JP2020180710A - Compression type refrigerator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ターボ圧縮機またはスクリュー圧縮機などの圧縮機を備えた圧縮式冷凍機に関し、特に冷媒液の流量を調節することが可能に構成された圧縮式冷凍機に関する。 The present invention relates to a compression chiller provided with a compressor such as a turbo compressor or a screw compressor, and more particularly to a compression chiller configured to be capable of adjusting the flow rate of the refrigerant liquid.
冷凍空調装置などに利用される圧縮式冷凍機は、冷媒を封入したクローズドシステムとして構成される。図7は、従来の圧縮式冷凍機を示す模式図である。図7に示すように、圧縮式冷凍機は、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200と、前記蒸発器200で蒸発した冷媒ガスを圧縮する圧縮機201と、前記圧縮された冷媒ガスを冷却流体で冷却して凝縮させる凝縮器202と、前記凝縮した冷媒を減圧して膨張させる膨張弁203とを、冷媒配管205A,205B,205Cによって連結して構成されている。
The compression type refrigerator used for refrigeration and air conditioners is configured as a closed system in which a refrigerant is sealed. FIG. 7 is a schematic view showing a conventional compression type refrigerator. As shown in FIG. 7, the compression type refrigerator includes an
圧縮式冷凍機で効率の良い運転を実現するためには、膨張弁203の開度を適切に制御することが重要である。すなわち、膨張弁203の開度が大きすぎると、冷媒ガスが蒸発器200に流れ込む、所謂「吹き抜け」を生じて、冷凍効率(成績係数(C.O.P)とも言う)を悪化させる。一方、膨張弁203の開度が小さすぎると、蒸発器200内の冷媒が不足し、冷凍出力を低下させたり、蒸発器200内の圧力低下を招いたりする。そこで、圧縮式冷凍機の運転状況に応じて膨張弁203の開度を適切に制御することで、高い冷凍効率が達成される。
In order to realize efficient operation of the compression refrigerator, it is important to appropriately control the opening degree of the
図7に示す例では、膨張弁203には、冷媒配管205Cと同口径の電動弁が使用されており、凝縮器202の液面などの運転状況に応じて膨張弁203の開度が制御される。しかしながら、大口径の電動弁はコストが高く、しかも動作速度が遅く、結果として、冷媒液の流量制御の応答性が悪いという問題があった。
In the example shown in FIG. 7, an electric valve having the same diameter as that of the
流量制御の別の方法として、図8のように、固定オリフィス207を電動弁203と並列に設ける構成も実施されている。しかしながら、この構成では、固定オリフィス207として、大きな開口を有するものを選定する必要がある。結果として、負荷が小さく冷媒液の流量が少ない運転条件では、ある程度の冷媒ガスの通過を許容せざるを得なく、冷凍効率を高めることが難しかった。
As another method of flow rate control, as shown in FIG. 8, a configuration in which the
そこで、本発明は、大口径の電動弁を使用することなく、冷媒液の流量を適切に調節することができる圧縮式冷凍機を提供する。 Therefore, the present invention provides a compression type refrigerator capable of appropriately adjusting the flow rate of the refrigerant liquid without using a large-diameter motorized valve.
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と、前記凝縮器と前記蒸発器との間を延びる冷媒配管と、前記冷媒配管を流れる冷媒液の流量を調節する冷媒流量調節装置とを備え、前記冷媒流量調節装置は、前記冷媒配管に取り付けられ、直列に並ぶ上流側オリフィス装置および下流側オリフィス装置と、前記冷媒配管から分岐するバイパスラインと、前記バイパスラインに取り付けられた流量制御弁を備えており、前記バイパスラインの流入側端部は、前記上流側オリフィス装置の上流側の位置で前記冷媒配管に接続され、前記バイパスラインの流出側端部は、前記上流側オリフィス装置と前記下流側オリフィス装置との間の位置で前記冷媒配管に接続されており、前記バイパスラインの口径は前記冷媒配管の口径よりも小さい、圧縮式冷凍機が提供される。 In one aspect, an evaporator that evaporates a refrigerant liquid to generate a refrigerant gas, a compressor that compresses the refrigerant gas, a condenser that condenses the compressed refrigerant gas to generate the refrigerant liquid, and the like. A refrigerant pipe extending between the condenser and the evaporator and a refrigerant flow rate adjusting device for adjusting the flow rate of the refrigerant liquid flowing through the refrigerant pipe are provided, and the refrigerant flow rate adjusting device is attached to the refrigerant pipe and in series. It is provided with an upstream side orifice device and a downstream side orifice device lined up in the above, a bypass line branching from the refrigerant pipe, and a flow control valve attached to the bypass line, and the inflow side end of the bypass line is the upstream side. It is connected to the refrigerant pipe at a position on the upstream side of the side orifice device, and the outflow side end of the bypass line is connected to the refrigerant pipe at a position between the upstream side orifice device and the downstream side orifice device. A compression type refrigerating machine is provided in which the diameter of the bypass line is smaller than the diameter of the refrigerant pipe.
上流側オリフィス装置を通過した冷媒液は減圧され、結果として上流側オリフィス装置と下流側オリフィス装置との間を流れる冷媒液は低圧となる。一方、バイパスラインから上流側オリフィス装置と下流側オリフィス装置との間に流入する冷媒液は、減圧される前の冷媒液であるので、比較的高い圧力を有している。したがって、バイパスラインを流れた冷媒液は、低圧の冷媒液に注入されたときに瞬間的に蒸発し(フラッシュし)、冷媒ガスからなる気泡を発生させる。この気泡は、下流側オリフィス装置の開口を閉塞し、下流側オリフィス装置を通過する冷媒液の流量を減少させる。この冷媒液の流量は、気泡の発生量に依存して変わり、気泡の発生量は、バイパスラインを流れる冷媒液の流量に依存して変わる。したがって、バイパスラインを流れる冷媒液の流量を流量制御弁で調節することにより、冷媒配管を流れる冷媒液の流量を制御することができる。 The refrigerant liquid that has passed through the upstream orifice device is depressurized, and as a result, the refrigerant liquid that flows between the upstream orifice device and the downstream orifice device becomes low pressure. On the other hand, the refrigerant liquid flowing from the bypass line between the upstream orifice device and the downstream orifice device has a relatively high pressure because it is the refrigerant liquid before the pressure is reduced. Therefore, the refrigerant liquid flowing through the bypass line evaporates (flashes) momentarily when injected into the low-pressure refrigerant liquid, and generates bubbles composed of the refrigerant gas. The bubbles close the opening of the downstream orifice device and reduce the flow rate of the refrigerant liquid passing through the downstream orifice device. The flow rate of the refrigerant liquid changes depending on the amount of bubbles generated, and the amount of bubbles generated changes depending on the flow rate of the refrigerant liquid flowing through the bypass line. Therefore, the flow rate of the refrigerant liquid flowing through the refrigerant pipe can be controlled by adjusting the flow rate of the refrigerant liquid flowing through the bypass line with the flow rate control valve.
バイパスラインを流れる冷媒液の流量は、冷媒配管を流れる冷媒液の流量よりも低くてよいので、バイパスラインには、冷媒配管に比べて、口径の小さい配管を使用することができる。したがって、流量制御弁として小型で低価格の流量制御弁を使用することができる。さらに、小型の流量制御弁は、その弁体を速やかに開閉することができるので、冷媒液の流量を速やかに調節することができる。 Since the flow rate of the refrigerant liquid flowing through the bypass line may be lower than the flow rate of the refrigerant liquid flowing through the refrigerant pipe, a pipe having a smaller diameter than the refrigerant pipe can be used for the bypass line. Therefore, a small and inexpensive flow control valve can be used as the flow control valve. Further, since the small flow rate control valve can quickly open and close the valve body, the flow rate of the refrigerant liquid can be quickly adjusted.
一態様では、前記圧縮式冷凍機は、前記冷媒配管に取り付けられたエコノマイザをさらに備えており、前記冷媒流量調節装置は、前記エコノマイザの上流側に配置された第1冷媒流量調節装置を構成し、前記圧縮式冷凍機は、前記エコノマイザの下流側に配置された第2冷媒流量調節装置をさらに備えており、前記第2冷媒流量調節装置は、前記エコノマイザから前記蒸発器に流れる冷媒液の流量を調節するように構成されている。
本発明によれば、冷媒配管を流れる冷媒液の流量は、第1冷媒流量調節装置と第2冷媒流量調節装置により2段階で調節することができる。
In one aspect, the compression refrigerating machine further comprises an economizer attached to the refrigerant piping, and the refrigerant flow rate adjusting device constitutes a first refrigerant flow rate adjusting device arranged on the upstream side of the economizer. The compression refrigerator further includes a second refrigerant flow rate adjusting device arranged on the downstream side of the economizer, and the second refrigerant flow rate adjusting device is a flow rate of the refrigerant liquid flowing from the economizer to the evaporator. Is configured to adjust.
According to the present invention, the flow rate of the refrigerant liquid flowing through the refrigerant pipe can be adjusted in two steps by the first refrigerant flow rate adjusting device and the second refrigerant flow rate adjusting device.
一態様では、前記第2冷媒流量調節装置は、前記バイパスラインから分岐する分岐ラインと、前記分岐ラインに取り付けられた第2流量制御弁と、前記冷媒配管に取り付けられた第2オリフィス装置を備えており、前記第2オリフィス装置は、前記エコノマイザと前記蒸発器との間に配置され、前記分岐ラインの流出側端部は、前記エコノマイザと前記第2オリフィス装置との間の位置で前記冷媒配管に接続されている。
一態様では、前記第2冷媒流量調節装置は、前記第1冷媒流量調節装置と同じ構成を有している。
In one aspect, the second refrigerant flow control device includes a branch line branching from the bypass line, a second flow control valve attached to the branch line, and a second orifice device attached to the refrigerant pipe. The second orifice device is arranged between the economizer and the evaporator, and the outflow side end of the branch line is located at a position between the economizer and the second orifice device. It is connected to the.
In one aspect, the second refrigerant flow rate adjusting device has the same configuration as the first refrigerant flow rate adjusting device.
一態様では、前記バイパスラインは、前記冷媒配管内に位置する冷媒出口を有している。
本発明によれば、冷媒ガスからなる気泡は、下流側オリフィス装置の開口に速やかに到達する。したがって、流量調節の応答速度を向上させることができる。
一態様では、前記冷媒出口は、前記下流側オリフィス装置の開口と一直線上に並んでいる。
In one aspect, the bypass line has a refrigerant outlet located within the refrigerant pipe.
According to the present invention, bubbles composed of refrigerant gas quickly reach the opening of the downstream orifice device. Therefore, the response speed of the flow rate adjustment can be improved.
In one aspect, the refrigerant outlet is aligned with the opening of the downstream orifice device.
一態様では、前記冷媒配管には、サブクーラーが取り付けられており、前記サブクーラーは、前記上流側オリフィス装置の上流側に位置しており、前記バイパスラインの前記流入側端部は、前記サブクーラーの上流側の位置で前記冷媒配管に接続されている。 In one aspect, a subcooler is attached to the refrigerant pipe, the subcooler is located on the upstream side of the upstream orifice device, and the inflow side end of the bypass line is the sub. It is connected to the refrigerant pipe at a position on the upstream side of the cooler.
サブクーラーは、凝縮器から蒸発器に送られる冷媒液を冷却し、冷媒液に含まれる冷媒ガスを過冷却させることができる。したがって、サブクーラーは、蒸発器の冷凍能力を向上させることができる。バイパスラインは、サブクーラーによって冷却される前の冷媒液を上流側オリフィス装置と下流側オリフィス装置の間に導くように冷媒配管に接続されている。このような配置により、バイパスラインを流れた温度の比較的高い冷媒液は、冷媒配管に流入したときに瞬間的に蒸発し(フラッシュし)、下流側オリフィス装置を通過する冷媒液の流量を速やかに低下させることができる。 The subcooler can cool the refrigerant liquid sent from the condenser to the evaporator and supercool the refrigerant gas contained in the refrigerant liquid. Therefore, the subcooler can improve the refrigerating capacity of the evaporator. The bypass line is connected to the refrigerant pipe so as to guide the refrigerant liquid before being cooled by the subcooler between the upstream orifice device and the downstream orifice device. With such an arrangement, the relatively high-temperature refrigerant liquid flowing through the bypass line evaporates (flashes) momentarily when it flows into the refrigerant pipe, and the flow rate of the refrigerant liquid passing through the downstream orifice device is swiftly increased. Can be reduced to.
本発明によれば、流量制御弁として小型で低価格の流量制御弁を使用することができる。さらに、小型の流量制御弁は、その弁体を速やかに開閉することができるので、冷媒液の流量を速やかに調節することができる。 According to the present invention, a small and inexpensive flow control valve can be used as the flow control valve. Further, since the small flow rate control valve can quickly open and close the valve body, the flow rate of the refrigerant liquid can be quickly adjusted.
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、圧縮式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、圧縮式冷凍機は、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圧縮機1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を備えている。圧縮機1のタイプは特に限定されない。一例では、圧縮機1は、遠心式圧縮機(ターボ圧縮機ともいう)、またはスクリュー圧縮機である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of a compression refrigerator. As shown in FIG. 1, the compression type refrigerator includes an
圧縮機1の吸込口は、冷媒配管4Aによって蒸発器2に連結されている。圧縮機1の吐出し口は、冷媒配管4B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4Cによって蒸発器2に連結されている。冷媒配管4Cには、冷媒配管4Cを流れる冷媒液の流量を調節する冷媒流量調節装置20が設けられている。
The suction port of the compressor 1 is connected to the
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。圧縮機1は、蒸発器2で蒸発した冷媒ガスを圧縮し、凝縮器3は、圧縮された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、冷媒流量調節装置20を通過することによって減圧される。減圧された冷媒液は蒸発器2に送られる。このように、圧縮式冷凍機は、冷媒を封入したクローズドシステムとして構成される。
The
冷媒流量調節装置20は、冷媒配管4Cに取り付けられた上流側オリフィス装置22および下流側オリフィス装置23と、冷媒配管4Cから分岐するバイパスライン26と、バイパスライン26に取り付けられた流量制御弁28を備えている。上流側オリフィス装置22および下流側オリフィス装置23は、直列に並んでおり、冷媒液の流れ方向において、上流側オリフィス装置22は下流側オリフィス装置23の上流に配置されている。上流側オリフィス装置22および下流側オリフィス装置23のそれぞれは、予め定められた口径の開口を有する固定オリフィス装置であり、冷媒液の流量を段階的に変化させる機能を有していない。流量制御弁28は、電動弁から構成されており、冷媒液の流量を段階的に変える機能を有している。流量制御弁28は、電動弁に代えて、比例電磁弁または電子膨張弁から構成されてもよい。
The refrigerant flow
バイパスライン26の流入側端部26aは、上流側オリフィス装置22の上流側の位置で冷媒配管4Cに接続されている。バイパスライン26の流出側端部26bは、上流側オリフィス装置22と下流側オリフィス装置23との間の位置で冷媒配管4Cに接続されている。冷媒配管4Cを流れる冷媒液の一部は、バイパスライン26に流入し、バイパスライン26を通って冷媒配管4C内に戻される。バイパスライン26の口径は冷媒配管4Cの口径よりも小さく、バイパスライン26を流れる冷媒液の流量は、冷媒配管4Cを流れる冷媒液の流量よりも低い。
The inflow
圧縮式冷凍機は、凝縮器3内の冷媒液の液面レベルを測定する液面検出器34と、液面検出器34によって測定された液面レベルに基づいて流量制御弁28の開度を制御する弁制御部37をさらに備えている。弁制御部37は、プログラムが格納された記憶装置と、プログラムに含まれる命令に従って演算を行う演算装置を備えた少なくとも1つのコンピュータから構成されている。液面検出器34は弁制御部37に電気的に接続されており、液面検出器34の出力信号(すなわち、凝縮器3内の冷媒液の液面レベルの測定値)は弁制御部37に送られるようになっている。弁制御部37は、凝縮器3内の冷媒液の液面レベルが設定範囲内に維持されるように、流量制御弁28を制御するように構成されている。
The compression type refrigerator adjusts the opening degree of the flow
圧縮式冷凍機は、蒸発器2内の圧力を測定する圧力測定器40をさらに備えている。圧力測定器40は弁制御部37に電気的に接続されており、圧力測定器40の出力信号(すなわち、蒸発器2内の圧力の測定値)は弁制御部37に送られるようになっている。一実施形態では、弁制御部37は、蒸発器2内の圧力が設定範囲内に維持されるように、流量制御弁28を制御してもよい。
The compression refrigerator further includes a
図2は、冷媒流量調節装置20の拡大断面図である。バイパスライン26は、冷媒配管4C内に位置する冷媒出口26cを有している。冷媒出口26cは、下流側オリフィス装置23の開口23aに近接して配置されている。上流側オリフィス装置22を通過した冷媒液は減圧され、結果として上流側オリフィス装置22と下流側オリフィス装置23との間を流れる冷媒液は低圧となる。一方、バイパスライン26から上流側オリフィス装置22と下流側オリフィス装置23との間に流入する冷媒液は、減圧される前の冷媒液であるので、比較的高い圧力を有している。したがって、バイパスライン26を流れた冷媒液は、低圧の冷媒液に注入されたときに瞬間的に蒸発し(フラッシュし)、冷媒ガスからなる気泡を発生させる。この気泡は、下流側オリフィス装置23の開口23aを閉塞し、下流側オリフィス装置23を通過する冷媒液の流量を減少させる。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the refrigerant flow
下流側オリフィス装置23を通過する冷媒液の流量は、気泡の発生量に依存して変わり、気泡の発生量は、バイパスライン26を流れる冷媒液の流量に依存して変わる。したがって、バイパスライン26を流れる冷媒液の流量を流量制御弁28で調節することにより、冷媒配管4Cを流れる冷媒液の流量を制御することができる。
The flow rate of the refrigerant liquid passing through the
バイパスライン26を流れる冷媒液の流量は、冷媒配管4Cを流れる冷媒液の流量よりも低くてよいので、バイパスライン26には、冷媒配管4Cに比べて、口径の小さい配管を使用することができる。したがって、流量制御弁28として小型で低価格の流量制御弁28を使用することができる。さらに、小型の流量制御弁28は、その弁体を速やかに開閉することができるので、冷媒液の流量を速やかに調節することができる。
Since the flow rate of the refrigerant liquid flowing through the
本実施形態では、バイパスライン26の冷媒出口26cは、冷媒配管4C内に位置している。より具体的には、冷媒出口26cは、下流側オリフィス装置23の開口23aと一直線上に並んでいる。このような配置によれば、冷媒ガスからなる気泡は、下流側オリフィス装置23の開口23aに速やかに到達する。したがって、流量調節の応答速度を向上させることができる。
In the present embodiment, the
図3は、バイパスライン26から冷媒配管4C内に導入される冷媒液の流量と、下流側オリフィス装置23を通過することができる冷媒液の流量との関係を示すグラフである。図3に示すように、下流側オリフィス装置23を通過することができる冷媒液の流量は、バイパスライン26から冷媒配管4C内に導入される冷媒液の流量と概ね反比例している。すなわち、バイパスライン26から冷媒配管4C内に導入される冷媒液の流量が増加すると、下流側オリフィス装置23を通過することができる冷媒液の流量は低下する。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the flow rate of the refrigerant liquid introduced into the
弁制御部37は、図3に示すようなグラフを表す関係式を予めその内部に記憶している。弁制御部37は、液面検出器34によって検出された液面レベルに基づいて流量制御弁28の開度を制御する。具体的には、凝縮器3内の冷媒液の液面レベルが設定範囲を下回ると、弁制御部37は流量制御弁28に指令を発して流量制御弁28の開度を増加させる。結果として、下流側オリフィス装置23を通過することができる冷媒液の流量が低下し、凝縮器3内の冷媒液の液面レベルは上昇する。図3に示すような、バイパスライン26から冷媒配管4C内に導入される冷媒液の流量と、下流側オリフィス装置23を通過することができる冷媒液の流量との関係は、実験または試運転などにより取得することができる。
The
図4は、圧縮式冷凍機の他の実施形態を示す模式図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図1および図2を参照して説明した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。本実施形態の圧縮式冷凍機は、冷媒配管4Cに取り付けられたサブクーラー45を備えている。このサブクーラー45は、上流側オリフィス装置22の上流側に位置している。バイパスライン26の流入側端部26aは、サブクーラー45の上流側の位置で冷媒配管4Cに接続されている。
FIG. 4 is a schematic view showing another embodiment of the compression refrigerator. Since the configuration and operation of the present embodiment not particularly described are the same as those of the embodiment described with reference to FIGS. 1 and 2, the duplicate description thereof will be omitted. The compression refrigerator of the present embodiment includes a subcooler 45 attached to the
サブクーラー45は、凝縮器3から蒸発器2に送られる冷媒液を冷却し、冷媒液に含まれる冷媒ガスを過冷却させることができる。したがって、サブクーラー45は、蒸発器2における冷凍能力を向上させることができる。バイパスライン26は、サブクーラー45によって冷却される前の冷媒液を上流側オリフィス装置22と下流側オリフィス装置23の間に導くように冷媒配管4Cに接続されている。このような配置により、バイパスライン26を流れた温度の比較的高い冷媒液は、冷媒配管4Cに流入したときに瞬間的に蒸発し(フラッシュし)、下流側オリフィス装置23を通過する冷媒液の流量を速やかに低下させることができる。
The subcooler 45 can cool the refrigerant liquid sent from the condenser 3 to the
図5は、圧縮式冷凍機のさらに他の実施形態を示す模式図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図1および図2を参照して説明した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。圧縮式冷凍機は、凝縮器3と蒸発器2との間に配置されたエコノマイザ9を備えている。凝縮器3は冷媒配管4Cによってエコノマイザ9に連結され、エコノマイザ9は冷媒配管4D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9は、冷媒配管4Eによって圧縮機1に連結されている。エコノマイザ9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。
FIG. 5 is a schematic view showing still another embodiment of the compression refrigerator. Since the configuration and operation of the present embodiment not particularly described are the same as those of the embodiment described with reference to FIGS. 1 and 2, the duplicate description thereof will be omitted. The compression refrigerator includes an
凝縮器3からエコノマイザ9に延びる冷媒配管4Cには第1冷媒流量調節装置20Aが設けられ、エコノマイザ9から蒸発器2に延びる冷媒配管4Dには第2冷媒流量調節装置20Bが設けられている。本実施形態では、圧縮機1は、多段遠心式圧縮機から構成されている。より具体的には、圧縮機1は二段遠心式圧縮機からなり、一段目羽根車11と、二段目羽根車12と、これらの羽根車11,12を回転させる電動機13とを備えている。
The
圧縮機1の吸込口には、冷媒ガスの羽根車11,12への吸込流量を調整するガイドベーン16が配置されている。ガイドベーン16は一段目羽根車11の吸込側に位置している。ガイドベーン16は放射状に配置されており、各ガイドベーン16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、ガイドベーン16の開度が変更される。蒸発器2から送られた冷媒ガスは、ガイドベーン16を通過し、その後、回転する羽根車11,12によって順次昇圧される。昇圧された冷媒ガスは、冷媒配管4Bを通って凝縮器3に送られる。
A
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。圧縮機1は、蒸発器2で蒸発した冷媒ガスを圧縮し、凝縮器3は、圧縮された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、第1冷媒流量調節装置20A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9によって分離され、圧縮機1の一段目羽根車11と二段目羽根車12との間に設けた中間吸込口17に送られる。エコノマイザ9を通過した冷媒液は、第2冷媒流量調節装置20Bを通過することによって減圧され、さらに冷媒配管4Dを通って蒸発器2に送られる。
The
第1冷媒流量調節装置20Aは、凝縮器3からエコノマイザ9に流れる冷媒液の流量を調節するために設けられている。この第1冷媒流量調節装置20Aは、図1および図2を参照して説明した冷媒流量調節装置20と同じ構成を有している。すなわち、第1冷媒流量調節装置20Aは、冷媒配管4Cに取り付けられた第1上流側オリフィス装置22および第1下流側オリフィス装置23と、冷媒配管4Cから分岐するバイパスライン26と、バイパスライン26に取り付けられた第1流量制御弁28を備えている。図1および図2を参照して説明した実施形態の各要素に相当する要素には同じ番号を付し、それらの重複する説明を省略する。
The first refrigerant flow
第2冷媒流量調節装置20Bは、エコノマイザ9から蒸発器2に流れる冷媒液の流量を調節するために設けられている。この第2冷媒流量調節装置20Bは、バイパスライン26から分岐する分岐ライン51と、分岐ライン51に取り付けられた第2流量制御弁52と、冷媒配管4Dに取り付けられた第2オリフィス装置55を備えている。第2オリフィス装置55は、エコノマイザ9と蒸発器2との間に配置されている。
The second refrigerant flow
分岐ライン51の流入側端部51aはバイパスライン26に接続され、分岐ライン51の流出側端部51bは、エコノマイザ9と第2オリフィス装置55との間の位置で冷媒配管4Dに接続されている。図2に示す実施形態と同じように、分岐ライン51は、冷媒配管4D内に位置する冷媒出口(図示せず)を有している。この冷媒出口は、第2オリフィス装置55の開口に近接して配置されている。
The
第2冷媒流量調節装置20Bでは、第2オリフィス装置55の上流側にはオリフィス装置は設けられていない。これは次の理由による。エコノマイザ9を経由して第2オリフィス装置55に到達した冷媒液は、第1上流側オリフィス装置22および第1下流側オリフィス装置23を通過したときに減圧される。一方、分岐ライン51を流れる冷媒液は、第1上流側オリフィス装置22および第1下流側オリフィス装置23を通過していないので、比較的高い圧力を有している。したがって、分岐ライン51を通じて冷媒配管4D内に導入された冷媒液は、低圧の冷媒液の存在下で瞬間的に蒸発(フラッシュ)する。結果として、冷媒ガスからなる気泡は、第2オリフィス装置55を閉塞し、冷媒液の流量を変えることができる。
In the second refrigerant flow
圧縮式冷凍機は、エコノマイザ9内の冷媒液の液面レベルを測定する液面検出器57をさらに備えている。液面検出器57は弁制御部37に電気的に接続されており、液面検出器57の出力信号(すなわち、エコノマイザ9内の冷媒液の液面レベルの測定値)は弁制御部37に送られるようになっている。弁制御部37は、エコノマイザ9内の冷媒液の液面レベルが設定範囲内に維持されるように、第2流量制御弁52を制御するように構成されている。一実施形態では、弁制御部37は、蒸発器2内の圧力が設定範囲内に維持されるように、第2流量制御弁52を制御してもよい。
The compression refrigerator further includes a liquid level detector 57 for measuring the liquid level of the refrigerant liquid in the
本実施形態によれば、冷媒配管4C,4Dを流れる冷媒液の流量は、第1冷媒流量調節装置20Aと第2冷媒流量調節装置20Bにより2段階で調節することができる。一実施形態では、図4に示すサブクーラー45を、上流側オリフィス装置22の上流側に配置してもよい。サブクーラー45の設置位置は、図4に示す実施形態と同じである。
According to this embodiment, the flow rate of the refrigerant liquid flowing through the
図6は、圧縮式冷凍機のさらに他の実施形態を示す模式図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図5を参照して説明した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、第1冷媒流量調節装置20Aと第2冷媒流量調節装置20Bは同じ構成を有している。
FIG. 6 is a schematic view showing still another embodiment of the compression refrigerator. Since the configuration and operation of the present embodiment not particularly described are the same as those of the embodiment described with reference to FIG. 5, the duplicated description will be omitted. In the present embodiment, the first refrigerant flow
第1冷媒流量調節装置20Aは、冷媒配管4Cに取り付けられた第1上流側オリフィス装置22Aおよび第1下流側オリフィス装置23Aと、冷媒配管4Cから分岐する第1バイパスライン26Aと、第1バイパスライン26Aに取り付けられた第1流量制御弁28Aを備えている。第1バイパスライン26Aの流入側端部26aは、第1上流側オリフィス装置22Aの上流側の位置で冷媒配管4Cに接続されている。第1バイパスライン26Aの流出側端部26bは、第1上流側オリフィス装置22Aと第1下流側オリフィス装置23Aとの間の位置で冷媒配管4Cに接続されている。
The first refrigerant flow
第2冷媒流量調節装置20Bは、冷媒配管4Dに取り付けられた第2上流側オリフィス装置22Bおよび第2下流側オリフィス装置23Bと、冷媒配管4Dから分岐する第2バイパスライン26Bと、第2バイパスライン26Bに取り付けられた第2流量制御弁28Bを備えている。第2バイパスライン26Bの流入側端部26dは、第2上流側オリフィス装置22Bの上流側の位置で冷媒配管4Dに接続されている。第2バイパスライン26Bの流出側端部26eは、第2上流側オリフィス装置22Bと第2下流側オリフィス装置23Bとの間の位置で冷媒配管4Dに接続されている。
The second refrigerant flow
これら第1冷媒流量調節装置20Aと第2冷媒流量調節装置20Bの上記要素の構成は、図1および図2を参照して説明した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。
Since the configurations of the above elements of the first refrigerant flow
本実施形態でも、冷媒配管4C,4Dを流れる冷媒液の流量は、第1冷媒流量調節装置20Aと第2冷媒流量調節装置20Bにより2段階で調節することができる。図6に示す実施形態は、第2バイパスライン26Bの長さを、図5の分岐ライン51の長さよりも短くすることができる点で有利である。その一方で、図5に示す実施形態は、第2冷媒流量調節装置20Bは単一の第2オリフィス装置55のみを有するので低コストであるという点で有利である。
Also in this embodiment, the flow rate of the refrigerant liquid flowing through the
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。 The above-described embodiment is described for the purpose of enabling a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs to carry out the present invention. Various modifications of the above embodiment can be naturally performed by those skilled in the art, and the technical idea of the present invention can be applied to other embodiments. Therefore, the present invention is not limited to the described embodiments, but is construed in the broadest range according to the technical idea defined by the claims.
1 圧縮機
2 蒸発器
3 凝縮器
4A,4B,4C,4D,4E 冷媒配管
9 エコノマイザ
11,12 羽根車
13 電動機
16 ガイドベーン
17 中間吸込口
20 冷媒流量調節装置
20A 第1冷媒流量調節装置
20B 第2冷媒流量調節装置
22 上流側オリフィス装置
22A 第1上流側オリフィス装置
22B 第2上流側オリフィス装置
23 下流側オリフィス装置
23A 第1下流側オリフィス装置
23B 第2下流側オリフィス装置
26 バイパスライン
26a 流入側端部
26b 流出側端部
26c 冷媒出口
26A 第1バイパスライン
26B 第2バイパスライン
28 流量制御弁
28A 第1流量制御弁
28B 第2流量制御弁
34 液面検出器
37 弁制御部
40 圧力測定器
45 サブクーラー
51 分岐ライン
52 第2流量制御弁
55 第2オリフィス装置
57 液面検出器
1
Claims (7)
前記冷媒ガスを圧縮する圧縮機と、
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と、
前記凝縮器と前記蒸発器との間を延びる冷媒配管と、
前記冷媒配管を流れる冷媒液の流量を調節する冷媒流量調節装置とを備え、
前記冷媒流量調節装置は、
前記冷媒配管に取り付けられ、直列に並ぶ上流側オリフィス装置および下流側オリフィス装置と、
前記冷媒配管から分岐するバイパスラインと、
前記バイパスラインに取り付けられた流量制御弁を備えており、
前記バイパスラインの流入側端部は、前記上流側オリフィス装置の上流側の位置で前記冷媒配管に接続され、
前記バイパスラインの流出側端部は、前記上流側オリフィス装置と前記下流側オリフィス装置との間の位置で前記冷媒配管に接続されており、
前記バイパスラインの口径は前記冷媒配管の口径よりも小さい、圧縮式冷凍機。 An evaporator that evaporates the refrigerant liquid to generate refrigerant gas,
A compressor that compresses the refrigerant gas and
A condenser that condenses the compressed refrigerant gas to generate the refrigerant liquid, and
A refrigerant pipe extending between the condenser and the evaporator,
A refrigerant flow rate adjusting device for adjusting the flow rate of the refrigerant liquid flowing through the refrigerant pipe is provided.
The refrigerant flow rate adjusting device is
An upstream orifice device and a downstream orifice device attached to the refrigerant pipe and lined up in series,
A bypass line branching from the refrigerant pipe and
It is equipped with a flow control valve attached to the bypass line.
The inflow side end of the bypass line is connected to the refrigerant pipe at a position on the upstream side of the upstream orifice device.
The outflow side end of the bypass line is connected to the refrigerant pipe at a position between the upstream orifice device and the downstream orifice device.
A compression refrigerator in which the diameter of the bypass line is smaller than the diameter of the refrigerant pipe.
前記冷媒流量調節装置は、前記エコノマイザの上流側に配置された第1冷媒流量調節装置を構成し、
前記圧縮式冷凍機は、前記エコノマイザの下流側に配置された第2冷媒流量調節装置をさらに備えており、前記第2冷媒流量調節装置は、前記エコノマイザから前記蒸発器に流れる冷媒液の流量を調節するように構成されている、請求項1に記載の圧縮式冷凍機。 The compression refrigerator further includes an economizer attached to the refrigerant pipe.
The refrigerant flow rate adjusting device constitutes a first refrigerant flow rate adjusting device arranged on the upstream side of the economizer.
The compression type refrigerator further includes a second refrigerant flow rate adjusting device arranged on the downstream side of the economizer, and the second refrigerant flow rate adjusting device measures the flow rate of the refrigerant liquid flowing from the economizer to the evaporator. The compression refrigerator according to claim 1, which is configured to be adjusted.
前記バイパスラインから分岐する分岐ラインと、
前記分岐ラインに取り付けられた第2流量制御弁と、
前記冷媒配管に取り付けられた第2オリフィス装置を備えており、
前記第2オリフィス装置は、前記エコノマイザと前記蒸発器との間に配置され、
前記分岐ラインの流出側端部は、前記エコノマイザと前記第2オリフィス装置との間の位置で前記冷媒配管に接続されている、請求項2に記載の圧縮式冷凍機。 The second refrigerant flow rate adjusting device is
A branch line that branches off from the bypass line and
The second flow control valve attached to the branch line and
It is equipped with a second orifice device attached to the refrigerant pipe.
The second orifice device is arranged between the economizer and the evaporator.
The compression refrigerator according to claim 2, wherein the outflow side end of the branch line is connected to the refrigerant pipe at a position between the economizer and the second orifice device.
前記サブクーラーは、前記上流側オリフィス装置の上流側に位置しており、
前記バイパスラインの前記流入側端部は、前記サブクーラーの上流側の位置で前記冷媒配管に接続されている、請求項1に記載の圧縮式冷凍機。 A sub-cooler is attached to the refrigerant pipe.
The subcooler is located on the upstream side of the upstream orifice device.
The compression refrigerator according to claim 1, wherein the inflow side end of the bypass line is connected to the refrigerant pipe at a position on the upstream side of the subcooler.
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