JPH0933125A - Turbine compressor - Google Patents

Turbine compressor

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JPH0933125A
JPH0933125A JP18030195A JP18030195A JPH0933125A JP H0933125 A JPH0933125 A JP H0933125A JP 18030195 A JP18030195 A JP 18030195A JP 18030195 A JP18030195 A JP 18030195A JP H0933125 A JPH0933125 A JP H0933125A
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JP
Japan
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shaft
turbine
compressor
air
impeller
Prior art date
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Pending
Application number
JP18030195A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiro Hidaka
芳皓 日高
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Marelli Corp
Original Assignee
Calsonic Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0933125A publication Critical patent/JPH0933125A/en
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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a turbine compressor to prevent reduction of the suction efficiency of air, prevent mixture of lubrication oil in air, to shorten length in an axial direction, reduce a volume, and improve facility. SOLUTION: A motor M and a booster 9 are arranged between a compressor impeller 4 and a turbine impeller 7. By boosting rotation of a rotor 28 of the motor M by the booster 9, the rotation is transmitted to a shaft S and the compressor impeller 4 and the turbine impeller 7 are rotated at a high speed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、空気冷凍サイクル
等に使用されるタービンコンプレッサの改良に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an improvement of a turbine compressor used in an air refrigeration cycle or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】空気冷凍サイクルは、一般に、冷媒等を
使用することなく室内の空気を冷却する場合に使用され
ているが、その回路は、図4に示すように、室内1とタ
ービンコンプレッサ2の入口通路3をダクトDにより連
通し、このタービンコンプレッサ2のコンプレッサ翼車
4により前記空気を断熱圧縮し、高温高圧の空気にした
後に、放熱器5に導入し、ここでファン6から送風され
る冷却空気により冷却し、中温高圧の空気とする。そし
て、前記タービンコンプレッサ2のタービン翼車7によ
り断熱膨張し、低温低圧の空気とした後に、ダクトDに
より前記室内1に戻し、室内1を冷房するようにしてい
る。
2. Description of the Related Art Generally, an air refrigeration cycle is used for cooling indoor air without using a refrigerant or the like, and its circuit is, as shown in FIG. 4, an indoor 1 and a turbine compressor 2. Of the turbine compressor 2 is adiabatically compressed by the compressor impeller 4 of the turbine compressor 2 into high-temperature and high-pressure air, which is then introduced into the radiator 5 where it is blown by the fan 6. Cool with cooling air to obtain medium-temperature high-pressure air. The turbine impeller 7 of the turbine compressor 2 adiabatically expands the air into low-temperature and low-pressure air, and then returns the air to the room 1 through the duct D to cool the room 1.

【0003】このような空気冷凍サイクルに使用されて
いる従来のタービンコンプレッサ2は、タービン翼車7
とコンプレッサ翼車4とを共通のシャフトSにより連結
し、該シャフトSをケーシング8に設けられた軸受J,
Jにより支持しているが、該シャフトSは、さらに前記
入口通路3内を挿通して軸方向外方に向かって伸延さ
れ、増速機9を介してモータMと連結されている。
A conventional turbine compressor 2 used in such an air refrigeration cycle is a turbine impeller 7
And the compressor wheel 4 are connected by a common shaft S, and the shaft S is provided with a bearing J, which is provided in the casing 8.
Although supported by J, the shaft S is further inserted through the inside of the inlet passage 3 and extended outward in the axial direction, and is connected to the motor M via the gearbox 9.

【0004】このようなタービンコンプレッサ2を用い
て空気を圧縮する場合は、概して約10万rpm以上と
いう極めて高速回転でコンプレッサ翼車4を回転させる
必要があることから、モータMの回転を増速機9により
10数倍に増速してシャフトSに伝達し、コンプレッサ
翼車4及びタービン翼車7を回転させるようにしてい
る。
When air is compressed using such a turbine compressor 2, it is necessary to rotate the compressor wheel 4 at an extremely high speed of approximately 100,000 rpm or more, so the rotation of the motor M is increased. The machine 9 increases the speed by several ten times and transmits it to the shaft S to rotate the compressor impeller 4 and the turbine impeller 7.

【0005】なお、増速機9は、モータMのシャフトS
m と連結された内歯歯車であるリングギア10と、この
リングギア10の半径方向内方で噛合するように設けら
れた複数個のスターギア11と、これらスターギア11
により回転されるように設けられたサンギア12とを有
し、このサンギア12により前記シャフトSを回転させ
るようにしている。
The speed increaser 9 has a shaft S of the motor M.
A ring gear 10 which is an internal gear connected to m, a plurality of star gears 11 provided so as to mesh with each other inward in the radial direction of the ring gear 10, and these star gears 11
The sun gear 12 is provided so as to be rotated by the sun gear 12, and the sun gear 12 rotates the shaft S.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな空気冷凍サイクルに使用されているタービンコンプ
レッサ2は、シャフトSが入口通路3内を挿通して伸延
されているので、該シャフトSは、入口通路3内を流通
する空気流の邪魔となり、空気の吸入効率を低下させ、
多量の空気を処理しなければならないタービンコンプレ
ッサ2にとっては、空気冷却能力の低下の大きな要因と
なっている。
However, in the turbine compressor 2 used in such an air refrigeration cycle, the shaft S extends through the inlet passage 3, so that the shaft S is It becomes a hindrance to the air flow flowing in the passage 3 and reduces the air intake efficiency,
For the turbine compressor 2 which has to process a large amount of air, it is a major cause of a reduction in air cooling capacity.

【0007】また、前記シャフトSは、コンプレッサ翼
車4とタービン翼車7とを連結し、入口通路3内を挿通
して外部まで伸延され、モータMや増速機9と直列的に
連結されているので、タービンコンプレッサ2の軸方向
長さが長く、装置全体が大型となり、自動車等のような
小型の冷却装置が好ましいものには使用されず、航空機
等のような大出力のエンジンを有する装置にしか使用さ
れていないというのが実情である。
The shaft S connects the compressor wheel 4 and the turbine wheel 7, extends through the inside of the inlet passage 3 to the outside, and is connected in series with the motor M and the gearbox 9. Therefore, the length of the turbine compressor 2 in the axial direction is long, the entire device becomes large, and a small cooling device such as an automobile is not used for a preferable one, and has a high-power engine such as an aircraft. The reality is that it is only used in devices.

【0008】なお、実開平6−31,378号公報に
は、エンジンの排気ガスを利用してターボチャージャを
回転させるようにしたブレーキ装置であって、両ターボ
チャージャ間に回転電機を設けたものが開示されている
が、この装置では、ターボチャージャを増速する必要が
ないことから、増速機はない。
Incidentally, Japanese Utility Model Laid-Open No. 6-31,378 discloses a brake device for rotating a turbocharger using exhaust gas of an engine, in which a rotary electric machine is provided between both turbochargers. However, in this device, since it is not necessary to accelerate the turbocharger, there is no speed increaser.

【0009】さらに、シャフトSが挿通されている入口
通路3は、空気の圧力状態が低圧な部分であり、このよ
うな低圧領域にシャフトSを設けると、高圧状態のコン
プレッサ翼車4側あるいは増速機9側から低圧状態の入
口通路3内に潤滑オイルが流れ、ここを流通する吸入空
気中に潤滑オイルが混入するという構造上の不具合もあ
る。
Further, the inlet passage 3 through which the shaft S is inserted is a portion where the pressure state of air is low, and when the shaft S is provided in such a low pressure region, the compressor impeller 4 side in the high pressure state or the increased pressure state. There is also a structural problem that the lubricating oil flows from the side of the speed reducer 9 into the low pressure inlet passage 3, and the lubricating oil mixes into the intake air flowing therethrough.

【0010】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、シャフトに起因する空気冷却能力の低
下がなく、吸入空気中に潤滑オイルが混入せず、軸方向
長さが短く、自動車のような小型のエンジンにも使用可
能なコンパクトなタービンコンプレッサを提供すること
を目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and there is no reduction in air cooling capacity due to the shaft, no lubricating oil is mixed into the intake air, and the axial length is short. An object of the present invention is to provide a compact turbine compressor that can be used for a small engine such as an automobile.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に記載の発明は、一端にガスを断熱圧縮す
るコンプレッサ翼車を有し、他端に高圧ガスを断熱膨張
するタービン翼車を有するシャフトを、増速機を介して
モータにより駆動するようにしたタービンコンプレッサ
において、前記コンプレッサ翼車とタービン翼車との間
のシャフトの外周に前記モータの回転子を取付け、該回
転子の周囲に固定子を配し、前記回転子の回転を増速し
て前記シャフトに伝達する増速機を、前記コンプレッサ
翼車とタービン翼車との間に設けたことを特徴とする。
請求項2に記載の発明に係る増速機は、前記シャフトと
の間に軸受を介して設けられた中空軸を有し、この中空
軸の外周に前記モータの回転子を取付ける一方、該回転
子と小許の間隙を介して固定子を設けることにより前記
モータを構成し、前記回転子の端部に前記中空軸により
回転される内歯歯車のリングギアを設け、該リングギア
の回転を複数個のスターギアを介して前記シャフトに取
付けられたサンギアに伝達するようにしたことを特徴と
する。請求項3に記載の発明は、前記コンプレッサ翼車
とタービン翼車は、空気冷却サイクルに組み込まれてい
ることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 has a compressor impeller for adiabatically compressing gas at one end and adiabatic expansion for high pressure gas at the other end. In a turbine compressor in which a shaft having an impeller is driven by a motor via a gearbox, the rotor of the motor is attached to the outer circumference of the shaft between the compressor impeller and the turbine impeller, A stator is arranged around the child, and a speed increaser that speeds up the rotation of the rotor and transmits the speed to the shaft is provided between the compressor impeller and the turbine impeller.
A speed increaser according to a second aspect of the present invention has a hollow shaft provided between the shaft and the shaft via a bearing, and while the rotor of the motor is mounted on the outer periphery of the hollow shaft, The motor is configured by providing a stator with a gap between the child and the small gear, and a ring gear of an internal gear rotated by the hollow shaft is provided at an end portion of the rotor to rotate the ring gear. It is characterized in that it is transmitted to a sun gear attached to the shaft through a plurality of star gears. The invention according to claim 3 is characterized in that the compressor impeller and the turbine impeller are incorporated in an air cooling cycle.

【0012】[0012]

【作用】このように構成された請求項1に記載の発明
は、コンプレッサ翼車とタービン翼車との間にモータ及
び増速機を取付けているので、シャフトが入口側ダクト
内を挿通して伸延されることがなく、吸入空気は入口側
ダクト内をスムーズに流れ、シャフトに起因する空気冷
却能力の低下がない。しかも、両翼車間にモータ及び増
速機が設けられると、必然的にタービンコンプレッサの
軸方向長さが短くなり、自動車のような小型のエンジン
にも使用可能なコンパクトで使用勝手の良いものとな
る。さらに、増速機やシャフト軸受部分は、高圧空気が
流れる部分であるコンプレッサ翼車とタービン翼車との
間に存在することになるので、シャフトを伝わって入口
通路に潤滑オイルが流れることがなくなり、この結果、
吸入空気中に潤滑オイルが混入するという事態が防止さ
れる。請求項2に記載の発明は、増速機を偏平な内歯歯
車のリングギア内にスターギア及びサンギアを設けたも
のにより構成し、該増速機をコンプレッサ翼車とタービ
ン翼車との間のシャフトに取付けたので、タービンコン
プレッサの軸方向長さがさらに短くなり、容積も小さく
なる。請求項3に記載の発明は、前記タービンコンプレ
ッサを空気冷却サイクルに組み込み、空気を圧縮して循
環させるものとして使用すれば、冷媒を使用しない車両
用空気調和装置とすることも可能となる。
According to the invention as set forth in claim 1 having such a structure, since the motor and the speed increasing gear are mounted between the compressor impeller and the turbine impeller, the shaft is inserted through the inlet duct. The air is not stretched, the intake air flows smoothly in the duct on the inlet side, and there is no reduction in the air cooling capacity due to the shaft. Moreover, if a motor and a gearbox are provided between the two vanes, the axial length of the turbine compressor is inevitably shortened, which makes it compact and easy to use even for small engines such as automobiles. . Furthermore, since the gearbox and the shaft bearing are located between the compressor impeller and the turbine impeller, where high-pressure air flows, lubricating oil does not flow through the shaft to the inlet passage. ,As a result,
A situation in which lubricating oil is mixed into the intake air is prevented. According to a second aspect of the present invention, the gearbox is configured by providing a star gear and a sun gear in a ring gear of a flat internal gear, and the gearbox is provided between a compressor impeller and a turbine impeller. The shaft length of the turbine compressor is further shortened and the volume is reduced. According to the invention described in claim 3, if the turbine compressor is incorporated into an air cooling cycle and is used to compress and circulate air, a vehicle air conditioner that does not use a refrigerant can be provided.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。図1は本発明の実施の形態に係る要
部断面概略説明図、図2は図1の増速機部分を示す拡大
断面図、図3は図2の3−3線に沿う矢視図であり、図
4に示す部材と共通する部材には同一符号を付してい
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a schematic cross-sectional view of a main part according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a step-up gear part of FIG. 1, and FIG. The same members as those shown in FIG. 4 are designated by the same reference numerals.

【0014】本実施の形態に係るタービンコンプレッサ
20は、空気冷凍サイクルに組み込まれている。空気冷
凍サイクルは、室内1とタービンコンプレッサ20の入
口通路3をダクトDにより連通し、コンプレッサ翼車4
により空気を断熱圧縮し、高温高圧の空気にした後に、
放熱器5に導入し、ここでファン6から送風される冷却
空気により中温高圧の空気とし、タービン翼車7により
断熱膨張し、低温低圧の空気とした後に、これをダクト
Dにより前記室内1に戻し、室内1を冷房している。
The turbine compressor 20 according to this embodiment is incorporated in an air refrigeration cycle. In the air refrigeration cycle, the interior 1 and the inlet passage 3 of the turbine compressor 20 are connected by a duct D, and a compressor impeller 4 is used.
After adiabatically compressing the air with high temperature and high pressure air,
After being introduced into the radiator 5, the cooling air blown from the fan 6 produces medium-temperature high-pressure air, which is adiabatically expanded by the turbine impeller 7 to produce low-temperature low-pressure air, which is then introduced into the room 1 by the duct D. The room 1 is cooled down.

【0015】このタービンコンプレッサ20のケーシン
グ21は、右端側に、内部にコンプレッサ翼車4が設け
られた圧縮室22を、左端側に、内部にタービン翼車7
が設けられた膨張室23を有し、これら圧縮室22と膨
張室23との間は、駆動室24とされ、該駆動室24内
にはモータMが設けられている。
The casing 21 of the turbine compressor 20 has a compression chamber 22 in which the compressor wheel 4 is provided on the right end side, and a turbine wheel 7 on the left end side.
A drive chamber 24 is provided between the compression chamber 22 and the expansion chamber 23, and a motor M is provided in the drive chamber 24.

【0016】この駆動室24と前記圧縮室22及び膨張
室23の間には、それぞれ側壁25,26が設けられ、
該側壁25,26は、軸受J,Jを介してシャフトSを
支持している。
Side walls 25 and 26 are provided between the drive chamber 24 and the compression chamber 22 and the expansion chamber 23, respectively.
The side walls 25, 26 support the shaft S via bearings J, J.

【0017】このシャフトSは、コンプレッサ翼車4と
タービン翼車7とを連結しているが、該シャフトSの外
周には、軸受Jを介して中空軸27が取付けられ、この
中空軸27の外周にはモータMの回転子28が固着され
ている。なお、該回転子28の周囲には、小許の間隙G
を介して前記駆動室24の内周面に取付けられた固定子
29が対設されている。
The shaft S connects the compressor wheel 4 and the turbine wheel 7, and a hollow shaft 27 is attached to the outer periphery of the shaft S via a bearing J. The rotor 28 of the motor M is fixed to the outer circumference. Around the rotor 28, a small gap G
A stator 29 attached to the inner peripheral surface of the drive chamber 24 is provided oppositely via.

【0018】前記中空軸27の端部と前記側壁26との
間には、図2,3に詳示するような増速機9が設けられ
ている。この増速機9は、中空軸27の端部から半径方
向外方に突出された円盤状ボス部30を有し、この円盤
状ボス部30には、内歯歯車からなるリングギア10が
一体的に取付けられている。このリングギア10の半径
方向内方には、前記側壁26に軸11aにより回動可能
に設けられた複数個のスターギア11が噛合され、これ
らスターギア11には、前記シャフトSと一体的に設け
られたサンギア12が噛合され、このサンギア12によ
りシャフトSが回転されるようになっている。
Between the end of the hollow shaft 27 and the side wall 26, there is provided a speed increasing gear 9 as shown in detail in FIGS. This speed increaser 9 has a disk-shaped boss portion 30 that projects outward in the radial direction from the end of the hollow shaft 27. The disk-shaped boss portion 30 is integrally formed with a ring gear 10 that is an internal gear. Installed in place. A plurality of star gears 11 rotatably provided on the side wall 26 by a shaft 11a mesh with each other inwardly of the ring gear 10, and these star gears 11 are integrally formed with the shaft S. The provided sun gear 12 meshes with the sun gear 12 so that the shaft S is rotated.

【0019】つまり、リングギア10という偏平なギア
内にスターギア11やサンギア12を設け、全体的に偏
平な増速機9とすることにより、シャフトSを極めて高
速回転しても問題が少ない構造とした上で、モータMの
みの回転では得られない10万rpm以上という高速回
転を出力できるようにし、モータMの回転のみで、コン
プレッサ翼車4側では圧縮室22内で空気を圧縮し、タ
ービン翼車7側では膨張室23内で空気を断熱膨張させ
るような高速回転を可能としている。
In other words, by providing the star gear 11 and the sun gear 12 in the flat gear of the ring gear 10 to form the overall flat gearbox 9, there is little problem even if the shaft S is rotated at a very high speed. In addition, it is possible to output a high-speed rotation of 100,000 rpm or more, which cannot be obtained by rotating only the motor M, and only the rotation of the motor M compresses air in the compression chamber 22 on the compressor impeller 4 side. On the turbine impeller 7 side, high-speed rotation that adiabatically expands air in the expansion chamber 23 is possible.

【0020】特に、このような高速回転が可能となった
のは、従来の増速機と比較してシャフトSの軸方向長さ
が短くなったことが大きな要因である。一般に、シャフ
トSを高速回転させると、シャフトS自体が回転しつつ
撓み振動を起こすが、シャフトSの軸方向長さが短い
と、この共振点をさらに高くすることができ、回転数を
挙げてもより安全な装置とすることができる。したがっ
て、このタービンコンプレッサ20のようにシャフトS
の軸方向長さを短かくしたものでは、相当高回転させて
も安全な装置となるので、場合によっては、自動車のよ
うな小型のエンジンに対しても使用可能なコンパクトで
使用勝手の良いタービンコンプレッサとなり得るのであ
る。
In particular, such high speed rotation is possible mainly because the axial length of the shaft S is shorter than that of the conventional gearbox. Generally, when the shaft S is rotated at a high speed, the shaft S itself rotates and causes flexural vibration. However, if the axial length of the shaft S is short, this resonance point can be further increased, and the number of rotations can be raised. Can be a safer device. Therefore, like the turbine compressor 20, the shaft S
With a shorter axial length, it will be a safe device even if it is rotated at a considerably high speed, so in some cases a compact and easy-to-use turbine that can be used even for small engines such as automobiles. It can be a compressor.

【0021】次に、作用を説明する。エアコンスイッチ
をオンすると、固定子29内で回転子28が回転する。
この回転が、中空軸27を介して増速機9に伝達され、
シャフトSを約10万rpmという極めて高速で回転さ
せる。つまり、中空軸27の回転が、円盤状ボス部3
0、リングギア10、スターギア11を介してサンギア
12に伝達され、シャフトSが極めて高速で回転する。
Next, the operation will be described. When the air conditioner switch is turned on, the rotor 28 rotates inside the stator 29.
This rotation is transmitted to the gearbox 9 via the hollow shaft 27,
The shaft S is rotated at an extremely high speed of about 100,000 rpm. That is, the rotation of the hollow shaft 27 causes the disc-shaped boss portion 3 to rotate.
0, the ring gear 10, and the star gear 11 are transmitted to the sun gear 12, and the shaft S rotates at an extremely high speed.

【0022】シャフトSには、コンプレッサ翼車4とタ
ービン翼車7が連結されているので、両翼車4,7も高
速で回転し、コンプレッサ翼車4側では室内1の空気を
ダクトDを介して圧縮室22内に吸引し、ここで断熱圧
縮し、高温高圧の空気にして出口より放熱器5に向かっ
て吐出する。
Since the compressor impeller 4 and the turbine impeller 7 are connected to the shaft S, both impellers 4 and 7 also rotate at high speed, and the air in the room 1 is passed through the duct D on the compressor impeller 4 side. Is sucked into the compression chamber 22, where it is adiabatically compressed to form high-temperature and high-pressure air, which is discharged from the outlet toward the radiator 5.

【0023】ここにおいて、本実施例では、コンプレッ
サ翼車4とタービン翼車7との間にモータM及び増速機
9を取付けているので、入口通路3内にシャフトS等の
ような空気抵抗となるものがなく、空気は入口通路3内
をスムーズに流れる。したがって、圧縮室22からダク
トDを介して放熱器5に多量の空気が導入されても、空
気の吸入効率が低下する虞れがない。
Here, in this embodiment, since the motor M and the speed increasing gear 9 are mounted between the compressor impeller 4 and the turbine impeller 7, the air resistance such as the shaft S in the inlet passage 3 is increased. The air smoothly flows through the inlet passage 3. Therefore, even if a large amount of air is introduced into the radiator 5 from the compression chamber 22 through the duct D, there is no fear that the air suction efficiency will decrease.

【0024】しかも、両翼車4,7間にモータM及び増
速機9が設けられるということは、不必要にシャフトS
が長尺にならず、タービンコンプレッサ20の軸方向長
さが短くなるので、容積も小さく、使用勝手の良いもの
となるのみでなく、高速回転したときのシャフトSの撓
み振動の共振点も高くなり、より安全な装置となる。
Moreover, the fact that the motor M and the speed increasing gear 9 are provided between the two impellers 4 and 7 unnecessarily results in the shaft S.
Does not become long and the axial length of the turbine compressor 20 becomes short, so that not only the volume is small and it is convenient to use, but also the resonance point of the flexural vibration of the shaft S when rotating at high speed is high. It becomes a safer device.

【0025】そして、前記放熱器5に導かれた空気は、
ファン6からの冷却空気と熱交換し、高温高圧の空気が
冷やされ、中温高圧の空気とされる。
The air guided to the radiator 5 is
Heat is exchanged with the cooling air from the fan 6, and the high-temperature and high-pressure air is cooled to be medium-temperature and high-pressure air.

【0026】この中温高圧の空気は、ダクトDを介して
膨張室23内に吸引され、ここで断熱膨張され、低温低
圧の空気となり、これがダクトDにより前記室内1に導
かれて室内1が冷房される。
The medium-temperature and high-pressure air is sucked into the expansion chamber 23 through the duct D, adiabatically expanded therein, and becomes low-temperature and low-pressure air, which is guided to the room 1 by the duct D and cools the room 1. To be done.

【0027】また、本実施の形態では、増速機9やシャ
フト軸受部分Jが、高圧空気が流れるコンプレッサ翼車
4やタービン翼車7の間に存在することになるので、シ
ャフトS等を伝わって入口通路3に向かって潤滑オイル
が流れる虞れがなく、空気中に潤滑オイルが混入すると
いう事態が防止される。
Further, in the present embodiment, the gearbox 9 and the shaft bearing portion J are present between the compressor impeller 4 and the turbine impeller 7 through which high-pressure air flows, so that the shaft S and the like are transmitted. Therefore, there is no possibility that the lubricating oil will flow toward the inlet passage 3, and the situation that the lubricating oil is mixed in the air is prevented.

【0028】本発明は、上記実施の形態に限定されるも
のではなく、特許請求の範囲内において種々改変するこ
とができる。例えば、上記実施の形態では、空気を圧縮
しているが、これのみでなく、種々のガスを加圧し、循
環させることも可能であり、また、該タービンコンプレ
ッサは、前記自動車用空気調和装置の空気冷却サイクル
に使用できるのみでなく、例えば、飛行機や、鉄道車両
あるいは家屋等の冷房にも使用することができる。
The present invention is not limited to the above embodiment, but can be variously modified within the scope of the claims. For example, in the above-described embodiment, air is compressed, but it is also possible to pressurize and circulate various gases in addition to this, and the turbine compressor can be used for the automobile air conditioner. Not only can it be used for an air cooling cycle, but it can also be used for cooling an airplane, a railway vehicle, a house, or the like.

【0029】上記実施の形態の増速機は、リングギア、
スターギアなどからなる偏平なものであるが、本発明
は、このようなもののみに限定されるものではなく、コ
ンプレッサ翼車4とタービン翼車7との間に設けられる
ものであれば、どのようなものであってもよい。なお、
前記スターギアの数も図示のもののように2つに限定さ
れものではなく、さらに多数設けてもよい。
The gearbox of the above embodiment is a ring gear,
The present invention is not limited to such a flat gear made of a star gear or the like, but may be any other provided as long as it is provided between the compressor impeller 4 and the turbine impeller 7. It may be something like this. In addition,
The number of the star gears is not limited to two as shown in the figure, and a larger number may be provided.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上のように、請求項1に記載の発明
は、コンプレッサ翼車とタービン翼車との間にモータ及
び増速機を取付けているので、シャフトが入口側ダクト
内を挿通して伸延されることがなく、空気は入口側ダク
ト内をスムーズに流れ、シャフトに起因する空気の吸入
効率が低下する虞れがなく、軸方向長さが短くなり、容
積も小さな、使用勝手の良いものとなる。また、増速機
やシャフト軸受部分は、高圧空気が流れる部分であるコ
ンプレッサ翼車とタービン翼車との間に存在することに
なるので、潤滑オイルが空気中に混入する虞れがない。
請求項2に記載の発明は、増速機を偏平なリングギア内
にスターギア及びサンギアを設けたものにより構成し、
該増速機をコンプレッサ翼車とタービン翼車との間のシ
ャフトに取付けたので、タービンコンプレッサの軸方向
長さがさらに短くなり、容積も小さくなる。請求項3に
記載の発明は、タービンコンプレッサを空気冷却サイク
ルに組み込み使用しているので、冷媒を使用することな
く車両用の空調が可能となる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, since the motor and the gearbox are mounted between the compressor impeller and the turbine impeller, the shaft is inserted through the inlet duct. Air flows smoothly in the duct on the inlet side, there is no risk of reducing the air intake efficiency due to the shaft, the axial length is shortened, the volume is small, and it is easy to use. It will be good. Further, since the speed increaser and the shaft bearing portion are present between the compressor impeller and the turbine impeller, which are high pressure air flowing parts, there is no risk that lubricating oil is mixed in the air.
According to a second aspect of the present invention, the gearbox is configured by providing a star gear and a sun gear in a flat ring gear,
Since the gearbox is attached to the shaft between the compressor wheel and the turbine wheel, the axial length of the turbine compressor is further shortened and the volume is also reduced. According to the third aspect of the invention, since the turbine compressor is incorporated in the air cooling cycle and used, air conditioning for the vehicle can be performed without using a refrigerant.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の実施の形態に係る要部断面概略説明
図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional explanatory view of essential parts according to an embodiment of the present invention.

【図2】 図1の増速機部分を示す拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a gearbox portion of FIG.

【図3】 図2の3−3線に沿う矢視断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line 3-3 of FIG.

【図4】 従来のタービンコンプレッサを示す要部断面
概略説明図である。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a main part of a conventional turbine compressor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…室内、 4…コンプレッサ翼車、5
…放熱器、 7…タービン翼車、9…増速
機、 10…リングギア、11…スターギ
ア、 12…サンギア、27…中空軸、
28…回転子、29…固定子、 J…軸受、
M…モータ、 S…シャフト。
1 ... indoor, 4 ... compressor impeller, 5
... radiator, 7 ... turbine impeller, 9 ... gearbox, 10 ... ring gear, 11 ... star gear, 12 ... sun gear, 27 ... hollow shaft,
28 ... Rotor, 29 ... Stator, J ... Bearing,
M ... Motor, S ... Shaft.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一端にガスを断熱圧縮するコンプレッサ
翼車(4)を有し、他端に高圧ガスを断熱膨張するタービ
ン翼車(7) を有するシャフト(S) を、増速機(9)を介し
てモータ(M)により駆動するようにしたタービンコンプ
レッサにおいて、 前記コンプレッサ翼車(4)とタービン翼車(7) との間の
シャフト(S) の外周に前記モータ(M)の回転子(28)を取
付け、該回転子(28)の周囲に固定子(29)を配し、前記回
転子(28)の回転を増速して前記シャフト(S) に伝達する
増速機(9)を、前記コンプレッサ翼車(4)とタービン翼
車(7) との間に設けたことを特徴とするタービンコンプ
レッサ。
1. A shaft (S) having a compressor wheel (4) for adiabatically compressing gas at one end and a turbine wheel (7) for adiabatically expanding high-pressure gas at the other end, and a shaft (S) having a gearbox (9). ) Via a motor (M), the rotation of the motor (M) on the outer circumference of the shaft (S) between the compressor wheel (4) and the turbine wheel (7). A child gear (28) is attached, a stator (29) is arranged around the rotor (28), and a speed increaser that accelerates the rotation of the rotor (28) and transmits the rotation to the shaft (S) ( A turbine compressor, characterized in that 9) is provided between the compressor impeller (4) and the turbine impeller (7).
【請求項2】 前記増速機(9)は、前記シャフト(S) と
の間に軸受(J)を介して設けられた中空軸(27)を有し、
この中空軸(27)の外周に前記モータ(M)の回転子(28)を
取付ける一方、該回転子(28)と小許の間隙(G)を介して
固定子(29)を設けることにより前記モータ(M)を構成
し、前記回転子(28)の端部に前記中空軸(27)により回転
される内歯歯車のリングギア(10)を設け、該リングギア
(10)の回転を複数個のスターギア(11)を介して前記シャ
フト(S) に取付けられたサンギア(12)に伝達するように
したことを特徴とする請求項1に記載のタービンコンプ
レッサ。
2. The speed increaser (9) has a hollow shaft (27) provided between the shaft (S) and a bearing (J),
By mounting the rotor (28) of the motor (M) on the outer circumference of the hollow shaft (27), and by providing the stator (29) with a small gap (G) between the rotor (28) and the rotor (28). The motor (M) is configured, and a ring gear (10) of an internal gear rotated by the hollow shaft (27) is provided at an end of the rotor (28), and the ring gear is provided.
The turbine compressor according to claim 1, wherein the rotation of (10) is transmitted to a sun gear (12) attached to the shaft (S) via a plurality of star gears (11).
【請求項3】 前記コンプレッサ翼車(4)とタービン翼
車(7) は、空気冷却サイクルに組み込まれていることを
特徴とする請求項1又は2に記載のタービンコンプレッ
サ。
3. Turbine compressor according to claim 1 or 2, characterized in that the compressor wheel (4) and the turbine wheel (7) are incorporated in an air cooling cycle.
JP18030195A 1995-07-17 1995-07-17 Turbine compressor Pending JPH0933125A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112228171A (en) * 2020-11-03 2021-01-15 上海齐耀动力技术有限公司 Supercritical carbon dioxide turbine-starting motor-compressor unit

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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