冷凝装置制造方法

冷凝装置制造方法
【专利摘要】冷凝装置(71)包括：压缩机(10)，具有压缩工作流体的压缩部(20)；冷凝器(13)，使在压缩部(20)中被压缩的工作流体冷凝；以及喷雾机构(81)，具有向流体通道(91)内喷出雾状的冷却用流体，以冷却流经压缩部(20)的喷出口(CS2)与冷凝器(13)的流入口(13a)之间的流体通道(91)的工作流体的喷嘴(82)。
【专利说明】冷凝装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种用于制冷机等的冷凝装置。
【背景技术】
[0002]以往，已知有包括制冷剂回路的制冷机。例如将水、碳氢化合物类的工艺气体(hydrocarbon process gas)等各种流体用作该制冷机的工作流体(制冷剂)。在该制冷机中，经蒸发器蒸发的制冷剂在压缩机中被压缩而变成过热蒸气，该过热蒸气在冷凝器中被冷凝。在冷凝器中，过热蒸气例如被冷却水冷却而变成饱和蒸气，该饱和蒸气进一步被冷却而冷凝。这样，在冷凝器内大致存在从过热蒸气变成饱和蒸气的过热区域、和饱和蒸气被冷凝的冷凝区域这两个传热区域。例如在专利文献I中，公开了包括将水用作工作流体的冷凝装置的制冷机。
[0003]所述过热区域的热传导率的值小于所述冷凝区域的热传导率的值。因此，在冷凝器中存在以下的问题:过热区域所需的传热面积容易变大，伴随于此也必须使冷凝器变大。
[0004]另外，在大部分制冷机中，以5°C?7°C左右的过热度运转，例如在像专利文献I中公开的制冷机那样将水作为制冷剂的情况下，因为过热度进一步增大，所以过热区域相应地需要更大的传热面积。具体而言，在将水作为制冷剂的制冷机中，压缩机的喷出蒸气为具有100°C左右的大过热度的过热蒸气。而且，过热区域的热传导率约为数十W/m2K，是冷凝区域的热传导率(约为10000W/m2K)的1/1000左右的小的值。由此，在将水作为制冷剂的情况下，尽管过热区域的传热量仅为整个冷凝器的百分之几的热量，但却需要与冷凝区域同等的传热面积，因此，冷凝器特别容易大型化。
[0005]专利文献1:曰本专利公开公报特表2003-534519号

【发明内容】

[0006]本发明的目的在于提供一种能够使冷凝器小型化的冷凝装置。
[0007]本发明的冷凝装置包括:压缩机，具有压缩工作流体的压缩部；冷凝器，使在所述压缩部中被压缩的工作流体冷凝；以及喷雾机构，具有喷嘴，所述喷嘴用于向所述压缩部的喷出口与所述冷凝器的流入口之间的流体通道内喷出雾状的冷却用流体，以冷却流经所述流体通道的工作流体。
【专利附图】

【附图说明】
[0008]图1是表示本发明第一实施方式所涉及的冷凝装置的概略结构的图。
[0009]图2是表示本发明第二实施方式所涉及的冷凝装置的概略结构的图，其主要表示压缩机的具体结构。
[0010]图3是从轴向的下游侧观察图2的所述压缩机的图。
[0011]图4是表示所述冷凝装置的变形例I的概略图。
[0012]图5 (A)是表示所述冷凝装置的变形例2的概略图，(B)表示所述冷凝装置的变形 例3，是将连接压缩机与冷凝器的导管的一部分放大的剖视图。
【具体实施方式】
[0013]以下，参照附图详细地说明本发明的【具体实施方式】。
[0014]〈第一实施方式〉
[0015]如图1所示，本实施方式所涉及的冷凝装置71包括:具有压缩机10、蒸发器12及冷凝器13的制冷剂回路14、和喷雾机构81。冷凝装置71例如能够用于制冷机等。
[0016]压缩机10在其内部具有压缩部20。该压缩部20例如具有省略图示的转子，通过该转子的旋转，压缩在蒸发器12中蒸发的作为工作流体(制冷剂)的水蒸气。该水蒸气是温度、压力均相对较低的水蒸气。本实施方式的在压缩部20压缩后的工作流体、即水蒸气在压缩部20的喷出口 CS2处，压力例如为大气压以下，温度为200°C以下。
[0017]具体而言，例如作为工作流体的水蒸气在压缩部20的吸入口 CSl处，压力为
0.8kPa?1.7kPa左右，温度为5°C?15 °C左右，在压缩部20的喷出口 CS2处，压力为
1.5kPa?8kPa左右，温度为40°C?200°C左右。
[0018]冷凝器13是间接式热交换器，该间接式热交换器具有工作流体与使该工作流体冷凝的流体(例如冷却水等)不直接接触的构造，且这些流体的流通空间被隔开。在该间接式热交换器中，工作流体与使该工作流体冷凝的流体例如经由传热管或分隔壁等而间接地进行热交换。该冷凝器13内的压力范围及温度范围、以及后述的流体通道91内的压力范围及温度范围的程度与上述压缩部20的喷出口 CS2处的压力范围及温度范围大致相同。
[0019]在制冷剂回路14中，在压缩机10中被压缩的工作流体被送往冷凝器13，并在冷凝器13中被冷凝。工作流体伴随相变而在制冷剂回路14中循环。并且，制冷剂在蒸发器12中蒸发，由此，能够向二次侧热介质供应冷、热。该二次侧热介质被供应至图外的利用侧装置，对作为冷却对象的室内空气等进行冷却。
[0020]喷雾机构81能够向流体通道91内喷出雾状的冷却用流体，以对流经压缩部20的喷出口 CS2与冷凝器13的流入口 13a之间的流体通道91的工作流体进行冷却。喷雾机构81包括喷嘴82、泵83及喷雾室84。
[0021]喷雾室84设置在压缩部20的喷出口 CS2与冷凝器13的流入口 13a之间的流体通道91的途中。喷嘴82设置在喷雾室84内。泵83设置在从连接冷凝器13的流出口 13b与蒸发器12的流入口 12a的导管72分支出的分支管73的途中。喷嘴82连接于分支管73的顶端部。
[0022]在冷凝器13中冷凝并从流出口 13b排出的工作流体朝向蒸发器12侧而在导管72流动，但当泵83工作时，流经导管72的工作流体的一部分会通过分支管73被送往喷嘴82。接着，从喷嘴82喷出雾状的冷却用流体。由此，在第一实施方式中，通过分支管73送往喷嘴82的所述工作流体的一部分被用作所述冷却用流体。另外，喷嘴82以向流体通道91的上游侧喷出雾状的作为冷却用流体的工作流体的方式被设置。
[0023]<第二实施方式>
[0024]图2是表示本发明第二实施方式所涉及的冷凝装置71的概略结构的图，其主要表示压缩机10的具体结构。该第二实施方式的冷凝装置71与第一实施方式的不同点在于:喷雾机构81的喷嘴82直接安装在压缩机10上。该压缩机10被构成为轴流压缩机。冷凝装置71例如能够用于制冷机等。
[0025]如图2所示，压缩机10包括:压缩部20，具有压缩工作流体的压缩空间CS ;电动机(electric motor) 22，用于驱动压缩部20 ;以及减速部24，用于使从压缩空间CS喷出的工作流体的流速减慢。压缩机10的机壳26包括:圆筒状的第一壳部27，设置在压缩部20 ;第二壳部28，设置在压缩部20的一端侧(上游侧)；以及第三壳部29，设置在成为压缩部20的另一端侧(下游侧)的减速部24上。
[0026]压缩部20包括第一壳部27和设置在第一壳部27内的转子31。第一壳部27与转子31之间的空间作为用于压缩工作流体的压缩空间CS而发挥功能。该压缩空间CS包括在图2中处于左侧的吸入口 CS1、和处于右侧的喷出口 CS2。因此，在蒸发器12蒸发后的工作流体通过图2左侧的吸入口 CSl被吸入压缩空间CS内，该工作流体随着在压缩空间CS内从图2的左侧向右侧移动而受到压缩并从喷出口 CS2喷出。
[0027]在第一壳部27的内周面上,在轴向上隔开间隔固定有多个静叶33。该第一壳部27以轴向呈水平的方式被设置。
[0028]转子31包括多个动叶34及多个垫件35。这些多个动叶34以与静叶33交替的方式沿轴向隔开间隔而被设置。垫件35为呈圆筒状的部件，垫件35设置在静叶33的径向内侧，并且分别设置在相邻的动叶34之间。在图例中，示出了设有四个动叶34和四个垫件35的结构，但并不限于此。
[0029]动叶34包括圆筒状的凸起部37和一体地形成在该凸起部37周围的叶片部38。叶片部38沿凸起部37的周向形成有多个。凸起部37的外周面形成与垫件35的外周面相连的面，凸起部37的内周面形成与垫件35的内周面相连的面。
[0030]压缩部20包括:驱动轴40、第一按压部件41、第二按压部件42、作为固定部的一例的螺母43以及圆板状部件44。
[0031]驱动轴40设置在第一壳部27的轴心上，且沿第一壳部27的轴向延伸。驱动轴40的两端部47、47在轴向上位于动叶34及垫件35的外侧。
[0032]第一按压部件41以与最上游段的动叶34接触的方式被设置，而且，第二按压部件42以与位于最下游段的动叶34外侧的垫件35接触的方式被设置。第一按压部件41和第二按压部件42是结构相同的部件，但在轴向上逆向设置。
[0033]第一按压部件41呈圆板状，在该按压部件41、42形成有供驱动轴40插通的中央贯通孔。第一按压部件41与动叶34嵌合，由此，第一按压部件41的轴心与最上游段的动叶34的轴心一致。
[0034]第二按压部件42嵌合于位于最下游段的动叶34外侧的垫件35。由此，第二按压部件42的轴心与位于最下游侧的垫件35的轴心一致。彼此相邻的动叶34与垫件35互相嵌合。
[0035]垫件35及凸起部37的内径充分大于驱动轴40的外径。因此，在垫件35及凸起部37相连而形成的圆筒部与驱动轴40之间形成有沿轴向延伸的空间。在该空间、即转子31的内侧空间31a内设置有圆板状部件44。
[0036]圆板状部件44以与驱动轴40垂直的姿势被设置，且在其中央部形成有沿厚度方向贯通的贯通孔。驱动轴40插通在该贯通孔中。因此，驱动轴40在其中间部位的多处被圆板状部件44支撑。[0037]如图2所示，驱动轴40的两端部47、47分别由轴承55、55支撑。轴承55支撑驱动轴40的两端部47、47以使其能够旋转。
[0038]两个轴承55、55被分别收纳在壳体56、57中。收纳一端部侧的轴承55的上游侧的壳体56以与第二壳部28之间形成圆筒状的空间的方式而被设置。该空间成为被导入压缩空间CS的工作流体所流经的上游侧空间US。另一方面，收纳另一端部侧的轴承55的下游侧的壳体57以与第三壳部29之间形成圆筒状的空间的方式而被设置。该空间成为从压缩空间CS导出的工作流体所流经的下游侧空间DS。
[0039]各壳体56、57通过多个支撑部件59、59支撑于第二壳部28或第三壳部29。各支撑部件59呈棒状，并且沿周向呈放射状设置。支撑部件59、59设置在上游侧空间US及下游侧空间DS中，但因为各支撑部件59的剖面呈流线形，所以不会妨碍工作流体流动。此外，在图例中，下游侧空间DS的支撑部件59为进入壳体57内侧的结构，但进入该壳体57内侧的部位也可以不是棒状。
[0040]在支撑部件59形成有用于供应及排出润滑剂的供排通道59a。润滑剂从第二壳部28及第三壳部29的外部被导入，通过所述供排通道59a中的一条供应至轴承55，并通过其他供排通道59a从轴承55排出。
[0041 ] 驱动轴40的喷出口 CS2侧的端部47设置在下游侧的壳体57内。电动机22的旋转轴22a经由作为振动衰减部的一例的柔性联接器61连接于该端部47。压缩部20的驱动轴40与电动机22的旋转轴22a不经由增速机而连接，因此，电动机22的转速与转子31的转速为相同转速。
[0042]所述减速部24具有由第三壳部29形成的下游侧空间DS。第三壳部29包括:夕卜周面部29a，与第一壳部27的轴向的一端部相连；内周面部29b，设置在外周面部29a的内侧且沿轴向延伸；以及端面部29c，将外周面部29a及内周面部29b的轴向端部彼此连接。
[0043]在外周面部29a形成有喇叭部(flare portion) 29d，该喇叭部29d呈圆筒状，且在轴向的中间部随着远离喷出口 CS2内径逐渐增大。该喇叭部29d下游侧的部位29e的内径相同。另一方面，内周面部29b连接于下游侧的壳体57的端部，且呈外径沿轴向相同的圆筒状。因此，下游侧空间DS包含:垂直于轴向的剖面为圆环状且剖面积逐步扩大的异径部(taper part);和垂直于轴向的剖面为圆环状且剖面积相同的平行部。
[0044]至少异径部发挥作为使由压缩部20压缩后的工作流体减速并恢复压力的散流器的功能。平行部发挥作为集合在异径部减速后的流体的集合器(collector)的功能。在减速部24中，工作流体在异径部被充分地减速，因此，能够在平行部不发生过大的损失而恢复压力。另外，在图例中，示出了内周面部29b与壳体57呈台阶状连接的结构，但也可取消该台阶部。另外，内周面部29b中与外周面部29a的异径部对应的部位也可以采用异径结构。此外，平行部的长度等可根据将从喷出口 CS2喷出的工作流体的流速减速至何种程度而适当选择。
[0045]在外周面部29a中的构成平行部的部位29e设有排出口 65。用于将在下游侧空间DS内减速后的工作流体引导至冷凝器13的导管74连接于该排出口 65。
[0046]在内周面部29b设有电动机支撑部66，该电动机支撑部66从与壳体57的连接部朝径向内侧延伸。电动机22设置在减速部24的内周面部29b的内侧，并且安装在电动机支撑部66。[0047]图3是从轴向的下游侧(右侧)观察图2的压缩机10的图。如图2及图3所示，在该第二实施方式中，喷雾机构81包括多个喷嘴82,且不包括像第一实施方式那样独立于压缩机10的喷雾室。此外，该喷雾机构81在图2中省略了图示，但与图1所示的第一实施方式同样地具有以下的结构:泵83设置在分支管73的途中，多个喷嘴82连接于分支管73的顶端部。
[0048]另外，在该第二实施方式中，压缩部20的喷出口 CS2与冷凝器13的流入口 13a之间的流体通道91包含:下游侧空间DS、排出口 65的内部空间以及导管74的内部空间。喷嘴82设置在流体通道91中的下游侧空间DS中。
[0049]多个喷嘴82设置在第三壳部29的端面部29c。多个喷嘴82大致等间隔地设置在圆环状空间的圆周方向的大致整个圆周上。因此，能够均匀地冷却从压缩部20的喷出口CS2喷出且流经圆环状的空间内的工作流体。
[0050]各喷嘴82从设置在端面部29c的省略图示的贯通口插入于下游侧空间DS内，设置在各喷嘴82顶端的省略图示的喷雾孔设置在下游侧空间DS内。各喷雾孔朝向所述轴向的上游侧，因此，各喷嘴82能够向大致与流体通道91的上游侧相向的方向喷出雾状的工作流体。
[0051]另外，如图2所示，在所述冷凝装置71中，排出口 65设置在减速部24的侧部，且向与所述轴向大致垂直的方向(图2中为下方)延伸。从压缩部20的喷出口 CS2喷出的工作流体沿轴向流经减速部24内，然后流向排出口 65侦U。
[0052]另一方面，多个喷嘴82设置在压缩机10的轴向的下游侧的端部(端面部29c)，且设置在减速部24中的比排出口 65更靠下游侧的部位，因此，各喷嘴82不易妨碍工作流体流动。因此，能够抑制因设置多个喷嘴82而产生压力损失。
[0053]另外，考虑到提高热交换效率，较为理想的是从喷嘴82喷出的雾状的工作流体的粒径小。想要减小工作流体的粒径，则需要减小喷嘴82顶端的省略图示的喷雾孔的孔径，在此情况下，喷嘴82的喷雾量自然也会减少。因此，通过像该第二实施方式这样设置多个喷嘴82，能够确保喷雾量的总量，并且减小工作流体的粒径。
[0054]在本实施方式所涉及的冷凝装置71中，若压缩机10中的电动机22的旋转轴22a旋转，则压缩部20的驱动轴40也会以相同的转速旋转，转子31绕轴旋转。伴随于此，上游侧空间US内的工作流体通过吸入口 CSl被吸入压缩空间CS，在压缩空间CS内，工作流体受到压缩并且被送往图2的右方向，并通过喷出口 CS2喷出至下游侧空间DS。该工作流体在减速部24内减速并且恢复压力，并通过排出口 65被排出。另外，基于喷雾机构81的泵工作，作为冷却用流体的工作流体从喷嘴82以雾状喷入减速部24的空间内。由此，在压缩部20中被压缩的工作流体在减速部24的空间内受到冷却。
[0055]如以上的说明所述，在第一实施方式及第二实施方式中，作为冷却用流体的工作流体从喷嘴82以雾状喷入流体通道91内，由此，能够冷却流经流体通道91的工作流体，因此，能够在工作流体流入冷凝器13之前，预先降低工作流体的过热度。由此，能够减小冷凝器13的冷却过热蒸气所需的传热面积，因此，能够使冷凝器13小型化。另外，通过以上述方式减小传热面积，还能够降低冷凝器13所需的成本。
[0056]另外，在第一实施方式及第二实施方式中，向流体通道91的上游侧喷出雾状的冷却用流体，因此，与向流体通道91的下游侧喷雾的情况或向与流体通道91垂直的方向喷雾的情况相比，能够增大工作流体与冷却用流体的相对速度。由此，能够提高工作流体与冷却用流体的热交换效率，因此，能够更高效地冷却流经流体通道91的工作流体。
[0057]在所述第二实施方式中，能够由作为散流器而发挥功能的减速部24减慢在压缩部20中升压且增速后的工作流体的速度。另外，在第二实施方式中，以能够向减速部24的空间喷出雾状的冷却用流体的方式，将喷嘴82安装在压缩机10中，因此，无需另外设置像用于从喷嘴82喷出雾状的冷却用流体的喷雾室这样的部件。
[0058]在第二实施方式中，减速部24的空间沿电动机22的旋转轴的轴向延伸，并且以包围电动机22的方式形成，所述空间的与轴向垂直的剖面呈圆环状。而且，沿圆环状的所述空间的圆周方向设置有多个喷嘴82。由此，能够在减速部24的空间的多处喷出雾状的冷却用流体。
[0059]在第一实施方式及第二实施方式中采用了以下的结构:将从冷凝器13的流出口13b排出的工作流体的一部分用作冷却用流体，并由泵83将该工作流体的一部分送往喷嘴82，因此，无需准备工作流体以外的冷却用流体。
[0060]在第二实施方式中，采用了压缩部的驱动轴不经由增速机而连接于电动机的旋转轴的结构。因此，例如无需像以往的用于制冷机的冷凝装置那样，为了设置增速机而与压缩部错开地设置电动机(以在径向上与压缩部错位的状态设置电动机)。因此，能够防止压缩机的径向宽度增大。而且，因为未设置增速机，所以从这一点来说也能够防止压缩机的径向宽度增大。
[0061]此外，本发明并不限于所述实施方式，能够在不脱离其主旨的范围内进行各种变更、改良等。例如，在所述实施方式中，对作为用于制冷机的冷凝装置71的例子进行了说明，但并不限于此。例如，也可以将冷凝装置71作为例如用于获得冷却水的冷却器(chi 11 er)、空调装置、浓缩机等中所用的压缩机。
[0062]工作流体并不限定于水蒸气。例如能够将碳氢化合物类的工艺气体等各种流体用作工作流体。另外，压缩机并不限定于轴流压缩机。
[0063]另外，在所述实施方式中，以从喷嘴向流体通道的上游侧喷出雾状的工作流体的情况为例进行了说明，但并不限定于此。例如，可以从喷嘴向流体通道的下游侧喷出雾状的工作流体，也可以向与流体通道垂直的方向喷出雾状的工作流体。
[0064]另外，冷凝装置例如还可以是如图4所示的变形例I的冷凝装置71。在该变形例I中，流体通道91由连接压缩机10与冷凝器13的导管形成，该导管具有使工作流体的流动方向转弯的弯曲部91a。喷嘴82设置在弯曲部91a中。该弯曲部91a位于工作流体流动时原本就比导管的直线状部分更容易产生压力损失的部位，因此，即使在该弯曲部91a中设置喷嘴，压力损失的影响也小。
[0065]另外，若在导管的直线状部分设置喷嘴，且想要向流体通道的上游侧喷出雾状的冷却用流体，则例如需要将喷嘴从导管侧面插入导管内，并将喷嘴的顶端部附近向上游侧弯折设置，由此，使喷嘴的喷雾孔朝向上游侧。在此情况下，流体通道的剖面积中喷嘴所占的比例容易变大，因此，压力损失容易变大。另一方面，如图4所示，若在弯曲部91a中设置喷嘴82，则能够向流体通道的上游侧喷出雾状的冷却用流体，并且减小因设置喷嘴82而产生的压力损失的影响。
[0066]当在导管的直线状部分设置喷嘴时，例如能够例示图5(A)所示的变形例2的方式。在图5(A)所示的变形例2中，在连接压缩机10与冷凝器13的流体通道(导管)91的直线状部分设置有多个喷嘴82。在该变形例2中，以能够从导管周围向内侧喷出雾状的冷却用流体的方式，在沿大致水平的方向延伸设置的导管的直线状部分设置有两个喷嘴82。更具体而言，上侧的喷嘴82具有省略图示的喷雾孔，以能够在导管内向下方(与被压缩的工作流体的流动方向大致垂直的方向)喷出雾状的冷却用流体。下侧的喷嘴82具有省略图示的喷雾孔，以能够在导管内向上方喷出雾状的冷却用流体。
[0067]另外，也可以如图5(B)所示的变形例3，在流体通道(导管)91的直线状部分，向与被压缩的工作流体的流动方向大致垂直的方向，沿导管的圆周方向呈环状设置多个(多数的)喷嘴82。这些喷嘴82沿所述圆周方向大致等间隔地分布。另外，在该变形例3中，存在两条环状的排列。两条环状的排列被设置于在图5(B)中的箭头所示的工作流体的流动方向上彼此错开的位置。在该变形例3中，从各喷嘴82向导管的半径方向内侧喷出雾状的冷却用流体，因此，能够均匀地冷却流经导管内的工作流体。
[0068]另外，在变形例3中，以各喷嘴82的顶端几乎不会从流体通道91 (导管)的内表面突出至导管内的方式在导管中设置各喷嘴82。由此，在流体通道91内，各喷嘴82不会妨碍工作流体流动，因此，能够进一步减小因设置喷嘴82而产生的压力损失的影响。
[0069]此外，在变形例2及变形例3中，在流体通道91的直线状部分设置有多个喷嘴82，但也可以在直线状部分仅设置一个喷嘴82。另外，在变形例2及变形例3中例示了在流体通道91的直线状部分，从喷嘴82向半径方向内侧喷出雾状的冷却用流体的情况，但并不限定于此。例如还可以采用在流体通道91的直线状部分，从喷嘴82向上游侧喷出雾状的冷却用流体。在此情况下，例如将喷嘴82插入于流体通道91的直线状部分的导管内，且将喷嘴82的顶端部附近向上游侧弯折设置，由此，能够从喷嘴向上游侧喷出雾状的冷却用流体。
[0070]另外，例如在流体通道91的直线状部分倾斜设置喷嘴82，由此，能够向上游侧喷出雾状的冷却用流体。在此情况下，能够以喷嘴82的顶端几乎不会从流体通道91 (导管)的内表面突出至导管内的方式设置喷嘴82，因此，能够进一步减小因设置喷嘴82而产生的压力损失的影响。
[0071]此外，在上述【具体实施方式】中，主要包含具有以下的结构的发明。
[0072]本发明的冷凝装置包括:压缩机，具有压缩工作流体的压缩部；冷凝器，使在所述压缩部中被压缩的工作流体冷凝；以及喷雾机构，具有喷嘴，所述喷嘴用于向所述压缩部的喷出口与所述冷凝器的流入口之间的流体通道内喷出雾状的冷却用流体，以冷却流经所述流体通道的工作流体。
[0073]在该结构中，从喷嘴向所述流体通道内喷出雾状的冷却用流体，由此，能够冷却流经所述流体通道的工作流体，因此，能够在压缩部中压缩的工作流体流入冷凝器之前，预先降低工作流体的过热度。由此，能够减小冷凝器的冷却过热蒸气所需的传热面积，因此，能够相应地使冷凝器小型化。另外，通过以上述方式减小传热面积，还能够降低冷凝器所需的成本。
[0074]在所述冷凝装置中，较为理想的是:所述喷嘴被设置成向所述流体通道的上游侧喷出雾状的冷却用流体。
[0075]如本结构所示，向流体通道的上游侧喷出雾状的冷却用流体的情况下，与向流体通道的下游侧喷雾的情况或向与流体通道垂直的方向喷雾的情况相比，能够增大工作流体与冷却用流体的相对速度。由此，能够提高工作流体与冷却用流体的热交换效率，因此，能够更高效地冷却流经流体通道的工作流体而降低过热度。
[0076]在所述冷凝装置中，所述流体通道包括使工作流体的流动方向转弯的弯曲部，所述喷嘴设置在所述弯曲部。该弯曲部位于工作流体流动时原本就比直线状部分(例如直线状的导管)更容易产生压力损失的部位，因此，即使在该弯曲部设置喷嘴，压力损失的影响也小。
[0077]在所述冷凝装置中，较为理想的是:所述冷凝器为间接式热交换器，所述间接式热交换器使工作流体与使所述工作流体冷凝的流体以不直接接触的方式进行热交换。
[0078]例如在冷凝器中工作流体与使该工作流体冷凝的流体被混合(例如冷却水)的直接式热交换器中，因为冷却水与工作流体直接接触，因此，传热面积较大，如上所述的过热区域的传热面积问题较小。另一方面，如本结构所示的间接式热交换器与直接式热交换器相比，过热区域的传热面积问题变得更大，因此，从喷嘴向所述流体通道内喷出雾状的冷却用流体，从而在工作流体流入冷凝器之前，预先降低工作流体的过热度的本结构特别有效。
[0079]在所述冷凝装置中，较为理想的是:所述压缩机还包括减速部，所述减速部具有用于减慢从所述压缩部的所述喷出口喷出的工作流体的流速的空间，所述减速部的空间构成所述流体通道的一部分，所述喷嘴向流经所述减速部的工作流体喷出雾状的冷却用流体。
[0080]在该结构中，能够在作为散流器而发挥功能的减速部中减慢在压缩部中升压且增速后的工作流体的速度。另外，在该结构中，向所述减速部的空间喷出雾状的冷却用流体，因此，无需另外设置如用于从喷嘴喷出雾状的冷却用流体的喷雾室这样的部件。
[0081]在所述冷凝装置中，较为理想的是:所述压缩机还包括具有旋转轴的电动机，所述压缩部包括连接于所述电动机的旋转轴的驱动轴，所述电动机的旋转轴连接于所述驱动轴的所述喷出口侧的端部，所述减速部的所述空间沿所述电动机的旋转轴的轴向延伸，并以包围所述电动机的方式形成，且与所述轴向垂直的剖面呈圆环状，沿圆环状的所述空间的圆周方向设置有多个所述喷嘴。
[0082]在该结构中，沿圆环状的所述空间的圆周方向设置有多个喷嘴。由此，能够在减速部的空间中的多个部位喷出雾状的冷却用流体，因此，能够更高效地冷却流经流体通道的工作流体来降低过热度。
[0083]在所述冷凝装置这，较为理想的是:所述压缩机包括排出口，所述排出口连接于所述减速部的所述空间，以将流速己在所述减速部中减慢的工作流体排出，所述喷嘴设置在所述减速部，且位于比所述排出端口更靠所述减速部的下游侧的部位。
[0084]在该结构中，与排出口相比，喷嘴更位于减速部的下游侧处，因此，在工作流体从压缩部的喷出口喷出，且在减速部中被减速，并通过排出口被排出的过程中，喷嘴不易妨碍工作流体流动。因此，能够抑制因设置喷嘴而产生压力损失。
[0085]所述冷凝装置还可以为以下的结构:所述流体通道包括直线状部分，所述喷嘴设置在所述直线状部分，且向与所述工作流体的流动方向大致垂直的方向喷出雾状的所述冷却用流体。
[0086]较为理想的是所述冷凝装置为以下的结构:所述喷雾机构还包括泵，所述冷却用流体是经冷凝而从所述冷凝器的流出口排出的工作流体的一部分，所述泵将所述工作流体的一部分送往所述喷嘴。[0087]在该结构中采用将从冷凝器的流出口排出的工作流体的一部分用作冷却用流体，并由泵将该工作流体的一部分送往喷嘴的构成，因此，无需准备工作流体以外的冷却用流体。
[0088]在所述冷凝装置中，所述工作流体为水，在所述压缩部中被压缩的工作流体所流经的所述流体通道内的压力在1.5?SkPa的范围内，在此情况下，本发明特别适用。
[0089]如所述结构所示，工作流体为水且流体通道内的压力非常低的情况下，冷凝器的热交换效率容易降低，其结果，冷凝器的冷却过热蒸气而使其成为饱和蒸气所需的传热面积容易变大。因此，在该结构中，以下的本发明特别有效，即、从喷嘴向所述流体通道内喷出雾状的冷却用流体，从而在工作流体流入冷凝器之前，预先降低工作流体的过热度。
[0090]符号说明
[0091]10压缩机
[0092]12蒸发器
[0093]13冷凝器
[0094]14制冷剂回路
[0095]20压缩部
[0096]22 电动机
[0097]22a旋转轴
[0098]24减速部
[0099]31 转子
[0100]40驱动轴
[0101]71冷凝装置
[0102]81喷雾机构
[0103]82 喷嘴
[0104]83 泵
[0105]84喷雾室
[0106]91流体通道
[0107]91a弯曲部
[0108]CSl压缩部的吸入口
[0109]CS2压缩部的喷出口
【权利要求】
1.一种冷凝装置，其特征在于包括: 压缩机，具有压缩工作流体的压缩部； 冷凝器，使在所述压缩部中被压缩的工作流体冷凝；以及 喷雾机构，具有喷嘴，所述喷嘴用于向所述压缩部的喷出口与所述冷凝器的流入口之间的流体通道内喷出雾状的冷却用流体，以冷却流经所述流体通道的工作流体。
2.根据权利要求1所述的冷凝装置，其特征在于: 所述喷嘴被设置成向所述流体通道的上游侧喷出雾状的冷却用流体。
3.根据权利要求1所述的冷凝装置，其特征在于: 所述流体通道包括使工作流体的流动方向转弯的弯曲部， 所述喷嘴设置在所述弯曲部。
4.根据权利要求1所述的冷凝装置，其特征在于: 所述冷凝器为间接式热交换器，所述间接式热交换器使工作流体与使所述工作流体冷凝的流体以不直接接触的方式进行热交换。
5.根据权利要求1所述的冷凝装置，其特征在于: 所述压缩机还包括减速部，所述减速部具有用于减慢从所述压缩部的所述喷出口喷出的工作流体的流速的空间， 所述减速部的空间构成所述 流体通道的一部分， 所述喷嘴向流经所述减速部的工作流体喷出雾状的冷却用流体。
6.根据权利要求5所述的冷凝装置，其特征在于: 所述压缩机还包括具有旋转轴的电动机， 所述压缩部包括连接于所述电动机的旋转轴的驱动轴， 所述电动机的旋转轴连接于所述驱动轴的所述喷出口侧的端部， 所述减速部的所述空间沿所述电动机的旋转轴的轴向延伸，并以包围所述电动机的方式形成，且与所述轴向垂直的剖面呈圆环状， 沿圆环状的所述空间的圆周方向设置有多个所述喷嘴。
7.根据权利要求5所述的冷凝装置，其特征在于: 所述压缩机包括排出口，所述排出口连接于所述减速部的所述空间，以将流速已在所述减速部中减慢的工作流体排出， 所述喷嘴设置在所述减速部，且位于比所述排出端口更靠所述减速部的下游侧的部位。
8.根据权利要求1所述的冷凝装置，其特征在于: 所述流体通道包括直线状部分， 所述喷嘴设置在所述直线状部分，且向与所述工作流体的流动方向大致垂直的方向喷出雾状的所述冷却用流体。
9.根据权利要求1所述的冷凝装置，其特征在于: 所述喷雾机构还包括泵， 所述冷却用流体是经冷凝而从所述冷凝器的流出口排出的工作流体的一部分， 所述泵将所述工作流体的一部分送往所述喷嘴。
10.根据权利要求1至9中 任一项所述的冷凝装置，其特征在于:所述工作流体为水， 在所述压缩部中被压缩的工作流体所流经的所述流体通道内的压力在1.5~SkPa的范围内。`
【文档编号】F28B9/02GK103518106SQ201280019423
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2012年4月13日 优先权日:2011年4月20日
【发明者】藤泽亮, 户岛正刚, 仲山善裕, 马场祥孝, 井出聪, 饭塚晃一朗, 须藤邦彦, 江川宽, 樱场一郎, 林大介, 菅野启治, 汉斯·马斯博尔, 克劳斯·大姆卡德克里斯坦森 申请人:东京电力株式会社, 中部电力株式会社, 关西电力株式会社, 株式会社神户制钢所, 丹麦技术研究所, 江森自控丹麦Aps