JP2004132291A

JP2004132291A - 圧縮機及び冷凍機

Info

Publication number: JP2004132291A
Application number: JP2002298536A
Authority: JP
Inventors: Kenichiro Nishii; 西井　健一朗
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-10-11
Filing date: 2002-10-11
Publication date: 2004-04-30

Abstract

【課題】バランス調整の時間を短縮し、手間をかけず容易に調整ができ、バランス精度が向上した圧縮機及び冷凍機を提供すること。
【解決手段】ケーシング２４が、回転軸２１の一端及びインペラ２３を収める第一の殻体２８と、回転軸２１の他端又は回転子２２ａを収める第二の殻体２９とに分割されている構成を採用した。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ケーシングが回転軸の一端及びインペラを収める部分と、回転軸の他端又は回転子を収める部分とで分割された圧縮機、及びこの圧縮機を有する冷凍機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は、ターボ冷凍機の一例を示したものである。
この図３において、ターボ冷凍機１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共に、冷媒を蒸発、気化する蒸発器２と、蒸発器２において気化された冷媒を圧縮する圧縮機３と、圧縮機３において圧縮された冷媒と冷却水との間で熱交換を行わせて冷媒を凝縮、液化する凝縮器４と、凝縮器４において液化された冷媒を減圧する絞り弁（図示せず）と、凝縮器４において冷却された冷媒の一部を利用して圧縮機３の潤滑油を冷却する油冷却器（図示せず）とを備えているものである。
【０００３】
従来、この種のターボ冷凍機１に用いられる圧縮機３として、図４に示すものが知られている。
図４に示す圧縮機６は、回転軸７と電動機８とインペラ９が１つのケーシング１０内に設けられたものである。
インペラ９は、回転軸７の一端に固定されている。また、電動機８は、回転軸７の他端に固定された回転子８ａと、ケーシング１０の内部に回転子８ａを取り囲むように配置された固定子８ｂとからなっている。また、この回転子８ａの両側端面及び回転軸７の他端の端部は、バランス調整部１１となっている。
次いで、ケーシング１０は、底部を有する筒形状に形成されており、このケーシング１０の開口部側に蓋体１２が固定されている。
【０００４】
この圧縮機６は、フィールドバランスと呼ばれる、圧縮機を組立てた状態で運転し、その振動を検出しバランス調整部１１に錘を取り付ける、又は穴を開け重量を軽減しバランス調整をする方法と、回転軸７と回転子８ａ、インペラ９を組み立て後、バランサー（図示せず）に取り付け、バランス調整を行って総合の動的バランスを点検する方法などがある。
【０００５】
また、この圧縮機６と構成を同一とした圧縮機の一例として、次のものが知られている。
即ち、１つのケーシング内にインペラ室とモーター室が形成され、インペラ室には単段のインペラが収納され、モーター室にはインペラを回転駆動させるためのモーターが収納され、インペラはモーターと同一の駆動軸により固定されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−２８１５７３号公報（第３４−４７段落、第３図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この圧縮機６においては、電動機８と回転軸７の端部がケーシング１０の奥側に位置しているため、圧縮機６を組み立て後、試運転を行って総合の動的バランスを調整する際に、動的バランスの調整個所であるバランス調整部１１にアクセスするのが困難であるため、容易にフィールドバランスによりバランス調整をすることができないという問題があった。
【０００８】
従って、バランサーにより一度外部で軸を組み立て総合の動的バランスを調整後、インペラ９を取り外してといったように、順次に構成品を分解して、再度組立てて試運転を行い、更に再度調整が必要ならば再び分解してといったように、点検、取り外し、調整、組立てを何度も繰り返す作業のため、時間を費やし、手間がかかるといった問題があった。
【０００９】
更に、分解前後の各組立て位置がずれないように、特に回転軸７と回転子８ａとインペラ９等の回転する構成品の各結合部にマーキングをつけて分解し、組立てる際はそのマーキング同士を合わせて組立てていたが、どうしてもナットにより構成部品を組立てる際に、各接合部において、マーキングの僅かなずれが生じ、これらの積み重ねが、大きな誤差となってしまう。そのため、取り外し、取り付け毎に誤差が生じて点検時の状態に戻すことが難しくなってしまうため、調整前の状態への再現性が得られず、バランス精度が悪いという問題があった。特に、装置の小型化のために高速回転仕様とした場合に、バランスの影響が顕著となるという不都合が生じていた。
【００１０】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、バランス調整の時間を短縮し、手間をかけず容易に調整ができ、バランス精度が向上した圧縮機及び冷凍機を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、この発明は以下の手段を提供している。
請求項１に係る発明は、ケーシングと、該ケーシング内に回転自在に支持された回転軸と、該回転軸の一端に取り付けられたインペラと、前記回転軸の他端に取り付けられた回転子と、ケーシングの内部に前記回転子を取り囲むように配置されて該回転子とで電動機をなす固定子とを備え、前記回転軸の他端又は前記回転子にはバランス調整部が設けられた圧縮機において、前記ケーシングが、前記回転軸の一端及び前記インペラを収める第一の殻体と、前記回転軸の他端又は前記回転子を収める第二の殻体とに分割されていることを特徴とするものである。
【００１２】
この発明に係る圧縮機においては、ケーシングが回転軸の一端及びインペラを収める第一の殻体と、回転軸の他端及び回転子を収める第二の殻体に分割できるので、圧縮機を組み立て後、総合の動的バランスを調整する際に、第二の殻体のみ取り外せばバランス調整部を露出させることができる。従って、フィールドバランスにより動的バランスを容易に調整することができる。
【００１３】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載された圧縮機において、前記第一の殻体が、前記回転軸の一端及び前記インペラを内側に密閉状態に保持していることを特徴とするものである。
この発明に係る圧縮機においては、第二の殻体を取り外した場合において、第一の殻体が回転軸の一端及びインペラを内側に密閉状態に保持するので、バランス調整部にて錘を取り付けたり、孔を開けたりして調整行う際、調整時に生じる切削クズや調整部品等がインペラ側に入ってしまうことはない。従って、調整時のミスによるトラブルをなくして安全に調整を行うことができる。
【００１４】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載された圧縮機と、該圧縮機によって圧縮された冷媒を凝縮、液化させる凝縮器と、該凝縮器によって液化された冷媒を減圧する絞り弁と、該絞り弁によって減圧された冷媒を蒸発、気化させる蒸発器と、を備えることを特徴とするものである。
この発明に係る冷凍機においては、請求項１または２に係る発明の圧縮機を備えるので、バランス調整が容易な圧縮機が構成された冷凍機を得る。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。
ここで説明する実施の形態は、図３に示すターボ冷凍機１とその基本的な構成は同一である。すなわち図３に示すように、蒸発器２、圧縮機３、凝縮器４とを備えた構成である。
図１は、図３に示すターボ冷凍機１のうち圧縮機３の一例を示したものである。以下、従来の圧縮機３と区別するために、新たな符号２０を与えて説明する。図１に示す圧縮機２０は、回転軸２１と、電動機２２と、インペラ２３が１つのケーシング２４内に設けられたものである。
回転軸２１は、大径部２１ａ、中径部２１ｂ、小径部２１ｃ、おねじ部２１ｄからなり、一対の軸受け２５によりケーシング２４内に支持されている。
【００１６】
インペラ２３は、小径部２１ｃに固定されて回転軸２１の一端に位置し、このインペラ２３は、ナット２６がおねじ部２１ｄに固定されることにより回転軸２１の軸方向への抜けを防止している。
電動機２２は、回転軸２１の他端に位置して大径部２１ａに固定された回転子２２ａと、ケーシング２４に回転子２２ａを取り囲むように配置された固定子２２ｂから構成されている。また、大径部２１ａの端部及び回転子２２ａの両側端面はバランス調整部２７となっている。
【００１７】
ケーシング２４は、回転軸２１の一端及びインペラ２３を収める殻体２８（第一の殻体）と、回転軸２１の他端又は回転子２２ａを収める殻体２９（第二の殻体）により構成される。
殻体２８は、筒形状に形成されており、殻体２９と蓋体３０との間に位置し、筒形状の筒壁部２８ａと、この筒壁部２８ａの一方の端部から半径方向外方へ直角に折曲されたフランジ部２８ｂと、筒壁部２８ａの他方の端部から半径方向外方へ直角に折曲されたフランジ部２８ｃと、回転軸２７の中径部２１ｂを取り囲みインペラ２３の背面に位置する隔壁部２８ｄからなっている。
また、フランジ部２８ｂ、２８ｃには、それぞれフランジ部２８ｂ、２８ｃに直角な方向にボルト孔２８ｅを設けている。
【００１８】
殻体２９は、底部を有する筒形状に形成されており、筒形状の筒壁部２９ａと、この筒壁部２９ａの一方の端部を閉塞する底壁部２９ｂと、筒壁部２９ａの他方の端部から半径方向外方へ直角に折曲されたフランジ部２９ｃとからなっている。また、底壁部２９ｂは回転軸２１と軸受け２５を収納するための円筒形状の凹部２９ｄを備えている。
更に、フランジ部２９ｃは、フランジ部２８ｂと当接し、フランジ部２８ｂに設けられたボルト孔２８ｅに一致するようにボルト孔２９ｅを設けている。
【００１９】
蓋体３０は、殻体２８に隣接して配置され、フランジ部２８ｃに当接するフランジ部３０ａと、冷媒をインペラ２３に導くための流入部３０ｂと、圧縮した冷媒を吹出するための吹出室を形成する凹部３０ｃからなっている。また、フランジ部３０ａには、フランジ部２８ｃのボルト孔２８ｅに一致するようにボルト孔３０ｄが設けられている。
【００２０】
この殻体２８と殻体２９は、互いに結合されて圧縮機２０のケーシング２４を構成している。即ち、殻体２８のボルト孔２８ｅと殻体２９のボルト孔２９ｅに、ボルト３１ａを挿通し、このボルト３１ａにナット３１ｂを緊締することにより殻体２８と殻体２９は結合されている。
また、殻体２８のボルト孔２８ｅと蓋体３０のボルト孔３０ｄに、ボルト３２ａを挿通し、このボルト３２ａにナット３２ｂを緊締することにより殻体２８は蓋体３０とも結合されている。
【００２１】
この圧縮機２０においては、ケーシング２４が上記のように、回転軸２１の一端及びインペラ２３を収める殻体２８（第一の殻体）と、回転軸２１の他端又は回転子２２ａを収める殻体２９（第二の殻体）に分割されるよう構成されているので、圧縮機２０を組み立て後、試運転を行って動的バランスを調整する際、ボルト３１ａとナット３１ｂを取り外せば殻体２９のみ取り外すことができる。
図２は、ボルト３１ａとナット３１ｂを取り外し、フランジ部２８ｂにて殻体２９を取り外した状態を示すものである。図２に示すように、殻体２９が取り外された状態においては、回転軸２１の他端と回転子２２ａが露出する、即ち各バランス調整部２７が露出する。
【００２２】
従って、組立てた圧縮機２０を完全に分解して取り外すことなく、殻体２９のみ取り外せばバランス調整部２７を容易に露出させることができるため、試運転後の動的バランスの調整手順が大幅に短縮でき、時間を短縮し、手間をかけず容易に調整することができ、特に、４００００ｒｐｍ程度の高回転仕様の小型圧縮機に好適である。
また、従来のように取り外し、取り付け毎で誤差が生じることがないため、各接合部のマーキングの必要がなくなり、バランスの再現性が確保できるので、バランス精度の向上化を図ることができる。
更には、殻体２８の隔壁部２８ｄが、回転軸２１の一端とインペラ２３を内側に密閉状態に保持しているため、バランス調整部２７にて調整作業を行う際に、切削クズや調整部品等がインペラ２３側に入ってしまうことはないので、安全に調整を行うことができる。
【００２３】
なお、上記の実施の形態においては、本発明の圧縮機の用途を、単段サイクルのターボ冷凍機を例に示したが、２段サイクル以上の羽根を２枚以上持つ多段サイクルの冷凍機にも使用でき、また、ターボ冷凍機に限られることない。また、ケーシングはボルト結合としたがこれに限られるものではなく、分割できる構造であればよい。更には、２８ｄを隔壁部としたがこれに限られるものではなく、回転軸の一端及びインペラを内側に密閉状態に保持できる構造であればよい。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明によれば、動的バランスの調整手順が大幅に短縮でき、時間を短縮し、手間をかけず容易に調整することができる。また、バランス精度の向上した圧縮機を得ることができる。
【００２５】
請求項２に係る発明によれば、バランス調整部を加工して調整する際に生じる切削クズや錘等の調整部品がインペラ側に入ってしまうことがないので、調整時のトラブルをなくし、安全に調整を行うことができる。
【００２６】
請求項３に係る発明によれば、請求項１又は２に係る発明の圧縮機を備えることができるので、バランス精度が向上した、安定した冷凍機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例に係わる圧縮機を示す断面図である。
【図２】この発明の一実施例に係わる圧縮機を示す図であって、第二の殻体を取り外した状態を示す断面図である。
【図３】従来の冷凍機の例として示したターボ冷凍機の斜視図である。
【図４】従来の圧縮機の例として示した断面図である。
【符号の説明】
２　　蒸発器
３、２０　　圧縮機
４　　凝縮器
２１　　回転軸
２２　　電動機
２２ａ　　回転子
２２ｂ　　固定子
２３　　インペラ
２４　　ケーシング
２７　　バランス調整部
２８　　殻体（第一の殻体）
２９　　殻体（第二の殻体）

Claims

ケーシングと、該ケーシング内に回転自在に支持された回転軸と、
該回転軸の一端に取り付けられたインペラと、
前記回転軸の他端に取り付けられた回転子と、
ケーシングの内部に前記回転子を取り囲むように配置されて該回転子とで電動機をなす固定子とを備え、
前記回転軸の他端又は前記回転子にはバランス調整部が設けられた圧縮機において、
前記ケーシングが、前記回転軸の一端及び前記インペラを収める第一の殻体と、
前記回転軸の他端又は前記回転子を収める第二の殻体とに分割されていることを特徴とする圧縮機。
請求項１に記載された圧縮機において、
前記第一の殻体が、前記回転軸の一端及び前記インペラを内側に密閉状態に保持していることを特徴とする圧縮機。
請求項１又は２に記載された圧縮機と、
該圧縮機によって圧縮された冷媒を凝縮、液化させる凝縮器と、
該凝縮器によって液化された冷媒を減圧する絞り弁と、
該絞り弁によって減圧された冷媒を蒸発、気化させる蒸発器と、
を備えることを特徴とする冷凍機。