JPH04222335A

JPH04222335A - 冷却装置

Info

Publication number: JPH04222335A
Application number: JP7482191A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Nibu; 丹生　仁; Shuji Fukushima; 福島　修司
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1990-03-29
Filing date: 1991-03-14
Publication date: 1992-08-12
Anticipated expiration: 2012-01-16
Also published as: JP2570914B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は冷却装置に関し、特に
冷却塔と複数台の冷凍サイクルとを有する冷却装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】冷却塔と冷凍サイクルとを有する冷却装
置としては、例えば実開昭６１−８４４８０号公報に開
示されているが、これは冷凍サイクルが１台の場合の技
術である。しかるに冷却装置の負荷変動が大きいときに
は、冷凍サイクルが１台では対処できなくなり、複数台
の冷凍サイクルを用いる必要が生じる。冷却塔と複数台
の冷凍サイクルとを有する冷却装置を開示した文献は見
当たらないが、例えば冷凍サイクルを単に並列に又は単
に直列に並べた構成が容易に考えられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】先ず複数台の、例えば
４台の冷凍サイクルＡ，Ｂ，Ｃ及びＤを単に並列に並べ
たときの概略の問題点について述べると、いま被冷却流
体の流量をＱ（ｍ３／ｍｉｎ）一定とし、この被冷却流
体を４分割して４台の冷凍サイクルＡ，Ｂ，Ｃ及びＤに
よって冷却するとし、各冷凍サイクルはＱ／４（ｍ３／
ｍｉｎ）の被冷却流体を８℃だけ冷却できる能力を持つ
とし、この冷凍サイクルによって被冷却流体の出口温度
を２４℃一定に冷却する場合を考える。

【０００４】冷凍サイクルに入る被冷却流体Ｗの温度が
３２℃のときには、図１０に示すように全４台の冷凍サ
イクルを運転すれば必要な冷却能力が得られ、このとき
各冷凍サイクルに入る被冷却流体と出る被冷却流体の温
度は、それぞれ３２℃と２４℃であり、すなわち被冷却
流体の入口側と出口側の平均温度は２８℃である。次に
図１１に示すよう冷凍サイクルに入る被冷却流体Ｗの温
度が２８℃に低下したときには、２台、例えば冷凍サイ
クルＣ及びＤを運転すれば必要な冷却能力が得られ、こ
のとき冷凍サイクルＣ及びＤに入る被冷却流体と出る被
冷却流体の温度は、それぞれ２８℃と２０℃となる。す
なわち被冷却流体の入口温度が４℃低下すると、運転中
の冷凍サイクルＣ及びＤにおける被冷却流体の平均温度
もまた４℃低下して２４℃となる。他方停止している冷
凍サイクルＡ及びＢに入る被冷却流体と出る被冷却流体
の温度は２８℃のままであり、その被冷却流体と冷凍サ
イクルＣ及びＤから出る２０℃の被冷却流体とが混合し
て、２４℃の被冷却流体を得るものである。

【０００５】しかるに被冷却流体の平均温度が低下する
につれて冷却能力は低下するのであり、すなわち低負荷
時に運転している冷凍サイクルＣ及びＤでは、必要な出
口温度２４℃よりも低く被冷却流体を冷却しているから
、当然に冷却効率は悪化する。したがって冷凍サイクル
を単に並列に並べた構成では、運転している冷凍サイク
ル相互間の負荷は均一ではあるが、個々の冷凍サイクル
についてみると、低負荷時の冷却効率が悪化するという
問題点がある。

【０００６】そこで図１２に示すように、Ｑ（ｍ３／ｍ
ｉｎ）の被冷却流体を２℃だけ冷却できる４台の冷凍サ
イクルＡ，Ｂ，Ｃ及びＤを直列に並べた構成を考えると
、冷凍サイクルに入る被冷却流体Ｗの温度が３２℃のと
きには、全４台の冷凍サイクルを運転すれば必要な冷却
能力が得られ、すなわち冷凍サイクルＡ，Ｂ，Ｃ及びＤ
の被冷却流体の平均温度は、それぞれ３１℃、２９℃、
２７℃及び２５℃となる。次に図１３に示すように冷凍
サイクルに入る被冷却流体Ｗの温度が２８℃に低下した
ときには、冷凍サイクルＣ及びＤを運転すれば必要な冷
却能力が得られ、冷凍サイクルＣ及びＤの被冷却流体の
平均温度は、２７℃及び２５℃のままである。すなわち
冷凍サイクルを単に直列に並べた構成では、個々の冷凍
サイクルについてみると低負荷時にも冷却効率は悪化し
ないが、運転している冷凍サイクルの被冷却流体の平均
温度が異なり、すなわち冷凍サイクル相互間の負荷が均
一にならないという問題点がある。

【０００７】したがって本発明は、運転している冷凍サ
イクル相互間の負荷を均一とし、しかも個々の冷凍サイ
クルについて見ても低負荷時の冷却効率の悪化が最小限
にとどめられる冷却装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、それぞれ圧縮
機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器の順に冷媒を通過させた
後に前記圧縮機に戻してなる冷凍サイクルを複数台設け
、放熱パイプと、該放熱パイプと前記各凝縮器とに散水
する散水装置と、前記放熱パイプと前記各凝縮器とに送
風するファンとを有する冷却塔を設け、各冷凍サイクル
毎に蒸発器を複数台設け、あるいは各蒸発器の被冷却流
体が通過する通路を複数の部屋に分割し、被冷却流体を
、前記冷却塔の放熱パイプを通過させた後に、各冷凍サ
イクルの各蒸発器の複数台の一部を通過させ、あるいは
各蒸発器の複数の部屋の一部を通過させ、この通過させ
た冷凍サイクルの順序とは逆の順序で、各冷凍サイクル
の各蒸発器の複数台の他部を通過させ、あるいは複数の
部屋の他部を通過させることによって、上記目的を達成
したものである。

【０００９】

【作用】各冷凍サイクルはいずれも、比較的高温の被冷
却流体を冷却する蒸発器あるいは部屋と、比較的低温の
被冷却流体を冷却する蒸発器あるいは部屋との組を有す
るから、各冷凍サイクル相互間の被冷却流体の平均温度
が均衡し、したがって負荷はほぼ均衡する。またいかな
る負荷状態においても、各冷凍サイクルの各蒸発器は、
冷却装置出口の被冷却流体の温度よりも低く被冷却流体
を冷却しはしないから、低負荷時の冷却効率の低下は最
小限にとどめられる。

【００１０】

【第１実施例】本発明を図面によって説明する。図１は
本発明の第１実施例を示す系統図であり、この冷却装置
は４台の冷凍サイクルＡ，Ｂ，Ｃ及びＤと、１台の冷却
塔５０とからなる。

【００１１】冷凍サイクルＡは、圧縮機１１、凝縮器１
２、高温側膨張弁１３、低温側膨張弁１４、高温側蒸発
器Ａ１及び低温側蒸発器Ａ２とからなり、本実施例では
高温側膨張弁１３及び低温側膨張弁１４は、図２に示す
ようにそれぞれ高温側キャピラリーチューブ及び低温側
キャピラリーチューブによって構成されている。また配
管構成は、冷媒を圧縮機１１及び凝縮器１２の順に通過
させた後に分流し、一方は高温側膨張弁１３及び高温側
蒸発器Ａ１チューブ側の順に通過させ、他方を低温側膨
張弁１４及び低温側蒸発器Ａ２チューブ側の順に通過さ
せ、しかる後両冷媒を合流させて圧縮機１１に戻すよう
に構成されている。

【００１２】冷凍サイクルＢ，Ｃ及びＤは、冷凍サイク
ルＡと同様に構成されているが、膨張弁を構成するキャ
ピラリーチューブの本数については各々若干異なってお
り、それについては後記する。

【００１３】冷却塔５０は、放熱パイプ５１と、この放
熱パイプ５１と各冷凍サイクルの各凝縮器１２，２２，
３２及び４２に散水する散水装置と、放熱パイプ５１と
各冷凍サイクルの各凝縮器１２，２２，３２及び４２に
送風するファン５５とからなり、ファン５５はモータ５
６によって回転駆動されている。また散水装置は、放熱
パイプ５１の上方に設けた散水部６０と、放熱パイプ５
１の下方に設けた水溜６１と、水溜６１の水を集める受
水槽６２と、受水槽６２内の水を散水部６０に送水する
ポンプ６３及び配管６４とからなっている。

【００１４】他方被冷却流体は、入口配管１より本冷却
装置に流入し、ブースターポンプ２によって加圧された
後、放熱パイプ５１、冷凍サイクルＡの高温側蒸発器Ａ
１シェル側、冷凍サイクルＢの高温側蒸発器Ｂ１シェル
側、冷凍サイクルＣの高温側蒸発器Ｃ１シェル側、冷凍
サイクルＤの高温側蒸発器Ｄ１シェル側、冷凍サイクル
Ｄの低温側蒸発器Ｄ２シェル側、冷凍サイクルＣの低温
側蒸発器Ｃ２シェル側、冷凍サイクルＢの低温側蒸発器
Ｂ２シェル側、冷凍サイクルＡの低温側蒸発器Ａ２シェ
ル側の順に通過し、最後に循環ポンプ３によって再度加
圧されて出口配管４から流出する。

【００１５】本実施例は以上のように構成されており、
いま被冷却流体の流量をＱ（ｍ３／ｍｉｎ）一定とし、
各冷凍サイクルの各蒸発器はＱ（ｍ３／ｍｉｎ）の被冷
却流体を１℃だけ冷却できる能力を持つとし、この冷凍
サイクルによって被冷却流体の出口温度を２４℃一定に
冷却する場合を見る。

【００１６】先ず放熱パイプ５１を出た被冷却流体Ｗの
温度が３２℃のときには、図３に示すように全４台の冷
凍サイクルを運転すれば必要な冷却能力が得られ、この
とき各冷凍サイクルの各蒸発器に入る被冷却流体と出る
被冷却流体の温度は、図３のようになるから、その平均
温度は表１に示すようになる。なお表１には、前記した
冷凍サイクルを単に並列に並べたときと単に直列に並べ
たときの平均温度も示した。

【００１７】

【表１】

【００１８】次に放熱パイプ５１を出た被冷却流体Ｗの
温度が２８℃に低下したときには、図４に示すように２
台、例えば冷凍サイクルＣ及びＤを運転すれば必要な冷
却能力が得られ、このとき冷凍サイクルＣ及びＤの各蒸
発器に入る被冷却流体と出る被冷却流体の温度は、図４
のようになるから、その平均温度は表２に示すようにな
る。

【００１９】

【表２】

【００２０】表１及び表２より明らかなように、本実施
例では運転中の冷凍サイクルの被冷却流体の平均温度は
、各冷凍サイクル相互間で均等であり、すなわち単に直
列に並べたときに比べて負荷の均一化が図られていると
同時に、個々の冷凍サイクルについては、低負荷時での
平均温度が各冷凍サイクルを並列に並べたときよりも高
温であるため、並列に並べたときに比べて低負荷時の冷
却効率の悪化は最小限にとどめられ、冷却効率が高い。

【００２１】次に本実施例ではキャピラリーチューブと
蒸発器とを冷媒が分流しており、その分岐点すなわち高
温側キャピラリーチューブ入口と低温側キャピラリーチ
ューブ入口とでは、両者の圧力は当然に等しい。その合
流点すなわち高温側蒸発器出口と低温側蒸発器出口とで
も、両者の圧力は当然に等しいことが必要である。他方
、高温側と低温側とで、キャピラリーチューブと蒸発器
の構成を同一とすると、高温側蒸発器では冷媒はより多
く蒸発するから流路抵抗がより大きく、したがって流量
がより小さくなって冷却能力もより小さくなり、低温側
蒸発器では冷媒はより少なく蒸発するから流路抵抗がよ
り小さく、したがって流量がより大きくなって冷却能力
もより大きくなる。しかも高温側の流路抵抗と低温側の
流路抵抗との差は、冷凍サイクルＡほど大きく、冷凍サ
イクルＤでは余り大きくはない。この結果被冷却流体は
、冷凍サイクルＡの高温側蒸発器Ａ１より順次冷凍サイ
クルＤの高温側蒸発器Ｄ１に至り、冷凍サイクルＤの低
温側蒸発器Ｄ２より順次冷凍サイクルＡの低温側蒸発器
Ａ２に戻る過程において、最初のうちは余り冷却されず
、だんだん冷却され、最後は大きく冷却されることとな
り、すなわち表１に示すように完全に線形には冷却され
ない。したがって冷凍サイクルＡの平均温度はより低く
なり、冷凍サイクルＤの平均温度はより高くなって、各
冷凍サイクル毎の負荷の均等化が若干とはいえ悪化する
。

【００２２】そこで各冷凍サイクル毎の負荷の均等化を
一層達成しようとするには、高温側の流路抵抗を低温側
の流路抵抗よりも小さくし、且つ冷凍サイクルＡほど両
者の差を大きくする必要がある。この場合、例えば全８
台の蒸発器を異なって形成するのは困難であり、全８個
のキャピラリーチューブを異なって形成する方が簡単で
ある。すなわち第Ｘ（Ｘ＝Ａ〜Ｄ）冷凍サイクルの高温
側キャピラリーチューブの本数と低温側キャピラリーチ
ューブの本数を、それぞれＩＸ１とＩＸ２としたとき、
ＩＡ１＞ＩＢ１＞ＩＣ１＞ＩＤ１＞ＩＤ２＞ＩＣ２＞Ｉ
Ｂ２＞ＩＡ２となるように、あるいは少なくとも，ＩＡ１≧ＩＢ１≧ＩＣ１≧ＩＤ１≧ＩＤ２≧ＩＣ２≧Ｉ
Ｂ２≧ＩＡ２となるように形成することが好ましい。そ
こで本実施例ではキャピラリーチューブの本数を表３に
示すように構成している。

【００２３】

【表３】

【００２４】なお表３に示すように、冷凍サイクルＤで
は高温側キャピラリーチューブの本数と低温側キャピラ
リーチューブの本数とが等しいが、これはキャピラリー
チューブの本数はディスクリートにしか変えられないか
らである。高温側の流路抵抗を低温側の流路抵抗よりも
小さくし、且つ冷凍サイクルＡほど両者の差を大きくす
るためには、キャピラリーチューブの長さを変えても良
い。すなわち第Ｘ（Ｘ＝Ａ〜Ｄ）冷凍サイクルの高温側
キャピラリーチューブの長さと低温側キャピラリーチュ
ーブの長さを、それぞれＬＸ１とＬＸ２としたとき、Ｌ
Ａ１＞ＬＢ１＞ＬＣ１＞ＬＤ１＞ＬＤ２＞ＬＣ２＞ＬＢ
２＞ＬＡ２となるように、あるいは少なくとも，ＬＡ１≧ＬＢ１≧ＬＣ１≧ＬＤ１≧ＬＤ２≧ＬＣ２≧Ｌ
Ｂ２≧ＬＡ２となるように形成することが好ましい。こ
のときには流路抵抗を連続的に変えられるという利点が
ある。

【００２５】

【第２実施例】上記第１実施例では各冷凍サイクルの膨
張弁と蒸発器の個数Ｍは、Ｍ＝２であったが、次に第２
実施例としてＭ＝４のときについて述べる。但し冷凍サ
イクルの台数については上記実施例と同様に４台とする
。このときには図５に示すように、冷却塔の放熱パイプ
を出た被冷却流体Ｗを、各冷凍サイクルの第１蒸発器を
通過させ、該第１蒸発器を通過させた冷凍サイクルの順
序とは逆の順序で各冷凍サイクルの第２蒸発器を通過さ
せ、各冷凍サイクルの第３蒸発器を通過させ、該第３蒸
発器を通過させた冷凍サイクルの順序とは逆の順序で各
冷凍サイクルの第４蒸発器を通過させる。すなわち被冷
却流体は表４中の数字の順番に従って当該蒸発器を通過
する。なお第３蒸発器を通過させる順序は、第１蒸発器
を通過させた順序とは全く無関係に新たに順序付けるこ
とができ、したがって表５のように被冷却流体を通過さ
せることも不可能ではない。

【００２６】

【表４】

【００２７】

【表５】

【００２８】しかして全１６台の蒸発器のうち、１番目
の蒸発器の被冷却流体の入口温度は先の実施例と同様に
３２℃であり、１６番目の蒸発器の出口温度は２４℃で
あり、したがって各蒸発器では、（３２−２４）／１６＝０．５（℃）だけ冷却されるから、ｍ番目の蒸発器の入口温度は、３
２−０．５×（ｍ−１）（℃）であり、出口温度は、３２−０．５×ｍ（℃）である。したがってｍ番目の蒸発器の平均温度は、３２
−０．５×（ｍ−１／２）＝３２．２５−０．５×ｍ（℃）である。したがって各冷凍サイクルの被冷却流体の平均
温度Ｔは、Σを当該冷凍サイクルの４個の蒸発器につい
ての総和として、Ｔ＝［Σ（３２．２５−０．５×ｍ）］／４＝３２．２
５−０．５×（Σｍ）／４（℃）となるが、Σｍはいず
れの冷凍サイクルについてもΣｍ＝３４であるから、い
ずれの冷凍サイクルについてもその平均温度Ｔは、Ｔ＝
２８℃となって前記第１実施例と同じになる。

【００２９】次いで１番目の蒸発器の被冷却流体の入口
温度が２８℃に低下したときには、２台の冷凍サイクル
を停止し、運転している２台の冷凍サイクルの８台の蒸
発器のみについて、被冷却流体が通過する順番すなわち
冷却順序ｍをつけ直すと、表６のようになる。

【００３０】

【表６】

【００３１】しかしてｍ番目の蒸発器の平均温度は、上
記と同様にして２８−０．５×（ｍ−１／２）＝２８．２５−０．５×ｍ（℃）であり、各冷凍サイクルの被冷却流体の平均温度Ｔは、
Ｔ＝［Σ（２８．２５−０．５×ｍ）］／４＝２８．２
５−０．５×（Σｍ）／４（℃）となるが、Σｍはいず
れの冷凍サイクルについてもΣｍ＝１８であるから、い
ずれの冷凍サイクルについてもその平均温度Ｔは、Ｔ＝
２６℃となってこれも前記第１実施例と同じとなる。す
なわちＭ＝２，４，８，……としても結果はすべて前記
第１実施例すなわちＭ＝２のときと同じになる。

【００３２】

【第３実施例】次に第３実施例として、各冷凍サイクル
の膨張弁と蒸発器の個数Ｍを、Ｍ＝３としたときには、
冷却塔の放熱パイプを出た被冷却流体を、表７に示すよ
うに各冷凍サイクルの第１蒸発器を通過させ、該第１蒸
発器を通過させた冷凍サイクルの順序とは逆の順序で各
冷凍サイクルの第２蒸発器を通過させ、各冷凍サイクル
の第３蒸発器を通過させる。各冷凍サイクルの第３蒸発
器を通過させる順序は、第１蒸発器を通過させた順序と
は無関係でよい。

【００３３】

【表７】

【００３４】しかして全１２台の蒸発器の各々において
、被冷却流体は、（３２−２４）／１２＝２／３（℃）だけ冷却され、ｍ番目の蒸発器の入口温度は、３２−２
／３×（ｍ−１）（℃）であり、出口温度は、３２−２／３×ｍ（℃）である。したがってｍ番目の蒸発器の平均温度は、３２
−２／３×（ｍ−１／２）＝３２＋１／３−２／３×ｍ（℃）である。したがって各冷凍サイクルの被冷却流体の平均
温度Ｔは、Σを当該冷凍サイクルの３個の蒸発器につい
ての総和として、Ｔ＝［Σ（３２＋１／３−２／３×ｍ）］／３＝３２＋
１／３−２／３×（Σｍ）（℃）となるが、Σｍは各冷
凍サイクルについて異なっており、冷凍サイクルＸ（Ｘ
＝Ａ〜Ｄ）の平均温度ＴＸは、ＴＡ＝２８．３℃、　　
　　　　ＴＢ＝２８．１℃ＴＣ＝２７．９℃、　　　　
　　ＴＤ＝２７．７℃となって、冷凍サイクル相互間の
負荷は均等とはならない。１番目の蒸発器の被冷却流体
の入口温度が２８℃に低下したときも同様である。

【００３５】すなわちＭが奇数のときには、各冷凍サイ
クル毎の被冷却流体が通過する蒸発器の順番の総和Σｍ
を、互いに等しくすることができないから、冷凍サイク
ル相互間の負荷は均等とはならないが、その不均等の程
度は、冷凍サイクルを単に直列に並べたときと比較すれ
ば低減される。その理由はＭ＝３のときには、第１蒸発
器と第２蒸発器については均等となっており、第３蒸発
器のみが不均等をもたらしているからである。したがっ
てＭをＭ＝３，５，７，……と奇数で大きくするに従っ
て不均衡の程度は低下し、ついにはＭが偶数のとき、す
なわちＭ＝２のときと同じになる。

【００３６】以上のようにＭ＝１のとき、すなわち単に
直列に並べたときには冷凍サイクル相互間の負荷は不均
衡であり、Ｍ＝２のときは均等となり、Ｍ＝３のときに
は不均等の部分は第３蒸発器の部分だけに減り、Ｍ＝４
のときにはＭ＝２と同じであり、Ｍ＝５のときには不均
等の部分は第５蒸発器の部分だけに減り、Ｍ＝６のとき
にはＭ＝２と同じこととなる。

【００３７】

【第４実施例】次に以上の各実施例では、被冷却流体の
全流量Ｑがすべての蒸発器を順次通過していた。そこで
表４及び図５に示した前記第２実施例について、被冷却
流体を半分に分けて全１６個の蒸発器に順次通過させた
第４実施例を、図６に示す。このように形成すると被冷
却流体の流路抵抗が減って好ましい。

【００３８】

【第５実施例】次に以上の第１〜第４実施例では、各蒸
発器の被冷却流体を通過させる通路は１室であったが、
各蒸発器を複数台ないしは偶数台設ける代わりに、各蒸
発器のの被冷却流体が通過する通路を複数個ないしは偶
数個の部屋に分割して、上記各実施例と同様の効果を得
ることができる。先ず図７に示す第５実施例では、４台
の冷凍サイクルＡ，Ｂ，Ｃ及びＤは、それぞれ１台の蒸
発器Ａ１，Ｂ１，Ｃ１及びＤ１を持つが、各蒸発器の被
冷却流体が通過するシェル側は２個の部屋に分割されて
おり、被冷却流体Ｗは先ず冷凍サイクルＡの蒸発器Ａ１
シェル側の一方の部屋Ａ１ａを通過し、冷凍サイクルＢ
の蒸発器Ｂ１シェル側の一方の部屋Ｂ１ａを通過し、同
様にして最後に冷凍サイクルＤの蒸発器Ｄ１シェル側の
一方の部屋Ｄ１ａを通過し、しかる後冷凍サイクルＤの
蒸発器Ｄ１シェル側の他方の部屋Ｄ１ｂを通過し、同様
にして最後に冷凍サイクルＡの蒸発器Ａ１シェル側の他
方の部屋Ａ１ｂを通過する。このように形成しても前記
各実施例と同様の効果を得ることができる。

【００３９】

【第６実施例】次に図８は第６実施例を示し、この実施
例では３台の冷凍サイクルＡ，Ｂ及びＣを有し、各冷凍
サイクルはそれぞれ２台の蒸発器Ａ１，Ａ２；Ｂ１，Ｂ
２；Ｃ１，Ｃ２を有し、各々の蒸発器の被冷却流体が通
過するシェル側は４個の部屋（蒸発器Ａ１についてはＡ
１ａ，Ａ１ｂ，Ａ１ｃ及びＡ１ｄ）に分割されており、
それぞれの部屋は高温側の２個の部屋（ａ，ｂ）と低温
側の２個の部屋（ｃ，ｄ）とに選択されている。そして
被冷却流体Ｗは２分割されて高温側の２個の部屋（ａ，
ｂ）を並列に通過し、その後ヘッダーで一度合流した後
再度２分割され、高温側の２個の部屋（ａ，ｂ）を通過
した冷凍サイクルとは逆の順序で、低温側の２個の部屋
（ｃ，ｄ）を並列に通過する。本実施例では各冷凍サイ
クルにおける蒸発器の個数は２台であったが、１台であ
ってもまた３台であっても良い。また各蒸発器の被冷却
流体が通過する通路は４個の部屋に分割されていたが、
２個に分割されていても良いし、各冷凍サイクルの負荷
の均等化の達成度合いが若干低くはなるが、３個の部屋
に分割されていても良い。

【００４０】

【第７実施例】最後に第７実施例を図９に示す。前記第
３実施例では各冷凍サイクル毎の蒸発器の個数が奇数の
ときには、各冷凍サイクル毎の負荷を完全には均一にで
きなかったが、蒸発器の個数が奇数のときでも、各冷凍
サイクル毎の１台の蒸発器について、被冷却流体が通過
する通路を偶数個の部屋に分割すれば、各冷凍サイクル
毎の負荷を均一にすることができる。すなわち図９にお
いて各冷凍サイクルＡ，Ｂ，Ｃ及びＤは５台の蒸発器（
冷凍サイクルＡについてはＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４及び
Ａ５）を有し、そのうち第３蒸発器Ａ３，Ｂ３，Ｃ３及
びＤ３の被冷却流体が通過する通路は２個の部屋（蒸発
器Ａ３についてはＡ３ａとＡ３ｂ）に分割されている。但し図９では、第３蒸発器以外のすべての蒸発器も同一
の構成とするために、被冷却流体が通過する通路を２個
の部屋に分割している。被冷却流体Ｗは先ず５分割され
て、各冷凍サイクルの第１及び第２蒸発器の２個の部屋
（ａ，ｂ）と第３蒸発器の１個の部屋（ａ）とを並列に
通過し、その後ヘッダーで一度合流した後再度５分割さ
れ、各冷凍サイクルを通過した順序とは逆の順序で、各
冷凍サイクルの第３蒸発器の残りの１個の部屋（ｂ）と
第４及び第５蒸発器の２個の部屋（ａ，ｂ）とを並列に
通過する。このように形成しても前記各実施例と同様の
効果を得ることができる。

【００４１】

【発明の効果】以上述べたように本発明は、各冷凍サイ
クルに蒸発器を偶数台設け、あるいは各蒸発器の被冷却
流体が通過する通路を偶数個の部屋に分割し、且つ被冷
却流体を、各冷凍サイクルの各蒸発器の偶数台の半分を
通過させ、あるいは各蒸発器の偶数個の部屋の半分を通
過させ、この通過させた冷凍サイクルの順序とは逆の順
序で、各冷凍サイクルの各蒸発器の偶数台の残りの半分
を通過させ、あるいは各蒸発器の偶数個の部屋の残りの
半分を通過させることを特徴とするから、各冷凍サイク
ルの負荷の均一化を図ることができる。また各冷凍サイ
クルの蒸発器の台数と各蒸発器の被冷却流体が通過する
通路の個数とが共に奇数のときであっても、各冷凍サイ
クルの負荷の均一化を一定限度図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す系統図

【図２】該実
施例の膨張弁を示す正面図

【図３】該実施例の全負荷運
転時の要部の温度分布図

【図４】該実施例の半負荷運転
時の要部の温度分布図

【図５】第２実施例を示す要部系
統図

【図６】第４実施例を示す要部系統図

【図７】第５実施例を示す要部系統図

【図８】第６実施例を示す要部系統図

【図９】第７実施例を示す要部系統図

【図１０】従来例より容易に考えられる冷却装置の全負
荷運転時の要部の温度分布図

【図１１】該冷却装置の半負荷運転時の要部の温度分布
図

【図１２】従来例より容易に考えられる別の冷却装置の
全負荷運転時の要部の温度分布図

【図１３】該冷却装置の半負荷運転時の要部の温度分布
図

【符号の説明】

Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ：冷凍サイクル　　　　　　Ａ１，Ａ２
，…，Ｄ１，Ｄ２，…：蒸発器Ａ１ａ，Ａ１ｂ，……：部屋　　　　　　　　Ｗ：被冷
却流体１：入口配管　　　　２：ブースターポンプ　　
　　３：循環ポンプ　　　　４：出口配管１１，２１，３１，４１：圧縮機　　　　　　　　１２
，２２，３２，４２：凝縮器１３，１４，１５，１６，…，４３，４４，…：膨張弁
５０：冷却塔　　　　５１：放熱パイプ　　　　５５：
ファン　　　　５６：モータ６０：散水部　　　　６１：水溜　　　　６２：受水槽
　　　　６３：ポンプ　　　　６４：配管

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれ圧縮機、凝縮器、２Ｎ（Ｎは自然
数）台の膨張弁、及び２Ｎ台の蒸発器を有し、前記圧縮
機及び凝縮器の順に冷媒を通過させた後に該冷媒を前記
２Ｎ個の流れに分流し、各冷媒を各々の膨張弁及び蒸発
器の順に通過させ、しかる後各冷媒を合流させて前記圧
縮機に戻してなる冷凍サイクルを複数台設け、放熱パイ
プと、該放熱パイプと前記各凝縮器とに散水する散水装
置と、前記放熱パイプと前記各凝縮器とに送風するファ
ンとを有する冷却塔を設け、被冷却流体を、前記冷却塔
の放熱パイプを通過させた後に、第ｉ蒸発器（ｉ＝１〜
２Ｎ）毎に各冷凍サイクルの当該蒸発器を通過させ、且
つ各冷凍サイクルの第２ｎ−１蒸発器（ｎ＝１〜Ｎ）を
通過させた冷凍サイクルの順序とは逆の順序で、各冷凍
サイクルの第２ｎ蒸発器を通過させた冷却装置。
【請求項２】前記被冷却流体を、前記冷却塔の放熱パイ
プを通過させた後に、各冷凍サイクルの第１〜Ｎ蒸発器
を通過させ、この通過させた冷凍サイクルの順序とは逆
の順序で、各冷凍サイクルの第Ｎ＋１〜２Ｎ蒸発器を通
過させた請求項１記載の冷却装置。
【請求項３】それぞれ圧縮機、凝縮器、２Ｎ＋１（Ｎは
自然数）台の膨張弁、及び２Ｎ＋１台の蒸発器を有し、
前記圧縮機及び凝縮器の順に冷媒を通過させた後に該冷
媒を前記２Ｎ＋１個の流れに分流し、各冷媒を各々の膨
張弁及び蒸発器の順に通過させ、しかる後各冷媒を合流
させて前記圧縮機に戻してなる冷凍サイクルを複数台設
け、放熱パイプと、該放熱パイプと前記各凝縮器とに散
水する散水装置と、前記放熱パイプと前記各凝縮器とに
送風するファンとを有する冷却塔を設け、被冷却流体を
、前記冷却塔の放熱パイプを通過させた後に、第ｉ蒸発
器（ｉ＝１〜２Ｎ＋１）毎に各冷凍サイクルの当該蒸発
器を通過させ、且つ各冷凍サイクルの第２ｎ−１蒸発器
（ｎ＝１〜Ｎ）を通過させた冷凍サイクルの順序とは逆
の順序で、各冷凍サイクルの第２ｎ蒸発器を通過させた
冷却装置。
【請求項４】前記各冷凍サイクルの各蒸発器のうち、少
なくとも第Ｎ＋１蒸発器の被冷却流体が通過する通路を
偶数個の部屋に分割し、前記被冷却流体を、前記冷却塔
の放熱パイプを通過させた後に、各冷凍サイクルの第１
〜Ｎ蒸発器と第Ｎ＋１蒸発器の前記偶数個の部屋の半分
とを通過させ、この通過させた冷凍サイクルの順序とは
逆の順序で、各冷凍サイクルの第Ｎ＋１蒸発器の偶数個
の部屋の残りの半分と第Ｎ＋２〜２Ｎ＋１蒸発器とを通
過させた請求項３記載の冷却装置。
【請求項５】それぞれ圧縮機、凝縮器、及び１又は複数
台の膨張弁と蒸発器との順に冷媒を通過させた後に前記
圧縮機に戻してなる冷凍サイクルを複数台設け、該各冷
凍サイクルの各蒸発器の被冷却流体が通過する通路を複
数の部屋に分割し、放熱パイプと、該放熱パイプと前記
各凝縮器とに散水する散水装置と、前記放熱パイプと前
記各凝縮器とに送風するファンとを有する冷却塔を設け
、被冷却流体を、前記冷却塔の放熱パイプを通過させた
後に、各冷凍サイクルの各蒸発器の前記複数の部屋の一
部を通過させ、この通過させた冷凍サイクルの順序とは
逆の順序で、各冷凍サイクルの各蒸発器の複数の部屋の
残部を通過させた冷却装置。
【請求項６】前記各冷凍サイクルの各蒸発器の出口にお
ける冷媒の圧力が実質的に同じになる膨張弁とした請求
項１〜５のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項７】前記各冷凍サイクルの各膨張弁を、キャピ
ラリーチューブによって構成した請求項１〜６のいずれ
か１項に記載の冷却装置。
【請求項８】前記被冷却流体が各キャピラリーチューブ
を通過する順番における上位の順番のキャピラリーチュ
ーブの長さを、下位の順番のキャピラリーチューブの長
さよりも短く又は同じに形成した請求項７記載の冷却装
置。
【請求項９】前記被冷却流体が各キャピラリーチューブ
を通過する順番における上位の順番のキャピラリーチュ
ーブの本数を、下位の順番のキャピラリーチューブの本
数よりも多く又は同じに形成した請求項７記載の冷却装
置。