(57)【要約】【課題】蒸発器の外部に気液分離容器を設けることにより、蒸発器から回収された冷媒を冷媒ガスと潤滑油を含む冷媒液とに気液分離することができ、吸引装置に繋がる排出配管において冷媒ガスによって冷媒液の流れが阻害されることがなく潤滑油を含む冷媒液のみを油タンクに回収することが可能な圧縮式冷凍機を提供する。【解決手段】蒸発器３から冷媒を回収して冷媒ガスと潤滑油を含む冷媒液とに気液分離する気液分離容器３０と、蒸発器３の液流出部Ｌ１と気液分離容器３０の液流入部とを接続する液冷媒回収配管Ｐ１と、気液分離容器３０から潤滑油を含む冷媒液をエジェクタ２０に排出する排出配管３１と、気液分離容器３０内の液面高さを検出する液面検出センサ３２と、排出配管３１に設置され、気液分離容器３０内の液面高さに応じて開閉する排出バルブＶｄと、気液分離容器３０の気相部と蒸発器３の気相部とを接続する気相部接続配管３３を備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発器、圧縮機、凝縮器を備えた圧縮式冷凍機において、
前記蒸発器から冷媒を回収して冷媒ガスと潤滑油を含む冷媒液とに気液分離する気液分離容器と、
前記蒸発器の液流出部と前記気液分離容器の液流入部とを接続する液冷媒回収配管と、
前記気液分離容器から潤滑油を含む冷媒液を吸引装置に排出する排出配管と、
前記気液分離容器内の液面高さを検出する液面検出手段と、
前記排出配管に設置され、前記気液分離容器内の液面高さに応じて開閉する排出バルブと、
前記気液分離容器の気相部と前記蒸発器の気相部とを接続する気相部接続配管を備えたことを特徴とする圧縮式冷凍機。
【請求項２】
前記気液分離容器は、圧縮式冷凍機の正面、側面、上面から見た投影面積が最も小さくなる位置に設置されていることを特徴とする請求項１記載の圧縮式冷凍機。
【請求項３】
前記液面検出手段は、上限液面設定値と下限液面設定値とを有し、
前記上限液面設定値は、前記蒸発器の液流出部の高さよりも下であることを特徴とする請求項１または２記載の圧縮式冷凍機。
【請求項４】
前記液冷媒回収配管は、異なる高さに配置された複数本の液冷媒回収配管からなり、該複数本の液冷媒回収配管の各々は油回収バルブを備え、
前記上限液面設定値は、前記複数の油回収バルブの開閉状態に応じて異なることを特徴とする請求項３記載の圧縮式冷凍機。
【請求項５】
前記液面検出手段と前記排出バルブは、フロート弁により構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の圧縮式冷凍機。
【請求項６】
前記排出バルブの開閉を制御する制御装置を備え、
前記液面検出手段は液面検出センサにより構成され、前記液面検出センサの液面検出信号を前記制御装置に入力し、
前記制御装置は、入力された前記液面検出信号に基づき、前記排出バルブを開閉することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の圧縮式冷凍機。
【請求項７】
前記制御装置は、前記液面検出信号に示される液面値が、所定の期間の間上限値以上または下限値以下である場合、または、上限値から下限値、若しくは下限値から上限値に変化するまでに所定の時間が経過した場合アラーム状態と判別することを特徴とする請求項６記載の圧縮式冷凍機。
【請求項８】
前記液冷媒回収配管は、異なる高さに配置された複数本の液冷媒回収配管からなり、該複数本の液冷媒回収配管の各々は油回収バルブを備え、
前記制御装置は、前記アラーム状態を判別した場合、最も低位にある前記油回収バルブ、および前記排出バルブを開にすることを特徴とする請求項７記載の圧縮式冷凍機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸発器、圧縮機、凝縮器を備えた圧縮式冷凍機に係り、特に蒸発器に滞留する潤滑油を含んだ冷媒を回収して、冷媒ガスと、潤滑油を含む冷媒液とに気液分離し、潤滑油を含む冷媒液のみを油タンクに回収するようにした圧縮式冷凍機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ターボ冷凍機等の圧縮式冷凍機は、高速回転体を支持する軸受や、高速回転体にトルクを伝える増速機を内蔵している。軸受および増速機での発熱は機械損失に相当するため、これら軸受および増速機を潤滑し、かつ軸受および増速機を冷却するために、フロン系冷媒と相溶性の潤滑油を給油して潤滑と冷却機能を維持している。潤滑油を保持する油タンクは、冷媒系統への油の漏洩を防ぐためにターボ冷凍機の低圧部分に均圧管（油タンク均圧管）で均圧されている。
【０００３】
しかしながら、回転体の軸封部分や前述の均圧管（油タンク均圧管）を経由して一部の潤滑油が冷媒系統に漏洩することは完全には回避できない。冷媒系統への潤滑油の漏洩が継続すると、油タンクに保有する潤滑油が減少して軸受と増速機への給油が不可能となり、圧縮式冷凍機の運転を継続することができなくなる。そのため、圧縮式冷凍機においては、冷媒系統からの油回収機能が非常に重要な役割を果たす。
特許文献１には、蒸発器に異なる高さに配置された複数の油回収ポート（液流出部）を設け、蒸発器の冷媒の液面位置を液面センサや液面スイッチで検出することにより、冷媒の液面の直下に位置する油回収ポートのみを開き、より多くの潤滑油を含む冷媒液を回収するようにしたターボ冷凍機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５９９３３３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されているターボ冷凍機においては、蒸発器内で冷媒の沸騰状況が激しい場合、油回収ポート（液流出部）より高い位置に液面が存在していても、気泡となった冷媒ガスが優先的に油回収ポートから排出配管に排出され、冷媒液の排出が阻害される。そのため、潤滑油を含む液体状態の冷媒の回収量が微量となる場合が発生する問題がある。また、上記のように、液体状態の冷媒回収量が微量となっている状態を検出する手段がなく、潤滑油不足、熱交換器の伝熱性能低下を引き起こす問題がある。
【０００６】
本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、蒸発器の外部に気液分離容器を設けることにより、蒸発器から回収された冷媒を、冷媒ガスと、潤滑油を含む冷媒液とに気液分離することができ、吸引装置に繋がる排出配管において冷媒ガスによって冷媒液の流れが阻害されることがなく潤滑油を含む冷媒液のみを油タンクに回収することが可能な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】
【０００７】
上述の目的を達成するため、蒸発器、圧縮機、凝縮器を備えた圧縮式冷凍機において、前記蒸発器から冷媒を回収して冷媒ガスと潤滑油を含む冷媒液とに気液分離する気液分離容器と、前記蒸発器の液流出部と前記気液分離容器の液流入部とを接続する液冷媒回収配管と、前記気液分離容器から潤滑油を含む冷媒液を吸引装置に排出する排出配管と、前記気液分離容器内の液面高さを検出する液面検出手段と、前記排出配管に設置され、前記気液分離容器内の液面高さに応じて開閉する排出バルブと、前記気液分離容器の気相部と前記蒸発器の気相部とを接続する気相部接続配管を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、蒸発器の液流出部（油回収ポート）の付近に存在する冷媒中に多量の冷媒ガスが含まれている場合でも、気液分離容器は蒸発器から回収された冷媒を、冷媒ガスと、潤滑油を含む冷媒液とに気液分離することができ、気液分離容器から吸引装置に繋がる排出配管において冷媒ガスによって冷媒液の流れが阻害されることがない。
【０００８】
本発明の好ましい態様によれば、前記気液分離容器は、圧縮式冷凍機の正面、側面、上面から見た投影面積が最も小さくなる位置に設置されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様によれば、前記液面検出手段は、上限液面設定値と下限液面設定値とを有し、前記上限液面設定値は、前記蒸発器の液流出部の高さよりも下であることを特徴とする。
本発明によれば、冷凍機の運転状態にかかわらず、常に上限液面設定値まで気液分離容器内に冷媒を保有することができ、気液分離容器より適正に冷媒を排出することができる。
【０００９】
本発明の好ましい態様によれば、前記液冷媒回収配管は、異なる高さに配置された複数本の液冷媒回収配管からなり、該複数本の液冷媒回収配管の各々は油回収バルブを備え、前記上限液面設定値は、前記複数の油回収バルブの開閉状態に応じて異なることを特徴とする。
本発明によれば、開状態となっている油回収バルブに連通している蒸発器の液流出部のやや下方の位置を上限液面設定値とすることで、上部側の液流出部（下部の液流出部より上の液流出部）より冷媒を回収する場合における気液分離容器に保有する冷媒量を増やすことにより、排出バルブの開閉回数を減らすことができ、バルブの高寿命に寄与する。
【００１０】
本発明の好ましい態様によれば、前記液面検出手段と前記排出バルブは、フロート弁により構成されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様によれば、前記排出バルブの開閉を制御する制御装置を備え、前記液面検出手段は液面検出センサにより構成され、前記液面検出センサの液面検出信号を前記制御装置に入力し、前記制御装置は、入力された前記液面検出信号に基づき、前記排出バルブを開閉することを特徴とする。
本発明の好ましい態様によれば、前記制御装置は、前記液面検出信号に示される液面値が、所定の期間の間上限値以上または下限値以下である場合、または、上限値から下限値、若しくは下限値から上限値に変化するまでに所定の時間が経過した場合アラーム状態と判別することを特徴とする。
【００１１】
本発明の好ましい態様によれば、前記液冷媒回収配管は、異なる高さに配置された複数本の液冷媒回収配管からなり、該複数本の液冷媒回収配管の各々は油回収バルブを備え、前記制御装置は、前記アラーム状態を判別した場合、最も低位にある前記油回収バルブ、および前記排出バルブを開にすることを特徴とする。
本発明によれば、油タンクに潤滑油を含む冷媒を排出することができ、アラーム状態として、サービス員に状況を知らせつつ圧縮機の運転を継続することができる。補足として、例えば排出バルブが閉で故障した場合は、油タンクに潤滑油を含む冷媒が供給されなくなるため、軸受温度高などの他のアラームが発生し、その場合は冷凍機を停止する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、以下に列挙する効果を奏する。
（１）蒸発器の液流出部（油回収ポート）の付近に存在する冷媒中に多量の冷媒ガスが含まれている場合でも、気液分離容器は蒸発器から回収された冷媒を、冷媒ガスと、潤滑油を含む冷媒液とに気液分離することができ、気液分離容器から吸引装置に繋がる排出配管において冷媒ガスによって冷媒液の流れが阻害されることがない。したがって、潤滑油を含んだ冷媒液を効率的に回収することが可能となる。
（２）潤滑油を含んだ冷媒液の回収が正常に行われているかを常時監視することができ、冷媒液の回収不能又は回収異常が起こりそうな場合に予知警報制御を行うことで、致命的な潤滑油不足、伝熱性能低下に至る前に、予知警報を発し、対処することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明に係る圧縮式冷凍機の実施形態を示す模式図である。
【図２】図２は、蒸発器と気液分離容器とエジェクタとの関係を示す模式的断面図である。
【図３】図３は、液面検出センサと排出バルブをフロート弁に置き換えた実施形態を示す図である。
【図４】図４は、蒸発器と気液分離容器とを接続する液冷媒回収配管に油回収バルブを設置しない実施形態を示す図である。
【図５】図５（ａ），（ｂ），（ｃ）は、蒸発器と気液分離容器の配置関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る圧縮式冷凍機の実施形態を図１乃至図５を参照して説明する。図１乃至図５において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
図１は、本発明に係る圧縮式冷凍機の実施形態を示す模式図である。図１においては、圧縮式冷凍機としてターボ冷凍機を示す。図１に示すように、ターボ冷凍機は、冷媒を圧縮するターボ圧縮機１と、圧縮された冷媒ガスを冷却水（冷却流体）で冷却して凝縮させる凝縮器２と、冷水（被冷却流体）から熱を奪って冷媒が蒸発し冷凍効果を発揮する蒸発器３と、凝縮器２と蒸発器３との間に配置される中間冷却器であるエコノマイザ４とを備え、これら各機器を冷媒が循環する冷媒配管５によって連結して構成されている。
【００１５】
図１に示す実施形態においては、ターボ圧縮機１は多段ターボ圧縮機から構成されており、多段ターボ圧縮機は二段ターボ圧縮機からなり、一段目羽根車１１と、二段目羽根車１２と、これらの羽根車１１，１２を回転させる圧縮機モータ１３とから構成されている。一段目羽根車１１の吸込側には、冷媒ガスの羽根車１１，１２への吸込流量を調整するサクションベーン１４が設けられている。ターボ圧縮機１は軸受や増速機を収容するギヤケーシング１５を備えており、ギヤケーシング１５の下部には軸受と増速機に給油するための油タンク１６が設けられている。ギヤケーシング１５は油タンク均圧管１７によってターボ圧縮機１の低圧部分に均圧されている。ターボ圧縮機１は、冷媒配管５によってエコノマイザ４と接続されており、エコノマイザ４で分離された冷媒ガスはターボ圧縮機１の多段の圧縮段（この例では２段）の中間部分（この例では一段目羽根車１１と二段目羽根車１２の間の部分）に導入されるようになっている。
【００１６】
図１に示すように構成されたターボ冷凍機の冷凍サイクルでは、ターボ圧縮機１と凝縮器２と蒸発器３とエコノマイザ４とを冷媒が循環し、蒸発器３で得られる冷熱源で冷水が製造されて負荷に対応し、冷凍サイクル内に取り込まれた蒸発器３からの熱量およびモータ１３から供給されるターボ圧縮機１の仕事に相当する熱量が凝縮器２に供給される冷却水に放出される。一方、エコノマイザ４にて分離された冷媒ガスはターボ圧縮機１の多段圧縮段の中間部分に導入され、一段目圧縮機からの冷媒ガスと合流して二段目圧縮機により圧縮される。２段圧縮単段エコノマイザサイクルによれば、エコノマイザ４による冷凍効果部分が付加されるので、その分だけ冷凍効果が増加し、エコノマイザ４を設置しない場合に比べて冷凍効果の高効率化を図ることができる。
【００１７】
ターボ圧縮機１と凝縮器２を接続する冷媒配管５から分岐してエジェクタ２０まで延びる冷媒供給配管５ＢＰが設置されている。ターボ圧縮機１から凝縮器２に流れる冷媒の一部は、この冷媒供給配管５ＢＰを通ってエジェクタ２０に導かれる。エジェクタ２０の吐出口は、冷媒戻り配管２１を介してターボ圧縮機１のギヤケーシング１５の上部に接続されている。
【００１８】
蒸発器３には、その内部に貯留されている冷媒の液面高さを検出する液面センサ２３が設けられている。この液面センサ２３は制御装置１０に接続されており、液面センサ２３によって検出された冷媒の液面高さの測定値は制御装置１０に送信されるようになっている。蒸発器３には、油回収ポートとして、第１の液流出部Ｌ１、第２の液流出部Ｌ２、および第３の液流出部Ｌ３が設けられている。これら液流出部Ｌ１〜Ｌ３は、蒸発器３の異なる高さに配置されている。液流出部Ｌ１〜Ｌ３は蒸発器３の外面に取り付けられており、蒸発器３の内部に連通している。
【００１９】
液流出部Ｌ１〜Ｌ３は、複数の液冷媒回収配管Ｐ１〜Ｐ３を通じて気液分離容器３０に接続されている。これらの液冷媒回収配管Ｐ１〜Ｐ３には、第１の油回収バルブＶ１、第２の油回収バルブＶ２、および第３の油回収バルブＶ３がそれぞれ設けられている。これら液冷媒回収配管Ｐ１〜Ｐ３は、１本の液冷媒回収配管に合流して気液分離容器３０の液流入部に接続されている。第１〜第３の油回収バルブＶ１〜Ｖ３は制御装置１０に接続されており、第１〜第３の油回収バルブＶ１〜Ｖ３の開閉動作は制御装置１０によって制御されるようになっている。より具体的には、制御装置１０は、第１〜第３の液流出部Ｌ１〜Ｌ３のうち、蒸発器３内の冷媒の液面の直下に位置する液流出部のみが気液分離容器３０に連通するように、第１〜第３の油回収バルブＶ１〜Ｖ３を操作するようになっている。
【００２０】
気液分離容器３０は、蒸発器３から冷媒を回収して冷媒ガスと潤滑油を含む冷媒液とに気液分離するように構成されている。気液分離容器３０には、気液分離容器３０から潤滑油を含む冷媒液をエジェクタ２０に排出するための排出配管３１が接続されている。排出配管３１には、気液分離容器３０内の液面高さに応じて開閉する排出バルブＶｄが設置されている。排出バルブＶｄは、電磁弁や電動弁などのように開閉を制御できる弁から構成されている。気液分離容器３０には、気液分離容器３０内の液面高さを検出する液面検出手段を構成する液面検出センサ３２が設置されている。また、気液分離容器３０の気相部と蒸発器３の気相部とを接続する気相部接続配管３３が設けられている。
【００２１】
エジェクタ２０は、ターボ圧縮機１から冷媒供給配管５ＢＰを介して供給される冷媒を駆動源として動作し、気液分離容器３０から潤滑油を含む冷媒を吸引するための吸引装置を構成している。エジェクタ２０に吸引された潤滑油を含む冷媒は、冷媒供給配管５ＢＰを通じて供給された冷媒とともに、ターボ圧縮機１のギヤケーシング１５および油タンク１６に戻される。
【００２２】
図２は、蒸発器３と気液分離容器３０とエジェクタ２０との関係を示す模式的断面図である。図２に示すように、蒸発器３の内部には、冷水が流れる伝熱管を多数配列した伝熱管群２５が配置されている。液相の冷媒は、伝熱管群２５を流れる冷水によって加熱され、気相の冷媒となる。蒸発器３には、その内部に貯留されている冷媒の液面高さを検出する液面センサ２３が設けられている。第１〜第３の液流出部Ｌ１〜Ｌ３は、異なる高さに配置されている。最も低い第１の液流出部Ｌ１は、伝熱管群２５の最下点よりもやや高い位置にあり、最も高い第３の液流出部Ｌ３は、伝熱管群２５の最上点よりもやや低い位置にある。第２の液流出部Ｌ２は第１の液流出部Ｌ１と第３の液流出部Ｌ３との間に位置している。本実施形態では、３つの液流出部Ｌ１〜Ｌ３が３つの異なる高さに配置されているが、本発明はこの例に限定されず、１以上の液流出部を設けてあればよい。
【００２３】
図２に示すように、液流出部Ｌ１〜Ｌ３は、複数の液冷媒回収配管Ｐ１〜Ｐ３を通じて気液分離容器３０に接続されている。これらの液冷媒回収配管Ｐ１〜Ｐ３には、第１の油回収バルブＶ１、第２の油回収バルブＶ２、および第３の油回収バルブＶ３がそれぞれ設けられている。これら液冷媒回収配管Ｐ１〜Ｐ３は、１本の液冷媒回収配管に合流して気液分離容器３０の液流入部に接続されている。気液分離容器３０には、気液分離容器３０から潤滑油を含む冷媒液をエジェクタ２０に排出する排出配管３１が接続されている。排出配管３１には、気液分離容器３０内の液面高さに応じて開閉する排出バルブＶｄが設置されている。気液分離容器３０には、気液分離容器３０内の液面高さを検出する液面検出手段として液面検出センサ３２が設置されている。液面検出手段としては、液面高さを連続的に検出できるセンサ又は断続的に検出できるスイッチのどちらでもよい。
【００２４】
液面検出センサ３２は、上限液面設定値と下限液面設定値とを有し、上限液面設定値は、蒸発器３の液流出部の高さよりも下に設定されている。液冷媒回収配管は、異なる高さに配置された複数本の液冷媒回収配管Ｐ１〜Ｐ３からなり、該複数本の液冷媒回収配管Ｐ１〜Ｐ３の各々は油回収バルブＶ１〜Ｖ３を備え、前記上限液面設定値は、前記複数の油回収バルブＶ１〜Ｖ３の開閉状態に応じて異なる。すなわち、開状態となっている油回収バルブに連通している蒸発器３の液流出部のやや下方の位置を上限液面設定値とすることで、上部側の液流出部（下部の液流出部より上の液流出部）より冷媒を回収する場合における気液分離容器３０に保有する冷媒量を増やすことにより、排出バルブＶｄの開閉回数を減らすことができ、バルブの高寿命に寄与する。また、気液分離容器３０の気相部と蒸発器３の気相部とを接続する気相部接続配管３３が設けられている。
【００２５】
図２に示すように、蒸発器３の外部に気液分離容器３０を設置することにより、冷媒は第１〜第３の液流出部Ｌ１〜Ｌ３のうちの１つ及び液冷媒回収配管Ｐ１〜Ｐ３のうちの１つを通って蒸発器３から気液分離容器３０に流入する。気液分離容器３０内で、潤滑油を含んだ冷媒液と冷媒ガスは分離され、気液分離容器３０内の液面は徐々に上昇してくる。一方、分離された冷媒ガスは、気液分離容器３０の気相部と蒸発器３の気相部を接続している気相部接続配管３３を通って蒸発器３に戻る。気液分離容器３０内の液面が上昇し、液面検出センサ３２により液面高さが予め設定された上限液面設定値に達したことを検知すると、排出配管３１に設置された排出バルブＶｄが開となり、気液分離容器３０内の潤滑油を含んだ冷媒液はエジェクタ２０により吸引されて気液分離容器３０から排出される。気液分離容器３０から冷媒液が排出され、気液分離容器３０内の液面が低下し、液面検出センサ３２により液面高さが予め設定された下限液面設定値に達したことを検知すると、排出バルブＶｄは閉となる。冷凍機の運転中は、上記動作を繰り返す。
【００２６】
上記動作を成立させるために、気液分離容器３０の設置位置、配管接続に以下のような制約が生じる。
図２に示すように、気液分離容器３０の底部は、設計及び各種運転条件における試験結果により得られる冷凍機運転中の蒸発器３内の最低液面ＬＬ（点線で示す）よりも低い位置になるように気液分離容器３０を設置する。蒸発器３の液流出部Ｌ１〜Ｌ３と気液分離容器３０とを接続する液冷媒回収配管Ｐ１〜Ｐ３における気液分離容器側の接続位置は、冷凍機運転中の蒸発器３内の最低液面ＬＬよりも低い位置とする。この場合、どの程度低い位置とするかについては、当該配管の配管圧損分を充当できるだけの落差として算出される。蒸発器３の液流出部Ｌ１〜Ｌ３と気液分離容器３０とを接続する液冷媒回収配管Ｐ１〜Ｐ３における蒸発器側の配管は、水平又は下向き勾配となるように取付ける。気液分離容器３０の気相部と蒸発器３の気相部を接続する気相部接続配管３３は、設計及び各種運転条件における試験結果により得られる気液分離容器３０及び蒸発器３が各種運転条件において気相となる接続位置とする。
【００２７】
気液分離容器３０とエジェクタ２０とを接続する排出配管３１に設置された排出バルブＶｄの開閉制御のための設定液面について、排出バルブＶｄが開となる設定液面は、冷凍機運転中の蒸発器３内の最低液面ＬＬよりも低い位置とする。排出バルブＶｄが閉となる設定液面は、気液分離容器３０とエジェクタ２０とを接続する排出配管３１における気液分離容器側の接続位置より高い位置とする。また、排出配管３１における気液分離容器側の接続位置は、気液分離容器３０の底部よりも下部側面の方が好ましい。気液分離容器３０の底部に接続する場合は、ストレーナ等により異物除去する機構を設置することが好ましい。気液分離容器３０の形状は円筒形状や長方体形状が代表的であるが、その形状は問わない。気液分離容器３０の容積、高さ、設定液面は、あらかじめ試験により、潤滑油を含んだ冷媒液の回収量と排出バルブＶｄの開閉頻度、気液分離容器３０の設置スペースから決定される。気液分離容器３０内には加熱源が存在しないため、冷媒の沸騰は生じず、液面高さの検知は容易である。
【００２８】
図２に示す実施形態では、液面検出手段として液面検出センサ３２を用いて排出バルブＶｄの開閉制御を行っているが、この動作はフロート弁によって機械的に実施することも可能である。図３は、液面検出センサ３２と排出バルブＶｄをフロート弁ＦＶに置き換えた実施形態を示す図である。図３に示すフロート弁ＦＶによれば、気液分離容器３０の液面高さに応じて機械的に弁体を開閉制御できるため、装置構成および制御がきわめて簡素になる。
【００２９】
図４は、蒸発器３と気液分離容器３０とを接続する液冷媒回収配管に油回収バルブを設置しない実施形態を示す図である。図４に示すように、蒸発器３と気液分離容器３０とを接続する液冷媒回収配管Ｐ１〜Ｐ３には、流路を開閉するための油回収バルブが設置されていない。したがって、蒸発器３内の冷媒の液面高さに応じて、冷媒は１本または複数本の液冷媒回収配管Ｐ１〜Ｐ３を通って蒸発器３から気液分離容器３０に流入する。図４において、Ｈ１は排出バルブＶｄが設置された排出配管３１の取出口の高さを示し、Ｈ２は下限液面設定値に相当する液面高さで排出バルブＶｄが閉となる液面高さを示し、Ｈ３は上限液面設定値に相当する液面高さで排出バルブＶｄが開となる液面高さを示す。図４に示す実施形態によれば、蒸発器３内の冷媒の液面高さに応じて、１〜数本の液冷媒回収配管を通って蒸発器３から気液分離容器３０に流入し、液面高さがＨ３に達すると排出バルブＶｄが開となり、気液分離容器３０内の潤滑油を含んだ冷媒液はエジェクタ２０により吸引されて気液分離容器３０から排出される。気液分離容器３０から冷媒液が排出され、気液分離容器３０内の液面高さが低下してＨ２に達すると、排出バルブＶｄは閉となる。
【００３０】
図１乃至図４に示すように構成された圧縮式冷凍機において、制御装置１０は、液面検出センサ３２から入力される液面検出信号を常時監視し、前記液面検出信号に示される液面値（液面高さ）が、所定の期間の間上限値以上または下限値以下である場合、または、上限値から下限値、若しくは下限値から上限値に変化するまでに所定の時間が経過した場合アラーム状態と判別する。制御装置１０は、前記アラーム状態を判別した場合、通常の油回収バルブの開閉制御を無効とし、最も低位にある油回収バルブＶ１、および排出バルブＶｄを開にする制御を行う。
前記アラームの要因としては、液面検出不良、回収口配管系統不良、蒸発器沸騰状況の変化等がある。
【００３１】
このように、本発明によれば、潤滑油を含んだ冷媒液の回収が正常に行われているかを常時監視することができ、冷媒液の回収不能又は回収異常が起こりそうな場合に予知警報制御を行うことで、致命的な潤滑油不足、伝熱性能低下に至る前に、予知警報を発し、対処することが可能となる。
【００３２】
図５（ａ），（ｂ），（ｃ）は、蒸発器３と気液分離容器３０の配置関係を示す図である。図５（ａ）、図５（ｂ）および図５（ｃ）において、上側の図は蒸発器３と気液分離容器３０を示す斜視図であり、下側の図はＡ矢視図である。
図５（ａ）に示す例においては、円筒形状の蒸発器３の下部側面に形成されるデッドスペースＤＳを利用して円筒形状の気液分離容器３０を配置している。このように配置することで、圧縮式冷凍機の高さ寸法を大きくすることなく気液分離容器３０を配置することができる。
図５（ｂ）に示す例においては、円筒形状の蒸発器３の下部側面に形成されるデッドスペースＤＳを利用して略直方体形状の気液分離容器３０を配置している。気液分離容器３０の一側面を蒸発器３の側面に沿うように円弧状に湾曲して形成することにより、デッドスペースＤＳを有効に利用することができる。このように配置することで、圧縮式冷凍機の高さ寸法及び幅寸法を大きくすることなく気液分離容器３０を配置することができる。
図５（ｃ）に示す例においては、円筒形状の蒸発器３の下方に形成されるデッドスペースＤＳを利用して円筒形状の気液分離容器３０を配置している。図５（ｃ）に示す例は、冷凍機を支持するベースと該ベースの上方に配置された蒸発器３との間にデッドスペースＤＳが形成される場合に有効である。このように配置することで、圧縮式冷凍機の幅寸法大きくすることなく気液分離容器３０を配置することができる。
図５（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、蒸発器から回収された冷媒を、冷媒ガスと、潤滑油を含む冷媒液とに気液分離するのに必要な容積の気液分離容器３０が、圧縮式冷凍機の正面、側面、上面から見た投影面積が最も小さくなる位置に設置されている。
【００３３】
これまで本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術思想の範囲内において、種々の異なる形態で実施されてよいことは勿論である。
【符号の説明】
【００３４】
１    ターボ圧縮機
２    凝縮器
３    蒸発器
４    エコノマイザ
５    冷媒配管
５ＢＰ  冷媒供給配管
１０  制御装置
１１  一段目羽根車
１２  二段目羽根車
１３  圧縮機モータ
１４  サクションベーン
１５  ギヤケーシング
１６  油タンク
１７  均圧管
２０  エジェクタ
２１  冷媒戻り配管
２３  液面センサ
２５  伝熱管群
３０  気液分離容器
３１  排出配管
３２  液面検出センサ
３３  気相部接続配管
Ｌ１〜Ｌ３  液流出部
Ｐ１〜Ｐ３  液冷媒回収配管
Ｖ１〜Ｖ３  油回収バルブ
Ｖｄ  排出バルブ
ＦＶ  フロート弁
ＤＳ  デッドスペース
ＬＬ  冷凍機運転中の蒸発器内最低液面
Ｈ１  排出配管３１の取出口の高さ
Ｈ２  下限液面設定値に相当する液面高さ
Ｈ３  上限液面設定値に相当する液面高さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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