JP2011202588A - Centrifugal compressor - Google Patents
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- F16C37/002—Cooling of bearings of fluid bearings
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Abstract
【課題】回転軸ユニットの回転により発生する圧縮空気を、可及的に有効利用するとともに、前記回転軸ユニットを効率的且つ確実に冷却することを可能にする。
【解決手段】遠心型圧縮機10を構成する筐体12内には、スクロール70からの圧縮空気をキャンセラ室36に流通させる加圧用空気流通路76と、前記加圧用空気流通路76から分岐し、ステータ42と前記キャンセラ室36との間から中央収納室72に連通する冷却用空気流通路78と、一端側が前記冷却用空気流通路78に連通し、ロータ20の外表面に接して圧縮空気が流通されるとともに、他端側がインペラ側ベアリングホルダ57Aの外周側から筐体12の外部に開放される軸冷却流通路80とが形成される。
【選択図】図1Compressed air generated by rotation of a rotating shaft unit is used as effectively as possible, and the rotating shaft unit can be cooled efficiently and reliably.
In a casing 12 constituting a centrifugal compressor 10, a pressurizing air flow passage 76 for allowing compressed air from a scroll 70 to flow to a canceller chamber 36 and a branch from the pressurizing air flow passage 76 are branched. The cooling air flow passage 78 communicating with the central storage chamber 72 from between the stator 42 and the canceller chamber 36, and one end side communicating with the cooling air flow passage 78 are in contact with the outer surface of the rotor 20 and are compressed air. Is formed, and an axial cooling flow passage 80 whose other end is opened from the outer peripheral side of the impeller side bearing holder 57A to the outside of the housing 12 is formed.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、永久磁石を設けるロータ、一対のベアリングシャフト、インペラ、及びスラストキャンセラシャフトを設ける回転軸ユニットが筐体内に収容される遠心型圧縮機に関する。 The present invention relates to a centrifugal compressor in which a rotor unit provided with a permanent magnet, a pair of bearing shafts, an impeller, and a rotary shaft unit provided with a thrust canceller shaft are accommodated in a casing.
一般的に、圧縮空気を効率的に供給する過給機として、遠心型圧縮機が採用されている。例えば、エンジンに圧縮空気を供給する補機として、あるいは、燃料電池に酸化剤ガスである圧縮空気を供給する補機として、種々の遠心型圧縮機が利用されている。 In general, a centrifugal compressor is employed as a supercharger that efficiently supplies compressed air. For example, various centrifugal compressors are used as an auxiliary machine that supplies compressed air to an engine or an auxiliary machine that supplies compressed air that is an oxidant gas to a fuel cell.
この種の遠心型圧縮機では、回転軸の両側にインペラが設けられており、前記遠心型圧縮機全体が大型化且つ重量化するという問題がある。このため、遠心型圧縮機の小型化及びコスト削減を図るため、回転軸の一方にのみインペラを設ける構成が採用されている。 In this type of centrifugal compressor, impellers are provided on both sides of the rotating shaft, and there is a problem that the entire centrifugal compressor is increased in size and weight. For this reason, in order to reduce the size and cost of the centrifugal compressor, a configuration in which an impeller is provided only on one of the rotating shafts is employed.
例えば、特許文献1に開示されている電動圧縮機では、図8に示すように、筐体1内にインペラ2、回転軸3、スラストキャンセラ4及びモータユニット5が内蔵されている。回転軸3は、スラストエアベアリング6a及びラジアルエアベアリング6bにより軸支されている。
For example, in the electric compressor disclosed in
そこで、インペラ2の回転数が上がると、回転軸3にスラスト荷重が生じる一方、圧力室7には、圧縮空気導出部8から圧縮空気通路9を介して、圧縮空気の圧力が作用している。このため、圧縮空気の圧力が、キャンセラシャフト4aに作用し、回転軸3に後方に向けて荷重を生じさせることによって、スラスト荷重を相殺している。
Therefore, when the rotational speed of the
ところで、上記の電動圧縮機では、回転軸3を高速回転させると、この回転軸3に配置されている永久磁石に大きな遠心力が作用するとともに、渦電流によりロータが発熱し易い。この熱は、永久磁石に伝導されることにより、前記永久磁石が減磁する場合がある。また、ラジアルエアベアリング6bも発熱し易く、効率的且つ経済的な冷却構造が望まれている。 By the way, in the above-described electric compressor, when the rotating shaft 3 is rotated at a high speed, a large centrifugal force acts on the permanent magnet disposed on the rotating shaft 3 and the rotor easily generates heat due to the eddy current. This heat may be demagnetized by being conducted to the permanent magnet. Moreover, the radial air bearing 6b is also easy to generate heat, and an efficient and economical cooling structure is desired.
本発明はこの種の要請に対応するものであり、回転軸ユニットの回転により発生する圧縮空気を、可及的に有効利用するとともに、前記回転軸ユニットを効率的且つ確実に冷却することが可能な遠心型圧縮機を提供することを目的とする。 The present invention responds to this type of request, and it is possible to effectively utilize compressed air generated by the rotation of the rotating shaft unit as much as possible, and to cool the rotating shaft unit efficiently and reliably. An object of the present invention is to provide a centrifugal compressor.
本発明は、永久磁石を設けるロータ、前記ロータの軸方向両端部に設けられる一対のベアリングシャフト、一方の前記ベアリングシャフトの端部に設けられるインペラ、及び他方の前記ベアリングシャフトの端部に設けられるスラストキャンセラシャフトを備える回転軸ユニットと、前記ロータの外周面に対向するステータと、一対の前記ベアリングシャフトを保持するインペラ側ベアリングホルダ及びスラストキャンセラ側ベアリングホルダと、前記インペラが収納されるスクロール、前記スラストキャンセラシャフトが収納されるキャンセラ室、さらに一対の前記ベアリングシャフト及び前記ステータが収納される中央収納室を設ける筐体とを備える遠心型圧縮機に関するものである。 The present invention is provided with a rotor provided with a permanent magnet, a pair of bearing shafts provided at both axial ends of the rotor, an impeller provided at an end of one of the bearing shafts, and an end of the other bearing shaft. A rotary shaft unit including a thrust canceller shaft, a stator facing the outer peripheral surface of the rotor, an impeller side bearing holder and a thrust canceller side bearing holder for holding a pair of bearing shafts, and a scroll in which the impeller is housed, The present invention relates to a centrifugal compressor including a canceller chamber in which a thrust canceller shaft is accommodated, and a housing that further includes a pair of the bearing shaft and a central accommodating chamber in which the stator is accommodated.
この遠心型圧縮機は、筐体内には、スクロールからの圧縮空気をキャンセラ室に流通させる加圧用空気流通路と、前記加圧用空気流通路から分岐し、ステータと前記キャンセラ室との間から中央収納室に連通する冷却用空気流通路と、一端側が前記冷却用空気流通路に連通し、ロータの外表面に接して圧縮空気が流通されるとともに、他端側がインペラ側ベアリングホルダの外周側から筐体の外部に開放される軸冷却流通路とが形成されている。 This centrifugal compressor has a pressurization air flow passage for allowing compressed air from the scroll to flow into the canceller chamber, a branch from the pressurization air flow passage, and a center between the stator and the canceller chamber. A cooling air flow passage that communicates with the storage chamber, one end side communicates with the cooling air flow passage, the compressed air is circulated in contact with the outer surface of the rotor, and the other end side from the outer peripheral side of the impeller side bearing holder An axial cooling flow passage that is open to the outside of the housing is formed.
また、インペラ側ベアリングホルダ及びスラストキャンセラ側ベアリングホルダは、ロータ側に向かって傾斜し、圧縮空気を案内するための傾斜ガイド面を設けることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the impeller side bearing holder and the thrust canceller side bearing holder are inclined toward the rotor side and provided with an inclined guide surface for guiding the compressed air.
さらに、筐体は、ステータの外周に沿って冷媒流路を形成するとともに、圧縮空気流通路は、前記冷媒流路の外周に沿って延在することが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the casing forms a refrigerant flow path along the outer periphery of the stator, and the compressed air flow path extends along the outer periphery of the refrigerant flow path.
さらにまた、圧縮空気流通路には、冷媒流路の外周に沿って放熱用フィンが配設されることが好ましい。 Furthermore, it is preferable that a fin for heat dissipation is disposed along the outer periphery of the refrigerant flow path in the compressed air flow path.
また、インペラ側ベアリングホルダには、放熱用フィンが形成されることが好ましい。 Moreover, it is preferable that a fin for heat radiation is formed on the impeller side bearing holder.
本発明では、インペラが回転する際に発生する圧縮空気の一部は、加圧用空気流通路からキャンセラ室に流入し、キャンセラ圧力を発生させるとともに、前記キャンセラ室に隣接するスラストキャンセラ側ベアリングホルダを冷却することができる。 In the present invention, a part of the compressed air generated when the impeller rotates flows into the canceller chamber from the pressurizing air flow passage to generate the canceller pressure, and the thrust canceller side bearing holder adjacent to the canceller chamber is provided. Can be cooled.
このため、加圧用空気流通路から分岐する冷却用空気流通路に導入された圧縮空気は、ステータとキャンセラ室との間から中央収納室に流通する際に、スラストキャンセラ側ベアリングホルダから熱を吸収して昇温することがない。従って、軸冷却流通路では、ロータの外表面に接して比較的低温の圧縮空気が流通し、前記ロータを良好且つ確実に冷却することが可能になる。さらに、冷却用の圧縮は、インペラ側ベアリングホルダの外周側から筐体の外部に排出されることにより、前記インペラ側ベアリングホルダを有効に冷却することができる。 For this reason, the compressed air introduced into the cooling airflow passage branched from the pressurization airflow passage absorbs heat from the thrust canceller side bearing holder when it flows from between the stator and the canceller chamber to the central storage chamber. Temperature does not increase. Accordingly, in the axial cooling flow passage, relatively low-temperature compressed air flows in contact with the outer surface of the rotor, and the rotor can be cooled well and reliably. Further, the compression for cooling is discharged from the outer peripheral side of the impeller side bearing holder to the outside of the housing, so that the impeller side bearing holder can be effectively cooled.
これにより、回転軸ユニットの回転によって発生する圧縮空気を、可及的に有効利用するとともに、前記回転軸ユニットを効率的且つ確実に冷却することが可能になる。 As a result, the compressed air generated by the rotation of the rotating shaft unit can be effectively utilized as much as possible, and the rotating shaft unit can be efficiently and reliably cooled.
図1に示すように、本発明の第1の実施形態に係る遠心型圧縮機(電動遠心圧縮機)10は、筐体12を備える。この筐体12内には、回転軸ユニット14が回転自在に装着される。
As shown in FIG. 1, the centrifugal compressor (electric centrifugal compressor) 10 according to the first embodiment of the present invention includes a
回転軸ユニット14は、図1及び図2に示すように、円環状の永久磁石16と、前記永久磁石16の外周に設けられ、該永久磁石16を収納(例えば、焼き嵌め)する円筒状の保護環18とにより構成されるロータ20、前記ロータ20の軸方向端部の少なくとも一方、第1の本実施形態では、両方に設けられるベアリングシャフト22、24、及び前記ベアリングシャフト22の前記ロータ20側と反対の軸方向端部に設けられるインペラ26を備える。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
インペラ26は、遠心圧縮部28を構成するとともに、テンションシャフト30の大径部30aに端面が当接する。テンションシャフト30には、インペラ26側からベアリングシャフト22、ロータ20及びベアリングシャフト24の順に配置され、これらが、前記テンションシャフト30に螺合する固定部材32により一体的に保持される。
The
固定部材32には、回転軸ユニット14の回転時に、矢印A1方向に発生するスラスト力を緩和する機能を有するキャンセラ機構34が設けられる。図1に示すように、キャンセラ機構34は、キャンセラ室(加圧室)36内を矢印A方向に摺動自在なスラストキャンセラシャフト38を備える。
The
筐体12内には、ロータ20の外周に位置して円環状のステータ42が装着される。このステータ42及びロータ20によりモータ部46が構成される。
An
ロータ20を構成する保護環18は、高剛性が要求されており、ニッケル系超合金、例えば、インコネル(スペシャルメタル社の商品名)により構成される。ステータ42の外周側には、複数の冷却水流路(冷媒流路)48が周回形成される。
The
図2に示すように、保護環18は、ベアリングシャフト22、24が設けられる端面に、永久磁石16の端面16a、16bよりも軸方向外方に突出する円筒状突起部18a、18bを設ける。
As shown in FIG. 2, the
ベアリングシャフト22は、軸方向一端に開放される円筒形状部22aを有し且つ軸方向他端に径方向内方に突出する底部22bを形成する。ベアリングシャフト24は、同様に軸方向一端に開放される円筒形状部24aを有し且つ軸方向他端に径方向内方に突出する底部24bを有する。
The
ベアリングシャフト22の底部22bは、保護環18の一方の円筒状突起部18aに接触し、ベアリングシャフト24の底部24bは、前記保護環18の他方の円筒状突起部18bに接触する。底部22b、24bと永久磁石16の端面16a、16bとは、それぞれ距離S1、S2だけ離間する。
The
ベアリングシャフト22、24の外周面に対向し、前記ベアリングシャフト22、24を保持するフォイル式気体軸受50が設けられる。フォイル式気体軸受50は、ベアリングシャフト22、24の径方向の位置を保持するジャーナルエア軸受52a、52bと、前記ベアリングシャフト22の軸方向の位置を保持するスラストエア軸受54とを備える。
A foil type gas bearing 50 is provided which faces the outer peripheral surfaces of the
ベアリングシャフト22、24は、ジャーナルエア軸受52a、52bを構成するとともに、例えば、保護環18と同一材料であるニッケル系超合金により構成される。各ジャーナルエア軸受52a、52bは、ベアリングシャフト22、24の外周に所定の隙間を設けて配置されるリング部材56A、56Bを備える。
The
リング部材56A、56Bは、ベアリングシャフト22、24を回転自在に支持するとともに、インペラ側ベアリングホルダ57A及びスラストキャンセラ側ベアリングホルダ57Bに回転不能に固定される。インペラ側ベアリングホルダ57A及びスラストキャンセラ側ベアリングホルダ57Bは、ロータ20側に向かってテーパ状又は円弧状に傾斜する傾斜ガイド面57a、57bを設ける。
The
図3に示すように、リング部材56Aの内周面56aには、波板形状のバンプフォイル58と平板形状のトップフォイル60の順に配置される。バンプフォイル58は、一枚又は複数枚で構成され、その一端58aがリング部材56Aの内周面56aに溶接されるとともに、その他端が自由端を構成する。トップフォイル60は、平板を環状に湾曲させており、その一端60aがリング部材56Aの内周面56aに溶接される一方、その他端が自由端となっている。なお、リング部材56Bは、上記のリング部材56Aと同様に構成される。
As shown in FIG. 3, the
図1及び図2に示すように、ベアリングシャフト22の外周部には、スラストエア軸受54を構成する大径フランジ部62が設けられる。大径フランジ部62を挟んで軸方向両側には、リング部材64a、64bが配置される。
As shown in FIGS. 1 and 2, a large-
図4に示すように、リング部材64a、64bには、互いに大径フランジ部62に対向する面に、波板形状のバンプフォイル66と平板形状のトップフォイル68とが設けられる。バンプフォイル66及びトップフォイル68は、リング部材64a、64bの内周面を周回して、それぞれ円環状に複数配置される。
As shown in FIG. 4, the
図5に示すように、各バンプフォイル66は、一端66aがリング部材64a、64bに溶接されるとともに、他端66bが自由端を構成する。各トップフォイル68は、一端68aがリング部材64a、64bに溶接される一方、他端68bが自由端となっている。
As shown in FIG. 5, each
図2に示すように、インペラ26の軸方向端部26aは、ベアリングシャフト22の円筒形状部22aに同軸的に嵌合する(インロー構造)。ベアリングシャフト22、24は、それぞれの底部22b、24bが保護環18の円筒状突起部18a、18bに同軸的に嵌合する(インロー構造)。
As shown in FIG. 2, the
筐体12は、インペラ26が収納されるスクロール70、スラストキャンセラシャフト38が収納されるキャンセラ室36、さらに一対のベアリングシャフト22、24及びステータ42が収納される中央収納室72を設けるとともに、前記スクロール70には、コンプレッサ出口74が設けられる。
The
図1及び図2に示すように、筐体12内には、スクロール70からの圧縮空気をキャンセラ室36に流通させる加圧用空気流通路76と、前記加圧用空気流通路76から分岐し、ステータ42と前記キャンセラ室36との間から中央収納室72に連通する冷却用空気流通路78と、一端側が前記冷却用空気流通路78に連通し、ロータ20の外表面に接して圧縮空気が流通されるとともに、他端側がインペラ側ベアリングホルダ57Aの外周側から筐体12の外部に開放される軸冷却流通路80とが形成される。加圧用空気流通路76は、中央収納室72を迂回し、冷却水流路48の外周に沿って延在する。
As shown in FIGS. 1 and 2, in the
このように構成される遠心型圧縮機10の動作について、以下に説明する。
The operation of the
先ず、電動機を構成するステータ42に通電することにより、ロータ20を構成する永久磁石16及び保護環18は、テンションシャフト30と一体に回転する。このため、テンションシャフト30に保持されているインペラ26は、比較的高速で回転し、遠心圧縮部28を介して大気から空気の吸引が行われる。
First, by energizing the
インペラ26により吸引された空気は、遠心圧縮部28により圧送され、例えば、図示しない燃料電池の酸化剤ガス供給系に送られる。燃料電池には、図示しない燃料ガス供給系から燃料ガス(水素ガス)が供給される。従って、カソード側に供給される空気とアノード側に供給される水素との反応により、発電が行われる。
The air sucked by the
この場合、第1の実施形態では、遠心圧縮部28により吸引される圧縮空気の一部は、中央収納室72を迂回して加圧用空気流通路76からキャンセラ室36に流入する。このため、キャンセラ室36内では、圧縮空気によりキャンセラ圧力が発生され、スラストキャンセラシャフト38は、前記キャンセラ室36内で矢印A2方向に付勢される。
In this case, in the first embodiment, a part of the compressed air sucked by the
従って、回転軸ユニット14の回転時に、矢印A1方向に発生するスラスト力が、有効に緩和される。その際、キャンセラ室36に隣接するスラストキャンセラ側ベアリングホルダ57Bは、前記キャンセラ室36に流入する圧縮空気を介して冷却される。
Accordingly, the thrust force generated in the direction of the arrow A1 when the
一方、加圧用空気流通路76から分岐する冷却用空気流通路78には、圧縮空気の一部が導入される。冷却用空気流通路78に導入された圧縮空気は、ステータ42とキャンセラ室36との間から中央収納室72に流通する際に、スラストキャンセラ側ベアリングホルダ57Bから熱を吸収して昇温することがない。上記のように、スラストキャンセラ側ベアリングホルダ57Bは、キャンセラ室36に流入する圧縮空気を介して冷却されているからである。
On the other hand, a part of the compressed air is introduced into the cooling
これにより、軸冷却流通路80では、ロータ20の外表面に接して比較的低温の圧縮空気が流通し、前記ロータ20を良好且つ確実に冷却することが可能になる。しかも、冷却用の圧縮空気は、インペラ側ベアリングホルダ57Aの外周側から筐体12の外部に排出されることにより、前記インペラ側ベアリングホルダ57Aを有効に冷却することができる。
Thereby, in the axial
このため、回転軸ユニット14の回転により発生する圧縮空気を、可及的に有効利用するとともに、前記回転軸ユニット14を効率的且つ確実に冷却することが可能になるという効果が得られる。
For this reason, it is possible to effectively use the compressed air generated by the rotation of the
さらに、冷却用の圧縮空気は、スラストキャンセラ側ベアリングホルダ57Bに形成されている傾斜ガイド面57bの案内作用下に、ロータ20側に向かって円滑に流通する。従って、ロータ20を効率的に冷却することができる。一方、インペラ側ベアリングホルダ57Aには、傾斜ガイド面57aが形成されており、この傾斜ガイド面57aの案内作用下に、前記インペラ側ベアリングホルダ57Aを良好に冷却することが可能になる。
Further, the compressed air for cooling smoothly flows toward the
また、加圧用空気流通路76は、冷却水流路48の外周に沿って延在している。これにより、加圧用空気流通路76を流通する圧縮空気は、冷却水流路48の作用下に冷却された後、キャンセラ室36及び軸冷却流通路80に供給されるため、良好な冷却性能が得られる。
Further, the pressurizing
さらにまた、筐体12内部の圧力は、キャンセラ室36内の圧力と同一圧力に維持されている。このため、空気の粘度が上がり、特に、フォイル式気体軸受50では、空気膜の形成能力が向上して安定した回転に寄与することができるという利点がある。
Furthermore, the pressure inside the
図6は、本発明の第2の実施形態に係る遠心型圧縮機90の断面説明図である。
FIG. 6 is a cross-sectional explanatory view of a
なお、第1の実施形態に係る遠心型圧縮機10と同一の構成要素には、同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。また、以下に説明する第3の実施形態においても同様に、その詳細な説明は省略する。
In addition, the same referential mark is attached | subjected to the component same as the
遠心型圧縮機90は、筐体92を備えるとともに、前記筐体92内には、スクロール70からの圧縮空気をキャンセラ室36に流通させる加圧用空気流通路94が、上記の加圧用空気流通路76に代えて設けられる。加圧用空気流通路94には、冷媒流路48の外周に沿って放熱用フィン96が配設される。
The
このように構成される第2の実施形態では、上記の第1の実施形態と同様の効果が得られるとともに、特に、加圧用空気流通路94に導入された圧縮空気は、冷却水流路48の外周に沿って延在する放熱用フィン96の放熱作用下に、良好に冷却されている。
In the second embodiment configured as described above, the same effects as those of the first embodiment described above can be obtained. In particular, the compressed air introduced into the pressurizing
従って、圧縮空気は、加圧用空気流通路94を流通することにより一旦冷却された後、キャンセラ室36及び軸冷却流通路80に供給されている。このため、ロータ20を冷却する直前の圧縮空気を予め冷却することができ、前記圧縮空気による冷却効果が一層向上するという利点がある。
Accordingly, the compressed air is once cooled by flowing through the pressurizing
図7は、本発明の第3の実施形態に係る遠心型圧縮機100の断面説明図である。
FIG. 7 is an explanatory cross-sectional view of a
遠心型圧縮機100を構成する筐体12内には、インペラ側ベアリングホルダ102Aが、上記のインペラ側ベアリングホルダ57Aに代えて設けられる。インペラ側ベアリングホルダ102Aには、傾斜ガイド面57aに沿って複数の放熱用フィン104が形成される。
In the
このように構成される第3の実施形態では、上記の第1の実施形態と同様の効果が得られるとともに、特に、ロータ20を冷却して昇温した圧縮空気は、複数の放熱用フィン104が形成されたインペラ側ベアリングホルダ102Aを効率的に冷却することが可能になる。
In the third embodiment configured as described above, the same effects as those of the first embodiment can be obtained. In particular, the compressed air that has been heated by cooling the
なお、第3の実施形態では、上記の第2の実施形態の構成も併用することができる。これにより、圧縮空気による冷却性能が一挙に向上するという利点がある。 In the third embodiment, the configuration of the second embodiment can be used together. Thereby, there exists an advantage that the cooling performance by compressed air improves at a stretch.
10、90、100…遠心型圧縮機 12、92…筐体
14…回転軸ユニット 16…永久磁石
18…保護環 20…ロータ
22、24…ベアリングシャフト 22a、24a…円筒形状部
22b、24b…底部 26…インペラ
30…テンションシャフト 32…固定部材
34…キャンセラ機構 36…キャンセラ室
38…スラストキャンセラシャフト 42…ステータ
46…モータ部 48…冷却水流路
50…フォイル式気体軸受 52a、52b…ジャーナルエア軸受
54…スラストエア軸受 56A、56B…リング部材
56a…内周面 57A、102A…インペラ側ベアリングホルダ
57a、57b…傾斜ガイド面 57B…スラストキャンセラ側ベアリングホルダ
58、66…バンプフォイル 60、68…トップフォイル
70…スクロール 72…中央収納室
76、94…加圧用空気流通路 78…冷却用空気流通路
80…軸冷却流通路 96、104…放熱用フィン
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ロータの外周面に対向するステータと、
一対の前記ベアリングシャフトを保持するインペラ側ベアリングホルダ及びスラストキャンセラ側ベアリングホルダと、
前記インペラが収納されるスクロール、前記スラストキャンセラシャフトが収納されるキャンセラ室、さらに一対の前記ベアリングシャフト及び前記ステータが収納される中央収納室を設ける筐体と、
を備える遠心型圧縮機であって、
前記筐体内には、前記スクロールからの圧縮空気を前記キャンセラ室に流通させる加圧用空気流通路と、
前記加圧用空気流通路から分岐し、前記ステータと前記キャンセラ室との間から前記中央収納室に連通する冷却用空気流通路と、
一端側が前記冷却用空気流通路に連通し、前記ロータの外表面に接して圧縮空気が流通されるとともに、他端側が前記インペラ側ベアリングホルダの外周側から前記筐体の外部に開放される軸冷却流通路と、
が形成されることを特徴とする遠心型圧縮機。 A rotor provided with a permanent magnet, a pair of bearing shafts provided at both axial ends of the rotor, an impeller provided at one end of the bearing shaft, and a thrust canceller shaft provided at an end of the other bearing shaft A rotating shaft unit comprising:
A stator facing the outer peripheral surface of the rotor;
An impeller side bearing holder and a thrust canceller side bearing holder for holding the pair of bearing shafts;
A casing for providing a scroll for storing the impeller, a canceller chamber for storing the thrust canceller shaft, and a central storage chamber for storing the pair of bearing shafts and the stator;
A centrifugal compressor comprising:
In the housing, an air flow passage for pressurizing the compressed air from the scroll to flow to the canceller chamber,
A cooling air flow passage branched from the pressurizing air flow passage and communicating with the central storage chamber from between the stator and the canceller chamber;
A shaft whose one end is in communication with the cooling air flow passage, is in contact with the outer surface of the rotor and through which compressed air is circulated, and whose other end is open from the outer peripheral side of the impeller bearing holder to the outside of the housing A cooling flow path,
A centrifugal compressor characterized in that is formed.
前記圧縮空気流通路は、前記冷媒流路の外周に沿って延在することを特徴とする遠心型圧縮機。 The centrifugal compressor according to claim 1 or 2, wherein the casing forms a refrigerant flow path along an outer periphery of the stator.
The centrifugal compressor is characterized in that the compressed air flow passage extends along an outer periphery of the refrigerant flow path.
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|---|---|
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Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014219007A (en) * | 2013-05-03 | 2014-11-20 | ダイソン テクノロジー リミテッド | Compressor |
| KR20170058082A (en) * | 2015-11-18 | 2017-05-26 | 한온시스템 주식회사 | Air blower for vehicle |
| US9897104B2 (en) | 2013-05-03 | 2018-02-20 | Dyson Technology Limited | Compressor |
| US9897105B2 (en) | 2013-05-03 | 2018-02-20 | Dyson Technology Limited | Compressor |
| KR20180018176A (en) * | 2016-08-12 | 2018-02-21 | 한온시스템 주식회사 | Air blower for vehicle |
| WO2019087869A1 (en) * | 2017-11-01 | 2019-05-09 | 株式会社Ihi | Centrifugal compressor |
| WO2019087868A1 (en) * | 2017-11-01 | 2019-05-09 | 株式会社Ihi | Centrifugal compressor |
| WO2019087970A1 (en) * | 2017-11-01 | 2019-05-09 | 株式会社Ihi | Centrifugal compressor |
| CN110709608A (en) * | 2017-06-30 | 2020-01-17 | 翰昂汽车零部件有限公司 | Air compressor |
| KR20210107622A (en) * | 2018-12-25 | 2021-09-01 | 그리 일렉트릭 어플라이언시즈, 인코포레이티드 오브 주하이 | Compressor rotor, compressor and refrigerant circulation system |
| CN113339285A (en) * | 2021-07-15 | 2021-09-03 | 上海优社动力科技有限公司 | Fuel cell centrifugal air compressor and fuel cell system |
| US11560900B2 (en) | 2020-06-09 | 2023-01-24 | Emerson Climate Technologies, Inc. | Compressor driveshaft assembly and compressor including same |
| CN116771693A (en) * | 2022-03-15 | 2023-09-19 | 株式会社丰田自动织机 | centrifugal compressor |
| JP2023135590A (en) * | 2022-03-15 | 2023-09-28 | 株式会社豊田自動織機 | centrifugal compressor |
| JP2023150994A (en) * | 2022-03-31 | 2023-10-16 | 本田技研工業株式会社 | Rotating electrical machine housing, rotating electrical machine, and additive manufacturing method |
| JP2024520265A (en) * | 2021-04-28 | 2024-05-24 | ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | Gas Supply Equipment |
| JP7811507B2 (en) | 2022-03-31 | 2026-02-05 | 本田技研工業株式会社 | Rotating electric machine housing, rotating electric machine, and additive manufacturing method |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06101498A (en) * | 1992-09-18 | 1994-04-12 | Hitachi Ltd | Magnetic bearing turbine / compressor |
| JPH09308189A (en) * | 1996-05-14 | 1997-11-28 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Turbo air compressor |
| JP2000329095A (en) * | 1999-05-17 | 2000-11-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Compressor |
| JP2001057493A (en) * | 1999-03-31 | 2001-02-27 | Toshiba Home Technology Corp | Fan motor |
| JP2006052837A (en) * | 2004-08-13 | 2006-02-23 | Samsung Electronics Co Ltd | Bearing and turbo compressor including the same |
| JP2009257165A (en) * | 2008-04-15 | 2009-11-05 | Honda Motor Co Ltd | Electric compressor |
-
2010
- 2010-03-25 JP JP2010070741A patent/JP2011202588A/en active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06101498A (en) * | 1992-09-18 | 1994-04-12 | Hitachi Ltd | Magnetic bearing turbine / compressor |
| JPH09308189A (en) * | 1996-05-14 | 1997-11-28 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Turbo air compressor |
| JP2001057493A (en) * | 1999-03-31 | 2001-02-27 | Toshiba Home Technology Corp | Fan motor |
| JP2000329095A (en) * | 1999-05-17 | 2000-11-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Compressor |
| JP2006052837A (en) * | 2004-08-13 | 2006-02-23 | Samsung Electronics Co Ltd | Bearing and turbo compressor including the same |
| JP2009257165A (en) * | 2008-04-15 | 2009-11-05 | Honda Motor Co Ltd | Electric compressor |
Cited By (39)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10883517B2 (en) | 2013-05-03 | 2021-01-05 | Dyson Technology Limited | Compressor |
| JP2015172372A (en) * | 2013-05-03 | 2015-10-01 | ダイソン テクノロジー リミテッド | Compressor |
| US9897104B2 (en) | 2013-05-03 | 2018-02-20 | Dyson Technology Limited | Compressor |
| US9897105B2 (en) | 2013-05-03 | 2018-02-20 | Dyson Technology Limited | Compressor |
| US10001141B2 (en) | 2013-05-03 | 2018-06-19 | Dyson Technology Limited | Compressor |
| JP2014219007A (en) * | 2013-05-03 | 2014-11-20 | ダイソン テクノロジー リミテッド | Compressor |
| KR20170058082A (en) * | 2015-11-18 | 2017-05-26 | 한온시스템 주식회사 | Air blower for vehicle |
| KR102367740B1 (en) * | 2015-11-18 | 2022-02-28 | 한온시스템 주식회사 | Air blower for vehicle |
| KR20180018176A (en) * | 2016-08-12 | 2018-02-21 | 한온시스템 주식회사 | Air blower for vehicle |
| KR102526937B1 (en) * | 2016-08-12 | 2023-05-02 | 한온시스템 주식회사 | Air blower for vehicle |
| CN110709608A (en) * | 2017-06-30 | 2020-01-17 | 翰昂汽车零部件有限公司 | Air compressor |
| CN111279086B (en) * | 2017-11-01 | 2021-04-02 | 株式会社Ihi | centrifugal compressor |
| US11248612B2 (en) | 2017-11-01 | 2022-02-15 | Ihi Corporation | Centrifugal compressor with gas and liquid cooling lines |
| CN111295521A (en) * | 2017-11-01 | 2020-06-16 | 株式会社Ihi | centrifugal compressor |
| JPWO2019087970A1 (en) * | 2017-11-01 | 2020-09-17 | 株式会社Ihi | Centrifugal compressor |
| JPWO2019087869A1 (en) * | 2017-11-01 | 2020-10-22 | 株式会社Ihi | Centrifugal compressor |
| JPWO2019087868A1 (en) * | 2017-11-01 | 2020-11-26 | 株式会社Ihi | Centrifugal compressor |
| CN111279086A (en) * | 2017-11-01 | 2020-06-12 | 株式会社Ihi | centrifugal compressor |
| WO2019087970A1 (en) * | 2017-11-01 | 2019-05-09 | 株式会社Ihi | Centrifugal compressor |
| CN111279084B (en) * | 2017-11-01 | 2021-04-30 | 株式会社Ihi | Centrifugal compressor |
| WO2019087869A1 (en) * | 2017-11-01 | 2019-05-09 | 株式会社Ihi | Centrifugal compressor |
| US11339800B2 (en) | 2017-11-01 | 2022-05-24 | Ihi Corporation | Centrifugal compressor with heat exchanger |
| US11177489B2 (en) | 2017-11-01 | 2021-11-16 | Ihi Corporation | Centrifugal compressor with diffuser |
| WO2019087868A1 (en) * | 2017-11-01 | 2019-05-09 | 株式会社Ihi | Centrifugal compressor |
| CN111279084A (en) * | 2017-11-01 | 2020-06-12 | 株式会社Ihi | Centrifugal compressor |
| US11946476B2 (en) | 2018-12-25 | 2024-04-02 | Gree Electric Appliances, Inc. Of Zhuhai | Compressor rotor, compressor and refrigerant circulation system |
| KR20210107622A (en) * | 2018-12-25 | 2021-09-01 | 그리 일렉트릭 어플라이언시즈, 인코포레이티드 오브 주하이 | Compressor rotor, compressor and refrigerant circulation system |
| EP3905484A4 (en) * | 2018-12-25 | 2022-01-26 | Gree Electric Appliances, Inc. of Zhuhai | Compressor rotor, compressor, and refrigerant circulation system |
| KR102617404B1 (en) * | 2018-12-25 | 2023-12-27 | 그리 일렉트릭 어플라이언시즈, 인코포레이티드 오브 주하이 | Compressor rotor, compressor and refrigerant circulation system |
| US11560900B2 (en) | 2020-06-09 | 2023-01-24 | Emerson Climate Technologies, Inc. | Compressor driveshaft assembly and compressor including same |
| JP2024520265A (en) * | 2021-04-28 | 2024-05-24 | ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | Gas Supply Equipment |
| CN113339285A (en) * | 2021-07-15 | 2021-09-03 | 上海优社动力科技有限公司 | Fuel cell centrifugal air compressor and fuel cell system |
| US12215710B2 (en) | 2022-03-15 | 2025-02-04 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Centrifugal compressor |
| JP2023135590A (en) * | 2022-03-15 | 2023-09-28 | 株式会社豊田自動織機 | centrifugal compressor |
| DE102023105395A1 (en) | 2022-03-15 | 2023-09-21 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | RADIAL COMPRESSOR |
| DE102023105395B4 (en) | 2022-03-15 | 2024-04-25 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | CENTRIFUGAL COMPRESSOR |
| CN116771693A (en) * | 2022-03-15 | 2023-09-19 | 株式会社丰田自动织机 | centrifugal compressor |
| JP2023150994A (en) * | 2022-03-31 | 2023-10-16 | 本田技研工業株式会社 | Rotating electrical machine housing, rotating electrical machine, and additive manufacturing method |
| JP7811507B2 (en) | 2022-03-31 | 2026-02-05 | 本田技研工業株式会社 | Rotating electric machine housing, rotating electric machine, and additive manufacturing method |
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