JPH0743191B2 - ターボ冷凍機の抽気装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、凝縮器に貯った空気等の不凝縮ガスを冷媒か
ら分離して外部に放出するターボ冷凍機の抽気装置に関
する。

（従来の技術） 従来、実開昭55-164483号公報に開示され且つ第４図に
示すように、凝縮器（Ｃ）のガス域に接続管（Ｊ）を介
して接続される抽気タンク（Ｔ）に、入口を凝縮器
（Ｃ）、出口を蒸発器（Ｅ）に接続する冷却器（Ｒ）を
内装して、凝縮器−蒸発器間の高低差圧により、凝縮器
（Ｃ）の高圧液冷媒を冷却器（Ｒ）に流通させ、タンク
（Ｔ）内に開放される高圧ガス冷媒を冷却して液化し、
その液化冷媒を補助膨張機構（Ｖ）及び液移送管（Ｌ）
を介して蒸発器（Ｅ）に開放すると共に、タンク（Ｔ）
内で液化しないで残る空気等の不凝縮ガスをタンク上部
に設けた抽気路（Ａ）及び放出弁（Ｂ）を介して外部に
放出するようにしている。

（発明が解決しようとする課題） 以上の抽気装置では、凝縮器（Ｃ）と蒸発器（Ｅ）との
間に確保される高低差圧により、冷却源となる高圧液冷
媒を冷却器（Ｒ）に多量に流通させることができ、タン
ク（Ｔ）内の高圧ガス冷媒の液化能力を高めることがで
きるが、一方、冷却器（Ｒ）に流通される冷却源が高圧
液冷媒であるため、放出弁（Ｂ）を開放して不凝縮ガス
の放出を行うとき、該不凝縮ガスと伴に外部に無駄に放
出される冷媒量が多くなる問題が起こる。

すなわち、冷却源に高圧液冷媒を用いる場合、タンク
（Ｔ）内で高圧ガス冷媒が液化する圧力が高くなるた
め、該タンク（Ｔ）内の冷媒分圧が高い状態となって、
単位容積あたりの冷媒ガスの重量つまり冷媒ガスの比容
積が大きくなり、不凝縮ガスと伴にタンク（Ｔ）の上部
に浮遊する冷媒量が多くなる。従って、放出弁（Ｂ）を
開けると、不凝縮ガスと伴に外部に放出される冷媒量が
多くなるのである。

本発明の目的は、抽気タンクでの液化を行う冷却源に蒸
発器からの低圧液冷媒を用いることにより、タンク内の
圧力を低減して抽気時の冷媒放出量を低減でき、又、そ
の改良として、この低圧液冷媒による液化と、液化能力
に優れる高圧液冷媒による液化との併用により、液化の
促進と放出冷媒量の低減とが共に行い得、更に、この高
圧液と低圧液との切換えを自動的に成し得るターボ冷凍
機の抽気装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） そこで、本発明では、凝縮器（１）のガス域に接続さ
れ、内部に冷却器（４）を配設した抽気タンク（２）を
備え、該抽気タンク（２）に開放される高圧ガス冷媒を
液化して、不凝縮ガスを抽気路（５）を介して外部に放
出するようにした構成において、前記冷却器（４）の入
口に、蒸発器（３）の液域から延びる低圧液管（６）を
接続すると共に、前記凝縮器（１）と蒸発器（３）とを
結ぶ連絡管（７）にエゼクタ（８）を介装して、該エゼ
クタ（８）の注入ポート（80）に、前記冷却器（４）の
出口管（９）を接続することにした。

又、抽気時の冷媒放出量の低減と、高圧ガス冷媒の液化
能力の向上とが両方行えるようにするため、冷却器
（４）の入口に、蒸発器（３）の液域から延びる低圧液
管（６）と、凝縮器（１）の液域から延びる高圧液管
（10）とを接続し、かつ、前記高圧液管（10）を前記冷
却器（４）に対して開閉する開閉機構（11）を設けると
共に、前記凝縮器（１）と蒸発器（３）とを結ぶ連絡管
（７）にエゼクタ（８）を介装して、該エゼクタ（８）
の注入ポート（80）に、前記冷却器（４）の出口管
（９）を接続する一方、前記出口管（９）と蒸発器
（３）との間に、前記エゼクタ（８）を側路し、前記出
口管（９）側から蒸発器（３）側への流通を許容するバ
イパス路（12）を接続することにした。

更に、冷却器（４）へ流通させる冷却源を高圧液冷媒と
低圧液冷媒とを自動的に切換えるため、凝縮器（１）と
抽気タンク（２）との間の差圧が設定値以上のとき、高
圧液管（10）を冷却器（４）に対して開き、前記差圧が
設定値を下回るとき、前記高圧液管（10）を冷却器
（４）に対して閉じて、該冷却器（４）に低圧液管
（６）からの低圧液冷媒を流通させる開閉制御手段（1
5）を設けることにした。

（作用） 冷却器（４）には、蒸発器（３）からの低圧液冷媒が流
通されるめ、抽気タンク（２）内での高圧ガス冷媒の液
化圧力を低減でき、該タンク（２）内の冷媒分圧を低く
保持できる。このため、タンク（２）内の冷媒ガスの比
容積を小さくでき、不凝縮ガスの開放時、該不凝縮ガス
と伴に外部に放出される冷媒量を少なくできる。この場
合、蒸発器（３）は低圧だが、冷却器（４）の出口管
（９）はエゼクタ（８）の注入ポート（80）に接続さ
れ、該冷却器（４）の出口側が、凝縮器（１）から蒸発
器（３）に向けて連絡管（７）内を流通される冷媒によ
り吸引されることになるため、冷却器（４）への低圧液
冷媒の移送は良好に行えることになる。

又、高圧液冷媒による液化を併用する場合、開閉機構
（11）を介して高圧液管（10）を冷却器（４）に対し開
くことにより、凝縮器（１）の高圧液冷媒が、蒸発器
（３）との間に確保される高低差圧により、高圧液管
（10）を介して冷却器（４）に多量に流入し、タンク
（２）内での液化能力を向上できる。この場合、出口管
（９）に流出される多量の冷媒は、エゼクタ（８）での
抵抗を受けることなく、バイパス路（12）を経て蒸発器
（３）に流入できることになる。一方、開閉機構（11）
を介して高圧液管（10）を冷却器（４）に対し閉じるこ
とにより、冷却器（４）に低圧液冷媒を流通させること
ができ、冷媒ガスの比容積の低減による放出冷媒量の抑
制が果たし得る。

更に、高圧液冷媒と低圧液冷媒との併用を行う場合で開
閉制御手段（15）を設ける場合には、高圧液冷媒による
液化の進行によりタンク（２）内の圧力は徐々に高めら
れて凝縮器（１）の圧力に近づき、これら凝縮器（１）
とタンク（２）との差圧が設定値を下回ると、低圧液冷
媒による液化に自動的に移行されるため、高圧ガス冷媒
の液化促進と放出冷媒量の低減とが効果的に図られるの
である。

（実施例） 第１図において、（１）はターボ圧縮機から吐出される
高圧ガスが導入される凝縮器であり、該凝縮器（１）の
ガス域には、接続管（20）を介して抽気タンク（２）
を、また、凝縮器（１）の液域には、液配管（30）を介
して蒸発器（３）を接続している。

抽気タンク（２）は、内部にコイル状とした冷却器
（４）を配設し、凝縮器（２）から開放される高圧ガス
冷媒を冷却して液化し、液化冷媒を補助膨張機構（21）
及び液移送管（22）を介して蒸発器（３）に開放するよ
うにしている。

又、上部に放出弁（SV3）をもつ抽気路（５）を接続し
て、放出弁（SV3）の開放により、タンク（２）で液化
しないで残された空気等の不凝縮ガスを外部に放出する
ようにしている。

以上の構成で、冷却器（４）の入口を、蒸発器（３）の
液域から延びる低圧液管（６）に接続すると共に、凝縮
器（１）と蒸発器（３）とを結ぶ連絡管（７）にエゼク
タ（８）を介装して、該エゼクタ（８）の注入ポート
（80）に、冷却器（４）の出口管（９）を接続する。

これにより、冷却器（４）には低圧液冷媒が流通される
ため、タンク（２）内での高圧ガス冷媒の液化圧力を低
減でき、該タンク（２）内の冷媒分圧を低く保持でき
る。このため、タンク（２）内の冷媒ガスの比容積を小
さくでき、放出弁（SV3）の開放時、不凝縮ガスと伴に
外部に放出される冷媒量を少なくできる。この場合、蒸
発器（３）は低圧であるが、冷却器（４）の出口管
（９）側は、エゼクタ（８）の注入ポート（80）を介し
て、凝縮器（１）から蒸発器（３）に向けて連絡管
（７）内を流通される冷媒により吸引されるため、冷却
器（４）への低圧液冷媒の移送は良好に行える。

ところで、以上の低圧液冷媒による液化の場合、エゼク
タ（８）の吸引作用を利用して冷却器（４）に冷却源た
る低圧液冷媒を流通しているため、該冷却器（４）に循
環される冷却源の流量自体はやや少なくなり、液化能力
自体はやや低下される。こうしたことから、低圧液冷媒
による液化と、液化能力に勝る凝縮器からの高圧液冷媒
による液化とを併用するのであり、次にこの併用の場合
について説明する。

この併用の場合は、第２図に示すように、冷却器（４）
の入口に、低圧液管（６）の他、凝縮器（２）の液域か
ら延びる高圧液管（10）をも接続し、この高圧液管（1
0）に、該液管を冷却器（４）に対し開閉する電磁弁（S
V1-2）を用いた開閉機構（11）を介装し、また、出口管
（９）と蒸発器（３）に至る液移送管（22）との間に、
エゼクタ（８）を側路し、出口管（９）側から蒸発器
（３）側への流通を許容するバイパス路（12）を接続す
る。

尚、低圧液管（６）には、電磁弁（SV1-2）を開けたと
きの高圧液冷媒の逆流を阻止する逆止弁（13）を介装し
ており、バイパス路（12）には、エゼクタ（８）の吸引
力による液移送管（２）側からエゼクタ（８）側への液
流入を阻止する逆止弁（14）を介装している。又、接続
管（20）には、電磁弁（SV1-2）と同期して開閉され、
高圧液冷媒による液化時に開く該弁（SV1-1）を、連絡
管（７）には、低圧液冷媒による液化時に開く電磁弁
（SV2）を介装している。

上記併用構成では、電磁弁（SV1-2）を開けると、凝縮
器（１）の高圧液冷媒が、蒸発器（３）との間に確保さ
れる高低差圧により、高圧液管（10）を介して冷却器
（４）に多量に流入し、タンク（２）内での液化能力を
向上できる。そして、出口管（９）に流出される多量の
冷媒は、エゼクタ（８）での抵抗を受けることなく、バ
イパス路（12）を経て蒸発器（３）に流通される。又、
電磁弁（SV1-2）を閉じると、既述したと同様、蒸発器
（３）の低圧液冷媒がエゼクタ（８）での吸引力により
冷却器（３）に流入され、タンク（２）内の冷媒分圧を
低減して、該タンク（２）内の冷媒ガス量を少なくでき
る。従って、抽気運転初期には、電磁弁（SV1-2）を開
けて高圧液冷媒による液化を行い、後に、該電磁弁を閉
じて低圧液冷媒による液化を行えば、液化を促進できな
がら、放出弁（SV3）の開放時の放出冷媒量が低減でき
る。

尚、開閉機構（11）には、低圧液管（６）又は高圧液管
（10）を冷却器（４）に選択的に連通させる２入力１出
力型の切換弁等を用いてもよく、この場合には、逆止弁
（13）を省略できる。又、この逆止弁（13）及びバイパ
ス路（12）の逆止弁は開閉弁等で置き換えることも可能
である。

次に、第２図の構成において、前記各電磁弁（SV1-1,
2）（SV2）（SV3）の開閉制御により、高圧液冷媒によ
る液化から低圧液冷媒による液化、並びに不凝縮ガスの
放出までの一連の抽気運転を自動的に行う場合について
説明する。

この場合、制御の切換えを行うため、凝縮器（１）とタ
ンク（２）との間に、第１差圧検出器（PS1）を、蒸発
器（３）と出口管（９）との間に、第２差圧検出器（PS
2）を介装する。

こうして、これら検出器を各電磁弁を開閉制御する開閉
制御手段（15）に入力し、第３図に示す手順で制御を行
うのである。

すなわち、抽気運転の開始当初には、電磁弁（SV1-1,
2）のみを開けて凝縮器（１）からの高圧液冷媒による
液化を行い、タンク（２）内での液化を促進する。液化
の進行により、タンク（２）内の圧力が徐々に高まって
凝縮器（１）の圧力に近づき、第１差圧検出器（PS1）
での検出差圧が低下して設定値を下回ると、次に、該電
磁弁（SV1-1,2）を閉じて、エゼクタ作用を行う電磁弁
（SV2）を開け、低圧液冷媒による液化運転に移行す
る。この低圧液冷媒による液化の進行により、冷却器
（４）内の冷媒圧力が徐々に高まって、エゼクタ（８）
での吸引条件となる出口管（９）と蒸発器（３）との差
圧が小さくなり、第２差圧検出器（PS2）での検出差圧
が設定値以下に低下すると、該電磁弁（SV2）を閉じ
て、放出弁（PV3）を開放する。この放出弁（SV3）の開
放直前まで行われた低圧液冷媒による液化により、タン
ク（２）内の冷媒分圧は低い値に保持されているため、
放出冷媒量は少なくできるのである。こうして、液化促
進と放出冷媒量の低減とを自動的になし得るのである。

（発明の効果） 以上、本発明では、抽気タンク（２）内に配設する冷却
器（４）の入口を、蒸発器（３）の液域から延びる低圧
液管（６）に接続すると共に、冷却器（４）の出口を、
エゼクタ（８）を介して吸引するようにしたから、抽気
タンク（２）に開放される高圧ガス冷媒を低圧液冷媒に
より冷却して該タンク（２）内の冷媒分圧を低くでき、
抽気タンク（２）内の冷媒ガスの比容積を小さくでき
て、不凝縮ガスの開放時、該不凝縮ガスと伴に外部に無
駄に放出される冷媒量を少なくできる。

又、この低圧液冷媒による液化に、高圧液冷媒による液
化を併用するため、冷却器（４）の入口に、蒸発器
（３）からの低圧液管（６）と凝縮器（１）からの高圧
液管（10）とを接続し、高圧液管（10）を冷却器（４）
に対し開閉する開閉機構（11）を設ける一方、冷却器
（４）の出口管（９）と蒸発器（３）との間に、エゼク
タ（８）を側路するバイパス路（12）を設ける場合に
は、高圧液冷媒による液化で抽気タンク（２）内での高
圧冷媒ガスの液化を促進できると共に、低圧液冷媒によ
る液化により放出冷媒量を低減できる。

更に、高圧液冷媒と低圧液冷媒との併用を行う場合で、
凝縮器（１）と抽気タンク（２）との間の差圧が設定値
を下回るとき、開閉制御手段（15）を介して、高圧液冷
媒から低圧液冷媒への切換えを行う場合には、高圧液冷
媒による液化から低圧液冷媒による液化に自動的に移行
でき、高圧ガス冷媒の液化促進と放出冷媒量の低減とが
効果的に図られるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の第１実施例を示す冷媒配管系統
図、第２図は同第２実施例を示す冷媒配管系統図、第３
図は開閉制御手段の制御手順を示すフローチャート、第
４図は従来装置の冷媒配管系統図である。 （１）……凝縮器 （２）……抽気タンク （３）……蒸発器 （４）……冷却器 （５）……抽気路 （６）……低圧液管 （７）……連絡管 （８）……エゼクタ （80）……注入ポート （９）……出口管 （10）……高圧液管 （11）……開閉機構 （12）……バイパス路 （15）……開閉制御手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】凝縮器（１）のガス域に接続され、内部に
   冷却器（４）を配設した抽気タンク（２）を備え、該抽
   気タンク（２）に開放される高圧ガス冷媒を液化して、
   不凝縮ガスを抽気路（５）を介して外部に放出するよう
   にしたターボ冷凍機の抽気装置において、前記冷却器
   （４）の入口に、蒸発器（３）の液域から延びる低圧液
   管（６）を接続すると共に、前記凝縮器（１）と蒸発器
   （３）とを結ぶ連絡管（７）にエゼクタ（８）を介装し
   て、該エゼクタ（８）の注入ポート（80）に、前記冷却
   器（４）の出口管（９）を接続したことを特徴とするタ
   ーボ冷凍機の抽気装置。
2. 【請求項２】凝縮器（１）のガス域に接続され、内部に
   冷却器（４）を配設した抽気タンク（２）を備え、該抽
   気タンク（２）に開放される高圧ガス冷媒を液化して、
   不凝縮ガスを抽気路（５）を介して外部に放出するよう
   にしたターボ冷凍機の抽気装置において、前記冷却器
   （４）の入口に、蒸発器（３）の液域から延びる低圧液
   管（６）と、凝縮器（１）の液域から延びる高圧液管
   （10）とを接続し、かつ、前記高圧液管（10）を前記冷
   却器（４）に対して開閉する開閉機構（11）を設けると
   共に、前記凝縮器（１）と蒸発器（３）とを結ぶ連絡管
   （７）にエゼクタ（８）を介装して、該エゼクタ（８）
   の注入ポート（80）に、前記冷却器（４）の出口管
   （９）を接続する一方、前記出口管（９）と蒸発器
   （３）との間に、前記前記エゼクタ（８）を側路し、前
   記出口管（９）側から蒸発器（３）側への流通を許容す
   るバイパス路（12）を接続したことを特徴とするターボ
   冷凍機の抽気装置。
3. 【請求項３】凝縮器（１）と抽気タンク（２）との間の
   差圧が設定値以上のとき、高圧液管（10）を冷却器
   （４）に対して開き、前記差圧が設定値を下回るとき、
   前記高圧液管（10）を冷却器（４）に対して閉じて、該
   冷却器（４）に低圧液管（６）からの低圧液冷媒を流通
   させる開閉制御手段（15）を設けた請求項２記載のター
   ボ冷凍機の抽気装置。