專利名稱：渦輪壓縮機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及渦輪壓縮機，特別是延長軸承壽命的同時提高旋轉(zhuǎn)軸的臨界速度的渦輪壓縮機。
背景技術(shù)：
在制冷機中，為了壓縮作為工作流體的致冷劑氣體使之成為高溫高壓狀態(tài)，采用離心壓縮機、即所謂的渦輪壓縮機。
但是，在壓縮機中，如果壓縮比變大，則壓縮機的排出溫度升高，容積效率下降。特別是如果蒸發(fā)溫度下降，由于壓縮比變大，所以有時將壓縮操作分成二級或者三級以上進行壓縮。將這樣的進行多級壓縮操作的渦輪壓縮機稱為多級渦輪壓縮機。
作為二級渦輪壓縮機的現(xiàn)有技術(shù)，有下述專利文獻1公開的技術(shù)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。
在該渦輪壓縮機80中，于自由旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在殼體81內(nèi)的旋轉(zhuǎn)軸82上，在相同方向上隔開間隔地固定著第一級離心葉輪83和第二級離心葉輪84。
旋轉(zhuǎn)軸82在固定有第一級離心葉輪83和第二級離心葉輪84的部分懸伸的狀態(tài)下，在軸向上分開的位置上旋轉(zhuǎn)自如地被軸承A和軸承B支撐。
軸承A是采用了角接觸球軸承的組合角接觸球軸承，軸承B是采用了兩個角接觸球軸承的組合角接觸球軸承。
此外，作為驅(qū)動源的馬達85的輸出軸86旋轉(zhuǎn)自如地被軸承87支撐。輸出軸86上固定了大齒輪88，旋轉(zhuǎn)軸82上固定了與大齒輪88嚙合的小齒輪89，這樣，馬達85的輸出軸86的旋轉(zhuǎn)力被增速以后傳遞給旋轉(zhuǎn)軸82。
在這樣構(gòu)成的渦輪壓縮機80中，由上游側(cè)的第一級離心葉輪83壓縮致冷劑，并且將該致冷劑導(dǎo)入第二級壓縮葉輪84中進行壓縮之后輸送到外部。
此外，在渦輪壓縮機的旋轉(zhuǎn)軸的兩端部上固定葉輪，在中央部連接馬達的輸出軸，在旋轉(zhuǎn)軸的兩端部附近配置軸承，這種結(jié)構(gòu)公開在下述專利文獻2中。
專利文獻1特開2002-303298號公報專利文獻2特開平5-223090號公報壓縮機中，葉輪背面的壓力比葉輪前面高，在該壓力差的作用下，從葉輪背面?zhèn)认蛉肟诜较虍a(chǎn)生推力。因此，如專利文獻1的渦輪壓縮機那樣，如果在相同方向配置兩個葉輪，則作用在兩個葉輪上的推力合計起來形成大的推力。因此，對作用在壓縮機的旋轉(zhuǎn)軸上的推力載荷進行支撐側(cè)的軸承，支撐載荷大，相應(yīng)地機械損失增加，而且，還存在軸承的壽命縮短的問題。此外，如果為了延長軸承的壽命，增加配置的軸承的數(shù)量，則存在機械損失增加的問題。
此外，在專利文獻2的渦輪壓縮機中，采用了角接觸球軸承作為軸承。角接觸球軸承雖然不僅能夠承受徑向載荷而且能夠承受推力載荷，但是為了承受兩個方向的推力載荷，必須組合兩個以上使用。因此，存在所使用的軸承數(shù)量增加、機械損失變大的問題。
此外，如專利文獻1的渦輪壓縮機所述，在旋轉(zhuǎn)軸的懸伸部分上安裝多個葉輪的壓縮機中，在考慮到旋轉(zhuǎn)軸的臨界速度時，需要采用縮短葉輪的軸向長度等手段。
但是，從壓縮效率的觀點出發(fā)，縮短葉輪的軸向長度不能說是優(yōu)選的。
此外，在專利文獻2的渦輪壓縮機中，由于支撐在旋轉(zhuǎn)軸的兩端部附近，所以軸支撐部的間隔增加，存在臨界速度降低的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述情況而作出的，目的在于提供一種渦輪壓縮機，其能夠降低軸承部的機械損失、延長軸承壽命，并且能夠提高臨界速度而不會縮短葉輪的軸向長度。
為了解決上述問題，本發(fā)明的渦輪壓縮機采用了下述機構(gòu)即，本發(fā)明的渦輪壓縮機，包括設(shè)于殼體內(nèi)并由驅(qū)動源驅(qū)動進行旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)自如地支撐該旋轉(zhuǎn)軸的軸承，和在軸向上隔開間隔地配置在上述旋轉(zhuǎn)軸上的第一離心葉輪和第二離心葉輪，上述第一離心葉輪和上述第二離心葉輪配置在相互的背面?zhèn)葘χ玫姆较蛏?，上述軸承包括分別在軸向上分開的兩個支撐位置上對作用于上述旋轉(zhuǎn)軸上的徑向載荷進行支撐的圓柱滾子軸承、和對作用于上述旋轉(zhuǎn)軸上的推力載荷進行支撐的推力軸承。
這樣，由于第一離心葉輪和第二離心葉輪配置在相互的背面?zhèn)葘χ玫姆较蛏?，所以作用于兩葉輪上的推力也相互方向相反。因此，作用于兩個葉輪上的推力互相抵消降低，作用于軸承上的推力載荷大幅度降低，因此能夠降低軸承部的機械損失。因此，能夠延長軸承的壽命。
此外，由于分為對徑向載荷和對推力載荷進行支撐的軸承，所以能夠根據(jù)各自的載荷選定考慮了損失和壽命等的最優(yōu)軸承。本發(fā)明中，如上所述，由于降低了推力載荷，所以僅由推力軸承支撐推力載荷，對徑向載荷進行支撐的軸承采用了圓柱滾子軸承。因此，不必像角接觸球軸承那樣組合多個軸承來使用，能夠減少使用數(shù)量，故能夠降低軸承部的機械損失。
另外，圓柱滾子軸承由于能夠比球軸承支撐更大的徑向載荷，故在支撐相同的徑向載荷的情況下，能夠?qū)⑤S承做得比球軸承小。
此外，本發(fā)明的渦輪壓縮機，包括設(shè)于殼體內(nèi)并由驅(qū)動源驅(qū)動進行旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)自如地支撐該旋轉(zhuǎn)軸的軸承，和在軸向上隔開間隔地配置在上述旋轉(zhuǎn)軸上的第一離心葉輪和第二離心葉輪，上述第一離心葉輪和上述第二離心葉輪配置在相互的背面?zhèn)葘χ玫姆较蛏?，上述軸承是在軸向上分開的兩個支撐位置對上述旋轉(zhuǎn)軸進行支撐的軸承，并且至少對一個支撐位置進行支撐的軸承是深槽球軸承。
這樣，由于第一離心葉輪和第二離心葉輪配置在相互的背面?zhèn)葘χ玫姆较蛏?，所以如上所述，能夠降低軸承部的機械損失。因此，能夠延長軸承的壽命。
此外，由于大幅度降低軸承部的推力載荷，并且通過采用深槽球軸承而不必像角接觸球軸承那樣組合多個軸承進行使用，所以能夠減少軸承的使用數(shù)量，能夠降低軸承部的機械損失。
另外，在上述渦輪壓縮機中，其特征在于，從上述旋轉(zhuǎn)軸的一端側(cè)依次配置上述第一離心葉輪和上述第二離心葉輪，上述旋轉(zhuǎn)軸以上述第二離心葉輪為基準(zhǔn)從上述第一離心葉輪的軸向相反側(cè)的部位被傳遞驅(qū)動力，上述軸承中的對一個支撐位置進行支撐的軸承配置在上述第一離心葉輪和第二離心葉輪之間，對另一個支撐位置進行支撐的軸承以上述第二離心葉輪為基準(zhǔn)配置在上述第一離心葉輪的軸向相反側(cè)。
此外，本發(fā)明的渦輪壓縮機，包括設(shè)于殼體內(nèi)并由驅(qū)動源驅(qū)動進行旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)自如地支撐該旋轉(zhuǎn)軸的軸承，和在軸向上隔開間隔地配置在上述旋轉(zhuǎn)軸上的第一離心葉輪和第二離心葉輪，其特征在于上述第一離心葉輪和上述第二離心葉輪從上述旋轉(zhuǎn)軸的一端側(cè)依次配置在相互的背面?zhèn)葘χ玫姆较蛏希鲜鲂D(zhuǎn)軸以上述第二離心葉輪為基準(zhǔn)從上述第一離心葉輪的軸向相反側(cè)的部位被傳遞驅(qū)動力，上述軸承中的對一個支撐位置進行支撐的軸承配置在上述第一離心葉輪和第二離心葉輪之間，對另一個支撐位置進行支撐的軸承以上述第二離心葉輪為基準(zhǔn)配置在上述第一離心葉輪的軸向相反側(cè)。
這樣，由于對一個支撐位置進行支撐的軸承配置在第一離心葉輪和第二離心葉輪之間，所以減少了旋轉(zhuǎn)軸的懸伸量。故能夠提高臨界速度而不縮短葉輪的軸向長度。此外，由于能夠在插入葉輪的細的軸部分配置軸承，故能夠抑制旋轉(zhuǎn)軸的彎曲并提高剛性。
此外，由于對另一個支撐位置進行支撐的軸承以第二離心葉輪為基準(zhǔn)配置在第一離心葉輪的軸向相反側(cè)，所以能夠?qū)⒃撝挝恢蒙系妮S部分做粗，提高剛性。
此外，在上述渦輪壓縮機中，其特征在于，還具有將從上述驅(qū)動源輸出的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力進行增速并傳遞給上述旋轉(zhuǎn)軸的增速機構(gòu)，該增速機構(gòu)配置在上述第二離心葉輪和對上述另一個支撐位置進行支撐的軸承之間。
這樣，增速機構(gòu)由于配置在第二離心葉輪和對另一個支撐位置進行支撐的軸承之間，所以能夠抑制增速機構(gòu)的反作用力所引起的旋轉(zhuǎn)軸的撓曲。
另外，上述“第一”以及“第二”是指兩個部件中的一個和另一個，因此，第一離心葉輪意味著兩個離心葉輪中的一個離心葉輪，第二離心葉輪意味著兩個離心葉輪中的另一個離心葉輪。因此，下述說明中的“第一級離心葉輪”并不一定意味著上述第一離心葉輪，此外“第二級離心葉輪”也并不一定意味著上述第二離心葉輪。
根據(jù)本發(fā)明的渦輪壓縮機，具有下述優(yōu)良效果能夠減少軸承部的機械損失而延長軸承壽命，同時能夠提高臨界速度而不會縮短葉輪的軸向長度。
本發(fā)明的其他目的和有利的特征從參照附圖的下述說明可知。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的渦輪壓縮機的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為應(yīng)用了本發(fā)明的渦輪壓縮機的渦輪制冷機的制冷回路的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明的第一實施方式的渦輪壓縮機的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為表示本發(fā)明的第一實施方式的渦輪壓縮機的結(jié)構(gòu)的局部放大圖。
圖5為圖4的A-A線截面上的內(nèi)側(cè)渦旋室與外側(cè)渦旋室的形狀示意圖。
圖6為表示本發(fā)明的第二實施方式的渦輪壓縮機的結(jié)構(gòu)的局部放大圖。
圖7為表示本發(fā)明的第三實施方式的渦輪壓縮機的結(jié)構(gòu)的局部放大圖。
具體實施例方式
下面根據(jù)附圖就本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行詳細說明。另外，各圖中相同的部分采用相同的標(biāo)記，并省略重復(fù)的說明。
此外，下面作為制冷機用的渦輪壓縮機對本發(fā)明進行說明，但是本發(fā)明的應(yīng)用范圍并不限于此，也可以應(yīng)用于在其他工程機械等中使用的壓縮流體的離心型渦輪壓縮機。
(第一實施方式)以下對本發(fā)明的實施方式進行說明。
圖2是應(yīng)用了本發(fā)明的渦輪壓縮機的渦輪制冷機10的制冷回路的構(gòu)成示意圖。
圖2中，渦輪制冷機10包括渦輪壓縮機20、冷凝器14、膨脹閥16a、16b、蒸發(fā)器18以及節(jié)能器19。
渦輪壓縮機10是具有第一級離心葉輪23和第二級離心葉輪26的兩級渦輪壓縮機，由上游側(cè)的第一級離心葉輪23壓縮致冷劑氣體，進而將該致冷劑氣體導(dǎo)入到第二級離心葉輪26中進行壓縮后，輸送到冷凝器14中。
冷凝器14將被壓縮而成為高溫高壓的致冷劑氣體進行冷卻液化、形成致冷劑液體。
膨脹閥16a、16b分別配置在冷凝器與節(jié)能器之間、以及節(jié)能器與蒸發(fā)器之間，對被冷凝器液化的致冷劑液體分階段地進行減壓。
節(jié)能器19暫時儲存并冷卻由膨脹閥16a減壓的致冷劑。另外，節(jié)能器19內(nèi)的致冷劑的氣相成分被導(dǎo)入到渦輪壓縮機20的第一級離心葉輪23和第二級離心葉輪26之間的流路中。
蒸發(fā)器18將致冷劑液體進行氣化使之成為致冷劑氣體。從蒸發(fā)器18出來的致冷劑氣體被吸入到渦輪壓縮機20中。
圖3為本發(fā)明的實施方式的渦輪壓縮機20的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，該渦輪壓縮機20由壓縮機構(gòu)21、馬達60、增速機構(gòu)70等機構(gòu)構(gòu)成。
壓縮機構(gòu)21包括第一級壓縮級21A和第二級壓縮級21B，其中第一級壓縮級21A包括第一級離心葉輪23以及對其進行包圍的入口側(cè)殼體24，第二級壓縮級21B包括第二級離心葉輪26和對其進行包圍的出口側(cè)殼體27。
在入口側(cè)殼體24和出口側(cè)殼體27上設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸28，該旋轉(zhuǎn)軸28以軸心X為中心旋轉(zhuǎn)自如地被后述的軸承50支撐。第一級離心葉輪23和第二級離心葉輪26從旋轉(zhuǎn)軸28的一端側(cè)(圖中的吸入側(cè))在軸向上隔開間隔地以相互的背面?zhèn)葘χ玫某蜞徑拥嘏渲迷谛D(zhuǎn)軸28上。
入口側(cè)殼體24和出口側(cè)殼體27通過螺栓等連接機構(gòu)相互固定。
具有輸出軸61的馬達60收容在馬達殼體64中。馬達60起到驅(qū)動壓縮機構(gòu)21旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動源的作用。
馬達殼體64通過螺栓等連接機構(gòu)固定在上述出口側(cè)殼體27上。
增速機構(gòu)70內(nèi)置于由馬達殼體64和出口側(cè)殼體27形成的空間中，包括固定在輸出軸61上的大齒輪71和固定在旋轉(zhuǎn)軸28上的小齒輪72。另外，小齒輪72也可以一體地形成在旋轉(zhuǎn)軸28上。小齒輪72固定在旋轉(zhuǎn)軸28的軸向部位中的、以第二級離心葉輪26為基準(zhǔn)與第一級離心葉輪23軸向相反側(cè)的部位。即，旋轉(zhuǎn)軸28以第二級離心葉輪26為基準(zhǔn)從與第一級離心葉輪23軸向相反側(cè)的部位被傳遞驅(qū)動力。
通過這樣構(gòu)成的增速機構(gòu)70，馬達60的輸出軸61的旋轉(zhuǎn)力被增速并傳遞給旋轉(zhuǎn)軸28。
圖4是圖3中的壓縮機構(gòu)21和增速機構(gòu)70的放大圖。
如圖4所示，在入口側(cè)殼體24上形成有用于向第一級離心葉輪23導(dǎo)入致冷劑氣體的吸入口29a。在吸入口29a上設(shè)有用于控制吸入容量的入口導(dǎo)向翼30。
在入口側(cè)殼體24上形成有包圍第一級離心葉輪23的環(huán)形內(nèi)側(cè)渦旋室31。在該內(nèi)側(cè)渦旋室31和第一級離心葉輪23之間形成了從第一級離心葉輪23出口向半徑方向外側(cè)延伸的環(huán)形入口側(cè)擴散部34，從而對由第一級離心葉輪23加速的氣體進行減速加壓并導(dǎo)入到內(nèi)側(cè)渦旋室31中。
在入口側(cè)殼體24的背面?zhèn)?圖中左側(cè))形成了使旋轉(zhuǎn)軸28通過的開口部。
此外，在入口側(cè)殼體24上形成了比內(nèi)側(cè)渦旋室31靠半徑方向外側(cè)的外側(cè)渦旋室32。
圖5為圖4的A-A線截面上的內(nèi)側(cè)渦旋室31與外側(cè)渦旋室32的形狀示意圖。如該圖所示，外側(cè)渦旋室32與內(nèi)側(cè)渦旋室31的出口部31a連通，并在周向上延伸地形成以至少部分地包圍內(nèi)側(cè)渦旋室31，本實施方式中，形成為包圍內(nèi)側(cè)渦旋室31的周部半周左右。
此外，如圖4所示，在入口側(cè)殼體24上形成有從外側(cè)渦旋室32的末端部連通并在出口側(cè)殼體27側(cè)開口的出口流路33。該出口流路33設(shè)于出口側(cè)殼體27上并形成為與后述的導(dǎo)入流路41連通。
此外，在入口側(cè)殼體24或者出口側(cè)殼體27上設(shè)有氣體供給口(未圖示)，用于向第一級離心葉輪23和第二級離心葉輪之間的氣體流路供給來自于上述節(jié)能器19的致冷劑氣體，從而將來自于節(jié)能器19的致冷劑氣體混合到由第一級離心葉輪23壓縮的致冷劑氣體中并向第二級離心葉輪26供給。
此外，上述出口流路33借助鑄造一體構(gòu)造而與入口側(cè)殼體24內(nèi)的其他流路(外側(cè)渦旋室32等)一起一體地形成在入口側(cè)殼體24內(nèi)。
如圖4所示，在出口側(cè)殼體27上形成了導(dǎo)入流路41、吸入渦旋室42和吸入通路43。
導(dǎo)入流路41在入口側(cè)殼體24側(cè)開口以與上述出口流路33連通，并形成為向出口側(cè)殼體27導(dǎo)入來自于第一級壓縮級21A的致冷劑氣體。
吸入渦旋室42環(huán)形地包圍旋轉(zhuǎn)軸28的周圍并形成為使來自于導(dǎo)入流路41的氣體向周向擴大。
吸入通路43形成為環(huán)形，以將吸入渦旋室42的氣體導(dǎo)入到徑向內(nèi)側(cè)后，使之改變方向朝向第一級離心葉輪23側(cè)并引導(dǎo)至第二級離心葉輪26。
此外，在出口側(cè)殼體27上形成有包圍第二級離心葉輪26的環(huán)形出口側(cè)渦旋室46。在該出口側(cè)渦旋室46與第二級離心葉輪26之間形成從第二級離心葉輪26出口向半徑方向延伸的環(huán)形出口側(cè)擴散部47，這樣對被第二級離心葉輪26加速的氣體進行減速加壓，并向出口側(cè)渦旋室46進行引導(dǎo)。
在出口側(cè)殼體27的背面?zhèn)?圖中右側(cè))形成了使旋轉(zhuǎn)軸28通過的開口部。
此外，上述導(dǎo)入流路41通過鑄造一體構(gòu)造而與出口側(cè)殼體27內(nèi)的其他流路(吸入渦旋室42等)一起一體地形成在出口側(cè)殼體27內(nèi)。
另外，盡管上述出口流路33和導(dǎo)入流路41也可以是與入口側(cè)殼體24和出口側(cè)殼體27不同的其他構(gòu)造的配管，但是如果如本實施方式那樣制成鑄造一體構(gòu)造，則由于減少了部件數(shù)量以及減少了組裝作業(yè)，所以能夠降低成本并且形成最少限度的流路構(gòu)造，故結(jié)構(gòu)緊湊。
在上述入口側(cè)殼體24和出口側(cè)殼體27中內(nèi)置有支撐旋轉(zhuǎn)軸28、使其以軸心X為中心旋轉(zhuǎn)自如的軸承50。
本實施方式中，軸承50包括對作用于旋轉(zhuǎn)軸28上的徑向載荷以及推力載荷分別進行支撐的軸承。即，軸承50包括分別在軸向上分開的兩個支撐位置上對作用于旋轉(zhuǎn)軸28上的徑向載荷進行支撐的圓柱滾子軸承51、52和對作用于旋轉(zhuǎn)軸28上的推力載荷進行支撐的推力軸承53。該推力軸承53可以是滑動軸承和滾動軸承的任意一種。
該軸承50中的對一個支撐位置進行支撐的圓柱滾子軸承51(以下也稱為“一個軸承”)配置在第一級離心葉輪23和第二級離心葉輪26之間。此外，該軸承50中的對另一個支撐位置進行支撐的圓柱滾子軸承52(以下也稱為“另一個軸承”)以第二級離心葉輪26為基準(zhǔn)配置在與第一級離心葉輪23軸向相反的一側(cè)。由未圖示的供油構(gòu)造向這些軸承51、52、53供給潤滑油來確保其潤滑。
一個圓柱滾子軸承51固定在設(shè)于出口側(cè)殼體27上的軸承保持部56上。
另外，軸承保持部56也可以設(shè)置在入口側(cè)殼體24上。推力軸承53既可以是滑動軸承也可以是滾動軸承。
此外，如圖4所示，本實施方式中，增速機構(gòu)70配置在第二級離心葉輪26和另一個軸承52之間。
不過，如上所述，在本實施方式中，盡管一個軸承51配置在第一級離心葉輪23與第二級離心葉輪26之間，但是這樣的構(gòu)造在圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)的渦輪壓縮機80中比較困難。
即，現(xiàn)有技術(shù)的渦輪壓縮機在相同方向上配置兩個葉輪，在它們之間的旋轉(zhuǎn)軸的周圍設(shè)有將氣體從第一級葉輪導(dǎo)入到接下來的葉輪中心附近的回流流路，所以受到確保軸承的設(shè)置空間并且設(shè)置給油構(gòu)造等的構(gòu)造上的制約，在葉輪之間配置軸承是困難的。
相對于此，在本發(fā)明的渦輪壓縮機20中，第一級離心葉輪23與第二級離心葉輪26配置在相互背面?zhèn)葘χ玫姆较蛏?，用于從第一級離心葉輪23向第二級離心葉輪26導(dǎo)入氣體的出口流路33和導(dǎo)入流路41設(shè)置在兩葉輪的徑向外側(cè)，所以在確保軸承的設(shè)置空間以及配設(shè)給油構(gòu)造時的構(gòu)造上的制約少。因此，能夠在第一級、第二級離心葉輪26之間容易地配置軸承51。
接著對這樣構(gòu)成的渦輪壓縮機20的工作進行說明。
在上述渦輪制冷機10的工作過程中，在渦輪壓縮機20中，馬達60的輸出軸61的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力被增速機構(gòu)增速并傳遞給旋轉(zhuǎn)軸28，驅(qū)動固定在旋轉(zhuǎn)軸28上的第一級離心葉輪23和第二級離心葉輪26旋轉(zhuǎn)。
來自于蒸發(fā)器18的致冷劑氣體從入口側(cè)殼體24的吸入口29a被吸入，被第一級離心葉輪23加速。被加速的致冷劑氣體在穿過入口側(cè)擴散部34的過程中被減速加壓并順序地被導(dǎo)向內(nèi)側(cè)渦旋室31和外側(cè)渦旋室32。
穿過外側(cè)渦旋室32的致冷劑氣體穿過出口流路33、導(dǎo)入流路41從入口側(cè)殼體24向出口側(cè)殼體27移動，穿過吸入渦旋室42和吸入通路43被導(dǎo)向第二級離心葉輪26并被加速。
被加速的致冷劑氣體在穿過外側(cè)擴散部27的過程中被減速加壓，由此進而成為高溫高壓并被導(dǎo)入到出口側(cè)渦旋室46中，之后，從未圖示的排出部排出被導(dǎo)向上述冷凝器。
接著對本實施方式的渦輪壓縮機20的作用·效果進行說明。
根據(jù)本實施方式的渦輪壓縮機20，由于第一級離心葉輪23與第二級離心葉輪26配置在相互背面?zhèn)认鄬χ玫姆较蛏希宰饔糜趦扇~輪上的推力也相互為相反方向。因此，作用于兩葉輪上的推力相互抵消、降低，作用于軸承50上的推力載荷大幅度降低，所以能夠降低軸承部的機械損失。因此，能夠延長軸承50的壽命。
此外，由于分為對徑向載荷以及推力載荷進行支撐的軸承，所以可以根據(jù)各自的載荷選擇考慮了損失、壽命等的最優(yōu)軸承。
本發(fā)明中，如上所述，由于推力載荷降低，所以僅由推力軸承支撐推力載荷，支撐徑向載荷的軸承采用了圓柱滾子軸承51、52。因此，不必像角接觸球軸承那樣組合多個軸承來使用，能夠減少使用數(shù)量，所以能夠使軸承部的構(gòu)造緊湊，并且能夠降低軸承部的機械損失。
此外，圓柱滾子軸承51、52由于能夠比球軸承支撐更大的載荷，所以在支撐相同的徑向載荷時，能夠?qū)⑤S承做得比球軸承小。
此外，由于支撐一個支撐位置的軸承51配置在第一級離心葉輪23和第二級離心葉輪26之間，所以減小了旋轉(zhuǎn)軸28的懸伸量。因此，能夠提高臨界速度而不必縮短葉輪的軸向長度。此外，由于能夠在插入葉輪的細的軸部分配置軸承，所以能夠抑制旋轉(zhuǎn)軸28的彎曲，提高剛性。
此外，支撐另一個支撐位置的軸承由于以第二級離心葉輪26為基準(zhǔn)配置在與第一級離心葉輪23軸向相反側(cè)，所以能夠?qū)⒃撝挝恢蒙系妮S部分加粗，提高剛性。
另外，增速機構(gòu)由于配置在第二級離心葉輪26和支撐另一個支撐位置的軸承之間，所以能夠抑制增速機構(gòu)70的反作用力所造成的旋轉(zhuǎn)軸28的撓曲。
(第二實施方式)以下對本發(fā)明的第二實施方式的渦輪壓縮機20進行說明。
圖6是表示第二級實施方式的渦輪壓縮機20的結(jié)構(gòu)的局部放大剖視圖。
如圖6所示，本實施方式中，軸承50是共同支撐作用于旋轉(zhuǎn)軸28上的徑向載荷以及推力載荷的軸承，包括分別在軸向上分開的兩個支撐位置對旋轉(zhuǎn)軸28進行支撐的深槽球軸承54、55。另外，也可以在兩個支撐位置的任一方采用深槽球軸承，另一方采用其他種類的軸承(例如圓柱滾子軸承)。
該軸承50中的對一個支撐位置進行支撐的深槽球軸承54(以下也稱為“一個深槽球軸承”)配置在第一級離心葉輪23和第二級離心葉輪26之間。此外，該軸承50中的對另一個支撐位置進行支撐的深槽球軸承55(以下也稱為“另一個深槽球軸承”)以第二級離心葉輪26為基準(zhǔn)配置在第一級離心葉輪23的軸向相反側(cè)。由未圖示的供油結(jié)構(gòu)向這些軸承54、55供給潤滑油，來確保其潤滑。
此外，如圖6所示，本實施方式中，增速機構(gòu)70與第一實施方式一樣配置在對兩個支撐位置進行支撐的深槽球軸承54、55之間。
另外，本實施方式的渦輪壓縮機的其他部分的構(gòu)成與上述第一實施方式相同。
根據(jù)本實施方式的渦輪壓縮機20，由于第一級離心葉輪23和第二級離心葉輪26配置成相互的背面?zhèn)葘χ玫某?，所以如上所述，作用于軸承50上的推力載荷大幅度降低，能夠降低軸承50的機械損失。
此外，由于軸承50的推力載荷大幅度降低，以及通過采用深槽球軸承54、55而不必要像角接觸球軸承那樣組合多個軸承進行使用，所以能夠減少軸承的使用數(shù)量，故能夠降低軸承的機械損失。因此，能夠延長軸承的壽命。
此外，對一個支撐位置進行支撐的深槽球軸承54由于配置在第一級離心葉輪23和第二級離心葉輪26之間，所以能夠提高臨界速度而不必縮短葉輪的軸向長度。
另外，關(guān)于與第一實施方式相同的部分能夠獲得與第1實施方式相同的作用·效果。
(第三實施方式)以下對本發(fā)明的第三實施方式的渦輪壓縮機20進行說明。圖7是表示第三實施方式的渦輪壓縮機20的結(jié)構(gòu)的局部放大剖視圖。
如圖7所示，在本實施方式中，軸承50包括分別在軸向上分開的兩個支撐位置對作用于旋轉(zhuǎn)軸28上的徑向載荷進行支撐的圓柱滾子軸承51、52和對作用于旋轉(zhuǎn)軸28上的推力載荷進行支撐的推力軸承53。
這些軸承均配置在旋轉(zhuǎn)軸28的軸向部位中的、以第二級離心葉輪26為基準(zhǔn)與第一級離心葉輪23軸向相反側(cè)的部位(該圖中，比第二級離心葉輪26靠左側(cè)的部位)。
此外，如圖7所示，本實施方式中，增速機構(gòu)70配置在對兩個支撐位置進行支撐的圓柱滾子軸承51、52之間。
本實施方式的渦輪壓縮機20的其他部分的構(gòu)成與上述第一實施方式相同。
本實施方式中，并不是像第一實施方式那樣的將對一個支撐位置進行支撐的軸承配置在第一級離心葉輪23和第二級離心葉輪26之間的構(gòu)成，但是在本實施方式的渦輪壓縮機20中第一級離心葉輪23和第二級離心葉輪26也配置在相互的背面?zhèn)认鄬χ玫某?，所以如上所述，作用于軸承50的推力載荷被大幅度降低，因此能夠降低軸承50的機械損失。
此外，僅由推力軸承對推力載荷進行支撐，對徑向載荷進行支撐的軸承采用了圓柱滾子軸承51、52，所以不必像角接觸球軸承那樣組合多個軸承進行使用，能夠減少使用數(shù)量，故能夠使軸承部的構(gòu)造緊湊，同時能夠降低軸承部的機械損失。
此外，圓柱滾子軸承51、52由于能夠比球軸承支撐更大的徑向載荷，所以支撐相同徑向載荷時，能夠?qū)⑤S承做得比球軸承小。
另外，也可以將上述圓柱滾子軸承51、52制成深槽球軸承。此時，省略推力軸承53。另外，這種情況下，能夠獲得與第二實施方式中所述的通過采用深槽球軸承所獲得的作用效果相同的作用效果。
(其他實施方式)上述第一和第二實施方式中，盡管限定了軸承50的種類，但是作為其他的實施方式，并不特別限定軸承50的種類，也可以將除軸承以外的其他結(jié)構(gòu)制成與第一或者第二實施方式相同。此時，軸承可以采用滑動軸承、滾動軸承、氣體軸承、磁軸承等。
在這樣的其他實施方式中，對一個支撐位置進行支撐的軸承由于配置在第一級離心葉輪23和第二級離心葉輪26之間，所以能夠獲得下述優(yōu)良效果減小旋轉(zhuǎn)軸28的懸伸量，能夠提高臨界速度而不縮短葉輪的軸向長度。
此外，盡管在上述第一及第二實施方式中，另一個軸承52和另一個深槽球軸承55以增速機構(gòu)70的小齒輪72的位置為基準(zhǔn)配置在第二級離心葉輪26的相反側(cè)，但是也可以代替這種配置，將另一個軸承52和另一個深槽球軸承55配置在小齒輪72和第二級離心葉輪26之間(例如，圖7所示的“一個軸承51”的位置)。
此外，在上述各實施方式中，按照遠離由馬達60向旋轉(zhuǎn)軸28傳遞驅(qū)動力側(cè)的順序配置了第一級離心葉輪23和第二級離心葉輪26，但是也可以與此相反，從由馬達60傳遞旋轉(zhuǎn)軸28的驅(qū)動力一側(cè)依次配置第一級離心葉輪23和第二級離心葉輪26。即，相對于驅(qū)動力被傳遞給旋轉(zhuǎn)軸28的部位，第一級壓縮級21A和第二級壓縮級21B也可以是與上述各實施方式相反的配置。
從上述各實施方式的說明可知，根據(jù)本發(fā)明的渦輪壓縮機，能夠獲得下述優(yōu)良效果能夠降低軸承部處的機械損失并能夠延長軸承的壽命，同時能夠提高臨界速度而不會縮短葉輪的軸向長度。
另外，本發(fā)明并不限于上述實施方式，在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)可以進行各種變更。
權(quán)利要求
1.一種渦輪壓縮機，包括設(shè)于殼體內(nèi)并由驅(qū)動源驅(qū)動進行旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸、旋轉(zhuǎn)自如地支撐該旋轉(zhuǎn)軸的軸承、和在軸向上隔開間隔地配置在上述旋轉(zhuǎn)軸上的第一離心葉輪和第二離心葉輪，其特征在于上述第一離心葉輪和上述第二離心葉輪配置在相互的背面?zhèn)葘χ玫姆较蛏?，上述軸承包括分別在軸向上分開的兩個支撐位置上對作用于上述旋轉(zhuǎn)軸上的徑向載荷進行支撐的圓柱滾子軸承、和對作用于上述旋轉(zhuǎn)軸上的推力載荷進行支撐的推力軸承。
2.一種渦輪壓縮機，包括設(shè)于殼體內(nèi)并由驅(qū)動源驅(qū)動進行旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸、旋轉(zhuǎn)自如地支撐該旋轉(zhuǎn)軸的軸承、和在軸向上隔開間隔地配置在上述旋轉(zhuǎn)軸上的第一離心葉輪和第二離心葉輪，其特征在于上述第一離心葉輪和上述第二離心葉輪配置在相互的背面?zhèn)葘χ玫姆较蛏?，上述軸承是在軸向上分開的兩個支撐位置對上述旋轉(zhuǎn)軸進行支撐的軸承，并且至少對一個支撐位置進行支撐的軸承是深槽球軸承。
3.如權(quán)利要求1或2所述的渦輪壓縮機，其特征在于，從上述旋轉(zhuǎn)軸的一端側(cè)依次配置上述第一離心葉輪和上述第二離心葉輪，上述旋轉(zhuǎn)軸以上述第二離心葉輪為基準(zhǔn)從上述第一離心葉輪的軸向相反側(cè)的部位被傳遞驅(qū)動力，上述軸承中的對一個支撐位置進行支撐的軸承配置在上述第一離心葉輪和第二離心葉輪之間，對另一個支撐位置進行支撐的軸承以上述第二離心葉輪為基準(zhǔn)配置在上述第一離心葉輪的軸向相反側(cè)。
4.一種渦輪壓縮機，包括設(shè)于殼體內(nèi)并由驅(qū)動源驅(qū)動進行旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸、旋轉(zhuǎn)自如地支撐該旋轉(zhuǎn)軸的軸承、和在軸向上隔開間隔地配置在上述旋轉(zhuǎn)軸上的第一離心葉輪和第二離心葉輪，其特征在于上述第一離心葉輪和上述第二離心葉輪從上述旋轉(zhuǎn)軸的一端側(cè)依次配置在相互的背面?zhèn)葘χ玫姆较蛏?，上述旋轉(zhuǎn)軸以上述第二離心葉輪為基準(zhǔn)從上述第一離心葉輪的軸向相反側(cè)的部位被傳遞驅(qū)動力，上述軸承中的對一個支撐位置進行支撐的軸承配置在上述第一離心葉輪和第二離心葉輪之間，對另一個支撐位置進行支撐的軸承以上述第二離心葉輪為基準(zhǔn)配置在上述第一離心葉輪的軸向相反側(cè)。
5.如權(quán)利要求1-4任一項所述的渦輪壓縮機，其特征在于還具有將從上述驅(qū)動源輸出的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力進行增速并傳遞給上述旋轉(zhuǎn)軸的增速機構(gòu)，該增速機構(gòu)配置在上述第二離心葉輪和對上述另一個支撐位置進行支撐的軸承之間。
全文摘要
第一離心葉輪和第二離心葉輪以相互背面?zhèn)葘χ玫某蚺渲?。軸承(50)包括分別在軸向上分開的兩個支撐位置上對作用于旋轉(zhuǎn)軸(28)的徑向載荷進行支撐的圓柱滾子軸承(51、52)和對作用于旋轉(zhuǎn)軸(28)的推力載荷進行支撐的推力軸承(53)。對上述兩個支撐位置進行支撐的軸承中的對一個支撐位置進行支撐的軸承配置在第一離心葉輪和第二離心葉輪之間。
文檔編號F04D17/12GK1991182SQ20061015627
公開日2007年7月4日 申請日期2006年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月28日
發(fā)明者高橋俊雄, 平田豐, 小林一夫, 栗原和昭, 小田兼太郎 申請人:石川島播磨重工業(yè)株式會社