(57)【要約】【課題】モータに対する高い冷却効果を発揮でき、高い信頼性を有するターボ機械を提供する。【解決手段】  本開示のターボ機械（１ａ）は、モータ（１５）と、回転軸（１０）と、第一軸受（２０）と、第二軸受（２１）と、第一供給槽（４０）と、第二供給槽（４１）と、第一羽根車（１２）と、第二羽根車（１３）とを備える。回転軸（１０）は、第一開口部（１１ａ）と、第二開口部、（１１ｃ）と、冷却流路（１１ｂ）とを備える。第一開口部（１１ａ）は、回転軸（１０）の一方の端面（１０ｅ）に設けられている。第一開口部（１１ａ）を通って流入した潤滑剤は、冷却流路（１１ｂ）を通って、第二開口部（１１ｃ）から流出する。【選択図】図１
2018066308.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、
前記モータを貫いた状態で延びており、前記モータによって駆動される回転軸であって、回転軸の軸線方向において、一方の端面と、他方の端面とを有する回転軸と、
前記回転軸の軸線方向における一方の端部を半径方向に支持する第一軸受であって、前記回転軸の軸線方向において、一方の端面と、前記一方の端面よりも前記モータの近くに位置する他方の端面とを有する、第一軸受と、
前記回転軸の軸線方向における他方の端部を半径方向に支持する第二軸受であって、前記回転軸の軸線方向において、一方の端面と、前記一方の端面よりも前記モータの近くに位置する他方の端面とを有する、第二軸受と、
前記第一軸受の前記一方の端面を覆い、液体の潤滑剤を貯留する第一供給槽であって、前記第一供給槽に貯留された前記潤滑剤が前記回転軸の前記一方の端面と接触している第一供給槽と、
前記第二軸受の前記一方の端面を覆い、前記潤滑剤を貯留する第二供給槽と、
前記回転軸の軸線方向において前記モータと前記第一軸受との間に配置される第一羽根車と、
前記回転軸の軸線方向において前記モータと前記第二軸受との間に配置される第二羽根車と、を備え、
前記モータは、前記回転軸の軸線方向において、第一の端面と第二の端面とを有しており、
前記回転軸は、第一開口部と、第二開口部と、前記第一開口部と前記第二開口部とを接続する孔であって、前記回転軸の軸線方向に沿って延びる部分を含む孔である冷却流路と、を備え、
前記第一開口部、前記モータの前記第一の端面、前記モータの前記第二の端面、及び前記第二開口部は、前記回転軸の軸線方向において、この順に並んでおり、
前記第一開口部は、前記回転軸の前記一方の端面に設けられ、前記第一開口部を通って流入した前記潤滑剤は、前記冷却流路を通って、前記第二開口部から流出する、
ターボ機械。
【請求項２】
前記第二開口部は、前記回転軸の前記他方の端面に設けられている、請求項１に記載のターボ機械。
【請求項３】
前記第二開口部は、前記回転軸の軸線方向において、前記モータの前記第二の端面と前記第二供給槽との間に位置する前記回転軸の外周面に設けられている、請求項１又は２に記載のターボ機械。
【請求項４】
前記第二開口部は、前記回転軸の軸線方向において前記第二羽根車と前記第二軸受との間に位置しており、
前記第二軸受の内周面と前記回転軸の外周面との間の空間及び前記冷却流路に連通しているとともに、前記第二軸受の前記他方の端面と前記第二羽根車との間の位置から当該ターボ機械の外部に向かって延びている排出流路であって、前記空間を通過した前記潤滑剤及び前記第二開口部から流出した前記潤滑剤を当該ターボ機械の外部に排出する排出流路をさらに備えた、
請求項３に記載のターボ機械。
【請求項５】
前記潤滑剤は、常温における飽和蒸気圧が絶対圧で０．３ＭＰａ以下である流体を主成分として含む、請求項１〜４に記載のターボ機械。
【請求項６】
前記潤滑剤は、水を主成分として含有している、請求項１〜４のいずれか１項に記載のターボ機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ターボ機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷媒蒸気を圧縮して凝縮器へ送るための圧縮機としてターボ機械を備えた冷凍サイクル装置が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、図８に示す通り、冷凍機３００が記載されている。冷凍機３００は、圧縮機３０１と、蒸発器３０２と、凝縮器３０４と、冷却塔３１６と、冷却水ポンプ３１８とを備えている。圧縮機３０１は、回転体と、複数の軸受３２０とを備えている。その回転体は、回転軸３１０と、複数の羽根車３１２とを有する。冷却水ポンプ３１８の吐出圧により冷却塔３１６から凝縮器３０４に供給される冷却水の一部が潤滑水として各軸受３２０に供給される。
【０００４】
また、ターボ機械として、冷却風によりロータを効率的に冷却できる電動遠心圧縮機が知られている。例えば、特許文献２には、図９に示す通り、電動遠心圧縮機５００が記載されている。電動遠心圧縮機５００は、ロータ５２０と、インペラ５２６と、テンションシャフト５３０とを備えている。テンションシャフト５３０は、空間部５７４と、第１孔部５７６と、第２孔部５７８とを有する。第１孔部５７６及び第２孔部５７８のそれぞれは、テンションシャフト５３０の外周の等角度間隔で離間した４ヶ所に形成されている。冷却風は第２孔部５７８を通って空間部５７４に導入される。さらに冷却風は空間部５７４に沿ってテンションシャフトの５３０の軸方向に流れてテンションシャフト５３０を冷却した後、第１孔部５７６から排出される。これにより、ロータ５２０を効率的に冷却できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−３１６９８号公報
【特許文献２】特開２０１１−２０２５６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１によれば、圧縮機３０１の回転軸３１０を回転させるためのモータの冷却について具体的に検討されていない。また、特許文献２に記載の技術は、モータに対する冷却効果を高める観点から改良の余地を有する。そこで、本開示は、モータに対する高い冷却効果を有利に発揮でき、高い信頼性を有するターボ機械を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示は、
モータと、
前記モータを貫いた状態で延びており、前記モータによって駆動される回転軸であって、回転軸の軸線方向において、一方の端面と、他方の端面とを有する回転軸と、
前記回転軸の軸線方向における一方の端部を半径方向に支持する第一軸受であって、前記回転軸の軸線方向において、一方の端面と、前記一方の端面よりも前記モータの近くに位置する他方の端面とを有する、第一軸受と、
前記回転軸の軸線方向における他方の端部を半径方向に支持する第二軸受であって、前記回転軸の軸線方向において、一方の端面と、前記一方の端面よりも前記モータの近くに位置する他方の端面とを有する、第二軸受と、
前記第一軸受の前記一方の端面を覆い、液体の潤滑剤を貯留する第一供給槽であって、前記第一供給槽に貯留された前記潤滑剤が前記回転軸の前記一方の端面と接触している第一供給槽と、
前記第二軸受の前記一方の端面を覆い、前記潤滑剤を貯留する第二供給槽と、
前記回転軸の軸線方向において前記モータと前記第一軸受との間に配置される第一羽根車と、
前記回転軸の軸線方向において前記モータと前記第二軸受との間に配置される第二羽根車と、を備え、
前記モータは、前記回転軸の軸線方向において、第一の端面と第二の端面とを有しており、
前記回転軸は、第一開口部と、第二開口部と、前記第一開口部と前記第二開口部とを接続する孔であって、前記回転軸の軸線方向に沿って延びる部分を含む孔である冷却流路と、を備え、
前記第一開口部、前記モータの前記第一の端面、前記モータの前記第二の端面、及び前記第二開口部は、前記回転軸の軸線方向において、この順に並んでおり、
前記第一開口部は、前記回転軸の前記一方の端面に設けられ、前記第一開口部を通って流入した前記潤滑剤は、前記冷却流路を通って、前記第二開口部から流出する、
ターボ機械を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
上記のターボ機械は、モータに対する高い冷却効果を有利に発揮でき、高い信頼性を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本開示のターボ機械の一例を示す断面図である。
【図２】図２は、図１に示すターボ機械を備えた冷凍サイクル装置の一例を示す構成図である。
【図３】図３は、本開示のターボ機械の別の一例を示す断面図である。
【図４】図４は、本開示のターボ機械のさらに別の一例を示す断面図である。
【図５】図５は、本開示のターボ機械のさらに別の一例を示す断面図である。
【図６】図６は、本開示のターボ機械のさらに別の一例を示す断面図である。
【図７】図７は、図１に示すターボ機械を備えた冷凍サイクル装置の別の一例を示す構成図である。
【図８】図８は、従来の冷凍機を示す構成図である。
【図９】図９は、従来の電動遠心圧縮機を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜本発明者らの検討に基づく知見＞
ターボ機械のモータを冷却する場合に、特許文献２のように冷却風（気体）によって冷却しても十分な冷却効果が発揮されない可能性がある。例えば、ターボ機械のモータとして誘導モータが用いられ、かつ、ターボ機械における作動流体の圧力が低い場合、誘導モータの滑りに伴う損失によって大きな発熱が生じる。気体の密度は小さいので、気体による冷却では大きな発熱に見合うようにモータを十分に冷却できない可能性がある。そこで、本発明者らは、モータに対する高い冷却効果を有利に発揮できる技術について日夜検討を重ねた。検討の結果、本発明者らは、液体の潤滑剤を、回転軸の一方の端面に設けた開口部を通過させ、回転軸の内部で開口部から回転軸の軸線方向に沿って延びる部分を含む孔である冷却流路を通って流出させることが有利であることを新たに見出した。加えて、本発明者らは、回転軸の軸線方向において所定の位置に設けられた別の開口部から液体の潤滑剤を流出させることにより、モータに対する高い冷却効果が発揮されることを新たに見出した。本開示のターボ機械は、このような発明者らの検討による新たな知見に基づいて案出された。上記の知見は、本発明者らの検討に基づく知見であり、先行技術として自認するものではない。
【００１１】
本開示の第１態様は、
モータと、
前記モータを貫いた状態で延びており、前記モータによって駆動される回転軸であって、回転軸の軸線方向において、一方の端面と、他方の端面とを有する回転軸と、
前記回転軸の軸線方向における一方の端部を半径方向に支持する第一軸受であって、前記回転軸の軸線方向において、一方の端面と、前記一方の端面よりも前記モータの近くに位置する他方の端面とを有する、第一軸受と、
前記回転軸の軸線方向における他方の端部を半径方向に支持する第二軸受であって、前記回転軸の軸線方向において、一方の端面と、前記一方の端面よりも前記モータの近くに位置する他方の端面とを有する、第二軸受と、
前記第一軸受の前記一方の端面を覆い、液体の潤滑剤を貯留する第一供給槽であって、前記第一供給槽に貯留された前記潤滑剤が前記回転軸の前記一方の端面と接触している第一供給槽と、
前記第二軸受の前記一方の端面を覆い、前記潤滑剤を貯留する第二供給槽と、
前記回転軸の軸線方向において前記モータと前記第一軸受との間に配置される第一羽根車と、
前記回転軸の軸線方向において前記モータと前記第二軸受との間に配置される第二羽根車と、を備え、
前記モータは、前記回転軸の軸線方向において、第一の端面と第二の端面とを有しており、
前記回転軸は、第一開口部と、第二開口部と、前記第一開口部と前記第二開口部とを接続する孔であって、前記回転軸の軸線方向に沿って延びる部分を含む孔である冷却流路と、を備え、
前記第一開口部、前記モータの前記第一の端面、前記モータの前記第二の端面、及び前記第二開口部は、前記回転軸の軸線方向において、この順に並んでおり、
前記第一開口部は、前記回転軸の前記一方の端面に設けられ、前記第一開口部を通って流入した前記潤滑剤は、前記冷却流路を通って、前記第二開口部から流出する、
ターボ機械を提供する。
【００１２】
第１態様によれば、第一開口部を通って流入した潤滑剤が冷却流路を通って、第二開口部から流出する。この場合、潤滑剤は、回転軸の軸線方向においてモータの第一の端面及びモータの第二の端面をこの順番で通過するように冷却流路を流れる。これにより、気体よりも高い密度を有する液体の潤滑剤によって回転軸の軸線方向のモータの長さ全体に亘ってモータが冷却される。また、回転軸の一方の端面に設けられた第一開口部から液体の潤滑剤が流入するので、第一開口部からの液体の潤滑剤の流入が回転軸の回転に伴い発生する遠心力の影響を受けにくい。このため、冷却流路に供給される潤滑剤の圧力と第二開口部から流出する潤滑剤の圧力との差が大きくなりやすく、冷却流路における潤滑剤の流量が多くなりやすい。その結果、第１態様のターボ機械は、モータに対する高い冷却効果を有利に発揮でき、高い信頼性を有する。
【００１３】
特許文献２によれば、冷却水などの液体を空間部５７４に導入することは想定されていない。仮に、空間部５７４に液体を導入するとロータ５２０の外周面と液体とが接触してしまい、ロータ５２０が損傷する可能性が高い。第２孔部５７８は、テンションシャフト５３０の外周の等角度間隔で離間した４ヶ所に形成されているので、第２孔部５７８を通る液体はテンションシャフト５３０の回転に伴って発生する遠心力の影響を受けてしまう。このため、特許文献２の技術では、第１態様のターボ機械が有する効果を奏することはできない。このように、当業者は、特許文献２の記載から第１態様のターボ機械を容易に想到することはできない。
【００１４】
本開示の第２態様は、第１態様に加えて、前記第二開口部は、前記回転軸の前記他方の端面に設けられている、ターボ機械を提供する。第２態様によれば、冷却流路を通過した潤滑剤が回転軸の他方の端面に設けられている第二開口部から流出する。この場合、第二開口部から流出した潤滑剤を第二供給槽に導くことができる。このため、冷却流路を通過した潤滑剤を第二軸受の潤滑に利用できる。また、第二開口部を形成するための回転軸の加工が簡単である。
【００１５】
本開示の第３態様は、第１態様又は第２態様に加えて、前記第二開口部は、前記回転軸の軸線方向において、前記モータの前記第二の端面と前記第二供給槽との間に位置する前記回転軸の外周面に設けられている、ターボ機械を提供する。第３態様によれば、第二開口部を通過する潤滑剤が回転軸の回転に伴って発生する遠心力の影響を受けて、冷却流路から潤滑剤の排出が促進される。すなわち、回転軸の軸線から第二開口部に向かって延びている流路によって遠心ポンプ効果が発揮され、冷却流路における潤滑剤の流量が多くなりやすい。これにより、モータに対する高い冷却効果が有利に発揮される。
【００１６】
本開示の第４態様は、第３態様に加えて、前記第二開口部は、前記回転軸の軸線方向において前記第二羽根車と前記第二軸受との間に位置しており、前記第二軸受の内周面と前記回転軸の外周面との間の空間及び前記冷却流路に連通しているとともに、前記第二軸受の前記他方の端面と前記第二羽根車との間の位置から当該ターボ機械の外部に向かって延びている排出流路であって、前記空間を通過した前記潤滑剤及び前記第二開口部から流出した前記潤滑剤を当該ターボ機械の外部に排出する排出流路をさらに備えた、ターボ機械を提供する。第４態様によれば、第二軸受の内周面と回転軸の外周面との間の空間を通過した潤滑剤及び冷却流路を通過して第二開口部から流出した潤滑剤が排出流路によってターボ機械の外部に排出される。第二軸受の内周面と回転軸の外周面との間の空間を通過した潤滑剤及び冷却流路を通過して第二開口部から流出した潤滑剤のそれぞれを排出するための流路を別々に設ける必要がないので、ターボ機械の構造を簡素化できる。
【００１７】
本開示の第５態様は、第１態様〜第４態様のいずれか１つの態様に加えて、前記潤滑剤は、常温（２０℃±１５℃、日本工業規格：JIS Z 8703）における飽和蒸気圧が絶対圧で０．３ＭＰａ以下である流体を主成分として含む、ターボ機械を提供する。潤滑剤が高い圧力で供給されるのであれば、潤滑剤が気体であっても潤滑剤の密度が高く、モータを適切に冷却できると考えられる。しかし、潤滑剤が低い圧力で供給されるのであれば、モータを適切に冷却するためには潤滑剤が液体で供給されることが望ましい。第５態様によれば、潤滑剤が低い圧力で供給される場合でも、潤滑剤が液相として存在しやすい。このため、モータに対する高い冷却効果が有利に発揮される。
【００１８】
本開示の第６態様は、第１態様〜第５態様のいずれか１つの態様に加えて、前記潤滑剤は、水を主成分として含有している、ターボ機械を提供する。第６態様によれば、潤滑剤は、油を主成分として含有している場合に比べて高い比熱及び低い粘度を有するので、冷却流路における潤滑剤の流量が多くなりやすい。このため、モータに対する高い冷却効果が有利に発揮される。加えて、潤滑剤の廃棄が容易である。
【００１９】
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、以下の説明は本発明の一例に関するものであり、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２０】
図１に示す通り、ターボ機械１ａは、モータ１５と、回転軸１０と、第一軸受２０と、第二軸受２１と、第一供給槽４０と、第二供給槽４１と、第一羽根車１２と、第二羽根車１３とを備えている。回転軸１０は、モータ１５を貫いた状態で延びており、モータ１５によって駆動される。回転軸１０は、回転軸１０の軸線方向において、一方の端面１０ｅと、他方の端面１０ｆとを有する。第一軸受２０は、回転軸１０の軸線方向における一方の端部１０ａを半径方向に支持する。第一軸受２０は、回転軸１０の軸線方向において、一方の端面２０ｅと、一方の端面２０ｅよりもモータ１５の近くに位置する他方の端面２０ｆとを有する。第二軸受２１は、回転軸１０の軸線方向における他方の端部１０ｂを半径方向に支持する。第二軸受２１は、回転軸１０の軸線方向において、一方の端面２１ｅと、一方の端面２１ｅよりもモータ１５の近くに位置する他方の端面２１ｆとを有する。第一供給槽４０は、第一軸受２０の一方の端面２０ｅを覆っている。また、第一供給槽４０は、液体の潤滑剤を貯留する。第一供給槽４０に貯留された潤滑剤が回転軸１０の一方の端面１０ｅと接触している。第二供給槽４１は、第二軸受２１の一方の端面２１ｅを覆っている。第二供給槽４１は、液体の潤滑剤を貯留する。第一羽根車１２は、回転軸１０の軸線方向においてモータ１５と第一軸受２０との間に配置されている。第二羽根車１３は、回転軸１０の軸線方向においてモータ１５と第二軸受２１との間に配置されている。モータ１５は、回転軸１０の軸線方向において、第一の端面１５ｆと第二の端面１５ｅとを有している。回転軸１０は、第一開口部１１ａと、第二開口部１１ｃと、冷却流路１１ｂとを備えている。冷却流路１１ｂは、第一開口部１１ａと第二開口部１１ｃとを接続する孔であって、回転軸１０の軸線方向に沿って延びる部分を含む孔である。第一開口部１１ａ、モータ１５の第一の端面１５ｆ、モータ１５の第二の端面１５ｅ、及び第二の開口部１１ｃは、回転軸１０の軸線方向において、この順に並んでいる。第一開口部１１ａは、回転軸１０の一方の端面１０ｅに設けられている。第一開口部１１ａを通って流入した潤滑剤は、冷却流路１１ｂを通って、第二開口部１１ｃから流出する。
【００２１】
第一開口部１１ａを通って流入した液体の潤滑剤は冷却流路１１ｂを通って、第二開口部１１ｃから流出する。この場合、潤滑剤は、モータ１５の第一の端面１５ｆ及びモータの第二の端面１５ｅをこの順番で通過するように冷却流路１１ｂを流れる。これにより、気体よりも高い密度を有する液体の潤滑剤によって回転軸１０の軸線方向のモータ１５の長さ全体に亘ってモータ１５が冷却される。また、回転軸１０の一方の端面１０ｅに設けられた第一開口部１１ａから液体の潤滑剤が流入する。これにより、第一開口部１１ａからの液体の潤滑剤の流入が回転軸１０の回転に伴い発生する遠心力の影響を受けにくい。このため、冷却流路１１ｂに供給される潤滑剤の圧力と第二開口部１１ｃから流出する潤滑剤の圧力との差が大きくなりやすく、冷却流路１１ｂにおける潤滑剤の流量が多くなりやすい。その結果、ターボ機械１ａは、モータ１５に対する高い冷却効果を有利に発揮でき、高い信頼性を有する。
【００２２】
図１に示す通り、第二開口部１１ｃは、例えば、回転軸１０の他方の端面１０ｆに設けられている。この場合、冷却流路１１ｂを通過した潤滑剤が回転軸１０の他方の端面１０ｆに設けられている第二開口部１１ｃから流出する。この場合、第二開口部１１ｃから流出した潤滑剤を第二供給槽４１に導くことができる。このため、冷却流路１１ｂを通過した潤滑剤を第二軸受２１の潤滑に利用できる。また、第二開口部１１ｃを形成するための回転軸１０の加工が簡単である。
【００２３】
潤滑剤は、例えば、常温における飽和蒸気圧が絶対圧で０．３ＭＰａ以下である流体を主成分として含む。これにより、潤滑剤が低い圧力で供給される場合でも、潤滑剤が液相として存在しやすい。このため、液体の潤滑剤が冷却流路１１ｂを流れて、モータ１５に対する高い冷却効果が有利に発揮される。なお、本明細書で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。
【００２４】
潤滑剤は、例えば、水を主成分として含有している。この場合、潤滑剤は、油を主成分として含有している場合に比べて高い比熱及び低い粘度を有するので、冷却流路１１ｂにおける潤滑剤の流量が多くなりやすい。このため、モータ１５に対する高い冷却効果が有利に発揮される。加えて、潤滑剤の廃棄が容易である。
【００２５】
図１に示す通り、ターボ機械１ａは、例えば、ケーシング５０と、第一排出流路４２と、第二排出流路４３と、吸入空間１４とを備えている。
【００２６】
モータ１５は、例えば、回転子１５ａと、固定子１５ｂとを備えている。回転子１５ａは、固定子１５ｂとの電磁気的相互作用によって回転する。モータ１５は、例えば、誘導モータである。回転子１５ａは、永久磁石及びコイルを含まず、固定子１５ｂに含まれるコイルで発生する電圧の振動により回転する。
【００２７】
回転軸１０は、例えば水平方向に延びている。回転軸１０には回転子１５ａが取付けられており、回転子１５ａが回転することにより回転軸１０が回転する。
【００２８】
第一羽根車１２及び第二羽根車１３は、典型的には、ケーシング５０の内部において回転軸１０に固定されている。吸入空間１４は、ケーシング５０の内部における第二羽根車１３を収容するための空間の前方においてケーシング５０の内周面によって定められている。
【００２９】
ターボ機械１ａは、典型的にはターボ圧縮機として機能する。第一羽根車１２及び第二羽根車１３は、回転軸１０の回転により回転する。作動流体は第二羽根車１３に向かって吸入空間１４を通過する。第二羽根車１３は半径方向外側に作動流体を吐出する。作動流体は第二羽根車１３を通過することにより圧縮される。第二羽根車１３を通過した作動流体はさらに第一羽根車１２に向かって流れる。第一羽根車１２も作動流体を半径方向外側に吐出する。作動流体は第一羽根車１２を通過することによりさらに圧縮され、ターボ機械１ａの外部に送り出される。
【００３０】
第一軸受２０及び第二軸受２１のそれぞれは、典型的にはすべり軸受である。第一軸受２０は、第一軸受２０の内周面と回転軸１０の外周面との間に潤滑剤が存在した状態で、回転軸１０を回転軸１０の周方向に取り囲んでいる。第一軸受２０の内周面と回転軸１０の外周面との隙間の幅は、ターボ機械１ａの運転中に潤滑剤によって流体潤滑がなされるように定められている。第二軸受２１は、回転軸１０の軸線方向においてモータ１５に対して第一軸受２０とは反対側に配置されている。第二軸受２１は、第二軸受２１の内周面と回転軸１０の外周面との間に潤滑剤が存在した状態で、回転軸１０を回転軸１０の周方向に取り囲んでいる。第二軸受２１の内周面と回転軸１０の外周面との間の隙間の幅は、ターボ機械１ａの運転中に潤滑剤によって流体潤滑がなされるように定められている。
【００３１】
図１に示す通り、第一供給槽４０は、例えば、ドーム状の形状を有し、第一軸受２０又は第一軸受２０を支持している部材に固定されている。この部材は、例えばケーシング５０の内部に取付けられている。第一供給槽４０は、第一軸受２０の内周面と回転軸１０の外周面との間に潤滑剤を過不足なく供給できるように潤滑剤を貯留する。第一供給槽４０は、冷却流路１１ｂに供給されるべき潤滑剤をも貯留する。
【００３２】
図１に示す通り、第二供給槽４１は、例えば、ドーム状の形状を有し、第二軸受２１又は第二軸受２１を支持している部材に固定されている。この部材は、例えばケーシング５０の内部に取付けられている。第二供給槽４１は、第二軸受２１の内周面と回転軸１０の外周面との間に潤滑剤を過不足なく供給できるように潤滑剤を貯留する。
【００３３】
第一排出流路４２は、回転軸１０の軸線方向において第一軸受２０と第一羽根車１２との間の位置からターボ機械１ａの外部に向かって延びている。また、第一排出流路４２は、第一供給槽４０の内部空間及び回転軸１０の外周面と第一軸受２０の内周面との間の空間（潤滑空間）に連通している。
【００３４】
第二排出流路４２は、回転軸１０の軸線方向において第二軸受２１と第二羽根車１３との間の位置からターボ機械１ａの外部に向かって延びている。また、第二排出流路４３は、第二供給槽４１の内部空間及び回転軸１０の外周面と第二軸受２１の内周面との間の空間（潤滑空間）に連通している。
【００３５】
図２に示す通り、例えば、冷凍サイクル装置１００ａはターボ機械１ａを備え、ターボ機械１ａは圧縮機として機能する。冷凍サイクル装置１００ａは、例えば、主経路５と、蒸発側循環経路６と、凝縮側循環経路７と、潤滑剤供給経路４４と、戻り経路４７とを備えている。冷凍サイクル装置１００ａは、例えば、冷房専用の空気調和装置として機能する。
【００３６】
主経路５には、蒸発側貯留槽２、ターボ機械１ａ、及び凝縮側貯留槽４がこの順番で配置されている。主経路５は流路５ａ、流路５ｂ、及び流路５ｃを含む。蒸発側貯留槽２の内部空間とターボ機械１ａの吸入空間１４とが流路５ａによって連通している。ターボ機械１ａにおいて第一羽根車１２によって吐出された作動流体（冷媒）が流れるケーシング５０の内部空間と凝縮側貯留槽４の内部空間とが流路５ｂによって連通している。凝縮側貯留槽４の内部空間と蒸発側貯留槽２の内部空間とが流路５ｃによって連通している。主経路５には、例えば、Ｒ１２３、Ｒ１２３３ｚｄ、Ｒ２４５ｆａ、アルコール、エーテル、及び水等の常温における飽和蒸気圧が絶対圧で０．３ＭＰａ以下である成分を主成分として含有している冷媒（低圧冷媒）が充填されている。
【００３７】
蒸発側循環経路６には、蒸発側送液ポンプ６１及び吸熱用熱交換器６２が配置されている。また、蒸発側循環経路６は、蒸発側貯留槽２に貯留された液体の冷媒が蒸発側送液ポンプ６１によって吸熱用熱交換器６２に供給され、吸熱用熱交換器６２で吸熱した冷媒が蒸発側貯留槽２に戻るように構成されている。蒸発側循環経路６は流路６ａ、流路６ｂ、及び流路６ｃを含む。蒸発側貯留槽２と蒸発側送液ポンプ６１の入口とが流路６ａによって接続されている。蒸発側送液ポンプ６１の出口と吸熱用熱交換器６２の入口とが流路６ｂによって接続されている。また、吸熱用熱交換器６２の出口と蒸発側貯留槽２とが流路６ｃによって接続されている。蒸発側貯留槽２において冷媒が蒸発することにより降温した蒸発側貯留槽２の内部の液体の冷媒が蒸発側送液ポンプ６１によって吸熱用熱交換器６２に圧送される。液体の冷媒は、吸熱用熱交換器６２において加熱され蒸発側貯留槽２に戻される。吸熱用熱交換器６２は、典型的に室内に配置されている。室内の空気は吸熱用熱交換器６２において冷媒に放熱することによって冷却される。
【００３８】
凝縮側循環経路７には、凝縮側送液ポンプ７１及び放熱用熱交換器７２が配置されている。また、凝縮側循環経路７は、凝縮側貯留槽４に貯留された液体の冷媒が凝縮側送液ポンプ７１によって放熱用熱交換器７２に供給され、放熱用熱交換器７２で放熱した冷媒が凝縮側貯留槽４に戻るように構成されている。凝縮側循環経路７は、流路７ａ、流路７ｂ、及び流路７ｃを含む。凝縮側貯留槽４と凝縮側送液ポンプ７１の入口とが流路７ａによって接続されている。凝縮側送液ポンプ７１の出口と放熱用熱交換器７２の入口とが流路７ｂによって接続されている。また、放熱用熱交換器７２の出口と凝縮側貯留槽４とが流路７ｃによって接続されている。放熱用熱交換器７２において間接的に冷却された冷媒が流路７ｃを通って凝縮側貯留槽４に導かれる。これにより、ターボ機械１ａで圧縮された気体の冷媒が冷却されて凝縮する。この凝縮により昇温した凝縮側貯留槽４における液体の冷媒は、凝縮側送液ポンプ７１によって放熱用熱交換器７２に圧送され、放熱用熱交換器７２において間接的に冷却された後、再び凝縮側貯留槽４に戻される。放熱用熱交換器７２は典型的には室外に配置されている。放熱用熱交換器７２において冷媒が室外の空気に対して放熱する。
【００３９】
凝縮側貯留槽４に貯留された液体の冷媒の一部は、流路５ｃを通って蒸発側貯留槽２に導かれる。
【００４０】
潤滑剤供給経路４４は、例えば、図２に示す通り、蒸発側循環経路６における蒸発側送液ポンプ６１の出口より冷媒の流れ方向に下流の位置で蒸発側循環経路６から分岐している。例えば、潤滑剤供給経路４４は、蒸発側循環経路６における蒸発側送液ポンプ６１の出口と吸熱用熱交換器６２の入口との間で蒸発側循環経路６から分岐している。潤滑剤供給経路４４は、潤滑剤供給経路４４の途中で流路４４ａ及び流路４４ｂに分かれている。流路４４ａは第一供給槽４０に接続されており、流路４４ｂは第二供給槽４１に接続されている。
【００４１】
図２に示す通り、戻り経路４７は、流路４７ａ、流路４７ｂ、及び流路４７ｃを含む。流路４７ａ、流路４７ｂ、及び流路４７ｃは、特定の位置で合流している。流路４７ａは第一排出流路４２につながっている。流路４７ｂは、第二排出流路４３につながっている。流路４７ｃは、蒸発側貯留槽２に接続されている。
【００４２】
図２に示す通り、ターボ機械１ａは、例えば、第一減圧器２５及び第二減圧器２６をさらに備えている。第一減圧器２５は、流路４４ａに配置されている。第一減圧器２５は、例えば、絞り弁又はキャピラリーチューブである。第一減圧器２５の働きにより第一供給槽４０における圧力を調整できる。第二減圧器２６は、流路４４ｂに配置されている。第二減圧器２６は、例えば、絞り弁又はキャピラリーチューブである。第二減圧器２６の働きにより第二供給槽４１における圧力を調整できる。
【００４３】
冷凍サイクル１００ａにおけるターボ機械１ａの動作の一例について説明する。蒸発側送液ポンプ６１の働きにより、蒸発側貯留槽２に貯留された液体の冷媒の一部は潤滑剤供給経路４４を通って第一供給槽４０又は第二供給槽４１に液体の潤滑剤として供給される。これにより、第一供給槽４０及び第二供給槽４１に液体の潤滑剤が貯留される。貯留された潤滑剤は、第一減圧器２５及び第二減圧器２６によって、所定の圧力に減圧される。例えば、第一供給槽４０に貯留された潤滑剤の圧力は、第二供給槽４１に貯留された潤滑剤の圧力よりも高くなるように、潤滑剤の圧力が調整されている。場合によっては、潤滑剤は、第一減圧器２５及び第二減圧器２６のいずれか一方（例えば、第二減圧器２６）のみによって減圧されてもよい。この場合、蒸発側送液ポンプ６１で昇圧された潤滑剤の圧力が高く保たれた状態で第一供給槽４０及び第二供給槽４１のいずれかに潤滑剤が貯留される。第一供給槽４０及び第二供給槽４１に貯留された液体の潤滑剤は、それぞれ、回転軸１０の端から第一軸受２０の潤滑空間及び第二軸受２１の潤滑空間に流入する。これにより、回転軸、第一軸受２０、及び第二軸受２１が潤滑される。低圧冷媒は低温でも沸騰しやすいので、冷凍サイクル１００ａにおける液体の冷媒を潤滑剤として利用する場合に、低温の冷媒を潤滑剤として利用することが望ましい。このため、冷凍サイクル装置１００ａでは、凝縮側貯留槽４に貯留される冷媒の温度よりも低い温度を有する、蒸発側貯留槽２に貯留される冷媒が潤滑剤として望ましく使用される。
【００４４】
第一供給槽４０に貯留された潤滑剤は、第一開口部１１ａから冷却流路１１ｂに導かれ、モータ１５の回転子１５ａを冷却する。このように、潤滑剤はモータの冷却剤としても機能する。第一減圧器２５及び第二減圧器２６の働きにより、第一供給槽４０における圧力は第二供給槽４１における圧力よりも高い。このため、冷却流路１１ｂにおいて、回転軸１０の軸線に沿って第一開口部１１ａから第二開口部１１ｃに潤滑剤を所定の流量で流すことができる。潤滑剤は、回転子１５ａを冷却した後第二開口部１１ｃを通って第二供給槽４１に導かれ、第二供給槽４１に貯留された潤滑剤と混ざって第二軸受２１を潤滑し、第二排出流路４３を通ってターボ機械１ａの外部に排出される。その後、潤滑剤は、戻り経路４７を通って蒸発側貯留槽２に戻される。
【００４５】
回転子１５ａは、例えば、回転軸１０に焼き嵌めによって取付けられていることにより回転軸１０と一体化しており、回転子１５ａから冷却流路１１ｂまで金属接触による高い熱伝導率で熱が伝わる。このため、回転子１５ａが有する熱が効率的に潤滑剤に排熱される。
【００４６】
第一排出流路４２は、ケーシング５０の内部の第一羽根車１２が配置されている空間とシール部材によって隔てられている。第二排出流路４３は、吸入空間１４とシール部材によって隔てられている。これらのシール部材は、例えば、回転軸１０との隙間を極めて狭くすることで、気体又は液体の漏れを防ぐ部材である。しかし、シール部材によっても完全に気体又は液体の漏れを防ぐことは困難であるので、第一排出流路４２及び第二排出流路４３には、気体の冷媒が存在する可能性がある。このため、戻り流路４７が気泡によって閉塞されないように、第一排出路４２及び第二排出路４３は、ターボ機械１ａを冷凍サイクル装置１００ａに設置した状態で、鉛直下方に延びている。
【００４７】
冷凍サイクル装置１００ａでは、同じ種類の流体を冷媒及び潤滑剤の双方に利用でき、潤滑剤の一部はモータ１５のための冷却剤としても機能する。このため、冷媒及び潤滑剤が異なる種類の流体である場合に比べて、潤滑剤の圧送のためのポンプ及び配管並びに潤滑剤の冷却のための冷却器を簡略化できる。ターボ機械１ａによれば、液体の潤滑剤によってモータ１５の回転子１５ａを冷却できるので、モータ１５に対する高い冷却効果を有利に発揮でき、高い信頼性を有する。
【００４８】
冷凍サイクル装置１００ａでは、低圧冷媒が使用されている。この場合、常温における飽和蒸気圧が絶対圧で０．３ＭＰａより大きい成分を主成分として含有している冷媒（高圧冷媒）を使用する場合に比べて、多くの流量の冷媒を圧縮する必要があり、モータ１５の回転子１５ａの温度が上昇しやすい。モータ１５としては、低トルクで高速回転する小型のモータが適している。小型のモータを用いる場合及び中型又は大型のモータを用いる場合に同じ量の冷媒を圧縮するのに消費される消費電力は同程度である。このため、小型のモータの使用によりモータの温度が上昇しやすい。高圧冷媒を使用する場合には、高圧冷媒は高い密度を有するので気体の冷媒を用いてもモータを冷却可能である。しかし、低圧冷媒を使用する場合には、気体の密度は小さいので気体の冷媒を用いてもモータを十分に冷却することは難しい。冷凍サイクル１００ａでは、液体の冷媒を用いてモータ１５を冷却することにより、モータ１５に対する高い冷却効果が発揮される。
【００４９】
冷媒が水を主成分として含有している場合、水蒸気の密度は極めて小さいので水蒸気を用いてもモータを十分に冷却することは難しい。水（液体）は、比較的大きい比熱を有し、かつ、比較的低い粘度を有する。このため、冷凍サイクル１００ａにおいて、冷媒が水を主成分として含有している場合、水（液体）を用いてモータ１５を冷却することにより、モータ１５に対する高い冷却効果が発揮される。
【００５０】
ターボ機械１ａは、例えば、遠心型、軸流型、及び斜流型のいずれかの流体機械として構成されている。少ない段数で圧縮比を上げる場合には、ターボ機械１ａは、望ましくは遠心型の流体機械である。冷凍サイクル１００ａにおいて大流量の冷媒を圧縮する場合には、ターボ機械１ａは、望ましくは軸流型又は斜流型の流体機械である。
【００５１】
回転軸１０の冷却流路１１ｂを定める壁面には螺旋状の溝が設けられていてもよい。この場合、螺旋状の溝は、例えば、回転軸１０の端面１０ｅに始点を有し、回転軸１０の軸線方向における螺旋状の溝の長さは回転軸１０の軸線方向における冷却流路１１ｂの長さの一部又は全体に相当している。これにより、潤滑剤が冷却流路１１ｂをスクリュー式に圧送されるので、冷却流路１１ｂにおける潤滑剤の流量が増加し、モータ１５に対する高い冷却効果が有利に発揮される。
【００５２】
冷却流路１１ｂは、回転軸１０の端面１０ｅに近づくにつれて拡大する穴径を有する穴として定められていてもよい。この場合、回転軸１０の端面１０ｅに近づくにつれて拡大する穴径を有する穴の内周面は円錐面であってもよいし、その内周面の回転軸１０の軸線方向における曲率が変化していてもよい。これにより、第一供給槽４０から冷却流路１１ｂに潤滑剤が流入するときに、流路の急縮小による圧力損失を低減できる。その結果、冷却流路１１ｂにおける潤滑剤の流量を増加させることができ、モータ１５に対する高い冷却効果が有利に発揮される。
【００５３】
例えば、回転軸１０の軸線方向における端面の加工又は焼き嵌めにより、回転軸１０の端部にインペラを取付けてもよい。これにより、回転軸１０とともにインペラが回転することにより冷却流路１１ｂに供給されるべき潤滑剤が昇圧される。その結果、冷却流路１１ｂにおける潤滑剤の流量を増加させることができ、モータ１５に対する高い冷却効果が有利に発揮される。
【００５４】
ターボ機械１ａの回転軸１０の端面１０ｅに設けられた第一開口部１１ａには、回転軸の端面１０ｅよりも回転軸１０の軸線に沿ってモータ１５と反対方向に延びている円筒が取付けられていてもよい。この場合、円筒の外径は回転軸１０の直径よりも小さく、かつ、円筒部の内径は第一開口部１１ａの開口径よりも大きい。これにより、第一供給槽４０の内部空間における潤滑剤の流れが回転軸１０の旋回によって乱れた場合に、その潤滑剤の流れの乱れが冷却流路１１ｂに供給される潤滑剤に影響しにくい。その結果、冷却流路１１ｂに潤滑剤を安定的に供給でき、モータ１５に対する高い冷却効果が有利に発揮される。
【００５５】
第一供給槽４０への潤滑剤の供給ために第一供給槽４０に接続された配管の軸線は、回転軸１０の軸線と同一直線上に並んでいてもよい。これにより、第一供給槽４０に流入する潤滑剤が有する慣性力を、潤滑剤の冷却流路１１ｂへの供給に利用できる。このため、モータ１５に対する高い冷却効果が有利に発揮される。
【００５６】
冷凍サイクル装置１００ａは、蒸発側貯留槽２において、蒸発側貯留槽２の内部空間を冷却する冷却器を備えていてもよい。この冷却器は、蒸発側貯留槽２の内部空間を冷却できる限り特に制限されないが、例えば冷却用の熱媒体の流路を定めている配管又はペルティエ素子によって構成されている。蒸発側貯留槽２の内部に冷却器が配置されている場合、潤滑液が蒸発側貯留槽２の周囲の熱を吸収するのを防止するために、蒸発側貯留槽２の外周面が断熱材で覆われている、又は、蒸発側貯留槽２が断熱構造を有していることが望ましい。これにより、潤滑剤を確実に冷却できる。
【００５７】
潤滑剤供給経路４４は、蒸発側循環経路６における吸熱用熱交換器６２の出口と蒸発側貯留槽２との間で蒸発側循環経路６から分岐していてもよい。この場合でも、冷凍サイクル装置１００ａの冷媒の一部を潤滑剤として潤滑剤供給経路４４に供給できる。
【００５８】
潤滑剤供給経路４４には、蒸発側循環経路６からの分岐位置よりも潤滑剤の流れの下流側に蒸発側送液ポンプ６１以外の別のポンプが配置されてもよい。この場合、第一供給槽４０及び第二供給槽４１に潤滑剤として供給される冷媒の圧力をさらに高めることができる。その結果、潤滑剤供給経路４４及び潤滑剤供給経路４４の近傍に存在する潤滑剤において、蒸発及びキャビテーションの発生を抑制できる。
【００５９】
冷凍サイクル装置１００ａは、例えば、冷房暖房切り替え可能な空気調和装置を構成していてもよい。この場合、室内に配置された室内熱交換器及び室外に配置された室外熱交換器が四方弁を介して蒸発側貯留槽２及び凝縮側貯留槽４に接続されている。これにより、冷房運転のとき、室内熱交換器が吸熱用熱交換器６２として機能し、室外熱交換器が放熱用熱交換器７２として機能する。暖房運転のとき、室内熱交換器が放熱用熱交換器７２として機能し、室外熱交換器が吸熱用熱交換器６２として機能する。
【００６０】
冷凍サイクル装置１００ａは、例えば、チラーを構成していてもよい。吸熱用熱交換器６２は、例えば、冷媒の吸熱により空気以外の気体又は液体を冷却してもよい。また、放熱用熱交換器７２は、例えば、冷媒の放熱により空気以外の気体又は液体を加熱してもよい。吸熱用熱交換器６２及び放熱用熱交換器７２は、間接式の熱交換器である限り、特に限定されない。
【００６１】
＜変形例＞
ターボ機械１ａ及び冷凍サイクル装置１００ａは、様々な観点から変更可能である。例えば、ターボ機械１ａは、図３に示すターボ機械１ｂのように変更されてもよい。ターボ機械１ｂは、特に説明する場合を除きターボ機械１ａと同様に構成されている。ターボ機械１ａの構成要素と同一又は対応するターボ機械１ｂ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。ターボ機械１ａに関する上記の説明は、技術的に矛盾しない限りターボ機械１ｂにもあてはまる。
【００６２】
図３に示す通り、第二開口部１１ｄは、回転軸１０の軸線方向において、モータ１５の第二の端面１５ｅと第二供給槽４１との間に位置する回転軸１０の外周面に設けられている。この場合、図３に示す通り、第二開口部１１ｃは例えば省略されている。
【００６３】
ターボ機械１ａのように、第二開口部１１ｃが回転軸１０の他方の端面１０ｆに設けられており、第二開口部１１ｄが設けられていない場合、第一供給槽４０における圧力と第二供給槽４１における圧力との差により冷却流路１１ｂに潤滑剤が供給される。しかし、その圧力の差が小さい場合には、冷却流路１１ｂにおける潤滑剤の流量が回転子１５ａを冷却するのに十分でない可能性がある。ターボ機械１ｂによれば、冷却流路１１ｂが第二供給槽４１に直接的につながっておらず、冷却流路１１ｂにおける潤滑剤は第二供給槽４１の圧力の影響をほとんど受けない。これにより、潤滑剤が安定的に冷却流路１１ｂに供給される。ただし、場合によっては、回転軸１０は第二開口部１１ｄとともに第二開口部１１ｃを有していてもよい。
【００６４】
第一開口部１１ａにおいて潤滑剤は回転軸１０の回転に伴って発生する遠心力の影響を受けず、第二開口部１１ｄにおいて潤滑剤は回転軸１０の回転に伴って発生する遠心力の影響を受ける。回転軸１０の軸線から第二開口部１１ｄに向かって延びている流路によって遠心ポンプ効果が発揮され、第一開口部１１ａにおける潤滑剤の圧力と第二開口部１１ｄにおける潤滑剤の圧力との差が大きい。このため、冷却流路１１ｂにおける潤滑剤の流量が多くなりやすい。これにより、第一供給槽４０における潤滑剤の圧力と第二供給槽４１における潤滑剤の圧力との差が小さい場合でも、潤滑剤を冷却流路１１ｂに安定的に供給できる。その結果、モータ１５に対する高い冷却効果が有利に発揮され、ターボ機械１ｂは高い信頼性を有する。
【００６５】
図３に示す通り、第二開口部１１ｄは、例えば、回転軸１０の軸線方向において第二羽根車１３と第二軸受２１との間に位置している。また、ターボ機械１ｂは、排出流路（第二排出流路）４３を備えている。排出流路４３は、第二軸受２１の内周面と回転軸１０の外周面との間の空間及び冷却流路１１ｂに連通している。加えて、排出流路４３は、第二軸受２１の他方の端面２１ｆと第二羽根車１３との間の位置からターボ機械１ｂの外部に向かって延びている。排出流路４３は、第二軸受２１の内周面と回転軸１０の外周面との間の空間を通過した潤滑剤及び第二開口部１１ｄから流出した潤滑剤をターボ機械１ｂの外部に排出するための流路である。第二軸受２１の内周面と回転軸１０の外周面との間の空間を通過した潤滑剤及び冷却流路１１ｂを通過して第二開口部１１ｄから流出した潤滑剤のそれぞれを排出するための流路を別々に設ける必要がないので、ターボ機械１ｂの構造を簡素化できる。
【００６６】
第一排出流路４２は、ケーシング５０の内部の第一羽根車１２が配置されている空間とシール部材によって隔てられている。第二排出流路４３は、ケーシング５０の内部の第二羽根車１３が配置されている空間とシール部材によって隔てられている。しかし、シール部材によって空間同士を完全に隔絶することは難しいので、第二排出流路４３の圧力は、ケーシング５０の内部の第二羽根車１３が配置されている空間の圧力の影響を受ける。また、第一排出流路４２の圧力は、ケーシング５０の内部の第一羽根車１２が配置されている空間の圧力を受ける。作動流体は、第二羽根車１３を通過することにより圧縮され、その後第二羽根車１３を通過することによりさらに圧縮される。このため、ケーシング５０の内部の第二羽根車１３が配置されている空間の圧力は、ケーシング５０の内部の第一羽根車１２が配置されている空間の圧力よりも低い。その結果、第二排出流路４３の圧力は第一排出流路４２の圧力よりも低い。ターボ機械１ｂによれば、冷却流路１１ｂを通過した潤滑剤を第二排出流路４３によって排出するので、冷却流路１１ｂを通過した潤滑剤を第一排出流路４２によって排出する場合に比べて、潤滑剤の流量が増加する。これにより、モータ１５に対する高い冷却効果が有利に発揮され、ターボ機械１ｂは高い信頼性を有する。
【００６７】
ターボ機械１ｂは、図４に示すターボ機械１ｃ、図５に示すターボ機械１ｄ、又は図６に示すターボ機械１ｅのように変更されてもよい。ターボ機械１ｃ、ターボ機械１ｄ、及びターボ機械１ｅのそれぞれは、特に説明する場合を除きターボ機械１ｂと同様に構成されている。ターボ機械１ｂの構成要素と同一又は対応するターボ機械１ｃ、ターボ機械１ｄ、及びターボ機械１ｅ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。ターボ機械１ａ及びターボ機械１ｂに関する説明は、技術的に矛盾しない限り、ターボ機械１ｃ、ターボ機械１ｄ、及びターボ機械１ｅにもあてはまる。
【００６８】
図４に示す通り、ターボ機械１ｃの回転軸１０は、回転軸１０の端に向かって減少する直径を有する一対のテーパー部を回転軸１０の両端部に有する。また、第一軸受２０及び第二軸受２１のそれぞれは、回転軸１０のテーパー部の外周面に沿って延びているテーパー穴を有する。これにより、回転軸１０の外周面と第一軸受２０の内周面との間の潤滑空間が円錐状に定められている。図５及び図６に示す通り、ターボ機械１ｄ及びターボ機械１ｅの回転軸１０の第一軸受２０及び第二軸受２１によって支持される端部は、テーパー部に加えて、円柱状部を有する。このため、ターボ機械１ｃ、ターボ機械１ｄ、又はターボ機械１ｅによれば、第一軸受２０及び第二軸受２１によって、回転軸１０が半径方向のみならず軸線方向にも支持される。冷凍サイクル装置１００ａがターボ機械１ａに代えて、ターボ機械１ｃ、ターボ機械１ｄ、又はターボ機械１ｅを圧縮機として備える場合、蒸発側貯留槽２から蒸発側送液ポンプ６１の働きにより第一軸受２０及び第二軸受２１に潤滑剤が供給される。この場合、円錐状の潤滑空間の潤滑剤は回転軸１０の回転に伴い発生する遠心力の影響を受けることにより、潤滑空間への潤滑剤の供給が促進され、潤滑空間への潤滑剤の供給のために必要なポンプ圧力が小さくなる。このため、蒸発側送液ポンプ６１の能力が変わらない場合、冷却流路１１ｂへの潤滑剤の供給を促す圧力が増加し、冷却流路１１ｂにおける潤滑剤の流量が増加する。これにより、モータ１５に対する高い冷却効果が有利に発揮され、ターボ機械１ｃ、ターボ機械１ｄ、又はターボ機械１ｅは高い信頼性を有する。
【００６９】
図６に示す通り、ターボ機械１ｅは、回転軸１０の内部から第一軸受２０及び第二軸受２１の潤滑空間に潤滑剤を供給するための流路を備えている。回転軸１０の内部から第一軸受２０の潤滑空間に供給される潤滑剤は回転軸１０の回転に伴い発生する遠心力の影響を受ける。これにより、第一軸受２０の潤滑空間への潤滑剤の供給のために必要なポンプ圧力が小さくなる。蒸発側送液ポンプ６１の能力が変わらない場合、冷却流路１１ｂへの潤滑剤の供給を促す圧力がさらに増加し、冷却流路１１ｂにおける潤滑剤の流量がさらに増加する。その結果、モータ１５に対する高い冷却効果が有利に発揮される。
【００７０】
冷凍サイクル装置１００ａは、図７に示す冷凍サイクル装置１００ｂのように変更されてもよい。冷凍サイクル装置１００ｂは、特に説明する場合を除き、冷凍サイクル装置１００ａと同様に構成されている。冷凍サイクル装置１００ａの構成要素と同一又は対応する冷凍サイクル装置１００ｂ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。冷凍サイクル装置１００ａに関する説明は、技術的に矛盾しない限り、冷凍サイクル装置１００ｂにもあてはまる。
【００７１】
図７に示す通り、冷凍サイクル装置１００ｂにおいて、潤滑剤供給経路４４は、凝縮側循環経路７における凝縮側送液ポンプ７１の出口より冷媒の流れ方向に下流の位置で凝縮側循環経路７から分岐している。例えば、潤滑剤供給経路４４は、凝縮側循環経路７における凝縮側送液ポンプ７１の出口と放熱用熱交換器７２の入口との間で凝縮側循環経路７から分岐している。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本開示のターボ機械は、高い信頼性を有するので、保守作業が頻繁には行われない、家庭用エアコン又は業務用エアコン、チラー、及び給湯用ヒートポンプに特に有用である。また、本開示のターボ機械は、高負荷でも高い信頼性を有するので、例えば、産業用の製氷装置及び冷凍冷蔵装置にも適用できる。
【符号の説明】
【００７３】
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ      ターボ機械
１０                              回転軸
１０ａ                            一方の端部
１０ｂ                            他方の端部
１０ｅ                            回転軸の一方の端面
１０ｆ                            回転軸の他方の端面
１１ａ                            第一開口部
１１ｂ                            冷却流路
１１ｃ、１１ｄ                    第二開口部
１２                              第一羽根車
１３                              第二羽根車
１５                              モータ
１５ｅ                            モータの第二の端面
１５ｆ                            モータの第一の端面
２０                              第一軸受
２０ｅ                            第一軸受の一方の端面
２０ｆ                            第一軸受の他方の端面
２１                              第二軸受
２１ｅ                            第二軸受の一方の端面
２１ｆ                            第二軸受の他方の端面
４０                              第一供給槽
４１                              第二供給槽
４３                              排出流路
【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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【図９】
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