JPH0953593A - 回転流体機械の軸シール装置 - Google Patents
回転流体機械の軸シール装置Info
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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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- impeller
- seal
- sealing
- fluid machine
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D17/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
- F04D17/08—Centrifugal pumps
- F04D17/10—Centrifugal pumps for compressing or evacuating
- F04D17/12—Multi-stage pumps
- F04D17/122—Multi-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
-
- 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
- F04D29/08—Sealings
- F04D29/10—Shaft sealings
- F04D29/102—Shaft sealings especially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/104—Shaft 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。
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。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
２中Ａ部の拡大図を図１に示す。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
図である。
【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。
動を示す図である。
【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。
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。
【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。
動を示す図である。
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
Claims (4)
- 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7203616A JPH0953593A (ja) | 1995-08-09 | 1995-08-09 | 回転流体機械の軸シール装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7203616A JPH0953593A (ja) | 1995-08-09 | 1995-08-09 | 回転流体機械の軸シール装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0953593A true JPH0953593A (ja) | 1997-02-25 |
Family
ID=16477001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7203616A Pending JPH0953593A (ja) | 1995-08-09 | 1995-08-09 | 回転流体機械の軸シール装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0953593A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6398484B1 (en) | 1998-03-13 | 2002-06-04 | Hitachi, Ltd. | Centrifugal compressor and shaft seal |
| CN102767533A (zh) * | 2012-08-10 | 2012-11-07 | 三一能源重工有限公司 | 一种油封密封结构及压缩机 |
| JP2016161099A (ja) * | 2015-03-04 | 2016-09-05 | 三菱化学株式会社 | 易重合性化合物を含有する液体の移液方法 |
| CN113811691A (zh) * | 2020-03-02 | 2021-12-17 | 株式会社凯普 | 鼓风机 |
| CN113803262A (zh) * | 2021-10-27 | 2021-12-17 | 西安陕鼓动力股份有限公司 | 紧凑型筒式压缩机 |
| EP3351882B1 (en) * | 2017-01-24 | 2024-05-01 | Nuovo Pignone Tecnologie - S.R.L. | Compression train including one centrifugal compressor and lng plant |
-
1995
- 1995-08-09 JP JP7203616A patent/JPH0953593A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6398484B1 (en) | 1998-03-13 | 2002-06-04 | Hitachi, Ltd. | Centrifugal compressor and shaft seal |
| CN1117217C (zh) * | 1998-03-13 | 2003-08-06 | 株式会社日立制作所 | 离心压缩机以及其所用的轴封装置 |
| CN102767533A (zh) * | 2012-08-10 | 2012-11-07 | 三一能源重工有限公司 | 一种油封密封结构及压缩机 |
| JP2016161099A (ja) * | 2015-03-04 | 2016-09-05 | 三菱化学株式会社 | 易重合性化合物を含有する液体の移液方法 |
| EP3351882B1 (en) * | 2017-01-24 | 2024-05-01 | Nuovo Pignone Tecnologie - S.R.L. | Compression train including one centrifugal compressor and lng plant |
| CN113811691A (zh) * | 2020-03-02 | 2021-12-17 | 株式会社凯普 | 鼓风机 |
| CN113803262A (zh) * | 2021-10-27 | 2021-12-17 | 西安陕鼓动力股份有限公司 | 紧凑型筒式压缩机 |
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