WO2024034151A1 - 凝縮器、及びターボ冷凍機 - Google Patents

凝縮器、及びターボ冷凍機 Download PDF

Info

Publication number
WO2024034151A1
WO2024034151A1 PCT/JP2022/043036 JP2022043036W WO2024034151A1 WO 2024034151 A1 WO2024034151 A1 WO 2024034151A1 JP 2022043036 W JP2022043036 W JP 2022043036W WO 2024034151 A1 WO2024034151 A1 WO 2024034151A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
condenser
baffle plate
gas
compressor
check valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2022/043036
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
亮介 末光
勇亮 伊良
直也 三吉
明正 横山
達男 石黒
悠 中山
篤 中川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Thermal Systems Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Thermal Systems Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Thermal Systems Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Thermal Systems Ltd
Priority to CN202280098438.0A priority Critical patent/CN119585576A/zh
Priority to US18/996,829 priority patent/US20260029178A1/en
Publication of WO2024034151A1 publication Critical patent/WO2024034151A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/20—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00—Evaporators; Condensers
    • F25B39/04—Condensers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/22—Arrangements for directing heat-exchange media into successive compartments, e.g. arrangements of guide plates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/24—Arrangements for promoting turbulent flow of heat-exchange media, e.g. by plates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
    • F25B1/04—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle with compressor of rotary type
    • F25B1/053—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle with compressor of rotary type of turbine type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
    • F25B1/10—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle with multi-stage compression
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2339/00—Details of evaporators; Details of condensers
    • F25B2339/04—Details of condensers
    • F25B2339/046—Condensers with refrigerant heat exchange tubes positioned inside or around a vessel containing water or pcm to cool the refrigerant gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2339/00—Details of evaporators; Details of condensers
    • F25B2339/04—Details of condensers
    • F25B2339/047—Water-cooled condensers

Definitions

  • the present disclosure relates to a condenser and a centrifugal refrigerator.
  • This application claims priority to Japanese Patent Application No. 2022-128389 filed in Japan on August 10, 2022, the contents of which are incorporated herein.
  • Patent Document 1 discloses a turbo refrigerator.
  • a turbo refrigerator includes a refrigeration cycle consisting of an evaporator, a compressor, and a condenser.
  • refrigerant flows through the refrigeration cycle from the evaporator to the compressor and from the compressor to the condenser.
  • the centrifugal chiller stops due to a power outage, etc. the differential pressure between the evaporator and condenser causes the refrigerant to condense.
  • refrigerant flowing backwards from the container to the compressor.
  • a check valve is provided in the line connecting the compressor and the condenser.
  • the present disclosure has been made to solve the above problems, and aims to provide a condenser and a centrifugal refrigerator that can be downsized.
  • a condenser includes an inlet that sucks gas refrigerant discharged from a compressor, and an introduction section that has a gas baffle plate through which the gas refrigerant that has been sucked can pass;
  • a shell capable of accommodating the gas refrigerant that has passed through the gas baffle plate, and a check valve capable of opening and closing the suction port, the check valve overlapping the gas baffle plate in the open state and the shell in the closed state. It has a valve body that covers the suction port.
  • a turbo chiller according to the present disclosure includes the above-mentioned condenser.
  • FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of a centrifugal chiller according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a plan view of a condenser according to an embodiment of the present disclosure, viewed from above.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the condenser according to the embodiment of the present disclosure, viewed from a second direction. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3.
  • FIG. 2 is a plan view of a condenser according to an embodiment of the present disclosure, viewed from above.
  • FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of a centrifugal chiller according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a plan view of a condenser according to an embodiment
  • turbo chiller including a condenser 20 according to an embodiment of the present disclosure
  • the turbo refrigerator 1 includes a compressor 10, a condenser 20, an expansion valve 2, and an evaporator 3.
  • Compressor 10 is a turbo compressor that compresses gas refrigerant.
  • Compressor 10 includes a casing 11, a motor 12, a shaft 13, a bearing 14, and an impeller 15.
  • a motor 12, a shaft 13, a bearing 14, and an impeller 15 are housed in the casing 11.
  • the motor 12 includes a rotor 16 that rotates around a central axis, and a cylindrical stator 17 that is provided around the rotor 16 with a predetermined gap therebetween.
  • the shaft 13 is connected to the rotor 16, and the rotational output of the rotor 16 is transmitted.
  • the shaft 13 is rotatably supported by a bearing 14.
  • the impeller 15 is provided on the shaft 13 , and the rotational output of the rotor 16 is transmitted via the shaft 13 .
  • the impellers 15 are arranged in two stages in parallel in the axial direction of the shaft 13.
  • the condenser 20 condenses the high temperature, high pressure gas refrigerant compressed by the compressor 10.
  • the condenser 20 is provided with a first heat transfer tube 27 through which cooling water flows to cool the refrigerant.
  • the cooling water is led to the condenser 20 again after being exhausted to the outside in a cooling tower (not shown).
  • expansion valve 2 expands the liquid refrigerant introduced from the condenser 20.
  • the evaporator 3 evaporates the liquid refrigerant expanded by the expansion valve 2.
  • the evaporator 3 is provided with a second heat transfer tube 3a for cooling cold water supplied to an external load.
  • the gas refrigerant produced in the evaporator 3 is guided to the compressor 10 again.
  • the condenser 20 includes an introduction part 30, a shell 40, a first partition plate 21, a second partition plate 22, a third partition plate 23, and a fourth partition plate 24. , an internal baffle plate 25 , a cooling water inlet pipe 26 , a first heat transfer tube 27 , a cooling water discharge pipe 28 , a discharge section 29 , and a check valve 50 .
  • the introduction section 30 sucks high-pressure gas refrigerant supplied from the compressor 10.
  • the introduction section 30 includes an introduction section main body 31, a suction section 32, and a gas baffle plate 33.
  • the introduction part main body 31 is a box-shaped container that opens downward and is formed into a rectangular plate shape extending in one direction.
  • first direction D1 the extending direction of the introduction part main body 31
  • second direction D2 the horizontal direction and the direction perpendicular to the first direction D1
  • the upper wall 31a of the introduction part main body 31 extends in the horizontal direction, and the side wall 31b of the introduction part main body 31 extends in the vertical plane. High-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 10 flows through the introduction section main body 31 . Further, communication holes 34 are formed in two of the side walls 31b of the introduction section main body 31 located on both sides in the first direction D1.
  • the suction section 32 is provided at the center of the introduction section main body 31 in the first direction D1.
  • the suction section 32 is connected to the introduction section main body 31 by, for example, welding.
  • the suction part 32 includes a suction part main body 35 protruding from the side wall 31b of the introduction part main body 31 in the second direction D2, a suction port 36 penetrating the suction part main body 35 in the second direction D2, and an outer surface of the suction part main body 35.
  • a flange 37 is provided.
  • the suction part main body 35 is formed into a trapezoidal shape that tapers away from the introduction part main body 31 when viewed from the top and bottom.
  • the suction port 36 communicates the suction part main body 35 and the introduction part 30, and sucks the gas refrigerant discharged from the compressor 10.
  • the suction port 36 is formed along the outer surface of the suction part main body 35, and has a trapezoidal shape that tapers away from the introduction part main body 31 when viewed from the top and bottom.
  • the suction port 36 is formed in a rectangular shape when viewed from the second direction D2.
  • the end of the suction port 36 on the introduction part main body 31 side is formed into a rectangular shape extending in the first direction D1 when viewed from the second direction D2.
  • the flange 37 is provided at the tapered end of the suction part main body 35 on the opposite side from the introduction part main body 31.
  • the flange 37 is provided around the entire circumference of the suction port 36 and protrudes outward from the outer surface of the suction portion main body 35.
  • the gas baffle plate 33 is a plate material that closes the lower opening of the introduction section main body 31.
  • the gas baffle plate 33 extends horizontally.
  • the gas baffle plate 33 allows the gas refrigerant sucked into the introduction section 30 to pass therethrough.
  • the gas baffle plate 33 is provided with a through hole 38 that penetrates the gas baffle plate 33.
  • a plurality of through holes 38 are provided in the intermediate portion of the gas baffle plate 33 in the first direction D1.
  • the plurality of through holes 38 are all provided in the same circular shape.
  • six through holes 38 are provided in a regular hexagonal shape so as to surround one through hole 38 .
  • a lower portion of the introduction section 30 including the gas baffle plate 33 is covered from below by a shell 40.
  • the shell 40 is a container that can accommodate the gas refrigerant that has passed through the gas baffle plate 33.
  • the shell 40 has a cylindrical outer shape.
  • the shell 40 includes a body 41 , a first end 42 , and a second end 43 .
  • the body portion 41 is formed into a cylindrical shape extending in the first direction D1.
  • the lower part of the introduction section 30 including the gas baffle plate 33 and the communication hole 34 is embedded in the body section 41 .
  • the body portion 41 communicates with the introduction portion 30 through the communication hole 34 and the through hole 38 .
  • the body portion 41 and the introduction portion 30 are joined by, for example, welding.
  • the first end portion 42 is provided at an end portion of the body portion 41 on one side in the first direction D1, and covers one side of the body portion 41 in the first direction D1.
  • the second end portion 43 is provided at the end of the body portion 41 on the other side in the first direction D1, and covers the other side of the body portion 41 in the first direction D1.
  • the first partition plate 21 is provided at the boundary between the body 41 and the first end 42 of the shell 40.
  • the second partition plate 22 is provided at the boundary between the body 41 and the second end 43 of the shell 40.
  • the first partition plate 21 and the second partition plate 22 partition the inside of the shell 40 into three chambers, a first chamber 44, a second chamber 45, and a third chamber 46, in order from one side in the first direction D1.
  • the third partition plate 23 is provided within the first chamber 44 of the shell 40.
  • the third partition plate 23 partitions the first chamber 44 into two, an inlet chamber 44a and an outlet chamber 44b.
  • the inlet chamber 44a is located above the outlet chamber 44b.
  • the fourth partition plate 24 is provided within the second chamber 45 of the shell 40.
  • the fourth partition plate 24 partitions the third chamber 46 into two, a first straight tube chamber 45a and a second straight tube chamber 45b.
  • the fourth partition plate 24 is provided at the same position in the vertical direction as the third partition plate 23, and the first straight pipe chamber 45a is located above the second straight pipe chamber 45b.
  • the first straight pipe chamber 45a communicates with the inside of the introduction section 30 via the communication hole 34. Further, an internal communication hole 24a is formed at the end of the fourth partition plate 24 on the other side in the first direction D1. The internal communication hole 24a allows the first straight pipe chamber 45a and the second straight pipe chamber 45b to communicate with each other. Therefore, the gas refrigerant introduced into the introduction section 30 flows in the order of the first straight pipe chamber 45a and the second straight pipe chamber 45b.
  • a plurality of internal baffle plates 25 are provided in each of the first straight pipe chamber 45a and the second straight pipe chamber 45b.
  • a plurality of internal baffle plates 25 are provided side by side in the first direction D1.
  • internal baffle plates 25 are arranged vertically alternately.
  • the gas refrigerant flows through the internal baffle plate 25 while meandering.
  • the internal baffle plate 25 is provided with fine holes (not shown), and the refrigerant (gas refrigerant and liquid refrigerant produced by condensation) flows in the second chamber 45 through the holes (not shown). be able to.
  • at least a portion of the internal baffle plate 25 in the first straight pipe chamber 45a is joined to the gas baffle plate 33, and is thermally connected to the gas baffle plate 33.
  • Cooling water introduction pipe 26 is provided on the outer surface of first end 42 of shell 40 .
  • the cooling water introduction pipe 26 communicates with an inlet chamber 44a inside the shell 40.
  • the cooling water introduction pipe 26 guides cooling water from a cooling tower (not shown) into the inlet chamber 44a.
  • the first heat exchanger tube 27 includes a first straight tube 27a, a second straight tube 27b, and a curved tube 27c.
  • the first straight pipe 27a is provided in the first straight pipe chamber 45a.
  • the first straight pipe 27a extends in the first direction D1 and connects the first partition plate 21 and the second partition plate 22.
  • the first straight pipe 27a passes through the internal baffle plate 25 in the first straight pipe chamber 45a in the first direction D1.
  • the second straight pipe 27b is provided in the second straight pipe chamber 45b.
  • the second straight pipe 27b extends in the first direction D1 and connects the first partition plate 21 and the second partition plate 22.
  • the second straight pipe 27b penetrates the internal baffle plate 25 in the second straight pipe chamber 45b in the first direction D1.
  • the bent pipe 27c is provided in the third chamber 46.
  • the bent pipe 27c is formed in a U-shape when viewed from the second direction D2.
  • the upper end of the curved pipe 27c is connected to the first straight pipe 27a, and the lower end of the curved pipe 27c is connected to the second straight pipe 27b.
  • the bent pipe 27c communicates with the first
  • Cooling water guided to the inlet chamber 44a flows into the first heat transfer tube 27.
  • the cooling water flows through the first heat exchanger tube 27 in the order of the first straight tube 27a, the curved tube 27c, and the second straight tube 27b, and is guided to the outlet chamber 44b.
  • the cooling water exchanges heat with the gas refrigerant in the second chamber 45 while flowing through the first heat transfer tube 27 .
  • the gas refrigerant is cooled and condensed into liquid refrigerant.
  • This liquid refrigerant is temporarily stored in the second straight pipe chamber 45b.
  • the cooling water is heated by receiving heat from the gas refrigerant.
  • Cooling water discharge pipe 28 is provided on the outer surface of first end 42 of shell 40 .
  • the cooling water discharge pipe 28 communicates with an outlet chamber 44b within the shell 40.
  • the cooling water discharge pipe 28 guides the cooling water that has passed through the first heat transfer tube 27 to a cooling tower (not shown).
  • the cooling water that has returned to the cooling tower from the cooling water discharge pipe 28 is cooled by the cooling tower and guided to the inlet chamber 44a again.
  • the discharge part 29 is provided in the body part 41 of the shell 40.
  • the discharge part 29 is provided on the outer circumferential surface of the body part 41 and is formed in a tubular shape that communicates with the second straight pipe chamber 45b.
  • the discharge part 29 guides the liquid refrigerant stored in the second straight pipe chamber 45b to the expansion valve 2.
  • the expansion valve 2 When the liquid refrigerant is expanded by the expansion valve 2, it is led to the evaporator 3 and vaporized into gas refrigerant again.
  • the gas refrigerant generated in the evaporator 3 is compressed by the compressor 10 and guided to the condenser 20 again.
  • the refrigerant circulates within the cycle of the compressor 10, condenser 20, expansion valve 2, and evaporator 3.
  • the turbo chiller 1 suddenly stops due to, for example, a power outage, the refrigerant may flow back from the condenser 20 to the compressor 10 due to the differential pressure between the condenser 20 and the evaporator 3.
  • a check valve 50 is provided inside the introduction section 30.
  • coolant which flows in the order of the compressor 10, the condenser 20, the expansion valve 2, and the evaporator 3 will be referred to as a forward flow, and the flow in the opposite direction will be referred to as a reverse flow.
  • the check valve 50 is provided inside the introduction section main body 31.
  • the check valve 50 is provided to be able to open and close the suction port 36.
  • the check valve 50 includes a hinge 51, a valve body 52, and a spring 53.
  • the hinge 51 is provided on the edge of the gas baffle plate 33 that connects to the side wall 31b where the suction portion 32 is provided.
  • the hinge 51 extends in the first direction D1.
  • valve body The valve body 52 is rotatable by the hinge 51 around the central axis of the hinge 51 extending in the first direction D1.
  • the check valve 50 opens and closes the suction port 36 by rotating the valve body 52 around the hinge 51.
  • the valve body 52 is installed so as to overlap an area in which the through hole 38 of the gas baffle plate 33 is formed in the open state, and to cover the suction port 36 in the closed state.
  • the valve body 52 when the check valve 50 is in the open state, the valve body 52 is located outside the suction port 36 when viewed from the forward flow direction of the gas refrigerant sucked into the suction port 36 from the compressor 10. Thereby, when the check valve 50 is in the open state, the suction port 36 is fully opened.
  • valve body 52 is formed into a rectangular plate shape extending in the first direction D1.
  • the spring 53 generates an elastic force in the direction of stacking the valve body 52 on the gas baffle plate 33.
  • the spring 53 of this embodiment is a so-called hinge spring used on the outer peripheral surface of the hinge 51.
  • the spring constant of the spring 53 is set to such a value that the elastic force is canceled out by the reverse flow of the gas refrigerant discharged from the suction port 36 to the compressor 10 .
  • the condenser 20 will be in a higher pressure state than the evaporator 3, and the condenser 20 will communicate with the compressor 10 and the compressor 10 with the evaporator 3.
  • the refrigerant tends to flow back from the condenser 20 to the compressor 10 due to the differential pressure between the condenser 20 and the evaporator 3 .
  • the dynamic pressure of the refrigerant that is about to flow back from the condenser 20 toward the compressor 10 is applied to the valve body 52 through the through hole 38 .
  • the check valve 50 allows the refrigerant to flow in the forward direction when the turbo chiller 1 is normally started, but prevents the backflow that may occur due to the pressure difference between the condenser 20 and the evaporator 3 when the centrifugal chiller 1 is stopped in an emergency. Prevent immediately.
  • the condenser 20 includes an inlet 36 that sucks in the gas refrigerant discharged from the compressor 10, and an introduction section 30 that includes a gas baffle plate 33 through which the sucked gas refrigerant can pass. It includes a shell 40 that can accommodate the gas refrigerant that has passed through it, and a check valve 50 that can open and close the suction port 36.
  • the check valve 50 has a valve body 52 that overlaps the gas baffle plate 33 in the open state and covers the inlet 36 in the closed state.
  • the check valve 50 overlaps the valve body 52 and the gas baffle plate 33 to open the suction port 36 when the gas refrigerant is sucked into the suction port 36 from the compressor 10, and the gas refrigerant is sucked into the suction port 36.
  • the valve body 52 can cover the suction port 36 and close the suction port 36.
  • the check valve 50 is provided in the condenser 20. Therefore, the condenser 20 can prevent the gas refrigerant from flowing back through its own function. Therefore, since there is no need to provide a device for preventing backflow of refrigerant outside the condenser 20, the condenser 20 can be made smaller. That is, since the centrifugal chiller 1 can be downsized, the ground contact area of the centrifugal chiller 1 can be reduced.
  • the check valve 50 can prevent the refrigerant from flowing backwards, so damage to the bearing 14 due to the backflow can be prevented.
  • valve body 52 when the check valve 50 is in the open state, the valve body 52 is located outside the suction port 36 when viewed from the forward flow direction of the gas refrigerant sucked into the suction port 36 from the compressor 10.
  • the check valve 50 can fully open the suction port 36 when the gas refrigerant flows forward. Therefore, the condenser 20 can smoothly recover the gas refrigerant discharged from the compressor 10. This allows the refrigerant to flow smoothly through the condenser 20, thereby improving the heat exchange efficiency of the condenser 20. Further, since the forward flow of the gas refrigerant is not obstructed by the valve body 52, an increase in pressure loss is suppressed, and it is possible to achieve a high COP (Coefficient of Performance) of the condenser 20. That is, it becomes possible to increase the COP of the centrifugal chiller 1.
  • COP Coefficient of Performance
  • a through hole 38 is formed in the gas baffle plate 33 in a region that overlaps with the valve body 52 when the check valve 50 is in the open state.
  • valve body 52 is moved by dynamic pressure due to the reverse flow of the gas refrigerant discharged from the suction port 36 to the compressor 10.
  • the suction port 36 is quickly covered by the valve body 52. Therefore, while the check valve 50 has a simple configuration, backflow of the gas refrigerant can be quickly prevented.
  • the check valve 50 includes a spring 53 that generates an elastic force in the direction of stacking the valve body 52 on the gas baffle plate 33.
  • the spring constant of the spring 53 is such that the elastic force is canceled by the reverse flow of the gas refrigerant discharged from the suction port 36 to the compressor 10 .
  • the check valve 50 is maintained in the open state by the elastic force of the spring 53, so that the gas refrigerant discharged from the compressor 10 is smoothly recovered into the condenser 20.
  • the dynamic pressure of the backflow cancels out the elastic force of the spring 53 and the check valve 50 is closed, so that the backflow of the gas refrigerant is quickly prevented.
  • the valve body 52 can be maintained in an open state in a reverse flow that does not cause damage to the bearing 14, while the minimum flow rate that can cause damage to the bearing 14 can be set. In the above reverse flow, the valve body 52 can be brought into a closed state.
  • the gas baffle plate 33 is provided with a plurality of through holes 38, but the present invention is not limited to this.
  • the size, shape, and number of through holes 38 can be changed as appropriate.
  • the check valve 50 includes the spring 53 that applies elastic force to the valve body 52, but the present invention is not limited to this, and the check valve 50 may not include the spring 53. Good too. Without the spring 53, the number of parts is reduced and the probability that the check valve 50 is damaged is reduced.
  • the condenser 20 includes an inlet 36 that sucks in the gas refrigerant discharged from the compressor 10, and an introduction part 30 that has a gas baffle plate 33 through which the inhaled gas refrigerant can pass. , a shell 40 capable of accommodating the gas refrigerant that has passed through the gas baffle plate 33, and a check valve 50 capable of opening and closing the suction port 36, the check valve 50 being in an open state, the gas baffle It has a valve body 52 that overlaps the plate 33 and covers the suction port 36 in the closed state.
  • the check valve 50 overlaps the valve body 52 and the gas baffle plate 33 to open the suction port 36 when the gas refrigerant is sucked into the suction port 36 from the compressor 10, and the gas refrigerant is sucked into the suction port 36.
  • the valve body 52 can cover the suction port 36 and close the suction port 36.
  • the check valve 50 is provided in the condenser 20. Therefore, the condenser 20 can prevent the gas refrigerant from flowing back through its own function.
  • the condenser 20 of the second aspect is the condenser 20 of the first aspect, and when the check valve 50 is in an open state, the valve body 52 is connected from the compressor 10 to the suction port. It may be located outside the suction port 36 when viewed from the forward flow direction of the gas refrigerant sucked into the gas refrigerant 36 .
  • the check valve 50 can fully open the suction port 36 when the gas refrigerant flows forward. Therefore, the condenser 20 can smoothly recover the gas refrigerant discharged from the compressor 10.
  • the condenser 20 of the third aspect is the condenser 20 of the first or second aspect, and the gas baffle plate 33 includes the valve body when the check valve 50 is in an open state.
  • a through hole 38 may be formed in a region overlapping with 52.
  • valve body 52 is moved by dynamic pressure due to the reverse flow of the gas refrigerant discharged from the suction port 36 to the compressor 10.
  • the suction port 36 is quickly covered by the valve body 52.
  • the condenser 20 of the fourth aspect is the condenser 20 of any one of the first to third aspects, and the check valve 50 has the valve body 52 connected to the gas baffle plate 33.
  • the spring 53 includes a spring 53 that generates elastic force in the stacking direction, and the spring constant of the spring 53 is such that the elastic force is canceled by the reverse flow of the gas refrigerant discharged from the suction port 36 to the compressor 10. It may be the size.
  • the turbo refrigerator 1 of the fifth aspect includes the condenser 20 of any one of the first to fourth aspects.
  • Suction part body 36 ... Inlet 37... Flange 38... Through hole 40... Shell 41... Body 42... First end 43... Second end 44... First chamber 44a... Inlet chamber 44b... Outlet chamber 45... Second chamber 45a...First straight pipe chamber 45b...Second straight pipe chamber 46...Third chamber 50...Check valve 51...Hinge 52...Valve body 53...Spring D1...First direction D2...Second direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Compressor (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

本開示の凝縮器は、圧縮機から吐出されたガス冷媒を吸入する吸入口、及び吸入したガス冷媒が通過可能なガスバッフル板を有する導入部と、ガスバッフル板を通過したガス冷媒を収容可能なシェルと、吸入口を開閉可能な逆止弁と、を備え、逆止弁は、開状態ではガスバッフル板と重なり、閉状態では吸入口を覆う弁体を有する。

Description

凝縮器、及びターボ冷凍機
　本開示は、凝縮器、及びターボ冷凍機に関する。
　本願は、２０２２年８月１０日に日本に出願された特願２０２２－１２８３８９号について優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　特許文献１には、ターボ冷凍機が開示されている。ターボ冷凍機は、蒸発器と圧縮機と凝縮器からなる冷凍サイクルを備える。ターボ冷凍機の駆動時には、蒸発器から圧縮機、圧縮機から凝縮器と冷媒が冷凍サイクル内を流れるが、ターボ冷凍機が停電等によって停止すると、蒸発器と凝縮器との差圧によって、凝縮器から圧縮機に向けて冷媒が逆流するおそれがある。この冷媒の逆流を防止するために、圧縮機と凝縮器とを接続するラインには、逆止弁が設けられている。
特開平１０－１３１８８９号公報
　しかしながら、特許文献１に記載のターボ冷凍機では、圧縮機と凝縮器との間に逆止弁を設置するためのスペースを必要とするため、ターボ冷凍機が大型化するという問題があった。
　本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、小型化を達成することができる凝縮器、及びターボ冷凍機を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本開示に係る凝縮器は、圧縮機から吐出されたガス冷媒を吸入する吸入口、及び吸入した前記ガス冷媒が通過可能なガスバッフル板を有する導入部と、前記ガスバッフル板を通過した前記ガス冷媒を収容可能なシェルと、前記吸入口を開閉可能な逆止弁と、を備え、前記逆止弁は、開状態では前記ガスバッフル板と重なり、閉状態では前記吸入口を覆う弁体を有する。
　本開示に係るターボ冷凍機は、上記の凝縮器を備える。
　本開示の凝縮器、及びターボ冷凍機によれば、小型化を達成することができる。
本開示の実施形態に係るターボ冷凍機の全体構成を示す図である。 本開示の実施形態に係る凝縮器を上方から見た平面図である。 本開示の実施形態に係る凝縮器を第二方向から見た断面図である。 図３のＩＶ－ＩＶ線に沿う断面図である。
（ターボ冷凍機）
　以下、本開示の実施形態に係る、凝縮器２０を備えたターボ冷凍機１について、図１から図４を参照して説明する。
　図１に示すように、ターボ冷凍機１は、圧縮機１０と、凝縮器２０と、膨張弁２と、蒸発器３と、を備える。
（圧縮機）
　圧縮機１０は、ガス冷媒を圧縮するターボ圧縮機である。圧縮機１０は、ケーシング１１と、モータ１２と、シャフト１３と、軸受１４と、羽根車１５と、を有する。ケーシング１１には、モータ１２、シャフト１３、軸受１４、及び羽根車１５が収容されている。モータ１２は、中心軸線回りに回転するロータ１６と、ロータ１６の周囲に所定のギャップを空けて設けられた円筒状のステータ１７と、を有する。シャフト１３は、ロータ１６に接続され、ロータ１６の回転出力が伝達される。シャフト１３は、軸受１４によって回転可能に支持されている。羽根車１５は、シャフト１３に設けられ、シャフト１３を介してロータ１６の回転出力が伝達される。本実施形態では、羽根車１５は、シャフト１３の軸線方向に並んで２段設けられている。
（凝縮器）
　凝縮器２０は、圧縮機１０によって圧縮された高温高圧のガス冷媒を凝縮する。凝縮器２０には、冷媒を冷却するための冷却水が流れる第一伝熱管２７が設けられている。冷却水は、図示しない冷却塔で外部へと排熱された後に、再び凝縮器２０へと導かれる。
（膨張弁）
　膨張弁２は、凝縮器２０から導かれた液冷媒を膨張させる。
（凝縮器）
　蒸発器３は、膨張弁２によって膨張された液冷媒を蒸発させる。蒸発器３には、外部負荷へ供給される冷水を冷却するための第二伝熱管３ａが設けられている。蒸発器３で生じたガス冷媒は、再び圧縮機１０へと導かれる。
（凝縮器の構造）
　続いて、凝縮器２０の構造について説明する。
　図２から図４に示すように、凝縮器２０は、導入部３０と、シェル４０と、第一仕切板２１と、第二仕切板２２と、第三仕切板２３と、第四仕切板２４と、内部バッフル板２５と、冷却水導入管２６と、第一伝熱管２７と、冷却水排出管２８と、排出部２９と、逆止弁５０と、を備える。
（導入部）
　導入部３０は、圧縮機１０から供給された高圧のガス冷媒を吸入する。導入部３０は、導入部本体３１と、吸入部３２と、ガスバッフル板３３と、を備える。
（導入部本体）
　導入部本体３１は、一方向に延びる矩形板状形成された、下方に向けて開口する箱型の容器である。
　以下では、導入部本体３１の延在方向を「第一方向Ｄ１」と称し、水平方向かつ第一方向Ｄ１に直交する方向を「第二方向Ｄ２」と称する。
　導入部本体３１の上壁３１ａは、水平方向に延在するとともに、導入部本体３１の側壁３１ｂは、鉛直面に延在している。導入部本体３１には、圧縮機１０から吐出された高圧のガス冷媒が流れる。
　また、導入部本体３１の側壁３１ｂうち第一方向Ｄ１両側に位置する２つの側壁３１ｂには、連通孔３４が形成されている。
（吸入部）
　吸入部３２は、導入部本体３１の第一方向Ｄ１の中央部に設けられている。吸入部３２は、導入部本体３１と、例えば溶接によって接続されている。吸入部３２は、導入部本体３１の側壁３１ｂから第二方向Ｄ２に突出する吸入部本体３５と、吸入部本体３５を第二方向Ｄ２に貫通する吸入口３６と、吸入部本体３５の外面に設けられたフランジ３７と、を有する。
（吸入部本体）
　吸入部本体３５は、上下方向から見て、導入部本体３１から離間するにしたがって先細る台形状に形成されている。
（吸入口）
　吸入口３６は、吸入部本体３５と導入部３０とを連通させ、圧縮機１０から吐出されたガス冷媒を吸入する。吸入口３６は、吸入部本体３５の外面に沿って形成されており、上下方向から見て、導入部本体３１から離間するにしたがって先細る台形状に形成されている。一方、吸入口３６は、第二方向Ｄ２から見て、矩形状に形成されている。吸入口３６の導入部本体３１側の端部は、第二方向Ｄ２から見て、第一方向Ｄ１に延びる矩形状に形成されている。
（フランジ）
　フランジ３７は、導入部本体３１とは反対側であって吸入部本体３５の先細り側の端部に設けられている。フランジ３７は、吸入口３６の全周にわたって設けられ、吸入部本体３５の外面から外側に突出している。
（ガスバッフル板）
　ガスバッフル板３３は、導入部本体３１の下方の開口を閉塞する板材である。ガスバッフル板３３は、水平方向に延在している。ガスバッフル板３３は、導入部３０が吸入したガス冷媒が通過可能とされている。ガスバッフル板３３には、ガスバッフル板３３を貫通する貫通孔３８が設けられている。本実施形態では、貫通孔３８は、ガスバッフル板３３の第一方向Ｄ１の中間部に複数設けられている。本実施形態では、複数の貫通孔３８は、全て同じ円形状に設けられている。また、貫通孔３８は、１つの貫通孔３８を囲むように正六角形状に６つの貫通孔３８が設けられている。
　導入部３０のガスバッフル板３３を含む下部は、シェル４０によって下方から覆われている。
（シェル）
　シェル４０は、ガスバッフル板３３を通過したガス冷媒を収容可能とする容器である。シェル４０の外形は、円柱状に形成されている。シェル４０は、胴部４１と、第一端部４２と、第二端部４３と、を備える。
　胴部４１は、第一方向Ｄ１に延びる円筒状に形成されている。胴部４１には、ガスバッフル板３３及び連通孔３４を含む導入部３０の下部が埋め込まれるように設けられている。胴部４１は、連通孔３４及び貫通孔３８によって、導入部３０と連通されている。胴部４１と導入部３０とは、例えば溶接により接合されている。第一端部４２は、胴部４１の第一方向Ｄ１一方側の端部に設けられ、胴部４１の第一方向Ｄ１一方側を覆っている。第二端部４３は、胴部４１の第一方向Ｄ１他方側の端部に設けられ、胴部４１の第一方向Ｄ１他方側を覆っている。
（第一仕切板及び第二仕切板）
　第一仕切板２１は、シェル４０の胴部４１と第一端部４２との境界に設けられている。第二仕切板２２は、シェル４０の胴部４１と第二端部４３との境界に設けられている。第一仕切板２１及び第二仕切板２２は、シェル４０の内部を、第一方向Ｄ１一方側から順に、第一室４４、第二室４５、第三室４６の３つに仕切っている。
（第三仕切板）
　第三仕切板２３は、シェル４０の第一室４４内に設けられている。第三仕切板２３は、第一室４４を入口室４４ａと出口室４４ｂとの２つに仕切っている。本実施形態では、入口室４４ａは、出口室４４ｂの上方に位置している。
（第四仕切板）
　第四仕切板２４は、シェル４０の第二室４５内に設けられている。第四仕切板２４は、第三室４６を第一直管室４５ａと第二直管室４５ｂとの２つに仕切っている。本実施形態では、第四仕切板２４は、第三仕切板２３と上下方向で同じ位置に設けられ、第一直管室４５ａは、第二直管室４５ｂの上方に位置している。
　第一直管室４５ａは、連通孔３４を介して導入部３０の内部と連通している。
　また、第四仕切板２４の第一方向Ｄ１他方側の端部には、内部連通孔２４ａが形成されている。内部連通孔２４ａは、第一直管室４５ａと第二直管室４５ｂとを連通させている。このため、導入部３０に導入されたガス冷媒は、第一直管室４５ａ、第二直管室４５ｂの順に導かれるように流れる。
（内部バッフル板）
　内部バッフル板２５は、第一直管室４５ａと第二直管室４５ｂとにそれぞれ複数設けられている。内部バッフル板２５は、第一方向Ｄ１に並んで複数枚設けられている。第一直管室４５ａと第二直管室４５ｂとのそれぞれに、内部バッフル板２５が、上下に互い違いになるように配置されている。ガス冷媒は、内部バッフル板２５によって蛇行しながら流れる。内部バッフル板２５には、細かい不図示の孔が設けられており、冷媒（ガス冷媒、及び凝縮によって生じた液冷媒）は、この不図示の孔内を通って第二室４５内を流動することができる。
　また、第一直管室４５ａ内の内部バッフル板２５のうち少なくとも一部は、ガスバッフル板３３に接合され、ガスバッフル板３３と熱的に接続されている。
（冷却水導入管）
　冷却水導入管２６は、シェル４０の第一端部４２の外面に設けられている。冷却水導入管２６は、シェル４０内の入口室４４ａと連通している。冷却水導入管２６は、不図示の冷却塔から入口室４４ａ内に冷却水を導く。
（第一伝熱管）
　第一伝熱管２７は、シェル４０内の第二室４５及び第三室４６に複数本設けられている。第一伝熱管２７は、第一直管２７ａと、第二直管２７ｂと、曲管２７ｃと、を有する。
　第一直管２７ａは、第一直管室４５ａに設けられている。第一直管２７ａは、第一方向Ｄ１に延びて、第一仕切板２１と第二仕切板２２とを接続している。第一直管２７ａは、第一直管室４５ａ内の内部バッフル板２５を第一方向Ｄ１に貫通している。第二直管２７ｂは、第二直管室４５ｂに設けられている。第二直管２７ｂは、第一方向Ｄ１に延びて、第一仕切板２１と第二仕切板２２とを接続している。第二直管２７ｂは、第二直管室４５ｂ内の内部バッフル板２５を第一方向Ｄ１に貫通している。曲管２７ｃは、第三室４６に設けられている。曲管２７ｃは、第二方向Ｄ２からみて、Ｕ字状に形成されている。曲管２７ｃの上側の端部は、第一直管２７ａに接続され、曲管２７ｃの下側の端部は、第二直管２７ｂに接続されている。曲管２７ｃは、第一直管２７ａ及び第二直管２７ｂと連通している。
　第一伝熱管２７には、入口室４４ａに導かれた冷却水が流入する。冷却水は、第一直管２７ａ、曲管２７ｃ、第二直管２７ｂの順に、第一伝熱管２７内を流れ、出口室４４ｂに導かれる。冷却水は、第一伝熱管２７内を流れる過程で、第二室４５内のガス冷媒と熱交換を行う。これにより、ガス冷媒は、冷却されて液冷媒に凝縮される。この液冷媒は、第二直管室４５ｂに一時的に貯留される。一方で、冷却水は、ガス冷媒の熱を受けて加熱される。
（冷却水排出管）
　冷却水排出管２８は、シェル４０の第一端部４２の外面に設けられている。冷却水排出管２８は、シェル４０内の出口室４４ｂと連通している。冷却水排出管２８は、第一伝熱管２７内を通過した冷却水を、不図示の冷却塔に導く。冷却水排出管２８から冷却塔に戻った冷却水は、冷却塔で冷却されて再び入口室４４ａに導かれる。
（排出部）
　排出部２９は、シェル４０の胴部４１に設けられている。排出部２９は、胴部４１の外周面に設けられ、第二直管室４５ｂと連通する管状に形成されている。排出部２９は、第二直管室４５ｂ内に貯留された液冷媒を膨張弁２に導く。液冷媒は、膨張弁２で膨張されると、蒸発器３に導かれ再びガス冷媒に気化する。蒸発器３で生じたガス冷媒は、圧縮機１０によって圧縮されて再び凝縮器２０に導かれる。
　このように、上述したターボ冷凍機１では、冷媒は圧縮機１０、凝縮器２０、膨張弁２、蒸発器３のサイクル内を循環する。しかしながら、例えば停電等によってターボ冷凍機１が急停止すると、凝縮器２０と蒸発器３との差圧によって、凝縮器２０から圧縮機１０に冷媒が逆流する場合がある。この逆流を防止するために、導入部３０の内部に、逆止弁５０が設けられている。
　なお、以下では、圧縮機１０、凝縮器２０、膨張弁２、蒸発器３の順に流れる冷媒の流れを順流とし、その反対向きの流れを逆流と称して説明する。
（逆止弁）
　逆止弁５０は、導入部本体３１の内部に設けられている。逆止弁５０は、吸入口３６を開閉可能に設けられている。逆止弁５０は、ヒンジ５１と、弁体５２と、ばね５３と、を有する。
（ヒンジ）
　ヒンジ５１は、吸入部３２が設けられた側壁３１ｂと接続するガスバッフル板３３の縁部上に設けられている。ヒンジ５１は、第一方向Ｄ１に延びている。
（弁体）
　弁体５２は、ヒンジ５１によって、第一方向Ｄ１に延びるヒンジ５１の中心軸線回りに回転可能とされている。逆止弁５０は、このヒンジ５１回りの弁体５２の回転によって吸入口３６を開閉する。弁体５２は、開状態では、ガスバッフル板３３の貫通孔３８が形成された領域と重なり、閉状態では吸入口３６を覆うように設置されている。
　また、逆止弁５０が開状態の場合、弁体５２は、圧縮機１０から吸入口３６に吸入されるガス冷媒の順流の流れ方向から見て吸入口３６の外側に位置する。これにより、逆止弁５０が開状態の場合、吸入口３６は全開となる。
　また、上述した弁体５２は、本実施形態では、第一方向Ｄ１に延びる矩形板状に形成されている。
（ばね）
　ばね５３は、弁体５２をガスバッフル板３３に重ねる方向に弾性力を発生させる。本実施形態のばね５３は、ヒンジ５１の外周面に用いられた、いわゆるヒンジばねである。ばね５３のばね定数は、吸入口３６から圧縮機１０に吐出されるガス冷媒の逆流の流れによって弾性力が打ち消される程度の大きさとされている。
（逆止弁の機能）
　続いて、逆止弁５０の機能について説明する。
　ターボ冷凍機１が通常通り起動していると、ターボ冷凍機１のサイクル内を、圧縮機１０、凝縮器２０、膨張弁２、蒸発器３の順に流れる。この時、逆止弁５０の弁体５２は、重力及びばね５３の弾性力によって、ガスバッフル板３３に重ねられた状態で維持されている。このため、吸入口３６は完全に開放され、反対に貫通孔３８は弁体５２によって完全に閉塞される。これにより、圧縮機１０から吐出されたガス冷媒は、吸入口３６から導入部３０の内部にスムーズに吸入された後、貫通孔３８からシェル４０内に流入することなくガスバッフル板３３を流れて、連通孔３４を通ってシェル４０内に導かれる。
　一方、例えば、停電等によってターボ冷凍機１が急停止すると、凝縮器２０が蒸発器３よりも高圧の状態で、凝縮器２０から圧縮機１０、圧縮機１０から蒸発器３が連通してしまう場合がある。この場合、凝縮器２０と蒸発器３との差圧によって、凝縮器２０から圧縮機１０に冷媒が逆流しようとする。しかしながら、本実施形態では、凝縮器２０から圧縮機１０に向けて逆流しようとする冷媒の動圧が、貫通孔３８を通して弁体５２に加えられる。この動圧によって弁体５２が即座に押し上げられ、吸入口３６を閉塞し、冷媒の逆流を防止する。
　このように、逆止弁５０は、ターボ冷凍機１の通常起動時には冷媒を順流方向に流しつつ、ターボ冷凍機１の緊急停止時には凝縮器２０と蒸発器３との差圧によって生じうる逆流を即座に防止する。
（作用効果）
　本実施形態の凝縮器２０、及びターボ冷凍機１は、以下の作用効果を発揮できる。
　本実施形態では、凝縮器２０は、圧縮機１０から吐出されたガス冷媒を吸入する吸入口３６、及び吸入したガス冷媒が通過可能なガスバッフル板３３を有する導入部３０と、ガスバッフル板３３を通過したガス冷媒を収容可能なシェル４０と、吸入口３６を開閉可能な逆止弁５０と、を備える。逆止弁５０は、開状態ではガスバッフル板３３と重なり、閉状態では吸入口３６を覆う弁体５２を有する。
　本実施形態では、逆止弁５０は、ガス冷媒が圧縮機１０から吸入口３６に吸入される順流時に、弁体５２とガスバッフル板３３とを重ねて吸入口３６を開放し、ガス冷媒が吸入口３６から圧縮機１０に吐出される逆流時に、弁体５２によって吸入口３６を覆い吸入口３６を閉塞することができる。また。逆止弁５０は、凝縮器２０に設けられている。このため、凝縮器２０は、凝縮器２０自身の機能により、ガス冷媒の逆流を防止することができる。よって、凝縮器２０の外部に冷媒の逆流を防止する装置を設ける必要がないので、凝縮器２０の小型化を達成することができる。すなわち、ターボ冷凍機１の小型化を達成することがきるので、ターボ冷凍機１の低接地面積化が可能となる。
　また、凝縮器２０から圧縮機１０に冷媒が逆流すると、圧縮機１０のシャフト１３が逆転し軸受１４に過大な荷重が発生する。これは、軸受１４が損傷する要因となり得るが、本実施形態では、逆止弁５０によって、冷媒の逆流を防止することができるので、逆流による軸受１４の損傷を防止することができる。
　本実施形態では、逆止弁５０が開状態の場合、弁体５２は、圧縮機１０から吸入口３６に吸入されるガス冷媒の順流の流れ方向から見て吸入口３６の外側に位置する。
　これにより、逆止弁５０は、ガス冷媒の順流時に、吸入口３６を全開にすることができる。このため、凝縮器２０は、圧縮機１０から吐出されるガス冷媒をスムーズに回収することができる。これにより、冷媒が凝縮器２０内をスムーズに流れることができるので、凝縮器２０の熱交換効率が向上される。また、ガス冷媒の順流が弁体５２によって阻害されないので、圧損の増加を抑制し、凝縮器２０の高ＣＯＰ（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｏｆ　Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）化が可能となる。すなわち、ターボ冷凍機１の高ＣＯＰ化が可能となる。
　本実施形態では、ガスバッフル板３３には、逆止弁５０が開状態の場合に弁体５２と重なる領域に貫通孔３８が形成されている。
　これにより、吸入口３６から圧縮機１０に吐出されるガス冷媒の逆流の流れによって、弁体５２が動圧によって動かされる。これにより、ガス冷媒の逆流発生時には、吸入口３６が弁体５２によって迅速に覆われる。したがって、逆止弁５０を簡素な構成にしつつ、ガス冷媒の逆流を迅速に防止することができる。
　本実施形態では、逆止弁５０は、弁体５２をガスバッフル板３３に重ねる方向に弾性力を発生させるばね５３を有する。ばね５３のばね５３定数は、吸入口３６から圧縮機１０に吐出されるガス冷媒の逆流の流れによって弾性力が打ち消される程度の大きさである。
　これにより、ガス冷媒の順流時には、逆止弁５０がばね５３の弾性力によって開状態で維持されるので、圧縮機１０から吐出されるガス冷媒が凝縮器２０にスムーズに回収される。一方で、ガス冷媒の逆流発生時には逆流の動圧によってばね５３の弾性力が打ち消されて逆止弁５０が閉状態となるので、ガス冷媒の逆流が迅速に防止される。例えば、ばね５３のばね５３定数を適切な値に設定することにより、軸受１４の損傷が発生しない程度の逆流では弁体５２が開状態で維持されつつ、軸受１４の損傷が発生し得る最低流量以上の逆流では弁体５２が閉状態となるようにすることができる。
（その他の実施形態）
　以上、本開示の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
　なお、上記実施形態では、凝縮器２０が内部バッフル板２５を有する場合について説明したが、これに限るものではなく、凝縮器２０は、内部バッフル板２５を有していなくてもよい。
　なお、上記実施形態では、ガスバッフル板３３には、複数の貫通孔３８が設けられているとしたが、これに限られない。貫通孔３８の大きさ、形状、個数は適宜変更可能である。
　なお、上記実施形態では、逆止弁５０が、弁体５２に弾性力を付与するばね５３を有するとしたが、これに限るものではなく、逆止弁５０はばね５３を有していなくてもよい。ばね５３が無い場合、部品点数が削減され、逆止弁５０が損傷する確率が減少する。
＜付記＞
　実施形態に記載の凝縮器２０、及びターボ冷凍機１は、例えば以下のように把握される。
（１）第１の態様に係る凝縮器２０は、圧縮機１０から吐出されたガス冷媒を吸入する吸入口３６、及び吸入した前記ガス冷媒が通過可能なガスバッフル板３３を有する導入部３０と、前記ガスバッフル板３３を通過した前記ガス冷媒を収容可能なシェル４０と、前記吸入口３６を開閉可能な逆止弁５０と、を備え、前記逆止弁５０は、開状態では前記ガスバッフル板３３と重なり、閉状態では前記吸入口３６を覆う弁体５２を有する。
　本態様では、逆止弁５０は、ガス冷媒が圧縮機１０から吸入口３６に吸入される順流時に、弁体５２とガスバッフル板３３とを重ねて吸入口３６を開放し、ガス冷媒が吸入口３６から圧縮機１０に吐出される逆流時に、弁体５２によって吸入口３６を覆い吸入口３６を閉塞することができる。また。逆止弁５０は、凝縮器２０に設けられている。このため、凝縮器２０は、凝縮器２０自身の機能により、ガス冷媒の逆流を防止することができる。
（２）第２の態様の凝縮器２０は、第１の態様の凝縮器２０であって、前記逆止弁５０が開状態の場合、前記弁体５２は、前記圧縮機１０から前記吸入口３６に吸入される前記ガス冷媒の順流の流れ方向から見て前記吸入口３６の外側に位置してもよい。
　これにより、逆止弁５０は、ガス冷媒の順流時に、吸入口３６を全開にすることができる。このため、凝縮器２０は、圧縮機１０から吐出されるガス冷媒をスムーズに回収することができる。
（３）第３の態様の凝縮器２０は、第１又は第２の態様の凝縮器２０であって、前記ガスバッフル板３３には、前記逆止弁５０が開状態の場合に前記弁体５２と重なる領域に貫通孔３８が形成されていてもよい。
　これにより、吸入口３６から圧縮機１０に吐出されるガス冷媒の逆流の流れによって、弁体５２が動圧によって動かされる。これにより、ガス冷媒の逆流発生時には、吸入口３６が弁体５２によって迅速に覆われる。
（４）第４の態様の凝縮器２０は、第１から第３の態様のいずれか１つの凝縮器２０であって、前記逆止弁５０は、前記弁体５２を前記ガスバッフル板３３に重ねる方向に弾性力を発生させるばね５３を有し、前記ばね５３のばね定数は、前記吸入口３６から前記圧縮機１０に吐出される前記ガス冷媒の逆流の流れによって弾性力が打ち消される程度の大きさであってもよい。
　これにより、ガス冷媒の順流時には、逆止弁５０がばね５３の弾性力によって開状態で維持されるので、圧縮機１０から吐出されるガス冷媒が凝縮器２０にスムーズに回収される。一方で、ガス冷媒の逆流発生時には逆流の動圧によってばね５３の弾性力が打ち消されて逆止弁５０が閉状態となるので、ガス冷媒の逆流が迅速に防止される。
（５）第５の態様のターボ冷凍機１は、第１から第４の態様のいずれか１つの凝縮器２０を備える。
　本開示の凝縮器、及びターボ冷凍機によれば、小型化を達成することができる。
１…ターボ冷凍機　２…膨張弁　３…蒸発器　３ａ…第二伝熱管　１０…圧縮機　１１…ケーシング　１２…モータ　１３…シャフト　１４…軸受　１５…羽根車　１６…ロータ　１７…ステータ　２０…凝縮器　２１…第一仕切板　２２…第二仕切板　２３…第三仕切板　２４…第四仕切板　２４ａ…内部連通孔　２５…内部バッフル板　２６…冷却水導入管　２７…第一伝熱管　２７ａ…第一直管　２７ｂ…第二直管　２７ｃ…曲管　２８…冷却水排出管　２９…排出部　３０…導入部　３１…導入部本体　３１ａ…上壁　３１ｂ…側壁　３２…吸入部　３３…ガスバッフル板　３４…連通孔　３５…吸入部本体　３６…吸入口　３７…フランジ　３８…貫通孔　４０…シェル　４１…胴部　４２…第一端部　４３…第二端部　４４…第一室　４４ａ…入口室　４４ｂ…出口室　４５…第二室　４５ａ…第一直管室　４５ｂ…第二直管室　４６…第三室　５０…逆止弁　５１…ヒンジ　５２…弁体　５３…ばね　Ｄ１…第一方向　Ｄ２…第二方向

Claims (5)

  1. 　圧縮機から吐出されたガス冷媒を吸入する吸入口、及び吸入した前記ガス冷媒が通過可能なガスバッフル板を有する導入部と、
    　前記ガスバッフル板を通過した前記ガス冷媒を収容可能なシェルと、
    　前記吸入口を開閉可能な逆止弁と、を備え、
    　前記逆止弁は、開状態では前記ガスバッフル板と重なり、閉状態では前記吸入口を覆う弁体を有する、
    　凝縮器。
  2. 　前記逆止弁が開状態の場合、前記弁体は、前記圧縮機から前記吸入口に吸入される前記ガス冷媒の順流の流れ方向から見て前記吸入口の外側に位置する、
    　請求項１に記載の凝縮器。
  3. 　前記ガスバッフル板には、前記逆止弁が開状態の場合に前記弁体と重なる領域に貫通孔が形成されている、請求項１又は２に記載の凝縮器。
  4. 　前記逆止弁は、前記弁体を前記ガスバッフル板に重ねる方向に弾性力を発生させるばねを有し、
    　前記ばねのばね定数は、前記吸入口から前記圧縮機に吐出される前記ガス冷媒の逆流の流れによって弾性力が打ち消される程度の大きさである、請求項１又は２に記載の凝縮器。
  5. 　請求項１又は２に記載の凝縮器を備える、ターボ冷凍機。
PCT/JP2022/043036 2022-08-10 2022-11-21 凝縮器、及びターボ冷凍機 Ceased WO2024034151A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202280098438.0A CN119585576A (zh) 2022-08-10 2022-11-21 冷凝器及涡轮制冷机
US18/996,829 US20260029178A1 (en) 2022-08-10 2022-11-21 Condenser and turbo refrigerator

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022128389A JP7527329B2 (ja) 2022-08-10 2022-08-10 凝縮器、及びターボ冷凍機
JP2022-128389 2022-08-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024034151A1 true WO2024034151A1 (ja) 2024-02-15

Family

ID=89851293

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/043036 Ceased WO2024034151A1 (ja) 2022-08-10 2022-11-21 凝縮器、及びターボ冷凍機

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20260029178A1 (ja)
JP (1) JP7527329B2 (ja)
CN (1) CN119585576A (ja)
WO (1) WO2024034151A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5417257U (ja) * 1977-07-06 1979-02-03
JPS63259363A (ja) * 1987-04-17 1988-10-26 株式会社　田熊総合研究所 ヒ−トポンプ用凝縮器
WO2016039114A1 (ja) * 2014-09-08 2016-03-17 三菱重工業株式会社 ターボ冷凍機
CN215638955U (zh) * 2021-07-27 2022-01-25 特灵空调系统(中国)有限公司 管壳换热器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5417257U (ja) * 1977-07-06 1979-02-03
JPS63259363A (ja) * 1987-04-17 1988-10-26 株式会社　田熊総合研究所 ヒ−トポンプ用凝縮器
WO2016039114A1 (ja) * 2014-09-08 2016-03-17 三菱重工業株式会社 ターボ冷凍機
CN215638955U (zh) * 2021-07-27 2022-01-25 特灵空调系统(中国)有限公司 管壳换热器

Also Published As

Publication number Publication date
US20260029178A1 (en) 2026-01-29
JP2024025167A (ja) 2024-02-26
JP7527329B2 (ja) 2024-08-02
CN119585576A (zh) 2025-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3966088B2 (ja) スクロール型圧縮機
TWI313729B (en) Multistage rotary compressor
JP5774455B2 (ja) 無給油式圧縮機
US20020106278A1 (en) Turbo compressor and refrigerator with the compressor
TWI719196B (zh) 冰箱
WO2014034651A1 (ja) ターボ圧縮機及びターボ冷凍機
JP4219198B2 (ja) 冷媒サイクル装置
JP4208620B2 (ja) 冷媒サイクル装置
JP5842637B2 (ja) スクロール型圧縮機
WO2017115585A1 (ja) パッケージ型圧縮機
US9890973B2 (en) Turbo refrigerator
JP2015172371A (ja) 無給油式スクリュー圧縮機
JP2024025167A (ja) 凝縮器、及びターボ冷凍機
JP7705027B2 (ja) ターボ圧縮機および冷凍装置
JP2004317073A (ja) 冷媒サイクル装置
CN113162329B (zh) 制冷离心压缩机电机冷却系统及冷却方法
CN116123743A (zh) 一种基于气浮离心压缩机的储能热管理系统
WO2020235053A1 (ja) 冷蔵庫
KR100217121B1 (ko) 로터리 압축기
JP5621931B2 (ja) 冷却機能付圧縮機
CN116034241A (zh) 压缩机和具有该压缩机的制冷循环设备
CN116014285A (zh) 一种集成化储能热管理系统及其控制方法
JP7216311B1 (ja) スクロール圧縮機
JP2013253541A (ja) 二段圧縮機
CN119491829A (zh) 空压机机组

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22955064

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 18996829

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202280098438.0

Country of ref document: CN

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 202280098438.0

Country of ref document: CN

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 22955064

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 18996829

Country of ref document: US