(57)【要約】【課題】圧縮機を複雑化することなく、エネルギー効率の高効率化が図れる冷凍機及び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１１と、冷媒蒸気を圧縮して高圧蒸気にする圧縮機１３と、高圧蒸気を冷却水で冷却して凝縮させる凝縮器１７と、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２０とを有する冷凍機１０である。膨張機２０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２０である。動力回収膨張機２０の回転速度は独立して単独で調整される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、前記凝縮した冷媒を減圧して膨張させて前記蒸発器に送る膨張機とを有し、
前記膨張機は、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回転式の動力回収膨張機であり、且つその動力回収膨張機の回転速度は独立して単独で調整されることを特徴とする冷凍機。
【請求項２】
前記動力回収膨張機は、前記エネルギーを電力として回収する発電機を具備していることを特徴とする請求項１に記載の冷凍機。
【請求項３】
前記圧縮機はモータによって駆動され、
且つこのモータを駆動する電力の一部として、前記動力回収膨張機からの電力を供給することを特徴とする請求項２に記載の冷凍機。
【請求項４】
前記圧縮機を駆動するモータにはインバータを介して電気が供給されており、
且つ前記インバータに前記動力回収膨張機からの電気を整流して供給することを特徴とする請求項３に記載の冷凍機。
【請求項５】
前記動力回収膨張機からの電気は、整流された後に、昇圧チョッパーにて電圧を調整してからインバータに供給されることを特徴とする請求項４に記載の冷凍機。
【請求項６】
前記凝縮器の冷媒蒸気が蒸発器に流出しないように、動力回収膨張機の冷媒に対する抵抗力を調整することを特徴とする請求項２又は３又は４又は５に記載の冷凍機。
【請求項７】
前記凝縮器の内部の冷媒液位、或いは前記凝縮器の出口部の冷媒液位、或いは前記蒸発器の内部の冷媒液位、或いは前記蒸発器出口の冷媒蒸気過熱度、或いは前記蒸発器出口に設けた気液分離器内の冷媒液位が目標値になるように、前記動力回収膨張機の冷媒に対する抵抗力を調整することを特徴とする請求項６に記載の冷凍機。
【請求項８】
前記動力回収膨張機の冷媒に対する抵抗力の調整をするため、前記発電機から取り出す電気量を制御することを特徴とする請求項６又は７に記載の冷凍機。
【請求項９】
前記動力回収膨張機の冷媒に対する抵抗力の調整をするため、更に、前記動力回収膨張機の可変ノズル角度を調整することを特徴とする請求項８に記載の冷凍機。
【請求項１０】
前記請求項１乃至９の内の何れかに記載の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接続され、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接続され、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１１】
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請求項１０に記載の冷凍装置。
【請求項１２】
前記被冷却流体を直列に流す方向と、前記冷却流体を直列に流す方向とを、逆向きの対向流としたことを特徴とする請求項１１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、蒸気圧縮サイクルを用いた冷凍装置に関し、特に凝縮器から蒸発器に戻る冷媒から動力を回収する膨張機を備えた冷凍機及び冷凍装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行なう圧縮冷凍機は、冷媒を封入したクローズドシステムで構成され、例えば図１８に示す冷凍機５００のように、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５０１と、前記冷媒蒸気を圧縮して高圧蒸気にする圧縮機５０３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５０５と、前記凝縮した冷媒を減圧して膨張させる膨張弁５０７とを、冷媒配管５０９によって連結して構成されている。図１９は上記基本的な冷凍機５００の冷凍サイクルを示している。
【０００３】
一方上記冷凍機５００に対し、エネルギー効率の高効率化を図るため、図２０に示すようなエコノマイザーサイクルを有する冷凍機５００Ａもある。即ちこの冷凍機５００Ａ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、上記冷凍機５００と相違する点は、凝縮器５０５と蒸発器５０１の間の冷媒配管５０９に複数台（２台）のエコノマイザー（気液分離器）５１１，５１３を設置し、さらに圧縮機５０３，５０３´，５０３”を多段（３段）にして各圧縮段の中間にエコノマイザー５１１，５１３で分離した冷媒蒸気を吸引させた点である。このように構成すれば、図２１に示す冷凍機５００Ａの冷凍サイクルのように、凝縮器５０５から膨張弁５０７に向かう冷媒中の蒸気成分を２段階に圧縮機５０３，５０３´，５０３”の中間に戻して圧縮するようにでき、これによって前記圧縮機５００に比べてそのＣＯＰ（成績係数）を１割程度上昇してエネルギー効率を向上することができる。
【０００４】
しかしながら上記エコノマイザーサイクルを有する冷凍機５００Ａでは、上述のように圧縮機５０３，５０３´，５０３”を多段にして、圧縮段の中間にエコノマイザー５１１，５１３からの冷媒蒸気を吸入させるため、圧縮機構造が複雑になってしまう。さらに効率を上げるためにエコノマイザー段数を多くすると、圧縮機はさらに複雑になっていく。
【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、圧縮機を複雑化することなく、エネルギー効率の高効率化が図れる冷凍機及び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、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、前記凝縮した冷媒を減圧して膨張させて前記蒸発器に送る膨張機とを有し、前記膨張機は、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回転式の動力回収膨張機であり、且つその動力回収膨張機の回転速度は独立して単独で調整されることを特徴とする冷凍機にある。
【０００７】
本願請求項２に記載の発明は、前記動力回収膨張機は、前記エネルギーを電力として回収する発電機を具備していることを特徴とする請求項１に記載の冷凍機にある。
【０００８】
本願請求項３に記載の発明は、前記圧縮機はモータによって駆動され、且つこのモータを駆動する電力の一部として、前記動力回収膨張機からの電力を供給することを特徴とする請求項２に記載の冷凍機にある。
【０００９】
本願請求項４に記載の発明は、前記圧縮機を駆動するモータにはインバータを介して電気が供給されており、且つ前記インバータに前記動力回収膨張機からの電気を整流して供給することを特徴とする請求項３に記載の冷凍機にある。
【００１０】
本願請求項５に記載の発明は、前記動力回収膨張機からの電気は、整流された後に、昇圧チョッパーにて電圧を調整してからインバータに供給されることを特徴とする請求項４に記載の冷凍機にある。
【００１１】
本願請求項６に記載の発明は、前記凝縮器の冷媒蒸気が蒸発器に流出しないように、動力回収膨張機の冷媒に対する抵抗力を調整することを特徴とする請求項２又は３又は４又は５に記載の冷凍機にある。
【００１２】
本願請求項７に記載の発明は、前記凝縮器の内部の冷媒液位、或いは前記凝縮器の出口部の冷媒液位、或いは前記蒸発器の内部の冷媒液位、或いは前記蒸発器出口の冷媒蒸気過熱度、或いは前記蒸発器出口に設けた気液分離器内の冷媒液位が目標値になるように、前記動力回収膨張機の冷媒に対する抵抗力を調整することを特徴とする請求項６に記載の冷凍機にある。
【００１３】
本願請求項８に記載の発明は、前記動力回収膨張機の冷媒に対する抵抗力の調整をするため、前記発電機から取り出す電気量を制御することを特徴とする請求項６又は７に記載の冷凍機にある。
【００１４】
本願請求項９に記載の発明は、前記動力回収膨張機の冷媒に対する抵抗力の調整をするため、更に、前記動力回収膨張機の可変ノズル角度を調整することを特徴とする請求項８に記載の冷凍機にある。
【００１５】
本願請求項１０に記載の発明は、前記請求項１乃至９の内の何れかに記載の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接続され、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接続され、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。
【００１６】
本願請求項１１に記載の発明は、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請求項１０に記載の冷凍装置にある。
【００１７】
本願請求項１２に記載の発明は、前記被冷却流体を直列に流す方向と、前記冷却流体を直列に流す方向とを、逆向きの対向流としたことを特徴とする請求項１１に記載の冷凍装置にある。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に記載の発明によれば、膨張機として動力回収膨張機を用いたので、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。また圧縮機を多段に設置する等の必要がないので構造が簡単になる。また回転速度を独立して単独で調整できる動力回収膨張機としたので、他の機器の動作に制限されずに動力回収膨張機に最も好適な回転速度に調整することができ、効率的な動力の回収を図ることができる。
【００１９】
請求項２に記載の発明によれば、動力回収膨張機が発電機を具備しているので、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。
【００２０】
請求項３に記載の発明によれば、圧縮機駆動用のモータを駆動する電力の一部として動力回収膨張機からの電力を利用するので、回収した動力を圧縮機による圧縮仕事の一部に利用でき、その分外部からの投入電力（投入動力）を減少させることができる。電気の形で動力を回収しているので、回収した動力を圧縮機の駆動動力の一部に利用することが容易且つ効率的に行なえる。
【００２１】
請求項４に記載の発明によれば、圧縮機駆動用のモータにインバータを介して電気を供給すると共に、インバータに動力回収膨張機からの電気を整流して供給するので、動力回収膨張機からの電力を容易にモータに供給して利用できる。
【００２２】
請求項５に記載の発明によれば、動力回収膨張機からの電気は、電圧調整した後にインバータに供給されるので、動力回収膨張機の許容運転範囲を広げることができる。
【００２３】
請求項６に記載の発明によれば、効率的な動力の回収ができる。
【００２４】
請求項７に記載の発明によれば、動力回収膨張機の冷媒に対する抵抗力を、凝縮器の冷媒蒸気が蒸発器に流出しない抵抗力となるようにすることができる。
【００２５】
請求項８に記載の発明によれば、動力回収膨張機の冷媒に対する抵抗力の調整を容易に行うことができる。
【００２６】
請求項９に記載の発明によれば、動力回収膨張機の冷媒に対する抵抗力の調整範囲を広げることができる。
【００２７】
請求項１０に記載の発明によれば、複数の冷凍機を用いて冷凍装置を構成することができる。
【００２８】
請求項１１に記載の発明によれば、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。
【００２９】
請求項１２に記載の発明によれば、全負荷時の効率と部分負荷時の効率、特に部分負荷時の効率を高く維持でき、冷凍装置全体の効率向上が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
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。
図１は本発明の第一実施形態にかかる冷凍機１０を示す構成図、図２は冷凍機１０の冷凍サイクルを示す図である。この冷凍機１０は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行なう圧縮冷凍機であって、冷媒を封入したクローズドシステムで構成され、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冷凍効果を発揮する蒸発器１１と、前記冷媒蒸気を圧縮して高圧蒸気にする圧縮機１３と、前記圧縮機１３を回転駆動するモータ（駆動機）１５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に送ると共に凝縮器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２０とを、冷媒配管１９によって連結して構成されている。動力回収膨張機２０は、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ともに旋回流とし、この液流をタービンにあてて、タービンに回転力を与えている。冷媒液流量が大きく変化し、また凝縮器１７と蒸発器１１の差圧が変化する場合、ノズルの角度を変更し、即ち可変ノズルとして、旋回角度あるいは流出速度を変化させて、動力回収膨張機２０を高効率に保つことが好ましい。なお、動力回収膨張機２０の形態は半径流、軸流、斜流、あるいは内部に軸流と斜流、軸流と半径流など混在したものなど種々あり、本発明ではこれらは特定しない。さらに動力回収膨張機２０は発電機（動力回収機）２１を具備し、この発電機２１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。なおこの実施形態では蒸発器１１としてシェルアンドチューブ型蒸発器を用いている。
【００３１】
そして回収した電力をモータ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）を減少させることができる。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、図２に示す線分（凝縮器１７から蒸発器１１に向かう線分）ａ１のように、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。そしてこの冷凍機１０の場合、図２０に示す冷凍機５００Ａの場合と同程度の高効率化が図れる上に、圧縮機１３を多段に設置する等の必要がないので、構造が簡単になる。
【００３２】
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１３の駆動動力の一部として利用したり、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として利用したり、その他電力系統に連係してこの冷凍機１０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２０に発電機２１を用いた場合は、電気の取出量により動力回収膨張機２０の回転速度を変えることができ、動力回収膨張機２０の回転速度制御が容易に行なえる。
【００３３】
動力回収膨張機２０を高効率に保つには、冷媒流量とヘッド差に対して効率の高い回転速度で運転することが望ましく、また下記する第４実施形態のところで詳述するが、凝縮器１７の冷媒液のみを動力回収膨張機２０に導入し、冷媒ガスは導入しないで、冷媒の動力を回収するのが効率的で好ましい。具体的には凝縮器１７から蒸発器１１に向けてガスが噴き出さないように、動力回収膨張機２０の入口部の可変ノズル（図示せず）の角度調整と動力回収膨張機２０内のタービン（図示せず）の回転速度調整（実際には電流負荷調整＝電流取出調整）によって、動力回収膨張機２０の冷媒に対する抵抗力を制御して、凝縮器１７内の冷媒液面の制御、つまり動力回収膨張機２０を流れる冷媒の流量制御を行なう。運転状態、例えば凝縮温度と冷媒循環量に対応させて、ノズル角度を設定し、液面が上昇すると動力回収膨張機２０からの電流の取り出しを絞り（このとき、回転速度が上がる）、逆に液面が下降すると動力回収膨張機２０からの電流の取り出しを増やす（このとき、回転速度が下がる）。具体的な凝縮器１７内の冷媒液面の検出手段は、直接的に凝縮器１７内の液面（液位）をセンサで検出しても良いし、図１に示すように凝縮器１７の出口にヘッダー１７ａを設け、ヘッダー１７ａの液面をセンサ１７ｂを用いて検出しても良い。即ち、凝縮器１７の内部の冷媒液位、或いは凝縮器１７の出口部の冷媒液位が目標値になるように、動力回収膨張機２０の冷媒に対する抵抗力を調整すればよい。
【００３４】
ところで動力回収膨張機２０が回収した動力を圧縮機１３に利用する方法として、発電機２１を用いずに直接圧縮機１３と動力回収膨張機２０とを同一軸で直結或いはギアを介して接続する方法も考えられる。この場合、圧縮機１３と動力回収膨張機２０の回転速度関係は一定になる。しかしながらこの方法の場合、例えば冷凍容量がほぼ一定で、従って冷媒の循環流量も略一定で運転する場合、凝縮温度が高いとき（圧力ヘッドが高いとき）、圧縮機１３は高速で回り、凝縮温度の低下とともに（圧力ヘッドの低下とともに）低速で対応することになり、他方、動力回収膨張機２０においては、前述のように回転速度を液面に合わせて調整する必要があり、圧縮機１３の回転速度とは関係なく調整する必要がある。従って圧縮機１３と動力回収膨張機２０の回転速度関係を一定にしておくと、効果的な圧縮及び／又は動力回収が図れなくなる。そこで本発明においては、圧縮機１３と動力回収膨張機２０の両者の必要とする動きにそれぞれ対応するため、動力回収膨張機２０の回転速度を単独で独立して調整する構成（具体的には単独で発電機２１を駆動して最適な動力を回収する構成）とし、圧縮機１３の回転速度に何ら影響されないようにした。
【００３５】
なお、可変ノズルと動力回収膨張機２０の回転速度の関係は、動力回収膨張機２０の効率の良い回転速度を先に決め、凝縮器１７液面を目標値にするように、可変ノズル角度を調整することもできる。この場合も、圧縮機１３の回転速度と動力回収膨張機２０の回転速度とは、独立で調整することが好ましい。
【００３６】
図１及び図２では、基本的な冷凍サイクルに動力回収膨張機２０を設けたが、動力回収膨張機２０をエコノマイザーサイクルと組み合わせて用いることもできる。図２２は動力回収膨張機２０（２０ａ，２０ｂ）をエコノマイザーサイクルと組み合わせた第１実施形態の変形例にかかる冷凍機１０´を示す構成図である。この冷凍機１０´において前記第１実施形態にかかる冷凍機１０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，図２に示す第１実施形態と同じである。この冷凍機１０´においては、凝縮器１７と蒸発器１１の間にエコノマイザー５０を設け、凝縮器１７とエコノマイザー５０間に第１の動力回収膨張機２０ａを、エコノマイザー５０と蒸発器１１間に第２の動力回収膨張機２０ｂを設けて効率をさらに向上させている。なお、第１の動力回収膨張機２０ａに対しては凝縮器１７の液位で、第２の動力回収膨張機２０ｂに対してはエコノマイザー５０の液位で、蒸気の流入を避けることができる。また、第１の動力回収膨張機２０ａと第２の動力回収膨張機２０ｂに対して１台の発電機２１、すなわち両者に共用としてもよい。この場合、運転状態から発電機回転速度を設定し、凝縮器１７とエコノマイザー５０の液位でノズル角度調整をするのが好ましい。
【００３７】
図３は本発明の第２実施形態にかかる冷凍機１０−２を示す構成図である。同図に示す冷凍機１０−２において、前記第１実施形態にかかる冷凍機１０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，図２に示す第１実施形態と同じである。この実施形態においては、圧縮機１３を駆動するモータ１５に、外部からの電気とともに、動力回収膨張機２０からの電力を供給することとしている。電気の形で動力を回収することにより、圧縮機１３の駆動動力の一部に利用することが容易且つ効率的になる。具体的には、圧縮機１３を駆動するモータ１５に、商用電源（外部電力系）からの電気をインバータ２３経由で供給すると同時に、このインバータ２３に発電機２１からの電気を整流して供給し、これによってモータ１５を駆動する電力の一部として、動力回収膨張機２０の電力（回収動力）を利用するようにした。なお図３において、２５と２７は整流器である。
【００３８】
またこの実施形態においては、蒸発器１１としてプレート型蒸発器を用いている。この蒸発器１１の場合、蒸発器１１の出口における冷媒温度を温度センサ１１ａによって測定して過熱度（沸点よりも何度高いか）Ｔを求め、これによってプレート型蒸発器の液量を算出し、これから凝縮器１７の液量を算出し、第１実施形態と同様に、凝縮器１７の冷媒液のみを動力回収膨張機２０に導入するように調整して動力回収膨張機２０の効率の高い運転を行わせている。即ち冷凍機１０−２内の冷媒量は一定なので、凝縮器１７以外の他の機器での冷媒保有量（液保有量）から、凝縮器１７の液位を間接的に知ることができ、この実施形態の場合は蒸発器１１出口の過熱度Ｔを基に蒸発器１１内の液量を推定してさらに凝縮器１７の液位を推定している。また例えば蒸発器１１として第１実施形態で用いたシェルアンドチューブ型蒸発器を用いたような場合は蒸発器１１の液面を直接センサで検知してもよい。また蒸発器１１の出口に気液分離器を設け、気液分離器内の冷媒液位から凝縮器１７の液位を推定してもよい。即ち、蒸発器１１出口の冷媒蒸気過熱度、或いは蒸発器１１の内部の冷媒液位、或いは蒸発器１１出口に設けた気液分離器内の冷媒液位が目標値になるように、動力回収膨張機２０の冷媒に対する抵抗力を調整すればよい。
【００３９】
図４は本発明の第３実施形態にかかる冷凍機１０−３を示す構成図である。同図に示す冷凍機１０−３において、前記第１，第２実施形態にかかる冷凍機１０，１０−２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、前記第１，第２実施形態と同じである。この実施形態において第２実施形態と相違する点は、動力回収膨張機２０からの電気が前記整流器２５によって整流された後に、さらにＤＣ電圧変換機（昇圧チョッパー）２９にて電圧が調整されてから、前記インバータ２３の直流電圧部に接続されている点である。動力回収膨張機２０の回転速度が遅くなりすぎると、発生電圧が低下しすぎて、インバータ２３に投入できなくなる。一方動力回収膨張機２０の回転速度を必要電圧範囲内、即ち回転速度の下限を決めて運転すると、冷媒蒸気が凝縮器１７から動力回収膨張機２０に入り込み、冷凍機１０−３の効率が低下する恐れがある。そこでこの実施形態では、発電した電気を整流した後にＤＣ電圧変換機（昇圧チョッパー）２９で昇圧して、インバータ２３の直流電圧部に流入させるようにすることで、動力回収膨張機２０の許容運転範囲を広げるようにした。具体的にこの実施形態のＤＣ電圧変換機２９では、電圧が不足する場合に目標電圧に昇圧するように調整している。なおモータ１５の電圧が６０００Ｖ級の高圧であるような場合は、ＤＣ電圧変換機２９は非常に特殊なものになりすぎるので、そのような場合は動力回収膨張機２０で回収した電力を圧縮機１３駆動用に用いるのではなく、２００Ｖ或いは４００Ｖ級の系統に連係して、補機或いは他の用途に利用することが好ましい。
【００４０】
図５は本発明の第４実施形態にかかる冷凍機１０−４を示す構成図である。同図に示す冷凍機１０−４において、前記第１，第２，第３実施形態にかかる冷凍機１０，１０−２，１０−３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、前記第１，第２，第３実施形態と同じである。この実施形態において第３実施形態と相違する点は、ＤＣ電圧変換機２９とインバータ２３の間に電流調整手段３１を接続することにより、ＤＣ電圧変換機２９で電圧調整された直流電流の電流量を電流調整手段３１で調整した後に、インバータ２３の直流電圧部に供給するようにした点である。即ちこの実施形態では凝縮器１７の冷媒蒸気が蒸発器１１に流出しないように動力回収膨張機２０の冷媒に対する抵抗力を調整する手段として、動力回収膨張機２０からの取出電気量を調整して動力回収膨張機２０を流れる冷媒流量を調整する電流調整手段３１を設置している。なお、図３のように、ＤＣ電圧変換機２９のない場合でも、電流調節手段３１を設置することもできる。
【００４１】
電流調節手段３１は、圧縮機１３を駆動するモータ１５にインバータ２３経由で電気を供給している商用電源（外部電力系）が停電したとき、動力回収用の発電機２１からのインバータ２３平滑部への電流を制限するように調節することで、動力回収膨張機２０の過回転速度を防ぎ、発電機２１の焼損も防ぐことができる。即ち、冷凍機１０−４運転中に停電が発生した場合、何もしないと電源系電圧が無くなって発電機２１側から過電流が流れて発電機２１の焼損が発生する。また、停電時に発電機２１からインバータ２３への電流を遮断してしまうと、発電機２１が無負荷になり、残存する凝縮器１７と蒸発器１１の差圧で発電機２１が過回転となり、損傷の危険がある。電流調節手段３１は、停電を検知した後は、例えば発電機２１の平滑直流電圧を目標電圧になるように、適度な流出電流調節をすることで、これらの危険を防ぐことができる。
【００４２】
動力回収膨張機２０の望ましい動作は、凝縮器１７から冷媒液を受け取り、断熱膨張させて蒸発器１１に冷媒を送り出し、その断熱膨張の際の仕事を動力として取り出すことである。凝縮器１７からの冷媒液は、動力回収膨張機２０内で圧力が低下するとともに、冷媒蒸気が発生し、気液二相の状態で動力回収膨張機２０内を流動する。凝縮器１７から動力回収膨張機２０内に冷媒液とともに冷媒蒸気が入る場合、冷媒蒸気は蒸発器１１から圧縮機１３で圧縮されてきたものであり、蒸気の形でまた蒸発器１１に帰すことは効率上好ましくない。冷媒蒸気が動力回収膨張機２０を通る際、動力は回収されるが、圧縮機１３の効率、動力回収膨張機２０の効率が関係して、損失が発生することになる。凝縮器１７からの蒸気が動力回収膨張機２０に入り込まないようにするには、動力回収膨張機２０上流を冷媒液で液封すれば良い。但し冷媒の循環量を確保しつつ、液封する必要がある。そのために、動力回収膨張機２０における冷媒に対する抵抗力を動力回収膨張機２０入口の可変ノズルの角度とタービン回転速度（電流負荷）で調整し、その流量の調節を可能にする。この抵抗力はノズル角度と回収動力（電流負荷）と密接に関係し、ノズル角度を先に設定した場合、取出動力を増加させると抵抗は増え（回転速度は減速側に）、取出動力を減少させると抵抗は減る（回転速度は増速側になる）。動力回収膨張機２０の回転速度を先に設定したときは、ノズル角度で流路の絞り調整をする。
【００４３】
この実施形態では、動力回収膨張機２０からの取出電気量を電流調整手段３１によって調整して動力回収膨張機２０にかける負荷を調整し、これによって動力回収膨張機２０を流れる冷媒流量を調整して凝縮器１７の冷媒蒸気が蒸発器１１に流出しないようにした。具体的にこの実施形態では、蒸発器１１として前述したプレート型蒸発器を用い、前記電流調整手段３１は、この蒸発器１１の出口の冷媒の過熱度Ｔが所定の目標値になるように電流調節を行なう。
【００４４】
図６は本発明の第５実施形態にかかる冷凍機１０−５を示す構成図、図７は冷凍機１０−５の冷凍サイクルを示す図である。図６に示す冷凍機１０−５において、前記第１実施形態にかかる冷凍機１０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、冷凍サイクルの凝縮器１７と動力回収膨張機２０との間に、凝縮冷媒液を冷却する過冷却器３３を設置した点である。即ちこの冷凍機１０−５においては、凝縮した冷媒液を冷却水で凝縮温度以下に冷却している。この実施形態のように、温度の低い入口側の冷却水を過冷却器３３に供給して冷媒を冷却した後に、この冷却水を凝縮器１７に供給してこれを冷却することが、サイクル効率を向上させる上で好ましい。また、過冷却器３３は第１実施形態への適用に限らず、第２〜第４の各実施形態へ適用することができる。
【００４５】
ところで冷媒循環量が少なく、冷却水温度が高く、圧縮機ヘッドが高いとき、圧縮機はサージングをおこし、運転不能になる領域もある。通常、ホットガスバイパス弁で凝縮冷媒蒸気を蒸発器１１に循環させ、循環冷媒量を確保することが行なわれている。この場合、蒸発器１１に戻した冷媒蒸気の圧縮動力は完全に損失となる。動力回収膨張機２０経由で凝縮冷媒蒸気を蒸発器１１に戻して循環量を確保する場合には、圧縮動力のかなりの部分を回収するので、損失を減らすことができる。冷凍負荷（或いは冷水温度、又は冷水出入口温度差）、凝縮温度（或いは冷却水温度）とから、サージング発生領域の推定をし、動力回収膨張機２０の回転速度制御あるいはノズル角度制御により蒸気導入量調整をしてもよい。例えば冷凍負荷と凝縮温度から動力回収膨張機２０の発電機２１の目標発生電圧を設定し、その目標値になるように運転することで、サージングを回避することができる。或いはサージング検出を圧縮機の圧力変動の有無（変動の頻度）で判断し、これを避けるように、動力回収膨張機２０に蒸気を導入することもできる。
【００４６】
図８は前記第１実施形態にかかる冷凍機１０（１０Ａ，１０Ｂ）を複数台用いて構成される冷凍装置１００−１の構成図である。なお冷凍機１０の代りに他の実施形態にかかる冷凍機１０−２〜５を用いても良い（以下の各冷凍装置においても同様）。この冷凍装置１００−１は、２つの冷凍機１０Ａ，１０Ｂを具備しており、前述のようにそれぞれ蒸発器１１Ａ，１１Ｂや圧縮機１３Ａ，１３Ｂやモータ１５Ａ，１５Ｂや凝縮器１７Ａ，１７Ｂ等を有し、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。
【００４７】
そして各蒸発器１１Ａ，１１Ｂには、配管４１によって並列に冷水（被冷却流体）が供給され、また各凝縮器１７Ａ，１７Ｂには、配管４３によって並列に冷却水（冷却流体）が供給される。各蒸発器１１Ａ，１１Ｂに接続されるそれぞれの配管４１と、各凝縮器１７Ａ，１７Ｂに接続されるそれぞれの配管４３には、それぞれポンプＰと逆止弁Ｓとが取り付けられている。なお冷却流体としては冷却水の他に、冷却用空気等の他の顕熱変化をする流体を用いても良い。また被冷却流体としては冷水の他に、ブライン等の他の顕熱変化をする流体を用いても良い。
【００４８】
このように冷凍装置１００−１を構成すれば、複数の冷凍機１０Ａ，１０Ｂを用いて１つの冷凍装置１００−１を構成することができる。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１０Ａ，１０Ｂの台数および運転するポンプＰ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。
【００４９】
しかしながら一方で上記冷凍装置１００−１においては、部分負荷時（台数制御時）に、停止した冷凍機１０Ａ，１０Ｂの蒸発器１１Ａ，１１Ｂや凝縮器１７Ａ，１７Ｂ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１００−１の部分負荷時の効率向上が図れない。
【００５０】
図９は前記冷凍機１０（１０Ａ，１０Ｂ）を複数台用いて構成される他の冷凍装置１００−２の構成図である。同図に示す冷凍装置１００−２において、前記冷凍装置１００−１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、前記冷凍装置１００−１と同じである。この冷凍装置１００−２において、前記冷凍装置１００−１と相違する点は、冷凍装置１００−２に供給される冷水（被冷却流体）が、配管４１によって各冷凍機１０Ａ，１０Ｂの各蒸発器１１Ａ，１１Ｂに対して直列に接続され、また冷凍装置１００−２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１７Ａ，１７Ｂに対して直列に接続されている点である。この冷凍装置１００−２によれば、冷水は各蒸発器１１Ａ，１１Ｂ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１７Ａ，１７Ｂにおける冷媒蒸気を順次冷却することとなる。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１０Ａから冷凍機１０Ｂに向けて同一方向に流す並行流としている。なおこの冷凍装置１００−２においては、１台のモータ１５によって２台の圧縮機１３Ａ，１３Ｂを駆動している。
【００５１】
このように冷水と冷却水とを複数の冷凍機１０Ａ，１０Ｂに直列に供給したので、前記図８に示す冷凍装置１００−１に比べて、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、より効率が向上する。以下その作用を具体的に説明する。図１０はこの冷凍装置１００−２の各冷凍機１０Ａ，１０Ｂの冷凍サイクルを示す図であり、図１１は前記図８に示す冷凍装置１００−１の各冷凍機１０Ａ，１０Ｂの冷凍サイクルを示す図である。また図１２はこの冷凍装置１００−２の各冷凍機１０Ａ，１０Ｂ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１３は前記図８に示す冷凍装置１００−１の各冷凍機１０Ａ，１０Ｂ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。
【００５２】
蒸発器１１Ａ，１１Ｂ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１７Ａ，１７Ｂ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。そして冷凍装置１００−１の場合、各冷凍機１０Ａ，１０Ｂに冷水と冷却水を並列供給しているので、図１１に示すように、冷凍機１０Ａ，１０Ｂの冷凍サイクルは同一となり、また図１３に示すように、各蒸発器１１Ａ，１１Ｂと各凝縮器１７Ａ，１７Ｂにおけるピンチ温度は同一で、各蒸発器１１Ａ，１１Ｂを通過する冷水の温度と各凝縮器１７Ａ，１７Ｂを通過する冷却水の温度は同等の温度となる。
【００５３】
これに対して冷凍装置１００−２の場合、各冷凍機１０Ａ，１０Ｂに冷水と冷却水とを直列（つまり並行流）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１２に示すように各蒸発器１１Ａ，１１Ｂに直列に冷水を供給し、且つ各凝縮器１７Ａ，１７Ｂに直列に冷却水を供給することで、両蒸発器１１Ａ，１１Ｂ及び両凝縮器１７Ａ，１７Ｂ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１３に示す凝縮温度と蒸発温度の温度差は、図１２に示す凝縮器１７Ｂ側の凝縮温度と蒸発器１１Ｂ側の蒸発温度の温度差と同等なので、図１２に示す凝縮器１７Ａ側の凝縮温度と蒸発器１１Ａ側の蒸発温度の温度差を図１３に示す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１３Ａの必要動力を低下でき、冷凍装置１００−２の効率を上げることができる。
【００５４】
以上は全負荷時の場合であるが、圧縮機１３Ａ，１３Ｂの部分負荷効率を維持する（即ち、圧縮機１３Ａ，１３Ｂの回転速度制御を用いるとともに、図１等に示すように圧縮機１３Ａ，１３Ｂの入口部に吸込ガイドベーン１３ａを設ける）ことで、全ての圧縮機１３Ａ，１３Ｂ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１１Ａ，１１Ｂ及び凝縮器１７Ａ，１７Ｂ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１Ａ，１１Ｂ及び凝縮器１７Ａ，１７Ｂ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。
【００５５】
なおこの冷凍装置１００−２においては、１台のモータ１５に２台の圧縮機１３Ａ，１３Ｂを接続している。具体的には密閉型のモータ１５の駆動軸の長手方向の左右に各圧縮機１３Ａ，１３Ｂの羽根車を取り付け、１台のモータ１５で２台の圧縮機１３Ａ，１３Ｂを駆動するようにしている。このように構成すればモータ１５が共用でき、電気計装関係の簡略化が図れ、また両羽根車を駆動軸の左右両側に配置することでスラストの軽減が図れる。なおこの構成は、前記冷凍装置１００−１及び下記する冷凍装置１００−３，４においても同様である。
【００５６】
図１４は前記各種冷凍機１０（１０Ａ，１０Ｂ）を複数台用いて構成されるさらに他の冷凍装置１００−３の構成図である。同図に示す冷凍装置１００−３において、前記冷凍装置１００−２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、前記冷凍装置１００−２と同じである。この冷凍装置１００−３において、前記冷凍装置１００−２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１００−３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１０Ａ，１０Ｂの各蒸発器１１Ａ，１１Ｂに対して直列に接続され、またこの冷凍装置１００−３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１７Ａ，１７Ｂに対して直列に接続され、従って冷水は各蒸発器１１Ａ，１１Ｂ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１７Ａ，１７Ｂ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１１Ａから蒸発器１１Ｂに向けて流し、一方冷却水を凝縮器１７Ｂから凝縮器１７Ａに向けて逆方向に流す対向流としている。
【００５７】
このように構成しても、冷水と冷却水とを複数の冷凍機１０Ａ，１０Ｂ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１５はこの冷凍装置１００−３の各冷凍機１０Ａ，１０Ｂの冷凍サイクルを示す図である。また図１６はこの冷凍装置１００−３の各冷凍機１０Ａ，１０Ｂ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。
【００５８】
上述のように蒸発器１１Ａ，１１Ｂ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１７Ａ，１７Ｂ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１０Ａ，１０Ｂ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１６に示すように各蒸発器１１Ａ，１１Ｂに直列に冷水を供給し、且つ各凝縮器１７Ａ，１７Ｂに直列に冷却水を供給することで、両蒸発器１１Ａ，１１Ｂ及び両凝縮器１７Ａ，１７Ｂ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１３に示す冷凍装置１００−１の凝縮温度は図１６に示す凝縮器１７Ｂ側の凝縮温度と同等であり、また図１３に示す冷凍装置１００−１の蒸発温度は図１６に示す蒸発器１１Ａ側の蒸発温度と同等である。つまり図１６に示す凝縮器１７Ａの凝縮温度は低下し、また図１６に示す蒸発器１１Ｂの蒸発温度は上昇する。つまり図１６に示す凝縮器１７Ａの凝縮温度と蒸発器１１Ａの蒸発温度の温度差と、凝縮器１７Ｂの凝縮温度と蒸発器１１Ｂの蒸発温度の温度差とは、何れも図１３に示す冷凍装置１００−１の場合に比較して小さくでき、その分両圧縮機１３Ａ，１３Ｂ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１３Ａ，１３Ｂの必要動力を低下でき、冷凍装置１００−３の効率を上げることができる。特にこの冷凍装置１００−３の場合、冷凍装置１００−２に比べて、両圧縮機１３Ａ，１３Ｂの羽根車にかかる圧縮ヘッド（温度ヘッド）がほぼ同じになり、両羽根車の動作条件が２枚で同じようになり、部分負荷制御、サージング対応等の制御を両者同一としての対応ができ、安定運転、高効率運転が可能となる（冷凍装置１００−２のような並行流の場合、低ヘッド側の最高効率点での回転速度と、高ヘッド側の最高効率点での回転速度が大幅に異なることがある。またサージングに入るタイミングも異なったものとなる。）。なお全負荷時におけるサイクル効率は、並行流の方が良いが、部分負荷対応を考慮すると、この冷凍装置１００−３のような対向流が好ましい。
【００５９】
図１７は前記各種冷凍機１０（１０Ａ，１０Ｂ）を複数台用いて構成されるさらに他の冷凍装置１００−４の構成図である。同図に示す冷凍装置１００−４において、前記冷凍装置１００−３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、前記冷凍装置１００−３と同じである。この冷凍装置１００−４においても、前記図１に示す冷凍機１０と同じ構成の冷凍機１０Ａ，１０Ｂを２台具備しており、上述のように各冷凍機１０Ａ，１０Ｂ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１１Ａ，１１Ｂと、圧縮機１３Ａ，１３Ｂと、凝縮器１７Ａ，１７Ｂと、動力回収膨張機２０Ａ，２０Ｂとを、冷媒配管１９Ａ，１９Ｂによって連結して構成されている。この実施形態の場合も、２台の圧縮機１３Ａ，１３Ｂを駆動するモータ１５を共用且つ密閉型としている。モータ１５は冷媒雰囲気中で動かし、モータ１５と両圧縮機１３Ａ，１３Ｂ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台のモータ１５に２台の圧縮機１３Ａ，１３Ｂを接続すると、一方の冷凍機１０Ａ又は１０Ｂから他方の冷凍機１０Ｂ又は１０Ａに向けて冷媒が漏れる場合があり、この冷凍装置１００−４を長時間運転すると、冷媒が何れかの冷凍機１０Ａ又は１０Ｂ内に偏ってくることがある。そこでこの冷凍装置１００−４においては、一方の冷凍機１０Ａの凝縮器１７Ａと他方の冷凍機１０Ｂの蒸発器１１Ｂ、及び他方の冷凍機１０Ｂの凝縮器１７Ｂと一方の冷凍機１０Ａの蒸発器１１Ａとをそれぞれ開閉弁３７を有する配管３５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１７Ａ，１７Ｂの液面上昇を測定して冷媒過剰を検出し、冷媒過剰となった凝縮器１７Ａ又は１７Ｂに接続されている側の配管３５の開閉弁３７を開いて他方の蒸発器１１Ａ，１１Ｂに過剰な分の冷媒液を送る。凝縮器１７Ａ，１７Ｂの方が蒸発器１１Ｂ，１１Ａ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１０Ａ又は１０Ｂの冷媒を他方の冷凍機１０Ｂ又は１０Ａに送って冷媒の偏りを解消すれば、他方の冷凍機１０Ｂ又は１０Ａの冷媒の量も修正されたことになる。
【００６０】
またこの実施形態においては、冷凍装置１００−４を構成する２台の冷凍機１０Ａ，１０Ｂのそれぞれの蒸発器１１Ａ，１１Ｂ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、同時にそれぞれの凝縮器１７Ａ，１７Ｂを、１つの缶胴４０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１００−４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１１Ａ，１１Ｂ又は凝縮器１７Ａ，１７Ｂの何れか一方のみに適用しても良い。
【００６１】
なおこの冷凍装置１００−４では複数（２台）の冷凍機１０Ａ，１０Ｂに対してそれぞれ設置した動力回収膨張機２０Ａ，２０Ｂにそれぞれ別の発電機（図１に示す発電機２１）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２０Ａ，２０Ｂ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。この点は上記各冷凍装置１００−１，２，３においても同様である。
【００６２】
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。３台以上の冷凍機で１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。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】冷凍機１０の構成図である。
【図２】冷凍機１０の冷凍サイクルを示す図である。
【図３】冷凍機１０−２の構成図である。
【図４】冷凍機１０−３の構成図である。
【図５】冷凍機１０−４の構成図である。
【図６】冷凍機１０−５の構成図である。
【図７】冷凍機１０−５の冷凍サイクルを示す図である。
【図８】冷凍装置１００−１の構成図である。
【図９】冷凍装置１００−２の構成図である。
【図１０】冷凍装置１００−２の冷凍サイクルを示す図である。
【図１１】冷凍装置１００−１の冷凍サイクルを示す図である。
【図１２】冷凍装置１００−２の各冷凍機１０Ａ，１０Ｂ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】冷凍装置１００−１の各冷凍機１０Ａ，１０Ｂ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１４】冷凍装置１００−３の構成図である。
【図１５】冷凍装置１００−３の冷凍サイクルを示す図である。
【図１６】冷凍装置１００−３の各冷凍機１０Ａ，１０Ｂ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１７】冷凍装置１００−４の構成図である。
【図１８】従来の冷凍機５００の構成図である。
【図１９】冷凍機５００の冷凍サイクルを示す図である。
【図２０】従来の冷凍機５００Ａの構成図である。
【図２１】冷凍機５００Ａの冷凍サイクルを示す図である。
【図２２】冷凍機１０´の構成図である。
【図２３】冷凍機１０´の冷凍サイクルを示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０（１０Ａ，１０Ｂ）  冷凍機
１１（１１Ａ，１１Ｂ）  蒸発器
１３（１３Ａ，１３Ｂ）  圧縮機
１５  モータ（駆動機）
１７（１７Ａ，１７Ｂ）  凝縮器
１９（１９Ａ，１９Ｂ）  冷媒配管
２０（２０Ａ，２０Ｂ）  動力回収膨張機（膨張機）
２１  発電機（動力回収機）
２３  インバータ
２５，２７  整流器
１０−２  冷凍機
１０−３  冷凍機
２９  ＤＣ電圧変換機（昇圧チョッパー）
１０−４  冷凍機
３１  電流調整手段
１０−５  冷凍機
３３  過冷却器
１００−１  冷凍装置
１００−２  冷凍装置
１００−３  冷凍装置
１００−４  冷凍装置
３９，４０  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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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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