特開 2024-130528 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】P2024130528

(43)【公開日】2024-09-30

(54)【発明の名称】冷凍機

(51)【国際特許分類】

   F25B 1/00 20060101AFI20240920BHJP

   F25B 1/10 20060101ALI20240920BHJP

   F25B 1/053 20060101ALI20240920BHJP

   H02K 7/08 20060101ALI20240920BHJP

   H02K 7/14 20060101ALI20240920BHJP

【ＦＩ】

F25B1/00 321N

F25B1/10 F

F25B1/053 D

H02K7/08 A

H02K7/14 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023040312

(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】袴田 和英

(72)【発明者】

【氏名】春木 悠

【テーマコード（参考）】

5H607

【Ｆターム（参考）】

5H607AA02

5H607AA12

5H607BB01

5H607BB14

5H607CC01

5H607CC05

5H607DD03

5H607FF07

5H607GG01

5H607GG13

5H607GG14

5H607GG15

(57)【要約】

【課題】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、冷却効率が高く且つ電動機の冷却性能が高い冷凍機を提供する。
【解決手段】冷凍機は、圧縮機と、前記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、前記圧縮機アッセンブリ、凝縮器、膨張弁及び前発器を閉ループ状に接続する冷媒循環流路と、供給口、噴出口及び吸引口を含むエジェクタと、前記冷媒循環流路における前記圧縮機と前記凝縮器との間の部分を前記エジェクタの前記供給口に接続する供給流路と、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を前記エジェクタの前記吸引口に接続する吸引流路と、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を前記エジェクタの前記噴出口に接続し、前記電動機が介在する噴出流路と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧縮機と、前記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る蒸発器と、
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、
供給口、噴出口及び吸引口を含むエジェクタと、
前記冷媒循環流路における前記圧縮機と前記凝縮器との間の部分を前記エジェクタの前記供給口に接続する供給流路と、
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を前記エジェクタの前記吸引口に接続する吸引流路と、
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を前記エジェクタの前記噴出口に接続し、前記電動機が介在する噴出流路と、を備える、冷凍機。

【請求項2】

前記圧縮機は、第１段圧縮機であり、
前記圧縮機アッセンブリは、前記第１段圧縮機からの冷媒が導かれ且つ前記電動機に駆動される第２段圧縮機を更に含み、
前記供給流路は、前記冷媒循環流路における前記第２段圧縮機と前記凝縮器との間の部分に接続されている、請求項１に記載の冷凍機。

【請求項3】

前記圧縮機は、第１段圧縮機であり、
前記圧縮機アッセンブリは、前記第１段圧縮機からの冷媒が導かれ且つ前記電動機に駆動される第２段圧縮機を更に含み、
前記供給流路は、前記冷媒循環流路における前記第１段圧縮機と前記第２段圧縮機との間の部分に接続されている、請求項１に記載の冷凍機。

【請求項4】

前記噴出流路は、前記エジェクタの前記噴出口を前記電動機に接続する冷却前流路と、前記電動機を前記冷却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冷却後流路と、を含み、
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乃至３のいずれか１項に記載の冷凍機。

【請求項5】

前記軸受は、前記内部流路に連通した流体軸受である、請求項４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、前記ステータと前記ロータとの間の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４に記載の冷凍機。

【請求項7】

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、請求項４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、循環流路から抽出した冷媒をエジェクタにより電動機に噴射することで、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２０１６－１７６３６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に開示されたエジェクタは、冷媒回路のうち圧縮機と凝縮器との間の部分から抽出した高圧の気体冷媒を駆動流体とし、冷媒回路のうち凝縮器と膨張弁との間の部分から抽出した液体冷媒を吸込流体としている。この構成であると、エジェクタから噴出される冷媒の液体含有量が多く、当該冷媒が電動機を流れる際の圧損が大きくなる。また、電動機を効率良く冷却するために電動機に噴出される冷媒の温度を低温化させることも望まれる。

【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、冷却効率が高く且つ電動機の冷却性能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、圧縮機と、前記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る蒸発器と、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、供給口、噴出口及び吸引口を含むエジェクタと、前記冷媒循環流路における前記圧縮機と前記凝縮器との間の部分を前記エジェクタの前記供給口に接続する供給流路と、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を前記エジェクタの前記吸引口に接続する吸引流路と、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を前記エジェクタの前記噴出口に接続し、前記電動機が介在する噴出流路と、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アッセンブリの電動機を冷却できる構成としながらも、冷却効率が高く且つ電動機の冷却性能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模式図である。

【図5】図５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6】図６は、図５の電動機の冷却系統のブロック図である。

【図7】図７は、図６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、エジェクタ７、供給流路８、噴出流路９、及び、吸引流路１０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。なお、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。

【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から出る冷媒は、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から出た冷媒を気化させることで、冷媒を低温化する。蒸発器５は、気化熱を利用して冷却効果をもたらす熱交換器である。

【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】

エジェクタ７は、供給口７ａ、噴出口７ｂ及び吸引口７ｃを含む。エジェクタ７は、供給口７ａを噴出口７ｂに接続する主流路と、前記主流路に吸引口７ｃを連通させる副流路と、を有する。エジェクタ７は、供給口７ａから供給された圧縮空気が噴出口７ｂから高速噴射されることにより、吸引口７ｃに負圧を発生させる。そのため、後述する吸引流路１０から吸引口７ｃに冷媒が吸引され、その吸引された冷媒が前記主流路に合流して噴出口７ｂから噴出される。

【0018】

供給流路８は、冷媒循環流路６における第２段圧縮機１２と凝縮器３との間の部分である冷媒流路３１をエジェクタ７の供給口７ａに接続している。噴出流路９は、冷媒循環流路６における膨張弁４と蒸発器５との間の部分である冷媒流路３３をエジェクタ７の噴出口７ｂに接続している。吸引流路１０は、冷媒循環流路６における膨張弁４と蒸発器５との間の部分である冷媒流路３３をエジェクタ７の吸引口７ｃに接続している。

【0019】

噴出流路９には、電動機１３の電動機流路４２が介在している。即ち、噴出流路９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、エジェクタ７の噴出口７ｂを、電動機１３の電動機流路４２に接続している。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における膨張弁４と蒸発器５との間の部分である冷媒流路３３に接続している。

【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。

【0021】

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。

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

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（例えば、グリース潤滑されたボール軸受）としてもよい。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

図２は、図１の電動機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、第１流路Ｐ１と、その第１流路Ｐ１の下流側に直列的に接続された第２流路Ｐ２及び第３流路Ｐ３とを含み、第２流路Ｐ２と第３流路Ｐ３とは互いに並列配置されている。第１流路Ｐ１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Ｐ２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５２の順に流れる。第３流路Ｐ３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５３の順に流れる。

【0030】

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５５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つの第２流路Ｐ２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。

【0031】

以上に説明した構成によれば、エジェクタ７の供給口７ａには気体冷媒が供給され、エジェクタ７の吸引口７ｃには液体含有量が多過ぎない冷媒が吸引されるため、エジェクタ７の噴出口７ｂから噴出される冷媒の液体含有量が少なくなる。そのため、冷媒に含有される液体の蒸発作用で電動機１３を効率良く冷却しながらも、電動機１３を冷媒が流れる際の圧損が低減される。また、エジェクタ７の吸引口７ｃには膨張弁４の下流側の低温の冷媒が吸引されるため、エジェクタ７の噴出口７ｂから電動機１３に噴出される冷媒の温度が低減される。よって、ポンプ等を用いずに圧縮機アッセンブリ２の電動機１３を冷却できる構成としながらも、冷却効率が高く且つ電動機１３の冷却性能が高い冷凍機１を提供できる。

【0032】

冷媒循環流路６における第２段圧縮機１２と凝縮器３との間の冷媒流路３１から十分に高圧の冷媒が供給流路８に供給されるため、エジェクタ７における吸引効果を高めることができる。そして、冷媒循環流路６における膨張弁４の下流側から十分に低圧の冷媒が吸引流路１０に吸引されるため、電動機１３を冷媒が流れるときの圧損を低減できる。

【0033】

なお、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。

【0034】

（第２実施形態）
図４は、第２実施形態に係る冷凍機１Ａの模式図である。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に示すように、第２実施形態の冷凍機１Ａでは、エジェクタ７の供給口７ａに冷媒を導く供給流路８Ａの接続先が第１実施形態のものとは異なる。供給流路８は、電動機１３における第１段圧縮機１１を第２段圧縮機１２に流体的に接続する冷媒流路１４を、エジェクタ７の供給口７ａに接続している。

【0035】

冷媒循環流路６における膨張弁４の下流側の冷媒流路３３から十分に低圧の冷媒がエジェクタ７の吸引口７ｃに導かれるため、冷媒循環流路６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から中圧の冷媒をエジェクタ７の供給口７ａに導く構成としても、エジェクタ７における供給口７ａと吸引口７ｃとの間に適度な差圧を発生させることができる。

【0036】

冷媒循環流路６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から中圧の冷媒をエジェクタ７の供給口７ａに導くため、エジェクタ７の噴出口７ｂから電動機１３に噴出される冷媒の圧力が高くなり過ぎず、電動機１３を冷媒が流れるときの圧損を低減できる。よって、冷凍機１の冷却効率を高めることができる。また、冷媒循環流路６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からエジェクタ７の供給口７ａに導かれる冷媒の温度が中程度であるため、エジェクタ７の噴出口７ｂから電動機１３に導かれる冷媒が低温化される。よって、電動機１３の冷却性能も高めることができる。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。

【0037】

（第３実施形態）
図５は、第３実施形態に係る冷凍機の電動機１１３の模式図である。図６は、図５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５及び６に示すように、電動機流路１４２の内部流路１５５は、互いに並列配置された２つの流路Ｐ１，Ｐ２を含む。第１流路Ｐ１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側軸受（即ち、第１ラジアル軸受２５及びスラスト軸受２７）の順に流れる。

【0038】

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Ｐ１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１５５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Ｐ２が、ステータ外周空間Ｃ２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。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。

【0039】

なお、電動機１１３の冷却系統は図６の例に限られない。例えば、図７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。

【0040】

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。

【0041】

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。

【0042】

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。

【0043】

［項目１］
圧縮機と、前記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る蒸発器と、
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、
供給口、噴出口及び吸引口を含むエジェクタと、
前記冷媒循環流路における前記圧縮機と前記凝縮器との間の部分を前記エジェクタの前記供給口に接続する供給流路と、
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を前記エジェクタの前記吸引口に接続する吸引流路と、
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を前記エジェクタの前記噴出口に接続し、前記電動機が介在する噴出流路と、を備える、冷凍機。

【0044】

この構成によれば、エジェクタの供給口には気体冷媒が供給され、エジェクタの吸引口には液体含有量が多過ぎない冷媒が吸引されるため、エジェクタの噴出口から噴出される冷媒の液体含有量が少なくなる。そのため、電動機を冷媒に含有される液体の蒸発作用で効率良く冷却しながらも、電動機を冷媒が流れる際の圧損が低減される。また、エジェクタの吸引口には膨張弁の下流側の低温の冷媒が吸引されるため、エジェクタの噴出口から電動機に噴出される冷媒の温度が低減される。よって、ポンプ等を用いずに圧縮機アッセンブリの電動機を冷却できる構成としながらも、冷却効率が高く且つ電動機の冷却性能が高い冷凍機を提供できる。

【0045】

［項目２］
前記圧縮機は、第１段圧縮機であり、
前記圧縮機アッセンブリは、前記第１段圧縮機からの冷媒が導かれ且つ前記電動機に駆動される第２段圧縮機を更に含み、
前記供給流路は、前記冷媒循環流路における前記第２段圧縮機と前記凝縮器との間の部分に接続されている、項目１に記載の冷凍機。

【0046】

この構成によれば、冷媒循環流路における第２段圧縮機と凝縮器との間の部分から十分に高圧の冷媒が供給流路に供給されるため、エジェクタにおける吸引効果を高めることができる。そして、冷媒循環流路における膨張弁の下流側から十分に低圧の冷媒が吸引流路に吸引されるため、電動機を冷媒が流れるときの圧損を低減できる。

【0047】

［項目３］
前記圧縮機は、第１段圧縮機であり、
前記圧縮機アッセンブリは、前記第１段圧縮機からの冷媒が導かれ且つ前記電動機に駆動される第２段圧縮機を更に含み、
前記供給流路は、前記冷媒循環流路における前記第１段圧縮機と前記第２段圧縮機との間の部分に接続されている、項目１又は２に記載の冷凍機。

【0048】

この構成によれば、冷媒循環流路における膨張弁の下流側の部分から十分に低圧の冷媒がエジェクタの吸引口に導かれるため、冷媒循環流路における第１段圧縮機と第２段圧縮機との間の部分から中圧の冷媒をエジェクタの供給口に導く構成としても、エジェクタにおける供給口と吸引口との間に適度な差圧を発生させることができる。そして、冷媒循環流路における第１段圧縮機と第２段圧縮機との間の部分から中圧の冷媒をエジェクタの供給口に導くため、エジェクタの噴出口から電動機に噴出される冷媒の圧力が高くなり過ぎず、電動機を冷媒が流れるときの圧損を低減できる。よって、冷凍機の冷却効率を高めることができる。また、冷媒循環流路における第１段圧縮機と第２段圧縮機との間の部分からエジェクタの供給口に導かれる冷媒の温度が中程度であるため、エジェクタの噴出口から電動機に導かれる冷媒が低温化される。よって、電動機の冷却性能も高めることができる。

【0049】

［項目４］
前記噴出流路は、前記エジェクタの前記噴出口を前記電動機に接続する冷却前流路と、前記電動機を前記冷却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冷却後流路と、を含み、
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乃至３のいずれかに記載の冷凍機。

【0050】

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。

【0051】

［項目５］
前記軸受は、前記内部流路に連通した流体軸受である、項目４に記載の冷凍機。

【0052】

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。

【0053】

［項目６］
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と、前記軸受に冷媒を吐出する吐出口と、を含み、
前記ギャップは、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４又は５に記載の冷凍機。

【0054】

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、十分に微細化された冷媒を軸受に供給することができる。

【0055】

［項目７］
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４乃至６のいずれかに記載の冷凍機。

【0056】

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、十分に微細化された冷媒を軸受に供給することができる。

【符号の説明】

【0057】

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 エジェクタ
７ａ 供給口
７ｂ 噴出口
７ｃ 吸引口
８ 供給流路
９ 噴出流路
１０ 吸引流路
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
５２，５３ 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】