JPS6030686Y2 - 冷凍装置のためのパ−ジ装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、冷凍装置から空気およびその他の非凝縮性ガ
スを除去するためのパージ装置に関し、特に、２台以上
の凝縮器を備えた冷凍装置に使用するためのパージ装置
に関する。

大規模などルジングを空調する場合等においては、冷却
と加熱の両方を同時に施すことを必要とすることが多い
。

例えば、寒い季節においてはビルジングの外壁や窓を通
しての熱損失を補償するためにビル内の外周部分には加
熱（暖房）を施する必要があるが、ビルの内側即ち中央
部分は、冷い大気に露呈されないので照明灯、電気機器
および居住者からの放熱による熱の蓄積を補償するため
に冷却を必要とする。

暑い季節には加熱需要がなくなり、ビル全体に冷房を施
すことが必要となる。

暖房と冷房の両方を施すための装置としては、冷却操作
を助成するために慣用の圧縮機と、凝縮機と、蒸発器を
含む系統を使用し、加熱を行うために第２の高圧凝縮器
を使用するようにした冷凍装置が開発されている。

加熱用の第２凝縮器は、多段圧縮機の第２段即ち高圧段
から熱い冷媒蒸気を受取り、それを凝縮させ、その凝縮
熱により水または他の適等な冷媒をビルの暖房に使用す
るのに十分な温度に加熱する。

冷凍装置内に非凝縮性ガスやその他の汚染物が堆積する
と、装置の効率が低下するので、それらを定期的に除去
しなければならない。

この目的のために、パージ室を備えたパージ装置が使用
されている。

即ち、凝縮器の頂部から冷媒の一部を抽出してそれを凝
縮させ、非凝縮性物質を上記パージ室内に収集する。

パージ室内の圧力が凝縮器内の圧力とほぼ同じになると
、パージ室の収集物を大気へ排出させる。

しかしながら、２台の凝縮器を異る圧力で使用する場合
、ある特定の時点では２台の凝縮器が両方共作動してい
゛る場合もあれば、作動していない場合もあるので、冷
媒の一部抽出と、パージ室の収集物の大気への排出の両
方を行うためのものとして２台のうちどちらか１台を、
通常は高圧の方の凝縮器を選択することが必要である。

本考案の目的は、２台以上の凝縮器を有する冷凍装置の
ためのパージ装置、特に、異る圧力で作動する多凝縮器
を有する冷凍装置のパージを行うためのパージ装置を改
良することである。

略述すれば、本考案のパージ装置は、冷凍装置系内の各
凝縮器に接続した主抽出管と、各凝縮器に関連してそれ
ぞれ設けられたものであって、最も高い圧力で作動して
いる凝縮器からパージ室へ冷媒および非凝縮性ガスの一
部を通流させ、冷媒が高い圧力の凝縮器から低い圧力の
凝縮器へ流れるのを防止するための一方弁と、パージ室
内の圧力が主抽出管内の圧力に近づいたとき、パージ室
内の非凝縮性ガスを大気へ放出するポンプを作動させる
ための差圧スイッチとから戊る。

添付図を参照して説明すると、図示の圧縮機１０は、２
段遠心圧縮機である。

圧縮機の高圧インペラ１１は、導管１６を通して高圧凝
縮器１２へ冷媒をポンプ送りする。

低圧インペラ１３は、導管２１を通して低圧凝縮器１４
へ冷媒をポンプ送りする。

圧縮機のインペラ１１．１３を圧縮機ケーシング内で駆
動するために電気モータ２９または蒸気タービンのよう
な他の適当な動力源が圧縮機に連結されている。

加熱用の高圧凝縮器１２内に導入された高圧高温の冷媒
蒸気は該凝縮器内の管束１５を加熱する。

管束１５内の加熱された水は、遠隔の加熱装置（図示せ
ず）へ循環される。

一方、凝縮器内で凝縮されて液体となった冷媒は、該凝
縮器から導管１８およびオリフィス１９を通って冷却器
即ち蒸発器１７へ戻される。

低圧凝縮器１４および蒸発器１７は、単−殻体２０内に
収容されている。

単−殻体２０の凝縮器構成部分１４は、低圧インペラ１
３から導管２１を通して冷媒流を受取る。

低圧凝縮器１４内に配置された管束２２を通して冷却媒
体が循環される。

管束２２は、冷媒蒸気に対して熱交換関係に置かれ、該
冷媒を冷却して凝縮させる。

低圧凝縮器１４内で凝縮した冷媒は、オリフィス２３を
通り冷却器１７内へ流入する。

冷却器１７は、図示のように、単−殻体２０の底部分に
収容されており、管束２４を備えている。

冷却媒体（通常は水）が導管２５を通して管束２４内へ
循環され、該管束内で冷却されて空調装置（図示せず）
へ戻される。

冷却器１７内で蒸した冷媒は、導管２６、案内羽根２７
を通して圧縮機１０の低圧段へ吸引される。

そして、圧縮機１０の低圧段から排出された冷媒は、導
管２１を通って凝縮器１４へ流れ、その一部は、該凝縮
器から導管２８を通って高圧段の入口へ吸引される。

冷凍装置系内においては、・空気等の非凝縮性ガスおよ
び氷等の汚染物が冷媒と混合し、各凝縮器の頂部に集ま
る傾向がある。

このような凝縮性物質および汚染物の堆積によって冷凍
装置の効率および容量が低下せしめられる。

非凝縮性物質および汚染物を、冷媒の損失を伴うことな
く装置系内から除去即ちパージ（放逐）するためには、
非凝縮性物質および汚染物を冷媒から分離することが必
要である。

この目的のために、内部に冷却コイル管４０を備えた凝
縮式パージ室３４を設ける。

このパージ室のコイル管４０へ冷い液体冷媒を供給する
ために該コイル管を冷却器１７に接続する（接続管は図
示されていない）。

この接続管内はその冷媒圧力を低減するためにオリフィ
ス４１を設ける。

冷媒と非凝縮性物質と、汚染物との蒸気状混合物の温度
を低下させるためにコイル管４０内を通して冷い冷媒を
循環させる。

その結果、パージ室３４内で凝縮せしめられた冷媒蒸気
と、凝縮せしめられた水は、パージ室の底部に集まり、
非凝縮性ガスは、該室の頂部に集まる。

この非凝縮性ガスを各凝縮器１２．１４から抽出するた
めにパージ室３４と２つの凝縮器１２゜１４の近傍との
間に主抽出管即ち主パージ管３０を設ける。

そしてこの主抽出管３０に低圧凝縮器１４を接続する低
圧抽出管即ち第１副パージ管３１を設け、主抽出管３０
に高圧凝縮器１２を接続する高圧抽出管即ち第２副パー
ジ管３２を設ける。

２つの凝縮器とパージ室３４との間で圧力降下を起させ
るためオリフィス３３を主抽出管３０内に介設する。

オリフィス３３の手前で主抽出管３０内にストレーナ３
５を設け、蒸気内に連行されている外来の固形粒子を濾
過し、オリフィス３３を障害物から防護するようにする
。

パージ室３４内の冷却コイル管４０内には冷却器１７の
温度に相当する冷い液体冷媒が通され、室３４内の蒸発
した冷媒を凝縮させ、該室内に凝縮器１２．１４内のど
ちらの圧力よりも低い圧力を創生じ、それによって各凝
縮器からパージ室への蒸気の連続的な流れを可能にする
。

冷却負荷だけで加熱負荷がない場合は、冷却用の低圧凝
縮器１４内の圧力の方が加熱用の高圧凝縮器１２内の圧
力より高く、圧縮機１０から凝縮器１４へ冷媒流の方が
加熱用凝縮器１２へ冷媒蒸流よりも相当に多い。

従って、冷媒内に包含されている非凝縮性物質は、凝縮
器１４内に集まる傾向がある。

冷媒が凝縮器内で凝縮すると、非凝縮性物質は蒸気空間
内に集まる。

凝縮器１２に加熱負荷がかかつていないときは該凝縮器
内では冷媒は凝縮せず、非凝縮性物質は、凝縮器１２を
通過して流れ、該凝縮器内に堆積しない。

一方、凝縮器１４は凝縮器１２より高い圧力下にあるか
ら、冷媒の一部は、凝縮器１４から低圧抽出管３１およ
び主抽出管３０を通ってパージ３４へ流れる。

冷媒が凝縮器１４から高圧抽出管３２を通って凝縮器１
２へ流入するのを防止するために抽出管３２内に一方弁
３６を配設しである。

冷凍装置が加熱負荷と冷却負荷の両方を受けて作動して
いる場合は、加熱用の高圧凝縮器１２内の圧力の方が冷
却用凝縮器１４内の圧力より高く、冷媒内に包含されて
いる非凝縮性物質は加熱用凝縮器１２内に堆積する傾向
がある。

このような作動条件のもとでは、凝縮器１２内の高い圧
力により冷媒蒸気が凝縮器１２から高圧抽出管３２およ
び主抽出管３０を通してパージ室３４へ送給される。

凝縮器１２からの高圧蒸気が低圧抽出管３１を通って凝
縮器１４内へ流入するのを防止するために抽出管３１内
に一方弁３８を配設しである。

かくして、それぞれ高圧抽出管および低圧抽出管に配設
された一方弁３６と３８の組合せにより、より高い圧力
のもとで作動している方の凝縮器からパージ室３４即ち
パージ装置３４へ冷媒が送給され、冷媒蒸気が一方の凝
縮器から他方の凝縮器へ流れることがないようにする。

冷媒蒸気は、抽出管３０からパージ室３４内へ流入する
と、コイル管４０内を流れる冷い冷媒液体との熱交換に
よって凝縮せしめられ、その冷媒凝縮液はパージ室の底
部に溜まる。

パージ室内に所定量の冷媒が溜まると、フロート弁４２
または他の適当な開閉装置が自動的に開き、冷媒液体を
導管４４を通して冷却器１７へ排出させる。

パージ室３４内へ流入した前記冷媒蒸気即ち蒸気状混合
物（冷媒と、非凝縮性ガスと水蒸気の混合物）内の水蒸
気も凝縮してパージ室の底部に落下する。

水は、冷媒より軽いから、冷媒液体の上に溜まる。

一定量の水が溜まったのを確認するために覗きガラス４
６を設けてあり、その溜まった水を排出するために手動
弁４８を設けである。

パージ室内に残留する非凝縮性ガスは、室の頂部に集ま
るので、ポンプ５０により導管５２を通して大気へ排出
することができる。

ポンプ５０は差圧スイッチ５４によって自動的に作動さ
れるようにする。

スイッチ５４の接点は、該スイッチからパージ室３４へ
延長させた第１圧力検出管５６によって測定されるパー
ジ室内の圧力が、該スイッチからオリフィス３３の手前
の主抽出管３０の部位へ延長させた第２圧力検出管５８
によって測定される。

オリフィス３３の手前の主抽出管３０内の圧力に近くな
ると、閉成される。

差圧スイッチ５４は、パージ室と主抽出管３０との任意
の圧力差（例えばか、ｓ、ｉ、）によって作動するよう
にセットすることができる。

パージ室内に非凝縮性ガスが蓄積するにつれて、凝縮さ
れる冷媒蒸気の量が減少し、パージ室内の圧力降下の大
きさも小さくなる。

非凝縮性ガスが、差圧スイッチ５４を開放状態に保持す
るのに必要な圧力以下パージ室の圧力を低下させること
ができないレベルにまで蓄積すると、スイッチ５４の接
点が閉じてポンプ５０を作動させ、パージ室内の非凝縮
性ガスを大気へ放出する。

その結果、パージ室内の圧力が降下すると、スイッチ５
４の接点が開放し、ポンプ５０を不作動にし、パージ装
置は冷凍装置系内から非凝縮性ガスを除去する機能をつ
づける。

１台の凝縮器を使用する在来の冷凍装置においては、パ
ージ装置は、パージ室と凝縮器との間の圧力差を検出す
る差圧スイッチによって作動され、非凝縮性ガスを放逐
する。

しかしながら、このようなパージ装置は、２台以上の凝
縮器を備えた冷凍装置に対しては不適当である。

なぜなら、それらの凝縮器のうち１台または何台かが、
あるいはすべての凝縮器が異る圧力で作動するからであ
る。

しかも、多凝縮器型冷凍装置においては、パージ装置内
の圧力は、どの凝縮器から冷媒蒸気がパージ室へ送給さ
れてるかによって異る。

本考案によれば、パージ装置は、実際に冷媒を送給して
いる凝縮器によって創生される圧力のものとで作動する
ことができる。

例えば、高圧凝縮器１２がパージ室３４へ冷媒を送給し
ているときのパージ室内の圧力は、低圧凝縮器１４が冷
媒を送給しているときのパージ室内の圧力より高い。

差圧スイッチ５４は、圧力差にだけ応答して作動するも
のであり、パージ室３４や主抽出管３０内の絶対圧に応
答するものではない。

高圧側パージ管３２および低圧側パージ管３１内に配設
した２つの逆止弁３６，３Ｂと、パージ室と主抽出管３
０との圧力差に応答してポンプ５０を作動させる差圧ス
イッチ５４との組合せにより、作動条件に応じて適当な
凝縮器から冷媒と汚染物の蒸気状混合物を自動的に抽出
することができ、どの凝縮器から冷媒がパージ室へ送給
されているかに応じて適切な時点に非凝縮性ガスを大気
へ放出させることができる独特のパージ装置を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

添付図は本考案を組入れた冷凍装置の概略図である。 図中、１０は凝縮器、３０は主パージ管、（抽出管）、
３１は第１パージ管（低圧抽出管）、３２は第２副パー
ジ管（高圧抽出管）、３３はオリフィス（減圧装置）、
３４はパージ室、３６．３８は一方弁、４０は冷却コイ
ル管、４８は弁、５０はポンプ、５４は差圧スイッチ、
５６は第１圧力検出管、５８は第２圧力検出管。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 各々異る圧力のもので作動する２台以上の凝縮器を備え
   た形式の冷凍装置から非凝縮性ガス、および水等の汚染
   物を除去するためのものであって、内部に冷媒蒸気を凝
   縮するための冷却コイル管４０を有するパージ室３４と
   、凝縮した冷媒を該パージ室から前記冷凍装置へ戻すた
   めの手段４４と、凝縮した汚染物を該パージ室から除去
   するための手段４８と、冷媒蒸気、非凝縮性ガスおよび
   汚染物を導くために前記パージ室に接続されたものであ
   って、減圧器３３を備えた主パージ管３０と、前記パー
   ジ室から非凝縮性ガスを除去するために該パージ室に接
   続されたポンプ５０とを有するパージ装置において、 前記各凝縮器１２．１４から冷媒と非凝縮性ガスと汚染
   物の蒸気状混合物を前記主パージ管３０へ送給するため
   に該主パージ管を各凝縮器に接続する一連の副パージ管
   ３１．３２と、蒸気混合物が１つの凝縮器から他の凝縮
   器へ流れるのを防止するために前記各副パージ管内に配
   設した手段３６．３８と、第１圧力検出管５６によって
   前記パージ室に接続され、第２圧力検出管５８によって
   前記主パージ管に前記減圧器の手前の地点において接続
   されたものであって、該パージ室と主パージ管との間の
   圧力差が所定の大きさ以下に減少したとき前記ポンプを
   作動させるように該ポンプに接続された圧力差測定器５
   ４とを備えたことを特徴とするパージ装置。