JPH07217595A - 遠心圧縮機の軸封構造 - Google Patents
遠心圧縮機の軸封構造Info
- Publication number
- JPH07217595A JPH07217595A JP6010288A JP1028894A JPH07217595A JP H07217595 A JPH07217595 A JP H07217595A JP 6010288 A JP6010288 A JP 6010288A JP 1028894 A JP1028894 A JP 1028894A JP H07217595 A JPH07217595 A JP H07217595A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fins
- stationary
- centrifugal compressor
- shaft seal
- stationary body
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】回転体の一部としてフィン２を備え、相対向す
る位置に凹凸の曲面（内周面）に沿った比較的柔らかい
部材３を設けて運転中に軽微な接触を許容し、フィン２
と部材３との間隙を最小とすることに加え、部材３と静
止体４との構成する面圧を凹凸にする。 【効果】遠心圧縮機の効率を低下していた内部洩れを低
減し、部材の材質としての強度不足を補ない熱影響を低
減でき、効率を高めることが期待できる。
る位置に凹凸の曲面（内周面）に沿った比較的柔らかい
部材３を設けて運転中に軽微な接触を許容し、フィン２
と部材３との間隙を最小とすることに加え、部材３と静
止体４との構成する面圧を凹凸にする。 【効果】遠心圧縮機の効率を低下していた内部洩れを低
減し、部材の材質としての強度不足を補ない熱影響を低
減でき、効率を高めることが期待できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は石油化学プラントや、一
般産業，天然ガス等のプロセスに使用される遠心圧縮機
のラビリンス型軸封構造に関する。
般産業，天然ガス等のプロセスに使用される遠心圧縮機
のラビリンス型軸封構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】遠心圧縮機に於ける軸、又は回転体の表
面と、静止体との貫通部で生じる作動流体の洩れを低減
する目的で、設けられるラビリンス型軸封は、従来、鋼
製の回転体に対し、静止体側にフィンを設け、このフィ
ンを比較的柔らかいアルミニウム，ブロンズ等の非鉄金
属で製作し、基本的に回転体と静止板との非接触を前提
として、構成されるのが通例であった。
面と、静止体との貫通部で生じる作動流体の洩れを低減
する目的で、設けられるラビリンス型軸封は、従来、鋼
製の回転体に対し、静止体側にフィンを設け、このフィ
ンを比較的柔らかいアルミニウム，ブロンズ等の非鉄金
属で製作し、基本的に回転体と静止板との非接触を前提
として、構成されるのが通例であった。
【０００３】公知例として、実開昭56−111321号，特開
昭55−155962号公報が、その共通の構成概念を示す。
昭55−155962号公報が、その共通の構成概念を示す。
【０００４】一方、他の従来技術として、実開昭55−16
8762号公報に示される通り、回転体外周にフィンを備
え、このフィンに対向する位置に、静止板側に指示され
て設けられた比較的柔かい材質より成る部材を備えるの
が、公知の構造である。
8762号公報に示される通り、回転体外周にフィンを備
え、このフィンに対向する位置に、静止板側に指示され
て設けられた比較的柔かい材質より成る部材を備えるの
が、公知の構造である。
【０００５】しかし、第一の例は非接触とする構造の為
に、回転体又は回転軸と、静止体との隙間を、或る程度
確保する為、作動流体の洩れ損失が大きいという欠点が
あった。
に、回転体又は回転軸と、静止体との隙間を、或る程度
確保する為、作動流体の洩れ損失が大きいという欠点が
あった。
【０００６】一方、第二の例は、接触を許す前提で運転
中の隙間を回転体の運動軌跡に対応して最小とすること
に依り、この欠点を補充することができるが、ラビリン
スフィンに対向する円周内面（静止体）が円筒構造の
為、作動ガスの洩れを助長する。従って、軸封効果を十
分に高めることが困難であった。
中の隙間を回転体の運動軌跡に対応して最小とすること
に依り、この欠点を補充することができるが、ラビリン
スフィンに対向する円周内面（静止体）が円筒構造の
為、作動ガスの洩れを助長する。従って、軸封効果を十
分に高めることが困難であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術に於いて、
構造上の制約により、圧縮機の機能を低下せしめていた
要件を取除き、且つ安全と信頼性を確保しながら高める
ことを可能にすることを目的とする。
構造上の制約により、圧縮機の機能を低下せしめていた
要件を取除き、且つ安全と信頼性を確保しながら高める
ことを可能にすることを目的とする。
【０００８】即ち、従来例（特開昭55−155962号公報）
に示されるような、鋼製の回転体と、静止体側に設けた
フィンとの間に間隙を設けて、非接触の前提で、作動流
体の洩れを許容する構造とした例が公知である。
に示されるような、鋼製の回転体と、静止体側に設けた
フィンとの間に間隙を設けて、非接触の前提で、作動流
体の洩れを許容する構造とした例が公知である。
【０００９】しかし、洩れ損失が無視できず、圧縮機と
しての効率低下の要因となるため、軽微な接触を前提と
して、回転体の一部をなすフィンと、静止体の一部の接
触後、運転状態での回転体の描く軌跡に対応した最小間
隙を形成し、洩れ損失を低減する目的で、最適なラビリ
ンス型の軸封構造を与える。
しての効率低下の要因となるため、軽微な接触を前提と
して、回転体の一部をなすフィンと、静止体の一部の接
触後、運転状態での回転体の描く軌跡に対応した最小間
隙を形成し、洩れ損失を低減する目的で、最適なラビリ
ンス型の軸封構造を与える。
【００１０】
【課題を解決するための手段】ラビリンスによる軸封効
果は、圧縮性のある気体の場合、複数のフィンと相対向
する面によって囲まれる空間を形成して、作動流体の圧
力勾配により生じる流れの抵抗を増大させることにより
達成されるが、フィン部の気体の絞りと、フィンで囲ま
れるラビリンス室での気体の膨張の繰返しによって、作
動流体の圧力が降下する。この際、ラビリンス室を十分
大きくすること、フィンと対向面間の間隙を小さくする
ことが、絞り効果を増大せしめる。
果は、圧縮性のある気体の場合、複数のフィンと相対向
する面によって囲まれる空間を形成して、作動流体の圧
力勾配により生じる流れの抵抗を増大させることにより
達成されるが、フィン部の気体の絞りと、フィンで囲ま
れるラビリンス室での気体の膨張の繰返しによって、作
動流体の圧力が降下する。この際、ラビリンス室を十分
大きくすること、フィンと対向面間の間隙を小さくする
ことが、絞り効果を増大せしめる。
【００１１】ここで、請求項１では、フィンと静止体と
の運転中の接触により、運転の軌跡に対応する最小の溝
状間隙が形成されると共に、フィンとフィンの間の凹部
を設けることによって、絞り効果を更に拡大する効果を
実現できる。
の運転中の接触により、運転の軌跡に対応する最小の溝
状間隙が形成されると共に、フィンとフィンの間の凹部
を設けることによって、絞り効果を更に拡大する効果を
実現できる。
【００１２】請求項２，３に於いても、基本的に絞り効
果を助長する為に、静止体側の部材を最適な形状となる
よう構成したものである。
果を助長する為に、静止体側の部材を最適な形状となる
よう構成したものである。
【００１３】従って、接触的に、衝撃を伴わず、回転体
の回転運動に悪影響を与えない柔らかい材質の部材を備
え、且つラビリンスの絞り効果を増大することができる
構造とすることを特徴とする。
の回転運動に悪影響を与えない柔らかい材質の部材を備
え、且つラビリンスの絞り効果を増大することができる
構造とすることを特徴とする。
【００１４】
【作用】図１に本発明の具体的内容を示す。回転軸又は
回転体の一部として設けられたフィンが、運転中に遠心
力で伸びると共に、軸の運転軌跡に対応して、静止体と
接触し、柔らかい材質から成る静止体表面に溝状の接触
跡を残し、最小の隙間を有しながら運転がなされる為、
間隙を通して洩れる作動流体の量が低減される。
回転体の一部として設けられたフィンが、運転中に遠心
力で伸びると共に、軸の運転軌跡に対応して、静止体と
接触し、柔らかい材質から成る静止体表面に溝状の接触
跡を残し、最小の隙間を有しながら運転がなされる為、
間隙を通して洩れる作動流体の量が低減される。
【００１５】扨て、本発明の特徴的な作用について以
下、詳しく述べる。
下、詳しく述べる。
【００１６】図１に示す通り、静止体側に比較的柔らか
い材質より成る部材３を支持して、ラビリンス構造を構
成しているが、部材３にも空間５、及び６の間に生じる
圧力差に起因する軸方向に作用する差圧が加わる。
い材質より成る部材３を支持して、ラビリンス構造を構
成しているが、部材３にも空間５、及び６の間に生じる
圧力差に起因する軸方向に作用する差圧が加わる。
【００１７】この為に、部材３を静止体４により支持す
ることが必要であり、差圧が大きくなるほど構造が複雑
になる。
ることが必要であり、差圧が大きくなるほど構造が複雑
になる。
【００１８】これに対し、本発明の特徴の１つである軸
方向に、幅の狭い環状の部材として部材３を構成したこ
とにより、部材３の両端に作用する差圧が軸方向に連続
に構成される従来例（実開昭55−168762号公報）の場合
よりも、分割された部材の数だけ小さくなり、静止体に
部材３との支持が、より容易に単純な方法で可能にする
ことができるという、大きな効果が生じる構造となり、
従来技術にない特徴を備えている。
方向に、幅の狭い環状の部材として部材３を構成したこ
とにより、部材３の両端に作用する差圧が軸方向に連続
に構成される従来例（実開昭55−168762号公報）の場合
よりも、分割された部材の数だけ小さくなり、静止体に
部材３との支持が、より容易に単純な方法で可能にする
ことができるという、大きな効果が生じる構造となり、
従来技術にない特徴を備えている。
【００１９】本構造の特徴は更にラビリンス室を形成す
る静止体側の円筒内面が平滑面でないために、ガスの膨
張過程を充分な膨張と絞りを交互に与えることができる
ということにより、本発明の洩れを極力低減するという
目的を可能ならしめる特徴となっている。以上の大きな
作用が本発明の特徴であり、特に高圧のガスを取扱う圧
縮機において、効果を助長することが期待できる技術で
あり、好適である。
る静止体側の円筒内面が平滑面でないために、ガスの膨
張過程を充分な膨張と絞りを交互に与えることができる
ということにより、本発明の洩れを極力低減するという
目的を可能ならしめる特徴となっている。以上の大きな
作用が本発明の特徴であり、特に高圧のガスを取扱う圧
縮機において、効果を助長することが期待できる技術で
あり、好適である。
【００２０】一方、後述する通り、軸方向に連続な部材
とせず幅の狭い環状とすることで部材３の局部的温度分
布の偏りによって局部的な歪を発生せず、安定した軸封
に寄与することができるという更なる特徴を有する。
とせず幅の狭い環状とすることで部材３の局部的温度分
布の偏りによって局部的な歪を発生せず、安定した軸封
に寄与することができるという更なる特徴を有する。
【００２１】上記の考え方で、構成した軸封は、静止体
側の支持構造において上述の機械的及び流体の特性に、
適う形で効果を生じる同様な配置に適する。
側の支持構造において上述の機械的及び流体の特性に、
適う形で効果を生じる同様な配置に適する。
【００２２】
【実施例】本発明の実施例を図１に示す。回転軸１の一
部として設けられるフィン２に対向する位置に、比較的
柔らかい材質より成る部材３を静止体４に密着する構造
に支持し、フィン２と、部材３の間隙を、運転中に回転
体の遠心力伸びと、軸の運転軌跡とによって、軽微な接
触をする様に配置する。尚、作動流体は、運転中、空間
５及び６に充満する流体の圧力差により、５から６又は
６から５へ洩れる。
部として設けられるフィン２に対向する位置に、比較的
柔らかい材質より成る部材３を静止体４に密着する構造
に支持し、フィン２と、部材３の間隙を、運転中に回転
体の遠心力伸びと、軸の運転軌跡とによって、軽微な接
触をする様に配置する。尚、作動流体は、運転中、空間
５及び６に充満する流体の圧力差により、５から６又は
６から５へ洩れる。
【００２３】一方、部材３の両端にも差圧が加わるの
で、部材３を軸方向に移動させようとする軸力以上の支
持力が静止板４との間に作用することにより、本発明の
軸封構造を構成する。本実施例は、主に低圧の作動気体
即ち空間５及び６の間の圧力差が小さい場合に、特に好
適である。
で、部材３を軸方向に移動させようとする軸力以上の支
持力が静止板４との間に作用することにより、本発明の
軸封構造を構成する。本実施例は、主に低圧の作動気体
即ち空間５及び６の間の圧力差が小さい場合に、特に好
適である。
【００２４】次に運転中の作動については、回転体１及
び２が、回転を開始すると、この軸の構成部品が遠心力
により伸び、且つ、軸の運動軌跡により、静止体側の部
材３と軽微な接触の後、フィン２による接触溝が形成さ
れる。従って、回転体と静止体との間の間隙は最小とな
る。すなわち、遠心力伸びが回転速度の２乗に比例する
為、運転回転速度に依存して、接触溝が形成され、溝と
フィン２との形成する間隙も限りなく小さくなる。この
際、部材３は、十分柔らかい材質により形成され、接触
による衝撃が、回転軸の運動に影響を与えない程度とす
ることができる。
び２が、回転を開始すると、この軸の構成部品が遠心力
により伸び、且つ、軸の運動軌跡により、静止体側の部
材３と軽微な接触の後、フィン２による接触溝が形成さ
れる。従って、回転体と静止体との間の間隙は最小とな
る。すなわち、遠心力伸びが回転速度の２乗に比例する
為、運転回転速度に依存して、接触溝が形成され、溝と
フィン２との形成する間隙も限りなく小さくなる。この
際、部材３は、十分柔らかい材質により形成され、接触
による衝撃が、回転軸の運動に影響を与えない程度とす
ることができる。
【００２５】一方、運転中はフィンと静止体側部材３と
は接触しない状態で運転されることになる。
は接触しない状態で運転されることになる。
【００２６】他の実施例を図３に示す。図１と類似の構
成であるが、静止体４と比較的柔らかい材質から成る部
材３との構成が、静止体４の凹部に位置するように設け
られており、実施例（図１）と違い、比較的高差圧(空
間５及び６の間に形成される)に対して、好適となる。
成であるが、静止体４と比較的柔らかい材質から成る部
材３との構成が、静止体４の凹部に位置するように設け
られており、実施例（図１）と違い、比較的高差圧(空
間５及び６の間に形成される)に対して、好適となる。
【００２７】多くの場合、部材３の許容応力が、静止体
４の許容応力に対して、比較的小さい為、本配置が、特
に好適となる使用条件として、高差圧の場合があり、部
材３の軸方向の支持を容易にすることができる。この場
合、ラビリンス室としては、前者に比べ小さいものの、
フィン２を通して洩れる作動流体の軸方向速度を静止体
４の凹部により十分低減できる為、同様のラビリンスに
よる絞り効果が期待できる。
４の許容応力に対して、比較的小さい為、本配置が、特
に好適となる使用条件として、高差圧の場合があり、部
材３の軸方向の支持を容易にすることができる。この場
合、ラビリンス室としては、前者に比べ小さいものの、
フィン２を通して洩れる作動流体の軸方向速度を静止体
４の凹部により十分低減できる為、同様のラビリンスに
よる絞り効果が期待できる。
【００２８】一方、作動流体の運転中の放熱による軸封
部材の温度上昇に対しても、部材３（図１又は図３）
は、軸方向に連続とせず、幅の狭い環状とすることで、
局部的温度上昇が避けられることで、局部的歪を発生せ
ず、安定した軸封に寄与し、機器としての寿命も長く保
つことができ、意図した通りの流体の流れを実現でき
る。
部材の温度上昇に対しても、部材３（図１又は図３）
は、軸方向に連続とせず、幅の狭い環状とすることで、
局部的温度上昇が避けられることで、局部的歪を発生せ
ず、安定した軸封に寄与し、機器としての寿命も長く保
つことができ、意図した通りの流体の流れを実現でき
る。
【００２９】
【発明の効果】本発明によれば、ラビリンス型軸封の洩
れの低減の為に、非常に有効な手段となり、通常数％及
至１０％弱程度の内部洩れを、回転機械としての運転状
態を考慮に入れても、殆ど無視できるオーダとすること
を可能にする。構造の単純さ及び、回転機械の効率の向
上に寄与する最適の構成となる。
れの低減の為に、非常に有効な手段となり、通常数％及
至１０％弱程度の内部洩れを、回転機械としての運転状
態を考慮に入れても、殆ど無視できるオーダとすること
を可能にする。構造の単純さ及び、回転機械の効率の向
上に寄与する最適の構成となる。
【図１】本発明の一実施例の断面図。
【図２】従来の別体の非接触を原則とする軸封構造の断
面図。
面図。
【図３】本発明の他の実施例の断面図。
１…回転軸、２…回転体の一部を構成するフィン、３…
比較的柔らかい材質より成る環状で、連続又は水平分割
の部材、４…部材３を支持する静止体部材。
比較的柔らかい材質より成る環状で、連続又は水平分割
の部材、４…部材３を支持する静止体部材。
Claims (1)
- 【請求項１】遠心圧縮機を構成する軸又は、回転体表面
と、静止体との貫通部に、作動流体の洩れ量を低減する
るラビリンス型軸封において、前記回転体側にフィンを
備え、前記静止体側に比較的柔らかい材質から成る環状
の曲面と、その面と凹凸の関係にある不連続曲面とを併
せ備えることを特徴とする遠心圧縮機の軸封構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6010288A JPH07217595A (ja) | 1994-02-01 | 1994-02-01 | 遠心圧縮機の軸封構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6010288A JPH07217595A (ja) | 1994-02-01 | 1994-02-01 | 遠心圧縮機の軸封構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07217595A true JPH07217595A (ja) | 1995-08-15 |
Family
ID=11746125
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6010288A Pending JPH07217595A (ja) | 1994-02-01 | 1994-02-01 | 遠心圧縮機の軸封構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07217595A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996013826A1 (en) * | 1994-10-28 | 1996-05-09 | Nippon Steel Corporation | Coded data decoding device and video/audio multiplexed data decoding device using it |
| US6039535A (en) * | 1997-06-23 | 2000-03-21 | Hitachi, Ltd. | Labyrinth sealing device, and fluid machine providing the same |
| CN103291638A (zh) * | 2013-06-09 | 2013-09-11 | 山西太钢不锈钢股份有限公司 | 一种加压机备用状态的保护方法 |
| CN116085301A (zh) * | 2023-03-17 | 2023-05-09 | 集美大学 | 一种微型轴流涡轮密封装置 |
-
1994
- 1994-02-01 JP JP6010288A patent/JPH07217595A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996013826A1 (en) * | 1994-10-28 | 1996-05-09 | Nippon Steel Corporation | Coded data decoding device and video/audio multiplexed data decoding device using it |
| US5765136A (en) * | 1994-10-28 | 1998-06-09 | Nippon Steel Corporation | Encoded data decoding apparatus adapted to be used for expanding compressed data and image audio multiplexed data decoding apparatus using the same |
| US6039535A (en) * | 1997-06-23 | 2000-03-21 | Hitachi, Ltd. | Labyrinth sealing device, and fluid machine providing the same |
| US6302645B1 (en) | 1997-06-23 | 2001-10-16 | Hitachi, Ltd. | Labyrinth sealing device, and fluid machine providing the same |
| US6435822B1 (en) | 1997-06-23 | 2002-08-20 | Hitachi, Ltd. | Labyrinth sealing device, and fluid machine providing the same |
| CN103291638A (zh) * | 2013-06-09 | 2013-09-11 | 山西太钢不锈钢股份有限公司 | 一种加压机备用状态的保护方法 |
| CN116085301A (zh) * | 2023-03-17 | 2023-05-09 | 集美大学 | 一种微型轴流涡轮密封装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4971336A (en) | Enhanced performance brush seals | |
| CN101093019B (zh) | 密封组件内体块之间的“l”形对接间隙密封 | |
| US5626347A (en) | Coning resistant face seal having a "U" shape | |
| JPH0599345A (ja) | 改良型らせん溝ガス潤滑式シール | |
| JP4495402B2 (ja) | 摺動部品 | |
| CN1160509C (zh) | 轴流涡轮机的密封装置 | |
| JPH1144201A (ja) | ガスタービン段間部シール装置 | |
| EP1235009A2 (en) | Shaft seal for a rotating machine | |
| CN1318138A (zh) | 密封装置,特别是用于一旋转机械的密封装置 | |
| US6821086B1 (en) | Turbomachine seal assembly and method therefor | |
| JPS62171567A (ja) | 摺動リングシ−ル | |
| JPH07217595A (ja) | 遠心圧縮機の軸封構造 | |
| JP2010106778A (ja) | 蒸気タービンのシール構造および蒸気タービン | |
| JP2005180278A (ja) | シール装置およびこれを備えた蒸気タービン | |
| CN108266235A (zh) | 汽轮机轴端汽封体结构 | |
| JPH1181911A (ja) | 軸流式タービンの静翼におけるシール装置 | |
| JP2515992B2 (ja) | 孔部材と軸部材間の密封構造 | |
| JP2009185865A (ja) | ピストンリング、並びに、これを適用したピストン及びエンジン | |
| JPH0328579A (ja) | 流体機械の軸封装置 | |
| JP4258980B2 (ja) | エンジンのシール構造 | |
| JPH10339106A (ja) | ガスタービンディスク間のシール構造 | |
| KR102596031B1 (ko) | 후면 공동을 가지는 원심압축기 임펠러 | |
| JP2006132636A (ja) | 軸シールおよび回転機械 | |
| JPH0693803A (ja) | ラビリンスパッキン | |
| JPH0753006Y2 (ja) | メタル式軸シール |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |