JP2019173953A - Centrifugal compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、遠心圧縮機に関する。 The present invention relates to a centrifugal compressor.
遠心圧縮機は、低速側シャフトと、高速側シャフトに取り付けられたインペラと、低速側シャフトの動力を高速側シャフトに伝達する増速機と、を備えている。遠心圧縮機のハウジング内には、インペラを収容するインペラ室と、増速機を収容する増速機室とが形成されている。インペラ室と増速機室とは仕切壁によって仕切られている。仕切壁には、シャフト挿通孔が形成されている。高速側シャフトは、増速機室内からシャフト挿通孔を通過してインペラ室内に突出している。 The centrifugal compressor includes a low speed side shaft, an impeller attached to the high speed side shaft, and a speed increaser that transmits the power of the low speed side shaft to the high speed side shaft. An impeller chamber for accommodating the impeller and a speed increaser chamber for accommodating the speed increaser are formed in the housing of the centrifugal compressor. The impeller chamber and the gear box are separated by a partition wall. A shaft insertion hole is formed in the partition wall. The high speed side shaft protrudes from the gearbox interior through the shaft insertion hole and into the impeller chamber.
このような遠心圧縮機においては、高速側シャフトと増速機との摺動部分の摩擦や焼き付きを抑制するために、増速機にオイルが供給されている。増速機に供給されたオイルは、増速機室内に貯留されるため、増速機室内に貯留されるオイルが、シャフト挿通孔を介してインペラ室内へ洩れ出すことを抑制するために、シャフト挿通孔には、例えば、メカニカルシールが設けられている。 In such a centrifugal compressor, oil is supplied to the speed increaser in order to suppress friction and seizure of a sliding portion between the high speed side shaft and the speed increaser. Since the oil supplied to the speed increaser is stored in the speed increaser room, the oil stored in the speed increaser room is prevented from leaking into the impeller room through the shaft insertion hole. For example, a mechanical seal is provided in the insertion hole.
一般的に、メカニカルシールは、高速側シャフトと一体的に回転する回転環と、回転環に対して高速側シャフトの軸線方向で対向配置されるとともに高速側シャフトを取り囲んだ状態でシャフト挿通孔に固定された固定環と、を備えている。回転環における固定環側の端面は、固定環と摺動する平坦面状の回転側摺動面を有している。固定環における回転環側の端面は、回転環の回転側摺動面と摺動する平坦面状の固定側摺動面を有している。さらに、固定側摺動面は、回転側摺動面とのシール面を有している。 In general, the mechanical seal is disposed in a shaft insertion hole in a state where the rotary seal that rotates integrally with the high-speed side shaft is opposed to the rotary ring in the axial direction of the high-speed side shaft and surrounds the high-speed side shaft. And a fixed ring. The end surface on the stationary ring side of the rotating ring has a flat rotating surface sliding surface that slides with the stationary ring. The end surface on the rotating ring side of the stationary ring has a flat fixed-side sliding surface that slides with the rotating side sliding surface of the rotating ring. Furthermore, the fixed side sliding surface has a sealing surface with the rotation side sliding surface.
図8に示すように、例えば特許文献1のメカニカルシール100では、固定環101の固定側摺動面102に、正圧発生溝103(レイリーステップ機構)、負圧発生溝104(逆レイリーステップ機構)、及び連通溝105(半径方向溝)が形成されている。正圧発生溝103、負圧発生溝104、及び連通溝105は、固定側摺動面102のシール面102sよりも高速側シャフトの径方向外側に位置している。連通溝105は、正圧発生溝103及び負圧発生溝104に連通するとともに固定環101の外周側に連通している。正圧発生溝103は、負圧発生溝104よりも高速側シャフトの径方向外側に位置している。正圧発生溝103は、連通溝105から回転環の回転方向(図8において矢印R100で示す方向)に向けて延びている。負圧発生溝104は、連通溝105から回転環の回転方向とは逆方向に向けて延びている。 As shown in FIG. 8, for example, in the mechanical seal 100 of Patent Document 1, a positive pressure generating groove 103 (Rayleigh step mechanism) and a negative pressure generating groove 104 (reverse Rayleigh step mechanism) are formed on the fixed side sliding surface 102 of the fixed ring 101. ) And a communication groove 105 (radial groove). The positive pressure generating groove 103, the negative pressure generating groove 104, and the communication groove 105 are located on the radially outer side of the high speed side shaft with respect to the seal surface 102 s of the fixed side sliding surface 102. The communication groove 105 communicates with the positive pressure generation groove 103 and the negative pressure generation groove 104 and also communicates with the outer peripheral side of the stationary ring 101. The positive pressure generating groove 103 is located on the outer side in the radial direction of the high speed side shaft than the negative pressure generating groove 104. The positive pressure generating groove 103 extends from the communication groove 105 in the rotation direction of the rotating ring (the direction indicated by the arrow R100 in FIG. 8). The negative pressure generating groove 104 extends from the communication groove 105 in a direction opposite to the rotation direction of the rotary ring.
正圧発生溝103は、正圧発生溝103における連通溝105とは反対側の端部に正圧段差面103a(レイリーステップ)を有している。固定側摺動面102は、正圧段差面103aに対して回転環の回転方向で連続する正圧平坦面102aを有している。また、負圧発生溝104は、負圧発生溝104における連通溝105とは反対側の端部に負圧段差面104a(逆レイリーステップ)を有している。固定側摺動面102は、負圧段差面104aに対して回転環の回転方向とは逆方向で連続する負圧平坦面102bを有している。 The positive pressure generating groove 103 has a positive pressure step surface 103a (Rayleigh step) at the end of the positive pressure generating groove 103 opposite to the communication groove 105. The stationary-side sliding surface 102 has a positive pressure flat surface 102a that is continuous with the positive pressure step surface 103a in the rotation direction of the rotary ring. Further, the negative pressure generating groove 104 has a negative pressure step surface 104a (reverse Rayleigh step) at the end of the negative pressure generating groove 104 on the side opposite to the communication groove 105. The stationary-side sliding surface 102 has a negative pressure flat surface 102b that is continuous with the negative pressure step surface 104a in the direction opposite to the rotation direction of the rotary ring.
そして、高速側シャフトの回転に伴って回転環が回転すると、回転環と固定環101との間に介在するオイルが回転環の回転に追従して移動する。このとき、連通溝105を介して正圧発生溝103内に供給されているオイルは、回転環の回転に追従して正圧段差面103aに向けて移動し、正圧段差面103aを乗り越えて正圧平坦面102aに向けて移動しようとする。これにより、回転側摺動面と固定側摺動面102との間に正圧が発生し、回転側摺動面と固定側摺動面102との間隔が広がって回転側摺動面と固定側摺動面102との間にオイルによる油膜が形成され、回転側摺動面と固定側摺動面102のシール面102sとの間の摺動性が向上する。 When the rotating ring rotates with the rotation of the high speed side shaft, the oil interposed between the rotating ring and the fixed ring 101 moves following the rotation of the rotating ring. At this time, the oil supplied into the positive pressure generating groove 103 via the communication groove 105 moves toward the positive pressure step surface 103a following the rotation of the rotary ring, and gets over the positive pressure step surface 103a. It tries to move toward the positive pressure flat surface 102a. As a result, a positive pressure is generated between the rotating side sliding surface and the fixed side sliding surface 102, and the interval between the rotating side sliding surface and the fixed side sliding surface 102 is widened to fix the rotating side sliding surface and the fixed side sliding surface. An oil film is formed by oil between the side sliding surface 102 and the slidability between the rotating side sliding surface and the sealing surface 102s of the fixed side sliding surface 102 is improved.
また、高速側シャフトの回転に伴って回転環が回転すると、回転側摺動面と固定側摺動面102の負圧平坦面102bとの間に介在するオイルが回転環の回転に追従して移動して、負圧段差面104aを介して負圧発生溝104に流れ込む。これにより、負圧発生溝104内が負圧になって、増速機室内からシャフト挿通孔を介してインペラ室内へ洩れ出そうとするオイルが負圧発生溝104内に吸い込まれ易くなる。そして、負圧発生溝104内に吸い込まれたオイルは、回転環の回転に追従して連通溝105に向けて流れ、連通溝105を介してシャフト挿通孔内における固定環101の外周面よりも高速側シャフトの径方向外側に排出される。これにより、増速機室内に貯留されるオイルが、回転側摺動面と固定側摺動面102のシール面102sとの間を介してインペラ室内へ洩れ出すことが抑制される。 Further, when the rotating ring rotates with the rotation of the high-speed side shaft, the oil interposed between the rotating side sliding surface and the negative pressure flat surface 102b of the fixed side sliding surface 102 follows the rotation of the rotating ring. It moves and flows into the negative pressure generating groove 104 through the negative pressure step surface 104a. As a result, the negative pressure generating groove 104 has a negative pressure, and oil that tends to leak from the gearbox into the impeller chamber through the shaft insertion hole is easily sucked into the negative pressure generating groove 104. Then, the oil sucked into the negative pressure generating groove 104 follows the rotation of the rotating ring and flows toward the communication groove 105, and is more than the outer peripheral surface of the fixed ring 101 in the shaft insertion hole via the communication groove 105. Discharged radially outside the high speed shaft. As a result, the oil stored in the gearbox chamber is prevented from leaking into the impeller chamber through the space between the rotation-side sliding surface and the sealing surface 102s of the fixed-side sliding surface 102.
しかしながら、特許文献1のようなメカニカルシール100を用いた場合、オイルが回転側摺動面と負圧平坦面102bとの間を通過してシール面102sに向けて流れ込むため、増速機室内のオイルが回転側摺動面とシール面102sとの間を介してインペラ室内へ洩れ出してしまう虞がある。 However, when the mechanical seal 100 as in Patent Document 1 is used, the oil flows between the rotation side sliding surface and the negative pressure flat surface 102b and flows toward the seal surface 102s. There is a possibility that oil leaks into the impeller chamber through the space between the rotation-side sliding surface and the seal surface 102s.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、増速機室内のオイルがインペラ室内へ洩れ出してしまうことを抑制することができる遠心圧縮機を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a centrifugal compressor that can prevent oil in the gearbox from leaking into the impeller chamber. It is in.
上記課題を解決する遠心圧縮機は、低速側シャフトと、高速側シャフトに取り付けられたインペラと、前記低速側シャフトの動力を前記高速側シャフトに伝達する増速機と、前記インペラを収容するインペラ室、及び前記増速機を収容する増速機室が形成されたハウジングと、前記インペラ室と前記増速機室とを仕切る仕切壁と、前記仕切壁に形成されるとともに前記高速側シャフトが挿通されるシャフト挿通孔と、前記増速機にオイルを供給するオイル供給通路と、前記シャフト挿通孔に設けられるメカニカルシールと、を備え、前記メカニカルシールは、前記高速側シャフトと一体的に回転する回転環と、前記回転環に対して前記高速側シャフトの軸線方向で対向配置されるとともに前記高速側シャフトを取り囲んだ状態で前記シャフト挿通孔に固定される固定環と、を備え、前記回転環における前記固定環側の端面は、前記固定環と摺動する平坦面状の回転側摺動面を有し、前記固定環における前記回転環側の端面は、前記回転側摺動面と摺動する平坦面状の固定側摺動面を有しており、前記固定側摺動面は、前記回転側摺動面とのシール面を有し、前記固定側摺動面には、正圧発生溝、負圧発生溝、前記正圧発生溝に連通する第1連通溝、及び前記負圧発生溝に連通する第2連通溝が形成され、前記正圧発生溝、前記負圧発生溝、前記第1連通溝、及び前記第2連通溝は、前記シール面よりも前記高速側シャフトの径方向外側に位置し、前記第1連通溝及び前記第2連通溝は、前記固定環の外周側に連通しており、前記正圧発生溝は、前記第1連通溝から前記回転環の回転方向に向けて延びるとともに前記正圧発生溝における前記第1連通溝とは反対側の端部に正圧段差面を有し、前記負圧発生溝は、前記第2連通溝から前記回転環の回転方向とは逆方向に向けて延びるとともに前記負圧発生溝における前記第2連通溝とは反対側の端部に負圧段差面を有し、前記固定側摺動面は、前記正圧段差面に対して前記回転環の回転方向で連続する正圧平坦面と、前記負圧段差面に対して前記回転環の回転方向とは逆方向で連続する負圧平坦面と、を有している遠心圧縮機であって、前記負圧発生溝は、前記負圧平坦面に対して前記高速側シャフトの径方向で重なるオーバーラップ溝を有している。 A centrifugal compressor that solves the above problems includes a low-speed side shaft, an impeller attached to the high-speed side shaft, a speed increaser that transmits power of the low-speed side shaft to the high-speed side shaft, and an impeller that houses the impeller. And a housing in which a speed increaser chamber that houses the speed increaser is formed, a partition wall that partitions the impeller chamber and the speed increaser chamber, and a high speed side shaft that is formed in the partition wall and A shaft insertion hole to be inserted; an oil supply passage for supplying oil to the speed increaser; and a mechanical seal provided in the shaft insertion hole. The mechanical seal rotates integrally with the high-speed side shaft. A rotating ring that is disposed opposite to the rotating ring in the axial direction of the high speed side shaft and surrounds the high speed side shaft. A stationary ring fixed to the through hole, and an end surface on the stationary ring side of the rotating ring has a flat rotational surface sliding surface that slides on the stationary ring, and The end surface on the rotating ring side has a flat fixed-side sliding surface that slides with the rotating-side sliding surface, and the fixed-side sliding surface is a sealing surface with the rotating-side sliding surface. The fixed-side sliding surface has a positive pressure generating groove, a negative pressure generating groove, a first communication groove communicating with the positive pressure generating groove, and a second communication groove communicating with the negative pressure generating groove. The positive pressure generating groove, the negative pressure generating groove, the first communication groove, and the second communication groove are formed on the outer side in the radial direction of the high-speed shaft than the seal surface, and the first communication groove The groove and the second communication groove communicate with the outer peripheral side of the stationary ring, and the positive pressure generating groove rotates from the first communication groove to the rotating ring. The positive pressure generating groove has a positive pressure step surface at an end opposite to the first communication groove, and the negative pressure generating groove extends from the second communication groove to the rotating ring. The negative pressure generating groove has a negative pressure step surface extending in a direction opposite to the rotation direction and opposite to the second communication groove, and the fixed-side sliding surface has the positive pressure step. A positive pressure flat surface that continues in the rotation direction of the rotary ring with respect to a surface, and a negative pressure flat surface that continues in a direction opposite to the rotation direction of the rotary ring with respect to the negative pressure step surface. The negative pressure generating groove has an overlap groove that overlaps the negative pressure flat surface in the radial direction of the high speed side shaft.
これによれば、回転側摺動面と負圧平坦面との間を通過してシール面に向けて流れ込もうとするオイルを、オーバーラップ溝によって吸い込むことができる。したがって、オイルが回転側摺動面と負圧平坦面との間を通過してシール面に向けて流れ込んで、増速機室内のオイルが回転側摺動面とシール面との間を介してインペラ室内へ洩れ出してしまうことを抑制することができる。 According to this, the oil which passes between the rotation side sliding surface and the negative pressure flat surface and tries to flow toward the sealing surface can be sucked by the overlap groove. Therefore, the oil passes between the rotating side sliding surface and the negative pressure flat surface and flows toward the sealing surface, and the oil in the speed increasing gear chamber passes through between the rotating side sliding surface and the sealing surface. Leakage into the impeller chamber can be suppressed.
上記遠心圧縮機において、前記オーバーラップ溝は、前記負圧発生溝が、前記第2連通溝との接続位置と前記負圧段差面との位置が前記高速側シャフトの径方向でオフセットされるように前記第2連通溝から前記回転環の回転方向とは逆方向に向けて360度以上に亘って延びることにより形成されているとよい。これによれば、オーバーラップ溝を有する負圧発生溝を容易に形成することができる。 In the centrifugal compressor, the overlap groove, the negative pressure generating groove, and the position of the connection position with the second communication groove and the position of the negative pressure step surface are offset in the radial direction of the high speed side shaft. Furthermore, it is good to form by extending over 360 degree | times toward the direction opposite to the rotation direction of the said rotating ring from the said 2nd communicating groove. According to this, the negative pressure generating groove having the overlap groove can be easily formed.
この発明によれば、増速機室内のオイルがインペラ室内へ洩れ出してしまうことを抑制することができる。 According to this invention, it is possible to prevent oil in the gearbox from leaking into the impeller chamber.
以下、遠心圧縮機を具体化した一実施形態を図1〜図5にしたがって説明する。本実施形態の遠心圧縮機は、燃料電池を電力源として走行する燃料電池車両(FCV)に搭載され、燃料電池に対して空気を供給する。 Hereinafter, an embodiment embodying a centrifugal compressor will be described with reference to FIGS. The centrifugal compressor of the present embodiment is mounted on a fuel cell vehicle (FCV) that runs using a fuel cell as a power source, and supplies air to the fuel cell.
図1に示すように、遠心圧縮機10のハウジング11は、モータハウジング12と、モータハウジング12に連結される増速機ハウジング13と、増速機ハウジング13に連結されるプレート14と、プレート14に連結されるコンプレッサハウジング15と、を備えている。モータハウジング12、増速機ハウジング13、プレート14、及びコンプレッサハウジング15は、例えばアルミニウムにより形成された金属材料製である。ハウジング11は略筒状である。モータハウジング12、増速機ハウジング13、プレート14、及びコンプレッサハウジング15は、ハウジング11の軸線方向にこの順序で配列されている。 As shown in FIG. 1, the housing 11 of the centrifugal compressor 10 includes a motor housing 12, a speed increaser housing 13 connected to the motor housing 12, a plate 14 connected to the speed increaser housing 13, and a plate 14. And a compressor housing 15 connected to the compressor housing 15. The motor housing 12, the speed increaser housing 13, the plate 14, and the compressor housing 15 are made of, for example, a metal material made of aluminum. The housing 11 is substantially cylindrical. The motor housing 12, the speed increaser housing 13, the plate 14, and the compressor housing 15 are arranged in this order in the axial direction of the housing 11.
モータハウジング12は、円板状の底壁12aと、底壁12aの外周縁から円筒状に延設された周壁12bと、を有する有底円筒状である。増速機ハウジング13は、円板状の底壁13aと、底壁13aの外周縁から円筒状に延設された周壁13bと、を有する有底円筒状である。 The motor housing 12 is a bottomed cylindrical shape having a disk-shaped bottom wall 12a and a peripheral wall 12b extending in a cylindrical shape from the outer peripheral edge of the bottom wall 12a. The speed-up gear housing 13 is a bottomed cylindrical shape which has a disk-shaped bottom wall 13a and a peripheral wall 13b extending in a cylindrical shape from the outer peripheral edge of the bottom wall 13a.
モータハウジング12の周壁12bにおける底壁12aとは反対側の端部は、増速機ハウジング13の底壁13aに連結されている。そして、モータハウジング12の周壁12bにおける底壁12aとは反対側の開口は、増速機ハウジング13の底壁13aによって閉塞されている。底壁13aの中央部には、貫通孔13hが形成されている。 The end of the peripheral wall 12 b of the motor housing 12 opposite to the bottom wall 12 a is connected to the bottom wall 13 a of the speed increaser housing 13. The opening on the opposite side of the peripheral wall 12 b of the motor housing 12 from the bottom wall 12 a is closed by the bottom wall 13 a of the speed increaser housing 13. A through hole 13h is formed at the center of the bottom wall 13a.
増速機ハウジング13の周壁13bにおける底壁13aとは反対側の端部は、プレート14に連結されている。そして、増速機ハウジング13の周壁13bにおける底壁13aとは反対側の開口は、プレート14によって閉塞されている。プレート14の中央部には、シャフト挿通孔14hが形成されている。 The end of the peripheral wall 13 b of the speed increaser housing 13 opposite to the bottom wall 13 a is connected to the plate 14. The opening on the opposite side of the peripheral wall 13 b of the speed increaser housing 13 from the bottom wall 13 a is closed by the plate 14. A shaft insertion hole 14 h is formed at the center of the plate 14.
コンプレッサハウジング15は、プレート14における増速機ハウジング13とは反対側の面に連結されている。コンプレッサハウジング15には、気体である空気が吸入される吸入口15aが形成されている。吸入口15aは、コンプレッサハウジング15におけるプレート14とは反対側の端面の中央部に開口するとともに、コンプレッサハウジング15におけるプレート14とは反対側の端面の中央部からハウジング11の軸線方向に延びている。 The compressor housing 15 is connected to the surface of the plate 14 opposite to the speed increaser housing 13. The compressor housing 15 is formed with a suction port 15a through which air, which is a gas, is sucked. The suction port 15 a opens in the center of the end surface of the compressor housing 15 opposite to the plate 14, and extends in the axial direction of the housing 11 from the center of the end surface of the compressor housing 15 opposite to the plate 14. .
遠心圧縮機10は、低速側シャフト16と、低速側シャフト16を回転させる電動モータ17と、を備えている。ハウジング11内には、電動モータ17を収容するモータ室12cが形成されている。モータ室12cは、モータハウジング12の底壁12aの内面、周壁12bの内周面、及び増速機ハウジング13の底壁13aの外面によって区画されている。低速側シャフト16は、低速側シャフト16の軸線方向がモータハウジング12の軸線方向に一致した状態でモータハウジング12内に収容されている。低速側シャフト16は、例えば鉄又は合金で形成された金属材料製である。 The centrifugal compressor 10 includes a low speed side shaft 16 and an electric motor 17 that rotates the low speed side shaft 16. A motor chamber 12 c that houses the electric motor 17 is formed in the housing 11. The motor chamber 12 c is defined by the inner surface of the bottom wall 12 a of the motor housing 12, the inner peripheral surface of the peripheral wall 12 b, and the outer surface of the bottom wall 13 a of the speed increaser housing 13. The low speed side shaft 16 is accommodated in the motor housing 12 in a state where the axial direction of the low speed side shaft 16 coincides with the axial direction of the motor housing 12. The low speed side shaft 16 is made of, for example, a metal material formed of iron or an alloy.
モータハウジング12の底壁12aの内面には、筒状のボス部12fが突出している。低速側シャフト16の一端部は、ボス部12f内に挿入されている。低速側シャフト16の一端部とボス部12fとの間には、第1軸受18が設けられている。そして、低速側シャフト16の一端部は、第1軸受18を介してモータハウジング12の底壁12aに回転可能に支持されている。 A cylindrical boss portion 12 f projects from the inner surface of the bottom wall 12 a of the motor housing 12. One end portion of the low speed side shaft 16 is inserted into the boss portion 12f. A first bearing 18 is provided between one end of the low speed side shaft 16 and the boss 12f. One end portion of the low speed side shaft 16 is rotatably supported by the bottom wall 12 a of the motor housing 12 via the first bearing 18.
低速側シャフト16の他端部は、貫通孔13hに挿入されている。低速側シャフト16の他端部と貫通孔13hとの間には、第2軸受19が設けられている。そして、低速側シャフト16の他端部は、第2軸受19を介して増速機ハウジング13の底壁13aに回転可能に支持されている。よって、低速側シャフト16は、ハウジング11に回転可能に支持されている。低速側シャフト16の他端は、モータ室12cから貫通孔13hを通過して増速機ハウジング13内に突出している。 The other end of the low speed side shaft 16 is inserted into the through hole 13h. A second bearing 19 is provided between the other end of the low speed side shaft 16 and the through hole 13h. The other end of the low speed side shaft 16 is rotatably supported by the bottom wall 13 a of the speed increaser housing 13 via the second bearing 19. Therefore, the low speed side shaft 16 is rotatably supported by the housing 11. The other end of the low-speed shaft 16 projects from the motor chamber 12c through the through hole 13h and protrudes into the gearbox housing 13.
低速側シャフト16の他端部と貫通孔13hとの間には、シール部材20が設けられている。シール部材20は、低速側シャフト16の他端部と貫通孔13hとの間において、第2軸受19よりもモータ室12c寄りに配置されている。シール部材20は、低速側シャフト16の外周面と貫通孔13hの内周面との間をシールする。 A seal member 20 is provided between the other end of the low speed side shaft 16 and the through hole 13h. The seal member 20 is disposed closer to the motor chamber 12c than the second bearing 19 between the other end of the low speed side shaft 16 and the through hole 13h. The seal member 20 seals between the outer peripheral surface of the low speed side shaft 16 and the inner peripheral surface of the through hole 13h.
電動モータ17は、筒状のステータ21と、ステータ21の内側に配置されるロータ22とからなる。ロータ22は、低速側シャフト16に固定されるとともに低速側シャフト16と一体的に回転する。ステータ21は、ロータ22を取り囲んでいる。ロータ22は、低速側シャフト16に止着された円筒状のロータコア22aと、ロータコア22aに設けられた複数の永久磁石(図示せず)と、を有している。ステータ21は、モータハウジング12の周壁12bの内周面に固定された筒状のステータコア21aと、ステータコア21aに捲回されたコイル21bと、を有している。そして、コイル21bに電流が流れることによって、ロータ22と低速側シャフト16とが一体的に回転する。 The electric motor 17 includes a cylindrical stator 21 and a rotor 22 disposed inside the stator 21. The rotor 22 is fixed to the low speed side shaft 16 and rotates integrally with the low speed side shaft 16. The stator 21 surrounds the rotor 22. The rotor 22 includes a cylindrical rotor core 22a fixed to the low-speed side shaft 16, and a plurality of permanent magnets (not shown) provided on the rotor core 22a. The stator 21 has a cylindrical stator core 21a fixed to the inner peripheral surface of the peripheral wall 12b of the motor housing 12, and a coil 21b wound around the stator core 21a. Then, the current flows through the coil 21b, whereby the rotor 22 and the low speed side shaft 16 rotate integrally.
遠心圧縮機10は、高速側シャフト31と、低速側シャフト16の動力を高速側シャフト31に伝達する増速機30と、を備えている。ハウジング11内には、増速機30を収容する増速機室13cが形成されている。増速機室13cは、増速機ハウジング13の底壁13aの内面、周壁13bの内周面、及びプレート14によって区画されている。増速機室13c内にはオイルが貯留されている。シール部材20は、増速機室13c内に貯留されているオイルが、低速側シャフト16の外周面と貫通孔13hの内周面との間を介してモータ室12cに洩れ出すことを抑制している。 The centrifugal compressor 10 includes a high speed side shaft 31 and a speed increaser 30 that transmits the power of the low speed side shaft 16 to the high speed side shaft 31. A speed increaser chamber 13 c for accommodating the speed increaser 30 is formed in the housing 11. The speed increaser chamber 13 c is defined by the inner surface of the bottom wall 13 a of the speed increaser housing 13, the inner peripheral surface of the peripheral wall 13 b, and the plate 14. Oil is stored in the speed increaser chamber 13c. The seal member 20 prevents oil stored in the speed increaser chamber 13c from leaking into the motor chamber 12c via the space between the outer peripheral surface of the low speed side shaft 16 and the inner peripheral surface of the through hole 13h. ing.
高速側シャフト31は、例えば鉄又は合金で形成された金属材料製である。高速側シャフト31は、高速側シャフト31の軸線方向が増速機ハウジング13の軸線方向に一致した状態で増速機室13cに収容されている。高速側シャフト31におけるモータハウジング12とは反対側の端部は、プレート14のシャフト挿通孔14hを通過してコンプレッサハウジング15内に突出している。高速側シャフト31の軸線は、低速側シャフト16の軸線と一致している。 The high speed side shaft 31 is made of a metal material formed of, for example, iron or an alloy. The high speed side shaft 31 is accommodated in the speed increaser chamber 13 c in a state in which the axial direction of the high speed side shaft 31 coincides with the axial direction of the speed increaser housing 13. The end of the high speed side shaft 31 opposite to the motor housing 12 passes through the shaft insertion hole 14 h of the plate 14 and protrudes into the compressor housing 15. The axis of the high speed side shaft 31 coincides with the axis of the low speed side shaft 16.
遠心圧縮機10は、高速側シャフト31に取り付けられたインペラ24を備えている。ハウジング11内には、インペラ24を収容するインペラ室15bが形成されている。インペラ室15bは、コンプレッサハウジング15とプレート14とによって区画されている。プレート14は、インペラ室15bと増速機室13cとを仕切る仕切壁である。そして、高速側シャフト31が挿通されるシャフト挿通孔14hは、仕切壁であるプレート14に形成されている。 The centrifugal compressor 10 includes an impeller 24 attached to the high speed side shaft 31. An impeller chamber 15 b that houses the impeller 24 is formed in the housing 11. The impeller chamber 15 b is partitioned by the compressor housing 15 and the plate 14. The plate 14 is a partition wall that partitions the impeller chamber 15b and the speed increaser chamber 13c. A shaft insertion hole 14h through which the high-speed shaft 31 is inserted is formed in the plate 14 that is a partition wall.
遠心圧縮機10は、シャフト挿通孔14hに設けられるメカニカルシール71を備えている。メカニカルシール71は、増速機室13c内に貯留されているオイルがシャフト挿通孔14hを介してインペラ室15bに洩れ出すことを抑制する。 The centrifugal compressor 10 includes a mechanical seal 71 provided in the shaft insertion hole 14h. The mechanical seal 71 prevents oil stored in the speed increaser chamber 13c from leaking into the impeller chamber 15b through the shaft insertion hole 14h.
インペラ室15bと吸入口15aとは連通している。インペラ室15bは、吸入口15aから離れるにつれて徐々に拡径していく略円錐台孔形状になっている。高速側シャフト31におけるコンプレッサハウジング15内に突出している突出端部は、インペラ室15bに突出している。 The impeller chamber 15b and the suction port 15a communicate with each other. The impeller chamber 15b has a substantially truncated cone hole shape that gradually increases in diameter as it moves away from the suction port 15a. A protruding end portion of the high speed side shaft 31 protruding into the compressor housing 15 protrudes into the impeller chamber 15b.
インペラ24は、基端面24aから先端面24bに向かうに従って徐々に縮径した筒状である。インペラ24は、インペラ24の回転軸線方向に延び、且つ、高速側シャフト31が挿通可能な挿通孔24cを有している。インペラ24は、高速側シャフト31におけるコンプレッサハウジング15内に突出している突出端部が挿通孔24cに挿通された状態で、高速側シャフト31と一体的に回転可能に高速側シャフト31に取り付けられている。これにより、高速側シャフト31が回転することによってインペラ24が回転して、吸入口15aから吸入された空気が圧縮される。よって、インペラ24は、高速側シャフト31と一体回転して空気を圧縮する。 The impeller 24 has a cylindrical shape with a diameter gradually reduced from the base end surface 24a toward the front end surface 24b. The impeller 24 has an insertion hole 24c that extends in the rotation axis direction of the impeller 24 and through which the high-speed shaft 31 can be inserted. The impeller 24 is attached to the high speed side shaft 31 so as to be rotatable integrally with the high speed side shaft 31 in a state where the protruding end portion of the high speed side shaft 31 protruding into the compressor housing 15 is inserted into the insertion hole 24c. Yes. Thereby, the impeller 24 is rotated by the rotation of the high-speed side shaft 31, and the air sucked from the suction port 15a is compressed. Therefore, the impeller 24 rotates integrally with the high speed side shaft 31 and compresses air.
また、遠心圧縮機10は、インペラ24によって圧縮された空気が流入するディフューザ流路25と、ディフューザ流路25を通過した空気が流入する吐出室26と、を備えている。 Further, the centrifugal compressor 10 includes a diffuser flow path 25 into which air compressed by the impeller 24 flows and a discharge chamber 26 into which air that has passed through the diffuser flow path 25 flows.
ディフューザ流路25は、コンプレッサハウジング15におけるプレート14と対向する面と、プレート14とによって区画されている。ディフューザ流路25は、インペラ室15bよりも高速側シャフト31の径方向外側に位置するとともにインペラ室15bに連通している。ディフューザ流路25は、インペラ24及びインペラ室15bを囲む環状に形成されている。 The diffuser flow path 25 is defined by the plate 14 and the surface of the compressor housing 15 that faces the plate 14. The diffuser flow path 25 is located on the radially outer side of the high speed side shaft 31 with respect to the impeller chamber 15b and communicates with the impeller chamber 15b. The diffuser flow path 25 is formed in an annular shape surrounding the impeller 24 and the impeller chamber 15b.
吐出室26は、ディフューザ流路25よりも高速側シャフト31の径方向外側に位置するとともにディフューザ流路25に連通している。吐出室26は環状である。インペラ室15bと吐出室26とはディフューザ流路25を介して連通している。インペラ24によって圧縮された空気は、ディフューザ流路25を通ることによって、更に圧縮されて吐出室26に流れ、吐出室26から吐出される。 The discharge chamber 26 is located on the radially outer side of the high speed side shaft 31 with respect to the diffuser flow path 25 and communicates with the diffuser flow path 25. The discharge chamber 26 is annular. The impeller chamber 15 b and the discharge chamber 26 communicate with each other via the diffuser flow path 25. The air compressed by the impeller 24 is further compressed by passing through the diffuser flow path 25, flows into the discharge chamber 26, and is discharged from the discharge chamber 26.
増速機30は、低速側シャフト16の回転を増速させて高速側シャフト31に伝達する。増速機30は、所謂トラクションドライブ式(摩擦ローラ式)である。増速機30は、低速側シャフト16の他端に連結されたリング部材32を備えている。リング部材32は金属製である。リング部材32は、低速側シャフト16の回転に伴って回転する。リング部材32は、低速側シャフト16の他端に連結された円板状のベース33と、ベース33の外縁部から円筒状に延設された筒部34と、を有する有底円筒状である。ベース33は、低速側シャフト16に対して低速側シャフト16の径方向に延びている。筒部34の軸線は、低速側シャフト16の軸線と一致している。 The speed increaser 30 increases the rotation of the low speed side shaft 16 and transmits it to the high speed side shaft 31. The speed increaser 30 is a so-called traction drive type (friction roller type). The speed increaser 30 includes a ring member 32 connected to the other end of the low speed side shaft 16. The ring member 32 is made of metal. The ring member 32 rotates with the rotation of the low speed side shaft 16. The ring member 32 is a bottomed cylindrical shape having a disk-shaped base 33 connected to the other end of the low-speed side shaft 16 and a cylindrical portion 34 extending in a cylindrical shape from the outer edge portion of the base 33. . The base 33 extends in the radial direction of the low speed side shaft 16 with respect to the low speed side shaft 16. The axis of the cylindrical portion 34 coincides with the axis of the low speed side shaft 16.
図2に示すように、高速側シャフト31の一部は、筒部34の内側に配置されている。また、増速機30は、筒部34と高速側シャフト31との間に設けられる3つのローラ35を備えている。3つのローラ35は、例えば金属製であり、高速側シャフト31と同一金属、例えば鉄又は鉄の合金で構成されている。3つのローラ35は、高速側シャフト31の周方向に互いに所定の間隔(例えば120度ずつ)をあけて配置されている。3つのローラ35は同一形状である。3つのローラ35は、筒部34の内周面及び高速側シャフト31の外周面の双方と当接する。 As shown in FIG. 2, a part of the high speed side shaft 31 is disposed inside the cylindrical portion 34. The speed increaser 30 includes three rollers 35 provided between the cylindrical portion 34 and the high speed side shaft 31. The three rollers 35 are made of metal, for example, and are made of the same metal as the high-speed side shaft 31, for example, iron or an iron alloy. The three rollers 35 are arranged at predetermined intervals (for example, 120 degrees each) in the circumferential direction of the high speed side shaft 31. The three rollers 35 have the same shape. The three rollers 35 are in contact with both the inner peripheral surface of the cylindrical portion 34 and the outer peripheral surface of the high speed side shaft 31.
図1に示すように、各ローラ35は、円柱状のローラ部35aと、ローラ部35aの軸線方向の第1端面35bから突出する円柱状の第1突起35cと、ローラ部35aの軸線方向の第2端面35dから突出する円柱状の第2突起35eと、を有している。ローラ部35aの軸心、第1突起35cの軸心、及び第2突起35eの軸心は一致している。各ローラ35のローラ部35aの軸心が延びる方向(回転軸線方向)と高速側シャフト31の軸線方向とは一致している。ローラ部35aの外径は、高速側シャフト31の外径よりも大きい。 As shown in FIG. 1, each roller 35 includes a cylindrical roller portion 35a, a cylindrical first protrusion 35c protruding from an axial first end surface 35b of the roller portion 35a, and an axial direction of the roller portion 35a. And a cylindrical second protrusion 35e protruding from the second end face 35d. The axial center of the roller portion 35a, the axial center of the first protrusion 35c, and the axial center of the second protrusion 35e coincide. The direction in which the axial center of the roller portion 35a of each roller 35 extends (rotational axis direction) coincides with the axial direction of the high-speed side shaft 31. The outer diameter of the roller portion 35 a is larger than the outer diameter of the high speed side shaft 31.
図1及び図2に示すように、増速機30は、プレート14と協働して各ローラ35を回転可能に支持する支持部材39を備えている。支持部材39は、筒部34の内側に配置されている。支持部材39は、円板状の支持ベース40と、支持ベース40から立設された柱状の3つの立設壁41と、を有している。支持ベース40は、プレート14に対して各ローラ35の回転軸線方向に対向配置されている。3つの立設壁41は、支持ベース40におけるプレート14側の面40aからプレート14に向けてそれぞれ延びている。そして、3つの立設壁41は、筒部34の内周面と、隣り合う2つのローラ部35aの外周面とによって区画された3つの空間を埋めるようにそれぞれ配置されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the speed increaser 30 includes a support member 39 that rotatably supports each roller 35 in cooperation with the plate 14. The support member 39 is disposed inside the cylindrical portion 34. The support member 39 includes a disk-shaped support base 40 and three columnar standing walls 41 erected from the support base 40. The support base 40 is disposed to face the plate 14 in the direction of the rotation axis of each roller 35. The three standing walls 41 extend from the surface 40a on the plate 14 side of the support base 40 toward the plate 14, respectively. The three standing walls 41 are respectively disposed so as to fill three spaces defined by the inner peripheral surface of the cylindrical portion 34 and the outer peripheral surfaces of the two adjacent roller portions 35a.
支持部材39には、ボルト44が挿通可能なボルト挿通孔45が3つ形成されている。各ボルト挿通孔45は、3つの立設壁41それぞれをローラ35の回転軸線方向に貫通している。図1に示すように、プレート14における支持部材39側の面14aには、各ボルト挿通孔45に連通する雌ねじ孔46がそれぞれ形成されている。そして、支持部材39は、各ボルト挿通孔45に挿通された各ボルト44が各雌ねじ孔46に螺合されることによってプレート14に取り付けられている。 Three bolt insertion holes 45 into which the bolts 44 can be inserted are formed in the support member 39. Each bolt insertion hole 45 passes through each of the three standing walls 41 in the rotation axis direction of the roller 35. As shown in FIG. 1, female screw holes 46 communicating with the respective bolt insertion holes 45 are formed in the surface 14 a on the support member 39 side of the plate 14. The support member 39 is attached to the plate 14 by screwing the bolts 44 inserted through the bolt insertion holes 45 into the female screw holes 46.
プレート14における支持部材39側の面14aは、3つの凹部51(図1では一つの凹部51のみ図示)を有している。3つの凹部51は、高速側シャフト31の周方向に互いに所定の間隔(例えば120度ずつ)をあけて配置されている。3つの凹部51それぞれの配置位置は、3つのローラ35それぞれの配置位置に対応している。3つの凹部51内には、円環状のローラ軸受52がそれぞれ配置されている。 The surface 14a on the support member 39 side of the plate 14 has three recesses 51 (only one recess 51 is shown in FIG. 1). The three recesses 51 are arranged at predetermined intervals (for example, 120 degrees each) in the circumferential direction of the high-speed side shaft 31. The arrangement positions of the three concave portions 51 correspond to the arrangement positions of the three rollers 35, respectively. An annular roller bearing 52 is disposed in each of the three recesses 51.
支持ベース40におけるプレート14側の面40aは、3つの凹部53(図1では一つの凹部53のみ図示)を有している。3つの凹部53は、高速側シャフト31の周方向に互いに所定の間隔(例えば120度ずつ)をあけて配置されている。3つの凹部53それぞれの配置位置は、3つのローラ35それぞれの配置位置に対応している。3つの凹部53内には、円環状のローラ軸受54が配置されている。 The surface 40a on the plate 14 side of the support base 40 has three recesses 53 (only one recess 53 is shown in FIG. 1). The three recesses 53 are arranged at a predetermined interval (for example, 120 degrees each) in the circumferential direction of the high-speed side shaft 31. The arrangement positions of the three recesses 53 correspond to the arrangement positions of the three rollers 35, respectively. An annular roller bearing 54 is disposed in the three recesses 53.
各ローラ35の第1突起35cは、各凹部51内のローラ軸受52内に挿入され、ローラ軸受52を介してプレート14に回転可能に支持されている。各ローラ35の第2突起35eは、各凹部53内のローラ軸受54内に挿入され、ローラ軸受54を介して支持部材39に回転可能に支持されている。 The first protrusions 35 c of the respective rollers 35 are inserted into roller bearings 52 in the respective recesses 51 and are rotatably supported by the plate 14 via the roller bearings 52. The second protrusion 35 e of each roller 35 is inserted into the roller bearing 54 in each recess 53 and is rotatably supported by the support member 39 via the roller bearing 54.
高速側シャフト31には、高速側シャフト31の軸線方向に離間して対向配置された一対のフランジ部31fが設けられている。3つのローラ35のローラ部35aは、一対のフランジ部31fによって挟持されている。これにより、高速側シャフト31の軸線方向における高速側シャフト31と3つのローラ35のローラ部35aとの位置ずれが抑制されている。 The high-speed side shaft 31 is provided with a pair of flange portions 31f that are disposed to face each other while being spaced apart from each other in the axial direction of the high-speed side shaft 31. The roller portions 35a of the three rollers 35 are sandwiched between a pair of flange portions 31f. Thereby, the position shift of the high speed side shaft 31 and the roller part 35a of the three rollers 35 in the axial direction of the high speed side shaft 31 is suppressed.
図2に示すように、3つのローラ35、リング部材32、及び高速側シャフト31は、3つのローラ35と高速側シャフト31及び筒部34とが互いに押し付けあっている状態でユニット化されている。そして、高速側シャフト31は、3つのローラ35によって回転可能に支持されている。 As shown in FIG. 2, the three rollers 35, the ring member 32, and the high speed side shaft 31 are unitized with the three rollers 35, the high speed side shaft 31, and the cylindrical portion 34 pressed against each other. . The high speed side shaft 31 is rotatably supported by three rollers 35.
3つのローラ35のローラ部35aの外周面と筒部34の内周面との当接箇所であるリング側当接箇所Paには押し付け荷重が付与されている。また、3つのローラ35の外周面と高速側シャフト31の外周面との当接箇所であるシャフト側当接箇所Pbには、押し付け荷重が付与されている。リング側当接箇所Pa及びシャフト側当接箇所Pbは、高速側シャフト31の軸線方向に延びている。 A pressing load is applied to the ring-side contact portion Pa, which is the contact portion between the outer peripheral surface of the roller portion 35a of the three rollers 35 and the inner peripheral surface of the cylindrical portion 34. Further, a pressing load is applied to the shaft side contact portion Pb that is a contact portion between the outer peripheral surfaces of the three rollers 35 and the outer peripheral surface of the high speed side shaft 31. The ring side contact portion Pa and the shaft side contact portion Pb extend in the axial direction of the high speed side shaft 31.
そして、電動モータ17が駆動して、低速側シャフト16及びリング部材32が回転すると、リング部材32の回転力が、各リング側当接箇所Paを介して3つのローラ35に伝達されて3つのローラ35が回転し、3つのローラ35の回転力が、各シャフト側当接箇所Pbを介して高速側シャフト31に伝達される。その結果、高速側シャフト31が回転する。このとき、リング部材32は、低速側シャフト16と同一速度で回転し、3つのローラ35は低速側シャフト16よりも高速で回転する。そして、3つのローラ35の外径よりも外径が小さい高速側シャフト31は、3つのローラ35よりも高速で回転する。これにより、増速機30によって、高速側シャフト31が低速側シャフト16よりも高速で回転する。 When the electric motor 17 is driven and the low-speed shaft 16 and the ring member 32 rotate, the rotational force of the ring member 32 is transmitted to the three rollers 35 via the ring-side contact points Pa, and The roller 35 rotates, and the rotational force of the three rollers 35 is transmitted to the high speed side shaft 31 via each shaft side contact portion Pb. As a result, the high speed side shaft 31 rotates. At this time, the ring member 32 rotates at the same speed as the low speed side shaft 16, and the three rollers 35 rotate at a higher speed than the low speed side shaft 16. The high speed side shaft 31 having an outer diameter smaller than the outer diameters of the three rollers 35 rotates at a higher speed than the three rollers 35. Thereby, the high speed side shaft 31 is rotated at a higher speed than the low speed side shaft 16 by the speed increaser 30.
図1に示すように、遠心圧縮機10は、増速機30にオイルを供給するオイル供給通路60を備えている。また、オイル供給通路60は、メカニカルシール71にもオイルを供給する。さらに、遠心圧縮機10は、オイル供給通路60を流れるオイルを冷却するオイルクーラ55と、オイル供給通路60を流れるオイルが貯留されるオイルパン56と、オイルパン56に貯留されたオイルを吸い上げて吐出するオイルポンプ57と、を備えている。 As shown in FIG. 1, the centrifugal compressor 10 includes an oil supply passage 60 that supplies oil to the speed increaser 30. The oil supply passage 60 also supplies oil to the mechanical seal 71. Further, the centrifugal compressor 10 sucks up the oil stored in the oil pan 56, the oil cooler 55 that cools the oil flowing through the oil supply passage 60, the oil pan 56 that stores the oil flowing through the oil supply passage 60, and the oil pan 56. An oil pump 57 for discharging.
オイルクーラ55は、モータハウジング12の周壁12bの外周面に取り付けられる有底筒状のカバー部材55aを有している。そして、カバー部材55aの内面とモータハウジング12の周壁12bの外周面とによって空間55bが区画されている。また、オイルクーラ55は、空間55b内に配置される冷却配管55cを有している。冷却配管55cの両端部は、モータハウジング12に支持されている。冷却配管55cは、オイル供給通路60の一部を形成する。 The oil cooler 55 has a bottomed cylindrical cover member 55 a attached to the outer peripheral surface of the peripheral wall 12 b of the motor housing 12. A space 55 b is defined by the inner surface of the cover member 55 a and the outer peripheral surface of the peripheral wall 12 b of the motor housing 12. The oil cooler 55 has a cooling pipe 55c disposed in the space 55b. Both ends of the cooling pipe 55 c are supported by the motor housing 12. The cooling pipe 55 c forms a part of the oil supply passage 60.
また、カバー部材55aには、導入配管55d及び排出配管55eが設けられている。空間55bには、導入配管55dから低温流体が導入される。空間55bに導入された低温流体は、排出配管55eから排出されて図示しない冷却装置によって冷却された後、再び導入配管55dを介して空間55bに導入される。低温流体は、例えば、水である。 The cover member 55a is provided with an introduction pipe 55d and a discharge pipe 55e. A low temperature fluid is introduced into the space 55b from the introduction pipe 55d. The low-temperature fluid introduced into the space 55b is discharged from the discharge pipe 55e, cooled by a cooling device (not shown), and then again introduced into the space 55b through the introduction pipe 55d. The cryogenic fluid is, for example, water.
オイルパン56は、モータハウジング12の底壁12aの内部に形成されている。オイルパン56は、モータハウジング12の底壁12aにおける外周側の部位に位置している。また、オイルポンプ57は、モータハウジング12の底壁12aの内部に設けられている。オイルポンプ57は、例えば、トロコイドポンプである。オイルポンプ57は、低速側シャフト16の一端部に連結されている。そして、オイルポンプ57は、低速側シャフト16の回転に伴って駆動する。 The oil pan 56 is formed inside the bottom wall 12 a of the motor housing 12. The oil pan 56 is located on the outer peripheral side portion of the bottom wall 12 a of the motor housing 12. The oil pump 57 is provided inside the bottom wall 12 a of the motor housing 12. The oil pump 57 is a trochoid pump, for example. The oil pump 57 is connected to one end of the low speed side shaft 16. The oil pump 57 is driven as the low-speed shaft 16 rotates.
オイル供給通路60は、増速機室13cとオイルクーラ55とを接続する第1接続通路61を有している。第1接続通路61は、増速機ハウジング13を貫通してモータハウジング12の周壁12bの内部まで延びている。第1接続通路61の一端は、増速機室13c内に開口している。第1接続通路61の他端は、冷却配管55cの一端に接続されている。 The oil supply passage 60 has a first connection passage 61 that connects the gearbox 13 c and the oil cooler 55. The first connection passage 61 extends through the gearbox housing 13 to the inside of the peripheral wall 12b of the motor housing 12. One end of the first connection passage 61 opens into the speed increaser chamber 13c. The other end of the first connection passage 61 is connected to one end of the cooling pipe 55c.
遠心圧縮機10は、第1接続通路61における増速機室13c内に開口する部分が重力方向下側に位置するように燃料電池車両に搭載されている。よって、増速機室13c内のオイルは、第1接続通路61に流入する。 The centrifugal compressor 10 is mounted on the fuel cell vehicle such that a portion of the first connection passage 61 that opens into the speed increaser chamber 13c is located on the lower side in the gravity direction. Therefore, the oil in the speed increaser chamber 13 c flows into the first connection passage 61.
オイル供給通路60は、オイルクーラ55とオイルパン56とを接続する第2接続通路62を有している。第2接続通路62は、モータハウジング12の内部に形成されている。第2接続通路62の一端は、冷却配管55cの他端に接続されている。第2接続通路62の他端は、オイルパン56内に開口している。 The oil supply passage 60 has a second connection passage 62 that connects the oil cooler 55 and the oil pan 56. The second connection passage 62 is formed inside the motor housing 12. One end of the second connection passage 62 is connected to the other end of the cooling pipe 55c. The other end of the second connection passage 62 opens into the oil pan 56.
増速機室13c内に貯留されているオイルは、第1接続通路61に流入して、第1接続通路61、冷却配管55c、及び第2接続通路62を通過する。ここで、冷却配管55cを通過するオイルは、オイルクーラ55の空間55bに導入される低温流体との熱交換が行われることにより冷却される。そして、オイルクーラ55によって冷却されたオイルが、オイルパン56に貯留される。 The oil stored in the speed increaser chamber 13 c flows into the first connection passage 61 and passes through the first connection passage 61, the cooling pipe 55 c, and the second connection passage 62. Here, the oil passing through the cooling pipe 55c is cooled by heat exchange with the low-temperature fluid introduced into the space 55b of the oil cooler 55. Then, the oil cooled by the oil cooler 55 is stored in the oil pan 56.
オイル供給通路60は、オイルパン56とオイルポンプ57とを接続する第3接続通路63を有している。第3接続通路63は、モータハウジング12の内部に形成されている。第3接続通路63の一端は、オイルパン56内に突出している。第3接続通路63の他端はオイルポンプ57の吸入口57aに接続されている。 The oil supply passage 60 has a third connection passage 63 that connects the oil pan 56 and the oil pump 57. The third connection passage 63 is formed inside the motor housing 12. One end of the third connection passage 63 protrudes into the oil pan 56. The other end of the third connection passage 63 is connected to the suction port 57 a of the oil pump 57.
オイル供給通路60は、オイルポンプ57の吐出口57bに接続される第4接続通路64を有している。第4接続通路64は、モータハウジング12の底壁12a及び周壁12bを貫通して増速機ハウジング13の周壁13bの内部まで延びている。第4接続通路64の一端は、オイルポンプ57の吐出口57bに接続されている。第4接続通路64の他端は、増速機ハウジング13の周壁13bの内部に位置している。 The oil supply passage 60 has a fourth connection passage 64 connected to the discharge port 57 b of the oil pump 57. The fourth connection passage 64 extends through the bottom wall 12 a and the peripheral wall 12 b of the motor housing 12 to the inside of the peripheral wall 13 b of the speed increaser housing 13. One end of the fourth connection passage 64 is connected to the discharge port 57 b of the oil pump 57. The other end of the fourth connection passage 64 is located inside the peripheral wall 13 b of the speed increaser housing 13.
オイル供給通路60は、第4接続通路64の他端から分岐する第1分岐通路65及び第2分岐通路66を有している。第1分岐通路65は、第4接続通路64の他端からモータハウジング12に向けて延びており、増速機ハウジング13の周壁13b及び増速機ハウジング13の底壁13aを貫通している。第1分岐通路65の一端は、第4接続通路64の他端に連通している。第1分岐通路65の他端は、貫通孔13hに開口している。 The oil supply passage 60 includes a first branch passage 65 and a second branch passage 66 that branch from the other end of the fourth connection passage 64. The first branch passage 65 extends from the other end of the fourth connection passage 64 toward the motor housing 12 and penetrates the peripheral wall 13 b of the speed increaser housing 13 and the bottom wall 13 a of the speed increaser housing 13. One end of the first branch passage 65 communicates with the other end of the fourth connection passage 64. The other end of the first branch passage 65 opens into the through hole 13h.
第2分岐通路66は、第4接続通路64の他端からプレート14に向けて延びており、増速機ハウジング13の周壁13bを貫通してプレート14の内部まで延びている。第2分岐通路66の一端は、第4接続通路64の他端に連通している。第2分岐通路66の他端は、プレート14の内部に位置している。 The second branch passage 66 extends from the other end of the fourth connection passage 64 toward the plate 14 and extends through the peripheral wall 13 b of the speed increaser housing 13 to the inside of the plate 14. One end of the second branch passage 66 communicates with the other end of the fourth connection passage 64. The other end of the second branch passage 66 is located inside the plate 14.
オイル供給通路60は、第2分岐通路66の他端に連通する共通通路67を有している。共通通路67は、第2分岐通路66に対して直交する方向であって、且つ第2分岐通路66の他端から重力方向下側へ直線状に延びている。また、オイル供給通路60は、共通通路67から分岐するシール部材側供給通路69及び増速機側供給通路70を有している。シール部材側供給通路69の一端は、共通通路67に連通している。シール部材側供給通路69の他端は、シャフト挿通孔14hに開口している。増速機側供給通路70は、共通通路67からコンプレッサハウジング15とは反対側に向けて直線状に延びてプレート14を貫通し、立設壁41を貫通して立設壁41におけるローラ部35aの外周面と向かい合う位置に開口している。よって、増速機側供給通路70は、増速機室13cに連通している。 The oil supply passage 60 has a common passage 67 that communicates with the other end of the second branch passage 66. The common passage 67 extends in a straight line from the other end of the second branch passage 66 in the direction perpendicular to the second branch passage 66 and downward in the direction of gravity. The oil supply passage 60 includes a seal member side supply passage 69 and a speed increasing device side supply passage 70 that branch from the common passage 67. One end of the seal member side supply passage 69 communicates with the common passage 67. The other end of the seal member side supply passage 69 is open to the shaft insertion hole 14h. The speed-increasing side supply passage 70 extends linearly from the common passage 67 toward the side opposite to the compressor housing 15, passes through the plate 14, passes through the standing wall 41, and the roller portion 35 a in the standing wall 41. It is opened at a position facing the outer peripheral surface of. Therefore, the speed increaser side supply passage 70 communicates with the speed increaser chamber 13c.
電動モータ17が駆動されると、低速側シャフト16の回転によりオイルポンプ57が駆動されて、オイルパン56内に貯留されているオイルが第3接続通路63及び吸入口57aを介してオイルポンプ57内に吸入され、吐出口57bを介して第4接続通路64に吐出される。オイルポンプ57は、低速側シャフト16の回転数の増加に伴い、吐出口57bから吐出されるオイルの量が比例的に増加するように駆動される。そして、第4接続通路64に吐出されたオイルは、第4接続通路64を流れて第1分岐通路65及び第2分岐通路66にそれぞれ分配される。 When the electric motor 17 is driven, the oil pump 57 is driven by the rotation of the low speed side shaft 16, and the oil stored in the oil pan 56 is passed through the third connection passage 63 and the suction port 57a. It is sucked in and discharged into the fourth connection passage 64 through the discharge port 57b. The oil pump 57 is driven so that the amount of oil discharged from the discharge port 57b increases proportionally as the rotational speed of the low-speed shaft 16 increases. The oil discharged to the fourth connection passage 64 flows through the fourth connection passage 64 and is distributed to the first branch passage 65 and the second branch passage 66, respectively.
第4接続通路64から第1分岐通路65に分配されたオイルは、第1分岐通路65を流れて貫通孔13h内に流入し、シール部材20及び第2軸受19に供給される。これにより、シール部材20と低速側シャフト16との摺動部分、及び第2軸受19と低速側シャフト16との摺動部分の潤滑が良好なものとなる。 The oil distributed from the fourth connection passage 64 to the first branch passage 65 flows through the first branch passage 65 and flows into the through hole 13 h and is supplied to the seal member 20 and the second bearing 19. As a result, the sliding portion between the seal member 20 and the low speed side shaft 16 and the sliding portion between the second bearing 19 and the low speed side shaft 16 are excellently lubricated.
第4接続通路64から第2分岐通路66に分配されたオイルは、第2分岐通路66を介して共通通路67に流入する。共通通路67を流れるオイルは、その一部がシール部材側供給通路69に分配され、その他のオイルが増速機側供給通路70を流れる。共通通路67からシール部材側供給通路69に分配されたオイルは、シール部材側供給通路69を流れてシャフト挿通孔14hに流入し、メカニカルシール71に供給される。また、増速機側供給通路70を流れるオイルは、ローラ部35aの外周面に供給される。これにより、ローラ部35aと高速側シャフト31との摺動部分の潤滑が良好なものとなる。メカニカルシール71及びローラ部35aの外周面に供給されたオイルは、増速機室13c内に戻される。 The oil distributed from the fourth connection passage 64 to the second branch passage 66 flows into the common passage 67 through the second branch passage 66. Part of the oil flowing through the common passage 67 is distributed to the seal member side supply passage 69, and other oil flows through the speed increaser side supply passage 70. The oil distributed from the common passage 67 to the seal member side supply passage 69 flows through the seal member side supply passage 69, flows into the shaft insertion hole 14 h, and is supplied to the mechanical seal 71. Further, the oil flowing through the speed increaser side supply passage 70 is supplied to the outer peripheral surface of the roller portion 35a. Thereby, the lubrication of the sliding part of the roller part 35a and the high speed side shaft 31 becomes favorable. The oil supplied to the outer peripheral surfaces of the mechanical seal 71 and the roller portion 35a is returned to the speed increaser chamber 13c.
図3に示すように、シャフト挿通孔14hは、大径孔141hと、大径孔141hに連通する小径孔142hと、大径孔141hと小径孔142hとを接続する環状の段差面143hと、を有している。大径孔141hは、インペラ室15bに連通している。小径孔142hは、増速機室13cに連通している。段差面143hは、高速側シャフト31の径方向に延びている。大径孔141h及び小径孔142hは、円孔状であるとともにそれぞれの軸心は、高速側シャフト31の回転軸線に一致している。 As shown in FIG. 3, the shaft insertion hole 14h includes a large-diameter hole 141h, a small-diameter hole 142h communicating with the large-diameter hole 141h, an annular step surface 143h connecting the large-diameter hole 141h and the small-diameter hole 142h, have. The large diameter hole 141h communicates with the impeller chamber 15b. The small diameter hole 142h communicates with the gearbox 13c. The step surface 143 h extends in the radial direction of the high speed side shaft 31. The large-diameter hole 141 h and the small-diameter hole 142 h are circular holes, and the respective axis centers coincide with the rotation axis of the high-speed side shaft 31.
一対のフランジ部31fの一方は、小径孔142h内に配置されている。高速側シャフト31は、増速機室13c内から小径孔142h及び大径孔141hを通過してインペラ室15b内に突出している。 One of the pair of flange portions 31f is disposed in the small diameter hole 142h. The high-speed side shaft 31 passes through the small-diameter hole 142h and the large-diameter hole 141h from the speed increaser chamber 13c and protrudes into the impeller chamber 15b.
メカニカルシール71は、高速側シャフト31と一体的に回転する回転環81と、シャフト挿通孔14hに固定される固定環91と、を備えている。本実施形態において、小径孔142h内に配置されるフランジ部31fは、回転環81として機能している。よって、本実施形態において、回転環81は、高速側シャフト31に一体形成されている。回転環81は、円環状である。固定環91は、回転環81に対して高速側シャフト31の軸線方向で対向配置されるとともに高速側シャフト31を取り囲んだ状態で大径孔141hに固定されている。よって、固定環91は、回転環81よりもインペラ室15b寄りに配置されている。 The mechanical seal 71 includes a rotating ring 81 that rotates integrally with the high-speed shaft 31 and a stationary ring 91 that is fixed to the shaft insertion hole 14h. In the present embodiment, the flange portion 31 f disposed in the small diameter hole 142 h functions as the rotating ring 81. Therefore, in the present embodiment, the rotary ring 81 is integrally formed with the high speed side shaft 31. The rotating ring 81 has an annular shape. The fixed ring 91 is disposed to face the rotating ring 81 in the axial direction of the high speed side shaft 31 and is fixed to the large diameter hole 141 h so as to surround the high speed side shaft 31. Therefore, the stationary ring 91 is disposed closer to the impeller chamber 15 b than the rotating ring 81.
メカニカルシール71は、固定環91を回転環81に向けて押圧するスプリング72と、スプリング72を保持するスプリング保持部73と、スプリング72及びスプリング保持部73ごと固定環91を覆った状態で固定環91を保持するカートリッジ74とを備えている。 The mechanical seal 71 includes a spring 72 that presses the fixed ring 91 toward the rotating ring 81, a spring holding portion 73 that holds the spring 72, and the fixed ring 91 that covers the fixed ring 91 together with the spring 72 and the spring holding portion 73. And a cartridge 74 for holding 91.
カートリッジ74は、円環状の底壁74aと、底壁74aの内周縁から回転環81に向けて起立する筒状の内周壁74bと、底壁74aの外周縁から回転環81に向けて起立する円筒状の外周壁74cと、を有している。外周壁74cは、大径孔141hの内周面に沿って延びている。カートリッジ74は、外周壁74cが大径孔141hの内周面に嵌合されることにより、シャフト挿通孔14hに固定されている。高速側シャフト31は、内周壁74bの内側、及び底壁74aの内側を通過している。 The cartridge 74 rises toward the rotary ring 81 from the outer peripheral edge of the bottom wall 74a, the cylindrical inner peripheral wall 74b rising from the inner peripheral edge of the bottom wall 74a toward the rotary ring 81, and the outer peripheral edge of the bottom wall 74a. And a cylindrical outer peripheral wall 74c. The outer peripheral wall 74c extends along the inner peripheral surface of the large-diameter hole 141h. The cartridge 74 is fixed to the shaft insertion hole 14h by fitting the outer peripheral wall 74c to the inner peripheral surface of the large diameter hole 141h. The high speed side shaft 31 passes through the inside of the inner peripheral wall 74b and the inside of the bottom wall 74a.
固定環91、スプリング72、及びスプリング保持部73は、底壁74a、内周壁74bの外周面、及び外周壁74cの内周面によって区画される空間内に配置されている。そして、カートリッジ74は、高速側シャフト31の軸線方向に移動可能な状態で、固定環91を高速側シャフト31と一体回転しないように保持している。このため、固定環91は、高速側シャフト31の軸線方向への移動が許容されている一方、高速側シャフト31の周方向への移動が規制されている。 The stationary ring 91, the spring 72, and the spring holding portion 73 are disposed in a space defined by the bottom wall 74a, the outer peripheral surface of the inner peripheral wall 74b, and the inner peripheral surface of the outer peripheral wall 74c. The cartridge 74 holds the fixed ring 91 so as not to rotate integrally with the high speed side shaft 31 while being movable in the axial direction of the high speed side shaft 31. For this reason, the fixed ring 91 is allowed to move in the axial direction of the high speed side shaft 31, while the movement of the high speed side shaft 31 in the circumferential direction is restricted.
スプリング72及びスプリング保持部73は、カートリッジ74の底壁74aと固定環91との間に配置されている。スプリング保持部73は、固定環91と当接しており、スプリング72は、スプリング保持部73と底壁74aとを連結している。これにより、スプリング72の付勢力がスプリング保持部73を介して固定環91に伝達され、固定環91が回転環81に向けて押圧されている。 The spring 72 and the spring holding portion 73 are disposed between the bottom wall 74 a of the cartridge 74 and the fixed ring 91. The spring holding portion 73 is in contact with the fixed ring 91, and the spring 72 connects the spring holding portion 73 and the bottom wall 74a. Thereby, the urging force of the spring 72 is transmitted to the stationary ring 91 via the spring holding portion 73, and the stationary ring 91 is pressed toward the rotating ring 81.
回転環81における固定環91側の端面81aは、固定環91と摺動する平坦面状の回転側摺動面82を有している。固定環91における回転環81側の端面91aは、回転側摺動面82と摺動する平坦面状の固定側摺動面92を有している。固定側摺動面92は、回転側摺動面82とのシール面92sを有している。 The end surface 81 a on the stationary ring 91 side of the rotating ring 81 has a flat rotating surface-side sliding surface 82 that slides with the stationary ring 91. An end surface 91 a on the rotating ring 81 side of the fixed ring 91 has a flat fixed surface sliding surface 92 that slides with the rotating side sliding surface 82. The fixed-side sliding surface 92 has a seal surface 92 s with the rotation-side sliding surface 82.
また、固定環91の内周面の一部は、高速側シャフト31の径方向外側に凹んでいる。また、内周壁74bの一部が高速側シャフト31の径方向内側に凹んでいる。そして、固定環91の内周面における高速側シャフト31の径方向外側へ凹んだ部分と、内周壁74bにおける高速側シャフト31の径方向内側へ凹んだ部分との間には、円環状のシール部材75が設けられている。 Further, a part of the inner peripheral surface of the fixed ring 91 is recessed outward in the radial direction of the high speed side shaft 31. A part of the inner peripheral wall 74 b is recessed inward in the radial direction of the high-speed side shaft 31. An annular seal is formed between a portion of the inner peripheral surface of the fixed ring 91 that is recessed outward in the radial direction of the high speed side shaft 31 and a portion of the inner peripheral wall 74b that is recessed inward in the radial direction of the high speed side shaft 31. A member 75 is provided.
固定環91の端面91aの外周部には、環状の切欠凹部91bが形成されている。切欠凹部91bは、高速側シャフト31の軸線方向において段差面143hと接触している。シール部材側供給通路69の他端は、小径孔142hの内周面及び段差面143hに開口している。よって、シール部材側供給通路69の他端は、高速側シャフト31の径方向において回転側摺動面82と固定側摺動面92との摺動部分に対向している。そして、シール部材側供給通路69の他端からは、小径孔142h内に向けてオイルが噴射される。 An annular notch recess 91 b is formed on the outer periphery of the end surface 91 a of the fixed ring 91. The notch recess 91 b is in contact with the step surface 143 h in the axial direction of the high speed side shaft 31. The other end of the seal member side supply passage 69 opens to the inner peripheral surface of the small diameter hole 142h and the step surface 143h. Therefore, the other end of the seal member side supply passage 69 faces the sliding portion between the rotation side sliding surface 82 and the fixed side sliding surface 92 in the radial direction of the high speed side shaft 31. Then, oil is injected from the other end of the seal member side supply passage 69 into the small diameter hole 142h.
図4に示すように、固定環91の固定側摺動面92には、連通溝93が複数形成されている。複数の連通溝93は、高速側シャフト31の周方向へ等間隔置きに配置されている。各連通溝93は、固定側摺動面92のシール面92sよりも高速側シャフト31の径方向外側に位置している。各連通溝93は、高速側シャフト31の径方向に延びるとともに固定環91の外周側に連通している。具体的には、各連通溝93は、切欠凹部91bに開口している。 As shown in FIG. 4, a plurality of communication grooves 93 are formed on the stationary-side sliding surface 92 of the stationary ring 91. The plurality of communication grooves 93 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the high speed side shaft 31. Each communication groove 93 is located on the outer side in the radial direction of the high speed side shaft 31 with respect to the seal surface 92 s of the fixed side sliding surface 92. Each communication groove 93 extends in the radial direction of the high-speed shaft 31 and communicates with the outer peripheral side of the stationary ring 91. Specifically, each communication groove 93 opens into the notch recess 91b.
固定環91の固定側摺動面92には、複数の正圧発生溝94が形成されている。各正圧発生溝94は、固定側摺動面92のシール面92sよりも高速側シャフト31の径方向外側に位置している。各正圧発生溝94は、各連通溝93に連通している。よって、各連通溝93は、各正圧発生溝94に連通する第1連通溝として機能する。 A plurality of positive pressure generating grooves 94 are formed on the fixed-side sliding surface 92 of the fixed ring 91. Each positive pressure generating groove 94 is located on the radially outer side of the high speed side shaft 31 with respect to the seal surface 92 s of the fixed side sliding surface 92. Each positive pressure generation groove 94 communicates with each communication groove 93. Therefore, each communication groove 93 functions as a first communication groove communicating with each positive pressure generation groove 94.
各正圧発生溝94は、各連通溝93から回転環81の回転方向(図4において矢印R1で示す方向)に向けて延びている。各正圧発生溝94は、高速側シャフト31の周方向で隣り合う連通溝93同士の間で、高速側シャフト31の周方向に延びている。各正圧発生溝94は、高速側シャフト31の周方向で隣り合う連通溝93のうち、回転環81の回転方向とは逆方向に位置する連通溝93に連通するとともに、回転環81の回転方向に位置する連通溝93とは非連通である。 Each positive pressure generating groove 94 extends from each communication groove 93 in the rotation direction of the rotary ring 81 (the direction indicated by the arrow R1 in FIG. 4). Each positive pressure generating groove 94 extends in the circumferential direction of the high speed side shaft 31 between the communication grooves 93 adjacent in the circumferential direction of the high speed side shaft 31. Each positive pressure generating groove 94 communicates with a communication groove 93 located in a direction opposite to the rotation direction of the rotary ring 81 among the communication grooves 93 adjacent to each other in the circumferential direction of the high-speed shaft 31 and rotates the rotary ring 81. The communication groove 93 positioned in the direction is not in communication.
各正圧発生溝94は、各正圧発生溝94における連通溝93とは反対側の端部に正圧段差面94aを有している。固定側摺動面92は、各正圧発生溝94の正圧段差面94aに対して回転環81の回転方向で連続する正圧平坦面92aをそれぞれ有している。各正圧平坦面92aは、固定側摺動面92において、高速側シャフト31の周方向で隣り合う連通溝93のうち、正圧発生溝94と非連通である連通溝93と正圧発生溝94の正圧段差面94aとの間に位置する部位である。 Each positive pressure generation groove 94 has a positive pressure step surface 94 a at the end of each positive pressure generation groove 94 opposite to the communication groove 93. The fixed-side sliding surface 92 has a positive pressure flat surface 92 a that is continuous with the positive pressure step surface 94 a of each positive pressure generating groove 94 in the rotation direction of the rotary ring 81. Each of the positive pressure flat surfaces 92a includes a communication groove 93 and a positive pressure generation groove that are not in communication with the positive pressure generation groove 94 among the communication grooves 93 adjacent to each other in the circumferential direction of the high speed side shaft 31 on the fixed-side sliding surface 92. It is a site | part located between 94 positive pressure level | step difference surfaces 94a.
固定環91の固定側摺動面92には、負圧発生溝95が形成されている。負圧発生溝95は、固定側摺動面92のシール面92sよりも高速側シャフト31の径方向外側に位置している。負圧発生溝95は、各正圧発生溝94よりも高速側シャフト31の径方向内側に位置している。負圧発生溝95は、複数の連通溝93のうちの一つの連通溝93に連通しており、その連通している連通溝93から回転環81の回転方向とは逆方向に向けて延びている。したがって、負圧発生溝95に連通している連通溝93は、正圧発生溝94に連通する第1連通溝、及び負圧発生溝95に連通する第2連通溝として機能する。 A negative pressure generating groove 95 is formed on the fixed-side sliding surface 92 of the fixed ring 91. The negative pressure generating groove 95 is located on the radially outer side of the high speed side shaft 31 with respect to the seal surface 92 s of the fixed side sliding surface 92. The negative pressure generating groove 95 is located on the radially inner side of the high speed side shaft 31 with respect to each positive pressure generating groove 94. The negative pressure generation groove 95 communicates with one communication groove 93 among the plurality of communication grooves 93, and extends in the direction opposite to the rotation direction of the rotary ring 81 from the communication groove 93. Yes. Accordingly, the communication groove 93 that communicates with the negative pressure generation groove 95 functions as a first communication groove that communicates with the positive pressure generation groove 94 and a second communication groove that communicates with the negative pressure generation groove 95.
負圧発生溝95は、負圧発生溝95における連通溝93とは反対側の端部に負圧段差面95aを有している。固定側摺動面92は、負圧段差面95aに対して回転環81の回転方向とは逆方向で連続する負圧平坦面92bを有している。負圧発生溝95は、連通溝93との接続位置95bと負圧段差面95aとの位置が高速側シャフト31の径方向でオフセットされるように連通溝93から回転環81の回転方向とは逆方向に向けて360度以上に亘って延びている。 The negative pressure generation groove 95 has a negative pressure step surface 95 a at the end of the negative pressure generation groove 95 opposite to the communication groove 93. The fixed-side sliding surface 92 has a negative pressure flat surface 92b that is continuous with the negative pressure step surface 95a in the direction opposite to the rotation direction of the rotary ring 81. The negative pressure generating groove 95 is different from the rotation direction of the rotary ring 81 from the communication groove 93 so that the position of the connection position 95b with the communication groove 93 and the position of the negative pressure step surface 95a are offset in the radial direction of the high speed side shaft 31. It extends over 360 degrees toward the opposite direction.
そして、負圧発生溝95は、負圧平坦面92bに対して高速側シャフト31の径方向で重なるオーバーラップ溝96を有している。オーバーラップ溝96は、負圧平坦面92bに対して高速側シャフト31の径方向外側に位置している。本実施形態において、オーバーラップ溝96は、負圧発生溝95が、連通溝93との接続位置95bと負圧段差面95aとの位置が高速側シャフト31の径方向でオフセットされるように連通溝93から回転環81の回転方向とは逆方向に向けて360度以上に亘って延びることにより形成されている。なお、各連通溝93の深さは、各正圧発生溝94の深さ及び負圧発生溝95の深さよりも深い。また、各正圧発生溝94の深さと負圧発生溝95の深さはほぼ同じである。 The negative pressure generation groove 95 has an overlap groove 96 that overlaps the negative pressure flat surface 92b in the radial direction of the high speed side shaft 31. The overlap groove 96 is located on the radially outer side of the high-speed side shaft 31 with respect to the negative pressure flat surface 92b. In the present embodiment, the overlap groove 96 communicates so that the negative pressure generating groove 95 is offset in the radial direction of the high-speed shaft 31 at the position of the connection position 95b with the communication groove 93 and the position of the negative pressure step surface 95a. It is formed by extending over 360 degrees or more in the direction opposite to the rotation direction of the rotary ring 81 from the groove 93. The depth of each communication groove 93 is deeper than the depth of each positive pressure generation groove 94 and the depth of the negative pressure generation groove 95. Further, the depth of each positive pressure generating groove 94 and the depth of the negative pressure generating groove 95 are substantially the same.
固定環91は、複数の連通溝93のうちの一つの連通溝93が、シール部材側供給通路69の他端と高速側シャフト31の径方向で対向するように、シャフト挿通孔14hに位置決めされている。そして、シール部材側供給通路69の他端から噴射されるオイルは、シール部材側供給通路69の他端と高速側シャフト31の径方向で対向している連通溝93に供給され、正圧発生溝94に供給される。 The stationary ring 91 is positioned in the shaft insertion hole 14h so that one of the plurality of communication grooves 93 is opposed to the other end of the seal member side supply passage 69 in the radial direction of the high speed side shaft 31. ing. The oil sprayed from the other end of the seal member side supply passage 69 is supplied to the communication groove 93 facing the other end of the seal member side supply passage 69 in the radial direction of the high speed side shaft 31 to generate positive pressure. It is supplied to the groove 94.
図5(a)に示すように、高速側シャフト31の回転に伴って回転環81が回転すると、連通溝93を介して正圧発生溝94内に供給されているオイルは、図5(a)において矢印T1で示すように、回転環81の回転に追従して正圧段差面94aに向けて移動し、正圧段差面94aを乗り越えて正圧平坦面92aに向けて移動しようとする。これにより、回転側摺動面82と固定側摺動面92との間に正圧が発生し、回転側摺動面82と固定側摺動面92との間隔が広がって回転側摺動面82と固定側摺動面92との間にオイルによる油膜が形成され、回転側摺動面82と固定側摺動面92のシール面92sとの間の摺動性が向上する。なお、回転環81と固定環91との間に介在するオイルが回転環81の回転に追従して移動することにより、各連通溝93にオイルが供給されるとともに、各連通溝93から各正圧発生溝94にオイルが供給されている。 As shown in FIG. 5A, when the rotating ring 81 rotates with the rotation of the high-speed side shaft 31, the oil supplied into the positive pressure generating groove 94 via the communication groove 93 is changed to that shown in FIG. ), As indicated by an arrow T1, it moves toward the positive pressure step surface 94a following the rotation of the rotary ring 81, and moves over the positive pressure step surface 94a toward the positive pressure flat surface 92a. As a result, a positive pressure is generated between the rotating side sliding surface 82 and the fixed side sliding surface 92, and the interval between the rotating side sliding surface 82 and the fixed side sliding surface 92 is widened, thereby rotating the rotating side sliding surface. An oil film is formed by oil between 82 and the fixed side sliding surface 92, and the slidability between the rotating side sliding surface 82 and the seal surface 92s of the fixed side sliding surface 92 is improved. The oil interposed between the rotating ring 81 and the fixed ring 91 moves following the rotation of the rotating ring 81, whereby oil is supplied to each communication groove 93 and each normal groove is connected to each positive groove 93. Oil is supplied to the pressure generating groove 94.
図5(b)に示すように、高速側シャフト31の回転に伴って回転環81が回転すると、回転側摺動面82と固定側摺動面92の負圧平坦面92bとの間に介在するオイルは、図5(b)において矢印T2で示すように、回転環81の回転に追従して移動して、負圧段差面95aを介して負圧発生溝95に流れ込む。これにより、負圧発生溝95内が負圧になって、増速機室13c内からシャフト挿通孔14hを介してインペラ室15b内へ洩れ出そうとするオイルが負圧発生溝95内に吸い込まれ易くなる。 As shown in FIG. 5B, when the rotating ring 81 rotates with the rotation of the high speed side shaft 31, it is interposed between the rotating side sliding surface 82 and the negative pressure flat surface 92b of the fixed side sliding surface 92. The oil to be moved follows the rotation of the rotary ring 81 and flows into the negative pressure generating groove 95 through the negative pressure stepped surface 95a as indicated by an arrow T2 in FIG. 5B. As a result, the negative pressure generating groove 95 has a negative pressure, and oil that is about to leak from the speed increaser chamber 13c into the impeller chamber 15b through the shaft insertion hole 14h is sucked into the negative pressure generating groove 95. It will be easier.
そして、負圧発生溝95内に吸い込まれたオイルは、回転環81の回転に追従して負圧発生溝95に連通している連通溝93に向けて流れ、連通溝93を介してシャフト挿通孔14h内における固定環91の外周面よりも高速側シャフト31の径方向外側に排出される。これにより、増速機室13c内に貯留されるオイルが、回転側摺動面82と固定側摺動面92のシール面92sとの間を介してインペラ室15b内へ洩れ出すことが抑制される。 Then, the oil sucked into the negative pressure generating groove 95 flows toward the communication groove 93 communicating with the negative pressure generating groove 95 following the rotation of the rotary ring 81, and the shaft is inserted through the communication groove 93. It is discharged to the outside in the radial direction of the high speed side shaft 31 from the outer peripheral surface of the stationary ring 91 in the hole 14h. As a result, the oil stored in the speed increaser chamber 13c is prevented from leaking into the impeller chamber 15b through the space between the rotating sliding surface 82 and the sealing surface 92s of the stationary sliding surface 92. The
次に、本実施形態の作用について説明する。
回転側摺動面82と負圧平坦面92bとの間を通過してシール面92sに向けて流れ込もうとするオイルは、オーバーラップ溝96によって吸い込まれる。したがって、オイルが回転側摺動面82と負圧平坦面92bとの間を通過してシール面92sに向けて流れ込んでしまうことが抑制される。
Next, the operation of this embodiment will be described.
The oil that passes between the rotation-side sliding surface 82 and the negative pressure flat surface 92 b and tries to flow toward the sealing surface 92 s is sucked by the overlap groove 96. Accordingly, it is possible to suppress the oil from flowing between the rotation-side sliding surface 82 and the negative pressure flat surface 92b and flowing toward the sealing surface 92s.
上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
(1)負圧発生溝95は、負圧平坦面92bに対して高速側シャフト31の径方向で重なるオーバーラップ溝96を有している。これによれば、回転側摺動面82と負圧平坦面92bとの間を通過してシール面92sに向けて流れ込もうとするオイルを、オーバーラップ溝96によって吸い込むことができる。したがって、オイルが回転側摺動面82と負圧平坦面92bとの間を通過してシール面92sに向けて流れ込んで、増速機室13c内のオイルが回転側摺動面82とシール面92sとの間を介してインペラ室15b内へ洩れ出してしまうことを抑制することができる。
In the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The negative pressure generating groove 95 has an overlap groove 96 that overlaps the negative pressure flat surface 92b in the radial direction of the high speed side shaft 31. According to this, the oil that passes between the rotation side sliding surface 82 and the negative pressure flat surface 92 b and tries to flow toward the seal surface 92 s can be sucked by the overlap groove 96. Therefore, the oil passes between the rotation side sliding surface 82 and the negative pressure flat surface 92b and flows toward the seal surface 92s, and the oil in the speed increasing machine chamber 13c is transferred to the rotation side sliding surface 82 and the seal surface. It is possible to suppress leakage into the impeller chamber 15b through the space between 92s.
(2)オーバーラップ溝96は、負圧発生溝95が、連通溝93との接続位置95bと負圧段差面95aとの位置が高速側シャフト31の径方向でオフセットされるように連通溝93から回転環81の回転方向とは逆方向に向けて360度以上に亘って延びることにより形成されている。これによれば、オーバーラップ溝96を有する負圧発生溝95を容易に形成することができる。 (2) The overlap groove 96 includes a communication groove 93 such that the negative pressure generating groove 95 is offset in the radial direction of the high-speed shaft 31 from the position of the connection position 95b with the communication groove 93 and the position of the negative pressure step surface 95a. Is formed by extending over 360 degrees in a direction opposite to the rotation direction of the rotary ring 81. According to this, the negative pressure generating groove 95 having the overlap groove 96 can be easily formed.
(3)オイルが回転側摺動面82と負圧平坦面92bとの間を通過してシール面92sに向けて流れ込んで、増速機室13c内のオイルが回転側摺動面82とシール面92sとの間を介してインペラ室15b内へ洩れ出してしまうことを抑制することができるため、メカニカルシール71に供給するオイルの量を増やすことができる。よって、回転側摺動面82と固定側摺動面92のシール面92sとの間の摺動性を向上させ易くすることができる。 (3) The oil passes between the rotation side sliding surface 82 and the negative pressure flat surface 92b and flows toward the seal surface 92s, and the oil in the speed increasing machine chamber 13c is sealed with the rotation side sliding surface 82 and the seal. Since leakage into the impeller chamber 15b through the space between the surfaces 92s can be suppressed, the amount of oil supplied to the mechanical seal 71 can be increased. Therefore, it is possible to easily improve the slidability between the rotation-side sliding surface 82 and the sealing surface 92s of the fixed-side sliding surface 92.
(4)増速機室13c内からインペラ室15b内へのオイルの洩れが抑制されるため、遠心圧縮機10によって圧縮された空気と共にオイルが燃料電池に供給されてしまうことが抑制され、燃料電池の発電効率が低下してしまうことを回避することができる。 (4) Since leakage of oil from the speed increaser chamber 13c to the impeller chamber 15b is suppressed, the oil is suppressed from being supplied to the fuel cell together with the air compressed by the centrifugal compressor 10, and the fuel It can avoid that the power generation efficiency of a battery falls.
(5)例えば、固定環91の固定側摺動面92に負圧発生溝95を形成せずに、回転環81と固定環91との相対回転摺動によりオイルを外周側に戻すポンピング作用を発生させるスパイラル溝を、固定側摺動面92におけるシール面92sを取り囲む位置に全周に亘って形成することが考えられる。この場合、インペラ24の回転に伴って空気が圧縮されて、インペラ室15bの圧力が高くなると、インペラ室15b内の空気がスパイラル溝を介して増速機室13cへ洩れ易く、増速機室13c内の圧力が上昇してしまう場合がある。そして、例えば、インペラ24が低速で回転している場合や、遠心圧縮機10の運転が停止している場合のように、インペラ室15bの圧力が増速機室13cの圧力よりも低くなる条件となると、スパイラル溝によるポンピング作用が機能せずに、増速機室13c内のオイルがシャフト挿通孔14hを介してインペラ室15bに洩れ出してしまう虞がある。しかし、本実施形態では、ポンピング作用を発生させるスパイラル溝を採用せずに、負圧発生溝95を固定側摺動面92に形成し、負圧となる負圧発生溝95内に、増速機室13c内からシャフト挿通孔14hを介してインペラ室15b内へ洩れ出そうとするオイルを吸い込むことにより、インペラ室15b内へのオイルの洩れを抑制している。よって、インペラ24の回転に伴って空気が圧縮されて、インペラ室15bの圧力が高くなっても、インペラ室15b内の空気がシャフト挿通孔14hを介して増速機室13cへ洩れ難い。よって、例えば、インペラ24が低速で回転している場合や、遠心圧縮機10の運転が停止している場合のように、インペラ室15bの圧力が増速機室13cの圧力よりも低くなる条件となっても、増速機室13c内のオイルがシャフト挿通孔14hを介してインペラ室15bに洩れ出してしまうことを抑制することができる。 (5) For example, without forming the negative pressure generating groove 95 on the stationary-side sliding surface 92 of the stationary ring 91, the pumping action of returning the oil to the outer peripheral side by the relative rotational sliding of the rotating ring 81 and the stationary ring 91. It is conceivable that the spiral groove to be generated is formed over the entire circumference at a position surrounding the sealing surface 92s of the fixed-side sliding surface 92. In this case, when air is compressed as the impeller 24 rotates and the pressure in the impeller chamber 15b increases, the air in the impeller chamber 15b is likely to leak into the speed increaser chamber 13c through the spiral groove, and the speed increaser chamber The pressure in 13c may rise. For example, when the impeller 24 rotates at a low speed or when the operation of the centrifugal compressor 10 is stopped, the pressure in the impeller chamber 15b is lower than the pressure in the speed increaser chamber 13c. Then, the pumping action by the spiral groove does not function, and there is a possibility that the oil in the speed increaser chamber 13c leaks into the impeller chamber 15b through the shaft insertion hole 14h. However, in the present embodiment, the negative pressure generating groove 95 is formed on the fixed-side sliding surface 92 without using the spiral groove that generates the pumping action, and the speed increase is made in the negative pressure generating groove 95 that becomes negative pressure. By sucking oil from the machine chamber 13c through the shaft insertion hole 14h into the impeller chamber 15b, oil leakage into the impeller chamber 15b is suppressed. Therefore, even if the air is compressed with the rotation of the impeller 24 and the pressure in the impeller chamber 15b increases, the air in the impeller chamber 15b is unlikely to leak into the speed increaser chamber 13c through the shaft insertion hole 14h. Therefore, for example, when the impeller 24 is rotating at a low speed or when the operation of the centrifugal compressor 10 is stopped, a condition in which the pressure in the impeller chamber 15b is lower than the pressure in the speed increaser chamber 13c. Even if it becomes, it can suppress that the oil in the gear box 13c leaks out to the impeller chamber 15b via the shaft insertion hole 14h.
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 図6に示すように、固定側摺動面92に負圧発生溝95Aが二つ形成されていてもよい。二つの負圧発生溝95Aの一方は、二つの負圧発生溝95Aの他方に取り囲まれている。二つの負圧発生溝95Aの負圧段差面95aの位置は、高速側シャフト31の径方向において、高速側シャフト31を挟んで互いに反対側に位置している。よって、二つの負圧発生溝95Aの一方の負圧段差面95aに対して回転環81の回転方向とは逆方向で連続する負圧平坦面92bと、二つの負圧発生溝95Aの他方の負圧段差面95aに対して回転環81の回転方向とは逆方向で連続する負圧平坦面92bとは、高速側シャフト31を挟んで互いに径方向反対側に位置している。なお、固定側摺動面92には、二つの負圧発生溝95Aの一方における負圧段差面95aとは反対側の端部と、二つの負圧発生溝95Aの他方に連通する連通溝93とを接続する接続溝921が形成されている。
In addition, you may change the said embodiment as follows.
As shown in FIG. 6, two negative pressure generating grooves 95 </ b> A may be formed on the fixed-side sliding surface 92. One of the two negative pressure generating grooves 95A is surrounded by the other of the two negative pressure generating grooves 95A. The positions of the negative pressure step surfaces 95 a of the two negative pressure generating grooves 95 </ b> A are located on opposite sides of the high speed side shaft 31 in the radial direction of the high speed side shaft 31. Therefore, the negative pressure flat surface 92b that continues in the direction opposite to the rotation direction of the rotary ring 81 with respect to one negative pressure step surface 95a of the two negative pressure generation grooves 95A, and the other of the two negative pressure generation grooves 95A. The negative pressure flat surface 92b that is continuous in the direction opposite to the rotation direction of the rotary ring 81 with respect to the negative pressure step surface 95a is located on the opposite side in the radial direction with the high-speed shaft 31 interposed therebetween. The fixed sliding surface 92 has a communicating groove 93 that communicates with one end of the two negative pressure generating grooves 95A on the side opposite to the negative pressure stepped surface 95a and the other of the two negative pressure generating grooves 95A. A connection groove 921 is formed to connect the two.
二つの負圧発生溝95Aの一方は、二つの負圧発生溝95Aの他方の負圧段差面95aに対して回転環81の回転方向とは逆方向で連続する負圧平坦面92bに対して高速側シャフト31の径方向内側で重なるオーバーラップ溝96Aを有している。また、二つの負圧発生溝95Aの他方は、二つの負圧発生溝95Aの一方の負圧段差面95aに対して回転環81の回転方向とは逆方向で連続する負圧平坦面92bに対して高速側シャフト31の径方向外側で重なるオーバーラップ溝96Aを有している。これによれば、回転側摺動面82と各負圧平坦面92bとの間を通過してシール面92sに向けて流れ込もうとするオイルは、各オーバーラップ溝96Aによって吸い込まれる。したがって、オイルが回転側摺動面82と各負圧平坦面92bとの間を通過してシール面92sに向けて流れ込んでしまうことが抑制される。 One of the two negative pressure generating grooves 95A has a negative pressure flat surface 92b that is continuous with the other negative pressure step surface 95a of the two negative pressure generating grooves 95A in the direction opposite to the rotation direction of the rotary ring 81. An overlap groove 96 </ b> A that overlaps on the radially inner side of the high-speed shaft 31 is provided. The other of the two negative pressure generating grooves 95A is a negative pressure flat surface 92b that is continuous with the negative pressure step surface 95a of the two negative pressure generating grooves 95A in the direction opposite to the rotation direction of the rotary ring 81. On the other hand, it has an overlap groove 96 </ b> A that overlaps on the radially outer side of the high-speed side shaft 31. According to this, the oil which passes between the rotation side sliding surface 82 and each negative pressure flat surface 92b and tries to flow toward the sealing surface 92s is sucked by each overlap groove 96A. Therefore, it is possible to suppress the oil from flowing between the rotation side sliding surface 82 and each negative pressure flat surface 92b and flowing toward the seal surface 92s.
○ 実施形態において、固定環91の固定側摺動面92に、負圧発生溝が複数形成されていてもよい。例えば、図7に示すように、固定環91の固定側摺動面92には、負圧発生溝95Bが二つ形成されている。二つの負圧発生溝95Bは、高速側シャフト31を挟んで互いに径方向反対側に位置する連通溝93それぞれに連通している。二つの負圧発生溝95Bの一方の負圧段差面95aは、二つの負圧発生溝95Bの他方よりも高速側シャフト31の径方向内側に位置するとともに、二つの負圧発生溝95Bの他方が連通する連通溝93よりも回転環81の回転方向とは逆方向に位置している。また、二つの負圧発生溝95Bの他方の負圧段差面95aは、二つの負圧発生溝95Bの一方よりも高速側シャフト31の径方向内側に位置するとともに、二つの負圧発生溝95Bの一方が連通する連通溝93よりも回転環81の回転方向とは逆方向に位置している。 In the embodiment, a plurality of negative pressure generating grooves may be formed on the stationary-side sliding surface 92 of the stationary ring 91. For example, as shown in FIG. 7, two negative pressure generating grooves 95 </ b> B are formed on the fixed-side sliding surface 92 of the fixed ring 91. The two negative pressure generating grooves 95 </ b> B communicate with the respective communication grooves 93 positioned on the opposite sides in the radial direction with the high speed side shaft 31 interposed therebetween. One negative pressure step surface 95a of the two negative pressure generation grooves 95B is located on the radially inner side of the high speed side shaft 31 with respect to the other of the two negative pressure generation grooves 95B, and the other of the two negative pressure generation grooves 95B. Is located in a direction opposite to the rotation direction of the rotary ring 81 with respect to the communication groove 93 that communicates with each other. The other negative pressure step surface 95a of the two negative pressure generation grooves 95B is located on the radially inner side of the high speed side shaft 31 with respect to one of the two negative pressure generation grooves 95B, and the two negative pressure generation grooves 95B. One of the two is located in a direction opposite to the rotation direction of the rotary ring 81 with respect to the communication groove 93 that communicates.
二つの負圧発生溝95Bの一方は、二つの負圧発生溝95Bの他方の負圧段差面95aに対して回転環81の回転方向とは逆方向で連続する負圧平坦面92bに対して高速側シャフト31の径方向外側で重なるオーバーラップ溝96Bを有している。また、二つの負圧発生溝95Bの他方は、二つの負圧発生溝95Bの一方の負圧段差面95aに対して回転環81の回転方向とは逆方向で連続する負圧平坦面92bに対して高速側シャフト31の径方向外側で重なるオーバーラップ溝96Bを有している。これによれば、回転側摺動面82と各負圧平坦面92bとの間を通過してシール面92sに向けて流れ込もうとするオイルは、各オーバーラップ溝96Bによって吸い込まれる。したがって、オイルが回転側摺動面82と各負圧平坦面92bとの間を通過してシール面92sに向けて流れ込んでしまうことが抑制される。 One of the two negative pressure generating grooves 95B has a negative pressure flat surface 92b that is continuous with the other negative pressure step surface 95a of the two negative pressure generating grooves 95B in the direction opposite to the rotation direction of the rotary ring 81. It has an overlap groove 96 </ b> B that overlaps on the radially outer side of the high speed side shaft 31. The other of the two negative pressure generating grooves 95B is a negative pressure flat surface 92b that is continuous with the negative pressure step surface 95a of the two negative pressure generating grooves 95B in the direction opposite to the rotation direction of the rotary ring 81. On the other hand, it has an overlap groove 96 </ b> B that overlaps on the radially outer side of the high-speed side shaft 31. According to this, the oil which passes between the rotation side sliding surface 82 and each negative pressure flat surface 92b and is going to flow toward the sealing surface 92s is sucked by each overlap groove 96B. Therefore, it is possible to suppress the oil from flowing between the rotation side sliding surface 82 and each negative pressure flat surface 92b and flowing toward the seal surface 92s.
○ 実施形態において、オーバーラップ溝96が、負圧平坦面92bに対して高速側シャフト31の径方向内側に位置していてもよい。
○ 実施形態において、固定環91の固定側摺動面92に、正圧発生溝94に連通する第1連通溝と、負圧発生溝95に連通する第2連通溝とが、別々に形成されていてもよい。この場合、第1連通溝及び第2連通溝は、固定環91の外周側に連通している。
In the embodiment, the overlap groove 96 may be located on the radially inner side of the high speed side shaft 31 with respect to the negative pressure flat surface 92b.
In the embodiment, the first communication groove that communicates with the positive pressure generation groove 94 and the second communication groove that communicates with the negative pressure generation groove 95 are separately formed on the stationary sliding surface 92 of the stationary ring 91. It may be. In this case, the first communication groove and the second communication groove communicate with the outer peripheral side of the stationary ring 91.
○ 実施形態において、各正圧発生溝94の深さが負圧発生溝95の深さよりも深くてもよい。また、各正圧発生溝94の深さが負圧発生溝95の深さよりも浅くてもよい。
○ 実施形態において、連通溝93及び正圧発生溝94の数は適宜変更してもよい。
In the embodiment, the depth of each positive pressure generating groove 94 may be deeper than the depth of the negative pressure generating groove 95. Further, the depth of each positive pressure generating groove 94 may be shallower than the depth of the negative pressure generating groove 95.
In the embodiment, the numbers of the communication grooves 93 and the positive pressure generation grooves 94 may be changed as appropriate.
○ 実施形態において、回転環81が、高速側シャフト31とは別部材であってもよい。
○ 実施形態において、遠心圧縮機10の適用対象及び圧縮対象の気体は任意である。例えば、遠心圧縮機10は空調装置に用いられていてもよく、圧縮対象の気体は冷媒ガスであってもよい。また、遠心圧縮機10の搭載対象は、車両に限られず任意である。
In the embodiment, the rotary ring 81 may be a separate member from the high speed side shaft 31.
In the embodiment, the application target of the centrifugal compressor 10 and the gas to be compressed are arbitrary. For example, the centrifugal compressor 10 may be used in an air conditioner, and the gas to be compressed may be a refrigerant gas. Moreover, the mounting object of the centrifugal compressor 10 is not limited to the vehicle and is arbitrary.
10…遠心圧縮機、11…ハウジング、13c…増速機室、14…仕切壁であるプレート、14h…シャフト挿通孔、15b…インペラ室、16…低速側シャフト、24…インペラ、30…増速機、31…高速側シャフト、60…オイル供給通路、71…メカニカルシール、81…回転環、81a…端面、82…回転側摺動面、91…固定環、91a…端面、92…固定側摺動面、92a…正圧平坦面、92b…負圧平坦面、92s…シール面、93…第1連通溝及び第2連通溝として機能する連通溝、94…正圧発生溝、94a…正圧段差面、95,95A,95B…負圧発生溝、95a…負圧段差面、96,96A,96B…オーバーラップ溝。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Centrifugal compressor, 11 ... Housing, 13c ... Speed increaser chamber, 14 ... Plate which is a partition wall, 14h ... Shaft insertion hole, 15b ... Impeller chamber, 16 ... Low speed side shaft, 24 ... Impeller, 30 ... Speed increase 31 ... high speed side shaft, 60 ... oil supply passage, 71 ... mechanical seal, 81 ... rotary ring, 81a ... end face, 82 ... rotation side sliding face, 91 ... fixed ring, 91a ... end face, 92 ... fixed side slide Moving surface, 92a ... positive pressure flat surface, 92b ... negative pressure flat surface, 92s ... sealing surface, 93 ... communication groove functioning as first communication groove and second communication groove, 94 ... positive pressure generating groove, 94a ... positive pressure Step surface, 95, 95A, 95B ... negative pressure generating groove, 95a ... negative pressure step surface, 96, 96A, 96B ... overlap groove.
Claims (2)
高速側シャフトに取り付けられたインペラと、
前記低速側シャフトの動力を前記高速側シャフトに伝達する増速機と、
前記インペラを収容するインペラ室、及び前記増速機を収容する増速機室が形成されたハウジングと、
前記インペラ室と前記増速機室とを仕切る仕切壁と、
前記仕切壁に形成されるとともに前記高速側シャフトが挿通されるシャフト挿通孔と、
前記増速機にオイルを供給するオイル供給通路と、
前記シャフト挿通孔に設けられるメカニカルシールと、を備え、
前記メカニカルシールは、
前記高速側シャフトと一体的に回転する回転環と、前記回転環に対して前記高速側シャフトの軸線方向で対向配置されるとともに前記高速側シャフトを取り囲んだ状態で前記シャフト挿通孔に固定される固定環と、を備え、
前記回転環における前記固定環側の端面は、前記固定環と摺動する平坦面状の回転側摺動面を有し、前記固定環における前記回転環側の端面は、前記回転側摺動面と摺動する平坦面状の固定側摺動面を有しており、前記固定側摺動面は、前記回転側摺動面とのシール面を有し、
前記固定側摺動面には、正圧発生溝、負圧発生溝、前記正圧発生溝に連通する第1連通溝、及び前記負圧発生溝に連通する第2連通溝が形成され、前記正圧発生溝、前記負圧発生溝、前記第1連通溝、及び前記第2連通溝は、前記シール面よりも前記高速側シャフトの径方向外側に位置し、
前記第1連通溝及び前記第2連通溝は、前記固定環の外周側に連通しており、
前記正圧発生溝は、前記第1連通溝から前記回転環の回転方向に向けて延びるとともに前記正圧発生溝における前記第1連通溝とは反対側の端部に正圧段差面を有し、
前記負圧発生溝は、前記第2連通溝から前記回転環の回転方向とは逆方向に向けて延びるとともに前記負圧発生溝における前記第2連通溝とは反対側の端部に負圧段差面を有し、
前記固定側摺動面は、前記正圧段差面に対して前記回転環の回転方向で連続する正圧平坦面と、前記負圧段差面に対して前記回転環の回転方向とは逆方向で連続する負圧平坦面と、を有している遠心圧縮機であって、
前記負圧発生溝は、前記負圧平坦面に対して前記高速側シャフトの径方向で重なるオーバーラップ溝を有していることを特徴とする遠心圧縮機。 A low speed shaft,
An impeller attached to the high speed side shaft;
A speed increaser for transmitting the power of the low speed side shaft to the high speed side shaft;
An impeller chamber that houses the impeller, and a housing in which a gearbox that houses the gearbox is formed;
A partition wall that partitions the impeller chamber and the speed increaser chamber;
A shaft insertion hole formed in the partition wall and through which the high-speed side shaft is inserted;
An oil supply passage for supplying oil to the speed increaser;
A mechanical seal provided in the shaft insertion hole,
The mechanical seal is
A rotary ring that rotates integrally with the high speed side shaft, and is disposed to face the rotary ring in the axial direction of the high speed side shaft and is fixed to the shaft insertion hole in a state of surrounding the high speed side shaft. A fixed ring, and
The end surface on the fixed ring side of the rotating ring has a flat rotating side sliding surface that slides with the fixed ring, and the end surface on the rotating ring side of the fixed ring is the rotating side sliding surface. And the fixed side sliding surface has a sealing surface with the rotating side sliding surface.
The fixed sliding surface is formed with a positive pressure generating groove, a negative pressure generating groove, a first communication groove communicating with the positive pressure generating groove, and a second communication groove communicating with the negative pressure generating groove, The positive pressure generating groove, the negative pressure generating groove, the first communication groove, and the second communication groove are located on the radially outer side of the high speed side shaft with respect to the seal surface,
The first communication groove and the second communication groove communicate with the outer peripheral side of the stationary ring,
The positive pressure generation groove extends from the first communication groove in the rotation direction of the rotary ring and has a positive pressure step surface at an end of the positive pressure generation groove opposite to the first communication groove. ,
The negative pressure generation groove extends from the second communication groove in a direction opposite to the rotation direction of the rotary ring, and a negative pressure step at an end of the negative pressure generation groove opposite to the second communication groove. Has a surface,
The fixed-side sliding surface includes a positive pressure flat surface that is continuous in the rotation direction of the rotary ring with respect to the positive pressure step surface, and a reverse direction of the rotation direction of the rotary ring with respect to the negative pressure step surface. A centrifugal compressor having a continuous negative pressure flat surface,
The centrifugal compressor is characterized in that the negative pressure generating groove has an overlap groove that overlaps the flat surface of the negative pressure in the radial direction of the high speed side shaft.
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