(57)【要約】【課題】すべり軸受の耐久性を高めることができる回転機械を提供する。【解決手段】  回転機械（１ａ）は、回転軸（１０）と、すべり軸受（１１）と、供給空間（１５）と、供給孔（１６）と、排出空間（１７）と、第一排出路（１８）と、第二排出路（１９）とを備える。回転軸（１０）は、軸線に平行な外面（１０ｃ）を少なくとも含む端部（１０ｅ）を有する。すべり軸受（１１）は、外面（１０ｃ）と向かい合う軸受面（１１ｓ）を有し、軸受面（１１ｓ）は、軸受空間（１１ｌ）を外面（１０ｃ）との間に定める。第一排出路（１８）は、排出空間（１７）から回転機械（１ａ）の外部に向かって延びている。第二排出路（１９）は、第三開口（１９ｐ）と第四開口（１９ｓ）とを有し、第三開口（１９ｐ）が接している空間を排出空間（１７）又は第一排出路（１８）に連通させている。【選択図】図１
2018115671.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転機械であって、
軸線に平行な外面を少なくとも含む端部を有する回転軸と、
前記回転軸の半径方向において前記外面と向かい合う軸受面であって、潤滑剤を受け入れるとともに前記回転軸を半径方向に支持するための軸受空間を前記外面との間に定める軸受面を有するすべり軸受と、
前記回転軸の前記端部の軸線方向における端面が面し、前記軸受空間に供給されるべき前記潤滑剤を貯留するための供給空間と、
前記回転軸の前記端面及び前記外面にそれぞれ第一開口及び第二開口を有し、前記回転軸の内部に定められているとともに前記軸受空間を前記供給空間に連通させる供給孔と、
前記回転軸の軸線方向において前記第二開口よりも前記第一開口から遠い位置で前記軸受空間に接しており、前記軸受空間から排出された前記潤滑剤を貯留するための排出空間と、
前記排出空間から当該回転機械の外部に向かって延びており、前記潤滑剤を当該回転機械の外部に送るための第一排出路と、
前記回転軸の軸線方向において前記排出空間よりも前記供給空間に近く、かつ、前記軸受空間の近傍の位置に定められた第三開口と、前記排出空間又は前記第一排出路と接している第四開口とを有し、前記第三開口が接している空間を前記排出空間又は前記第一排出路に連通させる第二排出路と、を備えた、
回転機械。
【請求項２】
前記第三開口に接する環状の溝をさらに備えた、請求項１に記載の回転機械。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の回転機械と、
前記潤滑剤を貯留する貯留槽と、
前記貯留槽の内部と前記供給空間とを連通させる第一供給路と、
前記第一供給路に配置され、前記第一供給路における前記潤滑剤の流れに含まれる異物を捕捉するフィルタと、
前記第一排出路を含み、前記排出空間と前記貯留槽の内部とを連通させる第三排出路と、を備えた、
回転機械の潤滑システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、回転機械及び回転機械の潤滑システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転軸の軸受としてすべり軸受が知られている。例えば、特許文献１には、図７に示す通り、すべり軸受５０１が記載されている。すべり軸受５０１は、軸受面５０２及び溝５０３を有する。溝５０３の両端は軸受面５０２の外に露出している。軸受面５０２と軸との摩擦により摩耗粉が発生する。発生した摩耗粉が溝５０３を通ってすべり軸受５０１の外部に放出されるので、摩耗粉が研磨材として作用することを防止できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１−２１６１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の技術によれば、すべり軸受の耐久性を向上させる余地がある。そこで、本開示は、すべり軸受の耐久性を有利に高めることができる回転機械を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、
回転機械であって、
軸線に平行な外面を少なくとも含む端部を有する回転軸と、
前記回転軸の半径方向において前記外面と向かい合う軸受面であって、潤滑剤を受け入れるとともに前記回転軸を半径方向に支持するための軸受空間を前記外面との間に定める軸受面を有するすべり軸受と、
前記回転軸の前記端部の軸線方向における端面が面し、前記軸受空間に供給されるべき前記潤滑剤を貯留するための供給空間と、
前記回転軸の前記端面及び前記外面にそれぞれ第一開口及び第二開口を有し、前記回転軸の内部に定められているとともに前記軸受空間を前記供給空間に連通させる供給孔と、
前記回転軸の軸線方向において前記第二開口よりも前記第一開口から遠い位置で前記軸受空間に接しており、前記軸受空間から排出された前記潤滑剤を貯留するための排出空間と、
前記排出空間から当該回転機械の外部に向かって延びており、前記潤滑剤を当該回転機械の外部に送るための第一排出路と、
前記回転軸の軸線方向において前記排出空間よりも前記供給空間に近く、かつ、前記軸受空間の近傍の位置に定められた第三開口と、前記排出空間又は前記第一排出路と接している第四開口とを有し、前記第三開口が接している空間を前記排出空間又は前記第一排出路に連通させる第二排出路と、を備えた、
回転機械を提供する。
【発明の効果】
【０００６】
上記の回転機械は、すべり軸受の耐久性を有利に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本開示の回転機械の一例の一部を示す断面図
【図２】本開示の回転機械の一例を示す断面図
【図３】本開示の回転機械の別の一例を示す断面図
【図４】本開示の回転機械のさらに別の一例を示す断面図
【図５】本開示の回転機械のさらに別の一例を示す断面図
【図６】本開示の回転機械の潤滑システムを有する冷凍サイクル装置を示す構成図
【図７】従来のすべり軸受を示す概略図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
＜本発明者らの検討に基づく知見＞
特許文献１に記載のすべり軸受は自己潤滑性を有する樹脂によってできており、特許文献１に記載の技術では、すべり軸受の内部に潤滑剤を供給することは想定されていない。本発明者らは、回転機械において回転軸とすべり軸受との間の空間に潤滑剤が供給される場合、潤滑剤の流れに沿って摩耗粉などの異物が回転軸とすべり軸受との間の空間を循環する可能性があることを新たに見出した。摩耗粉等の異物が回転軸とすべり軸受との間の空間を繰り返し通過することにより、異物がすべり軸受の軸受面を研磨して、すべり軸受の耐久性が低下する可能性がある。そこで、本発明者らは、回転機械において回転軸とすべり軸受との間の空間に潤滑剤が供給される場合に、すべり軸受の軸受面が異物によって研磨されにくい技術について日夜検討を重ねた。その結果、本発明者らは、本開示の回転機械を案出した。
【０００９】
本開示の第１態様は、
回転機械であって、
軸線に平行な外面を少なくとも含む端部を有する回転軸と、
前記回転軸の半径方向において前記外面と向かい合う軸受面であって、潤滑剤を受け入れるとともに前記回転軸を半径方向に支持するための軸受空間を前記外面との間に定める軸受面を有するすべり軸受と、
前記回転軸の前記端部の軸線方向における端面が面し、前記軸受空間に供給されるべき前記潤滑剤を貯留するための供給空間と、
前記回転軸の前記端面及び前記外面にそれぞれ第一開口及び第二開口を有し、前記回転軸の内部に定められているとともに前記軸受空間を前記供給空間に連通させる供給孔と、
前記回転軸の軸線方向において前記第二開口よりも前記第一開口から遠い位置で前記軸受空間に接しており、前記軸受空間から排出された前記潤滑剤を貯留するための排出空間と、
前記排出空間から当該回転機械の外部に向かって延びており、前記潤滑剤を当該回転機械の外部に送るための第一排出路と、
前記回転軸の軸線方向において前記排出空間よりも前記供給空間に近く、かつ、前記軸受空間の近傍の位置に定められた第三開口と、前記排出空間又は前記第一排出路と接している第四開口とを有し、前記第三開口が接している空間を前記排出空間又は前記第一排出路に連通させる第二排出路と、を備えた、
回転機械を提供する。
【００１０】
第１態様によれば、供給空間に貯留された潤滑剤は供給孔を通って軸受空間に供給される。軸受空間に供給された潤滑剤の一部は供給空間に向かって流れる。軸受空間に供給された潤滑剤に摩耗粉等の異物が存在すると、異物は供給空間に向かう潤滑剤の流れによって送られ、第三開口に到達する。この場合、異物は、第二排出路を通過して、排出空間又は第一排出路に送られ、その後第一排出路を通って回転機械の外部に送られる。このように、軸受空間から供給空間に向かう潤滑剤の流れに含まれる異物が第二排出路を通って回転機械の外部に送られるので、異物によってすべり軸受の軸受面が研磨されにくい。なお、特許文献１に記載の技術によれば、すべり軸受５０１が溝５０３を有することにより、軸受面５０２の面積が小さくなりやすく、軸受面５０２にかかる圧力が上昇しやすい。このため、すべり軸受５０１は摩耗しやすく、特許文献１に記載の技術は耐久性の観点から有利とは言い難い。第１態様によれば、軸受面に溝が形成されていなくても又は軸受面に形成された溝が少なくても、軸受空間に存在する異物を回転機械の外部に送ることができる。このため、軸受面の面積を大きくしやすく、軸受面に係る圧力を低減しやすい。その結果、軸受面の摩耗を軽減できる。このように、第１態様の回転機械はすべり軸受の耐久性を有利に高めることができる。
【００１１】
本開示の第２態様は、第１態様に加えて、前記第三開口に接する環状の溝をさらに備えた、回転機械を提供する。第２態様によれば、軸受空間から供給空間に向かって流れる潤滑剤の流れに含まれる異物が回転軸の回転に伴う遠心力によって環状の溝に集まり第二排出路に導かれやすい。その結果、多くの異物を回転機械の外部に送ることができる。これにより、異物によって軸受面が摩耗しにくく、すべり軸受の耐久性を有利に高めることができる。第２態様は、特に回転軸が高速回転する場合にすべり軸受の耐久性を有利に高めることができる。
【００１２】
本開示の第３態様は、
第１態様又は第２態様の回転機械と、
前記潤滑剤を貯留する貯留槽と、
前記貯留槽の内部と前記供給空間とを連通させる第一供給路と、
前記第一供給路に配置され、前記第一供給路における前記潤滑剤の流れに含まれる異物を捕捉するフィルタと、
前記第一排出路を含み、前記排出空間と前記貯留槽の内部とを連通させる第三排出路と、を備えた、
回転機械の潤滑システムを提供する。
【００１３】
第３態様によれば、第二排出路を通過した潤滑剤は、第一排出路及び第三排出路をさらに通過して貯留槽に送られる。これにより、軸受空間に存在した異物が貯留槽に送られる。貯留槽に貯留された潤滑剤はポンプの作動により第一供給路を通って供給空間に供給される。第一供給路を流れる潤滑剤はフィルタを通過するので、貯留槽に貯留された潤滑剤に異物が含まれていてもフィルタによって異物が捕捉される。このため、異物の濃度が少ない潤滑剤が供給空間及び供給孔を通って軸受空間に供給される。その結果、軸受面が摩耗しにくく、回転機械が高い信頼性を有する。
【００１４】
以下、本開示の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は例示に過ぎず、これらによって本発明が限定されるものではない。
【００１５】
＜回転機械＞
図１に示す通り、回転機械１ａは、回転軸１０と、すべり軸受１１と、供給空間１５と、供給孔１６と、排出空間１７と、第一排出路１８と、第二排出路１９と、を備えている。回転軸１０は、回転軸１０の軸線に平行な外面１０ｃを少なくとも含む端部１０ｅを有する。すべり軸受１１は、軸受面１１ｓを有する。軸受面１１ｓは、回転軸１０の半径方向において外面１０ｃと向かい合っている。軸受面１１ｓは、軸受空間１１ｌを回転軸１０の外面１０ｃとの間に定める。軸受空間１１ｌは、潤滑剤を受け入れるとともに回転軸１０を半径方向に支持するための空間である。供給空間１５は、軸受空間１１ｌに供給されるべき潤滑剤を貯留するための空間である。回転軸１０の端部１０ｅの軸線方向における端面１０ｔが供給空間１５に面している。供給孔１６は、回転軸１０の端面１０ｔ及び外面１０ｃにそれぞれ第一開口１６ｐ及び第二開口１６ｓを有する。供給孔１６は、回転軸１０の内部に定められているとともに軸受空間１１ｌを供給空間１５に連通させている。排出空間１７は、軸受空間１１ｌから排出された潤滑剤を貯留するための空間である。排出空間１７は、回転軸１０の軸線方向において第二開口１６ｓよりも第一開口１６ｐから遠い位置で軸受空間１１ｌに接している。第一排出路１８は、排出空間１７から回転機械１ａの外部に向かって延びている。第一排出路１８は、潤滑剤を回転機械１ａの外部に送るための流路である。第二排出路１９は、第三開口１９ｐと、第四開口１９ｓとを有する。第三開口１９ｐは、回転軸１０の軸線方向において排出空間１７よりも供給空間１５に近く、かつ、軸受空間１１ｌの近傍の位置に定められている。第四開口１９ｓは、排出空間１７又は第一排出路１８と接している。第二排出路１９は、第三開口１９ｐが接している空間を排出空間１７又は第一排出路１８に連通させている。
【００１６】
第三開口１９ｐに関し、「軸受空間１１ｌの近傍の位置」は、例えば、軸線方向における軸受空間１１ｌの供給空間１５に近い端とこの端から軸受空間１１ｌの外径の２倍に相当する距離だけ軸受空間１１ｌから軸線方向に遠ざかった位置との間に存在する。第三開口１９ｐは、例えば供給空間１５に面している。
【００１７】
第二排出路１９の少なくとも一部は、例えばすべり軸受１１に形成された孔によって定められている。
【００１８】
回転機械１ａの運転期間中に、回転機械１ａの外部から供給空間１５に潤滑剤が供給される。供給空間１５に供給された潤滑剤は、第一開口１６ｐから供給孔１６の中に入る。供給孔１６の一部は第二開口１６ｓに向かって回転軸１０の半径方向に延びている。このため、供給孔１６を流れる潤滑剤は、回転軸１０の回転による遠心力を受けて軸受空間１１ｌに圧送される。軸受空間１１ｌ、供給空間１５、及び排出空間１７における潤滑剤の圧力の間で軸受空間１１ｌにおける潤滑剤の圧力が最も高く、供給空間１５における潤滑剤の圧力が２番目に高く、排出空間１７における潤滑剤の圧力が最も低い。このため、潤滑剤は、軸受空間１１ｌにおいて回転軸１０及びすべり軸受１１を潤滑した後、排出空間１７に排出され第一排出路１８を通って回転機械１ａの外部に送られるが、潤滑剤の一部は供給空間１５に向かっても流れる。軸受空間１１ｌにおける潤滑剤にはすべり軸受１１の摩耗粉等の異物が含まれている可能性がある。軸受空間１１ｌから供給空間１５に向かう潤滑剤の流れ及び供給空間１５から供給孔１６に供給される潤滑剤の流れによって異物が供給孔１６に吸入されてしまうと、異物が軸受面１１ｓを研磨する可能性がある。回転機械１ａによれば、異物は軸受空間１１ｌから供給空間１５に向かう潤滑剤の流れによって第三開口１９ｐに到達する。これにより、異物は、第二排出路１９を通過して、排出空間１７又は第一排出路１８に送られ、その後第一排出路１８を通って回転機械１ａの外部に送られる。このように、軸受空間１１ｌから供給空間１５に向かって流れる潤滑剤の流れに含まれる異物が第二排出路１９を通って回転機械１ａの外部に送られるので、異物によってすべり軸受１１の軸受面１１ｓが研磨されにくい。
【００１９】
回転機械１ａによれば、軸受面１１ｓに溝が形成されていなくても又は軸受面１１ｓに形成された溝が少なくても、軸受空間１１ｌに存在する異物を回転機械１ａの外部に送ることができる。このため、軸受面１１ｓの面積を大きくしやすく、軸受面１１ｓに係る圧力を低減しやすい。その結果、軸受面１１ｓの摩耗が軽減される。これにより、回転機械１ａのすべり軸受１１は高い耐久性を有する。
【００２０】
軸受空間１１ｌの半径方向の寸法は、回転機械１ａの運転期間中に流体潤滑可能であるように定められており、例えば数十μｍである。
【００２１】
図１に示す通り、回転機械１ａは、例えば軸受箱１２及び軸受押え１３を備えている。軸受箱１２は軸線方向の一端が開口している円筒状の箱である。軸受箱１２の内部にすべり軸受１１が取付けられている。また、軸受箱１２の内部には回転軸１０の端部１０ｅを含む部分が挿入されており、排出空間１７は、例えば軸受箱１２の内面と回転軸１０との間に定められている。例えば、軸受箱１２の外面には第一排出路１８を定める配管が取付けられている。
【００２２】
軸受押え１３は、回転軸１０の軸線方向に軸受箱１２と隣り合って配置され、軸受箱１２の開口を定める端面に固定されている。また、軸受押え１３は、軸線方向に延びる貫通孔１４を有する。貫通孔１４の内部には配管の一部が配置されている。貫通孔１４は供給空間１５に接している。
【００２３】
回転機械１ａは、例えばターボ機械である。この場合、図２に示す通り、回転機械１ａは、ケーシング３１ａと、ケーシング３１ｂと、駆動モータ３２と、羽根車３８とをさらに備えている。ケーシング３１ａの内部には羽根車３８が収容されている。羽根車３８は、焼き嵌めによって回転軸１０に固定されている。回転機械１ａは、例えば遠心圧縮機として動作する。ケーシング３１ａの内部において羽根車３８とケーシング３１ａの内面との間に圧縮空間６１が形成され、羽根車３８の前端に圧縮空間入口６２が形成されている。ケーシング３１ａの内面は、羽根車３８の半径方向外側において渦形室３９を定めており、圧縮空間出口６３が渦形室３９に接している。
【００２４】
回転機械１ａの運転期間中、駆動モータ３２が作動すると回転軸１０とともに羽根車３８が回転する。これにより、圧縮性流体が圧縮空間６１に吸い込まれ圧縮される。圧縮された流体は、圧縮空間出口６３から回転機械１ａの外部に吐出される。
【００２５】
ケーシング３１ｂは、回転軸１０の軸線方向にケーシング３１ａと隣り合って配置されており、ケーシング３１ｂはケーシング３１ａに固定されている。駆動モータ３２は、ケーシング３１ｂの内部に収容されている。駆動モータ３２は、固定子３３及び回転子３４を備えている。固定子３３は焼き嵌めによってケーシング３１ｂに固定されており、回転子３４は焼き嵌めによって回転軸１０に固定されている。固定子３３の内面と回転子３４の外面との間には所定のサイズの隙間が形成されている。回転軸１０は、回転軸１０の軸線方向における回転子３４の端面から軸線方向外側に延びている。
【００２６】
図２に示す通り、回転機械１ａは、例えば、回転軸１０の両端部に配置された２つのすべり軸受１１（第一すべり軸受１１ａ及び第二すべり軸受１１ｂ）を備えている。図１には、第一すべり軸受１１ａが示されているが、第二すべり軸受１１ｂは第一すべり軸受１１ａと同様に構成されている。
【００２７】
（変形例）
回転機械１ａは、様々な観点から変更可能である。例えば、回転機械１ａは、図３に示す回転機械１ｂ、図４に示す回転機械１ｃ、又は図５に示す回転機械１ｄのように変更されてもよい。回転機械１ｂ、回転機械１ｃ、及び回転機械１ｄは、特に説明する場合を除き回転機械１ａと同様に構成されている。回転機械１ａの構成要素と同一又は対応する回転機械１ｂ、回転機械１ｃ、及び回転機械１ｄの構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。回転機械１ａに関する説明は、技術的に矛盾しない限り、回転機械１ｂ、回転機械１ｃ、及び回転機械１ｄにもあてはまる。
【００２８】
図３に示す通り、回転機械１ｂにおいて、回転軸１０の端部１０ｅが外面１０ｃから端面１０ｔに向かって延びているテーパー面１０ｋを有する。また、すべり軸受１１は、テーパー面１０ｋと向かい合うテーパー状の内面が軸受面１１ｓから延びている。これにより、すべり軸受１１は、回転軸１０を軸線方向にも支持できる。
【００２９】
図４に示す通り、回転機械１ｃは、環状の溝１９ｇをさらに備えている。環状の溝１９ｇは、第三開口１９ｐに接している。
【００３０】
回転軸１０が高速回転する場合、軸受空間１１ｌから供給空間１５に向かって流れる潤滑剤の流速が大きい。このため、供給空間１５に貯留された潤滑剤が攪拌されやすい。しかし、潤滑剤に含まれる異物は、回転軸１０の回転に伴う遠心力により環状の溝１９ｇに集まる。その後、異物は、第二排出路１９を通って、排出空間１７又は第一排出路１８に送られ、第一排出路１８を通って回転機械１ｃの外部にさらに送られる。このため、回転機械１ｃによれば、特に回転軸１０が高速回転する場合に、すべり軸受１１の耐久性を高めやすい。
【００３１】
図５に示す通り、回転機械１ｄは環状の溝１９ｇをさらに備え、環状の溝１９ｇの軸線方向の寸法は回転軸の端部１０ｅに向かって半径方向に拡大している。これにより、軸受空間１１ｌから供給空間１５に向かう潤滑剤の流れに沿って軸受空間１１ｌから排出された異物が軸線方向に第三開口１９ｐを通り過ぎても、異物が回転軸１０の回転に伴う遠心力によって環状の溝１９ｇに集まり、第二排出路１９に向かって移動する。このため、異物を効率的に回転機械１ｄの外部に排出できる。
【００３２】
第三開口１９ｐは、回転軸１０の軸線方向において、供給空間１５よりも回転軸１０の端部１０ｅから遠い位置に定められていてもよい。この場合、軸受空間１１ｌから供給空間１５に向かう潤滑剤の流れに沿って軸受空間１１ｌから排出された異物が供給空間１５を通り過ぎても異物が第二排出路１９に向かって移動しやすい。例えば、回転軸１０の回転による遠心力により第二開口１６ｓから軸受空間１１ｌに圧送される潤滑剤の圧力は、回転機械１ａの外部から供給空間１５に圧送される潤滑剤の圧力よりも十分に高い。このため、第三開口１９ｐが、回転軸１０の軸線方向において、供給空間１５よりも回転軸１０の端部１０ｅから遠い位置に定められていても、軸受空間１１ｌへの潤滑剤の供給に支障はない。
【００３３】
第二排出路１９は、第三開口１９ｐとして、回転軸１０の軸線方向に複数の開口を有していてもよい。また、第二排出路１９は、第三開口１９ｐとして、回転軸１０の周方向に複数の開口を有していてもよい。
【００３４】
＜潤滑システム及び冷凍サイクル装置＞
次に、回転機械の潤滑システム７０及び冷凍サイクル装置１００について説明する。図６に示す通り、潤滑システム７０は、回転機械１ａと、貯留槽２４と、第一供給路７１と、フィルタ７８と、第三排出路７２とを備えている。貯留槽２４は、潤滑剤を貯留する。第一供給路７１は、貯留槽２４の内部と供給空間１５とを連通させる。フィルタ７８は、第一供給路７１に配置され、第一供給路７１における潤滑剤の流れに含まれる異物を捕捉する。第三排出路７２は、第一排出路１８を含み、排出空間１７と貯留槽２４の内部とを連通させる。
【００３５】
第二排出路１９を通過した潤滑剤は、第一排出路１８及び第三排出路７２をさらに通過して貯留槽２４に送られる。これにより、軸受空間１１ｌに存在した異物が貯留槽２４に送られる。貯留槽２４に貯留された潤滑剤は第一供給路７１を通って供給空間１５に供給される。第一供給路７１を流れる潤滑剤はフィルタ７８を通過するので、貯留槽２４に貯留された潤滑剤に異物が含まれていてもフィルタ７８によって異物が捕捉される。このため、異物の濃度が少ない潤滑剤が供給空間１５及び供給孔１６を通って軸受空間１１ｌに供給される。その結果、軸受面１１ｓが摩耗しにくく、回転機械１ａが高い信頼性を有する。
【００３６】
潤滑システム７０は、例えば、ポンプ７６をさらに備えている。ポンプ７６は、第一供給路７１に配置され、貯留槽２４に貯留された潤滑剤を供給空間１５に向かって送る。
【００３７】
潤滑システム７０は、回転機械１ａの代わりに、回転機械１ｂ、回転機械１ｃ、又は回転機械１ｄを備えていてもよい。
【００３８】
潤滑システム７０は、例えば冷凍サイクル装置１００に組み込まれている。冷凍サイクル装置１００は、主回路２１と、第一循環回路２２と、第二循環回路２３と、回転機械１ａとを備えている。冷凍サイクル装置１００は、例えば冷房専用の空気調和装置として機能する。冷凍サイクル装置１００で使用される冷媒は、例えば、常温（日本工業規格：２０℃±１５℃  JIS Z 8703）において大気圧より低い飽和蒸気圧を有する物質を主成分として含有している。冷媒の主成分は、常温において大気圧より低い飽和蒸気圧を有する物質である限り特に制限されないが、例えば、水、アルコール、又はエーテルである。なお、本明細書において「主成分」とは、質量基準で最も多く含まれる成分を意味する。
【００３９】
冷凍サイクル装置１００において、回転機械１ａは圧縮機として機能する。主回路２１は、貯留槽２４（第一貯留槽）、回転機械１ａ、及び第二貯留槽２５がこの順で接続された回路である。主回路２１において、第一貯留槽２４の内部空間と、回転機械１ａの羽根車３８が収容されている空間とが流路２１ａによって連通している。主回路２１において、回転機械１ａの渦形室３９と第二貯留槽２５の内部空間とが流路２１ｃによって連通している。主回路２１において、第一貯留槽２４の内部空間と第二貯留槽２５の内部空間とが流路２１ｄによって連通している。
【００４０】
第一循環回路２２は、第一ポンプ２６及び第一熱交換器２７を有する。第一貯留槽２４には、液冷媒が貯留されている。第一貯留槽２４に貯留された液冷媒は、上記の通り、潤滑システム７０における潤滑剤としても機能する。第一循環回路２２は、第一貯留槽２４に貯留された液冷媒が第一ポンプ２６によって第一熱交換器２７に供給され、第一熱交換器２７で吸熱した冷媒が第一貯留槽２４に戻るように構成されている。第一循環回路２２において、第一貯留槽２４と第一ポンプ２６の入口とが流路２２ａによって接続されている。第一ポンプ２６の出口と第一熱交換器２７の入口とが流路２２ｂによって接続されている。第一熱交換器２７の出口と第一貯留槽２４とが流路２２ｃによって接続されている。
【００４１】
第二循環回路２３は、第二ポンプ２８及び第二熱交換器２９を有する。第二貯留槽２５には、液冷媒が貯留されている。第二循環回路２３は、第二貯留槽２５に貯留された液冷媒が第二ポンプ２８によって第二熱交換器２９に供給され、第二熱交換器２９で放熱した冷媒が第二貯留槽２５に戻るように構成されている。第二循環回路２３において、第二貯留槽２５と第二ポンプ２８の入口とが流路２３ａによって接続されている。第二ポンプ２８の出口と第二熱交換器２９の入口とが流路２３ｂによって接続されている。第二熱交換器２９の出口と第二貯留槽２５とが流路２３ｃによって接続されている。
【００４２】
主回路２１において、第二貯留槽２５には、冷凍サイクルにおける低温高圧の冷媒が貯留されている。低温高圧の作動流体は、流路２１ｄを通って第一貯留槽２４に送られ、第一貯留槽２４において膨張又は蒸発して低温低圧の冷媒になる。第一貯留槽２４における低温低圧の冷媒は、流路２１ａを通って回転機械１ａに送られ、回転機械１ａによって圧縮されて高温高圧の冷媒になる。高温高圧の冷媒は、回転機械１ａから流路２１ｃに吐出され、第二貯留槽２５に供給される。第二貯留槽２５に流入した高温高圧の冷媒は第二貯留槽２５において冷却され低温高圧の冷媒になる。
【００４３】
第一貯留槽２４の内部において低温高圧の冷媒は、第一循環回路２２に充填された熱輸送のための流体を冷却することにより低温低圧の冷媒になる。熱輸送のための流体は第一ポンプ２６によって流路２２ａ及び流路２２ｂを通って第一熱交換器２７に送られ、例えば第一熱交換器２７において室内の空気を冷却した後、第一貯留槽２４に戻る。
【００４４】
第二貯留槽２５に流入した高温高圧の冷媒は、第二循環回路２３に充填された熱輸送のための流体に放熱して低温高圧の作動流体になる。熱輸送のための流体は、第二ポンプ２８によって流路２３ａ及び流路２３ｂを通って第二熱交換器２９に送られ、室外の空気に放熱した後、第二貯留槽２５に戻る。このようにして、冷凍サイクル装置１００は、冷房専用の空気調和機として機能する。
【００４５】
潤滑システム７０及び冷凍サイクル装置１００は、様々な観点から変更可能である。例えば、潤滑システム７０は、第一貯留槽２４に貯留された液冷媒に代えて、第二貯留槽２５に貯留された液冷媒が潤滑剤として機能するように変更されてもよい。換言すると、第二貯留槽２５が潤滑システム７０における潤滑剤を貯留する貯留槽として用いられる。この場合、潤滑剤の温度が高いので、潤滑の特性が変化する。しかし、回転軸１０及びすべり軸受１１を潤滑できれば、第二貯留槽２５に貯留された液冷媒は高い圧力を有する。このため、場合によっては、ポンプ７６を省略できる。これにより、潤滑システム７０の製造コストを低減できる。また、潤滑システム７０を構成する機器が少なくなるので潤滑システム７０が故障する要因が減る。第二熱交換器２９に供給される流体の量に比べて、すべり軸受１１で使用される潤滑剤の量は十分に少ないので、このような変更は、冷凍サイクル装置１００の全体の効率にほとんど影響を与えない。
【００４６】
潤滑システム７０において、ポンプ７６の代わりに第一ポンプ２６によって第一貯留槽２４から供給空間１５に潤滑剤が圧送されてもよい。これにより、冷凍サイクル装置１００を構成する機器が少なくなるので、潤滑システム７０の製造コストを低減できるとともに潤滑システム７０が故障する要因が減る。第一熱交換器２７に供給される流体の量に比べて、すべり軸受１１で使用される潤滑剤の量は十分に少ないので、このような変更は、冷凍サイクル装置１００の全体の効率にほとんど影響を与えない。
【００４７】
回転機械１ａ及び潤滑システム７０は、冷凍サイクル装置１００以外の装置に組み込まれてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本開示の回転機械は、家庭用又は業務用の空気調和装置、チラー、給湯用ヒートポンプに特に有用である。本開示の回転機械は、水を主成分として含有している冷媒を用いるヒートポンプに特に有用である。本開示の回転機械は、産業用製氷装置又は冷凍冷蔵装置等の大型の冷凍サイクル装置、プラント等で使用される空圧機器の動力源、クリーンルーム等で使用される圧縮空気を利用した清浄装置における圧縮空気の供給源、火力発電、水力発電、風力発電、潮汐力発電、及び原子力発電などの各種発電のためのタービン及びポンプ、船舶の推進装置、航空機のジェットエンジン、並びに自動車のドライブトレインにも適用できる。
【符号の説明】
【００４９】
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ  回転機械
１０                    回転軸
１０ｃ                  外面
１０ｅ                  端部
１０ｔ                  端面
１１                    すべり軸受
１１ｌ                  軸受空間
１１ｓ                  軸受面
１５                    供給空間
１６                    供給孔
１６ｐ                  第一開口
１６ｓ                  第二開口
１７                    排出空間
１８                    第一排出路
１９                    第二排出路
１９ｐ                  第三開口
１９ｓ                  第四開口
１９ｇ                  環状の溝
２４                    貯留槽
７０                    潤滑システム
７１                    第一供給路
７２                    第三排出路
７８                    フィルタ
【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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