离心压缩机制造技术

离心压缩机具备：马达，其使压缩机叶轮的旋转轴旋转；马达壳体，其收容所述马达；压缩机壳体，其收容所述压缩机叶轮并且具备吸入口和排出口；抽气口，其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；冷却气体管路，其与所述抽气口连接并供被所述压缩机叶轮压缩后的压缩气体的一部分通过；冷却液管路，其至少一部分设置于所述马达壳体，供比所述压缩气体温度低的冷却液通过；以及热交换器，其配置在所述冷却气体管路和所述冷却液管路上。

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的离心压缩机的装置(参照专利文献1、2)。在这种离心压缩机中，公知有通过使冷却油等循环而冷却壳体内的马达等的冷却构造。专利文献1：日本特开2010-196478号公报专利文献2：日本特开2012-62778号公报然而，现有的冷却构造的情况是通过使冷却油等循环来冷却马达等的结构，因此若想适当地冷却发热的全部的部件，则壳体内的构造变得复杂，容易成为阻碍小型化的重要因素。
技术实现思路
本公开的目的在于提供一种能够兼顾高效地冷却和小型化的离心压缩机。本公开的一个方式的离心压缩机具备：马达，其使压缩机叶轮的旋转轴旋转；马达壳体，其收容马达；压缩机壳体，其收容压缩机叶轮并且具备吸入口和排出口；抽气口，其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；冷却气体管路，其与抽气口连接，供被压缩机叶轮压缩后的压缩气体的一部分通过；冷却液管路，其至少一部分设置于马达壳体，供比压缩气体温度低的冷却液通过；以及热交换器，其配置在冷却气体管路和冷却液管路上。根据本公开的几个方式，能够兼顾高效地冷却和小型化。附图说明图1是示意地表示实施方式的电动增压器的说明图。图2是表示实施方式的电动增压器的一个例子的剖视图。图3是从电动增压器的变频器侧观察制冷剂管路和风冷管路的立体图。图4是相对于图3从与变频器相反的一侧观察制冷剂管路和风冷管路的立体图。具体实施方式本公开的一个方式的离心压缩机具备：马达，其使压缩机叶轮的旋转轴旋转；马达壳体，其收容马达；压缩机壳体，其收容压缩机叶轮并且具备吸入口和排出口；抽气口，其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；冷却气体管路，其与抽气口连接，供被压缩机叶轮压缩后的压缩气体的一部分通过；冷却液管路，其至少一部分设置于马达壳体，供比压缩气体温度低的冷却液通过；以及热交换器，其配置在冷却气体管路和冷却液管路上。该离心压缩机具备：供被压缩机叶轮压缩后的压缩气体的一部分通过的冷却气体管路、和供比压缩气体温度低的冷却液通过的冷却液管路。此外，在冷却气体管路和冷却液管路上配置有热交换器，通过冷却气体管路的压缩气体因与通过冷却液管路的冷却液的热交换而被冷却。其结果，利用通过冷却气体管路的压缩气体和通过冷却液管路的冷却液而使机内的冷却成为可能。特别是通过并用压缩气体和冷却液作为冷却机内的制冷剂，从而能够实现有效地冷却，此外与用冷却液冷却全部的方式相比，有利于小型化。在几个方式中，能够成为如下的离心压缩机：冷却液管路具备：沿着马达的定子配置的马达冷却部、和沿着支承旋转轴的轴承配置的轴承冷却部，马达冷却部是环绕定子的周围的流路，轴承冷却是沿着定子的端部配置并且沿着轴承的周围配置的流路。通过形成具备马达冷却部和轴承冷却部的冷却液管路，从而能够有效地冷却定子和轴承双方。在几个方式中，能够成为如下的离心压缩机：马达冷却部的流路截面沿着旋转轴的方向的长度比与旋转轴正交的方向长，轴承冷却部的流路截面沿着旋转轴的方向的长度比与旋转轴正交的方向短。马达冷却部的流路截面沿着旋转轴的方向的长度长，因此在定子的周围与定子对置的区域宽，有利于定子的高效地冷却。另外，马达冷却部的流路截面与旋转轴正交的方向的长度短，另外，轴承冷却部的流路截面沿着旋转轴的方向的长度短。其结果，容易抑制在定子的周围向与旋转轴正交的方向的尺寸扩大，在轴承的周围，容易抑制向沿着旋转轴的方向的尺寸扩大，从而有利于小型化。在几个方式中，能够成为如下的离心压缩机：冷却液管路具备：设置于比热交换器靠下游侧并且比定子靠上游侧的位置的导入口、设置于比定子靠下游侧的位置的排出口、以及将导入口和排出口用一条路径连结的单向流通流路。通过形成单向流通流路，在与定子之间进行热交换的冷却液不返回到上游侧而朝向下游侧流动，从而有利于高效地冷却。在几个方式中，能够成为如下的离心压缩机：还具备控制马达的旋转的变频器，冷却液管路具备沿着变频器配置的变频器冷却部，以冷却液的流动方向为基准，热交换器配置于比定子靠上游侧的位置，变频器配置于比定子靠下游侧的位置。能够优先地冷却定子并且利用在定子中进行热交换后的冷却液冷却变频器。本公开的一个方式的离心压缩机具备：压缩机壳体，其收容压缩机叶轮；冷却气体管路，其将压缩机壳体内的压缩气体的一部分从压缩机壳体抽出；冷却液管路，其供比压缩气体温度低的冷却液通过；以及热交换器，其将冷却气体管路与冷却液管路以能够进行热交换的方式连接。在该离心压缩机中，利用通过冷却气体管路的压缩气体和通过冷却液管路的冷却液，能够实现机内的冷却。特别是通过并用压缩气体和冷却液作为冷却机内的制冷剂，从而能够实现高效地冷却，此外与用冷却液冷却全部的方式相比，有利于小型化。以下，对于本公开的实施方式，一边参照附图一边进行说明。另外，在附图的说明中，对相同要素标注相同附图标记，并省略重复的说明。对本实施方式的电动增压器(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。燃料电池系统的型号没有特别限定。燃料电池系统例如也可以是固体高分子燃料电池(PEFC)、磷酸燃料电池(PAFC)等。如图1和图2所示，电动增压器1具备涡轮2、压缩机3、以及将涡轮2和压缩机3设置于两端的旋转轴4。在涡轮2与压缩机3之间设置有用于向旋转轴4施加旋转驱动力的马达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)向上述燃料电池系统(未图示)供给。在燃料电池系统内，通过燃料与氧化剂的化学反应进行发电。从燃料电池系统排出含有水蒸气的空气，该空气供给到涡轮2。电动增压器1使用从燃料电池系统排出的高温的空气使涡轮2的涡轮叶轮21旋转。通过涡轮叶轮21进行旋转，从而压缩机3的压缩机叶轮31进行旋转，压缩空气G被供给到燃料电池系统。另外，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赋予。即，电动增压器1几乎可以是马达驱动的增压器。燃料电池系统和电动增压器1例如能够搭载于车辆(电动汽车)。另外，可以向电动增压器1的马达5供给由燃料电池系统发的电，但也可以从燃料电池系统以外供给电。对电动增压器1进行更详细地说明。电动增压器1具备涡轮2、压缩机3、旋转轴4、马达5以及控制马达5的旋转驱动的变频器6。涡轮2具备涡轮壳体22、和收纳于涡轮壳体22的涡轮叶轮21。压缩机3具备压缩机壳体32、和收纳于压缩机壳体32的压缩机叶轮31。涡轮叶轮21设置于旋转轴4的一端，压缩机叶轮31设置于旋转轴4的另一端。在涡轮壳体22与压缩机壳体32之间设置有马达壳体7。旋转轴4经由空气轴承构造(“气体轴承构造”的一个例子)8而能够旋转地支承于马达壳体7。在涡轮壳体22设置有排气流入口(未图示)和排气流出口22a。从燃料电池系统排出的含有水蒸气的空气通过排气流入口流入涡轮壳体22内。流入的空气通过涡轮涡旋流路2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种离心压缩机，其特征在于，具备：/n马达，其使压缩机叶轮的旋转轴旋转；/n马达壳体，其收容所述马达；/n压缩机壳体，其收容所述压缩机叶轮并且具备吸入口和排出口；/n抽气口，其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冷却气体管路，其与所述抽气口连接，供被所述压缩机叶轮压缩后的压缩气体的一部分通过；/n冷却液管路，其至少一部分设置于所述马达壳体，供比所述压缩气体温度低的冷却液通过；以及/n热交换器，其配置在所述冷却气体管路和所述冷却液管路上。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171101 JP 2017-2118491.一种离心压缩机，其特征在于，具备：
马达，其使压缩机叶轮的旋转轴旋转；
马达壳体，其收容所述马达；
压缩机壳体，其收容所述压缩机叶轮并且具备吸入口和排出口；
抽气口，其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；
冷却气体管路，其与所述抽气口连接，供被所述压缩机叶轮压缩后的压缩气体的一部分通过；
冷却液管路，其至少一部分设置于所述马达壳体，供比所述压缩气体温度低的冷却液通过；以及
热交换器，其配置在所述冷却气体管路和所述冷却液管路上。


2.根据权利要求1所述的离心压缩机，其特征在于，
所述冷却液管路具备：沿着所述马达的定子配置的马达冷却部、和沿着支承所述旋转轴的轴承配置的轴承冷却部，
所述马达冷却部是环绕所述定子的周围的流路，
所述轴承冷却部是沿着所述定子的端部配置并且沿着所述轴承的周围配置的流路。


3.根据权利要求2所述的离心压缩机，其特征在于，
所述马达冷却部的流路截面沿着所述旋转轴的方向的长度比与所述旋转轴正交的方向长，
所述轴承冷却部的流路截面沿着所述旋转轴的方向的长度比与所述旋转轴正交的方向短。


4.根据权利要求2所述的离心压缩机，其特征在于，
所述冷却液管路具备：设置于比所述热交换器靠下游侧并且比所述定子靠上游侧的位置的导入口、设置于比所述定子靠下游侧的位置的排出口、以及将所述导入口与所述排出口用一条路径连结的单向流通流路。


5.根据权利要求3所述的离心压缩机，其特征在于，
所述冷却液管路具备：设置于比所述热交换器靠下游侧并且比所述定子靠上游侧的位置的导入口、设置于比所述定子...

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