JP2000291587A - 冷凍機用多段圧縮機 - Google Patents
冷凍機用多段圧縮機Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 電動機を中心にその両側に低段側及び高段側
圧縮ユニットを配置するに、総合スラスト力と機械損失
を大幅に低減し、省エネルギーを図ることができる冷凍
機用多段圧縮機を提供する。 【解決手段】 電動機１０を中心にその両側に低段側圧
縮ユニット２０と高段側圧縮ユニット３０を配置すると
共に、該両圧縮ユニット２０、３０の羽根車２２、２
３、３２の回転軸は電動機１０の回転軸１４に直結した
構造の冷凍機用多段圧縮機において、両圧縮ユニット２
０、３０の羽根車２２、２３、３２の回転により発生す
るスラスト力が互いに相殺され、軸受に作用する総合ス
ラスト力が小さくなるように各圧縮ユニット２０、３０
の羽根車の枚数を配分した。両圧縮ユニット２０、３０
の羽根車２３、３２の主板裏面の径方向の所定の位置に
ラビリンスによるシール部分２５、３４と、スラスト力
調整室２６、３５とを具備するスラスト力調整機構を設
けた。
圧縮ユニットを配置するに、総合スラスト力と機械損失
を大幅に低減し、省エネルギーを図ることができる冷凍
機用多段圧縮機を提供する。 【解決手段】 電動機１０を中心にその両側に低段側圧
縮ユニット２０と高段側圧縮ユニット３０を配置すると
共に、該両圧縮ユニット２０、３０の羽根車２２、２
３、３２の回転軸は電動機１０の回転軸１４に直結した
構造の冷凍機用多段圧縮機において、両圧縮ユニット２
０、３０の羽根車２２、２３、３２の回転により発生す
るスラスト力が互いに相殺され、軸受に作用する総合ス
ラスト力が小さくなるように各圧縮ユニット２０、３０
の羽根車の枚数を配分した。両圧縮ユニット２０、３０
の羽根車２３、３２の主板裏面の径方向の所定の位置に
ラビリンスによるシール部分２５、３４と、スラスト力
調整室２６、３５とを具備するスラスト力調整機構を設
けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は冷凍機用多段圧縮機
に関し、特に電動機を中心にその両側に羽根車を具備す
る高段側圧縮ユニットと低段側圧縮ユニットを配置した
構造の冷凍機用多段圧縮機に関するものである。
に関し、特に電動機を中心にその両側に羽根車を具備す
る高段側圧縮ユニットと低段側圧縮ユニットを配置した
構造の冷凍機用多段圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、羽根車を電動機を中心にその両側
に配置し、両羽根車の回転により発生するスラスト力を
相殺し、軸受に作用するスラスト力を小さくする構造の
冷凍機用多段圧縮機がある。この冷凍機用多段圧縮機で
は低段側の羽根車と高段側の羽根車の枚数が同数であっ
た。このような冷凍機用多段圧縮機では低段側の羽根車
の回転により発生するスラスト力と高段側の羽根車の回
転により発生するスラスト力は同一ではないため、スラ
スト力は完全に相殺されることがない。
に配置し、両羽根車の回転により発生するスラスト力を
相殺し、軸受に作用するスラスト力を小さくする構造の
冷凍機用多段圧縮機がある。この冷凍機用多段圧縮機で
は低段側の羽根車と高段側の羽根車の枚数が同数であっ
た。このような冷凍機用多段圧縮機では低段側の羽根車
の回転により発生するスラスト力と高段側の羽根車の回
転により発生するスラスト力は同一ではないため、スラ
スト力は完全に相殺されることがない。
【０００３】また、従来の冷凍機用多段圧縮機において
は、スラスト軸受の構造や耐荷重は、圧力差が大きい
（上昇圧が大きい）ヒートポンプ等のモードで決定され
るため、冷房条件では圧力差が小さい場合でも、構造や
耐荷重の大きな軸受、即ち過大な軸受を使用することに
なる。
は、スラスト軸受の構造や耐荷重は、圧力差が大きい
（上昇圧が大きい）ヒートポンプ等のモードで決定され
るため、冷房条件では圧力差が小さい場合でも、構造や
耐荷重の大きな軸受、即ち過大な軸受を使用することに
なる。
【０００４】また、従来の冷凍機用多段圧縮機において
は、羽根車が歯車を介して高回転で回転することや、機
器の効率に占める機械損失の割合が数％と少なかったた
め、軸受として技術的に確立していた滑り軸受を採用し
ている。滑り軸受には潤滑油が供給されるが、冷媒と相
容性（溶け合う）があるため、軸受に供給する潤滑油の
粘度を保持するためヒータを油タンク室に内蔵し温度コ
ントロールするなどの補機（温度を調整することによ
り、潤滑油中に溶け込んだ冷媒を脱気させ粘度を調整す
る）が必要であった。
は、羽根車が歯車を介して高回転で回転することや、機
器の効率に占める機械損失の割合が数％と少なかったた
め、軸受として技術的に確立していた滑り軸受を採用し
ている。滑り軸受には潤滑油が供給されるが、冷媒と相
容性（溶け合う）があるため、軸受に供給する潤滑油の
粘度を保持するためヒータを油タンク室に内蔵し温度コ
ントロールするなどの補機（温度を調整することによ
り、潤滑油中に溶け込んだ冷媒を脱気させ粘度を調整す
る）が必要であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の点に鑑
みてなされたもので、電動機を中心にその両側にそれぞ
れ羽根車を具備する低段側圧縮ユニットと高段側圧縮ユ
ニットを配置した構造の冷凍機用多段圧縮機において、
羽根車の回転により発生するスラスト力を互いに相殺す
るように両圧縮ユニットの羽根車の枚数を配分し、軸受
に作用する総合スラスト力を小さくすると共に、スラス
ト力が大きいヒートポンプ等のモードや冷房条件のモー
ドでの各圧縮ユニットで発生するスラスト力を調整して
総合スラスト力を低減できる冷凍機用多段圧縮機を提供
することを目的とする。
みてなされたもので、電動機を中心にその両側にそれぞ
れ羽根車を具備する低段側圧縮ユニットと高段側圧縮ユ
ニットを配置した構造の冷凍機用多段圧縮機において、
羽根車の回転により発生するスラスト力を互いに相殺す
るように両圧縮ユニットの羽根車の枚数を配分し、軸受
に作用する総合スラスト力を小さくすると共に、スラス
ト力が大きいヒートポンプ等のモードや冷房条件のモー
ドでの各圧縮ユニットで発生するスラスト力を調整して
総合スラスト力を低減できる冷凍機用多段圧縮機を提供
することを目的とする。
【０００６】また、総合スラスト力を低減することで、
軸受に機械損失のより少ない転がり軸受を使用でき、機
械損失を大幅に低減できると共に、省エネルギーを図る
ことができ、更に軸受の潤滑に冷媒を使用することで潤
滑油に冷媒が溶け込んだり、冷媒中に潤滑油が溶け込ん
だりすることによる不都合のない冷凍機用多段圧縮機を
提供することを目的とする。
軸受に機械損失のより少ない転がり軸受を使用でき、機
械損失を大幅に低減できると共に、省エネルギーを図る
ことができ、更に軸受の潤滑に冷媒を使用することで潤
滑油に冷媒が溶け込んだり、冷媒中に潤滑油が溶け込ん
だりすることによる不都合のない冷凍機用多段圧縮機を
提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項１に記載の発明は、電動機を中心にその両側にそ
れぞれ羽根車を具備する低段側圧縮ユニットと高段側圧
縮ユニットを配置すると共に、該両圧縮ユニットの羽根
車の回転軸は該電動機の回転軸に直結した構造の冷凍機
用多段圧縮機において、両圧縮ユニットの羽根車の回転
により発生するスラスト力が互いに相殺され、軸受に作
用する総合スラスト力が小さくなるように低段側圧縮ユ
ニット及び高段側圧縮ユニットの羽根車の枚数を配分し
たことを特徴とする。
請求項１に記載の発明は、電動機を中心にその両側にそ
れぞれ羽根車を具備する低段側圧縮ユニットと高段側圧
縮ユニットを配置すると共に、該両圧縮ユニットの羽根
車の回転軸は該電動機の回転軸に直結した構造の冷凍機
用多段圧縮機において、両圧縮ユニットの羽根車の回転
により発生するスラスト力が互いに相殺され、軸受に作
用する総合スラスト力が小さくなるように低段側圧縮ユ
ニット及び高段側圧縮ユニットの羽根車の枚数を配分し
たことを特徴とする。
【０００８】上記のように両圧縮ユニットのスラスト力
が互いに相殺され、軸受に作用する総合スラスト力が小
さくなるように両圧縮ユニットの羽根車の枚数を配分す
ることにより、従来のように軸受の構造や耐荷重を圧力
差の大きいヒートポンプ等のモードに合わせて決定する
ことなく、より小さい構造や耐荷重の軸受で対応でき
る。
が互いに相殺され、軸受に作用する総合スラスト力が小
さくなるように両圧縮ユニットの羽根車の枚数を配分す
ることにより、従来のように軸受の構造や耐荷重を圧力
差の大きいヒートポンプ等のモードに合わせて決定する
ことなく、より小さい構造や耐荷重の軸受で対応でき
る。
【０００９】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の冷凍機用多段圧縮機において、両圧縮ユニット
の羽根車の主板裏面の径方向の所定の位置に設けたラビ
リンスによるシール部分と、該羽根車の裏面に設けたス
ラスト力を調整するためのスラスト力調整室とを具備す
るスラスト力調整機構を設けたことを特徴とする。
に記載の冷凍機用多段圧縮機において、両圧縮ユニット
の羽根車の主板裏面の径方向の所定の位置に設けたラビ
リンスによるシール部分と、該羽根車の裏面に設けたス
ラスト力を調整するためのスラスト力調整室とを具備す
るスラスト力調整機構を設けたことを特徴とする。
【００１０】上記のような構成のスラスト力調整機構を
設けることにより、スラスト力調整室の圧力を調整して
羽根車のスラスト力を軽減し、軸受に加わる総合スラス
ト力を軽減することができる。
設けることにより、スラスト力調整室の圧力を調整して
羽根車のスラスト力を軽減し、軸受に加わる総合スラス
ト力を軽減することができる。
【００１１】また、請求項３に記載の発明は、請求項２
に記載の冷凍機用多段圧縮機において、スラスト力調整
室は低段側圧縮ユニットと軸受室の間及び高段側圧縮ユ
ニットと軸受室の間に設けたことを特徴とする。
に記載の冷凍機用多段圧縮機において、スラスト力調整
室は低段側圧縮ユニットと軸受室の間及び高段側圧縮ユ
ニットと軸受室の間に設けたことを特徴とする。
【００１２】また、請求項４に記載の発明は、請求項２
又は３に記載の冷凍機用多段圧縮機において、両圧縮ユ
ニットの羽根車の回転により発生するスラスト力の相殺
と、スラスト力調整機構によるスラスト力の調整の組み
合わせにより、軸受に作用する総合スラスト力が極小と
なるように調整するか又は常時一定の方向に作用するよ
うに調整することを特徴とする。
又は３に記載の冷凍機用多段圧縮機において、両圧縮ユ
ニットの羽根車の回転により発生するスラスト力の相殺
と、スラスト力調整機構によるスラスト力の調整の組み
合わせにより、軸受に作用する総合スラスト力が極小と
なるように調整するか又は常時一定の方向に作用するよ
うに調整することを特徴とする。
【００１３】上記のように、両圧縮ユニットの羽根車の
回転により発生するスラスト力の相殺と、スラスト力調
整機構によるスラスト力の調整の組み合わせにより、軸
受に作用する総合スラスト力を極小となるように調整す
るか又は常時一定の方向に作用するように調整できるの
で、圧縮機の基本構造（軸受等）を変えることなく、冷
凍機用多段圧縮機の如何なる運転状態にも対応できる。
回転により発生するスラスト力の相殺と、スラスト力調
整機構によるスラスト力の調整の組み合わせにより、軸
受に作用する総合スラスト力を極小となるように調整す
るか又は常時一定の方向に作用するように調整できるの
で、圧縮機の基本構造（軸受等）を変えることなく、冷
凍機用多段圧縮機の如何なる運転状態にも対応できる。
【００１４】また、請求項５に記載の発明は、請求項２
に記載の冷凍機用多段圧縮機において、スラスト力調整
室の圧力は、羽根車の吸込み部に該スラスト力調整室に
連通する釣合い穴を設けること及び／又は該スラスト力
調整室に連通する均圧管を設けることにより所定の圧力
にすることを特徴とする。
に記載の冷凍機用多段圧縮機において、スラスト力調整
室の圧力は、羽根車の吸込み部に該スラスト力調整室に
連通する釣合い穴を設けること及び／又は該スラスト力
調整室に連通する均圧管を設けることにより所定の圧力
にすることを特徴とする。
【００１５】上記のようにスラスト力調整室の圧力を羽
根車の吸込み部に設けた釣合い穴又はスラスト力調整室
に連通する均圧管又は両者の組み合わせで行なうことに
より、格別の圧力調整手段を設けることなく、スラスト
力調整室の圧力を調整できる。
根車の吸込み部に設けた釣合い穴又はスラスト力調整室
に連通する均圧管又は両者の組み合わせで行なうことに
より、格別の圧力調整手段を設けることなく、スラスト
力調整室の圧力を調整できる。
【００１６】また、請求項６に記載の発明は、請求項１
乃至５のいずれか１項に記載の冷凍機用多段圧縮機にお
いて、低段側及び高段側の軸受に転がり軸受を用いたこ
とを特徴とする。
乃至５のいずれか１項に記載の冷凍機用多段圧縮機にお
いて、低段側及び高段側の軸受に転がり軸受を用いたこ
とを特徴とする。
【００１７】上記のように軸受に機械損失の少ない転が
り軸受を使用することにより、機械損失を大幅に低減で
きると共に、省エネルギーを図ることができる。
り軸受を使用することにより、機械損失を大幅に低減で
きると共に、省エネルギーを図ることができる。
【００１８】また、請求項７に記載の発明は、請求項６
に記載の冷凍機用多段圧縮機において、転がり軸受の軸
受室には油又は冷媒が供給され、該転がり軸受の潤滑及
び冷却を行なうことを特徴とする。
に記載の冷凍機用多段圧縮機において、転がり軸受の軸
受室には油又は冷媒が供給され、該転がり軸受の潤滑及
び冷却を行なうことを特徴とする。
【００１９】上記のように転がり軸受の軸受室に油又は
冷媒を供給することにより、転がり軸受の潤滑及び冷却
が行なわれ、特に冷媒を供給することにより潤滑油に冷
媒が溶け込んだり、冷媒中に潤滑油が溶け込んだりする
ことによる不都合がなくなる。
冷媒を供給することにより、転がり軸受の潤滑及び冷却
が行なわれ、特に冷媒を供給することにより潤滑油に冷
媒が溶け込んだり、冷媒中に潤滑油が溶け込んだりする
ことによる不都合がなくなる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態例を図
面に基づいて説明する。図１は冷凍機用多段圧縮機の構
造例を示す断面図である。図示するように、本冷凍機用
多段圧縮機は電動機１０を中心にその両側にそれぞれ低
段側圧縮ユニット２０と高段側圧縮ユニット３０を配置
している。
面に基づいて説明する。図１は冷凍機用多段圧縮機の構
造例を示す断面図である。図示するように、本冷凍機用
多段圧縮機は電動機１０を中心にその両側にそれぞれ低
段側圧縮ユニット２０と高段側圧縮ユニット３０を配置
している。
【００２１】電動機１０はケーシング１１に固定子１２
が嵌合し、固定子１２の中央部に回転子１３が配置され
た構成である。また、低段側圧縮ユニット２０はケーシ
ング２１内に２枚の羽根車２２、２３が配置されてい
る。また、高段側圧縮ユニット３０にはケーシング３１
内に１枚の羽根車３２が配置されている。羽根車２２、
２３の回転軸と羽根車３２の回転軸は電動機１０の回転
軸１４に直結した構造である。回転軸１４は低段側の転
がり軸受４１、高段側の転がり軸受４２で回転自在に支
持されている。低段側の転がり軸受４１には後に詳述す
るラジアル荷重とスラスト荷重を受けることができる転
がり軸受を使用し、高段側の転がり軸受４２には後に詳
述するラジアル荷重を主に受ける転がり軸受を使用す
る。
が嵌合し、固定子１２の中央部に回転子１３が配置され
た構成である。また、低段側圧縮ユニット２０はケーシ
ング２１内に２枚の羽根車２２、２３が配置されてい
る。また、高段側圧縮ユニット３０にはケーシング３１
内に１枚の羽根車３２が配置されている。羽根車２２、
２３の回転軸と羽根車３２の回転軸は電動機１０の回転
軸１４に直結した構造である。回転軸１４は低段側の転
がり軸受４１、高段側の転がり軸受４２で回転自在に支
持されている。低段側の転がり軸受４１には後に詳述す
るラジアル荷重とスラスト荷重を受けることができる転
がり軸受を使用し、高段側の転がり軸受４２には後に詳
述するラジアル荷重を主に受ける転がり軸受を使用す
る。
【００２２】２４は低段側圧縮ユニット２０のケーシン
グ２１の吸込み口２１ａに設けられたサクションベーン
であり、３３は高段側圧縮ユニット３０のケーシング３
１の吸込み口３１ａに設けられたサクションベーンであ
る。低段側圧縮ユニット２０の排出口２１ｂと高段側圧
縮ユニット３０の吸込み口３１ａは連通ダクト４３で接
続されている。サクションベーン２４、３３は操作盤４
７で操作制御される。
グ２１の吸込み口２１ａに設けられたサクションベーン
であり、３３は高段側圧縮ユニット３０のケーシング３
１の吸込み口３１ａに設けられたサクションベーンであ
る。低段側圧縮ユニット２０の排出口２１ｂと高段側圧
縮ユニット３０の吸込み口３１ａは連通ダクト４３で接
続されている。サクションベーン２４、３３は操作盤４
７で操作制御される。
【００２３】上記構造の冷凍機用多段圧縮機において、
電動機１０を駆動することにより、低段側圧縮ユニット
２０の羽根車２２、２３及び高段側圧縮ユニット３０の
羽根車３２が回転する。低段側圧縮ユニット２０の吸込
み口２１ａから吸込まれた気体は羽根車２２及び羽根車
２３で圧縮され、排出口２１ｂから連通ダクト４３を通
って高段側圧縮ユニット３０の吸込み口３１ａに送ら
れ、更に羽根車３２で圧縮され、高段側圧縮ユニット３
０の排出口３１ｂから冷凍機の凝縮器（図示せず）に送
られる。
電動機１０を駆動することにより、低段側圧縮ユニット
２０の羽根車２２、２３及び高段側圧縮ユニット３０の
羽根車３２が回転する。低段側圧縮ユニット２０の吸込
み口２１ａから吸込まれた気体は羽根車２２及び羽根車
２３で圧縮され、排出口２１ｂから連通ダクト４３を通
って高段側圧縮ユニット３０の吸込み口３１ａに送ら
れ、更に羽根車３２で圧縮され、高段側圧縮ユニット３
０の排出口３１ｂから冷凍機の凝縮器（図示せず）に送
られる。
【００２４】低段側圧縮ユニット２０の羽根車２２及び
羽根車２３の回転により回転軸１４に加わるスラスト力
と高段側圧縮ユニット３０の羽根車３２の回転により回
転軸１４に加わるスラスト力とは方向が反対であるか
ら、互いに相殺され、低段側の転がり軸受４１に加わる
総合スラスト荷重が軽減される。
羽根車２３の回転により回転軸１４に加わるスラスト力
と高段側圧縮ユニット３０の羽根車３２の回転により回
転軸１４に加わるスラスト力とは方向が反対であるか
ら、互いに相殺され、低段側の転がり軸受４１に加わる
総合スラスト荷重が軽減される。
【００２５】なお、上記例では低段側圧縮ユニット２０
の羽根車を２枚、高段側圧縮ユニット３０の羽根車を１
枚としているが、各圧縮ユニットの羽根車の枚数はこれ
に限定されるものではなく、スラスト力の大きいヒート
ポンプ等のモードや冷房条件のスラスト力等を考慮し
て、各圧縮ユニットのスラスト力を相殺し、転がり軸受
４１に作用する総合スラスト力が小さくなるように羽根
車の枚数を配分する。
の羽根車を２枚、高段側圧縮ユニット３０の羽根車を１
枚としているが、各圧縮ユニットの羽根車の枚数はこれ
に限定されるものではなく、スラスト力の大きいヒート
ポンプ等のモードや冷房条件のスラスト力等を考慮し
て、各圧縮ユニットのスラスト力を相殺し、転がり軸受
４１に作用する総合スラスト力が小さくなるように羽根
車の枚数を配分する。
【００２６】また、本発明に係る冷凍機用多段圧縮機は
電動機１０を中心にその両側にそれぞれ低段側圧縮ユニ
ット２０と高段側圧縮ユニット３０を配置し、各羽根車
の回転により回転軸１４に加わるスラスト力を相殺して
転がり軸受４１に加わる総合スラスト力を軽減する以外
に、羽根車２３、羽根車３２に加わるスラスト荷重を調
整するスラスト力調整機構を設けている。以下このスラ
スト力調整機構について説明する。
電動機１０を中心にその両側にそれぞれ低段側圧縮ユニ
ット２０と高段側圧縮ユニット３０を配置し、各羽根車
の回転により回転軸１４に加わるスラスト力を相殺して
転がり軸受４１に加わる総合スラスト力を軽減する以外
に、羽根車２３、羽根車３２に加わるスラスト荷重を調
整するスラスト力調整機構を設けている。以下このスラ
スト力調整機構について説明する。
【００２７】図２は羽根車２３に加わるスラスト荷重を
調整するスラスト力調整機構の構成例を示す図である。
図示するように、低段側圧縮ユニット２０の羽根車２３
の主板裏面にラビリンスによるシール部分２５を径方向
の所定の位置ＤBに設けると共に、羽根車２３の裏面と
転がり軸受４１の軸受室の間にスラスト力を調整するた
めのスラスト力調整室２６を設ける。このシール部分２
５の位置ＤBとスラスト力調整室２６の圧力Ｐ2を調整す
ることにより、羽根車２３に加わるスラスト力を調整す
ることができる。
調整するスラスト力調整機構の構成例を示す図である。
図示するように、低段側圧縮ユニット２０の羽根車２３
の主板裏面にラビリンスによるシール部分２５を径方向
の所定の位置ＤBに設けると共に、羽根車２３の裏面と
転がり軸受４１の軸受室の間にスラスト力を調整するた
めのスラスト力調整室２６を設ける。このシール部分２
５の位置ＤBとスラスト力調整室２６の圧力Ｐ2を調整す
ることにより、羽根車２３に加わるスラスト力を調整す
ることができる。
【００２８】羽根車２３が回転することにより、気体は
矢印Ａに示すように流れ、次第に昇圧され、羽根車２３
の先端からシール部分２５のラビリンスに流れ込み、該
シール部分２５の圧力が上昇し、矢印Ｂ方向にスラスト
力が発生する。ここでシール部分２５の圧力をＰ1とす
ると、スラスト力調整室２６の圧力Ｐ2をＰ1＞Ｐ2の範
囲で調整するときは、Ｐ1＝Ｐ2の時に比べＢ方向に働く
スラスト力を小さくでき、又Ｐ1＜Ｐ2とすればＢ方向に
働くスラスト力はＰ1＝Ｐ2に比べて大きくできスラスト
力を調整することができる。スラスト力調整室２６の圧
力調整は羽根車２３の吸込み部に釣り合い穴２７を設け
ることや、均圧管２８を設けることにより所定の圧力に
調整する。
矢印Ａに示すように流れ、次第に昇圧され、羽根車２３
の先端からシール部分２５のラビリンスに流れ込み、該
シール部分２５の圧力が上昇し、矢印Ｂ方向にスラスト
力が発生する。ここでシール部分２５の圧力をＰ1とす
ると、スラスト力調整室２６の圧力Ｐ2をＰ1＞Ｐ2の範
囲で調整するときは、Ｐ1＝Ｐ2の時に比べＢ方向に働く
スラスト力を小さくでき、又Ｐ1＜Ｐ2とすればＢ方向に
働くスラスト力はＰ1＝Ｐ2に比べて大きくできスラスト
力を調整することができる。スラスト力調整室２６の圧
力調整は羽根車２３の吸込み部に釣り合い穴２７を設け
ることや、均圧管２８を設けることにより所定の圧力に
調整する。
【００２９】なお、同じような構造のラビリンスによる
シール部分３４を羽根車３２の主板裏面の所定の位置に
設けると共に、羽根車３２の裏面と転がり軸受４２の軸
受室の間にスラスト力を調整するためのスラスト力調整
室３５を設ける。
シール部分３４を羽根車３２の主板裏面の所定の位置に
設けると共に、羽根車３２の裏面と転がり軸受４２の軸
受室の間にスラスト力を調整するためのスラスト力調整
室３５を設ける。
【００３０】上記低段側圧縮ユニット２０の羽根車２
２、２３のスラスト力と高段側圧縮ユニット３０の羽根
車３２のスラスト力との相殺による総合スラスト力の軽
減と、低段側及び高段側圧縮ユニット２０、３０のそれ
ぞれに設けたスラスト力調整機構によるスラスト力の調
整の組み合わせにより、転がり軸受４１に加わるスラス
ト力を極小にすることが可能となる。また、該スラスト
力を一定の方向に作用するように調整することも可能と
なる。
２、２３のスラスト力と高段側圧縮ユニット３０の羽根
車３２のスラスト力との相殺による総合スラスト力の軽
減と、低段側及び高段側圧縮ユニット２０、３０のそれ
ぞれに設けたスラスト力調整機構によるスラスト力の調
整の組み合わせにより、転がり軸受４１に加わるスラス
ト力を極小にすることが可能となる。また、該スラスト
力を一定の方向に作用するように調整することも可能と
なる。
【００３１】冷凍機用多段圧縮機を上記のような構成と
することにより、冷凍機のスラスト力の大きいヒートポ
ンプ等のモードや冷房条件モードでのスラスト力を、ス
ラスト力調整機構のスラスト力調整室２６の圧力Ｐ2や
シール部分２５の径方向の位置ＤBにより転がり軸受４
１に加わる総合スラスト力を低減することができる。そ
の結果、軸受の耐荷重力を下げ、圧縮機の基本構造（軸
受等）を変えることなく如何なる運転状態にも対応でき
る。
することにより、冷凍機のスラスト力の大きいヒートポ
ンプ等のモードや冷房条件モードでのスラスト力を、ス
ラスト力調整機構のスラスト力調整室２６の圧力Ｐ2や
シール部分２５の径方向の位置ＤBにより転がり軸受４
１に加わる総合スラスト力を低減することができる。そ
の結果、軸受の耐荷重力を下げ、圧縮機の基本構造（軸
受等）を変えることなく如何なる運転状態にも対応でき
る。
【００３２】また、低段側の転がり軸受４１にはラジア
ル荷重とスラスト荷重を受けることができる転がり軸受
を使用し、高段側の転がり軸受４２にはラジアル荷重を
主に受ける転がり軸受を使用する。そして各軸受の軸受
室には油又は冷媒が供給され軸受の潤滑及び冷却を行な
うようにしている。
ル荷重とスラスト荷重を受けることができる転がり軸受
を使用し、高段側の転がり軸受４２にはラジアル荷重を
主に受ける転がり軸受を使用する。そして各軸受の軸受
室には油又は冷媒が供給され軸受の潤滑及び冷却を行な
うようにしている。
【００３３】図３は低段側の転がり軸受４１の構造例を
示す図であり、転がり軸受４１は軸受室４１−１内に玉
軸受４１−２、４１−２を配置したラジアル荷重とスラ
スト荷重を受けることができる構造であり、軸受室４１
−１と回転軸１４の間にはラビリンス４５が形成されて
いる。軸受室４１−１内に油又は冷媒４４を供給し、転
がり軸受４１の潤滑及び冷却を行なっている。
示す図であり、転がり軸受４１は軸受室４１−１内に玉
軸受４１−２、４１−２を配置したラジアル荷重とスラ
スト荷重を受けることができる構造であり、軸受室４１
−１と回転軸１４の間にはラビリンス４５が形成されて
いる。軸受室４１−１内に油又は冷媒４４を供給し、転
がり軸受４１の潤滑及び冷却を行なっている。
【００３４】図４は高段側の転がり軸受４２の構造例を
示す図であり、転がり軸受４２は軸受室４２−１内にコ
ロ軸受４２−２を配置したラジアル荷重を主に受ける構
造であり、軸受室４２−１と回転軸１４の間にはラビリ
ンス４６が形成されている。軸受室４２−１内に油又は
冷媒４４を供給し、転がり軸受４２の潤滑及び冷却を行
なっている。
示す図であり、転がり軸受４２は軸受室４２−１内にコ
ロ軸受４２−２を配置したラジアル荷重を主に受ける構
造であり、軸受室４２−１と回転軸１４の間にはラビリ
ンス４６が形成されている。軸受室４２−１内に油又は
冷媒４４を供給し、転がり軸受４２の潤滑及び冷却を行
なっている。
【００３５】上記のように低段側及び高段側圧縮ユニッ
ト２０、３０のスラスト力の相殺と各圧縮ユニットのス
ラスト力調整機構によるスラスト力の調整により、スラ
スト力を極力小さくすることで、高段側及び低段側の軸
受に機械損失の小さい転がり軸受４１、４２を使用する
ことができるから、従来の滑り軸受と比べて機械損失が
大幅に低減することが可能となり、省エネルギー化が図
れる。また、転がり軸受４１、４２で油又は冷媒４４を
供給して潤滑及び冷却を行なうが、冷媒を使用した場合
は、潤滑油の粘度を維持するために上記のように油タン
ク室内にヒータを設けて温度コントロールする等の補機
が不要となる。また、冷媒中に油が溶け込むことによる
伝熱性能低下や軸受損傷などの様々な問題がなくなる。
ト２０、３０のスラスト力の相殺と各圧縮ユニットのス
ラスト力調整機構によるスラスト力の調整により、スラ
スト力を極力小さくすることで、高段側及び低段側の軸
受に機械損失の小さい転がり軸受４１、４２を使用する
ことができるから、従来の滑り軸受と比べて機械損失が
大幅に低減することが可能となり、省エネルギー化が図
れる。また、転がり軸受４１、４２で油又は冷媒４４を
供給して潤滑及び冷却を行なうが、冷媒を使用した場合
は、潤滑油の粘度を維持するために上記のように油タン
ク室内にヒータを設けて温度コントロールする等の補機
が不要となる。また、冷媒中に油が溶け込むことによる
伝熱性能低下や軸受損傷などの様々な問題がなくなる。
【００３６】なお、上記例では転がり軸受４１をラジア
ル荷重とスラスト荷重を受けることができる構造とし、
転がり軸受４２をラジアル荷重を主に受ける構造とした
が、これに限定されるものではなく、例えば両者ともラ
ジアル荷重とスラスト荷重を受けることができる構造と
しても良い。
ル荷重とスラスト荷重を受けることができる構造とし、
転がり軸受４２をラジアル荷重を主に受ける構造とした
が、これに限定されるものではなく、例えば両者ともラ
ジアル荷重とスラスト荷重を受けることができる構造と
しても良い。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように各請求項に記載の発
明によれば、下記のような優れた効果が得られる。
明によれば、下記のような優れた効果が得られる。
【００３８】請求項１に記載の発明によれば、両圧縮ユ
ニットのスラスト力が互いに相殺され、軸受に作用する
総合スラスト力が小さくなるように両圧縮ユニットの羽
根車の枚数を配分することにより、従来のように軸受の
構造や耐荷重を圧力差の大きいヒートポンプ等のモード
に合わせて決定することなく、より小さい構造や耐荷重
の軸受で対応できる。
ニットのスラスト力が互いに相殺され、軸受に作用する
総合スラスト力が小さくなるように両圧縮ユニットの羽
根車の枚数を配分することにより、従来のように軸受の
構造や耐荷重を圧力差の大きいヒートポンプ等のモード
に合わせて決定することなく、より小さい構造や耐荷重
の軸受で対応できる。
【００３９】また、請求項２及び３に記載の発明によれ
ば、両圧縮ユニットの羽根車の主板裏面の径方向の所定
の位置に設けたラビリンスによるシール部分と、該羽根
車の裏面に設けたスラスト力を調整するためのスラスト
力調整室とを具備するスラスト力調整機構を設けたの
で、スラスト力調整室の圧力を調整して羽根車のスラス
ト力を軽減し、軸受に加わる総合スラスト力を軽減する
ことができる。
ば、両圧縮ユニットの羽根車の主板裏面の径方向の所定
の位置に設けたラビリンスによるシール部分と、該羽根
車の裏面に設けたスラスト力を調整するためのスラスト
力調整室とを具備するスラスト力調整機構を設けたの
で、スラスト力調整室の圧力を調整して羽根車のスラス
ト力を軽減し、軸受に加わる総合スラスト力を軽減する
ことができる。
【００４０】また、請求項４に記載の発明によれば、両
圧縮ユニットの羽根車の回転により発生するスラスト力
の相殺と、スラスト力調整機構によるスラスト力の調整
の組み合わせにより、軸受に作用する総合スラスト力を
極小となるように調整するか又は常時一定の方向に作用
するように調整できるので、圧縮機の基本構造（軸受
等）を変えることなく、冷凍機用多段圧縮機の如何なる
運転状態にも対応できる。
圧縮ユニットの羽根車の回転により発生するスラスト力
の相殺と、スラスト力調整機構によるスラスト力の調整
の組み合わせにより、軸受に作用する総合スラスト力を
極小となるように調整するか又は常時一定の方向に作用
するように調整できるので、圧縮機の基本構造（軸受
等）を変えることなく、冷凍機用多段圧縮機の如何なる
運転状態にも対応できる。
【００４１】また、請求項５に記載の発明によれば、ス
ラスト力調整室の圧力を羽根車の吸込み部に設けた釣合
い穴又はスラスト力調整室に連通する均圧管又は両者の
組み合わせで行なうことにより、格別の圧力調整手段を
設けることなく、スラスト力調整室の圧力を調整でき
る。
ラスト力調整室の圧力を羽根車の吸込み部に設けた釣合
い穴又はスラスト力調整室に連通する均圧管又は両者の
組み合わせで行なうことにより、格別の圧力調整手段を
設けることなく、スラスト力調整室の圧力を調整でき
る。
【００４２】また、請求項６に記載の発明によれば、低
段側及び高段側に配置される軸受に機械損失の少ない転
がり軸受を使用することにより、機械損失を大幅に低減
できると共に、省エネルギーを図ることができる。
段側及び高段側に配置される軸受に機械損失の少ない転
がり軸受を使用することにより、機械損失を大幅に低減
できると共に、省エネルギーを図ることができる。
【００４３】また、請求項７に記載の発明によれば、転
がり軸受の軸受室には油又は冷媒を供給することによ
り、転がり軸受の潤滑及び冷却が行なわれ、特に冷媒を
供給することにより潤滑油に冷媒が溶け込んだり、冷媒
中に潤滑油が溶け込んだりすることによる不都合がなく
なる。
がり軸受の軸受室には油又は冷媒を供給することによ
り、転がり軸受の潤滑及び冷却が行なわれ、特に冷媒を
供給することにより潤滑油に冷媒が溶け込んだり、冷媒
中に潤滑油が溶け込んだりすることによる不都合がなく
なる。
【図１】本発明に係る冷凍機用多段圧縮機の構造例を示
す断面図である。
す断面図である。
【図２】本発明に係る冷凍機用多段圧縮機の羽根車に加
わるスラスト荷重を調整するスラスト力調整機構の構成
例を示す図である。
わるスラスト荷重を調整するスラスト力調整機構の構成
例を示す図である。
【図３】本発明に係る冷凍機用多段圧縮機の低段側の転
がり軸受の構造例を示す図である。
がり軸受の構造例を示す図である。
【図４】本発明に係る冷凍機用多段圧縮機の高段側の転
がり軸受の構造例を示す図である。
がり軸受の構造例を示す図である。
１０ 電動機 １１ ケーシング １２ 固定子 １３ 回転子 １４ 回転軸 ２０ 低段側圧縮ユニット ２１ ケーシング ２２ 羽根車 ２３ 羽根車 ２４ サクションベーン ２５ シール部分 ２６ スラスト力調整室 ３０ 高段側圧縮ユニット ３１ ケーシング ３２ 羽根車 ３３ サクションベーン ３４ シール部分 ３５ スラスト力調整室 ４１ 転がり軸受 ４２ 転がり軸受 ４３ 連通ダクト ４４ 油又は冷媒 ４５ ラビリンス ４６ ラビリンス ４７ 操作盤
Claims (7)
- 【請求項１】 電動機を中心にその両側にそれぞれ羽根
車を具備する低段側圧縮ユニットと高段側圧縮ユニット
を配置すると共に、該両圧縮ユニットの羽根車の回転軸
は該電動機の回転軸に直結した構造の冷凍機用多段圧縮
機において、 前記両圧縮ユニットの羽根車の回転により発生するスラ
スト力が互いに相殺され、軸受に作用する総合スラスト
力が小さくなるように前記低段側圧縮ユニット及び高段
側圧縮ユニットの羽根車の枚数を配分したことを特徴と
する冷凍機用多段圧縮機。 - 【請求項２】 請求項１に記載の冷凍機用多段圧縮機に
おいて、 前記両圧縮ユニットの羽根車の主板裏面の径方向の所定
の位置に設けたラビリンスによるシール部分と、該羽根
車の裏面に設けたスラスト力を調整するためのスラスト
力調整室とを具備するスラスト力調整機構を設けたこと
を特徴とする冷凍機用多段圧縮機。 - 【請求項３】 請求項２に記載の冷凍機用多段圧縮機に
おいて、 前記スラスト力調整室は前記低段側圧縮ユニットと軸受
室の間及び前記高段側圧縮ユニットと軸受室の間に設け
たことを特徴とする冷凍機用多段圧縮機。 - 【請求項４】 請求項２又は３に記載の冷凍機用多段圧
縮機において、 前記両圧縮ユニットの羽根車の回転により発生するスラ
スト力の相殺と、前記スラスト力調整機構によるスラス
ト力の調整の組み合わせにより、前記軸受に作用する総
合スラスト力が極小となるように調整するか又は常時一
定の方向に作用するように調整することを特徴とする冷
凍機用多段圧縮機。 - 【請求項５】 請求項２に記載の冷凍機用多段圧縮機に
おいて、 前記スラスト力調整室の圧力は、前記羽根車の吸込み部
に該スラスト力調整室に連通する釣合い穴を設けること
及び／又は該スラスト力調整室に連通する均圧管を設け
ることにより所定の圧力にすることを特徴とする冷凍機
用多段圧縮機。 - 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の
冷凍機用多段圧縮機において、 低段側及び高段側の前記軸受に転がり軸受を用いたこと
を特徴とする冷凍機用多段圧縮機。 - 【請求項７】 請求項６に記載の冷凍機用多段圧縮機に
おいて、 前記転がり軸受の軸受室には油又は冷媒が供給され、該
転がり軸受の潤滑及び冷却を行なうことを特徴とする冷
凍機用多段圧縮機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11094904A JP2000291587A (ja) | 1999-04-01 | 1999-04-01 | 冷凍機用多段圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11094904A JP2000291587A (ja) | 1999-04-01 | 1999-04-01 | 冷凍機用多段圧縮機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000291587A true JP2000291587A (ja) | 2000-10-17 |
Family
ID=14123018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11094904A Pending JP2000291587A (ja) | 1999-04-01 | 1999-04-01 | 冷凍機用多段圧縮機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000291587A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007177696A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | ターボ圧縮機 |
| US7470104B2 (en) | 2005-05-27 | 2008-12-30 | Hitachi Industrial Equipment Systems, Co. Ltd. | Blower |
| CN102213232A (zh) * | 2010-04-06 | 2011-10-12 | 株式会社Ihi | 驱动轴构造、涡轮压缩机及涡轮制冷机 |
| CN104074776A (zh) * | 2013-03-27 | 2014-10-01 | 荏原冷热系统株式会社 | 涡轮制冷机的压缩机用电动机 |
| JP7397258B2 (ja) | 2020-08-07 | 2023-12-13 | 日立Astemo株式会社 | ２段遠心ポンプ |
-
1999
- 1999-04-01 JP JP11094904A patent/JP2000291587A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7470104B2 (en) | 2005-05-27 | 2008-12-30 | Hitachi Industrial Equipment Systems, Co. Ltd. | Blower |
| US7806649B2 (en) | 2005-05-27 | 2010-10-05 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co., Ltd | Blower |
| JP2007177696A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | ターボ圧縮機 |
| CN102213232A (zh) * | 2010-04-06 | 2011-10-12 | 株式会社Ihi | 驱动轴构造、涡轮压缩机及涡轮制冷机 |
| CN102213232B (zh) * | 2010-04-06 | 2014-07-16 | 株式会社Ihi | 驱动轴构造、涡轮压缩机及涡轮制冷机 |
| US8959949B2 (en) | 2010-04-06 | 2015-02-24 | Ihi Corporation | Turbo compressor |
| CN104074776A (zh) * | 2013-03-27 | 2014-10-01 | 荏原冷热系统株式会社 | 涡轮制冷机的压缩机用电动机 |
| CN104074776B (zh) * | 2013-03-27 | 2017-05-24 | 荏原冷热系统株式会社 | 涡轮制冷机的压缩机用电动机 |
| JP7397258B2 (ja) | 2020-08-07 | 2023-12-13 | 日立Astemo株式会社 | ２段遠心ポンプ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050714 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050726 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20051213 |