[发明专利]涡轮压缩机以及使用该涡轮压缩机的冷冻机

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及涡轮压缩机以及使用该涡轮压缩机的冷冻机。

背景技术

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。