(57)【要約】【課題】効果的な調整もしくは制御を可能にし、改善されたＣＯＰ値を有するＣＯ2冷凍装置を提供する。【解決手段】二段式スクリューコンプレッサを備えたＣＯ2冷凍装置において、両コンプレッサの間に逆止弁が配置され、下位の圧力段のコンプレッサの前に、オイル遮断弁が配置され、両コンプレッサが１つの共通のオイル回路を有し、両コンプレッサの間に接続管路に中間圧接続部が設けられ、該接続部が、制御可能な弁装置を有する管路を介して中間圧容器と連通し、該容器が中間の絞り箇所を介して上位の補助液体セパレータの溜め側と連通され、該セパレータのヘッド部分が、制御可能な弁装置を有する管路を介して、上位の圧力段のコンプレッサのエコノマイザ接続部と接続され、上位の補助液体セパレータの溜め側が下位の補助液体セパレータと接続され、該管路に、制御可能な遮断弁と下位の絞り箇所とが配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二段配置形式のオイルオーバフロー式スクリューコンプレッサを備えたＣＯ2冷凍装置であって、オーバフロー式の２つのスクリューコンプレッサが流れ方向において相前後して配置されていて、それぞれ１つのエコノマイザ接続部を有している形式のものにおいて、
両スクリューコンプレッサの間に逆止弁が配置されており、下位の圧力段のスクリューコンプレッサの前に、オイル遮断弁が配置されていて、両スクリューコンプレッサが１つの共通のオイル回路を有していて、該オイル回路がオイルセパレータとオイルクーラとオイルフィルタとから成っており、これらの構成部材がガス側及びオイル側において、上位の圧力段のスクリューコンプレッサの下流側に配置されていて、下位及び上位の圧力段の両スクリューコンプレッサのエコノマイザ接続部が、流れ的にハウジングにおけるロータの歯溝に隣接していて、エコノマイザ接続部が歯溝と接続されている場合には、吸込み側にも圧力側にも流れ接続部が生じないようになっており、両圧力段のスクリューコンプレッサの間における接続管路に、中間圧接続部が設けられており、該中間圧接続部が、制御可能な弁装置を有する管路を介して中間圧容器と連通していて、該中間圧容器が、中間の絞り箇所を介して上位の補助液体セパレータの溜め側と連通されていて、該上位の補助液体セパレータのヘッド部分が、制御可能な弁装置を有する管路を介して、上位の圧力段のスクリューコンプレッサのエコノマイザ接続部と接続されていて、中間圧容器の溜め側が下流側で管路を介して下位の補助液体セパレータと接続されており、該管路に、制御可能な遮断弁と下位の絞り箇所とが配置されており、さらに下位の補助液体セパレータが、制御可能な弁装置を有する管路を介して、下位の圧力段のスクリューコンプレッサのエコノマイザ接続部と接続されており、これに対して上位の補助液体セパレータが管路を介してガスクーラの下流に配置されており、該管路に上位の絞り箇所が配置されており、上位の補助液体セパレータが、その溜め側において中間の絞り箇所を介して中間圧容器と接続されていて、下位の補助液体セパレータの溜めが下位の絞り箇所を介して、エバポレータ・液体分離系と連通されていることを特徴とする、二段配置形式のオイルオーバフロー式スクリューコンプレッサを備えたＣＯ2冷凍装置。
【請求項２】
二段式のスクリューコンプレッサユニットを備えたＣＯ2冷凍装置であって、上位及び下位の圧力段のオイルオーバフロー式スクリューコンプレッサが二段配置形式で流れ方向において相前後して配置されている形式のものにおいて、
両スクリューコンプレッサの間に逆止弁が配置されており、下位の圧力段のスクリューコンプレッサの前に、オイル遮断弁が配置されていて、両スクリューコンプレッサが１つの共通のオイル回路を有していて、該オイル回路がオイルセパレータとオイルクーラとオイルフィルタとから成っており、これらの構成部材がガス側及びオイル側において、上位の圧力段のスクリューコンプレッサの下流側に配置されており、ガスクーラ流出部とエバポレータ流入部との間において、冷媒主流のための流路を形成していて冷媒を通す管路に、１つの絞り装置が設けられ、かつ少なくとも３つの熱交換器が該流路において直列に配置されており、これらの熱交換器が、上位の補助液体クーラ、中間の補助液体クーラ及び下位の補助液体クーラとして形成されており、これらの熱交換器がその熱交換面の片側において前記流路の一部を形成していて、他方の側において、絞り弁を介して流路からの液体分岐部と接続されていて、該熱交換器側の流出部が、上位の圧力段のスクリューコンプレッサのエコノマイザ接続部に接続されているか、下位の圧力段のスクリューコンプレッサと上位の圧力段のスクリューコンプレッサの間の中間圧接続部に接続されているか、又は下位の圧力段のスクリューコンプレッサのエコノマイザ接続部に接続されていることを特徴とする、二段式のスクリューコンプレッサユニットを備えたＣＯ2冷凍装置。
【請求項３】
上位の圧力段のスクリューコンプレッサが、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０３３４９４７号明細書におけるように、構成されていて、両圧力段のスクリューコンプレッサの間における接続管路に、逆止弁と中間圧接続部とが設けられている、請求項１又は２記載の冷凍装置。
【請求項４】
下位の圧力段の最終圧レベルが、下位の圧力段のＣＯＰ値と上位の圧力段のＣＯＰ値とがほぼ同じ大きさになるように、設定されている、請求項１又は２記載の冷凍装置。
【請求項５】
上位の圧力段の最終圧が、冷媒の臨界点における圧力よりも高い、請求項１又は２記載の冷凍装置。
【請求項６】
直列に配置されている熱交換器が、１つの熱交換器構成グループを形成している、請求項２記載の冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二段式に圧縮及び調整される形式のＣＯ2冷凍装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
互いに別個の２つの冷却回路を備えたいわゆるカスケード冷凍装置が公知であり、この場合ＣＯ2が低温領域において固有の閉鎖された冷却回路内で使用され、カスケード冷凍装置の高温領域では、別の第２の冷媒、例えばアンモニアが、他の第２の閉鎖された冷却回路内においてしようされ、これによってＣＯ2を凝縮することができる。DKV-Tagungsbericht（会議レポート） 2001, Ulm, Arbeitsabteilung（作業区分）II.2, Band（判）II.2, 第４５頁〜に記載されているように、ＣＯ2は、いわゆるカスケードコンデンサ内において液化され、このカスケードコンデンサは、コンデンサと第２の冷却回路のエバポレータとを形成している。ＣＯ2凝縮熱は、高温領域の第２の冷却回路における気化を生ぜしめる。ＣＯ2の凝縮温度は、ＣＯ2の臨界点よりも著しく下にある。オイルオーバフロー式のスクリューコンプレッサを備えた２つの冷凍装置部分は、コンプレッサの他に、オイルセパレータとオイルクーラとオイルフィルタと固定部材（Armatur）と管路と、圧力監視兼温度監視用のセンサ装置とから成るオイル供給系を有しており、このオイル供給系は、冷媒及び運転条件に合わせられている。
【０００３】
この公知の構成には次のような欠点がある。すなわち公知の構成では、カスケード冷凍装置は技術的に極めて複雑でありかつ高価である。それというのは、この場合、異なった２つの冷媒と潤滑オイル及びそのために必要なオイル系の付加的装置を備えた、スクリューコンプレッサを含めて２つの別個の冷凍回路装置部分が使用されるからである。カスケード装置用のコンプレッサステーションを構成するためには、２つのオイルセパレータと２つのオイルクーラと２つのオイルフィルタ構成グループと必要なすべての管路が、付属の固定部材及び安全装置並びに制御装置と共に、２倍の構成で必要である。両方のスクリューコンプレッサは、搬送容量を変えるための手段、例えば各１つの調整スプールを備えた構成されており、これらの手段もしくは調整スプールは、部分的に、ロータを内包するハウジング内に配置されていて、作動させるためにさらに別の液圧構成部材及び制御エレメントを要する。カスケード装置においてダブルで必要なこれら構成部材は、コストを増大させ、ひいては装置全体のコストを高騰させることになる。
【０００４】
別の公知の解決策では、カスケードコンデンサなしに、ＣＯ2を冷媒として備えた２つの圧力段が使用されている（「KK DIE KAELTE und Klimatechnik」, 57. ２００５年からの別刷り参照）。この別の公知の構成では、第１の圧力段の圧縮されたガスは、インタクーラにおいて飽和蒸気状態に冷却される。そのために必要な液体は、上位の圧力段の高圧側から、この中間圧への弛緩によって準備される。この際に生じる「フラッシュ蒸気」もしくは「フラッシュガス」と、液体の気化に基づいて再冷却に起因して生じる蒸気部分とは、一緒に、飽和蒸気状態に冷却された下位の圧力段の冷媒共に、上位の圧力段のコンプレッサによって吸い込まれ、臨界圧を越えて冷凍装置の最終圧にまで圧縮される。プロセスを継続するために、ガスクーラにおける熱は周囲に排出される。下位の圧力段及び上位の圧力段はこの場合確かに同じ冷媒ＣＯ2を使用するが、しかしながら固有のオイル供給系を備えた２つの完全なユニットを必要とするので、この公知の構成もやはり極めて高価である。
【０００５】
さらに別の解決策では、ＣＯ2が２つの圧力段において使用されており、両圧力段は、中間熱交換器によって、カスケード冷凍装置の解決策と同様に、２つの異なった冷媒を備えていて、互いに連結されている。この公知の解決策においても高コストであると欠点がある。そして最後２つの構成には、カスケード冷凍装置に比べてエネルギ効率が不良であるという欠点がある。
【非特許文献１】DKV-Tagungsbericht（会議レポート） 2001, Ulm, Arbeitsabteilung（作業区分）II.2, Band（判）II.2
【非特許文献２】「KK DIE KAELTE und Klimatechnik」, 57. ２００５年からの別刷り
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ゆえに本発明の課題は、上に述べた公知の構成における欠点を排除し、効果的な調整もしくは制御を可能にし、改善されたＣＯＰ（Coefficient of Performance コンプレッサの駆動出力に対する冷却出力のこと、成績係数もしくは動作係数と呼ぶ）を有するＣＯ2冷凍装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題を解決するために本発明の構成では、二段配置形式のオイルオーバフロー式スクリューコンプレッサを備えたＣＯ2冷凍装置であって、オーバフロー式の２つのスクリューコンプレッサが流れ方向において相前後して配置されていて、それぞれ１つのエコノマイザ接続部を有している形式のものにおいて、両スクリューコンプレッサの間に逆止弁が配置されており、下位の圧力段のスクリューコンプレッサの前に、オイル遮断弁が配置されていて、両スクリューコンプレッサが１つの共通のオイル回路を有していて、該オイル回路がオイルセパレータとオイルクーラとオイルフィルタとから成っており、これらの構成部材がガス側及びオイル側において、上位の圧力段のスクリューコンプレッサの下流側に配置されていて、下位及び上位の圧力段の両スクリューコンプレッサエコノマイザ接続部が、流れ的にハウジングにおけるロータの歯溝に隣接していて、エコノマイザ接続部が歯溝と接続されている場合には、吸込み側にも圧力側にも流れ接続部が生じないようになっており、両圧力段のスクリューコンプレッサの間における接続管路に、中間圧接続部が設けられており、該中間圧接続部が、制御可能な弁装置を有する管路を介して中間圧容器と連通していて、該中間圧容器が、中間の絞り箇所を介して上位の補助液体セパレータの溜め側と連通されていて、該上位の補助液体セパレータのヘッド部分が、制御可能な弁装置を有する管路を介して、上位の圧力段のスクリューコンプレッサのエコノマイザ接続部と接続されていて、中間圧容器の溜め側が下流側で管路を介して下位の補助液体セパレータと接続されており、該管路に、制御可能な遮断弁と下位の絞り箇所とが配置されており、さらに下位の補助液体セパレータが、制御可能な弁装置を有する管路を介して、下位の圧力段のスクリューコンプレッサのエコノマイザ接続部と接続されており、これに対して上位の補助液体セパレータが管路を介してガスクーラの下流に配置されており、該管路に上位の絞り箇所が配置されており、上位の補助液体セパレータが、その溜め側において中間の絞り箇所を介して中間圧容器と接続されていて、下位の補助液体セパレータの溜めが下位の絞り箇所を介して、エバポレータ・液体分離系と連通されているようにした。
【０００８】
また本発明の別の構成では、二段式のスクリューコンプレッサユニットを備えたＣＯ2冷凍装置であって、上位及び下位の圧力段のオイルオーバフロー式スクリューコンプレッサが二段配置形式で流れ方向において相前後して配置されている形式のものにおいて、両スクリューコンプレッサの間に逆止弁が配置されており、下位の圧力段のスクリューコンプレッサの前に、オイル遮断弁が配置されていて、両スクリューコンプレッサが１つの共通のオイル回路を有していて、該オイル回路がオイルセパレータとオイルクーラとオイルフィルタとから成っており、これらの構成部材がガス側及びオイル側において、上位の圧力段のスクリューコンプレッサの下流側に配置されており、ガスクーラ流出部とエバポレータ流入部との間において、冷媒主流のための流路を形成していて冷媒を通す管路に、１つの絞り装置が設けられ、かつ少なくとも３つの熱交換器が該流路において直列に配置されており、これらの熱交換器が、上位の補助液体クーラ、中間の補助液体クーラ及び下位の補助液体クーラとして形成されており、これらの熱交換器がその熱交換面の片側において前記流路の一部を形成していて、他方の側において、絞り弁を介して流路からの液体分岐部と接続されていて、該熱交換器側の流出部が、上位の圧力段のスクリューコンプレッサのエコノマイザ接続部に接続されているか、下位の圧力段のスクリューコンプレッサと上位の圧力段のスクリューコンプレッサの間の中間圧接続部に接続されているか、又は下位の圧力段のスクリューコンプレッサのエコノマイザ接続部に接続されているようにした。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、冷媒ＣＯ2は、流れ方向において相前後して配置されたオイルオーバフロー式のスクリューコンプレッサを備えた２段式装置において使用される。ロータの潤滑、冷却及びシールのために、下位の圧力段のコンプレッサに供給されるオイルは、ＣＯ2と一緒に、下位の圧力段のコンプレッサの圧力側から流出し、高圧段である上位の圧力段のコンプレッサの吸込み側に供給され、この上位の圧力段のコンプレッサには同様に、潤滑、冷却及びシールのためにオイルが供給される。両コンプレッサ段のオイル流は、圧縮されたＣＯ2と一緒に、上位の圧力段のコンプレッサから、上位の圧力段の後ろに配置されたオイルセパレータに達する。オイルセパレータにおいてオイルはＣＯ2から分離される。下位の圧力段の最終圧レベルは有利には、下位の圧力段のＣＯＰ値と上位の圧力段のＣＯＰ値とがほぼ同じ大きさになるように、選択されている。上位の圧力段の出力圧又は最終圧は、周囲への熱の排出が可能であるように、上昇させられる。この場合冷媒の臨界点は下回られる。低温領域もしくは下位の圧力段において、オイル調製系を備えていない少なくとも１つのスクリューコンプレッサが設けられており、高温領域又は上位の圧力段には、ＣＯ2を臨界点の上の圧力にまで圧縮する少なくとも１つの高圧コンプレッサが配置されている。下位の圧力段のコンプレッサ及び上位の圧力段のコンプレッサは、１つの共通の冷却回路の一部である。下位の圧力段のオイルは、圧縮されたＣＯ2と一緒に上位の圧力段に達する。オイルセパレータとオイルクーラとオイルフィルタとから成るオイル調製系は、ガス側及びオイル側において、上位の圧力段のコンプレッサの下流側に配置されている。オイルセパレータはオイル溜を有しており、このオイル溜から、下位及び上位の圧力段には、熱交換器において冷却されてオイルフィルタにおいて清浄化されたオイルが供給され、この場合熱交換器及びオイルフィルタは、オイルセパレータの下流においてコンプレッサに向かって配置されている。オイルはコンプレッサの機能箇所、例えば軸受、及び圧縮過程の冷却を目的とした作業室、作業室を取り囲む間隙面の液体によるシール部及び潤滑部に供給される。両圧力段のスクリューコンプレッサは有利には、自体公知の各１つの中間圧開口、いわゆるエコノマイザ接続部を有しており、このエコノマイザ接続部は流れ的にハウジング内においてロータの歯溝に隣接していて、エコノマイザ接続部が歯溝と接続されている場合には、吸込み側にも圧力側にも流れ接続部が生じないようになっている。上位の圧力段のコンプレッサは有利には、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０３３４９４７号明細書に記載のように構成されている。つまりエコノマイザ接続開口は、コンプレッサに対して次のように、すなわち、最大の室容積が得られるまでに、流れ接続部が生じるように、配置されている。両圧力段のコンプレッサの間における接続管路には、有利には、本発明による第１の構成では、中間圧接続部が設けられており、この中間圧接続部を介してフラッシュガスが、中間圧容器から、制御可能な弁装置を備えた管路を介して供給されるようになっており、かつ場合によっては、他のエバポレータ系からの冷媒ベーパの形又は、補助液体クーラからの気化された冷媒の形のサイド負荷（Seitenlast）が供給されてもよい。中間圧容器は本発明による第１の構成では、有利には、上位の補助液体セパレータの溜め側から中間の絞り箇所を介して供給され、この上位の補助液体セパレータのフラッシュガスは、制御可能な弁装置を備えた管路を介して、上位の圧力段のスクリューコンプレッサのエコノマイザ接続部に供給される。中間圧容器の溜め側は下流側において管路及び下位の絞り箇所を介して、液体供給を目的として下位の補助液体セパレータに接続されている。下位の絞り箇所の下流において生じるフラッシュ蒸気は、補助液体セパレータにおいて分離され、制御可能な弁装置を備えた管路を介して、下位の圧力段のスクリューコンプレッサのエコノマイザ接続部に供給される。上位の補助液体セパレータはガスクーラの下流において管路を介して、上位の絞り箇所と接続されている。この上位の補助液体セパレータにおいて、第１の弛緩段階において生じる２つの相、つまりフラッシュ蒸気と液体とが分離される。フラッシュ蒸気は上位の圧力段のコンプレッサのエコノマイザ接続部に、該エコノマイザ接続部の上流側に配置された制御可能な弁を介して供給される。液体は中間の絞り箇所を介して、中間圧セパレータとも呼ばれる中間圧容器内に弛緩される。この場合新たに、液体と蒸気とが、低い温度レベルと中間の圧力レベルにおいて発生する。中間圧セパレータにおいてこの液体及びフラッシュ蒸気の相は、中間の圧力レベルにおいて分離される。フラッシュ蒸気は有利には、制御可能な弁装置を介して中間圧接続部に供給され、これに対して液体は下位の絞り箇所を介して下位の補助液体セパレータ内に弛緩される。この際に発生するフラッシュ蒸気及び液体の相は、ここで互いに分離される。そこから初めて液体は、最下位の絞り箇所を介して、エバポレータ・液体分離系に達し、このエバポレータ・液体分離系からフラッシュ蒸気は、下位の圧力段のスクリューコンプレッサの吸込み側に、熱供給によってエバポレータにおいて発生した冷媒ベーパと一緒に供給される。
【００１０】
複数の弛緩段階が配置されていることによって、プロセスが著しく改善される。それというのは、ガスクーラの下流における高圧蒸気の弛緩が、単段式ではなく、多段式に、異なった４つの高さの圧力レベルに弛緩され、フラッシュ蒸気はこれらの圧力レベルから上位の圧力段の最終圧に圧縮されることができるからである。
【００１１】
本発明の第２の解決策では、エバポレータ系に供給された冷媒流は、複数の補助冷却区分を通過した後で、単段式に弛緩される。冷媒主流のための流路に配置されている上位の補助液体クーラ、中間の補助液体クーラ及び下位の補助液体クーラにおいて、冷媒流を冷却するために、それぞれの補助液体クーラの上流における液体分岐部によって、冷媒液体の部分流が分岐され、それぞれの補助液体クーラにおいて気化される。この冷媒ベーパは、上位の圧力段のスクリューコンプレッサのエコノマイザ接続部に供給されるか、下位の圧力段のスクリューコンプレッサと上位の圧力段のスクリューコンプレッサの間の中間圧接続部に供給されるか、又は下位の圧力段のスクリューコンプレッサのエコノマイザ接続部に供給される。本発明によるこの配置形式では、ガスクーラの冷媒流出部とエバポレータの流入部との間に少なくとも２つの補助液体クーラが、流路において相前後して配置されており、これらの補助液体クーラは、高圧下にあるＣＯ2を、補助冷却される主流から取り出されて気化するＣＯ2部分流によって、冷却し、これによって液化又は補助冷却し、そして気化しているＣＯ2部分流は、各エコノマイザ接続部又は中間圧接続部に供給される。補助液体クーラは有利には１つの熱交換器構成グループにまとめられ、この熱交換器構成グループには、補助冷却されるＣＯ2主流から部分流を取り出すために変向カバーに分岐部を備えた管路系が配置されている。本発明によれば、少なくとも上位の圧力段のコンプレッサへの流入部の前には、下位の圧力領域と上位の圧力領域との境界を定めるために、逆止弁が配置されており、この場合中間圧接続部は流れ方向において逆止弁の下流に配置されている。このようにして下位の圧力段のスクリューコンプレッサは例えば５２バールに制限することができ、これに対して上位の圧力段のコンプレッサは例えば１３０バールに制限される。さらに、中間圧セパレータを備えた構成では、強制制御される弁が、下位の圧力段のスクリューコンプレッサに通じるオイル供給管路に配置されており、この弁は、下位の圧力段のスクリューコンプレッサの運転時にのみ開放され、該コンプレッサの停止時には閉鎖される。付加的に、二段式のコンプレッサ装置は、消費機側における運転パラメータ、例えばエバポレータ流出部における圧力又は下位の圧力段の吸込み側における圧力を、所定近傍の値に保つために、そして気化温度を一定に保ち、ひいては消費機側における温度を調整するために、公知の手段を有している。下位の圧力段のスクリューコンプレッサは、エバポレータからの蒸気容積流への適合を目的として吐出流を変化させるために、出力調整のための公知の手段、例えば調整スプール又は、回転数可変の駆動装置を備えており、この場合調整スプールは、ロータを取り囲むハウジングの１周壁部分を形成していて、コンプレッサの吐出量を変化させるために、ハウジングに設けられたバイパス開口を開放し、このバイパス開口を通して、吸い込まれた吐出容積の一部がコンプレッサの吸込み側に戻し案内される。これによって、コンプレッサによって吐出される質量流が変化し、この質量流は、エンタルピー差（Enthalpiedifferenz）を掛けられて、冷却出力を生ぜしめる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に図面を参照しながら本発明の有利な実施形態を説明する。
【００１３】
図１に示された本発明による解決策では、冷媒ＣＯ2は、流れ方向において相前後して配置されたオイルオーバフロー式（oelueberflutet）のスクリューコンプレッサ１，２を備えた二段式装置において圧縮される。両スクリューコンプレッサ１，２の間には逆止弁１０が配置されており、この逆止弁１０はスクリューコンプレッサの遮断時に、逆流による許容不能な圧力上昇を阻止する。下位の圧力段のスクリューコンプレッサ１にオイル遮断弁１６を介して供給された、ロータの潤滑、冷却及びシールのためのオイルは、ＣＯ2と一緒に、スクリューコンプレッサ１の圧力側から流出し、スクリューコンプレッサ２の吸込み側１３に導かれ、このスクリューコンプレッサ２にも同様に、潤滑、冷却及びシールのためにオイルが供給される。破線は、両スクリューコンプレッサ１，２のためのオイル回路を示している。両スクリューコンプレッサ１，２のオイル流は一緒に、オイルセパレータ３に達する。オイルセパレータ３とオイルクーラと図示されていないオイルフィルタとから成るオイル調製系は、ガス側及びオイル側においてスクリューコンプレッサ２の後ろに、つまり下流に配置されている。両スクリューコンプレッサ１，２には、冷却されかつ濾過されたオイルが供給される。オイルはスクリューコンプレッサ１，２の機能箇所、例えば軸受、及び圧縮過程の冷却を目的とした作業室、作業室を取り囲む間隙面のシール部及び潤滑部に供給される。スクリューコンプレッサ１，２は、共通の冷却回路の一部である。下位の圧力段の最終圧レベルは、下位の圧力段のＣＯＰ値と上位の圧力段のＣＯＰ値とがほぼ同じ大きさになるように、選択されている。上位の圧力段の最終圧は、冷媒の臨界点における圧力よりも高い。スクリューコンプレッサ１，２は有利には各１つの中間圧接続部、いわゆるエコノマイザ接続部２５，２６を有しており、このエコノマイザ接続部２５，２６は、流れ的にハウジング内においてロータの歯溝に隣接していて、エコノマイザ接続部が歯溝と接続されている場合には、吸込み側にも圧力側にも流れ接続部が生じないようになっている。スクリューコンプレッサ２は有利には、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０３３４９４７号明細書に記載のように構成されている。スクリューコンプレッサ１，２の間における接続管路には、中間圧接続部２７が設けられており、この中間圧接続部２７においてフラッシュガスが、中間圧容器５から、制御可能な弁装置２０を備えた管路１２を介して供給される。中間圧容器５は、上位の補助液体セパレータ１７の溜め側から中間の絞り箇所２８を介して供給され、この上位の補助液体セパレータ１７のフラッシュガスは、制御可能な弁装置１９を備えた管路６を介して、スクリューコンプレッサ２のエコノマイザ接続部２６に供給される。中間圧容器５の溜め側は、下流において、下位の補助液体セパレータ１８への液体供給のために管路を介して接続されている。この管路には遮断弁２３と下位の絞り箇所２９とが配置されている。遮断弁２３は両方のコンプレッサの運転時にのみ開放されている。下位の絞り箇所２９の後ろに存在するフラッシュガスは、補助液体セパレータ１８において分離され、制御可能な弁装置２１を備えた管路７を介して、スク��ューコンプレッサ１のエコノマイザ接続部２５に供給される。上位の補助液体セパレータ１７は上流側でガスクーラ４の下流側に、上位の絞り箇所２２が配置されている管路３０を介して接続されている。この上位の補助液体セパレータ１７において、２つの相が、つまり第１の弛緩状態の結果として発生する液体とフラッシュガスとが分離される。液体は中間の絞り箇所２８を介して中間圧容器５に弛緩される。下位の補助液体セパレータ１８の溜めから液体は、最下位の絞り箇所２４を介して、エバポレータ兼液体分離系８に達し、この液体分離系８からフラッシュガスは、下位の圧力段のスクリューコンプレッサ１の吸込み側に、熱供給によってエバポレータ９内において発生している冷媒ガスと一緒に、供給される。
【００１４】
複数の弛緩段の配置によってプロセスが改善される。それというのは、ガスクーラを出た後における高圧蒸気の弛緩は、単段式ではなく、複数段式に相前後して４つの圧力レベルに弛緩され、個々のセパレータのフラッシュガスはそれぞれの圧力レベルから、上位の圧力段の最終圧に圧縮されるだけだからである。
【００１５】
図２に示された本発明の別の解決策においても同様に、２つのスクリューコンプレッサ１，２が設けられている。しかしながらこの実施例では、エバポレータに供給される冷媒流は、複数の非冷却区分を貫通した後で、単段式に弛緩される。冷媒主流のための流路３０に配置されている上位の補助液体クーラ３１と中間の補助液体クーラ３２と下位の補助液体クーラ３３とにおける冷媒流の冷却のために、各補助液体クーラ区分の前における液体分岐路によって、冷媒液の部分流が分岐され、絞り弁３４，３５，３６においてそれぞれの中間圧に弛緩され、各補助液体クーラ３１，３２，３３において気化される。この冷媒ベーパはそれぞれスクリューコンプレッサ２のエコノマイザ接続部２６と、スクリューコンプレッサ１とスクリューコンプレッサ２との間の中間圧接続部２７と、スクリューコンプレッサ１のエコノマイザ接続部２５とに供給される。冷媒管路３０における遮断弁２３は、スクリューコンプレッサ２が運転中で、このスクリューコンプレッサ２の吸込み圧が例えば５２バールである所定の値を下回っている場合にのみ、開放されている。
【００１６】
高い圧力レベルにおける冷媒主流の冷却のために冷媒部分流を弛緩させる複数の弛緩段を備えた上記本発明による解決策は、第１実施例におけるとほぼ同様に、冷却出力の増大及び効果の改善を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】弛緩を４回行う二段式スクリューコンプレッサ装置を備えた本発明による冷凍装置を概略的に示す回路図である。
【図２】ガスクーラ流出部の後でＣＯ2の単段式の弛緩と複数段の冷却及び凝縮を行う、二段式スクリューコンプレッサ装置を備えた本発明による冷凍装置を概略的に示す回路図である。
【符号の説明】
【００１８】
１，２  スクリューコンプレッサ、  ３  オイルセパレータ、  ４  ガスクーラ、  ５  中間圧容器、  ６，７  管路、  ８  液体分離系、  ９  エバポレータ、  １０  逆止弁、  １３  吸込み側、  １６  オイル遮断弁、  １７，１８  補助液体セパレータ、  １９，２０，２１  弁装置、２２  絞り箇所、  ２３  遮断弁、  ２４  絞り箇所、  ２５，２６  エコノマイザ接続部、  ２７  中間圧接続部、  ２８，２９  絞り箇所、  ３０  流路、  ３１  上位の補助液体クーラ、  ３２  中間の補助液体クーラ、  ３３  下位の補助液体クーラ、  ３４，３５，３６  絞り弁、  ３７  オイルクーラ
【図１】
2008185327.tif 000003
【図２】
2008185327.tif 000004