(57)【要約】【課題】潤滑油の出し入れを不要とし、油ポンプの動力を節減でき、また抽気タンク内の不凝縮ガスを冷媒の損耗量を少なくして系外に放出できる圧縮式冷凍機の抽気装置を提供すること。【解決手段】圧縮機１３と凝縮器１７と蒸発器１１とを冷媒配管２１によって連結するとともに、凝縮器１７に配管３３によって抽気タンク３１を接続して凝縮器１７に溜まった不凝縮ガスを抽気タンク３１に集める圧縮式冷凍機１−１である。抽気タンク３１に吸収剤６９の充填された吸収タンク３５を配管３７によって接続して抽気タンク３１内に蓄積された不凝縮ガスを吸収タンク３５に導入してその吸収剤６９に冷媒を吸収させ、吸収剤６９の再生時には、吸収剤ヒーター７１により加熱して発生した冷媒蒸気を配管７５によって蒸発器１１、凝縮器１７の冷媒循環系に戻す。【選択図】図１
2008014598.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と凝縮器と蒸発器とを冷媒を循環する冷媒配管によって連結するとともに、前記凝縮器に抽気タンクを接続して凝縮器に溜まった不凝縮ガスを抽気タンクに集める圧縮式冷凍機において、
前記抽気タンクに吸収剤の充填された吸収タンクを接続して前記抽気タンク内に蓄積された不凝縮ガスを吸収タンクに導入してその吸収剤に冷媒を吸収させ、
前記吸収剤の再生時には、前記吸収タンクに設けた吸収剤ヒーターにより加熱して発生した冷媒蒸気を前記蒸発器、凝縮器の冷媒循環系に戻すことを特徴とする圧縮式冷凍機の抽気装置。
【請求項２】
請求項１に記載の圧縮式冷凍機の抽気装置において、
前記吸収タンクの吸収剤ヒーターが、電気ヒーターあるいはヒートポンプの温熱側であることを特徴とする圧縮式冷凍機の抽気装置。
【請求項３】
請求項１に記載の圧縮式冷凍機の抽気装置において、
前記吸収タンクには吸収剤クーラーを設け、
抽気タンクから吸収タンクへの不凝縮ガス放出時には、この吸収剤クーラーを作動させて吸収剤を冷却しながら冷媒蒸気を吸収させることを特徴とする圧縮式冷凍機の抽気装置。
【請求項４】
請求項３に記載の圧縮式冷凍機の抽気装置において、
前記吸収剤クーラーの冷却側に、前記凝縮器からの冷媒液を受け入れ、被冷却側の吸収剤の熱で前記冷媒液を蒸発させ、その冷媒蒸気あるいは気液混合体を、前記蒸発器、あるいは前記凝縮器と蒸発器の間に設置したエコノマイザーに導くことを特徴とする圧縮式冷凍機の抽気装置。
【請求項５】
請求項３に記載の圧縮式冷凍機の抽気装置において、
前記吸収剤クーラーが、温熱側と冷熱側とを切替可能なヒートポンプの冷熱側であり、
吸収剤の再生時には、温熱側に切替えて、前記吸収剤ヒータとすることを特徴とする圧縮式冷凍機の抽気装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の内の何れかに記載の圧縮式冷凍機の抽気装置において、
前記凝縮器と抽気タンクとの間に、凝縮器の不凝縮ガスを圧縮する抽気圧縮機を設けたことを特徴とする圧縮式冷凍機の抽気装置。
【請求項７】
請求項６に記載の圧縮式冷凍機の抽気装置において、
前記抽気タンクにガス冷却器を設け、
このガス冷却器の冷却側に前記凝縮器からの冷媒液を導入し、蒸発した冷媒蒸気あるいは気液混合体を、前記凝縮器に戻すか、あるいは凝縮器と蒸発器の間に設置したエコノマイザーに戻すか、あるいは蒸発器に戻すことを特徴とする圧縮式冷凍機の抽気装置。
【請求項８】
請求項１乃至５の内の何れかに記載の圧縮式冷凍機の抽気装置において、
前記抽気タンクにガス冷却器を設け、
このガス冷却器の冷却側に前記凝縮器からの冷媒液を導入し、蒸発した冷媒蒸気あるいは気液混合体を前記蒸発器に戻すことを特徴とする圧縮式冷凍機の抽気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧縮式冷凍機の抽気装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧縮式冷凍機（蒸気圧縮式冷凍機）は、電動機によって駆動される圧縮機と凝縮器と蒸発器とを冷媒配管で連結して構成されている。そして圧縮式冷凍機の冷凍サイクル中の不凝縮ガスは、この冷凍機を運転すると凝縮器に溜まる。これは凝縮器と蒸発器の間が凝縮器出口にて液化した冷媒液でシールされているからである。そして凝縮器に溜まった不凝縮ガスは、冷凍機運転中、圧縮比の増加となり、無駄な動力を消費する。このため従来、圧縮式冷凍機の冷凍サイクル中から不凝縮ガスを抽気する抽気装置が開発されている。
【０００３】
不凝縮ガスを抽気するため、冷媒を吸収する吸収剤として潤滑油を用い、不凝縮ガスと冷媒蒸気の混合ガス中の冷媒濃度を低下させる技術は例えば特許文献１，２などで開示されている。これらは油吸収により冷媒分圧を低下させているが、用いる油は冷凍機の軸受、増速機などの潤滑系に用いられている潤滑油である。軸受、増速機が冷媒と共に冷凍機内に密封されているため、潤滑油に冷媒が溶解している。潤滑油の粘性を維持（低下を防ぐ）するため、冷媒濃度が所定値以上に上昇しないようにしているが、粘性が目標値になるような濃度にしているため、冷媒分圧は比較的高くなり、冷媒放出量が多くなりがちである。また、潤滑油の再生（冷媒濃度の低下）を行う場所は、潤滑油循環系にあり、抽気タンクへの潤滑油の出し入れは潤滑油ポンプにより行っており、その分動力がかかる。また油の出入量あるいはタンク内液位の制御など特別な制御が必要になる。
【特許文献１】特公平１−５５３９７号公報
【特許文献２】特開平５−１０６３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、潤滑油の出し入れを不要とし、油ポンプの動力を節減でき、また抽気タンク内の不凝縮ガスを冷媒の損耗量を少なくして系外に放出できる圧縮式冷凍機の抽気装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願請求項１に記載の発明は、圧縮機と凝縮器と蒸発器とを冷媒を循環する冷媒配管によって連結するとともに、前記凝縮器に抽気タンクを接続して凝縮器に溜まった不凝縮ガスを抽気タンクに集める圧縮式冷凍機において、前記抽気タンクに吸収剤の充填された吸収タンクを接続して前記抽気タンク内に蓄積された不凝縮ガスを吸収タンクに導入してその吸収剤に冷媒を吸収させ、前記吸収剤の再生時には、前記吸収タンクに設けた吸収剤ヒーターにより加熱して発生した冷媒蒸気を前記蒸発器、凝縮器の冷媒循環系に戻すことを特徴とする圧縮式冷凍機の抽気装置にある。
前記冷媒循環系には、さらにエコノマイザーを設置してもよい。
【０００６】
本願請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の圧縮式冷凍機の抽気装置において、前記吸収タンクの吸収剤ヒーターが、電気ヒーターあるいはヒートポンプの温熱側であることを特徴とする圧縮式冷凍機の抽気装置にある。
ヒートポンプの冷熱側は、空気でも良いし、冷凍機凝縮器の冷媒、または抽気タンクの凝縮器からの冷媒蒸気あるいは凝縮した液でも差し支えない。
【０００７】
本願請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の圧縮式冷凍機の抽気装置において、前記吸収タンクには吸収剤クーラーを設け、抽気タンクから吸収タンクへの不凝縮ガス放出時には、この吸収剤クーラーを作動させて吸収剤を冷却しながら冷媒蒸気を吸収させることを特徴とする圧縮式冷凍機の抽気装置にある。
吸収剤クーラーは、不凝縮ガス放出動作開始の所定時間前に、作動を始めるのが好ましい。
【０００８】
本願請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の圧縮式冷凍機の抽気装置において、前記吸収剤クーラーの冷却側に、前記凝縮器からの冷媒液を受け入れ、被冷却側の吸収剤の熱で前記冷媒液を蒸発させ、その冷媒蒸気あるいは気液混合体を、前記蒸発器、あるいは前記凝縮器と蒸発器の間に設置したエコノマイザーに導くことを特徴とする圧縮式冷凍機の抽気装置にある。
【０００９】
本願請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の圧縮式冷凍機の抽気装置において、前記吸収剤クーラーが、温熱側と冷熱側とを切替可能なヒートポンプの冷熱側であり、吸収剤の再生時には、温熱側に切替えて、前記吸収剤ヒータとすることを特徴とする圧縮式冷凍機の抽気装置にある。
【００１０】
本願請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の内の何れかに記載の圧縮式冷凍機の抽気装置において、前記凝縮器と抽気タンクとの間に、凝縮器の不凝縮ガスを圧縮する抽気圧縮機を設けたことを特徴とする圧縮式冷凍機の抽気装置にある。
【００１１】
本願請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の圧縮式冷凍機の抽気装置において、前記抽気タンクにガス冷却器を設け、このガス冷却器の冷却側に前記凝縮器からの冷媒液を導入し、蒸発した冷媒蒸気あるいは気液混合体を、前記凝縮器に戻すか、あるいは凝縮器と蒸発器の間に設置したエコノマイザーに戻すか、あるいは蒸発器に戻すことを特徴とする圧縮式冷凍機の抽気装置にある。
【００１２】
本願請求項８に記載の発明は、請求項１乃至５の内の何れかに記載の圧縮式冷凍機の抽気装置において、前記抽気タンクにガス冷却器を設け、このガス冷却器の冷却側に前記凝縮器からの冷媒液を導入し、蒸発した冷媒蒸気あるいは気液混合体を前記蒸発器に戻すことを特徴とする圧縮式冷凍機の抽気装置にある。
【発明の効果】
【００１３】
吸収タンクに吸収剤ヒーターを設け、従来のような潤滑油の出し入れを不要としたので、潤滑油を循環させる油ポンプの動力を節減できる。また潤滑油としての粘性の考慮を不要として冷媒濃度を冷媒の蒸気圧が所定以下になるように調節し、吸収能力の向上と排出冷媒量の低下を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
〔第１実施形態〕
図１は本発明の第１実施形態を用いて構成される圧縮式冷凍機１−１を示す全体概略構成図である。同図に示す圧縮式冷凍機１−１は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う圧縮式冷凍機であって、冷媒を封入したクローズドシステムで構成され、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１１と、電動機（駆動機）１５によって回転駆動されて前記冷媒蒸気を圧縮して高圧蒸気にする圧縮機１３と、高圧蒸気を冷却水（冷却流体）で冷却して凝縮させる凝縮器１７と、前記凝縮した冷媒を減圧して膨張させて蒸発器１１に送る膨張機１９とを、冷媒を循環する冷媒配管２１によって連結して構成されている。さらにこの圧縮式冷凍機１−１は、電動機１５や下記する各種ポンプの駆動制御や、各種開閉手段の開閉制御等を行う図示しない制御機器（制御手段）を具備している。
【００１５】
さらに圧縮式冷凍機１−１は、前記凝縮器１７に抽気タンク３１を配管３３によって接続し、この抽気タンク３１に吸収タンク３５を配管３７によって接続している。配管３３中には抽気圧縮機３９が接続され、配管３７中には弁Ｖ１が接続されている。凝縮器１７には、凝縮器１７の冷媒で電動機１５を冷却して凝縮器１７に戻る配管４１が取り付けられ、配管４１中には冷媒ポンプ４３が設置されている。冷媒ポンプ４３の吐出側では配管４５が分岐し、さらにその先端を配管４７，４９で分岐し、それぞれ抽気タンク３１と吸収タンク３５に導入され、それぞれガス冷却器５１の冷却側，吸収剤クーラー５３の冷却側を通して、ガス冷却器５１の冷却側は配管５５によって凝縮器１７に、吸収剤クーラー５３の冷却側は配管５７によって蒸発器１１に接続されている。
【００１６】
抽気タンク３１の下部には、この抽気タンク３１から凝縮器１７と蒸発器１１の間の冷媒配管２１に接続される配管６５が取り付けられている。また抽気タンク３１には、その内部のガス圧力を検出する圧力検出手段５９と、内部の冷媒液の温度を検出する温度検出手段６１と、所定の液面レベルを検出するレベルスイッチ（液面検出手段）６３及びレベルスイッチ６３によって開閉制御される配管６５に接続された弁６７とが設置されている。
【００１７】
一方吸収タンク３５には吸収剤６９（この実施形態では潤滑油などの油）が充填されており、吸収剤６９を加熱する吸収剤ヒーター７１が設置されている。また吸収タンク３５には大気中に不凝縮ガスを排出する配管７３及び弁Ｖ２と、冷媒を配管５７によって蒸発器１１に戻す配管７５及び弁Ｖ３とが取り付けられている。なお配管４７中には膨張弁Ｖ０が、配管４９中には弁Ｖ４が設置されている。吸収剤６９としては、吸収タンク３５から何らかの事情で冷凍サイクル中に漏れ出ることもあるとすると、圧縮機１３の軸受の潤滑油と同一のものが好ましい。しかし吸収作用、伝熱の点からは粘性の低い（潤滑）油が吸収剤には適しており、同じ種類（同じ系統）の潤滑油で粘性を低く調整した潤滑油としておくのが妥当である。
【００１８】
以上のように構成された圧縮式冷凍機１−１の抽気装置の動作を説明する。凝縮器１７中の不凝縮ガスを冷媒蒸気と共に抽気圧縮機３９で吸引圧縮して抽気タンク３１に集める。これによって凝縮器１７への不凝縮ガスの影響を減らすことができる。一方このとき冷媒ポンプ４３によって凝縮器１７の冷媒液の一部が膨張弁Ｖ０を通してガス冷却器５１の冷却側に供給されて蒸発し、抽気タンク３１内のガスを冷却してガス中の冷媒を凝縮した後、凝縮器１７に戻される。抽気圧縮機３９で圧縮しているので、抽気タンク３１では凝縮器温度レベルより高い温度で冷媒を凝縮できる。凝縮した冷媒は配管６５によって冷凍機循環系に戻される。その際弁６７は、レベルスイッチ６３によって抽気タンク３１内に所定の水位の冷媒液面が保持されるように開閉され、抽気タンク３１内の不凝縮ガスが液シールで配管６５側に流出しないようにしている。なおこの実施形態ではレベルスイッチ６３と弁６７とで液面を制御しているが、フロート弁等、他の手段を用いて液面を制御してもよい。
【００１９】
一方吸収タンク３５には前述のように油が吸収剤６９として保有されており、吸収剤６９は加熱再生された後、弁Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４閉止の状態で長時間放置され室温付近まで低下させている。そして不凝縮ガスの集まり具合を、例えば圧力検出手段５９による抽気タンク圧力と、温度検出手段６１による抽気タンク３１内の凝縮冷媒温度から判断し、所定量集まったと判断したときに、ガス排出操作（抽気タンク３１から吸収タンク３５への不凝縮ガス放出操作）に入る（あるいは、抽気タンク３１が所定の圧力になったときに、ガス排出操作に入る）。例えば不凝縮ガスの集まり具合を、抽気タンク圧力Ｐ０と抽気タンク３１内の凝縮冷媒温度Ｔから判断し、所定量集まったと判断したときに、ガス排出動作に入る（圧力Ｐ０に対する冷媒飽和温度Ｔ０と冷媒液温度Ｔとの差  ΔＴ＝Ｔ０−Ｔ  が所定の値以上のとき動作、あるいは抽気タンク圧力Ｐ０と、冷媒液温度Ｔに対する飽和圧力Ｐとの差  ΔＰ＝Ｐ０−Ｐ  が所定の値以上のとき動作（ΔＰが不凝縮ガスの分圧になる）。）、あるいは圧力Ｐ０が所定値以上でガス排出動作に入る。あるいは所定の運転時間間隔毎に、ガス排出動作に入る。
【００２０】
まず弁Ｖ４を開け、吸収剤クーラー５３の冷却側に凝縮器１７からの冷媒液を供給して蒸発させ、吸収剤６９の温度を低下させる。そして所定時間後あるいは油温が所定値になった後、弁Ｖ１を開け、抽気タンク３１内のガスを吸収タンク３５に導入する。導入された不凝縮ガスと冷媒蒸気は吸収タンク３５下部から気泡になって吸収剤６９中を上昇し、冷媒蒸気は吸収剤６９に吸収される。所定時間後あるいは抽気タンク３１圧力が所定値に低下した後、弁Ｖ１と弁Ｖ４を閉じる。なお弁Ｖ４は、弁Ｖ１を開けた後、すぐ閉じても良い。この場合、吸収剤クーラー５３の冷却側に残存する冷媒液が冷却効果を発揮する。冷媒蒸気の吸収は弁Ｖ１閉止とほぼ同時に終了するが、若干の時間をみてもよい。その後弁Ｖ２を開け、不凝縮ガスを大気に放出する。抽気タンク３１の圧力から、吸収タンク３５内の吸収後の圧力を推定することができ、大気圧以上を判断しているが、安全のため逆止弁７７で大気の侵入を防ぐようにしている。なお、吸収タンク３５にも圧力スイッチあるいは圧力センサー等の圧力検出手段を設け、大気圧以上を確認して、弁Ｖ２を開にしても良い。所定時間後あるいは所定圧力に低下して排気完了と判断したら、弁Ｖ２を閉止し、排出操作を完了する。なお弁Ｖ１の閉止前に弁Ｖ２を開とし、冷媒蒸気を吸収させながら不凝縮ガスを排出しても良く、この場合、抽気タンク３１から吸収タンク３５への不凝縮ガスの移動量を増やすことができる。弁Ｖ１の閉止のタイミングは、時間あるいは抽気タンク３１の圧力で行うのが良い。
【００２１】
吸収タンク３５の吸収能力が充分あると判断される場合は、抽気タンク３１に不凝縮ガスが蓄積されるのを待ち、再度、ガス排出操作に入っても良い。吸収能力の低下あるいは所定の回数後に、吸収剤（油）６９の再生操作に移る。再生操作は１回の排出操作毎に、再生をしてもよい。再生操作は弁Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４閉止の状態で、吸収タンク３５の吸収剤６９を吸収剤ヒーター７１で加熱する。そして弁Ｖ３を開け、吸収剤６９中の冷媒を蒸発させ、蒸発器１１などに追い出す。吸収剤６９の温度が所定の温度まで上昇して、再生完了と判断する。なお温度で判断する代りに、加熱時間で完了と判断しても差し支えない。
【００２２】
以上説明したようにこの圧縮式冷凍機１−１は、凝縮器１７に接続された抽気タンク３１内の冷媒分圧の高いガスを、間歇的に吸収剤６９が充填された吸収タンク３５に導入し、この吸収剤６９に冷媒を吸収させて冷媒分圧を低下させた後に不凝縮ガスを大気に放出し、１回あるいは複数回の大気放出後に、吸収剤ヒーター７１にて吸収剤６９を加熱再生し、再生の際に発生する冷媒を冷凍機の冷媒循環系に戻す構成となっている。また言い換えれば、圧縮式冷凍機１−１は、凝縮器１７から冷媒蒸気とともに不凝縮ガスを抽気タンク３１に集め、冷媒は凝縮させて冷凍機循環系に戻し、不凝縮ガスは抽気タンク３１にそのまま残り、一方冷媒は凝縮圧力（凝縮温度に対する飽和圧）に相当する分圧として残っていて、抽気タンク３１のガスをこのまま外部に放出（排気）すると、冷媒も不凝縮ガスと共に放出されてしまうので、吸収タンク３５の吸収剤６９に接触させて、冷媒蒸気圧を低下させてから、大気に放出する構成としている。これによって冷媒の損耗量を少なくして不凝縮ガスを系外に放出することが可能となる。
【００２３】
〔第２実施形態〕
図２は本発明の第２実施形態を用いて構成される圧縮式冷凍機１−２を示す全体概略構成図である。同図に示す圧縮式冷凍機１−２において、前記図１に示す圧縮式冷凍機１−１と同一又は相当部分には同一符号を付す。なお以下で説明する事項以外の事項については、前記図１に示す圧縮式冷凍機１−１と同じである。この圧縮式冷凍機１−２において前記圧縮式冷凍機１−１と相違する点は、抽気圧縮機３９を省略し、配管４７によって凝縮器１７からガス冷却器５１の冷却側に供給された冷媒を、配管５５によって蒸発器１１に戻した点である。圧縮式冷凍機１−１とは抽気タンク３１に不凝縮ガスを集める方法が異なっている。
【００２４】
即ちこの圧縮式冷凍機１−２は、凝縮器１７からの冷媒液を膨張弁Ｖ０を通して抽気タンク３１のガス冷却器５１の冷却側に導き、ガス冷却器５１の冷却側で蒸発した後、蒸発器１１に導くように構成している。ガス冷却器５１の冷却側はほぼ蒸発器１１と同じ低温度になっている。配管３３による凝縮器１７から抽気タンク３１への冷媒蒸気は、ガス冷却器５１の被冷却側で凝縮するので、配管３３を通して凝縮器１７から抽気タンク３１への冷媒蒸気の流れが生じ、不凝縮ガスはこの冷媒蒸気と共に抽気タンク３１に流入する。冷媒は凝縮して配管６５を通して冷凍機循環系に戻る。不凝縮ガスは液シール（抽気タンク３１内の冷媒液面を保持）により流出しない。なおこの実施形態の場合、抽気タンク３１のガス冷却器５１の冷却側には冷媒ポンプ４３経由で凝縮器冷媒液を供給しているが、冷媒ポンプ４３を経由せず、凝縮器圧力と蒸発器圧力の差で供給するようにしても差し支えない。
【００２５】
不凝縮ガスの集まり具合を、例えば、抽気タンク３１の圧力と抽気タンク３１内の凝縮冷媒温度から判断し、あるいは抽気タンク３１の圧力から判断し、所定量のガスが集まったとき、ガス排出操作に入る。ガス排出操作、吸収剤再生操作は前記圧縮式冷凍機１−１の場合と同様である。
【００２６】
即ち前記圧縮式冷凍機１−１は、凝縮器１７と抽気タンク３１の間に抽気圧縮機３９を設け、冷媒蒸気と不凝縮ガスを圧縮しながら集める方式（圧縮抽気方式）であるのに対し、この圧縮式冷凍機１−２は、抽気タンク３１内に低温となるガス冷却器５１を設け、抽気タンク３１内の冷媒蒸気圧を低下させて、蒸気の流れに乗せて不凝縮ガスを集める方式（サーマルパージ方式）である。
【００２７】
〔第３実施形態〕
図３は本発明の第３実施形態を用いて構成される圧縮式冷凍機１−３を示す全体概略構成図である。同図に示す圧縮式冷凍機１−３において、前記図１に示す圧縮式冷凍機１−１と同一又は相当部分には同一符号を付す。なお以下で説明する事項以外の事項については、前記図１に示す圧縮式冷凍機１−１と同じである。この圧縮式冷凍機１−３において前記圧縮式冷凍機１−１と相違する点は、凝縮器１７と蒸発器１１の間の冷媒配管２１中にエコノマイザー２３を設置してエコノマイザー２３で分離した冷媒蒸気を多段（２段）にした圧縮機１３の圧縮段の中間に吸引させた点と、配管４７によって凝縮器１７からガス冷却器５１の冷却側に供給された冷媒を、配管５５によってエコノマイザー２３に戻した点と、配管４９によって凝縮器１７から吸収剤クーラー５３の冷却側に供給された冷媒を、配管５７によってエコノマイザー２３に戻した点である。上記圧縮式冷凍機１−１とは、抽気タンク３１のガス冷却器５１の冷却側の蒸発温度及び吸引タンク３５の吸引剤クーラー５３の温度レベルを変えている。
【００２８】
即ちこの圧縮式冷凍機１−３は、抽気タンク３１のガス冷却器５１の冷却側に凝縮器１７からの冷媒液を供給し、ガス冷却器５１の冷却側の出口をエコノマイザー２３に連絡しており、エコノマイザー２３の温度レベルで蒸発することになる。ガス冷却器５１の冷却側の蒸発温度を低下させたことで、抽気タンク３１内の凝縮温度、凝縮圧力を下げることができ、冷媒蒸気分圧を低下させることになる。従って吸収タンク３５へ送り込む不凝縮ガス中の冷媒量を減少させることができる。ただし、ガス冷却器５１の冷却側からエコノマイザー２３に冷媒蒸気を戻しているので、２段目圧縮機１３ｂの仕事量を増やしてしまうことにはなる。
【００２９】
また吸収タンク３５の吸収剤クーラー５３の冷却側の出口を蒸発器１１からエコノマイザー２３に変えている。温度レベルが上昇し、吸収剤濃度が同一であれば吸収能力は低下するが、１段目圧縮機１３ａの圧縮仕事は減らすことができる。吸収能力の調整などは、吸収剤濃度の調整（再生時の加熱温度）などで行う。なお抽気タンク３１のガス冷却器５１の冷却側からの冷媒戻し位置、吸収タンク３５の吸収剤クーラー５３の冷却側からの冷媒戻し位置の組み合わせは下記するように各種考えられる。ガス排出操作、吸収剤再生操作は前記圧縮式冷凍機１−１の場合とほぼ同様である。
【００３０】
〔第４実施形態〕
図４は本発明の第４実施形態を用いて構成される圧縮式冷凍機１−４を示す全体概略構成図である。同図に示す圧縮式冷凍機１−４において、前記図１に示す圧縮式冷凍機１−１と同一又は相当部分には同一符号を付す。なお以下で説明する事項以外の事項については、前記図１に示す圧縮式冷凍機１−１と同じである。この圧縮式冷凍機１−４において前記圧縮式冷凍機１−１と相違する点は、圧縮式冷凍機１−１で用いた吸収剤ヒーター７１と吸収剤クーラー５３の代りに、温熱側と冷熱側が逆転可能なヒートポンプ（吸収剤ヒーター／クーラー）７９を設置した点である。即ち圧縮式冷凍機１−１とは、吸収タンク３５の吸収剤ヒーター７１及び吸収剤クーラー５３が異なる。この圧縮式冷凍機１−４のように、温熱側と冷熱側とが逆転可能なヒートポンプ７９にて、吸収タンク３５を温熱側とすることで、吸収剤ヒーターの役目をさせ（このときの冷熱側は、外気、抽気タンク３１の冷媒、ターボ冷凍機の凝縮器などとしてよく、図では外気を採用している。）、逆に吸収タンク３５を冷熱側とすることで、吸収剤クーラーの役目をさせる（このとき温熱側＝放熱側は、外気、抽気タンク３１の冷媒、ターボ冷凍機の凝縮器などとしてよく、図では外気を採用している。）。ヒートポンプの種類は特にこだわらず、圧縮式ヒートポンプあるいはペルチェ素子を用いた電子式でも差し支えない。
【００３１】
〔第５実施形態〕
図５は本発明の第５実施形態を用いて構成される圧縮式冷凍機１−５を示す全体概略構成図である。同図に示す圧縮式冷凍機１−５において、前記図１に示す圧縮式冷凍機１−１と同一又は相当部分には同一符号を付す。なお以下で説明する事項以外の事項については、前記図１に示す圧縮式冷凍機１−１と同じである。この圧縮式冷凍機１−５において前記圧縮式冷凍機１−１と相違する点は、圧縮式冷凍機の冷凍サイクルを二重化し（二重化したそれぞれの部材に符号Ａ，Ｂを付して区別する）、電動機１５及び本発明の抽気装置を共用化したものであり、この実施形態においては抽気装置を一方の（低圧側）冷凍サイクル（Ａ側）に接続している。
【００３２】
冷凍サイクルを二重化した冷凍機では、１台の冷凍機内に２冷凍サイクルが存在する形をとるので、それぞれのサイクルに本発明の抽気装置を適用して差し支えない。しかしこの実施形態のように、抽気システムを両サイクルに兼用することもできる。不凝縮ガスは二系統のそれぞれの凝縮器１７Ａ，Ｂに集まるが、高圧側の凝縮器１７Ｂと低圧側の凝縮器１７Ａ間に連絡管８１を設け、少量の冷媒蒸気、不凝縮ガスの移動を可能にしておくと、不凝縮ガスは低圧側の凝縮器１７Ａに集まる。流動を意識的に調節するため、連絡管８１中に弁Ｖ５を設け制御してもよい。そしてこの低圧側の凝縮器１７Ａと抽気タンク３１とを連絡し、抽気するようにしている。ガス冷却器５１、吸収剤クーラー５３などの温度レベルが各種選択できることは前述と同様である。
【００３３】
この実施形態では低圧側の凝縮器１７Ａに不凝縮ガスを集めたが、連絡管８１に圧縮機を設け、昇圧して高圧側の凝縮器１７Ｂに不凝縮ガスを集めることも可能である。両サイクル間の冷媒は、電動機１５と圧縮機１３Ａ，１３Ｂのシールを通して、高圧側サイクルから低圧側サイクルへと移動する傾向にあるので、全体のバランスを取るため、ここで述べたように高圧側に冷媒と共に不凝縮ガスを移動させ、高圧側の凝縮器１７Ｂに不凝縮ガスを集めることもできる。
【００３４】
〔第６実施形態〕
図６は本発明の第６実施形態を用いて構成される圧縮式冷凍機１−６の全体概略構成図である。同図に示す圧縮式冷凍機１−６において、前記図１に示す圧縮式冷凍機１−１と同一又は相当部分には同一符号を付す。なお以下で説明する事項以外の事項については、前記図１に示す実施形態と同じである。この圧縮式冷凍機１−６において、前記圧縮式冷凍機１−１と相違する点は、膨張機１９の代りに動力回収装置６３を設置した点である。
【００３５】
この実施形態で用いている動力回収装置６３は凝縮器１７から蒸発器１１への冷媒の流れが持つエネルギーを回収する回転式の動力回収膨張機であり、内部にノズルとタービンとを持ち、ノズルで凝縮器１７からの冷媒液の流速を高めると共に旋回流とし、この液流をタービンに当ててタービンに回転力を与えている。動力回収装置６３は発電機（動力回収機）６５を具備し、この発電機６５によって前記冷媒の流れが持つエネルギーを電力として回収する。回収した電力を電動機１５に供給して圧縮仕事の一部に利用すれば、その分外部からの投入電力（投入動力）を減少することができる。また凝縮器１７から蒸発器１１に入る冷媒から動力を回収しているので、蒸発器１１に入る冷媒のエンタルピーが低下しており、従って蒸発器１１の冷凍能力も増大し、冷凍効果が増大する。
【００３６】
ところで上記各実施形態で使用する吸収剤６９としては、冷媒と相溶性のある潤滑油が好ましい。冷凍機の軸受に使用しているものと同一でも良いし、同系統で粘性の異なるものでも良い。図７に冷媒圧力と吸収溶液の冷媒濃度との関係を示し、図８に露点（冷媒飽和温度）と吸収溶液（吸収剤＋冷媒）温度の関係の例（冷媒：Ｒ２４５ｆａ、潤滑油：ポリオールエステル）を示す。この潤滑油を冷媒濃度５％で使用する場合を考える。抽気タンク３１での冷媒凝縮温度を３５℃とすると飽和圧力２１３ｋＰａであるが、不凝縮ガスと冷媒蒸気の混合ガスを、１０℃、５％の潤滑油に接触吸収させると、露点は−２２．６℃、飽和圧１７ｋＰａとなり、混合ガス中に含まれる冷媒は約８％に減らすことができる。この効果は抽気タンク３１の凝縮温度を−２２．５℃にすることに相当する。冷媒を吸収すると、潤滑油中の冷媒濃度が若干上昇する。抽気タンク３１を約５リットルとし、潤滑油量約２ｋｇとすると、１回の抽気操作（タンク５リットル分）で、濃度は約０．３％上昇し、５．３％になる。潤滑油量を多くすれば濃度変化は抑えられる。潤滑油の冷媒濃度を５％に戻すには、再生時に吸収タンク３５を蒸発器１１に接続して露点を約６℃にすれば、潤滑油を約５８℃まで加熱すれば良い。
【００３７】
抽気タンク３１のガス冷却器５１の冷却側への冷媒液の供給と、ガス冷却器５１の冷却側からの冷媒蒸気（液が混じっても差し支えない）の排出には、以下のような各種流れがあり、本発明を適用できる。
（１）凝縮器１７の冷媒液→冷媒ポンプ４３→ガス冷却器５１→凝縮器１７  （第１実施形態，第４実施形態，第５実施形態，第６実施形態）
（２）凝縮器１７の冷媒液→（冷媒ポンプ４３）→ガス冷却器５１→エコノマイザー２３  （第３実施形態）
（３）凝縮器１７の冷媒液→（冷媒ポンプ４３）→ガス冷却器５１→蒸発器１１  （第２実施形態）
（４）エコノマイザー２３の冷媒液→冷媒ポンプ４３→ガス冷却器５１→エコノマイザー２３
（５）エコノマイザー２３の冷媒液→ガス冷却器５１→蒸発器１１
（６）蒸発器１１の冷媒液→冷媒ポンプ４３→ガス冷却器５１→蒸発器１１
【００３８】
（１），（２），（３）の冷媒ポンプ４３は、電動機１５冷却のために、冷媒液を電動機１５に送るポンプで兼用できる。（２），（３）は冷媒ポンプ４３を利用しなくても圧力差で冷媒供給が可能である。（４），（６）は冷媒ポンプ４３を新たに設ける必要がある。これらの中で（１）の冷媒蒸気を凝縮器１７に戻す方式が、冷凍機への圧縮仕事を増すことがなく効率的によい。次いでエコノマイザー２５に戻す方式（２），（４）が効率的に良い。圧縮抽気方式は（１）〜（６）全てが利用可能であるが、サーマルパージ方式では（１）が利用できず、（２）〜（６）が利用可能となる。圧縮抽気方式では、凝縮器１７、エコノマイザー２５、蒸発器１１あるいはこれらを接続する冷媒配管２１のどこにでも戻すことができる。サーマルパージ方式では、蒸発器１１あるいはこれと接続する冷媒配管２１に戻すことになる。冷凍機への負荷をかけないのは、凝縮器１７に戻す方式である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】圧縮式冷凍機１−１を示す全体概略構成図である。
【図２】圧縮式冷凍機１−２を示す全体概略構成図である。
【図３】圧縮式冷凍機１−３を示す全体概略構成図である。
【図４】圧縮式冷凍機１−４を示す全体概略構成図である。
【図５】圧縮式冷凍機１−５を示す全体概略構成図である。
【図６】圧縮式冷凍機１−６を示す全体概略構成図である。
【図７】冷媒圧力と吸収溶液の冷媒濃度との関係の例を示す図である。
【図８】露点と吸収溶液温度の関係の例を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１−１  圧縮式冷凍機
１１  蒸発器
１３  圧縮機
１５  電動機（駆動機）
１７  凝縮器
１９  膨張機
２１  冷媒配管
２３  エコノマイザー
３１  抽気タンク
３５  吸収タンク
３９  抽気圧縮機
４３  冷媒ポンプ
５１  ガス冷却器
５３  吸収剤クーラー
６９  吸収剤
７１  吸収剤ヒーター
１−２  圧縮式冷凍機
１−３  圧縮式冷凍機
１−４  圧縮式冷凍機
７９  ヒートポンプ
１−５  圧縮式冷凍機
１−６  圧縮式冷凍機
【図１】
2008014598.tif 000003
【図２】
2008014598.tif 000004
【図３】
2008014598.tif 000005
【図４】
2008014598.tif 000006
【図５】
2008014598.tif 000007
【図６】
2008014598.tif 000008
【図７】
2008014598.tif 000009
【図８】
2008014598.tif 000010