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公開番号2024157102
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-07
出願番号2023071225
出願日2023-04-25
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 29/057 20060101AFI20241030BHJP(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】インペラが損傷することを回避しつつも、遠心圧縮機の運転効率の低下を抑制すること。
【解決手段】弾性部84によって、最小隙間85がインペラ42の背面42aと共に形成されている。よって、インペラ42の回転によって圧縮された空気の一部が、隙間57から第1挿通孔23を介して収容室内に流れ込むことが抑制される。弾性部84における回転軸41の軸方向での最大変位量が、バンプフォイルにおける回転軸41の軸方向での最大変位量よりも大きい。バンプフォイルが、バンプフォイルにおける回転軸41の軸方向での最大変位量に達したとしても、弾性部84によって、回転軸41の軸方向で変位可能な状態で弾性的にインペラ42が支持される。よって、弾性部84によって、最小隙間85をインペラ42の背面42aと共に形成したとしても、インペラ42の背面42aが弾性部84に強接触してしまうことが回避される。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
回転軸と、
流体を圧縮するために前記回転軸と一体的に回転するインペラと、
前記回転軸をスラスト方向で支持するスラスト軸受と、
前記インペラを収容するインペラ室、及び前記スラスト軸受を収容する収容室を区画するハウジングと、を備え、
前記ハウジングは、前記インペラ室と前記収容室とを仕切るとともに前記回転軸が挿通される挿通孔が形成されている仕切壁を有している遠心圧縮機であって、
前記回転軸の外周面から前記収容室内に突出する環状のスラストカラーを備え、
前記スラスト軸受は、少なくとも前記スラストカラーに対して前記インペラ室とは反対側に配置されており、
前記スラスト軸受は、
前記スラストカラーを前記スラスト方向で支持するトップフォイルと、
前記トップフォイルに対して前記スラストカラーとは反対側に配置され、弾性変形することにより、前記トップフォイルを前記回転軸の軸方向で変位可能な状態で弾性的に支持するバンプフォイルと、を有し、
前記仕切壁には、前記インペラの背面と前記仕切壁との間の隙間において前記回転軸の軸方向で最も小さい最小隙間を前記背面と共に形成する弾性部が設けられており、
前記弾性部は、前記インペラの背面が当接したときに、前記回転軸の軸方向で変位可能な状態で弾性的に前記インペラを支持し、
前記弾性部における前記軸方向での最大変位量は、前記バンプフォイルにおける前記軸方向での最大変位量よりも大きいことを特徴とする遠心圧縮機。
続きを表示（約 220 文字）【請求項２】
前記弾性部における前記軸方向での最大変位量は、前記トップフォイルにおける前記軸方向での最大変位量よりも大きい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】
前記弾性部は、前記仕切壁に一体形成され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】
前記弾性部は、前記仕切壁とは別部材であ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。

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 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に開示されているように、遠心圧縮機は、回転軸と、インペラと、を備えている。インペラは、流体を圧縮するために回転軸と一体的に回転する。遠心圧縮機は、スラスト軸受を備えている。スラスト軸受は、回転軸をスラスト方向で支持する。遠心圧縮機は、ハウジングを備えている。ハウジングは、インペラ室、及び収容室を区画する。インペラ室は、インペラを収容する。収容室は、スラスト軸受を収容する。ハウジングは、インペラ室と収容室とを仕切る仕切壁を有している。仕切壁には、挿通孔が形成されている。挿通孔には、回転軸が挿通されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１５－１５５６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような遠心圧縮機においては、インペラの回転によって圧縮された流体の一部が、インペラの背面と仕切壁との間の隙間に流れ込む場合がある。インペラの背面と仕切壁との間の隙間に流体が流れ込むと、当該隙間から挿通孔を介して収容室内に流体が流れ込む場合がある。収容室内に流れ込んだ流体は、スラスト軸受を経由した後、ハウジング外へ排出される。その結果、遠心圧縮機において、流体の無駄な圧縮が増えることになるため、運転効率が低下する要因となる。
【０００５】
そこで、例えば、インペラの背面と仕切壁との間の隙間を小さくすることにより、インペラの回転によって圧縮された流体の一部が、インペラの背面と仕切壁との間の隙間に流れ込み難くすることが考えられる。しかしながら、インペラの背面と仕切壁との間の隙間を小さくするほど、例えば、外部からの振動が遠心圧縮機に伝わる等して、インペラの背面が仕切壁に近付くように回転軸が軸方向へ移動したときに、インペラの背面が仕切壁に強接触してしまう虞がある。インペラの背面が仕切壁に強接触すると、インペラが損傷してしまう虞がある。したがって、インペラが損傷することを回避しつつも、遠心圧縮機の運転効率の低下を抑制することが望まれている。
【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、流体を圧縮するために前記回転軸と一体的に回転するインペラと、前記回転軸をスラスト方向で支持するスラスト軸受と、前記インペラを収容するインペラ室、及び前記スラスト軸受を収容する収容室を区画するハウジングと、を備え、前記ハウジングは、前記インペラ室と前記収容室とを仕切るとともに前記回転軸が挿通される挿通孔が形成されている仕切壁を有している遠心圧縮機であって、前記回転軸の外周面から前記収容室内に突出する環状のスラストカラーを備え、前記スラスト軸受は、少なくとも前記スラストカラーに対して前記インペラ室とは反対側に配置されており、前記スラスト軸受は、前記スラストカラーを前記スラスト方向で支持するトップフォイルと、前記トップフォイルに対して前記スラストカラーとは反対側に配置され、弾性変形することにより、前記トップフォイルを前記回転軸の軸方向で変位可能な状態で弾性的に支持するバンプフォイルと、を有し、前記仕切壁には、前記インペラの背面と前記仕切壁との間の隙間において前記回転軸の軸方向で最も小さい最小隙間を前記背面と共に形成する弾性部が設けられており、前記弾性部は、前記インペラの背面が当接したときに、前記回転軸の軸方向で変位可能な状態で弾性的に前記インペラを支持し、前記弾性部における前記軸方向での最大変位量は、前記バンプフォイルにおける前記軸方向での最大変位量よりも大きい。
【０００７】
これによれば、弾性部によって、インペラの背面と仕切壁との間の隙間において回転軸の軸方向で最も小さい最小隙間がインペラの背面と共に形成されている。したがって、インペラの回転によって圧縮された流体の一部が、インペラの背面と仕切壁との間の隙間から挿通孔を介して収容室内に流れ込むことを抑制することができる。ここで、例えば、外部からの振動が遠心圧縮機に伝わる等して、インペラの背面が仕切壁に近付くように回転軸が軸方向へ移動したとする。すると、スラストカラーによってバンプフォイルが押し潰される。そして、バンプフォイルが、バンプフォイルにおける回転軸の軸方向での最大変位量に達したとする。このとき、弾性部における回転軸の軸方向での最大変位量が、バンプフォイルにおける回転軸の軸方向での最大変位量よりも大きい。よって、バンプフォイルが、バンプフォイルにおける回転軸の軸方向での最大変位量に達したとしても、弾性部によって、回転軸の軸方向で変位可能な状態で弾性的にインペラを支持することができる。したがって、弾性部によって、インペラの背面と仕切壁との間の隙間において回転軸の軸方向で最も小さい最小隙間をインペラの背面と共に形成したとしても、インペラの背面が弾性部に強接触してしまうことを回避することができる。以上により、インペラが損傷することを回避しつつも、遠心圧縮機の運転効率の低下を抑制することができる。
【０００８】
上記遠心圧縮機において、前記弾性部における前記軸方向での最大変位量は、前記トップフォイルにおける前記軸方向での最大変位量よりも大きいとよい。
これによれば、スラストカラーによってトップフォイルが押し潰されて、トップフォイルが回転軸の軸方向での最大変位量に達したとしても、弾性部によって、回転軸の軸方向で変位可能な状態で弾性的にインペラを支持することができる。
【０００９】
上記遠心圧縮機において、前記弾性部は、前記仕切壁に一体形成されているとよい。
これによれば、弾性部が、仕切壁に一体形成されているため、例えば、弾性部が別部材である場合に比べると、部品点数を削減することができる。また、例えば、弾性部が別部材である場合に生じる弾性部における仕切壁に対する組み付け工程を不要とすることができる。
【００１０】
上記遠心圧縮機において、前記弾性部は、前記仕切壁とは別部材であるとよい。
これによれば、弾性部が、仕切壁とは別部材であるため、例えば、弾性部が仕切壁に一体形成されている場合に比べると、仕切壁の構成を簡素化することができる。また、弾性部が仕切壁とは別部材であるため、設計自由度を向上させることができる。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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