JPS63223305A - 蒸気圧縮機 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、蒸気圧縮機、殊に蒸気を圧縮する遠心羽根車
を持つ回転軸を回転させる駆動手段の改良に関する。

従来の技術 従来、蒸気又はガスを昇圧、昇温するために圧縮機が用
いられており、特にターボ圧縮機はその耐久性、保守性
の点から好んで使用されて来ている。そして、これらの
圧縮機は、その運転のために、駆動用の別の電動機又は
膨張タービンを設置し、圧縮機にこれらの駆動機の回転
軸を連結することによって動力が伝達されている。また
、これらの駆動機には、その回転軸を支承する軸受のた
めの潤滑油供給装置が、圧縮機のそれとは別に設置され
ている。

発明が解決しようとする問題点 このような従来技術は、しかし、次のような問題点があ
った。

まず、電動機で圧縮機を駆動する方法においては、昇圧
、昇温のために必要な動力は電力によってまかなわねば
ならず、一般的には電力代が高価であり、経済的でない
。

一方、タービンで圧縮機を駆動する方法においては、圧
縮機及びタービンがそれぞれ別体のケーシングを有し、
駆動のためにはそれぞれの回転軸をケーシングを貫通さ
せて外部に突出させ、その部位をカップリング等で連結
する必要がある。そして、この場合には、各回転軸がケ
ーノンクを貫通する部位に、蒸気の漏れが起こらないよ
うにするための軸封装置を必要とする。このため、圧縮
機及びタービン共その軸長が長くなり、よって高速運転
が困難となり、高効率の達成が困難である。

以上述べた問題点に加え、またいづれの方法においても
、圧縮機及び駆動機はそれぞれの潤滑油供給装置を必要
とし、また両者の据付けには、その回転軸中心の偏心を
防ぐための細心の注意と工夫を必要とし、構造が複雑と
なるため、高価となる問題点があった。

問題点を解決するための手段 本発明は、このような従来の問題点を解決するために、
蒸気を圧縮する遠心羽根車をもつ回転軸に蒸気の一部に
より駆動され前記回転軸を回転する動力を発生するター
ビン翼を有する回転円盤を一体に取付け、かつ前記回転
軸の両端を蒸気通路内に配置されて蒸気と同一組成の高
圧液体を潤滑液とする軸受により支承したものである。

作用 このような手段によれば、したがって、導入した蒸気の
一部はタービン翼の部分で膨張して回転円盤に回転動力
を発生せしめ、この動力が同一回転軸に取付けられてい
る遠心羽根車を駆動して残余の蒸気を昇圧する。また、
回転軸の両端を支承している軸受は蒸気と同一組成の高
圧液体により潤滑され、この高圧液体は潤滑後蒸気通路
内に排出されることにより蒸発し、これにより軸受を冷
却するとともに圧縮機の必要動力を低減することができ
る。

実施例 以下図面を参照して本発明の好適な一実施例について詳
述する。

第１図において、ｌは回転軸であり、本発明によれば、
遠心羽根車２とタービン翼３を有する回転円盤４とがこ
の同一の回転軸ｌに適当な間隔を置いて一体に取付けら
れている。そして、これらの一体物は単一のケーシング
５の中に圧縮機仕切板６及びタービン仕切板７と一緒に
収容され、一体物とこれら仕切板との間には蒸気通路８
が形成されているとともに、蒸気室９及び吐出室１０も
形成されている。ケーシング５は、また、蒸気流入口１
１及び排気口１２を備える。

ケーシング５の蒸気流入口１１側端には流入口ケーシン
グ１３が取付けられ、その流入口１４が流入口１１に連
通されている。そして、この流入口ケーシング１３の途
中部分からは管路１５が分岐され、タービン調整弁１６
を介してケーシング５内の蒸気室９に連通されている。

また、ケーシング５内の吐出室１０に接続した吐出管１
７と流入口ケーシング１３の流入口１４とは、途中部分
にバイパス弁１８を設けている管路１９により連通され
ている。

しかして、流入口ケーシング１３の流入口１４より吸入
された蒸気の一部は、管路１５及びタービン調整弁１６
を通してケーシング５内の蒸気室９に導かれ、環状に配
置されているタービンノズル２０で膨張し、タービン翼
３に回転動力を与えて低圧の排気口１２に流出する。

一方、流入口ケーシング１３の流入口１４より吸入され
た残りの蒸気は、ケーシング５の流入口１１から蒸気通
路８に導びかれ、前述したタービン翼３＝４− が取付けられている回転円盤４と一体となった回転軸ｌ
に取付けられている遠心羽根２が回転することにより、
圧縮機部に吸入され、昇圧、昇温されて吐出室１０に吐
出される。

なお、吐出管１７からバイパス弁１８を介して流入口１
４に導びかれている管路１９は、起動・停止時に圧縮機
がサージング領域に入って不安定流動状態とならぬよう
にするための調整用のものである。

以上述べた如く遠心羽根２とタービン翼３を有する回転
円盤４とがともに取付けられている回転軸Ｉの両端は、
また、本発明によれば、ケーシング５内の蒸気通路８内
に配置されて蒸気と同一組成の高圧液体を潤滑液とする
軸受２１．２２．２３により支承されている。

第２図は、このような軸受部の一例を示し、第１図にお
ける軸受２１．２２の部分の拡大詳細図である。

第２図において、回転軸ｌの端部は、静圧液体ジャーナ
ル軸受２１により支承され、更に静圧液体スラスト軸受
２２により軸方向荷重が支えられている。そして、これ
らの軸受２１．２２は軸受箱２４内に取付けた軸受体２
５により囲繞されている。

しかして、潤滑液２６は軸受箱２４に形成した供給通路
２７及び軸受体２５に適当なパターンで形成した通路２
８を経て各軸受２１．２２へ流れるが、本発明によれば
、この潤滑液２６として前述した如く軸受箱２４の外側
を点線矢印で示す方向に流れる蒸気２９よりも高圧でか
つこの蒸気と同一組成の液体を用いている　（例えば、
水蒸気を吸入して運転する場合には、吸入水蒸気圧より
高い圧力の水を潤滑液として用いる）。

このような高圧液体２６が各軸受２１．２２に導びかれ
ると、各軸受部では、すでに公知の原理によって静圧の
作用により軸受負荷能力を発揮し、排出される。この排
出された液体は、それから、軸受体２５に形成した他の
通路３０及び軸受箱２４に形成した排出通路３１を通し
て蒸気通路８内に排出される。

この時、排出される液体は、軸受部で発生した摩擦熱に
より加熱されることと、又軸受箱２４外部の低い圧力に
放出されることにより、急速に蒸発し、外部すなわち蒸
気通路８を流れている蒸気２９と混合する。

このように潤滑液２６が蒸発することにより、軸受箱２
４により潜熱をうばい、軸受箱２４を冷却すると同時に
、又温度の低い蒸気が外部の蒸気に混入することにより
、圧縮機への吸入蒸気温度が低下するために吸入蒸気を
所定の圧力までに昇圧するに要する動力を減少すること
が可能となる。

なお、第１図における他の軸受２３にも供給口３２より
同様な潤滑液が供給され、潤滑後、排出されるようにな
っている。

発明の効果 以上詳述したように、本発明によれば、タービンおよび
圧縮機を一つの回転軸に一体としているので、これらの
一体物を一つのケーシングの内部に収納することができ
、よって回転軸がケーシングを貫通して外部に突出する
部位をなくすことができる。

そして回転軸を支承するための軸受には、本機が運転さ
れる蒸気媒体と同一媒体を機内の圧力より高圧低温の液
体状態で供給して潤滑しているので、特別の軸封装置を
必要としないですむ。

また、この軸受から漏出する液体がそのまま蒸発するこ
とにより、軸受部を有効に冷却すると同時に圧縮機の必
要動力を低減することが出来るので、安価で経済的な蒸
気圧縮機を提供することができる。しかも、この蒸気圧
縮機は、簡単な構造なので、据付は容易、運転容易など
の利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による蒸気圧縮機の一例を示す縦断面図
、第２図は第１図の一部拡大詳細図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 蒸気を圧縮する遠心羽根車をもつ回転軸に蒸気の一部に
   より駆動され前記回転軸を回転する動力を発生するター
   ビン翼を有する回転円盤を一体に取付け、かつ前記回転
   軸の両端を蒸気通路内に配置されて蒸気と同一組成の高
   圧液体を潤滑液とする軸受により支承してなることを特
   徴とする蒸気圧縮機。