JP2020079673A - ターボ冷凍機 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の圧縮機に流れる冷媒ガスの流量を均等にすることができる蒸発器を備えたターボ冷凍機を提供する。【解決手段】蒸発器２は、冷媒液が導入される缶胴４０と、缶胴４０内に配置された伝熱管４３と、伝熱管４３に被冷却流体を導入する入口ポート４６と、第１圧縮機１Ａの吸込口に連結された第１冷媒ガス出口２Ａと、第２圧縮機１Ｂの吸込口に連結された第２冷媒ガス出口２Ｂを備える。第１冷媒ガス出口２Ａは、缶胴４０の入口側領域４０Ａに位置し、第２冷媒ガス出口２Ｂは、缶胴４０の反入口側領域４０Ｂに位置する。入口側領域４０Ａは、入口ポート４６に隣接している。缶胴４０の長手方向の長さをＬとすると、入口側領域４０Ａの長さは１／４Ｌであり、反入口側領域４０Ｂの長さは３／４Ｌである。【選択図】図２

Description

本発明は、複数の圧縮機を備えたターボ冷凍機に関し、特に複数の圧縮機の吸込口が連結された蒸発器に関するものである。

冷凍空調装置などに利用されるターボ冷凍機は、冷媒を封入したクローズドシステムとして構成される。ターボ冷凍機は、一般に、被冷却流体から熱を奪って冷媒が蒸発して冷凍効果を発揮する蒸発器と、前記蒸発器で蒸発した冷媒ガスを圧縮して高圧の冷媒ガスを生成する圧縮機と、高圧の冷媒ガスを冷却流体で冷却して凝縮させる凝縮器と、前記凝縮した冷媒を減圧して膨張させる膨張弁（膨張機構）とを、冷媒配管によって連結して構成されている。

２台の圧縮機を備えたターボ冷凍機では、安定した運転を実現するために、各圧縮機への冷媒ガスの流量を均等にする必要がある。そこで、流量を均等にするために、図５に示すように、蒸発器２００に接続された共通の冷媒ガス配管２０１から２つの吸込管２０２Ａ，２０２Ｂを分岐させ、これら２つの吸込管２０２Ａ，２０２Ｂに２台の圧縮機２０５Ａ，２０５Ｂを接続する構成が採用されることがある。

特公平５−６７８６４号公報

しかしながら、共通の冷媒ガス配管２０１を用いた上記構成は、２つの圧縮機２０５Ａ，２０５Ｂを対称に配置する必要がある。対称的な２つの圧縮機２０５Ａ，２０５Ｂを製造するためには、別々の鋳型を用意する必要があり、製造コストが上昇していた。

特許文献１には、２つの圧縮機が同じ方向を向いて配置されている冷凍システムが開示されている。この配置によれば、同じ形状を持つ２台の圧縮機を使用できるので、圧縮機に掛かるコストを下げることは可能である。しかしながら、２台の圧縮機は、蒸発器の異なる箇所に接続されるため、２台の圧縮機が吸い込む冷媒ガスの流量は不均等となる。つまり、通常、蒸発器内内に存在する冷媒ガスの量は、蒸発器内の場所によって異なるため、２台の圧縮機は異なる流量で冷媒ガスを吸い込むこととなる。このような構成の冷凍システムにおいて冷媒ガスの流量をバランスさせるためには、複雑な制御が必要であった。

そこで、本発明は、複数の圧縮機に流れる冷媒ガスの流量を均等にすることができる蒸発器を備えたターボ冷凍機を提供する。

一態様では、冷媒液を蒸発させて冷媒ガスを生成する蒸発器と、前記冷媒ガスを圧縮する第１圧縮機および第２圧縮機と、前記圧縮された冷媒ガスを凝縮させて前記冷媒液を生成する凝縮器を備え、前記第１圧縮機および前記第２圧縮機は、前記蒸発器に並列に連結されており、前記蒸発器は、前記冷媒液が導入される缶胴と、前記缶胴内に配置された伝熱管と、前記伝熱管に被冷却流体を導入する入口ポートと、前記第１圧縮機の吸込口に連結された第１冷媒ガス出口と、前記第２圧縮機の吸込口に連結された第２冷媒ガス出口を備え、前記第１冷媒ガス出口は、前記缶胴の入口側領域に位置し、前記第２冷媒ガス出口は、前記缶胴の反入口側領域に位置し、前記入口側領域は、前記入口ポートに隣接しており、前記缶胴の長手方向の長さをＬとすると、前記入口側領域の長さは１／４Ｌであり、前記反入口側領域の長さは３／４Ｌである、ターボ冷凍機が提供される。

入口ポートの付近では、被冷却流体の温度が高いために最も多くの冷媒ガスが発生する。本発明者は、１／４Ｌの長さの入口側領域内に存在する冷媒ガスの量と、３／４Ｌの長さの反入口側領域内に存在する冷媒ガスの量の比は、５０：５０となることを実験および計算により見出した。この知見に基づき、第１冷媒ガス出口は入口側領域に位置し、第２冷媒ガス出口は反入口側領域に位置している。このような配置によれば、第１圧縮機および第２圧縮機に流れる冷媒ガスの流量を均等にすることができる。結果として、第１圧縮機および第２圧縮機は、同じ条件下で運転することができ、第１圧縮機および第２圧縮機の運転をバランスさせるための複雑な制御を不要とすることができる。

一態様では、前記第１冷媒ガス出口は、前記入口側領域の中心側に位置している。
一態様では、前記第２冷媒ガス出口は、前記反入口側領域の中心側に位置している。
本発明によれば、第１圧縮機に流入する冷媒ガスの流量と、第２圧縮機に流入する冷媒ガスの流量を等しくすることができる。

一態様では、前記蒸発器は、前記缶胴の内部を塞ぐように配置されたデミスタをさらに備えており、前記デミスタは前記伝熱管の上方に位置している。
本発明によれば、缶胴内で上昇する冷媒ガスの流速はデミスタによって均等になり、冷媒ガスの均一な流れを缶胴内に形成することができる。結果として、第１圧縮機および第２圧縮機に向かう冷媒ガスの均等な流量を確保することができる。

一態様では、前記蒸発器は、前記缶胴に設けられた冷媒液導入口を有しており、前記冷媒液導入口は、前記缶胴の長手方向における中心と、反入口ポート側の端壁との間に位置している。
一態様では、前記冷媒液導入口は、冷媒ガスを含む冷媒液が前記冷媒液導入口から前記缶胴内に導入されたときに、前記入口側領域内に存在する冷媒ガスの量と、前記反入口側領域内に存在する冷媒ガスの量の比が５０：５０となる位置にある。
本発明によれば、第１圧縮機および第２圧縮機に流れる冷媒ガスの流量を正確に均等にすることができる。

一態様では、前記ターボ冷凍機は、前記凝縮器から前記蒸発器まで延びるホットガスバイパスラインをさらに備えており、前記ホットガスバイパスラインは、前記缶胴に設けられたホットガス導入口に接続されており、前記ホットガス導入口は、前記缶胴の長手方向における中心と、反入口ポート側の端壁との間に位置している。
一態様では、前記ホットガス導入口は、前記入口側領域内に存在する冷媒ガスの量と、前記反入口側領域内に存在する冷媒ガスの量の比が５０：５０となる位置にある。
本発明によれば、第１圧縮機および第２圧縮機に流れる冷媒ガスの流量を正確に均等にすることができる。

本発明によれば、第１圧縮機および第２圧縮機に流れる冷媒ガスの流量を均等にすることができる。結果として、第１圧縮機および第２圧縮機は、同じ条件下で運転することができ、第１圧縮機および第２圧縮機の運転をバランスさせるための複雑な制御を不要とすることができる。

ターボ冷凍機の一実施形態を示す模式図である。 図１に示す蒸発器の一実施形態を示す断面図である。 蒸発器の他の実施形態を示す断面図である。 図３に示す蒸発器の長手方向から見た断面図である。 従来のターボ冷凍機の蒸発器と圧縮機を示す側面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、ターボ冷凍機の一実施形態を示す模式図である。図１に示すように、ターボ冷凍機は、冷媒液を蒸発させて冷媒ガスを生成する蒸発器２と、冷媒ガスを圧縮する第１圧縮機１Ａおよび第２圧縮機１Ｂと、圧縮された冷媒ガスを凝縮させて冷媒液を生成する凝縮器３と、第１圧縮機１Ａおよび第２圧縮機１Ｂをそれぞれ可変速駆動する第１インバータ５Ａおよび第２インバータ５Ｂと、第１圧縮機１Ａ、第２圧縮機１Ｂ、第１インバータ５Ａ、および第２インバータ５Ｂの動作を制御する制御装置１０を備えている。

第１圧縮機１Ａおよび第２圧縮機１Ｂは、蒸発器２に並列に連結されている。蒸発器２は、第１冷媒ガス出口２Ａおよび第２冷媒ガス出口２Ｂを有している。第１圧縮機１Ａの吸込口は、冷媒配管４Ａによって第１冷媒ガス出口２Ａに連結され、第２圧縮機１Ｂの吸込口は、冷媒配管４Ｂによって第２冷媒ガス出口２Ｂに連結されている。

ターボ冷凍機は、凝縮器３と蒸発器２との間に配置されたエコノマイザ２０をさらに備えている。第１圧縮機１Ａおよび第２圧縮機１Ｂの排出口は、冷媒配管４Ｃ，４Ｄによって凝縮器３に連結されている。凝縮器３は冷媒配管４Ｅによってエコノマイザ２０に連結され、エコノマイザ２０は冷媒配管４Ｆによって蒸発器２に連結されている。さらに、エコノマイザ２０は、冷媒配管４Ｇによって第１圧縮機１Ａに連結され、冷媒配管４Ｈによって第２圧縮機１Ｂに連結されている。エコノマイザ２０は、凝縮器３と蒸発器２との間に配置された中間冷却器である。凝縮器３からエコノマイザ２０に延びる冷媒配管４Ｅには一次側膨張弁２１が取り付けられ、エコノマイザ２０から蒸発器２に延びる冷媒配管４Ｆには二次側膨張弁２２が取り付けられている。

ターボ冷凍機は、冷媒ガスを凝縮器３から蒸発器２に導くホットガスバイパスライン２５と、このホットガスバイパスライン２５を開閉するためのホットガスバイパス弁２７とを備えている。ホットガスバイパスライン２５は、エコノマイザ２０をバイパスして凝縮器３から蒸発器２まで延びている。ホットガスバイパス弁２７は、その開度が調整可能に構成されており、例えば開度可変な電動弁から構成されている。

ホットガスバイパス弁２７は、制御装置１０に電気的に接続されており、ホットガスバイパス弁２７の動作は制御装置１０によって制御される。定常運転では、ホットガスバイパス弁２７は閉じられている。制御装置１０がホットガスバイパス弁２７を開くと、第１圧縮機１Ａおよび第２圧縮機１Ｂによって圧縮された冷媒ガスは、エコノマイザ２０をバイパスしてホットガスバイパスライン２５を通って凝縮器３から蒸発器２に送られる。

本実施形態では、第１圧縮機１Ａおよび第２圧縮機１Ｂは、多段ターボ圧縮機から構成されている。より具体的には、第１圧縮機１Ａは、二段ターボ圧縮機からなり、一段目羽根車１１Ａと、二段目羽根車１２Ａと、これらの羽根車１１Ａ，１２Ａを回転させる電動機１３Ａとを備えている。第１インバータ５Ａは電動機１３Ａに接続されており、第１インバータ５Ａは商用電源３０に接続されている。第１インバータ５Ａは制御装置１０に接続されている。羽根車１１Ａ，１２Ａは、電動機１３Ａに連結されている。電動機１３Ａは誘導電動機からなり、電動機１３Ａの回転速度は、第１インバータ５Ａを介して制御装置１０により制御される。

第１圧縮機１Ａの吸込口には、冷媒ガスの羽根車１１Ａ，１２Ａへの吸込流量を調整する第１ガイドベーン１６Ａが配置されている。第１ガイドベーン１６Ａは一段目羽根車１１Ａの吸込側に位置している。第１ガイドベーン１６Ａは放射状に配置されており、各第１ガイドベーン１６Ａが自身の軸心を中心として互いに同期して所定の角度だけ回転することにより、第１ガイドベーン１６Ａの開度が変更される。第１ガイドベーン１６Ａの開度は、制御装置１０によって制御される。蒸発器２から送られた冷媒ガスは、第１ガイドベーン１６Ａを通過し、その後、回転する羽根車１１Ａ，１２Ａによって順次昇圧される。昇圧された冷媒ガスは、凝縮器３に送られる。

第１圧縮機１Ａと同様に、第２圧縮機１Ｂは、二段ターボ圧縮機からなり、一段目羽根車１１Ｂと、二段目羽根車１２Ｂと、これらの羽根車１１Ｂ，１２Ｂを回転させる電動機１３Ｂと、第２圧縮機１Ｂの吸込口に配置された第２ガイドベーン１６Ｂを備えている。第２インバータ５Ｂは電動機１３Ｂに接続されており、第２インバータ５Ｂは商用電源３０に接続されている。第２インバータ５Ｂは制御装置１０に接続されている。第２圧縮機１Ｂの特に説明しない構成および動作は、第１圧縮機１Ａの構成および動作と同じであるので、その重複する説明を省略する。

蒸発器２は、被冷却流体（例えば冷水）から熱を奪って冷媒液が蒸発して冷凍効果を発揮する。第１圧縮機１Ａおよび第２圧縮機１Ｂは、蒸発器２で蒸発した冷媒ガスを圧縮して高圧の冷媒ガスを生成し、凝縮器３は、高圧の冷媒ガスを冷却流体（例えば冷却水）で冷却して凝縮させることで、冷媒液を生成する。冷媒液は、一次側膨張弁２１を通過することによって減圧される。減圧された冷媒液中に存在する冷媒ガスはエコノマイザ２０によって分離され、第１圧縮機１Ａの一段目羽根車１１Ａと二段目羽根車１２Ａとの間に設けた中間吸込み口１７Ａ、および第２圧縮機１Ｂの一段目羽根車１１Ｂと二段目羽根車１２Ｂとの間に設けた中間吸込み口１７Ｂに送られる。エコノマイザ２０を通過した冷媒液は、二次側膨張弁２２を通過することによって減圧され、さらに冷媒配管４Ｆを通って蒸発器２に送られる。このように、ターボ冷凍機は、冷媒を封入したクローズドシステムとして構成される。

第１インバータ５Ａおよび第２インバータ５Ｂの動作は、制御装置１０によって制御される。制御装置１０は、第１インバータ５Ａおよび第２インバータ５Ｂに同一の制御信号を送信し、第１インバータ５Ａおよび第２インバータ５Ｂを同じように動作させる。具体的には、制御装置１０は、第１インバータ５Ａおよび第２インバータ５Ｂを同じように動作させることで、第１圧縮機１Ａおよび第２圧縮機１Ｂを互いに同じ速度で回転させる。

図２は、図１に示す蒸発器２の断面図である。蒸発器２は、冷媒液が導入される缶胴４０と、缶胴４０内に配置された伝熱管４３と、伝熱管４３に被冷却流体（例えば冷水）を導入する入口ポート４６と、伝熱管４３を流れた被冷却流体を排出する出口ポート４７と、第１圧縮機１Ａの吸込口に連結された第１冷媒ガス出口２Ａと、第２圧縮機１Ｂの吸込口に連結された第２冷媒ガス出口２Ｂを備えている。図示しないが、本実施形態では、第１圧縮機１Ａおよび第２圧縮機１Ｂは、蒸発器２の缶胴４０上に配置されている。

蒸発器２は、冷媒液導入口５１およびホットガス導入口５２をさらに備えている。冷媒液導入口５１およびホットガス導入口５２は、缶胴４０の下部に位置している。冷媒液導入口５１は図１に示す冷媒配管４Ｆに接続され、ホットガス導入口５２は、ホットガスバイパスライン２５に接続されている。凝縮器３によって生成された冷媒液は、冷媒液導入口５１を通じて缶胴４０内に流入される。本実施形態では、冷媒液は、凝縮器３からエコノマイザ２０を経由して蒸発器２に流れる。

伝熱管４３の一端は入口ポート４６に連通し、伝熱管４３の他端は出口ポート４７に連通している。伝熱管４３は、缶胴４０の全長に亘って延びており、かつ折り返している。よって、本実施形態では、入口ポート４６および出口ポート４７は、缶胴４０の同じ側に配置されている。図２では、伝熱管４３は模式的に描かれている。一実施形態では、伝熱管４３は複数回折り返してもよいし、あるいは折り返さなくてもよい。出口ポート４７は、入口ポート４６から見て缶胴４０の反対側に配置されることもある。

第１冷媒ガス出口２Ａは、缶胴４０の入口側領域４０Ａに位置し、第２冷媒ガス出口２Ｂは、缶胴４０の反入口側領域４０Ｂに位置している。入口側領域４０Ａは缶胴４０の入口側に位置した領域であり、反入口側領域４０Ｂは缶胴４０の反入口側に位置した領域である。すなわち、入口側領域４０Ａは、入口ポート４６に隣接しており、反入口側領域４０Ｂは入口側領域４０Ａを挟んで缶胴４０の反対側に位置している。入口側領域４０Ａは、入口ポート４６と反入口側領域４０Ｂとの間に位置している。缶胴４０の長手方向の長さをＬとすると、入口側領域４０Ａの長さは１／４Ｌであり、反入口側領域４０Ｂの長さは３／４Ｌである。

第１冷媒ガス出口２Ａは、入口側領域４０Ａの頂部に位置し、第２冷媒ガス出口２Ｂは、反入口側領域４０Ｂの頂部に位置している。本実施形態では、第１冷媒ガス出口２Ａは、入口側領域４０Ａの中心側に位置しており、第２冷媒ガス出口２Ｂは、反入口側領域４０Ｂの中心側に位置している。冷媒液導入口５１およびホットガス導入口５２は、反入口側領域４０Ｂに位置している。

冷媒液は、冷媒液導入口５１から缶胴４０内に導入される。被冷却流体は、入口ポート４６から伝熱管４３内に流入し、伝熱管４３を流れ、出口ポート４７から流出する。伝熱管４３内を流れる被冷却流体の熱は、缶胴４０内の冷媒液に伝達される。冷媒液は蒸発して、冷媒ガスとなり、その一方で、被冷却流体は冷媒液によって冷却される。被冷却流体は、入口ポート４６から缶胴４０内に流入するので、入口ポート４６に近い入口側領域４０Ａで、冷媒液はより激しく蒸発し、大量の冷媒ガスが発生する。一方、入口ポート４６から離れた反入口側領域４０Ｂでは、入口側領域４０Ａよりも少ない量の冷媒ガスが発生する。

入口ポート４６の付近では、被冷却流体の温度が高いために最も多くの冷媒ガスが発生する。本発明者は、１／４Ｌの長さの入口側領域４０Ａ内に存在する冷媒ガスの量と、３／４Ｌの長さの反入口側領域４０Ｂ内に存在する冷媒ガスの量の比は、５０：５０となることを実験および計算により見出した。この知見に基づき、第１冷媒ガス出口２Ａは入口側領域４０Ａに位置し、第２冷媒ガス出口２Ｂは反入口側領域４０Ｂに位置している。このような配置によれば、第１圧縮機１Ａおよび第２圧縮機１Ｂに流れる冷媒ガスの流量を均等にすることができる。結果として、第１圧縮機１Ａおよび第２圧縮機１Ｂは、同じ条件下で運転することができ、第１圧縮機１Ａおよび第２圧縮機１Ｂの運転をバランスさせるための複雑な制御を不要とすることができる。

特に、本実施形態によれば、第１冷媒ガス出口２Ａは、強沸騰領域である入口側領域４０Ａの中心側に位置しており、第２冷媒ガス出口２Ｂは、弱沸騰領域である反入口側領域４０Ｂの中心側に位置しているので、第１圧縮機１Ａに流入する冷媒ガスの流量と、第２圧縮機１Ｂに流入する冷媒ガスの流量を等しくすることができる。第１圧縮機１Ａおよび第２圧縮機１Ｂに流入する冷媒ガスの流量を等しくする観点から、第１冷媒ガス出口２Ａは入口側領域４０Ａの中心上にあるのが好ましく、第２冷媒ガス出口２Ｂは反入口側領域４０Ｂの中心上にあるのが好ましい。

冷媒液導入口５１は、缶胴４０の長手方向における中心と、缶胴４０の反入口ポート側の端壁４１との間に位置している。反入口ポート側の端壁４１は、入口ポート４６とは反対側に位置している。蒸発器２に流入する冷媒液は、通常、冷媒ガスからなる気泡を伴う。この冷媒液に含まれる気泡は、反入口側領域４０Ｂに供給され、蒸発器２内で発生する冷媒ガスに混合される。よって、冷媒液導入口５１の位置は、入口側領域４０Ａ内に存在する冷媒ガスの量と、反入口側領域４０Ｂ内に存在する冷媒ガスの量の比に影響を与える。

本実施形態では、冷媒液に含まれる気泡は、弱沸騰領域である反入口側領域４０Ｂに供給されるので、缶胴４０内の全体における冷媒ガスの量がバランスされる。特に、冷媒液導入口５１は、冷媒ガスからなる気泡を含む冷媒液が冷媒液導入口５１から缶胴４０内に導入されたときに、入口側領域４０Ａ内に存在する冷媒ガスの量と、反入口側領域４０Ｂ内に存在する冷媒ガスの量の比が５０：５０となる位置にある。本実施形態によれば、第１圧縮機１Ａおよび第２圧縮機１Ｂに流れる冷媒ガスの流量を正確に均等にすることができる。

ホットガス導入口５２は、缶胴４０の長手方向における中心と、反入口ポート側の端壁４１との間に位置している。より具体的には、ホットガス導入口５２は、冷媒液導入口５１と反入口ポート側の端壁４１との間に位置している。ホットガスバイパス弁２７は、冷凍負荷が低いときに開かれ、冷媒ガスが凝縮器３から蒸発器２に供給される。冷媒ガスは反入口側領域４０Ｂに供給され、蒸発器２内で発生する冷媒ガスに混合される。よって、ホットガス導入口５２の位置も、入口側領域４０Ａ内に存在する冷媒ガスの量と、反入口側領域４０Ｂ内に存在する冷媒ガスの量の比に影響を与える。

本実施形態では、冷媒ガスは、弱沸騰領域である反入口側領域４０Ｂに供給されるので、缶胴４０内の全体における冷媒ガスの量がバランスされる。特に、ホットガス導入口５２は、冷媒ガスがホットガス導入口５２から前記缶胴４０内に導入されたときに、入口側領域４０Ａ内に存在する冷媒ガスの量と、反入口側領域４０Ｂ内に存在する冷媒ガスの量の比が５０：５０となる位置にある。本実施形態によれば、第１圧縮機１Ａおよび第２圧縮機１Ｂに流れる冷媒ガスの流量を正確に均等にすることができる。

図３は、蒸発器２の他の実施形態を示す断面図であり、図４は、図３に示す蒸発器２をその長手方向から見た断面図である。特に説明しない本実施形態の構成は、図２に示す実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。本実施形態では、蒸発器２は、缶胴４０の内部を塞ぐように配置されたデミスタ６０をさらに備えている。このデミスタ６０は伝熱管４３の上方に位置しており、伝熱管４３の全体を覆っている。デミスタ６０は、缶胴４０の内部の一端から他端まで延びている。

デミスタ６０は、冷媒ガスの通過を許容する、メッシュなどから構成された多孔部材である。デミスタ６０は、伝熱管４３の上方であって、第１冷媒ガス出口２Ａおよび第２冷媒ガス出口２Ｂの下方に配置されている。

缶胴４０内に存在する冷媒ガスは、上方に流れ、デミスタ６０を通過し、そして第１冷媒ガス出口２Ａおよび第２冷媒ガス出口２Ｂに流入する。冷媒ガスがデミスタ６０を通過するとき、冷媒ガスの流速は均一化される。結果として、第１圧縮機１Ａおよび第２圧縮機１Ｂに向かう冷媒ガスの均等な流量を確保することができる。

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。

１Ａ 第１圧縮機
１Ｂ 第２圧縮機
２ 蒸発器
２Ａ 第１冷媒ガス出口
２Ｂ 第２冷媒ガス出口
３ 凝縮器
４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅ，４Ｆ，４Ｇ，４Ｈ 冷媒配管
５Ａ 第１インバータ
５Ｂ 第２インバータ
１０ 制御装置
１１Ａ，１１Ｂ 一段目羽根車
１２Ａ，１２Ｂ 二段目羽根車
１３Ａ，１３Ｂ 電動機
１６Ａ 第１ガイドベーン
１６Ｂ 第２ガイドベーン
２０ エコノマイザ
２１ 一次側膨張弁
２２ 二次側膨張弁
２５ ホットガスバイパスライン
２７ ホットガスバイパス弁
３０ 商用電源
４０ 缶胴
４０Ａ 入口側領域
４０Ｂ 反入口側領域
４１ 端壁
４３ 伝熱管
４６ 入口ポート
４７ 出口ポート
５１ 冷媒液導入口
５２ ホットガス導入口
６０ デミスタ

Claims (8)

1. 冷媒液を蒸発させて冷媒ガスを生成する蒸発器と、
   前記冷媒ガスを圧縮する第１圧縮機および第２圧縮機と、
   前記圧縮された冷媒ガスを凝縮させて前記冷媒液を生成する凝縮器を備え、
   前記第１圧縮機および前記第２圧縮機は、前記蒸発器に並列に連結されており、
   前記蒸発器は、前記冷媒液が導入される缶胴と、前記缶胴内に配置された伝熱管と、前記伝熱管に被冷却流体を導入する入口ポートと、前記第１圧縮機の吸込口に連結された第１冷媒ガス出口と、前記第２圧縮機の吸込口に連結された第２冷媒ガス出口を備え、
   前記第１冷媒ガス出口は、前記缶胴の入口側領域に位置し、
   前記第２冷媒ガス出口は、前記缶胴の反入口側領域に位置し、
   前記入口側領域は、前記入口ポートに隣接しており、
   前記缶胴の長手方向の長さをＬとすると、前記入口側領域の長さは１／４Ｌであり、前記反入口側領域の長さは３／４Ｌである、ターボ冷凍機。
2. 前記第１冷媒ガス出口は、前記入口側領域の中心側に位置している、請求項１に記載のターボ冷凍機。
3. 前記第２冷媒ガス出口は、前記反入口側領域の中心側に位置している、請求項１または２に記載のターボ冷凍機。
4. 前記蒸発器は、前記缶胴の内部を塞ぐように配置されたデミスタをさらに備えており、前記デミスタは前記伝熱管の上方に位置している、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のターボ冷凍機。
5. 前記蒸発器は、前記缶胴に設けられた冷媒液導入口を有しており、
   前記冷媒液導入口は、前記缶胴の長手方向における中心と、反入口ポート側の端壁との間に位置している、請求項１に記載のターボ冷凍機。
6. 前記冷媒液導入口は、冷媒ガスを含む冷媒液が前記冷媒液導入口から前記缶胴内に導入されたときに、前記入口側領域内に存在する冷媒ガスの量と、前記反入口側領域内に存在する冷媒ガスの量の比が５０：５０となる位置にある、請求項５に記載のターボ冷凍機。
7. 前記ターボ冷凍機は、前記凝縮器から前記蒸発器まで延びるホットガスバイパスラインをさらに備えており、
   前記ホットガスバイパスラインは、前記缶胴に設けられたホットガス導入口に接続されており、
   前記ホットガス導入口は、前記缶胴の長手方向における中心と、反入口ポート側の端壁との間に位置している、請求項１に記載のターボ冷凍機。
8. 前記ホットガス導入口は、前記入口側領域内に存在する冷媒ガスの量と、前記反入口側領域内に存在する冷媒ガスの量の比が５０：５０となる位置にある、請求項７に記載のターボ冷凍機。

Images