JPH10141293A - Centrifugal fluid machinery - Google Patents

Centrifugal fluid machinery

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Publication number
JPH10141293A
JPH10141293A JP29658296A JP29658296A JPH10141293A JP H10141293 A JPH10141293 A JP H10141293A JP 29658296 A JP29658296 A JP 29658296A JP 29658296 A JP29658296 A JP 29658296A JP H10141293 A JPH10141293 A JP H10141293A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
impeller
blade surface
suction passage
rotation axis
shroud
Prior art date
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Pending
Application number
JP29658296A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Fukunaga
剛 福永
Yorihide Higuchi
順英 樋口
Hiroyuki Yamaji
洋行 山路
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH10141293A publication Critical patent/JPH10141293A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve operating efficiency by reducing flow loss in a centrifugal fluid machinery. SOLUTION: An open-type impeller 4 in which blades 41, 41,... are exposed is rotated, gaseous refrigerant sucked from a suction passage 3e so opened as to face the blade surface 4a is allowed to flow outward in the radial direction along the blade surface, and a casing shroud 3d close arranged so as to cover the blade surface from the opened part of the suction passage to the outer peripheral side of the impeler is provided on a turbocompressor for compressing gaseous refrigerant in a compression chamber so provided as to surround the impeller and for discharging it. A clearance between the blade surface 41 and the casing shroud 3d is set to a value obtained by adding the deformation amounts H1 (r, z) in relation to the casing shroud for every radial parts, to be generated in the rotational operation of the impeller to the preset required minimum clearance values H2+H3+H4+H5 for every radial part of the blade surface.

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、ブレードが露出し
ている開放型のインペラを備え、このインペラの回転に
より吸入側から吸い込んだ流体をそのインペラの半径方
向外方に流送して吐出側から吐出する遠心式流体機械に
関し、さらに詳しくは、空調機の冷媒回路等に用いら
れ、冷媒ガスを圧縮して吐出するターボ圧縮機等の遠心
式流体機械に係る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an open impeller having an exposed blade, wherein the rotation of the impeller causes the fluid sucked from the suction side to flow outwardly in the radial direction of the impeller to discharge the impeller. More specifically, the present invention relates to a centrifugal fluid machine such as a turbo compressor which is used in a refrigerant circuit of an air conditioner and compresses and discharges a refrigerant gas.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、この種の遠心式流体機械とし
て、図5に示すように、電動モータ(2)によりインペ
ラ(4)を回転駆動して吸入通路(30e)から吸入し
た冷媒ガスを圧縮した後に吐出通路(33)から吐出す
るようにしたターボ圧縮機が知られている。このもので
は、ブレード(41,41,…)(図6参照)が露出し
た開放型のインペラ(4)が用いられ、吸入通路(30
e)から吸い込まれた冷媒ガスがインペラ(4)のブレ
ード面(4a)に沿ってその径方向外方に流送されてこ
のインペラ(3)の外周を囲んで配設された圧縮室(3
2)内で圧縮されるようになっており、冷媒ガスを上記
ブレード面(4a)に沿って効率良く流送するために、
インペラ(4)を収容するインペラケーシング(30)
のうちの上記ブレード面(4a)と対向する部分にケー
シングシュラウドとしてのシュラウド部(30d)が形
成されている。ここで、上記ターボ圧縮機においては、
インペラ(4)のブレード面(4a)とシュラウド部
(30d)との隙間の径方向の断面積(以下、単に隙間
面積という)に比例する流動損失が存在するため、その
隙間をできるだけ狭くする必要がある一方、加工精度や
組立精度等に起因する誤差を考慮して、それらの誤差が
最大になった場合にも上記隙間量が零にならない、つま
り、インペラ(4)とシュラウド部(30d)とが接触
しないようにする必要がある。そこで、上記従来のター
ボ圧縮機においては、図6に実線で示すように、インペ
ラ(4)が停止状態にあるときに、このインペラ(4)
の内周部(4c)から外周部(4d)にかけてそのイン
ペラ(4)とシュラウド部(30d)との隙間量を一様
に以下の設定隙間量(H)に設定している。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a centrifugal fluid machine of this type, as shown in FIG. 5, an impeller (4) is driven to rotate by an electric motor (2) and a refrigerant gas sucked from a suction passage (30e) is removed. There is known a turbo compressor which discharges from a discharge passage (33) after being compressed. In this device, an open impeller (4) having exposed blades (41, 41,...) (See FIG. 6) is used, and a suction passage (30) is used.
e) The refrigerant gas sucked from e) flows radially outward along the blade surface (4a) of the impeller (4), and the compression chamber (3) disposed around the outer periphery of the impeller (3).
In order to efficiently flow the refrigerant gas along the blade surface (4a),
Impeller casing (30) for housing impeller (4)
A shroud portion (30d) serving as a casing shroud is formed in a portion of the first portion facing the blade surface (4a). Here, in the turbo compressor,
Since there is a flow loss proportional to a radial cross-sectional area (hereinafter simply referred to as a gap area) of a gap between the blade surface (4a) of the impeller (4) and the shroud portion (30d), the gap needs to be reduced as much as possible. On the other hand, in consideration of errors caused by processing accuracy, assembly accuracy, and the like, even when those errors are maximized, the gap amount does not become zero, that is, the impeller (4) and the shroud portion (30d). Should not be in contact with Therefore, in the above-described conventional turbo compressor, as shown by a solid line in FIG. 6, when the impeller (4) is in the stopped state, the impeller (4)
The gap between the impeller (4) and the shroud (30d) is uniformly set to the following set gap (H) from the inner circumference (4c) to the outer circumference (4d).

【0003】即ち、 H = H1max+H2
+H3 +H4 +H5 ここで、上記H1maxはインペラ(4)の各部位のうち最
も大きく変形する部位(図例では、インペラの外周部
(4d))における最大変形量であり、上記H2 は加工
公差、上記H3 は組立公差、上記H4 は隙間量の設計
値、H5 は安全しろである。つまり、必要最小隙間量
(H2 +H3 +H4 +H5 )にインペラ(4)の変形分
(H1max)を加えた値を設定隙間量としている。
That is, H = H1max + H2
+ H3 + H4 + H5 Here, H1max is the maximum deformation amount at the part of the impeller (4) that deforms the most (in the illustrated example, the outer peripheral part (4d) of the impeller), and H2 is the machining tolerance. H3 is an assembly tolerance, H4 is a design value of a gap amount, and H5 is a safety margin. That is, the value obtained by adding the deformation amount (H1max) of the impeller (4) to the required minimum gap amount (H2 + H3 + H4 + H5) is set as the set gap amount.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
ターボ圧縮機においては、図6に仮想線で示すように、
インペラ(4)が回転状態にあるとき、遠心力等により
このインペラ(4)の外周部(4d)がシュラウド部
(30d)側に上記最大変形量(H1max)だけ変形して
この外周部(4d)におけるシュラウド部(30d)と
の隙間量が最適隙間量(H2 +H3 +H4 +H5 )にな
るものの、上記インペラ(4)の内周部(4c)は電動
モータ(2)の駆動軸(21)に結合されていてほとん
ど変形しないため、この内周部(4c)寄りの各部位に
おける上記ブレード面(4a)とシュラウド部(30
d)との隙間量が上記必要最小隙間量(H2 +H3 +H
4 +H5 )よりも大きくなってしまい、このため、流動
損失が大きくなって圧縮効率すなわち運転効率が低下し
てしまうという不都合がある。
However, in the above-mentioned conventional turbo compressor, as shown by a virtual line in FIG.
When the impeller (4) is in a rotating state, the outer peripheral portion (4d) of the impeller (4) is deformed toward the shroud portion (30d) by the maximum deformation amount (H1max) due to centrifugal force or the like, and the outer peripheral portion (4d) is deformed. ), The gap amount with the shroud portion (30d) becomes the optimum gap amount (H2 + H3 + H4 + H5), but the inner peripheral portion (4c) of the impeller (4) is connected to the drive shaft (21) of the electric motor (2). Since the blade surface (4a) and the shroud portion (30) are connected to each other and hardly deformed,
d) is equal to the required minimum clearance (H2 + H3 + H)
4 + H5), which results in a disadvantage that the flow loss is increased and the compression efficiency, that is, the operation efficiency is reduced.

【0005】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、遠心式流体機
械の流動損失を低減させてその運転効率の向上を図るこ
とにある。
[0005] The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to reduce the flow loss of a centrifugal fluid machine and improve the operation efficiency thereof.

【0006】[0006]

【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記載の発明は、回転軸(X)を中心とする
径方向に放射状に配設された複数のブレード(41,4
1,…)を有しその回転により流体を径方向外方へ流送
するインペラ(4)と、上記回転軸(X)上で上記イン
ペラ(4)に対向して開口する吸入通路(3e)と、上
記各ブレード(41)の上記吸入通路(3e)側のブレ
ード面(4a)をその吸入通路(3e)の開口部から上
記インペラ(4)の外周側まで覆うよう近接して配設さ
れたケーシングシュラウド(3d)と、上記インペラ
(4)の外周部(4d)に対向して開口する吐出通路
(33)とを備え、上記インペラ(4)の回転により、
上記吸入通路(3e)から吸い込んだ流体を上記吐出通
路(33)から吐出する遠心式流体機械を前提とする。
このものにおいて、上記ケーシングシュラウド(3d)
と上記ブレード面(4a)との間の隙間を、上記ブレー
ド面(4a)の径方向各部位毎に、予め設定された必要
最小隙間量(H2 +H3 +H4 +H5 )に対し上記イン
ペラ(4)の回転作動時に生じる上記径方向各部位毎の
上記ケーシングシュラウド(3d)に対する変形量(H
1(r,z) )を加えた値に設定する構成とするものであ
る。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 comprises a plurality of blades (41, 4) radially arranged radially about a rotation axis (X).
An impeller (4) having a radial direction outward by rotating the impeller (4), and a suction passage (3e) opened on the rotating shaft (X) so as to face the impeller (4). And a blade surface (4a) of each of the blades (41) on the suction passage (3e) side is disposed so as to cover from the opening of the suction passage (3e) to the outer peripheral side of the impeller (4). A casing shroud (3d), and a discharge passage (33) opened to face the outer peripheral portion (4d) of the impeller (4), and by rotation of the impeller (4),
It is assumed that a centrifugal fluid machine discharges the fluid sucked from the suction passage (3e) from the discharge passage (33).
In this case, the casing shroud (3d)
The gap between the impeller (4) and the blade surface (4a) is defined by a required minimum clearance (H2 + H3 + H4 + H5) preset for each radial portion of the blade surface (4a). The amount of deformation (H) with respect to the casing shroud (3d) at each radial position generated during the rotation operation
1 (r, z)).

【0007】上記の構成の場合、インペラ(4)の回転
より吸入通路(3e)から吸い込まれた流体がこのイン
ペラ(4)のブレード面(4a)に沿って径方向外方へ
流送される。この際、上記インペラ(4)がその回転に
伴い変形することにより、このインペラ(4)とケーシ
ングシュラウド(3d)との間の隙間量が、そのインペ
ラ(4)の径方向各部位において一様に必要最小隙間量
(H2 +H3 +H4 +H5 )になる。このため、上記イ
ンペラ(4)が回転状態にあるときのこのインペラ
(4)とケーシングシュラウド(3d)との隙間面積を
従来よりも減少させて遠心式流体機械の流動損失を低減
させることが可能になり、これにより、その遠心式流体
機械の運転効率の向上を図ることが可能になる。
In the above configuration, the fluid sucked from the suction passage (3e) by the rotation of the impeller (4) is sent radially outward along the blade surface (4a) of the impeller (4). . At this time, the impeller (4) deforms with its rotation, so that the amount of clearance between the impeller (4) and the casing shroud (3d) is uniform at each radial position of the impeller (4). (H2 + H3 + H4 + H5). Therefore, when the impeller (4) is in a rotating state, the gap area between the impeller (4) and the casing shroud (3d) can be reduced as compared with the conventional case, so that the flow loss of the centrifugal fluid machine can be reduced. As a result, it is possible to improve the operation efficiency of the centrifugal fluid machine.

【0008】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、インペラ(4)の外周を囲んで環状に配設
され、このインペラ(4)の回転により吸入通路(3
e)から吸い込んだ流体を圧縮する圧縮室(32)を備
える構成とするものである。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the impeller (4) is disposed annularly around the outer periphery of the impeller (4), and the suction passage (3) is rotated by rotation of the impeller (4).
e) a configuration including a compression chamber (32) for compressing the fluid sucked in from e).

【0009】上記の構成の場合、遠心式流体機械が、具
体的に、流体を圧縮する遠心式圧縮機として特定され
る。そして、この遠心式圧縮機において、インペラ
(4)が回転状態にあるときのインペラ(4)とケーシ
ングシュラウド(3d)との隙間における流動抵抗を低
減させてその圧縮効率の向上を図ることが可能になる。
In the case of the above configuration, a centrifugal fluid machine is specifically specified as a centrifugal compressor for compressing a fluid. And in this centrifugal compressor, it is possible to reduce the flow resistance in the gap between the impeller (4) and the casing shroud (3d) when the impeller (4) is in a rotating state, thereby improving the compression efficiency. become.

【0010】請求項3記載の発明は、請求項1又は請求
項2記載の発明におけるインペラ(4)の径方向外方へ
の引張強度を、その回転軸(X)方向に対し吸入通路
(3e)側よりも反対側の方で小さくなるように構成す
るものである。
According to a third aspect of the present invention, the tensile strength of the impeller (4) in the radially outward direction in the first or second aspect of the invention is defined by the suction passage (3e) with respect to the rotation axis (X) direction. ) Is configured to be smaller on the opposite side than on the side.

【0011】上記の構成の場合、回転状態にあるインペ
ラ(4)が遠心力により径方向外方へ引張変形する引張
変形量は、上記インペラ(4)の径方向の引張強度が回
転軸(X)方向のブレード面(4a)側で相対的に大き
くされているため、このブレード面(4a)側で相対的
に小さくなる。このため、上記インペラ(4)を回転さ
せるとその外周部(4d)がケーシングシュラウド(3
d)側に曲げ変形して接近することになる。つまり、イ
ンペラ(4)の回転作動時の外周部(4d)の変形の向
きを、確実にケーシングシュラウド(3d)側へのもの
とすることが可能になり、これにより、上記請求項1又
は請求項2記載の発明による作用を確実に得ることが可
能になる。
In the case of the above configuration, the amount of tensile deformation of the rotating impeller (4) radially outward due to centrifugal force is determined by the radial tensile strength of the impeller (4) being the rotation axis (X). ) Direction, it is relatively large on the blade surface (4a) side, so that it is relatively small on the blade surface (4a) side. For this reason, when the impeller (4) is rotated, the outer peripheral portion (4d) of the impeller (4)
It will bend and deform and approach the d) side. That is, the direction of deformation of the outer peripheral portion (4d) during the rotation operation of the impeller (4) can be surely directed to the casing shroud (3d) side. The operation according to the invention described in Item 2 can be reliably obtained.

【0012】請求項4記載の発明は、請求項3記載の発
明におけるインペラ(4)に駆動軸(21)が内嵌され
る貫通孔(42)を回転軸(X)に沿って形成し、か
つ、この貫通孔(42)の内径をその回転軸(X)に対
しブレード面(4a)側よりも反対側の方で大きくなる
ように設定するものである。
According to a fourth aspect of the present invention, a through hole (42) in which the drive shaft (21) is internally fitted to the impeller (4) according to the third aspect of the invention is formed along the rotation axis (X), The inner diameter of the through hole (42) is set to be larger on the side opposite to the blade surface (4a) with respect to the rotation axis (X).

【0013】上記の構成の場合、請求項3記載の発明を
実現するインペラ(4)の構成が具体的に特定される。
すなわち、上記インペラ(4)には駆動軸(21)を内
嵌させる貫通孔(42)が形成されており、この貫通孔
(42)の内径がブレード面(4a)側で相対的に小さ
く設定されているため、上記インペラ(4)の径方向の
引張強度がブレード面(4a)側で相対的に大きくな
り、このため、このインペラ(4)を遠心力によりブレ
ード面(4a)側に曲げ変形させることが可能になる。
つまり、駆動軸(21)との結合のために形成する貫通
孔(42)の内径の設定により、上記インペラ(4)の
径方向の引張強度を容易かつ確実に設定することが可能
になり、これにより、上記請求項3記載の発明による作
用を確実に得ることが可能になる。
In the case of the above configuration, the configuration of the impeller (4) for realizing the invention described in claim 3 is specifically specified.
That is, the impeller (4) is formed with a through hole (42) into which the drive shaft (21) is fitted, and the inner diameter of the through hole (42) is set relatively small on the blade surface (4a) side. Therefore, the radial tensile strength of the impeller (4) becomes relatively large on the blade surface (4a) side, and therefore, the impeller (4) is bent toward the blade surface (4a) by centrifugal force. It can be deformed.
That is, the radial tensile strength of the impeller (4) can be easily and reliably set by setting the inner diameter of the through hole (42) formed for coupling with the drive shaft (21). Thereby, the operation according to the third aspect of the invention can be reliably obtained.

【0014】請求項5記載の発明は、請求項2記載の発
明において、インペラ(4)に対しそのブレード面(4
a)と回転軸(X)方向の反対側に加圧室(34)を配
設し、この加圧室(34)を圧縮室(32)と連通して
この圧縮室(32)内の流体圧を上記インペラ(4)に
作用させるとともに、上記インペラ(4)を、その内周
側で駆動軸(21)と結合させる。そして、上記加圧室
(34)に臨むインペラ(4)の受圧面(4b)を、こ
の受圧面(4b)に作用する加圧室(34)内の流体圧
による回転軸(X)方向の押圧力が、上記ブレード面
(4a)に作用する流体圧による上記回転軸(X)方向
の押圧力よりも大きくなる面積に設定するものである。
According to a fifth aspect of the present invention, in the second aspect, the impeller (4) has a blade surface (4
a) and a pressurizing chamber (34) is disposed on the opposite side of the direction of the rotation axis (X), and the pressurizing chamber (34) communicates with the compression chamber (32) so that the fluid in the compression chamber (32) Pressure is applied to the impeller (4), and the impeller (4) is coupled to the drive shaft (21) on the inner peripheral side. Then, the pressure receiving surface (4b) of the impeller (4) facing the pressure chamber (34) is moved in the direction of the rotation axis (X) by the fluid pressure in the pressure chamber (34) acting on the pressure receiving surface (4b). The pressing force is set to an area that is larger than the pressing force in the direction of the rotation axis (X) due to the fluid pressure acting on the blade surface (4a).

【0015】上記の構成の場合、インペラ(4)の回転
に伴い圧縮室(32)内で圧縮された高圧の流体が加圧
室(34)に流通し、この高圧の流体により上記インペ
ラ(4)に受圧面(4b)側から押圧力が作用する。こ
こで、この受圧面(4b)に作用する上記流体圧による
押圧力が上記ブレード面(4a)に作用する流体圧によ
る押圧力よりも大きくなるようにしているため、上記イ
ンペラ(4)は受圧面(4b)側からブレード面(4
a)側へ押圧される。さらに、上記インペラ(4)がそ
の内周側で駆動軸(21)に結合されているため、この
インペラ(4)の外周側がケーシングシュラウド(3
d)側に押圧されることになる。つまり、請求項3とは
異なる構成により、インペラ(4)の回転作動時の外周
部(4d)の変形の向きを、確実にケーシングシュラウ
ド(3d)側へのものとすることが可能になり、これに
より、上記請求項2記載の発明による作用を確実に得る
ことが可能になる。
In the above configuration, the high-pressure fluid compressed in the compression chamber (32) flows through the compression chamber (34) as the impeller (4) rotates, and the high-pressure fluid causes the impeller (4) to rotate. ) From the pressure receiving surface (4b) side. Here, since the pressing force by the fluid pressure acting on the pressure receiving surface (4b) is made larger than the pressing force by the fluid pressure acting on the blade surface (4a), the impeller (4) receives the pressure. From the surface (4b) side, the blade surface (4
a) It is pressed to the side. Further, since the impeller (4) is connected to the drive shaft (21) on the inner peripheral side, the outer peripheral side of the impeller (4) is connected to the casing shroud (3).
d) side. In other words, with a configuration different from the third aspect, the direction of deformation of the outer peripheral portion (4d) during the rotation operation of the impeller (4) can be reliably directed to the casing shroud (3d) side. This makes it possible to reliably obtain the operation according to the second aspect of the present invention.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基いて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0017】図1は、本発明の実施形態に係る遠心式流
体機械としてのターボ圧縮機(遠心式圧縮機)を示し、
10は流体としての冷媒ガスを吸い込んで圧縮する圧縮
機構部、20はこの圧縮機構部(10)を作動させる駆
動機構部である。この駆動機構部(20)において、1
はモータケーシング、2はこのモータケーシング(1)
内に収容された電動モータであり、また、上記圧縮機構
部(10)において、3は上記モータケーシング(1)
の一端側に配設されたインペラケーシング、4は上記電
動モータ(2)により回転駆動されるインペラである。
FIG. 1 shows a turbo compressor (centrifugal compressor) as a centrifugal fluid machine according to an embodiment of the present invention,
Reference numeral 10 denotes a compression mechanism for sucking and compressing a refrigerant gas as a fluid, and reference numeral 20 denotes a drive mechanism for operating the compression mechanism (10). In this drive mechanism (20), 1
Is a motor casing, 2 is this motor casing (1)
An electric motor housed in the housing; and in the compression mechanism (10), reference numeral 3 denotes the motor casing (1).
An impeller casing 4 disposed at one end of the motor is an impeller driven to rotate by the electric motor (2).

【0018】上記モータケーシング(1)は、円筒状の
周壁部(11)と、この周壁部(11)よりも大径の厚
肉円板状に形成され、その周壁部(11)の図1におけ
る上下(以下、単に上下という)両端側に同軸に配設さ
れた第1隔壁部(12)及び底壁部(13)とにより略
円柱状に構成されている。また、上記第1隔壁部(1
2)の平面視で中央部には円形断面の貫通孔(12a)
が形成されるとともに、上面にはその貫通孔(12a)
と同軸にこの貫通孔(12a)よりも大径の円形断面の
凹部(12b)が形成されており、一方、上記底壁部
(13)の平面視で中央部には上記貫通孔(12a)と
同径の円形断面の凹部(13a)が形成されている。な
お、16及び17は、上記周壁部(11)の上下両端側
に配設され、冷媒ガスを流通させて電動モータ(2)を
冷却するための流通通路である。
The motor casing (1) is formed into a cylindrical peripheral wall (11) and a thick disk having a diameter larger than that of the peripheral wall (11). The first partition wall (12) and the bottom wall (13) disposed coaxially at both upper and lower ends (hereinafter, simply referred to as upper and lower sides) of the above have a substantially cylindrical shape. In addition, the first partition (1)
2) Through hole (12a) with a circular cross section in the center in plan view
Is formed and the through hole (12a) is formed on the upper surface.
A concave portion (12b) having a circular cross section larger in diameter than the through hole (12a) is formed coaxially with the through hole (12a). A concave portion (13a) having the same diameter as the circular cross section is formed. Reference numerals 16 and 17 denote flow passages disposed on the upper and lower ends of the peripheral wall portion (11) for flowing the refrigerant gas to cool the electric motor (2).

【0019】上記電動モータ(2)は、基端側を上記底
壁部(13)の凹部(13a)に挿入される一方、先端
側を上記第1隔壁部(12)の貫通孔(12a)に挿通
された駆動軸(21)と、この駆動軸(21)の外周面
に配設されたロータ(22)と、このロータ(22)と
対向するよう上記周壁部(11)の内面に配設されたス
テータ(23)とを備えている。また、上記駆動軸(2
1)は、上記貫通口(12a)及び凹部(13a)にそ
れぞれ囲まれる部位に配設された動圧ジャーナル気体軸
受(21a,21b)により支持されるとともに、先端
側の外周面に一体固定されて上記第1隔壁部(12)の
凹部(12b)内に収容された円板状の軸受板(14)
に配設された動圧スラスト気体軸受(14a)により支
持されており、さらに、基端面には停止状態にあるとき
にこの駆動軸(21)を支持する保護軸受(21c)が
配設されている。
The electric motor (2) has its proximal end inserted into the recess (13a) of the bottom wall (13), and its distal end inserted through the through hole (12a) of the first partition (12). , A rotor (22) arranged on the outer peripheral surface of the drive shaft (21), and an inner surface of the peripheral wall (11) opposed to the rotor (22). And a stator (23) provided. In addition, the drive shaft (2
1) is supported by dynamic pressure journal gas bearings (21a, 21b) disposed at portions surrounded by the through-hole (12a) and the recess (13a), and is integrally fixed to the outer peripheral surface on the distal end side. And a disc-shaped bearing plate (14) housed in the recess (12b) of the first partition (12).
The bearing is supported by a dynamic pressure thrust gas bearing (14a) disposed on the base end surface, and a protection bearing (21c) for supporting the drive shaft (21) when the driving shaft (21) is in a stopped state is disposed on the base end face. I have.

【0020】上記インペラケーシング(3)は、第1隔
壁部(12)の外径と同一の外径を有する環状の底壁部
(3a)と、この底壁部(3a)から上方に延びる環状
の外周壁部(3b)と、この外周壁部(3b)の上端側
から緩やかに折り返されて内周側下方に延びる環状の内
周壁部(3c)と、この内周壁部(3c)の下端縁から
折り返されて内周側上方に延びるケーシングシュラウド
としての環状のシュラウド部(3d)と、このシュラウ
ド部(3d)の上端縁から上方に延びて図示省略の低圧
側管路に連通された筒状の吸入通路(3e)とにより、
上方に突出した略円錐台状に構成されている。そして、
上記インペラケーシング(3)は、底壁部(3a)の下
面において第1隔壁部(12)の上面に同軸に固設さ
れ、その底壁部(3a)に内嵌された円板状の第2隔壁
部(15)とともに、インペラ(4)を収容するインペ
ラ室(31)を形成している。また、上記第2隔壁部
(15)の平面視で中央部には貫通孔(15a)が形成
されて電動モータ(2)の駆動軸(21)が挿通され、
この駆動軸(21)の先端に上記インペラ(4)が一体
に結合されている。
The impeller casing (3) has an annular bottom wall (3a) having the same outer diameter as the outer diameter of the first partition (12), and an annular ring extending upward from the bottom wall (3a). Outer wall portion (3b), an annular inner wall portion (3c) that is gently folded from the upper end side of the outer wall portion (3b) and extends downward on the inner circumference side, and a lower end of the inner wall portion (3c) An annular shroud portion (3d) as a casing shroud that is folded back from the edge and extends upward on the inner peripheral side, and a tube that extends upward from an upper end edge of the shroud portion (3d) and communicates with a low-pressure side conduit (not shown). The suction passage (3e)
It has a substantially frustoconical shape projecting upward. And
The impeller casing (3) is coaxially fixed on the lower surface of the bottom wall portion (3a) on the upper surface of the first partition wall portion (12), and has a disk-like shape fitted inside the bottom wall portion (3a). Together with the two partition walls (15), an impeller chamber (31) for accommodating the impeller (4) is formed. Further, a through hole (15a) is formed at the center of the second partition (15) in plan view, and the drive shaft (21) of the electric motor (2) is inserted therethrough.
The impeller (4) is integrally connected to the tip of the drive shaft (21).

【0021】上記インペラ室(31)は、その外周側に
上記底壁部(3a)、外周壁部(3b)及び内周壁部
(3c)に囲まれた環状の圧縮室(32)を備え、この
圧縮室(32)に臨んで開口する吐出通路(33)によ
り図示省略の高圧側管路に連通されている。また、上記
第2隔壁部(15)の上面には、上記貫通孔(15a)
と同軸に上記インペラ(4)の外径よりもやや大径の円
形断面を有する凹部(15b)が形成されるとともに、
上記貫通孔(15a)と電動モータ(2)の駆動軸(2
1)との間には冷媒ガスの漏れを防止するシール部が配
設され、上記凹部(15b)と上記インペラ(4)の受
圧面としての底面(4b)とにより環状の加圧室(3
4)が形成されている。この加圧室(34)は、外周側
で上記圧縮室(32)と連通されてこの圧縮室(32)
で圧縮された高圧(PH )(図4参照)の冷媒ガスが導
かれるようになっており、この冷媒ガスのガス圧を上記
インペラ(4)の底面(4b)に作用させるようになっ
ている。さらに、そのインペラ(4)の底面(4b)の
面積は、この底面(4b)に作用するガス圧による上向
きの押圧力が、後述のブレード面(4a)に作用する冷
媒ガスによる下向きの押圧力よりも僅かに大きくなるよ
う大きめに設定されており、このため、回転状態にある
インペラ(4)の曲げ変形の向きは、図4に仮想線で示
すように、その外周部(4d)がシュラウド部(3d)
側に近付く向きになる。
The impeller chamber (31) includes an annular compression chamber (32) surrounded by the bottom wall (3a), the outer peripheral wall (3b) and the inner peripheral wall (3c) on the outer peripheral side thereof. The discharge passage (33) opening toward the compression chamber (32) communicates with a high-pressure side conduit (not shown). The through hole (15a) is provided on the upper surface of the second partition (15).
A concave portion (15b) having a circular cross section slightly larger than the outer diameter of the impeller (4) is formed coaxially with the impeller (4).
The through hole (15a) and the drive shaft (2) of the electric motor (2)
A seal portion for preventing leakage of the refrigerant gas is provided between the pressure chamber (1) and the annular pressurizing chamber (3) by the concave portion (15b) and the bottom surface (4b) as a pressure receiving surface of the impeller (4).
4) is formed. The pressurizing chamber (34) communicates with the compression chamber (32) on the outer peripheral side, and the compression chamber (32)
A high-pressure (PH) refrigerant gas (see FIG. 4) compressed by the above-described method is introduced, and the gas pressure of the refrigerant gas is applied to the bottom surface (4b) of the impeller (4). . Further, the area of the bottom surface (4b) of the impeller (4) is such that the upward pressing force due to the gas pressure acting on the bottom surface (4b) is reduced by the downward pressing force due to the refrigerant gas acting on the blade surface (4a) described later. Therefore, the direction of the bending deformation of the impeller (4) in the rotating state is such that the outer peripheral portion (4d) of the impeller (4d) is shroud as shown by an imaginary line in FIG. Part (3d)
It becomes a direction approaching the side.

【0022】上記インペラ(4)は、図2にも示すよう
に、略円錐台状に形成され、その斜周面に冷媒ガスを流
送するためのブレード(41,41,…)が放射状に配
設されてブレード面(4a)が構成されており、このブ
レード面(4a)からその反対側の底面(4b)まで回
転軸(X)に沿って貫通孔(42)(図3参照)が形成
されている。そして、この貫通孔(42)に対し底面
(4b)側から駆動軸(21)の先端が圧入されてこの
駆動軸(21)と上記インペラ(4)とが一体に結合さ
れており、この駆動軸(21)よってインペラ(4)が
回転駆動されることにより、吸入通路(3e)から吸い
込まれた冷媒ガスがインペラ(3)のブレード面(4
a)に沿って外周側に流送されるようになっている。
As shown in FIG. 2, the impeller (4) is formed in a substantially truncated cone shape, and blades (41, 41,...) For flowing the refrigerant gas radially around its inclined surface. The blade surface (4a) is arranged to form a through hole (42) (see FIG. 3) along the rotation axis (X) from the blade surface (4a) to the opposite bottom surface (4b). Is formed. Then, the tip of the drive shaft (21) is press-fitted into the through hole (42) from the bottom surface (4b) side, and the drive shaft (21) and the impeller (4) are integrally connected. When the impeller (4) is rotationally driven by the shaft (21), the refrigerant gas sucked from the suction passage (3e) is subjected to the blade surface (4) of the impeller (3).
It is adapted to be sent to the outer peripheral side along a).

【0023】また、上記インペラ(4)に貫通形成され
た貫通孔(42)の内径は、ブレード面(4a)側で小
径(d1 )にされる一方、底面(4b)側で大径(d2
)にされており、このため、そのインペラ(4)の径
方向外方へのの引張強度は底面(4b)側よりもブレー
ド面(4a)側で大きくなっている。従って、上記イン
ペラ(4)は、回転状態にあるときに遠心力によって径
方向外方に生じる引張応力により、ブレード面(4a)
側よりも底面(4b)側でより大きく引張変形すること
になり、これにより、図3に仮想線で示すように、上記
ブレード面(4a)側へ曲げ変形するようになってい
る。
The inner diameter of the through hole (42) formed through the impeller (4) is made smaller (d1) on the blade surface (4a) side, while it is made larger diameter (d2) on the bottom surface (4b) side.
Therefore, the radially outward tensile strength of the impeller (4) is larger on the blade surface (4a) side than on the bottom surface (4b) side. Therefore, the impeller (4) has a blade surface (4a) due to a tensile stress generated radially outward due to centrifugal force in a rotating state.
The tensile deformation is larger on the bottom surface (4b) side than on the side surface, and as a result, as shown by the phantom line in FIG. 3, the blade is deformed toward the blade surface (4a) side.

【0024】以下に、上記インペラケーシング(3)の
シュラウド部(3d)と上記インペラ(4)のブレード
面(4a)との隙間量(H(r,z) )の設定について図2
に基づいて説明する。
The setting of the clearance (H (r, z)) between the shroud portion (3d) of the impeller casing (3) and the blade surface (4a) of the impeller (4) will be described below with reference to FIG.
It will be described based on.

【0025】上記シュラウド部(3d)の内面の形状
は、このシュラウド部(3d)とブレード面(4a)と
の隙間量(H(r,z) )が、上記インペラ(4)の回転中
にその径方向の各部位において一様になるように設定さ
れている。すなわち、上記インペラ(4)の回転に伴い
このインペラ(4)に作用する遠心力等により、このイ
ンペラ(4)の各部位がそれぞれ回転軸(X)からの距
離(r)及びそのインペラ(4)厚み(z)に応じて変
形することを考慮して、上記シュラウド部(3d)とイ
ンペラ(4)のブレード面(4a)との隙間量が上記距
離(r)及び厚み(z)に応じて以下のように設定さ
れ、これにより、上記インペラ(4)の回転中にこのイ
ンペラ(4)の径方向各部位における上記シュラウド部
(3d)との隙間量が一様にされるようになっている。
具体的には、上記隙間量(H(r,z) )は次式に示すよう
に設定されている。
The shape of the inner surface of the shroud portion (3d) is such that the gap amount (H (r, z)) between the shroud portion (3d) and the blade surface (4a) depends on the rotation of the impeller (4). It is set to be uniform at each part in the radial direction. That is, due to the centrifugal force or the like acting on the impeller (4) due to the rotation of the impeller (4), each part of the impeller (4) has a distance (r) from the rotation axis (X) and the impeller (4). In consideration of the deformation according to the thickness (z), the gap between the shroud portion (3d) and the blade surface (4a) of the impeller (4) depends on the distance (r) and the thickness (z). As a result, during the rotation of the impeller (4), the amount of clearance between the shroud (3d) and the shroud (3d) at each radial position of the impeller (4) is made uniform. ing.
Specifically, the gap amount (H (r, z)) is set as shown in the following equation.

【0026】即ち、 H(r,z) = H1(r,z)
+H2 +H3 +H4 +H5 ここで、上記H1(r,z)は、回転軸(X)から距離(r)
だけ離れたインペラ(4)の各部位における上向きの変
形量であり、このインペラ(4)に作用する遠心力等に
よる曲げ変形によるものである。また、上記H2 は加工
公差、上記H3 は組立公差、上記H4 は隙間量の設計
値、H5 は安全しろである。つまり、必要最小隙間量
(H2 +H3 +H4 +H5 )にインペラ(4)の各部位
における変形分(H1(r,z))を加えた値を設定隙間量と
している。
That is, H (r, z) = H1 (r, z)
+ H2 + H3 + H4 + H5 where H1 (r, z) is a distance (r) from the rotation axis (X).
This is the amount of upward deformation of each part of the impeller (4) separated by only a distance, and is due to bending deformation due to centrifugal force or the like acting on the impeller (4). H2 is a processing tolerance, H3 is an assembly tolerance, H4 is a design value of a clearance, and H5 is a safety margin. In other words, the value obtained by adding the deformation (H1 (r, z)) in each part of the impeller (4) to the required minimum gap (H2 + H3 + H4 + H5) is set as the set gap.

【0027】そして、このような設定により、上記イン
ペラ(4)のブレード面(4a)と上記シュラウド部
(3d)との隙間量(H(r,z) )は、このインペラ
(4)が停止状態にあるとき、その内周部(4c)で周
方向に一様に必要最小隙間量(H2+H3 +H4 +H5
)になる一方、径方向外方に向かって漸増して外周部
(4d)で最大になっている。
With such a setting, the gap amount (H (r, z)) between the blade surface (4a) of the impeller (4) and the shroud portion (3d) stops the impeller (4). In the state, the required minimum gap amount (H2 + H3 + H4 + H5) is uniformly uniform in the circumferential direction at the inner peripheral portion (4c).
), While gradually increasing outward in the radial direction and reaching a maximum at the outer peripheral portion (4d).

【0028】次に、上記実施形態のターボ圧縮機の作動
及びその作用・効果を説明する。
Next, the operation of the turbo compressor according to the above-described embodiment and its operation and effects will be described.

【0029】まず、電動モータ(2)を作動させて停止
状態にあるインペラ(4)を回転駆動させる。このイン
ペラ(4)の回転に伴いその各部位がシュラウド部(3
d)側に変形するが、この際、上記インペラ(4)のブ
レード部(4a)とシュラウド部(3d)との隙間量が
径方向各部位において必要最小隙間量(H2 +H3 +H
4 +H5 )よりも大きく保たれており、そのインペラ
(4)とシュラウド部(3d)との接触が確実に防止さ
れる。
First, the electric motor (2) is operated to rotate the impeller (4) in a stopped state. With the rotation of the impeller (4), each part thereof becomes a shroud part (3
At this time, the gap between the blade portion (4a) and the shroud portion (3d) of the impeller (4) becomes smaller than the required minimum gap (H2 + H3 + H) at each radial position.
4 + H5), and the contact between the impeller (4) and the shroud (3d) is reliably prevented.

【0030】上記インペラ(4)が回転状態になると、
冷媒ガスが吸入通路(3e)から吸い込まれてこのイン
ペラ(4)のブレード面(4a)に沿って外周側に流送
され、圧縮室(32)内で圧縮された後に吐出通路(3
3)から吐出される。この際、図4に示すように、上記
ブレード面(4a)に沿って流送される冷媒ガスのガス
圧は外周側に向かって低圧(PL )から高圧(PH )ま
で漸増し、そのガス圧により上記ブレード面(4a)に
対し下向きの押圧力が加えられることになるが、一方、
圧縮室(32)で圧縮された冷媒ガスの一部が加圧室
(34)に流通して上記インペラ(4)の底面(4b)
に上記下向きの押圧力よりも僅かに大きい上向きの押圧
力を加えてこのインペラ(4)を僅かに上向きに曲げ変
形させる。このため、上記インペラ(4)は、その回転
に伴う遠心力によりシュラウド部(3d)側へ曲げ変形
することになり、回転状態にあるときのその各部位にお
けるシュラウド部(3d)との隙間量が一様に必要最小
隙間量(H2 +H3 +H4 +H5 )になる(図2参
照)。従って、上記インペラ(4)のブレード面(4
a)とシュラウド部(3d)との隙間面積を従来のもの
に比べて減少させることができ、これにより、ターボ圧
縮機の流動損失を低減させてその圧縮効率を向上させる
ことができる。
When the impeller (4) rotates,
Refrigerant gas is sucked from the suction passage (3e), is sent to the outer peripheral side along the blade surface (4a) of the impeller (4), is compressed in the compression chamber (32), and is then discharged to the discharge passage (3).
It is discharged from 3). At this time, as shown in FIG. 4, the gas pressure of the refrigerant gas flowing along the blade surface (4a) gradually increases from a low pressure (PL) to a high pressure (PH) toward the outer peripheral side, and the gas pressure increases. Causes a downward pressing force to be applied to the blade surface (4a).
A part of the refrigerant gas compressed in the compression chamber (32) flows to the pressurization chamber (34) and the bottom surface (4b) of the impeller (4).
, An upward pressing force slightly larger than the downward pressing force is applied to bend the impeller (4) slightly upward. For this reason, the impeller (4) is bent and deformed toward the shroud portion (3d) due to centrifugal force caused by its rotation, and the gap between the impeller (4) and the shroud portion (3d) at each portion in the rotating state. Becomes the required minimum gap amount (H2 + H3 + H4 + H5) uniformly (see FIG. 2). Therefore, the blade surface (4) of the impeller (4)
The gap area between a) and the shroud portion (3d) can be reduced as compared with the conventional one, whereby the flow loss of the turbo compressor can be reduced and the compression efficiency can be improved.

【0031】また、上記ターボ圧縮機においては、回転
状態にあるインペラ(4)をブレード面(4a)側に曲
げ変形させるために、このインペラ(4)に電動モータ
(2)の駆動軸(21)を圧入するために形成する貫通
孔(42)の内径を底面(4b)側よりもブレード面側
で相対的に小さく設定することにより、そのインペラ
(4)の半径方向の引張強度を底面(4b)側よりもブ
レード面(4a)側で大きくなるようにしている。つま
り、上記貫通孔(42)の内径の設定により、上記イン
ペラ(4)の曲げ変形の向きを容易かつ確実にブレード
面(4a)側に設定することができる。さらに、圧縮室
(32)内で圧縮された冷媒ガスを上記インペラ(4)
の底面(4a)に導いてそのガス圧によりそのインペラ
(4)に上向きの押圧力を加えるようにしているため、
専用の気体圧源等を設けることなく比較的簡単な構成で
上記インペラ(4)のガス圧による曲げ変形の向きを設
定することができる。
In the turbo compressor, the impeller (4) in a rotating state is bent and deformed toward the blade surface (4a), so that the impeller (4) is driven by the drive shaft (21) of the electric motor (2). By setting the inner diameter of the through hole (42) formed for press-fitting on the blade surface side relatively smaller than the bottom surface (4b) side, the radial tensile strength of the impeller (4) can be reduced. It is configured to be larger on the blade surface (4a) side than on the 4b) side. That is, by setting the inner diameter of the through hole (42), the direction of the bending deformation of the impeller (4) can be easily and reliably set on the blade surface (4a) side. Further, the refrigerant gas compressed in the compression chamber (32) is transferred to the impeller (4).
To the bottom face (4a) of the above to apply an upward pressing force to the impeller (4) by the gas pressure.
The direction of the bending deformation by the gas pressure of the impeller (4) can be set with a relatively simple configuration without providing a dedicated gas pressure source or the like.

【0032】<他の実施形態>なお、本発明は上記実施
形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態
を包含するものである。すなわち、上記実施形態では、
インペラ(4)とシュラウド部(3d)との隙間量を、
このシュラウド部(3d)の形状により設定するように
しているが、これに限らず、上記隙間量を例えばインペ
ラの形状により設定するようにしてもよい。
<Other Embodiments> The present invention is not limited to the above embodiments, but includes various other embodiments. That is, in the above embodiment,
The amount of clearance between the impeller (4) and the shroud (3d)
Although the setting is made according to the shape of the shroud portion (3d), the present invention is not limited to this, and the gap amount may be set according to the shape of the impeller, for example.

【0033】上記実施形態では、インペラ(4)に形成
する貫通孔(42)の内径の設定により、このインペラ
(4)が遠心力によってブレード面(4a)側に曲げ変
形するようにし、加えて、圧縮室(32)から導かれる
冷媒ガスのガス圧によりこのインペラ(4)をブレード
面(4a)側に押圧するようにしているが、これに限ら
ず、上記インペラ(4)の曲げ変形を所定の向きに設定
するための手段としては、上記貫通孔(42)の内径の
設定もしくは上記ガス圧による押圧力の設定のいずれか
一方のみでもよい。
In the above embodiment, by setting the inner diameter of the through hole (42) formed in the impeller (4), the impeller (4) is bent toward the blade surface (4a) by centrifugal force. The impeller (4) is pressed against the blade surface (4a) by the gas pressure of the refrigerant gas guided from the compression chamber (32). However, the present invention is not limited to this. As a means for setting the predetermined direction, only one of the setting of the inner diameter of the through hole (42) or the setting of the pressing force by the gas pressure may be used.

【0034】上記実施形態では、インペラ(4)に形成
された貫通孔(42)の内径をブレード面(4a)側よ
りも底面(4b)側で大きく設定するようにしている
が、これに限らず、インペラ(4)の形状等によりこの
インペラ(4)の径方向外方への引張強度がブレード面
(4a)側よりも底面(4b)側で小さく設定されるよ
うにすればよい。
In the above embodiment, the inner diameter of the through hole (42) formed in the impeller (4) is set to be larger on the bottom surface (4b) side than on the blade surface (4a) side. Instead, the tensile strength of the impeller (4) in the radially outward direction may be set smaller on the bottom surface (4b) side than on the blade surface (4a) side depending on the shape of the impeller (4).

【0035】上記実施形態では、インペラケーシング
(3)の一部をシュラウド部(3d)としているが、こ
れに限らず、インペラケーシング(3)と別体のケーシ
ングシュラウドを設けるようにしてもよい。
In the above embodiment, a part of the impeller casing (3) is used as the shroud portion (3d). However, the present invention is not limited to this, and a casing shroud separate from the impeller casing (3) may be provided.

【0036】上記実施形態では、インペラ(4)を略円
錐台形状に形成しているが、これに限らず、例えば円板
形状等に形成してもよい。
In the above embodiment, the impeller (4) is formed in a substantially truncated cone shape, but is not limited to this, and may be formed in, for example, a disk shape or the like.

【0037】上記実施形態では、電動モータ(2)によ
りインペラ(4)を回転駆動するようにしているが、こ
れに限らず、例えば、エンジンや流体圧モータ等により
インペラ(4)を回転駆動するようにしてもよい。
In the above embodiment, the impeller (4) is rotationally driven by the electric motor (2). However, the present invention is not limited to this. For example, the impeller (4) is rotationally driven by an engine or a fluid pressure motor. You may do so.

【0038】上記実施形態では、電動モータ(2)の駆
動軸(21)の軸受として、動圧気体軸受(14a,2
1a,21b)を用いているが、これに限らず、例え
ば、単なる気体軸受や機械式の軸受等を用いてもよい。
In the above embodiment, the dynamic pressure gas bearings (14a, 2a) are used as the bearings of the drive shaft (21) of the electric motor (2).
Although 1a and 21b) are used, the invention is not limited to this, and for example, a simple gas bearing or a mechanical bearing may be used.

【0039】上記実施形態では、遠心式流体機械として
のターボ圧縮機に適用しているが、これに限らず、開放
型のインペラを有するものであれば、例えば、遠心式送
風機、遠心式流体ポンプ等に適用することも可能であ
る。
In the above embodiment, the present invention is applied to a turbo compressor as a centrifugal fluid machine. However, the present invention is not limited to this. For example, a centrifugal blower and a centrifugal fluid pump may be used as long as they have an open impeller. Etc. can be applied.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明における遠心式流体機械によれば、インペラ(4)と
ケーシングシュラウド(3d)との隙間に起因する流動
損失を低減させてその運転効率の向上を図ることができ
る。
As described above, according to the centrifugal fluid machine of the first aspect of the present invention, the flow loss caused by the gap between the impeller (4) and the casing shroud (3d) is reduced to operate the machine. Efficiency can be improved.

【0041】請求項2記載の発明によれば、上記請求項
1記載の発明における遠心式流体機械が具体的に流体を
圧縮する遠心式圧縮機として特定され、この遠心式圧縮
機の圧縮効率の向上が図られる。
According to the second aspect of the present invention, the centrifugal fluid machine according to the first aspect of the present invention is specifically specified as a centrifugal compressor for compressing a fluid, and the compression efficiency of the centrifugal compressor is reduced. Improvement is achieved.

【0042】請求項3記載の発明によれば、インペラ
(4)が回転状態にあるときに、このインペラ(4)の
外周部(4d)の変形を確実にケーシングシュラウド
(3d)側へのものとすることができ、これにより、上
記請求項1又は請求項2記載の発明による効果を確実に
得ることができる。
According to the third aspect of the present invention, when the impeller (4) is in a rotating state, the outer peripheral portion (4d) of the impeller (4) is surely deformed toward the casing shroud (3d). Thus, the effect of the invention described in claim 1 or 2 can be reliably obtained.

【0043】請求項4記載の発明によれば、インペラ
(4)に形成した貫通孔(42)の内径の設定によって
このインペラ(4)の径方向外方への引張強度を設定す
ることにより、上記請求項3記載の発明による効果を容
易かつ確実に得ることができる。
According to the fourth aspect of the present invention, by setting the inner diameter of the through hole (42) formed in the impeller (4), the tensile strength of the impeller (4) in the radially outward direction is set. The effect according to the third aspect of the invention can be easily and reliably obtained.

【0044】請求項5記載の発明によれば、上記請求項
3記載の発明とは異なる構成により、インペラ(4)の
回転作動時における外周部(4d)の変形を確実にケー
シングシュラウド(3d)側へのものとすることがで
き、これにより、上記請求項2記載の発明による効果を
確実に得ることができる。
According to the fifth aspect of the present invention, with a configuration different from that of the third aspect, deformation of the outer peripheral portion (4d) during rotation of the impeller (4) is ensured. Side, so that the effect of the invention described in claim 2 can be reliably obtained.

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

【図1】本発明の実施形態に係るターボ圧縮機の構成を
示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a turbo compressor according to an embodiment of the present invention.

【図2】インペラとシュラウド部との隙間量の設定を示
す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing setting of a gap amount between an impeller and a shroud portion.

【図3】遠心力によるインペラの変形を示す断面図であ
る。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing deformation of an impeller due to centrifugal force.

【図4】冷媒ガスのガス圧によるインペラの変形性状を
示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the deformation properties of the impeller due to the gas pressure of the refrigerant gas.

【図5】従来のターボ圧縮機における図1相当図であ
る。
FIG. 5 is a diagram corresponding to FIG. 1 in a conventional turbo compressor.

【図6】従来のターボ圧縮機における図2相当図であ
る。
FIG. 6 is a diagram corresponding to FIG. 2 in a conventional turbo compressor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3d インペラケーシングのシュラウド部
(ケーシングシュラウド) 3e 吸入通路 4 インペラ 4a インペラのブレード面 4b インペラの底面(受圧面) 4d インペラの外周部 21 電動モータの駆動軸(駆動軸) 32 圧縮室 33 吐出通路 34 加圧室 41 インペラのブレード 42 インペラの貫通孔 H1(r,z) インペラの各部位における変形量 H2 +H3 +H4 +H5 必要最小隙間量 X インペラの回転軸
3d Shroud portion of impeller casing (casing shroud) 3e Suction passage 4 Impeller 4a Blade surface of impeller 4b Bottom surface of impeller (pressure receiving surface) 4d Outer peripheral portion of impeller 21 Drive shaft (drive shaft) of electric motor 32 Compression chamber 33 Discharge passage 34 Pressurizing chamber 41 Impeller blade 42 Impeller through hole H1 (r, z) Deformation amount at each part of impeller H2 + H3 + H4 + H5 Minimum required clearance X Rotation axis of impeller

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 回転軸(X)を中心とする径方向に放射
状に配設された複数のブレード(41,41,…)を有
しその回転により流体を径方向外方へ流送するインペラ
(4)と、上記回転軸(X)上で上記インペラ(4)に
対向して開口する吸入通路(3e)と、上記各ブレード
(41)の上記吸入通路(3e)側のブレード面(4
a)をその吸入通路(3e)の開口部から上記インペラ
(4)の外周側まで覆うよう近接して配設されたケーシ
ングシュラウド(3d)と、上記インペラ(4)の外周
部(4d)に対向して開口する吐出通路(33)とを備
え、上記インペラ(4)の回転により、上記吸入通路
(3e)から吸い込んだ流体を上記吐出通路(33)か
ら吐出する遠心式流体機械において、 上記ケーシングシュラウド(3d)と上記ブレード面
(4a)との間の隙間が、上記ブレード面(4a)の径
方向各部位毎に、予め設定された必要最小隙間量(H2
+H3 +H4 +H5 )に対し上記インペラ(4)の回転
作動時に生じる上記径方向各部位毎の上記ケーシングシ
ュラウド(3d)に対する変形量(H1(r,z) )を加え
た値に設定されていることを特徴とする遠心式流体機
械。
1. An impeller having a plurality of blades (41, 41,...) Radially arranged around a rotation axis (X) and for rotating and sending a fluid radially outward. (4), a suction passage (3e) opened on the rotation axis (X) to face the impeller (4), and a blade surface (4) of each blade (41) on the suction passage (3e) side.
a) a casing shroud (3d) disposed close to the opening of the suction passage (3e) from the opening of the suction passage (3e) to the outer peripheral side of the impeller (4), and the outer peripheral portion (4d) of the impeller (4). A centrifugal fluid machine, comprising: a discharge passage (33) that opens in opposition, wherein a fluid sucked from the suction passage (3e) is discharged from the discharge passage (33) by rotation of the impeller (4). The clearance between the casing shroud (3d) and the blade surface (4a) is set to a required minimum clearance amount (H2) set in advance for each radial portion of the blade surface (4a).
+ H3 + H4 + H5) plus the amount of deformation (H1 (r, z)) of the casing shroud (3d) for each of the radial portions generated when the impeller (4) rotates. A centrifugal fluid machine.
【請求項2】 請求項1において、 インペラ(4)の外周を囲んで環状に配設され、このイ
ンペラ(4)の回転により吸入通路(3e)から吸い込
んだ流体を圧縮する圧縮室(32)を備えていることを
特徴とする遠心式流体機械。
2. A compression chamber (32) according to claim 1, wherein the compression chamber (32) is disposed annularly around the outer periphery of the impeller (4), and compresses the fluid sucked from the suction passage (3e) by rotation of the impeller (4). A centrifugal fluid machine comprising:
【請求項3】 請求項1又は請求項2において、 インペラ(4)は、その径方向外方への引張強度が回転
軸(X)方向に対し吸入通路(3e)側よりも反対側の
方で小さくなるように構成されていることを特徴とする
遠心式流体機械。
3. The impeller (4) according to claim 1, wherein the radially outward tensile strength of the impeller (4) is opposite to that of the suction passage (3e) with respect to the rotation axis (X) direction. A centrifugal fluid machine configured to be small in size.
【請求項4】 請求項3において、 インペラ(4)には駆動軸(21)が内嵌される貫通孔
(42)が回転軸(X)に沿って形成されており、この
貫通孔(42)の内径がその回転軸(X)に対しブレー
ド面(4a)側よりも反対側の方で大きくなるように設
定されていることを特徴とする遠心式流体機械。
4. The impeller (4) according to claim 3, wherein a through hole (42) in which the drive shaft (21) is fitted is formed along the rotation axis (X). ), The inner diameter of which is set to be larger on the opposite side of the rotation axis (X) than the blade surface (4a) side.
【請求項5】 請求項2において、 インペラ(4)に対しそのブレード面(4a)と回転軸
(X)方向の反対側に配設され、圧縮室(32)と連通
されてこの圧縮室(32)内の流体圧を上記インペラ
(4)に作用させる加圧室(34)を備え、 上記インペラ(4)は、その内周側で駆動軸(21)と
結合されており、 上記加圧室(34)に臨むインペラ(4)の受圧面(4
b)は、この受圧面(4b)に作用する加圧室(34)
内の流体圧による回転軸(X)方向の押圧力が、上記ブ
レード面(4a)に作用する流体圧による上記回転軸
(X)方向の押圧力よりも大きくなる面積に設定されて
いることを特徴とする遠心式流体機械。
5. The compression chamber (32) according to claim 2, wherein the impeller (4) is disposed on a side opposite to the blade surface (4a) of the impeller (4) in the direction of the rotation axis (X) and communicates with a compression chamber (32). 32) a pressurizing chamber (34) for applying the fluid pressure in the impeller (4) to the impeller (4), the impeller (4) being connected to the drive shaft (21) on the inner peripheral side thereof; The pressure receiving surface (4) of the impeller (4) facing the chamber (34)
b) is a pressurizing chamber (34) acting on the pressure receiving surface (4b).
The pressing force in the direction of the rotation axis (X) due to the fluid pressure in the inside is set to be larger than the pressing force in the direction of the rotation axis (X) due to the fluid pressure acting on the blade surface (4a). Centrifugal fluid machine.
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