特開 2019-211170 冷凍サイクル装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2019-211170(P2019-211170A)

(43)【公開日】2019年12月12日

(54)【発明の名称】冷凍サイクル装置

(51)【国際特許分類】

   F25B 1/053 20060101AFI20191115BHJP

   F04D 29/053 20060101ALI20191115BHJP

   F04D 29/28 20060101ALI20191115BHJP

   F04D 29/58 20060101ALI20191115BHJP

【ＦＩ】

   F25B1/053 Z

   F04D29/053 Z

   F04D29/28 J

   F04D29/58 M

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2018-109110(P2018-109110)

(22)【出願日】2018年6月7日

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２９年度、環境省「ＣＯ２排出削減対策強化 誘導型技術開発・実証事業」 委託事業、産業技術力強化法第１９条の適用を 受ける特許出願

(71)【出願人】

【識別番号】000005821

【氏名又は名称】パナソニック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104732

【弁理士】

【氏名又は名称】徳田 佳昭

(74)【代理人】

【識別番号】100116078

【弁理士】

【氏名又は名称】西田 浩希

(72)【発明者】

【氏名】林 良美

(72)【発明者】

【氏名】孫 洪志

(72)【発明者】

【氏名】庄山 直芳

(72)【発明者】

【氏名】河野 文紀

(72)【発明者】

【氏名】田村 朋一郎

【テーマコード（参考）】

3H130

【Ｆターム（参考）】

3H130AA03

3H130AA14

3H130AB27

3H130AB47

3H130AB69

3H130AC01

3H130AC11

3H130BA24A

3H130BA24C

3H130BA24D

3H130BA24J

3H130BA33A

3H130BA33C

3H130BA33D

3H130BA33J

3H130CA22

3H130DA02X

3H130DA04Z

3H130DB01Z

3H130DD01Z

3H130DG02X

3H130DG03X

3H130EA07C

3H130EA07D

3H130EA07E

3H130EA07J

(57)【要約】

【課題】噴射流路の冷媒液が翼車と回転軸との接合面から翼車背面へ流れ込むことにより、二段目以降の翼車と接触してエロージョンが発生すること。
【解決手段】冷凍サイクル装置１aの速度型圧縮機３aは、回転軸５と、回転軸５に固定される複数のインペラ６とを含む回転体７と、回転軸５を回転可能に支持する軸受８と、回転軸５の内部で、流入口１０から圧縮機の吸入口へ回転軸方向に伸びている主流路１１と、主流路１１から分岐する分岐口から、冷媒蒸気がインペラ６表面を流れる冷媒蒸気流路の壁面１２に形成された流出口１３まで延びている噴射流路１４と、翼車背面排水ライン１８とを備え、噴射流路１４は、インペラ６と回転軸５との接合面と交わり、翼車背面排水ライン１８は接合面と速度型圧縮機３aの外部とに接続されている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

冷媒液を蒸発させ冷媒蒸気を発生させる蒸発器と、
前記蒸発器で発生した冷媒蒸気を吸入し、圧縮して吐出する速度型圧縮機と、
前記速度型圧縮機から吐出された前記冷媒蒸気を導入し、凝縮させて、前記冷媒液を生成する凝縮器と、を備えた冷凍サイクル装置であって、
前記速度型圧縮機は、
回転軸と、
前記回転軸に固定される複数のインペラとを含む回転体と、
前記回転軸を回転可能に支持する軸受と、
前記回転軸の内部で、前記回転軸の端部に形成された流入口から前記圧縮機の吸入口へ前記回転軸方向に伸びている主流路と、
前記主流路から分岐する分岐口から、前記冷媒蒸気が前記インペラ表面を流れる冷媒蒸気流路の壁面に形成された流出口まで延びている噴射流路と、を備え、
前記噴射流路は、前記インペラと前記回転軸との接合面と接触し、
前記軸受け側に配置された前記接合面の一部は前記速度型圧縮機の外部と連結している、
冷凍サイクル装置。

【請求項2】

前記冷凍サイクル装置は、さらに、前記回転軸方向に対して前記インペラのハブ面の翼端よりも前記軸受け側に位置し、前記インペラの背面で、前記インペラの一部である後方ボス部と、
前記速度型圧縮機内部に配置され、前記接合面の一部と前記速度型圧縮機の外部とに接続された翼車背面排水ラインと、を備えた、
請求項１に記載の冷凍サイクル装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は蒸気圧縮過程の冷却機構を備えた冷凍サイクル装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、この種の冷凍サイクル装置は、二段の圧縮機を備え、一段目圧縮機から吐出された冷媒蒸気を二段目圧縮機が吸入する前に冷却するように構成されている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

図５は、特許文献１に記載された従来の冷凍サイクル装置を示すものである。図５に示すように、遠心型圧縮機１０１とルーツ式圧縮機１０２とが直列に設けられている冷凍サイクル装置１００が記載されている。遠心型圧縮機１０１が前段に設けられ、ルーツ式圧縮機１０２が後段に設けられている。

【0004】

冷凍サイクル装置１００は、蒸発器１０３、循環ポンプ１０４、管路１０５、負荷１０６、管路１０７、凝縮器１０８、蒸気ダクト１０９、及び蒸気冷却器１１０をさらに備えている。蒸発器１０３は、水等の蒸発性液体を大気圧より低い減圧状態で沸騰蒸発させる。蒸発器１０３における沸騰蒸発により温度が低くなった水は、循環ポンプ１０４によって汲み出され管路１０５を介して負荷１０６に送られて冷房に供される。蒸発器１０３において発生した飽和状態の蒸気は先ず遠心型圧縮機１０１に吸引されて圧縮される。次いで、遠心型圧縮機１０１で圧縮された蒸気はルーツ式圧縮機１０２に吸引されて圧縮された後、凝縮器１０８に導かれる。

【0005】

蒸気冷却器１１０は、蒸気ダクト１０９のうち遠心型圧縮機１０１とルーツ式圧縮機１０２との間の部位に設けられている。蒸気冷却器１１０は、遠心型圧縮機１０１で圧縮された蒸気を過熱蒸気の状態から飽和蒸気の状態に冷却する、又は、飽和蒸気の状態に近づけるように冷却する。その冷却は、蒸気に対して水を直接噴霧すること、又は、蒸気を大気空気又は冷却水と間接的に熱交換させることによって行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００８−１２２０１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

前記従来の構成では、ルーツ式圧縮機（二段目圧縮機）の吸入過熱度は低減できる一方で、遠心型圧縮機（一段目圧縮機）、及び、ルーツ式圧縮機（二段目圧縮機）の圧縮機過程で発生する熱は取り除くことができず、圧縮時のエンタルピ上昇による圧縮機動力を低減できなかった。そこで、冷媒液を圧縮機の高速回転する回転体内部の噴射流路で遠心加圧して冷媒蒸気流路に噴射する構成にすることで、冷媒液を噴霧するために必要な加圧ポンプや配管などの構成部品を増やすことなく、過熱状態の冷媒蒸気を連続的に冷却するため、圧縮時のエンタルピ上昇を抑制して圧縮機動力を低減することが可能となる。

【0008】

しかしながら、噴射流路は圧縮機の翼車と回転軸との接合面と交わるため、噴射流路を通水する冷媒液は接合面から翼車背面へ流れ込む。噴射流路の冷媒液は、圧縮機の高速回転で遠心加圧されており、噴射流路の最大圧力は、例えば１．４ＭＰａ程度である。それに対して、圧縮機の翼車背面の圧力は、冷凍サイクル装置の低段側圧力に近く、例えば１．７ｋＰａ程度であることから、噴射流路における高圧の冷媒液は、接合面を伝って、低圧の翼車背面へ流れ込み、液滴径が粗い冷媒液が冷媒蒸気空間へ流出する。それにより、多段圧縮構成の場合、二段目以降の翼車と接触してエロージョンが発生するという課題を有していた。

【0009】

本開示は、前記従来の課題を解決するもので、圧縮時のエンタルピ上昇による圧縮機動力を低減する一方で、噴射流路の冷媒液が接合面から翼車背面へ漏れることなく、二段目以降の翼車のエロージョンを抑制する冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本開示の冷凍サイクル装置は、
冷媒液を蒸発させ冷媒蒸気を発生させる蒸発器と、
前記蒸発器で発生した冷媒蒸気を吸入し、圧縮して吐出する速度型圧縮機と、
前記速度型圧縮機から吐出された前記冷媒蒸気を導入し、凝縮させて、前記冷媒液を生成する凝縮器と、を備えた冷凍サイクル装置であって、
前記速度型圧縮機は、
回転軸と、
前記回転軸に固定される複数のインペラとを含む回転体と、
前記回転軸を回転可能に支持する軸受と、
前記回転軸の内部で、前記回転軸の端部に形成された流入口から前記圧縮機の吸入口へ前記回転軸方向に伸びている主流路と、
前記主流路から分岐する分岐口から、前記冷媒蒸気が前記インペラ表面を流れる冷媒蒸気流路の壁面に形成された流出口まで延びている噴射流路と、を備え、
前記噴射流路は、前記インペラと前記回転軸との接合面と接触し、
前記軸受け側に配置された前記接合面の一部は前記速度型圧縮機の外部と連結している、冷凍サイクル装置である。

【0011】

上記態様により、冷媒液は回転軸の主流路から供給され、高速回転する回転体内部の噴射流路で遠心加圧して冷媒蒸気流路に噴射するため、過熱状態の冷媒蒸気を連続的に冷却されることとなる。この時、噴射流路を通水する冷媒液のうち、一段目の翼車と回転軸との接合面から漏れた冷媒液は、接合面を伝って速度型圧縮機の外部へ排水される。それにより、冷媒液は翼車背面へ流れ込まないため、二段目以降の翼車のエロージョンを抑制する。

【発明の効果】

【0012】

本開示の冷凍サイクル装置は、噴射流路の冷媒液が接合面から翼車背面へ漏れることなく、二段目以降の翼車のエロージョンを抑制することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本開示の実施の形態１における冷凍サイクル装置の構成図

【図2】本開示の実施の形態１における速度型圧縮機の構成図

【図3】図２のＩ―Ｉ線に沿った速度型圧縮機の断面図

【図4】実施の形態１の冷凍サイクル装置の第一の変形例

【図5】従来の冷凍サイクル装置の構成図

【発明を実施するための形態】

【0014】

本開示の第１の態様は、
冷媒液を蒸発させ冷媒蒸気を発生させる蒸発器と、
前記蒸発器で発生した冷媒蒸気を吸入し、圧縮して吐出する速度型圧縮機と、
前記速度型圧縮機から吐出された前記冷媒蒸気を導入し、凝縮させて、前記冷媒液を生成する凝縮器と、を備えた冷凍サイクル装置であって、
前記速度型圧縮機は、
回転軸と、
前記回転軸に固定される複数のインペラとを含む回転体と、
前記回転軸を回転可能に支持する軸受と、
前記回転軸の内部で、前記回転軸の端部に形成された流入口から前記圧縮機の吸入口へ前記回転軸方向に伸びている主流路と、
前記主流路から分岐する分岐口から、前記冷媒蒸気が前記インペラ表面を流れる冷媒蒸気流路の壁面に形成された流出口まで延びている噴射流路と、を備え、
前記噴射流路は、前記インペラと前記回転軸との接合面と接触し、
前記軸受け側に配置された前記接合面の一部は前記速度型圧縮機の外部と連結している、冷凍サイクル装置である。

【0015】

上記態様により、冷媒液は回転軸の主流路から供給され、高速回転する回転体内部の噴射流路で遠心加圧して冷媒蒸気流路に噴射するため、過熱状態の冷媒蒸気を連続的に冷却されることとなる。この時、噴射流路を通水する冷媒液のうち、一段目の翼車と回転軸との接合面から漏れた冷媒液は、接合面を伝って速度型圧縮機の外部へ排水される。それにより、冷媒液は翼車背面へ流れ込まないため、二段目以降の翼車のエロージョンを抑制する。

【0016】

本開示の第２の態様は、特に第１の態様の冷凍サイクル装置において、
前記インペラの背面にあって蒸気入口側とは軸方向の反対側に位置する後方ボス部は、前記インペラの一部であり、且つ、前記インペラのハブ面の翼端よりも軸方向に対して蒸気出口側にあって、
前記速度型圧縮機内部には翼車背面排水ラインを有し、
前記翼車背面排水ラインは前記接合面と前記速度型圧縮機の外部とに接続された排水流路である。

【0017】

上記態様により、接合面から漏れた冷媒液は、翼車背面排水ラインを介して速度型圧縮機の外部へ排水されるため、特に高回転数で噴射流路からの冷媒液噴霧量が多い場合においても、冷媒液は翼車背面へ流れ込まない。それにより、二段目以降の翼車のエロージョンを抑制する。

【0018】

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本開示が限定されるものではない。

【0019】

（実施の形態１）
図１は、本開示の第１の実施の形態における冷凍サイクル装置の構成図を示すものである。図１において、冷凍サイクル装置１aは、蒸発器２、圧縮機３、凝縮器４を備えている。

【0020】

冷凍サイクル装置１aには、同一種類の冷媒が充填されている。冷凍サイクル装置１aに充填される冷媒としては、ＨＣＦＣ（hydrochlorofluorocarbon）及びＨＦＣ（hydrofluorocarbon）等のフロン系冷媒、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ等の地球温暖化係数の低い冷媒、並びにＣＯ2及び水等の自然冷媒を用いることができる。冷凍サイクル装置１aの冷媒は、望ましくは水である。水を用いた場合にはサイクル圧力比が大きくなり、冷媒蒸気の過熱度が過大となるため、圧縮過程のエンタルピ上昇を抑制することで大幅に圧縮機３がなすべき仕事を有利に低減できる。

【0021】

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構成されている。蒸発器２は、液相の冷媒を貯留するとともに、外部と熱交換することにより冷媒を内部で蒸発させる。蒸発器２に貯留された液相の冷媒の温度及び蒸発器２で発生した気相の冷媒の温度は、例えば５℃である。また、蒸発器２は、シェルチューブ熱交換器のように液相の冷媒と他の熱媒体とが間接的に熱交換する間接型の熱交換器であってもよいし、噴霧式や充填材式のような直接接触型の熱交換器であってもよい。

【0022】

圧縮機３は、蒸発器２で発生した気相の冷媒を吸入して圧縮する。圧縮機３は、例えば速度型圧縮機である。速度型圧縮機とは、冷媒に運動量を与え、冷媒の速度を減速することによって冷媒の圧力を上昇させる圧縮機である。速度型圧縮機（ターボ圧縮機）として、遠心圧縮機、斜流圧縮機、軸流圧縮機などが挙げられる。圧縮機３は、インバータによって駆動されるモータなど、回転数を変化させるための機構を備えていてもよい。圧縮機３の吐出口における冷媒の温度は、例えば１００℃〜１５０℃である。

【0023】

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構成されている。凝縮器４は、液相の冷媒を貯留するとともに、外部と熱交換することにより冷媒蒸気を内部で凝縮させる。凝縮器４に導入される冷媒蒸気の温度は１００℃〜１５０℃、凝縮器４で凝縮した気相の冷媒の温度は、例えば３５℃である。また、凝縮器４は、シェルチューブ熱交換器のように液相の冷媒と他の熱媒体とが間接的に熱交換する間接型の熱交換器であってもよいし、噴霧式や充填材式のような直接接触型の熱交換器であってもよい。

【0024】

次に圧縮機３について詳細に説明する。

【0025】

図２は、速度型圧縮機３aの構成図を示すものである。

【0026】

図２において、速度型圧縮機３aは、回転軸５と複数のインペラ６を含む回転体７、軸受８、回転軸の表面９に形成された流入口１０、主流路１１、回転体７と冷媒蒸気流路の壁面１２、流出口１３、噴射流路１４、を備えている。インペラ６の背面には後方ボス部１６を有する。更に、速度型圧縮機３ａの内部には、翼車背面排水ライン１８が設けられている。

【0027】

回転体７は、複数のインペラ６と回転軸５を含んでおり、インペラ６と回転軸５は焼き嵌め、もしくは別部品のテンションボルトなどで固定されている。

【0028】

インペラ６は、回転軸５に接続され高速で回転する。回転数は例えば5000rpm〜100000rpmである。インペラ６は、例えばアルミやジュラルミン、鉄、セラミックなどで構成され、冷媒蒸気流路を流れる冷媒蒸気に回転方向の速度を与える。

【0029】

回転軸５は、インペラ６に接続され、高速で回転することでインペラ６を回転される。回転数は例えば5000rpm〜100000rpmである。回転軸５は、S45CHなどの強度の高い鉄系材料で構成される。

【0030】

軸受８は、回転軸５を回転可能に支持する。軸受８は玉軸受であってもよいし、滑り軸受であってもよいが、冷凍サイクル装置１aの冷媒で潤滑する滑り軸受が望ましい。軸受８は直接または軸受箱(図示省略)を通して圧縮機のケーシングに接続される。

【0031】

流入口１０は、回転軸の表面９に開口され、主流路１１と連通している。

【0032】

回転軸の表面９は、回転軸５の端面としても、回転軸５の側面としてもよい。

【0033】

主流路１１は、回転軸５の軸方向に延びていて、流入口１０と噴射流路１４とに連通している。主流路１１は、回転軸５の軸心に形成することが望ましいが、軸心に近い半径位置に形成してもよい。主流路１１の直径は、例えば０．０１７ｍであり、主流路１１の軸方向長は、例えば０．０９ｍである。主流路１１は、噴射流路１４へ冷媒液を供給する通路である。主流路１１は、回転軸５の端部に形成された流入口１０から圧縮機の吸入口へ回転軸方向に延びている。

【0034】

流出口１３は、回転体７と冷媒蒸気流路の壁面１２に設けられた開口部で、噴射流路１４と連通している。冷媒蒸気流路の壁面１２は、回転軸５の側面、インペラ６のハブ面、インペラ６のブレード面のうち、いずれの面であってもよい。

【0035】

インペラ６は、インペラ６のハブ面の翼端１７よりも軸方向に対して軸受け側に設けられた後方ボス部１６を有する。インペラ６は、回転軸５により回転するように、インペラ６と回転軸５とは嵌合する。インペラ６と回転軸５とが接触する面のことを接触面３１と呼ぶ。

【0036】

後方ボス部１６と回転軸５との接触面３１は、インペラ６のハブ面の翼端１７よりも軸方向に対して蒸気出口側に位置している。

【0037】

図２に示すように、噴射流路１４は、主流路１１から分岐する分岐口３０から、冷媒蒸気がインペラ６の表面を流れる冷媒蒸気流路の壁面１２に形成された流出口１３まで延びている。噴射流路１４が接触面３１を横切るため、噴射流路１４の冷媒液が接触面３１から翼車背面へ漏れる。その結果、二段目以降の翼車のエロージョンが発生する。

【0038】

また、速度型圧縮機３ａは多段圧縮機であり、噴射流路１４は各段のインペラ６の内部に形成されている。

【0039】

翼車背面排水ライン１８は、速度型圧縮機３ａの外部に接触面３１から漏れる冷媒液を排出する排水流路である。図２に示すように、翼車背面排水ライン１８は、例えば速度型圧縮機３aの内壁と接していて回転体７を支える支持フランジ１９の内部に設けられており、接合面から回転軸５に対して鉛直下向き方向に延びている。

【0040】

噴射流路１４を通水する冷媒液のうち接合面から漏れた冷媒液は、接合面と連結した翼車背面排水ライン１８へ流れ込み、最終的に速度型圧縮機３aの外部へ送られる。その結果、翼車背面排水ライン１８により、噴射流路の冷媒液が接合面から翼車背面へ漏れることなく、二段目以降の翼車のエロージョンを抑制することが可能である。

【0041】

図３は、図２のＩ―Ｉ線に沿った速度型圧縮機３aの断面図を示すものである。

【0042】

回転体７は、速度型圧縮機３aの内部で支持フランジ１９によって支えられている。一段目圧縮機で圧縮された冷媒蒸気は、冷媒蒸気流路１５を通って、二段目圧縮機へ送られる。

【0043】

以上のように構成された冷凍サイクル装置１ａ、及び速度型圧縮機３aについて、以下その動作、作用を説明する。

【0044】

冷凍サイクル装置１ａ内は、ある一定期間（例えば夜間）放置された場合、ほぼ室温に均温されている。まず初めに圧縮機３を起動すると、蒸発器２内の冷媒蒸気圧力が低下し、外気から吸熱することで冷媒蒸気が発生する。蒸発器２内で発生した冷媒蒸気は、圧縮機３に吸入され、昇圧し吐出される。圧縮機３から吐出された高圧の冷媒蒸気は、凝縮器４に導入され、外気に熱を放熱することで凝縮し冷媒液となる。

【0045】

冷媒蒸気を冷却する冷媒液は流入口１０から供給され、回転軸５の主流路１１を通じて噴射流路１４に分岐する。冷媒液は、高速回転する回転体内部の噴射流路１４で遠心加圧され、流出口１３から冷媒蒸気流路に噴射されて、圧縮機３に吸入される冷媒蒸気と共に吸入される。定格条件として冷凍能力が８８０ｋＷの場合、圧縮機過程で発生する熱を取り除くために必要な冷媒液の噴霧量は、例えば０．０３４ｋｇ／ｓであり、噴射流路１４の口径を、例えば０．１３ｍｍ、口数を１６個とすると、噴射流路１４では１．４MPa程度の圧力で流出口１３から冷媒蒸気流路に噴射される。

【0046】

以上のように、本実施の形態においては、冷媒液は高速回転する回転体内部の噴射流路１４で遠心加圧して冷媒蒸気流路に噴射するため、過熱状態の冷媒蒸気を連続的に冷却されることとなり、この時、噴射流路を通水する冷媒液のうち、一段目の翼車と回転軸との接合面から漏れた冷媒液は、翼車背面排水ライン１８を介して速度型圧縮機３ａの外部へ排水されるため、特に高回転数で噴射流路１４からの冷媒液噴霧量が多い場合においても、冷媒液は翼車背面へ流れ込まない。その結果、二段目以降の翼車のエロージョンを抑制することができる。

【0047】

（実施の形態２）
図４は、図２に示す本開示の実施の形態１の速度型圧縮機３aの第一の変形例である。図４に示すように、速度型圧縮機３ｂは、実施の形態１の変形例として、速度型圧縮機３a内部に、更に、軸受給水ライン２０、軸受排水ライン２１、軸受空間２２、を備えるように構成されている。

【0048】

以上のように構成された速度型圧縮機３ｂについて、以下その動作、作用を説明する。

【0049】

速度型圧縮機３ｂにおいて、軸受８は冷凍サイクル装置１aの冷媒液で潤滑する滑り軸受である。回転軸５の内部には軸受給水ライン２０が設けられており、軸受給水ライン２０は、回転軸５と軸受８との軸受空間２２と主流路１１とに接続されている。

【0050】

一方で、軸受排水ライン２１は、軸受空間２２と速度型圧縮機３ｂの外部とに接続されている。つまり、軸受給水ライン２０と軸受排水ライン２１は、軸受空間２２を介して連結している。主流路１１を通水する冷媒液の一部は、潤滑用流体として軸受給水ライン２０から軸受空間２２へ供給されており、最終的に軸受排水ライン２１から速度型圧縮機３ｂの外部へ送られる。主流路１１の圧力は、例えば０．１ＭＰａであり、軸受空間２２は、例えば１．５ｋＰａである。

【0051】

後方ボス部１６は、インペラ６のハブ面の翼端１７よりも軸方向に対して蒸気出口側に設けられており、更に、回転軸５とインペラ６との接合面のうち、最も蒸気出口側にある接合面の一端は、軸受空間２２と連結している。つまり、噴射流路１４を通水する冷媒液のうち、回転軸５とインペラ６との接合面から漏れた冷媒液は、接合面と連結した軸受空間２２へ流れ込み、軸受８の潤滑用流体として作用する。接合面から漏れた冷媒液と、潤滑用流体として軸受給水ライン２０から供給された冷媒液は、軸受空間２２で混ざり合い、最終的に軸受排水ライン２１から速度型圧縮機３ｂの外部へ送られる。つまり、軸受排水ライン２１は、速度型圧縮機３aにおける翼車背面排水ライン１８の役割を担っている。この時、接合面と噴射流路１４との交点における圧力は、例えば０．５ＭＰａ程度であり、軸受空間２２は、例えば１．５ｋＰａ程度である。また、翼車背面の圧力は、例えば１．７ｋＰａ程度であり、仮に軸受空間２２と翼車背面との間に微小な空間が存在した場合においても、軸受空間２２の冷媒液は翼車背面へ流れ込まない。

【0052】

以上のように、本実施の形態においては、接合面から漏れた冷媒液は軸受空間２２へ流れ込み、軸受８の潤滑用流体として作用した後、軸受排水ライン２１から速度型圧縮機３ｂの外部へ排水される。それにより、翼車背面排水ライン１８を増設することなく、二段目以降の翼車のエロージョンを抑制する。

【産業上の利用可能性】

【0053】

以上のように、本開示にかかる冷凍サイクル装置は、圧縮時のエンタルピの上昇を連続的に低減することで圧縮動力を低減することが可能となる高効率に冷熱を生成することが可能となるため、ビルのセントラル空調機やプロセス冷却用のチラー等の用途にも適用できる。

【符号の説明】

【0054】

１ａ 冷凍サイクル装置
２ 蒸発器
３ａ〜３ｂ 速度型圧縮機
４ 凝縮器
５ 回転軸
６ インペラ
７ 回転体
８ 軸受
９ 回転軸表面
１０ 流入口
１１ 主流路
１２ 回転体と冷媒蒸気流路の壁面
１３ 流出口
１４ 噴射流路
１５ 冷媒蒸気流路
１６ 後方ボス部
１７ 翼端
１８ 翼車背面排水ライン
１９ 支持フランジ
２０ 軸受給水ライン
２１ 軸受排水ライン
２２ 軸受空間
１００ 冷凍サイクル装置
１０１ 遠心型圧縮機
１０２ ルーツ式圧縮機
１０３ 蒸発器
１０４ 循環ポンプ
１０５ 管路
１０６ 負荷
１０７ 管路
１０８ 凝縮器
１０９ 蒸気ダクト
１１０ 蒸気冷却器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】