JP2021050651A - ターボ圧縮機 - Google Patents
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Abstract
Description
ことを特徴とする。
本実施形態のターボ圧縮機(3)を備えた冷凍装置(1)について説明する。この冷凍装置(1)は、熱媒水を冷却するチラー装置である。
図2に示すように、ターボ圧縮機(3)は、ケーシング(10)と、インペラ(20)と、シャフト(30)とを備える。また、ターボ圧縮機(3)は、ベアリングレスモータ(60,70)と、タッチダウン軸受(40,41)と、スラスト磁気軸受(50)とを備える。
ケーシング(10)は、両端が閉塞された円筒状に形成され、その中心軸が実質的に水平となる姿勢で配置される。ケーシング(10)内の内部空間(12,14)は、壁部(11)によって区画される。壁部(11)によって区画された一方の空間(図2における右側の空間)は、インペラ(20)を収容するインペラ室(12)を構成する。また、インペラ室(12)の外周部には、圧縮空間(13)が形成される。壁部(11)によって区画された他方の空間(図2における左側の空間)は、第1ベアリングレスモータ(60)および第2ベアリングレスモータ(70)を収容する電動機室(14)を構成する。
インペラ(20)は、外形が略円錐形状の部材であって、複数の羽根を備える。インペラ(20)は、インペラ室(12)に収容される。
ターボ圧縮機(3)には、2つのタッチダウン軸受(40,41)が設けられる。これらのタッチダウン軸受(40,41)は、ケーシング(10)に取り付けられた転がり軸受けである。
スラスト磁気軸受(50)は、シャフト(30)に作用する荷重のうち、シャフト(30)の軸方向に作用する荷重(スラスト荷重)を支持するための軸受けである。
第1ベアリングレスモータ(60)と第2ベアリングレスモータ(70)とは、電動機室(14)に収容される。第1ベアリングレスモータ(60)は、インペラ(20)寄りに配置され、第2ベアリングレスモータ(70)は、円板部(31)寄りに配置される。
ケーシング(10)に設けられた駆動用端子(81,86)、浮上用端子(82,87)、及びスラスト軸受用端子(55)は、気密端子によって構成される。気密端子の詳細な構造は、後述する。
駆動用端子(81,86)、浮上用端子(82,87)、及びスラスト軸受用端子(55)を構成する気密端子について、図3及び図4を参照しながら説明する。なお、図3及び図4に示す気密端子(90)は、三つの端子本体(91)を備えた気密端子(つまり、駆動用端子(81,86)又は浮上用端子(82,87)を構成する気密端子)である。スラスト軸受用端子(55)を構成する気密端子の構造は、端子本体(91)の数が四つである点を除き、図3及び図4に示す気密端子(90)と同じである。
本実施形態のターボ圧縮機(3)は、冷凍サイクル中に大気圧よりも低い圧力になり得る冷媒が充填される冷媒回路(2)に設けられる。ターボ圧縮機(3)は、冷媒を圧縮するためのインペラ(20)と、インペラ(20)が固定されるシャフト(30)と、シャフト(30)を回転駆動し且つ磁気浮上させるベアリングレスモータ(60,70)とを備える。また、ターボ圧縮機(3)は、ケーシング(10)と、気密端子(90)とを備える。
本実施形態のターボ圧縮機(3)が設けられる冷媒回路(2)には、冷媒としてR1233zdからなる単一成分冷媒が充填される。本実施形態のターボ圧縮機(3)は、冷媒回路(2)を循環する冷媒であるR1233zdを圧縮する。R1233zdは、大気圧における飽和温度が18.3℃である。このため、冷媒回路(2)で行われる冷凍サイクルの低圧は、大気圧よりも低くなり得る。
本実施形態のターボ圧縮機(3)において、第1ベアリングレスモータ(60)と第2ベアリングレスモータ(70)のそれぞれが備える電力線には、三本の浮上用電力線(67,77)と、三本の駆動用電力線(66,76)とが含まれる。三本の浮上用電力線(67,77)は、シャフト(30)を磁気浮上させるための電力を、ベアリングレスモータ(60,70)に供給する。三本の駆動用電力線(66,76)は、シャフト(30)を回転駆動するための電力を、ベアリングレスモータ(60,70)に供給する。
本実施形態のターボ圧縮機(3)において、駆動用端子(81,86)、浮上用端子(82,87)、及びスラスト軸受用端子(55)を構成する気密端子(90)は、端子本体(91)に加えて、台座部(92)と封止部(93)とを更に備える。台座部(92)は、ケーシング(10)に固定される。封止部(93)は、ガラス製の部材であって、台座部(92)と端子本体(91)を電気的に絶縁すると共に、台座部(92)と端子本体(91)の隙間を封止する。
本実施形態のターボ圧縮機(3)は、シャフト(30)に作用するラジアル方向の荷重を、ベアリングレスモータ(60,70)だけによって支持するように構成される。
冷媒回路(2)に充填される冷媒(言い換えると、ターボ圧縮機(3)によって圧縮される冷媒)は、大気圧における飽和温度が10℃以上の冷媒であれば、R1233zdからなる単一成分冷媒に限定されない。大気圧における飽和温度が10℃以上の冷媒は、冷凍サイクル中に大気圧寄りの低い圧力になり得る冷媒である。この冷媒としては、R1233zdからなる単一成分冷媒の他に、R123からなる単一成分冷媒と、R245faからなる単一成分冷媒と、R1224ydからなる単一成分冷媒と、R1336mzzからなる単一成分冷媒と、R1336mzzとR1130とを含む混合冷媒であるR514Aとが例示される。R514Aは、“R1233zdとR1224ydとR1336mzzの少なくとも一つを含む複数の成分で構成された混合冷媒”の一例である。
本実施形態のターボ圧縮機(3)には、駆動用電力線(66,76)と同数(本実施形態では、六つ)の駆動用端子が設けられていてもよい。この場合、各駆動用端子には、端子本体が一つずつ設けられる。
本実施形態のターボ圧縮機(3)において、各ベアリングレスモータ(60,70)は、表面磁石型(SPM:Surface Permanent Magnet)のベアリングレスモータ以外の任意のタイプのベアリングレスモータであってもよい。例えば、各ベアリングレスモータ(60,70)は、コンシクエントポール型、回転子の内部に永久磁石を埋め込んだ埋込磁石内蔵型(IPM:Interior Permanent Magnet)、インセット型、BPM型(Buried Permanent Magnet)、順突極型、同期リラクタンス型、スイッチトリラクタンス型、および誘導型のいずれかのタイプのベアリングレスモータであってもよい。
3 ターボ圧縮機
10 ケーシング
12 インペラ室(内部空間)
14 電動機室 (内部空間)
20 インペラ
30 シャフト
60 第1ベアリングレスモータ
66 第1駆動用電力線(電力線)
67 第1浮上用電力線(電力線)
70 第2ベアリングレスモータ
76 第2駆動用電力線(電力線)
77 第2浮上用電力線(電力線)
90 気密端子
91 端子本体
92 台座部
93 封止部
ことを特徴とする。
本実施形態のターボ圧縮機(3)を備えた冷凍装置(1)について説明する。この冷凍装置(1)は、熱媒水を冷却するチラー装置である。
図2に示すように、ターボ圧縮機(3)は、ケーシング(10)と、インペラ(20)と、シャフト(30)とを備える。また、ターボ圧縮機(3)は、ベアリングレスモータ(60,70)と、タッチダウン軸受(40,41)と、スラスト磁気軸受(50)とを備える。
ケーシング(10)は、両端が閉塞された円筒状に形成され、その中心軸が実質的に水平となる姿勢で配置される。ケーシング(10)内の内部空間(12,14)は、壁部(11)によって区画される。壁部(11)によって区画された一方の空間(図2における右側の空間)は、インペラ(20)を収容するインペラ室(12)を構成する。また、インペラ室(12)の外周部には、圧縮空間(13)が形成される。壁部(11)によって区画された他方の空間(図2における左側の空間)は、第1ベアリングレスモータ(60)および第2ベアリングレスモータ(70)を収容する電動機室(14)を構成する。
インペラ(20)は、外形が略円錐形状の部材であって、複数の羽根を備える。インペラ(20)は、インペラ室(12)に収容される。
ターボ圧縮機(3)には、2つのタッチダウン軸受(40,41)が設けられる。これらのタッチダウン軸受(40,41)は、ケーシング(10)に取り付けられた転がり軸受けである。
スラスト磁気軸受(50)は、シャフト(30)に作用する荷重のうち、シャフト(30)の軸方向に作用する荷重(スラスト荷重)を支持するための軸受けである。
第1ベアリングレスモータ(60)と第2ベアリングレスモータ(70)とは、電動機室(14)に収容される。第1ベアリングレスモータ(60)は、インペラ(20)寄りに配置され、第2ベアリングレスモータ(70)は、円板部(31)寄りに配置される。
ケーシング(10)に設けられた駆動用端子(81,86)、浮上用端子(82,87)、及びスラスト軸受用端子(55)は、気密端子によって構成される。気密端子の詳細な構造は、後述する。
駆動用端子(81,86)、浮上用端子(82,87)、及びスラスト軸受用端子(55)を構成する気密端子について、図3及び図4を参照しながら説明する。なお、図3及び図4に示す気密端子(90)は、三つの端子本体(91)を備えた気密端子(つまり、駆動用端子(81,86)又は浮上用端子(82,87)を構成する気密端子)である。スラスト軸受用端子(55)を構成する気密端子の構造は、端子本体(91)の数が四つである点を除き、図3及び図4に示す気密端子(90)と同じである。
本実施形態のターボ圧縮機(3)は、冷凍サイクル中に大気圧よりも低い圧力になり得る冷媒が充填される冷媒回路(2)に設けられる。ターボ圧縮機(3)は、冷媒を圧縮するためのインペラ(20)と、インペラ(20)が固定されるシャフト(30)と、シャフト(30)を回転駆動し且つ磁気浮上させるベアリングレスモータ(60,70)とを備える。また、ターボ圧縮機(3)は、ケーシング(10)と、気密端子(90)とを備える。
本実施形態のターボ圧縮機(3)が設けられる冷媒回路(2)には、冷媒としてR1233zdからなる単一成分冷媒が充填される。本実施形態のターボ圧縮機(3)は、冷媒回路(2)を循環する冷媒であるR1233zdを圧縮する。R1233zdは、大気圧における飽和温度が18.3℃である。このため、冷媒回路(2)で行われる冷凍サイクルの低圧は、大気圧よりも低くなり得る。
本実施形態のターボ圧縮機(3)において、第1ベアリングレスモータ(60)と第2ベアリングレスモータ(70)のそれぞれが備える電力線には、三本の浮上用電力線(67,77)と、三本の駆動用電力線(66,76)とが含まれる。三本の浮上用電力線(67,77)は、シャフト(30)を磁気浮上させるための電力を、ベアリングレスモータ(60,70)に供給する。三本の駆動用電力線(66,76)は、シャフト(30)を回転駆動するための電力を、ベアリングレスモータ(60,70)に供給する。
本実施形態のターボ圧縮機(3)において、駆動用端子(81,86)、浮上用端子(82,87)、及びスラスト軸受用端子(55)を構成する気密端子(90)は、端子本体(91)に加えて、台座部(92)と封止部(93)とを更に備える。台座部(92)は、ケーシング(10)に固定される。封止部(93)は、ガラス製の部材であって、台座部(92)と端子本体(91)を電気的に絶縁すると共に、台座部(92)と端子本体(91)の隙間を封止する。
本実施形態のターボ圧縮機(3)は、シャフト(30)に作用するラジアル方向の荷重を、ベアリングレスモータ(60,70)だけによって支持するように構成される。
冷媒回路(2)に充填される冷媒(言い換えると、ターボ圧縮機(3)によって圧縮される冷媒)は、大気圧における飽和温度が10℃以上の冷媒であれば、R1233zdからなる単一成分冷媒に限定されない。大気圧における飽和温度が10℃以上の冷媒は、冷凍サイクル中に大気圧寄りの低い圧力になり得る冷媒である。この冷媒としては、R1233zdからなる単一成分冷媒の他に、R123からなる単一成分冷媒と、R245faからなる単一成分冷媒と、R1224ydからなる単一成分冷媒と、R1336mzzからなる単一成分冷媒と、R1336mzzとR1130とを含む混合冷媒であるR514Aとが例示される。R514Aは、“R1233zdとR1224ydとR1336mzzの少なくとも一つを含む複数の成分で構成された混合冷媒”の一例である。
本実施形態のターボ圧縮機(3)には、駆動用電力線(66,76)と同数(本実施形態では、六つ)の駆動用端子が設けられていてもよい。この場合、各駆動用端子には、端子本体が一つずつ設けられる。
本実施形態のターボ圧縮機(3)において、各ベアリングレスモータ(60,70)は、表面磁石型(SPM:Surface Permanent Magnet)のベアリングレスモータ以外の任意のタイプのベアリングレスモータであってもよい。例えば、各ベアリングレスモータ(60,70)は、コンシクエントポール型、回転子の内部に永久磁石を埋め込んだ埋込磁石内蔵型(IPM:Interior Permanent Magnet)、インセット型、BPM型(Buried Permanent Magnet)、順突極型、同期リラクタンス型、スイッチトリラクタンス型、および誘導型のいずれかのタイプのベアリングレスモータであってもよい。
3 ターボ圧縮機
10 ケーシング
12 インペラ室(内部空間)
14 電動機室 (内部空間)
20 インペラ
30 シャフト
60 第1ベアリングレスモータ
66 第1駆動用電力線(電力線)
67 第1浮上用電力線(電力線)
70 第2ベアリングレスモータ
76 第2駆動用電力線(電力線)
77 第2浮上用電力線(電力線)
90 気密端子
91 端子本体
92 台座部
93 封止部
Claims (5)
- 冷凍サイクル中に大気圧よりも低い圧力になり得る冷媒が充填される冷媒回路(2)に設けられるターボ圧縮機であって、
上記冷媒を圧縮するためのインペラ(20)と、
上記インペラ(20)が固定されるシャフト(30)と、
上記シャフト(30)を回転駆動し且つ磁気浮上させるベアリングレスモータ(60,70)と、
上記冷媒回路(2)に連通する内部空間(12,14)を形成し、該内部空間(12,14)に上記インペラ(20)と上記シャフト(30)と上記ベアリングレスモータ(60,70)とを収容するケーシング(10)と、
上記ケーシング(10)に取り付けられ、一端が上記ケーシング(10)の内部空間(12,14)に位置して他端が上記ケーシング(10)の外部に露出する端子本体(91)を有する気密端子(90)とを備え、
上記ケーシング(10)の内部空間に位置する上記端子本体(91)の一端に、上記ベアリングレスモータ(60,70)の電力線(66,67,76,77)が接続される
ことを特徴とするターボ圧縮機。 - 請求項1において、
上記冷媒は、R1233zdからなる単一成分冷媒、R1224ydからなる単一成分冷媒、R1336mzzからなる単一成分冷媒、又はR1233zdとR1224ydとR1336mzzの少なくとも一つを含む複数の成分で構成された混合冷媒である
ことを特徴とするターボ圧縮機。 - 請求項1又は2において、
上記ベアリングレスモータ(60,70)の上記電力線は、
上記シャフト(30)を磁気浮上させるための電力を上記ベアリングレスモータ(60,70)に供給する三本の浮上用電力線(67,77)と、
上記シャフト(30)を回転駆動するための電力を上記ベアリングレスモータ(60,70)に供給する三本の駆動用電力線(66,76)とを含む
ことを特徴とするターボ圧縮機。 - 請求項1乃至3のいずれか一つにおいて、
上記気密端子(90)は、上記ケーシング(10)に固定される台座部(92)と、上記台座部(92)と上記端子本体(91)を電気的に絶縁し且つ上記台座部(92)と上記端子本体(91)の隙間を封止するガラス製の封止部(93)とを有する
ことを特徴とするターボ圧縮機。 - 請求項1乃至4のいずれか一つにおいて、
上記シャフト(30)に作用するラジアル方向の荷重を上記ベアリングレスモータ(60,70)だけによって支持するように構成される
ことを特徴とするターボ圧縮機。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2019173762A JP6665962B1 (ja) | 2019-09-25 | 2019-09-25 | ターボ圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2019173762A JP6665962B1 (ja) | 2019-09-25 | 2019-09-25 | ターボ圧縮機 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP6665962B1 JP6665962B1 (ja) | 2020-03-13 |
JP2021050651A true JP2021050651A (ja) | 2021-04-01 |
Family
ID=70000426
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019173762A Active JP6665962B1 (ja) | 2019-09-25 | 2019-09-25 | ターボ圧縮機 |
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004108350A (ja) * | 2002-07-25 | 2004-04-08 | Denso Corp | 密閉型圧縮機 |
JP2012186969A (ja) * | 2011-03-08 | 2012-09-27 | Toyota Industries Corp | 電動圧縮機 |
JP2018521291A (ja) * | 2015-06-29 | 2018-08-02 | ダイキン アプライド アメリカズ インコーポレィティッド | R1233zdを用いて冷却を提供する方法 |
WO2019087935A1 (ja) * | 2017-10-31 | 2019-05-09 | ダイキン工業株式会社 | 電動機およびターボ圧縮機 |
-
2019
- 2019-09-25 JP JP2019173762A patent/JP6665962B1/ja active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004108350A (ja) * | 2002-07-25 | 2004-04-08 | Denso Corp | 密閉型圧縮機 |
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JP2018521291A (ja) * | 2015-06-29 | 2018-08-02 | ダイキン アプライド アメリカズ インコーポレィティッド | R1233zdを用いて冷却を提供する方法 |
WO2019087935A1 (ja) * | 2017-10-31 | 2019-05-09 | ダイキン工業株式会社 | 電動機およびターボ圧縮機 |
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JP6665962B1 (ja) | 2020-03-13 |
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