涡轮机和制冷循环装置制造方法及图纸

一种涡轮机(1a)，是用于制冷循环装置的涡轮机，所述制冷循环装置使用了在常温下的饱和蒸气压为负压的制冷剂，该涡轮机(1a)具备旋转轴(10a)和用于支承旋转轴(10)的轴承(20)。旋转轴(10a)具有用于供给制冷剂来作为将旋转轴(10a)与轴承(20)之间润滑的润滑剂供给流路(30)。润滑剂供给流路(30)包括主流路(31)和副流路(32)。主流路(31)从形成于旋转轴的端部(11)的流入口(33)开始沿旋转轴(10a)的轴向延伸。副流路(32)从主流路(31)分支并延伸到形成于旋转轴(10a)的侧面的流出口(35)。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及涡轮机，特别是涉及用于制冷循环装置的涡轮机，所述制冷循环装置使用了在常温(日本工业标准:20°c ±15°C /JIS Z8703)下的饱和蒸气压为负压(以绝对压力计比大气压低的压力)的制冷剂。
技术介绍
以往，使用氟利昂制冷剂或使用替代氟利昂的制冷剂的制冷循环装置被广泛利用。但是，这些制冷剂会引起臭氧层破坏或全球温室化等问题。因此，曾提出了作为对地球环境的负担极小的制冷剂使用水的制冷循环装置。例如，在专利文献I中，如图12所示，记载了具备压缩机301、蒸发器302、冷凝器304、冷却塔316、和冷却水栗318的制冷机300。在制冷机300中使用水作为制冷剂。压缩机301具有旋转轴310、叶轮312、和轴承320。在压缩机301中，水作为润滑剂供给到轴承320。具体而言，利用冷却水栗318的排出压力，使向冷凝器304供给的冷却水的一部分被输送到轴承320。在先技术文献专利文献专利文献1:国际公开2010/010925号
技术实现思路
根据专利文献I所记载的制冷机，具有提高压缩机的可靠性的余地。因此，本申请提供一种用于制冷循环装置的具有高的可靠性的涡轮机，所述制冷循环装置使用了在常温下的饱和蒸气压为负压的制冷剂。本申请提供一种涡轮机，其用于制冷循环装置，所述制冷循环装置使用了在常温下的饱和蒸气压为负压的制冷剂，所述涡轮机具备旋转轴、和用于支承所述旋转轴的轴承，所述旋转轴具有润滑剂供给流路，所述润滑剂供给流路包括主流路和副流路，所述主流路从形成于所述旋转轴的端部的流入口开始沿所述旋转轴的轴向延伸，所述副流路从所述主流路分支并延伸到形成于所述旋转轴的侧面的流出口，所述润滑剂供给流路用于供给所述制冷剂来作为将所述旋转轴与所述轴承之间润滑的润滑剂。上述的涡轮机具有高的可靠性。【附图说明】图1是第I实施方式涉及的涡轮机的截面图。图2是沿着图1的I1-1I线的旋转轴的截面图。图3是变形例涉及的旋转轴的截面图。图4是另一变形例涉及的旋转轴的截面图。图5是另一变形例涉及的旋转轴和轴承的截面图。图6是沿着图5的V1-VI线的旋转轴的截面图。图7是另一变形例涉及的旋转轴和轴承的截面图。图8是另一变形例涉及的旋转轴和轴承的截面图。图9是表示具备图1的涡轮机的制冷循环装置的一例的构成图。图10是表示具备图1的涡轮机的制冷循环装置的另一例的构成图。图11是表示变形例涉及的冷凝机构的截面图。图12是表示以往的制冷机的构成图。附图标记说明Ia涡轮机2 蒸发机构4 冷凝机构5主回路6蒸发侧循环回路7冷凝侧循环回路1a?1f 旋转轴11旋转轴的端部20轴承30润滑剂供给流路31主流路32副流路33流入口34副流路的主流路侧的开口34c副流路的主流路侧的开口的中心35流出口40贮留部61吸热侧送液栗62吸热用热交换器71散热侧送液栗72散热用热交换器【具体实施方式】(成为本专利技术的基础的见解)本专利技术人研究了涡轮机(以下称为研究阶段的涡轮机)，其用于制冷循环装置，所述制冷循环装置使用了在常温(日本工业标准:20°C ±15°C /JIS Z8703)下的饱和蒸气压为负压(以绝对压力计比大气压低的压力)的制冷剂，所述涡轮机具备旋转轴、和支承旋转轴的轴承，并具有供给制冷剂来作为将旋转轴与轴承之间润滑的润滑剂的润滑剂供给流路。其结果，得到了以下的见解。研究阶段的涡轮机，不是向轴承供给“润滑油”来作为润滑剂，而是供给作为制冷剂的“水”来作为润滑剂。因此，研究阶段的涡轮机在以下方面优异。即，在向轴承供给“润滑油”来作为润滑剂的情况下，润滑油和水混合而产生悬浮液，由此润滑性能显著降低。或者，如果该悬浮液向制冷循环装置中流出，则润滑油成为热阻而使制冷循环装置的性能降低。另一方面，研究阶段的涡轮机，向轴承供给作为制冷剂的“水”来作为润滑剂。因此，不会产生由润滑油和水的悬浮液造成的上述问题，能够抑制润滑性能显著降低。另外，能够使轴承的润滑剂的废弃变容易，能够简化涡轮机的构成和制冷循环装置的构成。可是，本专利技术人发现研究阶段的涡轮机的可靠性不充分。其理由如下。在使用在常温下的饱和蒸气压为负压的制冷剂的制冷循环装置中，压缩机的内部的压力接近于制冷剂的饱和蒸气压。因此，在制冷循环装置的制冷剂作为润滑剂向压缩机的轴承供给时，制冷剂已经成为容易蒸发的状态。特别是在涡轮机中所使用的滑动轴承中，由于涡轮机的旋转轴的圆周速度为高速，因此发热量大。另外，涡轮机的旋转轴的圆周速度越大，旋转轴的被支承面与轴承的滑动面的间隙扩大的部分中的润滑剂的压力越容易成为负压。因此，旋转轴的转速越大，作为润滑剂供给的制冷剂中越容易发生气穴现象(cavitat1n)。其结果，在轴承中润滑剂的量不足，压缩机的可靠性受损。因此，本专利技术人进行了下述研究:为了抑制轴承中的制冷剂的蒸发和气穴现象的发生，对作为润滑剂而向轴承供给的制冷剂赋予充分高的静压。例如研究了为了向润滑剂供给流路供给作为润滑剂的水而利用冷却水栗的排出压力。但是判明了:为了对作为润滑剂而向轴承供给的制冷剂赋予充分的静压，需要设置具有高的性能的冷却水栗、以及由此涡轮机的成本增大。因此，本专利技术人进行了潜心研究，着眼于:在作为工作流体使用在常温下的饱和蒸气压为负压的制冷剂(例如水)的情况下，涡轮机中作为旋转体的转速需要极高的转速这一点。即，在使用在常温下的饱和蒸气压为负压的制冷剂来作为工作流体的制冷循环装置中，与使用在常温下的饱和蒸气压为正压的制冷剂来作为工作流体的制冷循环装置相比，要求在涡轮机中实现更高的压力比。因此，涡轮机中作为旋转体的转速需要极高的转速。考虑到如果能够将产生极高的转速的离心力用于制冷剂的加压，则即使不使用具有高的性能的冷却水栗也能够对作为润滑剂而向轴承供给的制冷剂赋予充分的高的静压。本专利技术人基于上述见解创作出以下说明的各方式的专利技术。本申请的第I方式涉及的涡轮机，其用于制冷循环装置，所述制冷循环装置使用了在常温下的饱和蒸气压为负压的制冷剂，所述涡轮机具备旋转轴、和支承所述旋转轴的轴承，所述旋转轴在其内部具有包括主流路和副流路的润滑剂供给流路，所述主流路从形成于所述旋转轴的端部的流入口开始沿所述旋转轴的轴向延伸，所述副流路从所述主流路分支并延伸到形成于所述旋转轴的侧面的流出口，所述润滑剂供给流路随着所述旋转轴的旋转而供给所述制冷剂来作为从所述流出口流出并将所述旋转轴与所述轴承之间润滑的润滑剂。根据第I方式，作为润滑剂的制冷剂，随着旋转轴的旋转通过润滑剂供给流路，在被加压了的状态下向轴承供给。因此，作为润滑剂而供给的制冷剂的压力提高，在轴承中能够抑制作为润滑剂的制冷剂的蒸发或气穴现象的发生。另外，第I方式涉及的涡轮机是用于制冷循环装置的涡轮机，所述制冷循环装置使用了在常温下的饱和蒸气压为负压的制当前第1页1 2 3 4 5 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涡轮机，其用于制冷循环装置，所述制冷循环装置使用了在常温下的饱和蒸气压为负压的制冷剂，所述涡轮机具备旋转轴、和支承所述旋转轴的轴承，所述旋转轴在其内部具有包括主流路和副流路的润滑剂供给流路，所述主流路从形成于所述旋转轴的端部的流入口开始沿所述旋转轴的轴向延伸，所述副流路从所述主流路分支并延伸到形成于所述旋转轴的侧面的流出口，所述润滑剂供给流路随着所述旋转轴的旋转而供给所述制冷剂来作为从所述流出口流出并将所述旋转轴与所述轴承之间润滑的润滑剂。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：西部护，田口英俊，鶸田晃，庄山直芳，甲田和之，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP