JPH0953593A - Shaft sealing device for rotary fluid machinery - Google Patents

Shaft sealing device for rotary fluid machinery

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JPH0953593A
JPH0953593A JP7203616A JP20361695A JPH0953593A JP H0953593 A JPH0953593 A JP H0953593A JP 7203616 A JP7203616 A JP 7203616A JP 20361695 A JP20361695 A JP 20361695A JP H0953593 A JPH0953593 A JP H0953593A
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JP
Japan
Prior art keywords
shaft
impeller
seal
sealing
fluid machine
Prior art date
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Pending
Application number
JP7203616A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideto Nogiwa
日出人 野際
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP7203616A priority Critical patent/JPH0953593A/en
Publication of JPH0953593A publication Critical patent/JPH0953593A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D17/00Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D17/08Centrifugal pumps
    • F04D17/10Centrifugal pumps for compressing or evacuating
    • F04D17/12Multi-stage pumps
    • F04D17/122Multi-stage pumps the individual rotor discs being, one for each stage, on a common shaft and axially spaced, e.g. conventional centrifugal multi- stage compressors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/08Sealings
    • F04D29/10Shaft sealings
    • F04D29/102Shaft sealings especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/104Shaft sealings especially adapted for elastic fluid pumps the sealing fluid being other than the working fluid or being the working fluid treated

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
  • Sealing Of Bearings (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】外部機器を別途設けることなく、高い信頼性を
容易に確保できる回転流体機械の軸シール装置を提供す
る。 【構成】遠心圧縮機50のシャフト1が回転すると、シ
ール羽根車3の内部のガスは遠心力で径方向外側に向か
って圧縮される。このとき、シール羽根車3の吸い込み
部3Aとシャフト端面1Aの径方向中心部とが連通孔2
を介し連通しており、シャフト端面1A近傍にあった大
気圧Poの空気7は、連通孔2を通ってシール羽根車3
内で大気圧より大きいPo+αに加圧された後、シール
3羽根車出口から外径方向に吐出される。
(57) [Abstract] [Purpose] To provide a shaft seal device for a rotating fluid machine, which can easily secure high reliability without separately providing an external device. [Structure] When the shaft 1 of a centrifugal compressor 50 rotates, the gas inside the seal impeller 3 is compressed radially outward by a centrifugal force. At this time, the suction portion 3A of the seal impeller 3 and the radial center portion of the shaft end surface 1A communicate with each other through the communication hole 2
The air 7 at the atmospheric pressure P o , which is in the vicinity of the shaft end surface 1A, communicates with each other through the communication hole 2 and the seal impeller 3
After being pressurized to P o + α which is higher than the atmospheric pressure, it is discharged from the seal 3 impeller outlet in the outer diameter direction.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば圧縮機・ブロア
等の回転流体機械に設けられる軸シール装置に係わり、
特に、内部取扱いガスの外部への漏洩防止、若しくは、
軸受部から機内への油侵入防止を図る回転流体機械の軸
シール装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a shaft seal device provided in a rotary fluid machine such as a compressor or a blower,
In particular, to prevent leakage of internally handled gas to the outside, or
The present invention relates to a shaft seal device for a rotary fluid machine that prevents oil from entering from the bearing portion into the machine.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、一般的に用いられる圧縮機・ブロ
ア等の軸封を行う軸シール装置として、以下の2つのタ
イプがある。
2. Description of the Related Art Conventionally, there are the following two types of shaft seal devices for sealing the shafts of generally used compressors, blowers and the like.

【0003】(1)オイルフィルムシール 例えば、API STANDARD 617 5th Ed
ition(1988)Fig.5に開示されているよ
うに、ガスの圧力より若干高い圧力のシールオイルをフ
ロートリングに常時供給し、シャフトとフローティング
リングとの間の小さなすき間に油膜を作ることにより、
例えば機内ガスの外部への漏れを防ぐものである。この
とき、シールオイルの供給は、シールオイルヘッドタン
ク及びシールオイル給油装置により行われる。シールオ
イルヘッドタンクは、圧縮機の設置場所より数m高い場
所に配置されるとともにガス側が圧縮機の機内ガスにつ
ながっており、タンク内オイル面を一定に制御すること
によってガスとオイルの差圧を一定に保持し軸封を行
う。またシールオイル給油装置はリザーバー・ポンプ・
クーラー・フィルター等から成り、圧縮機とは別設置で
設けられる。またオイルの排出は、同様に圧縮機とは別
に設けられたドレーナユニットで行われる。
(1) Oil film seal For example, API STANDARD 617 5th Ed
edition (1988) FIG. As disclosed in 5, by constantly supplying a seal oil having a pressure slightly higher than the pressure of gas to the float ring to form an oil film in a small gap between the shaft and the floating ring,
For example, the gas inside the aircraft is prevented from leaking to the outside. At this time, the seal oil is supplied by the seal oil head tank and the seal oil supply device. The seal oil head tank is located several meters higher than the installation location of the compressor, and the gas side is connected to the internal gas of the compressor. Hold it constant and seal the shaft. In addition, the seal oil refueling device is a reservoir pump
It consists of a cooler, filter, etc., and is installed separately from the compressor. Similarly, oil is discharged by a drainer unit provided separately from the compressor.

【0004】(2)ドライガスシール 例えば、API STANDARD 617 5th Ed
ition(1988)Fig.7に開示されているよ
うに、シール部にバッファガスを常時供給して例えば機
内ガスの外部への漏れをブロックするものである。この
とき、シール面が微細な異物をも嫌う性質を有すること
から、バッファガスとしては特殊フィルターを通したク
リーンバッファガスを用い、これを、バッファガス圧力
を制御するコントロール弁を含みユーティリティから空
気・窒素等を供給する機能を備えたバッファガス供給ユ
ニットによって供給する。
(2) Dry gas seal For example, API STANDARD 617 5th Ed
edition (1988) FIG. As disclosed in No. 7, buffer gas is constantly supplied to the seal portion to block, for example, in-machine gas from leaking to the outside. At this time, since the sealing surface has the property of not accepting even fine foreign matter, clean buffer gas that has passed through a special filter is used as the buffer gas, which is supplied from the utility including the control valve that controls the buffer gas pressure to the air It is supplied by a buffer gas supply unit having a function of supplying nitrogen and the like.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術には以下の課題が存在する。(1)のオイルシー
ルにおいては、前述したように、シールオイル給油装置
・シールオイルヘッドタンク・ドレーナユニット等を別
途外部機器として設置しなければならない。そしてこれ
らユニットの構成機器の信頼性確保のために、定期的な
メンテナンスが非常に重要となり、中でも軸封部である
シールリングでは高速回転するシャフトとのすき間に油
膜を形成させるきわめて高度な技術が要求され、高い信
頼性を確保するのが容易ではないという課題がある。ま
た、上記のようなユニットを設けなければならないこと
は、コストアップの要因となるとともに、これらユニッ
ト設置のための設置場所の確保が問題となる。さらに、
これらユニットの構成機器(モータ・タービン等)への
動力供給も必要となるので、その分運転コストもアップ
する。
However, the above prior art has the following problems. In the oil seal of (1), as described above, the seal oil refueling device, the seal oil head tank, the drainer unit, etc. must be separately installed as external devices. In order to ensure the reliability of the components of these units, regular maintenance is extremely important. Above all, the seal ring, which is the shaft seal part, requires extremely advanced technology to form an oil film in the gap with the shaft that rotates at high speed. There is a problem that it is not easy to secure the high reliability required. In addition, the provision of such units as described above causes an increase in cost, and there is a problem in securing an installation place for installing these units. further,
Since it is necessary to supply power to the constituent devices (motor, turbine, etc.) of these units, the operating cost is correspondingly increased.

【0006】(2)のドライガスシールにおいては、バ
ッファガス供給ユニット及び特殊フィルターを圧縮機と
は別に外部機器として設ける必要がある。またドライガ
スシールのシール面に損傷を与えないために、特殊フィ
ルタのろ過精度を非常に細かくしなければならず、フィ
ルターの選定については細心の注意を払わなければなら
ない。また、運転後はフィルタの差圧を常時管理し、差
圧が大きくなった場合はエレメントを交換する必要があ
る。よって、メンテナンスが非常に面倒であり、運転コ
ストが高くなるという課題があった。
In the dry gas seal (2), it is necessary to provide the buffer gas supply unit and the special filter as an external device in addition to the compressor. Also, in order not to damage the sealing surface of the dry gas seal, the filtration accuracy of the special filter must be made extremely fine, and careful attention must be paid when selecting the filter. Further, after the operation, it is necessary to constantly manage the differential pressure of the filter and replace the element when the differential pressure becomes large. Therefore, there is a problem that maintenance is very troublesome and the operating cost is high.

【0007】以上のように、上記(1)(2)いずれの
場合についても、圧縮機とは別に、軸封のための外部機
器ユニットが別途必要となっていた。
As described above, in any of the above cases (1) and (2), an external device unit for shaft sealing is required separately from the compressor.

【0008】本発明の目的は、外部機器を別途設けるこ
となく、高い信頼性を容易に確保できる回転流体機械の
軸シール装置を提供することである。
An object of the present invention is to provide a shaft seal device for a rotary fluid machine which can easily ensure high reliability without separately providing an external device.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、回転シャフトと、この回転シャフ
トに固定された送風・圧縮用羽根車と、前記回転シャフ
トを支承する軸受機構と、これらの周囲を取り囲むハウ
ジングとを備えた回転流体機械に備えられ、前記ハウジ
ング内部の前記送風・圧縮用羽根車側空間と前記軸受機
構側空間とのシールを行う回転流体機械の軸シール装置
において、前記回転シャフトの、前記軸受機構から送風
・圧縮用羽根車側の位置に固定された遠心式のシール用
羽根車と、前記回転シャフト内に設けられ、一端が、前
記回転シャフト端面の径方向略中心部に開口するとも
に、他端が、前記シール用羽根車の吸い込み側に開口す
る連通孔とを有することを特徴とする回転流体機械の軸
シール装置が提供される。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a rotary shaft, a blower / compression impeller fixed to the rotary shaft, and a bearing mechanism for supporting the rotary shaft. And a housing surrounding the periphery of the rotary fluid machine, which is provided in a rotary fluid machine, and seals the air blower / compression impeller side space and the bearing mechanism side space inside the housing. In the centrifugal shaft, a centrifugal sealing impeller fixed to a position of the rotating shaft on the side of the fan / compression impeller from the bearing mechanism, and a rotary shaft provided on the rotary shaft, one end of which has a diameter of an end surface of the rotary shaft. Provided is a shaft seal device for a rotary fluid machine, which has a communication hole which is opened at a substantially central portion in the direction and has the other end opened at the suction side of the sealing impeller. That.

【0010】好ましくは、前記回転流体機械の軸シール
装置において、前記シール用羽根車は、前記回転シャフ
トが所定回転数で回転されるとき、該シール用羽根車出
口から吐出する空気の圧力が、前記ハウジング内部の前
記送風・圧縮用羽根車側空間の内部ガス圧力よりも高く
なるように構成されていることを特徴とする回転流体機
械の軸シール装置が提供される。
Preferably, in the shaft sealing device of the rotary fluid machine, the pressure of air discharged from the outlet of the sealing impeller is, when the rotating shaft is rotated at a predetermined rotation speed, There is provided a shaft sealing device for a rotary fluid machine, wherein the shaft sealing device is configured so as to have a pressure higher than an internal gas pressure in the air blower / compression impeller side space inside the housing.

【0011】また好ましくは、前記回転流体機械の軸シ
ール装置において、前記ハウジングの前記送風・圧縮用
羽根車側に設けられ、前記シール用羽根車出口から吐出
された空気の少なくとも一部を導いて大気に解放する通
路を備えることを特徴とする回転流体機械の軸シール装
置が提供される。
Preferably, in the shaft seal device of the rotary fluid machine, the shaft seal device is provided on the side of the fan / compression impeller of the housing, and guides at least a part of air discharged from the outlet of the seal impeller. A shaft seal device for a rotary fluid machine is provided, which is provided with a passage open to the atmosphere.

【0012】また好ましくは、前記回転流体機械の軸シ
ール装置において、前記ハウジング内部の前記シール用
羽根車出口に対向する部分に、ラビリンスシールを設け
たことを特徴とする回転流体機械の軸シール装置が提供
される。
Further, preferably, in the shaft seal device of the rotary fluid machine, a labyrinth seal is provided in a portion of the housing facing the outlet of the sealing impeller, the shaft seal device of the rotary fluid machine. Will be provided.

【0013】[0013]

【作用】以上のように構成した本発明においては、回転
流体機械の回転シャフトが回転すると、シール用羽根車
の内部のガスは遠心力で径方向外側に向かって圧縮され
る。このとき、シール用羽根車の吸い込み側と回転シャ
フト端面の径方向略中心部とが連通孔を介し連通してい
ることから、ハウジング内部の軸端位置近傍にあった大
気圧Poの空気は、連通孔を通ってシール用羽根車内で
大気圧より大きいPo+αに加圧された後、シール用羽
根車出口から外径方向に吐出される。ここで、ハウジン
グ内部のうち反対側の軸受機構側(すなわち機外側)空
間の内部はほぼ大気圧Poに等しいので、シール用羽根
車出口から外径方向に吐出された空気の少なくとも一部
は、軸受機構側空間へ向かって流れることになる。よっ
て軸受機構で発生する微小な油ミスト・油滴が送風・圧
縮用羽根車側空間に飛来するのをブロックすることがで
きる。また、あらかじめ、所定回転数時のこの羽根車出
口圧力Po+αが、ハウジング内部の送風・圧縮用羽根
車側(すなわち機内側)空間の内部ガス圧力Pよりも高
くなるようにシール用羽根車の例えば外径・出口角度・
出口幅・段数等を調整しておけば、シール用羽根車出口
から外径方向に吐出された空気のうち残りの部分が、送
風・圧縮用羽根車側空間へ向かって流れるようにするこ
とができる。このようにすれば、シール用羽根車出口か
ら外径方向に吐出された空気は送風・圧縮用羽根車側空
間と軸受機構側空間とに分かれて流れ、送風・圧縮用羽
根車側空間と軸受機構側空間とを遮断することとなる結
果、圧縮機・ブロア等の回転流体機械の内部取り扱いガ
スが軸受機構側に漏れ出るのを阻止することができる。
これは特に、内部取り扱いガスが可燃性・毒性等を備え
ておりハウジング外部へも漏らすことができない場合に
有効である。これに対して、取り扱いガスが大気へ解放
可能な無害のガスである場合には、上記構造の代わり
に、シール用羽根車出口から吐出された空気を大気に解
放する通路をハウジングの送風・圧縮用羽根車側に設
け、シール用羽根車出口から外径方向に吐出された空気
とともに取り扱いガスを大気解放してもよい。こうする
と、送風・圧縮機側空間とシール用羽根車出口との間に
大気圧Poの部分が介在することとなるので、シール用
羽根車出口圧力Po+αを送風・圧縮機側空間内の圧力
Pより高くしなくても、送風・圧縮機側空間からシール
用羽根車への逆流を防止できる。よって、シール用羽根
車の吐出圧力をシールのために必要な最小限に抑えるこ
とができる作用がある。
In the present invention configured as described above, when the rotary shaft of the rotary fluid machine rotates, the gas inside the sealing impeller is compressed radially outward by the centrifugal force. At this time, since the suction side of the sealing impeller and the substantially central portion in the radial direction of the end surface of the rotary shaft communicate with each other through the communication hole, the air at the atmospheric pressure P o in the vicinity of the shaft end position inside the housing is After being pressurized to P o + α higher than the atmospheric pressure in the sealing impeller through the communication holes, it is discharged from the sealing impeller outlet in the outer diameter direction. Here, since the inside of the space on the opposite side of the bearing mechanism (that is, the outside of the machine) of the inside of the housing is substantially equal to the atmospheric pressure P o , at least a part of the air discharged from the sealing impeller outlet in the outer radial direction is , Will flow toward the bearing mechanism side space. Therefore, it is possible to block the minute oil mist / oil droplets generated in the bearing mechanism from flying into the space on the side of the impeller for blowing / compressing. Further, in advance, the impeller outlet pressure P o + α at a predetermined rotation speed is set to be higher than the internal gas pressure P in the blower / compression impeller side (that is, inside the machine) space inside the housing. For example, outer diameter and outlet angle
If the outlet width and the number of stages are adjusted, the rest of the air discharged from the sealing impeller outlet in the outer diameter direction can flow toward the air blower / compression impeller side space. it can. With this configuration, the air discharged from the seal impeller outlet in the outer diameter direction flows separately into the air blow / compression impeller side space and the bearing mechanism side space, and the air blow / compression impeller side space and the bearing As a result of shutting off the space on the mechanism side, it is possible to prevent the internal handling gas of the rotary fluid machine such as the compressor or blower from leaking to the bearing mechanism side.
This is particularly effective when the gas handled internally has flammability and toxicity and cannot be leaked to the outside of the housing. On the other hand, when the handled gas is a harmless gas that can be released to the atmosphere, instead of the above structure, the passage that releases the air discharged from the seal impeller outlet to the atmosphere is provided with a blower / compressor for the housing. It may be provided on the side of the impeller, and the handling gas may be released to the atmosphere together with the air discharged in the outer diameter direction from the outlet of the sealing impeller. In this case, the atmospheric pressure P o is interposed between the blower / compressor side space and the seal impeller outlet, so that the seal impeller outlet pressure P o + α is set in the blower / compressor side space. Even if the pressure is not higher than P, it is possible to prevent backflow from the air blower / compressor side space to the sealing impeller. Therefore, there is an effect that the discharge pressure of the sealing impeller can be suppressed to the minimum necessary for sealing.

【0014】また、ハウジング内部のシール用羽根車出
口に対向する部分に、ラビリンスシールを設けたことに
より、シール用羽根車出口から吐出された空気を送風・
圧縮用羽根車側空間と軸受機構側空間とに確実に分流さ
せることができ、送風・圧縮用羽根車側空間と前記軸受
機構側空間とのシール作用をさらに効果的に得ることが
できる。
Further, a labyrinth seal is provided in a portion of the housing facing the outlet of the sealing impeller so that the air discharged from the outlet of the sealing impeller is blown.
It is possible to surely divide the flow into the compression impeller side space and the bearing mechanism side space, and it is possible to more effectively obtain the sealing action between the blower / compression impeller side space and the bearing mechanism side space.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ
説明する。いずれも、回転流体機械の一例として一軸多
段遠心圧縮機に適用した場合の、一軸多段遠心圧縮機の
軸シール装置の実施例である。本発明の第1の実施例を
図1〜図3により説明する。本実施例は、内部取り扱い
ガスとして可燃性・毒性等を備えたガスを用いる一軸多
段遠心圧縮機の軸シール装置の実施例である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Each is an example of a shaft seal device for a single-shaft multi-stage centrifugal compressor when applied to a single-shaft multi-stage centrifugal compressor as an example of a rotary fluid machine. A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment is an embodiment of a shaft seal device for a single-shaft multi-stage centrifugal compressor that uses a gas having flammability and toxicity as an internally handled gas.

【0016】本実施例の軸シール装置100が適用され
た一軸多段遠心圧縮機50の縦断面図を図2に示す。図
2において、遠心圧縮機50は、回転するシャフト1
と、このシャフト1に固定された複数段の羽根車10
と、回転シャフト1を両端近傍で支承する軸受機構11
R,11Lと、これらの周囲を取り囲むハウジング12
と、軸受機構11R,11Lの近傍に設けられた本実施
例による軸シール装置100L,100Rとを備えてい
る。
FIG. 2 is a vertical sectional view of a single-shaft multi-stage centrifugal compressor 50 to which the shaft seal device 100 of this embodiment is applied. In FIG. 2, the centrifugal compressor 50 has a rotating shaft 1.
And a plurality of stages of impellers 10 fixed to the shaft 1.
And a bearing mechanism 11 that supports the rotary shaft 1 near both ends.
R and 11L, and a housing 12 surrounding them
And the shaft seal devices 100L and 100R according to the present embodiment provided near the bearing mechanisms 11R and 11L.

【0017】軸シール装置100Rの詳細構成を含む図
2中A部の拡大図を図1に示す。
FIG. 1 shows an enlarged view of the portion A in FIG. 2 including the detailed structure of the shaft seal device 100R.

【0018】図1において、軸シール装置100Rは、
圧縮機50のハウジング12内部の機内側空間6と軸受
側空間5との間においてシャフト1と一体に固定された
シール羽根車3と、シャフト1内に設けられ一端がシャ
フト1の端面1Aの中心に開口するとともに他端がシー
ル羽根車3の吸い込み部3Aに開口する連通孔2と、シ
ール羽根車3の出口に対向する部分のハウジング12内
側(シール羽根車3両側の側板)に設けられたシールラ
ビリンス4とを有する。上記構成において、遠心圧縮機
50のシャフト1が回転すると、シール羽根車3の内部
のガスは遠心力で径方向外側に向かって圧縮される。こ
のとき、シール羽根車3の吸い込み部3Aとシャフト端
面1Aの径方向中心部とが連通孔2を介し連通している
ことから、図3に矢印で示すように、シャフト端面1A
近傍にあった大気圧Poの空気7は、連通孔2を通って
シール羽根車3内で大気圧より大きいPo+αに加圧さ
れた後、シール3羽根車出口から外径方向に吐出され
る。ここで、ハウジング12内部のうち軸受機構11R
側の機外側空間5はほぼ大気圧Poに等しいので、シー
ル羽根車3出口から外径方向に吐出された空気の一部
は、機外側空間5へ向かって流れることになる。またこ
のときシール羽根車3は、あらかじめ、所定回転数時の
このシール羽根車3出口圧力Po+αが機内側空間6の
内部ガス圧力Pよりも高くなるように、外径・出口角度
・出口幅等を調整されている。これにより、シール羽根
車3出口から外径方向に吐出された空気のうちの残りの
部分が、機内側空間6へ向かって流れることになる。以
上のように、シール羽根車3出口から外径方向に吐出さ
れた空気が、機外側空間5と機内側空間6とに分かれて
流れ、この位置で機外側空間5と機内側空間6とを遮断
するので、機内側空間6に存在している可燃性・毒性の
内部取り扱いガスが、軸受機構11R側に漏れ出るのを
阻止することができる。また、軸受機構11Rで発生す
る微小な油ミスト・油滴が機内側空間6に飛来するのを
ブロックすることもできる。したがって、従来のような
外部機器、すなわちオイルフィルムシールにおけるシー
ルオイル供給装置・シールオイルヘッドタンク・ドレー
ナユニット等やドライガスシールにおける特殊フィルタ
ー・バッファガス供給ユニット等を別途設けることな
く、高い軸封信頼性を容易に確保することができる。よ
って、メンテナンスの簡略化や設置面積の縮小を図るこ
とができ、コストを低減することができる。
In FIG. 1, the shaft seal device 100R is
A seal impeller 3 fixed integrally with the shaft 1 between the inner space 6 inside the housing 12 of the compressor 50 and the bearing-side space 5, and one end provided in the shaft 1 whose center is the end surface 1A of the shaft 1. Is provided in the inside of the housing 12 (side plates on both sides of the seal impeller 3) at a portion facing the outlet of the seal impeller 3 and the communication hole 2 having the other end open to the suction portion 3A of the seal impeller 3. And a seal labyrinth 4. In the above configuration, when the shaft 1 of the centrifugal compressor 50 rotates, the gas inside the seal impeller 3 is compressed radially outward by the centrifugal force. At this time, since the suction portion 3A of the seal impeller 3 and the radial center portion of the shaft end surface 1A communicate with each other through the communication hole 2, the shaft end surface 1A is indicated by an arrow in FIG.
The air 7 having the atmospheric pressure P o that was present in the vicinity is pressurized to P o + α larger than the atmospheric pressure in the seal impeller 3 through the communication hole 2 and then discharged from the seal 3 impeller outlet in the outer diameter direction. To be done. Here, of the inside of the housing 12, the bearing mechanism 11R
Since the outer space 5 on the side is approximately equal to the atmospheric pressure P o , a part of the air discharged from the outlet of the seal impeller 3 in the outer radial direction flows toward the outer space 5. Further, at this time, the seal impeller 3 has an outer diameter, an outlet angle, and an outlet in advance so that the seal impeller 3 outlet pressure P o + α at a predetermined number of revolutions becomes higher than the internal gas pressure P in the machine interior space 6. The width has been adjusted. As a result, the remaining part of the air discharged in the outer diameter direction from the outlet of the seal impeller 3 flows toward the space 6 inside the machine. As described above, the air discharged from the outlet of the seal impeller 3 in the outer radial direction flows separately in the outer space 5 and the inner space 6, and at this position, the outer space 5 and the inner space 6 are separated. Since the gas is shut off, it is possible to prevent the flammable and toxic internal handling gas existing in the space 6 inside the machine from leaking to the bearing mechanism 11R side. Further, it is possible to block minute oil mist and oil droplets generated in the bearing mechanism 11R from flying into the space 6 inside the machine. Therefore, a high shaft seal can be achieved without separately providing conventional external equipment, that is, a seal oil supply device, a seal oil head tank, a drainer unit, etc. for an oil film seal, a special filter, a buffer gas supply unit, etc. for a dry gas seal. Reliability can be easily ensured. Therefore, the maintenance can be simplified and the installation area can be reduced, and the cost can be reduced.

【0019】なお、反対側に設けられている軸シール装
置100Lも軸シール装置100R同様の構造であり、
同様の作用効果を奏することは言うまでもない。また、
上記実施例においては、所定回転数時のシール羽根車3
出口圧力Po+αが、ハウジング12内部の羽根車10
側である機内側空間6の内部ガス圧力Pよりも高くなる
ように、外径・出口角度・出口幅等を調整したが、さら
に、段数を調整してもよい。すなわち、図1及び図3に
示すような一段のシール羽根車3とせず、複数段のシー
ル羽根車を設けてもよい。この場合も、同様の効果を得
る。
The shaft seal device 100L provided on the opposite side has the same structure as the shaft seal device 100R.
It goes without saying that the same operational effect is achieved. Also,
In the above embodiment, the seal impeller 3 at a predetermined rotation speed is used.
The outlet pressure P o + α depends on the impeller 10 inside the housing 12.
Although the outer diameter, the outlet angle, the outlet width, and the like are adjusted so as to be higher than the internal gas pressure P of the inner space 6 on the side, the number of stages may be further adjusted. That is, instead of the one-stage seal impeller 3 as shown in FIGS. 1 and 3, a plurality of stages of seal impeller may be provided. In this case, a similar effect is obtained.

【0020】本発明の第2の実施例を図4及び図5によ
り説明する。本実施例は、内部取り扱いガスとして大気
放出可能な無毒性ガスを用いる一軸多段遠心圧縮機の軸
シール装置の実施例である。第1の実施例と同等のもの
には同一の符号を付す。本実施例の軸シール装置200
が適用される一軸多段遠心圧縮機の構成は、軸シール装
置部分を除けば第1の実施例のとほぼ同様に図2で表さ
れるので、説明を省略する。
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment is an embodiment of a shaft seal device for a single-shaft multi-stage centrifugal compressor that uses a non-toxic gas that can be released into the atmosphere as an internally handled gas. The same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals. The shaft seal device 200 of this embodiment
The configuration of the single-shaft multi-stage centrifugal compressor to which is applied is represented in FIG. 2 almost the same as that of the first embodiment except the shaft seal device portion, and therefore the description thereof is omitted.

【0021】上記一軸多段遠心圧縮機の一方の軸受機構
11Rの近傍に設けられた本実施例の軸シール装置20
0Rの詳細構成を表す縦断面図を図4に示す。図4は、
第1の実施例の図1に対応する図である。図4におい
て、本実施例の軸シール装置200Rが第1の実施例と
異なる点は、シール羽根車3のすぐ機内側(図示左側)
に、ラビリンス8をはさんで、大気ベントに通じる大気
ベント室9が設けられていることと、シール羽根車3の
構成において第1の実施例で説明したような出口圧力P
o+αに関する配慮が特にされていないこととである。
その他の点は第1の実施例の軸シール装置100Rとほ
ぼ同様である。
The shaft seal device 20 of this embodiment provided near one bearing mechanism 11R of the single-shaft multi-stage centrifugal compressor.
FIG. 4 is a vertical sectional view showing the detailed structure of the 0R. FIG.
It is a figure corresponding to FIG. 1 of a 1st Example. In FIG. 4, the shaft seal device 200R of this embodiment is different from that of the first embodiment in that the seal impeller 3 is immediately inside the machine (on the left side in the drawing).
In addition, an atmospheric vent chamber 9 communicating with the atmospheric vent is provided across the labyrinth 8, and the outlet pressure P as described in the first embodiment in the configuration of the seal impeller 3 is provided.
o + α is not particularly considered.
The other points are almost the same as the shaft seal device 100R of the first embodiment.

【0022】上記構成において、遠心圧縮機のシャフト
1が回転すると、シール羽根車3の内部のガスは遠心力
で径方向外側に向かって圧縮される。このとき、シール
羽根車3の吸い込み部3Aとシャフト端面1Aの径方向
中心部とが連通孔2を介し連通していることから、図5
に矢印で示すように、ハウジング12内部の軸端位置近
傍にあった大気圧Poの空気7は、連通孔2を通ってシ
ール羽根車3内で大気圧より大きいPo+αに加圧され
た後、シール3羽根車出口から外径方向に吐出される。
ここで、ハウジング12内部のうち軸受機構11R側の
機外側空間5はほぼ大気圧Poに等しいので、シール羽
根車3出口から外径方向に吐出された空気の一部は、機
外側空間5へ向かって流れることになる。また、シール
羽根車3出口から外径方向に吐出された空気の残りの部
分は、ラビリンス8によって大気ベント室9へ導かれ、
最終的に大気ベント(図示せず)で大気解放される。こ
のとき同時に、機内側空間6に存在する圧縮機内部取り
扱いガスもこの流れに合流して大気解放される(図中破
線矢印参照)。これにより、機内側空間6とシール羽根
車3出口との間に大気圧Poの部分が常に介在すること
となるので、シール羽根車3出口圧力Po+αを機内側
空間6内の圧力Pより高くしなくても、取り扱いガスは
常に大気ベント室9から大気解放され、シール羽根車3
へ逆流することはない。よって、シール羽根車3の吐出
圧力をシールのためのみに必要な最小限に抑えることが
できる効果がある。
In the above structure, when the shaft 1 of the centrifugal compressor rotates, the gas inside the seal impeller 3 is compressed radially outward by the centrifugal force. At this time, since the suction portion 3A of the seal impeller 3 and the radial center portion of the shaft end surface 1A communicate with each other through the communication hole 2, FIG.
As indicated by an arrow, the air 7 at the atmospheric pressure P o in the vicinity of the shaft end position inside the housing 12 passes through the communication hole 2 and is pressurized in the seal impeller 3 to P o + α higher than the atmospheric pressure. Then, the seal 3 is discharged from the impeller outlet in the outer diameter direction.
Here, since the outboard space 5 on the bearing mechanism 11R side inside the housing 12 is substantially equal to the atmospheric pressure P o , part of the air discharged from the outlet of the seal impeller 3 in the outer radial direction is part of the outboard space 5 It will flow toward. The remaining portion of the air discharged from the outlet of the seal impeller 3 in the outer diameter direction is guided to the atmosphere vent chamber 9 by the labyrinth 8.
Eventually, the atmosphere is released by an air vent (not shown). At this time, at the same time, the handling gas inside the compressor existing in the space 6 inside the machine merges with this flow and is released to the atmosphere (see the broken line arrow in the figure). As a result, the portion of the atmospheric pressure P o is always present between the machine interior space 6 and the outlet of the seal impeller 3, so that the seal impeller 3 outlet pressure P o + α is equal to the pressure P in the machine interior space 6. Even if it is not made higher, the handling gas is always released to the atmosphere from the atmosphere vent chamber 9, and the seal impeller 3
There is no backflow to. Therefore, there is an effect that the discharge pressure of the seal impeller 3 can be suppressed to the minimum necessary only for sealing.

【0023】本実施例によっても、第1の実施例と同様
の、軸受機構11R機構からの油ミスト・油滴防止効果
を得ることができる。そしてこのとき、従来のような外
部機器等を別途設けることなく、高い軸封信頼性を容易
に確保することができるので、メンテナンスの簡略化や
設置面積の縮小を図ることができ、コストを低減するこ
とができる。
Also according to this embodiment, the effect of preventing oil mist / oil droplets from the bearing mechanism 11R mechanism can be obtained as in the first embodiment. At this time, high shaft sealing reliability can be easily ensured without separately providing an external device as in the past, so that maintenance can be simplified and the installation area can be reduced, and the cost can be reduced. can do.

【0024】なお、反対側に設けられている軸シール装
置200Lも軸シール装置200R同様の構造であり、
同様の作用効果を奏することは言うまでもない。また、
図4においてシール羽根車3は、第1の実施例の図1と
ほぼ同様の軸方向位置に設けてあるが、特に本実施例で
は、油ミストブロックの観点から、軸受機構11のすぐ
隣りに極力近づけて設置するのが好ましい。
The shaft seal device 200L provided on the opposite side has the same structure as the shaft seal device 200R.
It goes without saying that the same operational effect is achieved. Also,
In FIG. 4, the seal impeller 3 is provided at substantially the same axial position as in FIG. 1 of the first embodiment. However, particularly in this embodiment, from the viewpoint of the oil mist block, the seal impeller 3 is provided immediately adjacent to the bearing mechanism 11. It is preferable to install them as close as possible.

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明によれば、シール用羽根車出口か
ら外径方向に吐出された空気は、送風・圧縮用羽根車側
空間と軸受機構側空間とに分かれて流れるので、軸受機
構で発生する微小な油ミスト・油滴が送風・圧縮用羽根
車側空間に飛来するのをブロックするとともに、圧縮機
・ブロア等の内部取り扱いガスが軸受機構側に漏れ出る
のを阻止することができる。したがって、従来のような
外部機器、すなわちオイルフィルムシールにおけるシー
ルオイル供給装置・シールオイルヘッドタンク・ドレー
ナユニット等やドライガスシールにおける特殊フィルタ
ー・バッファガス供給ユニット等を別途設けることな
く、高い軸封信頼性を容易に確保することができる。よ
ってメンテナンスの簡略化や設置面積の縮小を図ること
ができ、コストを低減することができる。
According to the present invention, the air discharged from the sealing impeller outlet in the outer radial direction flows separately in the blower / compression impeller side space and the bearing mechanism side space. It can block the generated minute oil mist and oil droplets from flying into the space on the side of the impeller for blowing and compression, and can prevent the internal handling gas of the compressor, blower, etc. from leaking to the bearing mechanism side. . Therefore, a high shaft seal can be achieved without separately providing conventional external equipment, that is, a seal oil supply device, a seal oil head tank, a drainer unit, etc. for an oil film seal, a special filter, a buffer gas supply unit, etc. for a dry gas seal. Reliability can be easily ensured. Therefore, the maintenance can be simplified and the installation area can be reduced, and the cost can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例による軸シール装置の詳
細構造を含む一軸多段遠心圧縮機の部分縦断面図であ
る。
FIG. 1 is a partial vertical cross-sectional view of a single-shaft multi-stage centrifugal compressor including a detailed structure of a shaft seal device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示した一軸多段遠心圧縮機全体の縦断面
図である。
FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of the entire single-shaft multi-stage centrifugal compressor shown in FIG.

【図3】図1に示した軸シール装置によるガス流れの挙
動を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a behavior of a gas flow by the shaft sealing device shown in FIG.

【図4】本発明の第2の実施例による軸シール装置の詳
細構造を含む一軸多段遠心圧縮機の部分縦断面図であ
る。
FIG. 4 is a partial vertical cross-sectional view of a single-shaft multi-stage centrifugal compressor including a detailed structure of a shaft seal device according to a second embodiment of the present invention.

【図5】図1に示した軸シール装置によるガス流れの挙
動を示す図である。
5 is a diagram showing a behavior of a gas flow by the shaft sealing device shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シャフト(回転シャフト) 1A 端面 2 連通孔 3 シール羽根車 3A 吸い込み部 4 シールラビリンス 5 機外側空間 6 機内側空間 7 空気 8 ラビリンス 9 大気ベント室 10 羽根車(送風・圧縮用羽根車) 11L,R 軸受機構 12 ハウジング 50 一軸多段遠心圧縮機 100L,R 軸シール装置 200L,R 軸シール装置 1 Shaft (Rotating Shaft) 1A End Surface 2 Communication Hole 3 Seal Impeller 3A Suction Part 4 Seal Labyrinth 5 Machine Outer Space 6 Machine Inner Space 7 Air 8 Labyrinth 9 Atmosphere Vent Chamber 10 Impeller (Blower / Compressor Impeller) 11L, R bearing mechanism 12 housing 50 single-axis multi-stage centrifugal compressor 100L, R-axis sealing device 200L, R-axis sealing device

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 回転シャフトと、この回転シャフトに固
定された送風・圧縮用羽根車と、前記回転シャフトを支
承する軸受機構と、これらの周囲を取り囲むハウジング
とを備えた回転流体機械に備えられ、前記ハウジング内
部の前記送風・圧縮用羽根車側空間と前記軸受機構側空
間とのシールを行う回転流体機械の軸シール装置におい
て、 前記回転シャフトの、前記軸受機構から送風・圧縮用羽
根車側の位置に固定された遠心式のシール用羽根車と、 前記回転シャフト内に設けられ、一端が、前記回転シャ
フト端面の径方向略中心部に開口するともに、他端が、
前記シール用羽根車の吸い込み側に開口する連通孔と、
を有することを特徴とする回転流体機械の軸シール装
置。
1. A rotary fluid machine provided with a rotary shaft, a blower / compression impeller fixed to the rotary shaft, a bearing mechanism for supporting the rotary shaft, and a housing surrounding these components. A shaft sealing device of a rotary fluid machine that seals the space between the blower / compression impeller inside the housing and the bearing mechanism side space, wherein the rotary shaft has a blower / compression impeller side from the bearing mechanism. A centrifugal sealing impeller fixed at the position of, and provided inside the rotary shaft, one end of which opens to a substantially central portion in the radial direction of the end surface of the rotary shaft, and the other end thereof,
A communication hole opened on the suction side of the sealing impeller,
A shaft seal device for a rotary fluid machine, comprising:
【請求項2】 請求項1記載の回転流体機械の軸シール
装置において、前記シール用羽根車は、前記回転シャフ
トが所定回転数で回転されるとき、該シール用羽根車出
口から吐出する空気の圧力が、前記ハウジング内部の前
記送風・圧縮用羽根車側空間の内部ガス圧力よりも高く
なるように構成されていることを特徴とする回転流体機
械の軸シール装置。
2. The shaft sealing device for a rotary fluid machine according to claim 1, wherein the sealing impeller is provided with air for discharging from the sealing impeller outlet when the rotating shaft is rotated at a predetermined rotation speed. A shaft seal device for a rotary fluid machine, wherein a pressure is configured to be higher than an internal gas pressure in the air blower / compression impeller side space inside the housing.
【請求項3】 請求項1記載の回転流体機械の軸シール
装置において、前記ハウジングの前記送風・圧縮用羽根
車側に設けられ、前記シール用羽根車出口から吐出され
た空気の少なくとも一部を導いて大気に解放する通路を
備えることを特徴とする回転流体機械の軸シール装置。
3. The shaft sealing device for a rotary fluid machine according to claim 1, wherein at least a part of air discharged from the outlet of the sealing impeller is provided on the side of the fan for compression / compression of the housing. A shaft seal device for a rotary fluid machine, comprising: a passage for guiding and opening to the atmosphere.
【請求項4】 請求項1記載の回転流体機械の軸シール
装置において、前記ハウジング内部の前記シール用羽根
車出口に対向する部分に、ラビリンスシールを設けたこ
とを特徴とする回転流体機械の軸シール装置。
4. The shaft sealing device for a rotary fluid machine according to claim 1, wherein a labyrinth seal is provided at a portion of the housing facing the outlet of the sealing impeller. Sealing device.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6398484B1 (en) 1998-03-13 2002-06-04 Hitachi, Ltd. Centrifugal compressor and shaft seal
CN102767533A (en) * 2012-08-10 2012-11-07 三一能源重工有限公司 Oil-seal sealing structure and compressor
JP2016161099A (en) * 2015-03-04 2016-09-05 三菱化学株式会社 Method for transferring liquid containing easily polymerizable compound
CN113811691A (en) * 2020-03-02 2021-12-17 株式会社凯普 Blower fan
CN113803262A (en) * 2021-10-27 2021-12-17 西安陕鼓动力股份有限公司 Compact Cartridge Compressor
EP3351882B1 (en) * 2017-01-24 2024-05-01 Nuovo Pignone Tecnologie - S.R.L. Compression train including one centrifugal compressor and lng plant

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6398484B1 (en) 1998-03-13 2002-06-04 Hitachi, Ltd. Centrifugal compressor and shaft seal
CN1117217C (en) * 1998-03-13 2003-08-06 株式会社日立制作所 Centrifugal compressor and shaft seal used thereof
CN102767533A (en) * 2012-08-10 2012-11-07 三一能源重工有限公司 Oil-seal sealing structure and compressor
JP2016161099A (en) * 2015-03-04 2016-09-05 三菱化学株式会社 Method for transferring liquid containing easily polymerizable compound
EP3351882B1 (en) * 2017-01-24 2024-05-01 Nuovo Pignone Tecnologie - S.R.L. Compression train including one centrifugal compressor and lng plant
CN113811691A (en) * 2020-03-02 2021-12-17 株式会社凯普 Blower fan
CN113803262A (en) * 2021-10-27 2021-12-17 西安陕鼓动力股份有限公司 Compact Cartridge Compressor

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