專利名稱：渦輪壓縮機(jī)及冷凍機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及渦輪壓縮機(jī)及冷凍機(jī)。更詳細(xì)地講，涉及能夠?qū)⒘黧w通過多個(gè)葉輪壓 縮的渦輪壓縮機(jī)及具備該渦輪壓縮機(jī)的冷凍機(jī)。
背景技術(shù)：
作為將水等冷卻對(duì)象物冷卻或冷凍的冷凍機(jī)，已知有具備通過具備葉輪等的壓縮 機(jī)構(gòu)將冷媒壓縮并排出的渦輪壓縮機(jī)的渦輪冷凍機(jī)等。在壓縮機(jī)中，如果壓縮比變大，則壓 縮機(jī)的吐出溫度變高，容積效率下降。所以，在具備上述那樣的渦輪冷凍機(jī)等的渦輪壓縮機(jī) 中，有分為多個(gè)段進(jìn)行冷媒的壓縮的情況(例如，參照特表2008-506885號(hào)公報(bào))。在這樣的渦輪壓縮機(jī)中，配置有用來將壓縮的冷媒導(dǎo)出到壓縮機(jī)的外部的、或者 用來將冷媒為了壓縮而導(dǎo)入到壓縮機(jī)的內(nèi)部的螺旋狀的渦旋室。此外，對(duì)于用來旋轉(zhuǎn)支承 葉輪等的軸承等滑動(dòng)部位從油箱供給潤滑油。在上述以往的渦輪壓縮機(jī)及冷凍機(jī)中，在長期運(yùn)轉(zhuǎn)停止時(shí)，冷媒冷凝在渦旋室內(nèi) 下方。因此，在再開始?jí)嚎s機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)之前，需要將冷凝的冷媒液從配設(shè)在渦旋室的下方的排 液口等排出到外部的作業(yè)，變得麻煩。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述情況而做出的，目的是提供一種即使因長期運(yùn)轉(zhuǎn)停止而冷媒在 渦旋室內(nèi)冷凝、也能夠?qū)⑵鋸臏u旋室內(nèi)自動(dòng)地排除而迅速地再開始運(yùn)轉(zhuǎn)的渦輪壓縮機(jī)及冷 凍機(jī)。根據(jù)本發(fā)明的第1技術(shù)方案，有關(guān)本發(fā)明的渦輪壓縮機(jī)具備箱體，具有滑動(dòng)部 位；葉輪，與支承在上述滑動(dòng)部位上的軸部連接而繞軸線旋轉(zhuǎn)；多個(gè)壓縮段，具有將流體導(dǎo) 入到該葉輪、或者將通過上述葉輪的旋轉(zhuǎn)而壓縮的流體導(dǎo)出到外部的渦旋室；油箱，配設(shè)有 加熱源，儲(chǔ)存對(duì)上述滑動(dòng)部位供給的潤滑油；在該油箱的附近、配置有上述渦旋室的至少一 部分。該渦輪壓縮機(jī)在配設(shè)有加熱源的油箱的附近配置有渦旋室的至少一部分。因此， 能夠?qū)⒂杉訜嵩丛谶\(yùn)轉(zhuǎn)再開始前加熱的潤滑油的熱從油箱壁面適當(dāng)?shù)貍鳠岬綔u旋室壁面。 并且，能夠通過該熱將在渦旋室內(nèi)冷凝的壓縮的流體加熱。因而，不再需要將冷凝的冷媒液從配設(shè)在渦旋室的下方的排液口等排出到外部的 作業(yè)，能夠不進(jìn)行特別的作業(yè)而再開始運(yùn)轉(zhuǎn)。根據(jù)本發(fā)明的第2技術(shù)方案，有關(guān)本發(fā)明的渦輪壓縮機(jī)是上述渦輪壓縮機(jī)，上述 渦旋室的至少一部分配置在比儲(chǔ)存在上述油箱內(nèi)的潤滑油的油面靠下方。根據(jù)該渦輪壓縮 機(jī)，能夠?qū)⒓訜岬臐櫥偷臒嵯驕u旋室更適當(dāng)?shù)貍鬟f。
根據(jù)本發(fā)明的第3技術(shù)方案，有關(guān)本發(fā)明的冷凍機(jī)具備冷凝器，將壓縮的冷媒冷 卻液化；蒸發(fā)器，通過使液化的上述冷媒蒸發(fā)而從冷卻對(duì)象物奪去氣化熱而將上述冷卻對(duì) 象物冷卻；渦輪壓縮機(jī)，將由上述蒸發(fā)器蒸發(fā)的上述冷媒壓縮而供給到上述冷凝器中；作 為上述渦輪壓縮機(jī)，使用上述渦輪壓縮機(jī)。該冷凍機(jī)起到與上述渦輪壓縮機(jī)同樣的作用、效果。根據(jù)本發(fā)明，即使在長期運(yùn)轉(zhuǎn)停止時(shí)冷媒在渦旋室內(nèi)冷凝，也能夠?qū)⑵鋸臏u旋室 內(nèi)自動(dòng)地排除而迅速地再開始運(yùn)轉(zhuǎn)。


圖1是表示有關(guān)本發(fā)明的一實(shí)施方式的渦輪冷凍機(jī)的概略結(jié)構(gòu)的框圖。圖2是有關(guān)本發(fā)明的一實(shí)施方式的渦輪冷凍機(jī)具備的渦輪壓縮機(jī)的垂直剖視圖。圖3是圖2的III-III剖視圖。圖4是圖2的IV-IV剖視圖。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D1到圖4對(duì)有關(guān)本發(fā)明的渦輪壓縮機(jī)及冷凍機(jī)的一實(shí)施方式進(jìn)行說明。有關(guān)本實(shí)施方式的渦輪冷凍機(jī)(冷凍機(jī))1為了生成例如空調(diào)用的冷卻水而設(shè)置 在大廈或工廠中，如圖1所示，具備冷凝器2、節(jié)能器3、蒸發(fā)器5和渦輪壓縮機(jī)6。冷凝器2例如被供給作為以氣體狀態(tài)壓縮的R134a等冷媒(流體)的壓縮冷媒氣 體XI，通過將該壓縮冷媒氣體Xl冷卻液化而成為冷媒液X2。該冷凝器2如圖1所示，經(jīng)由 壓縮冷媒氣體Xl流過的流路Rl與渦輪壓縮機(jī)6連接。此外，冷凝器2經(jīng)由冷媒液X2流過 的流路R2與節(jié)能器3連接。在流路R2中，設(shè)置用來將冷媒液X2減壓的膨脹閥7。節(jié)能器3將由膨脹閥7減壓后的冷媒液X2臨時(shí)儲(chǔ)存。該節(jié)能器3經(jīng)由冷媒液X2 流過的流路R3與蒸發(fā)器5連接。此外，節(jié)能器3經(jīng)由由節(jié)能器3產(chǎn)生的冷媒的氣相成分X3 流過的流路R4與渦輪壓縮機(jī)6連接。流路R3設(shè)置有用來將冷媒液X2進(jìn)一步減壓的膨脹 閥8。流路R4與渦輪壓縮機(jī)6連接，以使其對(duì)渦輪壓縮機(jī)6具備的后述的第二壓縮段23供 給氣相成分X3。蒸發(fā)器5通過使冷媒液X2蒸發(fā)、從水等冷卻對(duì)象物奪去氣化熱而將冷卻對(duì)象物冷 卻。該蒸發(fā)器5經(jīng)由通過冷媒液X2的蒸發(fā)產(chǎn)生的冷媒氣體X4流過的流路R5與渦輪壓縮 機(jī)6連接。流路R5與渦輪壓縮機(jī)6具備的后述的第一壓縮段22連接。渦輪壓縮機(jī)6將冷媒氣體X4壓縮而成為上述壓縮冷媒氣體XI。該渦輪壓縮機(jī)6 如上述那樣經(jīng)由壓縮冷媒氣體Xl流過的流路Rl與冷凝器2連接。此外，渦輪壓縮機(jī)6經(jīng) 由冷媒氣體X4流過的流路R5與蒸發(fā)器5連接。如圖2至圖4所示，該渦輪壓縮機(jī)6具備具有多個(gè)滑動(dòng)部位10的箱體11、多個(gè)壓 縮段12、和儲(chǔ)存潤滑油LO的油箱13。箱體11被劃分為馬達(dá)殼體15、壓縮機(jī)殼體16和齒輪殼體17，分別可分離地連接。 在馬達(dá)殼體15中，配置有繞軸線0旋轉(zhuǎn)的輸出軸18、和連接輸出軸18而驅(qū)動(dòng)壓縮段12的 馬達(dá)20。輸出軸18受固定在馬達(dá)殼體15上的第一軸承21可旋轉(zhuǎn)地支承。這里，滑動(dòng)部位 10不僅包括第一軸承21，還包括后述的第二軸承26、第三軸承27、齒輪單元28等。
壓縮段12具備將冷媒氣體X4(參照?qǐng)D1)吸入并壓縮的第一壓縮段22、和將由第 一壓縮段22壓縮后的冷媒氣體X4進(jìn)一步壓縮而作為壓縮冷媒氣體Xl (參照?qǐng)D1)排出的 第二壓縮段23。第一壓縮段22配置在壓縮機(jī)殼體16中，第二壓縮段23配置在齒輪殼體 17中。第一壓縮段22具備固定在旋轉(zhuǎn)軸(軸部)25上、被馬達(dá)20繞軸線0旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)、 對(duì)從推力方向供給的冷媒氣體X4賦予速度能量而向徑向方向排除的多個(gè)第一葉輪(葉 輪)22a、通過將由第一葉輪22a賦予給冷媒氣體X4的速度能量變換為壓力能量而進(jìn)行壓縮 的第一擴(kuò)散器22b、將由第一擴(kuò)散器22b壓縮的冷媒氣體X4導(dǎo)出到第一壓縮段22的外部的 第一渦旋室(渦旋室)22c、和將冷媒氣體X4吸入并向第一葉輪22a供給的吸入口 22d。第 一擴(kuò)散器22b、第一渦旋室22c及吸入口 22d的一部分由包圍第一葉輪22a的第一殼體22e 形成。在第一壓縮段22的吸入口 22d上，設(shè)置有多個(gè)用來調(diào)節(jié)第一壓縮段22的吸入容 量的入口導(dǎo)引葉片22g。各入口導(dǎo)引葉片22g能夠在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)22i作用下旋轉(zhuǎn)，以使其從冷 媒氣體X4的流動(dòng)方向表觀上的面積能夠變更。在第一壓縮段22的第一葉輪22a及處于其上游側(cè)的吸入口 22d的外周部的第一 殼體22e中，劃分形成有呈以軸線0為中心的圓弧狀的中繼空間22h。在該中繼空間22h 中，在內(nèi)部收納有驅(qū)動(dòng)上述入口導(dǎo)引葉片22g的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)22i。該中繼空間22h與吸入口 22d的入口導(dǎo)引葉片22g的背面?zhèn)冉?jīng)由較小的間隙22j 成為連通狀態(tài)。由此，構(gòu)成為，使中繼空間22h與吸入口 22d的壓力總是相等。第二壓縮段23具備對(duì)被第一壓縮段22壓縮并且從推力方向供給的冷媒氣體X4 賦予速度能量而向徑向方向排出的第二葉輪(葉輪)23a、通過將由第二葉輪23a對(duì)冷媒 氣體X4賦予的速度能量變換為壓力能量而壓縮、作為壓縮冷媒氣體Xl排出的第二擴(kuò)散器 23b、將從第二擴(kuò)散器23b排出的壓縮冷媒氣體Xl導(dǎo)出到第二壓縮段23的外部的第二渦旋 室(渦旋室)23c、和將由第一壓縮段22壓縮的冷媒氣體X4導(dǎo)引到第二葉輪23a的導(dǎo)入渦 旋室(渦旋室)23d。這里，第二擴(kuò)散器23b、第二渦旋室23c及導(dǎo)入渦旋室23d的一部分由 包圍第二葉輪23a的第二殼體23e形成。第二葉輪23a固定在上述旋轉(zhuǎn)軸25上，以使其與第一葉輪22a背面對(duì)齊，從馬達(dá) 20的輸出軸18傳遞旋轉(zhuǎn)動(dòng)力使旋轉(zhuǎn)軸25繞軸線0旋轉(zhuǎn)，從而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。第二擴(kuò)散器 23b以環(huán)狀配置在第二葉輪23a的周圍。第二渦旋室23c與用來將壓縮冷媒氣體Xl供給到冷凝器2中的流路Rl連接，將 從第二壓縮段23導(dǎo)出的壓縮冷媒氣體Xl供給到流路Rl中。另外，第一壓縮段22的第一渦旋室22c和第二壓縮段23的導(dǎo)入渦旋室23d經(jīng)由 與第一壓縮段22及第二壓縮段23分體設(shè)置的外部配管(未圖示)連接，經(jīng)由該外部配管 將由第一壓縮段22壓縮的冷媒氣體X4供給到第二壓縮段23中。在該外部配管上連接著 上述流路R4 (參照?qǐng)D1)，將由節(jié)能器3產(chǎn)生的冷媒的氣相成分X3經(jīng)由外部配管供給到第二 壓縮段23中。旋轉(zhuǎn)軸25通過固定在齒輪殼體17上的第二軸承26和固定在壓縮機(jī)殼體16上的 第三軸承27可旋轉(zhuǎn)地支承在箱體11上。在齒輪殼體17中，形成有收容用來將輸出軸18的驅(qū)動(dòng)力傳遞給旋轉(zhuǎn)軸25的齒輪單元28的收容空間Si。油箱13從收容空間Sl的下方延伸到壓縮機(jī)殼體16內(nèi)的下方而形成配置。配置 為，使第一渦旋室22c、第二渦旋室23c以及導(dǎo)入渦旋室23d的下方側(cè)比儲(chǔ)存在油箱13內(nèi)的 潤滑油LO的油面L靠下方。在油箱13中，配置有用來將潤滑油LO加熱到規(guī)定溫度的加熱器(加熱源)30。齒輪單元28具備固定在馬達(dá)20的輸出軸18上的大徑齒輪31、和固定在旋轉(zhuǎn)軸 25上并且與大徑齒輪31嚙合的小徑齒輪32。并且，將馬達(dá)20的輸出軸18的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力傳 遞給旋轉(zhuǎn)軸25，以使得旋轉(zhuǎn)軸25的轉(zhuǎn)速相對(duì)于輸出軸18的轉(zhuǎn)速增加。接著，對(duì)有關(guān)本實(shí)施方式的渦輪冷凍機(jī)1及渦輪壓縮機(jī)6的作用進(jìn)行說明。首先，隨著渦輪冷凍機(jī)1及渦輪壓縮機(jī)6的運(yùn)轉(zhuǎn)開始，通過未圖示的油泵將潤滑油 LO從油箱13供給到滑動(dòng)部位10。然后，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)20，將馬達(dá)20的輸出軸18的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力經(jīng) 由齒輪單元28傳遞給旋轉(zhuǎn)軸25。由此，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)第一壓縮段22及第二壓縮段23。如果旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)第一壓縮段22，則第一壓縮段22的吸入口 22d成為負(fù)壓狀態(tài)，來自 流路R5的冷媒氣體X4經(jīng)由吸入口 22d流入到第一壓縮段22中。此時(shí)，通過入口導(dǎo)引葉片 22g適當(dāng)調(diào)節(jié)吸入容量。流入到第一壓縮段22的內(nèi)部的冷媒氣體X4從推力方向流入到第一葉輪22a中， 被第一葉輪22a賦予速度能量，沿徑向排出。將從第一葉輪22a排出的冷媒氣體X4通過用第一擴(kuò)散器22b將速度能量變換為 壓力能量而壓縮。將從第一擴(kuò)散器22b排出的冷媒氣體X4經(jīng)由第一渦旋室22c導(dǎo)出到第 一壓縮段22的外部。接著，將導(dǎo)出到第一壓縮段22的外部的冷媒氣體X4經(jīng)由外部配管供給到第二壓 縮段23中。供給到第二壓縮段23中的冷媒氣體X4經(jīng)由導(dǎo)入渦旋室23d從推力方向流入到第 二葉輪23a中，由第二葉輪23a賦予速度能量，沿徑向排出。將從第二葉輪23a排出的冷媒氣體X4通過由第二擴(kuò)散器23b將速度能量變換為 壓力能量而進(jìn)一步壓縮，成為壓縮冷媒氣體Xl。將從第二擴(kuò)散器23b排出的壓縮冷媒氣體Xl經(jīng)由第二渦旋室23c導(dǎo)出到第二壓 縮段23的外部。接著，將導(dǎo)出到第二壓縮段23的外部的壓縮冷媒氣體Xl經(jīng)由流路Rl供給到冷凝 器2中。在作為冷媒液X2而使用R134a等的情況下，由于冷凝溫度是30°C 40°C，所以在 使渦輪冷凍機(jī)1長時(shí)間停止時(shí)，作為氣體殘留在第一渦旋室22c、第二渦旋室23c、導(dǎo)入渦旋 室23d內(nèi)的冷媒在它們的下方被冷凝。 在運(yùn)轉(zhuǎn)開始時(shí)，通過加熱器30將儲(chǔ)存在油箱13內(nèi)的潤滑油LO加熱到冷媒的冷凝 溫度以上。由此，加熱的潤滑油LO的熱從油箱13的壁面?zhèn)鬟f到第一渦旋室22c、第二渦旋 室23c、導(dǎo)入渦旋室23d的各壁面，將在室內(nèi)冷凝的冷媒加熱。隨之，冷媒蒸發(fā)而再次成為氣 體。 根據(jù)該渦輪冷凍機(jī)1及渦輪壓縮機(jī)6，第一渦旋室22c、第二渦旋室23c、導(dǎo)入渦旋 室23d的下方側(cè)配置在油箱13的附近。因此，在將渦輪壓縮機(jī)6啟動(dòng)時(shí)，通過由加熱器30將儲(chǔ)存在油箱13中的潤滑油LO加熱，能夠?qū)⒃诘谝粶u旋室22c、第二渦旋室23c、導(dǎo)入渦旋 室23d內(nèi)冷凝的冷媒加熱蒸發(fā)、自動(dòng)地從室內(nèi)排除。此時(shí)，由于第一渦旋室22c、第二渦旋室23c、導(dǎo)入渦旋室23d的下方側(cè)配置在比儲(chǔ) 存在油箱13內(nèi)的潤滑油LO的油面L靠下方，所以能夠更適當(dāng)?shù)貍鬟f加熱的潤滑油LO的熱。另外，本發(fā)明的技術(shù)范圍并不限定于上述實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明的主旨的范 圍內(nèi)能夠加以各種變更。例如，在上述實(shí)施方式中，對(duì)具備兩個(gè)壓縮段(第一壓縮段22及第二壓縮段23) 的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明，但并不限定于此，也可以采用具備3個(gè)以上的壓縮段的結(jié)構(gòu)。進(jìn)而，對(duì)作為箱體11分別劃分形成有馬達(dá)殼體15、壓縮機(jī)殼體16和齒輪殼體17 的渦輪壓縮機(jī)進(jìn)行了說明，但并不限定于此，例如也可以是馬達(dá)配置在第一壓縮段與第二 壓縮段之間的結(jié)構(gòu)。以上，說明了本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例，但本發(fā)明并不限定于這些實(shí)施例。在不脫離 本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行結(jié)構(gòu)的附加、省略、置換及其他變更。本發(fā)明并不受上述說 明限定，而僅由權(quán)利要求書限定。
權(quán)利要求
一種渦輪壓縮機(jī)，其特征在于，具備箱體，具有滑動(dòng)部位；葉輪，與支承在上述滑動(dòng)部位上的軸部連接而繞軸線旋轉(zhuǎn)；多個(gè)壓縮段，具有將流體導(dǎo)入到該葉輪、或者將通過上述葉輪的旋轉(zhuǎn)而壓縮的流體導(dǎo)出到外部的渦旋室；油箱，配設(shè)有加熱源，儲(chǔ)存對(duì)上述滑動(dòng)部位供給的潤滑油；在該油箱的附近、配置有上述渦旋室的至少一部分。
2.如權(quán)利要求1所述的渦輪壓縮機(jī)，其特征在于，上述渦旋室的至少一部分配置在比 儲(chǔ)存在上述油箱內(nèi)的潤滑油的油面靠下方。
3.—種冷凍機(jī)，其特征在于， 具備冷凝器，將壓縮的冷媒冷卻液化；蒸發(fā)器，通過使液化的上述冷媒蒸發(fā)而從冷卻對(duì)象物奪去氣化熱而將上述冷卻對(duì)象物 冷卻；渦輪壓縮機(jī)，將由上述蒸發(fā)器蒸發(fā)的上述冷媒壓縮而供給到上述冷凝器中； 作為上述渦輪壓縮機(jī)，使用權(quán)利要求1或2所述的渦輪壓縮機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種渦輪壓縮機(jī)及冷凍機(jī)。該渦輪壓縮機(jī)具備葉輪；壓縮段，具有將冷媒導(dǎo)入到葉輪、或者將通過葉輪的旋轉(zhuǎn)而壓縮的冷媒導(dǎo)出到外部的渦旋室；油箱，配設(shè)有加熱器，儲(chǔ)存潤滑油；在油箱的附近、配置有渦旋室的至少一部分。
文檔編號(hào)F04D29/00GK101963161SQ201010233390
公開日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2010年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月21日
發(fā)明者塚本稔, 小田兼太郎 申請(qǐng)人:株式會(huì)社Ihi