JP4204454B2 - Refrigeration equipment - Google Patents
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Description
本発明は、液相冷媒を加熱して蒸発させる蒸気発生器と、
その蒸気発生器にて発生する気相冷媒を駆動用流体として蒸発器の気相冷媒を吸引する蒸気駆動エジェクタと、
その蒸気駆動エジェクタから噴出される気相冷媒を冷却して凝縮する凝縮器とが設けられ、
その凝縮器の液相冷媒の一部が膨張手段を通して前記蒸発器に供給され、且つ、前記凝縮器の液相冷媒の一部が前記蒸気発生器に供給されるように構成された冷凍装置に関する。
The present invention comprises a steam generator for heating and evaporating a liquid phase refrigerant;
A vapor-driven ejector that sucks the vapor-phase refrigerant of the evaporator using the vapor-phase refrigerant generated in the vapor generator as a driving fluid;
A condenser that cools and condenses the vapor-phase refrigerant ejected from the vapor-driven ejector is provided,
The present invention relates to a refrigeration apparatus configured such that a part of the liquid refrigerant of the condenser is supplied to the evaporator through expansion means, and a part of the liquid refrigerant of the condenser is supplied to the vapor generator. .
かかる冷凍装置において、従来は、蒸気発生器にて、液相冷媒を加熱して高圧気相冷媒を発生させ、蒸気駆動エジェクタにて、前記蒸気発生器にて発生した高圧気相冷媒を駆動用気相冷媒として、蒸発器から気相冷媒を吸引し、その吸引した気相冷媒を昇圧して噴出し、その蒸気駆動エジェクタから噴出される気相冷媒をそのまま凝縮器に供給して、その凝縮器にて、その蒸気駆動エジェクタから供給される気相冷媒を冷却して凝縮するようになっていた(例えば、特許文献1参照。)。 In such a refrigeration apparatus, conventionally, a high-pressure gas-phase refrigerant generated by the steam generator is driven by a steam-driven ejector by heating a liquid-phase refrigerant by a steam generator and generating a high-pressure gas-phase refrigerant. As the gas-phase refrigerant, the gas-phase refrigerant is sucked from the evaporator, the sucked gas-phase refrigerant is boosted and ejected, and the gas-phase refrigerant ejected from the vapor drive ejector is supplied to the condenser as it is, The gas-phase refrigerant supplied from the steam-driven ejector is cooled and condensed in the vessel (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、従来では、蒸気駆動エジェクタにて昇圧されて噴出される気相冷媒をそのまま凝縮器に供給するものであることから、以下に説明するように、種々の問題があった。
即ち、凝縮器においては、通常、冷却水による冷却により気相冷媒を凝縮させるものであるが、夏期等において冷却水の温度が高いときに、凝縮器において気相冷媒を適正に凝縮させるようにするには、凝縮器に供給する気相冷媒の圧力をより高くする必要がある。
しかしながら、従来では、蒸気駆動エジェクタから噴出される気相冷媒をそのまま凝縮器に供給するものであり、その蒸気駆動エジェクタによる気相冷媒の昇圧能力が小さいので、凝縮器に供給する気相冷媒の圧力をより高くして凝縮器にて気相冷媒を凝縮させるようにするには、蒸発器の圧力を高くせざるを得ないが、蒸発器の圧力を高くすると所定の冷熱(例えば0°C以下)が得られなくなる虞がある。
従って、従来では、夏期等、凝縮器の冷却温度が高いときは、所定の冷熱を得るように運転できない虞があった。
However, conventionally, the gas-phase refrigerant that has been pressurized and ejected by the steam-driven ejector is supplied to the condenser as it is, and there have been various problems as described below.
That is, in the condenser, the gas-phase refrigerant is usually condensed by cooling with cooling water, but when the temperature of the cooling water is high in summer or the like, the gas-phase refrigerant is appropriately condensed in the condenser. In order to achieve this, it is necessary to increase the pressure of the gas-phase refrigerant supplied to the condenser.
However, conventionally, the vapor-phase refrigerant ejected from the vapor-driven ejector is supplied to the condenser as it is, and since the vapor-phase refrigerant has a small boosting capability by the vapor-driven ejector, the vapor-phase refrigerant to be supplied to the condenser is In order to condense the gas-phase refrigerant in the condenser with higher pressure, the pressure of the evaporator must be increased. However, when the pressure of the evaporator is increased, predetermined cold heat (for example, 0 ° C) is used. The following may not be obtained.
Therefore, conventionally, when the condenser cooling temperature is high, such as in summer, there is a possibility that the operation cannot be performed so as to obtain a predetermined cold.
又、このような冷凍装置では、冷熱発生効率を向上することが要求される場合があり、その冷熱発生効率を向上するには、抽気比(蒸発器から吸引する気相冷媒の量/蒸気駆動エジェクタに供給する駆動用気相冷媒の量)を高くする必要がある。
しかしながら、従来では、上述のように、蒸気駆動エジェクタから噴出される気相冷媒をそのまま凝縮器に供給することから、抽気比を高くすると、蒸気駆動エジェクタから噴出される気相冷媒の圧力が低くなることにより、凝縮器に供給する気相冷媒の圧力が低くなって適正に気相冷媒を凝縮することができなくなるので、抽気比を高くし難く、冷熱発生効率を向上し難かった。
Also, in such a refrigeration apparatus, it may be required to improve the efficiency of cold generation. In order to improve the efficiency of cold generation, the extraction ratio (the amount of gas-phase refrigerant sucked from the evaporator / vapor drive) It is necessary to increase the amount of driving gas-phase refrigerant supplied to the ejector.
However, conventionally, as described above, since the gas-phase refrigerant ejected from the steam-driven ejector is supplied to the condenser as it is, when the extraction ratio is increased, the pressure of the gas-phase refrigerant ejected from the steam-driven ejector is lowered. As a result, the pressure of the gas-phase refrigerant supplied to the condenser becomes low and the gas-phase refrigerant cannot be condensed properly, so that it is difficult to increase the extraction ratio and to improve the efficiency of generating heat.
又、このような冷凍装置では、より低温の冷熱が得られるようにすることが要求される場合があり、より低温の冷熱が得られるようにするには、蒸発器をより低圧に減圧する必要がある。
しかしながら、従来では、上述のように、蒸気駆動エジェクタから噴出される気相冷媒をそのまま凝縮器に供給することから、蒸発器をより低圧にすると、蒸気駆動エジェクタから噴出される気相冷媒の圧力が低くなることにより、凝縮器に供給する気相冷媒の圧力が低くなって適正に気相冷媒を凝縮することができなくなるので、より低温の冷熱を得難かった。
Also, in such a refrigeration system, it may be required to obtain colder colder, and in order to obtain colder colder, it is necessary to depressurize the evaporator to a lower pressure. There is.
However, conventionally, as described above, since the gas-phase refrigerant ejected from the vapor-driven ejector is supplied to the condenser as it is, the pressure of the gas-phase refrigerant ejected from the vapor-driven ejector when the evaporator is set to a lower pressure. Since the pressure of the gas-phase refrigerant supplied to the condenser becomes low and the gas-phase refrigerant cannot be condensed properly, it is difficult to obtain a lower temperature cold.
要するに、従来では、凝縮器に供給する気相冷媒の圧力を十分に高くできないことにより、凝縮器の冷却温度が高いときは所定の冷熱を得るように運転できない虞があるといった問題や、冷熱発生効率を向上し難いといった問題や、より低温の冷熱を得難いといった問題が生じていた。 In short, conventionally, the pressure of the gas-phase refrigerant to be supplied to the condenser cannot be sufficiently high, and there is a possibility that it cannot be operated to obtain a predetermined cold when the condenser cooling temperature is high. There have been problems such as difficulty in improving efficiency and difficulty in obtaining cooler heat at lower temperatures.
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、蒸気駆動エジェクタにて蒸発器から気相冷媒を吸引して昇圧する型式でありながらも、凝縮器に供給する気相冷媒の圧力を高くすることが可能となる冷凍装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide a gas-phase refrigerant to be supplied to a condenser while being a type in which the vapor-phase refrigerant is sucked from the evaporator by a vapor-driven ejector to increase the pressure. An object of the present invention is to provide a refrigeration apparatus that can increase the pressure of the refrigeration.
本発明の冷凍装置は、液相冷媒を加熱して蒸発させる蒸気発生器と、
その蒸気発生器にて発生する気相冷媒を駆動用流体として蒸発器の気相冷媒を吸引する蒸気駆動エジェクタと、
その蒸気駆動エジェクタから噴出される気相冷媒を冷却して凝縮する凝縮器とが設けられ、
その凝縮器の液相冷媒の一部が膨張手段を通して前記蒸発器に供給され、且つ、前記凝縮器の液相冷媒の一部が前記蒸気発生器に供給されるように構成されたものであって、
第1特徴構成は、前記凝縮器の液相冷媒の一部を昇圧して吐出する昇圧用ポンプと、
その昇圧用ポンプから吐出される高圧液相冷媒を駆動用流体として、前記蒸気駆動エジェクタから噴出された気相冷媒を吸引しその吸引気相冷媒を昇圧して噴出する液駆動エジェクとが設けられ、
その液駆動エジェクタから噴出される気液混合状態の冷媒が前記凝縮器に供給されるように構成されている点を特徴とする。
The refrigeration apparatus of the present invention comprises a steam generator for heating and evaporating a liquid phase refrigerant,
A vapor-driven ejector that sucks the vapor-phase refrigerant of the evaporator using the vapor-phase refrigerant generated in the vapor generator as a driving fluid;
A condenser that cools and condenses the vapor-phase refrigerant ejected from the vapor-driven ejector is provided,
A part of the liquid phase refrigerant of the condenser is supplied to the evaporator through expansion means, and a part of the liquid phase refrigerant of the condenser is supplied to the vapor generator. And
The first characteristic configuration includes a boosting pump that boosts and discharges a part of the liquid-phase refrigerant of the condenser;
There is provided a liquid drive eject that uses the high-pressure liquid-phase refrigerant discharged from the boosting pump as a driving fluid, sucks the gas-phase refrigerant ejected from the vapor-drive ejector, boosts the suction gas-phase refrigerant, and ejects it. ,
It is characterized in that the refrigerant in a gas-liquid mixed state ejected from the liquid drive ejector is supplied to the condenser.
即ち、昇圧ポンプにて、凝縮器の液相冷媒の一部を昇圧して吐出し、液駆動エジェクタにて、前記昇圧ポンプから吐出される高圧液相冷媒を駆動用流体として、前記蒸気駆動エジェクタから噴出された気相冷媒を吸引し、その吸引気相冷媒を昇圧して噴出し、前記液駆動エジェクタから噴出される気液混合状態の冷媒が前記凝縮器に供給されて、その凝縮器において、気相冷媒が冷却されて凝縮される。
つまり、液駆動エジェクタにて、前記蒸気駆動エジェクタから噴出された気相冷媒を吸引、昇圧して、凝縮器に供給することから、凝縮器に供給する気相冷媒の圧力を高くすることが可能になる。
そして、液駆動エジェクタにより凝縮器に供給する気相冷媒の圧力を高くすることが可能になることにより、夏期等において冷却水の温度が高いときでも、蒸発器の圧力を低くしながら、凝縮器にて気相冷媒を適正に凝縮させることが可能になり、所定の冷熱が得られるように運転することが可能になる。
又、凝縮器に供給する気相冷媒の圧力をその気相冷媒を適正に凝縮することが可能な圧力に維持しながらも、液駆動エジェクタにより凝縮器に供給する気相冷媒の圧力を高くすることが可能な分、抽気比を高くして蒸気駆動エジェクタからの気相冷媒の圧力を低くすることが可能になる。従って、抽気比を高くして、冷熱発生効率を向上し得るように運転することが可能になる。
又、蒸発器の圧力をより低くしてより低温の冷熱が得られるようにするために、抽気比を変化させることなく蒸気駆動エジェクタの吸引圧、即ち蒸発器の圧力を低くすることにより、蒸気駆動エジェクタから噴出される気相冷媒の圧力が低くなっても、その蒸気駆動エジェクタから噴出される気相冷媒を液駆動エジェクタにより昇圧して凝縮器に供給することから、凝縮器に供給する気相冷媒の圧力をその気相冷媒を適正に凝縮することが可能な圧力に維持することが可能である。従って、蒸発器の圧力をより低くして、より低温の冷熱が得られるように運転することが可能になる。
要するに、蒸気駆動エジェクタにて蒸発器から気相冷媒を吸引して昇圧する型式でありながらも、凝縮器に供給する気相冷媒の圧力を高くして良好に運転することが可能な冷凍装置を提供することができるようになった。
That is, a part of the liquid-phase refrigerant in the condenser is boosted and discharged by the booster pump, and the vapor-driven ejector uses the high-pressure liquid-phase refrigerant discharged from the booster pump as the driving fluid by the liquid-driven ejector. The gas-phase refrigerant ejected from the refrigerant is sucked, the suction gas-phase refrigerant is boosted and ejected, and the gas-liquid mixed refrigerant ejected from the liquid drive ejector is supplied to the condenser. The gas phase refrigerant is cooled and condensed.
In other words, since the gas-phase refrigerant ejected from the vapor-drive ejector is sucked and boosted by the liquid-drive ejector and supplied to the condenser, the pressure of the gas-phase refrigerant supplied to the condenser can be increased. become.
Further, by enabling the pressure of the gas-phase refrigerant to be supplied to the condenser by the liquid drive ejector, even when the temperature of the cooling water is high in the summer season, the condenser pressure is reduced while lowering the pressure of the evaporator. Thus, it becomes possible to properly condense the gas-phase refrigerant, and it is possible to operate so as to obtain predetermined cold heat.
Further, the pressure of the gas-phase refrigerant supplied to the condenser is increased by the liquid drive ejector while maintaining the pressure of the gas-phase refrigerant supplied to the condenser at a pressure capable of properly condensing the gas-phase refrigerant. Therefore, the extraction ratio can be increased and the pressure of the gas-phase refrigerant from the steam-driven ejector can be decreased. Therefore, it is possible to operate so that the extraction ratio can be increased and the efficiency of generating cold heat can be improved.
Also, in order to lower the evaporator pressure and obtain a cooler colder temperature, the steam suction ejector pressure, i.e., the evaporator pressure, can be reduced without changing the extraction ratio. Even if the pressure of the gas-phase refrigerant ejected from the drive ejector decreases, the gas-phase refrigerant ejected from the vapor-drive ejector is boosted by the liquid-drive ejector and supplied to the condenser. It is possible to maintain the pressure of the phase refrigerant at a pressure that can properly condense the gas-phase refrigerant. Therefore, it is possible to operate so that the evaporator pressure is lowered to obtain colder cold.
In short, a refrigeration apparatus that is capable of operating well by increasing the pressure of the gas-phase refrigerant supplied to the condenser while being a type that sucks and raises the gas-phase refrigerant from the evaporator with a vapor-driven ejector. Can now be offered.
第2特徴構成は、上記第1特徴構成に加えて、
前記蒸気発生器の熱源が、50〜90°Cの排熱である点を特徴とする。
In addition to the first feature configuration, the second feature configuration is
The heat source of the steam generator is an exhaust heat of 50 to 90 ° C.
即ち、蒸気発生器において、50〜90°Cの排熱を熱源として液相冷媒か加熱されて、高圧気相冷媒が発生する。
つまり、蒸気発生器において液相冷媒を加熱して高圧気相冷媒を発生させるための熱源として、50〜90°Cといった比較的低温の排熱を用いると、蒸気駆動エジェクタに供給する駆動用気相冷媒の圧力が低くなって、その蒸気駆動エジェクタから噴出される気相冷媒の圧力が低くなる。
そして、そのように蒸気駆動エジェクタから噴出される気相冷媒の圧力が低くなっても、その蒸気駆動エジェクタから噴出される気相冷媒を液駆動エジェクタにより昇圧して凝縮器に供給することにより、凝縮器に供給する気相冷媒の圧力を高くすることが可能になるので、先に第1特徴構成について説明したのと同様に、夏期等において冷却水の温度が高いときでも、あるいは、抽気比を高くする場合でも、あるいは、より低温の冷熱が得られるように蒸発器の圧力をより低くする場合でも、凝縮器に供給する気相冷媒の圧力をその気相冷媒を適正に凝縮することが可能な圧力に維持することが可能になるのである。
従って、蒸気駆動エジェクタにて蒸発器から気相冷媒を吸引して昇圧する型式にて、50〜90°Cといった比較的低温の排熱を用いながらも、凝縮器に供給する気相冷媒の圧力を高くして良好に運転することが可能な冷凍装置を提供することができるようになった。
That is, in the steam generator, the liquid-phase refrigerant is heated using exhaust heat of 50 to 90 ° C. as a heat source, and high-pressure gas-phase refrigerant is generated.
That is, when a relatively low-temperature exhaust heat of 50 to 90 ° C. is used as a heat source for heating the liquid-phase refrigerant and generating the high-pressure gas-phase refrigerant in the steam generator, the driving air supplied to the steam-driven ejector is used. The pressure of the phase refrigerant is lowered, and the pressure of the gas-phase refrigerant ejected from the vapor driven ejector is lowered.
And even if the pressure of the gas-phase refrigerant ejected from the vapor-driven ejector becomes low, the gas-phase refrigerant ejected from the vapor-driven ejector is boosted by the liquid-driven ejector and supplied to the condenser. Since it is possible to increase the pressure of the gas-phase refrigerant supplied to the condenser, as in the case of the first characteristic configuration described above, even when the temperature of the cooling water is high in summer or the like, or the extraction ratio Even if the pressure of the evaporator is lowered so as to obtain colder cooling at a lower temperature, the pressure of the gas-phase refrigerant supplied to the condenser can be properly condensed. It is possible to maintain a possible pressure.
Therefore, the pressure of the gas-phase refrigerant supplied to the condenser while using a relatively low-temperature exhaust heat of 50 to 90 ° C. in a type in which the vapor-phase refrigerant is sucked from the evaporator by the vapor-driven ejector and the pressure is increased. It is possible to provide a refrigeration apparatus that can be operated satisfactorily at a high value.
第3特徴構成は、上記第1又は第2特徴構成に加えて、
前記冷媒としてアンモニア又は代替フロンを用いるように構成されている点を特徴とする。
In addition to the first or second feature configuration, the third feature configuration is
A feature is that ammonia or alternative chlorofluorocarbon is used as the refrigerant.
即ち、冷媒としてアンモニアや代替フロンを用いることにより、フロンガスを発生させることなく、冷凍装置を運転させることができる。
又、アンモニアは蒸発潜熱が大きいことから、冷媒循環量を少なくして冷媒を循環させるための消費エネルギを低減することが可能になり、しかも、アンモニアは安価であるので、冷媒としてアンモニアを用いることにより、ランニングコストを低減することができる。
従って、冷媒としてアンモニア又は代替フロンを用いることにより、フロンガスを発生させることなく冷凍装置を運転させることができ、又、特に、冷媒としてアンモニアを用いることにより、冷凍装置運転に関わるランニングコストを低減することができるようになった。
That is, by using ammonia or alternative chlorofluorocarbon as the refrigerant, the refrigeration apparatus can be operated without generating chlorofluorocarbon gas.
In addition, since ammonia has a large latent heat of vaporization, it is possible to reduce the amount of refrigerant circulation and reduce the energy consumed to circulate the refrigerant, and since ammonia is inexpensive, use ammonia as the refrigerant. As a result, the running cost can be reduced.
Therefore, by using ammonia or alternative chlorofluorocarbon as the refrigerant, it is possible to operate the refrigeration apparatus without generating chlorofluorocarbon gas. In particular, by using ammonia as the refrigerant, the running cost associated with the operation of the refrigeration apparatus is reduced. I was able to do it.
〔第1実施形態〕
以下、図面に基づいて、本発明を冷媒としてアンモニアを用いる冷凍装置に適用した場合の第1実施形態を説明する。
図1に示すように、冷凍装置は、液相冷媒を加熱して蒸発させる蒸気発生器1、液相冷媒を蒸発させる蒸発器2、気相冷媒を冷却して凝縮させる凝縮器3、前記蒸気発生器1にて発生する気相冷媒を駆動用流体として前記蒸発器2の気相冷媒を吸引する蒸気駆動エジェクタ4、前記凝縮器3の液相冷媒の一部を昇圧して吐出する昇圧用ポンプ5、及び、その昇圧用ポンプ5から吐出される高圧液相冷媒を駆動用流体として、前記蒸気駆動エジェクタ4から噴出された気相冷媒を吸引しその吸引気相冷媒を昇圧して噴出する液駆動エジェク6とを備え、その液駆動エジェクタ6から噴出される気液混合状態の冷媒を前記凝縮器3に供給して、その凝縮器3にて冷却により気相冷媒を凝縮させ、その凝縮器3の液相冷媒の一部を膨張手段としての膨張弁7を通して前記蒸発器2に供給し、且つ、前記凝縮器3の液相冷媒の一部を前記蒸気発生器1に供給するように構成して、前記蒸発器2における液相冷媒の蒸発による気化熱奪取により冷熱を発生させるように構成してある。尚、本実施形態においては、冷媒としてアンモニアを用いるので、液相冷媒がアンモニア液であり、気相冷媒がアンモニア蒸気である。
[First Embodiment]
Hereinafter, based on the drawings, a first embodiment when the present invention is applied to a refrigeration apparatus using ammonia as a refrigerant will be described.
As shown in FIG. 1, the refrigeration apparatus includes a vapor generator 1 that heats and evaporates liquid phase refrigerant, an
冷凍装置の各部及び各部間の接続等について説明を加える。
前記蒸気発生器1には、加熱用コイル8を設けると共に、その加熱用コイル8に、ガスエンジン9の冷却ジャケット(図示省略)との間でエンジン冷却水を循環させるようにエンジン冷却水循環路10を接続して、加熱用コイル8を通流するエンジン冷却水から排熱を回収して、蒸気発生器1内の液相冷媒を加熱して、高圧の気相冷媒を発生させるように構成してある。
尚、前記ガスエンジン9を冷却して前記加熱用コイル8に供給されるエンジン冷却水の温度は、例えば、80〜85°C程度である。
A description will be given of each part of the refrigeration apparatus and connections between the parts.
The steam generator 1 is provided with a
The temperature of the engine coolant supplied to the
前記蒸発器2には、被冷却用コイル11を設けると共に、その被冷却用コイル11に、冷却対象部(図示省略)との間で被冷却用流体を循環させるように被冷却用流体循環路12を接続して、蒸発器2での液相冷媒の蒸発による気化熱奪取により、被冷却用コイル11を通流する被冷却用流体を冷却し、そのように冷却した被冷却用流体を前記冷熱対象部に通流させて、その冷却対象部を冷却するように構成してある。ちなみに、被冷却用流体としては、ブラインを用いる。
The
前記凝縮器3には、冷却用コイル13を設けると共に、その冷却用コイル13に、冷却塔(図示省略)との間で冷却水を循環させるように冷却水循環路14を接続して、冷却用コイル13を通流する冷却水による冷却により気相冷媒を凝縮させるように構成してある。
又、凝縮器3にて発生した液相冷媒を貯留する受液器15を設け、凝縮器3と受液器15とを液相冷媒流下路16にて接続すると共に、その受液器15と前記蒸気発生器1とを液相冷媒流下路17にて接続し、各液相冷媒流下路16,17には、液相冷媒の通流の断続及び通流量の調整を行う流下調整弁18,19を設けてある。
The
Further, a
前記蒸気発生器1と前記蒸気駆動エジェクタ4の駆動用流体供給口4aとを駆動用気相冷媒供給路20にて接続し、前記蒸発器2と蒸気駆動エジェクタ4の吸引口4bとを蒸発器吸引路21にて接続し、蒸気駆動エジェクタの噴出口4cと前記液駆動エジェクタ6の吸引口6bとを蒸気駆動エジェクタ噴出路22にて接続してある。
前記駆動用気相冷媒供給路20には、駆動用気相冷媒の通流の断続及び通流量の調整を行う駆動用気相冷媒調整弁23を設け、前記蒸発器吸引路21には、蒸発器2からの気相冷媒の吸引の断続及び吸引量の調整を行う蒸発器吸引調整弁24を設けてある。
The steam generator 1 and the driving
The driving gas-phase
前記液駆動エジェクタ6の噴出口6cと前記凝縮器3とを液駆動エジェクタ噴出路25にて接続してある。
又、前記凝縮器3に、液相冷媒を取り出す液相冷媒取り出し路26を接続し、その液相冷媒取り出し路26を3経路に分岐して、そのうちの1経路目を駆動用液相冷媒供給路27として前記液駆動エジェクタ6の駆動用流体供給口6aに接続し、2経路目を蒸発対象液相冷媒供給路28として前記蒸発器2に接続し、3経路目を液相冷媒移送路29として前記蒸気発生器1に接続してある。
The
Further, the
本実施形態においては、前記昇圧ポンプ5を前記液相冷媒取り出し路26に設けて、その昇圧ポンプ5にて凝縮器3から液相冷媒を取り出して昇圧して、前記駆動用液相冷媒供給路27を通じて前記液駆動エジェクタ6の駆動用流体供給口6aに供給すると共に、前記蒸発対象液相冷媒供給路28を通じて前記蒸発器2に、前記液相冷媒移送路29を通じて前記蒸気発生器1に夫々供給するように構成してある。
In the present embodiment, the
前記蒸発対象液相冷媒供給路28に前記膨張弁7を設けてある。
又、前記液相冷媒移送路29の途中に、三方弁30を設け、その三方弁30と前記受液器15とを液相冷媒分流路31にて接続して、前記凝縮器3からの液相冷媒を前記蒸気発生器1と前記受液器15とに分配して供給するように構成してある。
The expansion valve 7 is provided in the evaporation target liquid phase
In addition, a three-
次に、上述のように構成した冷凍装置における冷熱発生の作用について説明する。
前記蒸気発生器1において、80〜85°C程度のエンジン冷却水にて液相冷媒を加熱して、高圧気相冷媒を発生させ、その高圧気相冷媒を駆動用気相冷媒として前記蒸気駆動エジェクタ4の駆動用流体供給口4aに供給してノズル(図示省略)からディフューザ(図示省略)に向かって噴出させることにより、その高速気相冷媒流によって、前記蒸発器2に吸引作用して蒸発器2から気相冷媒が前記吸引口4bを通じて吸引され、その吸引された気相冷媒が駆動用気相冷媒と混合し、その混合気相冷媒が前記ディフューザにて減速、昇圧されて、前記噴出口4cから噴出する。
そして、前記凝縮器3からの液相冷媒が膨張弁7にて膨張、減圧されて前記蒸発器2に供給され、前記蒸発器2においては、前記蒸気駆動エジェクタ4による吸引作用により減圧されて液相冷媒が蒸発し、その蒸発による気化熱奪取により冷熱が発生する。
Next, the effect | action of the cold heat generation in the freezing apparatus comprised as mentioned above is demonstrated.
In the steam generator 1, the liquid phase refrigerant is heated with engine cooling water of about 80 to 85 ° C. to generate a high-pressure gas-phase refrigerant, and the vapor driving is performed using the high-pressure gas-phase refrigerant as a driving gas-phase refrigerant. By supplying to the driving
Then, the liquid-phase refrigerant from the
前記昇圧ポンプ5により、前記凝縮器3から液相冷媒を吸い込んで昇圧して吐出させることにより、その高圧液相冷媒を駆動用液相冷媒として前記液駆動エジェクタ6の駆動用流体供給口6aに供給してノズル(図示省略)からディフューザ(図示省略)に向かって噴出させることにより、その高速液相冷媒流によって、前記蒸気駆動エジェクタ4の噴出口4cから噴出された気相冷媒が前記吸引口6bを通じて吸引され、その吸引された気相冷媒が駆動用液相冷媒と混合し、その気液混合状態の冷媒が前記ディフューザにて減速、昇圧されて、前記噴出口6cから噴出する。
The
そして、液駆動エジェクタ6の噴出口6cから噴出された高圧の気液混合状態の冷媒が前記凝縮器3に供給され、その凝縮器3において、前記冷却用コイル13を通流する冷却水にて冷却されて凝縮される。
前記凝縮器3の液相冷媒は、前記昇圧ポンプ5により、上述のように前記液駆動エジェクタ6に供給されると共に、前記蒸気発生器1と前記受液器15とに分配供給される。
Then, a high-pressure gas-liquid mixed refrigerant jetted from the
The liquid phase refrigerant in the
ちなみに、前記蒸気発生器1において、4.4MPa程度の高圧気相冷媒を発生させ、抽気比を0.3〜0.4に設定して、前記蒸気発生器1からの高圧気相冷媒を駆動用気相冷媒として前記蒸気駆動エジェクタ4に供給すると共に、前記蒸発器2から気相冷媒を吸引させることにより、蒸発器2を0.15MPa程度にまで減圧させて、その蒸発器2において、−20°C程度の冷熱を発生させることができ、蒸発器2から吸引した気相冷媒を蒸気駆動エジェクタ4の噴出口4cから0.98MPa程度に昇圧して噴出させることができる。
又、前記昇圧用ポンプ5にて、前記凝縮器3からの液相冷媒を、前記蒸気発生器1にて発生させる高圧気相冷媒と同じ4.4MPa程度に昇圧し、その昇圧した高圧液相冷媒を駆動用液相冷媒として前記液駆動エジェクタ6に供給すると、前記蒸気駆動エジェクタ4の噴出口4cから噴出された気相冷媒を吸引し、その吸引気相冷媒を駆動用液相冷媒と混合させた状態で、1.35MPa程度に昇圧して前記噴出口6cから噴出させることができる。
Incidentally, the steam generator 1 generates a high-pressure gas-phase refrigerant of about 4.4 MPa, sets the extraction ratio to 0.3 to 0.4, and drives the high-pressure gas-phase refrigerant from the steam generator 1. Is supplied to the vapor-drive ejector 4 as a gas-phase refrigerant for use, and the vapor-phase refrigerant is sucked from the
Further, the pressure of the liquid-phase refrigerant from the
ちなみに、前記駆動用気相冷媒調整弁23による駆動用気相冷媒の流量の調整や、前記蒸発器吸引調整弁24による蒸発器2からの気相冷媒の吸引量の調整により、前記抽気比や前記蒸発器2の圧力を調整することになる。
Incidentally, by adjusting the flow rate of the driving gas-phase refrigerant by the driving gas-phase
従って、蒸気駆動エジェクタ4から噴出された気相冷媒を液駆動エジェクタ6にて昇圧して凝縮器3に供給するので、凝縮器3に供給する気相冷媒の圧力を例えば上述のように1.35MPa程度の高圧とすることが可能になり、夏期等において冷却水の温度が30°C以上になっても、凝縮器3において気相冷媒を適正に凝縮させることが可能になって、前記蒸発器2において所定の冷熱を発生させることが可能になる。
Accordingly, the gas-phase refrigerant ejected from the vapor-driven ejector 4 is boosted by the liquid-drive ejector 6 and supplied to the
〔第2実施形態〕
以下、本発明を冷媒としてアンモニアを用いる冷凍装置に適用した場合の第2実施形態を説明するが、第1実施形態と同じ構成要素や同じ作用を有する構成要素については、重複説明を避けるために、同じ符号を付すことにより説明を省略し、主として、第1実施形態と異なる構成を説明する。
図2に示すように、第2実施形態においては、前記昇圧用ポンプ5を前記駆動用液相冷媒供給路27に設け、前記液相冷媒位相路29に新たに液相冷媒移送用ポンプ32を設けた以外は、第1実施形態と同様に構成してある。
[Second Embodiment]
Hereinafter, although 2nd Embodiment at the time of applying this invention to the freezing apparatus using ammonia as a refrigerant | coolant is described, in order to avoid duplication description about the same component as 1st Embodiment, or the component which has the same effect | action The description is omitted by giving the same reference numerals, and mainly the configuration different from the first embodiment will be described.
As shown in FIG. 2, in the second embodiment, the boosting
この第2実施形態においては、前記凝縮器3の液相冷媒を昇圧して駆動用液相冷媒として前記液駆動エジェクタ6に供給する前記昇圧用ポンプ5と、前記凝縮器3の液相冷媒を前記蒸気発生器1に移送する液相冷媒移送用ポンプ32とを夫々設けて、前記昇圧用ポンプ5により、前記液駆動エジェクタ6に供給する駆動用液相冷媒の圧力を独立して調整可能なように構成してある。
従って、冷凍装置全体としての運転状態に与える影響を少なくしながら、駆動用液相冷媒の圧力を調整することができるので、前記凝縮器3の前記冷却用コイル13に通流させる冷却水の温度変化が大きくなっても、気相冷媒を適正に凝縮することが可能なように、駆動用液相冷媒の圧力を調整することができる。
In the second embodiment, the
Accordingly, the pressure of the driving liquid phase refrigerant can be adjusted while reducing the influence on the operation state of the entire refrigeration apparatus, so that the temperature of the cooling water flowing through the cooling
〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
(イ) 前記蒸気発生器1の熱源は、種々のものを用いることが可能である。
上記実施形態において例示したように、前記蒸気発生器1に熱源用流体を通流させるための前記加熱用コイル8を設ける場合、その加熱用コイル8に通流させる熱源用流体としては、上記実施形態において例示した如き80〜85°C程度のエンジン冷却水以外に、例えば、前記温度とは異なる50〜90°Cの範囲内の温度のエンジン冷却水を用いることが可能である。又、90°Cよりも高い温度のエンジン冷却水を用いることも可能である。
又、前記加熱用コイル8に通流させる熱源用流体としては、前記エンジン冷却水以外に、例えば、ガスエンジン等の燃焼式原動機の燃焼排ガスを用いても良い。
又、前記加熱用コイル8に代えて、電気ヒータ等を設けても良い。
[Another embodiment]
Next, another embodiment will be described.
(B) Various heat sources for the steam generator 1 can be used.
As illustrated in the above embodiment, when the
In addition to the engine cooling water, for example, combustion exhaust gas of a combustion prime mover such as a gas engine may be used as the heat source fluid to be passed through the
Further, instead of the
(ロ) 前記冷媒としては、上記の実施形態において例示したアンモニア以外に、HFC−134a、HFC−407C、HFC−407E、HFC−404A等の各種代替フロンを用いることができる。 (B) As the refrigerant, in addition to ammonia exemplified in the above embodiment, various alternative chlorofluorocarbons such as HFC-134a, HFC-407C, HFC-407E, and HFC-404A can be used.
(ハ) 冷凍装置にて冷熱を発生させるための各種条件、即ち、前記蒸気発生器1にて発生させて前記蒸気駆動エジェクタ4に供給する高圧気相冷媒の圧力、前記昇圧用ポンプ5にて昇圧して前記液駆動エジェクタ6に供給する高圧液相冷媒の圧力、前記抽気比等は、上記の実施形態において例示した値に限定されることなく、前記蒸発器2にて発生させる冷熱の温度等に応じて、種々に変更可能である。
例えば、前記蒸気駆動エジェクタ4に供給する高圧気相冷媒の圧力を3.9MPaに、前記液駆動エジェクタ6に供給する高圧液相冷媒の圧力を2.9MPaに夫々設定して、前記蒸気駆動エジェクタ4にて、前記蒸発器2から吸引した気相冷媒を0.98MPa程度に昇圧して噴出させ、前記液駆動エジェクタ6にて、前記蒸気駆動エジェクタ4から噴出した気相冷媒を吸引して1.18MPaに昇圧して噴出させるようにすると、前記凝縮器3において、冷却水の温度が30°C以上になっても気相冷媒を適正に凝縮させて、前記蒸発器2において−20°C程度の冷熱を発生させることが可能になる。
(C) Various conditions for generating cold heat in the refrigeration apparatus, that is, the pressure of the high-pressure gas-phase refrigerant generated in the steam generator 1 and supplied to the steam-driven ejector 4, in the boosting
For example, the pressure of the high-pressure gas-phase refrigerant supplied to the steam-driven ejector 4 is set to 3.9 MPa, and the pressure of the high-pressure liquid-phase refrigerant supplied to the liquid-driven ejector 6 is set to 2.9 MPa. 4, the gas-phase refrigerant sucked from the
又、従来の冷凍装置よりも抽気比を高くして冷熱発生効率を向上するように運転する場合は、以下のようにして運転する。
即ち、前記液駆動エジェクタ6により前記凝縮器3に供給する気相冷媒の圧力を高くすることが可能な分、前記凝縮器3に供給する気相冷媒の圧力を上記従来の冷凍装置と同様にしながら、抽気比を従来の冷凍装置よりも高くして蒸気駆動エジェクタ4からの気相冷媒の圧力を低くして運転する。
In addition, when the operation is performed so that the extraction ratio is higher than that of the conventional refrigeration apparatus and the efficiency of generating cold heat is improved, the operation is performed as follows.
That is, since the pressure of the gas-phase refrigerant supplied to the
又、従来の冷凍装置よりもより低温の冷熱を得るように運転する場合は、以下のようにして運転する。
即ち、前記液駆動エジェクタ6により前記凝縮器3に供給する気相冷媒の圧力を高くすることが可能な分、前記凝縮器3に供給する気相冷媒の圧力を上記従来の冷凍装置と同様にしながら、抽気比を従来の冷凍装置と同様にする状態で、前記蒸気駆動エジェクタ4の吸引圧、即ち、蒸発器2の圧力を従来よりも低くして運転する。このように運転することにより、例えば−40°C程度のより低温の冷熱を発生させることができる。
In addition, when operating so as to obtain colder colder than the conventional refrigeration apparatus, the operation is performed as follows.
That is, since the pressure of the gas-phase refrigerant supplied to the
1 蒸気発生器
2 蒸発器
3 凝縮器
4 蒸気駆動エジェクタ
5 昇圧用ポンプ
6 液駆動エジェクタ
7 膨張手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
その蒸気発生器にて発生する気相冷媒を駆動用流体として蒸発器の気相冷媒を吸引する蒸気駆動エジェクタと、
その蒸気駆動エジェクタから噴出される気相冷媒を冷却して凝縮する凝縮器とが設けられ、
その凝縮器の液相冷媒の一部が膨張手段を通して前記蒸発器に供給され、且つ、前記凝縮器の液相冷媒の一部が前記蒸気発生器に供給されるように構成された冷凍装置であって、
前記凝縮器の液相冷媒の一部を昇圧して吐出する昇圧用ポンプと、
その昇圧用ポンプから吐出される高圧液相冷媒を駆動用流体として、前記蒸気駆動エジェクタから噴出された気相冷媒を吸引しその吸引気相冷媒を昇圧して噴出する液駆動エジェクとが設けられ、
その液駆動エジェクタから噴出される気液混合状態の冷媒が前記凝縮器に供給されるように構成されている冷凍装置。 A steam generator that heats and evaporates the liquid refrigerant;
A vapor-driven ejector that sucks the vapor-phase refrigerant of the evaporator using the vapor-phase refrigerant generated in the vapor generator as a driving fluid;
A condenser that cools and condenses the vapor-phase refrigerant ejected from the vapor-driven ejector is provided,
A refrigerating apparatus configured such that a part of the liquid phase refrigerant of the condenser is supplied to the evaporator through expansion means, and a part of the liquid phase refrigerant of the condenser is supplied to the vapor generator. There,
A boosting pump that boosts and discharges a part of the liquid refrigerant of the condenser;
There is provided a liquid drive eject that uses the high-pressure liquid-phase refrigerant discharged from the boosting pump as a driving fluid, sucks the gas-phase refrigerant ejected from the vapor-drive ejector, boosts the suction gas-phase refrigerant, and ejects it. ,
A refrigerating apparatus configured such that a refrigerant in a gas-liquid mixed state ejected from the liquid drive ejector is supplied to the condenser.
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