JP2021161923A

JP2021161923A - Compressor

Info

Publication number: JP2021161923A
Application number: JP2020063367A
Authority: JP
Inventors: 勝田中; Masaru Tanaka
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2020-03-31
Filing date: 2020-03-31
Publication date: 2021-10-11

Abstract

To provide a compressor installed in a refrigerant circuit in which a refrigerant including a chlorine atom and olefin bond in a molecular flows, which can suppress the damage of a rolling bearing journaling a shaft.SOLUTION: A compressor 100 is installed in a refrigerant circuit in which a refrigerant including a chlorine atom and olefin bond in a molecular flows. The compressor is equipped with a motor 140, a shaft 130, a first radial touchdown bearing 162 and a second radial touchdown bearing 164. The shaft is coupled to the motor. The first radial touch down bearing and the second radial touchdown bearing is a greaseless bearing journaling the shaft.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本開示は、圧縮機に関し、特には、分子内に塩素原子とオレフィン結合とを含む冷媒を使用する冷媒回路に設置される圧縮機に関する。 The present disclosure relates to a compressor, and more particularly to a compressor installed in a refrigerant circuit using a refrigerant containing a chlorine atom and an olefin bond in the molecule.

従来、冷媒回路に設置される圧縮機のシャフトを軸支する転がり軸受において、特許文献１（再表２０１７／１６８８６８）に開示されているようなグリスが潤滑剤として使用されている。 Conventionally, in a rolling bearing that pivotally supports a compressor shaft installed in a refrigerant circuit, grease as disclosed in Patent Document 1 (re-table 2017/168868) is used as a lubricant.

ところで、近年、冷媒回路には、環境負荷低減のため、地球温暖化係数の低い、分子内に塩素原子とオレフィン結合とを含む冷媒が使用される場合がある。 By the way, in recent years, in order to reduce the environmental load, a refrigerant having a low global warming potential and containing a chlorine atom and an olefin bond in the molecule may be used in the refrigerant circuit.

このような冷媒を使用する場合、特許文献１（再表２０１７／１６８８６８）に開示されているようなグリスを使用すると、一部の成分が冷媒に溶け出し、グリスの潤滑剤としての機能が低下する等の不具合が発生する可能性がある。 When such a refrigerant is used, if grease as disclosed in Patent Document 1 (Re-Table 2017 / 168868) is used, some components dissolve in the refrigerant and the function of the grease as a lubricant is deteriorated. There is a possibility that problems such as grease may occur.

第１観点に係る圧縮機は、分子内に塩素原子とオレフィン結合とを含む冷媒が流れる冷媒回路に設置される。圧縮機は、モータと、シャフトと、転がり軸受と、を備える。シャフトは、モータに連結されている。転がり軸受は、シャフトを軸支する、グリスレスの軸受である。 The compressor according to the first aspect is installed in a refrigerant circuit in which a refrigerant containing a chlorine atom and an olefin bond flows in the molecule. The compressor includes a motor, a shaft, and a rolling bearing. The shaft is connected to the motor. Rolling bearings are greaseless bearings that pivotally support the shaft.

第１観点の圧縮機では、グリスレスの転がり軸受を用いることで、グリスを劣化させる性質を有する冷媒が冷媒回路で使用される場合であっても、転がり軸受の性能を維持できる。 In the compressor of the first aspect, by using a greaseless rolling bearing, the performance of the rolling bearing can be maintained even when a refrigerant having a property of deteriorating grease is used in the refrigerant circuit.

第２観点に係る圧縮機は、第１観点の圧縮機であって、転がり軸受は、セラミック転がり軸受である。 The compressor according to the second aspect is the compressor of the first aspect, and the rolling bearing is a ceramic rolling bearing.

なお、セラミック転がり軸受は、ここでは、少なくとも転動体がセラミック製の転がり軸受を意味する。 The ceramic rolling bearing here means a rolling bearing whose rolling element is made of ceramic at least.

第２観点の圧縮機では、転がり軸受としてセラミック転がり軸受を用いることで、冷媒回路でグリスを劣化させる性質を有する冷媒が使用される場合であっても、転がり軸受の性能を維持できる。 In the compressor of the second aspect, by using a ceramic rolling bearing as the rolling bearing, the performance of the rolling bearing can be maintained even when a refrigerant having a property of deteriorating grease is used in the refrigerant circuit.

第３観点に係る圧縮機は、第１観点の圧縮機であって、転がり軸受は、固体潤滑剤で被覆された転動体を含む。 The compressor according to the third aspect is the compressor of the first aspect, and the rolling bearing includes a rolling element coated with a solid lubricant.

第３観点の圧縮機では、転がり軸受において固体潤滑剤で被覆された転動体を用いることで、冷媒回路でグリスを劣化させる性質を有する冷媒が使用される場合であっても、転がり軸受の性能を維持できる。 In the compressor of the third aspect, by using a rolling element coated with a solid lubricant in the rolling bearing, the performance of the rolling bearing is performed even when a refrigerant having a property of deteriorating grease is used in the refrigerant circuit. Can be maintained.

第４観点に係る圧縮機は、第１観点から第３観点のいずれかの圧縮機であって、冷媒は、Ｒ１２３３ｚｄ（Ｅ）を含む。 The compressor according to the fourth aspect is any of the compressors from the first aspect to the third aspect, and the refrigerant contains R1233zd (E).

第４観点に係る圧縮機は、グリスレスの転がり軸受を使用しているため、その圧縮機が組み込まれる冷媒回路において、地球温暖化係数が小さくオゾン破壊係数がゼロであって環境負荷が小さく、かつ、不燃性かつ毒性が低く安全であるものの、油溶解性の高いＲ１２３３ｚｄ（Ｅ）が用いられる場合であっても、転がり軸受の性能を維持できる。 Since the compressor according to the fourth aspect uses a greaseless rolling bearing, the global warming potential is small, the ozone depletion potential is zero, the environmental load is small, and the environmental load is small in the refrigerant circuit in which the compressor is incorporated. The performance of rolling bearings can be maintained even when R1233zd (E), which is nonflammable, has low toxicity and is safe, but has high oil solubility, is used.

第５観点に係る圧縮機は、第１観点から第４観点のいずれかの圧縮機であって、シャフトを軸支する主軸受として、磁気軸受を更に備える。転がり軸受は、補助軸受として使用される。 The compressor according to the fifth aspect is any of the compressors from the first aspect to the fourth aspect, and further includes a magnetic bearing as a main bearing that pivotally supports the shaft. Rolling bearings are used as auxiliary bearings.

一実施形態に係る圧縮機の用いられるチラー装置のブロック構成図である。It is a block block diagram of the chiller apparatus used in the compressor which concerns on one Embodiment. 図１のチラー装置で用いられる圧縮機の概略断面図である。It is a schematic cross-sectional view of the compressor used in the chiller apparatus of FIG. 図２の圧縮機のラジアルタッチダウン軸受の概略断面図である。It is the schematic cross-sectional view of the radial touchdown bearing of the compressor of FIG.

以下に、図面を参照して、圧縮機の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the compressor will be described with reference to the drawings.

（１）チラー装置の全体概要
本開示の圧縮機は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを利用する冷凍サイクル装置に使用される圧縮機である。本開示の一実施形態に係る圧縮機１００は、冷凍サイクル装置の一例に係るチラー装置１０に使用される。初めに、チラー装置１０について、図１を参照しながら説明する。図１は、チラー装置１０のブロック構成図である。 (1) Overall Overview of Chiller Device The compressor of the present disclosure is a compressor used in a refrigeration cycle device that utilizes a vapor compression refrigeration cycle. The compressor 100 according to one embodiment of the present disclosure is used in the chiller device 10 according to an example of a refrigeration cycle device. First, the chiller device 10 will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block configuration diagram of the chiller device 10.

チラー装置１０は、圧縮機１００が使用される冷凍サイクル装置の一例である。チラー装置１０は、液（熱媒体）を冷媒と熱交換させて、液を冷却する装置である。チラー装置１０で冷却された液は、図示しない利用側機器に供給され、空気調和や、設備機器の冷却等に利用される。本実施形態で使用される液は、例えば、水やブラインである。ブラインは、例えば、塩化ナトリウム水溶液、塩化カルシウム水溶液、エチレングリコール水溶液、プロピレングリコール水溶液等である。なお、冷媒と熱交換する液（熱媒体）は、ここに例示した種類に限定されるものではなく、適宜選択されればよい。本実施形態では、液（熱媒体）として水が使用される。 The chiller device 10 is an example of a refrigeration cycle device in which the compressor 100 is used. The chiller device 10 is a device that cools the liquid by exchanging heat with the refrigerant (heat medium). The liquid cooled by the chiller device 10 is supplied to a user-side device (not shown) and used for air conditioning, cooling of equipment, and the like. The liquid used in this embodiment is, for example, water or brine. The brine is, for example, an aqueous solution of sodium chloride, an aqueous solution of calcium chloride, an aqueous solution of ethylene glycol, an aqueous solution of propylene glycol, or the like. The liquid (heat medium) that exchanges heat with the refrigerant is not limited to the types exemplified here, and may be appropriately selected. In this embodiment, water is used as the liquid (heat medium).

なお、圧縮機１００を含む冷媒回路５０を有する冷凍サイクル装置の種類は、液を冷却するチラー装置１０に限定されない。例えば、冷凍サイクル装置は、液（熱媒体）と冷媒とを熱交換させて、液を加熱する装置であってもよい。また、冷凍サイクル装置は、液ではなく、空気と冷媒とを熱交換させて、空気を冷却したり、加熱したりする装置であってもよい。 The type of refrigerating cycle device having the refrigerant circuit 50 including the compressor 100 is not limited to the chiller device 10 for cooling the liquid. For example, the refrigeration cycle device may be a device that heats the liquid by exchanging heat between the liquid (heat medium) and the refrigerant. Further, the refrigeration cycle device may be a device that cools or heats the air by exchanging heat between the air and the refrigerant instead of the liquid.

チラー装置１０は、冷媒回路５０を備える。冷媒回路５０に配置される機器には、圧縮機１００、凝縮器２０、膨張弁３０、及び蒸発器４０を主に含む。冷媒回路５０は、圧縮機１００、凝縮器２０、膨張弁３０及び蒸発器４０が冷媒配管により以下のように接続されて構成されている。圧縮機１００の後述する吐出管１１６は、冷媒配管により凝縮器２０の入口と接続されている。凝縮器２０の出口は、冷媒配管により蒸発器４０の入口と接続されている。凝縮器２０の出口と蒸発器４０の入口とを接続する冷媒配管には、膨張弁３０が配置されている。蒸発器４０の出口は、圧縮機１００の後述する吸入管１１４と接続されている。 The chiller device 10 includes a refrigerant circuit 50. The equipment arranged in the refrigerant circuit 50 mainly includes a compressor 100, a condenser 20, an expansion valve 30, and an evaporator 40. The refrigerant circuit 50 is configured by connecting the compressor 100, the condenser 20, the expansion valve 30, and the evaporator 40 by a refrigerant pipe as follows. The discharge pipe 116 described later of the compressor 100 is connected to the inlet of the condenser 20 by a refrigerant pipe. The outlet of the condenser 20 is connected to the inlet of the evaporator 40 by a refrigerant pipe. An expansion valve 30 is arranged in a refrigerant pipe connecting the outlet of the condenser 20 and the inlet of the evaporator 40. The outlet of the evaporator 40 is connected to the suction pipe 114 described later of the compressor 100.

なお、冷媒回路５０に配置される機器は、圧縮機１００、凝縮器２０、膨張弁３０、及び蒸発器４０に限定されるものではなく、これらに加えて、冷凍サイクル装置の冷媒回路５０において一般的に使用されるその他の機器を含んでもよい。 The equipment arranged in the refrigerant circuit 50 is not limited to the compressor 100, the condenser 20, the expansion valve 30, and the evaporator 40, and in addition to these, is generally used in the refrigerant circuit 50 of the refrigeration cycle device. Other equipment used for the purpose may be included.

冷媒回路５０には、分子内に塩素原子とオレフィン結合とを含む冷媒が充填されている。冷媒の種類を限定するものではないが、冷媒回路５０に充填される、分子内に塩素原子とオレフィン結合とを含む冷媒には、例えば、Ｒ１２３３ｚｄ（Ｅ）（トランス−１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン）、Ｒ１２３３ｘｆ（２−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロペン）、Ｒ１２２４ｙｄ（Ｚ）（（Ｚ）−１−クロロ−２，３，３，３−テトラフルオロプロペン）を含む。冷媒回路５０に充填される冷媒は、単一成分の冷媒であってもよいし、２種類以上の冷媒を混合した混合冷媒であってもよい。本実施形態のチラー装置１０では、Ｒ１２３３ｚｄ（Ｅ）の単体が冷媒として用いられる。 The refrigerant circuit 50 is filled with a refrigerant containing a chlorine atom and an olefin bond in the molecule. Although the type of the refrigerant is not limited, the refrigerant filled in the refrigerant circuit 50 containing a chlorine atom and an olefin bond in the molecule includes, for example, R1233zd (E) (trans-1-chloro-3,3). , 3-Trifluoropropene), R1233xf (2-chloro-3,3,3-trifluoropropene), R1224yd (Z) ((Z) -1-chloro-2,3,3,3-tetrafluoropropene) including. The refrigerant filled in the refrigerant circuit 50 may be a single component refrigerant or a mixed refrigerant in which two or more types of refrigerants are mixed. In the chiller device 10 of the present embodiment, a simple substance of R1233zd (E) is used as a refrigerant.

また、チラー装置１０は、圧縮機１００の各種構成（後述する、インレットガイドベーン１２４、モータ１４０、磁気軸受１５０）や、膨張弁３０の、チラー装置１０の各部の動作を制御するコントローラ６０を含む。 Further, the chiller device 10 includes various configurations of the compressor 100 (inlet guide vane 124, motor 140, magnetic bearing 150, which will be described later) and a controller 60 that controls the operation of each part of the chiller device 10 of the expansion valve 30. ..

チラー装置１０が運転されると、冷媒回路５０内を冷媒が循環して冷凍サイクルが行われる。具体的には、圧縮機１００のモータ１４０が運転されると、圧縮機１００は、冷凍サイクルにおける低圧のガス冷媒を吸入し、吸入したガス冷媒を圧縮して冷凍サイクルにおける高圧のガス冷媒として吐出する。圧縮機１００が吐出する高圧のガス冷媒は、凝縮器２０へと送られる。凝縮器２０に送られた高圧のガス冷媒は、凝縮器２０において放熱して凝縮し、高圧の液冷媒となる。凝縮器２０で凝縮した冷媒は、膨張弁３０を通過して蒸発器４０へと送られる。なお、凝縮器２０から蒸発器４０に向かって流れる高圧の液冷媒は、膨張弁３０を通過する際に減圧され、低圧の気液二相冷媒になる。蒸発器４０に流入した低圧の気液二相冷媒は、蒸発器４０に供給される液（熱媒体）から吸熱して蒸発し、低圧のガス冷媒となる。蒸発器４０において冷媒が液から吸熱することで、液は冷却される。蒸発器４０において冷却された液は、冷却された液を利用する図示しない利用側機器に供給される。一方、蒸発器４０において蒸発したガス冷媒は、圧縮機１００に吸入され、再び圧縮される。 When the chiller device 10 is operated, the refrigerant circulates in the refrigerant circuit 50 to perform a refrigeration cycle. Specifically, when the motor 140 of the compressor 100 is operated, the compressor 100 sucks in the low-pressure gas refrigerant in the refrigeration cycle, compresses the sucked gas refrigerant, and discharges it as the high-pressure gas refrigerant in the refrigeration cycle. do. The high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 100 is sent to the condenser 20. The high-pressure gas refrigerant sent to the condenser 20 dissipates heat and condenses in the condenser 20, and becomes a high-pressure liquid refrigerant. The refrigerant condensed in the condenser 20 passes through the expansion valve 30 and is sent to the evaporator 40. The high-pressure liquid refrigerant flowing from the condenser 20 toward the evaporator 40 is depressurized when passing through the expansion valve 30, and becomes a low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant. The low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed into the evaporator 40 absorbs heat from the liquid (heat medium) supplied to the evaporator 40 and evaporates to become a low-pressure gas refrigerant. The liquid is cooled by the refrigerant absorbing heat from the liquid in the evaporator 40. The liquid cooled in the evaporator 40 is supplied to a user-side device (not shown) that utilizes the cooled liquid. On the other hand, the gas refrigerant evaporated in the evaporator 40 is sucked into the compressor 100 and compressed again.

（２）チラー装置の詳細構成
（２−１）圧縮機
圧縮機１００は、冷凍サイクルにおける低圧のガス冷媒を吸入し、吸入したガス冷媒を圧縮して冷凍サイクルにおける高圧のガス冷媒として吐出する装置である。本実施形態では、圧縮機１００は、単段圧縮のターボ圧縮機である。 (2) Detailed configuration of chiller device (2-1) Compressor The compressor 100 is a device that sucks low-pressure gas refrigerant in the refrigeration cycle, compresses the sucked gas refrigerant, and discharges it as high-pressure gas refrigerant in the refrigeration cycle. Is. In this embodiment, the compressor 100 is a single-stage compression turbo compressor.

ただし、圧縮機１００は、単段圧縮のターボ圧縮機に限定されるものではなく、多段圧縮のターボ圧縮機であってもよい。また、冷凍サイクル装置で使用される圧縮機の種類は、ターボ圧縮機に限定されるものではなく、他の種類の圧縮機であってもよい。例えば、冷凍サイクル装置の圧縮機は、ターボ圧縮機のような遠心式圧縮機ではなく、スクリュー圧縮機のような容積式圧縮機であってもよい。 However, the compressor 100 is not limited to the turbo compressor of single-stage compression, and may be a turbo compressor of multi-stage compression. Further, the type of compressor used in the refrigeration cycle device is not limited to the turbo compressor, and may be another type of compressor. For example, the compressor of the refrigeration cycle device may be a positive displacement compressor such as a screw compressor instead of a centrifugal compressor such as a turbo compressor.

本実施形態の圧縮機１００は、摺動部の潤滑のために冷凍機油（潤滑油）を使用しない、オイルフリーの圧縮機である。 The compressor 100 of the present embodiment is an oil-free compressor that does not use refrigerating machine oil (lubricating oil) for lubricating the sliding portion.

圧縮機１００の構造について、図２を参照しながら説明する。図２は、圧縮機１００の概略断面図である。圧縮機１００は、主に、ケーシング１１０と、圧縮機構１２０と、シャフト１３０と、モータ１４０と、磁気軸受１５０と、タッチダウン軸受１６０と、を備える。 The structure of the compressor 100 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the compressor 100. The compressor 100 mainly includes a casing 110, a compression mechanism 120, a shaft 130, a motor 140, a magnetic bearing 150, and a touchdown bearing 160.

圧縮機１００のこれらの構成について概説する。 These configurations of the compressor 100 will be outlined.

ケーシング１１０は、圧縮機構１２０、シャフト１３０、モータ１４０、磁気軸受１５０及びタッチダウン軸受１６０を含む、圧縮機１００の各種部品をその内部に収容する。 The casing 110 houses various components of the compressor 100, including a compression mechanism 120, a shaft 130, a motor 140, a magnetic bearing 150, and a touchdown bearing 160.

圧縮機構１２０は、インペラ１２２と、インレットガイドベーン１２４と、ケーシング１１０に設けられているディフューザ部１２６と、を主に含む。圧縮機構１２０は、インペラ１２２の回転により冷媒ガスを加速した後、ディフューザ部１２６で冷媒ガスの運動エネルギーを圧力に変換して冷媒ガスを圧縮する。 The compression mechanism 120 mainly includes an impeller 122, an inlet guide vane 124, and a diffuser portion 126 provided in the casing 110. The compression mechanism 120 accelerates the refrigerant gas by the rotation of the impeller 122, and then converts the kinetic energy of the refrigerant gas into pressure by the diffuser unit 126 to compress the refrigerant gas.

シャフト１３０には、圧縮機構１２０のインペラ１２２が取り付けられている。シャフト１３０は、モータ１４０の後述する回転子１４４に連結されている。モータ１４０の回転子１４４が回転すると、シャフト１３０が回転し、シャフト１３０に取り付けられているインペラ１２２が回転する。 An impeller 122 of the compression mechanism 120 is attached to the shaft 130. The shaft 130 is connected to a rotor 144, which will be described later, of the motor 140. When the rotor 144 of the motor 140 rotates, the shaft 130 rotates, and the impeller 122 attached to the shaft 130 rotates.

磁気軸受１５０は、シャフト１３０を磁気浮上させ、シャフト１３０を回転可能に支持する。タッチダウン軸受１６０は、停電時等の磁気軸受１５０に対する非通電時に、言い換えるとシャフト１３０が磁気浮上していない時に、シャフト１３０を支持する。 The magnetic bearing 150 magnetically levitates the shaft 130 and rotatably supports the shaft 130. The touchdown bearing 160 supports the shaft 130 when the magnetic bearing 150 is not energized, such as during a power failure, in other words, when the shaft 130 is not magnetically levitated.

ケーシング１１０、圧縮機構１２０、シャフト１３０、モータ１４０、磁気軸受１５０、及びタッチダウン軸受１６０について詳細を説明する。 The casing 110, the compression mechanism 120, the shaft 130, the motor 140, the magnetic bearing 150, and the touchdown bearing 160 will be described in detail.

（２−１−１）ケーシング
ケーシング１１０は、両端が閉塞された円筒形状を有する。圧縮機１００は、円筒形状のケーシング１１０の中心軸Ｏが、実質的に水平方向に延びるような姿勢で設置される。ケーシング１１０の内部空間は、壁部１１２により、圧縮機構１２０のインペラ１２２を収容するインペラ室Ｓ１と、モータ１４０を収容するモータ室Ｓ２と、に区画されている。図２中では、壁部１１２の右側にインペラ室Ｓ１が配置され、壁部１１２の左側にモータ室Ｓ２が配置される。なお、インペラ室Ｓ１とモータ室Ｓ２とは、壁部１１２により気密状に区画されるのではなく、互いに連通している。 (2-1-1) Casing The casing 110 has a cylindrical shape with both ends closed. The compressor 100 is installed in a posture in which the central axis O of the cylindrical casing 110 extends substantially in the horizontal direction. The internal space of the casing 110 is divided by the wall portion 112 into an impeller chamber S1 accommodating the impeller 122 of the compression mechanism 120 and a motor chamber S2 accommodating the motor 140. In FIG. 2, the impeller chamber S1 is arranged on the right side of the wall portion 112, and the motor chamber S2 is arranged on the left side of the wall portion 112. The impeller chamber S1 and the motor chamber S2 are not airtightly partitioned by the wall portion 112, but communicate with each other.

ケーシング１１０には、吸入管１１４と、吐出管１１６と、が設けられている。 The casing 110 is provided with a suction pipe 114 and a discharge pipe 116.

吸入管１１４は、その一端が、ケーシング１１０の中心軸Ｏの軸方向における一方の端部（図２中では右端部）に形成されている吸入口１１５に接続されている。吸入口１１５は、中心軸Ｏに沿って見た時に、インペラ室Ｓ１の中央部に開口している。吸入管１１４の他端（ケーシング１１０の吸入口１１５に接続される側とは反対側の端部）は、配管を介して蒸発器４０に接続されている。圧縮機１００が運転されると、インペラ室Ｓ１には、冷凍サイクルにおける低圧のガス冷媒が吸入管１１４を介して吸入される。上述のようにインペラ室Ｓ１とモータ室Ｓ２とは連通しているため、吸入管１１４を介してインペラ室Ｓ１に流入した冷媒の一部は、モータ室Ｓ２にも流入する。 One end of the suction pipe 114 is connected to a suction port 115 formed at one end (right end in FIG. 2) of the casing 110 in the axial direction of the central axis O. The suction port 115 is open to the central portion of the impeller chamber S1 when viewed along the central axis O. The other end of the suction pipe 114 (the end of the casing 110 opposite to the side connected to the suction port 115) is connected to the evaporator 40 via a pipe. When the compressor 100 is operated, the low-pressure gas refrigerant in the refrigeration cycle is sucked into the impeller chamber S1 through the suction pipe 114. Since the impeller chamber S1 and the motor chamber S2 communicate with each other as described above, a part of the refrigerant that has flowed into the impeller chamber S1 via the suction pipe 114 also flows into the motor chamber S2.

吐出管１１６は、その一端が、ケーシング１１０の側部に接続されている。吐出管１１６は、第１空間１１８に開口している。第１空間１１８は、インペラ１２２で加速された冷媒が、ディフューザ部１２６を通過して流入する空間である。吐出管１１６の他端（ケーシング１１０と接続される側とは反対側の端部）は、配管を介して凝縮器２０に接続されている。圧縮機１００が運転されると、圧縮機構１２０により圧縮された高圧のガス冷媒は、第１空間１１８及び吐出管１１６を通過して、凝縮器２０へと送られる。 One end of the discharge pipe 116 is connected to the side portion of the casing 110. The discharge pipe 116 is open to the first space 118. The first space 118 is a space in which the refrigerant accelerated by the impeller 122 flows in through the diffuser portion 126. The other end of the discharge pipe 116 (the end opposite to the side connected to the casing 110) is connected to the condenser 20 via a pipe. When the compressor 100 is operated, the high-pressure gas refrigerant compressed by the compression mechanism 120 is sent to the condenser 20 through the first space 118 and the discharge pipe 116.

（２−１−２）圧縮機構
圧縮機構１２０は、上述のように、主に、インペラ１２２と、インレットガイドベーン１２４と、ディフューザ部１２６と、を備える。 (2-1-2) Compression Mechanism As described above, the compression mechanism 120 mainly includes an impeller 122, an inlet guide vane 124, and a diffuser portion 126.

インペラ１２２は、複数の羽根を有し、略円錐形状の外形を有する。インペラ１２２は、インペラ室Ｓ１に配置されている。インペラ１２２は、シャフト１３０に取り付けられている。シャフト１３０が回転し、インペラ１２２が回転すると、ガス冷媒は、インペラ１２２に取り込まれ、インペラ１２２において加速される。 The impeller 122 has a plurality of blades and has a substantially conical outer shape. The impeller 122 is arranged in the impeller chamber S1. The impeller 122 is attached to the shaft 130. When the shaft 130 rotates and the impeller 122 rotates, the gas refrigerant is taken into the impeller 122 and accelerated at the impeller 122.

インレットガイドベーン１２４は、吸入管１１４が接続される圧縮機１００の吸入口１１５に設けられ、インペラ１２２への冷媒の流入量を調節する機構である。インレットガイドベーン１２４は、圧縮機１００の冷媒の吸い込み方向において、インペラ１２２の上流側に配置される。インレットガイドベーン１２４は、ケーシング１１０に取り付けられている。 The inlet guide vane 124 is provided at the suction port 115 of the compressor 100 to which the suction pipe 114 is connected, and is a mechanism for adjusting the inflow amount of the refrigerant into the impeller 122. The inlet guide vane 124 is arranged on the upstream side of the impeller 122 in the suction direction of the refrigerant of the compressor 100. The inlet guide vane 124 is attached to the casing 110.

インレットガイドベーン１２４は、主に、複数のベーン本体１２４ａと、支持部１２５ａと、取付部１２５ｂと、ベーン本体１２４ａを駆動する駆動部１２４ｂと、を含む。駆動部１２４ｂは、限定するものではないが、ステッピングモータである。ベーン本体１２４ａは、薄板上に形成された翼状の部材である。支持部１２５ａは、ベーン本体１２４ａを支持する。支持部１２５ａは、ベーン本体１２４ａに連結され、ベーン本体１２４ａを回動させるための軸となる部材である。取付部１２５ｂは、支持部１２５ａを回転可能に支持する。取付部１２５ｂは、直接的に又は間接的に、ケーシング１１０に固定されている。駆動部１２４ｂが、図示しない動力伝達機構を介して支持部１２５ａを取付部１２５ｂに対して回動させることで、ベーン本体１２４ａが回動し、中心軸Ｏに沿って見た時の、吸入口１１５からインペラ１２２へと向かう冷媒の流路の流路面積が変化する。その結果、インペラ１２２への冷媒の流入量が変化する。 The inlet guide vane 124 mainly includes a plurality of vane main bodies 124a, a support portion 125a, a mounting portion 125b, and a drive portion 124b for driving the vane main body 124a. The drive unit 124b is, but is not limited to, a stepping motor. The vane body 124a is a wing-shaped member formed on a thin plate. The support portion 125a supports the vane body 124a. The support portion 125a is a member that is connected to the vane body 124a and serves as a shaft for rotating the vane body 124a. The mounting portion 125b rotatably supports the supporting portion 125a. The mounting portion 125b is directly or indirectly fixed to the casing 110. When the drive unit 124b rotates the support portion 125a with respect to the mounting portion 125b via a power transmission mechanism (not shown), the vane body 124a rotates and the suction port when viewed along the central axis O. The flow path area of the refrigerant flow path from 115 to the impeller 122 changes. As a result, the amount of refrigerant flowing into the impeller 122 changes.

ディフューザ部１２６は、冷媒速度を変化させて冷媒圧力を増加させる冷媒の流路である。ディフューザ部１２６は、インペラ室Ｓ１と第１空間１１８との間に配置される。 The diffuser unit 126 is a flow path for the refrigerant that changes the refrigerant speed to increase the refrigerant pressure. The diffuser portion 126 is arranged between the impeller chamber S1 and the first space 118.

（２−１−３）シャフト
シャフト１３０は、モータ１４０の駆動力をインペラ１２２に伝える駆動軸である。シャフト１３０は、インペラ室Ｓ１とモータ室Ｓ２とにわたって延びる。言い換えれば、シャフト１３０は、インペラ室Ｓ１とモータ室Ｓ２との間を、壁部１１２を超えて延びる。シャフト１３０は、シャフト１３０の軸方向（ケーシング１１０の中心軸Ｏの軸方向と同じ）における中央部分で、モータ１４０の回転子１４４と連結されている。シャフト１３０の一方の端部には、インペラ１２２が取り付けられている。シャフト１３０の他方の端部には、円盤部１３２が設けられる。 (2-1-3) Shaft The shaft 130 is a drive shaft that transmits the driving force of the motor 140 to the impeller 122. The shaft 130 extends over the impeller chamber S1 and the motor chamber S2. In other words, the shaft 130 extends between the impeller chamber S1 and the motor chamber S2 beyond the wall portion 112. The shaft 130 is connected to the rotor 144 of the motor 140 at a central portion in the axial direction of the shaft 130 (same as the axial direction of the central axis O of the casing 110). An impeller 122 is attached to one end of the shaft 130. A disk portion 132 is provided at the other end of the shaft 130.

この圧縮機１００では、シャフト１３０が磁気軸受１５０により支持されるため、シャフト１３０及び円盤部１３２は、磁性材料製である。 In this compressor 100, since the shaft 130 is supported by the magnetic bearing 150, the shaft 130 and the disk portion 132 are made of a magnetic material.

（２−１−４）モータ
モータ１４０は、シャフト１３０を回転させる。モータ１４０は、主として、固定子１４２と、回転子１４４とを有する。固定子１４２は、円筒形状に形成されている。固定子１４２の外面は、ケーシング１１０の内面に固定されている。回転子１４４は、円柱形状に形成されている。回転子１４４は、固定子１４２の内側に、僅かな隙間を空けて回転可能に設置されている。回転子１４４の中心部には、シャフト１３０が挿通されて固定される軸孔が形成されている。 (2-1-4) Motor The motor 140 rotates the shaft 130. The motor 140 mainly has a stator 142 and a rotor 144. The stator 142 is formed in a cylindrical shape. The outer surface of the stator 142 is fixed to the inner surface of the casing 110. The rotor 144 is formed in a cylindrical shape. The rotor 144 is rotatably installed inside the stator 142 with a slight gap. A shaft hole through which the shaft 130 is inserted and fixed is formed in the central portion of the rotor 144.

（２−１−５）磁気軸受
磁気軸受１５０は、シャフト１３０を磁気浮上させることで、シャフト１３０を非接触で回転可能に支持する。 (2-1-5) Magnetic Bearing The magnetic bearing 150 magnetically levitates the shaft 130 to rotatably support the shaft 130 in a non-contact manner.

磁気軸受１５０は、好ましくは、第１ラジアル磁気軸受１５２と、第２ラジアル磁気軸受１５４と、スラスト磁気軸受１５６と、を含む。第１ラジアル磁気軸受１５２及び第２ラジアル磁気軸受１５４は、主軸受の一例である。第１ラジアル磁気軸受１５２は、シャフト１３０の軸方向において、インペラ１２２と、モータ１４０と、の間に配置されている。第２ラジアル磁気軸受１５４は、シャフト１３０の軸方向において、モータ１４０と、シャフト１３０の端部に設けられた円盤部１３２と、の間に配置されている。スラスト磁気軸受１５６は、シャフト１３０の端部に設けられた円盤部１３２に隣接して配置されている。 The magnetic bearing 150 preferably includes a first radial magnetic bearing 152, a second radial magnetic bearing 154, and a thrust magnetic bearing 156. The first radial magnetic bearing 152 and the second radial magnetic bearing 154 are examples of main bearings. The first radial magnetic bearing 152 is arranged between the impeller 122 and the motor 140 in the axial direction of the shaft 130. The second radial magnetic bearing 154 is arranged between the motor 140 and the disk portion 132 provided at the end of the shaft 130 in the axial direction of the shaft 130. The thrust magnetic bearing 156 is arranged adjacent to the disk portion 132 provided at the end of the shaft 130.

第１ラジアル磁気軸受１５２、第２ラジアル磁気軸受１５４、及びスラスト磁気軸受１５６のそれぞれは、複数の電磁石（図視せず）を含み、複数の電磁石の合成電磁力によりシャフト１３０を非接触に支持する。 Each of the first radial magnetic bearing 152, the second radial magnetic bearing 154, and the thrust magnetic bearing 156 includes a plurality of electromagnets (not shown) and non-contactly supports the shaft 130 by the combined electromagnetic force of the plurality of electromagnets. do.

第１ラジアル磁気軸受１５２の複数の電磁石は、シャフト１３０の周囲に、周方向に並べて配置されている。第２ラジアル磁気軸受１５４の複数の電磁石は、シャフト１３０の周囲に、周方向に並べて配置されている。スラスト磁気軸受１５６の複数の電磁石は、シャフト１３０の軸方向において、シャフト１３０の端部に設けられている円盤部１３２を挟むように配置されている。第１ラジアル磁気軸受１５２及び第２ラジアル磁気軸受１５４は、シャフト１３０の径方向の位置を調節する。スラスト磁気軸受１５６は、シャフト１３０の軸方向の位置を調節する。 A plurality of electromagnets of the first radial magnetic bearing 152 are arranged around the shaft 130 so as to be arranged in the circumferential direction. A plurality of electromagnets of the second radial magnetic bearing 154 are arranged around the shaft 130 so as to be arranged in the circumferential direction. The plurality of electromagnets of the thrust magnetic bearing 156 are arranged so as to sandwich the disk portion 132 provided at the end portion of the shaft 130 in the axial direction of the shaft 130. The first radial magnetic bearing 152 and the second radial magnetic bearing 154 adjust the radial position of the shaft 130. The thrust magnetic bearing 156 adjusts the axial position of the shaft 130.

シャフト１３０の位置調整についてより詳しく説明する。圧縮機１００には、磁気軸受１５２，１５４，１５６に対するシャフト１３０の径方向位置及び軸方向位置を検知するためのセンサが複数設けられている（図示省略）。磁気軸受１５２，１５４，１５６に対するシャフト１３０の径方向位置及び軸方向位置を検知するためのセンサは、例えば、渦電流式の変位センサである。後述するコントローラ６０は、これらのセンサの検出結果に基づいて、シャフト１３０が磁気軸受１５２，１５４，１５６に対して所定の位置に配置されるように、シャフト１３０に作用する合成電磁力を制御する。具体的には、コントローラ６０は、第１ラジアル磁気軸受１５２、第２ラジアル磁気軸受１５４、及びスラスト磁気軸受１５６の複数の電磁石のそれぞれに流れる電流を制御することで、シャフト１３０に作用する合成電磁力を制御し、シャフト１３０の磁気軸受１５２，１５４，１５６に対する位置を制御する。 The position adjustment of the shaft 130 will be described in more detail. The compressor 100 is provided with a plurality of sensors for detecting the radial position and the axial position of the shaft 130 with respect to the magnetic bearings 152, 154, and 156 (not shown). The sensor for detecting the radial position and the axial position of the shaft 130 with respect to the magnetic bearings 152, 154 and 156 is, for example, an eddy current type displacement sensor. The controller 60, which will be described later, controls the combined electromagnetic force acting on the shaft 130 so that the shaft 130 is arranged at a predetermined position with respect to the magnetic bearings 152, 154, 156 based on the detection results of these sensors. .. Specifically, the controller 60 controls the current flowing through each of the plurality of electromagnets of the first radial magnetic bearing 152, the second radial magnetic bearing 154, and the thrust magnetic bearing 156, thereby acting on the shaft 130. The force is controlled to control the position of the shaft 130 with respect to the magnetic bearings 152, 154 and 156.

（２−１−６）タッチダウン軸受
タッチダウン軸受１６０は、磁気軸受１５０に対する非通電時に、言い換えるとシャフト１３０が磁気浮上していない時に、シャフト１３０を支持する軸受である。 (2-1-6) Touchdown Bearing The touchdown bearing 160 is a bearing that supports the shaft 130 when the magnetic bearing 150 is not energized, in other words, when the shaft 130 is not magnetically levitated.

タッチダウン軸受１６０は、第１ラジアルタッチダウン軸受１６２及び第２ラジアルタッチダウン軸受１６４を含む。第１ラジアルタッチダウン軸受１６２及び第２ラジアルタッチダウン軸受１６４は、補助軸受の一例である。 The touchdown bearing 160 includes a first radial touchdown bearing 162 and a second radial touchdown bearing 164. The first radial touchdown bearing 162 and the second radial touchdown bearing 164 are examples of auxiliary bearings.

第１ラジアルタッチダウン軸受１６２は、第１ラジアル磁気軸受１５２に隣接して配置される。第１ラジアルタッチダウン軸受１６２は、シャフト１３０の軸方向において、インペラ１２２と、第１ラジアル磁気軸受１５２と、の間に配置されている。ただし、これに限定されるものではなく、第１ラジアルタッチダウン軸受１６２は、シャフト１３０の軸方向において、第１ラジアル磁気軸受１５２と、モータ１４０と、の間に配置されてもよい。 The first radial touchdown bearing 162 is arranged adjacent to the first radial magnetic bearing 152. The first radial touchdown bearing 162 is arranged between the impeller 122 and the first radial magnetic bearing 152 in the axial direction of the shaft 130. However, the present invention is not limited to this, and the first radial touchdown bearing 162 may be arranged between the first radial magnetic bearing 152 and the motor 140 in the axial direction of the shaft 130.

第２ラジアルタッチダウン軸受１６４は、第２ラジアル磁気軸受１５４に隣接して配置される。第２ラジアルタッチダウン軸受１６４は、シャフト１３０の軸方向において、第２ラジアル磁気軸受１５４と、シャフト１３０の端部に設けられた円盤部１３２と、の間に配置されている。ただし、これに限定されるものではなく、第２ラジアルタッチダウン軸受１６４は、シャフト１３０の軸方向において、モータ１４０と、第２ラジアル磁気軸受１５４と、の間に配置されてもよい。 The second radial touchdown bearing 164 is arranged adjacent to the second radial magnetic bearing 154. The second radial touchdown bearing 164 is arranged between the second radial magnetic bearing 154 and the disk portion 132 provided at the end of the shaft 130 in the axial direction of the shaft 130. However, the present invention is not limited to this, and the second radial touchdown bearing 164 may be arranged between the motor 140 and the second radial magnetic bearing 154 in the axial direction of the shaft 130.

第１ラジアルタッチダウン軸受１６２及び第２ラジアルタッチダウン軸受１６４は、グリスレスの転がり軸受である。なお、グリスレスの転がり軸受とは、潤滑剤としてのグリスや油が不要な転がり軸受である。 The first radial touchdown bearing 162 and the second radial touchdown bearing 164 are greaseless rolling bearings. The greaseless rolling bearing is a rolling bearing that does not require grease or oil as a lubricant.

図３を参照しながら、ラジアルタッチダウン軸受１６２，１６４について説明する。図３は、ラジアルタッチダウン軸受１６２，１６４の概略断面図である。なお、ここではラジアルタッチダウン軸受１６２，１６４を同一仕様の部品として説明するが、第１ラジアルタッチダウン軸受１６２と第２ラジアルタッチダウン軸受１６４とは、互いに異なる仕様の部品であってもよい。 The radial touchdown bearings 162 and 164 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of radial touchdown bearings 162 and 164. Although the radial touchdown bearings 162 and 164 are described here as parts having the same specifications, the first radial touchdown bearing 162 and the second radial touchdown bearing 164 may be parts having different specifications.

ラジアルタッチダウン軸受１６２，１６４は、主に、複数の転動体２１０と、保持器２２０と、内輪２３０と、外輪２４０と、を含む。図３では、転動体２１０は玉であるが、転動体２１０は“ころ”であってもよい。複数の転動体２１０は、周方向に沿って並べて配置される。保持器２２０は、周方向に沿って並べられる複数の転動体２１０を一定間隔で保持する。内輪２３０は、転動体２１０及び保持器２２０の内側に配置される。外輪２４０は、転動体２１０及び保持器２２０の外側に配置される。なお、転がり軸受の構造は、一般に知られているので、ここでは転がり軸受の構造についての詳細な説明は省略する。 The radial touchdown bearings 162 and 164 mainly include a plurality of rolling elements 210, a cage 220, an inner ring 230, and an outer ring 240. In FIG. 3, the rolling element 210 is a ball, but the rolling element 210 may be a “roller”. The plurality of rolling elements 210 are arranged side by side along the circumferential direction. The cage 220 holds a plurality of rolling elements 210 arranged along the circumferential direction at regular intervals. The inner ring 230 is arranged inside the rolling elements 210 and the cage 220. The outer ring 240 is arranged outside the rolling elements 210 and the cage 220. Since the structure of the rolling bearing is generally known, detailed description of the structure of the rolling bearing will be omitted here.

ここでは、転動体２１０、保持器２２０、内輪２３０、及び外輪２４０の材質の実施例を説明する。 Here, examples of the materials of the rolling element 210, the cage 220, the inner ring 230, and the outer ring 240 will be described.

＜実施例１＞
実施例１のラジアルタッチダウン軸受１６２，１６４は、セラミック転がり軸受である。言い換えれば、ラジアルタッチダウン軸受１６２，１６４の転動体２１０は、セラミック製である。ここでのセラミック転がり軸受は、少なくとも転動体がセラミック製の転がり軸受を意味する。ラジアルタッチダウン軸受１６２，１６４の転動体２１０には、以下の表１に示す材料のセラミックが使用される。ただし、表１に示すセラミックの材料は例示にすぎず、他の材料のセラミックが転動体２１０に使用されてもよい。また、保持器２２０、内輪２３０及び外輪２４０の材料には、それぞれ、以下の表に示す複数の材料のいずれかが使用される。なお、表１に示す保持器２２０、内輪２３０及び外輪２４０の材料は例示にすぎず、他の材料が保持器２２０、内輪２３０及び外輪２４０に使用されてもよい。転動体２１０、保持器２２０、内輪２３０及び外輪２４０の材料の組み合わせについては適宜決定されればよい。 <Example 1>
The radial touchdown bearings 162 and 164 of the first embodiment are ceramic rolling bearings. In other words, the rolling elements 210 of the radial touchdown bearings 162 and 164 are made of ceramic. The ceramic rolling bearing here means a rolling bearing whose rolling element is made of ceramic at least. Ceramics of the materials shown in Table 1 below are used for the rolling elements 210 of the radial touchdown bearings 162 and 164. However, the ceramic materials shown in Table 1 are merely examples, and ceramics of other materials may be used for the rolling elements 210. Further, as the material of the cage 220, the inner ring 230 and the outer ring 240, any one of a plurality of materials shown in the following table is used. The materials of the cage 220, the inner ring 230, and the outer ring 240 shown in Table 1 are merely examples, and other materials may be used for the cage 220, the inner ring 230, and the outer ring 240. The combination of materials for the rolling element 210, the cage 220, the inner ring 230, and the outer ring 240 may be appropriately determined.

＜実施例２＞
実施例２のラジアルタッチダウン軸受１６２，１６４は、転動体２１０が、固体潤滑剤で被覆されている転がり軸受である。ラジアルタッチダウン軸受１６２，１６４の転動体２１０には、以下の表２に示す材料（ＳＵＪ２にＤＬＣ等の固体潤滑剤をコーティングしたもの）が使用される。ただし、表２に示す転動体２１０の材料は例示にすぎない。例えば、転動体２１０の材料は、ＳＵＪ２以外の材料にＤＬＣ等の固体潤滑剤が被覆されたものであってもよい。また、転動体２１０の材料は、ＳＵＪ２やＳＵＪ２以外の材料に、ＤＬＣ及びＣＮｘ以外の固体潤滑剤が被覆されたものであってもよい。 <Example 2>
The radial touchdown bearings 162 and 164 of the second embodiment are rolling bearings in which the rolling element 210 is coated with a solid lubricant. The materials shown in Table 2 below (SUJ2 coated with a solid lubricant such as DLC) are used for the rolling elements 210 of the radial touchdown bearings 162 and 164. However, the material of the rolling element 210 shown in Table 2 is merely an example. For example, the material of the rolling element 210 may be a material other than SUJ2 coated with a solid lubricant such as DLC. Further, the material of the rolling element 210 may be a material other than SUJ2 or SUJ2 coated with a solid lubricant other than DLC and CNx.

保持器２２０、内輪２３０及び外輪２４０の材料には、それぞれ、以下の表に示す複数の材料のいずれかが使用される。なお、表２に示す保持器２２０、内輪２３０及び外輪２４０の材料は例示にすぎず、他の材料が保持器２２０、内輪２３０及び外輪２４０に使用されてもよい。転動体２１０、保持器２２０、内輪２３０及び外輪２４０の材料の組み合わせについては適宜決定されればよい。 As the material of the cage 220, the inner ring 230, and the outer ring 240, any one of the plurality of materials shown in the following table is used. The materials of the cage 220, the inner ring 230, and the outer ring 240 shown in Table 2 are merely examples, and other materials may be used for the cage 220, the inner ring 230, and the outer ring 240. The combination of materials for the rolling element 210, the cage 220, the inner ring 230, and the outer ring 240 may be appropriately determined.

（２−２）凝縮器
凝縮器２０は、本実施形態では水冷式の凝縮器である。なお、チラー装置１０の凝縮器２０は、水冷式の凝縮器に限定されるものではなく、空冷式の凝縮器であってもよい。 (2-2) Condenser The condenser 20 is a water-cooled condenser in this embodiment. The condenser 20 of the chiller device 10 is not limited to the water-cooled condenser, and may be an air-cooled condenser.

凝縮器２０は、熱交換器の種類を限定するものではないが、例えばシェルアンドチューブ凝縮器である。凝縮器２０には、例えば図示しない冷却塔で冷却された冷却水が供給され、冷却水と冷媒との間で熱交換が行われる。 The condenser 20 is not limited to the type of heat exchanger, but is, for example, a shell-and-tube condenser. For example, cooling water cooled by a cooling tower (not shown) is supplied to the condenser 20, and heat exchange is performed between the cooling water and the refrigerant.

（２−３）膨張弁
膨張弁３０は、本実施形態では電子膨張弁である。ただし、膨張弁３０は、感温筒を有する温度自動膨張弁であってもよい。また、チラー装置１０は、膨張弁３０に代えて、膨張機構としてキャピラリチューブを有してもよい。 (2-3) Expansion valve The expansion valve 30 is an electronic expansion valve in this embodiment. However, the expansion valve 30 may be a temperature automatic expansion valve having a temperature sensitive cylinder. Further, the chiller device 10 may have a capillary tube as an expansion mechanism instead of the expansion valve 30.

膨張弁３０は、図１のように、弁体３２と、弁体３２を駆動する駆動部３４と、を主に含む。駆動部３４は、限定するものではないが、ステッピングモータである。後述するコントローラ６０は、冷媒回路５０の所定箇所における冷媒の温度又は圧力を測定する、１又は複数のセンサ（図視せず）の測定結果に基づき、駆動部３４を制御して弁体３２を駆動し、膨張弁３０の開度を制御する。駆動部３４が弁体３２を駆動する際、弁体３２は、弁体３２を囲む側壁３２ａと摺動しながら、膨張弁３０内の冷媒の流路を狭めるように、又は、膨張弁３０内の冷媒の流路を広げるように移動する。例えば、図１中では、弁体３２は、弁体３２を囲む側壁３２ａと摺動しながら、上下に移動する。制御方法を限定するものではないが、コントローラ６０は、例えば、センサの測定する、冷媒の蒸発温度及び蒸発器４０の出口の冷媒温度から算出される過熱度が目標値になるように、駆動部３４を制御して弁体３２を駆動し、膨張弁３０の開度を制御する。 As shown in FIG. 1, the expansion valve 30 mainly includes a valve body 32 and a drive unit 34 that drives the valve body 32. The drive unit 34 is, but is not limited to, a stepping motor. The controller 60, which will be described later, controls the drive unit 34 to control the valve body 32 based on the measurement results of one or a plurality of sensors (not shown) that measure the temperature or pressure of the refrigerant at a predetermined position in the refrigerant circuit 50. It is driven and controls the opening degree of the expansion valve 30. When the drive unit 34 drives the valve body 32, the valve body 32 slides on the side wall 32a surrounding the valve body 32 so as to narrow the flow path of the refrigerant in the expansion valve 30 or in the expansion valve 30. It moves so as to widen the flow path of the refrigerant of. For example, in FIG. 1, the valve body 32 moves up and down while sliding with the side wall 32a surrounding the valve body 32. Although the control method is not limited, the controller 60 is driven by, for example, a drive unit so that the degree of superheat calculated from the evaporation temperature of the refrigerant and the refrigerant temperature at the outlet of the evaporator 40 measured by the sensor becomes a target value. The valve body 32 is driven by controlling 34 to control the opening degree of the expansion valve 30.

（２−４）蒸発器
蒸発器４０は、本実施形態では液体冷却用の蒸発器である。なお、チラー装置１０の蒸発器４０は、液体冷却用の蒸発器に限定されるものではなく、空気冷却用の蒸発器であってもよい。 (2-4) Evaporator The evaporator 40 is an evaporator for cooling liquid in this embodiment. The evaporator 40 of the chiller device 10 is not limited to the evaporator for liquid cooling, and may be an evaporator for air cooling.

蒸発器４０は、熱交換器の種類を限定するものではないが、例えばシェルアンドチューブ蒸発器である。蒸発器４０には、液（熱媒体）が供給され、液と冷媒との間で熱交換が行われて、液が冷却される。蒸発器４０において冷却された液は、冷却された液を利用する図示しない利用側機器に供給され、空気調和や、設備機器の冷却等に利用される。 The evaporator 40 is not limited to the type of heat exchanger, but is, for example, a shell-and-tube evaporator. A liquid (heat medium) is supplied to the evaporator 40, and heat exchange is performed between the liquid and the refrigerant to cool the liquid. The liquid cooled in the evaporator 40 is supplied to a user-side device (not shown) that uses the cooled liquid, and is used for air conditioning, cooling of equipment, and the like.

（２−５）コントローラ
コントローラ６０は、チラー装置１０の各部の動作を制御する装置である。コントローラ６０は、例えば、圧縮機１００及び膨張弁３０の動作を制御可能に、圧縮機１００及び膨張弁３０と電気的に接続されている。また、コントローラ６０は、磁気軸受１５２，１５４，１５６に対するシャフト１３０の径方向位置及び軸方向位置を検知するためのセンサ（図示省略）や、冷媒回路５０の所定箇所における冷媒の温度又は圧力を測定するセンサ（図示省略）と、センサからの信号を受信可能に接続されている。 (2-5) Controller The controller 60 is a device that controls the operation of each part of the chiller device 10. The controller 60 is electrically connected to the compressor 100 and the expansion valve 30 so as to be able to control the operation of the compressor 100 and the expansion valve 30, for example. Further, the controller 60 measures a sensor (not shown) for detecting the radial position and the axial position of the shaft 130 with respect to the magnetic bearings 152, 154, 156, and the temperature or pressure of the refrigerant at a predetermined position of the refrigerant circuit 50. The sensor (not shown) is connected so that the signal from the sensor can be received.

コントローラ６０は、例えば、マイクロプロセッサ又はＣＰＵや、入出力インターフェースや、ＲＡＭ及びＲＯＭや、チラー装置１０の動作を制御するための制御プログラムが記憶される記憶装置を有する。また、コントローラ６０は、ユーザからの入力を受け取る入力装置や、ユーザに対して様々な情報を提示する表示装置等を有してもよい。 The controller 60 has, for example, a microprocessor or CPU, an input / output interface, a RAM and ROM, and a storage device that stores a control program for controlling the operation of the chiller device 10. Further, the controller 60 may have an input device that receives input from the user, a display device that presents various information to the user, and the like.

コントローラ６０は、前述したように、磁気軸受１５２，１５４，１５６に対するシャフト１３０の径方向位置及び軸方向位置を検知するためのセンサの検出結果に基づいて、シャフト１３０が磁気軸受１５２，１５４，１５６に対して所定の位置に配置されるように、シャフト１３０に作用する合成電磁力を制御する。 As described above, in the controller 60, the shaft 130 has the magnetic bearings 152, 154, 156 based on the detection result of the sensor for detecting the radial position and the axial position of the shaft 130 with respect to the magnetic bearings 152, 154, 156. The combined electromagnetic force acting on the shaft 130 is controlled so as to be arranged at a predetermined position with respect to the shaft 130.

また、コントローラ６０は、冷媒回路５０の所定箇所における冷媒の温度又は圧力を測定するセンサ（図視せず）の測定結果等に基づき、圧縮機１００のモータ１４０の回転速度を制御して、圧縮機１００の容量を制御する。また、コントローラ６０は、冷媒回路５０の所定箇所における冷媒の温度又は圧力を測定するセンサ（図視せず）の測定結果等に基づき、インレットガイドベーン１２４の駆動部１２４ｂを制御して、インペラ１２２に流入する冷媒の量を制御する。また、コントローラ６０は、冷媒回路５０の所定箇所における冷媒の温度又は圧力を測定するセンサ（図視せず）の測定結果等に基づき、膨張弁３０の駆動部３４を制御し、膨張弁３０の開度を調節する。コントローラ６０によるモータ１４０、インレットガイドベーン１２４及び膨張弁３０の制御方法には、各種方法を利用可能である。 Further, the controller 60 controls the rotation speed of the motor 140 of the compressor 100 based on the measurement result of a sensor (not shown) that measures the temperature or pressure of the refrigerant at a predetermined position of the refrigerant circuit 50 to compress the compressor. Control the capacity of the machine 100. Further, the controller 60 controls the drive unit 124b of the inlet guide vane 124 based on the measurement result of a sensor (not shown) for measuring the temperature or pressure of the refrigerant at a predetermined position of the refrigerant circuit 50, and controls the impeller 122. Control the amount of refrigerant flowing into. Further, the controller 60 controls the drive unit 34 of the expansion valve 30 based on the measurement result of a sensor (not shown) that measures the temperature or pressure of the refrigerant at a predetermined position of the refrigerant circuit 50, and controls the expansion valve 30. Adjust the opening. Various methods can be used for controlling the motor 140, the inlet guide vane 124, and the expansion valve 30 by the controller 60.

（３）特徴
（３−１）
本実施形態の圧縮機１００は、分子内に塩素原子とオレフィン結合とを含む冷媒が流れる冷媒回路５０に設置される。圧縮機１００は、モータ１４０と、シャフト１３０と、転がり軸受の一例としての第１ラジアルタッチダウン軸受１６２及び第２ラジアルタッチダウン軸受１６４と、を備える。シャフト１３０は、モータ１４０に連結されている。ラジアルタッチダウン軸受１６２，１６４は、シャフト１３０を軸支する、グリスレスの軸受である。 (3) Features (3-1)
The compressor 100 of the present embodiment is installed in a refrigerant circuit 50 in which a refrigerant containing a chlorine atom and an olefin bond flows in the molecule. The compressor 100 includes a motor 140, a shaft 130, and a first radial touchdown bearing 162 and a second radial touchdown bearing 164 as examples of rolling bearings. The shaft 130 is connected to the motor 140. The radial touchdown bearings 162 and 164 are greaseless bearings that pivotally support the shaft 130.

本実施形態の圧縮機１００では、ラジアルタッチダウン軸受１６２，１６４がグリスレスの軸受であることで、グリスを劣化させる性質を有する冷媒が冷媒回路５０で使用される場合であっても、ラジアルタッチダウン軸受１６２，１６４の性能を維持できる。 In the compressor 100 of the present embodiment, since the radial touchdown bearings 162 and 164 are greaseless bearings, even when a refrigerant having a property of deteriorating grease is used in the refrigerant circuit 50, the radial touchdown is performed. The performance of the bearings 162 and 164 can be maintained.

（３−２）
本実施形態の実施例１に係る圧縮機１００では、ラジアルタッチダウン軸受１６２，１６４は、セラミック転がり軸受である。 (3-2)
In the compressor 100 according to the first embodiment of the present embodiment, the radial touchdown bearings 162 and 164 are ceramic rolling bearings.

なお、セラミック転がり軸受は、ここでは、少なくとも転動体２１０がセラミック製の転がり軸受を意味する。 The ceramic rolling bearing here means a rolling bearing in which at least the rolling element 210 is made of ceramic.

本圧縮機１００では、ラジアルタッチダウン軸受１６２，１６４としてセラミック転がり軸受を用いることで、冷媒回路５０でグリスを劣化させる性質を有する冷媒が使用される場合であっても、ラジアルタッチダウン軸受１６２，１６４の性能を維持できる。 In this compressor 100, by using ceramic rolling bearings as the radial touchdown bearings 162 and 164, even when a refrigerant having a property of deteriorating grease is used in the refrigerant circuit 50, the radial touchdown bearings 162 and The performance of 164 can be maintained.

（３−３）
本実施形態の実施例２に係る圧縮機１００では、ラジアルタッチダウン軸受１６２，１６４は、固体潤滑剤で被覆された転動体２１０を含む。 (3-3)
In the compressor 100 according to the second embodiment of the present embodiment, the radial touchdown bearings 162 and 164 include a rolling element 210 coated with a solid lubricant.

この圧縮機１００では、ラジアルタッチダウン軸受１６２，１６４において固体潤滑剤で被覆された転動体２１０を用いることで、冷媒回路５０でグリスを劣化させる性質を有する冷媒が使用される場合であっても、ラジアルタッチダウン軸受１６２，１６４の性能を維持できる。 In this compressor 100, even when a refrigerant having a property of deteriorating grease is used in the refrigerant circuit 50 by using a rolling element 210 coated with a solid lubricant in the radial touchdown bearings 162 and 164. , The performance of the radial touch-down bearings 162 and 164 can be maintained.

（３−４）
本実施形態の圧縮機１００は、Ｒ１２３３ｚｄ（Ｅ）を含む冷媒が流れる冷媒回路５０に設置される圧縮機である。 (3-4)
The compressor 100 of the present embodiment is a compressor installed in a refrigerant circuit 50 through which a refrigerant containing R1233zd (E) flows.

本圧縮機１００は、グリスレスの転がり軸受をラジアルタッチダウン軸受１６２，１６４として使用している。そのため、圧縮機１００が組み込まれる冷媒回路５０において、地球温暖化係数が小さくオゾン破壊係数がゼロであって環境負荷が小さく、かつ、不燃性かつ毒性が低く安全であるものの、油溶解性の高いＲ１２３３ｚｄ（Ｅ）が用いられる場合であっても、ラジアルタッチダウン軸受１６２，１６４の性能を維持できる。 The compressor 100 uses greaseless rolling bearings as radial touchdown bearings 162 and 164. Therefore, in the refrigerant circuit 50 in which the compressor 100 is incorporated, the global warming potential is small, the ozone depletion potential is zero, the environmental load is small, and the fuel is nonflammable, has low toxicity, and is safe, but has high oil solubility. Even when R1233zd (E) is used, the performance of the radial touchdown bearings 162 and 164 can be maintained.

（３−５）
本実施形態の圧縮機１００は、シャフト１３０を軸支する主軸受として、第１ラジアル磁気軸受１５２及び第２ラジアル磁気軸受１５４を含む。第１ラジアルタッチダウン軸受１６２及び第２ラジアルタッチダウン軸受１６４は、補助軸受として使用される。 (3-5)
The compressor 100 of the present embodiment includes a first radial magnetic bearing 152 and a second radial magnetic bearing 154 as main bearings that pivotally support the shaft 130. The first radial touchdown bearing 162 and the second radial touchdown bearing 164 are used as auxiliary bearings.

補助軸受としてのラジアルタッチダウン軸受１６２，１６４は、磁気軸受１５０に対する非通電時に、言い換えるとシャフト１３０が磁気浮上していない時に、シャフト１３０を支持する。 The radial touchdown bearings 162 and 164 as auxiliary bearings support the shaft 130 when the magnetic bearing 150 is not energized, in other words, when the shaft 130 is not magnetically levitated.

（４）変形例
以下に、上記実施形態の変形例について説明する。なお、以下の変形例は、互いに矛盾しない範囲で適宜組み合わせられてもよい。 (4) Modification Example A modification of the above embodiment will be described below. The following modifications may be appropriately combined as long as they do not contradict each other.

（４−１）変形例Ａ
上記実施形態では、圧縮機１００は、ターボ圧縮機である。しかし、上述のように、チラー装置１０の圧縮機１００は、ターボ圧縮機に限定されない。例えば、圧縮機１００は、スクリュー圧縮機であってもよい。圧縮機１００がスクリュー圧縮機である場合には、ロータの取り付けられたシャフトを軸支する転がり軸受にグリスレスの転がり軸受が使用される。 (4-1) Modification A
In the above embodiment, the compressor 100 is a turbo compressor. However, as described above, the compressor 100 of the chiller device 10 is not limited to the turbo compressor. For example, the compressor 100 may be a screw compressor. When the compressor 100 is a screw compressor, a greaseless rolling bearing is used as the rolling bearing that pivotally supports the shaft to which the rotor is attached.

（４−２）変形例Ｂ
上記実施形態では、圧縮機１００は、シャフト１３０を軸支する軸受として、主軸受としての磁気軸受１５０と、補助軸受としてのタッチダウン軸受１６０と、を有するが、これに限定されるものではない。 (4-2) Modification B
In the above embodiment, the compressor 100 has, but is not limited to, a magnetic bearing 150 as a main bearing and a touchdown bearing 160 as an auxiliary bearing as bearings that pivotally support the shaft 130. ..

例えば、圧縮機１００は、磁気軸受１５０を有さず、転がり軸受をシャフト１３０の主軸受として有してもよい。言い換えれば、圧縮機１００では、グリスレス転がり軸受が、シャフト１３０を常時軸支する軸受として使用されてもよい。 For example, the compressor 100 may not have the magnetic bearing 150 and may have a rolling bearing as the main bearing of the shaft 130. In other words, in the compressor 100, a greaseless rolling bearing may be used as a bearing that constantly supports the shaft 130.

（４−３）変形例Ｃ
上記実施形態では、シャフト１３０を軸支する軸受としてグリスレスの転がり軸受が用いられているが、圧縮機１００の、冷媒が流れる可能性のある他の場所に配置される転がり軸受に、グリスレスの転がり軸受が用いられてもよい。 (4-3) Modification C
In the above embodiment, a greaseless rolling bearing is used as a bearing that pivotally supports the shaft 130, but the rolling bearing of the compressor 100, which is arranged in another place where the refrigerant may flow, has a greaseless rolling. Bearings may be used.

例えば、グリスレスの転がり軸受は、圧縮機１００のインレットガイドベーン１２４の駆動部１２４ｂにおいて用いられてもよい。具体的には、インレットガイドベーン１２４の駆動部１２４ｂとしてのステッピングモータ内の転がり軸受１２４ｂａ（図１参照）に、グリスレスの転がり軸受が用いられてもよい。 For example, a greaseless rolling bearing may be used in the drive unit 124b of the inlet guide vane 124 of the compressor 100. Specifically, a greaseless rolling bearing may be used for the rolling bearing 124ba (see FIG. 1) in the stepping motor as the driving unit 124b of the inlet guide vane 124.

また、冷凍サイクル装置の冷媒回路５０に設置される圧縮機１００以外の機器の、冷媒が流れる可能性のある場所で使用される転がり軸受に、グリスレスの転がり軸受が用いられてもよい。例えば、グリスレスの転がり軸受は、膨張弁３０の駆動部３４において用いられてもよい。具体的には、膨張弁３０の駆動部３４としてのステッピングモータ内の転がり軸受３４ａ（図１参照）に、グリスレスの転がり軸受が用いられてもよい。 Further, a greaseless rolling bearing may be used as a rolling bearing used in a place where a refrigerant may flow in a device other than the compressor 100 installed in the refrigerant circuit 50 of the refrigeration cycle apparatus. For example, a greaseless rolling bearing may be used in the drive unit 34 of the expansion valve 30. Specifically, a greaseless rolling bearing may be used for the rolling bearing 34a (see FIG. 1) in the stepping motor as the driving unit 34 of the expansion valve 30.

＜付記＞
以上、本開示の実施形態及び変形例を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。 <Additional notes>
Although the embodiments and modifications of the present disclosure have been described above, it is understood that various modifications of the forms and details are possible without departing from the purpose and scope of the present disclosure described in the claims. Will.

本開示の圧縮機は、分子内に塩素原子とオレフィン結合とを含む冷媒が流れる冷媒回路に設置される圧縮機として広く使用でき有用である。 The compressor of the present disclosure can be widely used and is useful as a compressor installed in a refrigerant circuit in which a refrigerant containing a chlorine atom and an olefin bond flows in the molecule.

５０冷媒回路
１００圧縮機
１３０シャフト
１４０モータ
１５２第１ラジアル磁気軸受（磁気軸受）
１５４第２ラジアル磁気軸受（磁気軸受）
１６２第１ラジアルタッチダウン軸受（転がり軸受）
１６４第２ラジアルタッチダウン軸受（転がり軸受）
２１０転動体 50 Refrigerant circuit 100 Compressor 130 Shaft 140 Motor 152 1st radial magnetic bearing (magnetic bearing)
154 Second radial magnetic bearing (magnetic bearing)
162 1st radial touchdown bearing (rolling bearing)
164 2nd radial touchdown bearing (rolling bearing)
210 rolling element

再表２０１７／１６８８６８Re-table 2017/168868

Claims

A compressor installed in a refrigerant circuit (50) that uses a refrigerant containing a chlorine atom and an olefin bond in the molecule.
With the motor (140)
The shaft (130) connected to the motor and
A greaseless rolling bearing (162,164) that pivotally supports the shaft, and
A compressor (100) comprising.

The rolling bearing is a ceramic rolling bearing.
The compressor according to claim 1.

The rolling bearing comprises a rolling element (210) coated with a solid lubricant.
The compressor according to claim 1.

The refrigerant contains R1233zd (E).
The compressor according to any one of claims 1 to 3.

A magnetic bearing (152,155) is further provided as a main bearing that supports the shaft.
The rolling bearing is used as an auxiliary bearing,
The compressor according to any one of claims 1 to 4.