多级离心压缩机制造技术

本发明专利技术提供降低产生于输出轴的推力载荷，高效率且机械可靠性高的多级离心压缩机。多级离心压缩机具备：由发动机驱动的输入轴(4)；设于输入轴(4)的主齿轮(20)；与主齿轮(20)啮合的龆轮(21)；设置龆轮(21)的输出轴(5)；设于输出轴(5)的一端的第1级的离心叶轮(11)；以及设于输出轴(5)的另一端，位于比第1级的离心叶轮(11)靠流体的流动的下游级侧的第2级的离心叶轮(12)。并且，第1级的离心叶轮(11)的外径(D1)被设定得比第2级的离心叶轮(12)的外径(D2)大。

【技术实现步骤摘要】
多级离心压缩机
本专利技术涉及多级离心压缩机，特别是涉及具备由发动机驱动且设置主齿轮的输入轴和设置与主齿轮啮合的龆轮的一个以上的输出轴的多级型的离心压缩机。
技术介绍
作为本
的
技术介绍
，有日本特开2008－231933号公报(专利文献1)。在该公报中，公开了如下的齿轮驱动涡轮压缩机，即，该齿轮驱动涡轮压缩机具备：“由外部驱动装置(发动机)驱动旋转的大齿轮(主齿轮)12；与大齿轮啮合，高速旋转的小齿轮(龆轮)14；被固定在小齿轮轴(输出轴)13上，以其轴心为中心高速旋转的叶轮16；被固定在小齿轮轴上，能够滑动地支承大齿轮的侧面，向大齿轮传递小齿轮轴的推力的推力环18；支承作用于大齿轮轴(输入轴)的推力的推力轴承20；以及在由推力轴承20支承的小齿轮轴13超过规定的阈值而轴移动时，限制该轴移动的推力方向移动量限制器30”(参照说明书摘要)。此外，在上述公报中记载有“因为具备在由大齿轮轴11的推力轴承20支承的小齿轮轴13超过规定的阈值a而轴移动时，限制该轴移动的推力方向移动量限制器30，所以在正常的运转时，由于大齿轮轴11的推力轴承20，小齿轮轴13的轴移动是规定的阈值a以下，推力方向移动量限制器30不发挥作用，仅在产生超过规定的阈值a的过大的移动轴的情况下才发挥作用而限制该轴移动。因而，在对于大齿轮轴11产生了过大的轴移动的情况下，能够在本质上避免叶轮16与壳体的过大接触。”(参照0031、0032段)。专利文献1：日本特开2008－231933号公报可是，专利文献1记载的多级离心压缩机着眼于限制作为输出轴的小齿轮轴的向推力方向(轴向)的移动量，未考虑减少产生于输出轴的推力载荷(推力方向的载荷)。因此，专利文献1记载的多级离心压缩机有可能因产生于输出轴的推力载荷，导致基于滑动部的摩擦损失的压缩机的效率的降低、压缩机的机械可靠性的降低。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述的情况而提出的，其目的在于，提供一种降低产生于输出轴的推力载荷，高效率且机械可靠性高的多级离心压缩机。为了实现上述的目的，本专利技术的多级离心压缩机具备：由发动机驱动的输入轴；设于上述输入轴的主齿轮；与上述主齿轮啮合的龆轮；用于设置上述龆轮的输出轴；设于上述输出轴的一端的第1离心叶轮；以及设于上述输出轴的另一端，位于比上述第1离心叶轮靠流体的流动的下游级侧的第2离心叶轮，上述第1离心叶轮的外径被设定得比上述第2离心叶轮的外径大。专利技术的效果根据本专利技术，提供降低产生于输出轴的推力载荷，高效率且机械可靠性高的多级离心压缩机。附图说明图1是表示本专利技术的第1实施方式的多级离心压缩机的概略结构的水平剖视图。图2是用于说明沿推力方向作用于第1级的离心叶轮的流体载荷的示意图。图3是用于说明由于第1级的离心叶轮和第2级的离心叶轮而产生于输出轴的推力方向的流体载荷的示意图。图4是用于说明由于主齿轮和龆轮的啮合而沿推力方向作用的齿轮载荷的示意图。图5是示意性地表示第1实施方式的多级离心压缩机的水平剖视图。图6是表示第2级的离心叶轮的外径相对于第1级的离心叶轮的外径的比率与第1级的离心叶轮的出口部的产生于叶片根部的应力的关系的图。图7是示意性地表示第2实施方式的多级离心压缩机的水平剖视图。图8是示意性地表示第3实施方式的多级离心压缩机的水平剖视图。图9是示意性地表示第4实施方式的多级离心压缩机的水平剖视图。图10是示意性地表示第5实施方式的多级离心压缩机的水平剖视图。图11是示意性地表示第6实施方式的多级离心压缩机的水平剖视图。附图标记的说明4输入轴；5输出轴；6输出轴(第2输出轴)；11第1级的离心叶轮；12第2级的离心叶轮；13第3级的离心叶轮；14第4级的离心叶轮；20主齿轮；21龆轮；22龆轮(第2龆轮)；60、61复合轴承；66～69推力环；D1～D4外径；Fi1、Fi2流体载荷；Fp1、Fp2齿轮载荷。具体实施方式对于本专利技术的实施方式，一边适宜参照附图一边详细地说明。另外，在以下所示的附图中，对于相同的构件或相当的构件，标注相同的附图标记，适宜省略重复的说明。此外，为了说明的方便，构件的尺寸和形状有时变形或夸大示意性地表示。[第1实施方式]首先，一边参照图1～图6一边说明本专利技术的第1实施方式。图1是表示本专利技术的第1实施方式的多级离心压缩机的概略结构的水平剖视图。图1所示的多级离心压缩机具有：发动机(未图示)；增速机部100，传递该发动机的旋转驱动力；第1级～第3级的压缩机部1～3，阶段性地压缩流体(气体)；冷却装置(未图示)，冷却被压缩且成为了高温的流体(气体)；以及控制部(未图示)，进行统一的控制。在发动机的旋转轴(未图示)上，经由连轴节(未图示)连接增速机部100的输入轴4。在输入轴4上安装有作为大齿轮的主齿轮20。在主齿轮20上，啮合有2个作为小齿轮的龆轮21和龆轮22(第2龆轮)。在这里，从降低振动和噪音的观点出发，主齿轮20和龆轮21、22使用啮合率比正齿轮大的斜齿轮。龆轮21和输出轴5一体地形成，龆轮22和输出轴6(第2输出轴)一体地形成。输入轴4和2根输出轴5、6分别互相平行地配置。另外，也可以将各龆轮21、22制作成与输出轴5、6分体，将它们分别固定在输出轴5、6上。在2根输出轴5、6上，热套而固定有大致圆筒形状的推力环66～69。输入轴4、2根输出轴5、6、主齿轮20、龆轮21、22和推力环66～69是增速机部100的构成元件，被收容在壳体101中。壳体101是水平面分割构造，被与包括输入轴4和输出轴5、6的中心轴线的水平面大致相等的面，分为上壳体和下壳体。上壳体和下壳体用螺栓(未图示)被结合到一起。输入轴4和主齿轮20利用被壳体101保持的复合轴承60、61，能够旋转地被支承。复合轴承60、61是受到径向(半径方向)的载荷(径向载荷)和推力方向(轴向)的载荷(推力载荷)而进行支承的轴承。另一方面，分别设有龆轮21、22的2根输出轴5、6，利用被壳体101保持的径向轴承62～65，能够旋转地被支承。另外，在输出轴5、6产生的推力载荷，由推力环66～69承受并支承，该推力环66～69被构成为，隔着间隙71、72(参照图5)地夹着主齿轮20。为了对复合轴承60、61、径向轴承62～65、推力环66～69、主齿轮20和龆轮21、22等进行润滑，从润滑油系统(未图示)供给润滑油。为了对复合轴承60、61、径向轴承62～65、推力环66～69、主齿轮20和龆轮21、22等进行润滑而使用的润滑油，被返回到设于发动机的下部的油箱(未图示)。输入轴4及主齿轮20与复合轴承60、61的推力方向的滑动面的间隙70(参照图5)，例如是0.2mm左右。多级离心压缩机的稳定运转时，复合轴承60和复合轴承61中的任一方与主齿轮20的滑动面接触，另一方的复合轴承与主齿轮20的滑动面保持间隙。但是，在多级离心压缩机的起动、停止时、多级离心压缩机超过被称为喘振的小流量区域的运转界限范围地运转的情况下，与主齿轮20接触滑动的复合轴承根据当时的运转状态而不同。输出轴5、6和龆轮21、22由径向轴承62～65沿径向支承。另一方面，输出轴5、6和龆轮21、22的推力方向的支承由推力环66～69进行，该推力环66～69被构成为，隔着间隙71、72(参照图5)地夹着主齿轮本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多级离心压缩机，其特征在于，该多级离心压缩机具备：输入轴，由发动机驱动；主齿轮，设于上述输入轴；龆轮，与上述主齿轮啮合；输出轴，用于设置上述龆轮；第1离心叶轮，设于上述输出轴的一端；以及第2离心叶轮，设于上述输出轴的另一端，位于比上述第1离心叶轮靠流体的流动的下游级侧，上述第1离心叶轮的外径被设定得比上述第2离心叶轮的外径大。

【技术特征摘要】
2013.08.02 JP 2013-1610091.一种多级离心压缩机，其特征在于，该多级离心压缩机具备：输入轴，由发动机驱动；主齿轮，设于上述输入轴；龆轮，与上述主齿轮啮合；输出轴，用于设置上述龆轮；第1离心叶轮，设于上述输出轴的一端；以及第2离心叶轮，设于上述输出轴的另一端，位于比上述第1离心叶轮靠流体的流动的下游级侧，上述第1离心叶轮的外径被设定得比上述第2离心叶轮的外径大。2.根据权利要求1所述的多级离心压缩机，其特征在于，上述第2离心叶轮的外径相对于上述第1离心叶轮的外径的比率，被设定为0.8以上且小于1.0。3.根据权利要求1或2所述的多级离心压缩机，其特征在于，该多级离心压缩机具备：第2龆轮，与上述主齿轮啮合；第2输出轴，用于设置上述第2龆轮；以及离心叶轮，设于上述第2输出轴，位于上述第2离心叶轮的流体的流动的...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中征将，西田秀夫，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP