JPS60111094A - Centrifugal type vapor compressor - Google Patents
Centrifugal type vapor compressorInfo
- Publication number
- JPS60111094A JPS60111094A JP22036083A JP22036083A JPS60111094A JP S60111094 A JPS60111094 A JP S60111094A JP 22036083 A JP22036083 A JP 22036083A JP 22036083 A JP22036083 A JP 22036083A JP S60111094 A JPS60111094 A JP S60111094A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refrigerant liquid
- refrigerant
- coolant
- compression
- impeller
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業士の利用分野〉
この発明は、冷凍サイクルやヒートポンプサイクルに用
いれは好適な遠心式蒸気圧縮機に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Field of use by industrialists> The present invention relates to a centrifugal vapor compressor suitable for use in refrigeration cycles and heat pump cycles.
〈従来技術〉
多段の遠心式蒸気圧析i磯にi3いては、冷媒の引圧か
急速であるため、その圧縮は断熱的に行なわれるか、冷
媒が一つの段から次の段に移る途中において冷媒蒸気を
冷却し、できるだけ等温圧縮に近つけて、圧縮仕事を軽
i1..!2させ、ヒートポンプ等の成績係数を向トさ
せることか一般に行なわれている。<Prior art> In the multi-stage centrifugal vapor compression analysis system, the suction pressure of the refrigerant is rapid, so the compression is performed adiabatically or during the refrigerant transfer from one stage to the next. The refrigerant vapor is cooled at , and the compression work is reduced by making it as close to isothermal compression as possible. .. ! 2, which is commonly used to improve the coefficient of performance of heat pumps, etc.
従来、この種の遠心式蒸気圧縮(幾として、羽根車下流
のディフューザや渡り通路にン゛ヤケン)・を設け′乙
冷媒蒸気を間接的に冷却することによ;)、次段の羽根
車の王縮仕」fを軽減するようにしたものかある。しカ
ルながら、このような遠心式蒸気圧縮機は、大きな熱交
換面積を要するシャケ7)による間接冷却で・あるのに
も拘らず、それが設置されるスペース−1−の制約のた
め、火トな熱交換面積をとることかできず、冷却効果が
不1−分であり、その上、構造か複髄であるという欠点
を有する。Conventionally, this type of centrifugal vapor compression (for example, a diffuser downstream of the impeller or a damper in the crossover passage) was used to cool the refrigerant vapor indirectly; Is there something that has been designed to reduce the effect of 'F'? However, although such centrifugal vapor compressors are indirectly cooled by a cage 7) which requires a large heat exchange area, due to the space constraints in which they are installed, they are not susceptible to fire. It has the drawbacks of being unable to provide a large heat exchange area, having insufficient cooling effect, and having a complex structure.
また、両羽根中間に、ケーシングとは別個に火きな熱交
換面積を有する中間冷ノ:11器を設けることにより、
冷媒蒸気を間接的にではあるが、1−分に冷却するよう
にした遠心式蒸気圧縮(戊がある。しかしながら、この
ような遠心式蒸気圧縮機で゛は、中間冷却器の存在のた
め、大きな通路抵抗か生し、また構造が複矧で、フス)
アップになるという欠点がある。In addition, by providing an intermediate cooling unit between both blades, which has a large heat exchange area separate from the casing,
There is a centrifugal vapor compressor that indirectly cools the refrigerant vapor within 1 minute.However, due to the presence of an intercooler, (This creates a large passage resistance, and the structure is complex, making it difficult to use)
It has the disadvantage of being up.
そこで、近時、これらの欠点を解消する遠心式蒸気圧縮
機として、前段の羽根車下流のディフューザ内に冷媒液
を噴射して1.その冷媒液をディフューザ、渡り通路お
よび戻り通路においで完全に蒸発させるようにすること
により、簡単な構造でもって、冷媒蒸気を冷媒液の蒸発
潜熱によって直接的に効率よく冷却して、次段の羽根車
の圧縮仕事を軽減すると共に、羽根車に冷媒液が激突し
なし)ようにして、羽根車の二ローション(壊食)を防
止するようにしたものが提案されている(特開昭58−
13540 (1号公報)。Therefore, recently, as a centrifugal vapor compressor that eliminates these drawbacks, refrigerant liquid is injected into the diffuser downstream of the impeller at the front stage. By completely evaporating the refrigerant liquid in the diffuser, transfer passage, and return passage, the refrigerant vapor can be directly and efficiently cooled by the latent heat of evaporation of the refrigerant liquid with a simple structure. A method has been proposed that reduces the compression work of the impeller and prevents the refrigerant liquid from colliding with the impeller, thereby preventing corrosion of the impeller. −
13540 (Publication No. 1).
しかしなが呟」二記遠心式蒸気圧縮磯は、羽根車と冷媒
液との激突によるエロージョンを防止すべく、羽根中の
翼間の冷媒流路から出て来た冷媒蒸気に対して、ディフ
ューザの側壁(静11−壁〉から冷媒液を噴射して、羽
根車の入1”Iあるいは羽根jpの冷媒流路内には冷媒
液を噴射しないため、前段の羽根車の圧縮仕事を軽減す
ることができず、圧縮仕事の軽:威が後段の羽根車に対
してのみとなり、不充分であるという欠点かある。However, in order to prevent erosion due to collision between the impeller and the refrigerant liquid, the centrifugal vapor compression system uses a diffuser to prevent the refrigerant vapor coming out from the refrigerant flow path between the blades. Since the refrigerant liquid is injected from the side wall (static 11-wall) of the impeller and is not injected into the refrigerant flow path of the impeller's input 1"I or the blade jp, the compression work of the preceding impeller is reduced. However, the disadvantage is that the compression work is only for the latter stage impeller, which is insufficient.
〈発明の「1的〉
そこで、この発明の(」的は:簡単な構造でもって、冷
媒蒸気の圧縮行程の初期から全体にわたり、直接冷却に
より圧縮顕然の発生を抑えることかで外、したがって圧
縮仕北を最小限度まで軽減で゛さて、成績係数を向」−
で外、しかも、羽根車のエロージョンを防止できる遠心
式蒸気圧縮(幾を提供することにある。<Objective 1 of the Invention> Therefore, the object of this invention is to suppress the occurrence of compression by direct cooling from the beginning to the entire compression stroke of refrigerant vapor with a simple structure; Reduce compression to the minimum and improve coefficient of performance.
In addition, the objective is to provide a centrifugal vapor compression system that can prevent impeller erosion.
〈発明の構成および作用〉
」−記目的を達成するため、この発明の遠心式蒸気圧縮
機の構成は、羽根車に、その翼間の冷媒流路内へ冷媒液
を噴出する冷媒液噴出]二1を設けると共に、上記羽根
車を回転させる回転軸に、」−配電媒液噴出1]に冷媒
液を導く冷媒液0(給油路を設けた点に特徴を有する。<Structure and operation of the invention> In order to achieve the object described above, the configuration of the centrifugal vapor compressor of the present invention is such that the impeller has a refrigerant liquid ejection system that ejects refrigerant liquid into the refrigerant flow path between the blades of the impeller. 21 is provided, and a refrigerant liquid 0 (oil supply path) for guiding the refrigerant liquid to the power distribution medium liquid jet 1 is provided on the rotating shaft for rotating the impeller.
そして、この発明の遠心式蒸気圧縮機の作用は、」1記
回転軸の冷媒液供給通路を通って、上記羽根車の冷媒液
噴出口から、冷媒液が、翼間の冷媒流路内へ上記羽根車
の角速度に略等しい角速度で、噴出され、したかって、
羽根車と冷媒液との間の相対速度が殆んどなくなり、羽
根車に冷媒液が激突する、二とがなくなり、羽根車のエ
ロージョンか防止され、かつ、上記冷媒流路内の冷媒液
の蒸発潜熱によって、その冷媒流路における冷媒蒸気の
圧1縮顕熱がその羽根車の圧縮行程中に吸収され、圧縮
行程初期から金庫にわたって圧縮仕事か軽減される点に
特徴を有する。The action of the centrifugal vapor compressor of the present invention is as follows: 1) The refrigerant liquid passes through the refrigerant liquid supply passage of the rotary shaft and flows from the refrigerant liquid jet port of the impeller into the refrigerant flow path between the blades. It is ejected at an angular velocity approximately equal to the angular velocity of the impeller, and therefore,
The relative velocity between the impeller and the refrigerant liquid is almost eliminated, and the refrigerant liquid collides with the impeller. This prevents erosion of the impeller, and prevents the refrigerant liquid in the refrigerant flow path from colliding with the impeller. Due to the latent heat of vaporization, the sensible heat of pressure 1 compression of the refrigerant vapor in the refrigerant flow path is absorbed during the compression stroke of the impeller, and the compression work is reduced throughout the safe from the beginning of the compression stroke.
〈実施例〉
以1・、この発明を図示の実施例により詳細に説明する
。<Example> Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to the illustrated example.
第1図は5fy、遠心式蒸気圧縮機を示し、1はケーシ
ング、2はケーシング1に軸受箱31415と軸受6.
’?、8を介して回動自在に支持された回転軸、]1,
12.]3.3’L、15は回転軸2に固定さjtた各
段の羽根車、17は蒸気吸込に1.18は蒸気吐出口、
2L 2]、2]、2]、2]は各段のディフューザ、
22,22,22,22゜22は各段の渡り通路、25
.25は軸1−1液を兼ねる冷媒液としCの水を供給す
るための冷媒液供給口である。Fig. 1 shows a 5fy centrifugal vapor compressor, in which 1 is a casing, 2 is a casing 1, a bearing box 31415 and a bearing 6.
'? , 8, a rotary shaft rotatably supported through ]1,
12. ]3.3'L, 15 is an impeller of each stage fixed to the rotating shaft 2, 17 is a steam suction port, 1.18 is a steam discharge port,
2L 2], 2], 2], 2] are diffusers at each stage,
22, 22, 22, 22゜22 is the crossing passage of each stage, 25
.. 25 is a refrigerant liquid supply port for supplying water C as a refrigerant liquid which also serves as the shaft 1-1 liquid.
−に記名羽根車IL 12,13,14.isには、後
に前述するが、それらの翼36.36.36゜・・・間
の冷媒;ズこ路37+ 3’?+ 37.・・・内へ冷
ハ、液たとえば水を噴出する冷媒液噴出1]38,38
゜38、・・・を設ける。これらの冷媒液噴出D38゜
38.38.・・・と冷媒液供給口25.25とは、回
転柚2に形成した冷媒液供給通路41.l12によって
連通させる。- Impeller IL 12, 13, 14. As will be described later, there is a refrigerant between the blades 36, 36, 36°... 37+3'? +37. ...Refrigerant liquid jet 1 which spouts cooling liquid, for example water, into the interior] 38, 38
゜38,... will be provided. These refrigerant liquid jets D38°38.38. ... and the refrigerant liquid supply port 25.25 are the refrigerant liquid supply passage 41. It communicates through l12.
L配電媒液噴出口3 L 3 L J jl)H・・・
および冷媒液供給通路41.l12の構成は、詳細には
、第2図に示[ようになっている。すなわち、1−記羽
根沖15のハブ45の)1フ面に冷媒液噴出IJ :(
8a 。L distribution medium liquid spout 3 L 3 L J jl) H...
and refrigerant liquid supply passage 41. The detailed configuration of l12 is as shown in FIG. In other words, the refrigerant liquid is ejected IJ on the 1st surface of the hub 45 of the hub 45 of the
8a.
38a 、”・を設け、上記羽根i1L 15の翼36
.:Hi。38a, ``・ is provided, and the blade 36 of the blade i1L 15 is provided.
.. :Hi.
・・ の翼面に冷IIL液噴出1−13811 、38
1) 、・・ ;J F)C+ +3旧ユ、・・・を設
けて5、−の冷媒液噴出1−1:(8a 、 38b
、 38c 、−から翼36,3(5゜36、・−・間
の冷媒流路3’L 37.37.・・・内・\冷媒液を
噴出しイ1するようにしている。1−配電媒液噴出IJ
38a 、 3)ib 、38c 、−は、/% 7’
4.5の内周溝4Gに連通しており、この内周溝・1
6に、冷媒液供給通路42の一端が断面1゛字形状に分
岐して連通している。一方、」1記冷媒液供給通路42
の他端は、回転軸2に設けられたシーリング・17の外
周面に断面′I゛字形成形状岐して開口し、軸月室4;
(に連通している。上記シーリング47の半径1)1
は、最も外側に存する冷媒液噴出L] 38 aと同1
g軸2の中心との距離、つまり冷媒液噴出[」38aの
回転半径F)、よりも小さく設定しで、L記半径1)、
、 D。のメロに基づく遠心力の差によるポンプ作用
により、別設の圧送手段を設けなくても、冷媒液(水)
か冷媒液供給通路42を通って自動的に冷媒液噴出I■
138a 、38a・・・がら噴出されるようにしてい
る。なお、この実施例では、全冷媒液噴出に138a
、 381) 、38cの回転半径を1−記士一径D1
よりも火とくしている1、また」二記シールリング47
の両端面はメカニカルシール51゜51でシールする。Cold IIL liquid sprayed on the wing surface of... 1-13811, 38
1) ,... ;JF) C+
, 38c, - The refrigerant flow path 3'L between the blades 36, 3 (5° 36, 37.37...) is designed to eject the refrigerant liquid. 1- Distribution medium liquid jet IJ
38a, 3) ib, 38c, - is /% 7'
It communicates with the inner circumferential groove 4G of 4.5, and this inner circumferential groove 1
6, one end of the refrigerant liquid supply passage 42 branches into a 1'-shaped cross section and communicates with the other end. On the other hand, "1 refrigerant liquid supply passage 42
The other end is opened to the outer circumferential surface of a sealing 17 provided on the rotating shaft 2 with a cross-sectional shape of 'I', and the shaft moon chamber 4;
(Communicates with.Radius 1 of the above-mentioned sealing 47) 1
is the outermost refrigerant liquid jet L] Same as 38 a 1
The distance from the center of the g-axis 2, that is, the rotation radius of the refrigerant liquid jet [38a F), is set smaller, and the radius L is set to 1),
,D. The refrigerant liquid (water)
The refrigerant liquid is automatically ejected through the refrigerant liquid supply passage 42.
138a, 38a... are spouted out. In addition, in this embodiment, 138a is used for all refrigerant liquid jetting.
, 381) , the radius of rotation of 38c is 1 - diameter D1
1 and 2 Seal Rings 47
Both end faces of are sealed with mechanical seals 51°51.
」二記軸月室48は冷媒液供給+125に連通している
。なお、他の羽根車33゜12.13.14も」−記羽
根屯]5と同様の構成をしている。The second axis chamber 48 communicates with the refrigerant liquid supply +125. Note that the other impellers 33°12, 13, and 14 also have the same configuration as ``-Kihanetun''5.
上記構成の遠心式蒸気圧縮(幾において、第1図に示す
蒸気吸込[117から吸込まれた水蒸気は羽オ岨旧1.
3.2.13. ] 4. ]5によって51没で圧縮
され、蒸気吐出し118より吐出される。In the centrifugal vapor compression system with the above configuration, the water vapor sucked from the steam suction [117] shown in FIG.
3.2.13. ] 4. ] 5 to 51 and is discharged from the steam discharge 118.
上記圧縮過程において、各羽根J1川1,12゜1 、
E、J 4.I Sの翼:’、G、:’+ 6.36.
中間の冷媒流路3°7 HJ 71 t’l 71 ・
・内・\冷媒液供給通路、11..゛12を通って来た
水が冷媒液噴出1−13E+ 。In the above compression process, each blade J1 river 1,12°1,
E, J 4. IS wing:', G,:'+ 6.36.
Middle refrigerant flow path 3°7 HJ 71 t'l 71 ・
・Inner/refrigerant liquid supply passage, 11. .. The water that passed through ``12'' spouted out the refrigerant liquid 1-13E+.
38 H38から噴水され、この水の蒸発潜熱によって
、冷媒流路37,37,37.・・・における水蒸気の
圧縮顕熱か羽根車11,12,13,1.1゜15のI
T蒲ii行程中に吸収され、圧縮行程の初期から全体に
わたって、圧縮仕事が軽減される。また、冷媒液噴出1
コ3’、t、3s、・・・がら噴出された水は、羽根車
11.12,13.]ノ1,15の角速度に対応した角
速度で゛冷媒流路37+ 37+ 37+・・・内へ噴
出されろため、羽根車] 1,12.13゜14、.1
5に刻する相対速度が殆んどなく、したがって羽根車1
1.]2.]3. 14.isに激突することがなくな
り、羽根車11,12,13゜14、.35のエロージ
ョンが防止される。38 H38, and the latent heat of vaporization of this water causes the refrigerant channels 37, 37, 37 . The sensible heat of compression of water vapor in...
It is absorbed during the T-stroke, and the compression work is reduced from the beginning to the entire compression stroke. In addition, refrigerant liquid jet 1
The water ejected from the impellers 11, 12, 13. 1, 12. 13° 14, . 1
5, there is almost no relative velocity, so impeller 1
1. ]2. ]3. 14. The impellers 11, 12, 13°14, . 35 erosions are prevented.
上記動作を第2図に示す5段目の羽根車15について、
より具体的に説[すける。他の羽根車]1゜12.13
,14.15についても同様である。Regarding the fifth stage impeller 15 whose operation is shown in FIG.
Explain more specifically. Other impeller] 1゜12.13
, 14.15.
第2図において、冷媒液供給口25がら釉月室48に供
給された水は、メカニカルシール51゜51とシールリ
ング47との間のシール作用を行ない、軸封液としても
機能する。さらに、」二記水は、回転軸2の冷媒液供給
通路42を通って、羽根車15の複数の冷媒液噴出口3
8a、38a。In FIG. 2, the water supplied to the glazing chamber 48 through the refrigerant supply port 25 acts as a seal between the mechanical seal 51 and the seal ring 47, and also functions as a shaft sealing liquid. Further, the water passes through the refrigerant liquid supply passage 42 of the rotary shaft 2 and the plurality of refrigerant liquid jet ports 3 of the impeller 15.
8a, 38a.
−=: 38b 、381〕、−; 38c 、38c
、−か呟羽根屯15の角速度と同じ角速度を持って、
翼36,36,36.・・・間の冷媒流路37,3?。-=: 38b, 381], -; 38c, 38c
, - has the same angular velocity as the angular velocity of Kazuhanetun 15,
Wings 36, 36, 36. ...Refrigerant flow path 37, 3 between? .
37、・・・内へ噴出される。そして、圧縮により温度
」1昇した水蒸気は」二記水の蒸発潜熱によって、冷媒
流路3’?+37+・;)■、・・・およびディフュー
ザ2L 21,21において冷却され、その結果、圧縮
仕事か軽減され、がっ、水蒸気の最高吐出し温度が低下
させられる。このように、水蒸気の最高吐出し温度が低
下させられるため、圧縮機に安価な材料を用いることが
でき、また、熱膨張が小さくなり、ラビリンスシールの
隙間やシュラウド隙間を小さくして、水蒸気の内部漏洩
を少なくでき、圧縮機の効率を、前述の圧縮仕事の軽減
と相まって、さらに向上でとる。また、上記冷媒液噴出
lフ38a + 38b + 38c、がら噴出された
水は、羽根車15と略同−の角速度を持っているため、
羽根車15の翼3Gに激突することがなく、そのエロー
ジョンが防止される。また、羽根車15の翼36.36
.・・・間の冷媒流路37.3 ’7 H・・・内に冷
媒液噴出D38a 、38+] 、 38cがら水を噴
11けるため、上記冷媒流路37,37.・・・内で伺
加質量が加わることになり、水蒸気の出口本積1U)t
が増大することになる。したがって、羽根車15の一定
断面槓の入口流路に対して、出し1流路かf:iS2図
中実線で示すようになり、従来のもの(fiS2し1中
1点鎖線Nで示す。)よりも大きくすることかでき、し
たがって、強度および機械工作」二の制限を緩和でき、
遠心圧縮機の適用範囲を小流量のものに対して拡大でと
る。換言すれば、遠心圧縮(幾の比較回転度にもとづく
、流量下限を下方に拡大できる。また、上記冷媒液噴出
口38a、381)。37. It is squirted inward. Then, the water vapor whose temperature has increased by 1 due to compression is transferred to the refrigerant flow path 3' due to the latent heat of vaporization of water. +37+.;)■,... and is cooled in the diffuser 2L 21, 21, and as a result, the compression work is reduced, and the maximum discharge temperature of the steam is lowered. In this way, the maximum discharge temperature of water vapor is lowered, allowing the use of cheaper materials for the compressor, and the thermal expansion is reduced, making the labyrinth seal gap and shroud gap smaller, allowing the steam to flow more efficiently. Internal leakage can be reduced, and the efficiency of the compressor can be further improved by reducing the compression work mentioned above. Furthermore, since the water jetted out from the refrigerant jets 38a + 38b + 38c has approximately the same angular velocity as the impeller 15,
There is no collision with the blades 3G of the impeller 15, and erosion thereof is prevented. Also, the blades 36.36 of the impeller 15
.. In order to spray water from the refrigerant liquid jets D38a, 38+], 38c into the refrigerant flow paths 37.3'7H between the refrigerant flow paths 37, 37. ...Additional mass will be added within..., and the main volume of water vapor at the outlet will be 1U)t.
will increase. Therefore, with respect to the inlet flow path of the impeller 15 with a constant cross-section, the outlet 1 flow path becomes as shown by the solid line in Fig. can be made larger than the original size, thus relaxing the two limitations of strength and machining.
The scope of application of centrifugal compressors will be expanded to those with small flow rates. In other words, centrifugal compression (the lower limit of the flow rate can be expanded downward based on the comparative rotation speed. Also, the refrigerant liquid jet ports 38a, 381).
38cの回転半径は全て、シールリング47の半径D1
より大きいため、遠心力の差によるポンプ作用で、別設
の圧送手段を設けなくても、水はスムーズに全冷媒液噴
出D38a 、38b 、38cから噴出される。尤も
、最外側の冷媒液噴出口38aの回転半径D2がシール
リング47の半径D1よりも大きければ、水の噴出は全
ての冷媒液噴出口から可能である。また、この実施例で
は、冷媒液としての水が軸封液を兼ねるので、構造か簡
単である。The rotation radius of 38c is all the radius D1 of the seal ring 47.
Since the refrigerant liquid is larger, water is smoothly ejected from all refrigerant liquid ejections D38a, 38b, and 38c due to the pump action due to the difference in centrifugal force, without providing a separate pressure feeding means. However, if the rotation radius D2 of the outermost refrigerant liquid jet port 38a is larger than the radius D1 of the seal ring 47, water can be ejected from all the refrigerant liquid jet ports. Furthermore, in this embodiment, the water as the refrigerant liquid also serves as the shaft sealing liquid, so the structure is simple.
次に、この発明の遠心式蒸気圧縮(幾をヒートポンプに
用いた場合の特性を、従来の遠心式蒸気圧縮機の特性と
対比させて、第3図の温度−エントロピー線図に示す。Next, the characteristics when the centrifugal vapor compressor of the present invention is used in a heat pump are shown in the temperature-entropy diagram of FIG. 3 in comparison with the characteristics of a conventional centrifugal vapor compressor.
第3図において、CRは臨界点、CT 1.を凝縮温度
、ETは蒸発温度、曲線CR−E−E2−E、−Gは
飽和液線1曲線CIで−D−D、、−D、−Aは飽和蒸
気線であって、」二記飽和蒸気線の蒸発温度発明の遠心
式蒸気圧縮機に用いる冷媒は飽和蒸気線が第3図中右下
りとなるような冷媒、たとえば水、フロンR−11.フ
ロンI犬−12,70ンIマー13.フロンR−22、
二酸化炭素等のように圧縮すると湿り度が減少するもの
で′なければなら>!iH’) )lが増加するフロン
R−113等の冷媒はこの発明の遠心式蒸気圧縮(幾に
用いることかできないものである。In FIG. 3, CR is the critical point, CT 1. is the condensation temperature, ET is the evaporation temperature, and the curves CR-E-E2-E, -G are
In the saturated liquid line 1 curve CI, -D-D, -D, -A are saturated vapor lines, and the evaporation temperature of the 2 saturated vapor lines is the saturated vapor line of the refrigerant used in the centrifugal vapor compressor of the invention. Refrigerants such as water, Freon R-11. Freon I Dog - 12,70 Freon I Dog 13. Freon R-22,
It must be something like carbon dioxide whose wetness decreases when compressed! A refrigerant such as Freon R-113, which increases iH'))l, can be used in the centrifugal vapor compression method of the present invention.
また、曲線1”lΣ−1)−133−B、曲線E2−1
)2−B2および曲線E、 −D、−1’3.は夫々、
等圧線であり、曲線CI< −C1曲線C1で−03゜
曲線C11−C2,曲線CR−C,は夫々、等13,2
キ度線である。In addition, curve 1"lΣ-1)-133-B, curve E2-1
)2-B2 and curve E, -D, -1'3. are respectively,
They are isobars, and the curve CI < -C1 is -03° at curve C1. Curve C11-C2 and curve CR-C are equal to 13 and 2, respectively.
It is a strength line.
そして、第3図中ので示すサイクル線図A −B−D
−M −G −Aは、従来の冷却を行なわない断熱一段
遠心圧縮磯を用いたヒートポンプのサイクルを示すもの
であり、冷媒は状態Gから状態へに変化する間に低温源
から熱量QETを汲み取り、状態Δから状態Bに移る間
に断熱圧縮され、状態Bから状態1〕を経て状態Mに移
る間に熱量(QEI・十B)を高温源に放出する。ここ
で、熱量Bは、サイクルA −B −D −M −Gの
仕事量、つまりこのサイクル線図に囲まれた面積に相当
するものである。したがって、このヒートポンプの成績
係数COI’は、
QEI
COI”= −+]
と定義される。And the cycle diagram A-B-D shown in Fig. 3
-M -G -A shows the cycle of a heat pump using an adiabatic single-stage centrifugal compression chamber without conventional cooling, in which the refrigerant extracts the amount of heat QET from the low temperature source while changing from state G to state G. , is adiabatically compressed while moving from state Δ to state B, and releases heat (QEI×10B) to the high temperature source while moving from state B to state M via state 1]. Here, the amount of heat B corresponds to the amount of work in the cycle A-B-D-M-G, that is, the area surrounded by this cycle diagram. Therefore, the coefficient of performance COI' of this heat pump is defined as QEI COI"=-+].
一ツバ第3図中@で示すサイクル線図A−81−D、−
82−B2−133−D−M−G−Aは、羽根車下流の
ディフューザに冷媒液を噴射する従来の3段遠心式蒸気
圧縮機を用いたものである。Cycle diagram A-81-D, - indicated by @ in Figure 3
82-B2-133-D-M-G-A uses a conventional three-stage centrifugal vapor compressor that injects refrigerant liquid into a diffuser downstream of the impeller.
低温源から汲み取る熱ffi、QFTは第3図から分か
るように、直達のサイクル■と同しである。この場合、
冷媒は状態AがらB1に移るlfl lこ圧縮され、状
態[31がらI−) に移る開に冷Jiltされ、以下
同様に、状態l)1 がらB2に移る間に圧析jされ、
状態F3゜から1)2に移る間に冷却され、状態l)2
がらト33に移る開に圧縮される。このサイクル@の場
合は、第3図より、サイクル■よりも圧縮仕事量か減少
することか分がり、また、成績係数COpがサイクル■
よりもよくなることが分かる。As can be seen from Fig. 3, the heat ffi and QFT drawn from the low temperature source are the same as in the direct cycle (2). in this case,
The refrigerant is compressed as it moves from state A to B1, cooled as it moves from state [31 to I-), and similarly compressed as it moves from state I) to B2;
During the transition from state F3° to 1)2, it is cooled and the state l)2
The material is compressed as it moves to the frame 33. In the case of this cycle @, it can be seen from Figure 3 that the compression work is smaller than that of cycle ■, and the coefficient of performance COp is lower than that of cycle ■.
I know it will be better than that.
また、■で゛示すサイクル線図1〜−C,−D、−C7
l)r、 −C:、1.) IVI−GAは、この発明
の3段圧断iで直接冷却を行なう遠心式蒸気圧縮機を用
いたもので、状態Aの冷媒は冷媒液の噴射により、湿り
度がXlの状態C1相当となり、状態C1から1)1
に移る間に圧紹iされて、温度」1昇しつつ湿り度が城
少し飽和状態になり、以下同じことを8段で繰り返す。In addition, cycle diagrams 1 to -C, -D, -C7 shown in ■
l) r, -C:,1. ) IVI-GA uses the centrifugal vapor compressor of this invention that performs direct cooling with three-stage pressure cut-off, and the refrigerant in state A becomes equivalent to state C1 with humidity Xl by injection of refrigerant liquid. , state C1 to 1) 1
While moving to the next stage, the pressure is increased, the temperature rises by 1, and the humidity reaches a slightly saturated state, and the same process is repeated in 8 steps.
このザイクノリの場合は、第3図から分かるように、サ
イクル■の場合よりも圧縮仕事量が減少し、Ik、績係
数C(月〕が向上する。As can be seen from FIG. 3, in the case of this zaikunori, the amount of compression work is reduced compared to the case of cycle (2), and Ik and performance coefficient C (month) are improved.
また、■に示すサイクル線図A −C−D −M −G
Aは、この発明の一段圧縮で直接冷却をする遠心式蒸
気圧縮(幾を用いた場合を示し、状態への冷媒は液の噴
射により、湿り度がXtf)状態C相当となり、状態C
からDに移る間に圧縮されて温度」ニガしつつ湿り度か
減少して、状態りで飽和する。In addition, the cycle diagram shown in ■A-C-D-M-G
A shows a case where a centrifugal vapor compression system is used for direct cooling with one-stage compression of the present invention.
During the transition from to D, it is compressed, the temperature decreases, the humidity decreases, and it becomes saturated at the same temperature.
このサイクル線図は、第3図より明らかなように、サイ
クツ0よりも仕事量が減少し、成績係数C0F)か向」
−する。As is clear from Figure 3, this cycle diagram shows that the amount of work is reduced compared to cycle 0, and the coefficient of performance C0F) is increasing.
- to do.
」1記■、■;■、■の各遠心式蒸気圧縮機の最高吐出
し温度は、第3図において、点B、B3および1)で示
される。また第4図からも、この発明の遠心式蒸気圧縮
機を用いたサイクツ(■、■が、従来の遠心式蒸気圧縮
(穴を用いたサイクルの、■よりも最高吐出し温度か低
くなることが分かる。The maximum discharge temperatures of each of the centrifugal vapor compressors described in Items 1) (■, ■; ■, ■) are shown at points B, B3 and 1) in FIG. Also, from Fig. 4, it can be seen that the cycles using the centrifugal vapor compressor of this invention (■, I understand.
また、第5図から、この発明の遠心式蒸気圧縮(戊を用
いたヒートポンプのサイ2)@、■は、従来のビー1ポ
ンプサイクル■を基準とすると、従来のヒートポンプサ
イクノテのよりもはるかに高い成績係数の増加率を示す
ことが分かる。In addition, from Fig. 5, the centrifugal vapor compression (Size 2 of the heat pump using the 戊) of this invention @, ■ is much more than that of the conventional heat pump cycle when the conventional B 1 pump cycle ■ is used as a standard. It can be seen that there is a high rate of increase in the coefficient of performance.
第6図はこの発明の池の実施例を示すもので、この遠心
式蒸気圧縮機は、冷媒液供給通路・12の細端42aが
回転軸2の軸心に開11]−L、この細端42aから冷
媒液を冷媒液供給通路42内に導くことによって、冷媒
液噴出ID38a 、 3811 、38cの回転半径
に比例する遠心力を最大限に利用して、冷媒液に対する
ポンプ作用を増大させたらのである。なお、この実施例
では、軸封室48には、鉱物油を供給する。FIG. 6 shows an embodiment of the pond according to the present invention, and this centrifugal vapor compressor has a narrow end 42a of the refrigerant liquid supply passage 12 which is open to the axis of the rotating shaft 2. By guiding the refrigerant liquid into the refrigerant liquid supply passage 42 from the end 42a, the centrifugal force proportional to the radius of rotation of the refrigerant liquid jets ID38a, 3811, 38c can be utilized to the maximum to increase the pumping action on the refrigerant liquid. It is. In this embodiment, mineral oil is supplied to the shaft sealing chamber 48.
また、冷媒液噴出口は上記実施例に限らす多孔質物質に
より構成して、冷媒液を微粒化して噴出するようにして
もよい。また、この発明の遠心式蒸気圧縮機は、一段、
多段を問わない1゜〈発明の効果〉
以上の説明で明らかなように、この発明の遠心式蒸気圧
縮(穴は、羽根車に、その翼間の冷媒流路内へ冷媒液を
噴出する冷媒液噴出に1を設けると共に、−に記羽根車
を回転させる回転軸に、上記冷媒液噴出1」に冷媒液を
導く冷媒液供給通路を設けることにより、上記冷媒液を
羽根車の角速度に略等しい角速度で冷媒流路内へ噴出し
て、冷媒液の蒸発潜熱によって冷媒蒸気の圧縮顕熱を直
接的に吸収するようにしているので、簡単な構造でもっ
て、冷媒蒸気の圧縮行程の初期から全体にわたり、直接
冷)、11により圧縮顕然の発生を抑えることができ、
したがって、圧縮仕事を最小限度まで、軽減で外で、ヒ
ートポンプ等の成績係数を向上でき、しかも、羽根車の
エロージョンを防止できる。Further, the refrigerant liquid jetting port may be formed of a porous material not limited to the above-mentioned embodiment, so that the refrigerant liquid is atomized and jetted. Further, the centrifugal vapor compressor of this invention has one stage,
1゜〈Effects of the Invention〉 Regardless of the multistage type, as is clear from the above explanation, the centrifugal vapor compression system of the present invention (the holes are formed in the impeller to eject the refrigerant liquid into the refrigerant flow path between the blades) 1 for the liquid jet, and a refrigerant liquid supply passage that guides the refrigerant liquid to the refrigerant liquid jet 1'' on the rotating shaft that rotates the impeller described in -. The refrigerant is ejected into the flow path at the same angular velocity, and the sensible heat of compression of the refrigerant vapor is directly absorbed by the latent heat of vaporization of the refrigerant liquid. Overall, direct cooling), 11 can suppress the occurrence of obvious compression,
Therefore, it is possible to improve the coefficient of performance of heat pumps and the like by reducing the compression work to a minimum level, and furthermore, it is possible to prevent erosion of the impeller.
また、この発明の遠心式蒸気圧縮機は、前述の如く構成
しているので、効果的に冷媒蒸気を冷却して、蒸気の最
高吐出し温度を低下でト、したかって、安価な41料を
用いて構成できると共に、各部の熱膨張分車すくシて、
ラビリンスシールの隙間やシュラウド隙間を小さくして
蒸気の内部Ajコ洩を少なくでき、圧縮11笈の効率を
、前述の圧縮仕事の軽減と相まって、さらに向」二でき
る。In addition, since the centrifugal vapor compressor of the present invention is constructed as described above, it can effectively cool the refrigerant vapor and lower the maximum discharge temperature of the vapor, thereby reducing the cost of the 41 material. In addition to being able to be constructed using
By reducing the labyrinth seal gap and the shroud gap, internal leakage of steam can be reduced, and the efficiency of the compressor 11 can be further improved by reducing the compression work described above.
また、この発明の遠心式蒸気圧縮(幾は、冷媒流路内に
おいて冷媒蒸気に、蒸発させられる冷媒液(1・]加質
量)力働11わるため、同じ人Ll流路に月して出1−
1流路を従来に比して火きくでた、したかって遠心式蒸
気圧縮(幾の適用範囲を小if、3量のものに対して拡
大でき、また、冷媒液を回転体である羽根J17から噴
出するので、羽根iJtの遠心力を利用して、冷媒液を
自動的に噴出させることが可能である。In addition, since the centrifugal vapor compression method of the present invention (the amount of refrigerant liquid added to the refrigerant vapor in the refrigerant flow path) exerts a force of 1-
One flow path is heated compared to the conventional one, so the range of application of centrifugal vapor compression can be expanded to small if and three volumes, and the refrigerant liquid is Since the refrigerant liquid is ejected from the refrigerant, the centrifugal force of the blade iJt can be used to automatically eject the refrigerant liquid.
第1図はこの発明の一実施例の断面図、第2図は第1図
の要部説明図、第3図は温度−エントロビー線図、第・
1図は凝縮温度に月する最高吐出し温度を示す特性図、
第5図は凝析1温j文に^・jする成績係数の増加率を
示す特性図、第6図は皿の実施例の要部説明図である。
1・・・ケーシング、ン・・回転軸、]1.+2.13
.1□1.15・・羽根車、3(3・・翼、3 ’?・
・・冷媒流、路、30,3 da 、3 Elf) 、
3 i3c ”’冷媒液噴出「1、・11.・12・・
・冷!+!/j液供給通路。
特許出願人 株式会社神戸製鋼所FIG. 1 is a sectional view of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of the main part of FIG. 1, FIG. 3 is a temperature-entropy diagram, and FIG.
Figure 1 is a characteristic diagram showing the maximum discharge temperature depending on the condensing temperature.
FIG. 5 is a characteristic diagram showing the rate of increase in the coefficient of performance depending on the temperature of coagulation, and FIG. 6 is an explanatory diagram of the main parts of the example of the plate. 1...Casing,...Rotating shaft, ]1. +2.13
.. 1□1.15... impeller, 3 (3... wing, 3'?
...refrigerant flow, path, 30,3 da, 3 Elf),
3 i3c ”'Refrigerant liquid jet 1,・11.・12・・
·cold! +! /J liquid supply passage. Patent applicant Kobe Steel, Ltd.
Claims (1)
られる遠心式蒸気圧縮(幾においで、」1記羽根fil
iに設けられ、上記羽根車の翼間の冷媒流路内へ冷媒液
を噴出する冷媒液噴出口と、上記回転軸に設けられ、」
二記冷媒液噴出1」に冷媒液を導く冷媒液供給通路とを
(iiiiえたことを特徴とする遠心式蒸気圧縮()凱(1) Centrifugal vapor compression in which an impeller is rotated by a rotating shaft within a casing (in some cases, 1. impeller fil)
a refrigerant liquid jetting port provided at the rotary shaft and spouting the refrigerant liquid into the refrigerant flow path between the blades of the impeller;
A centrifugal vapor compression method characterized by having (iii) a refrigerant liquid supply passage that guides the refrigerant liquid to the refrigerant liquid spout 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22036083A JPS60111094A (en) | 1983-11-21 | 1983-11-21 | Centrifugal type vapor compressor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22036083A JPS60111094A (en) | 1983-11-21 | 1983-11-21 | Centrifugal type vapor compressor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60111094A true JPS60111094A (en) | 1985-06-17 |
Family
ID=16749914
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22036083A Pending JPS60111094A (en) | 1983-11-21 | 1983-11-21 | Centrifugal type vapor compressor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60111094A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013129675A1 (en) | 2012-03-02 | 2013-09-06 | 株式会社日立プラントテクノロジー | Centrifugal water vapor compressor and shaft seal system used with same |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4522749Y1 (en) * | 1967-12-26 | 1970-09-08 | ||
JPS58135400A (en) * | 1982-01-04 | 1983-08-11 | ゼネラル・エレクトリツク・カンパニイ | Evaporable liquid injection type centrifugal compressor |
-
1983
- 1983-11-21 JP JP22036083A patent/JPS60111094A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4522749Y1 (en) * | 1967-12-26 | 1970-09-08 | ||
JPS58135400A (en) * | 1982-01-04 | 1983-08-11 | ゼネラル・エレクトリツク・カンパニイ | Evaporable liquid injection type centrifugal compressor |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013129675A1 (en) | 2012-03-02 | 2013-09-06 | 株式会社日立プラントテクノロジー | Centrifugal water vapor compressor and shaft seal system used with same |
JP2013181609A (en) * | 2012-03-02 | 2013-09-12 | Hitachi Ltd | Centrifugal steam compressor, and shaft seal system provided thereto |
US9644636B2 (en) | 2012-03-02 | 2017-05-09 | Hitachi, Ltd. | Centrifugal steam compressor and shaft seal system used with same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2399394A (en) | Pressure exchanger | |
US5317882A (en) | Unique water vapor vacuum refrigeration system | |
JP7187292B2 (en) | Speed compressor and refrigeration cycle equipment | |
US3226940A (en) | Single stage centrifugal compressor refrigeration system | |
CN105782058B (en) | A kind of liquid-ring vacuum pump return water system and water return method | |
US4256436A (en) | Self-priming pump | |
JPS58594B2 (en) | centrifugal compressor | |
CN113586504A (en) | Interstage flow control valve for bypass flow distribution and regulation of multistage centrifugal compressor | |
EP3565955B1 (en) | Reverse cycle machine provided with a turbine | |
JP2918773B2 (en) | Centrifugal compressor | |
US6250101B1 (en) | Oil and refrigerant pump for centrifugal chiller | |
JPS60111094A (en) | Centrifugal type vapor compressor | |
CN117307502A (en) | Vapor compressor and air conditioning unit | |
JPH0434000B2 (en) | ||
CN209129886U (en) | Compressor and air conditioner | |
JP7461789B2 (en) | Speed type compressor and refrigeration cycle device | |
CN109162933A (en) | compressor and air conditioner | |
US3795461A (en) | Compressor with cooling | |
JP2020535374A (en) | Two-stage oil-powered ejector system | |
JPS6114427B2 (en) | ||
US3938336A (en) | Turbine with heating and cooling | |
JP2023536265A (en) | Systems and methods for directing fluid flow in compressors | |
JP2019027628A (en) | Refrigeration cycle device | |
CN206478905U (en) | A kind of plate evaporative condenser | |
Shoyama et al. | Continuous Cooling Compressor for water refrigerant heat pump |