JPS6310447Y2

JPS6310447Y2 -

Info

Publication number: JPS6310447Y2
Application number: JP1986135719U
Authority: JP
Priority date: 1986-09-04
Filing date: 1986-09-04
Publication date: 1988-03-28
Also published as: JPS6250459U

Description

【考案の詳細な説明】

本考案は、２段圧縮スクリユ冷凍装置における
容量調整手段として、従来のスライド弁による無
段階容量制御方式と相違し、より低コストかつ簡
単なシステム、更には簡単な容量調整構造のもと
に、高効率かつ無段階制御に近い容量制御が行な
えるようにしたものに関する。２段圧縮スクリユ冷凍装置における容量調整方
式としては、前段圧縮機側のみまたは前段、後段
圧縮機側共、スライド弁による無段階容量制御方
式を採用するものが多いが、これはその必要機構
が複雑化して製作コストも増加し、特に前段、後
段共の場合には大巾なコストアツプを生じるので
あり、またその制御システムも複雑である等の問
題点がある。本考案はこれらの問題点を解決し、その容量調
整のための必要構造をより簡単化すると共に、低
コストで効果的な制御システムを採用し、かつス
ライド弁の特性に近い高効率で、無段階制御に劣
らない広汎でかつ微細な範囲までの制御が可能で
あるようにしたものである。本考案の特徴とする処は、前段圧縮機及び後段
圧縮機からなる２段スクリユ圧縮機と、前記後段
圧縮機の吐出口に接続される凝縮器と、該凝縮器
に接続される中間冷却器と、該中間冷却器に接続
され且つ前記前段圧縮器の吸込口に接続される蒸
発器とからなる２段圧縮スクリユ冷凍装置におい
て、前記前・後段圧縮機に中間圧を取り出すための
開孔部が設けられ、前段圧縮機の開孔部は、択一
的に開閉する開閉機構を介して前段圧縮機の吸込
口に接続され、後段圧縮機の開孔部は、択一に開
閉する開閉機構を介して後段圧縮機の吸込口に接
続され、更に、前記凝縮器から択一的に開閉する操作
弁、及び膨張弁を介して前記中間冷却器内を通つ
て前記後段圧縮機の吸込口に連通するバイパス路
が設けられ、かつ、前記前段圧縮機の開閉機構と、後段圧縮
機の開閉機構と、操作弁との開・閉操作の組合せ
により、圧縮機の容量と冷凍サイクルとを変更し
て冷凍容量をステツプ的に制御する制御装置が設
けられた点にある。以下図示の実施例に基いて本考案を詳述する
と、第１図は本考案による２段圧縮スクリユ冷凍
装置実施例の全体図であり、第２図はその必要回
路図実施例であり、第３図は本考案のサイクルチ
エンジおよび容量調整による冷凍能力変化の各状
態を示したものであるが、第１，２図において、
１は前段（１段）圧縮機、２は後段（２段）圧縮
機であつて、両圧縮機１，２は既知のようにそれ
ぞれスクリユロータ１ａ、１段吸込口１ｂ、１段
吐出口１ｃ、スクリユロータ２ａ、２段吸込口２
ｂ、２段吐出口２ｃを具備し、所要の回転機構を
有すると共に、前記後段圧縮機２の吐出口２ｃと
連絡するパイプその他による吐出路２１と、前記
前段圧縮機１の吸込口１ｂと連絡する吸込路２２
間には、吐出路２１側から順に、凝縮器７、中間
冷却器８、蒸発器９が連絡介在されているのであ
り、このような２段圧縮スクリユ冷凍装置２０に
おいて、本考案ではその容量調整に当り、前段圧
縮機１、後段圧縮機２におけるそれぞれの容量変
化と、冷凍サイクルを１段冷凍サイクルと２段冷
凍サイクルに変換させる両手段の組合せによつ
て、冷凍装置全体の容量変化を行なうようにした
ものである。即ち各段圧縮機１，２の容量変化に
当つては、各段圧縮機１，２の中間圧を制御弁の
操作を介しこれを取出し、それぞれの吸込側に戻
すことによつて行なうのであり、その具体的手段
としては、図示のように各段圧縮機１，２の吐出
側端面には圧縮機構部の中間圧位置に連通する位
置があり、この中間圧位置に対応する圧縮機吐出
端面にそれぞれ開孔部１ｄ、開孔部２ｄを設け、
各開孔部１ｄ，２ｄとそれぞれの吸込口１ｂ，２
ｂ側とを管路１３、管路１４を介して連通させ、
この管路１３，１４にそれぞれ１段用中間圧戻し
用制御弁３、２段用中間圧戻し用制御弁５を配設
し、両制御弁３，５を三方電磁弁等による操作弁
４、操作弁６によつて個別に開閉操作することに
より、それぞれの中間圧をそれぞれの吸込側に戻
すようにしたものである。このさい前記各中間圧
戻し用制御弁３，５は、管路１３，１４の開閉と
共に容量制御を行なうものとして、実施例では何
れもパートロード用バネ１５を具備し、かつ油圧
その他の流体圧によつて作動されるピストン弁１
６による開閉弁型式のものを用いている。更に今一つの調整手段としての、冷凍サイクル
を１段冷凍サイクルとするか、または２段冷凍サ
イクルとするかのサイクルシステムの変換に当つ
ては、図示のように凝縮器７と中間冷却器（エコ
ノマイザー８、後段圧縮機２の吸込口２ｂ側の間
において、凝縮器７から電磁弁等の操作弁１０お
よび膨張弁１１を介して、中間冷却器８内を通つ
て後段圧縮機２の吸込口２ｂ側と連通するバイパ
ス路２３を管路等によつて形成することにより、
前記操作弁１０の開閉操作を介してバイパス路２
３を用いた時には２段冷凍サイクルシステムとな
り、バイパス路２３を用いない時には１段冷凍サ
イクルシステムとなるようにしたものであり、図
例において１２は中間冷却器８と蒸発器９間に介
在させた膨張弁を示し、また２４，２４は各膨張
弁１１，１２に付属した温度感温筒であり、これ
はそれぞれ管路におけるガス過熱度を検出して膨
張弁開度を調節するためのものであり、膨張弁１
１，１２が自動膨張弁の場合は必要であるが、手
動の場合は必要はない。本考案による以上のサイクルシステムの変換、
前段、後段各圧縮機１，２におけるそれぞれの容
量変化という３つの容量変化要因の組合せによれ
ば、無段階制御に近くかつ高特性の、冷凍装置全
体の容量制御が容易に可能である。即ち第３図は
本考案による１段または２段冷凍サイクル変換、
前段圧縮機１または後段圧縮機２における容量変
化による装置全体の冷凍能力の変化を示したｐ−
ｉ線図であつて、第３図は前記冷凍サイクルチ
エンジによる能力変化を示し、Ａは第１図におい
て説明したように、凝縮器７より操作弁１０膨張
弁１１中間冷却器８内を通つて後段圧縮機２の吸
込口２ｂ側に至るバイパス路２３を、操作弁１０
をON（開）位置として使用した２段圧縮サイク
ルの能力を示し、またA′は操作弁１０をOFF
（閉）位置としてバイパス路２３を使用しない１
段圧縮サイクルの能力を示し図付記のようにＡの
能力(1)＝ＧKg／ｈ×Δi₁Kcalとした場合、A′の能
力(3)＝ＧKg／ｈ×Δi₁′である。但しＧは吸込ガス
重量である。同図は前段圧縮機１側の容量変化
による能力変化を示し、これは１段中間圧戻し用
制御弁３をその操作弁４のONまたはOFFによ
り、ピストン弁１６を管路１３を閉止する位置
（ON）、またピストン弁１６を管路１３を開通す
る位置（OFF）として、中間圧一部を吸込口２
ｂ側に戻さず、または戻すことによつて容量変化
を得るもので、そのＢは操作弁４のONによつて
制御弁３を閉位置とした場合、B′は操作弁４の
OFFによつて制御弁３を開位置とし戻した場合
を示し、Ｂの能力４およびB′の能力６は吸込ガ
ス重量0.6Gとして、図付記のようになる。この
さい後段圧縮機２側の容量は変更していないの
で、中間圧力はの状態より低下することにな
る。同図は後段圧縮機２側の容量変化による能
力変化を示し、この場合は前段圧縮機１側の能力
を変えることなく、後段圧縮機２側における操作
弁６のON，OFFにより、同様にその制御弁５に
よる中間圧戻し量の制御によつて、容量変化を行
なわせるのであり、例えば後段圧縮機２側の能力
を60％程度に落してやれば、中間圧力は上昇す
る。即ち容積型の圧縮機であるため、前段側の吸
込状態の容量は変ることなく、後段側の能力の違
いによつて、例えば極端に小さな２段スクリユ圧
縮機の場合、中間圧力は吐出圧力に近づくよう
に、中間圧力を上昇させることが可能で、図のＣ
は操作弁６のONによる制御弁５閉の場合、C′は
操作弁６のOFFによる制御弁５開の場合で、Ｃ
の能力２およびC′の能力３は図付記の通りであ
る。また同図はその前段圧縮機１および後段圧
縮機２の両者共、前記容量変化を行なつた場合を
示しており、能力５能力６として図付記の通りで
ある。即ち本考案によれば、冷凍サイクルシステムの
変換による容量変化Ａ〜A′、前段圧縮機１側に
おける容量変化Ｂ〜B′、後段圧縮機２側におけ
る容量変化Ｃ〜C′のように、３つの容量変化要因
が得られるので、今例えばＡ…100％，A′…75
％，Ｂ…100％，B′…60％（前段側容量の）、Ｃ
…100％，C′…60％（後段側容量の）としその組
合せ例を挙げれば、以下の通りであつて、これら
組合せによつて無段階制御に近い処の冷凍装置全
体の容量調整が容易に得られる。前記容量調整
は、各操作弁４，６，１０をON，OFF操作する
制御装置（図示省略）により行なわれる。

【表】本考案は以上の通りであつて、２段圧縮スクリ
ユ冷凍装置における容量調整として、従来の前後
（低段）側のみ、あるいは前段（低段）、後段（高
段）側共、スライド弁による容量調整に比し、容
量調整システムと機構の簡単化、操作の容易にお
いて著しく優れる。即ち本考案では、１段サイク
ルまたは２段サイクルの何れかを用いる冷凍サイ
クルの切換、各段スクリユ圧縮機における中間圧
の吸込側戻しによる容量変化によつて、冷凍装置
全体の容量調整を行なうため、実施例のように、
凝縮器７中間冷却器８及び後段圧縮機２間にバイ
パス路２３を形成することにより、そのサイクル
切換はきわめて容易に行なえ、また各段圧縮機
１，２における容量変化も、それぞれの中間圧を
それぞれの吸込側に戻してやる管路１３，１４を
設けることで同じく容易に行なえ、しかもこれら
の各操作は操作弁１０操作弁４操作弁６の各オ
ン・オフ操作のみでよく、容量調整用各機構の構
造はきわめて簡単化され、低コストな容量制御シ
ステムが得られるのであり、しかもそのサイクル
チエンジ、前後、後段圧縮機における各容量変化
という３箇の容量変化要件の自由な組合せによつ
て、従来のスライド弁による無段階容量制御の特
性に近い処の、即ち高効率（容量が減少した分だ
け駆動動力も減少する）で広汎かつ微細な容量制
御が得られるのであり、その機構並びに動作の簡
単化は運転操作上のトラブルを生じるおそれもな
く、従来の低段側のみあるいは低段、高段共にス
ライド弁による無段容量制御方式における機構の
複雑、高コスト、低段側のみの場合における容量
制御範囲の狭さ（最少約40％）等の問題点を解決
したものとして、優れたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による容量調整装置全体の構成
説明図、第２図は同回路図、第３図は本考案によ
るサイクルチエンジ及び容量変化による能力変化
を示す各ｐ−ｉ線図である。１……前段圧縮機、２……後段圧縮機、３，５
……制御弁、４，６，１０……操作弁、７……凝
縮器、８……中間冷却器、９……蒸発器、１１，
１２……膨張弁、１３，１４……中間圧戻し管
路、２３……バイパス路。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】前段圧縮機及び後段圧縮機からなる２段スクリ
ユ圧縮機と、前記後段圧縮機の吐出口に接続され
る凝縮器と、該凝縮器に接続される中間冷却器
と、該中間冷却器に接続され且つ前記前段圧縮器
の吸込口に接続される蒸発器とからなる２段圧縮
スクリユ冷凍装置において、前記前・後段圧縮機に中間圧を取り出すための
開孔部が設けられ、前段圧縮機の開孔部は、択一
的に開閉する開閉機構を介して前段圧縮機の吸込
口に接続され、後段圧縮機の開孔部は、択一に開
閉する開閉機構を介して後段圧縮機の吸込口に接
続され、更に、前記凝縮器から択一的に開閉する操作
弁、及び膨張弁を介して前記中間冷却器内を通つ
て前記後段圧縮機の吸込口に連通するバイパス路
が設けられ、かつ、前記前段圧縮機の開閉機構と、後段圧縮
機の開閉機構と、操作弁との開・閉操作の組合せ
により、圧縮機の容量と冷凍サイクルとを変更し
て冷凍容量をステツプ的に制御する制御装置が設
けられてたことを特徴とする２段圧縮スクリユ冷
凍装置。