离心压缩机制造技术

本发明专利技术提供一种离心压缩机，具备：压缩机叶轮的旋转轴；支承所述旋转轴的气体轴承构造；使所述旋转轴旋转的马达；收容所述马达的马达壳体；收容所述压缩机叶轮并且具备吸入口和排出口的压缩机壳体；在所述压缩机壳体内设置于比所述压缩机叶轮靠流动方向的所述排出口侧的抽气口；将所述抽气口与所述气体轴承构造连接的轴承冷却线；以及配置在所述轴承冷却线上的热交换器，所述热交换器安装于所述马达壳体以及所述压缩机壳体的至少一方。

centrifugal compressor

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】离心压缩机
本公开涉及离心压缩机。
技术介绍
公知有具备电动增压器等离心压缩机的装置(参照专利文献1、2)。在这种离心压缩机中，存在使冷却油等循环从而对壳体内的马达等进行冷却的情况。另外，公知有利用空气轴承对压缩机叶轮的旋转轴进行支承的离心压缩机(参照专利文献3、4)。在利用空气轴承进行支承的离心压缩机中，例如存在将由压缩机叶轮压缩的空气作为加压空气来利用的情况。专利文献1：日本特开2013－24041号公报专利文献2：日本特开2012－62778号公报专利文献3：日本实开平4－99418号公报专利文献4：日本特开平5－33667号公报然而，没有公开将空气轴承主动冷却的构造，假设通过使冷却油等循环来对空气轴承进行冷却，则壳体内的构造变得复杂，容易成为阻碍小型化的因素。
技术实现思路
本公开的目的在于，提供一种能够兼得空气轴承等气体轴承构造的高效的冷却和小型化的离心压缩机。本公开的一个方式所涉及的离心压缩机具备：压缩机叶轮的旋转轴；气体轴承构造，对旋转轴进行支承；马达，使旋转轴旋转；马达壳体，收容马达；压缩机壳体，收容压缩机叶轮，并且具备吸入口和排出口；抽气口，在压缩机壳体内，设置于比压缩机叶轮靠流动方向的排出口侧的位置；轴承冷却线，将抽气口与气体轴承构造连接；以及热交换器，配置在轴承冷却线上，热交换器安装于马达壳体以及压缩机壳体的至少一方。本公开的一个方式所涉及的离心压缩机具备：压缩机叶轮的旋转轴；气体轴承构造，对旋转轴进行支承；马达，使旋转轴旋转；马达壳体，收容马达；压缩机壳体，收容压缩机叶轮；轴承冷却线，将由压缩机叶轮压缩后的压缩气体的一部分供给至气体轴承构造；以及热交换器，配置在轴承冷却线上，热交换器安装于马达壳体以及压缩机壳体的至少一方。根据本公开的几个方式，能够兼得气体轴承构造的高效的冷却和小型化。附图说明图1是示意地表示实施方式所涉及的电动增压器的说明图。图2是表示实施方式所涉及的电动增压器的一个例子的剖视图。图3是放大表示孔板的剖视图。图4是在图2所示的剖视图中追加记述压缩空气的流动的说明图。图5是示意地表示压缩空气的流动的说明图。具体实施方式本公开的一个方式所涉及的离心压缩机具备：压缩机叶轮的旋转轴；气体轴承构造，对旋转轴进行支承；马达，使旋转轴旋转；马达壳体，收容马达；压缩机壳体，收容压缩机叶轮，并且具备吸入口和排出口；抽气口，在压缩机壳体内，设置于比压缩机叶轮靠流动方向的排出口侧的位置；轴承冷却线，将抽气口与气体轴承构造连接；以及热交换器，配置在轴承冷却线上，热交换器安装于马达壳体以及压缩机壳体的至少一方。在该离心压缩机中，由压缩机叶轮压缩后的压缩气体的一部分通过抽气口而供给至轴承冷却线。在轴承冷却线上配置有热交换器，由热交换器冷却的压缩气体向气体轴承构造供给而对气体轴承构造进行冷却。在该离心压缩机中，作为将气体轴承构造主动冷却的制冷剂而利用压缩气体。对压缩气体进行冷却的热交换器安装于马达壳体以及压缩机壳体的至少一方。因此，与将热交换器设置于外部的其他的场所的情况相比，能够缩短将由热交换器冷却的压缩气体向气体轴承构造供给时的路径，能够抑制热损失。另外，压缩气体与气体轴承构造的相容性也较好。因此，即使附加使用压缩气体以便进行气体轴承构造的冷却，机内的构造也不易变得复杂，有利于小型化。在几个方式中，形成为如下离心压缩机，其中热交换器具备：供通过轴承冷却线的压缩气体通过的气体流路；供温度比压缩气体低的制冷剂通过的制冷剂流路，气体流路具备压缩空气的入口和出口，入口以沿着旋转轴的方向为基准，配置于比出口靠压缩机叶轮侧的位置。通过将气体流路的入口配置于压缩机叶轮侧，从而能够缩短将压缩气体导入至热交换器为止的路径，有利于小型化。在几个方式中，能够形成为如下离心压缩机，其中气体轴承构造具备推力轴承和径向轴承，轴承冷却线具备至少通过推力轴承的第1路径、和不通过推力轴承而通过径向轴承的第2路径。通过划分对推力轴承进行冷却的第1路径、和不冷却推力轴承而冷却径向轴承的第2路径，从而有利于与推力轴承以及径向轴承的规格对应的高效的冷却。在几个方式中，能够形成为如下离心压缩机，其中轴承冷却线在比气体轴承构造靠上游侧以及靠下游侧的至少一方，具备使第2路径的流路截面比第1路径的流路截面小的流量调整部。在流量调整部中，第1路径的流路截面比第2路径大。其结果是，针对由热交换器冷却的压缩气体的流量，容易使第1路径比第2路径大，有利于推力轴承的优先的冷却。在几个方式中，能够形成为如下离心压缩机，其中流量调整部具备配置于第1路径的比气体轴承构造靠下游侧的第1小孔、和配置于第2路径的比气体轴承构造靠下游侧的第2小孔，第1小孔的小孔直径比第2小孔的小孔直径大。通过形成为具备第1小孔和第2小孔的流量调整部，容易使通过第1路径的压缩气体的流量更加可靠地比第2路径大，有利于推力轴承的优先的冷却。本公开的一个方式所涉及的离心压缩机具备：压缩机叶轮的旋转轴；气体轴承构造，对旋转轴进行支承；马达，使旋转轴旋转；马达壳体，对马达进行收容；压缩机壳体，收容压缩机叶轮；轴承冷却线，将由压缩机叶轮压缩的压缩气体的一部分供给至气体轴承构造；以及热交换器，配置在轴承冷却线上，热交换器安装于马达壳体以及压缩机壳体的至少一方。以下，参照附图对本公开的实施方式进行说明。此外，在附图的说明中对于相同要素标注相同的附图标记，并省略重复的说明。对本实施方式所涉及的电动增压器(离心压缩机的一个例子)1进行说明。电动增压器1例如应用于燃料电池系统E(参照图5)。燃料电池系统的型式没有特别的限定。燃料电池系统例如也可以是固体高分子型燃料电池(PEFC)、磷酸型燃料电池(PAFC)等。如图1以及图2所示，电动增压器1具备涡轮2、压缩机3、以及在两端设置有涡轮2以及压缩机3的旋转轴4。在涡轮2与压缩机3之间，设置有用于向旋转轴4提供旋转驱动力的马达5。由压缩机3压缩后的压缩空气(“压缩气体”的一个例子)G作为氧化剂(氧)而被供给至上述的燃料电池系统E。在燃料电池系统E内，通过燃料与氧化剂的化学反应来进行发电。从燃料电池系统E排出包含水蒸气的空气，该空气被供给至涡轮2。电动增压器1使用从燃料电池系统E排出的高温的空气，使涡轮2的涡轮叶轮21旋转。通过使涡轮叶轮21旋转，从而压缩机3的压缩机叶轮31旋转，压缩空气G被供给至燃料电池系统E。此外，在电动增压器1中，压缩机3的驱动力的大部分也可以由马达5给予。即，电动增压器1也可以是基本上由马达驱动的增压器。燃料电池系统E以及电动增压器1例如可以搭载于车辆(电动汽车)。此外，可以向电动增压器1的马达5供给由燃料电池系统E发电的电力，但也可以从燃料电池系统E以外供给电力。对电动增压器1进行更加详细的说明。电动增压器1具备涡轮2、压缩机3、旋转轴4、马达5、以及对马达5的旋转驱动进行控制的逆变器6。涡轮2具备涡轮壳体22本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种离心压缩机，其中，具备：/n压缩机叶轮的旋转轴；/n气体轴承构造，对所述旋转轴进行支承；/n马达，使所述旋转轴旋转；/n马达壳体，收容所述马达；/n压缩机壳体，收容所述压缩机叶轮，并且具备吸入口和排出口；/n抽气口，在所述压缩机壳体内设置于比所述压缩机叶轮靠流动方向的所述排出口侧的位置；/n轴承冷却线，将所述抽气口与所述气体轴承构造连接；以及/n热交换器，配置在所述轴承冷却线上，/n所述热交换器安装于所述马达壳体以及所述压缩机壳体的至少一方。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171101 JP 2017-2118431.一种离心压缩机，其中，具备：
压缩机叶轮的旋转轴；
气体轴承构造，对所述旋转轴进行支承；
马达，使所述旋转轴旋转；
马达壳体，收容所述马达；
压缩机壳体，收容所述压缩机叶轮，并且具备吸入口和排出口；
抽气口，在所述压缩机壳体内设置于比所述压缩机叶轮靠流动方向的所述排出口侧的位置；
轴承冷却线，将所述抽气口与所述气体轴承构造连接；以及
热交换器，配置在所述轴承冷却线上，
所述热交换器安装于所述马达壳体以及所述压缩机壳体的至少一方。


2.根据权利要求1所述的离心压缩机，其中，
所述热交换器具备：供通过所述轴承冷却线的压缩气体通过的气体流路；和供温度比所述压缩气体低的制冷剂通过的制冷剂流路，
所述气体流路具备所述压缩气体的入口和出口，
所述入口以沿着所述旋转轴的方向为基准，配置于比所述出口靠所述压缩机叶轮侧的位置。


3.根据权利要求1所述的离心压缩机，其中，
所述气体轴承构造具备推力轴承和径向轴承，
所述轴承冷却线具备至少通过所述推力轴承的第1路径、和不通过所述推力轴承而通过所述径向轴承的第2路径。


4.根据权利要求2所述的离心压缩机，其中，
所述气体轴承构造具备推力轴承和径向轴承，
所述轴承冷却线具备至少通过所述推力轴承的第1路径、和不通过所述推力轴承而通过所述径向轴承的第2路径。...

【专利技术属性】
技术研发人员：迫田晃司，池谷信之，金子薰，
申请(专利权)人：株式会社IHI，
类型：发明
国别省市：日本;JP