涡轮压缩机以及使用该涡轮压缩机的冷冻机制造技术

本发明专利技术提供一种涡轮压缩机，在具备电机直接连结结构并用滑动轴承支撑电动机转子的涡轮压缩机中，防止因电动机循环电流而引起的电腐蚀，不需要绝缘结构，简化供油路径，抑制旋转轴的振动，可进行高速旋转。涡轮压缩机具备具有定子以及转子的电动机、叶轮、将转子与叶轮直接连结的旋转轴、通过配置于转子与叶轮之间的润滑油支撑旋转轴的至少两个轴承、收纳这些的壳体，旋转轴配置在大致水平方向上，转子被旋转轴悬臂支撑，至少两个轴承中的至少一个是多圆弧滑动轴承。

Turbine Compressor and the Refrigerator Using the Turbine Compressor

【技术实现步骤摘要】
涡轮压缩机以及使用该涡轮压缩机的冷冻机
本专利技术涉及涡轮压缩机以及使用该涡轮压缩机的冷冻机。
技术介绍
涡轮压缩机具有电动机、叶轮、向叶轮传送电动机的动力的旋转轴。在此，在旋转轴划分为两个不同部件即电动机旋转轴与叶轮旋转轴的情况下，设置将这些旋转轴连接的增速齿轮，各个旋转轴通过轴承自由旋转地被支撑的结构是普遍的。该情况下，电动机的动力通过增速齿轮向叶轮旋转轴传送。另一方面，也有具有不使用这样的增速齿轮的结构的无齿轮涡轮压缩机。在无齿轮涡轮压缩机的情况下，通过一个旋转轴向叶轮直接传送电动机的动力。通过这样的结构消除增速齿轮中的齿轮损失，能够提高压缩机性能的同时，减少压缩机的部件数量，能够使压缩机的结构为简单的结构。无齿轮涡轮压缩机与现有的带增速齿轮的压缩机相比，由于使电动机在高转数范围内运转，因此存在旋转轴的噪音、振动成为问题的情况。在专利文献1中记载了在用于冷冻装置的压缩机且被电机驱动的压缩机中，将压缩机的叶轮与电机的转子连结的轴自由旋转地被一对轴承(滚动轴承)支撑的结构。在以高速旋转运转的旋转机构中，普遍采用通过介于旋转轴与轴承的间隙中的润滑油膜支撑旋转轴的滑动轴承。滑动轴承是通过在旋转轴的外周面与轴承内周面的楔状间隙中以轴旋转引入润滑油而产生油膜压力并由此支撑旋转轴的负载的结构。另外，与同样地在旋转机构中采用的旋转轴承相比较具备负载容量大、寿命长、运转噪音小、耐冲击性、吸振性高这样的优点。滑动轴承在高速运转时存在强制振动、自激振动这样的振动现象成为问题的情况。而且，自激振动是因滑动轴承的润滑油膜的衰减效果而导致旋转轴摆动的现象，被称为油膜振荡、箔旋转。油膜振荡在危险速度的2倍以上的高转速中产生，由于一旦产生振动则不会衰减地发散，因此可能会引起轴承、压缩机的损伤。因此，优选以避免会产生强制振动、自激振动的转数范围运转机械的方式进行设计。可是，近年来，伴随着旋转机械的大型化、高速化，抑制在运转范围内产生的振动现象成为设计上的课题。对于这样的课题，具有提高旋转轴的刚性并使固有频率变大的方法、增加旋转轴的轴承支撑位置的方法、或采用稳定性优越的轴承的方法。在滑动轴承中，已知多圆弧轴承、倾斜垫片式轴承、浮动轴承这样的所谓动压轴承的轴稳定性优越。在专利文献2中记载了在离心式压缩机中具备用于将主轴与驱动轴安装于齿轮箱的三圆弧轴承，通过利用该三圆弧轴承能有效地提高旋转轴的高速动作的准确性、稳定性，从而降低噪音。现有技术文献专利文献1：日本特开2008-82622号公报专利文献2：日本特表2016-539275号公报在专利文献2记载的离心式压缩机中，在驱动电机与叶轮之间设置齿轮。在该文献中，驱动电机的轴承的配置未明确表示。在具有双臂支撑电动机的结构的压缩机中，会存在因循环电流而产生的电腐蚀的问题。为了防止这个问题，需要轴承的绝缘、安装接地刷等，存在压缩机结构复杂化、成本上升的问题。相对于此，在具备悬臂支撑电动机的结构的压缩机中，由于可以不考虑电腐蚀，因此可以不需要绝缘处理。另外，从防止从配油管中漏油的观点优选减少配油管的根数、接头部。在作为用单一的配管从泵向压缩机供给润滑油、在壳体内部使系统分注并向各轴承进行油供给的结构的情况下，相比于双臂支撑电动机的结构，通过悬臂支撑电动机而使轴承间隔变短的一方能够使油供给路径变短，容易使结构简单而优选。可是，在为悬臂支撑电动机的情况下，电动机转子的加振力变大，旋转轴产生自激振动的转速下降。尤其用电动机直接驱动叶轮的涡轮压缩机与现有的具备增速齿轮的涡轮压缩机相比较，由于电动机的转速提高，在运转范围内产生轴振动，因此需要进行振动对策。
技术实现思路
本专利技术的目的在于在具有电机直接连结结构并用滑动轴承支撑电动机转子的涡轮压缩机中，防止由电动机循环电流引起的电腐蚀，不需要绝缘结构，简化供油路径，抑制旋转轴的振动，可进行高速旋转。本专利技术的涡轮压缩机具备具有定子以及转子的电动机、叶轮、将转子与叶轮直接连结的旋转轴、配置于转子与叶轮之间并隔着润滑油支撑旋转轴的至少两个轴承、将这些收纳的壳体，旋转轴在大致水平方向上配置，转子被旋转轴悬臂支撑，至少两个轴承中的至少一个为多圆弧滑动轴承。专利技术效果根据本专利技术，在具备电机直接连结结构并用滑动轴承支撑电动机转子的涡轮压缩机中，防止由电动机循环电流引起的电腐蚀，不需要绝缘结构，简化供油路径，抑制旋转轴的振动，可进行高速旋转。附图说明图1是表示本专利技术的一实施方式的涡轮压缩机的整体结构的概略剖视图。图2是图1的A-A剖视图。图3是在将图1中的轴承外壳3分解的状态下从多圆弧滑动轴承8侧观察的图。图4是表示图1的多圆弧滑动轴承8与轴承外壳3的接触面的图。图5是图4的B-B剖视图。图6是表示本专利技术的其他实施方式的涡轮压缩机的整体结构的概略剖视图。图7是在将图6中的多圆弧滑动轴承68分解的状态下从轴承外壳3侧观察的立体图。图8是图7中的多圆弧轴承68的纵向剖视图。图9是实施方式3的正圆滑动轴承的A-A剖视图。图10是表示本专利技术的冷冻机的概略构成图。图中：1—涡轮压缩机，2—叶轮壳体，3—轴承外壳，4—电机壳体，5、6—叶轮，7—旋转轴，8、9—多圆弧滑动轴承，10—电动机，11—电动机定子，12—电动机转子，13—供油口，13a、13b、13c、13d、13e—供油路，14、114—同心圆弧面，15—偏心圆弧面，16—供油槽，31—凸缘部，32—端面，33—贯通孔，34—供油槽，41—贯通孔，42、43—供油路，44—密封部，68、69—多圆弧滑动轴承，68a—凸缘部，68b—小径部，71—贯通孔，72—供油槽，73—螺栓孔，81—供油路，90—冷冻机，91—减压装置，92—冷凝器，93—蒸发器，95—制冷剂配管。具体实施方式(实施方式1)本专利技术涉及作为电机直结型的涡轮压缩机的无齿轮涡轮压缩机以及使用该涡轮压缩机的冷冻机。在此，无齿轮涡轮压缩机的旋转轴在壳体的内部大致水平方向地配置，被动压滑动轴承支撑。在此，在“大致水平方向”中包括相对于与重力方向正交的正水平方向，还包括倾斜10度左右的方向。这是考虑涡轮压缩机安装时的设置环境的原因。当然，这种相对于水平方向的倾斜小角度为好，优选5度以下，更优选3度以下。无论哪一角度，都能通过使用本专利技术的动压滑动轴承(多圆弧滑动轴承)抑制旋转轴的振摆。以下，关于本专利技术的实施方式，使用附图详细地说明。并且，本专利技术并不限于以下的实施方式。图1是表示本专利技术的涡轮压缩机的整体结构的概略剖视图。如本图所示，涡轮压缩机1具备叶轮5、6、电动机10、将这些连接的旋转轴7、支撑旋转轴7的多圆弧滑动轴承8、9(以下，也称为“多圆弧轴承”)。这些构成要素被收纳于壳体的内部。电动机10具有电动机定子11(固定子)与电动机转子12(旋转子)。电动机转子12通过旋转轴7无齿轮地直接连结于叶轮5、6。叶轮5、6被电动机10驱动。壳体由收纳叶轮5、6的叶轮壳体2、设置多圆弧滑动轴承8、9的轴承外壳3、收纳电动机10的电机壳体4构成。叶轮壳体2以及电机壳体4在水平方向上被连接，作为整体呈圆筒形状。电动机定子11被固定于电机壳体4的内壁。旋转轴7配置于叶轮壳体2以及电机壳体4的中心部，被多圆弧滑动轴承8、9支撑。多圆弧滑动轴承8、9被固定于轴承外壳3。如本图所示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涡轮压缩机，其特征在于，具备：具有定子以及转子的电动机；叶轮；直接连结上述转子和上述叶轮的旋转轴；配置于上述转子与上述叶轮之间且隔着润滑油支撑上述旋转轴的至少两个轴承；以及收纳上述电动机、上述叶轮、上述旋转轴以及上述至少两个轴承的壳体，上述旋转轴配置在大致水平方向上，上述转子由上述旋转轴悬臂支撑，上述至少两个轴承中的至少一个为多圆弧滑动轴承。

【技术特征摘要】
2018.03.23 JP 2018-056851;2019.01.17 JP 2019-005681.一种涡轮压缩机，其特征在于，具备：具有定子以及转子的电动机；叶轮；直接连结上述转子和上述叶轮的旋转轴；配置于上述转子与上述叶轮之间且隔着润滑油支撑上述旋转轴的至少两个轴承；以及收纳上述电动机、上述叶轮、上述旋转轴以及上述至少两个轴承的壳体，上述旋转轴配置在大致水平方向上，上述转子由上述旋转轴悬臂支撑，上述至少两个轴承中的至少一个为多圆弧滑动轴承。2.根据权利要求1所述的涡轮压缩机，其特征在于，上述多圆弧滑动轴承具有同心圆弧面、偏心圆弧面、供给上述润滑油的供油槽。3.根据权利要求2所述的涡轮压缩机，其特征在于，上述多圆弧滑动轴承具有多个上述同心圆弧面以及上述偏心圆弧面，多个上述...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤充，岩崎智彦，岩田敦志，
申请(专利权)人：JCBE日本合同会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP