JPH0697122B2 - ターボ冷凍機 - Google Patents

ターボ冷凍機

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JPH0697122B2
JPH0697122B2 JP60019899A JP1989985A JPH0697122B2 JP H0697122 B2 JPH0697122 B2 JP H0697122B2 JP 60019899 A JP60019899 A JP 60019899A JP 1989985 A JP1989985 A JP 1989985A JP H0697122 B2 JPH0697122 B2 JP H0697122B2
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    • F04D29/06Lubrication
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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
    • F25B31/00Compressor arrangements
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ターボ冷凍機の作動劣媒中に溶解、混入した
潤滑油を分離回収できる装置に関するものである。
〔従来技術〕
従来例を第1図(a)(b)に示し説明する。1は蒸発
器、2は凝縮器、3は圧縮機、4はサクションベーン制
御装置、5は潤滑油タンク室、6はエジエクタである。
そしてこのようなターボ冷凍機においては、蒸発器1内
の冷媒に溶解、混入している潤滑油は蒸発器1内の沸騰
現象によって微小なミストとなって冷媒ガスに随伴さ
れ、導管14、吸込流量制御装置4を経て圧縮機3への該
冷媒ガス通路となる吸込管を流入し、吸込流量制御装置
例えばサクションベーン制御装置4の下流側に液状とな
って滞留し、この滞留した潤滑油をエジエクタ6、ポン
プ等により潤滑油タンク室5を戻し、一方、圧縮機3で
圧縮された冷媒ガスは導管15から凝縮器2を経て蒸発器
1に戻すように構成されていた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、従来の方法では、ターボ冷凍機の部分負荷運転
時に、圧縮機3に吸入される冷媒ガスの流速が低下し、
最も減少するため蒸発器1からの潤滑油回収量が減少
し、蒸発器1中の油溶存量が増大するため蒸発器1の伝
熱性能が低下し、これによって冷媒の蒸発圧力が低下し
て圧縮機3の圧力比が増加するため動力消費率が増大す
るという欠点があった。また、同時に潤滑油回収量が減
少して潤滑油タンク室5内の潤滑油も少なくなり油ポン
プの吸込み作用に悪影響を及ぼして潤滑が不十分となり
圧縮機3軸受の損傷をきたすおそれがある等の欠点があ
った。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明では前記欠点を除去するための手段として、吸込
流量制御装置下流側空間に滞留した油を油タンク室に戻
す構成とした油回収装置を有するターボ冷凍機におい
て、蒸発器と、吸込流量制御装置と羽根車吸込口との間
の中間空間部、又は該中間空間部に連通する連通空間部
とを前記導管14とは別の連絡配管7で連結したことを特
徴とするターボ冷凍機を提供するものである。
〔作用〕
ターボ冷凍機の部分負荷運転時には、吸込流量制御装置
として例えばサクションベーン制御装置により冷媒流量
が絞られるから圧縮機に吸込まれる冷媒ガスの流速が低
下して同伴される潤滑油の溶存した冷媒ミスト量が減少
し潤滑油の回収量が減少することとなる。
しかし、サクションベーン制御装置の下流側の圧力は全
負荷運転時に比べてかなり低下する。そこで、サクショ
ンベーン制御装置下流で、圧縮機入口との間の冷媒ガス
通路に連通する空間部と蒸発器の沸騰界面付近の上部空
間部とを結ぶ連絡配管を設けておくと、部分負荷運転時
に、蒸発器とサクションベーン制御装置の下流側との間
の圧力差が増大するにともなって、蒸発器の沸騰界面付
近の上部空間部から該連絡配管中を通って圧縮機入口部
に連通する空間部に吸い込まれる冷媒ガス流速が増大す
る。このガス流に同伴して蒸発器の沸騰界面付近の上部
空間部から潤滑油の溶存した冷媒液をサクションベーン
制御装置の下流側に導入することができる。この場合導
入部は、サクションベーン制御装置と羽根車入口との間
の中間空間部か、或いは中間空間部に連通する連通空間
部でもよい。そしてこの導入された潤滑油溶存冷媒液の
一部は冷媒ガスとして圧縮機に吸入され、残った潤滑油
はエジエクタにより潤滑油タンク室に回収される。
〔実施例〕
本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第2図(a)(b)において、7は、蒸発器1の沸騰界
面付近の上部空間部と、吸込流量制御装置としてのサク
ションベーン制御装置4の下流側空間部とを連結する連
絡配管である。
下流側空間部としては、サクションベーン制御装置4と
羽根車入口10との間の中間空間部11、或いは中間空間部
11と連通する連通空間部12が選ばれる。本実施例におい
ては連通空間部12に導かれている。
全負荷運転時には、蒸発器1の沸騰界面上部の潤滑油を
含んだ冷媒ミスト及び冷媒ガスは導管14を通りサクショ
ンベーン制御装置4を介して圧縮機3の吸入側に吸入さ
れ、そこで冷媒ガスは圧縮機3によって圧縮される。こ
の際、潤滑油を含んだ冷媒ミストはサクションベーン制
御装置4の下流側空間部である連通空間部12に滞留す
る。圧縮された冷媒ガスは導管15を通って凝縮器2で液
化され蒸発器1に導入されて所謂冷凍サイクルを構成す
る。一方サクションベーン制御装置4の下流側空間部で
ある連通空間部12に滞留した冷媒ミストからは冷媒が蒸
発して圧縮機に流入し、潤滑油は圧縮ガスの一部を利用
したエジエクタ6により潤滑油タンク室5に回収され
る。
ところで、ターボ冷凍機が全負荷運転から部分負荷運転
になるとサクションベーン制御装置4が働いて冷媒流量
は絞られるが、圧縮機はそのまま作動しているため、蒸
発器1とサクションベーン制御装置4の下流側との圧力
差が増大する。その結果、連絡配管7内を通って蒸発器
1の沸騰界面付近の上部空間から送られる冷媒ガスの流
速も増大するから、このガス流に同伴して蒸発器の沸騰
界面付近の上部空間部の潤滑油溶存冷媒液をサクション
ベーン制御装置4の下流側の連通空間部12に導くことが
できる。この潤滑油溶存冷媒液は連通空間部12に滞留し
ている間に圧縮機の内部発生熱によって加熱されて、冷
媒ガスと潤滑油に分離し、潤滑油はエジエクタ6により
潤滑油タンク室5に回収される。従ってターボ冷凍機の
部分負荷運転時においても円滑な潤滑油回収をすること
ができる。
第3図(a)(b)は本発明の他の実施例を示し、蒸発
器1の沸騰界面付近の上部空間部に臨ませた連絡配管の
入口端部に液滴捕集器8を取着したものであって、この
液滴捕集器8内に沸騰時に発生する潤滑油溶存冷媒ミス
トを捕集できるので、これを取付けないものに比して連
絡配管7からの潤滑油溶存冷媒液の回収容量の増大を図
ることができるものである。
第4図(a)(b)は本発明の他の実施例を示し、第2
図(a)(b)に示す実施例における連絡配管7の中途
に熱交換器9を設けたものである。熱交換器9は圧縮器
の吐出ガスの一部を利用しているが、その熱源としては
単独のヒータ或いは潤滑系統の油の一部を利用してもよ
い。この実施例では連絡配管7の中途に熱交換器9を設
けることによって潤滑油溶存冷媒液を冷媒ガスと潤滑油
とに容易に分離することができるものである。
第5図は本発明の他の実施例を示し、第4図(a)
(b)に示す実施例における連絡配管7の端部に第3図
(a)(b)に示す実施例のような液滴捕集器8を取着
したものである。
第6図(a)(b)は本発明の最も好ましい実施例を示
し、蒸発器1とサクションベーン制御装置4の下流側を
結んだ連絡配管中の流体を吐出ガスの高温側と壁13を介
して接する部分にふりかける様にし、圧縮機の内部発生
源によって加熱されて高温になっている壁13の面の熱を
利用して油を含んだ冷媒流体を加熱し、油と冷媒ガスに
分離して、冷媒ガスを圧縮機3に吸入せしめ、冷媒溶存
量の少ない潤滑油をエジエクタ6により油タンク室5に
戻す様にしたターボ冷凍機である。
〔発明の効果〕
本発明は、蒸発器から冷媒吸込流量制御装置を経て圧縮
機に冷媒ガスを送る冷媒ガス導管に加えて、該流量制御
装置の下流側の低圧空間と蒸発器の沸騰界面付近の上部
空間部とを連絡する連絡配管を設けることにより、ター
ボ冷凍機の部分負荷運転時においても冷媒中に溶存した
潤滑油の円滑な回収作用を維持することができるもので
あって、そのため蒸発器の伝熱性能低下がなく、圧縮機
の圧力比が増加せずひいては冷凍機の動力消費率の低減
に役立つという効果がある。さらに円滑な潤滑油回収作
用により圧縮機内の潤滑油が不足するような事態がなく
なり信頼性の高い潤滑系を有するターボ冷凍機を提供す
ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のターボ冷凍機の図面、第2〜6図は、本
発明によるターボ冷凍機の実施例を示す図面であって各
図の(a)はフロー図、(b)は縦断面詳細図を示す。
第5図はフロー図のみを示す。 1……蒸発器、2……凝縮器、3……圧縮機、4……サ
クションベーン制御装置、5……油タンク室、6……エ
ジエクタ、7……連絡配管、8……液滴捕集器、9……
熱交換器、10……羽根車入口、11……中間空間部、12…
…連通空間部、13……壁、14……冷媒ガス導管、15……
圧縮ガス導管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前田 健作 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 長嶋 豊 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内 (56)参考文献 特開 昭48−77438(JP,A) 実開 昭55−98965(JP,U) 実開 昭54−196106(JP,U) 実開 昭54−65454(JP,U) 特公 昭51−2655(JP,B1)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】蒸発器、凝縮器、圧縮機、蒸発器からの冷
    媒ガスを吸込流量制御装置を経て圧縮機に送る冷媒ガス
    導管、該吸込流量制御装置下流側空間で該冷媒ガスの圧
    縮機への通路に連通した空間部に滞留した油を油タンク
    に戻す油回収装置及び圧縮器で圧縮された冷媒ガスを凝
    縮器を経て蒸発器に戻す導管を有するターボ冷凍機にお
    いて、前記蒸発器内の沸騰界面付近の上部空間と、前記
    吸込流量制御装置下流側空間の前記冷媒ガスの圧縮機へ
    の通路に連通した空間部とを結ぶ連絡配管を設け、該連
    絡配管の出口端を、連絡配管からの流体が前記吸込流量
    制御装置下流側の高温の壁面にふりかかるように、該高
    温壁面に近接配置したことを特徴とするターボ冷凍機。
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