JPS6230698Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は圧縮式冷凍サイクルの冷凍能力増加装
置に関する。

〔従来の技術〕

圧縮式冷凍サイクルにおいて、主圧縮機よりの
吐出ガスの速度エネルギを利用して過給用圧縮機
を駆動することにより密度の高い冷媒を主圧縮機
へ押し込み冷凍能力を増大させることは従来、知
られている（例えば特開昭51−3445号公報・
F25B11／00）。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら前記公知のものは次のような欠点
がある。

(イ) 冷凍機の部分負荷運転や運転条件の変動に際
し過給用圧縮機を駆動するタービンと過給用圧
縮機の間に運転のバランスがくずれ運転不能に
なるおそれがある。

すなわち、例えば主圧縮機の負荷が減少する
と、主圧縮機からの吐出ガスの速度及び流量も
減少し翼型タービンの効率は著しく減少してし
まい、過給用圧縮機の運転は実際上不能となつ
てしまう。ところが、過給用圧縮機と主圧縮機
とが直列になつているので、過給用圧縮機の運
転が不能になると冷凍機の運転も不能になる。
これは冷凍サイクルの設計条件に比して蒸発温
度が上昇したり下降したり、部分負荷運転を行
うと、過給用圧縮機は主圧縮機に対して逆に流
体抵抗となり過給用圧縮機の役目を果さなくな
るからである。

(ロ) 過給用圧縮機（ターボ圧縮機）が低段側で主
圧縮機が容積型圧縮機で高段側となつている二
段圧縮機の構成と同様と考えられるので、部分
負荷運転となつたとき、その負荷に対応して前
記高、低両段をそれぞれ能力制御しなければな
らなくなるが、低段側の圧縮機は過給用圧縮機
であつてターボ型であり、タービンと同軸であ
るため任意の調整制御ができず、部分負荷運転
は困難となる。

本考案は前記の公知技術の欠点を解消すること
を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は圧縮式冷凍サイクルの冷凍能力増加装
置において主圧縮機、該主圧縮機から吐出される
ガスにより駆動される膨脹機、該膨脹機により駆
動される過給用圧縮機、前記膨脹機から吐出され
るガスを凝縮する凝縮器、膨脹弁及び蒸発器を有
し、前記蒸発器を前記主圧縮機の低圧位置に連通
させるとともに、前記過給用圧縮機の吸入側を前
記蒸発器にまた吐出側を前記主圧縮機の中間圧位
置にそれぞれ連通させたものである。膨張機とし
てはタービン又はスクリユー膨脹機等が用いられ
る。

本考案における冷凍サイクルにはヒートポンプ
サイクルも含まれる。したがつてヒートポンプサ
イクルのヒートポンプ能力の増加装置も包含して
いる。

〔作用〕

蒸発器において発生した蒸気を主圧縮機の低圧
位置から吸入するとともに、発生蒸気の一部を過
給用圧縮機により圧縮して主圧縮機の中間圧位置
からも吸入することにより、負荷変動や部分負荷
に応じて両圧縮機の良好な制御運転をすることが
できる。

〔実施例〕

本考案の実施例について説明する。第１図にお
いて、駆動機２により主圧縮機としてのスクリユ
ー式圧縮機１を駆動し、冷媒を圧縮して吐出ガス
管１２へ吐出する。高圧の冷媒ガスはその速度エ
ネルギで膨脹機３を駆動し駆動軸７により過給用
圧縮機６を回転させ、続いて管１５から凝縮器４
に流入して凝縮し、液管１６を通り膨脹弁１０で
減圧膨脹しつつ蒸発器５に流入して蒸発する。

蒸発した冷媒は一部が吸入管１７を流れて低圧
位置の吸入ポート１９からスクリユー式圧縮機１
内に流入し、他の冷媒は吸入管１８を流れ過給用
圧縮機６により圧縮された後、吐出管２１を経て
中間圧ポート２０からスクリユー式圧縮機１内に
流入する。

過給用圧縮機６（ターボ圧縮機）は負荷変動や
部分負荷運転に対してスクリユー式圧縮機１の吸
入管１７に何等影響なく（別個の配管にしてある
ため）、過給用圧縮機６で圧縮機された吐出ガス
は吸入管１７の圧力より高いので吐出ガス管２１
を経て吸入ポート１９より高い圧力の中間圧ポー
ト２０からスクリユー式圧縮機１内に導入され
る。

１３は吐出ガス管１２のバイパス回路であつて
膨脹機３が故障等のとき利用される回路である。
また８，９は電磁弁である。

第２図は第１図の実施例の装置においてスクリ
ユー式圧縮機１の駆動機としてエンジン２ａを使
用し、その排気を利用して排気ガスタービン等の
膨脹機２５を回転し、駆動軸７と同軸の駆動軸２
４によつても過給用圧縮機６を駆動するようにし
たものである。この実施例によれば過給用圧縮機
６は膨脹機２と膨脹機２５の両方により駆動され
ることになるため、この分だけスクリユー式圧縮
機１を小型のものとすることができる。２２は排
気ガス管、２３は排気管である。他の構造は第１
図と同様である。

〔考案の効果〕

本考案によれば、冷凍サイクルの蒸発器におい
て吸熱して発生した蒸気は主圧縮機の低圧位置か
ら吸入されるとともに、発生蒸気の一部が過給用
圧縮機により圧縮されて主圧縮機の中間圧位置か
らも吸入されるので、負荷変動や部分負荷に応じ
て両圧縮機の良好な運転制御を行なうことができ
る。

なお、前記公知技術においては、過給用圧縮機
で圧縮する処理ガス増量分だけ主圧縮機の処理ガ
ス量が増大し動力が余計にかかるが、本考案にお
て主圧縮機としてスクリユー式圧縮機を用い、そ
の中間圧位置をガス閉じ込み後の位置とすれば、
該閉じ込み後の位置から過給用圧縮機により圧縮
されたガスを圧送するとき、圧送による処理ガス
の増量分による主圧縮機の動力の増加が比例的に
増加せず僅かですむ（スクリユー圧縮機の特性）
ので冷凍能力の増加に寄与することろが大であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本考案の第１及び第２の実
施例の系統図である。 １……主圧縮機としてのスクリユー式圧縮機、
２ａ……エンジン、３……膨脹機、４……凝縮
器、５……蒸発器、６……過給用圧縮機、１０…
…膨脹弁、２０……中間圧位置としての中間圧ポ
ート、２５……膨脹機。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 主圧縮機、該主圧縮機から吐出されるガスに
   より駆動される膨脹機、該膨脹機により駆動さ
   れる過給用圧縮機、前記膨脹機から吐出される
   ガスを凝縮する凝縮器、膨脹弁及び蒸発器を有
   し、前記蒸発器を前記主圧縮機の低圧位置に連
   通させるとともに、前記過給用圧縮機の吸入側
   を前記蒸発器にまた吐出側を前記主圧縮機の中
   間圧位置にそれぞれ連通させたことを特徴とす
   る圧縮式冷凍サイクルの冷凍能力増加装置。 (2) 主圧縮機をスクリユー式とし、中間圧位置を
   ガス閉じ込み後の位置とすることを特徴とする
   実用新案登録請求の範囲第１項記載の圧縮式冷
   凍サイクルの冷凍能力増加装置。 (3) 主圧縮機駆動用のエンジンからの排気を利用
   する膨脹機を併用して過給用圧縮機を駆動する
   ようにしたことを特徴とする実用新案登録請求
   の範囲第１項又は第２項記載の圧縮式冷凍サイ
   クルの冷凍能力増加装置。