JP2001511509A - 二つの遠心圧縮機を冷凍冷却機ユニットに適用するための方法及び装置 - Google Patents

二つの遠心圧縮機を冷凍冷却機ユニットに適用するための方法及び装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 二つの遠心圧縮機（４８、５０）を冷凍冷却機ユニットの一つの蒸発器（５２）及び一つの凝縮器（５８）に適用するシステム及び装置を提供する。 【解決手段】 凝縮器（５８）は、凝縮器（５８）と同じ断面形状を持つ分割器（６０）によって二つのチャンバ（６２、６４）に分けられる。分割器には、凝縮器（５８）に設けられたチューブ（６８）が通って延びる穴が設けられている。凝縮器（５８）は、凝縮器の両チャンバ（６２、６４）の夫々の内部圧力を等しくしたり分離したりするため、両チャンバ（６２、６４）と流体連通した弁を含む。一方又は両方の圧縮機（４８、５０）を負荷に応じて作動させることができる。凝縮器圧力を各遠心圧縮機（４８、５０）に独立して加えることができ、及びかくして、従来の並列圧縮機冷凍システムの問題点をなくすことができる。本発明によれば、冷凍冷却機の容量を最大にでき、更に、可変の負荷要求条件に合わせて調節できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、全体として、遠心冷却機（ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ ｃｈｉｌｌｅ
ｒｓ）に関し、更に詳細には、二つの遠心圧縮機を冷凍冷却機ユニットに適用す
るための方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１に示すように、従来の遠心冷却機１０は、一つの遠心圧縮機１２、凝縮器
１４、膨張装置１６、及び蒸発器１８を含み、これらは全て直列に相互連結され
て従来の閉鎖冷凍回路を形成する。圧縮機は冷媒ガスを圧縮してこれを凝縮器１
４に送出し、この凝縮器で、冷却タワーからの水等の冷却媒体により圧縮ガスを
凝縮し、液体冷媒にする。液体冷媒は、膨張装置１６を通って蒸発器１８に移動
するときに膨張する。液体冷媒が蒸発器１８を通過するとき、冷媒をビルディン
グからの循環水と熱交換し、水を冷却し、冷媒を蒸発させる。次いで、冷媒を圧
縮機の吸引入口に送出する。このようにして、ビルディングを冷却するため、水
を蒸発器１８で冷却する。ビルディングに加えられる冷却の量を冷却必要条件即
ち負荷の変化に応じて変化させるため、圧縮機１２の容量を調節し、これによっ
て冷凍回路を通る冷媒の流量を調節する。
【０００３】 従来、水平なシェル−チューブ型凝縮器を遠心冷却機で使用した。多くの場合
、冷媒が凝縮器のチューブの外側を流れる。図２に概略に示すように、複数のチ
ューブ２０が従来の凝縮器の円筒形シェル２２内に保持されている。多くの場合
、チューブの外側の冷媒からチューブ内を流れる水２６への熱伝導を高めるため
、各チューブ２０の外側面２４にはフィンが設けられている。更に、凝縮器は、
通常は、図２に示すような円筒形シェルを有する。
【０００４】 遠心冷却機システムの容量を大きくするため、二つの圧縮機を持つ冷凍システ
ムを提供することが提案された。このようなシステムは、グリッフェン（Ｇｒｉ
ｆｆｅｎ）に賦与された米国特許第４，２０１，０６５号に論じられている。こ
のようなシステムの一つがこの特許に或る程度詳細に記載されている。従来技術
の二圧縮機システムの特徴を図３に示す。圧縮機２８、３０が凝縮器３２の別の
回路に連結されている。このシステムは、凝縮器３２と蒸発器３４とを連結する
ラインに設けられた膨張弁３６，３８を含む。
【０００５】 凝縮器３２は、複数の別個の冷凍チューブ回路４０、４２、４４、及び４６を
含む。このような回路の各々は、複数の平行な細長いチューブ（図示せず）を含
み、凝縮器の長さに亘って延びるこれらのチューブは、凝縮器の端部にある屈曲
部によって相互連結されている。グリッフェンの各回路は、凝縮器３２の長さに
沿って延びる平行なチューブ（図示せず）を含む。回路４０及び４２は、両方と
も、凝縮器３２の上半部を横切り、回路４４及び４６は、凝縮器３２の下半部を
横切る。従って、圧縮機２８は、凝縮器の上半部の回路４２及び凝縮器の下半部
の回路４６を通して冷媒を供給する。同様に、圧縮機３０は、圧縮機の上下両側
の回路に冷媒を供給する。冷凍負荷の減少時に一方の圧縮機を停止した場合、又
は一つ又はそれ以上の回路を通る冷媒の流れを遮断した場合、凝縮器は、それで
も、凝縮器全体の熱交換領域を使用する。
【０００６】 グリッフェンに示すシステムでは、冷媒は、凝縮器のチューブを通って流れ、
冷媒を冷却するために冷媒と熱交換関係に置かれた流体、代表的には空気で冷却
される。同様に、冷媒は蒸発器のチューブを通って流れ、蒸発器のシェルを通っ
て流れる水を冷却するのに使用される。
【０００７】 従来技術の二圧縮機冷凍システムは、代表的には、往復動圧縮機又はねじ形圧
縮機等の従来の容積形圧縮機を使用する。従来の容積形圧縮機は、並列で作動し
、共通の吸引連結部及び排出連結部を有する。遠心圧縮機は可変容積であり、一
定ヘッド（ｃｏｎｓｔａｎｔ ｈｅａｄ）特性を有し、及びかくして制御装置で
バランスをとらない限り並列で作動できない。かくして、このような二圧縮機シ
ステムで遠心圧縮機を効果的に使用するため、各遠心圧縮機のヘッド特性を適当
に適合する制御システムを使用しなければならない。しかしながら、実際には、
このようなヘッド適合化は、多くの高度の制御システムでも、実行困難である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、二つの遠心圧縮機を備えた改良冷凍冷却機システムを提供す
ることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の追加の目的及び利点を以下に説明する。これらの目的及び利点は、以
下の説明から明らかであり、本発明を実施することによって学ぶことができる。
本発明の目的及び利点は、添付の特許請求の範囲で特定的に指摘したエレメント
及び組み合わせによって実現され、得られる。
【００１０】 目的を達成するため、及び具体化した及び本明細書中におおまかに説明した本
発明の目的によれば、本発明は、冷媒蒸気を圧縮するための第１及び第２の遠心
圧縮機と、冷媒を蒸発するための蒸発器と、通過する冷媒を膨張するための第１
及び第２の膨張装置とを含む冷凍冷却機を有する。この冷凍冷却機は、冷媒を凝
縮するための凝縮器を更に有し、この凝縮器は、第１及び第２の凝縮チャンバ及
びこれらの凝縮チャンバの両方を通ってその長さに沿って延びる複数の熱交換チ
ューブを含む。第１圧縮機、蒸発器、第１凝縮チャンバ、及び第１膨張装置が連
結されて第１の冷凍回路を形成し、第２圧縮機、蒸発器、第２凝縮チャンバ、及
び第２膨張装置が連結されて第２の冷凍回路を形成する。これらの回路は、両方
とも、蒸発器のところで互いに直接連通しているが、その他では連通していない
。第１及び第２のチャンバは、好ましくは、凝縮器の夫々の端部間に分割器を配
置することによって形成される。この分割器は、凝縮器の断面と同じではないに
しろ実質的に同じ断面を有する。分割器は、更に、複数の穴を有し、これらの穴
を通って熱交換チューブが一方のチャンバから他方のチャンバまで延びている。
システムは、更に、好ましくは、所望である場合に両チャンバ内の圧力を均等に
するため、第１及び第２の凝縮器チャンバの各々と流体連通した釣合い弁（ｅｑ
ｕａｌｉｚｉｎｇ ｖａｌｖｅ）を含む。
【００１１】 更に、本発明の目的を達成するため、本発明は、第１及び第２の遠心圧縮機、
蒸発器、及び通過する冷媒を膨張するための第１及び第２の膨張装置を持つ冷凍
冷却機で使用するための凝縮器を有する。この凝縮器は、冷媒が通されるシェル
と、シェルを通って延びる複数の熱交換チューブとを含む。冷媒をシェルに供給
し、シェルを通して流し、水等の冷却媒体をチューブに通す。熱交換チューブは
、シェルの内部の全長に亘って延びており、シェルを通過する冷媒が複数の熱交
換チューブの外面と接触する。凝縮器は、更に、凝縮器シェルを第１及び第２の
凝縮チャンバに分けるための分割器を有する。この分割器には複数の貫通穴が設
けられており、複数のチューブがこれらの穴を通って延びている。第１圧縮機、
蒸発器、第１凝縮チャンバ、及び第１膨張装置を第１の冷凍回路として連結し、
第２圧縮機、蒸発器、第２凝縮チャンバ、及び第２膨張装置を第２の冷凍回路と
して連結する。
【００１２】 本発明は、更に、二つの遠心圧縮機を作動する方法を提供する。この方法は、
共通の熱交換器チューブ束が通って延びる第１及び第２の凝縮チャンバを持つ、
チューブ−シェル（ｔｕｂｅ ａｎｄ ｓｈｅｌｌ）凝縮器を提供する工程を含
む。この凝縮器は、第１及び第２の凝縮器チャンバと流体連通した弁を含む。本
方法は、冷媒を熱交換器の第１チャンバのシェル部分に第１の遠心圧縮機によっ
て選択的に供給する工程と、冷媒を第２凝縮器チャンバのシェル部分に第２の遠
心圧縮機によって選択的に供給する工程と、冷媒を、第１凝縮器チャンバから、
膨張装置を通して、第１の遠心圧縮機と流体連通した蒸発器内に流すことによっ
て第１の冷凍回路を完成する工程と、冷媒を、第２凝縮器チャンバから、膨張装
置を通して、第２の遠心圧縮機と流体連通した蒸発器内に流すことによって第２
の冷凍回路を完成する工程と、一方の圧縮機だけが賦勢されている場合に弁を開
放し、両方の圧縮機が賦勢されている場合に弁を閉鎖する工程とを更に含む。本
発明の方法では、各圧縮機に一つづつ設けられた二つの膨張弁から一つの蒸発器
が冷媒を受け取った後、冷媒を二つの圧縮機に供給する。二つの圧縮機は、容量
が異なるのがよく、第１及び第２のチャンバの相対的な大きさは、二つの圧縮機
の容量の関数として選択される。圧縮機は、更に、可変容量圧縮機であるのがよ
い。
【００１３】 以上の概括的説明及び以下の詳細な説明は単なる例示であって、本発明を特許
請求されているように限定しようとするものではないということは理解されるべ
きである。
【００１４】 本明細書に組み込んであり且つ本明細書の一部を構成する添付図面は、本発明
の一実施例を例示し、その説明とともに本発明の原理を説明するのに役立つ。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明は、全体として、二つの遠心圧縮機を冷凍冷却機ユニットの一つの蒸発
器及び一つの凝縮器に適用するシステム及び方法に関する。凝縮器は、分割チュ
ーブ支持体（分割器）によって、二つの区分又はチャンバに分けられる。分割チ
ューブ支持体は凝縮器と同じ断面形状を有し、凝縮器の熱交換チューブを受け入
れるための貫通穴が設けられている。二つのチャンバは、夫々のチャンバ内の圧
力を等しくしたり分離したりするため、配管及び選択的に開閉できる弁システム
によって相互連結されている。第１圧縮機は第１チャンバ用であり、第２圧縮機
は第２チャンバ用である。冷媒が、凝縮器の第１及び第２のチャンバから、次い
で第１及び第２の膨張装置の夫々を通って蒸発器に流れる。この構成により、負
荷条件の必要に応じて二つの遠心圧縮機の賦勢及び消勢を行うことができる。一
方の圧縮機が作動しているのか或いは両方の圧縮機が作動しているのかに拘わら
ず、同じ量の冷却流体を凝縮器の熱交換チューブに流すことができ、これによっ
て、熱交換性能を最適にし、冷却流体を効率的に使用する。
【００１６】 次に、添付図面に一例を示す本発明の現在の好ましい実施例を詳細に参照する
。同じ又は同様の部品に言及する上で、全図に亘って可能な限り同じ参照番号を
使用する。
【００１７】 本発明の目的によれば、図４に示すように、本発明は、冷媒を圧縮するための
第１及び第２の遠心圧縮機４８、５０、第１及び第２のチャンバ６２、６４を持
つ凝縮器５８、及び第１及び第２の遠心圧縮機４８、５０に進入する前に冷媒を
蒸発させるための蒸発器５２を持つ冷凍冷却機を含む。このシステムは、凝縮器
５８の第１及び第２のチャンバから冷媒を受け入れ、共通の蒸発器に加えられる
前に冷媒を膨張させる第１及び第２の膨張弁５４、５６を更に有する。これらの
膨張弁５４、５６は、凝縮器５８を蒸発器５２に連結するラインに設けられてい
る。このシステムは、更に、好ましくは、弁ＣＶ２及びＣＶ１を含む。これらの
弁は、逆止弁であるか或いは、凝縮器が作動していない場合に凝縮器への及び凝
縮器からの冷媒の流れを選択的に閉鎖できる制御式オン／オフ弁である。
【００１８】 凝縮器５８は、凝縮器５８を第１及び第２の凝縮チャンバ６２、６４に分割す
る分割チューブ支持体６０を含む。分割チューブ支持体６０は、凝縮器シェルに
作用を及ぼす圧縮機の相対的容量に応じて、凝縮器５８の長さに沿った様々な位
置に配置できる。分割チューブ支持体６０は、好ましくは、複数の貫通穴が形成
された金属製ディスクであり、これらの穴を通って伝熱チューブ６８が延びてい
る。分割チューブ支持体６０は、凝縮器シェルの断面と同じであるか或いはほぼ
同じ大きさになっており、図４及び図５に示すように円筒形凝縮器に嵌め込んで
ある。図示の分割器は円形であるけれども、凝縮器の断面に合った任意の所望の
形状に形成できる。かくして、凝縮器が矩形形状の断面を備えている場合には、
凝縮器の断面内にぴったりと嵌まるように分割チューブ支持体もまた矩形である
。分割器６０と凝縮器の内壁との間の嵌着並びに分割器の穴と凝縮器の熱交換チ
ューブの外壁との間の嵌着は、二つのチャンバ間の流体漏れを制限し又はなくす
締まり嵌めである。好ましくは、分割器は、凝縮器の内壁に溶接等で固定されて
おり、熱交換チューブは、分割器との界面が締まり嵌めになっているか或いはシ
ールされている。しかしながら、本発明の目的について、比較的締まり嵌めであ
ることにより一方のチャンバが他方のチャンバから十分に分離されるため、漏れ
止め嵌着は必要とされない。
【００１９】 図４に示すように、第１及び第２の凝縮部分６２、６４は、釣合い（ｅｑｕａ
ｌｉｚｉｎｇ）弁ＥＶの開放時に相互連結される。弁は、好ましくは、制御信号
に応じて選択的に徐々に開閉できる調節自在の多位置弁である。
【００２０】 第１圧縮機４８、蒸発器５２、第１凝縮チャンバ６２、及び第１膨張装置５４
が連結されて第１の冷凍回路を形成する。同様に、第２圧縮機５０、蒸発器５２
、第２凝縮部分６４、及び第２膨張装置５６が連結されて第２の冷凍回路を形成
する。図示のように、両回路は、両膨張弁から冷媒を受け入れて冷媒を各圧縮機
に供給する蒸発器のところで互いに連通している。弁ＣＶ１及びＣＶ２は、第１
及び第２の圧縮機の夫々を対応する第１及び第２の圧縮機チャンバに連結する冷
媒ラインに配置されている。これらの弁が開放したとき、冷媒は所与の圧縮機か
ら凝縮器のチャンバに流れ、凝縮器から出て膨張装置に入り、次いで蒸発器に流
入する。凝縮器及び蒸発器は、好ましくは、両方とも、チューブ−シェル熱交換
器であり、冷媒がシェルに供給され、流体例えば水がチューブに供給される。図
面には、明瞭化を図る目的で凝縮器及び蒸発器内に少数の熱交換チューブしか示
してないけれども、本発明による凝縮器及び蒸発器の設計では、数百本乃至数千
本の熱交換チューブを使用できるということは当業者には理解されよう。
【００２１】 蒸発器５２に設けられたチューブ５３を通ってビルディングからの水等が流れ
、これらのチューブ５３の外側の蒸発器５２のシェルを通って流れる冷媒蒸気と
伝熱接触する。冷媒蒸気は、第１圧縮機４８の吸引ポートに進入し、圧縮され、
次いで第１逆止弁ＣＶ１を通って凝縮器５８の第１凝縮部分６２に流入する。冷
媒は、凝縮器内で、凝縮器５８内を延びる複数のチューブ６８を通って流れる冷
却タワー水等の冷却液体と熱交換関係にある。液体冷媒は、第１凝縮部分６２か
ら第１膨張弁５４を通って進み、蒸発器５２に戻される。ビルディングからの水
が冷却され、ビルディングに流される。
【００２２】 同様に、蒸発器５２からの冷媒蒸気は、第２の遠心圧縮機５０に流入し、ここ
で圧縮され、第２逆止弁ＣＶ２を通って凝縮器５８の第２凝縮区分６４に供給さ
れる。液体冷媒は、第２凝縮部分６４から第２膨張弁５６を通って進み、蒸発器
に戻される。液体冷媒は、第２凝縮部分６４で、冷却液と熱交換関係にある。ビ
ルディングからの水は、蒸発器内で冷却され、ビルディングに放出される。
【００２３】 図５及び図６でわかるように、凝縮器５８は、好ましくは、シェルインチュー
ブ型（ｓｈｅｌｌ−ｉｎ−ｔｕｂｅ ｔｙｐｅ）であり、冷媒が通過するシェル
６６及びこのシェル６６を通って延びる複数の伝熱チューブ６８を含む。冷却タ
ワー水（又は同様の冷媒）がチューブを通過する。伝熱チューブ６８は、凝縮器
シェル６６の内部の長さに亘って延びている。シェル６６を通過する冷媒は、伝
熱チューブ６８の外面と接触し、液体冷媒に変化する。
【００２４】 上文中に開示したシステムによって、二つの遠心圧縮機を、各遠心圧縮機につ
いて独立した凝縮器圧力で作動できる。これにより、従来の並列圧縮機冷凍シス
テムの問題点をなくす。一方の圧縮機しか作動させない場合には、ＥＶ弁を開放
する。両方の圧縮機が作動している場合には、ＥＶ弁は閉鎖したままである。更
に、本発明では、冷凍冷却機容量を最大にでき、可変の負荷要求に合わせて調節
する。
【００２５】 本発明を適用する始動方法は、釣合い弁ＥＶを開放位置に維持し、膨張弁５４
、５６を凝縮器５８に設けられた液体レベル制御装置（図示せず）で制御しなが
ら第１の遠心圧縮機４８を始動する第１工程を含む。このような液体レベル制御
は、当該技術で周知であり、所与の時期の凝縮器内の液体冷媒のレベルに応じて
膨張弁の開閉を行う。代表的には、冷媒のレベルが凝縮器内で所定レベルに達し
た後、弁を徐々に開放し、更に多くの冷媒を膨張弁に及び膨張弁を通して流す。
開示の実施例では、各弁５４及び５６は、弁によって制御される凝縮器チャンバ
に適用された弁に別の液体レベル制御装置によって制御される。一方の圧縮機が
作動している限り、冷媒は、作動中の圧縮機から、開放したＣＶ弁を通って、圧
縮機によって供給される凝縮器チャンバのシェルに流入し、及びこれを通過し、
次いで膨張弁を通過し、その後蒸発器に流入し及びこれを通過する。
【００２６】 単一の圧縮機が所望の容量を提供する限り、第２圧縮機は消勢されたままであ
り、エネルギを節約する。圧縮機の一方又は両方が可変容量遠心圧縮機であるの
がよく、容量を所望に従って変化させる制御装置が設けられている。第２の遠心
圧縮機、例えば圧縮機５０を賦勢して負荷を満たさなければならない場合には、
ＥＶ弁を制御された速度で閉鎖し、一方のチャンバを他方のチャンバから分離し
、膨張弁５６を開放する。次いで、第２凝縮器部分６４の圧力が蒸発器５２の圧
力に近付いた後、又はこの圧力と等しくなった後、第２の遠心圧縮機５０を始動
する。この場合、膨張弁５６は、第２圧縮機によって供給される蒸発器チャンバ
と関連した凝縮器液体レベル制御装置によって制御される。
【００２７】 遠心圧縮機４８、５０のいずれかを以下の手順で停止できる。即ち、先ず最初
に他方の遠心圧縮機を停止し、釣合い弁ＥＶを制御された速度で開放し、膨張弁
５４、５６を凝縮器液体レベル制御装置で制御することによって停止できる。所
望であれば、他方の遠心圧縮機４８を後に停止できる。本発明では、圧縮機の作
動を選択的にサイクルでき、そのため、圧縮機の使用及びその摩耗が更に均等に
なる。更に、圧縮機の一方又は両方が可変容量圧縮機である場合には、本発明は
、広範な容量範囲に亘って選択的に制御を行うことができる。
【００２８】 本発明によれば、二つの圧縮機を負荷条件に従って選択的に動作させたり停止
させたり（又は変化させたり）できる。一方の圧縮機だけが動作している場合に
は、凝縮器は、それでも、凝縮器５８を通って延びる冷却チューブを通って流れ
るクーラント流体を効果的に使用する。更に、本発明の遠心圧縮機は、遠心冷却
機が必要とする冷却負荷に良好に適合し、及びかくして融通性及び／又は容量が
高い冷凍冷却機を提供するため、容量が異なるのがよく及び／又は可変の負荷特
性を持つのがよい。圧縮機の容量が異なる場合には、分割器の位置は、好ましく
は、これらの圧縮機の容量に最もよく適合する冷却チャンバを提供するように選
択される。
【００２９】 最後に、負荷が低い場合には、即ち凝縮器５８の一部を通って流れる冷媒の容
量が小さい場合には、本発明のシステムは、膨張弁５４、５６を制御することに
よって、凝縮器５８内の冷媒レベルを低下させると同時に蒸発器５２内の冷媒レ
ベルを上昇させるように制御できる。この制御方法により、冷却機は、低負荷条
件では通常は液体冷媒に露呈されない最も上側の蒸発器チューブ列を利用できる
。
【００３０】 本発明は、各遠心圧縮機について独立した凝縮器圧力を発生し、及びかくして
従来の並列圧縮機冷凍システムが遭遇した問題点をなくす。本発明では、低負荷
条件中に一方の遠心圧縮機を停止でき、この際、作動中の遠心圧縮機は作動させ
たままであり、凝縮器の熱交換チューブを流通する冷却剤の冷却容量を効果的に
使用できる。本発明は、かくして、二つの凝縮器及び二つの凝縮器システムと関
連した外部配管を必要とせずにビルディングからの水を効果的に冷却できる。本
発明は、冷凍冷却機が必要とする冷却負荷に良好に適合するように容量が異なる
（固定容量又は可変容量）二つの遠心圧縮機を含むように設計できる。圧縮機は
、弁、詳細には両凝縮器チャンバと流体連通した釣合い弁を選択的に作動するこ
とによって賦勢でき且つ消勢できる。本発明では、負荷が低い場合に凝縮器内の
冷媒レベルを低下させると同時に冷却機蒸発器内の冷媒レベルを上昇させるよう
に制御システムを設計できる。これにより、低負荷条件では通常は液体冷媒に露
呈されない、最も上側の蒸発器チューブ列を利用できる。
【００３１】 かくして、本発明は、一方又は両方の圧縮機を作動させることによって作動で
きる。本発明は、一方の圧縮機が作動している場合でも、凝縮器のチューブ束を
通って流れる冷却水の容量を、全部ではないにしろ、ほとんどを使用する。圧縮
機は、負荷分布に良好に適合するために容量が異なるのがよく、凝縮器内の分割
器は、圧縮機の容量と適合するチャンバを提供するように配置できる。結果的に
得られたユニットは、二凝縮器システムよりも小型であり且つ経済的である。
【００３２】 本発明の二遠心圧縮機冷凍システムに、詳細には凝縮器の構造に、本発明の範
囲及び精神から逸脱することなく、様々な変形及び変更を行うことができるとい
うことは当業者には理解されよう。本発明のこの他の実施例は、明細書を考慮し
、本明細書中に開示された発明を実施することにより、当業者には明らかになる
であろう。明細書及び例は単なる例示であって、本発明の真の範囲及び精神は特
許請求の範囲に記載してある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の冷凍システムを示すブロックダイヤグラムである。
【図２】 従来の凝縮器の図１の２−２線に沿った断面図である。
【図３】 二つの圧縮機を備えた冷凍システムを示すブロックダイヤグラムである。
【図４】 二つの遠心圧縮機を持つ本発明の冷凍システムの好ましい実施例のブロックダ
イヤグラムである。
【図５】 図４に示す凝縮器の部分図である。
【図６】 凝縮器の分割器の一実施例の図５の６−６線に沿った断面図である。
【符号の説明】
４８ 第１の遠心圧縮機 ５０ 第２の遠心圧縮機 ５２ 蒸発器 ５４ 第１膨張弁 ５６ 第２膨張弁 ５８ 凝縮器 ６０ 分割チューブ支持体 ６２ 第１凝縮チャンバ ６４ 第２凝縮チャンバ ６８ 伝熱チューブ
【手続補正書】特許協力条約第１９条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年１月２５日（２０００．１．２５）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１２】 一方の圧縮機だけが動作している場合に、前記凝縮器内の
冷媒レベルを低下させると同時に前記蒸発器内の冷媒レベルを上昇させる、請求
項１１に記載の方法。
【手続補正書】
【提出日】平成１２年１０月３１日（２０００．１０．３１）
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，Ｕ Ｚ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 冷凍冷却機において、 冷媒蒸気を圧縮するための第１及び第２の圧縮機と、 冷媒を蒸発するための蒸発器と、 通過する冷媒を膨張するための第１及び第２の膨張装置と、 冷媒を凝縮するための凝縮器であって、互いに分離された第１及び第２の凝縮
    チャンバ及び凝縮器の長さに沿って延びる複数の熱交換チューブを含み、前記第
    １圧縮機、前記蒸発器、前記第１凝縮チャンバ、及び前記第１膨張装置が連結さ
    れて第１の冷凍回路を形成し、前記第２圧縮機、前記蒸発器、前記第２凝縮チャ
    ンバ、及び前記第２膨張装置が連結されて第２の冷凍回路を形成する、凝縮器と
    、を有する冷凍冷却機。
  2. 【請求項２】 前記圧縮機の各々は、遠心圧縮機である、請求項１に記載の
    冷凍冷却機。
  3. 【請求項３】 前記凝縮器は長さに沿って共通のシェルを有し、その端部間
    に分割器を含み、この分割器は前記シェルを前記第１及び第２の凝縮器チャンバ
    に分割する、請求項２に記載の冷凍冷却機。
  4. 【請求項４】 二つのチャンバ内の圧力を等しくし、又は等しくしないよう
    に選択的に作動するため、前記第１及び第２の凝縮器チャンバの各々と流体連通
    した弁を更に有する、請求項１に記載の冷凍冷却機。
  5. 【請求項５】 負荷が低い場合に、前記第１及び第２の膨張弁の少なくとも
    一方を賦勢して前記凝縮器手段内の冷媒レベルを低下させると同時に前記蒸発器
    手段内の液体冷媒レベルを上昇させる、制御装置を更に有する、請求項１に記載
    の冷凍冷却機。
  6. 【請求項６】 前記第１及び第２の遠心圧縮機は容量が異なり、前記分割器
    は、前記圧縮機の相対的容量に従って前記凝縮器の長さに沿って位置決めされて
    いる、請求項３に記載の冷凍冷却機。
  7. 【請求項７】 前記分割器は、前記凝縮器の断面とほぼ同じ断面を有し、前
    記凝縮器の複数の熱交換チューブが通って延びる複数の穴が設けられている、請
    求項３に記載の冷凍冷却機。
  8. 【請求項８】 第１及び第２の遠心圧縮機、蒸発器、及び通過する冷媒を膨
    張するための第１及び第２の膨張装置を持つ冷凍冷却機で使用するための凝縮器
    において、 冷媒が通されるシェルと、 前記シェルの内部のほぼ全長に亘って前記シェルを通って延びる複数の熱交換
    チューブと、 前記凝縮器を第１及び第２の凝縮チャンバに分ける、前記凝縮器シェル内に設
    けられた分割器であって、前記シェルの断面とほぼ同じ断面を持ち、複数のチュ
    ーブが通って延びる複数の穴を有する、分割器と、を有する凝縮器。
  9. 【請求項９】 二つのチャンバ内の圧力を等しくし、又は等しくしないよう
    に選択的に作動するため、前記第１及び第２の凝縮器チャンバの各々と流体連通
    した弁を更に有する、請求項８に記載の凝縮器。
  10. 【請求項１０】 前記分割器は、夫々の凝縮器チャンバが使用される前記圧
    縮機の相対的容量に従って前記凝縮器の長さに沿って位置決めされている、請求
    項３に記載の冷凍冷却機。
  11. 【請求項１１】 閉鎖冷凍冷却機での二つの遠心圧縮機の作動方法において
    、 共通の熱交換器チューブ束が通って延びる第１及び第２の凝縮チャンバを持ち
    、前記第１及び第２の凝縮器チャンバと流体連通した弁を含む、チューブ−シェ
    ル凝縮器を提供する工程と、 冷媒を熱交換器の第１チャンバのシェル部分に第１の遠心冷却機によって選択
    的に供給する工程と、 冷媒を第２凝縮器チャンバのシェル部分に第２遠心冷却機によって選択的に供
    給する工程と、 冷媒を、第１凝縮器チャンバから、膨張装置を通して、第１の遠心圧縮機と流
    体連通した蒸発器内に流すことによって第１の冷凍回路を完成する工程と、 冷媒を、第２凝縮器チャンバから、膨張装置を通して、第２の遠心圧縮機と流
    体連通した蒸発器内に流すことによって第２の冷凍回路を完成する工程と、 一方の圧縮機だけが動作している場合に弁を開放し、両方の圧縮機が動作して
    いる場合に弁を閉鎖する工程と、を含む作動方法。
  12. 【請求項１２】 一つの蒸発器が、各圧縮機に一つづつ設けられた二つの膨
    張弁から冷媒を受け入れ、冷媒を二つの圧縮機に供給する、請求項１１に記載の
    方法。
  13. 【請求項１３】 前記圧縮機は容量が異なり、前記第１及び第２の凝縮器チ
    ャンバの相対的な大きさを二つの圧縮機の容量の関数として変化させる工程を更
    に有する、請求項１１に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 一方の圧縮機だけが動作している場合に、前記凝縮器内の
    冷媒レベルを低下させると同時に前記蒸発器内の冷媒レベルを上昇させる、請求
    項１３に記載の方法。
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