TOP特許意匠商標
特許ウォッチ DM通知 Twitter
公開番号2022057206
公報種別公開特許公報(A)
公開日2022-04-11
出願番号2020165337
出願日2020-09-30
発明の名称遠心圧縮機
出願人株式会社豊田自動織機
代理人個人,個人
主分類F04D 29/42 20060101AFI20220404BHJP(液体用容積形機械;液体または圧縮性流体用ポンプ)
要約【課題】圧縮効率の低下を抑えつつも、信頼性を向上させること。
【解決手段】第1インペラ51が振動して第1シュラウド面53aに衝突したり、第2インペラ52が振動して第2シュラウド面53bに衝突したりする前に、回転軸40の外周面がラジアル突起部90の衝突面90aに衝突する。よって、第1インペラ51が振動して第1シュラウド面53aに衝突したり、第2インペラ52が振動して第2シュラウド面53bに衝突したりすることが防止される。そして、第1インペラ51が振動して第1シュラウド面53aに衝突したり、第2インペラ52が振動して第2シュラウド面53bに衝突したりすることがないように、第1チップクリアランス61及び第2チップクリアランス62を、ある程度確保しておく必要が無い。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項1】
回転軸と、
前記回転軸と一体的に回転することによって流体を圧縮する第1インペラと、
前記回転軸と一体的に回転することによって前記第1インペラによって圧縮された後の流体を圧縮する第2インペラと、
前記第1インペラが収容される第1インペラ室、及び前記第2インペラが収容される第2インペラ室を有するハウジングと、
前記ハウジング内に配置されるとともに前記回転軸を回転可能に支持するフォイル軸受と、を備え、
前記ハウジングは、
前記第1インペラ室と前記第2インペラ室とを仕切る仕切壁と、
前記仕切壁と協働して前記第1インペラ室を区画するとともに前記第1インペラの外周を覆う第1シュラウド面と、
前記仕切壁と協働して前記第2インペラ室を区画するとともに前記第2インペラの外周を覆う第2シュラウド面と、を有し、
前記第1インペラ及び前記第2インペラは、前記仕切壁を介して、前記第1インペラの背面と前記第2インペラの背面とが向かい合うように前記回転軸に設けられている遠心圧縮機であって、
前記仕切壁は、
前記第1インペラの背面と前記回転軸の軸方向で対向する第1対向面と、
前記第2インペラの背面と前記回転軸の軸方向で対向する第2対向面と、を有し、
前記回転軸は、前記仕切壁を貫通する貫通孔に挿通された状態で、前記第1インペラ室及び前記第2インペラ室に跨って配置され、
前記回転軸の外周面と前記貫通孔の内周面との間、前記第1インペラの背面と前記第1対向面との間、及び前記第2インペラの背面と前記第2対向面との間のうちの少なくとも1箇所に一方の面から他方の面に突出した突起部が設けられ、
前記突起部は、前記第1インペラと前記第1シュラウド面との間の第1チップクリアランス、及び前記第2インペラと前記第2シュラウド面との間の第2チップクリアランスよりも小さいクリアランスを前記突起部が向かい合う前記他方の面との間に形成し、
前記突起部は、前記第1インペラ及び前記第2インペラの振動時に前記他方の面へ衝突することにより、前記第1インペラと前記第1シュラウド面との接触、及び前記第2インペラと前記第2シュラウド面との接触を防止する衝突面を有することを特徴とする遠心圧縮機。
続きを表示(約 1,300 文字)【請求項2】
前記第1チップクリアランスは、前記第1インペラと前記第1シュラウド面との間のラジアル方向のクリアランスである第1ラジアルクリアランスを含み、
前記第2チップクリアランスは、前記第2インペラと前記第2シュラウド面との間のラジアル方向のクリアランスである第2ラジアルクリアランスを含み、
前記突起部は、前記貫通孔の内周面及び前記回転軸の少なくとも一方からラジアル方向へ突出し、前記ラジアル方向において、前記第1ラジアルクリアランス及び前記第2ラジアルクリアランスよりも小さいクリアランスを形成する環状のラジアル突起部を含むことを特徴とする請求項1に記載の遠心圧縮機。
【請求項3】
前記第1チップクリアランスは、前記第1インペラと前記第1シュラウド面との間のスラスト方向のクリアランスである第1スラストクリアランスを含み、
前記第2チップクリアランスは、前記第2インペラと前記第2シュラウド面との間のスラスト方向のクリアランスである第2スラストクリアランスを含み、
前記突起部は、前記第1インペラの背面及び前記第1対向面の少なくとも一方からスラスト方向へ突出し、前記スラスト方向において、前記第1スラストクリアランス及び前記第2スラストクリアランスよりも小さいクリアランスを形成する環状の第1スラスト突起部、及び、前記第2インペラの背面及び前記第2対向面の少なくとも一方からスラスト方向へ突出し、前記スラスト方向において、前記第1スラストクリアランス及び前記第2スラストクリアランスよりも小さいクリアランスを形成する環状の第2スラスト突起部の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の遠心圧縮機。
【請求項4】
前記第2インペラは、前記第1インペラよりも前記回転軸の一端寄りに配置されており、
前記フォイル軸受は、前記第1インペラ及び前記第2インペラよりも前記回転軸の他端寄りに配置されており、
前記突起部は、前記第1インペラよりも前記第2インペラに近い位置に配置されていることを特徴とする請求項1~請求項3のいずれか一項に記載の遠心圧縮機。
【請求項5】
前記ラジアル突起部は、前記貫通孔の内周面から前記回転軸に向かって突出しており、
前記ラジアル突起部の内径は、前記第1インペラの最小径、及び前記第2インペラの最小径よりも小さいことを特徴とする請求項2に記載の遠心圧縮機。
【請求項6】
前記回転軸と前記貫通孔の内周面との間をシールするシール部を備え、
前記ラジアル突起部は、前記シール部とは重ならない位置に配置されていることを特徴とする請求項2又は請求項5に記載の遠心圧縮機。
【請求項7】
前記フォイル軸受は、
前記回転軸の回転時に前記回転軸を非接触の状態で回転可能に支持するトップフォイルと、
前記トップフォイルを弾性的に支持するバンプフォイルと、を有し、
前記突起部により形成されるクリアランスは、前記バンプフォイルの弾性域での変形を許容する大きさに設定されていることを特徴とする請求項1~請求項6のいずれか一項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、遠心圧縮機に関する。
続きを表示(約 3,100 文字)【背景技術】
【0002】
従来から、第1インペラ及び第2インペラを備えた遠心圧縮機が、例えば特許文献1に開示されている。第1インペラは、回転軸と一体的に回転することによって流体を圧縮する。第2インペラは、回転軸と一体的に回転することによって第1インペラによって圧縮された後の流体を圧縮する。また、回転軸は、フォイル軸受によって回転可能に支持されている。フォイル軸受は、遠心圧縮機のハウジング内に配置されている。
【0003】
ハウジングは、第1インペラが収容される第1インペラ室、及び第2インペラが収容される第2インペラ室を有している。また、ハウジングは、第1インペラ室と第2インペラ室とを仕切る仕切壁を有している。さらに、ハウジングは、第1シュラウド面及び第2シュラウド面を有している。第1シュラウド面は、仕切壁と協働して第1インペラ室を区画するとともに第1インペラの外周を覆っている。第2シュラウド面は、仕切壁と協働して第2インペラ室を区画するとともに第2インペラの外周を覆っている。第1インペラ及び第2インペラは、仕切壁を介して、第1インペラの背面と第2インペラの背面とが向かい合うように回転軸に設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特開2016-194252号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、このような遠心圧縮機においては、圧縮効率の観点から、第1インペラと第1シュラウド面との間の第1チップクリアランス、及び第2インペラと第2シュラウド面との間の第2チップクリアランスをそれぞれ極力小さくしておくことが好ましい。一方で、例えば、回転軸の振動に伴い、第1インペラ及び第2インペラが振動して、第1インペラが第1シュラウド面に衝突したり、第2インペラが第2シュラウド面に衝突したりすることがないように、第1チップクリアランス及び第2チップクリアランスを、ある程度確保しておく必要がある。したがって、第1チップクリアランス及び第2チップクリアランスを大きくするほど、遠心圧縮機の信頼性は向上するが、一方で、第1チップクリアランス及び第2チップクリアランスが大きくなるほど、圧縮効率が低下してしまうという問題があった。
【0006】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、圧縮効率の低下を抑えつつも、信頼性を向上させることができる遠心圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決する遠心圧縮機は、回転軸と、前記回転軸と一体的に回転することによって流体を圧縮する第1インペラと、前記回転軸と一体的に回転することによって前記第1インペラによって圧縮された後の流体を圧縮する第2インペラと、前記第1インペラが収容される第1インペラ室、及び前記第2インペラが収容される第2インペラ室を有するハウジングと、前記ハウジング内に配置されるとともに前記回転軸を回転可能に支持するフォイル軸受と、を備え、前記ハウジングは、前記第1インペラ室と前記第2インペラ室とを仕切る仕切壁と、前記仕切壁と協働して前記第1インペラ室を区画するとともに前記第1インペラの外周を覆う第1シュラウド面と、前記仕切壁と協働して前記第2インペラ室を区画するとともに前記第2インペラの外周を覆う第2シュラウド面と、を有し、前記第1インペラ及び前記第2インペラは、前記仕切壁を介して、前記第1インペラの背面と前記第2インペラの背面とが向かい合うように前記回転軸に設けられている遠心圧縮機であって、前記仕切壁は、前記第1インペラの背面と前記回転軸の軸方向で対向する第1対向面と、前記第2インペラの背面と前記回転軸の軸方向で対向する第2対向面と、を有し、前記回転軸は、前記仕切壁を貫通する貫通孔に挿通された状態で、前記第1インペラ室及び前記第2インペラ室に跨って配置され、前記回転軸の外周面と前記貫通孔の内周面との間、前記第1インペラの背面と前記第1対向面との間、及び前記第2インペラの背面と前記第2対向面との間のうちの少なくとも1箇所に一方の面から他方の面に突出した突起部が設けられ、前記突起部は、前記第1インペラと前記第1シュラウド面との間の第1チップクリアランス、及び前記第2インペラと前記第2シュラウド面との間の第2チップクリアランスよりも小さいクリアランスを前記突起部が向かい合う前記他方の面との間に形成し、前記突起部は、前記第1インペラ及び前記第2インペラの振動時に前記他方の面へ衝突することにより、前記第1インペラと前記第1シュラウド面との接触、及び前記第2インペラと前記第2シュラウド面との接触を防止する衝突面を有する。
【0008】
これによれば、第1インペラが振動して第1シュラウド面に衝突したり、第2インペラが振動して第2シュラウド面に衝突したりする前に、突起部の衝突面によって回転軸の振動が規制される。したがって、第1インペラが振動して第1シュラウド面に衝突したり、第2インペラが振動して第2シュラウド面に衝突したりすることを防止することができるため、遠心圧縮機の信頼性が向上する。そして、第1インペラが振動して第1シュラウド面に衝突したり、第2インペラが振動して第2シュラウド面に衝突したりすることがないように、第1チップクリアランス及び第2チップクリアランスを、ある程度確保しておく必要が無いため、遠心圧縮機の圧縮効率の低下が抑えられる。以上により、遠心圧縮機において、圧縮効率の低下を抑えつつも、信頼性を向上させることができる。
【0009】
上記遠心圧縮機において、前記第1チップクリアランスは、前記第1インペラと前記第1シュラウド面との間のラジアル方向のクリアランスである第1ラジアルクリアランスを含み、前記第2チップクリアランスは、前記第2インペラと前記第2シュラウド面との間のラジアル方向のクリアランスである第2ラジアルクリアランスを含み、前記突起部は、前記貫通孔の内周面及び前記回転軸の少なくとも一方からラジアル方向へ突出し、前記ラジアル方向において、前記第1ラジアルクリアランス及び前記第2ラジアルクリアランスよりも小さいクリアランスを形成する環状のラジアル突起部を含むとよい。
【0010】
これによれば、第1インペラがラジアル方向に振動して第1シュラウド面に衝突したり、第2インペラがラジアル方向に振動して第2シュラウド面に衝突したりする前に、ラジアル突起部によって回転軸のラジアル方向への振動が規制される。したがって、第1インペラがラジアル方向に振動して第1シュラウド面に衝突したり、第2インペラがラジアル方向に振動して第2シュラウド面に衝突したりすることを防止することができるため、遠心圧縮機の信頼性が向上する。そして、第1インペラがラジアル方向に振動して第1シュラウド面に衝突したり、第2インペラがラジアル方向に振動して第2シュラウド面に衝突したりすることがないように、第1ラジアルクリアランス及び第2ラジアルクリアランスを、ある程度確保しておく必要が無いため、遠心圧縮機の圧縮効率の低下が抑えられる。以上により、遠心圧縮機において、圧縮効率の低下を抑えつつも、信頼性を向上させることができる。
(【0011】以降は省略されています)

この特許をJ-PlatPatで参照する

関連特許

個人
ポンプシステムの製造方法
11日前
シャープ株式会社
送風機
1か月前
豊興工業株式会社
内接歯車ポンプ
1か月前
豊興工業株式会社
内接歯車ポンプ
5日前
エドワーズ株式会社
真空ポンプ
9日前
シャープ株式会社
送風装置
1か月前
株式会社不二越
電磁ポンプ
1か月前
ダイハツ工業株式会社
圧縮機
2日前
株式会社デンソー
ファン装置
25日前
リズム株式会社
空調服用送風機の取付構造
1か月前
株式会社デンソー
ファン装置
1か月前
エドワーズ株式会社
真空ポンプ
10日前
日本電産株式会社
遠心ファンおよび電気製品
24日前
株式会社山田製作所
スカベンジポンプ
3日前
株式会社豊田自動織機
電動圧縮機
1か月前
株式会社豊田自動織機
電動圧縮機
1か月前
株式会社電業社機械製作所
渦流抑制装置
4日前
NTN株式会社
電動オイルポンプ
2か月前
株式会社神戸製鋼所
圧縮機
1か月前
株式会社島津製作所
ターボ分子ポンプ
1か月前
エドワーズ株式会社
真空ポンプ
1か月前
株式会社クボタ
流体システム
2か月前
株式会社クボタ
運転制御方法
25日前
N-EMラボラトリーズ株式会社
除菌送風機
2か月前
日本電産株式会社
送液装置および冷却ユニット
1か月前
株式会社IHI
電動コンプレッサ
1か月前
株式会社IHI
電動圧縮機
1か月前
個人
回転自在の吹出シェルによる多方向同時送風装置
1か月前
株式会社川本製作所
給水装置
1か月前
株式会社クボタ
外接型ギヤポンプ
18日前
株式会社神戸製鋼所
圧縮機ユニット
2日前
株式会社川本製作所
給水装置
2か月前
日本電産株式会社
インペラ、送風装置、および、掃除機
1か月前
株式会社川本製作所
給水装置
2か月前
株式会社川本製作所
給水装置
1か月前
株式会社川本製作所
給水装置
1か月前
続きを見る