JP6921135B2 - Turbo compressor and refrigerator using it - Google Patents
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Description
本発明は、ターボ圧縮機及びこれを用いた冷凍機に関する。 The present invention relates to a turbo compressor and a refrigerator using the same.
ターボ圧縮機は、電動機と、羽根車と、電動機の動力を羽根車に伝達する回転軸と、を有する。ここで、回転軸が2つの別体部品である電動機回転軸と羽根車回転軸とに分かれている場合、これらの回転軸を接続する増速ギヤが設けられ、それぞれの回転軸が軸受によって回転自在に支持された構成としたものが一般的である。この場合、電動機の動力は、増速ギヤを介して羽根車回転軸に伝達される。 The turbo compressor has an electric motor, an impeller, and a rotating shaft that transmits the power of the electric motor to the impeller. Here, when the rotating shaft is divided into an electric motor rotating shaft and an impeller rotating shaft, which are two separate parts, a speed-increasing gear connecting these rotating shafts is provided, and each rotating shaft is rotated by a bearing. Generally, it has a freely supported configuration. In this case, the power of the electric motor is transmitted to the impeller rotating shaft via the speed increasing gear.
一方、このような増速ギヤを用いない構造を有するギヤレスターボ圧縮機もある。ギヤレスターボ圧縮機の場合、一つの回転軸を介して電動機の動力を羽根車に直接伝達する。このような構造により、増速ギヤにおけるギヤ損失がなくなり、圧縮機性能を向上することができるとともに、圧縮機の部品点数を減らし、圧縮機の構造を簡素なものとすることができる。ギヤレスターボ圧縮機は、従来の増速ギヤ付きの圧縮機と比べて、電動機を高い回転数範囲で運転するため、回転軸の騒音や振動が問題となることがある。 On the other hand, there is also a gearless turbo compressor having a structure that does not use such a speed-increasing gear. In the case of a gearless turbo compressor, the power of the motor is directly transmitted to the impeller via one rotating shaft. With such a structure, gear loss in the speed increasing gear can be eliminated, the compressor performance can be improved, the number of parts of the compressor can be reduced, and the structure of the compressor can be simplified. Since the gearless turbo compressor operates the motor in a higher rotation speed range than the conventional compressor with a speed-increasing gear, noise and vibration of the rotating shaft may become a problem.
特許文献1には、冷凍装置に用いる圧縮機であってモータによって駆動されるものにおいて、圧縮機の羽根車とモータのロータとを連結する軸が、一対の軸受(転がり軸受)により回転自在に支持されている構成が記載されている。 According to Patent Document 1, in a compressor used in a refrigerating apparatus and driven by a motor, a shaft connecting an impeller of the compressor and a rotor of the motor can be rotated by a pair of bearings (rolling bearings). The supported configurations are described.
高速回転で運転する回転機械においては、回転軸と軸受の隙間に介在する潤滑油膜によって回転軸を支持するすべり軸受が採用されることが多い。すべり軸受は、回転軸外周面と軸受内周面のくさび状の隙間に、潤滑油が軸回転で引き込まれることで、油膜圧力が発生し、これによって回転軸の荷重を支持するものである。また、同様に回転機械に採用される転がり軸受と比べて、負荷容量が大きい、寿命が長い、運転騒音が小さい、耐衝撃性、吸振性が高い、といった特長を有する。 In a rotating machine that operates at high speed, a plain bearing that supports the rotating shaft by a lubricating oil film that is interposed between the rotating shaft and the bearing is often adopted. In a plain bearing, an oil film pressure is generated by drawing lubricating oil into a wedge-shaped gap between the outer peripheral surface of the rotating shaft and the inner peripheral surface of the bearing by shaft rotation, thereby supporting the load of the rotating shaft. Further, as compared with rolling bearings similarly used in rotating machines, they have features such as a large load capacity, a long life, low operating noise, high impact resistance, and high vibration absorption.
すべり軸受は、高速運転時に、強制振動や自励振動といった振動現象が問題になることがある。特に、自励振動は、すべり軸受の潤滑油膜の減衰効果によって回転軸が振れ回る現象であり、オイルホイップ、ホイルホワールと呼ばれる。オイルホイップは、危険速度の2倍以上の高い回転数で発生し、一度振動が発生すると減衰せずに発散するため、軸受や圧縮機の損傷を招くおそれがある。このため、強制振動や自励振動が発生する回転数範囲を避けて機械を運転するように設計することが望ましい。 When operating at high speed, plain bearings may have problems with vibration phenomena such as forced vibration and self-excited vibration. In particular, self-excited vibration is a phenomenon in which the rotating shaft swings due to the damping effect of the lubricating oil film of the slide bearing, and is called oil whip or wheel whirl. The oil whip occurs at a high rotation speed of twice or more the critical speed, and once vibration occurs, it diverges without being attenuated, which may cause damage to the bearing and the compressor. Therefore, it is desirable to design the machine to operate while avoiding the rotation speed range in which forced vibration and self-excited vibration occur.
しかしながら、近年、回転機械の大型化、高速化に伴い、運転範囲内で発生する振動現象の抑制が設計上の課題となっている。 However, in recent years, with the increase in size and speed of rotating machines, suppression of vibration phenomena occurring within the operating range has become a design issue.
このような課題に対しては、回転軸の剛性を高めて固有振動数を大きくする方法、回転軸の軸受支持箇所を増やす方法、あるいは安定性に優れる軸受を採用する方法がある。すべり軸受では、多円弧軸受、ティルティングパッド軸受、浮動ブッシュ軸受といった所謂動圧軸受が軸安定性に優れることが知られている。 To solve such problems, there are a method of increasing the rigidity of the rotating shaft to increase the natural frequency, a method of increasing the bearing support points of the rotating shaft, or a method of adopting a bearing having excellent stability. As for slide bearings, so-called dynamic pressure bearings such as multi-arc bearings, tilting pad bearings, and floating bush bearings are known to have excellent shaft stability.
特許文献2には、遠心式圧縮機において、主軸と駆動軸をギアボックスに取り付けるための3円弧軸受を備え、この3円弧軸受により回転軸の高速作動の確実性や安定性を効果的に向上させることで、雑音を低減することが記載されている。
特許文献2に記載の遠心式圧縮機においては、駆動モータとインペラーとの間にギアが設けられている。この文献においては、駆動モータの軸受の配置は、明示されていない。
In the centrifugal compressor described in
電動機を両持ち支持する構成を有する圧縮機においては、循環電流による電食の発生が問題となる。これを防止するためには、軸受の絶縁やアースブラシの取り付け等が必要となり、圧縮機構造の複雑化やコストアップが問題となる。 In a compressor having a configuration in which both electric motors are supported, the generation of electrolytic corrosion due to circulating current becomes a problem. In order to prevent this, it is necessary to insulate the bearings and attach an earth brush, which causes problems such as complicated compressor structure and cost increase.
これに対して、電動機を片持ち支持する構成を有する圧縮機においては、電食を考慮しなくてよいため、絶縁処置は不要であり望ましい。 On the other hand, in a compressor having a configuration in which the electric motor is cantilevered and supported, since electrolytic corrosion does not need to be considered, insulation treatment is unnecessary and desirable.
また、油配管からの油漏れを防ぐ観点からは、油配管の本数や継手部を減らすことが望ましい。潤滑油をポンプから圧縮機へ単一の配管で供給し、ケーシング内部で系統を分岐させて各軸受に油供給をする構造をとる場合、電動機を両持ち支持する構造よりも、電動機を片持ち支持することで軸受間隔を短くした方が油供給経路を短くすることができ、構造を簡単にしやすいため望ましい。 From the viewpoint of preventing oil leakage from oil pipes, it is desirable to reduce the number of oil pipes and joints. When the structure is such that the lubricating oil is supplied from the pump to the compressor with a single pipe and the system is branched inside the casing to supply oil to each bearing, the motor can be cantilevered rather than the structure that supports both sides of the motor. It is desirable to shorten the bearing spacing by supporting it because the oil supply path can be shortened and the structure can be simplified easily.
しかしながら、電動機を片持ちで支持する構造とした場合、電動機回転子の加振力が大きくなり、回転軸の自励振動が発生する回転数が下がってしまう。特に、羽根車を備えた回転軸を直接電動機で駆動するターボ圧縮機は、従来の増速ギヤを有するターボ圧縮機と比べて、電動機の回転数が高くなり、運転範囲内で軸振動が発生するため、振動対策を行う必要がある。 However, if the structure is such that the motor is cantilevered and supported, the exciting force of the motor rotor becomes large, and the number of rotations at which self-excited vibration of the rotating shaft is generated decreases. In particular, a turbo compressor in which a rotating shaft equipped with an impeller is directly driven by an electric motor has a higher rotation speed of the electric motor than a conventional turbo compressor having a speed-increasing gear, and shaft vibration occurs within the operating range. Therefore, it is necessary to take measures against vibration.
本発明は、モータ直結構造を有し電動機回転子をすべり軸受で支持するターボ圧縮機において、電動機循環電流による電食を防止して絶縁構造を不要とし、給油経路を簡略化し、回転軸の振動を抑制し、高速回転を可能とすることを目的とする。 INDUSTRIAL APPLICABILITY In a turbo compressor having a structure directly connected to a motor and supporting an electric rotor with a sliding bearing, electrolytic corrosion due to an electric motor circulating current is prevented, an insulating structure is not required, a refueling path is simplified, and vibration of a rotating shaft is made. The purpose is to suppress the above and enable high-speed rotation.
本発明のターボ圧縮機は、固定子及び回転子を有する電動機と、羽根車と、回転子と羽根車とを直結する回転軸と、回転子と羽根車との間に配置され潤滑油を介して回転軸を支持する少なくとも二つの軸受と、これらを収容するケーシングと、を備え、回転軸は、略水平方向に配置され、回転子は、回転軸により片持ち支持され、少なくとも二つの軸受は、少なくとも一つが多円弧すべり軸受である。 The turbo compressor of the present invention is arranged between an electric motor having a stator and a rotor, an impeller, a rotating shaft that directly connects the rotor and the impeller, and the rotor and the impeller, and via lubricating oil. It comprises at least two bearings to support the rotating shaft and a casing to accommodate them, the rotating shaft is arranged substantially horizontally, the rotor is cantilevered by the rotating shaft, and the at least two bearings are. , At least one is a multi-arc sliding bearing.
本発明によれば、モータ直結構造を有し電動機回転子をすべり軸受で支持するターボ圧縮機において、電動機循環電流による電食を防止して絶縁構造を不要とし、給油経路を簡略化し、回転軸の振動を抑制し、高速回転を可能とすることができる。 According to the present invention, in a turbo compressor having a structure directly connected to a motor and supporting an electric motor rotor with a sliding bearing, electrolytic corrosion due to the electric motor circulating current is prevented, an insulating structure is not required, a refueling path is simplified, and a rotating shaft is used. It is possible to suppress the vibration of the motor and enable high-speed rotation.
(実施形態1)
本発明は、モータ直結型のターボ圧縮機であるギヤレスターボ圧縮機及びこれを用いた冷凍機に関する。ここで、ギヤレスターボ圧縮機の回転軸は、ケーシングの内部で略水平方向に配置され、動圧すべり軸受により支持されている。
(Embodiment 1)
The present invention relates to a gearless turbo compressor which is a turbo compressor directly connected to a motor and a refrigerator using the gearless turbo compressor. Here, the rotating shaft of the gearless turbo compressor is arranged in a substantially horizontal direction inside the casing and is supported by a dynamic pressure plain bearing.
ここで、「略水平方向」には、重力の方向に直交する真の水平方向に対し、10度程度傾いた方向も含まれるものとする。これは、ターボ圧縮機の据え付けをする際の設置環境を考慮したものである。もちろん、このような真の水平方向に対する傾きは、小さい方がよく、5度以下が望ましく、3度以下が更に望ましい。いずれにしても、本発明に係る動圧すべり軸受(多円弧すべり軸受)を用いることにより、回転軸の振れ回りを抑制することができる。 Here, the "substantially horizontal direction" includes a direction tilted by about 10 degrees with respect to the true horizontal direction orthogonal to the direction of gravity. This takes into consideration the installation environment when installing the turbo compressor. Of course, such an inclination with respect to the true horizontal direction is preferably small, preferably 5 degrees or less, and more preferably 3 degrees or less. In any case, by using the dynamic pressure plain bearing (multi-arc plain bearing) according to the present invention, the runout of the rotating shaft can be suppressed.
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following embodiments.
図1は、本発明のターボ圧縮機の全体構成を示す概略断面図である。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the overall configuration of the turbo compressor of the present invention.
本図に示すように、ターボ圧縮機1は、羽根車5、6と、電動機10と、これらを接続する回転軸7と、回転軸7を支持する多円弧すべり軸受8、9(以下「多円弧軸受」ともいう。)と、を備えている。これらの構成要素は、ケーシングの内部に収容されている。電動機10は、電動機固定子11(固定子)と電動機回転子12(回転子)とを有する。電動機回転子12は、回転軸7を介して、ギヤなしで羽根車5、6に直結されている。羽根車5、6は、電動機10により駆動される。
As shown in this figure, the turbo compressor 1 includes
ケーシングは、羽根車5、6を収容する羽根車ケーシング2と、多円弧すべり軸受8、9を設置するベアリングハウジング3と、電動機10を収容するモーターケーシング4と、で構成されている。羽根車ケーシング2及びモーターケーシング4は、水平方向に接続され、全体として円筒形状をなしている。電動機固定子11は、モーターケーシング4の内壁に固定されている。
The casing includes an
回転軸7は、羽根車ケーシング2及びモーターケーシング4の中心部に配置され、多円弧すべり軸受8、9によって支持されている。多円弧すべり軸受8、9は、ベアリングハウジング3に固定されている。
The
本図に示すように、電動機10は、回転軸7の片端部に配置されている。そして、回転軸7の電動機10側の端部は、軸受等で支持されていない。言い換えると、電動機回転子12は、多円弧すべり軸受8、9によって片持ち支持されている。更に言い換えると、ターボ圧縮機1は、電動機10(電動機回転子12)が多円弧すべり軸受8、9によって支持されたオーバーハング構造を有している。
As shown in this figure, the
ベアリングハウジング3には、給油路13a、13b、13c(潤滑油の供給路)が設けられている。給油路13aには、ターボ圧縮機1の外部の給油配管(図示していない。)が接続され、給油口13から潤滑油が供給されるようになっている。潤滑油は、給油路13a、13b、13cを通って、多円弧すべり軸受8、9に供給される。言い換えると、潤滑油の供給路(給油路13a)は、給油路13b、13cに分岐され、二つの軸受(多円弧すべり軸受8、9)に連通している。
ターボ圧縮機1は、上述のようにオーバーハング構造としたことにより、回転軸7の中央部に軸受を配置できる。このため、ベアリングハウジング3にのみ給油路13a、13b、13cを形成すればよく、圧縮機構造を簡略化することができる。
The bearing
Since the turbo compressor 1 has an overhang structure as described above, a bearing can be arranged at the center of the
本発明のターボ圧縮機は、本図に示すように、電動機回転子12が多円弧すべり軸受8、9によって水平方向に片持ち支持されているため、両端部で軸受により支持する機構を有する圧縮機(回転機械)に比べて、回転軸7の固有振動数が小さくなる場合があり、自励振動や共振が発生する回転数が低くなりやすい。また、高速回転時に電動機回転子12に外力が加わった際の感度が高く、共振時の軸振動が大きくなる。
In the turbo compressor of the present invention, as shown in this figure, the
このため、本図に示す多円弧すべり軸受9の内部においては、回転軸7の自励振動や共振を抑制することが課題となる。
Therefore, it is a problem to suppress self-excited vibration and resonance of the
図2は、図1のA−A断面図であり、多円弧すべり軸受の詳細な構成を示したものである。 FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1 and shows a detailed configuration of a multi-arc slide bearing.
本図に示す多円弧すべり軸受8は、三円弧すべり軸受(以下「三円弧軸受」ともいう。)である。多円弧すべり軸受8の中心部には、回転軸7が挿入されている。回転軸7の中心は、多円弧すべり軸受8の中心(軸受中心)に配置されている。すなわち、回転軸7と多円弧すべり軸受8とは、中心が同じになるように設置されている。回転軸7の直径は、φDである。
The
多円弧すべり軸受8は、同心円弧面14、偏心円弧面15及び給油溝16を有する。同心円弧面14の半径は、R0である。偏心円弧面15の中心は、同心円弧面14の中心とは異なる。偏心円弧面15の半径は、R1である。給油溝16の曲率半径は、同心円弧面14及び偏心円弧面15の半径よりも小さい。
The
給油溝16の最も深い部位における偏心円弧面15を外挿した面と同心円弧面14との間の距離は、δ1である。回転軸7と同心円弧面14との間の距離(隙間)は、δ2である。δ2は、同心円弧面14の半径R0と回転軸7の半径(φD/2)との差である。
The distance between the surface on which the
偏心円弧面15が同心円弧面14に接する部位から給油溝16の最も深い部位までの偏心円弧面15の開き角(中心角)は、回転軸7の中心を基準とした場合、θ1である。同心円弧面14の開き角(中心角)は、θ2である。
The opening angle (central angle) of the eccentric
本図においては、同心円弧面14、偏心円弧面15及び給油溝16を円弧として表しているが、これらの断面形状は、円弧に限定されるものではなく、潤滑油の圧力分布が所望の状態となるような形状であればよい。
In this figure, the concentric
回転軸7と多円弧すべり軸受8との隙間は、外部から供給される潤滑油で満たされる。同心円弧面14は、当該隙間の最小部分を決定する。偏心円弧面15は、当該隙間が回転軸7の回転方向に向かって次第に狭まって同心円弧面14につながるように軸受中心から偏心した配置となっている。同心円弧面14及び偏心円弧面15は、それぞれ3つ、同心円弧面14同士及び偏心円弧面15同士で等角度配置になるように形成されている。言い換えると、複数の同心円弧面14は、等角度配置になるように形成され、複数の偏心円弧面15は、等角度配置になるように形成されている。同心円弧面14と偏心円弧面15との間には、潤滑油を供給する給油溝16が形成されている。
The gap between the
ここで、「等角度配置」とは、円周方向に等しい角度で配置されていることをいう。よって、同心円弧面14は、多円弧すべり軸受8の内壁面において、回転軸7の回転方向に等しい角度で配置されている、ということができる。偏心円弧面15についても、同心円弧面14と同様に、多円弧すべり軸受8の内壁面において、回転軸7の回転方向に等しい角度で配置されている。
Here, "equal angle arrangement" means that they are arranged at equal angles in the circumferential direction. Therefore, it can be said that the concentric
なお、多円弧すべり軸受9も、多円弧すべり軸受8と同様に、その内壁面に同心円弧面、偏心円弧面及び給油溝を有する。
Similar to the
本図に示すような軸受の構成により、回転軸7の外周面に一様でない隙間の分布が形成される。回転軸7の回転に伴い、当該隙間の回転軸7の回転方向に圧力分布が生じる。この圧力分布は、本図に示すような三円弧軸受の場合、回転軸7の回転方向に三つのピーク(極大値)を有する。このピークが等角に分布するため、回転軸7は、潤滑油を介して三つの方向から支持されることになり、回転軸7の振動が抑制される。これにより、ターボ圧縮機の回転数を高くしても、安定した運転とすることができ、騒音の発生も抑制することができる。
With the bearing configuration as shown in this figure, a non-uniform distribution of gaps is formed on the outer peripheral surface of the
なお、本図においては、三円弧軸受を示したが、本発明は、これに限定されるものではなく、四つ以上の円弧形状を有する多円弧軸受においても同様の効果を得ることができる。 Although the three arc bearings are shown in this figure, the present invention is not limited to this, and the same effect can be obtained with a multi arc bearing having four or more arc shapes.
図3は、図1のベアリングハウジング3を分解した状態で多円弧すべり軸受8の側から見た図である。
FIG. 3 is a view seen from the side of the multi-circular
図3に示すように、ベアリングハウジング3の端面32には、潤滑油を供給する給油溝34が形成されている。給油溝34は、端面32に円弧状に設けられている。潤滑油は、ベアリングハウジング3の反対側の端部に設けられた給油口13から供給され、給油路13a、13bを通って給油溝34に入り、多円弧すべり軸受8(図1)に供給されるように構成されている。給油溝34は、円弧状であり、給油路13bの側と反対の端部が潤滑油の行き止まりとなる。
As shown in FIG. 3, a
また、ベアリングハウジング3は、フランジ部31を有する。フランジ部31は、図1に示す羽根車ケーシング2とモーターケーシング4との間に挟まれ、固定されている。
Further, the bearing
ベアリングハウジング3は、フランジ部31及び端面32を貫通する貫通孔33を有する。貫通孔33には、回転軸が挿入される。
The bearing
図4は、図1の多円弧すべり軸受8のベアリングハウジング3との接触面を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a contact surface of the multi-circular plain bearing 8 of FIG. 1 with the bearing
図4に示すように、多円弧すべり軸受8には、3つの給油路42が等角に設けられている。これらの3つの給油路42には、図3の給油溝34から潤滑油が供給される。また、多円弧すべり軸受8は、貫通孔41を有する。貫通孔41には、回転軸が挿入される。
As shown in FIG. 4, the
図5は、図4のB−B断面図である。 FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG.
図5に示すように、給油路42は、多円弧すべり軸受8の内部で給油路43に接続されている。給油路43は、製作工程の観点から、多円弧すべり軸受8の外周面から中心部に向かって穴あけをすることが望ましい。このため、給油路43を形成した後、多円弧すべり軸受8の外周部に残る給油路43は、溶接等により封じられ、封止部44が形成される。
As shown in FIG. 5, the
このような構成により、多円弧すべり軸受8の回転軸側に潤滑油が供給される。
With such a configuration, lubricating oil is supplied to the rotating shaft side of the
(実施形態2)
図6は、本発明の他の実施形態に係るターボ圧縮機の全体構成を示す概略断面図である。
(Embodiment 2)
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing the overall configuration of the turbo compressor according to another embodiment of the present invention.
本図において図1と異なる点は、軸受部分が小径部を有する多円弧すべり軸受68、69で構成されている点である。この小径部は、ベアリングハウジング3の内部に挿入されている。ベアリングハウジング3は、給油路13bに接続された給油路13d、13eを有している。ベアリングハウジング3の給油路13dは多円弧すべり軸受68の小径部に、ベアリングハウジング3の給油路13eは多円弧すべり軸受69の小径部に潤滑油を供給するように構成されている。
The difference from FIG. 1 in this figure is that the bearing portion is composed of multi-circular
図7は、図6の多円弧すべり軸受68を分解した状態でベアリングハウジング3の側から見た斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view of the multi-arc slide bearing 68 of FIG. 6 as viewed from the side of the bearing
図7において、多円弧すべり軸受68は、フランジ部68a及び小径部68bを含む。フランジ部68a及び小径部68bはともに、貫通孔71を有する。貫通孔71には、回転軸が挿入される。小径部68bの外周部には、給油溝72を設けられている。フランジ部68aには、ボルト穴73が設けられている。
In FIG. 7, the multi-arc slide bearing 68 includes a
図8は、図7の多円弧すべり軸受68の縦断面図である。 FIG. 8 is a vertical cross-sectional view of the multi-arc slide bearing 68 of FIG.
図8に示すように、給油溝72は、貫通孔71に通じる給油路81に接続されている。図6に示すベアリングハウジング3の給油路13dを介して供給された潤滑油は、給油溝72及び給油路81を介して貫通孔71に供給される。
As shown in FIG. 8, the
(実施形態3)
実施形態1および2は、二つの軸受を有し、その両方が多円弧すべり軸受であったが、これに制限されず、一方が真円すべり軸受であってもよい。図9に真円すべり軸受の一例を示す。この真円すべり軸受は、図1において符号8、9で示す二つの軸受のいずれか一方に設けられ、その他方が多円弧すべり軸受(例えば三円弧軸受)である。
(Embodiment 3)
Embodiments 1 and 2 have two bearings, both of which are multi-arc plain bearings, but the present invention is not limited to this, and one of them may be a perfect circular plain bearing. FIG. 9 shows an example of a perfect circular slide bearing. This perfect circular slide bearing is provided on one of the two bearings indicated by
少なくともいずれか一方を多円弧すべり軸受とすることで回転軸の振れ回り抑制効果を得られる。 By using a multi-arc slide bearing at least one of them, the effect of suppressing the runout of the rotating shaft can be obtained.
また、多円弧すべり軸受は回転軸が正転する場合に、潤滑油の圧力分布を正しく形成できる。一方で圧縮機急停止時に冷媒ガスの逆流により回転軸が一時的に逆回転し、多円弧すべり軸受の上記効果を十分に得られない場合がある。このような場合において、荷重が大きいモータ側軸受の焼き付きが懸念され、その防止が必要である。本実施形態では、いずれか一方を真円すべり軸受とすることで、上記懸念を抑制できる。さらに好ましくは、モータ側の軸受のみを真円すべり軸受とすることで逆回転時の焼き付きを効果的に防止できる。一方の軸受は多円弧すべり軸受であるため、回転軸の振れ回り抑制の効果も得られる。 Further, the multi-arc slide bearing can correctly form the pressure distribution of the lubricating oil when the rotating shaft rotates in the normal direction. On the other hand, when the compressor is suddenly stopped, the rotating shaft may temporarily rotate in the reverse direction due to the backflow of the refrigerant gas, and the above-mentioned effect of the multi-arc slide bearing may not be sufficiently obtained. In such a case, there is a concern about seizure of the bearing on the motor side, which has a large load, and it is necessary to prevent it. In the present embodiment, the above concern can be suppressed by using one of them as a perfect circular slide bearing. More preferably, by using only the bearing on the motor side as a perfect circular slide bearing, seizure during reverse rotation can be effectively prevented. Since one of the bearings is a multi-arc slide bearing, the effect of suppressing the runout of the rotating shaft can also be obtained.
図9において、真円すべり軸受は、同心円弧面114、給油溝116を有する。同心円弧面114の半径は、R11である。給油溝116は、回転軸7の外面と同心円弧面114との隙間に相当する。回転軸7と同心円弧面114との間の距離(隙間)は、δ11である。回転軸7の半径(φD/2)は、実施形態1、2の回転軸7のそれと同じである。隙間δ11は、回転軸7が軸受内の定位置に不動ではなく回転しながら変位するため、同心円弧面114の位置によって異なる。
In FIG. 9, the perfect circular slide bearing has a concentric
実施形態3において、真円すべり軸受の同心円弧面の中心と、多円弧すべり軸受の同心円弧面の中心とは、同じ直線上にあることが好ましい。 In the third embodiment, it is preferable that the center of the concentric arc surface of the perfect circular slide bearing and the center of the concentric arc surface of the multi-arc slide bearing are on the same straight line.
実施形態3において、真円すべり軸受の同心円弧面114の半径は、多円弧すべり軸受の同心円弧面14の半径あるいは偏心円弧面の半径よりも大きい。しかし、これに制限されず、真円すべり軸受の同心円弧面114の半径が多円弧すべり軸受の同心円弧面14の半径または偏心円弧面の半径と同じに構成されていてもよい。
実施形態3において、真円すべり軸受に対する給油溝および給油路は、実施形態1および2と同じでもよく、異なる経路でもよく、それらの数が増減してもよい。
In the third embodiment, the radius of the concentric
In the third embodiment, the lubrication grooves and the lubrication passages for the perfect circular slide bearing may be the same as those in the first and second embodiments, may be different paths, and the number thereof may be increased or decreased.
(別実施形態)
(1)少なくとも一つの軸受において、その厚み方向(回転軸の軸と平行な方向)に直列に、真円すべり軸受と多円弧すべり軸受とが配置されていてもよい。この場合に、一種類の軸受のみで構成された軸受の厚みよりも、2種類の軸受が直列に配置された軸受の厚みの方が厚いことが好ましい。
(2)実施形態1および2において、2つの多円弧すべり軸受の同心円弧面の中心は、同じ直線上にあることが好ましい。
(3)実施形態1から3において、二つの軸受を回転子と羽根車との略中間に配置させているが、これに限定されず、回転子の近位(羽根車の遠位)または回転子の遠位(または羽根車の近位)に配置してもよい。
(4)実施形態1から3において、二つの軸受の一例を挙げたが、軸受が三つ以上であってもよい。ただし軸受けが少ない方が給油路、給油溝などをより簡単な構造にし易い。
(Separate embodiment)
(1) In at least one bearing, a perfect circular plain bearing and a multi-arc plain bearing may be arranged in series in the thickness direction (direction parallel to the axis of the rotating shaft). In this case, it is preferable that the thickness of the bearing in which the two types of bearings are arranged in series is thicker than the thickness of the bearing composed of only one type of bearing.
(2) In the first and second embodiments, it is preferable that the centers of the concentric arc planes of the two multi-arc slide bearings are on the same straight line.
(3) In the first to third embodiments, the two bearings are arranged substantially in the middle between the rotor and the impeller, but the present invention is not limited to this, and the rotor is proximal (distal to the impeller) or rotated. It may be located distal to the child (or proximal to the impeller).
(4) In the first to third embodiments, an example of two bearings has been given, but the number of bearings may be three or more. However, the smaller the number of bearings, the easier it is to make the refueling passage, refueling groove, etc. a simpler structure.
図10は、本発明の冷凍機(冷凍サイクル)を示す概略構成図である。 FIG. 10 is a schematic configuration diagram showing a refrigerator (freezing cycle) of the present invention.
図10に示す冷凍機90は、ターボ圧縮機1、凝縮器92、減圧装置91(膨張弁)、蒸発器93及びこれらを接続する冷媒配管95を備えている。ターボ圧縮機1は、低温低圧の冷媒ガスを圧縮して高温高圧の冷媒ガスを吐出し、凝縮器92に送る。凝縮器92に送られた冷媒ガスは、凝縮器92内を流れる冷却水と熱交換をして冷却され凝縮し、冷媒液となる。そして、冷媒液は、減圧装置91を通過して減圧され、蒸発器93に送られる。蒸発器93に送られた冷媒液は、蒸発器93内を流れる冷水と熱交換をして加熱され蒸発し、冷媒蒸気となり、ターボ圧縮機1に送られる。凝縮器92で冷媒ガスから熱を奪った冷却水は、冷却塔(図示していない。)等に送られ、大気中に放熱する。蒸発器93で蒸発する冷媒液との熱交換により冷却された冷水は、ビルの空調等に利用される。
The
1:ターボ圧縮機
2:羽根車ケーシング
3:ベアリングハウジング
4:モーターケーシング
5、6:羽根車
7:回転軸
8、9:多円弧すべり軸受
10:電動機
11:電動機固定子
12:電動機回転子
13:給油口
13a、13b、13c、13d、13e:給油路
14、114:同心円弧面
15:偏心円弧面
16:給油溝
31:フランジ部
32:端面
33:貫通孔
34:給油溝
41:貫通孔
42、43:給油路
44:封止部
68、69:多円弧すべり軸受
68a:フランジ部
68b:小径部
71:貫通孔
72:給油溝
73:ボルト穴
81:給油路
90:冷凍機
91:減圧装置
92:凝縮器
93:蒸発器
95:冷媒配管
1: Turbo compressor 2: Impeller casing 3: Bearing housing 4: Motor casing 5, 6: Impeller 7: Rotating
Claims (8)
固定子及び回転子を有する電動機と、
羽根車と、
前記回転子と前記羽根車とを直結する回転軸と、
前記回転子と前記羽根車との間に配置され潤滑油を介して前記回転軸を支持する少なくとも二つの軸受と、
これらを収容するケーシングと、を備え、
前記回転軸は、略水平方向に配置され、
前記回転子は、前記回転軸により片持ち支持され、
前記少なくとも二つの軸受は、少なくとも一つが多円弧すべり軸受である、ターボ圧縮機。 A turbo compressor that has a structure directly connected to a motor and supports the rotor of an electric motor with plain bearings.
An electric motor with a stator and a rotor,
With an impeller
A rotating shaft that directly connects the rotor and the impeller,
At least two bearings arranged between the rotor and the impeller and supporting the rotating shaft via lubricating oil,
With a casing to accommodate these,
The axis of rotation is arranged in a substantially horizontal direction.
The rotor is cantilevered and supported by the rotating shaft.
The at least two bearings are turbo compressors, one of which is a multi-arc slide bearing.
複数の前記同心円弧面は、等角度配置になるように形成され、
複数の前記偏心円弧面は、等角度配置になるように形成されている、請求項2記載のターボ圧縮機。 The multi-arc slide bearing has a plurality of concentric arc surfaces and an eccentric arc surface.
The plurality of concentric arc planes are formed so as to be arranged at an equal angle.
The turbo compressor according to claim 2, wherein the plurality of eccentric arc surfaces are formed so as to be arranged at an equal angle.
前記供給路は、分岐され、前記二つの軸受に連通している、請求項1〜4のいずれか一項に記載のターボ圧縮機。 The casing has one fuel filler port and the lubricating oil supply path.
The turbo compressor according to any one of claims 1 to 4, wherein the supply path is branched and communicates with the two bearings.
前記ベアリングハウジングは、一つの給油口と、前記潤滑油の供給路と、を有し、
前記供給路は、分岐され、前記二つの軸受に連通している、請求項1〜4のいずれか一項に記載のターボ圧縮機。 The casing includes an impeller casing, a motor casing, and a bearing housing disposed between them.
The bearing housing has one fuel filler port and the lubricating oil supply path.
The turbo compressor according to any one of claims 1 to 4, wherein the supply path is branched and communicates with the two bearings.
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