JP5392163B2 - ケーシング構造 - Google Patents
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Description
また、インペラケーシングとギアケーシングとの連結には複数のネジ部材(ボルト等)が用いられるが、これらのケーシングを出来るだけ小型化するため、上記ネジ部材の一部を、インペラケーシングとギアケーシングとが連結して形成される内部空間側から螺入する場合がある。
本発明に係るケーシング構造は、第1ケーシングと第2ケーシングとが連結して形成される内部空間と外部との間を、第1ケーシングと第2ケーシングとの連結部において気密に保つ環状のシール部材を備えるケーシング構造において、内部空間側から螺入されるとともにシール部材の径方向内側に配置され第1ケーシングと第2ケーシングとを締結する第1ネジ部材と、外部から螺入されるとともにシール部材の径方向外側に配置され第1ケーシングと第2ケーシングとを締結する第2ネジ部材とを備える、という構成を採用する。
本発明によれば、第1ケーシングと第2ケーシングとを連結するネジ部材の一部である第1ネジ部材が、これらのケーシングが連結して形成される内部空間側から螺入される場合であっても、第1ケーシングと第2ケーシングとの連結部において気体の流出・流入を防止できるという効果がある。
本実施形態におけるターボ圧縮機1は、空調用の冷却水を生成するためにビルや工場等に設置されるターボ冷凍機(図示せず)において用いられ、ターボ冷凍機の蒸発器(図示せず)から導入される冷媒ガスを圧縮して排出するためのものである。図1に示すように、ターボ圧縮機1は、モータユニット10と、圧縮機ユニット20と、ギアユニット30とを備えている。
モータ12の出力軸11は、モータケーシング13に固定される第1軸受14と第2軸受15とによって回転自在に支持されている。
なお、第1ディフューザ21b、第1スクロール室21c及び吸入口21dの一部は、第1インペラ21aを囲う第1インペラケーシング21eによって形成されている。
また、第1圧縮段21の吸入口21dには、第1圧縮段21の吸入容量を調節するためのインレットガイドベーン21gが複数設置されている。
各インレットガイドベーン21gは、第1インペラケーシング21eに固定された駆動機構21hによって冷媒ガスの流れ方向上流側からの見かけ上の面積が変更可能なように回転自在とされている。また、第1インペラケーシング21eの外部には、駆動機構21hと連結され各インレットガイドベーン21gを回転駆動させるベーン駆動部24(図1参照)が設置されている。
なお、第2ディフューザ22b、第2スクロール室22c及び導入スクロール室22dは、回転軸23の軸線23aを囲んで設けられるとともに第2インペラ22aを収容する第2インペラケーシング(第1ケーシング)22eによって形成されている。
互いに噛合する大径歯車31及び小径歯車32の円滑な回転を確保するために、それらの間隔は適切な値に設定されている。大径歯車31は出力軸11に、小径歯車32は回転軸23に固定されていることから、回転軸23の軸線23aは、出力軸11の軸線11aと所定の間隔をあけ偏心して設けられている。
ギアケーシング33は、第2インペラケーシング22eと第1連結部(連結部)C1において連結され、モータケーシング13と第2連結部C2において連結される。
ケーシング構造40の内部には、大径歯車31及び小径歯車32が収容される収容空間(内部空間)33aが形成されている。収容空間33aは第2インペラケーシング22eとギアケーシング33とが連結することで形成される。なお、本実施形態の収容空間33aは、モータケーシング13とギアケーシング33とが連結することで閉空間となっている。
第1枠部22fは、第2枠部33bに対向する平面状に形成される環状の第1当接面22gと、第1当接面22gの径方向内側に全周に亘って形成され第2枠部33bに向かって突出する第1凸部22hとを備えている。
第2枠部33bは、第1当接面22gに平行する平面状に形成され第1当接面22gに当接する第2当接面33dと、第2当接面33dの径方向内側に全周に亘って形成され第1凸部22hが密接して(又は精度上許容できる微少な隙間をあけて)嵌合する第1凹部33eとを備えている。
第1ボルト35が収容空間33a側から螺入されているため、ターボ圧縮機1の外側から螺入されるボルト(ネジ部材)を取り付けるための所定のフランジ部等を、第2インペラケーシング22e及びギアケーシング33のそれぞれの外部に設ける必要がなく、各ケーシングを小型化することができる。また、第1ボルト35は、第2ボルト36と同一の螺入方向となっており、第1ボルト35及び第2ボルト36を一方側からまとめて螺入できることから、作業性も向上する。
第1フランジ部13aは、第2フランジ部33fに対向する平面状に形成される環状の第3当接面13bと、第3当接面13bの径方向内側に全周に亘って形成され第2フランジ部33fに向かって突出する第2凸部13cとを備えている。
第2フランジ部33fは、第3当接面13bに平行する平面状に形成され第3当接面13bに当接する第4当接面33gと、第4当接面33gの径方向内側に全周に亘って形成され第2凸部13cが密接して(又は精度上許容できる微少な隙間をあけて)嵌合する第2凹部33hとを備えている。
また、第2連結部C2には、モータケーシング13の外側から螺入され、第1フランジ部13aと第2フランジ部33fとを締結する複数の第3ボルト16が用いられている。複数の第3ボルト16は第2シール部材13dの径方向外側に配置されている。
まず、モータ12の回転動力が大径歯車31及び小径歯車32を介して回転軸23に伝達され、これによって圧縮機ユニット20の第1インペラ21aと第2インペラ22aとが回転駆動される。
第1圧縮段21の内部に流入した冷媒ガスは、第1インペラ21aにスラスト方向から流入し、第1インペラ21aによって速度エネルギを付与されてラジアル方向に排出される。
第1インペラ21aから排出された冷媒ガスは、第1ディフューザ21bによって速度エネルギを圧力エネルギに変換されることで圧縮される。
第1ディフューザ21bから排出された冷媒ガスは、第1スクロール室21cを介して第1圧縮段21の外部に導出される。
そして、第1圧縮段21の外部に導出された冷媒ガスは、外部配管を介して第2圧縮段22に供給される。
第2インペラ22aから排出された冷媒ガスは、第2ディフューザ22bによって速度エネルギを圧力エネルギに変換されることでさらに圧縮されて圧縮冷媒ガスとされる。
第2ディフューザ22bから排出された圧縮冷媒ガスは、第2スクロール室22cを介して第2圧縮段22の外部に導出される。
以上で、ターボ圧縮機1の動作が終了する。
導入スクロール室22dに導入された冷媒ガスは、回転軸23に設けられるラビリンスシール23bによって、そのギアユニット30側への流動が抑制される。しかしながら、ラビリンスシール23bの気密作用は完全なものではなく、特に回転軸23の回転数が低いときには冷媒ガスがギアケーシング33の収容空間33a内に流入する。そのため、収容空間33aの内圧はターボ圧縮機1の外部に比べ高くなっており、第1連結部C1及び第2連結部C2を介して冷媒ガスが外部に流出しようとする。
なお、第2連結部C2における、第2シール部材13dと第3ボルト16との位置関係は一般的なものであり、冷媒ガスの流出を十分に防止することができる。
なお、第1連結部C1における第1シール部材22iと第2ボルト36との位置関係は一般的なものであり、冷媒ガスの流出を十分に防止することができる。
本実施形態によれば、ケーシング構造40において、第2インペラケーシング22eとギアケーシング33とを連結する第1ボルト35が、これらのケーシング22e,33が連結して形成される収容空間33a側から螺入される場合であっても、ケーシング22e,33の第1連結部C1において冷媒ガスの流出を防止できるという効果がある。
このような非円環シール部材22jを用いた場合にも、第1連結部C1Aにおいて収容空間33aと外部との間で気体の流出・流入を防止できる。また、非円環シール部材22jが設置される溝部の加工の手間が上記実施形態に比べて増加するものの、第1枠部22f及び第2枠部33bの径方向での幅を上記実施形態に比べて狭くすることができる。
Claims (3)
- 第1ケーシングと第2ケーシングとが連結して形成される内部空間と外部との間を、前記第1ケーシングと前記第2ケーシングとの連結部において気密に保つ環状のシール部材を備えるケーシング構造において、
前記内部空間側から螺入されるとともに、前記シール部材の径方向内側に配置され、前記第1ケーシングと前記第2ケーシングとを締結する第1ネジ部材と、
外部から螺入されるとともに、前記シール部材の径方向外側に配置され、前記第1ケーシングと前記第2ケーシングとを締結する第2ネジ部材と、を備えることを特徴とするケーシング構造。 - 請求項1に記載のケーシング構造において、
前記第1ケーシングと前記第2ケーシングとは、所定の2つの軸線をそれぞれ囲んで設けられ、
前記2つの軸線は、互いに偏心して配置されることを特徴とするケーシング構造。 - 請求項1又は2に記載のケーシング構造において、
前記シール部材は、前記連結部において円環状に配置されることを特徴とするケーシング構造。
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