[发明专利]涡轮压缩机以及具备该涡轮压缩机的涡轮制冷装置

说明书

本发明的目的在于提供涡轮压缩机，该涡轮压缩机对以最高压力小于0.2MPaG的状态使用的低压制冷剂进行压缩，抑制因旋转轴的热延伸、旋转振动而引起的机械损失，提高涡轮制冷装置的效率。涡轮压缩机对以最高压力小于0.2MPaG的状态使用的低压制冷剂进行压缩，具备旋转轴(25)、同轴地设置在旋转轴(25)的中间部而驱动旋转轴(25)进行旋转的电动机(13)、固定于旋转轴(25)的一端而构成压缩部(23)的叶轮(23a)、(23b)、在电动机(13)与叶轮(23a)、(23b)之间对旋转轴(25)进行轴支承的第一轴承(27)、以及对旋转轴(25)的另一端进行轴支承的第二轴承(28)，第一轴承(27)为滚动轴承，第二轴承(28)为滑动轴承。

技术领域

本发明涉及对低压制冷剂进行压缩的涡轮压缩机以及具备该涡轮压缩机的涡轮制冷装置。

背景技术

众所周知，例如作为地区冷暖气设备的热源用而使用的涡轮制冷装置具备由电动机驱动的离心涡轮型的涡轮压缩机。以往用于涡轮制冷装置的HFC(Hydro-Fluoro-Carbon)制冷剂的GWP(地球变暖系数)为几百以上且几千以下，向GWP为一位数等级的HFO(Hydro-Fluoro-Olefin)制冷剂的转换成为当务之急。

例如，HFO-1233zd(E)等的、以最高压力小于0.2MPaG的状态使用的低压制冷剂与以往的HFC-134a等高压制冷剂相比，具有气体比体积较大的特性，因此，在作为冷却器用制冷剂的情况下，涡轮压缩机的吸入部中的制冷剂气体密度减小约1/5左右。因此，为了发挥与高压制冷剂同等的制冷能力，需要增大涡轮压缩机的叶轮直径。

在相同形状的制冷装置中，为了能够使宽制冷能力范围运转，也期望将叶轮直径设计得较大。通过叶轮直径变大，满足所需的叶轮周速的轴转数变低。因此，如专利文献1所公开的涡轮压缩机那样，不使用增速齿轮就能够对电动机与叶轮进行同轴驱动，其结果是，无需进行增速齿轮的润滑，能够简化涡轮压缩机的构造。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第3716061号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，由于叶轮直径的增大，旋转轴的叶轮装配侧端部的悬垂(overhang)重量变大，旋转轴的固有振动频率降低(Q值增大)，因此，难以避免所需转数范围内的谐振。因此，可能产生旋转振动，从而有可能导致旋转振动的产生成为机械损失而使涡轮制冷装置的效率降低，或者使旋转轴发生破损。

为了对气体密度低的低压制冷剂进行压缩，必须大幅度增大电动机的转数(例：从60Hz增大到200Hz)，由于这样的电动机的高速旋转化以及因制冷剂气体密度的降低而引起的电动机冷却性的降低，使得从电动机向旋转轴的输入热量变多。因此，旋转轴的热延伸量变多，可能会助长上述的机械损失、旋转振动。

本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种涡轮压缩机以及具备该涡轮压缩机的涡轮制冷装置，该涡轮压缩机对以最高压力小于0.2MPaG的状态使用的低压制冷剂进行压缩，能够抑制因旋转轴的热延伸、旋转振动而引起的机械损失而提高涡轮制冷装置的效率。

用于解决课题的方案

本发明的第一方案的涡轮压缩机对以最高压力小于0.2MPaG的状态使用的低压制冷剂进行压缩，其特征在于，所述涡轮压缩机具备：旋转轴；电动机，其同轴地设置在所述旋转轴的中间部，用于驱动所述旋转轴进行旋转；叶轮，其固定于所述旋转轴的一端而构成压缩部；第一轴承，其在所述电动机与所述叶轮之间对所述旋转轴进行轴支承；以及第二轴承，其对所述旋转轴的另一端进行轴支承，所述第一轴承与所述第二轴承中的一方为滚动轴承，另一方为滑动轴承。