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公開番号2022057207
公報種別公開特許公報(A)
公開日2022-04-11
出願番号2020165338
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 29/056 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】信頼性を向上させること。
【解決手段】例えば、回転軸40の振動に伴い、トップフォイル72が軸受ハウジング71の径方向外側へ変位して、トップフォイル72の外周面に接触しているバンプフォイル73の各山部73fがトップフォイル72によって過剰に押圧される場合がある。このとき、保持部材74の本体部74aの当接面74dが、トップフォイル72の外周面に当接することにより、バンプフォイル73の各山部73fの弾性域から塑性域への変形が規制される。
【選択図】図4
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インペラと、
前記回転軸及び前記インペラが収容されたハウジングと、
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、
前記フォイル軸受は、
筒状の軸受ハウジングと、
前記軸受ハウジングの内周面と前記回転軸との間に配置されるトップフォイルと、
前記軸受ハウジングの内周面と前記トップフォイルとの間に配置され、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、を有する遠心圧縮機であって、
前記軸受ハウジングは、前記軸受ハウジングの内周面から径方向内側に突出した突起を備え、
前記突起は、前記軸受ハウジングの径方向外側への前記トップフォイルの変位時に、前記トップフォイルの外面又は前記バンプフォイルの外面に当接することにより、前記バンプフォイルの弾性域から塑性域への変形を規制する当接面を有することを特徴とする遠心圧縮機。
続きを表示(約 1,600 文字)【請求項2】
前記トップフォイルは、前記バンプフォイルよりも前記軸受ハウジングの軸方向に延在して、前記バンプフォイルと前記軸受ハウジングの径方向で重ならない非重畳部を備え、
前記突起は、前記バンプフォイルに対して前記軸方向に隣り合って設けられるとともに、前記非重畳部の外面と前記軸受ハウジングの内周面との間に設けられる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】
前記突起は、前記軸受ハウジングの開口部に配置されており、
前記突起の一部分が、前記トップフォイルの一部、及び前記バンプフォイルの一部と前記軸受ハウジングの軸方向で重なっている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】
前記軸受ハウジングの内周面には、保持溝が形成されており、
前記トップフォイルの一部、及び前記バンプフォイルの一部は、前記保持溝に挿入されており、
前記突起に一体的に設けられるとともに、前記保持溝に挿入されて、前記トップフォイルの一部、及び前記バンプフォイルの一部を前記保持溝の側面と協働して挟み込む回り止め部をさらに備え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】
前記回転軸を回転させる電動モータを備え、
前記突起は、前記軸受ハウジングの内周面における前記電動モータとは反対側に位置する部位から突出していることを特徴とする請求項1~請求項4のいずれか一項に記載の遠心圧縮機。
【請求項6】
前記フォイル軸受は、前記回転軸の軸方向で前記電動モータを挟む位置にそれぞれ配置される第1フォイル軸受及び第2フォイル軸受を含み、
前記突起は、前記第1フォイル軸受及び前記第2フォイル軸受それぞれの前記軸受ハウジングの内周面における前記電動モータとは反対側に位置する部位から突出していることを特徴とする請求項5に記載の遠心圧縮機。
【請求項7】
前記バンプフォイルは、筒状であり、
前記バンプフォイルは、
前記軸受ハウジングの内周面に接する谷部と、
前記トップフォイルの外周面に接して、前記軸受ハウジングの径方向外側への前記トップフォイルの変位に伴い弾性変形する山部と、を有し、
前記突起は、前記軸受ハウジングの内周面において、前記山部に対応する位置に設けら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。
【請求項8】
前記バンプフォイルは、
前記バンプフォイルにおける周方向の一端部である固定端部と、
前記バンプフォイルにおける周方向の他端部である自由端部と、を有し、
前記谷部と前記山部とは、前記軸受ハウジングの周方向に前記固定端部から前記自由端部に向かって交互に複数配列され、
前記突起は、前記軸受ハウジングの内周面において、前記自由端部側に位置する前記山部に対応する位置に設けられていることを特徴とする請求項7に記載の遠心圧縮機。
【請求項9】
前記突起は、環状であり、
前記突起は、前記軸受ハウジングの内周面の全周に設けら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。
【請求項10】
前記谷部と前記山部とは、前記軸受ハウジングの周方向に交互に複数配列され、
前記突起は、前記軸受ハウジングの内周面の一部から周方向に間隔をあけて複数設けられ、
前記突起における前記軸受ハウジングの周方向の幅は、前記山部における前記軸受ハウジングの周方向の幅よりも広いことを特徴とする請求項7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 2,100 文字)【背景技術】
【0002】
遠心圧縮機は、回転軸と、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インペラと、回転軸及びインペラが収容されたハウジングと、を備えている。また、ハウジング内に配置されるとともに回転軸を回転可能に支持するフォイル軸受が、例えば特許文献1に開示されている。フォイル軸受は、筒状の軸受ハウジングと、トップフォイルと、バンプフォイルと、を有している。トップフォイルは、軸受ハウジングの内周面と回転軸との間に配置されるとともに、回転軸の回転時に回転軸を非接触の状態で回転可能に支持する。バンプフォイルは、軸受ハウジングの内周面とトップフォイルとの間に配置され、トップフォイルを弾性的に支持する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
国際公開第WO2013/024674号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、このような遠心圧縮機においては、例えば、回転軸の振動に伴い、バンプフォイルが弾性域を超えて塑性域に至るまで、回転軸によって押し潰されてしまうと、バンプフォイルが塑性変形してしまい、フォイル軸受が回転軸を回転可能に支持することができなくなってしまう虞がある。フォイル軸受によって回転軸を回転可能に支持することができなくなってしまうと、遠心圧縮機の信頼性が悪化してしまう。
【0005】
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、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】
【0006】
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インペラと、前記回転軸及び前記インペラが収容されたハウジングと、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、前記フォイル軸受は、筒状の軸受ハウジングと、前記軸受ハウジングの内周面と前記回転軸との間に配置されるトップフォイルと、前記軸受ハウジングの内周面と前記トップフォイルとの間に配置され、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、を有する遠心圧縮機であって、前記軸受ハウジングは、前記軸受ハウジングの内周面から径方向内側に突出した突起を備え、前記突起は、前記軸受ハウジングの径方向外側への前記トップフォイルの変位時に、前記トップフォイルの外面又は前記バンプフォイルの外面に当接することにより、前記バンプフォイルの弾性域から塑性域への変形を規制する当接面を有する。
【0007】
これによれば、例えば、回転軸の振動に伴い、トップフォイルが軸受ハウジングの径方向外側へ変位しても、突起の当接面が、トップフォイルの外面又はバンプフォイルの外面に当接することにより、バンプフォイルの弾性域から塑性域への変形が規制される。したがって、バンプフォイルが塑性変形してしまうことを抑制することができるため、フォイル軸受によって回転軸を回転可能に支持することができなくなってしまうことを抑制することができる。その結果、遠心圧縮機の信頼性を向上させることができる。
【0008】
上記遠心圧縮機において、前記トップフォイルは、前記バンプフォイルよりも前記軸受ハウジングの軸方向に延在して、前記バンプフォイルと前記軸受ハウジングの径方向で重ならない非重畳部を備え、前記突起は、前記バンプフォイルに対して前記軸方向に隣り合って設けられるとともに、前記非重畳部の外面と前記軸受ハウジングの内周面との間に設けられるとよい。このような構成は、軸受ハウジングの内周面から径方向内側に突出する突起の配置位置として好適である。
【0009】
上記遠心圧縮機において、前記突起は、前記軸受ハウジングの開口部に配置されており、前記突起の一部分が、前記トップフォイルの一部、及び前記バンプフォイルの一部と前記軸受ハウジングの軸方向で重なっているとよい。
【0010】
これによれば、例えば、トップフォイル及びバンプフォイルが軸受ハウジングの開口部に向けて移動しても、トップフォイルの一部、及びバンプフォイルの一部が突起の一部分に当接する。よって、トップフォイル及びバンプフォイルが軸受ハウジングから抜けてしまうことを、突起によって防止することができる。したがって、バンプフォイルの弾性域から塑性域への変形を規制する突起を、トップフォイル及びバンプフォイルが軸受ハウジングから抜けてしまうことを防止するための抜け止めとしても機能させることができる。そして、トップフォイル及びバンプフォイルが軸受ハウジングから抜けてしまうことを、突起によって防止することができるため、フォイル軸受によって回転軸を安定的に回転可能に支持することができ、遠心圧縮機の信頼性をさらに向上させることができる。
(【0011】以降は省略されています)

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