JPH10292948A - 冷凍機 - Google Patents

冷凍機

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JPH10292948A
JPH10292948A JP11520797A JP11520797A JPH10292948A JP H10292948 A JPH10292948 A JP H10292948A JP 11520797 A JP11520797 A JP 11520797A JP 11520797 A JP11520797 A JP 11520797A JP H10292948 A JPH10292948 A JP H10292948A
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JP
Japan
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liquid refrigerant
refrigerant
pressure
cooling
cooled
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Withdrawn
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JP11520797A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Ueda
憲治 上田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH10292948A publication Critical patent/JPH10292948A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • F25B31/006Cooling of compressor or motor
    • 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
    • F25B2400/00Component parts or details not otherwise provided for in this subclass
    • F25B2400/13Economisers
    • 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
    • F25B2400/00Component parts or details not otherwise provided for in this subclass
    • F25B2400/23Separators

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷媒によって冷却される密閉形電動機2によ
り駆動される多段圧縮機1を具備する冷凍機において、
その効率を低下させることなく密閉形電動機2を効果的
に冷却する。 【解決手段】 凝縮器6で凝縮した液冷媒を第1の中間
圧に減圧することによって冷却する第1の中間冷却器35
を設け、この第1の中間冷却器35で蒸発したガス冷媒を
中間吸込管11及びこれに介装された中間吸込弁8を経て
多段圧縮機1の中間段に戻し、この第1の中間冷却器35
で冷却された液冷媒の全量を密閉形電動機2のステータ
3に供給してこれを冷却する。このステータ3を冷却し
た後の液冷媒を第2の中間圧に減圧することによって冷
却する第2の中間冷却器38を設け、この第2の中間冷却
器38で冷却された液冷媒を蒸発器5に供給するとともに
この第2の中間冷却器38で蒸発したガス冷媒の全量を密
閉形電動機2のロータ4に供給してこれを冷却する。そ
して、ロータ4を冷却した後のガス冷媒を戻し管19及び
これに介装された自動弁20を経て蒸発器5の後流側の吸
込管9に戻す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は冷凍機に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の冷凍機の1例が図2に示されてい
る。冷凍機を運転すると、多段圧縮機1から吐出された
高圧のガス冷媒は吐出管10を経て凝縮器6に入り、ここ
で伝熱管18内を流過する冷却水等の冷却媒体に放熱する
ことによって凝縮液化する。
【0003】この液冷媒は液溜め14から抽出されて中間
冷却器7に入り、その高圧側絞り機構24で中間圧力まで
絞られることにより液冷媒の一部が蒸発してエリミネー
タ26で液滴を分離した後、中間吸込管11及びこれに介装
された中間吸込弁8を経て多段圧縮機1の高段側羽根車
28に吸い込まれる。残部の液冷媒は蒸発潜熱によって冷
却された後、低圧側絞り機構25により絞られることによ
って流量が調整されると同時に断熱膨張して低圧の気液
二相流となる。
【0004】この冷媒は蒸発器5に入り、ここで伝熱管
16内を流過するブライン、冷水等の被冷却媒体から吸熱
することによって蒸発気化して低圧のガス冷媒となり、
吸込管9を経て多段圧縮機1に吸い込まれ、その入口ベ
ーン15を経て低段側羽根車27及び高段側羽根車28によっ
て圧縮される。
【0005】多段圧縮機1の羽根車27及び28は回転軸29
に固着されて密閉ハウジング30の内部に収納されてい
る。この回転軸29は歯車31、32を介して電動機2の出力
軸33に固着され、電動機2のロータ4及びステータ3は
密閉ケーシング34内に収容されている。
【0006】凝縮器6の液溜め14から抽出された液冷媒
が供給管12を経て電動機2のステータ3の外周に供給さ
れてその外周面を冷却する。次いで、液冷媒の一部はス
テータ3の外周面から内周面に向かう通路を通ってステ
ータ3の内周面とロータ4の外周面との隙間に流入して
これらを冷却する過程で蒸発気化した後、戻り管13を通
って蒸発器5に吸入される。
【0007】この冷凍サイクルのモリエル線図が図3に
示されている。冷媒ガスはターボ圧縮機1の低段側羽根
車27で圧縮されることによりAからBの状態になり、C
の状態で高段側羽根車28に吸い込まれて圧縮されること
によりDの状態となる。
【0008】このガス冷媒は凝縮器6で冷却されること
によりEの状態になり、次いで、凝縮することによりF
の状態の飽和液冷媒となる。この飽和液冷媒は中間冷却
器7の高圧側絞り機構24によって絞られることによりG
の状態となる。そして、その一部は蒸発してHの状態と
なり、次いで、中間吸込弁8で減圧されてIの状態とな
りCの状態で高段側羽根車28に吸い込まれる。
【0009】残部の液冷媒は冷却されることによりJの
状態となり、低圧側絞り機構25によって絞られることに
よりKの状態となる。この冷媒は蒸発器5で蒸発するこ
とによってLの状態となって多段圧縮機1に吸い込ま
れ、入口ベーン15で減圧されてAの状態となる。
【0010】凝縮器6の液溜め14から抽出された液冷媒
は電動機2を冷却することによって破線で示す系路を経
てMの状態となって蒸発器5に吸入される。なお、Nは
飽和液線、Oは飽和蒸気線である。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の冷凍機にお
いては、液冷媒がステータ3の内周面とロータ4の外周
面との隙間内で蒸発して気液二相となるので、ロータ4
の回転抵抗が増大し、電動機2の機械損失が大きくなる
という問題があった。
【0012】また、電動機2を冷却するために多量の液
冷媒を要するので、冷凍機の効率が悪化するという問題
があった。更に、凝縮器6の伝熱管18内を流過する冷却
媒体の温度及び蒸発器5の伝熱管16内を流過する被冷却
媒体の温度によって電動機2に供給される液冷媒の圧力
が変化するので、電動機2の冷却に必要な冷媒量が確保
できない場合があった。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために発明されたものであって、その要旨とすると
ころは、冷媒によって冷却される密閉形電動機により駆
動される多段圧縮機と、凝縮器と、蒸発器とを具備する
冷凍機において、上記凝縮器で凝縮した液冷媒を第1の
中間圧に減圧することによって冷却する第1の中間冷却
器を設け、この第1の中間冷却器で蒸発したガス冷媒を
中間吸込管を経て上記多段圧縮機の中間段に戻すととも
にこの第1の中間冷却器で冷却された液冷媒を上記密閉
形電動機のステータに供給してこれを冷却し、このステ
ータを冷却した後の液冷媒を上記第1の中間圧より低い
第2の中間圧に減圧することによって冷却する第2の中
間冷却器を設け、この第2の中間冷却器で冷却された液
冷媒を上記蒸発器に供給するとともにこの第2の中間冷
却器で蒸発したガス冷媒を上記密閉形電動機のロータに
供給してこれを冷却することを特徴とする冷凍機にあ
る。
【0014】他の特徴とするところは、上記中間吸込管
に上記多段圧縮機の吸込圧と中間吸込圧との差圧を一定
以上に維持する中間吸込弁を介装するとともに上記密閉
形電動機のロータを冷却した後のガス冷媒を上記蒸発器
の後流側に戻す戻し管にこのガス冷媒の温度を一定値以
下に維持する自動弁を介装したことにある。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態が図1に示され
ている。凝縮器6で凝縮した液冷媒はその液溜め14から
第1の中間冷却器35に入り、その絞り機構36で絞られる
ことによって第1の中間圧に減圧される。これによって
液冷媒の一部が蒸発しその蒸発潜熱により残部の液冷媒
が冷却される。
【0016】このガス冷媒はエリミネータ37を流過する
過程でこの中に含まれる液冷媒のミストを分離した後、
中間吸込管11及びこれに介装された中間吸込弁8を経て
多段圧縮機1の中間段に吸い込まれる。この中間吸込弁
8を入口ベーン15と同時に制御することによって多段圧
縮機1の吸込圧と中間吸込圧との差圧が一定以上に維持
される。
【0017】第1の中間冷却器35で冷却された液冷媒は
密閉形電動機2のケーシング34内を仕切ることによって
形成された室42内に入ってその中に収容されたステータ
3を冷却する。
【0018】ステータ3を冷却した液冷媒は第2の中間
冷却器38に入り、その絞り機構39で絞られることによっ
て第1の中間圧より低い第2の中間圧に減圧される。こ
れによって液冷媒の一部が蒸発しその蒸発潜熱により残
部の液冷媒が冷却される。
【0019】このガス冷媒はエリミネータ40を流過する
過程でこの中に含まれる液冷媒のミストを分離した後、
密閉形電動機2のケーシング34内に形成された室43内に
入り、この中に収容されたロータ4を冷却する。
【0020】ロータ4を冷却したガス冷媒は戻し管19及
びこれに介装された自動弁20を経て蒸発器5の後流側の
吸込管9に入る。この自動弁20はロータ4を冷却した後
のガス冷媒の温度を検知する温度センサ44からの指令に
よって制御されこのガス冷媒の温度を一定値以下に維持
する。
【0021】第2の中間冷却器38で冷却された液冷媒は
蒸発器5に入りここで蒸発した後、戻し管19から流入し
たガス冷媒と合流して多段圧縮機1に吸い込まれる。
【0022】この冷凍サイクルのモリエル線図が図3に
示されている。第1の中間冷却器35からJの状態で抽出
された液冷媒は電動機2のステータ3を冷却することに
よって破線で示す系路を経てPの状態となる。この冷媒
は第2の中間冷却器38で気液分離され、分離された液冷
媒はQの状態で絞り機構39で減圧されることによりRの
状態となって蒸発器5に供給される。
【0023】分離されたガス冷媒はSの状態でロータ4
に供給されこれを冷却することによってTの状態とな
り、自動弁20で絞られることによってUの状態となり、
蒸発器5からのガス冷媒と合流してVの状態で多段圧縮
機1に吸込まれ、その低段側羽根車27で圧縮されてB'の
状態となる。他の構成、作用は図2に示す従来のものと
同様であり、対応する部材には同じ符号を付してその説
明を省略する。
【0024】
【発明の効果】本発明においては、第1の中間冷却器で
冷却された液冷媒の全量を電動機のステータに供給して
これを冷却するとともに第2の中間冷却器で蒸発したガ
ス冷媒の全量を電動機のロータに供給してこれを冷却す
るので、冷凍機の効率を悪化させることなく電動機を効
果的に冷却することができる。
【0025】中間吸込管に介装された中間吸込弁によっ
て多段圧縮機の吸込圧と中間吸込圧との差圧を一定以上
に維持するとともに戻し管に介装された自動弁によって
電動機のロータを冷却した後のガス冷媒の温度を一定値
以下に維持すれば、電動機を冷却するのに充分な冷媒の
温度と量を安定して確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示す系統図である。
【図2】従来の冷凍機の系統図である。
【図3】本発明及び従来の冷凍機のモリエル線図であ
る。
【符号の説明】
1 多段圧縮機 2 電動機 34 密閉ケーシング 42、43 室 3 ステータ 4 ロータ 5 蒸発器 6 凝縮器 35 第1の中間冷却器 36 絞り機構 37 エリミネータ 38 第2の中間冷却器 39 絞り機構 40 エリミネータ 11 中間吸込管 8 中間吸込弁 19 戻し管 20 自動弁

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 冷媒によって冷却される密閉形電動機に
    より駆動される多段圧縮機と、凝縮器と、蒸発器とを具
    備する冷凍機において、 上記凝縮器で凝縮した液冷媒を第1の中間圧に減圧する
    ことによって冷却する第1の中間冷却器を設け、この第
    1の中間冷却器で蒸発したガス冷媒を中間吸込管を経て
    上記多段圧縮機の中間段に戻すとともにこの第1の中間
    冷却器で冷却された液冷媒を上記密閉形電動機のステー
    タに供給してこれを冷却し、このステータを冷却した後
    の液冷媒を上記第1の中間圧より低い第2の中間圧に減
    圧することによって冷却する第2の中間冷却器を設け、
    この第2の中間冷却器で冷却された液冷媒を上記蒸発器
    に供給するとともにこの第2の中間冷却器で蒸発したガ
    ス冷媒を上記密閉形電動機のロータに供給してこれを冷
    却することを特徴とする冷凍機。
  2. 【請求項2】 上記中間吸込管に上記多段圧縮機の吸込
    圧と中間吸込圧との差圧を一定以上に維持する中間吸込
    弁を介装するとともに上記密閉形電動機のロータを冷却
    した後のガス冷媒を上記蒸発器の後流側に戻す戻し管に
    このガス冷媒の温度を一定値以下に維持する自動弁を介
    装したことを特徴とする請求項1記載の冷凍機。
JP11520797A 1997-04-17 1997-04-17 冷凍機 Withdrawn JPH10292948A (ja)

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Date Code Title Description
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20040706