本发明涉及旋转机械。
本申请基于2020年2月3日在日本提出申请的日本特愿2020-016565号而主张优先权，并将其内容援引于此。
背景技术：
在专利文献1中公开了具有如下结构的旋转机械(整体压缩膨胀机)的结构：在壳体内，将具有压缩流体的叶轮的压缩部和具有使流体膨胀的叶轮的膨胀部设置于一个旋转轴。在该结构中，旋转轴被一对轴承支承为绕轴线旋转自如。压缩部的叶轮在一对轴承之间被固定于旋转轴。膨胀部的叶轮为一片，其与压缩部的叶轮夹着一对轴承中的一方而配置。即，膨胀部的叶轮并非配置于一对轴承之间，而是以外伸的方式配置于从一对轴承之间向外侧偏离的位置。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利申请公开第2013/0091869号说明书
但是，叶轮是重物。因此，在如专利文献1所公开的那样膨胀部的叶轮在从一对轴承之间向外侧偏离的位置固定于旋转轴的结构中，存在旋转轴的转子动态特性降低的可能性。另外，专利文献1所公开的膨胀部的叶轮为一片。然而，在膨胀部需要多个叶轮的情况下，若在从一对轴承之间向外侧偏离的位置设置多片膨胀部的叶轮，则存在旋转轴的转子动态特性进一步降低，无法成为旋转机的可能性。
技术实现要素：
本发明提供能够提高旋转轴的转子动态特性的旋转机械。
本发明旋转机械具备：旋转轴，其绕轴线旋转；壳体，其覆盖所述旋转轴；一对径向轴承，其固定于所述壳体，将所述旋转轴支承为绕所述轴线旋转自如；压缩部，其在所述壳体内配置于所述轴线延伸的轴线方向上的所述一对径向轴承之间，对从所述壳体的外部导入的流体进行压缩；膨胀部，其在所述壳体内在所述轴线方向上的所述一对径向轴承之间与所述压缩部并排地配置，使从所述壳体的外部导入的所述流体膨胀；以及推力轴承，其在所述轴线方向上配置于相对于所述压缩部及所述膨胀部而接近所述旋转轴的第一端部或第二端部的位置，在所述轴线方向上支承所述旋转轴，所述压缩部具备压缩叶轮，该压缩叶轮固定于所述旋转轴而与所述旋转轴一体地旋转，从而对流入内部的所述流体进行压缩，所述膨胀部具备膨胀叶轮，该膨胀叶轮固定于所述旋转轴而与所述旋转轴一体地旋转，从而使流入内部的所述流体膨胀，所述壳体具有：压缩部吸入口，其向所述压缩部导入压力在所述压缩部中最低的所述流体；压缩部喷出口，其将被所述压缩部压缩而压力在所述压缩部中最高的所述流体向所述壳体的外部排出；膨胀部吸入口，其向所述膨胀部导入压力在所述膨胀部中最高的所述流体；以及膨胀部喷出口，其将在所述膨胀部中膨胀而压力在所述膨胀部中最低的所述流体向所述壳体的外部排出，在所述轴线方向上，在所述压缩部吸入口、所述压缩部喷出口、所述膨胀部吸入口以及所述膨胀部喷出口之中，所述压缩部吸入口配置于最接近所述第一端部的位置，所述膨胀部喷出口配置于最接近所述第二端部的位置。
发明效果
根据本发明的旋转机械，能够提高旋转轴的转子动态特性。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式的旋转机械的结构的示意图。
图2是示出本发明的第一变形例的旋转机械的结构的示意图。
图3是示出本发明的第二变形例的旋转机械的结构的示意图。
附图标记说明：
1…旋转机械；
2…旋转轴；
2a…第一端部；
2b…第二端部；
3…壳体；
4a及4b…径向轴承；
5…压缩部；
6…膨胀部；
7…送给部；
8…驱动器；
9…推力轴承；
33…压缩部吸入口；
34…压缩部喷出口；
35…膨胀部吸入口；
36…膨胀部喷出口；
51…压缩叶轮；
61…膨胀叶轮；
71…送给管线；
72…热交换器；
81a…输出轴；
da…轴线方向；
da1…第一侧；
da2…第二侧；
dr…径向；
dro…外侧；
fs1、fs2…推力；
g…气体(流体)；
o…轴线。
具体实施方式
以下，参照附图对用于实施本发明的旋转机械的方式进行说明。但是，本发明不仅限定于该实施方式。
(旋转机械的结构)
以下，参照图1对本发明的实施方式的旋转机械进行说明。如图1所示，旋转机械1是具备作为压缩气体g的压缩机(compressor)发挥功能的压缩部5、以及作为使气体g膨胀的膨胀机(expander)发挥功能的膨胀部6的所谓的压扩机(compander)。旋转机械1主要具备旋转轴2、壳体3、一对径向轴承4a及4b、压缩部5、膨胀部6以及推力轴承9。
(壳体的结构)
壳体3形成旋转机械1的外壳。壳体3形成为沿旋转轴2的轴线o所延伸的轴线方向da延伸的筒状。壳体3将旋转轴2的一部分、一对径向轴承4a及4b、压缩部5、以及膨胀部6覆盖。壳体3具有压缩部吸入口33、压缩部喷出口34、膨胀部吸入口35以及膨胀部喷出口36。
压缩部吸入口33是从壳体3的外部的气体供给源(未图示)向壳体3的内部的压缩部5导入气体(流体)g的入口喷嘴。在压缩部吸入口33通过在压缩部5中压力最低的气体g。压缩部喷出口34是将由压缩部5压缩后的气体g向壳体3的外部排出的出口喷嘴。在压缩部喷出口34通过由压缩部5压缩而在压缩部5中压力最高的气体g。膨胀部吸入口35是向膨胀部6导入气体g的入口喷嘴。在膨胀部吸入口35通过在膨胀部6中压力最高的气体g。膨胀部喷出口36是将在膨胀部6中膨胀了的气体g向壳体3的外部排出的出口喷嘴。在膨胀部喷出口36通过在膨胀部6中膨胀而在膨胀部6中压力最低的气体g。
在本实施方式中，在轴线方向da上，从旋转轴2的第一端部2a朝向旋转轴2的第二端部2b，压缩部吸入口33、压缩部喷出口34、膨胀部吸入口35以及膨胀部喷出口36依次排列配置。即，在轴线方向da上，在压缩部吸入口33、压缩部喷出口34、膨胀部吸入口35以及膨胀部喷出口36中，压缩部吸入口33配置于最接近旋转轴2的第一端部2a的位置。在轴线方向da上，在压缩部吸入口33、压缩部喷出口34、膨胀部吸入口35以及膨胀部喷出口36中，膨胀部喷出口36配置于最接近旋转轴2的第二端部2b的位置。另外，压缩部吸入口33、压缩部喷出口34、膨胀部吸入口35以及膨胀部喷出口36之中，在轴线方向da上，压缩部喷出口34与膨胀部吸入口35配置于最接近的位置。
(轴承的结构)
一对径向轴承4a及4b固定于壳体3。一对径向轴承4a及4b将旋转轴2支承为绕轴线o旋转自如。一对径向轴承4a及4b在壳体3内在轴线方向da上隔开间隔地配置有一对。在本发明的实施方式中，在壳体3内，径向轴承(第一径向轴承)4a配置于轴线方向da上的第一侧da1。径向轴承(第二径向轴承)4b在壳体3内配置于轴线方向da上的第二侧da2。在此，轴线方向da上的第一侧da1是指，在轴线方向da上，相对于旋转轴的第二端部2b而配置有旋转轴的第一端部2a的一侧。另外，轴线方向da上的第二侧da2是指，在轴线方向da上，相对于旋转轴2的第一端部2a而配置有旋转轴2的第二端部2b的一侧。因此，径向轴承4a配置于接近旋转轴2的第一端部2a的位置。径向轴承4b配置于接近旋转轴2的第二端部2b的位置。
推力轴承9在轴线方向da上支承旋转轴。推力轴承9在轴线方向da上相对于压缩部5以及膨胀部6而配置于接近旋转轴的第一端部2a或第二端部2b的位置。本实施方式的推力轴承9配置于接近径向轴承4a的位置。具体而言，推力轴承9在轴线方向da上配置于第一端部2a与径向轴承4a之间。
(旋转轴的结构)
旋转轴2呈以轴线o为中心的柱状，且沿轴线方向da延伸。旋转轴2能够以轴线o为中心旋转。旋转轴2被一对径向轴承4a及4b支承为能够相对于壳体3旋转。
(压缩部的结构)
压缩部5对从壳体3的外部导入的气体g进行压缩。压缩部5在壳体3内配置于轴线方向da上的一对径向轴承4a及4b之间。压缩部5在一对径向轴承4a及4b之间配置于靠近旋转轴2的第一端部2a的位置。
(压缩叶轮的结构)
压缩部5具备一个以上的使流入内部的气体g压缩的压缩叶轮51。在本发明的实施方式中，压缩部5具备两个压缩叶轮51。需要说明的是，压缩部5也可以具备三个以上的压缩叶轮51。多个压缩叶轮51在轴线方向da上隔开间隔地配置。压缩叶轮51固定于旋转轴2，从而与旋转轴2一体地绕轴线o旋转。压缩叶轮51例如是具备圆盘部(未图示)、叶片部(无图示)以及罩部(无图示)的所谓的封闭式叶轮。压缩叶轮51与旋转轴2一体地绕轴线o旋转，从而使从轴线方向da上的第一侧da1流入的气体g在改变其流动方向的同时向径向dr上的外侧dro移送而被压缩。
这样的压缩部5利用各压缩叶轮51对通过压缩部吸入口33而从壳体3的外部吸入的气体g进行压缩。在压缩部5中，经过多个压缩叶轮5而被多级压缩从而成为高温及高压的气体g从压缩部喷出口34向壳体3的外部喷出。
(膨胀部的结构)
膨胀部6使从壳体3的外部导入的气体g膨胀。膨胀部6在壳体3内配置于轴线方向da上的一对径向轴承4a及4b之间。膨胀部6相对于压缩部5而配置于轴线方向da上的第二侧da2。膨胀部6在一对径向轴承4a及4b之间配置于靠近旋转轴2的第二端部2b的位置。压缩部5与膨胀部6之间以隔离的方式被壳体3划分开。
(膨胀叶轮的结构)
膨胀部6具备一个以上的使流入内部的气体g膨胀的膨胀叶轮61。在本发明的实施方式中，膨胀部6具备两个膨胀叶轮61。需要说明的是，膨胀部6也可以具备三个以上的膨胀叶轮61。另外，膨胀叶轮61的数量并不限定于与压缩叶轮51相同。多个膨胀叶轮61相对于多个压缩叶轮51而配置于轴线方向da上的第二侧da2。多个膨胀叶轮61在轴线方向da上隔开间隔地配置。膨胀叶轮61固定于旋转轴2。膨胀叶轮61与旋转轴2一体地绕轴线o旋转。膨胀叶轮61例如与压缩叶轮51同样地为封闭式叶轮。
膨胀叶轮61使从径向dr上的外侧dro流入的气体g在改变其流动方向的同时向轴线方向da上的第二侧da2移送而膨胀。此时，气体g膨胀，由此向各膨胀叶轮61赋予绕轴线o的旋转力。
这样的膨胀部6利用各膨胀叶轮61使通过膨胀部吸入口35而从壳体3的外部吸入的气体g膨胀。在膨胀部6中，经过多个膨胀叶轮61而多级膨胀从而成为低温及低压的气体g从膨胀部喷出口36向壳体3的外部喷出。
(驱动器的结构)
在本发明的实施方式中，旋转机械1与驱动器8连接。驱动器8驱动旋转轴2绕轴线o旋转。驱动器8例如是马达。驱动器8与旋转轴2的轴线方向da上的第一端部2a连接。即，驱动器8以位于隔着压缩部5而与膨胀部6相反一侧的方式配置于旋转机械1的旁边。驱动器8的输出轴81a在壳体3的外部与旋转轴2连结。在使驱动器8工作而使输出轴81a绕轴线o旋转时，旋转轴2与输出轴81a一体地绕轴线o被旋转驱动。
(作用效果)
在上述结构的旋转机械1中，将对从壳体3的外部导入的气体g进行压缩的压缩部5、以及使从壳体3的外部导入的气体g膨胀的膨胀部6设置于一个壳体3内。在这样的旋转机械1中，压缩叶轮51以及膨胀叶轮61仅配置于一对径向轴承4a及4b之间。由此，在一对径向轴承4a及4b的外侧没有配置作为重物的叶轮，从而能够提高旋转轴2的转子动态特性。
并且，在壳体3中，压缩部吸入口33、压缩部喷出口34、膨胀部吸入口35以及膨胀部喷出口36依次从轴线方向da上的第一侧da1排列配置。并且，膨胀叶轮61在壳体3内在一对径向轴承4a及4b之间与压缩部5并排地配置。具体而言，压缩叶轮51在壳体3内配置于靠近轴线方向da上的第一侧da1的位置。另外，膨胀叶轮61在壳体3内配置于靠近轴线方向da上的第二侧da2的位置。即，压缩叶轮51与膨胀叶轮61在轴线方向da上，彼此朝向相反侧地配置。在这样的结构中，由于压缩气体g而作用于压缩叶轮51的轴线方向da上的推力fs1以朝向轴线方向da上的第一侧da1的方式产生。另外，由于使气体g膨胀而作用于膨胀叶轮61的轴线方向da上的推力fs2以朝向轴线方向da上的第二侧da2的方式产生。其结果是，作用于压缩叶轮51的推力fs1和作用于膨胀叶轮61的推力fs2相互抵消。由此，能够抑制作用于旋转轴2的推力。
需要说明的是，通过由于压缩气体g而作用于压缩叶轮51的轴线方向da上的推力fs1、以及由于使气体g膨胀而作用于膨胀叶轮61的轴线方向da上的推力fs2而未能相互抵消的残留推力通过在径向轴承4a或4b的附近设置的推力轴承9而得到抑制。
另外，在膨胀部6中，在轴线方向da上隔开间隔地配置有多个膨胀叶轮61。即，膨胀部6构成多级式的膨胀机。通过在多个膨胀叶轮61使气体g逐渐膨胀，从而能够抑制在使气体g膨胀时产生的损失，能够高效地使气体g膨胀。另外，在膨胀部6中，旋转轴2由于气体g膨胀时的能量而旋转。此时，通过使气体g逐渐膨胀，能够高效地回收该能量。
在压缩部5中，在轴线方向da上隔开间隔地配置有多个压缩叶轮51。即，压缩部5构成多级式的压缩机。在多个压缩叶轮51，能够应对高压的喷出压。
在旋转轴2的第一端部2a连接有驱动器8。由此，除了能够通过气体g在膨胀部6膨胀时的能量使旋转轴2旋转以外，还能够通过驱动器8驱动旋转轴2绕轴线o旋转，从而能够对旋转轴2的旋转驱动力进行辅助。另外，驱动器8在轴线方向da上，隔着压缩部5而配置于膨胀部6的相反侧。因此，能够在相对于压缩部5而位于轴线方向da上的第一侧da1的驱动器8、以及相对于压缩部5而位于轴线方向da上的第二侧da2的膨胀部6，驱动旋转轴2绕轴线o旋转。由此，能够抑制对旋转轴2施加的绕轴线o的扭转方向上的应力的大小。
(其他实施方式)
以上，参照附图对本发明的实施方式进行了详述，但具体结构并不局限于该实施方式，也包括不脱离本发明的的主旨的范围的设计变更等。
例如，作为第一变形例，也可以如图2所示那样，旋转机械1还具备连接压缩部喷出口34与膨胀部吸入口35的送给部7。
(送给部的结构)
送给部7配置于压缩部5与膨胀部6之间。送给部7将壳体3内的由压缩部5压缩后的气体g向膨胀部6送给。送给部7具备送给管线71和热交换器72。
送给管线71是在壳体3的外部连接压缩部喷出口34与膨胀部吸入口35的配管。壳体3内的由压缩部5压缩后的气体g从压缩部喷出口34流入送给管线71。流入送给管线71的气体g经过热交换器72，从膨胀部吸入口35被供给至壳体3内的膨胀部6。
热交换器72配置于送给管线71。热交换器72能够回收在送给管线71中流动的气体g的热量。具体而言，热交换器72在送给管线71中流动的气体g与热介质(无图示)之间进行热交换。由此，经过热交换器72后的气体g的温度降低，热介质的温度上升。
通过配置这样的送给部7，能够高效地利用由压缩部5压缩且被送至膨胀部6前的气体g的热量。具体而言，在将由压缩部5压缩后的气体g送至膨胀部6的送给部7配置吸收气体g的热量的热交换器72。由此，利用热交换器72吸收由压缩部5压缩而成为高温的气体g的热量，从而能够有效利用气体g的热量。另外，由于利用热交换器72回收气体g的热量，气体g的温度降低。在膨胀部6使温度降低了的气体g膨胀，从而气体g成为更低温及更低压。因此，能够将旋转机械1有效利用为例如冷冻机等。
需要说明的是，在上述第一变形例中，在热交换器72中与气体g进行热交换而被加热的热介质的用途没有任何限定。
另外，提到了使被热交换器72吸收了热量的气体g在膨胀部6膨胀，从而使气体g的温度成为极低温，进而将旋转机械1用作冷冻机的例子，但也可以将旋转机械1用于其他的用途。
另外，向壳体3的内部供给气体g、或向外部排出气体g的结构并不仅限定于压缩部吸入口33、压缩部喷出口34、膨胀部吸入口35以及膨胀部喷出口36。例如，旋转机械1也可以在轴线方向da上在压缩部吸入口33与压缩部喷出口34之间具有其他吸入口、喷出口。另外，旋转机械1也可以在轴线方向da上在膨胀部吸入口35与膨胀部喷出口36之间具有其他吸入口、喷出口。
具体而言，作为第二变形例，如图3所示，壳体3在压缩部吸入口33与压缩部喷出口34之间具有第二压缩部吸入口41、以及第二压缩部喷出口42。第二压缩部吸入口41在比压缩部吸入口33靠下游侧的位置，向壳体3的内部的膨胀部6的中途导入气体g。第二压缩部喷出口42在比第二压缩部吸入口41靠下游侧且比压缩部喷出口34靠上游侧的位置，将压缩后的气体g从压缩部5的中途向壳体3的外部排出。
并且，壳体3在膨胀部吸入口35与膨胀部喷出口36之间具有第二膨胀部喷出口45、第二膨胀部吸入口46、以及第三膨胀部喷出口47。第二膨胀部喷出口45在比膨胀部吸入口35靠下游侧的位置，将膨胀后的气体g从膨胀部6的中途向壳体3的外部排出。第二膨胀部吸入口46在比第二膨胀部喷出口45靠下游侧且比第三膨胀部喷出口47靠上游侧的位置，向壳体3的内部的压缩部5的中途导入气体g。第三膨胀部喷出口47在比第二膨胀部吸入口46靠下游侧且比膨胀部喷出口36靠上游侧的位置，将膨胀后的气体g从膨胀部6的中途向壳体3的外部排出。
另外，在本实施方式中，作为压缩叶轮51、膨胀叶轮61，举出了封闭式叶轮为例，但并不限定于这样的结构。例如，压缩叶轮51、膨胀叶轮61也可以是不具有罩的开放式叶轮。另外，在配置有多个压缩叶轮51、膨胀叶轮61的情况下，封闭式叶轮和开放式叶轮也可以混合存在。
另外，推力轴承9的配置位置并不限定于本实施方式的位置。例如，推力轴承9也可以在轴线方向da上配置于径向轴承4a与压缩部5之间。另外，推力轴承9也可以配置于接近径向轴承4b的位置。此时，推力轴承9也可以配置于径向轴承4b与膨胀部6之间、或径向轴承4b与第二端部2b之间。
另外，在上述实施方式中，针对旋转机械1的各部分而示出了概略性的结构，但关于其具体结构没有任何限定
＜附记>
实施方式所记载的旋转机械1例如如以下那样进行掌握。
(1)第一方案的旋转机械1具备：旋转轴2，其绕轴线o旋转；壳体3，其覆盖所述旋转轴2；一对径向轴承4a及4b，其固定于所述壳体3，将所述旋转轴2支承为绕所述轴线o旋转自如；压缩部5，其在所述壳体3内配置于所述轴线o延伸的轴线方向da上的所述一对径向轴承4a及4b之间，对从所述壳体3的外部导入的流体进行压缩；膨胀部6，其在所述壳体3内在所述轴线方向da上的所述一对径向轴承4a及4b之间与所述压缩部5并排地配置，使从所述壳体3的外部导入的所述流体膨胀；以及推力轴承9，其在所述轴线方向da上配置于相对于所述压缩部5及所述膨胀部6而接近所述旋转轴2的第一端部2a或第二端部2b的位置，在所述轴线方向da上支承所述旋转轴2，所述压缩部5具备压缩叶轮51，该压缩叶轮51固定于所述旋转轴2而与所述旋转轴2一体地旋转，从而对流入内部的所述流体进行压缩，所述膨胀部6具备膨胀叶轮61，该膨胀叶轮61固定于所述旋转轴2而与所述旋转轴2一体地旋转，从而使流入内部的所述流体膨胀，所述壳体3具有：压缩部吸入口33，其向所述压缩部5导入压力在所述压缩部5中最低的所述流体；压缩部喷出口34，其将被所述压缩部5压缩而压力在所述压缩部5中最高的所述流体向所述壳体3的外部排出；膨胀部吸入口35，其向所述膨胀部6导入压力在所述膨胀部6中最高的所述流体；以及膨胀部喷出口36，其将在所述膨胀部6中膨胀而压力在所述膨胀部6中最低的所述流体向所述壳体3的外部排出，在所述轴线方向da上，在所述压缩部吸入口33、所述压缩部喷出口34、所述膨胀部吸入口35以及所述膨胀部喷出口36之中，所述压缩部吸入口33配置于最接近所述第一端部2a的位置，所述膨胀部喷出口36配置于最接近所述第二端部2b的位置。
在这样的旋转机械1中，压缩叶轮51以及膨胀叶轮61仅配置于一对径向轴承4a及4b之间。由此，在一对径向轴承4a及4b的外侧不配置作为重物的叶轮，从而能够提高旋转轴2的转子动态特性。并且，在壳体3中，压缩部吸入口33、压缩部喷出口34、膨胀部吸入口35以及膨胀部喷出口36在轴线方向da上依次从第一端部2a排列配置。膨胀叶轮61在壳体3内，在一对径向轴承4a及4b之间与压缩部5并排地配置。即，压缩叶轮51与膨胀叶轮61在轴线方向da上彼此朝向相反侧地配置。在这样的结构中，由于压缩流体而作用于压缩叶轮51的轴线方向da上的推力fs1在轴线方向da上以朝向第一端部2a的方式产生。另外，由于使流体膨胀而作用于膨胀叶轮61的轴线方向da上的推力fs2在轴线方向da上以朝向第二端部2b的方式产生。其结果是，作用于压缩叶轮51的推力fs1和作用于膨胀叶轮61的推力fs2相互抵消。由此，能够抑制作用于旋转轴2的推力。
(2)对于第二方案的旋转机械1，在(1)的旋转机械1的基础上，所述膨胀部6具备在所述轴线方向da上隔开间隔地配置的多个所述膨胀叶轮61。
通过在多个膨胀叶轮61使流体逐渐膨胀，能够抑制在使流体膨胀时产生的损失，从而能够高效地使流体膨胀。另外，在膨胀部6中，旋转轴2由于流体膨胀时的能量而旋转。此时，通过使流体逐渐膨胀，能够高效地回收该能量。
(3)对于第三方案的旋转机械1，在(1)或(2)的旋转机械1基础上，所述压缩部5具备在所述轴线方向da上隔开间隔地配置的多个所述压缩叶轮51。
通过多个压缩叶轮51，能够应对高压的喷出压。
(4)对于第四方案的旋转机械1，在(1)至(3)中任一旋转机械1的基础上，所述旋转机械1还具备连接所述压缩部喷出口34与所述膨胀部吸入口35的送给部7，所述送给部7具有回收所述流体的热量的热交换器72。
由此，利用热交换器72吸收被压缩部5压缩而成为高温的流体的热量，从而能够有效利用流体的热量。另外，由于利用热交换器72回收流体的热量，流体的温度降低。在膨胀部6使温度降低了的流体膨胀，从而使流体g成为更低温及更低压。由此，能够将旋转机械1有效利用为例如冷冻机等。
(5)对于第五方案的旋转机械1，在(1)至(4)中任一旋转机械1的基础上，在所述壳体3中，所述压缩部吸入口33、所述压缩部喷出口34、所述膨胀部吸入口35以及所述膨胀部喷出口36在所述轴线方向da上从所述第一端部2a朝向所述第二端部2b依次排列配置。
工业实用性
根据本发明的旋转机械，能够提高旋转轴的转子动态特性。
1.一种旋转机械，其中，
所述旋转机械具备：
旋转轴，其绕轴线旋转；
壳体，其覆盖所述旋转轴；
一对径向轴承，其固定于所述壳体，将所述旋转轴支承为绕所述轴线旋转自如；
压缩部，其在所述壳体内配置于所述轴线延伸的轴线方向上的所述一对径向轴承之间，对从所述壳体的外部导入的流体进行压缩；
膨胀部，其在所述壳体内在所述轴线方向上的所述一对径向轴承之间与所述压缩部并排地配置，使从所述壳体的外部导入的所述流体膨胀；以及
推力轴承，其在所述轴线方向上配置于相对于所述压缩部及所述膨胀部而接近所述旋转轴的第一端部或第二端部的位置，在所述轴线方向上支承所述旋转轴，
所述压缩部具备压缩叶轮，该压缩叶轮固定于所述旋转轴而与所述旋转轴一体地旋转，从而对流入内部的所述流体进行压缩，
所述膨胀部具备膨胀叶轮，该膨胀叶轮固定于所述旋转轴而与所述旋转轴一体地旋转，从而使流入内部的所述流体膨胀，
所述壳体具有：
压缩部吸入口，其向所述压缩部导入压力在所述压缩部中最低的所述流体；
压缩部喷出口，其将被所述压缩部压缩而压力在所述压缩部中最高的所述流体向所述壳体的外部排出；
膨胀部吸入口，其向所述膨胀部导入压力在所述膨胀部中最高的所述流体；以及
膨胀部喷出口，其将在所述膨胀部中膨胀而压力在所述膨胀部中最低的所述流体向所述壳体的外部排出，
在所述轴线方向上，在所述压缩部吸入口、所述压缩部喷出口、所述膨胀部吸入口以及所述膨胀部喷出口之中，所述压缩部吸入口配置于最接近所述第一端部的位置，所述膨胀部喷出口配置于最接近所述第二端部的位置。
2.根据权利要求1所述的旋转机械，其中，
所述膨胀部具备在所述轴线方向上隔开间隔地配置的多个所述膨胀叶轮。
3.根据权利要求1或2所述的旋转机械，其中，
所述压缩部具备在所述轴线方向上隔开间隔地配置的多个所述压缩叶轮。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的旋转机械，其中，
所述旋转机械具备连接所述压缩部喷出口与所述膨胀部吸入口的送给部，
所述送给部具有回收所述流体的热量的热交换器。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的旋转机械，其中，
在所述壳体中，所述压缩部吸入口、所述压缩部喷出口、所述膨胀部吸入口以及所述膨胀部喷出口在所述轴线方向上从所述第一端部朝向所述第二端部依次排列配置。
技术总结