(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸であって、当該回転軸の軸線方向における両端の一方に向かって減少する直径を有する第一テーパー部と、前記第一テーパー部から見て前記両端の一方の反対側に位置し、一定の直径を有する第一円柱状部と、を含む回転軸と、
前記回転軸の軸線方向において前記第一テーパー部から見て前記両端の一方と反対側に位置し、前記回転軸に固定され、かつ、作動流体を圧縮又は膨張させる第一翼車と、
潤滑液を介して、前記回転軸の半径方向及び前記回転軸の軸線方向に前記第一テーパー部を回転可能に支持し、かつ、前記回転軸の半径方向に前記第一円柱状部を回転可能に支持する第一流体軸受と、
前記第一流体軸受の半径方向において前記第一流体軸受の外側に配置され、前記第一流体軸受が取り付けられた第一保持部材と、
前記第一保持部材に隣接して配置され、前記第一流体軸受に供給されるべき前記潤滑液が貯留される第一貯留空間を形成する第一潤滑液ケースと、
前記第一貯留空間に前記潤滑液を供給するための第一供給経路と、
前記第一流体軸受の半径方向において前記第一流体軸受と前記第一保持部材との間に位置する隙間であり、前記第一供給経路を通過する前記潤滑液の少なくとも一部が供給されるように前記第一供給経路に連通している第一スクイーズフィルムダンパーと、を備えた、
ターボ機械。
【請求項２】
前記第一スクイーズフィルムダンパーと前記第一貯留空間とを連通させ、前記第一スクイーズフィルムダンパーから前記第一貯留空間に前記潤滑液を導くための第一導入経路をさらに備えた、請求項１に記載のターボ機械。
【請求項３】
前記第一保持部材から見て前記第一潤滑液ケースの反対側に配置され、前記第一流体軸受から流出した前記潤滑液を貯留する第一排出空間を形成する第一区画部材と、
前記第一排出空間に貯留された前記潤滑液を前記第一排出空間の外部に排出するための第一排出経路と、
前記第一流体軸受の半径方向において前記第一流体軸受と前記第一保持部材との間に配置され、前記第一スクイーズフィルムダンパーと前記第一排出空間とを仕切る第一シール部材と、をさらに備えた、
請求項１又は２に記載のターボ機械。
【請求項４】
前記回転軸は、当該回転軸の軸線方向における両端の他方に向かって減少する直径を有する第二テーパー部と、前記第二テーパー部から見て前記両端の他方の反対側に位置し、一定の直径を有する第二円柱状部と、をさらに含み、
前記回転軸の軸線方向において前記第一翼車から見て前記第一流体軸受と反対側に位置し、前記回転軸に固定され、かつ、前記第一翼車によって圧縮又は膨張された前記作動流体をさらに圧縮又は膨張させる第二翼車と、
前記回転軸の軸線方向において前記第二翼車から見て前記第一翼車と反対側に配置され、潤滑液を介して、前記回転軸の半径方向及び前記回転軸の軸線方向に前記第二テーパー部を回転可能に支持し、かつ、前記回転軸の半径方向に前記第二円柱状部を回転可能に支持する第二流体軸受と、
前記第二流体軸受の半径方向において前記第二流体軸受の外側に配置され、前記第二流体軸受が取り付けられた第二保持部材と、
前記第二保持部材に隣接して配置され、前記第二流体軸受に供給されるべき前記潤滑液が貯留される第二貯留空間を形成する第二潤滑液ケースと、
前記第二貯留空間に前記潤滑液を供給するための第二供給経路と、
前記第二流体軸受の半径方向において前記第二流体軸受と前記第二保持部材との間に位置する隙間であり、前記第二供給経路を通過する前記潤滑液の少なくとも一部が供給されるように前記第二供給経路に連通している第二スクイーズフィルムダンパーと、をさらに備えた、
請求項１〜３のいずれか１項に記載のターボ機械。
【請求項５】
前記作動流体は常温における飽和蒸気圧が負圧である流体であり、当該ターボ機械の外部において液体状態である前記作動流体の一部が、前記潤滑液として、前記第一供給経路を通過して前記第一流体軸受に供給される、請求項１〜４のいずれか１項に記載のターボ機械。
【請求項６】
前記作動流体は常温における飽和蒸気圧が負圧である流体であり、前記ターボ機械の外部において液体状態である前記作動流体の一部が、前記潤滑液として、前記第一供給経路を通過して前記第一流体軸受に供給され、かつ、前記第二供給経路を通過して前記第二流体軸受に供給される、請求項４に記載のターボ機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ターボ機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ターボ機械は、翼車の両面に生じる差圧に伴う軸方向荷重（スラスト荷重）を支持するスラスト軸受と、半径方向荷重（ラジアル荷重）を支持するラジアル軸受とをそれぞれ個別に備えている。また、ターボ機械は、スラスト荷重及びラジアル荷重を支持するアンギュラ玉軸受を備えていることもある。また、回転軸の軸受として、テーパー状の軸受が知られている。さらに、空気軸受又は水軸受を使用したターボ機械も知られている。
【０００３】
特許文献１には、図７に示すように、回転軸５０１、軸受部材５０３、軸受部材５０４、空気軸受５０６、空気軸受５０７、流路５０８、及び流路５０９を備えた空気軸受装置５００が記載されている。空気軸受５０６は、回転軸５０１と軸受部材５０３との間に形成されている。空気軸受５０７は、回転軸５０１と軸受部材５０４との間に形成されている。軸受部材５０３に流路５０８が設けられており、軸受部材５０４に流路５０９が設けられている。流路５０８から空気軸受５０６に加圧空気が供給される。また、流路５０９から空気軸受５０７に加圧空気が供給される。空気軸受５０６及び空気軸受５０７は、テーパー状に形成され、空気軸受５０６の大径側及び空気軸受５０７の大径側が互いに向かい合っている。
【０００４】
軸受部材５０３の軸受面には圧力センサ５１５が設けられている。圧力センサ５１５は、空気軸受５０６内の圧力Ｐを検知し、圧力センサ５１５からの出力信号ｐが演算部５１６に伝達される。演算部５１６は、圧力Ｐを軸受隙間Ｃに換算して又はそのまま制御用の信号として使用する。出力信号ｐが予め定めた値になるように、送りモータ５１４にて軸受部材５０３を図７において右方向又は左方向に移動させ、軸受隙間Ｃの値を変化させる。これにより、軸受隙間Ｃが最適な値に保たれる。
【０００５】
特許文献２には、図８に示すように、作動流体として水が用いられ、水軸受を備えたヒートポンプシステム６００が記載されている。ヒートポンプシステム６００は、第一段６３３及び第二段６３２を有する圧縮機６３４を備える。圧縮機６３４において、ロータ軸にインペラが接続されている。圧縮機６３４のロータ軸は、軸受６５１によって支持されている。軸受６５１は水軸受であり、給水系統６５３から軸受６５１に供給された潤滑水が軸受６５１付近において潤滑剤としての機能を果たしながら摩擦熱を吸収する。ヒートポンプシステム６００において、潤滑水の軸受６５１への供給温度を、潤滑水設定温度（飽和温度から１５℃を減じた温度）から軸受潤滑時の温度上昇分を減じた温度以下に設定することによって、軸受６５１の信頼性の低下が抑制されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５８−１９６３１９号公報
【特許文献２】特開２００７−２２４８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の空気軸受装置は、簡素な構成で回転軸を安定的に支持する観点から改良の余地を有する。また、特許文献２に記載の水軸受を用いた技術は、振動に対する信頼性を向上させる余地を有する。
【０００８】
そこで、本開示は、簡素な構成で回転軸を安定的に支持することが可能であるとともに振動に対する高い信頼性を有するターボ機械を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示は、
回転軸であって、当該回転軸の軸線方向における両端の一方に向かって減少する直径を有する第一テーパー部と、前記第一テーパー部から見て前記両端の一方の反対側に位置し、一定の直径を有する第一円柱状部と、を含む回転軸と、
前記回転軸の軸線方向において前記第一テーパー部から見て前記両端の一方と反対側に位置し、前記回転軸に固定され、かつ、作動流体を圧縮又は膨張させる第一翼車と、
潤滑液を介して、前記回転軸の半径方向及び前記回転軸の軸線方向に前記第一テーパー部を回転可能に支持し、かつ、前記回転軸の半径方向に前記第一円柱状部を回転可能に支持する第一流体軸受と、
前記第一流体軸受の半径方向において前記第一流体軸受の外側に配置され、前記第一流体軸受が取り付けられた第一保持部材と、
前記第一保持部材に隣接して配置され、前記第一流体軸受に供給されるべき前記潤滑液が貯留される第一貯留空間を形成する第一潤滑液ケースと、
前記第一貯留空間に前記潤滑液を供給するための第一供給経路と、
前記第一流体軸受の半径方向において前記第一流体軸受と前記第一保持部材との間に位置する隙間であり、前記第一供給経路に連通している第一スクイーズフィルムダンパーと、を備えた、
ターボ機械を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
上記のターボ機械は、簡素な構成で回転軸を安定的に支持することが可能であるとともに振動に対する高い信頼性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係るターボ機械を示す断面図
【図２】図１に記載のターボ機械の一部を拡大して示す断面図
【図３】図１に記載のターボ機械の別の一部を拡大して示す断面図
【図４】図２の矢印Ａで示す方向から見たターボ機械の投影図
【図５】変形例に係るターボ機械の一部を拡大して示す断面図
【図６】第２実施形態に係るターボ機械の一部を拡大して示す断面図
【図７】従来の空気軸受装置を示す断面図
【図８】従来のヒートポンプシステムを示す構成図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
ターボ機械の回転軸を流体軸受で支持する場合、回転軸の回転に伴う摩擦熱又は雰囲気温度の変化などの要因により回転軸と流体軸受の軸受部材との間に温度差が生じる。この温度差に起因してこれらの部品間に熱膨張の差が発生し、回転軸と流体軸受の軸受部材との間の隙間が変動する可能性がある。また、これらの部品の寸法は、一般的に、回転軸の長手方向に大きなばらつきを有するので、各部品を組み立てた際の初期の隙間は回転軸の長手方向に大きなばらつきを有する。回転軸と流体軸受の軸受部材との間の隙間が拡大しすぎると、回転軸を支持するのに必要な流体圧力を確保できず、回転軸の挙動が不安定になる可能性がある。一方、回転軸と流体軸受の軸受部材との間の隙間が縮小しすぎると、回転軸と軸受部材との接触が発生して回転軸を有するターボ機械の性能及び信頼性が大きく低下する可能性がある。
【００１３】
特許文献１に記載の空気軸受装置５００によれば、軸受隙間Ｃを最適な値に保つことができるが、送りモータ５１４、圧力センサ５１５、及び演算部５１６が必要であるので、装置の構成が複雑であり、製造コストが高くなってしまう。
【００１４】
特許文献２に記載の技術によれば、軸受６５１への潤滑水の供給温度を所定の温度以下に設定することによって、軸受６５１において潤滑水が沸騰することが抑制されている。しかし、特許文献２には、テーパー状の軸受について記載されておらず、ターボ機械の回転軸の回転に伴う振動を抑制するための具体的な手段も示されていない。このため、特許文献２に記載の技術は振動に対する信頼性を高める余地を有している。
【００１５】
本開示の第１態様は、
回転軸であって、当該回転軸の軸線方向における両端の一方に向かって減少する直径を有する第一テーパー部と、前記第一テーパー部から見て前記両端の一方の反対側に位置し、一定の直径を有する第一円柱状部と、を含む回転軸と、
前記回転軸の軸線方向において前記第一テーパー部から見て前記両端の一方と反対側に位置し、前記回転軸に固定され、かつ、作動流体を圧縮又は膨張させる第一翼車と、
潤滑液を介して、前記回転軸の半径方向及び前記回転軸の軸線方向に前記第一テーパー部を回転可能に支持し、かつ、前記回転軸の半径方向に前記第一円柱状部を回転可能に支持する第一流体軸受と、
前記第一流体軸受の半径方向において前記第一流体軸受の外側に配置され、前記第一流体軸受が取り付けられた第一保持部材と、
前記第一保持部材に隣接して配置され、前記第一流体軸受に供給されるべき前記潤滑液が貯留される第一貯留空間を形成する第一潤滑液ケースと、
前記第一貯留空間に前記潤滑液を供給するための第一供給経路と、
前記第一流体軸受の半径方向において前記第一流体軸受と前記第一保持部材との間に位置する隙間であり、前記第一供給経路に連通している第一スクイーズフィルムダンパーと、を備えた、
ターボ機械を提供する。
【００１６】
第１態様によれば、第一流体軸受によって、回転軸の第一テーパー部だけでなく、第一円柱状部も支持される。すなわち、第一円柱状部が半径方向に支持される。このため、回転軸と第一流体軸受との温度差により、回転軸と第一流体軸受との間で回転軸の軸線方向において熱膨張の差が発生しても、回転軸が安定的に支持される。また、第１態様によれば、圧力センサ、演算部、及び軸受部材を移動させるためのモータが不要であるので、ターボ機械の構成が簡素である。さらに、第一スクイーズフィルムダンパーにおいて潤滑液の液膜の粘性によるスクイーズ効果が発生することにより第一流体軸受の振動が減衰するので、ターボ機械が高い信頼性を有する。
【００１７】
本開示の第２態様は、第１態様に加えて、前記第一スクイーズフィルムダンパーと前記第一貯留空間とを連通させ、前記第一スクイーズフィルムダンパーから前記第一貯留空間に前記潤滑液を導くための第一導入経路をさらに備えた、ターボ機械を提供する。第２態様によれば、第一スクイーズフィルムダンパーの液膜を形成している潤滑液が第一導入経路を通過して第一貯留空間に導かれる。これにより、第一スクイーズフィルムダンパーにおいて潤滑液の淀みが防止され、第一スクイーズフィルムダンパー内における潤滑液の温度上昇が抑制される。その結果、第一スクイーズフィルムダンパー内において潤滑液が発泡することが防止される。特に、ターボ機械が長期間運転されて第一流体軸受の周囲の温度が上昇する場合に、第一スクイーズフィルムダンパーによる振動抑制の効果が有利に発揮され、ターボ機械が高い信頼性を有する。
【００１８】
本開示の第３態様は、第１態様又は第２態様に加えて、
前記第一保持部材から見て前記第一潤滑液ケースの反対側に配置され、前記第一流体軸受から流出した前記潤滑液を貯留する第一排出空間を形成する第一区画部材と、
前記第一排出空間に貯留された前記潤滑液を前記第一排出空間の外部に排出するための第一排出経路と、
前記第一流体軸受の半径方向において前記第一流体軸受と前記第一保持部材との間に配置され、前記第一スクイーズフィルムダンパーと前記第一排出空間とを仕切る第一シール部材と、をさらに備えた、
ターボ機械を提供する。
【００１９】
第３態様によれば、第一流体軸受から流出した潤滑液は、第一排出空間において貯留された後に第一排出経路を通って第一排出空間の外部に排出される。加えて、第一スクイーズフィルムダンパーと第一排出空間とが第一シール部材によって仕切られるので、第一スクイーズフィルムダンパー内における潤滑液の圧力が、第一排出空間における潤滑液の圧力の影響を受けにくい。このため、第一排出空間における潤滑液の圧力が比較的低くても、第一スクイーズフィルムダンパー内における潤滑液の圧力が十分に高くなりやすい。その結果、第一スクイーズフィルムダンパー内における潤滑液の圧力が第一排出空間における潤滑液の圧力の影響によって低下して、第一スクイーズフィルムダンパー内における潤滑液が発泡することが防止される。これにより、ターボ機械が高い信頼性を有する。
【００２０】
本開示の第４態様は、第１態様〜第３態様にいずれか１つの態様に加えて、
前記回転軸は、当該回転軸の軸線方向における両端の他方に向かって減少する直径を有する第二テーパー部と、前記第二テーパー部から見て前記両端の他方の反対側に位置し、一定の直径を有する第二円柱状部とをさらに含み、
前記回転軸の軸線方向において前記第一翼車から見て前記第一流体軸受と反対側に位置し、前記回転軸に固定され、かつ、前記第一翼車によって圧縮又は膨張された前記作動流体をさらに圧縮又は膨張させる第二翼車と、
前記回転軸の軸線方向において前記第二翼車から見て前記第一翼車と反対側に配置され、潤滑液を介して、前記回転軸の半径方向及び前記回転軸の軸線方向に前記第二テーパー部を回転可能に支持し、かつ、前記回転軸の半径方向に前記第二円柱状部を回転可能に支持する第二流体軸受と、
前記第二流体軸受の半径方向において前記第二流体軸受の外側に配置され、前記第二流体軸受が取り付けられた第二保持部材と、
前記第二保持部材に隣接して配置され、前記第二流体軸受に供給されるべき前記潤滑液が貯留される第二貯留空間を形成する第二潤滑液ケースと、
前記第二貯留空間に前記潤滑液を供給するための第二供給経路と、
前記第二流体軸受の半径方向において前記第二流体軸受と前記第二保持部材との間に位置する隙間であり、前記第二供給経路に連通している第二スクイーズフィルムダンパーと、をさらに備えた、
ターボ機械を提供する。
【００２１】
第４態様によれば、第二流体軸受によって、回転軸の第二テーパー部だけでなく、第二円柱状部も支持される。すなわち、第二円柱状部が半径方向に支持される。このため、回転軸と第二流体軸受との温度差により、回転軸と第二流体軸受との間で回転軸の軸線方向において熱膨張の差が発生しても、回転軸が安定的に支持される。また、第４態様によれば、圧力センサ、演算部、及び軸受部材を移動させるためのモータが不要であるので、ターボ機械の構成が簡素である。さらに、第二スクイーズフィルムダンパーにおいて液膜の粘性によるスクイーズ効果が発生することにより第二流体軸受の振動が減衰するので、ターボ機械が高い信頼性を有する。
【００２２】
本開示の第５態様は、第１態様〜第４態様のいずれか１つの態様に加えて、前記作動流体は常温における飽和蒸気圧が負圧である流体であり、当該ターボ機械の外部において液体状態である前記作動流体の一部が、前記潤滑液として、前記第一供給経路を通過して前記第一流体軸受に供給される、ターボ機械を提供する。第５態様によれば、ターボ機械の外部において液体状態である作動流体の一部を潤滑液として第一流体軸受に供給できる。これにより、潤滑液によって作動流体が汚染されることが防止される。また、第一スクイーズフィルムダンパーが第一供給経路に連通しているので、第一供給経路を通過する潤滑液の少なくとも一部が第一スクイーズフィルムダンパーにも供給される。このため、ターボ機械の外部において液体状態である作動流体の一部を第一スクイーズフィルムダンパーに供給できる。作動流体とは異なる種類の流体が第一流体軸受又は第一スクイーズフィルムダンパーに供給される場合に比べて、ターボ機械の使用コストを抑制できる。
【００２３】
本開示の第６態様は、第４態様に加えて、前記作動流体は常温における飽和蒸気圧が負圧である流体であり、前記ターボ機械の外部において液体状態である前記作動流体の一部が、前記潤滑液として、前記第一供給経路を通過して前記第一流体軸受に供給され、かつ、前記第二供給経路を通過して前記第二流体軸受に供給される、ターボ機械を提供する。第６態様によれば、ターボ機械の外部において液体状態である作動流体の一部を潤滑液として第一流体軸受及び第二流体軸受に供給できる。第一スクイーズフィルムダンパーが第一供給経路に連通しているので、第一供給経路を通過する潤滑液の少なくとも一部が第一スクイーズフィルムダンパーにも供給される。第二スクイーズフィルムダンパーが第二供給経路に連通しているので、第二供給経路を通過する潤滑液の少なくとも一部が第二スクイーズフィルムダンパーにも供給される。このため、ターボ機械の外部において液体状態である作動流体の一部を第一スクイーズフィルムダンパー及び第二スクイーズフィルムダンパーに供給できる。作動流体とは異なる種類の流体が、第一流体軸受、第二流体軸受、第一スクイーズフィルムダンパー、及び第二スクイーズフィルムダンパーに供給される場合に比べて、ターボ機械の使用コストを抑制できる。
【００２４】
以下、本開示の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明は本発明の一例に関するものであり、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２５】
＜第１実施形態＞
図１及び図２に示すように、ターボ機械１００ａは、回転軸４０と、第一翼車３０ａと、第一流体軸受１０ａと、第一保持部材６１ａと、第一潤滑液ケース９０ａと、第一供給経路５０ａと、第一スクイーズフィルムダンパー１５ａと、を備えている。回転軸４０は、第一テーパー部４１ａと、第一円柱状部４２ａとを含む。第一テーパー部４１ａは、回転軸４０の軸線方向における両端の一方に向かって減少する直径を有する。第一テーパー部４１ａは、小径端ａ１と大径端ａ２とを含む。第一円柱状部４２ａは、第一テーパー部４１ａから見て回転軸４０の両端の一方の反対側に形成されており、一定の直径を有する。換言すると、第一円柱状部４２ａは、第一テーパー部４１ａの大径端ａ２に隣接している。第一翼車３０ａは、回転軸４０の軸線方向において第一テーパー部４１ａから見て回転軸４０の両端の一方と反対側に位置し、回転軸４０に固定されている。第一翼車３０ａは、作動流体を圧縮又は膨張させる。第一流体軸受１０ａは、潤滑液を介して、回転軸４０の半径方向及び回転軸４０の軸線方向に第一テーパー部４１ａを回転可能に支持し、かつ、回転軸４０の半径方向に第一円柱状部４２ａを回転可能に支持する。第一保持部材６１ａは、第一流体軸受１０ａの半径方向において第一流体軸受１０ａの外側に配置され、第一保持部材６１ａには第一流体軸受１０ａが取り付けられている。第一潤滑液ケース９０ａは、第一保持部材６１ａに隣接して配置され、第一流体軸受１０ａに供給されるべき潤滑液が貯留される第一貯留空間９１ａを形成する。第一供給経路５０ａは、第一貯留空間９１ａに潤滑液を供給するための経路である。第一スクイーズフィルムダンパー１５ａは、第一流体軸受１０ａの半径方向において第一流体軸受１０ａと第一保持部材６１ａとの間に位置する隙間であり、第一供給経路５０ａに連通している。
【００２６】
図１に示すように、第一翼車３０ａは、第一翼車３０ａの前方を向く前面部３１ａを有する。第一テーパー部４１ａは、例えば、第一翼車３０ａの前方における回転軸４０の端に向かって減少する直径を有するように形成されている。換言すると、第一テーパー部４１ａは、第一翼車３０ａに向かって拡大する直径を有する。また、回転軸４０は、第一テーパー部４１ａよりも第一翼車３０ａに近い位置で第一円柱状部４２ａを有している。例えば、回転軸４０において、第一テーパー部４１ａの外周面と第一円柱状部４２ａの外周面とが連続的に形成されている。第一翼車３０ａは、例えば第一円柱状部４２ａに固定されている。
【００２７】
第一流体軸受１０ａはすべり軸受である。すなわち、第一流体軸受１０ａと、第一テーパー部４１ａ及び第一円柱状部４２ａとの間には潤滑液が存在する。第一流体軸受１０ａは、例えば、第一翼車３０ａの前方に配置されており、第一テーパー部４１ａを支持するためのテーパー軸受面１１ａを形成する軸受穴及び第一円柱状部４２ａを支持するためのストレート軸受面１２ａを形成する軸受穴を有する。テーパー軸受面１１ａは、テーパー軸受面１１ａによって形成された軸受穴の軸線に対して傾斜した錐面である。テーパー軸受面１１ａによって、第一テーパー部４１の直径よりもわずかに大きい穴径を有するテーパー穴が形成されている。テーパー軸受面１１ａによって、第一翼車３０ａに向かって拡大する穴径を有するテーパー穴が形成されている。これにより、第一翼車３０ａの高速回転時に発生するスラスト荷重が支持される。ストレート軸受面１２ａは、ストレート軸受面１２ａによって形成された軸受穴の軸線に平行に延びる柱面である。このようにして、第一流体軸受１０ａは、第一テーパー部４１ａ及び第一円柱状部４２ａを回転可能に支持する。例えば、第一流体軸受１０ａは、第一翼車３０ａの前方における回転軸４０の先端付近を支持する。
【００２８】
例えば、第一流体軸受１０ａはフランジを有し、第一保持部材６１ａは第一流体軸受１０ａのフランジと接触するラジアル面を有する。第一流体軸受１０ａのフランジにはボルトを挿通させるための貫通孔（図示省略）が形成され、第一保持部材６１ａのラジアル面には、第一流体軸受１０ａのフランジに形成された貫通孔に対応する位置に、ボルトの先端部を受け入れるための溝（図示省略）が形成されている。第一流体軸受１０ａのフランジに形成された貫通孔及び第一保持部材６１ａのラジアル面に形成された溝にボルトが挿入されることによって、第一流体軸受１０ａが第一保持部材６１ａに取り付けられている。
【００２９】
図１及び図３に示すように、例えば、回転軸４０は、第二テーパー部４１ｂと、第二円柱状部４２ｂとをさらに含む。第二テーパー部４１ｂは、回転軸４０の軸線方向における両端の他方に向かって減少する直径を有する。第二テーパー部４１ｂは、小径端ｂ１と大径端ｂ２とを含む。第二円柱状部４２ｂは、第二テーパー部４１ｂから見て回転軸４０の両端の他方の反対側に形成され、一定の直径を有する。換言すると、第二円柱状部４２ｂは、第二テーパー部４１ｂの大径端ｂ２に隣接している。ターボ機械１００ａは、第二翼車３０ｂと、第二流体軸受１０ｂと、第二保持部材６１ｂと、第二潤滑液ケース９０ｂと、第二供給経路５０ｂと、第二スクイーズフィルムダンパー１５ｂとをさらに備えている。第二翼車３０ｂは、回転軸４０の軸線方向において第一翼車３０ａから見て第一流体軸受１０ａと反対側に位置し、回転軸４０に固定され、かつ、第一翼車３０ａによって圧縮又は膨張された作動流体をさらに圧縮又は膨張させる。第二流体軸受１０ｂは、回転軸４０の軸線方向において第二翼車３０ｂから見て第一翼車３０ａと反対側に配置され、潤滑液を介して、回転軸４０の半径方向及び回転軸４０の軸線方向に第二テーパー部４１ｂを回転可能に支持し、かつ、回転軸４０の半径方向に第二円柱状部４２ｂを回転可能に支持する。第二保持部材６１ｂは、第二流体軸受１０ｂの半径方向において第二流体軸受１０ｂの外側に配置されている。また、第二保持部材６１ｂには、第二流体軸受１０ｂが取り付けられている。第二潤滑液ケース９０ｂは、第二保持部材６１ｂに隣接して配置され、第二流体軸受１０ｂに供給されるべき潤滑液が貯留される第二貯留空間９１ｂを形成する。第二供給経路５０ｂは、第二貯留空間９１ｂに潤滑液を供給するための経路である。第二スクイーズフィルムダンパー１５ｂは、第二流体軸受１０ｂの半径方向において第二流体軸受１０ｂと第二保持部材６１ｂとの間に位置する隙間である。第二スクイーズフィルムダンパー１５ｂは、第二供給経路５０ｂに連通している。
【００３０】
第二翼車３０ｂは、第二翼車３０ｂの前方を向く前面部３１ｂを有する。前面部３１ｂは、前面部３１ａが向く向きと反対方向を向いている。すなわち、第二翼車３０ｂにとっての前方と第一翼車３０ａにとっての前方とは逆向きである。第二テーパー部４１ｂは、例えば、第二翼車３０ｂの前方における回転軸４０の端に向かって減少する直径を有する。換言すると、第二テーパー部４１ｂは、第二翼車３０ｂに向かって拡大する直径を有する。また、回転軸４０は、第二テーパー部４１ｂよりも第二翼車３０ｂに近い位置で第二円柱状部４２ｂを有している。例えば、回転軸４０において、第二テーパー部４１ｂの外周面と第二円柱状部４２ｂの外周面とが連続的に形成されている。第二翼車３０ｂは、例えば、第二円柱状部４２に固定されている。
【００３１】
第二流体軸受１０ｂはすべり軸受である。すなわち、第二流体軸受１０ｂと第二テーパー部４１ｂ及び第二円柱状部４２ｂとの間には潤滑液が存在する。第二流体軸受１０ｂは、例えば、第二翼車３０ｂの前方に配置されており、第二テーパー部４１ｂを支持するためのテーパー軸受面１１ｂを形成する軸受穴及び第二円柱状部４２ｂを支持するためのストレート軸受面１２ｂを形成する軸受穴を有する。テーパー軸受面１１ｂは、テーパー軸受面１１ｂによって形成された軸受穴の軸線に対して傾斜した錐面である。テーパー軸受面１１ｂによって、第二テーパー部４１ｂの直径よりもわずかに大きい穴径を有するテーパー穴が形成されている。テーパー軸受面１１ｂによって、第二翼車３０ｂに向かって拡大する穴径を有するテーパー穴が形成されている。これにより、図３の右方向のスラスト荷重が支持される。ストレート軸受面１２ｂは、ストレート軸受面１２ｂによって形成された軸受穴の軸線に平行に延びる柱面である。このようにして、第二流体軸受１０ｂが、第二テーパー部４１ｂ及び第二円柱状部４２ｂを回転可能に支持する。例えば、第二流体軸受１０ｂは、第二翼車３０ｂの前方における回転軸４０の先端付近を支持する。
【００３２】
例えば、第二流体軸受１０ｂはフランジを有し、第二保持部材６１ｂは第二流体軸受１０ｂのフランジと接触するラジアル面を有する。第二流体軸受１０ｂのフランジにはボルトを挿通させるための貫通孔（図示省略）が形成され、第二保持部材６１ｂのラジアル面には、第二流体軸受１０ｂのフランジに形成された貫通孔に対応する位置に、ボルトの先端部を受け入れるための溝（図示省略）が形成されている。第二流体軸受１０ｂのフランジに形成された貫通孔及び第二保持部材６１ｂのラジアル面に形成された溝にボルトが挿入されることによって、第二流体軸受１０ｂが第二保持部材６１ｂに取り付けられている。
【００３３】
ターボ機械１００ａは、例えば遠心式のターボ圧縮機である。図１に示すように、例えば、ターボ機械１００ａは、電動機６０、第一ケーシング７１ａ、第二ケーシング７１ｂ、電動機ケーシング８０、及び接続流路７５をさらに備えている。電動機６０は、回転軸４０の軸線方向において第一翼車３０ａと第二翼車３０ｂとの間で回転軸４０に取り付けられている。詳細には、電動機６０の回転子が回転軸４０に取り付けられている。電動機ケーシング８０は円筒状のケーシングであり、電動機ケーシング８０の内部に電動機６０が収容されている。例えば、電動機６０の固定子が電動機ケーシング８０の内周面に取り付けられている。第一ケーシング７１ａは、第一翼車３０ａの前面部３１ａを第一翼車３０ａの半径方向外側で取り囲むように形成された内周面７３ａを有する。また、第二ケーシング７１ｂは、第二翼車３０ｂの前面部３１ｂを第二翼車３０ｂの半径方向外側で取り囲むように形成された内周面７３ｂを有する。第一ケーシング７１ａには、第一翼車３０ａの半径方向外側に吐出流路７２ａが形成されている。また、第二ケーシング７１ｂには、第二翼車３０ｂの半径方向外側に吐出流路７２ｂが形成されている。接続流路７５は、第一ケーシング７１ａにおける吐出流路７２ａと第二翼車３０ｂの前方の空間とを連通させている。
【００３４】
電動機６０の働きにより、第一翼車３０ａ及び第二翼車３０ｂが回転軸４０と共に高速で回転する。第一翼車３０ａの前方の作動流体は、第一翼車３０ａを通過して圧縮される。第一翼車３０ａを通過して圧縮された作動流体は、吐出流路７２ａ及び接続流路７５を通過して、第二翼車３０ｂの前方の空間に導かれる。第二翼車３０ｂの前方の作動流体は、第二翼車３０ｂを通過してさらに圧縮される。第二翼車３０ｂを通過して圧縮された作動流体は、吐出流路７２ｂを通過してターボ機械１００ａの外部に吐出される。このように、作動流体が、第一翼車３０ａ及び第二翼車３０ｂによって二段圧縮されるので、ターボ機械１００ａは、高い圧縮効率を有し、高い圧力比を達成できる。
【００３５】
ターボ機械１００ａにおいて、発熱体である、電動機６０、第一翼車３０ａ、及び第二翼車３０ｂが回転軸４０に取り付けられているので、第一翼車３０ａ及び第二翼車３０ｂが回転しているとき回転軸４０の温度が上がりやすい。このため、回転軸４０と第一流体軸受１０ａ又は第二流体軸受１０ｂとの間の温度差が広がりやすく、回転軸４０と第一流体軸受１０ａ又は第二流体軸受１０ｂとの間の熱膨張差が広がりやすい。このような場合でも、第一流体軸受１０ａ及び第二流体軸受１０ｂによって、回転軸４０が半径方向に支持されるので、回転軸４０が安定的に支持される。
【００３６】
ターボ機械１００ａが定常運転されているとき、回転軸４０を含む回転体のスラスト荷重の方向は一方向に限定されるが、ターボ機械１００ａが過渡的な状態で運転されているときには、回転体のスラスト荷重の方向が一方向に定まらない可能性がある。このような場合においても、ターボ機械１００ａによれば、第一流体軸受１０ａのテーパー軸受面１１ａ及び第二流体軸受１０ｂのテーパー軸受面１１ｂのいずれかで回転体のスラスト荷重を受けることができる。
【００３７】
第一保持部材６１ａは、第一翼車３０ａの前方において、第一ケーシング７１ａの内部に収容されている。また、第二保持部材６１ｂは、第二翼車３０ｂの前方において、第二ケーシング７１ｂの内部に収容されている。図２に示すように、第一ケーシング７１ａは、第一ケーシング７１ａの外周面から第一保持部材６１ａに向かって延びている経路７０ａを有する。また、第一保持部材６１ａは、第一保持部材６１ａの外周面から第一スクイーズフィルムダンパー１５ａまで延びている経路６５ａを有する。経路７０ａ及び経路６５ａによってひと続きの経路が形成されている。第一供給経路５０ａは、経路７０ａ及び経路６５ａによって形成されている。図３に示すように、第二ケーシング７１ｂは、第二ケーシング７１ｂの外周面から第二保持部材６１ｂに向かって延びている経路７０ｂを有する。また、第二保持部材６１ｂは、第二保持部材６１ｂの外周面から第二スクイーズフィルムダンパー１５ｂまで延びている経路６５ｂを有する。経路７０ｂ及び経路６５ｂによってひと続きの経路が形成されている。第二供給経路５０ｂは、経路７０ｂ及び経路６５ｂによって形成されている。
【００３８】
図４に示すように、第一保持部材６１ａは、複数の柱状の支持部６３ａを有する。複数の支持部６３ａは、周方向に互いに離間して配置されている。隣り合う支持部６３ａの間に形成された隙間によって、作動流体の通路が形成されている。少なくとも一つの支持部６３ａの内部に経路６５ａの一部が形成されている。例えば、第二保持部材６１ｂは、第一保持部材６１ａと同様に、周方向に互いに離間して配置された複数の柱状の支持部６３ｂを有し、隣り合う支持部６３ｂの間に形成された隙間によって、作動流体の通路が形成されている。少なくとも一つの支持部６３ｂの内部に経路６５ｂの一部が形成されている。
【００３９】
第一潤滑液ケース９０ａ及び第二潤滑液ケース９０ｂは、それぞれ、回転軸４０の両端のいずれか一方に対して回転軸４０の軸線方向に反対側に配置されている。
【００４０】
図２に示すように、回転軸４０は、例えば、回転軸４０の両端部の一方に、第一潤滑液供給穴４３ａ、第一後方供給孔４５ａ、及び第一前方供給孔４７ａを有する。第一潤滑液供給穴４３ａは、回転軸４０の両端の一方から回転軸４０の軸線方向に延びている。第一後方供給孔４５ａは、第一潤滑液供給穴４３ａから回転軸４０の半径方向に延びて第一円柱状部４２ａと第一流体軸受１０ａとの間の空間に開口している孔である。また、第一前方供給孔４７ａは、第一潤滑液供給穴４３ａから半径方向に延びて第一テーパー部４１ａと第一流体軸受１０ａとの間の空間に開口している孔である。
【００４１】
第一潤滑液供給穴４３ａには、第一流体軸受１０ａと回転軸４０との間の潤滑のための潤滑液が供給される。第一潤滑液供給穴４３ａに供給された潤滑液は、回転軸４０の回転に伴う遠心ポンプ効果によって、第一後方供給孔４５ａ又は第一前方供給孔４７ａを通って、第一流体軸受１０ａと回転軸４０との間の潤滑液膜部Ｆａに供給される。これにより、第一流体軸受１０ａと回転軸４０との間の潤滑液膜部Ｆａに十分な量の潤滑液を供給できる。また、回転軸４０を潤滑液によって十分に冷却することができる。なお、第一後方供給孔４５ａ及び第一前方供給孔４７ａのいずれか一方は省略されてもよい。この場合でも、第一潤滑液供給穴４３ａ、及び、第一後方供給孔４５ａ又は第一前方供給孔４７ａの形状又は寸法などを工夫することによりに、同様の効果を得ることができる。
【００４２】
第一後方供給孔４５ａの孔径又は第一前方供給孔４７ａの孔径は、例えば、第一潤滑液供給穴４３ａの穴径よりも小さい。この場合、第一流体軸受１０ａと回転軸４０との間の潤滑液膜部Ｆａに潤滑液が過剰に供給されることを防止できる。また、潤滑液の過剰供給による第一潤滑液供給穴４３ａの潤滑液の圧力低下を抑制でき、第一潤滑液供給穴４３ａで潤滑液にキャビテーションが発生することを防止できる。
【００４３】
図３に示すように、回転軸４０は、例えば、回転軸４０の両端部の他方に、第二潤滑液供給穴４３ｂ、第二後方供給孔４５ｂ、及び第二前方供給孔４７ｂを有する。第二潤滑液供給穴４３ｂは、回転軸４０の両端の他方から回転軸４０の軸線方向に延びている。第二後方供給孔４５ｂは、第二潤滑液供給穴４３ｂから回転軸４０の半径方向に延びて第二円柱状部４２ｂと第二流体軸受１０ｂとの間の空間に開口している孔である。また、第二前方供給孔４７ｂは、第二潤滑液供給穴４３ｂから半径方向に延びて第二テーパー部４１ｂと第二流体軸受１０ｂとの間の空間に開口している孔である。
【００４４】
第二潤滑液供給穴４３ｂには、第二流体軸受１０ｂと回転軸４０との間の潤滑のための潤滑液が供給される。第二潤滑液供給穴４３ｂに供給された潤滑液は、回転軸４０の回転に伴う遠心ポンプ効果によって、第二後方供給孔４５ｂ又は第二前方供給孔４７ｂを通って、第二流体軸受１０ｂと回転軸４０との間の潤滑液膜部Ｆｂに供給される。これにより、第二流体軸受１０ｂと回転軸４０との間の潤滑液膜部Ｆｂに十分な量の潤滑液を供給できる。また、回転軸４０を潤滑液によって十分に冷却することができる。なお、第二後方供給孔４５ｂ及び第二前方供給孔４７ｂのいずれか一方は省略されてもよい。この場合でも、第二潤滑液供給穴４３ｂ、及び、第二後方供給孔４５ｂ又は第二前方供給孔４７ｂの形状又は寸法などを工夫することによりに、同様の効果を得ることができる。
【００４５】
第二後方供給孔４５ｂの孔径又は第二前方供給孔４７ｂの孔径は、例えば、第二潤滑液供給穴４３ｂの穴径よりも小さい。この場合、第二流体軸受１０ｂと回転軸４０との間の潤滑液膜部Ｆｂに潤滑液が過剰に供給されることを防止できる。また、潤滑液の過剰供給による第二潤滑液供給穴４３ｂの潤滑液の圧力低下を抑制でき、第二潤滑液供給穴４３ｂで潤滑液にキャビテーションが発生することを防止できる。
【００４６】
図２に示すように、第一潤滑液ケース９０ａは、第一保持部材６１に隣接して配置され、第一潤滑液ケース９０ａの内部に第一貯留空間９１ａが形成されている。第一貯留空間９１ａは、第一潤滑液供給穴４３ａの内部空間に連通する、第一流体軸受１０ａに供給されるべき潤滑液が貯留される空間である。第一流体軸受１０ａへの潤滑液の供給量は、回転軸４０の回転数によって変動する。第一貯留空間９１ａに潤滑液が貯留されることによって、潤滑液の供給量の変動に対応でき、潤滑液の枯渇を防止できる。また、回転軸４０の両端の一方が第一貯留空間９１ａに露出していることが望ましい。これにより、第一貯留空間９１ａに貯留された潤滑液によって回転軸４０が冷却される。さらに、回転軸４０の第一テーパー部４１ａの先端が第一貯留空間９１ａに露出していることが望ましい。この場合、第一貯留空間９１ａに露出する回転軸４０の部分の面積が小さいので、回転軸４０が第一貯留空間９１ａに貯留された潤滑液を攪拌することによって発生する損失を低減できる。
【００４７】
第一流体軸受１０ａに供給されるべき潤滑液は、第一供給経路５０ａを通過して第一貯留空間９１ａに供給される。第一スクイーズフィルムダンパー１５ａは、第一供給経路５０ａに連通しているので、第一供給経路５０ａを通過する潤滑液の少なくとも一部が第一スクイーズフィルムダンパー１５ａに供給される。これにより、ターボ機械１００ａの運転時において、第一スクイーズフィルムダンパー１５ａである第一保持部材６１ａと第一流体軸受１０ａとの間に形成される微小な隙間は潤滑液を含み、当該潤滑液はスクイーズ効果を発揮可能な液膜を形成する。回転軸４０の回転等の原因で第一流体軸受１０ａが振動すると、第一流体軸受１０ａと第一保持部材６１ａとの半径方向の相対距離が変化して、第一スクイーズフィルムダンパー１５ａ内の潤滑液の流動及び圧縮により抵抗力が発生する。これにより、第一スクイーズフィルムダンパー１５ａ内の潤滑液がスクイーズ効果を発揮し、第一流体軸受１０ａの振動を減衰させる。特に、第一スクイーズフィルムダンパー１５ａは、回転軸４０の高速回転に伴う振動又は回転軸４０が特定の回転数で回転しているときに発生するターボ機械１００ａの部品との共振に伴う振動を減衰させることができる。その結果、ターボ機械器１００ａは高い信頼性を有する。
【００４８】
例えば、ターボ機械１００ａは、図２に示すように、第一導入経路１７ａをさらに備えている。第一導入経路１７ａは、第一スクイーズフィルムダンパー１５ａと第一貯留空間９１ａとを連通させている。第一導入経路１７ａは、第一スクイーズフィルムダンパー１５ａから第一貯留空間９１ａに潤滑液を導くための経路である。第一スクイーズフィルムダンパー１５ａに供給された潤滑液は、第一導入経路１７ａを通過して第一貯留空間９１ａに導かれる。これにより、第一スクイーズフィルムダンパー１５ａ内において潤滑液が淀むことが防止され、第一スクイーズフィルムダンパー１５ａ内における潤滑液の温度上昇が抑制される。その結果、第一スクイーズフィルムダンパー１５ａ内において潤滑液が発泡することが防止される。第一スクイーズフィルムダンパー１５ａ内において潤滑液が発泡すると、第一スクイーズフィルムダンパー１５ａが第一流体軸受１０ａの振動を減衰させにくい。ターボ機械１００ａが第一導入経路１７ａを備えていると、ターボ機械１００ａが長期間運転されて第一流体軸受１０ａの周囲の温度が上昇する場合でも、第一スクイーズフィルムダンパー１５ａによる振動抑制の効果が有利に発揮される。このため、ターボ機械１００ａが高い信頼性を有する。
【００４９】
図３に示すように、第二潤滑液ケース９０ｂは、第二保持部材６１に隣接して配置され、第二潤滑液ケース９０ｂの内部に第二貯留空間９１ｂが形成されている。第二貯留空間９１ｂは、第二潤滑液供給穴４３ｂの内部空間に連通する、第二流体軸受１０ｂに供給されるべき潤滑液が貯留される空間である。第二流体軸受１０ｂへの潤滑液の供給量は、回転軸４０の回転数によって変動する。第二貯留空間９１ｂに潤滑液が貯留されることによって、潤滑液の供給量の変動に対応でき、潤滑液の枯渇を防止できる。また、回転軸４０の両端の他方が第二貯留空間９１ｂに露出していることが望ましい。これにより、第二貯留空間９１ｂに貯留された潤滑液によって回転軸４０が冷却される。さらに、回転軸４０の第二テーパー部４１ｂの先端が第二貯留空間９１ｂに露出していることが望ましい。この場合、第二貯留空間９１ｂに露出する回転軸４０の部分の面積が小さいので、回転軸４０が第二貯留空間９１ａに貯留された潤滑液を攪拌することによって発生する損失を低減できる。
【００５０】
第二流体軸受１０ｂに供給されるべき潤滑液は、第二供給経路５０ｂを通過して第二貯留空間９１ｂに供給される。第二スクイーズフィルムダンパー１５ｂは、第二供給経路５０ｂに連通しているので、第二供給経路５０ｂを通過する潤滑液の少なくとも一部が第二スクイーズフィルムダンパー１５ｂに供給される。これにより、ターボ機械１００ａの運転時において、第二スクイーズフィルムダンパー１５ｂである第二保持部材６１ｂと第二流体軸受１０ｂとの間に形成される微小な隙間は潤滑液を含み、当該潤滑液はスクイーズ効果を発揮可能な液膜を形成する。回転軸４０の回転等の原因で第二流体軸受１０ｂが振動すると、第二流体軸受１０ｂと第二保持部材６１ｂとの半径方向の相対距離が変化して、第二スクイーズフィルムダンパー１５ｂ内の潤滑液の流動及び圧縮により抵抗力が発生する。これにより、第二スクイーズフィルムダンパー１５ｂ内の潤滑液がスクイーズ効果を発揮し、第二流体軸受１０ｂの振動を減衰させる。
【００５１】
例えば、ターボ機械１００ａは、図３に示すように、第二導入経路１７ｂをさらに備えている。第二導入経路１７ｂは、第二スクイーズフィルムダンパー１５ｂと第二貯留空間９１ｂとを連通させている。第二導入経路１７ｂは、第二スクイーズフィルムダンパー１５ｂから第二貯留空間９１ｂに潤滑液を導くための経路である。第二スクイーズフィルムダンパー１５ｂに供給された潤滑液は、第二導入経路１７ｂを通過して第二貯留空間９１ｂに導かれる。これにより、第二スクイーズフィルムダンパー１５ｂにおいて潤滑液が淀むことが防止される。
【００５２】
例えば、ターボ機械１００ａは、図２に示すように、第一区画部材１３ａと、第一排出経路５５ａと、第一シール部材８１ａとをさらに備えている。第一区画部材１３ａは、第一保持部材６１ａから見て第一潤滑液ケース９０ａの反対側に配置されている。第一区画部材１３ａは、第一流体軸受１０ａから流出した潤滑液を貯留する第一排出空間１９ａを形成する。例えば、第一区画部材１３ａは、回転軸４０の軸線方向において、第一流体軸受１０ａよりも第一翼車３０ａに近い位置に配置されている。第一排出経路５５ａは、第一排出空間１９ａに貯留された潤滑液を第一排出空間１９ａの外部に排出するための経路である。第一保持部材６１ａには、第一排出空間１９ａから第一保持部材６１ａの外周面まで延びる経路６６ａが形成されている。また、第一ケーシング７１ａには、第一ケーシング７１ａの内周面から第一ケーシング７１ａの外周面まで延びている経路７４ａが形成されている。経路６６ａ及び経路７４ａによってひと続きの経路が形成されている。第一排出経路５５ａは、経路６６ａ及び経路７４ａによって形成されている。第一シール部材８１ａは、第一流体軸受１０ａの半径方向において第一流体軸受１０ａと第一保持部材６１ａとの間に配置されている。第一シール部材８１ａは、第一スクイーズフィルムダンパー１５ａと第一排出空間１９ａとを仕切る。
【００５３】
第一区画部材１３ａと回転軸４０との間には微小な隙間が形成されている。これにより、第一排出空間１９ａは、作動流体が吸入される第一翼車３０ａの前方の空間に緩やかに連通している。このため、第一排出空間１９ａの圧力は、第一翼車３０ａに対する作動流体の吸入圧力にほぼ等しい。第一スクイーズフィルムダンパー１５ａは、第一シール部材８１ａによって第一排出空間１９ａと仕切られている。また、第一貯留空間９１ａに供給されるべき潤滑液の少なくとも一部が第一スクイーズフィルムダンパー１５ａに供給される。このため、第一貯留空間９１ａにおいて比較的高い圧力で潤滑液が供給されることにより、第一スクイーズフィルムダンパー１５ａ内における潤滑液の圧力を比較的高く保つことができる。例えば、第一スクイーズフィルムダンパー１５ａ内における潤滑液の圧力がその潤滑液の飽和蒸気圧よりも十分に高い圧力に保たれる。このように、第一シール部材８１ａは、第一スクイーズフィルムダンパー１５ａ内に含まれる潤滑液が第一排出空間１９ａの圧力の影響を受けて減圧されてその潤滑液の一部が発泡することを防止する。特に、ターボ機械１００ａが長期間運転されてターボ機械１００ａの部品の温度が上昇する場合に、第一スクイーズフィルムダンパー１５ａが高い振動減衰性能を有する。また、ターボ機械１００ａの圧縮比が大きくて、第一排出空間１９ａの圧力が低下しやすく、第一排出空間１９ａの周囲の潤滑液を減圧発泡させやすい場合でも、第一スクイーズフィルムダンパー１５ａが高い振動減衰性能を有する。その結果、ターボ機械１００ａが高い振動抑制効果を有する。
【００５４】
例えば、ターボ機械１００ａは、図３に示すように、第二区画部材１３ｂと、第二排出経路５５ｂと、第二シール部材８１ｂとをさらに備えている。第二区画部材１３ｂは、第二保持部材６１ｂから見て第二潤滑液ケース９０ｂの反対側に配置されている。第二区画部材１３ｂは、第二流体軸受１０ｂから流出した潤滑液を貯留する第二排出空間１９ｂを形成する。例えば、第二区画部材１３ｂは、回転軸４０の軸線方向において、第二流体軸受１０ｂよりも第二翼車３０ｂに近い位置に配置されている。第二排出経路５５ｂは、第二排出空間１９ｂに貯留された潤滑液を第二排出空間１９ｂの外部に排出するための経路である。第二保持部材６１ｂには、第二排出空間１９ｂから第二保持部材６１ｂの外周面まで延びる経路６６ｂが形成されている。また、第二ケーシング７１ｂには、第二ケーシング７１ｂの内周面から第二ケーシング７１ｂの外周面まで延びている経路７４ｂが形成されている。経路６６ｂ及び経路７４ｂによってひと続きの経路が形成されている。第二排出経路５５ｂは、経路６６ｂ及び経路７４ｂによって形成されている。第二シール部材８１ｂは、第二流体軸受１０ｂの半径方向において第二流体軸受１０ｂと第二保持部材６１ｂとの間に配置されている。第二シール部材８１ｂは、第二スクイーズフィルムダンパー１５ｂと第二排出空間１９ｂとを仕切る。
【００５５】
ターボ機械１００ａの作動流体は、特に制限されないが、例えば、常温（日本工業規格：２０℃±１５℃／JIS Z 8703）での飽和蒸気圧が負圧である流体である。このような流体としては、水、アルコール、又はエーテルを主成分として含む流体を挙げることができる。作動流体が、常温での飽和蒸気圧が負圧である流体であると、ターボ機械１００ａから吐出される作動流体の圧力が負圧となり、第一翼車３０ａ及び第二翼車３０ｂが高速回転しているときに発生するスラスト荷重が非常に小さいので、第一流体軸受１０ａで受けるべき荷重が小さい。このため、第一流体軸受１０ａを小型化できる。その結果、ターボ機械１００ａの製造コストを低減できる。
【００５６】
ターボ機械１００ａにおいて、望ましくは、第一流体軸受１０ａの寸法と第二流体軸受１０ｂの寸法が同一であり、かつ、第一流体軸受１０ａ及び第二流体軸受１０ｂが同一種類の材料で形成されている。この場合、温度変化に伴う、第一流体軸受１０ａ及び第二流体軸受１０ｂの膨張の程度が同程度となる。このため、第一流体軸受１０ａが回転軸４０を支持する荷重と第二流体軸受１０ｂが回転軸４０を支持する荷重とがばらつきにくく、回転軸４０を安定的に保持できる。また、第一流体軸受１０ａのための部品と第二流体軸受１０ｂのための部品を共通化できるので、ターボ機械１００ａの製造コストを低減できる。
【００５７】
第一流体軸受１０ａ及び第二流体軸受１０ｂと、回転軸４０との間の潤滑に用いられる潤滑液は、特に制限されないが、例えば、ターボ機械１００ａの作動流体と同一種類の流体である。この場合、作動流体とは異なる種類の流体を潤滑液として使用する場合に比べて、ターボ機械１００ａの使用コストを抑制できる。また、潤滑液によって作動流体が汚染されることを防止できる。
【００５８】
例えば、ターボ機械１００ａの作動流体が、常温における飽和蒸気圧が負圧である流体である場合、ターボ機械１００ａの外部において液体状態である作動流体の一部が、潤滑液として、第一供給経路５０ａを通過して第一流体軸受１０ａに供給される。また、ターボ機械１００ａの外部において液体状態である作動流体の一部が、潤滑液として、第一供給経路５０ａを通過して第一流体軸受１０ａに供給され、かつ、第二供給経路５０ｂを通過して第二流体軸受１０ａに供給されてもよい。
【００５９】
（変形例）
ターボ機械１００ａは、様々な観点から変更が可能である。場合によっては、回転軸４０は、第二テーパー部４１ｂ及び第二円柱状部４２ｂを含んでいなくてもよく、ターボ機械１００ａは、第二翼車３０ｂ、第二流体軸受１０ｂ、第二保持部材６１ｂ、第二潤滑液ケース９０ｂ、第二供給経路５０ｂ、第二スクイーズフィルムダンパー１５ｂを備えていなくてもよい。また、第二翼車３０ｂの前面部３１ｂは、第一翼車３０ａの前面部３１ａが向く向きと同じ方向を向いていてもよい。また、ターボ機械１００ａは、作動流体が第一翼車３０ａを通過することによって膨張し、作動流体の運動エネルギーが回転軸４０の回転動力に変換される流体機械であってもよい。この場合、回転軸４０に発電機が取り付けられていることが望ましい。これにより、回転動力を電気エネルギーに変換することができる。
【００６０】
第一流体軸受１０ａの、第一テーパー部４１ａを支持するための部分と、第一流体軸受１０ａの、第一円柱状部４２ａを支持するための部分とが、別部材によって構成されていてもよい。この場合、一つの未加工部品にテーパー軸受面１１ａ及びストレート軸受面１２ａを加工する必要がなくなるので、加工工具に対する形状の制約を少なくできる。これにより、第一流体軸受１０ａのための加工が容易である。また、第一流体軸受１０ａの設計の自由度を高めることができる。また、この場合に、第一流体軸受１０ａの、第一テーパー部４１ａを支持するための部分と、第一流体軸受１０ａの、第一円柱状部４２ａを支持するための部分とは、ねじによって連結されていてもよいし、回転軸４０の軸線方向に離れて配置されていてもよい。
【００６１】
ターボ機械１００ａは、図５に示す、ターボ機械１００ｂのように変更されてもよい。ターボ機械１００ｂは特に説明する場合を除き、ターボ機械１００ａと同一の構成を有する。ターボ機械１００ｂにおいて、第一保持部材６１ａの内部には、経路６５の途中から第一貯留空間９１ａまで延びる経路６４ａが形成されている。これにより、第一貯留空間９１ａに供給されるべき潤滑液の一部は、第一スクイーズフィルムダンパー１５ａを通過することなく、第一貯留空間９１ａに供給される。また、ターボ機械１００ｂにおいて、第一流体軸受１０ａには、第一導入経路１７ａが形成されていない。この場合、経路６４ａを流れる潤滑液によって第一スクイーズフィルムダンパー１５ａ内に含まれる潤滑液を間接的に冷却できる。
【００６２】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係るターボ機械１００ｃについて説明する。ターボ機械１００ｃは、特に説明する場合を除き、ターボ機械１００ａと同一の構成を有する。ターボ機械１００ａの構成要素と同一又は対応するターボ機械１００ｃの構成要素には、ターボ機械１００ａの構成要素と同一の符号を付し、詳細な説明を省略することがある。第１実施形態に関する説明は、技術的に矛盾しない限り第２実施形態にも適用される。
【００６３】
図６に示すように、ターボ機械１００ｃは、供給管９５ａを備えている。供給管９５ａは第一潤滑液ケース９０ａに取り付けられており、供給管９５ａの一端は第一貯留空間９１ａにおいて開口している。供給管９５ａは、第一供給経路５０ａを形成している。このため、ターボ機械１００ｃにおいて、第一保持部材６１ａには経路６５ａが形成されていない。また、第一流体軸受１０ａには第一流体軸受１０ａの半径方向に延びている連通経路１８ａが形成され、連通経路１８ａによって、潤滑液膜部Ｆａと第一スクイーズフィルムダンパー１５ａとが連通している。このため、第一スクイーズフィルムダンパー１５ａは、第一貯留空間９１ａ、第一潤滑液供給穴４３ａ、第一後方供給孔４５ａ又は第一前方供給孔４７ａ、潤滑液膜部Ｆａ、及び連通経路１８ａを介して、第一供給経路５０ａに連通している。
【００６４】
ターボ機械１００ｃにおいて、第一後方供給孔４５ａ又は第一前方供給孔４７ａから潤滑液膜部Ｆａに供給された潤滑液の圧力は、回転軸４０の回転による遠心ポンプ効果により、第一貯留空間９１ａにおける潤滑液の圧力よりも上昇している。このため、連通経路１８ａを通って潤滑液膜部Ｆａから第一スクイーズフィルムダンパー１５ａに潤滑液が流れる。その後、第一導入経路１７ａを通って第一貯留空間９１ａに潤滑液が戻される。これにより、第一スクイーズフィルムダンパー１５ａ内における潤滑液の淀みが防止され、第一スクイーズフィルムダンパー１５ａ内における潤滑液の温度上昇が抑制される。その結果、第一スクイーズフィルムダンパー１５ａ内において潤滑液が発泡することが防止される。特に、ターボ機械１００ｃが長期間運転され、電動機６０における発熱又は第一翼車３０ａによる作動流体の圧縮に伴う摩擦熱によって第一流体軸受１０ａの周囲の温度が上昇する場合に、第一スクイーズフィルムダンパー１５ａによる振動抑制の効果が有利に発揮され、ターボ機械１００ｃが高い信頼性を有する。
【００６５】
ターボ機械１００ｃは、排出管６８を備えている。排出管６８によって経路６８ａが形成されている。排出管６８の一端は、第一保持部材６１ａの半径方向において支持部６３ａよりも内側に位置する第一保持部材６１ａの内周部に接続されている。第一保持部材６１ａの内周部には、第一排出空間１９ａから経路６８ａまで延びる経路６７ａが形成されている。経路６７ａ及び経路６８ａによってひと続きの経路が形成されている。第一排出経路５５ａは、経路６７ａ及び経路６８ａによって形成されている。
【００６６】
ターボ機械１００ｃによれば、第一保持部材６１ａの支持部６３ａの内部に、第一供給経路５０ａの一部及び第一排出経路５５ａの一部が形成されていない。このため、ターボ機械１００ａに比べて、支持部６３ａの強度（剛性）を高めやすい。
【００６７】
本開示のターボ機械は、ターボ冷凍機又は業務用空調等の空調機器に利用される冷凍サイクルの圧縮機として特に有用である。
【符号の説明】
【００６８】
１０ａ                            第一流体軸受
１０ｂ                            第二流体軸受
１３ａ                            第一区画部材
１５ａ                            第一スクイーズフィルムダンパー
１５ｂ                            第二スクイーズフィルムダンパー
１７ａ                            第一導入経路
１９ａ                            第一排出空間
３０ａ                            第一翼車
３０ｂ                            第二翼車
４０                              回転軸
４１ａ                            第一テーパー部
４１ｂ                            第二テーパー部
４２ａ                            第一円柱状部
４２ｂ                            第二円柱状部
５０ａ                            第一供給経路
５０ｂ                            第二供給経路
５５ａ                            第一排出経路
６１ａ                            第一保持部材
６１ｂ                            第二保持部材
８１ａ                            第一シール部材
９０ａ                            第一潤滑液ケース
９０ｂ                            第二潤滑液ケース
９１ａ                            第一貯留空間
９１ｂ                            第二貯留空間
１００ａ、１００ｂ、１００ｃ      ターボ機械
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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