JP7429541B2 - 圧縮機システム - Google Patents

Description

本開示は、圧縮機システムに関する。

一般的に遠心圧縮機は、回転軸と、回転軸に設けられたインペラと、このインペラを外側から覆うケーシングと、を備えている。例えば、特許文献１には、遠心圧縮機（圧縮装置）と、遠心圧縮機を駆動するモータ（モータ装置）と、を備えた構成が開示されている。この構成において、モータの第一のロータ（回転軸）と遠心圧縮機の第二のロータとは、同軸上で機械的に結合されている。モータの第二のロータと遠心圧縮機の第一のロータとは、機械的カップリングによって結合されている。

特許第５９８６３５１号公報

ところで、特許文献１に開示された構成では、回転軸同士を結合する機械的カップリングが、遠心圧縮機で第二のロータを支持する軸受よりも、軸線方向の外側に張り出した位置に配置されている。機械式カップリングのような重量物が軸受よりも外側に設けられていると、回転軸のロータダイナミクスに悪影響があり、回転軸の高速化の妨げとなる。

本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、回転軸のロータダイナミクスを向上させ、回転軸の高回転化を図ることが可能な圧縮機システム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、本開示に係る圧縮機システムは、軸線を中心として回転可能な回転軸、前記回転軸とともに回転するインペラ、及び前記回転軸と前記インペラとを覆うケーシング、を備えた圧縮機と、前記回転軸と同軸上に配置されたモータロータ、及び前記モータロータの径方向の外側に配置されたステータを備え、前記回転軸を回転駆動するモータと、前記モータロータの回転を前記回転軸に伝達可能なように前記モータロータと前記回転軸とを連結する連結軸と、を備え、前記圧縮機は、前記回転軸を前記軸線周りに回転自在に支持する圧縮機軸受と、前記圧縮機軸受に対して前記軸線が延びる軸線方向において重なる位置かつ前記径方向の内側の位置で前記回転軸に固定され、前記連結軸が着脱可能に接続される圧縮機接続ハブと、を備え、前記連結軸は、前記圧縮機接続ハブとのミスアライメントを緩和可能とされ、前記圧縮機軸受は、前記圧縮機接続ハブの外周面を回転可能に支持し、前記連結軸は、前記軸線方向に延びる中空の筒状部と、前記軸線方向における前記圧縮機に近い前記筒状部の端部に接続され、前記圧縮機接続ハブに着脱可能に接続される第一フランジと、を備え、前記第一フランジは、前記筒状部よりも剛性が低い。

本開示の圧縮機システムによれば、回転軸のロータダイナミクスを向上させ、回転軸の高速化を図ることが可能となる。

本実施形態に係る圧縮機システムの構成を示す模式図である。 上記圧縮機システムを構成する圧縮機の回転軸と、モータロータとの接続部分の構成を示す断面図である。 上記圧縮機に備えられたスラスト力調整部の構成を示す断面図である。

以下、添付図面を参照して、本開示による圧縮機システムを実施するための形態を説明する。しかし、本開示はこの実施形態のみに限定されるものではない。

（圧縮機システム）
以下、本実施形態に係る圧縮機システムについて、図１～図３を参照して説明する。
図１に示すように、圧縮機システム１００は、圧縮機１と、モータ５と、連結軸９と、を備えている。本実施形態において、圧縮機１は、モータ５を挟んでその両側にそれぞれ配置されている。圧縮機１は、モータ５を挟んで後述する軸線方向Ｄａの第一側（図１においてモータ５に対して左側）に配置された低圧側の第一圧縮機１Ａと、モータ５を挟んで軸線方向Ｄａの第二側（図２においてモータ５に対して右側）に配置された高圧側の第二圧縮機１Ｂと、を備えている。低圧側の第一圧縮機１Ａは、外部から取り込んだ作動流体（プロセスガス）を圧縮し、高圧側の第二圧縮機１Ｂの入口側に送給する。高圧側の第二圧縮機１Ｂで圧縮した作動流体は、作動流体を使用するプロセス側へと供給される。

ここで、第一圧縮機１Ａと、第二圧縮機１Ｂとは、モータ５を挟んで線対称の配置となる他は、同様の構成を有している。そこで、以下の説明において、圧縮機１の構成を説明するために第一圧縮機１Ａを例に用い、第二圧縮機１Ｂについての説明は省略する。

（圧縮機の構成）
図１及び図２に示すように圧縮機１は、ケーシング２と、ダイヤフラム２１と、圧縮機軸受３と、回転軸４と、インペラ６と、スラスト力調整部７と、を備えている。圧縮機１は、一対の圧縮部１０を備えている。一対の圧縮部１０は、低圧側の第一圧縮部１１と、高圧側の第二圧縮部１２とである。低圧側の第一圧縮部１１、高圧の第二圧縮部１２は、それぞれ３つのインペラ６を備えている。すなわち、この圧縮機１は、１軸６段の圧縮機として構成されている。

このような圧縮機１においては、低圧側の第一圧縮部１１で圧縮された作動流体は、高圧側の第二圧縮部１２に流入する。この第二圧縮部１２を流通する過程で、作動流体はさらに圧縮されて、高圧の作動流体となる。

（ケーシングの構成）
ケーシング２は、圧縮機１の外殻を形成している。ケーシング２は、回転軸４の軸線Ｏを中心として軸線方向Ｄａに延びる筒状をなしている。ケーシング２には、ケーシング２内に作動流体を導く吸込口（不図示）やケーシング２内から作動流体を外部に排出する排出口（不図示）が形成されている。ケーシング２は、ダイヤフラム２１ともに、圧縮機軸受３、回転軸４、及びインペラ６を覆っている。

（ダイヤフラムの構成）
ダイヤフラム２１は、ケーシング２内に収容されている。ダイヤフラム２１は、各インペラ６に対応するように軸線方向Ｄａに複数並んで配置されている。ダイヤフラム２１は、軸線Ｏを中心とする環状に形成されている。

（圧縮機軸受の構成）
圧縮機軸受３は、回転軸４を軸線Ｏ周りに回転可能に支持している。圧縮機軸受３は、ケーシング２内において、軸線Ｏの延びる軸線方向Ｄａに間隔をあけて一対が配置されている。本実施形態において、圧縮機軸受３は、軸線方向Ｄａの第一側の第一軸受３Ａと、軸線方向Ｄａの第二側の第二軸受３Ｂと、を備えている。本実施形態において、軸線方向Ｄａの第一側は、モータ５から遠い側、軸線方向Ｄａの第二側は、モータ５に近い側を示している。

圧縮機軸受３（第一軸受３Ａ及び第二軸受３Ｂ）は、ケーシング２に保持されている。本実施形態の圧縮機軸受３は、ガスが供給されるガス軸受である。つまり、圧縮機軸受３には、潤滑油は使用されていない。圧縮機軸受３には、第一圧縮部１１により昇圧された作動流体からの抽気や、外部の窒素等のガスが供給される。圧縮機軸受３は、回転する回転軸４との間に巻き込まれるガスに動圧が発生することにより、非接触の状態で回転軸４を支持することができる。

（回転軸の構成）
回転軸４は、軸線Ｏを中心として回転可能とされている。回転軸４は、水平方向に延びている。この回転軸４の両端部は、一対の圧縮機軸受３に支持されている。つまり、回転軸４は、一対の圧縮機軸受３よりも、軸線方向Ｄａの両側（外側）に突出していない。

本実施形態において、回転軸４は、軸線方向Ｄａの第一側の第一回転軸４Ａと、軸線方向Ｄａの第二側の第二回転軸４Ｂと、を備えている。第一回転軸４Ａと、第二回転軸４Ｂとは、軸線方向Ｄａの中央部に設けられた中間軸４１を介して互いに連結されている。中間軸４１は、軸線方向Ｄａに延びる円筒状で、その内側に、第一回転軸４Ａの軸線方向Ｄａの第二側の端部と、第二回転軸４Ｂの軸線方向Ｄａの第一側の端部とが、それぞれ連結されている。

図１に示すように、第一回転軸４Ａの軸線方向Ｄａの第一側の端部には、端部スリーブ４２が配置されている。端部スリーブ４２は、軸線方向Ｄａに延びる円筒状に形成されている。端部スリーブ４２の内側に、第一回転軸４Ａの軸線方向Ｄａの第一側の端部が連結されている。この端部スリーブ４２は、軸線方向Ｄａの第一側に配置された第一軸受３Ａに対して、軸線Ｏを中心とする径方向Ｄｒの内側に配置されている。

（接続ハブの構成）
図１及び図２に示すように、第二回転軸４Ｂにおいて、軸線方向Ｄａの第二側、つまりモータ５に近い端部には、圧縮機接続ハブ４５が配置されている。圧縮機接続ハブ４５は、第二軸受３Ｂに対して軸線方向Ｄａにおいて重なる位置に配置されている。圧縮機接続ハブ４５は、軸線方向Ｄａの第二側に配置された第二軸受３Ｂに対して、径方向Ｄｒの内側で回転軸４に固定されている。つまり、第二軸受３Ｂは、圧縮機接続ハブ４５の外周面を回転可能に支持している。したがって、第二回転軸４Ｂは、圧縮機接続ハブ４５を介して間接的に第二軸受３Ｂに支持されている。圧縮機接続ハブ４５には、後述する連結軸９が着脱可能に接続される。図２に示すように、圧縮機接続ハブ４５は、軸線方向Ｄａに延びる円筒状に形成されている。圧縮機接続ハブ４５の内側に、第二回転軸４Ｂの軸線方向Ｄａの第二側の端部が連結されている。

第二軸受３Ｂで支持される箇所に相当する圧縮機接続ハブ４５の表面は、表面粗さを１μｍ以下の低摩擦表面とするために、例えば硬質クロムメッキ表面処理４５１を備えている。

（インペラの構成）
インペラ６は、回転軸４に固定されている。インペラ６は、回転軸４と一体に回転する。本実施形態の圧縮機１は、第一圧縮部１１に配置された第一インペラ群６０Ａと、第二圧縮部１２に配置された第二インペラ群６０Ｂと、が備えている。第一インペラ群６０Ａ、第二インペラ群６０Ｂは、それぞれ、例えば三枚ずつのインペラ６を備えている。インペラ６は、第一インペラ群６０Ａに配置された第一インペラ６Ａと、第二インペラ群６０Ｂに配置された第二インペラ６Ｂと、を備えている。各第一インペラ６Ａは、第一回転軸４Ａに固定されている。各第二インペラ６Ｂは、第二回転軸４Ｂに固定されている。各第一インペラ６Ａと、各第二インペラ６Ｂとは、軸線方向Ｄａで互いに反対側を向いて配置されている。

図３に示すように、各インペラ６は、本実施形態において、ディスク部６１とブレード部６２とカバー部６３とを備えた、いわゆるクローズドインペラである。

ディスク部６１は、円盤状をなしている。例えば、各第一インペラ６Ａのディスク部６１は、軸線方向Ｄａの一方側（第二側）を向く背面６１２から軸線方向Ｄａの他方側（第一側）を向く前面６１１に向かって、外径が漸次縮径している。つまり、ディスク部６１は、全体として略傘形状をなしている。

ここで、インペラ６において、軸線方向Ｄａの一方側は、軸線方向Ｄａにおいて、カバー部６３に対してディスク部６１が配置されている側である。したがって、本実施形態の第一インペラ６Ａでは、軸線方向Ｄａの一方側は、図１において、軸線方向Ｄａにおいて、第二圧縮部１２が配置されている側である。逆に、本実施形態の第二インペラ６Ｂでは、軸線方向Ｄａの一方側は、軸線方向Ｄａにおいて、第一圧縮部１１が配置されている側である。

また、軸線方向Ｄａの他方側は、軸線方向Ｄａにおいて、ディスク部６１に対してカバー部６３が配置されている側である。したがって、本実施形態の第一インペラ６Ａでは、軸線方向Ｄａの他方側は、軸線方向Ｄａの第一圧縮部１１が配置されている側である。逆に、本実施形態の第二インペラ６Ｂでは、軸線方向Ｄａの他方側は、軸線方向Ｄａの第二圧縮部１２が配置されている側である。

即ち、第一インペラ６Ａのディスク部６１では、背面６１２は、軸線方向Ｄａの第二圧縮部１２側を向いている。これに対し、第二インペラ６Ｂのディスク部６１では、背面６１２は、軸線方向Ｄａの第一圧縮部１１側を向いている。つまり、第一インペラ６Ａのディスク部６１の背面６１２と、第二インペラ６Ｂのディスク部６１の背面６１２とは、軸線方向Ｄａにおいて互いに対向している。

また、ディスク部６１は、軸線方向Ｄａから見た際に、略円盤状をなしている。ディスク部６１の前面６１１から周方向に間隔を隔てて、軸線方向Ｄａに複数のブレード部６２が延びている。図２に示すように、ディスク部６１には、軸線Ｏを中心とする径方向Ｄｒの内側にディスク部６１を軸線方向Ｄａに貫く貫通孔６１３が形成されている。この貫通孔６１３には、回転軸４が挿入される。

カバー部６３は、複数のブレード部６２を覆うように形成されている。このカバー部６３は、円盤状をなしている。カバー部６３は、ディスク部６１に対向する側が、ディスク部６１と一定の間隔を隔てて対向する凸状面として形成されている。

各インペラ６においては、ディスク部６１とカバー部６３との間に、インペラ流路６４が形成されている。インペラ流路６４は、ディスク部６１の前面６１１側の径方向Ｄｒの内側で軸線方向Ｄａに沿って開口する流入口６ｉと、インペラ６の径方向Ｄｒの外側に向かって開口する流出口６ｏと、を有している。

（スラスト力調整部の構成）
スラスト力調整部７は、第一インペラ群６０Ａの第一インペラ６Ａ、及び第二インペラ群６０Ｂの第二インペラ６Ｂのそれぞれに配置されている。本実施形態において、スラスト力調整部７は、第一インペラ群６０Ａの第一インペラ６Ａのうち、軸線方向Ｄａで最も第二側（最も複数の第二インペラ６Ｂに近い位置）に位置する最終段第一インペラ６Ａｅに配置されている。本実施形態において、スラスト力調整部７は、第二インペラ群６０Ｂの第二インペラ６Ｂのうち、軸線方向Ｄａで最も第一側（最も最終段第一インペラ６Ａｅに近い位置）に位置する最終段第二インペラ６Ｂｅに配置されている。

最終段第一インペラ６Ａｅ及び最終段第二インペラ６Ｂｅには、背面６１２から突出してディスク部６１と一体的に形成されている凸部６５が形成されている。本実施形態では、凸部６５として、外側凸部６６と、内側凸部６７とを有している。外側凸部６６は、背面６１２から軸線方向Ｄａに突出している。本実施形態の外側凸部６６は、ディスク部６１の貫通孔６１３を囲むように、ディスク部６１の背面６１２から環状に突出している。外側凸部６６は、外側シール面６６１と、外側受圧面６６２と、を有する。

外側シール面６６１は、回転軸４の外表面と平行に形成されている。外側シール面６６１は、外側凸部６６の径方向Ｄｒの外側を向く平滑な面である。本実施形態では、背面６１２からの外側凸部６６の突出量は、外側シール面６６１の軸線方向Ｄａの幅によって定められている。外側シール面６６１は、回転軸４の外表面から所定の距離だけ離れた位置に形成されている。具体的には、本実施形態の所定の距離は、圧縮機１ごとに予め設定される値である。所定の距離は、回転軸４に働くスラスト力のバランスをとるために、外側受圧面６６２が受ける力の大きさに応じて定められる。

外側受圧面６６２は、外側凸部６６の軸線方向Ｄａを含む方向を向く面である。つまり、外側受圧面６６２は、軸線方向Ｄａに働く力を受ける面である。ここで、軸線方向Ｄａを含む方向とは、軸線方向Ｄａに対して直交する方向を除く軸線Ｏに対して交差する方向であって、軸線Ｏに対して傾斜した方向や平行な方向も含んでいる。外側受圧面６６２は、可能な限り面積が大きくなるように形成されることが好ましい。外側受圧面６６２は、外側傾斜受圧面６６２ａと、外側垂直受圧面６６２ｂとを有している。

外側傾斜受圧面６６２ａは、軸線Ｏに対して傾斜した傾斜面である。本実施形態の外側傾斜受圧面６６２ａは、軸線方向Ｄａの一方側、かつ、径方向Ｄｒの内側を向いている。つまり、外側傾斜受圧面６６２ａは、軸線方向Ｄａの第二圧縮部１２側、かつ、回転軸４の外表面側を向くように傾斜している。外側傾斜受圧面６６２ａは、外側シール面６６１の軸線方向Ｄａの端部から外側垂直受圧面６６２ｂに向かって延びている。

外側垂直受圧面６６２ｂは、外側傾斜受圧面６６２ａの径方向Ｄｒの内側の端部から径方向Ｄｒの内側に向かって垂直に延びる面である。外側垂直受圧面６６２ｂは、回転軸４の外表面と直交する面であって、軸線方向Ｄａの一方側を向いている。本実施形態の外側垂直受圧面６６２ｂは、背面６１２と同様に、軸線方向Ｄａの第二圧縮部１２側を向いている。

内側凸部６７は、背面６１２から軸線方向Ｄａに突出している。内側凸部６７は、外側凸部６６よりも径方向Ｄｒの内側に設けられている。本実施形態の内側凸部６７は、ディスク部６１の貫通孔６１３を囲むように、ディスク部６１の背面６１２から環状に突出している。内側凸部６７は、内側シール面６７１と、内側受圧面６７２と、を有する。

内側シール面６７１は、回転軸４の外表面と平行に形成されている。内側シール面６７１は、内側凸部６７の径方向Ｄｒ外側を向く平滑な面である。内側シール面６７１は、外側シール面６６１よりも径方向Ｄｒの内側に形成されている。本実施形態の内側シール面６７１は、外側垂直受圧面６６２ｂの径方向Ｄｒの内側の端部と繋がっている。本実施形態では、外側垂直受圧面６６２ｂからの内側凸部６７の突出量は、内側シール面６７１の軸線方向Ｄａの幅によって定められている。内側シール面６７１は、回転軸４の外表面から所定の距離だけ離れた位置に形成されている。具体的には、本実施形態の所定の距離は、圧縮機１ごとに予め設定される値である。所定の距離は、回転軸４に働くスラスト力のバランスをとるために、内側受圧面６７２が受ける力の大きさに応じて定められる。

内側受圧面６７２は、内側凸部６７の軸線方向Ｄａを含む方向を向く面である。つまり、内側受圧面６７２は、軸線方向Ｄａに働く力を受ける面である。内側受圧面６７２は、可能な限り面積が大きくなるように形成されることが好ましい。内側受圧面６７２は、内側傾斜受圧面６７２ａと、内側垂直受圧面６７２ｂとを有している。

内側傾斜受圧面６７２ａは、軸線Ｏに対して傾斜した傾斜面である。本実施形態の内側傾斜受圧面６７２ａは、軸線方向Ｄａの一方側、かつ、径方向Ｄｒの内側を向いている。つまり、内側傾斜受圧面６７２ａは、軸線方向Ｄａの第二圧縮部１２側、かつ、回転軸４の外表面側を向くように傾斜している。内側傾斜受圧面６７２ａは、内側シール面６７１の軸線方向Ｄａの端部から内側垂直受圧面６７２ｂに向かって延びている。

内側垂直受圧面６７２ｂは、内側傾斜受圧面６７２ａの径方向Ｄｒの内側の端部から径方向Ｄｒの内側に向かって貫通孔６１３の端部まで垂直に延びる面である。即ち、内側垂直受圧面６７２ｂは、回転軸４の外表面と直交する面であって、軸線方向Ｄａの一方側を向いている。内側垂直受圧面６７２ｂは、軸延方向の位置が外側垂直受圧面６６２ｂと同じ位置に形成されている。本実施形態の内側垂直受圧面６７２ｂは、背面６１２と同様に、軸線方向Ｄａの第二圧縮部１２側を向いている。

スラスト力調整部７は、ディスク部６１の背面６１２とケーシング２の内部に配置されたダイヤフラム２１との間で軸線方向Ｄａのスラスト力を調整する。スラスト力調整部７は、外側シール部７１と、内側シール部７２と、絞り形成部７３とを有している。

外側シール部７１は、背面６１２とダイヤフラム２１との間を封止している。本実施形態の外側シール部７１は、外側シール面６６１と、ダイヤフラム２１との間の径方向Ｄｒの隙間を封止している。外側シール部７１は、ダイヤフラム２１に固定されている。外側シール部７１は、外側シール面６６１との間に微小な隙間が形成されたラビリンスシールである。

内側シール部７２は、外側シール部７１から径方向Ｄｒの内側に離れた位置に配置されている。内側シール部７２は、背面６１２とダイヤフラム２１との間を封止している。本実施形態の内側シール部７２は、内側シール面６７１と、ダイヤフラム２１との間の径方向Ｄｒの隙間を封止している。内側シール部７２は、ダイヤフラム２１に固定されている。内側シール部７２は、内側シール面６７１との間に微小な隙間が形成されたラビリンスシールである。

絞り形成部７３は、軸線方向Ｄａにおける背面６１２とダイヤフラム２１との間隔が狭められた絞り部Ｓ３を形成する。絞り形成部７３は、背面６１２と対向するようにダイヤフラム２１に一体に設けられている。絞り形成部７３は、背面６１２に向かって突出する突出部７３１を有している。突出部７３１は、背面６１２に近づくにしたがって、回転軸４の外表面に使づくように傾斜する突出部傾斜面７３１ａを有している。突出部７３１の先端と背面６１２との間に絞り部Ｓ３が形成されている。絞り部Ｓ３は、内側シール部７２から径方向Ｄｒの内側に離れた位置に形成されている。絞り部Ｓ３の軸線方向Ｄａの幅は、後述する外側空間Ｓ１及び内側空間Ｓ２の軸線方向Ｄａの幅よりも狭くされている。つまり、背面６１２とダイヤフラム２１との間隔は、絞り部Ｓ３において最も狭く形成されている。具体的には、絞り部Ｓ３は、内側垂直受圧面６７２ｂと突出部７３１の先端との間に形成されている。この絞り部Ｓ３は、第一インペラ６Ａが移動することで背面６１２に対する間隔が変化する、いわゆる「自成絞り」と呼ばれるものである。

外側シール部７１と内側シール部７２とによって、背面６１２とダイヤフラム２１との間には外側空間Ｓ１が形成されている。外側空間Ｓ１は、外側シール部７１と内側シール部７２とで挟まれて、径方向Ｄｒに延びる空間である。外側空間Ｓ１は、背面６１２とダイヤフラム２１とが接触しない範囲で、可能な限り軸線方向Ｄａの幅が小さく形成されることが好ましい。本実施形態の外側空間Ｓ１は、外側傾斜受圧面６６２ａ及び外側垂直受圧面６６２ｂに面して形成されている。外側空間Ｓ１には、第一圧縮部１１のインペラ６の流出口６ｏ付近から外側シール部７１を経てわずかに漏れ出た作動流体や後述する外部ガス導入部８３から供給されたガス等の気体が流入する。

内側シール部７２と突出部７３１とによって、背面６１２とダイヤフラム２１との間には内側空間Ｓ２が形成されている。内側空間Ｓ２は、内側シール部７２と絞り部Ｓ３とで挟まれて、径方向Ｄｒに延びる空間である。つまり、内側空間Ｓ２は、外側空間Ｓ１よりも径方向Ｄｒの内側に形成されている。内側空間Ｓ２は、絞り部Ｓ３と連続する空間である。内側空間Ｓ２は、背面６１２とダイヤフラム２１とが接触しない範囲で、可能な限り軸線方向Ｄａの幅が小さく形成されることが好ましい。内側空間Ｓ２は、外側空間Ｓ１と対応する容積で形成されることが好ましい。ここで、対応する容積とは、実質的に同一とみなせる容積である。本実施形態の内側空間Ｓ２は、内側傾斜受圧面６７２ａ及び内側垂直受圧面６７２ｂに面して形成されている。内側空間Ｓ２には、外側空間Ｓ１内の気体が内側シール部７２からわずかに漏れ出て流入する。

外部ガス導入部８３は、外側空間Ｓ１内の圧力を高めるガスを外部から外側空間Ｓ１に導入する。外部ガス導入部８３は、外部のガス供給源と外側空間Ｓ１とを連通させるガス供給ラインである。外部に設けられたブースターポンプをガス供給源として、外部ガス導入部８３によって圧縮されたガスが外側空間Ｓ１に供給される。外部ガス導入部８３は、外側シール部７１と内側シール部７２との間で外側空間Ｓ１に面するダイヤフラム２１に開口している。外部ガス導入部８３は、定常運転時に圧縮された作動流体に近い圧力のガスを供給する。

このようなスラスト力調整部７では、第一インペラ６Ａで圧縮された作動流体の一部は、流出口６ｏ付近から外側シール部７１に向かって流れる。外側シール部７１まで流れてきた作動流体は、外側シール面６６１に沿って外側空間Ｓ１内にわずかに漏れ出る。外側空間Ｓ１内に漏れ出た作動流体は、外側空間Ｓ１内を内側シール部７２に向かって流れる。内側シール部７２まで流れてきた作動流体は、内側シール面６７１に沿って内側空間Ｓ２内にわずかに漏れ出る。内側空間Ｓ２内に漏れ出た作動流体は、内側空間Ｓ２を絞り部Ｓ３に向かって流れる。絞り部Ｓ３の軸線方向Ｄａの幅が内側空間Ｓ２の軸線方向Ｄａの幅よりも狭いことで、作動流体は絞り部Ｓ３を通過する際に減圧されながら内側空間Ｓ２から流出していく。絞り部Ｓ３を経てダイヤフラム２１内に流出した作動流体は、不図示の排出口からケーシング２の外部に排出される。

圧縮機１において、第一圧縮部１１及び第二圧縮部１２で作動流体が圧縮されていくことで、ディスク部６１を介してインペラ６が固定されている回転軸４に、軸線方向Ｄａに作用するスラスト力が生じる。このスラスト力によって、例えば、軸線方向Ｄａの第一圧縮部１１側から第二圧縮部１２側に向かうスラスト力が回転軸４に生じると、このスラスト力を受けて、回転軸４とともに第一インペラ６Ａが軸線方向Ｄａの第二圧縮部１２側に移動する。その結果、第一インペラ６Ａが軸線方向Ｄａの第二圧縮部１２側に移動して絞り部Ｓ３の間隔が狭くなる。絞り部Ｓ３の間隔が狭くなることで、内側空間Ｓ２からの作動流体のリーク量が減少し、外側空間Ｓ１及び内側空間Ｓ２内の圧力が上がる。これにより、外側空間Ｓ１を画成する外側傾斜受圧面６６２ａ及び外側垂直受圧面６６２ｂと、内側空間Ｓ２を画成する内側傾斜受圧面６７２ａ及び内側垂直受圧面６７２ｂの一部とが軸線方向Ｄａの第一圧縮部１１側に押される。その結果、絞り部Ｓ３の間隔が広がる方向に第一インペラ６Ａが押し戻される。

逆に、例えば、軸線方向Ｄａの第二圧縮部１２側から第一圧縮部１１側に向かうスラスト力が回転軸４に生じると、このスラスト力を受けて、回転軸４とともに第一インペラ６Ａが軸線方向Ｄａの第一圧縮部１１側に移動する。その結果、第一インペラ６Ａが軸線方向Ｄａの第一圧縮部１１側に移動して絞り部Ｓ３の間隔が広くなる。絞り部Ｓ３の間隔が広くなることで、内側空間Ｓ２からの作動流体のリーク量が増加し、外側空間Ｓ１及び内側空間Ｓ２内の圧力が下がる。これにより、外側空間Ｓ１を画成する外側傾斜受圧面６６２ａ及び外側垂直受圧面６６２ｂと、内側空間Ｓ２を画成する内側傾斜受圧面６７２ａ及び内側垂直受圧面６７２ｂの一部とが軸線方向Ｄａの第二圧縮部１２側に引かれる。その結果、絞り部Ｓ３の間隔が狭まる方向に第一インペラ６Ａが押し戻される。したがって、回転軸４に作用するスラスト力が変動して、回転軸４が軸線方向Ｄａに移動したとしても、第一インペラ６Ａを移動させることで、回転軸４を元の位置に自動的に復帰させる（戻す）ことができる。

（モータの構成）
図１に示すように、モータ５は、軸線方向Ｄａにおいて、第一圧縮機１Ａと第二圧縮機１Ｂとの間に配置されている。モータ５は、モータケーシング５３と、モータロータ５１と、モータ軸受３Ｇと、ステータ５２と、を有している。

モータケーシング５３は、モータ５の外殻を形成している。モータケーシング５３は、軸線方向Ｄａに延びる筒状に形成されている。モータケーシング５３の軸線方向Ｄａの端部は、圧縮機１のケーシング２に連結されている。モータケーシング５３は、モータロータ５１、及びステータ５２を覆っている。

モータロータ５１は、回転軸４と同軸上に設けられている。モータロータ５１は、モータケーシング５３に設けられた一対のモータ軸受３Ｇにより、軸線Ｏ回りに回転可能とされている。モータロータ５１の両端部が、一対のモータ軸受３Ｇに支持されている。つまり、モータロータ５１は、一対のモータ軸受３Ｇよりも、軸線方向Ｄａの両側に突出していない。モータロータ５１は、後述する連結軸９を介して回転軸４に連結されている。モータロータ５１は、連結軸９とともに回転軸４と一体的に回転する。

モータ軸受３Ｇは、モータロータ５１を軸線Ｏ周りに回転可能に支持している。モータ軸受３Ｇは、モータケーシング５３内において、軸線方向Ｄａに間隔をあけて一対が配置されている。本実施形態において、モータ軸受３Ｇは、軸線方向Ｄａの第一側の第三軸受３Ｈと、軸線方向Ｄａの第二側の第四軸受３Ｉと、を備えている。モータ５において、軸線方向Ｄａの第一側は、第一圧縮機１Ａに近い側、軸線方向Ｄａの第二側は、第二圧縮機１Ｂに近い側である。

モータ軸受３Ｇ（第三軸受３Ｈ及び第四軸受３Ｉ）は、モータケーシング５３に保持されている。モータ軸受３Ｇは、圧縮機軸受３と同様、ガス軸受である。つまり、モータ軸受３Ｇには、潤滑油は使用されていない。

ステータ５２は、モータロータ５１に対して径方向Ｄｒの外側に配置されている。ステータ５２は、モータケーシング５３に固定されている。このようなモータ５では、ステータ５２に備えられたコイルに通電すると、ステータ５２に対してモータロータ５１が回転する。これによりモータ５は、回転軸４に回転駆動力を伝達し、第一圧縮機１Ａ及び第二圧縮機１Ｂの回転軸４を回転させる。

モータロータ５１の両端部には、モータ接続ハブ５５が配置されている。図２に示すように、モータ接続ハブ５５は、モータ軸受３Ｇに対して軸線方向Ｄａにおいて重なる位置に配置されている。モータ接続ハブ５５は、モータ軸受３Ｇに対して、径方向Ｄｒの内側で回転軸４に固定されている。つまり、モータ軸受３Ｇは、モータ接続ハブ５５の外周面を回転可能に支持している。したがって、モータロータ５１は、モータ接続ハブ５５を介して間接的にモータ軸受３Ｇに支持されている。モータ接続ハブ５５は、後述する連結軸９が着脱可能に接続される。モータ接続ハブ５５は、軸線方向Ｄａに延びる円筒状に形成されている。モータ接続ハブ５５の内側に、モータロータ５１の端部が連結されている。

モータ軸受３Ｇで支持される箇所に相当するモータ接続ハブ５５の表面は、表面粗さを１μｍ以下の低摩擦表面とするために、例えば硬質クロムメッキ表面処理５５１を備えている。

（連結軸の構成）
連結軸９は、モータロータ５１の回転を回転軸４に伝達可能なように、モータロータ５１と回転軸４とを連結する。連結軸９は、モータロータ５１及び回転軸４と同軸上に設けられている。連結軸９は、モータロータ５１が回転することで、回転軸４とともに回転する。連結軸９は、圧縮機接続ハブ４５とモータ接続ハブ５５とに接続されている。つまり、連結軸９は、圧縮機接続ハブ４５及びモータ接続ハブ５５を介して、回転軸４とモータロータ５１とを間接的に接続されている。

連結軸９は、第二回転軸４Ｂとモータロータ５１とのミスアライメントを緩和可能としている。つまり、連結軸９は、第二回転軸４Ｂとモータロータ５１との間で回転トルクを伝達しつつ、その一部が変形することで軸線方向Ｄａの変位や軸ずれ、角変位などのミスアライメントを吸収可能とされている。

なお、連結軸９、圧縮機接続ハブ４５、及びモータ接続ハブ５５としては、例えば、フレキシブルカップリング、ダイヤフラムカップリングを用いることができる。

具体的には、連結軸９は、筒状部４５４と、低剛性部材である第一フランジ４５２と、同様に低剛性部材である第二フランジ４５３と、を一体に備えている。

筒状部４５４は、軸線方向Ｄａに延びている。筒状部４５４は、軸線Ｏを中心とする円筒状をなしている。第一フランジ４５２は、筒状部４５４の軸線方向Ｄａの第一側（圧縮機１に近い側）の端部に接続されている。第一フランジ４５２は、筒状部４５４から径方向Ｄｒの外側に向かって広がっている。具体的には、第一フランジ４５２は、軸線Ｏ回りに連続する円環状に形成されている。第一フランジ４５２は、圧縮機接続ハブ４５に対し、ボルト等によって着脱可能に接続される。第二フランジ４５３は、筒状部４５４の軸線方向Ｄａの第二側（モータ５に近い側）の端部に接続されている。第二フランジ４５３は、筒状部４５４から径方向Ｄｒの外側に向かって広がっている。第二フランジ４５３は、第一フランジ４５２と同形状となるように、軸線Ｏ回りに連続する円環状に形成されている。第二フランジ４５３は、モータ接続ハブ５５に対し、ボルト等によって着脱可能に接続される。第一フランジ４５２と第二フランジ４５３とは、圧縮機接続ハブ４５及び筒状部４５４よりも剛性が低くなるように形成されている。

（作用効果）
上記構成の圧縮機システム１００では、圧縮機軸受３に対して軸線方向Ｄａにおいて重なる位置かつ径方向Ｄｒの内側の位置に圧縮機接続ハブ４５が配置され、連結軸９と接続されている。これにより、連結軸９は、回転軸４が固定される圧縮機接続ハブ４５との間で、回転軸４やモータロータ５１の熱伸び等によって相対変位が生じた場合に、この相対変位に応じて第一フランジ４５２及び第二フランジ４５３が弾性変形する。このようにして、連結軸９により、圧縮機接続ハブ４５とのミスアライメントが緩和される。つまり、連結軸９により、回転軸４とのミスアライメントが圧縮機接続ハブ４５を介して間接的に緩和される。さらに、圧縮機１の圧縮機軸受３よりも軸線方向Ｄａの外側に、圧縮機接続ハブ４５のような重量物が配置されることが抑えられる。したがって、回転軸４のロータダイナミクスを向上させ、回転軸４の高回転化を図ることが可能となる。

また、モータロータ５１の端部にモータ接続ハブ５５を備えている。モータ接続ハブ５５は、モータ軸受３Ｇに対して軸線方向Ｄａにおいて重なる位置かつ径方向Ｄｒの内側の位置に配置されている。これにより、連結軸９は、モータロータ５１が固定されるモータ接続ハブ５５との間で、回転軸４やモータロータ５１の熱伸び等によって相対変位が生じた場合に、この相対変位に応じて第一フランジ４５２及び第二フランジ４５３が弾性変形する。このようにして、連結軸９により、モータ接続ハブ５５とのミスアライメントが緩和される。つまり、連結軸９により、モータロータ５１とのミスアライメントがモータ接続ハブ５５を介して間接的に緩和される。さらに、モータ軸受３Ｇよりも軸線方向Ｄａの外側に、モータ接続ハブ５５のような重量物が配置されることが抑えられる。したがって、モータロータ５１のロータダイナミクスを向上させ、モータロータ５１の高回転化を図ることが可能となる。その結果、モータロータ５１と一体に回転する回転軸４のロータダイナミクスをさらに向上させ、回転軸４のさらなる高回転化を図ることが可能となる。

また、連結軸９は、中空の筒状部４５４と、筒状部４５４と一体に形成された第一フランジ４５２及び第二フランジ４５３と、を備えている。筒状部４５４によって、連結軸９の剛性を、圧縮機１の回転軸４やモータロータ５１よりも低くすることができる。これにより、圧縮機１の回転軸４とモータ５のモータロータ５１とが剛結合されず、回転軸４とモータロータ５１との間に配置された連結軸９が、主に径方向Ｄｒに弾性変形可能となる。これにより、回転軸４とモータロータ５１とのミスアライメントが連結軸９によって緩和される。その結果、圧縮機１の回転軸４と、モータ５のモータロータ５１とを、振動特性的にそれぞれ独立して取り扱うことが可能となる。したがって、回転軸４のロータダイナミクスをさらに向上させ、回転軸４の高回転化を図ることが可能となる。

また、ディスク部６１の軸線方向Ｄａの一方側を向く背面６１２とケーシング２との間で軸線方向Ｄａのスラスト力を調整するスラスト力調整部７が配置されている。これにより、外側空間Ｓ１には、インペラ６で圧縮された作動流体の一部が外側シール部７１を経て流入する。外側空間Ｓ１に流入した作動流体は内側シール部７２を経て内側空間Ｓ２に流入する。さらに、内側空間Ｓ２の流入した作動流体は絞り部Ｓ３へと流れていく。絞り部Ｓ３の軸線方向Ｄａの幅が内側空間Ｓ２の軸線方向Ｄａの幅よりも狭いことで、作動流体は絞り部Ｓ３を通過する際に減圧されながら内側空間Ｓ２から流出していく。この状態で、回転軸４とともにインペラ６がスラスト力を受けて軸線方向Ｄａに移動して絞り部Ｓ３の間隔が狭くなると、内側空間Ｓ２からのリーク量が減少し、外側空間Ｓ１及び内側空間Ｓ２内の圧力が上がる。その結果、絞り部Ｓ３の間隔が広がる方向にインペラ６が押し戻される。逆に、インペラ６の移動により絞り部Ｓ３の間隔が広くなると、内側空間Ｓ２からのリーク量が増加し、外側空間Ｓ１及び内側空間Ｓ２内の圧力が下がる。その結果、絞り部Ｓ３の間隔が狭まる方向にインペラ６が押し戻される。このように、インペラ６を移動させることで、回転軸４に作用するスラスト力が変動して、回転軸４が軸線方向Ｄａに移動したとしても、回転軸４を元の位置に自動的に復帰させる（戻す）ことができる。さらに、スラスト力を支持するためのスラスト軸受や、バランスピストンを設置する必要がないため、軸線方向Ｄａにおける回転軸４の長さを抑えることができる。その結果、回転軸４のロータダイナミクスをより向上させることが可能となる。

また、軸線方向Ｄａの第一側に設けられ、背面６１２を軸線方向Ｄａの第二側に向けた第一インペラ６Ａと、軸線方向Ｄａの第二側に設けられ、背面６１２を軸線方向Ｄａの第一側に向けた第二インペラ６Ｂとに対して、スラスト力調整部７がそれぞれ設けられている。これにより、軸線方向Ｄａの両側から回転軸４の位置が調整される。したがって、回転軸４に作用するスラスト力が変動して、回転軸４が軸線方向Ｄａに移動したとしても、回転軸４を元の位置に自動的かつ迅速に復帰させることができる。

また、軸線方向Ｄａにおいて、互いに反対側を向く複数の第一インペラ６Ａ及び第二インペラ６Ｂに対して、スラスト力調整部７は、最も軸線方向Ｄａの第二側（最下流）に位置する最終段第一インペラ６Ａｅと、最も軸線方向Ｄａの第一側（最下流）に位置する最終段第二インペラ６Ｂｅとに配置されている。そのため、二つのスラスト力調整部７は、軸線方向Ｄａにおいて、最も近接した位置に配置される。これにより、回転軸４に生じる軸線方向Ｄａへの熱伸びの影響を受けづらくなる。その結果、回転軸４に生じる熱伸びの影響によって、絞り部Ｓ３の間隔が狭くなることを抑えることができる。

また、圧縮機軸受３やモータ軸受３Ｇとしてガス軸受が用いられている。つまり、回転軸４及びモータロータ５１を支持する軸受が全てガス軸受で構成されている。これにより、潤滑油を用いる軸受と比較し、回転軸４の回転時に生じる摩擦抵抗を抑え、回転軸４の高回転化に有効に寄与することができる。また、圧縮機接続ハブ４５、モータ接続ハブ５５の表面に硬質クロムメッキの表面処理をすることで、さらに摩擦抵抗を抑えることができる。加えて、軸受と回転軸が接触し回転軸側が損傷を受けた場合には、損傷を受けた圧縮機接続ハブ４５又はモータ接続ハブ５５を交換するだけで良く、圧縮機接続ハブ４５又はモータ接続ハブ５５の予備品を持っていれば、低コストで、かつ、早期に回転軸の復旧が可能となる。また、スラスト力調整部７とガス軸受との双方を備えることで、回転軸４を支持する軸受に潤滑油を用いる必要が無くない、潤滑油の使用量を抑えた圧縮機システム１００を得ることができる。

（その他の実施形態）
以上、本開示の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

なお、上記実施形態では、第一圧縮機１Ａ及び第二圧縮機１Ｂのそれぞれにおいて、６段のインペラ６を備えるようにしたが、その段数は何ら限定するものではない。また、第一圧縮機１Ａ及び第二圧縮機１Ｂのそれぞれにおいて、第一インペラ群６０Ａと第二インペラ群６０Ｂとで、第一インペラ６Ａと第二インペラ６Ｂとの向きを異ならせるようにしたが、これに限らない。第一インペラ群６０Ａと第二インペラ群６０Ｂとで、インペラ６の向きを揃えるようにしてもよい。

また、上記実施形態ではモータ５の両側に、第一圧縮機１Ａと第二圧縮機１Ｂとを備えるようにしたが、これに限るものではなく、例えば、モータ５の片側にのみ圧縮機１を備えるようにしてもよい。

なお、上記実施形態では、第二軸受３Ｂで支持される箇所に相当する圧縮機接続ハブ４５の表面、及びモータ軸受３Ｇで支持される箇所に相当するモータ接続ハブ５５の表面は、表面粗さを１μｍ以下の低摩擦表面とするために、硬質クロムメッキ表面処理４５１を備えるようにした。しかしながら、圧縮機接続ハブ４５の表面及びモータ接続ハブ５５の表面に施される表面処理は、これに限るものではない。圧縮機接続ハブ４５の表面やモータ接続ハブ５５の表面には、例えば、ダイヤモンドライクコーティングなどの硬質表面処理であれば、何でもよい。

＜付記＞
実施形態に記載の圧縮機システム１００は、例えば以下のように把握される。

（１）第１の態様に係る圧縮機システム１００は、軸線Ｏを中心として回転可能な回転軸４、前記回転軸４とともに回転するインペラ６、及び前記回転軸４と前記インペラ６とを覆うケーシング２、を備えた圧縮機１と、前記回転軸４と同軸上に配置されたモータロータ５１、及び前記モータロータ５１の径方向Ｄｒの外側に配置されたステータ５２を備え、前記回転軸４を回転駆動するモータ５と、前記モータロータ５１の回転を前記回転軸４に伝達可能なように前記モータロータ５１と前記回転軸４とを連結する連結軸９と、を備え、前記圧縮機１は、前記回転軸４を前記軸線Ｏ周りに回転自在に支持する圧縮機軸受３と、前記圧縮機軸受３に対して前記軸線Ｏが延びる軸線方向Ｄａにおいて重なる位置かつ前記径方向Ｄｒの内側の位置で前記回転軸４に固定され、前記連結軸９が着脱可能に接続される圧縮機接続ハブ４５と、を備え、前記連結軸９は、前記圧縮機接続ハブ４５とのミスアライメントを緩和可能とされ、前記圧縮機軸受３は、前記圧縮機接続ハブ４５の外周面を回転可能に支持している。
圧縮機接続ハブ４５、連結軸９の例としては、フレキシブルカップリング、ダイヤフラムカップリングが挙げられる。

この圧縮機システム１００では、連結軸９は、回転軸４が固定される圧縮機接続ハブ４５との間で、回転軸４やモータロータ５１の熱伸び等によって相対変位が生じた場合に、圧縮機接続ハブ４５とのミスアライメントが緩和する。つまり、連結軸９により、回転軸４とのミスアライメントが圧縮機接続ハブ４５を介して間接的に緩和される。さらに、圧縮機１の圧縮機軸受３よりも軸線方向Ｄａの外側に、圧縮機接続ハブ４５のような重量物が配置されることが抑えられる。したがって、回転軸４のロータダイナミクスを向上させ、回転軸４の高回転化を図ることが可能となる。

（２）第２の態様に係る圧縮機システム１００は、（１）の圧縮機システム１００であって、前記圧縮機接続ハブ４５の前記圧縮機軸受３で支持される箇所に相当する表面に硬質表面処理を備える。

圧縮機接続ハブ４５の表面に硬質表面処理を有することで、さらに摩擦抵抗を抑えることができる。

（３）第３の態様に係る圧縮機システム１００は、（１）又は（２）の圧縮機システム１００であって、前記モータ５は、前記モータロータ５１を前記軸線Ｏ周りに回転自在に支持するモータ軸受３Ｇと、前記モータ軸受３Ｇに対して前記軸線方向Ｄａにおいて重なる位置かつ前記径方向Ｄｒの内側の位置で前記モータロータ５１に固定され、前記連結軸９が着脱可能に接続されるモータ接続ハブ５５と、を備え、前記連結軸９は、前記モータ接続ハブ５５とのミスアライメントを緩和可能とされ、前記モータ軸受３Ｇは、前記モータ接続ハブ５５の外周面を回転可能に支持していてもよい。

連結軸９は、モータロータ５１が固定されるモータ接続ハブ５５との間で、回転軸４やモータロータ５１の熱伸び等によって相対変位が生じた場合に、モータ接続ハブ５５とのミスアライメントを緩和する。つまり、連結軸９により、モータロータ５１とのミスアライメントがモータ接続ハブ５５を介して間接的に緩和される。さらに、モータ軸受３Ｇよりも軸線方向Ｄａの外側に、モータ接続ハブ５５のような重量物が配置されることが抑えられる。したがって、モータロータ５１のロータダイナミクスを向上させ、モータロータ５１の高回転化を図ることが可能となる。その結果、モータロータ５１と一体に回転する回転軸４のロータダイナミクスをさらに向上させ、回転軸４のさらなる高回転化を図ることが可能となる。

（４）第４の態様に係る圧縮機システム１００は、（３）の圧縮機システム１００であって、前記モータ接続ハブ５５の前記モータ軸受３Ｇで支持される箇所に相当する表面に硬質表面処理を備える。

モータ接続ハブ５５の表面に硬質表面処理を有することで、さらに摩擦抵抗を抑えることができる。

（５）第５の態様に係る圧縮機システム１００は、（１）から（４）の何れか一つの圧縮機システム１００であって、前記連結軸９は、前記軸線方向Ｄａに延びる中空の筒状部４５４と、前記軸線方向Ｄａにおける前記圧縮機１に近い前記筒状部４５４の端部に接続され、前記圧縮機接続ハブ４５に着脱可能に接続される第一フランジ４５２と、を備え、前記第一フランジ４５２は、前記筒状部４５４よりも剛性が低くてもよい。

筒状部４５４及び第一フランジ４５２によって、連結軸９の剛性を、回転軸４やモータロータ５１よりも低くすることができる。これにより、回転軸４とモータロータ５１とが剛結合されず、回転軸４とモータロータ５１との間に配置された連結軸９が、主に径方向Ｄｒに弾性変形可能となる。これにより、回転軸４とモータロータ５１とのミスアライメントが連結軸９によって緩和される。その結果、回転軸４と、モータロータ５１とを、振動特性的にそれぞれ独立して取り扱うことが可能となる。したがって、回転軸４のロータダイナミクスをさらに向上させ、回転軸４の高回転化を図ることが可能となる。

（６）第６の態様に係る圧縮機システム１００は、（１）から（５）の何れか一つの圧縮機システム１００であって、前記インペラ６のディスク部６１の前記軸線方向Ｄａの一方側を向く背面６１２と前記ケーシング２との間で前記軸線方向Ｄａのスラスト力を調整するスラスト力調整部７、をさらに備え、前記スラスト力調整部７は、前記背面６１２と前記ケーシング２との間を封止する外側シール部７１と、前記外側シール部７１から前記径方向Ｄｒの内側に離れた位置に配置され、前記背面６１２と前記ケーシング２との間を封止する内側シール部７２と、前記内側シール部７２から前記径方向Ｄｒの内側に離れた位置で、前記軸線方向Ｄａにおける前記背面６１２と前記ケーシング２との間隔が狭められた絞り部Ｓ３を形成する絞り形成部７３とを有し、前記背面６１２と前記ケーシング２との間には、前記外側シール部７１と前記内側シール部７２とで挟まれた外側空間Ｓ１と、前記内側シール部７２と前記絞り部Ｓ３とで挟まれた内側空間Ｓ２が形成され、前記絞り部Ｓ３の前記軸線方向Ｄａの幅は、前記内側空間Ｓ２の前記軸線方向Ｄａの幅よりも狭くされていてもよい。

これにより、外側空間Ｓ１には、インペラ６で圧縮された作動流体の一部が外側シール部７１を経て流入する。外側空間Ｓ１に流入した作動流体は内側シール部７２を経て内側空間Ｓ２に流入する。さらに、内側空間Ｓ２の流入した作動流体は絞り部Ｓ３へと流れていく。絞り部Ｓ３の軸線方向Ｄａの幅が内側空間Ｓ２の軸線方向Ｄａの幅よりも狭いことで、作動流体は絞り部Ｓ３を通過する際に減圧されながら内側空間Ｓ２から流出していく。この状態で、回転軸４とともにインペラ６がスラスト力を受けて軸線方向Ｄａに移動して絞り部Ｓ３の間隔が狭くなると、内側空間Ｓ２からのリーク量が減少し、外側空間Ｓ１及び内側空間Ｓ２内の圧力が上がる。その結果、絞り部Ｓ３の間隔が広がる方向にインペラ６が押し戻される。逆に、インペラ６の移動により絞り部Ｓ３の間隔が広くなると、内側空間Ｓ２からのリーク量が増加し、外側空間Ｓ１及び内側空間Ｓ２内の圧力が下がる。その結果、絞り部Ｓ３の間隔が狭まる方向にインペラ６が押し戻される。このように、インペラ６を移動させることで、回転軸４に作用するスラスト力が変動して、回転軸４が軸線方向Ｄａに移動したとしても、回転軸４を元の位置に自動的に復帰させる（戻す）ことができる。らに、スラスト力を支持するためのスラスト軸受や、バランスピストンを設置する必要がないため、軸線方向Ｄａにおける回転軸４の長さを抑えることができる。その結果、回転軸４のロータダイナミクスをより向上させることが可能となる。

（７）第７の態様に係る圧縮機システム１００は、（６）の圧縮機システム１００であって、前記インペラ６として、第一インペラ６Ａと、前記第一インペラ６Ａと前記軸線方向Ｄａの反対側を向いて配置されて前記第一インペラ６Ａで圧縮された作動流体を圧縮する第二インペラ６Ｂとを有し、前記スラスト力調整部７は、前記第一インペラ６Ａ及び前記第二インペラ６Ｂの両方に設けられていてもよい。

これにより、軸線方向Ｄａの両側から回転軸４の位置が調整される。したがって、回転軸４に作用するスラスト力が変動して、回転軸４が軸線方向Ｄａに移動したとしても、回転軸４を元の位置に自動的かつ迅速に復帰させることができる。

（８）第８の態様に係る圧縮機システム１００は、（７）の圧縮機システム１００であって、前記第一インペラ６Ａ及び前記第二インペラ６Ｂは、それぞれ前記軸線方向Ｄａに複数が配置され、前記スラスト力調整部７は、複数の前記第一インペラ６Ａの中で前記軸線方向Ｄａにおいて最も複数の前記第二インペラ６Ｂに近い位置に配置された最終段第一インペラ６Ａｅと、複数の前記第二インペラ６Ｂの中で前記軸線方向Ｄａにおいて最も前記最終段第一インペラに６Ａｅ近い位置に配置された最終段第二インペラ６Ｂｅとにそれぞれ配置されていてもよい。

これにより、最終段第一インペラ６Ａｅに配置されたスラスト力調整部７と、最終段第二インペラ６Ｂｅに配置されたスラスト力調整部７とが、軸線方向Ｄａで互いに接近して配置される。そのため、二つのスラスト力調整部７は、軸線方向Ｄａにおいて、最も近接した位置に配置される。これにより、回転軸４に生じる軸線方向Ｄａへの熱伸びの影響を受けづらくなる。その結果、回転軸４に生じる熱伸びの影響によって、絞り部Ｓ３の間隔が狭くなることを抑えることができる。

（９）第９の態様に係る圧縮機システム１００は、（１）から（８）の何れか一つの圧縮機システム１００であって、前記回転軸４及び前記モータロータ５１を支持する軸受が全てガス軸受であってもよい。

これにより、軸受としてガス軸受を用いることで、潤滑油を用いる軸受と比較し、回転軸４の回転時に生じる摩擦抵抗を抑え、回転軸４の高回転化に有効に寄与することができる。また、スラスト力調整部７とガス軸受との双方を備えることで、回転軸４の潤滑に用いる潤滑油の量を抑えることができる。

１…圧縮機
１Ａ…第一圧縮機
１Ｂ…第二圧縮機
２…ケーシング
３…圧縮機軸受
３Ａ…第一軸受
３Ｂ…第二軸受
３Ｇ…モータ軸受
４…回転軸
４Ａ…第一回転軸
４Ｂ…第二回転軸
５…モータ
６…インペラ
６Ａ…第一インペラ
６Ａｅ…最終段第一インペラ
６Ｂ…第二インペラ
６Ｂｅ…最終段第二インペラ
６ｉ…流入口
６ｏ…流出口
７…スラスト力調整部
９…連結軸
１０…圧縮部
１１…第一圧縮部
１２…第二圧縮部
２１…ダイヤフラム
４１…中間軸
４２…端部スリーブ
４５…圧縮機接続ハブ
５１…モータロータ
５２…ステータ
５３…モータケーシング
５５…モータ接続ハブ
６０Ａ…第一インペラ群
６０Ｂ…第二インペラ群
６１…ディスク部
６２…ブレード部
６３…カバー部
６４…インペラ流路
６５…凸部
６６…外側凸部
６７…内側凸部
７１…外側シール部
７２…内側シール部
７３…絞り形成部
８３…外部ガス導入部
１００…圧縮機システム
４５１、５５１…硬質クロムメッキ表面処理
４５２…第一フランジ
４５３…第二フランジ
４５４…筒状部
６１１…前面
６１２…背面
６１３…貫通孔
６６１…外側シール面
６６２…外側受圧面
６６２ａ…外側傾斜受圧面
６６２ｂ…外側垂直受圧面
６７１…内側シール面
６７２…内側受圧面
６７２ａ…内側傾斜受圧面
６７２ｂ…内側垂直受圧面
７３１…突出部
７３１ａ…突出部傾斜面
Ｄａ…軸線方向
Ｄｒ…径方向
Ｏ…軸線
Ｓ１…外側空間
Ｓ２…内側空間
Ｓ３…絞り部

Claims (8)

1. 軸線を中心として回転可能な回転軸、前記回転軸とともに回転するインペラ、及び前記回転軸と前記インペラとを覆うケーシング、を備えた圧縮機と、
   前記回転軸と同軸上に配置されたモータロータ、及び前記モータロータの径方向の外側に配置されたステータを備え、前記回転軸を回転駆動するモータと、
   前記モータロータの回転を前記回転軸に伝達可能なように前記モータロータと前記回転軸とを連結する連結軸と、を備え、
   前記圧縮機は、
   前記回転軸を前記軸線周りに回転自在に支持する圧縮機軸受と、
   前記圧縮機軸受に対して前記軸線が延びる軸線方向において重なる位置かつ前記径方向の内側の位置で前記回転軸に固定され、前記連結軸が着脱可能に接続される圧縮機接続ハブと、を備え、
   前記連結軸は、前記圧縮機接続ハブとのミスアライメントを緩和可能とされ、
   前記圧縮機軸受は、前記圧縮機接続ハブの外周面を回転可能に支持し、
   前記連結軸は、
   前記軸線方向に延びる中空の筒状部と、
   前記軸線方向における前記圧縮機に近い前記筒状部の端部に接続され、前記圧縮機接続ハブに着脱可能に接続される第一フランジと、を備え、
   前記第一フランジは、前記筒状部よりも剛性が低い圧縮機システム。
2. 前記圧縮機接続ハブの前記圧縮機軸受で支持される箇所に相当する表面に硬質表面処理を備える請求項１に記載の圧縮機システム。
3. 前記モータは、
   前記モータロータを前記軸線周りに回転自在に支持するモータ軸受と、
   前記モータ軸受に対して前記軸線方向において重なる位置かつ前記径方向の内側の位置で前記モータロータに固定され、前記連結軸が着脱可能に接続されるモータ接続ハブと、を備え、
   前記連結軸は、前記モータ接続ハブとのミスアライメントを緩和可能とされ、
   前記モータ軸受は、前記モータ接続ハブの外周面を回転可能に支持している請求項１又は２に記載の圧縮機システム。
4. 前記モータ接続ハブの前記モータ軸受で支持される箇所に相当する表面に硬質表面処理を備える請求項３に記載の圧縮機システム。
5. 前記インペラのディスク部の前記軸線方向の一方側を向く背面と前記ケーシングとの間で前記軸線方向のスラスト力を調整するスラスト力調整部、をさらに備え、
   前記スラスト力調整部は、
   前記背面と前記ケーシングとの間を封止する外側シール部と、
   前記外側シール部から前記径方向の内側に離れた位置に配置され、前記背面と前記ケーシングとの間を封止する内側シール部と、
   前記内側シール部から前記径方向の内側に離れた位置で、前記軸線方向における前記背面と前記ケーシングとの間隔が狭められた絞り部を形成する絞り形成部とを有し、
   前記背面と前記ケーシングとの間には、前記外側シール部と前記内側シール部とで挟まれた外側空間と、前記内側シール部と前記絞り部とで挟まれた内側空間が形成され、前記絞り部の前記軸線方向の幅は、前記内側空間の前記軸線方向の幅よりも狭くされている請求項１から４の何れか一項に記載の圧縮機システム。
6. 前記インペラとして、第一インペラと、前記第一インペラと前記軸線方向の反対側を向いて配置されて前記第一インペラで圧縮された作動流体を圧縮する第二インペラとを有し、
   前記スラスト力調整部は、前記第一インペラ及び前記第二インペラの両方に設けられている請求項５に記載の圧縮機システム。
7. 前記第一インペラ及び前記第二インペラは、それぞれ前記軸線方向に複数が配置され、
   前記スラスト力調整部は、複数の前記第一インペラの中で前記軸線方向において最も複数の前記第二インペラに近い位置に配置された最終段第一インペラと、複数の前記第二インペラの中で前記軸線方向において最も前記最終段第一インペラに近い位置に配置された最終段第二インペラとにそれぞれ配置されている請求項６に記載の圧縮機システム。
8. 前記回転軸及び前記モータロータを支持する軸受が全てガス軸受である請求項１から７の何れか一項に記載の圧縮機システム。

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