(57)【要約】【課題】複数の冷凍機を用いてなる冷凍装置にあって、全負荷時の効率を高めると共に、部分負荷効率も高く維持できる冷凍装置を提供すること。【解決手段】冷水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２１−１，２１−２と、冷媒蒸気を圧縮して高圧蒸気にする圧縮機２３−１，２３−２と、高圧蒸気を冷却水で冷却して凝縮させる凝縮器２５−１，２５−２とを有する複数の冷凍機２０−１，２０−２を具備する。冷水は複数の冷凍機２０−１，２０−２の蒸発器２１−１，２１−２に直列に接続され、順次複数の蒸発器２１−１，２１−２の冷媒の蒸発熱で冷却される。冷却水は複数の冷凍機２０−１，２０−２の凝縮器２５−１，２５−２に直列に接続され、順次複数の凝縮器２５−１，２５−２の冷媒を冷却する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、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と、前記冷媒蒸気を圧縮して高圧蒸気にする圧縮機と、高圧蒸気を冷却流体で冷却して凝縮させる凝縮器とを有する冷凍機を複数具備し、
前記被冷却流体は前記複数の冷凍機の蒸発器に直列に接続され、順次複数の蒸発器の冷媒の蒸発熱で冷却され、
前記冷却流体は前記複数の冷凍機の凝縮器に直列に接続され、順次複数の凝縮器の冷媒を冷却することを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
前記複数の冷凍機の複数の圧縮機を、同一の電動機で駆動することを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項３】
少なくとも、前記複数の冷凍機の蒸発器を、１つの缶胴を区画したそれぞれの区画に設置するか、
或いは前記複数の冷凍機の凝縮器を、１つの缶胴を区画したそれぞれの区画に設置することを特徴とする請求項１又は２に記載の冷凍装置。
【請求項４】
前記複数の冷凍機の各凝縮器と蒸発器間をつなぐ冷媒配管には、凝縮器から蒸発器への冷媒の流れが持つエネルギーを回収する動力回収膨張機が設けられていることを特徴とする請求項１又は２又は３に記載の冷凍装置。
【請求項５】
前記動力回収膨張機は、冷媒の流れが持つエネルギーによって発電機を駆動することで動力を回収することを特徴とする請求項４に記載の冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却流体（冷却水、冷却用空気等の冷却源）に顕熱変化をする流体を用い、被冷却流体に冷水あるいはブライン等の顕熱変化をする流体を用いる冷凍装置に関し、特に複数の冷凍機を有する冷凍装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、蒸発器、圧縮機、凝縮器等から構成される冷凍機を複数設置して構成される冷凍装置がある。図１９はこの種の冷凍装置の１例を示す構成図、図２０はこの冷凍装置における冷水と冷却水の供給状態を示す図である。両図に示す冷凍装置は２つの冷凍機２００−１，２００−２を具備しており、それぞれ蒸発器２０１−１，２０１−２と、圧縮機２０３−１，２０３−２と、凝縮器２０５−１，２０５−２と、膨張弁２０７−１，２０７−２とを、冷媒配管２０９−１，２０９−２によって連結してそれぞれ閉回路内で冷媒を循環させるクローズドシステムを構成している。
【０００３】
そして従来、各蒸発器２０１−１，２０１−２には、これらに並列に冷水（被冷却流体）が供給され、また各凝縮器２０５−１，２０５−２には、これらに並列に冷却水（冷却流体）が供給されていた。この冷水と冷却水の供給方式によれば、冷凍容量が少ない場合に、運転する冷凍機２００−１，２００−２の台数を減らす台数制御が可能となり、また冷水、冷却水も容量に合わせて増減することができ、部分負荷対応ができるという特徴がある。
【０００４】
しかしながら一方で上記従来の冷凍装置においては、部分負荷時（台数制御時）に、停止した冷凍機２００−１，２００−２の蒸発器２０１−１，２０１−２や凝縮器２０５−１，２０５−２が休止してしまうので、これらが伝熱に寄与できず、冷凍装置の部分負荷時の効率向上が図れないという問題点があった。
【特許文献１】特開２００３−１３０４２８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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、複数の冷凍機を用いてなる冷凍装置にあって、全負荷時の効率を高めると共に、部分負荷の場合でも複数の蒸発器、凝縮器を常に利用しながら部分負荷効率を高く維持できる冷凍装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願請求項１に記載の発明は、少なくとも、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と、前記冷媒蒸気を圧縮して高圧蒸気にする圧縮機と、高圧蒸気を冷却流体で冷却して凝縮させる凝縮器とを有する冷凍機を複数具備し、前記被冷却流体は前記複数の冷凍機の蒸発器に直列に接続され、順次複数の蒸発器の冷媒の蒸発熱で冷却され、前記冷却流体は前記複数の冷凍機の凝縮器に直列に接続され、順次複数の凝縮器の冷媒を冷却することを特徴とする冷凍装置にある。
【０００７】
本願請求項２に記載の発明は、前記複数の冷凍機の複数の圧縮機を、同一の電動機で駆動することを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置にある。
【０００８】
本願請求項３に記載の発明は、少なくとも、前記複数の冷凍機の蒸発器を、１つの缶胴を区画したそれぞれの区画に設置するか、或いは前記複数の冷凍機の凝縮器を、１つの缶胴を区画したそれぞれの区画に設置することを特徴とする請求項１又は２に記載の冷凍装置にある。
【０００９】
本願請求項４に記載の発明は、前記複数の冷凍機の各凝縮器と蒸発器間をつなぐ冷媒配管には、凝縮器から蒸発器への冷媒の流れが持つエネルギーを回収する動力回収膨張機が設けられていることを特徴とする請求項１又は２又は３に記載の冷凍装置にある。
【００１０】
本願請求項５に記載の発明は、前記動力回収膨張機は、冷媒の流れが持つエネルギーによって発電機を駆動することで動力を回収することを特徴とする請求項４に記載の冷凍装置にある。
【発明の効果】
【００１１】
被冷却流体を複数の冷凍機の蒸発器に直列に接続し、且つ冷却流体を複数の冷凍機の凝縮器に直列に接続したので、冷却流体の顕熱変化と、被冷却流体の顕熱変化とを利用して全負荷時の効率と部分負荷時の効率とを何れも高く維持でき、これらのことから冷凍装置全体の効率向上が図れる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、圧縮機構造の簡易化が図れる。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、蒸発器構造及び／又は凝縮器構造の簡易化が図れる。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、冷媒の膨張の際に動力（凝縮器から蒸発器への冷媒の流れが持つエネルギー）を回収でき、同時に冷凍効果を増大することができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明によれば、動力回収膨張機に発電機を用いたので、電気の取出量により動力回収膨張機の回転速度を変えることができ、容易に動力回収膨張機の回転速度制御が行なえる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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。
本発明にかかる冷凍機は、複数の冷凍機（蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行なう圧縮冷凍機）によって構成されるので、予め本発明に使用する冷凍機単体の具体例について説明する。図２，図４，図６は、何れも本発明の冷凍装置に用いることができる冷凍機２０，２０Ａ，２０Ｂを示す構成図、図１，図３，図５はそれぞれ冷凍機２０，２０Ａ，２０Ｂの冷凍サイクルを示す図である。図２に示す冷凍機２０は、冷媒を封入したクローズドシステムで構成され、具体的に言えば冷水（被冷却流体）から熱を奪って冷媒が蒸発して冷凍効果を発揮する蒸発器２１と、前記冷媒蒸気を圧縮して高圧蒸気にする圧縮機２３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２５と、前記凝縮した冷媒を減圧して膨張させる膨張弁２７とを、冷媒配管２９によって連結して構成されている。
【００１７】
図４に示す冷凍機２０Ａも冷媒を封入したクローズドシステムで構成されており、図２に示す冷凍機２０と相違する点は、冷凍機２０に比べて高効率化を図るために、凝縮器２５と蒸発器２１の間に複数台（２台）のエコノマイザー（気液分離器）３１，３１´を設置し、さらに圧縮機２３，２３´，２３”を多段（３段）にして各圧縮段の中間にエコノマイザー３１，３１´からの冷媒蒸気を吸引させた点である。これによって図３に示すような２段エコノマイザーサイクルが形成される。凝縮器２５とエコノマイザー３１の間、エコノマイザー３１とエコノマイザー３１´の間、エコノマイザー３１´と蒸発器２１の間には、それぞれ膨張弁が設けられるのが一般的である。なお、図４ではエコノマイザー３１´と蒸発器２１の間にのみ、膨張弁２７を示している。
【００１８】
エコノマイザーサイクルは、圧縮機２段と１台のエコノマイザーを組み合わせた単段エコノマイザーあるいは、圧縮機（Ｎ＋１）段とＮ台のエコノマイザーを組み合わせたＮ段エコノマイザーサイクル等があり、通常、段数が増加するほど効率が向上する。本発明の適用には図４に示す２段エコノマイザーの代りに、単段あるいはＮ段エコノマイザーとしても差し支えない。
【００１９】
また図６に示す冷凍機２０Ｂも冷媒を封入したクローズドシステムで構成されており、図２に示す冷凍機２０と相違する点は、膨張弁２７の代わりに、動力回収膨張機２８を取り付けた点である。動力回収膨張機２８とは、凝縮液を膨張させて蒸発器２１に送ると共に動力回収機（発電機）２８１によって動力を回収するものである。このように構成すれば、図５に示す線分ａ１のように、膨張の際にエンタルピーが下がり、動力（凝縮器２５から蒸発器２１への冷媒の流れが持つエネルギー）を回収でき、同時にその分だけ冷凍効果が増大する。この冷凍機２０Ｂの場合、図４に示す冷凍機２０Ａの場合と同程度の高効率化が図れる上に、圧縮機２３を多段に設置するなどの必要がないので、構造が簡単になる。この実施形態のように、回収動力は電気として回収するのが望ましく、回収した動力は、圧縮機２３の駆動動力の一部に利用したり、或いは冷水ポンプや冷却水ポンプ、冷却塔等の冷凍装置の補機駆動動力の一部に利用したり、その他電力系統に連係して冷凍装置とは関係のない各種機器駆動動力等として利用したりする。またこの実施形態のように動力回収膨張機２８に発電機２８１を用いた場合は、電気の取出量により動力回収膨張機２８の回転速度を変えることができ、動力回収膨張機２８の回転速度制御が容易になる。
【００２０】
図６の動力回収サイクルは、図２の膨張弁２７の代わりに動力回収膨張機２８を設けたものであるが、例えば、単段エコノマイザーサイクルで、凝縮器２５とエコノマイザー３１との間及びエコノマイザー３１と蒸発器２１の間に、それぞれ動力回収膨張機２８を設けた動力回収サイクルとして効率を向上させ、本発明を適用しても差し支えない。
【００２１】
図７は本発明の第１実施形態にかかる冷凍装置を示す構成図、図８はこの冷凍装置における冷水と冷却水の供給状態を示す図である。両図に示す冷凍装置は前記図２に示す冷凍機２０と同じ構成の冷凍機２０−１，２０−２を２台具備しており、上述のように各冷凍機２０−１，２０−２は何れも冷媒を封入したクローズドシステムから構成され、蒸発器２１−１，２１−２と、圧縮機２３−１，２３−２と、凝縮器２５−１，２５−２と、膨張弁２７−１，２７−２とを、冷媒配管２９−１，２９−２によって連結して構成されている。
【００２２】
そしてこの冷凍装置に供給される冷水（被冷却流体）は、配管４１によって各冷凍機２０−１，２０−２の各蒸発器２１−１，２１−２に対して直列に接続され、またこの冷凍装置に供給される冷却水（冷却流体）も、配管４３によって各凝縮器２５−１，２５−２に対して直列に接続される。従って冷水は各蒸発器２１−１，２１−２における冷媒の蒸発熱で順次冷却され、また冷却水は各凝縮器２５−１，２５−２における冷媒蒸気を順次冷却することになる。この実施形態の場合、冷水と冷却水の流れを、何れも冷凍機２０−１から冷凍機２０−２に向けて同一方向に流す並行流としている。
【００２３】
このように冷水と冷却水とを複数の冷凍機２０−１，２０−２に直列に供給したので、平均蒸発温度を高く、平均凝縮温度を低くすることができる。つまり圧縮で必要とするヘッドを低くすることができ、効率が上昇する。以下その作用を具体的に説明する。図９はこの実施形態にかかる冷凍装置の各冷凍機２０−１，２０−２の冷凍サイクルを示す図であり、図１０は前記図１９に示す従来の冷凍装置の各冷凍機２００−１，２００−２の冷凍サイクルを示す図である。また図１１はこの実施形態にかかる冷凍装置の各冷凍機２０−１，２０−２の冷水温度に対する蒸発温度と、冷却水温度に対する凝縮温度を示す図であり、図１２は前記図１９に示す従来の冷凍装置の各冷凍機２００−１，２００−２の冷水温度に対する蒸発温度と、冷却水温度に対する凝縮温度を示す図である。
【００２４】
蒸発器２１−１，２１−２では冷水出口温度と蒸発温度とでピンチ温度ができ、一方凝縮器２５−１，２５−２では凝縮温度と冷却水出口温度とでピンチ温度が構成される。そして従来の冷凍装置の場合、各冷凍機２００−１，２００−２に冷水と冷却水を並列供給しているので、図１０に示すように、冷凍機２００−１，２００−２の冷凍サイクルは同一となり、また図１２に示すように、各蒸発器２０１−１，２０１−２と各凝縮器２０５−１，２０５−２におけるピンチ温度は同一で、各蒸発器２０１−１，２０１−２を通過する冷水の温度と各凝縮器２０５−１，２０５−２を通過する冷却水の温度は同等の温度となる。
【００２５】
これに対して上記実施形態の場合、各冷凍機２０−１，２０−２に冷水と冷却水とを直列（且つ並行流）に供給しているので、冷水と冷却水の顕熱変化を利用して、冷凍サイクルの効率を上げることができる。即ち図１１に示すように各蒸発器２１−１，２１−２に直列に冷水を供給し、且つ各凝縮器２５−１，２５−２に直列に冷却水を供給することで、両蒸発器２１−１，２１−２及び両凝縮器２５−１，２５−２におけるピンチ温度を異ならせて分散化し、平均的な蒸発温度を上げ、平均的な凝縮温度を低下させている。このとき図１２に示す凝縮温度と蒸発温度の温度差は、図１１に示す凝縮器２５−２側の凝縮温度と蒸発器２１−２側の蒸発温度の温度差と同等なので、図１１に示す凝縮器２５−１の凝縮温度と蒸発器２１−１の蒸発温度の温度差を図１２に示す従来の場合と比較して小さくでき、その分圧縮に必要とされる圧縮ヘッド（温度ヘッド）を減少でき、圧縮機２３−１の必要動力を低下でき、冷凍装置の効率を上げることができる。
【００２６】
以上は全負荷時の場合であるが、圧縮機２３−１，２３−２の部分負荷効率を維持する（即ち、圧縮機２３−１，２３−２の回転速度制御を用いると共に、図７に示すように圧縮機２３−１，２３−２の入口部に吸込ガイドベーン２３ａ−１，２３ａ−２を設ける）ことで、全ての圧縮機２３−１，２３−２を部分負荷時でも高効率で運転可能とし、部分負荷になっても、全ての蒸発器２１−１，２１−２及び凝縮器２５−１，２５−２の伝熱面を休止させることなく、役立てるようにしている。その際、冷水の流量と冷却水の流量とを、これらを循環させるポンプの回転速度制御により、容量に合わせた流量に制御しても良い。即ち蒸発器２１−１，２１−２及び凝縮器２５−１，２５−２の全伝熱面を有効にしておくことで、平均的な蒸発温度は上昇し、また平均的な凝縮温度は低下し、この点からも、圧縮に必要とされる圧縮ヘッド（温度ヘッド）は減少し、必要動力が低下して効率が上昇する。
【００２７】
図１３は本発明の第２実施形態にかかる冷凍装置における冷水と冷却水の供給状態を示す図である。同図に示す冷凍装置において、前記図７，図８に示す第１実施形態の冷凍装置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、第１実施形態と同じである。この実施形態において、第１実施形態と相違する点は、冷水と冷却水の供給の方向を異ならせた点のみである。即ちこの実施形態にかかる冷凍装置においても、供給される冷水（被冷却流体）は、配管４１によって各冷凍機２０−１，２０−２の各蒸発器２１−１，２１−２に対して直列に接続され、またこの冷凍装置に供給される冷却水（冷却流体）も、配管４３によって各凝縮器２５−１，２５−２に対して直列に接続され、従って冷水は各蒸発器２１−１，２１−２における冷媒の蒸発熱で順次冷却され、また冷却水は各凝縮器２５−２，２５−１における冷媒蒸気を順次冷却することとなるが、この実施形態の場合、冷水を蒸発器２１−１から蒸発器２１−２に向けて流し、一方冷却水を凝縮器２５−２から凝縮器２５−１に向けて逆方向に流す対向流としている。
【００２８】
このように構成しても、冷水と冷却水とを複数の冷凍機２０−１，２０−２に直列に供給することには変わりないので、平均蒸発温度を高く、平均凝縮温度を低くすることができる。つまり圧縮で必要とされる圧縮ヘッド（温度ヘッド）を低くすることができ、効率が上昇する。以下その作用を具体的に説明する。図１４はこの実施形態にかかる冷凍装置の各冷凍機２０−１，２０−２の冷凍サイクルを示す図である。また図１５はこの実施形態にかかる冷凍装置の各冷凍機２０−１，２０−２の冷水温度に対する蒸発温度と、冷却水温度に対する凝縮温度を示す図である。
【００２９】
上述のように蒸発器２１−１，２１−２では冷水出口温度と蒸発温度とでピンチ温度ができ、一方凝縮器２５−１，２５−２では凝縮温度と冷却水出口温度とでピンチ温度が構成されるが、この実施形態の場合、各冷凍機２０−１，２０−２に冷水と冷却水を直列に且つ対向流で供給しているので、冷水と冷却水の顕熱変化を利用して、冷凍サイクルの効率を上げることができる。即ち図１５に示すように各蒸発器２１−１，２１−２に直列に冷水を供給することで、両蒸発器２１−１，２１−２及び両凝縮器２５−１，２５−２におけるピンチ温度を異ならせて分散化し、平均的な蒸発温度を上げ、平均的な凝縮温度を低下させている。このとき図１２に示す従来例の凝縮温度は図１５に示す凝縮器２５−２の凝縮温度と同等であり、また図１２に示す従来例の蒸発温度は図１５に示す蒸発器２５−１の蒸発温度と同等である。つまり図１５に示す凝縮器２５−１の凝縮温度は低下し、また図１５に示す蒸発器２５−２の蒸発温度は上昇する。つまり図１５に示す凝縮器２５−１の凝縮温度と蒸発器２１−１の蒸発温度の温度差と、凝縮器２５−２の凝縮温度と蒸発器２１−２の蒸発温度の温度差とは、何れも図１２に示す従来例の場合に比較して小さくでき、その分両圧縮機２３−１，２３−２において圧縮に必要とされる圧縮ヘッド（温度ヘッド）を減少でき、両圧縮機２３−１，２３−２の必要動力を低下でき、冷凍装置の効率を上げることができる。
【００３０】
図１６は本発明の第３実施形態にかかる冷凍装置の構成図、図１７はこの冷凍装置における冷水と冷却水の供給状態を示す図である。両図に示す冷凍装置は前記図６に示す冷凍機２０Ｂと同じ構成の冷凍機２０Ｂ−１，２０Ｂ−２を２台具備しており、上述のように各冷凍機２０Ｂ−１，２０Ｂ−２は何れも冷媒を封入したクローズドシステムから構成され、蒸発器２１−１，２１−２と、圧縮機２３−１，２３−２と、凝縮器２５−１，２５−２と、動力回収膨張機２８−１，２８−２とを、冷媒配管２９−１，２９−２によって連結して構成されている。この実施形態の場合、２台の圧縮機２３−１，２３−２を駆動する電動機Ｍを共用とし、電気計装関係の簡略化を図っている。また電動機Ｍは密閉型とし、冷媒雰囲気中で動かし、また電動機Ｍと両圧縮機２３−１，２３−２との間は、ラビリンスシールを行なっている。ところでこの実施形態のように１台の電動機Ｍに２台の圧縮機２３−１，２３−２を接続すると、一方の冷凍機２０Ｂ−１又は２０Ｂ−２から他方の冷凍機２０Ｂ−２又は２０Ｂ−１に向けて冷媒が漏れる場合があり、この冷凍装置を長時間運転すると、冷媒が何れかの冷凍機２０Ｂ−１又は２０Ｂ−２内に偏ってくることがある。そこでこの実施形態においては、一方の冷凍機２０Ｂ−１の凝縮器２５−１と他方の冷凍機２０Ｂ−２の蒸発器２１−２及び他方の冷凍機２０Ｂ−２の凝縮器２５−２と一方の冷凍機２０Ｂ−１の蒸発器２１−１とをそれぞれ開閉弁３５を有する配管３３で結び、前記偏りを解消するようにしている。具体的には、凝縮器２５−１又は２５−２の液面上昇を測定して冷媒過剰を検出し、この凝縮器２５−１又は２５−２に接続されている側の配管３３の開閉弁３５を開いて他方の蒸発器２１−２又は２１−１に過剰な分の冷媒液を送る。凝縮器２５−１又は２５−２の方が蒸発器２１−２又は２１−１よりも圧力が高いので、冷媒液の移動は容易に行なえる。なお冷凍装置に充填されている全体の冷媒量は一定なので、初期充填量が適正であれば、過剰となった側の冷凍機２０Ｂ−１又は２０Ｂ−２の冷媒を他方の冷凍機２０Ｂ−２又は２０Ｂ−１に送って冷媒の偏りを解消すれば、他方の冷凍機２０Ｂ−２又は２０Ｂ−１の冷媒の量も修正されたことになる。
【００３１】
またこの実施形態においては、冷凍装置を構成する２台の冷凍機２０Ｂ−１，２０Ｂ−２のそれぞれの蒸発器２１−１，２１−２を、１つの缶胴３７を複数（２つ）に区画し、区画された部分にそれぞれ伝熱面（伝熱管）を設置して構成し、同時にそれぞれの凝縮器２５−１，２５−２を、１つの缶胴３９を複数（２つ）に区画し、区画された部分にそれぞれ伝熱面（伝熱管）を設置して構成した。このように構成すれば、冷凍装置のコンパクト化を図ることができる。なお上記缶胴は、蒸発器２１−１，２１−２又は凝縮器２５−１，２５−２の何れか一方のみに適用しても良い。
【００３２】
なお上記第３実施形態では複数（２台）の冷凍機２０Ｂ−１，２０Ｂ−２に対してそれぞれ設置した動力回収膨張機２８−１，２８−２にそれぞれの別の発電機（図６に示す動力回収機２８１）を接続しているが、１つの発電機（動力回収機）を複数の動力回収膨張機２８−１，２８−２に対して接続して発電機を共用するように構成しても良い。
【００３３】
図１８は上記第３実施形態にかかる冷凍装置の変形例の構成図である。同図に示す冷凍装置において、上記第３実施形態の冷凍装置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、第３実施形態と同じである。同図に示す冷凍装置において上記第３実施形態にかかる冷凍装置と相違する点は、１台の電動機Ｍの両側にそれぞれ２段の圧縮機２３−１，２３−２を設け、冷凍装置を構成する２台の冷凍機２０Ｂ−１，２０Ｂ−２それぞれにエコノマイザー３１−１，３１−２を設け、凝縮器２５−１，２５−２とエコノマイザー３１−１，３１−２との間、及び、エコノマイザー３１−１，３１−２と蒸発器２１−１，２１−２との間にそれぞれ動力回収膨張機２８−１，２８−２を設けた構成とした点である。このように動力回収膨張機２８−１，２８−２を複数段設けて、動力回収サイクルを多段に構成しても良い。なお前記第３実施形態の図１６、図１７で示した開閉弁３５を有する配管３３に相当する冷媒量調整回路は、図１８ではその記載を省略している。
【００３４】
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態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。なお直接明細書及び図面に記載がない何れの形状や構造や材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。例えば、上記実施形態では２台の冷凍機で１台の冷凍装置を構成したが、３台以上の複数台の冷凍機で１台の冷凍装置を構成しても良い。その場合、これら複数台の冷凍機の各蒸発器に冷水（被冷却流体）を直列に接続して流し、前記複数台の冷凍機の各凝縮器に冷却水（冷却流体）を直列に接続して流す。
【００３５】
また上記実施形態では２台の冷凍機の２台の圧縮機を１基の電動機で駆動するように構成したが、３台以上の冷凍機で一台の冷凍装置を構成する場合、各冷凍機の圧縮機を、１基或いは２基以上の電動機で駆動するようにしても良い。また上記各実施形態では冷凍装置に用いる冷凍機として図２に示す冷凍機２０と図６に示す冷凍機２０Ｂを用いた例を説明したが、もちろん図４に示す冷凍機２０Ａを用いても良い。さらにこれら冷凍機２０，２０Ａ，２０Ｂ以外の構成を有する冷凍機を用いても良い。
【００３６】
また上記実施形態では２台の冷凍機の２台の圧縮機を１基の電動機で駆動するように構成したが、図７のように、各圧縮機に電動機を設け、負荷が極端に減った場合あるいはサージングの生じるような場合は、圧縮機の台数制御をしても差し支えない。即ち、一般的には、蒸発器、凝縮器の伝熱面積を全て利用する方が効率が良くなるが、負荷が極端に少なく、圧縮機の効率低下が著しい場合、伝熱面積が少なくとも、圧縮機１台あたりの冷媒流量を多くした方が良い場合もある。演算による効率比較で台数制御をすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】冷凍機２０の冷凍サイクルを示す図である。
【図２】冷凍機２０の構成図である。
【図３】冷凍機２０Ａの冷凍サイクルを示す図である。
【図４】冷凍機２０Ａの構成図である。
【図５】冷凍機２０Ｂの冷凍サイクルを示す図である。
【図６】冷凍機２０Ｂの構成図である。
【図７】本発明の第１実施形態にかかる冷凍装置を示す構成図である。
【図８】第１実施形態にかかる冷凍装置の冷水と冷却水の供給状態を示す図である。
【図９】第１実施形態にかかる各冷凍機２０−１，２０−２の冷凍サイクルを示す図である。
【図１０】図１９に示す従来の冷凍装置の各冷凍機２００−１，２００−２の冷凍サイクルを示す図である。
【図１１】第１実施形態にかかる冷凍装置の各冷凍機２０−１，２０−２の冷水温度に対する蒸発温度と、冷却水温度に対する凝縮温度を示す図である。
【図１２】図１９に示す従来の冷凍装置の各冷凍機２００−１，２００−２の冷水温度に対する蒸発温度と、冷却水温度に対する凝縮温度を示す図である。
【図１３】第２実施形態にかかる冷凍装置の冷水と冷却水の供給状態を示す図である。
【図１４】第２実施形態にかかる冷凍装置の各冷凍機２０−１，２０−２の冷凍サイクルを示す図である。
【図１５】第２実施形態にかかる冷凍装置の各冷凍機２０−１，２０−２の冷水温度に対する蒸発温度と、冷却水温度に対する凝縮温度を示す図である。
【図１６】本発明の第３実施形態にかかる冷凍装置の構成図である。
【図１７】第３実施形態にかかる冷凍装置の冷水と冷却水の供給状態を示す図である。
【図１８】本発明の第３実施形態にかかる冷凍装置の変形例の構成図である。
【図１９】従来の冷凍装置の１例を示す構成図である。
【図２０】図１９に示す冷凍装置の冷水と冷却水の供給状態を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
２０（２０−１，２０−２）  冷凍機
２０Ａ  冷凍機
２０Ｂ（２０Ｂ−１，２０Ｂ−２）  冷凍機
２１（２１−１，２１−２）  蒸発器
２３（２３−１，２３−２）  圧縮機
２５（２５−１，２５−２）  凝縮器
２７（２７−１，２７−２）  膨張弁
２８（２８−１，２８−２）  動力回収膨張機
２８１  発電機（動力回収機）
２９（２９−１，２９−２）  冷媒配管
Ｍ  電動機
３１  エコノマイザー
３１´  エコノマイザー
３７  缶胴
３９  缶胴
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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