JP5614050B2 - ターボ圧縮機及びターボ冷凍機 - Google Patents

Description

本発明は、ターボ圧縮機及びターボ冷凍機に関するものである。

水等の冷却対象物を冷却あるいは冷凍する冷凍機として、冷媒をインペラの回転により圧縮して排出するターボ圧縮機を備えるターボ冷凍機が知られている。このようなターボ冷凍機に設けられるターボ圧縮機は、例えば特許文献１に示すように、モータケーシング内に設置されるモータと、モータの回転動力により回転するインペラと、モータの回転動力を上記インペラに伝達する一対のギアとを備えている。一対のギアのうちの一方は、インペラに固定される回転軸に設けられ、他方は、モータの出力軸に設けられている。

特許第２９１０４７２号公報

ところで、互いに噛合する一対のギアの円滑な回転を確保するためには、回転軸と出力軸とを適切な間隔をあけて配置する必要がある。ここで、インペラ及び一対のギアはまとめて１つのインペラケーシング内に設置されており、インペラケーシングには、回転軸が回転自在に支持され、且つモータケーシングが所定の位置決め構造（例えばインロー構造）を用いて連結されている。回転軸と出力軸とを適切な間隔をあけて設置するために、インペラケーシングにおける、回転軸の支持部分とモータケーシング用の位置決め構造との間の相対位置を適切な関係に設定する必要がある。インペラケーシングは鋳造によって成形されることから、支持部分及び位置決め構造は鋳造後に機械加工（例えば切削加工）により成形される。

しかしながら、回転軸の支持部分とモータケーシング用の位置決め構造とはインペラケーシングの回転軸軸線方向での両側にそれぞれ配置され、且つインペラケーシングは大きな外形（上記軸線方向での全長が８００ｍｍ程度）を備えるために、支持部分及び位置決め構造を一方側からまとめて加工することは困難である。そのため、例えばインペラケーシングに回転軸の支持部分を加工した後に、インペラケーシングを反転させ、加工した支持部分の位置に基づいてモータケーシング用の位置決め構造を加工するといった工程を行っており、加工の工程が煩雑化するという課題があった。

本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、ターボ圧縮機の製造における加工の工程を簡略化でき、加工の手間及びコストを削減できるターボ圧縮機及び該ターボ圧縮機を備えるターボ冷凍機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明に係るターボ圧縮機は、回転動力を発生する駆動部と、該駆動部の回転動力が伝達されて回転駆動されるインペラと、駆動部の回転動力をインペラに伝達する複数のギアと、駆動部が設置される駆動部ケーシングとを備えるターボ圧縮機であって、インペラを囲んで設けられるインペラケーシングと、インペラケーシング及び駆動部ケーシングと別体に成形されるとともにそれぞれを連結し且つ複数のギアが収容される収容空間を形成するギアケーシングとを備える、という構成を採用する。

本発明では、駆動部ケーシングと、インペラケーシングと、ギアケーシングとが各々別体に成形されている。複数のギアの円滑な回転を確保するためには、駆動部ケーシングとインペラケーシングとを連結するギアケーシングの、それぞれに対する各位置決め構造（例えばインロー構造）の間の相対位置を適切な関係に設定する必要がある。ここで、ギアケーシングはインペラケーシングと別体であることから、駆動部の回転軸線方向でのギアケーシングの全長を、一方側から各位置決め構造をまとめて加工できる長さに抑えることが可能となる。

また、本発明に係るターボ圧縮機は、複数のギアのうちの少なくとも１つとインペラとを連結する回転軸を備え、回転軸の軸線は駆動部の回転軸線と偏心している、という構成を採用する。

また、本発明に係るターボ圧縮機は、収容空間側から螺入されインペラケーシングとギアケーシングとを締結する第１ネジ部材と、ギアケーシングの外側から螺入されインペラケーシングとギア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。

また、本発明に係るターボ圧縮機は、インペラケーシングとギアケーシングとの連結部に配置される環状のシール部材を備え、シール部材の径方向内側に第１ネジ部材が配置され、シール部材の径方向外側に第２ネジ部材が配置される、という構成を採用する。

また、本発明に係るターボ圧縮機は、連結部においてシール部材が円環状に配置される、という構成を採用する。

また、本発明に係るターボ冷凍機は、圧縮された冷媒を冷却液化させる凝縮器と、液化した冷媒を蒸発させ冷却対象物から気化熱を奪うことによって冷却対象物を冷却する蒸発器と、該蒸発器にて蒸発した冷媒を圧縮して凝縮器に供給する圧縮機とを備えるターボ冷凍機であって、上記圧縮機として請求項１から５のいずれか一項に記載のターボ圧縮機を備える、という構成を採用する。

本発明によれば、以下の効果を得ることができる。
本発明によれば、ギアケーシングにおける駆動部ケーシング及びインペラケーシングに対する各位置決め構造を、一方側からまとめて加工することができる。そのため、ターボ圧縮機の製造における加工の工程を簡略化でき、加工の手間及びコストを削減できるという効果がある。

本発明の実施形態におけるターボ冷凍機の概略構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態におけるターボ圧縮機の水平断面図である。 本発明の実施形態におけるターボ圧縮機が備える圧縮機ユニット及びギアユニットを拡大した水平断面図である。 図３のＡ−Ａ線視断面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図１から図４を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。

図１は、本実施形態におけるターボ冷凍機Ｓ１の概略構成を示すブロック図である。
本実施形態におけるターボ冷凍機Ｓ１は、例えば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ものであり、図１に示すように、凝縮器１と、エコノマイザ２と、蒸発器３と、ターボ圧縮機４とを備えている。

凝縮器１は、圧縮された気体状態の冷媒である圧縮冷媒ガスＸ１が供給され、この圧縮冷媒ガスＸ１を冷却液化することによって冷媒液Ｘ２とするものである。この凝縮器１は、図１に示すように、圧縮冷媒ガスＸ１が流れる流路Ｒ１を介してターボ圧縮機４と接続されており、冷媒液Ｘ２が流れる流路Ｒ２を介してエコノマイザ２と接続されている。なお、流路Ｒ２には、冷媒液Ｘ２を減圧するための膨張弁５が設置されている。

エコノマイザ２は、膨張弁５にて減圧された冷媒液Ｘ２を一時的に貯留するものである。このエコノマイザ２は、冷媒液Ｘ２が流れる流路Ｒ３を介して蒸発器３と接続されており、エコノマイザ２にて生じた冷媒の気相成分Ｘ３が流れる流路Ｒ４を介してターボ圧縮機４と接続されている。なお、流路Ｒ３は、冷媒液Ｘ２をさらに減圧するための膨張弁６が設置されている。また、流路Ｒ４は、ターボ圧縮機４が備える後述の第２圧縮段２２に対して気相成分Ｘ３を供給するようにターボ圧縮機４と接続されている。

蒸発器３は、冷媒液Ｘ２を蒸発させて水等の冷却対象物から気化熱を奪うことによって冷却対象物を冷却するものである。この蒸発器３は、冷媒液Ｘ２が蒸発されることによって生じる冷媒ガスＸ４が流れる流路Ｒ５を介してターボ圧縮機４と接続されている。なお、流路Ｒ５は、ターボ圧縮機４が備える後述の第１圧縮段２１と接続されている。

ターボ圧縮機４は、冷媒ガスＸ４を圧縮して圧縮冷媒ガスＸ１とするものである。このターボ圧縮機４は、上述のように圧縮冷媒ガスＸ１が流れる流路Ｒ１を介して凝縮器１と接続されており、冷媒ガスＸ４が流れる流路Ｒ５を介して蒸発器３と接続されている。

このように構成されたターボ冷凍機Ｓ１においては、流路Ｒ１を介して凝縮器１に供給された圧縮冷媒ガスＸ１は、凝縮器１によって液化冷却されて冷媒液Ｘ２となる。
冷媒液Ｘ２は、流路Ｒ２を介してエコノマイザ２に供給される際に膨張弁５によって減圧され、減圧された状態にてエコノマイザ２において一時的に貯留された後、流路Ｒ３を介して蒸発器３に供給される際に膨張弁６によってさらに減圧され、さらに減圧された状態で蒸発器３に供給される。
蒸発器３に供給された冷媒液Ｘ２は、蒸発器３によって蒸発して冷媒ガスＸ４となり、流路Ｒ５を介してターボ圧縮機４に供給される。
ターボ圧縮機４に供給された冷媒ガスＸ４は、ターボ圧縮機４によって圧縮されて圧縮冷媒ガスＸ１とされ、再び流路Ｒ１を介して凝縮器１に供給される。
なお、冷媒液Ｘ２がエコノマイザ２に貯留されている際に発生した冷媒の気相成分Ｘ３は、流路Ｒ４を介してターボ圧縮機４に供給され、冷媒ガスＸ４と共に圧縮されて圧縮冷媒ガスＸ１として流路Ｒ１を介して凝縮器１に供給される。
そして、このようなターボ冷凍機Ｓ１では、蒸発器３にて冷媒液Ｘ２が蒸発する際に、冷却対象物から気化熱を奪うことによって、冷却対象物の冷却あるいは冷凍を行う。

続いて、本実施形態の特徴部分である上記ターボ圧縮機４についてより詳細に説明する。図２は、ターボ圧縮機４の水平断面図である。また、図３は、ターボ圧縮機４が備える圧縮機ユニット２０及びギアユニット３０を拡大した水平断面図である。また、図４は、図３のＡ−Ａ線視断面図である。なお、図４において、第２インペラケーシング２２ｅは第１枠部２２ｆのみを記載し、ギアケーシング３３は仮想線で表している。
図２に示すように、本実施形態におけるターボ圧縮機４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。

モータユニット１０は、出力軸１１を有するとともに圧縮機ユニット２０を駆動させるための駆動源となるモータ（駆動部）１２と、該モータ１２を囲むとともに上記モータ１２が設置されるモータケーシング（駆動部ケーシング）１３とを備えている。なお、圧縮機ユニット２０を駆動させる駆動部としてはモータ１２に限定されず、例えば内燃機関であってもよい。
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。

圧縮機ユニット２０は、冷媒ガスＸ４（図１参照）を吸入して圧縮する第１圧縮段２１と、第１圧縮段２１にて圧縮された冷媒ガスＸ４をさらに圧縮して圧縮冷媒ガスＸ１（図１参照）として排出する第２圧縮段２２とを備えている。

図３に示すように、第１圧縮段２１は、スラスト方向から供給される冷媒ガスＸ４に速度エネルギを付与してラジアル方向に排出する第１インペラ２１ａと、第１インペラ２１ａによって冷媒ガスＸ４に付与された速度エネルギを圧力エネルギに変換することによって圧縮する第１ディフューザ２１ｂと、第１ディフューザ２１ｂによって圧縮された冷媒ガスＸ４を第１圧縮段２１の外部に導出する第１スクロール室２１ｃと、冷媒ガスＸ４を吸入して第１インペラ２１ａに供給する吸入口２１ｄとを備えている。
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。

圧縮機ユニット２０内には、第１圧縮段２１と第２圧縮段２２とに亘って延在する回転軸２３が設けられている。第１インペラ２１ａは、回転軸２３に固定され、回転軸２３に対してモータ１２の出力軸１１から回転動力が伝達されることによって回転駆動される。
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Ｘ４の流れ方向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２参照）が設置されている。

第２圧縮段２２は、第１圧縮段２１にて圧縮された後にスラスト方向から供給される冷媒ガスＸ４に速度エネルギを付与してラジアル方向に排出する第２インペラ（インペラ）２２ａと、第２インペラ２２ａによって冷媒ガスＸ４に付与された速度エネルギを圧力エネルギに変換することによって圧縮して圧縮冷媒ガスＸ１として排出する第２ディフューザ２２ｂと、第２ディフューザ２２ｂから排出された圧縮冷媒ガスＸ１を第２圧縮段２２の外部に導出する第２スクロール室２２ｃと、第１圧縮段２１にて圧縮された冷媒ガスＸ４を第２インペラ２２ａに導く導入スクロール室２２ｄとを備えている。
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、第２インペラ２２ａを囲う第２インペラケーシング（インペラケーシング）２２ｅによって形成されている。

第２インペラ２２ａは、上述した回転軸２３に第１インペラ２１ａと背面合わせとなるように固定され、回転軸２３に対してモータ１２の出力軸１１から回転動力が伝達されることによって回転駆動される。
第２スクロール室２２ｃは、圧縮冷媒ガスＸ１を凝縮器１に供給するための流路Ｒ１（図１参照）と接続されており、第２圧縮段２２から導出した圧縮冷媒ガスＸ１を流路Ｒ１に供給する。

なお、第１圧縮段２１の第１スクロール室２１ｃと、第２圧縮段２２の導入スクロール室２２ｄとは、第１圧縮段２１及び第２圧縮段２２とは別体で設けられる外部配管（図示せず）を介して接続されており、該外部配管を介して第１圧縮段２１にて圧縮された冷媒ガスＸ４が第２圧縮段２２に供給される。この外部配管には、上述の流路Ｒ４（図１参照）が接続されており、エコノマイザ２にて発生した冷媒の気相成分Ｘ３が外部配管を介して第２圧縮段２２に供給される構成となっている。

また、回転軸２３は、第１圧縮段２１と第２圧縮段２２との間の空間２５において第２圧縮段２２の第２インペラケーシング２２ｅに固定される第３軸受２６と、ギアユニット３０側において第２インペラケーシング２２ｅに固定される第４軸受２７とによって回転自在に支持されている。回転軸２３には、導入スクロール室２２ｄからギアユニット３０側への冷媒ガスＸ４の流動を抑制するためのラビリンスシール２３ａが設けられている。

ギアユニット３０は、モータ１２の出力軸１１の回転動力を回転軸２３に伝達するためのものであり、モータ１２の出力軸１１に固定される大径歯車（ギア）３１と、回転軸２３に固定されるとともに大径歯車３１と噛合する小径歯車（ギア）３２と、大径歯車３１及び小径歯車３２を収容するギアケーシング３３とを備えている。

大径歯車３１は、小径歯車３２よりも大きな外径を備えており、大径歯車３１及び小径歯車３２が協働することで出力軸１１の回転数に対して回転軸２３の回転数が増加するようにモータ１２の回転動力を回転軸２３に伝達する。なお、このような伝達方法に限定されるものではなく、出力軸１１の回転数に対して回転軸２３の回転数が同数又は減少するように複数の歯車の径を設定してもよい。
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２３ｂは、出力軸１１の軸線（回転軸線）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、その内部に、大径歯車３１及び小径歯車３２を収容するための収容空間３３ａを形成している。ギアケーシング３３は、モータケーシング１３及び第２インペラケーシング２２ｅと別体に成形されるとともに、それぞれを連結するものである。また、ギアケーシング３３には、ターボ圧縮機４の摺動部位に供給される潤滑油が回収され貯留される油タンク３４（図２参照）が接続されている。
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。

第２インペラケーシング２２ｅには、第１連結部Ｃ１においてギアケーシング３３と連結する環状の第１枠部２２ｆが設けられている。一方、ギアケーシング３３には、第１連結部Ｃ１において第２インペラケーシング２２ｅの第１枠部２２ｆと連結する環状の第２枠部３３ｂが設けられている。
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３３ｃと、第２当接面３３ｃ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３３ｄとを備えている。

第１当接面２２ｇと第２当接面３３ｃとの間には、第１連結部Ｃ１を気密に保つ円環状の第１シール部材（シール部材）２２ｉが設けられている。第１シール部材２２ｉは、第１当接面２２ｇに形成される円環状の溝部（図示せず）内に配置されている。

また、第１連結部Ｃ１には、収容空間３３ａ側から螺入され第１枠部２２ｆと第２枠部３３ｂとを締結する複数の第１ボルト（第１ネジ部材）３５と、ギアケーシング３３の外側から螺入され第１枠部２２ｆと第２枠部３３ｂとを締結する複数の第２ボルト（第２ネジ部材）３６とが用いられている。なお、第２ボルト３６は、第２インペラケーシング２２ｅの外側から螺入されていてもよい。
図４に示すように、複数の第１ボルト３５は第１シール部材２２ｉの径方向内側に配置され、複数の第２ボルト３６は第１シール部材２２ｉの径方向外側に配置されている。
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４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。

図３に示すように、モータケーシング１３には、第２連結部Ｃ２においてギアケーシング３３と連結する環状の第１フランジ部１３ａが設けられている。一方、ギアケーシング３３には、第２連結部Ｃ２においてモータケーシング１３の第１フランジ部１３ａと連結する環状の第２フランジ部３３ｅが設けられている。
第１フランジ部１３ａは、第２フランジ部３３ｅ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３３ｅ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３３ｅ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３３ｆと、第４当接面３３ｆ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３３ｇとを備えている。

第３当接面１３ｂと第４当接面３３ｆとの間には、第２連結部Ｃ２を気密に保つ円環状の第２シール部材１３ｄが設けられている。第２シール部材１３ｄは、第３当接面１３ｂに形成される円環状の溝部（図示せず）内に配置されている。
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３３ｅ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。

第１連結部Ｃ１において第１凹部３３ｄに第１凸部２２ｈが嵌合し、第２連結部Ｃ２において第２凹部３３ｇに第２凸部１３ｃが嵌合することで、第２インペラケーシング２２ｅ及びモータケーシング１３はそれぞれギアケーシング３３に対して位置決めされる。このような位置決めの結果、出力軸１１と回転軸２３との間隔、すなわち大径歯車３１と小径歯車３２との間隔が円滑な回転を確保できる適切な値に設定される。

また、大径歯車３１と小径歯車３２との間隔を適切な値に設定するためには、ギアケーシング３３における、第１凹部３３ｄと第２凹部３３ｇとの相対位置を適切な関係に設定する必要がある。以下、ギアケーシング３３の成形の手順を説明する。

まず、鋳造法（砂型鋳造、金型鋳造等）によりギアケーシング３３を成形する。鋳造法では第２枠部３３ｂ及び第２フランジ部３３ｅを精度よく成形することは難しいため、それらの部分を機械加工（切削加工、研削加工等）により加工し成形する。
次に、第２当接面３３ｃ及び第４当接面３３ｆを機械加工（切削加工、例えば正面フライス加工）により加工し成形する。この加工では、第２当接面３３ｃと第４当接面３３ｆとが互いに平行するように成形する。なお、当接面３３ｃ，３３ｆのうち、一方の当接面を加工した後、他方の当接面を加工するためギアケーシング３３を反転させる必要があるが、本実施形態のギアケーシング３３は従来一体的に成形されていた第２インペラケーシング２２ｅと別体に成形されているため、その外形の大きさ及び重量は共に減少しており、反転作業の手間等は低減される。

次に、第１凹部３３ｄ及び第２凹部３３ｇを機械加工（切削加工、例えばボーリング加工）により加工し成形する。ギアケーシング３３を所定の加工装置に固定し、例えば一方の側であるモータケーシング１３側の第２凹部３３ｇを加工して成形する。その後、ギアケーシング３３を上記加工装置に固定したまま、第２凹部３３ｇを加工した加工工具を水平に移動させてギアケーシング３３の収容空間３３ａ内に挿入させ、該収容空間３３ａを介して第２インペラケーシング２２ｅ側に突出させる。さらに、上記加工工具をモータケーシング１３側に移動させつつ、第１凹部３３ｄを加工して成形する（いわゆるバックボーリング加工）。第１凹部３３ｄ及び第２凹部３３ｇの加工においては、ギアケーシング３３の反転を要しない。また、上記加工装置に予め第１凹部３３ｄと第２凹部３３ｇとの相対的な位置関係を設定しておくことで、第１凹部３３ｄは、先に加工した第２凹部３３ｇの位置に基づいた適切な位置に加工される。すなわち、第１凹部３３ｄと第２凹部３３ｇとを一方側からまとめて加工することができる。

最後に、第１ボルト３５及び第２ボルト３６が挿入される貫通穴（図示せず）を第２枠部３３ｂに成形し、第３ボルト１６が螺入される雌ねじ穴（図示せず）を第２フランジ部３３ｅに成形する。
以上で、ギアケーシング３３の成形が終了する。本実施形態では、ギアケーシング３３における第１凹部３３ｄと第２凹部３３ｇを一方側からまとめて加工することができる。そのため、ターボ圧縮機４の製造における加工の工程を簡略化でき、加工の手間及びコストを削減できる。

なお、第２インペラケーシング２２ｅも鋳造法により成形されることから、第１枠部２２ｆにおける、第１当接面２２ｇ、第１凸部２２ｈ及び第１シール部材２２ｉが配置される溝部は、いずれも機械加工により成形される。ここで、第１シール部材２２ｉが配置される溝部は円環状に成形されるため、溝部が多角形状である場合や径の異なる円弧が接続してなる溝部等に比べて、簡単に且つ低コストに加工できる。

続いて、本実施形態におけるターボ圧縮機４の動作を説明する。
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インペラ２１ａが回転駆動されると、第１圧縮段２１の吸入口２１ｄが負圧状態となり、流路Ｒ５から冷媒ガスＸ４が吸入口２１ｄを介して第１圧縮段２１に流入する。
第１圧縮段２１の内部に流入した冷媒ガスＸ４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Ｘ４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Ｘ４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Ｘ４は、外部配管を介して第２圧縮段２２に供給される。

第２圧縮段２２に供給された冷媒ガスＸ４は、導入スクロール室２２ｄを介してスラスト方向から第２インペラ２２ａに流入し、第２インペラ２２ａによって速度エネルギを付与されたラジアル方向に排出される。
第２インペラ２２ａから排出された冷媒ガスＸ４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Ｘ１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Ｘ１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。
そして、第２圧縮段２２の外部に導出された圧縮冷媒ガスＸ１は、流路Ｒ１を介して凝縮器１に供給される。
以上で、ターボ圧縮機４の動作が終了する。

ここで、第１連結部Ｃ１における第１シール部材２２ｉの気密作用について説明する。
導入スクロール室２２ｄに導入された冷媒ガスＸ４は、回転軸２３に設けられるラビリンスシール２３ａ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２３ａ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Ｘ４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４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Ｘ４が外部に漏出しようとする。
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Ｘ４の漏出を十分に防止することができる。

一方、第１連結部Ｃ１における第１ボルト３５は収容空間３３ａ側から螺入されており、冷媒ガスＸ４は、第２枠部３３ｂに成形され第１ボルト３５が挿入される貫通穴内に流入したり、第１当接面２２ｇと第２当接面３３ｃとの間を通ったりして、外部に漏出しようとする。しかし、本実施形態では、第１シール部材２２ｉの径方向内側に第１ボルト３５が設けられていることから、上記貫通穴や第１当接面２２ｇと第２当接面３３ｃとの間を介して冷媒ガスＸ４が外部に漏出することを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Ｘ４の漏出を十分に防止することができる。

よって、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
本実施形態によれば、ギアケーシング３３における第１凹部３３ｄと第２凹部３３ｇを一方側からまとめて加工することができる。そのため、ターボ圧縮機４及び該ターボ圧縮機４を備えるターボ冷凍機Ｓ１の製造における加工の工程を簡略化でき、加工の手間及びコストを削減できるという効果がある。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態では、大径歯車３１及び小径歯車３２が用いられているが、これに限定されるものではなく、モータ１２の回転動力を回転軸２３に伝達するためにより多く（３つ以上）の歯車を用いてもよい。また、歯車ではなく、例えばプーリとベルト又はチェーンとを用いた伝達手段を用いてもよい。

また、上記実施形態では、第１連結部Ｃ１において円環状の第１シール部材２２ｉが用いられているが、これに限定されるものではなく、第１ボルト３５及び第２ボルト３６を１つの円環経路上に配置し、第１連結部Ｃ１に設置される環状のシール部材が、上記円環経路の径方向内側に配置される部分と径方向外側に配置される部分とを備える非円環状の形状であってもよい。このような構成によれば、非円環状のシール部材が設置される溝部の加工の手間が増加するものの、第１ボルト３５及び第２ボルト３６が１つの円環経路上に配置されるため、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。

また、上記実施形態におけるターボ圧縮機４は、第１圧縮段２１及び第２圧縮段２２を備える２段圧縮型のターボ圧縮機であるが、これに限定されるものではなく、１段圧縮型又は３段以上の多段型であってもよい。

１…凝縮器、３…蒸発器、４…ターボ圧縮機、１１ａ…軸線（回転軸線）、１２…モータ（駆動部）、１３…モータケーシング（駆動部ケーシング）、２２ａ…第２インペラ（インペラ）、２２ｅ…第２インペラケーシング（インペラケーシング）、２２ｉ…第１シール部材（シール部材）、２３…回転軸、２３ａ…軸線、３１…大径歯車（ギア）、３２…小径歯車（ギア）、３３…ギヤケーシング、３３ａ…収容空間、３５…第１ボルト（第１ネジ部材）、３６…第２ボルト（第２ネジ部材）、Ｃ１…第１連結部（連結部）、Ｓ１…ターボ冷凍機

Claims (4)

1. 回転動力を発生する駆動部と、該駆動部の回転動力が伝達されて回転駆動されるインペラと、前記駆動部の回転動力を前記インペラに伝達する複数のギアと、前記駆動部が設置される駆動部ケーシングとを備えるターボ圧縮機であって、
   前記インペラを囲んで設けられるインペラケーシングと、
   前記インペラケーシング及び前記駆動部ケーシングと別体に成形されるとともに、それぞれを連結し、且つ前記複数のギアが収容される収容空間を形成するギアケーシングと、
   前記複数のギアのうちの少なくとも１つと、前記インペラとを連結する回転軸と、
   前記収容空間側から螺入され、前記インペラケーシングと前記ギアケーシングとを締結する第１ネジ部材と、
   前記ギアケーシングの外側から螺入され、前記インペラケーシングと前記ギアケーシングとを締結する第２ネジ部材と、を備え、
   前記回転軸の軸線は、前記駆動部の回転軸線と偏心していることを特徴とするターボ圧縮機。
2. 請求項１に記載のターボ圧縮機において、
   前記インペラケーシングと前記ギアケーシングとの連結部に配置される環状のシール部材を備え、
   前記シール部材の径方向内側に前記第１ネジ部材が配置され、前記シール部材の径方向外側に前記第２ネジ部材が配置されることを特徴とするターボ圧縮機。
3. 請求項２に記載のターボ圧縮機において、
   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ターボ圧縮機。
4. 圧縮された冷媒を冷却液化させる凝縮器と、液化した前記冷媒を蒸発させ冷却対象物から気化熱を奪うことによって前記冷却対象物を冷却する蒸発器と、該蒸発器にて蒸発した前記冷媒を圧縮して前記凝縮器に供給する圧縮機とを備えるターボ冷凍機であって、
   前記圧縮機として、請求項１から３のいずれか一項に記載のターボ圧縮機を備えることを特徴とするターボ冷凍機。

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