(57)【要約】【課題】ガス状及び液状の不純物を除去する一台の不純物除去装置で二重冷凍サイクルなど複数の冷凍サイクル、或いは複数台の圧縮式冷凍機からガス状及び液状の不純物を除去できる圧縮式冷凍機を提供することを目的とする。【解決手段】冷凍サイクルを備えた複数の冷凍機、又は複数の冷凍サイクルを備えた圧縮式冷凍機において、一つの冷凍サイクルからガス状不純物を含む冷媒ガスを抽気して別の冷凍サイクルに移動させる抽気ガス移動手段と、前記一つの冷凍サイクルとは別の冷凍サイクルから液状不純物を含む冷媒液を抽気ガス移動手段で移動するガスの移動方向と逆向きに別の冷凍サイクルに移動させる冷媒液移動手段と、抽気ガス移動手段でガスを移動させる最終段の冷凍サイクルにガス状不純物を抽気し系外に排出する抽気装置３３を設け、冷媒液移動手段で冷媒液を移動させる最終段の冷凍サイクルに液状不純物を抽液し、系外に排出する濃縮装置３２を設けた。【選択図】図３
2011069557.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発器、圧縮機、凝縮器、及び膨張弁を備え、前記蒸発器で被冷却流体から熱を奪って冷媒を蒸発させ、該蒸発した冷媒蒸気を前記圧縮機で圧縮し、該圧縮した冷媒蒸気を前記凝縮器で冷却流体で冷却して凝縮し、該凝縮した冷媒液を前記膨張弁を通して膨張させ前記蒸発器に戻す構成の冷凍サイクルを備えた複数の冷凍機、又は複数の前記冷凍サイクルを備えた圧縮式冷凍機において、
一つの前記冷凍サイクルからガス状不純物を含む冷媒ガスを抽気して別の前記冷凍サイクルに移動させる抽気ガス移動手段と、
前記抽気ガス移動手段でガスを移動させる最終段の冷凍サイクルに前記ガス状不純物を抽気し系外に排出する抽気装置を設けたことを特徴とする圧縮式冷凍機。
【請求項２】
請求項１に記載の圧縮式冷凍機において、
前記一つの冷凍サイクルとは別の冷凍サイクルから液状不純物を含む冷媒液を前記抽気ガス移動手段で移動するガスの移動方向と逆向きに別の前記冷凍サイクルに移動させる冷媒液移動手段と、
前記冷媒液移動手段で冷媒液を移動させる最終段の冷凍サイクルに前記液状不純物を抽液し、系外に排出する液状不純物回収手段を設けたことを特徴とする圧縮式冷凍機。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の圧縮式冷凍機において、
前記抽気ガス移動手段は、前記一つの冷凍サイクルから抽気したガス不純物を含む冷媒ガスを移動させる抽気配管を備えており、前記抽気配管に流れるガスの流量を制限する流量制限手段を設けたことを特徴とする圧縮式冷凍機。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の圧縮式冷凍機において、
前記冷媒液移動手段は、前記抽気ガス移動手段で移動されるガスの下流側冷凍サイクルの蒸発器からそれより一段上流側冷凍サイクルの蒸発器に前記液状不純物を含む冷媒液を移動させる冷媒移動管を備え、該冷媒移動管を通って移動する冷媒液を制御する制御手段を設けたことを特徴とする圧縮式冷凍機。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の圧縮式冷凍機において、
前記液状不純物回収手段は、前記冷媒液を過熱濃縮して液状不純物を抽出する濃縮装置であることを特徴とする圧縮式冷凍機。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の圧縮式冷凍機において、
前記複数の冷凍サイクルは低圧側冷凍サイクルと高圧側冷凍サイクルであり、
前記抽気ガス移動手段は、前記低圧側冷凍サイクルの凝縮器からガス状不純物を含む冷媒ガスを前記高圧側冷凍サイクルの凝縮器に移動させることを特徴とする圧縮式冷凍機。
【請求項７】
請求項６に記載の圧縮式冷凍機において、
前記冷媒液移動手段は、前記高圧側冷凍サイクルの蒸発器から液状不純物を含む冷媒液を前記低圧側冷凍サイクルの蒸発器に移動させることを特徴とする圧縮式冷凍機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮式冷凍機に関し、特に冷媒循環系路内に浸入した不純物を効率的に排除することのできる圧縮式冷凍機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１は、従来のこの種の圧縮式冷凍機の概略構成を示す図である。圧縮式冷凍機１００は、蒸発器１０１、圧縮機１０２、凝縮器１０３、膨張弁１０４を備え、蒸発器１０１で被冷却流体である冷水（図示せず）の熱を奪って冷媒を蒸発させた冷媒蒸気を圧縮機１０２で圧縮し、該圧縮した冷媒蒸気を凝縮器１０３で冷却水により冷却凝縮させて液化すると共に、該液化した冷媒を、膨張弁１０４を介して膨張させて蒸発器１０１に戻すことで冷凍作用を持続させる冷凍サイクルを構成している。
【０００３】
図２は、従来のこの種の二重冷凍サイクルの圧縮式冷凍機の概略構成を示す図である。圧縮式冷凍機２００は、低圧側蒸発器２０１、低圧側圧縮機２０２、低圧側凝縮器２０３、低圧側膨張弁２０４、高圧側蒸発器２１１、高圧側圧縮機２１２、高圧側凝縮器２１３、及び高圧側膨張弁２１４を備えている。
【０００４】
低圧側蒸発器２０１で蒸発した冷媒蒸気を低圧側圧縮機２０２で圧縮し、該圧縮した冷媒蒸気を低圧側凝縮器２０３で冷却凝縮させて液化すると共に、該液化した冷媒を、低圧側膨張弁２０４を介して低圧側蒸発器２０１に戻すことで冷凍作用を持続させる低圧側冷凍サイクルを構成している。また、高圧側蒸発器２１１で蒸発した冷媒蒸気を高圧側圧縮機２１２で圧縮し、該圧縮した冷媒蒸気を高圧側凝縮器２１３で冷却凝縮させて液化すると共に、該液化した冷媒を、高圧側膨張弁２１４を介して高圧側蒸発器２１１に戻すことで冷凍作用を持続させる高圧側冷凍サイクルを構成している。
【０００５】
上記のように、圧縮式冷凍機は、蒸発器で蒸発した冷媒蒸気を圧縮機で圧縮し、凝縮器で冷却凝縮させて液化すると共に、膨張弁を介して蒸発器に戻すことで冷凍作用を持続させている。ここで冷凍サイクルの冷媒循環路内に封入された冷媒中に不純物が混入すると、冷媒の蒸発や凝縮といった作用が阻害され、冷凍機の性能が低下する。
【０００６】
冷媒中の不純物には、大きく分けて不凝縮性ガスと液状の不純物がある。不凝縮性ガスの不純物には空気などに含まれる窒素や酸素、液状の不純物には水分や冷凍機の潤滑油などがある。これらの不純物は、冷凍機のわずかな気密不良や、冷凍機の製作中或いは冷媒の製造プロセスなどで混入したもの、冷凍機の保持作業時に外部から浸入してしまうもの、特に潤滑油の場合、圧縮機の潤滑などのために冷凍機内を循環しているものが、冷媒循環路に漏出したものなどである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来、冷凍機の冷媒循環路中に封入された冷媒中に混入した不凝縮性ガスは凝縮器内で、凝縮しないためにガスとして滞留しやすく、凝縮作用を阻害する。このため図１に示す圧縮式冷凍機１００では抽気装置１０５を、図２に示す圧縮式冷凍機２００では低圧側抽気装置２０５、高圧側抽気装置２１５を設け、凝縮器（凝縮器１０３、低圧側凝縮器２０３、高圧側凝縮器２１３）内から冷媒ガスと伴に抽気装置へと導かれ、抽気装置（抽気装置１０５、抽気装置２０５、抽気装置２１５）内の冷却器で冷却された冷媒は冷却液となって蒸発器（蒸発器１０１、低圧側蒸発器２０１、高圧側蒸発器２１１）内に戻され、冷却されても凝縮しない不凝縮性ガスのみ、一定濃度まで濃縮されたのちに機外へと排出される。このとき、活性炭などにより、排気中に含まれる冷媒ガスを更に吸着する場合もある。いずれにせよ、不凝縮性ガスの抽気には、抽気装置１０５、低圧側抽気装置２０５、高圧側抽気装置２１５等が必要で、コストがかかるという問題がある。
【０００８】
一方、液状の不純物は蒸発しにくいために蒸発器内に滞留しやすく、蒸発器内に滞留した液状の不純物は冷媒の蒸発を阻害する。このため、滞留した不純物を回収する方法が種々開発されており、例えば図１に示す圧縮式冷凍機１００では蒸発器１０１に濃縮装置１０６を、図２に示す圧縮式冷凍機２００では低圧側蒸発器２０１に濃縮装置２０６、高圧側蒸発器２１１に濃縮装置２１６を設け、蒸発器（蒸発器１０１、低圧側蒸発器２０１、高圧側蒸発器２１１）内の冷媒を過熱濃縮することで不純物を取り出す方法がある。この場合、不純物の多くは潤滑油であり、回収された潤滑油を潤滑油を潤滑油タンクに戻すことも行われる。この場合も、やはり不純物の回収には濃縮装置１０６、濃縮装置２０６、濃縮装置２１６などの回収装置が必要で、これは冷凍機のコスト増をもたらす。
【０００９】
これらの不純物回収装置（抽気装置や濃縮装置）は、一般に一つの冷凍サイクルに対して１台づつ設けるので、通常の単一冷凍サイクルの圧縮式冷凍機であれば、圧縮式冷凍機１台に対して、１台づつ回収装置（抽気装置や濃縮装置）を設けることになる。更に二重冷凍サイクルの冷凍機であれば、２台づつ設ける必要があった。
【００１０】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、ガス状及び液状の不純物を除去する一台の不純物除去装置で二重冷凍サイクルなど複数の冷凍サイクル、或いは複数台の圧縮式冷凍機からガス状及び液状の不純物を除去できる圧縮式冷凍機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】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明は、蒸発器、圧縮機、凝縮器、及び膨張弁を備え、蒸発器で被冷却流体から熱を奪って冷媒を蒸発させ、該蒸発した冷媒蒸気を圧縮機で圧縮し、該圧縮した冷媒蒸気を凝縮器で冷却流体で冷却して凝縮し、該凝縮した冷媒液を膨張弁を通して膨張させ蒸発器に戻す構成の冷凍サイクルを備えた複数の冷凍機、又は複数の冷凍サイクルを備えた圧縮式冷凍機において、一つの冷凍サイクルからガス状不純物を含む冷媒ガスを抽気して別の冷凍サイクルに移動させる抽気ガス移動手段と、抽気ガス移動手段でガスを移動させる最終段の冷凍サイクルにガス状不純物を抽気し系外に排出する抽気装置を設けたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、上記圧縮式冷凍機において、一つの冷凍サイクルとは別の冷凍サイクルから液状不純物を含む冷媒液を前記抽気ガス移動手段で移動するガスの移動方向と逆向きに別の冷凍サイクルに移動させる冷媒液移動手段と、冷媒液移動手段で冷媒液を移動させる最終段の冷凍サイクルに液状不純物を抽液し、系外に排出する液状不純物回収手段を設けたことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、上記圧縮式冷凍機において、抽気ガス移動手段は、一つの冷凍サイクルから抽気したガス不純物を含む冷媒ガスを移動させる抽気配管を備えており、抽気配管に流れるガスの流量を制限する流量制限手段を設けたことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、上記圧縮式冷凍機において、冷媒液移動手段は、抽気ガス移動手段で移動されるガスの下流側冷凍サイクルの蒸発器からそれより一段上流側冷凍サイクルの蒸発器に液状不純物を含む冷媒液を移動させる冷媒移動管を備え、該冷媒移動管を通って移動する冷媒液を制御する制御手段を設けたことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、上記圧縮式冷凍機において、液状不純物回収手段は、冷媒液を過熱濃縮して液状不純物を抽出する濃縮装置であることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、上記圧縮式冷凍機において、複数の冷凍サイクルは低圧側冷凍サイクルと高圧側冷凍サイクルであり、抽気ガス移動手段は、低圧側冷凍サイクルの凝縮器からガス状不純物を含む冷媒ガスを高圧側冷凍サイクルの凝縮器に移動させることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、上記圧縮式冷凍機において、冷媒液移動手段は、高圧側冷凍サイクルの蒸発器から液状不純物を含む冷媒液を低圧側冷凍サイクルの蒸発器に移動させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、冷凍サイクルを複数備えた圧縮式冷凍機において、一つの冷凍サイクルからガス状不純物を含む冷媒ガスを抽気して別の冷凍サイクルに移動させる抽気ガス移動手段と、一つの冷凍サイクルとは別の冷凍サイクルから液状不純物を含む冷媒液を抽気ガス移動手段で移動するガスの移動方向と逆向きに別の冷凍サイクルに移動させる冷媒液移動手段と、抽気ガス移動手段でガスを移動させる最終段の冷凍サイクルにガス状不純物を抽気し系外に排出する抽気装置、冷媒液移動手段で冷媒液を移動させる最終段の冷凍サイクルに液状不純物を抽液し、系外に排出する濃縮装置を設けたので、一台の抽気装置と一台の濃縮装置を備えた一台の不純物除去装置を設けることで、二重冷凍サイクルなどの複数の冷凍サイクル、或いは複数台の圧縮式冷凍機から不純物を除去することが可能となり、コストの削減に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は従来の圧縮式冷凍機の概略構成例を示す図である。
【図２】図２は従来の圧縮式冷凍機の概略構成例を示す図である。
【図３】図３は本発明に係る圧縮式冷凍機の概略構成例を示す図である。
【図４】図４は本発明に係る圧縮式冷凍機の概略構成例を示す図である。
【図５】図５は本発明に係る圧縮式冷凍機の概略構成例を示す図である。
【図６】図６は本発明に係る圧縮式冷凍機の概略構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。図３は本発明に係る圧縮式冷凍機の概略構成例を示す図である。本圧縮式冷凍機１０−１は、２つの独立した冷凍サイクルＡ、Ｂを有する圧縮式冷凍機である。冷凍サイクルＡは、蒸発器１１−１、圧縮機１２−１、凝縮器１３−１、膨張弁１４−１を備え、蒸発器１１−１で蒸発した冷媒蒸気を圧縮機１２−１で圧縮し、該圧縮した冷媒蒸気を凝縮器１３−１で冷却凝縮させて液化すると共に、該液化した冷媒を、膨張弁１４−１を介して蒸発器１１−１に戻すことで冷凍サイクルを構成している。また、冷凍サイクルＢは、蒸発器１１−２、圧縮機１２−２、凝縮器１３−２、膨張弁１４−２を備え、蒸発器１１−２で蒸発した冷媒蒸気を圧縮機１２−２で圧縮し、該圧縮した冷媒蒸気を凝縮器１３−２で冷却凝縮させて液化すると共に、該液化した冷媒を、膨張弁１４−２を介して蒸発器１１−１に戻すことで冷凍サイクルを構成している。
【００２１】
一方の冷凍サイクルＡの凝縮器１３−１から冷媒ガスを抽出する抽気配管Ｌを、他方の冷凍サイクルＢの蒸発器１１−２へとオリフィス３１を介して接続している。冷凍サイクルＡの凝縮器１３−１の不凝縮性の不純物は、抽出された冷媒ガス（冷媒蒸気）と共に、冷凍サイクルＢの蒸発器１１−２へと移動する。冷凍サイクルＢでは、不凝縮性の不純物は冷媒と共に循環し、最終的には冷凍サイクルＢの凝縮器１３−２に蓄積する。蓄積した不凝縮性の不純物は、冷凍サイクルＢに設けられた抽気装置３３により系外へと排出される。なお、抽気装置３３の機能は、図１、図２に示す抽気装置１０５、２０５、２１５と同じである。
【００２２】
上記移動する冷媒により、冷凍サイクルＢでは徐々に冷媒量が増加する。この冷媒の増加量は蒸発器１１−２内の冷媒液面レベルや凝縮器１３−２内の冷媒液面レベルを監視することにより検出できる。ここでは蒸発器１１−２の側面にオーバーフロー堰２２を設けることにより、蒸発器１１−２内の冷媒液面レベルが上昇すると、該オーバーフロー堰２２を越えて溢れた冷媒液が電動弁２４を通って蒸発器１１−１に送られ、冷凍サイクルＡへと戻される。ここで、冷媒の移動に必要な駆動力は、設計上、冷凍サイクルＢの圧力を冷凍サイクルＡよりも高くなるようにして確保するか、冷媒配管中の冷媒の運動エネルギー（いわゆるベンチュリ機構などによる）を用いると良い。また、必要に応じて、エゼクタやポンプ等を用いても良い。このとき、冷凍サイクルＢ内の液状の不純物は、冷媒液と共に冷凍サイクルＡへと移動する。冷凍サイクルＡの蒸発器１１−１には、不純物の濃縮装置３２が設けられており、蒸発器１１−１の冷媒液面レベルが上昇し、蒸発器１１−１の側面に設けたフロー堰２１を越えると、溢れた冷媒液が濃縮装置３２に移動し、これにより不純物は回収される。なお、濃縮装置３２の機能は図１、図２に示す濃縮装置１０６、２０６、２１６と同じである。
【００２３】
上記例では、 一方の冷凍サイクルＡの凝縮器１３−１からの抽気配管Ｌを冷凍サイクルＢの蒸発器１１−２へ接続し、凝縮器１３−１から抽出された不純物ガスを含む冷媒ガスが蒸発器１１−２に移動するようにしたが、不純物ガスを含む冷媒ガスの移動先は蒸発器１１−２に限定されるものではなく、冷凍サイクルＡの凝縮器１３−１より略低圧であることが見込まれる冷凍サイクルＢの箇所であればよい。また、この抽気配管にはオリフィスなどの流量制限手段を設けるとよい。その上で、最終端となる冷凍サイクルＢの凝縮器１３−２には抽気装置を設ける。このようにすることにより、１台の抽気装置３３と１台の濃縮装置３２により、２つの独立した冷凍サイクルＡ、Ｂから同時に不純物を回収することができる。
【００２４】
図４は本発明に係る圧縮式冷凍機の概略構成例を示す図である。本圧縮式冷凍機１０−２は低圧側冷凍サイクルと高圧側冷凍サイクルを備えた二重サイクルの圧縮式冷凍機である。圧縮式冷凍機１０−２は低圧側蒸発器４１、低圧側圧縮機４２、低圧側凝縮器４３、低圧側膨張弁４４、高圧側蒸発器５１、高圧側圧縮機５２、高圧側凝縮器５３、高圧側膨張弁５４を備えている。
【００２５】
低圧側蒸発器４１で蒸発した冷媒蒸気を低圧側圧縮機４２で圧縮し、該圧縮した冷媒蒸気を低圧側凝縮器４３で冷却凝縮させて液化すると共に、該液化した冷媒を、低圧側膨張弁４４を介して低圧側蒸発器４１に戻すことで低圧側冷凍サイクルを構成している。また、高圧側蒸発器５１で蒸発した冷媒蒸気を高圧側圧縮機５２で圧縮し、該圧縮した冷媒蒸気を高圧側凝縮器５３で冷却凝縮させて液化すると共に、該液化した冷媒を、高圧側膨張弁５４を介して高圧側蒸発器５１に戻すことで高圧側冷凍サイクルを構成している。低圧側冷凍サイクルの低圧側蒸発器４１には濃縮装置６２を設け、高圧側冷凍サイクルの高圧凝縮器５３には、抽気装置６３を設けている。
【００２６】
低圧側冷凍サイクルの凝縮器４３から冷媒ガスを抽出する抽気配管Ｌを、高圧側冷凍サイクルの高圧側蒸発器５１へとオリフィス６１を介して接続している。低圧側冷凍サイクルの凝縮器４３の不凝縮性の不純物は、抽出された冷媒ガス（冷媒蒸気）と共に、高圧側冷凍サイクルの高圧側蒸発器５１へと移動する。高圧側冷凍サイクルでは、不凝縮性の不純物は冷媒と共に循環し、最終的には高圧側冷凍サイクルの高圧側凝縮器５３に蓄積する。蓄積した不凝縮性の不純物は、高圧側冷凍サイクルに設けられた抽気装置６３により系外へと排出される。
【００２７】
上記移動する冷媒により、高圧側冷凍サイクルでは徐々に冷媒量が増加する。冷媒の増加量は高圧側蒸発器５１内の冷媒液面レベルや高圧側凝縮器５３内の冷媒液面レベルを監視することにより検出できる。ここでは低圧側蒸発器４１の冷媒液面レベルを液面検出器４５で監視し、この冷媒液面レベルが規定以下に低下したところで自動弁６４を開き、高圧側蒸発器５１から冷媒液を低圧側蒸発器４１に移動させる。ここで、冷媒の移動に必要な駆動力は、設計上、高圧側冷凍サイクルの圧力を低圧側冷凍サイクルよりも高くなるようにして確保するか、冷媒配管中の冷媒の運動エネルギー（いわゆるベンチュリ機構などによる）を用いると良い。また、必要に応じて、エゼクタやポンプ等を用いても良い。
【００２８】
上記のように、高圧側蒸発器５１から冷媒液を低圧側蒸発器４１に移動させることにより、高圧側冷凍サイクル内の液状の不純物は、冷媒液と共に低圧側冷凍サイクルへと移動する。低圧側蒸発器４１の冷媒液面レベルが上昇し、低圧側蒸発器４１の側面に設けたオーバーフロー堰４６を越えると、溢れた冷媒液が濃縮装置６２に移動し、これにより不純物は回収される。このように、二重サイクルの圧縮式冷凍機１０−２に１台の抽気装置６３と１台の濃縮装置６２とからなる一台の不純物除去装置を設けることにより、低圧側冷凍サイクル及び高圧側冷凍サイクルから同時に不純物を回収することができる。
【００２９】
図５は本発明に係る圧縮式冷凍機の概略構成例を示す図である。本圧縮式冷凍機１０−３は、３つの独立した冷凍サイクルＡ、Ｂ、Ｃを有する圧縮式冷凍機である。本圧縮式冷凍機１０−３は、図３に示す圧縮式冷凍機１０−２に冷凍サイクルＣを追加した構成である。そして冷凍サイクルＣの凝縮器１３−３に抽気装置３３を接続している。冷凍サイクルＣは蒸発器１１−３、圧縮機１２−３、凝縮器１３−３、膨張弁１４−３を備え、蒸発器１１−３で蒸発した冷媒蒸気を圧縮機１２−３で圧縮し、該圧縮した冷媒蒸気を凝縮器１３−３で冷却凝縮させて液化すると共に、該液化した冷媒を、膨張弁１４−３を介して蒸発器１１−３に戻すことで冷凍サイクルを構成している。
【００３０】
冷凍サイクルＢの凝縮器１３−２から冷媒ガスを抽出する抽気配管Ｌを、冷凍サイクルＣの蒸発器１１−３へとオリフィス３１を介して接続している。冷凍サイクルＢの凝縮器１３−２の不凝縮性の不純物は、抽出された冷媒ガス（冷媒蒸気）と共に、冷凍サイクルＣの蒸発器１１−３へと移動する。冷凍サイクルＣでは、不凝縮性の不純物は冷媒と共に循環し、最終的には冷凍サイクルＣの凝縮器１３−３に蓄積する。蓄積した不凝縮性の不純物は、冷凍サイクルＣに設けられた抽気装置３３により系外へと排出される。
【００３１】
一方、移動する冷媒により、冷凍サイクルＣでは徐々に冷媒量が増加する。この冷媒の増加量は蒸発器１１−３内の冷媒液面レベルや凝縮器１３−３内の冷媒液面レベルを監視することにより検出できる。ここでは蒸発器１１−３の側面にオーバーフロー堰２３を設けることにより、蒸発器１１−３内の冷媒液面レベルが上昇すると、該オーバーフロー堰２３を越えて溢れた冷媒液が弁２５を通って蒸発器１１−２に送られ、冷凍サイクルＢへと戻される。また、上記冷凍サイクルＣから冷凍サイクルＢへ移動する冷媒により、冷凍サイクルＢでは徐々に冷媒量が増加する。この冷媒の増加量は蒸発器１１−２内の冷媒液面レベルや凝縮器１３−２内の冷媒液面レベルを監視することにより検出できる。ここでは蒸発器１１−２の側面にオーバーフロー堰２２を設けることにより、蒸発器１１−２内の冷媒液面レベルが上昇すると、該オーバーフロー堰２２を越えて溢れた冷媒液が弁２４を通って蒸発器１１−１に送られ、冷凍サイクルＡへと戻される。
【００３２】
冷凍サイクルＡの蒸発器１１−１には、不純物の濃縮装置３２が設けられており、蒸発器１１−１の冷媒液面レベルが上昇し、蒸発器１１−１の側面に設けたオーバーフロー堰２１を越えると、溢れた冷媒液が濃縮装置３２に移動し、これにより不純物は回収される。このようにすることにより、１台の抽気装置３３と１台の濃縮装置３２によりなる一台の不純物除去装置を設けることにより、３つの独立した冷凍サイクルＡ、Ｂ、Ｃから同時に不純物を回収することができる。なお、ここでは、３つの独立した冷凍サイクルＡ、Ｂ、Ｃを例に示したが、それ以上の独立した冷凍サイクルであっても、１台の抽気装置と１台の濃縮装置により、各冷凍サイクルから同時に不純物を回収することができる。
【００３３】
図６は本発明に係る圧縮式冷凍機の概略構成例を示す図である。本圧縮式冷凍機１０−４は、図５に示す圧縮式冷凍機１０−３と同様、３つの独立した冷凍サイクルＡ、Ｂ、Ｃを有する圧縮式冷凍機である。本圧縮式冷凍機１０−４が、圧縮式冷凍機１０−３と異なる点は、冷凍サイクルＡの凝縮器１３−１から冷媒ガスを抽出する抽気配管Ｌを、冷凍サイクルＣの蒸発器１１−３へとオリフィス３１を介して接続している。冷凍サイクルＣの凝縮器１３−３に蓄積する不凝縮性の不純物を除去するための抽気装置３３を除去し、更に冷凍サイクルＡの凝縮器１３−１と冷凍サイクルＢの蒸発器１１−２を接続する抽気配管Ｌと、冷凍サイクルＢの凝縮器１３−２と冷凍サイクルＣの蒸発器１１−３を接続する抽気配管Ｌを除去している。そして不純物を回収するための濃縮装置３２を冷凍サイクルＡの蒸発器１１−１に設けている点は、圧縮式冷凍機１０−３と同じである。
【００３４】
圧縮式冷凍機１０−４のように、不凝縮性の不純物を除去するための抽気装置を設けず、液状の不純物を回収するための濃縮装置３２を冷凍サイクルＡの蒸発器１１−１にのみ設けた場合であっても、冷媒液として移動した冷媒に相当する冷媒量を冷媒液の移動とは逆向きに移動させることが必要である。この場合は、特に不凝縮性の不純物が蓄積しやすい凝縮器からの冷媒蒸気を移動させる必要は無く、各冷凍サイクルの冷媒量の減少を補償する方向であれば、どこから冷媒を抽出し、どこへ移動させてもよい。ここでは、最も簡便な方法として、冷凍サイクルＡの凝縮器１３−１と冷凍サイクルＣの蒸発器１１−３をオリフィス３１を介して抽気配管Ｌで接続し、冷媒蒸気を凝縮器１３−１から蒸発器１１−３へ定常的に移動させることとし、更に図５に示す圧縮式冷凍機１０−３と同様に、冷凍サイクルＡ、Ｂ、Ｃの蒸発器１１−１、１１−２、１１−３にそれぞれオーバーフロー堰２１、２２、２３を設け、該オーバーフロー堰２１、２２、２３を越える蒸発器１１−１、１１−２、１１−３の冷媒液を電動弁２４、２５を通って蒸発器１１−１、１１−２、１１−３に移動させるようにしている。
【００３５】
圧縮式冷凍機１０−４を上記構成とすることにより、結果的に冷凍サイクルＣの蒸発器１１−３の冷媒量が増加する。そして蒸発器１１−３のオーバーフロー堰２３を越えた冷媒により、冷凍サイクルＢの蒸発器１１−２の冷媒量が増加し、更に冷凍サイクルＢの蒸発器１１−２のオーバーフロー堰２２を越えた冷媒により冷凍サイクルＡの蒸発器１１−１の冷媒が増加するように、順に冷媒中の不純物は冷凍サイクルＡの蒸発器１１−１に蓄積される。冷凍サイクルＡの蒸発器１１−１には、不純物を回収するための濃縮装置３２が設けられており、蒸発器１１−１の冷媒液面レベルが上昇し、蒸発器１１−１の側面に設けたオーバーフロー堰２１を越えると、溢れた冷媒液が濃縮装置３２に移動し、これにより不純物は回収される。
【００３６】
なお、上記実施形態では、独立した冷凍サイクルを複数備えた圧縮式冷凍機及び二重サイクル圧縮式冷凍機を説明したが、本発明に係る圧縮式冷凍機は、１個の冷凍サイクルを備えた複数の冷凍機からなる圧縮式冷凍機であってもよい。
【００３７】
以上、本発明の実施形態例を説明したが、本発明は上記実施形態例に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態例では、不凝縮性ガスを除去するための抽気装置と潤滑油等の液状不純物を除去するための濃縮装置（液状不純物回収手段）の両方、又は濃縮装置のみを備えた圧縮式冷凍機を示したが、抽気装置のみを備えた圧縮式冷凍機であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、一つの冷凍サイクルからガス状不純物を含む冷媒ガスを抽気して別の冷凍サイクルに移動させる抽気ガス移動手段と、一つの冷凍サイクルとは別の冷凍サイクルから液状不純物を含む冷媒液を抽気ガス移動手段で移動するガスの移動方向と逆向きに別の冷凍サイクルに移動させる冷媒液移動手段と、抽気ガス移動手段でガスを移動させる最終段の冷凍サイクルにガス状不純物を抽気し系外に排出する抽気装置、冷媒液移動手段で冷媒液を移動させる最終段の冷凍サイクルに液状不純物を抽液し、系外に排出する濃縮装置を設けたので、一台の抽気装置と一台の濃縮装置を設けることで、複数の冷凍サイクルから不純物を除去できる圧縮式冷凍機を安価に提供することに利用することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１０−１〜３  圧縮式冷凍機
１１−１〜３  蒸発器
１２−１〜３  圧縮機
１３−１〜３  凝縮器
１４−１〜３  膨張弁
２１〜２３  オーバーフロー堰
２４  電動弁
３１  オリフィス
３２  濃縮装置
３３  抽気装置
４１  低圧側蒸発器
４２  低圧側圧縮機
４３  低圧側凝縮器
４４  低圧側膨張弁
４６  オーバーフロー堰
５１  高圧側蒸発器
５２  高圧側圧縮機
５３  高圧側凝縮器
５４  高圧側膨張弁
６１  オリフィス
６２  濃縮装置
６３  抽気装置
６４  自動弁
【図１】
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【図２】
2011069557.tif 000004
【図３】
2011069557.tif 000005
【図４】
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【図５】
2011069557.tif 000007
【図６】
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