JPH11303790A - 多段ターボ圧縮機 - Google Patents
多段ターボ圧縮機Info
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- JPH11303790A JPH11303790A JP10112158A JP11215898A JPH11303790A JP H11303790 A JPH11303790 A JP H11303790A JP 10112158 A JP10112158 A JP 10112158A JP 11215898 A JP11215898 A JP 11215898A JP H11303790 A JPH11303790 A JP H11303790A
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- bearing
- refrigerant
- impeller
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/05—Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/056—Bearings
- F04D29/057—Bearings hydrostatic; hydrodynamic
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 風損を小さくするとともに、軸受の信頼性を
高める。 【解決手段】 ターボ圧縮機を多段に直列接続してなる
とともに、各ターボ圧縮機の回転子９ｂ、ジャーナル軸
受け１７ａ、１７ｂを収容するモータ室４を冷媒吸入圧
力雰囲気に設定した。
高める。 【解決手段】 ターボ圧縮機を多段に直列接続してなる
とともに、各ターボ圧縮機の回転子９ｂ、ジャーナル軸
受け１７ａ、１７ｂを収容するモータ室４を冷媒吸入圧
力雰囲気に設定した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ターボ圧縮機を
多段に直列接続してなる多段ターボ圧縮機に関する。
多段に直列接続してなる多段ターボ圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、低回転で十分な冷媒圧縮効果
を達成することができる多段ターボ圧縮機が提案されて
いる（例えば、特開平５−２２３０９０号公報参照）。
この多段ターボ圧縮機は、モータの回転軸の両端部に第
１羽根車、第２羽根車を設ける構成を採用している。そ
して、低圧の冷媒を第１羽根車に導いて中間圧力に昇圧
するまで冷媒を圧縮し、中間圧力の冷媒を第２羽根車に
導いてさらに冷媒を圧縮する。したがって、一方の羽根
車だけでは十分な冷媒圧縮効果を達成することができな
い場合であっても、上記の構成を採用することにより、
十分な冷媒圧縮効果を達成することができる。
を達成することができる多段ターボ圧縮機が提案されて
いる（例えば、特開平５−２２３０９０号公報参照）。
この多段ターボ圧縮機は、モータの回転軸の両端部に第
１羽根車、第２羽根車を設ける構成を採用している。そ
して、低圧の冷媒を第１羽根車に導いて中間圧力に昇圧
するまで冷媒を圧縮し、中間圧力の冷媒を第２羽根車に
導いてさらに冷媒を圧縮する。したがって、一方の羽根
車だけでは十分な冷媒圧縮効果を達成することができな
い場合であっても、上記の構成を採用することにより、
十分な冷媒圧縮効果を達成することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】特開平５−２２３０９
０号公報に記載された多段ターボ圧縮機においては、モ
ータの回転子、軸受けを収容するモータ室に、第１羽根
車により昇圧させられた中間圧力の冷媒を供給し、その
後にこの冷媒を第２羽根車に供給するようにしている。
したがって、モータ室内の流体密度が大きいことに起因
して、風損が大きくなり（数１参照）、圧縮機の効率が
低下してしまう。
０号公報に記載された多段ターボ圧縮機においては、モ
ータの回転子、軸受けを収容するモータ室に、第１羽根
車により昇圧させられた中間圧力の冷媒を供給し、その
後にこの冷媒を第２羽根車に供給するようにしている。
したがって、モータ室内の流体密度が大きいことに起因
して、風損が大きくなり（数１参照）、圧縮機の効率が
低下してしまう。
【０００４】
【数１】
【０００５】ただし、Ｗは風損、ρは流体密度、μは流
体粘度、ωは回転角速度、ｒは回転体の半径、Ｌは回転
体の長さである。また、ジャーナル軸受けの組立隙間と
運転中の隙間との差を考えると、気体軸受のように設計
隙間の狭い軸受では、運転中の熱変形量が軸受空間に与
える影響が大きいので、軸の焼き付きを起さないよう
に、軸受冷却や隙間管理を確実に行う必要がある。
体粘度、ωは回転角速度、ｒは回転体の半径、Ｌは回転
体の長さである。また、ジャーナル軸受けの組立隙間と
運転中の隙間との差を考えると、気体軸受のように設計
隙間の狭い軸受では、運転中の熱変形量が軸受空間に与
える影響が大きいので、軸の焼き付きを起さないよう
に、軸受冷却や隙間管理を確実に行う必要がある。
【０００６】特開平５−２２３０９０号公報に記載され
た多段ターボ圧縮機のように、モータ室内に中間圧力の
冷媒を供給している場合には、中間圧力の冷媒は１回圧
縮されることにより昇温しているので、この冷媒による
軸、軸受部材の過熱と、軸受部での損失熱が取り除かれ
にくいこととで、軸受部の熱変形差が大きくなってしま
う。そして、熱変形差が大きくなることに起因して、運
転中の軸受の隙間が狭くなり、少しの回転振れで軸受が
金属接触して焼き付きを起してしまう。
た多段ターボ圧縮機のように、モータ室内に中間圧力の
冷媒を供給している場合には、中間圧力の冷媒は１回圧
縮されることにより昇温しているので、この冷媒による
軸、軸受部材の過熱と、軸受部での損失熱が取り除かれ
にくいこととで、軸受部の熱変形差が大きくなってしま
う。そして、熱変形差が大きくなることに起因して、運
転中の軸受の隙間が狭くなり、少しの回転振れで軸受が
金属接触して焼き付きを起してしまう。
【０００７】このような不都合を解消するために、運転
中に必要な軸受の隙間を達成すべく、組立隙間を大きく
設定することが考えられるが、この場合には、起動時な
どのように軸受の温度が低い場合に、軸受隙間が大きく
なり、十分な軸受負荷能力が得られなくなり、この場合
にも軸受が焼き付いてしまう。すなわち、何れの場合に
も、軸受の信頼性を大幅に損なうことになる。
中に必要な軸受の隙間を達成すべく、組立隙間を大きく
設定することが考えられるが、この場合には、起動時な
どのように軸受の温度が低い場合に、軸受隙間が大きく
なり、十分な軸受負荷能力が得られなくなり、この場合
にも軸受が焼き付いてしまう。すなわち、何れの場合に
も、軸受の信頼性を大幅に損なうことになる。
【０００８】
【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、風損を小さくするとともに、軸受の信頼
性を高めることができる多段ターボ圧縮機を提供するこ
とを目的としている。
たものであり、風損を小さくするとともに、軸受の信頼
性を高めることができる多段ターボ圧縮機を提供するこ
とを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１の多段ターボ圧
縮機は、ターボ圧縮機を多段に直列接続してなるととも
に、各ターボ圧縮機の回転子、ジャーナル軸受けを収容
する空間を冷媒吸入圧力雰囲気に設定したものである。
請求項２の多段ターボ圧縮機は、冷媒を圧縮するための
複数の羽根車と、複数の羽根車を駆動する共通の回転軸
とを有し、回転軸を駆動するモータの回転子、および回
転軸を支持するジャーナル軸受けを収容する空間を冷媒
吸入圧力雰囲気に設定したものである。
縮機は、ターボ圧縮機を多段に直列接続してなるととも
に、各ターボ圧縮機の回転子、ジャーナル軸受けを収容
する空間を冷媒吸入圧力雰囲気に設定したものである。
請求項２の多段ターボ圧縮機は、冷媒を圧縮するための
複数の羽根車と、複数の羽根車を駆動する共通の回転軸
とを有し、回転軸を駆動するモータの回転子、および回
転軸を支持するジャーナル軸受けを収容する空間を冷媒
吸入圧力雰囲気に設定したものである。
【００１０】請求項３の多段ターボ圧縮機は、１のター
ボ圧縮機の羽根車により圧縮された冷媒を他のターボ圧
縮機の羽根車収容空間に供給すべくターボ圧縮機を多段
に直列接続してなるとともに、各ターボ圧縮機の回転
子、ジャーナル軸受けを収容する空間を冷媒吸入圧力雰
囲気に設定したものである。
ボ圧縮機の羽根車により圧縮された冷媒を他のターボ圧
縮機の羽根車収容空間に供給すべくターボ圧縮機を多段
に直列接続してなるとともに、各ターボ圧縮機の回転
子、ジャーナル軸受けを収容する空間を冷媒吸入圧力雰
囲気に設定したものである。
【００１１】
【作用】請求項１の多段ターボ圧縮機であれば、ターボ
圧縮機を多段に直列接続してなるとともに、各ターボ圧
縮機の回転子、ジャーナル軸受けを収容する空間を冷媒
吸入圧力雰囲気に設定したのであるから、各ターボ圧縮
機の回転子、ジャーナル軸受けを収容する空間には全く
圧縮されていない低温の冷媒が供給される。この結果、
冷媒密度が小さくなり、風損を小さくして、圧縮機の効
率の低下を大幅に抑制することができる。また、運転中
において、軸、軸受部材の過熱が発生しないだけでな
く、軸受部での損失熱がスムーズに取り除かれるので、
運転中におけるジャーナル軸受部の軸受隙間と組立時の
ジャーナル軸受部の軸受隙間との差が著しく少なくな
り、起動時から運転中まで十分な軸受負荷能力を達成で
きるとともに、適正な軸受隙間を達成することができ、
ひいてはジャーナル軸受の信頼性を高めることができ
る。
圧縮機を多段に直列接続してなるとともに、各ターボ圧
縮機の回転子、ジャーナル軸受けを収容する空間を冷媒
吸入圧力雰囲気に設定したのであるから、各ターボ圧縮
機の回転子、ジャーナル軸受けを収容する空間には全く
圧縮されていない低温の冷媒が供給される。この結果、
冷媒密度が小さくなり、風損を小さくして、圧縮機の効
率の低下を大幅に抑制することができる。また、運転中
において、軸、軸受部材の過熱が発生しないだけでな
く、軸受部での損失熱がスムーズに取り除かれるので、
運転中におけるジャーナル軸受部の軸受隙間と組立時の
ジャーナル軸受部の軸受隙間との差が著しく少なくな
り、起動時から運転中まで十分な軸受負荷能力を達成で
きるとともに、適正な軸受隙間を達成することができ、
ひいてはジャーナル軸受の信頼性を高めることができ
る。
【００１２】請求項２の多段ターボ圧縮機であれば、冷
媒を圧縮するための複数の羽根車と、複数の羽根車を駆
動する共通の回転軸とを有し、回転軸を駆動するモータ
の回転子、および回転軸を支持するジャーナル軸受けを
収容する空間を冷媒吸入圧力雰囲気に設定したのである
から、ターボ圧縮機の回転子、ジャーナル軸受けを収容
する空間には全く圧縮されていない低温の冷媒が供給さ
れる。この結果、冷媒密度が小さくなり、風損を小さく
して、圧縮機の効率の低下を大幅に抑制することができ
る。また、運転中において、軸、軸受部材の過熱が発生
しないだけでなく、軸受部での損失熱がスムーズに取り
除かれるので、運転中におけるジャーナル軸受部の軸受
隙間と組立時のジャーナル軸受部の軸受隙間との差が著
しく少なくなり、起動時から運転中まで十分な軸受負荷
能力を達成できるとともに、適正な軸受隙間を達成する
ことができ、ひいてはジャーナル軸受の信頼性を高める
ことができる。さらに、単段構成のターボ圧縮機を複数
台直列接続する場合と比較して、全体としての小型化を
達成することができる。
媒を圧縮するための複数の羽根車と、複数の羽根車を駆
動する共通の回転軸とを有し、回転軸を駆動するモータ
の回転子、および回転軸を支持するジャーナル軸受けを
収容する空間を冷媒吸入圧力雰囲気に設定したのである
から、ターボ圧縮機の回転子、ジャーナル軸受けを収容
する空間には全く圧縮されていない低温の冷媒が供給さ
れる。この結果、冷媒密度が小さくなり、風損を小さく
して、圧縮機の効率の低下を大幅に抑制することができ
る。また、運転中において、軸、軸受部材の過熱が発生
しないだけでなく、軸受部での損失熱がスムーズに取り
除かれるので、運転中におけるジャーナル軸受部の軸受
隙間と組立時のジャーナル軸受部の軸受隙間との差が著
しく少なくなり、起動時から運転中まで十分な軸受負荷
能力を達成できるとともに、適正な軸受隙間を達成する
ことができ、ひいてはジャーナル軸受の信頼性を高める
ことができる。さらに、単段構成のターボ圧縮機を複数
台直列接続する場合と比較して、全体としての小型化を
達成することができる。
【００１３】請求項３の多段ターボ圧縮機であれば、１
のターボ圧縮機の羽根車により圧縮された冷媒を他のタ
ーボ圧縮機の羽根車収容空間に供給すべくターボ圧縮機
を多段に直列接続してなるとともに、各ターボ圧縮機の
回転子、ジャーナル軸受けを収容する空間を冷媒吸入圧
力雰囲気に設定したのであるから、各ターボ圧縮機の回
転子、ジャーナル軸受けを収容する空間には全く圧縮さ
れていない低温の冷媒が供給される。この結果、冷媒密
度が小さくなり、風損を小さくして、圧縮機の効率の低
下を大幅に抑制することができる。また、運転中におい
て、軸、軸受部材の過熱が発生しないだけでなく、軸受
部での損失熱がスムーズに取り除かれるので、運転中に
おけるジャーナル軸受部の軸受隙間と組立時のジャーナ
ル軸受部の軸受隙間との差が著しく少なくなり、起動時
から運転中まで十分な軸受負荷能力を達成できるととも
に、適正な軸受隙間を達成することができ、ひいてはジ
ャーナル軸受の信頼性を高めることができる。
のターボ圧縮機の羽根車により圧縮された冷媒を他のタ
ーボ圧縮機の羽根車収容空間に供給すべくターボ圧縮機
を多段に直列接続してなるとともに、各ターボ圧縮機の
回転子、ジャーナル軸受けを収容する空間を冷媒吸入圧
力雰囲気に設定したのであるから、各ターボ圧縮機の回
転子、ジャーナル軸受けを収容する空間には全く圧縮さ
れていない低温の冷媒が供給される。この結果、冷媒密
度が小さくなり、風損を小さくして、圧縮機の効率の低
下を大幅に抑制することができる。また、運転中におい
て、軸、軸受部材の過熱が発生しないだけでなく、軸受
部での損失熱がスムーズに取り除かれるので、運転中に
おけるジャーナル軸受部の軸受隙間と組立時のジャーナ
ル軸受部の軸受隙間との差が著しく少なくなり、起動時
から運転中まで十分な軸受負荷能力を達成できるととも
に、適正な軸受隙間を達成することができ、ひいてはジ
ャーナル軸受の信頼性を高めることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、この
発明の多段ターボ圧縮機の実施の態様を詳細に説明す
る。図１はこの発明の多段ターボ圧縮機の一実施態様を
示す中央縦断面図である。この２段ターボ圧縮機は、単
段構成のターボ圧縮機を２台、直列接続してなるもので
ある。
発明の多段ターボ圧縮機の実施の態様を詳細に説明す
る。図１はこの発明の多段ターボ圧縮機の一実施態様を
示す中央縦断面図である。この２段ターボ圧縮機は、単
段構成のターボ圧縮機を２台、直列接続してなるもので
ある。
【００１５】前記各ターボ圧縮機は、ケーシング１の内
部に、一方の端部（右端部）から所定寸法を存した左側
位置に隔壁２を設け、ケーシング１の内部空間をこの隔
壁２によって、右側の１つのインペラ室３と左側のモー
タ室４とを区画形成している。インペラ室３はケーシン
グ１の軸方向断面における中央部に形成され、単段ター
ビンを構成する１枚の羽根車５を回転可能に収容してい
る。このインペラ室３の形状は、内径が左方に向かって
次第に増加する略円錐台状である。羽根車５は、水平軸
周りに複数の略三角板の羽根が放射状に設けられてな
り、外むき半径方向流を生じさせるラジアル型の回転体
を構成している。
部に、一方の端部（右端部）から所定寸法を存した左側
位置に隔壁２を設け、ケーシング１の内部空間をこの隔
壁２によって、右側の１つのインペラ室３と左側のモー
タ室４とを区画形成している。インペラ室３はケーシン
グ１の軸方向断面における中央部に形成され、単段ター
ビンを構成する１枚の羽根車５を回転可能に収容してい
る。このインペラ室３の形状は、内径が左方に向かって
次第に増加する略円錐台状である。羽根車５は、水平軸
周りに複数の略三角板の羽根が放射状に設けられてな
り、外むき半径方向流を生じさせるラジアル型の回転体
を構成している。
【００１６】ケーシング１の右端面の中央部には第１吸
入管６ａが接続されている。この吸入管６ａは、羽根車
５の右側から羽根車５の軸方向に冷媒蒸気をインペラ室
３に導いている。インペラ室３における羽根車５の外周
囲には圧縮空間７が形成されている。この圧縮空間７
は、羽根車５によって与えられる遠心力によって動圧と
静圧とを得て放出される冷媒蒸気から動圧を回収するた
めの空間である。
入管６ａが接続されている。この吸入管６ａは、羽根車
５の右側から羽根車５の軸方向に冷媒蒸気をインペラ室
３に導いている。インペラ室３における羽根車５の外周
囲には圧縮空間７が形成されている。この圧縮空間７
は、羽根車５によって与えられる遠心力によって動圧と
静圧とを得て放出される冷媒蒸気から動圧を回収するた
めの空間である。
【００１７】ケーシング１の下側には、圧縮空間７に対
応した位置に第１吐出管８ａが接続されている。この第
１吐出管８ａは、圧縮空間７に放出された冷媒蒸気をケ
ーシング１の外へ吐出するためのものである。モータ室
４には、羽根車５を回転駆動するためのモータ９が収納
されている。このモータ９は、モータ室４の内壁面に固
定されたステータ９ａと、ステータ９ａの内部に収納さ
れ、羽根車５と同心状に配置されたロータ９ｂとを備え
ている。ロータ９ｂの中心部には、羽根車５の左面中央
部に繋がる駆動軸１０が設けられている。この駆動軸１
０の左右両端部は、軸受板１１、１２を介して回転自在
にケーシング１に支承されている。ここで、駆動軸１０
の左端部は、ロータ９ｂの左端よりも左方に延長され、
モータ室４の左端部に設けられた左側軸受板１１の貫通
孔１１ａに挿通されている。
応した位置に第１吐出管８ａが接続されている。この第
１吐出管８ａは、圧縮空間７に放出された冷媒蒸気をケ
ーシング１の外へ吐出するためのものである。モータ室
４には、羽根車５を回転駆動するためのモータ９が収納
されている。このモータ９は、モータ室４の内壁面に固
定されたステータ９ａと、ステータ９ａの内部に収納さ
れ、羽根車５と同心状に配置されたロータ９ｂとを備え
ている。ロータ９ｂの中心部には、羽根車５の左面中央
部に繋がる駆動軸１０が設けられている。この駆動軸１
０の左右両端部は、軸受板１１、１２を介して回転自在
にケーシング１に支承されている。ここで、駆動軸１０
の左端部は、ロータ９ｂの左端よりも左方に延長され、
モータ室４の左端部に設けられた左側軸受板１１の貫通
孔１１ａに挿通されている。
【００１８】駆動軸１０の左端部の外周面には、昇圧機
構を構成するヘリングボーン溝１０ａが形成されてい
る。ヘリングボーン溝１０ａは、駆動軸１０を回転する
と、駆動軸１０の外周面と貫通孔１１ａの内周面との間
の隙間に気体圧力による気体膜を生成し、駆動軸１０の
左端部を非接触状態で支持する動圧型ジャーナル気体軸
受１７ａを構成している。
構を構成するヘリングボーン溝１０ａが形成されてい
る。ヘリングボーン溝１０ａは、駆動軸１０を回転する
と、駆動軸１０の外周面と貫通孔１１ａの内周面との間
の隙間に気体圧力による気体膜を生成し、駆動軸１０の
左端部を非接触状態で支持する動圧型ジャーナル気体軸
受１７ａを構成している。
【００１９】駆動軸１０の右端部は、ロータ９ｂの右端
よりも右方に延長され、モータ室４の右端寄り部に設け
られた右側軸受板１２の貫通孔１２ａに挿通されてい
る。そして、駆動軸１０の右端寄り部の外周面には、昇
圧機構を構成するヘリングボーン溝１０ｂが形成されて
いる。ヘリングボーン溝１０ｂは、駆動軸１０を回転す
ると、駆動軸１０の外周面と貫通孔１２ａの内周面との
間の隙間に気体圧力による気体膜を生成し、駆動軸１０
の右端寄り部を非接触状態で支持する動圧型ジャーナル
気体軸受１７ｂを構成している。また、ヘリングボーン
溝１０ｂよりも右側にはラビリンスシール１７ｃが形成
されている。さらに、ケーシング１の隔壁２と動圧型ジ
ャーナル気体軸受１７ｂとの間にはプレート室１３ａが
形成され、このプレート室１３ａには、スラスト円板か
らなる回転側スラスト軸受１３が上記駆動軸１０に外側
方に張り出すように嵌着されて収容されている。また、
ケーシング１の隔壁２の右外面には静止側スラスト軸受
１４が設けられ、回転側スラスト軸受１３は静止側スラ
スト軸受１４と対峙している。
よりも右方に延長され、モータ室４の右端寄り部に設け
られた右側軸受板１２の貫通孔１２ａに挿通されてい
る。そして、駆動軸１０の右端寄り部の外周面には、昇
圧機構を構成するヘリングボーン溝１０ｂが形成されて
いる。ヘリングボーン溝１０ｂは、駆動軸１０を回転す
ると、駆動軸１０の外周面と貫通孔１２ａの内周面との
間の隙間に気体圧力による気体膜を生成し、駆動軸１０
の右端寄り部を非接触状態で支持する動圧型ジャーナル
気体軸受１７ｂを構成している。また、ヘリングボーン
溝１０ｂよりも右側にはラビリンスシール１７ｃが形成
されている。さらに、ケーシング１の隔壁２と動圧型ジ
ャーナル気体軸受１７ｂとの間にはプレート室１３ａが
形成され、このプレート室１３ａには、スラスト円板か
らなる回転側スラスト軸受１３が上記駆動軸１０に外側
方に張り出すように嵌着されて収容されている。また、
ケーシング１の隔壁２の右外面には静止側スラスト軸受
１４が設けられ、回転側スラスト軸受１３は静止側スラ
スト軸受１４と対峙している。
【００２０】ケーシング１の左端面の所定位置には第２
吸入管６ｂが設けられ、ケーシング１の上側には、モー
タ室４の右端部に対応した位置に第２吐出管８ｂが接続
されている。そして、左側軸受板１１の所定位置に貫通
孔１１ｂが形成されている。この第２吸入管６ｂを通し
て導入された冷媒蒸気は、貫通孔１１ｂを通してモータ
９を収容してある部分に導かれ、第２吐出管８ｂを通し
て外部に導出される。
吸入管６ｂが設けられ、ケーシング１の上側には、モー
タ室４の右端部に対応した位置に第２吐出管８ｂが接続
されている。そして、左側軸受板１１の所定位置に貫通
孔１１ｂが形成されている。この第２吸入管６ｂを通し
て導入された冷媒蒸気は、貫通孔１１ｂを通してモータ
９を収容してある部分に導かれ、第２吐出管８ｂを通し
て外部に導出される。
【００２１】それぞれ上記の構成を有する第１の単段タ
ーボ圧縮機Ａ１、第２の単段ターボ圧縮機Ａ２は直列接
続されて２段ターボ圧縮機を構成している。具体的に
は、第２の単段ターボ圧縮機Ａ２の第２吐出管８ｂと第
１の単段ターボ圧縮機Ａ１の第２吸入管６ｂとが連通さ
れ、第１の単段ターボ圧縮機Ａ１の第２吐出管８ｂと第
１の単段ターボ圧縮機Ａ１の第１吸入管６ａとが連通さ
れ、第１の単段ターボ圧縮機Ａ１の第１吐出管８ａと第
２の単段ターボ圧縮機Ａ２の第１吸入管６ａとが連通さ
れている。
ーボ圧縮機Ａ１、第２の単段ターボ圧縮機Ａ２は直列接
続されて２段ターボ圧縮機を構成している。具体的に
は、第２の単段ターボ圧縮機Ａ２の第２吐出管８ｂと第
１の単段ターボ圧縮機Ａ１の第２吸入管６ｂとが連通さ
れ、第１の単段ターボ圧縮機Ａ１の第２吐出管８ｂと第
１の単段ターボ圧縮機Ａ１の第１吸入管６ａとが連通さ
れ、第１の単段ターボ圧縮機Ａ１の第１吐出管８ａと第
２の単段ターボ圧縮機Ａ２の第１吸入管６ａとが連通さ
れている。
【００２２】上記の構成の２段ターボ圧縮機の作用は次
のとおりである。全く圧縮されていない冷媒蒸気（低
圧、低温の冷媒蒸気）は、第２の単段ターボ圧縮機Ａ２
の第２吸入管６ｂを通してモータ室４に導入され、モー
タ室４内の駆動軸１０、ロータ９ｂ、動圧型ジャーナル
気体軸受１７ａ、１７ｂを冷却して第２吐出管８ｂを通
して導出される。この冷媒蒸気は、第１の単段ターボ圧
縮機Ａ１の第２吸入管６ｂを通してモータ室４に導入さ
れ、モータ室４内の駆動軸１０、ロータ９ｂ、動圧型ジ
ャーナル気体軸受１７ａ、１７ｂを冷却して第２吐出管
８ｂを通して導出される。
のとおりである。全く圧縮されていない冷媒蒸気（低
圧、低温の冷媒蒸気）は、第２の単段ターボ圧縮機Ａ２
の第２吸入管６ｂを通してモータ室４に導入され、モー
タ室４内の駆動軸１０、ロータ９ｂ、動圧型ジャーナル
気体軸受１７ａ、１７ｂを冷却して第２吐出管８ｂを通
して導出される。この冷媒蒸気は、第１の単段ターボ圧
縮機Ａ１の第２吸入管６ｂを通してモータ室４に導入さ
れ、モータ室４内の駆動軸１０、ロータ９ｂ、動圧型ジ
ャーナル気体軸受１７ａ、１７ｂを冷却して第２吐出管
８ｂを通して導出される。
【００２３】第１の単段ターボ圧縮機Ａ１の第２吐出管
８ｂを通して導出された冷媒蒸気は、第１の単段ターボ
圧縮機Ａ１の第１吸入管６ａを通してインペラ室３に導
入され、羽根車５により与えられる遠心力によって昇圧
され、中間圧力の冷媒蒸気として第１吐出管８ａを通し
て導出される。また、中間圧力の冷媒蒸気は、第２の単
段ターボ圧縮機Ａ２の第１吸入管６ａを通してインペラ
室３に導入され、羽根車５により与えられる遠心力によ
って昇圧され、高圧の冷媒蒸気として第１吐出管８ａを
通して導出される。
８ｂを通して導出された冷媒蒸気は、第１の単段ターボ
圧縮機Ａ１の第１吸入管６ａを通してインペラ室３に導
入され、羽根車５により与えられる遠心力によって昇圧
され、中間圧力の冷媒蒸気として第１吐出管８ａを通し
て導出される。また、中間圧力の冷媒蒸気は、第２の単
段ターボ圧縮機Ａ２の第１吸入管６ａを通してインペラ
室３に導入され、羽根車５により与えられる遠心力によ
って昇圧され、高圧の冷媒蒸気として第１吐出管８ａを
通して導出される。
【００２４】したがって、単一の単段ターボ圧縮機のみ
を採用する場合と比較して、モータ９の回転速度が同一
であれば、ほぼ２倍の圧力の冷媒蒸気を得ることがで
き、逆に、要求される冷媒蒸気の圧力が等しい場合に
は、モータ９の回転速度をほぼ半減することができる。
また、第１の単段ターボ圧縮機Ａ１、第２の単段ターボ
圧縮機Ａ２のモータ室４においては、流体密度が小さい
ことに起因して風損を小さくできて圧縮機の効率を高め
ることができ、しかも、動圧型ジャーナル気体軸受１７
ａ、１７ｂの軸受隙間を起動時と運転中とで殆ど差がな
いようにでき、動圧型ジャーナル気体軸受１７ａ、１７
ｂの信頼性を高めることができる。
を採用する場合と比較して、モータ９の回転速度が同一
であれば、ほぼ２倍の圧力の冷媒蒸気を得ることがで
き、逆に、要求される冷媒蒸気の圧力が等しい場合に
は、モータ９の回転速度をほぼ半減することができる。
また、第１の単段ターボ圧縮機Ａ１、第２の単段ターボ
圧縮機Ａ２のモータ室４においては、流体密度が小さい
ことに起因して風損を小さくできて圧縮機の効率を高め
ることができ、しかも、動圧型ジャーナル気体軸受１７
ａ、１７ｂの軸受隙間を起動時と運転中とで殆ど差がな
いようにでき、動圧型ジャーナル気体軸受１７ａ、１７
ｂの信頼性を高めることができる。
【００２５】例えば、冷媒蒸気としてＲ４１０Ａを採用
し、低圧、中間圧を表１のように設定すると、回転体の
半径、回転角速度が変化せず、冷媒物性のみが変化した
と仮定した場合には、モータ室４が中間圧である場合に
は、モータ室４が低圧である場合と比較して、風損が約
２倍になる。
し、低圧、中間圧を表１のように設定すると、回転体の
半径、回転角速度が変化せず、冷媒物性のみが変化した
と仮定した場合には、モータ室４が中間圧である場合に
は、モータ室４が低圧である場合と比較して、風損が約
２倍になる。
【００２６】
【表１】
【００２７】なぜならば、Ｒｅ≧５×１０5と仮定した
場合には、数２が成立し、風損の比率は、数３に示すと
おりになるからである。
場合には、数２が成立し、風損の比率は、数３に示すと
おりになるからである。
【００２８】
【数２】
【００２９】
【数３】
【００３０】具体的には、ロータ９ｂの寸法がφ４５×
Ｌ５０であり、回転数が６０００ｒｐｍであると仮定す
れば、モータ室４の冷媒蒸気圧力が低圧である場合に、
風損は６９０Ｗとなる。モータ室４の冷媒蒸気圧力が低
圧である場合には、これらの損失が吸入冷媒蒸気過熱に
なって圧縮機効率を低下させることになるが、２倍の風
損の影響と吸入冷媒蒸気過熱の影響とを比較すると、吸
入冷媒蒸気過熱の影響の方が少なく、この結果、モータ
室４の冷媒蒸気圧力を低圧にする方が圧縮機効率がよく
なる。
Ｌ５０であり、回転数が６０００ｒｐｍであると仮定す
れば、モータ室４の冷媒蒸気圧力が低圧である場合に、
風損は６９０Ｗとなる。モータ室４の冷媒蒸気圧力が低
圧である場合には、これらの損失が吸入冷媒蒸気過熱に
なって圧縮機効率を低下させることになるが、２倍の風
損の影響と吸入冷媒蒸気過熱の影響とを比較すると、吸
入冷媒蒸気過熱の影響の方が少なく、この結果、モータ
室４の冷媒蒸気圧力を低圧にする方が圧縮機効率がよく
なる。
【００３１】図２はこの発明の多段ターボ圧縮機の他の
実施態様を示す中央縦断面図である。この２段ターボ圧
縮機は、第１の単段ターボ圧縮機Ａ１、第２の単段ター
ボ圧縮機Ａ２を一体化してなる構成を有するものであ
る。さらに詳細に説明する。
実施態様を示す中央縦断面図である。この２段ターボ圧
縮機は、第１の単段ターボ圧縮機Ａ１、第２の単段ター
ボ圧縮機Ａ２を一体化してなる構成を有するものであ
る。さらに詳細に説明する。
【００３２】モータ室４を基準として左右にインペラ室
３を形成し、両インペラ室３に羽根車５を設け、モータ
室４に設けたモータ９のロータ９ｂと一体的に設けた駆
動軸１０の両端部を羽根車５と連結している。また、モ
ータ室４に対応させて、第２吸入管６ｂ、第２吐出管８
ｂを設けているとともに、各インペラ室３に対応させて
第１吸入管６ａ、第１吐出管８ａを設けている。そし
て、第２吐出管８ｂを一方の（第１段目の）インペラ室
３に対応する第１吸入管６ａと連通し、一方の（第１段
目の）インペラ室３に対応する第１吐出管８ａを他方の
（第２段目の）インペラ室３に対応する第１吸入管６ａ
と連通している。
３を形成し、両インペラ室３に羽根車５を設け、モータ
室４に設けたモータ９のロータ９ｂと一体的に設けた駆
動軸１０の両端部を羽根車５と連結している。また、モ
ータ室４に対応させて、第２吸入管６ｂ、第２吐出管８
ｂを設けているとともに、各インペラ室３に対応させて
第１吸入管６ａ、第１吐出管８ａを設けている。そし
て、第２吐出管８ｂを一方の（第１段目の）インペラ室
３に対応する第１吸入管６ａと連通し、一方の（第１段
目の）インペラ室３に対応する第１吐出管８ａを他方の
（第２段目の）インペラ室３に対応する第１吸入管６ａ
と連通している。
【００３３】なお、他の構成部分は、前記単段ターボ圧
縮機と同様であるから、詳細な説明を省略する。上記の
構成の２段ターボ圧縮機を採用した場合には、両インペ
ラ室３の羽根車５を１つのモータ９で回転駆動できるこ
とに伴って全体としての構成を簡単化できるほか、図１
の２段ターボ圧縮機と同様の作用を達成することができ
る。
縮機と同様であるから、詳細な説明を省略する。上記の
構成の２段ターボ圧縮機を採用した場合には、両インペ
ラ室３の羽根車５を１つのモータ９で回転駆動できるこ
とに伴って全体としての構成を簡単化できるほか、図１
の２段ターボ圧縮機と同様の作用を達成することができ
る。
【００３４】
【発明の効果】請求項１の発明は、各ターボ圧縮機の回
転子、ジャーナル軸受けを収容する空間における冷媒密
度が小さくなり、風損を小さくして、圧縮機の効率の低
下を大幅に抑制することができ、また、運転中におい
て、軸、軸受部材の過熱が発生しないだけでなく、軸受
部での損失熱がスムーズに取り除かれるので、運転中に
おけるジャーナル軸受部の軸受隙間と組立時のジャーナ
ル軸受部の軸受隙間との差が著しく少なくなり、起動時
から運転中まで十分な軸受負荷能力を達成できるととも
に、適正な軸受隙間を達成することができ、ひいてはジ
ャーナル軸受の信頼性を高めることができるという特有
の効果を奏する。
転子、ジャーナル軸受けを収容する空間における冷媒密
度が小さくなり、風損を小さくして、圧縮機の効率の低
下を大幅に抑制することができ、また、運転中におい
て、軸、軸受部材の過熱が発生しないだけでなく、軸受
部での損失熱がスムーズに取り除かれるので、運転中に
おけるジャーナル軸受部の軸受隙間と組立時のジャーナ
ル軸受部の軸受隙間との差が著しく少なくなり、起動時
から運転中まで十分な軸受負荷能力を達成できるととも
に、適正な軸受隙間を達成することができ、ひいてはジ
ャーナル軸受の信頼性を高めることができるという特有
の効果を奏する。
【００３５】請求項２の発明は、ターボ圧縮機の回転
子、ジャーナル軸受けを収容する空間における冷媒密度
が小さくなり、風損を小さくして、圧縮機の効率の低下
を大幅に抑制することができ、また、運転中において、
軸、軸受部材の過熱が発生しないだけでなく、軸受部で
の損失熱がスムーズに取り除かれるので、運転中におけ
るジャーナル軸受部の軸受隙間と組立時のジャーナル軸
受部の軸受隙間との差が著しく少なくなり、起動時から
運転中まで十分な軸受負荷能力を達成できるとともに、
適正な軸受隙間を達成することができ、ひいてはジャー
ナル軸受の信頼性を高めることができ、さらに、単段構
成のターボ圧縮機を複数台直列接続する場合と比較し
て、全体としての小型化を達成することができるという
特有の効果を奏する。
子、ジャーナル軸受けを収容する空間における冷媒密度
が小さくなり、風損を小さくして、圧縮機の効率の低下
を大幅に抑制することができ、また、運転中において、
軸、軸受部材の過熱が発生しないだけでなく、軸受部で
の損失熱がスムーズに取り除かれるので、運転中におけ
るジャーナル軸受部の軸受隙間と組立時のジャーナル軸
受部の軸受隙間との差が著しく少なくなり、起動時から
運転中まで十分な軸受負荷能力を達成できるとともに、
適正な軸受隙間を達成することができ、ひいてはジャー
ナル軸受の信頼性を高めることができ、さらに、単段構
成のターボ圧縮機を複数台直列接続する場合と比較し
て、全体としての小型化を達成することができるという
特有の効果を奏する。
【００３６】請求項３の発明は、各ターボ圧縮機の回転
子、ジャーナル軸受けを収容する空間における冷媒密度
が小さくなり、風損を小さくして、圧縮機の効率の低下
を大幅に抑制することができ、また、運転中において、
軸、軸受部材の過熱が発生しないだけでなく、軸受部で
の損失熱がスムーズに取り除かれるので、運転中におけ
るジャーナル軸受部の軸受隙間と組立時のジャーナル軸
受部の軸受隙間との差が著しく少なくなり、起動時から
運転中まで十分な軸受負荷能力を達成できるとともに、
適正な軸受隙間を達成することができ、ひいてはジャー
ナル軸受の信頼性を高めることができるという特有の効
果を奏する。
子、ジャーナル軸受けを収容する空間における冷媒密度
が小さくなり、風損を小さくして、圧縮機の効率の低下
を大幅に抑制することができ、また、運転中において、
軸、軸受部材の過熱が発生しないだけでなく、軸受部で
の損失熱がスムーズに取り除かれるので、運転中におけ
るジャーナル軸受部の軸受隙間と組立時のジャーナル軸
受部の軸受隙間との差が著しく少なくなり、起動時から
運転中まで十分な軸受負荷能力を達成できるとともに、
適正な軸受隙間を達成することができ、ひいてはジャー
ナル軸受の信頼性を高めることができるという特有の効
果を奏する。
【図１】この発明の多段ターボ圧縮機の一実施態様を示
す中央縦断面図である。
す中央縦断面図である。
【図２】この発明の多段ターボ圧縮機の他の実施態様を
示す中央縦断面図である。
示す中央縦断面図である。
４ モータ室 ５ 羽根車 ９ｂ ロータ １０ 駆動軸 １７ａ、１７ｂ 動圧型ジャーナル気体軸受
Claims (3)
- 【請求項１】 ターボ圧縮機を多段に直列接続してなる
とともに、各ターボ圧縮機の回転子（９ｂ）、ジャーナ
ル軸受け（１７ａ）（１７ｂ）を収容する空間（４）を
冷媒吸入圧力雰囲気に設定してあることを特徴とする多
段ターボ圧縮機。 - 【請求項２】 冷媒を圧縮するための複数の羽根車
（５）と、複数の羽根車（５）を駆動する共通の回転軸
（１０）とを有し、回転軸（１０）を駆動するモータ
（９）の回転子（９ｂ）、および回転軸（１０）を支持
するジャーナル軸受け（１７ａ）（１７ｂ）を収容する
空間（４）を冷媒吸入圧力雰囲気に設定してあることを
特徴とする多段ターボ圧縮機。 - 【請求項３】 １のターボ圧縮機の羽根車（５）により
圧縮された冷媒を他のターボ圧縮機の羽根車（５）収容
空間（３）に供給すべくターボ圧縮機を多段に直列接続
してなるとともに、各ターボ圧縮機の回転子（９ｂ）、
ジャーナル軸受け（１７ａ）（１７ｂ）を収容する空間
（４）を冷媒吸入圧力雰囲気に設定してあることを特徴
とする多段ターボ圧縮機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10112158A JPH11303790A (ja) | 1998-04-22 | 1998-04-22 | 多段ターボ圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10112158A JPH11303790A (ja) | 1998-04-22 | 1998-04-22 | 多段ターボ圧縮機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11303790A true JPH11303790A (ja) | 1999-11-02 |
Family
ID=14579699
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10112158A Pending JPH11303790A (ja) | 1998-04-22 | 1998-04-22 | 多段ターボ圧縮機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11303790A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002064956A (ja) * | 2000-08-14 | 2002-02-28 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 高速回転電動機とその冷却方法 |
| JP2004501319A (ja) * | 2000-06-22 | 2004-01-15 | アイ・デイー・イー・テクノロジーズ・リミテツド | 多段式熱ポンプ組立体のための配列 |
| WO2006036541A1 (en) * | 2004-09-22 | 2006-04-06 | Hamilton Sundstrand Corporation | Motor cooling path and thrust bearing load design |
| US10865741B2 (en) | 2018-07-30 | 2020-12-15 | Lg Electronics Inc. | Engine drive apparatus |
-
1998
- 1998-04-22 JP JP10112158A patent/JPH11303790A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004501319A (ja) * | 2000-06-22 | 2004-01-15 | アイ・デイー・イー・テクノロジーズ・リミテツド | 多段式熱ポンプ組立体のための配列 |
| JP2002064956A (ja) * | 2000-08-14 | 2002-02-28 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 高速回転電動機とその冷却方法 |
| WO2006036541A1 (en) * | 2004-09-22 | 2006-04-06 | Hamilton Sundstrand Corporation | Motor cooling path and thrust bearing load design |
| US7394175B2 (en) | 2004-09-22 | 2008-07-01 | Hamilton Sundstrand Corporation | Integral motor and air bearing cooling path |
| US10865741B2 (en) | 2018-07-30 | 2020-12-15 | Lg Electronics Inc. | Engine drive apparatus |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041025 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20071212 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071217 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080212 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080514 |