(57)【要約】【課題】低温のガス（例えば、−６０℃以下のエチレンガス）を圧縮しようとした場合に、車室の熱収縮、特に、車室の一端部（吸入口を備えている側の端部）における熱収縮を吸収して、回転軸と軸受とのクリアランスの減少を防止することができ（クリアランスを適正な値（所定の値）に維持することができ）、当該場所（箇所）における焼き付きを防止することができる遠心圧縮機を提供すること。【解決手段】複数段のインペラ１２を有する回転軸１１を、軸受１５，２２を介して軸受支持するとともに、前記回転軸１１の長手方向における一端部に、作動流体を取り入れる吸入口を有する車室を備えた遠心圧縮機１０であって、前記車室１４ｂの一端部で、かつ、前記軸受１５，２２の半径方向外側に位置する領域に、前記回転軸１１の長手方向に沿って延びる少なくとも一つの溝２３が設けられている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数段のインペラを有する回転軸を、軸受を介して軸受支持するとともに、前記回転軸の長手方向における一端部に、作動流体を取り入れる吸入口を有する車室を備えた遠心圧縮機であって、
前記車室の一端部で、かつ、前記軸受の半径方向外側に位置する領域に、前記回転軸の長手方向に沿って延びる少なくとも一つの溝が設けられていることを特徴とする遠心圧縮機。
【請求項２】
前記溝の底部が、丸みを有するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の遠心圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心圧縮機に関し、特に、低温のガス（例えば、−６０℃以下のエチレンガス）を圧縮する遠心圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
遠心圧縮機としては、例えば、特許文献１に開示されたものが知られている。
【特許文献１】特開２００１−３８９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
さて、上記特許文献１に開示されている遠心圧縮機を用いて、低温のガス（例えば、−６０℃以下のエチレンガス）を圧縮しようとした場合、ケーシング（車室）、特に、ケーシングの一端部（吸込み口を備えている側の端部）に熱収縮が生じ、この熱収縮によって回転軸とラジアル軸受部とのクリアランスが減少して（クリアランスを適正な値（所定の値）に維持することができなくなって）、当該場所（箇所）において焼き付きが発生してしまうおそれがあった。
【０００４】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、低温のガス（例えば、−６０℃以下のエチレンガス）を圧縮しようとした場合に、車室の熱収縮、特に、車室の一端部（吸入口を備えている側の端部）における熱収縮を吸収して、回転軸と軸受とのクリアランスの減少を防止することができ（クリアランスを適正な値（所定の値）に維持することができ）、当該場所（箇所）における焼き付きを防止することができる遠心圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明による遠心圧縮機は、複数段のインペラを有する回転軸を、軸受を介して軸受支持するとともに、前記回転軸の長手方向における一端部に、作動流体を取り入れる吸入口を有するケーシングを備えた遠心圧縮機であって、前記ケーシングの一端部で、かつ、前記軸受の半径方向外側に位置する領域に、前記回転軸の長手方向に沿って延びる少なくとも一つの溝が設けられている。
【０００６】
このような遠心圧縮機によれば、例えば、低温の作動流体（例えば、−６０℃以下のエチレンガス）を圧縮しようとした場合に、ケーシングの熱収縮、特に、ケーシングの一端部（吸入口を備えている側の端部）における熱収縮が溝により吸収されることとなる。すなわち、低温の作動流体を吸い込むことによるケーシングの熱収縮が、溝により遮断されることとなる。
これにより、回転軸と軸受とのクリアランスの減少を防止することができ（クリアランスを適正な値（所定の値）に維持することができ）、当該場所（箇所）における焼き付きを防止することができる。
【０００７】
上記遠心圧縮機において、溝の底部が、丸みを有するように形成されているとさらに好適である。
溝の底部には、ケーシングの熱収縮による応力が集中することとなる。しかし、溝の底部は丸みを有するように形成されている（Ｒ部とされている）ので、溝の底部に集中する応力を、色々な方向に一様に分散させることができて、クラックの発生を防止することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、低温のガス（例えば、−６０℃以下のエチレンガス）を圧縮しようとした場合に、車室の熱収縮、特に、車室の一端部（吸入口を備えている側の端部）における熱収縮を吸収して、回転軸と軸受とのクリアランスの減少を防止することができ（クリアランスを適正な値（所定の値）に維持することができ）、当該場所（箇所）における焼き付きを防止することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明に係る遠心圧縮機の一実施形態を、図１ないし図５を参照しながら説明する。
図１は本実施形態に係る遠心圧縮機の全体構成を示す断面図、図２は図１のII−II矢視断面図、図３は図１中の矢印Ａに沿って見た正面図、図４は図２のIV−IV矢視断面図、図５は本実施形態に係る遠心圧縮機の要部拡大斜視図である。
【００１０】
図１に示すように、遠心圧縮機１０は、シャフト（回転軸）１１に固定された複数段（本実施形態では３段）のインペラ１２と、インペラ１２の外周にディフューザ１３を形成するケーシング（車室）１４と、ケーシング１４とシャフト１１との間を軸封するジャーナル軸受（軸受）１５とを備えている。
なお、本実施形態に係る遠心圧縮機１０は、シャフト１１が水平方向に配置された横軸型であり、また、ケーシング１４が水平方向に分割された水平分割型である。
【００１１】
遠心圧縮機１０は、吸入口１６から吸入されたガス（作動流体：例えば、低温（−６０℃以下）のエチレンガス）ｇを圧縮してから吐出するものである。すなわち、吸入口１６から吸入されたガスｇは、インペラ１２の回転により遠心力を与えられ、速度および圧力を増してディフューザ１３に送り込まれて、ディフューザ１３の流路面積の変化に応じて圧縮される。ガスｇは、各段のインペラ１２を通過する毎にさらに圧縮され、高圧ガスとして吐出口１７から吐出される。
【００１２】
インペラ１２は多数の翼が取り付けられた円板であって、翼と翼との間にインペラ流路１８が形成されている。そして、インペラ流路１８に中心側から入ったガスｇは、インペラ１２の回転により飛ばされて速度と圧力を増して外周側から出て、ディフューザ１３に送り込まれる。
【００１３】
ディフューザ１３は、流路の断面積を変化させることによってここを通過するガスｇを減速し、圧力を増大させる装置であって、インペラ流路１８から流出したガスｇを後段のインペラ流路１８の入口に送り込む流路を形成している。また、図１および図２に示すように、ディフューザ１３は、インペラ１２が軸方向に連なって設けられているので、インペラ流路１８の出口１９から径方向外方へ向かい、最外周部で屈曲した後、径方向内方へ戻ってインペラ流路１８の入口２０に連通するように形成されている。
【００１４】
インペラ１２を回転支持するシャフト１１は、ガスシール２１によって両端部を支持されて、ケーシング１４に取り付けられている。また、シャフト１１の一端部（図１および図２において左側の端部）は、スラスト軸受２２によっても支持されている。
一方、図１に示すように、ケーシング１４は、上車室１４ａと下車室１４ｂとを備えている。
【００１５】
さて、図２ないし図５に示すように、本実施形態に係る遠心圧縮機１０の下車室１４ｂには、スリット（溝）２３が設けられている。スリット２３は、シャフト１１の一端部に位置するジャーナル軸受（軸受）１５の半径方向外側で、かつ、下車室１４ｂの左側および右側にそれぞれ１つずつ、合計２つ設けられている。
【００１６】
各スリット２３の寸法（大きさ）は、例えば、シャフト１１の軸径が１４０mm、ハウジング２６の外径が３００mmであるとした場合、長さ（シャフト１１の軸方向に沿う長さ）Ｌ１＝１４０mm、幅（水平方向の長さ）Ｌ２＝４０mm、深さ（鉛直方向の長さ）Ｌ３＝１７０mmとなるように形成されている。
【００１７】
なお、図１、図２、および図５中の符号２４は、潤滑油排出用の流路であり、図１および図２中の符号２５は、スラストカラーである。また、深さＬ３＝１７０mmとした場合、スリット２３の鉛直方向における先端（下端）とシャフト１１の中心軸線（回転軸線）Ｃとを結んだ直線と、下車室１４ｂの上面との成す角は、おおよそ２５°となる。さらに、スリット２３の鉛直方向における先端部（底部）はＲ部とされている。
【００１８】
本実施形態に係る遠心圧縮機１０では、例えば、低温のガス（例えば、−６０℃以下のエチレンガス）ｇを圧縮しようとした場合に、下車室１４ｂの熱収縮、特に、下車室１４ｂの一端部（吸入口１６を備えている側の端部）における熱収縮が、スリット２３により吸収されることとなる。すなわち、低温のガスを吸い込むことによる下車室１４ｂの熱収縮が、スリット２３により遮断されることとなる。
これにより、シャフト１１とジャーナル軸受（軸受）１５とのクリアランスの減少を防止することができ（クリアランスを適正な値（所定の値）に維持することができ）、当該場所（箇所）における焼き付きを防止することができる。
【００１９】
また、スリット２３の鉛直方向における先端部には、下車室１４ｂの熱収縮による応力が集中することとなる。しかし、スリット２３の鉛直方向における先端部はＲ部とされているので、スリット２３の鉛直方向における先端部に集中する応力を、色々な方向に一様に分散させることができて、クラックの発生を防止することができる。そして、万が一（仮に）、スリット２３の鉛直方向における先端部にクラックが発生したとしても、そのクラックは鉛直下方に向かって延びていくこととなるので、遠心圧縮機１０の運転には何ら支障をきたさない（影響を及ぼさない）。
【００２０】
さらに、図５に示すように、潤滑油排出用の流路２４は、スリット２３の一端部の上方のみと連通するように形成されている。すなわち、潤滑油排出用の流路２４の底面の軌跡が、その一端から他端にかけて半円状を描くように形成されている。
これにより、潤滑油排出用の流路２４を形成するために行う下車室１４ｂの削り込みを最小限にすることができ、下車室１４ｂの剛性を十分に確保することができる。
【００２１】
なお、本発明は上述した実施形態のものに限定されるものではなく、図６に示すような形態とすることもできる。本実施形態において、潤滑油排出用の流路２４ａは、スリット２３の一端部全体と連通するように形成されている。すなわち、潤滑油排出用の流路２４ａの底面の軌跡が、その両端から水平方向に沿って互いに接近する方向に所定距離進行した後、下方に向かって円弧を描くように形成されている。
これにより、低温のガス（例えば、−６０℃以下のエチレンガス）ｇを圧縮しようとした場合に、下車室１４ｂの熱収縮、特に、下車室１４ｂの一端部（吸入口１６を備えている側の端部）における熱収縮を、上述した実施形態のものよりもより多く吸収することができる。すなわち、低温のガスを吸い込むことによる下車室１４ｂの熱収縮を、上述した実施形態のものよりもより多く遮断することができる。
したがって、シャフト１１とジャーナル軸受（軸受）１５とのクリアランスの減少をさらに防止することができ（クリアランスを適正な値（所定の値）に維持することができ）、当該場所（箇所）における焼き付きをより確実に防止することができる。
なお、図６に示すような形態としても下車室１４ｂの剛性を十分に確保することができることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る遠心圧縮機の一実施形態を示す図で、遠心圧縮機の全体構成を示す断面図である。
【図２】図１のII−II矢視断面図である。
【図３】図１中の矢印Ａに沿って見た正面図である。
【図４】図２のIV−IV矢視断面図である。
【図５】図１に示す遠心圧縮機の要部拡大斜視図である。
【図６】本発明に係る遠心圧縮機の一実施形態を示す図で、遠心圧縮機の要部拡大斜視図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０    遠心圧縮機
１１    シャフト（回転軸）
１２    インペラ
１４    ケーシング（車室）
１４ａ  上車室
１４ｂ  下車室
１６    吸入口
２１    ガスシール
２２    スラスト軸受
２３    スリット（溝）
ｇ    ガス（作動流体）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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