JP6785440B2 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents
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Description
冷媒液を貯留するとともに、前記冷媒液を蒸発させて冷媒蒸気を生成する蒸発器と、
前記蒸発器において生成された前記冷媒蒸気を圧縮する第一圧縮機と、
前記第一圧縮機によって圧縮された前記冷媒蒸気を冷却する中間冷却器と、
前記中間冷却器によって冷却された前記冷媒蒸気を圧縮する第二圧縮機と、
前記第二圧縮機によって圧縮された前記冷媒蒸気を凝縮させることによって冷媒液を生成する凝縮器であって、当該凝縮器において生成された前記冷媒液を貯留する凝縮器と、
前記凝縮器に貯留されている前記冷媒液が前記凝縮器から前記蒸発器に流れる冷媒液供給路と、を備え、
前記中間冷却器は、
前記第一圧縮機によって圧縮された前記冷媒蒸気を受け入れるための蒸気空間を有し、かつ、冷媒液を貯留する容器と、
前記容器に貯留されている前記冷媒液の一部を流通させて前記蒸気空間に供給する中間冷却路と、
前記中間冷却路に配置され、前記容器に貯留されている前記冷媒液の一部を前記蒸気空間に送出するポンプと、を備え、
前記中間冷却器は、前記容器に貯留されている前記冷媒液と前記第一圧縮機によって圧縮された前記冷媒蒸気とを直接接触させることによって、前記第一圧縮機によって圧縮された前記冷媒蒸気を冷却する、
冷凍サイクル装置を提供する。
特許文献1には、蒸気冷却器317において蒸気を冷却するための冷却水の供給源は何ら記載されていない。蒸気冷却器317において蒸気を冷却するための冷却水を蒸発式冷却装置300に存在している水で賄おうとする場合、蒸発器301に存在する水を利用せざるを得ない。なぜなら、蒸気冷却器317における蒸気の圧力に相当する中間圧力における飽和温度以下の温度を有する水が蒸発器301以外には存在しないからである。しかし、蒸発器301に存在する水を蒸気冷却器317において蒸気を冷却するための冷却水として利用したうえで蒸発器301に戻すと、蒸気冷却器317において蒸気から冷却水が受け取った熱により蒸発器301で発生する蒸気の量が増加する。これにより、遠心型圧縮機315及びルーツ式圧縮機316において蒸気の質量流量が増加してしまう。このため、蒸気冷却器317によりルーツ式圧縮機316に吸入される蒸気の温度を飽和温度まで下げることができても、遠心型圧縮機315及びルーツ式圧縮機316がなすべき仕事が増加してしまう。その結果、蒸発式冷却装置300が発揮するCOPが低下してしまう。
冷媒液を貯留するとともに、前記冷媒液を蒸発させて冷媒蒸気を生成する蒸発器と、
前記蒸発器において生成された前記冷媒蒸気を圧縮する第一圧縮機と、
前記第一圧縮機によって圧縮された前記冷媒蒸気を冷却する中間冷却器と、
前記中間冷却器によって冷却された前記冷媒蒸気を圧縮する第二圧縮機と、
前記第二圧縮機によって圧縮された前記冷媒蒸気を凝縮させることによって冷媒液を生成する凝縮器であって、当該凝縮器において生成された前記冷媒液を貯留する凝縮器と、
前記凝縮器に貯留されている前記冷媒液が前記凝縮器から前記蒸発器に流れる冷媒液供給路と、を備え、
前記中間冷却器は、
前記第一圧縮機によって圧縮された前記冷媒蒸気を受け入れるための蒸気空間を有し、かつ、冷媒液を貯留する容器と、
前記容器に貯留されている前記冷媒液の一部を流通させて前記蒸気空間に供給する中間冷却路と、
前記中間冷却路に配置され、前記容器に貯留されている前記冷媒液の一部を前記蒸気空間に送出するポンプと、を備え、
前記中間冷却器は、前記容器に貯留されている前記冷媒液と前記第一圧縮機によって圧縮された前記冷媒蒸気とを直接接触させることによって、前記第一圧縮機によって圧縮された前記冷媒蒸気を冷却する、
冷凍サイクル装置を提供する。
冷凍サイクル装置であって、
冷媒が流れる経路と、
前記経路上に現われる蒸発器、
前記経路上に現われる第一圧縮機、
前記経路上に現われる中間冷却器、及び
前記経路上に現われる第二圧縮機と、を備え、
前記経路上において、前記蒸発器、前記第一圧縮機、前記中間冷却器、及び前記第二圧縮機は、この順に現われ、
前記中間冷却器は、
容器と、
前記容器の第1の部位と前記容器の第2の部位とを接続する第一経路と、
前記第一経路上に現われるポンプと、を備え、
前記容器は、冷媒液を貯留しており、
前記容器の前記第1の部分は、前記冷媒液と接触しており、
前記容器の前記第2の部分は、前記第1の部位よりも重力方向上方に位置し、かつ前記冷媒液と接触しておらず、
前記ポンプは、前記冷媒液を前記第1の部位から前記第2の部位に向かって圧送し、
前記中間冷却器は、前記容器に貯留されている冷媒液と前記第一圧縮機によって圧縮された冷媒蒸気とを直接接触させることによって、前記第一圧縮機によって圧縮された冷媒蒸気を冷却する、ものである。
図1に示すように、冷凍サイクル装置1aは、蒸発器2と、第一圧縮機3と、中間冷却器4と、第二圧縮機5と、凝縮器6と、冷媒液供給路7とを備えている。蒸発器2は、冷媒液を貯留するとともに、冷媒液を蒸発させて冷媒蒸気を生成する。第一圧縮機3は、蒸発器2で生成された冷媒蒸気を吸入して圧縮する。中間冷却器4は、冷媒液を貯留するとともに、第一圧縮機3で圧縮された冷媒蒸気を受け入れて冷却したうえで吐出する。中間冷却器4は、中間冷却器4に貯留されている冷媒液と中間冷却器4に受け入れられた冷媒蒸気とを直接接触させることによって冷媒蒸気を冷却する。第二圧縮機5は、中間冷却器4から吐出された冷媒蒸気を吸入して圧縮する。凝縮器6は、第二圧縮機5で圧縮された冷媒蒸気を吸入して凝縮させることによって冷媒液を生成する。凝縮器6は、凝縮器6において生成された冷媒液を貯留するとともに冷媒液の一部を排出する。冷媒液供給路7は、凝縮器6から排出された冷媒液を流通させるとともに蒸発器2に冷媒液を供給する。
第2実施形態に係る冷凍サイクル装置1bは、特に説明する場合を除き、冷凍サイクル装置1aと同様に構成されている。冷凍サイクル装置1aの構成要素と同一又は対応する冷凍サイクル装置1bの構成要素には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。冷凍サイクル装置1aに関する説明は、技術的に矛盾しない限り、冷凍サイクル装置1bにもあてはまる。
第3実施形態に係る冷凍サイクル装置1cは、特に説明する場合を除き、冷凍サイクル装置1aと同様に構成されている。冷凍サイクル装置1aの構成要素と同一又は対応する冷凍サイクル装置1cの構成要素には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。冷凍サイクル装置1aに関する説明は、技術的に矛盾しない限り、冷凍サイクル装置1cにもあてはまる。
第4実施形態に係る冷凍サイクル装置1dは、特に説明する場合を除き、冷凍サイクル装置1cと同様に構成されている。冷凍サイクル装置1cの構成要素と同一又は対応する冷凍サイクル装置1dの構成要素には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。冷凍サイクル装置1a及び冷凍サイクル装置1cに関する説明は、技術的に矛盾しない限り、冷凍サイクル装置1dにもあてはまる。
2 蒸発器
3 第一圧縮機
4 中間冷却器
4a 容器
4b 中間冷却路
4c ポンプ
5 第二圧縮機
6 凝縮器
7 冷媒液供給路
8 補充流路
41 蒸気空間
71 第一冷媒流路
72 第二冷媒流路
72a 上流側流路
72b 下流側流路
BP 分岐点
Claims (4)
- 冷媒液を貯留するとともに、前記冷媒液を蒸発させて冷媒蒸気を生成する蒸発器と、
前記蒸発器において生成された前記冷媒蒸気を圧縮する第一圧縮機と、
前記第一圧縮機によって圧縮された前記冷媒蒸気を冷却する中間冷却器と、
前記中間冷却器によって冷却された前記冷媒蒸気を圧縮する第二圧縮機と、
前記第二圧縮機によって圧縮された前記冷媒蒸気を凝縮させることによって冷媒液を生成する凝縮器であって、当該凝縮器において生成された前記冷媒液を貯留する凝縮器と、
前記凝縮器に貯留されている前記冷媒液が前記凝縮器から前記蒸発器に流れる冷媒液供給路と、を備え、
前記中間冷却器は、
前記第一圧縮機によって圧縮された前記冷媒蒸気を受け入れるための蒸気空間を有し、かつ、冷媒液を貯留する容器と、
前記容器に貯留されている前記冷媒液の一部を流通させて前記蒸気空間に供給する中間冷却路と、
前記中間冷却路に配置され、前記容器に貯留されている前記冷媒液の一部を前記蒸気空間に送出するポンプと、を備え、
前記中間冷却器は、前記容器に貯留されている前記冷媒液と前記第一圧縮機によって圧縮された前記冷媒蒸気とを直接接触させることによって、前記第一圧縮機によって圧縮された前記冷媒蒸気を冷却し、
前記冷媒液供給路は、前記凝縮器から排出された前記冷媒液を流通させて前記容器の内部に供給する第一冷媒流路と、前記容器に貯留された前記冷媒液の一部を流通させて前記蒸発器に供給する第二冷媒流路と、を含む、
冷凍サイクル装置。 - 前記凝縮器に貯留されている前記冷媒液の一部を流通させて前記容器の内部に供給する補充流路をさらに備えた、請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
- 前記第二冷媒流路は、前記中間冷却路の入口から前記ポンプの吐出口と前記中間冷却路の出口との間に位置する分岐点まで延びている前記中間冷却路の一部によって形成された上流側流路と、前記分岐点から前記中間冷却路を流れる前記冷媒液の一部を流通させて前記蒸発器に供給する下流側流路とを含む、請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
- 冷媒は、水である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の冷凍サイクル装置。
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