涡轮机制造技术

本公开的涡轮机具备旋转轴、叶轮、第一轴承以及第一供给路径。旋转轴包括第一锥形部和第一圆柱状部。第一轴承具有：第一锥形支承面，其包括第一锥形孔形成面，且将第一锥形部支承为能够旋转；第一圆柱状部支承面，其将第一圆柱状部支承为能够旋转。第一供给路径向形成于第一圆柱状部与第一圆柱状部支承面之间的间隙开口。第一锥形孔形成面相对于第一轴承的轴线方向的倾斜角度大于第一锥形部的外周面相对于旋转轴的轴线方向的倾斜角度。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及涡轮机。
技术介绍
以往，涡轮机分别单独地具备支承与在叶轮的两面产生的压差相伴的轴向载荷(推力载荷)的推力轴承和支承半径方向载荷(径向载荷)的径向轴承。另外，涡轮机也有时具备支承推力载荷和径向载荷的角接触球轴承。另外，作为旋转轴的轴承，已知有锥形状的轴承。如图11所示，在专利文献1中记载有具备旋转轴501、轴承部件503、轴承部件504、空气轴承506、空气轴承507、流路508以及流路509的空气轴承装置500。空气轴承506形成于旋转轴501与轴承部件503之间。空气轴承507形成于旋转轴501与轴承部件504之间。在轴承部件503中设置有流路508，在轴承部件504中设置有流路509。可从流路508向空气轴承506供给加压空气。另外，可从流路509向空气轴承507供给加压空气。空气轴承506和空气轴承507形成为锥形状，空气轴承506的大径侧和空气轴承507的大径侧彼此相对。在轴承部件503的轴承面上设置有压力传感器515。压力传感器515检测空气轴承506内的压力P，来自压力传感器515的输出信号p被传递到运算部516。运算部516将压力P换算成轴承间隙C或将压力P直接用作控制用的信号。利用进给马达514使轴承部件503在图5中向右方或左方移动，使轴承间隙C的值变化，以使输出信号p成为预先设定的值。由此，轴承间隙C被保持为最佳的值。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开昭58-196319号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题从提高涡轮机的效率的观点考虑，使用了专利文献1所记载的空气轴承装置的涡轮机具有改良的余地。于是，本公开提供具有高效率的涡轮机。用于解决问题的手段本公开提供一种涡轮机，该涡轮机具备：旋转轴；叶轮；支承所述旋转轴的第一轴承；以及用于向所述旋转轴与所述第一轴承之间供给润滑液的第一供给路径，所述叶轮以该叶轮的工作流体吸入侧的面朝向所述第一轴承的方式固定于所述旋转轴，所述旋转轴包括：第一锥形部，其具有在该旋转轴的轴线方向上朝向所述叶轮扩大的直径；和第一圆柱状部，其与所述第一锥形部的大径端相邻，所述第一轴承具有：第一锥形支承面，其包括第一锥形孔形成面，该第一锥形孔形成面形成沿着该第一轴承的轴线方向从该第一轴承的特定的位置朝向所述第一锥形部的小径端延伸的锥形孔，所述第一锥形支承面经由所述润滑液将所述第一锥形部支承为能够旋转；和第一圆柱状部支承面，其经由所述润滑液将所述第一圆柱状部支承为能够旋转，所述第一供给路径向形成于所述第一圆柱状部与所述第一圆柱状部支承面之间的间隙开口，所述第一锥形孔形成面相对于所述第一轴承的轴线方向的倾斜角度大于所述第一锥形部的外周面相对于所述旋转轴的轴线方向的倾斜角度。专利技术的效果上述的涡轮机具有高效率。附图说明图1是表示第1实施方式的涡轮机的剖视图。图2是放大地表示图1所示的涡轮机的一部分的剖视图图3是表示图2所示的涡轮机的轴承内部的润滑液的压力分布的图。图4是表示图2所示的涡轮机的轴承中的推力支承力的大小与间隙的宽度t1之间的关系的图。图5是放大地表示变形例的涡轮机的一部分的剖视图。图6是表示图5所示的涡轮机的轴承内部的润滑液的压力分布的图。图7是表示图5所示的涡轮机的轴承中的推力支承力的大小与间隙的宽度t1之间的关系的图。图8是放大地表示另一变形例的涡轮机的一部分的剖视图。图9是表示第2实施方式的涡轮机的图。图10是放大地表示图9所示的涡轮机的一部分的剖视图。图11是表示以往的空气轴承装置的剖视图。具体实施方式在专利文献1所记载的空气轴承装置500中，利用形成为锥形状的空气轴承506和空气轴承507，可支承旋转轴501的推力载荷。利用在空气轴承506和空气轴承507产生的推力支承力来支承旋转轴501的推力载荷。为了增加推力支承力的最大值，考虑使旋转轴501的锥形部的大径端的直径增加、且使旋转轴501的轴线方向上的旋转轴501的锥形部的投影面积增加。但是，在该情况下，有可能使得轴承损失增加，涡轮机的效率降低。本公开的第1技术方案提供一种涡轮机，该涡轮机具备：旋转轴；叶轮；支承所述旋转轴的第一轴承；以及用于向所述旋转轴与所述第一轴承之间供给润滑液的第一供给路径，所述叶轮以该叶轮的工作流体吸入侧的面朝向所述第一轴承的方式固定于所述旋转轴，所述旋转轴包括：第一锥形部，其具有在该旋转轴的轴线方向上朝向所述叶轮扩大的直径；和第一圆柱状部，其与所述第一锥形部的大径端相邻，所述第一轴承具有：第一锥形支承面，其包括第一锥形孔形成面，该第一锥形孔形成面形成沿着该第一轴承的轴线方向从该第一轴承的特定的位置朝向所述第一锥形部的小径端延伸的锥形孔，所述第一锥形支承面经由所述润滑液将所述第一锥形部支承为能够旋转；和第一圆柱状部支承面，其经由所述润滑液将所述第一圆柱状部支承为能够旋转，所述第一供给路径向形成于所述第一圆柱状部与所述第一圆柱状部支承面之间的间隙开口，所述第一锥形孔形成面相对于所述第一轴承的轴线方向的倾斜角度大于所述第一锥形部的外周面相对于所述旋转轴的轴线方向的倾斜角度。根据第1技术方案，第一锥形部的小径端附近处的第一锥形部的外周面与第一锥形支承面之间的间隙的宽度小于第一锥形部的大径端附近处的第一锥形部的外周面与第一锥形支承面之间的间隙的宽度。由此，在第一锥形部的小径端附近，对第一轴承的内部的润滑液的流动的阻力增加，因此，在第一锥形部的小径端附近，润滑液的压力的变化量增加。另一方面，第一轴承的内部的、从被供给润滑液的位置到排出润滑液的位置的区间中的润滑液的压力的变化量恒定，因此，在第一锥形部的大径端附近，润滑液的压力的变化量小。因此，第一锥形部与第一锥形支承面之间的间隙中的润滑液的平均压力高，第一轴承的推力支承力的最大值高。而且，能够不使第一锥形部的大径端的直径增加地提高第一轴承的推力支承力的最大值。因此，轴承损失受到抑制，从而涡轮机具有高效率。本公开的第2技术方案，在第1技术方案的基础上，提供一种涡轮机，所述旋转轴的外周面和所述第一轴承的内周面，在与所述第一锥形部的大径端相邻的位置形成有扩张空间，所述扩张空间在所述第一轴承的半径方向上具有比所述第一圆柱状部的外周面与所述第一圆柱状部支承面之间的间隙的宽度大的宽度。根据第2技术方案，在与第一锥形部的大径端相邻的位置形成扩张空间，由此第一轴承的推力支承力的最大值更高。另外，即使在第一锥形部的小径端与第一锥形支承面之间的间隙的宽度比较大的情况下，第一轴承的推力支承力也容易提高。本公开的第3技术方案，在第2技术方案的基础上，提供一种涡轮机，所述扩张空间由所述第一轴承的如下内周面和所述第一锥形部的外周面形成，所述内周面是在所述旋转轴的轴线方向上的所述第一圆柱状部支承面与所述第一锥形孔形成面之间从所述第一锥形孔形成面向所述第一轴承的半径方向外侧延伸的内周面。根据第3技术方案，即使不对旋转轴实施特别的加工，也能够形成扩张空间。本公开的第4技术方案，在第2技术方案的基础上，提供一种涡轮机，所述扩张空间由所述第一锥形孔形成面和所述旋转轴的从所述第一圆柱状部向所述旋转轴的半径方向内侧延伸的外周面形成。根据第4技术方案，即使不对第一轴承实施特别的加工，也能够形成扩张空间。本公开的第5技术方案，在第1技术方案～第4技术方案中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涡轮机，其中，具备：旋转轴；叶轮；支承所述旋转轴的第一轴承；以及用于向所述旋转轴与所述第一轴承之间供给润滑液的第一供给路径，所述叶轮以该叶轮的工作流体吸入侧的面朝向所述第一轴承的方式固定于所述旋转轴，所述旋转轴包括：第一锥形部，其具有在该旋转轴的轴线方向上朝向所述叶轮扩大的直径；和第一圆柱状部，其与所述第一锥形部的大径端相邻，所述第一轴承具有：第一锥形支承面，其包括第一锥形孔形成面，该第一锥形孔形成面形成沿着该第一轴承的轴线方向从该第一轴承的特定位置朝向所述第一锥形部的小径端延伸的锥形孔，所述第一锥形支承面经由所述润滑液将所述第一锥形部支承为能够旋转；和第一圆柱状部支承面，其经由所述润滑液将所述第一圆柱状部支承为能够旋转，所述第一供给路径向形成于所述第一圆柱状部与所述第一圆柱状部支承面之间的间隙开口，所述第一锥形孔形成面相对于所述第一轴承的轴线方向的倾斜角度大于所述第一锥形部的外周面相对于所述旋转轴的轴线方向的倾斜角度。

【技术特征摘要】
2015.07.17 JP 2015-1425911.一种涡轮机，其中，具备：旋转轴；叶轮；支承所述旋转轴的第一轴承；以及用于向所述旋转轴与所述第一轴承之间供给润滑液的第一供给路径，所述叶轮以该叶轮的工作流体吸入侧的面朝向所述第一轴承的方式固定于所述旋转轴，所述旋转轴包括：第一锥形部，其具有在该旋转轴的轴线方向上朝向所述叶轮扩大的直径；和第一圆柱状部，其与所述第一锥形部的大径端相邻，所述第一轴承具有：第一锥形支承面，其包括第一锥形孔形成面，该第一锥形孔形成面形成沿着该第一轴承的轴线方向从该第一轴承的特定位置朝向所述第一锥形部的小径端延伸的锥形孔，所述第一锥形支承面经由所述润滑液将所述第一锥形部支承为能够旋转；和第一圆柱状部支承面，其经由所述润滑液将所述第一圆柱状部支承为能够旋转，所述第一供给路径向形成于所述第一圆柱状部与所述第一圆柱状部支承面之间的间隙开口，所述第一锥形孔形成面相对于所述第一轴承的轴线方向的倾斜角度大于所述第一锥形部的外周面相对于所述旋转轴的轴线方向的倾斜角度。2.根据权利要求1所述的涡轮机，所述旋转轴的外周面和所述第一轴承的内周面，在与所述第一锥形部的大径端相邻的位置形成有扩张空间，所述扩张空间在所述第一轴承的半径方向上具有比所述第一圆柱状部的外周面与所述第一圆柱状部支承面之间的间隙的宽度大的宽度。3.根据权利要求2所述的涡轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄山直芳，尾形雄司，田口英俊，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP