JP2006207471A - Turbo compressor - Google Patents
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Description
本発明は、空調用の冷暖房用に用いるターボ圧縮機に係り、特にその羽根車を支持する軸受の構造に関するものである。 The present invention relates to a turbo compressor used for air conditioning for air conditioning, and particularly to a bearing structure for supporting the impeller.
ビル空調や地域熱供給等の比較的大容量の空調システム機器として、ターボ式冷凍機がある。このターボ式冷凍機の圧縮機の構造および原理は、一般的に、駆動モータ等の回転動力源を直接あるいは増速機を介して圧縮羽根を所定の回転数まで回転させて冷媒を圧縮し、冷媒が圧縮されて高温・高圧となり、凝縮器(熱交換器)で冷却水と熱交換させ、暖房用として使用される。また、冷媒は凝縮器を経た後、膨張器で膨張し、低温・低圧となり、今度は蒸発器(熱交換器)で冷水と熱交換させ、この冷水を冷房用として使用する。そして、蒸発器を経た冷媒は再び、圧縮羽根で圧縮するといったサイクルを繰り返す。 As a relatively large-capacity air conditioning system device such as a building air conditioner or a district heat supply, there is a turbo refrigerator. In general, the structure and principle of the compressor of the turbo refrigerator is such that a rotation power source such as a drive motor is rotated directly or via a speed increaser to rotate the compression blades to a predetermined number of rotations to compress the refrigerant, The refrigerant is compressed to a high temperature and pressure, and is used for heating by exchanging heat with cooling water in a condenser (heat exchanger). In addition, the refrigerant passes through the condenser and then expands in the expander to become low temperature and low pressure. This time, the refrigerant (heat exchanger) exchanges heat with cold water, and this cold water is used for cooling. And the refrigerant | coolant which passed through the evaporator repeats the cycle of compressing with a compression blade again.
前記圧縮羽根は、圧縮効率を上げるため、常用で10000rpmを超える回転数で使用されるものである。そのような圧縮羽根の軸は、通常、油潤滑の滑り軸受で支持されており、高速回転時には滑り軸受に油膜のせん断が発生するため、回転抵抗が増大することによる動力損失がどうしても過大となってしまう。
この動力損失の改善のため、特許文献2ではアンギュラ玉軸受の使用を開示しているが、アンギュラ玉軸受は高価であるので、コストパフォーマンスの点で問題がある。
また、近年、多段圧縮機構等の採用により、圧縮羽根に作用するスラスト力が強くなる傾向であるため、より強いスラスト力に耐えられる軸受機構が求められている。
本発明は、従来技術の有するこのような課題を解決するためになされたものであり、その課題とするところは、圧縮羽根が取り付けられている軸を、軸方向に離れた位置に配置される転がり軸受機構で回転自在に支持する形式のターボ圧縮機において、コストパフォーマンスに優れた構成を提供することにある。
In order to improve the power loss,
In recent years, the thrust force acting on the compression blades tends to become stronger due to the adoption of a multistage compression mechanism or the like, and thus a bearing mechanism that can withstand a stronger thrust force is required.
The present invention has been made in order to solve such problems of the prior art, and the problem is that the shaft to which the compression blades are attached is disposed at a position separated in the axial direction. A turbo compressor of a type that is rotatably supported by a rolling bearing mechanism is to provide a configuration with excellent cost performance.
上記課題を達成するために本発明がなした技術的手段は、圧縮羽根が取り付けられている軸を、軸方向に離れた位置に配置される転がり軸受機構で回転自在に支持する形式のターボ圧縮機において、当該転がり軸受機構が、深溝玉軸受、円すいころ軸受、円筒ころ軸受のいずれかから構成されることを特徴とするターボ圧縮機としたことである。本発明によれば、高価なアンギュラ玉軸受を使用せずともコストパフォーマンスに優れた構成とすることができる。 The technical means made by the present invention to achieve the above object is a turbo compression of a type in which a shaft to which a compression blade is attached is rotatably supported by a rolling bearing mechanism arranged at a position separated in the axial direction. In this machine, the rolling bearing mechanism is a turbo compressor characterized in that it is composed of any one of a deep groove ball bearing, a tapered roller bearing, and a cylindrical roller bearing. According to this invention, it can be set as the structure excellent in cost performance, without using an expensive angular ball bearing.
また、増速機構を介して、羽根車軸を増速する機構を有するターボ圧縮機においても本発明の構成は有効である。増速機構としては、増速歯車等があげられる。 The configuration of the present invention is also effective in a turbo compressor having a mechanism for increasing the speed of an impeller shaft via a speed increasing mechanism. An example of the speed increasing mechanism is a speed increasing gear.
さらに、少なくとも、軸方向に離れた位置に配置される転がり軸受機構の一方が、円すいころ軸受又は深溝玉軸受を有することで、スラスト力に対する耐久性が向上する。 Furthermore, at least one of the rolling bearing mechanisms arranged at positions distant from each other in the axial direction has a tapered roller bearing or a deep groove ball bearing, whereby durability against thrust force is improved.
その上、軸方向に離れた位置に配置される転がり軸受機構の少なくとも一方が、2個以上の転がり軸受を組み合わせた軸受機構であれば、より強いスラスト力に対する耐久性が向上する。 In addition, if at least one of the rolling bearing mechanisms arranged at positions separated in the axial direction is a bearing mechanism in which two or more rolling bearings are combined, durability against a stronger thrust force is improved.
また、軸方向に離れた位置に配置される転がり軸受機構が、2個以上の転がり軸受を組み合わせた軸受機構であれば、スラスト力に対する耐久性を向上するために好ましい。 Moreover, if the rolling bearing mechanism arrange | positioned in the position distant from the axial direction is a bearing mechanism which combined the 2 or more rolling bearing, it is preferable in order to improve the durability with respect to thrust force.
また、軸方向に離れた位置に配置される転がり軸受機構が、それぞれ、深溝玉軸受を1個有することにより、スラスト力に対する耐久性をあまり損なうことがなく、より高速回転で使用できる。 Further, each rolling bearing mechanism arranged at a position distant in the axial direction has one deep groove ball bearing, so that the durability against thrust force is not significantly impaired and can be used at higher speed.
さらに、圧縮羽根が取り付けられている軸を、軸方向に離れた位置に配置される転がり軸受機構で回転自在に支持する形式のターボ圧縮機において、当該転がり軸受機構を構成する軸受の転動体がセラミック製である構成とすれば、高速回転での使用にあたって、転動体の公転による遠心力を低減することができ、耐久性の向上に効果がある。 Furthermore, in a turbo compressor of a type in which a shaft to which a compression blade is attached is rotatably supported by a rolling bearing mechanism disposed at a position separated in the axial direction, a rolling element of a bearing constituting the rolling bearing mechanism is provided. If the structure is made of ceramic, the centrifugal force due to the revolution of the rolling elements can be reduced in use at high speed rotation, which is effective in improving durability.
本発明によれば、圧縮羽根が取り付けられている軸を、軸方向に離れた位置に配置される転がり軸受機構で回転自在に支持する形式のターボ圧縮機において、スラスト力に対する耐久性の向上を図りつつコストパフォーマンスに優れたターボ圧縮機の提供ができる。 According to the present invention, in a turbo compressor of a type in which a shaft to which a compression blade is attached is rotatably supported by a rolling bearing mechanism arranged at a position separated in the axial direction, durability against thrust force is improved. A turbo compressor with excellent cost performance can be provided.
以下、本発明を実施するための最良の一実施形態について説明する。なお、本実施形態は、本発明の一実施形態にすぎずなんらこれに限定解釈されるものではなく、本発明の範囲内で設計変更可能である。
以下、本発明ターボ圧縮機の一例として、増速機構付きターボ圧縮機を挙げて説明する。図1は本発明ターボ圧縮機の実施例1の要部を示す概略図、図2は図1の軸受機構部分を拡大して示す概略図、図3乃至図5は実施例1の他の軸受機構の概略図、図6乃至図11は本発明の実施例2における軸受機構の概略図、図12は本発明の実施例3における軸受機構の概略図を示す。
The best mode for carrying out the present invention will be described below. Note that the present embodiment is merely an embodiment of the present invention, and is not construed as being limited thereto. The design can be changed within the scope of the present invention.
Hereinafter, a turbo compressor with a speed increasing mechanism will be described as an example of the turbo compressor of the present invention. FIG. 1 is a schematic view showing a main part of a turbo compressor according to
図1に示すように、図示しない軸受によって回転自在に支持されている回転動力源(駆動モータ)1の出力軸2の先端には、ギヤ(はすば歯車)3aが取り付けられている。一方、先端に圧縮羽根4aを取り付けた圧縮機構の回転軸(羽根車軸)4は、軸方向に離間した位置に配置される2つの転がり軸受機構5,5により回転自在に支持されている。この回転軸4のうち、2つの転がり軸受機構5,5の間には、ピニオン(はすば歯車)3bが取り付けられ、該ピニオン3bは、前記ギヤ3aに噛合している。図示例において、ピニオン3bの径はギヤ3aの径に対して小さく形成されて増速機構(増速歯車)3が構成されている。したがって、モータ1の出力軸2の回転力は、前記増速機構3により増速された後に回転軸4に伝達される。
As shown in FIG. 1, a gear (helical gear) 3a is attached to the tip of an
転がり軸受機構5,5は、図2に示すように、深溝玉軸受5a,5aで構成されている。また、本実施例の転がり軸受機構5,5は、深溝玉軸受に限らず、円筒ころ軸受5bや円すいころ軸受5cを適用することも可能で本発明の範囲内である。
図3は、一方に深溝玉軸受5a、他方に円筒ころ軸受5bを配置した実施の一例で、図4は一方に深溝玉軸受5a、他方に円すいころ軸受5cを配置した実施の一例を示す。
また、図5は、一方に円筒ころ軸受5b、他方に深溝玉軸受5aを配置した実施の一例である。このように、いずれかの転がり軸受機構5,5に、深溝玉軸受5a、円筒ころ軸受5b、円すいころ軸受5cのいずれかが配置されているものであればよく、どちらの転がり軸受機構にどのような軸受を配置するかは本発明の範囲内で設計変更可能である。
本実施例によれば、高価なアンギュラ玉軸受を使用せずともコストパフォーマンスに優れた構成とすることができる。
As shown in FIG. 2, the rolling
FIG. 3 shows an example of an embodiment in which a deep groove ball bearing 5a is arranged on one side and a cylindrical roller bearing 5b is arranged on the other side, and FIG. 4 shows an example of an embodiment in which a deep groove ball bearing 5a is arranged on one side and a tapered roller bearing 5c is arranged on the other side.
FIG. 5 shows an example in which a cylindrical roller bearing 5b is arranged on one side and a deep groove ball bearing 5a is arranged on the other side. As described above, any one of the rolling
According to the present embodiment, it is possible to obtain a configuration with excellent cost performance without using an expensive angular ball bearing.
また、当該転がり軸受機構5,5を構成する各軸受の転動体5a-1(5b-1,5c-1)をセラミック製とすれば、高速回転での使用にあたって、転動体の公転による遠心力を低減することができ、耐久性の向上に効果がある。
Further, if the
なお本実施例では、上述したとおり、増速機構3を介して回転軸4を増速する機構を備えたターボ圧縮機をもって説明したが、本発明ターボ圧縮機はこれに限定されず本発明の範囲内で他の構成が選択可能である。
In the present embodiment, as described above, the turbo compressor provided with the mechanism for increasing the speed of the rotating
図6乃至図11は、本発明ターボ圧縮機の実施例2における軸受機構を示す概略図である。なお、ターボ圧縮機を構成している軸受機構以外の他の構成及び作用効果にあっては、実施例1と同様であるためその説明は省略する。
6 to 11 are schematic views showing a bearing mechanism in
本実施例における軸受機構は、一方の転がり軸受機構5が2個以上の転がり軸受を組み合わせた軸受機構で、他方の転がり軸受機構5が1個の転がり軸受からなる実施の一例である。なお、本実施例では、少なくとも一方の転がり軸受機構5が2個以上の転がり軸受の組合せでもって構成されていれば本発明の範囲内である。
本実施例の構成によれば、より強いスラスト力に対する耐久性が向上する。
以下、具体的に図面に基づいて一例を挙げる。
The bearing mechanism in the present embodiment is an example of an embodiment in which one rolling
According to the configuration of the present embodiment, durability against a stronger thrust force is improved.
Hereinafter, an example is specifically given based on drawing.
図6は、一方の転がり軸受機構5として2個の深溝玉軸受5a,5aを配置し、他方の転がり軸受機構5として1個の深溝玉軸受5aを配置した実施の一例である。
図7は、一方の転がり軸受機構5として3個の深溝玉軸受5a,5a,5aを配置し、他方の転がり軸受機構5として1個の深溝玉軸受5aを配置した実施の一例である。
FIG. 6 shows an example in which two deep
FIG. 7 shows an example in which three deep
図8は、一方の転がり軸受機構5として2個の円すいころ軸受5c,5cを配置し、他方の転がり軸受機構5として1個の円すいころ軸受5cを配置した実施の一例である。
図9は、一方の転がり軸受機構5として3個の円すいころ軸受5c,5c,5cを配置し、他方の転がり軸受機構5として1個の円すいころ軸受5cを配置した実施の一例である。
FIG. 8 shows an example in which two
FIG. 9 shows an example in which three
図10は、一方の転がり軸受機構5として2個の円すいころ軸受5c,5cを配置し、他方の転がり軸受機構5として1個の円筒ころ軸受5bを配置した実施の一例である。
FIG. 10 is an example of an embodiment in which two
図11は、一方の転がり軸受機構5として3個の円筒ころ軸受5b,5b,5bを配置し、他方の転がり軸受機構5として1個の深溝玉軸受5aを配置した実施の一例である。
FIG. 11 shows an example in which three
図12は、本発明ターボ圧縮機の実施例3における軸受機構を示す概略図である。
本実施例における軸受機構は、2つの転がり軸受機構5,5が、夫々2個以上の転がり軸受を組み合わせた軸受機構とした実施の一例である。なお、軸受機構以外の他の構成及び作用効果にあっては、実施例1と同様であるためその説明は省略する。
本実施例では、一方の転がり軸受機構5として、2個の深溝玉軸受5a,5aの組合せにより構成されるものを配置し、他方の転がり軸受機構5としては、1個の深溝玉軸受5aと1個の円すいころ軸受5cの組合せにより構成されるものを配置している。
本実施例によれば、スラスト力に対する耐久性を向上するために好ましい。
また、2つの転がり軸受機構が、それぞれ、深溝玉軸受を1個有することにより、スラスト力に対する耐久性をあまり損なうことがなく、より高速回転で使用できる。
2つの転がり軸受機構5,5の軸受配置数は、夫々2個以上組み合わせてなるものであれば特に限定されず、一方を2個、他方を3個などと組合せ配置数を異にする構成であってもよく任意に設計変更可能である。
また、軸受の種類の組み合わせも本発明の範囲内で設計変更可能である。
FIG. 12 is a schematic view showing a bearing mechanism in Embodiment 3 of the turbo compressor of the present invention.
The bearing mechanism in the present embodiment is an example of an implementation in which the two rolling
In the present embodiment, one rolling
According to the present embodiment, it is preferable in order to improve the durability against the thrust force.
Further, since each of the two rolling bearing mechanisms has one deep groove ball bearing, the durability against the thrust force is not significantly impaired, and the rolling bearing mechanism can be used at a higher speed.
The number of bearing arrangements of the two rolling
Also, the combination of the types of bearings can be changed within the scope of the present invention.
上記実施例1乃至実施例3において、転がり軸受機構5を構成する軸受の一例として円すいころ軸受5cを採用しているが、本発明において円すいころ軸受5cを採用することにより、次のような作用効果を奏することが考えられる。
例えば、深溝玉軸受5aと同程度の寸法の円すいころ軸受5cを使用すれば、円すいころ軸受5cのスラスト負荷容量が深溝玉軸受5aのスラスト負荷容量より大きいため、深溝玉軸受5aが複数列必要な場合でも、それよりも少ない列数で済み、機器の小型化ができるという効果が期待できる。
一般に同程度の寸法の場合、深溝玉軸受5aより円すいころ軸受5cの方が、回転に係わるトルクは大きいが、列数削減により同程度のトルクを得ることが可能である。
In the first to third embodiments, the tapered
For example, if a
In general, in the case of the same size, the tapered
3 増速機構
4 回転軸
4a 圧縮羽根
5 転がり軸受機構
3 Speed increasing
Claims (7)
当該転がり軸受機構が、深溝玉軸受、円すいころ軸受、円筒ころ軸受のいずれかから構成されることを特徴とするターボ圧縮機。 In a turbo compressor of a type in which a shaft to which a compression blade is attached is rotatably supported by a rolling bearing mechanism arranged at a position separated in the axial direction.
A turbo compressor characterized in that the rolling bearing mechanism is formed of any one of a deep groove ball bearing, a tapered roller bearing, and a cylindrical roller bearing.
当該転がり軸受機構を構成する軸受の転動体がセラミック製であることを特徴とするターボ圧縮機。 In a turbo compressor of a type in which a shaft to which a compression blade is attached is rotatably supported by a rolling bearing mechanism arranged at a position separated in the axial direction.
A turbocompressor characterized in that a rolling element of a bearing constituting the rolling bearing mechanism is made of ceramic.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005020387A JP2006207471A (en) | 2005-01-27 | 2005-01-27 | Turbo compressor |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007182853A (en) * | 2006-01-10 | 2007-07-19 | Hitachi Plant Technologies Ltd | Air compressor |
WO2008015976A1 (en) | 2006-07-31 | 2008-02-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Legged robot |
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2005
- 2005-01-27 JP JP2005020387A patent/JP2006207471A/en active Pending
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