JP4951583B2 - ターボ冷凍機 - Google Patents
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Description
図2は本実施の形態におけるターボ冷凍機の構成図である。
図3はp−h線図に基づいた冷凍サイクル線図を模式的に示した図である。
図2,図3において、ターボ冷凍機は2段遠心圧縮機を備えるものであるならば、以下の原理によって作動する。つまり、状態点9において湿り蒸気である冷媒は蒸発器5にて被冷却物より熱を奪い状態点1に達する。過熱蒸気に状態変化した冷媒は遠心圧縮機の初段で断熱圧縮され内部エネルギーが増大し、より大きな過熱度の状態点2へ昇圧される。状態点2における冷媒はエコノマイザ4にて絞り膨張時に発生したフラッシュ蒸気を取り入れ、状態点3に至る。状態点3では圧縮機1段目によって図3に示す圧力P4まで昇圧され更なる過熱度を持つ状態点4となる。その後冷媒は凝縮器2を通過する過程で、輸送した熱量を冷却水へ受け渡し、冷却され,乾き飽和蒸気,湿り蒸気,飽和液と状態変化を経たのち過冷却液である状態点5へと達する。過冷却液となった冷媒は状態点5のまま受液器3を通過し、エコノマイザ4に流入する。
L1=r1−r2 (1)
L2=r3−r4 (2)
で表したとき、上流ガイドベーン13の前後縁半径差L1と下流ガイドベーン14の前後縁半径差L2を同じ長さとする。すなわち、式(3)
L1=L2 (3)
である。
Lrot=r3−rrot (4)
で表され、下流ガイドベーンの前後縁半径差L2との関係性を式(5)
L2/2≧Lrot≧L2 (5)
として構成する。
第1実施形態と同等の部分には同一の符号を示し、説明を省略する。
図7は本実施の形態におけるターボ冷凍機の構成図である。
図8はp−h線図に基づいた冷凍サイクル線図である。
図9は2段遠心圧縮機本体及び、制御系を模式的に示した図である。
Cm2st=q2st/A2st (6)
で求まる。ここで、圧縮機2段目での冷媒循環量q2st はエコノマイザでのフラッシュ蒸気量qecoを含むので、式(7)
q2st =q1st+qeco=Φ(h7−h8)/(h1−h9)(h7−h6) (7)
より求まる。
β1=tan-1(Cm2st /U1) (8)
で算出される(ステップ203)。
2 凝縮器
3 受液器
4 エコノマイザ
5 蒸発器
6 モータ
7 駆動装置
8 演算処理器
9 回転軸
10 羽根車
10a 羽根車1段目
10b 羽根車2段目
11 ディフューザ
12 リターン流路
13 上流ガイドベーン
14 下流ガイドベーン
15 下流ガイドベーン回転軸
16 スクロール
17 インレットガイドベーン
18 固定ガイドベーン
Claims (3)
- 遠心圧縮機により断熱圧縮され吐出した冷媒を放熱冷却する凝縮器と、冷却された冷媒を絞り膨張させる膨張手段と、膨張した冷媒を蒸発させる蒸発器とを備えるターボ冷凍機において、
前記遠心圧縮機は、複数段の羽根車と、各羽根車の外周に配設されたディフューザと、ディフューザと後段羽根車とを繋ぐ多段のリターン流路とを備え、
前記リターン流路の少なくとも1段に固定式の上流ガイドベーン及び可動式の下流ガイドベーンを周方向複数枚設置し、定格運転では上流ガイドベーン後縁と下流ガイドベーン前縁を結んだ線が半径方向を向くよう配設され、部分負荷運転では下流ガイドベーンが回転軸中心に回転し且つ上流ガイドベーン後縁と下流ガイドベーン前縁の間に隙間を形成し後段羽根車に予旋回角を与えるように構成され、
前記下流ガイドベーンの回転軸支位置が下流ガイドベーン半径方向長さの中央から後縁の間にあるように設定され、
上流ガイドベーンと下流ガイドベーンの半径方向長さが同一であるように設定され、
前記遠心圧縮機の入口圧力,入口温度,出口圧力,出口温度,回転数を測定する手段と、この測定手段からの出力を入力として後段羽根車への流入角と、前記流入角及びデータベースに基づき前記下流ガイドベーンのベーン回転角度とを計算する演算処理器と、この演算処理器からの出力を入力として前記下流ガイドベーンのベーン角度を変更する駆動装置とを備えることを特徴とするターボ冷凍機。 - 請求項1記載のターボ冷凍機において、
前記測定手段からの出力に基づいて決定されるエンタルピを用いて冷媒循環量を求め、
前記冷媒循環量と後段羽根車の入口部での冷媒の子午面速度とを用いて前記流入角を求めることを特徴とするターボ冷凍機。 - 請求項1又は2記載のターボ冷凍機において、
前記遠心圧縮機の羽根車流入角が定格運転での羽根車流入角と同一となるよう下流ガイドベーンのベーン角度を変更することを特徴とするターボ冷凍機。
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