JPH0784955B2 - スクリュー冷凍機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、スクリュー圧縮機を備えた冷凍機に関するも
のである。

（従来の技術） 従来、実公昭55−34538号公報に開示され、かつ、第４
図に示すように、圧縮機（Ａ）の吐出側に、凝縮器
（Ｂ）、膨張機構（Ｃ）、蒸発器（Ｄ）、アキュムレー
タ（Ｅ）を順次接続すると共に、前記凝縮器（Ｂ）と膨
張機構（Ｃ）とを結ぶ高圧液管（HL）に、高圧の液冷媒
を溜める受液器（Ｆ）を介装して、該受液器（Ｆ）の入
口と出口とに、各々第１及び第２開閉弁（V1）（V2）を
介装する一方、前記受液器（Ｆ）のガス域と前記アキュ
ムレータ（Ｅ）との間に接続管（Ｇ）を接続して、該接
続管（Ｇ）に第３開閉弁（V3）を介装させている。こう
して、保守点検時等に前記受液器（Ｆ）に冷媒を回収す
るポンプダウン運転を行う場合、前記第１開閉弁（V1）
を開放し、第２開閉弁（V2）を閉鎖した状態で運転を継
続し、前記凝縮器（Ｂ）から受液器（Ｆ）に液を順次貯
溜させると共に、前記第３開閉弁（V3）を開放して前記
受液器（Ｆ）の内部圧力を下げることにより、凝縮器
（Ｂ）から受液器（Ｆ）への液流下を促進できるように
している。

又、この種冷凍機では、実開昭50−120008号公報に開示
され、かつ、第５図に示すように、圧縮機（AA）と凝縮
器（BB）とを結ぶ高圧ガス管（HG）に油回収器（Ｑ）を
介装して、その油戻し管（Ｋ）に、油ポンプ（Ｐ）と油
冷却管（Ｕ）とを介装して、前記油回収管（Ｑ）で回収
した高圧高温の油を、前記油冷却器（Ｕ）において、凝
縮器（BB）と膨張機構（CC）とを結ぶ高圧液管（HL）
と、圧縮機（AA）の中間ポート（Ｍ）との間に接続さ
れ、途中に減圧機構（Ｘ）を介装した冷却管（Ｔ）に流
通させる冷媒の蒸発作用により冷却して圧縮機（AA）に
戻すようにしている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、第４図の構成によれば、前記第３開閉弁（V
3）を開放することにより、前記受液器（Ｆ）の内部圧
力を下げることができるため、通常の冷凍運転時にも、
該第３開閉弁（V3）を開放して運転を行えば、前記受液
器（Ｆ）への液流下が促進でき、凝縮器（Ｂ）での液冷
媒の滞留を抑制できて冷凍能力を良好に発揮させ得るこ
とが見込まれる。しかし、この場合は、前記受液器
（Ｆ）内の高圧高温のガスが前記接続管（Ｇ）及びアキ
ュムレーター（Ｅ）を介して圧縮機（Ａ）の吸入側に逃
げることになるため、該圧縮機（Ａ）へ吸入されるガス
温度及びそのガス圧力が高められ、吸入風量が阻害され
て逆に能力の低下を招くのであった。

そこで次に、前記接続管（Ｇ）を、低圧低温の吸入側で
はなく、ある程度圧縮動作が進行し中間圧力及び中間温
度となっている圧縮機（Ａ）の中間ポートに接続する場
合について考えることにする。この場合には、吸入ガス
に対する加熱及び加圧は抑制できるため、上記吸入風量
の阻害は抑制できるが、第５図に示したように通常のシ
ステムでは高圧ガス管（HG）に油回収器（Ｑ）を介装し
ており、中間ポート（Ｍ）には、油冷却器（Ｕ）からの
冷媒出口即ち冷却管（Ｔ）の出口が接続されているた
め、受液器（Ｆ）から接続管（Ｇ）を介して導入される
冷媒と、油冷却器（Ｕ）からの冷媒とが中間ポート
（Ｍ）で合流することになり、このため、新たな問題が
発生する。すなわち、高圧側の受液器（Ｆ）から導入さ
れる冷媒により中間ポート（Ｍ）の圧力が上昇され、該
中間ポート（Ｍ）に接続される冷却管（Ｔ）に流通する
冷媒の蒸発温度が上昇されて油冷却効率が悪化したり、
受液器（Ｆ）から中間ポート（Ｍ）に導入さえる冷媒流
量が、冷却管（Ｔ）からの導入流量即ち油冷却管（Ｕ）
での油冷却負荷に影響され、受液管（Ｆ）の内部圧力つ
まりその減圧値が変動したりする問題が起こるのであっ
た。

本発明では、一つのスクリューロータと一対のゲートロ
ータを備え、二系統の圧縮室が形成されるシングルスク
リュー圧縮器の構造に着目し、その２つの圧縮室に対し
て、受液器及び油冷却器からの冷媒の接続構造を工夫す
ることにより、油冷却器の機能を損なうことなく、しか
も、通常運転時に、吸入風量の低下を抑制できながら凝
縮器から受液器への液流下を促進できる冷凍装置を提供
することを目的とする。

（課題を解決するための手段） そこで、本発明では、一つのスクリューロータ（SR）と
一対のゲートロータ（GR,GR）を備え、二系統の第１及
び第２圧縮室（10,20）を形成したシングルスクリュー
圧縮機（１）を用い、該圧縮機（１）と、凝縮器
（２）、膨張機構（３）及び蒸発器（４）を順次接続す
ると共に、前記凝縮器（２）と膨張機構（３）とを結ぶ
高圧液管（23）に受液器（９）を介装する一方、前記圧
縮機（１）と凝縮器（２）とを結ぶ高圧ガス管（12）に
油回収器（６）を介装して、この油回収器（６）からの
戻し油を油冷却器（７）を介して冷媒により冷却するよ
うにした構成において、前記受液器（９）のガス域を、
第１接続管（31）を介して、前記第１圧縮室（10）にお
ける吸入ポート（1a）と吐出ポート（1b）との中間に位
置する第１中間ポート（1c）に接続すると共に、前記油
冷却器（７）の冷媒出口部を、第２接続管（32）を介し
て、前記第２圧縮室（20）における吸入ポート（2a）と
吐出ポート（2b）との中間に位置する第２中間ポート
（2c）に接続することにした。

（作用） 受液器（９）のガスは、第１接続管（31）を介して、圧
縮途上の中間圧力となっている第１圧縮室（10）におけ
る中間ポート（1c）に逃がされるため、吸入ポート（1
a）に吸入される吸入ガスへの悪影響を低減でき、その
吸入風量の阻害を抑制できる。しかも、前記受液器
（９）のガス域は前記中間ポート（1c）に接続されるた
め、該受液器（９）の内部圧力は、高圧とされる前記凝
縮器（２）に対し低い圧力に保持でき、これにより、前
記凝縮器（２）から受液器（９）への液流下が良好に行
われることになる。

この場合、前記受液器（９）のガス域は第１接続管（3
1）を介して二系統の圧縮室のうち一方側の前記第１圧
縮室（10）、つまり第２接続管（32）を介して油冷却器
（７）からの出口冷媒が導入される第２圧縮室（20）と
分離された室に接続されるため、受液器（９）からの導
入冷媒により油冷却器（７）側の蒸発温度を高めたりす
ることがなく、又逆に、油冷却器（７）での油冷却負荷
等の変動で該油冷却器（７）からの導入冷媒量により受
液器（９）の内部圧力が変動したりする弊害もなくし得
るのである。

（実施例） 第１図に示す冷凍機は、シングルスクリュー圧縮機
（１）の吐出側に、その吐出された高圧ガス冷媒を凝縮
して高圧液冷媒にする凝縮器（２）並びに、前記高圧液
冷媒を減圧して低圧液冷媒にする膨張機構（３）、前記
低圧液冷媒を気化して低圧ガス冷媒にする蒸発器
（４）、及び前記低圧ガス冷媒から液分を分離するアキ
ュムレータ（５）を、順次冷媒配管（50）を介して接続
し、冷凍サイクルを構成するようにしたものである。

又、前記凝縮器（２）と膨張機構（３）とを結ぶ高圧液
管（23）に高圧液冷媒を貯溜する受液管（９）を介装す
ると共に、前記圧縮機（１）と凝縮器（２）とを結ぶ高
圧ガス管（12）に油回収器（６）を介装して、この油回
収器（６）から前記圧縮機（１）の給油ポート（60）に
接続する油戻し管（61）に油冷却器（７）を接続してい
る。

前記油冷却器（７）は、戻し油の流れるジャケット（7
1）と、その内部に配設される冷媒流通管（72）を備
え、前記高圧液管（23）における受液器（６）の出口側
から分岐し、途中に、弁開度を開閉制御可能とした減圧
機構（13）をもつ分岐管（37）を介して前記冷媒流通管
（72）に導入する冷媒により前記ジャケット（71）内の
油を冷却するようにしている。

前記シングルスクリュー圧縮機（１）は、第２図及び第
３図に示すように、密閉形のケーシング（100）の内部
に、一つのスクリューロータ（SR）と、該ロータ（SR）
にかみ合う一対のゲートロータ（GR,GR）とを備え、前
記ゲートロータ（GR.GR）を境として、前記スクリュー
ロータ（SR）の上下に、二系統の第１及び第２圧縮室
（10）（20）を形成し、各々の圧縮室（10）（20）にお
いて、各吸入ポート（1a）（2a）から吐出ポート（1b）
（2b）に向けて冷媒を圧縮するようにしている。尚、各
吸入ポート（1a）（2a）は、前記アキュムレーター
（５）から延びる低圧ガス管（51）に対し、又、各吐出
ポート（1b）（2b）は、前記高圧ガス管（12）に対し、
それぞれ共通に接続される。

以上の構成で、前記受液器（９）の上部側ガス域（9a）
を、前記第１圧縮室（10）における吸入ポート（1a）と
吐出ポート（1b）との中間に位置される中間ポート（1
c）に、第１接続管（31）を介して接続すると共に、前
記油冷却器（７）における前記冷媒流通管（72）の出口
を、第２接続管（32）を介して、前記第２圧縮室（20）
における吸入ポート（2a）と吐出ポート（2b）との中間
に位置される第２中間ポート（2c）に接続する。

尚、本実施例にあっても既述した従来例と同様にポンプ
ダウン運転を行うために、前記高圧液管（23）における
前記受液器（９）の入口及び出口に、各々第１及び第２
開閉弁（8a）（8b）を介装すると共に、前記ガス配管
（31）に第３開閉弁（8c）を介装することにしている。

こうして、通常の冷凍運転時に、前記第３開閉弁（8c）
を開くことにより、前記受液器（９）のガスは、圧縮途
上の中間圧力となっている中間ポート（1c）に逃がされ
るため、吸入ポート（1a）に吸入される吸入流体への悪
影響を低減できながら、前記受液器（９）の内部圧力を
前記凝縮器（２）に対し低い値に保持でき、前記凝縮器
（２）から受液器（９）への液流下が良好に行えるので
ある。

このとき、前記第１接続管（31）は第１圧縮室（10）に
接続され、油冷却器（７）から延びる第２接続管（32）
が接続される第２圧縮室（20）とは分離されるため、こ
の第１接続管（31）から導入される冷媒により、第２中
間ポート（2c）の中間圧力及び温度は上昇されることが
ない。このため、第２中間ポート（2c）に接続される冷
媒流通管（72）での蒸発温度は上昇されることがなく、
適性に保持され、油冷却器（７）での冷却効果を良好に
発揮させることができる。又、冷却効果を良好ならしめ
ることができるため、冷媒流通管（72）の伝熱面積を削
減することも可能となる。

一方、前記第２接続管（32）から第２圧縮室（20）に導
入される冷媒量が、前記油冷却器（７）での油冷却負荷
により変動することがあっても、すなわち、例えば前記
減圧機構（13）が２〜３分間隔で周期的な開閉を繰り返
して冷媒流通管（72）に導入する冷媒量を断続的に調節
するような場合にあっても、そのハンチングの影響は第
１圧縮室（10）には及ばないため、受液器（９）の内部
圧力は変動することなく一定に保たれ、凝縮器（２）か
らの液流下を常時安定して行うことができるのである。

（発明の効果） 以上本発明では、二系統の第１及び第２圧縮室（10）
（20）を形成したシングルスクリュー圧縮機（１）を備
え、高圧液管（23）に受液器（９）を介装し、又、高圧
ガス管（12）に介装した油回収器（６）からの戻し油を
冷媒により冷却するようにした冷凍機において、前記受
液器（９）及び油回収器（６）からの冷媒を、それぞれ
第１及び第２接続管（31）（32）を介して第１及び第２
圧縮機室（10）（20）に個別に接続したから、油冷却器
（７）の機能を損なうことなく、しかも、通常運転時
に、吸入風量の低下を抑制できながら凝縮器（２）から
受液器（９）へ液流下を促進でき、冷凍能力を良好に発
揮させることができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明冷凍機の配管図、第２図はシングルスク
リュー圧縮機の内部構造を示す概略平面図、第３図はそ
のIII−III要部断面図、第４図及び第５図は従来例の配
管図である。 （１）……スクリュー圧縮機 （SR）……スクリューロータ （GR）……ゲートロータ （10）……第１圧縮室 （20）……第２圧縮室 （1a,2a）……吸入ポート （1b,2b）……吐出ポート （1c）……第１中間ポート （2c）……第２中間ポート （２）……凝縮器 （３）……膨張機構 （４）……蒸発器 （６）……油回収器 （７）……油冷却器 （９）……受液器 （12）……高圧ガス管 （23）……高圧液管 （31）……第１接続管 （32）……第２接続管

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一つのスクリューロータ（SR）と一対のゲ
   ートローラ（GR,GR）を備え、二系統の第１及び第２圧
   縮室（10,20）を形成したシングルスクリュー圧縮機
   （１）を用い、該圧縮機（１）と、凝縮器（２）、膨張
   機構（３）及び蒸発器（４）を順次接続すると共に、前
   記凝縮器（２）と膨張機構（３）とを結ぶ高圧液管（2
   3）に受液器（９）を介装する一方、前記圧縮機（１）
   と凝縮器（２）とを結ぶ高圧ガス管（12）に油回収器
   （６）を介装して、この油回収器（６）からの戻し油を
   油冷却器（７）を介して冷媒により冷却するようにした
   スクリュー冷凍機であって、前記受液器（９）のガス域
   を、第１接続管（31）を介して、前記第１圧縮室（10）
   における吸入ポート（1a）と吐出ポート（1b）との中間
   に位置する第１中間ポート（1c）に接続すると共に、前
   記油冷却器（７）の冷媒出口部を、第２接続管（32）を
   介して、前記第２圧縮室（20）における吸入ポート（2
   a）と吐出ポート（2b）との中間に位置する第２中間ポ
   ート（2c）に接続したことを特徴とするスクリュー冷凍
   機。