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JPS5938440B2 - 流体回転機械 - Google Patents

流体回転機械

Info

Publication number
JPS5938440B2
JPS5938440B2 JP50012571A JP1257175A JPS5938440B2 JP S5938440 B2 JPS5938440 B2 JP S5938440B2 JP 50012571 A JP50012571 A JP 50012571A JP 1257175 A JP1257175 A JP 1257175A JP S5938440 B2 JPS5938440 B2 JP S5938440B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
impeller
shaft
gear
compressor
transmission
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP50012571A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5192413A (ja
Inventor
春夫 三階
量寛 須之部
邦男 藤江
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP50012571A priority Critical patent/JPS5938440B2/ja
Priority to US05/650,765 priority patent/US4105372A/en
Priority to GB2732/76A priority patent/GB1538095A/en
Priority to DE19767602481U priority patent/DE7602481U1/de
Priority to DE19762603359 priority patent/DE2603359A1/de
Publication of JPS5192413A publication Critical patent/JPS5192413A/ja
Publication of JPS5938440B2 publication Critical patent/JPS5938440B2/ja
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D17/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D17/08—Centrifugal pumps
    • F04D17/10—Centrifugal pumps for compressing or evacuating
    • F04D17/12—Multi-stage pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D15/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
    • F01D15/12—Combinations with mechanical gearing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00—Pumping installations or systems
    • F04D25/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/028—Units comprising pumps and their driving means the driving means being a planetary gear
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00—Pumping installations or systems
    • F04D25/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D25/0606—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven the electric motor being specially adapted for integration in the pump
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/19—Gearing
    • Y10T74/19642—Directly cooperating gears
    • Y10T74/19679—Spur
    • Y10T74/19684—Motor and gearing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は流体回転機械に関する。
従来の流体回転機械と（にこの発明に関係する一軸多段
形ターボ圧縮機は、第１図に示すような構造になってい
る。
第１図は、電動機以外の部分を切断して図示したもので
、大きく別けると駆動電動機１と変速装置２と圧縮機３
となる。
駆動電動機１の構造については一般に市販されているも
のと変りないので説明を省略する。
変速装置２はケーシング４と、このケーシング４に４個
の軸受５を介して回転自在に支持されている原動軸６と
従動軸Ｔと原動軸６に固定された歯車８と、従動軸７に
固定され上記歯車８と噛合うピニオン９とから構成され
ている。
圧縮機３は、ケーシング１０と変速装置２の従動軸７の
一端部の延長とも言えるケーシング１０の中心部を通り
その左方端部においてケーシング１０に軸受１１を介し
て回転自在に支持されている回転軸１２と、この回転軸
１２に嵌合固定された第１の羽根車１３と第２の羽根車
１４と、ケーシング１０によって形成された第１の羽根
車１３の吸入通路１５、第１の羽根車１３から吐出され
たガスを第２の羽根車１４まで導（戻り通路１６そして
第２の羽根車１４の吐出通路１Ｔとから構成されている
。
上記駆動電動機１の出力軸と変速装置２の原動軸６とは
カップリング１８によって連結されている。
上記の構成では、一本の回転軸に複数の羽根車を取り付
けているためケーシングの構造が簡単となり圧縮機その
ものとしては小形で据付面積が小さい特長をもっている
が全体装置としては、広い据付面積が必要である土すべ
ての羽根車の駆動回転数が同一になるためその羽根車の
最高効率点で作動する回転数あるいは最も広い作動範囲
となる回転数即ちそれぞれの羽根車の最適回転数で駆動
することは困難でそのため総合効率の低下または作動範
囲が狭くなる欠点があった。
この発明の目的は、装置全体としての据付床面積を小さ
くかつ性能が良好な流体回転機械を提供することにある
。
以下この発明の実施例を図面により説明する。
第２図は、この発明の第１の実施例を示すもので、駆動
電動機の側方に変速装置を配置し、さらにその両側に圧
縮機を各々配置したものである。
駆動電動機１は、ハウジング１９、ノ・ウジング１９に
固定されたステータ２０、ノ・ウジング１９に軸受２１
を介して支持された中空状のモータ軸２３、モータ軸２
３に固定されたロータ２４とからなる。
変速装置２は、ノ・ウジング１９に結合されたケーシン
グ２５、ケーシング２５の内部に取付けられたサポート
２６、サポート２６およびケーシング２５に軸受２７を
介して支持され、１２０°間隔で配列された３個の軸２
８、各軸２８に取付げうしたピニオン２９および一軸に
つき２個の歯車３０．３Ｌ各ピニオン２９にかみ合い、
モータ軸２３に固定された内歯々車３２、各歯車３０に
かみ合っている第１の太陽歯車３３、各歯車３１にかみ
合っている第２の太陽歯車３４、第１の太陽歯車３３に
取付げられた第１の羽根車軸３５、第２の太陽歯車３４
に取付けられた第２の羽根車軸３６からなる。
なお、内歯々車３２を支持する軸は、モータ軸２３が兼
ねている。
歯車３０と歯車３１の歯数は異なっている。
圧縮機３は、第１の圧縮機３７および第２の圧縮機３８
からなる。
第１の圧縮機３７は、ノ・ウジング１９に固定され、吸
込通路３９およびうず巻き室４０を有するケーシング４
１、ケーシング４１の内部に納められ、第１の羽根車軸
３５に固定された羽根車４２、軸封装置４３からなる。
第２の圧縮機３８の構成は第１の圧縮機３７と同一であ
るから符号のみ付し、説明は省略する。
羽根車４２の駆動回転数は、内歯々車３２とピニオン２
９との比および歯車３０と第１の太陽歯車３３との歯数
比によって定まり、羽根車４７の駆動回転数は、内歯々
車３２とピニオン２９との比および歯車３１と第２の太
陽歯車３４との歯数比によって定まる。
これらの歯数比は、その羽根車の最高効率点あるいは広
い作動範囲が達成される回転数となるように選定される
。
第１の圧縮機３７のうず巻き室４０の出口と第２の圧縮
機３８の吸入通路４４との間には、中間冷却器４９が設
けられている。
次にこの実施例の動作を説明する。
駆動電動機１が起動するとその回転がモータ軸２３、こ
れに固定された内歯々車３２、内歯々車３２に噛合って
いる３個のピニオン２９を介して軸２８に伝達される。
さらに軸２８の回転は、歯車３０これらに噛合っている
第１の太陽歯車３３を介して第１の羽根車軸３５に伝達
され、羽根車４２が回転される。
また軸２８の回転は歯車３１これらに噛合っている第２
の太陽歯車３４を介して第２の羽根車軸３６に伝達され
、羽根車４７が回転される。
両羽根車４２，４７の回転によりガスは吸入通路３９か
ら吸入され圧縮されてうす巻き室４０から吐出される。
吐出された圧縮ガスは中間冷却器４９を通り水（または
空気）と熱交換して冷却された後吸入通路４４から羽根
車４７に吸入され、さらに圧縮されてうす巻き室４５か
ら吐出される。
第３図は、この発明の第２の実施例を示すもので、第１
の圧縮機の側方に第３の圧縮機を配置したものである。
第３の圧縮機５０は、第１の圧縮機３γのケーシング４
１に固定され、吸入通路５１おすびうず巻き室５２を有
するケーシング５３、ケーシング５３内に納められ、後
述する第３の羽根車軸に取付けられた羽根車５４からな
る。
変速装置２としては、軸２８に固定された３個の歯車５
５、歯車５５にかみ合っている第３の太陽歯車５６、第
３の太陽歯車５６に取付げられた第３の羽根車軸５７が
追加となり、第１の羽根車軸３５が中空状のものに変更
されている。
他は第１の実施例（第２図）と同じである。
駆動電動機１から内歯歯車３２、ピニオン２９を介して
軸２８に伝達された回転は、歯車５５、これに噛合って
いる第３の太陽歯車５６を介して第３の羽根車軸５８に
伝達され、羽根車５４を回転させる。
なお、羽根車４２，４７を回転させる回転動力の伝達経
路は上記第２図に示した第１の実施例と同じであるから
省略する。
羽根車４２，４７，５４が回転するとガスは吸入通路３
９から羽根車４２に吸入され、圧縮されてうす巻き室４
０から吐出される。
うす巻き室４０からの圧縮ガスは中間冷却器４９を通っ
て冷却されたのち、吸入通路４４から羽根車４７に吸入
され、圧縮されてそのうず巻き室４５から吐出される。
うす巻き室４５からの圧縮ガスは、中間冷却器４９を通
って冷却される。
このガスはその後、吸入通路５１から羽根車５４に吸入
されて圧縮され、うす巻き室５２から吐出される。
第４図は、この発明の第３の実施例を示すもので、第２
の圧縮機の側方に第４の圧縮機を配置したものである。
第４の圧縮機５８は、第２の圧縮機３８のケーシング４
６の側方に取付げられ、吸入通路５９およびうず巻き室
６０を有するケーシング６１、ケーシング６１の内部に
納められ、後述する第４の羽根車軸に取付けられた羽根
車６２からなる。
変速装置２としては、軸２８に固定された３個の歯車６
３、歯車６３にかみ合っている第４の太陽歯車６４、第
４の太陽歯車６４に取付けられた第４の羽根車軸６５が
追加となり、第２の羽根車軸３６が中空状のものに変更
されている。
他は第２の実施例（第３図）と同じである。
第５図は第４の実施例を示すもので、変速装置を駆動電
動機の両側に配置したものである。
この実施例は、変速装置２以外は、第３の実施例（第４
図）とほぼ同じである。
また、これら変速装置２は、基本的に第１の実施例（第
２図）と同じである。
ただ異なる点は、第１の羽根車軸３５および第２の羽根
車軸３６が中空状になっており、その内部を第３の羽根
車軸５γ、第４の羽根車軸６５が通っている。
以上の各実施例はこの発明を２枚、３枚あるいは４枚即
ち複数の羽根車をもった圧縮機に適用した場合について
説明した。
上記の説明のように複数の羽根車はいずれも間怠的に配
置されかつ各羽根車は一枚ずつ独立した羽根車軸に固定
されている。
従ってケーシングの構造が簡単になり圧縮機が小形で据
付面積が小さくなるとともにその羽根車の最高効率点あ
るいは最も広い作動範囲となるような回転数で各羽根車
を駆動できる効果がある。
第６図はこの発明の第５の実施例を示すもので、発電装
置に適用したものである。
この実施例の構成は、第２図に示した第１の実施例にお
ける第２の圧縮機３８の代りにその位置にタービン６６
を、駆動電動機１０代りに発電機６７を、中間冷却器４
９０代りに加熱器６８（燃焼器等）を配置したものであ
る。
タービン６６は変速装置２のハウジング２５の端部に固
定されたケーシング６９と、ケーシング６９に形成され
たガスの流入通路７０と、ケーシング６９のガス通路中
に取付げられた静翼７１と、静翼７１の下流側に位置し
、上２羽根車軸３６に取付けられた動翼７２からなる。
発電機６１は一般に使用されているものと構成が変りな
いのでその説明は省略する。
次にこの実施例の動作を説明する。
起動時は発電機６７を電動機として働かせるかまたは別
の電動機（図示せず）によって内歯歯車３２を回転させ
る。
内歯歯車３２０回転は、これに噛合っているピニオン２
９、ピニオン２９を嵌合固定している軸２８、軸２８に
嵌合固定されている歯車３０、歯車３０に噛合っている
第１の太陽歯車３３を介して第１の羽根車軸３５に伝達
され、羽根車４２が回転される。
所定の回転数になったとき発電機６７を発電機として働
かせるようにする。
羽根車４２が回転すると吸入通路３９からガスを吸入し
圧縮してうす巻き室４０から吐出される。
この圧縮ガスは加熱器６８にて加熱され、エネルギーを
加えられたのちタービン６６へ流入通路１０から供給さ
れる。
そうすると動翼７２が回転し、この回転は第２の羽根車
軸３６、第２の太陽歯車３４、歯車３１、軸２８、ピニ
オン２９、内歯歯車３２を介して発電機６７に伝達され
発電機６７０回転軸を回転させ発電する一方タービン６
６によって得られる回転動力の一部は軸２８から歯車３
０、第１の太陽歯車３３を介して第１の羽根車軸３５に
伝えられ、羽根車４２を回転させるのに用いられる。
以上のように圧縮機の羽根車を回転させる羽根車軸と、
タービンの動翼を支持する羽根車軸とを間怠的でかつ別
個のものとし、またこれらの軸を変速装置を介して連結
しているので圧縮機の羽根車およびタービンの動翼の回
転数を流体力学的に最も良好な性能で作動するように個
々に選定することができる。
従って性能が良好で作動範囲の広い発電装置を得ること
ができる効果を有する。
第１図はこの発明の第６の実施例を示すものでターボ脱
湿装置に適用したものである。
この実施例の構成は第２図に示した第１の実施例におけ
る第２圧縮機３８の代りにその位置に膨張タービン７３
を配置し、中間冷却器４９と膨張タービン７３とのガス
経路の間に熱交換器７４を新たに配置している。
膨張タービン７３は変速装置２のケーシング２５に固定
されたケーシング７５と、第２の羽根車軸３６に固定さ
れたタービン羽根車７６と、ケーシング７５によって形
成された渦巻き状のガス流入通路７７、ガス流出路７８
とから構成されている。
次にこの実施例の動作を説明する。
駆動電動機１が起動すると、その回転がモータ軸２３か
ら内歯歯車３２、ピニオン２９、軸２８、歯車３０、第
１の太陽歯車３３を介して第１の羽根車軸３５に伝達さ
れ羽根車４２が回転される。
羽根車４２０回転によって湿度の高いガスが吸入通路３
９から吸入され、圧縮されてうす巻き室４０より吐出さ
れる。
この圧縮されたガスは中間冷却器４９に導かれ、ここで
冷却水または空気によって冷却され一部が除湿されその
後熱交換器７４に導かれ、ここで膨張タービン７３のガ
ス流出路７８から熱交換器７４に導入された冷たいガス
および冷却水または空気と熱交換してさらに冷却されて
除湿され、その後膨張タービン７３のガス流入通路７７
に導かれる。
膨張タービン１３に流入したガスはタービン内でタービ
ン羽根車γ６を回転させながら膨張し低温となって熱交
換器７４に導かれる。
タービン羽根車７６の回転は第２の羽根車軸３６、第２
の太陽歯車３４、歯車３１を介して軸２８に伝達され、
羽根車４２を駆動する動力の一部として用いられる。
この実施例の上記説明では除湿装置として述べているが
膨張タービン７３の流出路７８から排出される低温のガ
スを冷房に利用すること即ち、冷凍機として用いること
も可能である。
以上のように圧縮機の各羽根車および膨張タービンの羽
根車を向応的に配置されたそれぞれ別個の軸に取付けか
つ、両軸を変速装置を介して連結しているのでそれぞれ
の羽根車に適した回転数で回転させることができる。
従って性能が良好で作動範囲の広い除湿装置あるいは冷
凍機を得ることができる。
以上詳細に述べたように、本発明によれば、装置全体と
しての据付床面積が小さくかつ、性能が良好な流体回転
機械（ターボ圧縮機、ターボ発電装置、ターボ除湿装置
、ターボ冷凍機等）を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来のターボ圧縮機の説明用断面図、第２図〜
第７図はこの発明の各実施例の断面図を表わしており第
２図は第１の実施例の断面図、第３図は第２の実施例の
断面図、第４図は第３の実施例の断面図、第５図は第４
の実施例の断面図、第６図は第５の実施例の断面図、第
７図は第６の実施例の断面図である。 １・・・・・・駆動電動機、２・・・・・・変速装置、
３，３７゜３８．５０，５８・・・・・・圧縮機、２１
，２γ・・・・・・軸受、２８・・・・・・軸、２９・
・・・・・ピニオン、３０，３１゜５５．６３・・・・
・・歯車、３２・・・・・・内歯歯車、３３゜３４．５
６，６４・・・・・・太陽歯車、３５，３６゜５７．６
５・・・・・・羽根車軸、４２，４７，５４゜６２・・
・・・・羽根車、６６・・・・・・タービン、６７・・
・・・・発電機、６８・・・・・・加熱器、７３・・・
・・・膨張タービン、７４・・・・・・熱交換器、７６
・・・・・タービン羽根車。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 少（とも、回転電機と、歯車列を有する変速装置と
    、羽根車を有する流体機械とからなるものにおいて、回
    転電機の少（とも一方の側方に変速装置を設け、さらに
    その両側方に流体機械を結合するとともに、変速装置は
    、流体機械の羽根車の数と一致した複数の同芯的な羽根
    車軸と、回転電機に結合された軸と、この軸と各羽根車
    軸との間に設けられ、両軸相互間で回転数を変速しかつ
    動力伝達する歯車列を備え、これによって、流体機械の
    すべての羽根車の各々が、その各羽根車の最良回転数で
    回転する変速比をもった歯車列を介して動力伝達される
    ように回転電機と結合されており、流体機械は、変速装
    置の各羽根車軸に固定された複数の羽根車と、これらの
    羽根車を包囲し、かつ各羽根車に流入する流体および流
    出する流体の通路を有するケーシングを備えていること
    を特徴とする流体回転機械。
JP50012571A 1975-01-31 1975-01-31 流体回転機械 Expired JPS5938440B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP50012571A JPS5938440B2 (ja) 1975-01-31 1975-01-31 流体回転機械
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DE19767602481U DE7602481U1 (de) 1975-01-31 1976-01-29 Stroemungsmaschine
DE19762603359 DE2603359A1 (de) 1975-01-31 1976-01-29 Stroemungsmaschine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP50012571A JPS5938440B2 (ja) 1975-01-31 1975-01-31 流体回転機械

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5192413A JPS5192413A (ja) 1976-08-13
JPS5938440B2 true JPS5938440B2 (ja) 1984-09-17

Family

ID=11809033

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP50012571A Expired JPS5938440B2 (ja) 1975-01-31 1975-01-31 流体回転機械

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4105372A (ja)
JP (1) JPS5938440B2 (ja)
DE (2) DE2603359A1 (ja)
GB (1) GB1538095A (ja)

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