JPH0378598A - 冷凍機用圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はターボ圧縮機等の冷凍機用圧縮機に関する。

（従来の技術） 磁気軸受は、高速回転が得られ、危険速度域を容易に通
過できる、潤滑ｖｔ置が不要、軸受損失が少ない、振動
がない、作動気体中でも作動できる、シールが不要等の
特徴があり、この特徴を生かしてターボ冷凍機等の冷凍
機用圧縮機にも採用が試みられている。

従来のスラスト磁気軸受の１例が第４図に示されている
。

回転軸０１に固定されたスラストカラー０２の両側に微
少間隙を隔てて一対のリング状ステータ０３が配置され
、これらステータ０３はそれぞれケーシング０４に固定
れている。これらステータ０３の内面にはそれぞれリン
グ状のコイル０５がスラストカラー０２と対向するよう
に埋設されている。

軸０１の軸方向変位を検知する変位センサ０６から出力
された電気信号は比較器０７に入力され、ここで基準信
号と比較されることにより両者の偏差が算出される。こ
の偏差は演算器０８に人力され、ここで一対のコイル０
３に供給すべき電流が決定される。演算器０８からの指
令に応じて分配器０９は電源からの電流を分配し、分配
された電流はそれぞれパワーアンプ０１０を経てコイル
０３に供給される。

この結果、各コイル０３は供給された電流に応じた電磁
力を発生してスラストカラー０２を一対のステータ０３
の中央に位置せしめる。

（発明が解決しようとする課）ｉ！！ＩＩ）ターボ圧縮
機の駆動軸には大きなスラストが作用し、特にターボ圧
縮機の負荷が異常に増大した場合、羽根車のシールリン
グの摩耗や損傷が発生した場合、サージングが発生した
場合にはスラスト磁気軸受にはその許容最大負荷を越え
る負荷が作用する。

これに対処するためにはスラスト磁気軸受を大型とせざ
るを得すそのコストが嵩むのみならず電力の消費量が増
大するという問題があった。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記課題を解決するために発明されたものであ
って、その要旨とするところは、駆動軸をスラスト磁気
軸受により支持してなる冷凍機用圧縮機において、上記
スラスト磁気軸受の許容最大負荷に対応する許容電流値
を検出する検出手段と、この検出手段が上記許容電流値
を検出したときこれからの指令を受けて作動することに
よって圧縮機のスラストを減少させる保安手段を備えて
いることを特徴とする冷凍機用圧縮機にある。

（作用） 本発明においては、上記構成を具えているため１、スラ
スト磁気軸受の許容最大負荷に対応する許容電流値が検
出手段によって検出されたとき、これからの指令を受け
て保安手段が作動して圧縮機のスラストを減少させる。

（実施例） 本発明の１実施例が第１図に示されている。

ターボ圧縮機ｌから吐出された高圧ガス冷媒は、白抜矢
印で示すように、凝縮器２に入り、ここで凝縮して高圧
の液冷媒となる９次いで、この液冷媒は冷媒流量制御装
置３に入り、ここで流量を制御されると同時に減圧され
て断熱膨張する。この冷媒は蒸発器４に入ってここで蒸
発することにより低圧のガス冷媒となり再びターボ庄１
１ａ１に吸入される。

ターボ圧縮機１の羽根車６は駆動軸７を介して電動機８
によって回転駆動される。この駆動軸７に固定されたス
ラストカラー９を挟んで一対のステータ１４が配設され
、これらステータ１４にはスラストカラー９と対向する
ように一対のコイル１０が埋設されている。

駆動軸７の軸方向変位は変位センサ２０によって検出さ
れ、これからの電気信号は比較器２２に入力され、ここ
で基準信号との偏差が算出される。この偏差に基づいて
演算器２３は一対のコイル１０に、供給するべき電流を
決定し、分配器２４は演算器２３からの指令に応じて電
源からの電流を分配する。分配器２４からの電流はそれ
ぞれパワーアンプ２５を経てコイルｌＯに供給される。

一対のコイル１０に供給される電流値は電流検出器２６
によって検出され、これからの信号は可変式入口案内羽
根２１の電動サーボモータ２９に入力される。

電流検出器２６は電流を検出し、検出された電流値が設
定値に達したとき制御電流を発生させるもので、図示の
ように、核磁石２６ａ、移動磁石２６ｂ、鉄環２６ｃ、
短絡片２６ｄ、接点２６ｅ、指針２６ｆを具え、印加さ
れる電流の増加に応じて指針２６ｆが矢印方向に回転し
、印加される電流が設定値に達したとき、短絡片２６ｄ
と接点２６ｅが指針２６ｆを介して連通されて制御電流
が接点２６ｅから取り出される。なお、この設定値は任
意に変化させることができるが、スラスト磁気軸受の許
容最大負荷に対応する許容電流値に予め設定されている
。

なお、第１図において、２７はラジアル磁気軸受、２８
はシールリング、３０はケーシングである。

しかして、スラスト磁気軸受のコイル１０に供給される
電流が許容電流値に達したとき、電流検出器２６からの
制御電流によって電動サーボモータ２９が駆動されて入
口案内羽根２１が閉方向に回動される。この結果、ター
ボ圧縮ｍ１に吸入される冷媒ガスの吸入量を減少して駆
動軸７に発生するスラストが減少する。

コイル１０に供給される電流が許容電流値以下の場合に
は電流検知器２６は制御電流を発生しないので、入口案
内羽Ｐ７ｉ２１は自動的に通常の角度に復帰する。

第２図には本発明の第２の実施例が示され、この第２の
実施例においては、電流検知器２６からの制御電流が冷
媒ガス吸入弁３１を駆動するための電動サーボモータ３
２に出力されるようになっている。

しかして、スラスト磁気軸受のコイル１０に供給される
電流が許容電流値に達した時電流検知器２６は制御電流
を発生して吸入弁３１は閉方向に回動される。この結果
、ターボ圧縮機１に吸入される冷媒ガスの吸入量が減少
して駆動軸７に発生するスラストが減少する。

他の構成、作用は第１図に示す第１の実施例と同様であ
り、対応する部材には同じ符号が付されている。

第３図には本発明の第３の実施例が示され、この第３の
実施例においては、電流検知器２６からの制御電流がガ
ス吐出弁３３を駆動するための電動サーボモータ３４に
出力されるようになっている。

しかして、スラスト磁気軸受のコイル１０に供給される
電流が許容電流値に達したとき、電流検知器２６から送
られる制′４Ｂ電流によって電動サーボモータ３４が駆
動されガス吐出弁３３は閉方向に回動する。この結果、
駆動軸７に発生するスラストが低下する。他の構成、作
用は第１の実施例と同様であり、対応する部材には同じ
符号が付されている。

なお、図示していないが、電動ａ８の回転速度をインバ
ータ等の速度剤′４ＴＡ器によって任意に変更できるよ
うにし、電流検出器２６からの制御’ＦｄＭ、流によっ
てこの速度制御器を作動させることにより電動機８の回
転速度を低下させることができる。また、電動機８と羽
根車６との間に機械式、電気式、流体式等の変速装置を
介在させて、電流検出器２６からの制御電流によってこ
の変速装置を作動させることにより電動機８０回転速度
を低下させることもできる。

（発明の効果） 本発明においては、スラスト磁気軸受の最大負荷に対応
する許容電流値が検出手段によって検出されたときはこ
れからの指令を受けて保安装置が作動して圧縮機のスラ
ストを減少させる。

この結果、スラスト磁気軸受にはその最大負荷以上の負
荷が作用することはないので、スラスト磁気軸受を異常
時に備えて大型化する必要がなく、従って、冷凍機用圧
縮機の設備費及び運転経費を節減できるとともにその稼
働率及び信頼性の向上を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す系統図、第２図は
本発明の第２の実施例を示す系統図、第３図は本発明の
第３の実施例を示す系統図である。 第４図は従来のスラスト磁気軸受の１例を示す系統図で
ある。 圧縮機−１、駆動軸−７、スラスト磁気軸受−１０、検
出手段−・−２６、保安手段−・−２１，２９，３１，
３２，３３、振

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　駆動軸をスラスト磁気軸受により支持してなる冷凍機
   用圧縮機において、上記スラスト磁気軸受の許容最大負
   荷に対応する許容電流値を検出する検出手段と、この検
   出手段が上記許容電流値を検出したときこれからの指令
   を受けて作動することによって圧縮機のスラストを減少
   させる保安手段を備えていることを特徴とする冷凍機用
   圧縮機。