涡轮机制造技术

本公开的涡轮机具备旋转轴、叶轮、轴承和壳体。壳体在旋转轴的周向上配置于叶轮的周围。在壳体的内部限定出涡囊，作为因叶轮的旋转而压缩或膨胀的工作流体的流路。壳体包括至少1个肋。(i)所述至少1个肋仅配置于对角区域，或(ii)所述至少1个肋为多个肋，所述对角区域被所述多个肋加强的程度比所述舌部区域被所述多个肋加强的程度大。

【技术实现步骤摘要】
涡轮机
本公开涉及涡轮机。
技术介绍
以往，已知有将固定有叶轮的旋转轴支承为能够旋转的轴承配置于形成有工作流体的流路的叶轮的前面侧的涡轮机。例如，如图5A所示，在专利文献1中记载了具备压缩机434作为涡轮机的热泵系统400。在热泵系统400中，使用水或水蒸气作为工作流体。如图5B所示，在压缩机434中，与轮子(impeller)481(即叶轮)连接的转子轴480由轴承451支承。由供水系统453供给的润滑水，在轴承451附近发挥作为润滑剂的功能并吸收摩擦热，且在经过排水系统454后被回收。如图6所示，在专利文献2中公开了作为涡轮机的电动压缩机501。电动压缩机501由压缩机501A和电动机501B一体化而构成，制冷剂如图6所示的箭头那样流动。作为制冷剂，使用了水。压缩机501A具备：具有旋转轴513的轮子511(即叶轮)和机壳512。旋转轴513由轴承526、轴承527以及轴承528支承为能够旋转。机壳512将轮子511包围，形成有制冷剂的流路。例如，在机壳512的内部，在轮子511的外周形成有空间514。从制冷剂配管531流入到制冷剂吸入部512a的制冷剂，流经轮子511的电动机侧的侧部、中间冷却器529、轮子511的与电动机相反一侧的侧部，之后，经过空间514以及制冷剂排出口512b，向制冷剂配管532流入。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2007-224868号公报专利文献2：日本特开2011-133142号公报
技术实现思路
在专利文献1和专利文献2中所述的技术具有提高可靠性的余地。因此，本公开提供一种具有高可靠性的涡轮机。本公开提供一种涡轮机，具备：旋转轴；叶轮，其固定于所述旋转轴，通过绕所述旋转轴的轴线旋转而使工作流体压缩或膨胀；轴承，其将所述旋转轴支承为能够旋转；以及壳体，其在所述旋转轴的周向上配置于所述叶轮的周围，该壳体在内部包括涡囊，所述涡囊是因所述叶轮的旋转而压缩或膨胀的所述工作流体的流路，该涡囊具有沿着所述工作流体的流动方向扩大的截面，所述壳体具有限定所述涡囊的外壁，所述壳体具备配置于所述外壁的外周面上的至少1个肋，该至少1个肋包括第1肋，在所述壳体的所述外壁的外周面上包括对角区域和舌部区域，所述第1肋配置于对角区域，所述舌部区域是包括在从所述旋转轴的轴线方向观察时与所述涡囊的最上游部和下游部接触的舌部的区域，所述涡囊的中心在从所述旋转轴的轴线方向观察时位于所述对角区域与所述舌部区域之间，(i)所述至少1个肋仅配置于所述对角区域，或(ii)所述至少1个肋是在所述涡囊的卷绕方向上分开地配置、且分别跨所述涡囊而延伸的多个肋，所述对角区域被所述多个肋加强的程度比所述舌部区域被所述多个肋加强的程度大。上述的涡轮机具有高可靠性。附图说明图1是表示本公开的实施方式的涡轮机的剖视图。图2是从图1的箭头A的方向观察涡轮机的壳体得到的向视图。图3是沿着图2的III-III线观察到的涡轮机的壳体的剖视图。图4是从箭头A所示方向的相反方向观察涡轮机的壳体得到的图。图5A是具备以往的涡轮机的热泵系统的结构图。图5B是将以往的涡轮机的轴承周边放大了的图。图6是表示另一以往的涡轮机的剖视图。附图标记说明10轴承30叶轮40旋转轴70壳体73涡囊74外壁77肋78舌部78a舌部区域79对角区域100涡轮机具体实施方式在专利文献1和专利文献2所述的技术中，针对配置于叶轮的周围的壳体的变形对将旋转轴支承为能够旋转的轴承的可靠性的影响没有进行任何研究。虽然专利文献2中的空间514的详细形状不明，但是在涡轮机的壳体的内部，有时在叶轮的外周，形成涡囊作为从叶轮流出的工作流体的流路。涡囊为具有在旋转轴的周向上连续地变化的流路截面积的漩涡状的空间。涡囊的起始卷绕的部分称为舌部。在涡轮机中，考虑使将旋转轴支承为能够旋转的轴承相对于外壳定位。壳体会因在壳体的内部流动的工作流体的压力与壳体所放置的环境的压力的差而变形。在该情况下，根据本专利技术人的研究得知，在包括舌部的舌部区域中壳体的在旋转轴的轴线方向上的变形量容易变得比较小，在如下的对角区域中壳体的在旋转轴的轴线方向上的变形量容易变得比较大，所述对角区域是在从旋转轴观察时位于旋转轴的半径方向的舌部区域的相反侧的区域。在轴承被相对于壳体定位了的情况下，在壳体中，当在旋转轴的轴线方向上的变形量不均时，轴承相对于旋转轴有可能大幅倾斜，轴承的可靠性有可能受损。本公开的涡轮机是本专利技术人根据这样的研究而做出的。此外，本说明书中的“变形量”具有长度的量纲。本公开的第1技术方案，提供一种涡轮机，具备：旋转轴；叶轮，其固定于所述旋转轴，通过绕所述旋转轴的轴线旋转而使工作流体压缩或膨胀；轴承，其将所述将旋转轴支承为能够旋转；以及壳体，其在所述旋转轴的周向上配置于所述叶轮的周围，该壳体在内部包括涡囊，所述涡囊是因所述叶轮的旋转而压缩或膨胀的所述工作流体的流路，该涡囊具有沿着所述工作流体的流动方向扩大的截面，所述壳体具有限定所述涡囊的外壁，所述壳体具备配置于所述外壁的外周面上的至少1个肋，该至少1个肋包括第1肋，在所述壳体的所述外壁的外周面上包括对角区域和舌部区域，所述第1肋配置于对角区域，所述舌部区域是包括在从所述旋转轴的轴线方向观察时与所述涡囊的最上游部和下游部接触的舌部的区域，所述涡囊的中心在从所述旋转轴的轴线方向观察时位于所述对角区域与所述舌部区域之间，(i)所述至少1个肋仅配置于所述对角区域，或(ii)所述至少1个肋是在所述涡囊的卷绕方向上分开地配置、且分别跨所述涡囊而延伸的多个肋，所述对角区域被所述多个肋加强的程度比所述舌部区域被所述多个肋加强的程度大。根据第1技术方案，通过至少1个肋，(i)仅对角区域被加强，或者，(ii)对角区域被多个肋加强的程度比舌部区域被多个肋加强的程度大。由此，在由于在壳体的内部流动的工作流体的压力与壳体所放置的环境的压力的差而壳体变形的情况下，壳体的在旋转轴的轴线方向上的变形量在旋转轴的周向上难以不均。因此，能够防止被相对于壳体定位了的轴承随着壳体的变形而相对于旋转轴大幅倾斜。其结果，能够提高轴承的可靠性，进而提高涡轮机的可靠性。另外，无需加大壳体的外壁整体的厚度，能够通过至少1个肋来抑制壳体的在旋转轴的轴线方向上的变形量在旋转轴的周向上的不均。因此，能够抑制涡轮机的重量增加并且提高可靠性。在此，“(ii)所述至少1个肋是在所述涡囊的卷绕方向上分开地配置、且分别跨所述涡囊而延伸的多个肋，所述对角区域被所述多个肋加强的程度比所述舌部区域被所述多个肋加强的程度大”是指包括：(a)所述第1肋的高度比在所述涡囊的卷绕方向上配置于最接近所述舌部的位置的所述肋的高度高，(b)所述第1肋的在所述涡囊的卷绕方向上的尺寸比在所述涡囊的卷绕方向上配置于最接近所述舌部的位置的所述肋的在所述涡囊的卷绕方向上的尺寸大，(c)在所述对角区域中在所述涡囊的卷绕方向上相邻的2个所述多个肋的在所述旋转轴的半径方向内侧的端部彼此的间隔，比在所述舌部区域中在所述涡囊的卷绕方向上相邻的2个所述多个肋的在所述旋转轴的半径方向内侧的端部彼此的间隔小，或者(d)在所述对角区域中，以比所述舌部区域密的方式配置所述多个肋。本公开的第2技术方案提供一种涡轮机，该涡轮机在第1技术方案的基础上，所述轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涡轮机，具备：旋转轴；叶轮，其固定于所述旋转轴，通过绕所述旋转轴的轴线旋转而使工作流体压缩或膨胀；轴承，其将所述旋转轴支承为能够旋转；以及壳体，其在所述旋转轴的周向上配置于所述叶轮的周围，该壳体在内部包括涡囊，所述涡囊是因所述叶轮的旋转而压缩或膨胀的所述工作流体的流路，该涡囊具有沿着所述工作流体的流动方向扩大的截面，所述壳体具有限定所述涡囊的外壁，所述壳体具备配置于所述外壁的外周面上的至少1个肋，该至少1个肋包括第1肋，在所述壳体的所述外壁的外周面上包括对角区域和舌部区域，所述第1肋配置于对角区域，所述舌部区域是包括在从所述旋转轴的轴线方向观察时与所述涡囊的最上游部和下游部接触的舌部的区域，所述涡囊的中心在从所述旋转轴的轴线方向观察时位于所述对角区域与所述舌部区域之间，(ⅰ)所述至少1个肋仅配置于所述对角区域，或(ⅱ)所述至少1个肋是在所述涡囊的卷绕方向上分开地配置、且分别跨所述涡囊而延伸的多个肋，所述对角区域被所述多个肋加强的程度比所述舌部区域被所述多个肋加强的程度大。

【技术特征摘要】
2015.12.11 JP 2015-2424061.一种涡轮机，具备：旋转轴；叶轮，其固定于所述旋转轴，通过绕所述旋转轴的轴线旋转而使工作流体压缩或膨胀；轴承，其将所述旋转轴支承为能够旋转；以及壳体，其在所述旋转轴的周向上配置于所述叶轮的周围，该壳体在内部包括涡囊，所述涡囊是因所述叶轮的旋转而压缩或膨胀的所述工作流体的流路，该涡囊具有沿着所述工作流体的流动方向扩大的截面，所述壳体具有限定所述涡囊的外壁，所述壳体具备配置于所述外壁的外周面上的至少1个肋，该至少1个肋包括第1肋，在所述壳体的所述外壁的外周面上包括对角区域和舌部区域，所述第1肋配置于对角区域，所述舌部区域是包括在从所述旋转轴的轴线方向观察时与所述涡囊的最上游部和下游部接触的舌部的区域，所述涡囊的中心在从所述旋转轴的轴线方向观察时位于所述对角区域与所述舌部区域之间，(ⅰ)所述至少1个肋仅配置于所述对角区域，或(ⅱ)所述至少1个肋是在所述涡囊的卷绕方向上分开地配置、且分别跨所述涡囊而延伸的多个肋，所述对角区域被所述多个肋加强的程度比所述舌部区域被所述多个肋加强的程度大。2.根据权利要求1所述的涡轮机，所述轴承是在所述旋转轴的外周面与该轴承的轴承面之间介入有润滑液的状态下将所述旋转轴支承为能够旋转的流体轴承。3.根据权利要求2所述的涡轮机，所述润滑液为液相的所述工作流体。4.根据权利要求1所述的涡轮机，所述工作流体为水。5.根据权利要求1所述的涡轮机，所述至少1个肋是在所述涡囊的卷绕方向上分开地配置、且分别跨所述涡囊而延伸的多个肋，所述第1肋的高度比在所述涡囊的卷绕方向上配置于最接近所述舌部的位置的所述肋的高度高。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：尾形雄司，庄山直芳，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