JPH0794944B2 - 冷凍機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は冷凍機に関し、特に水冷冷凍機と冷却塔とを配
管接続した冷凍機に関する。

（ロ）従来の技術 例えば特公昭59−12843号公報には、圧縮式冷凍機と冷
却塔とを冷却水往き配管と冷却水戻り配管とで接続し、
この冷却水戻り配管と冷却水往き配管に設けられた冷却
水ポンプの上流側とをバイパス管で接続し、このバイパ
ス管と冷却水往き配管との接続箇所に三方弁を設けた冷
却水循環回路が開示されている。

（ハ）発明が解決しようとする課題 上記従来の技術において、例えば圧縮式冷凍機の起動
時、三方弁を冷却塔、バイパス管、及び冷却水ポンプ側
に開き、冷却水ポンプを運転した場合には、冷却水ポン
プはバイパス管に残っていた空気を吸い込む。ここで、
冷却水ポンプが例えば横倒しに設置されたラインポンプ
の場合にはポンプにエア溜りが発生する。その後、空気
が冷却水ポンプから抜け、冷却水ポンプの吐出圧が上昇
するが、このとき、冷却水戻り配管の冷却塔側の開口か
ら冷却水戻り配管、バイパス管、及び冷却水往き配管を
経て冷却塔に至る空気の抜け道が形成される。このた
め、冷却水ポンプの吐出圧が上昇し、バイパス管に残っ
ていた空気が冷却水ポンプに吸い込まれエアかみが発生
する。そして、冷却水ポンプの吐出圧が僅かになったと
き、空気が冷却水往き配管を経て冷却塔及び冷凍機へ流
れ、同時に冷却水戻り配管の冷却塔側の開口から空気が
引かれる。上記開口から引かれた空気はバイパス管内に
残り、冷却水ポンプのエアの排出によりエアかみが解消
したときバイパス管内の空気は冷却水ポンプに引かれ再
びエアかみが発生する。以後、冷却水ポンプがエアかみ
とエアの排出とを繰り返し、冷凍機の運転が不安定にな
ると共に、冷却水ポンプに故障が発生するおそれがあ
る。

又、上記のような頻繁なエアかみを防止するために、冷
却水ポンプを例えば冷却塔の下部に縦置きに設置した場
合には、冷却塔下部の冷却水ポンプの設置空間が大きく
なり、冷却塔のコンパクト化が難しくなるという問題が
発生する。

本発明は冷却水ポンプのエアかみを抑え、かつ、冷却塔
のコンパクト化を図ることを目的とする。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は上記課題を解決するために、冷却塔（１）と水
冷冷凍機（２）とを冷却水ポンプ（15）を備えた冷却水
往き配管（８）と冷却水戻り配管（10）とで接続し、冷
却水ポンプ（15）の吸込側の冷却水往き配管（８）と冷
却水戻り配管（10）とを冷却水バイパス管（21）で接続
した冷凍機において、冷却水バイパス管（21）と冷却水
往き配管（８）との接続点（8A）より上流の冷却水往き
配管（８）に冷却塔（１）から冷却水ポンプ（15）への
流れを許容する逆止弁（16）を設けた冷凍機を提供する
ものである。

又、冷却塔（１）下部の水槽（５）と水冷冷凍機（２）
とを冷却水往き配管（８）で接続し、水冷冷凍機（２）
と冷却塔（１）とを冷却水戻り配管（10）で接続し、冷
却水往き配管（８）に冷却水ポンプ（15）を設けた冷凍
機において、冷却水ポンプ（15）を横倒しに水槽（５）
の下方に設け、冷却水ポンプ（15）の吸込側の冷却水往
き配管（８）と水槽（５）の水面より上方の冷却水戻り
配管（10）とを冷却水バイパス管（21）で接続し、か
つ、この冷却水バイパス管（21）と冷却水往き配管
（８）との接続点（8A）より上流の冷却水往き配管
（８）に接続点（8A）から冷却塔（１）への流れを止め
る逆止弁（16）を設けた冷凍機を提供するものである。

（ホ）作 用 冷凍機の起動時などに、冷却水ポンプ（15）が運転を開
始し、冷却水ポンプ（15）が冷却水バイパス管（21）に
残っていた空気を吸い込み、エアかみが発生し、冷却水
ポンプ（15）の吐出圧が急激に低下したとき、冷却水バ
イパス管（21）を流れて来た空気が冷却水往き配管
（８）を逆流して冷却塔（１）へ流れることを逆止弁
（16）によって阻止し、冷却水バイパス管（21）に空気
が吸い込まれることを防止し、冷却水ポンプ（15）にエ
アかみと空気の排出との繰り返しが発生することを回避
し、冷却水ポンプ（15）による冷却水の循環を安定させ
ることが可能になる。

又、冷凍機の起動時などに、横倒しに設けられた冷却水
ポンプ（15）にエア溜りが発生し、エアかみが発生した
場合に、冷却水バイパス管（21）から冷却水往き配管
（８）へ流れて来た空気が水槽（５）へ流れることは逆
止弁（16）によって阻止され、冷却水バイパス管（21）
に空気が再び吸い込まれることを防止し、冷却水ポンプ
（15）にエアかみとエアの排出との繰り返しが発生する
ことを回避し、冷却水ポンプ（15）の運転を安定させる
ことが可能になる。又、冷却水ポンプ（15）を横倒しに
設け、冷却塔（１）の高さを抑え、冷却塔（１）のコン
パクト化を図ることが可能になる。

（ヘ）実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

図面において、（１）は冷却塔、（２）は例えば吸収冷
凍機などの水冷冷凍機である。（３）は冷却塔送風機、
（４）は冷却装置、（4A）は空気吸込口、（５）は水槽
であり、この水槽（５）にフロート弁（6A）を備えた自
動給水装置（６）が設けられている。又、水槽（５）の
下方には機械室（5A）が設けられ、この機械室（5A）に
後述する冷却水ポンプ等が設けられている。（７）は水
冷冷凍機の例えば凝縮器と吸収器に設けられた熱交換器
であり、この熱交換器（７）と冷却塔（１）とは冷却水
往き配管（８）と冷却水戻り配管（10）とで接続されて
いる。ここで（11）は冷却塔冷水出口、（12）は冷凍機
入口、（13）は冷凍機出口、（14）は冷却塔温水入口で
ある。（15）は冷却水往き配管（８）の途中に設けられ
た冷却水ポンプ（例えばラインポンプ）であり、この冷
却水ポンプ（15）は機械室（5A）に横倒しに設けられ、
冷却水ポンプ（15）が空気を吸い込んだ場合には内部に
エア溜りが発生する。又、（16）は冷却水ポンプ（15）
の上流の冷却水往き配管（８）に設けられた逆止弁であ
り、この逆止弁（16）は図面に実線矢印で示したように
冷却塔冷水出口（11）から冷却水ポンプ（15）への流れ
を許容し、冷却水ポンプ（15）から冷却塔冷水出口（1
1）の方向へは冷水、及び空気を流さない。（17）は流
量調節弁、（18）は冷却水温度検出器であり、それぞれ
は冷却水ポンプ（15）の下流の冷却水往き配管（８）に
設けられている。

（21）は冷却水バイパス管であり、この冷却水バイパス
管（21）の一端は冷却水戻り配管（10）の途中に接続さ
れ、他端は逆止弁（16）と冷却水ポンプ（15）との間の
冷却水往き配管（８）の途中に接続されている。ここ
で、（8A）は冷却水バイパス管（21）と冷却水往き配管
（８）との接続点である。（22）は開閉弁であり、この
開閉弁（22）は冷却水バイパス管（21）の途中に設けら
れている。

（23）は冷凍機の制御装置であり、この制御装置（23）
は冷却水温度検出器（18）から温度データを入力し、開
閉弁（22）へ開閉信号を出力し、冷却塔送風機（３）及
び冷却水ポンプ（15）へ運転信号又は停止信号を出力す
る。又、制御装置（23）は水冷冷凍機（２）の運転を制
御する。

以下、上記冷凍機の動作について説明する。例えば冬
期、或いは冬期と夏期との間の中間期の水冷冷凍機
（２）の停止時には冷却水の凍結を防止するために、冷
却塔（１）の水槽（５）の冷却水、及び各配管（８），
（10）、冷却水バイパス管（21）などの冷却水は外部に
排出されている。ここで、冷凍機を起動するときには、
まず、冷却水が自動給水装置（６）から水槽（５）へ供
給される。水槽（５）に冷却水が溜ると、制御装置（2
3）が冷却水ポンプ（15）へ運転信号を出力すると共
に、開閉弁（22）へ開信号を出力する。すると、冷却水
ポンプ（15）より上流の冷却水往き配管（８）及び水槽
（５）に溜っていた冷却水が冷却水ポンプ（15）に吸い
込まれ、吐出される。又、冷却水バイパス管（21）に溜
っていた冷却水が冷却水ポンプ（15）に吸い込まれる。
ここで、冷却水ポンプ（15）から吐出された冷却水の温
度が低く、所定温度（例えば25℃）以下の場合には、冷
却水温度検出器（18）から温度データを入力した制御装
置（23）は開閉弁（22）へ開信号を継続して出力する。
又、制御装置（23）は水冷冷凍機（２）へ運転信号を出
力し、水冷冷凍機（２）は運転を開始する。

その後、冷却水バイパス管（21）に溜っていた冷却水が
全て冷却水ポンプ（15）に吸い込まれると、冷却水ポン
プ（15）は冷却水バイパス管（21）に残っていた空気を
吸い込み、内部にエア溜りができ、エアかみが発生す
る。冷却水ポンプ（15）にエアかみが発生すると、冷却
水ポンプ（15）の吐出圧は大幅に低下してほとんど零に
なる。このとき、逆止弁（16）が設けられているため、
冷却水バイパス管（21）に残っていた空気は水槽（５）
へは流れず、少しづつ冷却水ポンプ（15）へ引かれる。
冷却水ポンプ（15）に引かれた空気は僅かづつ、吐出さ
れ、冷却水ポンプ（15）の下流の冷却水往き配管
（８）、熱交換器（７）、及び冷却水戻り配管（10）を
経て冷却塔温水入口（14）から外部へ排出される。その
後、冷却水ポンプ（15）に吸い込まれた空気が経て吐出
されてエアかみが解消すると、冷却水ポンプ（15）の吐
出圧は大幅に上昇し、冷却水ポンプ（15）から吐出され
た冷却水は破線に示したように冷却水往き配管（８）、
熱交換器（７）、冷却水戻り配管（10）、及び冷却水バ
イパス管（21）を循環する。

水冷冷凍機（２）の運転によって冷却水の温度が上昇し
て冷却水温度検出器（18）からの温度データが所定温度
より高くなると、制御装置（23）は開閉弁（22）へ閉信
号を出力する。閉信号を入力した開閉弁（22）は閉じ、
冷却水ポンプ（15）から吐出された冷却水は冷却水往き
配管（８）、熱交換器（７）、及び冷却水戻り配管（1
0）を経て冷却塔温水入口（14）から冷却装置（４）に
散布される。又、制御装置（23）は冷却塔送風機（３）
へ運転信号を出力し、冷却塔送風機（３）の運転によっ
て空気吸込口（4A）から外気が吸い込まれ、冷却水の温
度が低下する。温度が低下した冷却水は水槽（５）に溜
り、冷却水ポンプ（15）の運転によって水冷冷凍機
（２）へ送られる。

その後、時間が経過し、水冷冷凍機（２）の運転が停止
するときには、制御装置（23）は冷却塔送風機（３）及
び冷却水ポンプ（15）へ停止信号を出力すると共に、冷
却水温度が低下し開閉弁（22）へ開信号を出力する。そ
して、冷却塔送風機（３）及び冷却水ポンプ（15）は運
転を停止し、開閉弁（22）は開く。

その後、外気温が低下して冷却水往き配管（８）の冷却
水温度が低下して例えば２℃になると、冷却水温度検出
器（18）から温度データを入力した制御装置（23）は冷
却水ポンプ（15）へ運転信号を出力する。すると、上記
起動時と同様に、冷却水バイパス管（21）の冷却水が冷
却水ポンプ（15）に総て引かれた後、冷却水ポンプ（1
5）にエアかみが発生する。このとき、空気が水槽
（５）へ流れることが逆止弁（16）によって阻止され、
冷却塔温水入口（14）からの空気の吸い込みはなく、冷
却水ポンプ（15）から空気が総て吐出された以後は、図
面に破線矢印で示したように冷却水が循環して凍結防止
運転が行われる。

上記実施例によれば、冬期又は中間期の起動時、又は凍
結防止運転の開始時などの冷却水の水槽（５）への水張
り直後や、冷却塔（１）の停止時に逆止弁（16）の冷却
水洩れを生じている場合に、冷却水バイパス管（21）に
存在した空気を冷却水ポンプ（15）が吸い込み、エアか
みが発生したときに、空気が冷却水往き配管（８）を経
て水槽（５）へ流れることを逆止弁（16）によって防止
できる。このため、空気が冷却塔温水入口（14）から冷
却水戻り配管（10）を経て冷却水バイパス管（21）に流
入することを回避し、冷却水ポンプ（15）から空気が総
て吐出された以後は冷却水ポンプ（15）がエアを吸い込
むことなく運転し、冷却水を安定して循環させることが
できる。

又、冷却水ポンプ（15）を横倒しにして水槽（５）下方
の機械室（5A）に設けることができ、機械室（5A）の高
さを低く抑え、冷却塔（１）のコンパクト化を図ること
ができる。さらに、冷却水ポンプ（15）のエアかみを防
止するために、冷却水バイパス管を図面に破線（21A）
で示したように冷却塔（１）に接続する必要がないの
で、冷却塔に専用のバイパス管接続口を設ける必要がな
く、冷却塔に標準品を使用することができ、冷却塔のコ
ストを抑えることができる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、冷
却塔と例えばターボ式冷凍機とを冷却水往き配管及び冷
却水戻り配管で接続した冷凍機においても、上記実施例
と同様に冷却水バイパス管と冷却水往き配管との接続部
より上流の冷却水往き配管に逆止弁を設けることによっ
て、上記実施例と同様の作用効果を得ることができる。

（ト）発明の効果 本発明は以上のように構成された吸収冷凍機であり、バ
イパス管と冷却水往き配管との接続点より上流の冷却水
往き配管に冷却塔から冷却水ポンプへ流れを許容する逆
止弁を設けたので、冷凍機の起動時、或いは凍結防止運
転の開始時、空気がバイパス管を経て冷却塔へ流れるこ
とがなく、バイパス管に残っていた空気によって冷却水
ポンプにエアかみと空気の排出との繰り返しが発生する
ことを防止でき、冷却水ポンプにより冷却水を安定して
循環させることができ、冷凍機の運転を安定させること
ができる。

又、冷却水ポンプを横倒しに設けることによって、冷凍
機の起動時などに冷却水ポンプをエアかみが発生した場
合にも、空気がバイパス管及び冷却水往き配管を経て水
槽へ流れることを、逆止弁にて防止でき、冷却水ポンプ
から空気が吐出された後は冷却水ポンプの運転を安定さ
せることができ、この結果、冷却水ポンプを冷却塔の下
部に横倒しに設置して、冷却塔の高さを抑えることがで
き、冷却塔のコンパクト化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示す冷凍機の回路構成図であ
る。 （１）……冷却塔、（２）……水冷冷凍機、（５）……
水槽、（８）……冷却水往き配管、（8A）……接続点、
（10）……冷却水戻り配管、（15）……冷却水ポンプ、
（16）……逆止弁、（21）……冷却水バイパス管。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】冷却塔と水冷冷凍機とを冷却水ポンプを備
   えた冷却水往き配管と冷却水戻り配管とで接続し、冷却
   水ポンプの吸込側の冷却水往き配管と冷却水戻り配管と
   をバイパス管で接続した冷凍機において、このバイパス
   管と冷却水往き配管との接続点より上流の冷却水往き配
   管に冷却塔から冷却水ポンプへの流れを許容する逆止弁
   を設けたことを特徴とする冷凍機。
2. 【請求項２】冷却塔下部の水槽と水冷冷凍機とを冷却水
   往き配管で接続し、水冷冷凍機と冷却塔とを冷却水戻り
   配管で接続し、冷却水往き配管に冷却水ポンプを設けた
   冷凍機において、上記冷却水ポンプを横倒しに設け、冷
   却水ポンプの吸込側の冷却水往き配管と上記水槽の水面
   より上方の冷却水戻り配管とをバイパス管で接続し、か
   つ、このバイパス管と冷却水往き配管との接続点より上
   流の冷却水往き配管に接続点から冷却塔への流れを止め
   る逆止弁を設けたことを特徴とする冷凍機。