(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動流体を圧縮する圧縮部を有する圧縮機と、
前記圧縮部において圧縮された作動流体を凝縮させる凝縮器と、
前記圧縮部の吐出口と前記凝縮器の流入口との間の流体通路を流れる作動流体を冷却するために前記流体通路内に冷却用流体を噴霧するノズルを有する噴霧機構と、を備え、
前記圧縮機は、前記圧縮部の前記吐出口から吐出された作動流体の流速を低減させるための空間を有する減速部をさらに含み、
前記減速部の空間は、前記流体通路の一部を構成しており、
前記ノズルは、前記減速部を流れる作動流体に冷却用流体を噴霧し、
前記圧縮機は、回転軸を有する電動機をさらに有し、
前記圧縮部は、前記電動機の回転軸に接続される駆動軸を有し、
前記電動機の回転軸は、前記駆動軸の前記吐出口側の端部に接続され、
前記減速部の前記空間は、前記電動機の回転軸の軸方向に延びるとともに前記電動機を囲むように形成され、前記軸方向に垂直な断面が円環状であり、
前記ノズルは、円環状の前記空間の周方向に沿って複数配設されている凝縮装置。
【請求項２】
作動流体を圧縮する圧縮部を有する圧縮機と、
前記圧縮部において圧縮された作動流体を凝縮させる凝縮器と、
前記圧縮部の吐出口と前記凝縮器の流入口との間の流体通路を流れる作動流体を冷却するために前記流体通路内に冷却用流体を噴霧するノズルを有する噴霧機構と、を備え、
前記圧縮機は、前記圧縮部の前記吐出口から吐出された作動流体の流速を低減させるための空間を有する減速部をさらに含み、
前記減速部の空間は、前記流体通路の一部を構成しており、
前記ノズルは、前記減速部を流れる作動流体に冷却用流体を噴霧し、
前記圧縮機は、前記減速部において流速が低減された作動流体を排出するために前記減速部の前記空間につながる排出ポートを有し、
前記ノズルは、前記減速部に配設されており、前記排出ポートよりも前記減速部の下流側に位置している凝縮装置。
【請求項３】
作動流体を圧縮する圧縮部を有する圧縮機と、
前記圧縮部において圧縮された作動流体を凝縮させる凝縮器と、
前記圧縮部の吐出口と前記凝縮器の流入口との間の流体通路を流れる作動流体を冷却するために前記流体通路内に冷却用流体を噴霧するノズルを有する噴霧機構と、を備え、
前記流体通路は、直線状部分を有し、
前記ノズルは、前記直線状部分に配置されており、前記作動流体の流れる方向に対して略垂直方向に前記冷却用流体を噴霧する凝縮装置。
【請求項４】
作動流体を圧縮する圧縮部を有する圧縮機と、
前記圧縮部において圧縮された作動流体を凝縮させる凝縮器と、
前記圧縮部の吐出口と前記凝縮器の流入口との間の流体通路を流れる作動流体を冷却するために前記流体通路内に冷却用流体を噴霧するノズルを有する噴霧機構と、を備え、
前記噴霧機構は、ポンプをさらに有し、
前記冷却用流体は、凝縮されて前記凝縮器の流出口から排出された作動流体の一部であり、
前記ポンプは、前記作動流体の一部を前記ノズルに送液する凝縮装置。
【請求項５】
作動流体を圧縮する圧縮部を有する圧縮機と、
前記圧縮部において圧縮された作動流体を凝縮させる凝縮器と、
前記圧縮部の吐出口と前記凝縮器の流入口との間の流体通路を流れる作動流体を冷却するために前記流体通路内に冷却用流体を噴霧するノズルを有する噴霧機構と、を備え、
前記作動流体が水であり、
前記圧縮部において圧縮された作動流体が流れる前記流体通路内の圧力は、１．５〜８ｋＰａの範囲にある凝縮装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍機などに用いられる凝縮装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷媒回路を備えた冷凍機が知られている。この冷凍機の作動流体（冷媒）としては、例えば水、炭化水素系のプロセスガス等の種々の流体が用いられている。この冷凍機では、蒸発器で蒸発した冷媒が圧縮機で圧縮されて過熱蒸気となり、この過熱蒸気が凝縮器において凝縮される。凝縮器では、過熱蒸気は、例えば冷却水によって冷却されて飽和蒸気となり、この飽和蒸気は、さらに冷却されて凝縮する。このように凝縮器内においては、大きく分けて、過熱蒸気から飽和蒸気になるまでの過熱領域と、飽和蒸気が凝縮される凝縮領域という２つの伝熱領域が存在する。例えば、特許文献１には、作動流体として水を用いた凝縮装置を有する冷凍機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００３−５３４５１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前記過熱領域における熱伝達率は、前記凝縮領域における熱伝達率よりも小さい値となる。したがって、凝縮器においては、過熱領域に必要な伝熱面積が大きくなりやすく、それに合わせて凝縮器も大きくしなければならないという問題がある。
【０００５】
また、多くの冷凍機では、５〜７℃程度の過熱度で運転されるが、例えば特許文献１に開示されている冷凍機のように水を冷媒とする場合には、過熱度がより大きくなるので、その分だけ過熱領域により大きな伝熱面積が必要になる。具体的には、水を冷媒とする冷凍機では、圧縮機の吐出蒸気は、１００℃前後の大きな過熱度を有する過熱蒸気となる。そして、過熱領域での熱伝達率は、おおよそ数十Ｗ／ｍ２Ｋであり、凝縮領域での熱伝達率（おおよそ１００００Ｗ／ｍ２Ｋ）に対して１／１０００ほどの小さい値となる。よって、水を冷媒とする場合には、過熱領域の伝熱量は、凝縮器全体の数％の熱量しかないにもかかわらず、凝縮領域と同等の伝熱面積が必要となるので、凝縮器が特に大型化しやすい。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、凝縮器を小型化することができる凝縮装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の凝縮装置は、作動流体を圧縮する圧縮部を有する圧縮機と、前記圧縮部において圧縮された作動流体を凝縮させる凝縮器と、前記圧縮部の吐出口と前記凝縮器の流入口との間の流体通路を流れる作動流体を冷却するために前記流体通路内に冷却用流体を噴霧するノズルを有する噴霧機構と、を備え、前記圧縮機は、前記圧縮部の前記吐出口から吐出された作動流体の流速を低減させるための空間を有する減速部をさらに含み、前記減速部の空間は、前記流体通路の一部を構成しており、前記ノズルは、前記減速部を流れる作動流体に冷却用流体を噴霧し、前記圧縮機は、回転軸を有する電動機をさらに有し、前記圧縮部は、前記電動機の回転軸に接続される駆動軸を有し、前記電動機の回転軸は、前記駆動軸の前記吐出口側の端部に接続され、前記減速部の前記空間は、前記電動機の回転軸の軸方向に延びるとともに前記電動機を囲むように形成され、前記軸方向に垂直な断面が円環状であり、前記ノズルは、円環状の前記空間の周方向に沿って複数設けられている。
【００１７】
この態様では、前記流体通路内にノズルから冷却用流体を噴霧することにより、前記流体通路を流れる作動流体を冷却することができるので、圧縮部において圧縮された作動流体が凝縮器に流入する前に、作動流体の過熱度を予め下げておくことができる。これにより、凝縮器において、過熱蒸気を冷却するために必要な伝熱面積を小さくすることができるので、その分だけ凝縮器を小型化することができる。また、上記のように伝熱面積を小さくすることにより、凝縮器にかかるコストを低減することもできる。そして、円環状の前記空間の周方向に沿ってノズルを複数配置している。これにより、減速部の空間において複数箇所に冷却用流体を噴霧することができるので、流体通路を流れる作動流体をさらに効率よく冷却して過熱度を下げることができる。
【００１８】
本発明の他の凝縮装置は、作動流体を圧縮する圧縮部を有する圧縮機と、前記圧縮部において圧縮された作動流体を凝縮させる凝縮器と、前記圧縮部の吐出口と前記凝縮器の流入口との間の流体通路を流れる作動流体を冷却するために前記流体通路内に冷却用流体を噴霧するノズルを有する噴霧機構と、を備え、前記圧縮機は、前記圧縮部の前記吐出口から吐出された作動流体の流速を低減させるための空間を有する減速部をさらに含み、前記減速部の空間は、前記流体通路の一部を構成しており、前記ノズルは、前記減速部を流れる作動流体に冷却用流体を噴霧し、前記圧縮機は、前記減速部において流速が低減された作動流体を排出するために前記減速部の前記空間につながる排出ポートを有し、前記ノズルは、前記減速部に配設されており、前記排出ポートよりも前記減速部の下流側に位置している。
【００１９】
この態様では、圧縮部において昇圧されつつ増速された作動流体の速度をディフューザとして機能する減速部において減速できる。また、この態様では、前記減速部の空間に冷却用流体を噴霧するので、ノズルから冷却用流体を噴霧するための噴霧室のような部材を別途設ける必要がない。そして、ノズルが排出ポートよりも減速部の下流側に位置しているので、作動流体が圧縮部の吐出口から吐出され、減速部において減速され、排出ポートを通じて排出される過程において、ノズルが作動流体の流れの邪魔になりにくい。したがって、ノズルの配設に起因して圧力損失が生じるのを抑制することができる。
【００２０】
本発明のさらに他の凝縮装置は、作動流体を圧縮する圧縮部を有する圧縮機と、前記圧縮部において圧縮された作動流体を凝縮させる凝縮器と、前記圧縮部の吐出口と前記凝縮器の流入口との間の流体通路を流れる作動流体を冷却するために前記流体通路内に冷却用流体を噴霧するノズルを有する噴霧機構と、を備え、前記流体通路は、直線状部分を有し、前記ノズルは、前記直線状部分に配置されており、前記作動流体の流れる方向に対して略垂直方向に前記冷却用流体を噴霧する。
【００２１】
本発明のさらに他の凝縮装置は、作動流体を圧縮する圧縮部を有する圧縮機と、前記圧縮部において圧縮された作動流体を凝縮させる凝縮器と、前記圧縮部の吐出口と前記凝縮器の流入口との間の流体通路を流れる作動流体を冷却するために前記流体通路内に冷却用流体を噴霧するノズルを有する噴霧機構と、を備え、前記噴霧機構は、ポンプをさらに有し、前記冷却用流体は、凝縮されて前記凝縮器の流出口から排出された作動流体の一部であり、前記ポンプは、前記作動流体の一部を前記ノズルに送液する。
【００２２】
この態様では、冷却用流体として、凝縮器の流出口から排出された作動流体の一部を用いており、この作動流体の一部をポンプによりノズルに送液する構成を採用しているので、作動流体とは別に冷却用流体を準備する必要がない。
【００２３】
本発明のさらに他の凝縮装置は、作動流体を圧縮する圧縮部を有する圧縮機と、前記圧縮部において圧縮された作動流体を凝縮させる凝縮器と、前記圧縮部の吐出口と前記凝縮器の流入口との間の流体通路を流れる作動流体を冷却するために前記流体通路内に冷却用流体を噴霧するノズルを有する噴霧機構と、を備え、前記作動流体が水であり、前記圧縮部において圧縮された作動流体が流れる前記流体通路内の圧力が、１．５〜８ｋＰａの範囲にある。
【００２４】
この態様のように作動流体が水であり、流体通路内の圧力が非常に低い場合には、凝縮器における熱交換の効率が低くなりやすく、その結果、凝縮器において、過熱蒸気を冷却して飽和蒸気にするために必要な伝熱面積が大きくなりやすい。したがって、この態様では、前記流体通路内にノズルから冷却用流体を噴霧することにより、作動流体が凝縮器に流入する前に作動流体の過熱度を予め下げておくという本発明が特に有効である。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように、本発明によれば、凝縮装置において凝縮器を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る凝縮装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る凝縮装置の概略構成を示す図であり、主に圧縮機の具体的構成を示している。
【図３】図２の前記圧縮機を軸方向の下流側から見た図である。
【図４】前記凝縮装置の変形例１を示す概略図である。
【図５】（Ａ）は、前記凝縮装置の変形例２を示す概略図であり、（Ｂ）は、前記凝縮装置の変形例３を示しており、圧縮機と凝縮器とをつなぐ配管の一部を拡大した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２８】
＜第１実施形態＞
図１に示すように、本実施形態に係る凝縮装置７１は、圧縮機１０、蒸発器１２及び凝縮器１３を有する冷媒回路１４と、噴霧機構８１とを備えている。凝縮装置７１は、例えば冷凍機などに用いることができる。
【００２９】
圧縮機１０は、その内部に圧縮部２０を有している。この圧縮部２０は、例えば図略のロータを有し、このロータが回転することにより、蒸発器１２で蒸発した作動流体（冷媒）としての水蒸気を圧縮する。この水蒸気は、比較的低温、低圧の水蒸気である。本実施形態における圧縮部２０で圧縮された作動流体たる水蒸気は、圧縮部２０の吐出口ＣＳ２において、例えば大気圧以下の圧力で２００℃以下の温度となる。
【００３０】
具体的には、例えば、作動流体の水蒸気は、圧縮部２０の吸入口ＣＳ１において、圧力が０．８〜１．７ｋＰａ程度、温度が５〜１５℃程度であり、圧縮部２０の吐出口ＣＳ２において、圧力が１．５〜８ｋＰａ程度、温度が４０〜２００℃程度である。
【００３１】
凝縮器１３は、作動流体と、この作動流体を凝縮させる流体（例えば冷却水など）とが直接接触しない構造を有し、これらの流体の流通空間が区分けされた間接式熱交換器である。この間接式熱交換器では、例えば伝熱管や隔壁などを介して、作動流体とこの作動流体を凝縮させる流体とが間接的に熱交換する。この凝縮器１３内の圧力範囲及び温度範囲、並びに後述する流体通路９１内の圧力範囲及び温度範囲は、上記した圧縮部２０の吐出口ＣＳ２における圧力範囲及び温度範囲とほぼ同程度である。
【００３２】
冷媒回路１４では、圧縮機１０で圧縮された作動流体が凝縮器１３に送られ、凝縮器１３において凝縮される。作動流体が相変化を伴って冷媒回路１４を循環する。そして、蒸発器１２において冷媒が蒸発することにより、２次側熱媒体に冷熱を供給することができる。この２次側熱媒体は、図外の利用側装置に供給されて冷却対象としての室内空気等を冷却する。
【００３３】
噴霧機構８１は、圧縮部２０の吐出口ＣＳ２と凝縮器１３の流入口１３ａとの間の流体通路９１を流れる作動流体を冷却するために、流体通路９１内に冷却用流体を噴霧することができる。噴霧機構８１は、ノズル８２、ポンプ８３及び噴霧室８４を有している。
【００３４】
噴霧室８４は、圧縮部２０の吐出口ＣＳ２と凝縮器１３の流入口１３ａとの間の流体通路９１の途中に設けられている。ノズル８２は、噴霧室８４内に配置されている。ポンプ８３は、凝縮器１３の流出口１３ｂと蒸発器１２の流入口１２ａとをつなぐ配管７２から分岐した分岐管７３の途中に設けられている。分岐管７３の先端部にはノズル８２が接続されている。
【００３５】
凝縮器１３で凝縮されて流出口１３ｂから排出された作動流体は、蒸発器１２側に向かって配管７２を流れるが、ポンプ８３が作動しているときには、配管７２を流れる作動流体の一部が分岐管７３を通じてノズル８２に送液される。そして、ノズル８２から冷却用流体が噴霧される。このように第１実施形態では、分岐管７３を通じてノズル８２に送液される前記作動流体の一部が前記冷却用流体として用いられる。また、ノズル８２は、冷却用流体としての作動流体を流体通路９１の上流側に向かって噴霧するように配置されている。
【００３６】
＜第２実施形態＞
図２は、本発明の第２実施形態に係る凝縮装置７１の概略構成を示す図であり、主に圧縮機１０の具体的構成を示している。この第２実施形態の凝縮装置７１では、噴霧機構８１のノズル８２が圧縮機１０に直接取り付けられている点で、第１実施形態と異なっている。この圧縮機１０は、軸流圧縮機として構成されている。凝縮装置７１は、例えば冷凍機などに用いることができる。
【００３７】
図２に示すように、圧縮機１０は、作動流体を圧縮する圧縮空間ＣＳを有する圧縮部２０と、圧縮部２０を駆動するための電動機２２と、圧縮空間ＣＳから吐出された作動流体の流速を減速するための減速部２４と、を備えている。圧縮機１０のケーシング２６は、圧縮部２０に配置される円筒状の第１ケース部２７と、圧縮部２０の一端側（上流側）に配置される第２ケース部２８と、圧縮部２０の他端側（下流側）となる減速部２４に配置される第３ケース部２９とを備えている。
【００３８】
圧縮部２０は、第１ケース部２７と、第１ケース部２７内に配置されたロータ３１とを備えている。第１ケース部２７とロータ３１との間の空間が、作動流体を圧縮するための圧縮空間ＣＳとして機能する。この圧縮空間ＣＳは、図２の左側が吸入口ＣＳ１となり、右側が吐出口ＣＳ２となる。したがって、蒸発器１２で蒸発した作動流体は図２の左側の吸入口ＣＳ１を通して圧縮空間ＣＳ内に吸入され、この作動流体は圧縮空間ＣＳ内を図２の左から右に移動するにつれて圧縮されて吐出口ＣＳ２から吐出される。
【００３９】
第１ケース部２７の内周面には、複数の静翼３３が軸方向に間隔をおいて固定されている。この第１ケース部２７は、軸方向が水平になるように設置される。
【００４０】
ロータ３１は、複数の動翼３４と複数のスペーサ３５とを備えている。これらの複数の動翼３４は、静翼３３と交互に位置するように軸方向に間隔をおいて配置されている。スペーサ３５は、円筒状に形成される部材であり、静翼３３の径方向内側に配置されるとともに、隣り合う動翼３４の間にそれぞれ配置されている。図例では、４つの動翼３４と４つのスペーサ３５が設けられた構成を示しているがこれに限られるものではない。
【００４１】
動翼３４は、円筒状のボス部３７と、このボス部３７の周囲に一体的に形成された翼部３８とを備えている。翼部３８はボス部３７の周方向に複数形成されている。ボス部３７の外周面及び内周面はスペーサ３５の外周面及び内周面と面一の状態となっている。
【００４２】
圧縮部２０は、駆動軸４０と、第１押え部材４１と、第２押え部材４２と、固定部の一例としてのナット４３と、円板状部材４４とを備えている。
【００４３】
駆動軸４０は、第１ケース部２７の軸心上に配置されており、第１ケース部２７の軸方向に沿って延びている。駆動軸４０の両端部４７，４７は、軸方向において動翼３４及びスペーサ３５の外側に位置している。
【００４４】
第１押え部材４１は、最上流段の動翼３４に接触するように配置され、また第２押え部材４２は、最下流段の動翼３４の外側に位置するスペーサ３５に接触するように配置されている。第１押え部材４１と第２押え部材４２とは、同じ構成の部材であるが、軸方向において逆向きに配設される。
【００４５】
第１押え部材４１は、円板状に形成されており、該押え部材４１，４２には、駆動軸４０を挿通させる中央貫通孔が形成されている。第１押え部材４１と動翼３４とが嵌合されることにより、第１押え部材４１の軸心と最上流段の動翼３４の軸心とが一致するようになっている。
【００４６】
第２押え部材４２は最下流段の動翼３４の外側に位置するスペーサ３５に嵌合している。これにより、第２押え部材４２の軸心と最下流側に位置するスペーサ３５の軸心とが一致している。互いに隣り合う動翼３４とスペーサ３５とは互いに嵌合されている。
【００４７】
スペーサ３５及びボス部３７の内径は、駆動軸４０の外径よりも十分大きい。このため、スペーサ３５及びボス部３７が繋がって形成される円筒部と駆動軸４０との間には軸方向に延びる空間が形成されている。この空間すなわちロータ３１の内側空間３１ａには、円板状部材４４が設けられている。
【００４８】
円板状部材４４は、駆動軸４０に対して垂直になる姿勢で配設されており、その中央部には厚み方向に貫通する貫通孔が形成されている。この貫通孔には駆動軸４０が挿通されている。したがって、駆動軸４０は、その中間部位の複数個所で円板状部材４４に支持されている。
【００４９】
図２に示すように、駆動軸４０の両端部４７，４７は、それぞれ軸受け５５，５５によって支持されている。軸受け５５は、駆動軸４０の両端部４７，４７を回転可能に支持する。
【００５０】
両軸受け５５，５５は、それぞれハウジング５６，５７に収められている。一端部側の軸受け５５を収納する上流側のハウジング５６は、第２ケース部２８との間に円筒状の空間を形成するように設けられ、この空間は、圧縮空間ＣＳに導入される作動流体が流れる上流側空間ＵＳとなる。一方、他端部側の軸受け５５を収納する下流側のハウジング５７は、第３ケース部２９との間に円筒状の空間を形成するように設けられ、この空間は、圧縮空間ＣＳから導出された作動流体が流れる下流側空間ＤＳとなる。
【００５１】
各ハウジング５６，５７は複数の支持部材５９，５９を介して第２ケース部２８又は第３ケース部２９に支持されている。各支持部材５９は、棒状に形成されるとともに、周方向に放射状に配設されている。支持部材５９，５９は上流側空間ＵＳ及び下流側空間ＤＳに配置されているが、断面が流線形となっていることにより、作動流体の流れを阻害しないようになっている。なお、図例では、下流側空間ＤＳの支持部材５９がハウジング５７の内側まで入り込んだ構成となっているが、このハウジング５７の内側に入り込んでいる部位については棒状に形成されていなくてもよい。
【００５２】
支持部材５９には、潤滑剤を供給及び排出するための給排通路５９ａが形成されている。潤滑剤は、第２ケース部２８及び第３ケース部２９の外部から導入され、この給排通路５９ａの１つを通って軸受け５５に供給され、他の給排通路５９ａを通って軸受け５５から排出される。
【００５３】
駆動軸４０の吐出口ＣＳ２側の端部４７は、下流側のハウジング５７内に配置されており、この端部４７には、振動減衰部の一例としてのフレキシブルカップリング６１を介して電動機２２の回転軸２２ａが接続されている。圧縮部２０の駆動軸４０と電動機２２の回転軸２２ａとが増速機を介することなく接続されているので、電動機２２の回転数とロータ３１の回転数とは同じ回転数となっている。
【００５４】
前記減速部２４は、第３ケース部２９によって形成された下流側空間ＤＳを有している。第３ケース部２９は、第１ケース部２７の軸方向一端部に繋がる外周面部２９ａと、外周面部２９ａの内側に配置されて軸方向に延びる内周面部２９ｂと、外周面部２９ａ及び内周面部２９ｂの軸方向端部同士を接続する端面部２９ｃと、を備えている。
【００５５】
外周面部２９ａは、円筒状に形成されるとともに軸方向の中間部において、吐出口ＣＳ２から遠ざかるにつれて内径が少しずつ大きくなるフレア部２９ｄが形成されている。そして、このフレア部２９ｄから先の部位２９ｅは内径が一定となっている。一方、内周面部２９ｂは、下流側のハウジング５７の端部に接続され、軸方向に沿って外径が一定となっている円筒状に形成されている。したがって、下流側空間ＤＳには、軸方向に垂直な断面が円環状であり、かつ断面積が次第に拡大するテーパー部と、軸方向に垂直な断面が円環状であり、かつ断面積が一定となっている平行部とが含まれている。
【００５６】
少なくともテーパー部は、圧縮部２０によって圧縮された作動流体を減速して圧力回復するディフューザとして機能する。平行部は、テーパー部で減速された流体を集合するコレクタとして機能する。減速部２４では、作動流体がテーパー部で十分に減速されるので、平行部において過大な損失を発生せずに圧力回復することができる。なお、図例では、内周面部２９ｂがハウジング５７と段差状に接続された構成を示しているが、この段差部をなくすようにしてもよい。また内周面部２９ｂは、外周面部２９ａのテーパー部に対応するところがテーパー状に形成されている構成としてもよい。また、平行部の長さ等は、吐出口ＣＳ２から吐出された作動流体の流速をどの程度まで減速するかに応じて適宜選択することができる。
【００５７】
外周面部２９ａにおいて、平行部を構成する部位２９ｅには、排出ポート６５が設けられている。この排出ポート６５には、下流側空間ＤＳ内で減速された作動流体を凝縮器１３に導くための配管７４が接続されている。
【００５８】
内周面部２９ｂには、ハウジング５７との接続部から径方向内側に延出されるように電動機支持部６６が設けられている。電動機２２は、減速部２４の内周面部２９ｂの内側に配置されるとともに、電動機支持部６６に取り付けられている。
【００５９】
図３は、図２の圧縮機１０を軸方向の下流側（右側）から見た図である。図２及び図３に示すように、この第２実施形態では、噴霧機構８１は、複数のノズル８２を備えており、第１実施形態のように圧縮機１０とは別体の噴霧室を備えていない。なお、この噴霧機構８１は、図２では図示を省略しているが、図１に示す第１実施形態と同様に、ポンプ８３が分岐管７３の途中に設けられており、分岐管７３の先端部に複数のノズル８２が接続された構成を有している。
【００６０】
また、この第２実施形態では、圧縮部２０の吐出口ＣＳ２と凝縮器１３の流入口１３ａとの間の流体通路９１は、下流側空間ＤＳと、排出ポート６５の内部空間と、配管７４の内部空間とを含む。ノズル８２は、流体通路９１のうちの下流側空間ＤＳに配設されている。
【００６１】
複数のノズル８２は、第３ケース部２９の端面部２９ｃに配設されている。複数のノズル８２は、円環状の空間の周方向のほぼ全周にわたってほぼ等間隔に配置されている。したがって、圧縮部２０の吐出口ＣＳ２から吐出され、円環状の空間内を流れる作動流体を満遍なく冷却することができる。
【００６２】
各ノズル８２は、端面部２９ｃに設けられた図略の貫通口から下流側空間ＤＳ内に挿入されており、各ノズル８２の先端に設けられた図略の噴霧孔は、下流側空間ＤＳ内に配置されている。各噴霧孔は、前記軸方向の上流側に向いているので、各ノズル８２は、作動流体を流体通路９１の上流側にほぼ対向する向きに噴霧することができる。
【００６３】
また、図２に示すように、この凝縮装置７１では、排出ポート６５が減速部２４の側部に設けられており、前記軸方向にほぼ直交する方向（図２では下方）に延びている。圧縮部２０の吐出口ＣＳ２から吐出された作動流体は、減速部２４内を軸方向に流れ、その後、排出ポート６５側に向かって流れる。
【００６４】
一方で、複数のノズル８２は、圧縮機１０の軸方向の下流側の端部（端面部２９ｃ）に設けられていて、減速部２４において排出ポート６５よりも下流側に配設されているので、各ノズル８２が作動流体の流れの邪魔になりにくい。したがって、複数のノズル８２を配置することに起因して圧力損失が生じるのを抑制することができる。
【００６５】
また、ノズル８２から噴霧される作動流体の粒径は、熱交換の効率を向上させる点で小さい方が好ましい。作動流体の粒径を小さくするには、ノズル８２の先端における図略の噴霧孔の孔径を小さくする必要があり、この場合、ノズル８２からの噴霧量もおのずと少なくなる。したがって、この第２実施形態のように、ノズル８２を複数配設することによって噴霧量の総量を確保しつつ作動流体の粒径を小さくすることができる。
【００６６】
本実施形態に係る凝縮装置７１では、圧縮機１０における電動機２２の回転軸２２ａが回転すると、圧縮部２０の駆動軸４０も同じ回転数で回転し、ロータ３１が軸回りに回転する。これに伴い、上流側空間ＵＳ内の作動流体が吸入口ＣＳ１を通じて圧縮空間ＣＳに吸入され、圧縮空間ＣＳ内では作動流体が圧縮されながら図２の右方向に送られ、吐出口ＣＳ２を通して下流側空間ＤＳに吐出される。この作動流体は、減速部２４内において減速されるとともに圧力回復し、排出ポート６５を通して排出される。また、噴霧機構８１のポンプが作動することにより、ノズル８２から冷却用流体としての作動流体が減速部２４の空間内に噴霧される。これにより、圧縮部２０において圧縮された作動流体が減速部２４の空間内において冷却される。
【００６７】
以上説明したように、第１実施形態及び第２実施形態では、流体通路９１内にノズル８２から冷却用流体としての作動流体を噴霧することにより、流体通路９１を流れる作動流体を冷却することができるので、作動流体が凝縮器１３に流入する前に、作動流体の過熱度を予め下げることができる。これにより、凝縮器１３において、過熱蒸気を冷却するために必要な伝熱面積を小さくすることができるので、凝縮器１３を小型化することができる。また、上記のように伝熱面積を小さくすることにより、凝縮器１３にかかるコストを低減することもできる。
【００６８】
また、第１実施形態及び第２実施形態では、冷却用流体を流体通路９１の上流側に向かって噴霧するので、流体通路９１の下流側に向かって噴霧する場合や流体通路９１に直交する方向に噴霧する場合に比べて、作動流体と冷却用流体との相対速度を大きくすることができる。これにより、作動流体と冷却用流体との熱交換の効率を高めることができるので、流体通路９１を流れる作動流体をより効率よく冷却することができる。
【００６９】
前記第２実施形態では、圧縮部２０において昇圧されつつ増速された作動流体の速度をディフューザとして機能する減速部２４において減速できる。また、第２実施形態では、減速部２４の空間に冷却用流体を噴霧可能なように、ノズル８２が圧縮機１０に取り付けられているので、ノズル８２から冷却用流体を噴霧するための噴霧室のような部材を別途設ける必要がない。
【００７０】
第２実施形態では、減速部２４の空間は、電動機２２の回転軸の軸方向に延びるとともに電動機２２を囲むように形成され、前記空間の軸方向に垂直な断面が円環状である。そして、円環状の前記空間の周方向に沿ってノズル８２を複数配置している。これにより、減速部２４の空間において複数箇所に冷却用流体を噴霧することができる。
【００７１】
第１実施形態及び第２実施形態では、冷却用流体として、凝縮器１３の流出口１３ｂから排出された作動流体の一部を用いており、この作動流体の一部をポンプ８３によりノズル８２に送液する構成を採用しているので、作動流体とは別に冷却用流体を準備する必要がない。
【００７２】
第２実施形態では、電動機の回転軸に増速機を介することなく圧縮部の駆動軸が接続された構成となっている。このため、例えば従来の冷凍機に用いられる凝縮装置のように増速機を設けるために電動機を圧縮部に対してオフセットして配置（電動機を圧縮部に対して径方向に位置ずれした状態で配置）させる必要がない。したがって、圧縮機の径方向の幅が大きくなることを防止できる。しかも、増速機が設けられていないため、この点からも圧縮機の径方向の幅が大きくなることを防止できる。
【００７３】
なお、本発明は、前記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。例えば、前記実施形態では、冷凍機に用いられる凝縮装置７１として構成した例について説明したが、これに限られるものではない。例えば、凝縮装置７１を例えば、冷却水を得るためのチラー、空調装置、濃縮機等に用いられる圧縮機として構成してもよい。
【００７４】
作動流体は、水蒸気に限定されるものではない。例えば、炭化水素系のプロセスガス等の種々の流体を作動流体として適用することができる。また、圧縮機は、軸流圧縮機に限定されるものではない。
【００７５】
また、前記実施形態では、作動流体をノズルから流体通路の上流側に向かって噴霧する場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、作動流体をノズルから流体通路の下流側に向かって噴霧してもよく、流体通路と直交する方向に噴霧してもよい。
【００７６】
また、例えば図４に示す変形例１のような凝縮装置７１であってもよい。この変形例１において、流体通路９１は、圧縮機１０と凝縮器１３とをつなぐ配管により構成されており、この配管は、作動流体の流れる方向が屈曲する屈曲部９１ａを有している。ノズル８２は、屈曲部９１ａに配置されている。この屈曲部９１ａは、配管の直線状の部分に比べて、作動流体が流れるときの圧力損失が元々生じやすい箇所であるので、この屈曲部９１ａにノズルを配置しても圧力損失の影響が小さい。
【００７７】
また、仮に、配管の直線状の部分にノズルを配置して、かつ冷却用流体を流体通路の上流側に向かって噴霧しようとすると、例えば、配管の側面から配管内にノズルを挿入し、かつノズルの先端部付近を上流側に折り曲げて配置することによってノズルの噴霧孔を上流側に向ける必要がある。この場合、流体通路の断面積に占めるノズルの割合が比較的大きくなりやすいので、圧力損失が大きくなりやすい。一方、図４に示すように屈曲部９１ａにノズル８２を配置すれば、冷却用流体を流体通路の上流側に向けて噴霧しつつ、ノズル８２の配置に起因する圧力損失への影響を小さくすることができる。
【００７８】
配管の直線状の部分にノズルを配置する場合には、例えば図５（Ａ）に示す変形例２の形態が例示できる。図５（Ａ）に示す変形例２では、圧縮機１０と凝縮器１３とをつなぐ流体通路（配管）９１の直線状部分に、複数のノズル８２が配設されている。この変形例２では、略水平方向に延設された配管の直線状部分に２つのノズル８２が配管の周囲から内側に向かって冷却用流体を噴霧できるように配置されている。より具体的には、上側のノズル８２は、配管内において冷却用流体を下方（圧縮された作業流体の流れに対して略垂直方向）に向かって噴霧できるように図略の噴霧孔を有している。下側のノズル８２は、配管内において冷却用流体を上方に向かって噴霧できるように図略の噴霧孔を有している。
【００７９】
また、図５（Ｂ）に示す変形例３のように、流体通路（配管）９１の直線状部分に、圧縮された作業流体の流れに対して略垂直方向に、複数の（多数の）ノズル８２を配管の周方向に沿って環状に配置してもよい。これらのノズル８２は、前記周方向にほぼ等間隔に点在している。また、この変形例３では、環状の配列が２つ存在している。２つの環状の配列は、図５（Ｂ）において矢印で示す作動流体の流れ方向に互いにずれた位置に設けられている。この変形例３では、各ノズル８２から配管の半径方向内側に向かって冷却用流体が噴霧されるので、配管内を流れる作動流体を満遍なく冷却することができる。
【００８０】
また、変形例３では、各ノズル８２の先端が流体通路９１（配管）の内面から配管内にほとんど突出しないように配管に配設されている。これにより、流体通路９１内において各ノズル８２が作動流体の流れの邪魔にならないので、ノズル８２の配置に起因する圧力損失への影響をさらに小さくすることができる。
【００８１】
なお、変形例２及び変形例３では、流体通路９１の直線状部分に複数のノズル８２を設けているが、直線状部分に１つのノズル８２を設けるだけでもよい。また、変形例２及び変形例３では、流体通路９１の直線状部分において、冷却用流体がノズル８２から半径方向内側に向かって噴霧される場合を例示しているが、これに限定されない。例えば、流体通路９１の直線状部分において、ノズル８２から冷却用流体が上流側に向かって噴霧される形態であってもよい。この場合、例えば、流体通路９１の直線状部分における配管内にノズル８２を挿入し、かつノズル８２の先端部付近を上流側に折り曲げて配置することによって冷却用流体をノズルから上流側に向かって噴霧することができる。
【００８２】
また、例えば、流体通路９１の直線状部分において、ノズル８２を斜めに配設することにより、冷却用流体を上流側に向けて噴霧することができる。この場合は、ノズル８２の先端が流体通路９１（配管）の内面から配管内にほとんど突出しないように、ノズル８２を配設できるので、ノズル８２の配置に起因する圧力損失への影響をさらに小さくすることができる。
【符号の説明】
【００８３】
１０  圧縮機
１２  蒸発器
１３  凝縮器
１４  冷媒回路
２０  圧縮部
２２  電動機
２２ａ  回転軸
２４  減速部
３１  ロータ
４０  駆動軸
７１  凝縮装置
８１  噴霧機構
８２  ノズル
８３  ポンプ
８４  噴霧室
９１  流体通路
９１ａ  屈曲部
ＣＳ１  圧縮部の吸入口
ＣＳ２  圧縮部の吐出口
【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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