[發明專利]渦輪制冷機

在審

• 申請號: 201510093031.0
• 申請日: 2015-03-02
• 公開（公告）號: CN104896779A
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發明（設計）人: 遠藤哲也
• 申請（專利權）人: 荏原冷熱系統株式會社
• 主分類號: F25B1/10
• 分類號: F25B1/10;F25B49/02;F04D29/58
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李洋;舒艷君

技術領域

本發明涉及渦輪制冷機，尤其是涉及具有利用制冷劑的一部分對在壓縮機中使用的油進行冷卻的結構的渦輪制冷機。

背景技術

以往，在制冷空調裝置等中利用的渦輪制冷機通過利用制冷劑配管連結蒸發器、壓縮機、冷凝器、以及膨脹閥(膨脹機構)而構成，其中，上述蒸發器由封入有制冷劑的封閉系統構成，從冷水(被冷卻流體)奪取熱而制冷劑蒸發從而發揮制冷效果，上述壓縮機對在上述蒸發器蒸發后的制冷劑氣體進行壓縮而形成為高壓的制冷劑氣體，上述冷凝器利用冷卻水(冷卻流體)對高壓的制冷劑氣體進行冷卻而使其冷凝，上述膨脹閥對上述冷凝后的制冷劑進行減壓而使其膨脹。

壓縮機內置有支承高速旋轉體的軸承和朝高速旋轉體傳遞轉矩的加速器。軸承以及加速器處的發熱相當于機械損失，因此，為了對上述軸承以及加速器進行潤滑、并且對軸承以及加速器進行冷卻，必須朝壓縮機供給潤滑油。作為對升溫后的潤滑油進行冷卻的單元，利用制冷循環中的制冷劑。即，通常夾設熱交換器(油冷卻器)，利用液態制冷劑對升溫后的潤滑油進行冷卻。在該情況下，通常從冷凝器朝油冷卻器輸送制冷劑，輸送制冷劑的驅動源是冷凝器與油冷卻器(蒸發器)的壓力差。

專利文獻1：日本特開06-347105號

專利文獻2：日本特開平09-236338號

對于對油冷卻器進行冷卻后的冷凝制冷劑，在膨脹過程中，與其質量(干燥度)相應的量的制冷劑氣體閃發(flash)而返回蒸發器。在渦輪制冷機的效率提高的方面，削減朝油冷卻器輸送的冷卻制冷劑量的做法是有效的，但是，由于需要與軸承/加速器的發熱相應的冷卻制冷劑量，因此，若過渡削減冷卻制冷劑量，則軸承的溫度上升從而難以繼續進行制冷劑的正常運轉。

如上所述，對于對油冷卻器進行冷卻后的冷凝制冷劑，在膨脹過程中，與其干燥度(質量)相應的量的制冷劑閃發而返回蒸發器。閃發后的制冷劑氣體不對制冷效果作出貢獻而被吸入至壓縮機，成為消耗多余的壓縮動力的原因，招致制冷機的效率降低。

發明內容

本發明就是鑒于上述情形而完成的，其目的在于提供如下的渦輪制冷機：通過利用過冷卻器的過冷卻制冷劑液體作為用于對潤滑油進行冷卻的油冷卻器的冷卻用制冷劑，能夠降低在蒸發器閃發而不對制冷效果作出貢獻的制冷劑氣體量，并且能夠確保通過避免油冷卻器的冷卻制冷劑配管中的閃發而實現的穩定的電動機的冷卻功能。

為了達成上述的目的，本發明的渦輪制冷機具備：蒸發器，該蒸發器從冷水奪取熱而使制冷劑蒸發從而發揮制冷效果；渦輪壓縮機，該渦輪壓縮機利用葉輪對制冷劑進行壓縮；以及冷凝器，該冷凝器利用冷卻水對被壓縮后的制冷劑氣體進行冷卻而使其冷凝，上述渦輪制冷機的特征在于，具備：過冷卻器，該過冷卻器對由上述冷凝器冷凝后的制冷劑進行過冷卻；冷卻制冷劑管線，該冷卻制冷劑管線將上述過冷卻器側的制冷劑的一部分朝上述蒸發器引導；以及油冷卻器，該油冷卻器在通過上述冷卻制冷劑管線的制冷劑與在上述渦輪壓縮機內使用的油之間進行熱交換，利用由上述過冷卻器過冷卻后的制冷劑對上述油進行冷卻。

根據本發明，通過將由過冷卻器過冷卻后的制冷劑液體利用于油冷卻器的冷卻，對制冷劑液體進行過冷卻時的閃發氣體量減少，能夠減少不對制冷效果作出貢獻的制冷劑氣體，能夠削減壓縮機的多余動力，能夠避免制冷機的效率降低。

并且，根據本發明，由于將過冷卻器的出口的過冷卻制冷劑液體作為油冷卻器的冷卻材料使用，來自過冷卻器的制冷劑液體已被過冷卻至飽和溫度以下，因此因配管的壓力損失而導致的閃發的風險變低，能夠確保穩定的油冷卻器的冷卻功能。

本發明的優選方式的特征在于，具備：流量調整閥，該流量調整閥調整流入上述油冷卻器的上述制冷劑的流量；制冷劑溫度測定器，該制冷劑溫度測定器測定流出上述油冷卻器的上述制冷劑的溫度；以及控制部，該控制部基于由上述制冷劑溫度測定器測定的上述制冷劑的溫度與上述制冷劑的飽和溫度的差控制上述流量調整閥的開度。

根據本發明，基于由制冷劑溫度測定器測定的制冷劑的溫度和制冷劑的飽和溫度的差、即過熱度積極地控制流量調整閥的開度。因而，能夠基于過熱度使朝油冷卻器供給的制冷劑的流量最優化，結果，能夠對軸承以及加速器充分地進行冷卻，且能夠防止制冷機的效率降低。

本發明的優選方式的特征在于，上述控制部以上述差被收斂在規定的范圍內的方式控制上述流量調整閥的開度。

本發明的優選方式的特征在于，上述規定的范圍的下限值大于0。