JP3899444B2 - 冷却装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばブラインクーラからなる冷却装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２０は、従来のブラインクーラからなる冷却装置の配置構成を示す正面図である。図において、１は圧縮器、２は水冷凝縮器、３はブライン冷却器からなる蒸発器、４は制御装置で、下段に凝縮器２が設けられ、その上段に蒸発器３が装着され、さらにその上段に圧縮機１と制御装置４が横設されて３段積層に形成されている。
凝縮器２は図２１の断面図に示すように、円筒形の胴部２ａ内の両側に設けられた管板２ｂに多数開けられた穴部に長尺の伝熱管２ｃが挿着されエキスパンドにより固着されている。胴部２ａの両端は蓋部２ｄで密閉され、蓋部２ｄにはで伝熱管２ｃ内に冷却水を流す冷却水入口管２ｅと、冷却水が出てゆく冷却水出口管２ｆが設けられ、胴部２ａには冷媒ガス入口管２ｇと冷媒液出口管２ｈが設けられている。
また、蒸発器３は図２２の断面図に示すように、円筒形の胴部３ａ内の両側に設けられた管板３ｂに多数開けられた穴部に長尺の伝熱管３ｃが挿着されエキスパンドにより固着されている。胴部３ａの両端は蓄部３ｄで密閉され、蓄部３ｄには伝熱管３ｃ内に冷媒液を流す冷媒液入口管３ｅと伝熱管３ｃを通過後の冷媒ガス用の冷媒ガス出口管３ｆが設けられ、そして胴部３ａにはブライン入口管３ｇとブライン出口管３ｈが設けられている。
これらの圧縮機１、凝縮器２及び蒸発器３は冷媒配管５によって接続され、冷媒の循環回路（図中点線で示す）が形成されている。
【０００３】
次に、上記装置の動作について説明する。圧縮機１で圧縮された高温高圧の冷媒ガスは、凝縮器２の冷媒ガス入口管２ｇから胴部２ａ内に導入され、冷却水入口管２ｅから供給された冷却水が流れる伝熱管２ｃの外周間を通過する際に、上記冷却水と熱交換して冷却され冷媒液となって冷媒液出口管２ｈから冷媒配管に流出する。
冷媒配管を流れる冷媒液は図示しない膨張弁で低圧となって、ブライン冷却器からなる蒸発器３の冷媒液入口管３ｅから伝熱管３ｃ内に導入され、ブライン入口管３ｇから胴部３ａ内に導入されたブラインと熱交換して冷媒ガスとなって冷媒ガス出口管３ｆから出て冷媒配管を介して圧縮機１に戻る。
蒸発器３で上記冷媒液と熱交換して冷却されたブラインはブライン出口管３ｈからブライン配管によって蓄熱槽（図示せず）等に供給されて冷却動作する。
なお、これらの各機器の稼働停止動作は制御装置４で制御される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の冷却装置において、凝縮器２と蒸発器３は大型なので占有床面積を広く要し、またそれらの組立取付けが頑丈で複雑となるほか、冷媒保有量もそれらに合わせて多量に必要となっていた。また、全体が３段構造なので組立配管および保守作業も容易ではなかった。さらに、冷熱機種としても基本配置及び構造が夫々異なるので、設計、組立及び保守などの標準化が図れないという問題があった。
【０００５】
この発明は、以上のような問題を解決するためになされたもので、装置構造を簡素化小形軽量化し、占有床面積や積層段数を少なくすること及び組立や保守を容易にすることを目的とし、さらに、標準化が図れる冷却装置を得ることも目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の冷却装置は、圧縮機、凝縮器、蒸発器、及び制御装置を冷媒配管で接続してなる冷却装置において、上記凝縮器を積層プレート凝縮器とし、上記蒸発器を積層プレート蒸発器とし、上記積層プレート凝縮器と上記積層プレート蒸発器とを下段に配設し、上段に上記圧縮機を配設して上記積層プレート凝縮器と上記積層プレート蒸発器とで支持し、
上記圧縮機を、その冷媒ガス吐出口が上記積層プレート凝縮器側に、その冷媒ガス戻り口が上記積層プレート蒸発器側となるように、上記積層プレート凝縮器と上記積層プレート蒸発器との間に横架したものである。
また、圧縮機、凝縮器、蒸発器、及び制御装置を冷媒配管で接続してなる冷却装置において、上記凝縮器を積層プレート凝縮器とし、上記蒸発器を積層プレート蒸発器とし、上記積層プレート凝縮器と上記積層プレート蒸発器とを、それぞれのプレート積層方向に並列に隣接して下段に配設し、上段に上記圧縮機を配設して上記積層プレート凝縮器と上記積層プレート蒸発器とで支持し、上記圧縮機を、その長手方向を前記プレート積層方向に向けて配置したものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１
以下、この発明の実施形態の一例を図１〜図１０に基づいて説明する。図１の正面図に示すように、この冷却装置は、台床１２上に一段構成で、圧縮機１、凝縮器としての積層プレート凝縮器６、及び蒸発器としての積層プレート蒸発器９をそれぞれの長手方向に沿って一列に配設し、さらにこの列に合わせてこれらの各機器を制御する制御装置４を配設し（制御装置の向きについては特に問わない）、所定の配管５を施したものである。
【０００８】
積層プレート凝縮器６の構造は、図２の側面図、図３の組立構成図、図４の部分断面正面図で示される。すなわち、前部カバープレート６ａと後部カバープレート６ｄ間にブレージング材６ｂとへリンボーン型からなる薄板のチャンネルプレート６ｃが交互に所定枚数が積層され（図３）、図示しない真空加熱炉において蒸着ブレージングされて一体形に形成される。積層プレート凝縮器６の冷媒回路７は上部Ａ側ノズル７ａと下部Ａ側ノズル７ｂとから、そして冷却水回路８は下部Ｂ側ノズル８ａと上部Ｂ側ノズル８ｂとからなる（図２、図３）。これらの冷媒回路７と冷却水回路８は積層プレート凝縮器６のプレート積層方向に沿って夫々形成されるとともに、積層プレート凝縮器の内部では高さ方向に交互に冷媒と冷却水が対向して流れるように形成されている（図３、図４）。
なお、図５には本積層プレート凝縮器６の蒸着前の略断面平面図を、そして図６には蒸着後のブレージング材６ｂとチャンネルプレート６ｃとの接合状態説明図を示した。図５及び図６中に使用されている符号は、これまで説明されているものと同じものを指すものとする。
【０００９】
一方、積層プレート蒸発器９の構造は、図７の側面図、図８の組立構成図、図９の部分断面正面図で示される。すなわち、前部カバープレート９ａと後部カバープレート９ｄ間にブレージング材９ｂとへリンボーン型からなる薄板のチャンネルプレート９ｃが交互に所定枚数が積層され（図８）、図示しない真空加熱炉において蒸着ブレージングされて一体形に形成されている。積層プレート蒸発９のブライン回路１０は上部Ａ側ノズル１０ａと下部Ａ側ノズル１０ｂとから、そして冷媒回路１１は下部Ｂ側ノズル１１ａと上部Ｂ側ノズル１１ｂとからなる（図７、図８）。これらのブライン回路１０と冷媒回路１１は積層プレート蒸発器９のプレート積層方向に沿って夫々形成されるとともに、積層プレート蒸発器の内部では高さ方向に交互にブラインと冷媒が対向して流れるように形成されている（図８、図９）。図１０には図５に対応する積層プレート蒸発器９の蒸着前の略断面平面図を示した。
なお、圧縮機１と制御装置４は従来と同様のものとする。
【００１０】
この冷却装置の冷媒配管５は次の通りである。圧縮機１の冷媒ガス吐出口１ａから出て、各プレートの積層方向を長手方向として隣接して設けられている積層プレート凝縮器６の冷媒回路７の上部Ａ側ノズル７ａと接続し、下部Ａ側ノズル７ｂは図示しない膨張弁を介して各プレートの積層方向を長手方向として隣接して設けられている積層プレート蒸発器９の冷媒回路１１の下部Ｂ側ノズル１１ａと接続し、さらに上部Ｂ側ノズル１１ｂは図示しない所定の装置を介して圧縮機１の冷媒ガス戻り口１ｂと接続配管されている。
また、積層プレート凝縮器６には、図示しない冷却水供給装置と冷却水回路８の下部Ｂ側ノズル８ａ及び上部Ｂ側ノズル８ｂが接続配管されて冷却水が供給される。そして、積層プレート蒸発器９には、図示しない冷却槽とブライン回路１０の上部Ａ側ノズル１０ａ及び下部Ａ側ノズル１０ｂが接続配管されて図示しないポンプによってブラインが循環する。
【００１１】
次に、この冷却装置の作用を説明する。まず、圧縮機１で圧縮された冷媒ガスは、冷媒配管５を介して積層プレート凝縮器６の冷媒回路７を流れながら隣接する冷却水回路８の冷却水と熱交換して冷媒液となる。この冷媒液は、さらに図示しない膨張弁を介して積層プレート蒸発器９の冷媒回路１１を流れながら隣接するブライン回路１０を流れるブラインと熱交換してブラインを冷却し、冷媒ガスとなって圧縮機１へ戻る。
【００１２】
ここで、積層プレート凝縮器６と積層プレート蒸発器９は、熱交換プレートとしてブレージング材６ｂ、９ｂとチャンネルプレート６ｃ、９ｃとを交互に積層して形成されているので、これらのプレートを増減することによりその熱交換容量を増減して、伝熱面積の最適化を図ることが容易になる。
また、積層プレート凝縮器６と積層プレート蒸発器９はそれぞれ積層プレート構造なので、小形軽量となり、配置や配管等が容易となる。
なお、上記積層プレート蒸発器９に対し積層プレート凝縮器６の積層長さは、およそ１．２倍で形成される。
【００１３】
実施の形態２
図１１は、この発明の別の実施形態を示す平面配置図である。ここでは、台床１２上に、先に説明した、圧縮機１、積層プレート凝縮器６、及び積層プレート蒸発器９をそれぞれの短手方向に沿って一列に配設し、さらにこの列に合わせて制御装置４を配設し（制御装置の向きについては特に問わない）たものである。なお、冷媒配管５は実施の形態１と同様でよい。
【００１４】
実施の形態３
図１２は、この発明の別の実施形態を示す平面配置図である。これは、各機器及び装置を一段かつ平列に配置した構成の一例である。すなわち、台床１２上に、制御装置４及び圧縮機１を片側に配設しこれらに平行に積層プレート蒸発器９及び積層プレート凝縮器６を配設したもので、冷媒配管５は実施の形態１と同様でよい。
【００１５】
実施の形態４
ここからは、各機器及び装置を二段に配置した構成のいくつかの例を示す。図１３は、この発明の別の実施形態を示す正面配置図である。これは、制御装置４と圧縮器１とを下段に直列状に配設し、これらを覆う枠１３の上に積層プレート凝縮器６と積層プレート蒸発器９とを配設して枠１３で支持したもので、冷却装置が２段構成となっている。なお、冷媒配管５については先に説明した形態と同様でよい。
【００１６】
実施の形態５
図１４は、この発明の別の実施形態を示す正面配置図である。ここでは、積層プレート凝縮器６と積層プレート蒸発器９とを下段に直列状に配設し、これらを覆う枠１３の上に制御装置４と圧縮機１とを配設して枠１３で支持し、冷却装置を２段に構成したものである。なお、冷媒配管５は先に説明した形態と同様でよい。
【００１７】
実施の形態６
図１５は、この発明の別の実施形態を示す正面配置図である。ここでは、台床１２上に、積層プレート凝縮器６と積層プレート蒸発器９とをそれぞれのプレートの積層方向に一列に配設し、積層プレート凝縮器６と積層プレート蒸発器９との間に制御装置４を配する。そして、積層プレート凝縮器６と積層プレート蒸発器９の上面には、防振ゴム１４を取付けた取付板１５を夫々固着し、これら取付板１５の上部に、冷媒ガス吐出口１ａが積層プレート凝縮器６側に、冷媒ガス戻り口１ｂが積層プレート蒸発器９側となるように圧縮機１を横架して載置する。ここでも、冷媒配管５は先に説明した形態と同様にしてよい。このような積層プレート凝縮器６と積層プレート蒸発器９による圧縮機１の支持を確実にするため、積層プレート凝縮器６を構成する前後部カバープレート６ｅ、６ｆと、積層プレート蒸発器９を構成する前後部カバープレート９ｅ、９ｆとを、厚板部材から成る厚板カバープレートにするのが好ましい。これにより安定した支持力が得られるからである。
【００１８】
実施の形態７
図１６は、この発明の別の実施形態を示す正面配置図である。これは、積層プレート凝縮器６と積層プレート蒸発器９とをそれぞれのプレートの積層方向に直列に隣接して配設し、これらの上面に防振ゴム１４を取付けた取付板１５を夫々固着し、これら取付板１５の上部に、冷媒ガス吐出口１ａが積層プレート凝縮器６側に、冷媒ガス戻り口１ｂが積層プレート蒸発器９側となるように圧縮機１を載架したものであり、冷媒配管５は先に説明した形態と同様にしてよい。なお、制御装置４は積層プレート凝縮器６と積層プレート蒸発器９と一列に配設するものとするが、その向きは問わない。
【００１９】
実施の形態８
図１７は、この発明の別の実施形態を示す側面配置図である。ここでは、積層プレート凝縮器６と積層プレート蒸発器９とを、それぞれのプレートの積層方向に並列に隣接して配設し、それぞれの上面に防振ゴム１４を設けた取付板１５を固着し、圧縮機１の長手方向をプレートの積層方向に向けて、圧縮機１をこれら取付板１５の上部に載置したものである。
【００２０】
実施の形態９
図１８は、この発明の別の実施形態を示す正面配置図である。これは、冷却装置を構成する主たる装置（又は機器）である圧縮機１と制御装置４と積層プレート凝縮器６とを一つのユニット、つまりコンデンシングユニット１６として形成し、このコンデンシングユニット１６に積層プレート蒸発器９を装着又は塔載してブラインクーラを形成するものである。ここでのコンデンシングユニット１６の基本構造及び配置は、ユニット基台としての台床１２の上に、圧縮機１、制御装置４、及び積層プレート凝縮器６を一列に配設して成るもので、冷却装置（ブラインクーラ）としての使用は、コンデンシングユニット１６の台床１２上に積層プレート蒸発器９を搭載することで可能になる。
【００２１】
実施の形態１０
図１９は、この発明の別の実施形態を示す正面配置図である。これは、先に説明したコンデンシングユニット１６の基本配置を少し変更したもので、台床１２上に、積層プレート凝縮器６と積層プレート凝縮器６と同じ高さの仮枠１７を配設し、積層プレート凝縮器６と仮枠１７の間には制御装置４を配するとともに、積層プレート凝縮器６と仮枠１７の上段に圧縮機１を載置して支持するように構成したコンデンシングユニットである。これを冷却装置（ブラインクーラ）として使用しようとする場合、たとえば、仮枠１７を積層プレート蒸発器９に置き換えるだけで簡単にそれは可能である。この場合、積層プレート蒸発器９の装着時、冷媒配管は冷媒回路の流出入口の接続だけでよく簡単である。
【００２２】
このようなコンデンシングユニットを利用すれば、装置の設計、工作、組立、試験および保守点検などの標準化が容易となる。コンデンシングユニットを構成する機器又は装置の配置はここに示した例にとらわれることなく、各種の態様が可能であることはいうまでもない。
なお、逆に、圧縮機１、制御装置４、積層プレート凝縮器６、及び積層プレート蒸発器９とを含んで成る冷却装置ユニットから、積層プレート蒸発器９を取り除くことにより、コンデンシングユニット１６を形成することもできる。
【００２３】
【発明の効果】
この発明によれば以下のような効果を奏する。
凝縮器を積層プレート構造の積層プレート凝縮器にしたので、冷却装置を構造が簡単で小形軽量にすることができる。
【００２４】
また、蒸発器を積層プレート構造の積層プレート蒸発器にしたので冷却装置を構造が簡単で小形軽量にすることができる。
【００２５】
また、凝縮器と蒸発器とをそれぞれ積層プレート凝縮器と積層プレート蒸発器にしたので、装置構造をより簡単で小形軽量とすることができ、更に高価な冷媒のチャージ量も減少するので稼働費が安価となる効果がある。
【００２６】
また、積層プレート凝縮器に積層されるブレージング材とチャンネルプレートの枚数増減により、その熱交換容量を容易に変更できる。
【００２７】
また、積層プレート蒸発器に積層されるブレージング材及びチャンネルプレートの枚数増減により、その熱交換容量を容易に変更できる。
【００２８】
また、制御装置、圧縮機、積層プレート凝縮器および積層プレート蒸発器とを一段に構成しても占有設置面積を小さくでき、かつ一段構成ゆえに、装置の組立、配管および保守点検が容易となる。特に、請求項８の構成では、冷媒配管が各装置の長さ方向端部で接続できるので、各機器及び装置を接近して配置できることになり、従って占有設置面積を少なくできる効果がある。
【００２９】
また、制御装置と圧縮機とを直列に配置し、これと平行に積層プレート凝縮器と積層プレート蒸発器とを直列配置した２列構成としたので、冷却装置をよりコンパクトにできる。
【００３０】
また、制御装置、圧縮機、積層プレート凝縮器及び積層プレート蒸発器を２段に配置したので、占有床面積を少なくし、かつ冷却装置をよりコンパクトにできる。
【００３１】
また、上段の機器及び装置を極めて安定に配設できる。
【００３２】
また、枠など特別の支持具が不要になり、冷却装置の構造を簡単にできる。
【００３３】
また、圧縮機を支える積層プレート凝縮器と積層プレート蒸発器の空間の有効利用により、装置の小形化に寄与できる。
【００３４】
また、積層プレート凝縮器と積層プレート蒸発器とをプレートの積層方向に直列に隣接して設け、これら上面に圧縮機を載置したので、支持枠が不要となるほか、装置高さも低くなり保守点検も容易となる効果がある。
【００３５】
また、積層プレート凝縮器と積層プレート蒸発器とをプレートの積層方向に並列に隣接して設け、これら上面に圧縮機を載置したので、支持枠が不要になるほか、冷媒配管長さが短かくなり、また冷却水およびブライン配管作業も容易となる効果がある。
【００３６】
また、その構成故に、冷媒配管長さを短かくすることができる。
【００３７】
また、防振材によって積層プレート凝縮器と積層プレート蒸発器上の圧縮機の振動に対する安定が確保される。
【００３８】
また、補強部材が積層プレート凝縮器と積層プレート蒸発器の剛性を高めるため、それらの上部に圧縮機を安定して支持できる。
【００３９】
また、制御装置と圧縮機と積層プレート凝縮器とを、同コンデンシングユニットにとして形成したので、冷却装置の基本配置構造を標準化することが可能になる。
【００４０】
また、積層プレート蒸発器をコンデンシングユニットに装着して冷却装置を構成するようにしたので、機種の変更などが容易に行えるようになる。
【００４１】
また、仮枠の交換という簡単な作業で機種の変更が達成可能になる。
【００４２】
さらに、コンデンシングユニットとブラインクーラの制御装置と圧縮機と積層プレート凝縮器を、同一構造、同一配置で構成したので、設計、工作、組立、試験および保守点検が標準化され、上記所要時間が短縮される効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１の冷却装置の配置構成を示す正面図である。
【図２】 図１の積層プレート凝縮器の側面図である。
【図３】 図１の積層プレート凝縮器の組立構成図である。
【図４】 図１の積層プレート凝縮器の内部を示す部分断面正面図である。
【図５】 図１の積層プレート凝縮器の蒸着前の状態を示す略断面平面図である。
【図６】 図１の積層プレート凝縮器の蒸着後のブレージング材とチャンネルプレートとの接合状態説明図である。
【図７】 図１の積層プレート蒸発器の側面図である。
【図８】 図１の積層プレート蒸発器の組立構成図である。
【図９】 図１の積層プレート蒸発器の内部を示す部分断面正面図である。
【図１０】 図１の積層プレート蒸発器の蒸着前の状態を示す略断面平面図である。
【図１１】 この発明の実施の形態２の冷却装置の配置構成を示す平面図である。
【図１２】 この発明の実施の形態３の冷却装置の配置構成を示す平面図である。
【図１３】 この発明の実施の形態４の冷却装置の配置構成を示す正面図である。
【図１４】 この発明の実施の形態５の冷却装置の配置構成を示す正面図である。
【図１５】 この発明の実施の形態６の冷却装置の配置構成を示す正面図である。
【図１６】 この発明の実施の形態７の冷却装置の配置構成を示す正面図である。
【図１７】 この発明の実施の形態８の冷却装置の配置構成を示す側面図である。
【図１８】 この発明の実施の形態９の冷却装置の配置構成を示す正面図である。
【図１９】 この発明の実施の形態１０の冷却装置の配置構成を示す正面図である。
【図２０】 従来の冷却装置の構成を示す正面図である。
【図２１】 従来の凝縮器の構造を示す略断面図である。
【図２２】 従来の蒸発器の構造を示す略断面図である。
【符号の説明】
１ 圧縮機、４ 制御装置、５ 冷媒配管、６ 積層プレート凝縮器、７ 冷媒回路、８ 冷却水回路、９ 積層プレート蒸発器、１０ ブライン回路、１１ 冷媒回路、１３ 枠、１４ 防振ゴム、１５ 取付板、１６ コンデンシングユニット、１７ 仮枠。
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばブラインクーラからなる冷却装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２０は、従来のブラインクーラからなる冷却装置の配置構成を示す正面図である。図において、１は圧縮器、２は水冷凝縮器、３はブライン冷却器からなる蒸発器、４は制御装置で、下段に凝縮器２が設けられ、その上段に蒸発器３が装着され、さらにその上段に圧縮機１と制御装置４が横設されて３段積層に形成されている。
凝縮器２は図２１の断面図に示すように、円筒形の胴部２ａ内の両側に設けられた管板２ｂに多数開けられた穴部に長尺の伝熱管２ｃが挿着されエキスパンドにより固着されている。胴部２ａの両端は蓋部２ｄで密閉され、蓋部２ｄにはで伝熱管２ｃ内に冷却水を流す冷却水入口管２ｅと、冷却水が出てゆく冷却水出口管２ｆが設けられ、胴部２ａには冷媒ガス入口管２ｇと冷媒液出口管２ｈが設けられている。
また、蒸発器３は図２２の断面図に示すように、円筒形の胴部３ａ内の両側に設けられた管板３ｂに多数開けられた穴部に長尺の伝熱管３ｃが挿着されエキスパンドにより固着されている。胴部３ａの両端は蓄部３ｄで密閉され、蓄部３ｄには伝熱管３ｃ内に冷媒液を流す冷媒液入口管３ｅと伝熱管３ｃを通過後の冷媒ガス用の冷媒ガス出口管３ｆが設けられ、そして胴部３ａにはブライン入口管３ｇとブライン出口管３ｈが設けられている。
これらの圧縮機１、凝縮器２及び蒸発器３は冷媒配管５によって接続され、冷媒の循環回路（図中点線で示す）が形成されている。
【０００３】
次に、上記装置の動作について説明する。圧縮機１で圧縮された高温高圧の冷媒ガスは、凝縮器２の冷媒ガス入口管２ｇから胴部２ａ内に導入され、冷却水入口管２ｅから供給された冷却水が流れる伝熱管２ｃの外周間を通過する際に、上記冷却水と熱交換して冷却され冷媒液となって冷媒液出口管２ｈから冷媒配管に流出する。
冷媒配管を流れる冷媒液は図示しない膨張弁で低圧となって、ブライン冷却器からなる蒸発器３の冷媒液入口管３ｅから伝熱管３ｃ内に導入され、ブライン入口管３ｇから胴部３ａ内に導入されたブラインと熱交換して冷媒ガスとなって冷媒ガス出口管３ｆから出て冷媒配管を介して圧縮機１に戻る。
蒸発器３で上記冷媒液と熱交換して冷却されたブラインはブライン出口管３ｈからブライン配管によって蓄熱槽（図示せず）等に供給されて冷却動作する。
なお、これらの各機器の稼働停止動作は制御装置４で制御される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の冷却装置において、凝縮器２と蒸発器３は大型なので占有床面積を広く要し、またそれらの組立取付けが頑丈で複雑となるほか、冷媒保有量もそれらに合わせて多量に必要となっていた。また、全体が３段構造なので組立配管および保守作業も容易ではなかった。さらに、冷熱機種としても基本配置及び構造が夫々異なるので、設計、組立及び保守などの標準化が図れないという問題があった。
【０００５】
この発明は、以上のような問題を解決するためになされたもので、装置構造を簡素化小形軽量化し、占有床面積や積層段数を少なくすること及び組立や保守を容易にすることを目的とし、さらに、標準化が図れる冷却装置を得ることも目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の冷却装置は、圧縮機、凝縮器、蒸発器、及び制御装置を冷媒配管で接続してなる冷却装置において、上記凝縮器を積層プレート凝縮器とし、上記蒸発器を積層プレート蒸発器とし、上記積層プレート凝縮器と上記積層プレート蒸発器とを下段に配設し、上段に上記圧縮機を配設して上記積層プレート凝縮器と上記積層プレート蒸発器とで支持し、
上記圧縮機を、その冷媒ガス吐出口が上記積層プレート凝縮器側に、その冷媒ガス戻り口が上記積層プレート蒸発器側となるように、上記積層プレート凝縮器と上記積層プレート蒸発器との間に横架したものである。
また、圧縮機、凝縮器、蒸発器、及び制御装置を冷媒配管で接続してなる冷却装置において、上記凝縮器を積層プレート凝縮器とし、上記蒸発器を積層プレート蒸発器とし、上記積層プレート凝縮器と上記積層プレート蒸発器とを、それぞれのプレート積層方向に並列に隣接して下段に配設し、上段に上記圧縮機を配設して上記積層プレート凝縮器と上記積層プレート蒸発器とで支持し、上記圧縮機を、その長手方向を前記プレート積層方向に向けて配置したものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１
以下、この発明の実施形態の一例を図１〜図１０に基づいて説明する。図１の正面図に示すように、この冷却装置は、台床１２上に一段構成で、圧縮機１、凝縮器としての積層プレート凝縮器６、及び蒸発器としての積層プレート蒸発器９をそれぞれの長手方向に沿って一列に配設し、さらにこの列に合わせてこれらの各機器を制御する制御装置４を配設し（制御装置の向きについては特に問わない）、所定の配管５を施したものである。
【０００８】
積層プレート凝縮器６の構造は、図２の側面図、図３の組立構成図、図４の部分断面正面図で示される。すなわち、前部カバープレート６ａと後部カバープレート６ｄ間にブレージング材６ｂとへリンボーン型からなる薄板のチャンネルプレート６ｃが交互に所定枚数が積層され（図３）、図示しない真空加熱炉において蒸着ブレージングされて一体形に形成される。積層プレート凝縮器６の冷媒回路７は上部Ａ側ノズル７ａと下部Ａ側ノズル７ｂとから、そして冷却水回路８は下部Ｂ側ノズル８ａと上部Ｂ側ノズル８ｂとからなる（図２、図３）。これらの冷媒回路７と冷却水回路８は積層プレート凝縮器６のプレート積層方向に沿って夫々形成されるとともに、積層プレート凝縮器の内部では高さ方向に交互に冷媒と冷却水が対向して流れるように形成されている（図３、図４）。
なお、図５には本積層プレート凝縮器６の蒸着前の略断面平面図を、そして図６には蒸着後のブレージング材６ｂとチャンネルプレート６ｃとの接合状態説明図を示した。図５及び図６中に使用されている符号は、これまで説明されているものと同じものを指すものとする。
【０００９】
一方、積層プレート蒸発器９の構造は、図７の側面図、図８の組立構成図、図９の部分断面正面図で示される。すなわち、前部カバープレート９ａと後部カバープレート９ｄ間にブレージング材９ｂとへリンボーン型からなる薄板のチャンネルプレート９ｃが交互に所定枚数が積層され（図８）、図示しない真空加熱炉において蒸着ブレージングされて一体形に形成されている。積層プレート蒸発９のブライン回路１０は上部Ａ側ノズル１０ａと下部Ａ側ノズル１０ｂとから、そして冷媒回路１１は下部Ｂ側ノズル１１ａと上部Ｂ側ノズル１１ｂとからなる（図７、図８）。これらのブライン回路１０と冷媒回路１１は積層プレート蒸発器９のプレート積層方向に沿って夫々形成されるとともに、積層プレート蒸発器の内部では高さ方向に交互にブラインと冷媒が対向して流れるように形成されている（図８、図９）。図１０には図５に対応する積層プレート蒸発器９の蒸着前の略断面平面図を示した。
なお、圧縮機１と制御装置４は従来と同様のものとする。
【００１０】
この冷却装置の冷媒配管５は次の通りである。圧縮機１の冷媒ガス吐出口１ａから出て、各プレートの積層方向を長手方向として隣接して設けられている積層プレート凝縮器６の冷媒回路７の上部Ａ側ノズル７ａと接続し、下部Ａ側ノズル７ｂは図示しない膨張弁を介して各プレートの積層方向を長手方向として隣接して設けられている積層プレート蒸発器９の冷媒回路１１の下部Ｂ側ノズル１１ａと接続し、さらに上部Ｂ側ノズル１１ｂは図示しない所定の装置を介して圧縮機１の冷媒ガス戻り口１ｂと接続配管されている。
また、積層プレート凝縮器６には、図示しない冷却水供給装置と冷却水回路８の下部Ｂ側ノズル８ａ及び上部Ｂ側ノズル８ｂが接続配管されて冷却水が供給される。そして、積層プレート蒸発器９には、図示しない冷却槽とブライン回路１０の上部Ａ側ノズル１０ａ及び下部Ａ側ノズル１０ｂが接続配管されて図示しないポンプによってブラインが循環する。
【００１１】
次に、この冷却装置の作用を説明する。まず、圧縮機１で圧縮された冷媒ガスは、冷媒配管５を介して積層プレート凝縮器６の冷媒回路７を流れながら隣接する冷却水回路８の冷却水と熱交換して冷媒液となる。この冷媒液は、さらに図示しない膨張弁を介して積層プレート蒸発器９の冷媒回路１１を流れながら隣接するブライン回路１０を流れるブラインと熱交換してブラインを冷却し、冷媒ガスとなって圧縮機１へ戻る。
【００１２】
ここで、積層プレート凝縮器６と積層プレート蒸発器９は、熱交換プレートとしてブレージング材６ｂ、９ｂとチャンネルプレート６ｃ、９ｃとを交互に積層して形成されているので、これらのプレートを増減することによりその熱交換容量を増減して、伝熱面積の最適化を図ることが容易になる。
また、積層プレート凝縮器６と積層プレート蒸発器９はそれぞれ積層プレート構造なので、小形軽量となり、配置や配管等が容易となる。
なお、上記積層プレート蒸発器９に対し積層プレート凝縮器６の積層長さは、およそ１．２倍で形成される。
【００１３】
実施の形態２
図１１は、この発明の別の実施形態を示す平面配置図である。ここでは、台床１２上に、先に説明した、圧縮機１、積層プレート凝縮器６、及び積層プレート蒸発器９をそれぞれの短手方向に沿って一列に配設し、さらにこの列に合わせて制御装置４を配設し（制御装置の向きについては特に問わない）たものである。なお、冷媒配管５は実施の形態１と同様でよい。
【００１４】
実施の形態３
図１２は、この発明の別の実施形態を示す平面配置図である。これは、各機器及び装置を一段かつ平列に配置した構成の一例である。すなわち、台床１２上に、制御装置４及び圧縮機１を片側に配設しこれらに平行に積層プレート蒸発器９及び積層プレート凝縮器６を配設したもので、冷媒配管５は実施の形態１と同様でよい。
【００１５】
実施の形態４
ここからは、各機器及び装置を二段に配置した構成のいくつかの例を示す。図１３は、この発明の別の実施形態を示す正面配置図である。これは、制御装置４と圧縮器１とを下段に直列状に配設し、これらを覆う枠１３の上に積層プレート凝縮器６と積層プレート蒸発器９とを配設して枠１３で支持したもので、冷却装置が２段構成となっている。なお、冷媒配管５については先に説明した形態と同様でよい。
【００１６】
実施の形態５
図１４は、この発明の別の実施形態を示す正面配置図である。ここでは、積層プレート凝縮器６と積層プレート蒸発器９とを下段に直列状に配設し、これらを覆う枠１３の上に制御装置４と圧縮機１とを配設して枠１３で支持し、冷却装置を２段に構成したものである。なお、冷媒配管５は先に説明した形態と同様でよい。
【００１７】
実施の形態６
図１５は、この発明の別の実施形態を示す正面配置図である。ここでは、台床１２上に、積層プレート凝縮器６と積層プレート蒸発器９とをそれぞれのプレートの積層方向に一列に配設し、積層プレート凝縮器６と積層プレート蒸発器９との間に制御装置４を配する。そして、積層プレート凝縮器６と積層プレート蒸発器９の上面には、防振ゴム１４を取付けた取付板１５を夫々固着し、これら取付板１５の上部に、冷媒ガス吐出口１ａが積層プレート凝縮器６側に、冷媒ガス戻り口１ｂが積層プレート蒸発器９側となるように圧縮機１を横架して載置する。ここでも、冷媒配管５は先に説明した形態と同様にしてよい。このような積層プレート凝縮器６と積層プレート蒸発器９による圧縮機１の支持を確実にするため、積層プレート凝縮器６を構成する前後部カバープレート６ｅ、６ｆと、積層プレート蒸発器９を構成する前後部カバープレート９ｅ、９ｆとを、厚板部材から成る厚板カバープレートにするのが好ましい。これにより安定した支持力が得られるからである。
【００１８】
実施の形態７
図１６は、この発明の別の実施形態を示す正面配置図である。これは、積層プレート凝縮器６と積層プレート蒸発器９とをそれぞれのプレートの積層方向に直列に隣接して配設し、これらの上面に防振ゴム１４を取付けた取付板１５を夫々固着し、これら取付板１５の上部に、冷媒ガス吐出口１ａが積層プレート凝縮器６側に、冷媒ガス戻り口１ｂが積層プレート蒸発器９側となるように圧縮機１を載架したものであり、冷媒配管５は先に説明した形態と同様にしてよい。なお、制御装置４は積層プレート凝縮器６と積層プレート蒸発器９と一列に配設するものとするが、その向きは問わない。
【００１９】
実施の形態８
図１７は、この発明の別の実施形態を示す側面配置図である。ここでは、積層プレート凝縮器６と積層プレート蒸発器９とを、それぞれのプレートの積層方向に並列に隣接して配設し、それぞれの上面に防振ゴム１４を設けた取付板１５を固着し、圧縮機１の長手方向をプレートの積層方向に向けて、圧縮機１をこれら取付板１５の上部に載置したものである。
【００２０】
実施の形態９
図１８は、この発明の別の実施形態を示す正面配置図である。これは、冷却装置を構成する主たる装置（又は機器）である圧縮機１と制御装置４と積層プレート凝縮器６とを一つのユニット、つまりコンデンシングユニット１６として形成し、このコンデンシングユニット１６に積層プレート蒸発器９を装着又は塔載してブラインクーラを形成するものである。ここでのコンデンシングユニット１６の基本構造及び配置は、ユニット基台としての台床１２の上に、圧縮機１、制御装置４、及び積層プレート凝縮器６を一列に配設して成るもので、冷却装置（ブラインクーラ）としての使用は、コンデンシングユニット１６の台床１２上に積層プレート蒸発器９を搭載することで可能になる。
【００２１】
実施の形態１０
図１９は、この発明の別の実施形態を示す正面配置図である。これは、先に説明したコンデンシングユニット１６の基本配置を少し変更したもので、台床１２上に、積層プレート凝縮器６と積層プレート凝縮器６と同じ高さの仮枠１７を配設し、積層プレート凝縮器６と仮枠１７の間には制御装置４を配するとともに、積層プレート凝縮器６と仮枠１７の上段に圧縮機１を載置して支持するように構成したコンデンシングユニットである。これを冷却装置（ブラインクーラ）として使用しようとする場合、たとえば、仮枠１７を積層プレート蒸発器９に置き換えるだけで簡単にそれは可能である。この場合、積層プレート蒸発器９の装着時、冷媒配管は冷媒回路の流出入口の接続だけでよく簡単である。
【００２２】
このようなコンデンシングユニットを利用すれば、装置の設計、工作、組立、試験および保守点検などの標準化が容易となる。コンデンシングユニットを構成する機器又は装置の配置はここに示した例にとらわれることなく、各種の態様が可能であることはいうまでもない。
なお、逆に、圧縮機１、制御装置４、積層プレート凝縮器６、及び積層プレート蒸発器９とを含んで成る冷却装置ユニットから、積層プレート蒸発器９を取り除くことにより、コンデンシングユニット１６を形成することもできる。
【００２３】
【発明の効果】
この発明によれば以下のような効果を奏する。
凝縮器を積層プレート構造の積層プレート凝縮器にしたので、冷却装置を構造が簡単で小形軽量にすることができる。
【００２４】
また、蒸発器を積層プレート構造の積層プレート蒸発器にしたので冷却装置を構造が簡単で小形軽量にすることができる。
【００２５】
また、凝縮器と蒸発器とをそれぞれ積層プレート凝縮器と積層プレート蒸発器にしたので、装置構造をより簡単で小形軽量とすることができ、更に高価な冷媒のチャージ量も減少するので稼働費が安価となる効果がある。
【００２６】
また、積層プレート凝縮器に積層されるブレージング材とチャンネルプレートの枚数増減により、その熱交換容量を容易に変更できる。
【００２７】
また、積層プレート蒸発器に積層されるブレージング材及びチャンネルプレートの枚数増減により、その熱交換容量を容易に変更できる。
【００２８】
また、制御装置、圧縮機、積層プレート凝縮器および積層プレート蒸発器とを一段に構成しても占有設置面積を小さくでき、かつ一段構成ゆえに、装置の組立、配管および保守点検が容易となる。特に、請求項８の構成では、冷媒配管が各装置の長さ方向端部で接続できるので、各機器及び装置を接近して配置できることになり、従って占有設置面積を少なくできる効果がある。
【００２９】
また、制御装置と圧縮機とを直列に配置し、これと平行に積層プレート凝縮器と積層プレート蒸発器とを直列配置した２列構成としたので、冷却装置をよりコンパクトにできる。
【００３０】
また、制御装置、圧縮機、積層プレート凝縮器及び積層プレート蒸発器を２段に配置したので、占有床面積を少なくし、かつ冷却装置をよりコンパクトにできる。
【００３１】
また、上段の機器及び装置を極めて安定に配設できる。
【００３２】
また、枠など特別の支持具が不要になり、冷却装置の構造を簡単にできる。
【００３３】
また、圧縮機を支える積層プレート凝縮器と積層プレート蒸発器の空間の有効利用により、装置の小形化に寄与できる。
【００３４】
また、積層プレート凝縮器と積層プレート蒸発器とをプレートの積層方向に直列に隣接して設け、これら上面に圧縮機を載置したので、支持枠が不要となるほか、装置高さも低くなり保守点検も容易となる効果がある。
【００３５】
また、積層プレート凝縮器と積層プレート蒸発器とをプレートの積層方向に並列に隣接して設け、これら上面に圧縮機を載置したので、支持枠が不要になるほか、冷媒配管長さが短かくなり、また冷却水およびブライン配管作業も容易となる効果がある。
【００３６】
また、その構成故に、冷媒配管長さを短かくすることができる。
【００３７】
また、防振材によって積層プレート凝縮器と積層プレート蒸発器上の圧縮機の振動に対する安定が確保される。
【００３８】
また、補強部材が積層プレート凝縮器と積層プレート蒸発器の剛性を高めるため、それらの上部に圧縮機を安定して支持できる。
【００３９】
また、制御装置と圧縮機と積層プレート凝縮器とを、同コンデンシングユニットにとして形成したので、冷却装置の基本配置構造を標準化することが可能になる。
【００４０】
また、積層プレート蒸発器をコンデンシングユニットに装着して冷却装置を構成するようにしたので、機種の変更などが容易に行えるようになる。
【００４１】
また、仮枠の交換という簡単な作業で機種の変更が達成可能になる。
【００４２】
さらに、コンデンシングユニットとブラインクーラの制御装置と圧縮機と積層プレート凝縮器を、同一構造、同一配置で構成したので、設計、工作、組立、試験および保守点検が標準化され、上記所要時間が短縮される効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１の冷却装置の配置構成を示す正面図である。
【図２】 図１の積層プレート凝縮器の側面図である。
【図３】 図１の積層プレート凝縮器の組立構成図である。
【図４】 図１の積層プレート凝縮器の内部を示す部分断面正面図である。
【図５】 図１の積層プレート凝縮器の蒸着前の状態を示す略断面平面図である。
【図６】 図１の積層プレート凝縮器の蒸着後のブレージング材とチャンネルプレートとの接合状態説明図である。
【図７】 図１の積層プレート蒸発器の側面図である。
【図８】 図１の積層プレート蒸発器の組立構成図である。
【図９】 図１の積層プレート蒸発器の内部を示す部分断面正面図である。
【図１０】 図１の積層プレート蒸発器の蒸着前の状態を示す略断面平面図である。
【図１１】 この発明の実施の形態２の冷却装置の配置構成を示す平面図である。
【図１２】 この発明の実施の形態３の冷却装置の配置構成を示す平面図である。
【図１３】 この発明の実施の形態４の冷却装置の配置構成を示す正面図である。
【図１４】 この発明の実施の形態５の冷却装置の配置構成を示す正面図である。
【図１５】 この発明の実施の形態６の冷却装置の配置構成を示す正面図である。
【図１６】 この発明の実施の形態７の冷却装置の配置構成を示す正面図である。
【図１７】 この発明の実施の形態８の冷却装置の配置構成を示す側面図である。
【図１８】 この発明の実施の形態９の冷却装置の配置構成を示す正面図である。
【図１９】 この発明の実施の形態１０の冷却装置の配置構成を示す正面図である。
【図２０】 従来の冷却装置の構成を示す正面図である。
【図２１】 従来の凝縮器の構造を示す略断面図である。
【図２２】 従来の蒸発器の構造を示す略断面図である。
【符号の説明】
１ 圧縮機、４ 制御装置、５ 冷媒配管、６ 積層プレート凝縮器、７ 冷媒回路、８ 冷却水回路、９ 積層プレート蒸発器、１０ ブライン回路、１１ 冷媒回路、１３ 枠、１４ 防振ゴム、１５ 取付板、１６ コンデンシングユニット、１７ 仮枠。
Claims (5)
- 圧縮機、凝縮器、蒸発器、及び制御装置を冷媒配管で接続してなる冷却装置において、
上記凝縮器を積層プレート凝縮器とし、上記蒸発器を積層プレート蒸発器とし、
上記積層プレート凝縮器と上記積層プレート蒸発器とを下段に配設し、上段に上記圧縮機を配設して上記積層プレート凝縮器と上記積層プレート蒸発器とで支持し、
上記圧縮機を、その冷媒ガス吐出口が上記積層プレート凝縮器側に、その冷媒ガス戻り口が上記積層プレート蒸発器側となるように、上記積層プレート凝縮器と上記積層プレート蒸発器との間に横架したことを特徴とする冷却装置。 - 上記積層プレート凝縮器と上記積層プレート蒸発器との間に上記制御装置を配設したことを特徴とする請求項１記載の冷却装置。
- 圧縮機、凝縮器、蒸発器、及び制御装置を冷媒配管で接続してなる冷却装置において、
上記凝縮器を積層プレート凝縮器とし、上記蒸発器を積層プレート蒸発器とし、
上記積層プレート凝縮器と上記積層プレート蒸発器とを、それぞれのプレート積層方向に並列に隣接して下段に配設し、上段に上記圧縮機を配設して上記積層プレート凝縮器と上記積層プレート蒸発器とで支持し、
上記圧縮機を、その長手方向を前記プレート積層方向に向けて配置したことを特徴とする冷却装置。 - 上記圧縮機と上記積層プレート凝縮器及び上記積層プレート蒸発器との間には防振材が配設されることを特徴とする請求項１〜３にいずれかに記載の冷却装置。
- 上記積層プレート凝縮器及び上記積層プレート蒸発器を構成する各カバープレートを、上記圧縮機の支持を補強する補強部材で形成したことを特徴とする請求項１〜３にいずれかに記載の冷却装置。
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