(57)【要約】  電動モータは、モータケースと、モータケース内に収容された、回転軸を中心に回転可能なロータと、モータケース内のロータの周囲に設けられた、ステータコアにステータコイルが巻かれて構成されたステータと、モータケース内に設けられ、モータケースの内周面に向けて液状の冷却剤を噴射する第１噴射ノズルとを備えている。ステータコイルは、ステータコアから回転軸の方向に突出された第１コイルエンドを有している。第１噴射ノズルは、冷却剤を内周面で跳ね返らせて霧状に拡散させて第１コイルエンドに降り掛けるよう構成されている。第１コイルエンドは、降り掛かった霧状冷媒の気化熱によって十分に冷却される。
2013011939.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータであって、
モータケースと、
前記モータケース内に収容された、回転軸を中心に回転可能なロータと、
前記モータケース内の前記ロータの周囲に設けられた、ステータコアにステータコイルが巻かれて構成されたステータと、
前記モータケース内に設けられ、前記モータケースの内周面に向けて液状の冷却剤を噴射する第１噴射ノズルとを備えており、
前記ステータコイルが、前記ステータコアから前記回転軸の方向に突出された第１コイルエンドを有しており、
前記第１噴射ノズルが、前記冷却剤を前記内周面で跳ね返らせて霧状に拡散させて前記第１コイルエンドに降り掛けるよう構成されている、ことを特徴とする電動モータ。
【請求項２】
請求項１に記載された電動モータであって、
前記第１噴射ノズルが、前記ロータの回転方向に前記冷却剤を噴射するよう構成されている、ことを特徴とする電動モータ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された電動モータであって、
前記モータケースの内部が、前記ロータ及び前記ステータの一側に位置する第１空間と、前記ロータ及び前記ステータの他側に位置する第２空間とに区画されており、
前記第１コイルエンドが、前記第１空間内に突出され、
前記第１噴射ノズルが、前記第１空間内に設けられて、前記第１空間内に前記冷却剤を噴射し、
前記電動モータが、前記第２空間に高圧ガスを噴射するガス噴射ノズルをさらに備えている、ことを特徴とする電動モータ。
【請求項４】
請求項３に記載された電動モータであって、
前記電動モータが、前記モータケースの内周面に向けて液状の前記冷却剤を噴射する第２噴射ノズルを前記第２空間内にさらに備えており、
前記第２噴射ノズルが、前記冷却剤を前記モータケースの内周面で跳ね返させることで前記第２空間内に霧状に拡散させるよう構成されている、ことを特徴とする電動モータ。
【請求項５】
請求項４に記載された電動モータであって、
前記第２噴射ノズルが、前記ロータの回転方向に前記冷却剤を噴射するよう構成されている、ことを特徴とする電動モータ。
【請求項６】
請求項５に記載された電動モータであって、
前記ガス噴射ノズルが、前記ロータの回転方向に前記高圧ガスを噴射するよう構成されている、ことを特徴とする電動モータ。
【請求項７】
請求項４〜６の何れか一項に記載された電動モータであって、
前記ステータコイルが、前記ステータコアから前記第２空間に向けて、前記回転軸の方向に突出された第２コイルエンドを有しており、
前記ガス噴射ノズルが、前記第２空間内に突出された第２コイルエンドの端縁よりも外側に前記高圧ガスを噴射するよう構成されている、ことを特徴とする電動モータ。
【請求項８】
請求項３〜７の何れか一項に記載された電動モータであって、
前記高圧ガスが、前記冷却剤が気化したものである、ことを特徴とする電動モータ。
【請求項９】
請求項８に記載された前記電動モータによってインペラを駆動するターボ圧縮機であって、
前記高圧ガスが、前記インペラで圧縮されたガス状の前記冷却剤である、ことを特徴とするターボ圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータと該ロータの周囲に設けられたステータとを備え、前記ステータを液状の冷却剤で冷却する電動モータと、この電動モータを用いたターボ圧縮機とに関する。
【背景技術】
【０００２】
電動モータの長時間運転時のステータやロータの温度上昇によるコイルや絶縁材の焼損やロータの熱変形を防止するために、液状冷却剤（冷媒）を用いて内部を冷却する電動モータが従来から知られている。下記特許文献１は、回転する有底円筒状のロータの内部に液冷媒を供給する電動モータを開示している。この電動モータでは、液冷媒の気化熱によってロータが冷却される。また、下記特許文献２は、冷媒供給量が制御される電動モータを開示している。この電動モータでは、冷媒供給量を制御することで、過冷却や、潤滑油への液冷媒の混入による潤滑不良が防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】日本国特開２００９−１１８６９３号公報
【特許文献２】日本国特開２００９−３００００８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した電動モータでは、ロータは冷却されるが、ステータは十分に冷却されない。ロータで気化しなかった液冷媒がドレンへと落下する途中でステータに降りかかり、ステータはこの液冷媒で冷却されるだけである。特に、特許文献１に開示された電動モータでは、ロータの底側のコイルエンドは熱伝導によってのみ冷却されるので、十分に冷却されない。このため、電動モータの焼損の可能性を解消できなかった。【０００５】
本発明の目的は、ステータコイルのコイルエンドを十分に冷却することができる電動モータを提供することにある。【０００６】
本発明の第１の特徴は、電動モータであって、モータケースと、前記モータケース内に収容された、回転軸を中心に回転可能なロータと、前記モータケース内の前記ロータの周囲に設けられた、ステータコアにステータコイルが巻かれて構成されたステータと、前記モータケース内に設けられ、前記モータケースの内周面に向けて液状の冷却剤を噴射する第１噴射ノズルとを備えており、前記ステータコイルが、前記ステータコアから前記回転軸の方向に突出された第１コイルエンドを有しており、前記第１噴射ノズルが、前記冷却剤を前記内周面で跳ね返らせて霧状に拡散させて前記第１コイルエンドに降り掛けるよう構成されている、ことを特徴とする電動モータを提供する。【０００７】
上記第１の特徴では、第１噴射ノズルからモータケースの内周面に向けて冷却剤が噴射され、冷却剤は内周面にて跳ね返らされて霧状に拡散する。拡散した霧状の冷却剤は、第１コイルエンドに降り掛かり、その気化熱でコイルエンドを冷却する。このため、熱伝導によってコイルエンドを冷却するよりも、第１コイルエンドを十分に冷却でき、電動モータの温度上昇による焼損の可能性を解消できる。この結果、電動モータの信頼性が向上する。また、生成された霧状の冷却剤は低速で第１コイルエンドに降り掛かるので、ステータコイルの絶縁被覆膜の損傷を防止できる。【０００８】
本発明の第２の特徴は、上述した第１の特徴の電動モータによってインペラを駆動するターボ圧縮機であって、前記モータケースの内部が、前記ロータ及び前記ステータの一側に位置する第１空間と、前記ロータ及び前記ステータの他側に位置する第２空間とに区画されており、前記第１コイルエンドが、前記第１空間内に突出され、前記第１噴射ノズルが、前記第１空間内に設けられて、前記第１空間内に前記冷却剤を噴射し、前記電動モータが、前記第２空間に高圧ガスを噴射するガス噴射ノズルをさらに備えており、前記高圧ガスが、前記インペラで圧縮されたガス状の前記冷却剤である、ことを特徴とするターボ圧縮機を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】電動モータ（ターボ圧縮機）の第１実施形態を備えた冷凍サイクルのブロック図である。
【図２】上記電動モータの側面図である。
【図３】図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】図３中のＩＶ−ＩＶ線に沿った縦断面図である。
【図５】上記電動モータの噴射ノズルの平面図である。
【図６】図５中のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。
【図７】電動モータ（ターボ圧縮機）の第２実施形態を備えた冷凍サイクルのブロック図である。
【図８】上記電動モータの縦断面図である。
【図９】図８中のＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態を図面を参照しつつ説明する。まず、第１実施形態の電動モータ１（ターボ圧縮機２０）について、図１〜図６を参照しつつ説明する。
【００１１】
図１に示されるように、電動モータ１は、ターボ冷凍機２の冷凍サイクルにおけるターボ圧縮機２０の駆動源として設けられている。ターボ冷凍機２は、空調用冷却水[coolant for air conditioning]を生成するための装置である。ターボ冷凍機２は、圧縮機２０と、蒸発器[evaporator]２１と、凝縮器[condenser]２２と、エコノマイザ[economizer]２６と、を備えている。これらの機器は、冷媒[refrigerant]（冷却剤[cooling fluid]：フロン[chlorofluorocarbon]）を循環させる冷媒パイプ２５ａ〜２５ｅで接続されている。
【００１２】
凝縮器２２は、流路２５ａを介して圧縮機２０と接続されると共に、膨張弁（減圧器[pressure reducer]）２３が配置された流路２５ｂを介してエコノマイザ２６と接続されている。凝縮器２２には、圧縮機２０で圧縮された気冷媒[refrigerant gas]が流路２５ａを介して供給される。凝縮器２２は、圧縮された気冷媒を液冷媒[refrigerant liquid]に凝縮する（気冷媒として一部残る）。凝縮器２２で凝縮された液冷媒（又は、気液混合状態の冷媒）は、流路２５ｂを介して、膨張弁２３によって減圧された後、エコノマイザ２６に供給される。
【００１３】
エコノマイザ２６は、膨張弁（減圧器）２７が配置された流路２５ｃを介して蒸発器２１と接続されると共に、流路２５ｄを介して圧縮機２０と接続されている。エコノマイザ２６は、流路２５ｃ上で膨張弁（減圧弁）２３によって減圧された液冷媒（一部は気冷媒）を一時的に貯留する。エコノマイザ２６に貯留された冷媒（気液混合状態）の気相成分[gas-phase component]（気冷媒）は、流路２５ｄを介して圧縮機２０の第２圧縮段[second compression stage]（第２インペラ）２０ｂに供給される。一方、エコノマイザ２６に貯留された冷媒（気液混合状態）の液相成分[liquid-phase component]（液冷媒）は、流路２５ｃ上で膨張弁２７によって減圧された後に蒸発器２１に供給される。
【００１４】
蒸発器２１は、流路２５ｅを介して圧縮機２０の第１圧縮段[first compression stage]（第１インペラ）２０ａと接続されている。蒸発器２１は、流路２５ｃ上で膨張弁２７によって減圧された液冷媒を気冷媒へと蒸発させる。蒸発器２１で蒸発された気冷媒は、流路２１ｅを介して圧縮機２０の第１圧縮段２０ａに供給される。
【００１５】
圧縮機２０は、流路２５ａを介して凝縮器２２と接続されており、上述した第１圧縮段２０ａ及び第２圧縮段２０ｂを有している。圧縮機２０は、流路２５ｅを介して供給された気冷媒を第１圧縮段２０ａによって圧縮して流路２５ｄに排出すると共に、流路２５ｄを介して供給された気冷媒（第１圧縮段２０ａから排出された気冷媒を含む）を第２圧縮段２０ｂによって圧縮して気冷媒として流路２５ａに排出する。圧縮機２０で圧縮された気冷媒は、流路２５ａを介して凝縮器２２に供給される。空調用冷却水は、蒸発器２１での冷媒との熱交換によって冷却される。
【００１６】
本実施形態のターボ冷凍機２は、上述した冷凍サイクルに加えて、冷凍サイクルの冷媒を用いた、電動モータ１の冷却系統も備えている。凝縮器２２で凝縮された液冷媒（又は、気液混合状態の冷媒）は、流路２５ｆを介して電動モータ１に供給される。液冷媒は、流路２５ｆ上において、制御器[regulator]２４（流量制御弁やオリフィスなど）によって電動モータ１への供給量が制御される。電動モータ１に供給された液冷媒は、電動モータ１を冷却した後、蒸発器２１（冷凍サイクル）へと戻される。電動モータ１では、液冷媒の一部はステータ５（図４参照）の周囲を循環し、残りの一部は後述する第１噴射ノズル７ａから電動モータ１の内部に噴射される。
【００１７】
電動モータ１について詳しく説明する。図２〜図４に示されるように、電動モータ１は、鋳造モータケース３と、回転軸４０を中心に回転可能なロータ４と、ロータ４の周囲に設けられたステータ５とを備えている。
【００１８】
モータケース３は、円筒状の周壁[circumferential wall]３１と、周壁３１の両端を塞ぐ端壁[end wall]３２及び貫通壁[pass-through wall]３３とで構成されている。モータケース３（周壁３１、端壁３２及び貫通壁３３）の内部には、内部空間[inner chamber]３４が形成されている。周壁３１の内面にステータ５が固定されている。端壁３２の中心からは、内部空間３４に向けて支承筒部[support cylinder]３２ａが突設されている。支承筒部３２ａの端部には、玉軸受[ball bearing]６０Ａとラビリンスシール６１Ａとが設けられている。一方、貫通壁３３の中心には、筒孔[cylindrical hole]３３ａが設けられている。筒孔３３ａには、コロ軸受[roller bearing]６０Ｂとラビリンスシール６１Ｂとが設けられている。玉軸受６０Ａ及びコロ軸受６０Ｂは、回転軸４０を回転可能に支持している。
【００１９】
内部空間３４は、ロータ４及びステータ５によって、ロータ４及びステータ５の一側（図４左側）に位置する第１空間[first chamber]３４Ａと、他側（図４右側）に位置する第２空間[second chamber]３４Ｂとに区画されている。図３及び図４に示されるように、モータケース３には、第１空間３４Ａ内の内周面３０に向けて液冷媒８を噴射する第１噴射ノズル７ａが設けられている。第１噴射ノズル７ａは、第１空間３４Ａ内に突出された第１コイルエンド５１へ向けてモータケース３の径方向に沿って配置されている。第１噴射ノズル７ａについては、追って詳しく説明する。なお、図４において、第１噴射ノズル７ａは断面の手前にあるので、点線で示されている。
【００２０】
ステータ５は、複数の電磁鋼板が積層された筒状のステータコア５３と、ステータコア５３のティースに巻かれたステータコイル５０とを備えている。ステータコイル５０の表面にはワニス[varnish]などの絶縁被覆膜が形成されている。また、ステータコイル５０は、回転軸４０の軸方向に沿って第１空間３４Ａに突出された第１コイルエンドと、回転軸４０の軸方向に沿って第２空間３４Ｂに突出された第２コイルエンド５２を有している。
【００２１】
ロータ４は、回転軸４０と、複数の電磁鋼板が積層された筒状のロータコア４１と、ロータコア４１に巻かれたロータコイルとを備えている。回転軸４０は、ロータコア４１を貫通し、ロータコア４１に固定されている。また、ロータ４はステータ５の内部に配されており、回転軸４０及び軸受６０Ａ，６０Ｂを介して、端壁３２及び貫通壁３３に回転可能に支持されている。つまり、ステータ５は、モータケース３内で、ロータ４の周囲に設けられている。
【００２２】
また、電動モータ１には、冷媒流路３５が設けられている。冷媒流路３５は、外部から供給された液冷媒８を電動モータ１の内部に循環させる。冷媒流路３５は、周壁３１の内周面３０上に、ステータコイル５３に面して形成された螺旋状の溝によって構成されている。液冷媒８が冷媒流路３５を流れる間に、ステータコイル５３は液冷媒８によって冷却される。
【００２３】
図５及び図６に示されるように、第１噴射ノズル７ａは、その内部に軸方向に延びる供給路７０を有していると共に、その先端にスリットとして形成された吐出口７１を有している。供給路７０は、モータケース３の外部から供給された液冷媒８を吐出口７１へと供給する。供給された液冷媒８は、吐出口７１からモータケース３の内周面３０に向けて噴射される。
【００２４】
吐出口７１の開口方向は、図６に示されるように、第１噴射ノズル７ａの軸方向に対して所定の傾斜角度Ａ１に設定されている。液冷媒８は、この傾斜角度Ａ１によって、モータケース３の内周面３０に向けて噴射される。この際、噴射された液冷媒８は、傾斜角度Ａ１を保ち、噴射範囲の厚さはほぼ一定である。また、第１噴射ノズル７ａの吐出口７１は、回転軸４０の軸方向に延びるスリットとして形成されている。このため、図５に示されるように、噴射された液冷媒８は、回転軸４０の軸方向に平行な面に沿って扇状に拡散する[spread like a fan]（扇状の中心角は所定の拡散角度Ａ２）。
【００２５】
モータケース３への第１噴射ノズル７ａの取付位置、傾斜角度Ａ１、及び、拡散角度Ａ２は、液冷媒８をより広範囲に拡散させて、内周面３０で跳ね返った霧状（液滴状）冷媒８[refrigerant mists (refrigerant droplets) 8 splashed by the internal circumferential surface 30]が第１コイルエンド５１全体に降りかかるように、電動モータ１のサイズや液冷媒８の噴射圧などに応じて、設定される。
【００２６】
冷却動作について説明する。まず、冷媒通路３５による冷却について、図４を参照しつつ説明する。モータケース３の外部から冷媒通路３５に供給された液冷媒８は、冷媒流路３５を流れる間にステータコイル５３の熱で気化し、その気化熱によってステータコイル５３を冷却する。冷媒通路３５を通過した気液混合状態の冷媒８は、第２空間３４Ｂに排出される。第２空間３４Ｂに排出された液冷媒８は、第２コイルエンド５２に降りかかり、第２コイルエンド５２の熱で気化し、その気化熱によって第２コイルエンド５２を冷却する。
【００２７】
液冷媒８の気化によって発生する気冷媒８によって第２空間３４Ｂ内の圧力が上昇し、気冷媒８は、ステータコイル５３とロータコイル４１との間の隙間を通って、圧力が低い第１空間３４Ａへと移動する。なお、冷媒通路３５から第２空間３４Ｂへと排出された液冷媒（霧状冷媒）８や、第２空間３４Ｂの下部に貯留されている液冷媒８の一部も、ステータコイル５３とロータコイル４１との間の隙間を通って第１空間３４Ａへと移動する。上述した冷媒８の第２空間３４Ｂから第１空間３４Ａへの移動に伴って、ロータ４（及びステータ５）が冷媒８によって冷却される。
【００２８】
次に、第１噴射ノズル７ａによる冷却について説明する。上述したように、第２空間３４Ｂ内の第２コイルエンド５２（及びステータ５）は、冷媒通路３５を通る冷媒８によって冷却される。一方、第１噴射ノズル７ａは、第１空間３４Ａ内の第１コイルエンド５１を液冷媒８で冷却するために設けられている。第１噴射ノズル７ａの吐出口７１から第１空間３４Ａの内周面３０に向けて液冷媒８が噴射されると、液冷媒８は内周面３０で跳ね返されて霧状（液滴状）冷媒８となって広範囲に拡散する。
【００２９】
鋳造モータケース３の鋳型の表面模様[surface pattern of a casting mold]が内周面３０に転写されており、内周面３０は、細かい凹凸[fine asperity]を有している。このため、内周面３０は、好適に液冷媒８を霧状（液滴状）冷媒８として跳ね返す。拡散された霧状冷媒８は、重力によって落下して第１コイルエンド５１へ降りかかり、第１コイルエンド５１の熱で気化し、その気化熱によって第１コイルエンド５１を冷却する。なお、霧状冷媒８を第１コイルエンド５１に効率よく振り掛けるために、第１噴射ノズル７ａ（吐出口７１）は、第１コイルエンド５１の突出長さのほぼ中央位置に配されるのが好ましい。
【００３０】
また、液冷媒８は、第１噴射ノズル７ａ（吐出口７１）からロータ４の回転方向（図２中の反時計方向）に噴射される。モータケース３内にはロータ４の回転によって回転方向に流れる回転流が形成される。このため、液冷媒８をロータ４の回転方向に噴射すると、内周面３０で跳ね返った霧状冷媒８が回転流よって第１コイルエンド５１全体に運ばれ、第１コイルエンド５１全体（及び第１空間３４Ａ内の他の部位）が冷却され得る。従って、第１コイルエンド５１の冷却効果がさらに向上する。なお、第１噴射ノズル７ａから噴射されて気化しなかった液冷媒８は、流下して周壁３１下部に設けられた溝３６を介して、気冷媒８と共に排出口[drain]３７から流路２５ｇ（図１参照）に排出されて蒸発機２１（冷凍サイクル）に戻される。
【００３１】
本実施形態の電動モータ１によれば、第１噴射ノズル７ａから内周面３０に向けて液冷媒８を噴射して霧状冷媒８を生成させ、霧状冷媒８で第１コイルエンド５１を直接冷却する。このため、従来のように主として熱伝導によってコイルエンドを冷却するよりも、第１コイルエンド５１を十分に冷却できる。この結果、電動モータ１の温度上昇による焼損や焼付きを防止できる。
【００３２】
また、霧状冷媒８は、低速で第１コイルエンド５１に達する。従って、第１コイルエンド５１の絶縁被覆膜の損傷を防止できる。さらに、液冷媒８を内周面３０によって跳ね返らせることで霧状冷媒８を広範囲に拡散させることができ、霧状冷媒８によって第１コイルエンド５１全体を冷却できる。さらに、液冷媒８をスリットとして形成された吐出口７１から扇状に拡散させて噴射するので、霧状冷媒８を第１コイルエンド５１の突出方向に沿って広範囲に拡散させることができ、第１コイルエンド５１を効果的に冷却できる。
【００３３】
なお、上記実施形態では、第１コイルエンド５１に降りかかる霧状冷媒８を生成するための第１噴射ノズル７ａが設けられる第１空間は、電動モータ１の駆動力の出力側（回転軸４０がモータケース３から突出されている側：図４の左側）の空間３４Ａであった。しかし、必要に応じて、電動モータ１の出力側とは反対側の空間３４Ｂに第１噴射ノズル７ａが設けられても良い（即ち、空間３４Ｂが第１空間）。あるいは、両方の空間に、第１コイルエンド５１に降りかかる霧状冷媒を生成するための第１噴射ノズルが設けられてもよい。
【００３４】
また、上記実施形態では、電動モータ１の出力側とは反対側の空間（第２空間３４Ｂ）に冷媒流路３５からの液冷媒８が排出された。しかし、電動モータ１の出力側の空間３４Ａに液冷媒８が排出されるように冷媒流路３５が形成されても良い。この場合は、上記出力側の空間３４Ａ内のコイルエンド５１は、冷媒流路３５からの液冷媒８で冷却されるので、上記反対側の空間３４Ｂに、コイルエンド５２に降りかかる霧状冷媒を生成するための第１噴射ノズルが設けられることが好ましい（即ち、空間３４Ｂが第１空間）。
【００３５】
次に、第２実施形態の電動モータ１（ターボ圧縮機２０）について、図７〜図９を参照しつつ説明する。本実施形態は、上述した第１実施形態よりも冷却性能をさらに向上させた構成を有している。図７に示されるように、冷却性能向上のために、第２噴射ノズル７ｂ及びガス噴射ノズル９が第１実施形態の構成に追加されている。その他の構成は第１実施形態と同様であるため、同一又は同等の構成には同一符号を付して、それらの重複する説明は省略する。
【００３６】
上述したように、モータケース３の内部には、第２空間３４Ｂから第１空間３４Ａへの冷媒８（気冷媒及び霧状冷媒）の流れが生じ、この流れによってロータ４（及びステータ５）が冷却される。本実施形態では、この冷媒８の流量を増加させるために、第２空間３４Ｂに高圧ガスを噴射する。本実施形態では、図８中のＩＸ−ＩＸ線断面図である図９に示されるように、高圧ガスを第２空間３４Ｂに噴射するガス噴射ノズル９が、モータケース３に設けられている。なお、図８において、ガス噴射ノズル９は支承筒部３２ａの背後にあるので、点線で示されている。
【００３７】
図７に示されるように、ガス噴射ノズル９には、圧縮機２０の第２圧縮段（第２インペラ）２０ｂ下流側から高圧の気冷媒８が供給される。ターボ冷凍機２の冷凍サイクルの中で、第２圧縮段（第２インペラ）２０ｂ下流側の気冷媒８の圧力は高く、高圧ガスとして好適である。また、モータケース３の内部には冷媒８で満たされているので、第２空間３４Ｂの内部に噴射する高圧ガスは同じ冷媒（高圧の気冷媒）８が好ましい。なお、第２空間３４Ｂに噴射される高圧の気冷媒８は高温度であるが、噴射量も少なく、かつ、噴射後に第２空間３４Ｂ内での体積膨張に伴う温度低下もあり、電動モータ１の冷却性能に影響を与えない。
【００３８】
高圧の気冷媒８を第２空間３４Ｂに噴射することで、第２空間３４Ｂの圧力が高まり、第２空間３４Ｂから第１空間３４Ａへの冷媒８（気冷媒及び霧状冷媒）の流れが促進される。冷媒８の流れが促進されることで、冷媒８とロータ４（及びステータ５）との熱交換量が増えて冷却性能が向上する。
【００３９】
ガス噴射ノズル９の構成は、基本的には、上述した第１噴射ノズル７ａと同様の構成を有しているので、詳しい説明を省略する。ただし、第１噴射ノズル７ａは液冷媒を噴射するのに対して、ガス噴射ノズル９は高圧ガス（高圧の気冷媒）を噴射する。従って、ガス噴射ノズル９の内部流路の断面積や吐出口の形状などは、高圧ガスに最適化される。例えば、第１噴射ノズル７ａの吐出口７１は、液冷媒を拡散噴射するためにスリットとして形成された。これに対して、ガス噴射ノズル９からの高圧ガスの噴射ｈは第２空間３４Ｂ内の冷媒の流れを促進することが目的であるため、ガス噴射ノズル９の吐出口はスリットではなく丸孔として形成されても良い。
【００４０】
また、本実施形態では、更なる冷却性能の向上のために、第２空間３４Ｂから第１空間３４Ａへの冷媒８の流れに含まれる霧状冷媒８を増やすために、第１実施形態の第１噴射ノズル７ａと同じ構成の第２噴射ノズル７ｂが設けられている。冷媒８の流れに含まれる霧状冷媒８が増えると、気化熱が増加するため、冷媒８とロータ４（及びステータ５）との熱交換量がさらに増えて冷却性能がさらに向上する。
【００４１】
図９に示されるように、回転軸４０に対してガス噴射ノズル９の反対側（第１噴射ノズル７ａと同じ側）に、第２噴射ノズル７ｂが設けられている。第２噴射ノズル７ｂは、第１噴射ノズル７ａと同一の構成を有しており（図５及び図６参照）、第２空間３４Ｂの内周面３０に向けて液冷媒８を噴射させる。噴射された液冷媒８は、内周面３０で跳ね返って霧状（液滴状）冷媒８となり、第２空間３４Ｂ内に拡散する。拡散した霧状冷媒８は、ガス噴射ノズル９から噴射された気冷媒８（高圧ガス）によって促進された冷媒８の流れによって、第２空間３４Ｂから第１空間３４Ａに移動し、ロータ４（及びステータ５）と熱交換して冷却性能を向上させる。
【００４２】
ここで、第２噴射ノズル７ｂも、ロータ４の回転方向（図９中の反時計方向）に液冷媒８を噴射する。上述したように、モータケース３内にはロータ４の回転方向に沿って回転流が形成されるので、液冷媒８をロータ４の回転方向に噴射すると、生成された霧状冷媒８が回転流よって攪拌され、第２空間３４Ｂから第１空間３４Ａへの冷媒８の流れに含まれやすくなる。
【００４３】
さらに、ガス噴射ノズル９も、ロータ４の回転方向に気冷媒８（高圧ガス）を噴射する。この結果、回転流が促進され、生成された霧状冷媒８がより攪拌される。この結果、霧状冷媒８が、第２空間３４Ｂから第１空間３４Ａへの冷媒８の流れにより一層含まれやすくなる。また、霧状冷媒８がより均一に拡散されるので、ロータ４全体を冷却することができる。なお、ガス噴射ノズル９による回転流の促進によって冷媒流路３５から排出される冷媒８も拡散され、第２コイルエンド５２全体もより効果的に冷却できる。
【００４４】
ここで、ガス噴射ノズル９は、第２空間３４Ｂから第２コイルエンドの内部へ向かう冷媒８の流れを効果的に生成するために、第２コイルエンド５２の端縁よりも外側（突出外側：図８中の右側）に気冷媒８（高圧ガス）を噴射するように構成されることが好ましい。第２空間３４Ｂから第２コイルエンドの内部へ向かう冷媒８の流れを効果的に生成することで、第２空間３４Ｂから第１空間３４Ａへの冷媒８の流量を効果的に増やすことができる。
【００４５】
また、ガス噴射ノズル９が、第２コイルエンド５２の端縁よりも外側に気冷媒８（高圧ガス）を噴射するように構成されることで、ガス噴射ノズル９から噴射された気冷媒８（高圧ガス）による第２コイルエンド５２の絶縁被覆膜の損傷を防止できる。なお、本実施形態では、ガス噴射ノズル９自体が、第２コイルエンド５２の端縁よりも外側（図８におけるＩＸ−ＩＸ断面の位置）に配設されている。
【００４６】
上述したように、第１噴射ノズル７ａは、生成した霧状冷媒８を第１コイルエンド５１に効率よく振り掛けるために、第１コイルエンド５１の突出長さのほぼ中央位置に配されるのが好ましい。これに対して、第２噴射ノズル７ｂは、生成した霧状冷媒８を第２空間３４Ｂから第１空間３４Ａへの冷媒８の流れに含ませるために、第２空間３４Ｂ内に拡散させることが主目的である。このため、本実施形態では、第２噴射ノズル７ｂは、回転軸４０の軸方向に沿ってガス噴射ノズル９と同位置（図８におけるＩＸ−ＩＸ断面の位置）に設けられている。
【００４７】
しかし、第２噴射ノズル７ｂによって生成された霧状冷媒８は、内周面３０によって跳ね返らされて第２空間３４Ｂ内に十分に拡散されるため、第２コイルエンド５２の端縁よりも内側に設けられても良い。また、第２噴射ノズル７ｂによって生成された霧状冷媒８の一部を第２コイルエンド５２に振り掛けて第２コイルエンド５２を冷却しても良い。
【００４８】
なお、本実施形態では、ガス噴射ノズル９から噴射する高圧ガスとしての気冷媒８は、圧縮機２０の第２圧縮段（第２インペラ）２０ｂ下流側から取得された。しかし、圧力が十分であれば、第１圧縮段（第１インペラ）２０ａ下流側（即ち、第２圧縮段２０ｂ上流側）から取得されても良い。
【００４９】
なお、本実施形態は第１実施形態の構成は全て備えており、第１実施形態によって実現される効果は全て本実施形態によって実現され得る。さらに、本実施形態によれば、ガス噴射ノズル９及び第２噴射ノズル７ｂのための配管は増えるものの、冷却性能（特に、ロータ５の冷却）をさらに向上させることができる。電動モータ１の発熱特性を考慮して、噴射ノズル９及び第２噴射ノズル７ｂの設置の要否が検討されれば良い。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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