JP6607376B2 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents
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Description
回転軸と、
少なくとも前記回転軸の半径方向に前記回転軸を支持する第一軸受と、
作動流体が流入する吸入空間を形成するケーシングと、
前記ケーシングの内部において前記回転軸に固定され、前記回転軸の回転によって前記吸入空間に流入した前記作動流体を圧縮して前記ケーシングの外部に向かって吐出する翼車と、
前記回転軸の軸線方向において前記翼車と前記第一軸受との間で前記回転軸の周囲に形成され、前記第一軸受の軸受面と前記回転軸の外周面との間に形成された隙間に連通している、潤滑液が貯留される第一空間と、
前記第一軸受から見て前記回転軸の軸線方向に前記翼車と反対側に形成され、前記第一軸受の軸受面と前記回転軸の外周面との間に形成された隙間に連通している、前記潤滑液が貯留される第二空間と、
前記潤滑液が貯留される貯留槽と、
前記貯留槽の内部空間と前記第一空間とを連通させている、前記第一空間から前記貯留槽に前記潤滑液を流すための第一排出通路と、
前記貯留槽の内部空間と前記第二空間とを連通させている、前記貯留槽から前記第二空間に前記潤滑液を流すための供給通路と、
前記供給通路に配置され、前記第二空間に向かって前記潤滑液を圧送するポンプと、
前記第二空間に連通しつつ前記回転軸の端から前記回転軸の軸線方向に前記回転軸の内部で延びている、前記第二空間に貯留された前記潤滑液を前記回転軸の軸線方向に流すための主経路と、
前記回転軸の内部に形成され、前記第一軸受の前記軸受面と前記回転軸の外周面との間の隙間と前記主経路とを連通させている、前記主経路から前記第一軸受の前記軸受面と前記回転軸の外周面との間の隙間に前記潤滑液を流すための副経路と、を備えた、
ターボ機械を提供する。
回転軸と、
少なくとも前記回転軸の半径方向に前記回転軸を支持する第一軸受と、
作動流体が流入する吸入空間を形成するケーシングと、
前記ケーシングの内部において前記回転軸に固定され、前記回転軸の回転によって前記吸入空間に流入した前記作動流体を圧縮して前記ケーシングの外部に向かって吐出する翼車と、
前記回転軸の軸線方向において前記翼車と前記第一軸受との間で前記回転軸の周囲に形成され、前記第一軸受の軸受面と前記回転軸の外周面との間に形成された隙間に連通している、潤滑液が貯留される第一空間と、
前記第一軸受から見て前記回転軸の軸線方向に前記翼車と反対側に形成され、前記第一軸受の軸受面と前記回転軸の外周面との間に形成された隙間に連通している、前記潤滑液が貯留される第二空間と、
前記潤滑液が貯留される貯留槽と、
前記貯留槽の内部空間と前記第一空間とを連通させている、前記第一空間から前記貯留槽に前記潤滑液を流すための第一排出通路と、
前記貯留槽の内部空間と前記第二空間とを連通させている、前記貯留槽から前記第二空間に前記潤滑液を流すための供給通路と、
前記供給通路に配置され、前記第二空間に向かって前記潤滑液を圧送するポンプと、
前記第二空間に連通しつつ前記回転軸の端から前記回転軸の軸線方向に前記回転軸の内部で延びている、前記第二空間に貯留された前記潤滑液を前記回転軸の軸線方向に流すための主経路と、
前記回転軸の内部に形成され、前記第一軸受の前記軸受面と前記回転軸の外周面との間の隙間と前記主経路とを連通させている、前記主経路から前記第一軸受の前記軸受面と前記回転軸の外周面との間の隙間に前記潤滑液を流すための副経路と、を備えた、
ターボ機械を提供する。
第1態様〜第6態様のいずれか1つのターボ機械と、
前記ターボ機械によって圧縮された作動流体を凝縮させるとともに冷媒液として貯留する凝縮器と、
前記凝縮器の内部空間と前記貯留槽の内部空間とを連通させている、前記凝縮器から前記貯留槽に前記冷媒液を流すための連通路とを備え、
前記貯留槽は、前記冷媒液を前記潤滑液として貯留するとともに前記冷媒液を蒸発させて前記吸入空間へ供給する蒸発器を兼ねる、
冷凍サイクル装置を提供する。
(第1実施形態)
図1に示すように、ターボ機械1aは、回転軸10と、第一軸受20と、ケーシング50と、翼車12と、第一空間40と、第二空間41と、貯留槽45と、第一排出通路42と、供給通路44と、ポンプ46と、主経路31と、副経路32とを備えている。ターボ機械1aは、例えば、遠心型、軸流型、又は斜流型の流体機械として構成されている。回転軸10は、例えば水平方向に延びている。第一軸受20は、少なくとも回転軸10の半径方向に回転軸10を支持する。第一軸受20は、第一軸受20と回転軸10の外周面との間に潤滑液を介在させて回転軸10を取り囲む部品である。第一軸受20は、回転軸10の少なくともラジアル方向の荷重を支持するすべり軸受である。ケーシング50は、ターボ機械1aの作動流体が流入する吸入空間14を形成する。ケーシング50の内周面によって吸入空間14が形成されている。翼車12は、ケーシング50の内部において回転軸10に固定されている。翼車12は、回転軸10の回転によって吸入空間14に流入した作動流体を圧縮してケーシング50の外部に向かって吐出する。ケーシング50の内部において、翼車12よりも回転軸10の端11に近い位置で、第一軸受20が収容されている。
次に、第2実施形態に係るターボ機械1cについて説明する。ターボ機械1cは、特に説明する場合を除き、ターボ機械1aと同様に構成される。ターボ機械1cの構成要素のうち、ターボ機械1aの構成要素と同一又は対応する構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。第1実施形態に関する説明は、技術的に矛盾しない限り第2実施形態にもあてはまる。
次に、第3実施形態に係るターボ機械1dについて説明する。ターボ機械1dは、特に説明する場合を除き、ターボ機械1aと同様に構成される。ターボ機械1dの構成要素のうち、ターボ機械1aの構成要素と同一又は対応する構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。第1実施形態に関する説明は、技術的に矛盾しない限り第3実施形態にもあてはまる。
次に、本開示の冷凍サイクル装置の一例について説明する。図6に示すように、冷凍サイクル装置100aは、ターボ機械1dと、凝縮器4と、連通路5cとを備え、ターボ機械1dの貯留槽45が冷凍サイクル装置100aの蒸発器2を兼ねている。凝縮器4は、ターボ機械1dによって圧縮された作動流体を凝縮させるとともに冷媒液として貯留する。凝縮器4は、例えば、断熱性及び耐圧性を有する容器によって形成されている。連通路5cは、凝縮器4の内部空間と貯留槽45の内部空間とを連通させている。連通路5cは、凝縮器4から貯留槽45に冷媒液を流すための流路である。蒸発器2は、冷媒液を潤滑液として貯留するとともに冷媒液を蒸発させて吸入空間14へ供給する。蒸発器2は、例えば、断熱性及び耐圧性を有する容器によって形成されている。なお、冷凍サイクル装置100aは、ターボ機械1dに代えて、ターボ機械1a、ターボ機械1b、ターボ機械1c、又はターボ機械1eを備えていてもよい。
2 蒸発器
4 凝縮器
5c 連通路
10 回転軸
11 回転軸の端
12 翼車
14 吸入空間
20 第一軸受
21 第二軸受
26 テーパー面
25 テーパー軸受
25a テーパー軸受の軸受面
31 主経路
32 副経路
36 溝
40 第一空間
41 第二空間
42 第一排出通路
43 第二排出通路
44 供給通路
45 貯留槽
46 ポンプ
47 減圧器
49 気液分離器
50 ケーシング
Claims (6)
- 冷凍サイクル装置であって、
ターボ機械と、
凝縮器と、を備え、
前記ターボ機械は、
回転軸と、
少なくとも前記回転軸の半径方向に前記回転軸を支持する第一軸受と、
作動流体が流入する吸入空間を形成するケーシングと、
前記ケーシングの内部において前記回転軸に固定され、前記回転軸の回転によって前記吸入空間に流入した前記作動流体を圧縮して前記ケーシングの外部に向かって吐出する翼車と、
前記回転軸の軸線方向において前記翼車と前記第一軸受との間で前記回転軸の周囲に形成され、前記第一軸受の軸受面と前記回転軸の外周面との間に形成された隙間に連通している、潤滑液が貯留される第一空間と、
前記第一軸受から見て前記回転軸の軸線方向に前記翼車と反対側に形成され、前記第一軸受の軸受面と前記回転軸の外周面との間に形成された隙間に連通している、前記潤滑液が貯留される第二空間と、
前記潤滑液が貯留される貯留槽と、
前記貯留槽の内部空間と前記第一空間とを連通させている、前記第一空間から前記貯留槽に前記潤滑液を流すための第一排出通路と、
前記貯留槽の内部空間と前記第二空間とを連通させている、前記貯留槽から前記第二空間に前記潤滑液を流すための供給通路と、
前記供給通路に配置され、前記第二空間に向かって前記潤滑液を圧送するポンプと、
前記第二空間に連通しつつ前記回転軸の端から前記回転軸の軸線方向に前記回転軸の内部で延びている、前記第二空間に貯留された前記潤滑液を前記回転軸の軸線方向に流すための主経路と、
前記回転軸の内部に形成され、前記第一軸受の前記軸受面と前記回転軸の外周面との間の隙間と前記主経路とを連通させている、前記主経路から前記第一軸受の前記軸受面と前記回転軸の外周面との間の隙間に前記潤滑液を流すための副経路と、を備えており、
前記凝縮器は、前記ターボ機械によって圧縮された作動流体を凝縮させるとともに冷媒液として貯留し、
さらに、前記凝縮器の内部空間と前記貯留槽の内部空間とを連通させている、前記凝縮器から前記貯留槽に前記冷媒液を流すための連通路を備え、
前記貯留槽は、前記冷媒液を前記潤滑液として貯留するとともに前記冷媒液を蒸発させて前記吸入空間へ供給する蒸発器を兼ねる、
冷凍サイクル装置。 - 前記貯留槽の内部空間と前記第二空間とを連通させている、前記第二空間から前記貯留槽に前記潤滑液を流すための第二排出通路をさらに備えた、請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
- 前記第一空間から見て前記回転軸の軸線方向に前記翼車と反対側で前記第一空間よりも前記回転軸の前記端に近い位置に配置され、少なくとも前記回転軸の軸線方向に前記回転軸を支持する第二軸受と、
前記第二排出通路に配置され、前記潤滑液の圧力を低下させる減圧器と、をさらに備え、
前記作動流体は、常温での飽和蒸気圧が負圧である流体であり、
前記第一空間は、前記吸入空間に連通している、
請求項2に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記回転軸は、前記回転軸の前記端に向かって縮小する外径を有するテーパー面を含み、
前記第二軸受は、前記回転軸の前記端に向かって縮小する内径を有するテーパー穴を形成し、前記テーパー面と対向する軸受面を有するテーパー軸受である、請求項3に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記第一軸受は、前記回転軸の外周面における前記副経路の流出口の周囲で前記第一軸受の前記軸受面に形成された環状の溝を有する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の冷凍サイクル装置。
- 前記第一排出通路に配置され、前記潤滑液に含まれるガスと前記潤滑液とを分離する気液分離器をさらに備えた、請求項1〜5のいずれか1項に記載の冷凍サイクル装置。
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