JPH07190520A - 冷凍装置 - Google Patents

冷凍装置

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JPH07190520A
JPH07190520A JP33317693A JP33317693A JPH07190520A JP H07190520 A JPH07190520 A JP H07190520A JP 33317693 A JP33317693 A JP 33317693A JP 33317693 A JP33317693 A JP 33317693A JP H07190520 A JPH07190520 A JP H07190520A
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JP
Japan
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economizer
oil
oil cooler
expansion valve
refrigerant
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JP33317693A
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English (en)
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Noboru Tsuboi
昇 壷井
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/13Economisers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00Control issues
    • F25B2600/21Refrigerant outlet evaporator temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00Control issues
    • F25B2600/25Control of valves
    • F25B2600/2509Economiser valves

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 油クーラでの冷却媒体として自前の冷媒を使
用し、かつエコノマイザの冷却能力を低下させることな
く、高圧段側の圧縮機への液バックの発生防止を可能と
した冷凍装置を提供する。 【構成】 第二膨張弁9を経て、エコノマイザ5を出た
エコノマイザ用流路10を油クーラ12内の油と熱交換
可能に、この油クーラ12内を通過させ、中間流路8a
に合流させるとともに、このエコノマイザ用流路10の
内の油クーラ12を出た部分に温度を検出して、この検
出温度に基づき第二膨張弁9の開度を調節し、上記温度
の検出部での過熱度を一定に保つ調節器21を設けて形
成してある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複数段に配置した油冷
式回転形圧縮機を備えた冷凍装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、図4に示す冷凍装置が公知であ
り、低圧段側回転形圧縮機1,高圧段側回転形圧縮機
2,油分離回収器3,凝縮器4,エコノマイザ5,第一
膨張弁6、および蒸発器7を含む冷媒の循環閉流路8
と、エコノマイザ5の入口側にてこの循環閉流路8から
分岐し、第二膨張弁9を経て、エコノマイザ5内の冷媒
と熱交換可能に、このエコノマイザ5内を通過し、循環
閉流路8の一部である圧縮機1,2間の中間流路8aに
合流するエコノマイザ用流路10と、油分離回収器3の
下部の油溜まり部11から油クーラ12を経て、圧縮機
1,2の図示しないロータ室,軸受・軸封部に通じる油
供給流路13とから形成してある。
【0003】凝縮器4、および油クーラ12は冷却水に
より、冷媒,油を冷却する水冷式のものである。また、
蒸発器7の出口側の循環閉流路8,およびエコノマイザ
5の出口側のエコノマイザ用流路10には、温度検出可
能に調節器14,15が取り付けてあり、その検出温度
に基づき、その検出部での過熱度を一定に保つように第
一,第二膨張弁6,9の開度を調節するようになってい
る。
【0004】一方、特開平3−177751号公報には
自前の冷媒で油クーラを冷却するようにした冷凍装置が
開示されている。図5は、この冷凍装置を示し、図4に
示す冷凍装置と実質的に共通する部分については、互い
に同一番号を付して説明を省略する。この冷凍装置は、
低圧段側圧縮機1a,高圧段側圧縮機2aを備え、エコ
ノマイザ5の入口側にて循環閉流路8から分岐し、第二
膨張弁9,電磁弁16を経て、エコノマイザ5内を通過
し、中間流路8aに合流するエコノマイザ用流路10の
他に、上記同様に循環閉流路8から分岐し、第3膨張弁
17,電磁弁18を経て、油クーラ12内の油と熱交換
可能に油クーラ12内を通過し、中間流路8aに合流す
る油冷却用流路19を設けて形成してある。また、油供
給流路13における油クーラ12の出口側の部分に温度
検出器20が設けてあり、この検出温度に基づいて電磁
弁16,18の開度を調節するように形成してある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の冷凍装置の
内、図4に示す装置の場合、高圧段側圧縮機2に液体状
態の冷媒が吸込まれる、いわゆる液バック現象が発生す
ると、高圧段側圧縮機2の損傷を起こす故、液バック現
象を防ぐため、エコノマイザ用流路10におけるエコノ
マイザ5の出口側の冷媒の過熱度を大きくせざるを得
ず、この結果、本来のエコノマイザ5の能力が十分に果
たせなくなるという問題が生じる。
【0006】図6は、図4に示す冷凍装置において循環
する冷媒の状態変化を示すp(圧力)−i(エンタル
ピ)線図で、図4の各アルファベットの位置における冷
媒の状態は、図6において同符号のアルファベットで示
した状態が対応する。また、一例として、p−i線図上
の幾つかの位置での一般的な冷凍装置の場合における冷
媒の温度を示してある。そして、この線図において矢印
Aで示すのが過熱度を示している。
【0007】また、図7は、図4に示す装置のエコノマ
イザ用流路10におけるエコノマイザ5の入口側から出
口側にかけての冷媒の状態変化の様子を模式的に示した
もので、ハッチング部は液体状態、無地の部分は気体状
態を示している。図示するように、エコノマイザ5の入
口部では、冷媒は0℃の液体状態にあり、出口部に向か
うにしたがって0℃を保ちつつ、気体の比率が大きくな
り、出口の手前で完全に気化して過熱度ゼロの状態にな
り、出口で過熱度が5℃となる。上述したように、液バ
ックを防ぐために、エコノマイザ5の出口で、5℃の過
熱度をあたえているが、この状態の冷媒ガスは蒸発潜熱
がないために、冷凍能力は小さい。
【0008】一方、図5に示す冷凍装置の場合も、エコ
ノマイザ5の冷却能力の調整は、エコノマイザ用流路1
0におけるエコノマイザ5の出口側での過熱度を調節す
ることにより行われるが、やはり上記冷凍装置の場合と
同様の問題が生じる。即ち、過熱度が大き過ぎるとエコ
ノマイザ5の冷却能力が低下し、過熱度が小さ過ぎると
高圧段側圧縮機2aへの液バック現象が発生するという
問題が生じる。また、この冷凍装置の場合、油クーラ1
2用,エコノマイザ5用の冷媒流路をパラレルに設けて
いるため、膨張弁,電磁弁を含めて配管が複雑になると
いう問題がある。本発明は、斯る従来の問題点を課題と
してなされたもので、油クーラでの冷却媒体として自前
の冷媒を使用し、かつエコノマイザの冷却能力を低下さ
せることなく、高圧段側の圧縮機への液バックの発生防
止を可能とした冷凍装置を提供しようとするものであ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、複数段に配置した油冷式回転形圧縮機の
他に、少なくとも油分離回収器,凝縮器,エコノマイ
ザ,第一膨張弁、および蒸発器を含む冷媒の循環閉流路
と、上記エコノマイザの入口側にて、上記循環閉流路か
ら分岐し、第二膨張弁を経て、上記エコノマイザ内の冷
媒と熱交換可能にこのエコノマイザ内を通過し、最終的
には、複数の上記圧縮機間の中間流路に合流するエコノ
マイザ用流路と、上記油分離回収器の下部の油溜まり部
から少なくとも油クーラを経て、上記圧縮機のロータ
室,軸受,軸封部に通じる油供給流路とを備えた冷凍装
置において、上記第二膨張弁を経て、上記エコノマイザ
を出たエコノマイザ用流路を上記油クーラ内の油と熱交
換可能に、この油クーラ内を通過させ、上記中間流路に
合流させるとともに、このエコノマイザ用流路の内の上
記油クーラを出た部分に少なくとも温度を検出して、こ
の検出温度に基づき上記第二膨張弁の開度を調節し、上
記温度の検出部での過熱度を一定に保つ調節器を設けて
形成した。
【0010】
【作用】上記発明のように構成することにより、エコノ
マイザ用流路におけるエコノマイザの出口部で冷媒を過
熱状態にする必要はなくなり、かつ中間流路には過熱状
態の冷媒を送り込めるようになる。
【0011】
【実施例】次に、本発明の一実施例を図面にしたがって
説明する。図1は、本発明に係る冷凍装置を示し、図4
に示す冷凍装置と共通する部分については、互いに同一
番号を付して説明を省略する。本実施例では、低圧段側
回転圧縮機1、例えばスクリュ圧縮機、および高圧段側
回転圧縮機2、例えばスクリュ圧縮機を備えるととも
に、冷却媒体として冷却水に代えてエコノマイザ用流路
10を通した油クーラ12aを設けた油供給流路13a
を備えている。即ち、エコノマイザ用流路10内の冷媒
は、エコノマイザ5にて循環閉流路8内の冷媒を冷却し
た後、油クーラ12aで油供給流路13a内の油を冷却
し、過熱状態のガスとなって中間流路8aに至るように
なっている。
【0012】また、エコノマイザ用流路10における油
クーラ12aの出口側部分には、温度検出可能に調節器
21が設けてあり、この検出温度に基づき、この検出部
における冷媒の過熱度が一定になるように第二膨張弁9
の開度を調節するように形成してある。図2は、図1に
対して、図4に対する図6と同様の関係を有する図、ア
ルファベット,一例として記載の温度の意味も図6場合
と同様である。図2において、破線で示す縦線は図6に
おける線分g−hを示し、本実施例では、図2中Bで示
す分、即ちこの例では5℃分だけ能力が向上することを
表している。
【0013】図3は、図1に対して、図4に対する図7
と同様の関係を有する図である。図示するように、本実
施例の場合、冷媒は、エコノマイザ5の入口部では、図
7に示す状態と同様であるが、エコノマイザ5の出口部
では、まだ、気液共存状態にあり、エコノマイザ5の能
力は十分に発揮されている。この冷媒は、さらに気液混
合状態で油クーラ12aに至り、その蒸発潜熱で油を冷
却した後、過熱状態、例えば5℃の過熱状態になって、
油クーラ12aを出て、中間流路8aに至るようになっ
ている。したがって、高圧段圧縮機2への液バックの心
配もない。
【0014】さらに、斯る構成により、第二膨張弁9を
設けたエコノマイザ用流路10を1本設けるだけでエコ
ノマイザ5,油クーラ12の両者で冷却媒体とし自前の
冷媒を利用できるようになり、構造が単純になる。な
お、本発明における回転形圧縮機は、スクリュ圧縮機に
限定するものではない。また、圧縮機の段数も2段に限
定するものではない。この場合、エコノマイザ5は複数
段に設けてもよく、各中間流路のすべてにエコノマイザ
5からの冷媒を戻してもよく、一部の中間流路のみにエ
コノマイザ5からの冷媒を戻してもよい。さらに、本発
明における凝縮器4は、受液器と一体型であるか、分離
型であるかは問はない。
【0015】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
によれば、複数段に配置した油冷式回転形圧縮機の他
に、少なくとも油分離回収器,凝縮器,エコノマイザ,
第一膨張弁、および蒸発器を含む冷媒の循環閉流路と、
上記エコノマイザの入口側にて、上記循環閉流路から分
岐し、第二膨張弁を経て、上記エコノマイザ内の冷媒と
熱交換可能にこのエコノマイザ内を通過し、最終的に
は、複数の上記圧縮機間の中間流路に合流するエコノマ
イザ用流路と、上記油分離回収器の下部の油溜まり部か
ら少なくとも油クーラを経て、上記圧縮機のロータ室,
軸受,軸封部に通じる油供給流路とを備えた冷凍装置に
おいて、上記第二膨張弁を経て、上記エコノマイザを出
たエコノマイザ用流路を上記油クーラ内の油と熱交換可
能に、この油クーラ内を通過させ、上記中間流路に合流
させるとともに、このエコノマイザ用流路の内の上記油
クーラを出た部分に少なくとも温度を検出して、この検
出温度に基づき上記第二膨張弁の開度を調節し、上記温
度の検出部での過熱度を一定に保つ調節器を設けて形成
してある。
【0016】このため、エコノマイザ用流路におけるエ
コノマイザの出口部で冷媒を過熱状態にする必要はなく
なり、エコノマイザの能力低下を生じることはなく、か
つ中間流路には過熱状態の冷媒を送り込めるようにな
る。高圧段圧縮機への液バックも防止できる。さらに、
上記構成により、第二膨張弁を設けたエコノマイザ用流
路を1本設けるだけでエコノマイザ,油クーラの両者で
冷却媒体とし自前の冷媒を利用できるようになり、かつ
構造が単純になる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る冷凍装置の全体構成を示す図で
ある。
【図2】 図1に示す装置の幾つかの位置における冷媒
の状態を示すp−i線図である。
【図3】 図1に示す装置におけるエコノマイザの部分
での冷媒の変化の状態を模式的に示す図である。
【図4】 従来の冷凍装置の全体構成を示す図である。
【図5】 従来の別の冷凍装置の全体構成を示す図であ
る。
【図6】 図4に示す装置の幾つかの位置における冷媒
の状態を示すp−i線図である。
【図7】 図4に示す装置におけるエコノマイザの部分
での冷媒の変化の状態を模式的に示す図である。
【符号の説明】
1 低圧段側回転形圧縮機 2 高圧段側
回転形圧縮機 3 油分離回収器 4 凝縮器 5 エコノマイザ 6 第一膨張
弁 7 蒸発器 8 循環閉流
路 9 第二膨張弁 10 エコノ
マイザ用流路 11 油溜まり部 12a 油ク
ーラ 13a 油供給流路 21 調節器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数段に配置した油冷式回転形圧縮機の
    他に、少なくとも油分離回収器,凝縮器,エコノマイ
    ザ,第一膨張弁、および蒸発器を含む冷媒の循環閉流路
    と、上記エコノマイザの入口側にて、上記循環閉流路か
    ら分岐し、第二膨張弁を経て、上記エコノマイザ内の冷
    媒と熱交換可能にこのエコノマイザ内を通過し、最終的
    には、複数の上記圧縮機間の中間流路に合流するエコノ
    マイザ用流路と、上記油分離回収器の下部の油溜まり部
    から少なくとも油クーラを経て、上記圧縮機のロータ
    室,軸受,軸封部に通じる油供給流路とを備えた冷凍装
    置において、上記第二膨張弁を経て、上記エコノマイザ
    を出たエコノマイザ用流路を上記油クーラ内の油と熱交
    換可能に、この油クーラ内を通過させ、上記中間流路に
    合流させるとともに、このエコノマイザ用流路の内の上
    記油クーラを出た部分に少なくとも温度を検出して、こ
    の検出温度に基づき上記第二膨張弁の開度を調節し、上
    記温度の検出部での過熱度を一定に保つ調節器を設けて
    形成したことを特徴とする冷凍装置。
JP33317693A 1993-12-27 1993-12-27 冷凍装置 Pending JPH07190520A (ja)

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