JP2011012828A - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガスクーラー内に流入したオイルをガスクーラーから容易に流出させることができ、当該ガスクーラーでの熱交換効率の低下を防止できる冷凍装置を提供すること。
【解決手段】冷媒を超臨界圧力に圧縮する圧縮機から吐出された冷媒を放熱させて冷却するガスクーラー２３を備え、このガスクーラー２３は、互いに間隔を設けて略平行に並べられた複数のフィンプレート７０，７０・・・と、これらフィンプレート７０，７０・・・を貫通して多列多段に配置される複数の伝熱管７１，７１・・・とを備え、冷媒を列の最上段の伝熱管７１Ａ１からこの列の最下段の伝熱管７１Ａ８へ流すとともに、当該最下段の伝熱管７１Ａ８から隣のＢ列の最上段の伝熱管７１Ｂ１へ流すように構成した。
【選択図】図４

Description

本発明は、超臨界状態に圧縮された冷媒を放熱させて冷却する放熱器を備える冷凍装置に関する。

一般に、冷媒にＣＯ_２（二酸化炭素）を用いて、この冷媒を超臨界圧力に圧縮する圧縮機と、この圧縮機から吐出された冷媒を放熱させて冷却する放熱器とを備える冷凍装置が知られている。この種の冷凍装置では、冷媒が超臨界圧力まで昇圧されるため、この冷媒は放熱器で冷却されても凝縮することはなく、顕熱変化だけされるガス冷媒として放熱器を流通する。
このため、従来の冷凍装置では、上段から下段に向けて冷媒を流通させる伝熱管を、下段部で再び上方に反転させて複数の伝熱フィンと接触する部分を増やすことにより、熱交換可能な面積を増加させ、熱交換の高効率化を図ったクロスフィン式の放熱器が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−７７０２１号公報

ところで、圧縮機の吐出口からは冷媒とともに潤滑用のオイルが吐出される。このオイルの多くは、圧縮機と放熱器との間に設けられたオイルセパレータにより分離され、再び圧縮機に戻されるが、オイルの一部はオイルセパレータを通過して放熱器に流入することがある。
上述のように、放熱器内にはガス冷媒が流れるため、このガス冷媒にオイルが溶けることはなく、熱交換器に流入したオイルは、伝熱管間の高低差とガス冷媒の流速によって移送される。
しかし、従来の放熱器では、伝熱管は下段部で反転されて上段に向けて一段ずつ上昇するように配置されているため、ガス冷媒の流速を用いてもオイルを上段まで移送できず、放熱器内にオイルが溜まりやすい。このため、放熱器内のオイルにより当該放熱器の熱交換効率の低下が懸念されていた。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、放熱器内に流入したオイルを放熱器から容易に流出させることができ、当該放熱器での熱交換効率の低下を防止できる冷凍装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明は、冷媒を超臨界圧力に圧縮する圧縮機と、この圧縮機から吐出された冷媒を放熱させて冷却する放熱器とを備える冷凍装置において、前記放熱器は、互いに間隔を設けて略平行に並べられた複数のフィンプレートと、これらフィンプレートを貫通して多列多段に配置される複数の伝熱管とを備え、前記冷媒を列の上段の伝熱管からこの列の下段の伝熱管へ流すとともに、当該下段の伝熱管から隣の列の上段の伝熱管へ流すように構成したことを特徴とする。
この構成によれば、冷媒を列の上段の伝熱管からこの列の下段の伝熱管へ流すとともに、当該下段の伝熱管から隣の列の上段の伝熱管へ流すように構成したため、冷媒とともに放熱器に流入したオイルは列の上段から下段に向けて流れ、この下段の伝熱管である程度溜まった後に、冷媒の流速によって、隣の列の上段の伝熱管に移送される。このため、オイルが放熱器内に滞留することがなく、放熱器から容易に排出させることができることにより、オイルに起因した放熱器での熱交換効率の低下を防止することができる。

この構成において、前記冷媒は、前記放熱器に向けて送風される冷却風に対向して流される構成としても良い。この構成によれば、冷媒と冷却風とを対向流とすることができるため、放熱器での熱交換効率の向上を図ることができる。

また、前記圧縮機は、低段圧縮要素と高段圧縮要素とを備える多段式圧縮機であり、前記低段圧縮要素から吐出された中間圧の冷媒を冷却する中間冷却器と、前記高段側圧縮要素から吐出された高圧の冷媒から分離されたオイルを冷却するオイルクーラーとを備え、これら中間冷却器及びオイルクーラーは、前記放熱器の前記フィンプレートを共用して当該放熱器と一体に形成された構成としても良い。この構成によれば、フィンプレートを共用して、中間冷却器、オイルクーラー及び放熱器を一体に形成できるため、部品点数の削減とともに、製造工程数を低減することができ、製造コストの低減を実現できる。

また、前記放熱器は、前記中間冷却器及びオイルクーラーよりも冷却風の風量分布の多い位置に配置される構成としても良い。この構成によれば、排熱量の大きい放熱器に対して多量の冷却風が送風されるため、放熱器での熱交換効率の向上を図ることができる。

本発明によれば、冷媒を列の上段の伝熱管からこの列の下段の伝熱管へ流すとともに、当該下段の伝熱管から隣の列の上段の伝熱管へ流すように構成したため、冷媒とともに放熱器に流入したオイルは列の上段から下段に向けて流れ、この下段の伝熱管である程度溜まった後に、冷媒の流速によって、隣の列の上段の伝熱管に移送される。このため、オイルが放熱器内に滞留することがなく、放熱器から容易に排出させることができることにより、オイルに起因した放熱器での熱交換効率の低下を防止することができる。

以下、本発明の実施の形態を添付の図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態に係る冷凍装置の冷媒回路を示す回路構成図である。
冷凍装置１は、冷凍機ユニット３と複数台（例えば２台）のショーケースユニット５Ａ，５Ｂとを備え、これら冷凍機ユニット３と各ショーケースユニット５Ａ，５Ｂとが、液冷媒配管７及びガス冷媒配管９により連結されて冷凍サイクルを構成する。この冷凍サイクルには、高圧側が超臨界圧力となるＣＯ_２（二酸化炭素）冷媒が使用される。ＣＯ_２冷媒は、オゾン破壊係数が０で、地球温暖化係数が１であるため、環境への負荷が小さく、毒性、可燃性がなく安全で安価である。

冷凍機ユニット３は、並列に配置された２台の圧縮機１１，１１を備える。この圧縮機１１は、ケース１２内が中間圧となる内部中間圧型のロータリ式二段圧縮機であり、ケース１２内部に電動機部（図示略）と、この電動機部により駆動される低段圧縮要素１１Ａ及び高段圧縮要素１１Ｂとが配置されている。低段圧縮要素１１Ａは、ガス冷媒配管９を通じて圧縮機１１に吸い込まれる低圧の冷媒を中間圧まで昇圧して吐出し、高段圧縮要素１１Ｂは、上記低段圧縮要素１１Ａで圧縮された中間圧の冷媒を、更に超臨界圧力となる高圧まで昇圧して吐出する。また、圧縮機１１は、周波数可変型の圧縮機であり、電動機部の運転周波数を変更することにより、低段圧縮要素１１Ａ及び高段圧縮要素１１Ｂの回転数が調整可能となっている。
圧縮機１１のケース１２には、低段圧縮要素１１Ａに連通する低段側吸込口１２Ａ及び低段側吐出口１２Ｂと、高段圧縮要素１１Ｂに連通する高段側吸込口１２Ｃ及び高段側吐出口１２Ｄとが形成されている。各圧縮機１１，１１の低段側吸込口１２Ａ，１２Ａには、それぞれ低圧吸入管１３，１３が接続され、これら低圧吸入管１３，１３は低段圧縮要素１１Ａ，１１Ａの上流側で合流し、アキュームレータ１４を介して、ガス冷媒配管９に接続される。また、低圧吸入管１３には、この低圧吸入管１３を流れる冷媒の吸込圧力と吸込温度とをそれぞれ検出する吸込圧力センサー１５と吸込温度センサー１６とが設けられている。

各低段側吐出口１２Ｂ，１２Ｂには、それぞれ中間圧吐出管１７，１７が接続され、この中間圧吐出管１７，１７は低段圧縮要素１１Ａ，１１Ａの下流側で合流して中間冷却器１８の一端に接続される。この中間冷却器１８は、低段圧縮要素１１Ａから吐出された中間圧の冷媒を冷却するものであり、当該中間冷却器１８の他端には、中間圧吸入管１９が接続され、この中間圧吸入管１９は２つに分岐した後に高段側吸込口１２Ｃ，１２Ｃに接続される。また、中間圧吸入管１９には、この中間圧吸入管１９を流れる冷媒の中間圧力を検出する中間圧力センサー２０が設けられている。本構成では、高段側吸込口１２Ｃは、ケース１２内空間を介して高段圧縮要素１１Ｂに連通しており、圧縮機１１の運転中、当該ケース１２内は中間圧に保たれる。

各高段側吐出口１２Ｄ，１２Ｄには、それぞれ高圧吐出管２１，２１が接続され、この高圧吐出管２１，２１は高段圧縮要素１１Ｂ，１１Ｂの下流側で合流し、オイルセパレータ２２、ガスクーラー（放熱器）２３及び過冷却熱交換器２４を介して、液冷媒配管７に接続される。また、高段側吐出口１２Ｄ，１２Ｄには、高段圧縮要素１１Ｂ，１１Ｂから吐出された冷媒の吐出圧力と吐出温度とをそれぞれ検出する吐出圧力センサー２５と吐出温度センサー２６とが設けられている。
オイルセパレータ２２は、圧縮機１１から吐出された高圧の吐出冷媒中に含まれるオイルを冷媒と分離して捕捉するものであり、このオイルセパレータ２２には、捕捉したオイルを圧縮機１１に戻すオイル戻し管２８が接続されている。このオイル戻し管２８には、捕捉したオイルを冷却するオイルクーラー２７が設けられ、このオイルクーラー２７の下流側で、オイル戻し管２８は２系統に分岐され、それぞれストレーナ２９及び流量調整弁等の電動弁３０を介して圧縮機１１のケース１２に接続される。圧縮機１１のケース１２内は、上述のように中間圧に保たれるため、捕捉されたオイルは、オイルセパレータ２２内の高圧とケース１２内の中間圧との差圧によって当該ケース１２内に戻される。また、圧縮機１１のケース１２には、このケース１２内に保有するオイルのレベルを検出するオイルレベルセンサ３１が設けられている。

ガスクーラー２３は、圧縮機１１から吐出された高圧の吐出冷媒を冷却するものであり、本構成では、互いに間隔を設けて略平行に並べられた複数のフィンプレートと、これらフィンプレートを貫通して配置される複数の伝熱管とを備えるフィンアンドチューブ型の熱交換器として形成される。また、本構成では、圧縮機１１の高段圧縮要素１１Ｂにて冷媒が超臨界圧力まで昇圧されるため、ガスクーラー２３にて冷媒が冷却されたとしても、この冷媒が凝縮して液化することはなく、当該ガスクーラー２３を気相の冷媒が顕熱変化して流通する。
また、上記した中間冷却器１８及びオイルクーラー２７は、ガスクーラー２３と同様に、フィンアンドチューブ型の熱交換器として形成され、本構成では、ガスクーラー２３と中間冷却器１８及びオイルクーラー２７は、フィンプレートを共通化して１つの熱交換ユニット３８として一体に形成されている。この熱交換ユニット３８には、ガスクーラー２３、中間冷却器１８及びオイルクーラー２７に向けて送風する単一の冷却ファン３２が隣接して設けられている。

過冷却熱交換器２４は、ガスクーラー２３で冷却され、ガスクーラー２３から高圧吐出管２１及び液冷媒配管７を通じて、ショーケースユニット５Ａ，５Ｂが備える第一膨張弁（第一絞り手段）４２Ａ，４２Ｂへ向かう冷媒を、このガスクーラー２３の出口側で分岐された分岐冷媒を用いて過冷却するものである。この過冷却熱交換器２４には、ガスクーラー２３の出口側で高圧吐出管２１から分岐された分岐配管３３が、第二膨張弁３４を介して、中間冷却器１８の出口側の中間圧吸入管１９に接続されている。また、高圧吐出管２１には、過冷却熱交換器２４の入口側及び出口側に、それぞれ高圧吐出管２１を流れる冷媒温度を検出する入口温度センサー３５及び出口温度センサー３６が設けられている。

また、冷凍機ユニット３は、冷凍装置１全体の動作を制御する主制御装置５０を備える。この主制御装置５０は、ショーケースユニット５Ａ、５Ｂの冷凍負荷に応じて、圧縮機１１，１１の運転周波数を調整するとともに、吐出温度センサー２６が検出する高段圧縮要素１１Ｂの冷媒吐出温度に基づいて第二膨張弁３４の開度を調整する。なお、この第二膨張弁３４の開度は、過冷却熱交換器２４の中間圧となる分岐冷媒の出口温度、過冷却熱交換器２４の冷媒の出入口温度差等に基づいて調整しても良い。
また、主制御装置５０は、オイルセパレータ２２から各圧縮機１１，１１へのオイル戻し制御を実行し、このオイル戻し制御時に、各圧縮機１１，１１の運転周波数に基づいて、各電動弁３０，３０の弁開度を調整する。

一方、ショーケースユニット５Ａ，５Ｂは、それぞれ店舗内等に設置され、液冷媒配管７及びガス冷媒配管９にそれぞれ並列に接続されている。各ショーケースユニット５Ａ，５Ｂは、液冷媒配管７とガス冷媒配管９とを連結するケース冷媒配管４０Ａ，４０Ｂを備え、これらケース冷媒配管４０Ａ，４０Ｂには、それぞれストレーナ４１Ａ，４１Ｂと、第一膨張弁（第一絞り手段）４２Ａ，４２Ｂとケース熱交換器４３Ａ，４３Ｂとが設けられている。このケース熱交換器４３Ａ，４３Ｂには、当該ケース熱交換器４３Ａ，４３Ｂに送風するケースファン４４Ａ，４４Ｂが隣接して設けられている。
また、ショーケースユニット５Ａ，５Ｂは、これらショーケースユニット５Ａ，５Ｂの各部の動作を制御するケース制御装置４５Ａ，４５Ｂを備え、このケース制御装置４５Ａ，４５Ｂは、主制御装置５０と通信可能に構成される。ケース制御装置４５Ａ，４５Ｂは、ケース熱交換器４３Ａ，４３Ｂの出入口温度差（過熱度）に基づいて、第一膨張弁４２Ａ，４２Ｂの開度をそれぞれ調整する。

次に、冷凍機ユニット３の構成について説明する。
図２（ａ）は、冷凍機ユニット３の外観構成を示す正面図であり、図２（ｂ）は側面図である。冷凍機ユニット３は、略箱形状に形成された筐体６０を備え、この筺体６０内は、仕切板（不図示）により上下二段に仕切られ、上段は熱交換室６１、下段は機械室６２となっており、機械室６２の下端にはベース部材６３が設置され、このベース部材６３により機械室６２が支持されている。機械室６２には、図示は省略するが、圧縮機１１，１１、アキュームレータ１４、オイルセパレータ２２及び過冷却熱交換器２４等の機械要素とともに、主制御装置５０が収容されている。
一方、熱交換室６１には、上記したガスクーラー２３、中間冷却器１８及びオイルクーラー２７を一体に形成した熱交換ユニット３８と、この熱交換ユニット３８に冷却風を送風する冷却ファン３２とが配置されている。
熱交換室６１の正面６４ａおよび背面６４ｂには、空気の吸込口（図示略）が形成され、この吸込口にそれぞれ上記した熱交換ユニット３８，３８が対向して設置されている。また、熱交換室６１の天面６５には二つの吹出口６６ａ、６６ｂが形成されており、この吹出口６６ａ、６６ｂには、上記した冷却ファン３２，３２が天面６５に支持されている。このように、本実施の形態にかかる冷凍機ユニット３は、図２（ｂ）に矢印Ｘで空気の流れを示すように、熱交換室６１の正面６４ａおよび背面６４ｂにそれぞれ形成された吸込口から吸い込んだ空気を、熱交換室６１の天面６５に形成された吹出口６６ａ、６６ｂから吹き出す、いわゆる横吸い込み上吹き出しタイプのものとなっている。

次に、熱交換ユニット３８について説明する。
図３は、熱交換ユニット３８の概略構成を示す側面図である。
上述のように、熱交換ユニット３８は、熱交換室６１の高さ方向に延在し、互いに間隔を設けて略平行に並べられた複数のフィンプレート７０，７０・・・（図２）を備え、これらフィンプレート７０，７０・・・を共用してガスクーラー２３、中間冷却器１８及びオイルクーラー２７を一体に形成している。
具体的には、熱交換ユニット３８は、図３に示すように、フィンプレート７０，７０・・・を貫通して多列多段（４列４１段）に配置される複数の伝熱管７１，７１・・・を備え、これら伝熱管７１，７１・・・の接続態様を変更することで、上下方向に上から中間冷却器１８、ガスクーラー２３、オイルクーラー２７に区分けされている。また、伝熱管７１，７１・・・は、フィンプレート７０，７０を千鳥状に貫通するように配置されており、単位面積あたりの伝熱管７１，７１・・・の配置本数を増やしている。これにより、熱交換ユニット３８の熱交換面積を確保しつつ当該熱交換ユニット３８をコンパクトに構成することができる。

ガスクーラー２３は、中間冷却器１８及びオイルクーラー２７に比べて放出される排熱量が著しく高いため、熱交換面積が大きく確保されるとともに、冷却ファン３２によって送風される冷却風の風量分布が中間冷却器１８及びオイルクーラー２７よりも多くなる位置に設けられている。本実施形態では、冷凍機ユニット３は、横吸い込み上吹き出しタイプに構成されているため、熱交換室６１の吸込口では、吹出口６６ａ、６６ｂに近い側よりも当該吹出口６６ａ、６６ｂにから離れた側の方が風量が多くなる傾向にある。よって、ガスクーラー２３は、熱交換ユニット３８の高さ方向の中心よりも下方にスライド（オフセット）させた位置に設けられている。

ガスクーラー２３は、多列多段（４列８段）の伝熱管７１，７１・・・を備える複数（本実施形態では４つ）のエリア２３Ａ〜２３Ｄに区分けされ、各エリア２３Ａ〜２３Ｄには、当該各エリアの中央部に、高圧吐出管２１を流れる高圧の冷媒がそれぞれ略均等に分流されて供給されている。また、各エリア２３Ａ〜２３Ｄを通過して冷却された冷媒は、高圧吐出管２１にて再び合流し、ガスクーラー２３の下方から排出される。この構成では、ガスクーラー２３に向けて送風される冷却風に対向して冷媒が流通されるようになっている。これによれば、冷媒と冷却風とを対向流とすることができ、ガスクーラー２３での熱交換効率の向上を図ることができる。

ガスクーラー２３の各エリア２３Ａ〜２３Ｄには、図４に示すように、それぞれＡ列〜Ｄ列の４列、１段〜８段の８段に伝熱管７１，７１が配置されている。
Ａ列の最上段の伝熱管７１Ａ１には、冷媒を供給する高圧吐出管２１の入口部２１Ａが接続され、Ｄ列の最下段の伝熱管７１Ｄ８には、冷媒が排出される高圧吐出管２１の出口部２１Ｂが接続されている。また、各Ａ〜Ｄ列の上下に隣接する伝熱管７１，７１同士は、各１〜８段の伝熱管７１，７１・・・を蛇行しながら冷媒が流れるようにＵ字管７２，７２・・・によって接続されている。また、Ａ列の最下段の伝熱管７１Ａ８は、隣のＢ列の最上段の伝熱管７１Ｂ１と連結管７３を介して接続されている。同様に、Ｂ列の最下段の伝熱管７１Ｂ８は、隣のＣ列の最上段の伝熱管７１Ｃ１と連結管７３を介して接続され、このＣ列の最下段の伝熱管７１Ｃ８は、隣のＤ列の最上段の伝熱管７１Ｄ１と連結管７３を介して接続されている。
これにより、Ａ列の最上段の伝熱管７１Ａ１から流入した冷媒は、このＡ列の最下段の伝熱管７１Ａ８に流れた後、この最下段の伝熱管７１Ａ８から連結管７３を介して、隣のＢ列の最上段の伝熱管７１Ｂ１に流入する。これらを繰り返し、すべての列の伝熱管７１，７１・・・を通過して、Ｄ列の最下段の伝熱管７１Ｄ８から排出される。

このように本構成では、冷媒を列の最上段の伝熱管７１Ａ１からこの列の最下段の伝熱管７１Ａ８へ流すとともに、当該最下段の伝熱管７１Ａ８から連結管７３を介して、隣のＢ列の最上段の伝熱管７１Ｂ１へ流すように構成したため、冷媒とともにガスクーラー２３に流入したオイルは列の最上段から最下段に向けて一段ずつ降下して流れ、この最下段の伝熱管７１Ａ８にある程度溜まった後に、冷媒の流速によって、連結管７３を通じて一気に隣のＢ列の最上段の伝熱管７１Ｂ１に移送される。
従来の構成では、伝熱管は下段部で反転されて上段に向けて一段ずつ上昇するように配置されているため、最下段の伝熱管から隣のＢ列の最上段の伝熱管までの移送距離が長く、ガス冷媒の流速を用いてもオイルを最上段まで持ち上げることが困難であった。
これに対して、本構成では、最下段の伝熱管７１Ａ８と隣のＢ列の最上段の伝熱管７１Ｂ１とを連結管７３で接続しているため、従来のものに比べて、最下段の伝熱管７１Ａ８と隣のＢ列の最上段の伝熱管７１Ｂ１との距離を短縮でき、最下段の伝熱管７１Ａ８に溜まったオイルを容易に隣のＢ列の最上段の伝熱管７１Ｂ１まで移送することができる。このため、オイルがガスクーラー２３内に滞留することがなく、ガスクーラー２３から容易に排出させることができることにより、オイルに起因したガスクーラー２３での熱交換効率の低下を防止することができる。
また、この構成によれば、各エリアにおいて、すべての列で最上段から最下段に向けて冷媒が流れるため、各列での冷媒温度は、最上段が高く下方に移るにつれて低下する。このため、最上段の伝熱管を流れる冷媒温度を高く、最下段の伝熱管を流れる冷媒温度を低くすることができ、隣接する列における冷媒の温度の影響を最小限に抑えることができる。

オイルクーラー２７は、図３に示すように、４列１段に配置された伝熱管７１を備えて構成されており、本構成では、隣接する２本の伝熱管７１，７１を組として、これら組の伝熱管７１，７１にオイルを並列に流すようになっている。これによりオイルが流通する伝熱管長を短縮することができ、温度低下等により、オイルの粘性が上昇した場合であっても、オイルの流量の低下を抑えることができる。また、本構成では、オイルクーラー２７では、オイル入口側の伝熱管７１がオイル出口側の伝熱管７１よりも下方に配置されている。この構成によれば、オイルクーラー２７の上方の伝熱管７１には、冷却されて温度が低下したオイルが流れるため、このオイルが、オイルクーラー２７の上部に設けられるガスクーラー２３で冷却されて排出される冷媒に熱影響を与えることがない。このため、ガスクーラー２３で十分冷却することにより、冷凍装置１の冷凍サイクルの効率の向上を図ることができる。
また、中間冷却器１８は、図３に示すように、ガスクーラー２３と同様に４つのエリアに区分けされ、低段圧縮要素１１Ａから吐出された中間圧の冷媒は、各エリアに分流されて冷却された後、再び合流して中間冷却器１８の下方から排出される。

以上、説明したように、本実施形態によれば、冷媒を超臨界圧力に圧縮する圧縮機１１，１１と、この圧縮機１１，１１から吐出された冷媒を放熱させて冷却するガスクーラー２３とを備え、このガスクーラー２３は、互いに間隔を設けて略平行に並べられた複数のフィンプレート７０，７０・・・と、これらフィンプレート７０，７０・・・を貫通して多列多段に配置される複数の伝熱管７１，７１・・・とを備え、冷媒を列の上段の伝熱管７１Ａ１からこの列の下段の伝熱管７１Ａ８へ流すとともに、当該下段の伝熱管７１Ａ８から隣の列の上段の伝熱管７１Ｂ１へ流すように構成したため、冷媒とともにガスクーラー２３に流入したオイルは列の上段から下段に向けて流れ、この下段の伝熱管７１Ａ８にある程度溜まった後に、冷媒の流速によって、隣の列の上段の伝熱管７１Ｂ１に移送される。このため、オイルがガスクーラー２３内に滞留することがなく、ガスクーラー２３から容易に排出させることができることにより、オイルに起因したガスクーラー２３での熱交換効率の低下を防止することができる。

また、本実施形態によれば、冷媒は、ガスクーラー２３に向けて送風される冷却風に対向して流されるため、冷媒と冷却風とを対向流とすることができ、ガスクーラー２３での熱交換効率の向上を図ることができる。

また、本実施形態によれば、圧縮機１１，１１は、低段圧縮要素１１Ａと高段圧縮要素１１Ｂとを備える２段式圧縮機であり、低段圧縮要素１１Ａから吐出された中間圧の冷媒を冷却する中間冷却器１８と、高段圧縮要素１１Ｂから吐出された高圧の冷媒から分離されたオイルを冷却するオイルクーラー２７とを備え、これら中間冷却器１８及びオイルクーラー２７を、ガスクーラー２３のフィンプレート７０，７０・・・を共用して当該ガスクーラー２３と一体に形成したため、これら中間冷却器１８、オイルクーラー２７及びガスクーラー２３を熱交換ユニット３８として一体的に形成でき、部品点数の削減とともに、製造工程数を低減することができ、製造コストの低減を実現できる。

また、本実施形態によれば、ガスクーラー２３は、中間冷却器１８及びオイルクーラー２７よりも冷却風の風量分布の多い位置に配置されるため、排熱量の大きいガスクーラー２３に対して多量の冷却風が送風されるため、ガスクーラー２３での熱交換効率の向上を図ることができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更実施が可能である。例えば、本実施形態では、ガスクーラー２３を中間冷却器１８及びオイルクーラー２７よりも冷却風の風量分布の多い位置に配置するために、熱交換ユニット３８を、上から中間冷却器１８、ガスクーラー２３、オイルクーラー２７の順に並べる構成としたが、各中間冷却器１８、ガスクーラー２３、オイルクーラー２７の排熱量に応じて、それぞれの機器の冷媒またはオイルの温度への影響が少なくなるように配置しても良い。

本実施形態に係る冷凍装置の冷媒回路を示す回路構成図である。 図２ａは、冷凍機ユニットの外観構成を示す正面図であり、図２ｂは側面図である。 熱交換ユニットの概略構成を示す側面図である。 放熱器の冷媒の流れを説明するための側面図である。

１ 冷凍装置
３ 冷凍機ユニット
１１ 圧縮機
１１Ａ 低段圧縮要素
１１Ｂ 高段圧縮要素
１８ 中間冷却器
２１ 高圧吐出管
２１Ａ 入口部
２１Ｂ 出口部
２２ オイルセパレータ
２３ ガスクーラー（放熱器）
２３Ａ〜２３Ｄ エリア
２７ オイルクーラー
３２ 冷却ファン
３８ 熱交換ユニット
６０ 筺体
６１ 熱交換室
６２ 機械室
６６ａ、６６ｂ 吹出口
７０ フィンプレート
７１ 伝熱管
７２ Ｕ字管
７３ 連結管
Ｘ 矢印

Claims (4)

1. 冷媒を超臨界圧力に圧縮する圧縮機と、この圧縮機から吐出された冷媒を放熱させて冷却する放熱器とを備える冷凍装置において、
   前記放熱器は、互いに間隔を設けて略平行に並べられた複数のフィンプレートと、これらフィンプレートを貫通して多列多段に配置される複数の伝熱管とを備え、
   前記冷媒を列の上段の伝熱管からこの列の下段の伝熱管へ流すとともに、当該下段の伝熱管から隣の列の上段の伝熱管へ流すように構成したことを特徴とする冷凍装置。
2. 前記冷媒は、前記放熱器に向けて送風される冷却風に対向して流されることを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置。
3. 前記圧縮機は、低段圧縮要素と高段圧縮要素とを備える多段式圧縮機であり、
   前記低段圧縮要素から吐出された中間圧の冷媒を冷却する中間冷却器と、前記高段圧縮要素から吐出された高圧の冷媒から分離されたオイルを冷却するオイルクーラーとを備え、
   これら中間冷却器及びオイルクーラーは、前記放熱器の前記フィンプレートを共用して当該放熱器と一体に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の冷凍装置。
4. 前記放熱器は、前記中間冷却器及びオイルクーラーよりも冷却風の風量分布の多い位置に配置されることを特徴とする請求項３に記載の冷凍装置。

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