JP2000045991A - 冷凍機用圧縮機の冷媒潤滑系統 - Google Patents

冷凍機用圧縮機の冷媒潤滑系統

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JP2000045991A
JP2000045991A JP10215154A JP21515498A JP2000045991A JP 2000045991 A JP2000045991 A JP 2000045991A JP 10215154 A JP10215154 A JP 10215154A JP 21515498 A JP21515498 A JP 21515498A JP 2000045991 A JP2000045991 A JP 2000045991A
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refrigerant
bearing
compressor
return pipe
gasified
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JP10215154A
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Yutaka Ozawa
豊 小澤
Zenichi Yoshida
善一 吉田
Akio Kishimoto
皓夫 岸本
Tatsuya Sato
達哉 佐藤
Kenji Ueda
憲治 上田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 駆動軸の軸受の潤滑をえきれいばいを循環さ
せて行う冷凍機用圧縮機の冷媒循環系統においては、ポ
ンプ13で加圧する圧力が小さかったり、また軸の回転
数の上昇などにより軸21と軸受12間の隙間内での発
熱が大きいと、空間A内に流出した液冷媒がガス化し、
空間A内を占有するとともに内部冷媒戻り配管17内に
もガスが混入することにより、空間Aと冷媒液だめ18
間の高低差により、圧力差が小さくなり冷媒が冷媒液だ
め18に流入しなくなり、冷媒が循環しなくなる。 【解決手段】 潤滑冷媒の循環系統で発生するガス化し
た冷媒を除去する手段が設けられていることにある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する分野】本発明は駆動軸の軸受の潤滑を液
冷媒を循環させて行う冷凍機用圧縮機の冷媒潤滑系統に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来の冷凍機の冷媒系統図を図5に、そ
の圧縮機の駆動軸の軸受周辺部を図6に示す。従来、冷
凍機を運転すると、液冷媒は蒸発器1内で冷水配管2内
を流れる冷水と熱交換し、その蒸発潜熱で冷水を冷却す
ることによって蒸発したガス冷媒は、吸入配管3を通り
圧縮機0の圧縮機吸入室4に吸引され、羽根車10の回
転による遠心力によって凝縮圧力まで昇圧される。この
高温、高圧のガス冷媒は、吐出配管5を通り凝縮器6へ
送られる。ここでは圧縮された高温、高圧のガス冷媒の
熱を冷却水配管7内を流れる冷却水に放熱させることに
よってガス冷媒を液化させ、凝縮器液だめ8に溜める。
その液化した高圧の液冷媒を膨張弁9の絞り作用によっ
て蒸発可能な圧力まで減圧し、蒸発器液だめ20に送
り、この低温、低圧の液冷媒を蒸発器1内で蒸発させる
ことにより冷水配管2内の冷水を冷却する。
【0003】圧縮機0の駆動軸21の軸受12を潤滑す
る潤滑用の液冷媒は、蒸発器1の液だめ20より取り出
され、潤滑冷媒供給配管14を経てポンプ13にて加圧
した後、圧縮機0内の冷媒ヘッダー15に供給される。
冷媒ヘッダー15に供給された液冷媒は、圧縮機0内の
内部冷媒供給配管16を経て、駆動軸21を軸承する軸
受12に供給される。この軸受12は図6に示すよう
に、Oリング27及び軸受押え25を介してケーシング
26に設置されている。内部冷媒供給配管16により軸
受12に供給された液冷媒は、軸21と軸受12間の隙
間内へ供給されて同部を潤滑した後、軸受12の軸方向
の両サイドへ流出する。軸受12の両サイドは、流出し
た液冷媒が飛散しないように、ケーシング26にばね押
え24、ばね23を介して取付けられたシールリング2
2により軸封されている。この軸受12とシールリング
22間の液冷媒は、内部冷媒戻り配管17を経て冷媒液
だめ18に流出し、更に潤滑冷媒戻り配管19を経て蒸
発器1の液だめ20へ戻る系路を循環することにより、
軸受12を潤滑するよう構成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の冷凍機
用圧縮機の冷媒潤滑系統においては、ポンプ13で加圧
する圧力が小さかったり、また軸の回転数の上昇などに
より軸21と軸受12間の隙間内での発熱が大きいと、
空間A内に流出した液冷媒がガス化し、空間A内を占有
するとともに内部冷媒戻り配管17内、更には潤滑冷媒
戻り配管19にもガスが混入する。このように潤滑冷媒
の循環系統、特にその軸受周辺部で液冷媒がガス化する
と、空間Aと冷媒液だめ18間の高低差により、圧力差
が小さくなって冷媒が冷媒液だめ18に流出できなくな
り、潤滑に必要な量の液冷媒が循環しなくなる問題があ
る。
【0005】また、空間A内にガスが増加することによ
り、軸21と軸受12間の隙間内へもガスが混入するこ
とになり、液冷媒で十分潤滑することができず、潤滑不
良による事故の要因となる問題があった。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を解
決するために発明されたものであって、その第1の発明
の要旨とするところは、駆動軸の軸受の潤滑を液冷媒を
循環させて行う冷凍機用圧縮機の冷媒潤滑系統におい
て、潤滑冷媒の循環系統で発生するガス化した冷媒を除
去する手段を備えていることを特徴とする冷凍機用圧縮
機の冷媒潤滑系統にある。
【0007】第2の発明の特徴とするところは、前記手
段として、軸受とその両側に配設されるシールリング間
に冷却器が設けられていることにある。
【0008】第3の発明の特徴とするところは、前記手
段として、軸受とその両側に配設されるシールリング間
から冷凍機用圧縮機の吸入側へ連通する冷媒ガス戻り配
管が設けられていることにある。
【0009】第4の発明の特徴とするところは、冷媒の
流出量を制御可能な手段を前記冷媒ガス戻り配管に設け
たことにある。
【0010】第5の発明の特徴とするところは、前記手
段として、潤滑冷媒戻り配管に冷媒ガス分離機が設けら
れており、分離したガスを冷凍機用圧縮機の吸入側へ流
出させる配管が設けられていることにある。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の第1の実施形態が図1に
示されている。冷凍機及び圧縮機の構成について、図
5、図6に示した構成と同様の部分については説明を省
略し、以下に異なる部分について構成を説明する。この
第1の実施形態においては、軸受12とその両側に配置
したシールリング22との間の各空間Aに外部より冷却
流体を通した冷却器32が配設されている。他にも、こ
の冷却器32を空間Aを構成する周囲部、例えば、ケー
シング26面を冷却するように設けることが考えられ
る。
【0012】この第1の実施形態において、軸21と軸
受12との隙間内を潤滑して減圧、加熱された液冷媒
は、一部がガス化して軸受12の軸方向の両側の空間A
に流出する。このガス化した冷媒は、空間A内に配置し
た冷却器32により冷却されることにより再液化し、液
化した冷媒は内部冷媒戻り配管17を通して冷媒液だめ
18に流出する。
【0013】従って、軸21と軸受12との隙間でガス
化した冷媒は空間A内で直ちに液化されて除去されるの
で、空間A内がガス冷媒で占められたり、内部冷媒戻り
配管17以降の循環系統にガス化した冷媒が混入するこ
とはなくなり、液冷媒の循環を順調に行える。このた
め、ガス化した冷媒が液冷媒の循環を阻害することによ
って発生する潤滑不良の問題を解消することができる。
【0014】本発明の第2の実施形態の軸受周辺部につ
いては図2に、圧縮機周辺部については図3に示されて
いる。この第2の実施形態においては、軸受12とその
両側に配置したシールリング22との間の各空間Aの上
部より圧縮機0の吸入側へ連通する冷媒ガス戻り配管3
0が配設されている。ここでの実施形態では冷媒ガス戻
り配管30は吸入配管3に連通させている。
【0015】軸21と軸受12との隙間内を潤滑して減
圧、加熱されることによりガス化した冷媒は軸受12の
軸方向の両側の空間Aに流出し、上部より冷媒ガス戻り
配管30を通して圧縮機0の吸入側である吸入配管3へ
と導かれる。
【0016】従って、ガス化した冷媒の空間Aでの滞留
や内部冷媒戻り配管17への混入の防止が可能であり、
液冷媒の順調な循環が行え、ガス化した冷媒が液冷媒の
循環系路に混入することにより発生する潤滑不良の問題
を解消することができる。
【0017】なお、冷媒ガス戻り配管30に圧力調整弁
31を設けることができ、この圧力調整弁31は可変絞
りなど、圧力調整可能な手段であればこれに代用でき
る。
【0018】これによって、圧縮機の吸入側へ流出する
ガス化した冷媒の圧力を圧力調整弁31により制御する
ことができる。
【0019】このように冷媒ガス戻り配管30に圧力調
整弁31を備えることで、圧縮機0の吸入側へ流出する
ガス化した冷媒を任意の一定圧力で圧縮機の吸入側へ流
出させることができる。この例で、圧力調整弁31が設
けられていない場合、起動時において吸入配管3内の圧
力が一時的に低下し、空間A内の流出流速が上がる場合
に空間A内の液冷媒もガス冷媒と共に流出することがあ
るが、圧力調整弁31を設け、その弁開度を絞ることに
より空間A内からの流出流速を下げ、液冷媒の流出を防
ぐことができる。
【0020】本発明の第3の実施形態が図4に示されて
いる。この第3の実施形態においては、圧縮機0の冷媒
液だめ18より蒸発器1の液だめ20へと通ずる潤滑冷
媒戻り配管19に冷媒ガス分離装置33が配設され、当
該装置33の上部より圧縮機0の吸入側へ連通する冷媒
ガス戻り配管34が設けられている。ここでの実施形態
では冷媒ガス戻り配管34を吸入配管3に連通させてい
る。
【0021】軸21と軸受12との隙間内を潤滑して減
圧、加熱されることによりガス化した冷媒は軸受12の
軸方向の両側の空間Aに流出し、液冷媒と共に内部戻り
配管17、冷媒液だめ18を通して潤滑冷媒戻り配管1
9に混入する。この潤滑冷媒を冷媒ガス分離装置33に
より速やかに液冷媒とガス冷媒とに分離し、ガス冷媒を
冷媒ガス戻り配管34を通して圧縮機0の吸入側である
吸入配管3へ流出させ、液冷媒については、そのまま潤
滑冷媒戻り配管19を通して蒸発器液だめ20へと流出
させることができる。
【0022】従って、潤滑冷媒戻り配管19にガス冷媒
が混入した場合でも、混入したガス冷媒のみを速やかに
潤滑冷媒戻り配管19より除去することが可能であり、
液冷媒を順調に循環させ、液冷媒が循環しなくなること
による潤滑不良の問題を解消することができる。
【0023】また、第4の実施形態として、第1の実施
形態と第3の実施形態を組み合わせた実施形態が考えら
れる。
【0024】更には、第5の実施形態として、第2の実
施形態と第3の実施形態を組み合わせた実施形態が考え
られる。
【0025】なお、上記の実施形態ではターボ圧縮機を
例に説明したが、この発明は他の形式の冷凍機用圧縮
機、例えば、往復動圧縮機、スクリュー圧縮機等にも適
用できる。
【0026】
【発明の効果】請求項1ないし請求項2ないし請求項3
もしくは請求項5記載の発明を用いることにより、駆動
軸の軸受の潤滑を液冷媒を循環させて行う冷凍機用圧縮
機の冷媒潤滑系統において、循環系統で発生するガス化
した冷媒を速やかに除去することが可能であり、ガス化
した冷媒により液冷媒の循環が阻害されることがなく、
液冷媒を順調に循環させることができるため、軸受を液
冷媒により確実に潤滑することができる。
【0027】また、請求項4記載の発明を用いることに
より、圧縮機の吸入側の圧力が急激に変化した場合に
も、ガス化した冷媒のみを圧縮機の吸入側へ流出させる
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態を示す部分的断面図で
ある。
【図2】本発明の第2の実施形態を示す部分的断面図で
ある。
【図3】本発明の第2の実施形態を示す部分的断面図で
ある。
【図4】本発明の第3の実施形態を示す系統図である。
【図5】従来のターボ冷凍機の系統図である。
【図6】従来のターボ冷凍機用圧縮機の部分的断面図で
ある。
【符号の説明】 0 圧縮機 11 電動機 12 軸受 13 ポンプ 14 潤滑冷媒供給配管 15 冷媒ヘッダー 16 内部冷媒供給配管 17 内部冷媒戻り配管 18 冷媒液だめ 19 潤滑冷媒戻り配管 21 駆動軸 22 シールリング 23 冷媒ガス戻り配管 31 圧力調整弁 32 冷却器 33 冷媒ガス分離装置 34 冷媒ガス戻り配管 A 空間
フロントページの続き (72)発明者 岸本 皓夫 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 佐藤 達哉 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 上田 憲治 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 Fターム(参考) 3H022 AA02 BA06 CA13 CA21 CA42 CA43 CA44 CA46 CA47 CA48 CA57 DA02 DA04 DA06 DA09

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 駆動軸の軸受の潤滑を液冷媒を循環させ
    て行う冷凍機用圧縮機の冷媒潤滑系統において、 潤滑冷媒の循環系統で発生するガス化した冷媒を除去す
    る手段を備えていることを特徴とする冷凍機用圧縮機の
    冷媒潤滑系統。
  2. 【請求項2】 前記手段として、軸受とその両側に配設
    されるシールリング間に冷却器が設けられていることを
    特徴とする請求項1記載の冷凍機用圧縮機の冷媒潤滑系
    統。
  3. 【請求項3】 前記手段として、軸受とその両側に配設
    されるシールリング間から冷凍機用圧縮機の吸入側へ連
    通する冷媒ガス戻り配管が設けられていることを特徴と
    する請求項1記載の冷凍機用圧縮機の冷媒潤滑系統。
  4. 【請求項4】 冷媒の流出量を制御可能な手段を前記冷
    媒ガス戻り配管に設けたことを特徴とする請求項3記載
    の冷凍機用圧縮機の冷媒潤滑系統。
  5. 【請求項5】 前記手段として、潤滑冷媒戻り配管に冷
    媒ガス分離装置が設けられており、分離したガスを冷凍
    機用圧縮機の吸入側へ流出させる配管が設けられている
    ことを特徴とする請求項1記載の冷凍機用圧縮機の冷媒
    潤滑系統。
JP10215154A 1998-07-30 1998-07-30 冷凍機用圧縮機の冷媒潤滑系統 Withdrawn JP2000045991A (ja)

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