JPH05223090A - ターボ圧縮機 - Google Patents
ターボ圧縮機Info
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- JPH05223090A JPH05223090A JP4024213A JP2421392A JPH05223090A JP H05223090 A JPH05223090 A JP H05223090A JP 4024213 A JP4024213 A JP 4024213A JP 2421392 A JP2421392 A JP 2421392A JP H05223090 A JPH05223090 A JP H05223090A
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- Japan
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- drive motor
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
- F04D29/5806—Cooling the drive system
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D17/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
- F04D17/08—Centrifugal pumps
- F04D17/10—Centrifugal pumps for compressing or evacuating
- F04D17/12—Multi-stage pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D25/00—Pumping installations or systems
- F04D25/02—Units comprising pumps and their driving means
- F04D25/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/403—Casings; Connections of working fluid especially adapted for elastic fluid pumps
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ターボ式冷凍機等の圧縮機、特に１軸２段圧
縮機において、圧縮羽根により生じるスラスト力を低減
し、効率のよいターボ圧縮機の構造を提供する。 【構成】 モータ軸３の両端に圧縮羽根４，５を有する
１軸２段圧縮機において、１段目の圧縮羽根４で圧縮し
た冷媒６の一部を１段目の圧縮羽根４側の出口配管７の
途中から駆動モータの冷却用として用い駆動モータの冷
却後に２段目の圧縮羽根５側の入口配管へと戻すバイパ
ス配管９、10を設けて、１段目側の出口配管と２段目側
の入口配管との間に駆動モータ部分を冷媒が通過するこ
とにより生じる圧力損失に見合った分の抵抗を持たせた
構造とする。
縮機において、圧縮羽根により生じるスラスト力を低減
し、効率のよいターボ圧縮機の構造を提供する。 【構成】 モータ軸３の両端に圧縮羽根４，５を有する
１軸２段圧縮機において、１段目の圧縮羽根４で圧縮し
た冷媒６の一部を１段目の圧縮羽根４側の出口配管７の
途中から駆動モータの冷却用として用い駆動モータの冷
却後に２段目の圧縮羽根５側の入口配管へと戻すバイパ
ス配管９、10を設けて、１段目側の出口配管と２段目側
の入口配管との間に駆動モータ部分を冷媒が通過するこ
とにより生じる圧力損失に見合った分の抵抗を持たせた
構造とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、空調用の冷暖房用に用
いるターボ圧縮機に係り、特にその圧縮機部分の構造に
関するものである。
いるターボ圧縮機に係り、特にその圧縮機部分の構造に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ビル空調や地域熱供給等の比較的大容量
の空調システム機器として、ターボ式冷凍機がある。こ
のターボ式冷凍機の圧縮機の構造は、駆動モータと増速
機を介して圧縮羽根を所定の回転数まで回転させて冷媒
を圧縮し、冷媒が圧縮されて高温・高圧となり、凝縮器
（熱交換器）で冷却水と熱交換させ、暖房用として使用
される。また、冷媒は凝縮器を経た後、膨張器で膨張
し、低温・低圧となり、今度は蒸発器（熱交換器）で冷
水と熱交換させこの冷水を冷房用として使用する。蒸発
器を経た冷媒は再び、圧縮羽根で圧縮するといったサイ
クルを繰り返す。
の空調システム機器として、ターボ式冷凍機がある。こ
のターボ式冷凍機の圧縮機の構造は、駆動モータと増速
機を介して圧縮羽根を所定の回転数まで回転させて冷媒
を圧縮し、冷媒が圧縮されて高温・高圧となり、凝縮器
（熱交換器）で冷却水と熱交換させ、暖房用として使用
される。また、冷媒は凝縮器を経た後、膨張器で膨張
し、低温・低圧となり、今度は蒸発器（熱交換器）で冷
水と熱交換させこの冷水を冷房用として使用する。蒸発
器を経た冷媒は再び、圧縮羽根で圧縮するといったサイ
クルを繰り返す。
【０００３】圧縮羽根は、通常油潤滑の軸受を有してお
り、この油は冷媒との混合性、また分離性の優れた潤滑
油が必要であるが、冷媒中に潤滑油が混合するために油
分離器が必要であり、また潤滑油の混合により、上記熱
交換器の性能劣化を生じるため冷凍機の効率が低下する
といった欠点を有している。
り、この油は冷媒との混合性、また分離性の優れた潤滑
油が必要であるが、冷媒中に潤滑油が混合するために油
分離器が必要であり、また潤滑油の混合により、上記熱
交換器の性能劣化を生じるため冷凍機の効率が低下する
といった欠点を有している。
【０００４】駆動モータを外部設置した場合には、駆動
モータからの発熱損失も生じる。また、１軸２段圧縮機
においては、スラスト力は何トンもの値となるためスラ
スト軸受の構造が複雑となる。
モータからの発熱損失も生じる。また、１軸２段圧縮機
においては、スラスト力は何トンもの値となるためスラ
スト軸受の構造が複雑となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたようにター
ボ式冷凍機の圧縮機、特に１軸２段圧縮機における圧縮
羽根により生じるスラスト力は何トンもの値となるた
め、スラスト軸受の構造が複雑となるばかりでなく、ス
ラスト力による発熱損失も生じ、さらに潤滑油の循環量
も増大することから、冷凍機の効率低下やメンテナンス
も増大することとなる。
ボ式冷凍機の圧縮機、特に１軸２段圧縮機における圧縮
羽根により生じるスラスト力は何トンもの値となるた
め、スラスト軸受の構造が複雑となるばかりでなく、ス
ラスト力による発熱損失も生じ、さらに潤滑油の循環量
も増大することから、冷凍機の効率低下やメンテナンス
も増大することとなる。
【０００６】また、駆動モータを外部設置した場合に
は、駆動モータからの発熱損失を回収できないばかりで
なく、スラスト軸受やラジアル軸受への油潤滑を必要と
するため、冷凍機の効率低下や冷媒と潤滑油との混合性
等も十分に調査する必要があり、特に新規な冷媒に対す
る潤滑油の適合性については、新たな潤滑油の開発を必
要とするといった問題がある。
は、駆動モータからの発熱損失を回収できないばかりで
なく、スラスト軸受やラジアル軸受への油潤滑を必要と
するため、冷凍機の効率低下や冷媒と潤滑油との混合性
等も十分に調査する必要があり、特に新規な冷媒に対す
る潤滑油の適合性については、新たな潤滑油の開発を必
要とするといった問題がある。
【０００７】本発明は上記の問題を鑑みなされたもの
で、インバータモータ等を用いる事により直接に高速回
転までモータを駆動させモータ軸の両端に圧縮羽根を設
けた１軸２段圧縮機に於て、駆動モータの冷却を冷媒ガ
スで冷却することにより、スラスト軸受のスラスト力を
軽減させ、効率の良いターボ圧縮機の構造を提供せんと
するものである。
で、インバータモータ等を用いる事により直接に高速回
転までモータを駆動させモータ軸の両端に圧縮羽根を設
けた１軸２段圧縮機に於て、駆動モータの冷却を冷媒ガ
スで冷却することにより、スラスト軸受のスラスト力を
軽減させ、効率の良いターボ圧縮機の構造を提供せんと
するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】駆動モータを直接高速回
転させる１軸２段圧縮機で、モータ軸の両端に圧縮羽根
を有する１軸２段圧縮機において、モータ冷却のために
１段目の圧縮羽根側の出口冷媒ガスの一部をバイパスし
て、モータ冷却用として１段目の圧縮羽根側へ導入し、
モータを冷却させた後、この冷媒ガスを２段目の圧縮羽
根側の入口側へ戻すバイパス配管を設け、１段目側出口
配管と２段目側入口配管との間に駆動モータ部分を冷媒
が通過することによる圧力損失に見合った分の抵抗を持
たせるようにする。
転させる１軸２段圧縮機で、モータ軸の両端に圧縮羽根
を有する１軸２段圧縮機において、モータ冷却のために
１段目の圧縮羽根側の出口冷媒ガスの一部をバイパスし
て、モータ冷却用として１段目の圧縮羽根側へ導入し、
モータを冷却させた後、この冷媒ガスを２段目の圧縮羽
根側の入口側へ戻すバイパス配管を設け、１段目側出口
配管と２段目側入口配管との間に駆動モータ部分を冷媒
が通過することによる圧力損失に見合った分の抵抗を持
たせるようにする。
【０００９】また、軸受部に非接触型の磁気軸受を用い
れば油潤滑を必要としないため冷媒ガスとの油分離が不
要となり、冷凍機としての構造が簡単と成るばかりでな
く、蒸発器・凝縮器に用いる熱交換器の性能向上、つま
り冷凍機の効率向上が達成できる。
れば油潤滑を必要としないため冷媒ガスとの油分離が不
要となり、冷凍機としての構造が簡単と成るばかりでな
く、蒸発器・凝縮器に用いる熱交換器の性能向上、つま
り冷凍機の効率向上が達成できる。
【００１０】
【作用】１軸２段圧縮機の１段側の圧力レベルは、例え
ば入口約0.5ata、出口約1.1ata、２段側の圧力レベル
は、入口約1.1ata、出口約1.9ataのように圧力レベルは
２段側の方が高く、圧縮羽根によって生じる動圧分・静
圧分がモータ軸に作用するスラスト力は１段側と２段側
とを相殺しても、圧力レベルの高い２段側から１段側へ
と作用するが、上記のように構成すれば、すなわちモー
タの冷却用として１段出口の冷媒ガスをモータの１段圧
縮羽根側へ供給し、モータを冷却した後にモータの２段
圧縮羽根の入口側へ戻す事により、モータ部での圧力差
が生じるため、圧力の高い１段側から圧力の低い２段側
へとスラスト力が働くことにより、圧縮羽根によって生
じるスラスト力と打ち消す様に作用する。この相対的な
スラスト力はモータ出入口での圧力差が大きいほど小さ
くなる。
ば入口約0.5ata、出口約1.1ata、２段側の圧力レベル
は、入口約1.1ata、出口約1.9ataのように圧力レベルは
２段側の方が高く、圧縮羽根によって生じる動圧分・静
圧分がモータ軸に作用するスラスト力は１段側と２段側
とを相殺しても、圧力レベルの高い２段側から１段側へ
と作用するが、上記のように構成すれば、すなわちモー
タの冷却用として１段出口の冷媒ガスをモータの１段圧
縮羽根側へ供給し、モータを冷却した後にモータの２段
圧縮羽根の入口側へ戻す事により、モータ部での圧力差
が生じるため、圧力の高い１段側から圧力の低い２段側
へとスラスト力が働くことにより、圧縮羽根によって生
じるスラスト力と打ち消す様に作用する。この相対的な
スラスト力はモータ出入口での圧力差が大きいほど小さ
くなる。
【００１１】
【実施例】図１は、本発明のターボ冷凍機の圧縮機部の
要部構成図であり、ターボ冷凍機の圧縮機部は、インバ
ータ駆動により、設定の回転数を得る為のモータ・ロー
タ１とモータ・ステータ２とから成り、モータ軸３の両
端には２段圧縮羽根４と２段圧縮羽根５とを有する１軸
２段圧縮機を構成し、冷媒ガス６は１段圧縮羽根４で圧
縮されて、配管７を通って２段圧縮羽根５へと導入す
る。配管７の途中には、圧力差を付けるためのオリフィ
ス８を設け、さらにオリフィス８の手前からモータ冷却
のためのバイパス配管９と、オリフィス８の後方のバイ
パス配管10により、冷媒ガス６を２段圧縮羽根５へと導
入させる。ここで、オリフィス８はモータ部での圧力損
失に見合ったオリフィス径としてある。
要部構成図であり、ターボ冷凍機の圧縮機部は、インバ
ータ駆動により、設定の回転数を得る為のモータ・ロー
タ１とモータ・ステータ２とから成り、モータ軸３の両
端には２段圧縮羽根４と２段圧縮羽根５とを有する１軸
２段圧縮機を構成し、冷媒ガス６は１段圧縮羽根４で圧
縮されて、配管７を通って２段圧縮羽根５へと導入す
る。配管７の途中には、圧力差を付けるためのオリフィ
ス８を設け、さらにオリフィス８の手前からモータ冷却
のためのバイパス配管９と、オリフィス８の後方のバイ
パス配管10により、冷媒ガス６を２段圧縮羽根５へと導
入させる。ここで、オリフィス８はモータ部での圧力損
失に見合ったオリフィス径としてある。
【００１２】モータ軸３はラジアル軸受11と12とにより
支持され、また軸方向にはスラスト軸受13と14とで支持
される。特に、磁気軸受のような非接触型の軸受にすれ
ば、摩擦損失が生じないため、低騒音、低損失となり、
さらに潤滑油を全く必要としない構造とすることが出来
る。以上の様に構成することにより、
支持され、また軸方向にはスラスト軸受13と14とで支持
される。特に、磁気軸受のような非接触型の軸受にすれ
ば、摩擦損失が生じないため、低騒音、低損失となり、
さらに潤滑油を全く必要としない構造とすることが出来
る。以上の様に構成することにより、
【００１３】図１に示す様な１軸２段圧縮機の一段側の
圧力レベルは、入口約0.5ata、出口約1.1ataで、２段側
の圧力レベルは、入口約1.1ata、出口約1.9ataであり、
当然ながら圧力レベルは２段側の方が高く、圧縮羽根
５、４によって生じる動圧分・静圧分がモータ軸３に作
用するスラスト力は１段側と２段側とを相殺しても、圧
力レベルの高い２段側から１段側へと作用する。ここ
で、モータの冷却用として、１段出口の冷媒ガス６をモ
ータの１段圧縮羽根側９へ供給し、モータを冷却した後
にモータの２段圧縮羽根の入口側10へ戻す事により、モ
ータ部での圧力差が生じるため、圧力の高い１段側から
圧力の低い２段側へとスラスト力が働くことになり、圧
縮羽根によって生じるスラスト力と打ち消す様に作用す
るため、図２に示す様にモータ出入口での圧力差が大き
いほど相対的なスラスト力は小さくなる。
圧力レベルは、入口約0.5ata、出口約1.1ataで、２段側
の圧力レベルは、入口約1.1ata、出口約1.9ataであり、
当然ながら圧力レベルは２段側の方が高く、圧縮羽根
５、４によって生じる動圧分・静圧分がモータ軸３に作
用するスラスト力は１段側と２段側とを相殺しても、圧
力レベルの高い２段側から１段側へと作用する。ここ
で、モータの冷却用として、１段出口の冷媒ガス６をモ
ータの１段圧縮羽根側９へ供給し、モータを冷却した後
にモータの２段圧縮羽根の入口側10へ戻す事により、モ
ータ部での圧力差が生じるため、圧力の高い１段側から
圧力の低い２段側へとスラスト力が働くことになり、圧
縮羽根によって生じるスラスト力と打ち消す様に作用す
るため、図２に示す様にモータ出入口での圧力差が大き
いほど相対的なスラスト力は小さくなる。
【００１４】さらに、軸受部に非接触型の磁気軸受を用
いる場合には、油潤滑を必要としないため冷媒ガスとの
油との分離が不要なるため油分離器が不要となり、冷凍
機としての構造が簡単と成るばかりでなく、冷媒液に油
が混入してないため蒸発器・凝縮器に用いる熱交換器の
性能向上ができ、ターボ冷凍機の効率向上ができる。
いる場合には、油潤滑を必要としないため冷媒ガスとの
油との分離が不要なるため油分離器が不要となり、冷凍
機としての構造が簡単と成るばかりでなく、冷媒液に油
が混入してないため蒸発器・凝縮器に用いる熱交換器の
性能向上ができ、ターボ冷凍機の効率向上ができる。
【００１５】また、油潤滑を必要としないために、どの
ような冷媒液でも使用することが可能であり、且つ、冷
媒に対する油の開発・選定もの必要無くなるといった長
所もある。
ような冷媒液でも使用することが可能であり、且つ、冷
媒に対する油の開発・選定もの必要無くなるといった長
所もある。
【００１６】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、イン
バータ駆動により、直接モータを高速回転させ、モータ
軸の両端に圧縮羽根を有する１軸２段圧縮機に於て、モ
ータ冷却のために１段出口の冷媒ガスの一部をバイパス
して、モータ冷却用としてモータの１段羽根側へ導入
し、モータを冷却させた後、この冷媒ガスを２段羽根入
口側へ戻す方式にする事により、モータ部での発熱損失
を回収すると共に、冷媒ガスによる圧力差によって、圧
縮羽根によるスラスト力とを相殺させ、発生するスラス
ト力を最小限とする事が出来る。
バータ駆動により、直接モータを高速回転させ、モータ
軸の両端に圧縮羽根を有する１軸２段圧縮機に於て、モ
ータ冷却のために１段出口の冷媒ガスの一部をバイパス
して、モータ冷却用としてモータの１段羽根側へ導入
し、モータを冷却させた後、この冷媒ガスを２段羽根入
口側へ戻す方式にする事により、モータ部での発熱損失
を回収すると共に、冷媒ガスによる圧力差によって、圧
縮羽根によるスラスト力とを相殺させ、発生するスラス
ト力を最小限とする事が出来る。
【図１】本発明のターボ圧縮機の一実施例を示す要部構
成図
成図
【図２】冷媒ガスによる圧力差とスラストとの関係を示
す特性図
す特性図
１…モータロータ ２…モータステータ ３…モータ軸 ４…１段圧縮羽根 ５…２段圧縮羽根 ６…冷媒ガス ７…配管 ８…オリフィス ９，10…バイパス配管 11，12…ラジアル軸受 13，14…スラスト軸受
Claims (1)
- 【請求項１】 駆動モータ軸の両端に圧縮羽根を有し、
前記駆動モータにより前記圧縮羽根を所定の回転数まで
回転させる１軸２段圧縮機で、１段目の圧縮羽根で圧縮
した冷却媒体（以下、冷媒という）を２段目の圧縮羽根
に送る構造の２段式のターボ圧縮機において、１段目の
圧縮羽根で圧縮した冷媒の一部を１段目の圧縮羽根側の
出口配管の途中から駆動モータの冷却用として用い、駆
動モータの冷却後に再び２段目の圧縮羽根側の入口配管
へと戻すバイパス配管を設け、１段目の圧縮羽根側の出
口配管と２段目の圧縮羽根側の入口配管との間に駆動モ
ータ部分を冷媒が通過することによって生じる圧力損失
に見合った分の抵抗を持たせた構造としたことを特徴と
するターボ圧縮機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4024213A JPH05223090A (ja) | 1992-02-12 | 1992-02-12 | ターボ圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4024213A JPH05223090A (ja) | 1992-02-12 | 1992-02-12 | ターボ圧縮機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05223090A true JPH05223090A (ja) | 1993-08-31 |
Family
ID=12132021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4024213A Pending JPH05223090A (ja) | 1992-02-12 | 1992-02-12 | ターボ圧縮機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05223090A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1992
- 1992-02-12 JP JP4024213A patent/JPH05223090A/ja active Pending
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