JP2014190581A - 直膨式冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮機における仕事量を低減して、装置全体のエネルギー効率を向上させることができる直膨式冷却装置を提供すること。
【解決手段】直膨式冷却装置１は、圧縮機２、凝縮器３、蒸発器５の他に、第１エジェクタ４、気液分離器５１、昇圧ポンプ６１、昇温手段６２及び第２エジェクタ７を備えている。第１エジェクタ４は、凝縮器３から流入する冷媒Ｃ２に、蒸発器５から吸引する冷媒Ｃ１を混合する。気液分離器５１は、第１エジェクタ４から流出される混合冷媒Ｃ３を気液分離する。昇圧ポンプ６１は、凝縮器３によって凝縮された冷媒Ｃ２の一部を取り出して昇圧し、昇温手段６２は、昇圧ポンプ６１によって昇圧された冷媒Ｃ２を昇温する。第２エジェクタ７は、昇温手段６２から流入する冷媒Ｃ０に、圧縮機２の中間ポート２０３から取り出した冷媒Ｃ１を混合し、圧縮機２から凝縮器３に繋がる冷媒配管８Ａに合流させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷媒を膨張させる際に熱を奪う直膨式冷却装置に関する。

種々の建物においては、冷媒を圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器に循環させて、蒸発器において蒸発潜熱を利用して室内を冷却する直膨式のヒートポンプが多用されている。
例えば、特許文献１の内燃機関駆動ヒートポンプ式空調装置においては、冷房運転をする際に、凝縮器から膨張弁へ送られる冷媒を分流してエジェクタの駆動流とし、蒸発器からの戻り冷媒をエジェクタの吸引流としている。そして、エジェクタにおいて合流する駆動流と吸引流との混合流を気液分離装置に導入し、気液分離装置において分離された気相冷媒をコンプレッサに導入するとともに、気液分離装置において分離された液相冷媒を蒸発器に導入している。これにより、エジェクタによるヒートポンプのサイクル効率の向上を図っている。

特開２００６−３０８１８１号公報

しかしながら、上記特許文献１の内燃機関駆動ヒートポンプ式空調装置においては、コンプレッサによって圧縮された後の冷媒の一部を、エジェクタ及び気液分離装置を経由して再びコンプレッサに導入している。そのため、コンプレッサにおいて重複して冷媒が圧縮されることになり、冷媒の循環サイクルにおいて無駄な仕事が発生する。
また、エジェクタへの駆動流は、凝縮器から直接導入されるため、この駆動流の増速幅が小さい。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、圧縮機における仕事量を低減して、装置全体のエネルギー効率を向上させることができる直膨式冷却装置を提供しようとして得られたものである。

本発明の一態様は、冷媒を圧縮する圧縮機と、
該圧縮機によって圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器と、
該凝縮器によって凝縮された冷媒が駆動流として流入する際に、吸引流を吸引して、該吸引によって生じる混合冷媒を流出させる第１エジェクタと、
該第１エジェクタから流出される混合冷媒を気液分離する気液分離器と、
該気液分離器によって分離された液相冷媒を蒸発させる蒸発器と、
上記凝縮器によって凝縮された冷媒の一部を取り出して昇圧する昇圧ポンプと、
該昇圧ポンプによって昇圧された冷媒を昇温する昇温手段と、
該昇温手段によって昇温された冷媒が駆動流として流入する際に、上記圧縮機の入口から出口までの間に設けられた中間ポートから冷媒の一部を取り出して吸引流として吸引し、該吸引によって生じる混合冷媒を、上記圧縮機から上記凝縮器に繋がる経路に合流させる第２エジェクタと、を備え、
上記圧縮機は、上記気液分離器によって分離された気相冷媒を圧縮し、上記第１エジェクタは、上記蒸発器によって蒸発された冷媒を上記吸引流として吸引するよう構成されていることを特徴とする直膨式冷却装置にある（請求項１）。

上記直膨式冷却装置においては、圧縮機によって圧縮される途中の冷媒の一部を、圧縮機の中間ポートから取り出して第２エジェクタの吸引流とし、この吸引流と駆動流とによって生じる混合冷媒を、圧縮機から凝縮器に繋がる経路に合流させている。そのため、第２エジェクタから流出される混合冷媒が再び圧縮機を通過することがなく、冷媒の循環サイクルにおいて無駄な仕事が発生しない。そして、圧縮機においては、中間ポートよりも下流側の仕事量が低減され、圧縮機におけるエネルギー効率を向上させることができる。

また、昇圧ポンプは、凝縮器によって凝縮された冷媒の一部を取り出して、圧縮機の圧縮圧力よりも高い適切な圧力に昇圧している。そして、この昇圧された冷媒を昇温手段によって昇温して、第２エジェクタの駆動流としている。そのため、高圧の冷媒を第２エジェクタの駆動流とすることができ、第２エジェクタの駆動流の流速を大幅に高めることができる。また、昇圧ポンプによる仕事は、凝縮器によって凝縮された液体状態の冷媒を昇圧する仕事となる。そのため、気体状態の冷媒を昇圧する場合に比べて、昇圧ポンプの仕事量を少なくすることができる。

さらに、直膨式冷却装置においては、凝縮器によって凝縮された冷媒が駆動流として第１エジェクタに直接流入し、第１エジェクタから流出する混合冷媒が気液分離器において気液分離される。そして、気液分離器における液相冷媒が蒸発器に供給され、蒸発器によって蒸発された冷媒が第１エジェクタに吸引される。これにより、直膨式冷却装置においては、膨張弁を用いる代わりに第１エジェクタ及び気液分離器を用いて、冷却（冷房運転）を行うことができる。そのため、気体状態の冷媒が蒸発器に供給される割合を減らすことができ、膨張弁によって冷媒を膨張させる際の膨張損失（エネルギー損失）をなくすことができる。

また、圧縮機は、第１エジェクタから流出され、気液分離器において分離された気相冷媒を圧縮に用いることができる。そのため、第１エジェクタによって、圧縮機の吸入圧力を高めることができ、圧縮機の仕事量がさらに低減され、圧縮機におけるエネルギー効率をさらに向上させることができる。
それ故、上記直膨式冷却装置によれば、圧縮機における仕事量を低減して、装置全体のエネルギー効率を向上させることができる。

実施例にかかる、直膨式冷却装置の構成を示す説明図。 実施例にかかる、圧縮機の構造を模式的に示す説明図。 実施例にかかる、エジェクタの構造を模式的に示す説明図。 実施例にかかる、横軸に比エンタルピーをとり、縦軸に圧力をとって、直膨式冷却装置の動作をｐ−ｈ線図によって示すグラフ。

上述した直膨式冷却装置における好ましい実施の形態につき説明する。
上記直膨式冷却装置において、上記昇圧ポンプとしては、液体状態の冷媒を昇圧（加圧）する種々のポンプを用いることができる。また、上記昇圧手段は、昇圧ポンプによって昇圧された冷媒の圧力をほとんど維持しつつ、この冷媒を昇温する種々の機器とすることができる。

上記直膨式冷却装置においては、上記気液分離器から上記蒸発器に繋がる経路には、該気液分離器から該蒸発器に流れる液体冷媒の流量を調整する流量調整弁が設けられていてもよい（請求項２）。
この場合には、気液分離器の液相から蒸発器に流れる液相冷媒の流量を調整して、蒸発器における冷媒の蒸発量を適切に調整することができる。

また、上記圧縮機は、エンジンに駆動されて作動するよう構成されており、上記昇温手段は、上記エンジンの排熱を用いて冷媒を昇温するエンジン排熱回収器であってもよい（請求項３）。
この場合には、エンジンによって圧縮機を作動させる際に、エンジン排熱回収器によってエンジンの排熱を回収することができ、直膨式冷却装置の全体のエネルギー効率をより向上させることができる。
なお、エンジンの排熱は、エンジンから排気される排気ガス、エンジンによって加温された冷却水等の熱エネルギーとすることができる。

以下に、直膨式冷却装置にかかる実施例につき、図面を参照して説明する。
本例の直膨式冷却装置１は、図１に示すごとく、圧縮機２、凝縮器３、第１エジェクタ４、気液分離器５１、蒸発器５、昇圧ポンプ６１、昇温手段６２及び第２エジェクタ７を備えている。
圧縮機２は、気液分離器５１によって分離された気相冷媒Ｃ１を圧縮するよう構成されている。凝縮器３は、圧縮機２によって圧縮された冷媒Ｃ１を凝縮するよう構成されている。第１エジェクタ４は、凝縮器３によって凝縮された冷媒Ｃ２が駆動流として流入する際に、蒸発器５によって蒸発された冷媒Ｃ１を吸引流として、この吸引流と駆動流との混合によって生じる混合冷媒Ｃ３を流出させるよう構成されている。

気液分離器５１は、第１エジェクタ４から流出される混合冷媒Ｃ３を気液分離するよう構成されている。蒸発器５は、気液分離器５１によって分離された液相冷媒Ｃ２を蒸発させるよう構成されている。昇圧ポンプ６１は、凝縮器３によって凝縮された冷媒Ｃ２の一部を取り出して昇圧するよう構成されている。昇温手段６２は、昇圧ポンプ６１によって昇圧された冷媒Ｃ２を昇温するよう構成されている。第２エジェクタ７は、昇温手段６２によって昇温された冷媒Ｃ０が駆動流として流入する際に、圧縮機２の入口２０１から出口２０２までの間に設けられた中間ポート２０３から冷媒Ｃ１の一部を取り出し、これを吸引流として吸引し、この吸引流と駆動流との混合によって生じる混合冷媒Ｃ４を、圧縮機２から凝縮器３に繋がる経路としての冷媒配管８Ａに合流させるよう構成されている。
なお、本例においては、気体状態の冷媒をＣ１で示し、液体状態の冷媒をＣ２で示し、気液混合状態の冷媒をＣ０で示す。

以下に、本例の直膨式冷却装置１につき、図１〜図４を参照して詳説する。
図１に示すごとく、本例の直膨式冷却装置１は、ガスを燃料として稼動するガスエンジン１１によって圧縮機２を作動させるよう構成されたガスヒートポンプ（ＧＨＰ）による冷房空調装置を構成する。
図２に示すごとく、圧縮機２は、渦巻き状の気体通路２１１を形成する静翼２１と、渦巻き状に形成された動翼２２とを有し、動翼２２を静翼２１の気体通路２１１内に配置して構成されたスクロール式コンプレッサである。静翼２１の気体通路２１１の外周部に気体（冷媒Ｃ１）の入口２０１が形成されており、静翼２１の渦巻き状の気体通路２１１の中心部に気体の出口２０２が形成されている。そして、スクロール式コンプレッサは、静翼２１の気体通路２１１に対して動翼２２が動く際に、入口２０１に流入する気体を出口２０２へと圧縮しながら導くよう構成されている。また、静翼２１の気体通路２１１において、入口２０１が形成された外周部と出口２０２が形成された中心部との中間位置には、外部への開口を可能にし、気体を外部へ取り出すことができる中間ポート２０３が形成されている。

図３に示すごとく、第１エジェクタ４及び第２エジェクタ７は、駆動流を流入させる入口４０１（７０１）側の通路に設けられたノズル４１（７１）と、吸引流を流入させる吸引入口４０２（７０２）側の通路に設けられた拡散混合部４２（７２）と、拡散混合部４２（７２）によって混合される混合流（混合冷媒）Ｃ３（Ｃ４）を流出させる出口４０３（７０３）に設けられたディフューザ４３（７３）とを有している。各エジェクタ４，７においては、駆動流として入口４０１（７０１）に流入する冷媒Ｃ０がノズル４１（７１）によって噴射されるときに、拡散混合部４２（７２）の圧力が低下し、この圧力低下によって吸引入口４０２（７０２）から吸引流として冷媒Ｃ１が吸引される。そして、入口４０１（７０１）から流入した気体と吸引入口４０２（７０２）から流入した気体とが拡散混合部４２（７２）において混合され、ディフューザ４３（７３）を通って出口４０３（７０３）へ流出される。

図１に示すごとく、気液分離器５１は、冷媒Ｃ０を気体と液体に分離して貯留するものであり、上層部に気相５１１を形成し、下層部に液相５１２を形成する。そして、気液分離器５１は、気相５１１を構成する気相冷媒Ｃ１を圧縮機２の入口２０１に、液相５１２を構成する液相冷媒Ｃ２を蒸発器５（後述する流量調整弁５２）に送るように構成されている。
凝縮器３は、圧縮機２から流入する気体状態の冷媒Ｃ１を液体状態に凝縮させる熱交換器によって構成されている。蒸発器５は、気液分離器５１の液相５１２から送られる液相冷媒Ｃ２を気体状態に蒸発させる熱交換器によって形成されている。

気液分離器５１から蒸発器５に繋がる冷媒配管８Ｆには、気液分離器５１の液相５１２から蒸発器５に流れる液体冷媒Ｃ２の流量を調整する流量調整弁５２が設けられている。流量調整弁５２によって、気液分離器５１の液相５１２から蒸発器５に流れる液相冷媒Ｃ２の流量を調整して、蒸発器５における冷媒Ｃ１の蒸発量を適切に調整することができる。
圧縮機２、凝縮器３、第１エジェクタ４、蒸発器５、気液分離器５１、昇圧ポンプ６１、昇温手段６２及び第２エジェクタ７は室外機として設置され、蒸発器５及び流量調整弁５２は室内機として設置されている。そして、直膨式冷却装置１は、蒸発器５における蒸発潜熱によって冷房運転を行い、室内を冷却するよう構成されている。

昇圧ポンプ６１は、液体状態の冷媒Ｃ２を高圧に昇圧する液ポンプによって構成されている。昇圧ポンプ６１は、凝縮器３の出口から取り出す冷媒Ｃ２を、圧縮機２によって圧縮される冷媒Ｃ１の出口圧力よりも高い圧力に昇圧するよう構成されている。
昇温手段６２は、ガスエンジン１１から排気される排気ガスを用いて冷媒Ｃ２を昇温するエンジン排熱回収器である。このエンジン排熱回収器によって、ガスエンジン１１から排気される排気ガスの排熱を回収することができる。なお、昇温手段６２によって昇温される冷媒Ｃ２は、完全に蒸発していることがあれば、ミスト状態になっていることもある。

図１に示すごとく、圧縮機２と凝縮器３との間、凝縮器３と第１エジェクタ４の入口４０１との間、第１エジェクタ４の出口４０３と気液分離器５１との間、気液分離器５１と圧縮機２との間は、それぞれ冷媒配管８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄによって繋がれている。また、第１エジェクタ４の吸引入口４０２と蒸発器５との間、気液分離器５１と蒸発器５との間は、それぞれ冷媒配管８Ｅ，８Ｆによって繋がれている。直膨式冷却装置１においては、冷媒Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３が循環する循環経路が形成されている。

また、凝縮器３の出口側の冷媒配管８Ｂにおいては、第１エジェクタ４の入口４０１に繋がる冷媒配管８Ｂから昇圧ポンプ６１に繋がる冷媒配管８Ｇが分岐している。昇圧ポンプ６１と昇温手段６２との間、昇温手段６２と第２エジェクタ７の入口７０１との間は、それぞれ冷媒配管８Ｈ，８Ｉによって繋がれており、第２エジェクタ７の出口７０３から引き出された冷媒配管８Ｊは、圧縮機２と凝縮器３との間の冷媒配管８Ａに合流している。また、第２エジェクタ７の吸引入口７０２と圧縮機２の中間ポート２０３とは、冷媒配管８Ｋによって繋がれている。

また、本例においては、第２エジェクタ７の吸引入口７０２と圧縮機２の中間ポート２０３とを繋ぐ冷媒配管８Ｋには、中間ポート２０３から第２エジェクタ７の吸引入口７０２に流れる冷媒Ｃ１の流量を調整する流量調整弁８１が設けられている。また、凝縮器３から昇圧ポンプ６１に繋がる冷媒配管８Ｇには、凝縮器３から昇圧ポンプ６１に流れる冷媒Ｃ２の流量を調整する流量調整弁８２が設けられている。これらの流量調整弁８１，８２により、第２エジェクタ７において、昇温手段６２から送られる駆動流としての冷媒Ｃ０と、圧縮機２の中間ポート２０３から送られる吸引流としての冷媒Ｃ１との混合割合を適切に調整することができる。

次に、本例の直膨式冷却装置１の動作を、図４のｐ−ｈ線図（圧力と比エンタルピーとの関係を表す線図）を参照して説明する。
図４は、横軸に比エンタルピーｈ（冷媒の単位質量当たりの全熱量として表される。）をとり、縦軸に圧力ｐをとって、直膨式冷却装置１における冷凍サイクル（冷媒の循環サイクル）を示す。図中の曲線は、右側部分が飽和蒸気線Ｌ１、左側部分が飽和液線Ｌ２を示し、これらの中間位置は臨界点Ｋを示す。そして、飽和蒸気線Ｌ１よりも右側が気体状態を示し、飽和液線Ｌ２よりも左側が液体状態を示し、飽和蒸気線Ｌ１及び飽和液線Ｌ２に囲まれた内側部分が気液混合状態を示す。
同図においては、本例の第１エジェクタ４、気液分離器５１、昇圧ポンプ６１、昇温手段６２及び第２エジェクタ７を利用した直膨式冷却装置１についてｐ−ｈ線図を示すとともに、第１エジェクタ４、気液分離器５１、昇圧ポンプ６１、昇温手段６２及び第２エジェクタ７を利用していない従来の直膨式冷却装置についてもｐ−ｈ線図を示す。

従来の直膨式冷却装置においては、圧縮機９２において、気体状態の冷媒Ｃ１が圧縮される際には、比エンタルピーｈが等エントロピー曲線に沿って上昇しながら圧力ｐが増加する（図中ａ’点〜ｂ点）。次いで、凝縮器９３において、気体状態の冷媒Ｃ１は、比エンタルピーｈを減少させながら、圧力ｐが一定のまま液体状態まで変化される（図中ｂ点〜ｃ点）。次いで、膨張弁９４において、液体状態の冷媒Ｃ２は、比エンタルピーｈが一定のまま圧力ｐが減少し、気液混合状態になる（図中ｃ点〜ｄ’点）。そして、蒸発器９５において、気液混合状態の冷媒Ｃ０は、比エンタルピーｈを増加させながら、圧力ｐが一定のまま気体状態に変化され、圧縮機９２に供給される（図中ｄ’点〜ａ’点）。こうして、冷媒Ｃ０，Ｃ１，Ｃ２が循環する冷凍サイクルが形成される。

このような従来の直膨式冷却装置における状態変化に対し、本例の直膨式冷却装置１における状態変化は次のようになる。
圧縮機２において、気体状態の冷媒Ｃ１が圧縮される際には、比エンタルピーｈが等エントロピー曲線に沿って上昇しながら圧力ｐが増加する（図中ａ点〜ｂ点）。また、圧縮機２において、気体状態の冷媒Ｃ１が圧縮される際には、中間ポート２０３がある中間位置に対応した中間圧力まで増加した冷媒Ｃ１が第２エジェクタ７の吸引流として取り出される（図中ｂ’点）。次いで、凝縮器３において、気体状態の冷媒Ｃ１は、比エンタルピーｈを減少させながら、圧力ｐが一定のまま液体状態まで変化される（図中ｂ点〜ｃ点）。

次いで、凝縮器３の出口からは、凝縮器３から第１エジェクタ４に送られる冷媒Ｃ２と、凝縮器３から昇圧ポンプ６１に送られる冷媒Ｃ２とに分岐される。凝縮器３から第１エジェクタ４に送られる冷媒Ｃ２は、第１エジェクタ４に駆動流として流入し、ノズル４１から噴射される際に、等エントロピー変化によって圧力ｐが減少する（図中ｃ点〜ｄ点）。そして、第１エジェクタ４に駆動流として流入する冷媒Ｃ２は、拡散混合部４２において、蒸発器５から吸引する蒸発後の冷媒Ｃ１と混合され（図中ｄ点〜ｅ点、ｈ点〜ｅ点）、この混合冷媒Ｃ３が、ディフューザ４３から流出される際に、圧力ｐを増加させて気液分離器５１へ流入する（図中ｅ点〜ｆ点）。

次いで、気液分離器５１に流入する混合冷媒Ｃ３は、圧力ｐが一定のまま気相冷媒Ｃ１と液相冷媒Ｃ２に分離され、気相冷媒Ｃ１は、圧縮機２に吸引され（図中ｆ点〜ａ点）、液相冷媒Ｃ２は、流量調整弁５２を経由して蒸発器５に供給される（図中ｆ点〜ｇ点）。次いで、気液分離器５１から蒸発器５に送られる液相冷媒Ｃ２は、蒸発器５において、比エンタルピーｈを増加させながら気体状態に変化され（図中ｇ点〜ｈ点）、その後、第１エジェクタ４に吸引流として吸引される（図中ｈ点〜ｅ点）。

一方、凝縮器３から昇圧ポンプ６１に送られる液体状態の冷媒Ｃ２は、昇圧ポンプ６１によって昇圧されて、液体状態が維持され、かつ比エンタルピーｈが一定のまま圧力ｐが増加する（図中ｃ点〜ｉ点）。次いで、この液体状態の冷媒Ｃ２は、昇圧ポンプ６１から送られる昇温手段６２において、比エンタルピーｈを増加させながら、圧力ｐが一定のまま気液混合状態まで変化される（図中ｉ点〜ｊ点）。次いで、この気液混合状態の冷媒Ｃ０は、第２エジェクタ７に駆動流として流入し、ノズル７１から噴射される際に、等エントロピー曲線に沿って、気液混合状態のまま圧力ｐが減少する（図中ｊ点〜ｋ点）。

次いで、この気液混合状態の冷媒Ｃ０は、拡散混合部７２において、圧縮機２の中間ポート２０３から吸引する気体状態の冷媒Ｃ１と混合される（図中ｋ点〜ｍ点、ｂ’点〜ｍ点）。そして、この混合冷媒Ｃ４は、ディフューザ７３から流出される際に圧力ｐを増加させ（図中ｍ点〜ｎ点）、圧縮機２の出口２０２から流出する冷媒Ｃ１と混合される（図中ｎ点）。

本例の直膨式冷却装置１においては、圧縮機２によって圧縮される途中の冷媒Ｃ１の一部を、圧縮機２の中間ポート２０３から取り出して第２エジェクタ７の吸引流とし、この吸引流と駆動流とによって生じる混合冷媒Ｃ４を、圧縮機２から凝縮器３に繋がる冷媒配管８Ａに合流させている。そのため、第２エジェクタ７から流出される混合冷媒Ｃ４が再び圧縮機２を通過することがなく、冷媒Ｃ０，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の循環サイクルにおいて無駄な仕事が発生しない。そして、圧縮機２においては、中間ポート２０３よりも下流側の仕事量が低減され、圧縮機２におけるエネルギー効率を向上させることができる。

また、昇圧ポンプ６１は、凝縮器３によって凝縮された冷媒Ｃ２の一部を取り出して、圧縮機２の圧縮圧力よりも高い適切な圧力に昇圧している。そして、この昇圧された冷媒Ｃ２を昇温手段６２によって昇温して、第２エジェクタ７の駆動流としている。そのため、高圧の冷媒Ｃ０を第２エジェクタ７の駆動流とすることができ、第２エジェクタ７の駆動流の流速を大幅に高めることができる。また、昇圧ポンプ６１による仕事は、凝縮器３によって凝縮された液体状態の冷媒Ｃ２を昇圧する仕事となる。そのため、気体状態の冷媒Ｃ１を昇圧する場合に比べて、昇圧ポンプ６１の仕事量を少なくすることができる。

さらに、直膨式冷却装置１においては、凝縮器３によって凝縮された冷媒Ｃ２が駆動流として第１エジェクタ４に直接流入し、第１エジェクタ４から流出する混合冷媒Ｃ３が気液分離器５１において気液分離される。そして、気液分離器５１における液相冷媒Ｃ２が蒸発器５に供給され、蒸発器５によって蒸発された冷媒Ｃ１が第１エジェクタ４に吸引される。これにより、直膨式冷却装置１においては、膨張弁を用いる代わりに第１エジェクタ４及び気液分離器５１を用いて、冷房運転を行うことができる。そのため、気体状態の冷媒Ｃ１が蒸発器５に供給される割合を減らすことができ、膨張弁によって冷媒Ｃ２を膨張させる際の膨張損失（エネルギー損失）をなくすことができる。
また、図４において、比エンタルピーｈがｄ’点からｇ点に減少することにより、直膨式冷却装置１の冷却能力の増加となる。

また、圧縮機２は、第１エジェクタ４から流出され、気液分離器５１において分離された気相冷媒Ｃ１を圧縮に用いることができる。そのため、第１エジェクタ４によって、圧縮機２の吸入圧力を高めることができ、圧縮機２の仕事量がさらに低減され、圧縮機２におけるエネルギー効率をさらに向上させることができる。
それ故、本例の直膨式冷却装置１によれば、圧縮機２における仕事量を低減して、装置全体のエネルギー効率を向上させることができる。

１ 直膨式冷却装置
１１ ガスエンジン
２ 圧縮機
３ 凝縮器
３１ 気液分離器
４ 第１エジェクタ
５ 蒸発器
５１ 気液分離器
５２ 流量調整弁
６１ 昇圧ポンプ
６２ 昇温手段
７ 第２エジェクタ

Claims (3)

1. 冷媒を圧縮する圧縮機と、
   該圧縮機によって圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器と、
   該凝縮器によって凝縮された冷媒が駆動流として流入する際に、吸引流を吸引して、該吸引によって生じる混合冷媒を流出させる第１エジェクタと、
   該第１エジェクタから流出される混合冷媒を気液分離する気液分離器と、
   該気液分離器によって分離された液相冷媒を蒸発させる蒸発器と、
   上記凝縮器によって凝縮された冷媒の一部を取り出して昇圧する昇圧ポンプと、
   該昇圧ポンプによって昇圧された冷媒を昇温する昇温手段と、
   該昇温手段によって昇温された冷媒が駆動流として流入する際に、上記圧縮機の入口から出口までの間に設けられた中間ポートから、冷媒の一部を取り出して吸引流として吸引し、該吸引によって生じる混合冷媒を、上記圧縮機から上記凝縮器に繋がる経路に合流させる第２エジェクタと、を備え、
   上記圧縮機は、上記気液分離器によって分離された気相冷媒を圧縮し、上記第１エジェクタは、上記蒸発器によって蒸発された冷媒を上記吸引流として吸引するよう構成されていることを特徴とする直膨式冷却装置。
2. 請求項１に記載の直膨式冷却装置において、上記気液分離器から上記蒸発器に繋がる経路には、該気液分離器から該蒸発器に流れる液相冷媒の流量を調整する流量調整弁が設けられていることを特徴とする直膨式冷却装置。
3. 請求項１又は２に記載の直膨式冷却装置において、上記圧縮機は、エンジンに駆動されて作動するよう構成されており、
   上記昇温手段は、上記エンジンの排熱を用いて冷媒を昇温するエンジン排熱回収器であることを特徴とする直膨式冷却装置。

Images