JPS6183849A - ベーパライザの冷媒気化装置 - Google Patents

ベーパライザの冷媒気化装置

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JPS6183849A
JPS6183849A JP20689184A JP20689184A JPS6183849A JP S6183849 A JPS6183849 A JP S6183849A JP 20689184 A JP20689184 A JP 20689184A JP 20689184 A JP20689184 A JP 20689184A JP S6183849 A JPS6183849 A JP S6183849A
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JP
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pressure refrigerant
low
outer shell
vaporizer
pipe
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保 高田
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Nissin Kogyo Co Ltd
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Nissin Kogyo Co 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
    • F25B43/00Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat
    • F25B43/006Accumulators

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】 (産業上の利用分野) 本発明は冷凍装置の蒸発器と圧縮機との間の低圧冷媒ガ
ス配管に設備するー、−バライザーの気化能力を増強し
た冷媒気化方法並びにその装置に関するものである。
(従来の技術) 蒸発器の内容積が比較的大きく、冷凍負荷の変動が甚だ
しい大型の冷凍装置においては、蒸発器入口における給
液装置(膨張弁)を高精度に制御しても、蒸発器出口の
低圧冷媒ガス中には多量の冷媒ミストが存在し、該ミス
トが集結して低圧冷媒液となり、圧縮機は冷媒ミスト及
び低圧冷媒液を吸入するので液圧縮となり弁割れを起こ
したり、また圧縮機を構成している金属材料が急激に収
縮し、更に潤滑油はフォーミング現象を起こして潤滑不
良となり、圧縮機摺動部の焼付現象を起こし、ついには
破損してしまう等の支障を来たすため、茎発器と圧縮機
との間の低圧冷媒ガス配管途中に前記冷媒ミスト及び低
圧冷媒液を気化するベーパライザーを設備し、前記の支
障を防止する対策が、前記条件下で使用される冷凍装置
には一般に講しられており、該従来のベーパライザーで
は通常低圧冷媒ガスの速度を低下させるための断面積を
有し、前記ガス中の冷媒ミスト等を自然落下させ、ベー
パライザー外殻から侵入する熱で気化させたり、該ベー
パライザー内に自然落下した冷媒ミスト等中に熱交換器
として蛇管を設備し、該蛇管内に高圧冷媒液を通し、前
記侵入熱に加えて高圧冷媒液の熱量を冷媒ミスト等に付
加し、気化能力を強化したものがある。しかし、前者で
はベーパライザー外殻内に溜まった低圧冷媒液を外殻を
通して侵入する熱により気化させるのみで、後者では高
圧冷媒液が通過する蛇管の外側が低圧冷媒液と接触する
部位では、該液を気化させるが、該蛇管の外側が低速の
低圧冷媒ガスと接触する部位では熱交換能力がないため
に、該ガスを過熱するまでには至らないものである。
以上のようにいずれの場合も気化能力が極めて低く、例
えば冷凍負荷の変動(低減)等により多量の冷媒ミスト
及び低圧冷媒液がベーパライザー外殻内に流入した場合
、前記いずれのベーパライザーにも多量の冷媒ミスト等
を気化する能力がなく、冷媒ミスト等がそのまま圧縮機
に吸入されて圧縮機は直ちに湿り圧縮の状態を呈し、前
記同様の液圧縮による弁割れ、潤滑不良による圧縮機摺
動部の焼付等の支障を来たし、破損に至る大なる欠点を
存するものである。
(発明が解決しようとする問題点) 高圧冷媒液でベーパライザー外殻内部の低圧冷媒液を気
化すると共に低圧冷媒ガスを過熱状態とするようベーパ
ライザーの気化能力を大幅に増大させるごと1!11ら
逆に云えば該冷媒ガスの冷熱を有効に利用して高圧冷媒
液を過冷却させるようにすることにある。
(問題点を解決するための手段) ベーパライザーの内容積を低圧冷媒ガス量に応して適度
な大きさとし、ベーパライザー外殻内に基端を開口し、
中間部をベーパライザー外殻内で旋回板を内蔵したU字
管状又は蛇管状に成形し、先端にベーパライザー外殻よ
り突出した低圧冷媒ガス出口ノズルを付設した低圧冷媒
ガス出口管を設備し、該低圧冷媒ガス出口管を内管とし
てその外側に高圧冷媒液管を設は二重管とし、外管に高
圧冷媒液を流し、二重管状の熱交換器としたものである
(作用) 蒸発器からベーパライザー外殻内に流入した低圧冷媒ガ
スは二重管の内管(低圧冷媒ガス出口管)に流れ、該内
管内では該ガスの速度はへ一パライザー外殻と咳内管と
の断面積の逆比により高速化して乱流状態(レイノルズ
数≧2300)となり、この部分での熱交換条件を改首
し、而も内管のU字管内の旋回板又は蛇管により該ガス
の流れはより乱流化し、熱効率を高めて二重管の内外面
から高速低圧冷媒ガス及び低圧冷媒液と高圧冷媒液とを
接触させ、接触面積を大きくしたことと合わせ、高圧冷
媒液により冷媒ミスト等を気化することはもとより、低
圧冷媒ガスを過熱状態にすると共に高圧冷媒液を過冷却
するものである。
(実施例) 今、ここに本発明の実施例を示す添付図面について詳説
する。1はヘーパライサー外殻で、円筒胴から成り、従
来同様に低圧冷媒ガスの速度を低下させる断面積を存す
る適度な内容積としたものである。2は低圧冷媒ガス入
口ノズルで、ベーパライザー外殻1上方に設備した低圧
冷媒ガス入口管2aの先端下方に開口したもので、蒸発
器からの低圧冷媒ガスを該外殻1内の下方に向は噴射す
るものである。3はドレンノズルで、外殻1下端に付設
したもので、外殻I下端部に溜まった低圧冷媒液と分離
した潤滑油を吸引して圧縮機へ循環させるものである。
実施例1 本実施例のものは特許請求の範囲第3項のもので、第1
図に示すように熱交換器としてU字管状の二重管4を使
用したものである。5は低圧冷媒ガス出口管で、基端5
aをベーパライザー外殻1内の上方に開口し、先端部5
bを外殻1の上部外方に突出し、先端を低圧冷媒ガス出
口ノズル6とし、中間部をU字管7に成形したものであ
る。8は高圧冷媒管で、酸中間部がU字管7となった低
圧冷媒ガス出口管5を内管としてその外側を被覆する外
管として設けたもので、咳内管と外管とで前記U字管状
の二重管4を構成し、低圧冷媒ガスと高圧冷媒液との間
の熱交換を行うものである。9は静圧冷媒ガス入ロノズ
ル、lOは高圧冷媒液出口ノズルで、ベーパライザー外
殻1の外方に設備したもので、夫々高圧冷媒管8の先端
部8a及び基端部8bに突設したもので、低圧冷媒ガス
出口管5を流れる低圧冷媒ガスと高圧冷媒管8を流れる
高圧冷媒液とが向流となるよう付設したものである。1
1゜11は旋回板で、スクリュウ板から成り、低圧冷媒
ガス出口管5のU字管7内の直線部に固定して内蔵した
もので、スタティックミキサーとするものである。12
は潤滑油戻し孔で、二重管4の底部の低圧冷媒ガス出口
管5とベーパライザー外殻1内とに亘って設備したもの
で、該出口管5と外殻1内とを連通ずる微小孔から成り
、該戻し孔12からベーパライザー外殻1の底部に溜ま
った潤滑油を低圧冷媒ガス出口管5内に魂き低圧冷媒ガ
ス出口ノズル6を経て圧縮機(図示せず)に戻すもので
ある。
実施例2 本実施例のものは特許請求の範囲第4項のもので、第2
図に示すように熱交換器として蛇管状の二重管13を使
用したものである。14は低圧冷媒ガス出口管で、前記
出口管5と同様に基端14aを外殻l内上方に開口し、
先端に低圧冷媒ガス出口ノズル15を穿設した先端部1
4bを外殻1外に突設し、中間部を蛇管16に成形した
ものである。I7は高圧冷媒管で、…I記同佳に蛇管状
の低圧冷媒ガス出口管14の外側に設けたもので、該出
口管14とで前記二重管13を溝成し、低圧冷媒ガスと
高圧冷媒液との間の熱交換を行うものである。、18は
高圧冷媒ガス人ロノスル、19は高圧冷媒液出口ノズル
で、前記ノスル9.10と同様に高圧冷媒管17の先端
部17a及び基乾1部17bに突設したちのである。2
0は前記戻し孔12と同様の潤滑油戻し孔で、蛇管I6
底部の低圧冷媒ガス出口管14とベーパライザー外殻1
内とに亘って設備したものである。
本発明は以上のような構成で、蒸発器から低圧冷媒ガス
配管を経て送られてくる冷媒ミスト、低圧冷媒液及び潤
滑油を含む低圧冷媒ガスは低圧冷媒ガス入口管2aのノ
ズル2からベーパライザー外殻1内に下方向に向かって
流入する。
ベーパライザー外殻l内では断面積が犬となるので、低
圧冷媒ガスの流れは充分低速流となり、該ガス中の冷媒
ミスト等の大部分はベーパライザー外殻1内の底部に溜
まり、該冷媒ミスト等を分離した低圧冷媒ガスは外殻1
内を上昇し、基端5a、14aの開口より二重管4,1
3の内管部の低圧冷媒ガス出口管5,14へ流入する。
該出口管5,14においては断面積が小となるため、ベ
ーパライザー外殻1内で低速となった低圧冷媒ガスは高
速化し、更に低圧冷媒ガスがU字管7に内蔵された旋回
vi、11.11又は蛇管16を通ることによりより過
度に乱流化し、かつ圧力降下を極少にとどめ、二重管4
゜13の内管部を通過することとなり、二重管4゜13
の外管の高圧冷媒管8,17を流れる高圧冷媒液との熱
交換が高効率となるので、低圧冷媒ガスが出口管5.1
4の先端部5b、14bに至るまでに確実に過熱状態と
なって圧縮機に吸入されるものである。
(発明の効果) 本発明は冷凍負荷の低減により蒸発器から過量にベーパ
ライザー外殻1内に流入し、底部に溜まった低圧冷媒液
に対しては、二重管4,13の外管の高圧冷媒管8.1
7外面で、外管内を通過する高圧冷媒液と熱交換して気
化させ、かつ二重管4,13の内管部に低圧冷媒ガスを
常に高速度に、即ち乱流化して通過させ、二重管4.1
3の外管部に流れる高圧冷媒液と高効率で熱交換するの
で、前記の如く低圧冷媒ガスを過熱することができるか
ら圧縮機の湿り圧縮を確実に防止することができる。更
に高圧冷媒液により冷媒ミスト及び低圧冷媒液を気化し
、低圧冷媒ガスを過熱するから、即ち低圧冷媒ガスの冷
熱源を有効に利用するので、高圧冷媒液は確実に過冷却
され、冷凍効果を大ならしめ、冷凍装置の冷凍能力の増
強を図ることができ、成績係数を改善させる効果が付加
できるもので、蒸発器の内容積が比較的大きく、冷凍負
荷変動が甚だしい超低温を得るための大型冷凍装置にお
いても、安定した状態で圧縮機を運転することができる
ものである。
【図面の簡単な説明】
添付図面は本発明の実施例を示すもので、第1図は実施
例1のものの概略縦断面図、第2図は実施例2のものの
同断面図である。 ■−・−ベーパライザー外殻、2−低圧冷媒ガス入口ノ
ズル、2a−低圧冷媒ガス入口管、3−・ドレンノズル
、4−U字管状の二重管、5−低圧冷媒ガス出口管、5
a−基端、5b−先端部、6−・低圧冷媒ガス出口ノズ
ル、7−・U字管、8−高圧冷媒管、8a−先端部、8
b−・基端部、9 高圧冷媒ガス入口ノズル、10−高
圧冷媒液出口ノズル、li−旋回板、12−潤滑油戻し
孔、13 蛇管状の二重管、14−・−低圧冷媒ガス出
口管、14a−基端、l 4 b−先端部、15 低圧
冷媒ガス出ロノスル、16 蛇管、17 高圧冷媒管、
17a−先端部、17 b−基端部、18−高圧冷媒ガ
ス人ロノスル、19高圧冷媒出ロノズル、2〇−潤滑油
戻し孔。 出廓人  日新興業株式会社 (ばか2名) 第1図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、冷凍装置の蒸発器と圧縮機との間に低圧冷媒ガスと
    高圧冷媒液とを分離近接して通過させ、低圧冷媒ガス速
    度を高速化して相互熱交換させることを特徴とするベー
    パライザーの冷媒気化方法。 2、冷凍装置の蒸発器と圧縮機との間の冷媒ミスト、低
    圧冷媒液を混在する低圧冷媒ガス配管に設備するベーパ
    ライザーの外殻内部に低圧冷媒ガスと高圧冷媒液との間
    の熱を交換する二重管式熱交換器を設備したことを特徴
    とするベーパライザーの冷媒気化装置。 3、冷凍装置の円筒状胴から成るベーパーライザー外殻
    に低圧冷媒ガス入口ノズルと、基端を該外殻内に開口し
    、中間部を外殻内でU字管状に成形し、その先端を該外
    殻外に開口して低圧冷媒ガス出口ノズルとした低圧冷媒
    出口管とを夫々設備し、該U字管の内部に旋回板を設備
    し、該U字管の外側に高圧冷媒管を二重管状に設け、該
    高圧冷媒管にベーパライザー外殻より突出して高圧冷媒
    ガス入口ノズルと高圧冷媒液出口ノズルとを付設し、二
    重管式熱交換器としたことを特徴とするベーパライザー
    の冷媒気化装置。 4、冷凍装置の円筒状胴から成るベーパライザー外殻に
    低圧冷媒ガス出口ノズルと、基端を該外殻内に開口し、
    中間部を外殻内で蛇管状に成形し、その先端を該外殻外
    に開口して低圧冷媒ガス出口ノズルとした低圧冷媒出口
    管とを夫々設備し、該蛇管の外側に高圧冷媒管を二重管
    状に設け、該高圧冷媒管にベーパライザー外殻より突出
    して高圧冷媒ガス入口ノズルと高圧冷媒液出口ノズルと
    を付設し、二重管式熱交換器としたことを特徴とするベ
    ーパライザーの冷媒気化装置。
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