JP2014145344A - ターボ圧縮機及びターボ冷凍機 - Google Patents

Abstract

【課題】より短時間で起動することが可能なターボ圧縮機及びターボ冷凍機を提供する。
【解決手段】電動機４０と、該電動機４０により回転されることによって冷媒を圧縮する圧縮部５０と、冷媒が存在する収容空間２１に電動機４０及び圧縮部５０を収容するとともに、収容空間２１の下方に形成された貯留空間３０に潤滑油Ｏを収容するケーシング２０と、貯留空間３０の潤滑油Ｏを加熱するヒータ７０と、貯留空間３０の潤滑油Ｏを収容空間２１における電動機４０及び圧縮部５０の少なくとも一方の回転摺動部に供給する潤滑油循環部８０と、ケーシング２０内に設けられ、回転摺動部から滴下する潤滑油Ｏを貯留空間３０に導く潤滑油通過部１０４を形成しながら収容空間２１と貯留空間３０とを隔てるように区画するカバー１００と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、ターボ圧縮機及びこれを備えたターボ冷凍機に関する。

ターボ冷凍機は、電気電子関連工場のようなクリーンルームを有する大型の工場空調や、地域冷暖房などの用途に幅広く使用されている大容量の熱源機器である。ターボ冷凍機としては、ターボ圧縮機、凝縮器、蒸発器等の構成機器を近傍に配置して一体とし、ユニット化されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

上記のターボ圧縮機は、回転駆動部となる電動機と、この電動機によって回転される複数のインペラを有する圧縮部とを備えている。これら電動機や圧縮部には、電動機の回転を圧縮部に伝達するギアや回転軸を摺動支持する軸受部が設けられている。これらギアや軸受部等の回転摺動には、オイルタンクに貯留された潤滑油が供給される。

ここで、ターボ冷凍機を長期間停止した場合には、冷媒が潤滑油に混入して該潤滑油の粘度が低下する場合がある。ターボ冷凍機の起動時にこのような潤滑油が回転摺動部に供給されると、潤滑油本来の潤滑機能を発揮することができない。
これに対して、例えば特許文献１に記載されたターボ冷凍機では、ターボ冷凍機の起動前にヒータによって潤滑油を加熱することで、該潤滑油内から冷媒を除去するとともに該潤滑油の粘度を回復させている。

特開２０１１−０２６９５８号公報

ところで、上記特許文献１に記載の技術は、オイルタンクに貯留された潤滑油の液面全面が熱伝達率の高い冷媒と常時接する構成とされている。即ち、オイルタンクにおける潤滑油の液面上方には、インペラでの圧縮対象となる冷媒や電動機を冷却するための冷媒が存在する。この冷媒の存在によって、ヒータから潤滑油に与えられる熱量の一部が該冷媒に放熱されてしまい、潤滑油の加熱に時間を要してしまう。これによって、長期間停止後のターボ圧縮機を迅速に起動することができないという問題があった。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、より短時間で起動することが可能なターボ圧縮機及びこのターボ圧縮機を備えたターボ冷凍機を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用している。
即ち、本発明に係るターボ圧縮機は、回転駆動部と、該回転駆動部により回転されることによって冷媒を圧縮する圧縮部と、前記冷媒が存在する収容空間に前記回転駆動部及び圧縮部を収容するとともに、前記収容空間の下方に形成された貯留空間に潤滑油を収容するケーシングと、前記貯留空間の前記潤滑油を加熱するヒータと、前記貯留空間の前記潤滑油を前記収容空間における前記回転駆動部及び圧縮部の少なくとも一方の回転摺動部に供給する潤滑油循環部と、前記ケーシング内に設けられ、前記回転摺動部から滴下する前記潤滑油を前記貯留空間に導く潤滑油通過部を形成しながら前記収容空間と前記貯留空間とを隔てるように区画するカバーと、を備えることを特徴とする。

このような特徴のターボ圧縮機によれば、カバーによって潤滑油が貯留された貯留空間と冷媒が存在する収容空間とが隔てられる。これによって、貯留空間の潤滑油液面における冷媒と接する面積を低減させることができる。

また、本発明に係るターボ圧縮機では、前記カバーの内部に中空部が形成されていることが好ましい。

これによって、カバーによる貯留空間と収容空間との断熱効果を高めることができるため、カバーを介しての潤滑油の熱の収容空間への放熱を低減できる。

さらに、本発明に係るターボ圧縮機では、前記カバーの少なくとも一部が多孔板であってもよい。

これにより、潤滑油が加熱されることにより該潤滑油から分離された冷媒を、多孔板の多孔を介して貯留空間から収容空間に放出させることができる。

また、本発明に係るターボ圧縮機では、前記カバーの前記収容空間側の表面が凹凸形状をなしていることが好ましい。

このようなカバーの収容空間側の表面付近には、潤滑油の熱に基づいてカバーを介して温められた冷媒が滞留する。即ち、カバーの当該表面に滞留した冷媒層を形成することができるため、潤滑油から冷媒への対流熱伝達による放熱量を低減させることができる。

さらに、本発明に係るターボ圧縮機の前記潤滑油通過部は、前記カバーに形成されて前記収容空間と前記貯留空間とを連通させる複数の孔部であって、該孔部が上下方向に対して傾斜して延びていてもよい。

このように孔部が傾斜して延びていることで、上下に移動しようとする冷媒の流動抵抗が増加する結果、孔部付近に冷媒を滞留させることができる。これによって、カバーにおける孔部の形成領域に、潤滑油の熱に基づいて温められた冷媒層を形成することができるため、潤滑油から冷媒への対流熱伝達による放熱量を低減させることができる。

また、本発明に係るターボ圧縮機では、前記カバーが、前記上下方向に積層されるように複数設けられており、各前記カバーは、該カバーにおける各前記孔部の延在方向が平行をなしており、互いに上下方向に隣り合う前記カバー同士の前記孔部の傾斜方向が互いに異なっていてもよい。

複数のカバーを設けてこれらカバーの孔部の傾斜向きをカバー同士で異ならせることで、上下に移動する冷媒の流動抵抗をより一層増加させることができる。したがって、上記同様、潤滑油から冷媒への対流熱伝達による放熱量を低減させることができる。

さらに、本発明に係るターボ冷凍機は、上記いずれかのターボ圧縮機を備えることを特徴とする。
これによって、上記同様、貯留空間の潤滑油液面における冷媒を接する面積を低減させることができる。

本発明のターボ圧縮機及びターボ冷凍機によれば、ケーシングにおける貯留空間の潤滑油液面における冷媒を接する面積を低減させることができるため、潤滑油から冷媒への放熱を低減することができる。これによって、ヒータによって潤滑油の温度を短時間で上昇させることができるため、ターボ圧縮機及びターボ冷凍機を短時間で起動すること可能となる。

本発明の第一実施形態に係るターボ冷凍機の模式的な系統図である。 本発明の第一実施形態に係るターボ圧縮機の模式的な縦断面図である。 本発明の第二実施形態に係るターボ圧縮機の模式的な縦断面図である。 図３のＡ―Ａ断面図である。 本発明の第三実施形態に係るターボ圧縮機における図３のＡ−Ａ断面図に対応する図である。

以下、本発明の熱交換器の第一実施形態について、図１及び図２を参照して詳細に説明する。
本実施形態のターボ冷凍機１は、図１に示すように、蒸発部２と、ターボ圧縮機１０と、凝縮部４と、中間冷却部６とを備えている。

蒸発部２において、冷媒液（例えばフルオロカーボン類等の有機冷媒）はチューブ３内を流通する冷水より蒸発熱を奪って蒸発・気化し、冷媒ガスとなって該蒸発部２外部に導出される。

ターボ圧縮機１０は、蒸発部２で生成された冷媒ガスを吸入し、該冷媒ガスを電動機４０によって回転する２段のインペラ５４によって２段圧縮する。これにより、冷媒ガスは蒸発部２で冷水より奪った蒸発熱に加え、圧縮による熱も加わった高温高圧の状態となる。なお、２段目のインペラ５４には、中間冷却部６からの冷媒ガスも吸入される。
凝縮部４では、ターボ圧縮機１０から吐出された高温高圧の冷媒ガスは、チューブ５内を流れる冷却水に、内部に含んだ蒸発熱と圧縮の熱を放出することで、再び凝縮液化する。この際、冷却水は、凝縮部４における熱交換により加熱された後、該凝縮部４の外部に導出される。

中間冷却部６では、凝縮部４から供給される冷媒液の一部を図示しない一段目のオリフィスで中間圧力まで減厚して膨張させて蒸発させ、これにより生じる冷媒ガスを管路７を介してターボ圧縮機１０の２段目のインペラ５４に吸入させる。このとき、該冷媒ガスは凝縮部４から吐出される残りの冷媒液から蒸発潜熱を奪い去り、該冷媒液の温度を下げる効果があるとともに、中間冷却部６で分離された該冷媒ガスは、１段目のインペラ５４で圧縮され高温になった冷媒ガスと混合することによって、２段目のインペラ５４に吸いこまれる冷媒ガスの温度を下げる効果がある。このように、中間冷却部６を設けることで、単位冷媒量あたりの冷凍量を増やす効果と圧縮機の動力を減らす効果の両方が得られ、省エネ効果が高くなるという特徴がある。

次に、上記で概略を説明したターボ冷凍機１の詳細について説明する。
図２に示すように、ターボ圧縮機１０は、ケーシング２０と、電動機４０（回転駆動部）と、圧縮部５０と、ヒータ７０と、潤滑油循環部８０と、カバー１００とを備えている。
ケーシング２０はターボ圧縮機１０の外観を形成する部材であって、その内部には収容空間２１と貯留空間３０とが形成されている。

収容空間２１は、ケーシング２０内の上部に形成された空間であって、上下方向に延びる隔壁２４によって、第一収容空間２２と第二収容空間２３とに水平方向に区画されている。隔壁２４には、該隔壁２４を水平方向に貫通してこれら第一収容空間２２と第二収容空間２３とを連通する貫通孔２５が形成されている。この貫通孔２５の内周には、後述する電動機４０の駆動軸４３と貫通孔２５との間をシールするシール部材２６が設けられている。

貯留空間３０は、ケーシング２０内の下部に形成された空間、即ち、収容空間２１の下方に形成された空間であって、後述する回転摺動部の潤滑剤となる潤滑油Ｏを収容している。この潤滑油Ｏは、貯留空間３０の所定の水位まで貯留されている。本実施形態では、第一収容空間２２と第二収容空間２３とのうち、第二収容空間２３の直下に貯留空間３０が形成されており、これら第二収容空間２３と貯留空間３０とは互いに上下に連通している。

電動機４０は、ステータ４１、ロータ４２、駆動軸４３、駆動ギア４４（回転摺動部）及び電動機軸受４５（回転摺動部）を有している。
ステータ４１は、水平方向に中心軸線が沿って配置された筒状をなしており、外部から供給される電流によって、上記中心軸線を中心とした回転磁界を生成する。
ロータ４２は、ステータ４１の内側に同軸に配置された円筒状をなしており、ステータ４１の回転磁界に応じて中心軸線回りに回転される。

なお、このような電動機４０のステータ４１及びロータ４２を収容する第一収容空間２２内には、ケーシング２０に設けられた冷媒供給口２７を介して冷媒ガスが供給される。この冷媒ガスは、ステータ４１及びロータ４２を冷却した後、ケーシング２０に設けられた冷媒吐出口２８を介して例えば蒸発部２に排出される。

駆動軸４３は、ロータ４２の内側に一体に同軸に固定された円柱状をなしており、ケーシング２０内の隔壁２４の貫通孔２５を第一収容空間２２側から第二収容空間２３内に水平方向に貫いている。この駆動軸４３は、ロータ４２の回転に伴ってその中心軸線回りに回転駆動される。

電動機軸受４５は、電動機４０の駆動軸４３を摺動支持しており、ケーシング２０内に一体に固定されている。本実施形態では、駆動軸４３におけるロータ４２の両側の部分に一対の電動機軸受４５が配置されている。
駆動ギア４４は、該駆動軸４３の外周面から径方向外側に張り出すように第二収容空間内２３に設けられており、その外周面にはギア歯が形成されている。この駆動ギア４４は、駆動軸４３とともに回転駆動される。

圧縮部５０は、従動軸５１、圧縮部軸受５２（回転摺動部）、従動ギア５３（回転摺動部）及び２つのインペラ５４を有している。
従動軸５１は、その全体が第二収容空間２３内に収まるように配置されており、水平方向に延びて軸線回りに回転される円柱状をなしている。
圧縮部軸受５２は、ケーシング２０内に一体に固定されており、上記従動軸５１を軸線回りに回転可能に支持している。本実施形態では、従動軸５１の軸線方向に離間して一対の圧縮部軸受５２が設けられている。

従動ギア５３は、従動軸５１の外周面から径方向外側に張り出すようにして、該従動軸５１に一体に設けられている。本実施形態では、該従動ギア５３は、一対の圧縮部軸受５２に軸線方向から挟み込まれるように設けられている。
この従動ギア５３の外周面のギア歯は、駆動ギア４４のギア歯と噛み合っており、これによって駆動ギア４４の回転に従って従動ギア５３も回転し、該従動ギア５３と一体と固定された従動軸５１が回転駆動される。

インペラ５４としては、１段目のインペラ５４、２段目のインペラ５４の計二つのインペラ５４が設けられている。これら２つのインペラ５４は、それぞれ従動軸５１の外周面に一体に固定されている。これによって従動軸５１の回転に伴って２つのインペラ５４が軸線回りに回転する。この際、蒸発部２からターボ圧縮機１０におけるケーシング２０の第二収容空間２３内に冷媒ガス供給流路６１を介して導入された冷媒ガスが、これらインペラ５４によって２段階で圧縮される。圧縮された冷媒ガスは、冷媒ガス排出流路６２を介して凝縮部４に送り出される。
なお、第二収容空間２３内には、このインペラ５４から漏出した冷媒ガスがその全域に存在している。

ヒータ７０は、その加熱部となるヒータ本体７１がケーシング２０内の貯留空間３０内に位置するように設けられており、本実施形態ではヒータ本体７１の全体が貯留空間３０内に収容された潤滑油Ｏ内に浸漬されている。このヒータ７０は、例えば外部から電流が供給される際のジュール熱に基づいてヒータ本体７１が発熱し、これによって潤滑油Ｏを加熱する。

潤滑油循環部８０は、ポンプ８１及び潤滑油流路８２を備えている。
ポンプ８１は、ケーシング２０内の貯留空間３０内に配置されており、全体が潤滑油Ｏ内に浸漬している。このポンプ８１は駆動することによって、貯留空間３０内に貯留された潤滑油Ｏをケーシング２０外部へと吸い出す。
潤滑油流路８２は、一端がポンプ８１における潤滑油Ｏの吸出出口に接続されており、これによって、ポンプ８１によって吸い込まれた潤滑油Ｏは潤滑油流路８２内に導入される。この潤滑油流路８２の一端は、ケーシング２０の上方に該ケーシング２０内と連通状態で接続されている。したがって、ポンプ８１によって潤滑油流路８２内に送り込まれた潤滑油Ｏは、順次ケーシング２０内へと該ケーシング２０の上方から供給される。

本実施形態では、潤滑油流路８２の他端は、ケーシング２０内における第二収容空間２３に連通するように接続されている。これによって、第二収容空間２３内にはその上方から潤滑油Ｏが降り注ぐ。このように第二収容空間２３内に供給された潤滑油Ｏは、圧縮部５０の圧縮部軸受５２、従動ギア５３等の回転摺動部の潤滑剤としての役割を果たす他、潤滑油Ｏの一部は図示しない流路を介して第一収容空間２２内に移動し、該第一収容空間２２の電動機軸受４５等の回転摺動部の潤滑剤としての役割を果たす。

カバー１００は、収容空間２１と貯留空間３０とを隔てるように区画している。このカバー１００は、貯留空間３０の潤滑油Ｏの液面よりも上方に配置された水平方向に延びる水平部１０１と、該水平部１０１の端部から潤滑油Ｏ内に先端が浸漬するように傾斜して延びる傾斜部１０２とを有している。水平部１０１における傾斜部１０２との接続される端部以外の端部はケーシング２０の内面に固定されている。これによって、水平部１０１、傾斜部１０２、潤滑油Ｏの液面によって区画された密封空間１０３が形成されている。

また、傾斜部１０２の先端はケーシング２０の内面には固定されておらず、これによって傾斜部１０２とケーシング２０との間には、第二収容空間２３と貯留空間３０とを連通させる潤滑油通過部１０４が形成されている。なお、潤滑油通過部１０４の面積は、水平部１０１の面積よりも十分に小さく設定されている。
このように、カバー１００は、回転摺動部から滴下する潤滑油Ｏを貯留空間３０に導く潤滑油通過部１０４を形成しながら、収容空間２１から貯留空間３０を隔てるように貯留空間３０内の潤滑油Ｏの液面の大部分を覆っている。

なお、カバー１００を形成する材料としては、ある程度の強度を有し、熱伝導率の低い材料が適しており、特にステンレスを用いることが好ましい。また、製造コスト等を考慮して、カバー１００の材料としてステンレス以外の鉄鋼板や合金板、樹脂板等を採用してもよい。

次に上記構成のターボ冷凍機１の作用について説明する。
このようなターボ冷凍機１を長期間停止した後、起動する際には、初めにヒータ７０によって貯留空間３０内の潤滑油Ｏを加熱する。この加熱により、潤滑油Ｏから該潤滑油Ｏ内に溶け込んだ冷媒を除去するとともに潤滑油Ｏの粘度を回復させることで、該潤滑油Ｏによる回転摺動部の潤滑効果が発揮される。そのため、ヒータ７０によって潤滑油Ｏを所定の温度まで昇温させる工程を行う。

そして、潤滑油Ｏが所定の温度まで昇温した後に、ポンプ８１を駆動させることにより潤滑油流路８２を介して各回転摺動部に潤滑油Ｏを供給する。これによって、電動機４０及び圧縮部５０が円滑に駆動可能となる。そして、回転摺動部にて潤滑効果を発揮した潤滑油Ｏは、これら回転摺動部からカバー１００の表面に滴下し、その後、カバー１００における潤滑油通過部１０４を介して貯留空間３０内に導入される。このように、潤滑油Ｏは貯留空間３０内で加熱されながら、該貯留空間３０と回転摺動部との間を循環する。

ここで、仮に本実施形態のように潤滑油Ｏを覆うカバー１００が設けられていない場合、ヒータ７０により潤滑油Ｏが加熱されると、第二収容空間２３内に存在する冷媒ガスに潤滑油Ｏの液面全域が接するため、潤滑油Ｏから冷媒ガスへの対流熱伝達が大きくなり放熱量が増加してしまう。

これに対して本実施形態では、カバー１００が第二収容空間２３と貯留空間３０とを隔てることによって潤滑油Ｏ液面の大部分から第二収容空間２３の冷媒ガスを隔離することができるため、潤滑油Ｏ液面における冷媒ガスと接する面積を大幅に低減することができる。
さらに、駆動ギア４４や従動ギア５３の回転に伴って流動する冷媒ガスが直接的に潤滑油Ｏの液面に接することを低減できる。
これによって、ターボ冷凍機１の起動時に、潤滑油Ｏの液面から冷媒ガスへの対流熱伝達による放熱を低減することができるため、より短時間で潤滑油Ｏを所定の温度まで昇温し、その中に溶け込んだ冷媒ガスを分離することができる。その結果、ターボ冷凍機１の再起動、即ち、電動機４０及び圧縮部５０の駆動までの時間の短縮化を図ることができる。

さらに、ヒータ７０による熱を潤滑油Ｏの加熱に効率的に寄与させることができるため、ヒータ７０が消費する電力を大幅に低減させることができる。
また、カバー１００によって第二収容空間２３と貯留空間３０とを隔てることで、これら第二収容空間２３と貯留空間３０とを別々に形成した場合に比べて、ターボ冷凍機１自体のコンパクト化を図ることができる。即ち、第二収容空間２３、貯留空間３０を別途形成した場合、これらの空間をそれぞれ形成するケーシング２０や、これらケーシング２０同士を接続する配管等を設ける必要があり、装置全体が大掛かりなものとなってしまう。これに対して、本実施形態では、電動機４０、圧縮部５０、潤滑油Ｏを同一のケーシング２０内に設けているため、潤滑油Ｏの効率的な加熱を可能としつつ、装置全体のコンパクト化を実現できる。

なお、例えば圧縮部５０で冷媒ガスを圧縮した後の高温高圧の冷媒ガスによって潤滑油Ｏを加熱することも考えられるが、この場合、潤滑油Ｏの昇温前に電動機４０、圧縮部５０を駆動する必要があるため、回転摺動部を十分に潤滑させることができない状態での駆動となってしまう。
これに対して、本実施形態では、電動機４０、圧縮部５０の駆動前に潤滑油Ｏを昇温し、該潤滑油Ｏが所定の温度になった際に電動機４０、圧縮部５０を駆動する構成のため、上記不都合が生じない。

さらに、カバー１００と潤滑油Ｏとの間に密封空間１０３が形成された場合には、当該密封空間１０３の断熱効果によって、カバー１００を介しての放熱をより低減させることができる。

なお、第一実施形態の第一変形例として、例えばカバー１００の内部に中空部が形成されていてもよい。なお、この中空部はカバー１００の一部に形成されていてもよいし、全域に形成されていてもよい。この場合、中空部が断熱効果を発揮することにより、カバー１００による貯留空間３０と収容空間２１との断熱効果を高めることができるため、カバー１００を介しての潤滑油Ｏの熱の収容空間２１への放熱を低減できる。

また、第一実施形態の第二変形例として、例えばカバー１００の少なくとも一部がパンチングメタルや網板状をなす多孔板であってもよい。この場合、潤滑油Ｏがヒータ７０によって加熱されることにより該潤滑油Ｏから分離した冷媒を、多孔板の多孔を介して貯留空間３０から収容空間２１に放出させることができる。これによって、潤滑油Ｏ内への冷媒ガスの溶け込みを低減させ、より潤滑効果を発揮できる適正な粘度の潤滑油Ｏを回転摺動部に供給することができる。

また、ヒータ７０による加熱と同時にポンプ８１を駆動し、潤滑油Ｏを循環させながら加熱し、潤滑油Ｏが適正温度に到達した時点で圧縮機１０を起動させることも可能である。この場合の潤滑油Ｏは圧縮機の通常運転時の潤滑油流路８２を循環させても良いし、もしくは、起動時等にのみ使用するために、潤滑油流路８２から分岐して別途設置され、再び貯留空間３０に戻るように設置されたバイパス流路８３を循環させても良い。なお、バイパス流路８３での潤滑油Ｏの循環は、潤滑油流路８２からバイパス流路８３への分岐部に設置した切換弁８４を操作することで行われる。この方法によれば、貯留空間３０内の潤滑油Ｏが強制的に撹拌されることでヒータから潤滑油Ｏへの対流熱伝達率が向上するとともに、ヒータ７０による加熱に加えポンプ８１による流動仕事による潤滑油自身の発熱効果も加わり、更に短時間で目標温度に到達させることができる。

次に本発明の第二実施形態について図３及び図４を参照して説明する。第二実施形態では第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
第二実施形態のターボ冷凍機１は、カバー１１０の構成について第一実施形態と相違する。

本実施形態のカバー１１０は、図３に示すように、水平方向に延在する板状をなしており、第二収容空間２３と貯留空間３０とを隔てるように該カバー１１０の縁部全域がケーシング２０の内面に固定されている。
また、図４に示すように、カバー１１０における第二収容空間２３側の表面が凹凸形状１１１をなしている。この凹凸形状１１１としては、例えば図３（ａ）に示すように縦断面視にて上向きに凸の三角形状が連なる形状であってもよいし、例えば図３（ｂ）に示すように縦断面視にて上向きに凸の半円形状が連なる形状であってもよい。即ち、凹凸形状１１１は、縦断面視において凸部と凹部とが繰り返して連なる形状であればよい。

また、カバー１１０における凹部に当たる箇所には、潤滑油通過部１１２としてのスリットが複数形成されている。このスリットは、カバー１１０の凹部を上下に貫通するように形成されており、カバー１１０の全域に形成されていてもよいし、一部のみに形成されていてもよい。このような潤滑油通過部１１２は、スリット状に限られず、カバー１１０を上下方向に貫通していればいかなる形状であってもよい。この回転摺動部から滴下した潤滑油Ｏは潤滑油通過部１１２を通過して貯留空間３０に導入されることで、潤滑油Ｏが循環する。

このような第二実施形態でも第一実施形態と同様、貯留空間３０の潤滑油Ｏをカバー１１０が覆っているため、該潤滑油Ｏ上面が冷媒ガスに接触する面積を大幅に低減させることができる。
さらに、カバー１１０の収容空間２１側の表面付近、即ち、凹凸形状１１１の凹部には、冷媒ガスが移動することなく滞留する。このように滞留した冷媒ガスは、潤滑油Ｏの熱に基づいてカバー１１０を介して温められる。即ち、カバー１１０の凹凸形状１１１付近に潤滑油Ｏによって温められた冷媒層を形成することができるため、潤滑油Ｏから冷媒への対流熱伝達による放熱量を低減させることができる。これによって、より短時間で潤滑油Ｏを目標温度に到達させることができ、ターボ冷凍機１の起動時間の短縮化を図ることが可能となる。

次に本発明の第三実施形態について図５を参照して説明する。第三実施形態では第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
第二実施形態のターボ冷凍機１は、カバー１２０の構成について第一実施形態及び第二実施形態と相違する。
本実施形態のカバー１２０は、第二実施形態と同様に、水平方向に延在する板状をなしており、第二収容空間２３と貯留空間３０とを隔てるように該カバー１２０の縁部全域がケーシング２０の内面に固定されている。
図５（ａ）に示すように、本実施形態のカバー１２０の潤滑油通過部１２１は、収容空間２１と貯留空間３０とを連通させる複数の孔部１２２であって、この孔部１２２は上下方向に対して傾斜して延びている。また、これら複数の孔部１２２は互いに平行になるように延びており、即ち、一の傾斜方向に延在方向を一致させて延びている。

このように孔部１２２が傾斜して延びていることで、上下に移動しようとする冷媒ガスの流動抵抗が増加する結果、孔部１２２付近に冷媒を滞留させることができる。即ち、鉛直方向に孔部１２２が形成されている場合に比べて、該孔部１２２の延在寸法を大きくすることができるため、該孔部１２２内に冷媒ガスが滞留し易くなる。
これによって、カバー１２０における孔部１２２の形成領域に、第二実施形態同様、潤滑油Ｏの熱に基づいて温められた冷媒層を形成することができるため、潤滑油Ｏから冷媒への対流熱伝達による放熱量を低減させることができる。

また、本実施形態では、例えば図５（ｂ）に示すように、カバー１２０が上下方向に積層されるように複数設けられていてもよい。また、このようにカバー１２０が複数積層された場合、互いに上下方向に隣り合うカバー１２０同士の孔部１２２の傾斜方向は互いに異なることが好ましい。即ち、本実施形態では、２つのカバー１２０における複数の孔部１２２はカバー１２０毎に同一方向に傾斜しており、上方に位置するカバー１２０の孔部１２２における孔部１２２の傾斜方向は、下方に位置するカバー１２０の孔部１２２の傾斜方向と異なるものとされている。

このように、複数のカバー１２０を設けてこれらカバー１２０の孔部１２２の傾斜向きをカバー１２０同士で異ならせることで、上下に移動する冷媒ガスの流動抵抗をより一層増加させることができる。したがって、潤滑油Ｏから冷媒への対流熱伝達による放熱量をより一層低減させることができる。

なお、第二実施形態でも第一実施形態同様、ヒータ７０による加熱と同時にポンプ８１を駆動し、潤滑油Ｏを循環させながら加熱し、潤滑油Ｏが適正温度に到達した時点で圧縮機１０を起動させてもよい。また、第一実施形態と同様に、バイパス流路８３及び切換弁８４を設けて潤滑油Ｏを循環させてもよい。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、実施形態ではカバー１００，１１０，１２０の上下方向位置を固定したものとしたが、例えば貯留空間３０に収容された潤滑油Ｏ表面の高さに応じて、カバー１００，１１０，１２０の高さを可変としてもよい。
また、カバー１００，１１０，１２０を潤滑油Ｏ表面に浮かせたフローティング構造を採用し、潤滑油Ｏ表面の液位にしたがってカバー１００，１１０，１２０が上下移動する構成であってもよい。

なお、カバー１００，１１０，１２０に加えて、貯留空間３０の潤滑油Ｏに浸漬されてヒータ７０を覆い、潤滑油Ｏ内を前記ヒータ７０が存在する加熱領域と該加熱領域に連通する該加熱領域の外側の非加熱領域とに区画するヒータカバーをさらに備えた構成であってもよい。この場合、ヒータカバー内の潤滑油Ｏのみに効率的にヒータ７０の熱を伝えることができるため、局所的ではあるがより短時間で所望の温度の潤滑油Ｏを得ることができる。

なお、実施形態ではターボ圧縮機１０をターボ冷凍機１に適用した例について説明したが、ターボ圧縮機１０を他の装置に適用してもよい。

さらに、本発明が対象とする圧縮機は、以上で説明した駆動ギア４４、従動ギア５３を持つものに限らず、電動機４０と従動軸５１が直結された直結式圧縮機にも適用可能であるし、中間冷却部６を有しない圧縮機や、インペラが２段の２段式圧縮機に限らず、単段、もしくはより多段の圧縮機にも適用可能である。

１ ターボ冷凍機
２ 蒸発部
３ チューブ
４ 凝縮部
５ チューブ
６ 中間冷却部
７ 管路
８ 中間吸込弁
１０ ターボ圧縮機
２０ ケーシング
２１ 収容空間
２２ 第一収容空間
２３ 第二収容空間
２４ 隔壁
２５ 貫通孔
２６ シール部材
２７ 冷媒供給口
２８ 冷媒吐出口
３０ 貯留空間
４０ 電動機（回転駆動部）
４１ ステータ
４２ ロータ
４３ 駆動軸
４４ 駆動ギア(回転摺動部）
4５ 電動機軸受（回転摺動部）
５０ 圧縮部
５１ 従動軸
５２ 圧縮部軸受（回転摺動部）
５３ 従動ギア（回転摺動部）
５４ インペラ
６１ 冷媒ガス供給流路
６２ 冷媒ガス排出流路
７０ ヒータ
７１ ヒータ本体
８０ 潤滑油循環部
８１ ポンプ
８２ 潤滑油流路
８３ バイパス流路
８４ 切換弁
１００ カバー
１０１ 水平部
１０２ 傾斜部
１０３ 密封空間
１０４ 潤滑油通過部
１１０ カバー
１１１ 凹凸形状
１１２ 潤滑油通過部
１２０ カバー
１２１ 潤滑油通過部
１２２ 孔部
Ｏ 潤滑油

Claims (7)

1. 回転駆動部と、
   該回転駆動部により回転されることによって冷媒を圧縮する圧縮部と、
   前記冷媒が存在する収容空間に前記回転駆動部及び圧縮部を収容するとともに、前記収容空間の下方に形成された貯留空間に潤滑油を収容するケーシングと、
   前記貯留空間の前記潤滑油を加熱するヒータと、
   前記貯留空間の前記潤滑油を前記収容空間における前記回転駆動部及び圧縮部の少なくとも一方の回転摺動部に供給する潤滑油循環部と、
   前記ケーシング内に設けられ、前記回転摺動部から滴下する前記潤滑油を前記貯留空間に導く潤滑油通過部を形成しながら前記収容空間と前記貯留空間とを隔てるように区画するカバーと、
   を備えることを特徴とするターボ圧縮機。
2. 前記カバーの内部に中空部が形成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. 前記カバーの少なくとも一部が多孔板であることを特徴とする請求項１又は２に記載のターボ圧縮機。
4. 前記カバーの前記収容空間側の表面が凹凸形状をなしていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のターボ圧縮機。
5. 前記潤滑油通過部は、前記カバーに形成されて前記収容空間と前記貯留空間とを連通させる複数の孔部であって、
   該孔部が上下方向に対して傾斜して延びていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のターボ圧縮機。
6. 前記カバーが、前記上下方向に積層されるように複数設けられており、
   各前記カバーは、該カバーにおける各前記孔部の延在方向が平行をなしており、
   互いに上下方向に隣り合う前記カバー同士の前記孔部の傾斜方向が互いに異なることを特徴とする請求項５に記載のターボ圧縮機。
7. 請求項１から６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ターボ冷凍機。
   

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