JPS5819880B2 - コウアツアツシユクキ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、圧力空間外に設けられた駆動電動機と、圧力
空間内で支持されて羽根車を片持ち支持する回転軸と、
密封兼潤滑液体を供給および排出する密封兼潤滑装置と
を備え、液圧推力軸受が軸方向推力を受けるために用い
られている高圧圧縮機に量子る。

密封液体を必要としない高圧圧縮機は公知である。

これらの圧縮機は、駆動電動機と本来の圧縮機とに対し
て共通なハウジングをもち、かつ羽根車の直前の回転軸
の後に主密封片をもっている。

この場合ハウジング内へ電動機を組込むことによって電
動機の出力が制限される。

すなわち最高でも約７００ｋｗの出力および毎分３００
０回転の回転数すある。

装置全体が大きくなる一般の傾向に対しては、このよう
な出力はもはや不充分である。

しかし２倍ないし４倍の要求に対しては、圧力空間内へ
電動機を組込むことは費用を要しすぎる。

油で潤滑を行なう高圧圧縮機用の軸封装置は公知であり
、その主油密封片は軸受と羽根車との間□ に設けられ、それにより密封個所において必要な軸直径
が過度に大きくなってしまう。

したがって本発明の課題は、２００ゲ一ジ圧力以上の詠
圧におけるガスあるいは液体循環のために用（、ｓ９れ
、前記の欠点を避け、かつ大きい出力をもち、しかもで
きるだけわずかな密封液体とわずかな費用しか必要とし
ないような高圧圧縮機を提供することである。

その際電動機出力の限界を回避するため、電動機と圧縮
機部分とを共通のハウジング内に組込むことをやめるこ
とを前提としている。

費用を少なくするために、さらに圧力上昇が小さい場合
には１段圧縮機とし、かつ片持ち式に構成するが、これ
により密封の問題と、圧力および回転軸の断面積に関係
する軸方向推力を受けることの問題が生ずる。

上述の課題および問題を解決するため本発明によれば、
羽根車を片持ちする主軸が、伝達すべきトルクのみを考
慮して定められたできるだけ小さい直径の弾性軸を介し
て駆動電動機に連結され、この弾性軸上に液圧推力軸受
が取付けられ、この液圧推力軸受の駆動電動機側におい
て弾性軸を包囲する弾性軸密封片が、弾性軸の半径方向
の動きを制限しかつ圧力空間を外部に対して遮蔽する密
封片として構成され、弾性軸および弾性軸密封片と液圧
推力軸受、荷重軽減ピストンスリーブおよびハウジング
との間に、供給導管を介して密封兼潤滑液体を供給され
る密封兼潤滑液体室が設けられている。

本発明によれば、弾性軸は圧縮機の羽根車を片持ちする
主軸と異なり、駆動電動機のトルクを主軸へ伝達しさえ
すればよいので、直径を主軸の数分の１程度に小さくす
ることができる。

また互いにねじ結合される駆動電動機のハウジングと圧
縮機部分のハウジングの直径の公差のため生ずる駆動電
動機と圧縮機部分の心合わせ誤差が、この弾性軸におい
て補償される。

弾性軸は主軸より直径したがって重量が著しく小さく、
軸の重量に関係する危険回転数（速度）はほとんど主軸
によって決定され、弾性軸はこの危険回転数にほとんど
影響を及ぼすことがない。

また弾性軸の半径方向の動きは、主密封片としての弾性
軸密封片によって阻止される。

液圧推力軸受が直径の小さい弾性軸の所に設けられてい
ることにより、推力軸受装置の直径もあまり大きくなら
ない。

さらに弾性軸の円周によってきまる主密封片の密封個所
が小さくなり、密封も容易になる。

本発明の別の構成によれば、弾性軸棒密封片により片側
を区画される密封兼潤滑液体室内に、荷重軽減ピストン
のストッパ装置が静止装置として設けられている。

さらに本発明によれば、主軸の大部分を包囲する主軸空
間と密封兼潤滑液体タンクとの間に、圧力調整弁と液体
分離器とをもつ排出導管が設けられている。

さらに本発明の他の構成によれば、ハウジングと主軸の
端部にある主軸密封片との間に室があり、この室から排
出導管が収集容器を経て、弁を介してタンクへ通ずるか
、あるいは絞り装置により、制御されて開く排出口へ通
じており、絞り装置が、タンクの排出導管に設けられた
弁を制御し、また内部空間圧力を受ける密封兼潤滑液体
が、ピストンの性質をもちかつ圧力に無関係なポンプに
よって、タンクから逆止め弁をもつ供給導管を介して前
記の室へ供給される。

本発明の実施例を以下図面によって説明する。

圧縮機ハウジング内に、左方の、駆動電動機側から見て
まず荷重軽減ピストン６をはめられた弾性軸３と、この
弾性軸３に連結されて羽根車１をもつ片持ち主軸４とが
ある。

弾性軸３と共に回転軸を形成する主軸４の大部分は主軸
空間２内にある。

弾性軸３は、主密封片として構成された弾性軸密封片５
により包囲されている。

この弾性軸３は、密封片５に支持されてほとんど曲げ応
力を受けず、伝達すべ森トルクを考慮して直径をきめれ
ばよく、主軸の直径の数分の１でよいので、主軸４の危
険速度に大した影響を及ぼさない。

弾性軸３による駆動は、弾性軸密封片５のできるだけ小
さい直径したがって最小の軸方向推力を可能にする。

前述したようこと弾性軸３は、トルクを主軸４へ伝達す
る駆動部材である。

弾性軸３の小さな直径により、密封媒体の消耗も少ない
。

弾性軸３には円板１１をはめられた荷重軽減ピストン６
が続いており、この荷重軽減ピストン６は、円板１７に
対して軸方向にずらせて設けられた環状溝１８をもつ荷
重軽減ピストンスリーブ１０と共に軸方向推力を受けて
、液圧推力軸受を形成してＧ−る。

荷重軽減ピストン６、荷重軽減ピストンス１．！−ブ１
０およびハウジングと、弾性軸３および弾性軸密封片５
との間に室１６があり、この室１９へ密封兼潤滑液体が
導入される。

密封兼潤滑液体例えば油あるいは水は、本実施例におい
てはタンク９から、ピストン特性をもちかつ圧力に無関
係なポンプ７により、圧縮機の内部空間圧力に打ち勝つ
圧力を受けて、逆止め弁２０を備えた供給導管１９を介
して室１６内へ供給される。

室１６（虞密封兼潤滑液体で完全に満たされている。

このｉ１６内において密封兼潤滑液体が、円板１７をも
□つ荷重軽減ピストン６によって、軸方向推力を圧力と
して受け、それにより圧縮される。

この圧縮圧力は、圧力の作用を受ける面積間の差に応じ
て内部圧力として生じ、この内部圧力は、羽根車１によ
り送り出されるガスのガス圧よりきい。

その結果密封兼潤滑液体の一部は弾性軸３と弾性軸密封
片５との間を通って押出され、弾性軸密封片５の前にあ
る室２５から排出導管２６を介してタンク９へ戻される
。

室１６内の密封兼潤滑液体の大部分は、荷重軽減ピスト
ン６と荷重軽減ピストンスリーブ１０との間の空間へ達
し、そこから通路を介して個々の軸受へ達するか、ある
いは軸方向に主軸空間２へ達する。

主軸空間２がどの程度まで密封兼潤滑液体で満たされる
かは事情によるが、完全に満たされている方がよい。

しかし排出導管２２１、圧力調整弁２３および液体分離
器８を介して低い圧力のタンク９へ取出される程度の液
体しかこの主軸空間２にたまらないようにすることも可
能である。

存在する圧力状態のため主軸空間２がもつと多量の液体
を収容するかあるいは完全に満たされている場合、液体
の一部は主軸密封片１１を通ってその後にある室１２ま
で達する。

どの液体部分は、排出導管２４を介して収集容器１３内
へ排出され、この収集容器の排出は弁１４によって制御
される。

この液体部分が絞り装置１５を介して開かれた排出口へ
達しない場合、この液体部分を再びタンク９へ戻すこと
ができる。

回転軸３，４のまわりの空間におけるより低い圧力がタ
ンク９内に存在することは明らかである。

ガス圧が非常に高いと、このガスの比重が液体の比重と
ほぼ同じ程度に達することがある。

このような場合主軸空間２は液体で完全に満たされ、付
加的な圧力調整弁２３によって、主軸空間２内に存在す
る液体圧力がガス圧力よりほぼ０．５ないし１．０ゲー
ジ圧力だけ高くなるようにする。

絞り装置１５へ流出する液体といっしょにガスが流出す
ると、液体収集容器１３における液面が最低になる。

この場合絞り装置１５内の圧力経過はもはや直線的でな
く、最後の絞りの前において圧力が著しく上昇する。

この圧力上昇は、弁１４を制御するのに利用することが
でき、この弁を通って大部分の液体が流出しなければな
らない。

この弁１４は、遅れて開く電磁弁、あるいは液圧あるい
は空気圧で制御される弁とすることもできる。

圧縮機が停止しかつポンプ７が停止していると、圧縮機
ハウジング内部にはガス圧だけが作用して回転軸３，４
を左方へ移動して、荷重軽減ピストン６が弾性軸密封片
５のストッパ装置２１へ当り、それにより場合によって
は密封液体なしでも静止密封片として、圧力空間を大気
に対して密封する。

本発明はさらに次のような利点をもっている。

１９回転軸の一部に直径の小さい弾性軸を使用するので
、主密封片すなわち弾性軸密封片の直径も小さくなり、
両者の間の環状間隙を通る密封兼潤滑液体の消費が少な
くなる。

２、直径が小さいため弾性軸の周速したがってこれと主
密封片との間の摺動速度が小さく、温度−よ昇の問題を
生じない。

なぜならば、発生する熱は周速の２乗に比例するからで
ある。

３、ガス圧力と密封個所における軸の断面積との積によ
って定まる軸方向推力は、直径の小さい弾性軸のため小
さく、液圧推力軸受によって容易に受けることができる
。

本発明は特許請求の範囲に記載された特徴を有するもの
であるが、その実施態様を例示すると次の通りである。

ｌ）弾性軸密封片５により片側を区画される密封兼潤滑
液体室１６内に、荷重軽減ピストン６のストッパ装置２
１が静止装置として設けられている。

２）主軸４の大部分を包囲する主軸空間２と密封兼潤滑
液体タンク９との間に、圧力調整弁２３と流体分離器８
とをもつ排出導管２２が設けられている。

３）ハウジングと主軸４の端部にある主軸密封片１１と
の間に室１２があり、この室から排出導管２４が収集容
器１３を経て、弁１４を介してタンク９へ通ずるか、あ
るいは絞り装置１５により制御されて開く排出口へ通じ
ており、絞り装置１５が、タンク９への排出導管内に設
けられた弁１４を制御する。

４）空間１６へ、内部空間圧力を受ける密封兼潤滑液体
が、ピストンの特性をもちかつ圧力に無関係なポンプ７
によって、タンク９から逆止め弁２０をもつ供給導管１
９を介して供給される。

【図面の簡単な説明】

図は本発明による装置の概略断面図である。 １・・・・・・羽根車、３・・・・・・弾性軸、４・・
・・・・主軸、５・・・・・・弾性軸密封片（主密封片
）、６・・・・・・液圧推力軸受（荷重軽減ピストン）
、９・・・・・・タンク、１０・・・・・・荷重軽減ピ
ストンスリーブ、１６・・・・・・密封兼潤滑液体室、
１９・・・・・・供給導管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 圧縮機の圧力空間外に設けられた駆動電動機と、圧
   力空間内で支持されて羽根車を片持ちする回転軸と、密
   封兼潤滑液体を供給および排出する。 密封兼潤滑装置とを備え、液圧推力軸受が軸方向推力を
   受けるために用いられている圧縮機において、羽根車１
   を片持ちする主軸４が、伝達すべきトルクのみを考慮し
   て定められたできるだけ小さい直径の弾性軸３を介して
   駆動電動機に連結され、。 この弾性軸３上に液圧推力軸受６が取付けられ、この液
   圧推力軸受６の駆動電動機側において弾性軸３を包囲す
   る弾性軸密封片５が、弾性軸３の半径方向の動きを制限
   しかつ圧力空間を外部に対して遮蔽する主密封片として
   構成され、弾性軸３および弾性軸密封片５と液圧推力軸
   受６、荷重軽減ピストンスリーブ１０およびハウジング
   との間に、供給導管１９を介して密封兼潤滑液体を供給
   される密封兼潤滑液体室１６が設けられていることを特
   徴とする高圧圧縮機。