がガスを軸方向に
吸い込む際に生じるスラスト力は、バランスピストンの
羽根車側の圧力が軸端面側の圧力よりも高いことにより
羽根車に生じるスラスト力の逆方向のスラスト力を発生
させて打ち消すが、ここでバランスピストンの下流側
（バランスピストンを流れるガスの下流側）をシールを
使うことによって密閉構造とし、ここから排出されるガ
スの量を軸のスラスト方向移動量を感知する弁で調節す
るとバランスピストンより下流側の圧力が調節でき、バ
ランスピストンを通ったガスの圧力がバランスピストン
を押すことによりバランスピストン両端の圧力差が調節
でき、スラスト方向の力が調節できる。
ち、遠心圧縮機の通常運転では羽根車がガスを軸方向に
吸い込む際に生じるスラスト力は、バランスピストンの
羽根車側の圧力が軸端面側の圧力よりも高いことにより
羽根車に生じるスラスト力の逆方向のスラスト力を発生
させて打ち消すが、ここでバランスピストンの下流側
（バランスピストンを流れるガスの下流側）をシールを
使うことによって密閉構造とし、ここから排出されるガ
スの量を軸のスラスト方向移動量を感知する弁で調節す
るとバランスピストンより下流側の圧力が調節でき、バ
ランスピストンを通ったガスの圧力がバランスピストン
を押すことによりバランスピストン両端の圧力差が調節
でき、スラスト方向の力が調節できる。
【０００８】これら第一，第二の方法を使ってスラスト
方向の力を調節すると、スラスト軸受が不要ないし簡単
なものですまされる。
方向の力を調節すると、スラスト軸受が不要ないし簡単
なものですまされる。
【０００９】
【実施例】本発明の実施例を以下のように図面によって
説明する。図１は、本発明の一実施例を示す。ラジアル
電磁軸受はラジアル軸受用電機子２，ラジアル軸受用環
状電機子３，ラジアルセンサ用電機子４，ラジアルセン
サ用環状電機子５で構成されている。また、ラジアル軸
受用環状電機子３，ラジアルセンサ用環状電機子５，バ
ランスピストン７，羽根車８，スラストセンサ用環状電
機子１５は回転軸１に固定装着されていて、回転軸１と
共に回転する仕組みとなっている。羽根車８を出たガス
の一部はその圧力によってバランスピストン７を軸方向
右側に押し、羽根車８に生じる、軸を軸方向左側に押す
力を打ち消している。また、このガスは、バランスピス
トン７の円筒面を通過し、ラジアル電磁軸受部であるラ
ジアル軸受用電機子２，ラジアル軸受用環状電機子３，
ラジアルセンサ用電機子４，ラジアルセンサ用環状電機
子５を冷却しながら通過し、密閉構造の電磁軸受下流部
１０にたまる。ここにたまったガスは制御弁６を経て、
圧縮機吸込口に排出されるようになっているが、この制
御弁６を通過するガスの流量は、回転軸１が右に移動す
ればスラストセンサ用電機子１４とスラストセンサ用環
状電機子１５が移動量を感知し制御弁６を絞り、左に移
動すれば開くことによって調節されていて、これにより
回転軸端面９を押す電磁軸受下流部１０のガス圧が調節
され、回転軸１にかかるスラスト力を調節することがで
きる。
説明する。図１は、本発明の一実施例を示す。ラジアル
電磁軸受はラジアル軸受用電機子２，ラジアル軸受用環
状電機子３，ラジアルセンサ用電機子４，ラジアルセン
サ用環状電機子５で構成されている。また、ラジアル軸
受用環状電機子３，ラジアルセンサ用環状電機子５，バ
ランスピストン７，羽根車８，スラストセンサ用環状電
機子１５は回転軸１に固定装着されていて、回転軸１と
共に回転する仕組みとなっている。羽根車８を出たガス
の一部はその圧力によってバランスピストン７を軸方向
右側に押し、羽根車８に生じる、軸を軸方向左側に押す
力を打ち消している。また、このガスは、バランスピス
トン７の円筒面を通過し、ラジアル電磁軸受部であるラ
ジアル軸受用電機子２，ラジアル軸受用環状電機子３，
ラジアルセンサ用電機子４，ラジアルセンサ用環状電機
子５を冷却しながら通過し、密閉構造の電磁軸受下流部
１０にたまる。ここにたまったガスは制御弁６を経て、
圧縮機吸込口に排出されるようになっているが、この制
御弁６を通過するガスの流量は、回転軸１が右に移動す
ればスラストセンサ用電機子１４とスラストセンサ用環
状電機子１５が移動量を感知し制御弁６を絞り、左に移
動すれば開くことによって調節されていて、これにより
回転軸端面９を押す電磁軸受下流部１０のガス圧が調節
され、回転軸１にかかるスラスト力を調節することがで
きる。
【００１０】図２は、本発明の第二の実施例を示す。ラ
ジアル電磁軸受はラジアル軸受用電機子２，ラジアル軸
受用環状電機子３，ラジアルセンサ用電機子４，ラジア
ルセンサ用環状電機子５で構成されている。また、ラジ
アル軸受用環状電機子３，ラジアルセンサ用環状電機子
５，バランスピストン７，羽根車８，スラストセンサ用
環状電機子１５，シール回転部１７は回転軸１に固定装
着されていて、回転軸１と共に回転する仕組みとなって
いる。羽根車８を出たガスの一部はその圧力によってバ
ランスピストン７を軸方向右側に押し、羽根車８の生じ
る、軸を軸方向左側に押す力を打ち消している。また、
このガスは、バランスピストン７の円筒面を通過し、シ
ールによって密閉された構造のバランスピストン下流部
１３にたまる。ここにたまったガスは、その圧力により
バランスピストン７を左側に押し、軸を軸方向左側に押
す力を生じている。また、バランスピストン下流部１３
にたまったガスは制御弁６を経て、圧縮機吸込口に排出
されるようになっているが、この制御弁６を通過するガ
スの流量は、回転軸１が右に移動すればスラストセンサ
用電機子１４とスラストセンサ用環状電機子１５が移動
量を感知し制御弁６を絞り、左に移動すれば開くことに
よって調節されていて、これによりバランスピストン７
を押すバランスピストン下流部１３のガス圧が調節さ
れ、それによりバランスピストン両端の圧力が調節さ
れ、回転軸１にかかるスラスト力を調節することができ
る。
ジアル電磁軸受はラジアル軸受用電機子２，ラジアル軸
受用環状電機子３，ラジアルセンサ用電機子４，ラジア
ルセンサ用環状電機子５で構成されている。また、ラジ
アル軸受用環状電機子３，ラジアルセンサ用環状電機子
５，バランスピストン７，羽根車８，スラストセンサ用
環状電機子１５，シール回転部１７は回転軸１に固定装
着されていて、回転軸１と共に回転する仕組みとなって
いる。羽根車８を出たガスの一部はその圧力によってバ
ランスピストン７を軸方向右側に押し、羽根車８の生じ
る、軸を軸方向左側に押す力を打ち消している。また、
このガスは、バランスピストン７の円筒面を通過し、シ
ールによって密閉された構造のバランスピストン下流部
１３にたまる。ここにたまったガスは、その圧力により
バランスピストン７を左側に押し、軸を軸方向左側に押
す力を生じている。また、バランスピストン下流部１３
にたまったガスは制御弁６を経て、圧縮機吸込口に排出
されるようになっているが、この制御弁６を通過するガ
スの流量は、回転軸１が右に移動すればスラストセンサ
用電機子１４とスラストセンサ用環状電機子１５が移動
量を感知し制御弁６を絞り、左に移動すれば開くことに
よって調節されていて、これによりバランスピストン７
を押すバランスピストン下流部１３のガス圧が調節さ
れ、それによりバランスピストン両端の圧力が調節さ
れ、回転軸１にかかるスラスト力を調節することができ
る。
【００１１】
【発明の効果】本発明によれば、性能，効率の面は従来
通りで、軸のスラスト力制御が従来通りにできて、簡略
化，経済性の向上に効果がある。
通りで、軸のスラスト力制御が従来通りにできて、簡略
化，経済性の向上に効果がある。
【図１】本発明の一実施例を示す回転軸方向の断面図。
【図２】本発明の第二の実施例を示す回転軸方向の断面
図。
図。
【図３】従来の回転軸方向の断面図。
１…回転軸、２…ラジアル軸受用電機子、３…ラジアル
軸受用環状電機子、４…ラジアルセンサ用電機子、５…
ラジアルセンサ用環状電機子、６…制御弁、７…バラン
スピストン、８…羽根車、９…回転軸端面、１０…電磁
軸受下流部、１４…スラストセンサ用電機子、１５…ス
ラストセンサ用環状電機子。
軸受用環状電機子、４…ラジアルセンサ用電機子、５…
ラジアルセンサ用環状電機子、６…制御弁、７…バラン
スピストン、８…羽根車、９…回転軸端面、１０…電磁
軸受下流部、１４…スラストセンサ用電機子、１５…ス
ラストセンサ用環状電機子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 直彦 茨城県土浦市神立町603番地 株式会社日 立製作所土浦工場内
Claims (1)
- 【請求項１】ラジアル電磁軸受の冷却用ガスの流量を、
回転軸のスラスト方向変位を感知して作動する制御弁で
調節することで軸端面にかかる圧力を調節することによ
って、回転軸にかかるスラスト力変動の調節を行ったこ
とを特徴とするスラスト力調節装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18366693A JPH0735089A (ja) | 1993-07-26 | 1993-07-26 | スラスト力調節装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18366693A JPH0735089A (ja) | 1993-07-26 | 1993-07-26 | スラスト力調節装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0735089A true JPH0735089A (ja) | 1995-02-03 |
Family
ID=16139810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18366693A Pending JPH0735089A (ja) | 1993-07-26 | 1993-07-26 | スラスト力調節装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0735089A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019188616A1 (ja) * | 2018-03-30 | 2019-10-03 | 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 | ターボ圧縮機およびこれを備えたターボ冷凍機 |
-
1993
- 1993-07-26 JP JP18366693A patent/JPH0735089A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019188616A1 (ja) * | 2018-03-30 | 2019-10-03 | 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 | ターボ圧縮機およびこれを備えたターボ冷凍機 |
| JP2019178654A (ja) * | 2018-03-30 | 2019-10-17 | 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 | ターボ圧縮機およびこれを備えたターボ冷凍機 |
| CN111936749A (zh) * | 2018-03-30 | 2020-11-13 | 三菱重工制冷空调系统株式会社 | 涡轮压缩机及具备该涡轮压缩机的涡轮制冷机 |
| CN111936749B (zh) * | 2018-03-30 | 2022-09-16 | 三菱重工制冷空调系统株式会社 | 涡轮压缩机及具备该涡轮压缩机的涡轮制冷机 |
| US11774146B2 (en) | 2018-03-30 | 2023-10-03 | Mitsubishi Heavy Industries Thermal Systems, Ltd. | Turbo compressor and centrifugal chiller comprising same |
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