WO2025046877A1 - Electric compressor - Google Patents
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- WO2025046877A1 WO2025046877A1 PCT/JP2023/031985 JP2023031985W WO2025046877A1 WO 2025046877 A1 WO2025046877 A1 WO 2025046877A1 JP 2023031985 W JP2023031985 W JP 2023031985W WO 2025046877 A1 WO2025046877 A1 WO 2025046877A1
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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
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
- F04D29/44—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
Definitions
- This disclosure relates to an electric compressor.
- Some turbochargers include a compressor impeller attached to one side of a rotating shaft and a turbine wheel attached to the other side of the rotating shaft. Some turbochargers have an air inlet passage for directing air to the compressor impeller along the axial direction of the rotating shaft (see Patent Document 1). Some turbochargers are equipped with a rotation sensor for detecting the rotation of the rotating shaft.
- a rotation sensor for detecting the rotation of the rotating shaft is disposed in front of the end of the rotating shaft to which the compressor impeller is attached, and a cable connected to the rotation sensor and a support supporting the cable cross the air intake passage in the radial direction.
- Some electric superchargers for fuel cells include the compressor impeller, the turbine wheel, a pair of bearings that are spaced apart between the compressor impeller and the turbine wheel and rotatably support the rotating shaft, and an electric motor that is provided between the pair of bearings and drives the rotating shaft. If a rotation sensor for detecting the rotation of the rotating shaft is installed between the pair of bearings, the motor shaft length, i.e., the length between the pair of bearings, may be increased, and the shaft vibration of the electric supercharger may become large. Also, as in the supercharger described in Patent Document 1, if the rotation sensor is installed in front of the end of the rotating shaft to which the compressor impeller is attached, there is no risk of the motor shaft length being increased, but the cable of the rotation sensor etc. may obstruct the flow of air flowing through the air intake passage, which may result in a decrease in the performance of the air intake passage.
- At least one embodiment of the present disclosure aims to provide an electric compressor that can acquire information about the rotor of the electric compressor while suppressing deterioration of the flow path of the electric compressor and lengthening of the motor shaft length.
- At least one embodiment of the electric compressor according to the present disclosure includes: An electric motor; a rotating shaft configured to be driven by the electric motor; a one-side impeller attached to the rotating shaft on one side of the rotating shaft; a first casing that houses the first impeller and has a first inlet flow passage for guiding gas to the first impeller, the first inlet flow passage being configured to guide the gas from an outer side to an inner side in a radial direction,
- the one side casing is a first inner wall surface defining a side of the first inlet flow passage opposite to a side on which the first impeller is located in the axial direction; a one-side guide protrusion protruding from the one-side inner wall surface toward the one-side impeller,
- the electric compressor includes: The at least one one-side sensor for acquiring information about the rotating shaft is further provided, the at least one one-side sensor being at least partially embedded in the one-side guide protrusion.
- At least one embodiment of the present disclosure provides an electric compressor that can acquire information about the rotor of the electric compressor while suppressing deterioration of the flow path of the electric compressor and lengthening of the motor shaft length.
- FIG. 1 is a schematic diagram of a fuel cell system including an electric compressor according to an embodiment of the present disclosure.
- 1 is a schematic diagram of a fuel cell system including an electric compressor according to an embodiment of the present disclosure.
- 1 is a schematic diagram of a fuel cell system including an electric compressor according to an embodiment of the present disclosure.
- FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along the axial direction in the vicinity of one impeller of the electric compressor according to the embodiment of the present disclosure.
- FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along the axial direction in the vicinity of one impeller of the electric compressor according to the embodiment of the present disclosure.
- FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along the axial direction in the vicinity of one impeller of the electric compressor according to the embodiment of the present disclosure.
- FIG. 4 is a schematic cross-sectional view taken along the axial direction in the vicinity of the other impeller of the electric compressor according to the embodiment of the present disclosure.
- FIG. 4 is a schematic cross-sectional view taken along the axial direction in the vicinity of the other impeller of the electric compressor according to the embodiment of the present disclosure.
- FIG. 4 is a schematic cross-sectional view taken along the axial direction in the vicinity of the other impeller of the electric compressor according to the embodiment of the present disclosure.
- FIG. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along the axial direction in the vicinity of one impeller of the electric compressor according to the embodiment of the present disclosure.
- the electric compressor 1 to 3 are schematic diagrams of a fuel cell system 100 including an electric compressor 1 according to an embodiment of the present disclosure. In FIGS. 1 to 3, schematic cross-sectional views along the axial direction of the electric compressor 1 are shown.
- the electric compressor 1 according to some embodiments is a device for compressing a gas (e.g., air) introduced into a fuel cell 101.
- the fuel cell 101 is, for example, a solid oxide fuel cell (SOFC), and includes a solid electrolyte provided between an air electrode and a fuel electrode.
- SOFC solid oxide fuel cell
- the fuel cell system 100 includes the electric compressor 1 and the fuel cell 101.
- the fuel cell system 100 is mounted on, for example, a traveling vehicle (fuel cell vehicle).
- the electric compressor 1 disclosed herein may be any compressor capable of compressing the gas introduced into the fuel cell 101, and may be applicable to any of a single-stage electric compressor (see FIG. 1), a multi-stage (two-stage) electric compressor (see FIG. 2), and an electric supercharger (see FIG. 3).
- the electric compressor 1 at least comprises an electric motor 2, a rotating shaft 3 configured to be driven by the electric motor 2, a one-side impeller 4 attached to the rotating shaft 3 on one side of the rotating shaft 3, and a one-side casing 5 that houses the one-side impeller 4.
- Compressed air (compressed gas) compressed by the one-side impeller 4 of the electric compressor 1 is guided to the fuel cell 101 via compressed gas supply lines 102, 102A.
- the compressed gas supply lines 102, 102A are supply systems that can circulate compressed gas, and are composed of, for example, piping, etc.
- the direction in which the central axis CA of the rotating shaft 3 extends is defined as the axial direction of the rotating shaft 3 (the vertical direction in Figs. 1 to 3), the direction perpendicular to the central axis CA is defined as the radial direction of the rotating shaft 3, and the circumferential direction centered on the central axis CA is defined as the circumferential direction of the rotating shaft 3.
- the axial, radial, and circumferential directions of the rotating shaft 3 may be simply referred to as the axial direction, radial direction, and circumferential direction, respectively.
- the electric motor 2 is configured to be driven by power supplied from a power source (not shown) and rotate the rotating shaft 3.
- the electric motor 2 has a rotor 21, which is a rotor attached to the rotating shaft 3, and a stator 22, which is a stator arranged on the outer periphery of the rotor 21 so as to face the rotor 21 with a gap therebetween.
- the rotor 21 is a rotor assembly attached to the outer periphery of the rotating shaft 3, and includes a plurality of permanent magnets 23.
- the stator 22 is configured to generate a magnetic field that rotates the rotor 21, which is equipped with a plurality of permanent magnets 23, by power supplied from a power source (not shown). When the rotor 21 rotates due to the magnetic field generated by the stator 22 (power generated by the electric motor 2), the rotating shaft 3 rotates.
- the above-mentioned fuel cell 101 may be used as the power source for the electric motor 2.
- the electric compressor 1 further includes a plurality of bearings (journal bearings) 11, 12 that rotatably support the rotating shaft 3, and a bearing casing 13.
- the plurality of bearings 11, 12 include a one-side bearing 11 that is disposed on the one side of the electric motor 2 in the axial direction of the rotating shaft 3, and an other-side bearing 12 that is disposed on the other side of the electric motor 2.
- air bearings are used for the one-side bearing 11 and the other-side bearing 12 to prevent impurities from being mixed into the compressed air guided to the fuel cell.
- the bearing casing 13 houses the multiple bearings 11, 12, the rotor 21 of the electric motor 2, the stator 22, and the rotating shaft 3.
- the bearing casing 13 is configured to support the multiple bearings 11, 12, and the stator 22.
- the one-side impeller 4 is attached to the one side of the one-side bearing 11 of the rotating shaft 3.
- the one-side bearing 11 is disposed between the electric motor 2 and the one-side impeller 4 in the axial direction of the rotating shaft 3.
- the one-side impeller 4 is a centrifugal impeller configured to guide air guided from the one side along the axial direction to the outside in the radial direction.
- the one-side impeller 4 is an open impeller having a hub 41 mechanically connected to the rotating shaft 3 and a number of impeller blades 43 provided on the outer circumferential surface 42 of the hub 41.
- the one-side impeller 4 can rotate integrally with the rotating shaft 3 around the central axis CA of the rotating shaft 3.
- a gap (clearance) is formed between each of the tips (tip end) 44 of the multiple impeller blades 43 of the one-side impeller 4 and the shroud surface 50 that is curved convexly inside the one-side casing 5.
- the outer peripheral surface 42 of the hub 41 has a radial distance from the central axis CA of the rotating shaft 3 that increases from the one side (the side away from the electric motor 2) toward the other side (the electric motor 2 side).
- the hub 41 has an inner peripheral surface 45 that forms a through hole through which the rotating shaft 3 is inserted in the axial direction.
- the first casing 5 is formed with an inlet 51 for introducing air (gas) from the outside to the inside of the first casing 5, and an outlet 52 for discharging compressed air (compressed gas) from the inside of the first casing 5 to the outside.
- a first inlet flow passage 53 for guiding the air introduced into the first casing 5 via the inlet 51 to the first impeller 4, and a first scroll flow passage 54 for guiding the compressed gas that has passed through the first impeller 4 to the outlet 52 are formed inside the first casing 5.
- the one-side inlet passage 53 is configured to guide air from the outside to the inside in the radial direction.
- the one-side scroll passage 54 has a spiral shape that surrounds the outside of the one-side impeller 4 in the radial direction.
- the inlet 51 and the one-side inlet passage 53 are each formed on the one side (the side away from the electric motor 2) of the outlet 52 and the one-side scroll passage 54.
- the inlet 51 and outlet 52 of the one-side casing 5 each open in a direction intersecting (orthogonal in the illustrated example) the central axis CA of the rotating shaft 3.
- the axial length of the one-side inlet flow passage 53 can be shortened, making it possible to reduce the size and weight of the electric compressor 1.
- the one-side casing 5 is mechanically connected to the bearing casing 13 located in the axial center of the electric compressor 1 by fastening members such as fastening bolts.
- the one-side casing 5 is combined with another member (the bearing casing 13 in the illustrated example) to form a one-side impeller chamber 55 that rotatably houses the one-side impeller 4.
- the one-side impeller chamber 55 is connected to the one-side inlet passage 53 located upstream in the air flow direction, and the one-side scroll passage 54 located downstream in the air flow direction.
- the shroud surface 50 defines a portion of the one-side impeller chamber 55.
- air introduced from the one-side inlet flow passage 53 to the one-side impeller 4 is compressed by the rotation of the one-side impeller 4, and then flows through the one-side scroll flow passage 54 and is discharged from the exhaust port 52.
- one end of the compressed gas supply line 102 is connected to the exhaust port 52, and the other end is connected to the fuel cell 101.
- the one-side casing 5 includes a one-side inner wall surface 56 that defines the axially opposite side (the side away from the electric motor 2) of the one-side inlet flow passage 53 from the side where the one-side impeller 4 is located, and a one-side guide protrusion 57 that protrudes from the one-side inner wall surface 56 toward the one-side impeller 4.
- the one-side casing 5 further includes an inner circumferential wall surface 58 that defines the radially outer side (outer circumferential side) of the one-side inlet flow passage 53, and an other-side inner wall surface 59 that defines the side of the one-side inlet flow passage 53 where the one-side impeller 4 is located (the electric motor 2 side).
- the above-mentioned inlet port 51 is formed in the inner circumferential wall surface 58.
- the one-side guide protrusion 57 has a flat surface 571 extending in a direction intersecting (orthogonal in the illustrated example) the central axis CA of the rotating shaft 3, and a concave curved surface 572 formed on the outer periphery of the flat surface 571.
- the concave curved surface 572 extends radially outward from the outer periphery of the flat surface 571, and is formed in a concave curved shape that moves away from the electric motor 2 as it moves radially outward.
- the outer periphery of the concave curved surface 572 is smoothly connected to the one-side inner wall surface 56.
- the one-side guide protrusion 57 can guide the air flowing through the one-side inlet flow passage 53 to the one-side impeller 4. Specifically, the air flow flowing radially inward along the one-side inner wall surface 56 can be bent by guiding it along the concave curved surface 572, and changed to a flow toward the other side (the one-side impeller 4 side) in the axial direction. In this case, the one-side guide protrusion 57 can introduce air into the one-side impeller 4 in the axial direction, so the efficiency of the electric compressor 1 can be improved compared to a case in which air is directly introduced into the one-side impeller 4 from the outside in the radial direction.
- (One-side sensor) 4 to 6 are schematic cross-sectional views along the axial direction near the one-side impeller 4 of the electric compressor 1 according to one embodiment of the present disclosure.
- the electric compressor 1 according to some embodiments further includes at least one one-side sensor 6 for acquiring information about the rotating shaft 3.
- the at least one one-side sensor 6 is at least partially embedded in the one-side guide protrusion 57.
- the one-side sensor 6 may be embedded inside the one-side guide protrusion 57, or a portion of it may be exposed to the one-side inlet flow passage 53.
- the one-side guide protrusion 57 has a recess 573 recessed from the flat surface 571 toward the one side, and the one-side sensor 6 is inserted inside the recess 573. In the illustrated embodiment, the one-side sensor 6 does not protrude beyond the flat surface 571 toward the other side.
- the at least one one-side sensor 6 described above measures the end 31 on the one side of the rotating shaft 3 rather than the one-side impeller 4.
- the end 31 on the one side of the rotating shaft 3 also includes another member (nut member 14 in the illustrated example) attached to the end 31.
- the other member attached to the end 31 may also be the measurement target of the one-side sensor 6.
- the measurement target may be provided with a sensor target (mark portion) 15 that serves as a landmark for the one-side sensor 6 to obtain information about the rotating shaft 3.
- the one-side sensor 6 is at least partially embedded in the one-side guide protrusion 57, so that the one-side sensor 6 and the one-side guide protrusion 57, which is a support for the one-side sensor 6, do not obstruct the flow of gas flowing through the flow paths of the electric compressor 1, such as the one-side inlet flow path 53.
- the electric compressor 1 equipped with the one-side sensor 6 can suppress performance degradation of the flow paths of the electric compressor 1.
- a sensor for acquiring information about the rotating shaft 3 is not disposed between the pair of bearings 12, 13 in the axial direction of the electric compressor 1, so that the motor shaft length, which is the length between the pair of bearings 12, 13 of the electric compressor 1, can be prevented from increasing in length. Furthermore, with the above configuration, the rigidity of the one-side guide protrusion 57, which is the support body of the one-side sensor 6, can be ensured, so that the effect of disturbances caused by vibrations of the electric compressor 1 on the one-side sensor 6 can be reduced and the reliability of the one-side sensor 6 can be improved.
- the one-side casing 5 has an inner peripheral wall surface 58 and an other-side inner wall surface 59, and includes a main body portion 5A in which a discharge port 52 and one-side scroll flow passage 54 are formed, and a flow passage forming member 5B having a one-side inner wall surface 56 and a one-side guide protrusion 57.
- the flow passage forming member 5B is mechanically connected to the main body portion 5A by a fastening member such as a fastening bolt.
- the main body portion 5A and the flow passage forming member 5B are combined to form the one-side introduction flow passage 53 described above.
- Each of the main body portion 5A and the flow passage forming member 5B may be made of a metal material such as cast iron, steel, or iron.
- the flow path forming member 5B can be removed from the main body 5A of the one-side casing 5, so the one-side sensor 6 can be easily attached to the one-side guide protrusion 57 and removed from the one-side guide protrusion 57.
- the at least one one-side sensor 6 (6A) is at least partially embedded in the one-side guide protrusion 57 so as to be located on an extension line EL1 of the central axis CA of the rotating shaft 3.
- the extension line EL1 is an imaginary line extending the central axis CA to the one side.
- the one-side sensor 6 (6A) is attached to the bottom surface of the recess 573.
- the one-side sensor 6 (6A) is embedded so as to be positioned on the extension line EL1 of the one-side guide protrusion 57, so that it does not come into direct contact with the gas flowing through the one-side introduction flow path 53. This reduces the effect of the temperature of the gas on the one-side sensor 6 (6A).
- the one-side guide protrusion 57 described above is formed with a one-side insertion recess 573A for inserting the one-side end 31 of the rotating shaft 3.
- At least a portion of the at least one one-side sensor 6 (6B) described above is embedded in the one-side guide protrusion 57 so as to be located on the outer periphery of the one-side end 31 inserted into the one-side insertion recess 573A of the rotating shaft 3.
- the one-side insertion recess 573A is a recess 573 recessed from the flat surface 571 toward the one side.
- the one-side sensor 6 (6B) is attached to the inner circumferential surface of the one-side insertion recess 573A.
- the at least one one-side sensor 6 described above may include multiple one-side sensors 6A, 6B.
- a nut member 14 for fixing the one-side impeller 4 is attached to the one-side end 31 of the rotating shaft 3.
- the nut member 14 includes a nut body 142 having a threaded portion 141 formed on the inner surface thereof that screws into a threaded portion 311 formed on the outer circumferential surface of the one-side end 31 of the rotating shaft 3, and a protrusion 143 that protrudes from the nut body 142 to the one side.
- the protrusion 143 is located on the above-mentioned extension line EL1 so as to extend the one-side end 31 of the rotating shaft 3.
- the protrusion 143 has a smaller maximum diameter than the nut body 142, and is adapted to be at least partially inserted into the one-side insertion recess 573A.
- the one-side sensor 6B is located on the outer circumferential side of the protrusion 143 inserted into the one-side insertion recess 573A.
- the one-side sensor 6 (6B) is embedded on the outer periphery of the one-side insertion recess 573A in the one-side guide protrusion 57, so it does not come into direct contact with the gas flowing through the one-side introduction flow passage 53. This reduces the effect of the temperature of the gas on the one-side sensor 6 (6B). Furthermore, with the above configuration, the one-side sensor 6 (6B) is located on the outer periphery of the one-side end 31, so the axial length of the electric compressor 1 can be shortened compared to when the one-side sensor 6 (6B) is located on the extension line EL1 of the one-side end 31, and the electric compressor 1 can be made smaller.
- the at least one one-side sensor 6 (6A, 6B) described above includes rotation sensors 6C, 6D configured to acquire information related to the rotational motion of the rotating shaft 3.
- the information related to the rotational motion of the rotating shaft 3 includes the circumferential position (rotational phase) and rotation speed of the rotating shaft 3.
- the rotation sensor 6C (6A) is located on the extension line EL1 described above, and the rotation sensor 6D (6B) is located on the outer circumferential side of the one-side end 31.
- the rotation sensors 6C and 6D are Hall sensors (magnetic sensors) that include Hall ICs.
- the sensor target 15 of the rotation sensors 6C and 6D includes a permanent magnet with a north pole and a south pole attached to one end 31.
- the nut member 14 is preferably made of a non-magnetic material to reduce the effect of magnetism on the rotation sensors 6C, 6D.
- the sensor target (permanent magnet) 15 is fitted into a recess 145 recessed from the end face 144 of the protruding portion 143 of the nut member 14 to the other side, and is fixed to the nut member 14 by shrink fitting, bonding with an adhesive, or the like.
- the sensor target (permanent magnet) 15 is fitted into a recess 147 recessed to one side from an end face 146 connected to the nut body 142 of the protruding portion 143 of the nut member 14, and is fixed to the nut member 14 by shrink fitting, bonding with an adhesive, or the like.
- the recess 147 is blocked by the rotating shaft 3, so that the sensor target 15 does not fall out of the recess 147 even if it is separated from the nut member 14.
- the rotation sensors (Hall sensors) 6C and 6D may be configured to detect at least one of the magnetic fields of the north pole or south pole of the sensor target (permanent magnet) 15, or may be configured to detect when the polarity changes between the north pole and the south pole.
- the measurement target of the rotation sensors (Hall sensors) 6C and 6D By setting the measurement target of the rotation sensors (Hall sensors) 6C and 6D to the end 31 on one side away from the electric motor 2, magnetic interference from the electric motor 2 can be avoided. Note that the above-mentioned rotation sensors 6C and 6D are not limited to Hall sensors.
- the rotation sensors 6C and 6D may be, for example, resolver sensors (angle sensors) that output the rotation angle of the end 31 on one side as a two-phase AC voltage, or may be optical sensors that emit light and detect the reflected light that hits the measurement target and returns.
- the electric compressor 1 can manage the reliability, lifespan, and performance of the electric compressor 1 in real time by obtaining information about the rotational motion of the rotating shaft 3 from the rotation sensors 6C, 6D.
- the rotation sensors 6C, 6D can obtain information about the rotational motion of the rotating shaft 3 (e.g., the rotation speed), it becomes possible to instantly control the rotation speed of the electric compressor 1 more precisely.
- the pair of bearings 11, 12 of the electric compressor 1 are air bearings
- contact wear of the air bearings can be reduced by instantly controlling the rotation speed of the electric compressor 1 more precisely, thereby extending the lifespan of the air bearings.
- the at least one one-side sensor 6 includes gap sensors 6E, 6F configured to acquire information about the distance between the one-side end 31 of the rotating shaft 3 and the one-side sensor 6.
- the information about the distance between the one-side end 31 of the rotating shaft 3 and the one-side sensor 6 includes the axial distance between the one-side end 31 and the one-side sensor 6, the radial distance, and the vibration (amplitude) of the one-side end 31.
- the gap sensor 6E (6A) is located on the above-mentioned extension line EL1 and is configured to detect the axial distance D1 between the one-side end 31 and the one-side sensor 6.
- the gap sensor 6F (6B) is located on the outer periphery of the one-side end 31 and is configured to detect the radial distance D2 between the one-side end 31 and the one-side sensor 6. By detecting the radial distance D2, the vibration (amplitude) of the one-side end 31 can be acquired.
- the gap sensor 6E detects the distance between the gap sensor 6E and the end face 144 of the protrusion 143 of the nut member 14 as the axial distance D1 described above.
- the gap sensor 6F detects the distance between the gap sensor 6F and the outer surface 148 of the protrusion 143 of the nut member 14 as the radial distance D2 described above.
- the one-side sensor 6 may include either the gap sensor 6E or the gap sensor 6F, or may include both.
- the electric compressor 1 can manage the reliability, lifespan, and performance of the electric compressor 1 in real time by acquiring information about the distance between one end 31 of the rotating shaft 3 and the one-side sensor 6 using the gap sensors 6E and 6F.
- the gap sensors 6E and 6F can acquire information about the distance between one end 31 of the rotating shaft 3 and the one-side sensor 6 (e.g., the distance and vibration of the rotating shaft 3), improving the accuracy of estimating the load due to the environment and operating state of the electric compressor 1.
- the pair of bearings 11, 12 of the electric compressor 1 are air bearings
- the positions of the pair of bearings 11, 12 and the rotating shaft 3 can be grasped more accurately, reducing contact wear of the air bearings.
- the electric compressor 1 As shown in Fig. 2, the electric compressor 1 according to some embodiments further includes a second-side impeller 7 attached to the rotating shaft 3 on the other side of the rotating shaft 3, a second-side casing 8 accommodating the second-side impeller 7, and a gas introduction pipe 16.
- the electric compressor 1 shown in Fig. 2 is a two-stage electric compressor in which the first-side impeller 4 serves as a low-pressure stage and the second-side impeller 7 serves as a high-pressure stage.
- the other-side impeller 7 is attached to the other side of the other-side bearing 12 of the rotating shaft 3.
- the other-side bearing 12 is disposed between the electric motor 2 and the other-side impeller 7 in the axial direction of the rotating shaft 3.
- the other-side impeller 7 is a centrifugal impeller configured to guide air guided from the other side along the axial direction to the outside in the radial direction.
- the other-side impeller 7 is an open impeller having a hub 71 mechanically connected to the rotating shaft 3 and a number of impeller blades 73 provided on the outer circumferential surface 72 of the hub 71.
- the other-side impeller 7 can rotate integrally with the rotating shaft 3 around the central axis CA of the rotating shaft 3.
- a gap (clearance) is formed between each of the tips (tip ends) 74 of the multiple impeller blades 73 of the other-side impeller 7 and the shroud surface 80 that is curved convexly inside the other-side casing 8.
- the outer peripheral surface 72 of the hub 71 has a radial distance from the central axis CA of the rotating shaft 3 increasing from the other side (the side away from the electric motor 2) toward the one side (the electric motor 2 side).
- the hub 71 has an inner peripheral surface 75 that forms a through hole through which the rotating shaft 3 is inserted in the axial direction.
- the other-side casing 8 is formed with an inlet 81 for introducing air (gas) from the outside to the inside of the other-side casing 8, and an outlet 82 for discharging compressed air (compressed gas) from the inside of the other-side casing 8 to the outside.
- Inside the other-side casing 8 there are formed an other-side inlet passage 83 for guiding the air introduced into the inside of the other-side casing 8 via the inlet 81 to the other-side impeller 7, and an other-side scroll passage 84 for guiding the compressed gas that has passed through the other-side impeller 7 to the outlet 82.
- the other-side inlet passage 83 is configured to guide air from the outside to the inside in the radial direction.
- the other-side scroll passage 84 has a spiral shape that surrounds the outside of the other-side impeller 7 in the radial direction.
- the inlet 81 and the other-side inlet passage 83 are each formed on the other side (the side away from the electric motor 2) of the outlet 82 and the other-side scroll passage 84.
- the inlet 81 and outlet 82 of the other casing 8 are each open in a direction intersecting (orthogonal in the illustrated example) the central axis CA of the rotating shaft 3.
- the axial length of the other inlet flow passage 83 can be shortened, making it possible to reduce the size and weight of the electric compressor 1.
- the other-side casing 8 is mechanically connected to the bearing casing 13 located in the axial center of the electric compressor 1 by fastening members such as fastening bolts.
- the other-side casing 8 is combined with another member (bearing casing 13 in the illustrated example) to form the other-side impeller chamber 85 that rotatably houses the other-side impeller 7.
- the other-side impeller chamber 85 is connected to the other-side inlet passage 83 located upstream in the air flow direction, and the other-side scroll passage 84 located downstream in the air flow direction.
- the shroud surface 80 defines a portion of the other-side impeller chamber 85.
- the air introduced from the other-side inlet passage 83 to the other-side impeller 7 is compressed by the rotation of the other-side impeller 7, and then flows through the other-side scroll passage 84 and is discharged from the exhaust port 82.
- the other-side casing 8 includes a other-side inner wall surface 86 that defines the axially opposite side (the side away from the electric motor 2) of the other-side inlet flow passage 83 from the side where the other-side impeller 7 is located, and a other-side guide protrusion 87 that protrudes from the other-side inner wall surface 86 toward the other-side impeller 7.
- the other-side casing 8 further includes an inner circumferential wall surface 88 that defines the radially outer side (outer circumferential side) of the other-side inlet flow passage 83, and a one-side inner wall surface 89 that defines the side of the other-side inlet flow passage 83 where the other-side impeller 7 is located (the electric motor 2 side).
- the above-mentioned inlet port 81 is formed in the inner circumferential wall surface 88.
- the other-side guide protrusion 87 has a flat surface 871 extending in a direction intersecting (orthogonal in the illustrated example) the central axis CA of the rotating shaft 3, and a concave curved surface 872 formed on the outer periphery of the flat surface 871.
- the concave curved surface 872 extends radially outward from the outer periphery of the flat surface 871, and is formed in a concave curved shape that moves away from the electric motor 2 as it moves radially outward.
- the outer periphery of the concave curved surface 872 is smoothly connected to the other-side inner wall surface 86.
- the other-side guide protrusion 87 can guide the air flowing through the other-side introduction flow passage 83 to the other-side impeller 7. Specifically, the air flow flowing radially inward along the other-side inner wall surface 86 can be bent by guiding it along the concave curved surface 872, and changed to a flow toward the one side (the other-side impeller 7 side) in the axial direction. In this case, the other-side guide protrusion 87 can introduce air into the other-side impeller 7 in the axial direction, thereby improving the efficiency of the electric compressor 1 compared to a case in which air is directly introduced into the other-side impeller 7 from the outside in the radial direction.
- the gas introduction pipe 16 is a pipe through which the compressed air (compressed gas) that has passed through the one-side impeller 4 described above passes in order to guide it to the other-side introduction flow path 83.
- the gas introduction pipe 16 has one end connected to the exhaust port 52 of the one-side casing 5 described above, and the other end connected to the introduction port 81 of the other-side casing 8 described above.
- the compressed air compressed by the one-side impeller 4 is guided to the other-side impeller 7 via the gas introduction pipe and the other-side introduction flow path 83, and is further compressed by the other-side impeller 7.
- the other-side introduction flow path 83 has a higher temperature and pressure than the one-side introduction flow path 53.
- the compressed air compressed by the rotation of the other-side impeller 7 flows through the other-side scroll flow passage 84 and is discharged from the exhaust port 82.
- one end of the compressed gas supply line 102A is connected to the exhaust port 82, and the other end is connected to the fuel cell 101.
- the electric compressor 1 is a two-stage electric compressor in which the one-side impeller 4 is a low-pressure stage impeller and the other-side impeller 7 is a high-pressure stage impeller.
- the one-side inlet flow passage 53 is at a lower temperature and pressure than the other-side inlet flow passage 83. Therefore, the heat resistance and pressure resistance requirements of the one-side sensor 6 and the sensor target 15 of the one-side sensor 6 are relatively low, so that general-purpose parts can be used for the one-side sensor 6 and the sensor target 15, and a dedicated cooling mechanism for the one-side sensor 6 and the sensor target 15 is not required.
- the electric compressor 1 according to some embodiments further includes at least one other-side sensor 9 for acquiring information related to the rotating shaft 3. At least a portion of the at least one other-side sensor 9 is embedded in the other-side guide protrusion 87.
- the other-side sensor 9 may be embedded inside the other-side guide protrusion 87, or a portion of it may be exposed to the other-side introduction flow passage 83.
- the other-side guide protrusion 87 has a recess 873 recessed from the flat surface 871 toward the other side, and the other-side sensor 9 is inserted inside the recess 873. In the illustrated embodiment, the other-side sensor 9 does not protrude beyond the flat surface 871 toward the one side.
- the at least one other-side sensor 9 described above measures the end 32 on the other side of the other-side impeller 7 of the rotating shaft 3.
- the other-side end 32 of the rotating shaft 3 also includes another member (nut member 17 in the illustrated example) attached to the end 32.
- the other member attached to the end 32 may also be the measurement target of the other-side sensor 9.
- the measurement target may be equipped with a sensor target (mark portion) 18 that serves as a landmark for the other-side sensor 9 to obtain information about the rotating shaft 3.
- the one-side sensor 6 and the other-side sensor 9 can obtain information about the rotating shaft 3 from the one-side end 31 and the other-side end 32 of the rotating shaft 3.
- the other-side sensor 9 is at least partially embedded in the other-side guide protrusion 87, so that the other-side sensor 9 and the other-side guide protrusion 87, which is a support for supporting the other-side sensor 9, do not obstruct the flow of gas flowing through the flow paths of the electric compressor 1, such as the other-side inlet flow path 83.
- the electric compressor 1 equipped with the other-side sensor 9 can suppress deterioration of the flow paths of the electric compressor 1.
- the rigidity of the other-side guide protrusion 87 which is a support for the other-side sensor 9, can be ensured, so that the effect of disturbances caused by vibrations of the electric compressor 1 on the other-side sensor 9 can be reduced and the reliability of the other-side sensor 9 can be improved.
- the other-side casing 8 has an inner peripheral wall surface 88 and a one-side inner wall surface 89, and includes a main body portion 8A in which an exhaust port 82 and an other-side scroll flow passage 84 are formed, and a flow passage forming member 8B having an other-side inner wall surface 86 and an other-side guide protrusion 87.
- the flow passage forming member 8B is mechanically connected to the main body portion 8A by a fastening member such as a fastening bolt.
- the main body portion 8A and the flow passage forming member 8B are combined to form the other-side introduction flow passage 83 described above.
- Each of the main body portion 8A and the flow passage forming member 8B may be made of a metal material such as cast iron, steel, or iron.
- the flow path forming member 8B can be removed from the main body 8A of the other-side casing 8, so that the other-side sensor 9 can be easily attached to the other-side guide protrusion 87 and removed from the other-side guide protrusion 87.
- the at least one other-side sensor 9 (9A) is at least partially embedded in the other-side guide protrusion 87 so as to be located on an extension line EL2 of the central axis CA of the rotating shaft 3.
- the extension line EL2 is an imaginary line extending from the central axis CA to the other side.
- the other-side sensor 9 (9A) is attached to the bottom surface of the recess 873.
- the other-side sensor 9 (9A) is embedded so as to be positioned on the extension line EL2 of the other-side guide protrusion 87, so that it does not come into direct contact with the gas flowing through the other-side introduction flow path 83. This reduces the effect of the temperature of the gas on the other-side sensor 9 (9A).
- the other-side guide protrusion 87 described above is formed with a other-side insertion recess 873A for inserting the other-side end 32 of the rotating shaft 3.
- At least a portion of the at least one other-side sensor 9 (9B) described above is embedded in the other-side guide protrusion 87 so as to be located on the outer periphery of the other-side end 32 inserted into the other-side insertion recess 873A of the rotating shaft 3.
- the other-side insertion recess 873A is a recess 873 recessed from the flat surface 871 toward the other side.
- the other-side sensor 9 (9B) is attached to the inner circumferential surface of the other-side insertion recess 873A.
- the at least one other-side sensor 9 described above may include multiple other-side sensors 9A and 9B.
- a nut member 17 for fixing the other-side impeller 7 is attached to the other-side end 32 of the rotating shaft 3.
- the nut member 17 includes a nut body 172 having a threaded portion 171 formed on the inner surface thereof that screws into a threaded portion 321 formed on the outer circumferential surface of the other-side end 32 of the rotating shaft 3, and a protrusion 173 that protrudes from the nut body 172 to the other side.
- the protrusion 173 is located on the above-mentioned extension line EL2 so as to extend the other-side end 32 of the rotating shaft 3.
- the protrusion 173 has a smaller maximum diameter than the nut body 172, and is adapted to be at least partially inserted into the other-side insertion recess 873A.
- the other-side sensor 9B is located on the outer circumferential side of the protrusion 173 inserted into the other-side insertion recess 873A.
- the other-side sensor 9 (9B) is embedded on the outer periphery of the other-side insertion recess 873A in the other-side guide protrusion 87, so it does not come into direct contact with the gas flowing through the other-side introduction flow passage 83. This reduces the effect of the temperature of the gas on the other-side sensor 9 (9B).
- the other-side sensor 9 (9B) is located on the outer periphery of the other-side end 32, so the axial length of the electric compressor 1 can be shortened compared to when the other-side sensor 9 (9B) is located on the extension line EL2 of the other-side end 32, and the electric compressor 1 can be made smaller.
- the at least one one-side sensor 9 (9A, 9B) described above includes rotation sensors 9C, 9D configured to acquire information related to the rotational motion of the rotating shaft 3.
- the information related to the rotational motion of the rotating shaft 3 includes the circumferential position (rotational phase) and rotation speed of the rotating shaft 3.
- the rotation sensor 9C (9A) is located on the extension line EL2 described above, and the rotation sensor 9D (9B) is located on the outer circumferential side of the end 32 on the other side.
- the rotation sensors 9C and 9D are Hall sensors (magnetic sensors) that include Hall ICs.
- the sensor targets 18 of the rotation sensors 9C and 9D include permanent magnets with north and south poles attached to the other end 32.
- the nut member 17 is preferably made of a non-magnetic material to reduce the effect of magnetism on the rotation sensors 9C, 9D.
- the sensor target (permanent magnet) 18 is fitted into a recess 175 recessed from the end face 174 of the protruding portion 173 of the nut member 17 to the other side, and is fixed to the nut member 17 by shrink fitting, bonding with an adhesive, or the like.
- the sensor target (permanent magnet) 18 is fitted into a recess 177 recessed from the end face 176 connected to the nut body 172 of the protruding portion 173 of the nut member 17 to the other side, and is fixed to the nut member 17 by shrink fitting, bonding with an adhesive, or the like.
- the recess 177 is blocked by the rotating shaft 3, so that the sensor target 18 does not fall out of the recess 177 even if it is separated from the nut member 17.
- the rotation sensors (Hall sensors) 9C and 9D may be configured to detect at least one of the magnetic fields of the north pole or south pole of the sensor target (permanent magnet) 18, or may be configured to detect when the polarity changes between the north pole and the south pole.
- the rotation sensors 9C and 9D may be, for example, resolver sensors (angle sensors) that output the rotation angle of the other end 32 as a two-phase AC voltage, or may be optical sensors that emit light and detect the reflected light that hits the measurement target and returns.
- the electric compressor 1 can manage the reliability, lifespan, and performance of the electric compressor 1 in real time by obtaining information about the rotational motion of the rotating shaft 3 from the rotation sensors 9C, 9D.
- the rotation sensors 9C, 9D can obtain information about the rotational motion of the rotating shaft 3 (e.g., the rotation speed), it becomes possible to instantly control the rotation speed of the electric compressor 1 more precisely.
- the pair of bearings 11, 12 of the electric compressor 1 are air bearings, it is possible to instantly control the rotation speed of the electric compressor 1 more precisely, thereby reducing contact wear of the air bearings and thereby extending the lifespan of the air bearings.
- the at least one other-side sensor 9 (9A, 9B) includes gap sensors 9E, 9F configured to acquire information about the distance between the other-side end 32 of the rotating shaft 3 and the other-side sensor 9.
- the information about the distance between the other-side end 32 of the rotating shaft 3 and the other-side sensor 9 includes the axial distance between the other-side end 32 and the other-side sensor 9, the radial distance, and the vibration (amplitude) of the other-side end 32.
- the gap sensor 9E (9A) is located on the above-mentioned extension line EL2 and is configured to detect the axial distance D3 between the other-side end 32 and the other-side sensor 9.
- the gap sensor 9F (9B) is located on the outer periphery of the other-side end 32 and is configured to detect the radial distance D4 between the other-side end 32 and the other-side sensor 9. By detecting the radial distance D4, the vibration (amplitude) of the other-side end 32 can be acquired.
- the gap sensor 9E detects the distance between the gap sensor 9E and the end face 174 of the protrusion 173 of the nut member 17 as the axial distance D3 described above.
- the gap sensor 9F detects the distance between the gap sensor 9F and the outer surface 178 of the protrusion 173 of the nut member 17 as the radial distance D4 described above.
- the other sensor 9 may include either the gap sensor 9E or the gap sensor 9F, or may include both.
- the electric compressor 1 can manage the reliability, lifespan, and performance of the electric compressor 1 in real time by acquiring information about the distance between the other end 32 of the rotating shaft 3 and the other sensor 9 using the gap sensors 9E and 9F.
- the gap sensors 9E and 9F can acquire information about the distance between the other end 32 of the rotating shaft 3 and the other sensor 9 (e.g., the distance and vibration of the rotating shaft 3), improving the accuracy of estimating the load due to the environment and operating state of the electric compressor 1.
- the pair of bearings 11, 12 of the electric compressor 1 are air bearings
- the positions of the pair of bearings 11, 12 and the rotating shaft 3 can be grasped more accurately, reducing contact wear of the air bearings.
- the one-side sensor 6 described above includes at least one of the rotation sensors 6C and 6D, and the other-side sensor 9 described above includes at least one of the gap sensors 9E and 9F. In another embodiment, the one-side sensor 6 described above includes at least one of the gap sensors 6E and 6F, and the other-side sensor 9 described above includes at least one of the rotation sensors 9C and 9D.
- the one-side sensor 6 described above includes a gap sensor 6F
- the other-side sensor 9 described above includes a gap sensor 9F.
- the overall vibration mode of the rotating shaft 3 can be estimated based on the vibrations of the one-side end 31 and the other-side end 32 of the rotating shaft 3 obtained from the gap sensor 6F and the gap sensor 9F, respectively.
- the one-side casing 5 described above has a resin flow path forming member 5B having a one-side inner wall surface 56 and a one-side guide protrusion 57.
- the rigidity of the one-side guide protrusion 57 which is the support for the one-side sensor 6, is ensured while reducing the weight of the one-side casing 5.
- the one-side impeller 4 is a low-pressure stage impeller, the temperature and pressure of the gas flowing through the one-side introduction flow path 83 are relatively low, so it is preferable to make the flow path forming member 5B out of resin.
- the electric compressor 1 is a schematic cross-sectional view along the axial direction near the one-side impeller 4 of the electric compressor 1 according to one embodiment of the present disclosure.
- the electric compressor 1 includes at least an electric motor 2, a rotating shaft 3, a one-side impeller 4, and a one-side casing 5.
- the one-side casing 5 described above includes a resin flow path forming member 5B having a one-side inner wall surface 56 and a one-side guide protrusion 57.
- the electric compressor 1 further includes at least one one-side sensor 6G for acquiring information about the rotating shaft 3.
- the at least one one-side sensor 6G is disposed on the one side of the one-side end surface 574 of the flow path forming member 5B.
- the at least one one-side sensor 6G may be the rotation sensors 6C, 6D described above, or the gap sensors 6E, 6F described above. In the illustrated embodiment, the at least one one-side sensor 6G is located on the extension line EL1 described above.
- the one-side sensor 6G is disposed on the side farther away from the one-side impeller 4 than the one-side inlet flow path 53 and the flow path forming member 5B.
- the resin flow path forming member 5B is a non-magnetic material, and therefore does not adversely affect the detection accuracy of the one-side sensor 6G when the one-side sensor 6G is a Hall sensor or the like.
- the one-side sensor 6G is disposed outside the one-side casing 5, it is easier to ensure the airtightness of the one-side casing 5 compared to when the one-side sensor 6G is disposed inside the one-side casing 5.
- the one-side sensor 6G is disposed outside the one-side casing 5, the one-side sensor 6G can be easily attached to and removed from the one-side casing 5.
- the end face 574 on one side of the flow passage forming member 5B described above has an outer recess 575 that is recessed toward the other side on which the one-side impeller 4 is located, and the at least one one-side sensor 6G described above is disposed in the outer recess 575.
- the one-side sensor 6G is attached to the bottom surface 576 of the outer recess 575.
- the one-side sensor 6G is disposed in the outer recess 575, and the distance between the one-side sensor 6G and the one-side end 31 of the rotating shaft 3, which is the detection target of the one-side sensor 6G, is made relatively short, thereby preventing a decrease in the detection accuracy of the one-side sensor 6G.
- an electric supercharger 110 at least includes an electric motor 2, a rotating shaft 3, a one-side impeller 4, a one-side casing 5, and at least one one-side sensor 6.
- the electric supercharger 110 includes the electric compressor 1 described above.
- the electric supercharger 110 further includes a turbine wheel 104 attached to the rotating shaft 3 on the other side of the rotating shaft 3 described above, and a turbine casing 105 that houses the turbine wheel 104.
- the turbine wheel 104 is attached to the other side of the other side bearing 12 of the rotating shaft 3.
- the other side bearing 12 is disposed between the electric motor 2 and the turbine wheel 104 in the axial direction of the rotating shaft 3.
- the turbine wheel 104 is configured to guide exhaust gas (e.g., steam) guided from the outside in the radial direction to the other side along the axial direction.
- the turbine casing 105 is formed with an inlet 106 for introducing exhaust gas from the outside of the turbine casing 105 to the inside, and an outlet 107 for discharging exhaust gas from the inside of the turbine casing 105 to the outside.
- a scroll passage 108 for guiding the exhaust gas introduced into the inside of the turbine casing 105 via the inlet 106 to the turbine wheel 104, and a second-side exhaust passage 109 for guiding the exhaust gas that has passed through the turbine wheel 104 to the exhaust port 107 are formed inside the turbine casing 105.
- the inlet 106 is connected to one end (downstream end) of an exhaust gas inlet line 103 for directing exhaust gas discharged from the fuel cell 101 to the turbine casing 105.
- the electric compressor 1 further includes a control device 10 configured to adjust the rotation speed of the electric motor 2 in consideration of information about the rotating shaft 3 acquired by at least one of the one-side sensors 6 (6A to 6G) described above.
- the control device 10 may be configured to adjust the rotation speed of the electric motor 2 by further taking into consideration information about the rotating shaft 3 acquired by at least one of the other-side sensors 9 (9A-9F) described above.
- the control device 10 includes an electronic control unit for controlling the operating state of the electric motor 2.
- the electronic control unit may be configured as a microcomputer including an input device (input interface), an output device (output interface), a storage device (memory such as ROM or RAM, an external storage device, etc.), and a calculation device (CPU).
- the electronic control unit may achieve the adjustment operation of the rotation speed of the electric motor 2 by, for example, having the CPU operate (e.g., calculate data) according to instructions of a program loaded into the main storage device of the memory.
- the storage device stores the various signals from the sensors that make up the electric compressor 1.
- the arithmetic device is configured to execute various controls according to the control programs stored in the storage device. In one embodiment, the arithmetic device calculates the rotation speed of the corresponding electric motor 2 based on the various signals from the sensors that make up the electric compressor 1, and instructs the electric motor 2 to reach that rotation speed.
- control device 10 takes into account the information about the rotating shaft 3 acquired by the one-side sensor 6 and adjusts the rotation speed of the electric motor 2, thereby making it possible to bring the load on the electric motor 2 closer to an appropriate load and improving the efficiency of the electric motor 2.
- expressions expressing relative or absolute configuration do not only strictly represent such a configuration, but also represent a state in which there is a relative displacement with a tolerance or an angle or distance to the extent that the same function is obtained.
- expressions indicating that things are in an equal state such as “same,””equal,” and “homogeneous,” not only indicate a state of strict equality, but also indicate a state in which there is a tolerance or a difference to the extent that the same function is obtained.
- expressions describing shapes such as a rectangular shape or a cylindrical shape do not only refer to shapes such as a rectangular shape or a cylindrical shape in the strict geometric sense, but also refer to shapes that include uneven portions, chamfered portions, etc., to the extent that the same effect is obtained.
- the expressions "comprise,””include,” or “have” a certain element are not exclusive expressions that exclude the presence of other elements.
- An electric compressor (1) includes: An electric motor (2); a rotating shaft (3) configured to be driven by the electric motor (2); a one-side impeller (4) attached to the rotating shaft (3) on one side of the rotating shaft (3); a one-side casing (5) that houses the one-side impeller (4) and has a one-side introduction flow passage (53) for guiding gas to the one-side impeller (4), the one-side introduction flow passage (53) being configured to guide the gas from an outer side to an inner side in a radial direction,
- the one side casing (5) is a first inner wall surface (56) defining an axially opposite side of the first inlet flow passage (53) from a side on which the first impeller (4) is located; a one-side guide protrusion (57) protruding from the one-side inner wall surface (56) toward the one-side impeller (4),
- the electric compressor (2) is The device further includes at least one one-side sensor (6) for acquiring information regarding the rotating shaft (3), the at least one one-
- the one-side sensor (6) is at least partially embedded in the one-side guide protrusion (57), so that the one-side sensor (6) and the one-side guide protrusion (57), which is a support for supporting the one-side sensor (6), do not obstruct the flow of gas flowing through the flow paths of the electric compressor (1), such as the one-side inlet flow path (53).
- the electric compressor (1) equipped with the one-side sensor (6) can suppress performance degradation of the flow paths of the electric compressor (1).
- the at least one one-side sensor (6A) is It was embedded so as to be located on an extension line (EL1) of the central axis (CA) of the rotating shaft (3).
- the one-side sensor (6A) is embedded so as to be positioned on the extension line (EL1) of the one-side guide protrusion (57), so that it does not come into direct contact with the gas flowing through the one-side introduction flow path (53). This reduces the effect of the temperature of the gas on the one-side sensor (6A).
- the electric compressor (1) according to 1) or 2) above,
- the one-side guide protrusion (57) has A one-side insertion recess (573A) is formed for inserting one end (31) of the rotating shaft (3),
- the at least one one-side sensor (6B) It is embedded on the outer circumferential side of the one end portion (31) inserted into the one-side insertion recess (573A) of the rotating shaft (3).
- the one-side sensor (6B) is embedded on the outer periphery of the one-side insertion recess (573A) in the one-side guide protrusion (57), so that it does not come into direct contact with the gas flowing through the one-side introduction flow path (53). This reduces the effect of the temperature of the gas on the one-side sensor (6B).
- the one-side sensor (6B) is located on the outer periphery of the one-side end (31), so the axial length of the electric compressor (1) can be shortened compared to when the one-side sensor (6B) is located on the extension line (EL1) of the one-side end (31), and therefore the electric compressor (1) can be made smaller.
- the electric compressor (1) according to any one of 1) to 3) above,
- the at least one one-side sensor (6) A rotation sensor (6C, 6D) configured to obtain information regarding the rotational movement of said rotating shaft (3).
- the electric compressor (1) can manage the reliability, life, and performance of the electric compressor (1) in real time by acquiring information about the rotational motion of the rotating shaft (3) using the rotation sensors (6C, 6D).
- the rotation sensors (6C, 6D) can acquire information about the rotational motion of the rotating shaft (3) (e.g., the rotation speed), it becomes possible to instantly control the rotation speed of the electric compressor (1) more precisely.
- the pair of bearings (11, 12) of the electric compressor (1) are air bearings, it is possible to reduce contact wear of the air bearings by instantly controlling the rotation speed of the electric compressor (1) more precisely, thereby extending the life of the air bearings.
- the electric compressor (1) according to any one of 1) to 4) above,
- the at least one one-side sensor (6) includes a gap sensor (6E, 6F) configured to obtain information regarding the distance between one end (31) of the rotating shaft (3) and the one-side sensor (6).
- the electric compressor (1) can manage the reliability, lifespan, and performance of the electric compressor (1) in real time by acquiring information about the distance between one end (31) of the rotating shaft (3) and one side sensor (6) by the gap sensor (6E, 6F).
- the gap sensor (6E, 6F) can acquire information about the distance between one end (31) of the rotating shaft (3) and one side sensor (6) (e.g., the distance and vibration of the rotating shaft 3), so that the accuracy of estimating the load due to the environment and operating state of the electric compressor (1) can be improved.
- the positions of the pair of bearings (11, 12) and the rotating shaft (3) can be grasped more accurately, so that the contact wear of the air bearings can be reduced.
- the electric compressor (1) according to any one of 1) to 5) above, a second impeller (7) attached to the rotating shaft (3) on the other side of the rotating shaft (3); a second-side casing (8) that houses the second-side impeller (7) and has a second-side introduction flow passage (83) for guiding a gas to the second-side impeller (7), the second-side introduction flow passage (83) being configured to guide the gas from the outside to the inside in the radial direction, the second-side casing (8) including a second-side inner wall surface (86) that defines the side of the second-side introduction flow passage (83) opposite to the side on which the second-side impeller (7) is located in the axial direction, and a second-side guide protrusion (87) that protrudes from the second-side inner wall surface (86) toward the second-side impeller (7);
- the gas introduction pipe (16) is further provided for guiding the gas having passed through the one-side impeller (4) to the other-side introduction flow path (83).
- the electric compressor (1) is a two-stage electric compressor in which the one-side impeller (4) is a low-pressure stage impeller and the other-side impeller (7) is a high-pressure stage impeller.
- the one-side inlet flow path (53) is at a lower temperature and pressure than the other-side inlet flow path (83). Therefore, the heat resistance and pressure resistance requirements of the one-side sensor (6) and the sensor target (15) of the one-side sensor (6) are relatively low, so that general-purpose parts can be used for the one-side sensor (6) and the sensor target (15), and a dedicated cooling mechanism for the one-side sensor (6) and the sensor target (15) is not required.
- the device further includes at least one other-side sensor (9) for acquiring information regarding the rotating shaft (3), the at least one other-side sensor (9) being at least partially embedded in the other-side guide protrusion (87).
- the one-side sensor (4) and the other-side sensor (9) can obtain information about the rotating shaft (3) from the one-side end (31) and the other-side end (32) of the rotating shaft (3).
- the other-side sensor (9A) is embedded so as to be positioned on the extension line (EL2) of the other-side guide protrusion (87), so that it does not come into direct contact with the gas flowing through the other-side introduction flow path (83). This reduces the effect of the temperature of the gas on the other-side sensor (9A).
- the other side guide protrusion (87) has The other-side insertion recess (873A) for inserting the other-side end (32) of the rotating shaft (3) is formed,
- the at least one other side sensor (9B) It is embedded on the outer circumferential side of the other end portion (32) inserted into the other insertion recess (87) of the rotating shaft (3).
- the other-side sensor (9B) is embedded on the outer periphery of the other-side insertion recess (873A) in the other-side guide protrusion (87), so that it does not come into direct contact with the gas flowing through the other-side introduction flow path (83). This reduces the effect of the temperature of the gas on the other-side sensor (9B).
- the other-side sensor (9B) is located on the outer periphery of the other-side end (32), so the axial length of the electric compressor (1) can be shortened compared to when the other-side sensor (9B) is located on the extension line (EL2) of the other-side end (32), and therefore the electric compressor (1) can be made smaller.
- the electric compressor (1) according to any one of 7) to 9) above,
- the at least one other side sensor (9) A rotation sensor (9C, 9D) configured to obtain information regarding the rotational movement of said rotating shaft (3).
- the electric compressor (1) can manage the reliability, life, and performance of the electric compressor (1) in real time by obtaining information about the rotational motion of the rotating shaft (3) from the rotation sensors (9C, 9D).
- the rotation sensors (9C, 9D) can obtain information about the rotational motion of the rotating shaft (3) (e.g., the rotation speed), it becomes possible to instantly control the rotation speed of the electric compressor (1) more precisely.
- the pair of bearings (11, 12) of the electric compressor (1) are air bearings, it is possible to reduce contact wear of the air bearings by instantly controlling the rotation speed of the electric compressor (1) more precisely, thereby extending the life of the air bearings.
- the electric compressor (1) according to any one of 7) to 10) above,
- the at least one other side sensor (9) and a gap sensor (9E, 9F) configured to obtain information regarding the distance between the other end (32) of the rotating shaft (3) and the other sensor (9).
- the electric compressor (1) can manage the reliability, lifespan, and performance of the electric compressor (1) in real time by acquiring information about the distance between the other end (32) of the rotating shaft (3) and the other sensor (9) by the gap sensors (9E, 9F).
- the gap sensors (9E, 9F) can acquire information about the distance between the other end (32) of the rotating shaft (3) and the other sensor (9) (e.g., the distance and vibration of the rotating shaft 3), so that the accuracy of estimating the load due to the environment and operating state of the electric compressor (1) can be improved.
- the positions of the pair of bearings (11, 12) and the rotating shaft (3) can be grasped more accurately, so that the contact wear of the air bearings can be reduced.
- the electric compressor (1) according to any one of 1) to 11) above,
- the one-side casing (5) has a flow path forming member (5B) made of resin having the one-side inner wall surface (56) and the one-side guide protrusion (57).
- the rigidity of the one-side guide protrusion (57), which is the support for the one-side sensor (6), can be ensured while reducing the weight of the one-side casing (5).
- At least one embodiment of the electric compressor (1) includes: An electric motor (2); a rotating shaft (3) configured to be driven by the electric motor (2); a one-side impeller (4) attached to the rotating shaft (3) on one side of the rotating shaft (3); a one-side casing (5) that houses the one-side impeller (4) and has a one-side introduction flow passage (53) for guiding gas to the one-side impeller (4), the one-side introduction flow passage (53) being configured to guide the gas from an outer side to an inner side in a radial direction,
- the one side casing (5) is a first inner wall surface (56) defining an axially opposite side of the first inlet flow passage (53) from a side on which the first impeller (4) is located; a one-side guide protrusion (57) protruding from the one-side inner wall surface (56) toward the one-side impeller (4);
- the electric compressor (1) comprises:
- the flow path forming member (5B) further includes at least one one-side sensor (6G) for acquiring information regarding the
- the one-side sensor (6G) is disposed on the side farther away from the one-side impeller (4) than the one-side inlet flow path (53) and the flow path forming member (5B).
- the resin flow path forming member (5B) is a non-magnetic material, and therefore does not adversely affect the detection accuracy of the one-side sensor (6G) when the one-side sensor (6G) is a Hall sensor or the like.
- the one-side sensor (6G) is disposed outside the one-side casing (5), it is easier to ensure the airtightness of the one-side casing (5) compared to when the one-side sensor (6G) is disposed inside the one-side casing (5).
- the one-side sensor (6G) is disposed outside the one-side casing (5), the one-side sensor (6G) can be easily attached to the one-side casing (5) and removed from the one-side casing (5).
- the end surface (574) on one side of the flow path forming member (5B) has an outer recess (575) recessed toward the side where the one side impeller (4) is located,
- the at least one one-side sensor (6G) is disposed in the outer recess (575).
- the distance between the one-side sensor (6G) and the one-side end (31) of the rotating shaft (3), which is the detection target of the one-side sensor (6G), is relatively short, thereby preventing a decrease in the detection accuracy of the one-side sensor (6G).
- the electric compressor (1) according to any one of 1) to 14) above,
- the device further comprises a control device (10) configured to adjust the rotation speed of the electric motor (2) taking into account information about the rotating shaft (3) obtained by the at least one one-side sensor (6).
- the control device (10) adjusts the rotation speed of the electric motor (2) taking into account the information about the rotating shaft (3) acquired by the one-side sensor (6), thereby making it possible to bring the load on the electric motor (2) closer to an appropriate load and improve the efficiency of the electric motor (2).
Landscapes
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Abstract
Description
本開示は、電動圧縮機に関する。 This disclosure relates to an electric compressor.
過給機には、回転シャフトの一方側に取り付けられた圧縮機インペラと、回転シャフトの他方側に取り付けられたタービンホイールと、を備えるものがある。過給機には、回転シャフトの軸方向に沿って圧縮機インペラに空気を導くための空気導入流路を有するものがある(特許文献1参照)。過給機には、回転シャフトの回転を検出するための回転センサが設置されることがある。 Some turbochargers include a compressor impeller attached to one side of a rotating shaft and a turbine wheel attached to the other side of the rotating shaft. Some turbochargers have an air inlet passage for directing air to the compressor impeller along the axial direction of the rotating shaft (see Patent Document 1). Some turbochargers are equipped with a rotation sensor for detecting the rotation of the rotating shaft.
特許文献1に記載の過給機は、回転シャフトの回転を検出するための回転センサが、回転シャフトの圧縮機インペラが取り付けられた端部の前方に配置され、回転センサに接続されたケーブル及び該ケーブルを支持する支持体が、空気導入流路を径方向に沿って横断するようになっている。
In the turbocharger described in
燃料電池用の電動過給機には、上記圧縮機インペラと、上記タービンホイールと、圧縮機インペラとタービンホイールとの間において互いに離隔して配置され、回転シャフトを回転可能に支持する一対の軸受と、一対の軸受の間に設けられ、回転シャフトを駆動させる電動モータと、を備えるものがある。回転シャフトの回転を検出するための回転センサを一対の軸受間に設置する場合には、モータ軸長、すなわち一対の軸受間の長さを長大化し、電動過給機の軸振動が大きくなる虞がある。また、特許文献1に記載の過給機のように、回転センサを回転シャフトの圧縮機インペラが取り付けられた端部の前方に設置する場合には、モータ軸長の長大化を招く虞はないが、回転センサのケーブル等が空気導入流路を流れる空気の流れを阻害するため、該空気導入流路の性能低下を招く虞がある。
Some electric superchargers for fuel cells include the compressor impeller, the turbine wheel, a pair of bearings that are spaced apart between the compressor impeller and the turbine wheel and rotatably support the rotating shaft, and an electric motor that is provided between the pair of bearings and drives the rotating shaft. If a rotation sensor for detecting the rotation of the rotating shaft is installed between the pair of bearings, the motor shaft length, i.e., the length between the pair of bearings, may be increased, and the shaft vibration of the electric supercharger may become large. Also, as in the supercharger described in
上述の事情に鑑みて、本開示の少なくとも一実施形態は、電動圧縮機の流路の性能低下及びモータ軸長の長尺化を抑制しつつ、電動圧縮機の回転体に関する情報を取得できる電動圧縮機を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, at least one embodiment of the present disclosure aims to provide an electric compressor that can acquire information about the rotor of the electric compressor while suppressing deterioration of the flow path of the electric compressor and lengthening of the motor shaft length.
本開示の少なくとも一実施形態に係る電動圧縮機は、
電動モータと、
前記電動モータにより駆動されるように構成された回転シャフトと、
前記回転シャフトの一方側において前記回転シャフトに取り付けられた一方側インペラと、
前記一方側インペラを収容するとともに、前記一方側インペラに気体を導くための一方側導入流路であって、径方向における外側から内側に向けて前記気体を導くように構成された一方側導入流路、を有する一方側ケーシングと、を備える電動圧縮機であって、
前記一方側ケーシングは、
前記一方側導入流路の前記一方側インペラが位置する側とは軸方向の反対側を画定する一方側内壁面と、
前記一方側内壁面から前記一方側インペラに向かって突出する一方側案内凸部と、を含み、
前記電動圧縮機は、
前記回転シャフトに関する情報を取得するための少なくとも1つの一方側センサであって、前記一方側案内凸部に少なくとも一部が埋め込まれた少なくとも1つの一方側センサをさらに備える。
At least one embodiment of the electric compressor according to the present disclosure includes:
An electric motor;
a rotating shaft configured to be driven by the electric motor;
a one-side impeller attached to the rotating shaft on one side of the rotating shaft;
a first casing that houses the first impeller and has a first inlet flow passage for guiding gas to the first impeller, the first inlet flow passage being configured to guide the gas from an outer side to an inner side in a radial direction,
The one side casing is
a first inner wall surface defining a side of the first inlet flow passage opposite to a side on which the first impeller is located in the axial direction;
a one-side guide protrusion protruding from the one-side inner wall surface toward the one-side impeller,
The electric compressor includes:
The at least one one-side sensor for acquiring information about the rotating shaft is further provided, the at least one one-side sensor being at least partially embedded in the one-side guide protrusion.
本開示の少なくとも一実施形態によれば、電動圧縮機の流路の性能低下及びモータ軸長の長尺化を抑制しつつ、電動圧縮機の回転体に関する情報を取得できる電動圧縮機が提供される。 At least one embodiment of the present disclosure provides an electric compressor that can acquire information about the rotor of the electric compressor while suppressing deterioration of the flow path of the electric compressor and lengthening of the motor shaft length.
以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本開示の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。 Below, several embodiments of the present disclosure will be described with reference to the attached drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative positions, etc. of the components described as the embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present disclosure and are merely illustrative examples.
(電動圧縮機)
図1~図3は、本開示の一実施形態に係る電動圧縮機1を備える燃料電池システム100の概略図である。図1~図3では、電動圧縮機1の軸方向に沿った概略断面図が示されている。幾つかの実施形態に係る電動圧縮機1は、燃料電池101に導入される気体(例えば、空気)を圧縮するための装置である。燃料電池101は、例えば固体酸化物型燃料電池(SOFC)からなり、空気極および燃料極の間に設けられた固体電解質を含む。燃料電池システム100は、電動圧縮機1及び燃料電池101を備える。燃料電池システム100は、例えば、走行車両(燃料電池車)に搭載される。
(Electric compressor)
1 to 3 are schematic diagrams of a
本開示の電動圧縮機1は、燃料電池101に導入される気体を圧縮するものであればよく、単段の電動圧縮機(図1参照)、多段(二段)の電動圧縮機(図2参照)及び電動過給機(図3参照)の何れにも適用可能である。
The
電動圧縮機1は、図1~図3に示されるように、電動モータ2と、電動モータ2により駆動されるように構成された回転シャフト3と、回転シャフト3の一方側において回転シャフト3に取り付けられた一方側インペラ4と、一方側インペラ4を収容する一方側ケーシング5と、を少なくとも備える。電動圧縮機1の一方側インペラ4により圧縮された圧縮空気(圧縮気体)は、圧縮気体供給ライン102、102Aを介して、燃料電池101に導かれる。圧縮気体供給ライン102、102Aは、圧縮気体を流通可能な供給系統であり、例えば、配管等により構成されている。
As shown in Figures 1 to 3, the
以下、回転シャフト3の中心軸線CAが延在する方向を回転シャフト3の軸方向(図1~図3中上下方向)と定義し、中心軸線CAに直交する方向を回転シャフト3の径方向と定義し、中心軸線CAを中心とする周方向を回転シャフト3の周方向と定義する。本開示において、回転シャフト3の軸方向、径方向、周方向の各々を単に軸方向、径方向、周方向と云うことがある。回転シャフト3の軸方向の一方側(図1~図3中下側)、他方側(図1~図3中上側)の各々を単に一方側、他方側と云うことがある。なお、本開示における「或る方向に沿って」とは、或る方向だけでなく、或る方向に対して±15°以内の範囲において傾斜する方向をも含むものである。
Hereinafter, the direction in which the central axis CA of the
(電動モータ)
電動モータ2は、不図示の電力源から電力が供給されることで駆動し、回転シャフト3を回転させるように構成されている。電動モータ2は、図1~図3に示されるように、回転シャフト3に取り付けられる回転子であるロータ21と、ロータ21の外周側にロータ21との間に隙間を有して対向して配置される固定子であるステータ22と、を有する。ロータ21は、回転シャフト3の外周部に取り付けられたロータアッセンブリであり、複数の永久磁石23を含む。ステータ22は、不図示の電力源から供給された電力により、複数の永久磁石23を搭載したロータ21を回転させる磁界を発生させるように構成されている。ステータ22が発生させた磁界(電動モータ2が発生させた動力)によりロータ21が回転すると、回転シャフト3が回転する。なお、上述した燃料電池101を電動モータ2の電力源としてもよい。
(Electric motor)
The
(軸受、軸受ケーシング)
図示される実施形態では、電動圧縮機1は、回転シャフト3を回転可能に支持する複数の軸受(ジャーナル軸受)11、12と、軸受ケーシング13と、をさらに備える。複数の軸受11、12は、回転シャフト3の軸方向において、電動モータ2よりも上記一方側に配置される一方側軸受11と、電動モータ2よりも上記他方側に配置される他方側軸受12と、を含む。図1~図3に示される実施形態では、一方側軸受11及び他方側軸受12には、燃料電池に導かれる圧縮空気に不純物が混入することを避けるために、空気軸受が採用されている。
(bearings, bearing casings)
In the illustrated embodiment, the
軸受ケーシング13は、複数の軸受11、12、電動モータ2のロータ21、ステータ22及び回転シャフト3を収容する。軸受ケーシング13は、複数の軸受11、12及びステータ22を支持するようになっている。
The
(一方側インペラ)
一方側インペラ4は、回転シャフト3の一方側軸受11よりも上記一方側に取り付けられる。一方側軸受11は、回転シャフト3の軸方向における電動モータ2と一方側インペラ4の間に配置される。図示される実施形態では、一方側インペラ4は、上記軸方向に沿って上記一方側から導かれた空気を上記径方向の外側に導くように構成された遠心式のインペラからなる。
(One-sided impeller)
The one-
一方側インペラ4は、回転シャフト3に機械的に連結されたハブ41と、ハブ41の外周面42に設けられた複数のインペラ翼43と、を有するオープンインペラからなる。一方側インペラ4は、回転シャフト3の中心軸線CAを中心として回転シャフト3と一体的に回転可能である。一方側インペラ4の複数のインペラ翼43の先端(チップ側端)44の夫々と、一方側ケーシング5の内部において凸状に湾曲するシュラウド面50と、の間には、隙間(クリアランス)が形成される。
The one-
図示される実施形態では、ハブ41の外周面42は、上記一方側(電動モータ2から離隔する側)から上記他方側(電動モータ2側)に向かうにつれて回転シャフト3の中心軸線CAからの径方向距離が大きくなる。ハブ41は、回転シャフト3を軸方向に沿って挿通させる貫通孔を形成する内周面45を有する。
In the illustrated embodiment, the outer peripheral surface 42 of the hub 41 has a radial distance from the central axis CA of the
(一方側ケーシング)
一方側ケーシング5には、図1~図3に示されるように、一方側ケーシング5の外部から内部に空気(気体)を導入するための導入口51と、一方側ケーシング5の内部から外部に圧縮空気(圧縮気体)を排出するための排出口52と、が形成されている。一方側ケーシング5の内部には、導入口51を介して一方側ケーシング5の内部に導かれた空気を一方側インペラ4に導くための一方側導入流路53と、一方側インペラ4を通過した圧縮気体を排出口52に導くための一方側スクロール流路54と、が形成されている。
(One side casing)
1 to 3, the first casing 5 is formed with an
一方側導入流路53は、径方向における外側から内側に向けて空気を導くように構成されている。一方側スクロール流路54は、一方側インペラ4の径方向における外側を囲むような渦巻き形状を有する。導入口51及び一方側導入流路53の夫々は、排出口52及び一方側スクロール流路54よりも上記一方側(電動モータ2から離隔する側)に形成されている。
The one-
図示される実施形態では、一方側ケーシング5の導入口51及び排出口52の夫々は、回転シャフト3の中心軸線CAに対して交差(図示例では、直交)する方向に向かって開口している。導入口51を回転シャフト3の中心軸線CAに対して交差する方向に向かって開口させることで、一方側導入流路53の軸方向における長さを短くできるため、電動圧縮機1の小型化や軽量化が図れる。
In the illustrated embodiment, the
図示される実施形態では、一方側ケーシング5は、電動圧縮機1の軸方向中央部に位置する軸受ケーシング13に、例えば締結ボルトなどの締結部材によって機械的に連結されている。一方側ケーシング5と他の部材(図示例では、軸受ケーシング13)とが組み合わされることで、一方側インペラ4を回転可能に収容する一方側インペラ室55が形成される。一方側インペラ室55は、空気の流れ方向の上流側に位置する一方側導入流路53、及び空気の流れ方向の下流側に位置する一方側スクロール流路54に連通している。シュラウド面50は、一方側インペラ室55の一部を画定している。
In the illustrated embodiment, the one-side casing 5 is mechanically connected to the bearing
一方側ケーシング5では、一方側導入流路53から一方側インペラ4に導かれた空気が、一方側インペラ4の回転によって圧縮された後、一方側スクロール流路54を流れて、排出口52から排出される。図1及び図3に示される実施形態では、圧縮気体供給ライン102の一端が排出口52に接続され、他端が燃料電池101に接続されている。
In the one-side casing 5, air introduced from the one-side
一方側ケーシング5は、一方側導入流路53の一方側インペラ4が位置する側とは軸方向の反対側(電動モータ2から離隔する側)を画定する一方側内壁面56と、一方側内壁面56から一方側インペラ4に向かって突出する一方側案内凸部57と、を含む。図示される実施形態では、一方側ケーシング5は、一方側導入流路53の径方向における外側(外周側)を画定する内周壁面58と、一方側導入流路53の一方側インペラ4が位置する側(電動モータ2側)を画定する他方側内壁面59と、をさらに含む。内周壁面58には、上述した導入口51が形成されている。
The one-side casing 5 includes a one-side
図示される実施形態では、一方側案内凸部57は、回転シャフト3の中心軸線CAに交差(図示例では、直交)する方向に沿って延在する平坦面571と、平坦面571の外周側に形成された凹湾曲面572と、を有する。凹湾曲面572は、平坦面571の外周縁から径方向における外側に向かって延在し、径方向における外側に向かうにつれて電動モータ2から離隔するような凹湾曲状に形成されている。凹湾曲面572の外周端は、一方側内壁面56に滑らかに接続されている。
In the illustrated embodiment, the one-
一方側案内凸部57は、一方側導入流路53を流れる空気を、一方側インペラ4に案内できる。具体的には、一方側内壁面56に沿って径方向における内側に向かって流れる空気の流れを、凹湾曲面572に沿わせることで曲げて、軸方向における上記他方側(一方側インペラ4側)に向かう流れに変えることができる。この場合には、一方側案内凸部57により、一方側インペラ4に軸方向に沿って空気を導入できるため、仮に一方側インペラ4に径方向における外側から空気を直接的に導入する場合に比べて、電動圧縮機1の効率を向上できる。
The one-
(一方側センサ)
図4~図6は、本開示の一実施形態に係る電動圧縮機1の一方側インペラ4近傍の軸方向に沿った概略断面図である。幾つかの実施形態に係る電動圧縮機1は、図1~図6に示されるように、回転シャフト3に関する情報を取得するための少なくとも1つの一方側センサ6をさらに備える。該少なくとも1つの一方側センサ6は、一方側案内凸部57に少なくとも一部が埋め込まれている。一方側センサ6は、一方側案内凸部57の内部に埋め込まれていてもよいし、その一部が一方側導入流路53に対して露出していてもよい。
(One-side sensor)
4 to 6 are schematic cross-sectional views along the axial direction near the one-
図示される実施形態では、一方側案内凸部57は、平坦面571から上記一方側に向かって凹む凹部573を有し、一方側センサ6は、凹部573の内部に挿入されている。図示される実施形態では、一方側センサ6は、平坦面571よりも上記他方側には突出しないようになっている。
In the illustrated embodiment, the one-
上述した少なくとも1つの一方側センサ6は、回転シャフト3の一方側インペラ4よりも上記一方側の端部31を測定対象とする。回転シャフト3の一方側の端部31には、該端部31に取り付けられた他部材(図示例では、ナット部材14)も含まれる。端部31に取り付けられた他部材を一方側センサ6の測定対象としてもよい。測定対象には、一方側センサ6が回転シャフト3に関する情報を取得するための目印となるセンサターゲット(マーク部)15が取り付けられるようになっていてもよい。
The at least one one-
上記の構成によれば、一方側センサ6は、一方側案内凸部57に少なくとも一部が埋め込まれているので、一方側センサ6及び一方側センサ6を支持する支持体である一方側案内凸部57は、一方側導入流路53等の電動圧縮機1の流路を流れる気体の流れを阻害しないようになっている。該一方側センサ6を備える電動圧縮機1は、電動圧縮機1の流路の性能低下を抑制できる。
With the above configuration, the one-
また、上記の構成によれば、電動圧縮機1の軸方向における一対の軸受12、13の間に、回転シャフト3に関する情報を取得するためのセンサを配置しないので、電動圧縮機1の一対の軸受12、13間の長さであるモータ軸長の長尺化を抑制できる。また、上記の構成によれば、一方側センサ6の支持体である一方側案内凸部57の剛性を確保できるので、一方側センサ6に対する電動圧縮機1の振動による外乱の影響を低減できるとともに、一方側センサ6の信頼性を向上できる。
Furthermore, with the above configuration, a sensor for acquiring information about the
幾つかの実施形態に係る電動圧縮機1では、図1~図3に示されるように、一方側ケーシング5は、内周壁面58及び他方側内壁面59を有し、排出口52及び一方側スクロール流路54が形成された本体部5Aと、一方側内壁面56及び一方側案内凸部57を有する流路形成部材5Bと、を有する。流路形成部材5Bは、本体部5Aに例えば締結ボルトなどの締結部材によって機械的に連結されている。本体部5Aと流路形成部材5Bとが組み合わされることで、上述した一方側導入流路53が形成される。本体部5A及び流路形成部材5Bの夫々は、例えば、鋳鉄、鋼、鉄等の金属材料により構成されていてもよい。
In the
上記の構成によれば、流路形成部材5Bを一方側ケーシング5の本体部5Aから取り外すことができるため、一方側センサ6を一方側案内凸部57に取り付ける作業や一方側案内凸部57から取り外す作業を容易に行うことができる。
With the above configuration, the flow
(一方側センサの配置)
幾つかの実施形態に係る電動圧縮機1では、図4及び図6に示されるように、上述した少なくとも1つの一方側センサ6(6A)は、回転シャフト3の中心軸線CAの延長線EL1上に位置するように一方側案内凸部57に少なくとも一部が埋め込まれている。延長線EL1は、中心軸線CAを上記一方側に延長した仮想線である。図示される実施形態では、一方側センサ6(6A)は、凹部573の底面に取り付けられる。
(Sensor placement on one side)
4 and 6 , in the
上記の構成によれば、一方側センサ6(6A)は、一方側案内凸部57における延長線EL1上に位置するように埋め込まれているので、一方側導入流路53を流れる気体に直接的に触れないようになっている。このため、一方側センサ6(6A)に対する上記気体の温度の影響を低減できる。
With the above configuration, the one-side sensor 6 (6A) is embedded so as to be positioned on the extension line EL1 of the one-
幾つかの実施形態に係る電動圧縮機1では、図5及び図6に示されるように、上述した一方側案内凸部57には、回転シャフト3の一方側の端部31を挿入させるための一方側挿入凹部573Aが形成されている。上述した少なくとも1つの一方側センサ6(6B)は、回転シャフト3の一方側挿入凹部573Aに挿入された一方側の端部31の外周側に位置するように、一方側案内凸部57に少なくとも一部が埋め込まれている。一方側挿入凹部573Aは、平坦面571から上記一方側に向かって凹む凹部573である。一方側センサ6(6B)は、一方側挿入凹部573Aの内周面に取り付けられる。
In the
図6に示されるように、上述した少なくとも1つの一方側センサ6は、複数の一方側センサ6A、6Bを含んでいてもよい。
As shown in FIG. 6, the at least one one-
図示される実施形態では、回転シャフト3の一方側の端部31には、一方側インペラ4を固定するためのナット部材14が取り付けられている。ナット部材14は、回転シャフト3の一方側の端部31の外周面に形成されたネジ部311に螺合するネジ部141が内周面に形成されたナット本体部142と、ナット本体部142から上記一方側に突出する突出部143と、を含む。突出部143は、回転シャフト3の一方側の端部31を延長するように、上述した延長線EL1上に位置する。突出部143は、ナット本体部142よりも最大径が小さく、一方側挿入凹部573Aに少なくとも一部が挿入されるようになっている。一方側センサ6Bは、一方側挿入凹部573Aに挿入された突出部143の外周側に位置している。
In the illustrated embodiment, a nut member 14 for fixing the one-
上記の構成によれば、一方側センサ6(6B)は、一方側案内凸部57における一方側挿入凹部573Aの外周側に埋め込まれているので、一方側導入流路53を流れる気体に直接的に触れないようになっている。このため、一方側センサ6(6B)に対する上記気体の温度の影響を低減できる。また、上記の構成によれば、一方側センサ6(6B)は、一方側の端部31の外周側に位置するので、一方側の端部31の延長線EL1上に位置する場合に比べて、電動圧縮機1の軸方向における長さを短くすることができるため、電動圧縮機1の小型化が図れる。
With the above configuration, the one-side sensor 6 (6B) is embedded on the outer periphery of the one-side insertion recess 573A in the one-
(一方側センサの種類)
幾つかの実施形態に係る電動圧縮機1では、図4及び図5に示されるように、上述した少なくとも1つの一方側センサ6(6A、6B)は、回転シャフト3の回転運動に関する情報を取得するように構成された回転センサ6C、6Dを含む。回転シャフト3の回転運動に関する情報には、回転シャフト3の周方向位置(回転位相)や回転数等が含まれる。回転センサ6C(6A)は、上述した延長線EL1上に位置し、回転センサ6D(6B)は、一方側の端部31の外周側に位置している。
(Type of sensor on one side)
4 and 5 , in the
図示される実施形態では、回転センサ6C、6Dは、ホールICを含むホールセンサ(磁気センサ)からなる。回転センサ6C、6Dのセンサターゲット15は、一方側の端部31に取り付けられるN極とS極とを有する永久磁石を含む。
In the illustrated embodiment, the
図4及び図5に示される実施形態では、回転センサ6C、6Dに対する磁性の影響を小さなものとするために、ナット部材14は、非磁性の材料により構成されていることが好ましい。図4に示される実施形態では、センサターゲット(永久磁石)15は、ナット部材14の突出部143の端面144から上記他方側に凹む凹部145に嵌入され、焼き嵌めや接着剤による接着等によりナット部材14に固定されている。
In the embodiment shown in Figures 4 and 5, the nut member 14 is preferably made of a non-magnetic material to reduce the effect of magnetism on the
図5に示される実施形態では、センサターゲット(永久磁石)15は、ナット部材14の突出部143のナット本体部142に接続される端面146から上記一方側に凹む凹部147に嵌入され、焼き嵌めや接着剤による接着等によりナット部材14に固定されている。この場合には、回転シャフト3により凹部147が閉塞されるため、センサターゲット15がナット部材14から離隔しても凹部147から脱落しないようになっている。
In the embodiment shown in FIG. 5, the sensor target (permanent magnet) 15 is fitted into a
回転センサ(ホールセンサ)6C、6Dは、センサターゲット(永久磁石)15のN極又はS極の少なくとも一方の磁界を検知するように構成されていてもよいし、N極とS極の間で極性が変化する時期を検知するように構成されていてもよい。回転センサ(ホールセンサ)6C、6Dの測定対象を電動モータ2から離れた一方側の端部31とすることで、電動モータ2の磁気的な干渉を回避できる。なお、上述した回転センサ6C、6Dは、ホールセンサに限定されない。回転センサ6C、6Dは、例えば、一方側の端部31の回転角度を2相の交流電圧として出力するレゾルバセンサ(角度センサ)であってもよいし、光を放出し、測定対象にあたって戻る反射光を検出する光センサであってもよい。
The rotation sensors (Hall sensors) 6C and 6D may be configured to detect at least one of the magnetic fields of the north pole or south pole of the sensor target (permanent magnet) 15, or may be configured to detect when the polarity changes between the north pole and the south pole. By setting the measurement target of the rotation sensors (Hall sensors) 6C and 6D to the
上記の構成によれば、電動圧縮機1は、回転センサ6C、6Dにより回転シャフト3の回転運動に関する情報を取得することで、電動圧縮機1の信頼性、寿命、性能をリアルタイムに管理することができる。例えば、回転センサ6C、6Dにより、回転シャフト3の回転運動に関する情報(例えば、回転数)を取得できるため、電動圧縮機1の回転数のより精密な制御を即座に行うことが可能となる。特に、電動圧縮機1の一対の軸受11、12が空気軸受である場合には、電動圧縮機1の回転数のより精密な制御を即座に行うことで、上記空気軸受の接触摩耗を低減できるため、上記空気軸受の長寿命化が図れる。
With the above configuration, the
幾つかの実施形態に係る電動圧縮機1では、図6に示されるように、上述した少なくとも1つの一方側センサ6(6A、6B)は、回転シャフト3の一方側の端部31と一方側センサ6との間の距離に関する情報を取得するように構成されたギャップセンサ6E、6Fを含む。回転シャフト3の一方側の端部31と一方側センサ6との間の距離に関する情報には、一方側の端部31と一方側センサ6との間の軸方向距離、径方向距離、一方側の端部31の振動(振幅)等が含まれる。ギャップセンサ6E(6A)は、上述した延長線EL1上に位置し、一方側の端部31と一方側センサ6との間の軸方向距離D1を検出するようになっている。ギャップセンサ6F(6B)は、一方側の端部31の外周側に位置し、一方側の端部31と一方側センサ6との間の径方向距離D2を検出するようになっている。径方向距離D2を検出することで、一方側の端部31の振動(振幅)を取得できる。
In the
図示される実施形態では、ギャップセンサ6Eは、ギャップセンサ6Eとナット部材14の突出部143の端面144との間の距離を、上述した軸方向距離D1として検出するようになっている。ギャップセンサ6Fは、ギャップセンサ6Fとナット部材14の突出部143の外側面148との間の距離を、上述した径方向距離D2として検出するようになっている。一方側センサ6は、ギャップセンサ6E又はギャップセンサ6Fの何れか一方を含んでいてもよいし、双方を含んでいてもよい。
In the illustrated embodiment, the
上記の構成によれば、電動圧縮機1は、ギャップセンサ6E、6Fにより回転シャフト3の一方側の端部31と一方側センサ6との間の距離に関する情報を取得することで、電動圧縮機1の信頼性、寿命、性能をリアルタイムに管理することができる。例えば、ギャップセンサ6E、6Fにより、回転シャフト3の一方側の端部31と一方側センサ6との間の距離に関する情報(例えば、上記距離や回転シャフト3の振動)を取得できるため、電動圧縮機1の環境や動作状態による負荷の推定精度を向上できる。特に、電動圧縮機1の一対の軸受11、12が空気軸受である場合には、一対の軸受11、12と回転シャフト3との位置をより正確に把握できるため、上記空気軸受の接触摩耗の低減が図れる。
With the above configuration, the
(二段電動圧縮機)
幾つかの実施形態に係る電動圧縮機1は、図2に示されるように、上述した回転シャフト3の他方側において回転シャフト3に取り付けられた他方側インペラ7と、他方側インペラ7を収容する他方側ケーシング8と、気体導入管16と、をさらに備える。図2に示される電動圧縮機1は、一方側インペラ4を低圧段とし、他方側インペラ7を高圧段とする二段電動圧縮機である。
(Two-stage electric compressor)
As shown in Fig. 2, the
(他方側インペラ)
他方側インペラ7は、回転シャフト3の他方側軸受12よりも上記他方側に取り付けられる。他方側軸受12は、回転シャフト3の軸方向における電動モータ2と他方側インペラ7の間に配置される。図示される実施形態では、他方側インペラ7は、上記軸方向に沿って上記他方側から導かれた空気を上記径方向の外側に導くように構成された遠心式のインペラからなる。
(Other side impeller)
The other-
他方側インペラ7は、回転シャフト3に機械的に連結されたハブ71と、ハブ71の外周面72に設けられた複数のインペラ翼73と、を有するオープンインペラからなる。他方側インペラ7は、回転シャフト3の中心軸線CAを中心として回転シャフト3と一体的に回転可能である。他方側インペラ7の複数のインペラ翼73の先端(チップ側端)74の夫々と、他方側ケーシング8の内部において凸状に湾曲するシュラウド面80と、の間には、隙間(クリアランス)が形成される。
The other-
図示される実施形態では、ハブ71の外周面72は、上記他方側(電動モータ2から離隔する側)から上記一方側(電動モータ2側)に向かうにつれて回転シャフト3の中心軸線CAからの径方向距離が大きくなる。ハブ71は、回転シャフト3を軸方向に沿って挿通させる貫通孔を形成する内周面75を有する。
In the illustrated embodiment, the outer peripheral surface 72 of the hub 71 has a radial distance from the central axis CA of the
(他方側ケーシング)
他方側ケーシング8には、図2に示されるように、他方側ケーシング8の外部から内部に空気(気体)を導入するための導入口81と、他方側ケーシング8の内部から外部に圧縮空気(圧縮気体)を排出するための排出口82と、が形成されている。他方側ケーシング8の内部には、導入口81を介して他方側ケーシング8の内部に導かれた空気を他方側インペラ7に導くための他方側導入流路83と、他方側インペラ7を通過した圧縮気体を排出口82に導くための他方側スクロール流路84と、が形成されている。
(Other side casing)
2, the other-side casing 8 is formed with an
他方側導入流路83は、径方向における外側から内側に向けて空気を導くように構成されている。他方側スクロール流路84は、他方側インペラ7の径方向における外側を囲むような渦巻き形状を有する。導入口81及び他方側導入流路83の夫々は、排出口82及び他方側スクロール流路84よりも上記他方側(電動モータ2から離隔する側)に形成されている。
The other-
図示される実施形態では、他方側ケーシング8の導入口81及び排出口82の夫々は、回転シャフト3の中心軸線CAに対して交差(図示例では、直交)する方向に向かって開口している。導入口81を回転シャフト3の中心軸線CAに対して交差する方向に向かって開口させることで、他方側導入流路83の軸方向における長さを短くできるため、電動圧縮機1の小型化や軽量化が図れる。
In the illustrated embodiment, the
図示される実施形態では、他方側ケーシング8は、電動圧縮機1の軸方向中央部に位置する軸受ケーシング13に、例えば締結ボルトなどの締結部材によって機械的に連結されている。他方側ケーシング8と他の部材(図示例では、軸受ケーシング13)とが組み合わされることで、他方側インペラ7を回転可能に収容する他方側インペラ室85が形成される。他方側インペラ室85は、空気の流れ方向の上流側に位置する他方側導入流路83、及び空気の流れ方向の下流側に位置する他方側スクロール流路84に連通している。シュラウド面80は、他方側インペラ室85の一部を画定している。
In the illustrated embodiment, the other-side casing 8 is mechanically connected to the bearing
他方側ケーシング8では、他方側導入流路83から他方側インペラ7に導かれた空気が、他方側インペラ7の回転によって圧縮された後、他方側スクロール流路84を流れて、排出口82から排出される。
In the other-side casing 8, the air introduced from the other-
他方側ケーシング8は、他方側導入流路83の他方側インペラ7が位置する側とは軸方向の反対側(電動モータ2から離隔する側)を画定する他方側内壁面86と、他方側内壁面86から他方側インペラ7に向かって突出する他方側案内凸部87と、を含む。図示される実施形態では、他方側ケーシング8は、他方側導入流路83の径方向における外側(外周側)を画定する内周壁面88と、他方側導入流路83の他方側インペラ7が位置する側(電動モータ2側)を画定する一方側内壁面89と、をさらに含む。内周壁面88には、上述した導入口81が形成されている。
The other-side casing 8 includes a other-side
図示される実施形態では、他方側案内凸部87は、回転シャフト3の中心軸線CAに交差(図示例では、直交)する方向に沿って延在する平坦面871と、平坦面871の外周側に形成された凹湾曲面872と、を有する。凹湾曲面872は、平坦面871の外周縁から径方向における外側に向かって延在し、径方向における外側に向かうにつれて電動モータ2から離隔するような凹湾曲状に形成されている。凹湾曲面872の外周端は、他方側内壁面86に滑らかに接続されている。
In the illustrated embodiment, the other-
他方側案内凸部87は、他方側導入流路83を流れる空気を、他方側インペラ7に案内できる。具体的には、他方側内壁面86に沿って径方向における内側に向かって流れる空気の流れを、凹湾曲面872に沿わせることで曲げて、軸方向における上記一方側(他方側インペラ7側)に向かう流れに変えることができる。この場合には、他方側案内凸部87により、他方側インペラ7に軸方向に沿って空気を導入できるため、仮に他方側インペラ7に径方向における外側から空気を直接的に導入する場合に比べて、電動圧縮機1の効率を向上できる。
The other-
(気体導入管)
気体導入管16は、上述した一方側インペラ4を通過した圧縮空気(圧縮気体)を他方側導入流路83に導くために中を通す管である。気体導入管16は、上述した一方側ケーシング5の排出口52に一端が接続され、上述した他方側ケーシング8の導入口81に他端が接続されている。一方側インペラ4により圧縮された圧縮空気は、気体導入管及び他方側導入流路83を介して、他方側インペラ7に導かれ、他方側インペラ7によりさらに圧縮される。他方側導入流路83は、一方側導入流路53に比べて温度及び圧力が高くなっている。
(Gas introduction tube)
The
他方側インペラ7の回転により圧縮された圧縮空気は、他方側スクロール流路84を流れて排出口82から排出される。図2に示される実施形態では、圧縮気体供給ライン102Aの一端が排出口82に接続され、他端が燃料電池101に接続されている。
The compressed air compressed by the rotation of the other-
上記の構成によれば、電動圧縮機1は、一方側インペラ4を低圧段インペラとし、他方側インペラ7を高圧段インペラとする二段電動圧縮機である。一方側導入流路53は、他方側導入流路83に比べて、低温低圧である。このため、一方側センサ6や一方側センサ6のセンサターゲット15の耐熱要求や耐圧要求が比較的低いものとなるので、一方側センサ6やセンサターゲット15に対して汎用的な部品を採用することができ、一方側センサ6やセンサターゲット15に対する専用の冷却機構が不要となる。
With the above configuration, the
(他方側センサ)
図7~図9は、本開示の一実施形態に係る電動圧縮機1の他方側インペラ7近傍の軸方向に沿った概略断面図である。幾つかの実施形態に係る電動圧縮機1は、図2、図7~図9に示されるように、回転シャフト3に関する情報を取得するための少なくとも1つの他方側センサ9をさらに備える。該少なくとも1つの他方側センサ9は、他方側案内凸部87に少なくとも一部が埋め込まれている。他方側センサ9は、他方側案内凸部87の内部に埋め込まれていてもよいし、その一部が他方側導入流路83に対して露出していてもよい。
(other side sensor)
7 to 9 are schematic cross-sectional views along the axial direction near the other-
図示される実施形態では、他方側案内凸部87は、平坦面871から上記他方側に向かって凹む凹部873を有し、他方側センサ9は、凹部873の内部に挿入されている。図示される実施形態では、他方側センサ9は、平坦面871よりも上記一方側には突出しないようになっている。
In the illustrated embodiment, the other-
上述した少なくとも1つの他方側センサ9は、回転シャフト3の他方側インペラ7よりも上記他方側の端部32を測定対象とする。回転シャフト3の他方側の端部32には、該端部32に取り付けられた他部材(図示例では、ナット部材17)も含まれる。端部32に取り付けられた他部材を他方側センサ9の測定対象としてもよい。測定対象には、他方側センサ9が回転シャフト3に関する情報を取得するための目印となるセンサターゲット(マーク部)18が取り付けられるようになっていてもよい。
The at least one other-
上記の構成によれば、一方側センサ6及び他方側センサ9により、回転シャフト3の一方側の端部31及び他方側の端部32から回転シャフト3に関する情報を取得できる。
With the above configuration, the one-
上記の構成によれば、他方側センサ9は、他方側案内凸部87に少なくとも一部が埋め込まれているので、他方側センサ9及び他方側センサ9を支持する支持体である他方側案内凸部87は、他方側導入流路83等の電動圧縮機1の流路を流れる気体の流れを阻害しないようになっている。該他方側センサ9を備える電動圧縮機1は、電動圧縮機1の流路の性能低下を抑制できる。また、上記の構成によれば、他方側センサ9の支持体である他方側案内凸部87の剛性を確保できるので、他方側センサ9に対する電動圧縮機1の振動による外乱の影響を低減できるとともに、他方側センサ9の信頼性を向上できる。
With the above configuration, the other-
幾つかの実施形態に係る電動圧縮機1では、図2に示されるように、他方側ケーシング8は、内周壁面88及び一方側内壁面89を有し、排出口82及び他方側スクロール流路84が形成された本体部8Aと、他方側内壁面86及び他方側案内凸部87を有する流路形成部材8Bと、を有する。流路形成部材8Bは、本体部8Aに例えば締結ボルトなどの締結部材によって機械的に連結されている。本体部8Aと流路形成部材8Bとが組み合わされることで、上述した他方側導入流路83が形成される。本体部8A及び流路形成部材8Bの夫々は、例えば、鋳鉄、鋼、鉄等の金属材料により構成されていてもよい。
In the
上記の構成によれば、流路形成部材8Bを他方側ケーシング8の本体部8Aから取り外すことができるため、他方側センサ9を他方側案内凸部87に取り付ける作業や他方側案内凸部87から取り外す作業を容易に行うことができる。
With the above configuration, the flow
(他方側センサの配置)
幾つかの実施形態に係る電動圧縮機1では、図7及び図9に示されるように、上述した少なくとも1つの他方側センサ9(9A)は、回転シャフト3の中心軸線CAの延長線EL2上に位置するように他方側案内凸部87に少なくとも一部が埋め込まれている。延長線EL2は、中心軸線CAを上記他方側に延長した仮想線である。図示される実施形態では、他方側センサ9(9A)は、凹部873の底面に取り付けられる。
(Arrangement of the other side sensor)
7 and 9 , in the
上記の構成によれば、他方側センサ9(9A)は、他方側案内凸部87における延長線EL2上に位置するように埋め込まれているので、他方側導入流路83を流れる気体に直接的に触れないようになっている。このため、他方側センサ9(9A)に対する上記気体の温度の影響を低減できる。
With the above configuration, the other-side sensor 9 (9A) is embedded so as to be positioned on the extension line EL2 of the other-
幾つかの実施形態に係る電動圧縮機1では、図8及び図9に示されるように、上述した他方側案内凸部87には、回転シャフト3の他方側の端部32を挿入させるための他方側挿入凹部873Aが形成されている。上述した少なくとも1つの他方側センサ9(9B)は、回転シャフト3の他方側挿入凹部873Aに挿入された他方側の端部32の外周側に位置するように、他方側案内凸部87に少なくとも一部が埋め込まれている。他方側挿入凹部873Aは、平坦面871から上記他方側に向かって凹む凹部873である。他方側センサ9(9B)は、他方側挿入凹部873Aの内周面に取り付けられる。
In the
図9に示されるように、上述した少なくとも1つの他方側センサ9は、複数の他方側センサ9A、9Bを含んでいてもよい。
As shown in FIG. 9, the at least one other-
図示される実施形態では、回転シャフト3の他方側の端部32には、他方側インペラ7を固定するためのナット部材17が取り付けられている。ナット部材17は、回転シャフト3の他方側の端部32の外周面に形成されたネジ部321に螺合するネジ部171が内周面に形成されたナット本体部172と、ナット本体部172から上記他方側に突出する突出部173と、を含む。突出部173は、回転シャフト3の他方側の端部32を延長するように、上述した延長線EL2上に位置する。突出部173は、ナット本体部172よりも最大径が小さく、他方側挿入凹部873Aに少なくとも一部が挿入されるようになっている。他方側センサ9Bは、他方側挿入凹部873Aに挿入された突出部173の外周側に位置している。
In the illustrated embodiment, a
上記の構成によれば、他方側センサ9(9B)は、他方側案内凸部87における他方側挿入凹部873Aの外周側に埋め込まれているので、他方側導入流路83を流れる気体に直接的に触れないようになっている。このため、他方側センサ9(9B)に対する上記気体の温度の影響を低減できる。また、上記の構成によれば、他方側センサ9(9B)は、他方側の端部32の外周側に位置するので、他方側の端部32の延長線EL2上に位置する場合に比べて、電動圧縮機1の軸方向における長さを短くすることができるため、電動圧縮機1の小型化が図れる。
According to the above configuration, the other-side sensor 9 (9B) is embedded on the outer periphery of the other-
(他方側センサの種類)
幾つかの実施形態に係る電動圧縮機1では、図7及び図8に示されるように、上述した少なくとも1つの一方側センサ9(9A、9B)は、回転シャフト3の回転運動に関する情報を取得するように構成された回転センサ9C、9Dを含む。回転シャフト3の回転運動に関する情報には、回転シャフト3の周方向位置(回転位相)や回転数等が含まれる。回転センサ9C(9A)は、上述した延長線EL2上に位置し、回転センサ9D(9B)は、他方側の端部32の外周側に位置している。
(Type of sensor on the other side)
7 and 8, in the
図示される実施形態では、回転センサ9C、9Dは、ホールICを含むホールセンサ(磁気センサ)からなる。回転センサ9C、9Dのセンサターゲット18は、他方側の端部32に取り付けられるN極とS極とを有する永久磁石を含む。
In the illustrated embodiment, the
図7及び図8に示される実施形態では、回転センサ9C、9Dに対する磁性の影響を小さなものとするために、ナット部材17は、非磁性の材料により構成されていることが好ましい。図7に示される実施形態では、センサターゲット(永久磁石)18は、ナット部材17の突出部173の端面174から上記他方側に凹む凹部175に嵌入され、焼き嵌めや接着剤による接着等によりナット部材17に固定されている。
In the embodiment shown in Figures 7 and 8, the
図8に示される実施形態では、センサターゲット(永久磁石)18は、ナット部材17の突出部173のナット本体部172に接続される端面176から上記他方側に凹む凹部177に嵌入され、焼き嵌めや接着剤による接着等によりナット部材17に固定されている。この場合には、回転シャフト3により凹部177が閉塞されるため、センサターゲット18がナット部材17から離隔しても凹部177から脱落しないようになっている。
In the embodiment shown in FIG. 8, the sensor target (permanent magnet) 18 is fitted into a
回転センサ(ホールセンサ)9C、9Dは、センサターゲット(永久磁石)18のN極又はS極の少なくとも一方の磁界を検知するように構成されていてもよいし、N極とS極の間で極性が変化する時期を検知するように構成されていてもよい。回転センサ(ホールセンサ)9C、9Dの測定対象を電動モータ2から離れた他方側の端部32とすることで、電動モータ2の磁気的な干渉を回避できる。なお、上述した回転センサ9C、9Dは、ホールセンサに限定されない。回転センサ9C、9Dは、例えば、他方側の端部32の回転角度を2相の交流電圧として出力するレゾルバセンサ(角度センサ)であってもよいし、光を放出し、測定対象にあたって戻る反射光を検出する光センサであってもよい。
The rotation sensors (Hall sensors) 9C and 9D may be configured to detect at least one of the magnetic fields of the north pole or south pole of the sensor target (permanent magnet) 18, or may be configured to detect when the polarity changes between the north pole and the south pole. By setting the measurement target of the rotation sensors (Hall sensors) 9C and 9D to the
上記の構成によれば、電動圧縮機1は、回転センサ9C、9Dにより回転シャフト3の回転運動に関する情報を取得することで、電動圧縮機1の信頼性、寿命、性能をリアルタイムに管理することができる。例えば、回転センサ9C、9Dにより、回転シャフト3の回転運動に関する情報(例えば、回転数)を取得できるため、電動圧縮機1の回転数のより精密な制御を即座に行うことが可能となる。特に、電動圧縮機1の一対の軸受11、12が空気軸受である場合には、電動圧縮機1の回転数のより精密な制御を即座に行うことで、上記空気軸受の接触摩耗を低減できるため、上記空気軸受の長寿命化が図れる。
With the above configuration, the
幾つかの実施形態に係る電動圧縮機1では、図9に示されるように、上述した少なくとも1つの他方側センサ9(9A、9B)は、回転シャフト3の他方側の端部32と他方側センサ9との間の距離に関する情報を取得するように構成されたギャップセンサ9E、9Fを含む。回転シャフト3の他方側の端部32と他方側センサ9との間の距離に関する情報には、他方側の端部32と他方側センサ9との間の軸方向距離、径方向距離、他方側の端部32の振動(振幅)等が含まれる。ギャップセンサ9E(9A)は、上述した延長線EL2上に位置し、他方側の端部32と他方側センサ9との間の軸方向距離D3を検出するようになっている。ギャップセンサ9F(9B)は、他方側の端部32の外周側に位置し、他方側の端部32と他方側センサ9との間の径方向距離D4を検出するようになっている。径方向距離D4を検出することで、他方側の端部32の振動(振幅)を取得できる。
In the
図示される実施形態では、ギャップセンサ9Eは、ギャップセンサ9Eとナット部材17の突出部173の端面174との間の距離を、上述した軸方向距離D3として検出するようになっている。ギャップセンサ9Fは、ギャップセンサ9Fとナット部材17の突出部173の外側面178との間の距離を、上述した径方向距離D4として検出するようになっている。他方側センサ9は、ギャップセンサ9E又はギャップセンサ9Fの何れか一方を含んでいてもよいし、双方を含んでいてもよい。
In the illustrated embodiment, the
上記の構成によれば、電動圧縮機1は、ギャップセンサ9E、9Fにより回転シャフト3の他方側の端部32と他方側センサ9との間の距離に関する情報を取得することで、電動圧縮機1の信頼性、寿命、性能をリアルタイムに管理することができる。例えば、ギャップセンサ9E、9Fにより、回転シャフト3の他方側の端部32と他方側センサ9との間の距離に関する情報(例えば、上記距離や回転シャフト3の振動)を取得できるため、電動圧縮機1の環境や動作状態による負荷の推定精度を向上できる。特に、電動圧縮機1の一対の軸受11、12が空気軸受である場合には、一対の軸受11、12と回転シャフト3との位置をより正確に把握できるため、上記空気軸受の接触摩耗の低減が図れる。
With the above configuration, the
或る実施形態では、上述した一方側センサ6は、回転センサ6C、6Dの少なくとも一方を含み、上述した他方側センサ9は、ギャップセンサ9E、9Fの少なくとも一方を含む。また、或る実施形態では、上述した一方側センサ6は、ギャップセンサ6E、6Fの少なくとも一方を含み、上述した他方側センサ9は、回転センサ9C、9Dの少なくとも一方を含む。
In one embodiment, the one-
また、或る実施形態では、上述した一方側センサ6は、ギャップセンサ6Fを含み、上述した他方側センサ9は、ギャップセンサ9Fを含む。この場合には、ギャップセンサ6F及びギャップセンサ9Fから得られる、回転シャフト3の一方側の端部31及び他方側の端部32の夫々の振動に基づいて、回転シャフト3の全体の振動モードを推定できる。
In addition, in one embodiment, the one-
幾つかの実施形態に係る電動圧縮機1では、上述した一方側ケーシング5は、一方側内壁面56及び一方側案内凸部57を有する樹脂製の流路形成部材5Bを有する。
In some embodiments of the
上記の構成によれば、流路形成部材5Bを樹脂製とすることで、一方側センサ6の支持体である一方側案内凸部57の剛性を確保しつつ、一方側ケーシング5の軽量化が図れる。一方側インペラ4が低圧段インペラである場合には、一方側導入流路83を流れる気体の温度や圧力が比較的低いものであるため、流路形成部材5Bを樹脂製とすることが好ましい。
With the above configuration, by making the flow
図10は、本開示の一実施形態に係る電動圧縮機1の一方側インペラ4近傍の軸方向に沿った概略断面図である。幾つかの実施形態に係る電動圧縮機1は、電動モータ2、回転シャフト3、一方側インペラ4及び一方側ケーシング5を少なくとも備える。上述した一方側ケーシング5は、一方側内壁面56及び一方側案内凸部57を有する樹脂製の流路形成部材5Bを有する。電動圧縮機1は、図10に示されるように、回転シャフト3に関する情報を取得するための少なくとも1つの一方側センサ6Gをさらに備える。上記少なくとも1つの一方側センサ6Gは、流路形成部材5Bの上記一方側の端面574よりも上記一方側に配置されている。
10 is a schematic cross-sectional view along the axial direction near the one-
上記少なくとも1つの一方側センサ6Gは、上述した回転センサ6C、6Dであってもよいし、上述したギャップセンサ6E、6Fであってもよい。図示される実施形態では、上記少なくとも1つの一方側センサ6Gは、上述した延長線EL1上に位置している。
The at least one one-
上記の構成によれば、一方側センサ6Gは、一方側導入流路53及び流路形成部材5Bよりも一方側インペラ4から離隔した側に配置されている。樹脂製の流路形成部材5Bは、非磁性体であるため、一方側センサ6Gがホールセンサ等である場合において、一方側センサ6Gの検出精度に悪影響を及ぼすことがない。この場合には、一方側センサ6Gは、一方側ケーシング5の外部に配置されるため、一方側ケーシング5の内部に配置される場合に比べて、一方側ケーシング5の密閉性の担保が容易となる。また、一方側センサ6Gは、一方側ケーシング5の外部に配置されるため、一方側センサ6Gを一方側ケーシング5に取り付ける作業や一方側ケーシング5から取り外す作業を容易に行うことができる。
According to the above configuration, the one-
幾つかの実施形態に係る電動圧縮機1では、図10に示されるように、上述した流路形成部材5Bの一方側の端面574は、一方側インペラ4が位置する側である上記他方側に凹む外側凹部575を有し、上述した少なくとも1つの一方側センサ6Gは、外側凹部575に配置されている。図示される実施形態では、一方側センサ6Gは、外側凹部575の底面576に取り付けられている。
In the
上記の構成によれば、一方側センサ6Gを外側凹部575に配置することで、一方側センサ6Gの検出対象である回転シャフト3の一方側の端部31と一方側センサ6Gとの距離を比較的短いものとすることで、一方側センサ6Gの検出精度の低下を抑制できる。
With the above configuration, the one-
幾つかの実施形態に係る電動過給機110は、図3に示されるように、電動モータ2、回転シャフト3、一方側インペラ4、一方側ケーシング5及び少なくとも1つの一方側センサ6を少なくとも備える。電動過給機110は、上述した電動圧縮機1を含む。電動過給機110は、図3に示されるように、上述した回転シャフト3の他方側において回転シャフト3に取り付けられたタービンホイール104と、タービンホイール104を収納するタービンケーシング105と、をさらに備える。
As shown in FIG. 3, an
(タービンホイール)
タービンホイール104は、回転シャフト3の他方側軸受12よりも上記他方側に取り付けられる。他方側軸受12は、回転シャフト3の軸方向における電動モータ2とタービンホイール104の間に配置される。図示される実施形態では、タービンホイール104は、上記径方向の外側から導かれた排ガス(例えば、蒸気)を上記軸方向に沿って上記他方側に導くように構成されている。
(Turbine wheel)
The
(タービンケーシング)
タービンケーシング105には、図3に示されるように、タービンケーシング105の外部から内部に排ガスを導入するための導入口106と、タービンケーシング105の内部から外部に排ガスを排出するための排出口107と、が形成されている。タービンケーシング105の内部には、導入口106を介してタービンケーシング105の内部に導かれた排ガスをタービンホイール104に導くためのスクロール流路108と、タービンホイール104を通過した排ガスを排出口107に導くための他方側排出流路109と、が形成されている。
(Turbine casing)
3, the
導入口106は、燃料電池101から排出された排ガスをタービンケーシング105に導くための排ガス導入ライン103の一端(下流端)に接続されている。
The
(制御装置)
幾つかの実施形態に係る電動圧縮機1は、図1~図3に示されるように、上述した少なくとも1つの一方側センサ6(6A~6G)が取得した回転シャフト3に関する情報を考慮して、電動モータ2の回転速度を調整するように構成された制御装置10をさらに備える。
(Control device)
As shown in Figures 1 to 3, the
制御装置10は、上述した少なくとも1つの他方側センサ9(9A~9F)が取得した回転シャフト3に関する情報をさらに考慮して、電動モータ2の回転速度を調整するように構成されていてもよい。図示される実施形態では、制御装置10は、電動モータ2の運転状態を制御するための電子制御ユニットを含む。該電子制御ユニットは、入力装置(入力インターフェース)、出力装置(出力インターフェース)、記憶装置(ROMやRAMといったメモリ、外部記憶装置など)、及び演算装置(CPU)を含むマイクロコンピュータとして構成されていてもよい。電子制御ユニットは、例えば上記メモリの主記憶装置にロードされたプログラムの命令に従ってCPUが動作(例えばデータの演算など)することで、電動モータ2の回転速度の調整動作を実現してもよい。
The
制御装置10には、一方側センサ6(6A~6G)や他方側センサ9(9A~9F)等の、電動圧縮機1を構成するセンサ類からの各種信号が、入力装置を介して記憶装置や演算装置に入力されるようになっている。記憶装置は、電動圧縮機1を構成するセンサ類からの各種信号を記憶するようになっている。演算装置では、記憶装置に記憶されている制御プログラムに従って、各種制御を実行するように構成されている。或る実施形態では、演算装置では、電動圧縮機1を構成するセンサ類からの各種信号に基づいて、対応する電動モータ2の回転速度を算出し、該回転速度になるように電動モータ2に対して指示するようになっている。
In the
上記の構成によれば、制御装置10により、一方側センサ6が取得した回転シャフト3に関する情報を考慮して、電動モータ2の回転速度を調整することで、電動モータ2の負荷を適正負荷に寄せることができ、電動モータ2の効率を向上させることができる。
With the above configuration, the
本明細書において、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
また、本明細書において、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
In this specification, expressions expressing relative or absolute configuration, such as "in a certain direction,""along a certain direction,""parallel,""orthogonal,""center,""concentric," or "coaxial," do not only strictly represent such a configuration, but also represent a state in which there is a relative displacement with a tolerance or an angle or distance to the extent that the same function is obtained.
For example, expressions indicating that things are in an equal state, such as "same,""equal," and "homogeneous," not only indicate a state of strict equality, but also indicate a state in which there is a tolerance or a difference to the extent that the same function is obtained.
Furthermore, in this specification, expressions describing shapes such as a rectangular shape or a cylindrical shape do not only refer to shapes such as a rectangular shape or a cylindrical shape in the strict geometric sense, but also refer to shapes that include uneven portions, chamfered portions, etc., to the extent that the same effect is obtained.
In addition, in this specification, the expressions "comprise,""include," or "have" a certain element are not exclusive expressions that exclude the presence of other elements.
本開示は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。 This disclosure is not limited to the above-described embodiments, but also includes modifications to the above-described embodiments and appropriate combinations of these embodiments.
上述した幾つかの実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握されるものである。 The contents described in the above-mentioned embodiments can be understood, for example, as follows:
1)本開示の少なくとも一実施形態に係る電動圧縮機(1)は、
電動モータ(2)と、
前記電動モータ(2)により駆動されるように構成された回転シャフト(3)と、
前記回転シャフト(3)の一方側において前記回転シャフト(3)に取り付けられた一方側インペラ(4)と、
前記一方側インペラ(4)を収容するとともに、前記一方側インペラ(4)に気体を導くための一方側導入流路(53)であって、径方向における外側から内側に向けて前記気体を導くように構成された一方側導入流路(53)、を有する一方側ケーシング(5)と、を備える電動圧縮機(1)であって、
前記一方側ケーシング(5)は、
前記一方側導入流路(53)の前記一方側インペラ(4)が位置する側とは軸方向の反対側を画定する一方側内壁面(56)と、
前記一方側内壁面(56)から前記一方側インペラ(4)に向かって突出する一方側案内凸部(57)と、を含み、
前記電動圧縮機(2)は、
前記回転シャフト(3)に関する情報を取得するための少なくとも1つの一方側センサ(6)であって、前記一方側案内凸部(57)に少なくとも一部が埋め込まれた少なくとも1つの一方側センサ(6)をさらに備える。
1) An electric compressor (1) according to at least one embodiment of the present disclosure includes:
An electric motor (2);
a rotating shaft (3) configured to be driven by the electric motor (2);
a one-side impeller (4) attached to the rotating shaft (3) on one side of the rotating shaft (3);
a one-side casing (5) that houses the one-side impeller (4) and has a one-side introduction flow passage (53) for guiding gas to the one-side impeller (4), the one-side introduction flow passage (53) being configured to guide the gas from an outer side to an inner side in a radial direction,
The one side casing (5) is
a first inner wall surface (56) defining an axially opposite side of the first inlet flow passage (53) from a side on which the first impeller (4) is located;
a one-side guide protrusion (57) protruding from the one-side inner wall surface (56) toward the one-side impeller (4),
The electric compressor (2) is
The device further includes at least one one-side sensor (6) for acquiring information regarding the rotating shaft (3), the at least one one-side sensor (6) being at least partially embedded in the one-side guide protrusion (57).
上記1)の構成によれば、一方側センサ(6)は、一方側案内凸部(57)に少なくとも一部が埋め込まれているので、一方側センサ(6)及び一方側センサ(6)を支持する支持体である一方側案内凸部(57)は、一方側導入流路(53)等の電動圧縮機(1)の流路を流れる気体の流れを阻害しないようになっている。該一方側センサ(6)を備える電動圧縮機(1)は、電動圧縮機(1)の流路の性能低下を抑制できる。 According to the configuration of 1) above, the one-side sensor (6) is at least partially embedded in the one-side guide protrusion (57), so that the one-side sensor (6) and the one-side guide protrusion (57), which is a support for supporting the one-side sensor (6), do not obstruct the flow of gas flowing through the flow paths of the electric compressor (1), such as the one-side inlet flow path (53). The electric compressor (1) equipped with the one-side sensor (6) can suppress performance degradation of the flow paths of the electric compressor (1).
また、上記1)の構成によれば、電動圧縮機(1)の軸方向における一対の軸受(12、13)の間に、回転シャフト(3)に関する情報を取得するためのセンサを配置しないので、電動圧縮機(1)の一対の軸受(12、13)間の長さであるモータ軸長の長尺化を抑制できる。また、上記1)の構成によれば、一方側センサ(6)の支持体である一方側案内凸部(57)の剛性を確保できるので、一方側センサ(6)に対する電動圧縮機(1)の振動による外乱の影響を低減できるとともに、一方側センサ(6)の信頼性を向上できる。 Furthermore, according to the configuration of 1) above, since no sensor for acquiring information about the rotating shaft (3) is disposed between a pair of bearings (12, 13) in the axial direction of the electric compressor (1), it is possible to suppress an increase in the motor shaft length, which is the length between the pair of bearings (12, 13) of the electric compressor (1). Furthermore, according to the configuration of 1) above, it is possible to ensure the rigidity of the one-side guide protrusion (57), which is the support body of the one-side sensor (6), so that it is possible to reduce the effect of disturbances due to vibrations of the electric compressor (1) on the one-side sensor (6) and to improve the reliability of the one-side sensor (6).
2)幾つかの実施形態では、上記1)に記載の電動圧縮機(1)であって、
前記少なくとも1つの一方側センサ(6A)は、
前記回転シャフト(3)の中心軸線(CA)の延長線(EL1)上に位置するように埋め込まれた。
2) In some embodiments, the electric compressor (1) described above in 1),
The at least one one-side sensor (6A) is
It was embedded so as to be located on an extension line (EL1) of the central axis (CA) of the rotating shaft (3).
上記2)の構成によれば、一方側センサ(6A)は、一方側案内凸部(57)における延長線(EL1)上に位置するように埋め込まれているので、一方側導入流路(53)を流れる気体に直接的に触れないようになっている。このため、一方側センサ(6A)に対する上記気体の温度の影響を低減できる。 According to the configuration of 2) above, the one-side sensor (6A) is embedded so as to be positioned on the extension line (EL1) of the one-side guide protrusion (57), so that it does not come into direct contact with the gas flowing through the one-side introduction flow path (53). This reduces the effect of the temperature of the gas on the one-side sensor (6A).
3)幾つかの実施形態では、上記1)又は2)に記載の電動圧縮機(1)であって、
前記一方側案内凸部(57)には、
前記回転シャフト(3)の一方側の端部(31)を挿入させるための一方側挿入凹部(573A)が形成され、
前記少なくとも1つの一方側センサ(6B)は、
前記回転シャフト(3)の前記一方側挿入凹部(573A)に挿入された前記一方側の端部(31)の外周側に埋め込まれた。
3) In some embodiments, the electric compressor (1) according to 1) or 2) above,
The one-side guide protrusion (57) has
A one-side insertion recess (573A) is formed for inserting one end (31) of the rotating shaft (3),
The at least one one-side sensor (6B)
It is embedded on the outer circumferential side of the one end portion (31) inserted into the one-side insertion recess (573A) of the rotating shaft (3).
上記3)の構成によれば、一方側センサ(6B)は、一方側案内凸部(57)における一方側挿入凹部(573A)の外周側に埋め込まれているので、一方側導入流路(53)を流れる気体に直接的に触れないようになっている。このため、一方側センサ(6B)に対する上記気体の温度の影響を低減できる。また、上記3)の構成によれば、一方側センサ(6B)は、一方側の端部(31)の外周側に位置するので、一方側の端部(31)の延長線(EL1)上に位置する場合に比べて、電動圧縮機(1)の軸方向における長さを短くすることができるため、電動圧縮機(1)の小型化が図れる。 According to the configuration of 3) above, the one-side sensor (6B) is embedded on the outer periphery of the one-side insertion recess (573A) in the one-side guide protrusion (57), so that it does not come into direct contact with the gas flowing through the one-side introduction flow path (53). This reduces the effect of the temperature of the gas on the one-side sensor (6B). In addition, according to the configuration of 3) above, the one-side sensor (6B) is located on the outer periphery of the one-side end (31), so the axial length of the electric compressor (1) can be shortened compared to when the one-side sensor (6B) is located on the extension line (EL1) of the one-side end (31), and therefore the electric compressor (1) can be made smaller.
4)幾つかの実施形態では、上記1)から3)までの何れかに記載の電動圧縮機(1)であって、
前記少なくとも1つの一方側センサ(6)は、
前記回転シャフト(3)の回転運動に関する情報を取得するように構成された回転センサ(6C、6D)を含む。
4) In some embodiments, the electric compressor (1) according to any one of 1) to 3) above,
The at least one one-side sensor (6)
A rotation sensor (6C, 6D) configured to obtain information regarding the rotational movement of said rotating shaft (3).
上記4)の構成によれば、電動圧縮機(1)は、回転センサ(6C、6D)により回転シャフト(3)の回転運動に関する情報を取得することで、電動圧縮機(1)の信頼性、寿命、性能をリアルタイムに管理することができる。例えば、回転センサ(6C、6D)により、回転シャフト(3)の回転運動に関する情報(例えば、回転数)を取得できるため、電動圧縮機(1)の回転数のより精密な制御を即座に行うことが可能となる。特に、電動圧縮機(1)の一対の軸受(11,12)が空気軸受である場合には、電動圧縮機(1)の回転数のより精密な制御を即座に行うことで、上記空気軸受の接触摩耗を低減できるため、上記空気軸受の長寿命化が図れる。 According to the configuration of 4) above, the electric compressor (1) can manage the reliability, life, and performance of the electric compressor (1) in real time by acquiring information about the rotational motion of the rotating shaft (3) using the rotation sensors (6C, 6D). For example, since the rotation sensors (6C, 6D) can acquire information about the rotational motion of the rotating shaft (3) (e.g., the rotation speed), it becomes possible to instantly control the rotation speed of the electric compressor (1) more precisely. In particular, when the pair of bearings (11, 12) of the electric compressor (1) are air bearings, it is possible to reduce contact wear of the air bearings by instantly controlling the rotation speed of the electric compressor (1) more precisely, thereby extending the life of the air bearings.
5)幾つかの実施形態では、上記1)から4)までの何れかに記載の電動圧縮機(1)であって、
前記少なくとも1つの一方側センサ(6)は、
前記回転シャフト(3)の一方側の端部(31)と前記一方側センサ(6)との間の距離に関する情報を取得するように構成されたギャップセンサ(6E、6F)を含む。
5) In some embodiments, the electric compressor (1) according to any one of 1) to 4) above,
The at least one one-side sensor (6)
The present invention includes a gap sensor (6E, 6F) configured to obtain information regarding the distance between one end (31) of the rotating shaft (3) and the one-side sensor (6).
上記5)の構成によれば、電動圧縮機(1)は、ギャップセンサ(6E、6F)により回転シャフト(3)の一方側の端部(31)と一方側センサ(6)との間の距離に関する情報を取得することで、電動圧縮機(1)の信頼性、寿命、性能をリアルタイムに管理することができる。例えば、ギャップセンサ(6E、6F)により、回転シャフト(3)の一方側の端部(31)と一方側センサ(6)との間の距離に関する情報(例えば、上記距離や回転シャフト3の振動)を取得できるため、電動圧縮機(1)の環境や動作状態による負荷の推定精度を向上できる。特に、電動圧縮機(1)の一対の軸受(11,12)が空気軸受である場合には、一対の軸受(11,12)と回転シャフト(3)との位置をより正確に把握できるため、上記空気軸受の接触摩耗の低減が図れる。 According to the configuration of 5) above, the electric compressor (1) can manage the reliability, lifespan, and performance of the electric compressor (1) in real time by acquiring information about the distance between one end (31) of the rotating shaft (3) and one side sensor (6) by the gap sensor (6E, 6F). For example, the gap sensor (6E, 6F) can acquire information about the distance between one end (31) of the rotating shaft (3) and one side sensor (6) (e.g., the distance and vibration of the rotating shaft 3), so that the accuracy of estimating the load due to the environment and operating state of the electric compressor (1) can be improved. In particular, when the pair of bearings (11, 12) of the electric compressor (1) are air bearings, the positions of the pair of bearings (11, 12) and the rotating shaft (3) can be grasped more accurately, so that the contact wear of the air bearings can be reduced.
6)幾つかの実施形態では、上記1)から5)までの何れかに記載の電動圧縮機(1)であって、
前記回転シャフト(3)の他方側において前記回転シャフト(3)に取り付けられた他方側インペラ(7)と、
前記他方側インペラ(7)を収容するとともに、前記他方側インペラ(7)に気体を導くための他方側導入流路(83)であって、前記径方向における外側から内側に向けて前記気体を導くように構成された他方側導入流路(83)、を有する他方側ケーシング(8)であって、前記他方側導入流路(83)の前記他方側インペラ(7)が位置する側とは前記軸方向の反対側を画定する他方側内壁面(86)と、前記他方側内壁面(86)から前記他方側インペラ(7)に向かって突出する他方側案内凸部(87)と、を含む他方側ケーシング(8)と、
前記一方側インペラ(4)を通過した気体を前記他方側導入流路(83)に導くための気体導入管(16)と、をさらに備える。
6) In some embodiments, the electric compressor (1) according to any one of 1) to 5) above,
a second impeller (7) attached to the rotating shaft (3) on the other side of the rotating shaft (3);
a second-side casing (8) that houses the second-side impeller (7) and has a second-side introduction flow passage (83) for guiding a gas to the second-side impeller (7), the second-side introduction flow passage (83) being configured to guide the gas from the outside to the inside in the radial direction, the second-side casing (8) including a second-side inner wall surface (86) that defines the side of the second-side introduction flow passage (83) opposite to the side on which the second-side impeller (7) is located in the axial direction, and a second-side guide protrusion (87) that protrudes from the second-side inner wall surface (86) toward the second-side impeller (7);
The gas introduction pipe (16) is further provided for guiding the gas having passed through the one-side impeller (4) to the other-side introduction flow path (83).
上記6)の構成によれば、電動圧縮機(1)は、一方側インペラ(4)を低圧段インペラとし、他方側インペラ(7)を高圧段インペラとする二段電動圧縮機である。一方側導入流路(53)は、他方側導入流路(83)に比べて、低温低圧である。このため、一方側センサ(6)や一方側センサ(6)のセンサターゲット(15)の耐熱要求や耐圧要求が比較的低いものとなるので、一方側センサ(6)やセンサターゲット(15)に対して汎用的な部品を採用することができ、一方側センサ(6)やセンサターゲット(15)に対する専用の冷却機構が不要となる。 According to the configuration of 6) above, the electric compressor (1) is a two-stage electric compressor in which the one-side impeller (4) is a low-pressure stage impeller and the other-side impeller (7) is a high-pressure stage impeller. The one-side inlet flow path (53) is at a lower temperature and pressure than the other-side inlet flow path (83). Therefore, the heat resistance and pressure resistance requirements of the one-side sensor (6) and the sensor target (15) of the one-side sensor (6) are relatively low, so that general-purpose parts can be used for the one-side sensor (6) and the sensor target (15), and a dedicated cooling mechanism for the one-side sensor (6) and the sensor target (15) is not required.
7)幾つかの実施形態では、上記6)に記載の電動圧縮機(1)であって、
前記回転シャフト(3)に関する情報を取得するための少なくとも1つの他方側センサ(9)であって、前記他方側案内凸部(87)に少なくとも一部が埋め込まれた少なくとも1つの他方側センサ(9)をさらに備える。
7) In some embodiments, the electric compressor (1) according to 6) above,
The device further includes at least one other-side sensor (9) for acquiring information regarding the rotating shaft (3), the at least one other-side sensor (9) being at least partially embedded in the other-side guide protrusion (87).
上記7)の構成によれば、一方側センサ(4)及び他方側センサ(9)により、回転シャフト(3)の一方側の端部(31)及び他方側の端部(32)から回転シャフト(3)に関する情報を取得できる。 According to the configuration of 7) above, the one-side sensor (4) and the other-side sensor (9) can obtain information about the rotating shaft (3) from the one-side end (31) and the other-side end (32) of the rotating shaft (3).
8)幾つかの実施形態では、上記7)に記載の電動圧縮機(1)であって、
前記少なくとも1つの他方側センサ(9A)は、
前記回転シャフト(3)の中心軸線(CA)の延長線(EL2)上に位置するように埋め込まれた。
8) In some embodiments, the electric compressor (1) according to 7) above,
The at least one other side sensor (9A)
It was embedded so as to be located on an extension line (EL2) of the central axis (CA) of the rotating shaft (3).
上記8)の構成によれば、他方側センサ(9A)は、他方側案内凸部(87)における延長線(EL2)上に位置するように埋め込まれているので、他方側導入流路(83)を流れる気体に直接的に触れないようになっている。このため、他方側センサ(9A)に対する上記気体の温度の影響を低減できる。 According to the configuration of 8) above, the other-side sensor (9A) is embedded so as to be positioned on the extension line (EL2) of the other-side guide protrusion (87), so that it does not come into direct contact with the gas flowing through the other-side introduction flow path (83). This reduces the effect of the temperature of the gas on the other-side sensor (9A).
9)幾つかの実施形態では、上記7)又は8)に記載の電動圧縮機(1)であって、
前記他方側案内凸部(87)には、
前記回転シャフト(3)の前記他方側の端部(32)を挿入させるための他方側挿入凹部(873A)が形成され、
前記少なくとも1つの他方側センサ(9B)は、
前記回転シャフト(3)の前記他方側挿入凹部(87)に挿入された前記他方側の端部(32)の外周側に埋め込まれた。
9) In some embodiments, the electric compressor (1) according to 7) or 8) above,
The other side guide protrusion (87) has
The other-side insertion recess (873A) for inserting the other-side end (32) of the rotating shaft (3) is formed,
The at least one other side sensor (9B)
It is embedded on the outer circumferential side of the other end portion (32) inserted into the other insertion recess (87) of the rotating shaft (3).
上記9)の構成によれば、他方側センサ(9B)は、他方側案内凸部(87)における他方側挿入凹部(873A)の外周側に埋め込まれているので、他方側導入流路(83)を流れる気体に直接的に触れないようになっている。このため、他方側センサ(9B)に対する上記気体の温度の影響を低減できる。また、上記9)の構成によれば、他方側センサ(9B)は、他方側の端部(32)の外周側に位置するので、他方側の端部(32)の延長線(EL2)上に位置する場合に比べて、電動圧縮機(1)の軸方向における長さを短くすることができるため、電動圧縮機(1)の小型化が図れる。 According to the configuration of 9) above, the other-side sensor (9B) is embedded on the outer periphery of the other-side insertion recess (873A) in the other-side guide protrusion (87), so that it does not come into direct contact with the gas flowing through the other-side introduction flow path (83). This reduces the effect of the temperature of the gas on the other-side sensor (9B). In addition, according to the configuration of 9) above, the other-side sensor (9B) is located on the outer periphery of the other-side end (32), so the axial length of the electric compressor (1) can be shortened compared to when the other-side sensor (9B) is located on the extension line (EL2) of the other-side end (32), and therefore the electric compressor (1) can be made smaller.
10)幾つかの実施形態では、上記7)から9)までの何れかに記載の電動圧縮機(1)であって、
前記少なくとも1つの他方側センサ(9)は、
前記回転シャフト(3)の回転運動に関する情報を取得するように構成された回転センサ(9C、9D)を含む。
10) In some embodiments, the electric compressor (1) according to any one of 7) to 9) above,
The at least one other side sensor (9)
A rotation sensor (9C, 9D) configured to obtain information regarding the rotational movement of said rotating shaft (3).
上記10)の構成によれば、電動圧縮機(1)は、回転センサ(9C、9D)により回転シャフト(3)の回転運動に関する情報を取得することで、電動圧縮機(1)の信頼性、寿命、性能をリアルタイムに管理することができる。例えば、回転センサ(9C、9D)により、回転シャフト(3)の回転運動に関する情報(例えば、回転数)を取得できるため、電動圧縮機(1)の回転数のより精密な制御を即座に行うことが可能となる。特に、電動圧縮機(1)の一対の軸受(11,12)が空気軸受である場合には、電動圧縮機(1)の回転数のより精密な制御を即座に行うことで、上記空気軸受の接触摩耗を低減できるため、上記空気軸受の長寿命化が図れる。 According to the configuration of 10) above, the electric compressor (1) can manage the reliability, life, and performance of the electric compressor (1) in real time by obtaining information about the rotational motion of the rotating shaft (3) from the rotation sensors (9C, 9D). For example, since the rotation sensors (9C, 9D) can obtain information about the rotational motion of the rotating shaft (3) (e.g., the rotation speed), it becomes possible to instantly control the rotation speed of the electric compressor (1) more precisely. In particular, when the pair of bearings (11, 12) of the electric compressor (1) are air bearings, it is possible to reduce contact wear of the air bearings by instantly controlling the rotation speed of the electric compressor (1) more precisely, thereby extending the life of the air bearings.
11)幾つかの実施形態では、上記7)から10)までの何れかに記載の電動圧縮機(1)であって、
前記少なくとも1つの他方側センサ(9)は、
前記回転シャフト(3)の前記他方側の端部(32)と前記他方側センサ(9)との間の距離に関する情報を取得するように構成されたギャップセンサ(9E、9F)を含む。
11) In some embodiments, the electric compressor (1) according to any one of 7) to 10) above,
The at least one other side sensor (9)
and a gap sensor (9E, 9F) configured to obtain information regarding the distance between the other end (32) of the rotating shaft (3) and the other sensor (9).
上記11)の構成によれば、電動圧縮機(1)は、ギャップセンサ(9E、9F)により回転シャフト(3)の他方側の端部(32)と他方側センサ(9)との間の距離に関する情報を取得することで、電動圧縮機(1)の信頼性、寿命、性能をリアルタイムに管理することができる。例えば、ギャップセンサ(9E、9F)により、回転シャフト(3)の他方側の端部(32)と他方側センサ(9)との間の距離に関する情報(例えば、上記距離や回転シャフト3の振動)を取得できるため、電動圧縮機(1)の環境や動作状態による負荷の推定精度を向上できる。特に、電動圧縮機(1)の一対の軸受(11,12)が空気軸受である場合には、一対の軸受(11,12)と回転シャフト(3)との位置をより正確に把握できるため、上記空気軸受の接触摩耗の低減が図れる。 According to the configuration of 11), the electric compressor (1) can manage the reliability, lifespan, and performance of the electric compressor (1) in real time by acquiring information about the distance between the other end (32) of the rotating shaft (3) and the other sensor (9) by the gap sensors (9E, 9F). For example, the gap sensors (9E, 9F) can acquire information about the distance between the other end (32) of the rotating shaft (3) and the other sensor (9) (e.g., the distance and vibration of the rotating shaft 3), so that the accuracy of estimating the load due to the environment and operating state of the electric compressor (1) can be improved. In particular, when the pair of bearings (11, 12) of the electric compressor (1) are air bearings, the positions of the pair of bearings (11, 12) and the rotating shaft (3) can be grasped more accurately, so that the contact wear of the air bearings can be reduced.
12)幾つかの実施形態では、上記1)から11)までの何れかに記載の電動圧縮機(1)であって、
前記一方側ケーシング(5)は、前記一方側内壁面(56)及び前記一方側案内凸部(57)を有する樹脂製の流路形成部材(5B)を有する。
12) In some embodiments, the electric compressor (1) according to any one of 1) to 11) above,
The one-side casing (5) has a flow path forming member (5B) made of resin having the one-side inner wall surface (56) and the one-side guide protrusion (57).
上記12)の構成によれば、流路形成部材(5B)を樹脂製とすることで、一方側センサ(6)の支持体である一方側案内凸部(57)の剛性を確保しつつ、一方側ケーシング(5)の軽量化が図れる。 In the configuration of 12) above, by making the flow path forming member (5B) from resin, the rigidity of the one-side guide protrusion (57), which is the support for the one-side sensor (6), can be ensured while reducing the weight of the one-side casing (5).
13)本開示の少なくとも一実施形態に係る電動圧縮機(1)は、
電動モータ(2)と、
前記電動モータ(2)により駆動されるように構成された回転シャフト(3)と、
前記回転シャフト(3)の一方側において前記回転シャフト(3)に取り付けられた一方側インペラ(4)と、
前記一方側インペラ(4)を収容するとともに、前記一方側インペラ(4)に気体を導くための一方側導入流路(53)であって、径方向における外側から内側に向けて前記気体を導くように構成された一方側導入流路(53)、を有する一方側ケーシング(5)と、を備える電動圧縮機(1)であって、
前記一方側ケーシング(5)は、
前記一方側導入流路(53)の前記一方側インペラ(4)が位置する側とは軸方向の反対側を画定する一方側内壁面(56)と、
前記一方側内壁面(56)から前記一方側インペラ(4)に向かって突出する一方側案内凸部(57)と、を有する樹脂製の流路形成部材(5B)を有し、
前記電動圧縮機(1)は、
前記回転シャフト(3)に関する情報を取得するための少なくとも1つの一方側センサ(6G)であって、前記流路形成部材(5B)の前記一方側の端面(574)よりも前記一方側に配置された少なくとも1つの一方側センサ(6G)をさらに備える。
13) At least one embodiment of the electric compressor (1) according to the present disclosure includes:
An electric motor (2);
a rotating shaft (3) configured to be driven by the electric motor (2);
a one-side impeller (4) attached to the rotating shaft (3) on one side of the rotating shaft (3);
a one-side casing (5) that houses the one-side impeller (4) and has a one-side introduction flow passage (53) for guiding gas to the one-side impeller (4), the one-side introduction flow passage (53) being configured to guide the gas from an outer side to an inner side in a radial direction,
The one side casing (5) is
a first inner wall surface (56) defining an axially opposite side of the first inlet flow passage (53) from a side on which the first impeller (4) is located;
a one-side guide protrusion (57) protruding from the one-side inner wall surface (56) toward the one-side impeller (4);
The electric compressor (1) comprises:
The flow path forming member (5B) further includes at least one one-side sensor (6G) for acquiring information regarding the rotating shaft (3), the at least one one-side sensor (6G) being arranged on the one side of the one end face (574) of the flow path forming member (5B).
上記13)の構成によれば、一方側センサ(6G)は、一方側導入流路(53)及び流路形成部材(5B)よりも一方側インペラ(4)から離隔した側に配置されている。樹脂製の流路形成部材(5B)は、非磁性体であるため、一方側センサ(6G)がホールセンサ等である場合において、一方側センサ(6G)の検出精度に悪影響を及ぼすことがない。この場合には、一方側センサ(6G)は、一方側ケーシング(5)の外部に配置されるため、一方側ケーシング(5)の内部に配置される場合に比べて、一方側ケーシング(5)の密閉性の担保が容易となる。また、一方側センサ(6G)は、一方側ケーシング(5)の外部に配置されるため、一方側センサ(6G)を一方側ケーシング(5)に取り付ける作業や一方側ケーシング(5)から取り外す作業を容易に行うことができる。 According to the configuration of 13) above, the one-side sensor (6G) is disposed on the side farther away from the one-side impeller (4) than the one-side inlet flow path (53) and the flow path forming member (5B). The resin flow path forming member (5B) is a non-magnetic material, and therefore does not adversely affect the detection accuracy of the one-side sensor (6G) when the one-side sensor (6G) is a Hall sensor or the like. In this case, since the one-side sensor (6G) is disposed outside the one-side casing (5), it is easier to ensure the airtightness of the one-side casing (5) compared to when the one-side sensor (6G) is disposed inside the one-side casing (5). In addition, since the one-side sensor (6G) is disposed outside the one-side casing (5), the one-side sensor (6G) can be easily attached to the one-side casing (5) and removed from the one-side casing (5).
14)幾つかの実施形態では、上記13)に記載の電動圧縮機(1)であって、
前記流路形成部材(5B)の前記一方側の端面(574)は、前記一方側インペラ(4)が位置する側に凹む外側凹部(575)を有し、
前記少なくとも1つの一方側センサ(6G)は、前記外側凹部(575)に配置された。
14) In some embodiments, the electric compressor (1) according to 13) above,
The end surface (574) on one side of the flow path forming member (5B) has an outer recess (575) recessed toward the side where the one side impeller (4) is located,
The at least one one-side sensor (6G) is disposed in the outer recess (575).
上記14)の構成によれば、一方側センサ(6G)を外側凹部(575)に配置することで、一方側センサ(6G)の検出対象である回転シャフト(3)の一方側の端部(31)と一方側センサ(6G)との距離を比較的短いものとすることで、一方側センサ(6G)の検出精度の低下を抑制できる。 According to the configuration of 14) above, by disposing the one-side sensor (6G) in the outer recess (575), the distance between the one-side sensor (6G) and the one-side end (31) of the rotating shaft (3), which is the detection target of the one-side sensor (6G), is relatively short, thereby preventing a decrease in the detection accuracy of the one-side sensor (6G).
15)幾つかの実施形態では、上記1)から14)までの何れかに記載の電動圧縮機(1)であって、
前記少なくとも1つの一方側センサ(6)が取得した前記回転シャフト(3)に関する情報を考慮して、前記電動モータ(2)の回転速度を調整するように構成された制御装置(10)をさらに備える。
15) In some embodiments, the electric compressor (1) according to any one of 1) to 14) above,
The device further comprises a control device (10) configured to adjust the rotation speed of the electric motor (2) taking into account information about the rotating shaft (3) obtained by the at least one one-side sensor (6).
上記15)の構成によれば、制御装置(10)により、一方側センサ(6)が取得した回転シャフト(3)に関する情報を考慮して、電動モータ(2)の回転速度を調整することで、電動モータ(2)の負荷を適正負荷に寄せることができ、電動モータ(2)の効率を向上させることができる。 According to the configuration of 15) above, the control device (10) adjusts the rotation speed of the electric motor (2) taking into account the information about the rotating shaft (3) acquired by the one-side sensor (6), thereby making it possible to bring the load on the electric motor (2) closer to an appropriate load and improve the efficiency of the electric motor (2).
1 電動圧縮機
2 電動モータ
3 回転シャフト
4 一方側インペラ
5 一方側ケーシング
5A,8A 本体部
5B,8B 流路形成部材
6 一方側センサ
7 他方側インペラ
8 他方側ケーシング
9 他方側センサ
10 制御装置
11,12 軸受
13 軸受ケーシング
21 ロータ
22 ステータ
23 永久磁石
41,71 ハブ
42,72 外周面
43,73 インペラ翼
44,74 先端
45,75 内周面
50,80 シュラウド面
51,81 導入口
52,82 排出口
53 一方側導入流路
54 一方側スクロール流路
55 一方側インペラ室
56,89 一方側内壁面
57 一方側案内凸部
58,88 内周壁面
59,86 他方側内壁面
83 他方側導入流路
84 他方側スクロール流路
85 他方側インペラ室
CA 中心軸線
Claims (15)
前記電動モータにより駆動されるように構成された回転シャフトと、
前記回転シャフトの一方側において前記回転シャフトに取り付けられた一方側インペラと、
前記一方側インペラを収容するとともに、前記一方側インペラに気体を導くための一方側導入流路であって、径方向における外側から内側に向けて前記気体を導くように構成された一方側導入流路、を有する一方側ケーシングと、を備える電動圧縮機であって、
前記一方側ケーシングは、
前記一方側導入流路の前記一方側インペラが位置する側とは軸方向の反対側を画定する一方側内壁面と、
前記一方側内壁面から前記一方側インペラに向かって突出する一方側案内凸部と、を含み、
前記電動圧縮機は、
前記回転シャフトに関する情報を取得するための少なくとも1つの一方側センサであって、前記一方側案内凸部に少なくとも一部が埋め込まれた少なくとも1つの一方側センサをさらに備える、
電動圧縮機。 An electric motor;
a rotating shaft configured to be driven by the electric motor;
a one-side impeller attached to the rotating shaft on one side of the rotating shaft;
a first casing that houses the first impeller and has a first inlet flow passage for guiding gas to the first impeller, the first inlet flow passage being configured to guide the gas from an outer side to an inner side in a radial direction,
The one side casing is
a first inner wall surface defining a side of the first inlet flow passage opposite to a side on which the first impeller is located in the axial direction;
a one-side guide protrusion protruding from the one-side inner wall surface toward the one-side impeller,
The electric compressor includes:
and further comprising at least one one-side sensor for acquiring information about the rotating shaft, the at least one one-side sensor being at least partially embedded in the one-side guide protrusion.
Electric compressor.
前記回転シャフトの中心軸線の延長線上に位置するように埋め込まれた、
請求項1に記載の電動圧縮機。 The at least one one-side sensor includes:
embedded so as to be located on an extension of the central axis of the rotating shaft;
The electric compressor according to claim 1 .
前記回転シャフトの一方側の端部を挿入させるための一方側挿入凹部が形成され、
前記少なくとも1つの一方側センサは、
前記回転シャフトの前記一方側挿入凹部に挿入された前記一方側の端部の外周側に埋め込まれた、
請求項1に記載の電動圧縮機。 The one-side guide protrusion has
A one-side insertion recess is formed for inserting one end of the rotating shaft,
The at least one one-side sensor includes:
embedded in the outer circumferential side of the end portion of the rotating shaft inserted into the one-side insertion recess;
The electric compressor according to claim 1 .
前記回転シャフトの回転運動に関する情報を取得するように構成された回転センサを含む、
請求項1~3の何れか1項に記載の電動圧縮機。 The at least one one-side sensor includes:
a rotation sensor configured to obtain information regarding the rotational motion of the rotatable shaft;
The electric compressor according to any one of claims 1 to 3.
前記回転シャフトの一方側の端部と前記一方側センサとの間の距離に関する情報を取得するように構成されたギャップセンサを含む、
請求項1~3の何れか1項に記載の電動圧縮機。 The at least one one-side sensor includes:
a gap sensor configured to obtain information regarding a distance between an end of the rotating shaft on one side and the one-side sensor;
The electric compressor according to any one of claims 1 to 3.
前記他方側インペラを収容するとともに、前記他方側インペラに気体を導くための他方側導入流路であって、前記径方向における外側から内側に向けて前記気体を導くように構成された他方側導入流路、を有する他方側ケーシングであって、前記他方側導入流路の前記他方側インペラが位置する側とは前記軸方向の反対側を画定する他方側内壁面と、前記他方側内壁面から前記他方側インペラに向かって突出する他方側案内凸部と、を含む他方側ケーシングと、
前記一方側インペラを通過した気体を前記他方側導入流路に導くための気体導入管と、をさらに備える、
請求項1~3の何れか1項に記載の電動圧縮機。 an impeller attached to the rotating shaft on the other side of the rotating shaft;
an other-side casing that houses the other-side impeller and has a other-side inlet flow passage for guiding gas to the other-side impeller, the other-side inlet flow passage being configured to guide the gas from the outside to the inside in the radial direction, the other-side casing including a other-side inner wall surface that defines the side of the other-side inlet flow passage opposite to the side where the other-side impeller is located in the axial direction, and a other-side guide protrusion that protrudes from the other-side inner wall surface toward the other-side impeller;
A gas introduction pipe for guiding the gas that has passed through the one-side impeller to the other-side introduction flow path,
The electric compressor according to any one of claims 1 to 3.
請求項6に記載の電動圧縮機。 and at least one other-side sensor for acquiring information about the rotating shaft, the at least one other-side sensor being at least partially embedded in the other-side guide protrusion.
The electric compressor according to claim 6.
前記回転シャフトの中心軸線の延長線上に位置するように埋め込まれた、
請求項7に記載の電動圧縮機。 The at least one other-side sensor is
embedded so as to be located on an extension of the central axis of the rotating shaft;
The electric compressor according to claim 7.
前記回転シャフトの前記他方側の端部を挿入させるための他方側挿入凹部が形成され、
前記少なくとも1つの他方側センサは、
前記回転シャフトの前記他方側挿入凹部に挿入された前記他方側の端部の外周側に埋め込まれた、
請求項7に記載の電動圧縮機。 The other side guide protrusion has:
an other-side insertion recess for inserting the other-side end of the rotating shaft is formed;
The at least one other-side sensor is
embedded in the outer circumferential side of the end portion of the rotating shaft that is inserted into the other-side insertion recess;
The electric compressor according to claim 7.
前記回転シャフトの回転運動に関する情報を取得するように構成された回転センサを含む、
請求項7に記載の電動圧縮機。 The at least one other-side sensor is
a rotation sensor configured to obtain information regarding the rotational motion of the rotatable shaft;
The electric compressor according to claim 7.
前記回転シャフトの前記他方側の端部と前記他方側センサとの間の距離に関する情報を取得するように構成されたギャップセンサを含む、
請求項7に記載の電動圧縮機。 The at least one other-side sensor is
a gap sensor configured to obtain information regarding a distance between the other end of the rotating shaft and the other sensor;
The electric compressor according to claim 7.
請求項1~3の何れか1項に記載の電動圧縮機。 the one-side casing has a flow path forming member made of resin having the one-side inner wall surface and the one-side guide protrusion,
The electric compressor according to any one of claims 1 to 3.
前記電動モータにより駆動されるように構成された回転シャフトと、
前記回転シャフトの一方側において前記回転シャフトに取り付けられた一方側インペラと、
前記一方側インペラを収容するとともに、前記一方側インペラに気体を導くための一方側導入流路であって、径方向における外側から内側に向けて前記気体を導くように構成された一方側導入流路、を有する一方側ケーシングと、を備える電動圧縮機であって、
前記一方側ケーシングは、
前記一方側導入流路の前記一方側インペラが位置する側とは軸方向の反対側を画定する一方側内壁面と、
前記一方側内壁面から前記一方側インペラに向かって突出する一方側案内凸部と、を有する樹脂製の流路形成部材を有し、
前記電動圧縮機は、
前記回転シャフトに関する情報を取得するための少なくとも1つの一方側センサであって、前記流路形成部材の前記一方側の端面よりも前記一方側に配置された少なくとも1つの一方側センサをさらに備える、
電動圧縮機。 An electric motor;
a rotating shaft configured to be driven by the electric motor;
a one-side impeller attached to the rotating shaft on one side of the rotating shaft;
a first casing that houses the first impeller and has a first inlet flow passage for guiding gas to the first impeller, the first inlet flow passage being configured to guide the gas from an outer side to an inner side in a radial direction,
The one side casing is
a first inner wall surface defining a side of the first inlet flow passage opposite to a side on which the first impeller is located in the axial direction;
a first guide protrusion protruding from the first inner wall surface toward the first impeller,
The electric compressor includes:
and at least one one-side sensor for acquiring information about the rotating shaft, the at least one one-side sensor being disposed on the one side of the end face on the one side of the flow passage forming member.
Electric compressor.
前記少なくとも1つの一方側センサは、前記外側凹部に配置された、
請求項13に記載の電動圧縮機。 the end surface on the one side of the flow passage forming member has an outer recess that is recessed toward a side where the one side impeller is located,
The at least one one-side sensor is disposed in the outer recess.
The electric compressor according to claim 13.
請求項1~3、13又は14の何れか1項に記載の電動圧縮機。 a control device configured to adjust a rotation speed of the electric motor taking into account information about the rotating shaft obtained by the at least one one-side sensor.
The electric compressor according to any one of claims 1 to 3, 13 and 14.
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Legal Events
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| WWE | Wipo information: entry into national phase |
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