JPH0554025B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、圧縮機に吸入される冷媒ガス中に
混入している冷媒の液滴を取り除く気液分離器を
備え、圧縮式特に遠心式圧縮機を用いるものに好
適な冷凍装置に関する。

〔従来の技術〕

圧縮機として遠心式圧縮機を用い、凝縮器、膨
脹手段および蒸発器を備えた圧縮式冷凍装置が、
米国特許第3589140号明細書に示されている。ま
た、蒸発器で蒸発した冷媒蒸気中には、冷媒の蒸
発の際に生ずる冷媒の液滴が浮遊しているので、
この冷媒の液滴を分離除去するためのエレメント
部材を配置することも上記米国特許に示されてい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

エレメント部材は蒸発器のシエル内部上方に配
置されている。このような構成においては、エレ
メント部材を、蒸発器シエル内の冷媒液面から充
分に離して設置し、冷媒液面から飛散する液滴が
エレメント部材に付着しないようにすることと、
エレメント部材と蒸発器シエルの上底との間に充
分な距離を確保し、冷媒蒸気がエレメント部材を
通過する際の通過速度を可能な限り低速にしか
つ、エレメント部材の全面積にわたつて可能な限
り均一に冷媒蒸気が通過することが必要となる。
そのため蒸発器シエルの高さが大きくなる。ま
た、蒸発器シエルの高さを低くすると、冷媒液の
液滴がエレメント部材を通過して圧縮機に吸込ま
れるいわゆるミストアツプ現象が起こる。これ
は、冷却能力を発揮できる冷媒液を蒸発器から持
ち出すこととなり、冷却能力の低下となるし、圧
縮機に液滴の衝突による浸蝕を生じさせたり、羽
根車を破損させたりする。

本発明の目的は、蒸発器内の冷媒液面から蒸発
器シエル上底までの距離を小さくし装置を小形化
できる気液分離装置を備えた圧縮式冷凍装置を提
供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、蒸発器、凝縮器、圧縮機、この圧
縮機を駆動する駆動機および気液分離器を備えた
圧縮式冷凍装置において、蒸発器の上部に気液分
離器を設置して気液分離器と前記蒸発器とのそれ
ぞれの内部を連絡すると共に、この気液分離器の
内部と圧縮機の吸入通路とを連絡し、前記気液分
離器の底壁面に第１の開口と側壁面に第２の開口
を設け、これら気液分離器と蒸発器内とを前記第
１の開口により連絡すると共に気液分離器と圧縮
機の吸入通路とを前記第２の開口により連絡し、
前記気液分離器内に気液を分離するためのエレメ
ント部材を前記第１の開口から第２の開口に向か
つて流れる冷媒蒸気の流れに横断して設置するこ
とによつて達成される。

〔作用〕

上記の構成であるから、蒸発器シエルの内部上
方には、冷媒蒸気が流れるだけの空間があればよ
いので、冷媒液の液面から蒸発器シエルの上底ま
での距離が小さくなり、冷凍装置の高さを低くで
きて装置を小形化できる。

〔実施例〕

第１図、第２図、第３図、第４図、第５図およ
び第６図は、この発明をターボ形冷凍装置に適用
した第１実施例である。

ターボ冷凍装置は、電動機１、この電動機１に
より駆動されるターボ圧縮機２、凝縮器３、減圧
手段４、蒸発器５、気液分離器６、増速装置７お
よび電動機１の冷却装置８から構成されている。
電動機１は、ハウジング１Ａ、ステータ１Ｂ、お
よびロータ１Ｃを有する。ターボ圧縮機２は、ケ
ーシング２Ａ、羽根車２Ｂを有し、ケーシング２
Ａの内部に吸入通路２Ｃ、吐出通路２Ｄが形成さ
れている。

また、ケーシング２Ａには、冷媒蒸気の回収用
通路２Ｅが形成されている。増速装置７は、ギヤ
ケーシング７Ａ、ギヤ７Ｂおよびピニオン７Ｃか
ら構成され、ギヤ７Ｂは、電動機１のロータ１Ｃ
に固定された軸７Ｄに固定され、ピニオン７Ｃと
噛合つている。ピニオン７Ｃは、軸７Ｅに固定さ
れている。軸７Ｅに前記羽根車２Ｂが固定されて
いる。ギヤケーシング７Ａの内部は、通路２Ｅと
オイルミストフイルター７Ｆを介して連通してい
る。

凝縮器３は、シエル３Ａ、複数の伝熱管３Ｂ、
冷却水室３Ｃおよび出入口を有する冷却水室３Ｄ
から構成されている。

蒸発器５は、凝縮器３のシエル３Ａに隣接して
おり、シエル５Ａ、伝熱管群５Ｂ、入口を有する
入口水室５Ｃおよび出口を有する出口水室５Ｄか
ら構成されている。気液分離器６は直方体をして
おり、凝縮器３のシエル３Ａおよび蒸発器５のシ
エル５Ａの上に取付けられ、シエル５Ａ内と第１
の開口６Ｃを介して連絡されており、また内部に
はエレメント部材６Ａを内蔵している。このエレ
メント部材６Ａとしては、一般のものを利用でき
るので構造の詳細な説明は省略するが第６図に示
すようなジグザグ板を並べたものを利用できる。
エレメント部材６Ａは、第１図において気液分離
器６の右上の角と左下の角の近傍との間に斜めに
横たわつている。

気液分離器６の底壁６Ｂには、第１の開口６
Ｃ、側壁６Ｄには、第２の開口６Ｅ、第３の開口
６Ｆ、第４の開口６Ｇ、第５の開口６Ｈおよび第
６の開口６Ｊが形成されている。第３の開口６Ｆ
は、気液分離器６内と側壁９Ａで仕切られた吐出
ダクト９を介して凝縮器３のシエル３Ａの内部と
連絡されている。

ターボ圧縮機２は、シエル３Ａ，５Ａの上に据
付けられ、フランジ部２A′が気液分離器６の側
壁６Ｄに固定されている。

この状態で、ターボ圧縮機２の吸入通路２Ｃは
第２の開口６Ｅに、吐出通路２Ｄは、第３の開口
６Ｆにそれぞれ合致している。

電動機１の冷却装置８は、冷媒液導入管８Ａ、
冷媒液導入孔８Ｂ、冷媒排出孔８Ｃおよび冷媒排
出管８Ｄからなる。冷媒液導入管８Ａの一端は、
凝縮器３のシエル３Ａ底部に開口し、他端は、前
記第４の開口６Ｇに結合されている。冷媒液導入
孔８Ｂおよび冷媒排出孔８Ｃは、前記圧縮機２の
ケーシング２Ａ、前記増速装置７のギヤケーシン
グ７Ａおよび前記電動機１のハウジング１Ａに形
成されている。

冷媒排出管８Ｄの一端は、前記第５の開口６Ｈ
に結合され、他端は、前記蒸発器５のシエル５Ａ
内部に開口している。

前述のように、ターボ圧縮機２が側壁６Ｄに結
合されたとき、前記吸入通路２Ｃは前記第２の開
口６Ｅと、前記吐出通路２Ｄは、前記第３の開口
６Ｆと、前記冷媒液導入孔８Ｂは、前記第４の開
口６Ｇと、冷媒排出孔８Ｃは、前記第５の開口６
Ｈと、前記通路２Ｅは、前記第６の開口６Ｊとそ
れぞれ位置が一致し、互いに連通する。これによ
つて、凝縮器３の冷媒液は、冷媒液導入管８Ａ→
第４の開口６Ｇ→冷媒液導入孔８Ｂ→ハウジング
１Ａ内と流れ、電動機１を冷却しその後、冷媒排
出孔８Ｃ→第５の開口６Ｈ→冷媒排出管８Ｄのよ
うに流れ、蒸発器５内に入る。増速装置７のギヤ
ケーシング７Ａ内は、フイルター７Ｆ、通路２Ｅ
および第６の開口６Ｊを介して気液分離器６内す
なわち圧縮機２の吸入通路２Ｃに連通され、ギヤ
ケーシング７Ａ内に漏れ込んだ冷媒蒸気を圧縮機
２に吸入させる。

次に、動作を説明する。

圧縮機２で圧縮された冷媒蒸気は、吐出通路２
Ｄ→第３の開口６Ｆ→吐出ダクト９を順次経て凝
縮器３のシエル３Ａ内に流入し、ここで、伝熱管
３Ｂ内を流れる冷却水によつて冷却されて液化す
る。液化した冷媒液は、減圧手段４を通つて減圧
された後蒸発器５のシエル５Ａ内に流入し、ここ
で、蒸発し、伝熱管５Ｂ内を流れる水から気化潜
熱を奪つて冷水を生成する。

蒸発した冷媒蒸気は、第１の開口６Ｃを通つて
気液分離器６に流入し、第２の開口６Ｅに向つて
流れる途中でエレメント部材６Ａを通過する。こ
の通過のときに、冷媒蒸気に含まれている液滴が
エレメント部材６Ａに捕集される。捕集された冷
媒の液滴は、エレメント部材６Ａを伝わつて左下
の角（第１図参照）に向つて流れ、この角部から
蒸発器５のシエル５Ａ内に流れ込む。一方液滴を
取除かれた冷媒蒸気は第２の開口６Ｅ→吸入通路
２Ｃを経由してターボ圧縮機２の羽根車２Ｂに吸
込まれ、圧縮される。

このように、この実施例は、蒸発器５の伝熱管
５Ｂの上方部には、冷媒蒸気が流れるだけの空間
を設ければよいので、従来のように冷媒液面から
飛散する飛沫がエレメント部材に直接付着しない
ようにするために要する空間が不要となる。その
ため蒸発器の冷媒液面からシエル５Ａの上底隔離
５A′までの距離を半分以下にすることができる。
また、気液分離器６の側壁６Ｄに圧縮機２を結合
するだけで、圧縮機２の吸入通路２と蒸発器５、
吐出通路２Ｄと凝縮器３、電動機１のハウジング
１Ａ内と凝縮器３のシエル３Ａ底部、電動機１の
ハウジング１Ａ内と蒸発器５、増速装置７のギヤ
ケーシング７Ａ内と圧縮機２の吸入通路２Ｃとの
各々の連絡が同時に達成できる。第７図は、この
発明の第２実施例である。

上記の実施例では、気液分離機を蒸発器のシエ
ルの端に設置し、圧縮機を１台結合した場合につ
いて述べたが、シエルの長さが長い場合や冷凍機
の容量が大きい場合には、第５図のように気液分
離器をシエルの中央付近に設置し、気液分離器の
両側に圧縮機１，１′を結合し、エレメント部材
６A′を逆Ｖ字形に配置することが有効である。
他の構成は、第１実施例と同じである。

第８図、第９図および第１０図は、この発明の
第３実施例である。

この実施例は、２枚のエレメント部材６A″，
６A″を、側面から見たときＶ字形に配置したも
のである。

これらエレメント部材６A″，６A″の圧縮機側
の端には、第１０図に示すような板１０が配置さ
れている。

その他の構成は第１実施例と同じである。

蒸発器５のシエル内で蒸発した冷媒蒸気は、開
口６Ｃを通り、エレメント部材６A″，６A″にエ
レメント部材６A″，６A″の両側から流入し、両
エレメント部材６A″，６A″に囲まれた空間に向
つて流れる。このとき、第６図に示すように、冷
媒蒸気はエレメント部材６A″をジクザクに進み、
冷媒蒸気に含まれている液滴が冷媒蒸気から取り
除かれる。除去された冷媒の液滴は、エレメント
部材６A″を伝わりながら下方に向つて流れ、両
エレメント部材６A″，６A″の下端部から蒸発器
シエル内に落下する。

液滴を除去した冷媒蒸気は、開口６Ｄを通り圧
縮機２に吸入される。

この実施態様によれば、エレメント部材６
A″の面積を広くすることができ、冷媒蒸気の通
過速度をさらに低くすることができる。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、エレメント部
材を内蔵した気液分離器を、蒸発器のシエル外に
設置したので、蒸発器のシエル内には、冷媒蒸気
が流れるだけの空間（高さ方向）があればよく、
従来必要だつた、冷媒液面から飛散する飛沫がエ
レメント部材に付着しないようにするに必要な高
さ方向の空間は不要となり、冷凍装置を小形化で
きる。

又、気液分離器の側壁面を介して圧縮機を直接
接続するので吸込配管等が不要となり、構造を簡
素化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図、第４図、第５図およ
び第６図は、この発明の第１実施例を示すもの
で、第１図は、一部を断面して表わした正面図、
第２図は、一部を断面して表わした平面図、第３
図は、第２図の−線断面図、第４図及び第５
図は異なる位置で切断した断面図、第６図は第２
図における−線断面図、第７図は、この発明
の第２の実施例を示す正面図、第８図、第９図及
び第１０図は、この発明の第３の実施例を示すも
ので、第８図は、一部を断面して表わした正面
図、第９図は、第８図の−線断面図、第１０
図はプレートの斜視図である。 １……電動機、２……圧縮機、３……凝縮器、
５……蒸発器、６……気液分離器、６Ａ……エレ
メント部材、６Ｂ……底壁、６Ｃ……第１の開
口、６Ｄ……側壁、６Ｅ……第２の開口、７……
増速装置、８……電動機の冷却装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 蒸発器、凝縮器、圧縮機、この圧縮機を駆動
   する駆動機および気液分離器を備えた圧縮式冷凍
   装置において、蒸発器の上部に気液分離器を設置
   して気液分離器と前記蒸発器とのそれぞれの内部
   を連絡すると共に、この気液分離器の内部と圧縮
   機の吸入通路とを連絡し、前記気液分離器の底壁
   面に第１の開口と側壁面に第２の開口とを設け、
   これら気液分離器と蒸発器内とを前記第１の開口
   により連絡すると共に気液分離器と圧縮機の吸入
   通路とを前記第２の開口により連絡し、前記気液
   分離器内に気液を分離するためのエレメント部材
   を前記第１の開口から第２の開口に向かつて流れ
   る冷媒蒸気の流れに横断して設置することを特徴
   とする気液分離器を備えた圧縮式冷凍装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、
   気液分離器の側壁面に圧縮機がフランジ結合され
   ていることを特徴とする気液分離器を備えた圧縮
   式冷凍装置。 ３ 特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、
   エレメント部材は気液分離器の角とこの角に対向
   する角との間に横断して設置されていることを特
   徴とする気液分離器を備えた圧縮式冷凍装置。 ４ 特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、
   エレメント部材は二枚のエレメントをＶ字形に組
   み合わせたものであることを特徴とする気液分離
   器を備えた圧縮式冷凍装置。 ５ 特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、
   エレメント部材は二枚のエレメントを逆Ｖ字形に
   組み合わせたものであることを特徴とする気液分
   離器を備えた圧縮式冷凍装置。 ６ 特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、
   エレメント部材は二枚のエレメントを逆Ｖ字形に
   組み合わせた構成し、第２の開口は気液分離器の
   両方の側壁面に設置され、圧縮機を気液分離器の
   両方の側壁面にそれぞれフランジ結合することを
   特徴とする気液分離器を備えた圧縮式冷凍装置。