JP2021173204A - Turbo compressor - Google Patents
Turbo compressor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021173204A JP2021173204A JP2020076713A JP2020076713A JP2021173204A JP 2021173204 A JP2021173204 A JP 2021173204A JP 2020076713 A JP2020076713 A JP 2020076713A JP 2020076713 A JP2020076713 A JP 2020076713A JP 2021173204 A JP2021173204 A JP 2021173204A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thrust bearing
- casing
- thrust
- bearing
- space
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 35
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 48
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 19
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 claims description 14
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 claims description 14
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 6
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 9
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 5
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 5
- RDYMFSUJUZBWLH-UHFFFAOYSA-N endosulfan Chemical compound C12COS(=O)OCC2C2(Cl)C(Cl)=C(Cl)C1(Cl)C2(Cl)Cl RDYMFSUJUZBWLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 3
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
Abstract
Description
本発明は、ターボ圧縮機に関する。 The present invention relates to a turbo compressor.
従来、下記特許文献１に開示されているように、ロータ軸に生ずるスラスト力を受ける、液体静力学的なスラスト軸受と液体動力学的なスラスト軸受を有するターボ圧縮機が知られている。図１０に示すように、特許文献１に開示されたターボ機械において、液体静力学的なスラスト軸受８１は、ハウジング８２内をロータ軸８３方向に延びるとともにハウジング８２に締結されるスリーブ８４と、スリーブ８４内へと挿入され且つスリーブ８４と締結されるピストン８５と、を有する。ピストン８５の先端面８５ａには軸受液体を供給するための孔８５ｂが形成されており、この先端面８５ａは、ロータ軸８３の端面８３ａに対向している。したがって、液体静力学的なスラスト軸受８１は、ロータ軸８３の端面８３ａに対してスラスト力を付与している。一方、液体動力学的なスラスト軸受８６は、スリーブ８４の先端面８４ａと、ロータ軸８３に設けられた板状部８３ｂとの間に配置されている。したがって、液体動力学的なスラスト軸受８６は、板状部８３ｂにスラスト力を付与する。
Conventionally, as disclosed in Patent Document 1 below, a turbo compressor having a liquid static thrust bearing and a liquid dynamic thrust bearing that receive the thrust force generated in the rotor shaft is known. As shown in FIG. 10, in the turbomachinery disclosed in Patent Document 1, the liquid static thrust bearing 81 has a
特許文献１に開示されたターボ機械において、液体動力学的なスラスト軸受８６と板状部８３ｂとの間の隙間の調整を行うには、スリーブ８４の先端面８４ａと液体動力学的なスラスト軸受８６との間に、適当な厚みのシムリングを介在させる必要がある。このようにシムリングによって隙間調整を行う際には、まず、締結部材によるハウジング８２へのスリーブ８４の固定を解除し、その上で、スリーブ８４を取り外して、シムリングを交換することになる。この交換作業は、スリーブ８４を挿入するための開口を通しての作業となるため、容易な作業ではない。
In the turbomachinery disclosed in Patent Document 1, in order to adjust the gap between the liquid dynamic thrust bearing 86 and the plate-
一方、液体静力学的なスラスト軸受８１とロータ軸８３の端面８３ａとの間の隙間の調整を行うには、ピストン８５のフランジ状部分８５ｃとスリーブ８４との間に、適当な厚みのシムリングを介在させる必要がある。このようにシムリングによって隙間調整を行う際には、まず、締結部材によるスリーブ８４へのピストン８５の固定を解除し、その上で、ピストン８５を取り外して、シムリングを交換することになる。このとき、スリーブ８４の奥に位置する隙間の調整を行うことになるため、面倒な作業となる。
On the other hand, in order to adjust the gap between the hydrostatic thrust bearing 81 and the
このように、何れのスラスト軸受８１，８６の位置調整を行う場合においても、締結部材による固定の解除を行う必要があり、しかも、スリーブ８４を挿入する開口を通しての作業となるため、スラスト軸受８１，８６の位置調整作業は繁雑である。
In this way, when adjusting the positions of any of the
そこで、本発明は、前記従来技術を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、スラスト軸受の位置調整作業が繁雑になることを抑制できるターボ圧縮機を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned prior art, and an object of the present invention is to provide a turbo compressor capable of suppressing complicated position adjustment work of thrust bearings.
前記の目的を達成するため、本発明に係るターボ圧縮機は、一端部に羽根車が取り付けられた軸部と、前記軸部において前記一端部以外の部位に形成されたスラストカラーと、を有するロータ軸と、前記ロータ軸に沿う面で第１ケーシング部と第２ケーシング部とに分割されたケーシングと、前記スラストカラーに対して前記羽根車側又は前記羽根車と反対側に配置され、前記スラストカラーからスラスト力を受け得るスラストベアリングと、前記軸部の軸方向において、前記ケーシングに対する前記スラストベアリングの位置を調整する第１リング及び第２リングと、を備える。前記ケーシングは、前記第１ケーシング部及び前記第２ケーシング部に亘って形成されて、前記スラストベアリングを収容する収容空間を形成する。前記ケーシング及び前記スラストベアリングの一方は、前記収容空間の周面に沿って前記軸部の周りに延びる環状の突条部を有する。前記ケーシング及び前記スラストベアリングの他方は、前記環状の突条部を受け入れる環状の溝部を有する。前記収容空間における前記溝部と前記突条部との間の部位には、前記突条部に対して前記軸方向の一方側に位置する環状の第１空間と、前記突条部に対して前記軸方向の他方側に位置する環状の第２空間とが形成される。前記第１リングは、複数の円弧部材に分割された構成であって、前記第１空間に周方向に挿入可能に構成される。前記第２リングは、複数の円弧部材に分割された構成であって、前記第２空間に周方向に挿入可能に構成されている。 In order to achieve the above object, the turbo compressor according to the present invention has a shaft portion having an impeller attached to one end portion and a thrust collar formed on a portion other than the one end portion of the shaft portion. The rotor shaft, the casing divided into the first casing portion and the second casing portion along the surface along the rotor shaft, and the impeller side or the side opposite to the impeller with respect to the thrust collar are arranged and said. It includes a thrust bearing that can receive a thrust force from the thrust collar, and a first ring and a second ring that adjust the position of the thrust bearing with respect to the casing in the axial direction of the shaft portion. The casing is formed over the first casing portion and the second casing portion to form an accommodation space for accommodating the thrust bearing. One of the casing and the thrust bearing has an annular ridge extending around the shaft along the peripheral surface of the accommodation space. The other of the casing and the thrust bearing has an annular groove that receives the annular ridge. In the portion between the groove portion and the ridge portion in the accommodation space, an annular first space located on one side of the ridge portion in the axial direction and the ridge portion are described. An annular second space located on the other side in the axial direction is formed. The first ring is divided into a plurality of arc members, and is configured to be insertable in the first space in the circumferential direction. The second ring is divided into a plurality of arc members, and is configured to be insertable into the second space in the circumferential direction.
本発明では、スラストカラーに対するスラストベアリングの隙間幅を調整するために、軸方向における第１空間及び第２空間の幅に応じた厚みを有する第１リング及び第２リングが用いられる。例えば第１リングが第１空間内に配置された状態で、スラストベアリングが有する環状の溝部又は環状の突条部をロータ軸の軸部の軸方向に移動させることにより、軸方向における第１空間の幅が第１リングの幅に調整される。この結果、第１リングの幅に応じてスラストベアリングとスラストカラーとの間の隙間幅が微調整される。微調整が完了した時点で、軸方向における第２空間の幅が決まるため、この第２空間の幅に応じた厚みを有する第２リングを第２空間に配置させることができる。これにより、軸方向においてスラストベアリングがケーシングに対して移動しないようにすることができる。 In the present invention, in order to adjust the clearance width of the thrust bearing with respect to the thrust collar, a first ring and a second ring having a thickness corresponding to the width of the first space and the second space in the axial direction are used. For example, in a state where the first ring is arranged in the first space, the annular groove portion or the annular ridge portion of the thrust bearing is moved in the axial direction of the shaft portion of the rotor shaft to cause the first space in the axial direction. The width of is adjusted to the width of the first ring. As a result, the gap width between the thrust bearing and the thrust collar is finely adjusted according to the width of the first ring. Since the width of the second space in the axial direction is determined when the fine adjustment is completed, the second ring having a thickness corresponding to the width of the second space can be arranged in the second space. This makes it possible to prevent the thrust bearing from moving with respect to the casing in the axial direction.
一方、第２リングが第２空間内に配置された状態でスラストベアリングが有する環状の溝部又は環状の突条部をロータ軸の軸部の軸方向に移動させることもできる。この場合には、まず、軸方向における第２空間の幅が第２リングの幅に応じて調整される。この結果、スラストベアリングとスラストカラーとの間の隙間幅の微調整が完了する。そして、この幅調整の結果に応じて決まる第１空間の幅に合わせた厚みを有する第１リングが第１空間に挿入される。これにより、軸方向においてスラストベアリングがケーシングに対して移動しないようにすることができる。 On the other hand, it is also possible to move the annular groove portion or the annular ridge portion of the thrust bearing in the axial direction of the shaft portion of the rotor shaft while the second ring is arranged in the second space. In this case, first, the width of the second space in the axial direction is adjusted according to the width of the second ring. As a result, the fine adjustment of the gap width between the thrust bearing and the thrust collar is completed. Then, a first ring having a thickness corresponding to the width of the first space determined according to the result of the width adjustment is inserted into the first space. This makes it possible to prevent the thrust bearing from moving with respect to the casing in the axial direction.
ケーシングは、ロータ軸に沿う面で第１ケーシング部と第２ケーシング部とに分割されており、第１ケーシング部と第２ケーシング部とを互いに組み合わせることによって、ケーシングに、スラストベアリングを収容する収容空間が形成される。一方、第１リング及び第２リングは何れも複数の円弧部材に分割された構成であり、第１ケーシング部と第２ケーシング部とが分離された状態で、第１リングは第１空間に周方向に挿入され、第２リングは第２空間に周方向に挿入される。したがって、第１リングを第１空間に挿入する場合に、スラストベアリングをロータ軸から取り外す作業は必要ない。また、第２リングを第２空間に挿入する場合にも、スラストベアリングをロータ軸から取り外す作業は必要ない。したがって、スラストカラーに対するスラストベアリングの位置調整作業、すなわち、ケーシングに対するスラストベアリングの位置調整作業が繁雑になること抑制することができる。 The casing is divided into a first casing portion and a second casing portion along a surface along the rotor shaft, and by combining the first casing portion and the second casing portion with each other, the casing accommodates the thrust bearing. A space is formed. On the other hand, both the first ring and the second ring have a configuration in which they are divided into a plurality of arc members, and the first ring surrounds the first space with the first casing portion and the second casing portion separated. Inserted in the direction, the second ring is inserted into the second space in the circumferential direction. Therefore, when inserting the first ring into the first space, it is not necessary to remove the thrust bearing from the rotor shaft. Also, when inserting the second ring into the second space, it is not necessary to remove the thrust bearing from the rotor shaft. Therefore, it is possible to suppress the work of adjusting the position of the thrust bearing with respect to the thrust collar, that is, the work of adjusting the position of the thrust bearing with respect to the casing from becoming complicated.
しかも、ケーシング及びスラストベアリングの一方が、軸部周りの環状の突条部を有し、ケーシング及びスラストベアリングの他方が、環状の突条部を受け入れる環状の溝部を有する。このため、ボルト等の締結部材によってスラストベアリングをケーシングに締結することなく、スラストベアリングをケーシング内で固定することができる。 Moreover, one of the casing and the thrust bearing has an annular ridge around the shaft, and the other of the casing and the thrust bearing has an annular groove that receives the annular ridge. Therefore, the thrust bearing can be fixed in the casing without fastening the thrust bearing to the casing by a fastening member such as a bolt.
前記スラストベアリングは、テーパランドスラストベアリングによって構成されるとともに、前記スラストカラーに対して前記羽根車側に配置されていてもよい。 The thrust bearing may be composed of a tapered land thrust bearing and may be arranged on the impeller side with respect to the thrust collar.
この態様では、スラストベアリングがテーパランドスラストベアリングによって構成されるため、傾斜したテーパ面の角度、テーパ面やランド面の面積等に応じて、スラストカラーとスラストベアリングとの間の潤滑液の膜（例えば油膜）を調整することができる。また、スラストベアリングは軸部の端面でなく軸部より大径のスラストカラーでスラスト力を受けるため、より大きなスラスト力を受けることが可能である。また、テーパランドスラストベアリングがスラストカラーに対して羽根車側に位置しているので、ロータ軸を羽根車側に移動させるスラスト力をテーパランドスラストベアリングにて受けることができる。 In this embodiment, since the thrust bearing is composed of a tapered land thrust bearing, a film of lubricating liquid between the thrust collar and the thrust bearing (in accordance with the angle of the inclined tapered surface, the area of the tapered surface or the land surface, etc. For example, the oil film) can be adjusted. Further, since the thrust bearing receives the thrust force not by the end face of the shaft portion but by the thrust collar having a diameter larger than that of the shaft portion, it is possible to receive a larger thrust force. Further, since the taper land thrust bearing is located on the impeller side with respect to the thrust collar, the thrust force for moving the rotor shaft to the impeller side can be received by the taper land thrust bearing.
前記スラストベアリングは、ジャーナル軸受として機能するジャーナル軸受部を含んでもよい。 The thrust bearing may include a journal bearing portion that functions as a journal bearing.
この態様では、スラストベアリングがジャーナル軸受としての機能をも有するので、スラストベアリングとは別にジャーナル軸受を追加的に設ける必要がない。したがって、ロータ軸に対するベアリングの組み付け作業が増えることを抑制することができる。 In this embodiment, since the thrust bearing also functions as a journal bearing, it is not necessary to additionally provide a journal bearing separately from the thrust bearing. Therefore, it is possible to suppress an increase in the work of assembling the bearing to the rotor shaft.
前記ターボ圧縮機は、前記スラストカラーに対して前記スラストベアリングとは反対側に配置され、前記スラストカラーからスラスト力を受け得る第２スラストベアリングをさらに備えてもよい。この場合、前記スラストベアリング及び前記第２スラストベアリングの少なくとも一方は、ティルティングパッドスラストベアリングによって構成されてもよい。前記ティルティングパッドスラストベアリングは、周方向に配置された複数のティルティングパッドと、隣り合うティルティングパッド間に設けられた供給口と、を有し、前記供給口から潤滑液を流出させて液体動力学的なスラストベアリングとして機能してもよい。 The turbo compressor may further include a second thrust bearing that is arranged on the opposite side of the thrust collar from the thrust bearing and is capable of receiving thrust force from the thrust collar. In this case, at least one of the thrust bearing and the second thrust bearing may be composed of a tilting pad thrust bearing. The tilting pad thrust bearing has a plurality of tilting pads arranged in the circumferential direction and a supply port provided between adjacent tilting pads, and the lubricating liquid is discharged from the supply port to be a liquid. It may function as a dynamic thrust bearing.
この態様では、ティルティングパッドスラストベアリングでは、周方向に配置された複数のティルティングパッドによってこのスラスト力を受けるため、大きなスラスト力に対しても有効に作用することができる。しかも、ティルティングパッドによってスラストカラーに対する姿勢が自動的に調整されるため、軸部の軸方向に対するスラストカラーの垂直度のずれの影響を受けることなく、ティルティングパッドスラストベアリングによってスラスト力を受けることができる。またティルティングパッドスラストベアリングは液体動力学的なスラストベアリングとして機能するものであり、羽根車の回転力を受けてロータ軸が回転することによって、潤滑液を供給口から流出させてスラスト面に潤滑液を供給する。 In this aspect, in the tilting pad thrust bearing, since this thrust force is received by a plurality of tilting pads arranged in the circumferential direction, it is possible to effectively act even on a large thrust force. Moreover, since the tilting pad automatically adjusts the posture with respect to the thrust collar, the tilting pad thrust bearing receives the thrust force without being affected by the deviation of the verticality of the thrust collar with respect to the axial direction of the shaft portion. Can be done. The tilting pad thrust bearing functions as a liquid dynamic thrust bearing, and the rotor shaft rotates in response to the rotational force of the impeller, causing the lubricating liquid to flow out from the supply port and lubricate the thrust surface. Supply the liquid.
前記ティルティングパッドスラストベアリングは、前記複数のティルティングパッドのベアリング面から加圧液を流出させる第２供給口と、前記第２供給口に連続する位置で前記ベアリング面から凹み前記ベアリング面における加圧面積を確定する加圧凹部と、をさらに備え、前記第２供給口から加圧液を流出させて液体静力学的なスラストベアリングとしても機能する複合スラストベアリングとして構成されていてもよい。 The tilting pad thrust bearing is recessed from the bearing surface at a position continuous with the second supply port for draining the pressurized liquid from the bearing surfaces of the plurality of tilting pads and the second supply port, and is applied to the bearing surface. It may be configured as a composite thrust bearing further provided with a pressure recess for determining the pressure area and which also functions as a liquid static dynamic thrust bearing by allowing the pressure liquid to flow out from the second supply port.
この態様では、ティルティングパッドスラストベアリングにおいて、第２供給口から流出して加圧凹部に入った加圧液により、スラストカラーを押圧する。ティルティングパッドスラストベアリングは、液体静力学的なスラストベアリングとしても機能するため、羽根車の停止時にもロータ軸に作用するスラスト力が負荷される。 In this aspect, in the tilting pad thrust bearing, the thrust collar is pressed by the pressurizing liquid that flows out from the second supply port and enters the pressurizing recess. Since the tilting pad thrust bearing also functions as a hydrostatic thrust bearing, the thrust force acting on the rotor shaft is applied even when the impeller is stopped.
前記ティルティングパッドスラストベアリングによって構成されている前記スラストベアリング又は前記第２スラストベアリングは、前記スラストカラーに対して前記羽根車とは反対側に配置されていてもよい。 The thrust bearing or the second thrust bearing configured by the tilting pad thrust bearing may be arranged on the opposite side of the thrust collar from the impeller.
この態様では、スラストカラーに対して羽根車とは反対側に配置されているスラストベアリング又は第２スラストベアリングには、羽根車が圧縮対象のガスから受ける力によって生ずるスラストカラーからのスラスト力が負荷される。特に、ティルティングパッドスラストベアリングによって構成されているスラストベアリング又は第２スラストベアリングが、液体静力学的なスラストベアリングとしても機能する複合スラストベアリングとして構成されている場合、例えば、羽根車の停止時にもロータ軸が大きな軸方向荷重を受けている場合に有効となる。 In this embodiment, the thrust bearing or the second thrust bearing arranged on the side opposite to the impeller with respect to the thrust collar is loaded with the thrust force from the thrust collar generated by the force received by the impeller from the gas to be compressed. Will be done. In particular, when the thrust bearing or the second thrust bearing composed of the tilting pad thrust bearing is configured as a composite thrust bearing that also functions as a liquid static thrust bearing, for example, even when the impeller is stopped. This is effective when the rotor shaft receives a large axial load.
前記ティルティングパッドスラストベアリングによって構成されている前記スラストベアリング及び前記第２スラストベアリングの少なくとも一方は、前記ケーシングの外部から前記軸部の他端部にアクセスするための空間が形成されていてもよい。この場合、前記ターボ圧縮機は、前記軸部の前記他端部において前記軸方向における前記ロータ軸の変位を検出する変位検出器をさらに備えていてもよい。 At least one of the thrust bearing and the second thrust bearing configured by the tilting pad thrust bearing may be formed with a space for accessing the other end of the shaft portion from the outside of the casing. .. In this case, the turbo compressor may further include a displacement detector that detects the displacement of the rotor shaft in the axial direction at the other end of the shaft portion.
この態様では、スラスト力がロータ軸に作用して、ロータ軸が変位すると、変位検出器はこの変位を検出する。したがって、変位検出器により、ロータ軸の変位量が所定値以上になることをモニタリングすることが可能となる。 In this aspect, when thrust force acts on the rotor shaft and the rotor shaft is displaced, the displacement detector detects this displacement. Therefore, the displacement detector makes it possible to monitor that the displacement amount of the rotor shaft exceeds a predetermined value.
前記ティルティングパッドスラストベアリングによって構成されている前記スラストベアリング又は前記第２スラストベアリングは、前記複数のティルティングパッドを保持する保持部と前記複数のティルティングパッドとを有するベアリング本体と、前記ベアリング本体を収容するリテーナとを備えていてもよい。この場合、前記ベアリング本体は、前記リテーナを介して前記ケーシングに取り付けられていてもよい。 The thrust bearing or the second thrust bearing configured by the tilting pad thrust bearing is a bearing body having a holding portion for holding the plurality of tilting pads and the plurality of tilting pads, and the bearing body. It may be equipped with a retainer for accommodating. In this case, the bearing body may be attached to the casing via the retainer.
この態様では、ケーシングがベアリング本体の形状及び大きさに応じた形状に形成されていない場合でも、ベアリング本体をケーシングに取り付けることができる。したがって、ケーシングをベアリング本体の形状及び大きさに応じて専用に設計する必要がないため、ケーシングのコスト低減に寄与する。 In this aspect, the bearing body can be attached to the casing even when the casing is not formed in a shape corresponding to the shape and size of the bearing body. Therefore, it is not necessary to specially design the casing according to the shape and size of the bearing body, which contributes to the cost reduction of the casing.
前記ケーシングは、前記第１ケーシング部及び前記第２ケーシング部に亘って形成されて、前記第２スラストベアリングを収容する第２収容空間を形成してもよい。この場合、前記ケーシング及び前記第２スラストベアリングの一方は、前記第２収容空間の内周面に沿って前記軸部の周りに延びる環状の第２突条部を有してもよい。また、前記ケーシング及び前記第２スラストベアリングの他方は、前記環状の第２突条部を受け入れる環状の第２溝部を有してもよい。この場合、前記第２突条部が前記第２溝部に受け入れられることによって、前記ケーシングに対して前記第２スラストベアリングが固定されていてもよい。 The casing may be formed over the first casing portion and the second casing portion to form a second accommodating space for accommodating the second thrust bearing. In this case, one of the casing and the second thrust bearing may have an annular second ridge extending around the shaft along the inner peripheral surface of the second accommodation space. Further, the other of the casing and the second thrust bearing may have an annular second groove portion that receives the annular second ridge portion. In this case, the second thrust bearing may be fixed to the casing by accepting the second ridge portion in the second groove portion.
この態様では、ケーシング及び第２スラストベアリングの一方が、軸部周りの環状の第２突条部を有し、ケーシング及び第２スラストベアリングの他方が、環状の第２突条部を受け入れる環状の第２溝部を有する。このため、ボルト等の締結部材によって第２スラストベアリングをケーシングに締結することなく、第２スラストベアリングをケーシング内で固定することができる。 In this embodiment, one of the casing and the second thrust bearing has an annular second ridge around the shaft, and the other of the casing and the second thrust bearing is an annular receiving the annular second ridge. It has a second groove. Therefore, the second thrust bearing can be fixed in the casing without fastening the second thrust bearing to the casing by a fastening member such as a bolt.
以上説明したように、本発明によれば、スラスト軸受の調整作業が繁雑になることを抑制することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to prevent the thrust bearing adjustment work from becoming complicated.
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図１に示すように、本実施形態に係るターボ圧縮機１０は、ガスを圧縮する圧縮室１１ａ（図３）を有する圧縮部１１と、圧縮部１１を駆動する駆動部１２と、駆動部１２を保持するケーシング１３と、を備えている。駆動部１２は、図外のモータ等の駆動源によって駆動される駆動軸１５と、駆動軸１５に設けられたブルギア１５ａに噛み合う従動ギア（ピニオン）１６ａが設けられたロータ軸１６と、を備えている。駆動軸１５は、ケーシング１３に装着された後述の軸受により、回転自在にケーシング１３に支持されている。
As shown in FIG. 1, the
ケーシング１３は、図２に示すように、第１ケーシング部１９と第２ケーシング部２０とに分割されている。第１ケーシング部１９及び第２ケーシング部２０とは、図略の締結部材によって互いに結合される。したがって、第１ケーシング部１９と第２ケーシング部２０とを互いに組み合わせることによってケーシング１３が完成し、このケーシング１３内に駆動部１２を収容する空間が形成される。
As shown in FIG. 2, the
図３はケーシング１３内に収容される駆動部１２を示すものであるが、図３では、第１ケーシング部１９において、第２ケーシング部２０と合わせられる分割面１９ａが示されている。第２ケーシング部２０の分割面２０ａ（図２参照）も、第１ケーシング部１９の分割面１９ａと同様の形状となっている。図３において、分割面１９ａにはハッチングは施されていない。第１ケーシング部１９の分割面１９ａは、第１ケーシング部１９の上面を構成し、第２ケーシング部２０の分割面１９ａは第２ケーシング部２０の下面を形成するが、これに限られるものではない。例えば、ケーシング１３は、上下に分割される構成でもよく、左右に分割される構成でもよい。
FIG. 3 shows the
ロータ軸１６は、第１ケーシング部１９の分割面１９ａに露出するとともに第２ケーシング部２０の分割面２０ａに露出するように配置されている。したがって、第１ケーシング部１９から第２ケーシング部２０を分離すると、ロータ軸１６が露出する。言い換えると、ケーシング１３は、ロータ軸１６に沿う面で第１ケーシング部１９と第２ケーシング部２０とに分割されている。
The
ロータ軸１６は、従動ギア１６ａが設けられた軸部１６ｂと、軸部１６ｂに形成されたスラストカラー１６ｃと、を備えている。軸部１６ｂの一端部には、圧縮室１１ａ内に配置された羽根車１１ｂが取り付けられている。スラストカラー１６ｃは、一端部とその反対側の端部である他端部との間に配置されており、軸部１６ｂよりも外径の大きく且つ軸部１６ｂに垂直な円板状に形成されている。
The
軸部１６ｂには、ロータ軸１６の回転数を検出するためのキーフェーザ２２が設けられている。ケーシング１３には、図示省略しているが、軸部１６ｂに向けた検出領域を有する検出端が設けられており、この検出端は、検出領域をキーフェーザ２２が通過する時間間隔に応じた信号を出力するように構成されている。検出端に電気的に接続された演算部２４（図１参照）は、検出端から出力された信号に基づいて、ロータ軸１６の回転数を演算する。
The
ロータ軸１６には、スラストベアリング２６と第２スラストベアリング２８とジャーナルベアリング３０とが装着されている。
A
スラストベアリング２６は、スラストカラー１６ｃに対して羽根車１１ｂ側に配置されており、ロータ軸１６が羽根車１１ｂ側に変位しようとするときにスラストカラー１６ｃからスラスト力を受ける。
The
スラストベアリング２６は、テーパランドスラストベアリングによって構成されている。すなわち、スラストベアリング２６は、図４に示すように、軸部１６ｂ周りの周方向に並ぶ複数のテーパランド部２６ａと、隣り合うテーパランド部２６ａ間に位置する給液溝２６ｂとを備えている。各テーパランド部２６ａは、周方向に傾斜しつつスラストカラー１６ｃに対向するテーパ面２６ｃと、スラストカラー１６ｃに平行に対向するランド面２６ｆと、を有している。このため、テーパ面２６ｃの角度、テーパ面２６ｃやランド面２６ｆの面積等によって、スラストカラー１６ｃとスラストベアリング２６との間の潤滑液の膜（例えば油膜）が調整される。
The
図３に示すように、スラストベアリング２６は、ジャーナル軸受として機能するジャーナル軸受部２６ｄと、テーパランド部２６ａ及びジャーナル軸受部２６ｄを保持する保持部２６ｅと、を含んでいる。ジャーナル軸受部２６ｄは、テーパランド部２６ａに対して羽根車１１ｂ側（すなわち、スラストカラー１６ｃとは反対側）に位置していて、この位置でロータ軸１６の軸部１６ｂを取り囲んでいる。
As shown in FIG. 3, the
第２スラストベアリング２８は、スラストカラー１６ｃに対して羽根車１１ｂとは反対側に配置されており、ロータ軸１６が羽根車１１ｂとは反対側に変位しようとするときにスラストカラー１６ｃからスラスト力を受ける。
The second thrust bearing 28 is arranged on the side opposite to the
第２スラストベアリング２８は、軸部１６ｂの他端部（羽根車１１ｂが設けられた端部とは反対側の端部）に配置されている。すなわち、第２スラストベアリング２８は、貫通孔２８ａを有する筒状に形成されており、第２スラストベアリング２８には、この貫通孔２８ａの軸方向における中間位置まで軸部１６ｂが挿入されている。言い換えると、第２スラストベアリング２８は、軸部１６ｂの他端部から軸方向に突出するように軸部１６ｂとの間に隙間を有して軸部１６ｂに外嵌されている。
The second thrust bearing 28 is arranged at the other end of the
なお、軸部１６ｂは第２スラストベアリング２８の貫通孔２８ａにおける軸方向の中間位置まで挿入されているが、この構成に限られない。例えば、軸部１６ｂは第２スラストベアリング２８の貫通孔２８ａに挿入されていなくてもよい。この場合、スラストカラー１６ｃが軸部１６ｂの他端部に配置され、スラストカラー１６ｃの端面が第２スラストベアリング２８に対面していてもよい。すなわち、スラストカラー１６ｃは、軸部１６ｂにおいて、羽根車１１ｂが取り付けられた一端部以外の部位に形成されていればよい。
The
第２スラストベアリング２８の貫通孔２８ａは、軸部１６ｂの他端部にアクセスするための空間を形成しており、この空間には、軸方向におけるロータ軸１６の変位を検出する変位検出器３２が挿入されている。なお、図２に示すように、変位検出器３２が取り外された状態では、ケーシング１３に形成された開口内に位置する貫通孔２８ａを通して外部から軸部１６ｂの他端部にアクセスすることができる。
The through
第２スラストベアリング２８は、ティルティングパッドスラストベアリングによって構成されている。具体的に、図５に示すように、第２スラストベアリング２８は、軸部１６ｂ周りの周方向に配置された複数のティルティングパッド２８ｂと、複数のティルティングパッド２８ｂを保持する保持部２８ｃと、を備えている。各ティルティングパッド２８ｂは、保持部２８ｃに支持された図略の保持具によって首振り可能に保持されている。隣り合うティルティングパッド２８ｂ間には、間隙が形成されており、保持部２８ｃには、この間隙に位置するように供給口２８ｄが設けられている。供給口２８ｄは、潤滑液を流出させる。潤滑液は、例えば油であり、オイルユニット３４（図１）から配管を通して供給される。潤滑液は、スラストカラー１６ｃ及び保持部２８ｃ間に満たされ、ロータ軸１６の回転によって周方向に流動しつつティルティングパッド２８ｂの表面（ベアリング面）に流れるため、第２スラストベアリング２８は、液体動力学的なスラストベアリングとして機能する。第２スラストベアリング２８に供給された潤滑液は、配管を通してオイルユニット３４に戻される。
The second thrust bearing 28 is composed of a tilting pad thrust bearing. Specifically, as shown in FIG. 5, the second thrust bearing 28 includes a plurality of tilting
第２スラストベアリング２８は、各ティルティングパッド２８ｂのベアリング面に設けられた第２供給口２８ｅと、第２供給口２８ｅに連続する位置でベアリング面から凹む加圧凹部２８ｆと、をさらに備えている。第２供給口２８ｅは、加圧液を流出させる。加圧液は、例えば油であり、オイルユニット３４（図１）から配管を通して供給される。第２供給口２８ｅから流出した加圧液は、加圧凹部２８ｆ内に溜められる。すなわち、加圧凹部２８ｆは、ベアリング面において加圧液による加圧面積を確定する。第２スラストベアリング２８では、第２供給口２８ｅから流出した加圧液がベアリング面とスラストカラー１６ｃとの間に溜まるため、液体静力学的なスラストベアリングとしても機能する。すなわち、第２スラストベアリング２８は、液体動力学的なスラストベアリングとしても液体静力学的なスラストベアリングとしても機能する複合スラストベアリングとして構成されている。第２スラストベアリング２８に供給された加圧液は、配管を通してオイルユニット３４に戻される。
The second thrust bearing 28 further includes a
第２スラストベアリング２８は、図６にも示すように、保持部２８ｃと複数のティルティングパッド２８ｂとを有するベアリング本体２８ｇを備えている。また、第２スラストベアリング２８は、このベアリング本体２８ｇを収容するリテーナ２８ｈをも備えている。なお、第２スラストベアリング２８は、リテーナ２８ｈを備えない構成であってもよい。この場合、ティルティングパッド２８ｂ及び保持部２８ｃが直接第１ケーシング部１９に保持されることとなる。
As shown in FIG. 6, the second thrust bearing 28 includes a
図３に示すように、ジャーナルベアリング３０は、従動ギア１６ａに対して羽根車１１ｂ側に配置されている。一方、スラストベアリング２６に設けられたジャーナル軸受部２６ｄは従動ギア１６ａに対して羽根車１１ｂとは反対側に配置されている。このため、ジャーナルベアリング３０とスラストベアリング２６に設けられたジャーナル軸受部２６ｄとは、軸方向において従動ギア１６ａの両側に分かれて配置されている。したがって、ロータ軸１６は、従動ギア１６ａの両側でケーシング１３に回転自在に支持されている。
As shown in FIG. 3, the journal bearing 30 is arranged on the
第１ケーシング部１９には、駆動軸１５を収容する駆動側収容溝３８と、ロータ軸１６、スラストベアリング２６、第２スラストベアリング２８及びジャーナルベアリング３０を収容する軸収容溝３９と、駆動側収容溝３８と軸収容溝３９とを繋ぐ接続溝４０と、が形成されている。駆動側収容溝３８、軸収容溝３９及び接続溝４０は、分割面１９ａから凹むように形成されている。
The
第２ケーシング部２０にも、これらの溝３８〜４０と同じ形状の図略の駆動側収容溝、軸収容溝及び接続溝が形成されている。したがって、第１ケーシング部１９の駆動側収容溝３８が第２ケーシング部２０に形成された駆動側収容溝に組み合わされることにより、ケーシング１３内には、駆動軸１５を収容する駆動用空間が形成される。この駆動用空間は、ケーシング１３の外面に開口しており、この開口を通して駆動軸１５がケーシング１３の外部に延出している（図２参照）。すなわち、駆動軸１５は、ケーシング１３外部の駆動源からブルギア１５ａに対して駆動力を入力する入力軸として機能する。
The
また、第１ケーシング部１９の軸収容溝３９が第２ケーシング部２０に形成された軸収容溝に組み合わされることにより、ケーシング１３内には、ロータ軸１６、スラストベアリング２６、第２スラストベアリング２８及びジャーナルベアリング３０を収容する空間が形成される。
Further, by combining the
軸収容溝３９には、スラストベアリング２６が配置される第１部位３９ａと、スラストカラー１６ｃが配置される第２部位３９ｂと、第２スラストベアリング２８が配置される第３部位３９ｃと、ジャーナルベアリング３０が配置される第４部位３９ｄと、が含まれている。第４部位３９ｄは、接続溝４０に対して羽根車１１ｂ側に位置している。一方、第１部位３９ａ、第２部位３９ｂ及び第３部位３９ｃは、接続溝４０に対して羽根車１１ｂとは反対側に位置している。第１部位３９ａ、第２部位３９ｂ及び第３部位３９ｃは、羽根車１１ｂ側からこの順に配置されるともに、互いに繋がるように形成されている。
In the
軸収容溝３９の第１部位３９ａは、軸収容溝３９に配置されるロータ軸１６の軸部１６ｂと同心状の断面半円形状の空間を形成する形状を有している。そして、この空間にも軸部１６ｂが配置される。このため、分割面１９ａを平面視したときに、この空間は、軸部１６ｂに対する一方側（図６における上側）で開口するとともに、軸部１６ｂに対する他方側（図６における下側）でも開口した状態に見える。すなわち、分割面１９ａにおけるこの空間の開口は、軸部１６ｂによって２つに分けられている。軸収容溝３９の第１部位３９ａは、第２ケーシング部２０に形成された軸収容溝３９の第１部位３９ａと組み合わせられることにより、スラストベアリング２６を収容する収容空間を形成する。
The
軸収容溝３９の第１部位３９ａには、図６に示すように、スラストベアリング２６を収容する収容空間の周面に沿って延びる突条部（第１突条部）４２が形成されている。突条部４２は、軸部１６ｂと同心状の円環を半分にした形状であり、第１ケーシング部１９において収容空間を区画する周面から径方向の内側に突出している。第２ケーシング部２０にも同様の形状の突条部が形成されているため、第１ケーシング部１９の突条部４２及び第２ケーシング部２０の突条部は、第１ケーシング部１９と第２ケーシング部２０とが互いに組み合わされると１つの環状となる。したがって、ケーシング１３には、軸部１６ｂと同心状の環状の突条部４２が設けられている。突条部４２は、軸方向の端面（第１端面）４２ａと、第１端面４２ａとは反対側の端面（第２端面）４２ｂと、第１端面４２ａの内周端と第２端面４２ｂの内周端とを繋ぐ接続面４２ｃと、によって形成されている。第１端面４２ａ及び第２端面４２ｂは軸部１６ｂに垂直である。このため、軸部１６ｂを含む平面内における突条部４２の断面は、矩形状となっている。
As shown in FIG. 6, a ridge portion (first ridge portion) 42 extending along the peripheral surface of the accommodation space for accommodating the
一方、スラストベアリング２６には、その外周面において、環状の突条部４２を受け入れる環状の溝部（第１溝部）４４が設けられている。すなわち、スラストベアリング２６の外周面には、軸方向の中間部において径方向に凹んだ溝部４４が形成されている。溝部４４は、軸方向の端部に位置する第１側面４４ａと、この第１側面４４ａに対向する第２側面４４ｂと、第１側面４４ａの内周端と第２側面４４ｂの内周端を繋ぐ接続面４４ｃと、によって形成されている。第１側面４４ａは、軸部１６ｂに垂直であり、突条部４２の第１端面４２ａに軸方向に対向している。第２側面４４ｂは、軸部１６ｂに垂直であり、突条部４２の第２端面４２ｂに軸方向に対向している。接続面４４ｃは、周面によって形成されている。このため、軸部１６ｂを含む平面内における溝部４４の断面は、矩形状となっている。
On the other hand, the
スラストベアリング２６を収容する収容空間には、第１空間４６と第２空間４８とが含まれている。第１空間４６は、溝部４４と突条部４２との間の空間であって、突条部４２に対してスラストカラー１６ｃ側に位置している。第１空間４６は、溝部４４の第１側面４４ａと、溝部４４の接続面４４ｃと、突条部４２の第１端面４２ａと、ケーシング１３における収容空間を区画する内周面（第１部位３９ａの内周面）と、によって区画され、軸部１６ｂを含む平面内における断面が矩形状に形成されている。
The accommodation space for accommodating the
第１空間４６は、軸部１６ｂ周りの環状の空間を半分にした形状であり、分割面１９ａにおいて、軸部１６ｂに対して一方側に一端部が開口するとともに、軸部１６ｂに対してもう一方側に他端部が開口している。
The
第２空間４８は、溝部４４と突条部４２との間の空間であって、突条部４２に対してスラストカラー１６ｃとは反対側に位置している。第２空間４８は、溝部４４の第２側面４４ｂと、溝部４４の接続面４４ｃと、突条部４２の第２端面４２ｂと、ケーシング１３における収容空間を区画する内周面（第１部位３９ａの内周面）と、によって区画され、軸部１６ｂを含む平面内における断面が矩形状に形成されている。
The
第２空間４８は、軸部１６ｂ周りの環状の空間を半分にした形状であり、分割面１９ａにおいて、軸部１６ｂに対して一方側に一端部が開口するとともに、軸部１６ｂに対してもう一方側に他端部が開口している。
The
第１空間４６には、第１リング５１が挿入されており、第２空間４８には、第２リング５２が挿入されている。第１リング５１は、図７に示すように、２つの円弧部材５１ａに分割された構成である。円弧部材５１ａは、円弧状に延びる形状を有しており、長手方向に一定の厚みを有している。円弧部材５１ａは、第１空間４６において分割面１９ａに開口する端部から周方向に沿って第１空間４６内に挿入される。したがって、第１リング５１の円弧部材５１ａを第１空間４６に挿入する際に、スラストベアリング２６をロータ軸１６から取り外しておく必要がない。
The
第２リング５２も、第１リング５１と同様に、２つの円弧部材（図示省略）に分割された構成である。したがって、第２リング５２を構成する円弧部材は、第２空間４８において分割面１９ａに開口する端部から周方向に沿って第２空間４８内に挿入される。したがって、第２リング５２の円弧部材を第２空間４８に挿入する際に、スラストベアリング２６をロータ軸１６から取り外しておく必要がない。
Like the
第２リング５２の厚みは、第１リング５１の厚みと同じでもよく、異なっていても良い。すなわち、第１リング５１及び第２リング５２の一方は、スラストカラー１６ｃに対するスラストベアリング２６の軸方向における位置を調整するために用いられる。このため、第１リング５１及び第２リング５２の一方は、スラストベアリング２６がスラストカラー１６ｃに対して所定の位置に決められるような厚みを有するものが使用されている。これに対し、第１リング５１及び第２リング５２の他方は、スラストベアリング２６が前記所定の位置に定められた結果、当該リング５１，５２が配置される空間４６，４８の幅に応じた厚みのものが使用されている。すなわち、第１リング５１及び第２リング５２の他方は、スラストベアリング２６が軸方向に移動することを制限するために設けられる。
The thickness of the
なお、本実施形態では、第１リング５１及び第２リング５２は、２つの円弧部材５１ａに分割された構成であるが、これに限られず、３つ以上の円弧部材に分割された構成であってもよい。
In the present embodiment, the
図６に戻る。軸収容溝３９の第２部位３９ｂは、第２ケーシング部２０に形成された軸収容溝の第２部位と組み合わされることによって、スラストカラー１６ｃを収容する空間を形成する。
Return to FIG. The
軸収容溝３９の第３部位３９ｃは、軸収容溝３９に配置されるロータ軸１６の軸部１６ｂと同心状の断面半円形状の空間を形成する形状を有している。この空間にも部分的に軸部１６ｂが配置される。軸収容溝３９の第３部位３９ｃは、第２ケーシング部２０に形成された軸収容溝の第３部位と組み合わせられることにより、第２スラストベアリング２８を収容する第２収容空間を形成する。
The
軸収容溝３９の第３部位３９ｃには、第２スラストベアリング２８を収容する第２収容空間の周面に沿って延びる第２突条部５４が形成されている。第２突条部５４は、軸部１６ｂと同心状の円環を半分にした形状である。第２ケーシング部２０にも同様の形状の第２突条部が形成されているため、第１ケーシング部１９の第２突条部５４及び第２ケーシング部２０の第２突条部は、第１ケーシング部１９と第２ケーシング部２０とが互いに組み合わされると１つの環状となる。したがって、ケーシング１３には、軸部１６ｂと同心状の環状の第２突条部５４が設けられている。第２突条部５４は、軸方向の端面（第１端面）５４ａと、第１端面５４ａとは反対側の端面（第２端面）５４ｂと、第１端面５４ａの内周端と第２端面５４ｂの内周端とを繋ぐ接続面５４ｃと、によって形成されている。第１端面５４ａ及び第２端面５４ｂは軸部１６ｂに垂直である。このため、軸部１６ｂを含む平面内における第２突条部５４の断面は、矩形状となっている。
At the
一方、第２スラストベアリング２８には、その外周面において、環状の第２突条部５４を受け入れる環状の第２溝部５６が設けられている。すなわち、第２スラストベアリング２８の外周面には、軸方向の中間部において径方向の内側に凹んだ第２溝部５６が形成されている。第２溝部５６は、軸方向の端部に位置する第１側面５６ａと、この第１側面５６ａに対向する第２側面５６ｂと、第１側面５６ａの内周端と第２側面５６ｂの内周端を繋ぐ接続面５６ｃと、によって形成されている。第１側面５６ａは、軸部１６ｂに垂直であり、第２突条部５４の第１端面５４ａに軸方向に対向している。第２側面５６ｂは、軸部１６ｂに垂直であり、第２突条部５４の第２端面５４ｂに軸方向に対向している。接続面は、周面によって形成されている。このため、軸部１６ｂを含む平面内における第２溝部５６の断面は、矩形状となっている。
On the other hand, the second thrust bearing 28 is provided with an annular
第２溝部５６と第２突条部５４との間には、空間が形成されていない。このため、第２溝部５６の第１側面５６ａと第２突条部５４の第１端面５４ａとは互いに接触しており、第２溝部５６の第２側面５６ｂと第２突条部５４の第２端面５４ｂとは互いに接触している。
No space is formed between the
本実施形態に係るターボ圧縮機１０では、ロータ軸１６が駆動されず羽根車１１ｂが回転しない時（停止時）において、羽根車１１ｂには、圧縮室１１ａ内のガスによって軸方向の力がかかっている。このため、第２スラストベアリング２８には、スラストカラー１６ｃから受けるスラスト力が作用している。このスラスト力は、羽根車１１ｂが取り付けられた軸部１６ｂの一端部から他端部に向かう方向の力である。このとき、第２スラストベアリング２８のベアリング面には、オイルユニット３４から第２供給口２８ｅを介して加圧液が供給されている。したがって、ベアリング面とスラストカラー１６ｃとの間には、加圧液が存在している。これにより液体静力学的なスラストベアリングとして機能する。
In the
ロータ軸１６の回転に伴って、供給口２８ｄからティルティングパッド２８ｂ間に潤滑液が流出し、ティルティングパッド２８ｂ間は、潤滑液で満たされる。ロータ軸１６が回転している最中には、キーフェーザ２２及び演算部２４によってロータ軸１６の回転数が監視されている。そして、ロータ軸１６の回転数が定格の回転数に達すると、オイルユニット３４からの第２供給口２８ｅを介したベアリング面への加圧液の供給が停止される。この状態では、供給口２８ｄからティルティングパッド２８ｂ間に供給される潤滑液によってスラストカラー１６ｃとティルティングパッド２８ｂ間の潤滑が維持される。
As the
以上説明したように、本実施形態では、スラストカラー１６ｃに対するスラストベアリング２６の隙間幅を調整するために、軸方向における第１空間４６及び第２空間４８の幅に応じた厚みを有する第１リング５１及び第２リング５２が用いられる。例えば第１リング５１が第１空間４６内に配置された状態で、スラストベアリング２６又はケーシング１３をロータ軸１６の軸部１６ｂの軸方向に移動させることにより、軸方向における第１空間４６の幅が第１リング５１の幅に調整される。この結果、第１リング５１の幅に応じてスラストベアリング２６とスラストカラー１６ｃとの間の隙間幅が微調整される。微調整が完了した時点で、軸方向における第２空間４８の幅が決まるため、この第２空間４８の幅に応じた厚みを有する第２リング５２を第２空間４８に配置させることができる。これにより、軸方向においてスラストベアリング２６がケーシング１３に対して移動しないようにすることができる。
As described above, in the present embodiment, in order to adjust the clearance width of the thrust bearing 26 with respect to the
一方、第２リング５２が第２空間４８内に配置された状態でスラストベアリング２６又はケーシング１３をロータ軸１６の軸方向に移動させることもできる。この場合には、まず、軸方向における第２空間４８の幅が第２リング５２の幅に応じて調整される。この結果、スラストベアリング２６とスラストカラー１６ｃとの間の隙間幅の微調整が完了する。そして、この幅調整の結果に応じて決まる第１空間４６の幅に合わせた厚みを有する第１リング５１が第１空間４６に挿入される。これにより、軸方向においてスラストベアリング２６がケーシング１３に対して移動しないようにすることができる。
On the other hand, the thrust bearing 26 or the
ケーシング１３は、ロータ軸１６に沿う面で第１ケーシング部１９と第２ケーシング部２０とに分割されている。本実施形態では、ロータ軸１６の軸心を通る仮想平面上で分割面１９ａと分割面２０ａが接しており、第１ケーシング部１９と第２ケーシング部２０とを互いに組み合わせることによって、ケーシング１３に、スラストベアリング２６を収容する収容空間が形成される。一方、第１リング５１及び第２リング５２は何れも複数の円弧部材５１ａに分割された構成であり、第１ケーシング部１９と第２ケーシング部２０とが分離された状態で、第１リング５１は第１空間４６に周方向に挿入され、第２リング５２は第２空間４８に周方向に挿入される。したがって、第１リング５１を第１空間４６に挿入する場合に、スラストベアリング２６をロータ軸１６から取り外す作業は必要ない。また、第２リング５２を第２空間４８に挿入する場合にも、スラストベアリング２６をロータ軸１６から取り外す作業は必要ない。したがって、スラストカラー１６ｃに対するスラストベアリング２６の位置調整作業、すなわち、ケーシング１３に対するスラストベアリング２６の位置調整作業が繁雑になること抑制することができる。
The
しかも、ケーシング１３が、軸部１６ｂ周りの環状の突条部４２を有し、スラストベアリング２６が、突条部４２を受け入れる環状の溝部４４を有する。このため、ボルト等の締結部材によってスラストベアリング２６をケーシング１３に締結することなく、スラストベアリング２６をケーシング１３内で固定することができる。
Moreover, the
また本実施形態では、スラストベアリング２６がテーパランドスラストベアリングによって構成されるため、傾斜したテーパ面２６ｃの角度、テーパ面２６ｃやランド面２６ｆの面積等に応じて、スラストカラー１６ｃとスラストベアリング２６との間の潤滑液の膜（例えば油膜）を調整することができる。また、スラストベアリング２６は軸部１６ｂの端面でなく軸部１６ｂより大径のスラストカラー１６ｃでスラスト力を受けるため、より大きなスラスト力を受けることが可能である。また、テーパランドスラストベアリングがスラストカラー１６ｃに対して羽根車１１ｂ側に位置しているので、ロータ軸１６を羽根車１１ｂ側に移動させるスラスト力をテーパランドスラストベアリングにて受けることができる。
Further, in the present embodiment, since the
また本実施形態では、スラストベアリング２６が、一体的に構成されたジャーナル軸受としての機能をも有するので、スラストベアリング２６とは別の空間にジャーナル軸受を追加的に設ける必要がない。したがって、ロータ軸１６に対するベアリングの組み付け作業が増えることを抑制することができる。
Further, in the present embodiment, since the
また本実施形態において、ティルティングパッドスラストベアリングでは、周方向に配置された複数のティルティングパッド２８ｂによってスラスト力を受けるため、大きなスラスト力に対しても有効に作用することができる。しかも、ティルティングパッド２８ｂによってスラストカラー１６ｃに対する姿勢が自動的に調整されるため、軸部１６ｂの軸方向に対するスラストカラー１６ｃの垂直度のずれの影響を受けること（例えば、不安定振動を生じること）なく、ティルティングパッドスラストベアリングによってスラスト力を受けることができる。またティルティングパッドスラストベアリングは液体動力学的なスラストベアリングとして機能し、羽根車１１ｂの回転力を受けてロータ軸１６が回転することによって、潤滑液を供給口２８ｄから流出させてスラスト面に潤滑液を供給する。
Further, in the present embodiment, since the tilting pad thrust bearing receives the thrust force by the plurality of tilting
また本実施形態において、ティルティングパッドスラストベアリングは、第２供給口２８ｅから流出して加圧凹部２８ｆに入った加圧液により、スラストカラー１６ｃを押圧する。ティルティングパッドスラストベアリングは、液体静力学的なスラストベアリングとしても機能するため、羽根車１１ｂの停止時にもロータ軸１６に作用するスラスト力が負荷される。なお、本実施形態では、加圧凹部２８ｆは、円盤状の空間を形成するように構成されているが、リング状の空間を形成する構成であってもよい。
Further, in the present embodiment, the tilting pad thrust bearing presses the
また本実施形態では、スラストカラー１６ｃに対して羽根車１１ｂとは反対側に配置されている第２スラストベアリング２８には、羽根車１１ｂが圧縮対象のガスから受ける力によって生ずるスラストカラー１６ｃからのスラスト力が負荷される。特に、ティルティングパッドスラストベアリングによって構成されている第２スラストベアリング２８が、液体静力学的なスラストベアリングとしても機能する複合スラストベアリングとして構成されているため、羽根車１１ｂの停止時にもロータ軸１６が大きな軸方向荷重を受けている場合に有効となる。
Further, in the present embodiment, the second thrust bearing 28 arranged on the side opposite to the
また本実施形態では、スラスト力がロータ軸１６に作用して、ロータ軸１６が変位すると、変位検出器３２はこの変位を検出する。したがって、変位検出器３２により、ロータ軸１６の変位量が所定値以上になることをモニタリングすることが可能となる。
Further, in the present embodiment, when a thrust force acts on the
また本実施形態では、第２スラストベアリング２８が、ベアリング本体２８ｇを収容するリテーナ２８ｈを備えているので、ケーシング１３がベアリング本体２８ｇの形状及び大きさに応じた形状に形成されていない場合でも、ベアリング本体２８ｇをケーシング１３に取り付けることができる。したがって、ケーシング１３をベアリング本体２８ｇの形状及び大きさに応じて専用に設計する必要がないため、ケーシング１３のコスト低減に寄与する。
Further, in the present embodiment, since the second thrust bearing 28 includes the
また本実施形態では、ケーシング１３が、軸部１６ｂ周りの環状の第２突条部５４を有し、第２スラストベアリング２８が、第２突条部５４を受け入れる環状の第２溝部５６を有する。このため、ボルト等の締結部材によって第２スラストベアリング２８をケーシング１３に締結することなく、第２スラストベアリング２８をケーシング１３内で固定することができる。
Further, in the present embodiment, the
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明は、前記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。例えば、前記実施形態では、ケーシング１３に突条部（第１突条部）４２が形成される一方で、スラストベアリング２６に溝部（第１溝部）４４が形成されているが、この構成に限られない。図８に示すように、スラストベアリング２６に突条部（第１突条部）４２が形成される一方で、スラストベアリング２６に溝部（第１溝部）４４が形成されていてもよい。
It should be noted that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and are not considered to be restrictive. The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and improvements can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the ridge portion (first ridge portion) 42 is formed in the
図８に示す構成では、突条部４２は、スラストベアリング２６の外周面から径方向の外側に突出する点で、前記実施形態と異なっている。突条部４２の接続面４２ｃは、第１端面４２ａの外周端と、第２端面４２ｂの外周端とを繋いでいる。一方、溝部４４は、ケーシング１３において収容空間を区画する周面から径方向の外側に凹んでいる。溝部４４の接続面４４ｃは、第１側面４４ａの外周端と第２側面４４ｂの外周端を繋いでいる。
The configuration shown in FIG. 8 is different from the above embodiment in that the
また、図８に示すように、第２スラストベアリング２８に第２突条部５４が形成される一方で、ケーシング１３に第２溝部５６が形成されていてもよい。すなわち、第２突条部５４は、第２スラストベアリング２８の外周面から径方向の外側に突出していてもよい。この場合、第２突条部５４の接続面５４ｃは、第１端面５４ａの外周端と、第２端面５４ｂの外周端とを繋いでいる。また、第２溝部５６は、ケーシング１３において第２収容空間を区画する周面から径方向の外側に凹んでいてもよい。この場合、第２溝部５６の接続面５６ｃは、第１側面５６ａの外周端と第２側面５６ｂの外周端を繋いでいる。なお、図８において、第２突条部５４及び第２溝部５６は、図３に示す構成が採用されていてもよい。すなわち、突条部４２がスラストベアリング２６に形成されるとともに溝部４４がケーシング１３に形成される一方で、第２突条部５４がケーシング１３に形成されるとともに第２溝部５６がスラストベアリング２６に形成された構成であってもよい。あるいは、突条部４２がケーシング１３に形成されるとともに溝部４４がスラストベアリング２６に形成される一方で、第２突条部５４がスラストベアリング２６に形成されるとともに第２溝部５６がケーシング１３に形成された構成であってもよい。
Further, as shown in FIG. 8, the
前記実施形態では、溝部４４と突条部４２との間に第１空間４６及び第２空間４８が形成され、第２溝部５６と第２突条部５４との間には空間が形成されていない。これに対し、図９に示す構成では、第２溝部５６と第２突条部５４との間に第１空間４６及び第２空間４８が形成され、溝部（第１溝部）４４と突条部（第１突条部）４２との間には第１空間４６及び第２空間４８が形成されていない。そして、第１リング５１は、第２溝部５６と第２突条部５４との間の第１空間４６に配置され、第２リング５２は、第２溝部５６と第２突条部５４との間の第２空間４８に配置されている。
In the above embodiment, the
前記実施形態では、スラストベアリング２６がテーパランドスラストベアリングによって構成されているが、これに限られない。例えば、スラストベアリング２６は、ティルティングパッドスラストベアリング等、他のタイプのスラストベアリングによって構成されていてもよい。
In the above embodiment, the
前記実施形態では、スラストベアリング２６がジャーナル軸受部２６ｄを含む構成となっているが、これに限られない。スラストベアリング２６と別箇にジャーナル軸受が設けられていてもよい。
In the above embodiment, the
前記実施形態では、第２スラストベアリング２８がティルティングパッドスラストベアリングによって構成されているが、これに限られない。例えば、第２スラストベアリング２８は、他のタイプのスラストベアリングによって構成されていてもよい。 In the above embodiment, the second thrust bearing 28 is composed of a tilting pad thrust bearing, but the present invention is not limited to this. For example, the second thrust bearing 28 may be composed of other types of thrust bearings.
前記実施形態では、第２スラストベアリング２８が複合スラストベアリングとして構成されているが、これに限られない。羽根車１１ｂの停止時に羽根車１１ｂにガスから力が加わらない場合には、第２スラストベアリング２８は、液体動力学的なスラストベアリングとして機能すれば十分であり、液体静力学的なスラストベアリングとして機能しなくてもよい。
In the above embodiment, the second thrust bearing 28 is configured as a composite thrust bearing, but the present invention is not limited to this. When no force is applied to the
前記実施形態では、ロータ軸１６の変位を検出する変位検出器３２が設けられているが、変位検出器３２を省略してもよい。
In the above embodiment, the
前記実施形態では、ロータ軸１６の回転数が定格の回転数に達すると、オイルユニット３４からの第２供給口２８ｅを介したベアリング面への加圧液の供給が停止されている。しかしながらこの構成に限られるものではなく、ロータ軸１６の回転数が定格の回転数に達した場合でも加圧液の供給を停止せずに継続するようにしてもよい。
In the above embodiment, when the rotation speed of the
前記実施形態では、スラストベアリング２６および第２スラストベアリングを含むベアリングの周方向の固定方法について示していないが、廻り止めピン等により適宜公知の廻り止めを施せばよい。
In the above embodiment, the method of fixing the bearing including the
１０ ：ターボ圧縮機
１１ｂ ：羽根車
１３ ：ケーシング
１６ ：ロータ軸
１６ｂ ：軸部
１６ｃ ：スラストカラー
１９ ：第１ケーシング部
２０ ：第２ケーシング部
２６ ：スラストベアリング
２６ｄ ：ジャーナル軸受部
２８ ：第２スラストベアリング
２８ｂ ：ティルティングパッド
２８ｃ ：保持部
２８ｄ ：供給口
２８ｅ ：第２供給口
２８ｆ ：加圧凹部
２８ｇ ：ベアリング本体
２８ｈ ：リテーナ
３２ ：変位検出器
４２ ：突条部
４４ ：溝部
４６ ：第１空間
４８ ：第２空間
５１ ：第１リング
５２ ：第２リング
５４ ：第２突条部
５６ ：第２溝部
10:
Claims (9)
前記ロータ軸に沿う面で第１ケーシング部と第２ケーシング部とに分割されたケーシングと、
前記スラストカラーに対して前記羽根車側又は前記羽根車と反対側に配置され、前記スラストカラーからスラスト力を受け得るスラストベアリングと、
前記軸部の軸方向において、前記ケーシングに対する前記スラストベアリングの位置を調整する第１リング及び第２リングと、
を備え、
前記ケーシングは、前記第１ケーシング部及び前記第２ケーシング部に亘って形成されて、前記スラストベアリングを収容する収容空間を形成し、
前記ケーシング及び前記スラストベアリングの一方は、前記収容空間の周面に沿って前記軸部の周りに延びる環状の突条部を有し、
前記ケーシング及び前記スラストベアリングの他方は、前記環状の突条部を受け入れる環状の溝部を有し、
前記収容空間における前記溝部と前記突条部との間の部位には、前記突条部に対して前記軸方向の一方側に位置する環状の第１空間と、前記突条部に対して前記軸方向の他方側に位置する環状の第２空間とが形成され、
前記第１リングは、複数の円弧部材に分割された構成であって、前記第１空間に周方向に挿入可能に構成され、
前記第２リングは、複数の円弧部材に分割された構成であって、前記第２空間に周方向に挿入可能に構成されているターボ圧縮機。 A rotor shaft having a shaft portion to which an impeller is attached to one end portion and a thrust collar formed at a portion other than the one end portion of the shaft portion.
A casing divided into a first casing portion and a second casing portion on a surface along the rotor shaft,
A thrust bearing that is arranged on the impeller side or the side opposite to the impeller with respect to the thrust collar and can receive thrust force from the thrust collar.
A first ring and a second ring that adjust the position of the thrust bearing with respect to the casing in the axial direction of the shaft portion.
With
The casing is formed over the first casing portion and the second casing portion to form an accommodation space for accommodating the thrust bearing.
One of the casing and the thrust bearing has an annular ridge extending around the shaft along the peripheral surface of the accommodation space.
The other of the casing and the thrust bearing has an annular groove that receives the annular ridge.
In the portion between the groove portion and the ridge portion in the accommodation space, an annular first space located on one side of the ridge portion in the axial direction and the ridge portion are described. An annular second space located on the other side in the axial direction is formed.
The first ring is divided into a plurality of arc members, and is configured to be insertable in the first space in the circumferential direction.
The second ring is a turbo compressor having a configuration divided into a plurality of arc members and capable of being inserted into the second space in the circumferential direction.
前記スラストベアリング及び前記第２スラストベアリングの少なくとも一方は、ティルティングパッドスラストベアリングによって構成され、
前記ティルティングパッドスラストベアリングは、周方向に配置された複数のティルティングパッドと、隣り合うティルティングパッド間に設けられた供給口と、を有し、前記供給口から潤滑液を流出させて液体動力学的なスラストベアリングとして機能する、請求項１に記載のターボ圧縮機。 A second thrust bearing, which is arranged on the opposite side of the thrust collar from the thrust bearing and can receive thrust force from the thrust collar, is further provided.
At least one of the thrust bearing and the second thrust bearing is composed of a tilting pad thrust bearing.
The tilting pad thrust bearing has a plurality of tilting pads arranged in the circumferential direction and a supply port provided between adjacent tilting pads, and the lubricating liquid is discharged from the supply port to be a liquid. The turbo compressor according to claim 1, which functions as a hydrodynamic thrust bearing.
前記軸部の前記他端部において前記軸方向における前記ロータ軸の変位を検出する変位検出器をさらに備えている、請求項６に記載のターボ圧縮機。 At least one of the thrust bearing and the second thrust bearing configured by the tilting pad thrust bearing is formed with a space for accessing the other end of the shaft portion from the outside of the casing.
The turbo compressor according to claim 6, further comprising a displacement detector that detects a displacement of the rotor shaft in the axial direction at the other end of the shaft portion.
前記ベアリング本体は、前記リテーナを介して前記ケーシングに取り付けられている、請求項４に記載のターボ圧縮機。 The thrust bearing or the second thrust bearing configured by the tilting pad thrust bearing is a bearing body having a holding portion for holding the plurality of tilting pads and the plurality of tilting pads, and the bearing body. Equipped with a retainer to accommodate
The turbo compressor according to claim 4, wherein the bearing body is attached to the casing via the retainer.
前記ケーシング及び前記第２スラストベアリングの一方は、前記第２収容空間の内周面に沿って前記軸部の周りに延びる環状の第２突条部を有し、
前記ケーシング及び前記第２スラストベアリングの他方は、前記環状の第２突条部を受け入れる環状の第２溝部を有し、
前記第２突条部が前記第２溝部に受け入れられることによって、前記ケーシングに対して前記第２スラストベアリングが固定されている、請求項４に記載のターボ圧縮機。
The casing is formed over the first casing portion and the second casing portion to form a second accommodating space for accommodating the second thrust bearing.
One of the casing and the second thrust bearing has an annular second ridge extending around the shaft along the inner peripheral surface of the second accommodation space.
The other of the casing and the second thrust bearing has an annular second groove that receives the annular second ridge.
The turbo compressor according to claim 4, wherein the second thrust bearing is fixed to the casing by accepting the second ridge portion in the second groove portion.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020076713A JP7309655B2 (en) | 2020-04-23 | 2020-04-23 | turbo compressor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020076713A JP7309655B2 (en) | 2020-04-23 | 2020-04-23 | turbo compressor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2021173204A true JP2021173204A (en) | 2021-11-01 |
| JP7309655B2 JP7309655B2 (en) | 2023-07-18 |
Family
ID=78281642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020076713A Active JP7309655B2 (en) | 2020-04-23 | 2020-04-23 | turbo compressor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7309655B2 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62104016U (en) * | 1985-12-20 | 1987-07-02 | ||
| JPH0575498U (en) * | 1992-03-19 | 1993-10-15 | 株式会社神戸製鋼所 | Thrust plain bearing structure |
| JP2006077803A (en) * | 2004-09-07 | 2006-03-23 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Tapered land type thrust bearing |
| JP2008138577A (en) * | 2006-12-01 | 2008-06-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Centrifugal compressor |
| JP2008232289A (en) * | 2007-03-20 | 2008-10-02 | Jtekt Corp | Bearing device, and rotation driving device having the same |
-
2020
- 2020-04-23 JP JP2020076713A patent/JP7309655B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62104016U (en) * | 1985-12-20 | 1987-07-02 | ||
| JPH0575498U (en) * | 1992-03-19 | 1993-10-15 | 株式会社神戸製鋼所 | Thrust plain bearing structure |
| JP2006077803A (en) * | 2004-09-07 | 2006-03-23 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Tapered land type thrust bearing |
| JP2008138577A (en) * | 2006-12-01 | 2008-06-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Centrifugal compressor |
| JP2008232289A (en) * | 2007-03-20 | 2008-10-02 | Jtekt Corp | Bearing device, and rotation driving device having the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP7309655B2 (en) | 2023-07-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4637786A (en) | Scroll type fluid apparatus with lubrication of rotation preventing mechanism and thrust bearing | |
| JP2541227B2 (en) | Scroll compressor | |
| EP0787913A2 (en) | Hydrodynamic bearing for spindle motor having high inertial load | |
| KR101947305B1 (en) | Scroll compressor | |
| JP2001112214A (en) | Motor | |
| WO2012144067A1 (en) | Scroll compressor | |
| KR960001626B1 (en) | Scroll type compressor | |
| JP2021173204A (en) | Turbo compressor | |
| JP6842385B2 (en) | Scroll compressor | |
| JP2611371B2 (en) | Trochoid pump | |
| JPH07174082A (en) | Scroll type fluid machine | |
| JPWO2019187023A1 (en) | Rotating machines and turbochargers | |
| JPH0988849A (en) | Scroll type fluid machinery | |
| JP2020063785A (en) | Damper device | |
| JP3179716B2 (en) | Canned motor pump | |
| JP2017180830A (en) | Speed increaser and centrifugal compressor | |
| JP3301670B2 (en) | Thrust bearing | |
| JP2004003525A (en) | Scroll compressor | |
| JPH09105390A (en) | Scroll type fluid machinery | |
| JP2793648B2 (en) | Hydrostatic thrust bearing | |
| JP4917424B2 (en) | Scroll type fluid machine | |
| JP2009085102A (en) | Scroll type fluid machine | |
| JP2017180528A (en) | Speed increaser and centrifugal compressor | |
| GB2315824A (en) | Dynamic wear ring | |
| JP3272087B2 (en) | Pump integrated bearing |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20221101 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230630 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230704 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230705 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7309655 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |