JP2013127207A

JP2013127207A - Centrifugal compressor

Info

Publication number: JP2013127207A
Application number: JP2011276262A
Authority: JP
Inventors: Hirofumi Azuma; 洋文東; Kenji Amano; 賢二天野; Koichi Tanaka; 孝一田中
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2011-12-16
Filing date: 2011-12-16
Publication date: 2013-06-27

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a centrifugal compressor in which costs can be reduced.SOLUTION: The centrifugal compressor includes: a rotatable impeller 41; a plurality of turnable inlet guide vanes 30; and a driving mechanism 80 for turning the inlet guide vane 30. In order to adjust a flow rate of a suction refrigerant sucked by the rotation of the impeller 41, a plurality of the inlet guide vanes 30 are arranged in a rotational direction in a suction space S3 in which the suction refrigerant flows. In addition, the driving mechanism 80 is arranged in the suction space S3.

Description

本発明は、遠心圧縮機に関する。 The present invention relates to a centrifugal compressor.

従来、インペラの回転によって吸入される冷媒の流量の調節等を行うために、インペラの吸入側にガイドベーンを設けている遠心圧縮機が存在する。例えば、特許文献１（特開２００４−１６２７１６号公報）に開示の遠心圧縮機では、ガイドベーンをインペラの吸入側に設置するために、事前旋回組立体ハウジング、環状リング及びベーンキャリア組立体から成る事前旋回発生組立体を設けており、さらに、これらの外周側に、ガイドベーンを駆動させるために、ベベルピニオンギヤ、アーム、機械リンク装置等を設けている。そして、環状リングに形成されるベベルギヤがベベルピニオンギヤと噛み合うことで環状リングが回転されることにより、ガイドベーンが駆動しており、ベベルピニオンギヤは、軸を介してアームと接続され、アームが機械リンク装置等によって回転されることにより駆動されている。 Conventionally, there is a centrifugal compressor provided with a guide vane on the suction side of the impeller in order to adjust the flow rate of the refrigerant sucked by the rotation of the impeller. For example, in the centrifugal compressor disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-162716), in order to install the guide vane on the suction side of the impeller, it includes a pre-swivel assembly housing, an annular ring, and a vane carrier assembly. A pre-slewing generation assembly is provided, and further, a bevel pinion gear, an arm, a mechanical link device, and the like are provided on the outer peripheral sides of these assemblies to drive the guide vanes. The annular ring is rotated by meshing the bevel gear formed on the annular ring with the bevel pinion gear, so that the guide vane is driven, the bevel pinion gear is connected to the arm via the shaft, and the arm is a mechanical link. It is driven by being rotated by a device or the like.

上記特許文献１では、ガイドベーンを配置するための構造や駆動するための構造が複雑であり、コストがかかることが懸念される。 In Patent Document 1, there is a concern that the structure for arranging the guide vanes and the structure for driving are complicated and costly.

そこで、本発明の課題は、コストを抑制できる遠心圧縮機を提供することにある。 Then, the subject of this invention is providing the centrifugal compressor which can suppress cost.

本発明の第１観点に係る遠心圧縮機は、回転可能なインペラと、回動可能な複数の入口ガイドベーンと、入口ガイドベーンを回動する駆動機構とを備える。複数の入口ガイドベーンは、インペラの回転によって吸入される吸入冷媒の流量を調整するために、吸入冷媒が流れる吸入空間に回転方向に並んで配置される。また、駆動機構は、吸入空間に配置される。 A centrifugal compressor according to a first aspect of the present invention includes a rotatable impeller, a plurality of rotatable inlet guide vanes, and a drive mechanism that rotates the inlet guide vanes. The plurality of inlet guide vanes are arranged side by side in the rotation direction in the suction space through which the suction refrigerant flows in order to adjust the flow rate of the suction refrigerant sucked by the rotation of the impeller. The drive mechanism is disposed in the suction space.

ここで、従来は、圧縮機とは別のガイドベーンユニット（事前旋回発生組立体、ベベルピニオンギヤ、アーム、機械リンク装置等）を、インペラの吸入側に設けているが、本発明では、圧縮機内の吸入空間に、入口ガイドベーン及び駆動機構を配置している。よって、従来に比べて、簡易に、入口ガイドベーン及び駆動機構を有するガイドベーンユニットを構成でき、コストも低減できる。 Here, conventionally, a guide vane unit (a pre-slewing generation assembly, a bevel pinion gear, an arm, a mechanical link device, etc.) separate from the compressor is provided on the suction side of the impeller. An inlet guide vane and a drive mechanism are arranged in the suction space. Therefore, a guide vane unit having an inlet guide vane and a drive mechanism can be configured more easily than in the prior art, and costs can be reduced.

本発明の第２観点に係る遠心圧縮機は、本発明の第１観点に係る遠心圧縮機であって、ケーシングをさらに備える。ケーシングは、インペラと入口ガイドベーンと駆動機構とを収容し、吸入空間を形成する吸入空間形成部を有する。駆動機構は、モータと、駆動軸とを有する。モータは、入口ガイドベーンを駆動する。駆動軸は、入口ガイドベーンに連結され入口ガイドベーンにモータの駆動力を伝達する。吸入空間形成部には、吸入空間形成部を貫通しない孔が形成されている。孔は、駆動軸を回転可能に支持する。 The centrifugal compressor according to the second aspect of the present invention is the centrifugal compressor according to the first aspect of the present invention, and further includes a casing. The casing includes an impeller, an inlet guide vane, and a drive mechanism, and has a suction space forming portion that forms a suction space. The drive mechanism has a motor and a drive shaft. The motor drives the inlet guide vane. The drive shaft is connected to the inlet guide vane and transmits the driving force of the motor to the inlet guide vane. A hole that does not penetrate the suction space forming portion is formed in the suction space forming portion. The hole rotatably supports the drive shaft.

本発明では、孔が、吸入空間形成部を貫通しないように形成されている。よって、孔を介した、ガス冷媒の吸入空間への流入／ガス冷媒の吸入空間からの流出、を抑制できる。 In the present invention, the hole is formed so as not to penetrate the suction space forming portion. Therefore, inflow of gas refrigerant into the suction space / outflow of gas refrigerant from the suction space through the holes can be suppressed.

本発明の第３観点に係る遠心圧縮機は、本発明の第２観点に係る遠心圧縮機であって、駆動機構は、回転軸と、第１ギアと、第２ギアとをさらに有する。回転軸は、モータが連結されてモータの駆動力が伝達され、駆動軸の延びる方向に対して直交する方向に延びる。第１ギアは、回転軸に連結され回転軸を介してモータの駆動力が伝達される。第２ギアは、駆動軸に連結されて第１ギアに噛み合い、第１ギアを介してモータの駆動力が伝達され、駆動軸にモータの駆動力を伝達する。 The centrifugal compressor which concerns on the 3rd viewpoint of this invention is a centrifugal compressor which concerns on the 2nd viewpoint of this invention, Comprising: A drive mechanism further has a rotating shaft, a 1st gear, and a 2nd gear. The rotating shaft is connected to the motor to transmit the driving force of the motor, and extends in a direction orthogonal to the direction in which the driving shaft extends. The first gear is connected to the rotation shaft, and the driving force of the motor is transmitted through the rotation shaft. The second gear is connected to the drive shaft and meshed with the first gear, the driving force of the motor is transmitted through the first gear, and the driving force of the motor is transmitted to the driving shaft.

ここで、第１ギア及び第２ギアは、いわゆるかさ歯車を形成している。本発明では、このようなかさ歯車を用いることにより、入口ガイドベーンを駆動する構成を簡易にできている。 Here, the first gear and the second gear form a so-called bevel gear. In this invention, the structure which drives an inlet guide vane can be simplified by using such a bevel gear.

本発明の第４観点に係る遠心圧縮機は、本発明の第１観点〜第３観点のいずれかに係る遠心圧縮機であって、吸入空間形成部に接触するように吸入空間に配置され、駆動機構を支持する支持部材、をさらに備える。 A centrifugal compressor according to a fourth aspect of the present invention is the centrifugal compressor according to any one of the first aspect to the third aspect of the present invention, and is disposed in the suction space so as to contact the suction space forming portion, A support member for supporting the drive mechanism;

本発明では、支持部材は、吸入空間形成部に接触するように配置されている。よって、吸入空間形成部を、支持部材を支持する部材として機能させることができる。従って、簡易に、支持部材を支持でき、さらに、駆動部材も支持することができる。 In the present invention, the support member is disposed so as to contact the suction space forming portion. Therefore, the suction space forming portion can function as a member that supports the support member. Therefore, the support member can be easily supported, and the drive member can also be supported.

本発明の第１観点に係る遠心圧縮機では、コストを抑制できる。 In the centrifugal compressor according to the first aspect of the present invention, the cost can be suppressed.

本発明の第２観点に係る遠心圧縮機では、孔を介した、ガス冷媒の吸入空間への流入／ガス冷媒の吸入空間からの流出、を抑制できる。 In the centrifugal compressor according to the second aspect of the present invention, the inflow of gas refrigerant into the suction space / outflow of gas refrigerant from the suction space through the holes can be suppressed.

本発明の第３観点に係る遠心圧縮機では、入口ガイドベーンを駆動する構成を簡易にできている。 In the centrifugal compressor according to the third aspect of the present invention, the configuration for driving the inlet guide vane can be simplified.

本発明の第４観点に係る遠心圧縮機では、簡易に、支持部材を支持でき、さらに、駆動部材も支持することができる。 In the centrifugal compressor according to the fourth aspect of the present invention, the support member can be easily supported, and the drive member can also be supported.

本発明に係る遠心圧縮機が採用された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 by which the centrifugal compressor based on this invention was employ | adopted. 遠心圧縮機の概略断面図。The schematic sectional drawing of a centrifugal compressor. インペラの概略外観斜視図。1 is a schematic external perspective view of an impeller. 駆動機構の概略外観斜視図。FIG. 2 is a schematic external perspective view of a drive mechanism. 制御部の制御ブロック図。The control block diagram of a control part. 従来のガイドベーンを軸方向から視た軸方向斜視図。The axial direction perspective view which looked at the conventional guide vane from the axial direction.

以下、図面に基づいて、本発明に係る遠心圧縮機２が採用された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, an embodiment of an air conditioner 1 as an example of a refrigeration apparatus in which a centrifugal compressor 2 according to the present invention is employed will be described based on the drawings.

（１）空気調和装置１の構成
図１は、本発明に係る遠心圧縮機２が採用された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 in which a centrifugal compressor 2 according to the present invention is employed.

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、遠心圧縮機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 centrifugal compressor 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）遠心圧縮機２
遠心圧縮機２は、単一の圧縮部が組み込まれた単段式の圧縮機である。遠心圧縮機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から出た冷媒を遠心圧縮機２の吸入側（吸入口２１）へと導く冷媒管であり、吐出管７は、遠心圧縮機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。遠心圧縮機２の構成については、後に詳述する。 (1-1) Centrifugal compressor 2
The centrifugal compressor 2 is a single-stage compressor in which a single compression unit is incorporated. The centrifugal compressor 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. And discharged 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 centrifugal compressor 2, and the discharge pipe 7 is a discharge port from the centrifugal compressor 2. This is a refrigerant pipe that guides the refrigerant discharged through 22 to the inlet of the heat source side heat exchanger 3. The configuration of the centrifugal compressor 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遠心圧縮機２から吐出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を介して遠心圧縮機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 discharged from the centrifugal compressor 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 centrifugal compressor 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、熱源側熱交換器３で放熱された冷媒の減圧を行う機構であり、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、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 radiated by the heat source side heat exchanger 3, 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.

（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、吸入管６を介して遠心圧縮機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 centrifugal compressor 2 via the suction pipe 6.

以上に説明した、遠心圧縮機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。 The centrifugal compressor 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. Thus, the main path 11 through which the refrigerant circulates is configured.

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、本実施形態での空気調和装置１は、さらに、第１バイパス配管１７と、戻し配管１８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 conditioning apparatus 1 in the present embodiment further includes the first bypass pipe 17 and the return pipe 18.

（１−５）第１バイパス配管１７
第１バイパス配管１７は、熱源側熱交換器３で放熱された冷媒を、モータケーシング３２の導入口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の導入口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１７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 piping 17
The first bypass pipe 17 is a refrigerant pipe that constitutes the first bypass path 12 that guides the refrigerant radiated by the heat source side heat exchanger 3 to an inlet 35 (described later) of the motor casing 32, and one end of the first bypass pipe 17 is a heat source. The side heat exchanger 3 is connected to the outlet, and the other end is connected to the inlet 35 of the motor casing 32. The first bypass pipe 17 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１８
戻し配管１８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を構成するための冷媒管であり、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 18
The return pipe 18 is a refrigerant pipe for constituting 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.

以上のように、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、によって、冷媒が流れる冷媒回路１０が形成されている。 As described above, in the air conditioning apparatus 1 of the present embodiment, the refrigerant path 10 through which the refrigerant flows is formed by the main path 11, the first bypass path 12, and the return path 13.

（２）遠心圧縮機２の詳細構成
図２は、遠心圧縮機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。図４は、駆動機構８０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、遠心圧縮機２の吸入側を前とする）とし、軸方向に対して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 Centrifugal Compressor 2 FIG. 2 is a schematic sectional view of the centrifugal compressor 2. FIG. 3 is a schematic external perspective view of the impeller 41. FIG. 4 is a schematic external perspective view of the drive mechanism 80. 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 centrifugal compressor 2 is the front), the direction orthogonal to the axial direction is the radial direction, and the axial direction The surrounding direction is the circumferential direction.

遠心圧縮機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である。遠心圧縮機２は、図２に示すように、主として、圧縮機ケーシング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、複数の入口ガイドベーン３０を回動する駆動機構８０と、駆動機構８０を支持する支持部材９０と、を有している。遠心圧縮機２は、密閉式の圧縮機ケーシング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、駆動機構８０と、支持部材９０とが収容されるように構成されている。 The centrifugal compressor 2 is a so-called oilless compressor that does not require lubricating oil. As shown in FIG. 2, the centrifugal compressor 2 mainly includes a compressor 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. And a plurality of inlet guide vanes 30, a drive mechanism 80 that rotates the plurality of inlet guide vanes 30, and a support member 90 that supports the drive mechanism 80. The centrifugal compressor 2 includes a hermetic compressor 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 guides. The vane 30, the drive mechanism 80, and the support member 90 are configured to be accommodated.

（２−１）圧縮機ケーシング２３
圧縮機ケーシング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) Compressor casing 23
The compressor casing 23 is a substantially cylindrical hermetic container extending in the axial direction, and includes a compressor 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、圧縮機ケーシング２３の軸方向前側部分（吸入側部分）を構成し、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とが形成されている。吸入口２１は、圧縮機ケーシング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。 (2-1-1) Compression section casing 31
The compressor section casing 31 constitutes an axial front portion (suction side portion) of the compressor casing 23, and is mainly formed with a suction port 21 for sucking refrigerant and a discharge port 22 for discharging refrigerant. ing. The suction port 21 opens toward one axial end (front end) of the compressor casing 23 and is connected to the suction pipe 6. The discharge port 22 opens toward the radially outer end of the compressor casing 23 and is connected to the discharge pipe 7.

また、圧縮部ケーシング３１は、圧縮空間Ｓ１を形成する圧縮空間形成部８８と、吸入空間Ｓ３を形成する吸入空間形成部８９とを有している。尚、圧縮空間Ｓ１とは、圧縮部２４を収容する空間である。吸入空間Ｓ３とは、吸入口２１から圧縮部２４に向かって吸入冷媒が流れる空間である。 Moreover, the compression part casing 31 has the compression space formation part 88 which forms compression space S1, and the suction space formation part 89 which forms suction space S3. The compression space S1 is a space that accommodates the compression unit 24. The suction space S3 is a space through which the suction refrigerant flows from the suction port 21 toward the compression unit 24.

また、吸入空間形成部８９には、吸入空間Ｓ３に連通するように径方向に延び、後述する駆動軸８５を回転可能に支持する軸受孔８９ａが形成されている。軸受孔８９ａは、吸入空間形成部８９を貫通しないように形成されている。 The suction space forming portion 89 is formed with a bearing hole 89a that extends in the radial direction so as to communicate with the suction space S3 and rotatably supports a drive shaft 85 described later. The bearing hole 89 a is formed so as not to penetrate the suction space forming portion 89.

（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。モータケーシング３２には、主として、導入口３５と、排出口３６とが形成されている。導入口３５は、第１バイパス配管１７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１７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）を流れた冷媒を、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１８）へと排出するための開口であり、戻し配管１８に接続されている。 (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 portion of the compressor 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. The motor casing 32 is mainly formed with an introduction port 35 and a discharge port 36. The introduction port 35 is an opening for introducing the low-pressure liquid refrigerant after being decompressed by the second expansion mechanism 12a in the first bypass pipe 17 into the motor casing 32 (that is, the motor housing space S2). 1 Bypass piping 17 is connected. The discharge port 36 is an opening for discharging the refrigerant that has flowed 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 18). And connected to the return pipe 18.

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の軸方向一端部分（具体的には、前端部分）に連結さ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 compression unit 24 mainly includes an impeller 41 that is connected to an axial one end portion (specifically, a front end portion) of the rotary 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、図３に示すように、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とを有しており、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、上記周方向とは、同じである。 As shown in FIG. 3, 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. The driving force of the motor 25 is transmitted from the rotating shaft 26 extending in the front-rear direction, and the rotating shaft 26 rotates around the rotating shaft 26. That is, the rotation direction of the impeller 41 and the circumferential direction 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１９（図１を参照）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 arrangement space forming portion that forms the impeller arrangement space S1a of the compressor casing 23. 19 (see FIG. 1) is formed so that the shortest distance from 19 (see FIG. 1) becomes shorter as it goes downstream 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。さらに、大羽根４３及び小羽根４４は、前面側端部の長手方向と、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。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 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. Further, the large blades 43 and the small blades 44 are configured such that the longitudinal direction of the front side end portion and the longitudinal direction of the radially outer end portion are in a twisted positional relationship with each other. 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が駆動されて、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、圧縮して高圧の冷媒とした後、吐出口２２を介して吐出管７に向けて吐出する。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１９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 impeller 41 is driven to rotate rightward (rotated in the direction indicated by the arrow in FIG. 3) when the motor 25 is driven to suck the refrigerant flowing through the suction pipe 6 through the suction port 21 and compress it. Then, after forming a high-pressure refrigerant, the refrigerant is discharged toward the discharge pipe 7 through the discharge port 22. 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 19 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、遠心圧縮機２では、回転軸２６の回転によって圧縮部２４のインペラ４１が回転する。そして、圧縮部２４のインペラ４１の回転によって軸方向前側から吸入される冷媒（吸入冷媒）を、圧縮しながら遠心力を作用させて径方向外側へと流出させている。 As described above, in the centrifugal compressor 2, the impeller 41 of the compression unit 24 is rotated by the rotation of the rotating shaft 26. And the refrigerant | coolant (inhalation refrigerant | coolant) suck | inhaled from the axial direction front side by rotation of the impeller 41 of the compression part 24 is made to flow out to radial direction outer side by making a centrifugal force act, compressing.

（２−３）モータ２５
モータ２５は、図１に示すように、圧縮部２４の後側に配置され、主として、ロータ５２と、ロータ５２に対向するステータ５３とを有している。モータ２５（ロータ５２及びステータ５３）は、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
As shown in FIG. 1, the motor 25 is disposed on the rear side of the compression unit 24, and mainly includes a rotor 52 and a stator 53 that faces the rotor 52. The motor 25 (the rotor 52 and the stator 53) is housed in the motor casing 32 (that is, the motor housing space S2) together with 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１７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、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 flows through the first bypass pipe 17 and is decompressed 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. 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、圧縮機ケーシング２３（モータケーシング３２）の筒状部３２ａ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、その内周面と、ロータ５２（ロータ５２の外周面）との間に、隙間としてのエアギャップｔが形成されるように、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 32a of the compressor casing 23 (motor casing 32) 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 an air gap t as a gap is formed between the inner peripheral surface of the stator 53 and the rotor 52 (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を軸方向において両側から挟むように、モータ２５の軸方向両側に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 on the axial direction both sides of the motor 25 so that the motor 25 may be pinched | interposed from both sides in an axial direction. That is, in this embodiment, there are two radial magnetic bearings 27.

ラジアル磁気軸受２７は、具体的には、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 of (in this embodiment, four poles) 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（図５を参照）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。 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 (see FIG. 5) 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.

（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を軸方向において挟むように、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。 One thrust magnetic bearing 28 is arranged on each side of the thrust disk 29 in the axial direction so as to sandwich the thrust disk 29 in the axial direction. 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（図５を参照）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. (Refer to FIG. 5) is provided, and the axial clearance sensor 94 detects the axial position of the thrust disk 29 and, consequently, the rotary 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. Note that the amount of current flowing through the coil of the thrust magnetic bearing 28 is controlled by the control unit 9.

（２−６）入口ガイドベーン３０
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。入口ガイドベーン３０は、後述する駆動軸８５に連結されており、駆動軸８５を介して、後述する駆動モータ８１の駆動力が伝達されることにより、駆動軸８５の中心軸線Ａ−Ａ（図２や図４を参照）を中心として回動する。ここで、駆動モータ８１が連結される回転軸８２の中心軸線Ｏ'−Ｏ'（図２や図４を参照）は、回転軸２６の中心軸線Ｏ−Ｏの延長線上にある。よって、以下で述べる軸方向、前後方向、径方向、及び周方向は、上述した定義と同じである。尚、駆動軸８５の中心軸線Ａ−Ａは、中心軸線Ｏ−Ｏ及びＯ'−Ｏ'に対して直交する径方向に延びる。尚、図４では、後述する第２ギア８４、駆動軸８５及び入口ガイドベーン３０の全てについての図示を省略している。 (2-6) Entrance guide vane 30
The inlet guide vane 30 is a rotatable blade disposed 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. It is a member. The inlet guide vane 30 is connected to a drive shaft 85 to be described later, and a drive force of a drive motor 81 to be described later is transmitted through the drive shaft 85, whereby the center axis AA (see FIG. 2 and see FIG. 4). Here, the central axis O′-O ′ (see FIGS. 2 and 4) of the rotary shaft 82 to which the drive motor 81 is coupled is on an extension line of the central axis OO of the rotary shaft 26. Therefore, the axial direction, the front-rear direction, the radial direction, and the circumferential direction described below are the same as the definitions described above. The central axis AA of the drive shaft 85 extends in the radial direction perpendicular to the central axes OO and O′-O ′. In FIG. 4, illustration of all of the second gear 84, the drive shaft 85, and the inlet guide vane 30 described later is omitted.

複数の入口ガイドベーン３０は、各々が、径方向に延びるように形成されており、インペラ４１の回転方向（すなわち、周方向）に、略等間隔で並ぶように配置されている。 Each of the plurality of inlet guide vanes 30 is formed so as to extend in the radial direction, and is arranged so as to be arranged at substantially equal intervals in the rotation direction (that is, the circumferential direction) of the impeller 41.

また、複数の入口ガイドベーン３０は、軸方向視において、後述する駆動軸８５の中心軸線Ａ−Ａ（図４を参照）上の点を頂点として径方向外側に向かうにつれて広がる略三角形状を有している。 In addition, the plurality of inlet guide vanes 30 have a substantially triangular shape that spreads outward in the radial direction with a point on a central axis A-A (see FIG. 4) of a drive shaft 85 (described later) as a vertex when viewed in the axial direction. doing.

入口ガイドベーン３０は、中心軸線Ａ−Ａを中心として回動することにより、径方向に広がる径方向水平面に対する傾斜角度が変更される。これにより、上述した吸入冷媒の流量や流れ方向を調整できている。 The inlet guide vane 30 is rotated about the central axis A-A, whereby the inclination angle with respect to the radial horizontal plane extending in the radial direction is changed. Thereby, the flow volume and flow direction of the suction | inhalation refrigerant | coolant mentioned above can be adjusted.

（２−７）駆動機構８０
駆動機構８０は、入口ガイドベーン３０を駆動（回動）する機構であり、入口ガイドベーン３０と共に吸入空間Ｓ３に配置されている。駆動機構８０は、図４に示すように、主として、駆動モータ８１と、駆動モータ８１が嵌め込まれて連結される回転軸８２と、回転軸８２に連結される第１ギア８３と、第１ギア８３に噛み合う第２ギア８４と、第２ギア８４に連結される駆動軸８５と、を有している。 (2-7) Drive mechanism 80
The drive mechanism 80 is a mechanism that drives (turns) the inlet guide vane 30 and is disposed in the suction space S3 together with the inlet guide vane 30. As shown in FIG. 4, the drive mechanism 80 mainly includes a drive motor 81, a rotary shaft 82 into which the drive motor 81 is fitted and connected, a first gear 83 connected to the rotary shaft 82, and a first gear. A second gear 84 that meshes with the second gear 83, and a drive shaft 85 that is coupled to the second gear 84.

（２−７−１）駆動モータ８１
駆動モータ８１は、制御部９によりパルスが入力されることによって駆動されるステッピングモータであり、回転軸８２の軸方向前端側部分に連結されている。駆動モータ８１が駆動されると、図示しない駆動モータ８１のロータの回転することにより回転軸８２に駆動モータ８１の駆動力が伝達され、回転軸８２が回転する。 (2-7-1) Drive motor 81
The drive motor 81 is a stepping motor that is driven when a pulse is input by the control unit 9, and is connected to the axially front end portion of the rotary shaft 82. When the drive motor 81 is driven, the driving force of the drive motor 81 is transmitted to the rotation shaft 82 by the rotation of the rotor of the drive motor 81 (not shown), and the rotation shaft 82 rotates.

（２−７−２）第１ギア８３及び第２ギア８４
第１ギア８３は、回転軸８２の軸方向後端側部分に取り付けられて連結されており、駆動モータ８１が駆動されて回転軸８２が回転されることにより、軸方向回り（すなわち、周方向）に回転する。すなわち、第１ギア８３は、回転軸８２を介して駆動モータ８１の駆動力が伝達されることにより回転する。第１ギア８３は、略円錐形状を有し、その外周面に複数の歯８３ａが形成されるように構成されている。 (2-7-2) First gear 83 and second gear 84
The first gear 83 is attached to and coupled to the rear end portion in the axial direction of the rotary shaft 82, and is rotated around the axial direction (that is, in the circumferential direction) by driving the drive motor 81 and rotating the rotary shaft 82. ). That is, the first gear 83 rotates when the driving force of the driving motor 81 is transmitted through the rotating shaft 82. The first gear 83 has a substantially conical shape, and is configured such that a plurality of teeth 83a are formed on the outer peripheral surface thereof.

第２ギア８４は、略円錐形状を有し、その外周面に複数の歯８４ａが形成されるように構成されている。また、第２ギア８４は、最大の外周長さが第１ギア８３の最大の外周長さよりも小さくなるように構成されており、複数の歯８４ａが第１ギアに形成される複数の歯８３ａに噛み合うように、第１ギア８３の外周面に接触するように配置されている。また、第２ギア８４は、周方向に、所定の間隔を空けて、複数設けられている。 The second gear 84 has a substantially conical shape, and is configured such that a plurality of teeth 84a are formed on the outer peripheral surface thereof. The second gear 84 is configured such that the maximum outer peripheral length is smaller than the maximum outer peripheral length of the first gear 83, and a plurality of teeth 84a formed on the first gear. Is arranged so as to come into contact with the outer peripheral surface of the first gear 83. A plurality of second gears 84 are provided in the circumferential direction at a predetermined interval.

第１ギア８３が駆動モータ８１によって回転されると、第１ギア８３に噛み合う複数の第２ギア８４が中心軸線Ａ−Ａ回りに回転するようになっている。すなわち、複数の第２ギア８４は、第１ギア８３を介して駆動モータ８１の駆動力が伝達されている。 When the first gear 83 is rotated by the drive motor 81, a plurality of second gears 84 that mesh with the first gear 83 rotate about the central axis AA. That is, the driving force of the driving motor 81 is transmitted to the plurality of second gears 84 via the first gear 83.

このように、第１ギア８３と第２ギア８４とは、それぞれの中心軸線が互いに直交するように配置されており、いわゆるかさ歯車を形成している。 Thus, the 1st gear 83 and the 2nd gear 84 are arrange | positioned so that each center axis line may mutually orthogonally cross, and form what is called a bevel gear.

また、第２ギア８４には、下記の駆動軸８５が連結されており、駆動モータ８１の駆動力を駆動軸８５に伝達している。 Further, the following drive shaft 85 is connected to the second gear 84, and the driving force of the drive motor 81 is transmitted to the drive shaft 85.

（２−７−３）駆動軸８５
駆動軸８５は、上述のように、径方向内端部に第２ギア８４が連結されており、第２ギア８４よりも径方向外側に、入口ガイドベーン３０が固定されている。また、駆動軸８５は、その径方向外端部が、軸受孔８９ａに挿入されて支持されるように、配置されている。軸受孔８９ａは、駆動軸８５が回転可能となるように、駆動軸８５を支持している。 (2-7-3) Drive shaft 85
As described above, the drive shaft 85 has the second gear 84 connected to the radially inner end thereof, and the inlet guide vane 30 is fixed to the radially outer side of the second gear 84. Further, the drive shaft 85 is disposed such that its radially outer end is inserted into and supported by the bearing hole 89a. The bearing hole 89a supports the drive shaft 85 so that the drive shaft 85 can rotate.

そして、駆動軸８５は、回転軸８２、第１ギア８３、及び第２ギア８４を介して、駆動モータ８１からの駆動力が伝達され、その駆動力を、入口ガイドベーン３０に伝達する。すなわち、駆動モータ８１は、回転軸８２、第１ギア８３、第２ギア８４、及び、駆動軸８５を介して、入口ガイドベーン３０を駆動している。 The drive shaft 85 receives the driving force from the driving motor 81 via the rotating shaft 82, the first gear 83, and the second gear 84, and transmits the driving force to the inlet guide vane 30. That is, the drive motor 81 drives the inlet guide vane 30 via the rotary shaft 82, the first gear 83, the second gear 84, and the drive shaft 85.

以上のように、本実施形態では、駆動モータ８１の駆動力が伝達される回転軸８２に、第１ギア８３及び第２ギア８４から構成されるかさ歯車が取り付けられている。よって、軸方向に延びる回転軸８２、に伝達される駆動モータ８１からの駆動力を、軸方向に直交する径方向に延びる駆動軸８５、に伝達できている。これにより、駆動軸８５に連結される入口ガイドベーン３０が回動されるようになっている。すなわち、第１ギア８３及び第２ギア８４から構成されるかさ歯車を用いることにより、簡易に、駆動モータ８１の駆動力を、入口ガイドベーン３０に伝達できている。 As described above, in this embodiment, the bevel gear constituted by the first gear 83 and the second gear 84 is attached to the rotating shaft 82 to which the driving force of the driving motor 81 is transmitted. Therefore, the driving force from the drive motor 81 transmitted to the rotating shaft 82 extending in the axial direction can be transmitted to the driving shaft 85 extending in the radial direction orthogonal to the axial direction. As a result, the inlet guide vane 30 connected to the drive shaft 85 is rotated. That is, by using the bevel gear configured by the first gear 83 and the second gear 84, the driving force of the driving motor 81 can be easily transmitted to the inlet guide vane 30.

（２−８）支持部材９０
支持部材９０は、駆動機構８０の駆動モータ８１を支持する板状部材であり、入口ガイドベーン３０及び駆動機構８０と共に、吸入空間Ｓ３に配置されている。支持部材９０は、その径方向両外端面が、吸入空間形成部８９の内面に接触するように配置されている。すなわち、吸入空間形成部８９は、その内面によって支持部材９０を支持する機能を有している。よって、吸入空間形成部８９によって簡易に支持部材９０を支持でき、駆動モータ８１を支持する部材としても機能できている。 (2-8) Support member 90
The support member 90 is a plate-like member that supports the drive motor 81 of the drive mechanism 80, and is disposed in the suction space S <b> 3 together with the inlet guide vane 30 and the drive mechanism 80. The support member 90 is disposed such that both outer end surfaces in the radial direction are in contact with the inner surface of the suction space forming portion 89. That is, the suction space forming portion 89 has a function of supporting the support member 90 by its inner surface. Therefore, the support member 90 can be easily supported by the suction space forming portion 89 and can also function as a member that supports the drive motor 81.

（３）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。 (3) 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、駆動モータ８１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等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 first expansion mechanism 4, the second expansion mechanism 12a, the motor 25, the radial magnetic bearing 27, the thrust magnetic bearing 28, the drive motor 81, and other elements constituting the air conditioner 1. It further has a control unit 9 for controlling the operation. The control unit 9 includes a CPU, a RAM, a ROM, and the like, and controls the operation of each of the above-described elements in response to detection results from the above-described radial gap sensor 93, the axial gap sensor 94, and the like. .

（４）特徴
図６は、従来のガイドベーンを軸方向から視た軸方向斜視図である。 (4) Features FIG. 6 is an axial perspective view of a conventional guide vane viewed from the axial direction.

従来、インペラに向かって流れる冷媒の流量を調整するために、インペラの吸入側には、図６に示すようなガイドベーンユニット１１０が配置されている。図６に示すガイドベーンユニット１１０は、主として、円筒状のパイプ１１１と、パイプ１１１の内部空間ＩＳに配置される複数のガイドベーン１１２と、パイプ１１１の外部空間に配置されガイドベーン１１２を駆動する駆動モータを含む駆動ユニット（図示せず）とを有している。尚、駆動モータの駆動軸１１３は、パイプ１１１を貫通してガイドベーン１１２に固定されている。また、上述したように、特許文献１（特開２００４−１６２７１６号公報）に開示のような構成を有するガイドベーンユニットも提案されている。 Conventionally, a guide vane unit 110 as shown in FIG. 6 is arranged on the suction side of the impeller in order to adjust the flow rate of the refrigerant flowing toward the impeller. 6 mainly includes a cylindrical pipe 111, a plurality of guide vanes 112 disposed in an internal space IS of the pipe 111, and a guide vane 112 disposed in an external space of the pipe 111. The guide vane unit 110 illustrated in FIG. And a drive unit (not shown) including a drive motor. Note that the drive shaft 113 of the drive motor passes through the pipe 111 and is fixed to the guide vane 112. As described above, a guide vane unit having a configuration as disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-162716) has also been proposed.

これらのようなガイドベーンユニットでは、ガイドベーンを配置するための構造やガイドベーンを駆動するための構造が複雑である。また、このような構成を有するガイドベーンユニットは、遠心圧縮機を構成する機器や部材の全コストに対する割合が比較的高くなると推測される。よって、ガイドベーンを設ける場合は、簡易な構成で、且つ、コストを低減できることが好ましい。 In these guide vane units, the structure for arranging the guide vanes and the structure for driving the guide vanes are complicated. Moreover, it is estimated that the guide vane unit which has such a structure has a comparatively high ratio with respect to the total cost of the apparatus and member which comprise a centrifugal compressor. Therefore, when providing a guide vane, it is preferable that the cost can be reduced with a simple configuration.

そこで、本実施形態では、まず、ガイドベーンとしての入口ガイドベーン３０を吸入空間Ｓ３に配置し、さらに、入口ガイドベーン３０が配置される空間と同空間（吸入空間Ｓ３）に、駆動機構８０を配置するようにしている。従来は、圧縮機とは別のユニットであるガイドベーンユニットを、インペラの吸入側に設けているが、本実施形態では、遠心圧縮機２の圧縮機ケーシング２３の内部空間に位置する吸入空間Ｓ３に、入口ガイドベーン３０及び駆動機構８０を配置している。よって、従来に比べて、簡易に、入口ガイドベーン３０及び駆動機構８０から成る入口ガイドベーンユニットを構成でき、コストも低減できる。 Therefore, in the present embodiment, first, the inlet guide vane 30 as a guide vane is disposed in the suction space S3, and further, the drive mechanism 80 is disposed in the same space (suction space S3) as the space in which the inlet guide vane 30 is disposed. I try to arrange it. Conventionally, a guide vane unit that is a unit different from the compressor is provided on the suction side of the impeller. In this embodiment, the suction space S3 located in the internal space of the compressor casing 23 of the centrifugal compressor 2 is provided. In addition, the inlet guide vane 30 and the driving mechanism 80 are arranged. Therefore, an inlet guide vane unit including the inlet guide vane 30 and the drive mechanism 80 can be configured more easily than in the prior art, and the cost can be reduced.

また、本実施形態では、上述したように、駆動モータ８１の駆動力が伝達される回転軸８２に、第１ギア８３及び第２ギア８４から構成されるかさ歯車を取り付けている。駆動機構８０として、このようなかさ歯車を用いることにより、軸方向に延びる回転軸８２、に伝達される駆動モータ８１からの駆動力を、軸方向に直交する径方向に延びる駆動軸８５、に伝達でき、入口ガイドベーン３０を簡易に回動させることができている。 In the present embodiment, as described above, the bevel gear composed of the first gear 83 and the second gear 84 is attached to the rotating shaft 82 to which the driving force of the driving motor 81 is transmitted. By using such a bevel gear as the driving mechanism 80, the driving force from the driving motor 81 transmitted to the rotating shaft 82 extending in the axial direction is transmitted to the driving shaft 85 extending in the radial direction orthogonal to the axial direction. The inlet guide vane 30 can be easily rotated.

尚、本実施形態では、入口ガイドベーン３０が連結される駆動軸８５、を吸入空間形成部８９に形成される軸受孔８９ａによって軸支している。このように、遠心圧縮機２の圧縮機ケーシング２３に形成される軸受孔８９ａを利用して簡易に駆動軸８５を軸支できている。 In the present embodiment, the drive shaft 85 to which the inlet guide vane 30 is connected is pivotally supported by a bearing hole 89 a formed in the suction space forming portion 89. In this way, the drive shaft 85 can be simply supported using the bearing hole 89a formed in the compressor casing 23 of the centrifugal compressor 2.

また、本実施形態では、駆動モータ８１を支持する支持部材９０を吸入空間形成部８９の内面に接触するように配置している。これにより、吸入空間形成部８９が、支持部材９０を支持することができている。 In the present embodiment, the support member 90 that supports the drive motor 81 is disposed so as to contact the inner surface of the suction space forming portion 89. As a result, the suction space forming portion 89 can support the support member 90.

さらに、本実施形態では、軸受孔８９ａは、吸入空間形成部８９を貫通しないように形成されている。これにより、軸受孔を介した、ガス冷媒の吸入空間Ｓ３への流入／ガス冷媒の吸入空間Ｓ３からの流出、を抑制できる。 Further, in the present embodiment, the bearing hole 89 a is formed so as not to penetrate the suction space forming portion 89. As a result, the inflow of gas refrigerant into the suction space S3 / outflow of gas refrigerant from the suction space S3 through the bearing hole can be suppressed.

（５）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。 (5) Modifications While the embodiment of the present invention has been described with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to the above-described embodiment, and can be changed without departing from the gist of the invention. .

（５−１）変形例Ａ
上記実施形態では、遠心圧縮機２は、単一の圧縮部が組み込まれた単段式の圧縮機であると説明したが、これに限られるものではない。例えば、２つの圧縮部を有する一軸二段圧縮構造の遠心圧縮機であってもよいし、三段圧縮式等のような二段圧縮式よりも多段の遠心圧縮機であってもよいし、さらに、多段圧縮式の圧縮機を２系統以上並列に接続して構成された並列多段圧縮式の遠心圧縮機であってもよい。 (5-1) Modification A
In the above embodiment, the centrifugal compressor 2 has been described as a single-stage compressor in which a single compression unit is incorporated, but the present invention is not limited to this. For example, a centrifugal compressor having a single-shaft two-stage compression structure having two compression units may be used, or a multistage centrifugal compressor may be used rather than a two-stage compression type such as a three-stage compression type. Furthermore, a parallel multistage compression centrifugal compressor configured by connecting two or more multistage compression compressors in parallel may be used.

（５−２）変形例Ｂ
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、冷房と暖房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。 (5-2) Modification B
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 is an air conditioner capable of switching between cooling and heating. You may apply to an apparatus and may apply to a heat pump type hot-water supply apparatus.

本発明では、入口ガイドベーン及び入口ガイドベーンを駆動する駆動機構を備えた遠心圧縮機に種々適用可能である。 The present invention can be variously applied to an inlet guide vane and a centrifugal compressor having a drive mechanism for driving the inlet guide vane.

２遠心圧縮機
２３圧縮機ケーシング（ケーシング）
３０入口ガイドベーン
４１インペラ
８０駆動機構
８１駆動モータ（モータ）
８２回転軸
８３第１ギア
８４第２ギア
８５駆動軸
８９吸入空間形成部
９０支持部材
Ｓ３吸入空間 2 Centrifugal compressor 23 Compressor casing (casing)
30 Inlet guide vane 41 Impeller 80 Drive mechanism 81 Drive motor (motor)
82 Rotating shaft 83 First gear 84 Second gear 85 Drive shaft 89 Suction space forming portion 90 Support member S3 Suction space

特開２００４−１６２７１６号公報JP 2004-162716 A

Claims

A rotatable impeller (41);
In order to adjust the flow rate of the suction refrigerant sucked by the rotation of the impeller, a plurality of rotatable inlet guide vanes (30) arranged side by side in the rotation direction in the suction space (S3) through which the suction refrigerant flows. )When,
A drive mechanism (80) for rotating the inlet guide vane;
With
The drive mechanism is disposed in the suction space;
Centrifugal compressor (2).

A casing (23) that houses the impeller, the inlet guide vane, and the drive mechanism, and has a suction space forming portion (89) that forms the suction space;
The drive mechanism includes a motor (81) that drives the inlet guide vane, and a drive shaft (85) that is connected to the inlet guide vane and transmits the driving force of the motor to the inlet guide vane.
The suction space forming part is formed with a hole that does not penetrate the suction space forming part,
The hole rotatably supports the drive shaft;
The centrifugal compressor according to claim 1.

The drive mechanism is
A rotating shaft (82) connected to the motor to transmit the driving force of the motor and extending in a direction orthogonal to the extending direction of the driving shaft;
A first gear (83) coupled to the rotating shaft and to which the driving force of the motor is transmitted via the rotating shaft;
A second gear (84) coupled to the drive shaft and meshed with the first gear, the drive force of the motor being transmitted through the first gear, and the drive force of the motor being transmitted to the drive shaft;
Further having
The centrifugal compressor according to claim 2.

A support member (90) disposed in the suction space so as to contact the suction space forming portion and supporting the drive mechanism;
The centrifugal compressor according to any one of claims 1 to 3.