JPS60205153A - 空冷型冷凍装置 - Google Patents

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】 ［発明の技術分野］ 本発明は、例えば原子炉建屋内や地下道内の電カケーブ
ル等を冷却する空冷型冷凍装置に係り、特に簡単な構成
で冬期運転も充分に可能にした空冷型冷凍装置に関する
。

［発明の技術的背景とその問題点］ 一般に空冷型冷凍装置は外気温の低下に伴なって、凝縮
器の出口温度（あるいは凝縮圧力）の低下を招来し、受
液器内の冷媒温度（あるいは圧力）が低下して冷媒が蒸
発器側に流れにくくなり、冬期運転が困難になる傾向が
ある。このため、原子炉建屋内や地下道内の電カケーブ
ル等、冬期でも冷却を要する設備に用いられる空冷型冷
凍装置は従来では第１図に示す如く空冷凝縮器１の冷媒
出口に流ｆｆ１ｌｌＪ御弁２を設けて冷媒流山を絞るこ
とにより熱交検問を抑え、受液器３内の冷媒温度及び圧
力を上昇させて冬期運転を可能にしていた。

しかしながら、断る冷凍装置にあっては、流山制御弁２
によって凝縮器１の冷媒出口側を絞られることから、液
化冷媒が凝縮器１内に蓄積し易く、このため液化冷媒が
圧縮機４に逆流してこれを損傷させる虞れがあった。一
方、受液器３側は、逆に冷媒が減少し易く、圧力が低下
し易いので、受液器３内の圧力を一定に保つべく圧縮機
４の冷媒出口と受液器３の冷媒入口との間に圧力制御弁
５を備えたバイパス管路６を設ける必要があり、またそ
の圧力制御弁５によって受液器３内に圧力変動を生じ、
脈動を惹起する問題もあった。

更に、上記凝縮器１にあっては、液化冷媒を充分に蓄積
し得るよう、受液器３にあっては冷媒の減少に充分に持
ちこたえるよう大容量にする必要があり、装置の大型化
をｊＯいていた。

［発明の目的］ 本発明は上述したごとき従来技術の問題点を解決すべ（
なされたものであり、その目的は構成が簡単で冬期でも
充分に運転することができ、装置の小型化及び信頼性の
向上を図ることができる空冷型冷凍装置を提供すること
にある。

また本発明の目的は、冬期には圧縮機を停止した状態で
冷凍運転することができ、付帯設備、運転コストのかか
らない通年運転可能な空冷型冷凍装置を提供することに
ある。

し発明の概要］ 本発明は上記目的を達成するために、通常の空冷凝縮器
を少なくとも２以上に分割して並列に接続し、これら凝
縮器の少なくとも１つの冷媒入口に凝縮圧制御弁を設け
ることにより凝縮圧力を高く維持することができると共
に開放された残りの冷媒入口から十分な冷媒を受液器に
供給することができるようにたものである。

また、本発明は空冷凝縮器を少なくとも２以上に分ＩＩ
Ｉ　して並列に接続し、これら凝縮器の少なくとも１つ
の冷媒入口に凝縮圧制御弁を設け、受液器の冷媒出口と
蒸発器の冷媒入口との間及び蒸発器の冷媒出口と凝縮器
の冷媒導入口との間に、開閉弁を有するバイパス管路を
設けることにより冬期寒冷時には圧縮機を止めた状態で
冷凍運転を継続することができるようにしたものである
。

［発明の実施例］ 以下に本発明の好適一実施例を添付図面に基づいて詳述
する。

第２図にＪ５いて、１０は空冷型冷凍装置の空冷コンデ
ンサ部であり、屋外に設置される。そのハウジング１１
内には空冷式の凝縮器１２が設をプられている。ハウジ
ング１１の側壁には空気導入口１３が、土壁にはファン
付きの空気排出口１４が形成されている。上記凝縮器１
２は通常の容量の凝縮器を２分割し、これら分割された
凝縮器１５゜１６をバジング１１内に上下に並設して構
成され、冷媒人口１５ａ、１６ａには入口ヘッダ１７．
１８が個々に設けられる一方、冷媒出口１５１）、１６
ｂには共通の出口ヘッダ１９が設けられている。

出口ヘッダ１９には受液器２０、膨張弁２１を順次介し
て蒸発器２２の冷媒入口２２ａが接続され、この蒸発器
２２の冷媒出口２２ｂには圧縮機２３、分岐管２４を順
次介して蒸発器１５．１６の入口ヘッダ１５ａ、１６ａ
が接続されている。

尚、蒸発器２２は空調あるいは電カケーブル等の冷却用
中間媒体である被冷却流体と冷媒とを熱交換させて被冷
却流体を冷却することになる。

そして、分岐管２４にお【プる上部凝縮器１５に通じる
管路２４ａには凝縮圧制御弁２５が介設され、凝縮圧、
即ち、受液器２０側の冷媒圧力乃至温度を高く維持すべ
く調節できるようになっている。

尚、凝縮器＄＋１　ＩＩＩ弁２５は例えば凝縮圧あるい
は外気温度等によって制御されることになる。また、上
下の凝縮器１５．１６の伝熱面積比は運転下限外気温度
によって任意に決められることになる。

次に上記実施例の作用を述べる。

外気温度が低くない場合には、凝縮圧制御弁２５を全開
した状態で運転され、圧縮８１２３からの冷媒が上下の
凝縮器１５．１６に充分に供給されて熱交換されること
になる。このような通常の運報時には寒冷時のように凝
縮器１５．１６が極端に冷却されることはないので、凝
縮圧の低下を来づことはなく、最適な冷凍運転を行なう
ことができる。

外気温度が２０℃近辺より低くなった場合には、外気温
度の下がる度合に応じて凝縮圧制御弁２５の開度を絞り
込み、上部の凝縮器１５への冷媒供給層を減少させる。

これより、凝縮器１２の伝熱面積乃至熱交検問が減少す
るため凝縮圧乃至冷媒温度の低下を抑えて、これを所定
値（１５Ｋｇｒ／ｃｍ又は５０℃前後）に確保すること
ができ、冬期運転が可能となる。この場合、凝縮器１２
の冷媒人口１５ａ側を絞るようにし、且つ常に一方の冷
媒人口１６ａが開放しているようにしたので、凝縮器１
２内に液化冷媒が溜ることはない。従って凝縮器１２の
容量は勿論、受液器２０の容量をも小さくプることがで
き、装置の小型化を図ることができる。また、液化冷媒
が圧縮機２３に逆流するようなこともないので、圧縮機
２３が損傷する虞れもなく装置の耐久性及び信頼性が向
上する。

尚、空気排出口１４のファンをｌ？ｆすれば０℃以下で
も運転が可能となる。また凝縮圧ｉ制御弁２５を全閉し
たとしても、一方の冷媒入口１６ａから下部の凝縮器１
６を介して冷媒を受液器２０に供給することができるの
で、運転停止を招くことはない。

第３図は外気温度が低い場合、圧縮機２３の運転を停止
した状態で冷凍運転を行なうようにした空冷型冷凍装置
を示している。図示する如く、凝縮器１２は前記実施例
と同一構成になっており、更に受液器２０の冷媒出口２
０ａと蒸発器２２の冷媒入口２２ａとの間にはそれらを
連通ずる第１のバイパス管路２６が接続されると共に、
蒸発器２２の冷媒出口２２ｂと凝縮器１２の冷媒導入口
２４ａ　（分岐管２４の導入口）との間にはこれらを連
通ずる第２のバイパス管路２７が接続されている。これ
ら第１及び第２のバイパス管路２６゜２７には開閉弁２
８．２９がそれぞれ設けられている。

また、凝縮器１６は受液器２０への冷媒連絡管３０内の
液面が蒸発器２２内の液面に対して液面落差りを有する
よう蒸発器２２よりも上方に設（ブられている。

しかして、外気温度が低くない場合には、両開閉弁２８
．２９を閉じて、圧縮機２３の稼動による通常の冷凍運
転がなされる。一方、外気温度が低下した場合には、前
記実施例の如く、凝縮圧制御弁２５のＩｔ、制御により
冷凍運転を行ない、更に外気温度が低下した場合、例え
ば外気温度が被冷却流体の温度より低下した場合には、
両開ＩＩＩ弁２８゜２つを開放すると只に圧縮機２３の
運転を停止する。この場合、凝縮器１２を通過して受液
器２゜に供給された液化冷媒は、その液面落差りにより
第１のバイパス管Ｍ２Ｂを通して蒸発器２２に給送され
、ここで被冷却流体と熱交換されてガス化するとともに
膨張し、その圧力で第２のバイパス管路２７を通して再
び上記凝縮器１２に給送されるという冷凍サイクルを繰
返すことになる。従って、圧縮機２３を停止した状態で
冷凍運転を継続することができ、運転コストがかからな
い。尚、被冷却流体の冷却状況に合せて適宜、空気ｊ）
１出口１４のファン及び凝縮圧制御弁２５を制御するよ
うにしてもよい。

［発明の変形例］ 本発明は凝縮器１２を３以上に分割ＩＬｄＣものであっ
てもよく、またこれら凝縮器の冷媒入口の全てに凝縮圧
＄Ｉ　Ｉｌｌ弁を設りたものであってもＪ：い。

但し、この場合は少なくとも１つの凝縮圧制御弁を常に
開放してＡ３　＜必薮がある。

［発明の効果］ 以上要Ｊるに本発明によれば次のごとき優れた効果を発
揮する。

（１）　空冷凝縮器を少なくども２以上に分υ１して並
列に接続し、これら凝縮器の少なくとも１つの冷媒入口
に凝縮圧υ制御弁を設Ｇ、Ｊたので、寒冷時に該制御弁
を絞ることにより凝縮器に液化冷媒を蓄積させることな
く凝縮圧力を維持づることができ、且つ他方の開放され
た冷媒入口から冷媒を受液器に充分に供給することがで
き、冬期運転が可能である。

（２）　従って、凝縮器の容量及び受液器の容量を小さ
くすることができ、装置の小型化及びコストダウンを図
ることが可能であり、また液化冷媒の圧縮闘への逆流を
生じにくいことから、装置の耐久性及び信頼性の向上を
図ることができ、しかも受液器の圧力を確保するバイパ
ス制御が不要であることから脈動を生じることはなく安
定した冷凍運転が可能である。

（３）　また、本発明は寒冷時に受液器の冷媒出口と蒸
発器の冷媒入口との間及び蒸発器の冷媒出口と凝縮器の
冷媒導入口との間をバイパスすることにより圧縮機の運
転を止めた状態で冷凍運転を継続することができるよう
にしたので、通年運転が可能であり、特に冬期寒冷時に
は圧縮機を仕めた状態でしかも他の付帯設備を必賢とす
ることなく冷凍運転をすることができ、運転及び設備コ
ストがかからない。

（４）　構成が簡■１であるため、製作が容易にできる
と共に既存設備に対しても容易に採用することができ、
汎用性が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の空冷型冷凍装置を示ず系統図、第２図は
第１の発明に係る空冷型冷凍装置の一実施例を示す系統
図、第３図は第２の発明に係る空冷型冷凍装置の一実施
例を示す系統図である。 図中、１２は空冷凝縮器、２０は受液器、２１は膨張弁
、２２は蒸発器、２３は圧縮機、２５は凝縮圧制御弁、
２６は第１のバイパス管路、２７は第２のバイパス管路
、２８．２９は開閉弁である。 特許出願人　石川島播磨重工業株式会社代理人弁理士　
絹　谷　信　雄 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　空冷凝縮器の冷媒出口に受液器と、膨張弁とを
   介して蒸発器を接続し、該蒸発器の冷媒出口に圧縮機を
   介して上記凝縮器の冷媒入口を接続した冷凍装置におい
   て、上記凝縮器を少なくとも２以上に分割して並列に接
   続し、これら凝縮器の少なくとも１つの冷媒入口に凝縮
   圧制御弁を設けたことを特徴とする空冷型冷凍装置。 （２１空冷凝縮器の冷媒出口に受液器と膨張弁とを介し
   て蒸発器を接続し、該蒸発器の冷媒出口に圧縮機を介し
   て上記凝縮器の冷媒入口を接続した冷凍装置において、
   上記凝縮器を少なくとも２以上に分割して並列に接続し
   、これら凝縮器の少なくとも１つの冷媒入口に凝縮圧１
   ｉＩＩＩＩｌ弁を設け、上記受液器の冷媒出口と蒸発器
   の冷媒入口とを開閉弁を有する第１のバイパス管路で接
   続すると共に、蒸発器の冷媒出口と凝縮器の冷媒導入口
   とを開閉弁を有する第２のバイパス管路で接続したこと
   を特徴とする空冷型冷凍装置。