特開 2022-144290 エジェクタ式冷却装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022144290

(43)【公開日】2022-10-03

(54)【発明の名称】エジェクタ式冷却装置

(51)【国際特許分類】

   F25B 1/00 20060101AFI20220926BHJP

【ＦＩ】

F25B1/00 389A

F25B1/00 399Y

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021045227

(22)【出願日】2021-03-18

(71)【出願人】

【識別番号】000005234

【氏名又は名称】富士電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】安嶋 賢哲

(72)【発明者】

【氏名】松原 健

(72)【発明者】

【氏名】横山 康弘

(72)【発明者】

【氏名】岩崎 正道

(72)【発明者】

【氏名】大西 祐輔

(57)【要約】

【課題】出力する温水の温度を一層低下させることのできるエジェクタ式冷却装置を提供する。
【解決手段】エジェクタ式冷却装置１０Ａは、冷媒を凝縮させる凝縮器１８と、凝縮された冷媒を循環させる冷媒ポンプ１２と、冷媒が供給され温水と熱交換をして蒸発させる蒸気生成器１４と、温水が蒸気生成器１４に対して下流側で直列に流れるように接続され、冷媒が凝縮器１８と冷媒ポンプ１２との間の分岐部Ｂ１から膨張弁２２を介して供給され温水と熱交換をして蒸発させる蒸発器２０と、蒸気生成器１４で蒸発した冷媒が駆動流口１６ａに供給されて、吐出口１６ｂから凝縮器１８に供給し、さらに蒸発器２０から供給される冷媒を吸引口１６ｃから吸引するように接続されたエジェクタ１６と、直列接続された蒸気生成器１４と蒸発器２０との間で温水を冷却させる補助熱交換器２４とを備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

気相の冷媒を冷却用水と熱交換して凝縮させる凝縮器と、
前記凝縮器で凝縮された冷媒を昇圧させて循環させる冷媒ポンプと、
前記冷媒ポンプから吐出された冷媒が供給され温水と熱交換をして蒸発させる蒸気生成器と、
温水が前記蒸気生成器に対して下流側で直列に流れるように接続され、冷媒が前記凝縮器と前記冷媒ポンプとの間の分岐部から膨張弁を介して供給され温水と熱交換をして蒸発させる蒸発器と、
前記蒸気生成器で蒸発した冷媒が駆動流口に供給されて、吐出口から前記凝縮器に供給し、さらに前記蒸発器から供給される冷媒を吸引口から吸引するように接続されたエジェクタと、
直列接続された前記蒸気生成器と前記蒸発器との間で温水を冷却させる補助冷却器と、
を備えることを特徴とするエジェクタ式冷却装置。

【請求項2】

前記補助冷却器が温水を冷却させる能力を調整する冷却調整部と、
前記蒸発器から流出する温水の温度を検出する第１温度検出器と、
前記第１温度検出器の検出温度が所定温度範囲となるように前記冷却調整部を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のエジェクタ式冷却装置。

【請求項3】

前記補助冷却器は、前記冷却用水の一部が供給されて温水と熱交換する補助熱交換器を含み、
前記冷却調整部は、前記補助熱交換器に供給される前記冷却用水の流量を調整する流量調整弁であることを特徴とする請求項２に記載のエジェクタ式冷却装置。

【請求項4】

前記補助冷却器は、強制空冷式放熱器を含み、
前記冷却調整部は、前記強制空冷式放熱器に送風するファンであることを特徴とする請求項２または３に記載のエジェクタ式冷却装置。

【請求項5】

前記制御部は、さらに前記第１温度検出器の検出温度が所定温度範囲となるように前記膨張弁および前記冷媒ポンプの少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項２～４のいずれか１項に記載のエジェクタ式冷却装置。

【請求項6】

前記蒸発器に流入する冷媒の温度を検出する第２温度検出器を備え、
前記制御部は、前記第１温度検出器の検出温度と前記第２温度検出器の検出温度との温度差に基づいて前記冷却調整部を制御することを特徴とする請求項２～５のいずれか１項に記載のエジェクタ式冷却装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エジェクタ式冷却装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、冷媒を循環させる回路には、エジェクタを備えたものがある。エジェクタは、先端の噴射口から駆動流体が噴射されるノズル部と、ノズル部の周囲を取り囲むように配置され、ノズル部の噴射口延長上となる部位に中空部が設けられた本体部と、本体部の中空部に開口するように接続された吸引経路とを備えて構成されている。このエジェクタでは、ノズル部の噴射口から冷媒を駆動流体として噴射すると、吸引経路を通じて外部の冷媒が本体部の中空部に吸引され、吸引された吸引流体と駆動流体とが混合された後にデフューザで昇圧されて吐出口から吐出される（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８－６４０２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、アルミダイカストマシンなどの生産装置では、金型を冷却する必要があり、冷却後に高温となった排温水（温水）は、外部の冷却装置によって冷却され、冷却された温水を再び生産装置へ供給して冷却水として用いる循環系を構成している。

【0005】

冷却装置は、例えば、生産装置からの温水を一旦、水槽に貯留して空気に放熱し、放熱後の温水をチラーなどによって所定温度まで冷却し、冷却した温水を再び生産装置に供給するようにしている。この場合、水槽が必要なのは、生産装置から排出される温水は、例えば７０℃以上と高い場合が多く、チラーの冷却性能外であるからである。この水槽を用いた冷却装置では、水槽における温水の放熱により未利用熱を回収できず、また、チラーの消費電力量が増大するという問題がある。

【0006】

このため、図７に示すようなエジェクタ式冷却装置５００が検討されている。エジェクタ式冷却装置５００は、冷媒を昇圧して循環させる冷媒ポンプ５０２と、流路Ｌ１から入力される高温の温水Ｗ１の熱エネルギーを冷媒側に回収する熱交換を行う蒸気生成器５０４と、冷媒ポンプ５０２で昇圧され蒸気生成器５０４で熱エネルギーを回収した冷媒が導入されるエジェクタ５０６とを備える。エジェクタ５０６の作用は上記のとおりである。

【0007】

またエジェクタ式冷却装置５００は、エジェクタ５０６の吸引作用により冷熱を生成し蒸気生成器５０４から流出した温水Ｗ３をさらに冷却する蒸発器５０８と、エジェクタ５０６から流出する冷媒を熱交換によって放熱する凝縮器５１０とを備える。凝縮器５１０から導出された冷媒は一部が膨張弁５１２によって膨張・減圧されて蒸発器５０８に供給される。エジェクタ式冷却装置５００では、蒸気生成器５０４および蒸発器５０８の温水流路を直列に接続し、温水Ｗ１を蒸気生成器５０４及び蒸発器５０８を用いて２段冷却した温水Ｗ２として出力する。

【0008】

このようなエジェクタ式冷却装置５００では上記のような水槽が不要であり、生産装置などから排出される高温の温水を、簡易な構成、かつ、低消費電力量で冷却して生産装置などに戻すことができる。

【0009】

ところが、エジェクタ式冷却装置５００では、接続元の生産装置の仕様や季節要因によりにより供給される温水Ｗ１の温度が比較的高くなっている場合には、出力する温水Ｗ２を所望の規定温度にまで低下させることができなくなると懸念されている。

【0010】

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、出力する温水の温度を一層低下させることのできるエジェクタ式冷却装置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】

【0011】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるエジェクタ式冷却装置は、気相の冷媒を冷却用水と熱交換して凝縮させる凝縮器と、前記凝縮器で凝縮された冷媒を昇圧させて循環させる冷媒ポンプと、前記冷媒ポンプから吐出された冷媒が供給され温水と熱交換をして蒸発させる蒸気生成器と、温水が前記蒸気生成器に対して下流側で直列に流れるように接続され、冷媒が前記凝縮器と前記冷媒ポンプとの間の分岐部から膨張弁を介して供給され温水と熱交換をして蒸発させる蒸発器と、前記蒸気生成器で蒸発した冷媒が駆動流口に供給されて、吐出口から前記凝縮器に供給し、さらに前記蒸発器から供給される冷媒を吸引口から吸引するように接続されたエジェクタと、直列接続された前記蒸気生成器と前記蒸発器との間で温水を冷却させる補助冷却器と、を備えていることを特徴とする。

【0012】

このエジェクタ式冷却装置によれば、直列接続された蒸気生成器と蒸発器との間で温水を冷却させる補助熱交換器を備えていることから、冷却能力が向上し、出力する温水の温度を一層低下させることができる。

【0013】

前記補助冷却器が温水を冷却させる能力を調整する冷却調整部と、前記蒸発器から流出する温水の温度を検出する第１温度検出器と、前記第１温度検出器の検出温度が所定温度範囲となるように前記冷却調整部を制御する制御部と、を備えていてもよい。

【0014】

前記補助冷却器は、前記冷却用水の一部が供給されて温水と熱交換する補助熱交換器を含み、前記冷却調整部は、前記補助熱交換器に供給される前記冷却用水の流量を調整する流量調整弁であってもよい。この場合の補助熱交換器には凝縮器で使用される冷却用水の一部が供給されることから、別途専用の冷却源を用意する必要がない。

【0015】

前記補助冷却器は、強制空冷式放熱器を含み、前記冷却調整部は、前記強制空冷式放熱器に送風するファンであってもよい。強制空冷式放熱器を用いると補助冷却器のための冷却水が不要である。

【0016】

前記制御部は、さらに前記第１温度検出器の検出温度が所定温度範囲となるように前記膨張弁および前記冷媒ポンプの少なくとも一方を制御してもよい。調整弁や冷媒ポンプの制御により一層精度の良い温度制御が可能になる。

【0017】

前記蒸発器に流入する冷媒の温度を検出する第２温度検出器を備え、前記制御部は、前記第１温度検出器の検出温度と前記第２温度検出器の検出温度との温度差に基づいて前記冷却調整部を制御してもよい。第１温度検出器と第２温度検出器により蒸発器の状態が検知されて、該蒸発器の能力を活用した制御が可能になる。

【発明の効果】

【0018】

本発明にかかるエジェクタ式冷却装置では、直列接続された蒸気生成器と蒸発器との間で温水を冷却させる補助冷却器を備えていることから、冷却能力が向上し、出力する温水の温度を一層低下させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】図１は、本発明の実施の形態であるエジェクタ式冷却装置が適用される生産システムの構成を示すブロック図である。

【図2】図２は、第１の実施形態にかかるエジェクタ冷却装置の構成を示す回路図である。

【図3A】図３Ａは、第１の実施形態にかかるエジェクタ式冷却装置における制御部の温度制御手順を示すフローチャート（その１）である。

【図3B】図３Ｂは、第１の実施形態にかかるエジェクタ式冷却装置における制御部の温度制御手順を示すフローチャート（その２）である。

【図4】図４は、温度制御範囲を示す図である。

【図5】図５は、第２の実施形態にかかるエジェクタ冷却装置の構成を示す回路図である。

【図6】図６は、第３の実施形態にかかるエジェクタ冷却装置の構成を示す回路図である。

【図7】図７は、比較例にかかるエジェクタ式冷却装置を示す回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下に、本発明にかかるエジェクタ式冷却装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

【0021】

図１は、本発明の実施形態であるエジェクタ式冷却装置１０が適用される生産システムの構成を示すブロック図である。この生産システムは、アルミダイカストマシンなどの生産装置１１に、エジェクタを利用したエジェクタ式冷却装置１０が接続される。エジェクタ式冷却装置１０は、生産装置１１から排出され、例えば７０℃程度の高温になった温水Ｗ１を、例えば２５℃程度の温水Ｗ２に冷却して生産装置１１に戻し、生産装置１１が生産時における冷却処理に冷却された温水Ｗ２を用いるようにしている。すなわち、この生産システムでは、生産装置１１が冷却処理に用いた冷却後の温水をエジェクタ式冷却装置１０が冷却して再度、冷却用の温水として生産装置１１に戻すという温水の循環系が形成されている。

【0022】

エジェクタ式冷却装置１０に接続される対象は生産装置１１に限られない。エジェクタ式冷却装置１０に対して温水Ｗ１を供給する供給元と温水Ｗ２を供給する供給先とが異なっていてもよい。エジェクタ式冷却装置１０の具体例としては、第１の実施形態にかかるエジェクタ式冷却装置１０Ａ（図２参照）、第２の実施形態にかかるエジェクタ式冷却装置１０Ｂ（図５参照）、第３の実施形形態にかかるエジェクタ式冷却装置１０Ｃ（図６参照）が挙げられる。

【0023】

図２は、第１の実施形態にかかるエジェクタ式冷却装置１０Ａの構成を示す回路図である。エジェクタ式冷却装置１０Ａは、冷媒ポンプ１２と、蒸気生成器１４と、エジェクタ１６と、凝縮器１８と、蒸発器２０と、膨張弁２２とを備える。冷媒ポンプ１２は、液相の冷媒を昇圧させて回路内で循環させる。蒸気生成器１４は、冷媒ポンプ１２から吐出された冷媒が供給されて温水Ｗ１と熱交換をして蒸発させる。

【0024】

エジェクタ１６は、蒸気生成器１４で蒸発した冷媒が駆動流口１６ａに供給されて凝縮器１８に供給する。凝縮器１８は、エジェクタ１６から供給される気相の冷媒を冷却用水と熱交換して凝縮させる。この冷却用水は冷却水回路における流路Ｌ３の分岐部Ｂ２を介して供給される。流路Ｌ３から供給される冷却用水は主に工業用水や循環式の冷却塔などが用いられる。凝縮器１８で冷媒と熱交換をした冷却用水は流路Ｌ４から排出される。凝縮器１８で凝縮された冷媒は冷媒回路の分岐部Ｂ１を介して冷媒ポンプ１２に導入されて回路を循環する。凝縮器１８から冷媒ポンプ１２に流通する流路にはリザーバタンクを設けてもよい。

【0025】

膨張弁２２は、冷媒回路の分岐部Ｂ１と蒸発器２０との間に設けられ、凝縮器１８から供給される液相の冷媒を所定の低圧となるように制御する。

【0026】

蒸発器２０は、分岐部Ｂ１および膨張弁２２を介して供給された冷媒を温水と熱交換をして蒸発させる。蒸発器２０は、蒸気生成器１４に対して温水が下流側で直列に流れるように接続されている。蒸発器２０で冷媒と熱交換して冷却された温水Ｗ２は流路Ｌ２から出力される。蒸発器２０において、冷媒はエジェクタ１６の吸引作用によって生ずる低圧冷媒となっており、その潜熱を利用して温水を冷却させる。

【0027】

蒸発器２０で蒸発した冷媒は、エジェクタ１６の吸引口１６ｃから吸引されるように接続されている。エジェクタ１６では、駆動流口１６ａから導入された高圧の冷媒がノズル１６ｄによって減圧されて噴出される。このとき吸引口１６ｃを通じて冷媒が吸引流として本体部の内部に吸引され、駆動流と吸引流とは合流・混合部およびデフューザを経て混合昇圧され、吐出口１６ｂから突出される。ノズルは冷媒を減圧・加速させ、デフューザは減速・昇圧させる。ノズルは可変ノズル式として駆動流の流量を調整可能な構成としてもよい。

【0028】

エジェクタ式冷却装置１０Ａは、さらに補助熱交換器（補助冷却器）２４および流量調整弁（冷却調整部）２６を備えている。補助熱交換器２４は冷却水と熱交換をして温水を冷却させるものであり、蒸気生成器１４と蒸発器２０との間に直列に設けられる。すなわち、蒸気生成器１４と蒸発器２０との間の温水Ｗ３のうち上流側で比較的高温のＷ３１を下流側で比較的低音のＷ３２に冷却させる。

【0029】

補助熱交換器２４で温水と熱交換する冷却水は分岐部Ｂ２で分岐し、さらに流量調整弁２６を介して供給される。補助熱交換器２４で温水と熱交換した冷却水は合流部Ｊにおいて凝縮器１８から排出される冷却水と合流してシステム外に導出される。流量調整弁２６は流通する冷却水量を調整して補助熱交換器２４が温水を冷却させる能力を調整する。補助熱交換器２４で使用する冷却水は、分岐部Ｂ２から分岐して供給するため、別途専用の冷却源を用意する必要がない。

【0030】

図２から了解されるように温水Ｗ１は蒸気生成器１４、補助熱交換器２４および蒸発器２０の順で冷却される。蒸気生成器１４が最上流にあるのは、冷媒を高温高圧ガスの駆動流としてエジェクタ１６に出力するためには、入力される高圧冷媒に対してさらに十分な熱量が必要なためである。蒸発器２０が最下流にあるのは、熱交換能力を有効に活用し、温水を十分に冷却して出力するためには、膨張弁２２で低温となった冷媒と熱交換する必要があるためである。そうすると、温水をさらに冷却させるための補助熱交換器２４は、蒸気生成器１４と蒸発器２０との間に直列に設けることが好ましいことになる。

【0031】

なお、エジェクタ式冷却装置１０Ａでは、出力する温水Ｗ２の温度を一層下げるためには、冷媒ポンプ１２の回転数を上げて蒸気生成器１４に供給する冷媒量を増加させることも考えられる。しかしながら、蒸気生成器１４は供給される温水Ｗ１を冷却させる作用以外に、エジェクタ１６に対して駆動流を供給させる作用があるため、駆動流として十分にガス化させるための冷媒量には限界がある。そのため、凝縮器１８において冷媒を放熱する能力に余裕があったとしても、蒸気生成器１４に対する供給冷媒量を所定以上には増加させることはできず、それ以外の冷却手段として補助熱交換器２４を設けることが望ましい。

【0032】

エジェクタ式冷却装置１０Ａには、蒸発器２０から出力される温水Ｗ２の温度Ｔａを検出する第１温度検出器３０、および蒸発器２０に供給される冷媒の温度Ｔｂを検出する第２温度検出器３２が設けられている。

【0033】

エジェクタ式冷却装置１０Ａは図示しない制御部を備えている。制御部は第１温度検出器３０による温度Ｔａ、および第２温度検出器３２による温度Ｔｂを読み込み可能である。制御部は、流量調整弁２６の弁開度の調整を行うとともに、冷媒ポンプ１２の回転数、膨張弁２２の開度の調整が可能となっている。制御部は、基本的には温水Ｗ２の温度が所定温度範囲となるように流量調整弁２６等を制御するものである。

【0034】

制御部は、設置箇所、処理能力、主処理部の数、周辺機器などの態様は問われない。制御部は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等の処理装置にプログラムを実行させること、すなわち、ソフトウェアにより実現してもよいし、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等のハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェア及びハードウェアを併用して実現してもよい。

【0035】

図３Ａは、エジェクタ式冷却装置１０Ａにおける制御部の温度制御手順を示すフローチャート（その１）であり、図３Ｂはフローチャート（その２）である。図４は、温度制御範囲を示す図である。

【0036】

図３Ａ，３Ｂに示す温度制御手順は、温度Ｔａを図４に示すように、Ｔ１ｕとＴ１ｄとの間、つまりΔＴ１の範囲に維持するように行われるものであり、さらには、そのための前段階処理としてＴ２ｕとＴ２ｄとの間、つまりΔＴ２の範囲となるように制御するものである。ただし、Ｔ２ｕ＞Ｔ１ｕ、Ｔ２ｄ＜Ｔ１ｄである。ΔＴ１の範囲は、出力する温水Ｗ２としての要求適温範囲である。

【0037】

図３Ａに示すように、制御部はまずステップＳ１において、検出温度Ｔａが所定の低温温度範囲ΔＴ１の範囲に入っているか確認する。検出温度ＴａがΔＴ１の範囲外であるときには（Ｎｏ）ステップＳ２へ移り、検出温度ＴａがΔＴ１の範囲内であるときには（Ｙｅｓ）特段の調整が不要であることから図３Ａに示す今回の処理を終了する。

【0038】

そして、ステップＳ２では、温度ＴａがＴ１ｕより高ければステップＳ３へ移り、温度ＴａがＴ１ｄよりも低ければ（α）、図３ＢのステップＳ１１へ移る。

【0039】

ステップＳ３においては、流量調整弁２６の開度を所定微小量だけ増大させる。ただし、流量調整弁２６の開度は所定の上限値、下限値の範囲内で調整をする。流量調整弁２６の開度を増大させることにより、補助熱交換器２４の冷却水流量が増大して冷却作用が高まる。こうして温度Ｔａが低下することが見込まれる。なお、冷媒ポンプ１２はステップＳ３～Ｓ１０の処理実行中は所定の定格回転数に維持されているものとする。

【0040】

ステップＳ４では、温度ＴａがＴ２ｕよりも高い場合に（Ｙｅｓ）ステップＳ３を繰り返し実行させ、小さい場合には（Ｎｏ）ステップＳ５へ移る。

【0041】

ステップＳ５では、温度ＴａがＴ２ｕ以下でＴ１ｕより大きい場合にステップＳ６へ移る。それ以外の場合は、実質的に温度ＴａがΔＴ１の範囲内にある場合であり、図３Ａにおける今回の処理を終了する。

【0042】

ステップＳ６では、蒸発器２０から出力される温水の温度Ｔａと蒸発器２０に供給される冷媒の温度Ｔｂとの温度差（Ｔａ－Ｔｂ）と所定の閾値ΔＴｘとを比較する。Ｔａ－ＴｂがΔＴｘ以上である場合に（Ｙｅｓ）ステップＳ７へ移り、未満である場合に（Ｎｏ）ステップ９へ移る。

【0043】

ステップＳ７では、膨張弁２２の開度を所定微小量だけ増大させる。そしてステップＳ８では温度ＴａがΔＴ１の範囲内に入るまでステップＳ７を繰り返し実行させ（Ｎｏ）、温度ＴａがΔＴ１の範囲内に入れば（Ｙｅｓ）図３Ａにおける今回の処理を終了する。

【0044】

ステップＳ９では、膨張弁２２の開度を所定微小量だけ減少させる。そしてステップＳ１０では温度ＴａがΔＴ１の範囲内に入るまでステップＳ９を繰り返し実行させ（Ｎｏ）、温度ＴａがΔＴ１の範囲内に入れば（Ｙｅｓ）図３Ａにおける今回の処理を終了する。ステップＳ７～Ｓ１０の処理はステップＳ３，Ｓ４の処理に対する微調整と位置付けられる。

【0045】

このように、エジェクタ式冷却装置１０Ａにおける温度Ｔａの調整には、温度Ｔａと温度Ｔｂとの温度差（Ｔａ－Ｔｂ）に基づく制御が組み込まれている。これは、温度差（Ｔａ－Ｔｂ）が小さくなると、蒸発器２０における熱交換量が減って冷媒がガスにならず気液２相になってしまい、エジェクタ１６の効率が落ちて冷却性能が低下してしまうためである。温度差（Ｔａ－Ｔｂ）を閾値ΔＴｘ以上に保つことにより、いわゆるピンチ温度が適度に保たれて蒸発器２０の熱交換能力が有効に利用されることになる。

【0046】

また、蒸発器２０が行う熱交換の詳細状態に基づいて温度制御を行うためには、蒸発器２０における温水の温度低下および冷媒の温度上昇を検知する必要がある。しかしながら、そのためには蒸発器２０への流入温水温度および流出冷媒温度を検出する必要があり、検出器の数が多くなってコスト上昇を招くとともに制御が複雑化してしまう。これに対して、本実施の形態では、２つの温度検出器３０，３２によって蒸発器２０が行う熱交換を好適な状態に保ち、コスト低減および制御の簡便化が図られている。

【0047】

図３Ｂに示すステップＳ１１～Ｓ２１の処理は、基本的に、温度ＴａがΔＴ１の範囲よりも低い場合にステップＳ３～Ｓ１０と逆の処理を行うものである。すなわちステップＳ１１はステップでは、ステップＳ３と逆に流量調整弁２６の開度を所定微小量だけ減少させる。そして、ステップＳ１５～Ｓ２１はステップＳ４～Ｓ１０と逆の処理を行う。

【0048】

図３Ｂに示す処理では、ステップＳ３～Ｓ１０と逆の処理を行う以外にステップＳ１２～Ｓ１４の処理が加えられている。ステップＳ１１の後のステップＳ１２では、流量調整弁２６の開度が全閉か確認する。全閉であれば（Ｙｅｓ）ステップＳ１３へ移り、全閉でなければ（Ｎｏ）ステップＳ１５へ移る。

【0049】

ステップＳ１３においては、冷媒ポンプ１２の回転数を所定微少量だけ減少させる。そして、ステップＳ１４では温度ＴａがＴ２ｄよりも大きくなるまでステップＳ１３を繰り返し実行させ（Ｙｅｓ）、温度ＴａがＴ２ｄよりも小さくなれば（Ｎｏ）ステップＳ１６へ移るようになっている。

【0050】

上記のように、エジェクタ式冷却装置１０Ａでは、制御部が流量調整弁２６の開度を調整して、第１温度検出器３０による温度ＴａをΔＴ１の範囲に維持するように作用している。さらに、膨張弁２２の開度を調整して温度Ｔａの微調整を行い、一層確実に検出温度ＴａをΔＴ１の範囲に維持する。また、図３ＢではステップＳ１２～Ｓ１４の処理により、流量調整弁２６が全閉でありながら温度ＴａがＴ２ｄよりも低くなっている場合に、冷媒ポンプ１２の回転数を減少させてシステムの冷却能力を抑制して温度Ｔａを適正温度まで上昇させることができる。

【0051】

なお、冷却水の温度Ｔａを適温とするための温度制御手順は図３Ａ，３Ｂに示すものに限られないことはもちろんであり、図４のようなΔＴ１とΔＴ２との２段階閾値に基づく制御に限らず、ΔＴ２に基づく制御手順を省略した１段階閾値の制御でもよい。また、膨張弁２２の開度に関しては、蒸発器２０の容量などに応じた最適値が想定される場合、該最適値を探索決定するようにしてもよい。図３Ａ，図３Ｂに示す制御で制御部は、温度Ｔａの調整のために、流量調整弁２６、冷媒ポンプ１２および膨張弁２２を制御しているが、流量調整弁２６以外に冷媒ポンプ１２および膨張弁２２の少なくとも一方を制御するようにしてもよい。

【0052】

上記のようにエジェクタ式冷却装置１０Ａでは、直列接続された蒸気生成器１４と蒸発器２０との間で温水を冷却させる補助熱交換器２４を備えていることから、冷却能力が向上し、出力する温水Ｗ２の温度Ｔａを一層低下させることができる。したがって、接続元の生産装置１１の仕様や季節要因によりにより供給される温水Ｗ１の温度が比較的高い場合であっても温度Ｔａが所定範囲内となるように制御することができる。

【0053】

図５は、第２の実施形態にかかるエジェクタ式冷却装置１０Ｂの構成を示す回路図である。エジェクタ式冷却装置１０Ｂは、上記のエジェクタ式冷却装置１０Ａにおける補助熱交換器２４を放熱手段（補助冷却器）３４で置き換えて、流量調整弁２６が省略されたものである。放熱手段３４は蒸気生成器１４と蒸発器２０との間に介挿されており、温水が流れるラジエータ３４ａと、該ラジエータ３４ａに対して送風するファン（冷却調整部）３４ｂとを有する。つまり、放熱手段３４はいわゆる強制空冷式放熱器である。ラジエータ３４ａには多数のフィンが設けられていて広い表面積が確保されており、内部を流れる温水を放熱させることができる。放熱手段３４を用いると補助冷却器のための冷却水が不要である。ラジエータ３４ａは、例えばヒートシンクなどで代替してもよい。

【0054】

ファン３４ｂは、制御部によって回転数制御、またはオン・オフ制御などが行われ、ラジエータ３４ａを空冷して放熱を促進させる。なお、温水を放熱させる必要がない場合には、図示しないバイパス切替回路により放熱手段３４を迂回させてもよい。エジェクタ式冷却装置１０Ｂにおける温度Ｔａの制御は、図３Ａ，図３Ｂに示した手順において流量調整弁２６の開度制御をファン３４ｂの回転数制御に置き換えればよい。

【0055】

図６は、第３の実施形態にかかるエジェクタ式冷却装置１０Ｃの構成を示す回路図である。エジェクタ式冷却装置１０Ｃは、上記のエジェクタ式冷却装置１０Ａにおける補助熱交換器２４と蒸発器２０との間に放熱手段３４を直列に介挿したものである。放熱手段３４は図５に示すものと同じである。補助熱交換器２４と放熱手段３４の配置は逆にしても構わない。エジェクタ式冷却装置１０Ｃにおける温度Ｔａの制御は、図３Ａ，図３Ｂに示した手順において流量調整弁２６の開度制御とファン３４ｂの回転数制御とを並列的に実行し、あるいはいずれか一方を他方に対して補完的に実行させればよい。エジェクタ式冷却装置１０Ｂ，１０Ｃにおいても上記のエジェクタ式冷却装置１０Ａと同様の効果が得られる。

【0056】

このように、蒸気生成器１４と蒸発器２０との間に設けられる補助冷却器には、補助熱交換器２４および放熱手段３４の両方が含まれていてもよいし（エジェクタ式冷却装置１０Ｃ）、蒸気生成器１４だけが含まれていてもよいし（エジェクタ式冷却装置１０Ａ）、放熱手段３４だけが含まれていてもよいし（エジェクタ式冷却装置１０Ｂ）、または他の冷却手段が設けられていてもよい。

【0057】

エジェクタ式冷却装置１０は、民生用、産業用などの用途は問われない。本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。

【符号の説明】

【0058】

１０、１０Ａ、１０Ｂ，１０Ｃ エジェクタ式冷却装置
１２ 冷媒ポンプ
１４ 蒸気生成器
１６ エジェクタ
１８ 凝縮器
２０ 蒸発器
２２ 膨張弁
２４ 補助熱交換器（補助冷却器）
２６ 流量調整弁（冷却調整部）
３０ 第１温度検出器
３２ 第２温度検出器
３４ 放熱手段（補助冷却器、強制空冷式放熱器）
Ｂ１，Ｂ２ 分岐部
Ｊ 合流部
Ｔａ，Ｔｂ 温度

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】