流体机械的制作方法
未命名
07-15
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1.本发明涉及流体机械。
背景技术:
2.作为流体机械,存在具备旋转轴和使旋转轴旋转的电动马达的流体机械。另外,流体机械的壳体具有收容电动马达的马达室、将流体向马达室吸入的吸入孔、工作室以及排出室。另外,流体机械具备通过旋转轴的旋转而将马达室的流体向工作室吸入并从工作室向排出室排出的工作体。而且,流体机械有时具备在推力方向上支承旋转轴而将其支承为能够旋转的动压推力轴承、支承动压推力轴承的推力轴承支承部、以及从旋转轴的外周面向径向外侧呈环状突出并且与旋转轴一体旋转的支承板。
3.例如在专利文献1中,支承板从旋转轴的外周面中的工作体与电动马达之间的部位向径向外侧突出。并且,推力轴承支承部具有配置于比支承板靠电动马达侧的第1轴承基体部、和配置于比支承板靠工作体侧的第2轴承基体部。而且,动压推力轴承具有配置于第1轴承基体部与支承板之间的第1动压推力轴承、和配置于第2轴承基体部与支承板之间的第2动压推力轴承。并且,通过第1动压推力轴承及第2推力轴承,支承板在推力方向上被支承为能够旋转,由此,旋转轴在推力方向上被支承为能够旋转。
4.像这样,根据在工作体与电动马达之间通过动压推力轴承在推力方向上支承旋转轴而将其支承为能够旋转的构成,例如与在相对于电动马达而言在工作体的相反侧的位置通过动压推力轴承在推力方向上支承旋转轴而将其支承为能够旋转的构成相比,能够合适地抑制旋转轴的振动。因此,流体机械的可靠性提高。
5.现有技术文献
6.专利文献
7.专利文献1:日本特开2017-89384号公报
技术实现要素:
8.发明所要解决的课题
9.在这样的流体机械中,为了通过第1动压推力轴承及第2动压推力轴承将旋转轴在推力方向上稳定地支承为能够旋转,要求提高第1动压推力轴承与支承板之间、及第2动压推力轴承与支承板之间的各游隙的精度。另外,在这样的流体机械中,当旋转轴旋转时,第1动压推力轴承及第2动压推力轴承的温度上升,所以要求高效地冷却第1动压推力轴承及第2动压推力轴承。
10.本发明是为了解决上述课题而完成的,其目的在于,提供能够在提高第1动压推力轴承与支承板之间及第2动压推力轴承与支承板之间的各游隙的精度的同时,高效地冷却第1动压推力轴承及第2动压推力轴承的流体机械。
11.用于解决课题的技术方案
12.解决上述课题的流体机械具备:旋转轴;电动马达,使所述旋转轴旋转;壳体,具有
收容所述电动马达的马达室、将流体向所述马达室吸入的吸入孔、工作室以及排出室;工作体,通过所述旋转轴的旋转而将所述马达室的流体向所述工作室吸入并从所述工作室向所述排出室排出;动压推力轴承,在推力方向上支承所述旋转轴而将其支承为能够旋转;推力轴承支承部,支承所述动压推力轴承;以及支承板,从所述旋转轴的外周面中的所述工作体与所述电动马达之间的部位向径向外侧呈环状突出并且与所述旋转轴一体旋转,所述推力轴承支承部具有:第1轴承基体部,配置于比所述支承板靠所述电动马达侧并且具有供所述旋转轴贯通的第1贯通孔;和第2轴承基体部,配置于比所述支承板靠所述工作体侧并且具有供所述旋转轴贯通的第2贯通孔,所述动压推力轴承具有:第1动压推力轴承,配置于所述第1轴承基体部与所述支承板之间,在推力方向上支承所述旋转轴而将其支承为能够旋转;和第2动压推力轴承,配置于所述第2轴承基体部与所述支承板之间,在推力方向上支承所述旋转轴而将其支承为能够旋转,所述推力轴承支承部具有配置于比所述支承板靠所述旋转轴的径向外侧且介于所述第1轴承基体部与所述第2轴承基体部之间的间隔构件,所述第1轴承基体部与所述第2轴承基体部隔着所述间隔构件而互相固定,在所述壳体内,形成有供流体从所述第1轴承基体部、所述间隔构件以及所述第2轴承基体部的外侧经过而从所述马达室朝向所述工作室流动的主流通路,所述第1贯通孔与所述马达室连通,所述第2贯通孔与所述主流通路连通,形成于所述间隔构件的所述旋转轴的径向内侧与所述第1动压推力轴承及所述第2动压推力轴承的所述旋转轴的径向外侧之间的间隙,经由所述第1动压推力轴承与所述支承板之间而与所述第1贯通孔连通,且经由所述第2动压推力轴承与所述支承板之间而与所述第2贯通孔连通,所述推力轴承支承部具有将所述间隙与所述主流通路连接的连接通路。
13.据此,第1轴承基体部与第2轴承基体部隔着间隔构件而互相固定,所以能够提高第1动压推力轴承与支承板之间及第2动压推力轴承与支承板之间的各游隙的精度。
14.另外,从马达室流入到第1贯通孔的流体通过由与旋转轴一体地旋转的支承板产生的离心作用而被卷起,并且经过第1动压推力轴承与支承板之间,对第1动压推力轴承进行冷却。然后,经过了第1动压推力轴承与支承板之间的流体向形成于间隔构件的旋转轴的径向内侧与第1动压推力轴承及第2动压推力轴承的旋转轴的径向外侧之间的间隙流入。另一方面,从主流通路流入到第2贯通孔的流体通过由与旋转轴一体地旋转的支承板产生的离心作用而被卷起,并且经过第2动压推力轴承与支承板之间,对第2动压推力轴承进行冷却。然后,经过了第2动压推力轴承与支承板之间的流体向形成于间隔构件的旋转轴的径向内侧与第1动压推力轴承及第2动压推力轴承的旋转轴的径向外侧之间的间隙流入。
15.在此,形成于间隔构件的旋转轴的径向内侧与第1动压推力轴承及第2动压推力轴承的旋转轴的径向外侧之间的间隙的压力,由于流体分别从第1动压推力轴承与支承板之间及第2动压推力轴承与支承板之间流入而上升。由此,在主流通路和形成于间隔构件的旋转轴的径向内侧与第1动压推力轴承及第2动压推力轴承的旋转轴的径向外侧之间的间隙之间,产生压力差。并且,形成于间隔构件的旋转轴的径向内侧与第1动压推力轴承及第2动压推力轴承的旋转轴的径向外侧之间的间隙的流体经由连接通路而向主流通路流出。因此,容易产生流体从马达室经过第1贯通孔、以及第1动压推力轴承与支承板之间而向形成于间隔构件的旋转轴的径向内侧与第1动压推力轴承及第2动压推力轴承的旋转轴的径向外侧之间的间隙流入并经由连接通路而向主流通路流出的流动。另外,容易产生流体从主
流通路经过第2贯通孔、以及第2动压推力轴承与支承板之间,向形成于间隔构件的旋转轴的径向内侧与第1动压推力轴承及第2动压推力轴承的旋转轴的径向外侧之间的间隙流入并经由连接通路而向主流通路流出的流动。其结果,容易进行利用经过第1动压推力轴承与支承板之间的流体实现的第1动压推力轴承的冷却及利用经过第2动压推力轴承与支承板之间的流体实现的第2动压推力轴承的冷却,能够高效地冷却第1动压推力轴承及第2动压推力轴承。根据以上,能够在提高第1动压推力轴承与支承板之间及第2动压推力轴承与支承板之间的各游隙的精度的同时,高效地冷却第1动压推力轴承及第2动压推力轴承。
16.在上述流体机械中,可以是,所述间隔构件是具有能够将所述支承板收容于内侧的收容孔的环状,所述连接通路是以将所述间隔构件的内周与外周连通的方式形成于所述间隔构件的径向通路。
17.据此,例如与在绕旋转轴的轴线配置有多个筒状的间隔构件的状态下各间隔构件介于第1轴承基体部与第2轴承基体部之间的情况相比,能够提高第1动压推力轴承与支承板之间及第2动压推力轴承与支承板之间的各游隙的精度。并且,由于连接通路是以将间隔构件的内周与外周连通的方式形成于间隔构件的径向通路,所以连接通路从形成于间隔构件的旋转轴的径向内侧与第1动压推力轴承及第2动压推力轴承的旋转轴的径向外侧之间的间隙在旋转轴的径向上延伸而连接于主流通路。由此,通过由与旋转轴一体地旋转的支承板产生的离心作用而被卷起并分别经过第1动压推力轴承与支承板之间及第2动压推力轴承与支承板之间而流入到形成于间隔构件的旋转轴的径向内侧与第1动压推力轴承及第2动压推力轴承的旋转轴的径向外侧之间的间隙的流体容易朝向连接通路流动。因此,更容易进行利用经过第1动压推力轴承与支承板之间的流体实现的第1动压推力轴承的冷却及利用经过第2动压推力轴承与支承板之间的流体实现的第2动压推力轴承的冷却,能够更高效地冷却第1动压推力轴承及第2动压推力轴承。
18.在上述流体机械中,可以是,所述推力轴承支承部具有多个所述径向通路,所述多个径向通路在所述间隔构件的周向上隔开间隔地呈放射状延伸。
19.多个径向通路在间隔构件的周向上隔开间隔地呈放射状延伸的构成,作为推力轴承支承部具有多个以将间隔构件的内周与外周连通的方式形成于间隔构件的径向通路的构成是合适的。并且,例如与推力轴承支承部仅具有1个径向通路的情况相比,形成于间隔构件的旋转轴的径向内侧与第1动压推力轴承及第2动压推力轴承的旋转轴的径向外侧之间的间隙的流体容易经由各径向通路而向主流通路流出。其结果,更容易进行利用经过第1动压推力轴承与支承板之间的流体实现的第1动压推力轴承的冷却及利用经过第2动压推力轴承与支承板之间的流体实现的第2动压推力轴承的冷却,能够更高效地冷却第1动压推力轴承及第2动压推力轴承。
20.在上述流体机械中,可以是,在所述支承板形成有将所述第1贯通孔和所述第2贯通孔中的至少一方与所述间隙相连的联系通路。
21.据此,来自第1贯通孔的流体或者来自第2贯通孔的流体经过联系通路,向形成于间隔构件的旋转轴的径向内侧与第1动压推力轴承及第2动压推力轴承的旋转轴的径向外侧之间的间隙流入。因此,能够利用经过联系通路的流体,对支承板进行冷却。其结果,通过进行第1动压推力轴承与支承板的热交换,能够利用支承板对第1动压推力轴承进行冷却,并且通过进行第2动压推力轴承与支承板的热交换,能够利用支承板对第2动压推力轴承进
行冷却。
22.在上述流体机械中,可以具备配置于所述电动马达与所述支承板之间并且在向心方向上支承所述旋转轴而将其支承为能够旋转的动压向心轴承,所述第1贯通孔连通于所述动压向心轴承与所述旋转轴之间的间隙,所述连接通路的通路截面积比所述动压向心轴承与所述旋转轴之间的间隙的截面积大、且比所述第1动压推力轴承与所述支承板之间的间隙的截面积及所述第2动压推力轴承与所述支承板之间的间隙的截面积大。
23.据此,与连接通路的通路截面积为动压向心轴承与旋转轴之间的间隙的截面积以下、且为第1动压推力轴承与支承板之间的间隙的截面积及第2动压推力轴承与支承板之间的间隙的截面积以下的情况相比,形成于间隔构件的旋转轴的径向内侧与第1动压推力轴承及第2动压推力轴承的旋转轴的径向外侧之间的间隙的流体容易向连接通路流动。由此,能够容易使形成于间隔构件的旋转轴的径向内侧与第1动压推力轴承及第2动压推力轴承的旋转轴的径向外侧之间的间隙的流体经由连接通路而向主流通路流出。其结果,容易进行利用经过第1动压推力轴承与支承板之间的流体实现的第1动压推力轴承的冷却及利用经过第2动压推力轴承与支承板之间的流体实现的第2动压推力轴承的冷却,能够高效地冷却第1动压推力轴承及第2动压推力轴承。
24.在上述流体机械中,可以是,所述第1贯通孔的通路截面积比所述动压向心轴承与所述旋转轴之间的间隙的截面积大。
25.据此,例如与第1贯通孔的通路截面积为动压向心轴承与旋转轴之间的间隙的截面积以下的情况相比,经过了动压向心轴承与旋转轴之间的流体容易向第1贯通孔流动。因此,除了形成于间隔构件的旋转轴的径向内侧与第1动压推力轴承及第2动压推力轴承的旋转轴的径向外侧之间的间隙的流体容易向连接通路流动之外,经过动压向心轴承与旋转轴之间的间隙的流体也容易经由第1贯通孔而向第1动压推力轴承与支承板之间流动,所以能够更高效地冷却第1动压推力轴承。
26.在上述流体机械中,可以具备配置于所述电动马达与所述支承板之间并且在向心方向上支承所述旋转轴而将其支承为能够旋转的动压向心轴承,所述第1贯通孔连通于所述动压向心轴承与所述旋转轴之间的间隙,所述第1贯通孔的通路截面积比所述动压向心轴承与所述旋转轴之间的间隙的截面积大。
27.据此,例如与第1贯通孔的通路截面积为动压向心轴承与旋转轴之间的间隙的截面积以下的情况相比,经过了动压向心轴承与旋转轴之间的流体容易向第1贯通孔流动。因此,经过动压向心轴承与旋转轴之间的间隙的流体容易经由第1贯通孔而向第1动压推力轴承与支承板之间流动,所以能够高效地冷却第1动压推力轴承。
28.在上述流体机械中,可以是,所述主流通路的比汇合部分靠下游侧的通路截面积,大于将所述主流通路的比汇合部分靠上游侧的通路截面积、所述第1动压推力轴承与所述支承板之间的间隙的截面积、以及所述第2动压推力轴承与所述支承板之间的间隙的截面积相加而得到的截面积,所述汇合部分是所述主流通路与所述连接通路汇合的部分。
29.例如,考虑主流通路的比与连接通路的汇合部分靠下游侧的通路截面积为将主流通路的比与连接通路的汇合部分靠上游侧的通路截面积、第1动压推力轴承与支承板之间的间隙的截面积、以及第2动压推力轴承与支承板之间的间隙的截面积相加而得到的截面积以下的情况。与这样的情况相比,主流通路的比与连接通路的汇合部分靠下游侧的流体
的流动变得顺畅,所以能够容易使形成于间隔构件的旋转轴的径向内侧与第1动压推力轴承及第2动压推力轴承的旋转轴的径向外侧之间的间隙的流体经由连接通路而向主流通路流出。其结果,容易进行利用经过第1动压推力轴承与支承板之间的流体实现的第1动压推力轴承的冷却及利用经过第2动压推力轴承与支承板之间的流体实现的第2动压推力轴承的冷却,能够高效地冷却第1动压推力轴承及第2动压推力轴承。
30.在上述流体机械中,可以具备配置于所述电动马达与所述支承板之间并且在向心方向上支承所述旋转轴而将其支承为能够旋转的动压向心轴承,所述第1贯通孔连通于所述动压向心轴承与所述旋转轴之间的间隙,所述主流通路的比与所述连接通路的汇合部分靠下游侧的通路截面积,大于将所述主流通路的比与所述连接通路的汇合部分靠上游侧的通路截面积、所述第1动压推力轴承与所述支承板之间的间隙的截面积、以及所述第2动压推力轴承与所述支承板之间的间隙的截面积相加而得到的截面积。
31.发明效果
32.根据本发明,能够在提高第1动压推力轴承与支承板之间及第2动压推力轴承与支承板之间的各游隙的精度的同时,高效地冷却第1动压推力轴承及第2动压推力轴承。
附图说明
33.图1是示出实施方式中的离心压缩机的侧剖视图。
34.图2是将推力轴承支承部的周边放大示出的剖视图。
35.图3是示出推力轴承支承部的周边的立体图。
36.图4是推力轴承支承部的分解立体图。
37.图5是推力轴承支承部的分解立体图。
38.图6是将另一实施方式中的推力轴承支承部的周边放大示出的剖视图。
39.图7是将另一实施方式中的推力轴承支承部的周边放大示出的剖视图。
40.图8是将另一实施方式中的推力轴承支承部的周边放大示出的剖视图。
具体实施方式
41.以下,按照图1~图5,对将流体机械具体化为离心压缩机的一实施方式进行说明。本实施方式的离心压缩机搭载于燃料电池车。在燃料电池车搭载有将氧及氢向燃料电池供给而使其发电的燃料电池系统。并且,离心压缩机对包含向燃料电池供给的氧的作为流体的空气进行压缩。
42.如图1所示,离心压缩机10具备筒状的壳体11。壳体11具有马达壳体12、第1压缩机壳体13、第2压缩机壳体14、分隔壁15、以及中间壳体17。马达壳体12、第1压缩机壳体13、第2压缩机壳体14、分隔壁15、以及中间壳体17分别是金属材料制,例如是铝制。
43.马达壳体12是具有板状的端壁12a和从端壁12a的外周部呈筒状延伸的周壁12b的有底筒状。中间壳体17以将周壁12b的与端壁12a为相反侧的开口封闭的状态连结于马达壳体12。并且,由马达壳体12的端壁12a、周壁12b、以及中间壳体17区划出马达室18。因此,壳体11具有马达室18。另外,马达壳体12具有吸入空气的吸入孔12h。吸入孔12h形成于周壁12b中的靠近端壁12a的部位。吸入孔12h与马达室18连通。因此,吸入孔12h将空气向马达室18吸入。
44.在中间壳体17的中央部形成有圆孔状的轴插通孔17a。另外,中间壳体17具有圆筒状的第1轴承保持部19。第1轴承保持部19形成于中间壳体17的中央部。第1轴承保持部19的内侧与轴插通孔17a连通。第1轴承保持部19的中心轴线与轴插通孔17a的中心轴线互相一致。在第1轴承保持部19保持有第1动压向心轴承20。
45.另外,马达壳体12的端壁12a具有圆筒状的第2轴承保持部21。第2轴承保持部21形成于马达壳体12的端壁12a的中央部。第1轴承保持部19的中心轴线与第2轴承保持部21的中心轴线一致。在第2轴承保持部21保持有第2动压向心轴承22。
46.在中间壳体17的与马达室18为相反侧的外表面,形成有第1室形成凹部17b。第1室形成凹部17b与轴插通孔17a连通。另外,中间壳体17具有多个连通路23。各连通路23位于中间壳体17的靠近外周的部位。各连通路23贯通中间壳体17。并且,连通路23将马达室18与第1室形成凹部17b连通。
47.第1压缩机壳体13连结于中间壳体17。第1压缩机壳体13以将第1室形成凹部17b的开口封闭的方式连结于中间壳体17。第1压缩机壳体13为具有吸入空气的圆孔状的第1吸入口24的筒状。第1压缩机壳体13以第1吸入口24的中心轴线与轴插通孔17a的中心轴线一致的状态连结于中间壳体17。另外,在第1压缩机壳体13的中间壳体17侧的端面,形成有第2室形成凹部13a。第2室形成凹部13a与第1吸入口24连通。另外,第2室形成凹部13a与第1室形成凹部17b连通。并且,由第1室形成凹部17b和第2室形成凹部13a区划出推力轴承收容室25。推力轴承收容室25将各连通路23与第1吸入口24连通。
48.分隔壁15连结于第1压缩机壳体13的与中间壳体17为相反侧的端面。分隔壁15是板状。在分隔壁15的中央部,形成有圆孔状的贯通孔27。贯通孔27在分隔壁15的厚度方向上贯通分隔壁15。分隔壁15以贯通孔27的中心轴线与第1吸入口24的中心轴线一致的状态连结于第1压缩机壳体13。第1吸入口24在第1吸入口24的中心轴线延伸的方向上与分隔壁15相对。
49.在分隔壁15与第1压缩机壳体13之间,形成有与第1吸入口24连通的第1叶轮室28、在第1叶轮室28的周围绕第1吸入口24的中心轴线延伸的第1排出室29、以及将第1叶轮室28与第1排出室29连通的第1扩散流路30。
50.第2压缩机壳体14是具有吸入空气的圆孔状的第2吸入口32的筒状。第2压缩机壳体14以第2吸入口32的中心轴线与第1吸入口24的中心轴线一致的状态连结于分隔壁15的与第1压缩机壳体13为相反侧的端面。第2吸入口32在第2吸入口32的中心轴线延伸的方向上与分隔壁15相对。
51.在分隔壁15与第2压缩机壳体14之间,形成有与第2吸入口32连通的第2叶轮室33、在第2叶轮室33的周围绕第2吸入口32的中心轴线延伸的第2排出室34、以及将第2叶轮室33与第2排出室34连通的第2扩散流路35。因此,壳体11具有第1叶轮室28及第2叶轮室33。分隔壁15将第1叶轮室28与第2叶轮室33分隔开。第1排出室29与第2吸入口32经由未图示的通路而连通。
52.离心压缩机10具备旋转轴40和使旋转轴40旋转的电动马达41。电动马达41收容于马达室18。因此,马达室18收容电动马达41。旋转轴40从第2轴承保持部21的内侧,依次穿过马达室18、第1轴承保持部19的内侧、轴插通孔17a、推力轴承收容室25、第1吸入口24、第1叶轮室28、贯通孔27、第2叶轮室33、以及第2吸入口32,而在壳体11的轴向上延伸。因此,旋转
轴40以插通到贯通孔27的状态,跨第1叶轮室28及第2叶轮室33配置。旋转轴40的轴线l与第1轴承保持部19、第2轴承保持部21、轴插通孔17a、第1吸入口24、贯通孔27、以及第2吸入口32各自的中心轴线一致。此外,在以下的说明中,有时也将旋转轴40的轴线l延伸的方向即“旋转轴40的轴向”记载为“推力方向”,将“旋转轴40的径向”记载为“向心方向”。
53.电动马达41具备定子42及转子43。定子42具有圆筒状的定子芯44和卷绕于定子芯44的线圈45。定子芯44固定于马达壳体12的周壁12b的内周面。
54.转子43在马达室18中配置于定子芯44的内侧。转子43与旋转轴40一体旋转。转子43具有固定于旋转轴40的转子芯43a和设置于转子芯43a的未图示的多个永磁体。并且,通过将由未图示的变换器装置控制的电力向线圈45供给而转子43旋转,旋转轴40与转子43一体旋转。
55.离心压缩机10具备第1叶轮51及第2叶轮52。第1叶轮51及第2叶轮52例如是铝制。此外,形成第1叶轮51及第2叶轮52的铝材料的刚性比形成分隔壁15的铝材料的刚性低。第1叶轮51及第2叶轮52连结于旋转轴40的第1端部。第2叶轮52配置于比第1叶轮51靠近旋转轴40的第1端部处。第1动压向心轴承20及第2动压向心轴承22配置于比第1叶轮51及第2叶轮52靠近旋转轴40的第2端部处。
56.第1叶轮51收容于第1叶轮室28。第1叶轮51是圆锥台形状。第1叶轮51连结于旋转轴40的第1端部。第1叶轮51与旋转轴40一体地旋转。第2叶轮52收容于第2叶轮室33。第2叶轮52是圆锥台形状。第2叶轮52连结于旋转轴40的第1端部。第2叶轮52与旋转轴40一体地旋转。
57.第1动压向心轴承20及第2动压向心轴承22将旋转轴40支承为能够旋转。在旋转轴40的转速达到因第1动压向心轴承20及第2动压向心轴承22而旋转轴40上浮的上浮转速之前,第1动压向心轴承20及第2动压向心轴承22以与旋转轴40接触的状态支承旋转轴40。并且,当旋转轴40的转速达到上浮转速时,通过在旋转轴40与第1动压向心轴承20之间及旋转轴40与第2动压向心轴承22之间产生的动压,旋转轴40相对于第1动压向心轴承20及第2动压向心轴承22上浮。由此,旋转轴40以相对于第1动压向心轴承20及第2动压向心轴承22非接触的状态被支承为能够旋转。因此,第1动压向心轴承20及第2动压向心轴承22是在向心方向上支承旋转轴40而将其支承为能够旋转的动压轴承。作为动压轴承,可以采用各种构成的动压轴承。特别地,各动压轴承优选是具有顶箔和能够弹性地支承顶箔的波箔的箔轴承。
58.如图2所示,离心压缩机10具备在推力方向上支承旋转轴40而将其支承为能够旋转的动压推力轴承60、支承动压推力轴承60的推力轴承支承部70、以及与旋转轴40一体旋转的支承板80。支承板80是圆板状。支承板80从旋转轴40的外周面突出。支承板80压入到旋转轴40的外周面。支承板80配置于推力轴承收容室25。支承板80从旋转轴40的外周面中的第1叶轮51与电动马达41之间的部位向径向外侧呈环状突出。
59.如图2及图3所示,推力轴承支承部70具有第1轴承基体部71和第2轴承基体部72。第1轴承基体部71是圆板状。第1轴承基体部71配置于比支承板80靠电动马达41侧。第1轴承基体部71具有供旋转轴40贯通的第1贯通孔71a。
60.第2轴承基体部72是圆板状。第2轴承基体部72配置于比支承板80靠第1叶轮51侧。第2轴承基体部72具有供旋转轴40贯通的第2贯通孔72a。第2轴承基体部72与第1轴承基体
部71协作而将支承板80夹入。
61.如图4及图5所示,第1轴承基体部71的外径与第2轴承基体部72的外径相同。第1贯通孔71a的内径与第2贯通孔72a的内径相同。在第1轴承基体部71形成有多个在厚度方向上贯通的第1螺栓插通孔71b。多个第1螺栓插通孔71b在第1轴承基体部71的周向上隔有等间隔地配置。另外,在第2轴承基体部72形成有多个在厚度方向上贯通的第2螺栓插通孔72b。多个第2螺栓插通孔72b在第2轴承基体部72的周向上隔有等间隔地配置。第1轴承基体部71及第2轴承基体部72以成为第1贯通孔71a的中心轴线与第2贯通孔72a的中心轴线互相一致、且各第1螺栓插通孔71b和各第2螺栓插通孔72b分别重叠的状态的方式,在各自的厚度方向一致的状态下互相配置。
62.如图2所示,动压推力轴承60具有第1动压推力轴承61和第2动压推力轴承62。第1动压推力轴承61配置于第1轴承基体部71与支承板80之间。并且,第1动压推力轴承61在推力方向上支承旋转轴40而将其支承为能够旋转。第2动压推力轴承62配置于第2轴承基体部72与支承板80之间。并且,第2动压推力轴承62在推力方向上支承旋转轴40而将其支承为能够旋转。
63.具体而言,第1动压推力轴承61及第2动压推力轴承62在支承板80伴随于旋转轴40的旋转而旋转时,在第1动压推力轴承61与支承板80之间及第2动压推力轴承62与支承板80之间分别产生动压。由此,通过第1动压推力轴承61及第2动压推力轴承62,支承板80相对于第1动压推力轴承61及第2动压推力轴承62上浮,在相对于第1动压推力轴承61及第2动压推力轴承62非接触的状态下被支承为能够旋转。因此,第1动压推力轴承61及第2动压推力轴承62是在推力方向上支承旋转轴40而将其支承为能够旋转的动压轴承。作为动压轴承,可以采用各种构成的动压轴承。特别地,各动压轴承优选是具有顶箔和能够弹性地支承顶箔的波箔的箔轴承。
64.如图2及图3所示,推力轴承支承部70具有间隔构件73。间隔构件73是具有能够将支承板80收容于内侧的收容孔73a的环状。因此,间隔构件73配置于比支承板80靠旋转轴40的径向外侧。间隔构件73介于第1轴承基体部71与第2轴承基体部72之间。间隔构件73的厚度方向与第1轴承基体部71的厚度方向及第2轴承基体部72的厚度方向一致。间隔构件73具有与第1轴承基体部71相对的第1相对面731和与第2轴承基体部72相对的第2相对面732。第1相对面731与第1轴承基体部71面接触。第2相对面732与第2轴承基体部72面接触。
65.如图4及图5所示,间隔构件73的外径与第1轴承基体部71的外径及第2轴承基体部72的外径相同。间隔构件73的收容孔73a的内径比第1贯通孔71a的内径及第2贯通孔72a的内径大。在间隔构件73形成有多个在厚度方向上贯通的第3螺栓插通孔73b。多个第3螺栓插通孔73b在间隔构件73的周向上隔有等间隔地配置。间隔构件73以成为收容孔73a的中心轴线与第1贯通孔71a的中心轴线及第2贯通孔72a的中心轴线一致、且各第3螺栓插通孔73b与各第1螺栓插通孔71b及各第2螺栓插通孔72b分别重叠的状态的方式,相对于第1轴承基体部71及第2轴承基体部72配置。
66.在第1相对面731形成有多个第1通路形成槽73c。多个第1通路形成槽73c在间隔构件73的周向上隔有等间隔地配置。各第1通路形成槽73c在间隔构件73的周向上分别位于相邻的第3螺栓插通孔73b彼此之间。各第1通路形成槽73c将间隔构件73的内周面与外周面连接。因此,各第1通路形成槽73c与间隔构件73的收容孔73a连通。多个第1通路形成槽73c以
收容孔73a的中心轴线为中心而呈放射状延伸。
67.在第2相对面732形成有多个第2通路形成槽73d。多个第2通路形成槽73d在间隔构件73的周向上隔有等间隔地配置。各第2通路形成槽73d在间隔构件73的周向上分别位于相邻的第3螺栓插通孔73b彼此之间。各第2通路形成槽73d将间隔构件73的内周面与外周面连接。因此,各第2通路形成槽73d与间隔构件73的收容孔73a连通。多个第2通路形成槽73d以收容孔73a的中心轴线为中心而呈放射状延伸。各第1通路形成槽73c和各第2通路形成槽73d分别配置于在间隔构件73的厚度方向上重叠的位置。
68.如图2及图3所示,第1轴承基体部71与第2轴承基体部72隔着间隔构件73而互相固定。具体而言,多个螺栓74依次穿过各第2螺栓插通孔72b、各第3螺栓插通孔73b以及各第2螺栓插通孔72b而拧入中间壳体17,由此,第1轴承基体部71和第2轴承基体部72以隔着间隔构件73的状态固定于中间壳体17。
69.间隔构件73的厚度被设定为如下厚度:在支承板80以相对于第1动压推力轴承61及第2动压推力轴承62非接触的状态旋转时,第1动压推力轴承61与支承板80之间及第2动压推力轴承62与支承板80之间的各游隙成为所希望的游隙。
70.作为在间隔构件73的旋转轴40的径向内侧与第1动压推力轴承61及第2动压推力轴承62的旋转轴40的径向外侧之间形成的间隙的推力外周空间75经由第1动压推力轴承61与支承板80之间而与第1贯通孔71a连通。另外,推力外周空间75经由第2动压推力轴承62与支承板80之间而与第2贯通孔72a连通。
71.如图2所示,在壳体11内,形成有供空气从第1轴承基体部71、间隔构件73以及第2轴承基体部72的外侧经过而从马达室18朝向第1叶轮室28流动的主流通路90。主流通路90由连通路23、第1通路91以及第2通路92构成。第1通路91是推力轴承收容室25内的第1室形成凹部17b的内侧的空间、且是位于第1轴承基体部71、间隔构件73以及第2轴承基体部72的外侧的环状的空间。第2通路92是推力轴承收容室25内的第2室形成凹部13a的内侧的空间、且是位于比推力轴承支承部70靠第1叶轮室28侧的空间。第1通路91与连通路23连通。第1通路91和第2通路92互相连通。第2通路92与第1吸入口24连通。
72.第1动压向心轴承20与旋转轴40之间的间隙连通于马达室18。第1动压向心轴承20是配置于电动马达41与支承板80之间并且在向心方向上支承旋转轴40而将其支承为能够旋转的动压向心轴承。并且,第1贯通孔71a连通于第1动压向心轴承20与旋转轴40之间的间隙。因此,第1贯通孔71a经由第1动压向心轴承20与旋转轴40之间的间隙而与马达室18连通。另外,第2贯通孔72a与主流通路90的第2通路92连通。
73.如图2及图3所示,推力轴承支承部70具有多个连接通路76及多个连接通路77。各连接通路76是由各第1通路形成槽73c和第1轴承基体部71区划出的空间。各连接通路76的一端与推力外周空间75连通。各连接通路76的另一端与主流通路90的第1通路91连通。因此,各连接通路76将推力外周空间75与主流通路90连接。各连接通路76在旋转轴40的径向上贯通间隔构件73。因此,连接通路76是以将间隔构件73的内周与外周连通的方式形成于间隔构件73的径向通路。多个连接通路76在间隔构件73的周向上隔开间隔地呈放射状延伸。
74.各连接通路77是由各第2通路形成槽73d和第2轴承基体部72区划出的空间。各连接通路77的一端与推力外周空间75连通。各连接通路77的另一端与主流通路90的第1通路
91连通。因此,各连接通路77将推力外周空间75与主流通路90连接。各连接通路77在旋转轴40的径向上贯通间隔构件73。因此,连接通路77是以将间隔构件73的内周与外周连通的方式形成于间隔构件73的径向通路。多个连接通路77在间隔构件73的周向上隔开间隔地呈放射状延伸。
75.第1通路91是主流通路90的与各连接通路76及各连接通路77的汇合部分。并且,第2通路92是主流通路90的比与各连接通路76及各连接通路77的汇合部分靠下游侧的通路。另外,连通路23是主流通路90的比与各连接通路76及各连接通路77的汇合部分靠上游侧的通路。
76.将各连接通路76的通路截面积的合计与各连接通路77的通路截面积的合计相加而得到的通路截面积,比第1动压向心轴承20与旋转轴40之间的间隙的截面积大。另外,将各连接通路76的通路截面积的合计与各连接通路77的通路截面积的合计加而得到的通路截面积,比第1动压推力轴承61与支承板80之间的间隙的截面积及第2动压推力轴承62与支承板80之间的间隙的截面积大。第1贯通孔71a的通路截面积比第1动压向心轴承20与旋转轴40之间的间隙的截面积大。第2通路92的通路截面积比将连通路23的通路截面积、第1动压推力轴承61与支承板80之间的间隙的截面积、以及第2动压推力轴承62与支承板80之间的间隙的截面积相加而得到的截面积大。
77.在间隔构件73的厚度方向上,位于各连接通路76与各连接通路77之间的部位的厚度h1比支承板80的厚度h2薄。另外,间隔构件73的内周面以在支承板80旋转时,在支承板80的外侧产生的空气的回旋运动减少的程度接近支承板80的外周面。此外,第1动压推力轴承61及第2动压推力轴承62不比支承板80的外周面向旋转轴40的径向外侧突出。
78.在离心压缩机10中,空气从吸入孔12h被吸入马达室18。吸入到马达室18的空气的大部分经过各连通路23、第1通路91以及第2通路92,被吸入第1吸入口24。吸入到第1吸入口24的空气通过第1叶轮51的离心作用而升压,从第1叶轮室28被送入第1扩散流路30,在第1扩散流路30中进一步升压。然后,经过了第1扩散流路30的空气向第1排出室29排出。因此,第1叶轮51是通过旋转轴40的旋转而将马达室18的空气向第1叶轮室28吸入并从第1叶轮室28向第1排出室29排出的工作体。由此,第1叶轮室28是收容作为工作体的第1叶轮51的工作室。并且,第1排出室29是供来自作为工作室的第1叶轮室28的空气排出的排出室。
79.排出到第1排出室29的空气从第1排出室29经由未图示的通路而被吸入第2吸入口32。吸入到第2吸入口32的空气通过第2叶轮52的离心作用而升压,从第2叶轮室33被送入第2扩散流路35,在第2扩散流路35中进一步升压。然后,经过了第2扩散流路35的空气向第2排出室34排出。
80.接着,对本实施方式的作用进行说明。
81.吸入到马达室18的空气的一部分经过第1动压向心轴承20与旋转轴40之间而向第1贯通孔71a流入。而且,经过第2通路92的空气的一部分向第2贯通孔72a流入。
82.流入到第1贯通孔71a的空气通过由与旋转轴40一体地旋转的支承板80产生的离心作用而被卷起,并且经过第1动压推力轴承61与支承板80之间,对第1动压推力轴承61进行冷却。然后,经过了第1动压推力轴承61与支承板80之间的空气向推力外周空间75流入。另一方面,流入到第2贯通孔72a的空气通过由与旋转轴40一体地旋转的支承板80产生的离心作用而被卷起,并且经过第2动压推力轴承62与支承板80之间,对第2动压推力轴承62进
行冷却。然后,经过了第2动压推力轴承62与支承板80之间的空气向推力外周空间75流入。
83.在此,推力外周空间75的压力因空气分别从第1动压推力轴承61与支承板80之间及第2动压推力轴承62与支承板80之间流入而上升。由此,在主流通路90的第1通路91与推力外周空间75之间产生压力差,推力外周空间75内的空气经由各连接通路76及各连接通路77而向主流通路90的第1通路91流出。
84.因此,容易产生空气从马达室18经过第1贯通孔71a、以及第1动压推力轴承61与支承板80之间而向推力外周空间75流入、经由各连接通路76及各连接通路77而向主流通路90的第1通路91流出的流动。另外,容易产生空气从主流通路90的第2通路92经过第2贯通孔72a、以及第2动压推力轴承62与支承板80之间而向推力外周空间75流入、经由各连接通路76及各连接通路77而向主流通路90的第1通路91流出的流动。其结果,容易进行利用经过第1动压推力轴承61与支承板80之间的空气实现的第1动压推力轴承61的冷却及利用经过第2动压推力轴承62与支承板80之间的空气实现的第2动压推力轴承62的冷却,第1动压推力轴承61及第2动压推力轴承62被高效地冷却。
85.在上述实施方式中能够获得以下的效果。
86.(1)例如,考虑在中间壳体17与支承板80之间配置第1动压推力轴承61、在第1压缩机壳体13的一部分与支承板80之间配置第2动压推力轴承62的情况。在该情况下,为了调整第1动压推力轴承61与支承板80之间及第2动压推力轴承62与支承板80之间的各游隙,需要通过调整中间壳体17与第1压缩机壳体13的推力方向上的配合面来进行。因此,有时难以提高第1动压推力轴承61与支承板80之间及第2动压推力轴承62与支承板80之间的各游隙的精度。因此,将第1轴承基体部71和第2轴承基体部72隔着间隔构件73而互相固定,所以能够提高第1动压推力轴承61与支承板80之间及第2动压推力轴承62与支承板80之间的各游隙的精度。
87.并且,推力轴承支承部70具有将推力外周空间75与主流通路90连接的连接通路76及连接通路77。据此,在主流通路90与推力外周空间75之间产生压力差,推力外周空间75内的空气经由各连接通路76及各连接通路77而向主流通路90流出。因此,容易产生空气从马达室18经过第1贯通孔71a、以及第1动压推力轴承61与支承板80之间而向推力外周空间75流入、经由各连接通路76及各连接通路77而向主流通路90流出的流动。另外,容易产生空气从主流通路90经过第2贯通孔72a、以及第2动压推力轴承62与支承板80之间而向推力外周空间75流入、经由各连接通路76及各连接通路77而向主流通路90流出的流动。其结果,容易进行利用经过第1动压推力轴承61与支承板80之间的空气实现的第1动压推力轴承61的冷却及利用经过第2动压推力轴承62与支承板80之间的空气实现的第2动压推力轴承62的冷却,能够高效地冷却第1动压推力轴承61及第2动压推力轴承62。根据以上,能够在提高第1动压推力轴承61与支承板80之间及第2动压推力轴承62与支承板80之间的各游隙的精度的同时,高效地冷却第1动压推力轴承61及第2动压推力轴承62。
88.(2)间隔构件73是具有能够将支承板80收容于内侧的收容孔73a的环状。例如,考虑在绕旋转轴40的轴线配置多个筒状的间隔构件的状态下,使各间隔构件介于第1轴承基体部71与第2轴承基体部72之间的情况。与该情况相比,能够提高第1动压推力轴承61与支承板80之间及第2动压推力轴承62与支承板80之间的各游隙的精度。并且,由于各连接通路76及各连接通路77是以将间隔构件73的内周与外周连通的方式形成于间隔构件73的径向
通路,所以各连接通路76及各连接通路77从推力外周空间75在旋转轴40的径向上延伸而连接于主流通路90。由此,通过由与旋转轴40一体地旋转的支承板80产生的离心作用而被卷起并分别经过第1动压推力轴承61与支承板80之间及第2动压推力轴承62与支承板80之间而流入到推力外周空间75的空气容易朝向各连接通路76及各连接通路77流动。因此,更容易进行利用经过第1动压推力轴承61与支承板80之间的空气实现的第1动压推力轴承61的冷却及利用经过第2动压推力轴承62与支承板80之间的空气实现的第2动压推力轴承62的冷却。其结果,能够更高效地冷却第1动压推力轴承61及第2动压推力轴承62。
89.(3)多个连接通路76及多个连接通路77在间隔构件73的周向上隔开间隔地呈放射状延伸的构成,作为推力轴承支承部70具有多个以将间隔构件73的内周与外周连通的方式形成于间隔构件73的径向通路的构成是合适的。并且,例如与推力轴承支承部70仅具有1个连接通路的情况相比,推力外周空间75内的空气容易经由各连接通路76及各连接通路77而向主流通路90流出。其结果,更容易进行利用经过第1动压推力轴承61与支承板80之间的空气实现的第1动压推力轴承61的冷却及利用经过第2动压推力轴承62与支承板80之间的空气实现的第2动压推力轴承62的冷却,能够更高效地冷却第1动压推力轴承61及第2动压推力轴承62。
90.(4)将各连接通路76的通路截面积的合计与各连接通路77的通路截面积的合计相加而得到的通路截面积,比第1动压向心轴承20与旋转轴40之间的间隙的截面积大。另外,将各连接通路76的通路截面积的合计与各连接通路77的通路截面积的合计相加而得到的通路截面积,比第1动压推力轴承61与支承板80之间的间隙的截面积及第2动压推力轴承62与支承板80之间的间隙的截面积大。例如,考虑将各连接通路76的通路截面积的合计与各连接通路77的通路截面积的合计相加而得到的通路截面积为第1动压向心轴承20与旋转轴40之间的间隙的截面积以下的情况。而且,考虑将各连接通路76的通路截面积的合计与各连接通路77的通路截面积的合计相加而得到的通路截面积为第1动压推力轴承61与支承板80之间的间隙的截面积及第2动压推力轴承62与支承板80之间的间隙的截面积以下的情况。与这样的情况相比,推力外周空间75内的空气容易向各连接通路76及各连接通路77流动。由此,能够容易使推力外周空间75内的空气经由各连接通路76及各连接通路77而向主流通路90流出。其结果,容易进行利用经过第1动压推力轴承61与支承板80之间的空气实现的第1动压推力轴承61的冷却及利用经过第2动压推力轴承62与支承板80之间的空气实现的第2动压推力轴承62的冷却,能够高效地冷却第1动压推力轴承61及第2动压推力轴承62。
91.(5)第1贯通孔71a的通路截面积比第1动压向心轴承20与旋转轴40之间的间隙的截面积大。据此,例如与第1贯通孔71a的通路截面积为第1动压向心轴承20与旋转轴40之间的间隙的截面积以下的情况相比,经过了第1动压向心轴承20与旋转轴40之间的空气容易向第1贯通孔71a流动。因此,除了推力外周空间75内的空气容易向各连接通路76及各连接通路77流动之外,经过第1动压向心轴承20与旋转轴40之间的间隙的空气也容易经由第1贯通孔71a而向第1动压推力轴承61与支承板80之间流动。其结果,能够更高效地冷却第1动压推力轴承61。
92.(6)第2通路92的通路截面积比将连通路23的通路截面积、第1动压推力轴承61与支承板80之间的间隙的截面积、以及第2动压推力轴承62与支承板80之间的间隙的截面积相加而得到的截面积大。例如考虑第2通路92的通路截面积为将连通路23的通路截面积、第
1动压推力轴承61与支承板80之间的间隙的截面积、以及第2动压推力轴承62与支承板80之间的间隙的截面积相加而得到的截面积以下的情况。与这样的情况相比,第2通路92的空气的流动变得顺畅,所以能够容易使推力外周空间75内的空气经由各连接通路76及各连接通路77而向主流通路90流出。其结果,容易进行利用经过第1动压推力轴承61与支承板80之间的空气实现的第1动压推力轴承61的冷却及利用经过第2动压推力轴承62与支承板80之间的空气实现的第2动压推力轴承62的冷却,能够高效地冷却第1动压推力轴承61及第2动压推力轴承62。
93.(7)在间隔构件73的厚度方向上,位于各连接通路76与各连接通路77之间的部位的厚度h1比支承板80的厚度h2薄。据此,例如与在间隔构件73的厚度方向上位于各连接通路76与各连接通路77之间的部位的厚度h1比支承板80的厚度h2厚的情况相比,能够容易确保各连接通路76及各连接通路77各自的通路截面积。因此,推力外周空间75内的空气容易向各连接通路76及各连接通路77流动,所以能够容易使推力外周空间75内的空气经由各连接通路76及各连接通路77而向主流通路90流出。其结果,容易进行利用经过第1动压推力轴承61与支承板80之间的空气实现的第1动压推力轴承61的冷却及利用经过第2动压推力轴承62与支承板80之间的空气实现的第2动压推力轴承62的冷却,能够高效地冷却第1动压推力轴承61及第2动压推力轴承62。
94.(8)间隔构件73的内周面,以在支承板80旋转时,在支承板80的外侧产生的空气的回旋运动减少的程度接近支承板80的外周面。因此,伴随于在支承板80的外侧产生的空气的回旋运动的风损得到抑制,所以支承板80能够顺利地旋转。
95.(9)在第1叶轮51与电动马达41之间通过动压推力轴承60在推力方向上支承旋转轴40而将其支承为能够旋转。据此,例如与在相对于电动马达41而言在第1叶轮51的相反侧的位置通过动压推力轴承在推力方向上支承旋转轴40而将其支承为能够旋转的构成相比,能够合适地抑制旋转轴40的振动。因此,能够提高离心压缩机10的可靠性。
96.此外,上述实施方式可以如以下那样变更来实施。上述实施方式及以下的变更例能够在技术上不矛盾的范围内互相组合来实施。
97.也可以如图6所示,在支承板80形成有使第1贯通孔71a及第2贯通孔72a与推力外周空间75相连的联系通路81。联系通路81由轴路81a及径路81b构成。轴路81a在旋转轴40的轴向上贯通支承板80的旋转轴40侧的端部即基端部。轴路81a的一端与第1贯通孔71a连通。轴路81a的另一端与第2贯通孔72a连通。径路81b从轴路81a沿旋转轴40的径向贯通支承板80。径路81b的一端与轴路81a连通。径路81b的另一端与推力外周空间75连通。在支承板80形成有多个联系通路81。多个联系通路81的各轴路81a在支承板80的周向上隔开间隔地配置。多个联系通路81的各径路81b以旋转轴40的轴线l为中心而呈放射状延伸。
98.据此,来自第1贯通孔71a的空气的一部分及来自第2贯通孔72a的空气的一部分经过联系通路81而向推力外周空间75流入。因此,能够利用经过联系通路81的空气对支承板80进行冷却。其结果,第1动压推力轴承61通过支承板80经由制冷剂间接地进行热交换(冷却),由此能够利用支承板80对第1动压推力轴承61进行冷却,并且,第2动压推力轴承62通过支承板80经由制冷剂间接地进行热交换(冷却),由此能够利用支承板80对第2动压推力轴承62进行冷却。
99.在图6所示的实施方式中,轴路81a也可以不在旋转轴40的轴向上贯通支承板80。
例如,也可以是,轴路81a的一端与第1贯通孔71a连通,轴路81a的另一端在支承板80的内部封闭。总之,联系通路81只要将第1贯通孔71a和第2贯通孔72a中的至少一方与推力外周空间75相连即可,只要来自第1贯通孔71a的空气或者来自第2贯通孔72a的空气经过联系通路81而向推力外周空间75流入即可。
100.也可以如图7所示,离心压缩机10例如构成为,中间壳体17兼当第1轴承基体部,而不具备作为独立于中间壳体17的构件的第1轴承基体部。在该情况下,第1动压推力轴承61配置于中间壳体17与支承板80之间。并且,在中间壳体17形成有第1贯通孔71a。
101.也可以如图8所示,推力轴承支承部70具有例如形成于第2轴承基体部72并且将推力外周空间75与主流通路90连接的连接通路78,来替代各连接通路76及各连接通路77。
102.在实施方式中,推力轴承支承部70也可以构成为不具有各连接通路76。
103.在实施方式中,推力轴承支承部70也可以构成为不具有各连接通路77。
104.在实施方式中,推力轴承支承部70也可以构成为具有多个连接通路77而仅具有1个连接通路76。
105.在实施方式中,推力轴承支承部70也可以构成为具有多个连接通路76而仅具有1个连接通路77。
106.在实施方式中,推力轴承支承部70也可以构成为具有连接通路76及连接通路77各1个。
107.在实施方式中,推力轴承支承部70也可以构成为不具有连接通路77而仅具有1个连接通路76。
108.在实施方式中,推力轴承支承部70也可以构成为不具有连接通路76而仅具有1个连接通路77。
109.在实施方式中,例如也可以是,以绕旋转轴40的轴线配置多个筒状的间隔构件的状态,使各间隔构件介于第1轴承基体部71与第2轴承基体部72之间。
110.在实施方式中,将各连接通路76的通路截面积的合计与各连接通路77的通路截面积的合计相加而得到的通路截面积也可以为第1动压向心轴承20与旋转轴40之间的间隙的截面积以下。而且,将各连接通路76的通路截面积的合计与各连接通路77的通路截面积的合计相加而得到的通路截面积也可以为第1动压推力轴承61与支承板80之间的间隙的截面积及第2动压推力轴承62与支承板80之间的间隙的截面积以下。
111.在实施方式中,第1贯通孔71a的通路截面积也可以为第1动压向心轴承20与旋转轴40之间的间隙的截面积以下。
112.在实施方式中,第2通路92的通路截面积也可以为将连通路23的通路截面积、第1动压推力轴承61与支承板80之间的间隙的截面积、以及第2动压推力轴承62与支承板80之间的间隙的截面积相加而得到的截面积以下。
113.在实施方式中,第1贯通孔71a的通路截面积也可以为第1动压向心轴承20与旋转轴40之间的间隙的截面积以下。而且,第2通路92的通路截面积也可以为将连通路23的通路截面积、第1动压推力轴承61与支承板80之间的间隙的截面积、以及第2动压推力轴承62与支承板80之间的间隙的截面积相加而得到的截面积以下。即便是在这样的情况下,将各连接通路76的通路截面积的合计与各连接通路77的通路截面积的合计相加而得到的通路截面积也比第1动压向心轴承20与旋转轴40之间的间隙的截面积大。另外,将各连接通路76的
通路截面积的合计与各连接通路77的通路截面积的合计相加而得到的通路截面积比第1动压推力轴承61与支承板80之间的间隙的截面积及第2动压推力轴承62与支承板80之间的间隙的截面积大。因此,推力外周空间75内的空气容易向各连接通路76及各连接通路77流动。由此,能够容易使推力外周空间75内的空气经由各连接通路76及各连接通路77而向主流通路90流出。其结果,容易进行利用经过第1动压推力轴承61与支承板80之间的空气实现的第1动压推力轴承61的冷却及利用经过第2动压推力轴承62与支承板80之间的空气实现的第2动压推力轴承62的冷却,能够高效地冷却第1动压推力轴承61及第2动压推力轴承62。
114.在实施方式中,将各连接通路76的通路截面积的合计与各连接通路77的通路截面积的合计相加而得到的通路截面积也可以为第1动压向心轴承20与旋转轴40之间的间隙的截面积以下。而且,将各连接通路76的通路截面积的合计与各连接通路77的通路截面积的合计相加而得到的通路截面积也可以为第1动压推力轴承61与支承板80之间的间隙的截面积及第2动压推力轴承62与支承板80之间的间隙的截面积以下。并且,第2通路92的通路截面积也可以为将连通路23的通路截面积、第1动压推力轴承61与支承板80之间的间隙的截面积、以及第2动压推力轴承62与支承板80之间的间隙的截面积相加而得到的截面积以下。即便是在这样的情况下,第1贯通孔71a的通路截面积也比第1动压向心轴承20与旋转轴40之间的间隙的截面积大,所以经过了第1动压向心轴承20与旋转轴40之间的空气容易向第1贯通孔71a流动。因此,经过第1动压向心轴承20与旋转轴40之间的间隙的空气容易经由第1贯通孔71a而向第1动压推力轴承61与支承板80之间流动,所以能够高效地冷却第1动压推力轴承61。
115.在实施方式中,将各连接通路76的通路截面积的合计与各连接通路77的通路截面积的合计相加而得到的通路截面积也可以为第1动压向心轴承20与旋转轴40之间的间隙的截面积以下。而且,将各连接通路76的通路截面积的合计与各连接通路77的通路截面积的合计相加而得到的通路截面积也可以为第1动压推力轴承61与支承板80之间的间隙的截面积及第2动压推力轴承62与支承板80之间的间隙的截面积以下。并且,第1贯通孔71a的通路截面积也可以为第1动压向心轴承20与旋转轴40之间的间隙的截面积以下。即便是在这样的情况下,第2通路92的通路截面积也比将连通路23的通路截面积、第1动压推力轴承61与支承板80之间的间隙的截面积、以及第2动压推力轴承62与支承板80之间的间隙的截面积相加而得到的截面积大,所以第2通路92的空气的流动变得顺畅。因此,能够容易使推力外周空间75内的空气经由各连接通路76及各连接通路77而向主流通路90流出。其结果,容易进行利用经过第1动压推力轴承61与支承板80之间的空气实现的第1动压推力轴承61的冷却及利用经过第2动压推力轴承62与支承板80之间的空气实现的第2动压推力轴承62的冷却,能够高效地冷却第1动压推力轴承61及第2动压推力轴承62。
116.在实施方式中,在间隔构件73的厚度方向上,位于各连接通路76与各连接通路77之间的部位的厚度h1也可以与支承板80的厚度h2相同。
117.在实施方式中,在间隔构件73的厚度方向上,位于各连接通路76与各连接通路77之间的部位的厚度h1也可以比支承板80的厚度h2厚。
118.在实施方式中,第1动压推力轴承61及第2动压推力轴承62也可以比支承板80的外周面向旋转轴40的径向外侧突出。总之,只要位于比第1动压推力轴承61及第2动压推力轴承62靠旋转轴40的径向外侧的空间即推力外周空间75由第1轴承基体部71、第2轴承基体部
72以及间隔构件73区划出即可。
119.在实施方式中,第1轴承基体部71与第2轴承基体部72通过多个螺栓74隔着间隔构件73而互相固定,但不限于此,例如,也可以代替螺栓而使用压入销,将第1轴承基体部71与第2轴承基体部72隔着间隔构件73而互相固定。
120.在实施方式中,离心压缩机10也可以构成为例如不具备第2叶轮52。
121.在实施方式中,作为第1叶轮51及第2叶轮52压缩的流体,不限于空气。因此,离心压缩机10的适用对象及压缩对象的流体是任意的。例如,离心压缩机10可以在空调装置中使用,压缩对象的流体可以是制冷剂。另外,离心压缩机10的搭载对象不限于车辆,是任意的。
122.在实施方式中,也可以采用例如具备涡旋机构作为通过旋转轴的旋转而工作的工作体的涡旋型压缩机来作为流体机械。另外,也可以采用例如具备2个转子作为工作体的罗茨泵来作为流体机械。
123.附图标记说明
124.10作为流体机械的离心压缩机
125.11壳体
126.12h吸入孔
127.18马达室
128.20作为动压向心轴承的第1动压向心轴承
129.28作为工作室的第1叶轮室
130.29作为排出室的第1排出室
131.40旋转轴
132.41电动马达
133.51作为工作体的第1叶轮
134.60动压推力轴承
135.61第1动压推力轴承
136.62第2动压推力轴承
137.70推力轴承支承部
138.71第1轴承基体部
139.71a第1贯通孔
140.72第2轴承基体部
141.72a第2贯通孔
142.73间隔构件
143.73a收容孔
144.75作为间隙的推力外周空间
145.76、77作为径向通路的连接通路
146.78连接通路
147.80支承板
148.81联系通路
149.90主流通路
技术特征:
1.一种流体机械,具备:旋转轴;电动马达,使所述旋转轴旋转;壳体,具有收容所述电动马达的马达室、将流体向所述马达室吸入的吸入孔、工作室以及排出室;工作体,通过所述旋转轴的旋转而将所述马达室的流体向所述工作室吸入并从所述工作室向所述排出室排出;动压推力轴承,在推力方向上支承所述旋转轴而将其支承为能够旋转;推力轴承支承部,支承所述动压推力轴承;以及支承板,从所述旋转轴的外周面中的所述工作体与所述电动马达之间的部位向径向外侧呈环状突出并且与所述旋转轴一体旋转,所述推力轴承支承部具有:第1轴承基体部,配置于比所述支承板靠所述电动马达侧并且具有供所述旋转轴贯通的第1贯通孔;和第2轴承基体部,配置于比所述支承板靠所述工作体侧并且具有供所述旋转轴贯通的第2贯通孔,所述动压推力轴承具有:第1动压推力轴承,配置于所述第1轴承基体部与所述支承板之间,在推力方向上支承所述旋转轴而将其支承为能够旋转;和第2动压推力轴承,配置于所述第2轴承基体部与所述支承板之间,在推力方向上支承所述旋转轴而将其支承为能够旋转,所述流体机械的特征在于,所述推力轴承支承部具有间隔构件,所述间隔构件配置于比所述支承板靠所述旋转轴的径向外侧,且介于所述第1轴承基体部与所述第2轴承基体部之间,所述第1轴承基体部与所述第2轴承基体部隔着所述间隔构件而互相固定,在所述壳体内,形成有供流体从所述第1轴承基体部、所述间隔构件以及所述第2轴承基体部的外侧经过而从所述马达室朝向所述工作室流动的主流通路,所述第1贯通孔与所述马达室连通,所述第2贯通孔与所述主流通路连通,形成于所述间隔构件的所述旋转轴的径向内侧与所述第1动压推力轴承及所述第2动压推力轴承的所述旋转轴的径向外侧之间的间隙,经由所述第1动压推力轴承与所述支承板之间而与所述第1贯通孔连通,且经由所述第2动压推力轴承与所述支承板之间而与所述第2贯通孔连通,所述推力轴承支承部具有将所述间隙与所述主流通路连接的连接通路。2.根据权利要求1所述的流体机械,其特征在于,所述间隔构件是具有能够将所述支承板收容于内侧的收容孔的环状,所述连接通路是以将所述间隔构件的内周与外周连通的方式形成于所述间隔构件的径向通路。
3.根据权利要求2所述的流体机械,其特征在于,所述推力轴承支承部具有多个所述径向通路,所述多个径向通路在所述间隔构件的周向上隔开间隔地呈放射状延伸。4.根据权利要求1~3中的任一项所述的流体机械,其特征在于,在所述支承板形成有将所述第1贯通孔和所述第2贯通孔中的至少一方与所述间隙相连的联系通路。5.根据权利要求1~4中的任一项所述的流体机械,其特征在于,具备配置于所述电动马达与所述支承板之间并且在向心方向上支承所述旋转轴而将其支承为能够旋转的动压向心轴承,所述第1贯通孔连通于所述动压向心轴承与所述旋转轴之间的间隙,所述连接通路的通路截面积比所述动压向心轴承与所述旋转轴之间的间隙的截面积大、且比所述第1动压推力轴承与所述支承板之间的间隙的截面积及所述第2动压推力轴承与所述支承板之间的间隙的截面积大。6.根据权利要求5所述的流体机械,其特征在于,所述第1贯通孔的通路截面积比所述动压向心轴承与所述旋转轴之间的间隙的截面积大。7.根据权利要求1~4中的任一项所述的流体机械,具备配置于所述电动马达与所述支承板之间并且在向心方向上支承所述旋转轴而将其支承为能够旋转的动压向心轴承,所述第1贯通孔连通于所述动压向心轴承与所述旋转轴之间的间隙,所述第1贯通孔的通路截面积比所述动压向心轴承与所述旋转轴之间的间隙的截面积大。8.根据权利要求5~7中的任一项所述的流体机械,其特征在于,所述主流通路的比与所述连接通路的汇合部分靠下游侧的通路截面积,大于将所述主流通路的比与所述连接通路的汇合部分靠上游侧的通路截面积、所述第1动压推力轴承与所述支承板之间的间隙的截面积、以及所述第2动压推力轴承与所述支承板之间的间隙的截面积相加而得到的截面积。9.根据权利要求1~4中的任一项所述的流体机械,其特征在于,具备配置于所述电动马达与所述支承板之间并且在向心方向上支承所述旋转轴而将其支承为能够旋转的动压向心轴承,所述第1贯通孔连通于所述动压向心轴承与所述旋转轴之间的间隙,所述主流通路的比与所述连接通路的汇合部分靠下游侧的通路截面积,大于将所述主流通路的比与所述连接通路的汇合部分靠上游侧的通路截面积、所述第1动压推力轴承与所述支承板之间的间隙的截面积、以及所述第2动压推力轴承与所述支承板之间的间隙的截面积相加而得到的截面积。
技术总结
第1轴承基体部(71)与第2轴承基体部(72)隔着间隔构件(73)而互相固定,所以第1动压推力轴承(61)与支承板(80)之间及第2动压推力轴承(62)与支承板(80)之间的各游隙的精度提高。推力轴承支承部(70)具有将推力外周空间(75)与主流通路(90)连接的连接通路(76)及连接通路(77),所以在主流通路(90)与推力外周空间(75)之间产生压力差,推力外周空间(75)内的空气经由各连接通路(76)及各连接通路(77)而向主流通路(90)流出。主流通路(90)流出。主流通路(90)流出。
技术研发人员:远藤佑树 斋藤博 冈野祐树 音田逸人
受保护的技术使用者:株式会社丰田自动织机
技术研发日:2021.09.17
技术公布日:2023/7/12
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