(57)【要約】【課題】ケーシング内で回転する回転部材とその回転部材に対面するケーシングとの間のクリアランスを容易に調整することができるようにした回転機械のクリアランス可変機構装置を提供する。【解決手段】ガス圧縮装置のケーシング３内で回転する羽根車１に対面する前記ケーシング３と同ケーシング３が取り付けられるスクロール２との間に介在され斜面４をもつクリアランス調節部材５、及びクリアランス調節部材５を変位させるボルト６とナット７を有する調整機構を有し、クリアランス調節部材５の斜面４は、スクロール２に形成された斜面９と接触している。このように、クリアランス調節部材５の変位によりケーシング３を変位させケーシング３と羽根車１との間のクリアランスを所望値に調整するように構成してある。クリアランス調節部材５の斜面４と当接される斜面は、ケーシング３又はスクロール２のいずれか一方に形成させることができる。【選択図】　　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングと、同ケーシング内で回転する回転部材とを有する回転機械において、前記回転部材に対面する前記ケーシングと同ケーシングが取り付けられる本体との間に介在され斜面をもつクリアランス調節部材、及び同クリアランス調節部材を変位させる調整機構を有し、前記クリアランス調節部材の変位に伴う前記斜面の変位により前記ケーシングを変位させ前記ケーシングと前記回転部材との間のクリアランスを調整するように構成したことを特徴とする回転機械のクリアランス可変機構。
【請求項２】
前記クリアランス調節部材の斜面と当接される斜面を、前記ケーシング又は前記本体に形成したことを特徴とする請求項１に記載の回転機械のクリアランス可変機構。
【請求項３】
前記クリアランス調節部材を、互いに当接される斜面をそれぞれが有する２つの部材で構成し、その一方を前記ケーシングと前記本体の一方に取り付け、他方を前記調整機構によって変位させるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の回転機械のクリアランス可変機構。
【請求項４】
前記回転機械がターボ機械であり、前記回転部材が羽根車で、前記本体がスクロールであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の回転機械のクリアランス可変機構。
【請求項５】
前記ターボ機械がガス圧縮装置であることを特徴とする請求項４に記載の回転機械のクリアランス可変機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ケーシングと、同ケーシング内で回転する回転部材とを有する回転機械において、回転部材に対面するケーシングと回転部材との間のクリアランスを調整する回転機械のクリアランス可変機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転機械の例として、従来のガス圧縮装置の構造を図６に示している。図６において、１０１は羽根車で、スクロール１０２によって外周を囲まれ、スクロール１０２には羽根車１０１を覆うケーシング１０３が取り付けられており、スクロール１０２に取り付けられたケーシング１０３内を羽根車１０１が回転し、圧縮ガスを作り出す装置である。
【０００３】
この構造の場合、ケーシング１０３と羽根車１０１の間のクリアランスは、図６（ｂ）に示すようにケーシング１０３のフランジ厚さ１０４で決定される。ここでクリアランスとは、図６（ｃ）に示す１０５であり、静止体であるケーシング１０３と回転部材である羽根車１０１の間に設けられた隙間のことである。
このクリアランス１０５は通常約１ｍｍ程度であり、この値を保持するためには、精密な機械加工精度を必要とし、大型のものになると，その加工のための工数、費用が増加する。
【０００４】
もしもクリアランス１０５の大きさが許容値外の値であった場合、ケーシング１０３のフランジ厚さ１０４を再度切削加工、もしくはライナー等により調整する必要が生じる。また流体力学的には、このクリアランス１０５に高圧ガスが漏れ込むことにより渦の発生に伴う流れの乱れによって機械の性能が低下するため、同一機械であってもクリアランス１０５が異なる場合は、性能の比較ができない等の諸問題をかかえている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−３１０９６号公報（段落００１６〜００１８及び、図２）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記したガス圧縮装置など、ケーシング内で回転する回転部材を有する回転機械において、その回転部材とその回転部材に対面するケーシングとの間のクリアランスを容易に調整することを可能とした回転機械のクリアランス可変機構装置を提供することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するため、ケーシングと、同ケーシング内で回転する回転部材とを有する回転機械において、前記回転部材に対面する前記ケーシングと同ケーシングが取り付けられる本体との間に介在され斜面をもつクリアランス調節部材、及び同クリアランス調節部材を変位させる調整機構を有し、前記クリアランス調節部材の変位に伴う前記斜面の変位により前記ケーシングを変位させ前記ケーシングと前記回転部材との間のクリアランスを調整するように構成した回転機械のクリアランス可変機構を提供する。
【０００８】
このように構成した本発明による回転機械のクリアランス可変機構においては、調整機構によってクリアランス調節部材を変位させると、そのクリアランス調節部材に形成されている斜面の変位によって、回転部材に対面しているケーシングが変位されるので、ケーシングと回転部材との間のクリアランスを所望値に調整することができる。しかも、ケーシングはクリアランス調節部材に形成されている斜面によって無段階に連続して変位可能なので、ケーシングと前記回転部材との間のクリアランスは連続的に所望値に正確に調整される。
【０００９】
従って、ケーシングと回転部材との間のクリアランスを調整するために従来行われていたようにフランジの厚さを再度切削加工したり、もしくはライナー等によりそのクリアランスを調整する必要がない。
【００１０】
本発明によるクリアランス可変機構においては、前記クリアランス調節部材の斜面と当接される斜面を、ケーシング又は同ケーシングが取り付けられる本体のいずれに形成してもよい。
また、本発明によるクリアランス可変機構においては、前記クリアランス調節部材を、互いに当接される斜面をそれぞれが有する２つの部材で構成し、その一方を前記ケーシング又は同ケーシングを取り付ける本体のいずれか一方に取り付け、他方を前記調整機構によって変位させるように構成することができる。
【００１１】
このような構成とすることによって、クリアランス調節部材の斜面と当接される斜面をケーシングや同ケーシングを取り付ける本体に形成する加工を行わずに、クリアランス調節部材を構成する２つの部材に容易に斜面を加工することができる。
【００１２】
更にまた、本発明によるクリアランス可変機構を適用する回転機械がターボ機械やガス圧縮装置の場合、ケーシングと回転部材との間のクリアランスに高圧ガスや液体などの流体が漏れ込むことにより渦の発生に伴う流れの乱れが生じて機械の性能が低下することがない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による回転機械のクリアランス可変機構を、図示した実施形態に基づいて具体的に説明する。
【００１４】
（第１実施形態）
まず、図１に示す第１実施形態による回転機械のクリアランス可変機構ついて説明する。図１において、１は羽根車、２は羽根車の外周を覆うスクロール、３はケーシングである。図１（ｂ）に詳細に示すごとく、スクロール２とケーシング３の間には、斜面４を有するクリアランス調節部材５が挿入されている。
クリアランス調節部材５は周方向の任意の位置に任意の数挿入されている。クリアランス調節部材５は任意の半径方向位置に調整、固定するための調整機構としてボルト６とナット７を具備している。スクロール２にはクリアランス調節部材５の斜面４と接する面に同じく斜面９が形成され、また、ボルト６を外部に取り出す為の穴８があけられている。
【００１５】
図１に示すナット７を回転させることによりボルト６が変形方向に変位され、クリアランス調節部材５は半径方向に移動する。それに伴ってケーシング３が軸方向に移動され、ケーシング３と羽根車１との間のクリアランスを可変することができる。この時、クリアランス調節部材５と調整機構であるボルト６は同時にボルト６の軸方向にも移動するため、スクロール２に設けられた穴８は軸方向に長穴、もしくは軸方向移動分を加味して穴径を大きくしておく必要がある。
【００１６】
以上説明したクリアランス可変機構によると、ケーシング３のフランジ１０の厚さに関係なく、ケーシング３と羽根車１との間に任意のクリアランスを設定できる。これによってケーシング３のフランジ１０などに精密な機械加工を必要とせず、工数・費用の削減ができる。また、常にケーシング３と羽根車１との間に同じクリアランスを設定できる為、性能比較等を行えるようになる。
【００１７】
（第２実施形態）
次に、図２に示す第２実施形態による回転機械のクリアランス可変機構について説明する。この第２実施形態によるクリアランス可変機構は、クリアランス調節部材の上下方向の動きに対するケーシング３の変位方向を以下説明するように第１実施形態の場合と逆方向にしたものである。
【００１８】
図２において、スクロール１２とケーシング３の間に挿入されたクリアランス調節部材１５は、前記した第１実施形態の場合と逆向きの傾斜の斜面１４を具備するものとしている。また、クリアランス調節部材１５と接するスクロール１２の斜面１９もクリアランス調節部材１５に合わせ、第１実施形態におけるクリアランス調節部材５の斜面４と逆の傾斜をもつ斜面としている。
【００１９】
前記したように、クリアランス調節部材１５が第１実施形態におけるクリアランス調節部材５と逆の傾斜をもつ斜面１４を有するものとすることにより、クリアランス調節部材１５の落下防止の効果をもつ。
このクリアランス調節部材１５によるクリアランス設定機能は第１実施形態のものと実質同じであり、その説明を省略する。
【００２０】
（第３実施形態）
次に、図３に示す第３実施形態による回転機械のクリアランス可変機構について説明する。
この第３実施形態によるクリアランス可変機構は、スクロール２２とケーシング３の間に、斜面２７を有する部材２６と斜面２９を有する部材２８の２つの部材から構成されたクリアランス調節部材２５を挿入した構成としている。
【００２１】
スクロール２２が大きい場合、クリアランス調節部材２５と接するスクロール２２の面に第１実施形態、及び第２実施形態の場合のような斜面９、１９を加工することは、非常に大型の加工機械を要することとなり、加工が困難な上、加工費も増加し、望ましくない。
【００２２】
そこでクリアランス調節部材２５を２つの部材２６、２８で構成して、それをスクロール２２とケーシング３の間に挿入することで、第１実施形態の場合と同等の機能を有するものとすることができる。これによってスクロールに斜面を加工するための大型の加工機械を必要とせず、また工数、費用を削減することができる。
【００２３】
（第４実施形態）
図４に本発明の第４実施形態による回転機械のクリアランス可変機構を示す。
この第４実施形態によるクリアランス可変機構では、スクロール３２とケーシング２０の間に、斜面３４を有するクリアランス調節部材３５を挿入している。
この第４実施形態によるクリアランス可変機構の構成は、クリアランス調節部材３５と接するケーシング２０が斜面２１を有するものとしている点で第１実施形態〜第３実施形態によるクリアランス可変機構と相違している。
【００２４】
この第４実施形態によるクリアランス可変機構では、ナット７を回転させることにより、クリアランス調節部材３５は半径方向（図４における上下方向）に移動し、それに伴ってケーシング２０が軸方向（図４における左右方向）に移動する。
【００２５】
第１実施形態〜第３実施形態では、ナット７を回転させると斜面を有するクリアランス調節部材５、１５、２５が半径方向（図における上下方向）と軸方向（図における左右方向）に同時に移動するため、スクロール２、１２、２２には軸方向に長穴、もしくは軸方向移動分を加味した大きい穴径の穴８を有する必要があった。
【００２６】
これに対し、この第４実施形態による回転機械のクリアランス可変機構では、ケーシング２０側に斜面２１を有するものとすることにより、クリアランス調節部材３５は半径方向のみに移動することとなり、スクロール３２には長穴、大きい穴径等の余分な加工を必要とせず、強度の向上と工数・費用の削減をすることができる。
【００２７】
（第５実施形態）
図５に本発明の第５実施形態によるクリアランス可変機構を示す。この第５実施形態では、スクロール４２とケーシング３０の間に、斜面４７を有する部材４６と斜面４９を有する部材４８の２つの部材からなるクリアランス調節部材４５が挿入されている。
【００２８】
このようにクリアランス調節部材４５を構成する２つの部材４６と４８のうち、部材４６はケーシング３０と接する面と反対側に斜面４７を有していてケーシング３０に取り付けられ、部材４６の斜面４７に接する斜面４９を有しスクロール４２と接する方の部材４８は、ボルト６とナット７によって半径方向（図５の上下方向）へ移動される構成となっている。
【００２９】
大型の物の場合、第３実施形態で説明したように、斜面加工に大型の機械を必要とし、工数・費用の増加につながる。したがって、本第５実施形態のようにクリアランス調節部材４５を２つの部材４６、４８から構成されたものにしてケーシング３０とスクロール４２の間に挿入することで、上記問題点を解決し、クリアランス調節部材４５を構成する部材４６、４８のうちスクロール４２と接する方の部材４８を半径方向（図５の上下方向）へ動かしてケーシング３０と羽根車１の間のクリアランスを調整して固定する機能を持たせている。
【００３０】
クリアランス調節部材４５のうち部材４８は半径方向のみに移動する構造となっているので、スクロール４２へ設ける穴８を長穴加工などとする必要がないものとしている。
こうして、工数・費用の削減ができ、かつ、第４実施形態と同等の機能を有するものとすることができる。
【００３１】
以上、本発明を実施形態により具体的に説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示す本発明の範囲内において種々の変形、変更を加えてよいことはいうまでもない。
【００３２】
例えば、図示した実施形態では、ケーシングがスクロールに取り付けられていて、ケーシングとスクロールとの間にクリアランス調節部材を配置し、クリアランス調節部材によって、スクロールに対しケーシングを変位させるよう構成しているが、本発明を適用する回転機械がスクロールを有しない構造のものである場合は、そのケーシングが取り付けられる部材（本体）とケーシングの間にクリアランス調節部材を配置し、クリアランス調節部材によって、その本体に対しケーシングを変位させるようにしてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、ケーシングと、同ケーシング内で回転する回転部材とを有する回転機械において、前記回転部材に対面する前記ケーシングと同ケーシングが取り付けられる本体との間に介在され斜面をもつクリアランス調節部材、及び同クリアランス調節部材を変位させる調整機構を有し、前記クリアランス調節部材の変位に伴う前記斜面の変位により前記ケーシングを変位させ前記ケーシングと前記回転部材との間のクリアランスを調整するように構成した回転機械のクリアランス可変機構を提供する。
【００３４】
このように構成した本発明による回転機械のクリアランス可変機構では、調整機構によってクリアランス調節部材を変位させると、その調節部材に形成されている斜面によって、回転部材に対面しているケーシングが無段階に連続して変位されるので、ケーシングと回転部材との間のクリアランスを所望値に正確に調整することができる。
【００３５】
本発明によるクリアランス可変機構においては、前記クリアランス調節部材の斜面と当接される斜面を、ケーシング又は同ケーシングが取り付けられる本体のいずれにでも形成させることができる。
【００３６】
また、本発明によるクリアランス可変機構は、前記クリアランス調節部材を、互いに当接される斜面をそれぞれが有する２つの部材で構成し、その一方の部材をケーシング又は同ケーシングを取り付ける本体の一方に取り付け、他方の部材を調整機構によって変位させるように構成することができ、これによってケーシングや同ケーシングを取り付ける本体にクリアランス調節部材の斜面と当接される斜面を形成する加工を行わずに、クリアランス調節部材を構成する２つの部材に容易に斜面を加工することができる。
【００３７】
更にまた、本発明によるクリアランス可変機構をターボ機械やガス圧縮装置に対して適用すると、ケーシングと回転部材との間のクリアランスに高圧ガスや液体などの流体が漏れ込んで渦が発生し、それに伴って流れの乱れが生じて機械の性能が低下することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態による回転機械のクリアランス可変機構を示す図面で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ部を拡大して示す断面図。
【図２】本発明の第２実施形態による回転機械のクリアランス可変機構を示す図面で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ部を拡大して示す断面図。
【図３】本発明の第３実施形態による回転機械のクリアランス可変機構を示す図面で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ部を拡大して示す断面図。
【図４】本発明の第４実施形態による回転機械のクリアランス可変機構を示す図面で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ部を拡大して示す断面図。
【図５】本発明の第５実施形態による回転機械のクリアランス可変機構を示す図面で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ部を拡大して示す断面図。
【図６】従来のガス圧縮装置の例を示す図面で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ部を拡大して示す断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ部を拡大して示す断面図．
【符号の説明】
１　　　羽根車
２　　　スクロール
３　　　ケーシング
４　　　斜面
５　　　クリアランス調節部材
６　　　ボルト
７　　　ナット
８　　　穴
９　　　斜面
１０　　フランジ
１２　　スクロール
１４　　斜面
１５　　クリアランス調節部材
１９　　斜面
２０　　ケーシング
２１　　斜面
２２　　スクロール
２４　　斜面
２５　　クリアランス調節部材
２６　　クリアランス調節部材を構成する部材
２７　　斜面
２８　　クリアランス調節部材を構成する部材
２９　　斜面
３０　　ケーシング
３２　　スクロール
３４　　斜面
３５　　クリアランス調節部材
４２　　スクロール
４５　　クリアランス調節部材
４６　　クリアランス調節部材を構成する部材
４７　　斜面
４８　　クリアランス調節部材を構成する部材
４９　　斜面
１０１　羽根車
１０２　スクロール
１０３　ケーシング
１０４　フランジの厚さ
１０５　クリアランス
【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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