JP5109695B2 - ターボ圧縮機及び冷凍機 - Google Patents

Description

本発明は、ターボ圧縮機に関し、特に二つのインペラが同一の回転軸に互いの背面側が対向する向きに固定された二段式のターボ圧縮機に関するものである。

水等の冷却対象物を冷却あるいは冷凍する冷凍機として、冷媒を、インペラ等を備えた圧縮段によって圧縮して排出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。
圧縮機においては、圧縮比が大きくなると圧縮機の吐出温度が高くなり容積効率が低下してしまう。そこで、上述のようなターボ冷凍機が備えるターボ圧縮機においては、複数段に分けて冷媒の圧縮を行う場合がある。

例えば、特許文献１には、駆動モータ軸の両端に圧縮羽根（インペラ）を有し、一段目のインペラで圧縮した流体を二段目のインペラに送る二段式のターボ圧縮機が開示されている。
このターボ圧縮機においては、一段目のインペラで圧縮された流体は外部に設けられた配管（外部配管）を介して二段目のインペラの吸入口に導かれるようになっている。

また、特許文献２には、２つのインペラが背面側を対向させて隣接するように配設されたターボ圧縮機が開示されている。
このターボ圧縮機においては、一段目のインペラを囲む第１ハウジング内及び二段目のインペラを囲む第２ハウジング内に、第１インペラで圧縮された流体を第２インペラに導入する配管（内部配管）が形成されている。
特開平５−２２３０９０号公報 特開２００７−１７７６９５号公報

ところで、上記のような従来のターボ圧縮機には以下の問題があった。
即ち、特許文献１に記載されたターボ圧縮機においては、一段目のインペラと二段目のインペラとの間に駆動モータが配置されているため、両インペラ間の距離は必然的に長くなってしまう。したがって、これらインペラ間を外部配管で接続すると、配管構造が長く複雑なものになることに加え、配管の屈曲箇所が多くなるため流体の流れが乱れて剥離が生じやすく、圧力損失が増加してしまうという問題があった。

また、特許文献２に記載されたターボ圧縮機においては、両インペラ間に駆動モータはなく、当該インペラ間の距離を短くすることができるものの、ハウジング内部に配管を有する構造であるため、配管の曲率が小さくなり剥離が生じやすく圧力損失が増加し、さらに、インペラの周囲に設けられるディフューザが配設される空間を十分に確保することができなくなるため、効率良く圧力エネルギーを得ることができず、圧縮機の性能の向上が図れないという問題があった。

この発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、二段式のターボ圧縮機において、圧力損失の低減と、圧縮機の性能向上を図ることが可能な最適化された配管構造を備えるターボ圧縮機及びこのターボ圧縮機を備えた冷凍機を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、この発明は以下の手段を提案している。
即ち、本発明に係るターボ圧縮機は、第１インペラ及びこれを囲む第１ハウジングを有し流体を吸引して圧縮する第１圧縮段と、該第１圧縮段と回転軸を介して連結された第２インペラ及びこれを囲む第２ハウジングを有し前記第１圧縮段からの圧縮流体をさらに圧縮する第２圧縮段とを備え、前記第１圧縮段と前記第２圧縮段とが互いに背面側を対向させて隣接して配設されているターボ圧縮機において、前記第１圧縮段における圧縮流体の吐出口と前記第２圧縮段における前記圧縮流体の吸入口とが同一平面上に形成され、前記吐出口と前記吸入口とを接続するＵ字配管が設けられたことを特徴としている。

このような特徴のターボ圧縮機によれば、背面合わせで隣接された両インペラ間の距離は短く、また第１圧縮段の吐出口と第２圧縮段の吸入口とが同一平面上に開口されているため、経路長が最短かつ配管構造の単純なＵ字配管によりこれら吐出口と吸入口とを外部にて接続することが可能となる。
従って、ただ一回の屈曲数かつ大きな曲率でもって最短距離で流路を設けることが可能となるため、圧力損失を最低限に抑えることができるとともに、外部配管方式であることからハウジング内においてディフューザが配設される空間を十分に確保することが可能となる。

また、本発明に係るターボ圧縮機においては、前記Ｕ字配管の屈曲部分が、前記吐出口と前記吸入口との間を直径とする半円弧状をなすことを特徴としている。
これにより、Ｕ字配管を通過する流体は、一定の曲率の下で向きを緩やかに変えながら吐出口から吸入口に導かれるため、流体に剥離が生じて圧力損失が発生してしまうことを抑制することが可能となる。

さらに、本発明に係るターボ圧縮機においては、前記Ｕ字配管に前記第２圧縮段にガスを追加注入するためのガス注入管が接続されていることを特徴としている。
これにより、注入されたガスをＵ字配管内を流れる主流と均一に混合させて第２圧縮段のインペラに導くことができる。

さらに、本発明に係るターボ圧縮機においては、前記ガス注入管が、前記Ｕ字配管の屈曲部分の接線に沿って接続されていることを特徴としている。
これにより、注入されるガスが主流の流れを乱すことなく主流に沿うようにして合流されるため、圧力損失を発生させずにガスを注入することが可能となる。

本発明に係る冷凍機は、圧縮された冷媒を冷却液化する凝縮器と、液化された前記冷媒を蒸発させて冷却対象物から気化熱を奪うことによって前記冷却対象物を冷却する蒸発器と、前記蒸発器にて蒸発された前記冷媒を圧縮して前記凝縮器に供給する圧縮機とを備える冷凍機であって、前記圧縮機として、上記のいずれかのターボ圧縮機を備えることを特徴としている。
このような特徴の冷凍機によれば、上記のターボ圧縮機と同様の作用・効果を奏する。

本発明に係るターボ圧縮機及び冷凍機によれば、単純な構造のＵ字配管でもって第１圧縮段の吐出口と第２圧縮段の吸入口を接続することにより、最短距離かつ、単一の屈曲数、大きな曲率でもって流体を導くことができるため圧力損失の低減を図ることができる。
また、外部配管方式とすることでディフューザが配設される空間を十分に確保することができるため、圧縮機の性能向上を図ることが可能となる。

以下、図面を参照して、本発明に係るターボ圧縮機及び冷凍機の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。

図１は、本実施形態におけるターボ冷凍機Ｓ（冷凍機）の概略構成を示すブロック図である。
本実施形態におけるターボ冷凍機Ｓは、例えば空調用の冷却水を生成するためにビルや工場に設置されるものであり、図１に示すように、凝縮器１と、エコノマイザ２と、蒸発器３と、ターボ圧縮機４とを備えている。

凝縮器１は、気体状態で圧縮された冷媒（流体）である圧縮冷媒ガスＸ１が供給され、この圧縮冷媒ガスＸ１を冷却液化することによって冷媒液Ｘ２とするものである。この凝縮器１は、図１に示すように、圧縮冷媒ガスＸ１が流れる流路Ｒ１を介してターボ圧縮機４と接続されており、冷媒液Ｘ２が流れる流路Ｒ２を介してエコノマイザ２と接続されている。なお、流路Ｒ２には、冷媒液Ｘ２を減圧するための膨張弁５が設置されている。

エコノマイザ２は、膨張弁５にて減圧された冷媒液Ｘ２を一時的に貯留するものである。このエコノマイザ２は、冷媒液Ｘ２が流れる流路Ｒ３を介して蒸発器３と接続されており、エコノマイザ２にて生じた冷媒の気相成分Ｘ３が流れる流路Ｒ４を介してターボ圧縮機４と接続されている。なお、流路Ｒ３は、冷媒液Ｘ２をさらに減圧するための膨張弁６が設置されている。また、流路Ｒ４は、ターボ圧縮機４が備える後述する第２圧縮段２２に気相成分Ｘ３を供給するようにターボ圧縮機４と接続されている。

蒸発器３は、冷媒液Ｘ２を蒸発させて水等の冷却対象物から気化熱を奪うことによって冷却対象物を冷却するものである。この蒸発器３は、冷媒液Ｘ２が蒸発されることによって生じる冷媒ガスＸ４が流れる流路Ｒ５を介してターボ圧縮機４と接続されている。なお、流路Ｒ５は、ターボ圧縮機４が備える後述する第１圧縮段２１と接続されている。

ターボ圧縮機４は、冷媒ガスＸ４を圧縮して上記圧縮冷媒ガスＸ１とするものである。このターボ圧縮機４は、上述のように圧縮冷媒ガスＸ１が流れる流路Ｒ１を介して凝縮器１と接続されており、冷媒ガスＸ４が流れる流路Ｒ５を介して蒸発器３と接続されている。

このように構成されたターボ冷凍機Ｓにおいては、流路Ｒ１を介して凝縮器１に供給された圧縮冷媒ガスＸ１は、凝縮器１によって液化冷却されて冷媒液Ｘ２とされる。
冷媒液Ｘ２は、流路Ｒ２を介してエコノマイザ２に供給される際に膨張弁５によって減圧され、減圧された状態にてエコノマイザ２において一時的に貯留された後、流路Ｒ３を介して蒸発器３に供給される際に膨張弁６によってさらに減圧され、さらに減圧された状態にて蒸発器３に供給される。

また、蒸発器３に供給された冷媒液Ｘ２は、蒸発器３によって蒸発されて冷媒ガスＸ４とされ、流路Ｒ５を介してターボ圧縮機４に供給される。
ターボ圧縮機４に供給された冷媒ガスＸ４は、ターボ圧縮機４によって圧縮されて圧縮冷媒ガスＸ１とされ、再び流路Ｒ１を介して凝縮器１に供給される。
なお、冷媒液Ｘ２がエコノマイザ２に貯留されている際に発生した冷媒の気相成分Ｘ３は、流路Ｒ４を介してターボ圧縮機４に供給され、冷媒ガスＸ４と共に圧縮されて圧縮冷媒ガスＸ１として流路Ｒ１を介して凝縮器１に供給される。
そして、このようなターボ冷凍機Ｓでは、蒸発器３にて冷媒液Ｘ２を蒸発される際に、冷却対象物から気化熱を奪うことによって、冷却対象物の冷却あるいは冷凍を行う。

続いて、本実施形態の特徴部分である上記ターボ圧縮機４についてより詳細に説明する。図２はターボ圧縮機４の垂直断面図、図３は図２におけるＡ方向矢視図、図４は図２におけるＢ方向矢視図である。
図２に示すように、本実施形態におけるターボ圧縮機４は、モータユニット１０と、圧縮機ユニット２０と、ギアユニット３０とを備えている。

モータユニット１０は、出力軸１１を有すると共に圧縮機ユニット２０を駆動させるための駆動源となるモータ１２と、該モータ１２を囲むと共に上記モータ１２を支持するモータハウジング１３とを備えている。
なお、モータ１２の出力軸１１は、モータハウジング１３に固定される第１軸受１４と第２軸受１５とによって回転可能に支持されている。

また、モータハウジング１３には、ターボ圧縮機４の摺動部位に供給される潤滑油が回収されると共に貯留されるオイルタンク（図示省略）が備えられている。

圧縮ユニット２０は、冷媒ガスＸ４（図１参照）を吸入して圧縮する第１圧縮段２１と、第１圧縮段２１にて圧縮された冷媒ガスＸ４をさらに圧縮して圧縮冷媒ガスＸ１（図１参照）として排出する第２圧縮段２２とを備えている。

第１圧縮段２１は、スラスト方向から供給される冷媒ガスＸ４に速度エネルギを付与してラジアル方向に排出する第１インペラ２１ａ（インペラ）と、第１インペラ２１ａによって冷媒ガスＸ４に付与された速度エネルギを圧力エネルギに変換することによって圧縮する第１ディフューザ２１ｂと、第１ディフューザ２１ｂによって圧縮された冷媒ガスＸ４を第１圧縮段２１の外部に導出する第１スクロール室２１ｃと、冷媒ガスＸ４を吸入して第１インペラ２１ａに供給する第１吸入口２１ｄを備えている。
なお、第１ディフューザ２１ｂ、第１スクロール室２１ｃ及び第一吸入口２１ｄの一部は、第１インペラ２１ａを囲う第１ハウジング２１ｅによって形成されている。

第１インペラ２１ａは、回転軸２３に固定され、回転軸２３がモータ１２の出力軸１１から回転動力を伝達されて回転されることによって軸線Ｏ回りに回転駆動され、その周囲には第１ディフューザ２１ｂが環状に配置されている。

第１スクロール室２１ｃは、第１インペラ２１ａ及び第１ディフューザ２１ｂを環状に囲むように形成されており、これら第１インペラ２１ａ及び第１ディフューザ２１ｂの周囲を一周した後に第１ハウジング２１ｅの外部に延びて開口し、図２から図４に示すような第１吐出口２１ｉを形成している。なお、この第１吐出口２１ｉの開口周縁部には第１吐出フランジ２１ｊが設けられている。

また、第１圧縮段２１の第一吸入口２１ｄには、第１圧縮段２１の吸入容量を調節するためのインレットガイドベーン２１ｇが複数設置されている。
各インレットガイドベーン２１ｇは、第１ハウジング２１ｅに固定された駆動機構２１ｈによって冷媒ガス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。

第２圧縮段２２は、第１圧縮段２１にて圧縮されると共にスラスト方向から供給される冷媒ガスＸ４に速度エネルギを付与してラジアル方向に排出する第２インペラ２２ａと、第２インペラ２２ａ（インペラ）によって冷媒ガスＸ４に付与された速度エネルギを圧力エネルギに変換することによって圧縮して圧縮冷媒ガスＸ１として排出する第２ディフューザ２２ｂと、第２ディフューザ２２ｂから排出された圧縮冷媒ガスＸ１を第２圧縮段２２の外部に導出する第２スクロール室２２ｃと、第１圧縮段２１にて圧縮された冷媒ガスＸ４を第２インペラ２２ａに導く導入スクロール室２２ｄとを備えている。
なお、第２ディフューザ２２ｂ、第２スクロール室２２ｃ及び導入スクロール室２２ｄの一部は、第２インペラ２２ａを囲う第２ハウジング２２ｅによって形成されている。

第２インペラ２２ａは、上記回転軸２３に第１インペラ２１ａと背面合わせとなるように固定されており、回転軸２３がモータ１２の出力軸１１から回転動力を伝達されて軸線Ｏ回りに回転されることによって回転駆動され、その周囲には第２ディフューザ２２ｂが環状に配置されている。

第２スクロール室２２ｃは、第２インペラ２２ａ及び第２ディフューザ２２ｂを環状に囲むように形成されており、これら第２インペラ２２ａ及び第２ディフューザ２２ｂの周囲を一周した後に第２ハウジング２２ｅの外部に延びて開口し、図２及び図４に示すような、第２吐出口２２ｉを形成している。なお、この第１吐出口２１ｉの開口周縁部には第２吐出フランジ２１ｊが設けられている。
なお、この第２吐出口２２ｉは、圧縮冷媒ガスＸ１を凝縮機１に供給するための流路Ｒ１と接続されているが、図２及び図４においては該流路Ｒ１は省略されている。

また、第２圧縮段２２の導入スクロール２２ｄは、上記第２スクロール室２２ｃよりもギアユニット３０側の位置にて回転軸２３を環状に囲むように形成されており、その一部は第２ハウジング２２ｅの外部に延びて開口し、図２から図４に示すような第２吸入口２２ｋを形成している。なお、この第２吸入口２２ｋの開口周縁部には第２吸入フランジ２２ｌが設けられている。

なお、本実施形態においては、第１吐出口２１ｉの第１吐出フランジ２１ｊと第２吸入口２２ｋの第２吸入フランジ２２ｌとは図３に示すように同一の平面Ｐ上に位置するように形成されている。

そして、本実施形態においては、第１圧縮段２１における第１吐出口２１ｉと、第２圧縮段２２における第２吸入口２２ｋとは、第１圧縮段２１及び第２圧縮段２２とは別体で設けられるＵ字配管４０を介して接続されており、該Ｕ字配管４０を介して第１圧縮段２１にて圧縮された冷媒ガスＸ４が第２圧縮段２２に供給される外部配管方式が採用されている。

Ｕ字配管４０はその両端開口部にフランジ４１、４１を備えており、それぞれ第１吐出口２１ｉの第１吐出フランジ２１ｊ、第２吸入口２２ｋの第２吸入フランジ２２ｌと気密液密に接合されることにより圧縮機ユニット２０に取り付けられている。
またＵ字配管４０における屈曲部分４３は第１吐出口２１ｉと第２吸入口２２ｋの間を直径とする半円弧状に形成されており、その頂点付近には該屈曲部分４３の接線に沿うようにしてガス注入管４２が連通状態で接続されている。このガス注入管４２は上述の流路Ｒ４に接続されており、エコノマイザ２にて発生した冷媒の気相成分Ｘ３がガス注入管４２及びＵ字配管４０を介して第２圧縮段２２に供給される構成となっている。

また、回転軸２３は、第１圧縮段２１と第２圧縮段２２との間の空間５０において第２圧縮段２２の第２ハウジング２２ｅに固定される第３軸受２４と、モータユニット１０側において第２ハウジング２２ｅに固定される第４軸受２５とによって回転可能に支持されている。

ギアユニット３０は、モータ１２の出力軸１１の回転動力を回転軸２３に伝達するためのものであり、モータユニット１０のモータハウジング１３と圧縮機ユニット２０の第２ハウジング２２ｅとによって形成される空間６０に収納されている。
このギアユニット３０は、モータ１２の出力軸１１に固定される大径歯車３１と、回転軸２３に固定されると共に大径歯車３１と噛み合う小径歯車３２とによって構成されており、出力軸１１の回転数に対して回転軸２３の回転数が増加するようにモータ１２の出力軸１１の回転動力を回転軸２３に伝達する。

また、ターボ圧縮機４は、軸受（第１軸受１４，第２軸受１５，第３軸受２４，第４軸受２５）、インペラ（第１インペラ２１ａ，第２インペラ２２ａ）とハウジング（第１ハウジング２１ｅ，第２ハウジング２２ｅ）との間、及びギアユニット３０等の摺動部位にオイルタンク（図示省略）に貯留された潤滑油を供給する潤滑油供給装置７０を備えている。なお、図面において潤滑油供給装置７０は、一部のみが図示されている。
また、第３軸受２４が配置される空間５０とギアユニット３０が収納される空間６０とは、第２ハウジング２２ｅに形成された貫通孔８０によって接続されており、さらに空間６０とオイルタンクとは接続されている。このため、空間５０，６０に供給されて摺動部位から流れ落ちた潤滑油は、オイルタンクに回収される。

次に、このように構成された本実施形態におけるターボ圧縮機４の動作について説明する。
まず、潤滑油供給装置７０によって、ターボ圧縮機４の摺動部位にオイルタンクから潤滑油が供給され、その後モータ１２が駆動される。そして、モータ１２の出力軸１１の回転動力がギアユニット３０を介して回転軸２３に伝達され、これによって圧縮機ユニット２０の第１インペラ２１ａと第２インペラ２２ａとが回転駆動される。

第１インペラ２１ａが回転駆動されると、第１圧縮段２１の第１吸入口２１ｄが負圧状態となり、流路Ｒ５からの冷媒ガスＸ４が吸入口２１ｄを介して第１圧縮段２１に流入する。
第１圧縮段２１の内部に流入した冷媒ガスＸ４は、第１インペラ２１ａにスラスト方向から流入し、第１インペラ２１ａによって速度エネルギを付与されてラジアル方向に排出される。
第１インペラ２１ａから排出された冷媒ガスＸ４は、第１ディフューザ２１ｂによって速度エネルギを圧力エネルギに変換されることで圧縮される。
第１ディフューザ２１ｂから排出された冷媒ガスＸ４は、第１スクロール室２１ｃを介して第１圧縮段２１の外部に位置する第１吐出口２１ｉに導出される。
そして、この第１吐出口２１ｉに導入された冷媒ガスＸ４は、Ｕ字配管４０内を通過する過程でガス注入管４２によりエコノマイザ２にて発生した冷媒の気相成分Ｘ３が注入された後、第２圧縮段２２における第２吸入口２２ｋに導入される。

そして第２吸入口２２ｋから第２圧縮段２２に供給された冷媒ガスＸ４は、導入スクロール室２２ｄを介してスラスト方向から第２インペラ２２ａに流入し、第２インペラ２２ａによって速度エネルギを付与されたラジアル方向に排出される。
第２インペラ２２ａから排出された冷媒ガスＸ４は、第２ディフューザ２２ｂによって速度エネルギを圧力エネルギに変換されることでさらに圧縮されて圧縮冷媒ガスＸ１とされる。
第２ディフューザ２２ｂから排出された圧縮冷媒ガスＸ１は、第２スクロール室２２ｃを介して第２圧縮段２２の外部に位置する第２吐出口２２ｉに導出され、流路Ｒ１を介して凝縮器１に供給される。

以上のような本実施形態におけるターボ圧縮機４においては、第１インペラ２１ａ及び第２インペラ２２ａが背面合わせで固定されており、その間には駆動モータ等の他の機構が介在することはないため、両インペラ２１ａ、２２ａ間の距離を短くすることができ、また、第１圧縮段２１の第１吐出口２１ｉと第２圧縮段２２の第２吸入口２２ｋとが同一平面上に開口されている。従って、経路長が最短かつ配管構造の単純なＵ字配管４０によりこれら第１吐出口２１ｉと第２吸入口２２ｋとを圧縮ユニット２０の外部にて接続することが可能となる。

このようにして、Ｕ字配管４０を用いることで、ただ一回の屈曲数かつ大きな曲率でもって第１吐出口２１ｉと第２吸入口２２ｋとを接続することができるため、Ｕ字配管４０内部を通過する流体の剥離を最低限に抑制することが可能となり、さらに、これら第１吐出口２１ｉと第２吸入口２２ｋとは最短距離で接続されることになるため、圧力損失が大幅に低減される
また、圧縮ユニット２０の外部においてＵ字配管４０で接続する外部配管方式を採用することにより、圧縮ユニット２０内における第１ハウジング２１ｅ及び第２ハウジング２２ｅ内において第１ディフューザ２１ｂ及び第２ディフューザ２２ｂが配設される空間を十分に確保することが可能となるため、当該第１、第２ディフューザ２１ｂ、２２ｂにより効率良く圧力エネルギーを得ることができ、圧縮機の性能の向上を図ることができる。

さらに、本実施形態に係るターボ圧縮機４においては、Ｕ字配管４０の屈曲部分４３が、第１吐出口２１ｉと第２吸入口２２ｋとの間を直径とする半円弧状をなしているため、内部を通過する流体は、一定の曲率の下で向きを緩やかに変えられながら第１吐出口２１ｉから第２吸入口２２ｋに導かれるため、剥離の発生をより効果的に抑制することができ、圧力損失をさらに低減させることが可能となる。

また、第２圧縮段にガスを追加注入するためのガス注入管４２が、Ｕ字配管４０の屈曲部分４３の接線に沿って接続されているため、注入されるガスが主流の流れを乱すことなく当該主流に沿うようにして合流されるため、圧力損失を発生させずにガスを注入することが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係るターボ圧縮機及び冷凍機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ないことは言うまでもない。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。

例えば、上記第実施形態においては２つの圧縮段（第１圧縮段２１及び第２圧縮段２２）を備える構成について説明したが、これに限定されるものではなく、３つ以上の圧縮段を備える構成を採用しても良い。

また、上記実施形態においては、ターボ冷凍機が、空調用の冷却水を生成するためにビルや工場に設置されるものとの説明をした。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、家庭用や業務用の冷蔵庫あるいは冷凍庫や、家庭用の空調装置に適用することも可能である。

また、上記第１実施形態においては、第１圧縮段２１が備える第１インペラ２１ａと、第２圧縮段２２が備える第２インペラ２２ａとが背面合わせとされた構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、第１圧縮段２１が備える第１インペラ２１ａの背面と、第２圧縮段２２が備える第２インペラ２２ａの背面とが同じ方向を向くように構成されても良い。

また、上記第１実施形態においては、モータユニット１０と圧縮ユニット２０とギアユニット３０とが各々設けられたターボ圧縮機について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、モータが第１圧縮段と第２圧縮段の間に配置する構成を採用しても良い。

本実施形態におけるターボ冷凍機の概略構成を示すブロック図である。 ターボ圧縮機の垂直断面図である。 図２におけるＡ方向矢視図である。 図４は図２におけるＢ方向矢視図である

符号の説明

Ｓ 冷凍機
１ 凝縮器
３ 蒸発器
４ ターボ圧縮機
２１ 第１圧縮段
２１ａ 第１インペラ（インペラ）
２１ｂ 第１ディフューザ
２１ｉ 第１吐出口
２２ 第２圧縮段
２２ａ 第２インペラ
２２ｂ 第２ディフューザ
２２ｋ 第２吸入口
４０ Ｕ字配管
４２ ガス注入管
４３ 屈曲部分
Ｘ１ 圧縮冷媒ガス
Ｘ２ 冷媒液
Ｘ３ 気相成分
Ｘ４ 冷媒ガス

Claims (4)

1. 第１インペラ及びこれを囲む第１ハウジングを有し流体を吸引して圧縮する第１圧縮段と、該第１圧縮段と回転軸を介して連結された第２インペラ及びこれを囲む第２ハウジングを有し前記第１圧縮段からの圧縮流体をさらに圧縮する第２圧縮段とを備え、前記第１圧縮段と前記第２圧縮段とが互いに背面側を対向させて隣接して配設されているターボ圧縮機において、
   前記第１圧縮段における圧縮流体の吐出口と前記第２圧縮段における前記圧縮流体の吸入口とが同一平面上に形成され、
   前記吐出口と前記吸入口とを接続するＵ字配管が設けられ、
   前記Ｕ字配管の屈曲部分が、前記吐出口と前記吸入口との間を直径とする半円弧状をなすことを特徴とするターボ圧縮機。
2. 前記Ｕ字配管に前記第２圧縮段にガスを追加注入するためのガス注入管が接続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。
3. 前記ガス注入管が、前記Ｕ字配管の屈曲部分の接線に沿って接続されていることを特徴とする請求項２に記載のターボ圧縮機。
4. 圧縮された冷媒を冷却液化する凝縮器と、
   液化された前記冷媒を蒸発させて冷却対象物から気化熱を奪うことによって前記冷却対象物を冷却する蒸発器と、
   前記蒸発器にて蒸発された前記冷媒を圧縮して前記凝縮器に供給する圧縮機とを備える冷凍機であって、
   前記圧縮機として、請求項１から３のいずれか一項に記載のターボ圧縮機を備えることを特徴とする冷凍機。

Images