氧压缩机用部件中的覆膜的形成方法及氧压缩机.pdf

本发明提供氧压缩机用部件中的覆膜的形成方法和氧压缩机，在转子(叶轮7、旋转轴11)和包围转子的静止部件(吸入部件5、轴密封环17)有可能接触的部位(吸入部件5的内周面、轴密封环17的内周面)上，通过电镀形成由金属构成的覆膜(21、22)。

1.  一种氧压缩机用部件中的覆膜的形成方法，在氧压缩机的部件上形成覆膜，所述氧压缩机通过在压缩机壳体内驱动包含叶轮的转子旋转来压缩氧气，其特征在于，
在上述转子和包围该转子的静止部件有可能接触的部位上，通过电镀形成由金属构成的覆膜。

2、  根据权利要求1所述的氧压缩机用部件中的覆膜的形成方法，其特征在于，
形成上述覆膜的部位是包围上述叶轮的吸入部件中的位于上述叶轮的外周的部分。

3、  根据权利要求1或2所述的氧压缩机用部件中的覆膜的形成方法，其特征在于，
形成上述覆膜的部位是设置于叶轮的旋转驱动轴贯通压缩机壳体的部分的轴密封环的内周面。

4、  一种氧压缩机，通过在压缩机壳体内驱动包含叶轮的转子旋转来压缩氧气，其特征在于，
在上述转子和包围该转子的静止部件有可能接触的部位上，设置有通过电镀形成的由金属构成的覆膜。

氧压缩机用部件中的覆膜的形成方法及氧压缩机
技术领域
本发明涉及在压缩氧气的氧压缩机的部件上形成覆膜的方法及氧压缩机。
背景技术
在空气分离设备及其它各种设备中，在向需要之处供给氧气时等，有时使用氧压缩机。
在使用离心压缩机(涡轮式压缩机)作为这种氧压缩机时，由于转子的旋转轴心的振动等，在存在高浓度氧的情况下转子和静止部件有可能接触。例如，存在叶轮与包围该叶轮的吸入部件的接触、和设于压缩机壳体中的叶轮的旋转驱动轴所贯通的部分的轴密封部处的接触。
当由于转子和静止部件的接触而导致两者相互摩擦从而产生磨损粉末时，在存在高浓度的氧的情况下，有可能磨损粉末燃烧而起火。因此，在以往的氧压缩机中，通过在吸入部件的内表面和轴密封部形成作为金属(例如阻燃性金属)的银的覆膜，即使在转子和静止部件在存在高浓度的氧的情况下接触而互相摩擦时，也能够防患火灾于未然(例如参照下述专利文献1、2)。
专利文献1：日本专利第3939814号公报
专利文献2：日本特开2007-154750号公报
以往，作为在吸入部件的内表面和轴密封部上形成银的覆膜的方法，采用通过喷镀形成银的覆膜的方法、和将银的板钎焊在母材上的方法。但是，在利用喷镀形成覆膜时，若形成覆膜的部分的内径小，则喷镀角度小，从而密合性差，并且，存在银向形成覆膜的部分以外飞散的飞散量多而银的材料利用率非常差的问题。并且，在利用钎焊形成覆膜时，存在对呈复杂形状的部分形成覆膜较为困难或不可能实现的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而完成的，其课题在于提供如下的氧压缩机用部件中的覆膜的形成方法及氧压缩机：在对转子和静止部件有可能接触的部分形成金属(例如阻燃性金属)的覆膜时，能够大幅改善金属的材料利用率，即使是内径小的部件或呈复杂形状的部件，也能够容易地形成覆膜。
为了解决上述问题，本发明的氧压缩机用部件中的覆膜的形成方法及氧压缩机采用以下的技术方案。
(1)本发明的氧压缩机用部件中的覆膜的形成方法在氧压缩机的部件上形成覆膜，所述氧压缩机通过在压缩机壳体内驱动包含叶轮的转子旋转来压缩氧气，其特征在于，在上述转子和包围该转子的静止部件有可能接触的部位上，通过电镀形成由金属构成的覆膜。
(2)并且，在上述方法中，形成上述覆膜的部位是包围上述叶轮的吸入部件中的位于上述叶轮的外周的部分。
(3)并且，在上述方法中，形成上述覆膜的部位是设置于叶轮的旋转驱动轴贯通压缩机壳体的部分的轴密封环的内周面。
(4)并且，本发明的氧压缩机通过在压缩机壳体内驱动包含叶轮的转子旋转来压缩氧气，其特征在于，在上述转子和包围该转子的静止部件有可能接触的部位上，设置有通过电镀形成的由金属构成的覆膜。
根据本发明，由于在转子和静止部件有可能接触的部位上，通过电镀而形成金属的覆膜，因此，即使在形成覆膜的部分的内径小的情况下和形状复杂的情况下，也能够容易地在期望的部位形成金属的覆膜。并且，通过在电镀中对不需要形成覆膜的部分实施掩蔽，能够仅在想要形成覆膜的部分形成覆膜，因此，能够大幅改善金属的材料利用率。
附图说明
图1是本发明的实施方式的氧压缩机的构成图。
图2是说明在吸入部件上形成由金属构成的覆膜的方法的图。
图3是说明在轴密封环上形成由金属构成的覆膜的方法的图。
具体实施方式
以下，根据附图详细说明本发明的优选实施方式。另外，对各图中共用的部分标注相同标号并省略重复的说明。
图1是本发明的实施方式的氧压缩机1的构成图。在图1中，氧压缩机1具备：被驱动旋转的转子(旋转轴11和叶轮7)；和包围旋转轴11及叶轮7的压缩机壳体3。
旋转轴11由支承并固定在轴承支承部13上的轴承12支承为能够旋转。在旋转轴11的顶端一体地连结着由轮毂8和叶片9构成的叶轮7，通过利用未图示的驱动装置驱动旋转轴11旋转，使叶轮7旋转。另外，旋转轴11和叶轮7可以一体成形，也可以在作为分体的部件制作后利用适当的连结机构连结固定。
压缩机壳体3具有壳体部件4和吸入部件5。在壳体部件4的中心部具有用于配置后述的轴密封环17的圆形开口部(没有标号)，旋转轴11贯通该圆形开口部。并且，在壳体部件4中设置有以包围叶轮7的方式形成的环状的涡旋室6。
吸入部件5是形成用于导入要压缩的氧气的入口通路的部件，通过螺栓等固定机构固定于壳体部件4。
在上述构成中，当叶轮7被驱动旋转时，氧气通过吸入部件5的上述入口通路被吸入，该氧气在由叶轮7向半径方向外侧送出的过程中被减速加压，然后被导入环状的涡旋室6，并从未图示的排出口被排出。
为了抑制压缩气体通过叶轮7的背面侧而泄漏到外部，设置有轴密封部14，该轴密封部14抑制旋转轴11与包围该旋转轴11的周围的静止部之间的轴向的气体流。轴密封部14具有轴密封环17和多个迷宫式密封圈组15。
轴密封环17呈环状并支承于壳体部件4的圆形开口部的内侧。多个迷宫式密封圈组15在轴向隔开间隔地支承于与轴密封环17对置的旋转轴11的外周部。各个迷宫式密封圈组15是多个翅片的集合体。
在轴密封环17的内周部，在迷宫式密封圈组15之间，在轴向隔开间隔地形成有环状的密封室18。并且，在轴密封环17中形成有连通各密封室18的外周部和轴密封环17的外周面的通路19。在壳体部件4中，以分别与上述多个通路19连通的方式形成有沿半径方向延伸的多个切孔(未图示)。通过该切孔，吹入密封气体或者回收泄漏气体或者进行净化，由此进行压缩空气的密封。
在以上述方式构成的氧压缩机1中，由于转子(叶轮7和旋转轴11)的轴心的振动等，转子有可能在存在高浓度氧的情况下与包围该转子的静止部件接触。即，在图1的氧压缩机1中，有可能叶轮7的外周与吸入部件5的内周面接触，或者旋转轴11(具体而言是迷宫式密封圈组15)的外周面与轴密封环17的内周面接触。
为了防止因这种转子与静止部件的接触导致的两者互相摩擦而产生的起火，在转子与静止部件有可能接触的部位设置有通过电镀而形成的由金属(例如阻燃性金属)构成的覆膜21、22。在图1的构成例中，在包围叶轮7的吸入部件5中的位于叶轮7的外周的部分设置有通过电镀而形成的由金属(例如阻燃性金属)构成的覆膜21。并且，在轴密封环17的内周面设置有通过电镀而形成的由金属(例如阻燃性金属)构成的覆膜22。
作为上述金属，有金(Au)、银(Ag)、白金(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)、铱(Ir)、钌(Ru)、锇(Os)等贵金属类和它们的合金。这种由金属构成的覆膜21、22形成为毫米单位的厚度，优选形成为1.5mm～3.0mm左右的厚度。即，可以进行厚镀。在该情况下，若形成2mm以上的厚度的覆膜21、22，则即使万一由于叶轮7或旋转轴11(具体而言为迷宫式密封圈组15)的轴心的振动等导致叶轮7的叶片9或迷宫式密封圈组15咬入覆膜21、22，也能够预先防止叶轮7的叶片9和迷宫式密封圈组15到达吸入部件5和轴密封环17的基材的状况发生。
图2是说明在上述吸入部件5上形成由金属(例如阻燃性金属)构成的覆膜21的方法的图。在图2中，在镀敷槽24中放入利用药品溶解要镀敷的金属(例如阻燃性金属)而得到的镀敷液25。在镀敷液25中浸入吸入部件5和电极26a。吸入部件5和电极分别由未图示的夹具支承。
电极26a形成为下述形状：仿照吸入部件5中要形成覆膜21的部位的形状，该电极26a以与吸入部件5的内周面相面对的状态配置。在图2中，电极26a为整体呈一个环状的形状，但也可以为将多张电极板排列成环状而成的部件。或者，也可以将电极26a形成为一根棒状电极，并将其插入吸入部件5的中央部。
吸入部件5与镀敷电源27的正极连接，电极26a与镀敷电源27的负极连接。在吸入部件5中，对不需要形成覆膜的部分实施掩蔽。
在这种状态下，将吸入部件5作为阴极，将电极26a作为阳极，通过对两者之间进行通电，使得镀敷液25中的金属堆积在吸入部件5的内周面，由此形成由金属构成的覆膜21。在由此形成所需要的厚度的覆膜之后，进行清洗和抛光等后处理。
图3是说明在上述轴密封环17上形成由金属(例如阻燃性金属)构成的覆膜22的方法的图。在图3中，镀敷槽24、镀敷液25以及镀敷电源27与图2中所示的相同。在镀敷液25中浸入轴密封环17和电极26b。轴密封环17和电极26b分别由未图示的夹具支承。
电极26b为仿照轴密封环17的内周面的形状的中空圆筒形，以与轴密封环17的内周面相面对的状态配置。在图3中，电极26b为整体呈一个中空圆筒形的形状，但也可以为将多张电极板排列成圆筒形而成的部件。或者，也可以将电极26b形成为一根棒状电极，并将其插入轴密封环17的中央部。
轴密封环17与镀敷电源27的正极连接，电极26b与镀敷电源27的负极连接。在轴密封环17中，对不需要形成覆膜的部分实施掩蔽。
在这种状态下，将轴密封环17作为阴极，将电极26b作为阳极，通过对两者之间进行通电，使得镀敷液25中的金属堆积在轴密封环17的内周面，由此形成由金属构成的覆膜22。在由此形成所需要的厚度的覆膜之后，进行清洗和抛光等后处理。
当在轴密封环17的内周面上形成覆膜22时，可以准备形成有作为密封室18的槽的状态的轴密封环17，对其所需要的部位实施掩蔽，通过上述的电镀形成金属的覆膜22，但在该情况下，槽的角部或凹凸有可能会对覆膜的形成带来不良影响。因此，如图3所示，最好在形成作为密封室18的槽之前的轴密封环17的内周面上形成覆膜22，然后形成作为密封室18的槽。
根据上述的本发明，在转子和静止部件有可能接触的部位，通过电镀形成由金属构成的覆膜21、22，因此，即使在形成覆膜21、22的部分即吸入部件5和轴密封环17的内周面的内径小的情况下或形状复杂的情况下，也能够容易地在期望的部位形成金属的覆膜。并且，通过在电镀中对不需要形成覆膜的部分实施掩蔽，能够仅在想要形成覆膜的部分形成覆膜，因此，能够大幅改善金属的材料利用率。
另外，在上述实施方式中，在作为静止部件的吸入部件5的内周面形成由金属构成的覆膜21，但也可以在作为转子的叶轮7的叶片9的外周部形成由金属构成的覆膜，或者，可以在吸入部件5的内周面和叶片9的外周部双方上都形成由金属构成的覆膜。
并且，在上述实施方式中，在作为静止部件的轴密封环17的内周面形成由金属构成的覆膜22，但也可以在配置于作为转子的旋转轴11侧的迷宫式密封圈组15的外周部形成由金属构成的覆膜，或者，也可以在轴密封环17的内周面和迷宫式密封圈组15的外周部双方上都形成由金属构成的覆膜。
并且，在上述实施方式中，形成为在静止侧设置轴密封环17、在旋转侧设置迷宫式密封圈组15的结构，但也可以形成为在静止部设置迷宫式密封圈组、在旋转侧设置轴密封环的结构。在该情况下，也可以在迷宫式密封圈组的内周部和轴密封环的外周面中的一方或双方形成由金属构成的覆膜。
以上，说明了本发明的实施方式，但以上公开的本发明的实施方式只不过是例示，本发明的范围不限于发明的这些实施方式。本发明的范围由权利要求的记载来表示，还包括在与权利要求的记载同等的意思和范围内的所有变更。