KR101454997B1

KR101454997B1 - 원심 압축 장치 및 그 조립 방법

Info

Publication number: KR101454997B1
Application number: KR1020130027403A
Authority: KR
Inventors: 도루 요시오카
Original assignee: 가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Priority date: 2012-03-15
Filing date: 2013-03-14
Publication date: 2014-10-27
Also published as: KR20130105517A; CN103306994A; CN103306994B

Abstract

원심 압축기, 전동기 및 동력 전달 기구를 구비한 원심 압축 장치에 있어서, 임펠러와 축 시일이 접촉하는 것을 방지한다. 본 발명의 원심 압축기에 있어서는, 피니언 로터가 삽입 관통된 상태에서 상기 피니언 로터의 선단부에 고정된 임펠러를 수용하는 하우징과, 피니언 로터를 둘러싸는 상태에서 하우징에 설치되고, 압축 가스가 하우징 외부로 누출되는 것을 억제하는 환형상의 축 시일을 구비하고, 축 시일 상반부 및 축 시일 하반부로 구성되는 축 시일은, 하우징의 반 임펠러측의 부위에 형성된 축 시일 접촉부에, 그 돌기부가 임펠러측을 향하여 접촉한 상태에서, 하우징에 고정되어 있다.

Description

원심 압축 장치 및 그 조립 방법{CENTRIFUGAL COMPRESSOR AND METHOD OF ASSEMBLING THE SAME}

본 발명은, 원심 압축기, 전동기 및 이 전동기의 동력을 상기 원심 압축기에 전달하는 동력 전달 기구를 구비한 원심 압축 장치 및 그 조립 방법에 관한 것이다.

원심 압축기는, 임펠러에 의한 압축 가스가 임펠러의 배면측을 통과하여 케이싱(하우징) 외부로 누출되는 것을 억제하는 축 시일을 구비하고 있다. 종래, 축 시일을 구비한 원심 압축기의 일례로서, 일본·특허 출원 공개 제2011-7050호에 개시되어 있는 바와 같은 것이 있고, 이것을 도 11을 사용하여 설명한다. 도 11은 축 시일을 구비한 원심 압축기의 종래예를 도시하는 단면도이다.

도 11에 도시한 바와 같이, 이 종래의 원심 압축기(51)는, 회전축(52)과, 이 회전축(52)의 선단부에 연결된 임펠러(53)와, 회전축(52) 및 임펠러(53)를 둘러싸는 케이싱(하우징)(54)과, 케이싱(54)과 회전축(52) 사이에 배치되고, 임펠러(53)에 의한 압축 가스가 임펠러(53)의 배면측을 통과하여 케이싱(54) 외부로 누출되는 것을 억제하는 환형상의 축 시일(58)을 구비하고 있다.

상기 회전축(52)은, 기어 박스(66)에 고정된 베어링(65)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 상기 기어 박스(66)는, 상반부(66a)와 하반부(66b)를 갖고, 상반부(66a)는 메인터넌스 시에는 파선으로 나타내는 바와 같이 제거할 수 있도록 되어 있다. 또한, 상기 케이싱(54)에는, 가스 G를 도입하기 위한 입구 통로를 형성하는 인렛 부재(55)가 고정되어 있다. 임펠러(53)에 의해 흡입된 가스 G는, 반경 방향 외측으로 송출되는 과정에서 감속 가압된 후, 환형상의 스크롤실(56)에 도입되고, 도시하지 않은 배출구로부터 수요측으로 송출되도록 되어 있다.

그리고 상기 축 시일(58)에 대해 설명하면, 축 시일(58)의 임펠러(53)측의 단부에는, 반경 방향 외측으로 돌출되는 플랜지부(58a)가 형성되어 있다. 또한, 축 시일(58)의 타단부측에, 축 시일(58)로부터 반경 방향 외측으로 돌출되도록 고정된 시일 고정 부재(62)가 설치되어 있고, 이 시일 고정 부재(62)는, 볼트 등의 체결 부재(63)에 의해 축 시일(58)의 타단부측에 고정되어 있다. 이와 같이, 상기 플랜지부(58a)와 상기 시일 고정 부재(62)의 사이에 케이싱(54)이 끼워짐으로써, 케이싱(54)에 대한 축 시일(58)의 축 방향 이동이 구속되도록 되어 있다.

또한, 래버린스식의 비접촉 시일인 상기 축 시일(58)을 구성하기 위해, 회전축(52) 중 축 시일(58)에 대향하는 외주 부분에는, 축 방향으로 간격을 두고 복수의 래버린스군(57)이 지지되어 있고, 또한, 축 시일(58)에 있어서, 그 내주부에는 환형상의 시일실(59)이 복수 형성되고, 외주부에는 각 시일실(59)에 대응한 환형상의 균압실(60)이 복수 형성되고, 또한, 대응하는 시일실(59)과 균압실(60)을 연통하는 통로(61)가 복수 형성되어 있다.

또한, 원심 압축기로서, 예를 들어 일본·실용신안등록 제3170971호의 도 1에 기재된 바와 같은 터보 기계가 알려져 있다.

상기 도 1에 개시되어 있는 기술에서는, 구동측의 대기어(후술하는 본원 발명의 「불 기어」에 상당함)와 종동측의 피니언 기어(후술하는 본원 발명에 있어서도 동일함)가 서로 맞물려 있다.

상기 피니언 기어가 설치된 종동축(후술하는 본원 발명의 「피니언 로터」에 상당함)이 축 방향으로 이동하는 것을 제한하기 위해, 피니언 기어의 양측에 한 쌍의 압박 플랜지 형상부(후술하는 본원 발명의 「한 쌍의 링 부재」에 상당함)가 형성되어 있다.

전술한 일본·특허 출원 공개 제2011-7050호의 원심 압축기(51)에서는, 그 축 시일(58)에 있어서, 축 시일(58)의 반 임펠러측의 단부에 볼트 등의 체결 부재(63)에 의해 고정되어 있는 상기 시일 고정 부재(62)가, 상기 볼트 등이 느슨해져, 만일 축 시일(58)로부터 빠진 경우에는, 임펠러(53)에 축 시일(58)이 접촉할 우려가 있다.

또한, 일본·실용신안등록 제3170971호와 같이 임펠러를 덮는 하우징이 불 기어를 수용하는 커버 부재의 하부와 하나로 연결된 부재인 원심 압축기의 경우, 원심 압축기의 조립 시에, 피니언 로터를 하우징의 구멍부에 삽입하고자 하면, 피니언 로터의 링 부재가 하우징에 간섭해 버린다. 가령, 링 부재가 구멍부를 통과해도, 커버 부재의 하부에 배치된 베어링의 하부에 접촉해 버린다. 또한, 불 기어를 사이에 두도록 한 쌍의 링 부재를 용이하게 배치할 수 없다.

따라서 본 발명의 과제는, 축 시일을 구비한 원심 압축기, 전동기 및 이 전동기의 동력을 상기 원심 압축기에 전달하는 동력 전달 기구를 구비한 원심 압축 장치에 있어서, 임펠러와 축 시일의 간섭을 방지할 수 있도록 한, 원심 압축 장치를 제공하는 것에 있다.

또한, 본 발명은, 원심 압축기를 용이하게 조립하는 것을 목적으로 한다.

상기한 과제를 해결하기 위해, 본원 발명에서는, 다음 기술적 수단을 강구하고 있다.

본 발명의 원심 압축 장치의 제1 형태는, 원심 압축기와, 전동기와, 상기 전동기의 동력을 상기 원심 압축기에 전달하는 동력 전달 기구를 구비하는 원심 압축 장치이며, 상기 원심 압축기가, 가스를 압축하기 위한 회전부와, 상기 회전부를 수용하고 지지하기 위한 정지부를 구비하고, 상기 회전부가, 상기 동력 전달 기구에 의해 축심선을 중심으로 하여 회전 구동되는 피니언 로터와, 상기 피니언 로터의 단부에 설치되는 임펠러를 구비하고, 상기 정지부가, 상기 피니언 로터가 삽입 관통된 상태에서 상기 임펠러를 수용하고, 상기 임펠러에 가스를 유도하고, 압축된 가스를 수요측으로 송출하기 위한 하우징과, 상기 피니언 로터를 회전 가능하게 지지하는 베어링과, 상기 피니언 로터의 하방에 위치하고, 상기 베어링의 하반부를 지지하는 하부 커버 부재와, 상기 피니언 로터의 상방에 위치하고, 상기 베어링의 상반부를 지지하는 상부 커버 부재와, 상기 하우징의 상기 축심선을 중심으로 하는 환형상부의 내측에 고정되고, 상기 임펠러에 의한 압축 가스가 하우징 외부로 누출되는 것을 억제하는 환형상의 축 시일을 구비하고, 상기 축 시일이, 상기 축심선을 중심으로 하는 반경 방향 외측으로 돌출되는 돌기부를 구비하고, 상기 돌기부가, 상기 환형상부의 상기 임펠러에 대향하는 면과는 반대측의 면에 형성된 축 시일 접촉부와 축 방향으로 접촉한다.

이 원심 압축 장치에 따르면, 원심 압축기에 있어서, 환형상부의 임펠러에 대향하는 면과는 반대측의 면에 형성된 축 시일 접촉부에, 축 시일의 돌기부가 축 방향으로 접촉함으로써, 임펠러와 축 시일의 간섭을 방지할 수 있다.

상기 구성의 원심 압축 장치에 있어서, 상기 정지부가, 베어링 윤활유가 상기 하우징 내에 침입하는 것을 방지하는 환형상의 오일 배플을 구비하고, 상기 오일 배플이, 축 방향에 있어서 상기 축 시일과 상기 베어링 사이에 위치하고, 상기 상부 커버 부재 및 상기 하부 커버 부재에 설치되어 있어도 된다.

이 원심 압축 장치에 따르면, 원심 압축기에 있어서, 하우징에 설치된 축 시일과 베어링 사이에, 오일 배플을 설치하고 있으므로, 베어링 윤활유가 하우징 내에 침입하는 것을 방지할 수 있다.

상기 구성의 원심 압축 장치에 있어서, 축심선을 중심으로 하는 환형상을 이루고, 또한 상기 축 시일 접촉부가 형성된 축 시일 어댑터가 상기 환형상부의 내주부에 구비되고, 상기 축 시일은, 그 상기 돌기부가 상기 축 시일 어댑터의 상기 축 시일 접촉부에 축 방향으로 접촉한 상태에서 상기 축 시일 어댑터에 설치되어 있어도 된다.

이 원심 압축 장치에 따르면, 원심 압축기에 있어서, 하우징의 축 시일 어댑터에 축 시일을 설치하도록 하였으므로, 이 축 시일 어댑터의 존재에 의해, 축 시일을 용이하게 소경의 것으로 할 수 있다. 그 결과, 원심 압축기의 조립 시에, 오일 배플을 지지하는 부재가 방해되는 일 없이, 축 시일을 축 시일 어댑터에 고정할 수 있다.

또한, 상기 축 시일 어댑터에 형성된 상기 축 시일 접촉부가, 임펠러측을 향하여 움푹 들어가는 환형상 오목부이어도 된다.

이 원심 압축 장치에 따르면, 원심 압축기에 있어서, 축 시일 어댑터는, 축 시일 접촉부로서 임펠러측을 향하여 움푹 들어가는 환형상 오목부를 구비하고 있으므로, 축 시일 어댑터의 상기 환형상 오목부에 축 시일의 돌기부가 끼워짐으로써, 원심 압축기의 축 방향의 길이를 억제할 수 있다.

상기 구성의 원심 압축 장치에 있어서, 상기 축 시일의 내주부가, 상기 축심선을 중심으로 하는 환형상의 복수의 홈을 구비하고, 상기 임펠러측의 홈으로부터 순서대로 직경이 작아져도 된다.

이 원심 압축 장치에 따르면, 원심 압축기에 있어서, 축 시일이 복수의 홈을 구비하고, 임펠러측의 홈으로부터 순서대로 직경이 작아짐으로써, 압축 가스가 하우징 외부로 누출되는 것을 확실하게 억제할 수 있다.

또한, 본 발명의 원심 압축 장치의 제2 형태는, 한 쌍의 링 부재를 갖는 피니언 로터와, 상기 피니언 로터의 피니언 기어에 맞물리는 불 기어와, 상기 피니언 로터의 단부에 고정되고, 이 피니언 로터의 축심선을 중심으로 하여 회전하는 임펠러와, 상기 피니언 로터가 삽입되고, 상기 축심선과 동심의 중심선을 구비하는 구멍부를 가진 하우징 본체와, 상기 임펠러의 주위를 덮는 하우징 본체에 고정된 스크롤 케이싱과, 상기 구멍부의 내측에 배치되는 환형상의 축 시일 어댑터와, 상기 축 시일 어댑터의 내주부에 고정되고, 상기 피니언 로터의 외주면에 근접하는 축 시일과, 상기 피니언 로터를 회전 가능하게 지지하고, 상하로 분리 가능한 베어링 상반부 및 베어링 하반부를 갖는 베어링부와, 상기 피니언 로터의 상방에 위치하고, 상기 베어링 상반부를 지지하는 상부 커버 부재와, 상기 피니언 로터의 하방에 위치하고, 상기 베어링 하반부를 지지하는 하부 커버 부재를 구비하고, 상기 구멍부의 내경이, 상기 링 부재의 외경의 1.5배 이상 5배 이하이다.

상기 구성의 원심 압축 장치에 따르면, 하우징 본체의 구멍부의 내경이, 피니언 로터에 설치된 한 쌍의 링 부재의 외경의 1.5배 이상 5배 이하로 구성되어 있으므로, 하나로 연결된 일체 형상을 이루는 하우징 본체를 사용하는 경우이어도, 조립이 용이한 원심 압축 장치를 실현할 수 있다.

상기 구성의 원심 압축 장치에 있어서, 상기 축 시일의 임펠러와는 반대측의 단부에는, 구멍부의 중심선을 중심으로 하는 반경 방향 외측으로 돌출되는 돌기부를 구비하고, 상기 축 시일 어댑터의 임펠러와는 반대측의 단부에는, 상기 돌기부와 축 방향으로 접촉하는 축 시일 접촉부를 구비해도 된다.

이 원심 압축 장치에 따르면, 임펠러와 축 시일의 간섭을 방지할 수 있다.

상기 구성의 원심 압축기에 있어서, 상기 축 시일의 내주부에는, 구멍부의 중심선을 중심으로 하는 환형상의 복수의 홈을 구비하고, 이 복수의 홈의 내경은 임펠러측으로부터 임펠러와는 반대측을 향하여 순서대로 작게 되어 있어도 된다.

이 원심 압축 장치에 따르면, 압축 가스가 하우징 외부로 누출되는 것을 확실하게 억제할 수 있다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 원심 압축 장치의 조립 방법이며, 상기 본 발명의 제2 형태의 원심 압축 장치를 조립하는 방법이,

a) 상기 피니언 로터를 상기 구멍부에 삽입하고, 상기 하부 커버 부재에 미리 설치된 상기 베어링 하반부 상에 적재하는 공정과,

b) 상기 축 시일 어댑터를 상기 구멍부에 설치하는 공정과,

c) 상기 축 시일을 상기 축 시일 어댑터에 설치하는 공정과,

d) 상기 임펠러를 상기 피니언 로터의 단부에 설치하는 공정과,

e) 상기 베어링 상반부를 상기 베어링 하반부에 설치하는 공정과,

f) 상기 상부 커버 부재에 상기 베어링 상반부와 상기 하부 커버 부재를 설치하는 공정을 구비하고, 상기 a) 공정에 있어서, 상기 피니언 로터의 상기 구멍부에의 삽입 도중에, 상기 한 쌍의 링 부재가 상기 베어링 하반부의 상방을 통과하고, 상기 불 기어의 양측에 배치된다.

상기한 원심 압축 장치의 조립 방법에 따르면, 하나로 연결된 일체 형상을 이루는 하우징 본체를 사용하는 경우이어도, 원심 압축기를 용이하게 조립할 수 있다.

상기한 원심 압축기의 조립 방법에 있어서, 상기 a) 공정이, 상기 링 부재를 상기 구멍부의 상기 중심선보다도 상측으로 어긋나게 하고, 또한 평면에서 볼 때 상기 피니언 로터를 불 기어로부터 이격되는 방향으로 기울여 상기 피니언 로터를 상기 구멍부에 삽입하는 공정이어도 된다.

이 원심 압축 장치의 조립 방법에 따르면, 한 쌍의 링 부재를 불 기어의 양측에 의해 용이하게 배치할 수 있다.

상기한 원심 압축기의 조립 방법에 있어서, 상기 구멍부의 내경이, 상기 링 부재의 외경의 2배 이상 5배 이하이고, 상기 a) 공정이, 상기 링 부재를 상기 구멍부의 상기 중심선보다도 상측, 또한 평면에서 볼 때 상기 중심선의 상기 불 기어와는 반대측으로 어긋나게 하고, 상기 중심선에 평행하게 상기 피니언 로터를 상기 구멍부에 삽입하는 공정이어도 된다.

이 원심 압축 장치의 조립 방법에 따르면, 한 쌍의 링 부재를 불 기어의 양측에 보다 용이하게 배치할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 의한 원심 압축 장치의 전체 구성을 개략적으로 도시하는 모식도.
도 2는 도 1에 있어서의 제1 원심 압축기의 상반부 부분의 구성을 도시하는 단면도.
도 3은 도 1에 있어서의 제1 원심 압축기의 하반부 부분의 구성을 도시하는 단면도.
도 4는 축 시일 어댑터에 축 시일 하반부를 설치하는 모습을 설명하기 위한 도면.
도 5는 하부 커버 부재에 오일 배플 하반부를 설치하는 모습을 설명하기 위한 도면.
도 6은 축 시일 접촉부의 다른 예를 도시하는 도면.
도 7은 도 2에 도시하는 하우징 본체(310)에 형성된 구멍부를 개념적으로 설명하기 위한 모식 설명도.
도 8은 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 원심 압축 장치의 조립 방법을 개념적으로 설명하는 도면으로, (a)는 입면에서 본 설명도, (b)는 평면에서 본 설명도.
도 9는 본 발명의 제3 실시 형태에 의한 원심 압축 장치의 조립 방법을 개념적으로 설명하는 도면으로, (a)는 측면에서 본 설명도, (b)는 평면에서 본 설명도.
도 10은 축 시일 접촉부의 다른 예를 개념적으로 도시하는 도면.
도 11은 축 시일을 구비한 원심 압축기의 종래예를 도시하는 단면도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 의한 원심 압축 장치의 전체 구성을 개략적으로 도시하는 모식도이다.

도 1에 있어서, 부호 1은 가스(공기)를 압축하여 이것을 수요측으로 송출하는 원심 압축 장치이다. 이 원심 압축 장치(1)는, 증속기(4)와, 전동기(3)를 구비한다. 증속기(4)는, 불 기어 축(5a)과, 불 기어(5)와, 제1 피니언 로터(110)와, 제2 피니언 로터(110')와, 제1 피니언 기어(6)와, 제2 피니언 기어(7)를 구비한다. 불 기어 축(5a)은, 불 기어(5)와 하나로 연결된 부재이다. 제1 피니언 로터(110)는, 제1 피니언 기어(6)와 하나로 연결된 부재이다. 제2 피니언 로터(110')는, 제2 피니언 기어(7)와 하나로 연결된 부재이다. 전동기(3)의 출력축(3a)은, 커플링(8)을 통해 상기 불 기어 축(5a)에 접속된다. 부호 500은, 상기 증속기(4)의 하반부를 수용하는 하부 커버 부재이다. 실제로는, 증속기(4)의 상반부를 덮는 상부 커버 부재도 설치된다.

또한, 이 원심 압축 장치(1)는, 제1 원심 압축기(2A)와, 제2 원심 압축기(2B)와, 제3 원심 압축기(2C)를 구비한다. 도 1에서는, 제1 내지 제3 원심 압축기(2A 내지 2C)의 하우징(300)을 2점 쇄선으로 나타내고 있다. 제1 원심 압축기(2A)의 임펠러(130)는, 제1 피니언 로터(110)의 한쪽의 단부에 접속된다. 제2 원심 압축기(2C)의 임펠러(130')는, 상기 제1 피니언 로터(110)의 다른 쪽의 단부에 접속된다. 제1 피니언 로터(110)의 양단부는 각각, 제1 및 제2 원심 압축기(2A, 2B)의 일부이기도 하다. 제3 원심 압축기(2C)의 임펠러(2130)는, 제2 피니언 로터(110')의 한쪽의 단부에 접속된다. 제2 피니언 로터(1110)는, 제3 원심 압축기(2C)의 일부이기도 하다. 상기 제1 피니언 로터(110)에는, 제1 피니언 로터(110)의 축 방향의 이동을 규제하기 위해, 상기 제1 피니언 기어(6)보다도 대경을 이루는 한 쌍의 링 부재(120)가 이 제1 피니언 기어(6)를 사이에 끼우도록 하여 설치되어 있다. 마찬가지로, 상기 제2 피니언 로터(1110)에는, 한 쌍의 링 부재(1120)가 설치되어 있다.

이와 같이, 이 원심 압축 장치(1)는, 동일 구성의 원심 압축기(2A 내지 2C)와, 전동기(6)와, 전동기(6)의 동력을 원심 압축기(2A 내지 2C)에 전달하는 증속기(4)(동력 전달 기구)를 구비하고 있다. 그리고 제1 원심 압축기(2A)로 유도된 가스(공기)는, 이 제1 원심 압축기(2A)에 의해 압축되어 1단 압축 가스로 되어, 제1 원심 압축기(2A)의 토출구와 제2 원심 압축기(2B)의 흡입구를 연결하는 1단 압축 가스 유로(14)에 유도된다. 그리고 이 1단 압축 가스는, 상기 1단 압축 가스 유로(14)를 구성하는 1단 압축기 토출 유로(14a)와 2단 압축기 흡입 유로(14b)의 사이에 개재 설치된 1단 쿨러(11)를 거쳐 제2 원심 압축기(2B)에 도입된다.

계속해서, 제2 원심 압축기(2B)에 도입된 1단 압축 가스는, 제2 원심 압축기(2B)에 의해 압축되어 2단 압축 가스로 되어, 제2 원심 압축기(2B)의 토출구와 제3 원심 압축기(2C)의 흡입구를 연결하는 2단 압축 가스 유로(15)에 유도된다. 이 2단 압축 가스는, 2단 압축 가스 유로(15)를 구성하는 2단 압축기 토출 유로(15a)와 3단 압축기 흡입 유로(15b)의 사이에 개재 설치된 2단 쿨러(12)를 거쳐 제3 원심 압축기(2C)에 도입된다.

그리고 이 제3 원심 압축기(2C)에 의해 압축되어 3단 압축 가스는, 제3 원심 압축기(2C)의 토출구로부터 3단 압축 가스 유로(16)를 구성하는 3단 압축기 토출 유로(16a)와 3단 쿨러 출구측 유로(16b)의 사이에 개재 설치된 3단 쿨러(13)에 의해 냉각된 후, 압축 가스의 수요처에 공급되도록 되어 있다.

이하, 상기 원심 압축 장치(1)를 구성하는 상기 원심 압축기(2A 내지 2C) 중, 그 대표로서의 제1 원심 압축기(2A)에 대해 설명한다. 제2 원심 압축기(2B) 및 제3 원심 압축기(2C)의 구조는, 제1 원심 압축기(2A)와 마찬가지이다.

도 2는 도 1에 있어서의 제1 원심 압축기의 상반부 부분의 구성을 도시하는 단면도, 도 3은 도 1에 있어서의 제1 원심 압축기의 하반부 부분의 구성을 도시하는 단면도이다.

<<원심 압축기의 구성>>

도 2와 도 3에 있어서, 제1 원심 압축기(2A)는, 가스를 압축하기 위한 회전부(100)와, 회전부(100)를 수용하고 지지하기 위한 정지부(200)를 구비하고 있다.

<회전부>

상기 회전부(100)는, 상기 증속기(4)에 의해 회전 구동되는 제1 피니언 로터(110)와, 이 제1 피니언 로터(110)의 선단부에 설치된 임펠러(130)를 구비하고 있다. 제1 피니언 로터(110)의 선단부에는, 선단으로 감에 따라 끝이 가늘어 지는 테이퍼 피트부(111)가 형성되어 있고, 이 테이퍼 피트부(111)의 부위에, 허브(131)와 복수의 블레이드(132)로 이루어지는 임펠러(130)가 고정되어 있다. 또한, 제1 피니언 로터(110)의 상기 테이퍼 피트부(111)에 연결되는 부위에는, 후술하는 축 시일(700)에 대응하는 회전측 래버린스 통로 형성부로서, 반 임펠러(130)측, 즉 임펠러(130)와는 반대측으로 감에 따라 직경 축소하는 다단의 래버린스 통로 형성용 플랜지부(112)가 형성되어 있다.

<정지부>

상기 정지부(200)는, 상기 제1 피니언 로터(110)가 삽입 관통된 상태에서 상기 임펠러(130)를 수용하고, 상기 임펠러(130)에 가스를 유도하고, 압축된 가스를 수요측으로 송출하기 위한 하우징(300)과, 이 하우징(300)의 반 임펠러측의 외측에 위치하고, 제1 피니언 로터(110)를 회전 가능하게 지지하는 베어링(400)과, 제1 피니언 로터(110)의 하방에 위치하고, 상기 베어링(400)의 하반부(402)를 지지하는 하부 커버 부재(500)와, 제1 피니언 로터(110)의 상방에 위치하고, 상기 베어링(400)의 상반부(401)를 지지하는 상부 커버 부재(600)를 구비하고 있다.

또한, 상기 정지부(200)는, 제1 피니언 로터(110)를 둘러싸는 상태에서 하우징(300)에 설치되고, 임펠러(130)에 의한 압축 가스가 하우징 외부로 누출되는 것을 억제하는 환형상의 축 시일(700)과, 상기 베어링(400)의 윤활유가 하우징(300) 내에 침입하는 것을 방지하는 환형상의 오일 배플(800)을 더 구비하고 있다.

<하우징>

상기 정지부(200)에 구비되는 상기 하우징(300)은, 하우징 본체(310)와 이것에 고정된 스크롤 케이싱(320)을 구비하고 있고, 이에 의해, 임펠러(130)를 수용하는 동시에, 임펠러(130)를 향하여 가스를 흡입하는 흡입구(301)와, 임펠러(130)의 외주측에 있어서 축심선 J1을 중심으로 하는 둘레 방향으로 형성되고, 임펠러(130)로부터의 압축 가스를 외부로 유도하는 스크롤실(302)을 갖고 있다. 이하, 축심선 J1을 중심으로 하는 둘레 방향을 단순히 「둘레 방향」이라 한다. 이 하우징(300)의 환형상을 이루는 상기 하우징 본체(310)는, 제1 원심 압축기(2A)의 축심선 J1을 중심으로 하는 반경 방향으로 연장되는 환형상부(311)와, 이 환형상부(311)의 외측 테두리부 전체 둘레로부터 상기 축심선 J1에 평행하게 연장되는 측부(312)와, 구멍부(315)로 이루어진다. 또한, 축심선 J1은, 상기 제2 원심 압축기(2B)의 축심선이기도 하다. 이하, 축심선 J1을 중심으로 하는 반경 방향을 단순히 「반경 방향」이라 한다. 환형상부(311)는, 환형상 외측 테두리부(313)와, 축 시일 어댑터(340)를 구비한다. 환형상 외측 테두리부(313), 측부(312) 및 하부 커버 부재(500)는, 주조에 의해 하나로 연결된 부재로서 형성된다. 환형상 외측 테두리부(313)의 임펠러(130)측의 면에는, 환형상 오목부(313a)가 형성되어 있다.

도 7은 도 2에 도시하는 하우징 본체(310)에 형성된 구멍부를 개념적으로 설명하기 위한 모식 설명도이다. 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 구멍부(315)의 중심선 K1은, 제1 피니언 로터(110)의 축심선 J1에 일치한다. 구멍부(315)의 내경 d는, 도 2의 링 부재(120)의 외경 D의 대략 2배이다.

<축 시일 어댑터>

축 시일 어댑터(340)는, 플랜지부(341)와, 환형상 오목부(342)를 구비한다. 플랜지부(341)는, 축심선 J1을 중심으로 하여 환형상이고, 외주부에 있어서의 임펠러(130)측의 부위로부터 반경 방향 외측으로 돌출된다. 환형상 오목부(342)는, 축심선 J1에 평행한 방향에 있어서, 축 시일 어댑터(340)의 임펠러(130)에 대향하는 면과는 반대측의 면(340a)에 형성된다. 이하, 축심선 J1 방향 또는 축심선 J1에 평행한 방향을 단순히 「축 방향」이라 한다. 축 시일 어댑터(340)에서는, 상기 플랜지부(341)가 환형상 외측 테두리부(313)의 상기 환형상 오목부(313a)에 끼워 맞춰진다. 축 시일 어댑터(340)는, 그 홈부(343)에 회전 방지 핀(303)을 장착함으로써, 환형상 외측 테두리부(313)에 대한 둘레 방향에 있어서의 위치가 고정된다. 축 시일 어댑터(340)에는, 후술하는 바와 같이, 축 시일(700)이 설치되어 있다.

<디퓨저>

상기 하우징(300)은, 또한, 임펠러(130)의 출구측으로부터 상기 스크롤실(302)로 통하는 통로 공간으로서 설치되는 디퓨저(330)를 구비하고 있다. 디퓨저(330)는, 상기 환형상부(311)의 환형상 외측 테두리부(313)에 설치되어 있다. 이에 의해, 축 시일 어댑터(340)는, 플랜지부(341)의 선단 부분이 디퓨저(330)와 환형상 외측 테두리부(313) 사이에 끼워져 있음으로써, 환형상 외측 테두리부(313)에 설치되어 있다.

<베어링>

상기 정지부(200)에 구비되는 상기 베어링(400)은, 하우징(300)의 반 임펠러(130)측에 위치하고, 피니언 로터(110)를 회전 가능하게 지지하는 미끄럼 베어링이다. 본 실시 형태에서는 상하 이분할형의 것으로, 베어링 상반부(401)와 베어링 하반부(402)로 구성되어 있다.

<커버 부재>

상기 정지부(200)에 구비되는 상기 커버 부재(500, 600)에 대해 설명한다. 하부 커버 부재(500)는, 피니언 로터(110)의 하방에 배치되어 있고, 이 하부 커버 부재(500)에 상기 베어링 하반부(402)가 고정되어 있다. 또한, 상부 커버 부재(600)는, 피니언 로터(110)의 상방에 배치되어 있고, 이 상부 커버 부재(600)에 상기 베어링 상반부(401)가 고정되어 있다. 상부 커버 부재(600)는, 하부 커버 부재(500)에 도시하지 않은 볼트에 의해 고정되어 있다.

<축 시일>

상기 정지부(200)에 구비되는 상기 축 시일(700)은, 고정측 래버린스 통로 형성부로서 설치되어 있고, 상기 피니언 로터(110)에 회전측 래버린스 통로 형성부로서 설치되어 있는 상기한 다단의 래버린스 통로 형성용 플랜지부(112)와 협동하여, 압축 가스가 하우징 외부로 누출되는 것을 억제하는 작용을 이루는 것이다. 이 축 시일(700)은, 축심선 J1을 중심으로 하는 환형상을 이루고 있고, 분할 가능하며, 본 실시 형태에서는, 상하 이분할형의 것으로, 축 시일 상반부(710)와 축 시일 하반부(720)로 구성되어 있다.

도 2에 도시하는 상기 축 시일 상반부(710)는, 축심선 J1을 중심으로 하는 반원 환형상을 이루고 있다. 축 시일 상반부(710)의 외주부에는, 반 임펠러(130)측의 단부에 반경 방향 외측(도 2에 있어서의 상측)으로 돌출되는 반원 환형상을 이루는 돌기부(711)가 형성되어 있다. 축 시일 상반부(710)는, 그 돌기부(711)가 상기 환형상 오목부(342)(축 시일 접촉부)에 축 방향으로 접촉한 상태에서, 상기 돌기부(711)를 볼트(713) 체결함으로써, 상기 축 시일 어댑터(340)에 고정되어 있다. 또한, 축 시일 상반부(710)의 내주부에는, 축 방향으로 다단으로 복수의 홈부(712)가 형성되어 있다. 축 시일 상반부(710)에서는, 임펠러(130)측의 홈부(712)로부터 순서대로 홈부(712)의 직경이 작아진다.

마찬가지로, 도 3에 도시하는 상기 축 시일 하반부(720)는, 축심선 J1을 중심으로 하는 반원 환형상을 이루고 있다. 축 시일 하반부(720)의 외주부에는, 반 임펠러(130)측의 단부에 반경 방향 외측(도 3에 있어서의 하측)으로 돌출되는 반원 환형상을 이루는 돌기부(721)가 형성되어 있다. 축 시일 하반부(720)는, 그 돌기부(721)가 상기 환형상 오목부(342)(축 시일 접촉부)에 축 방향으로 접촉한 상태에서, 상기 돌기부(721)를 볼트(723) 체결함으로써, 상기 축 시일 어댑터(340)에 고정되어 있다. 또한, 축 시일 하반부(720)의 내주부에는, 축 방향으로 다단으로 복수의 홈부(722)가 형성되어 있다. 축 시일 하반부(720)에서는, 임펠러(130)측의 홈부(722)로부터 순서대로 홈부(722)의 직경이 작아진다.

축 시일(700)에서는, 홈부(712) 및 홈부(722)가 상하로 겹침으로써, 축심선 J1을 중심으로 하는 환형상의 복수의 홈(701)이 형성된다. 임펠러(130)측의 홈(701)으로부터 순서대로 그 직경이 작아지므로, 원심 압축기(2A)의 구동 시에는, 축 시일(700)의 내주부 중, 임펠러(130)측의 부위에 있어서, 홈(701) 내에 발생하는 기류의 원심력을 크게 할 수 있고, 임펠러(130)와는 반대측의 부위에 있어서, 축 시일(700)과 제1 피니언 로터(110) 사이의 간극의 크기를 억제할 수 있다. 그 결과, 복수의 홈의 직경이 동일한 원심 압축기에 비해, 하우징(300) 내의 가스의 누출을 보다 억제할 수 있다.

<오일 배플>

오일 배플(800)은, 축심선 J1을 중심으로 하는 환형상을 이루고 있고, 분할 가능하며, 본 실시 형태에서는, 반원 환형상의 오일 배플 상반부(801)와 반원 환형상의 오일 배플 하반부(802)로 구성되어 있다.

그리고 상기 오일 배플 상반부(801)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 축 시일 상반부(710)와 상기 베어링 상반부(401) 사이에 위치시키고, 외주부에 형성된 오목홈(801a)을 상기 상부 커버 부재(600)의 볼록부(600a)에 끼워 맞추어, 상기 상부 커버 부재(600)에 고정되어 있다. 또한, 마찬가지로, 상기 오일 배플 하반부(802)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 축 시일 하반부(720)와 상기 베어링 하반부(402) 사이에 위치시키고, 외주부에 형성된 오목홈(802a)을 상기 하부 커버 부재(500)의 볼록부(500a)에 끼워 맞추어, 상기 하부 커버 부재(500)에 고정되어 있다.

그리고 상기 오일 배플 상반부(801)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 축 시일 상반부(710)와 상기 베어링 상반부(401) 사이에 위치한다. 오일 배플 상반부(801)의 외주부에 형성된 오목홈(801a)이 상기 상부 커버 부재(600)의 볼록부(600a)에 끼워 맞추어진 상태에서, 오일 배플 상반부(801)가 상기 상부 커버 부재(600)에 고정되어 있다. 또한, 상기 오일 배플 하반부(802)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 축 시일 하반부(720)와 상기 베어링 하반부(402) 사이에 위치한다. 오일 배플 하반부(802)의 외주부에 형성된 오목홈(802a)이 상기 하부 커버 부재(500)의 볼록부(500a)에 끼워 맞추어진 상태에서, 오일 배플 하반부(802)가 상기 하부 커버 부재(500)에 고정되어 있다.

여기서, 상기 축 시일 상반부(710)와 상기 오일 배플 상반부(801)의 대소 관계에 대해 보면, 도 2에 도시한 바와 같이, 축 시일 상반부(710)의 외주 반경[축심선 J1로부터 축 시일 상반부(710)의 돌기부(711) 선단까지의 거리]은, 오일 배플 상반부(801)의 외주 반경[축심선 J1로부터 오일 배플 상반부(801)의 외주 단부까지의 거리]보다도 작아지도록 이루어져 있다. 마찬가지로, 도 3에 도시한 바와 같이, 축 시일 하반부(720)의 외주 반경은, 오일 배플 하반부(802)의 외주 반경보다도 작아지도록 이루어져 있다. 이것은 원심 압축기(2A)의 조립 순서에 관계되어 있고, 이 점에 대해서는 후술한다. 축 시일 하반부(720)와, 오일 배플 하반부(802) 사이의 축 방향의 거리는, 축 시일 하반부(720)의 두께보다도 짧다.

이상, 본 발명의 원심 압축기의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은, 상기 실시 형태로 한정되는 것은 아니고, 다양한 변경이 가능하다. 도 6은 축 시일 접촉부의 다른 예를 도시하는 도면이다. 도 6에서는, 축 시일 어댑터(340)의 상반부 부분을 도시한다. 도 6에 도시한 바와 같이, 축 시일 어댑터(340)의 임펠러(130)와는 반대측의 면(340a)에, 축 방향으로 돌출되는 환형상의 돌출부(344)가 형성되어도 된다. 축 방향에 있어서, 돌출부(344)와 축 시일 상반부(710)의 돌기부(711)가 접촉한다. 축 시일 상반부(710)와 마찬가지로, 도시 생략하지만, 축 시일 하반부(720)에서는, 돌기부(721)와 상기 돌출부(344)가 축 방향으로 접촉한다. 이와 같이, 축 시일 접촉부로서 돌출부(344)가 형성됨으로써, 축 시일(700)의 축 방향의 길이를 확보할 수 있어, 하우징(300)으로부터의 압축 가스의 누출을 보다 확실하게 방지할 수 있다.

상기 실시 형태에서는, 환형상부(311)가, 1개의 부재로 구성되어도 된다. 이 경우이어도, 환형상부(311)의 내측 테두리부에 있어서, 임펠러(130)에 축 방향으로 대향하는 면과는 반대측의 면에 축 시일 접촉부를 형성함으로써, 축 시일(700)의 임펠러(130)측으로의 이동을 저지할 수 있다. 또한, 환형상 외측 테두리부(313) 및 측부(312)는, 하부 커버 부재(500)와 별도의 부재이어도 된다. 환형상 외측 테두리부(313) 및 측부(312)는 각각, 상하로 분리 가능한 2개의 부재로 구성되어도 된다. 이 경우, 원심 압축기의 조립 시에는, 제1 피니언 로터(110)를 베어링 하반부(402)에 적재한 후에, 제1 피니언 로터(110)의 주위에서 환형상 외측 테두리부(313) 및 측부(312)를 조립해도 된다. 또한, 제1 피니언 로터(110)의 외주면 중, 축 시일(700)과 반경 방향으로 대향하는 위치에, 환형상의 복수의 홈이 형성되어 있어도 된다.

<<원심 압축기의 조립 방법의 제1 실시 형태>>

다음에, 제1 원심 압축기(2A)의 조립 순서에 대해, 상기한 도 2, 도 3을 참조하면서 설명한다. 제2 및 제3 원심 압축기(2B, 2C)의 조립의 흐름은, 제1 원심 압축기(2A)와 마찬가지이다.

(1) 하부 커버 부재(500)에 베어링 하반부(402)를 고정한다.

(2) 상기 링 부재(120)가 상기 베어링 하반부(402)에 닿지 않도록, 제1 피니언 로터(110)를 축심선 J1로부터 상측으로 어긋나게 한 상태에서, 제1 피니언 로터(110)를 환형상 외측 테두리부(313)의 구멍부에 통과시키고, 도 1의 제1 피니언 기어(6)가 불 기어(5)에 맞물린다.

(3) 환형상 외측 테두리부(313)에 축 시일 어댑터(340)를 설치한다. 즉, 축 시일 어댑터(340)의 홈부(343)에 회전 방지 핀(303)을 배치하고, 플랜지부(341)가 환형상 오목부(313a)에 끼워 맞추어지도록 하여, 축 시일 어댑터(340)를 환형상 외측 테두리부(313)에 고정한다.

(4) 환형상 외측 테두리부(313)에 디퓨저(330)를 설치한다. 이에 의해, 상기 축 시일 어댑터(340)는, 그 플랜지부(341)의 선단측 부분이, 이 디퓨저(330)와 환형상 외측 테두리부(313) 사이에 끼워진 상태로 된다.

(5) 도 4는 축 시일 어댑터에 축 시일 하반부를 설치하는 모습을 설명하기 위한 도면이다. 축 시일 하반부(720)를, 베어링 하반부(402)와 축 시일 어댑터(340) 사이의 간극에 삽입하고, 축 시일 하반부(720)의 돌기부(721)가 축 시일 어댑터(340)의 환형상 오목부(축 시일 접촉부)(342)의 하반부 부분에 끼워 맞추어지도록 하여, 이 축 시일 어댑터(340)에 축 시일 하반부(720)를 설치한다. 축 시일 하반부(720)의 돌기부(721)는, 축 시일 어댑터(340)의 환형상 오목부(342)에 축 방향으로 접촉한다. 그리고 축 시일 어댑터(340)에 대해 상기 돌기부(721)를 볼트(723) 체결함으로써, 축 시일 어댑터(340)에 축 시일 하반부(720)를 고정한다.

축 시일 어댑터(340)가 설치됨으로써, 축 시일 하반부(720)의 외주 반경을 축심선 J1로부터 하부 커버 부재(500)의 볼록부(500a)까지의 거리보다도 작게 할 수 있다. 그 결과, 하부 커버 부재(500)[볼록부(500a)의 부분]가 방해되는 일 없이, 축 시일 하반부(720)를 축 시일 어댑터(340)에 용이하게 고정할 수 있다.

(6) 도 2에 도시한 바와 같이, 축 시일 상반부(710)의 돌기부(711)가 축 시일 어댑터(340)의 환형상 오목부(축 시일 접촉부)(342)의 상반부 부분에 끼워 맞추어지도록 하여, 이 축 시일 어댑터(340)에 축 시일 상반부(710)를 설치한다. 축 시일 상반부(710)의 돌기부(711)가 축 시일 어댑터(340)의 환형상 오목부(342)에 축 방향으로 접촉한다. 그리고 축 시일 어댑터(340)에 대해 상기 돌기부(711)를 볼트(713) 체결함으로써, 축 시일 어댑터(340)에 축 시일 상반부(710)를 고정한다.

(7) 상기 제1 피니언 로터(110)에 임펠러(130)를 설치한다. 이 경우, 제1 피니언 로터(110)의 테이퍼 피트부(111)에 대해 임펠러(130)를 압입하는 것에 의한 마찰력과 로크 너트의 체결력에 의해, 제1 피니언 로터(110)에 임펠러(130)를 견고하게 설치할 수 있으므로, 제1 원심 압축기(2A)의 운전 중에, 축심선 J1에 수직한 방향에 있어서, 제1 피니언 로터(110)에 대한 임펠러(130)의 위치가 어긋나는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 임펠러(130)의 무게 중심의 치우침에 기인하는 제1 원심 압축기(2A)의 진동을 방지할 수 있다.

(8) 상기 하우징 본체(310)에 스크롤 케이싱(320)을 설치한다.

(9) 도 5는 하부 커버 부재에 오일 배플 하반부를 설치하는 모습을 설명하기 위한 도면이고, 도 3의 볼록부(500a)의 위치에서 제1 원심 압축기(2A)를 축심선 J1을 중심으로 하는 면으로 절단한 단면을 도시하고 있다. 오일 배플 하반부(802)의 둘레 방향의 일단부측에 있어서 하부 커버 부재(500)의 볼록부(500a)에 오일 배플 하반부(802)의 오목홈(802a)을 끼워 맞추고, 이 상태에서 상기 오일 배플 하반부(802)를 축심선 J1을 중심으로 하여 180도 회전시킴으로써, 오일 배플 하반부(802)를 하부 커버 부재(500)에 설치한다.

(10) 상기 하부 커버 부재(500)에 설치되어 있는 상기 베어링 하반부(322)에 도 2의 베어링 상반부(401)를 장착한다.

(11) 오일 배플 상반부(801)를 상부 커버 부재(600)에 설치하고, 이 상부 커버 부재(600)를 상기 하부 커버 부재(500)에 고정하는 동시에, 상부 커버 부재(600)에 베어링 상반부(401)를 고정한다. 이에 의해, 제1 원심 압축기(2A)의 기본적인 조립이 완료된다.

이상과 같이 구성되고, 조립되는 상기 제1 원심 압축기(2A)에서는, 축 시일(700)의 돌기부(711, 721)가, 축 시일 어댑터(340)의 임펠러(130)에 대향하는 면과는 반대측의 면(340a)에 형성된 환형상 오목부(342)와 축 방향으로 접촉한다. 이에 의해, 볼트(713, 723)가 느슨해지는 등, 축 시일(700)에 만일 고정 불량이 발생한 경우라도, 상기 축 시일(700)의 임펠러(130)측으로의 이동이 저지되어, 임펠러(130)와 축 시일(700)의 간섭을 방지할 수 있다. 제1 원심 압축기(2A)에서는, 축 시일 접촉부로서 환형상 오목부(342)가 형성되어 있으므로, 축 시일(700)의 돌기부(711, 721)가 축 시일 어댑터(340)로부터 돌출되는 것이 방지된다. 그 결과, 제1 원심 압축기(2A)의 축 방향의 길이를 억제할 수 있다.

또한, 상기 제1 원심 압축기(2A)에서는, 축 시일 어댑터(340)에 축 시일 하반부(720)를 설치할 때에, 이 축 시일 어댑터(340)의 존재에 의해, 축 시일 하반부(720)의 외주 반경이, 이후에 하부 커버 부재(500)에 설치되는 오일 배플 하반부(802)의 외주 반경보다도 작아진다. 이에 의해, 제1 원심 압축기(2A)의 조립 시에, 베어링 하반부(402)와 축 시일 어댑터(340) 사이의 좁은 간극 공간에 축 시일 하반부(720)를 배치할 수 있어, 축 시일 하반부(720)를 축 시일 어댑터(340)에 용이하게 고정할 수 있다.

<<본 발명의 원심 압축기의 조립 방법의 제2 실시 형태>>

본 실시 형태의 원심 압축기의 조립 방법에 있어서, 상술한 원심 압축기의 조립 방법의 제1 실시 형태와 다른 것은, 상기 (2)에 나타내는 공정뿐이므로, 이 공정에 관하여 도 8을 참조하면서 상세하게 서술하고, 그 외의 공정에 관해서는 생략한다.

도 8은 본 실시 형태에 의한 원심 압축 장치의 조립 방법을 개념적으로 설명하는 도면으로, (a)는 입면에서 본 설명도, (b)는 평면에서 본 설명도이다.

도 8의 (a) 중에 화살표 A로 나타내는 바와 같이, 제1 피니언 로터(110) 및 링 부재(120)가 하우징 본체(310)의 구멍부(315)에 삽입된다. 이때, 도 8의 (a)에 도시한 바와 같이, 제1 피니언 로터(110)의 링 부재(120)는, 구멍부(315)의 중심선 K1보다도 상측으로 어긋나게 되고, 또한 도 8의 (b) 중에 화살표 B로 나타내는 바와 같이, 평면에서 볼 때, 제1 피니언 로터(110)가 불 기어(5)로부터 이격되는 방향으로 기울어진다. 링 부재(120)가 베어링 하반부(402)의 상방을 통과하면, 제1 피니언 로터(110)의 축심선 J1이 구멍부(315)의 중심선 K1에 평행하게 되고, 불 기어(5)의 양측에 한 쌍의 링 부재(120)가 배치된다. 또한, 제1 피니언 로터(110)의 하우징 본체(310) 내에 위치하는 단부와는 반대측의 단부는, 도 1의 제2 원심 압축기(2B)의 하우징(300)의 하우징 본체(310)(도시하지 않음)의 구멍부에 삽입된다. 도 3에 도시한 바와 같이, 제1 피니언 로터(110)가 베어링 하반부(402) 상에 적재되고, 도 1에 도시하는 제1 피니언 기어(6)가 불 기어(5)에 맞물린다.

이상, 제2 실시 형태에 관한, 원심 압축 장치(1) 및 제1 원심 압축기(2A)의 조립의 흐름에 대해 설명하였지만, 원심 압축 장치(1)에서는, 축 시일 어댑터(340)가 설치됨으로써, 하우징 본체(310)의 구멍부(315)의 직경을 크게 할 수 있다. 이에 의해, 링 부재(120)를 구멍부(315)에 용이하게 삽입할 수 있다. 또한, 링 부재(120)를 구멍부(315)의 중심선 K1보다도 상측으로 어긋나게 함으로써, 링 부재(120)가 베어링 하반부(402)의 상방을 통과하고, 불 기어(5)의 양측에 배치된다. 또한, 링 부재(120)가 베어링 하반부(402)의 상방을 통과하는 것이라면, 링 부재(120)의 하단부가 중심선 K1보다도 약간 하방에 위치해도 된다. 이와 같이, 하우징 본체(310) 및 하부 커버 부재(500)가 하나로 연결된 부재인 원심 압축 장치(1)이어도, 원심 압축 장치(1)의 조립을 용이하게 행할 수 있다. 또한, 원심 압축 장치(1)에서는, 평면에서 볼 때, 제1 피니언 로터(110)가 불 기어(5)로부터 이격되는 방향으로 기울어져 구멍부(315)에 삽입되므로, 한 쌍의 링 부재(120)를 불 기어(5)의 양측에 보다 용이하게 배치할 수 있다.

링 부재(120)의 외경 D에 대한 구멍부(315)의 내경 d는, 제1 피니언 로터(110)를 삽입하기 위해 1.5배 이상이고, 축 시일 어댑터(340)의 크기를 억제하기 위해 5배 이하이면, 2배 이외이어도 된다. 보다 바람직하게는, 링 부재(120)의 외경 D에 대한 구멍부(315)의 내경 d는, 2배 이상 4배 이하이다. 더욱 바람직하게는, 링 부재(120)의 외경 D에 대한 구멍부(315)의 내경 d는, 2배 이상 3배 이하이다. 구멍부(315)의 내경 d가 링 부재(120)의 외경 D의 1.5배 이상 2배 미만인 경우, 제1 피니언 로터(110)의 구멍부(315)에 삽입되는 단부가 상방을 향하도록 축심선 J1을 수평 방향에 대해 경사지게 하고, 링 부재(120)가 구멍부(315)에 삽입되는 것이 바람직하다. 이에 의해, 링 부재(120)가, 베어링 하반부(402)의 상방을 통과할 수 있다. 그 후, 축심선 J1이 중심선 K1에 일치하도록 제1 피니언 로터(110)가 수평 방향을 향하게 되고, 한 쌍의 링 부재(120)가 불 기어(5)의 양측에 배치된다.

<<본 발명의 원심 압축기의 조립 방법의 제3 실시 형태>>

본 실시 형태의 원심 압축기의 조립 방법에 있어서, 상술한 원심 압축기의 조립 방법의 제1 실시 형태와 다른 것은, 상기 (2)에 나타내는 공정뿐이므로, 이 공정에 관하여 도 9를 참조하면서 상세하게 서술하고, 그 외의 공정에 관해서는 생략한다.

도 9는 본 실시 형태에 의한 원심 압축 장치의 조립 방법을 개념적으로 설명하는 도면으로, (a)는 측면에서 본 설명도, (b)는 평면에서 본 설명도이다. 도 9에 있어서, 하우징 본체(310)의 구멍부(315)의 내경 d가, 한 쌍의 링 부재(120)의 외경 D의 2배 이상 5배 이하이다. 제1 원심 압축기(2A)의 조립 시에는, 제1 피니언 로터(110)의 링 부재(120)를, 도 9의 (a)에 도시한 바와 같이, 중심선 K1보다도 상측으로 어긋나게 하고, 또한 도 9의 (b)에 도시한 바와 같이, 평면에서 볼 때 중심선 K1의 불 기어(5)와는 반대측으로 어긋나게 하고, 도 9의 (b) 중의 화살표 C로 나타낸 바와 같이, 중심선 K1에 평행하게 제1 피니언 로터(110)가 구멍부(315)에 삽입된다. 이에 의해, 한 쌍의 링 부재(120)를 불 기어(5)의 양측에 보다 용이하게 배치할 수 있다.

이상, 본 발명의 원심 압축기의 조립 방법의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은, 상기 실시 형태로 한정되는 것은 아니고, 다양한 변경이 가능하다.

원심 압축 장치(1)의 조립에서는, 제1 피니언 로터(110)를 다양한 방법으로 하우징 본체(310)에 설치해도 된다. 예를 들어, 링 부재(120)를 구멍부(315)의 중심선 K1의 바로 위로 어긋나게 하고, 중심선 K1에 평행하게 제1 피니언 로터(110)를 구멍부(315)에 삽입해도 된다. 또한, 제1 피니언 로터(110)를 베어링 하반부(402)로부터 구멍부(315)를 향하여 삽입해도 된다. 상기 실시 형태에서는, 상부 커버 부재(600)에 베어링 상반부(401)를 고정한 후에, 상부 커버 부재(600)를 하부 커버 부재(500)에 고정해도 된다.

도 10은 축 시일 접촉부의 다른 예를 개념적으로 도시하는 도면이다. 도 10에서는, 축 시일 어댑터(340)의 상반부 부분을 도시한다. 도 10에 도시한 바와 같이, 축 시일 어댑터(340)의 임펠러(130)와는 반대측의 면(340a)에, 축 방향으로 돌출되는 환형상의 돌출부(344)가 형성되어도 된다. 축 방향에 있어서, 돌출부(344)와 축 시일 상반부(710)의 돌기부(711)가 접촉한다. 축 시일 상반부(710)와 마찬가지로, 도시 생략하지만, 축 시일 하반부(720)에서는, 돌기부(721)와 상기 돌출부(344)가 축 방향으로 접촉한다. 이와 같이, 축 시일 접촉부로서 돌출부(344)가 형성됨으로써, 축 시일(700)의 축 방향의 길이를 확보할 수 있어, 하우징(300)으로부터의 압축 가스의 누출을 보다 확실하게 방지할 수 있다. 상기 실시 형태에서는, 하우징 본체(310)가, 하부 커버 부재(500)와 별도의 부재이어도 된다. 또한, 하우징 본체(310) 및 스크롤 케이싱(320)이 하나로 연결된 부재이어도 된다.

Claims

원심 압축기와, 전동기와, 상기 전동기의 동력을 상기 원심 압축기에 전달하는 동력 전달 기구를 구비하는 원심 압축 장치이며,
상기 원심 압축기가, 가스를 압축하기 위한 회전부와, 상기 회전부를 수용하고 지지하기 위한 정지부를 구비하고,
상기 회전부가, 상기 동력 전달 기구에 의해 축심선을 중심으로 하여 회전 구동되는 피니언 로터와, 상기 피니언 로터의 단부에 설치되는 임펠러를 구비하고,
상기 정지부가,
상기 피니언 로터가 삽입 관통된 상태에서 상기 임펠러를 수용하고, 상기 임펠러에 가스를 유도하고, 압축된 가스를 수요측으로 송출하기 위한 하우징과,
상기 피니언 로터를 회전 가능하게 지지하는 베어링과,
상기 피니언 로터의 하방에 위치하고, 상기 베어링의 하반부를 지지하는 하부 커버 부재와,
상기 피니언 로터의 상방에 위치하고, 상기 베어링의 상반부를 지지하는 상부 커버 부재와,
상기 하우징의 상기 축심선을 중심으로 하는 환형상부의 내측에 고정되고, 상기 임펠러에 의한 압축 가스가 하우징 외부로 누출되는 것을 억제하는 환형상의 축 시일을 구비하고,
상기 축 시일이, 상기 축심선을 중심으로 하는 반경 방향 외측으로 돌출되는 돌기부를 구비하고,
상기 돌기부가, 상기 환형상부의 상기 임펠러에 대향하는 면과는 반대측의 면에 형성된 축 시일 접촉부와 축 방향으로 접촉하는, 원심 압축 장치.
제1항에 있어서,
상기 정지부가, 베어링 윤활유가 상기 하우징 내에 침입하는 것을 방지하는 환형상의 오일 배플을 구비하고,
상기 오일 배플은, 축 방향에 있어서 상기 축 시일과 상기 베어링 사이에 위치하고, 상기 상부 커버 부재 및 상기 하부 커버 부재에 설치되어 있는, 원심 압축 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
축심선을 중심으로 하는 환형상을 이루고, 또한 상기 축 시일 접촉부가 형성된 축 시일 어댑터가, 상기 환형상부의 내주부에 구비되고,
상기 축 시일은, 상기 돌기부가 상기 축 시일 어댑터의 상기 축 시일 접촉부에 축 방향으로 접촉한 상태에서 상기 축 시일 어댑터에 설치되어 있는, 원심 압축 장치.
제3항에 있어서,
상기 축 시일 어댑터에 형성된 상기 축 시일 접촉부가, 임펠러측을 향하여 움푹 들어가는 환형상 오목부인, 원심 압축 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 축 시일의 내주부가, 상기 축심선을 중심으로 하는 환형상의 복수의 홈을 구비하고, 상기 임펠러측의 홈으로부터 순서대로 직경이 작아지는, 원심 압축 장치.
원심 압축 장치이며,
한 쌍의 링 부재를 갖는 피니언 로터와,
상기 피니언 로터의 피니언 기어에 맞물리는 불 기어와,
상기 피니언 로터의 단부에 고정되고, 이 피니언 로터의 축심선을 중심으로 하여 회전하는 임펠러와,
상기 피니언 로터가 삽입되고, 상기 축심선과 동심의 중심선을 구비하는 구멍부를 가진 하우징 본체와,
상기 임펠러의 주위를 덮는 하우징 본체에 고정된 스크롤 케이싱과,
상기 구멍부의 내측에 배치되는 환형상의 축 시일 어댑터와,
상기 축 시일 어댑터의 내주부에 고정되고, 상기 피니언 로터의 외주면에 근접하는 축 시일과,
상기 피니언 로터를 회전 가능하게 지지하고, 상하로 분리 가능한 베어링 상반부 및 베어링 하반부를 갖는 베어링부와,
상기 피니언 로터의 상방에 위치하고, 상기 베어링 상반부를 지지하는 상부 커버 부재와,
상기 피니언 로터의 하방에 위치하고, 상기 베어링 하반부를 지지하는 하부 커버 부재를 구비하고,
상기 구멍부의 내경이, 상기 링 부재의 외경의 1.5배 이상 5배 이하인, 원심 압축 장치.
제6항에 있어서,
상기 축 시일은, 임펠러와 반대측의 단부에, 구멍부의 중심선을 중심으로 하는 반경 방향 외측으로 돌출되는 돌기부를 구비하고,
상기 축 시일 어댑터는, 임펠러와 반대측의 단부에, 상기 돌기부와 축 방향으로 접촉하는 축 시일 접촉부를 구비하는, 원심 압축 장치.
제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 축 시일의 내주부에는, 구멍부의 중심선을 중심으로 하는 환형상의 복수의 홈을 구비하고, 이 복수의 홈의 내경은 임펠러측으로부터 임펠러와는 반대측을 향하여 순서대로 작아지는, 원심 압축 장치.
제6항에 기재된 원심 압축 장치를 조립하는 원심 압축기의 조립 방법이며,
a) 상기 피니언 로터를 상기 구멍부에 삽입하고, 상기 하부 커버 부재에 미리 설치된 상기 베어링 하반부 상에 적재하는 공정과,
b) 상기 축 시일 어댑터를 상기 구멍부에 설치하는 공정과,
c) 상기 축 시일을 상기 축 시일 어댑터에 설치하는 공정과,
d) 상기 임펠러를 상기 피니언 로터의 단부에 설치하는 공정과,
e) 상기 베어링 상반부를 상기 베어링 하반부에 설치하는 공정과,
f) 상기 상부 커버 부재에 상기 베어링 상반부와 상기 하부 커버 부재를 설치하는 공정을 구비하고,
상기 a) 공정에 있어서, 상기 피니언 로터의 상기 구멍부에의 삽입 도중에, 상기 한 쌍의 링 부재가 상기 베어링 하반부의 상방을 통과하고, 상기 불 기어의 양측에 배치되는, 원심 압축기의 조립 방법.
제9항에 있어서,
상기 a) 공정에 있어서,
상기 링 부재를 상기 구멍부의 중심선보다도 상측으로 어긋나게 하고, 또한 평면에서 볼 때 상기 피니언 로터를 상기 불 기어로부터 이격되는 방향으로 기울여 상기 피니언 로터를 상기 구멍부에 삽입하는, 원심 압축기의 조립 방법.
제9항에 있어서,
상기 구멍부의 내경이, 상기 링 부재의 외경의 2배 이상 5배 이하이고,
상기 a) 공정에 있어서,
상기 링 부재를 상기 구멍부의 상기 중심선보다도 상측으로 어긋나게 하고, 또한 평면에서 볼 때 상기 중심선의 상기 불 기어와는 반대측으로 어긋나게 하고, 상기 중심선에 평행하게 상기 피니언 로터를 상기 구멍부에 삽입하는, 원심 압축기의 조립 방법.