JP2001133054A

JP2001133054A - 冷凍装置

Info

Publication number: JP2001133054A
Application number: JP31187399A
Authority: JP
Inventors: Masao Kashima; 正夫加島; Setsu Hasegawa; 説長谷川; Yoshio Ida; 芳夫井田; Kazuhiko Mihara; 一彦三原; Akira Oiwa; 晃大岩
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1999-11-02
Filing date: 1999-11-02
Publication date: 2001-05-18

Abstract

(57)【要約】【課題】二段スクリュー圧縮機の低圧側の圧力検出し
て、１つの低圧スイッチで凍結運転と保冷運転の制御を
行えるようにした冷凍装置を提供する。【解決手段】二段スクリュー圧縮機１の低圧部１ｃの
圧力を検出するデジタル圧カスイッチ５２を設け、この
デジタル圧カスイッチ５２の検出圧力に基づいて二段ス
クリュー圧縮機１の凍結運転と保冷運転の制御を行うよ
うにした。これにより、低価格で凍結運転から保冷運転
の制御を自動化することができるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば凍結保冷庫
等に使用される容量制御式の二段スクリュー圧縮機を備
えた冷凍装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より容量制御式の二段スクリュー圧
縮機を使用した冷凍装置においては、機械式（ベローズ
機構を用いたアナログ方式）圧カスイッチ又はデジタル
圧カスイッチを、凍結運転制御用と保冷運転制御用の二
組設けて圧縮機の低圧側の圧力を検出し、この圧力スイ
ッチの検出圧力が所定の値になった時に、圧縮機の運転
をフルロード（１００％能力）とアンロード（５０％相
当の能力）あるいは停止とに切り替える制御装置を備え
たものが知られていた。

【０００３】また、冷凍装置に接続したエバボレータで
冷却する凍結保冷庫等の庫内温度が高い時には、エバボ
レータでの冷媒の温度上昇が大きくなるため当該エバボ
レータの出口側の冷媒圧力が高くなり、そのまま冷媒が
二段スクリュー圧縮機の低圧側に吸い込まれる。従っ
て、圧縮機の低圧側圧力を検出し、この低圧側圧力が所
定値になった時に二段スクリュー圧縮機の運転をフルロ
ードからアンロードに切り替える制御を行えば、凍結保
冷庫等の効率的な庫内温度制御が可能になる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、係る容量制
御式の二段スクリュー圧縮機の容量制御に、凍結運転制
御用と保冷運転制御用の二組設けた場合、容量制御を行
うための制御装置全体としてサイズが大きくなり、また
配線も多くなることから価格も高いものとなる問題点が
あった。

【０００５】本発明は、これらの問題を改善した冷凍装
置を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１にかかる発明は、容量制御式の二段スクリ
ュー圧縮機を備え、この二段スクリュー圧縮機の低圧側
の圧力を基に凍結運転と保冷運転との運転制御を行う制
御装置を備えた冷凍装置において、制御装置には低圧側
の圧力を検出して、凍結運転と保冷運転それぞれの低圧
設定値に対する制御用スイッチを有するデジタル圧カス
イッチ１つを備えたことによって、夫々の運転制御を行
うものである。

【０００７】請求項２にかかる発明は、デジタル圧カス
イッチの凍結運転と保冷運転それぞれの制御用スイッチ
には、凍結運転と保冷運転の何れかを選択する切替え接
点を直列に接続したことによって、凍結運転と保冷運転
の何れかの運転制御を選択するものである。

【０００８】請求項３にかかる発明は、制御装置には、
凍結運転と保冷運転との切替えスイッチの機能を有する
と共に、凍結運転時間を設定するタイマを備え、所定の
時間凍結運転を実施した後に、自動的に保冷運転に切り
替ることによって、切り替え作業を自動化するものであ
る。

【０００９】請求項４にかかる発明は、制御装置には、
凍結運転時間を設定するタイマの機能を解除する解除ス
イッチを設けたことによって、凍結運転を継続するもの
である。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。図１は本発明の実施例の冷凍装置の冷媒
回路図、図２は冷凍装置のコンデンシングユニットの正
面図である。

【００１１】図１において、１は二段スクリュー圧縮機
を示し、この圧縮機１は高圧部１ａ、中間圧部１ｂ、低
圧部１ｃを備えている。この低圧部１ｃに吸込管２を介
して吸入される冷媒は圧縮機1で圧縮されて高圧部１ａ
から吐出される。吐出された冷媒は、吐出管３を経てオ
イルセパレータ４に流入し、ここで冷媒中のオイルが除
去された後、管５を経て冷媒がコンデンサ６に流入す
る。コンデンサ６で凝縮、液化した冷媒は、管７を経て
レシーバタンク８に流入する。

【００１２】このレシーバタンク８からの液冷媒の出口
９には主回路１０が接続されている。この主回路１０は
フィルタドライヤ１１、モイスチャインジケータ１２、
チーズ１３，１７、管１４、過冷却器１５と連なった後
に、管１６を経て図示を省略したエバボレータに連通す
る。

【００１３】オイルクーラ２４には、オイルセパレータ
４で分離されたオイルが管２８を介して流入し冷却され
た後、オイルフィルタ２９、管３０を通して圧縮機１に
戻される。

【００１４】また、管３０には管３８を介してアンロー
ド用電磁弁（三方電磁弁）２１Ｕが接続されており、こ
のアンロード用電磁弁２１Ｕは管３９を介して圧縮機１
の中間圧部１ｂに接続されると共に、更に、管５０を介
して圧縮機１の低圧部１ｃに接続されている。

【００１５】このアンロード用電磁弁２１Ｕが通電され
て管３９と管５０を連通させた状態では、図示を省略し
たアンロード機構の作動弁に加わる圧力が低圧となり、
アンロード機構が圧縮機１の吸入ガス通路を制御して能
力５０％のアンロード運転となる。そして、アンロード
用電磁弁２１Ｕが非通電となって管３８と管３９を連通
させた状態では、アンロード機構の作動弁に加わる圧力
が高圧となり、アンロード機構が圧縮機１の吸入ガス通
路を全開して能力１００％のフルロード運転となる。

【００１６】更に、二段スクリュー圧縮機１の低圧部１
ｃには管５１を経てゲージ圧で負圧を検出可能な圧カス
イッチ（ＬＰＳ）５２が接続されている。この圧力スイ
ッチ５２は、凍結運転用と保冷運転用の運転制御に必要
な設定値を設定できるピエゾ素子等を用いた圧カセンサ
によるデジタル圧カスイッチからなり、スイッチ５３
ａ，５３ｂ，５４（図４に示す）とから構成されてい
る。

【００１７】尚、圧カスイッチ５２の上記スイッチ５３
ａの設定（設定１：スイッチ５３ａのカットイン、カッ
トアウト）及びスイッチ５４の設定（設定２：スイッチ
５４のカットイン、カットアウト）は保冷運転用の設定
で、スイッチ５３ｂの設定（設定１：スイッチ５３ｂの
カットイン、カットアウト）は凍結運転用の設定で、図
５に示す如く設定されている。

【００１８】以上の冷媒回路を構成する圧縮機１、コン
デンサ６、レシーバタンク８等の各種機器と制御装置１
００は、図２に示すように、ユニットケース４０に収納
されている。このユニットケース４０内は上下に仕切ら
れ、下部には機械室４１が形成され、上部には熱交換室
４２が形成されている。

【００１９】次に、図３は冷凍装置の運転を制御する制
御装置の電気回路を示しており、図中一点鎖線よりも左
側が主電気回路を示し、右側は制御用回路を示してい
る。また、制御回路において５７で示す部分は警報に関
する回路である。即ち、ＣＭは二段スクリュー圧縮機１
のモータ、Ｓ１は運転スイッチ、２Ｗ２は圧縮機１の停
止から再起動までの時間を規制する再起動防止タイマで
あり、設定時間はおよそ１０分である。

【００２０】そして、図中２１Ｕは前記アンロード用電
磁弁、５９は低圧の圧カスイッチ出力部、２Ｗ３はアン
・フルロード切換タイマであり、設定時間はおよそ30秒
である。また、５２Ｃ１は主電気回路用電磁接触器、５
２Ｃ２はスター回路用電磁接触器、５２Ｃ３はデルタ回
路用電磁接触器、ＨＭは運転時間（今回のタイマの設定
値以外の適切な時間でもよい）積算時間計である。

【００２１】次に、図４は図３の低圧の圧カスイッチ出
力部を拡大して示している。この場合、再起動防止タイ
マ２Ｗ２の常閉接点には、試運転用スイッチＳ４（解除
スイッチ）が並列に接続されている。また、凍結運転設
定（凍結運転と保冷運転の切り替え）用のスイッチＳＴ
には、凍結運転開始から所定の時間で保冷運転に切り替
えるためのタイマＴＷが接続されており、さらに凍結運
転のタイマ機能を解除し、凍結運転を継続することを可
能とするスイッチＳＴＲも接続している。

【００２２】以上の構成を基に、本発明の動作を保冷運
転の例で説明する。保冷運転では凍結運転設定スイッチ
ＳＴが開であることから、凍結運転用のリレーＴＸ１の
常閉接点は閉じているので、低圧の圧カスイッチ５２の
フルロード用スイッチは保冷運転用の５３ａが選択され
ている。

【００２３】ここで、運転スイッチＳ１を閉じると、以
降の制御用回路に電源が印加される。そして、図３の再
起動防止タイマ２Ｗ２が積算を開始し、およそ１０分間
は図４の常閉接点（２Ｗ２）を開くので、それ以下のス
ター回路用電磁接触器５２Ｃ２などには通電されない。
従って、その間は圧縮機１の起動は禁止される。

【００２４】そして、およそ１０分経過して再起動防止
タイマ２Ｗ２の積算がカウントアップすると、図４の常
閉接点が閉じるので、以下の回路に通電され、起動可能
となる。即ち、図示しない冷凍保冷庫などの庫内温度が
高く、エバボレータでの冷媒の温度上昇が大きいことに
より、圧縮機１の低圧部１ｃの圧力（低圧側圧力）が上
昇して低圧の圧カスイッチ５２の設定２のカットインに
達すると、スイッチ５４が閉じてリレー１Ｘ１２が通電
される。これによって、リレー１Ｘ１２の常開接点が閉
じるので、始動時用のアン・フルロード切替タイマ２Ｗ
３及びスター回路用電磁接触器５２Ｃ３に通電され、主
回路用電磁接触器５２Ｃ１に通電されて圧縮機１は起動
する。

【００２５】このとき、アン・フルロード切替タイマ２
Ｗ３の常閉接点は依然閉じ、常開接点は開いているの
で、アンロード用電磁弁２１Ｕは通電される。従って、
前述の如く圧縮機１は５０％のアンロード運転で起動さ
れることになる。

【００２６】この起動からおよそ３０秒経過すると、ア
ン・フルロード切替タイマ２Ｗ３の常閉接点が開き、常
開接点は閉じる。そして、低圧部１ｃの圧力が上昇して
設定１のカットインに達すると、スイッチ５３ａが閉じ
るので、リレー１Ｘ１１が通電され、常開接点が閉じ、
常閉接点が開く、この時点でアンロード用電磁弁２１Ｕ
が非通電となり、前述の如く圧縮機１はフルロード運転
に移行する。

【００２７】また、低圧部１ｃの圧力が降下して設定１
のカットアウト以下になると、既に設定２はカットイン
状態でスイッチ５４はとじており、スイッチ５３ａが開
くので、リレー１Ｘ１１は非通電となり、アンロード用
電磁弁２１Ｕに接続されている常開接点は開き、常閉接
点は閉じる、これによって、アンロード用電磁弁２１Ｕ
が通電され、前述の如く圧縮機1はアンロード運転に移
行する。そして、低圧部１ｃの圧力が設定２のカットア
ウト以下に低下すると、スイッチ５４が開くので、リレ
ー１Ｘ１２も非通電となり、これによって、各電磁接触
器が非通電となって圧縮機１の運転は停止する。

【００２８】このように、二段スクリュー圧縮機１の低
圧部１ｃの圧力を検出するデジタル圧カスイッチ５２を
設け、このデジタル圧カスイッチ５２の検出圧力に基づ
いて二段スクリュー圧縮機１の容量制御運転を行うよう
にしたので、圧縮機１の保冷運転の容量制御を実行する
ことができるようになる。

【００２９】次に、本発明の動作を凍結運転の例で説明
する。凍結運転では凍結運転設定スイッチＳＴが閉であ
ることから、凍結運転用のリレーＴＸ１に通電されると
常閉接点が開き、常開接点は閉じるので、低圧の圧カス
イッチ５２のフルロード用スイッチは５３ｂが選択され
ている。

【００３０】ここで、運転スイッチＳ１を閉じると、以
降の制御用回路に電源が印加される。そして、図３の再
起動防止タイマ２Ｗ２が積算を開始し、およそ１０分間
は図４の常閉接点（２Ｗ２）を開くので、それ以下のス
ター回路用電磁接触器５２Ｃ２などには通電されない。
従って、その間は圧縮機１の起動は禁止される。また、
凍結運転の運転時間を制限するタイマＴＷが積算を開始
し、凍結のために設定した所定時間は凍結運転用のリレ
ーＴＸ１に通電が継続される。

【００３１】そして、運転開始からおよそ１０分経過し
て再起動防止タイマ２Ｗ２の積算がカウントアップする
と、図４の常閉接点が閉じるので、以下の回路に通電さ
れ、起動可能となる。即ち、図示しない冷凍保冷庫など
の庫内温度が高く、エバボレータでの冷媒の温度上昇が
大きいことにより、圧縮機１の低圧部１ｃの圧力（低圧
側圧力）が上昇して低圧の圧カスイッチ５２の設定２の
カットインに達すると、スイッチ５４が閉じてリレー１
Ｘ１２が通電される。これによって、リレー１Ｘ１２の
常開接点が閉じるので、始動時用のアン・フルロード切
替タイマ２Ｗ３及びスター回路用電磁接触器５２Ｃ３に
通電され、主回路用電磁接触器５２Ｃ１に通電されて圧
縮機１は起動する。

【００３２】このとき、アン・フルロード切替タイマ２
Ｗ３の常閉接点は依然閉じ、常開接点は開いているの
で、アンロード用電磁弁２１Ｕは通電される。従って、
前述の如く圧縮機１は５０％のアンロード運転で起動さ
れることになる。

【００３３】この起動からおよそ３０秒経過すると、ア
ン・フルロード切替タイマ２Ｗ３の常閉接点が開き、常
開接点は閉じる。そして、低圧部１ｃの圧力は設定３の
カットインに達しているので、スイッチ５３ｂは閉じ、
リレー１Ｘ１１が通電され、常開接点が閉じ、常閉接点
が開く、この時点でアンロード用電磁弁２１Ｕが非通電
となり、前述の如く圧縮機１はフルロード運転に移行す
る。

【００３４】また、低圧部１ｃの圧力が降下して設定３
のカットアウト以下になると、既に設定２もカットアウ
ト以下でスイッチ５４は開となっており、スイッチ５３
ｂも開くので、リレー１Ｘ１１，１Ｘ１２共に非通電と
なり、これによって、各電磁接触器が非通電となって圧
縮機１の運転は停止する。

【００３５】その後、低圧部１ｃの圧力が上昇して設定
３のカットイン以上になると、スイッチ５３ｂが閉じ、
リレー１Ｘ１１が通電して、圧縮機１はおよそ３０秒間
のアンロード運転からフルロード運転に移行し停止する
運転状態を凍結に必要な所定時間繰返す。

【００３６】凍結のために設定した所定時間終了後は、
凍結運転用のリレーＴＸ１の通電が遮断されるので、低
圧の圧カスイッチ５２のフルロード用スイッチは保冷運
転用の５３ａが選択され、自動的に前述の保冷運転にな
る。また、凍結運転時間を設定するタイマＴＷの機能を
解除する解除スイッチＳＴＲを備えているので、凍結の
状態により手動で凍結運転を継続することも可能であ
る。

【００３７】このように、二段スクリュー圧縮機１の低
圧部１ｃの圧力を検出するデジタル圧カスイッチ５２を
１つ設け、このデジタル圧カスイッチ５２の検出圧力に
基づいて凍結運転と保冷運転の両方の運転制御を行うよ
うにしたので、圧縮機１の凍結運転から保冷運転への切
り替えを自動化することができるようになる。さらに、
凍結運転にも保冷運転の設定２と同様のアンロード運転
用の設定を加えることで、凍結運転と保冷運転の両方の
容量制御運転が可能となる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
れば、容量制御式の二段スクリュー圧縮機を備え、この
二段スクリュー圧縮機の低圧側の圧力を基に凍結運転と
保冷運転との運転制御を行う制御装置を備えた冷凍装置
において、制御装置には低圧側の圧力を検出して、凍結
運転と保冷運転それぞれの低圧設定値に対する制御用ス
イッチを有するデジタル圧カスイッチ１つを備えたこと
によって、制御を行うための制御装置全体のサイズを小
さくでき、また配線も少なくなることから低価格化が可
能となる。

【００３９】請求項２の発明によれば、デジタル圧カス
イッチの凍結運転と保冷運転それぞれの制御用スイッチ
には、凍結運転と保冷運転の何れかを選択する切替え接
点を直列に接続したことによって、凍結運転と保冷運転
の何れかの運転制御を容易に選択することが可能にな
る。

【００４０】請求項３の発明によれば、制御装置には、
凍結運転と保冷運転との切替えスイッチの機能を有する
と共に、凍結運転時間を設定するタイマを備え、所定の
時間凍結運転を実施した後に、自動的に保冷運転に切り
替ることによって、切り替え作業を自動化することが可
能になる。

【００４１】請求項４の発明によれば、制御装置には、
凍結運転時間を設定するタイマの機能を解除する解除ス
イッチを設けたことによって、必要に応じて容易に凍結
運転を継続することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の冷嫌装置の冷媒回路図であ
る。

【図２】冷凍装置のコンデンシングユニットの正面図で
ある。

【図３】冷凍装置の電気回路図である。

【図４】図３のデジタル圧カスイッチ出力部の拡大図で
ある。

【図５】デジタル圧力スイッチの設定状態を示す図であ
る。

【符号の説明】

１二段スクリュー圧縮機１ｃ低圧部４オイルセパレータ６コンデンサ８レシーバタンク９出口１０主回路２１オイル冷却回路２１Ｕアンロード用電磁弁２４オイルクーラ５２デジタル圧カスイッチ１００制御装置ＳＴ凍結運転設定スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者井田芳夫大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内 (72)発明者三原一彦大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内 (72)発明者大岩晃大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内Ｆターム(参考） 3L045 AA02 BA01 BA03 CA02 DA02 LA12 MA09 MA13 NA16 PA01 PA05 PA06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】容量制御式の二段スクリュー圧縮機を備
え、この二段スクリュー圧縮機の低圧側の圧力を基に凍
結運転と保冷運転との運転制御を行う制御装置を備えた
冷凍装置において、前記制御装置には前記低圧側の圧力
を検出して、凍結運転と保冷運転それぞれの低圧設定値
に対する制御用スイッチを有するデジタル圧カスイッチ
１つを備えたことを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】前記デジタル圧カスイッチの凍結運転と
保冷運転それぞれの制御用スイッチには、凍結運転と保
冷運転の何れかを選択する切替え接点を直列に接続した
ことを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項３】前記制御装置には、凍結運転と保冷運転
との切替えスイッチの機能を有すると共に、凍結運転時
間を設定するタイマを備え、所定の時間凍結運転を実施
した後に、自動的に保冷運転に切り替ることを特徴とす
る請求項１又は請求項２に記載の冷凍装置。
【請求項４】前記制御装置には、凍結運転時間を設定
するタイマの機能を解除する解除スイッチを設けたこと
を特徴とする請求項3に記載の冷凍装置。