(57)【要約】【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、ヒータ７０を覆い、該潤滑油Ｏ内をヒータ７０が存在する加熱領域Ｈと該加熱領域Ｈに連通する該加熱領域Ｈの外側の非加熱領域Ｎとに区画するカバー１００と、設ける。【選択図】図２
2014145345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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前記貯留空間に滴下し貯留された前記潤滑油に浸漬されるようにして前記ヒータを覆い、該潤滑油内を前記ヒータ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カバーと、
を備えることを特徴とするターボ圧縮機。
【請求項２】
前記潤滑油循環部は、
前記貯留空間の前記潤滑油に浸漬されるように設けられて、該潤滑油をケーシング外部に吸い出すポンプと、
該ポンプによって吸い出された前記潤滑油を前記ケーシングの上部から前記回転摺動部に導く潤滑油流路と、を有し
前記ポンプは前記加熱領域内に配置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。
【請求項３】
前記加熱領域の第一端側が非加熱領域に連通しており、
前記ポンプは、前記加熱領域内の第二端側に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のターボ圧縮機。
【請求項４】
前記カバーが、前第一端と前記第二端とにわたって延びる筒状をなしており、
前記ヒータは前記カバーの内部に該カバーの延在方向に沿って延びており、
前記カバーの内周面と前記ヒータの外周面との少なくとも一方に設けられ、これらカバー及びヒータの延在方向に向かう螺旋状をなすフィンをさらに備えることを特徴とする請求項３に記載のターボ圧縮機。
【請求項５】
前記ヒータは、
前記ケーシングの内面から突出するように該ケーシングと一体に設けられた伝熱部と、
該伝熱部内に形成されて前記ケーシングの外部に連通する挿入孔内に配置されたヒータ本体と、
を有す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。
【請求項６】
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から５のいずれか一項に記載のターボ圧縮機。
【請求項７】
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から６のいずれか一項に記載のターボ圧縮機。
【請求項８】
請求項１から７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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−０２６９５８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、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。
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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前記貯留空間に滴下し貯留された前記潤滑油に浸漬されるようにして前記ヒータを覆い、該潤滑油内を前記ヒータ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カバーと、を備えることを特徴とする。
【０００９】
このような特徴のターボ圧縮機によれば、カバー内側の加熱領域内の潤滑油のみが加熱されるため、当該加熱領域内の潤滑油を効率的に加熱することができる。また、カバー外側の非加熱領域の潤滑油は加熱されないため、該潤滑油の液面から冷媒への放熱量を低減することができる。
【００１０】
また、本発明に係るターボ圧縮機の前記潤滑油循環部は、前記貯留空間の前記潤滑油に浸漬されるように設けられて、該潤滑油をケーシング外部に吸い出すポンプと、該ポンプによって吸い出された前記潤滑油を前記ケーシングの上部から前記回転摺動部に導く潤滑油流路と、を有し前記ポンプは前記加熱領域内に配置されていることが好ましい。
【００１１】
ポンプが加熱領域内に配置されているため、加熱された潤滑油のみを圧縮部や駆動部の回転摺動部に供給することができる。
【００１２】
さらに、本発明に係るターボ圧縮機では、前記加熱領域の第一端側が非加熱領域に連通しており、前記ポンプは、前記加熱領域内の第二端側に配置されていることが好ましい。
これによって、加熱領域の第一端側から該加熱領域内に導入された潤滑油をヒータによって加熱した後、第二端側からポンプによって外部に排出される。したがって、十分に加熱された潤滑油を回転摺動部に供給することができる。
【００１３】
また、本発明に係るターボ圧縮機では、前記カバーが、前記第一端と前記第二端とにわたって延びる筒状をなしており、前記ヒータは前記カバーの内部に該カバーの延在方向に沿って延びており、前記カバーの内周面と前記ヒータの外周面との少なくとも一方に設けられ、これらカバー及びヒータの延在方向に向かう螺旋状をなすフィンをさらに備えていてもよい。
【００１４】
これによって、加熱領域内に導入された潤滑油はフィンの螺旋に従ってポンプに向かって流動することになるため、該潤滑油の流動経路を増加させることができる。したがって、より一層十分に加熱された潤滑油を回転供給部に供給することができる。
【００１５】
さらに、本発明に係るターボ圧縮機の前記ヒータは、前記ケーシングの内面から突出するように該ケーシングと一体に設けられた伝熱部と、該伝熱部内に形成されて前記ケーシングの外部空間に連通する挿入孔内に配置されたヒータ本体と、を有するものであってもよい。
【００１６】
これにより、ヒータによって潤滑油を効率的に加熱することを可能としながら、ヒータ本体のメンテナンスを容易に行うことができる。
【００１７】
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。
【００１８】
これによって、カバーによる加熱領域と非加熱領域との断熱効果を高めることができるため、加熱領域内をより効率的に加熱することができる。
【００１９】
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。
【００２０】
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加熱領域から非加熱領域に放出させることができる。
【００２１】
また、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。
これにより、上記同様、加熱領域内の潤滑油の効率的な加熱が可能となり、さらに、該潤滑油の液面から冷媒への放熱量を低減することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のターボ圧縮機及びターボ冷凍機によれば、加熱領域内の潤滑油を効率的に加熱することができるとともに該潤滑油の液面から冷媒への放熱量を低減することができる。これによって、ヒータによって回転摺動部に供給される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。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】図２のＡ―Ａ断面図である。
【図４】本発明の第二実施形態に係るターボ圧縮機の模式的な要部縦断面図である。
【図５】本発明の第二実施形態の変形例に係るターボ圧縮機のカバーの縦断面図である。
【図６】本発明の第三実施形態に係るターボ圧縮機の模式的な要部縦断面図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ断面図である。
【図８】第二変形例に係るターボ圧縮機のカバーの縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の熱交換器の第一実施形態について、図１から図３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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
同時に中間冷却部６は、凝縮部４と蒸発部２との間に一定の圧力差を保持する機能を有している。このため、管路７に中間吸込弁８を介在させてこの管路７を介してターボ圧縮機１０に供給される冷媒ガスの流量を調整している。
【００２８】
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、カバー１００と、ヒータ７０と、潤滑油循環部８０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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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を介して蒸発部２に排出される。
【００３３】
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。
【００３４】
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２３内に設けられており、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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
カバー１００は、貯留空間３０内の潤滑油Ｏ内に浸漬するように設けられており、該潤滑油Ｏ内を加熱領域Ｈと非加熱領域Ｎに区画する。このカバーは、図２及び図３に示すように、水平方向に延びる逆Ｕ字形状をなしており、その一端側（図２における右側、図３における紙面手前側）である第一端１０１が非加熱領域Ｎと連通する開口部とされており、他端（図２における左側、図３における紙面奥側）がケーシング２０の内面に固定されている。また、カバー１００の下端は、ケーシング２０の底面に固定されている。そしてこのように配置されたケーシング２０の略直方体状の領域が加熱領域Ｈとされ、潤滑油Ｏ内における加熱領域Ｈ以外の部分が非加熱領域Ｎとされている。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
本実施形態のヒータ本体７１は、加熱領域Ｈ内に配置されており、より詳細には、カバー１００における第二端１０２側を固定部として第一端１０１側に水平方向に延在している。
【００４１】
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内に浸漬されている。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。
本実施形態では、このポンプ８１は加熱領域Ｈ内に配置されており、より詳細には、加熱領域Ｈ内におけるカバー１００の第二端１０２部側に位置するケーシング２０の内面に固定されている。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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貯留空間３０内に貯留された潤滑油Ｏの非加熱領域Ｎに滴下し、その後、カバー１００の第一端１０１を介して加熱領域Ｈ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。
【００４６】
本実施形態によれば、潤滑油Ｏ内のヒータ本体７１がカバー１００によって覆われており、即ち、カバー１００の内側の加熱領域Ｈにヒータ本体７１が配置されているため、ヒータ本体７１によって加熱される潤滑油Ｏは加熱領域Ｈ内の潤滑油Ｏのみになる。これによって、潤滑油Ｏ全体を加熱する場合に比べて、加熱領域Ｈ内の潤滑油Ｏを効率的に加熱することができる。したがって、潤滑油Ｏを所定の温度までより速やかに昇温させることができる。
さらに、カバー１００の内側の加熱領域Ｈのみが加熱されることで該カバー１００外側の非加熱領域Ｎは加熱されず、低温状態が維持される。このため、第二収容空間２３内の冷媒ガスと潤滑油Ｏ液面との温度差が大きくなることはないため、潤滑油Ｏから冷媒ガスへの対流熱伝達を減少させることができ、潤滑油Ｏから冷媒ガスへの放熱量を低減できる。
したがって、短時間で潤滑油Ｏを所定の温度まで昇温することができるため、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。
【００４７】
さらに、ポンプ８１が加熱領域Ｈ内に配置されているため、ヒータ７１によって加熱され、その中に溶け込んだ冷媒ガスが分離され適正な粘度を有した状態の加熱領域Ｈの潤滑油Ｏのみを回転摺動部へと供給することができる。これにより、潤滑剤として適した粘度の潤滑油のみを回転摺動部に送ることができ、より円滑な駆動を行うことが可能となる。
【００４８】
また、ポンプ８１が加熱領域Ｈにおけるカバー１００の第二端１０２側に配置されているため、加熱領域Ｈの第一端１０１側から該加熱領域Ｈ内に導入された潤滑油Ｏをヒータ７０によって加熱した後、第二端１０２側からポンプ８１によって外部に排出される。したがって、十分に加熱され冷媒ガスが分離され適正な粘度を有した状態の潤滑油を回転摺動部に供給することができる。
【００４９】
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による加熱に加えてポンプ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。
【００５０】
次に本発明の第二実施形態について図４及び図５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、ヒータ７０及びポンプ８１の構成について第一実施形態と相違する。
【００５１】
本実施形態のカバー１１０は、第一実施形態と同様に、貯留空間３０内の潤滑油Ｏ内に浸漬するように設けられており、該潤滑油Ｏ内を加熱領域Ｈと非加熱領域Ｎに区画する。このカバー１１０は、図４に示すように、水平方向に延びる円筒、もしくは角柱形状をなしており、その一端側（図４における右側）である第一端１１１の開口が非加熱領域Ｎと連通しており、他端（図４における左側）がケーシングの内面に固定されている。即ち、カバー１１０は第一端１１１と第二端１１２とにわたって延びる筒状をなしている。そしてこのように配置されたケーシング内の筒状の領域が加熱領域Ｈとされ、潤滑油Ｏ内における加熱領域Ｈ以外の部分が非加熱領域Ｎとされている。
【００５２】
また、ヒータ７０におけるヒータ本体７１は、第一実施形態と同様、水平方向に延びる円柱状をなしており、本実施形態では、カバー１１０の第一端１１１の開口から第二端１１２に向かって挿入されるように配置されている。即ち、ヒータ本体７１の基端部は、ケーシング２０の内面におけるカバー１１０の第一端１１１に対向する面に固定されており、ヒータ本体は該面からケーシング２０内に向かって延びるように、ケーシング２０と略同軸に配置されている。なお、ヒータ本体７１の先端は、カバー１１０の第二端１１２までは届いていない。
【００５３】
一方、ポンプ８１は、その基端部が加熱領域Ｈ内におけるカバー１１０の第二端１１２部側に位置するケーシング２０の内面に固定されている。これによって加熱領域Ｈ内においてポンプの先端はヒータ本体７１の先端と対向するように配置されている。
【００５４】
このような第二実施形態のターボ圧縮機１０によれば、ポンプ８１が加熱領域Ｈにおけるカバー１１０の第二端１１２側に配置されているため、加熱領域Ｈの第一端１１１側から該加熱領域Ｈ内に導入された潤滑油Ｏをヒータによって加熱した後、第二端１１２側からポンプ８１によって外部に排出される。即ち、ヒータ本体７１の外周側において該ヒータ本体７１と熱交換して高温となり、その中に溶け込んだ冷媒ガスが分離されて適正な粘度になった潤滑油Ｏを効率的に外部に導出することができる。これによって、より一層十分に加熱され適度な粘度を有した潤滑油Ｏを回転摺動部に供給することができる。
【００５５】
なお、第二実施形態と変形例として、例えば図５に示すように、カバー１１０の内周面に螺旋状をなすフィン１１３が設けられていてもよい。即ち、このフィン１１３は、カバー１１０及びヒータ本体７１の延在方向、即ち、カバー１１０の軸線方向に向かうに従って該カバー１１０の周方向に捩じれる螺旋状をなしている。
この場合、加熱領域Ｈ内に導入された潤滑油Ｏはフィン１１３の螺旋に従ってポンプ８１に向かって流動することになるため、該潤滑油Ｏの流動経路を増加させることができる。したがって、より一層十分にヒータ７０によって加熱され適度な粘度を有した潤滑油Ｏを回転供給部に供給することができる。
【００５６】
次に本発明の第三実施形態について図６及び図７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。
本実施形態は、ヒータ７０の構成について第一実施形態とは相違する。
即ち、本実施形態では、カバーは第一実施形態同様、第一端１０１が開口した逆Ｕ字形状をなしている。これに対してヒータ７０は、ヒータ本体７１に加えて伝熱部７２とを有している。
【００５７】
即ち、ヒータ７０は第一実施形態と同様、円柱状に水平方向に延びる棒状をなしている。
一方、伝熱部７２は、貯留空間におけるケーシング２０の内面から突出するようにケーシング２０と一体に設けられている。より詳細には、伝熱部７２は、ケーシング２０におけるカバー１００の第一端１０１に対向する面からカバー１００内に延びており、その底面はケーシング２０の底面と一体をなしている。なお、該伝熱部７２の延びる方向に直交する断面形状は、ケーシング２０の底面から上方に向かって延びる略矩形状をなしている。即ち、この伝熱部７２は逆略直方体のブロック形状をなしており、ケーシング２０におけるカバー１００の第一端１０１に対向する面及び該ケーシング２０の面に一体に固定されるようにしてカバー１００の内側に侵入している。なお、図７に示すように、カバー１００の内周面と伝熱部７２の外周面との間には、逆Ｕ字状をなす加熱領域Ｈが形成されており、カバー１００の第一端１０１の開口から該加熱領域Ｈ内に潤滑油Ｏが導入される。
【００５８】
この伝熱部７２は、ケーシング２０同様、熱伝達率の高い材料から形成されていることが好ましい。
また、伝熱部７２内には、ケーシング２０の外面から伝熱部７２の延在方向に向かって穿設されるようにして形成された挿入孔７３が形成されている。この挿入孔７３はケーシングの外部に連通している。そして、この挿入孔７３内に、上記ヒータ本体７１がケーシング２０の外側から着脱可能に挿入されている。
【００５９】
また、本実施形態のポンプ８１は第二実施形態同様、潤滑油Ｏ内におけるカバー１００の第二端１０２側に、伝熱部７２と対向するように設けられている。
【００６０】
本実施形態では、ヒータ本体７１により発生した熱は伝熱部７２を介して潤滑油Ｏに伝達される。これにより、ヒータ本体７１によって直接的に潤滑油Ｏを加熱する場合に比べて、潤滑油Ｏとヒータ７０との接触面積を増加させることができるため、より効率的に潤滑油Ｏを加熱することができる。
また、ケーシング２０の外面から容易にヒータ本体７１を取り出すことができるため、ヒータ本体７１の交換・メンテナンスを容易に行うことができる。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
なお、一変形例として、例えばカバー１００，１１０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１００，１１０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、加熱領域Ｈの熱がカバー１００，１１０を介して非加熱領域Ｎに熱伝達してしまうことを抑制できる。
【００６４】
また、第二変形例として、例えば図８に示すように、カバー１００，１１０の少なくとも一部がパンチングメタルや網板状の孔部１２１が形成されたをなす多孔板であってもよいしこの各々の孔には逆止弁１２２がついていても良い。この逆止弁１２２は、孔部１２１におけるカバー１００，１１０の内側（加熱領域Ｈ）側から外側（非加熱領域Ｎ）への気泡の流通を許容する。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から分離した冷媒ガスの気泡を、多孔板の多孔（孔部１２１）を介して加熱領域Ｈから非加熱領域Ｎに排出できる。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。
【００６５】
さらに、潤滑油Ｏの液面を覆うようにして、貯留空間と第二収容空間とを区画する区画カバーが設けられていてもよい。これによって、潤滑油Ｏ液面と第二収容空間の冷媒ガスとが直接的に接触することを回避できるため、潤滑油Ｏから冷媒ガスへの対流熱伝達を回避することができる。また、この場合、区画カバーの一部に、回転摺動部から滴下した潤滑油Ｏを貯留空間３０に導く孔等の潤滑油通過部が形成されていることが好ましい。これにより、潤滑剤の循環を妨げることなく、潤滑油から冷媒ガスへの放熱を低減できる。
【００６６】
なお、フィン１１３はカバー１１０の内周面に設けるのみならず、ヒータ本体７１の外周面に螺旋状に設けてもよい。さらに、ケーシング２０の貯留空間３０の内面にフィンを設けてもよい。  
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【符号の説明】
【００６９】
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
７２     伝熱部
７３     挿入孔
８０     潤滑油循環部
８１     ポンプ
８２     潤滑油流路
１００   カバー
１０１   第一端
１０２   第二端
１１０   カバー
１１１   第一端
１１２   第二端
１１３   フィン
１２１   孔部
１２２   逆止弁
Ｏ       潤滑油
Ｈ       加熱領域
Ｎ       非加熱領域
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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