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公開番号2025115445
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-07
出願番号2024009899
出願日2024-01-26
発明の名称冷凍機
出願人株式会社前川製作所
代理人SSIP弁理士法人
主分類F25B 1/00 20060101AFI20250731BHJP(冷凍または冷却;加熱と冷凍との組み合わせシステム;ヒートポンプシステム;氷の製造または貯蔵;気体の液化または固体化)
要約【課題】冷凍機において、積層型マイクロチャンネル熱交換器を満液式の蒸発器として用いるようにした場合に熱交換器の伝熱性能、及びCOPの向上を図る。
【解決手段】冷凍機は、一次冷媒を圧縮するための圧縮機と、凝縮器と、凝縮器の下流側に設けられた高圧レシーバと、高圧レシーバの下流側に設けられ、高圧レシーバから供給される一次冷媒を駆動流体として作動するように構成された少なくとも一つのエジェクタと、一次冷媒と二次冷媒との熱交換により一次冷媒を蒸発させるためのマイクロチャンネル熱交換器と、を備える。冷凍機では、マイクロチャンネル熱交換器の一次冷媒の出口側がエジェクタに接続され、エジェクタによってマイクロチャンネル熱交換器を流れる一次冷媒を吸引するように構成されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
一次冷媒を圧縮するための圧縮機と、
前記圧縮機により圧縮された前記一次冷媒を凝縮するための凝縮器と、
前記凝縮器の下流側に設けられ、前記一次冷媒を貯留するための高圧レシーバと、
前記高圧レシーバの下流側に設けられ、前記高圧レシーバから供給される前記一次冷媒を駆動流体として作動するように構成された少なくとも一つのエジェクタと、
前記一次冷媒が流通する複数の微細流路を有し、前記一次冷媒と二次冷媒との熱交換により前記複数の微細流路において前記一次冷媒を蒸発させるためのマイクロチャンネル熱交換器と、
を備え、
前記マイクロチャンネル熱交換器の前記一次冷媒の出口側が前記エジェクタに接続され、前記エジェクタによって前記マイクロチャンネル熱交換器を流れる前記一次冷媒を吸引するように構成された
冷凍機。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記エジェクタの出口側に連通する気相部、及び、前記一次冷媒の液溜まり部を有するサージドラム、
を備え、
前記液溜り部は、前記マイクロチャンネル熱交換器の前記一次冷媒の入口側に連通し、
前記気相部は、前記エジェクタの出口側に連通する、
請求項１に記載の冷凍機。
【請求項３】
前記高圧レシーバに設けられた液面センサと、
前記高圧レシーバと前記エジェクタとの間に設けられる膨張弁と、
前記液面センサの検出結果に基づいて、前記膨張弁の開度を制御するための第１制御装置と、
を備える、
請求項２に記載の冷凍機。
【請求項４】
前記少なくとも一つのエジェクタは、複数のエジェクタを含み、
前記高圧レシーバに設けられた液面センサと、
前記液面センサの検出結果に基づいて、前記複数のエジェクタのうちの何れの前記エジェクタに前記一次冷媒を流通させるかを制御するための第２制御装置と、
を備える、
請求項２に記載の冷凍機。
【請求項５】
前記複数のエジェクタは、前記高圧レシーバの下流側にて互いに並列に配置されていて、ノズル径が互いに異なり、
前記第２制御装置は、前記液面センサの検出結果に基づいて、前記ノズル径が互いに異なる前記複数のエジェクタのうち前記一次冷媒を流通させるエジェクタを切り替えるように制御可能である、
請求項４に記載の冷凍機。
【請求項６】
前記複数の微細流路の水力直径は、１ｍｍ以下である、
請求項１乃至５の何れか一項に記載の冷凍機。
【請求項７】
前記マイクロチャンネル熱交換器の前記一次冷媒の入口は、前記サージドラムの前記液溜り部の液面よりも下方に位置する、
請求項２乃至５の何れか一項に記載の冷凍機。
【請求項８】
前記少なくとも一つのエジェクタは、前記マイクロチャンネル熱交換器の前記一次冷媒の出口からの二相流の前記一次冷媒を吸引するように構成されている、
請求項１乃至５の何れか一項に記載の冷凍機。
【請求項９】
前記サージドラムの前記液溜り部と前記マイクロチャンネル熱交換器の前記一次冷媒の入口とを接続する流路は、絞り、又は、絞り弁を介さずに前記サージドラムの前記液溜り部から前記マイクロチャンネル熱交換器の前記一次冷媒の入口まで前記一次冷媒を流通可能に構成されている、
請求項２乃至５の何れか一項に記載の冷凍機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、冷凍機に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
冷凍機の低圧側の冷媒流路にサージドラムを設け、サーモサイホンにより蒸発器に冷媒液を供給するようにして蒸発器を満液式の蒸発器として用いるように構成された冷凍機が知られている（例えば特許文献１参照）。満液式の蒸発器は蒸発器出口の過熱度をゼロに近づけることが可能であり、圧力損失も小さいことから、乾式の蒸発器に比べて冷凍機のＣＯＰを増加させることが可能である。
また、熱交換器として、水力直径が数ミリメートル以下の微細流路を多数並列に緻密に配置しながら積層させることで、伝熱性能が高く、小容積で大きな伝熱面積を持たせるように構成された積層型マイクロチャンネル熱交換器が知られている（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０００－０７４５０９号公報
特開２０２３－０９７８５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
積層型マイクロチャンネル熱交換器を満液式の蒸発器として用いるようにした場合、微細流路を有する積層型マイクロチャンネル熱交換器では冷媒の沸騰や蒸発によって発生した蒸気の抜けが悪く、サーモサイホン方式では冷媒の循環が悪くなって熱交換器の性能を十分に発揮できない。
【０００５】
その対策としてサージドラムから液ポンプを用いて熱交換器に冷媒液を供給することも考えられるが、イニシャルコストの増加やキャビテーション対策、消費電力の増加によるＣＯＰの低下といった課題がある。
【０００６】
本開示の少なくとも一実施形態は、上述の事情に鑑みて、積層型マイクロチャンネル熱交換器を満液式の蒸発器として用いるようにした場合に熱交換器の伝熱性能、及びＣＯＰの向上を図ることができる冷凍機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の少なくとも一実施形態に係る冷凍機は、
一次冷媒を圧縮するための圧縮機と、
前記圧縮機により圧縮された前記一次冷媒を凝縮するための凝縮器と、
前記凝縮器の下流側に設けられ、前記一次冷媒を貯留するための高圧レシーバと、
前記高圧レシーバの下流側に設けられ、前記高圧レシーバから供給される前記一次冷媒を駆動流体として作動するように構成された少なくとも一つのエジェクタと、
前記一次冷媒が流通する複数の微細流路を有し、前記一次冷媒と二次冷媒との熱交換により前記複数の微細流路において前記一次冷媒を蒸発させるためのマイクロチャンネル熱交換器と、
を備え、
前記マイクロチャンネル熱交換器の前記一次冷媒の出口側が前記エジェクタに接続され、前記エジェクタによって前記マイクロチャンネル熱交換器を流れる前記一次冷媒を吸引するように構成されている。
【発明の効果】
【０００８】
本開示の少なくとも一実施形態によれば、冷凍機において、積層型マイクロチャンネル熱交換器を満液式の蒸発器として用いるようにした場合に熱交換器の伝熱性能、及びＣＯＰの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
一実施形態に係る冷凍機の系統図である。
他の実施形態に係る冷凍機の系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本開示の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
（【００１１】以降は省略されています）

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