JP2019211170A - Refrigeration cycle device - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present disclosure relates to a refrigeration cycle apparatus including a cooling mechanism for vapor compression.
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)。 Conventionally, this type of refrigeration cycle apparatus includes a two-stage compressor, and is configured to cool the refrigerant vapor discharged from the first-stage compressor before the second-stage compressor sucks (for example, Patent Document 1).
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。
FIG. 5 shows a conventional refrigeration cycle apparatus described in Patent Document 1. As shown in FIG. As shown in FIG. 5, a
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。
The
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。
The
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。 In the conventional configuration, the suction superheat degree of the roots compressor (second stage compressor) can be reduced, while the centrifugal compressor (first stage compressor) and the roots compressor (second stage compressor) are reduced. ) Heat generated in the compressor process could not be removed, and the compressor power due to the increase in enthalpy during compression could not be reduced. Therefore, a pressure pump and piping necessary for spraying the refrigerant liquid are configured by centrifugally pressurizing the refrigerant liquid in the injection flow path inside the rotating body that rotates at a high speed of the compressor and injecting the refrigerant liquid into the refrigerant vapor flow path. Since the refrigerant vapor in the overheated state is continuously cooled without increasing the number of components such as the above, it is possible to suppress the increase in enthalpy during compression and reduce the compressor power.
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。 However, since the injection flow path intersects with the joint surface between the impeller of the compressor and the rotary shaft, the refrigerant liquid that flows through the injection flow path flows from the joint surface to the rear surface of the impeller. The refrigerant liquid in the injection flow path is centrifugally pressurized by the high-speed rotation of the compressor, and the maximum pressure in the injection flow path is, for example, about 1.4 MPa. On the other hand, since the pressure on the rear surface of the impeller of the compressor is close to the low-stage pressure of the refrigeration cycle apparatus, for example, about 1.7 kPa, the high-pressure refrigerant liquid in the injection flow path travels along the joint surface. Then, the refrigerant liquid flows into the rear surface of the low-pressure impeller, and the refrigerant liquid having a coarse droplet diameter flows out into the refrigerant vapor space. Thereby, in the case of the multistage compression configuration, there is a problem that erosion occurs due to contact with the second and subsequent impellers.
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。 The present disclosure solves the above-described conventional problems, and reduces the compressor power due to the increase in enthalpy during compression, while the refrigerant liquid in the injection passage does not leak from the joint surface to the rear surface of the impeller, and the second stage. An object of the present invention is to provide a refrigeration cycle apparatus that suppresses subsequent erosion of an impeller.
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。
The refrigeration cycle apparatus of the present disclosure includes
An evaporator that evaporates the refrigerant liquid and generates refrigerant vapor;
A speed type compressor that sucks, compresses and discharges refrigerant vapor generated in the evaporator;
A condenser that introduces and condenses the refrigerant vapor discharged from the speed compressor to generate the refrigerant liquid,
The speed compressor is
A rotation axis;
A rotating body including a plurality of impellers fixed to the rotating shaft;
A bearing that rotatably supports the rotating shaft;
Inside the rotating shaft, a main flow path extending in the rotating shaft direction from an inlet formed at an end of the rotating shaft to an inlet of the compressor;
An injection flow path extending from a branch port branched from the main flow path to an outlet formed in a wall surface of the refrigerant vapor flow path through which the refrigerant vapor flows on the impeller surface;
The ejection flow path is in contact with a joint surface between the impeller and the rotating shaft,
A part of the joint surface disposed on the bearing side is a refrigeration cycle apparatus connected to the outside of the speed compressor.
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。 According to the above aspect, the refrigerant liquid is supplied from the main flow path of the rotating shaft, and is centrifugally pressurized in the injection flow path inside the rotating body that rotates at high speed and injected into the refrigerant vapor flow path. Therefore, the overheated refrigerant vapor is continuously cooled. Will be. At this time, the refrigerant liquid leaking from the joint surface between the first stage impeller and the rotating shaft out of the refrigerant liquid flowing through the injection flow path is drained to the outside of the speed compressor through the joint surface. Thereby, since the refrigerant liquid does not flow into the rear surface of the impeller, erosion of the second and subsequent impellers is suppressed.
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。 The refrigeration cycle apparatus of the present disclosure can suppress erosion of the second and subsequent impellers without causing the refrigerant liquid in the injection flow channel to leak from the joint surface to the rear surface of the impeller.
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。
The first aspect of the present disclosure is:
An evaporator that evaporates the refrigerant liquid and generates refrigerant vapor;
A speed type compressor that sucks, compresses and discharges refrigerant vapor generated in the evaporator;
A condenser that introduces and condenses the refrigerant vapor discharged from the speed compressor to generate the refrigerant liquid,
The speed compressor is
A rotation axis;
A rotating body including a plurality of impellers fixed to the rotating shaft;
A bearing that rotatably supports the rotating shaft;
Inside the rotating shaft, a main flow path extending in the rotating shaft direction from an inlet formed at an end of the rotating shaft to an inlet of the compressor;
An injection flow path extending from a branch port branched from the main flow path to an outlet formed in a wall surface of the refrigerant vapor flow path through which the refrigerant vapor flows on the impeller surface;
The ejection flow path is in contact with a joint surface between the impeller and the rotating shaft,
A part of the joint surface disposed on the bearing side is a refrigeration cycle apparatus connected to the outside of the speed compressor.
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。 According to the above aspect, the refrigerant liquid is supplied from the main flow path of the rotating shaft, and is centrifugally pressurized in the injection flow path inside the rotating body that rotates at high speed and injected into the refrigerant vapor flow path. Therefore, the overheated refrigerant vapor is continuously cooled. Will be. At this time, the refrigerant liquid leaking from the joint surface between the first stage impeller and the rotating shaft out of the refrigerant liquid flowing through the injection flow path is drained to the outside of the speed compressor through the joint surface. Thereby, since the refrigerant liquid does not flow into the rear surface of the impeller, erosion of the second and subsequent impellers is suppressed.
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。
According to a second aspect of the present disclosure, particularly in the refrigeration cycle apparatus according to the first aspect,
A rear boss portion located on the back surface of the impeller and opposite to the steam inlet side in the axial direction is a part of the impeller, and is more axial with respect to the blade end of the hub surface of the impeller. On the steam outlet side,
Inside the speed compressor, there is an impeller drainage line,
The impeller back surface drainage line is a drainage channel connected to the joint surface and the outside of the speed compressor.
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。 According to the above aspect, the refrigerant liquid leaking from the joint surface is drained to the outside of the speed type compressor through the impeller back surface drain line, and therefore, particularly when the refrigerant liquid spray amount from the injection flow path is large at a high rotation speed. In this case, the refrigerant liquid does not flow into the rear surface of the impeller. Thereby, the erosion of the impellers in the second and subsequent stages is suppressed.
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。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. Note that the present disclosure is not limited by the embodiment.
(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。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a configuration diagram of a refrigeration cycle apparatus according to the first embodiment of the present disclosure. In FIG. 1, the
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。
The
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。 The evaporator 2 is comprised by the container which has heat insulation and pressure resistance, for example. The evaporator 2 stores liquid phase refrigerant and evaporates the refrigerant inside by exchanging heat with the outside. The temperature of the liquid-phase refrigerant stored in the evaporator 2 and the temperature of the gas-phase refrigerant generated in the evaporator 2 are 5 ° C., for example. The evaporator 2 may be an indirect heat exchanger such as a shell tube heat exchanger that indirectly exchanges heat between a liquid-phase refrigerant and another heat medium, or a spray type or a filler. It may be a direct contact type heat exchanger such as a formula.
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。
The
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。
The
次に圧縮機3について詳細に説明する。
Next, the
図2は、速度型圧縮機3aの構成図を示すものである。
FIG. 2 shows a configuration diagram of the
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。
In FIG. 2, the
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。
The
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。
The impeller 6 is connected to the
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The surface 9 of the rotating shaft may be an end surface of the
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。
The
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。
The
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。
The impeller 6 has a
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。
The
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。
As shown in FIG. 2, the
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。
Moreover, the
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。
The impeller back
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。
Of the refrigerant liquid flowing through the
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。
FIG. 3 is a sectional view of the
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。
The
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。
The operation and action of the
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。
When the
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。
A refrigerant liquid for cooling the refrigerant vapor is supplied from the
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。
As described above, in the present embodiment, the refrigerant liquid is centrifugally pressurized in the
(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。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a first modification of the
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。
About the
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。
In the
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。
On the other hand, the
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。
The
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。
As described above, in the present embodiment, the refrigerant liquid leaking from the joint surface flows into the bearing space 22 and acts as a lubricating fluid for the
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。 As described above, the refrigeration cycle apparatus according to the present disclosure can generate cold with high efficiency by which the compression power can be reduced by continuously reducing the increase in enthalpy during compression. Therefore, it can be applied to applications such as central air conditioners in buildings and chillers for process cooling.
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
DESCRIPTION OF
Claims (2)
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。 An evaporator that evaporates the refrigerant liquid and generates refrigerant vapor;
A speed type compressor that sucks, compresses and discharges refrigerant vapor generated in the evaporator;
A condenser that introduces and condenses the refrigerant vapor discharged from the speed compressor to generate the refrigerant liquid,
The speed compressor is
A rotation axis;
A rotating body including a plurality of impellers fixed to the rotating shaft;
A bearing that rotatably supports the rotating shaft;
Inside the rotating shaft, a main flow path extending in the rotating shaft direction from an inlet formed at an end of the rotating shaft to an inlet of the compressor;
An injection flow path extending from a branch port branched from the main flow path to an outlet formed in a wall surface of the refrigerant vapor flow path through which the refrigerant vapor flows on the impeller surface;
The ejection flow path is in contact with a joint surface between the impeller and the rotating shaft,
A part of the joint surface arranged on the bearing side is connected to the outside of the speed compressor,
Refrigeration cycle equipment.
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。 The refrigeration cycle apparatus is further positioned on the bearing side of the impeller hub surface blade tip with respect to the rotation axis direction, and on the back surface of the impeller, a rear boss portion that is a part of the impeller;
An impeller back surface drain line disposed inside the speed type compressor and connected to a part of the joint surface and the outside of the speed type compressor;
The refrigeration cycle apparatus according to claim 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018109110A JP2019211170A (en) | 2018-06-07 | 2018-06-07 | Refrigeration cycle device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2018109110A JP2019211170A (en) | 2018-06-07 | 2018-06-07 | Refrigeration cycle device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2019211170A true JP2019211170A (en) | 2019-12-12 |
Family
ID=68845826
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2018109110A Pending JP2019211170A (en) | 2018-06-07 | 2018-06-07 | Refrigeration cycle device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2019211170A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021173238A (en) * | 2020-04-27 | 2021-11-01 | パナソニック株式会社 | Speed-type compressor and refrigeration cycle device |
-
2018
- 2018-06-07 JP JP2018109110A patent/JP2019211170A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2021173238A (en) * | 2020-04-27 | 2021-11-01 | パナソニック株式会社 | Speed-type compressor and refrigeration cycle device |
JP7461789B2 (en) | 2020-04-27 | 2024-04-04 | パナソニックホールディングス株式会社 | Speed type compressor and refrigeration cycle device |
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