涡轮机制造技术

本发明专利技术的涡轮机具备：旋转轴，其具有第一锥部和第一圆柱状部，所述第一锥部具有朝向端部减小的直径，所述第一圆柱状部在轴向上具有一定的直径；第一叶轮，其固定于所述旋转轴，用于使工作流体压缩或者膨胀；第一轴承，其将所述第一锥部和所述第一圆柱状部支撑成能够旋转；以及第二轴承，其相对于所述第一叶轮在所述旋转轴的轴向上位于所述第一轴承的相反侧，在所述旋转轴的轴向和所述旋转轴的径向上支撑所述旋转轴。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及涡轮机。
技术介绍
以往，涡轮机分别分开地具备推力轴承和径向轴承，推力轴承支撑与在叶轮的两面产生的差压相伴的轴向载荷(推力载荷)，径向轴承支撑径向载荷(径向载荷)。另外，涡轮机有时具备支撑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，已知有锥状的轴承。如图7所示，在专利文献1中记载了一种具备旋转轴501、轴承构件503、轴承构件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形成在旋转轴501与轴承构件503之间。空气轴承507形成在旋转轴501与轴承构件504之间。流路508设置于轴承构件503，流路509设置于轴承构件504。从流路508向空气轴承506供给加压空气。另外，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。在轴承构件503的轴承面设置有压力传感器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而用作控制用的信号，或者直接用作控制用的信号。通过输送马达514使轴承构件503向图7中的右方或左方移动，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
从以简单的结构稳定地支撑旋转轴的观点来看，专利文献1所记载的空气轴承装置还存在改良的余地。本专利技术提供一种能够以简单的结构稳定地支撑旋转轴的涡轮机。本专利技术提供一种涡轮机，具备：旋转轴，其具有第一锥部和第一圆柱状部，所述第一锥部具有朝向端部而减小的直径，所述第一圆柱状部在轴向上具有恒定的直径；第一叶轮，其固定于所述旋转轴，用于使工作流体压缩或膨胀；第一轴承，其将所述第一锥部和所述第一圆柱状部可旋转地支撑；以及第二轴承，其相对于所述第一叶轮在所述旋转轴的轴向上位于所述第一轴承的相反侧，在所述旋转轴的轴向和所述旋转轴的径向上支撑所述旋转轴。根据本专利技术，能够提供一种能够以简单的结构稳定地支撑旋转轴的涡轮机。附图说明图1是第1实施方式的涡轮机的剖视图。图2是放大了图1所示的涡轮机的一部分的剖视图。图3是放大了变形例的涡轮机的一部分的剖视图。图4是放大了另一变形例的涡轮机的一部分的剖视图。图5是第2实施方式的涡轮机的剖视图。图6A是放大了图5所示的涡轮机的一部分的剖视图。图6B是放大了图5所示的涡轮机的一部分的剖视图。图7是示出现有的空气轴承装置的剖视图。标号说明1a、1b涡轮机10第一轴承20第二轴承21推力轴承面30叶轮30a第一叶轮30b第二叶轮40旋转轴41锥部42圆柱状部43主润滑液供给孔45后方副润滑液供给孔47前方副润滑液供给孔50推力轴承构件51支撑面60电动机70a第一壳体70b第二壳体90润滑液壳体91储存空间具体实施方式在用流体轴承支撑旋转轴的结构中，通常，在旋转轴与流体轴承的轴承构件之间，会因与旋转轴的旋转相伴的摩擦热或气氛温度的变化等原因而产生温度差。在这些部件之间可能会因该温度差而产生热膨胀之差，从而导致旋转轴与流体轴承的轴承构件之间的间隙变动。另外，这些部件的尺寸通常在旋转轴的长度方向上具有大的不均，将各部件组装后的初始的间隙在旋转轴的长度方向上具有大的不均。若旋转轴与流体轴承的轴承构件之间的间隙过度扩大，则有可能无法确保支撑旋转轴所需的流体压力而导致旋转轴的举动变得不稳定。另一方面，若旋转轴与流体轴承的轴承构件之间的间隙过度缩小，则有可能产生旋转轴与轴承构件的接触而导致具有旋转轴的装置的性能和可靠性大幅下降。根据专利文献1所记载的空气轴承装置500，虽然能够将轴承间隙C保持为最佳的值，但由于需要输送马达514、压力传感器515以及运算部516，所以装置的结构复杂，制造成本会变高。本专利技术的第1技术方案提供一种涡轮机，具备：旋转轴，其具有第一锥部和第一圆柱状部，所述第一锥部具有朝向端部减小的直径，所述第一圆柱状部在轴向上具有恒定的直径；第一叶轮，其固定于所述旋转轴，用于使工作流体压缩或膨胀；第一轴承，其将所述第一锥部和所述第一圆柱状部可旋转地支撑；以及第二轴承，其相对于所述第一叶轮在所述旋转轴的轴向上位于所述第一轴承的相反侧，在所述旋转轴的轴向和所述旋转轴的径向上支撑所述旋转轴。根据第1技术方案，除了支撑旋转轴的第一锥部之外，也支撑旋转轴的第一圆柱状部。即，旋转轴的第一圆柱状部在旋转轴的径向上被支撑。因而，能够将涡轮机构成为即使因旋转轴与第一轴承的温度差而在旋转轴与第一轴承之间在旋转轴的轴向上产生热膨胀之差，也能够稳定地支撑旋转轴。另外，由于无需使用压力传感器、运算部以及移动轴承构件的马达，所以涡轮机的结构简单。本专利技术的第2技术方案，在第1技术方案的基础上提供一种涡轮机，所述旋转轴还具备：推力轴承构件，其相对于所述第一叶轮在所述旋转轴的轴向上位于所述第一轴承的相反侧，具有在所述旋转轴的径向上延伸的支撑面；和第二圆柱状部，其相对于所述第一叶轮在所述旋转轴的轴向上位于所述第一轴承的相反侧，在轴向上具有恒定的直径，所述第二轴承具有与所述推力轴承构件的所述支撑面相对的推力轴承面。根据第2技术方案，能够通过第二轴承和推力轴承构件，在相对于第一叶轮的第一轴承的相反侧在轴向上支撑旋转轴。本专利技术的第3技术方案，在第1技术方案的基础上提供一种涡轮机，所述旋转轴还具有第二锥部和第二圆柱状部，所述第二锥部具有朝向端部减小的直径，所述第二圆柱状部在轴向上具有恒定的直径，所述第二轴承将所述第二锥部和所述第二圆柱状部可旋转地支撑。根据第3技术方案，由第一轴承和第二轴承不仅支撑第一和第二锥部，还支撑第一和第二圆柱状部。即，第一和第二圆柱状部在径向上被支撑。因而，能够将涡轮机构成为即使因旋转轴与第一轴承或第二轴承的温度差而在旋转轴与第一轴承或第二轴承之间在旋转轴的轴向上产生热膨胀之差，也可稳定地支撑旋转轴。本专利技术的第4技术在第1技术方案～第3技术方案的任一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涡轮机，具备：旋转轴，其具有第一锥部和第一圆柱状部，所述第一锥部具有朝向端部而减少的直径，所述第一圆柱状部在轴向上具有恒定的直径；第一叶轮，其固定于所述旋转轴，用于使工作流体压缩或膨胀；第一轴承，其将所述第一锥部和所述第一圆柱状部可旋转地支撑；以及第二轴承，其相对于所述第一叶轮在所述旋转轴的轴向上位于所述第一轴承的相反侧，在所述旋转轴的轴向和所述旋转轴的半径方向上支撑所述旋转轴。

【技术特征摘要】
2014.12.19 JP 2014-2569361.一种涡轮机，具备：
旋转轴，其具有第一锥部和第一圆柱状部，所述第一锥部具有朝向端
部而减少的直径，所述第一圆柱状部在轴向上具有恒定的直径；
第一叶轮，其固定于所述旋转轴，用于使工作流体压缩或膨胀；
第一轴承，其将所述第一锥部和所述第一圆柱状部可旋转地支撑；以
及
第二轴承，其相对于所述第一叶轮在所述旋转轴的轴向上位于所述第
一轴承的相反侧，在所述旋转轴的轴向和所述旋转轴的半径方向上支撑所
述旋转轴。
2.根据权利要求1所述的涡轮机，
所述旋转轴还具备：推力轴承构件，其相对于所述第一叶轮在所述旋
转轴的轴向上位于所述第一轴承的相反侧，具有在所述旋转轴的半径方向
上延伸的支撑面；和第二圆柱状部，其相对于所述第一叶轮在所述旋转轴
的轴向上位于所述第一轴承的相反侧，在轴向上具有恒定的直径，
所述第二轴承具有与所述推力轴承构件的所述支撑面相对的推力轴承
面。
3.根据权利要求1所述的涡轮机，
所述旋转轴还具有第二锥部和第二圆柱状部，所述第二锥部具有朝向
端部而减少的直径，所述第二圆柱状部在轴向上具有恒定的直径，
所述第二轴承将所述第二锥部和所述第二圆柱状部可旋转地支撑。
4.根据权利要求1所述的涡轮机，还具备：
电动机，其在所述第一轴承与所述第二轴承之间安装于所述旋转轴，
用于使所述旋转轴旋转；和
第二叶轮，其固定于所述旋转轴，
在所述旋转轴的轴向上，所述第一轴承、所述第一叶轮、所述电动机、
所述第二叶轮以及所述第二轴承依次配置。
5.根据权利要求1所述的涡轮机，
所述旋转轴还具有：
第一主润滑液供给孔，其从所述旋转轴的端部沿着轴向延伸；和
第一后方副润滑液供给孔，其从所述第一主润滑液供给孔分支，朝向
第一后方出口而沿着半径方向延伸，
所述第一后方出口向所述第一圆柱状部与所述第一轴承之间的空间开
口。
6.根据权利要求1所述的涡轮机，
所述旋转轴还具有：
第一主润滑液供给孔，其从所述旋转轴的端部沿着轴向延伸；和
第一前方副润滑液供给孔，其从所述第一主润滑液供给孔分支，朝向
第一前方出口而沿着半径方向延伸，
所述第一前方出口向所述第一锥部与所述第一轴承之间的空间开口。
7.根据权利要求1所述的涡轮机，
所述旋转轴还具有：
第一主润滑液供给孔，其从所述旋转轴的端部沿着轴向延伸；
第一后方副润滑液供给孔，其从所述第一主润滑液供给孔分支，朝向
第一后方出口而沿着半径方向延伸；以及
第一前方副润滑液供给孔，...

【专利技术属性】
技术研发人员：尾形雄司，庄山直芳，鶸田晃，田口英俊，甲田和之，长谷川宽，
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