JP2013122331A - Refrigerator - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a refrigerator having a compression mechanism capable of getting out of a surging state by a simple constitution.SOLUTION: The refrigerator has the compression mechanism 2 compressing a refrigerant of a suction space S3 and a refrigerant passage connecting a discharge opening 22 and the suction space S3 and making the refrigerant discharged from the compression mechanism 2 flow to the suction space S3. The compression mechanism 2 has a compression section 24, a motor 25 driving the compression section 24 via a rotating shaft 26, a radial magnetic bearing 27 rotatably supporting the rotating shaft 26 in a non-contact manner, a motor casing 32 to which the refrigerant flowing in the refrigerant passage is supplied, second bypass piping 81 making the refrigerant in the motor casing 32 flow to the suction space S3, and an opening/closing mechanism 82 changed from a closed condition for blocking the flow-in of the refrigerant in the motor casing 32 into the suction space S3 to an opened condition for making the refrigerant flowing in the motor casing 32 flow into the suction space S3 when the heat generation quantity of the radial magnetic bearing 27 exceeds a predetermined quantity.

Description

本発明は、冷凍装置に関する。   The present invention relates to a refrigeration apparatus.

従来、インペラの回転による遠心力を利用して流体を圧縮する遠心式の圧縮機構が冷凍装置に採用されている。遠心式の圧縮機構は、大量の流体を吸い込み圧縮できるというメリットがある一方で、吸い込む流体の量が所定量を下回ると、サージングという吐出圧力及び流量が変動する現象が発生し圧縮機構の振動が大きくなるという問題がある。   2. Description of the Related Art Conventionally, a centrifugal compression mechanism that compresses fluid using centrifugal force generated by rotation of an impeller has been employed in a refrigeration apparatus. While the centrifugal compression mechanism has the advantage of being able to suck and compress a large amount of fluid, if the amount of fluid to be sucked is below a predetermined amount, a phenomenon of fluctuation in discharge pressure and flow rate called surging occurs, causing vibration of the compression mechanism. There is a problem of growing.

そこで、例えば、特許文献1(特開平6−346893号公報)に開示の圧縮機構では、圧縮機構システム内の圧力(吸込圧力及び吐出圧力)、流量、及び温度を検出し、シミュレータや演算器を用いてサージングの発生を予測している。そして、サージングの発生が予測される場合には、抑制制御を事前に開始したり、バイパス弁や圧縮機構の回転数を制御したりして、サージング状態から抜け出すようにしている。   Therefore, for example, in the compression mechanism disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 6-346893), the pressure (suction pressure and discharge pressure), flow rate, and temperature in the compression mechanism system are detected, and a simulator and a calculator are installed. To predict the occurrence of surging. And when generation | occurrence | production of surging is estimated, suppression control is started in advance or the rotation speed of a bypass valve or a compression mechanism is controlled, and it comes out of a surging state.

特許文献1に開示の技術では、多くのセンサが必須となる他、複雑な制御回路の組み込みが必要になるため、圧縮システムの構成が複雑化しさらに製造コストもかかるという問題がある。   In the technique disclosed in Patent Document 1, many sensors are indispensable, and a complicated control circuit is required to be incorporated. Therefore, there is a problem that the configuration of the compression system is complicated and the manufacturing cost is increased.

そこで、本発明の課題は、簡易な構成で、サージング状態から抜け出すことができる圧縮機構を備えた冷凍装置を提供することにある。   Then, the subject of this invention is providing the freezing apparatus provided with the compression mechanism which can escape from a surging state by simple structure.

本発明の第1観点に係る冷凍装置は、圧縮機構と、冷媒経路と、を備える。圧縮機構は、吸入空間を流れる冷媒を圧縮した後に吐出口を介して外に吐出する。冷媒経路は、吐出口と吸入空間とを結び圧縮機構から吐出された冷媒を吸入空間まで流す。また、圧縮機構は、圧縮部と、モータと、磁気軸受と、モータケーシングと、バイパス配管と、開閉機構と、を有する。圧縮部は、冷媒を圧縮する。モータは、圧縮部に連結された回転軸に取り付けられ、回転軸を介して圧縮部を駆動する。磁気軸受は、回転軸を非接触で回転自在に支持する。モータケーシングは、モータ及び磁気軸受を収容し冷媒経路を流れる冷媒が供給される。バイパス配管は、モータケーシング内の冷媒を吸入空間に流す。開閉機構は、開状態と閉状態との切替によってバイパス配管を開閉し、磁気軸受の発熱量が所定量を超えたときに閉状態から開状態へと変化する。開状態とは、モータケーシング内の冷媒を吸入空間へ流入させる状態である。閉状態とは、モータケーシング内の冷媒の吸入空間への流入を遮断する状態である。   The refrigeration apparatus according to the first aspect of the present invention includes a compression mechanism and a refrigerant path. The compression mechanism compresses the refrigerant flowing through the suction space and then discharges it outside through the discharge port. The refrigerant path connects the discharge port and the suction space and allows the refrigerant discharged from the compression mechanism to flow to the suction space. The compression mechanism includes a compression unit, a motor, a magnetic bearing, a motor casing, a bypass pipe, and an opening / closing mechanism. The compression unit compresses the refrigerant. The motor is attached to a rotation shaft connected to the compression unit, and drives the compression unit via the rotation shaft. The magnetic bearing supports the rotating shaft so as to be rotatable in a non-contact manner. The motor casing contains a motor and a magnetic bearing, and is supplied with refrigerant flowing through the refrigerant path. The bypass pipe flows the refrigerant in the motor casing to the suction space. The opening / closing mechanism opens and closes the bypass pipe by switching between the open state and the closed state, and changes from the closed state to the open state when the heat generation amount of the magnetic bearing exceeds a predetermined amount. The open state is a state in which the refrigerant in the motor casing flows into the suction space. The closed state is a state in which the refrigerant in the motor casing is blocked from flowing into the suction space.

ここで、例えば、磁気軸受の発熱量が所定量を超えるときとは、サージングが発生しているときである。   Here, for example, when the amount of heat generated by the magnetic bearing exceeds a predetermined amount, surging occurs.

本発明では、磁気軸受の発熱量が所定量を超えたときに、すなわち、サージングが発生したときに、閉状態から開状態へと変化する開閉機構が設けられていることによって、サージングが発生するとバイパス配管が開けられるようになっている。バイパス配管が開けられると、モータケーシング内の冷媒が吸入空間へと流れることになる。これにより、圧縮部に流入する冷媒が増加する。このように、本発明では、簡易な構成で、サージング状態から抜け出すことができる。   In the present invention, when the amount of heat generated by the magnetic bearing exceeds a predetermined amount, that is, when surging occurs, a surging occurs by providing an opening / closing mechanism that changes from the closed state to the open state. Bypass piping can be opened. When the bypass pipe is opened, the refrigerant in the motor casing flows into the suction space. Thereby, the refrigerant | coolant which flows in into a compression part increases. Thus, in the present invention, it is possible to escape from the surging state with a simple configuration.

本発明の第2観点に係る冷凍装置は、本発明の第1観点に係る冷凍装置であって、コイルへ流す電流量を制御する制御部をさらに備える。磁気軸受は、コイルを含む電磁石を有する。圧縮機構は、回転軸と磁気軸受との間の隙間の隙間寸法を検知する隙間センサをさらに有する。また、制御部は、隙間センサによって検知される隙間寸法が所定値を超えた場合に、コイルに流す電流量を増加する。   The refrigeration apparatus according to the second aspect of the present invention is the refrigeration apparatus according to the first aspect of the present invention, and further includes a control unit that controls the amount of current flowing through the coil. The magnetic bearing has an electromagnet including a coil. The compression mechanism further includes a gap sensor that detects a gap dimension of the gap between the rotating shaft and the magnetic bearing. Further, the control unit increases the amount of current flowing through the coil when the gap size detected by the gap sensor exceeds a predetermined value.

ここで、サージングが発生すると振動が起こるため、隙間センサによって検知される隙間寸法が所定値を超えることが考えられる。そして、隙間寸法が所定値を超えると、振動を抑えるために、コイルに流される電流量が増加する。すなわち、サージングが発生すると、コイルに流れる電流量が増加して磁気軸受の発熱量が増加し所定量を超えることになる。   Here, since vibration occurs when surging occurs, the gap size detected by the gap sensor may exceed a predetermined value. When the gap size exceeds a predetermined value, the amount of current flowing through the coil increases in order to suppress vibration. That is, when surging occurs, the amount of current flowing through the coil increases, and the amount of heat generated by the magnetic bearing increases, exceeding a predetermined amount.

このように、サージングが発生すると磁気軸受の発熱量が所定量を超える。よって、本発明では、磁気軸受の発熱量が所定量を超えると閉状態から開状態に変化する開閉機構を設けることによって、サージングが発生すると自然にバイパス配管が開くようになっている。よって、本発明では、簡易な構成で、サージング状態から抜け出すことができる。   Thus, when surging occurs, the amount of heat generated by the magnetic bearing exceeds a predetermined amount. Therefore, in the present invention, by providing an opening / closing mechanism that changes from a closed state to an open state when the heat generation amount of the magnetic bearing exceeds a predetermined amount, the bypass pipe is naturally opened when surging occurs. Therefore, in the present invention, it is possible to escape from the surging state with a simple configuration.

本発明の第3観点に係る冷凍装置は、本発明の第1観点又は第2観点に係る冷凍装置であって、開閉機構は、開閉部材と、接触部材とを有する。開閉部材は、バイパス配管を開閉する。接触部材は、開閉部材と磁気軸受とに接触する。また、接触部材は、温度変化により変形する温度変形部材である。接触部材が磁気軸受の発熱量が所定量を超えたときに変形することによって、開閉部材が開状態から閉状態へと変化する。   The refrigeration apparatus according to the third aspect of the present invention is the refrigeration apparatus according to the first aspect or the second aspect of the present invention, and the opening / closing mechanism includes an opening / closing member and a contact member. The opening / closing member opens and closes the bypass pipe. The contact member is in contact with the opening / closing member and the magnetic bearing. The contact member is a temperature deformation member that deforms due to a temperature change. When the contact member is deformed when the heat generation amount of the magnetic bearing exceeds a predetermined amount, the opening / closing member changes from the open state to the closed state.

本発明では、温度変形部材としての接触部材が磁気軸受に接触していることにより、接触部材は、磁気軸受の発熱量に伴って変形することが可能になる。よって、磁気軸受の発熱量が所定量を超えると、これに伴って変形が生じる接触部材に接触する開閉部材が開状態から閉状態へと変化することができる。   In the present invention, since the contact member as the temperature deforming member is in contact with the magnetic bearing, the contact member can be deformed with the amount of heat generated by the magnetic bearing. Therefore, when the calorific value of the magnetic bearing exceeds a predetermined amount, the open / close member that contacts the contact member that is deformed accordingly can be changed from the open state to the closed state.

本発明の第4観点に係る冷凍装置は、本発明の第1観点〜第3観点のいずれかに係る冷凍装置であって、放熱器をさらに備える。放熱器は、冷媒経路内に設けられ冷媒の放熱を行う。放熱器を通過した冷媒が減圧されてモータケーシング内に供給されている。   A refrigeration apparatus according to a fourth aspect of the present invention is the refrigeration apparatus according to any one of the first to third aspects of the present invention, further comprising a radiator. The radiator is provided in the refrigerant path to radiate the refrigerant. The refrigerant that has passed through the radiator is decompressed and supplied into the motor casing.

本発明では、モータを冷却できるので、モータの発熱を抑えることができる。また、モータを冷却する冷媒を利用してバイパス配管を通じて吸入空間へと流すことによって、サージング状態から抜け出すことも可能である。   In this invention, since a motor can be cooled, the heat_generation | fever of a motor can be suppressed. Further, it is possible to escape from the surging state by flowing into the suction space through the bypass pipe using the refrigerant for cooling the motor.

本発明の第1観点及び第2観点に係る冷凍装置では、簡易な構成で、サージング状態から抜け出すことができる。   In the refrigeration apparatus according to the first and second aspects of the present invention, it is possible to escape from the surging state with a simple configuration.

本発明の第3観点に係る冷凍装置では、磁気軸受の発熱量が所定量を超えると、これに伴い変形が生じる接触部材に接触する開閉部材が開状態から閉状態へと変化することができる。   In the refrigeration apparatus according to the third aspect of the present invention, when the heat generation amount of the magnetic bearing exceeds a predetermined amount, the open / close member that contacts the contact member that is deformed can change from the open state to the closed state. .

本発明の第4観点に係る冷凍装置では、モータを冷却できるので、モータの発熱を抑えることができる。また、モータを冷却する冷媒を利用してバイパス配管を通じて吸入空間へと流すことによって、サージング状態から抜け出すことも可能である。   In the refrigeration apparatus according to the fourth aspect of the present invention, since the motor can be cooled, heat generation of the motor can be suppressed. Further, it is possible to escape from the surging state by flowing into the suction space through the bypass pipe using the refrigerant for cooling the motor.

本発明に係る冷凍装置の一例としての空気調和装置の概略構成図。The schematic block diagram of the air conditioning apparatus as an example of the freezing apparatus which concerns on this invention. 圧縮機構の概略断面図。The schematic sectional drawing of a compression mechanism. インペラの概略外観斜視図。1 is a schematic external perspective view of an impeller. 開閉機構の開状態を示す模式図。The schematic diagram which shows the open state of an opening-and-closing mechanism. 制御部の制御ブロック図。The control block diagram of a control part. 変形例Cに係る冷凍装置の一例としての空気調和装置の概略構成図。The schematic block diagram of the air conditioning apparatus as an example of the freezing apparatus which concerns on the modification C.

以下、図面に基づいて、本発明に係る冷凍装置の一例としての空気調和装置1の実施形態について説明する。   Hereinafter, based on drawings, an embodiment of air harmony device 1 as an example of a refrigerating device concerning the present invention is described.

(1)空気調和装置1の構成
図1は、本発明に係る冷凍装置の一例としての空気調和装置1の概略構成図である。
(1) Configuration of Air Conditioner 1 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an air conditioner 1 as an example of a refrigeration apparatus according to the present invention.

空気調和装置1は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルによって、対象空間の空調を行う装置である。空気調和装置1は、冷房運転を実行可能であり、主として、圧縮機構2と、熱源側熱交換器3と、第1膨張機構4と、利用側熱交換器5とを有している。尚、本実施形態では、冷媒として、HFC−134aが使用されているが、これに限られるものではない。   The air conditioner 1 is an apparatus that performs air conditioning of a target space by a vapor compression refrigeration cycle. The air conditioner 1 can perform a cooling operation, and mainly includes a compression mechanism 2, a heat source side heat exchanger 3, a first expansion mechanism 4, and a use side heat exchanger 5. In the present embodiment, HFC-134a is used as the refrigerant, but the present invention is not limited to this.

(1−1)圧縮機構2
圧縮機構2は、単一の圧縮部が組み込まれた単段式の遠心圧縮機から構成される。圧縮機構2は、吸入管6を流れる低圧の冷媒を、吸入口21を介して吸入し、吸入口21を介して吸入した冷媒を圧縮して高圧の冷媒とした後に、吐出口22を介して吐出管7へと吐出する。尚、吸入管6は、利用側熱交換器5から出た冷媒を圧縮機構2の吸入側(吸入口21)へと導く冷媒管であり、吐出管7は、圧縮機構2から吐出口22を介して吐出された冷媒を熱源側熱交換器3の入口へと導く冷媒管である。圧縮機構2の構成については、後に詳述する。
(1-1) Compression mechanism 2
The compression mechanism 2 is composed of a single-stage centrifugal compressor in which a single compression unit is incorporated. The compression mechanism 2 sucks the low-pressure refrigerant flowing through the suction pipe 6 through the suction port 21, compresses the refrigerant sucked through the suction port 21 into a high-pressure refrigerant, and then passes through the discharge port 22. Discharge to the discharge pipe 7. The suction pipe 6 is a refrigerant pipe that guides the refrigerant from the use side heat exchanger 5 to the suction side (suction port 21) of the compression mechanism 2, and the discharge pipe 7 connects the discharge port 22 from the compression mechanism 2. It is a refrigerant pipe which guides the refrigerant discharged through to the inlet of heat source side heat exchanger 3. The configuration of the compression mechanism 2 will be described in detail later.

(1−2)熱源側熱交換器3
熱源側熱交換器3は、冷却源としての水又は空気と熱交換させることにより圧縮機構2で圧縮された冷媒の放熱を行う冷媒の放熱器として機能する。熱源側熱交換器3は、一端が、吐出管7を介して圧縮機構2の吐出口22に接続されており、他端が、第1膨張機構4に接続されるように構成されている。
(1-2) Heat source side heat exchanger 3
The heat source side heat exchanger 3 functions as a refrigerant radiator that radiates heat of the refrigerant compressed by the compression mechanism 2 by exchanging heat with water or air as a cooling source. One end of the heat source side heat exchanger 3 is connected to the discharge port 22 of the compression mechanism 2 via the discharge pipe 7, and the other end is connected to the first expansion mechanism 4.

(1−3)第1膨張機構4
第1膨張機構4は、冷媒を減圧する機構であり、電動膨張弁が使用されている。第1膨張機構4は、一端が、熱源側熱交換器3に接続され、他端が、吸入管6を介して利用側熱交換器5に接続されるように構成されている。
(1-3) First expansion mechanism 4
The first expansion mechanism 4 is a mechanism that depressurizes the refrigerant, and an electric expansion valve is used. The first expansion mechanism 4 is configured such that one end is connected to the heat source side heat exchanger 3 and the other end is connected to the use side heat exchanger 5 via the suction pipe 6.

(1−4)利用側熱交換器5
利用側熱交換器5は、加熱源としての水又は空気と熱交換させることにより第1膨張機構4で減圧された冷媒の加熱を行う冷媒の加熱器として機能する。利用側熱交換器5は、一端が、第1膨張機構4に接続され、他端が、圧縮機構2の吸入口21に接続されるように構成されている。
(1-4) Use side heat exchanger 5
The use side heat exchanger 5 functions as a refrigerant heater that heats the refrigerant decompressed by the first expansion mechanism 4 by exchanging heat with water or air as a heating source. The use side heat exchanger 5 is configured such that one end is connected to the first expansion mechanism 4 and the other end is connected to the suction port 21 of the compression mechanism 2.

以上に説明した、圧縮機構2、熱源側熱交換器3、第1膨張機構4、及び、利用側熱交換器5は、吸入管6及び吐出管7を含む冷媒配管によって順次接続されることにより、冷媒が循環するメイン経路11を構成している。そして、メイン経路11は、圧縮機構2の吐出口22と後述する吸入空間S3とを結び圧縮機構2から吐出された冷媒を吸入空間S3まで流す冷媒経路を形成している。   The compression mechanism 2, the heat source side heat exchanger 3, the first expansion mechanism 4, and the use side heat exchanger 5 described above are sequentially connected by the refrigerant pipe including the suction pipe 6 and the discharge pipe 7. The main path 11 through which the refrigerant circulates is configured. The main path 11 connects a discharge port 22 of the compression mechanism 2 and a suction space S3, which will be described later, to form a refrigerant path through which the refrigerant discharged from the compression mechanism 2 flows to the suction space S3.

また、本実施形態での空気調和装置1は、モータ25(後述する)を冷却するために、モータケーシング32(後述する)内に低圧の冷媒を流している。よって、空気調和装置1は、さらに、第1バイパス配管18と、戻し配管19と、を有している。   In the air conditioning apparatus 1 according to the present embodiment, a low-pressure refrigerant is allowed to flow in the motor casing 32 (described later) in order to cool the motor 25 (described later). Therefore, the air conditioner 1 further includes a first bypass pipe 18 and a return pipe 19.

(1−5)第1バイパス配管18
第1バイパス配管18は、熱源側熱交換器3で放熱された後の冷媒を、モータケーシング32内(具体的には、モータケーシング32の導出口35(後述する))へと導く第1バイパス経路12を構成する冷媒管であり、一端が熱源側熱交換器3の出口に接続され、他端がモータケーシング32の導出口35に接続されるように構成されている。第1バイパス配管18には、減圧機構としての第2膨張機構12aが設けられている。第2膨張機構12aは、開度調整が可能な電動膨張弁である。この第2膨張機構12aによって、熱源側熱交換器3で放熱された後の高圧の冷媒が、冷凍サイクルにおける低圧まで減圧されている。
(1-5) First bypass pipe 18
The first bypass pipe 18 guides the refrigerant after being radiated by the heat source side heat exchanger 3 into the motor casing 32 (specifically, the outlet 35 (described later) of the motor casing 32). A refrigerant pipe constituting the path 12 is configured such that one end is connected to the outlet of the heat source side heat exchanger 3 and the other end is connected to the outlet 35 of the motor casing 32. The first bypass pipe 18 is provided with a second expansion mechanism 12a as a pressure reducing mechanism. The second expansion mechanism 12a is an electric expansion valve capable of adjusting the opening degree. By the second expansion mechanism 12a, the high-pressure refrigerant after being radiated by the heat source side heat exchanger 3 is decompressed to a low pressure in the refrigeration cycle.

(1−6)戻し配管19
戻し配管19は、モータケーシング32内を流れる低圧の冷媒を利用側熱交換器5に導く戻し経路13を構成する冷媒管であり、一端がモータケーシング32の排出口36(後述する)に接続され、他端が利用側熱交換器5の入口に接続されるように構成されている。
(1-6) Return pipe 19
The return pipe 19 is a refrigerant pipe that constitutes the return path 13 that guides the low-pressure refrigerant flowing in the motor casing 32 to the use-side heat exchanger 5, and one end thereof is connected to a discharge port 36 (described later) of the motor casing 32. The other end is connected to the inlet of the use side heat exchanger 5.

(2)圧縮機構2の詳細構成
図2は、圧縮機構2の概略断面図である。図3は、インペラ41の概略外観斜視図である。尚、以下では、軸部材としての回転軸26の中心軸線をO−Oとし、回転軸26の回転中心をOとする。また、中心軸線O−Oに沿って延びる方向を軸方向又は前後方向(尚、圧縮機構2の吸入側を前とする)とし、軸方向に直交する方向を径方向とし、軸方向周りの方向を周方向とする。
(2) Detailed Configuration of Compression Mechanism 2 FIG. 2 is a schematic sectional view of the compression mechanism 2. FIG. 3 is a schematic external perspective view of the impeller 41. In the following, the central axis of the rotation shaft 26 as the shaft member is set to OO, and the rotation center of the rotation shaft 26 is set to O. The direction extending along the central axis OO is the axial direction or the front-rear direction (note that the suction side of the compression mechanism 2 is the front), the direction orthogonal to the axial direction is the radial direction, and the direction around the axial direction. Is the circumferential direction.

圧縮機構2は、潤滑油を必要としない、いわゆるオイルレスの圧縮機構である。圧縮機構2は、図2に示すように、主として、圧縮機構ケーシング23と、圧縮部24と、モータ25と、回転軸26と、ラジアル磁気軸受27と、スラスト磁気軸受28と、スラスト円盤29と、複数の入口ガイドベーン30と、第2バイパス配管81と、を有している。圧縮機構2は、密閉式の圧縮機構ケーシング23に、圧縮部24と、モータ25と、回転軸26と、ラジアル磁気軸受27と、スラスト磁気軸受28と、スラスト円盤29と、複数の入口ガイドベーン30とが収容されるように構成されている。   The compression mechanism 2 is a so-called oil-less compression mechanism that does not require lubricating oil. As shown in FIG. 2, the compression mechanism 2 mainly includes a compression mechanism casing 23, a compression unit 24, a motor 25, a rotating shaft 26, a radial magnetic bearing 27, a thrust magnetic bearing 28, and a thrust disk 29. The plurality of inlet guide vanes 30 and the second bypass pipe 81 are provided. The compression mechanism 2 includes a hermetic compression mechanism casing 23, a compression unit 24, a motor 25, a rotating shaft 26, a radial magnetic bearing 27, a thrust magnetic bearing 28, a thrust disk 29, and a plurality of inlet guide vanes. 30 is accommodated.

(2−1)圧縮機構ケーシング23
圧縮機構ケーシング23は、軸方向に延びる略円筒形状の密閉式容器であり、圧縮部ケーシング31と、モータケーシング32とを有している。
(2-1) Compression mechanism casing 23
The compression mechanism casing 23 is a substantially cylindrical sealed container extending in the axial direction, and includes a compression section casing 31 and a motor casing 32.

(2−1−1)圧縮部ケーシング31
圧縮部ケーシング31は、圧縮機構ケーシング23の軸方向前側部分(吸入側部分)を構成し、その内面によって、圧縮部24が収容される圧縮空間S1と、吸入口21から圧縮部24(後述する)に向かって吸入冷媒が流れる吸入空間S3とを形成している。
(2-1-1) Compression section casing 31
The compression portion casing 31 constitutes an axial front portion (suction side portion) of the compression mechanism casing 23, and the compression portion 24 (to be described later) from the compression space S <b> 1 in which the compression portion 24 is accommodated and the suction port 21 by the inner surface thereof. ) And a suction space S3 through which the suction refrigerant flows.

また、圧縮部ケーシング31には、主として、冷媒を吸入するための吸入口21と、冷媒を吐出するための吐出口22と、第2バイパス配管貫通孔37aとが形成されている。吸入口21は、圧縮機構ケーシング23の軸方向一端(前端)に向かって開口しており、吸入管6に接続されている。吐出口22は、圧縮機構ケーシング23の径方向外端に向かって開口しており、吐出管7に接続されている。第2バイパス配管貫通孔37aは、径方向に延びるように形成されており、吸入空間S3から圧縮機構ケーシング23(圧縮部ケーシング31)の外面に向かって貫通するように形成されている。   The compression section casing 31 is mainly formed with a suction port 21 for sucking refrigerant, a discharge port 22 for discharging refrigerant, and a second bypass pipe through hole 37a. The suction port 21 opens toward one axial end (front end) of the compression mechanism casing 23 and is connected to the suction pipe 6. The discharge port 22 opens toward the radially outer end of the compression mechanism casing 23 and is connected to the discharge pipe 7. The second bypass pipe through-hole 37a is formed so as to extend in the radial direction, and is formed so as to penetrate from the suction space S3 toward the outer surface of the compression mechanism casing 23 (compression section casing 31).

(2−1−2)モータケーシング32
モータケーシング32は、圧縮機構ケーシング23の軸方向後側部分を構成する軸方向に延びる略円筒状の容器であり、軸方向の両端が開口した略円筒形状の筒状部32aと、筒状部32aの開口を軸方向両側から閉じる閉塞部32b,32cとを有している。モータケーシング32は、その内面によって、モータ25を収容するモータ収容空間S2を形成している。
(2-1-2) Motor casing 32
The motor casing 32 is a substantially cylindrical container extending in the axial direction that constitutes the axial rear side portion of the compression mechanism casing 23, and has a substantially cylindrical cylindrical portion 32a having both ends opened in the axial direction, and a cylindrical portion. It has the closure parts 32b and 32c which close the opening of 32a from an axial direction both sides. The motor casing 32 forms a motor housing space S2 for housing the motor 25 by its inner surface.

また、モータケーシング32には、主として、導入口35と、排出口36と、第2バイパス配管貫通孔37bとが形成されている。導入口35は、第1バイパス配管18において第2膨張機構12aによって減圧された後の低圧の液冷媒を、モータケーシング32内(すなわち、モータ収容空間S2)に導入するための開口であり、第1バイパス配管18に接続されている。排出口36は、モータケーシング32内(モータ収容空間S2)を流れる冷媒を、モータケーシング32内(モータ収容空間S2)から外(具体的には、戻し配管19)へと排出するための開口であり、戻し配管19に接続されている。第2バイパス配管貫通孔37bは、径方向に延びるように形成されており、モータ収容空間S2から圧縮機構ケーシング23(モータケーシング32)の外面に向かって貫通するように形成されている。このように、第2バイパス配管貫通孔37a,37bが形成されていることによって、第2バイパス配管81の中空空間S4が、モータ収容空間S2と吸入空間S3とに連通するように形成されている。   The motor casing 32 is mainly formed with an introduction port 35, a discharge port 36, and a second bypass pipe through hole 37b. The introduction port 35 is an opening for introducing the low-pressure liquid refrigerant that has been decompressed by the second expansion mechanism 12a in the first bypass pipe 18 into the motor casing 32 (that is, the motor housing space S2). 1 is connected to the bypass pipe 18. The discharge port 36 is an opening for discharging the refrigerant flowing in the motor casing 32 (motor housing space S2) from the motor casing 32 (motor housing space S2) to the outside (specifically, the return pipe 19). Yes, connected to the return pipe 19. The second bypass pipe through-hole 37b is formed so as to extend in the radial direction, and is formed so as to penetrate from the motor housing space S2 toward the outer surface of the compression mechanism casing 23 (motor casing 32). Thus, by forming the second bypass pipe through holes 37a and 37b, the hollow space S4 of the second bypass pipe 81 is formed so as to communicate with the motor housing space S2 and the suction space S3. .

尚、圧縮部ケーシング31の軸方向後端面とモータケーシング32の軸方向前端面(閉塞部32bの軸方向前端面)とは、圧縮空間S1とモータ収容空間S2とを区画する区画部として機能している。   The axial rear end surface of the compression portion casing 31 and the axial front end surface of the motor casing 32 (the axial front end surface of the closing portion 32b) function as a partition portion that partitions the compression space S1 and the motor housing space S2. ing.

(2−2)圧縮部24
圧縮部24は、吸入口21を介して吸入空間S3に流入する吸入冷媒を圧縮する部分であり、圧縮空間S1に配置されている。圧縮部24は、主として、回転軸26の軸方向一端(具体的には、前端)に設けられ回転可能なインペラ41を有している。尚、本実施形態では、インペラ41が配置されるインペラ配置空間S1aと、インペラ配置空間S1aの径方向外側に位置するデフューザ空間S1bと、デフューザ空間S1bの径方向外側に位置するスクロール空間S1cとを総称して、圧縮空間S1と呼んでいる。
(2-2) Compression unit 24
The compression unit 24 is a part that compresses the suction refrigerant flowing into the suction space S3 through the suction port 21, and is disposed in the compression space S1. The compressing unit 24 mainly includes an impeller 41 that is provided at one end (specifically, the front end) in the axial direction of the rotating shaft 26 and is rotatable. In the present embodiment, the impeller arrangement space S1a in which the impeller 41 is arranged, the diffuser space S1b located on the radially outer side of the impeller arrangement space S1a, and the scroll space S1c located on the radially outer side of the diffuser space S1b. Collectively, it is called the compression space S1.

インペラ41は、主として、ハブ42と、ハブ42の前面から軸方向に突出するように周方向に配置された複数の羽根43、44を有しており、ハブ42の前後方向に延びる回転軸26からモータ25の駆動力が伝達されて回転軸26を軸心として回転する。すなわち、インペラ41の回転方向と周方向とは、同じである。   The impeller 41 mainly includes a hub 42 and a plurality of blades 43 and 44 arranged in the circumferential direction so as to protrude in the axial direction from the front surface of the hub 42, and the rotating shaft 26 extending in the front-rear direction of the hub 42. Then, the driving force of the motor 25 is transmitted to rotate about the rotation shaft 26 as an axis. That is, the rotation direction and the circumferential direction of the impeller 41 are the same.

ハブ42は、前側から後側に向けて拡径しており、回転軸26と一体回転するように回転軸26に軸支されている。ハブ42は、径方向に広がった円形状平面であるハブ前面42aと、ハブ前面42aよりも半径が大きい円形状平面であるハブ後面42dとを有しており、ハブ前面42aが吸入側(前側)を向くように且つハブ後面42dが後側を向くように、配置されている。   The hub 42 has a diameter that increases from the front side toward the rear side, and is supported by the rotary shaft 26 so as to rotate integrally with the rotary shaft 26. The hub 42 has a hub front surface 42a which is a circular plane spreading in the radial direction and a hub rear surface 42d which is a circular plane having a larger radius than the hub front surface 42a. ) And the rear face 42d of the hub is arranged to face the rear side.

ハブ42は、さらに、ハブ後面42dの外周縁から軸方向に延びハブ後面42dと中心軸が共通であるハブ円筒形状面42bと、ハブ前面42aの外周縁からハブ円筒形状面42bの前縁までを径方向内側に窪むようになだらかに繋ぐ拡径湾曲面42cとを有している。尚、インペラ41の拡径湾曲面42cは、拡径湾曲面42cと、圧縮機構ケーシング23のインペラ配置空間S1aを形成するインペラ配置空間形成部の拡径湾曲面42cに対向する拡径湾曲対向面17と、の最短距離が、冷媒流れ方向の下流側に進むにつれて短くなるように形成されている。   The hub 42 further extends from the outer peripheral edge of the hub rear surface 42d in the axial direction, and has a hub cylindrical surface 42b having a common central axis with the hub rear surface 42d, and from the outer peripheral edge of the hub front surface 42a to the front edge of the hub cylindrical surface 42b. And a diameter-expanded curved surface 42c that gently connects so as to be recessed inward in the radial direction. The diameter-expanded curved surface 42c of the impeller 41 is a diameter-expanded curved facing surface that faces the diameter-expanded curved surface 42c and the diameter-expanded curved surface 42c of the impeller-arranged space forming portion that forms the impeller-arranged space S1a of the compression mechanism casing 23. 17 is formed such that the shortest distance between the distance 17 and the distance 17 becomes shorter toward the downstream side in the refrigerant flow direction.

インペラ41の拡径湾曲面42cには、大羽根43と小羽根44とが、周方向に交互に並ぶように形成されている。尚、大羽根43と小羽根44とは、拡径湾曲面42cに対して垂直となるように突出しており、大羽根43と小羽根44との対向する面同士が周方向に概ね等間隔となるように形成されている。   Large blades 43 and small blades 44 are formed on the enlarged diameter curved surface 42c of the impeller 41 so as to be alternately arranged in the circumferential direction. The large blades 43 and the small blades 44 project so as to be perpendicular to the diameter-expanded curved surface 42c, and the opposed surfaces of the large blades 43 and the small blades 44 are substantially equally spaced in the circumferential direction. It is formed to become.

大羽根43及び小羽根44は、いずれも、前面視において左巻となるように螺旋状に伸びることにより、いわゆる「後ろ向き羽根」を構成している。すなわち、大羽根43及び小羽根44は、ハブ前面42a側からハブ後面42d側に向かうにつれて、径方向に拡大しながら、左に旋回するように延びている。   Each of the large blades 43 and the small blades 44 constitutes a so-called “rearward blade” by extending spirally so as to be left-handed when viewed from the front. That is, the large blades 43 and the small blades 44 extend so as to turn left while expanding in the radial direction from the hub front surface 42a side toward the hub rear surface 42d side.

さらに、大羽根43及び小羽根44は、前端部の長手方向と、径方向外側端部の長手方向とが、互いにねじれの位置関係となるように構成されている。   Further, the large blades 43 and the small blades 44 are configured such that the longitudinal direction of the front end portion and the longitudinal direction of the radially outer end portion are in a twisted positional relationship with each other.

尚、各大羽根43は、拡径湾曲面42cの、前端部から後端部まで延びるように形成されている。これに対して、各小羽根123は、拡径湾曲面42cの、前端部と後端部との中間程度の位置から後端部まで延びるように形成されている。   Each large blade 43 is formed so as to extend from the front end portion to the rear end portion of the enlarged diameter curved surface 42c. On the other hand, each small blade 123 is formed to extend from the middle position between the front end portion and the rear end portion of the diameter-expanded curved surface 42c to the rear end portion.

インペラ41は、モータ25が駆動することで、前面視において右回転(図3において矢印で示す方向に向かって回転)することにより、吸入管6を流れる冷媒を吸入口21を介して吸入し、圧縮して高圧とした後、吐出口22を介して吐出管7に向けて吐出する。   When the motor 25 is driven, the impeller 41 rotates clockwise (in the direction indicated by the arrow in FIG. 3) in front view, thereby sucking the refrigerant flowing through the suction pipe 6 through the suction port 21, After compression and high pressure, the liquid is discharged toward the discharge pipe 7 through the discharge port 22.

各大羽根43及び小羽根44の前方部分で且つ径方向外側の部分は、インペラ41が回転することにより、拡径湾曲対向面17の近傍を沿うように移動する。これにより、冷媒の流速を増すことができる。そして、流速を増した状態の冷媒は、インペラ配置空間S1aの径方向外側(吐出側)に形成されるデフューザ空間S1bにおいて、運動エネルギが圧力エネルギに変換され、高圧冷媒となる。デフューザ空間S1bで高圧となった冷媒は、さらに径方向外側に形成されるスクロール空間S1cにおいて、減速されて整流され、吐出口22を介して吐出管7に吐出される。   The front portion of each large blade 43 and small blade 44 and the radially outer portion move along the vicinity of the diameter-enlarged curved facing surface 17 as the impeller 41 rotates. Thereby, the flow rate of the refrigerant can be increased. And the refrigerant | coolant of the state which increased the flow velocity converts kinetic energy into pressure energy in the diffuser space S1b formed in the radial direction outer side (discharge side) of the impeller arrangement space S1a, and becomes a high-pressure refrigerant. The refrigerant having a high pressure in the diffuser space S1b is further decelerated and rectified in the scroll space S1c formed on the radially outer side, and is discharged to the discharge pipe 7 through the discharge port 22.

以上のように、圧縮機構2では、圧縮部24のインペラ41を回転させることにより、軸方向から冷媒を吸入し、その吸入した冷媒を、遠心力を用いて径方向外側へと流出させている。   As described above, in the compression mechanism 2, by rotating the impeller 41 of the compression unit 24, the refrigerant is sucked from the axial direction, and the sucked refrigerant is caused to flow outward in the radial direction by using the centrifugal force. .

(2−3)モータ25
モータ25は、圧縮部24の後側に配置され、主として、ロータ52と、ステータ53とを有している。モータ25(ロータ52及びステータ53)は、回転軸26、ラジアル磁気軸受27、スラスト磁気軸受28、及びスラスト円盤29と共に、モータケーシング32内(すなわち、モータ収容空間S2)に収容されている。
(2-3) Motor 25
The motor 25 is disposed on the rear side of the compression unit 24 and mainly includes a rotor 52 and a stator 53. The motor 25 (the rotor 52 and the stator 53) is accommodated in the motor casing 32 (that is, the motor accommodating space S2) together with the rotating shaft 26, the radial magnetic bearing 27, the thrust magnetic bearing 28, and the thrust disk 29.

尚、本実施形態では、モータケーシング32内(モータ収容空間S2)には、上述したように、第1バイパス配管18を流れ第2膨張機構12aによって減圧された低圧の液冷媒が導入口35を介して供給されている。そして、この液冷媒は、空洞が形成される回転軸26の内部に流入している。尚、回転軸26内を流れる冷媒は、モータ25からの熱によって加熱されて蒸発することにより、モータケーシング32内から排出口36を介してモータケーシング32外へ出るときには、ガス冷媒となっている。   In the present embodiment, as described above, the low-pressure liquid refrigerant that has flowed through the first bypass pipe 18 and depressurized by the second expansion mechanism 12a enters the inlet 35 in the motor casing 32 (motor housing space S2). Is supplied through. The liquid refrigerant flows into the rotary shaft 26 where a cavity is formed. The refrigerant flowing in the rotating shaft 26 is heated by the heat from the motor 25 and evaporates, so that when it goes out of the motor casing 32 from the motor casing 32 through the discharge port 36, it becomes a gas refrigerant. .

(2−3−1)ロータ52
ロータ52は、圧縮部24のインペラ41に連結された回転軸26に嵌め込まれることにより回転軸26に取り付けられている。ロータ52が回転することによって、回転軸26を介して、圧縮部24のインペラ41が駆動(回転)するようになっている。
(2-3-1) Rotor 52
The rotor 52 is attached to the rotating shaft 26 by being fitted to the rotating shaft 26 connected to the impeller 41 of the compression unit 24. When the rotor 52 rotates, the impeller 41 of the compression unit 24 is driven (rotated) via the rotation shaft 26.

ロータ52は、主として、ロータコア52aと、複数の磁石(図示せず)とを有している。ロータコア52aは、中央の孔部に回転軸が嵌め込まれる略円筒形状の部材であり、電磁鋼板が軸方向に積層されることによって形成されている。複数の磁石は、例えば、希土類磁石からなり、各々が周方向に所定の間隔を空けて、ロータコア52aに嵌め込まれている。   The rotor 52 mainly has a rotor core 52a and a plurality of magnets (not shown). The rotor core 52a is a substantially cylindrical member in which a rotation shaft is fitted into a central hole, and is formed by stacking electromagnetic steel plates in the axial direction. The plurality of magnets are made of rare earth magnets, for example, and are fitted into the rotor core 52a with a predetermined interval in the circumferential direction.

(2−3−2)ステータ53
ステータ53は、ロータ52の外周側に配置され、圧縮機構ケーシング23の筒状部31の内周面に焼き嵌めによって固定されている。ステータ53は、主として、ステータコア53aと、ステータコア53aに装着される巻線(図示せず)とを有している。ステータ53は、各巻線に通電されることによって回転磁界が発生されるように、構成されている。尚、ステータ53は、その内周面が、ロータ52の外周面と共にエアギャップtを形成するように、構成されている。
(2-3-2) Stator 53
The stator 53 is disposed on the outer peripheral side of the rotor 52 and is fixed to the inner peripheral surface of the cylindrical portion 31 of the compression mechanism casing 23 by shrink fitting. The stator 53 mainly has a stator core 53a and windings (not shown) attached to the stator core 53a. The stator 53 is configured such that a rotating magnetic field is generated by energizing each winding. The stator 53 is configured such that its inner peripheral surface forms an air gap t together with the outer peripheral surface of the rotor 52.

(2−4)ラジアル磁気軸受27
ラジアル磁気軸受27は、スラスト磁気軸受28と共に、回転軸26を非接触で回転自在に支持する軸受である。ラジアル磁気軸受27は、回転軸26の径方向(ラジアル方向)の荷重を支持する。本実施形態では、ラジアル磁気軸受27は、モータ25を軸方向において挟むように、モータ25の軸方向両端側に1つずつ配置されている。すなわち、本実施形態では、ラジアル磁気軸受27は、2つ存在する。
(2-4) Radial magnetic bearing 27
The radial magnetic bearing 27 is a bearing that, together with the thrust magnetic bearing 28, rotatably supports the rotary shaft 26 without contact. The radial magnetic bearing 27 supports a load in the radial direction (radial direction) of the rotating shaft 26. In this embodiment, the radial magnetic bearing 27 is arrange | positioned 1 each at the axial direction both ends of the motor 25 so that the motor 25 may be pinched | interposed in an axial direction. That is, in this embodiment, there are two radial magnetic bearings 27.

具体的には、ラジアル磁気軸受27は、主として、コイル(図示せず)を含む複数(本実施形態では、4極)の電磁石61を有している。複数の電磁石61は、回転軸26の径方向外側において、周方向に所定の間隔を空けて配置されている。すなわち、4極の電磁石61は、2極ずつが回転軸26を径方向に挟んで互いに対向するように配置されている。ラジアル磁気軸受27は、コイルに電流が流されることにより複数の電磁石61と回転軸26との間に磁界を発生させ、回転軸26を、径方向に発生する磁力(磁気吸引力)により磁気浮上させることにより、非接触で回転軸26を支持している。すなわち、ラジアル磁気軸受27は、電磁石61によって発生する径方向の磁力によって、回転軸26の径方向の位置を保持している、すなわち、回転軸26を径方向に拘束している。このように、ラジアル磁気軸受27は、回転軸26を非接触で支持するため、回転軸と軸受との間の摩擦や摩擦によるこれらの磨耗を抑制できる。   Specifically, the radial magnetic bearing 27 mainly has a plurality (four poles in this embodiment) of electromagnets 61 including coils (not shown). The plurality of electromagnets 61 are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction on the radially outer side of the rotating shaft 26. That is, the four-pole electromagnet 61 is arranged so that two poles face each other with the rotation shaft 26 in the radial direction. The radial magnetic bearing 27 generates a magnetic field between the plurality of electromagnets 61 and the rotating shaft 26 when a current flows through the coil, and the rotating shaft 26 is magnetically levitated by a magnetic force (magnetic attractive force) generated in the radial direction. By doing so, the rotating shaft 26 is supported in a non-contact manner. That is, the radial magnetic bearing 27 holds the radial position of the rotary shaft 26 by the radial magnetic force generated by the electromagnet 61, that is, constrains the rotary shaft 26 in the radial direction. Thus, since the radial magnetic bearing 27 supports the rotating shaft 26 in a non-contact manner, friction between the rotating shaft and the bearing and wear due to friction can be suppressed.

尚、本実施形態では、回転軸26とラジアル磁気軸受27(複数の電磁石61)との間には、回転軸26とラジアル磁気軸受27との間の径方向の隙間の径方向隙間寸法を検知する径方向隙間センサ93が設けられており、この径方向隙間センサ93によって、回転軸26の径方向の位置が検知されるようになっている。そして、この径方向隙間センサ93によって検知される径方向隙間寸法により、ラジアル磁気軸受27のコイルに流される電流量、ひいては、磁力が変更されるように制御されて、回転軸26の径方向の位置が決定されている。尚、ラジアル磁気軸受27のコイルに流される電流量は、後述する制御部9によって制御されている。径方向隙間センサ93によって検知される径方向隙間寸法が所定径方向隙間寸法を超えると、制御部9によってラジアル磁気軸受27のコイルに流される電流量が増加し、ラジアル磁気軸受27の発熱量が所定量以上に発熱するようになっている。   In the present embodiment, the radial gap dimension of the radial gap between the rotary shaft 26 and the radial magnetic bearing 27 is detected between the rotary shaft 26 and the radial magnetic bearing 27 (a plurality of electromagnets 61). A radial gap sensor 93 is provided, and the radial gap sensor 93 detects the radial position of the rotary shaft 26. The amount of current flowing through the coil of the radial magnetic bearing 27 and, consequently, the magnetic force is controlled by the radial gap size detected by the radial gap sensor 93, and the radial direction of the rotary shaft 26 is controlled. The position has been determined. The amount of current that flows through the coil of the radial magnetic bearing 27 is controlled by the control unit 9 described later. When the radial gap dimension detected by the radial gap sensor 93 exceeds a predetermined radial gap dimension, the amount of current that is passed through the coil of the radial magnetic bearing 27 by the control unit 9 increases, and the amount of heat generated by the radial magnetic bearing 27 increases. Heat is generated in excess of a predetermined amount.

(2−5)スラスト磁気軸受28及びスラスト円盤29
スラスト円盤29は、回転軸26の軸方向後端部に設けられている。スラスト円盤29は、径方向に広がり軸方向を向く平面29aを有する環状の円盤部材であり、その中空部が回転軸26に固定されている。
(2-5) Thrust magnetic bearing 28 and thrust disk 29
The thrust disk 29 is provided at the axial rear end of the rotating shaft 26. The thrust disk 29 is an annular disk member having a flat surface 29 a that extends in the radial direction and faces the axial direction, and a hollow portion thereof is fixed to the rotating shaft 26.

スラスト磁気軸受28は、スラスト円盤29を挟んで軸方向に対向するように、スラスト円盤29の軸方向両側に1つずつ配置されている。スラスト磁気軸受28は、主として、円環状のコイル(図示せず)を含む電磁石71を有している。スラスト磁気軸受28は、コイルに電流が流されることにより複数の電磁石71とスラスト円盤29との間に磁界を発生させ、回転軸26に固定されたスラスト円盤29を、軸方向に発生する磁力(磁気吸引力)により磁気浮上させることによって、非接触で回転軸26を支持している。すなわち、スラスト磁気軸受28は、電磁石71によって発生する軸方向の磁力によって、回転軸26及びスラスト円盤29の軸方向の位置を保持している、すなわち、回転軸26及びスラスト円盤29を軸方向に拘束している。尚、スラスト磁気軸受28の磁力を受けるのは、スラスト円盤29の平面29aである。このように、スラスト磁気軸受28は、回転軸26を非接触で支持するため、回転軸と軸受との間の摩擦や摩擦によるこれらの磨耗を抑制できる。   The thrust magnetic bearings 28 are arranged one by one on both axial sides of the thrust disk 29 so as to face each other in the axial direction with the thrust disk 29 interposed therebetween. The thrust magnetic bearing 28 mainly has an electromagnet 71 including an annular coil (not shown). The thrust magnetic bearing 28 generates a magnetic field between the plurality of electromagnets 71 and the thrust disk 29 when an electric current is passed through the coil, and the thrust disk 29 fixed to the rotating shaft 26 is magnetically generated in the axial direction ( The rotating shaft 26 is supported in a non-contact manner by magnetically levitating with a magnetic attraction force). That is, the thrust magnetic bearing 28 holds the axial position of the rotary shaft 26 and the thrust disk 29 by the axial magnetic force generated by the electromagnet 71, that is, the rotary shaft 26 and the thrust disk 29 are moved in the axial direction. Restrained. The plane 29 a of the thrust disk 29 receives the magnetic force of the thrust magnetic bearing 28. Thus, since the thrust magnetic bearing 28 supports the rotating shaft 26 in a non-contact manner, friction between the rotating shaft and the bearing and wear due to friction can be suppressed.

尚、本実施形態では、スラスト磁気軸受28とスラスト円盤29との間には、スラスト磁気軸受28とスラスト円盤29との間の軸方向の隙間の軸方向隙間寸法を検知する軸方向隙間センサ94が設けられており、この軸方向隙間センサ94によって、スラスト円盤29、ひいては、回転軸26の軸方向の位置が検知されるようになっている。そして、この軸方向隙間センサ94によって検知される軸方向隙間寸法により、スラスト軸気軸受28のコイルに流される電流量、ひいては、磁力が変更されるように制御されて、スラスト円盤29及び回転軸26の軸方向の位置が決定されている。尚、スラスト磁気軸受28のコイルに流される電流量は、制御部9によって制御されておいる。軸方向隙間センサ94によって検知される軸方向隙間寸法が所定値を超えると、制御部9によってスラスト磁気軸受28のコイルに流される電流量が増加し、スラスト磁気軸受28の発熱量が所定量以上に発熱するようになっている。   In this embodiment, an axial gap sensor 94 that detects an axial gap dimension of an axial gap between the thrust magnetic bearing 28 and the thrust disk 29 between the thrust magnetic bearing 28 and the thrust disk 29. The axial clearance sensor 94 detects the axial position of the thrust disk 29 and, consequently, the rotating shaft 26. The axial gap dimension detected by the axial gap sensor 94 is controlled so that the amount of current flowing through the coil of the thrust shaft air bearing 28 and, consequently, the magnetic force is changed, and the thrust disk 29 and the rotating shaft are controlled. 26 axial positions have been determined. The amount of current that flows through the coil of the thrust magnetic bearing 28 is controlled by the control unit 9. When the axial gap size detected by the axial gap sensor 94 exceeds a predetermined value, the amount of current passed through the coil of the thrust magnetic bearing 28 by the control unit 9 increases, and the amount of heat generated by the thrust magnetic bearing 28 exceeds a predetermined amount. It is supposed to generate heat.

(2−6)入口ガイドベーン30
複数の入口ガイドベーン30は、圧縮部24のインペラ41の回転によって吸入される冷媒(吸入冷媒)の流量や流れ方向を調整するために、吸入冷媒が流れる吸入空間S3に配置される回動可能な羽根部材である。複数の入口ガイドベーン30は、各々が周方向に並んで配置されており、駆動装置30a(図5を参照、例えば、モータ)によって駆動されている。尚、駆動装置30aの駆動軸は、径方向に延びるように配置されており、入口ガイドベーン30は、径方向に延びる軸線回りに回動する。そして、この回動によって入口ガイドベーン30の径方向に広がる径方向水平面に対する傾斜が変更される。これにより、上述した吸入冷媒の流量や流れ方向を調整している。
(2-6) Entrance guide vane 30
The plurality of inlet guide vanes 30 are rotatable in the suction space S3 through which the suction refrigerant flows in order to adjust the flow rate and flow direction of the refrigerant (suction refrigerant) sucked by the rotation of the impeller 41 of the compression unit 24. This is a vane member. The plurality of inlet guide vanes 30 are arranged side by side in the circumferential direction, and are driven by a driving device 30a (see FIG. 5, for example, a motor). Note that the drive shaft of the drive device 30a is disposed so as to extend in the radial direction, and the inlet guide vane 30 rotates around an axis extending in the radial direction. And the inclination with respect to the radial direction horizontal surface spread in the radial direction of the inlet guide vane 30 is changed by this rotation. As a result, the flow rate and flow direction of the intake refrigerant described above are adjusted.

(2−7)第2バイパス配管81
一般に、遠心式の圧縮機は、大量の冷媒を吸入し圧縮できるというメリットがある一方で、吸入する冷媒の量が所定量を下回ると、サージングという吐出圧力及び流量が変動する現象が発生し圧縮機の振動が大きくなるという問題がある。
(2-7) Second bypass piping 81
In general, centrifugal compressors have the advantage of being able to suck in and compress a large amount of refrigerant. On the other hand, if the amount of refrigerant sucked falls below a predetermined amount, the phenomenon of fluctuations in discharge pressure and flow rate, called surging, occurs. There is a problem that the vibration of the machine becomes large.

そこで、本実施形態では、サージング状態から脱出するために、第2バイパス配管81を設けている。第2バイパス配管81は、モータケーシング32内(モータ収容空間S2)のモータ25からの熱によって蒸発された低圧のガス冷媒、を圧縮機構2の吸入空間S3へと導く冷媒管であり、一端部が第2バイパス配管貫通孔37bを介してモータ収容空間S2に接続され、他端部が第2バイパス配管貫通孔37aを介して圧縮機構2の吸入空間S3に接続されるように構成されている。尚、第2バイパス配管81のモータ収容空間S2に接触する一端部の近傍には、開閉機構82が設けられている。そして、開閉機構82の開閉によって、モータケーシング32内(モータ収容空間S2)を流れる低圧のガス冷媒の吸入空間S3への流入を許可/遮断している。開閉機構82の詳細構成については、後に説明する。また、第2バイパス配管81には、モータケーシング32内(モータ収容空間S2)から吸入空間S3へ向かう冷媒流れのみを許容し、吸入空間S3からモータケーシング32内(モータ収容空間S2)へ向かう冷媒流れを遮断する逆止機構(図示せず、例えば、逆止弁)が設けられている。   Therefore, in this embodiment, the second bypass pipe 81 is provided to escape from the surging state. The second bypass pipe 81 is a refrigerant pipe that guides the low-pressure gas refrigerant evaporated by heat from the motor 25 in the motor casing 32 (motor housing space S2) to the suction space S3 of the compression mechanism 2, and has one end. Is connected to the motor housing space S2 through the second bypass pipe through-hole 37b, and the other end is connected to the suction space S3 of the compression mechanism 2 through the second bypass pipe through-hole 37a. . An opening / closing mechanism 82 is provided in the vicinity of one end of the second bypass pipe 81 that contacts the motor housing space S2. The opening / closing mechanism 82 is opened / closed to permit / block the low-pressure gas refrigerant flowing through the motor casing 32 (motor housing space S2) from flowing into the suction space S3. The detailed configuration of the opening / closing mechanism 82 will be described later. The second bypass pipe 81 allows only a refrigerant flow from the motor casing 32 (motor housing space S2) to the suction space S3, and the refrigerant from the suction space S3 to the motor casing 32 (motor housing space S2). A check mechanism (not shown, for example, a check valve) for blocking the flow is provided.

尚、第2バイパス配管81は、モータケーシング32内(モータ収容空間S2)を流れる低圧のガス冷媒を圧縮機構2の吸入空間S3へと導く第2バイパス経路14を構成している。そして、本実施形態の空気調和装置1では、メイン経路11と、第1バイパス経路12と、戻し経路13と、第2バイパス経路14とによって、冷媒が流れる冷媒回路10(図1を参照)が形成されている。   The second bypass pipe 81 forms a second bypass path 14 that guides the low-pressure gas refrigerant flowing in the motor casing 32 (motor housing space S2) to the suction space S3 of the compression mechanism 2. And in the air conditioning apparatus 1 of this embodiment, the refrigerant circuit 10 (refer FIG. 1) through which a refrigerant | coolant flows with the main path | route 11, the 1st bypass path | route 12, the return path | route 13, and the 2nd bypass path | route 14 is shown. Is formed.

(3)開閉機構82
図4は、開閉機構82の開状態を示す模式図である。
(3) Opening / closing mechanism 82
FIG. 4 is a schematic diagram showing an open state of the opening / closing mechanism 82.

開閉機構82は、第2バイパス配管81のモータ収容空間S2に接触する一端部の近傍に設けられ、開状態(図4を参照)と閉状態(図1を参照)とを切り替えることにより、第2バイパス配管81を開閉する機構である。開状態とは、モータケーシング32内(モータ収容空間S2)を流れる低圧のガス冷媒を、吸入空間S3へ流入させる状態である。すなわち、開状態では、モータケーシング32内(モータ収容空間S2)と吸入空間S3とが第2バイパス配管81(中空空間S4)を介して連通する状態にある。閉状態とは、モータケーシング32内(モータ収容空間S2)を流れる低圧のガス冷媒の吸入空間S3への流入を遮断する状態である。すなわち、閉状態では、モータケーシング32内(モータ収容空間S2)と第2バイパス配管81の中空空間S4とが連通しない状態にある。開閉機構82は、サージング状態に入ったときに、閉状態から開状態へと変化することにより、サージング状態から脱出させるサージング脱出機構として機能している。具体的な構成について説明すると、開閉機構82は、第2バイパス配管81を開閉する開閉部材83と、開閉部材83を駆動させるための駆動部材84とを有している。   The opening / closing mechanism 82 is provided in the vicinity of one end of the second bypass pipe 81 that contacts the motor housing space S2, and is switched between an open state (see FIG. 4) and a closed state (see FIG. 1). 2 is a mechanism for opening and closing the bypass pipe 81. The open state is a state in which a low-pressure gas refrigerant flowing through the motor casing 32 (motor housing space S2) flows into the suction space S3. That is, in the open state, the motor casing 32 (motor housing space S2) and the suction space S3 are in communication with each other via the second bypass pipe 81 (hollow space S4). The closed state is a state where the low-pressure gas refrigerant flowing through the motor casing 32 (motor housing space S2) is blocked from flowing into the suction space S3. That is, in the closed state, the inside of the motor casing 32 (motor housing space S2) and the hollow space S4 of the second bypass pipe 81 are not in communication. The opening / closing mechanism 82 functions as a surging escape mechanism that escapes from the surging state by changing from the closed state to the open state when entering the surging state. A specific configuration will be described. The opening / closing mechanism 82 includes an opening / closing member 83 for opening / closing the second bypass pipe 81 and a driving member 84 for driving the opening / closing member 83.

(3−1)開閉部材83
開閉部材83は、直接第2バイパス配管81を開閉する弁83aと、弁83aを支持する支持部材83bとを有する。
(3-1) Opening / closing member 83
The opening / closing member 83 includes a valve 83a that directly opens and closes the second bypass pipe 81, and a support member 83b that supports the valve 83a.

弁83aは、駆動部材84によって径方向内側から径方向外側に向かって移動可能に構成されており、第2バイパス配管81の内面に接触する接触状態と、第2バイパス配管81の内面に接触しない非接触状態とを切り替える。そして、弁83aが接触状態と非接触状態とを切り替えることにより、開閉機構82の開閉状態が切り替えられている。   The valve 83 a is configured to be movable from the radially inner side to the radially outer side by the driving member 84, and is in contact with the inner surface of the second bypass pipe 81 and does not contact the inner surface of the second bypass pipe 81. Switch between non-contact state. The open / close state of the open / close mechanism 82 is switched by switching the valve 83a between a contact state and a non-contact state.

支持部材83bは、一端面が弁83aの回転軸26に対向する面に固定され、他端面が駆動部材84に固定される、径方向に延びる棒状部材である。支持部材83bは、駆動部材84に固定されることにより、弁83aを支持している。   The support member 83 b is a rod-like member extending in the radial direction, one end surface of which is fixed to a surface facing the rotation shaft 26 of the valve 83 a and the other end surface of which is fixed to the drive member 84. The support member 83b supports the valve 83a by being fixed to the drive member 84.

(3−2)駆動部材84
駆動部材84は、軸方向前端に向かって開口するU字形状を有する板状部材であり、開口にラジアル磁気軸受27(電磁石61)が配置されるようにラジアル磁気軸受27(電磁石61)に接触して配置されている。駆動部材84は、一端が、圧縮機構ケーシング23(具体的には、モータケーシング32の閉塞部32bの軸方向後端面)に固定されており、他端は自由端となっている。尚、図2では、駆動部材84が回転軸26と重なって描かれているが、回転軸26の内部に駆動部材84が侵入している訳ではない。
(3-2) Drive member 84
The drive member 84 is a U-shaped plate-shaped member that opens toward the front end in the axial direction, and contacts the radial magnetic bearing 27 (electromagnet 61) so that the radial magnetic bearing 27 (electromagnet 61) is disposed in the opening. Are arranged. One end of the drive member 84 is fixed to the compression mechanism casing 23 (specifically, the rear end surface in the axial direction of the closing portion 32b of the motor casing 32), and the other end is a free end. In FIG. 2, the drive member 84 is drawn to overlap the rotary shaft 26, but the drive member 84 does not enter the rotary shaft 26.

駆動部材84には、2層構造のバイメタルが用いられており、第1熱膨張率板84aと、第2熱膨張率板84bとを有している。第1熱膨張率板84aは、第2熱膨張率板84bよりも熱膨張率が高い金属から構成されており、駆動部材84の内側部分、すなわち、ラジアル磁気軸受27に接触する部分を構成している。第2熱膨張率板84bは、第1熱膨張率板84aよりも熱膨張率が低い金属から構成されており、駆動部材84の外側部分を構成している。駆動部材84は、このような構成を有していることにより、温度変化に応じて、第1熱膨張率板84aと第2熱膨張率板84bとの熱膨張率の差異に起因した変形が生じる。具体的には、温度上昇が起こると、第1熱膨張率板84aの膨張量が第2熱膨張率板84bの膨張量よりも大きいので、駆動部材84は、外側に広がるように変形することになる。   The drive member 84 is made of a bimetal having a two-layer structure, and has a first thermal expansion coefficient plate 84a and a second thermal expansion coefficient plate 84b. The first thermal expansion coefficient plate 84a is made of a metal having a higher thermal expansion coefficient than the second thermal expansion coefficient plate 84b, and constitutes an inner part of the drive member 84, that is, a part that contacts the radial magnetic bearing 27. ing. The second coefficient of thermal expansion 84b is made of a metal having a lower coefficient of thermal expansion than the first coefficient of thermal expansion 84a, and constitutes the outer portion of the drive member 84. Since the drive member 84 has such a configuration, the deformation due to the difference in thermal expansion coefficient between the first thermal expansion coefficient plate 84a and the second thermal expansion coefficient plate 84b is changed according to the temperature change. Arise. Specifically, when the temperature rises, the expansion amount of the first coefficient of thermal expansion plate 84a is larger than the expansion amount of the second coefficient of thermal expansion plate 84b, so that the drive member 84 is deformed so as to spread outward. become.

尚、開閉部材83の支持部材83bは、駆動部材84の第2バイパス配管81に近い側に位置する部分には固定されず、駆動部材84の第2バイパス配管81から遠い側に位置する部分のみに固定されている。よって、駆動部材84が温度変化(温度上昇)に伴い外側に向かって変形すると、駆動部材84の第2バイパス配管81から遠い側に位置する部分に固定される開閉部材83は第2バイパス配管81から離れる方向のみに向かって移動することになる(図4を参照)。   Note that the support member 83b of the opening / closing member 83 is not fixed to the portion of the drive member 84 located on the side close to the second bypass pipe 81, and only the portion of the drive member 84 located on the side far from the second bypass pipe 81. It is fixed to. Therefore, when the drive member 84 is deformed outward as the temperature changes (temperature rise), the opening / closing member 83 fixed to the portion of the drive member 84 located on the far side from the second bypass pipe 81 is the second bypass pipe 81. It moves toward only the direction away from (see FIG. 4).

以上のように、駆動部材84は、2層構造のバイメタルから構成される、温度変化により変形する温度変形部材である。よって、本実施形態では、このような温度変形部材である駆動部材84に開閉部材83が接続されているので、弁83aの接触状態と非接触状態とを切り替えることができている。そして、これにより、第2バイパス配管81を開閉できている。   As described above, the drive member 84 is a temperature deformation member that is formed of a bimetal having a two-layer structure and deforms due to a temperature change. Therefore, in this embodiment, since the opening / closing member 83 is connected to the driving member 84 that is such a temperature deforming member, the contact state and the non-contact state of the valve 83a can be switched. Thus, the second bypass pipe 81 can be opened and closed.

ここで、駆動部材84が変形するような温度変化(温度上昇)は、一般にサージング状態に入ると生じる。具体的には、サージングが発生すると圧縮機構2の振動が起こり、径方向隙間センサ93によって検知される径方向隙間寸法が大きくなる状態が生じる。このため、径方向隙間寸法が所定径方向隙間寸法(所定値)を超える状態が生じる。尚、所定径方向隙間寸法とは、予めシミュレーション、机上計算等によって算出されて設定された回転軸26とラジアル磁気軸受27との間の径方向の隙間寸法である。径方向隙間センサ93によって検知される径方向隙間寸法が所定径方向隙間寸法を超えると、制御部9が、圧縮機構2の振動を抑制するために、ラジアル磁気軸受27のコイルに流す電流量を増加することになる。このように、サージング状態に入ると、ラジアル磁気軸受27に電流が多く流れる時間が長くなるので、ラジアル磁気軸受27の発熱量が増加する。そして、これにより、駆動部材84が変形するような温度変化(温度上昇)が生じることになる。   Here, a temperature change (temperature increase) that causes the drive member 84 to deform generally occurs when a surging state is entered. Specifically, when surging occurs, the compression mechanism 2 vibrates, and the radial gap dimension detected by the radial gap sensor 93 increases. For this reason, a state occurs in which the radial gap dimension exceeds the predetermined radial gap dimension (predetermined value). The predetermined radial clearance dimension is a radial clearance dimension between the rotary shaft 26 and the radial magnetic bearing 27, which is set by calculation in advance by simulation, desktop calculation, or the like. When the radial gap dimension detected by the radial gap sensor 93 exceeds a predetermined radial gap dimension, the control unit 9 determines the amount of current flowing through the coil of the radial magnetic bearing 27 in order to suppress the vibration of the compression mechanism 2. Will increase. As described above, when the surging state is entered, the time during which a large amount of current flows through the radial magnetic bearing 27 becomes longer, so the amount of heat generated by the radial magnetic bearing 27 increases. As a result, a temperature change (temperature increase) occurs such that the drive member 84 is deformed.

以上のように、本実施形態では、サージング状態に入ると、ラジアル磁気軸受27の発熱量が所定量を超えることになり、駆動部材84の周辺の温度が、駆動部材84が自然に変形するような温度となる。そして、駆動部材84の温度変化(温度上昇)に応じた変形に伴って、駆動部材84に固定された開閉部材83の支持部材83bが、第2バイパス配管81から離れる方向へと移動する。そして、開閉部材83の支持部材83bの移動に伴って、支持部材83bに固定された開閉部材83の弁83aも第2バイパス配管81から離れる方向へと移動し、非接触状態となる。これにより、開閉機構82が開状態となり、第2バイパス配管81が開けられることになる。   As described above, in this embodiment, when the surging state is entered, the amount of heat generated by the radial magnetic bearing 27 exceeds a predetermined amount, so that the temperature around the drive member 84 naturally deforms the drive member 84. Temperature. Then, the support member 83 b of the opening / closing member 83 fixed to the drive member 84 moves in a direction away from the second bypass pipe 81 with the deformation corresponding to the temperature change (temperature increase) of the drive member 84. As the support member 83b of the opening / closing member 83 moves, the valve 83a of the opening / closing member 83 fixed to the support member 83b also moves in a direction away from the second bypass pipe 81 and enters a non-contact state. As a result, the opening / closing mechanism 82 is opened, and the second bypass pipe 81 is opened.

尚、モータ収容空間S2を流れる低圧のガス冷媒が吸入空間S3へと流されて、圧縮部24が吸入する吸入冷媒の流量が所定量以上になると、サージング状態を脱出することになる。サージング状態を脱出すると、駆動部材84は温度変化(温度下降)に応じて変形し元の状態に戻る。そして、駆動部材84の温度変化に応じた変形に伴って、開閉機構82も元の状態に戻る。すなわち、開閉部材83の弁83aが接触状態となり、開閉機構82が閉状態となる。   When the low-pressure gas refrigerant flowing through the motor housing space S2 is flowed into the suction space S3 and the flow rate of the suction refrigerant sucked by the compression unit 24 exceeds a predetermined amount, the surging state is escaped. When the surging state is escaped, the drive member 84 is deformed according to the temperature change (temperature decrease) and returns to the original state. The opening / closing mechanism 82 also returns to its original state with the deformation of the driving member 84 according to the temperature change. That is, the valve 83a of the opening / closing member 83 is in a contact state, and the opening / closing mechanism 82 is in a closed state.

(4)制御部9の構成
図5は、制御部9の制御ブロック図である。
(4) Configuration of Control Unit 9 FIG. 5 is a control block diagram of the control unit 9.

空気調和装置1は、上述したように、第1膨張機構4、第2膨張機構12a、モータ25、ラジアル磁気軸受27、スラスト磁気軸受28、入口ガイドベーン30の駆動装置等の空気調和装置1を構成する各要素の動作を制御する制御部9をさらに有している。制御部9は、CPU、RAM、ROM等から構成されており、上述の径方向隙間センサ93、軸方向隙間センサ94、吸入空間S3を流れる冷媒の流量を検知する流量センサ95等と接続されている。そして、これらのセンサからの検出結果を受けて、上述の各要素の動作を制御している。   As described above, the air conditioner 1 includes the air conditioner 1 such as the first expansion mechanism 4, the second expansion mechanism 12 a, the motor 25, the radial magnetic bearing 27, the thrust magnetic bearing 28, and the drive device for the inlet guide vane 30. It further has a control unit 9 that controls the operation of each component. The control unit 9 includes a CPU, a RAM, a ROM, and the like, and is connected to the radial gap sensor 93, the axial gap sensor 94, the flow rate sensor 95 that detects the flow rate of the refrigerant flowing through the suction space S3, and the like. Yes. And the operation | movement of each above-mentioned element is controlled in response to the detection result from these sensors.

(5)特徴
(5−1)
本実施形態の空気調和装置1では、まず、メイン経路11から第1バイパス経路12を経由してモータケーシング32内(モータ収容空間S2)に冷媒が供給されている。また、本実施形態では、圧縮機構2に、モータケーシング32内(モータ収容空間S2)と吸入空間S3とを接続する第2バイパス配管81と、サージングが発生したとき、すなわち、ラジアル磁気軸受27の発熱量が所定量を超えたときに閉状態から開状態へと変化する開閉機構82と、が設けられている。開閉機構82は、弁83a及び支持部材83bを有する開閉部材83と、駆動部材84とを有している。駆動部材84は、温度変化により変形する温度変形部材である。具体的には、熱膨張率の異なる2つの金属板84a,84bから構成されるバイメタルが使用されている。そして、ラジアル磁気軸受27に接触する接触部材としての駆動部材84が、ラジアル磁気軸受27の発熱量が所定量を超えたときに変形することによって、駆動部材84に固定される支持部材83bを介して弁83aが第2バイパス配管81から離れる方向に移動する(非接触状態を採る)。そして、これにより、第2バイパス配管81が開かれている。
(5) Features (5-1)
In the air conditioner 1 of the present embodiment, first, the refrigerant is supplied from the main path 11 through the first bypass path 12 into the motor casing 32 (motor housing space S2). Further, in the present embodiment, the second bypass pipe 81 connecting the inside of the motor casing 32 (motor housing space S2) and the suction space S3 to the compression mechanism 2, and when surging occurs, that is, the radial magnetic bearing 27 An opening / closing mechanism 82 that changes from a closed state to an open state when the amount of generated heat exceeds a predetermined amount is provided. The opening / closing mechanism 82 includes an opening / closing member 83 having a valve 83a and a support member 83b, and a drive member 84. The drive member 84 is a temperature deformation member that is deformed by a temperature change. Specifically, a bimetal composed of two metal plates 84a and 84b having different coefficients of thermal expansion is used. Then, the drive member 84 as a contact member that contacts the radial magnetic bearing 27 is deformed when the heat generation amount of the radial magnetic bearing 27 exceeds a predetermined amount, so that the support member 83b fixed to the drive member 84 is interposed. The valve 83a moves in a direction away from the second bypass pipe 81 (takes a non-contact state). As a result, the second bypass pipe 81 is opened.

本実施形態では、圧縮機構2がこのような構成を有していることにより、サージングが発生したときに、第2バイパス配管81が開くようになっている。そして、第2バイパス配管81が開けられると、モータケーシング32内(モータ収容空間S2)を流れる冷媒が吸入空間S3へと導かれることになる。これにより、圧縮機構2の圧縮部24に流入する冷媒を増加することができる。このように、本実施形態の空気調和装置1では、簡易な構成で、サージング状態から抜け出すことができる圧縮機構2を有している。   In the present embodiment, since the compression mechanism 2 has such a configuration, the second bypass pipe 81 is opened when surging occurs. When the second bypass pipe 81 is opened, the refrigerant flowing in the motor casing 32 (motor housing space S2) is guided to the suction space S3. Thereby, the refrigerant | coolant which flows in into the compression part 24 of the compression mechanism 2 can be increased. As described above, the air conditioner 1 of the present embodiment has the compression mechanism 2 that can escape from the surging state with a simple configuration.

尚、サージングが発生すると、圧縮機構2の振動が起こるため、径方向隙間センサ93によって検知される径方向隙間寸法が所定径方向隙間寸法(所定値)を超えることが考えられる。そして、径方向隙間寸法が所定径方向隙間寸法を超えると、圧縮機構2の振動を抑制するために、制御部9によってラジアル磁気軸受27のコイルに流される電流量が増加される。すなわち、サージングが発生すると、ラジアル磁気軸受27のコイルに流れる電流量が増加されてラジアル磁気軸受27の発熱量が増加し所定量を超えることになる。   When surging occurs, the compression mechanism 2 vibrates, so the radial gap dimension detected by the radial gap sensor 93 may exceed a predetermined radial gap dimension (predetermined value). When the radial gap dimension exceeds the predetermined radial gap dimension, the amount of current that is passed through the coil of the radial magnetic bearing 27 by the control unit 9 is increased in order to suppress vibration of the compression mechanism 2. That is, when surging occurs, the amount of current flowing through the coil of the radial magnetic bearing 27 is increased, and the amount of heat generated by the radial magnetic bearing 27 is increased to exceed a predetermined amount.

このように、本実施形態では、サージングが発生するとラジアル磁気軸受27の発熱量が所定量を超えることになる現象を利用できるように、発熱するラジアル磁気軸受27の周囲に温度変形部材としての駆動部材84を配置している。そして、駆動部材84の温度変化に伴う変形を利用して、開閉部材83が第2バイパス配管81を開閉するように構成している。   Thus, in the present embodiment, driving as a temperature deforming member around the radial magnetic bearing 27 that generates heat so that the phenomenon that the amount of heat generated by the radial magnetic bearing 27 exceeds a predetermined amount when surging occurs can be used. A member 84 is disposed. Then, the opening / closing member 83 is configured to open and close the second bypass pipe 81 using the deformation accompanying the temperature change of the drive member 84.

(5−2)
本実施形態では、モータケーシング32内(モータ収容空間S2)には、熱源側熱交換器3からの冷媒が第2膨張機構12aによって減圧されて供給されている。これにより、モータ25を冷却することができ、モータ25の発熱を抑制できる。また、モータ25を冷却する冷媒を利用して第2バイパス配管81を通じて吸入空間S3へと流すことによって、サージング状態から抜け出すこともできている。
(5-2)
In the present embodiment, the refrigerant from the heat source side heat exchanger 3 is supplied to the motor casing 32 (motor housing space S2) by the second expansion mechanism 12a with a reduced pressure. Thereby, the motor 25 can be cooled and the heat generation of the motor 25 can be suppressed. Moreover, it can escape from a surging state by making it flow into suction space S3 through the 2nd bypass piping 81 using the refrigerant | coolant which cools the motor 25. FIG.

(6)変形例
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、上記の実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
(6) Modifications The embodiment of the present invention has been described above with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to the above-described embodiment, and can be changed without departing from the gist of the invention. .

(6−1)変形例A
上記実施形態では、開閉機構82は、開閉部材83と駆動部材84とを有すると説明したが、これに限られるものではない。
(6-1) Modification A
In the embodiment described above, the opening / closing mechanism 82 has been described as having the opening / closing member 83 and the driving member 84, but is not limited thereto.

例えば、開閉機構82は、開閉部材83を構成する弁83aから構成されるものであってもよい。このとき、弁83aは、上述のバイメタルから構成されることが好ましく、ラジアル磁気軸受27と接触する位置又はラジアル磁気軸受27の近傍の位置に配置されることが好ましい。これにより、ラジアル磁気軸受27の発熱量が所定量を超えたとき(すなわち、サージングが発生したとき)に、弁83aが変形して閉状態から開状態へと変化することができる。よって、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。   For example, the opening / closing mechanism 82 may be configured by a valve 83 a that constitutes the opening / closing member 83. At this time, the valve 83a is preferably composed of the above-described bimetal, and is preferably disposed at a position in contact with the radial magnetic bearing 27 or a position in the vicinity of the radial magnetic bearing 27. Thus, when the amount of heat generated by the radial magnetic bearing 27 exceeds a predetermined amount (that is, when surging occurs), the valve 83a can be deformed to change from the closed state to the open state. Therefore, it is possible to obtain the same effect as the above embodiment.

(6−2)変形例B
上記実施形態では、圧縮機構2は、単一の圧縮部が組み込まれた単段式の遠心圧縮機から構成されると説明したが、これに限られるものではない。例えば、1台の一軸二段圧縮構造を有する圧縮機構であってもよいし、三段圧縮式等のような二段圧縮式よりも多段の圧縮機構であってもよいし、さらに、多段圧縮式の圧縮機を2系統以上並列に接続した並列多段圧縮式の圧縮機構であってもよい。
(6-2) Modification B
Although the said embodiment demonstrated that the compression mechanism 2 was comprised from the single stage type centrifugal compressor in which the single compression part was integrated, it is not restricted to this. For example, a compression mechanism having one uniaxial two-stage compression structure may be used, or a multi-stage compression mechanism may be used as compared with a two-stage compression type such as a three-stage compression type. A parallel multi-stage compression type compression mechanism in which two or more compressors are connected in parallel may be used.

(6−3)変形例C
図6は、本変形例Cに係る空気調和装置100の概略構成図である。
(6-3) Modification C
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of an air-conditioning apparatus 100 according to Modification C.

上記実施形態では、モータケーシング32内(モータ収容空間S2)に供給される冷媒は、熱源側熱交換器3で放熱されて第2膨張機構12aによって減圧された低圧の冷媒であると説明したが、これに限られるものではない。   In the above embodiment, the refrigerant supplied into the motor casing 32 (motor housing space S2) has been described as a low-pressure refrigerant that is radiated by the heat source side heat exchanger 3 and decompressed by the second expansion mechanism 12a. However, it is not limited to this.

例えば、利用側熱交換器5で加熱されて蒸発された低圧の冷媒が、熱源側熱交換器3で放熱されて第2膨張機構12aによって減圧された低圧の冷媒と共に、モータケーシング32内(モータ収容空間S2)に供給されてもよい。   For example, the low-pressure refrigerant heated and evaporated by the use-side heat exchanger 5 is radiated by the heat source-side heat exchanger 3 and is decompressed by the second expansion mechanism 12a together with the low-pressure refrigerant in the motor casing 32 (motor It may be supplied to the accommodation space S2).

この場合、空気調和装置1には、図6に示すように、一端が利用側熱交換器5の出口に接続され他端がモータケーシング32内(モータ収容空間S2)に接続される導入バイパス配管16が設けられる。この導入バイパス配管16は、利用側熱交換器5で蒸発された冷媒をモータケーシング32内(モータ収容空間S2)に導く導入バイパス経路15を構成する。そして、この導入バイパス経路15は、メイン経路11、第1バイパス経路12、戻し経路13、及び第2バイパス経路14と共に、冷媒が流れる冷媒回路101を形成することになる。本変形例の場合、モータ25の冷却効果をより高めることができる。   In this case, as shown in FIG. 6, the air conditioning apparatus 1 has an introduction bypass pipe having one end connected to the outlet of the use side heat exchanger 5 and the other end connected to the inside of the motor casing 32 (motor housing space S <b> 2). 16 is provided. The introduction bypass pipe 16 constitutes an introduction bypass path 15 that guides the refrigerant evaporated in the use side heat exchanger 5 into the motor casing 32 (motor housing space S2). The introduction bypass path 15 forms the refrigerant circuit 101 through which the refrigerant flows together with the main path 11, the first bypass path 12, the return path 13, and the second bypass path 14. In the case of this modification, the cooling effect of the motor 25 can be further enhanced.

(6−4)変形例D
上記実施形態では、冷凍装置として、冷房運転を実行可能な空気調和装置1を例に挙げて説明したが、これに限られるものではなく、本発明は、冷房運転と暖房運転とを切替可能な空気調和装置に適用してもよいし、ヒートポンプ式の給湯装置に適用してもよい。
(6-4) Modification D
In the above embodiment, the air conditioner 1 capable of performing the cooling operation has been described as an example of the refrigeration apparatus. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can switch between the cooling operation and the heating operation. You may apply to an air conditioning apparatus and may apply to a heat pump type hot-water supply apparatus.

本発明では、磁気軸受が採用された圧縮機構を有する冷凍装置に種々適用可能である。   The present invention can be variously applied to a refrigeration apparatus having a compression mechanism employing a magnetic bearing.

1 空気調和装置(冷凍装置)
3 熱源側熱交換器(放熱器)
9 制御部
22 吐出口
24 圧縮部
25 モータ
26 回転軸
27 ラジアル磁気軸受(磁気軸受)
32 モータケーシング
61 電磁石
81 第2バイパス配管(バイパス配管)
82 開閉機構
83 開閉部材
84 接触部材
93 径方向隙間センサ(隙間センサ)
S3 吸入空間
1 Air conditioning equipment (refrigeration equipment)
3 Heat source side heat exchanger (heatsink)
9 Control unit 22 Discharge port 24 Compression unit 25 Motor 26 Rotating shaft 27 Radial magnetic bearing (magnetic bearing)
32 Motor casing 61 Electromagnet 81 Second bypass piping (bypass piping)
82 Opening / closing mechanism 83 Opening / closing member 84 Contact member 93 Radial gap sensor (gap sensor)
S3 Suction space

特開平6−346893号公報JP-A-6-346893

Claims (4)

吸入空間(S3)を流れる冷媒を圧縮した後に吐出口(22)を介して外に吐出する圧縮機構(2)と、
前記吐出口と前記吸入空間とを結び前記圧縮機構から吐出された冷媒を前記吸入空間まで流す冷媒経路と、
を備え、
前記圧縮機構は、
前記冷媒を圧縮する圧縮部(24)と、
前記圧縮部に連結された回転軸(26)に取り付けられ、前記回転軸を介して前記圧縮部を駆動するモータ(25)と、
前記回転軸を非接触で回転自在に支持する磁気軸受(27)と、
前記モータ及び前記磁気軸受を収容し前記冷媒経路を流れる冷媒が供給されるモータケーシング(32)と、
前記モータケーシング内の冷媒を前記吸入空間に流すバイパス配管(81)と、
前記モータケーシング内の冷媒を前記吸入空間へ流入させる開状態と前記モータケーシング内の冷媒の前記吸入空間への流入を遮断する閉状態との切替によって前記バイパス配管を開閉し、前記磁気軸受の発熱量が所定量を超えたときに前記閉状態から前記開状態へと変化する開閉機構(82)と、
を有する、冷凍装置(1)。
A compression mechanism (2) for discharging the refrigerant flowing through the suction space (S3) to the outside through the discharge port (22) after being compressed;
A refrigerant path connecting the discharge port and the suction space and allowing the refrigerant discharged from the compression mechanism to flow to the suction space;
With
The compression mechanism is
A compression section (24) for compressing the refrigerant;
A motor (25) attached to a rotary shaft (26) connected to the compression unit and driving the compression unit via the rotary shaft;
A magnetic bearing (27) for rotatably supporting the rotating shaft without contact;
A motor casing (32) that houses the motor and the magnetic bearing and is supplied with refrigerant flowing through the refrigerant path;
A bypass pipe (81) for flowing the refrigerant in the motor casing to the suction space;
The bypass bearing is opened and closed by switching between an open state in which the refrigerant in the motor casing flows into the suction space and a closed state in which the refrigerant in the motor casing is blocked from flowing into the suction space, and heat generation of the magnetic bearing An opening and closing mechanism (82) that changes from the closed state to the open state when the amount exceeds a predetermined amount;
A refrigeration apparatus (1) having
前記磁気軸受は、コイルを含む電磁石(61)を有し、
前記コイルへ流す電流量を制御する制御部(9)、をさらに備え、
前記圧縮機構は、前記回転軸と前記磁気軸受との間の隙間の隙間寸法を検知する隙間センサ(93)、をさらに有し、
前記制御部は、前記隙間センサによって検知される隙間寸法が所定値を超えた場合に、前記コイルに流す電流量を増加する、
請求項1に記載の冷凍装置。
The magnetic bearing has an electromagnet (61) including a coil,
A control unit (9) for controlling the amount of current flowing to the coil,
The compression mechanism further includes a gap sensor (93) for detecting a gap size of a gap between the rotating shaft and the magnetic bearing,
The control unit increases the amount of current flowing through the coil when a gap size detected by the gap sensor exceeds a predetermined value.
The refrigeration apparatus according to claim 1.
前記開閉機構は、前記バイパス配管を開閉する開閉部材(83)と、前記開閉部材と前記磁気軸受とに接触する接触部材(84)と、有し、
前記接触部材は、温度変化により変形する温度変形部材であり、
前記接触部材が前記磁気軸受の発熱量が所定量を超えたときに変形することによって、前記開閉部材が前記開状態から前記閉状態へと変化する、
請求項1又は2に記載の冷凍装置。
The opening / closing mechanism includes an opening / closing member (83) for opening / closing the bypass pipe, and a contact member (84) for contacting the opening / closing member and the magnetic bearing,
The contact member is a temperature deformation member that deforms due to a temperature change,
The opening and closing member changes from the open state to the closed state by deforming the contact member when the amount of heat generated by the magnetic bearing exceeds a predetermined amount.
The refrigeration apparatus according to claim 1 or 2.
前記冷媒経路内に設けられ冷媒の放熱を行う放熱器(3)、をさらに備え、
前記放熱器を通過した冷媒が減圧されて前記モータケーシング内に供給されている、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の冷凍装置。
A heat radiator (3) provided in the refrigerant path for radiating the refrigerant,
The refrigerant that has passed through the radiator is decompressed and supplied into the motor casing.
The refrigeration apparatus of any one of Claims 1-3.
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