[發明專利]冷凍裝置

有效

• 申請號: 201110307820.1
• 申請日: 2011-10-12
• 公開（公告）號: CN102706022A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 壺井升
• 申請（專利權）人: 株式會社神戶制鋼所
• 主分類號: F25B1/047
• 分類號: F25B1/047
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 朱美紅;楊楷

技術領域

本發明涉及一種冷凍裝置。

背景技術

在日本特開昭56-43018號中公開有一種車輛用制冷裝置，其利用熱膨脹機（エキスパンダ）來驅動包含于冷凍循環的熱力機的壓縮機。

在該制冷裝置中構成下述蘭金循環：借助發動機的熱令熱介質蒸發而驅動膨脹機，令在膨脹機中膨脹后的熱介質在冷卻器中冷凝，此后利用泵令其向發動機環流，利用這樣的蘭金循環的膨脹機來驅動冷凍循環的壓縮機。

在該制冷裝置中，冷凍循環和蘭金循環使用相同的熱介質（冷卻介質），冷凍循環的壓縮機排出的冷卻介質與蘭金循環相同在冷卻器中凝結并被供給給蒸發器。因此，冷凍循環的冷凝溫度（壓力）與蘭金循環的冷凝溫度（壓力）相同。

在上述現有技術中，膨脹機的旋轉軸的排氣側與壓縮機的旋轉軸的吸入側連接。因此，需要在膨脹機的排氣側以及壓縮機的吸入側分別設置軸密封裝置。

若冷凍循環以及蘭金循環的軸密封裝置存在泄露，則熱介質向系統外漏出，無法發揮效能。因此，本發明的課題在于提供一種冷凍裝置，借助蘭金循環的膨脹機來驅動冷凍循環的壓縮機，且不需要軸密封。

發明內容

本發明是一種冷凍裝置，包括：令熱介質蒸發的高溫蒸發器；將由上述高溫蒸發器蒸發的熱介質的膨脹力轉換為旋轉力的螺桿膨脹機；導入從上述螺桿膨脹機排出的熱介質的冷凝器；將在上述冷凝器中液化了的上述熱介質的至少一部分供給到上述高溫蒸發器的循環泵；將在上述冷凝器中液化了的上述熱介質的其他部分減壓的膨脹閥；令在上述膨脹閥中被減壓了的冷卻介質蒸發而吸熱的低溫蒸發器；將在上述低溫蒸發器中氣化了的熱介質壓縮的螺桿壓縮機；以及收納上述螺桿膨脹機與上述螺桿壓縮機的殼體，其中，從上述螺桿壓縮機排出的熱介質與從上述螺桿膨脹機排氣的熱介質合流而被導入上述冷凝器，上述螺桿膨脹機的旋轉軸的排氣側與上述螺桿壓縮機的旋轉軸的排出側在上述殼體的內部連接。

根據該構成，螺桿膨脹機的排氣側以及螺桿壓縮機的排出側連通，所以螺桿膨脹機的排氣壓力與螺桿壓縮機的排出壓力相等，不會產生熱介質的跑氣。因此，本發明的冷凍裝置中無需在螺桿膨脹機的排氣側以及螺桿壓縮機的排出側設置軸密封裝置，構成簡單，所以低價且故障少，維護性也高。

此外，在本發明的冷凍裝置中，上述螺桿膨脹機的排氣流路以及上述螺桿壓縮機的排出流路合流后與上述冷凝器連接，并且，收納連接上述螺桿膨脹機的旋轉軸的排氣側與上述螺桿壓縮機的旋轉軸的排出側的連結器的中間空間也可以形成在上述殼體內。

根據該構成，收納螺桿膨脹機以及螺桿壓縮機的旋轉軸的連結器的中間空間與螺桿膨脹機的排氣流路以及螺桿壓縮機的排出流路連通，所以在螺桿膨脹機以及螺桿壓縮機與中間空間之間不會發生繞軸的跑氣。此外，螺桿膨脹機以及螺桿壓縮機與冷凝器的連接配管一根即可。

此外，本發明的冷凍裝置也可以在上述中間空間內具有借助上述螺桿膨脹機的旋轉力而發電的發電機。

根據該構成，冷凍負荷小，螺桿膨脹機產生的旋轉能量比螺桿壓縮機消耗的能量多時，能夠利用發電機將剩余的旋轉能量轉化為電能而在外部消耗或者蓄電。

此外，在本發明的冷凍裝置中，上述連結器也可以含有能夠將上述螺桿膨脹機的旋轉軸和上述螺桿壓縮機的旋轉軸斷開的離合器。

根據該構成，在沒有冷凍負荷時，通過斷開螺桿膨脹機，能夠將螺桿膨脹機所產生的旋轉能量全部用于發電。

在本發明中，蘭金循環的螺桿膨脹機的旋轉軸的排氣側與冷凍循環的螺桿壓縮機的旋轉軸的排出側在殼體內連接，所以無需在螺桿膨脹機的排氣側以及螺桿壓縮機的排出側設置軸密封裝置，能夠提供簡單且可靠性高的冷凍裝置。

附圖說明

圖1是本發明的第一實施方式的冷凍裝置的概略構成圖。

圖2是圖1的冷凍裝置的P-i線圖。

圖3是圖1的螺桿膨脹機以及螺桿壓縮機的簡要剖視圖。

圖4是本發明的第二實施方式的冷凍裝置的概要構成圖。

圖5是本發明的第三實施方式的冷凍裝置的概要構成圖。

具體實施方式

在此，參照附圖說明本發明的實施方式。圖1表示本發明的第一實施方式的冷凍裝置。冷凍裝置1用于借助蘭金循環熱力機3從汽車的發動機2回收熱能而轉換為動力、并利用該動力驅動冷凍循環熱力機4而進行汽車的車廂的制冷。