特開 2023-85743 圧縮機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023085743

(43)【公開日】2023-06-21

(54)【発明の名称】圧縮機

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/056 20060101AFI20230614BHJP

   F04D 29/42 20060101ALI20230614BHJP

   F16C 17/03 20060101ALI20230614BHJP

   F16C 43/02 20060101ALI20230614BHJP

   F16N 7/02 20060101ALI20230614BHJP

   F16N 39/02 20060101ALI20230614BHJP

【ＦＩ】

F04D29/056 B

F04D29/42 M

F16C17/03

F16C43/02

F16N7/02

F16N39/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021199943

(22)【出願日】2021-12-09

(71)【出願人】

【識別番号】310010564

【氏名又は名称】三菱重工コンプレッサ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100162868

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 英輔

(74)【代理人】

【識別番号】100161702

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 宏之

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(72)【発明者】

【氏名】吉宗 徹

(72)【発明者】

【氏名】小田 貴士

【テーマコード（参考）】

3H130

3J011

3J117

【Ｆターム（参考）】

3H130AA12

3H130AA23

3H130AB12

3H130AB27

3H130AB46

3H130AB62

3H130AB65

3H130AB69

3H130AC01

3H130BA34E

3H130BA38E

3H130DB01X

3H130DB07X

3H130DB15X

3H130EA07A

3H130EA07E

3H130EB01A

3J011AA08

3J011BA14

3J011JA02

3J011KA02

3J011MA02

3J117EA01

3J117FA03

(57)【要約】

【課題】軸受を安定して支持しつつ、軸受の全周で生じる熱収縮の影響が軸受に及ぶことを抑える。
【解決手段】圧縮機は、回転軸をケーシング内で支持可能なティルティングパッド軸と、を備えている。前記ティルティングパッド軸受は、前記回転軸の外周面に摺接する軸受パッドと、前記軸受パッドを揺動自在に支持するピボットと、を備えている。前記ケーシングは、前記軸線方向に窪むとともに前記周方向に延びるように形成された環状溝部と、前記環状溝部の一部を横切るように、前記環状溝部に対して前記径方向の内側の内周領域と前記環状溝部に対して前記径方向の外側の外周領域とを接続する接続部を有し、前記接続部は、前記軸線方向から見た際に、鉛直方向と直交する幅方向の位置が前記ピボットと重なる位置に配置されている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸線の延びている軸線方向に延びた回転軸を有し、前記軸線を中心に回転可能とされたロータと、
前記軸線を基準とする径方向の外側から前記ロータを覆い、作動流体を内部に取り入れる吸込口を有するケーシングと、
前記回転軸を前記ケーシング内で支持可能なティルティングパッド軸受と、を備え、
前記ティルティングパッド軸受は、
前記軸線を中心とする周方向に間隔を開けて複数配置され、前記回転軸の外周面に摺接する軸受パッドと、
前記ケーシングに支持され、前記軸受パッドを揺動自在に支持するピボットと、を備え、
前記ケーシングは、
前記吸込口に近い端部であって前記ティルティングパッド軸受に対して前記径方向の外側に離れた位置で、前記軸線方向に窪むとともに前記周方向に延びるように形成された環状溝部と、
前記軸線方向から見た際に、前記周方向において前記環状溝部の一部を横切るように、前記環状溝部に対して前記径方向の内側の内周領域と前記環状溝部に対して前記径方向の外側の外周領域とを接続する接続部を有し、
前記接続部は、前記軸線方向から見た際に、鉛直方向と直交する幅方向の位置が前記ピボットと重なる位置に配置されている圧縮機。

【請求項2】

前記接続部は、前記軸線方向から見た際に、前記幅方向において、前記ティルティングパッド軸受が前記回転軸の荷重を受ける荷重支持点と重なる位置に配置されている請求項１に記載の圧縮機。

【請求項3】

前記環状溝部は、前記軸線方向から見た際に、前記接続部以外の領域が前記ティルティングパッド軸受を囲むように一つの溝として形成されている請求項１又は２に記載の圧縮機。

【請求項4】

前記ケーシングは、
前記軸線方向に延びる筒状の外部ケーシングと、
前記軸線方向の第一側で、前記外部ケーシングの開口を閉塞するヘッドと、を含み、
前記ヘッドは、前記軸線方向の前記第一側から見た際に、前記軸線を中心とした円形状を形成するように前記軸線方向に窪む凹部を有し、
前記環状溝部は、前記軸線方向の前記第一側から見た際に、前記凹部内に配置されるように前記ヘッドに形成されている請求項１から３の何れか一項に記載の圧縮機。

【請求項5】

前記ティルティングパッド軸受に潤滑油を供給する潤滑油供給部をさらに備え、
前記潤滑油供給部により前記ティルティングパッド軸受に供給された前記潤滑油は、前記凹部内に排出される請求項４に記載の圧縮機。

【請求項6】

前記吸込口は、前記ケーシングにおいて前記鉛直方向の下方から、前記ケーシングの外部から前記作動流体を取り入れ、
前記接続部は、前記軸線方向から見た際に、前記吸込口と重なる位置に形成されている請求項１から５の何れか一項に記載の圧縮機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、圧縮機に関する。

【背景技術】

【0002】

遠心圧縮機等の圧縮機において、例えばエチレンガスやプロピレンガス等の０℃以下の低温の作動流体を圧縮することがある。低温の作動流体が圧縮機の流路内を流通すると、流路の周囲に配置された圧縮機のケーシングや、回転軸を支持する軸受等の部材の温度低下が生じる。その結果、これらの部材では熱収縮が生じる。熱収縮が生じることで、回転軸と軸受とのクリアランスが減少し、軸受で焼き付きが発生してしまう可能性がある。

【0003】

これに対し、特許文献１には、遠心圧縮機のケーシングの一端部で、軸受の径方向外側に位置し、鉛直方向及び回転軸の長手方向に沿って延びる溝が形成された構成が開示されている。このような構成では、低温の作動流体を吸い込むことによるケーシングの熱収縮が、溝により遮断され、回転軸と軸受とのクリアランスの減少が防止されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第４９８０６９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載の遠心圧縮機のケーシングは水平分割型で、上半ケーシングと下半ケーシングとに上下に分割されている。軸受は、下半ケーシングに対して軸受ホルダーを介して保持されている。このような構成では、軸受は、上半ケーシングに直接接触しておらず、上半ケーシングの熱収縮の影響を受けにくい。このため、溝は、下半ケーシングにのみ形成されている。

【0006】

一方、圧縮機のケーシングが垂直分割型である場合、ケーシングは、ヘッドやダイアフラム等の円環状の部材の水平方向に並ぶように、分割されている。このような構成の場合、軸受は、円環状のヘッドに形成された半円状の軸受支持部によって支持される。このため、軸受は、ヘッドの熱収縮の影響を、軸受の全周のわたって受けることになる。

【0007】

本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、軸受を安定して支持しつつ、軸受の全周で生じる熱収縮の影響が軸受に及ぶことを抑えることが可能な圧縮機を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本開示に係る圧縮機は、軸線の延びている軸線方向に延びた回転軸を有し、前記軸線を中心に回転可能とされたロータと、前記軸線を基準とする径方向の外側から前記ロータを覆い、作動流体を内部に取り入れる吸込口を有するケーシングと、前記回転軸を前記ケーシング内で支持可能なティルティングパッド軸受と、を備え、前記ティルティングパッド軸受は、前記軸線を中心とする周方向に間隔を開けて複数配置され、前記回転軸の外周面に摺接する軸受パッドと、前記ケーシングに支持され、前記軸受パッドを揺動自在に支持するピボットと、を備え、前記ケーシングは、前記吸込口に近い端部であって前記ティルティングパッド軸受に対して前記径方向の外側に離れた位置で、前記軸線方向に窪むとともに前記周方向に延びるように形成された環状溝部と、前記軸線方向から見た際に、前記周方向において前記環状溝部の一部を横切るように、前記環状溝部に対して前記径方向の内側の内周領域と前記環状溝部に対して前記径方向の外側の外周領域とを接続する接続部を有し、前記接続部は、前記軸線方向から見た際に、鉛直方向と直交する幅方向の位置が前記ピボットと重なる位置に配置されている。

【発明の効果】

【0009】

本開示の圧縮機によれば、軸受を安定して支持しつつ、軸受の全周で生じる熱収縮の影響が軸受に及ぶことを抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施形態に係る遠心圧縮機の構成を示す模式図である。

【図2】第一軸受部の拡大図である。

【図3】図２に示した第一軸受部を示す断面図である。

【図4】本実施形態の変形例における第一軸受部の拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、添付図面を参照して、本開示による圧縮機を実施するための形態を説明する。しかし、本開示はこの実施形態のみに限定されるものではない。

【0012】

（圧縮機の構成）
本実施形態の圧縮機である遠心圧縮機（圧縮機）１は、作動流体Ｇとして、０℃以下の低温のガスを圧縮する。本実施形態の遠心圧縮機１は、例えば、エチレンガスやプロピレンガスを圧縮する、一軸多段式の遠心圧縮機（多段遠心圧縮機）である。図１に示すように、遠心圧縮機１は、ケーシング２と、ロータ３と、シール部５と、第一軸受部９１と、第二軸受部９２と、を主に備えている。

【0013】

なお、以下では、後述するロータ３の軸線Ｏが延びている方向を軸線方向Ｄａとする。軸線Ｏを基準にした径方向を単に径方向Ｄｒとする。また、軸線Ｏを中心とするロータ３周りの方向を周方向Ｄｃとする。

【0014】

（ケーシングの構成）
ケーシング２は、ロータ３を径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏから覆っている。本実施形態のケーシング２は、外部ケーシング２１と、複数のダイアフラム２２と、一対のヘッド２３とを有している。

【0015】

外部ケーシング２１は、ロータ３の軸線Ｏと同一に配置される中心軸を中心とする円筒状をなしている。外部ケーシング２１の軸線方向Ｄａの第一側Ｄａ１（一方側）は、後述するバンドル１００が挿通可能な大きさで開口されている。外部ケーシング２１の軸線方向Ｄａの第二側Ｄａ２（他方側）には、端板２１０が形成されている。端板２１０は、軸線方向Ｄａに直交するように広がる板状をなしている。

【0016】

複数のダイアフラム２２は、ロータ３を径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏから覆うように配置されている。複数のダイアフラム２２は、外部ケーシング２１の内部に配置されている。ダイアフラム２２は、軸線Ｏを中心として環状をなしている。複数のダイアフラム２２は、軸線方向Ｄａに延びる筒状となるように積層されている。隣接するダイアフラム２２同士では、外周面が溶接やボルトによって互いに固定されている。複数のダイアフラム２２が相互に固定されることで、インペラ３２に導入するケーシング流路２５が内部に形成されている。また、複数のダイアフラム２２は、ヘッド２３、ロータ３、シール部５、第一軸受部９１、及び第二軸受部９２と共にバンドル１００を構成している。バンドル１００は、外部ケーシング２１内に収容されている。バンドル１００では、ロータ３、複数のダイアフラム２２、複数のヘッド２３、シール部５、第一軸受部９１、及び第二軸受部９２は一体をなすように、共に移動可能な状態とされている。

【0017】

ケーシング２の内部には圧縮させる作動流体Ｇを流通させるケーシング流路２５が形成されている。軸線方向Ｄａの第一側Ｄａ１には、作動流体Ｇを外部からケーシング２の内部に形成されたケーシング流路２５に流入させる吸込口７が形成されている。本実施形態において、吸込口７は、ケーシング２において鉛直方向Ｄｖの下方から、ケーシング２の下半部に作動流体Ｇを取り入れる。吸込口７における作動流体Ｇの温度は、例えば０℃以下である。また、ケーシング２の軸線方向Ｄａの第二側Ｄａ２には、ケーシング流路２５に連続して、作動流体Ｇを外部に流出させる吐出口８が形成されている。吐出口８は、ケーシング２において鉛直方向Ｄｖの下方から、ケーシング流路２５を流通して圧縮された作動流体Ｇがケーシング２の外部に吐出される。

【0018】

一対のヘッド２３は、円環状の部材であって、外部ケーシング２１の内部に配置されている。ヘッド２３は、外部ケーシング２１の両端の開口を閉塞可能な大きさで形成されている。本実施形態のヘッド２３として、複数のダイアフラム２２に対して軸線方向Ｄａの第一側Ｄａ１に配置される吸込側ヘッド２３１と、複数のダイアフラム２２に対して軸線方向Ｄａの第二側Ｄａ２に配置される吐出側ヘッド２３２とを有している。

【0019】

吸込側ヘッド２３１は、吐出側ヘッド２３２よりも吸込口７に近い位置に配置されている。吸込側ヘッド２３１は、最も軸線方向Ｄａの第一側Ｄａ１に配置されたダイアフラム２２と共に吸込口７を形成している。吸込側ヘッド２３１は、一体化された複数のダイアフラム２２と、ボルト等によって固定されている。これにより、吸込側ヘッド２３１は、ダイアフラム２２と一体化されている。

【0020】

本実施形態の吸込側ヘッド２３１は、凹部２３７を有している。凹部２３７は、軸線方向Ｄａの第一側Ｄａ１から見た際に、軸線Ｏを中心とした円形状を形成するように軸線方向Ｄａの第二側Ｄａ２に向かって窪んでいる。凹部２３７の底面２３７ｂは、軸線Ｏに対して直交する平面となっている。

【0021】

吐出側ヘッド２３２は、吸込側ヘッド２３１よりも吐出口８に近い位置に配置されている。吐出側ヘッド２３２は、最も軸線方向Ｄａの第二側Ｄａ２に配置されたダイアフラム２２と共に吐出口８を形成している。吐出側ヘッド２３２は、一体化された複数のダイアフラム２２に対して、ボルト等によって固定されている。これにより、吐出側ヘッド２３２は、ダイアフラム２２と一体化されている。

【0022】

（ロータの構成）
ロータ３は、ケーシング２の内部に収容されている。ロータ３は、軸線Ｏを中心として回転可能とされている。本実施形態のロータ３は、回転軸３１と、複数のインペラ３２と、を有している。

【0023】

回転軸３１は、軸線Ｏを中心として、軸線方向Ｄａに円柱状に延びている。回転軸３１の軸線方向Ｄａの両端部３１ａ及び３１ｂは、ケーシング２に対して軸線方向Ｄａの外側に突出している。回転軸３１の軸線方向Ｄａの第一側Ｄａ１の端部である第一端部３１ａは、吸込側ヘッド２３１に対して軸線方向Ｄａに突出している。回転軸３１の軸線方向Ｄａの第二側Ｄａ２である第二端部３１ｂは、吐出側ヘッド２３２に対して軸線方向Ｄａに突出している。

【0024】

インペラ３２は、軸線Ｏ回りに回転可能に回転軸３１に支持されている。複数のインペラ３２は、回転軸３１の軸線方向Ｄａに間隔を空けて配置されている。なお、図１において、インペラ３２が６つ形成されている場合の一例を示しているが、インペラ３２は、少なくとも１つ以上設けられていればよい。各インペラ３２は、回転することによって遠心力を利用してガスを圧縮する。インペラ３２は、軸線方向Ｄａの第一側Ｄａ１から吸い込んだ作動流体Ｇを圧縮し、径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに吐出する。

【0025】

このような遠心圧縮機１において、作動流体Ｇは、軸線方向Ｄａにおいて回転軸３１の中心位置よりも第一端部３１ａに近い吸込口７から、ケーシング流路２５に導入される。作動流体Ｇは、回転軸３１とともに軸線Ｏ回りに回転するインペラ３２のそれぞれにおいて圧縮され、径方向Ｄｒの内側Ｄｒｉから径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに流れてケーシング流路２５に吐出される。ケーシング流路２５は、軸線方向Ｄａの第一側Ｄａ１に位置する上流側のインペラ３２から吐出される作動流体Ｇを、軸線方向Ｄａの第二側Ｄａ２に位置する下流側のインペラ３２に導く。作動流体Ｇは、ケーシング２内に複数段に設けられたインペラ３２とケーシング流路２５とを経ることで圧縮される。その後、作動流体Ｇは、軸線方向Ｄａにおいて回転軸３１の中心位置よりも第二端部３１ｂに近い吐出口８から送り出される。

【0026】

（シール部の構成）
シール部５は、ロータ３とケーシング２との間をシールしている。本実施形態のシール部５は、軸線方向Ｄａにおいて吸込口７よりも第一端部３１ａに近い位置に配置されている第一シール部５１と、軸線方向Ｄａにおいて吐出口８よりも第二端部３１ｂに近い位置に配置されている第二シール部５２とを有している。第一シール部５１は、吸込側ヘッド２３１に固定されている。第一シール部は、吸込側ヘッド２３１と回転軸３1との間をシールしている。第二シール部５２は、吐出側ヘッド２３２に固定されている。第二シール部は、吐出側ヘッド２３２と回転軸３1との間をシールしている。

【0027】

（第一軸受部及び第二軸受部の構成）
第一軸受部９１及び第二軸受部９２は、ケーシング２の軸線方向Ｄａの両端部で、ロータ３を軸線Ｏ回りに回転可能に支持している。本実施形態における軸受部としての第一軸受部９１は、軸線方向Ｄａにおいて吸込口７よりも第一端部３１ａに近い位置に配置されている。第一軸受部９１は、吸込側ヘッド２３１に対して、回転軸３１を回転可能に支持している。第二軸受部９２は、軸線方向Ｄａにおいて吐出口８よりも第二端部３１ｂに近い位置に配置されている。第二軸受部９２は、吐出側ヘッド２３２に対して、回転軸３１を回転可能に支持している。第一軸受部９１及び第二軸受部９２のいずれか一方は、後述するティルティングパッド軸受９５に加えてスラスト軸受（不図示）を有している。

【0028】

図２及び図３に示すように、第一軸受部９１及び第二軸受部９２は、ティルティングパッド軸受９５を有している。ティルティングパッド軸受９５は、ロータ３の径方向Ｄｒの荷重(ラジアル荷重) を支持している。ティルティングパッド軸受９５は、複数の軸受パッド９６と、複数のピボット９７と、軸受ハウジング９８とを備えている。以下、本実施形態では、第一軸受部９１のティルティングパッド軸受９５を例に挙げて説明するが、第二軸受部９２のティルティングパッド軸受９５も吐出側ヘッド２３２に固定されている以外の構成は、同一となっている。

【0029】

各軸受パッド９６は、図示しない潤滑油を介して回転軸３１の外周面に摺接している。軸受パッド９６は、回転軸３１の軸線Ｏに直交する断面視（軸線方向Ｄａから見た断面）において円弧状に形成されている。軸受パッド９６は、周方向に幅広な湾曲板形状をなしている。軸受パッド９６は、径方向Ｄｒの内側Ｄｒｉを向くパッド面９６ｆと、径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏを向くパッド背面９６ｇと、を有する。パッド面９６ｆは、回転軸３１の外周面よりも曲率が小さな湾曲面である。そのため、パッド面９６ｆは、回転軸３１の外周面に線接触又は点接触で摺接可能とされている。複数の軸受パッド９６は、周方向Ｄｃに同じ間隔を開けて配置されている。本実施形態では、軸受パッド９６は、周方向Ｄｃに等間隔を開けて、５つ配置されている。本実施形態において、複数の軸受パッド９６のうち、最下部の軸受パッド９６が、回転軸３１に対して鉛直方向Ｄｖの真下（軸線Ｏの真下）に位置している。

【0030】

ピボット９７は、軸受パッド９６を揺動自在に支持している。一つのピボット９７は、一つの軸受パッド９６に対応して、軸受パッド９６に対して径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに配置されている。ピボット９７は、軸受ハウジング９８に固定されている。つまり、ピボット９７は、軸受ハウジング９８を介して間接的にケーシング２に支持されている。ピボット９７は、軸受パッド９６のパッド背面９６ｇを点支持又は線支持している。また、回転軸３１に対して鉛直方向Ｄｖの真下（軸線Ｏの真下）に位置する軸受パッド９６を支持するピボット９７は、軸線Ｏの真下に位置している。また、回転軸３１の重心は、鉛直方向Ｄｖと直交する幅方向Ｄｗの中心である軸線Ｏの真下となる。したがって、ティルティングパッド軸受９５において鉛直方向Ｄｖの最も下方に位置するピボット９７が、このティルティングパッド軸受９５が回転軸３１の荷重を受ける荷重支持点となっている。

【0031】

軸受ハウジング９８は、軸線Ｏを中心とする環状に形成されている。軸受ハウジング９８は、ケーシング２の吸込側ヘッド２３１に全周にわたって固定されている。軸受ハウジング９８は、軸線方向Ｄａから見た際に、凹部２３７の底面２３７ｂから窪んだ孔内に収容されている。つまり、ティルティングパッド軸受９５は、軸線方向Ｄａから見た際に、凹部２３７内に収まるように配置されている。軸受ハウジング９８の内周面には、ピボット９７が固定されている。軸受ハウジング９８には、回転軸３１と軸受パッド９６との間に潤滑油を供給する給油路９８１が形成されている。給油路９８１は、ティルティングパッド軸受９５に潤滑油を供給する潤滑油供給部７０と接続されている。潤滑油供給部７０は、ケーシング２の外部の潤滑油の供給源（不図示）と接続されている。潤滑油供給部７０から給油路９８１を介して回転軸３１と軸受パッド９６との間に供給された潤滑油は、凹部２３７内に排出される。

【0032】

（環状溝部及び接続部の構成）
ケーシング２は、環状溝部４０Ａと接続部４２Ａとをさらに有している。本実施形態の環状溝部４０Ａは、ケーシング２において吸込口７に近い端部を形成する吸込側ヘッド２３１のみに形成されている。環状溝部４０Ａは、ティルティングパッド軸受９５に対して径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに離れた位置に形成されている。環状溝部４０Ａは、吸込側ヘッド２３１の軸線方向Ｄａの第一側Ｄａ１を向く面に対して、軸線方向Ｄａに窪むとともに周方向Ｄｃに延びるように形成されている。これにより、環状溝部４０Ａは、軸線方向Ｄａから見た際の吸込側ヘッド２３１の端面を、環状溝部４０Ａに対して径方向Ｄｒの内側Ｄｒｉの内周領域２７と、環状溝部４０Ａに対して径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏの外周領域２８と区画している。

【0033】

本実施形態の環状溝部４０Ａは、軸線方向Ｄａの第一側Ｄａ１から見た際に、凹部２３７内に配置されるように吸込側ヘッド２３１に形成されている。したがって、環状溝部４０Ａは、凹部２３７の底面２３７ｂから軸線方向Ｄａに窪んでいる。環状溝部４０Ａは、軸線方向Ｄａから見た際に、軸線Ｏを中心とする円弧状をなすように形成されている。環状溝部４０Ａは、凹部２３７内の空間と連通するように、底面２３７ｂで開口している。

【0034】

接続部４２Ａは、軸線方向Ｄａから見た際に、周方向Ｄｃにおいて、環状溝部４０Ａの一部を横切るように形成されている。接続部４２Ａは、軸線方向Ｄａから見た際に、環状溝部４０Ａによって区画された内周領域２７と外周領域２８とを接続している。接続部４２Ａは、軸線方向Ｄａから見た際に、周方向Ｄｃに延びる環状溝部４０Ａの延長線上に位置する領域であって、環状溝部４０Ａが形成されていない領域である。つまり、環状溝部４０Ａは、軸線方向Ｄａから見た際に、底面２３７ｂにおいて、接続部４２Ａ以外の領域がティルティングパッド軸受９５を囲むように一つの溝として形成されている。そのため、底面２３７ｂは、接続部４２Ａのみを介して、内周領域２７と外周領域２８とが繋がっている。接続部４２Ａは、軸線方向Ｄａから見た際に、軸線Ｏに対して鉛直方向Ｄｖの下方に位置している。

【0035】

また、接続部４２Ａは、軸線方向Ｄａから見た際に、幅方向Ｄｗの位置がピボット９７と重なる位置に配置されている。より具体的には、接続部４２Ａは、軸線方向Ｄａから見た際に、幅方向Ｄｗにおいて、ティルティングパッド軸受９５の荷重支持点であるピボット９７と重なる位置に配置されている。さらに、接続部４２Ａは、軸線方向Ｄａから見た際に、吸込口７と重なる位置に形成されている。つまり、接続部４２Ａは、軸線方向Ｄａから見た際に、吸込側ヘッド２３１の下半（軸線Ｏよりも下方）に形成されている。

【0036】

（作用効果）
上記構成の圧縮機１では、吸込口７から流入した低温の作動流体Ｇの温度の影響により、吸込側ヘッド２３１にティルティングパッド軸受９５を内側に押し込むように全周で熱収縮が生じる。しかしながら、第一軸受部９１に対して径方向Ｄｒに離間した位置に、環状溝部４０Ａが形成されている。これにより、熱収縮による影響が、環状溝部４０Ａにより遮られ、環状溝部４０Ａに対して径方向Ｄｒの内側Ｄｒｉの領域での収縮が抑えられる。そのため、吸込側ヘッド２３１において、外周領域２８に比べて、ティルティングパッド軸受９５を固定している内周領域２７での収縮が抑えられる。したがって、吸込側ヘッド２３１の収縮の影響がティルティングパッド軸受９５に及んでしまい、ティルティングパッド軸受９５において、軸受クリアランスが狭まって、焼き付きが発生してしまうリスクを低減することができる。また、周方向Ｄｃにおいて環状溝部４０Ａの一部を横切るように、内周領域と外周領域とを接続する接続部４２Ａが形成されている。そのため、接続部４２Ａが形成されている領域は、環状溝部４０Ａが形成されている領域に比べて剛性が高くなる。したがって、接続部４２Ａが形成されていることで、ティルティングパッド軸受９５を全周にわたって囲むように溝を形成する場合に比べて、ティルティングパッド軸受９５を安定した状態で支持できる。また、ティルティングパッド軸受９５では、回転軸３１から受ける荷重は、ピボット９７が配置されている位置で、吸込側ヘッド２３１に対して最も大きく作用する。そのようなピボット９７が配置されている位置に対して重ねるように接続部４２Ａが配置されている。その結果、回転軸３１から受ける荷重を支持するために吸込側ヘッド２３１に必要な剛性を接続部４２Ａで効率的に確保できる。これらのより、軸受を安定して支持しつつ、軸受の全周で生じる熱収縮の影響が軸受に及ぶことを抑えることができる。

【0037】

また、接続部４２Ａは、幅方向Ｄｗにおいて、荷重支持点である鉛直方向Ｄｖの最も下方に位置するピボット９７と重なる位置に配置されている。鉛直方向Ｄｖの最も下方に位置するピボット９７は、荷重支持点であることで、回転軸３１から受ける荷重が最も大きくなる。そのような最下端のピボット９７に対して重ねるように接続部４２Ａが配置されている。その結果、回転軸３１から受ける荷重を支持するために吸込側ヘッド２３１に必要な剛性を接続部４２Ａでより効率的に確保できる。これにより、軸受をより安定して支持できる。

【0038】

また、環状溝部４０Ａは、軸線方向Ｄａから見た際に、底面２３７ｂにおいて、接続部４２Ａ以外の領域がティルティングパッド軸受９５を囲むように一つの溝として形成されている。つまり、環状溝部４０Ａは、軸線方向Ｄａから見た際に、周方向Ｄｃにおいて、接続部４２Ａ以外の領域でティルティングパッド軸受９５を囲んでいる。そのため、ティルティングパッド軸受９５の全周での吸込側ヘッド２３１の熱収縮の影響が、周方向Ｄｃの多くの領域でティルティングパッド軸受９５に及びにくくなる。これにより、軸受の全周で生じる熱収縮の影響が軸受に及ぶことを効果的に抑えることができる。

【0039】

また、環状溝部４０Ａは、軸線方向Ｄａの第一側Ｄａ１から見た際に、凹部２３７内に配置されるように形成されている。凹部２３７が形成された吸込側ヘッド２３１の面である底面２３７ｂは、ケーシング２の外部に面して軸線方向Ｄａの第一側Ｄａ１を向いている。このため、凹部２３７を形成する内表面は、圧縮機１が設置されている外部の雰囲（外部の空気）に曝されている。その結果、ケーシング２内に比較して温度が高くなっている。さらに、このような凹部２３７と繋がっている環状溝部４０Ａ内にも、ケーシング２内の作動流体Ｇよりも温度が高い外部の空気が流入する。その結果、吸込側ヘッド２３１において環状溝部４０Ａが形成されている周辺の領域の温度が下がりづらくなり、熱収縮が抑えられる。したがって、ケーシング２の熱収縮による影響が軸受に及ぶことを、より効果的に抑えることができる。

【0040】

また、圧縮機１は、潤滑油供給部７０をさらに備えている。給油路９８１を介して潤滑油供給部７０によりティルティングパッド軸受９５には潤滑油が供給されている。供給された潤滑油は、ティルティングパッド軸受９５で使用後に、回転軸３１とティルティングパッド軸受９５との隙間から、凹部２３７内に排出される。この排出された潤滑油は、圧縮機１の作動時に高速で回転する回転軸３１に曝されてきたことで、回転軸３１とティルティングパッド軸受９５との間で生じる熱によって、作動流体Ｇよりも高い温度まで上昇している。このように温度上昇した潤滑油が、凹部２３７内に排出されていることで、凹部２３７の内表面の温度が、より高くなる。その結果、ケーシング２の熱収縮による影響が軸受に及ぶことを、より一層効果的に抑えることができる。

【0041】

また、吸込口７は、鉛直方向Ｄｖの下方かケーシング２内に作動流体Ｇを取り入れている。これにより、作動流体Ｇが低温である場合、吸込口７が位置する吸込側ヘッド２３１の下部でより熱収縮が大きくなる。一方で、接続部４２Ａは、軸線方向Ｄａから見た際に、軸線Ｏに対して鉛直方向Ｄｖの下方の最下端のピボット９７の下方に位置している。つまり、接続部４２Ａは、軸線方向Ｄａから見た際に、吸込口７と重なる位置に形成されている。そのため、熱収縮が最も大きくなる領域に対して、接続部４２Ａによって剛性を向上させることができる。これにより、軸受をより一層安定して支持できる。

【0042】

また、作動流体Ｇは、吸込口７における流体温度が０℃以下である。温度が０℃以下の作動流体Ｇをケーシング２内に取り入れることにより、ケーシング２、特に吸込側ヘッド２３１の熱収縮は大きくなる。このような圧縮機１において、環状溝部４０Ａを備えることで、ケーシング２の熱収縮による影響が軸受に及ぶことを有効に抑えることができる。

【0043】

（実施形態の変形例）
なお、上記実施形態では、ティルティングパッド軸受９５の複数の軸受パッド９６のうち、一つの軸受パッド９６が、鉛直方向Ｄｖにおいて軸線Ｏの真下に位置する、ように配置されていたが、軸受パッド９６の配置はこのような配置に限定されるものではない。

【0044】

例えば、図４に示すように、複数の軸受パッド９６のうち、最下方に位置する二つの軸受パッド９６が、鉛直方向Ｄｖにおいて軸線Ｏの真下に対し、幅方向Ｄｗの両側にずれて配置されていてもよい。つまり、複数の軸受パッド９６は、軸線Ｏの真下の領域と重ならないように配置されている。その結果、変形例では、複数の軸受パッド９６のうち、最下方の軸受パッド９６は、幅方向Ｄｗにおいて軸線Ｏから等間隔離れた位置に二つ配置されている。

【0045】

このようにティルティングパッド軸受９５が配置されている場合には、接続部４２Ｂは、軸線方向Ｄａから見た際に、複数のティルティングパッド軸受９５のうち、最下方に位置する二つの軸受パッド９６と重なる位置に形成されていることが好ましい。なお、接続部４２Ｂは、軸線方向Ｄａから見た際に、最下方に位置する二つの軸受パッド９６を支持するピボット９７と重なる位置に形成されていることがより好ましい。したがって、変形例の環状溝部４０Ｂは、実施形態の環状溝部４０Ａに比べて周方向Ｄｃの長さが短くなる。

【0046】

このような構成においても、上記実施形態と同様に、軸受を安定して支持しつつ、軸受の全周で生じる熱収縮の影響が軸受に及ぶことを抑えることができる。

【0047】

（その他の実施形態）
以上、本開示の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

【0048】

なお、上記実施形態では、圧縮機として遠心圧縮機１を例示したが、圧縮機は、遠心圧縮機１以外の軸流の圧縮機等の他の構造の圧縮機にも適用可能である。また、遠心圧縮機であっても、ダイアフラム２２やインペラ３２の数等は本実施形態に構造に限定されるものではない。

【0049】

また、本実施形態の環状溝部４０Ａ及び４０Ｂの構造は、本実施形態の構造に限定されるものでない。例えば、接続部４２Ａ及び４２Ｂが形成されている領域が最下方のピボット以外の他のピボットと重なる位置であってもよい。

【0050】

また、吸込側ヘッド２３１の構造は本実施形態の構造に限定されるものではない。例えば、吸込側ヘッド２３１には、凹部２３７が形成されていなくてもよい。

【0051】

また、第二軸受部９２にティルティングパッド軸受９５を配置し、環状溝部４０Ａや、４０ｂや接続部４２Ａ、４２Ｂを吐出側ヘッド２３に形成してもよい。その際、吐出側ヘッド２３には、凹部２３７が形成されていてもよい。

【0052】

＜付記＞
実施形態に記載の圧縮機１は、例えば以下のように把握される。

【0053】

（１）第１の態様に係る圧縮機１は、軸線Ｏの延びている軸線方向Ｄａに延びた回転軸３１を有し、前記軸線Ｏを中心に回転可能とされたロータ３と、前記軸線Ｏを基準とする径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏから前記ロータ３を覆い、作動流体Ｇを内部に取り入れる吸込口７を有するケーシング２と、前記回転軸３１を前記ケーシング２内で支持可能なティルティングパッド軸受９５と、を備え、前記ティルティングパッド軸受９５は、前記軸線Ｏを中心とする周方向Ｄｃに間隔を開けて複数配置され、前記回転軸３１の外周面に摺接する軸受パッド９６と、前記ケーシング２に支持され、前記軸受パッド９６を揺動自在に支持するピボット９７と、を備え、前記ケーシング２は、前記吸込口７に近い端部であって前記ティルティングパッド軸受９５に対して前記径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに離れた位置で、前記軸線方向Ｄａに窪むとともに前記周方向Ｄｃに延びるように形成された環状溝部４０Ａ、４０Ｂと、前記軸線方向Ｄａから見た際に、前記周方向Ｄｃにおいて前記環状溝部４０Ａ、４０Ｂの一部を横切るように、前記環状溝部４０Ａ、４０Ｂに対して前記径方向Ｄｒの内側Ｄｒｉの内周領域２７と前記環状溝部４０Ａ、４０Ｂに対して前記径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏの外周領域２８とを接続する接続部４２Ａとを有し、前記接続部４２Ａは、前記軸線方向Ｄａから見た際に、鉛直方向と直交する幅方向Ｄｗの位置が前記ピボット９７と重なる位置に配置されている。

【0054】

これにより、熱収縮による影響が、環状溝部４０Ａにより遮られ、環状溝部４０Ａに対して径方向Ｄｒの内側Ｄｒｉの領域での収縮が抑えられる。そのため、ケーシング２において、外周領域２８に比べて、ティルティングパッド軸受９５を固定している内周領域２７での収縮が抑えられる。したがって、ケーシング２の収縮の影響がティルティングパッド軸受９５に及んでしまい、ティルティングパッド軸受９５において、軸受クリアランスが狭まって、焼き付きが発生してしまうリスクを低減することができる。また、接続部４２Ａが形成されている領域は、環状溝部４０Ａが形成されている領域に比べて剛性が高くなる。したがって、ティルティングパッド軸受９５を全周にわたって囲むように溝を形成する場合に比べて、ティルティングパッド軸受９５を安定した状態で支持できる。また、ティルティングパッド軸受９５では、回転軸３１から受ける荷重は、ピボット９７が配置されている位置で、ケーシング２に対して最も大きく作用する。そのようなピボット９７が配置されている位置に対して重ねるように接続部４２Ａが配置されている。その結果、回転軸３１から受ける荷重を支持するために、ケーシング２に必要な剛性を接続部４２Ａで効率的に確保できる。これらのより、軸受を安定して支持しつつ、軸受の全周で生じる熱収縮の影響が軸受に及ぶことを抑えることができる。

【0055】

（２）第２の態様に係る圧縮機１は、（１）の圧縮機１であって、前記接続部４２Ａは、前記軸線方向Ｄａから見た際に、前記幅方向Ｄｗにおいて、前記ティルティングパッド軸受９５が前記回転軸３１の荷重を受ける荷重支持点と重なる位置に配置されている。

【0056】

これにより、荷重支持点であるピボット９７に対して重ねるように接続部４２Ａが配置されている。その結果、回転軸３１から受ける荷重を支持するためにケーシング２に必要な剛性を接続部４２Ａでより効率的に確保できる。これにより、軸受をより安定して支持できる。

【0057】

（３）第３の態様に係る圧縮機１は、（１）又は（２）の圧縮機１であって、前記環状溝部４０Ａ、４０Ｂは、前記軸線方向Ｄａから見た際に、前記接続部４２Ａ以外の領域が前記ティルティングパッド軸受９５を囲むように一つの溝として形成されている。

【0058】

これにより、環状溝部４０Ａは、軸線方向Ｄａから見た際に、周方向Ｄｃにおいて、接続部４２Ａ以外の領域でティルティングパッド軸受９５を囲んでいる。そのため、ティルティングパッド軸受９５の全周でのケーシング２の熱収縮の影響が、周方向Ｄｃの多くの領域でティルティングパッド軸受９５に及びにくくなる。したがって、軸受の全周で生じる熱収縮の影響が軸受に及ぶことを効果的に抑えることができる。

【0059】

（４）第４の態様に係る圧縮機１は、（１）から（３）の何れか一つの圧縮機１であって、前記ケーシング２は、前記軸線方向Ｄａに延びる筒状の外部ケーシング２１と、前記軸線方向Ｄａの第一側Ｄａ１で、前記外部ケーシング２１の開口を閉塞するヘッド２３１と、を含み、前記ヘッド２３１は、前記軸線方向Ｄａの前記第一側Ｄａ１から見た際に、前記軸線Ｏを中心とした円形状を形成するように前記軸線方向Ｄａに窪む凹部２３７を有し、前記環状溝部４０Ａは、前記軸線方向Ｄａの前記第一側Ｄａ１から見た際に、前記凹部２３７内に配置されるように前記ヘッド２３１に形成されている。

【0060】

これにより、凹部２３７が形成されたヘッド２３１の面は、ケーシング２の外部に面して軸線方向Ｄａの第一側Ｄａ１を向いている。このため、凹部２３７を形成する内表面は、圧縮機１が設置されている外部の雰囲（外部の空気）に曝されている。これにより、ケーシング２内に取り込まれる作動流体Ｇが低温である場合、凹部２３７の内表面は、ケーシング２内に比較して温度が高くなっている。さらに、凹部２３７と繋がっている環状溝部４０Ａ内にも、ケーシング２内の作動流体Ｇよりも温度が高い外部の空気が流入する。その結果、ヘッド２３１において環状溝部４０Ａが形成されている周辺の領域の温度が下がりづらくなり、熱収縮が抑えられる。したがって、ケーシング２の熱収縮による影響が軸受に及ぶことを、より効果的に抑えることができる。

【0061】

（５）第５の態様に係る圧縮機１は、（４）の圧縮機１であって、前記ティルティングパッド軸受９５に潤滑油を供給する潤滑油供給部７０をさらに備え、前記潤滑油供給部７０により前記ティルティングパッド軸受９５に供給された前記潤滑油は、前記凹部２３７内に排出される。

【0062】

これにより、供給された潤滑油は、ティルティングパッド軸受９５で使用後に、凹部２３７内に排出される。この排出された潤滑油は、圧縮機１の作動時に高速で回転する回転軸３１に曝されてきたことで、回転軸３１とティルティングパッド軸受９５との間で生じる熱によって、作動流体Ｇよりも高い温度まで上昇している。このように温度上昇した潤滑油が、凹部２３７内に排出されていることで、凹部２３７の内表面の温度が、より高くなる。その結果、ケーシング２の熱収縮による影響が軸受に及ぶことを、より一層効果的に抑えることができる。

【0063】

（６）第６の態様に係る圧縮機１は、（１）から（５）の何れか一つの圧縮機１であって、前記吸込口７は、前記ケーシング２において前記鉛直方向Ｄｖの下方から、前記ケーシング２の外部から前記作動流体Ｇを取り入れ、前記接続部４２Ａは、前記軸線方向Ｄａから見た際に、前記吸込口７と重なる位置に形成されている。

【0064】

これにより、作動流体Ｇが低温である場合、吸込口７が位置するケーシング２の下部でより熱収縮が大きくなる。このような熱収縮が最も大きくなる領域に対して、接続部４２Ａによって剛性を向上させることができる。これにより、軸受をより一層安定して支持できる。

【符号の説明】

【0065】

１…遠心圧縮機（圧縮機）
２…ケーシング
３…ロータ
５…シール部
５１…第一シール部
５２…第二シール部
７…吸込口
８…吐出口
１００…バンドル
２１…外部ケーシング
２１０…端板
２２…ダイアフラム
２３…ヘッド
２３１…吸込側ヘッド
２３２…吐出側ヘッド
２３７…凹部
２３７ｂ…底面
２７…内周領域
２８…外周領域
２５…ケーシング流路
３１…回転軸
３１ａ…第一端部
３１ｂ…第二端部
３２…インペラ
４０Ａ、４０Ｂ…環状溝部
４２Ａ、４２Ｂ…接続部
７０…潤滑油供給部
９１…第一軸受部
９２…第二軸受部
９５…ティルティングパッド軸受
９６…軸受パッド
９６ｆ…パッド面
９６ｇ…パッド背面
９７…ピボット
９８…軸受ハウジング
９８１…給油路
Ｄａ…軸線方向
Ｄａ１…第一側
Ｄａ２…第二側
Ｄｃ…周方向
Ｄｒ…径方向
Ｄｒｉ…内側
Ｄｒｏ…外側
Ｄｗ…幅方向
Ｇ…作動流体
Ｏ…軸線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】