渦輪機制造技術

本公開的渦輪機具備旋轉軸、葉輪、第一軸承以及第一供給路徑。旋轉軸包括第一錐形部和第一圓柱狀部。第一軸承具有：第一錐形支承面，其包括第一錐形孔形成面，且將第一錐形部支承為能夠旋轉；第一圓柱狀部支承面，其將第一圓柱狀部支承為能夠旋轉。第一供給路徑向形成于第一圓柱狀部與第一圓柱狀部支承面之間的間隙開口。第一錐形孔形成面相對于第一軸承的軸線方向的傾斜角度大于第一錐形部的外周面相對于旋轉軸的軸線方向的傾斜角度。

【技術實現步驟摘要】

本公開涉及渦輪機。
技術介紹
以往，渦輪機分別單獨地具備支承與在葉輪的兩面產生的壓差相伴的軸向載荷(推力載荷)的推力軸承和支承半徑方向載荷(徑向載荷)的徑向軸承。另外，渦輪機也有時具備支承推力載荷和徑向載荷的角接觸球軸承。另外，作為旋轉軸的軸承，已知有錐形狀的軸承。如圖11所示，在專利文獻1中記載有具備旋轉軸501、軸承部件503、軸承部件504、空氣軸承506、空氣軸承507、流路508以及流路509的空氣軸承裝置500。空氣軸承506形成于旋轉軸501與軸承部件503之間。空氣軸承507形成于旋轉軸501與軸承部件504之間。在軸承部件503中設置有流路508，在軸承部件504中設置有流路509。可從流路508向空氣軸承506供給加壓空氣。另外，可從流路509向空氣軸承507供給加壓空氣。空氣軸承506和空氣軸承507形成為錐形狀，空氣軸承506的大徑側和空氣軸承507的大徑側彼此相對。在軸承部件503的軸承面上設置有壓力傳感器515。壓力傳感器515檢測空氣軸承506內的壓力P，來自壓力傳感器515的輸出信號p被傳遞到運算部516。運算部516將壓力P換算成軸承間隙C或將壓力P直接用作控制用的信號。利用進給馬達514使軸承部件503在圖5中向右方或左方移動，使軸承間隙C的值變化，以使輸出信號p成為預先設定的值。由此，軸承間隙C被保持為最佳的值。現有技術文獻專利文獻專利文獻1：日本特開昭58-196319號公報
技術實現思路
專利技術要解決的問題從提高渦輪機的效率的觀點考慮，使用了專利文獻1所記載的空氣軸承裝置的渦輪機具有改良的余地。于是，本公開提供具有高效率的渦輪機。用于解決問題的手段本公開提供一種渦輪機，該渦輪機具備：旋轉軸；葉輪；支承所述旋轉軸的第一軸承；以及用于向所述旋轉軸與所述第一軸承之間供給潤滑液的第一供給路徑，所述葉輪以該葉輪的工作流體吸入側的面朝向所述第一軸承的方式固定于所述旋轉軸，所述旋轉軸包括：第一錐形部，其具有在該旋轉軸的軸線方向上朝向所述葉輪擴大的直徑；和第一圓柱狀部，其與所述第一錐形部的大徑端相鄰，所述第一軸承具有：第一錐形支承面，其包括第一錐形孔形成面，該第一錐形孔形成面形成沿著該第一軸承的軸線方向從該第一軸承的特定的位置朝向所述第一錐形部的小徑端延伸的錐形孔，所述第一錐形支承面經由所述潤滑液將所述第一錐形部支承為能夠旋轉；和第一圓柱狀部支承面，其經由所述潤滑液將所述第一圓柱狀部支承為能夠旋轉，所述第一供給路徑向形成于所述第一圓柱狀部與所述第一圓柱狀部支承面之間的間隙開口，所述第一錐形孔形成面相對于所述第一軸承的軸線方向的傾斜角度大于所述第一錐形部的外周面相對于所述旋轉軸的軸線方向的傾斜角度。專利技術的效果上述的渦輪機具有高效率。附圖說明圖1是表示第1實施方式的渦輪機的剖視圖。圖2是放大地表示圖1所示的渦輪機的一部分的剖視圖圖3是表示圖2所示的渦輪機的軸承內部的潤滑液的壓力分布的圖。圖4是表示圖2所示的渦輪機的軸承中的推力支承力的大小與間隙的寬度t1之間的關系的圖。圖5是放大地表示變形例的渦輪機的一部分的剖視圖。圖6是表示圖5所示的渦輪機的軸承內部的潤滑液的壓力分布的圖。圖7是表示圖5所示的渦輪機的軸承中的推力支承力的大小與間隙的寬度t1之間的關系的圖。圖8是放大地表示另一變形例的渦輪機的一部分的剖視圖。圖9是表示第2實施方式的渦輪機的圖。圖10是放大地表示圖9所示的渦輪機的一部分的剖視圖。圖11是表示以往的空氣軸承裝置的剖視圖。具體實施方式在專利文獻1所記載的空氣軸承裝置500中，利用形成為錐形狀的空氣軸承506和空氣軸承507，可支承旋轉軸501的推力載荷。利用在空氣軸承506和空氣軸承507產生的推力支承力來支承旋轉軸501的推力載荷。為了增加推力支承力的最大值，考慮使旋轉軸501的錐形部的大徑端的直徑增加、且使旋轉軸501的軸線方向上的旋轉軸501的錐形部的投影面積增加。但是，在該情況下，有可能使得軸承損失增加，渦輪機的效率降低。本公開的第1技術方案提供一種渦輪機，該渦輪機具備：旋轉軸；葉輪；支承所述旋轉軸的第一軸承；以及用于向所述旋轉軸與所述第一軸承之間供給潤滑液的第一供給路徑，所述葉輪以該葉輪的工作流體吸入側的面朝向所述第一軸承的方式固定于所述旋轉軸，所述旋轉軸包括：第一錐形部，其具有在該旋轉軸的軸線方向上朝向所述葉輪擴大的直徑；和第一圓柱狀部，其與所述第一錐形部的大徑端相鄰，所述第一軸承具有：第一錐形支承面，其包括第一錐形孔形成面，該第一錐形孔形成面形成沿著該第一軸承的軸線方向從該第一軸承的特定的位置朝向所述第一錐形部的小徑端延伸的錐形孔，所述第一錐形支承面經由所述潤滑液將所述第一錐形部支承為能夠旋轉；和第一圓柱狀部支承面，其經由所述潤滑液將所述第一圓柱狀部支承為能夠旋轉，所述第一供給路徑向形成于所述第一圓柱狀部與所述第一圓柱狀部支承面之間的間隙開口，所述第一錐形孔形成面相對于所述第一軸承的軸線方向的傾斜角度大于所述第一錐形部的外周面相對于所述旋轉軸的軸線方向的傾斜角度。根據第1技術方案，第一錐形部的小徑端附近處的第一錐形部的外周面與第一錐形支承面之間的間隙的寬度小于第一錐形部的大徑端附近處的第一錐形部的外周面與第一錐形支承面之間的間隙的寬度。由此，在第一錐形部的小徑端附近，對第一軸承的內部的潤滑液的流動的阻力增加，因此，在第一錐形部的小徑端附近，潤滑液的壓力的變化量增加。另一方面，第一軸承的內部的、從被供給潤滑液的位置到排出潤滑液的位置的區間中的潤滑液的壓力的變化量恒定，因此，在第一錐形部的大徑端附近，潤滑液的壓力的變化量小。因此，第一錐形部與第一錐形支承面之間的間隙中的潤滑液的平均壓力高，第一軸承的推力支承力的最大值高。而且，能夠不使第一錐形部的大徑端的直徑增加地提高第一軸承的推力支承力的最大值。因此，軸承損失受到抑制，從而渦輪機具有高效率。本公開的第2技術方案，在第1技術方案的基礎上，提供一種渦輪機，所述旋轉軸的外周面和所述第一軸承的內周面，在與所述第一錐形部的大徑端相鄰的位置形成有擴張空間，所述擴張空間在所述第一軸承的半徑方向上具有比所述第一圓柱狀部的外周面與所述第一圓柱狀部支承面之間的間隙的寬度大的寬度。根據第2技術方案，在與第一錐形部的大徑端相鄰的位置形成擴張空間，由此第一軸承的推力支承力的最大值更高。另外，即使在第一錐形部的小徑端與第一錐形支承面之間的間隙的寬度比較大的情況下，第一軸承的推力支承力也容易提高。本公開的第3技術方案，在第2技術方案的基礎上，提供一種渦輪機，所述擴張空間由所述第一軸承的如下內周面和所述第一錐形部的外周面形成，所述內周面是在所述旋轉軸的軸線方向上的所述第一圓柱狀部支承面與所述第一錐形孔形成面之間從所述第一錐形孔形成面向所述第一軸承的半徑方向外側延伸的內周面。根據第3技術方案，即使不對旋轉軸實施特別的加工，也能夠形成擴張空間。本公開的第4技術方案，在第2技術方案的基礎上，提供一種渦輪機，所述擴張空間由所述第一錐形孔形成面和所述旋轉軸的從所述第一圓柱狀部向所述旋轉軸的半徑方向內側延伸的外周面形成。根據第4技術方案，即使不對第一軸承實施特別的加工，也能夠形成擴張空間。本公開的第5技術方案，在第1技術方案～第4技術方案中本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種渦輪機，其中，具備：旋轉軸；葉輪；支承所述旋轉軸的第一軸承；以及用于向所述旋轉軸與所述第一軸承之間供給潤滑液的第一供給路徑，所述葉輪以該葉輪的工作流體吸入側的面朝向所述第一軸承的方式固定于所述旋轉軸，所述旋轉軸包括：第一錐形部，其具有在該旋轉軸的軸線方向上朝向所述葉輪擴大的直徑；和第一圓柱狀部，其與所述第一錐形部的大徑端相鄰，所述第一軸承具有：第一錐形支承面，其包括第一錐形孔形成面，該第一錐形孔形成面形成沿著該第一軸承的軸線方向從該第一軸承的特定位置朝向所述第一錐形部的小徑端延伸的錐形孔，所述第一錐形支承面經由所述潤滑液將所述第一錐形部支承為能夠旋轉；和第一圓柱狀部支承面，其經由所述潤滑液將所述第一圓柱狀部支承為能夠旋轉，所述第一供給路徑向形成于所述第一圓柱狀部與所述第一圓柱狀部支承面之間的間隙開口，所述第一錐形孔形成面相對于所述第一軸承的軸線方向的傾斜角度大于所述第一錐形部的外周面相對于所述旋轉軸的軸線方向的傾斜角度。

【技術特征摘要】
2015.07.17 JP 2015-1425911.一種渦輪機，其中，具備：旋轉軸；葉輪；支承所述旋轉軸的第一軸承；以及用于向所述旋轉軸與所述第一軸承之間供給潤滑液的第一供給路徑，所述葉輪以該葉輪的工作流體吸入側的面朝向所述第一軸承的方式固定于所述旋轉軸，所述旋轉軸包括：第一錐形部，其具有在該旋轉軸的軸線方向上朝向所述葉輪擴大的直徑；和第一圓柱狀部，其與所述第一錐形部的大徑端相鄰，所述第一軸承具有：第一錐形支承面，其包括第一錐形孔形成面，該第一錐形孔形成面形成沿著該第一軸承的軸線方向從該第一軸承的特定位置朝向所述第一錐形部的小徑端延伸的錐形孔，所述第一錐形支承面經由所述潤滑液將所述第一錐形部支承為能夠旋轉；和第一圓柱狀部支承面，其經由所述潤滑液將所述第一圓柱狀部支承為能夠旋轉，所述第一供給路徑向形成于所述第一圓柱狀部與所述第一圓柱狀部支承面之間的間隙開口，所述第一錐形孔形成面相對于所述第一軸承的軸線方向的傾斜角度大于所述第一錐形部的外周面相對于所述旋轉軸的軸線方向的傾斜角度。2.根據權利要求1所述的渦輪機，所述旋轉軸的外周面和所述第一軸承的內周面，在與所述第一錐形部的大徑端相鄰的位置形成有擴張空間，所述擴張空間在所述第一軸承的半徑方向上具有比所述第一圓柱狀部的外周面與所述第一圓柱狀部支承面之間的間隙的寬度大的寬度。3.根據權利要求2所述的渦輪...

【專利技術屬性】
技術研發人員：莊山直芳，尾形雄司，田口英俊，
申請(專利權)人：松下知識產權經營株式會社，
類型：發明
國別省市：日本;JP