JPH0127017Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （考案の目的） （産業上の利用分野） 本考案は、圧縮式冷凍サイクルの能力増加装置
に関する。

（従来の技術） 従来、圧縮式冷凍サイクルにおいて、主圧縮機
よりの吐出ガスの速度エネルギを利用して膨脹機
を駆動し、これによりブースタ圧縮機（過給用圧
縮機）を運転して、このブースタ圧縮機により蒸
発器から吸入した冷媒を圧縮し、これを主圧縮機
の中間圧ポートに導入してサイクルの能力を増加
させるものがある。本出願人の先出願に係る実願
昭57−86509号の考案がそれである。この考案に
おいては、第１図に示すように、駆動機２により
主圧縮機としてのスクリユー式圧縮機１を駆動し
て冷媒を圧縮しこれを吐出ガス管１２へ吐出す
る。高圧の冷媒ガスはその速度エネルギにより膨
脹機３を駆動し駆動軸７によりブースタ圧縮機６
を回転させた後、管１５から凝縮器４に流入して
凝縮し、液管１６を通り膨脹弁１０で減圧膨脹し
つつ蒸発器５に流入して蒸発する。蒸発した冷媒
は一部が吸入管１７を流れて吸入口１９からスク
リユー式圧縮機１内に流入し、他の冷媒は吸入管
１８を流れブースタ圧縮機６により圧縮された
後、中間圧ポート２０からスクリユー式圧縮機１
内に流入する。

このような装置によれば、圧縮式冷凍サイクル
の負荷変動や部分負荷運転に対して影響されるこ
となく装置の運転ができるが、膨脹機３と駆動軸
７で連結されているブースタ圧縮機６との間に
は、駆動軸７を通して、高圧と低圧の大きな圧力
差が存在しいるため、これを遮断するためのシー
ル機構を必要とすることになり、それによる摩擦
抵抗のため、ブースタ圧縮機６の能力が減殺され
てしまう欠点を免れない。

（考案が解決しようとする問題点） 本考案は前記先行技術の欠点を解消し、一層能
率のよい能力増加装置を得ることを目的とする。

（考案の構成） （問題点を解決するための手段） 本考案の圧縮式冷凍サイクルの能力増加装置は
前記の問題点を解決するために、主圧縮機を駆動
する原動機の排気により駆動されるタービンにブ
ースタ圧縮機を連結し、このブースタ圧縮機の吸
入口を蒸発器側に、また吐出口を前記主圧縮機の
吸入側にそれぞれ連通させることによりに構成さ
れるものである。

なお、冷凍機は加熱のための手段としても用い
られるものであるから、本考案において冷凍サイ
クルとはヒートポンプサイクルも含む。したがつ
て本考案はヒートポンプサイクルにおけるヒート
ポンプ能力の能力増加装置も含む。

（作用） 本考案はこのような構成でるから、前記先行技
術に比べて前記の圧力差が小となる。すなわち、
先行技術においては、膨脹機を駆動するガスは主
圧縮機から出た高圧冷媒ガスであるに対し、本考
案においては、タービンを駆動するガスは主圧縮
機を駆動する原動機から排出された排気であるか
ら、その圧力は先行技術の場合よりも低く、した
がつてタービンと駆動軸で連結されるブースタ圧
縮機との間の駆動軸を通しての圧力差は小とな
り、そのシールは容易であり、摩擦抵抗も小さく
てすむので効率がよい。

（実施例） 本考案の第１の実施例を第２図により説明す
る。主圧縮機２５は駆動軸３１を介してエンジン
またはガスタービン２６と連結され圧縮機ユニツ
トＢを形成する。主圧縮機２５により圧縮された
高圧の冷媒ガスは、吐出口２４より吐出管３４を
経て凝縮器２７に流入して液化され、次いで液管
３５を経て膨脹弁３３により減圧された後、蒸発
器２８に流入し蒸発する。エンジンまたはガスタ
ービン２６からの排気ガスは導入管３７を経てガ
スタービン２９に流入し膨脹して駆動軸３２を介
してブースタ圧縮機３０を駆動した後、排出管３
８より排出される。ガスタービン２９、駆動軸３
２、ブースタ圧縮機３０によりターボチヤージヤ
Ａが形成される。ブースタ圧縮機３０は吸入口３
９から蒸発器２８内の低圧冷媒ガスを吸入して圧
縮し、吐出口４０より吐出管３３に流出し、吸入
口４１より主圧縮機２５に流入して圧縮され、吐
出口２４より流出する。

二段圧縮機の低段側のブースタ圧縮機を駆動す
るために、他の動力手段（モータ、エンジン）を
使用することなく、高段側の主圧縮機を駆動する
エンジンまたはガスタービンからの排気ガスを利
用するガスタービンを使用するので、サイクルの
効率が低下することがない。ブースタ圧縮機３０
から流出する吐出ガスの温度が高いときは、吐出
管３３の途中に中間冷却器（図示せず）を設置
し、ガスの温度を下げてから主圧縮機２５に導入
する。

本実施例において、ガスタービン２９を作動さ
せる排気ガスの圧力とブースタ圧縮機３０に流入
する蒸発ガスの圧力（蒸発圧力）との圧力差が小
さいので、ターボチヤージヤＡの効率が低下しな
い。前記実施例では２６をエンジンまたはガスタ
ービンとしたが、これは他の動力源例えば蒸気タ
ービンであつてもよく、この場合、ガスタービン
２９を排気タービンに置き換える。また、本実施
例をヒートポンプとして使用するときは、主圧縮
機２５を駆動する原動機の排熱の一部を吸入ガス
側に伝えてその能力増加の一助とすることもでき
る。

次に本考案の第２の実施例を第３図により説明
する。この実施例は、主圧縮機２５をスクリユー
式とし、その吸入側である吸入口４１を蒸発器２
８に連通するとともに、ブースタ圧縮機３０の吐
出口４０を主圧縮機２５の吸入側である中間圧ポ
ート２０に連通させた点において、第１の実施例
と異なるものであり、第２図と同一符号の部分は
同一の構造の部分を指し、その作動も同一である
ので説明を省略する。

すなわち、この実施例は、本考案を先行技術
（第１図）のような「中間圧ポート吸入併用方式」
（圧縮機への冷媒の吸入を中間圧ポートからも行
なう方式）に適用したものであつて、蒸発器２８
において蒸発した冷媒は一部が吸入管１７を流れ
て吸入口４１より主圧縮機２５に流入し、他の冷
媒は吸入管１８を流れ吸入口３９からブースタ圧
縮機３０に流入して圧縮された後、吐出口４０か
ら吸入管２１を経て中間圧ポート２０より主圧縮
機２５内に流入する。

この実施例においても、ガスタービン２９を作
動させる排気ガスの圧力とブースタ圧縮機３０に
流入する蒸発ガスの圧力との圧力差が小さいこと
は第１の実施例の場合と全く同一であるから、タ
ーボチヤージヤＡに効率が低下しない。

（考案の効果） 本考案によれば、ブースタ圧縮機に連結される
タービンを駆動するガスは、主圧縮機を駆動する
原動機からの排気ガスである。先行技術の場合に
は、前記タービンを駆動するガスは主圧縮機から
出た高圧冷媒ガスであつたが、この高圧冷媒ガス
に比べて本考案において用いれる排気ガスは、そ
の圧力が低く、したがつてタービンと駆動軸で連
結されるブースタ圧縮機側とタービン側の圧力差
が小さくなり、駆動軸のシールは比較的容易とな
り、シールによる摩擦抵抗も小さくてすむのでタ
ーボチヤージヤの効率が低下せず、装置の良好な
運転ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は先行技術の系統図、第２図は本考案の
第１の実施例の系統図、第３図は本考案の第２の
実施例の系統図である。 ２０……中間圧ポート、２５……主圧縮機、２
６……原動機としてのエンジンまたはガスタービ
ン、２８……蒸発器、２９……タービンとしての
ガスタービン、３０……ブースタ圧縮機、３９…
…吸入口、４０……吐出口、４１……吸入口。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 主圧縮機を駆動する原動機の排気により駆動
   されるタービンにブースタ圧縮機を連結し、こ
   のブースタ圧縮機の吸込口を蒸発器側に、また
   吐出口を前記主圧縮機の吸入側にそれぞれ連通
   させたことを特徴とする圧縮式冷凍サイクルの
   能力増加装置。 (2) ブースタ圧縮機の吐出口を主圧縮機の吸入口
   に連通させた実用新案登録請求の範囲第１項記
   載の圧縮式冷凍サイクルの能力増加装置。 (3) ブースタ圧縮機の吐出口を主圧縮機の中間圧
   ポートに連通させた実用新案登録請求の範囲第
   １項記載の圧縮式冷凍サイクルの能力増加装
   置。