JPS61272496A - Axial thrust balancing device of compressor - Google Patents
Axial thrust balancing device of compressorInfo
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- JPS61272496A JPS61272496A JP11429485A JP11429485A JPS61272496A JP S61272496 A JPS61272496 A JP S61272496A JP 11429485 A JP11429485 A JP 11429485A JP 11429485 A JP11429485 A JP 11429485A JP S61272496 A JPS61272496 A JP S61272496A
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- Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、作動ガス圧力、よシ高い圧力のシール液によ
り作動ガスの漏れを防止する形式の軸封装置を備えた圧
縮機に関し、特に該圧縮機の軸スラストをバランスさせ
る装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a compressor equipped with a shaft sealing device of a type that prevents leakage of working gas by using a working gas pressure and a sealing liquid at a higher pressure. The present invention relates to a device for balancing the axial thrust of the compressor.
（従来の技術）
従来、大きな軸スラストを発生する高圧圧縮機例えばタ
ー−圧縮機等においては１通常、軸封装置としてメカニ
カルシール又はオイルフィルムシールが用いられ、作動
ガスの漏れを防止するため、に１作動ガス圧力よル僅か
に高い圧力に制御されたシール液を軸封装置に供給して
いる。(Prior Art) Conventionally, in high-pressure compressors that generate large shaft thrust, such as tar compressors, mechanical seals or oil film seals are usually used as shaft sealing devices, and in order to prevent leakage of working gas, At the same time, a sealing liquid controlled at a pressure slightly higher than the working gas pressure is supplied to the shaft sealing device.
第２図は、従来の片持展圧縮機の断面図であって、回転
軸／／の端部に羽根車１２が取付けられ。FIG. 2 is a sectional view of a conventional cantilever compressor, in which an impeller 12 is attached to the end of the rotating shaft.
該回転軸／ｌに作用するラジアル荷重及びスラスト荷重
はジャーナル軸受１３及びスラスト軸受ｌ参によって支
持されている。一方、羽根車作動室から回転軸／／に沿
って漏れるガスは、オイルフィルムシールｌ！によって
阻止されている。該オイルフィルムシール／ｊは１回転
軸／／め局面と細隙を保ってケーシングに支持された被
数個のリング状部材からなシ、前記回転軸ｌｌとの細隙
部には、作動ガスの吸込圧力ＰＯよル僅かに高い圧力（
Ｐｏ＋ΔＰ）のシール液がケーシングを貫通して供給さ
れており、該シール液によって、漏洩ガスが軸受部へ侵
入するのを阻止している。The radial load and thrust load acting on the rotating shaft are supported by a journal bearing 13 and a thrust bearing. On the other hand, gas leaking from the impeller working chamber along the rotation axis // is caused by the oil film seal l! is blocked by. The oil film seal /j is made up of several ring-shaped members supported by the casing while maintaining a slit with the rotating shaft ll. The suction pressure is slightly higher than PO (
A sealing liquid of Po+ΔP) is supplied through the casing, and the sealing liquid prevents leakage gas from entering the bearing section.
上記のように構成されているので、圧縮機の作動によっ
て回転軸／／に作用するスラスト荷重は、オイルフィル
ムシール部の軸の断面積をＡ。とすると、作動ガスの吸
込圧力Ｐｏが大きい場合１羽根車等によって生じる軸ス
ラストは無視できる程小さいので、はぼＡ、 Ｐ、とな
り、これが上記スラスト軸受／≠にそのまま作用し°Ｃ
いた。With the above configuration, the thrust load that acts on the rotating shaft due to the operation of the compressor is caused by the cross-sectional area of the shaft of the oil film seal portion being A. Then, when the working gas suction pressure Po is large, the axial thrust generated by one impeller etc. is so small that it can be ignored, so it becomes A, P, which acts as it is on the above thrust bearing /≠ °C
there was.
（発明が解決しようとする問題点）
上記のように従来の圧縮機の回転軸には常時作動ガスの
吸込圧力が作用するので、圧縮機の作動ガス圧力が高く
なると、大きな軸スラストを発生し、スラスト軸受が大
型化し、軸受損失も増大する。(Problems to be Solved by the Invention) As mentioned above, the suction pressure of the working gas is constantly applied to the rotating shaft of the conventional compressor, so when the working gas pressure of the compressor increases, a large shaft thrust is generated. , the thrust bearing becomes larger and the bearing loss also increases.
とりわけ、片持膨圧縮機においては、構造上大きな軸ス
ラストが発生する一方で、装置の高速。In particular, in a cantilever expansion compressor, a large axial thrust is generated due to the structure, while the high speed of the equipment.
高圧化、小型化、高効率化が要求され、従ってスラスト
軸受の損失低減が非常に重要な問題となっていた。Higher pressure, smaller size, and higher efficiency are required, and therefore reducing loss in thrust bearings has become an extremely important issue.
本発明は、軸封装置に作動ガス圧力より高い圧力のシー
ル液を用いるようにした圧縮機における軸スラストを、
該シール液を利用して極めて小さくすることを技術的課
題としている。The present invention provides shaft thrust in a compressor in which the shaft seal device uses a sealing liquid with a pressure higher than the working gas pressure.
The technical challenge is to use this sealing liquid to make it extremely small.
（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記の技術的課題を解決するために。(Means for solving problems) The present invention aims to solve the above technical problems.
回転軸にバランスディスクを取付け、該バランスディス
クの大径部及び小径部；ｃ７”ローティングシール等で
密封するようにして圧力室を形成し、該圧力室に軸封装
置に導入される作動ガス圧力より高い圧力のシール液を
導入する通路を設け、該シール液を上記バランスディス
クに作用させて軸スラストを発生させ、作動ガス等によ
って生じる軸スラストとバランスさせるようにしたこと
を特徴としている。A balance disk is attached to the rotating shaft, and a pressure chamber is formed by sealing the large diameter and small diameter portions of the balance disk with a C7" rotating seal, etc., and the working gas introduced into the shaft sealing device is formed in the pressure chamber. The present invention is characterized in that a passage is provided to introduce a sealing liquid with a pressure higher than the pressure, and the sealing liquid acts on the balance disk to generate axial thrust, which is balanced with the axial thrust generated by the working gas or the like.
（作 用）
本発明は上記のように構成したことによ９１回転軸に作
用する圧縮機の作動ガス圧等によって生じる軸スラスト
は、圧力室に導入された１作動ガス圧力よシ高い圧力の
シール液がバランスディスクに作用して生じる軸スラス
トによって軽減され。(Function) With the present invention configured as described above, the shaft thrust generated by the working gas pressure of the compressor acting on the 91 rotary shaft is a pressure higher than the working gas pressure introduced into the pressure chamber. Reduced by the axial thrust created by the sealing fluid acting on the balance disc.
上記シール液の作用するバランスディスクの面積を適当
な値に決めることによって、両軸スラストはバランスさ
れ、従ってスラスト軸受に作用するスラスト荷重はほぼ
零となる。By setting the area of the balance disk on which the sealing liquid acts to an appropriate value, the thrusts of both shafts are balanced, and therefore the thrust load acting on the thrust bearing becomes approximately zero.
また、シール液の流量社、圧力室を構成するフローティ
ングリングシールとバランステイスクツ局面とのクリア
ランスの大きさで決定され、該クリアランス゛と適当に
定めれば、シール液の流量は極めて小さくすることがで
きる。In addition, the flow rate of the sealing liquid is determined by the size of the clearance between the floating ring seal that constitutes the pressure chamber and the balance aspect, and if this clearance is appropriately determined, the flow rate of the sealing liquid can be made extremely small. I can do it.
（実施例） 次に、本発明の実施例を図面と共に説明する。(Example) Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第７図は１本発明の一実施例を示す軸スラストバランス
装置を備えた片持膨圧縮機の縦断面図であって、 Ｍｔ
ｚに記載した符号２／〜２ｊは第１図に記載した符゛号
／／−／Ｊと、それぞれ同等部分を示すものとする。FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a cantilever expansion compressor equipped with an axial thrust balance device showing one embodiment of the present invention,
The symbols 2/ to 2j shown in z indicate the same parts as the symbols //-/J shown in FIG. 1, respectively.
本英施例では１回転軸２１にバランスディスク２６が取
付けられ、該バランスディスク２乙の大径部及び小径部
（軸部）には、７０−テイングリングシールｊ７ａ及び
Ｊ７ｂ がそれぞれ設けられ、該フローティングリング
シールの一方の端面と摺動画とによってケーシングの内
面とバランスディスクの周面とをそれぞれシールして圧
力室λｌを形成し、該圧力窓２？には、オイルフィルム
シール−！へ導かれるシール液の一部が４管コｌａ を
経て導入されている。In this embodiment, a balance disk 26 is attached to the one-rotation shaft 21, and 70-teing ring seals J7a and J7b are provided on the large diameter portion and small diameter portion (shaft portion) of the balance disk 2B, respectively. The inner surface of the casing and the circumferential surface of the balance disk are each sealed by one end surface of the floating ring seal and the sliding motion to form a pressure chamber λl, and the pressure window 2? There is an oil film seal! A part of the sealing liquid introduced into the tank is introduced through a four-tube colla.
いま１作動ガス圧力ｔＰｏとし、オイルフィルムｌ！へ
４人されるシール液の圧力’ｊ−（Ｐｏ＋ΔＰ）とし、
またシール部の軸の所間ＩＥｉＡｏ、ノｑランスディス
クλ乙にシール液圧が作用°Ｔ、６環状面環状人選とす
ると、シール液がバランス／イスク２ｊに作用して生じ
る−に３−て右向きの輔スラストは、人＊（ＰＧ＋ΔＰ
）となり、一方、作動ガスによって生じる図においてと
向きの軸スラストはｉＩ記のように人ｏＰｏである。Now 1 working gas pressure tPo, oil film l! Let the pressure of the sealing liquid be 'j-(Po+ΔP),
In addition, if the sealing fluid pressure acts on the shaft of the seal part IEiAo and the no.q lance disc λB, and the 6-annular surface is annular, then the sealing fluid acts on the balance/isk 2j, resulting in - and 3-. A rightward thrust is a person*(PG+ΔP
), and on the other hand, the axial thrust in the direction of in the figure caused by the working gas is oPo as shown in ii.
従って１両軸スラストがＡｏ Ｐ ｏ ＝ Ａｔ （Ｐ
ｏ＋ΔＦ ）となるように面積Ａ！を決定すれば、ス
ラスト軸受コ参に作用するスラスト荷重をほぼ零とする
ことができる。Therefore, one double-axis thrust is Ao P o = At (P
Area A so that o+ΔF)! By determining this, the thrust load acting on the thrust bearing can be reduced to almost zero.
上記７０−テインクリングシールコ７ａ と２７ｂは同
様の構造をなし、その一つであるバランスディスク、２
４の大径部に設けられるフローティングリングシールコ
７”ｌｄ、ｈ第１ａ図の要部拡大図に示すように、例え
ば°ピ＋ｙ／等の適宜の回転止めがケーシング外Ｏとの
間に施され、端面コ及び摺動面３でケーシング、２０の
内面及びバランスディスク、２乙の局面を流体で密封し
ている。摺動面３より矢印弘、！に示す方向に密封流体
の漏れが生じるが、該摺動面の隙間を通過する流体の流
動抵抗により漏れが制御される。この漏れ流量は摺動面
３の隙間の大きさで決定されるので、該隙間を適当に定
めれば、シール液の流量は極めて小さくすることができ
る。The above-mentioned 70-teinkling sealcos 7a and 27b have similar structures, and one of them is a balance disc, 2
As shown in the enlarged view of the main part of the floating ring seal 7"ld,h in Figure 1a, a suitable rotation stopper such as °pi + y/ is installed between the floating ring seal 7"ld, h provided on the large diameter part of 4 and the outside of the casing O. The end face 3 and the sliding surface 3 seal the casing, the inner surface of 20, the balance disk, and the curve 2 with fluid.Leakage of the sealing fluid occurs from the sliding surface 3 in the direction shown by the arrow ! However, leakage is controlled by the flow resistance of the fluid passing through the gap between the sliding surfaces.The leakage flow rate is determined by the size of the gap between the sliding surfaces 3, so if the gap is appropriately determined, The flow rate of the sealing liquid can be extremely small.
バランスディスク、２乙の右側室は、ケーシング外部へ
通じる通路２９ａ−ｙｄ 等によって大気圧に保たれ、
シール液は軸受潤滑液と共に通路Ｊ（７ａ〜ｅを通って
給油装置に戻る。The right chamber of the balance disk 2B is maintained at atmospheric pressure by passages 29a-yd leading to the outside of the casing, etc.
The sealing fluid returns to the oil supply system through passages J (7a-e) together with the bearing lubricating fluid.
なお、上記実施例において、本発明の軸スラストバラン
ス装置を片持展圧縮機に用いた例について説明したが、
軸推力を発生する圧縮機に広く適用できることは勿論で
あり％また、圧力室を形成するのに用いられるシール部
材は、フローティングリングシールに限らないことも勿
論である。In addition, in the above embodiment, an example was explained in which the axial thrust balance device of the present invention was used in a cantilevered compressor.
It goes without saying that the present invention can be widely applied to compressors that generate axial thrust, and that the seal member used to form the pressure chamber is not limited to a floating ring seal.
（発明の効果）
以上説明したように１本発明によれば、回転軸上にバラ
ンスディスクを取付け、該バランスディスクを取シ囲ん
で圧力室を形成し、該圧力室にガス圧力よシ僅かに高い
圧力に制御されたシール液を導入したことによシ、ガス
圧等による軸スラストは／？クリングィスクに作用する
軸スラストとツマランスされ、スラスト軸受に作用する
荷重を小さくすることができるばかりでなく、ガス圧力
が大きく変化しても、常に軸スラストを最小にすること
ができる。従って、スラスト軸受を小型化でき、軸受損
失を大幅に低減でき、圧縮機の高圧、高速化を容易にし
ている。(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, a balance disk is mounted on a rotating shaft, a pressure chamber is formed by surrounding the balance disk, and a gas pressure is slightly applied to the pressure chamber. Due to the introduction of sealing liquid controlled at high pressure, the shaft thrust due to gas pressure etc. is /? Not only is it possible to reduce the load acting on the thrust bearing by coordinating it with the shaft thrust acting on the Kringisk, but also it is possible to always minimize the shaft thrust even if the gas pressure changes significantly. Therefore, the thrust bearing can be miniaturized, bearing loss can be significantly reduced, and the compressor can be easily operated at high pressure and high speed.
また、軸スラストのバランスのために用いるシール液流
量は小さく、シール液供給装置の容斂を増す等の特別の
措置を必要とせず、簡単に所定の効果を得ることができ
る。Furthermore, the flow rate of the sealing liquid used to balance the shaft thrust is small, and the desired effect can be easily obtained without requiring any special measures such as increasing the constriction of the sealing liquid supply device.
更にまた。シール液による静圧効果で軸スラストを低減
するので、圧縮機停止時にもスラスト軸受に作用する荷
重を小さくでき、圧縮機停止時の起動トルクを小さくで
き、スラスト軸受の損傷を防止することができる。Yet again. Since the shaft thrust is reduced by the static pressure effect of the sealing liquid, the load acting on the thrust bearing can be reduced even when the compressor is stopped, the starting torque can be reduced when the compressor is stopped, and damage to the thrust bearing can be prevented. .
第１図は本発明の一実施例を示す軸スラストバランス装
置を備えた片持展圧縮機の縦断面図、第１ａ図−は第１
図Ｂ部の要部拡大断面図％第２図は従来の片持形圧縮機
の断面図である。
、２／・・・回転軸、２λ・・・羽根車、コ３・・・ラ
ジアル軸受１．２≠・・・スラスト軸受、２！・・・オ
イルフィルムシール、２４・・中バランスディスク、コ
アａ。
Ｊ７ｂ・・・フローティングリングシール、ＡＩ・・・
圧力室５．２ｒａ・・・等管。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a cantilever compressor equipped with an axial thrust balance device showing one embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the main part of part B in FIG. 2, which is a cross-sectional view of a conventional cantilever compressor. , 2/... Rotating shaft, 2λ... Impeller, 3... Radial bearing 1.2≠... Thrust bearing, 2! ...Oil film seal, 24...Medium balance disc, core a. J7b...Floating ring seal, AI...
Pressure chamber 5.2ra...equal tube.
Claims (1)
漏れを防止する形式の軸封装置を備えた圧縮機において
、回転軸にバランスディスクを取付け、該バランスディ
スクの大径部及び小径部をフローティングリングシール
等で密封するようにして圧力室を形成し、該圧力室に上
記シール液を導入する通路を設け、該シール液を上記バ
ランスディスクに作用させて軸スラストを発生させ、作
動ガス等により生じる軸スラストとバランスさせるよう
にしたことを特徴とする圧縮機の軸スラストバランス装
置。In a compressor equipped with a shaft sealing device that prevents leakage of working gas using a sealing fluid with a pressure higher than the working gas pressure, a balance disc is attached to the rotating shaft, and the large diameter and small diameter parts of the balance disc are connected to floating rings. A pressure chamber is formed by sealing it with a seal, etc., a passage is provided for introducing the sealing liquid into the pressure chamber, and the sealing liquid acts on the balance disk to generate an axial thrust, which is generated by a working gas, etc. A axial thrust balance device for a compressor, characterized in that it balances the axial thrust.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11429485A JPS61272496A (en) | 1985-05-29 | 1985-05-29 | Axial thrust balancing device of compressor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11429485A JPS61272496A (en) | 1985-05-29 | 1985-05-29 | Axial thrust balancing device of compressor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61272496A true JPS61272496A (en) | 1986-12-02 |
| JPH0553954B2 JPH0553954B2 (en) | 1993-08-11 |
Family
ID=14634256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11429485A Granted JPS61272496A (en) | 1985-05-29 | 1985-05-29 | Axial thrust balancing device of compressor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61272496A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105971920A (en) * | 2016-06-22 | 2016-09-28 | 中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所 | Compressor test device |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4967201A (en) * | 1972-11-02 | 1974-06-29 | ||
| JPS4991803U (en) * | 1972-11-27 | 1974-08-08 | ||
| JPS5032161U (en) * | 1973-07-23 | 1975-04-08 | ||
| JPS5779295A (en) * | 1980-11-05 | 1982-05-18 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Pressure balance structure for compressor equipped with balance piston |
-
1985
- 1985-05-29 JP JP11429485A patent/JPS61272496A/en active Granted
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| JPS4967201A (en) * | 1972-11-02 | 1974-06-29 | ||
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|---|---|---|---|---|
| CN105971920A (en) * | 2016-06-22 | 2016-09-28 | 中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所 | Compressor test device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0553954B2 (en) | 1993-08-11 |
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