CN114423953A - 涡轮压缩机 - Google Patents
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Abstract
为了利用简单的结构对涡轮压缩机(10)的电动机(20)的线圈进行冷却,在设置于进行制冷循环的制冷剂回路(70)且对制冷剂进行压缩的涡轮压缩机中,在利用轴承(40)支承与叶轮(30)和电动机(20)连结的驱动轴(26)的轴承保持架(51、52)形成供制冷剂流动的制冷剂通路(56)、以及从制冷剂通路(56)朝向电动机(20)的线圈末端(24、25)喷射制冷剂的多个喷射口(57),在轴承保持架(51、52)的周向上分散地形成喷射口(57)。
Description
技术领域
本发明涉及涡轮压缩机。
背景技术
以往,公知具有叶轮、电动机、以及与叶轮和电动机连结的驱动轴的涡轮压缩机。在上述电动机中,为了对线圈进行冷却,设置与线圈末端对置的冷却部件,从冷却部件向线圈末端吹出冷却液(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-051130号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1中,为了对电动机的线圈进行冷却而设置专用的冷却部件,结构容易变得复杂。
本发明的目的在于,在涡轮压缩机中,利用简单的结构对电动机的线圈进行冷却。
用于解决课题的手段
本发明的第1方式的前提在于,涡轮压缩机具有叶轮30、电动机20、与该叶轮30和电动机20连结的驱动轴26、以及经由第1轴承40支承该驱动轴26的至少1个轴承保持架51、52,该涡轮压缩机设置于进行制冷循环的制冷剂回路70且对制冷剂进行压缩。
第1方式的涡轮压缩机的特征在于,上述轴承保持架51、52具有供制冷剂流动的制冷剂通路56、以及从该制冷剂通路56朝向上述电动机20的线圈末端24、25喷射制冷剂的多个喷射口57,上述喷射口57在上述轴承保持架51、52的周向上分散地形成。
在第1方式中,在制冷剂通路56中流动的制冷剂从在轴承保持架51、52的周向上分散地形成的多个喷射口57朝向电动机20的线圈末端24、25喷射。由于多个喷射口57在周向上分散地形成,因此,能够向电动机20的线圈末端24、25的整体吹出制冷剂。由此,根据第1方式,能够利用仅在轴承保持架51、52的周向上分散地形成多个喷射口57这样的简单结构,均匀地对线圈末端24、25进行冷却。
本发明的第2方式在第1方式中,其特征在于,上述第1轴承是磁轴承40。
在第2方式中,在保持磁轴承40的轴承保持架51、52形成制冷剂通路56和喷射口57,由此,除了能够对电动机20的线圈末端24、25进行冷却以外,还能够利用在制冷剂通路56中流动的制冷剂对磁轴承40进行冷却。
本发明的第3方式在第2方式中,其特征在于,上述涡轮压缩机还具有第2轴承80,该第2轴承80是上述磁轴承40的辅助轴承,上述轴承保持架51、52形成有从上述制冷剂通路56向上述第2轴承80供给制冷剂的分支通路81。
在第3方式中,在制冷剂通路56中流动的制冷剂除了向电动机20的线圈末端24、25吹出以外,还向分支通路81分流而供给到第2轴承80。由此,电动机20的线圈末端和第2轴承80被冷却。
本发明的第4方式在第1~第3方式中的任意一个方式中,其特征在于,上述制冷剂通路56包括呈环状形成于上述轴承保持架51、52的环状通路58。
在第3方式中,制冷剂在环状通路58中流动,因此,能够容易地使能够均匀地对电动机20的线圈末端24、25进行冷却的结构实用化,而且,能够对第1轴承40的整体进行冷却。
本发明的第5方式在第1~第4方式中的任意一个方式中,其特征在于,上述轴承保持架51、52具有相对于上述电动机20位于配置有上述叶轮30的一侧的第1轴承保持架51、以及相对于上述电动机20位于与上述第1轴承保持架51相反一侧的第2轴承保持架52,来自各轴承保持架51、52的喷射口57的制冷剂的喷射量能够单独调节。
在第4方式中,能够单独地调节来自各轴承保持架51、52的喷射口57的制冷剂的喷射量,因此,能够仅对温度高的线圈末端24、25进行冷却。由此,能够无浪费地对电动机20的线圈进行冷却。
本发明的第6方式在第5方式中,其特征在于,来自上述第1轴承保持架51的喷射口57的制冷剂的喷射量以上述电动机20的第1温度为基准进行调节,来自上述第2轴承保持架52的喷射口57的制冷剂的喷射量以上述电动机20的第2温度为基准进行调节,上述第1温度和上述第2温度是上述电动机20中的彼此不同的部分的温度。
在第6方式中,使第1温度和上述第2温度成为电动机20中的彼此不同的部分的温度,因此,能够将从第1轴承保持架51的喷射口57喷射的制冷剂量和从第2轴承保持架52的喷射口57喷射的制冷剂量以各自对应的部分的温度为基准适当地进行调整。由此,能够无浪费地对电动机20的线圈进行冷却。
附图说明
图1是实施方式1的涡轮压缩机的剖视图,示出轴承保持架的制冷剂通路和制冷剂回路被连接起来的状态。
图2是示出第1冷却动作的制冷剂的流动的图。
图3是示出第2冷却动作的制冷剂的流动的图。
图4是从马达侧观察轴承机架的立体图。
图5是从与马达相反一侧观察轴承机架的立体图。
图6是轴承机架的立体剖视图。
图7是在轴承机架安装了磁轴承的状态的立体剖视图。
图8是实施方式2的涡轮压缩机的剖视图,示出轴承保持架的制冷剂通路和制冷剂回路被连接起来的状态。
具体实施方式
(实施方式1)
对实施方式1进行说明。本实施方式1的涡轮压缩机10设置于进行蒸汽压缩式制冷循环的制冷剂回路,对制冷剂进行压缩。另外,在各图中,将右侧(换言之为叶轮30侧)设为“前侧”,将左侧设为“后侧”。
-涡轮压缩机的结构-
如图1所示,涡轮压缩机10具有机壳11、电动机20、叶轮30、作为第1轴承的磁轴承40、控制部91和电源部92。磁轴承40在电动机20的前侧和后侧各配置一个。涡轮压缩机10还具有与叶轮30和电动机20连结的驱动轴26、以及经由各磁轴承40支承驱动轴26的2个轴承保持架51、52。
机壳11形成为两端封闭的圆筒状,以圆筒轴线成为水平朝向的方式进行配置。机壳11内的空间由壁部14来划分。比壁部14靠后侧的空间是用于收纳电动机20和磁轴承40的驱动机构空间15。比壁部14靠前侧的空间是用于收纳叶轮30的叶轮空间16。
<电动机>
电动机20具有转子22和定子23。转子22以与驱动轴26成为同轴状的方式固定于驱动轴26。转子22被配置成,该转子22的外周面隔着规定距离的气隙21而与定子23的内周面对置。定子23固定于机壳11的内周面。在该实施方式1中,电动机20设为所谓的永磁体同步马达。电动机20以驱动轴26的轴心O的方向成为水平朝向的方式收纳于驱动机构空间15。
在以下的说明中,“轴向”是指旋转轴方向,换言之是驱动轴26的轴心O的方向。“径向”是指与驱动轴26的轴向正交的方向。“外周侧”是指离驱动轴26的轴心O更远的一侧。“内周侧”是指离驱动轴26的轴心O更近的一侧。“周向”是指以驱动轴26的轴心O为基准的周向。
<叶轮>
叶轮30利用未图示的多个叶片以外形成为大致圆锥形状的方式形成。叶轮30以固定于驱动轴26的一端部(在该例子中为前侧端部)而与驱动轴26一体地旋转的状态收纳于叶轮空间16。在机壳11设置有与叶轮空间16连通的吸入管12和喷出管13。在叶轮空间16的外周部形成有压缩空间17。吸入管12是为了将作为工作流体的气体制冷剂从制冷剂回路的蒸发器72引导至叶轮空间16内而设置的。喷出管13是为了将在叶轮空间16内压缩后的高压的气体制冷剂送出到制冷剂回路的冷凝器(放热器)71而设置的。在图1中,省略制冷剂回路的配管系统。
<磁轴承>
磁轴承40构成为利用电磁力以非接触的方式支承驱动轴26。在本实施方式1中,磁轴承40以在轴向上隔着电动机20而彼此对置的方式配置有2个。各磁轴承40具有固定于驱动轴26的转子41、以及与转子41隔开规定的距离配置的定子42。
在磁轴承中,存在径向磁轴承和推力磁轴承。在本实施方式1中,仅图示了径向磁轴承。
在本实施方式1中,省略在磁轴承40的故障时等支承驱动轴26的辅助轴承即触底轴承(第2轴承)。触底轴承在实施方式2中进行说明。
<轴承保持架>
轴承保持架51、52具有相对于电动机20位于配置有叶轮30的一侧、换言之为前侧的第1轴承保持架51、以及相对于电动机20位于与第1轴承保持架51相反一侧、换言之为后侧的第2轴承保持架52。第1轴承保持架51和第2轴承保持架52形成为彼此相同的形状。
如图4~图7所示,各轴承保持架51、52形成为圆环状。轴承保持架51、52为在外周面具有阶梯差的形状,具有大径部53、中径部54和小径部55。在机壳11设置有对应的形状的安装部18。
各轴承保持架51、52具有供制冷剂流动的制冷剂通路56、以及从制冷剂通路56朝向电动机20的线圈末端24、25喷射制冷剂的多个喷射口57。关于该线圈末端24、25,在以下的说明中,将电动机20的前侧的线圈末端称为第1线圈末端24,将后侧的线圈末端称为第2线圈末端25。
制冷剂通路56具有呈环状形成于与轴承保持架51、52的小径部55对应的内周面的环状槽(环状通路)58、以及在径向上贯通小径部55并与环状槽58连通的导入路59。在将轴承保持架51、52的靠马达侧的侧面设为第1侧面50a时,喷射口57贯通该第1侧面50a而向轴向延伸,与环状槽58连通。喷射口57在各轴承保持架51、52的周向上以45°间隔分散地形成有8个。该角度可以变更,也可以不是等分地配置喷射口57。
轴承保持架51、52在第1侧面50a的内周侧具有保持部50c,该保持部50c比与磁轴承40嵌合的嵌合面50b向径向内侧突出。环状槽58形成于保持部50c侧的角部。
第1轴承保持架51的导入路59和第2轴承保持架52的导入路59利用主供给管60、第1分支供给管61和第2分支供给管62而与制冷剂回路的冷凝器71并联连接。主供给管60的一端与冷凝器71连接,供在冷凝器71中冷凝后的液体制冷剂的一部分流动。主供给管60的另一端与第1分支供给管61和第2分支供给管62的一端连接。第1分支供给管61的另一端与第1轴承保持架51的导入路59连通,第2分支供给管62的另一端与第2轴承保持架52的导入路59连通。在主供给管60设置有第1开闭阀63,在第1分支供给管61设置有第2开闭阀64。
在上述结构中,当在打开了第1开闭阀63的状态下打开第2开闭阀64时,从第1轴承保持架51的喷射口57和第2轴承保持架52的喷射口57向电动机20的第1线圈末端24和第2线圈末端25双方喷射制冷剂。当在打开了第1开闭阀63的状态下关闭第2开闭阀64时,从第2轴承保持架52的喷射口57向电动机20的第2线圈末端25喷射制冷剂。当关闭第1开闭阀63时,第1轴承保持架51的喷射口57和第2轴承保持架52的喷射口57双方均成为不喷射制冷剂的状态。这样,来自各轴承保持架51、52的喷射口57的制冷剂的喷射量能够单独调节。
在机壳11和制冷剂回路的冷凝器72连接有回收管65。从各喷射口57喷射的液体制冷剂从机壳11的内部通过回收管65回收到冷凝器72。
<控制部>
控制部91根据能够检测磁轴承40中的转子41与定子42之间的间隙的间隙传感器(未图示)的检测值,输出用于对向磁轴承40供给的电力进行控制的电力指令值,以使驱动轴26的位置成为期望的位置。例如,控制部91包括搭载于控制基板上的微计算机93、以及存储用于使微计算机进行动作的软件的存储器设备94。控制部91与设置于涡轮压缩机10的温度传感器、间隙传感器等连接,对涡轮压缩机10的运转进行控制。
<电源部>
电源部92根据来自控制部91的电力指令值向磁轴承40供给电力。例如,电源部92能够由PWM(Pulse Width Modulation:脉冲宽度调制)放大器构成。
-涡轮压缩机的运转动作-
对涡轮压缩机10的运转动作进行说明。在向电动机20供给电力后,电动机20的转子22旋转,由此,驱动轴26和叶轮30旋转。叶轮30旋转,由此,制冷剂从吸入管12吸入到叶轮空间16而被压缩。压缩后的制冷剂通过喷出管13从叶轮空间16喷出。从涡轮压缩机10喷出的制冷剂在制冷剂回路70中循环,进行在冷凝器71中放热、且在蒸发器72中吸热的制冷循环动作。
-对电动机的线圈进行冷却的动作-
对电动机20的线圈的冷却动作进行说明。
在本实施方式1中,当电动机20的线圈的温度上升到规定值时,进行向线圈末端24、25喷射液体制冷剂而对线圈进行冷却的动作。因此,如上所述,虽然没有图示,但是,在该涡轮压缩机10设置有检测线圈的温度的温度传感器。
<第1冷却动作>
当第1线圈末端24和第2线圈末端25双方的温度达到规定值时,进行图2所示的第1冷却动作。在第1冷却动作中,第1开闭阀63和第2开闭阀64双方被打开。这样,如图2所示,液体制冷剂从冷凝器71流过主供给管60,液体制冷剂进一步在第1分支供给管61和第2分支供给管62中流动。液体制冷剂从第1轴承保持架51和第2轴承保持架52的各导入路59流入制冷剂通路56的环状槽58,充满环状槽58的整体。
制冷剂进一步流入环状槽58,因此,剩余的制冷剂从第1轴承保持架51的喷射口57和第2轴承保持架52的喷射口57双方喷射。从喷射口57喷射的制冷剂向各线圈末端24、25吹出。通过向各线圈末端24、25吹出液体制冷剂,由此,电动机20的线圈被冷却。
向第1线圈末端24吹出的制冷剂通过回收管65导入蒸发器72。向第2线圈末端25吹出的制冷剂通过气隙21而与从第1线圈末端24喷射的制冷剂汇合,通过回收管65导入蒸发器72。流入蒸发器72的制冷剂与在制冷剂回路70中循环的制冷剂汇合,并从吸入管12吸入到涡轮压缩机10,在叶轮空间16中被压缩,从喷出管13喷出。
<第2冷却动作>
在第2线圈末端25的温度达到规定值、而第1线圈末端24的温度未达到规定值的情况下,换言之,仅第2线圈末端25成为高温的情况下,进行图3所示的第2冷却动作。在第2冷却动作中,第1开闭阀63打开,第2开闭阀64关闭。这样,如图3所示,液体制冷剂从冷凝器71流过主供给管60,进而在第2分支供给管62中流动。液体制冷剂不在第1分支供给管61中流动,因此,未被供给到第1轴承保持架51的制冷剂通路56。第2分支供给管62的液体制冷剂从第2轴承保持架52的导入路59流入制冷剂通路56的环状槽58,充满环状槽58的整体。
制冷剂进一步流入环状槽58,因此,关于剩余的制冷剂,从第2轴承保持架52的喷射口57喷射液体制冷剂。从喷射口57喷射的制冷剂向第2线圈末端25吹出。通过向第2线圈末端25吹出液体制冷剂,由此,电动机20的线圈被冷却。
向第2线圈末端25吹出的制冷剂通过气隙21,进而通过回收管65导入蒸发器72。流入蒸发器72的制冷剂与在制冷剂回路70中循环的制冷剂汇合,从吸入管12吸入到涡轮压缩机10,在叶轮空间16中被压缩,从喷出管13喷出。
<冷却动作的停止>
在第1线圈末端24和第2线圈末端25的温度均未达到规定值的情况下,判断为不需要进行线圈的冷却。该情况下,第1开闭阀63关闭。这样,液体制冷剂不会从冷凝器71供给到各轴承保持架51、52的制冷剂通路56。由此,不从各轴承保持架51、52向各线圈末端24、25吹出制冷剂。
-实施方式1的效果-
在本实施方式1中,在各轴承保持架51、52形成供制冷剂流动的制冷剂通路56、以及从制冷剂通路56朝向电动机20的线圈末端24、25喷射制冷剂的多个喷射口57,使多个喷射口57在轴承保持架51、52的周向上分散。
这里,以往,设置与线圈末端对置的专用的冷却部件,从冷却部件向线圈末端吹出冷却液。因此,在现有的结构中,需要专用的冷却部件,因此,结构容易变得复杂。例如在设置使用配管、喷嘴这样的复杂结构的冷却用部件时,可能存在振动、噪音或冷却用部件的损伤,但是,在本实施方式1中,使用轴承保持架51、52作为冷却用部件,因此,还能够抑制产生这种问题。
与此相对,在本实施方式1中,利用轴承保持架51、52向电动机20的线圈末端24、25吹出制冷剂。由此,不需要专用的冷却部件,能够利用简单的结构对电动机20的线圈进行冷却。
具体而言,在轴承保持架51、52的制冷剂通路56中流动的制冷剂从在轴承保持架51、52的周向上分散地形成的多个喷射口57朝向电动机20的线圈末端24、25喷射。多个喷射口57在周向上分散地形成,因此,能够向电动机20的线圈末端24、25的整体吹出制冷剂。由此,根据本实施方式1,能够利用仅在轴承保持架51、52的周向上分散地形成多个喷射口57这样的简单结构,均匀地对线圈末端24、25进行冷却,进而能够均匀地对电动机20的线圈的整体进行冷却。
此外,在本实施方式1中,在轴承保持架51、52的周向上分散地形成多个喷射口57,能够均匀地对电动机20的线圈的整体进行冷却,因此,能够节约冷却用的制冷剂量。
在本实施方式1中,在轴承保持架51、52形成制冷剂通路56和喷射口58即可,不需要复杂形状的冷却用的部件。由此,在本实施方式1中,能够抑制对线圈进行冷却的结构变得复杂。其结果是,能够抑制涡轮压缩机10的成本变高。
在本实施方式1中,轴承是磁轴承40,制冷剂通路56包括呈环状形成于各轴承保持架51、52的环状通路58。
在该结构中,制冷剂在环状通路58中流动,因此,能够容易地使能够均匀地对电动机20的线圈末端24、25进行冷却的结构实用化。而且,制冷剂通路56包括环状通路58,因此,能够对第1轴承40的整体进行冷却。
在本实施方式1中,来自第1轴承保持架51的喷射口57的制冷剂的喷射量和来自第2轴承保持架52的喷射口57的制冷剂的喷射量能够单独调节。具体而言,在与第2轴承保持架52的制冷剂通路56连通的主供给管60设置第1开闭阀63,并且,在与第1轴承保持架51的制冷剂通路56连通的第1分支供给管61设置第2开闭阀64,单独地对第1开闭阀63和第2开闭阀64进行开闭。
根据该结构,如图2、图3所示,能够进行向第1线圈末端24和第2线圈末端25双方喷射制冷剂的第1冷却动作、以及仅向第2线圈末端25喷射制冷剂的第2冷却动作。这样,在本实施方式1中,能够单独地对来自各轴承保持架51、52的喷射口57的制冷剂的喷射进行控制。由此,能够无浪费地对电动机20的线圈进行冷却。
在本实施方式1中,作为制冷剂通路56,在轴承保持架51、52的内周面中的靠保持部50c侧的角部形成有环状槽58。通过在该位置形成环状槽58,由此,环状槽58还作为对轴承保持架51、52的内周面进行机械加工时的刀具避让部发挥功能。因此,也可以不额外形成刀具避让部,能够抑制轴承保持架51、52的结构变得复杂。
-实施方式1的变形例-
作为上述实施方式1的变形例,也可以将主供给管60的第1开闭阀63置换为第1流量调整阀(未图示),将第1分支供给管61的第2开闭阀64置换为第2流量调整阀。
在该结构中,从第1轴承保持架51的喷射口57喷射的制冷剂的喷射量以电动机20的第1温度为基准进行调节。作为电动机20的第1温度,使用电动机20的第1线圈末端24的温度。从第2轴承保持架52的喷射口57喷射的制冷剂的喷射量以电动机20的第2温度为基准进行调节。作为电动机20的第2温度,使用电动机20的气隙21内的温度或槽隙内的线圈温度。
这样,在变形例的涡轮压缩机10中,第1温度和上述第2温度设为电动机20中的彼此不同的部分的温度。
在该变形例中,来自对电动机20的第2线圈末端25进行冷却的第2轴承保持架52的制冷剂的喷射量以气隙21内的(气体的)温度或槽隙内的线圈温度为基准进行调整。
关于电动机20的第1线圈末端24,如图3所示,在仅向第2线圈末端25吹出制冷剂的情况下,通过气隙21后的制冷剂的温度上升,由此,认为第1线圈末端24成为高温。该情况下,以第1线圈末端24的温度为基准对来自第1轴承保持架52的制冷剂的喷射量进行调整。换言之,在仅通过从第2轴承保持架52喷射制冷剂就能够在抑制第2线圈末端25的温度上升的基础上还抑制第1线圈末端24的温度上升的情况下,抑制从第1轴承保持架51喷射制冷剂。
根据本变形例,将第1温度设为电动机20的第1线圈末端24的温度,将第2温度设为电动机20的气隙21内的温度或槽隙内的线圈温度,使第1温度和上述第2温度成为电动机20中的彼此不同的部分的温度。
这里,在仅以温度最高的位置为基准进行冷却动作时,根据场所可能成为过度冷却,以制冷剂的浪费的量使压缩机的效率降低。
与此相对,在本实施方式1中,能够将从第1轴承保持架51的喷射口57喷射的制冷剂量和从第2轴承保持架52的喷射口57喷射的制冷剂量以各自对应的部分的温度为基准适当地调整,抑制过度冷却,由此,减少冷却用的制冷剂的浪费,能够抑制压缩机的效率降低。
(实施方式2)
对图8所示的实施方式2进行说明。实施方式2的涡轮压缩机10在磁轴承40即第1轴承的基础上,具有辅助轴承80即第2轴承。第2轴承是在磁轴承40的故障时等支承驱动轴26的所谓触底轴承80。本实施方式2的触底轴承80使用滚动轴承(球轴承)。关于触底轴承80,在磁轴承40正常发挥功能的状态下,内圈不与驱动轴26接触,在磁轴承40发生故障等时,内圈和驱动轴26接触,作为轴承发挥功能。
本实施方式2的各轴承保持架51、52是具有对磁轴承40的定子进行保持的第1保持部85和对触底轴承80的外圈进行保持的第2保持部86的一体部件。在各轴承保持架51、52形成有从制冷剂通路56向触底轴承80供给制冷剂的分支通路81。分支通路81的开口端构成为第2喷射口82。
在图8中没有示出,但是,在实施方式2的涡轮压缩机10设置有使从第2喷射口82喷射的制冷剂朝向电动机20的方向流动的机构。例如,能够在磁轴承(径向磁轴承)40与触底轴承80之间配置未图示的推力磁轴承,利用推力磁轴承中作用于流体的离心力,使从第2喷射口82喷射的制冷剂朝向电动机20的线圈流动。
具体而言,在推力磁轴承中,定子与转子之间的气隙是圆锥状的微细间隙,从气隙的小径侧朝向大径侧作用有送出周围存在的流体的力(离心力)。因此,以气隙的小径侧指向触底轴承80、且气隙的大径侧指向径向磁轴承40和电动机20的朝向,将推力磁轴承配置于驱动轴26上。在这样构成时,产生从触底轴承80朝向电动机20的流体的流动,在制冷剂中也作用有沿着该流动而移动的方向的力。
在本实施方式2中的第1冷却动作中,当第1线圈末端24和第2线圈末端25双方的温度达到规定值时,第1开闭阀63和第2开闭阀64双方被打开。这样,如图2所示,液体制冷剂从冷凝器71流过主供给管60,液体制冷剂进一步在第1分支供给管61和第2分支供给管62中流动。液体制冷剂从第1轴承保持架51和第2轴承保持架52的各导入路59流入制冷剂通路56的环状槽58,充满环状槽58的整体。
制冷剂进一步流入环状槽58,因此,剩余的制冷剂从第1轴承保持架51的喷射口57和第2轴承保持架52的喷射口57双方喷射。从喷射口57喷射的制冷剂向各线圈末端24、25吹出。通过向各线圈末端24、25吹出液体制冷剂,由此,电动机20的线圈被冷却。环状槽58的剩余的制冷剂还流入分支通路81,并从第2喷射口82喷射。从第2喷射口82喷射的制冷剂对触底轴承80进行冷却,并通过推力磁轴承(未图示)和径向磁轴承40朝向电动机20的线圈末端流动。
向第1线圈末端24吹出的制冷剂通过回收管65导入蒸发器72。向第2线圈末端25吹出的制冷剂通过气隙21而与从第1线圈末端24喷射的制冷剂汇合,通过回收管65导入蒸发器72。流入蒸发器72的制冷剂与在制冷剂回路70中循环的制冷剂汇合,从吸入管12吸入到涡轮压缩机10,在叶轮空间16中被压缩,从喷出管13喷出。
在对第2线圈末端25进行冷却的第2冷却动作中,打开第1开闭阀63,关闭第2开闭阀64,由此,将制冷剂导入第2轴承保持架52的制冷剂通路56。此后的动作与第1冷却动作基本相同,这里省略具体说明。
根据本实施方式2,在得到实施方式1的效果的基础上,能够对触底轴承80进行冷却。以往,包括电动机20的转子22、磁轴承40的转子41的旋转系统的质量较大,在旋转速度较快的情况下等,作为触底轴承80的滚珠(滚动体)的热膨胀对策,有时需要利用高价的陶瓷形成滚珠(滚动体)。与此相对,在本实施方式2中,能够对触底轴承80进行冷却,因此,不需要热膨胀对策,能够抑制成本升高。
(其他实施方式)
上述实施方式也可以采用以下这种结构。
例如,在上述实施方式1、2中,在第1轴承保持架51和第2轴承保持架52双方设置制冷剂通路56和喷射口57,但是,也可以构成为在轴承保持架51、52中的至少一方设置制冷剂通路56和喷射口57。该情况下,可以在第2轴承保持架52设置制冷剂通路56和喷射口57。
在上述实施方式1、2中,使用磁轴承40作为第1轴承,但是,第1轴承也可以是滚动轴承、滑动轴承等磁轴承以外的轴承。
在上述实施方式1、2中,向电动机20的线圈末端24、25喷射液体制冷剂,但是,也可以构成为代替液体制冷剂而将气体制冷剂喷射到线圈末端24、25。
在上述实施方式1、2中,作为制冷剂通路56,在轴承保持架51、52形成环状槽58,但是,只要是与在轴承保持架51、52的周向上分散地形成的多个喷射口57连通的通路即可,也可以将环状槽以外的通路形成于轴承保持架51、52。
在上述实施方式1、2中,使喷射口57成为向驱动轴26的轴向延伸的通路,但是,喷射口57的朝向也可以根据轴承保持架51、52的形状、线圈末端24、25的位置进行变更。
在上述实施方式1中,能够单独地调整来自第1轴承保持架51的喷射口57的制冷剂的喷射量和来自第2轴承保持架52的喷射口57的制冷剂的喷射量,但是,不需要必须这样,也可以以电动机20的1个部位的温度为基准对来自多个轴承保持架51、52的喷射口57的制冷剂的喷射量进行调节。
以上说明了实施方式和变形例,但是,能够理解为能够在不脱离权利要求书的主旨和范围的情况下进行方式和详细情况的多种变更。此外,只要不损害本发明的对象的功能,则以上的实施方式和变形例可以适当组合或置换。
产业上的可利用性
如以上说明的那样,本发明对于涡轮压缩机是有用。
标号说明
10涡轮压缩机
20电动机
24第1线圈末端
25第2线圈末端
26驱动轴
30叶轮
40磁轴承(轴承)
51第1轴承保持架
52第2轴承保持架
56制冷剂通路
57喷射口
58环状槽(环状通路)
70制冷剂回路
Claims (6)
1.一种涡轮压缩机,其具有叶轮(30)、电动机(20)、与该叶轮(30)和电动机(20)连结的驱动轴(26)、以及经由第1轴承(40)支承该驱动轴(26)的至少1个轴承保持架(51、52),该涡轮压缩机设置于进行制冷循环的制冷剂回路(70)且对制冷剂进行压缩,其特征在于,
上述轴承保持架(51、52)具有供制冷剂流动的制冷剂通路(56)、以及从该制冷剂通路(56)朝向上述电动机(20)的线圈末端(24、25)喷射制冷剂的多个喷射口(57),
上述喷射口(57)在上述轴承保持架(51、52)的周向上分散地形成。
2.根据权利要求1所述的涡轮压缩机,其特征在于,
上述第1轴承是磁轴承(40)。
3.根据权利要求2所述的涡轮压缩机,其特征在于,
上述涡轮压缩机还具有第2轴承(80),该第2轴承(80)是上述磁轴承(40)的辅助轴承,
上述轴承保持架(51、52)形成有从上述制冷剂通路(56)向上述第2轴承(80)供给制冷剂的分支通路(81)。
4.根据权利要求1~3中的任意一项所述的涡轮压缩机,其特征在于,
上述制冷剂通路(56)包括呈环状形成于上述轴承保持架(51、52)的环状通路(58)。
5.根据权利要求1~4中的任意一项所述的涡轮压缩机,其特征在于,
上述轴承保持架(51、52)具有相对于上述电动机(20)位于配置有上述叶轮(30)的一侧的第1轴承保持架(51)、以及相对于上述电动机(20)位于与上述第1轴承保持架(51)相反一侧的第2轴承保持架(52),
来自各轴承保持架(51、52)的喷射口(57)的制冷剂的喷射量能够单独调节。
6.根据权利要求5所述的涡轮压缩机,其特征在于,
来自上述第1轴承保持架(51)的喷射口(57)的制冷剂的喷射量以上述电动机(20)的第1温度为基准进行调节,
来自上述第2轴承保持架(52)的喷射口(57)的制冷剂的喷射量以上述电动机(20)的第2温度为基准进行调节,
上述第1温度和上述第2温度是上述电动机(20)中的彼此不同的部分的温度。
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