(57)【要約】エコノマイザ（３）からの冷媒の気相成分（Ｘ３）が供給されるターボ圧縮機（５）を含むターボ冷凍機（１）であって、ターボ圧縮機（５）は、圧縮冷媒ガス（Ｘ１）が流れる第１流路（Ｒ１０）と、第１流路（Ｒ１０）及び冷媒の気相成分（Ｘ３）が流れる第２流路（Ｒ３）と接続された連結管（５ｂ）と、を含み、連結管（５ｂ）の径は、第２流路（Ｒ３）から第１流路（Ｒ１０）に向かって縮小している。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エコノマイザからの冷媒の気相成分が供給されるターボ圧縮機を含むターボ冷凍機であって、
前記ターボ圧縮機は、圧縮冷媒ガスが流れる第１流路と、前記第１流路及び前記冷媒の気相成分が流れる第２流路と接続された連結管と、を含み、前記連結管の径は、前記第２流路から前記第１流路に向かって縮小している、ターボ冷凍機。
【請求項２】
前記第２流路及び前記連結管の全体の圧力損失は、前記冷媒の気相成分が前記エコノマイザから前記第２流路に流れ込むことが可能な値である、請求項１に記載のターボ冷凍機。
【請求項３】
前記第２流路を構成する配管は、同一の径を有する、請求項１に記載のターボ冷凍機。
【請求項４】
前記第２流路を流れる前記冷媒の気相成分は、前記第１流路を流れる前記圧縮冷媒ガスに沿って合流する、請求項１に記載のターボ冷凍機。
【請求項５】
前記第１流路は、エルボ管で構成される、請求項１に記載のターボ冷凍機。
【請求項６】
前記エルボ管の入口に対する出口の角度が１８０度である、請求項５に記載のターボ冷凍機。
【請求項７】
前記第２流路を流れる前記冷媒の気相成分は、前記エルボ管に対して螺旋状に供給される、請求項５に記載のターボ冷凍機。
【請求項８】
前記エコノマイザとは別のエコノマイザからの冷媒の気相成分が流れる第３流路、及び
前記連結管とは別に設けられ前記エルボ管と接続された別の連結管をさらに有する、請求項５に記載のターボ冷凍機。
【請求項９】
エコノマイザからの冷媒の気相成分が供給されるターボ圧縮機を含むターボ冷凍機であって、
前記ターボ圧縮機は、圧縮冷媒ガスが流れる第１流路及び前記冷媒の気相成分が流れる第２流路と接続された連結管を含み、前記第１流路側の前記連結管の径は、前記第２流路側の前記連結管の径よりも小さい、ターボ冷凍機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターボ冷凍機に関する。
本願は、２０１３年６月４日に日本国に出願された特願２０１３−１１７７３７号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ターボ冷凍機では、凝縮器と蒸発器との間で冷媒を循環させ、ターボ圧縮機で圧縮した冷媒を凝縮器で凝縮し、その凝縮された冷媒を蒸発器で蒸発させることにより熱輸送を行っている。【０００３】
蒸発器において効率的に冷媒を気化させるためには、蒸発器に供給される冷媒に含まれる気相成分が少ないことが望ましい。このため、例えば特許文献１に示すように、蒸発器の手前にエコノマイザを設置し、エコノマイザに供給される冷媒の気相成分を取り除き、この取り除いた冷媒の気相成分をターボ圧縮機に返流している。
特許文献２や特許文献３には、特許文献１において、エコノマイザから取り除いた冷媒の気相成分がターボ圧縮機に返流される部位の詳細な構成が、それぞれ開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】日本国特開２００９−１８６０３３号公報
【特許文献２】日本国特開２０１３−７６３８９号公報
【特許文献３】日本国特開２００７−１７７６９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、エコノマイザで分離された冷媒の気相成分をどのようにしてターボ圧縮機に供給するかについての提案はなされていない。例えば、特許文献１においては、エコノマイザで分離された冷媒の気相成分をターボ圧縮機に供給するための配管は、ターボ圧縮機まで同一径であり、かつ、ターボ圧縮機に対して直角に接続されている。このようなターボ冷凍機では、上記配管が太い場合には配管内での流速が遅くなりターボ圧縮機内を流れる主流と合流するときに加速損失を発生させる。また、上記配管が細い場合には配管内の圧力損失が大きくなりエコノマイザ内の圧力が十分に下がらない（圧力を引けない）ため、エコノマイザ内で冷媒の蒸発が十分に行われない。【０００６】
本発明は、上述する事情に鑑みてなされたもので、エコノマイザを備えるターボ冷凍機において、エコノマイザにおける気液分離を良好に行うと共に冷媒の気相成分をターボ圧縮機に供給するときの加速損失を低減させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様は、エコノマイザからの冷媒の気相成分が供給されるターボ圧縮機を含むターボ冷凍機であって、上記ターボ圧縮機が、圧縮冷媒ガスが流れる第１流路と、上記第１流路及び上記冷媒の気相成分が流れる第２流路と接続された連結管と、を含み、上記連結管の径が、上記第２流路から上記第１流路に向かって縮小している、ターボ冷凍機である。【０００８】
本発明の第２の態様は、上記第一の態様において、上記第２流路及び上記連結管の全体の圧力損失が、上記冷媒の気相成分が上記エコノマイザから上記第２流路に流れ込むことが可能な値であるターボ冷凍機である。【０００９】
本発明の第３の態様は、上記第一の態様において、上記第２流路を構成する配管が、同一の径を有するターボ冷凍機である。【００１０】
本発明の第４の態様は、上記第一の態様において、上記第２流路を流れる上記冷媒の気相成分が、上記第１流路を流れる上記圧縮冷媒ガスに沿って合流するターボ冷凍機である。【００１１】
本発明の第５の態様は、上記第一の態様において、上記第１流路がエルボ管で構成されるターボ冷凍機である。【００１２】
本発明の第６の態様は、上記第５の態様において、上記エルボ管の入口に対する出口の角度が１８０度であるターボ冷凍機である。【００１３】
本発明の第７の態様は、上記第５の態様において、上記第２流路を流れる上記冷媒の気相成分が、上記エルボ管に対して螺旋状に供給されるターボ冷凍機。【００１４】
本発明の第８の態様は、上記第５の態様において、上記エコノマイザとは別のエコノマイザからの上記冷媒の気相成分が流れる第３流路、及び上記連結管とは別に設けられ上記エルボ管と接続された別の連結管をさらに有するターボ冷凍機である。【００１５】
本発明の第９の態様は、上記第５の態様において、エコノマイザからの冷媒の気相成分が供給されるターボ圧縮機を含むターボ冷凍機であって、上記ターボ圧縮機が、圧縮冷媒ガスが流れる第１流路、及び上記冷媒の気相成分が流れる第２流路と接続された連結管を含み、上記第１流路側の上記連結管の径が、上記第２流路側の上記連結管の径よりも小さいターボ冷凍機である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、返流部が絞り部を有している。このため、エコノマイザ側の返流部の入口部分においては流路面積を広くし、かつ、返流部から吐出される冷媒の気相成分の速度を増加させることができる。したがって、本発明によれば、返流部における圧力損失の増大を抑えてエコノマイザにおける気液分離を良好に行うと共に、ターボ圧縮機内の主流と合流するときの加速損失を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態におけるターボ冷凍機の系統図である。
【図２】本発明の一実施形態におけるターボ冷凍機が備える流路及びエコノマイザ連結管を含む拡大模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明に係るターボ冷凍機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する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態におけるターボ冷凍機１の系統図である。ターボ冷凍機１は、図１に示すように、凝縮器２と、エコノマイザ３と、蒸発器４と、ターボ圧縮機５と、膨張弁６と、膨張弁７とを備えている。
【００２０】
凝縮器２は、流路Ｒ１を介してターボ圧縮機５のガス吐出管５ａと接続されている。凝縮器２には、ターボ圧縮機５によって圧縮された冷媒（圧縮冷媒ガスＸ１）が流路Ｒ１を通って供給される。凝縮器２は、この圧縮冷媒ガスＸ１を液化する。凝縮器２は、冷却水が流通する伝熱管２ａを備え、圧縮冷媒ガスＸ１と冷却水との熱交換によって、圧縮冷媒ガスＸ１を冷却して液化する。なお、このような冷媒としては、フロン等を用いることができる。
【００２１】
圧縮冷媒ガスＸ１は、冷却水との間の熱交換によって冷却され、液化し、冷媒液Ｘ２となって凝縮器２の底部に溜まる。凝縮器２の底部は、流路Ｒ２を介してエコノマイザ３と接続されている。また、流路Ｒ２には、冷媒液Ｘ２を減圧するための膨張弁６が設けられている。エコノマイザ３には、膨張弁６によって減圧された冷媒液Ｘ２が流路Ｒ２を通って供給される。
【００２２】
エコノマイザ３は、凝縮器２から排出された後に膨張弁６で減圧された冷媒液Ｘ２を一時的に貯留し、冷媒を液相と気相とに分離する。エコノマイザ３の頂部は、流路Ｒ３を介してターボ圧縮機５のエコノマイザ連結管５ｂと接続されている。エコノマイザ３によって分離した冷媒の気相成分Ｘ３が、蒸発器４及び後述の第１圧縮段１１を経ることなく、流路Ｒ３を通って後述の第２圧縮段１２に供給され、ターボ圧縮機５の効率を高める。一方、エコノマイザ３の底部は、流路Ｒ４を介して蒸発器４と接続されている。流路Ｒ４には、冷媒液Ｘ２をさらに減圧するための膨張弁７が設けられている。蒸発器４には、膨張弁７によってさらに減圧された冷媒液Ｘ２が流路Ｒ４を通って供給される。
【００２３】
蒸発器４は、冷媒液Ｘ２を蒸発させてその気化熱によって冷水を冷却する。
蒸発器４は、冷水が流通する伝熱管４ａを備え、冷媒液Ｘ２と冷水との熱交換によって、冷水を冷却すると共に冷媒液Ｘ２を蒸発させる。冷媒液Ｘ２は、冷水との間の熱交換によって熱を奪って蒸発し、冷媒ガスＸ４となる。蒸発器４の頂部は、流路Ｒ５を介してターボ圧縮機５のガス吸入管５ｃと接続されている。ターボ圧縮機５には、蒸発器４において蒸発した冷媒ガスＸ４が流路Ｒ５を通って供給される。
【００２４】
ターボ圧縮機５は、蒸発した冷媒ガスＸ４を圧縮し、圧縮冷媒ガスＸ１として凝縮器２に供給する。ターボ圧縮機５は、冷媒ガスＸ４を圧縮する第１圧縮段１１と、一段階圧縮された冷媒をさらに圧縮する第２圧縮段１２と、を備える２段圧縮機である。
【００２５】
第１圧縮段１１にはインペラ１３が設けられ、第２圧縮段１２にはインペラ１４が設けられており、それらが回転軸１５で接続されている。ターボ圧縮機５は、モータ１０を有しており、モータ１０によってインペラ１３及びインペラ１４を回転させて冷媒を圧縮する。インペラ１３及びインペラ１４は、ラジアルインペラであり、軸方向で吸気した冷媒を半径方向に導出する。
【００２６】
ガス吸入管５ｃには、第１圧縮段１１の吸入量を調節するためのインレットガイドベーン１６が設けられている。インレットガイドベーン１６は、冷媒ガスＸ４の流れ方向からの見かけ上の面積が変更可能なように回転可能とされている。インペラ１３及びインペラ１４の周りには、それぞれディフューザ流路が設けられており、半径方向に導出した冷媒を、このディフューザ流路において圧縮及び昇圧する。また、さらに、このディフューザ流路の周りに設けられたスクロール流路によって次の圧縮段に冷媒を供給することができる。インペラ１４の周りには、出口絞り弁１７が設けられており、ガス吐出管５ａからの吐出量を制御できる。
【００２７】
また、ターボ圧縮機５は、密閉型の筐体２０を備える。筐体２０の内部は、圧縮流路空間Ｓ１と、第１軸受収容空間Ｓ２と、モータ収容空間Ｓ３と、ギアユニット収容空間Ｓ４と、第２軸受収容空間Ｓ５とに区画されている。
【００２８】
圧縮流路空間Ｓ１には、インペラ１３及びインペラ１４が設けられている。インペラ１３及びインペラ１４を接続する回転軸１５は、圧縮流路空間Ｓ１、第１軸受収容空間Ｓ２、ギアユニット収容空間Ｓ４に挿通して設けられている。第１軸受収容空間Ｓ２には、回転軸１５を支持する軸受２１が設けられている。
【００２９】
モータ収容空間Ｓ３には、ステータ２２と、ロータ２３と、ロータ２３に接続された回転軸２４とが設けられている。この回転軸２４は、モータ収容空間Ｓ３、ギアユニット収容空間Ｓ４、第２軸受収容空間Ｓ５に挿通して設けられている。第２軸受収容空間Ｓ５には、回転軸２４の反負荷側を支持する軸受３１が設けられている。ギアユニット収容空間Ｓ４には、ギアユニット２５と、軸受２６及び軸受２７と、油タンク２８とが設けられている。
【００３０】
ギアユニット２５は、回転軸２４に固定される大径歯車２９と、回転軸１５に固定されると共に大径歯車２９と噛み合う小径歯車３０とを有する。ギアユニット２５は、回転軸２４の回転数に対して回転軸１５の回転数が増加（増速）するように、回転力を伝達する。軸受２６は、回転軸２４を支持する。軸受２７は、回転軸１５を支持する。油タンク２８は、軸受２１、軸受２６、軸受２７及び軸受３１等の各摺動部位に供給される潤滑油を貯溜する。
【００３１】
このような筐体２０には、圧縮流路空間Ｓ１と第１軸受収容空間Ｓ２との間において、回転軸１５の周囲をシールするシール機構３２及びシール機構３３が設けられている。また、筐体２０には、圧縮流路空間Ｓ１とギアユニット収容空間Ｓ４との間において、回転軸１５の周囲をシールするシール機構３４が設けられている。また、筐体２０には、ギアユニット収容空間Ｓ４とモータ収容空間Ｓ３との間において、回転軸２４の周囲をシールするシール機構３５が設けられている。また、筐体２０には、モータ収容空間Ｓ３と第２軸受収容空間Ｓ５との間において、回転軸２４の周囲をシールするシール機構３６が設けられている。
【００３２】
モータ収容空間Ｓ３は、流路Ｒ６を介して凝縮器２と接続されている。モータ収容空間Ｓ３には、凝縮器２から冷媒液Ｘ２が流路Ｒ６を通って供給される。モータ収容空間Ｓ３に供給された冷媒液Ｘ２は、ステータ２２の周りを流通し、ステータ２２及びその周囲との間の熱交換によって、モータ収容空間Ｓ３を冷却する。モータ収容空間Ｓ３は、流路Ｒ６を介して蒸発器４と接続されている。蒸発器４には、モータ収容空間Ｓ３において熱を奪った冷媒液Ｘ２が流路Ｒ７を通って供給される。
【００３３】
油タンク２８は、給油ポンプ３７を有する。給油ポンプ３７は、例えば流路Ｒ８を介して第２軸受収容空間Ｓ５と接続されている。第２軸受収容空間Ｓ５には、油タンク２８から潤滑油が流路Ｒ８を通って供給される。第２軸受収容空間Ｓ５に供給された潤滑油は、軸受３１に供給され、回転軸２４の摺動部位の潤滑性の確保と共に摺動部位の発熱を抑制（冷却）する。第２軸受収容空間Ｓ５は、流路Ｒ９を介して油タンク２８と接続されている。油タンク２８には、第２軸受収容空間Ｓ５に供給された潤滑油が流路Ｒ９を通って帰還する。
【００３４】
このような構成を有する本実施形態のターボ冷凍機１では、凝縮器２において圧縮冷媒ガスＸ１が冷却水によって冷却されて凝縮し、冷却水が加熱されることで排熱される。凝縮器２で凝縮することによって生じた冷媒液Ｘ２は、膨張弁６によって減圧されてエコノマイザ３に供給され、冷媒の気相成分Ｘ３が分離された後に膨張弁７でさらに減圧されて蒸発器４に供給される。なお、冷媒の気相成分Ｘ３は、流路Ｒ３を介してターボ圧縮機５に供給される。
【００３５】
蒸発器４に供給された冷媒液Ｘ２は、蒸発器４において蒸発することにより冷水の熱を奪い、冷水を冷却する。これによって、冷却前の冷水の熱が凝縮器２に供給された冷却水に実質的に輸送される。冷媒液Ｘ２が蒸発することによって生じた冷媒ガスＸ４は、ターボ圧縮機５に供給されて圧縮された後、再び凝縮器２に供給される。
【００３６】
また、凝縮器２に溜った冷媒液Ｘ２の一部が流路Ｒ６を介してモータ収容空間Ｓ３に供給される。流路Ｒ６を介してモータ収容空間Ｓ３に供給された冷媒液Ｘ２は、モータ収容空間Ｓ３に収容されたモータ１０を冷却した後、流路Ｒ７を介して蒸発器４に戻される。
【００３７】
また、流路Ｒ８を流れる潤滑油は、第１軸受収容空間Ｓ２、第２軸受収容空間Ｓ５、及びギアユニット収容空間Ｓ４に供給され、軸受２１やギアユニット２５等の摺動抵抗を減少させる。
【００３８】
次に、図２を参照して、流路Ｒ３及びエコノマイザ連結管５ｂについて詳細に説明する。流路Ｒ３及びエコノマイザ連結管５ｂは、ターボ圧縮機５内の圧縮冷媒ガスＸ１の流れ（主流）に対して、エコノマイザ３で分離された冷媒の気相成分Ｘ３を合流させる。これらの流路Ｒ３及びエコノマイザ連結管５ｂは、エコノマイザ３で分離された冷媒の気相成分Ｘ３をターボ圧縮機５に返流する返流部として機能する。
【００３９】
流路Ｒ３は、同一径の配管であり、流路Ｒ３及びエコノマイザ連結管５ｂ全体としての圧力損失が、エコノマイザ３で気液分離された冷媒の気相成分Ｘ３のほぼ全量がエコノマイザ３から流路Ｒ３に流れ込むことができる値となるように直径が設定されている。
【００４０】
図２に示すように、本実施形態のターボ冷凍機１では、エコノマイザ３で分離された冷媒の気相成分Ｘ３が返流されるターボ圧縮機５の返流箇所が、エルボ管２０ａとされている。ここで、エルボ管２０ａを第１流路Ｒ１０とする。このエルボ管２０ａは、入口２０ｂと出口２０ｃとが反対方向を向く１８０°エルボ管である。このようなエルボ管２０ａに対して、エコノマイザ連結管５ｂは、接線方向から接続されている。エコノマイザ連結管５ｂは、エルボ管２０ａに直接接続されると共に流路Ｒ３側からエルボ管２０ａに向けて縮径する絞り流路を有している。このようなエコノマイザ連結管５ｂは、流路Ｒ３から流れ込む冷媒の気相成分Ｘ３の流速を増加させ、エルボ管２０ａ内を流れる圧縮冷媒ガスＸ１に沿うように、エルボ管２０ａに対して接線方向から上記冷媒の気相成分Ｘ３を供給する。従って、流路Ｒ３を流れる冷媒の気相成分Ｘ３は、エルボ管２０ａを流れる圧縮冷媒ガスに沿って合流する。
【００４１】
このような構成を有する本実施形態のターボ冷凍機１は、絞り流路を有するエコノマイザ連結管５ｂを備えている。
即ち、エコノマイザ３からの冷媒の気相成分Ｘ３が供給されるターボ圧縮機５を含む本実施形態のターボ冷凍機１では、ターボ圧縮機５は、圧縮冷媒ガスＸ１が流れるエルボ管２０ａと、エルボ管２０ａ及び冷媒の気相成分Ｘ３が流れる流路Ｒ３と接続されたエコノマイザ連結管５ｂと、を含み、エコノマイザ連結管５ｂの径は、流路Ｒ３からエルボ管２０ａに向かって縮小している。
換言すると、エコノマイザ３からの冷媒の気相成分Ｘ３が供給されるターボ圧縮機５を含む本実施形態のターボ冷凍機１では、ターボ圧縮機５は、圧縮冷媒ガスＸ１が流れるエルボ管２０ａと、エルボ管２０ａ及び冷媒の気相成分Ｘ３が流れる流路Ｒ３と接続されたエコノマイザ連結管５ｂと、を含み、エルボ管２０ａ側のエコノマイザ連結管５ｂの径は、流路Ｒ３側のエコノマイザ連結管５ｂの径よりも小さい。
このため、入り口部分に相当するエコノマイザ３側の流路Ｒ３の流路面積を広くし、かつ、エルボ管２０ａ内に向けて吐出される冷媒の気相成分Ｘ３の速度を増加させることができる。したがって、本実施形態のターボ冷凍機１によれば、エコノマイザ連結管５ｂと流路Ｒ３とを合わせた全体の圧力損失の増大を抑えてエコノマイザ３における気液分離を良好に行うと共に、エルボ管２０ａの主流と合流するときの加速損失を低減させることができる。
【００４２】
また、本実施形態のターボ冷凍機１によれば、エコノマイザ連結管５ｂからエルボ管２０ａに供給される冷媒の気相成分Ｘ３がエルボ管２０ａを流れる圧縮冷媒ガスＸ１の流れに沿って供給される。このため、冷媒の気相成分Ｘ３が圧縮冷媒ガスＸ１と混合するときに乱流が発生することを抑制し、エルボ管２０ａ内の損失が高まることを抑制することができる。
【００４３】
また、本実施形態のターボ冷凍機１においては、エコノマイザ３で分離された冷媒の気相成分Ｘ３が返流されるターボ圧縮機５の返流箇所がエルボ管２０ａとされており、このエルボ管２０ａの接線方向から上記冷媒の気相成分Ｘ３をエルボ管２０ａ内に供給している。このため、簡易な構成にて、冷媒の気相成分Ｘ３を圧縮冷媒ガスＸ１の流れに沿って合流させることが可能となる。
【００４４】
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。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。
【００４５】
例えば、上記実施形態においては、エコノマイザ３で分離された冷媒の気相成分Ｘ３が返流される箇所がエルボ管２０ａ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ず、例えば、ターボ圧縮機が直管を備えるときには、この直管を冷媒の気相成分Ｘ３の返流箇所とすることも可能である。このときも返流される冷媒の気相成分Ｘ３は、可能な限り上記直管内の主流に沿うように直管内に供給することが望ましい。
【００４６】
また、上記実施形態においては、エルボ管２０ａに対して接線方向から冷媒の気相成分Ｘ３を供給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ず、冷媒の気相成分Ｘ３をエルボ管２０ａ等の主流が流れる配管に対して螺旋状に供給しても良い。
【００４７】
また、上記実施形態においては、エルボ管２０ａに対して、エコノマイザ連結管５ｂが一か所のみ設けられた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ず、複数のエコノマイザ連結管５ｂをエルボ管２０ａと接続し、各エコノマイザ連結管５ｂに接続されるように流路Ｒ３を分岐しても良い。
換言すると、エコノマイザ連結管５ｂとは別のエコノマイザ連結管５ｘから冷媒の気相成分Ｘ３が流れる第３流路、及びエルボ管２０ａと接続され、エコノマイザ連結管５ｂとは別に設けられた別の連結管をさらに有しても良い。
上記実施形態においては、エルボ管２０ａを第１流路Ｒ１０としたが、第１流路Ｒ１０はエルボ管２０ａに限定されず、当分野において通常用いられる継手等を使用しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明によれば、返流部が絞り部を有している。このため、エコノマイザ側の返流部の入口部分においては流路面積を広くし、かつ、返流部から吐出される冷媒の気相成分の速度を増加させることができる。したがって、本発明によれば、返流部における圧力損失の増大を抑えてエコノマイザにおける気液分離を良好に行うと共に、ターボ圧縮機内の主流と合流するときの加速損失を低減させることができる。
【符号の説明】
【００４９】
１  ターボ冷凍機、２  凝縮器、２ａ、４ａ  伝熱管、３  エコノマイザ、４  蒸発器、５  ターボ圧縮機、５ａ  ガス吐出管、５ｂ      エコノマイザ連結管（返流部）、５ｃ  ガス吸入管、６、７  膨張弁、１０  モータ、１１  第１圧縮段、１２  第２圧縮段、１３、１４  インペラ、１５、２４  回転軸、１６  インレットガイドベーン、１７  出口絞り弁、２０  筐体、２０ａ  エルボ管、２０ｂ  入口、２０ｃ  出口、２１、２６、２７、３１  軸受、２２  ステータ、２３  ロータ、２５  ギアユニット、２８  油タンク、２９  大径歯車、３０  小径歯車、３２、３３、３４、３５、３６  シール機構、３７  給油ポンプ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９  流路、Ｒ３  流路（返流部）、Ｓ１  圧縮流路空間、Ｓ２  第１軸受収容空間、Ｓ３  モータ収容空間、Ｓ４  ギアユニット収容空間、Ｓ５  第２軸受収容空間、Ｘ１  圧縮冷媒ガス、Ｘ２    冷媒液、Ｘ３  冷媒の気相成分、Ｘ４  冷媒ガス
【図１】
2014196497.tif 000003
【図２】
2014196497.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成28年10月5日(2016.10.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エコノマイザからの冷媒の気相成分が供給されるターボ圧縮機を含むターボ冷凍機であって、
前記ターボ圧縮機は、圧縮冷媒ガスが流れる第１流路と、前記第１流路及び前記冷媒の気相成分が流れる第２流路と接続された連結管と、を含み、前記連結管の径は、前記第２流路から前記第１流路に向かって縮小しており、
前記第１流路は、入口と出口とが反対方向を向く１８０°エルボ管で構成され、
前記連結管は、前記エルボ管の接線方向のうち前記入口と前記出口とが向く方向と直交する方向に延び、前記エルボ管の頂部に直接接続されている、ターボ冷凍機。
【請求項２】
前記連結管の前記エルボ管と接続される側の開口は、前記エルボ管の内周面に配置されている、請求項１に記載のターボ冷凍機。
【請求項３】
前記第２流路及び前記連結管の全体の圧力損失は、前記冷媒の気相成分が前記エコノマイザから前記第２流路に流れ込むことが可能な値である、請求項１または２に記載のターボ冷凍機。
【請求項４】
前記第２流路を構成する配管は、同一の径を有する、請求項１から３のいずれか一項に記載のターボ冷凍機。
【請求項５】
前記第２流路を流れる前記冷媒の気相成分は、前記第１流路を流れる前記圧縮冷媒ガスに沿って合流する、請求項１から４のいずれか一項に記載のターボ冷凍機。
【請求項６】
前記第２流路を流れる前記冷媒の気相成分は、前記エルボ管に対して螺旋状に供給される、請求項１から５のいずれか一項に記載のターボ冷凍機。
【請求項７】
前記エコノマイザとは別のエコノマイザからの冷媒の気相成分が流れる第３流路、及び前記連結管とは別に設けられ前記エルボ管と接続された別の連結管をさらに有する、請求項１から６のいずれか一項に記載のターボ冷凍機。
【請求項８】
エコノマイザからの冷媒の気相成分が供給されるターボ圧縮機を含むターボ冷凍機であって、
前記ターボ圧縮機は、圧縮冷媒ガスが流れる第１流路及び前記冷媒の気相成分が流れる第２流路と接続された連結管を含み、前記第１流路側の前記連結管の径は、前記第２流路側の前記連結管の径よりも小さく、
前記第１流路は、入口と出口とが反対方向を向く１８０°エルボ管で構成され、
前記連結管は、前記入口と前記出口とが向く方向と直交する前記エルボ管の接線方向に延び、前記エルボ管の頂部に直接接続されている、ターボ冷凍機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の第１の態様は、エコノマイザからの冷媒の気相成分が供給されるターボ圧縮機を含むターボ冷凍機であって、上記ターボ圧縮機が、圧縮冷媒ガスが流れる第１流路と、上記第１流路及び上記冷媒の気相成分が流れる第２流路と接続された連結管と、を含み、上記連結管の径が、上記第２流路から上記第１流路に向かって縮小しており、前記第１流路は、入口と出口とが反対方向を向く１８０°エルボ管で構成され、前記連結管は、前記エルボ管の接線方向のうち前記入口と前記出口とが向く方向と直交する方向に延び、前記エルボ管の頂部に直接接続されている、ターボ冷凍機である。
【国際調査報告】
2014196497.tif 000005
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