本公開涉及渦輪機(jī)和制冷循環(huán)裝置。

背景技術(shù)：

以往，已知有具備渦輪機(jī)作為用于將在蒸發(fā)器中蒸發(fā)出的制冷劑氣體壓縮并向冷凝器輸送的壓縮機(jī)的制冷機(jī)。

例如，如圖8所示，在專利文獻(xiàn)1中記載了一種具備壓縮機(jī)301、蒸發(fā)器302、冷凝器304、冷卻塔316以及冷卻水泵318的制冷機(jī)300。在制冷機(jī)300中，使用水作為制冷劑。壓縮機(jī)301具有旋轉(zhuǎn)軸310、葉輪312以及軸承320。在壓縮機(jī)301中，水作為潤滑劑被供給到軸承320。具體而言，利用冷卻水泵318的排出壓，向冷凝器304供給的冷卻水的一部分被輸送至軸承320。

圖9是將圖8所示的壓縮機(jī)301的軸承320以及將設(shè)置有該軸承320的空間與壓縮室323隔開的密封部330附近的構(gòu)造局部放大而概略地示出的圖。密封部330在殼體322內(nèi)將設(shè)置有軸承320的空間與壓縮室323之間隔開，在壓縮室323和與該壓縮室323相鄰的軸承320之間的位置固定于殼體322的內(nèi)面。該密封部330包括環(huán)狀的非接觸型密封件，相對于旋轉(zhuǎn)軸310以保持有游隙的狀態(tài)外嵌。壓縮室323相對于設(shè)置有軸承320的空間為負(fù)壓，所以設(shè)置有軸承320的空間內(nèi)的潤滑劑的一部分經(jīng)過密封部330與旋轉(zhuǎn)軸310之間的間隙而被吸入到壓縮室323側(cè)。此時，密封部330抑制大量的潤滑水被急劇地向壓縮室323吸引。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2010-31698號公報

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

作為專利文獻(xiàn)1所記載的制冷機(jī)300中所使用的壓縮機(jī)301的渦輪機(jī)在可靠性上還具有提高的余地。于是，本公開的目的在于提供一種具有高可靠性的渦輪機(jī)。

本公開提供一種渦輪機(jī)，具備：

旋轉(zhuǎn)軸；

第一軸承，其至少在所述旋轉(zhuǎn)軸的半徑方向上支承所述旋轉(zhuǎn)軸；

外殼，其形成供工作流體流入的吸入空間；

葉輪，其在所述外殼的內(nèi)部固定于所述旋轉(zhuǎn)軸，將通過所述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)而流入到所述吸入空間的所述工作流體壓縮并向所述外殼的外部排出；

貯存潤滑液的第一空間，其在所述旋轉(zhuǎn)軸的軸線方向上在所述葉輪與所述第一軸承之間形成于所述旋轉(zhuǎn)軸的周圍，與形成于所述第一軸承的軸承面與所述旋轉(zhuǎn)軸的外周面之間的間隙相連通；

貯存所述潤滑液的第二空間，在從所述第一軸承觀察時，該第二空間在所述旋轉(zhuǎn)軸的軸線方向上形成在與所述葉輪相反的一側(cè)，與形成于所述第一軸承的軸承面與所述旋轉(zhuǎn)軸的外周面之間的間隙相連通；

貯存所述潤滑液的貯存槽；

第一排出通路，其使所述貯存槽的內(nèi)部空間與所述第一空間相連通，用于使所述潤滑液從所述第一空間向所述貯存槽流動；

供給通路，其使所述貯存槽的內(nèi)部空間與所述第二空間相連通，用于使所述潤滑液從所述貯存槽向所述第二空間流動；

泵，其配置于所述供給通路，向所述第二空間壓送所述潤滑液；

主路徑，其與所述第二空間連通且從所述旋轉(zhuǎn)軸的端部沿著所述旋轉(zhuǎn)軸的軸線方向在所述旋轉(zhuǎn)軸的內(nèi)部延伸，用于使貯存于所述第二空間的所述潤滑液沿著所述旋轉(zhuǎn)軸的軸線方向流動；以及

副路徑，其形成于所述旋轉(zhuǎn)軸的內(nèi)部，使所述第一軸承的所述軸承面 和所述旋轉(zhuǎn)軸的外周面之間的間隙與所述主路徑相連通，用于使所述潤滑液從所述主路徑向所述第一軸承的所述軸承面和所述旋轉(zhuǎn)軸的外周面之間的間隙流動。

上述的渦輪機(jī)具有高可靠性。

附圖說明

圖1是示出第1實(shí)施方式的渦輪機(jī)中的潤滑液的流動的剖視圖。

圖2是示出第1實(shí)施方式的變形例的渦輪機(jī)中的潤滑液的流動的剖視圖。

圖3是示出第2實(shí)施方式的渦輪機(jī)中的潤滑液的流動的剖視圖。

圖4是示出第3實(shí)施方式的渦輪機(jī)中的潤滑液的流動的剖視圖。

圖5是示出第3實(shí)施方式的變形例的渦輪機(jī)中的潤滑液的流動的剖視圖。

圖6是示出本公開的制冷循環(huán)裝置的一例的結(jié)構(gòu)圖。

圖7是示出本公開的制冷循環(huán)裝置的另一例的結(jié)構(gòu)圖。

圖8是示出具備作為壓縮機(jī)的渦輪機(jī)的以往的制冷機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。

圖9是將圖8所示的壓縮機(jī)的一部分放大而概略地示出的圖。

具體實(shí)施方式

在使用潤滑油作為制冷循環(huán)裝置的壓縮機(jī)的軸承的潤滑劑的情況下，潤滑劑的粘度可能會因潤滑油溶入制冷劑或者混合產(chǎn)生懸濁液而降低，從而會導(dǎo)致潤滑性能降低。另外，若潤滑油流出到制冷循環(huán)裝置中，則會成為熱阻而可能使制冷循環(huán)裝置的性能降低。尤其是，在如專利文獻(xiàn)1所記載的制冷機(jī)300那樣使用水作為制冷劑的情況下，難以使用潤滑油作為制冷循環(huán)裝置的壓縮機(jī)的軸承的潤滑劑。潤滑油與水混合而產(chǎn)生懸濁液，潤滑劑的粘度降低而潤滑性能有可能顯著降低。另外，若該懸濁液流出到制冷循環(huán)裝置中，則潤滑油會成為熱阻而可能使制冷循環(huán)裝置的性能降低。于是，在專利文獻(xiàn)1所記載的制冷機(jī)300中，向軸承320供給作為制冷劑 的水作為潤滑劑。

在專利文獻(xiàn)1所記載的制冷機(jī)300中，利用冷卻水泵318的排出壓將作為潤滑劑的水送至軸承320，壓縮機(jī)301的可靠性依賴于冷卻水泵318的能力。在渦輪機(jī)所使用的滑動軸承中，渦輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸的周速高，所以發(fā)熱量大。根據(jù)冷卻水泵318的能力的不同，作為潤滑劑向軸承320供給的水的壓力可能會不足。在該情況下，潤滑劑的量不足而壓縮機(jī)301的可靠性可能降低。因而，為了提高壓縮機(jī)301的可靠性，需要冷卻水泵318具有高的能力，冷卻水泵318會花費(fèi)巨大的成本。

在使用具有高的能力的泵作為冷卻水泵318的情況下，能夠?yàn)榱死鋮s軸承320而向軸承320供給大量的潤滑劑。但是，大量的潤滑劑有可能經(jīng)過密封部330與旋轉(zhuǎn)軸310之間的間隙而被急劇地向壓縮室323吸引。因而，潤滑劑可能與葉輪312碰撞而招致葉輪312破損。

通過提高密封部330的密封性能，能夠防止?jié)櫥瑒┡c葉輪312碰撞。但是，由于密封部330包括環(huán)狀的非接觸型密封件，所以難以使密封部330與旋轉(zhuǎn)軸310的間隙的寬度比軸承320與旋轉(zhuǎn)軸310之間的間隙的寬度窄，提高密封部330的密封性能存在極限。

為了提高密封性能，也可考慮取代密封部330而使用迷宮型等非接觸型密封件。但是，該情況下，密封件內(nèi)的流體力有可能使旋轉(zhuǎn)軸310產(chǎn)生自激振動而使作為渦輪機(jī)的壓縮機(jī)301的振動增大。另外，為了提高密封性能，也可考慮取代密封部330而使用接觸型密封件，但會產(chǎn)生由旋轉(zhuǎn)軸310與接觸型密封件之間的摩擦引起的機(jī)械損失而使渦輪機(jī)的性能降低。

本公開的第1技術(shù)方案提供一種渦輪機(jī)，具備：

旋轉(zhuǎn)軸；

第一軸承，其至少在所述旋轉(zhuǎn)軸的半徑方向上支承所述旋轉(zhuǎn)軸；

外殼，其形成供工作流體流入的吸入空間；

葉輪，其在所述外殼的內(nèi)部固定于所述旋轉(zhuǎn)軸，將通過所述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)而流入到所述吸入空間的所述工作流體壓縮并向所述外殼的外部排出；

貯存潤滑液的第一空間，其在所述旋轉(zhuǎn)軸的軸線方向上在所述葉輪與所述第一軸承之間形成于所述旋轉(zhuǎn)軸的周圍，與形成于所述第一軸承的軸承面與所述旋轉(zhuǎn)軸的外周面之間的間隙相連通；

貯存所述潤滑液的第二空間，在從所述第一軸承觀察時，該第二空間在所述旋轉(zhuǎn)軸的軸線方向上形成在與所述葉輪相反的一側(cè)，與形成于所述第一軸承的軸承面與所述旋轉(zhuǎn)軸的外周面之間的間隙相連通；

貯存所述潤滑液的貯存槽；

第一排出通路，其使所述貯存槽的內(nèi)部空間與所述第一空間相連通，用于使所述潤滑液從所述第一空間向所述貯存槽流動；

供給通路，其使所述貯存槽的內(nèi)部空間與所述第二空間相連通，用于使所述潤滑液從所述貯存槽向所述第二空間流動；

泵，其配置于所述供給通路，向所述第二空間壓送所述潤滑液；

主路徑，其與所述第二空間連通且從所述旋轉(zhuǎn)軸的端部沿著所述旋轉(zhuǎn)軸的軸線方向在所述旋轉(zhuǎn)軸的內(nèi)部延伸，用于使貯存于所述第二空間的所述潤滑液沿著所述旋轉(zhuǎn)軸的軸線方向流動；以及

副路徑，其形成于所述旋轉(zhuǎn)軸的內(nèi)部，使所述第一軸承的所述軸承面和所述旋轉(zhuǎn)軸的外周面之間的間隙與所述主路徑相連通，用于使所述潤滑液從所述主路徑向所述第一軸承的所述軸承面和所述旋轉(zhuǎn)軸的外周面之間的間隙流動。

根據(jù)第1技術(shù)方案，貯存于第二空間的潤滑液經(jīng)過主路徑和副路徑而向第一軸承供給。此時，隨著旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速的增加，對經(jīng)過副路徑的潤滑液施加的離心力也增加，所以能夠隨著旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速的增加而提高向第一軸承供給的潤滑液的壓力。另外，由于第二空間與形成于第一軸承的軸承面與旋轉(zhuǎn)軸的外周面之間的間隙相連通，所以供給到第一軸承的潤滑液的一部分在返回第二空間之后，再次流入主路徑。換言之，潤滑液在第二空間與第一軸承之間循環(huán)。由此，能夠有效地冷卻第一軸承。另外，由于可抑制向第一空間流出的潤滑液的量，所以能夠防止大量的潤滑液流入吸入空間而葉輪破損。其結(jié)果，第1技術(shù)方案的渦輪機(jī)具有高可靠性。

本公開的第2技術(shù)方案提供一種渦輪機(jī)，該渦輪機(jī)在第1技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，還具備第二排出通路，該第二排出通路使所述貯存槽的內(nèi)部空間與所述第二空間相連通，用于使所述潤滑液從所述第二空間向所述貯存槽流動。根據(jù)第2技術(shù)方案，能夠通過第二排出通路使所述潤滑液從第二空間向所述貯存槽流動。由此，經(jīng)過供給通路從貯存槽向第二空間供給的潤滑液的量比通過第一排出通路而從第一空間排出的潤滑液的量多。由于能夠?qū)⒃诘诙臻g與第一軸承之間循環(huán)的潤滑液的一部分連續(xù)地置換為貯存于貯存槽的潤滑液，所以能夠有效地冷卻第一軸承。另外，由于無需配合旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速來調(diào)整利用泵向第二空間供給的潤滑液的供給流量，所以能夠簡化泵的結(jié)構(gòu)，并且能夠切實(shí)地有效地冷卻第一軸承。

本公開的第3技術(shù)方案提供一種渦輪機(jī)，該渦輪機(jī)在第2技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，還具備：第二軸承，在從所述第一空間觀察時，該第二軸承在所述旋轉(zhuǎn)軸的軸線方向上配置在與所述葉輪相反的一側(cè)的比所述第一空間靠近所述旋轉(zhuǎn)軸的所述端部的位置，至少在所述旋轉(zhuǎn)軸的軸線方向上支承所述旋轉(zhuǎn)軸；和減壓器，其配置于所述第二排出通路，使所述潤滑液的壓力降低，所述工作流體是常溫下的飽和蒸汽壓為負(fù)壓的流體，所述第一空間與所述吸入空間相連通。根據(jù)第3技術(shù)方案，由于第一空間與吸入空間相連通，所以第一空間的壓力與吸入空間中的壓力基本上相等。另一方面，由于在第二排出通路配置有減壓器，所以通過比吸入空間中的壓力高的壓力來向第二空間供給潤滑液。因而，在主路徑和副路徑中能夠防止在潤滑液中產(chǎn)生氣蝕。其結(jié)果，在主路徑和副路徑中能夠防止?jié)櫥喊瑲怏w，能夠提高向第一軸承供給的潤滑液的壓力。另外，由于工作流體是常溫下的飽和蒸汽壓為負(fù)壓的流體，所以即使渦輪機(jī)的壓縮比高，也能夠使第二軸承承受的旋轉(zhuǎn)軸的軸線方向的載荷(軸向載荷)非常小。

本公開的第4技術(shù)方案提供一種渦輪機(jī)，該渦輪機(jī)在第3技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述旋轉(zhuǎn)軸包括具有朝向所述旋轉(zhuǎn)軸的所述端部而縮小的外徑的錐面，所述第二軸承是具有如下的軸承面的錐軸承，該軸承面形成具有朝向所述旋轉(zhuǎn)軸的所述端部而縮小的內(nèi)徑的錐孔，并與所述錐面相對。根據(jù) 第4技術(shù)方案，在旋轉(zhuǎn)軸的端部與第二空間相接的情況下，能夠減少由于隨著旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)而攪拌貯存于第二空間的潤滑液而產(chǎn)生的損失。

本公開的第5技術(shù)方案提供一種渦輪機(jī)，該渦輪機(jī)在第1技術(shù)方案～第4技術(shù)方案中任一技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述第一軸承在所述旋轉(zhuǎn)軸的外周面中的所述副路徑的流出口的周圍具有在所述第一軸承的所述軸承面形成的環(huán)狀的槽。根據(jù)第5技術(shù)方案，在旋轉(zhuǎn)軸的外周面與第一軸承的軸承面之間的間隙處，通過旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)而在副路徑中被提高了的潤滑液的壓力的影響所波及的范圍擴(kuò)大。由此，能夠切實(shí)地提高向旋轉(zhuǎn)軸的外周面與第一軸承的軸承面之間的間隙供給的潤滑液的壓力。

本公開的第6技術(shù)方案提供一種渦輪機(jī)，該渦輪機(jī)在第1技術(shù)方案～第5技術(shù)方案中任一技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，還具備氣液分離器，該氣液分離器配置于所述第一排出通路，將所述潤滑液所包含的氣體和所述潤滑液分離。根據(jù)第6技術(shù)方案，由于通過氣液分離器將潤滑液所包含的氣體從潤滑液分離，所以可防止由于第一排出通路被潤滑液所包含的氣體堵塞而導(dǎo)致貯存于第一空間的潤滑液的排出受阻。其結(jié)果，能夠防止第一空間的潤滑液流入吸入空間而葉輪破損。

本公開的第7技術(shù)方案提供一種制冷循環(huán)裝置，具備：

權(quán)利要求1～6中任一項(xiàng)所述的渦輪機(jī)；

冷凝器，其使由所述渦輪機(jī)壓縮后的工作流體冷凝并且作為制冷劑液而貯存；以及

連通路，其使所述冷凝器的內(nèi)部空間與所述貯存槽的內(nèi)部空間相連通，用于使所述制冷劑液從所述冷凝器向所述貯存槽流動，

所述貯存槽將所述制冷劑液作為所述潤滑液而貯存，并且兼用作使所述制冷劑液蒸發(fā)而向所述吸入空間供給的蒸發(fā)器。

根據(jù)第7技術(shù)方案，能夠?qū)u輪機(jī)的貯存槽用作制冷循環(huán)裝置的蒸發(fā)器。另外，能夠?qū)⒅评溲h(huán)裝置的制冷劑用作渦輪機(jī)的第一軸承的潤滑液。

以下，參照附圖對本公開的實(shí)施方式進(jìn)行說明。此外，以下的說明涉及本發(fā)明的一例，本發(fā)明不限于此。

<渦輪機(jī)>

(第1實(shí)施方式)

如圖1所示，渦輪機(jī)1a具備旋轉(zhuǎn)軸10、第一軸承20、外殼50、葉輪12、第一空間40、第二空間41、貯存槽45、第一排出通路42、供給通路44、泵46、主路徑31以及副路徑32。渦輪機(jī)1a例如構(gòu)成為離心型、軸流型或斜流型的流體機(jī)械。旋轉(zhuǎn)軸10例如在水平方向上延伸。第一軸承20至少在旋轉(zhuǎn)軸10的半徑方向上支承旋轉(zhuǎn)軸10。第一軸承20是在第一軸承20與旋轉(zhuǎn)軸10的外周面之間介有潤滑液而包圍旋轉(zhuǎn)軸10的零件。第一軸承20是支承旋轉(zhuǎn)軸10的至少徑向的載荷的滑動軸承。外殼50形成供渦輪機(jī)1a的工作流體流入的吸入空間14。由外殼50的內(nèi)周面形成吸入空間14。葉輪12在外殼50的內(nèi)部固定于旋轉(zhuǎn)軸10。葉輪12將通過旋轉(zhuǎn)軸10的旋轉(zhuǎn)而流入到吸入空間14的工作流體壓縮并向外殼50的外部排出。第一軸承20收納在外殼50的內(nèi)部的比葉輪12靠近旋轉(zhuǎn)軸10的端部11的位置。

第一空間40和第二空間41形成于外殼50的內(nèi)部。第一空間40在旋轉(zhuǎn)軸10的軸線方向上在葉輪12與第一軸承20之間形成于旋轉(zhuǎn)軸10的周圍，與形成在第一軸承20的軸承面與旋轉(zhuǎn)軸10的外周面之間的間隙相連通。在第一空間40貯存潤滑液。例如，在外殼50的內(nèi)部形成有隔壁15，由包含隔壁15的外殼50的內(nèi)周面和第一軸承20的端面形成第一空間40。旋轉(zhuǎn)軸10貫穿第一空間40而延伸。在隔壁15與旋轉(zhuǎn)軸10之間形成有環(huán)狀的間隙，該間隙的寬度比第一軸承20的軸承面與旋轉(zhuǎn)軸10的外周面之間的間隙的寬度大。此外，若旋轉(zhuǎn)軸10不與隔壁15接觸，則隔壁15與旋轉(zhuǎn)軸10之間的間隙也可以形成為環(huán)狀以外的形狀。在從第一軸承20觀察時，第二空間41在旋轉(zhuǎn)軸10的軸線方向上形成在與葉輪12相反的一側(cè)，與形成在第一軸承20的軸承面與旋轉(zhuǎn)軸10的外周面之間的間隙相連通。在第二空間41貯存潤滑液。在貯存槽45貯存潤滑液。第一排出通路42是使貯存槽45的內(nèi)部空間與第一空間40相連通的、用于使?jié)櫥簭牡谝豢臻g40向貯存槽45流動的通路。供給通路44是使貯存槽45的內(nèi)部空間與第二空間41相連通的、用于使?jié)櫥簭馁A存槽45向第二空間41流動的 通路。泵46配置于供給通路44。泵46將潤滑液向第二空間41壓送。由此，貯存于貯存槽45的潤滑液經(jīng)過供給通路44而適量地(不多不少地)被供給到第二空間41，供給的潤滑液被貯存于第二空間41。

在旋轉(zhuǎn)軸10的內(nèi)部形成有包含主路徑31和副路徑32的潤滑液供給路徑30。主路徑31是與第二空間41連通且從旋轉(zhuǎn)軸10的端部11沿著旋轉(zhuǎn)軸10的軸線方向在旋轉(zhuǎn)軸10的內(nèi)部延伸的、用于使貯存于第二空間41的潤滑液沿著旋轉(zhuǎn)軸10的軸線方向流動的路徑。主路徑31從在旋轉(zhuǎn)軸10的端部11形成的流入口33沿著旋轉(zhuǎn)軸10的軸線方向延伸。旋轉(zhuǎn)軸10的端部11例如浸漬在貯存于第二空間41的潤滑液中。副路徑32是形成于旋轉(zhuǎn)軸10的內(nèi)部且使第一軸承20的軸承面與旋轉(zhuǎn)軸10的外周面之間的間隙和主路徑31相連通的、用于使?jié)櫥簭闹髀窂?1向第一軸承20的軸承面與旋轉(zhuǎn)軸10的外周面之間的間隙流動的路徑。副路徑32從主路徑31分支并延伸至在旋轉(zhuǎn)軸10的外周面形成的流出口35。副路徑32的流出口35與第一軸承20的軸承面相對。潤滑液供給路徑30例如包括在旋轉(zhuǎn)軸10的周向上配置的4個副路徑32。潤滑液供給路徑30也可以包括在旋轉(zhuǎn)軸10的周向上配置的1個副路徑或2～3個副路徑或5個以上的副路徑32。

旋轉(zhuǎn)軸10與電動機(jī)(省略圖示)相連接。旋轉(zhuǎn)軸10和葉輪12通過電動機(jī)工作而旋轉(zhuǎn)。由此，工作流體流入吸入空間14，在被壓縮了的狀態(tài)下向渦輪機(jī)1a的外部排出。

在渦輪機(jī)1a的運(yùn)轉(zhuǎn)期間，旋轉(zhuǎn)軸10旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)軸10的外周面與第一軸承20的軸承面之間的間隙的寬度被設(shè)定成在渦輪機(jī)1a的運(yùn)轉(zhuǎn)期間能夠通過潤滑液進(jìn)行流體潤滑。在該情況下，旋轉(zhuǎn)軸10與第一軸承20不進(jìn)行固體接觸，因存在于旋轉(zhuǎn)軸10的外周面與第一軸承20的軸承面之間的間隙的潤滑液的剪切阻力而產(chǎn)生機(jī)械損失。在此，若不適當(dāng)?shù)乩鋮s第一軸承20，則由于機(jī)械損失所導(dǎo)致的發(fā)熱，旋轉(zhuǎn)軸10的外周面與第一軸承20的軸承面之間的間隙會因熱膨脹而變小。另外，若潤滑液的溫度由于機(jī)械損失所導(dǎo)致的發(fā)熱而上升，則潤滑液的粘度會降低，因此，即使應(yīng)該支承的旋轉(zhuǎn)軸10的徑向的載荷不變，偏心率也變大。因而，旋轉(zhuǎn)軸10的外周面 與第一軸承20的軸承面之間的間隙的最小值變小。其結(jié)果，若不適當(dāng)?shù)乩鋮s第一軸承20，則固體表面的一部分會在旋轉(zhuǎn)軸10與第一軸承20之間的間隙發(fā)生接觸，在第一軸承20的軸承面處可能會產(chǎn)生“擦傷”等異常磨損。

如圖1所示，在渦輪機(jī)1a中，潤滑液在潤滑液供給路徑30、特別是副路徑32中通過與旋轉(zhuǎn)軸10的旋轉(zhuǎn)相伴的離心力而被加壓，加壓狀態(tài)的潤滑液被供給到旋轉(zhuǎn)軸10與第一軸承20之間的間隙。圖1的箭頭概念地表示旋轉(zhuǎn)軸10旋轉(zhuǎn)時的潤滑液的流動。此外，圖2～圖5中的箭頭也同樣概念地表示潤滑液的流動。通過流入口33而流入到主路徑31的潤滑液沿著旋轉(zhuǎn)軸10的軸線方向在主路徑31中流動。之后，潤滑液被導(dǎo)入副路徑32，通過副路徑32而從流出口35流出。這樣，潤滑液供給路徑30作為利用了旋轉(zhuǎn)軸10的旋轉(zhuǎn)的泵機(jī)構(gòu)發(fā)揮功能，具有預(yù)定的壓力的潤滑液被供給到旋轉(zhuǎn)軸10與第一軸承20之間。由于作用于通過副路徑32的潤滑液的離心力隨著旋轉(zhuǎn)軸10的轉(zhuǎn)速的增加而增加，所以能夠隨著旋轉(zhuǎn)軸10的轉(zhuǎn)速的增加而提高向旋轉(zhuǎn)軸10與第一軸承20之間供給的潤滑液的壓力。

如圖1所示，第一軸承20例如具有環(huán)狀的槽36。槽36在旋轉(zhuǎn)軸10的外周面中的副路徑32的流出口35的周圍形成于第一軸承20的軸承面。例如，旋轉(zhuǎn)軸10的軸線方向上的槽36的寬度比旋轉(zhuǎn)軸10的軸線方向上的流出口35的寬度大。通過形成有槽36，通過旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)而在副路徑32中被提高了的潤滑液的壓力的影響所波及的范圍從流出口35附近的區(qū)域擴(kuò)大至槽36的內(nèi)部的整體。由此，能夠可靠地提高向旋轉(zhuǎn)軸10與第一軸承20之間的間隙供給的潤滑液的壓力。此外，第一軸承20有時也可以不具有槽36。

供給到旋轉(zhuǎn)軸10與第一軸承20之間的潤滑液形成向第一空間40流動的潤滑液流和向第二空間41流動的潤滑液流。向第二空間41流動的潤滑液在通過旋轉(zhuǎn)軸10與第一軸承20之間的間隙從而冷卻了第一軸承20之后，向第二空間41流出。流出到第二空間41的潤滑液的一部分再次流入潤滑液供給路徑30。這樣，通過潤滑液在第一軸承20與第二空間41之間循環(huán)，能夠有效地冷卻第一軸承20。另外，由于潤滑液在形成于旋轉(zhuǎn)軸10 內(nèi)部的潤滑液供給路徑30中流動，所以能夠有效地冷卻旋轉(zhuǎn)軸10。

向第一空間40流動的潤滑液在通過旋轉(zhuǎn)軸10與第一軸承20之間的間隙從而冷卻了第一軸承20之后，向第一空間40流出。第一空間40通過第一排出通路42而與貯存槽45的內(nèi)部空間相連通。因而，流出到第一空間40的潤滑液通過第一排出通路42而被導(dǎo)入貯存槽45，之后利用泵46使其穿過供給通路44而再次供給到第二空間41。

如上所述，由于潤滑液在第一軸承20與第二空間41之間循環(huán)，所以即使不增加向第一空間40流出的潤滑液的量，也能夠提高第一軸承20的冷卻效果。由此，能夠抑制向第一空間40流出的潤滑液的量。因而，即使不在旋轉(zhuǎn)軸10的軸線方向上的第一空間40與吸入空間14之間的旋轉(zhuǎn)軸10的外周面附近配置用于密封的零件，也能夠防止大量的潤滑液流入吸入空間14。其結(jié)果，既能防止由潤滑液向吸入空間14的流入引起的葉輪的破損，又能提高第一軸承20的冷卻效果，因此，渦輪機(jī)1a具有高可靠性。另外，由于能夠減少與工作流體一起從渦輪機(jī)1a排出的潤滑液的量，所以例如在制冷循環(huán)裝置具備渦輪機(jī)1a的情況下，能夠防止制冷循環(huán)裝置的性能降低，能夠提供高性能的制冷循環(huán)裝置。

在旋轉(zhuǎn)軸10旋轉(zhuǎn)時，泵46優(yōu)選始終工作，但泵46有可能因某些理由而停止。例如，即使向泵46和連接于旋轉(zhuǎn)軸10的電動機(jī)的電力供給由于停電等理由而停止，若在第二空間41中貯存有足夠量的潤滑液，則只要旋轉(zhuǎn)軸10旋轉(zhuǎn)就能向第一軸承20供給潤滑液。因而，第二空間41的容積優(yōu)選是能夠貯存足以使渦輪機(jī)1a安全停止的量的潤滑液的容積。

供給到第一軸承20的潤滑液的溫度由于潤滑液冷卻第一軸承20而上升。從第一空間40排出的潤滑液例如通過第一排出通路42而在貯存于貯存槽45的期間自然冷卻。另外，為了在貯存槽45中可靠地冷卻潤滑液，渦輪機(jī)1a也可以具備冷卻貯存槽45的內(nèi)部空間的冷卻器。冷卻器只要能夠冷卻貯存槽45的內(nèi)部空間即可，沒有特別的制限，但例如由形成冷卻用的熱媒體的流路的配管或珀?duì)柼?Peltier)元件構(gòu)成。在貯存槽45的內(nèi)部配置有冷卻器的情況下，為了防止?jié)櫥何召A存槽45周圍的熱，優(yōu)選貯 存槽45的外周面由隔熱材料覆蓋，或者貯存槽45具有隔熱構(gòu)造。

渦輪機(jī)1a能夠從各種各樣的觀點(diǎn)進(jìn)行變更。例如，渦輪機(jī)1a也可以如圖2所示的渦輪機(jī)1b那樣進(jìn)行變更。除了特別說明的情況以外，渦輪機(jī)1b具有與渦輪機(jī)1a相同的結(jié)構(gòu)。渦輪機(jī)1b還具備配置于第一排出通路42的使?jié)櫥核臍怏w與潤滑液分離的氣液分離器49。氣液分離器49具備形成有預(yù)定容積的內(nèi)部空間的容器。第一排出通路42的一部分由在氣液分離器49的內(nèi)部空間開口的配管42a形成。另外，第一排出通路42的另外的一部分由使氣液分離器49的內(nèi)部空間與貯存槽45的內(nèi)部空間連通的連通配管42b形成。另外，氣液分離器49與泵48相連接。

從第一空間40排出的潤滑液通過配管42a而流入氣液分離器49的內(nèi)部空間。在氣液分離器49的內(nèi)部空間中，潤滑液所包含的氣體堆積在氣液分離器49的內(nèi)部空間的上方，潤滑液堆積在氣液分離器49的內(nèi)部空間的下方。這樣，氣液分離器49將潤滑液所包含的氣體與潤滑液分離。堆積在氣液分離器49的內(nèi)部空間的下方的潤滑液通過連通配管42b而流入貯存槽45的內(nèi)部空間。另一方面，堆積在氣液分離器49的內(nèi)部空間的上方的氣體通過泵48工作而從氣液分離器49的內(nèi)部空間排出。由此，在從第一空間40排出的潤滑液包含氣體的情況下，能夠防止第一排出通路42被該氣體堵塞而導(dǎo)致貯存于第一空間41的潤滑液的排出受阻。其結(jié)果，能夠防止從第一空間41向吸入空間14流入大量的潤滑液而導(dǎo)致葉輪12破損。

(第2實(shí)施方式)

接著，對第2實(shí)施方式的渦輪機(jī)1c進(jìn)行說明。除了特別說明的情況以外，渦輪機(jī)1c與渦輪機(jī)1a同樣地構(gòu)成。對渦輪機(jī)1c的構(gòu)成要素中與渦輪機(jī)1a的構(gòu)成要素相同或?qū)?yīng)的構(gòu)成要素標(biāo)注同一標(biāo)號，省略詳細(xì)的說明。與第1實(shí)施方式的說明只要技術(shù)上不矛盾就也適應(yīng)于第2實(shí)施方式。

如圖3所示，渦輪機(jī)1c還具備使貯存槽45的內(nèi)部空間與第二空間41相連通的、用于使?jié)櫥簭牡诙臻g41向貯存槽45流動的第二排出通路43。由此，通過供給通路44而從貯存槽45向第二空間41供給的潤滑液的量比通過第一排出通路42而從第一空間40排出的潤滑液的量多。因而， 能夠連續(xù)地將在第二空間41與第一軸承20之間循環(huán)的潤滑液的一部分置換為貯存于貯存槽45的潤滑液，所以能夠有效地冷卻第一軸承20。另外，通過在第二空間41中潤滑液的對流變得活躍，能夠有效地冷卻與第二空間41相接的第一軸承20周圍的部件。由此，渦輪機(jī)1c也具有高可靠性。

在旋轉(zhuǎn)軸10高速旋轉(zhuǎn)的情況下，在副路徑32中潤滑液承受的離心力隨著旋轉(zhuǎn)軸10的旋轉(zhuǎn)而變大。在該情況下，在渦輪機(jī)1a中，需要由泵46向第二空間41供給潤滑液，以使得在第二空間41中潤滑液不會過量或不足。換言之，需要與渦輪機(jī)1a的旋轉(zhuǎn)軸10的轉(zhuǎn)速相匹配地由泵46適當(dāng)調(diào)整潤滑液向第二空間41的供給量。但是，渦輪機(jī)1c還具備第二排出通路43。因而，無需在從渦輪機(jī)1c的起動時到高速旋轉(zhuǎn)時的期間內(nèi)與旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速的變動相匹配地由泵46細(xì)微地調(diào)整潤滑液向第二空間41的供給量。例如，能夠?qū)⒂杀?6實(shí)現(xiàn)的潤滑液的供給量與渦輪機(jī)1c高速旋轉(zhuǎn)時所需的潤滑液向第二空間41的供給量相匹配地設(shè)定為恒定。由此，能夠簡化用于泵46的反饋控制的、檢測渦輪機(jī)1c的旋轉(zhuǎn)軸10的轉(zhuǎn)速并進(jìn)行反饋的機(jī)構(gòu)或用于使由泵46實(shí)現(xiàn)的潤滑液的供給量變化的變換器等裝置。其結(jié)果，由于對泵46要求的性能受到限定，所以能夠減少渦輪機(jī)1c的制造成本。

(第3實(shí)施方式)

接著，對第3實(shí)施方式的渦輪機(jī)1d進(jìn)行說明。除了特別說明的情況以外，渦輪機(jī)1d與渦輪機(jī)1a同樣地構(gòu)成。對渦輪機(jī)1d的構(gòu)成要素中與渦輪機(jī)1a的構(gòu)成要素相同或?qū)?yīng)的構(gòu)成要素標(biāo)注相同的標(biāo)號，省略詳細(xì)的說明。與第1實(shí)施方式相關(guān)的說明只要技術(shù)上不矛盾就也適用于第3實(shí)施方式。

如圖4所示，渦輪機(jī)1d還具備使貯存槽45的內(nèi)部空間與第二空間41相連通的、用于使?jié)櫥簭牡诙臻g41向貯存槽45流動的第二排出通路43。另外，渦輪機(jī)1d還具備第二軸承21和減壓器47。在從第一空間40觀察時，第二軸承21在旋轉(zhuǎn)軸10的軸線方向上配置在與葉輪12相反的一側(cè)的比第一空間40更靠近旋轉(zhuǎn)軸10的端部11的位置。第二軸承21至少在旋轉(zhuǎn)軸10的軸線方向上支承旋轉(zhuǎn)軸10。減壓器47配置于第二排出通路 43，使?jié)櫥旱膲毫档汀p壓器47例如是膨脹閥或毛細(xì)管。通過減壓器47能夠調(diào)整向第一軸承20供給的潤滑液的壓力。另外，工作流體是常溫(日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：20℃±15℃/JIS Z 8703)下的飽和蒸汽壓為負(fù)壓的流體。另外，如第1實(shí)施方式中所述，第一空間40與吸入空間14相連通。

工作流體只要常溫下的飽和蒸汽壓為負(fù)壓即可，沒有特別的限定，但例如是包含水、醇或醚作為主成分的流體。渦輪機(jī)1d例如以接近工作流體的飽和蒸汽壓的壓力進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。渦輪機(jī)1d的吸入空間14中的工作流體的壓力例如為0.5～5kPaA。從渦輪機(jī)1d排出的工作流體的壓力例如為5～15kPaA。

由于第一空間40與吸入空間14相連通，所以第一空間40的壓力與吸入空間14中的壓力基本上相等。另一方面，由于在第二排出通路43配置有減壓器47，所以向第二空間41以比吸入空間14中的壓力高的壓力供給潤滑液。因而，在主路徑31和副路徑32中，能夠防止?jié)櫥褐挟a(chǎn)生氣蝕。其結(jié)果，能夠防止在主路徑31和副路徑32中潤滑液包含氣體，能夠提高向第一軸承20供給的潤滑液的壓力。

在渦輪機(jī)1d中，例如，工作流體的一部分被用作應(yīng)該向第一軸承20供給的潤滑液。在該情況下，由于潤滑液的壓力與潤滑液的飽和蒸汽壓之差小，所以即使減小了潤滑液的流動速度，潤滑液流中的氣蝕數(shù)仍然比較小。在此，氣蝕數(shù)通過將潤滑液的壓力與潤滑液的飽和蒸汽壓之差除以根據(jù)潤滑液的流動速度和潤滑液的密度算出的動壓來求出。為了使?jié)櫥毫魅胫髀窂?1，需要將旋轉(zhuǎn)軸10的端部11浸入貯存于第二空間41的潤滑液，潤滑液通過與旋轉(zhuǎn)軸10的旋轉(zhuǎn)相伴的攪拌而流動。因而，不容易減小潤滑液的流動速度。這從抑制潤滑液中產(chǎn)生氣蝕的觀點(diǎn)來看難以說是有利的。另外，由于渦輪機(jī)1d的旋轉(zhuǎn)軸10的周速高，所以由摩擦引起的發(fā)熱量大。除此之外，旋轉(zhuǎn)軸10的周速越大，則在旋轉(zhuǎn)軸10的外周面與第一軸承20的軸承面的間隙的寬度在旋轉(zhuǎn)軸10的周向上相對較大的場所潤滑液的壓力越容易成為負(fù)壓。這從在潤滑液中抑制潤滑液的蒸發(fā)和氣蝕的產(chǎn)生的觀點(diǎn)來看難以說是有利的。若因氣蝕的產(chǎn)生或蒸發(fā)而在潤滑液中包含 氣體，則由于氣體密度小，所以氣體幾乎不會產(chǎn)生與旋轉(zhuǎn)軸10的旋轉(zhuǎn)相伴的離心力。因而，難以提高向第一軸承20供給的潤滑液的壓力，難以向第一軸承20供給足量的潤滑液。但是，根據(jù)渦輪機(jī)1d，如上所述，向第二空間41以比吸入空間14中的壓力高的壓力供給潤滑液。因而，即使在工作流體的一部分作為潤滑液而向第一軸承20供給的情況下，也能夠防止在潤滑液供給徑路30或潤滑液供給路徑30的附近在潤滑液中產(chǎn)生氣蝕。由此，能夠抑制在潤滑液供給徑路30中流動的潤滑液中包含氣體，能夠提高向第一軸承20供給的潤滑液的壓力。由此，能夠在旋轉(zhuǎn)軸10的外周面與第一軸承20的軸承面的間隙的寬度在旋轉(zhuǎn)軸的周向上相對較大的場所防止?jié)櫥旱恼舭l(fā)或氣蝕的產(chǎn)生。其結(jié)果，能夠有效地冷卻第一軸承20，因而渦輪機(jī)1d具有高可靠性。

如圖4所示，例如，在旋轉(zhuǎn)軸10安裝有被支承部件22。被支承部件22是從旋轉(zhuǎn)軸10的外周面沿著旋轉(zhuǎn)軸10的半徑方向延伸的環(huán)狀的部件，與第二軸承21相對。第二軸承21固定于外殼50，是使第二軸承21與被支承構(gòu)件22之間介有潤滑液而包圍被支承部件22的零件。在第二軸承21的軸承面例如形成有臺階狀、口袋狀或螺旋狀等形狀的槽。由此，通過旋轉(zhuǎn)軸10的旋轉(zhuǎn)而在存在于第二軸承21與被支承部件22之間的潤滑液產(chǎn)生動壓，支承旋轉(zhuǎn)軸10的軸向載荷。此外，由于工作流體是常溫下的飽和蒸汽壓為負(fù)壓的流體，所以即使渦輪機(jī)1d具有高壓縮比，旋轉(zhuǎn)軸10的軸向載荷也非常小。因而，能夠減小第二軸承21的尺寸。另外，如圖4所示，例如，第二軸承21的外周面也可以與第二空間41相接。由此，第二軸承21被貯存于第二空間41的潤滑液有效地冷卻，渦輪機(jī)1d具有高可靠性。

渦輪機(jī)1d能夠從各種各樣的觀點(diǎn)進(jìn)行變更。例如，渦輪機(jī)1d可以如圖5所示的渦輪機(jī)1e那樣變更。除了特別說明的情況之外，渦輪機(jī)1e具有與渦輪機(jī)1d相同的結(jié)構(gòu)。在渦輪機(jī)1e中，旋轉(zhuǎn)軸10包括具有朝向旋轉(zhuǎn)軸10的端部11而縮小的外徑的錐面26。另外，第二軸承21是錐軸承25。錐軸承25具有軸承面25a，該軸承面25a形成具有朝向旋轉(zhuǎn)軸10的端部11而縮小的內(nèi)徑的錐孔，且與錐面26相對。例如，第一軸承20的軸承面 與旋轉(zhuǎn)軸10的外周面之間的間隙和錐面26與錐軸承25的軸承面25a之間的間隙相連通。因而，經(jīng)過潤滑液供給路徑30而被供給到第一軸承20的軸承面與旋轉(zhuǎn)軸10的外周面之間的間隙的潤滑液也被導(dǎo)入錐面26與錐軸承25的軸承面25a之間的間隙。其結(jié)果，通過被導(dǎo)入錐面26與錐軸承25的軸承面25a之間的間隙的潤滑液而產(chǎn)生靜壓，能夠由錐軸承25支承旋轉(zhuǎn)軸10的軸向載荷。

根據(jù)渦輪機(jī)1e，由于旋轉(zhuǎn)軸10包括錐面26，所以與第二空間41相接的旋轉(zhuǎn)軸10的端部11的寬度小。由此，能夠減少由于隨著旋轉(zhuǎn)軸10的旋轉(zhuǎn)而攪拌貯存于第二空間41的潤滑液而產(chǎn)生的損失。其結(jié)果，渦輪機(jī)1e除了具有高可靠性之外，還發(fā)揮高性能。

<制冷循環(huán)裝置>

接著，對本公開的制冷循環(huán)裝置的一例進(jìn)行說明。如圖6所示，制冷循環(huán)裝置100a具備渦輪機(jī)1d、冷凝器4以及連通路5c，渦輪機(jī)1d的貯存槽45兼作為制冷循環(huán)裝置100a的蒸發(fā)器2。冷凝器4使由渦輪機(jī)1d壓縮后的工作流體冷凝并且將其作為制冷劑液而貯存。冷凝器4例如由具有隔熱性和耐壓性的容器形成。連通路5c使冷凝器4的內(nèi)部空間與貯存槽45的內(nèi)部空間相連通。連通路5c是用于使制冷劑液從冷凝器4向貯存槽45流動的流路。蒸發(fā)器2將制冷劑液作為潤滑液貯存，并且使制冷劑液蒸發(fā)而向吸入空間14供給。蒸發(fā)器2例如由具有隔熱性和耐壓性的容器形成。此外，制冷循環(huán)裝置100a中也可以取代渦輪機(jī)1d而具備渦輪機(jī)1a、渦輪機(jī)1b、渦輪機(jī)1c或渦輪機(jī)1e。

制冷循環(huán)裝置100a具備主回路5、蒸發(fā)側(cè)循環(huán)回路6以及冷凝側(cè)循環(huán)回路7。主回路5是依次連接了蒸發(fā)器2、渦輪機(jī)1d以及冷凝器4的回路。蒸發(fā)器2的內(nèi)部空間和渦輪機(jī)1d的吸入空間14通過流路5a而連通。供由渦輪機(jī)1d的葉輪12排出的工作流體流動的外殼50的內(nèi)部空間和冷凝器4的內(nèi)部空間通過流路5b而連通。在主回路5填充有例如以水、醇或醚為主成分的制冷劑，制冷劑的壓力被保持為比大氣壓低的負(fù)壓狀態(tài)。制冷循環(huán)裝置100a例如構(gòu)成制冷專用的空氣調(diào)節(jié)裝置。

蒸發(fā)側(cè)循環(huán)回路6具有吸熱側(cè)送液泵61和吸熱用熱交換器62。另外，蒸發(fā)側(cè)循環(huán)回路6構(gòu)成為：貯存于蒸發(fā)器2的制冷劑液由吸熱側(cè)送液泵61供給到吸熱用熱交換器62，由吸熱用熱交換器62吸熱后的制冷劑返回蒸發(fā)器2。在蒸發(fā)側(cè)循環(huán)回路6中，蒸發(fā)器2和吸熱側(cè)送液泵61的入口通過流路6a而連接。吸熱側(cè)送液泵61的出口和吸熱用熱交換器62的入口通過流路6b而連接。另外，吸熱用熱交換器62的出口和蒸發(fā)器2通過流路6c而連接。通過在蒸發(fā)器2中制冷劑蒸發(fā)而降溫了的蒸發(fā)器2的內(nèi)部的制冷劑液由吸熱側(cè)送液泵61壓送至吸熱用熱交換器62。制冷劑液在吸熱用熱交換器62中被加熱后返回蒸發(fā)器2。此外，在流路6c也可以設(shè)置有用于使在吸熱用熱交換器62中被吸熱后的制冷劑減壓的減壓機(jī)構(gòu)。吸熱用熱交換器62通過在吸熱用熱交換器62中制冷劑吸熱來冷卻室內(nèi)的空氣。

冷凝側(cè)循環(huán)回路7具有放熱側(cè)送液泵71和放熱用熱交換器72。另外，冷凝側(cè)循環(huán)回路7構(gòu)成為：貯存于冷凝器4的制冷劑液由放熱側(cè)送液泵71供給至放熱用熱交換器72，在放熱用熱交換器72中放熱后的制冷劑返回冷凝機(jī)構(gòu)4。在冷凝側(cè)循環(huán)回路7中，冷凝器4和放熱側(cè)送液泵71的入口通過流路7a而連接。放熱側(cè)送液泵71的出口和放熱用熱交換器72的入口通過流路7b而連接。另外，放熱用熱交換器72的出口和冷凝器4通過流路7c而連接。在放熱用熱交換器72中間接地被冷卻了的制冷劑經(jīng)過流路7c而被導(dǎo)入冷凝器4。由此，由渦輪機(jī)1壓縮后的制冷劑蒸汽被冷卻而冷凝。通過該冷凝而升溫了的冷凝機(jī)構(gòu)4中的制冷劑液由放熱側(cè)送液泵71壓送至放熱用熱交換器72，在放熱用熱交換器72中間接地被冷卻之后，再次返回冷凝器4。在放熱用熱交換器72中，制冷劑對室外的空氣放熱。

渦輪機(jī)1d的供給通路44形成蒸發(fā)側(cè)循環(huán)回路6中的流路6a和流路6b的一部分。另外，渦輪機(jī)1d的供給通路44在蒸發(fā)側(cè)循環(huán)回路6中的比吸熱側(cè)送液泵61的出口靠下游的位置從蒸發(fā)側(cè)循環(huán)回路6分支。例如，供給通路44在蒸發(fā)側(cè)循環(huán)回路6中的吸熱側(cè)送液泵61的出口與吸熱用熱交換器62的入口之間從蒸發(fā)側(cè)循環(huán)回路6分支。另外，渦輪機(jī)1d的泵46也作為吸熱側(cè)送液泵61發(fā)揮功能。由此，由吸熱側(cè)送液泵61將貯存于蒸 發(fā)器2的制冷劑液的一部分作為潤滑液而壓送至第二空間41。在該情況下，吸熱側(cè)送液泵61的排出壓力優(yōu)選被設(shè)定成，在潤滑液供給路徑30的流入口33處潤滑液的壓力為飽和蒸汽壓以上。

當(dāng)供給通路44在蒸發(fā)側(cè)循環(huán)回路6中的吸熱側(cè)送液泵61的出口與吸熱用熱交換器62的入口之間從蒸發(fā)側(cè)循環(huán)回路6分支時，溫度較低的制冷劑液作為潤滑液被供給至第二空間41。因而，能夠有效地冷卻旋轉(zhuǎn)軸10和第一軸承20。

供給通路44也可以在蒸發(fā)側(cè)循環(huán)回路6中的吸熱用熱交換器62的出口與蒸發(fā)機(jī)構(gòu)2之間從蒸發(fā)側(cè)循環(huán)回路6分支。在該情況下，也能夠?qū)⒅评溲h(huán)裝置100a的制冷劑的一部分作為潤滑液而供給至潤滑液供給路徑30。在該情況下，渦輪機(jī)1d的供給通路44形成流路6a、流路6b以及流路6c的一部分，并且形成吸熱用熱交換器62的內(nèi)部的制冷劑的流路。

在供給通路44中，也可以在從蒸發(fā)側(cè)循環(huán)回路6分支的位置的潤滑液流的下游側(cè)配置吸熱側(cè)送液泵61以外的其他泵。在該情況下，能夠進(jìn)一步提高作為潤滑液供給至第二空間41的制冷劑液的壓力。其結(jié)果，在存在于潤滑液供給路徑30和潤滑液供給路徑30附近的潤滑液中，能夠防止蒸發(fā)和氣蝕的產(chǎn)生，提高向第一軸承20供給的潤滑液的壓力。

如圖6所示，例如，在渦輪機(jī)1d中，第一排出通路42和第二排出通路43共有連接于蒸發(fā)器2的特定的通路。貯存于第一空間40的潤滑液經(jīng)過第一排出通路42而返回蒸發(fā)器2，貯存于第二空間41的潤滑液經(jīng)過第二排出通路43而返回蒸發(fā)器2。由此，能夠?qū)①A存于蒸發(fā)器2內(nèi)部的制冷劑液用作應(yīng)向第一軸承20供給的潤滑液，能夠?qū)⒄舭l(fā)器2用作渦輪機(jī)1d的貯存槽45。

制冷循環(huán)裝置100a例如也可以構(gòu)成能夠切換制冷制熱的空氣調(diào)節(jié)裝置。在該情況下，配置于室內(nèi)的室內(nèi)熱交換器和配置于室外的室外熱交換器經(jīng)由四通閥而與蒸發(fā)器2和冷凝器4相連接。在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時，室內(nèi)熱交換器作為吸熱用熱交換器62發(fā)揮功能，室外熱交換器作為放熱用熱交換器72發(fā)揮功能。在制熱運(yùn)轉(zhuǎn)時，室內(nèi)熱交換器作為放熱用熱交換器72發(fā)揮 功能，室外熱交換器作為吸熱用熱交換器62發(fā)揮功能。制冷循環(huán)裝置100a例如也可以構(gòu)成冷卻器(chiller)。吸熱用熱交換器62例如也可以通過制冷劑的吸熱來冷卻空氣以外的氣體或液體。另外，放熱用熱交換器72例如也可以通過制冷劑的放熱來加熱空氣以外的氣體或液體。吸熱用熱交換器62和放熱用熱交換器72只要是間接式的熱交換器即可，沒有特別的限定。

制冷循環(huán)裝置100a能夠從各種各樣的觀點(diǎn)進(jìn)行變更。例如，渦輪機(jī)1d也可以變更為取代第一排出通路42和第二排出通路43而具備使第一空間40與冷凝器4的內(nèi)部空間連通的通路以及使第二空間41與冷凝器4的內(nèi)部空間連通的通路的渦輪機(jī)。在該情況下，貯存于第一空間40的潤滑液被供給至冷凝器4，貯存于第二空間41的潤滑液被供給至冷凝器4。

另外，在制冷循環(huán)裝置100a中，渦輪機(jī)1d也可以具有多級的壓縮機(jī)構(gòu)。在該情況下，也可以在壓縮機(jī)構(gòu)之間設(shè)置有用于冷卻制冷劑的中間冷卻器。在渦輪機(jī)1d例如具有二級的壓縮機(jī)構(gòu)的情況下，從第一級的壓縮機(jī)構(gòu)排出的制冷劑蒸汽的溫度例如為110℃。另外，從第二級的壓縮機(jī)構(gòu)排出的制冷劑蒸汽溫度例如為170℃。在第一級的壓縮機(jī)構(gòu)與第二級的壓縮機(jī)構(gòu)之間設(shè)置有中間冷卻器的情況下，由中間冷卻器對從第一級的壓縮機(jī)構(gòu)排出的制冷劑蒸汽進(jìn)行冷卻。在該情況下，被吸入第二級的壓縮機(jī)構(gòu)的制冷劑蒸汽的溫度例如為45℃。

另外，在制冷循環(huán)裝置100a中，也可以是與渦輪機(jī)1d相獨(dú)立的壓縮機(jī)與渦輪機(jī)1d串聯(lián)連接。該獨(dú)立的壓縮機(jī)既可以是容積型的壓縮機(jī)，也可以是渦輪機(jī)。在該情況下，也可以在渦輪機(jī)1d與獨(dú)立的壓縮機(jī)之間設(shè)置有中間冷卻器。

另外，在制冷循環(huán)裝置100a中，在連通路5c也可以設(shè)置有毛細(xì)管或膨脹閥等膨脹器。

而且，制冷循環(huán)裝置100a例如也可以如圖7所示的制冷循環(huán)裝置100b那樣變更。除了特別說明的情況以外，制冷循環(huán)裝置100b具有與渦輪機(jī)100a相同的結(jié)構(gòu)。只要技術(shù)上不矛盾，有關(guān)制冷循環(huán)裝置100a的上述說明就也適用于制冷循環(huán)裝置100b。

在制冷循環(huán)裝置100b中，渦輪機(jī)1d的貯存槽45兼用作冷凝器4。另外，在制冷循環(huán)裝置100b中，渦輪機(jī)1d的供給通路44形成冷凝側(cè)循環(huán)回路7中的流路7a和流路7b的一部分。另外，渦輪機(jī)1d的供給通路44在冷凝側(cè)循環(huán)回路7中的比放熱側(cè)送液泵71的出口靠下游的位置從放熱側(cè)循環(huán)回路7分支。例如，供給通路44在冷凝側(cè)循環(huán)回路7中的放熱側(cè)送液泵71的出口與放熱用熱交換器72的入口之間從冷凝側(cè)循環(huán)回路7分支。另外，渦輪機(jī)1d的泵46也作為放熱側(cè)送液泵71發(fā)揮功能。由此，由放熱側(cè)送液泵71將貯存于冷凝器4的制冷劑液的一部分作為潤滑液而壓送至第二空間41。在該情況下，吸熱側(cè)送液泵71的排出壓力優(yōu)選被設(shè)定成，在潤滑液供給路徑30的流入口33處潤滑液的壓力為飽和蒸汽壓以上。

當(dāng)供給通路44在冷凝側(cè)循環(huán)回路7中的放熱側(cè)送液泵71的出口與放熱用熱交換器72的入口之間從冷凝側(cè)循環(huán)回路7分支時，溫度較低的制冷劑液作為潤滑液被供給至第二空間41。因而，能夠有效地冷卻旋轉(zhuǎn)軸10和第一軸承20。

供給通路44也可以在冷凝側(cè)循環(huán)回路7中的放熱用熱交換器72的出口與冷凝器4之間從冷凝側(cè)循環(huán)回路7分支。在該情況下，也能夠?qū)⒅评溲h(huán)裝置100b的制冷劑的一部分作為潤滑液供給至潤滑液供給路徑30。在該情況下，渦輪機(jī)1d的供給通路44形成流路7a、流路7b以及流路7c的一部分，并且形成放熱用熱交換器72的內(nèi)部的制冷劑的流路。

如圖7所示，例如，在渦輪機(jī)1d中，第一排出通路42和第二排出通路43共有連接于冷凝器4的特定的通路。貯存于第一空間40的潤滑液經(jīng)過第一排出通路42而返回冷凝器4，貯存于第二空間41的潤滑液經(jīng)過第二排出通路43而返回冷凝器4。由此，能夠?qū)①A存于冷凝器4的內(nèi)部的制冷劑液用作應(yīng)向第一軸承20供給的潤滑液，能夠?qū)⒗淠?用作渦輪機(jī)1d的貯存槽45。

在制冷循環(huán)裝置100b中，渦輪機(jī)1d也可以變更為取代第一排出通路42和第二排出通路43而具備使第一空間40與蒸發(fā)器2的內(nèi)部空間連通的通路以及使第二空間41與蒸發(fā)器2的內(nèi)部空間連通的通路的渦輪機(jī)。在該 情況下，貯存于第一空間40的潤滑液被供給至蒸發(fā)器2，貯存于第二空間41的潤滑液被供給至蒸發(fā)器2。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

使用了本公開的渦輪機(jī)的制冷循環(huán)裝置對于家用空調(diào)或商用空調(diào)特別有用。另外，使用了本公開的渦輪機(jī)的制冷循環(huán)裝置也能夠應(yīng)用于冷卻器或供熱水用熱泵。

標(biāo)號說明

1a、1b、1c、1d、1e：渦輪機(jī)

2：蒸發(fā)器

4：冷凝器

5c：連通路

10：旋轉(zhuǎn)軸

11：旋轉(zhuǎn)軸的端部

12：葉輪

14：吸入空間

20：第一軸承

21：第二軸承

26：錐面

25：錐軸承

25a：錐軸承的軸承面

31：主路徑

32：副路徑

36：槽

40：第一空間

41：第二空間

42：第一排出通路

43：第二排出通路

44：供給通路

45：貯存槽

46：泵

47：減壓器

49：氣液分離器

50：外殼