(57)【要約】【課題】熱媒体が流れる循環流路と、この循環流路の途中に設置されるターボ機械を有する熱媒体循環システムを起動するときに、非接触式シール機構での局所的な高温部位の発生を抑制する。【解決手段】停止されたインペラ３ａを定格回転数で回転させる前に、非接触式シール機構に付着した凝縮熱媒体が除去されるまでの間、非接触式シール機構に付着した凝縮熱媒体を除去する。【選択図】図２
2014109423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
循環流路にインペラが配置されるターボ機械と、前記インペラに接続されるシャフト周りをシールする非接触式シール機構と、前記インペラの回転数を調節する回転数調節手段とを備える熱媒体循環システムであって、
停止された前記インペラを定格回転数で回転させる前に、前記非接触式シール機構に付着した凝縮熱媒体を除去する熱媒体除去手段を備え、前記熱媒体除去手段は、前記非接触式シール機構に付着した凝縮熱媒体が除去されるまでの間、前記定格回転数より少ない回転数で前記インペラを回転させる前記回転数調節手段である熱媒体循環システム。
【請求項２】
前記非接触式シール機構が、前記インペラに接続されるシャフトに固定される回転環と、前記シャフトを収容するハウジングに固定される固定環とを有するドライガスシール機構であり、
前記回転数調節手段は、停止された前記インペラを定格回転数で回転させる前に、前記回転環と前記固定環とが接触しない回転数である最小回転数以上の回転数で前記インペラを回転させる
請求項１記載の熱媒体循環システム。
【請求項３】
前記回転数調節手段は、停止された前記インペラを定格回転数で回転させる前に、前記定格回転数と前記最小回転数との間であって、前記最小回転数寄りの回転数で前記インペラを回転させる請求項２記載の熱媒体循環システム。
【請求項４】
循環流路にインペラが配置されるターボ機械と、前記インペラに接続されるシャフト周りをシールする非接触式シール機構と、前記インペラの回転数を調節する回転数調節手段とを備える熱媒体循環システムの運転方法であって、
停止された前記インペラを定格回転数で回転させる前に、前記非接触式シール機構に付着した凝縮熱媒体が除去されるまでの間、前記定格回転数より少ない回転数で前記インペラを回転させることで前記非接触式シール機構に付着した凝縮熱媒体を除去する熱媒体循環システムの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱媒体循環システム及び熱媒体循環システムの運転方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱輸送を行うヒートポンプは、熱媒体を循環させる循環流路と、循環流路の途中に設置されるターボ圧縮機、凝縮器及び蒸発器とを備えている。このようなヒートポンプは、熱媒体が凝縮器で凝縮されるときの凝縮熱を利用して第１流体を加熱し、熱媒体が蒸発器で蒸発されるときの気化熱を利用して第２流体を冷却することで、第２流体から第１流体に熱を輸送する。
【０００３】
このようなヒートポンプに設置されるターボ圧縮機は、例えば特許文献１に示すように、熱媒体に運動エネルギを付与するインペラと、インペラに接続されるシャフトと、インペラを回転駆動する動力を生成するモータと、モータとシャフトとを接続するギアユニットと、インペラやシャフト等を収容するハウジングとを備えている。
【０００４】
ターボ圧縮機が備えるギアユニットやモータは、潤滑油の供給やメンテナンス性を考慮し、熱媒体が循環される閉ループの系外に配置することが好ましい。このため、インペラ側とギアユニット及びモータ側との間に、シール機構が設置されている。例えば、特許文献１には、ドライガスシール機構によって、ハウジングの内部空間を、インペラ側とギアユニット及びモータ側との空間とに分離する構成が開示されている。このようなドライガスシール機構は、ハウジングの内壁に固定される固定環と、シャフトに固定される回転環とによって構成されており、シャフトの回転に伴って回転環が回転されることによって、固定環と回転環との間に僅かな隙間を形成し、非接触にてシールを行うものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−６７６１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ヒートポンプの稼働時、熱媒体は、ターボ圧縮機を通過するときには蒸発器を通過した後であるため気化されている。ヒートポンプが稼働され、インペラが回転駆動されているときには、熱媒体に流れが付与されているため、ターボ圧縮機のシール機構において熱媒体が凝縮することはない。しかしながら、ヒートポンプが停止され、ターボ圧縮機が停止されているときには、熱媒体は、循環流路内において滞留する。このため、気化された熱媒体の一部は、周囲の部材を介した熱伝導によって冷却され、凝縮する場合がある。よって、ヒートポンプの停止時に、液化された熱媒体（以下、凝縮熱媒体と称する）は、ドライガスシール機構に付着して液膜が形成される場合がある。
【０００７】
ドライガスシール機構に凝縮熱媒体が付着すると、粘性の高い凝縮熱媒体とドライガスシール機構との間に摩擦熱が生じ、ドライガスシール機構において局所的に高温の部位が発生する恐れがある。ドライガスシール機構は、上述のように、固定環と回転環とが非接触状態とされることが前提として設計されており、局所的に高温の部位が発生することを想定して設計されていない。このため、凝縮熱媒体によって局所的に高温の部位が発生すると、それを原因としてターボ圧縮機やシール機構を傷め、結果として圧縮機の寿命やメンテナンス周期を短くしてしまう。
【０００８】
なお、このような問題は、ドライガスシール機構に換えてラビリンスシール機構等の非接触式シール機構を有するヒートポンプにおいても、シール面の接液部が微小であるため大きな問題とはならないものの、同様に発生する。また、ヒートポンプに限らず、熱媒体が流れる循環流路と、この循環流路の途中に設置されるターボ機械を有する熱媒体循環システムの全般に同様の問題が発生する。このような熱媒体循環システムとしては、上述のヒートポンプの他に、例えばランキンサイクルを利用した発電システムがある。
【０００９】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、熱媒体が流れる循環流路と、この循環流路の途中に設置されるターボ機械を有する熱媒体循環システムを起動するときに、非接触式シール機構での局所的な高温部位の発生を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、例えば以下の構成を採用する。
【００１１】
本発明の第１の態様は、循環流路にインペラが配置されるターボ機械と、上記インペラに接続されるシャフト周りをシールする非接触式シール機構と、上記インペラの回転数を調節する回転数調節手段とを備える熱媒体循環システムであって、停止された上記インペラを定格回転数で回転させる前に、上記非接触式シール機構に付着した凝縮熱媒体を除去する熱媒体除去手段を備え、上記熱媒体除去手段が、上記非接触式シール機構に付着した凝縮熱媒体が除去されるまでの間、上記定格回転数より少ない回転数で上記インペラを回転させる上記回転数調節手段であるという構成を採用する。
【００１２】
本発明の第１の態様は、上記非接触式シール機構が、上記非接触式シール機構が、上記インペラに接続されるシャフトに固定される回転環と、上記シャフトを収容するハウジングに固定される固定環とを有するドライガスシール機構であり、上記回転数調節手段が、停止された上記インペラを定格回転数で回転させる前に、上記回転環と上記固定環とが接触しない回転数である最小回転数以上の回転数で上記インペラを回転させるという構成をさらに採用することもできる。
【００１３】
本発明の第１の態様は、上記回転数調節手段が、停止された上記インペラを定格回転数で回転させる前に、上記定格回転数と上記最小回転数との間であって、上記最小回転数寄りの回転数で上記インペラを回転させるという構成をさらに採用することもできる。
【００１４】
本発明の第２の態様は、循環流路にインペラが配置されるターボ機械と、上記インペラに接続されるシャフト周りをシールする非接触式シール機構と、上記インペラの回転数を調節する回転数調節手段とを備える熱媒体循環システムの運転方法であって、停止された上記インペラを定格回転数で回転させる前に、上記非接触式シール機構に付着した凝縮熱媒体が除去されるまでの間、上記定格回転数より少ない回転数で上記インペラを回転させることで上記非接触式シール機構に付着した凝縮熱媒体を除去する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の第１の態様及び第２の態様によれば、停止されたターボ機械のインペラを定格回転数で回転させる前に、非接触式シール機構に付着した凝縮熱媒体を除去する。このため、凝縮熱媒体と非接触式シール機構との間に高い摩擦熱が生じることがなく、非接触式シール機構に局所的な高温部位が生じることを抑制することができる。したがって、本発明の第１の態様及び第２の態様によれば、熱媒体が流れる循環流路と、この循環流路の途中に設置されるターボ機械を有する熱媒体循環システムを起動するときに、非接触式シール機構での局所的な高温部位の発生を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態におけるヒートポンプの概略構成を示すフロー図である。
【図２】本発明の一実施形態におけるヒートポンプが備えるターボ圧縮機の縦断面図を含む模式図である。
【図３】本発明の一実施形態におけるヒートポンプの起動方法を説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態におけるヒートポンプの起動方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態におけるヒートポンプの変形例が備えるターボ圧縮機の縦断面図を含む模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明に係る熱媒体循環システム及び熱媒体循環システムの運転方法の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１８】
図１は、ヒートポンプ１（熱媒体循環システム）の概略構成を示すフロー図である。この図に示すように、本実施形態のヒートポンプ１は、太線で示す循環流路２と、ターボ圧縮機３（ターボ機械）と、圧縮機出口弁４と、第１気液分離器５と、凝縮器６と、ガスヒータ７と、受液器８と、第１返送部９と、第２返送部１０と、第３返送部１１と、予熱バイパス弁１２と、予熱部１３と、膨張弁１４と、膨張弁バイパス部１５と、蒸発器１６と、第２気液分離器１７と、圧縮機入口弁１８と、バイパス部１９と、潤滑油供給部２０と、凝縮液回収部２１と、計測装置２２と、制御装置２３とを備えている。
【００１９】
循環流路２は、熱媒体Ｘが流される閉ループの配管である。ターボ圧縮機３は、循環流路２に設置されており、気化された熱媒体Ｘを圧縮して吐出するものである。このターボ圧縮機３は、図１に示す、圧縮機入口弁１８側から熱媒体Ｘを吸い込み、圧縮機出口弁４側に吐出する。
【００２０】
図２を参照してターボ圧縮機３の構成についてより詳細に説明する。図２は、ターボ圧縮機３の縦断面を含む模式図である。この図に示すように、ターボ圧縮機３は、インペラ３ａと、シャフト３ｂと、軸受３ｃと、ギアユニット３ｄと、モータ３ｅと、ハウジング３ｆと、ドライガスシール機構３ｇと、モータ軸シール３ｈとを備えている。
【００２１】
インペラ３ａは、循環流路２の一部を構成するインペラハウジング３ｆａに収容されており、シャフト３ｂを介して回転駆動されることによって、気化された熱媒体Ｘに運動エネルギを付与する。なお、図２に示すように、本実施形態においてインペラ３ａは、周方向から吸引した熱媒体Ｘを軸方向に吐出するラジアルインペラである。
【００２２】
シャフト３ｂは、インペラ３ａに接続され、モータ３ｅで生成された動力をインペラ３ａに伝達する。軸受３ｃは、ハウジング３ｆに固定されており、シャフト３ｂを軸支する。ギアユニット３ｄは、モータ３ｅの出力軸に固定される大径の第１ギアと、シャフト３ｂに固定されると共に第１ギアと噛合する小径の第２のギアとによって構成されており、モータ３ｅで生成された動力をシャフト３ｂに伝達する。モータ３ｅは、不図示の支持機構によって支持されており、本体部がハウジング３ｆの外部に配置されると共に出力軸の先端がハウジング３ｆの内部に配置されるギアユニット３ｄに接続されている。ハウジング３ｆは、インペラ３ａを囲うインペラハウジング３ｆａと、シャフト３ｂ及びギアユニット３ｄを収容するギアユニットハウジング３ｆｂとから構成されている。インペラハウジング３ｆａの内部空間は、循環流路２の一部を形成しており、熱媒体Ｘが流される。
【００２３】
ドライガスシール機構３ｇは、ギアユニットハウジング３ｆｂの内壁に固定される固定環３ｇａと、シャフト３ｂに固定される回転環３ｇｂとによって構成されている。このようなドライガスシール機構３ｇによって、ハウジング３ｆの内部空間は、インペラ３ａ側とギアユニット３ｄ側とに分離されている。なお、このドライガスシール機構３ｇは、シャフト３ｂの回転に伴って回転環３ｇｂが回転されることによって固定環３ｇａと回転環３ｇｂとの間に極僅かな隙間を形成するため、インペラ３ａ側の空間とギアユニット３ｄ側の空間とを非接触でシールすることができる。
【００２４】
モータ軸シール３ｈは、ギアユニットハウジング３ｆｂに固定され、モータ３ｅの出力軸を軸支する。このモータ軸シール３ｈとしては、例えば接触式のシール機構を用いることができる。
【００２５】
図１に戻り、圧縮機出口弁４は、循環流路２の途中部位であって、ターボ圧縮機３の出口付近に設置される開閉弁である。第１気液分離器５は、循環流路２の途中部位であって圧縮機出口弁４の下流側に設置されている。この第１気液分離器５は、供給される熱媒体Ｘに含まれる液相分を分離して別経路で排出し、第１返送部９に供給する。
【００２６】
凝縮器６は、循環流路２の途中部位であって、第１気液分離器５の下流側に設置されている。この凝縮器６は、循環流路２を流れる熱媒体Ｘを凝縮し、このときの凝縮熱を利用して外部から供給される流体Ｙ１を加熱する。
【００２７】
ガスヒータ７は、循環流路２の途中部位であって、凝縮器６の下流側と蒸発器１６の下流側とが交差する位置に設置されている。このガスヒータ７は、凝縮器６で凝縮されて液化された熱媒体Ｘと、蒸発器１６で気化された熱媒体Ｘとを熱交換することによって、気化された熱媒体Ｘの温度を下げる。受液器８は、循環流路２の途中部位であって、ガスヒータ７の下流側に設置されており、液化された熱媒体Ｘを貯留するタンクである。
【００２８】
第１返送部９は、第１気液分離器５によって循環流路２から分離された熱媒体Ｘを受液器８に供給する。第２返送部１０は、第２気液分離器１７によって循環流路２から分離された熱媒体Ｘを受液器８に供給する。第３返送部１１は、蒸発器１６とガスヒータ７との間に設けられた返送ラインによって循環流路２から分離された熱媒体Ｘを受液器８に供給する。
【００２９】
予熱バイパス弁１２は、循環流路２の途中部位であって、受液器８の下流側に設置されている。予熱部１３は、予熱バイパス弁１２をバイパスするようにして循環流路２と接続されており、予熱用ポンプ１３ａと、予熱用ポンプ１３ａよりも上流側に配置される開閉弁１３ｂとを備えている。
【００３０】
膨張弁１４は、循環流路２の途中部位であって、予熱バイパス弁１２の下流側に設置されている。この膨張弁１４は、ターボ圧縮機３で昇圧された熱媒体Ｘの圧力を減圧する。膨張弁バイパス部１５は、膨張弁１４をバイパスするようにして循環流路２と接続されており、開閉弁１５ａを備えている。
【００３１】
蒸発器１６は、循環流路２の途中部位であって、膨張弁１４の下流側に設置されている。この蒸発器１６は、循環流路２を流れる熱媒体Ｘを気化し、このときの気化熱を利用して外部から供給される流体Ｙ２を冷却する。
【００３２】
第２気液分離器１７は、循環流路２の途中部位であってガスヒータ７の下流側に設置されている。この第２気液分離器１７は、供給される熱媒体Ｘに含まれる液相分を分離して別経路で排出し、第３返送部１１に供給する。
【００３３】
圧縮機入口弁１８は、循環流路２の途中部位であってターボ圧縮機３の上流側に設置されている。バイパス部１９は、ターボ圧縮機３の出口とターボ圧縮機３の入口とを接続し、ターボ圧縮機３でのサージングを防止するために、必要に応じてターボ圧縮機３から吐出された熱媒体Ｘをターボ圧縮機３の入口に返送する。このバイパス部１９は、返送する熱媒体Ｘの流量を調節するガスバイパス弁１９ａを備えている。
【００３４】
潤滑油供給部２０は、ターボ圧縮機３と接続されており、潤滑油ポンプ２０ａと、熱媒体分離部２０ｂとを備えている。潤滑油ポンプ２０ａは、熱媒体分離部２０ｂに貯留された潤滑油を圧送してターボ圧縮機３に供給する。熱媒体分離部２０ｂは、凝縮液回収部２１によってターボ圧縮機３の内部から回収された凝縮液から潤滑油と熱媒体Ｘとを分離する。
【００３５】
凝縮液回収部２１は、ターボ圧縮機３と接続されており、ターボ圧縮機３で発生する潤滑油が混ざった凝縮液を回収して熱媒体分離部２０ｂに供給するものである。この凝縮液回収部２１は、凝縮液を回収するか否かを設定する凝縮液回収弁２１ａを備えている。
【００３６】
計測装置２２は、様々な箇所に設置されたセンサと電気的に接続されており、これらのセンサから出力される情報を纏めて制御装置２３に入力する。なお、本実施形態のヒートポンプ１では、図１及び図２に示すように、ターボ圧縮機３の出口に、温度を計測するための温度センサ２４が設置されている。また、図示していないが、本実施形態のヒートポンプは、温度センサ２４以外にも、温度、圧力及び流量のいずれかあるいは複数を計測するセンサが多数設置されている。このようなセンサは、例えば、ターボ圧縮機３のモータ３ｅの設置空間、凝縮器６の流体Ｙ１の出口、受液器８、蒸発器１６から供給された熱媒体Ｘのガスヒータ７の出口、蒸発器１６の流体Ｙ２の入口、圧縮機入口弁１８の上流側、及び、圧縮機入口弁１８の下流側に設置されている。
【００３７】
制御装置２３は、ターボ圧縮機３のモータ３ｅと電気的に接続されており、モータ３ｅを制御することによってインペラ３ａの回転数を調節するものである。つまり、本実施形態において制御装置２３は、本発明の回転数調節手段として機能する。
【００３８】
本実施形態において制御装置２３は、ヒートポンプ１の起動時において、停止されたインペラ３ａを定格回転数で回転させる前に、定格回転数より少ない回転数で一定期間インペラ３ａを回転させることによって、ドライガスシール機構３ｇに付着した凝縮熱媒体（凝縮されて液化した熱媒体Ｘ）を除去する。つまり、本実施形態において制御装置２３は、本発明の熱媒体除去手段としても機能する。
【００３９】
例えば、インペラ３ａの定格回転数が３００００ｒｐｍであるとすると、制御装置２３は、停止されたインペラ３ａを定格回転数で回転させる前に、これよりも少ない回転数にてインペラ３ａを回転させる。ただし、このとき、制御装置２３は、回転環３ｇｂと固定環３ｇａとが液膜が消失したのちにも接触しない回転数である最小回転数以上の回転数でインペラ３ａを回転させる。
【００４０】
例えば、本実施形態において制御装置２３は、最小回転数が４５００ｒｐｍである場合には、停止されたインペラ３ａを定格回転数で回転させる前に、最小回転数に安全係数を掛けた回転数（例えば５０００ｒｐｍ）にてインペラ３ａを回転させる。つまり、制御装置２３は、停止されたインペラ３ａを定格回転数で回転させる前に、定格回転数と最小回転数との間であって、最小回転数寄りの回転数にてインペラ３ａを回転させる。なお、安全係数は経験によって決定され、最小回転数は機械的（３ｇの機械的構造及び性能によって）に決定される。
【００４１】
なお、制御装置２３は、モータ３ｅの他にも、圧縮機出口弁４と、予熱用ポンプ１３ａと、膨張弁１４と、圧縮機入口弁１８と、ガスバイパス弁１９ａと、潤滑油ポンプ２０ａと、熱媒体分離部２０ｂと、計測装置２２と電気的に接続され、これらを制御する。また、制御装置２３は、電気的に接続された機器を制御するために必要なプログラムやデータを予め記憶している。
【００４２】
続いて、このように構成された本実施形態のヒートポンプの起動について図３及び図４のフローチャートを参照して説明する。なお、以下に説明する動作は、作業者あるいは制御装置２３によって行われる。
【００４３】
まず、循環流路２によって形成される閉ループの真空度の確認が行われる（ステップＳ１）。ここで、所定の真空度が得られていない場合には、ヒートポンプ１の起動を停止しし、ヒートポンプ１の運転停止（ステップＳ１７）の状態を維持する。閉ループの真空度が所定の値を満足する場合には、蒸発器１６において流体Ｙ２（低温側流体）の圧力、温度及び流量の設定を行う（ステップＳ２）。流体Ｙ２の圧力、温度及び流量が設定値を満足するまで待機する（ステップＳ３）。流体Ｙ２の圧力、温度及び流量が設定値を満足すると、第２返送部１０を開放する。その後、受液器８の圧力及び温度が、設定値を満足するまで待機する（ステップＳ４）。
【００４４】
受液器８の圧力及び温度が、設定値を満足すると、第１返送部９、第３返送部１１及び膨張弁バイパス部１５の開閉弁１５ａが開放され、その後、予熱用ポンプ１３ａが起動される（ステップＳ５）。これによって第２返送部１０等を介して熱媒体Ｘが循環流動され、流体Ｙ２との熱交換により予熱される。そして、蒸発器１６の出口温度をモニタリングすることにより、熱媒体Ｘの予熱が完了するまで待機する（ステップＳ７）。
【００４５】
続いて、圧縮機入口弁１８と圧縮機出口弁４とを開放し、ターボ圧縮機３の入口温度が設定を満足するまで待機する（ステップＳ７）。続いて、潤滑油供給部２０の不図示の弁を調節すると共に潤滑油ポンプ２０ａを起動し、熱媒体分離部２０ｂを確立する（ステップＳ９）。そして、潤滑油ポンプ２０ａの差圧が設定値を満足しないとき（ステップＳ９）には、ステップＳ１７に移行してヒートポンプ１を停止する。一方、潤滑油ポンプ２０ａの差圧が設定値を満足したときには、凝縮液回収部２１を開放すると共にターボ圧縮機３の低速運転を開始する（ステップＳ１０）。
【００４６】
ここでのターボ圧縮機３の低速運転とは、上述のように、停止されたインペラ３ａを定格回転数で回転させる前に、定格回転数より少ない回転数で一定期間インペラ３ａを回転させることを意味する。このように、ターボ圧縮機３を低速運転させることにより、ドライガスシール機構３ｇに凝縮された熱媒体Ｘによる液膜が形成されている場合であっても、これが除去される。なお、液膜が除去される理由としては、遠心力によって熱媒体Ｘが飛散することや、摩擦力による加熱によって熱媒体Ｘが気化することが考えられる。ここで、摩擦熱による加温が過大とならないよう、ステップＳ１０におけるインペラ３ａの回転数は、出来る限り最小回転数に近いことが好ましい。
【００４７】
そして、ターボ圧縮機３を低速運転させながら、凝縮器６において流体Ｙ１（高温側流体）の圧力、温度及び流量の設定を行う（ステップＳ１１）。流体Ｙ２の圧力、温度及び流量が設定値を満足しないとき（ステップＳ１２）には、ステップＳ１７に移行してヒートポンプ１を停止する。一方、流体Ｙ２の圧力、温度及び流量が設定値を満足するとき（ステップＳ１２）には、ターボ圧縮機３の低速運転が設定時間を経過するまで待機する（ステップＳ１３）。このターボ圧縮機３の低速運転の設定時間は、予め実験等によって得られた結果に基づいて、熱媒体Ｘの液膜が除去される時間とされている。なお、設定時間については、固定環３ｇａと回転環３ｇｂとの間隙における温度と飽和蒸気圧とによって設定しても良い。固定環３ｇａと回転環３ｇｂとの間隙における温度は、固定環３ｇａの内部に熱電対を埋め込んで測定する方法や放射温度計によって測定する方法が考えられる。
【００４８】
なお、ターボ圧縮機３の低速運転が設定時間を経過した場合であっても、ドライガスシール機構３ｇから液膜が除去されたことを確認することが好ましい。この確認方法としては、例えば、温度センサ２４によってターボ圧縮機３の出口温度を測定し、この温度から飽和蒸気圧を求め、熱媒体Ｘが凝縮する温度を超えているか否かを見ることが考えられる。また、例えば、液膜によるモータ３ｅの負荷増加を検出する方法、レーザ等による視認する方法、インペラ３ａ側の空間とギアユニット３ｄ側の空間との差圧による方法、電気伝導度の違いを測定する方法も考えられる。
【００４９】
そして、ターボ圧縮機３の低速運転が設定時間を経過すると、予熱用ポンプ１３ａを停止し（ステップＳ１４）、その上でターボ圧縮機３を高速回転させ（ステップＳ１５）、さらに定格運転に移行させる（ステップＳ１６）。その後、作業者によって停止が支持されると、ヒートポンプの運転は停止される（ステップＳ１７）。
【００５０】
以上のような本実施形態のヒートポンプ１によれば、停止されたターボ圧縮機３のインペラ３ａを定格回転数で回転させる前に、ドライガスシール機構３ｇに付着した熱媒体Ｘによる液膜を除去する。このため、液化された熱媒体Ｘとドライガスシール機構３ｇとの間に高い摩擦熱が生じることがなく、ドライガスシール機構３ｇに局所的な高温部位が生じることを抑制することができる。したがって、本実施形態のヒートポンプ１によれば、ドライガスシール機構３ｇが局所的な高温によって痛むことを防止し、ドライガスシール機構３ｇの寿命を長く維持することができる。
【００５１】
また、本実施形態のヒートポンプ１では、ターボ圧縮機３を低速運転させるときに、インペラ３ａの回転数を、固定環３ｇａと回転環３ｇｂとが接触しない最小回転数以上としている。このため、固定環３ｇａと回転環３ｇｂとが接触した状態でインペラ３ａが回転されることがなく、ドライガスシール機構３ｇの摩耗や熱損傷を防止することができる。
【００５２】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００５３】
例えば、上記実施形態においては、制御装置２３がインペラ３ａを低速にて回転させることによってドライガスシール機構３ｇに付着した熱媒体Ｘの液膜を除去する構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図５に示すように、ドライガスシール機構３ｇを加熱するヒータ２５（加熱手段）を設置し、このヒータ２５でドライガスシール機構３ｇを加熱することで熱媒体Ｘを気化させて除去するようにしても良い。このヒータ２５は、例えば、回転環３ｇｂやシャフト３ｂの回転阻害しないように、ドライガスシール機構３ｇを包み込むように配置することが望ましい。これによって、ドライガスシール機構３ｇを全体的かつ効率的に昇温させることができる。なお、ドライガスシール機構３ｇを加熱するときには、インペラ３ａ側を昇圧することで、差圧による流れ（インペラ３ａ側の予熱された流体が表面を通過すること、また流れによって蒸発を促進すること）により効率的な液膜除去を行うことが可能となる。
【００５４】
また、上記実施形態においては、ヒートポンプに本発明を適用した例について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ランキンサイクルを利用した発電システムは、同様の循環流路と、循環流路に設置されるタービン（ターボ機械）とを備えている。このような発電システムに本発明を適用することも可能である。
【００５５】
また、上記実施形態においては、本発明の非接触式シール機構がドライガスシール機構３ｇである構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、非接触式シール機構がラビリンスシール機構であっても良い。
【符号の説明】
【００５６】
１……ヒートポンプ（熱媒体循環システム）、２……循環流路、３……ターボ圧縮機（ターボ機械）、３ａ……インペラ、３ｂ……シャフト、３ｃ……軸受、３ｄ……ギアユニット、３ｅ……モータ、３ｆ……ハウジング、３ｆａ……インペラハウジング、３ｆｂ……ギアユニットハウジング、３ｇ……ドライガスシール機構（非接触式シール機構）、３ｇａ……固定環、３ｇｂ……回転環、３ｈ……モータ軸シール、４……圧縮機出口弁、５……第１気液分離器、６……凝縮器、７……ガスヒータ、８……受液器、９……第１返送部、１０……第２返送部、１１……第３返送部、１２……予熱バイパス弁、１３……予熱部、１３ａ……予熱用ポンプ、１３ｂ……開閉弁、１４……膨張弁、１５……膨張弁バイパス部、１５ａ……開閉弁、１６……蒸発器、１７……第２気液分離器、１８……圧縮機入口弁、１９……バイパス部、１９ａ……ガスバイパス弁、２０……潤滑油供給部、２０ａ……潤滑油ポンプ、２０ｂ……熱媒体分離部、２１……凝縮液回収部、２１ａ……凝縮液回収弁、２２……計測装置、２３……制御装置（回転数調節手段、熱媒体除去手段）、２４……温度センサ、２５……ヒータ（熱媒体除去手段）、Ｘ……熱媒体、Ｙ１……流体、Ｙ２……流体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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