JPH0316481B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0316481B2 JPH0316481B2 JP62131220A JP13122087A JPH0316481B2 JP H0316481 B2 JPH0316481 B2 JP H0316481B2 JP 62131220 A JP62131220 A JP 62131220A JP 13122087 A JP13122087 A JP 13122087A JP H0316481 B2 JPH0316481 B2 JP H0316481B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- impeller
- thrust
- pressure
- bearing
- expansion turbine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 229910000897 Babbitt (metal) Inorganic materials 0.000 description 5
- 210000003027 ear inner Anatomy 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/05—Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/051—Axial thrust balancing
- F04D29/0513—Axial thrust balancing hydrostatic; hydrodynamic thrust bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
- F04D29/582—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/584—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for elastic fluid pumps cooling or heating the machine
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Supercharger (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
- Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、膨張タービンに係り、特に運転中ス
ラスト変動を生じやすい高圧膨張タービンのスラ
スト制御装置に関するものである。
ラスト変動を生じやすい高圧膨張タービンのスラ
スト制御装置に関するものである。
空気分離装置等の寒冷発生用として使用される
膨張タービンは、プラントの常温状態から極低温
状態まで広い運転条件において使用される。従つ
て、各運転条件において膨張タービンの出入口の
圧力、温度が変化するため、膨張タービンの回転
体（インペラー、回転軸等）に作用するスラスト
負荷も変化する。したがつて、このスラスト負荷
を十分支えることのできるスラスト軸受が膨張タ
ービンに組込まれる必要がある。
膨張タービンは、プラントの常温状態から極低温
状態まで広い運転条件において使用される。従つ
て、各運転条件において膨張タービンの出入口の
圧力、温度が変化するため、膨張タービンの回転
体（インペラー、回転軸等）に作用するスラスト
負荷も変化する。したがつて、このスラスト負荷
を十分支えることのできるスラスト軸受が膨張タ
ービンに組込まれる必要がある。
一般に、フルシユラウド付インペラーをもつ膨
張タービンでは、回転体に作用する軸スラストは
第１図に示すようにインペラーの前面と背面の圧
力及びこの圧力が作用する受圧面積の割合により
計算される。（機械工学便覧改訂５版９−44） Ｆ＝P1×A1×P2×A2−P3×A3−P4×A4 …(1) ここに Ｆ＝回転軸に作用するスラスト P1＝インペラー入口圧力 P2＝インペラー出口圧力 P3、P4＝インペラ背面圧力 A1〜A4＝圧力P1〜P4の作用する受圧面積 受圧面積A1〜A4はインペラー形状によつて決
まるものであるが、P1、P4の圧力は膨張タービ
ンの運転条件によつて変動するものである。従つ
て高圧力のプロセスガスを処理する膨張タービン
では、低圧から高圧まで運転条件があるため運転
条件により軸スラストが大きく変化する。
張タービンでは、回転体に作用する軸スラストは
第１図に示すようにインペラーの前面と背面の圧
力及びこの圧力が作用する受圧面積の割合により
計算される。（機械工学便覧改訂５版９−44） Ｆ＝P1×A1×P2×A2−P3×A3−P4×A4 …(1) ここに Ｆ＝回転軸に作用するスラスト P1＝インペラー入口圧力 P2＝インペラー出口圧力 P3、P4＝インペラ背面圧力 A1〜A4＝圧力P1〜P4の作用する受圧面積 受圧面積A1〜A4はインペラー形状によつて決
まるものであるが、P1、P4の圧力は膨張タービ
ンの運転条件によつて変動するものである。従つ
て高圧力のプロセスガスを処理する膨張タービン
では、低圧から高圧まで運転条件があるため運転
条件により軸スラストが大きく変化する。
膨張タービンで発生する軸スラストの大きさ
は、前述の(1)式で示されるようにインペラー背面
圧力と前面圧力の差によつて決まる。この圧力差
は運転条件により変動し、特に、高圧力にプロセ
スガスを処理する膨張タービンではこの変動値が
大きく、スラスト軸受の負荷容量を大きくする必
要があつた。なお、この種の装置として関連する
ものには、例えば特公昭46−3209号、実開昭59−
127601号、実開昭55−102005号等が挙げられる。
は、前述の(1)式で示されるようにインペラー背面
圧力と前面圧力の差によつて決まる。この圧力差
は運転条件により変動し、特に、高圧力にプロセ
スガスを処理する膨張タービンではこの変動値が
大きく、スラスト軸受の負荷容量を大きくする必
要があつた。なお、この種の装置として関連する
ものには、例えば特公昭46−3209号、実開昭59−
127601号、実開昭55−102005号等が挙げられる。
上記従来技術は、高負荷容量のスラスト軸受を
必要とするので、軸受損失の増大、軸受潤滑油量
の増大、また動力回収型膨張タービンでは回収電
力量の減少を生ずるなどの欠点があつた。
必要とするので、軸受損失の増大、軸受潤滑油量
の増大、また動力回収型膨張タービンでは回収電
力量の減少を生ずるなどの欠点があつた。
本発明の目的は、膨張タービンにおいて、どの
ような運転条件においても回転軸に作用するスラ
ストを一定範囲内に保持するスラスト制御装置を
提供することにある。
ような運転条件においても回転軸に作用するスラ
ストを一定範囲内に保持するスラスト制御装置を
提供することにある。
上記目的は、スラスト軸受の温度を検出してイ
ンペラー背面の圧力を制御することにより、達成
される。
ンペラー背面の圧力を制御することにより、達成
される。
インペラー背面の圧力を制御することにより、
インペラーで発生する軸スラストを一定範囲内に
保持することができ、スラスト軸受の負荷容量を
小さくすることができる。
インペラーで発生する軸スラストを一定範囲内に
保持することができ、スラスト軸受の負荷容量を
小さくすることができる。
以下、本発明の一実施例を第２図により説明す
る。図において、スクロール１のプロセスガス
は、ノズル２を通り断熱膨張して噴流ガスとな
り、インペラー３へ入りインペラー３を回転させ
た後デイフユーザー４へ流れる。インペラー３の
前面出口部にはラビリンス５を設け、プロセスガ
スのシヨートパスを防止している。また、インペ
ラー３の背面外周部にラビリンス６、内周部にラ
ビリンス７を設け、このラビリンス６，７に囲ま
れる部分は背面圧力室８となつている。背面圧力
室８とスクロール１部およびインペラー３出口部
とはそれぞれ途中にコントロール弁１０，１１を
設けたライン１４，１５で連絡されている。ま
た、スラスト軸受１６には、負荷側と反負荷側に
それぞれスラスト軸受メタルの温度を測定する温
度計１２，１３を設け、この温度計１２，１３か
らの信号によりコントロール弁１０，１１を作動
させるもので、作動の条件は、温度計１２の温度
上限でコントロール弁１１が開き、また、温度計
１３の作動によりコントロール弁１０を開くよう
になつている。しかして、温度計１２からの信号
によりコントロール弁１１が開くと、背面圧力室
８内のガスがライン１５よりインペラー３出口部
へ送出され、温度計１３からの信号によりコント
ロール弁１０が開くと、スクロール１部からのガ
スがライン１４より背面圧力室８内に流入される
ため、インペラー３部で発生する軸スラストを一
定範囲内に保持することができる。
る。図において、スクロール１のプロセスガス
は、ノズル２を通り断熱膨張して噴流ガスとな
り、インペラー３へ入りインペラー３を回転させ
た後デイフユーザー４へ流れる。インペラー３の
前面出口部にはラビリンス５を設け、プロセスガ
スのシヨートパスを防止している。また、インペ
ラー３の背面外周部にラビリンス６、内周部にラ
ビリンス７を設け、このラビリンス６，７に囲ま
れる部分は背面圧力室８となつている。背面圧力
室８とスクロール１部およびインペラー３出口部
とはそれぞれ途中にコントロール弁１０，１１を
設けたライン１４，１５で連絡されている。ま
た、スラスト軸受１６には、負荷側と反負荷側に
それぞれスラスト軸受メタルの温度を測定する温
度計１２，１３を設け、この温度計１２，１３か
らの信号によりコントロール弁１０，１１を作動
させるもので、作動の条件は、温度計１２の温度
上限でコントロール弁１１が開き、また、温度計
１３の作動によりコントロール弁１０を開くよう
になつている。しかして、温度計１２からの信号
によりコントロール弁１１が開くと、背面圧力室
８内のガスがライン１５よりインペラー３出口部
へ送出され、温度計１３からの信号によりコント
ロール弁１０が開くと、スクロール１部からのガ
スがライン１４より背面圧力室８内に流入される
ため、インペラー３部で発生する軸スラストを一
定範囲内に保持することができる。
スラスト軸受の使用限界は、一般に軸受メタル
の温度によつて判定することができ、高負荷のス
ラストがスラスト軸受に作用すると、軸受部での
損失が増大し軸受メタルの温度が上昇する。この
軸受温度の限界は、軸受メタルの材質、循滑油の
種類等により決定されるそれぞれの軸受に固有の
値となる。したがつて、軸受メタルの使用温度限
界を事前に把握し、この使用温度限界を越えない
ように温度計１２，１３の上限値を設定しておく
ことにより、任意のスラスト軸受を膨張タービン
に組込むことができ、かつ、スラスト負荷を一定
範囲内に制御することができる。
の温度によつて判定することができ、高負荷のス
ラストがスラスト軸受に作用すると、軸受部での
損失が増大し軸受メタルの温度が上昇する。この
軸受温度の限界は、軸受メタルの材質、循滑油の
種類等により決定されるそれぞれの軸受に固有の
値となる。したがつて、軸受メタルの使用温度限
界を事前に把握し、この使用温度限界を越えない
ように温度計１２，１３の上限値を設定しておく
ことにより、任意のスラスト軸受を膨張タービン
に組込むことができ、かつ、スラスト負荷を一定
範囲内に制御することができる。
本発明によれば、スラスト軸受の負荷容量が任
意に設定できるため、膨張タービンに適したスラ
スト軸受を設計することができ、スラスト軸受の
コンパクト化、軸受損失の減少および軸受潤滑量
の減少に効果がある。さらに、動力回収型膨張タ
ービンでは回収電力量の増大が図れるという効果
がある。
意に設定できるため、膨張タービンに適したスラ
スト軸受を設計することができ、スラスト軸受の
コンパクト化、軸受損失の減少および軸受潤滑量
の減少に効果がある。さらに、動力回収型膨張タ
ービンでは回収電力量の増大が図れるという効果
がある。
第１図はインペラー断面とインペラーに作用す
る圧力の種類を示す説明図、第２図は本発明の一
実施例を示す断面図である。 １……スクロール、２……ノズル、３……イン
ペラー、４……デイフユーザー、５〜７……ラビ
リンス、８……背面圧力室、１０，１１……コン
トロール弁、１２，１３……温度計、１４，１５
……ライン、１６……スラスト軸受。
る圧力の種類を示す説明図、第２図は本発明の一
実施例を示す断面図である。 １……スクロール、２……ノズル、３……イン
ペラー、４……デイフユーザー、５〜７……ラビ
リンス、８……背面圧力室、１０，１１……コン
トロール弁、１２，１３……温度計、１４，１５
……ライン、１６……スラスト軸受。
Claims (1)
- １ スラスト軸受によつて支持された回転軸と、
該回転軸の軸端に設けたインペラーと、該インペ
ラーにスクロール部よりプロセスガスを供給する
ノズルを備えた膨張タービンにおいて、前記イン
ペラーの背面に背面圧力室を設け、該背面圧力室
と前記スクロール部およびインペラー出口部とを
それぞれコントロール弁を介して連絡したライン
を設け、前記スラスト軸受の温度を検出して前記
コントロール弁を作動する温度計を設けたことを
特徴とする膨張タービンのスラスト制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62131220A JPS62294701A (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | 膨張タ−ビンのスラスト制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62131220A JPS62294701A (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | 膨張タ−ビンのスラスト制御装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17290483A Division JPS6065201A (ja) | 1983-09-21 | 1983-09-21 | 膨張タ−ビンのスラスト制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62294701A JPS62294701A (ja) | 1987-12-22 |
| JPH0316481B2 true JPH0316481B2 (ja) | 1991-03-05 |
Family
ID=15052841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62131220A Granted JPS62294701A (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | 膨張タ−ビンのスラスト制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62294701A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2801470B2 (ja) * | 1992-07-08 | 1998-09-21 | 株式会社神戸製鋼所 | 膨張タービン |
| DE10138056A1 (de) * | 2001-08-03 | 2003-02-13 | Atlas Copco Energas | Turbomaschine |
| KR100414110B1 (ko) * | 2001-09-25 | 2004-01-07 | 엘지전자 주식회사 | 터보 압축기의 베어링 냉각구조 |
| DE10358625A1 (de) * | 2003-12-11 | 2005-07-07 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg | Anordnung zur Lagerentlastung in einer Gasturbine |
| KR102626566B1 (ko) | 2017-01-11 | 2024-01-18 | 엘지전자 주식회사 | 터보 압축기 |
-
1987
- 1987-05-29 JP JP62131220A patent/JPS62294701A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62294701A (ja) | 1987-12-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0231952B1 (en) | Method and apparatus for controlling temperatures of turbine casing and turbine rotor | |
| EP0550801B1 (en) | Turbo compressor and method of controlling the same | |
| US4578018A (en) | Rotor thrust balancing | |
| JP4107829B2 (ja) | ターボマシーン | |
| US5203673A (en) | Tip clearance control apparatus for a turbo-machine blade | |
| US4087097A (en) | Sealing device for the emergent shaft end of a rotating machine | |
| US5141389A (en) | Control system for regulating the axial loading of a rotor of a fluid machine | |
| US6957945B2 (en) | System to control axial thrust loads for steam turbines | |
| US5248239A (en) | Thrust control system for fluid handling rotary apparatus | |
| US4606652A (en) | Shaft seal for turbomachinery | |
| WO2001016466A1 (en) | Pressure-assisted electromagnetic thrust bearing | |
| JPH0791760A (ja) | 磁気軸受式タービンコンプレッサ | |
| US6067791A (en) | Turbine engine with a thermal valve | |
| JPH0316481B2 (ja) | ||
| US4099727A (en) | Seal system for a gas turbine engine or the like | |
| US5310265A (en) | Axially fed hydrostatic bearing/seal | |
| GB1443431A (en) | Seal between relatively moving components of a fluid flow machine | |
| JPH07259855A (ja) | スラストバランス室付ガス軸受タービン | |
| JPH0120281B2 (ja) | ||
| US4343591A (en) | Turbomachine seal system | |
| US3560064A (en) | Servo controlled fluid bearing | |
| US4373858A (en) | Flow regulating shaft seal for an air motor | |
| JPH0336122B2 (ja) | ||
| Sixsmith et al. | A miniature wet turboexpander | |
| JPH0739805B2 (ja) | タ−ビンのシ−ル部間隙調整装置 |