JP2002303298A - ターボ圧縮機 - Google Patents
ターボ圧縮機Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ターボ圧縮機の歯車増速機構における動力損
失を低減する。 【解決手段】 モータの出力軸２１には大径のギヤ２３
Ａが取り付けられており、圧縮機構の圧縮機軸２４には
小径のピニオン２７Ａが取り付けられており、ギヤ２３
Ａとピニオン２７Ａにより歯車増速機構２８Ａが構成さ
れている。圧縮機軸２４を回転自在に支持する軸受２５
Ａ，２６Ａは、アンギュラ玉軸受１０１〜１０５により
構成されている。アンギュラ玉軸受１０１〜１０５は、
滑り軸受に比べて損失が少なく、動力損失を低減するこ
とができる。また、ギヤ２３Ａとピニオン２７Ａの圧力
角を２５°にしている。このように圧力角を大きくして
いるため、歯面摩擦抵抗が低減して動力損失が低減す
る。更に、ギヤ２３Ａとピニオン２７Ａをはすば歯車に
より構成して、円滑な動力伝達を実現する。
失を低減する。 【解決手段】 モータの出力軸２１には大径のギヤ２３
Ａが取り付けられており、圧縮機構の圧縮機軸２４には
小径のピニオン２７Ａが取り付けられており、ギヤ２３
Ａとピニオン２７Ａにより歯車増速機構２８Ａが構成さ
れている。圧縮機軸２４を回転自在に支持する軸受２５
Ａ，２６Ａは、アンギュラ玉軸受１０１〜１０５により
構成されている。アンギュラ玉軸受１０１〜１０５は、
滑り軸受に比べて損失が少なく、動力損失を低減するこ
とができる。また、ギヤ２３Ａとピニオン２７Ａの圧力
角を２５°にしている。このように圧力角を大きくして
いるため、歯面摩擦抵抗が低減して動力損失が低減す
る。更に、ギヤ２３Ａとピニオン２７Ａをはすば歯車に
より構成して、円滑な動力伝達を実現する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はターボ圧縮機に関
し、特にその歯車増速機構の部分における動力損失を低
減するように工夫したものである。
し、特にその歯車増速機構の部分における動力損失を低
減するように工夫したものである。
【０００２】
【従来の技術】ターボ圧縮機を用いた冷凍装置を、配管
接続構成を示す図４を参照しつつ説明する。図４に示す
冷凍機は、冷媒と冷水との間で熱交換を行わせて冷水を
冷却するとともに冷媒を蒸発・気化する蒸発器１１と、
蒸発器１１において気化された冷媒を圧縮する圧縮機１
２と、圧縮機１２において圧縮された冷媒を凝縮・液化
する凝縮器１３と、凝縮器１３において液化された冷媒
を減圧する絞り弁１４と、凝縮器１３において液化され
た冷媒を一時的に溜め置いて冷却する中間冷却器１５
と、凝縮器１３において冷却された冷媒の一部を利用し
て圧縮機１２の潤滑油を冷却する油冷却器１６とを備え
ている。また、圧縮機１２には、これを駆動するモータ
（駆動機構）１７が連結されている。
接続構成を示す図４を参照しつつ説明する。図４に示す
冷凍機は、冷媒と冷水との間で熱交換を行わせて冷水を
冷却するとともに冷媒を蒸発・気化する蒸発器１１と、
蒸発器１１において気化された冷媒を圧縮する圧縮機１
２と、圧縮機１２において圧縮された冷媒を凝縮・液化
する凝縮器１３と、凝縮器１３において液化された冷媒
を減圧する絞り弁１４と、凝縮器１３において液化され
た冷媒を一時的に溜め置いて冷却する中間冷却器１５
と、凝縮器１３において冷却された冷媒の一部を利用し
て圧縮機１２の潤滑油を冷却する油冷却器１６とを備え
ている。また、圧縮機１２には、これを駆動するモータ
（駆動機構）１７が連結されている。
【０００３】蒸発器１１、圧縮機１２、凝縮器１３、絞
り弁１４及び中間冷却器１５は、冷媒を循環させる閉じ
た系を構成するべく主配管１８によって接続されてい
る。
り弁１４及び中間冷却器１５は、冷媒を循環させる閉じ
た系を構成するべく主配管１８によって接続されてい
る。
【０００４】圧縮機１２には、２段式（多段式）の遠心
圧縮機、いわゆるターボ圧縮機が採用されており、この
ターボ圧縮機１２には、複数の羽根車１９が設けられ、
これら羽根車１９の上流側の第１段羽根車１９ａで冷媒
を圧縮し、その冷媒をさらに第２段羽根車１９ｂに導入
してさらに圧縮したのち凝縮器１３に送出する。
圧縮機、いわゆるターボ圧縮機が採用されており、この
ターボ圧縮機１２には、複数の羽根車１９が設けられ、
これら羽根車１９の上流側の第１段羽根車１９ａで冷媒
を圧縮し、その冷媒をさらに第２段羽根車１９ｂに導入
してさらに圧縮したのち凝縮器１３に送出する。
【０００５】凝縮器１３は、主凝縮器１３ａと補助凝縮
器であるサブクーラ１３ｂとからなり、主凝縮器１３
ａ、サブクーラ１３ｂの順に冷媒が導入されるが、主凝
縮器１３ａにおいて冷却された冷媒の一部がサブクーラ
１３ｂを経ずに油冷却器１６へ導入されて潤滑油を冷却
する。また、それとは別に、主凝縮器１３ａにおいて冷
却された冷媒の一部は、サブクーラ１３ｂを経ずに後述
するモータ１７のケーシング内に導入され、図示しない
ステータやコイルを冷却する。
器であるサブクーラ１３ｂとからなり、主凝縮器１３
ａ、サブクーラ１３ｂの順に冷媒が導入されるが、主凝
縮器１３ａにおいて冷却された冷媒の一部がサブクーラ
１３ｂを経ずに油冷却器１６へ導入されて潤滑油を冷却
する。また、それとは別に、主凝縮器１３ａにおいて冷
却された冷媒の一部は、サブクーラ１３ｂを経ずに後述
するモータ１７のケーシング内に導入され、図示しない
ステータやコイルを冷却する。
【０００６】絞り弁１４は、凝縮器１３と中間冷却器１
５との間、中間冷却器１５と蒸発器１１との間にそれぞ
れ配設されており、凝縮器１３において液化された冷媒
を段階的に減圧する。
５との間、中間冷却器１５と蒸発器１１との間にそれぞ
れ配設されており、凝縮器１３において液化された冷媒
を段階的に減圧する。
【０００７】中間冷却器１５の構造は中空の容器に等し
く、主凝縮器１３ａ、サブクーラ１３ｂにおいて冷却さ
れ、絞り弁１４において減圧された冷媒を一時的に溜め
置いてさらに冷却を進める。なお、中間冷却器１５の気
相成分は、蒸発器１１を経ずにバイパス配管２０を通じ
て圧縮機１２の第２段羽根車１９ｂに導入される。
く、主凝縮器１３ａ、サブクーラ１３ｂにおいて冷却さ
れ、絞り弁１４において減圧された冷媒を一時的に溜め
置いてさらに冷却を進める。なお、中間冷却器１５の気
相成分は、蒸発器１１を経ずにバイパス配管２０を通じ
て圧縮機１２の第２段羽根車１９ｂに導入される。
【０００８】次に、上記冷凍装置に備えられたターボ圧
縮機１２についてさらに詳述する。図５に示すように、
駆動機構であるモータ１７の出力軸２１は、軸受２２に
よって回転自在に支持されており、出力軸１７の先端に
は、はすば歯車でなるギヤ２３が取り付けられている。
一方、ターボ圧縮機１２の圧縮機構の圧縮機軸２４は、
軸方向に離間した２つの軸受２５，２６により回転自在
に支持されている。圧縮機軸２４のうち、軸受２５，２
６の間の位置には、はすば歯車でなるピニオン２７が取
り付けられており、ピニオン２７はギヤ２３に噛合して
いる。この場合、ギヤ２３の径に対してピニオン２７の
径が小さくなっており、ギヤ２３及びピニオン２７によ
り歯車増速機構２８が構成されている。このため、モー
タ１７の出力軸２１の回転力は、歯車増速機構２８によ
り約１０倍に増速されてから、圧縮機軸２４に伝達され
る。なお、圧縮機軸２４には、羽根車１９（１９ａ，１
９ｂ）が取り付けられており、羽根車１９を中心部材と
して圧縮機構が構成されている。
縮機１２についてさらに詳述する。図５に示すように、
駆動機構であるモータ１７の出力軸２１は、軸受２２に
よって回転自在に支持されており、出力軸１７の先端に
は、はすば歯車でなるギヤ２３が取り付けられている。
一方、ターボ圧縮機１２の圧縮機構の圧縮機軸２４は、
軸方向に離間した２つの軸受２５，２６により回転自在
に支持されている。圧縮機軸２４のうち、軸受２５，２
６の間の位置には、はすば歯車でなるピニオン２７が取
り付けられており、ピニオン２７はギヤ２３に噛合して
いる。この場合、ギヤ２３の径に対してピニオン２７の
径が小さくなっており、ギヤ２３及びピニオン２７によ
り歯車増速機構２８が構成されている。このため、モー
タ１７の出力軸２１の回転力は、歯車増速機構２８によ
り約１０倍に増速されてから、圧縮機軸２４に伝達され
る。なお、圧縮機軸２４には、羽根車１９（１９ａ，１
９ｂ）が取り付けられており、羽根車１９を中心部材と
して圧縮機構が構成されている。
【０００９】このようなターボ圧縮機１２が駆動される
と、羽根車１９とピニオン２７により圧縮機軸２４には
スラスト力が作用する。つまり、図５において、羽根車
１９は矢印Ａ方向のスラスト力を発生し、ピニオン２７
は矢印Ｂ方向のスラスト力を発生するが、冷凍能力が変
化しても、矢印Ａ方向のスラスト力が、矢印Ｂ方向のス
ラスト力よりも大きくなるように設計をしている。この
結果、ターボ圧縮機１２が駆動している際には、圧縮機
軸２４には、総合的には矢印Ａ方向のスラスト力が常に
かかるようになっている。なお、設計によっては、総合
的には矢印Ｂ方向に常にスラスト力がかかるようにする
こともできる。
と、羽根車１９とピニオン２７により圧縮機軸２４には
スラスト力が作用する。つまり、図５において、羽根車
１９は矢印Ａ方向のスラスト力を発生し、ピニオン２７
は矢印Ｂ方向のスラスト力を発生するが、冷凍能力が変
化しても、矢印Ａ方向のスラスト力が、矢印Ｂ方向のス
ラスト力よりも大きくなるように設計をしている。この
結果、ターボ圧縮機１２が駆動している際には、圧縮機
軸２４には、総合的には矢印Ａ方向のスラスト力が常に
かかるようになっている。なお、設計によっては、総合
的には矢印Ｂ方向に常にスラスト力がかかるようにする
こともできる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところで従来技術で
は、高速回転する圧縮機軸２４を回転自在に支持する軸
受２５，２６として、低偏心率で軸受剛性の大きいオフ
セット滑り軸受が採用されていた。オフセット滑り軸受
では、圧縮機軸２４と軸受との間に油膜が介在している
ため寿命は長いが、回転している圧縮機軸２４が油膜を
剪断するため動力損失が大きいという問題があった。
は、高速回転する圧縮機軸２４を回転自在に支持する軸
受２５，２６として、低偏心率で軸受剛性の大きいオフ
セット滑り軸受が採用されていた。オフセット滑り軸受
では、圧縮機軸２４と軸受との間に油膜が介在している
ため寿命は長いが、回転している圧縮機軸２４が油膜を
剪断するため動力損失が大きいという問題があった。
【００１１】また従来技術では、歯車増速機構２８のギ
ヤ２３及びピニオン２７の圧力角は２０°になってい
た。通常の機械では圧力角を２０°にするのが一般的で
あり、ＪＩＳにおいても圧力角を２０°にするのが一般
的であると規定されているので、この機械においても圧
力角を２０°にしていた。しかし、圧力角を２０°にし
ていたのでは、更なる動力損失の低減には限度があっ
た。ちなみに、圧力角とは、歯車の歯面のピッチ点にお
いて、その半径線と歯形への接線とのなす角をいう。
ヤ２３及びピニオン２７の圧力角は２０°になってい
た。通常の機械では圧力角を２０°にするのが一般的で
あり、ＪＩＳにおいても圧力角を２０°にするのが一般
的であると規定されているので、この機械においても圧
力角を２０°にしていた。しかし、圧力角を２０°にし
ていたのでは、更なる動力損失の低減には限度があっ
た。ちなみに、圧力角とは、歯車の歯面のピッチ点にお
いて、その半径線と歯形への接線とのなす角をいう。
【００１２】本発明は、上記従来技術に鑑み、動力損失
を更に低減したターボ圧縮機を提供することを目的とす
る。
を更に低減したターボ圧縮機を提供することを目的とす
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の構成は、出力軸を介して回転力を出力する駆動機構
と、羽根車が取り付けられている圧縮機軸を、軸方向に
離間した２つの軸受により回転自在に支持している圧縮
機構と、前記出力軸に取り付けられている大歯車と、前
記圧縮機軸のうち前記２つの軸受の間の位置に取り付け
られていると共に前記大歯車に噛合する小歯車とでなる
歯車増速機構とを有するターボ圧縮機において、前記圧
縮機構の前記軸受を転がり軸受により構成し、しかも、
少なくとも一方の軸受をアンギュラ玉軸受としたことを
特徴とする。
明の構成は、出力軸を介して回転力を出力する駆動機構
と、羽根車が取り付けられている圧縮機軸を、軸方向に
離間した２つの軸受により回転自在に支持している圧縮
機構と、前記出力軸に取り付けられている大歯車と、前
記圧縮機軸のうち前記２つの軸受の間の位置に取り付け
られていると共に前記大歯車に噛合する小歯車とでなる
歯車増速機構とを有するターボ圧縮機において、前記圧
縮機構の前記軸受を転がり軸受により構成し、しかも、
少なくとも一方の軸受をアンギュラ玉軸受としたことを
特徴とする。
【００１４】また本発明の構成は、出力軸を介して回転
力を出力する駆動機構と、羽根車が取り付けられている
圧縮機軸を、軸方向に離間した２つの軸受により回転自
在に支持している圧縮機構と、前記出力軸に取り付けら
れている大歯車と、前記圧縮機軸のうち前記２つの軸受
の間の位置に取り付けられていると共に前記大歯車に噛
合する小歯車とでなる歯車増速機構とを有するターボ圧
縮機において、前記圧縮機構の前記軸受をそれぞれアン
ギュラ玉軸受により構成したことを特徴とする。
力を出力する駆動機構と、羽根車が取り付けられている
圧縮機軸を、軸方向に離間した２つの軸受により回転自
在に支持している圧縮機構と、前記出力軸に取り付けら
れている大歯車と、前記圧縮機軸のうち前記２つの軸受
の間の位置に取り付けられていると共に前記大歯車に噛
合する小歯車とでなる歯車増速機構とを有するターボ圧
縮機において、前記圧縮機構の前記軸受をそれぞれアン
ギュラ玉軸受により構成したことを特徴とする。
【００１５】また本発明の構成は、前記軸受はそれぞれ
複数のアンギュラ玉軸受により構成されていることを特
徴とする。
複数のアンギュラ玉軸受により構成されていることを特
徴とする。
【００１６】また本発明の構成は、前記アンギュラ玉軸
受の外輪と、この外輪を支える固定支持部との間に、Ｏ
リングを介在させていることを特徴とする。
受の外輪と、この外輪を支える固定支持部との間に、Ｏ
リングを介在させていることを特徴とする。
【００１７】また本発明の構成は、出力軸を介して回転
力を出力する駆動機構と、羽根車が取り付けられている
圧縮機軸を、軸方向に離間した２つの軸受により回転自
在に支持している圧縮機構と、前記出力軸に取り付けら
れている大歯車と、前記圧縮機軸のうち前記２つの軸受
の間の位置に取り付けられていると共に前記大歯車に噛
合する小歯車とでなる歯車増速機構とを有するターボ圧
縮機において、前記大歯車及び前記小歯車の圧力角を２
２°〜２８°の範囲の値にしたことを特徴とする。
力を出力する駆動機構と、羽根車が取り付けられている
圧縮機軸を、軸方向に離間した２つの軸受により回転自
在に支持している圧縮機構と、前記出力軸に取り付けら
れている大歯車と、前記圧縮機軸のうち前記２つの軸受
の間の位置に取り付けられていると共に前記大歯車に噛
合する小歯車とでなる歯車増速機構とを有するターボ圧
縮機において、前記大歯車及び前記小歯車の圧力角を２
２°〜２８°の範囲の値にしたことを特徴とする。
【００１８】また本発明の構成は、出力軸を介して回転
力を出力する駆動機構と、羽根車が取り付けられている
圧縮機軸を、軸方向に離間した２つの軸受により回転自
在に支持している圧縮機構と、前記出力軸に取り付けら
れている大歯車と、前記圧縮機軸のうち前記２つの軸受
の間の位置に取り付けられていると共に前記大歯車に噛
合する小歯車とでなる歯車増速機構とを有するターボ圧
縮機において、前記大歯車及び前記小歯車を、はすば歯
車とすると共に、その圧力角を２２°〜２８°の範囲の
値にしたことを特徴とする。
力を出力する駆動機構と、羽根車が取り付けられている
圧縮機軸を、軸方向に離間した２つの軸受により回転自
在に支持している圧縮機構と、前記出力軸に取り付けら
れている大歯車と、前記圧縮機軸のうち前記２つの軸受
の間の位置に取り付けられていると共に前記大歯車に噛
合する小歯車とでなる歯車増速機構とを有するターボ圧
縮機において、前記大歯車及び前記小歯車を、はすば歯
車とすると共に、その圧力角を２２°〜２８°の範囲の
値にしたことを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。なお従来技術と同一機能を果
たす部分には同一符号を付し、重複する説明は省略す
る。
に基づき詳細に説明する。なお従来技術と同一機能を果
たす部分には同一符号を付し、重複する説明は省略す
る。
【００２０】図１は本発明の実施の形態にかかる冷凍機
用のターボ圧縮機１２Ａを示す構成図であり、図２はタ
ーボ圧縮機１２Ａのうち歯車増速機構２８Ａの部分を抽
出して示す図である。
用のターボ圧縮機１２Ａを示す構成図であり、図２はタ
ーボ圧縮機１２Ａのうち歯車増速機構２８Ａの部分を抽
出して示す図である。
【００２１】図１及び図２に示すように、駆動機構であ
るモータ１７の出力軸２１は、軸受２２によって回転自
在に支持されており、出力軸１７の先端には、はすば歯
車でなるギヤ２３Ａが取り付けられている。一方、ター
ボ圧縮機１２の圧縮機構の圧縮機軸２４は、軸方向に離
間した２つの軸受２５Ａ，２６Ａにより回転自在に支持
されている。圧縮機軸２４のうち、軸受２５Ａ，２６Ａ
の間の位置には、はすば歯車でなるピニオン２７Ａが取
り付けられており、ピニオン２７Ａはギヤ２３Ａに噛合
している。この場合、ギヤ２３Ａの径に対してピニオン
２７Ａの径が小さくなっており、ギヤ２３Ａ及びピニオ
ン２７Ａにより歯車増速機構２８Ａが構成されている。
このため、モータ１７の出力軸２１の回転力は、歯車増
速機構２８Ａにより約１０倍に増速されてから、圧縮機
軸２４に伝達される。なお、圧縮機軸２４には、羽根車
１９（１９ａ，１９ｂ）が取り付けられており、羽根車
１９を中心部材として圧縮機構が構成されている。
るモータ１７の出力軸２１は、軸受２２によって回転自
在に支持されており、出力軸１７の先端には、はすば歯
車でなるギヤ２３Ａが取り付けられている。一方、ター
ボ圧縮機１２の圧縮機構の圧縮機軸２４は、軸方向に離
間した２つの軸受２５Ａ，２６Ａにより回転自在に支持
されている。圧縮機軸２４のうち、軸受２５Ａ，２６Ａ
の間の位置には、はすば歯車でなるピニオン２７Ａが取
り付けられており、ピニオン２７Ａはギヤ２３Ａに噛合
している。この場合、ギヤ２３Ａの径に対してピニオン
２７Ａの径が小さくなっており、ギヤ２３Ａ及びピニオ
ン２７Ａにより歯車増速機構２８Ａが構成されている。
このため、モータ１７の出力軸２１の回転力は、歯車増
速機構２８Ａにより約１０倍に増速されてから、圧縮機
軸２４に伝達される。なお、圧縮機軸２４には、羽根車
１９（１９ａ，１９ｂ）が取り付けられており、羽根車
１９を中心部材として圧縮機構が構成されている。
【００２２】軸受２５Ａは、３つのアンギュラ玉軸受１
０１，１０２，１０３を用いた組み合わせアンギュラ玉
軸受であり、軸受２６Ａは２つのアンギュラ玉軸受１０
４，１０５を用いた組合せアンギュラ玉軸受である。各
アンギュラ玉軸受１０１〜１０５は接触角を有してお
り、ラジアル荷重のみならずスラスト荷重も受けること
ができる。スラスト荷重について説明すると、圧縮機軸
２４に作用する矢印Ａ方向のスラスト荷重はアンギュラ
玉軸受１０１，１０２，１０４により受けることがで
き、圧縮機軸２４に作用する矢印Ｂ方向のスラスト荷重
はアンギュラ玉軸受１０３，１０５により受けることが
できる。
０１，１０２，１０３を用いた組み合わせアンギュラ玉
軸受であり、軸受２６Ａは２つのアンギュラ玉軸受１０
４，１０５を用いた組合せアンギュラ玉軸受である。各
アンギュラ玉軸受１０１〜１０５は接触角を有してお
り、ラジアル荷重のみならずスラスト荷重も受けること
ができる。スラスト荷重について説明すると、圧縮機軸
２４に作用する矢印Ａ方向のスラスト荷重はアンギュラ
玉軸受１０１，１０２，１０４により受けることがで
き、圧縮機軸２４に作用する矢印Ｂ方向のスラスト荷重
はアンギュラ玉軸受１０３，１０５により受けることが
できる。
【００２３】アンギュラ玉軸受１０１〜１０５は転がり
軸受であるため、動力損失が少なく、効率的に動力を伝
達することができる。しかも、５０００〜２００００ｒ
ｐｍと高速で回転する圧縮機軸２４を安定して回転支持
することができると共に、圧縮機軸２４に発生する矢印
Ａ方向の総合的スラスト力に耐えることができる。この
ため不要な振動が発生することがなくなる。
軸受であるため、動力損失が少なく、効率的に動力を伝
達することができる。しかも、５０００〜２００００ｒ
ｐｍと高速で回転する圧縮機軸２４を安定して回転支持
することができると共に、圧縮機軸２４に発生する矢印
Ａ方向の総合的スラスト力に耐えることができる。この
ため不要な振動が発生することがなくなる。
【００２４】また、アンギュラ玉軸受１０４，１０５の
外輪１０４ａ，１０５ａの外周面と、各アンギュラ玉軸
受１０４，１０５を固定支持する固定支持部１１１との
間には、Ｏリング１２４，１２５が介装されている。
外輪１０４ａ，１０５ａの外周面と、各アンギュラ玉軸
受１０４，１０５を固定支持する固定支持部１１１との
間には、Ｏリング１２４，１２５が介装されている。
【００２５】このようにＯリング１２４，１２５を配置
しているため、軸受２５Ａ，２６Ａが摩擦熱等により熱
伸びしても、熱伸びをＯリング１２４，１２５により吸
収することができる。
しているため、軸受２５Ａ，２６Ａが摩擦熱等により熱
伸びしても、熱伸びをＯリング１２４，１２５により吸
収することができる。
【００２６】更に、ギヤ２３Ａとピニオン２７Ａのそれ
ぞれの圧力角を２５°にしている。このように圧力角を
従来の２０°から２５°にまで大きくしているので、ギ
ヤ２３Ａ及びピニオン２７Ａでの歯面での面圧が低下し
て油膜厚さが厚くなり、これにより歯面摩擦抵抗が低下
して動力損失が低下する。なお、圧力角を大きくすると
歯車損失（動力損失）が低下することは、機械設計技術
分野では一般に知られているが、従来のターボ圧縮機で
は圧力角を２０°にしたままであり、これより大きい圧
力角を採用してはいなかった。
ぞれの圧力角を２５°にしている。このように圧力角を
従来の２０°から２５°にまで大きくしているので、ギ
ヤ２３Ａ及びピニオン２７Ａでの歯面での面圧が低下し
て油膜厚さが厚くなり、これにより歯面摩擦抵抗が低下
して動力損失が低下する。なお、圧力角を大きくすると
歯車損失（動力損失）が低下することは、機械設計技術
分野では一般に知られているが、従来のターボ圧縮機で
は圧力角を２０°にしたままであり、これより大きい圧
力角を採用してはいなかった。
【００２７】なおギヤ２３Ａとピニオン２７Ａのそれぞ
れの圧力角を、２２°〜２８°の範囲の値にすると、動
力損失が低下することが実験により確認されたので、こ
の範囲の値の圧力損失を採用する。次の表１は、仕様の
異なる複数のターボ圧縮機Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにおいて、圧
力角を変えていったときの、圧力角と損失との関係を実
験により求めたものを示すものであり、図３はそれをグ
ラフ化したものである。表１及び図３から、圧力角を２
０°にした場合に対して、圧力角を大きくしていく程、
動力損失が低減していくことが判った。なお、圧力角を
大きくしていくと振動が増えるので、圧力角を２２°〜
２８°にすれば、振動をある程度おさえつつ、動力損失
を有効に低減することができることが判った。
れの圧力角を、２２°〜２８°の範囲の値にすると、動
力損失が低下することが実験により確認されたので、こ
の範囲の値の圧力損失を採用する。次の表１は、仕様の
異なる複数のターボ圧縮機Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにおいて、圧
力角を変えていったときの、圧力角と損失との関係を実
験により求めたものを示すものであり、図３はそれをグ
ラフ化したものである。表１及び図３から、圧力角を２
０°にした場合に対して、圧力角を大きくしていく程、
動力損失が低減していくことが判った。なお、圧力角を
大きくしていくと振動が増えるので、圧力角を２２°〜
２８°にすれば、振動をある程度おさえつつ、動力損失
を有効に低減することができることが判った。
【００２８】
【表１】
【００２９】またギヤ２３Ａとピニオン２７Ａを、はす
ば歯車としているので、振動音を少なくして円滑に動力
を伝達することができる。
ば歯車としているので、振動音を少なくして円滑に動力
を伝達することができる。
【００３０】なお、図１，図２に示す例では、軸受２５
Ａ，２６Ａを共にアンギュラ玉軸受により構成したが、
軸受２５Ａ，２６Ａの一方のみをアンギュラ玉軸受と
し、他方を通常の転がり玉軸受とすることもできる。更
に、アンギュラ玉軸受と通常の玉軸受とを組み合わせた
軸受や、アンギュラ玉軸受と深みぞ玉軸受を組み合わせ
た軸受を、軸受２５Ａ，２６Ａとして採用することもで
きる。また、モータ１７の出力軸２１を支持する軸受２
２を、アンギュラ玉軸受としてもよい。
Ａ，２６Ａを共にアンギュラ玉軸受により構成したが、
軸受２５Ａ，２６Ａの一方のみをアンギュラ玉軸受と
し、他方を通常の転がり玉軸受とすることもできる。更
に、アンギュラ玉軸受と通常の玉軸受とを組み合わせた
軸受や、アンギュラ玉軸受と深みぞ玉軸受を組み合わせ
た軸受を、軸受２５Ａ，２６Ａとして採用することもで
きる。また、モータ１７の出力軸２１を支持する軸受２
２を、アンギュラ玉軸受としてもよい。
【００３１】
【発明の効果】以上実施の形態と共に具体的に説明した
ように本発明では、出力軸を介して回転力を出力する駆
動機構と、羽根車が取り付けられている圧縮機軸を、軸
方向に離間した２つの軸受により回転自在に支持してい
る圧縮機構と、前記出力軸に取り付けられている大歯車
と、前記圧縮機軸のうち前記２つの軸受の間の位置に取
り付けられていると共に前記大歯車に噛合する小歯車と
でなる歯車増速機構とを有するターボ圧縮機において、
前記圧縮機構の前記軸受を転がり軸受により構成し、し
かも、少なくとも一方の軸受をアンギュラ玉軸受とした
り前記圧縮機構の前記軸受をそれぞれアンギュラ玉軸受
により構成したり、前記軸受を複数のアンギュラ玉軸受
により構成したりした。
ように本発明では、出力軸を介して回転力を出力する駆
動機構と、羽根車が取り付けられている圧縮機軸を、軸
方向に離間した２つの軸受により回転自在に支持してい
る圧縮機構と、前記出力軸に取り付けられている大歯車
と、前記圧縮機軸のうち前記２つの軸受の間の位置に取
り付けられていると共に前記大歯車に噛合する小歯車と
でなる歯車増速機構とを有するターボ圧縮機において、
前記圧縮機構の前記軸受を転がり軸受により構成し、し
かも、少なくとも一方の軸受をアンギュラ玉軸受とした
り前記圧縮機構の前記軸受をそれぞれアンギュラ玉軸受
により構成したり、前記軸受を複数のアンギュラ玉軸受
により構成したりした。
【００３２】このように圧縮機構の軸受を、アンギュラ
玉軸受により構成したため、動力損失が低減する。ま
た、圧縮機軸に発生するスラスト方向の力を受けること
ができ、安定して圧縮機軸を回転支持することができ
る。
玉軸受により構成したため、動力損失が低減する。ま
た、圧縮機軸に発生するスラスト方向の力を受けること
ができ、安定して圧縮機軸を回転支持することができ
る。
【００３３】また本発明では、アンギュラ玉軸受の外輪
と、この外輪を支える固定支持部との間に、Ｏリングを
介在させる構成とした。このため、軸受が熱伸びして
も、この熱伸びをＯリングにより吸収することができ、
安定して圧縮機軸を回転支持することができる。
と、この外輪を支える固定支持部との間に、Ｏリングを
介在させる構成とした。このため、軸受が熱伸びして
も、この熱伸びをＯリングにより吸収することができ、
安定して圧縮機軸を回転支持することができる。
【００３４】また本発明では、出力軸を介して回転力を
出力する駆動機構と、羽根車が取り付けられている圧縮
機軸を、軸方向に離間した２つの軸受により回転自在に
支持している圧縮機構と、前記出力軸に取り付けられて
いる大歯車と、前記圧縮機軸のうち前記２つの軸受の間
の位置に取り付けられていると共に前記大歯車に噛合す
る小歯車とでなる歯車増速機構とを有するターボ圧縮機
において、前記大歯車及び前記小歯車の圧力角を２２°
〜２８°の範囲の値にしたり、前記大歯車及び前記小歯
車を、はすば歯車とすると共に、その圧力角を２２°〜
２８°の範囲の値にした。
出力する駆動機構と、羽根車が取り付けられている圧縮
機軸を、軸方向に離間した２つの軸受により回転自在に
支持している圧縮機構と、前記出力軸に取り付けられて
いる大歯車と、前記圧縮機軸のうち前記２つの軸受の間
の位置に取り付けられていると共に前記大歯車に噛合す
る小歯車とでなる歯車増速機構とを有するターボ圧縮機
において、前記大歯車及び前記小歯車の圧力角を２２°
〜２８°の範囲の値にしたり、前記大歯車及び前記小歯
車を、はすば歯車とすると共に、その圧力角を２２°〜
２８°の範囲の値にした。
【００３５】このように圧力角を２２°〜２８°の範囲
の値にしたため、動力損失が低減する。また、はすば歯
車とすることにより、振動音を少なくして円滑に動力を
伝達することができる。
の値にしたため、動力損失が低減する。また、はすば歯
車とすることにより、振動音を少なくして円滑に動力を
伝達することができる。
【図１】本発明の実施の形態にかかる冷凍機用のターボ
圧縮機を示す構成図。
圧縮機を示す構成図。
【図２】ターボ圧縮機のうち歯車増速機の部分を抽出し
て示す構成図。
て示す構成図。
【図３】圧力角と損失との関係を示す特性図。
【図４】ターボ圧縮機を用いた冷凍装置の配管接続構成
を示す構成図。
を示す構成図。
【図５】従来の冷凍機用のターボ圧縮機を示す構成図。
１１ 蒸発器 １２，１２Ａ ターボ圧縮機 １３ 凝縮器 １４ 絞り弁 １５ 中間冷却器 １６ 油冷却器 １７ モータ（駆動機構） １８ 主配管 １９，１９ａ，１９ｂ 羽根車 ２０ バイパス配管 ２１ 出力軸 ２２ 軸受 ２３，２３Ａ ギヤ ２４ 圧縮機軸 ２５，２５Ａ，２６，２６Ａ 軸受 ２７，２７Ａ ピニオン ２８，２８Ａ 歯車増速機構 １０１〜１０５ アンギュラ玉軸受 １０１ａ〜１０５ａ 外輪 １２４，１２５ Ｏリング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小串 栄人 長崎県長崎市深堀町５丁目717番１号 三 菱重工業株式会社長崎研究所内 Ｆターム(参考） 3H022 AA02 BA03 BA06 CA12 3H032 AA09
Claims (6)
- 【請求項１】 出力軸を介して回転力を出力する駆動機
構と、 羽根車が取り付けられている圧縮機軸を、軸方向に離間
した２つの軸受により回転自在に支持している圧縮機構
と、 前記出力軸に取り付けられている大歯車と、前記圧縮機
軸のうち前記２つの軸受の間の位置に取り付けられてい
ると共に前記大歯車に噛合する小歯車とでなる歯車増速
機構とを有するターボ圧縮機において、 前記圧縮機構の前記軸受を転がり軸受により構成し、し
かも、少なくとも一方の軸受をアンギュラ玉軸受とした
ことを特徴とするターボ圧縮機。 - 【請求項２】 出力軸を介して回転力を出力する駆動機
構と、 羽根車が取り付けられている圧縮機軸を、軸方向に離間
した２つの軸受により回転自在に支持している圧縮機構
と、 前記出力軸に取り付けられている大歯車と、前記圧縮機
軸のうち前記２つの軸受の間の位置に取り付けられてい
ると共に前記大歯車に噛合する小歯車とでなる歯車増速
機構とを有するターボ圧縮機において、 前記圧縮機構の前記軸受をそれぞれアンギュラ玉軸受に
より構成したことを特徴とするターボ圧縮機。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２において、前記
軸受はそれぞれ複数のアンギュラ玉軸受により構成され
ていることを特徴とするターボ圧縮機。 - 【請求項４】 請求項１または請求項２または請求項３
において、前記アンギュラ玉軸受の外輪と、この外輪を
支える固定支持部との間に、Ｏリングを介在させている
ことを特徴とするターボ圧縮機。 - 【請求項５】 出力軸を介して回転力を出力する駆動機
構と、 羽根車が取り付けられている圧縮機軸を、軸方向に離間
した２つの軸受により回転自在に支持している圧縮機構
と、 前記出力軸に取り付けられている大歯車と、前記圧縮機
軸のうち前記２つの軸受の間の位置に取り付けられてい
ると共に前記大歯車に噛合する小歯車とでなる歯車増速
機構とを有するターボ圧縮機において、 前記大歯車及び前記小歯車の圧力角を２２°〜２８°の
範囲の値にしたことを特徴とするターボ圧縮機。 - 【請求項６】 出力軸を介して回転力を出力する駆動機
構と、 羽根車が取り付けられている圧縮機軸を、軸方向に離間
した２つの軸受により回転自在に支持している圧縮機構
と、 前記出力軸に取り付けられている大歯車と、前記圧縮機
軸のうち前記２つの軸受の間の位置に取り付けられてい
ると共に前記大歯車に噛合する小歯車とでなる歯車増速
機構とを有するターボ圧縮機において、 前記大歯車及び前記小歯車を、はすば歯車とすると共
に、その圧力角を２２°〜２８°の範囲の値にしたこと
を特徴とするターボ圧縮機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001104271A JP2002303298A (ja) | 2001-04-03 | 2001-04-03 | ターボ圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001104271A JP2002303298A (ja) | 2001-04-03 | 2001-04-03 | ターボ圧縮機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002303298A true JP2002303298A (ja) | 2002-10-18 |
Family
ID=18957158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001104271A Pending JP2002303298A (ja) | 2001-04-03 | 2001-04-03 | ターボ圧縮機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002303298A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007182853A (ja) * | 2006-01-10 | 2007-07-19 | Hitachi Plant Technologies Ltd | 空気圧縮機 |
| JP2007187032A (ja) * | 2006-01-12 | 2007-07-26 | Nsk Ltd | ターボ圧縮機 |
| US7690887B2 (en) | 2005-12-28 | 2010-04-06 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries, Co., Ltd. | Turbo compressor |
| US8245529B2 (en) | 2008-02-06 | 2012-08-21 | Ihi Corporation | Turbo compressor and refrigerator |
| CN101265917B (zh) * | 2007-03-16 | 2012-12-05 | 株式会社Ihi | 齿轮驱动涡轮压缩机 |
| JP2015151998A (ja) * | 2014-02-19 | 2015-08-24 | 日本精工株式会社 | ヒートポンプ圧縮機 |
| CN105626554A (zh) * | 2016-03-17 | 2016-06-01 | 北京斯特透平机械有限公司 | 一种离心式增压机 |
-
2001
- 2001-04-03 JP JP2001104271A patent/JP2002303298A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7690887B2 (en) | 2005-12-28 | 2010-04-06 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries, Co., Ltd. | Turbo compressor |
| JP2007182853A (ja) * | 2006-01-10 | 2007-07-19 | Hitachi Plant Technologies Ltd | 空気圧縮機 |
| JP2007187032A (ja) * | 2006-01-12 | 2007-07-26 | Nsk Ltd | ターボ圧縮機 |
| CN101265917B (zh) * | 2007-03-16 | 2012-12-05 | 株式会社Ihi | 齿轮驱动涡轮压缩机 |
| US8245529B2 (en) | 2008-02-06 | 2012-08-21 | Ihi Corporation | Turbo compressor and refrigerator |
| JP2015151998A (ja) * | 2014-02-19 | 2015-08-24 | 日本精工株式会社 | ヒートポンプ圧縮機 |
| CN105626554A (zh) * | 2016-03-17 | 2016-06-01 | 北京斯特透平机械有限公司 | 一种离心式增压机 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050401 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050412 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050602 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20051213 |