JPS6198993A - 遠心圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、遠心圧縮機に係り、特に似コスト化が可能な
ターボ冷凍機の遠心圧縮機に関するものである。

〔発明の背景〕

省エネ時代を反映して、ターボ冷凍機も一段と高性能化
、小形化、低コスト化が要求されるようになった。これ
らの要求は互いに関連しているが、小形化、低コスト化
は高性能化に劣らず市場競争力のきめ手となってきてい
る。

ターボ冷凍機用遠心圧縮機の小形化、低コスト化に関し
ては、これまで駆動モータの小形化などが図られてきた
が、さらに低コスト化を図るためには、部品数の削減や
製作工程の短縮が可能な構造とすることが必要である。

従来のターボ冷凍機用遠心圧縮機駆動系のケーシングは
、例えば冷凍機械工学ハンドブック（朝倉書店、　１９
６５年）Ｐ２Ｏ３に示されているように、型動モータと
増速歯車の境目の位置で軸方向に分割される構造となっ
ている。

そこで、従来のターボ冷凍機用遠心圧縮機を第３図およ
び第４図を参照して説明する。

二三に、第３図は、従来のターボ冷凍機用遠心圧縮機の
水平断面図、第４図は、第３図のＡ部詳細断面図である
。

第３図において、１はモータケーシング、２は歯車ケー
シング、３，４は側板である。

５は駆動モータで、回転子５ａ、固定子５ｂからなり、
モータケーシング１内に収納されている。

６は、回転子５ａと同軸の歯車軸で、軸端に増速用の歯
車６ａを嵌着しており、軸受８−１，８−２に支持され
ている。

７は、前記歯車６ａに噛合うビニオン７ａを有するピニ
オン軸で、ピニオン軸７の軸端に羽根車１０を取付けて
おり、軸受９−１．９−２に支持されている。

これらの増速歯車装置を構成する各部品は、歯車ケーシ
ング２内に収納されている６ １１はガイドベーンである。

モータケーシング１と歯車ケーシング２との継目Ａ部の
詳細は第２図に示すようになっており、モータケーシン
グ１の端に溶接されたフランジ１ａのボルト穴を通して
ボルト１２によって歯車ケーシング２に連結されている
。フランジ１ａと歯車ケーシングと境目には気密性を保
つためＯリング１３が挿入されている。

このように、従来の遠心圧縮機ではモータケーシング１
と歯車ケーシング２とを分離した構造となっているため
、これを連結するためにボルト１２やＯリング１３など
の部品数が増加し、さらにはフランジ１ａの穴や合せ面
の加工１組立てのための製作工程の増加により製作コス
トの上昇を招くという欠点があらた。

〔発明の目的〕

本発明は、前述の従来技術の問題点を解決するためにな
されたもので、加工および組立上の作業工程削減による
低コスト化が可能なターボ冷凍機用などの遠心圧縮機の
提供を、その目的としている。

〔発明の概要〕

本発明の係る遠心圧縮機の構成は、駆動モータ回転子に
直結され増速用ギヤを有する第１の軸と、前記増速用ギ
ヤに噛合うピニオンを有し羽根車を取付ける第２の軸と
、これらの第１の軸および第２の軸を支持する各軸受と
を、ケーシング内に収納してなる遠心圧縮機において、
前記第１の軸を、駆動モータの回転子と歯車軸とに分離
可能に直結するとともに、駆動モータ部および増速歯車
装置部を覆うケーシング部と前記各軸受の支持フレーム
部とを一体のケーシングフレームで形成したものである
。

なお付記すると、本発明は、モータケーシングと歯車ケ
ーシングとを一体成形できるようにすれば従来例の欠点
が解消できることに着目し、ケーシングを一体成形した
ときにおける駆動モータの回転子、歯車軸およびピニオ
ン軸を組立上の問題が生じない構造にすることにより、
モータケーシングと歯車ケーシングの一体成形化の実現
を図ったものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を、第１図および第２図を参照
して説明する。

ここに第１図は、本発明の一実施例に係るターボ冷凍機
用遠心圧縮機の水平断面図、第２図は。

第１図の実施例における軸受荷重の状態を示す説明図で
ある。

第１図において、１５は駆動モータで、回転子１５ａ、
固定子１５ｂからなっている。

１６は歯車軸で、増速用ギヤ１６ａを一体的しこ形成し
ており、この歯車軸１６は、前記回転子１５ａの細部と
分離可能に直結されて第１の軸を構成している。すなわ
ち、回転子１５ａの軸部の反モータ側軸端と歯車＠１６
のモータ側軸端を互いに接合し、ボルト１４で両軸を結
合するようになっている。

この第１の軸は、軸受１８−１．１８−２に支持され、
これら軸受１８−１．１８−２は軸受支持フレーム２２
ａ、２２ｂに装着されている。

１７は、前記増速用ギヤ１６ａに噛合うピニオン１７ａ
を有する第２の軸に係るピニオン軸で、ピニオン＄１ｌ
１１１７の＃Ｉ端に羽根車３０を嵌着しており、反羽根
車側軸端には、スラスト受けに係るスラストカラー２０
がボルト２１で取付けられている。

この第２の軸は、軸受１９−１．１９−２に支持され、
これら軸受１９−１．１９−２は軸受支持フレーム２２
ｃ、２２ｄに装着されている。

２２はケーシングフレームで、駆動モータ１５と、増速
用ギヤ１６ａ、歯車軸１６、ピニオン１７ａ、ピニオン
軸１７および各軸受１８−１゜１８−２．１９−１．１
９−２からなる増速歯車装置部を覆い、前記各軸受の支
持フレーム２２ａ。

２２ｂ、２２ｃ、２２ｄおよび給油室２５を含め一体成
形されたものである。２３．２４は側板で、これらによ
って駆動モータ部および増速歯車装置部をケーシングフ
レーム２２内に密閉収納し、これら収納部と外気および
羽根車３０＃とを遮断するようにしている。

これによれば、第３図の従来例のＡ部のようにモータケ
ーシング１と歯車ケーシング２との継目がないため、密
閉度が高まるとともに５組立および製作上のコストを安
くできる。

一体に形成したケーシングフレーム２２の、増速歯車装
置部を覆うケーシング部分に、増速用ギヤ１６ａおよび
歯車軸１６の出入を可能とする大きさの歯車出入口２６
を開口しており、その開口部を閉鎖するための密閉カバ
ー２７が設けられている。

次に、このような構成のターボ冷凍機用遠心圧縮機の組
立作業について説明する。

まず、側板２３，２４を外した状態にしておき、軸受支
持フレーム２２ａ、２２ｂにそれぞれ軸受１８−１．１
８−２を装着する。

つづいて、ピニオン軸１７のジャーナル上に軸受１９−
１，１９−２を回転自在に仮取付した状態で、側板２４
側からピニオン１７ａを有するピニオン軸１７を挿入し
、軸受支持フレーム２２ｃ。

２２ｄの所定の位置に前記軸受１９−１．１９−２を装
着する。

このとき、反羽根車側の軸端には、軸受径より大きな径
のスラストカラー２０がボルト２工によってピニオン軸
１７と同心に締結されているが、軸受１９−１．１９−
２がスラストカラー２０の締結前に予めジャーナル上に
仮取付されているので１組立上の不都合は生じない。

駆動モータ１５、まず固定子１５ｂを側板２３側から挿
入してケーシングフレーム２２の内周に固定し、つづい
て回転子１５ａを同じく側Ｆｉ２３側から挿入して軸受
１８−２で仮支持する６一方、歯車１６ａを有する歯車
軸１６は、ケーシングフレーム２２の密閉カバ２７を取
外した状態で、歯車出入口２６からケーシング内に挿入
され、先に組入れたピニオン１７のピニオン１７ａと増
速用ギヤ１６ａとの噛合いを保つようにして歯車軸１６
を軸受１８−１で仮支持する。これと同時に、軸受１８
−２上に仮支持されていた駆動モータ１５の回転子１５
ａの反モータ側軸端と、前記歯車軸１６のモータ側軸端
とを互いに接合し、ボルト１４によって両端を固く結合
する。

このように、歯車＠６と回転子１５ａの軸部とを互いに
分離しておき、組立時にそれぞれの支持軸受間の位置で
結合する方式は、先の第３図の従来例のように駆動モー
タ５の回転子５ａと同一軸の歯車軸６の軸端に歯車６ａ
を嵌着する方式にくらべ組立コストおよび作業時間を大
幅に短縮できる。

すなわち、歯車を圧入するための油圧装置等が不要とな
るほか１組立が容易となるため作業時間を短縮すること
ができる。

また、第３図に示した従来のものでは、歯車６ａは、支
持軸受８−１．８−２に対して片持ち状、すなわちオー
バーハング状にならざるをえなかったが、第１図に示す
本実施例では、増速用ギヤ１６ａは２つの支持軸受１８
−１．１８−２の間に位置させることができるので振動
的に安定した軸系を構成できる。

さて、駆動モータ１５の回転Ｐ１５ａの軸部と歯車軸１
６とを結合して第１の軸を構成したのちは、歯車出入口
２６は密閉カバ２７で閉じ、側板２３．２４を密閉状態
に取付け、一体ケーシングフレーム２２内に収納される
ものの組立が終了する。

その後、ピニオン軸１７の一端へボルト３１によって羽
根車３０を固定し、ケーシングフレーム２２ヘスクロー
ル３３を取付け、さらにガイドベーン３２の取付けなど
が行わ九で、遠心圧縮機全体としての組立が完了する６ 本実施例では１回転方向に対するピニオン軸１７と歯車
＠１６の配置を、ピニオン１７ａからギヤ１６ａに対す
る歯車反力の方向がほぼ一定となるように定めているが
、これは軸受１８−１゜１８−２に加わる荷重変動を小
さくシ、振動の安定化を狙ったものである。

このことを第２図を参照してさらに詳細に説明する。

歯車軸１６とピニオン軸１７の回転方向を第１図に矢印
で示すようにすると、軸受１８−１゜１８−２には歯車
軸１６の反力Ｆ、とその自重による軸受該重Ｆ、の合力
Ｆが矢印方向に作用する。

Ｆｏは負荷によって大きさが変化するが歯車軸１６の自
重によってきまる軸受荷重ＦＲは一定であるので、合力
Ｆは歯車１６ａの圧力角αによってきまる比較的小さな
値の間でしか変動せず、その方向はほぼ一定と考えられ
、しかも軸受１８−１．１８−２の荷重を増加させる方
向に働く。

軸受荷重が小さく不安定であることはオイルホワールな
どの不安定な振動を発生させる原因となるので、合成力
Ｆが第２図のようになることは振動の安定化が図られた
ことになる。

一方、第３図に示した従来例の場合には、歯車り反力は
ちょうどＦ、の反対方向のＦｌ　、　／　となるため１
合成力はＦ′となる。

Ｆ′は負荷変動に対して１８０−α度内の広い角度範囲
で変化し、かつ、値も小さくなるので。

軸受１８−１．１８−２の荷重も減少することになり、
振動安定化のためには好ましくなかったものである。

このように１本実施例のターボ冷凍機用遠心圧縮機によ
れば、加工および組立上の工程削減による低コスト化と
軸受荷重の一方向化による振動の安定化が図ら九るとい
う効果がある。

なお、前記の実施例では、ターボ冷凍機用遠心圧縮機の
例を説明したが、本発明の遠心圧縮機は、ターボ冷凍機
用に限るものではなく、同等の効果が期待できる製品の
範囲で汎用的にものである。

また、第１図では、第１の軸における増速用ギヤ１６ａ
は歯車＃１６と一体加工のものを示したが、別加工のギ
ヤを歯車軸に嵌着してもよく、その場合も、ギヤを支持
軸受間に位置させることが可能であり、振動的に安定し
た軸系を保持できる。

さらに、第１の軸における回転子の軸部と歯車軸との結
合の仕方、第２の軸におけるスラスト受けの手段、軸受
支持フレームの構造などは第１図に示す例に限るもので
なく、同等の効果が期待できる範囲で他の構造、形状の
採用を妨げない。

〔発明の効果〕

以上述べたように１本発明によれば、加工および組立上
の作業工程削減による低コスト化が可能なターボ冷凍機
用などの遠心圧縮機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係るターボ冷凍機用遠心
圧縮機の水平断面図、第２図は、第１図の実施例におけ
る軸受荷重の状態を示す説明図、第３図は、従来のター
ボ冷凍機用遠心圧縮機の水平断面図、第４図は、第３図
のＡ部詳細断面図である。 １５・・・駆動モータ、１５ａ・・・回転子、１５ｂ・
・・固定子、１６・・・歯車軸、１６ａ・・・増速用ギ
ヤ、１７・・・ピニオン軸、１７ａ・・・ピニオン、１
８−１゜１８−２．１９−１．１９−２・・・軸受、２
０・・・スラストカラー、２１・・・ボルト、２２・・
・ケーシングフレーム、　２２　ａ　、　２２　ｂ　、
　２２　ｃ　、　２２　ｄ　−軸受支持フレーム、２３
．２４・・・側板、２６・・・歯車出入口、２７・・・
密閉カバ、３０・・・羽根車。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、駆動モータの回転子に直結され増速用ギヤを有する
   第１の軸と、前記増速用ギヤに噛合うピニオンを有し羽
   根車を取付ける第２の軸と、これらの第１の軸および第
   ２の軸を支持する各軸受とを、ケーシング内に収納して
   なる遠心圧縮機において、前記第１の軸を、駆動モータ
   の回転子と歯車軸とに分離可能に直結するとともに、駆
   動モータ部および増速歯車装置部を覆うケーシング部と
   前記各軸受の支持フレーム部とを一体のケーシングフレ
   ームで形成したことを特徴とする遠心圧縮機。 ２、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、第１の
   軸に係る歯車軸の軸受荷重の方向がほぼ一定となるよう
   に、前記歯車軸と第２の軸に係るピニオン軸との位置お
   よび回転方向を設定するように構成したものである遠心
   圧縮機。 ３、特許請求の範囲第１項または第２項記載のもののい
   ずれかにおいて、第２の軸に係るピニオン軸のスラスト
   受けを、当該ピニオン軸の反羽根車側軸端に、着脱自在
   に設けたものである遠心圧縮機。 ４、特許請求の範囲第１項ないし第３項記載のもののい
   ずれかにおいて、一体に形成したケーシングフレームの
   、増速歯車装置部を覆うケーシング部分に、増速用ギヤ
   および歯車軸の出入を可能とする歯車出入口と、その密
   閉カバーとを設けたものである遠心圧縮機。