(57)【要約】【課題】タービン発電機において、流量を調節可能とすると共に、エネルギ損失を低減する。【解決手段】タービン発電機（2）は、タービン羽根車（5）と、タービン羽根車（5）によって駆動される発電部（6）と、内部流路が絞られた絞り部（42）を有し、流体をタービン羽根車（5）に噴射するノズル（4）と、ノズル（4）の絞り部（42）の開度を制御して、絞り部（42）を通過する流体の流量を調節するニードル弁（9）とを備えている。【選択図】図１
2010002066.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービン羽根車（5）と、
前記タービン羽根車（5）によって駆動される発電部（6）と、
内部流路（40）が絞られた絞り部（42）を有し、流体を前記タービン羽根車（5）に噴射するノズル（4）と、
前記ノズル（4）の絞り部（42）の開度を制御して、該絞り部（42）を通過する流体の流量を調節するニードル弁（9）とを備えていることを特徴とするタービン発電機。
【請求項２】
請求項１において、
前記タービン羽根車（5）を収容するケーシング（7）と、
前記ケーシング（7）に設けられて流入側の配管（10）が接続される接続部材（8）とをさらに備え、
前記接続部材（8）には、屈曲部（83）において屈曲した形状の内部流路（80）が形成されており、
前記内部流路（80）は、前記屈曲部（83）よりも上流側の上流側流路（81）と、前記屈曲部（83）よりも下流側の下流側流路（82）とを有しており、
前記上流側流路（81）の上流端には、前記流入側の配管（10）が接続される一方、
前記下流側流路（82）の下流端には、前記ノズル（4）が設けられており、
前記ニードル弁（9）は、前記下流側流路（82）内を延びるように配設されると共に基端部が前記屈曲部（83）において前記接続部材（8）を該下流側流路（82）の長手方向に貫通するニードル（91）と、該ニードル（91）の先端部に設けられて前記ノズル（4）の絞り部（42）に位置する弁体（92）と、前記接続部材（8）における、該ニードル（91）が貫通した部分に取り付けられると共に該ニードル（91）の基端部が接続され、該ニードル（91）を駆動するアクチュエータ（93）とを有することを特徴とするタービン発電機。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記上流側流路（81）は、前記ケーシング（7）の長手方向と平行に延びていることを特徴とするタービン発電機。
【請求項４】
圧縮機（11）と、放熱器（12）と、請求項１乃至３の何れか１つのタービン発電機（2）と、蒸発器（14）とが配管（10）で接続されて、蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路を備えた冷凍装置であって、
前記タービン発電機（2）で発生する電力が少なくとも前記冷凍装置の動力源として使用されることを特徴とする冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タービン羽根車及びノズルを備えたタービン発電機、及びそれを備えた冷凍装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、流体の運動エネルギを電力に変換して回収するタービン発電機が広く知られている。例えば、特許文献１に示すように、冷凍サイクルを行う冷凍装置に用いられるタービン発電機が知られている。このタービン発電機においては、ケーシング内に流入してくる冷媒をノズルで減圧させることによって圧力エネルギを速度エネルギに変換した後、タービン羽根車に向かって噴射する。タービン羽根車は、流体からの運動エネルギを受けて回転し、発電機を駆動する。こうして、流体の運動エネルギを電力に変換している。
【特許文献１】特開２００２−１５６１６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、前記タービン発電機のノズルは、流体を減圧させるため、冷凍サイクルにおいて膨張機構の役割を果たすが、一般的な膨張弁のように容量を制御することまではできない。そこで、特許文献１に開示された別の構成では、タービン発電機の上流側に流量を制御するための膨張弁を設けている。こうすることで、流量を調節して、冷媒回路を流れる冷媒の循環量を制御している。このようにタービン発電機の上流側に膨張弁を設ける構成においては、膨張弁とノズルとで段階的に減圧する、即ち、流体の圧力エネルギを速度エネルギに変換することになる。
【０００４】
ところが、かかる構成では、膨張弁により圧力エネルギから変換された運動エネルギが、流体が膨張弁からノズルまで流通する間に損失してしまう虞がある。つまり、容量を制御することができるようになっても、その一方で流体のエネルギ損失を生じる虞がある。
【０００５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、タービン発電機において、流量を調節可能とすると共に、エネルギ損失を低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るタービン発電機は、タービン羽根車（5）と、前記タービン羽根車（5）によって駆動される発電部（6）と、内部流路（40）が絞られた絞り部（42）を有し、流体を前記タービン羽根車（5）に噴射するノズル（4）と、前記ノズル（4）の絞り部（42）の開度を制御して、該絞り部（42）を通過する流体の流量を調節するニードル弁（9）とを備えているものとする。
【０００７】
前記の構成の場合、絞り部（42）において流体を減圧することができるノズル（4）に、ニードル弁（9）が設けられている。つまり、ニードル弁（9）によってノズル（4）を通過する流体の流量を調節することができる。こうして、流体を減圧させるノズル（4）において流量も調節するため、流体の流量調節後、減圧させるまでの間の、流体の速度エネルギの損失を抑制することができる。さらに、膨張弁を別体で設ける構成と比較して、ノズル（4）とニードル弁（9）とを一体的に設けることができるため、ニードル弁（9）を含めたタービン発電機をコンパクトに構成することができる。それに加えて、絞り部（42）における流路の絞りの程度をニードル弁（9）で調節することができ、流体の減圧の程度も調節することができる。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、前記タービン羽根車（5）を収容するケーシング（7）と、前記ケーシング（7）に設けられて流入側の配管（10）が接続される接続部材（8）とをさらに備え、前記接続部材（8）には、屈曲部（83）において屈曲した形状の内部流路（80）が形成されており、前記内部流路（80）は、前記屈曲部（83）よりも上流側の上流側流路（81）と、前記屈曲部（83）よりも下流側の下流側流路（82）とを有しており、前記上流側流路（81）の上流端には、前記流入側の配管（10）が接続される一方、前記下流側流路（82）の下流端には、前記ノズル（4）が設けられており、前記ニードル弁（9）は、前記下流側流路（82）内を延びるように配設されると共に基端部が前記屈曲部（83）において前記接続部材（8）を該下流側流路（82）の長手方向に貫通するニードル（91）と、該ニードル（91）の先端部に設けられて前記ノズル（4）の絞り部（42）に位置する弁体（92）と、前記接続部材（8）における、該ニードル（91）が貫通した部分に取り付けられると共に該ニードル（91）の基端部が接続され、該ニードル（91）を駆動するアクチュエータ（93）とを有するものとする。
【０００９】
前記の構成の場合、ノズル（4）とニードル弁（9）とを一体的に構成するための構造が具体的に特定される。詳しくは、接続部材（8）の内部に、前記上流側流路（81）と下流側流路（82）とで構成された屈曲形状の内部流路（80）を形成し、該上流側流路（81）の上流端に流入側の配管（10）を接続し、該下流側流路（82）の下流端にノズル（4）を設けている。そして、先端に弁体（92）が設けられたニードル（91）を該下流側流路（82）内を延びるように配設すると共に、ニードル（91）の基端側は、上流側流路（81）と下流側流路（82）との屈曲部（83）において接続部材（8）を貫通させる。接続部材（8）において、ニードル（91）の基端側が貫通した部分にはニードル弁（9）のアクチュエータ（93）が取り付けられており、ニードル（91）の基端側は該アクチュエータ（93）に接続されている。この状態において、該ニードル（91）の先端に設けられた弁体（92）がノズル（4）の絞り部（42）に位置している。そして、アクチュエータ（93）を駆動することで、弁体（92）が下流側流路（82）内をその長手方向に移動し、絞り部（42）の開度を調節する。こうすることによって、弁体（92）が下流側流路（82）内をその長手方向に沿って移動可能なニードル弁（9）をコンパクトに実現することができる。
【００１０】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記上流側流路（81）は、前記ケーシング（7）の長手方向と平行に延びているものとする。
【００１１】
前記の構成の場合、前記接続部材（8）の下流側流路（82）に対して屈曲した上流側流路（81）をケーシング（7）の長手方向に沿って延設することができると共に、上流側流路（81）に接続される流入側の配管（10）もケーシング（7）の長手方向に沿って延設し易くなる。その結果、タービン発電機を、吸入側の配管（10）も含めて、コンパクトに形成することができる。
【００１２】
第４の発明は、圧縮機（11）と、放熱器（12）と、請求項１乃至３の何れか１つのタービン発電機（2）と、蒸発器（14）とが配管（10）で接続されて、蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路を備えた冷凍装置が対象である。そして、前記タービン発電機（2）で発生する電力が少なくとも冷凍装置の動力源として使用されるものとする。
【００１３】
前記の構成の場合、前記タービン発電機（2）のノズル（4）及びニードル弁（9）が冷媒回路における膨張機構の役割を果たすと共に、ニードル弁（9）によって冷媒回路を流通する冷媒の流量制御を行うことができる。その結果、膨張機構を別途設ける必要がなく、冷凍装置の構成を簡易にすることができる。また、タービン発電機（2）で発生した電力を冷凍装置の動力源として使用することによって、冷凍装置に外部から供給する電力量を低減することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、タービン発電機のノズル（4）にニードル弁（9）を設けることによって、該ノズル（4）を通過する流体の流量調節を行うことができると共に、ノズル（4）及びニードル弁（9）による流体の減圧とニードル弁（9）による流量調節を同時に行うことによって、流体の速度エネルギの損失を抑制することができ、その結果、流体の圧力エネルギをタービンの回転動力に効率良く変換することができ、ひいては、電力に効率良く変換することができる。
【００１５】
第２の発明によれば、接続部材（8）の内部流路を屈曲させると共に、屈曲部においてニードル弁（9）のニードル（91）に接続部材（8）を貫通させ且つ接続部材（8）において該ニードル（91）が貫通した場所にニードル弁（9）のアクチュエータ（93）を取り付けることによって、接続部材（8）の下流側流路（82）内を弁体（92）が移動可能なニードル弁（9）をコンパクトに実現することができる。
【００１６】
第３の発明によれば、接続部材（8）を上流側流路（81）をケーシング（7）の長手方向に平行に延設することによって、タービン発電機を、吸入側の配管（10）も含めて、コンパクトに形成することができる。
【００１７】
第４の発明によれば、タービン発電機（2）のノズル（4）にニードル弁（9）を設けることによって、タービン発電機（2）に冷媒回路における膨張機構の役割を果たさせることができると共に、流量制御を行うこともできる。また、タービン発電機（2）で発生した電力を冷凍装置の動力源として使用することによって、冷凍装置の成績係数を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
本発明の実施形態に係るタービン発電機（2）は、図２に示すように、冷凍装置（1）に設けられている。
【００２０】
冷凍装置（1）は、電動圧縮機（11）、放熱器（12）、タービン発電機（2）および蒸発器（14）が冷媒配管（10）を介して順に接続された冷媒回路を備え、該冷媒回路を冷媒（例えば、二酸化炭素）が循環して、蒸気圧縮式冷凍サイクルを行うように構成されている。
【００２１】
タービン発電機（2）は、循環する冷媒から電力を回収するように構成されている。タービン発電機（2）は、図１に示すように、タービン（3）と、該タービン（3）と連結された発電部（6）と、該タービン（3）及び発電部（6）を収容するケーシング（7）と、該ケーシング（7）に取り付けられると共に流入側の冷媒配管（10）が接続される接続管（8）とを備えている。
【００２２】
ケーシング（7）は、円筒形状をしていて、その長手方向の異なる位置に２つの軸受（71,71）を備えている。このケーシング（7）には、冷媒が流入する流入部（72）と、冷媒が流出する流出部（73）とが設けられている。流入部（72）は、ケーシング（7）内のタービン（3）と略同じ高さに位置し、接続管（8）が接続されている。流出部（73）は、ケーシング（7）の底部近傍であって、タービン（3）よりも下方に位置し、流出側の冷媒配管（10）によって蒸発器（14）に接続されている。
【００２３】
接続管（8）は、ケーシング（7）の外表面に取り付けられており、その内部に内部流路（80）が形成されている。この内部流路（80）は、屈曲部（83）で屈曲している。詳しくは、内部流路（80）は、鉛直方向に延びて上流端が上方に開口する上流側流路（81）と、上流側流路（81）の下流端と連続し且つ該上流側流路（81）に対して屈曲して水平方向に延びて、下流端がケーシング（7）の流入部（72）において開口する下流側流路（82）とで構成され、上流側流路（81）と下流側流路（82）との接続部が屈曲部（83）となっている。また、この屈曲部（83）には、下流側流路（82）をその長手方向へ下流側とは反対側に延長した延長部（84）が設けられている。そして、延長部（84）の端部には、下流側流路（82）の長手方向であってケーシング（7）とは反対側に開口する開口部（85）が設けられている。
【００２４】
そして、上流側流路（81）の上流端には、冷媒配管（10）のうち、冷媒をケーシング（7）に流入させる流入側の冷媒配管（10）が接続されている。一方、下流側流路（82）の下流端には、タービン（3）の後述するノズル（4）が設けられている。また、下流側流路（82）の開口部（85）には、詳しくは後述するニードル弁（9）が取り付けられている。
【００２５】
この接続管（8）が接続部材を構成する。尚、接続部材は、この接続管（8）に限られるものではなく、例えば、内部に内部流路（80）が形成されたブロック状の部材で構成してもよい。
【００２６】
タービン（3）は、回転シャフト（31）と、該回転シャフト（31）に対して固定的に取り付けられて該回転シャフト（31）と一体的に回転するタービン羽根車（5）と、該タービン羽根車（5）に冷媒を噴射するノズル（4）と、該ノズル（4）を通過する冷媒の流量を調節するニードル弁（9）とを備えている。このタービン（3）は、ペルトンタービンであって、ノズル（4）により冷媒の圧力エネルギを速度エネルギに変換して、該冷媒をタービン羽根車（5）に対して噴射することによって、タービン羽根車（5）を回転させて、回転シャフト（31）を介して回転動力を出力する。
【００２７】
タービン羽根車（5）は、水力発電等に利用されるものより極めて小さいものである。具体的には、タービン羽根車（5）は、図３，４に示すように、円盤状の羽根車本体（51）を備えている。そして、羽根車本体（51）の外周面には、複数の羽根部（52,52,…）が周方向に間隔を開けて形成されている。
【００２８】
この羽根車本体（51）には、互いの軸心（X）が一致する状態で回転シャフト（31）が取り付けられている。つまり、タービン羽根車（5）が回転すると、回転シャフト（31）も同様に回転する。この回転シャフト（31）は、ケーシング（7）内において該ケーシング（7）の長手方向に延びるように配設され、該２つの軸受（71,71）で回転自在に支持されている。尚、軸心（X）が回転軸を構成し、回転シャフト（31）が軸部材を構成する。
【００２９】
各羽根部（52）は、羽根車本体（51）の外周において半径方向に立設されている。さらに詳しくは、羽根部（52）は、羽根車本体（51）の軸心（X）回りの周方向一方、即ち、回転方向後方に開口し且つ周方向他方、即ち、回転方向前方に凹むように曲がって形成された略Ｕ字形状の衝突面（53）と、該衝突面（53）と対向し且つ回転方向に対して概略直交する背面（57）とを有している。
【００３０】
衝突面（53）の形状について、さらに詳しく説明する。衝突面（53）は、回転方向前方へ最も凹んだ頂部（56）よりも該厚み方向一端側に位置し、冷媒が入射する入射面（54）と、該頂部（56）よりも該厚み方向他端側に位置し、冷媒を排出する排出面（55）とで構成されている。この頂部（56）は、羽根車本体（51）の厚み方向の中央よりも該厚み方向他端側に位置している。これら入射面（54）及び排出面（55）は共に、円弧状に湾曲している（即ち、円筒の内周面の一部となっている）。また、入射面（54）の開口端縁の方が、排出面（55）の開口端縁よりも、該回転方向後方に位置する。すなわち、入射面（54）の方が排出面（55）よりも回転方向後方に延びている。こうして、入射面（54）の面積を排出面（55）の面積よりも大きくすることによって、入射してくる冷媒を入射面（54）で確実に受け止めている。
【００３１】
さらに、隣接する羽根部（52,52）の間には、一方の羽根部（52）の入射面（54）の開口端縁を、他方の羽根部（52）の背面（57）と接合する壁部（58）が設けられている。この壁部（58）は、隣接する羽根部（52,52）の間の空間が該厚み方向一方へ開口しないように塞いでいる。一方、隣接する羽根部（52,52）において、一方の羽根部（52）の排出面（55）の開口端縁と、他方の羽根部（52）の背面（57）との間には、それらを接合する壁部は設けられていない。つまり、隣接する羽根部（52,52）の間の空間は、厚み方向他方へ開口している。このように、タービン羽根車（5）において、隣接する２つの羽根部（52,52）の間の空間は、厚み方向他端側の円形平面に開口している一方、厚み方向一端側の円形平面には開口していない。こうすることで、入射面（54）に入射した冷媒が排出面（55）側に流れずに排出面（55）とは反対側に逸れていくことを防止し、入射面（54）に入射した冷媒の運動エネルギをタービン羽根車（5）の回転動力に可及的に変換するようにしている。
【００３２】
また、隣接する２つの羽根部（52,52）の間には、一方の羽根部（52）の衝突面（53）と他方の羽根部（52）の背面（57）とを繋ぐ、概略鱗形状の平面（59）が形成されている。この平面（59）は、一方の羽根部（52）の衝突面（53）の頂部（56）を通る半径に対して直交している。
【００３３】
ノズル（4）には、図１に示すように、内径が下流側に向かって徐々に小さくなっていく縮径部（41）と、該縮径部（41）の下流端に位置し、内径が最も小さくなった絞り部（42）と、内径が絞り部（42）から下流側に向かって徐々に大きくなっていく拡径部（43）とで構成された内部流路（40）が形成されている。すなわち、このノズル（4）は、いわゆるラバルノズルである。尚、縮径部（41）及び拡径部（43）の内周面は、内径が徐々に変化するテーパ面となっている。尚、ノズル（4）はラバルノズルに限られるものではなく、絞り部（42）によって流体を減圧させる構成であれば、任意のノズルを採用することができる。
【００３４】
このように構成されたノズル（4）は、タービン羽根車（5）の外周面に対して該タービン羽根車（5）の回転方向前方に向かって冷媒を噴射し、噴射される冷媒がタービン羽根車（5）の羽根部（52）の入射面（54）に当たるように配設されている。詳しくは、ノズル（4）の軸心は、図４に示すように、羽根車本体（51）の軸心（X）に直交する平面と平行であって、羽根車本体（51）の厚み方向において羽根車本体（51）の厚み方向中央よりも入射面（54）側にオフセットされていると共に、羽根車本体（51）の外周面に対する接線を半径方向内方にオフセットさせた状態となっている。
【００３５】
ニードル弁（9）は、図１に示すように、棒状のニードル（91）と、該ニードル（91）の先端に設けられた弁体（92）と、ニードル（91）の基端に設けられ、該ニードル（91）を進退自在に駆動するアクチュエータ（93）とを備えている。
【００３６】
弁体（92）の先端部にはテーパ面が形成されていて、先端に向かって尖鋭になっている。この弁体（92）のテーパ面の角度は、縮径部（41）のテーパ面の角度と同じか、それ未満となっている。
【００３７】
アクチュエータ（93）は、図示を省略するが、ソレノイドとロータとを有したソレノイド型のアクチュエータであって、ニードル（91）の基端部が接続されている。このアクチュエータ（93）は、ソレノイドを作動させることによってニードル（91）を進退させることができる。
【００３８】
このニードル弁（9）は、ニードル（91）が接続管（8）の開口部（85）から下流側流路（82）内に挿入されて、アクチュエータ（93）が開口部（85）において接続管（8）に取り付けられている。こうすることで、ニードル弁（9）のニードル（91）は、下流側流路（82）内を該下流側流路（82）の長手方向に延び、弁体（92）がノズル（4）の絞り部（42）に位置する。
【００３９】
ニードル弁（9）は、アクチュエータ（93）を作動させてニードル（91）を駆動することによって、弁体（92）を下流側流路（82）内でその長手方向に進退させる。弁体（92）が最も前進したときには、該弁体（92）は絞り部（42）に当接し、ノズル（4）を全閉状態にする。一方、弁体（92）が最も後退したときには、該弁体（92）は縮径部（41）から引き出された位置に位置し、該ノズル（4）を流通する冷媒に影響を与えない。こうして、ニードル弁（9）は、ノズル（4）を通過する冷媒の流量を調節すると共に、ノズル（4）の絞り具合を調節する。
【００４０】
発電部（6）は、回転シャフト（31）に対して固定的に取り付けられて該回転シャフト（31）と一体的に回転するロータ（61）と、該ロータ（61）の外周側に設置されてケーシング（7）に固定された固定子（62）とを有し、ケーシング（7）内において２つの軸受（71,71）の間に配設されている。固定子（62）は、図示を省略するが、スロットが形成される固定子鉄心とスロットに配置される固定子コイルとを有する。発電部（6）は、回転シャフト（31）が回転することでロータ（61）が回転磁界を発生し、その回転磁界によって固定子鉄心の固定子コイルに誘起電圧が生じ電流が流れる。このように、発電部（6）は、タービン（3）から出力される回転動力を電力に変換して出力する。
【００４１】
こうして発電した電力は、電動圧縮機（11）の動力源として利用される。つまり、冷媒の運動エネルギー（膨張エネルギー）が電動圧縮機（11）のために動力回収される。
【００４２】
以上のように構成されたタービン発電機（2）の動作について説明する。
【００４３】
冷媒回路（1）を循環して放熱器（12）で放熱した冷媒は、流入側の冷媒配管（10）から接続管（8）に流入し、ノズル（4）を通過してケーシング（7）に流入する。このとき、ニードル弁（9）がノズル（4）の絞り部（42）の開度を所望の値に調節しており、ノズル（4）を通過する冷媒の流量が所望の値に制御される。同時に、この冷媒は、ノズル（4）を流通する際に減圧される（膨張する）。このノズル（4）で減圧された冷媒は、タービン羽根車（5）の外周に配設された羽根部（52,52,…）の衝突面（53,53,…）に向かって噴射される。噴射された冷媒は、衝突面（53）の入射面（54）に入射し、該入射面（54）及び排出面（55）に沿って流れ、排出面（55）から、タービン羽根車（5）の厚み方向他方、即ち、下方へ排出される。こうして、冷媒が衝突面（53）に沿って流れる際の衝撃によって、タービン羽根車（5）が軸心（X）回りに回転する。タービン羽根車（5）が回転すると、該タービン羽根車（5）と一体的に回転シャフト（31）が回転し、さらには、回転シャフト（31）に固定されたロータ（61）が回転する。ロータ（61）が回転すると、回転磁界が発生し、固定子（62）の固定子コイルに誘導電圧が生じる。こうして、タービン発電機（2）は電力を発生する。尚、排出面（55）から排出された冷媒は、ケーシング（7）の流出部（73）からケーシング（7）外へ流出して蒸発器（14）へ流れていく。
【００４４】
したがって、本実施形態によれば、ノズル（4）にニードル弁（9）を設けることによって、冷媒がノズル（4）を通過して減圧される際に流量も調節することができる。このように、冷媒の減圧と流量の調節とを同時に行うため、上流側の膨張弁で冷媒の流量を一旦、調節した後、下流側のノズルで流体を減圧させる構成と比較して、冷媒の運動エネルギの損失を低減することができる。その結果、冷媒の圧力エネルギをタービン（3）の回転動力に効率良く変換することができ、ひいては、電力に効率良く変換することができる。
【００４５】
また、膨張弁を別体で設ける構成と比較して、ノズル（4）とニードル弁（9）とを一体的に設けることができるため、ニードル弁（9）を含めたタービン発電機（2）をコンパクトに構成することができる。
【００４６】
それに加えて、ノズル（4）にニードル弁（9）を設けることによって、ノズル（4）の絞り部（42）の開度、即ち、流路の絞りの程度をニードル弁で調節することができる。つまり、ノズル（4）による絞りの程度を可変とすることができる。その結果、流体の減圧の程度も調節することができる。
【００４７】
さらに、接続管（8）内に形成された内部流路（80）を上流側流路（81）と下流側流路（82）とで屈曲させて、該上流側流路（81）と下流側流路（82）との屈曲部において接続管（8）に下流側流路（82）と連通する開口部（85）を形成すると共に、該開口部（85）からニードル弁（9）のニードル（91）を下流側流路（82）内に挿通させ且つニードル（91）先端の弁体（92）がノズル（4）の絞り部（42）に到達する状態でニードル弁（9）を接続管（8）に取り付けることによって、弁体（92）がノズル（4）内を移動可能なニードル弁（9）をコンパクトに構成することができる。
【００４８】
また、接続管（8）において、下流側流路（82）に対して屈曲させた上流側流路（81）をケーシング（7）の長手方向に沿って延設することによって、接続管（8）を含むタービン発電機（2）をコンパクトに形成することができる。さらに、上流側流路（81）をケーシング（7）の長手方向に沿って延設することによって、それに接続される流入側の冷媒配管（10）もケーシング（7）の長手方向に沿って延設されるようになる。その結果、吸入側の冷媒配管（10）も含めて、タービン発電機（2）をコンパクトに形成することができる。
【００４９】
さらにまた、冷凍装置（1）においては、タービン発電機（2）のノズル（4）及びニードル弁（9）が冷媒回路における膨張機構の役割を果たすと共に、ニードル弁（9）によって冷媒回路を流通する冷媒の流量制御を行うことができるため、膨張機構を別途設ける必要がなく、冷凍装置（1）の構成を簡易にすることができる。
【００５０】
また、タービン発電機（2）で発生した電力を電動圧縮機（11）の動力源として使用することによって、冷凍装置（1）に外部から供給する電力量を低減することができる。その結果、冷凍装置の成績係数を向上させることができる。
【００５１】
《その他の実施形態》
本発明は、前記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
【００５２】
例えば、タービン羽根車（5）は、前記の構成に限られるものではなく、任意の形状を採用することができる。
【００５３】
また、前記実施形態では、タービン発電機（2）で発生する電力を電動圧縮機（11）を駆動するための動力源として使用しているが、これに限られるものではない。例えば、室内機や室外機に設けられたファンを駆動するために使用してもよい。
【００５４】
以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
以上説明したように、本発明は、タービン羽根車及びノズルを備えたタービン発電機、及びそれを備えた冷凍装置について有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施形態に係るタービン発電機の構成を示す縦断面図である。
【図２】冷媒回路の全体構成を示す配管図である。
【図３】タービン羽根車を示す斜視図である。
【図４】タービン羽根車を示す図であって、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は正面図である。
【符号の説明】
【００５７】
1      冷凍装置
2      タービン発電機
3      タービン
4      ノズル
40     内部流路
42     絞り部
5      タービン羽根車
6      発電部
7      ケーシング
8      接続管（接続部材）
80     内部流路
81     上流側通路
82     下流側通路
83     屈曲部
9      ニードル弁
91     ニードル
92     弁体
93     アクチュエータ
10     冷媒配管（配管）
11     電動圧縮機（圧縮機）
12     放熱器
14     蒸発器
【図１】
2010002066.tif 000003
【図２】
2010002066.tif 000004
【図３】
2010002066.tif 000005
【図４】
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