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公開番号2025017674
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-06
出願番号2023120832
出願日2023-07-25
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 29/58 20060101AFI20250130BHJP(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】遠心圧縮機の小型化を図ること。
【解決手段】既存の構成である接続配管47に、導入通路109の一部であって、接続通路108から分岐する分岐通路110と、分岐通路110を流れる空気を冷却する冷却水が流れる冷却流体通路111と、が形成されている。このため、従来技術のように、インタークーラを用いて、導入通路109を流れる空気を冷却する必要が無い。したがって、インタークーラを用いずに、第1インペラの回転によって圧縮された空気の一部を利用して第1動圧滑り軸受及び第2動圧滑り軸受が冷却される。
【選択図】図2
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第１インペラと、
前記第１インペラの回転によって圧縮された後の流体を圧縮するために前記回転軸と一体的に回転する第２インペラと、
前記回転軸を回転させるモータと、
前記第１インペラを収容する第１インペラ室、前記第２インペラを収容する第２インペラ室、前記第１インペラ室に流体を吸入する第１吸入口、前記第１インペラの回転によって圧縮された流体が吐出される第１吐出口、及び前記第２インペラ室に流体を吸入する第２吸入口を有するハウジングと、
前記回転軸を前記ハウジングに対して回転可能に支持する軸受と、
前記第１吐出口と前記第２吸入口とを接続するとともに前記第１吐出口に吐出された流体を前記第２吸入口に流す接続通路を形成する接続配管と、
前記第１インペラの回転によって圧縮された流体の一部を前記軸受に導入する導入通路と、を備えている遠心圧縮機であって、
前記接続配管には、
前記導入通路の一部であって、前記接続通路から分岐する分岐通路と、
前記分岐通路を流れる流体を冷却する冷却流体が流れる冷却流体通路と、が形成されていることを特徴とする遠心圧縮機。
続きを表示（約 790 文字）【請求項２】
前記接続配管は、
第１筒部と、
前記第１筒部を取り囲む第２筒部と、
前記第２筒部を取り囲む第３筒部と、を有し、
前記接続通路の一部は、前記第１筒部の内側を通過し、
前記冷却流体通路の一部は、前記第１筒部の外周面と前記第２筒部の内周面との間を通過し、
前記分岐通路の一部は、前記第２筒部の外周面と前記第３筒部の内周面との間を通過す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】
前記接続配管は、
前記第１筒部を構成する第１筒部材と、
前記第２筒部を構成する第２筒部材と、
前記第３筒部を構成する第３筒部材と、
前記第１筒部材と前記第２筒部材との位置決めを行う第１位置決め部と、
前記第２筒部材と前記第３筒部材との位置決めを行う第２位置決め部と、を有していることを特徴とする請求項２に記載の遠心圧縮機。
【請求項４】
前記第２筒部の外周面には、前記第３筒部の内周面に向けて突出するフィンが形成されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の遠心圧縮機。
【請求項５】
前記冷却流体通路における前記冷却流体の流れを許容する第１切換状態と、前記冷却流体通路における前記冷却流体の流れを遮断する第２切換状態と、に切換可能である切換弁を備え、
前記切換弁は、前記モータの回転数が所定回転数を上回り、且つ、前記モータの消費電力が所定の消費電力を上回ると前記第１切換状態に切り換わ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６】
前記切換弁は、非通電時には前記第１切換状態に切り換わるとともに、通電時には前記第２切換状態に切り換わる電磁弁であることを特徴とする請求項５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 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
遠心圧縮機は、回転軸と、モータと、ハウジングと、軸受と、を備えている。また、遠心圧縮機は、第１インペラと、第２インペラと、を備えている場合がある。第１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。第２インペラは、第１インペラの回転によって圧縮された後の流体を圧縮するために回転軸と一体的に回転する。モータは、回転軸を回転させる。軸受は、回転軸をハウジングに対して回転可能に支持する。
【０００３】
ハウジングは、第１インペラ室、第２インペラ室、第１吸入口、第１吐出口、及び第２吸入口を有している。第１インペラ室は、第１インペラを収容する。第２インペラ室は、第２インペラを収容する。第１吸入口は、第１インペラ室に流体を吸入する。第１吐出口には、第１インペラの回転によって圧縮された流体が吐出される。第２吸入口は、第２インペラ室に流体を吸入する。遠心圧縮機は、接続配管を備えている。接続配管は、第１吐出口と第２吸入口とを接続する。接続配管は、第１吐出口に吐出された流体を第２吸入口に流す接続通路を形成する。
【０００４】
ところで、このような遠心圧縮機においては、遠心圧縮機の耐久性の向上を図るために、軸受を冷却することが望まれている。そこで、遠心圧縮機は、例えば、第１インペラの回転によって圧縮された流体の一部を軸受に導入する導入通路を備えている場合がある。導入通路を流れる流体は、軸受を効率良く冷却するために、第１インペラの回転によって圧縮された後の流体の温度よりも低い温度の状態で、軸受に供給されることが望ましい。そこで、例えば特許文献１のように、導入通路を流れる流体をインタークーラによって冷却した後、軸受に供給することが考えられる。これにより、軸受が、導入通路から導入される流体によって効率良く冷却される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２２－７０２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このように、インタークーラを用いて、導入通路を流れる流体を冷却する構成では、インタークーラを設ける分だけ、遠心圧縮機の体格が大型化してしまう。したがって、インタークーラを用いずに、第１インペラの回転によって圧縮された流体の一部を利用して軸受を冷却することにより、遠心圧縮機の体格の小型化を図ることが望まれている。
【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、流体を圧縮するために前記回転軸と一体的に回転する第１インペラと、前記第１インペラの回転によって圧縮された後の流体を圧縮するために前記回転軸と一体的に回転する第２インペラと、前記回転軸を回転させるモータと、前記第１インペラを収容する第１インペラ室、前記第２インペラを収容する第２インペラ室、前記第１インペラ室に流体を吸入する第１吸入口、前記第１インペラの回転によって圧縮された流体が吐出される第１吐出口、及び前記第２インペラ室に流体を吸入する第２吸入口を有するハウジングと、前記回転軸を前記ハウジングに対して回転可能に支持する軸受と、前記第１吐出口と前記第２吸入口とを接続するとともに前記第１吐出口に吐出された流体を前記第２吸入口に流す接続通路を形成する接続配管と、前記第１インペラの回転によって圧縮された流体の一部を前記軸受に導入する導入通路と、を備えている遠心圧縮機であって、前記接続配管には、前記導入通路の一部であって、前記接続通路から分岐する分岐通路と、前記分岐通路を流れる流体を冷却する冷却流体が流れる冷却流体通路と、が形成されている。
【０００８】
これによれば、既存の構成である接続配管に、導入通路の一部であって、接続通路から分岐する分岐通路と、分岐通路を流れる流体を冷却する冷却流体が流れる冷却流体通路と、が形成されている。このため、従来技術のように、インタークーラを用いて、導入通路を流れる流体を冷却する必要が無い。したがって、インタークーラを用いずに、第１インペラの回転によって圧縮された流体の一部を利用して軸受を冷却することができるため、遠心圧縮機の小型化を図ることができる。
【０００９】
上記遠心圧縮機において、前記接続配管は、第１筒部と、前記第１筒部を取り囲む第２筒部と、前記第２筒部を取り囲む第３筒部と、を有し、前記接続通路の一部は、前記第１筒部の内側を通過し、前記冷却流体通路の一部は、前記第１筒部の外周面と前記第２筒部の内周面との間を通過し、前記分岐通路の一部は、前記第２筒部の外周面と前記第３筒部の内周面との間を通過するとよい。
【００１０】
これによれば、第１筒部の外周面と第２筒部の内周面との間を流れる冷却流体と第１筒部の内側を流れる流体との第１筒部を介した熱交換が行われる。これにより、第１筒部の内側を流れる流体が、第１筒部の外周面と第２筒部の内周面との間を流れる冷却流体によって冷却される。また、第１筒部の外周面と第２筒部の内周面との間を流れる冷却流体と第２筒部の外周面と第３筒部の内周面との間を流れる流体との第２筒部を介した熱交換が行われる。これにより、第２筒部の外周面と第３筒部の内周面との間を流れる流体が、第１筒部の外周面と第２筒部の内周面との間を流れる冷却流体によって冷却される。このように、第１筒部の外周面と第２筒部の内周面との間を流れる冷却流体によって、導入通路を流れる流体に加えて、接続通路を流れる流体も冷却することができる。よって、接続通路を流れる流体が冷却されることにより、第２吸入口から第２インペラ室に吸入される流体の温度を低くすることができる。したがって、第２インペラの回転に伴う流体の圧縮効率を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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