特許 6111912 ターボ圧縮機及びターボ冷凍機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6111912

(24)【登録日】2017年3月24日

(45)【発行日】2017年4月12日

(54)【発明の名称】ターボ圧縮機及びターボ冷凍機

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/70 20060101AFI20170403BHJP

   F04D 29/28 20060101ALI20170403BHJP

   F04D 29/08 20060101ALI20170403BHJP

   F25B 1/053 20060101ALI20170403BHJP

【ＦＩ】

   F04D29/70 N

   F04D29/28 N

   F04D29/08 E

   F25B1/053 B

【請求項の数】7

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-144506(P2013-144506)

(22)【出願日】2013年7月10日

(65)【公開番号】特開2015-17535(P2015-17535A)

(43)【公開日】2015年1月29日

【審査請求日】2015年11月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002853

【氏名又は名称】ダイキン工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100146835

【弁理士】

【氏名又は名称】佐伯 義文

(74)【代理人】

【識別番号】100140774

【弁理士】

【氏名又は名称】大浪 一徳

(74)【代理人】

【識別番号】100175824

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 淳一

(72)【発明者】

【氏名】小田 兼太郎

(72)【発明者】

【氏名】佐久間 信義

【審査官】 松浦 久夫

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−０２６００５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０４２７１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−００４５８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１８５７１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０７１３９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１６７０８６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｄ ２９／７０

Ｆ０４Ｄ ２９／０８

Ｆ０４Ｄ ２９／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸を中心に回転するインペラと、
前記インペラのハブの外径部と径方向で対向する対向部を備える固定部材と、を有し、
前記インペラ及び前記固定部材の少なくともいずれか一方には、前記外径部と前記対向部との間に侵入した異物のための待避溝が形成されており、
前記待避溝は、前記固定部材を固定するネジ部材の座繰りである、ことを特徴とするターボ圧縮機。

【請求項2】

前記待避溝は、前記固定部材の前記対向部に部分的に形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載のターボ圧縮機。

【請求項3】

前記固定部材は、前記インペラの背面側をシールするラビリンスシールである、ことを特徴とする請求項１または２に記載のターボ圧縮機。

【請求項4】

前記インペラの前記ハブの前記外径部に待避溝を有する、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のターボ圧縮機。

【請求項5】

前記待避溝は、複数形成されており、
前記複数の待避溝のうち、最も下方に位置する前記待避溝は、他の前記待避溝よりも大きく形成されている、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のターボ圧縮機。

【請求項6】

前記インペラ及び前記固定部材は、同質の材料から形成されている、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のターボ圧縮機。

【請求項7】

圧縮された冷媒を液化する凝縮器と、
前記凝縮器によって前記液化された冷媒を蒸発させて冷却対象物を冷却する蒸発器と、
前記蒸発器によって前記蒸発された冷媒を圧縮して前記凝縮器に供給するターボ圧縮機と、を有するターボ冷凍機であって、
前記ターボ圧縮機として、請求項１〜６のいずれか一項に記載のターボ圧縮機を有する、ことを特徴とするターボ冷凍機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ターボ圧縮機及びターボ冷凍機に関するものである。

【背景技術】

【0002】

冷凍機として、電動機によってインペラを回転駆動させて冷媒を圧縮するターボ圧縮機を備えるターボ冷凍機が知られている。ターボ圧縮機においては、インペラの周りにディフューザーを備え、インペラの回転により半径方向に導出された冷媒を、このディフューザーにおいて加圧し、それをスクロール流路に導入するように構成されている。ディフューザーは、ケーシングに設けられており、インペラのハブと滑らかに連通するようになっている（例えば、下記特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１−２６９５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、回転体であるインペラと、そのインペラのハブの外径部と対向するケーシング等の固定部材は、異種の材料（例えば、インペラがアルミニウム製、ケーシングが鋳鉄製）から形成されている。これにより、インペラと固定部材との間に、多少の異物（ゴミや溶接滓等）が噛み込まれたとしても、大きな焼き付きを起こすことが無いようにすることができる。

【0005】

しかしながら、ターボ圧縮機の構成によっては、どうしてもインペラと固定部材を同質の材料（共材）としなくてはならない場合がある。そうすると、異物が噛み込まれた際に、インペラと固定部材とが焼き付きを起こし、さらには溶け込みが起こる可能性がある。

【0006】

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、インペラと固定部材との焼き付きを防止することができるターボ圧縮機及びターボ冷凍機の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の課題を解決するために、本発明は、回転軸を中心に回転するインペラと、前記インペラのハブの外径部と径方向で対向する対向部を備える固定部材と、を有し、前記インペラ及び前記固定部材の少なくともいずれか一方には、前記外径部と前記対向部との間に侵入した異物のための待避溝が形成されている、ターボ圧縮機を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、インペラ及び固定部材の少なくともいずれか一方に待避溝を設け、インペラと固定部材との間に侵入した異物の逃げ場所を形成する。これにより、本発明では、インペラと固定部材との間に異物が侵入しても、異物が待避溝に逃げ、噛み込みを退けられるため、インペラと固定部材との焼き付きを防止することができる。

【0008】

また、本発明においては、前記待避溝は、前記固定部材の前記対向部に部分的に形成されている、という構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、インペラの外径に対向する静止側の固定部材の対向部に待避溝が形成されているため、侵入した異物を、遠心力を利用して待避溝に閉じ込めることができる。また、待避溝は対向部に部分的に形成されているため、待避溝が形成されていない部分においてはインペラと対向部とが滑らかに連通するため、ガスの流通性を阻害することはない。

【0009】

また、本発明においては、前記固定部材は、前記インペラの背面側をシールするラビリンスシールである、という構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、ラビリンスシールを延長し、インペラのハブの外径部と径方向で対向するようにしても、待避溝を設けることで、インペラとラビリンスシールとの焼き付きを防止することができる。

【0010】

また、本発明においては、前記待避溝は、前記固定部材を固定するネジ部材の座繰りである、という構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、固定部材を固定するネジ部材のすわりを安定させるための座繰りを、待避溝として機能させることで、それぞれを別に加工することなく加工の手間を低減できる。

【0011】

また、本発明においては、前記待避溝は、複数形成されており、前記複数の待避溝のうち、最も下方に位置する前記待避溝は、他の前記待避溝よりも大きく形成されている、という構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、複数の待避溝のうち最も下方に位置する待避溝には、重力によって他の待避溝よりも多く異物が堆積するため、この待避溝を相対的に大きく形成することで、異物のあふれ出しを効果的に防止することができる。

【0012】

また、本発明においては、前記インペラ及び前記固定部材は、同質の材料から形成されている、という構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、インペラと固定部材とが共材の場合であっても、待避溝を設けることで、インペラと固定部材との焼き付きを防止することができる。

【0013】

また、本発明においては、圧縮された冷媒を液化する凝縮器と、前記凝縮器によって前記液化された冷媒を蒸発させて冷却対象物を冷却する蒸発器と、前記蒸発器によって前記蒸発された冷媒を圧縮して前記凝縮器に供給するターボ圧縮機と、を有するターボ冷凍機であって、前記ターボ圧縮機として、先に記載のターボ圧縮機を有する、という構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、ターボ圧縮機におけるインペラと固定部材との焼き付きを防止することができるターボ冷凍機が得られる。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、インペラと固定部材との焼き付きを防止することができるターボ圧縮機及びターボ冷凍機が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施形態におけるターボ冷凍機の系統図である。

【図2】本発明の実施形態におけるターボ圧縮機の要部拡大図である。

【図3】本発明の実施形態におけるシール部に設けられた待避溝の配置及び構成を示す図である。

【図4】本発明の一別実施形態におけるシール部に設けられた待避溝の配置及び構成を示す図である。

【図5】本発明の一別実施形態における待避溝の構成を示す図である。

【図6】本発明の一別実施形態におけるターボ圧縮機の要部拡大図である。

【図7】本発明の一別実施形態におけるインペラに設けられた待避溝の配置及び構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施形態の装置について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態におけるターボ冷凍機１の系統図である。
本実施形態のターボ冷凍機１は、例えばフロンを冷媒として、空調用の冷水を冷却対象物とするものである。ターボ冷凍機１は、図１に示すように、凝縮器２と、エコノマイザ３と、蒸発器４と、ターボ圧縮機５と、を備えている。

【0017】

凝縮器２は、流路Ｒ１を介してターボ圧縮機５のガス吐出管５ａと接続されている。凝縮器２には、ターボ圧縮機５によって圧縮された冷媒（圧縮冷媒ガスＸ１）が流路Ｒ１を通って供給されるようになっている。凝縮器２は、この圧縮冷媒ガスＸ１を液化するものである。凝縮器２は、冷却水が流通する伝熱管２ａを備え、圧縮冷媒ガスＸ１と冷却水と間の熱交換によって、圧縮冷媒ガスＸ１を冷却するようになっている。

【0018】

圧縮冷媒ガスＸ１は、冷却水との間の熱交換によって冷却され、液化し、冷媒液Ｘ２となって凝縮器２の底部に溜まる。凝縮器２の底部は、流路Ｒ２を介してエコノマイザ３と接続されている。流路Ｒ２には、冷媒液Ｘ２を減圧するための膨張弁６が設けられている。エコノマイザ３には、膨張弁６によって減圧された冷媒液Ｘ２が流路Ｒ２を通って供給されるようになっている。エコノマイザ３は、減圧された冷媒液Ｘ２を一時的に貯留し、冷媒を液相と気相とに分離するものである。

【0019】

エコノマイザ３の頂部は、流路Ｒ３を介してターボ圧縮機５のエコノマイザ連結管５ｂと接続されている。ターボ圧縮機５には、エコノマイザ３によって分離した冷媒の気相成分Ｘ３が、蒸発器４及び第１圧縮段１１を経ることなく、流路Ｒ３を通って第２圧縮段１２に供給され、効率を高めるようになっている。一方、エコノマイザ３の底部は、流路Ｒ４を介して蒸発器４と接続されている。流路Ｒ４には、冷媒液Ｘ２をさらに減圧するための膨張弁７が設けられている。

【0020】

蒸発器４には、膨張弁７によってさらに減圧された冷媒液Ｘ２が流路Ｒ４を通って供給されるようになっている。蒸発器４は、冷媒液Ｘ２を蒸発させてその気化熱によって冷水を冷却するものである。蒸発器４は、冷水が流通する伝熱管４ａを備え、冷媒液Ｘ２と冷水と間の熱交換によって、冷水を冷却すると共に冷媒液Ｘ２を蒸発させるようになっている。冷媒液Ｘ２は、冷水との間の熱交換によって熱を奪って蒸発し、冷媒ガスＸ４となる。

【0021】

蒸発器４の頂部は、流路Ｒ５を介してターボ圧縮機５のガス吸入管５ｃと接続されている。ターボ圧縮機５には、蒸発器４において蒸発した冷媒ガスＸ４が流路Ｒ５を通って供給されるようになっている。ターボ圧縮機５は、蒸発した冷媒ガスＸ４を圧縮し、圧縮冷媒ガスＸ１として凝縮器２に供給するものである。ターボ圧縮機５は、冷媒ガスＸ４を圧縮する第１圧縮段１１と、一段階圧縮された冷媒をさらに圧縮する第２圧縮段１２と、を具備する２段圧縮機である。

【0022】

第１圧縮段１１にはインペラ１３が設けられ、第２圧縮段１２にはインペラ１４が設けられており、それらが回転軸１５で接続されている。ターボ圧縮機５は、電動機１０によってインペラ１３，１４を回転駆動させて冷媒を圧縮するようになっている。インペラ１３，１４は、ラジアルインペラであり、軸方向で吸気した冷媒を半径方向に導出する不図示の３次元的ねじれを含むブレードを有する。

【0023】

ガス吸入管５ｃには、第１圧縮段１１の吸入量を調節するためのインレットガイドベーン１６が設けられている。インレットガイドベーン１６は、冷媒ガスＸ４の流れ方向からの見かけ上の面積が変更可能なように回転可能とされている。インペラ１３，１４の周りには、それぞれディフューザーが設けられており、半径方向に導出した冷媒を、当該流路において圧縮・昇圧し、また、さらにその周りに設けられたスクロール流路によって次の圧縮段に供給することができるようになっている。インペラ１４の周りには、出口絞り弁１７が設けられており、ガス吐出管５ａからの吐出量を制御できるようになっている。

【0024】

ターボ圧縮機５は、密閉型のケーシング２０を備える。ケーシング２０は、圧縮流路空間Ｓ１と、第１の軸受収容空間Ｓ２と、モーター収容空間Ｓ３と、ギヤユニット収容空間Ｓ４と、第２の軸受収容空間Ｓ５とに区画されている。圧縮流路空間Ｓ１には、インペラ１３，１４が設けられている。インペラ１３，１４を接続する回転軸１５は、圧縮流路空間Ｓ１、第１の軸受収容空間Ｓ２、ギヤユニット収容空間Ｓ４に挿通して設けられている。第１の軸受収容空間Ｓ２には、回転軸１５を支持する軸受２１が設けられている。

【0025】

モーター収容空間Ｓ３には、ステータ２２と、ロータ２３と、ロータ２３に接続された回転軸２４と、が設けられている。この回転軸２４は、モーター収容空間Ｓ３、ギヤユニット収容空間Ｓ４、第２の軸受収容空間Ｓ５に挿通して設けられている。第２の軸受収容空間Ｓ５には、回転軸２４の反負荷側を支持する軸受３１が設けられている。ギヤユニット収容空間Ｓ４には、ギヤユニット２５と、軸受２６，２７と、オイルタンク２８と、が設けられている。

【0026】

ギヤユニット２５は、回転軸２４に固定される大径歯車２９と、回転軸１５に固定されると共に大径歯車２９と噛み合う小径歯車３０と、を有する。ギヤユニット２５は、回転軸２４の回転数に対して回転軸１５の回転数が増加（増速）するように、回転駆動力を伝達するものである。軸受２６は、回転軸２４を支持するものである。軸受２７は、回転軸１５を支持するものである。オイルタンク２８は、軸受２１，２６，２７，３１等の各摺動部位に供給される潤滑油を貯溜するものである。

【0027】

このようなケーシング２０には、圧縮流路空間Ｓ１と第１の軸受収容空間Ｓ２との間において、回転軸１５の周囲をシールするシール部３２，３３が設けられている。また、ケーシング２０には、圧縮流路空間Ｓ１とギヤユニット収容空間Ｓ４との間において、回転軸１５の周囲をシールするシール部３４が設けられている。また、ケーシング２０には、ギヤユニット収容空間Ｓ４とモーター収容空間Ｓ３との間において、回転軸２４の周囲をシールするシール部３５が設けられている。また、ケーシング２０には、モーター収容空間Ｓ３と第２の軸受収容空間Ｓ５との間において、回転軸２４の周囲をシールするシール部３６が設けられている。

【0028】

図２は、本発明の実施形態におけるターボ圧縮機５の要部拡大図である。なお、図２は、ターボ圧縮機５の第１圧縮段１１における拡大図である。図３は、本発明の実施形態におけるシール部３２に設けられた待避溝４５の配置及び構成を示す図である。
図２に示すように、インペラ１３は、回転軸１５に一体的に連結されている。本実施形態のインペラ１３は、ラジアルインペラであり、高回転域における回転安定性が高い軽量のアルミニウム製のものを採用している。

【0029】

インペラ１３は、ハブ３７を有し、このハブ３７に複数のブレード３８が設けられる構成となっている。ハブ３７の中心には、貫通穴３９が形成されており、回転軸１５が挿通され、ナット止めされるようになっている。本実施形態の回転軸１５は、インペラ１３と異材であり、例えば鉄製のものを採用している。

【0030】

インペラ１３の半径方向外側には、ディフューザー４０が設けられている。ディフューザー４０は、インペラ１３から半径方向に吐き出された冷媒ガスＸ４を減速・加圧するものである。このディフューザー４０は、ケーシング２０によって形成されており、インペラ１３のハブ３７と滑らかに連通する流路面４１を有している。本実施形態のケーシング２０は、インペラ１３と異材であり、例えば鉄製のものを採用している。

【0031】

インペラ１３の背面側には、シール部３２（固定部材）が設けられている。シール部３２は、回転軸１５周りから冷媒ガスＸ４が漏れないようにするラビリンスシールである。シール部３２の中心には、貫通穴４２が形成されており、回転軸１５が挿通される。また、貫通穴４２の内周面には、シールフィン４３が複数形成されている。本実施形態のシール部３２は、回転体である回転軸１５と異材であり、アルミニウム製のものを採用している。

【0032】

シール部３２は、インペラ１３のハブ３７の外径部３７ａと径方向で対向する対向部４４を備えている。本実施形態のシール部３２は、インペラ１３よりも大きく拡径し、その周縁部が立ち上がった対向部４４を備えている。対向部４４は、図３に示すように、円環状に形成されている。また、対向部４４は、図２に示すように、インペラ１３の外径部３７ａと対向する対向面４４ａと、インペラ１３のハブ３７と流路面４１との間を中継する中継流路面４４ｂと、を有する。

【0033】

例示した従来技術のターボ圧縮機５は、インペラ１３のハブ３７とケーシング２０の流路面４１とが直接連なるように構成されている。対して本実施形態のターボ圧縮機５は、インペラ１３のハブ３７とケーシング２０の流路面４１とが、シール部３２の対向部４４を介して連なるように構成されている。本実施形態では、ターボ圧縮機５の性能面から、インペラ１３を小さくし、また、ターボ圧縮機５の製造コスト面から、複雑な形状のケーシング２０の大きさは変更しないようにしている。

【0034】

しかし、ケーシング２０に対してインペラ１３を相対的に小さくすると、インペラ１３のハブ３７とケーシング２０の流路面４１との間に隙間が生じて、冷媒ガスＸ４の流通性が阻害されてしまう。そこで、本実施形態では、シール部３２を延長し、インペラ１３のハブ３７の外径部３７ａと径方向で対向するようにして、この隙間を対向部４４によって埋め合わせ、インペラ１３のハブ３７と流路面４１との間を中継するようにしている。

【0035】

ところが、このシール部３２は、回転軸１５のラビリンスシールである。シール部３２は、回転軸１５との焼き付きを防止するべく、回転軸１５に対して異材であるアルミニウム製のものを選定している。一方、インペラ１３も回転安定性のためにアルミニウム製のものを選定している。そうすると、インペラ１３とシール部３２とは、どうしても共材としなければならず、外径部３７ａと対向部４４との間に異物（冷媒ガスＸ４に含まれる小さなゴミや、溶接構造体から溶け出した溶け滓等）を噛み込んでしまうと、インペラ１３とシール部３２との焼き付きが起こる場合がある。

【0036】

そこで、本実施形態では、インペラ１３の外径部３７ａとシール部３２の対向部４４との間に侵入した異物のために待避溝４５を形成している。本実施形態の待避溝４５は、図３に示すように、インペラ１３に対して静止側となるシール部３２の対向部４４に部分的に形成されている。待避溝４５は、対向部４４に対し、上下左右の４箇所に形成されている。換言すると、待避溝４５は、周方向において９０°間隔で４つ形成されている。

【0037】

待避溝４５は、対向部４４を部分的に円弧状に抉るようにして形成されている。これにより、待避溝４５が形成されている部分では、インペラ１３の外径部３７ａに対する距離が、他の部分よりも大きく形成されるようになる。待避溝４５の形成深さは、異物の大きさに対応して設定されている。すなわち、待避溝４５は、少なくとも噛み込みが想定され得る異物が逃げ込めるだけの大きさで形成されている。

【0038】

シール部３２は、図２に示すように、ネジ部材４６によってケーシング２０に対して固定されている。本実施形態の待避溝４５は、このネジ部材４６のすわりを安定させるための座繰り４７として加工されている。図３に示すように、シール部３２は、ネジ部材４６が挿通する貫通穴４８を複数有する。貫通穴４８は、対向部４４に隣接して設けられており、その周りに座繰り４７を形成することで、それと同時に待避溝４５を形成することができるようになっている。これにより、待避溝４５と座繰り４７を別に加工することなく、加工の手間を低減できる。

【0039】

続いて、上記構成の待避溝４５による作用について説明する。

【0040】

本実施形態のターボ圧縮機５では、その構成上、どうしてもインペラ１３とシール部３２とを共材とする必要がある。このインペラ１３の外径部３７ａとシール部３２の対向部４４との間に、万一小さな異物が侵入して噛み込まれ、焼き付きが起こると、例えばインペラ１３の外径部３７ａに大きな溶け込みが生じ、インペラ１３の回転性能やガス流性能が低下し、インペラ１３の交換や修理等が必要になる場合がある。

【0041】

そこで、本実施形態では、図２及び図３に示すように、シール部３２に待避溝４５を設け、インペラ１３とシール部３２との間に侵入した異物の逃げ場所を形成している。これにより、インペラ１３とシール部３２との間に万一小さな異物が侵入しても、異物はこの待避溝４５に逃げ込むことができる。したがって、本実施形態によれば、インペラ１３の外径部３７ａとシール部３２の対向部４４との間での異物の噛み込みを退けられるため、インペラ１３とシール部３２との焼き付きを防止することができる。

【0042】

また、本実施形態では、インペラ１３の外径に対向する静止側のシール部３２の対向部４４に待避溝４５が形成されているため、侵入した異物を遠心力を利用して待避溝４５に閉じ込めることができる。したがって、本実施形態によれば、待避溝４５に逃げ込んだ異物を捕獲し、再びインペラ１３とシール部３２との間に侵入して噛み込まれないようにすることができる。

【0043】

また、待避溝４５は、図３に示すように、対向部４４に部分的に形成されているため、中継流路面４４ｂを広く確保することができる。これにより、インペラ１３のハブ３７とケーシング２０の流路面４１とが、対向部４４の中継流路面４４ｂによって、略全域に亘って滑らかに連通する。したがって、待避溝４５を設けても、冷媒ガスＸ４の流通性が阻害されることはない。

【0044】

以上のように、本実施形態では、アルミニウム製のシール部３２を延長し、インペラ１３のハブ３７の外径部３７ａと径方向で対向するような構成を採用しても、待避溝４５を設けることで、同質の材料から形成された共材のインペラ１３とシール部３２との焼き付きを効果的に防止することができる。

【0045】

したがって、上述の本実施形態によれば、回転軸１５を中心に回転するインペラ１３と、インペラ１３のハブ３７の外径部３７ａと径方向で対向する対向部４４を備えるシール部３２と、を有し、シール部３２には、外径部３７ａと対向部４４との間に侵入した異物のための待避溝４５が形成されている、という構成を採用することによって、インペラ１３とシール部３２との焼き付きを防止することができるターボ圧縮機５及びターボ冷凍機１が得られる。

【0046】

以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

【0047】

例えば、本発明は、以下の図４〜図７に示す形態を採用し得る。なお、以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

【0048】

図４は、本発明の一別実施形態におけるシール部３２に設けられた待避溝４５の配置及び構成を示す図である。
図４に示すように、待避溝４５は、対向部４４に複数形成されており、複数の待避溝４５のうち、最も下方に位置する待避溝４５Ｂは、他の待避溝４５Ａよりも大きく形成されている。具体的に、待避溝４５Ｂは、座繰り４７の半径よりも大きな半径を有するように形成されている。

【0049】

この構成によれば、最も下方に位置する待避溝４５Ｂに、より多くの異物を収容することができる。すなわち、複数の待避溝４５のうち最も下方に位置する待避溝４５Ｂには、重力によって他の待避溝４５Ａよりも多くの異物が堆積する。したがって、この待避溝４５Ｂを相対的に大きく形成することで、収容した異物のあふれ出しを効果的に防止することができるようになる。

【0050】

図５は、本発明の一別実施形態における待避溝４５ａ，４５ｂ，４５ｃの構成を示す図である。なお、図５における符号Ａは、模式的に表した異物を指している。
図５（ａ）に示す待避溝４５ａは、矩形に形成されている。この待避溝４５ａは、インペラ１３の回転方向に対し壁となり、インペラ１３の回転軌跡に対し法線方向に延びる壁面４５ａ１を有する。この構成によれば、インペラ１３の回転に同伴される異物を壁面４５ａ１でトラップして待避溝４５ａに留まらせ易くすることができる。

【0051】

図５（ｂ）に示す待避溝４５ｂは、インペラ１３の回転方向に対し壁となり、インペラ１３の回転軌跡に対し法線方向に延びる壁面４５ｂ１と、インペラ１３の回転方向に沿って壁面４５ｂ１に近づくに連れて徐々にインペラ１３の半径方向に離間する曲面４５ｂ２と、を有する。この構成によれば、インペラ１３の回転に同伴される異物を曲面４５ｂ２によって誘導し、壁面４５ｂ１でトラップして待避溝４５ｂに留まらせ易くすることができると共に、角が一つなくなるため図５（ａ）に示す形態よりも中継流路面４４ｂを広く確保できる。

【0052】

図５（ｃ）に示す待避溝４５ｃは、袋状に形成されている。この待避溝４５ｃは、インペラ１３の回転方向に沿って徐々にインペラ１３の半径方向奥側に形成されており、インペラ１３の回転方向の逆方向に向かう返し部４５ｃ１を有する。この構成によれば、トラップした異物を待避溝４５ｃに確実に閉じ込めることができる。

【0053】

図６は、本発明の一別実施形態におけるターボ圧縮機５の要部拡大図である。
図６に示すように、待避溝４５ｄは、対向部４４の対向面４４ａにのみ形成されている。すなわち、待避溝４５ｄは、対向部４４の中継流路面４４ｂを削ることなく、対向部４４の対向面４４ａを抉るように形成されている。この構成によれば、インペラ１３のハブ３７とケーシング２０の流路面４１とが、対向部４４の中継流路面４４ｂによって、全域に亘って滑らかに連通するため、冷媒ガスＸ４の流通性に全く影響を与えないようにすることができる。

【0054】

図７は、本発明の一別実施形態におけるインペラ１３に設けられた待避溝４５ｅの配置及び構成を示す図である。
図７に示すように、待避溝４５ｅは、回転体であるインペラ１３に設けられている。待避溝４５ｅは、インペラ１３のブレード３８を避けたハブ３７の外径部３７ａに形成されている。この待避溝４５ｅは、周方向において９０°間隔で４つ形成されている。この構成によれば、上記実施形態と同様に、インペラ１３とシール部３２との間での異物の噛み込みによる焼き付きを防止することができる。

【0055】

また、例えば、上記実施形態では、インペラ１３またはシール部３２に待避溝４５を形成する構成について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、インペラ１３及びシール部３２の両方に待避溝４５を形成する構成を採用しても良い。

【0056】

また、例えば、上記実施形態では、待避溝４５を、インペラ１３及びシール部３２の少なくともいずれか一方に形成する構成について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、図１に示すインペラ１４及びシール部３４においても同様に待避溝４５を形成しても良い。

【0057】

また、例えば、上記実施形態では、インペラ１３のハブ３７の外径部３７ａと径方向で対向する固定部材がシール部３２である構成について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、固定部材がケーシング２０であっても良い。例えば、従来技術の構成を採用し、ケーシング２０とインペラ１３とを共材にし、ケーシング２０をインペラ１３の外径部３７ａと対向させた場合にも、待避溝４５を形成することで、インペラ１３とケーシング２０との間での異物の噛み込みによる焼き付きを防止することができる。

【符号の説明】

【0058】

１…ターボ冷凍機、２…凝縮器、４…蒸発器、５…ターボ圧縮機、１３…インペラ、１５…回転軸、３２…シール部（固定部材、ラビリンスシール）、３７…ハブ、３７ａ…外径部、４４…対向部、４５…待避溝、４５ａ…待避溝、４５ｂ…待避溝、４５ｃ…待避溝、４５ｄ…待避溝、４５ｅ…待避溝、４６…ネジ部材、４７…座繰り

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】