JPS61138061A - 冷凍装置 - Google Patents
冷凍装置Info
- Publication number
- JPS61138061A JPS61138061A JP25921184A JP25921184A JPS61138061A JP S61138061 A JPS61138061 A JP S61138061A JP 25921184 A JP25921184 A JP 25921184A JP 25921184 A JP25921184 A JP 25921184A JP S61138061 A JPS61138061 A JP S61138061A
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- JP
- Japan
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- evaporation chamber
- evaporation
- steam
- fluid
- cooled
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- Pending
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- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
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。
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〕
この発明は冷凍装置に関する。
一般に工業用水などの冷却水を利用して冷水などの低温
の熱源流体を作り出す冷凍装置が知られている。特に電
動機や熱機関で圧縮機を駆動する蒸気圧縮式の冷凍装置
は投入エネルギの数倍もの熱エネルギを低温側から取り
去ることができることから、現在量も広く使用されてい
る。しかしながら、この種の冷凍装置においては蒸発器
で冷却されて低温の熱源流体になる被冷却流体が水など
の顕熱性のものである場合にはその性能向上に限界があ
った。これを第３図に基づいて説明する。
の熱源流体を作り出す冷凍装置が知られている。特に電
動機や熱機関で圧縮機を駆動する蒸気圧縮式の冷凍装置
は投入エネルギの数倍もの熱エネルギを低温側から取り
去ることができることから、現在量も広く使用されてい
る。しかしながら、この種の冷凍装置においては蒸発器
で冷却されて低温の熱源流体になる被冷却流体が水など
の顕熱性のものである場合にはその性能向上に限界があ
った。これを第３図に基づいて説明する。
この第３図は単一成分の作動媒体を使用した場合の蒸発
器における被冷却流体と作動媒体の温度変化を示してい
る。図よりわかるように、単一成分の作動媒体の蒸発温
度（Ｔｅ ）が変化しないのに対して被冷却流体は熱交
換の過程で流れ方向くその温度（Ｔｂ ）が変化する。
器における被冷却流体と作動媒体の温度変化を示してい
る。図よりわかるように、単一成分の作動媒体の蒸発温
度（Ｔｅ ）が変化しないのに対して被冷却流体は熱交
換の過程で流れ方向くその温度（Ｔｂ ）が変化する。
このため、熱交換時に第３図の斜線の部分に相当する不
可逆的なエネルギ損失が生じ、冷凍装置の性能向上の妨
げになりていた。
可逆的なエネルギ損失が生じ、冷凍装置の性能向上の妨
げになりていた。
これに対し、作動媒体として非共沸混合媒体を使用する
提案が近年なされている。この非共沸混合媒体は蒸発過
程で第３図の純分子ｆで示すようＫその温度を変化させ
ることができ、熱交換時における作動媒体と被冷却流体
との温度差を少なくし、不可逆的なエネルギ損失を抑制
することができる５しかしながら、このような非共沸混
合媒体を使用した場合にはサイクルから媒体がリークし
た時、外部からの補充によってリーク前と同一の組成に
戻すことが技術的に困難となり、そのため蒸発過程での
温度変化のパターンが変わってエネルギ損失の抑制効果
が低下する恐れがあった。
提案が近年なされている。この非共沸混合媒体は蒸発過
程で第３図の純分子ｆで示すようＫその温度を変化させ
ることができ、熱交換時における作動媒体と被冷却流体
との温度差を少なくし、不可逆的なエネルギ損失を抑制
することができる５しかしながら、このような非共沸混
合媒体を使用した場合にはサイクルから媒体がリークし
た時、外部からの補充によってリーク前と同一の組成に
戻すことが技術的に困難となり、そのため蒸発過程での
温度変化のパターンが変わってエネルギ損失の抑制効果
が低下する恐れがあった。
この発明は上記の問題に鑑み創案され念もので、単一成
分の作動媒体を用いながら蒸発器における被冷却流体と
の間の熱交換時における不可逆的なエネルギ損失を抑制
することができる高性能な冷凍装置の提供を目的とする
。
分の作動媒体を用いながら蒸発器における被冷却流体と
の間の熱交換時における不可逆的なエネルギ損失を抑制
することができる高性能な冷凍装置の提供を目的とする
。
上記の目的を達成する念めに本発明は内部に封入された
作動媒体を圧縮する圧縮機と、前記作動媒体を凝縮させ
る凝縮器と、作動媒体を蒸発させる蒸発器と、膨張機構
とを備えた冷凍装置において、前記蒸発器を被冷却流体
の流れ方向に並んだ複数の蒸発室より構成し、かつ被冷
却流体の最上流側と最下流側からそれぞれ蒸発室を一つ
ずつ順に選定して組合せることにより少なくとも１個以
上の蒸発室対を構成し、かつ前記蒸発室対金構成する蒸
発室のうち被冷却流体の上流側に位置する蒸発室の蒸気
を駆動源としてもう一つの蒸発室の蒸気を吸入して昇温
昇圧した後、その混合蒸気を前記圧縮機の吸入口に供給
する蒸気エジェクタ上告蒸発室対ごとに設置する構成と
した冷凍装置である。
作動媒体を圧縮する圧縮機と、前記作動媒体を凝縮させ
る凝縮器と、作動媒体を蒸発させる蒸発器と、膨張機構
とを備えた冷凍装置において、前記蒸発器を被冷却流体
の流れ方向に並んだ複数の蒸発室より構成し、かつ被冷
却流体の最上流側と最下流側からそれぞれ蒸発室を一つ
ずつ順に選定して組合せることにより少なくとも１個以
上の蒸発室対を構成し、かつ前記蒸発室対金構成する蒸
発室のうち被冷却流体の上流側に位置する蒸発室の蒸気
を駆動源としてもう一つの蒸発室の蒸気を吸入して昇温
昇圧した後、その混合蒸気を前記圧縮機の吸入口に供給
する蒸気エジェクタ上告蒸発室対ごとに設置する構成と
した冷凍装置である。
この発明によれば、圧力レベルの異なる作動媒体を複数
の蒸発室に各別に作用させられるため。
の蒸発室に各別に作用させられるため。
蒸発過程において作動媒体の温度を被冷却流体の温度変
化のパターンに沿うように階段状に変えることが可能に
なる。それと同時に、冷凍効果を落とさずに圧縮機の吸
入圧を従来のもの゛に比べて高くできるため、圧縮動力
が低減されて装置性能が飛躍的に向上する。
化のパターンに沿うように階段状に変えることが可能に
なる。それと同時に、冷凍効果を落とさずに圧縮機の吸
入圧を従来のもの゛に比べて高くできるため、圧縮動力
が低減されて装置性能が飛躍的に向上する。
以下、本発明の実施例を第１図に基づいて説明する。
第１図は゛圧縮機、凝縮器、膨張機構から構成される装
置 縮機１は電動機２によって駆動されるように構成され、
サイクル内部に封入された単一成分の作動媒体を圧縮し
．前記凝縮器３は作動媒体を凝縮し。
置 縮機１は電動機２によって駆動されるように構成され、
サイクル内部に封入された単一成分の作動媒体を圧縮し
．前記凝縮器３は作動媒体を凝縮し。
前記蒸発器４は作動媒体を蒸発させるように構成されて
いる。
いる。
前記凝縮器３は工業用水などの冷却水Ａでもって作動媒
体蒸気を凝縮液化させる構造になっている。
体蒸気を凝縮液化させる構造になっている。
一方、前記蒸発器４はその内部が複数（第１図では３枚
）の仕切板５で区画され、複数（第１図では４室）の蒸
発室（第１蒸発室５ａ，第２蒸発室６ｂ。
）の仕切板５で区画され、複数（第１図では４室）の蒸
発室（第１蒸発室５ａ，第２蒸発室６ｂ。
第３蒸発室５ｃ，第４蒸発室６ｄ）を有している。
この第１蒸発室６ａ乃至第４蒸発室６ｄは低温の熱源流
体（冷水）として外部へ供給される被冷却流体Ｂの流れ
方向にシリーズに配置されている。
体（冷水）として外部へ供給される被冷却流体Ｂの流れ
方向にシリーズに配置されている。
さらに、本発明に係わる冷凍装置においては被冷却流体
Ｂの最上流側と最下流側からそれぞれ蒸発室を一つずつ
順に選定して組合わせる、つまりは第１蒸発室６ａとＷ
Ｊ４蒸発室６ｄ，第２蒸発室６ｂと８ｇ３蒸発室６Ｃｔ
−それぞれ組合わせて２つの蒸発室対（第Ｉ蒸発室対７
ａ，第２Ｍ発室対７ｂ）を構成してある。前記蒸発室対
７ａ 、 ７ｂにはそれぞれ蒸気エジェクタ（第１蒸気
エジエクタ３ａ，第２蒸気エジエクタＢｂ）が設置され
ておシ、蒸発室対を構成する蒸発室のうち被冷却流体の
上流側に位置する蒸発室（第１蒸発室対７ａでは第１蒸
発室５ａ，第２蒸発室対７ｂでは第２蒸発室１５ｂ）の
蒸気９ａ 、９ｂを駆動源としてもう一つの蒸気室（第
１蒸発室対７ａでは第４蒸発室５ｄ，第２蒸発室対７ｂ
では第３蒸発室５ｃ）の蒸気ｇｃ 、９ｄ’ｒ吸入して
昇温昇圧する，蒸気エジェクタ８ａ 、ｇｂは蒸発室の
圧力が第１蒸発室６ａから第４蒸発室６ｄに向かって１
＠次低くなるよう設計製作されているものであり、そこ
から排出される混合蒸気１０は圧縮機１の吸入口１１に
供給される。
Ｂの最上流側と最下流側からそれぞれ蒸発室を一つずつ
順に選定して組合わせる、つまりは第１蒸発室６ａとＷ
Ｊ４蒸発室６ｄ，第２蒸発室６ｂと８ｇ３蒸発室６Ｃｔ
−それぞれ組合わせて２つの蒸発室対（第Ｉ蒸発室対７
ａ，第２Ｍ発室対７ｂ）を構成してある。前記蒸発室対
７ａ 、 ７ｂにはそれぞれ蒸気エジェクタ（第１蒸気
エジエクタ３ａ，第２蒸気エジエクタＢｂ）が設置され
ておシ、蒸発室対を構成する蒸発室のうち被冷却流体の
上流側に位置する蒸発室（第１蒸発室対７ａでは第１蒸
発室５ａ，第２蒸発室対７ｂでは第２蒸発室１５ｂ）の
蒸気９ａ 、９ｂを駆動源としてもう一つの蒸気室（第
１蒸発室対７ａでは第４蒸発室５ｄ，第２蒸発室対７ｂ
では第３蒸発室５ｃ）の蒸気ｇｃ 、９ｄ’ｒ吸入して
昇温昇圧する，蒸気エジェクタ８ａ 、ｇｂは蒸発室の
圧力が第１蒸発室６ａから第４蒸発室６ｄに向かって１
＠次低くなるよう設計製作されているものであり、そこ
から排出される混合蒸気１０は圧縮機１の吸入口１１に
供給される。
また、各蒸発室はそれぞれ膨張機構としての第１膨張機
構１２ａ、第２膨張機構１２ｂ、第３膨張機構１２Ｃ２
第４膨張機構１２ｄを介して前記凝縮器３に接続されて
いる。
構１２ａ、第２膨張機構１２ｂ、第３膨張機構１２Ｃ２
第４膨張機構１２ｄを介して前記凝縮器３に接続されて
いる。
次に上記実施例の作用について述べる。電動機２によシ
圧縮機１を駆動すると蒸気エジェクタｇａ、８ｂから排
出された混合蒸気１０が吸入圧縮され、圧縮機の吐出口
１３から高圧の吐出蒸気１４が吐出される。吐出蒸気１
４は凝縮器３で冷却水Ａによって冷やされ、凝縮液化さ
れた後、膨張機構１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄｔ通
って第１蒸発室６ａ乃至第４蒸発室６ｄＫ流入する。
圧縮機１を駆動すると蒸気エジェクタｇａ、８ｂから排
出された混合蒸気１０が吸入圧縮され、圧縮機の吐出口
１３から高圧の吐出蒸気１４が吐出される。吐出蒸気１
４は凝縮器３で冷却水Ａによって冷やされ、凝縮液化さ
れた後、膨張機構１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄｔ通
って第１蒸発室６ａ乃至第４蒸発室６ｄＫ流入する。
第１蒸発室６ａで発生した蒸気９ａは第１エジエクタ８
ａに供給され第４蒸発室６ｄの蒸気９ｄを吸入して昇温
昇圧し混合蒸気１０として排出される。それと同様に第
２蒸発室６ｂで発生した蒸気９ｂはＷｃ２エジエクタ８
ｂに供給され第３蒸発室６Ｃの蒸気９Ｃを吸入して昇温
昇圧した後、混合蒸気１０として排出される。
ａに供給され第４蒸発室６ｄの蒸気９ｄを吸入して昇温
昇圧し混合蒸気１０として排出される。それと同様に第
２蒸発室６ｂで発生した蒸気９ｂはＷｃ２エジエクタ８
ｂに供給され第３蒸発室６Ｃの蒸気９Ｃを吸入して昇温
昇圧した後、混合蒸気１０として排出される。
先に述べた如く、第１蒸発室６ａ乃至第４蒸発室６ｄの
圧力Ｐｅｘ 、Ｐｅ２．Ｐｅａ 、Ｐｅ４はＰｅｔ）Ｆ
ｅｚ）Ｐｅａ：＞Ｐｅ４となっているため、ＷＸ１蒸発
室６ａ内の温度は第２図線分子ｅｌで示すように高く、
第２蒸発室６ｂ内の温度は線分子ｅ２．第３蒸発室６Ｃ
内の温度は線分子ｅａ、第４蒸発室６ｄ内の温度は線分
子ｅ４で示すように段階的に低くなっている。一方。
圧力Ｐｅｘ 、Ｐｅ２．Ｐｅａ 、Ｐｅ４はＰｅｔ）Ｆ
ｅｚ）Ｐｅａ：＞Ｐｅ４となっているため、ＷＸ１蒸発
室６ａ内の温度は第２図線分子ｅｌで示すように高く、
第２蒸発室６ｂ内の温度は線分子ｅ２．第３蒸発室６Ｃ
内の温度は線分子ｅａ、第４蒸発室６ｄ内の温度は線分
子ｅ４で示すように段階的に低くなっている。一方。
蒸発器４内ｆ：ｘｔ蒸発室６ａ側から第４蒸発室６ｄ側
へ流れる被冷却流体Ｂは第２図線分子すで示されるよう
に温度変化する訳であるが、図よりわかるように作動媒
体の温度がこれに沿って段階的に低くなっているので、
両者の熱交換時における不可逆的エネルギ損失（第２図
の斜線部に相当）は第３図で示される従来のものに比較
して著しく抑制されている。しかも、この構成によると
冷凍効果を低下させずに圧縮機の吸入圧を従来のものに
比べて高くできるため、圧縮機の動力が低減されて装置
性能が飛躍的に向上する。
へ流れる被冷却流体Ｂは第２図線分子すで示されるよう
に温度変化する訳であるが、図よりわかるように作動媒
体の温度がこれに沿って段階的に低くなっているので、
両者の熱交換時における不可逆的エネルギ損失（第２図
の斜線部に相当）は第３図で示される従来のものに比較
して著しく抑制されている。しかも、この構成によると
冷凍効果を低下させずに圧縮機の吸入圧を従来のものに
比べて高くできるため、圧縮機の動力が低減されて装置
性能が飛躍的に向上する。
なお１本発明は冷凍装置の他に、ヒートポンプ装置応用
することもでき、その場合には低温熱源流体の節約に有
効である。また、本発明の冷凍装置における蒸発器の蒸
発室は仕切板で仕切るものに限らず、独立した蒸発器と
して複数備えることもできる。
することもでき、その場合には低温熱源流体の節約に有
効である。また、本発明の冷凍装置における蒸発器の蒸
発室は仕切板で仕切るものに限らず、独立した蒸発器と
して複数備えることもできる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例に係るサイクルを示す構成図、
第２図は同作用を示す説明図、第３図は従来例に係る作
用を示す説明図である。 ４ 蒸発器、 ５ａ・・・第１蒸発室６
ｂ・・第２蒸発室、 ６Ｃ・・・第３蒸発室６
ｄ ・第４蒸発室、 ７ａ・・・第１蒸発
室対７ｂ・・第２蒸発室対、 ８ａ・第１鴫エ
ジェクタ８ｂ−第２蒸気エジエクタ、 １０・・・混合
蒸気Ｂ 被冷却流体つ 代理人 弁理士 則近憲佑（ほか１名）第１図 め−”蔦２・・・
第２図は同作用を示す説明図、第３図は従来例に係る作
用を示す説明図である。 ４ 蒸発器、 ５ａ・・・第１蒸発室６
ｂ・・第２蒸発室、 ６Ｃ・・・第３蒸発室６
ｄ ・第４蒸発室、 ７ａ・・・第１蒸発
室対７ｂ・・第２蒸発室対、 ８ａ・第１鴫エ
ジェクタ８ｂ−第２蒸気エジエクタ、 １０・・・混合
蒸気Ｂ 被冷却流体つ 代理人 弁理士 則近憲佑（ほか１名）第１図 め−”蔦２・・・
Claims (1)
- 内部に封入された作動媒体を圧縮する圧縮機と、前記作
動媒体を凝縮させる凝縮器と、作動媒体を蒸発させる蒸
発器と、膨張機構とを備えた冷凍装置において、前記蒸
発器を被冷却流体の流れ方向に並んだ複数の蒸発室より
構成し、かつ被冷却流体の最上流側と最下流側からそれ
ぞれ蒸発室を一つずつ順に選定して組合せることにより
少なくとも１個以上の蒸発室対を構成し、かつ前記蒸発
室対を構成する蒸発室のうち被冷却流体の上流側に位置
する蒸発室の蒸気を駆動源として、もう一つの蒸発室の
蒸気を吸入して昇温昇圧した後、その混合蒸気を前記圧
縮機の吸入口に供給する蒸気エジェクタを各蒸発室対ご
とに設置したことを特徴とする冷凍装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25921184A JPS61138061A (ja) | 1984-12-10 | 1984-12-10 | 冷凍装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25921184A JPS61138061A (ja) | 1984-12-10 | 1984-12-10 | 冷凍装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61138061A true JPS61138061A (ja) | 1986-06-25 |
Family
ID=17330934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25921184A Pending JPS61138061A (ja) | 1984-12-10 | 1984-12-10 | 冷凍装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61138061A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009014335A (ja) * | 2007-06-29 | 2009-01-22 | Hamilton Sundstrand Corp | 蒸発熱交換器アッセンブリを制御する方法および蒸発熱交換器アッセンブリ |
-
1984
- 1984-12-10 JP JP25921184A patent/JPS61138061A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009014335A (ja) * | 2007-06-29 | 2009-01-22 | Hamilton Sundstrand Corp | 蒸発熱交換器アッセンブリを制御する方法および蒸発熱交換器アッセンブリ |
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