JP2001050618A - 不凝縮ガス抽気装置及びこれを有する冷凍機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置を大型化することなく、騒音も少なく、
また冷凍機の停止中でも抽気可能な不凝縮ガス抽気装置
を提供する。 【解決手段】 冷凍機本体の凝縮器Ｂと抽気装置の凝縮
器３８とを、抽気配管３５により接続し、凝縮器２４の
外壁には、ペルチェ素子４０を配設し、凝縮器２４の内
部に臨む凝縮フィン４３で熱交換する熱を外部に臨む空
冷フィン４２に輸送するように構成し、ペルチェ素子４
０の熱輸送機能により凝縮器３８の内部を冷却して冷媒
ガスと不凝縮ガスの混合ガス中から冷媒ガスのみを凝縮
して不凝縮ガスを分離・抽出するようにしたものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は不凝縮ガス抽気装置
及びこれを有する冷凍機に関し、特にターボ冷凍機等に
おいて、主冷媒系統に混入した凝縮不可能な空気等の気
体を除去する際に適用して有用なものである。 【０００２】 【従来の技術】例えば、ターボ圧縮機を有するターボ冷
凍機において、主冷媒系統が真空になる低圧冷媒を使用
している場合には、空気等の不凝縮ガスが混入する。こ
の不凝縮ガスとは、当該冷凍機で作りだす程度の温度で
は凝縮しないガスをいう。この不凝縮ガスが冷凍機内に
混入した場合には、凝縮器において不凝縮ガスの分圧が
上昇し、その分冷媒ガスの分圧が降下するので、凝縮器
圧力を必要以上に高める必要がある。この結果、冷媒ガ
スの分圧が降下する分、余分な圧縮機出力が必要とな
り、冷凍機の効率を低下させる。かかる不都合を回避す
るためには、不凝縮ガスを冷凍機外へ定期的に放出する
必要がある。このために設置されるのが不凝縮ガス抽気
装置である。 【０００３】従来技術に係るこの種の不凝縮ガス抽気装
置を図６に示す。同図は当該不凝縮ガス抽気装置をター
ボ冷凍機に組み込んだ状態で示す系統図である。同図に
示すように、当該ターボ冷凍機は、ターボ圧縮機Ａで圧
縮した高温・高圧の冷媒ガスを凝縮器Ｂで冷却水と熱交
換することにより凝縮し、その後膨張弁Ｃで膨張した気
液混合状態の冷媒を蒸発器Ｄで冷水と熱交換することに
より蒸発させ、冷媒ガスとして再度ターボ圧縮機Ａに供
給する循環系統を形成したものである。この循環系統を
主冷媒系統Ｉと称す。 【０００４】一方、図６に示す抽気装置は圧縮式抽気方
式と呼称される抽気方式を実現するものである。さらに
証言すると、冷凍機本体の凝縮器Ｂと当該抽気装置の低
圧凝縮器４とは、抽気配管２及び水分を取り除く為のド
ライヤ３を介して接続されている。凝縮器Ｂ内の冷媒ガ
スと不凝縮ガスの混合ガスは、抽気配管２及びドライヤ
３を介して低圧凝縮器４に導入される。ここで、低圧凝
縮器４の内部には低圧凝縮器用の凝縮チューブ６が配設
してあり、冷却水ポンプ５で供給する冷却水により低圧
で冷媒ガスを凝縮するようになっている。低圧凝縮器４
で凝縮できなかった冷媒ガスと不凝縮ガスは、圧縮機７
で圧縮される。すなわち、圧縮機吸込圧力の降下により
凝縮器Ｂから冷媒ガスと不凝縮ガスが、抽気装置内へと
連続的に引き込まれる。 【０００５】圧縮機７で圧縮されたガスは、圧縮機配管
８を通りオイルセパレータ９に流入し、ここで圧縮機オ
イルが分離される。分離された圧縮機オイルは油戻し配
管１０を通り、圧縮機７の入口へと戻され、再び圧縮機
可動部の潤滑を行う。一方、分離・圧縮されたガスは高
圧凝縮器配管１１を通り高圧凝縮器１２に導かれ、低圧
凝縮器４と同様に内部に配された高圧凝縮器用の凝縮チ
ューブ１３により冷媒ガスのみが凝縮され、不凝縮ガス
は高圧凝縮器１２内に溜まる。この結果、高圧凝縮器１
２に接続されている圧力計１４で計測する高圧凝縮器１
２の内部圧力がある一定値に達すると、開放電磁弁１５
を開き、逆止弁１６を介して不凝縮ガスを大気に開放す
る。一方、低圧凝縮器４及び高圧凝縮器１２に溜まった
冷媒液は冷媒戻し用電磁弁１９を開放することにより、
キャピラリーチューブ１７により減圧され、冷媒戻し配
管１８を介して冷凍機本体の蒸発器Ｄに戻る。 【０００６】以上のサイクルを冷凍機本体の凝縮器Ｂに
溜まった不凝縮ガスが所定量に減少するまで繰り返す。
このとき、冷却水による冷却の代わりに冷凍機本体の凝
縮器Ｂから冷媒液を膨張弁を介して低圧及び高圧凝縮器
用の凝縮チューブ６、１３に供給する冷却方式を用いて
も良い。 【０００７】従来技術に係る抽気方式にはサーマルパー
ジ式と呼称される抽気方式も提案されている。このサー
マルパージ式に係る抽気装置を図７に示す。なお、同図
中、図６と同一部分には同一番号を付し、重複する説明
は省略する。 【０００８】図６に示すように、冷凍機本体の凝縮器Ｂ
と当該抽気装置の凝縮部２４とは、途中に抽気逆止弁２
２及び抽気電磁弁２３が配設された抽気配管２１により
接続してある。凝縮器２４の内部には凝縮器Ｂから供給
する冷媒液が導かれている凝縮用の伝熱チューブ２５が
配設してあり、当該凝縮器２４の内部の気体と熱交換す
るようになっている。かくして、冷凍機の運転中は抽気
装置の凝縮器２４で熱交換する結果、ここでは冷媒ガス
のみを凝縮する。このとき、抽気電磁弁２３は開いてお
り、凝縮により降下した圧力の作用で冷凍機本体の凝縮
器２４より冷媒ガスと不凝縮ガスを連続的に抽気する。 【０００９】凝縮器２４内の不凝縮ガスを大気開放する
ときは、抽気電磁弁２３を閉じ、凝縮器Ｂからの冷媒ガ
ス及び不凝縮ガスの流れを遮断した後、開放電磁弁３０
を開き、開放逆止弁３１が配設された開放配管２９を介
して不凝縮ガスを大気開放する。 【００１０】凝縮器２４には液面制御用のフロート２６
が配設してあり、液面上限スイッチ２７が投入されると
冷媒戻し電磁弁３３が開く。このとき、抽気電磁弁２３
は開いており、冷凍機本体の凝縮器Ｂの圧力と冷凍機本
体の蒸発器Ｄの圧力は凝縮器Ｂの方が大きいので、冷媒
液は冷媒戻し電磁弁３３と冷媒戻し逆止弁３４が配設さ
れた冷媒戻し配管３２を通って冷凍機本体の蒸発器Ｄに
戻る。凝縮器２４の冷媒液が減少して液面下限スイッチ
２８が投入されると冷媒戻し電磁弁３３を閉じ、再度冷
媒ガスを凝縮させる。このサイクルを図６に示す圧縮式
抽気装置のときと同様に不凝縮ガスが抽気できるまで繰
り返す。 【００１１】上記図７に示す不凝縮ガス抽気装置のよう
に、冷凍機本体の冷媒を使用する冷媒冷却の代わりに、
図８に示すように、圧縮機１、水冷又は空冷の凝縮器２
０及び伝熱チューブ２５で小型のコンデンシングユニッ
トを形成することにより冷媒ガスの凝縮を行わせること
もできる。かかる、コンデンシングユニットを形成する
（かかる方式をコンデンシングユニット付サーマルパー
ジ式抽気装置と称す。）ことによっても図６及び図７に
示す抽気装置と同様の不凝縮ガス抽気装置を構成するこ
とができる。なお、図８中、図６及び図７と同一部分に
は同一番号を付し重複する説明は省略する。 【００１２】 【発明が解決しようとする課題】ところで、図６に示す
圧縮式抽気装置は、冷媒（フルオロカーボン等）を圧縮
するので、冷媒の種類により圧縮機の選定に制限がある
ばかりでなく、駆動部が多いことに起因して定期的な保
守、点検が必要となり、振動，騒音，装置の大型化を招
来する等の問題もある。図７に示すサーマルパージ式抽
気装置では、冷却熱源として冷媒を利用するため、凝縮
器と蒸発器に差圧が生じていない時、つまり冷凍機の停
止時には抽気装置の使用ができないという問題がある。
図８に示すコンデンシングユニット付サーマルパージ式
抽気装置では、冷凍機の停止中も抽気できるという利点
はあるが、振動及び騒音の発生、装置の大形化を招来す
るという問題がある。 【００１３】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、
装置を大型化することなく、騒音も少なく、また冷凍機
の停止中でも抽気可能な不凝縮ガス抽気装置及びこれを
有する冷凍機を提供することを目的とする。 【００１４】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の構成は、次の点を特徴とする。 【００１５】１） 冷凍機の系内に混入した空気などの
不凝縮ガスと冷媒ガスとの混合ガスを抽気装置側の凝縮
器内に吸引し、この凝縮器で混合ガス中の冷媒ガスを凝
縮することにより不凝縮ガスを分離し、弁を介して外部
に排出するように構成した不凝縮ガス抽気装置におい
て、凝縮器内の熱をペルチェ素子を用いて外部に排出す
ることによりこの凝縮器の内部を冷却するようにしたこ
と。本発明によれば、ペルチェ素子の効果により、抽気
装置の凝縮部の温度は室温より３０℃程度低くすること
ができる。したがって、冷凍機の停止時には冷凍機本体
の凝縮器の温度が室温に近いので、抽気装置の凝縮部で
は冷媒ガスの凝縮が起きる。冷凍機の運転時にも冷凍機
本体の凝縮器は室温以上となるので、やはり凝縮が起こ
る。すなわち、凝縮器において冷媒ガスを凝縮させるこ
とにより不凝縮ガスを良好に分離することができる。 【００１６】２） 冷凍機の系内に混入した空気などの
不凝縮ガスと冷媒ガスとの混合ガスを抽気装置側の凝縮
器内に吸引し、この凝縮器で混合ガス中の冷媒ガスを凝
縮することにより不凝縮ガスを分離し、弁を介して外部
に排出するように構成した不凝縮ガス抽気装置におい
て、凝縮器内の熱をペルチェ素子を用いて外部に排出す
ることによりこの凝縮器の内部を冷却するとともに、凝
縮器の内部に臨む伝熱チューブに冷凍機の主系統の冷媒
液を流すことによりこの冷媒液によっても凝縮器の内部
を冷却するように構成したこと。本発明によれば、凝縮
器内は冷媒液によっても冷却されるので、上記１）に記
載した発明に較べ、冷凍機の運転時には抽気装置の凝縮
器において更なる低温が得られ、抽気装置の凝縮性能が
大幅に向上する。 【００１７】３） 上記１）に記載する不凝縮ガス抽気
装置において、凝縮器の外部でペルチェ素子に接する放
熱部は冷却水で冷却することができるように構成したこ
と。本発明によれば、上記１）に記載する発明に較べ、
ペルチェ素子をより効果的に冷却することができるの
で、その分凝縮器の凝縮効率も向上する。 【００１８】４） 上記２）に記載する不凝縮ガス抽気
装置において、凝縮器の外部でペルチェ素子に接する放
熱部は冷却水で冷却することができるように構成したこ
と。本発明によれば、上記２）に記載する発明に較べ、
ペルチェ素子をより効果的に冷却することができるの
で、その分凝縮器の凝縮効率も向上する。 【００１９】５） 上記２）に記載する不凝縮ガス抽気
装置において、凝縮器の外部でペルチェ素子に接する放
熱部は主系統の冷媒液で冷却することができるように構
成したこと。本発明によれば、上記２）及び４）に記載
する発明に較べ、ペルチェ素子をより効果的に冷却する
ことができるので、その分凝縮器の凝縮効率も向上す
る。 【００２０】６） 上記１）乃至上記５）に記載する何
れか１つの不凝縮ガス抽気装置において、不凝縮ガスを
大気に開放する際には、ペルチェ素子に通常時と逆の電
圧を印加して凝縮器の内部を加熱するようにしたこと。
本発明によれば、凝縮器の内部を加熱して大気圧＜凝縮
器の内部圧力となるようにしてやる、すなわちペルチェ
素子をヒータとして使用し、凝縮器の内部を加熱して冷
媒の飽和蒸気圧を上昇させる。この結果、大気圧＜凝縮
器の内部圧力の関係が成立したことを条件として弁を開
くことにより、凝縮器内の不凝縮ガスを大気に排出する
ことができる。ちなみに、冷凍機の停止時には、抽気装
置内の圧力が外気圧より低いので、このままでは不凝縮
ガスを抽気装置外へと大気開放する際に支障が生じる
が、本発明の如く、ペルチェ素子に印加する電圧を逆に
して、ペルチェ素子をヒータとして使用することによ
り、かかる支障を除去することができる。 【００２１】７） 上記１）乃至上記６）に記載する何
れか１つの不凝縮ガス抽気装置を有すること。本発明に
よれば、冷凍機に系内に混入する冷媒ガスとの混合ガス
から不凝縮ガスを良好に分離・抽出してこれを大気に排
出することができ、不凝縮ガスの分圧による冷凍機の負
荷の増大を未然に防止し得る。 【００２２】 【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づき詳細に説明する。以下の各実施の形態は不凝縮ガ
ス抽気装置をターボ冷凍機に組み込んだ状態で示してい
る。そこで、図６乃至図８に示す従来技術と同一部分に
は同一番号を付し、重複する説明は省略する。なお、各
実施の形態に係る不凝縮ガス抽気装置を組み込む冷凍機
はターボ冷凍機に限定する必要はない。例えば、吸収冷
凍機であっても同様に組み込むことができ、同様の効果
を得る。 【００２３】以下に説明する実施の形態では、従来技術
におけるサーマルパージ方式とほぼ同様な機器構成の下
で、抽気装置凝縮部に電気的な熱輸送手段であるペルチ
ェ素子を、外気熱交換用のフィン及びファン等とともに
取り付けて冷凍機の停止時にも冷媒の凝縮が可能なよう
にしたものである。ここで、「ペルチェ素子」とは、Ｎ
型とＰ型が対になった半導体素子で、直流電流を供給す
ることによって一方の面から他方の面に熱が移動すると
いう特性を持っており、この結果素子の片面が加熱さ
れ、反対側の面が冷却される。また、電圧を逆方向に印
加すると熱の移動方向が逆になるので、冷却装置とヒー
タとの両方に利用することができる。 【００２４】具体的には次の通りである。図１は本発明
の第１の実施の形態に係る抽気装置をターボ冷凍機に組
み込んだ状態で示す系統図である。同図に示すように、
冷凍機本体の凝縮器Ｂと抽気装置の凝縮器３８とは、途
中に抽気逆止弁３６及び抽気電磁弁３７を配設した抽気
配管３５により接続されている。凝縮器３８の内部に
は、図７に示す凝縮器２４と同様に、冷媒が導かれてい
る凝縮用の伝熱チューブ３９、液面検知用のフロート４
８、液面上限スイッチ４９及び液面下限スイッチ５０が
配設してある。凝縮器２４の外壁には、ペルチェ素子４
０が配設してあり、凝縮器２４の内部に臨む凝縮フィン
４３で熱交換する熱を外部に臨む空冷フィン４２に輸送
するように構成してある。ここで、空冷フィン４２はフ
ァン４４が送気する外気で強制空冷するようになってい
る。また、ペルチェ素子４０は電源装置４１から供給す
る電流で所定の熱輸送を行う。不凝縮ガス開放用の開放
電磁弁４６及び開放逆止弁４７は開放配管４５に配設し
てある。また、凝縮器３８は、冷凍機本体の蒸発器Ｄと
冷媒戻し電磁弁５２及び冷媒戻し逆止弁５３が配設され
た冷媒戻し配管５１により接続してある。 【００２５】かかる本形態によれば、ペルチェ素子４０
の熱輸送機能により、抽気装置の凝縮器３８の内部温度
は室温（外気温）より３０℃程度低くすることができ
る。そこで、冷凍機の停止時には冷凍機本体の凝縮器Ｂ
の内部温度は室温に近いので、ペルチェ素子４０で冷却
されている抽気装置の凝縮器３８では冷媒ガスの凝縮が
起きる。冷凍機の運転時にも、冷凍機本体の凝縮器Ｂの
内部は室温以上となっているので、やはりペルチェ素子
４０で冷却されている抽気装置の凝縮器３８では冷媒ガ
スの凝縮が起こる。本形態では、さらに凝縮器３８の内
部に臨む凝縮用の伝熱チューブ３９に冷媒液を供給して
冷媒冷却も行い得るように構成しているので、冷凍機の
運転中には低温の冷媒がペルチェ素子４０を冷却する。
この結果、さらなる低温が得られ、抽気装置の凝縮性能
を大幅に向上させることができる。 【００２６】一方、冷凍機の停止時には、系内の圧力が
ほぼ同一なので冷媒液を蒸発器Ｄに戻すことと、抽気装
置内の圧力が外気圧より低いので、不凝縮ガスを抽気装
置外へと大気開放する際に特別な配慮が必要になる。す
なわち、このままでは、大気圧＞凝縮器３８の内部圧力
であるので、開放電磁弁４６を開いても不凝縮ガスは外
部に排出されない。そこで、冷凍機の運転停止中に不凝
縮ガスを外部に抽気する際には、ペルチェ素子４０に印
加する電圧を逆にして、ペルチェ素子４０による熱輸送
の方向を逆にしてやり、凝縮器３８の内部を加熱して大
気圧＜凝縮器３８の内部圧力となるようにしてやる。す
なわち、ペルチェ素子４０をヒータとして使用し、凝縮
器３８の内部を加熱して冷媒の飽和蒸気圧を上昇させ
る。このため、図示はしないが、凝縮器３８はその内部
圧力を検出する圧力センサを有しており、この圧力セン
サで大気圧＜凝縮器３８の内部圧力の関係が成立したこ
とを条件として開放電磁弁４６を開く。 【００２７】さらに詳細に説明すると、冷凍機の停止時
には外気温度と冷凍機の系内温度はほぼ同一であるの
で、冷凍機内部の不凝縮ガスの量を冷媒飽和蒸気圧力か
ら計算し、その濃度が許容範囲外にある時に抽気装置の
電源を投入して抽気サイクルを動作させる。すなわち、
先ずペルチェ素子４０に抽気装置の凝縮器３８を冷却す
る方向に電圧を電源装置４１により印加する。この結
果、ペルチェ効果により凝縮フィン４３から空冷フィン
４２の方向に熱が輸送されて凝縮器３８の内部の温度が
下がり、その内部の冷媒ガスは冷媒液へと凝縮する。こ
の結果、凝縮した冷媒ガスの分圧分、凝縮器３８の内部
圧力が降下し、冷凍機本体の凝縮器Ｂより抽気配管３５
を通って冷媒ガスと不凝縮ガスを引き込む。かくして、
冷媒ガスが凝縮し続ける一方で、不凝縮ガスが凝縮器３
８内に溜まり続ける。 【００２８】不凝縮ガスがある一定量溜まると大気に放
出しなければならない。放出時には抽気電磁弁３７を閉
じ、電源装置４１によりペルチェ素子４０に印加する電
圧を逆方向にしてヒータとして使用する。このように加
熱することにより抽気装置の凝縮器３８の内部圧力は上
昇し、大気圧より十分に高くなる。このように高くなっ
たところで開放電磁弁４６を開き不凝縮ガスを大気開放
する。次に、凝縮器３８の内部圧力が下がれば開放電磁
弁４６を閉じて抽気電磁弁３７を開き、電源装置４１に
よるペルチェ素子４０に対する印加電圧の向きを逆にし
て再度凝縮器３８内の冷媒ガスを凝縮する。 【００２９】凝縮した冷媒液の液面が上昇してフロート
４８により液面上限スイッチ４９が投入されると、抽気
電磁弁３７を閉じる。凝縮器３８と冷凍機本体の蒸発器
Ｄとの圧力は蒸発器Ｄの圧力の方が高いか、又はほぼ同
一であるので、冷媒戻し電磁弁５２を開放するだけでは
冷媒液を蒸発器Ｄに戻すことができない。このため、不
凝縮ガスの大気開放時と同様にペルチェ素子４０をヒー
タとして使用して凝縮器３８の内部圧力を上昇させる。
このようにして凝縮器３８の内部圧力が上昇すれば冷媒
戻し電磁弁５２を開き、液面下限スイッチ５０が投入さ
れるまで冷媒液を蒸発器Ｄに戻して冷媒戻し電磁弁５２
を閉じ、凝縮器３８の冷却を開始し、一定時間後に抽気
電磁弁３７を開く。このサイクルを不凝縮ガスの抽気が
完了するまで繰り返す。 【００３０】一方、冷凍機の運転時には、凝縮用の伝熱
チューブ３９に低温の冷媒が導かれ、ペルチェ素子４０
による冷却と併用することにより凝縮性能を向上させる
ことができ、さらには凝縮器３８圧力が大気圧及び冷凍
機本体の蒸発器Ｄより高いので、不凝縮ガス開放時及び
冷媒液戻しのプロセスにおいてもペルチェ素子４０をヒ
ータとして使用する必要はなく、このペルチェ素子４０
に電流を供給する電源装置４１をＯＦＦにするだけで良
い。 【００３１】図１に示す実施の形態において伝熱チュー
ブ３９は必ずしも必要ではない。ペルチェ素子４０によ
る凝縮器３８の冷却だけで良い場合には省略することが
できる。この場合の実施の形態を第２の実施の形態とし
てその系統図を図２に示す。当該実施の形態によれば、
伝熱チューブ３９による冷却を行うことができないだけ
で、ペルチェ素子４０による冷却は第１の実施の形態の
場合と全く同様の態様で行われる。また、本形態によれ
ば、第１の実施の形態に較べ抽出装置の小型化、簡略化
を図ることができる。 【００３２】図３は本発明の第３の実施の形態に係る抽
気装置をターボ冷凍機に組み込んだ状態で示す系統図で
ある。同図に示すように、本形態は、図１に示す第１の
実施の形態において、空冷フィン４２及びファン４４を
取り除き、代わりに水冷ユニット５４、冷却水配管５
５、冷却水ポンプ５６を取り付けてペルチェ素子４０を
空冷から水冷にしたものである。したがって、ペルチェ
素子４０の冷却効率が良好になる点を除けば、図１に示
す第１の実施の形態と全く同様の作用・効果を得る。 【００３３】図４は本発明の第４の実施の形態に係る抽
気装置をターボ冷凍機に組み込んだ状態で示す系統図で
ある。同図に示すように、本形態は、図２に示す第２の
実施の形態において、空冷フィン４２及びファン４４を
取り除き、代わりに水冷ユニット５４、冷却水配管５
５、冷却水ポンプ５６を取り付けてペルチェ素子４０を
空冷から水冷にしたものである。したがって、ペルチェ
素子４０の冷却効率が良好になる点を除けば、図２に示
す第２の実施の形態と全く同様の作用・効果を得る。 【００３４】図５は本発明の第５の実施の形態に係る抽
気装置をターボ冷凍機に組み込んだ状態で示す系統図で
ある。同図に示すように、本形態は、図４に示す第４の
実施の形態において、水冷ユニット５４、冷却水配管５
５、冷却水ポンプ５６を取り除き、代わりにペルチェ素
子４０を冷媒冷却にするため、冷媒配管５７及び冷媒ポ
ンプ５８を取り付けて、蒸発器Ｄの冷媒液を冷媒ポンプ
で汲み上げて水冷ユニット５４に供給するようにしたも
のである。したがって、ペルチェ素子４０の冷却効率が
より高効率になる点を除けば、図４に示す第４の実施の
形態と全く同様の作用・効果を得る。 【００３５】 【発明の効果】以上実施の形態とともに詳細に説明した
ように、〔請求項１〕に記載する発明は、冷凍機の系内
に混入した空気などの不凝縮ガスと冷媒ガスとの混合ガ
スを抽気装置側の凝縮器内に吸引し、この凝縮器で混合
ガス中の冷媒ガスを凝縮することにより不凝縮ガスを分
離し、弁を介して外部に排出するように構成した不凝縮
ガス抽気装置において、凝縮器内の熱をペルチェ素子を
用いて外部に排出することによりこの凝縮器の内部を冷
却するようにしたので、ペルチェ素子の効果により、抽
気装置の凝縮部の温度は室温より３０℃程度低くするこ
とができ、当該凝縮器において冷媒ガスを凝縮させるこ
とにより不凝縮ガスを良好に分離することができる。こ
の結果、抽気装置の大型化を招来することなく、簡単な
構成で冷凍機内における不凝縮ガスを系外に容易に排出
することができる。また、可動部分がないため、メンテ
ナンスも簡単になるばかりでなく、騒音の発生源となる
こともない。 【００３６】〔請求項２〕に記載する発明は、冷凍機の
系内に混入した空気などの不凝縮ガスと冷媒ガスとの混
合ガスを抽気装置側の凝縮器内に吸引し、この凝縮器で
混合ガス中の冷媒ガスを凝縮することにより不凝縮ガス
を分離し、弁を介して外部に排出するように構成した不
凝縮ガス抽気装置において、凝縮器内の熱をペルチェ素
子を用いて外部に排出することによりこの凝縮器の内部
を冷却するとともに、凝縮器の内部に臨む伝熱チューブ
に冷凍機の主系統の冷媒液を流すことによりこの冷媒液
によっても凝縮器の内部を冷却するように構成したの
で、凝縮器内は冷媒液によっても冷却され、〔請求項
１〕に記載した発明に較べ、冷凍機の運転時には抽気装
置の凝縮器において更なる低温が得られ、抽気装置の凝
縮性能が大幅に向上する。この結果、抽気装置のさらな
る小型化に寄与し得る。 【００３７】〔請求項３〕に記載する発明は、〔請求項
１〕に記載する不凝縮ガス抽気装置において、凝縮器の
外部でペルチェ素子に接する放熱部は冷却水で冷却する
ことができるように構成したので、〔請求項１〕に記載
する発明に較べ、ペルチェ素子をより効果的に冷却する
ことができ、その分凝縮器の凝縮効率も向上する。この
結果、抽気装置のさらなる小型化に寄与し得る。 【００３８】〔請求項４〕に記載する発明は、〔請求項
２〕に記載する不凝縮ガス抽気装置において、凝縮器の
外部でペルチェ素子に接する放熱部は冷却水で冷却する
ことができるように構成したので、〔請求項２〕に記載
する発明に較べ、ペルチェ素子をより効果的に冷却する
ことができ、その分凝縮器の凝縮効率も向上する。この
結果、抽気装置のさらなる小型化に寄与し得る。 【００３９】〔請求項５〕に記載する発明は、〔請求項
２〕に記載する不凝縮ガス抽気装置において、凝縮器の
外部でペルチェ素子に接する放熱部は主系統の冷媒液で
冷却することができるように構成したので、上記〔請求
項２〕及び〔請求項４〕に記載する発明に較べ、ペルチ
ェ素子をより効果的に冷却することができ、その分凝縮
器の凝縮効率も向上する。この結果、抽気装置のさらな
る小型化に寄与し得る。 【００４０】〔請求項６〕に記載する発明は、〔請求項
１〕乃至〔請求項５〕に記載する何れか１つの不凝縮ガ
ス抽気装置において、不凝縮ガスを大気に開放する際に
は、ペルチェ素子に通常時と逆の電圧を印加して凝縮器
の内部を加熱するようにしたので、凝縮器の内部を加熱
して大気圧＜凝縮器の内部圧力となるようにしてやる、
すなわちペルチェ素子をヒータとして使用し、凝縮器の
内部を加熱して冷媒の飽和蒸気圧を上昇させることがで
きる。この結果、大気圧＜凝縮器の内部圧力の関係が成
立したことを条件として弁を開くことにより、凝縮器内
の不凝縮ガスを大気に排出することができる。ちなみ
に、冷凍機の停止時には、抽気装置内の圧力が外気圧よ
り低いので、このままでは不凝縮ガスを抽気装置外へと
大気開放する際に支障が生じるが、本発明の如く、ペル
チェ素子に印加する電圧を逆にして、ペルチェ素子をヒ
ータとして使用することにより、かかる支障を除去する
ことができる。この結果、冷凍機の停止時であっても支
障なく不凝縮ガスを大気に排出することができる。 【００４１】〔請求項７〕に記載する発明は、〔請求項
１〕乃至〔請求項６〕に記載する何れか１つの不凝縮ガ
ス抽気装置を有する冷凍機であるので、冷凍機に系内に
混入する冷媒ガスとの混合ガスから不凝縮ガスを良好に
分離してこれを大気に排出することができ、不凝縮ガス
の分圧による冷凍機の負荷の増大を未然に防止し得る。
すなわち、抽気装置が小型になる分、当該冷凍機の小型
化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の第１の実施の形態を示す系統図であ
る。 【図２】本発明の第２の実施の形態を示す系統図であ
る。 【図３】本発明の第３の実施の形態を示す系統図であ
る。 【図４】本発明の第４の実施の形態を示す系統図であ
る。 【図５】本発明の第５の実施の形態を示す系統図であ
る。 【図６】従来技術に係る圧縮式抽気装置をターボ冷凍機
に組み込んだ状態で示す系統図である。 【図７】従来技術に係るサーマルパージ式抽気装置をタ
ーボ冷凍機に組み込んだ状態で示す系統図である。 【図８】従来技術に係るコンデンシングユニット付サー
マルパージ式抽気装置をターボ冷凍機に組み込んだ状態
で示す系統図である。 【符号の説明】 Ｉ 主冷媒系 Ａ ターボ圧縮機 Ｂ 凝縮器 Ｃ 膨張弁 Ｄ 蒸発器 ３５ 抽気配管 ３６ 抽気逆止弁 ３７ 抽気電磁弁 ３８ 凝縮器 ３９ 伝熱チューブ ４０ ペルチェ素子 ４１ 電源装置 ４２ 空冷フィン ４３ 凝縮フィン ４４ ファン ４５ 開放配管 ４６ 開放電磁弁 ４７ 開放逆止弁 ４８ フロート ４９ 液面上限スイッチ ５０ 液面下限スイッチ ５１ 冷媒戻し配管 ５２ 冷媒戻し電磁弁 ５３ 冷媒戻し逆止弁 ５４ 水冷ユニット ５５ 冷却水配管 ５６ 冷却水ポンプ ５７ 冷媒配管 ５８ 冷媒ポンプ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 冷凍機の系内に混入した空気などの不凝
   縮ガスと冷媒ガスとの混合ガスを抽気装置側の凝縮器内
   に吸引し、この凝縮器で混合ガス中の冷媒ガスを凝縮す
   ることにより不凝縮ガスを分離し、弁を介して外部に排
   出するように構成した不凝縮ガス抽気装置において、 凝縮器内の熱をペルチェ素子を用いて外部に排出するこ
   とによりこの凝縮器の内部を冷却するようにしたことを
   特徴とする不凝縮ガス抽気装置。 【請求項２】 冷凍機の系内に混入した空気などの不凝
   縮ガスと冷媒ガスとの混合ガスを抽気装置側の凝縮器内
   に吸引し、この凝縮器で混合ガス中の冷媒ガスを凝縮す
   ることにより不凝縮ガスを分離し、弁を介して外部に排
   出するように構成した不凝縮ガス抽気装置において、 凝縮器内の熱をペルチェ素子を用いて外部に排出するこ
   とによりこの凝縮器の内部を冷却するとともに、凝縮器
   の内部に臨む伝熱チューブに冷凍機の主系統の冷媒液を
   流すことによりこの冷媒液によっても凝縮器の内部を冷
   却するように構成したことを特徴とする不凝縮ガス抽気
   装置。 【請求項３】 〔請求項１〕に記載する不凝縮ガス抽気
   装置において、 凝縮器の外部でペルチェ素子に接する放熱部は冷却水で
   冷却することができるように構成したことを特徴とする
   不凝縮ガス抽気装置。 【請求項４】 〔請求項２〕に記載する不凝縮ガス抽気
   装置において、 凝縮器の外部でペルチェ素子に接する放熱部は冷却水で
   冷却することができるように構成したことを特徴とする
   不凝縮ガス抽気装置。 【請求項５】 〔請求項２〕に記載する不凝縮ガス抽気
   装置において、 凝縮器の外部でペルチェ素子に接する放熱部は主系統の
   冷媒液で冷却することができるように構成したことを特
   徴とする不凝縮ガス抽気装置。 【請求項６】 〔請求項１〕乃至〔請求項５〕に記載す
   る何れか１つの不凝縮ガス抽気装置において、 不凝縮ガスを大気に開放する際には、ペルチェ素子に通
   常時と逆の電圧を印加して凝縮器の内部を加熱するよう
   にしたことを特徴とする不凝縮ガス抽気装置。 【請求項７】 〔請求項１〕乃至〔請求項６〕に記載す
   る何れか１つの不凝縮ガス抽気装置を有することを特徴
   とする冷凍機。