JP6650754B2 - Expander-integrated compressor and refrigerator - Google Patents
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Description
本開示は、点検時などの解体及び再組立を容易にした膨張機一体型圧縮機及び該膨張機一体型圧縮機を備える冷凍機に関する。 The present disclosure relates to an expander-integrated compressor that facilitates disassembly and reassembly at the time of inspection and the like, and a refrigerator including the expander-integrated compressor.
高温超電導ケーブルは大容量低損失送電を可能にするため、次世代の送電ケーブルとして期待されている。高温超電導機器の実用化には、超電導状態とするために極低温での冷却を実現可能な冷凍機が必要である。
そこで、ヘリウムHe、ネオンNe等の冷媒を使ったブレイトンサイクル冷凍機が提案されている(例えば、特許文献1及び2)。
特許文献1及び2に開示されたブレイトンサイクル冷凍機は膨張機一体型圧縮機を備えている。膨張機一体型圧縮機は、膨張機で冷媒が膨張する際に発生する膨張エネルギの一部は圧縮機を駆動するためのモータ回転軸の回転エネルギとして回収されるため、冷凍機の成績係数(COP)を向上できる。
High-temperature superconducting cables are expected as next-generation transmission cables because they enable large-capacity, low-loss transmission. In order to put a high-temperature superconducting device into practical use, a refrigerator capable of realizing cooling at an extremely low temperature in order to make a superconducting state is required.
Therefore, Brayton cycle refrigerators using refrigerants such as helium He and neon Ne have been proposed (for example, Patent Documents 1 and 2).
The Brayton cycle refrigerators disclosed in Patent Documents 1 and 2 include an expander-integrated compressor. In the expander-compressor unit, a part of the expansion energy generated when the refrigerant expands in the expander is recovered as rotational energy of a motor rotating shaft for driving the compressor, so that the coefficient of performance of the refrigerator ( COP) can be improved.
膨張機一体型圧縮機の一部を構成する膨張機は極低温を維持するため、コールドボックス(真空断熱容器)の内部に収容される。膨張機一体型圧縮機を点検、修理等のため冷凍機から取り外す場合、膨張機のハウジングを残したままインペラ部を取り外すか、あるいはコールドボックスを分解して膨張機全体を取り外すことになる。
膨張機のハウジングをコールドボックスに残して取り外す場合、再組立後の確認試験ができない。そのため、別のハウジングを用意する必要がある。膨張機のインペラの羽根とハウジングとの間のクリアランスは、漏れ損失を最小限に抑えるため1mm以下に微調整する必要があり、別のハウジングを用いると元のハウジングとの組付けを再現するのは困難である。
一方、膨張機一体型圧縮機全体を取り外す場合、コールドボックスの真空槽に乾燥窒素ガスを封入した上でコールドボックスを開放し、膨張機のハウジングを取り外し、確認試験を行う必要がある。
真空槽を外気に開放すると、内部に水分を含む不純物が混入することが避けられず、組立後の真空引きに長時間を要し、復旧までに時間と手間がかかるという問題がある。
The expander that constitutes a part of the expander-compressor unit is housed inside a cold box (vacuum insulated container) in order to maintain extremely low temperature. When the expander-compressor unit is removed from the refrigerator for inspection, repair, or the like, the impeller portion is removed with the housing of the expander remaining, or the cold box is disassembled to remove the entire expander.
If the expander housing is removed leaving the cold box, the confirmation test after reassembly cannot be performed. Therefore, it is necessary to prepare another housing. The clearance between the impeller impeller blades and the housing of the expander must be fine-tuned to 1 mm or less to minimize leakage loss, and using a different housing will reproduce the assembly with the original housing. It is difficult.
On the other hand, when removing the entire expander-integrated compressor, it is necessary to open the cold box after filling dry nitrogen gas in the vacuum chamber of the cold box, remove the housing of the expander, and perform a confirmation test.
When the vacuum chamber is opened to the outside air, impurities including moisture are inevitably mixed into the inside of the vacuum chamber, so that it takes a long time to evacuate after assembling, and it takes time and effort to recover.
本発明の少なくとも一実施形態は、上記課題に鑑み、膨張機のハウジングがコールドボックス内に収容された膨張機一体型圧縮機の取外し時に、コールドボックスの開放を不要とすることで、膨張機一体型圧縮機の取外し及び再組立を容易にすることを目的とする。 In view of the above problems, at least one embodiment of the present invention eliminates the need for opening the cold box when removing the expander-integrated compressor in which the expander housing is accommodated in the cold box, thereby reducing the expansion machine. An object is to facilitate removal and reassembly of a body compressor.
(1)本発明の少なくとも一実施形態に係る膨張機一体型圧縮機は、
モータと、
前記モータの出力軸に接続され、前記モータによって駆動されて流体を圧縮するように構成された圧縮機と、
前記モータの前記出力軸に接続され、前記流体を膨張させて前記流体から前記出力軸の動力を回収するように構成された膨張機と、
前記膨張機の吸入口に接続され、前記膨張機の軸方向に沿って突設された入口管と、
前記膨張機の吐出口に接続され、前記入口管に沿う方向に突設された出口管と、
前記膨張機のハウジングを囲むように配置され、前記膨張機を外部から熱遮断させるための真空槽と、
を備え、
前記入口管及び前記出口管はコールドボックスの内部に挿入され、前記真空槽は外部から断熱された前記コールドボックスの外壁に着脱可能に取り付けられると共に、前記膨張機のハウジングは前記真空槽に接続される。
(1) An expander-integrated compressor according to at least one embodiment of the present invention includes:
Motor and
A compressor connected to an output shaft of the motor, the compressor being driven by the motor and configured to compress a fluid;
An expander connected to the output shaft of the motor, configured to expand the fluid and recover power of the output shaft from the fluid;
An inlet pipe connected to a suction port of the expander and protruding along an axial direction of the expander;
An outlet pipe connected to a discharge port of the expander and protruding in a direction along the inlet pipe,
A vacuum chamber arranged to surround the housing of the expander, and for thermally shutting off the expander from the outside;
With
The inlet pipe and the outlet pipe are inserted into a cold box, the vacuum tank is detachably attached to an outer wall of the cold box insulated from the outside, and a housing of the expander is connected to the vacuum tank. You.
上記構成(1)によれば、コールドボックス外壁と真空槽との結合を解除し、入口管及び出口管をコールドボックスから引き抜くだけで、膨張機一体型圧縮機を一体のままコールドボックスから取り外すことができる。
これによって、膨張機一体型圧縮機の取り外し時にコールドボックスを開放する必要がないので、コールドボックスの再組立に要する時間と手間を抑制できる。
また、膨張機を分解せず、インペラとハウジングとは一体のままであるので、再組立後のインペラの羽根とハウジングとの間のクリアランスの微調整が不要になると共に、確認試験も可能になる。
また、入口管及び出口管をコールドボックスの内部に挿入し、真空槽を膨張機のハウジングを囲むように配置することで、外部からの膨張機への熱侵入を抑制できる。
According to the above configuration (1), the outer wall of the cold box and the vacuum tank are disconnected from each other, the inlet pipe and the outlet pipe are simply pulled out of the cold box, and the expander-integrated compressor is removed from the cold box as it is. Can be.
This eliminates the need to open the cold box when removing the expander-compressor unit, thereby reducing the time and labor required for reassembling the cold box.
In addition, since the impeller and the housing remain unified without disassembling the expander, fine adjustment of the clearance between the impeller blades and the housing after reassembly becomes unnecessary, and a confirmation test becomes possible. .
In addition, by inserting the inlet pipe and the outlet pipe into the inside of the cold box and arranging the vacuum tank so as to surround the housing of the expander, it is possible to suppress heat from entering the expander from the outside.
(2)幾つかの実施形態では、前記構成(1)において、
前記入口管及び前記出口管の挿入端は夫々前記コールドボックスの内部に設けられた冷媒管に着脱可能に接続されると共に、前記入口管及び前記出口管の他端は夫々前記膨張機のハウジング又は前記真空槽に接続される。
上記構成(2)によれば、コールドボックス外壁と真空槽との結合を解除し、入口管及び出口管をコールドボックスから引き抜くだけで、膨張機一体型圧縮機を一体のままコールドボックスから取り外すことができる。
なお、外部から入口管及び出口管を介した膨張機への熱侵入が考えられるが、入口管及び出口管の長さを長くし、熱侵入経路を長くすることで、この熱侵入を抑制できる。
(2) In some embodiments, in the configuration (1),
The insertion ends of the inlet pipe and the outlet pipe are each detachably connected to a refrigerant pipe provided inside the cold box, and the other ends of the inlet pipe and the outlet pipe are respectively connected to the housing of the expander or It is connected to the vacuum chamber.
According to the above configuration (2), the connection between the outer wall of the cold box and the vacuum chamber is released, and only the inlet pipe and the outlet pipe are pulled out of the cold box. Can be.
In addition, heat intrusion from the outside into the expander via the inlet pipe and the outlet pipe is conceivable, but the heat intrusion can be suppressed by increasing the length of the inlet pipe and the outlet pipe and lengthening the heat intrusion path. .
(3)幾つかの実施形態では、前記構成(1)又は(2)の何れかにおいて、
前記モータ、前記圧縮機及び前記膨張機が一体に構成されたユニットと、前記入口管と、前記出口管と、前記真空槽とは互いに着脱可能に接続される。
上記構成(3)によれば、上記ユニットと、入口管と、出口管と、真空槽とに分解可能であるので、膨張機一体型圧縮機をコールドボックスから取り外した後、上記各機器を分解することで、点検、修理などの作業が容易になる。
(3) In some embodiments, in any one of the configurations (1) and (2),
The unit in which the motor, the compressor, and the expander are integrally formed, the inlet pipe, the outlet pipe, and the vacuum tank are detachably connected to each other.
According to the above configuration (3), since the unit, the inlet pipe, the outlet pipe, and the vacuum tank can be disassembled, after removing the expander-integrated compressor from the cold box, the above components are disassembled. By doing so, work such as inspection and repair becomes easy.
(4)幾つかの実施形態では、前記構成(1)〜(3)の何れかにおいて、
前記入口管及び前記出口管は夫々内管と外管とを有し、前記内管と前記外管との間に真空の空間が形成された二重管で構成され、
前記入口管の前記内管は前記膨張機の吸入口に着脱可能に接続されると共に、前記入口管の外管は前記真空槽に着脱可能に接続され、
前記出口管の前記内管は前記膨張機の吐出口に着脱可能に接続されると共に、前記出口管の前記外管は前記真空槽に着脱可能に接続される。
上記構成(4)によれば、入口管及び出口管を内管と外管との間に真空断熱空間が形成された二重管とすることで、入口管及び出口管の管壁を通した伝熱を抑制できる。
また、入口管及び出口管の内管を膨張機の吸入口又は吐出口に接続し、入口管及び出口管の外管を真空槽に接続することで、入口管及び出口管の膨張機一体型圧縮機本体に対する取付け強度を増加できる。
(4) In some embodiments, in any one of the configurations (1) to (3),
Each of the inlet pipe and the outlet pipe has an inner pipe and an outer pipe, and is constituted by a double pipe in which a vacuum space is formed between the inner pipe and the outer pipe,
The inner pipe of the inlet pipe is detachably connected to a suction port of the expander, and the outer pipe of the inlet pipe is detachably connected to the vacuum tank,
The inner pipe of the outlet pipe is detachably connected to a discharge port of the expander, and the outer pipe of the outlet pipe is detachably connected to the vacuum tank.
According to the above configuration (4), the inlet pipe and the outlet pipe are formed as a double pipe having a vacuum heat insulating space formed between the inner pipe and the outer pipe, so that the pipe walls of the inlet pipe and the outlet pipe pass through. Heat transfer can be suppressed.
In addition, by connecting the inner pipes of the inlet pipe and the outlet pipe to the suction port or the discharge port of the expander, and connecting the outer pipes of the inlet pipe and the outlet pipe to the vacuum tank, the inlet pipe and the outlet pipe are integrated with the expander. The mounting strength to the compressor body can be increased.
(5)幾つかの実施形態では、前記構成(1)〜(4)の何れかにおいて、
前記圧縮機、前記膨張機、前記入口管、前記出口管及び前記真空槽は横向きに配置されると共に、
前記真空槽は前記コールドボックスの側壁に着脱可能に接続される。
上記構成(5)によれば、圧縮機、膨張機、入口管、出口管及び真空槽で構成された膨張機一体型圧縮機が横向きに配置され、コールドボックスの側壁に接続されるため、膨張機一体型圧縮機をコールドボックスに取り付ける際に、膨張機一体型圧縮機をコールドボックスの上方へ高く吊り上げる必要がなくなり、そのため、コールドボックスへの取付けにクレーンが不要になる。これによって、取付けが容易になる。
また、真空槽がコールドボックスの側壁に接続されると共に、膨張機が真空槽に接続されるため、膨張機一体型圧縮機のコールドボックスに対する取付け強度を高めることができる。
(5) In some embodiments, in any one of the configurations (1) to (4),
The compressor, the expander, the inlet pipe, the outlet pipe and the vacuum tank are arranged sideways,
The vacuum chamber is detachably connected to a side wall of the cold box.
According to the above configuration (5), the expander-integrated compressor including the compressor, the expander, the inlet pipe, the outlet pipe, and the vacuum tank is arranged horizontally and connected to the side wall of the cold box. When mounting the compressor unit-integrated compressor on the cold box, it is not necessary to lift the expander-integrated compressor unit high above the cold box, so that no crane is required for mounting the compressor unit on the cold box. This facilitates installation.
Further, since the vacuum chamber is connected to the side wall of the cold box and the expander is connected to the vacuum chamber, the mounting strength of the expander-integrated compressor to the cold box can be increased.
(6)幾つかの実施形態では、前記構成(1)〜(5)の何れかにおいて、
前記モータ、前記圧縮機、前記膨張機及び前記真空槽は前記コールドボックスの外側に配置される。
上記構成(6)によれば、上流側機器類がコールドボックスの外側に配置されるので、膨張機一体型圧縮機を一体のままコールドボックスから容易に取り外すことができる。
(6) In some embodiments, in any one of the configurations (1) to (5),
The motor, the compressor, the expander, and the vacuum chamber are disposed outside the cold box.
According to the above configuration (6), since the upstream devices are arranged outside the cold box, the expander-integrated compressor can be easily removed from the cold box while being integrated.
(7)幾つかの実施形態では、前記構成(6)において、
前記真空槽は筒状に形成され、軸方向両端に第1のフランジ及び第2のフランジを有すると共に、
前記真空槽は、前記第1のフランジを介して前記コールドボックスの側壁に着脱可能に接続されると共に、前記第2のフランジを介して前記膨張機のハウジングに着脱可能に接続され、
前記第1のフランジと前記第2のフランジとの間に架設された補強バーを備える。
上記構成(7)によれば、真空槽は第1のフランジを介してコールドボックスに接続され、第2のフランジを介して膨張機のハウジングに接続されるため、膨張機一体型圧縮機のコールドボックスへの取付け強度を高めることができる。
また、上記補強バーを設けることで、真空槽の強度を高めることができる。
(7) In some embodiments, in the configuration (6),
The vacuum chamber is formed in a cylindrical shape, has a first flange and a second flange at both ends in the axial direction,
The vacuum chamber is detachably connected to a side wall of the cold box via the first flange, and is detachably connected to a housing of the expander via the second flange.
A reinforcing bar is provided between the first flange and the second flange.
According to the above configuration (7), the vacuum chamber is connected to the cold box via the first flange, and connected to the housing of the expander via the second flange. The strength of attachment to the box can be increased.
Further, by providing the reinforcing bar, the strength of the vacuum chamber can be increased.
(8)幾つかの実施形態では、前記構成(6)又は(7)において、
前記真空槽の外壁に被覆された断熱材をさらに備える。
上記構成(8)によれば、真空槽の外壁を通した膨張機への熱侵入を抑制できる。
(8) In some embodiments, in the above configuration (6) or (7),
The apparatus may further include a heat insulating material coated on an outer wall of the vacuum chamber.
According to the above configuration (8), heat intrusion into the expander through the outer wall of the vacuum chamber can be suppressed.
(9)幾つかの実施形態では、前記構成(1)〜(5)の何れかにおいて、
前記膨張機及び前記真空槽は前記コールドボックスの外面に形成された凹部に挿入されると共に、
前記真空槽は前記コールドボックスに対し外側端に形成されたフランジを介して前記コールドボックスの外壁に着脱可能に取り付けられる。
上記構成(9)によれば、真空槽及び膨張機がコールドボックスに形成された凹部に挿入されるため、コールドボックス外側の膨張機一体型圧縮機の配置スペースを縮小できると共に、膨張機一体型圧縮機が横向きに配置された場合、真空槽に加わる膨張機一体型圧縮機の荷重モーメントを低減できる。
また、膨張機及び真空槽がコールドボックス内に配置されるため、真空槽の外壁からの熱侵入を抑制でき、これによって、真空槽の外壁に断熱材を被覆する必要がなくなる。
また、膨張機及び真空槽がコールドボックス内に配置される分だけ、入口管及び出口管を介した外部から膨張機への熱侵入経路を長くできるため、この熱侵入経路からの熱侵入を抑制できる。
(9) In some embodiments, in any one of the configurations (1) to (5),
The expander and the vacuum chamber are inserted into recesses formed on the outer surface of the cold box,
The vacuum chamber is detachably attached to an outer wall of the cold box via a flange formed at an outer end of the vacuum box.
According to the above configuration (9), since the vacuum chamber and the expander are inserted into the concave portions formed in the cold box, the arrangement space of the expander-integrated compressor outside the cold box can be reduced, and the expander-integrated type can be reduced. When the compressor is arranged horizontally, the load moment of the expander-compressor unit applied to the vacuum chamber can be reduced.
In addition, since the expander and the vacuum chamber are arranged in the cold box, heat intrusion from the outer wall of the vacuum chamber can be suppressed, thereby eliminating the need to cover the outer wall of the vacuum chamber with a heat insulating material.
Further, the heat intrusion path from the outside to the expander through the inlet pipe and the outlet pipe can be lengthened by an amount corresponding to the arrangement of the expander and the vacuum tank in the cold box, so that heat intrusion from this heat intrusion path is suppressed. it can.
(10)本発明の少なくとも一実施形態に係る冷凍機では、
前記構成(1)〜(9)の何れかの膨張機一体型圧縮機と、
冷却対象物を冷媒との熱交換により冷却するための冷却部と、
前記圧縮機、前記膨張機及び前記冷却部を通して前記冷媒を循環させるように構成された冷媒循環ラインと、
を備える。
上記構成(10)によれば、上記構成(1)〜(9)の何れかの膨張機一体型圧縮機を備えることで、膨張機一体型圧縮機を一体のままコールドボックスから容易に取り外すことができる。
そのため、膨張機一体型圧縮機の取り外し時にコールドボックスを開放する必要がないので、コールドボックスの再組立に要する時間と手間を抑制できる。
また、膨張機を分解せず、インペラとハウジングとは一体のままであるので、再組立後のインペラの羽根とハウジングとの間のクリアランスの微調整が不要になると共に、と共に、確認試験も可能になる。
また、極低温を実現可能なネオンNe等の冷媒を使うことで、高温超電導機器の実用化が可能になると共に、膨張機で冷媒が膨張する際に発生する膨張エネルギの一部を圧縮機の駆動に利用できるため、冷凍機のCOPを向上できる。
(10) In the refrigerator according to at least one embodiment of the present invention,
An expander-integrated compressor according to any one of the configurations (1) to (9);
A cooling unit for cooling an object to be cooled by heat exchange with a refrigerant,
A refrigerant circulation line configured to circulate the refrigerant through the compressor, the expander, and the cooling unit;
Is provided.
According to the above configuration (10), by including the expander-integrated compressor according to any one of the above configurations (1) to (9), the expander-integrated compressor can be easily removed from the cold box while being integrated. Can be.
Therefore, it is not necessary to open the cold box when removing the expander-compressor unit, so that the time and labor required for reassembling the cold box can be reduced.
In addition, since the impeller is not disassembled and the impeller and housing remain integral, fine adjustment of the clearance between the impeller blades and housing after reassembly is not required, and a confirmation test is also possible. become.
In addition, by using a refrigerant such as neon Ne that can achieve extremely low temperatures, high-temperature superconducting equipment can be put to practical use, and a part of the expansion energy generated when the refrigerant expands in the expander is reduced by the compressor. Since it can be used for driving, the COP of the refrigerator can be improved.
(11)幾つかの実施形態では、前記構成(10)において、
前記冷媒循環ラインに並列に設けられた複数の冷媒循環分岐ラインと、
前記各冷媒循環分岐ラインに設けられた複数の前記膨張機一体型圧縮機と、
前記各冷媒循環分岐ラインにおいて前記膨張機一体型圧縮機の入口に設けられた複数の開閉弁と、
を備え、
前記複数の開閉弁の開閉動作によって前記複数の冷媒循環分岐ラインのひとつを選択的に開放する。
上記構成(11)によれば、上記複数の開閉弁の開閉動作によって上記複数の冷媒循環分岐ラインのひとつを選択的に開放することで、上記複数の膨張機一体型圧縮機を選択的に稼動できる。これによって、冷凍機の稼動を続けながら休止中の膨張機一体型圧縮機を点検又は修理できる。
(11) In some embodiments, in the configuration (10),
A plurality of refrigerant circulation branch lines provided in parallel with the refrigerant circulation line,
A plurality of expander-integrated compressors provided in each of the refrigerant circulation branch lines,
A plurality of on-off valves provided at the inlet of the expander-integrated compressor in each of the refrigerant circulation branch lines,
With
One of the plurality of refrigerant circulation branch lines is selectively opened by the opening and closing operation of the plurality of on-off valves.
According to the configuration (11), one of the plurality of refrigerant circulation branch lines is selectively opened by the opening / closing operation of the plurality of on / off valves, so that the plurality of expander-compressor units are selectively operated. it can. As a result, it is possible to inspect or repair the inflator-integrated compressor that is at rest while continuing operation of the refrigerator.
本発明の少なくとも一実施形態によれば、コールドボックス内に膨張機を配置した膨張機一体型圧縮機において、膨張機一体型圧縮機の点検や修理等のときに、コールドボックスを外気に開放することなく、膨張機一体型圧縮機の取外しが可能になり、膨張機一体型圧縮機の取外し及び再組立を容易にすることができる。 According to at least one embodiment of the present invention, in an expander-integrated compressor in which an expander is arranged in a cold box, when the expander-integrated compressor is checked or repaired, the cold box is opened to the outside air. Therefore, the expansion unit-integrated compressor can be removed, and the removal and reassembly of the expander-integrated compressor can be facilitated.
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載され又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一つの構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present invention thereto, but are merely illustrative examples.
For example, expressions representing relative or absolute arrangement such as “in a certain direction”, “along a certain direction”, “parallel”, “orthogonal”, “center”, “concentric” or “coaxial” are strictly described. Not only does such an arrangement be shown, but also a state of being relatively displaced by an angle or distance that allows the same function to be obtained.
For example, expressions such as "identical", "equal", and "homogeneous", which indicate that things are in the same state, not only represent exactly the same state, but also have a tolerance or a difference to the extent that the same function is obtained. An existing state shall also be represented.
For example, the expression representing a shape such as a square shape or a cylindrical shape not only represents a shape such as a square shape or a cylindrical shape in a strictly geometrical sense, but also an uneven portion or a chamfer within a range where the same effect can be obtained. A shape including a part and the like is also represented.
On the other hand, the expression “comprising”, “comprising”, “including”, “including”, or “having” one component is not an exclusive expression excluding the existence of another component.
本発明の少なくとも一実施形態に係る膨張機一体型圧縮機10(10A、10B)は、図1及び図6に示すように、モータ12、圧縮機14及び膨張機16を備える。圧縮機14はモータ12の出力軸18に接続され、モータ12によって駆動されて流体(冷媒ガス)を圧縮するように構成される。膨張機16はモータ12の出力軸18に接続され、上記冷媒ガスを膨張させて上記冷媒ガスから出力軸18の動力を回収するように構成される。
膨張機一体型圧縮機10は、さらに、冷媒ガスが流入する入口管20と、膨張機16で膨張し冷却された冷媒ガスが吐出する出口管22と、真空槽24とを備える。入口管20は、膨張機16の吸入口26に接続され、膨張機16の軸方向に沿って突設される。出口管22は、膨張機16の吐出口28に接続され、膨張機16の軸方向及び入口管20に沿う方向に突設される。真空槽24は、膨張機16のハウジング17を囲むように配置され、膨張機16を外部から熱遮断する。
An expander-integrated compressor 10 (10A, 10B) according to at least one embodiment of the present invention includes a
The expander-
また、膨張機一体型圧縮機10とは別に、外部から断熱されたコールドボックス30が設けられる。入口管20及び出口管22はコールドボックス30の内部に挿入される。真空槽24はコールドボックス30の外壁に着脱可能に取り付けられると共に、ハウジング17は真空槽24に接続される。
In addition to the expander-
例示的な実施形態では、入口管20及び出口管22は夫々コールドボックス30の内部に設けられた冷媒管32及び34に着脱可能に接続される。また、入口管20及び出口管22の他端は夫々膨張機16のハウジング17に接続される。
In the exemplary embodiment, the
例示的な実施形態では、モータ12、圧縮機14及び膨張機16が一体に構成されたユニットUと、入口管20と、出口管22と、真空槽24とは夫々別体に製作され、互いに着脱可能に接続される。
In the exemplary embodiment, the unit U in which the
例示的な実施形態では、図2及び図5に示すように、入口管20は内管20aと外管20bとを有し、内管20aと外管20bとの間に真空槽24の内部に連通した真空断熱空間が形成された二重管で構成される。出口管22は内管22aと外管22bとを有し、内管22aと外管22bとの間に真空槽24の内部に連通した真空断熱空間が形成された二重管で構成される。
そして、入口管20の内管20aは膨張機16の吸入口26を形成するハウジング17に着脱可能に接続され、外管20bは真空槽24に着脱可能に接続される。出口管22の内管22aは膨張機16の吐出口28を形成するハウジング17に着脱可能に接続され、外管22bは真空槽24に着脱可能に接続される。
In the exemplary embodiment, as shown in FIGS. 2 and 5, the
The
例示的な実施形態では、図1及び図6に示すように、モータ12、圧縮機14及び膨張機16と、入口管20と、出口管22と、真空槽24とは横向きに配置される。そして、真空槽24はコールドボックス30の側壁30aに着脱可能に接続され、膨張機16は真空槽24に着脱可能に接続される。
In the exemplary embodiment, as shown in FIGS. 1 and 6, the
例示的な実施形態に係る膨張機一体型圧縮機10(10A)では、図1に示すように、モータ12、圧縮機14、膨張機16及び真空槽24は、コールドボックス30の外側に配置される。
In the expander-compressor unit 10 (10A) according to the exemplary embodiment, the
膨張機一体型圧縮機10(10A)の例示的な構成では、図1に示すように、真空槽24は筒状に形成され、軸方向両端に第1のフランジ36及び第2のフランジ38を有する。真空槽24は第1のフランジ36を介してコールドボックス30の側壁30aに着脱可能に接続され、第2のフランジ38を介して膨張機16のハウジング17に着脱可能に接続される。また、第1のフランジ36と第2のフランジ38との間に補強バー40が架設される。
In an exemplary configuration of the expander-compressor unit 10 (10A), as shown in FIG. 1, the
膨張機一体型圧縮機10(10A)の例示的な構成では、図1に示すように、真空槽24の外壁に外部からの熱侵入を抑制するために断熱材42が被覆される。
In an exemplary configuration of the expander-compressor unit 10 (10A), as shown in FIG. 1, an outer wall of the
例示的な実施形態に係る膨張機一体型圧縮機10(10B)では、図6に示すように、膨張機16及び真空槽24はコールドボックス30の外面に形成された凹部70に挿入される。真空槽24はコールドボックス30に対し外側端に形成されたフランジ44を介してコールドボックス30の外壁に着脱可能に取り付けられる。
In the expander-compressor unit 10 (10B) according to the exemplary embodiment, the
膨張機一体型圧縮機10(10A、10B)の図示された構成では、図1及び図5に示すように、圧縮機14は遠心型圧縮機であって、インペラ50はスクロール形のハウジング52に収納されている。膨張機16は遠心型膨張機であり、膨張機16のインペラ54はスクロール形のハウジング17に収納されている。インペラ50及び54は出力軸18の両端に固定されている。
また、図2に示すように、膨張機一体型圧縮機10(10A、10B)の入口管20及び出口管22は上下方向に配置され、入口管20は出口管22の下方に配置される。膨張機16で膨張して容積が増加する冷媒ガスが通る出口管22は入口管20より大径に構成されている。
また、コールドボックス30の内部は断熱のため真空の空間が形成され、膨張機16を囲んで配置される真空槽24の外周は円筒形を有する。
In the illustrated configuration of the expander-integrated compressor 10 (10A, 10B), as shown in FIGS. 1 and 5, the
As shown in FIG. 2, the
In addition, a vacuum space is formed inside the
膨張機一体型圧縮機10(10A、10B)の図示された構成では、図1及び図6に示すように、コールドボックス30の側壁30aにフランジ56が一体に設けられ、真空槽24はフランジ56を介して側壁30aに取り付けられる。
膨張機一体型圧縮機10(10A)の図示された構成では、図1に示すように、フランジ56と第1のフランジ36とがボルト結合などの手段で結合される。フランジ56と第1のフランジ36間の外側端付近にはシール用のOリング58が介装されている。
膨張機一体型圧縮機10(10B)の図示された構成では、図6に示すように、フランジ56とフランジ44とがボルト結合などの手段で結合される。これらフランジの間にはシール用のOリング60が介装されている。
In the illustrated configuration of the expander-integrated compressor 10 (10A, 10B), as shown in FIGS. 1 and 6, a
In the illustrated configuration of the expander-compressor unit 10 (10A), as shown in FIG. 1, the
In the illustrated configuration of the expander-compressor unit 10 (10B), as shown in FIG. 6, the
膨張機一体型圧縮機10(10A、10B)の図示された構成では、図3及び図7に示すように、コールドボックス30の側壁30aに入口管20が挿入される円筒形の凹部62が形成され、凹部62の上方に出口管22が挿入される凹部62より大径の円筒形の凹部64が形成される。
図1及び図6に示すように、入口管20は凹部62に挿入され、コールドボックス30の内部に設けられた冷媒管32と連通し、出口管22は凹部64に挿入され、コールドボックス30の内部に設けられた冷媒管34と連通する。入口管20及び出口管22の先端部外周にシール用のOリング66が固着され、後端部外周とフランジ56との間にシール用のOリング68が介装される。
In the illustrated configuration of the expander-integrated compressor 10 (10A, 10B), as shown in FIGS. 3 and 7, a cylindrical
As shown in FIGS. 1 and 6, the
膨張機一体型圧縮機10Bの例示的な構成では、図7に示すように、さらに、側壁30aに真空槽24が挿入される大径の円筒形の凹部70が形成され、凹部70に膨張機16及び真空槽24が挿入される。
In an exemplary configuration of the expander-integrated
膨張機一体型圧縮機10(10A、10B)の図示された構成では、図5に示すように、入口管20は内管20aの先端にフランジ20cが形成され、内管20aはフランジ20cを介して膨張機16の吸入口26を形成するハウジング17に接続される。入口管20の外管20bは先端にフランジ20dが形成され、フランジ20dはフランジ36の裏面側に配置されフランジ36とボルト結合などの手段で結合される。
出口管22は内管22aの先端にフランジ22cが形成され、内管22aはフランジ22cを介して膨張機16の吐出口28を形成するハウジング17に接続される。出口管22の外管22bは先端にフランジ22dが形成され、フランジ22dはフランジ36の裏面側に配置されたフランジ36とボルト結合などの手段で結合される。
フランジ20d又は22dとフランジ36との間にシール用のOリング72が介装される。
In the illustrated configuration of the expander-integrated compressor 10 (10A, 10B), as shown in FIG. 5, the
The
An O-
膨張機一体型圧縮機10(10A、10B)の図示された構成では、図1及び図6に示すように、膨張機16のハウジング17に第2のフランジ38に対向する位置にフランジ74が形成され、第2のフランジ38とフランジ74とがボルト結合などの手段で結合される。
In the illustrated configuration of the expander-integrated compressor 10 (10A, 10B), a
かかる構成において、点検や修理等のため、膨張機一体型圧縮機10(10A、10B)をコールドボックス30から取り外す手順を説明する。
膨張機一体型圧縮機10(10A)では、まず、図3に示すように、フランジ56と第1のフランジ36との結合を解除し、入口管20、出口管22、真空槽24及びユニットUが一体となったままコールドボックス30から引き離す。
なお、入口管20及び出口管22を凹部62及び64から引き抜いたとき、これら凹部の開口を自動的に閉鎖する機構を設けると、これら凹部への水分を含む外気の侵入を効果的に抑制できる。
In this configuration, a procedure for removing the expander-integrated compressor 10 (10A, 10B) from the
In the expander-compressor unit 10 (10A), first, as shown in FIG. 3, the connection between the
If a mechanism for automatically closing the openings of these recesses when the
次に、図4に示すように、フランジ20d,22dと第1のフランジ36との結合を解除すると共に、第2のフランジ38とフランジ74との結合を解除し、真空槽24をユニットUの軸方向に沿って引き離し、真空槽24を他の組立体から分離する。
Next, as shown in FIG. 4, the connection between the
さらに、図5に示すように、出口管22のフランジ22cと吐出口28を形成するハウジング17との結合を解除して、出口管22をユニットUから分離する。その後、入口管20のフランジ20cと吸入口26を形成するハウジング17との結合を解除し、入口管20をユニットUから分離する。
なお、入口管20を出口管22より先にユニットUから分離してもよい。
Further, as shown in FIG. 5, the connection between the
The
膨張機一体型圧縮機10Bの場合も、図7に示すように、フランジ56と第1のフラン44との結合を解除し、入口管20、出口管22、真空槽24及びユニットUが一体となったままコールドボックス30から引き離す。その後、図4及び図5に示す膨張機一体型圧縮機10Aと同様の手順で、真空槽24、出口管22及び入口管20を解体する。
Also in the case of the expander-
次に、本発明の少なくとも一実施形態に係る冷凍機80は、図8に示すように、上記幾つかの実施形態に係る膨張機一体型圧縮機10(10a、10b)と、冷却対象物を冷媒との熱交換により冷却するための冷却部82と、圧縮機14(14a、14b)、膨張機16(16a、16b)及び冷却部82を通して前記冷媒を循環させるように構成された冷媒循環ライン84とを備える。
Next, as shown in FIG. 8, a
例示的な実施形態では、冷媒循環ライン84は一部で並列に設けられた複数の冷媒循環分岐ライン86(86a、86b)に分岐する。そして、各冷媒循環分岐ライン86(86a、86b)に複数の膨張機一体型圧縮機10(10a、10b)が設けられ、各冷媒循環分岐ライン86(86a、86b)では膨張機一体型圧縮機10(10a、10b)の入口に複数の開閉弁V(V1及びV2)を備える。
かかる構成において、複数の開閉弁V(V1及びV2)の開閉動作によって複数の冷媒循環分岐ライン86(86a、86b)のひとつを選択的に開放する。これによって、開放された冷媒循環分岐ライン86では膨張機一体型圧縮機10が稼動するため、少なくとも1個の膨張機一体型圧縮機10を稼動させることができる。
In the exemplary embodiment, the refrigerant circulation line 84 branches into a plurality of refrigerant circulation branch lines 86 (86a, 86b) that are partially provided in parallel. Each refrigerant circulation branch line 86 (86a, 86b) is provided with a plurality of expander-integrated compressors 10 (10a, 10b), and each refrigerant circulation branch line 86 (86a, 86b) is provided with an expander-integrated compressor. A plurality of on-off valves V (V1 and V2) are provided at the entrance of 10 (10a, 10b).
In such a configuration, one of the plurality of refrigerant circulation branch lines 86 (86a, 86b) is selectively opened by the opening and closing operation of the plurality of on-off valves V (V1 and V2). Accordingly, the expander-
図8に図示された構成では、2個の冷媒循環分岐ライン86(86a、86b)を有し、各冷媒循環分岐ライン86(86a、86b)に1個の開閉弁V(V1及びV2)が設けられている。
また、冷凍機80はブレイトンサイクルに基づいて冷却部82で被冷却対象87を冷却する。被冷却対象87として例えば超電導機器があり、循環路88には、超電導機器を極低温に冷却可能な冷却媒体(例えば液体窒素LN2等)がポンプ90によって循環する。
切換弁V3及びV4の切換え動作によって、膨張機一体型圧縮機10(10a、10b)のどちらか一方の圧縮機14(例えば、圧縮機14a)に冷媒ガスを流入させる。圧縮機14aで圧縮された冷媒ガスは熱交換器92で冷却水により冷却され、その後、冷熱回収熱交換器94でさらに冷却部82から戻る冷媒ガスで冷却される。
冷熱回収熱交換器94で冷却された冷媒ガスは、膨張機16aで膨張してさらに冷却された後、冷却部82に循環して被冷却対象87を冷却する。
膨張機16(16a、16b)、冷却部82及び冷熱回収熱交換器94が外部から断熱された真空断熱空間を有するコールドボックス30の内部に収納される。
In the configuration shown in FIG. 8, two refrigerant circulation branch lines 86 (86a, 86b) are provided, and one on-off valve V (V1 and V2) is provided in each refrigerant circulation branch line 86 (86a, 86b). Is provided.
Further, the
By the switching operation of the switching valves V3 and V4, the refrigerant gas flows into one of the compressors 14 (for example, the
The refrigerant gas cooled by the cold-heat
The expander 16 (16a, 16b), the cooling
幾つかの実施形態によれば、図3及び図7に示すように、コールドボックス30の外壁と真空槽24との結合を解除し、入口管20及び出口管22をコールドボックス30から引き抜くだけで、膨張機一体型圧縮機10を一体のままコールドボックス30から取り外すことができる。
これによって、膨張機一体型圧縮機10の取り外し時にコールドボックス30を開放する必要がないので、コールドボックス30の再組立に要する時間と手間を抑制できる。
また、膨張機16の取り外し時には、インペラ54とハウジング17とは一体のままであるので、再組立後のインペラ54の羽根とハウジング17との間のクリアランスの微調整が不要になると共に、確認試験も可能になる。
According to some embodiments, as shown in FIGS. 3 and 7, the outer wall of the
Thus, since it is not necessary to open the
Further, when the
また、真空槽24を膨張機16のハウジング17を囲むように配置することで、外部からの膨張機16への熱侵入を抑制できる。
また、膨張機一体型圧縮機10をコールドボックス30に取り付けるに際し、入口管20及び出口管22を凹部62及び64に挿入するだけで自動的に冷媒管32及び34に接続できる。
なお、外部から入口管20及び出口管22を介した膨張機16への熱侵入が考えられるが、入口管20及び出口管22の長さを長くし、熱侵入経路を長くすることで、この熱侵入を抑制できる。
In addition, by arranging the
Further, when the expander-
In addition, it is conceivable that heat enters the
また、膨張機一体型圧縮機10はユニットUと、入口管20と、出口管22と、真空槽24とに分解可能であるので、膨張機一体型圧縮機をコールドボックス30から取り外した後、これら各機器を分解することで、点検、修理などの作業が容易になる。
また、入口管20及び出口管22を内管と外管との間に真空断熱空間が形成された二重管とすることで、入口管20及び出口管22の管壁を通した伝熱を抑制できる。
また、入口管20及び出口管22の内管を膨張機16の吸入口26又は吐出口28に接続し、入口管20及び出口管22の外管を真空槽24に接続することで、入口管20及び出口管22の膨張機一体型圧縮機本体に対する取付け強度を増加できる。
Further, since the expander-integrated
Moreover, by making the
In addition, by connecting the inner pipes of the
また、図1及び図6に示すように、膨張機一体型圧縮機10が横向きに配置され、コールドボックス30の側壁30aに接続されるため、膨張機一体型圧縮機10をコールドボックス30に取り付ける際に、コールドボックス30の上方へ高く吊り上げる必要がなくなり、そのため、コールドボックス30への取付けにクレーンが不要になる。これによって、取付けが容易になる。
また、真空槽24がコールドボックス30の側壁30aに接続されると共に、膨張機16が真空槽24に接続されるため、膨張機一体型圧縮機10のコールドボックス30に対する取付け強度を高めることができる。
Also, as shown in FIGS. 1 and 6, the expander-integrated
Further, since the
また、図1に示す膨張機一体型圧縮機10(10A)によれば、ユニットU及び真空槽24はコールドボックス30の外側に配置されるので、入口管20及び出口管22をコールドボックス30から引き抜くだけで、膨張機一体型圧縮機を一体のままコールドボックス30から容易に取り外すことができる。
また、膨張機一体型圧縮機10(10A)によれば、真空槽24は第1のフランジ36を介してコールドボックス30に接続され、第2のフランジ38を介して膨張機のハウジング17に接続されるため、膨張機一体型圧縮機のコールドボックス30への取付け強度を高めることができる。
また、補強バー40を設けることで、真空槽24の強度を高めることができる。
さらに、膨張機一体型圧縮機10(10A)によれば、真空槽24の外壁に断熱材42を被覆することで、真空槽24の外壁を通した膨張機16への熱侵入を抑制できる。
According to the expander-compressor unit 10 (10A) shown in FIG. 1, the unit U and the
According to the expander-integrated compressor 10 (10A), the
Further, by providing the reinforcing
Further, according to the expander-integrated compressor 10 (10A), by covering the outer wall of the
図6に示す膨張機一体型圧縮機10(10B)によれば、膨張機16及び真空槽24がコールドボックス30に形成された凹部70に挿入されるため、コールドボックス外側の膨張機一体型圧縮機の配置スペースを縮小できる。
また、膨張機一体型圧縮機が横向きに配置され、コールドボックス30の側壁30aに取り付けられる場合、真空槽24に加わる膨張機一体型圧縮機の荷重モーメントを低減できる。
また、膨張機16及び真空槽24がコールドボックス内に配置されるため、真空槽24の外壁からの熱侵入を抑制でき、これによって、真空槽24の外壁に断熱材を被覆する必要がなくなる。
また、膨張機16及び真空槽24がコールドボックス内に配置される分だけ、入口管20及び出口管22を介した外部から膨張機16への熱侵入経路を長くできるため、この熱侵入経路からの熱侵入を抑制できる。
According to the expander-integrated compressor 10 (10B) shown in FIG. 6, since the
When the expander-integrated compressor is arranged sideways and attached to the
Further, since the
In addition, the heat intrusion path from the outside via the
図8に示す冷凍機80によれば、膨張機一体型圧縮機10(10a、10b)を組み込んだことで、上記膨張機一体型圧縮機10(10A、10B)と同様の作用効果を得ることができると共に、極低温を実現可能なネオンNe等の冷媒を使うことで、高温超電導機器の実用化が可能になると共に、膨張機で冷媒が膨張する際に発生する膨張エネルギの一部を圧縮機の駆動に利用できるため、冷凍機のCOPを向上できる。
また、複数の冷媒循環分岐ライン86(86a、86b)に膨張機一体型圧縮機10(10A、10B)及び開閉弁V(V1及びV2)が夫々1個ずつ設けられ、開閉弁V(V1及びV2)の開閉動作を制御することで、少なくとも1個の膨張機一体型圧縮機10を常に可能できる。これによって、冷凍機80の稼動を続けながら休止中の膨張機一体型圧縮機10を点検又は修理できる。
According to the
Further, the plurality of refrigerant circulation branch lines 86 (86a, 86b) are provided with one expander-integrated compressor 10 (10A, 10B) and one on-off valve V (V1 and V2), respectively. By controlling the opening / closing operation of V2), at least one expander-
なお、前記実施形態では、入口管20又は出口管22の外管20b、22bのフランジ20d、22dが真空槽24に設けられた第1のフランジ36に接続されるが、代わりに、フランジ20d、22dを膨張機16のハウジング17に接続するようにしてもよい。
In the above embodiment, the
本発明の少なくとも一実施形態によれば、膨張機一体型圧縮機及び該膨張機一体型圧縮機を備える冷凍機において、膨張機一体型圧縮機の点検や修理等のときに、膨張機一体型圧縮機の取外し及び再組立を容易にすることができる。 According to at least one embodiment of the present invention, in an expander-integrated compressor and a refrigerator including the expander-integrated compressor, when checking or repairing the expander-integrated compressor, the expander-integrated compressor is used. Removal and reassembly of the compressor can be facilitated.
10(10A、10B、10a、10b) 膨張機一体型圧縮機
12 モータ
14(14a、14b) 圧縮機
16(16a、16b) 膨張機
17、52 ハウジング
18 出力軸
20 入口管
20a 内管
20b 外管
20c、20d フランジ
22 出口管
22a 内管
22b 外管
22c、22d フランジ
24 真空槽
26 吸入口
28 吐出口
30 コールドボックス
30a 側壁
32、34 冷媒管
36 第1のフランジ
38 第2のフランジ
40 補強バー
42 断熱材
44、56、74 フランジ
50、54 インペラ
58、60、66、68、72 Oリング
62、64、70 凹部
80 冷凍機
82 冷却部
84 冷媒循環ライン
86(86a、86b) 冷媒循環分岐ライン
87 被冷却対象
88 循環路
90 ポンプ
92 熱交換器
94 冷熱回収熱交換器
V(V1、V2、V3、V4) 開閉弁
10 (10A, 10B, 10a, 10b) Expander-
Claims (11)
前記モータの出力軸に接続され、前記モータによって駆動されて流体を圧縮するように構成された圧縮機と、
前記モータの前記出力軸に接続され、前記流体を膨張させて前記流体から前記出力軸の動力を回収するように構成された膨張機と、
前記膨張機の吸入口に接続され、前記膨張機の軸方向に沿って突設された入口管と、
前記膨張機の吐出口に接続され、前記入口管に沿う方向に突設された出口管と、
前記膨張機のハウジングを囲むように配置され、前記膨張機を外部から熱遮断させるための真空槽と、
を備え、
前記入口管及び前記出口管はコールドボックスの内部に挿入され、前記真空槽は外部から断熱された前記コールドボックスの外壁に着脱可能に取り付けられると共に、前記膨張機のハウジングは前記真空槽に接続され、
前記真空槽は、筒状に形成され、軸方向一端側において、前記コールドボックスに対して前記真空槽を着脱可能に接続するための第1のフランジを有し、
前記入口管及び前記出口管は、それぞれ、前記第1のフランジを貫通して前記真空槽内から前記コールドボックス内に挿入され、
前記入口管および前記出口管は、それぞれ、前記第1のフランジに対して接続される入口管フランジおよび出口管フランジを有する
ことを特徴とする膨張機一体型圧縮機。 Motor and
A compressor connected to an output shaft of the motor, the compressor being driven by the motor and configured to compress a fluid;
An expander connected to the output shaft of the motor, configured to expand the fluid and recover power of the output shaft from the fluid;
An inlet pipe connected to a suction port of the expander and protruding along an axial direction of the expander;
An outlet pipe connected to a discharge port of the expander and protruding in a direction along the inlet pipe,
A vacuum chamber arranged to surround the housing of the expander, and for thermally shutting off the expander from the outside;
With
The inlet pipe and the outlet pipe are inserted into a cold box, the vacuum tank is detachably attached to an outer wall of the cold box insulated from the outside, and a housing of the expander is connected to the vacuum tank. ,
The vacuum chamber is formed in a cylindrical shape, and has a first flange on one end side in the axial direction for detachably connecting the vacuum chamber to the cold box,
The inlet pipe and the outlet pipe are respectively inserted into the cold box from inside the vacuum chamber through the first flange,
The expander-integrated compressor, wherein the inlet pipe and the outlet pipe respectively have an inlet pipe flange and an outlet pipe flange connected to the first flange .
前記入口管及び前記出口管の他端は夫々前記膨張機のハウジング又は前記真空槽に接続されることを特徴とする請求項1に記載の膨張機一体型圧縮機。 Insertion ends of the inlet pipe and the outlet pipe are each detachably connected to a refrigerant pipe provided inside the cold box,
The expander-integrated compressor according to claim 1, wherein the other ends of the inlet pipe and the outlet pipe are respectively connected to a housing of the expander or the vacuum tank.
前記入口管の前記内管は前記膨張機の吸入口に着脱可能に接続されると共に、前記入口管の外管は前記真空槽に着脱可能に接続され、
前記出口管の前記内管は前記膨張機の吐出口に着脱可能に接続されると共に、前記出口管の前記外管は前記真空槽に着脱可能に接続されることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の膨張機一体型圧縮機。 Each of the inlet pipe and the outlet pipe has an inner pipe and an outer pipe, and is constituted by a double pipe in which a vacuum space is formed between the inner pipe and the outer pipe,
The inner pipe of the inlet pipe is detachably connected to a suction port of the expander, and the outer pipe of the inlet pipe is detachably connected to the vacuum tank,
The inner pipe of the outlet pipe is detachably connected to a discharge port of the expander, and the outer pipe of the outlet pipe is detachably connected to the vacuum chamber. 4. The expander-integrated compressor according to any one of 3.
前記真空槽は前記コールドボックスの側壁に着脱可能に接続されることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の膨張機一体型圧縮機。 The motor, the compressor and the expander, the inlet pipe, the outlet pipe, and the vacuum chamber are arranged laterally,
The expander-compressor unit according to any one of claims 1 to 4, wherein the vacuum chamber is detachably connected to a side wall of the cold box.
前記モータの出力軸に接続され、前記モータによって駆動されて流体を圧縮するように構成された圧縮機と、
前記モータの前記出力軸に接続され、前記流体を膨張させて前記流体から前記出力軸の動力を回収するように構成された膨張機と、
前記膨張機の吸入口に接続され、前記膨張機の軸方向に沿って突設された入口管と、
前記膨張機の吐出口に接続され、前記入口管に沿う方向に突設された出口管と、
前記膨張機のハウジングを囲むように配置され、前記膨張機を外部から熱遮断させるための真空槽と、
を備え、
前記入口管及び前記出口管はコールドボックスの内部に挿入され、前記真空槽は外部から断熱された前記コールドボックスの外壁に着脱可能に取り付けられると共に、前記膨張機のハウジングは前記真空槽に接続され、
前記モータ、前記圧縮機、前記膨張機及び前記真空槽は前記コールドボックスの外側に配置され、
前記真空槽は筒状に形成され、軸方向両端に第1のフランジ及び第2のフランジを有し、
前記真空槽は、前記第1のフランジを介して前記コールドボックスの側壁に着脱可能に接続されると共に、前記第2のフランジを介して前記膨張機のハウジングに着脱可能に接続され、
前記第1のフランジと前記第2のフランジとの間に架設された補強バーをさらに備えることを特徴とする膨張機一体型圧縮機。 Motor and
A compressor connected to an output shaft of the motor, the compressor being driven by the motor and configured to compress a fluid;
An expander connected to the output shaft of the motor, configured to expand the fluid and recover power of the output shaft from the fluid;
An inlet pipe connected to a suction port of the expander and protruding along an axial direction of the expander;
An outlet pipe connected to a discharge port of the expander and protruding in a direction along the inlet pipe,
A vacuum chamber arranged to surround the housing of the expander, and for thermally shutting off the expander from the outside;
With
The inlet pipe and the outlet pipe are inserted into a cold box, the vacuum tank is detachably attached to an outer wall of the cold box insulated from the outside, and a housing of the expander is connected to the vacuum tank. ,
The motor, the compressor, the expander and the vacuum chamber are arranged outside the cold box,
The vacuum chamber is formed in a cylindrical shape, has a first flange and a second flange at both ends in the axial direction,
The vacuum chamber is detachably connected to a side wall of the cold box via the first flange, and is detachably connected to a housing of the expander via the second flange.
Rise Kiichi Cho integrated compressor you further comprising a bridging has been reinforced bars between the second flange and the first flange.
前記モータの出力軸に接続され、前記モータによって駆動されて流体を圧縮するように構成された圧縮機と、
前記モータの前記出力軸に接続され、前記流体を膨張させて前記流体から前記出力軸の動力を回収するように構成された膨張機と、
前記膨張機の吸入口に接続され、前記膨張機の軸方向に沿って突設された入口管と、
前記膨張機の吐出口に接続され、前記入口管に沿う方向に突設された出口管と、
前記膨張機のハウジングを囲むように配置され、前記膨張機を外部から熱遮断させるための真空槽と、
を備え、
前記入口管及び前記出口管はコールドボックスの内部に挿入され、前記真空槽は外部から断熱された前記コールドボックスの外壁に着脱可能に取り付けられると共に、前記膨張機のハウジングは前記真空槽に接続され、
前記膨張機及び前記真空槽は前記コールドボックスの外面に形成された凹部に挿入されると共に、
前記真空槽は前記コールドボックスに対し外側端に形成されたフランジを介して前記コールドボックスの外壁に着脱可能に取り付けられることを特徴とする膨張機一体型圧縮機。 Motor and
A compressor connected to an output shaft of the motor, the compressor being driven by the motor and configured to compress a fluid;
An expander connected to the output shaft of the motor, configured to expand the fluid and recover power of the output shaft from the fluid;
An inlet pipe connected to a suction port of the expander and protruding along an axial direction of the expander;
An outlet pipe connected to a discharge port of the expander and protruding in a direction along the inlet pipe,
A vacuum chamber arranged to surround the housing of the expander, and for thermally shutting off the expander from the outside;
With
The inlet pipe and the outlet pipe are inserted into a cold box, the vacuum tank is detachably attached to an outer wall of the cold box insulated from the outside, and a housing of the expander is connected to the vacuum tank. ,
The expander and the vacuum chamber are inserted into recesses formed on the outer surface of the cold box,
The vacuum vessel Rise Kiichi Cho integrated compressor you characterized in that it is removably attached to the outer wall of the cold box via a flange formed at an outer end with respect to the cold box.
冷却対象物を冷媒との熱交換により冷却するための冷却部と、
前記圧縮機、前記膨張機及び前記冷却部を通して前記冷媒を循環させるように構成された冷媒循環ラインと、
を備えることを特徴とする冷凍機。 An expander-integrated compressor according to any one of claims 1 to 9,
A cooling unit for cooling an object to be cooled by heat exchange with a refrigerant,
A refrigerant circulation line configured to circulate the refrigerant through the compressor, the expander, and the cooling unit;
A refrigerator comprising:
前記各冷媒循環分岐ラインに設けられた複数の前記膨張機一体型圧縮機と、
前記各冷媒循環分岐ラインにおいて前記膨張機一体型圧縮機の入口に設けられた複数の開閉弁と、
を備え、
前記複数の開閉弁の開閉動作によって前記複数の冷媒循環分岐ラインのひとつを選択的に開放することを特徴とする請求項10に記載の冷凍機。 A plurality of refrigerant circulation branch lines provided in parallel with the refrigerant circulation line,
A plurality of expander-integrated compressors provided in each of the refrigerant circulation branch lines,
A plurality of on-off valves provided at the inlet of the expander-integrated compressor in each of the refrigerant circulation branch lines,
With
The refrigerator according to claim 10, wherein one of the plurality of refrigerant circulation branch lines is selectively opened by opening and closing the plurality of on-off valves.
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