JP2002327700A - 遠心圧縮機および冷凍機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多段遠心圧縮機の中間段吸込み口からインペ
ラ入口に流入する気流を入口全周にわたって均一化す
る。 【解決手段】 多段遠心圧縮機１のケーシング１０内の
中間段インペラ２３入口通路１６に円環状の全周吸込み
チャンバ３３を設け、中間吸入口３１から供給される気
体を全周吸込みチャンバから円環状スリット３５を介し
てインペラ２３入口通路に導入する。チャンバ３１の吸
入口３１直近部分には、セパレータ板４１と一対のガイ
ド板４３とからなるフローガイド４０を設ける。セパレ
ータ板４１とガイド板４３とはいずれも平板から形成さ
れ、セパレータ板４１はインペラ回転軸２５軸心を含み
吸入口３１中心を通る平面内に配置され、一対のガイド
板４３はセパレータ板の両側に回転軸に向けて拡開する
ように互いに鏡面対称に配置される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多段遠心圧縮機の
中間段又は最終段に気体を導入する中間吸込み流路の全
周吸込みチャンバ内に整流手段を備えた多段遠心圧縮機
および冷凍機に関する。

【０００２】

【従来の技術】多段遠心圧縮機では、吸入口と吐出口と
の他に中間段又は最終段に気体を導入する中間吸込み流
路を備えるものがある。例えば、エコノマイザを有する
冷凍サイクルに使用される冷凍機用多段遠心圧縮機など
では、エコノマイザからの冷媒蒸気を再圧縮する必要が
ある。エコノマイザからの冷媒蒸気の圧力は圧縮機吸入
圧力より高いため、冷媒蒸気を再圧縮する場合には冷媒
蒸気を圧縮機の入口に戻すのではなく、圧縮機中間段又
は最終段に導入することが好ましい。従って、このよう
な場合には多段遠心圧縮機の中間段又は最終段に冷媒蒸
気を導入するための中間吸込み流路が必要となる。

【０００３】多段遠心圧縮機の中間段又は最終段に気体
を吸入させる場合には、インペラ回転軸に対して直角方
向から気体を供給する必要があるため、中間段又は最終
段インペラ入口全周にわたって均一に気体を流入させる
ためには、回転軸直角方向から供給される気流をインペ
ラ入口全周にわたって均一に分散させる必要が生じる。
中間吸込み流路ではなく、通常の吸入口（第１段の吸入
口）であっても、インペラ回転軸に直角方向から気体を
吸入させる場合には同様な問題が生じるが、通常、第１
段吸入口ではインペラ入口周囲に比較的大きな入口チャ
ンバを設けるとともに、更にインペラ入口周囲に入口チ
ャンバからインペラに流入する気体の流れを整流する入
口ベーンを配置することなどにより、インペラ入口全周
から均一に気体がインペラ入口に流入するようにされて
いる。

【０００４】例えば、特開平１０−３１８１９１号公報
はこのような遠心圧縮機の第１段吸込み口の構造を開示
している。同公報の遠心圧縮機では、インペラ回転軸に
直行する向きの吸入口から第１段インペラに気体を供給
する際に、第１段インペラ入口部周囲のケーシング内に
比較的大きな入口チャンバを設け、このチャンバを吸入
口と反対側の周壁に突起を有する断面形状とし、チャン
バ周壁を吸入口から上記突起になめらかに接続するハー
ト形状としている。また、インペラ入口部には全周にわ
たって入口チャンバ内の気体をインペラ入口に均一に導
くための入口ベーンを設けており、更に吸入口近傍には
吸入口からチャンバに流入する気体の円周方向における
速度分布を均一化するための曲線形状のガイド板を配置
している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記特開平１０−３１
８１９１号公報の吸込み口構造は、遠心圧縮機の第１段
入口に関するものであるが、このような構造を、例えば
冷凍機用遠心多段圧縮機の中間吸込み流路に適用しよう
とすると問題が生じる場合がある。

【０００６】多段遠心圧縮機の中間段又は最終段吸込み
流路は、圧縮機の段間の限られたスペースに設ける必要
がある。このため、通常中間吸込み流路では十分な大き
さの入口チャンバを設けることが出来ない場合が多い。
また、スペースの制約のためチャンバの形状も上記公報
のように気流の整流のために複雑な構造をとることが困
難な場合が多く、単純な円環形状とされる場合が多い。
また、通常、各圧縮段のインペラ出口から次圧縮段のイ
ンペラ入口へ気体を導く通路にはリターンガイドベーン
が設けられるが、特に冷凍圧縮機などでは負荷変動時に
圧縮効率を最適化するためにこれらのリターンガイドベ
ーンを負荷に応じて角度を変更可能な可動式とすること
が多い。このような、可動式ガイドベーンを有する多段
圧縮機では、段間のスペースに可動式ガイドベーンの駆
動機構を収納する必要があり、入口チャンバの形状や容
積の制約が更に厳しくなる。また、入口チャンバから中
間段又は最終段インペラ入口部周囲に気体を導入する通
路にはスペース上の制約から入口ガイドベーンを設ける
ことができず、単にインペラ入口部周囲にスリットまた
は孔列を設けただけの構成とされる。

【０００７】また、上記公報のように曲面状のガイド板
を用いる場合にはガイド板はケーシングと一体に鋳造さ
れるが、中間吸入流路にこのような複雑な形状のガイド
板をケーシングと一体に形成することはスペースと構造
上の制約から困難な場合がある。上記のような制約か
ら、従来は中間段又は最終段吸込み流路には中間段又は
最終段インペラ入口の全周にわたって均一に気体を流入
させる構造はほとんどとられていない。このため、中間
吸込み流路では気流の偏流が生じやすく、中間段又は最
終段インペラに流入する気流の周方向の偏りが生じやす
くなっている。このように、中間段又は最終段インペラ
に流入する気流の偏りが生じると中間段又は最終段イン
ペラの圧縮効率が低下するのみならず、極端な場合には
インペラで局所的にサージが発生して圧縮機の運転領域
が狭くなったり、吐出圧の脈動やケーシングの振動など
が発生する問題がある。

【０００８】本発明は、上記問題に鑑み、簡易な構成で
中間段又は最終段インペラに流入する気流を周方向に均
一化することが可能な多段遠心圧縮機の中間吸込み流路
構造を備えた多段遠心圧縮機およびこの多段遠心圧縮機
を備えた冷凍機を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、多段遠心圧縮機の中間段又は最終段に気体を導
入する中間吸込み流路の全周吸込みチャンバ内に整流手
段を設けた、遠心圧縮機が提供される。

【００１０】すなわち、請求項１の発明では中間吸込み
流路の全周吸込みチャンバ内に整流手段を設けることに
より、インペラ入口部周囲に特別な入口ベーンを設ける
ことなくインペラ入口全周から均一に気体を導入するこ
とが可能となる。また、入口ベーンの省略により装置コ
ストを大幅に低減することができる。

【００１１】請求項２に記載の発明によれば、多段遠心
圧縮機の中間段又は最終段に気体を導入する吸込み流路
に設けられる吸込み口フローガイドであって、前記中間
吸込み口は、気体を導入すべき中間段又は最終段インペ
ラの入口部分周囲のケーシング内に形成された円環状の
全周吸込みチャンバと、該全周吸込みチャンバに気体を
導入する中間吸込み口と、前記全周吸込みチャンバ及び
前記インペラ入口とを連通する円環状スリット又は孔列
を備え、前記吸込み口フローガイドは、前記全周吸込み
チャンバ内の、前記中間吸込み口中央部を通るセパレー
タ板と、該セパレータ板の両側に配置され前記セパレー
タ板との間にそれぞれ拡開する流路を形成する一対のガ
イド板とよりなる、吸込み口フローガイドを備えた遠心
圧縮機が提供される。

【００１２】すなわち、請求項２の発明では中間吸込み
口の円環状の全周吸込みチャンバには、中間入口開口付
近に中間吸込み口中央部を通るセパレータ板と一対のガ
イド板とが備えられている。セパレータ板は中間吸込み
口からインペラ回転軸に直角名方向に全周吸込みチャン
バ内に流入する気体をインペラ回転軸に対して両側に分
岐させ、セパレータ板の両側に配置された一対のガイド
板に分岐された気体流を円環状の全周吸込みチャンバの
周壁に沿って流れるようにガイドする。これにより、吸
込み口から全周吸込みチャンバに流入する気流のうち、
チャンバ中央部にあるインペラ入口部に直接到達するも
のの割合が減少し、チャンバ周壁に沿って流れた後イン
ペラ入口部周囲から均等にインペラに流入するようにな
る。このため、入口チャンバを整流するために複雑な形
状に形成したり、インペラ入口部周囲に入口ベーンを設
けることなくインペラ入口全周から均一に気体を導入す
ることが可能となる。

【００１３】請求項３に記載の発明によれば、多段遠心
圧縮機の中間段又は最終段に気体を導入する中間吸込み
流路に設けられる吸込み口フローガイドであって、前記
中間吸込み流路は、気体を導入すべき中間段又は最終段
インペラの入口部分周囲のケーシング内に形成された円
環状の全周吸込みチャンバと、該全周吸込みチャンバに
インペラ回転軸直角方向から気体を導入する中間吸入口
と、ケーシング内の前記気体を導入すべき中間段又は最
終段インペラ入口全周にわたって設けられ前記全周吸込
みチャンバ及び前記インペラ入口とを連通する円環状ス
リット又は孔列とを備え、前記吸込み口フローガイド
は、前記全周吸込みチャンバ内の、前記中間吸入口中央
部を通りインペラ回転軸軸線を含む平面上に配置された
平板状のセパレータ板と、該セパレータ板の両側に互い
に鏡面対称に配置され前記セパレータ板との間にそれぞ
れインペラ回転軸軸線方向に拡開する流路を形成する一
対のガイド板とよりなる吸込み口フローガイド、を備え
た、遠心圧縮機が提供される。

【００１４】すなわち、請求項３の発明では中間吸込み
口の全周吸込みチャンバには、中間吸入口開口付近にセ
パレータ板と一対のガイド板とが備えられている。セパ
レータ板は中間吸入口からインペラ回転軸に直角な方向
に全周吸込みチャンバ内に流入する気体をインペラ回転
軸に対して両側に分岐させ、セパレータ板の両側に互い
に鏡面対称に配置された一対のガイド板は分岐された気
体流を円環状の全周吸込みチャンバの周壁に沿って流れ
るようにガイドする。これにより、請求項２同様に吸入
口から全周吸込みチャンバに流入する気流のうち、チャ
ンバ中央部にあるインペラ入口部に直接到達するものの
割合が減少し、チャンバ周壁に沿って流れた後インペラ
入口部周囲から均等にインペラに流入するようになる。
このため、入口チャンバを整流のために複雑な形状に形
成したり、インペラ入口部周囲に入口ベーンを設けるこ
となくインペラ入口全周から均一に気体を導入すること
が可能となる。また、セパレータ板、ガイド板はともに
平板形状であり、複雑な形状の鋳物を使用する必要がな
いため、スペースや構造上の制約がある中間吸込み口に
も容易に設置することができ、しかも鋳物を用いたりす
る場合に比べて装置コストを大幅に低減することができ
る。

【００１５】なお、本発明のフローガイドでは中央のセ
パレータ板とその両側の一対のガイド板が最低限必要で
あるが、ガイド板は必要に応じて複数対設けるようにし
てもよい。

【００１６】請求項４に記載の発明によれば、更に、前
記セパレータ板とインペラ回転軸軸線に対して反対側の
前記全周吸込みチャンバ周壁にインペラ回転軸方向に突
出する整流突起を備えた、請求項２又は３に記載の遠心
圧縮機が提供される。

【００１７】すなわち、請求項４の発明では全周吸込み
チャンバの中間吸入口と反対側の周壁には整流突起が設
けられているため、吸入口近傍のセパレータ板とガイド
板とによりチャンバ周壁に沿って流れる気流は整流突起
により再度チャンバ中央のインペラ入口に向けて導かれ
る。これにより、最も気体流が到達しにくいインペラ入
口部の中間吸入口と反対側の部分にも気流が到達するよ
うになり、インペラ入口部に流入する気流は更に周方向
に均一になる。

【００１８】請求項５に記載の発明によれば、前記整流
突起は、全周吸込みチャンバ周壁からインペラ中心軸線
方向に延びる平板により形成される、請求項４に記載の
遠心圧縮機が提供される。

【００１９】すなわち、請求項５の発明では請求項４の
整流突起として、セパレータ板、ガイド板と同様に平板
が用いられる。これにより、容易かつ安価に整流突起を
設けることが可能となる。

【００２０】請求項６に記載の発明によれば、前記整流
突起は、その形状を山形とし、その先端がインペラ中心
軸線方向と一致するように形成される、請求項５に記載
の遠心圧縮機が提供される。

【００２１】すなわち、請求項６の発明では請求項５の
整流突起として、セパレータ板、ガイド板のごとき平板
のみでなく、２枚の平板を組み合わせた山形形状とされ
るので周壁に沿って流れてきた冷媒蒸気がよりスムーズ
にインペラ入口部に向けて方向を変えて流れるようにで
きる。但し、請求項５の整流突起に比べ多少複雑となる
が平板２枚の組み合わせであり比較的容易にかつ安価に
設置できる。

【００２２】請求項７に記載の発明によれば、請求項
１、２、３、４、５および６のいずれか１項に記載の遠
心圧縮機と、該遠心圧縮機によって圧縮された冷媒を凝
縮、液化させる凝縮器と、該凝縮器によって液化された
冷媒を減圧する絞り弁と、該絞り弁によって減圧された
冷媒と被冷却物との間で熱交換を行なわせる該被冷却物
を冷却するとともに前記冷媒を蒸発、気化させる蒸発器
とを備えた冷凍機が提供される。

【００２３】すなわち、請求項７の発明では、上記請求
項１、２、３、４、５および６のいずれか１項に記載の
遠心圧縮を有することにより、圧縮機の運転領域が広く
なり、吐出圧の脈動やケーシングの振動などが抑制さ
れ、冷凍機全体としての性能向上と安定した運転が可能
となる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を用いて本発明の
実施形態について説明する。図１は、本発明を冷凍機用
多段圧縮機に適用した実施形態を示す遠心圧縮機の内部
構造を示す断面図、図２はその部分断面図である。図
１、２において、１は圧縮機全体、１０は圧縮機１のケ
ーシングを示す。ケーシング１０は、鋳物または溶接構
造とされ、内部に複数のインペラ（図では２つのインペ
ラ２１、２３）を収容している。インペラ２１、２３は
共通の回転軸２５に軸線方向に離間して配置されてい
る。回転軸２５は軸受２７により支持されており、モー
タ２８などの駆動機によりギヤー機構２９を介して駆動
力が伝達され、インペラ２１、２３とともに回転する。

【００２５】図において、インペラ２１は第１圧縮段、
インペラ２３は第２圧縮段を構成している。圧縮される
気体（本実施形態では、冷媒蒸気）は、ケーシング１０
の端部に設けられた吸入口１３から入口案内羽根（吸込
み容量の制御を行なう）２０−１を通過して第１段イン
ペラ２１に軸線方向に沿って流入し、第１段インペラ２
１の周囲から吐出される。第１段インペラ２１から吐出
された冷媒は、ケーシング１０内のインペラ２１全周に
わたって設けられた円環状の吐出通路１４に流入し、ベ
ンド部１５で方向を変えて再度中心方向に向って流れて
第２段入口案内羽根２０−２を通過して第２段インペラ
２３入口部周囲に設けられた環状の吸入通路１６から第
２段インペラ２３に流入する。そして、第２段インペラ
２３内で圧縮された冷媒は、インペラ２３周囲に設けら
れた吐出通路１７を経てケーシング１０の吐出口１８か
ら図示しない吐出配管に吐出される。

【００２６】第１段インペラの吐出通路のベンド部１５
下流側には全周にわたって放射状にリターンベーン１９
が配置されている。本実施形態では、リターンベーン１
９は角度を調整可能な可動式とされ、圧縮機負荷に応じ
て第２段吸入通路１６に流入する冷媒蒸気流の旋回方向
速度を変更することにより、各負荷領域における効率の
向上とサージマージンの拡大を可能としている。

【００２７】本実施形態では、冷凍サイクル中に設けら
れた図示しないエコノマイザで発生する冷媒蒸気を第１
段インペラの吐出流に合流させて第２段インペラに供給
する中間吸込み流路が設けられている。図に３１で示す
のは、エコノマイザからの冷媒蒸気が供給される吸入
口、３３で示すのはケーシング１０内の第１段インペラ
と第２段インペラとの間の位置に設けられた全周吸込み
チャンバである。全周吸込みチャンバ３３は、第２段イ
ンペラ２３の入口部周囲を囲む円環状の空間として形成
されている。

【００２８】図３（Ａ）は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に
沿った断面を示している。第１段インペラ２１のリター
ンベーン１９と第２段インペラ２３の吐出通路１７との
間には、リターンベーン１９、第２段入口案内羽根２０
−２及びデイフューザ可動壁４７の駆動機構４６を収容
する必要があるため、本実施形態では全周吸込みチャン
バ３３は比較的容積が小さくなっており、断面形状も単
純な円環状となっている。

【００２９】全周吸込みチャンバ３３の内周部には、全
周にわたってスリット又は孔列３５が設けられており、
吸込みチャンバ３３に流入した冷媒蒸気はこのスリット
又は孔列３５を通って第２段インペラ２３の入口通路１
６に流入し第１段インペラから吐出された冷媒蒸気とと
もに第２段インペラ２３に吸入される。

【００３０】この場合、全周吸込みチャンバ３３から第
２段インペラ２３の入口通路に流入する冷媒蒸気の流れ
に周方向の偏りが生じると、インペラ２３内を流れる冷
媒の流量が円周方向にばらつきを生じることになる。こ
のようなばらつきが生じると、例えばインペラ全体とし
て見れば流量、圧縮比が最適となる条件で運転されてい
ても、インペラの一部では局所的に流量、圧縮比などの
運転条件が最適値からずれた状態が生じ、全体としての
効率の低下が生じる問題がある。また、インペラ円周方
向に流量のばらつきがあると、全体としてみればサージ
が生じる条件から十分に離れた運転条件で圧縮機が運転
されているにもかかわらず、インペラ内で局所的にサー
ジに突入する領域が生じ、圧縮機吐出圧の脈動や圧縮機
自体の振動の増大などが生じる場合がある。

【００３１】上述したように、中間吸込み流路の全周吸
込みチャンバは、段間のケーシング内に設けられるため
構造上、スペース上の制約が多く、十分に大きな容積を
確保することができない場合が多い。また、特に冷凍機
用多段圧縮機では前段（第１段）のリターンベーン、入
口案内羽根及びデイフューザ可動壁等の駆動機構を段間
に収納する必要があるため、更に構造上の制約が生じ、
本実施形態においても全周吸込みチャンバ３３から第２
段インペラ２３の入口通路１６に冷媒蒸気を導入するス
リット又は孔列３５には、冷媒流を整流するための入口
ベーンが設けられていない。このため、特に中間吸込み
流路では、インペラ入口で周方向に中間吸込み流れの不
均一が生じやすくなっている。

【００３２】本実施形態では、図３（Ａ）に示すように
全周吸込みチャンバ３３内の吸入口３１開口直近にフロ
ーガイド４０を設けることによりこの問題を解決してい
る。図３（Ａ）に示すように、本実施形態のフローガイ
ド４０は、インペラ回転軸２５の軸心を含み中間吸入口
３１中心を通る平面内に配置された平板状の中央セパレ
ータ板４１と、その両側に配置された一対のガイド板４
３から成っている。本実施形態では、２つのガイド板４
３も平板状とされ、セパレータ板４１に対して互いに鏡
面対称になるようにセパレータ板４１に対して所定の角
度をなして配置されており、セパレータ板４１との間に
吸入口３１からインペラ回転軸２５に向って拡開する流
路を形成している。

【００３３】このようなフローガイド４０を設けたこと
により、吸入口３１から全周吸込みチャンバ３３に流入
した冷媒蒸気は、まず中央のセパレータ板４１により両
側に分割され、それぞれ分割された流れの一部はセパレ
ータ板４１に沿ってインペラ回転軸２５方向に流れ、ス
リット又は孔列３５から第２段インペラ入口通路１６に
流入する。また、残りの冷媒蒸気は、それぞれガイド板
４３に沿って流れ、全周吸込みチャンバの周壁方向に向
きを変えて周壁に沿って流れながらスリット又は孔列３
５に流入するようになる。このため、特にインペラ入口
部の吸入口に近い側に集中して冷媒蒸気が流入してしま
うことが防止され、インペラ入口部の周方向に均一に冷
媒蒸気が流入するようになる。

【００３４】また、この場合インペラ入口部の吸入口か
ら遠い側では、他の部分と較べて吸入口からの冷媒蒸気
が流入しにくい。そこで、本実施形態では、図３（Ａ）
に４５で示すように、セパレータ板４１とインペラ回転
軸２５に対して反対側のチャンバーの周壁に平板からな
る整流突起４５を配置している。このように整流突起４
５を設けることにより、周壁に沿って流れて来た冷媒蒸
気は整流突起４５によりインペラ入口部に向けて方向を
変えて流れるようになるため、インペラ入口の吸入口と
反対側の部分にも冷媒蒸気が十分に供給されるようにな
り、インペラ入口全周にわたって流れが更に均一にな
る。

【００３５】上述のように、構造上及びスペース上の制
約のために全周吸込みチャンバに十分な容積をとれず、
しかも整流のための複雑なチャンバ形状や入口ベーンを
採用することができない多段遠心圧縮機の中間段吸込み
口においても、本実施形態のように平板状のフローガイ
ドを設けることにより、容易にインペラ入口周囲の流れ
を均一化することが可能となっている。また、フローガ
イドのセパレータ板４１、ガイド板４３、及び整流突起
４５はいずれも平板から形成された簡素な形状であり、
複雑な形状の鋳造品を用いる必要がないため容易かつ安
価に製造することが可能となっている。なお、整流突起
４５は、図３（Ｂ）に示すごとく平板を組み合わせて山
形形状としても簡素な組み合わせであり容易にかつ安価
に製造することが可能である。

【００３６】なお、本実施形態ではフローガイドの基本
的な構成として、セパレータ板４１の両側に一対のガイ
ド板４３を配置した場合を示しているが、ガイド板４３
を複数対（すなわち、セパレータの両側にガイド板を複
数個）配置すれば、更にインペラ入口周囲の流れを均一
化することができる。この場合も、それぞれのガイド板
の対はインペラ回転軸に向けて拡開するようにセパレー
タに対して互いに鏡面対称に配置される。

【００３７】図４に本発明の遠心圧縮機を用いた冷凍機
の斜視図を、また、図５にそのシステム構成の概略を示
す。本実施形態における冷凍機は、冷媒と冷水との間で
熱交換を行なわせて冷水を冷却するとともに冷媒を蒸
発、気化する蒸発器５１と、蒸発器５１において気化さ
れた冷媒を圧縮する圧縮機１と、圧縮機１において圧縮
された冷媒と冷却水との間で熱交換を行なわせて冷媒を
凝縮、液化する凝縮器５２と、凝縮器５２において液化
された冷媒を減圧する絞り弁５３と、凝縮器５２におい
て液化された冷媒を一時的に溜め置いて冷却する中間冷
却器５４と、凝縮器５２において冷却された冷媒の一部
を利用して圧縮機１の潤滑油を冷却する油冷却器５５
と、圧縮機１を駆動するモータ２８とを備えている。

【００３８】蒸発器５１、圧縮機１、凝縮器５２、絞り
弁５３、および中間冷却器５４は主配管５６によって接
続されて冷媒を循環させる閉じた系を構成している。

【００３９】圧縮機１には、図１、２で説明した通り本
発明のフローガイドを有した２段式の遠心圧縮機が採用
されており、前段のインペラに導入してガス冷媒を圧縮
し、その冷媒を後段のインペラに導入してさらに圧縮し
たのち凝縮器５２に送出する。

【００４０】凝縮器５２は主凝縮器５２ａとサブクーラ
と呼ばれる補助凝縮器５２ｂとからなり、主凝縮器５２
ａ、サブクーラ５２ｂの順に冷媒が導入されるが、主凝
縮器５２ａにおいて冷却された冷媒の一部は分岐配管５
７を通じてサブクーラ５２ｂを経ずに油冷却器５５に導
入されて潤滑油を冷却する。また、それとは別に主凝縮
器５２ａにおいて冷却された冷媒の一部が分岐配管５７
を通じてサブクーラ５２ｂを経ずにモータ２８のケーシ
ング内に導入され、ステータやコイル（図示省略）を冷
却したのち、蒸発器５１に導入される。

【００４１】絞り弁５３は凝縮器５２と中間冷却器５４
との間、中間冷却器５４と蒸発器５１との間にそれぞれ
配設されており、凝縮器５２において液化された冷媒を
段階的に減圧する。

【００４２】中間冷却器５４の構造は中空の容器に等し
く、主凝縮器５２ａ、サブクーラ５２ｂにおいて冷却さ
れ、絞り弁５３において減圧された冷媒を一時的に溜め
置いてさらに冷却を進める。なお、中間冷却器５４内の
気相成分は、蒸発器５１を経ずにバイパス配管５８を通
じて圧縮機１に導入される。

【００４３】以上のごとき構成の冷凍機によれば、上記
したように優れた性能を発揮し得る遠心圧縮機を備える
ことにより、冷凍機自体の性能向上と安定した運転が可
能となる。

【００４４】

【発明の効果】各請求項に記載の発明によれば、多段遠
心圧縮機の中間吸込み口から吸入される気体を、簡易な
構成で圧縮機中間段又は最終段インペラ入口の周囲から
均一に流入させることが可能となる共通の効果を奏す
る。これにより、中間段又は最終段インペラの圧縮効率
を向上させるだけでなく、インペラにおける局所的なサ
ージ発生の抑制により、圧縮機の運転領域を広くすると
ともに吐出圧の脈動やケーシングの振動なども抑制され
圧縮機および冷凍機の性能向上と運転領域の拡大、安定
した運転が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を冷凍機用多段遠心圧縮機に適用した実
施形態を示す遠心圧縮機の内部構造を示す断面図であ
る。

【図２】図１に示す多段遠心圧縮機の部分構成を示す断
面図である。

【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図であ
る。

【図４】本発明の遠心圧縮機を用いた冷凍機の斜視図で
ある。

【図５】図４に示した冷凍機のシステム構成を示す概略
図である。

【符号の説明】

１…多段遠心圧縮機 １０…ケーシング １３…第１段吸入口 １８…吐出口 ２１…第１段インペラ ２３…第２段インペラ ３１…中間吸入口 ３３…全周吸込みチャンバ ３５…スリット又は孔列 ４０…フローガイド ４１…セパレータ板 ４３…ガイド板

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多段遠心圧縮機の中間段又は最終段に気
   体を導入する中間吸込み流路の全周吸込みチャンバ内に
   整流手段を設けたことを特徴とする遠心圧縮機。
2. 【請求項２】 多段遠心圧縮機の中間段又は最終段に気
   体を導入する吸込み流路に設けられる吸込み口フローガ
   イドであって、 前記中間吸込み口は、気体を導入すべき中間段又は最終
   段インペラの入口部分周囲のケーシング内に形成された
   円環状の全周吸込みチャンバと、該全周吸込みチャンバ
   に気体を導入する中間吸込み口と、前記全周吸込みチャ
   ンバ及び前記インペラ入口とを連通する円環状スリット
   又は孔列を備え、 前記吸込み口フローガイドは、前記全周吸込みチャンバ
   内の、前記中間吸込み口中央部を通るセパレータ板と、
   該セパレータ板の両側に配置され前記セパレータ板との
   間にそれぞれ拡開する流路を形成する一対のガイド板と
   よりなる、吸込み口フローガイドを備えた遠心圧縮機。
3. 【請求項３】 多段遠心圧縮機の中間段又は最終段に気
   体を導入する中間吸込み流路に設けられる吸込み口フロ
   ーガイドであって、 前記中間段吸込み口は、気体を導入すべき中間段又は最
   終段インペラの入口部分周囲のケーシング内に形成され
   た円環状の全周吸込みチャンバと、該全周吸込みチャン
   バにインペラ回転軸直角方向から気体を導入する中間吸
   入口と、ケーシング内の前記気体を導入すべき中間段イ
   ンペラ入口全周にわたって設けられ前記全周吸込みチャ
   ンバ及び前記インペラ入口とを連通する円環状スリット
   又は孔列とを備え、 前記吸込み口フローガイドは、前記全周吸込みチャンバ
   内の、前記中間吸入口中央部を通りインペラ回転軸軸線
   を含む平面上に配置された平板状のセパレータ板と、該
   セパレータ板の両側に互いに鏡面対称に配置され前記セ
   パレータ板との間にそれぞれインペラ回転軸軸線方向に
   拡開する流路を形成する一対のガイド板とよりなる吸込
   み口フローガイドを備えた遠心圧縮機。
4. 【請求項４】 更に、前記セパレータ板とインペラ回転
   軸軸線に対して反対側の前記全周吸込みチャンバ周壁に
   インペラ回転軸方向に突出する整流突起を備えた、請求
   項２又は３に記載の遠心圧縮機。
5. 【請求項５】 前記整流突起は、全周吸込みチャンバ周
   壁からインペラ中心軸線方向に延びる平板により形成さ
   れる、請求項４に記載の遠心圧縮機。
6. 【請求項６】 前記整流突起は、その形状を山形とし、
   その先端がインペラ中心軸線方向と一致するように形成
   される、請求項４に記載の遠心圧縮機。
7. 【請求項７】 請求項１、２、３、４、５、及び６のい
   ずれか１項に記載の遠心圧縮機と、該遠心圧縮機によっ
   て圧縮された気体状の冷媒を凝縮、液化させる凝縮器
   と、該凝縮器によって液化された冷媒を減圧する絞り弁
   と、該絞り弁によって減圧された冷媒と被冷却物との間
   で熱交換を行なわせる該被冷却物を冷却するとともに前
   記冷媒を蒸発、気化させる蒸発器とを備えることを特徴
   とする冷凍機。