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公開番号2024011748
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-01-25
出願番号2022113997
出願日2022-07-15
発明の名称遠心圧縮機
出願人株式会社豊田自動織機
代理人個人,個人
主分類F04D 29/58 20060101AFI20240118BHJP(液体用容積形機械;液体または圧縮性流体用ポンプ)
要約【課題】冷却流体の圧力損失を低減できる遠心圧縮機を提供する。
【解決手段】遠心圧縮機は、冷却水が流れる流路Rを有する金属製のハウジングを備えている。流路Rは、モータ冷却流路R2、軸受冷却流路R3、分流流路R5、及び合流流路R6を有している。ハウジングは、ステータを収容する筒状のインナハウジングと、インナハウジングを収容する筒状のアウタハウジングとを有している。モータ冷却流路R2は、インナハウジングの外周面とアウタハウジングの内周面とによって区画されている。モータ冷却流路R2は、インナハウジング及びアウタハウジングの少なくとも一方に設けられ、モータ冷却流路R2内の冷却水がステータの周方向に流れるように案内する案内壁を有している。分流流路R5は、冷却水をモータ冷却流路R2と軸受冷却流路R3とに分流させる。合流流路R6は、軸受冷却流路R3を流れる冷却水をモータ冷却流路R2に合流させる。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
回転軸と、
筒状のステータを有し、前記回転軸を回転させる電動モータと、
前記回転軸と一体的に回転することによって流体を圧縮するインペラと、
前記回転軸を回転可能に支持するスラスト軸受と、
冷却流体が流れる流路を有する金属製のハウジングと、
を備え、
前記流路は、前記冷却流体が流れることにより前記電動モータを冷却するモータ冷却流路及び前記冷却流体が流れることにより前記スラスト軸受を冷却する軸受冷却流路を有する遠心圧縮機であって、
前記ハウジングは、前記ステータを収容する筒状のインナハウジングと、前記インナハウジングを収容する筒状のアウタハウジングとを有し、
前記モータ冷却流路は、前記インナハウジングの外周面と前記アウタハウジングの内周面とによって区画され、
前記流路は、前記冷却流体を前記モータ冷却流路と前記軸受冷却流路とに分流させる分流流路と、前記軸受冷却流路を流れる前記冷却流体を前記モータ冷却流路に合流させる合流流路と、
を有し、
前記モータ冷却流路は、前記インナハウジング及び前記アウタハウジングの少なくとも一方に設けられ、前記モータ冷却流路内の前記冷却流体が前記ステータの周方向に流れるように案内する案内壁を有することを特徴とする遠心圧縮機。
続きを表示（約 490 文字）【請求項２】
前記モータ冷却流路は、前記ステータの周囲を複数周周回する螺旋状の流路であり、
前記軸受冷却流路は、前記スラスト軸受を取り囲む流路であり、
前記合流流路は、前記モータ冷却流路が前記ステータの周囲を１周周回した地点において、前記軸受冷却流路を流れる前記冷却流体を前記モータ冷却流路に合流させる請求項１に記載の遠心圧縮機。
【請求項３】
前記インナハウジングは、前記インナハウジングの内側周壁の軸方向の一端部に連なる内側端壁を有し、
前記アウタハウジングは、前記アウタハウジングの外側周壁の軸方向の一端部に連なる外側端壁を有し、
前記内側端壁は、前記回転軸の軸方向において前記ステータと前記外側端壁との間に位置し、
前記流路は、前記内側端壁と前記外側端壁とによって区画されるとともに前記モータ冷却流路を流れた前記冷却流体が流入する下流側冷却流路を有し、
前記ステータは、前記回転軸の軸方向において前記軸受冷却流路と前記下流側冷却流路との間に位置している請求項１又は請求項２に記載の遠心圧縮機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心圧縮機に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
遠心圧縮機は、回転軸と、電動モータと、インペラと、スラスト軸受と、金属製のハウジングとを備えている。電動モータは、ロータ及びステータを有している。電動モータは、回転軸を回転させる。インペラは、回転軸と一体的に回転することによって流体を圧縮する。スラスト軸受は、回転軸を回転可能に支持している。
【０００３】
特許文献１の電動コンプレッサのハウジングは、冷却流体が流れる流路を有している。流路は、冷却流体が流れることにより電動モータを冷却するモータ冷却流路と、冷却流体が流れることにより軸受を冷却する軸受冷却流路とを有している。モータ冷却流路と軸受冷却流路とは、直列に接続された直列流路である。冷却流体は、モータ冷却流路を流れた後、軸受冷却流路を流れる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０１８／１３９４９７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のようにモータ冷却流路と軸受冷却流路とが直列流路である場合、流路に導入された全ての冷却流体がモータ冷却流路及び軸受冷却流路を流れる。このため、モータ冷却流路及び軸受冷却流路のそれぞれを流れる冷却流体の流量が多くなることによって、冷却流体の圧力損失が増大する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題点を解決するための遠心圧縮機は、回転軸と、筒状のステータを有し、前記回転軸を回転させる電動モータと、前記回転軸と一体的に回転することによって流体を圧縮するインペラと、前記回転軸を回転可能に支持するスラスト軸受と、冷却流体が流れる流路を有する金属製のハウジングと、を備え、前記流路は、前記冷却流体が流れることにより前記電動モータを冷却するモータ冷却流路及び前記冷却流体が流れることにより前記スラスト軸受を冷却する軸受冷却流路を有する遠心圧縮機であって、前記ハウジングは、前記ステータを収容する筒状のインナハウジングと、前記インナハウジングを収容する筒状のアウタハウジングとを有し、前記モータ冷却流路は、前記インナハウジングの外周面と前記アウタハウジングの内周面とによって区画され、前記流路は、前記冷却流体を前記モータ冷却流路と前記軸受冷却流路とに分流させる分流流路と、前記軸受冷却流路を流れる前記冷却流体を前記モータ冷却流路に合流させる合流流路と、を有し、前記モータ冷却流路は、前記インナハウジング及び前記アウタハウジングの少なくとも一方に設けられ、前記モータ冷却流路内の前記冷却流体が前記ステータの周方向に流れるように案内する案内壁を有することを要旨とする。
【０００７】
冷却流体は、分流流路によって、モータ冷却流路と軸受冷却流路とに分流される。このため、モータ冷却流路と軸受冷却流路とが直列に接続された直列流路である場合と比較して、モータ冷却流路及び軸受冷却流路のそれぞれを流れる冷却流体の流量が減少する。したがって、冷却流体の圧力損失を低減できる。
【０００８】
なお、冷却流体の圧力損失を低減する方法として、例えば、モータ冷却流路と軸受冷却流路とを完全に独立した並列流路とすることが考えられる。この場合もモータ冷却流路及び軸受冷却流路のそれぞれを流れる冷却流体の流量が減少するため、冷却流体の圧力損失を低減できる。しかしながら、電動モータはスラスト軸受よりも高温になりやすいため、モータ冷却流路を流れる冷却流体の流量が減少すると、電動モータの冷却不足が生じるおそれがある。これに対し、上記構成では、軸受冷却流路を流れる冷却流体は、合流流路によってモータ冷却流路に合流する。したがって、モータ冷却流路を流れる冷却流体の流量は、冷却流体がモータ冷却流路と軸受冷却流路とに分流されているときには減少するものの、軸受冷却流路を流れた後の冷却流体がモータ冷却流路に合流すると分流前の流量に戻る。よって、電動モータの冷却不足が生じにくい。
【０００９】
上記遠心圧縮機において、前記モータ冷却流路は、前記ステータの周囲を複数周周回する螺旋状の流路であり、前記軸受冷却流路は、前記スラスト軸受を取り囲む流路であり、前記合流流路は、前記モータ冷却流路が前記ステータの周囲を１周周回した地点において、前記軸受冷却流路を流れる前記冷却流体を前記モータ冷却流路に合流させてもよい。
【００１０】
上記構成では、軸受冷却流路は、スラスト軸受を取り囲んでいる。したがって、軸受冷却流路がスラスト軸受を取り囲んでいない場合と比較して、スラスト軸受は周方向においてバランス良く冷却される。また、合流流路は、モータ冷却流路がステータの周囲を１周周回した地点において、軸受冷却流路を流れる冷却流体をモータ冷却流路に合流させる。このため、例えば、モータ冷却流路がステータの周囲を２周周回した地点において、軸受冷却流路を流れる冷却流体がモータ冷却流路に合流する場合と比較して、モータ冷却流路を流れる冷却流体の流量を分流前の流量に早く戻すことができる。したがって、電動モータをより冷却できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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