CN108469128B - 流体机械和制冷循环装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及流体机械和制冷循环装置。流体机械具有多级压缩机、压力容器、第一供给路径、泵、第一返回路径和中间压空间。多级压缩机包括第一压缩机、第二压缩机和轴承。压力容器存积含有与制冷剂的主要成分同一种类的物质作为主要成分的润滑液。第一供给路径是用于将润滑液供给到轴承的流路。泵配置于第一供给路径上。第一返回路径是用于使通过了轴承的润滑液返回压力容器的流路。中间压空间由中间压的气态制冷剂所充满。压力容器的内部空间形成中间压空间的一部分。
Description
技术领域
本公开涉及流体机械和制冷循环装置。
背景技术
以往，已知在采用水作为制冷剂的制冷机中向压缩机的轴承供给润滑水的技术。例如，在专利文献1中记载了制冷机100。
如图9所示，制冷机100具有蒸发器102、压缩机104、冷凝器106、制冷剂气体导出管线109、冷却水管线114、冷却塔116、冷却水泵118、润滑水泵111、润滑水供给管线132和润滑水排出管线134。润滑水回路由冷凝器106、冷却水管线114、冷却塔116、冷却水泵118、润滑水泵111、润滑水供给管线132、压缩机104和润滑水排出管线134构成。润滑水供给管线132用于向压缩机104的轴承等供给作为润滑剂的水，连接压缩机104的轴承等和冷却水管线114中的冷却塔116的下游部分。从冷却塔116通过冷却水管线114而返回冷凝器106的冷却水的一部分，通过润滑水供给管线132作为润滑水而被供给压缩机104。
另外，也已知在涡轮制冷机中将液态制冷剂的一部分供给到涡轮压缩机中的轴承的技术。例如，在专利文献2中记载了涡轮制冷机300。
如图10所示，涡轮制冷机300具有涡轮压缩机330、冷凝器302和蒸发器305。在涡轮压缩机330中，离心式叶轮331被固定安装于变频马达332的输出轴333。输出轴333由向心轴承339、向心轴承340、推力轴承341和推力轴承342支撑。在蒸发器305的下部形成的液体积存部343内的饱和液态制冷剂由液态制冷剂泵344抽出。饱和液态制冷剂在被液态制冷剂泵344加压成过冷却状态后，被供给向心轴承339、向心轴承340、推力轴承341或推力轴承342来对它们进行润滑。润滑了向心轴承339、向心轴承340、推力轴承341或推力轴承342后的液态制冷剂在其自重和差压的作用下返回蒸发器305。
在先技术文献
专利文献
【专利文献1】日本特开2011－196185号公报
【专利文献2】日本特开平10－132395号公报
发明内容
根据专利文献1和2所记载的技术，向压缩机的轴承供给的润滑水或液态制冷剂的状态不一定是所希望的状态。于是，本公开提供如下的技术：在采用含有与制冷剂的主要成分同一种类的物质作为主要成分的润滑液来润滑压缩机中的轴承的情况下，有利于以所希望的状态将润滑液供给到轴承。
本公开提供一种流体机械，具有：
多级压缩机，该多级压缩机包括具有第一吸入口和第一排出口的第一压缩机、具有第二吸入口和第二排出口的第二压缩机、以及支撑用于驱动所述第一压缩机和所述第二压缩机的至少任一方的轴的轴承，在所述第一压缩机中，从所述第一吸入口吸入气态制冷剂并压缩后将其从所述第一排出口排出，并且，在所述第二压缩机中，从所述第二吸入口吸入从所述第一排出口排出的所述气态制冷剂并压缩后将其从所述第二排出口排出；
压力容器，该压力容器存积润滑液，该润滑液含有与所述制冷剂的主要成分同一种类的物质作为主要成分；
第一供给路径，该第一供给路径连接所述压力容器和所述轴承，用于将存积于所述压力容器的所述润滑液供给到所述轴承；
泵，该泵配置于所述第一供给路径上，朝向所述轴承输送所述润滑液；
第一返回路径，该第一返回路径连接所述轴承和所述压力容器，用于使通过了所述轴承的所述润滑液返回所述压力容器；以及
中间压空间，该中间压空间在所述多级压缩机的工作期间中被保持为比所述第一吸入口处的所述气态制冷剂的压力高且比所述第二排出口处的所述气态制冷剂的压力低的压力；
所述压力容器的内部空间形成所述中间压空间的一部分。
根据上述流体机械，易于以所希望的状态将存积于压力容器并含有与制冷剂的主要成分同一种类的物质作为主要成分的润滑液供给到多级压缩机的轴承。
附图说明
图1是表示本公开的流体机械的一个例子的构成图。
图2是表示图1所示的流体机械的变形例的构成图。
图3是表示图1所示的流体机械的其它变形例的构成图。
图4是表示图1所示的流体机械的其它变形例的构成图。
图5是表示图1所示的流体机械的其它变形例的构成图。
图6是表示本公开的流体机械的另一个例子的构成图。
图7是表示本公开的制冷循环装置的一个例子的构成图。
图8是表示本公开的制冷循环装置的另一个例子的构成图。
图9是表示以往的制冷机的构成图。
图10是表示以往的涡轮制冷机的构成图。
附图标记的说明
1a、1b、1c、1d、1e、1f 流体机械
2 蒸发器
3 冷凝器
5a 第一蒸气路径
5b 第二蒸气路径
6 多级压缩机
6a 第一压缩机
6b 第二压缩机
6c 轴
6p 第一吸入口
6q 第一排出口
6r 第二吸入口
6s 第二排出口
7 轴承
8a 第二供给路径
8b 第三供给路径
8c 第四供给路径
9 第五供给路径
10 压力容器
11 第一供给路径
12 泵
15 第一返回路径
16 第二返回路径
18a 第一过滤器
18b 第二过滤器
20 中间压空间
50a、50b 制冷循环装置
J 合流点
B 分支点
具体实施方式
＜基于本发明者们的探讨的见解＞
本发明者们考虑了作为用于对制冷循环装置中的多级压缩机的轴承进行润滑的润滑液，利用制冷循环装置的液态的制冷剂。在此情况下，想到例如从蒸发器或冷凝器将液态的制冷剂的一部分作为用于润滑多级压缩机的轴承的润滑液来加以利用。但是，本发明者们新发现了：从蒸发器或冷凝器取出的液态的制冷剂不一定是作为润滑液所希望的状态。例如，从蒸发器作为润滑液而取出的液态的制冷剂具有相对于作为蒸发器中的压力的低压的饱和温度、或相对于作为蒸发器中的压力的低压的饱和温度附近的温度。在此情况下，润滑液的温度低，从而在多级压缩机中易于产生气态制冷剂的冷凝或结露。另一方面，例如，从冷凝器作为润滑液而取出的液态的制冷剂具有相对于作为冷凝器中的压力的高压的饱和温度、或相对于作为冷凝器中的压力的高压的饱和温度附近的温度。在此情况下，润滑液的温度高，从而可能无法适当地冷却轴承。
于是，本发明者们对如下技术日以继夜地进行了反复探讨：能够将含有与制冷剂的主要成分同一种类的物质作为主要成分的润滑液以所希望的状态供给到多级压缩机的轴承。探讨的结果是，本发明者们发现了：通过将另外于蒸发器和冷凝器地存积润滑液的压力容器的内部空间保持为预定的压力，能够将润滑液以所希望的状态供给到轴承。本发明者们基于这样的新见解而想出本公开的流体机械。此外，在本说明书中，“主要成分”指的是以质量基准含有最多的成分。
本公开的第1方案提供一种流体机械，具有：
多级压缩机，该多级压缩机包括具有第一吸入口和第一排出口的第一压缩机、具有第二吸入口和第二排出口的第二压缩机、以及支撑用于驱动所述第一压缩机和所述第二压缩机的至少任一方的轴的轴承，在所述第一压缩机中，从所述第一吸入口吸入气态制冷剂并压缩后将其从所述第一排出口排出，并且，在所述第二压缩机中，从所述第二吸入口吸入从所述第一排出口排出的所述气态制冷剂并压缩后将其从所述第二排出口排出；
压力容器，该压力容器存积润滑液，该润滑液含有与所述制冷剂的主要成分同一种类的物质作为主要成分；
第一供给路径，该第一供给路径连接所述压力容器和所述轴承，用于将存积于所述压力容器的所述润滑液供给所述轴承；
泵，该泵配置于所述第一供给路径上，朝向所述轴承输送所述润滑液；
第一返回路径，该第一返回路径连接所述轴承和所述压力容器，用于使通过了所述轴承的所述润滑液返回所述压力容器；以及
中间压空间，该中间压空间在所述多级压缩机的工作期间中被保持为比所述第一吸入口处的所述气态制冷剂的压力高且比所述第二排出口处的所述气态制冷剂的压力低的压力；
所述压力容器的内部空间形成所述中间压空间的一部分。
根据第1方案，存积着含有与制冷剂的主要成分同一种类的物质作为主要成分的润滑液的压力容器的内部空间形成中间压空间的一部分。因此，存积于压力容器的润滑液易于成为中间压下的饱和温度或饱和温度附近的温度。由此，存积于压力容器的润滑液易于具有为了润滑轴承所希望的温度，易于将润滑液以所希望的状态供给到多级压缩机的轴承。在此，中间压指的是在多级压缩机的工作期间比第一吸入口处的气态制冷剂的压力高且比第二排出口处的气态制冷剂的压力低的压力。
本公开的第2方案提供一种流体机械，在第1方案的基础上，所述中间压空间在所述多级压缩机的工作期间中由通过所述第一排出口且未通过所述第二吸入口的所述气态制冷剂所充满。根据第2方案，为了将压力容器的内部空间保持为所期望的压力，能够利用通过第一排出口且未通过第二吸入口的气态制冷剂。此外，存积着润滑液的压力容器的内部空间的压力更易于保持为所希望的压力，能够更切实地将润滑液以所希望的状态供给到轴承。
本公开的第3方案提供一种流体机械，在第1方案或第2方案的基础上，所述中间压空间包括：第二供给路径，该第二供给路径连接所述第一排出口和所述压力容器，用于将从所述第一排出口排出的所述气态制冷剂导向所述压力容器的内部空间；以及第三供给路径，该第三供给路径连接所述压力容器和所述第二吸入口，用于将所述气态制冷剂导向所述第二压缩机。根据第3方案，从第一排出口排出的气态制冷剂通过第二供给路径、压力容器的内部空间和第三供给路径而被导向第二压缩机。这样，能够将压力容器的内部空间作为气态制冷剂的流路的一部分加以利用。此外，由于轴承处的损失而从润滑液气化生成的气体通过第三供给路径而被导向第二压缩机。因此，压力容器的内部空间被保持为所期望的压力。另外，能够防止润滑液的温度持续上升。
本公开的第4方案提供一种流体机械，在第1方案或第2方案的基础上，所述中间压空间包括：第四供给路径，该第四供给路径连接所述第一排出口和所述第二吸入口，用于将所述气态制冷剂导向所述第二压缩机；以及第五供给路径，该第五供给路径连接所述压力容器和所述第四供给路径上的合流点，用于将从所述润滑液气化生成的气体导向所述第二压缩机。根据第4方案，压力容器的内部空间由第五供给路径而与第四供给路径相连通，所以，压力容器的内部空间被保持为中间压，从而压力容器的内部空间形成中间压空间的一部分。此外，由于轴承处的损失而从润滑液气化生成的气体通过第五供给路径而被导向第二压缩机，所以，压力容器的内部空间被保持为所期望的压力。另外，能够防止润滑液的温度持续上升。
本公开的第5方案提供一种流体机械，在第1方案～第4方案的任一方案的基础上，还具有第二返回路径，该第二返回路径绕过所述轴承地连接位于所述第一供给路径上的所述泵的出口与所述轴承之间的分支点和所述压力容器，用于使所述第一供给路径中的所述润滑液的一部分返回所述压力容器。根据第5方案，能够使通过第二返回路径返回了压力容器的润滑液与压力容器中的气态制冷剂接触。结果，气态制冷剂被冷却，易于使存积于压力容器的润滑液具有更切实地润滑轴承所希望的温度。
本公开的第6方案提供一种流体机械，在第5方案的基础上，还具有第一过滤器，该第一过滤器配置于所述第一供给路径上，降低所述润滑液所含的杂质的量。根据第6方案，能够由第一过滤器降低润滑液所含的杂质的量。
本公开的第7方案提供一种流体机械，在第6方案的基础上，所述第一过滤器配置于所述第一供给路径上的所述泵的出口与所述分支点之间。根据第7方案，无需第一过滤器以外的过滤器就能够降低在第二返回路径流动的润滑液和向轴承供给的润滑液中的杂质的量。因此，能够使流体机械简单化，从而能够降低制造成本。
本公开的第8方案提供一种流体机械，在第6方案的基础上，所述第一过滤器配置于所述第一供给路径上的所述分支点与所述轴承之间。根据第8方案，能够降低向轴承供给的润滑液中的杂质的量。
本公开的第9方案提供一种流体机械，在第8方案的基础上，还具有第二过滤器，该第二过滤器配置于所述第一供给路径上的所述泵的出口与所述分支点之间，降低所述润滑液所含的杂质的量。根据第9方案，能够由第二过滤器降低在第二返回路径流动的润滑液和向轴承供给的润滑液中的杂质的量。此外，也可由第一过滤器捕捉通过了第二过滤器的杂质。结果，易于更切实地降低向轴承供给的润滑液中的杂质的量。另外，被第二过滤器捕捉到的杂质不会到达第一过滤器，所以，第一过滤器难以堵塞。
本公开的第10方案提供一种流体机械，在第8方案的基础上，还具有第二过滤器，该第二过滤器配置于所述第二返回路径上，降低所述润滑液所含的杂质的量。根据第10方案，在更换第二过滤器时，能够不停止第一供给路径上的泵而持续向轴承供给润滑液。
本公开的第11方案提供一种流体机械，在第1方案～第10方案的任一方案的基础上，所述制冷剂和所述润滑液含有水作为主要成分。根据第11方案，水的蒸发的潜热大，所以，能够降低从润滑液气化的气体的量。
本公开的第12方案提供一种制冷循环装置，具有：
第1方案～第11方案的任一方案的流体机械；
蒸发器，该蒸发器使液态制冷剂蒸发来生成所述气态制冷剂；
第一蒸气路径，该第一蒸气路径连接所述蒸发器和所述第一吸入口，用于将所述气态制冷剂导向所述第一压缩机；
冷凝器，该冷凝器使从所述第二排出口排出的所述气态制冷剂冷凝；以及
第二蒸气路径，该第二蒸气路径连接所述第二排出口和所述冷凝器，用于将从所述第二排出口排出的所述气态制冷剂导向所述冷凝器。
根据第12方案，具有第1方案～第11方案的任一方案的流体机械，所以，能更加适当地形成多级压缩机的轴承，制冷循环装置具有高可靠性。
以下，参照附图对本公开的实施方式进行说明。此外，以下的实施方式不过是例示，并不由此对本发明进行限定。
＜第1实施方式＞
如图1所示，流体机械1a具有多级压缩机6、压力容器10、第一供给路径11、泵12、第一返回路径15和中间压空间20。多级压缩机6包括第一压缩机6a、第二压缩机6b和轴承7。流体机械1a典型地是构成制冷循环装置的一部分。第一压缩机6a具有第一吸入口6p和第一排出口6q。第一压缩机6a从第一吸入口6p吸入气态制冷剂并压缩后将其从第一排出口6q排出。第二压缩机6b具有第二吸入口6r和第二排出口6s。第二压缩机6b从第二吸入口6r吸入从第一排出口6q排出的气态制冷剂并压缩后将其从第二排出口6s排出。轴承7支撑轴6c，该轴6c驱动第一压缩机6a和第二压缩机6b的至少任一方。压力容器10用于存积含有以与制冷剂的主要成分为同一种类的物质作为主要成分的润滑液。第一供给路径11连接压力容器10和轴承7，是用于将存积于压力容器10的润滑液供给轴承7的流路。泵12配置于第一供给路径11上，向轴承7输送润滑液。第一返回路径15连接轴承7和压力容器10，是用于使通过了轴承7的润滑液返回压力容器10的流路。中间压空间20在多级压缩机6的工作期间中被保持为比第一吸入口6p处的气态制冷剂的压力高且比第二排出口6s处的气态制冷剂的压力低的压力(中间压)。压力容器10的内部空间形成中间压空间20的一部分。
压力容器10的内部空间由具有中间压的气态制冷剂而被保持为所期望的压力，润滑液易于被保持为中间压下的饱和温度或饱和温度附近的温度。因此，润滑液具有为了润滑轴承7所希望的温度。由此，易于以所希望的状态将润滑液供给到多级压缩机6的轴承7。结果，能够防止在多级压缩机6中轴承7过冷而使得气态制冷剂冷凝或产生结露的问题，并且，能够抑制在轴承7的冷却不充分时产生的涡动振动等不稳定振动。
中间压空间20只要是由中间压的气态制冷剂所充满的空间，则没有特别限制。例如，中间压空间20在多级压缩机6的工作期间中，由通过第一排出口6q且并未通过第二吸入口6r的气态制冷剂所充满。在此情况下，为了将压力容器10的内部空间保持为所期望的压力，能够利用通过第一排出口6q且并未通过第二吸入口6r的气态制冷剂。此外，更易于将存积着润滑液的压力容器10的内部空间的压力保持为所希望的压力，能够更切实地将润滑液以所希望的状态供给轴承7。
中间压空间20可包括在多级压缩机6中的制冷剂的流动方向上在第一排出口6q与第二吸入口6r之间的制冷剂的流路。另外，中间压空间20可包括在多级压缩机6的工作期间中通过了第一排出口6q的气态制冷剂不流向第二吸入口6r而飘荡的空间。根据情况，中间压空间20可以包括减压到了中间压的气态制冷剂飘荡的空间。
如图1所示，在流体机械1a中，中间压空间20例如包括第二供给路径8a和第三供给路径8b。第二供给路径8a连接第一排出口6q和压力容器10，是用于将从第一排出口6q排出的气态制冷剂导向压力容器10的内部空间的流路。第三供给路径8b连接压力容器10和第二吸入口6r，是用于将气态制冷剂导向第二压缩机6b的流路。在此情况下，从第一排出口6q排出的气态制冷剂通过第二供给路径8a、压力容器10的内部空间以及第三供给路径8b而被导向第二压缩机6b。这样，能够将压力容器10的内部空间作为气态制冷剂的流路的一部分而加以利用。供给到了轴承7的润滑液由于在轴承7处的损失而在其焓上升了的状态下通过第一返回路径15返回压力容器10。由于润滑液的焓的上升而从润滑液气化，从而生成气体。该气体通过第三供给路径8b而被导向第二压缩机6b。因此，易于将压力容器10的内部空间保持为所期望的压力。另外，即使在第一返回路径15上未配置散热器，也能够防止由于在轴承7处的损失而使存积于压力容器10的润滑液的温度持续上升的问题。
从第一排出口6q排出的气态制冷剂通过第二供给路径8a而被导向压力容器10的内部空间。在此情况下，例如在压力容器10的内部空间中，通过气态制冷剂与润滑液的热交换而能够冷却气态制冷剂。因此，能够使冷却了的气态制冷剂通过第三供给路径8b而被导向第二压缩机6b。这样，能够将存积于压力容器10的润滑液利用于多级压缩机6中的气态制冷剂的中间冷却。由此，能够提高具有流体机械1a的制冷循环装置的制冷系数(COP)。这样，压力容器10可以作为中间冷却器而发挥作用。
第一压缩机6a和第二压缩机6b分别可以是例如速度型的压缩机(涡轮压缩机)，也可以是容积型的压缩机。速度型的压缩机指的是通过将动量赋予制冷剂而进行压缩的压缩机，容积型的压缩机指的是螺旋压缩机那样的通过容积变化来压缩制冷剂的压缩机。多级压缩机6具有例如壳体，第一压缩机6a和第二压缩机6b被收容于壳体的内部。第一压缩机6a和第二压缩机6b可以被收容于单一的壳体，也可以被收容于分别的壳体。
通过由轴6c驱动第一压缩机6a和第二压缩机6b，第一压缩机6a和第二压缩机6b的可动零部件进行旋转运动、直线运动或往复运动。第一压缩机6a和第二压缩机6b的可动零部件是例如涡轮压缩机的叶轮或螺旋压缩机的转子。轴6c能够由例如金属或合金制成。例如，多级压缩机6包括1个轴6c。在此情况下，第一压缩机6a和第二压缩机6b的、涡轮压缩机的叶轮或螺旋压缩机的转子等零部件被安装于1个轴6c，由1个轴6c驱动第一压缩机6a和第二压缩机6b。此外，轴6c连结于例如电动机(省略图示)等，通过电动机工作而运动。多级压缩机6也可以包括多个轴6c。在此情况下，例如，第一压缩机6a的可动零部件被安装于多个轴6c的任一个，第二压缩机6b的可动零部件被安装于其它的轴6c。
轴承7是例如滑动轴承或球轴承，由润滑液来润滑。轴承7将轴6c支撑于径向方向和轴向方向(推力方向)的至少任一方。
压力容器10是由例如钢铁等金属材料制成的耐压性的容器，压力容器10的内部空间通过焊接或密封材料而相对于压力容器10的外部空间被密闭。由此，能防止压力容器10的内部空间的润滑液的泄漏和外部气体向压力容器10的内部空间的流入。
泵12可以是例如容积型的泵，也可以是速度型的泵。容积型的泵是通过容积变化而使液态制冷剂升压的泵，速度型的泵是将动量赋予制冷剂而使液态制冷剂升压的泵。泵12可以具有由变频器驱动的马达等使泵12的转速变化的机构。泵12的排出压力没有特别限制，例如是100～1000kPa。泵12可以例如可接收来自控制器的控制信号地通过有线或无线而连接于控制器。在此情况下，泵12根据来自控制器的控制信号而工作。
第一供给路径11、第一返回路径15、第二供给路径8a和第三供给路径8b各自的至少一部分例如通过由钢铁等金属材料制成的配管构成。在此情况下，配管的内部通过焊接或密封材料而相对于配管的外部空间被密闭。由此，能防止流过第一供给路径11和第一返回路径15的润滑液的泄漏以及外部气体向第一供给路径11和第一返回路径15的流入。另外，能防止流过第二供给路径8a和第三供给路径8b的制冷剂的泄漏以及外部气体向第二供给路径8a和第三供给路径8b的流入。
制冷剂没有特别限制，例如是在常温下具有50kPaA以下的较低的饱和蒸气压的制冷剂(低压制冷剂)。这样的制冷剂的主要成分例如是R-1233zd和R-1234ze等氢氟烯烃(HFO)系的物质或水。
制冷剂和润滑液优选含有水作为主要成分。水的蒸发的潜热大，所以，即使由于轴承7处的损失或与气态制冷剂的接触而使润滑液气化，由润滑液的气化所产生的气体的量也少。因此，能抑制通过第三供给路径8b而被导向第二压缩机6b的气态制冷剂的量，能够降低第二压缩机6b应做的功。此外，也能够将通过第二供给路径8a而被导入到压力容器10的内部空间的气态制冷剂冷却成，使得吸入第二压缩机6b的气态制冷剂的温度成为中间压下的饱和温度或饱和温度附近的温度。
(变形例)
流体机械1a可基于各种观点而改变。流体机械1a还可以在第一供给路径11上具有用于降低润滑液所含的杂质的量的过滤器。过滤器由例如烧结金属过滤器或金属网构成。另外，流体机械1a可以改变成图2～图5所示的流体机械1b、流体机械1c、流体机械1d或流体机械1e。
流体机械1b、流体机械1c、流体机械1d和流体机械1e的各自，除了特别说明的情况外，与流体机械1a同样地构成。对与流体机械1a的构成要素相同或相对应的流体机械1b、流体机械1c、流体机械1d和流体机械1e的构成要素赋予相同的附图标记，省略详细的说明。
如图2～图5所示，流体机械1b、流体机械1c、流体机械1d和流体机械1e各自还具有第二返回路径16。第二返回路径16绕过轴承7地连接位于第一供给路径11上的泵12的出口与轴承7之间的分支点B和压力容器10，是用于使第一供给路径11中的润滑液的一部分返回压力容器10的流路。因此，在第一供给路径11流动的润滑液的一部分不通过轴承7而是通过第二返回路径16而返回压力容器10的内部空间。由此，润滑液能够与气态制冷剂接触。第二返回路径16的出口典型地是与压力容器10的内部空间的中间压空间20相接。
第二返回路径16的至少一部分例如通过由钢铁等金属材料制成的配管构成。在此情况下，配管的内部通过焊接或密封材料而相对于配管的外部空间被密闭。由此，能防止流过第二返回路径16的润滑液的泄漏以及外部气体向第二返回路径16的流入。
流体机械1b、流体机械1c、流体机械1d和流体机械1e各自还具有例如第一过滤器18a。第一过滤器18a配置于第一供给路径11上，是降低润滑液所含的杂质的量的过滤器。能够由第一过滤器18a降低应被供给到轴承7的润滑液所含的杂质的量。
第一过滤器18a由例如烧结金属过滤器或金属网构成，可捕捉7μm以上的杂质。
如图2所示，在流体机械1b中，第一过滤器18a配置于第一供给路径11上的泵12的出口与分支点B之间。根据流体机械1b，无需第一过滤器18a以外的过滤器就能够降低通过第二返回路径16的润滑液和向轴承7供给的润滑液中的杂质的量。因此，能够使流体机械1b简单化，从而易于降低流体机械1b的制造成本。在此情况下，第二返回路径16的出口可以由喷嘴来确定。在此情况下，能够使从第二返回路径16的出口流出的润滑液细微化。此外，由于第一过滤器18a，杂质堵塞用于确定第二返回路径16的出口的喷嘴的可能性低。
如图3～图5所示，在流体机械1c、流体机械1d和流体机械1e中，第一过滤器18a配置于第一供给路径11上的分支点B与轴承7之间。即使在此情况下，也能够降低要向轴承7供给的润滑液中的杂质的量。
在流体机械1c中，在第一供给路径11上，作为用于降低润滑液所含的杂质的量的过滤器，仅配置第一过滤器18a。在此情况下，希望第二返回路径16的出口不由喷嘴来确定。这是因为：存在杂质通过第二返回路径16的可能性。
如图4所示，流体机械1d还具有第二过滤器18b。第二过滤器18b配置于第一供给路径11上的泵12的出口与分支点B之间，是用于降低润滑液所含的杂质的量的过滤器。在此情况下，能够由第二过滤器18b降低流过第二返回路径16的润滑液和向轴承7供给的润滑液中的杂质的量。此外，还能够由第一过滤器18a捕捉通过了第二过滤器18b的杂质。结果，易于更切实地降低向轴承7供给的润滑液中的杂质的量。根据流体机械1d，由第二过滤器18b捕捉到的杂质不会到达第一过滤器18a，所以，第一过滤器18a难以堵塞。
如图5所示，流体机械1e还具有第二过滤器18b。第二过滤器18b配置于第二返回路径16上，是用于降低润滑液所含的杂质的量的过滤器。在此情况下，在更换第二过滤器18b时，能够不停止泵12而持续向轴承7供给润滑液。
在流体机械1d和流体机械1e中，第二过滤器18b由例如烧结金属过滤器或金属网构成，可捕捉尺寸比可由第一过滤器18a捕捉的杂质的尺寸大的杂质。例如，第二过滤器18b可捕捉40μm以上的杂质。
在流体机械1d和流体机械1e中，第二返回路径16的出口由例如喷嘴来确定。在此情况下，能够使从第二返回路径16的出口流出的润滑液细微化。此外，由于第二过滤器18b，杂质堵塞用于确定第二返回路径16的出口的喷嘴的可能性低。
＜第2实施方式＞
接下来，对第2实施方式的流体机械1f进行说明。流体机械1f除了特别说明的情况外，与流体机械1a同样地构成。对与流体机械1a的构成要素相同或相对应的流体机械1f的构成要素赋予相同的附图标记，省略详细的说明。与第1实施方式相关的说明(包括与变形例相关的说明)只要在技术上没有矛盾，则也适用于第2实施方式。
如图6所示，在流体机械1f中，中间压空间20包括第四供给路径8c和第五供给路径9。第四供给路径8c连接第一排出口6q和第二吸入口6r，是用于将气态制冷剂导向第二压缩机6b的流路。第五供给路径9连接压力容器10和第四供给路径8c上的合流点J，是用于将从润滑液气化生成的气体导向第二压缩机6b的流路。
根据流体机械1f，压力容器10的内部空间由第五供给路径9而与第四供给路径8c相连通，所以，压力容器10的内部空间被保持为中间压，从而压力容器10的内部空间形成中间压空间20的一部分。此外，由于轴承7处的损失而从润滑液气化生成的气体通过第五供给路径9被导向第二压缩机6b，所以，易于将压力容器10的内部空间保持为所期望的压力。另外，即使不将散热器配置于第一返回路径15上，也能够防止由于轴承7处的损失而使存积于压力容器10的润滑液的温度持续上升。结果，能够以所希望的状态将润滑液供给轴承7。
第四供给路径8c和第五供给路径9的至少一部分例如是由钢铁等金属材料制成的配管构成。在此情况下，配管的内部通过焊接或密封材料而相对于配管的外部空间被密闭。由此，能防止由流过第四供给路径8c和第五供给路径9的润滑液的气化所产生的气体或气态制冷剂的泄漏以及外部气体向第四供给路径8c和第五供给路径9的流入。在第一压缩机6a和第二压缩机6b被收容于单一的壳体的内部的情况下，用于构成第四供给路径8c的配管典型地是配置于壳体的外部。但是，根据情况，用于构成第四供给路径8c的配管也可以配置于壳体的内部。另外，壳体的内部的空间也可以形成整个第四供给路径8c。在此情况下，第五供给路径9由例如向形成第四供给路径8c的壳体的内部的空间开口的配管构成。
＜制冷循环装置＞
如图7所示，制冷循环装置50a具有流体机械1a、蒸发器2、第一蒸气路径5a、冷凝器3和第二蒸气路径5b。蒸发器2使液态制冷剂蒸发而生成气态制冷剂。第一蒸气路径5a连接蒸发器2和第一吸入口6p，是用于将气态制冷剂导向第一压缩机6a的流路。冷凝器3使从第二排出口6s排出的气态制冷剂冷凝。第二蒸气路径5b连接第二排出口6s和冷凝器3，是用于将从第二排出口6s排出的气态制冷剂导向冷凝器3的流路。
蒸发器2通过从制冷循环装置50a的外部的热源吸热而使液态制冷剂蒸发。蒸发器2是例如管壳式热交换器和板式热交换器等间接式热交换器、或喷雾式热交换器和具有填充材料的直接式热交换器等直接式热交换器。蒸发器2例如图7所示，具有罐23、液态制冷剂流路25和泵27。罐23是用于存积液态的制冷剂的容器。罐23由例如钢铁等金属材料制成，罐23的内部空间通过焊接或密封材料而相对于罐23的外部空间被密闭。由此，能防止罐23的内部空间的液态的制冷剂的泄漏和外部气体向罐23的内部空间的流入。液态制冷剂流路25具有与罐23的内部空间相接的入口和出口，是在罐23的外部从入口延伸到出口的流路。泵27配置于液态制冷剂流路25上，朝向罐23的内部空间排出液态的制冷剂。也就是说，泵27工作，从而存积于罐23的液态的制冷剂的一部分被抽取，并通过液态制冷剂流路25返回罐23的内部。此外，在蒸发器2中，根据情况，可省略液态制冷剂流路25和泵27。
第一蒸气路径5a和第二蒸气路径5b各自的至少一部分由例如钢铁等金属材料制成的配管构成。配管的内部通过焊接或密封材料而相对于配管的外部空间被密闭。由此，能防止流过第一蒸气路径5a和第二蒸气路径5b的气态制冷剂的泄漏以及外部气体向第一蒸气路径5a和第二蒸气路径5b的流入。
冷凝器3通过将气态制冷剂所具有的热向制冷循环装置50a的外部散热而使气态制冷剂。冷凝器3例如是管壳式热交换器和板式热交换器等间接式热交换器、或喷雾式热交换器和具有填充材料的直接式热交换器等直接式热交换器。冷凝器3例如存积液态制冷剂。
制冷循环装置50a中的制冷剂是例如低压制冷剂。对制冷剂的主要成分为水时的制冷循环装置50a的动作的一个例子进行说明。在蒸发器2中存积于罐23的液态制冷剂的温度是相对于作为蒸发器2中的压力的低压的饱和温度、或相对于作为蒸发器2中的压力的低压的饱和温度附近的温度，是例如5℃。存积于蒸发器2的液态制冷剂的温度低，所以，若将存积于蒸发器2的液态制冷剂作为轴承7的润滑液加以利用，则在多级压缩机6中气态制冷剂易于冷凝或易于产生结露。存积于冷凝器3的液态制冷剂的温度是相对于作为冷凝器3中的压力的高压的饱和温度、或相对于作为冷凝器3中的压力的高压的饱和温度附近的温度，是例如35℃。存积于冷凝器3的液态制冷剂的温度高，所以，若将存积于冷凝器3的液态制冷剂作为润滑液加以利用，则存在无法适当地冷却轴承7的可能性。
在制冷循环装置50a进行动作的期间，泵12工作而将存积于压力容器10的润滑液供给轴承7。压力容器10的内部空间形成中间压空间20的一部分，所以，在制冷循环装置50a进行动作的期间，压力容器10的内部空间的压力被保持为中间压。存积于压力容器10的润滑液的温度是中间压的饱和温度或饱和温度附近的温度，是例如20℃。存积于压力容器10的润滑液具有适于润滑轴承7的温度，在制冷循环装置50a中，轴承7被适当地冷却。
(变形例)
制冷循环装置50a可基于各种观点而改变。例如，制冷循环装置50a可具有流体机械1b、流体机械1c、流体机械1d或流体机械1e来代替流体机械1a。另外，制冷循环装置50a可以改变成图8所示的制冷循环装置50b那样。制冷循环装置50b除了具有流体机械1f来代替流体机械1a以外，与制冷循环50a同样地构成。制冷循环装置50a可以改变为还具有连接第一供给路径11上的压力容器10与泵12的入口之间的合流点和罐23的流路。另外，制冷循环装置50a也可以改变为还具有连接第一供给路径11上的压力容器10与泵12的入口之间的合流点和液态制冷剂流路25上的分支点的流路。在此情况下，根据多级压缩机6的运转状况，也可将存积于罐23的液态制冷剂供给到轴承7。
本公开的流体机械能够适用于例如大型的空调机或涡轮冷机。
Claims (12)
1.一种流体机械，具有：
多级压缩机，该多级压缩机包括具有第一吸入口和第一排出口的第一压缩机、具有第二吸入口和第二排出口的第二压缩机、以及支撑用于驱动所述第一压缩机和所述第二压缩机的至少任一方的轴的轴承，在所述第一压缩机中，从所述第一吸入口吸入气态的制冷剂并压缩后将其从所述第一排出口排出，并且，在所述第二压缩机中，从所述第二吸入口吸入从所述第一排出口排出的所述气态的制冷剂并压缩后将其从所述第二排出口排出；
压力容器，该压力容器存积润滑液，该润滑液含有与所述制冷剂的主要成分同一种类的物质作为主要成分；
第一供给路径，该第一供给路径连接所述压力容器和所述轴承，用于将存积于所述压力容器的所述润滑液供给到所述轴承；
泵，该泵配置于所述第一供给路径上，朝向所述轴承输送所述润滑液；
第一返回路径，该第一返回路径连接所述轴承和所述压力容器，用于使通过了所述轴承的所述润滑液返回所述压力容器；以及
中间压空间，该中间压空间在所述多级压缩机的工作期间中被保持为比所述第一吸入口处的所述气态的制冷剂的压力高且比所述第二排出口处的所述气态的制冷剂的压力低的压力；
所述压力容器的内部空间形成所述中间压空间的一部分。
2.如权利要求1所述的流体机械，
所述中间压空间在所述多级压缩机的工作期间中由通过所述第一排出口且未通过所述第二吸入口的所述气态的制冷剂所充满。
3.如权利要求1所述的流体机械，
所述中间压空间包括：第二供给路径，该第二供给路径连接所述第一排出口和所述压力容器，用于将从所述第一排出口排出的所述气态的制冷剂导向所述压力容器的内部空间；以及第三供给路径，该第三供给路径连接所述压力容器和所述第二吸入口，用于将所述气态的制冷剂导向所述第二压缩机。
4.如权利要求2所述的流体机械，
所述中间压空间包括：第四供给路径，该第四供给路径连接所述第一排出口和所述第二吸入口，用于将所述气态的制冷剂导向所述第二压缩机；以及第五供给路径，该第五供给路径连接所述压力容器和所述第四供给路径上的合流点，用于将从所述润滑液气化生成的气体导向所述第二压缩机。
5.如权利要求1所述的流体机械，
还具有第二返回路径，该第二返回路径绕过所述轴承地连接位于所述第一供给路径上的所述泵的出口与所述轴承之间的分支点、和所述压力容器，用于使所述第一供给路径中的所述润滑液的一部分返回所述压力容器。
6.如权利要求5所述的流体机械，
还具有第一过滤器，该第一过滤器配置于所述第一供给路径上，降低所述润滑液所含的杂质的量。
7.如权利要求6所述的流体机械，
所述第一过滤器配置于所述第一供给路径上的所述泵的出口与所述分支点之间。
8.如权利要求6所述的流体机械，
所述第一过滤器配置于所述第一供给路径上的所述分支点与所述轴承之间。
9.如权利要求8所述的流体机械，
还具有第二过滤器，该第二过滤器配置于所述第一供给路径上的所述泵的出口与所述分支点之间，降低所述润滑液所含的杂质的量。
10.如权利要求8所述的流体机械，
还具有第二过滤器，该第二过滤器配置于所述第二返回路径上，降低所述润滑液所含的杂质的量。
11.如权利要求1所述的流体机械，
所述制冷剂和所述润滑液含有水作为主要成分。
12.一种制冷循环装置，具有：
权利要求1～11中任一项所述的流体机械；
蒸发器，该蒸发器使液态的制冷剂蒸发来生成所述气态的制冷剂；
第一蒸气路径，该第一蒸气路径连接所述蒸发器和所述第一吸入口，用于将所述气态的制冷剂导向所述第一压缩机；
冷凝器，该冷凝器使从所述第二排出口排出的所述气态的制冷剂冷凝；以及
第二蒸气路径，该第二蒸气路径连接所述第二排出口和所述冷凝器，用于将从所述第二排出口排出的所述气态的制冷剂导向所述冷凝器。
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