JPH04136663A - スクリュー冷凍装置 - Google Patents

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、スクリュー冷凍装置、詳しくは、スライド弁
をもち、容量制御可能としたスクリュー圧縮機と、凝縮
器及び蒸発器とを備えたスクリュー冷凍装置に関する。

（従来の技術） この種スクリュー冷凍装置において、冷媒をスクリュー
圧縮機の圧縮過程途中に注入して、吐出ガス温度を制御
するエコノマイザ−・サイクルを形成するようにしたも
のは、第５図に示したように、凝縮器（Ｂ）と蒸発器（
Ｃ）との間に中間膨張タンク（Ｄ）を設け、この膨張タ
ンク（Ｄ）を、高温膨張弁（Ｅ）を介して前記凝縮器（
Ｂ）に連通させると共に、前記膨張タンク（Ｄ）のガス
域を、中間吸入管（Ｆ）を介して圧縮機（Ａ）の中間吸
入ボー）　（Ｇ）に接続したものが知られている。

所が、前記圧縮機（Ａ）を、例えばスライド弁を用い該
スライド弁の移動により容量制御可能とした冷凍装置に
おいては、前記スライド弁を移動して小容量運転に制御
する場合、前記中間吸入ポート（Ｇ）と吸入側とが連通
ずるため、エコノマイザ−サイクルの中間圧が低下し、
吸入圧とは糧等しくなるため、前記膨張タンク（Ｄ）か
ら蒸発器（Ｃ）へ冷媒が流れなくなり、部分負荷時には
運転ができなくなる問題が生ずるのである。

このような問題点を解決するため、遠心力によって液圧
を発生させこの液圧により膨張タンクから蒸発器へ過冷
却液を流通させ得るようにしたものが、例えば、特開昭
５８−２１０４４６号に開示されているようにすでに提
案されている。この冷凍装置は、第６図に示したように
、スクリュー圧縮機（Ａ）の吐出側に接続する凝縮器（
Ｂ）の出口側に貯留タンク（Ｈ）を、更に該貯留タンク
（Ｈ）の出口側に膨張弁（Ｉ）を介して蒸発器（Ｃ）を
接続して、該蒸発器（Ｃ）を前記圧縮機（Ａ）の吸入側
に接続する一方、前記膨張弁（Ｉ）の出口側に三方弁（
Ｊ）を設けると共に、前記圧縮機（Ａ）の先端部に、該
圧縮機（Ａ）で回転されるロータ（Ｋ）を内装するハウ
ジング（Ｌ）を設けて、前記膨張弁（Ｉ）から前記ハウ
ジング（Ｌ）に送られる液−ガス混合冷媒を遠心力によ
り液とガスに分離し、分離したガス冷媒を導管（Ｍ）を
介して前記圧縮機（Ａ）の吸入圧と吐出圧の中間圧が存
在する部位に設けたポート（Ｎ）に送るようにしたエコ
ノマイザ−サイクルを形成し、また、液冷媒を加圧して
前記蒸発器（Ｃ）に送るようにしたものである。尚、（
Ｐ）は前記圧縮機（Ａ）に接続したモータである。

（発明が解決しようとする課題） ところで、このスクリュー冷凍装置においては、中間圧
が吸入圧とは寸等しくなる小容量運転時前記ロータ（Ｋ
）の回転による遠心力により、前記ハウジング（Ｌ）に
送られた液冷媒が加圧されて、蒸発圧力より高圧にでき
るから、この液圧により過冷却された液冷媒を前記蒸発
器（Ｃ）に流すことができるのであるが、前記三方弁（
Ｊ）や前記ロータ（Ｋ）及び該ロータ（Ｋ）を内装する
ハウジング（Ｌ）等を別に設ける必要が生じ、冷凍装置
全体の構造が複雑になるし、また、前記ロータ（Ｋ）で
液冷媒を攪拌するのであるから、抵抗が増大し、圧縮機
性能を低下させる問題もあった。

本発明は以上のような問題に鑑みてなしたもので、その
目的は、中間膨張タンクを用いてエコノマイザ−サイク
ルを構成しながら、簡単な構成で、大容量運転時におけ
るエコノマイザ−能力を低下させずに小容量運転時でも
中間膨張タンクから液冷媒を蒸発器に流せ、安定した運
転が行えるようにする点である。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明は、スライド弁（１
７）をもち、容量制御可能としたスクリュー圧縮機（１
）と、凝縮器（２）及び蒸発器（３）とを備えたスクリ
ュー冷凍装置において、前記凝縮器（２）の出口側に、
高温膨張弁（６）を介装した液管（５）を介して中間膨
張タンク（４）を接続し、該タンク（４）を低温膨張弁
（８）を介して前記蒸発器（３）に接続すると共に、前
記タンク（４）のガス域に開口する中間吸入配管（１０
）を前記圧縮機（１）のケーシング（１１）に設ける中
間吸入通路（１８）に接続する一方、前記スライド弁（
１７）に、大容量運転時前記中間吸入通路（１８）を前
記ケーシング（１１）における圧縮室（１５）に連通さ
せる大径通路（１９）と、小容量運転時前記中間吸入通
路（１８）を前記圧縮室（１５）に連通させる小径通路
（２０）とを設けたのである。

（作用） 小容量運転時において、前記スライド弁（１７）に設け
た前記小径通路（２０）を介して前記中間吸入配管（１
０）を圧縮機（１）の圧縮室（１５）に連通させること
により、前記小径通路（２０）がガス冷媒の流通抵抗と
なり、前記中間吸入通路（１８）に連通ずる前記タンク
（４）のガス域の圧力を前記圧縮機（１）の吸入圧より
高くできる。この結果、この差圧を利用して前記タンク
（４）における液域の液冷媒を前記蒸発器（３）に流す
ことができる。従って、前記圧縮機（１）の中間圧と吸
入圧との差圧がなくなる小容量運転時でも前記中間膨張
タンク（４）の液域から液冷媒を蒸発器（３）に流すこ
とができ、大容量運転時は勿論、小容量運転時でもエコ
ノマイザ−サイクルを利用しながら、前記蒸発器（３）
において液冷媒を蒸発させることができる。

（実施例） 第４図は、スクリュー冷凍装置における配管系統を概略
的に示したもので、スクリュー圧縮機（１）の吐出側に
は凝縮器（２）を、また、吸入側には蒸発器（３）を接
続すると共に、前記凝縮器（２）と前記蒸発器（３）と
の間に中間膨張タンク（４）を介装し、前記凝縮器（２
）と前記中間膨張タンク（４）とを接続する液管（５）
には高温膨張弁（６）を介装すると共に、前記中間膨張
タンク（４）と前記蒸発器（３）とを接続する液管（７
）には低温膨張弁（８）を介装して、前記凝縮器（２）
で液化する冷媒を前記中間膨張タンク（４）を介して前
記蒸発器（３）に流入させ、該蒸発器（３）で蒸発した
ガス冷媒を前記圧縮機（１）に戻るように循環させてい
る。又、前記中間膨張タンク（４）のガス域を、前記圧
縮機（１）の圧縮過程途中間位に設ける中間吸入ポート
（９）に連通の中間吸入通路（１８）に、中間吸入配管
（１０）を介して接続し、前記中間膨張タンク（４）か
ら中間吸入ガス冷媒を前記中間吸入配管（１０）及び中
間吸入通路（１８）を介して前記中間吸入ポート（９）
に注入するエコノマイザ−サイクルを形成する。

前記スクリュー圧縮機（１）は第１図に示したようにケ
ーシング（１１）内にねじ（１２）をもったスクリュー
（１３）を回転可能に支持すると共に、該スクリュー（
１３）の両側には前記ねじ（１２）と係合するゲートロ
ーラ（１４）（１４）を回転可能に設けて、前記スクリ
ュー（１３）と各ゲートローラ（１４）（１４）との保
合によりガス冷媒を圧縮する圧縮室（１５）を形成して
いる。又前記ねじ（１２）の山頂を気密状に取り囲む前
記ケーシング（１１）の内面には、二つの摺動溝（１６
）（ＩＦ５）を設けて、これら溝＜１（３’）（１８）
に摺動自在にスライド弁（１７）を配置し、該スライド
弁（１７）をロッドを介して制御装置（図示しない）に
連動し、この制御装置の動作により摺動させて前記圧縮
機（１）の容量制御運転が行えるようにしている。

また、前記ケーシング（１１）の内面には前記中間吸入
ポート（９）を開口させると共に、前記中間吸入配管（
１０）に連通ずる中間吸入通路（１８）を前記スライド
弁（１７）（１７）の摺動溝（１Ｂ）（１６）を横断す
るように設けて、前記中間吸入ポート（９）に連通させ
ると共に、前記スライド弁（１７）に、第３図に示した
ように大径通路（１９）と小径通路（２０）とを設け、
大容量運転時には第１図に示すように大径通路（１９）
を介して、また、例えば７０％容量以下の小容量運転時
には第２図に示すように小径通路（２０）を介してそれ
ぞれ前記中間吸入通路（１８）を前記中間吸入ポート（
９）に連通できるように構成するのである。

更に詳記すると、第３図に示すように、前記スライド弁
（１７）における円弧状の摺動面側には、スライド方向
に延びる底の浅い入口側及び出口側の第１凹状溝（２１
）と入口側及び出口側の第２凹状溝（２２）とを設けて
、第１凹状溝（２１）には前記中間吸入通路（１８）と
は糧同じ大きさの大径通路（１９）を、また、第２凹状
溝（２２）には前記中間吸入通路（１８）より小径で抵
抗を発生させる小径通路（２０）をそれぞれ開口させ、
容量制御のため前記スライド弁（１７）が何れの位置に
摺動しても、前記中間吸入通路（１８）から供給される
中間吸入ガスが、前記入口側凹状溝（２１，２２）から
、前記大径通路（１９）又は小径通路（２０）を経て、
前記出口側凹状溝（２１，２２）から前記中間吸入ポー
ト（９）を介して前記ケーシング（１１）内に形成され
る前記圧縮室（１５）に注入できるように構成するので
ある。

次に以上のように構成した実施例のスクリュー冷凍装置
の作用を説明する。

先ず、前記凝縮器（２）から前記液管（５）を流れる冷
媒は、前記高温膨張弁（６）により一部気化し、ガス−
液混合冷媒となってフラッシュしながら前記タンク（４
）に流入する。そし５て、大容量運転時には第１図に示
すように前記スライド弁（１７）に設けた前記大径通路
（１９）が前記中間吸入通路（１８）に連通し、該大径
通路（１９）を介して前記中間吸入通路（１８）が前記
中間吸入ボート（９）に連通ずるのであって、前記中間
膨張タンク（４）のガス域からガス冷媒は前記中間吸入
通路（１８）及び大径通路（１９）を介して前記中間吸
入ポート（９）から前記圧縮室（１５）における圧縮過
程途中に注入される一方、前記タンク（４）の液冷媒は
、該タンク（４）の下部に接続した前記液管（７）を流
れて前記低温膨張弁（８）で膨張し、そして前記蒸発器
（３）にて蒸発して前記圧縮機（１）に吸入される。

しかして、小容量運転時には第２図に示すように前記ス
ライド弁（１７）に設けた前記小径通路（２０）が前記
中間吸入通路（１８）に連通し、この小径通路（２０）
を介して前記中間吸入通路（１８）を前記中間吸入ポー
ト（９）に連通ずるのであって、前記中間膨張タンク（
４）のガス域からガス冷媒は前記中間吸入通路（１８）
及び小径通路（２０）を介して前記中間吸入ボート（９
）から前記圧縮室（１５）における圧縮過程途中に注入
され、エコノマイザ−サイクルを利用できるのである。

このとき、前記小径通路（２０）がガス冷媒の流通抵抗
となるから該小径通路（２０）に前記中間吸入配管（１
０）を介して連通ずる前記タンク（４）の圧力は前記圧
縮機（１）の吸入圧、換言すると、前記蒸発器（３）の
蒸発圧力より高くなり、前記タンク（４）の液域の液冷
媒は、この圧力差によって該タンク（４）の下部に接続
した前記液管（７）から前記蒸発器（３）に流れるので
ある。

尚、以上の実施例では、前記スライド弁（１７）に底の
浅い凹状溝（２１）（２２）を設けたが、前記スライド
弁（１７）を摺動自在に支持する）前記各摺動溝（１６
）（１Ｂ）に形成してもよいのである。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、スライド弁（１
７）をもち、容量制御可能としたスクリュー圧縮機（１
）と、凝縮器（２）及び蒸発器（３）とを備えたスクリ
ュー冷凍装置において、前記凝縮器（２）の出口側に、
高温膨張弁（６）を介装した液管（５）を介して中間膨
張タンク（４）を接続し、該タンク（４）を低温膨張弁
（８）を介して前記蒸発器（３）に接続すると共に、前
記タンク（４）のガス域に開口する中間吸入配管（１０
）を前記圧縮機（１）のケーシング（１１）に設ける中
間吸入通路（１８）に接続する一方、前記スライド弁（
１７）に、大容量運転時前記中間吸入通路（１８）を前
記ケーシング（１１）における圧縮室（１５）に連通さ
せる大径通路（１９）と、小容量運転時前記中間吸入通
路（１８）を前記圧縮室（１５）に連通させる小径通路
（２０）とを設けたから、小容量運転時、前記スライド
弁（１７）に設けた前記小径通路（２０）を介して前記
中間吸入通路（１８）を圧縮機（１）の圧縮室（１５）
に連通させることにより、前記小径通路（２０）がガス
冷媒の流通抵抗となり、前記中間吸入通路（１８）に連
通ずる前記タンク（４）のガス域の圧力を前記圧縮機（
１）の吸入圧より高くできる。この結果、この差圧を利
用して前記タンク（４）における液域の液冷媒を、前記
蒸発器（３）に流し蒸発させることができる。従って、
安価な中間膨張タンクを用いながら、しかも、簡単な構
成の追加により前記圧縮機（１）の中間圧と吸入圧との
差圧がなくなる小容量運転時でも前記中間膨張タンク（
４）の液域から液冷媒を蒸発器（３）に流し、安定した
運転ができるのであり、また大容量運転時に抵抗が生ず
ることはないので能力が低下することもないのであって
、大容量運転時は勿論、小容量運転時でもエコノマイザ
−サイクルを利用した冷凍運転が可能となるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のスクリュー冷凍装置の要部断面図、
第２図は同作動図、第３図はスライド弁の展開図、第４
図はスクリュー冷凍装置の概略第５図及び第６図は従来
例を示す説 配管系統図、 明図である。 （１）・・・・・・・・・・・・・・・スクリ（２）・
・・・・・・・・・・・・・・凝縮器（３）・・・・・
・・・・・・・・・・蒸発器（４）・・・・・・・・・
・・・・・・中間膨張タンク（５）・・・・・・・・・
・・・・・・液管（６）・・・・・・・・・・・・・・
・高温膨張弁（８）・・・・・・・・・・・・・・・低
温膨張弁（１０）・・・・・・・・・・・・中間吸入配
管（１１）・・・・・・・・・・・・ケーシング（１５
）・・・・・・・・・・・・圧縮室（１７）・・・・・
・・・・・・・スライド弁（１８）・・・・・・・・・
・・・中間吸入通路（１９）・・・・・・・・・・・・
大径通路（２０）・・・・・・・・・・・・小径通路ュ
ー圧縮機 第８図 第４図 １０：中藺唯人配管 １図 第５図 第６図 手続補正書 平成　３年１１月２９日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）スライド弁（１７）をもち、容量制御可能としたス
   クリュー圧縮機（１）と、凝縮器（２）及び蒸発器（３
   ）とを備えたスクリュー冷凍装置において、前記凝縮器
   （２）の出口側に、高温膨張弁（８）を介装した液管（
   ５）を介して中間膨張タンク（４）を接続し、該タンク
   （４）を低温膨張弁（８）を介して前記蒸発器（３）に
   接続すると共に、前記タンク（４）のガス域に開口する
   中、間吸入配管（１０）を前記圧縮機（１）のケーシン
   グ（１１）に設ける中間吸入通路（１８）に接続する一
   方、前記スライド弁（１７）に、大容量運転時前記中間
   吸入通路（１８）を前記ケーシング（１１）における圧
   縮室（１５）に連通させる大径通路（１９）と、小容量
   運転時前記中間吸入通路（１８）を前記圧縮室（１５）
   に連通させる小径通路（２０）とを設けたことを特徴と
   するスクリュー冷凍装置。