JP6080645B2 - Electric motor for compressor of turbo refrigerator - Google Patents

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本発明は、ターボ冷凍機における圧縮機用電動機に係り、特にターボ冷凍機においてターボ圧縮機を駆動する電動機に冷凍サイクルから冷媒の一部を導いて電動機を冷却する方式の圧縮機用電動機に関するものである。   The present invention relates to an electric motor for a compressor in a turbo chiller, and more particularly to an electric motor for a compressor that cools the electric motor by introducing a part of refrigerant from a refrigeration cycle to an electric motor that drives the turbo compressor in the turbo chiller. It is.

従来、冷凍空調装置などに利用されるターボ冷凍機は、冷媒を封入したクローズドシステムで構成され、冷水(被冷却流体)から熱を奪って冷媒が蒸発して冷凍効果を発揮する蒸発器と、前記蒸発器で蒸発した冷媒ガスを圧縮して高圧の冷媒ガスにする圧縮機と、高圧の冷媒ガスを冷却水(冷却流体)で冷却して凝縮させる凝縮器と、前記凝縮した冷媒を減圧して膨張させる膨張弁(膨張機構)とを、冷媒配管によって連結して構成されている。   Conventionally, a turbo refrigerator used in a refrigeration air conditioner or the like is configured by a closed system in which a refrigerant is enclosed, an evaporator that takes heat from cold water (fluid to be cooled) and evaporates the refrigerant to exert a refrigeration effect; A compressor that compresses the refrigerant gas evaporated in the evaporator to form a high-pressure refrigerant gas; a condenser that cools and condenses the high-pressure refrigerant gas with cooling water (cooling fluid); and depressurizes the condensed refrigerant. An expansion valve (expansion mechanism) that is expanded by being connected by a refrigerant pipe.

図1は、従来のターボ冷凍機の一例を示す模式図である。図1に示すように、ターボ冷凍機は、冷媒を圧縮するターボ圧縮機1と、圧縮された冷媒ガスを冷却水(冷却流体)で冷却して凝縮させる凝縮器2と、冷水(被冷却流体)から熱を奪って冷媒が蒸発し冷凍効果を発揮する蒸発器3と、凝縮器2と蒸発器3との間に配置される中間冷却器であるエコノマイザ4とを備え、これら各機器を冷媒が循環する冷媒配管5によって連結して構成されている。   FIG. 1 is a schematic view showing an example of a conventional turbo refrigerator. As shown in FIG. 1, a turbo refrigerator includes a turbo compressor 1 that compresses refrigerant, a condenser 2 that cools and compresses the compressed refrigerant gas with cooling water (cooling fluid), and cold water (cooled fluid). ), An evaporator 3 that evaporates the refrigerant and exerts a refrigeration effect, and an economizer 4 that is an intermediate cooler disposed between the condenser 2 and the evaporator 3. Are connected by a refrigerant pipe 5 that circulates.

図1に示すターボ冷凍機においては、ターボ圧縮機1は多段ターボ圧縮機から構成されており、電動機11によって駆動されるようになっている。ターボ圧縮機1は、冷媒配管8によってエコノマイザ4と接続されており、エコノマイザ4で分離された冷媒ガスはターボ圧縮機1の多段の圧縮段(この例では2段)の中間部分(この例では一段目と二段目の間の部分)に導入されるようになっている。   In the turbo refrigerator shown in FIG. 1, the turbo compressor 1 is composed of a multistage turbo compressor and is driven by an electric motor 11. The turbo compressor 1 is connected to the economizer 4 by a refrigerant pipe 8, and the refrigerant gas separated by the economizer 4 is an intermediate portion (in this example, two stages) of the multistage compression stage of the turbo compressor 1 (in this example). It is introduced in the part between the first stage and the second stage).

ターボ圧縮機の電動機の多くは、分割型のケーシングに密閉状態で収容されている半密閉型の電動機である。図1に示す電動機11も半密閉型の電動機が例示されている。図1に示すように、電動機11の回転軸12は軸受によって回転支持され、回転軸12の軸端には増速機14が設けられており、圧縮機の羽根車15を支持する羽根車軸16を増速回転させて、圧縮機の所定の圧力ヘッドおよび風量を確保している。   Many of the electric motors of the turbo compressor are semi-hermetic motors housed in a sealed state in a split casing. The motor 11 shown in FIG. 1 is also exemplified by a semi-hermetic motor. As shown in FIG. 1, the rotating shaft 12 of the electric motor 11 is rotatably supported by a bearing, and a speed increaser 14 is provided at the shaft end of the rotating shaft 12, and an impeller shaft 16 that supports an impeller 15 of the compressor. Is rotated at an increased speed to ensure a predetermined pressure head and air volume of the compressor.

図1に示すように、凝縮器2とエコノマイザ4とを接続する冷媒配管5から分岐して、冷媒を凝縮器側から電動機11に導く冷媒供給配管5BPが設置されている。冷媒供給配管5BPは電動機11のモータケーシング17に接続されており、凝縮器2で凝縮した冷媒が電動機11のケーシング17内に導入されるようになっている。すなわち、電動機発熱の冷却には、冷凍サイクルの液冷媒を電動機11のモータケーシング17内のステータ,回転軸,コイル等に噴霧して液冷媒の蒸発潜熱を利用している。   As shown in FIG. 1, a refrigerant supply pipe 5BP that branches from a refrigerant pipe 5 that connects the condenser 2 and the economizer 4 and guides the refrigerant from the condenser side to the electric motor 11 is installed. The refrigerant supply pipe 5BP is connected to the motor casing 17 of the electric motor 11, and the refrigerant condensed by the condenser 2 is introduced into the casing 17 of the electric motor 11. That is, for cooling the heat generated by the electric motor, the liquid refrigerant of the refrigeration cycle is sprayed onto the stator, the rotating shaft, the coil, and the like in the motor casing 17 of the electric motor 11 and the latent heat of evaporation of the liquid refrigerant is used.

一方、増速機14を収容するギアケーシング18の下部には油タンク19が設けられており、ポンプPによって油タンク19から軸受や増速機14に冷媒と相溶性の有る油を給油することにより、軸受や増速機14の潤滑や冷却を行っている。油タンク19のあるギアケーシング18とモータケーシング17とは、回転軸12が貫通する貫通孔で連通しているため、油が冷媒系統に漏洩し、油タンク19の油面が低下して給油機能が損なわれる、あるいは冷媒が油系統に漏洩して油の温度が低下し所定の油粘度が確保できない、冷凍能力に寄与しない冷媒ガスが冷凍サイクルの高圧部から低圧部にバイパスすることで冷凍機の効率低下を引き起こすという問題がある。そのため、油タンク19を有したギアケーシング18とモータケーシング17の連通孔には、内面に歯型加工をしたラビリンスシールLSを設け、軸シール機能を確保している。また、回転軸12の他端側にも同様のラビリンスシールLSが設けられている。   On the other hand, an oil tank 19 is provided in the lower part of the gear casing 18 that accommodates the speed increaser 14, and oil that is compatible with the refrigerant is supplied from the oil tank 19 to the bearings and the speed increaser 14 by the pump P. Thus, the bearing and the speed-up gear 14 are lubricated and cooled. Since the gear casing 18 with the oil tank 19 and the motor casing 17 communicate with each other through a through-hole through which the rotary shaft 12 penetrates, the oil leaks into the refrigerant system, and the oil level of the oil tank 19 is lowered to supply the oil. Refrigerator by bypassing refrigerant gas that does not contribute to refrigeration cycle from high-pressure part to low-pressure part of the refrigeration cycle There is a problem of causing a decrease in efficiency. Therefore, a labyrinth seal LS having a toothed shape is provided on the inner surface of the communication hole between the gear casing 18 having the oil tank 19 and the motor casing 17 to ensure a shaft seal function. A similar labyrinth seal LS is also provided on the other end side of the rotating shaft 12.

図2は、図1に示す電動機11のモータケーシング17およびギアケーシング18を回転軸12が貫通する部分に設けられたラビリンスシールLSを示す要部拡大図である。図2に示すように、電動機の回転軸12は、モータケーシング17の端部に設けられたラビリンスシール部材20を貫通しており、ラビリンスシール部材20の内周面にラビリンスシールLSが設けられている。   FIG. 2 is an enlarged view of a main part showing a labyrinth seal LS provided at a portion where the rotating shaft 12 passes through the motor casing 17 and the gear casing 18 of the electric motor 11 shown in FIG. As shown in FIG. 2, the rotating shaft 12 of the electric motor passes through the labyrinth seal member 20 provided at the end of the motor casing 17, and the labyrinth seal LS is provided on the inner peripheral surface of the labyrinth seal member 20. Yes.

ラビリンスシール部材20は、略円筒状の本体部21と本体部21から外周側に延びるフランジ部22とから構成されている。略円筒状の本体部21は、中間部に空間21sを有し、空間21sを挟んで、両側部の内周面に2群の歯列からなるラビリンスシールLSを有している。フランジ部22は、外周部に複数のボルト孔22hを有し、ボルトによってモータケーシング17に固定されるようになっている。   The labyrinth seal member 20 includes a substantially cylindrical main body 21 and a flange 22 that extends from the main body 21 toward the outer peripheral side. The substantially cylindrical main body 21 has a space 21s in the middle part, and has a labyrinth seal LS composed of two groups of tooth rows on the inner peripheral surface of both sides with the space 21s interposed therebetween. The flange portion 22 has a plurality of bolt holes 22h on the outer peripheral portion, and is fixed to the motor casing 17 by bolts.

特開2000−291587号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-291587

図2に示すような軸シール機構であるラビリンスシールLSを持ったラビリンスシール部材20にあっては、ラビリンスシール部材20を回転軸12に取り付けおよび取り外しを行う際、シール機構である歯列が回転軸12に接触することにより歯列の一部が破損したり折損したりすることがある。ラビリンスシールLSのシール機能を十分確保するために、ラビリンスシールLSと回転軸12とのクリアランスは直径方向で0.1mm程度と非常に狭い構造となっている。そのため、歯列の一部の破損や折損はシール機能の低下だけでなく、破損した欠片の回転体巻込みによる装置の故障等の原因になりうる。   In the labyrinth seal member 20 having the labyrinth seal LS that is a shaft seal mechanism as shown in FIG. 2, when the labyrinth seal member 20 is attached to and detached from the rotary shaft 12, the tooth row that is the seal mechanism rotates. Contact with the shaft 12 may damage or break a part of the dentition. In order to sufficiently secure the sealing function of the labyrinth seal LS, the clearance between the labyrinth seal LS and the rotary shaft 12 has a very narrow structure of about 0.1 mm in the diameter direction. Therefore, partial breakage or breakage of the dentition can cause not only a decrease in the sealing function, but also a failure of the apparatus due to the rotator involving the damaged piece.

本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、ターボ圧縮機を駆動する電動機の回転軸にラビリンスシールを取り付けおよび取り外しする際に、ラビリンスシールの歯列の破損や折損を防止してシール機構の健全性を確保することができるとともに、ラビリンスシール部の組立作業の簡素化を図り、組立時間を短縮できるターボ冷凍機の圧縮機用電動機を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and prevents the labyrinth seal from being damaged or broken when the labyrinth seal is attached to and detached from the rotating shaft of the electric motor that drives the turbo compressor. An object of the present invention is to provide an electric motor for a compressor of a turbo chiller that can ensure the soundness of the labyrinth, simplify the assembly work of the labyrinth seal portion, and reduce the assembly time.

上述の目的を達成するため、本発明の第一の態様は、冷水から熱を奪って冷媒が蒸発し冷凍効果を発揮する蒸発器と、冷媒を羽根車によって圧縮するターボ圧縮機と、圧縮された冷媒ガスを冷却水で冷却して凝縮させる凝縮器とを備えたターボ冷凍機において前記ターボ圧縮機を駆動する電動機であって、前記電動機の回転軸の外周面と対向して軸シールを行うための歯列からなるラビリンスシールを有したラビリンスシール部材を設け、前記ラビリンスシール部材に前記ラビリンスシールの内径と同径の複数のガイド部を互いに離間させて設け、前記複数のガイド部は前記ラビリンスシールより前記回転軸の軸方向の中央部寄りに位置し、前記回転軸には、前記複数のガイド部に対向する位置に複数の円周溝を形成し、前記ラビリンスシール部材を前記回転軸に取り付けおよび取り外しする際に、前記複数のガイド部材が、前記回転軸の外周面に接触して前記ラビリンスシール部材をガイドするよう構成されていることを特徴とする。 In order to achieve the above-mentioned object, a first aspect of the present invention includes an evaporator that takes heat from cold water and evaporates the refrigerant to exert a refrigeration effect, a turbo compressor that compresses the refrigerant with an impeller, and a compressor. A motor that drives the turbo compressor in a turbo chiller having a condenser that cools and condenses the refrigerant gas with cooling water, and performs shaft sealing opposite to the outer peripheral surface of the rotating shaft of the motor A labyrinth seal member having a labyrinth seal composed of a row of teeth is provided, and the labyrinth seal member is provided with a plurality of guide portions having the same diameter as the inner diameter of the labyrinth seal and spaced apart from each other. located in the axial direction of the central portion toward the rotation axis from the seal, the the rotary shaft forms a plurality of circumferential grooves in a position facing the plurality of guide portions, the labyrinth Sea When attaching and detaching the member to the rotating shaft, wherein the plurality of guide members, characterized in that it is configured so as to guide said labyrinth seal member in contact with the outer peripheral surface of the rotary shaft.

本発明によれば、ラビリンスシール部材を回転軸に取り付ける際、ラビリンスシールの内径と同径のガイド部が回転軸の外周面に接触してラビリンスシール部材をガイドする。ガイド部と回転軸とのクリアランスは0.1mm程度と非常に狭い構造になっているため、ラビリンスシール部材が回転軸の軸心に対し同芯を維持することができる。すなわち、ラビリンスシール部材のブレを抑制することができる。したがって、ラビリンスシール部材の装着中にラビリンスシールの歯列が回転軸の外周面に接触して力を受けるようなことはなく、ラビリンスシールの歯列の一部の破損や折損が起こることはない。また、ラビリンスシール部材を回転軸から取り外す際も同様にラビリンスシール部材を回転軸に対してガイドする。   According to the present invention, when the labyrinth seal member is attached to the rotating shaft, the guide portion having the same diameter as the inner diameter of the labyrinth seal contacts the outer peripheral surface of the rotating shaft to guide the labyrinth seal member. Since the clearance between the guide portion and the rotation shaft is a very narrow structure of about 0.1 mm, the labyrinth seal member can maintain concentricity with respect to the axis of the rotation shaft. That is, the blur of the labyrinth seal member can be suppressed. Therefore, the labyrinth seal tooth row does not contact the outer peripheral surface of the rotating shaft and receive a force while the labyrinth seal member is mounted, and a part of the labyrinth seal tooth row is not damaged or broken. . Further, when the labyrinth seal member is removed from the rotating shaft, the labyrinth seal member is similarly guided with respect to the rotating shaft.

本発明の好ましい態様によれば、前記複数のガイド部は、互いに30mm〜50mm離間して設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、複数のガイド部が互いに30mm〜50mm離間しているため、ラビリンスシール部材を回転軸に装着又は脱着する際にラビリンスシール部材のブレを抑制することができる。
According to a preferred aspect of the present invention, the plurality of guide portions are provided 30 mm to 50 mm apart from each other.
According to the present invention, since the plurality of guide portions are separated from each other by 30 mm to 50 mm, the labyrinth seal member can be prevented from blurring when the labyrinth seal member is attached to or detached from the rotating shaft.

本発明の好ましい態様によれば、前記ラビリンスシールは、2群の歯列からなり、これら2群の歯列の間に空間が形成されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様によれば、前記ラビリンスシールは、1群の歯列からなることを特徴とする。
本発明の好ましい態様によれば、前記各ガイド部の回転軸の軸方向における厚さは、5mm〜10mmであることを特徴とする。
本発明によれば、各ガイド部の軸方向の厚みが5mm〜10mmであるため、各ガイド部の内周面が所定の面積を有し、ラビリンスシール部材を回転軸に装着又は脱着する際にラビリンスシール部材のブレを抑制することができる。
According to a preferred aspect of the present invention, the labyrinth seal is composed of two groups of dentitions, and a space is formed between the two groups of dentitions.
According to a preferred aspect of the present invention, the labyrinth seal includes a group of teeth.
According to a preferred aspect of the present invention, the thickness of each guide portion in the axial direction of the rotation shaft is 5 mm to 10 mm.
According to the present invention, since the axial thickness of each guide portion is 5 mm to 10 mm, the inner peripheral surface of each guide portion has a predetermined area, and when the labyrinth seal member is attached to or detached from the rotary shaft, The blur of the labyrinth seal member can be suppressed.

本発明の第二の態様は、冷水から熱を奪って冷媒が蒸発し冷凍効果を発揮する蒸発器と、冷媒を羽根車によって圧縮するターボ圧縮機と、圧縮された冷媒ガスを冷却水で冷却して凝縮させる凝縮器とを備えたターボ冷凍機において、前記ターボ圧縮機を駆動する電動機は、請求項1乃至のいずれか一項に記載の圧縮機用電動機であることを特徴とする。
本発明によれば、ラビリンスシールが破損や折損することなく、充分な軸シール機能を果たすため、冷凍サイクルの高圧部から低圧部にバイパスする冷媒ガスの量を最小限とすることができる。したがって、冷凍機の効率低下を防止することができる。
The second aspect of the present invention includes an evaporator that takes heat from cold water and evaporates the refrigerant to exert a refrigeration effect, a turbo compressor that compresses the refrigerant with an impeller, and cools the compressed refrigerant gas with cooling water And a condenser for condensation, wherein the electric motor that drives the turbo compressor is the electric motor for a compressor according to any one of claims 1 to 5 .
According to the present invention, since the labyrinth seal performs a sufficient shaft sealing function without being broken or broken, the amount of refrigerant gas bypassed from the high pressure portion to the low pressure portion of the refrigeration cycle can be minimized. Therefore, it is possible to prevent the efficiency of the refrigerator from decreasing.

本発明は、以下に列挙する効果を奏する。
(1)電動機の回転軸にラビリンスシールを取り付けおよび取り外しする際にラビリンスシールの歯列の破損や折損を防止してシール機構の健全性を確保することができる。
(2)ラビリンスシール部材を回転軸に取り付ける際に、ラビリンスシールの破損や折損を恐れる必要がないため、ラビリンスシール部の組立作業の簡素化を図ることができ、組立時間を短縮できる。
(3)ラビリンスシール部材を回転軸から取り外す際に、ラビリンスシールの破損や折損を恐れる必要がないため、ラビリンスシール部のメンテナンス作業の簡素化を図ることができ、メンテナンス時間を短縮できる。
(4)ラビリンスシールが破損や折損することなく、充分な軸シール機能を果たすため、冷凍サイクルの高圧部から低圧部にバイパスする冷媒ガスの量を最小限とすることができる。したがって、冷凍機の効率低下を防止することができる。
The present invention has the following effects.
(1) When the labyrinth seal is attached to and removed from the rotating shaft of the electric motor, the teeth of the labyrinth seal can be prevented from being damaged or broken to ensure the soundness of the seal mechanism.
(2) When attaching the labyrinth seal member to the rotary shaft, it is not necessary to fear the breakage or breakage of the labyrinth seal, so that the assembly work of the labyrinth seal portion can be simplified and the assembly time can be shortened.
(3) When removing the labyrinth seal member from the rotating shaft, there is no need to fear damage or breakage of the labyrinth seal, so that the maintenance work of the labyrinth seal portion can be simplified and the maintenance time can be shortened.
(4) Since the labyrinth seal performs a sufficient shaft sealing function without being broken or broken, the amount of refrigerant gas bypassed from the high pressure portion to the low pressure portion of the refrigeration cycle can be minimized. Therefore, it is possible to prevent the efficiency of the refrigerator from decreasing.

図1は、従来のターボ冷凍機の一例を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic view showing an example of a conventional turbo refrigerator. 図2は、図1に示すターボ冷凍機における電動機のモータケーシングおよびギアケーシングを回転軸が貫通する部分に設けられたラビリンスシールを示す要部拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of a main part showing a labyrinth seal provided at a portion where the rotating shaft passes through the motor casing and the gear casing of the electric motor in the turbo refrigerator shown in FIG. 1. 図3は、本発明のターボ冷凍機の圧縮機用電動機におけるラビリンスシール部材と回転軸の構成を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration of a labyrinth seal member and a rotary shaft in the compressor motor of the turbo refrigerator of the present invention. 図4(a),(b),(c)はラビリンスシール部材を回転軸に取り付ける際の手順を示す模式的断面図である。FIGS. 4A, 4B, and 4C are schematic cross-sectional views showing a procedure for attaching the labyrinth seal member to the rotating shaft.

以下、本発明に係るターボ冷凍機の圧縮機用電動機の実施形態を図3および図4を参照して説明する。
本発明に係るターボ冷凍機の圧縮機用電動機は、図1に示すターボ圧縮機1に設けられた電動機11と基本的な構成は同一であり、ラビリンスシール部材20および回転軸12のみが異なっている。したがって、以下の説明おいては、本発明の電動機におけるラビリンスシール部材20と回転軸12の構成を説明する。
Hereinafter, an embodiment of a compressor motor for a turbo refrigerator according to the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
The electric motor for the compressor of the turbo chiller according to the present invention has the same basic configuration as the electric motor 11 provided in the turbo compressor 1 shown in FIG. 1, and only the labyrinth seal member 20 and the rotating shaft 12 are different. Yes. Therefore, in the following description, the configuration of the labyrinth seal member 20 and the rotating shaft 12 in the electric motor of the present invention will be described.

図3は、本発明のターボ冷凍機の圧縮機用電動機におけるラビリンスシール部材20と回転軸12の構成を示す断面図である。図3に示すように、電動機の回転軸12は、モータケーシング17(図1参照)の端部に設けられたラビリンスシール部材20を貫通しており、ラビリンスシール部材20の内周面にラビリンスシールLSが設けられている。ラビリンスシールLSのシールの機能を十分確保するために、ラビリンスシールLSと回転軸12とのクリアランスは直径方向で0.1mm程度と非常に狭い構造となっている。ラビリンスシール部材20は、略円筒状の本体部21と本体部21から外周側に延びるフランジ部22とから構成されている。フランジ部22は、外周部に複数のボルト孔22hを有し、ボルトによってモータケーシング17に固定されるようになっている。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the labyrinth seal member 20 and the rotary shaft 12 in the compressor motor of the turbo refrigerator of the present invention. As shown in FIG. 3, the rotating shaft 12 of the electric motor passes through the labyrinth seal member 20 provided at the end of the motor casing 17 (see FIG. 1), and the labyrinth seal is formed on the inner peripheral surface of the labyrinth seal member 20. LS is provided. In order to sufficiently secure the function of the labyrinth seal LS, the clearance between the labyrinth seal LS and the rotary shaft 12 has a very narrow structure of about 0.1 mm in the diameter direction. The labyrinth seal member 20 includes a substantially cylindrical main body 21 and a flange 22 that extends from the main body 21 toward the outer peripheral side. The flange portion 22 has a plurality of bolt holes 22h on the outer peripheral portion, and is fixed to the motor casing 17 by bolts.

本発明のラビリンスシール部材20における略円筒状の本体部21は、図2に示すラビリンスシール部材20における本体部21より長尺になっており、ラビリンスシールLSの端部から更に回転軸12の中央部側に向かって延びている。すなわち、本発明のラビリンスシール部材20における略円筒状の本体部21は、空間21sを挟んで両側部の内周面に2群の歯列からなるラビリンスシールLSを有することに加えて、ラビリンスシールLSの2群の歯列のうち内側の歯列の部分から更に回転軸12の中央部側に向かって延びる延長部21eを有している。そして、延長部21eの内周面にラビリンスシールLSの内径dと同径の2つのガイド部G1,G2が形成されている。各ガイド部G1,G2は、軸方向の厚さtが5mm〜10mmに設定されている。2つのガイド部G1,G2のうち、一方のガイド部G1はラビリンスシールLSに隣接して設けられ、他方のガイド部G2はガイド部G1から回転軸12の軸方向に距離Lだけ離間して設けられている。ラビリンスシール部材20を回転軸12に取り付けおよび取り外しを行う際に、2つのガイド部G1,G2が回転軸12の外周面と接触することによりラビリンスシール部材20が回転軸12の軸心に対し同芯を維持できるようにしている。なお、図示例では、ガイド部G1,G2を2個としたが、3個以上あってもよい。   The substantially cylindrical main body 21 in the labyrinth seal member 20 of the present invention is longer than the main body 21 in the labyrinth seal member 20 shown in FIG. 2, and further from the end of the labyrinth seal LS to the center of the rotary shaft 12. It extends toward the part side. That is, the substantially cylindrical main body 21 in the labyrinth seal member 20 of the present invention has a labyrinth seal LS composed of two groups of teeth on the inner peripheral surface of both sides across the space 21s. An extension portion 21e extending further toward the center of the rotating shaft 12 from the inner dentition portion of the two groups of LS LS. And two guide parts G1, G2 having the same diameter as the inner diameter d of the labyrinth seal LS are formed on the inner peripheral surface of the extension part 21e. Each guide part G1, G2 has an axial thickness t set to 5 mm to 10 mm. Of the two guide parts G1, G2, one guide part G1 is provided adjacent to the labyrinth seal LS, and the other guide part G2 is provided apart from the guide part G1 in the axial direction of the rotary shaft 12 by a distance L. It has been. When the labyrinth seal member 20 is attached to and detached from the rotary shaft 12, the two guide portions G <b> 1 and G <b> 2 come into contact with the outer peripheral surface of the rotary shaft 12, so that the labyrinth seal member 20 is the same as the axis of the rotary shaft 12. The core can be maintained. In the illustrated example, two guide portions G1 and G2 are provided, but three or more guide portions may be provided.

一方、回転軸12には、ラビリンスシール部材20のガイド部G1,G2に対向する位置に2つの円周溝g1,g2が形成されている。円周溝g1,g2の軸方向の幅は、10mm〜15mmに設定されていてガイド部G1,G2の厚さtより幅広になっている。また、円周溝g1,g2の深さはガイド部G1,G2と円周溝g1,g2との間に0.3mm〜0.6mmのクリアランスが形成されるような寸法に設定されている。ガイド部G1,G2と円周溝g1,g2との寸法関係を上述のように設定することにより、ラビリンスシールLSへの流体の流れを阻害しないようになっている。   On the other hand, two circumferential grooves g1 and g2 are formed in the rotary shaft 12 at positions facing the guide portions G1 and G2 of the labyrinth seal member 20. The axial widths of the circumferential grooves g1 and g2 are set to 10 mm to 15 mm, and are wider than the thickness t of the guide portions G1 and G2. Further, the depths of the circumferential grooves g1 and g2 are set to dimensions such that a clearance of 0.3 mm to 0.6 mm is formed between the guide portions G1 and G2 and the circumferential grooves g1 and g2. By setting the dimensional relationship between the guide portions G1 and G2 and the circumferential grooves g1 and g2 as described above, the fluid flow to the labyrinth seal LS is not hindered.

図4(a),(b),(c)はラビリンスシール部材20を回転軸12に取り付ける際の手順を示す模式的断面図である。
図4(a)は、ラビリンスシール部材20を回転軸12に装着する前の状態を示す。図4(a)に示すように、回転軸12の軸心とラビリンスシール部材20の軸心とを概略芯合せしてラビリンスシール部材20の延長部21eを回転軸12の軸端側に装着していく。
図4(b)は、ラビリンスシール部材20を回転軸12に装着中の状態を示す。図4(b)に示すように、ラビリンスシール部材20を回転軸12の中央部側に向かって押し込んでいく時に、ラビリンスシールLSの内径dと同径のガイド部G1,G2が回転軸12の外周面に接触してラビリンスシール部材20をガイドする。ガイド部G1,G2と回転軸12とのクリアランスは0.1mm程度と非常に狭い構造になっているため、ラビリンスシール部材20が回転軸12の軸心に対し同芯を維持することができる。すなわち、ラビリンスシール部材20のブレを抑制することができる。したがって、ラビリンスシール部材20の装着中にラビリンスシールLSの歯列が回転軸12の外周面に接触して力を受けるようなことはなく、ラビリンスシールLSの歯列の一部の破損や折損が起こることはない。
4A, 4 </ b> B, and 4 </ b> C are schematic cross-sectional views illustrating a procedure for attaching the labyrinth seal member 20 to the rotating shaft 12.
FIG. 4A shows a state before the labyrinth seal member 20 is mounted on the rotary shaft 12. As shown in FIG. 4A, the shaft center of the rotating shaft 12 and the shaft center of the labyrinth seal member 20 are roughly aligned, and the extension portion 21 e of the labyrinth seal member 20 is attached to the shaft end side of the rotating shaft 12. To go.
FIG. 4B shows a state in which the labyrinth seal member 20 is being attached to the rotary shaft 12. As shown in FIG. 4B, when the labyrinth seal member 20 is pushed toward the central portion of the rotating shaft 12, the guide portions G 1 and G 2 having the same diameter as the inner diameter d of the labyrinth seal LS are The labyrinth seal member 20 is guided in contact with the outer peripheral surface. Since the clearance between the guide portions G1 and G2 and the rotating shaft 12 has a very narrow structure of about 0.1 mm, the labyrinth seal member 20 can maintain concentricity with respect to the axis of the rotating shaft 12. That is, blurring of the labyrinth seal member 20 can be suppressed. Therefore, the tooth row of the labyrinth seal LS does not come into contact with the outer peripheral surface of the rotary shaft 12 and receives a force during the mounting of the labyrinth seal member 20, and the tooth row of the labyrinth seal LS is partially damaged or broken. Never happen.

図4(c)は、ラビリンスシール部材20を回転軸12に装着した後の状態を示す。図4(c)に示すように、ラビリンスシール部材20のガイド部G1,G2と回転軸12の円周溝g1,g2とは、互いに対向し、ガイド部G1と円周溝g1およびガイド部G2と円周溝g2との間には、所定のクリアランスが形成され、ラビリンスシールLSへの流体の流れを阻害しないようになっている。   FIG. 4C shows a state after the labyrinth seal member 20 is mounted on the rotary shaft 12. As shown in FIG. 4C, the guide portions G1 and G2 of the labyrinth seal member 20 and the circumferential grooves g1 and g2 of the rotating shaft 12 face each other, and the guide portion G1, the circumferential groove g1 and the guide portion G2 are opposed to each other. And a circumferential groove g2, a predetermined clearance is formed so as not to hinder the flow of fluid to the labyrinth seal LS.

図4(a)〜(c)に示すように、ラビリンスシール部材20を回転軸12に取り付ける際に、ラビリンスシールLSの破損や折損を恐れる必要がないため、ラビリンスシール部の組立作業の簡素化を図ることができ、組立時間を短縮できる。また、ラビリンスシール部材20を回転軸12から取り外す際には、図4(a)〜(c)の逆の手順で行えばよい。そして、ラビリンスシール部材20を回転軸12から取り外す際に、ラビリンスシールLSの破損や折損を恐れる必要がないため、ラビリンスシール部のメンテナンス作業の簡素化を図ることができ、メンテナンス時間を短縮できる。   As shown in FIGS. 4A to 4C, when attaching the labyrinth seal member 20 to the rotating shaft 12, it is not necessary to fear damage or breakage of the labyrinth seal LS, so that the assembly work of the labyrinth seal portion is simplified. As a result, assembly time can be shortened. Further, when removing the labyrinth seal member 20 from the rotary shaft 12, the reverse procedure of FIGS. 4 (a) to 4 (c) may be performed. And when removing the labyrinth seal member 20 from the rotating shaft 12, since it is not necessary to fear damage or breakage of the labyrinth seal LS, the maintenance work of the labyrinth seal portion can be simplified, and the maintenance time can be shortened.

図3および図4においては、2群の歯列からなるラビリンスシールLSを例示したが、2群の歯列の間の空間21sをなくして1群の歯列にしてもよい。
また、図3および図4においては、ギアケーシング18側のラビリンスシールLSを例示したが、ギアケーシング18と反対側にあって回転軸12の軸端部にあるラビリンスシールLS(図1参照)も同様の構成である。
3 and 4 exemplify the labyrinth seal LS composed of two groups of teeth, the space 21s between the two groups of teeth may be eliminated to form one group of teeth.
3 and 4 exemplify the labyrinth seal LS on the gear casing 18 side, the labyrinth seal LS (see FIG. 1) on the opposite side of the gear casing 18 and at the shaft end of the rotary shaft 12 is also illustrated. It is the same composition.

これまで本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術思想の範囲内において、種々の異なる形態で実施されてよいことは勿論である。   Although the embodiment of the present invention has been described so far, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that the present invention may be implemented in various different forms within the scope of the technical idea.

1 ターボ圧縮機
2 凝縮器
3 蒸発器
4 エコノマイザ
5 冷媒配管
5BP 冷媒供給配管
8 冷媒配管
11 電動機
12 回転軸
14 増速機
15 羽根車
16 羽根車軸
17 モータケーシング
18 ギアケーシング
19 油タンク
20 ラビリンスシール部材
21 本体部
21e 延長部
21s 空間
22 フランジ部
22h ボルト孔
G1,G2 ガイド
g1,g2 円周溝
LS ラビリンスシール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Turbo compressor 2 Condenser 3 Evaporator 4 Economizer 5 Refrigerant piping 5BP Refrigerant supply piping 8 Refrigerant piping 11 Electric motor 12 Rotating shaft 14 Speed increaser 15 Impeller 16 Impeller axle 17 Motor casing 18 Gear casing 19 Oil tank 20 Labyrinth seal member 21 body portion 21e extension portion 21s space 22 flange portion 22h bolt hole G1, G2 guide g1, g2 circumferential groove LS labyrinth seal

Claims (6)

冷水から熱を奪って冷媒が蒸発し冷凍効果を発揮する蒸発器と、冷媒を羽根車によって圧縮するターボ圧縮機と、圧縮された冷媒ガスを冷却水で冷却して凝縮させる凝縮器とを備えたターボ冷凍機において前記ターボ圧縮機を駆動する電動機であって、
前記電動機の回転軸の外周面と対向して軸シールを行うための歯列からなるラビリンスシールを有したラビリンスシール部材を設け、
前記ラビリンスシール部材に前記ラビリンスシールの内径と同径の複数のガイド部を互いに離間させて設け、前記複数のガイド部は前記ラビリンスシールより前記回転軸の軸方向の中央部寄りに位置し、
前記回転軸には、前記複数のガイド部に対向する位置に複数の円周溝を形成し
前記ラビリンスシール部材を前記回転軸に取り付けおよび取り外しする際に、前記複数のガイド部材が、前記回転軸の外周面に接触して前記ラビリンスシール部材をガイドするよう構成されていることを特徴とするターボ冷凍機の圧縮機用電動機。
An evaporator that takes heat from cold water and evaporates the refrigerant to exert a refrigeration effect, a turbo compressor that compresses the refrigerant with an impeller, and a condenser that cools and compresses the compressed refrigerant gas with cooling water An electric motor for driving the turbo compressor in the turbo refrigerator,
Providing a labyrinth seal member having a labyrinth seal composed of a tooth row for carrying out a shaft seal facing the outer peripheral surface of the rotating shaft of the electric motor;
The labyrinth seal member is provided with a plurality of guide portions having the same diameter as the inner diameter of the labyrinth seal so as to be spaced apart from each other, and the plurality of guide portions are located closer to the center portion in the axial direction of the rotating shaft than the labyrinth seal,
The rotating shaft is formed with a plurality of circumferential grooves at positions facing the plurality of guide portions ,
When attaching and detaching the labyrinth seal member to and from the rotating shaft, the plurality of guide members are configured to contact the outer peripheral surface of the rotating shaft and guide the labyrinth seal member. Electric motor for compressor of turbo refrigerator.
前記複数のガイド部は、互いに30mm〜50mm離間して設けられていることを特徴とする請求項1に記載のターボ冷凍機の圧縮機用電動機。   2. The electric motor for a compressor of a turbo chiller according to claim 1, wherein the plurality of guide portions are provided 30 mm to 50 mm apart from each other. 前記ラビリンスシールは、2群の歯列からなり、これら2群の歯列の間に空間が形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載のターボ冷凍機の圧縮機用電動機。   The electric motor for a compressor of a turbo chiller according to claim 1 or 2, wherein the labyrinth seal is composed of two groups of tooth rows, and a space is formed between the two groups of tooth rows. 前記ラビリンスシールは、1群の歯列からなることを特徴とする請求項1または2に記載のターボ冷凍機の圧縮機用電動機。   The electric motor for a compressor of a turbo refrigerator according to claim 1 or 2, wherein the labyrinth seal includes a group of teeth. 前記各ガイド部の回転軸の軸方向における厚さは、5mm〜10mmであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のターボ冷凍機の圧縮機用電動機。   The electric motor for a compressor of a turbo refrigerator according to any one of claims 1 to 4, wherein the thickness of each guide portion in the axial direction of the rotation shaft is 5 mm to 10 mm. 冷水から熱を奪って冷媒が蒸発し冷凍効果を発揮する蒸発器と、冷媒を羽根車によって圧縮するターボ圧縮機と、圧縮された冷媒ガスを冷却水で冷却して凝縮させる凝縮器とを備えたターボ冷凍機において、
前記ターボ圧縮機を駆動する電動機は、請求項1乃至のいずれか一項に記載の圧縮機用電動機であることを特徴とするターボ冷凍機。
An evaporator that takes heat from cold water and evaporates the refrigerant to exert a refrigeration effect, a turbo compressor that compresses the refrigerant with an impeller, and a condenser that cools and compresses the compressed refrigerant gas with cooling water In the turbo refrigerator
The turbo chiller according to any one of claims 1 to 5 , wherein the electric motor that drives the turbo compressor is the electric motor for a compressor according to any one of claims 1 to 5 .
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