特開 2024-130526 冷凍機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024130526

(43)【公開日】2024-09-30

(54)【発明の名称】冷凍機

(51)【国際特許分類】

   F25B 1/10 20060101AFI20240920BHJP

   F25B 1/053 20060101ALI20240920BHJP

   H02K 7/14 20060101ALI20240920BHJP

   H02K 7/08 20060101ALI20240920BHJP

【ＦＩ】

F25B1/10 F

F25B1/053 D

H02K7/14 B

H02K7/08 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023040310

(22)【出願日】2023-03-15

(71)【出願人】

【識別番号】000000974

【氏名又は名称】川崎重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000556

【氏名又は名称】弁理士法人有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】春木 悠

(72)【発明者】

【氏名】袴田 和英

【テーマコード（参考）】

5H607

【Ｆターム（参考）】

5H607AA02

5H607BB01

5H607BB14

5H607DD03

5H607FF07

5H607GG01

5H607GG14

(57)【要約】

【課題】ポンプ等を用いずに電動機を冷却できる構成としながらも冷却効率が高い冷凍機を提供する。
【解決手段】冷凍機は、第１段圧縮機と、第２段圧縮機と、前記第１段圧縮機からの冷媒を前記第２段圧縮機に導く冷媒流路と、前記第１段圧縮機及び前記第２段圧縮機を駆動する電動機と、を含む圧縮機アッセンブリと、前記第２段圧縮機からの冷媒が導かれる凝縮器と、前記凝縮器からの冷媒が導かれる膨張弁と、前記膨張弁からの冷媒が導かれ、前記第１段圧縮機に前記冷媒を導く蒸発器と、前記圧縮機アッセンブリ、前記凝縮器、前記膨張弁及び前記蒸発器を閉ループ状に接続する冷媒循環流路と、前記圧縮機アッセンブリにおいて前記第１段圧縮機と前記第２段圧縮機との間の前記冷媒流路を前記電動機に接続する冷却前流路、及び、前記電動機を前記冷媒循環流路に接続する冷却後流路を含む冷却流路と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１段圧縮機と、第２段圧縮機と、前記第１段圧縮機からの冷媒を前記第２段圧縮機に導く冷媒流路と、前記第１段圧縮機及び前記第２段圧縮機を駆動する電動機と、を含む圧縮機アッセンブリと、
前記第２段圧縮機からの冷媒が導かれる凝縮器と、
前記凝縮器からの冷媒が導かれる膨張弁と、
前記膨張弁からの冷媒が導かれ、前記第１段圧縮機に前記冷媒を導く蒸発器と、
前記圧縮機アッセンブリ、前記凝縮器、前記膨張弁及び前記蒸発器を閉ループ状に接続する冷媒循環流路と、
前記圧縮機アッセンブリにおいて前記第１段圧縮機と前記第２段圧縮機との間の前記冷媒流路を前記電動機に接続する冷却前流路、及び、前記電動機を前記冷媒循環流路に接続する冷却後流路を含む冷却流路と、を備える、冷凍機。

【請求項2】

前記冷却後流路は、前記電動機を、前記冷媒循環流路における前記膨張弁と前記蒸発器との間の部分に接続する、請求項１に記載の冷凍機。

【請求項3】

前記電動機は、
ロータと、
前記ロータの径方向外方にあるステータと、
前記ロータに接続された回転軸と、
前記回転軸を支持する軸受と、
前記ロータ、前記ステータ、前記回転軸及び前記軸受を収容するハウジングと、
前記冷却前流路に接続された流入口と、
前記冷却後流路に接続された流出口と、
前記流入口を前記流出口に連通させる内部流路と、を含み、
前記内部流路は、前記ステータ、前記ロータ及び前記軸受のいずれかを冷却する少なくとも１つの冷却部を有する、請求項１又は２に記載の冷凍機。

【請求項4】

前記軸受は、前記内部流路に連通する流体軸受である、請求項３に記載の冷凍機。

【請求項5】

前記少なくとも１つの冷却部は、前記ステータと前記ロータとの間のギャップであるステータ内周空間と、前記軸受に冷媒を吐出する吐出口と、を含み、
前記ステータ内周空間は、前記内部流路において前記吐出口よりも上流側にある、請求項３に記載の冷凍機。

【請求項6】

前記少なくとも１つの冷却部は、前記ハウジングと前記ステータとの間のギャップであるステータ外周空間と、前記軸受に冷媒を吐出する吐出口と、を含み、
前記ステータ外周空間は、前記内部流路において前記吐出口よりも上流側にある、請求項３に記載の冷凍機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を備えた冷凍機に関する。

【背景技術】

【0002】

圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器に冷媒を循環させる冷媒循環流路を備えた冷凍機が知られている。特許文献１には、圧縮機及びその圧縮機を駆動する電動機を備えた冷凍機が開示されている。電動機は、駆動に伴って発熱するため冷却することが望まれる。当該冷凍機では、冷媒循環流路から抽出した冷媒を電動機に導くことで、ポンプを用いることなく電動機が冷却されるようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０００－２３０７６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

冷媒循環流路から抽出した冷媒が電動機に向かって流れて電動機内を通流するためには、電動機に導く冷媒が高圧であることが望まれる。しかし、高圧の冷媒を電動機に導くと、電動機内を冷媒が流れるときに圧損が大きくなり、冷凍機の冷却効率が低下する。

【0005】

そこで本開示の一態様では、ポンプ等を用いずに圧縮機を駆動する電動機を冷却できる構成としながらも冷却効率が高い冷凍機を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様に係る冷凍機は、第１段圧縮機と、第２段圧縮機と、前記第１段圧縮機からの冷媒を前記第２段圧縮機に導く冷媒流路と、前記第１段圧縮機及び前記第２段圧縮機を駆動する電動機と、を含む圧縮機アッセンブリと、前記第２段圧縮機からの冷媒が導かれる凝縮器と、前記凝縮器からの冷媒が導かれる膨張弁と、前記膨張弁からの冷媒が導かれ、前記第１段圧縮機に前記冷媒を導く蒸発器と、前記圧縮機アッセンブリ、前記凝縮器、前記膨張弁及び前記蒸発器を閉ループ状に接続する冷媒循環流路と、前記圧縮機アッセンブリにおいて前記第１段圧縮機と前記第２段圧縮機との間の前記冷媒流路を前記電動機に接続する冷却前流路、及び、前記電動機を前記冷媒循環流路に接続する冷却後流路を含む冷却流路と、を備える。

【発明の効果】

【0007】

本開示の一態様によれば、ポンプ等を用いずに圧縮機を駆動する電動機を冷却できる構成としながらも冷却効率が高い冷凍機を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、第１実施形態に係る冷凍機の模式図である。

【図2】図２は、図１の電動機の冷却系統のブロック図である。

【図3】図３は、図２の冷却系統の変形例のブロック図である。

【図4】図４は、第２実施形態に係る冷凍機の電動機の模式図である。

【図5】図５は、図４の電動機の冷却系統のブロック図である。

【図6】図６は、図５の冷却系統の変形例のブロック図である。

【図7】図７は、第３実施形態に係る冷凍機の電動機の模式図である。

【図8】図８は、図７の電動機の冷却系統のブロック図である。

【図9】図９は、図８の冷却系統の変形例のブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照して実施形態を説明する。

【0010】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る冷凍機１の模式図である。図１に示すように、冷凍機１は、圧縮機アッセンブリ２、凝縮器３、膨張弁４、蒸発器５、冷媒循環流路６、及び、冷却流路７を備える。

【0011】

圧縮機アッセンブリ２は、第１段圧縮機１１、第２段圧縮機１２、電動機１３、及び、冷媒流路１４を含むユニットである。第１段圧縮機１１及び第２段圧縮機１２は、インペラを備えたターボ式圧縮機であるが、他の種類の圧縮機であってもよい。冷媒流路１４は、第１段圧縮機１１を第２段圧縮機１２に流体的に接続している。第２段圧縮機１２には、冷媒流路１４を介して第１段圧縮機１１からの冷媒が導かれる。電動機１３は、第１段圧縮機１１及び第２段圧縮機１２を駆動する。

【0012】

電動機１３は、第１段圧縮機１１と第２段圧縮機１２との間に配置されている。第１段圧縮機１１は、電動機１３の回転軸２２の第１端部に接続されている。第２段圧縮機１２は、電動機１３の回転軸２２の第２端部に接続されている。

【0013】

凝縮器３には、第２段圧縮機１２からの冷媒が導かれる。凝縮器３は、圧縮機アッセンブリ２から出た高圧高温の気体冷媒を凝縮して液化させる。凝縮器３は、冷却空気、冷却水又は代替フロンのような冷却流体によって気体冷媒を間接冷却することで気体冷媒を液化させる熱交換器である。

【0014】

膨張弁４には、凝縮器３からの冷媒が導かれる。膨張弁４は、凝縮器３から出た高圧の液体冷媒を減圧する。膨張弁４を通過した液体冷媒は、少し蒸気を含む程度に低圧化されて蒸発しやすい状態になる。膨張弁４を出る冷媒は、膨張弁４に入る冷媒よりも低温となる。

【0015】

蒸発器５には、膨張弁４からの冷媒が導かれる。蒸発器５は、膨張弁４から出た低温の冷媒を気化させる。蒸発器５は、空気、水又は代替フロンのような流体によって冷媒を間接的に加熱することで、冷媒を気化する熱交換器である。

【0016】

冷媒循環流路６は、圧縮機アッセンブリ２、凝縮器３、膨張弁４、及び、蒸発器５を閉ループ状に接続する。冷媒循環流路６は、圧縮機アッセンブリ２の第２段圧縮機１２を凝縮器３に接続する冷媒流路３１と、凝縮器３を膨張弁４に接続する冷媒流路３２と、膨張弁４を蒸発器５に接続する冷媒流路３３と、蒸発器５を第１段圧縮機１１に接続する冷媒流路３４と、を含む。冷媒流路３４は、第１段圧縮機１１、冷媒流路１４及び第２段圧縮機１２を介して、冷媒流路３１に接続されている。

【0017】

冷却流路７は、冷却前流路４１、電動機流路４２、及び、冷却後流路４３を含む。冷却前流路４１は、圧縮機アッセンブリ２における第１段圧縮機１１と第２段圧縮機１２との間の冷媒流路１４を、電動機１３の電動機流路４２に接続している。電動機流路４２は、電動機１３の内部に画定された流路である。冷却後流路４３は、電動機１３の電動機流路４２を冷媒循環流路６に接続している。

【0018】

具体的には、冷却後流路４３は、電動機１３の電動機流路４２を、冷媒循環流路６における膨張弁４と蒸発器５との間の冷媒流路３３に接続している。そのため、電動機１３を冷却して昇温した冷媒が冷媒循環流路６に戻って蒸発器５を通過して冷媒が再び適切に低温化される。なお、冷却後流路４３は、膨張弁４と蒸発器５との間の冷媒流路３３に接続される代わりに、凝縮器３と膨張弁４との間の冷媒流路３２に接続されてもよい。

【0019】

第１段圧縮機１１と第２段圧縮機１２との間の冷媒流路１４の冷媒圧力は、蒸発器５と第１段圧縮機１１との間の冷媒流路３４の冷媒圧力よりも高い。第２段圧縮機１２と凝縮器３との間の冷媒流路３１の冷媒圧力は、第１段圧縮機１１と第２段圧縮機１２との間の冷媒流路１４の冷媒圧力よりも高い。

【0020】

第１段圧縮機１１と第２段圧縮機１２との間の冷媒流路１４の冷媒温度は、蒸発器５と第１段圧縮機１１との間の冷媒流路３４の冷媒温度よりも高い。第２段圧縮機１２と凝縮器３との間の冷媒流路３１の冷媒温度は、第１段圧縮機１１と第２段圧縮機１２との間の冷媒流路１４の冷媒温度よりも高い。なお、図１に記載された圧力及び温度の値は、技術理解の容易化のために記載した一例に過ぎず、特にそれに限定されるものではない。

【0021】

電動機１３は、ハウジング２１、回転軸２２、ロータ２３、ステータ２４、第１ラジアル軸受２５、第２ラジアル軸受２６、スラスト軸受２７、第１シール２８、及び、第２シール２９と、を備える。ハウジング２１は、回転軸２２、ロータ２３、ステータ２４、第１ラジアル軸受２５、第２ラジアル軸受２６、及び、スラスト軸受２７を収容する。回転軸２２は、ハウジング２１に収容されるとともにハウジング２１の両側から外方に突出している。ロータ２３は、回転軸２２と共回転するように回転軸２２に接続されている。以下、ロータ２３の回転軸線が延びる方向を単に「軸方向」と称し、ロータ２３の軸方向に直交する径方向を単に「径方向」と称する。

【0022】

ステータ２４は、ロータ２３の径方向外方にあり、ロータ２３に径方向外方から対向している。ステータ２４は、ハウジング２１の径方向内方にあり、ハウジング２１に径方向内方から対向している。ロータ２３とステータ２４との間のギャップは、ステータ内周空間Ｃ１と称する。ステータ２４とハウジング２１の間のギャップは、ステータ外周空間Ｃ２と称する。

【0023】

第１ラジアル軸受２５は、回転軸２２の第１端部を径方向に支持するようにハウジング２１内に配置されている。第２ラジアル軸受２６は、回転軸２２の第２端部を径方向に支持するようにハウジング２１内に配置されている。スラスト軸受２７は、回転軸２２から径方向に突出した軸フランジ３０を軸方向に支持するようにハウジング２１内に配置されている。第１ラジアル軸受２５、第２ラジアル軸受２６及びスラスト軸受２７は、流体軸受である。なお、図１において矢印線で描かれた電動機流路４２のうち軸受２５，２６，２７に沿って描かれた矢印線部分は、軸受２５，２６，２７の内部を流れていることを意味している。また、軸受２５～２７は、流体軸受とする代わりに他の種類の軸受としてもよい。

【0024】

電動機１３は、冷媒が通流可能な電動機流路４２を有する。電動機流路４２は、流入口５１、流出口５２～５４、及び、内部流路５５を含む。流入口５１は、ハウジング２１に設けられ、冷却前流路４１に接続されている。流出口５２～５４は、ハウジング２１に設けられ、冷却後流路４３に接続されている。なお、ハウジング２１は、複数の流入口を有してもよく、１つのみの流出口を有してもよい。

【0025】

内部流路５５は、ハウジング２１内において流入口５１を流出口５２～５４に連通させる流路である。内部流路５５は、ステータ内周空間Ｃ１及びステータ外周空間Ｃ２を含む。内部流路５５は、第１ラジアル軸受２５に冷媒を吐出する吐出口Ｃ３と、第２ラジアル軸受２６に冷媒を吐出する吐出口Ｃ４と、スラスト軸受２７に冷媒を吐出する吐出口Ｃ５と、を更に含む。本実施形態では、軸受２５～２７が流体軸受であるため、内部流路５５は、軸受２５～２７も含むことになる。

【0026】

内部流路５５は、ロータ２３、ステータ２４、第１ラジアル軸受２５、第２ラジアル軸受２６及びスラスト軸受２７を冷却する複数の冷却部５５ａを有する。本実施形態では、前記複数の冷却部５５ａは、ステータ内周空間Ｃ１、ステータ外周空間Ｃ２及び吐出口Ｃ３～Ｃ５である。ステータ内周空間Ｃ１の冷媒は、ロータ２３の外周面及びステータ２４の内周面を冷却する。ステータ外周空間Ｃ２の冷媒は、ステータ２４の外周面を冷却する。吐出口Ｃ３から出る冷媒は、第１ラジアル軸受２５を冷却する。吐出口Ｃ４から出る冷媒は、スラスト軸受２７を冷却する。吐出口Ｃ５から出る冷媒は、第２ラジアル軸受２６を冷却する。

【0027】

第１ラジアル軸受２５、第２ラジアル軸受２６及びスラスト軸受２７は、気体冷媒が流れる内部流路５５に連通している。即ち、軸受２５～２７は、内部流路５５を流れる気体冷媒が供給される気体軸受である。吐出口Ｃ３から吐出された冷媒が第１ラジアル軸受２５の流体膜として利用される。吐出口Ｃ４から吐出された冷媒がスラスト軸受２７の流体膜として利用される。吐出口Ｃ５から吐出されて冷媒が第２ラジアル軸受２６の流体膜として利用される。なお、スラスト軸受２７をハウジング２１の外部に露出させる領域には、スラスト軸受２７を密封する第１シール２８が配置されている。第２ラジアル軸受２６をハウジング２１の外部に露出させる領域には、第２ラジアル軸受２６を密封する第２シール２９が配置されている。

【0028】

図２は、図１の電動機１３の冷却系統のブロック図である。図１及び２に示すように、電動機流路４２の内部流路５５は、互いに並列配置された３つの流路Ｐ１～Ｐ３を含む。第１流路Ｐ１では、流入口５１からの冷媒が、ステータ内周空間Ｃ１、第２ラジアル軸受２６及び流出口５２の順に流れる。第２流路Ｐ２では、流入口５１からの冷媒が、第１側軸受（即ち、第１ラジアル軸受２５及びスラスト軸受２７）及び流出口５３の順に流れる。スラスト軸受２７は、内部流路５５においてラジアル軸受２５の下流側に直列配置されている。第３流路Ｐ３では、流入口５１からの冷媒が、ステータ外周空間Ｃ２及び流出口５４の順に流れる。

【0029】

ステータ内周空間Ｃ１は、内部流路５５において吐出口Ｃ５及び第２ラジアル軸受２６よりも上流側にある。そのため、１つの流路Ｐ１が、ステータ内周空間Ｃ１に冷媒を流す流路と、第２ラジアル軸受２６に冷媒を流す流路と、を兼ねる。これにより、流路を増やし過ぎずに、ロータ２３及びステータ２４を効果的に冷却することができる。

【0030】

以上に説明した構成によれば、二段圧縮式の圧縮機アッセンブリ２を用い、圧縮機アッセンブリ２における第１段圧縮機１１と第２段圧縮機１２との間の冷媒流路１４から冷媒が抽出される。そのため、抽出される冷媒の圧力が第１段圧縮機１１によって適度に高められる一方で、圧縮機アッセンブリ２の下流側から冷媒が抽出される場合比べ、抽出される冷媒の圧力が低くなり、電動機１３を冷媒が流れるときの圧損が低減される。よって、ポンプ等を用いずに電動機１３を冷却できる構成としながらも冷却効率が高い冷凍機１を提供できる。更に、第１段圧縮機１１と第２段圧縮機１２との間の冷媒流路１４から冷媒が抽出されることで、圧縮機アッセンブリ２の下流側から冷媒が抽出される場合に比べ、抽出される冷媒の温度が低くなり、電動機１３を冷却する性能を高めることができる。

【0031】

電動機１３の冷却系統は図２の例に限られない。例えば、図３に示すように、１つの流路が、ステータ内周空間Ｃ１に冷媒が流れる流路と、第１ラジアル軸受２５及びスラスト軸受２７に流れる流路と、を兼ねるようにしてもよい。これによっても、流路を増やし過ぎずにロータ２３及びステータ２４を効果的に冷却することができる。

【0032】

（第２実施形態）
図４は、第２実施形態に係る冷凍機の電動機１１３の模式図である。図５は、図４の電動機１１３の冷却系統のブロック図である。なお、第１実施形態と共通する構成については同一符号を付して説明を省略する。図４及び５に示すように、電動機流路１４２の内部流路１５５は、１つの流路Ｐ１０と、その流路Ｐ１０の下流側に直列的に接続された流路Ｐ１１，Ｐ１２とを含み、流路Ｐ１１と流路Ｐ１２とは互いに並列配置されている。第１流路Ｐ１０では、流入口５１からの冷媒がステータ外周空間Ｃ２を流れる。第２流路Ｐ１１では、ステータ外周空間Ｃ２からの冷媒が、ステータ内周空間Ｃ１、第２ラジアル軸受２６及び流出口１５２の順に流れる。第３流路Ｐ１２では、ステータ外周空間Ｃ２からの冷媒が、第１側軸受（即ち、第１ラジアル軸受２５及びスラスト軸受２７）及び流出口１５３の順に流れる。

【0033】

ステータ外周空間Ｃ２には、流入口５１からの冷媒が十分な流量で流れるため、ステータ２４の冷却効果が高められる。また、ステータ内周空間Ｃ１は、内部流路１５５において第２ラジアル軸受２６よりも上流側にある。そのため、１つの流路Ｐ１１が、ステータ内周空間Ｃ１に冷媒が流れる流路と、第２ラジアル軸受２６に流れる流路と、を兼ねる。これにより、流路を増やし過ぎずに、ロータ２３及びステータ２４を効果的に冷却することができる。

【0034】

なお、電動機１１３の冷却系統は図５の例に限られない。例えば、図６に示すように、１つの流路が、ステータ内周空間Ｃ１に冷媒が流れる流路と、第１側軸受（即ち、第１ラジアル軸受２５及びスラスト軸受２７）に流れる流路と、を兼ねるようにしてもよい。これによっても、流路を増やし過ぎずにロータ２３及びステータ２４を効果的に冷却することができる。なお、他の構成は前述した第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

【0035】

（第３実施形態）
図７は、第３実施形態に係る冷凍機の電動機２１３の模式図である。図８は、図７の電動機２１３の冷却系統のブロック図である。なお、第１実施形態と共通する構成については同一符号を付して説明を省略する。図７及び８に示すように、電動機流路２４２の内部流路２５５は、互いに並列配置された２つの流路Ｐ２１，Ｐ２２を含む。第１流路Ｐ２１では、流入口５１Ａからの冷媒が、ステータ内周空間Ｃ１及び第２ラジアル軸受２６の順に流れる。第２流路Ｐ２では、流入口５１Ｂからの冷媒が、ステータ外周空間Ｃ２、第１ラジアル軸受２５及びスラスト軸受２７の順に流れる。

【0036】

ステータ内周空間Ｃ１は、内部流路２５５において第２ラジアル軸受２６よりも上流側にある。そのため、１つの流路Ｐ２１がステータ内周空間Ｃ１に冷媒が流れる流路と、第２ラジアル軸受２６に流れる流路と、を兼ねる。また、ステータ外周空間Ｃ２は、内部流路２５５において第１側軸受（即ち、第１ラジアル軸受２５及びスラスト軸受２７）よりも上流側にある。そのため、１つの流路Ｐ２２が、ステータ外周空間Ｃ２に冷媒が流れる流路と、第１側軸受（即ち、第１ラジアル軸受２５及びスラスト軸受２７）に流れる流路と、を兼ねる。これにより、流路を増やし過ぎずに、ロータ２３及びステータ２４を効果的に冷却することができる。

【0037】

なお、電動機２１３の冷却系統は図８の例に限られない。例えば、図９に示すように、１つの流路が、ステータ外周空間Ｃ２に冷媒が流れる流路と、第２ラジアル軸受２６に流れる流路と、を兼ねるとともに、別の１つの流路が、ステータ内周空間Ｃ１に冷媒が流れる流路と、第１側軸受（即ち、第１ラジアル軸受２５及びスラスト軸受２７）に冷媒が流れる流路と、を兼ねるようにしてもよい。これによっても、流路を増やし過ぎずにロータ２３及びステータ２４を効果的に冷却することができる。なお、他の構成は前述した第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

【0038】

なお、本開示の技術は、前述した各実施形態に限定されるものではない。例えば、第１段圧縮機１１及び第２段圧縮機１２の両方とも、電動機１３の第１側に配置されて電動機１３の回転軸２２の第１端部に接続されてもよい。第１段圧縮機１１又は第２段圧縮機１２のいずれか一方を廃止して、１つの電動機１３に１つの圧縮機を設けてもよい。即ち、二段圧縮式の圧縮機アッセンブリの代わりに、一段圧縮式の圧縮機アッセンブリが用いられてもよい。また、三段圧縮式の圧縮機アッセンブリが用いられてもよい。

【0039】

以上のように、本出願において開示する技術の例示として、前記実施形態を説明した。しかし、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施形態にも適用可能である。また、前記実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施形態とすることも可能である。例えば、１つの実施形態中の一部の構成又は方法を他の実施形態に適用してもよく、実施形態中の一部の構成は、その実施形態中の他の構成から分離して任意に抽出可能である。また、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、前記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれる。

【0040】

以下の項目のそれぞれは、好ましい実施形態の開示である。

【0041】

［項目１］
第１段圧縮機と、第２段圧縮機と、前記第１段圧縮機からの冷媒を前記第２段圧縮機に導く冷媒流路と、前記第１段圧縮機及び前記第２段圧縮機を駆動する電動機と、を含む圧縮機アッセンブリと、
前記第２段圧縮機からの冷媒が導かれる凝縮器と、
前記凝縮器からの冷媒が導かれる膨張弁と、
前記膨張弁からの冷媒が導かれ、前記第１段圧縮機に前記冷媒を導く蒸発器と、
前記圧縮機アッセンブリ、前記凝縮器、前記膨張弁及び前記蒸発器を閉ループ状に接続する冷媒循環流路と、
前記圧縮機アッセンブリにおいて前記第１段圧縮機と前記第２段圧縮機との間の前記冷媒流路を前記電動機に接続する冷却前流路、及び、前記電動機を前記冷媒循環流路に接続する冷却後流路を含む冷却流路と、を備える、冷凍機。

【0042】

この構成によれば、二段圧縮式の圧縮機アッセンブリを用い、圧縮機アッセンブリにおける第１段圧縮機と第２段圧縮機との間の冷媒流路から冷媒が抽出される。そのため、抽出される冷媒の圧力が第１段圧縮機によって適度に高められる一方で、圧縮機アッセンブリの下流側から冷媒が抽出される場合比べ、抽出される冷媒の圧力が低くなり、電動機を冷媒が流れるときの圧損が低減される。よって、ポンプ等を用いずに圧縮機を駆動する電動機を冷却できる構成としながらも冷却効率が高い冷凍機を提供できる。

【0043】

［項目２］
前記冷却後流路は、前記電動機を、前記冷媒循環流路における前記膨張弁と前記蒸発器との間の部分に接続する、項目１に記載の冷凍機。

【0044】

この構成によれば、電動機を冷却して昇温した冷媒が冷媒循環流路に戻って蒸発器を通過することで、その冷媒を再び適切に低温化できる。

【0045】

［項目３］
前記電動機は、
ロータと、
前記ロータの径方向外方にあるステータと、
前記ロータに接続された回転軸と、
前記回転軸を支持する軸受と、
前記ロータ、前記ステータ、前記回転軸及び前記軸受を収容するハウジングと、
前記冷却前流路に接続された流入口と、
前記冷却後流路に接続された流出口と、
前記流入口を前記流出口に連通させる内部流路と、を含み、
前記内部流路は、前記ステータ、前記ロータ及び前記軸受のいずれかを冷却する少なくとも１つの冷却部を有する、項目１又は２に記載の冷凍機。

【0046】

この構成によれば、電動機のステータ、ロータ及び軸受の少なくとも１つを好適に冷却できる。

【0047】

［項目４］
前記軸受は、前記内部流路に連通する流体軸受である、項目３に記載の冷凍機。

【0048】

この構成によれば、冷凍機の冷媒を流体軸受に利用しながら当該軸受を冷却できる。

【0049】

［項目５］
前記少なくとも１つの冷却部は、前記ステータと前記ロータとの間のギャップであるステータ内周空間と、前記軸受に冷媒を吐出する吐出口と、を含み、
前記ステータ内周空間は、前記内部流路において前記吐出口よりも上流側にある、項目３又は４に記載の冷凍機。

【0050】

この構成によれば、ステータ及びロータを効果的に冷却しながら軸受も冷却できる。

【0051】

［項目６］
前記少なくとも１つの冷却部は、前記ハウジングと前記ステータとの間の空間であるステータ外周空間と、前記軸受に冷媒を吐出する吐出口と、を含み、
前記ステータ外周空間は、前記内部流路において前記吐出口よりも上流側にある、項目３乃至５のいずれかに記載の冷凍機。

【0052】

この構成によれば、ステータ及びロータを効果的に冷却しながら軸受も冷却できる。

【符号の説明】

【0053】

１ 冷凍機
２ 圧縮機アッセンブリ
３ 凝縮器
４ 膨張弁
５ 蒸発器
６ 冷媒循環流路
７ 冷却流路
１１ 第１段圧縮機
１２ 第２段圧縮機
１３ 電動機
１４ 冷媒流路
２１ ハウジング
２２ 回転軸
２３ ロータ
２４ ステータ
２５ 第１ラジアル軸受
２６ 第２ラジアル軸受
２７ スラスト軸受
４１ 冷却前流路
４２ 電動機流路
４３ 冷却後流路
５１ 流入口
５２～５４ 流出口
５５ 内部流路
５５ａ 冷却部
Ｃ１ ステータ内周空間
Ｃ２ ステータ外周空間
Ｃ３～Ｃ５ 吐出口

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】