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公開番号2024158336
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-08
出願番号2023073463
出願日2023-04-27
発明の名称圧縮機
出願人株式会社IHI
代理人個人,個人,個人
主分類F04D 29/08 20060101AFI20241031BHJP(液体用容積形機械;液体または圧縮性流体用ポンプ)
要約【課題】所望の圧縮能力を得る。
【解決手段】圧縮機1は、低圧側インペラ2と、低圧側インペラ2が取り付けられた連結シャフト4と、連結シャフト4が挿通されるシャフト貫通穴5Hを有するプレート5と、を備える。低圧側インペラ2の低圧側ハブ背面21とプレート5の低圧側プレート主面5Aとは互いに対面する。低圧側インペラ2の低圧側ハブ背面21にはインペラ凸部21Aが設けられる。プレート5の低圧側プレート主面5Aには、プレート凹部51が設けられる。低圧側インペラ2とプレート5との間には、インペラ凸部21A及びプレート凹部51によって形成される流路部を含む第1隙間流路F1が設けられる。第1隙間流路F1には、高圧側プレートラビリンスシール8及び低圧側プレートラビリンスシール9が設けられる。
【選択図】図2

特許請求の範囲【請求項１】
インペラと、
前記インペラが取り付けられたシャフトと、
前記シャフトが挿通されるシャフト貫通穴を有するプレートと、を備え、
前記インペラの背面と前記プレートの主面とは互いに対面し、
前記インペラの背面及び前記プレートの主面の一方には、前記インペラの背面及び前記プレートの主面の対面する方向に延びる凸部が設けられ、
前記インペラの背面及び前記プレートの主面の他方には、前記凸部を収容する凹部が設けられ、
前記インペラと前記プレートとの間には、前記凸部及び前記凹部によって形成される流路部を含む第１隙間流路が形成され、
前記第１隙間流路には第１ラビリンスシールが設けられる、圧縮機。
続きを表示（約 620 文字）【請求項２】
前記凸部は、前記インペラの背面に設けられたインペラ凸部であり、
前記凹部は、前記プレートの主面に設けられたプレート凹部である、請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記インペラ凸部は、前記シャフトの回転軸線に交差する凸部周面を有し、
前記プレート凹部は、前記凸部周面に向く凹部周面を有し、
前記凸部周面及び前記凹部周面の少なくとも一方には、前記第１ラビリンスシールのためのシール突起が設けられている、請求項２に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記シャフトと前記シャフト貫通穴との間には第２隙間流路が形成され、
前記第２隙間流路の入口における流路断面の面積は、前記第１隙間流路の出口における流路断面の面積よりも、小さい、請求項１に記載の圧縮機。
【請求項５】
前記シャフトと前記シャフト貫通穴との間には第２隙間流路が形成され、
前記第２隙間流路には、第２ラビリンスシールが設けられる、請求項１に記載の圧縮機。
【請求項６】
前記プレートは、
前記シャフト貫通穴が設けられたプレート内周筒と、
前記プレート内周筒を収容する本体貫通穴が設けられたプレート本体と、
前記プレート内周筒の外周面と前記本体貫通穴の内周面との間に配置されたプレート中間円板と、を有する、請求項１に記載の圧縮機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
圧縮機は、回転するインペラを備えている。インペラは、シャフトによって支持されている。このシャフトも、ハウジングによって回転可能に支持されている。インペラは、ハウジングに対して相対的に運動するので、インペラはハウジングに対してわずかに離間している。この隙間は、圧縮される流体の流路になる。そこで、隙間から漏れ出る流体を抑制するために、いわゆるラビリンスシールが設けられる。特許文献１～４は、ラビリンスシールを備えた圧縮機を開示する。
【０００３】
例えば、特許文献１の圧縮機は、第１のインペラによって圧縮した流体を、第２のインペラによって更に圧縮するいわゆる多段式の圧縮機である。特許文献１の圧縮機は、複数のインペラの背面同士が重ね合わされた形状を有する複合インペラと、複合インペラを収容するケーシングと、を備える。特許文献１の圧縮機は、複合インペラのハブの外周端面と外周端面に対向するケーシングの内面との間に設けられたシール部を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１２－２５１５２８号公報
国際公開第２０２０／１８９２９２号
特開２０１６－１８３５７８号公報
特開平８－１４０５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
圧縮機に求められる圧縮能力が高まるにつれて、ラビリンスシールに求められるシール能力も高まる。また、圧縮能力の高まりは、インペラの回転数の高まりも招く。ラビリンスシールのシール能力の観点からすると、ラビリンスシールのシール長が長いほうが望ましい。一方、インペラの回転数を高める観点からすると、インペラを含む回転体の剛性は高いほうが望ましい。つまり、回転体の高剛性化と、ラビリンスシールのシール能力の向上とは、相反する関係にあった。このような関係は、圧縮機の圧縮能力の向上の妨げとなっていた。
【０００６】
そこで、本発明は、所望の圧縮能力を得ることが可能な圧縮機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一形態である圧縮機は、インペラと、インペラが取り付けられたシャフトと、シャフトが挿通されるシャフト貫通穴を有するプレートと、を備え、インペラの背面とプレートの主面とは互いに対面し、インペラの背面及びプレートの主面の一方には、インペラの背面及びプレートの主面の対面する方向に延びる凸部が設けられ、インペラの背面及びプレートの主面の他方には、凸部を収容する凹部が設けられ、インペラとプレートとの間には、凸部及び凹部によって形成される流路部を含む第１隙間流路が形成され、第１隙間流路には第１ラビリンスシールが設けられる。
【０００８】
この圧縮機のインペラとプレートとの間には、凸部及び凹部によって形成される流路部を含む第１隙間流路が存在する。凸部及び凹部によって形成される流路部を含む第１隙間流路の長さは、凸部及び凹部によって形成される流路部を含まない流路と比べると、流路長さが長い。そうすると、流路長さの長い第１隙間流路に、第１ラビリンスシールを設けることによって、インペラとプレートの間におけるシール性能を高めることができる。その結果、プレートとシャフトとの間におけるシール性能の一部又は全部を第１隙間流路に設けた第１ラビリンスシールによって負担することが可能になる。従って、所望のシール性能を得るために、プレートの厚みを大きくする必要がない。つまり、求められるシール性能によってインペラが取り付けられたシャフトの長さが決まることがなく、高い回転数にも対応できるインペラとの連結構造を採用できる。その結果、所望のシール性能と所望の回転数とを満たすことができるので、圧縮機は、所望の圧縮能力を得ることができる。
【０００９】
上記の圧縮機の凸部は、インペラの背面に設けられたインペラ凸部であり、凹部は、プレートの主面に設けられたプレート凹部であってもよい。この場合には、凸部を有するインペラと、凹部を有するプレートとにより第１隙間流路を形成することができる。
【００１０】
上記の圧縮機のインペラ凸部は、シャフトの回転軸線に交差する凸部周面を有し、プレート凹部は、凸部周面に向く凹部周面を有し、凸部周面及び凹部周面の少なくとも一方には、第１ラビリンスシールのためのシール突起が設けられてもよい。この構造によっても、シール性能を向上させることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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