JP2001227824A - 冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧縮機が液圧縮や潤滑不良により不具合を生
じることのない冷却装置を提供する。 【解決手段】 圧縮機１、凝縮器２、減圧装置３、蒸発
器４等を冷媒配管５等によって接続することにより冷却
回路を形成し、この冷却回路内に、冷媒と、圧縮機１の
潤滑油とを封入してなる冷却装置１０において、圧縮機
１の冷媒出口側１ａと前記凝縮器の冷媒入口側２ａ間の
冷却回路に、凝縮器２から圧縮機１への冷媒の戻りを防
止する逆止弁９を設けて構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷媒と、圧縮機の
潤滑油とを冷却回路内に封入してなる冷却装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の冷却装置１００について図４を用
いて説明する。図４は、従来の冷却装置１００の冷却回
路図である。この冷却回路は、図４に示すように、圧縮
機１と、凝縮器２と、キャプラリーパイプや膨張弁等の
減圧装置３と、蒸発器４と、それらを接続する冷媒配管
５等により形成されている。

【０００３】そして、この冷却回路内には、ＣＦＣ１２
やＨＣＦＣ２２等の冷媒が封入され、一方、この冷却回
路の圧縮機１には、こうした冷媒と相互熔解性を有する
鉱物油やアルキルベンゼン系油等の潤滑油が用いられて
いた。

【０００４】冷却回路内に封入された冷媒は、圧縮機１
の運転により図４の矢印に示す如く、凝縮器２、減圧装
置３、蒸発器４を順に経由して圧縮機１に戻るように構
成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】こうした冷却装置にお
いては、圧縮機１の運転安定時は温度が高いため、圧縮
機１内の冷媒は基本的に気体状態となっており、圧縮機
１は貯留された潤滑油によって潤滑されながら運転され
るが、所定の制御によって圧縮機１の運転が長時間停止
すると、圧縮機１の温度が下がり、圧縮機１内の冷媒が
液化する。

【０００６】このとき、冷媒の液化によって圧縮機１内
の圧力が下がるために、冷却回路内の冷媒が凝縮器から
圧縮機１へと逆流し、冷えた圧縮機１内で液体となって
底部に多く溜まってしまう。

【０００７】このため、圧縮機１の運転を再開したとき
に液圧縮を起こして、圧縮機１の吐出弁等を破損してし
まう恐れがあった。また、多くの冷媒によって圧縮機１
内の潤滑油が希釈されてしまうために、十分な潤滑作用
が得られないという不具合も有していた。

【０００８】こうした不具合を解消するために、例え
ば、特開平７−１２７５８９号公報には、クランクケー
スヒータを設けて圧縮機１を加熱することにより液冷媒
が底部に溜まることを防ぐようにした構成が開示されて
いるが、この構成では、クランクケースヒータと、その
加熱制御が必要となるために、コストが上がり構成が複
雑になるという短所を有する。

【０００９】また、近年オゾン層保護の目的から、こう
した冷却装置に用いる冷媒が、ＣＦＣ系冷媒からＨＦＣ
系冷媒へ移行されつつあるが、ＣＦＣ系或いはＨＣＦＣ
系冷媒で用いていた従来の潤滑油（鉱物油やアルキルベ
ンゼン系油等）は、塩素基を含まないＨＦＣ系冷媒との
相互溶解性が少ない。このため、上述のように圧縮機１
内に多くの液冷媒が貯留した場合には、液冷媒よりも軽
い潤滑油は、液冷媒の上層に分離した状態で滞留するよ
うになる。

【００１０】この場合、圧縮機１の底部付近は潤滑油を
含まない液冷媒で浸された状態となるために、底部付近
では潤滑作用がなされず、圧縮機１の摺動部の摩耗等の
不具合がいっそう生じやすくなる。

【００１１】本発明は、こうした課題を解決するために
なされたものであり、簡単な構成で、圧縮機が液圧縮や
潤滑不良により不具合を生じることのない冷却装置を提
供するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る冷
却装置は、圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器等を冷媒
配管等によって接続することにより冷却回路を形成し、
当該冷却回路内に、冷媒と、前記圧縮機の潤滑油とを封
入してなる冷却装置において、前記圧縮機の冷媒出口側
と前記凝縮器の冷媒入口側間の冷却回路に、該凝縮器か
ら該圧縮機への冷媒の戻りを防止する逆止弁を設けたこ
とを特徴とするものである。

【００１３】この構成によれば、圧縮機の運転が停止
し、圧縮機の温度が低下しても凝縮器側から冷媒が逆流
することがないため、圧縮機内に多くの液冷媒が溜まる
ことがない。このため、運転を再開する際に、液圧縮や
潤滑不良による不具合が生じない。

【００１４】請求項２の発明に係る冷却装置は、請求項
１の構成において、前記冷媒は、ＨＦＣ系冷媒又はＨＦ
Ｃ系冷媒を含む混合冷媒からなる冷媒であって、前記潤
滑油は、当該冷媒と相互溶解性の無いまたは少ない潤滑
油であることを特徴とするものである。

【００１５】この構成によれば、請求項１の構成によっ
て圧縮機内に液冷媒が溜まりにくいので、ＨＦＣ系冷媒
又はＨＦＣ系冷媒を含む混合冷媒と、この冷媒と相互溶
解性の無いまたは少ない従来の潤滑油を用いても不具合
を生じない。したがって、オゾン層の保護、サービス
性、コスト性に優れている。

【００１６】 〔発明の詳細な説明〕

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の実施形態を詳細に説明する。なお、従来の技術で説
明した構成と同様のものについては同一符号を付してい
る。

【００１８】図１に示すように、本発明の冷却装置１０
は従来の技術で説明した冷却装置１００と同様に、圧縮
機１と、凝縮器２と、キャピラリーパイプや膨張弁等の
減圧装置３と、蒸発器４と、これらを接続する冷媒配管
５等により冷却回路が形成されている。一方、この冷却
回路内には、例えばＲ４０７ｃのように従来とは異なる
塩素基を含まないＨＦＣ系冷媒が封入されている。ま
た、この冷却回路の圧縮機１には摺動部（図示せず）を
潤滑するための潤滑油が用いられているが、安全性、サ
ービス性およびコスト的な問題などから、ＨＡＢ油のよ
うにＨＦＣ系冷媒（以下「冷媒」とする）と相互溶解性
（以下「相溶性」とする）の少ない潤滑油が用いられて
いる。

【００１９】また、本発明の冷却装置１０には、圧縮機
１の冷媒出口側１ａと凝縮器の冷媒入口側２ａとの間に
冷媒の流れを一方向（図１矢印方向）に規制して逆流を
阻止する逆止弁９が配設されている。

【００２０】そして、冷却回路内に封入された冷媒は、
圧縮機１の運転により図１の矢印に示す如く、逆止弁、
凝縮器２、膨張弁３、蒸発器４を順に経由して圧縮機１
に戻るように構成されている。

【００２１】次に、このような冷却装置１０を自動販売
機に用いた例を基に、各構成について詳細に説明する。

【００２２】図２は自動販売機６の側面断面図である。
図２に示すように自動販売機６は本体６０と、本体６０
の前面を開閉する扉６１とを備えている。この本体６０
には上部に断熱材で覆われ販売商品を収納保温する収納
庫６２が形成され、その下部には機械室６３が形成され
ている。

【００２３】収納庫６２には販売商品を保持するととも
に図示しない搬出装置により保持した販売商品を１つづ
つ落下搬出可能なラック６４と、このラック６４の下方
に配設され、ラック６４から落下搬出された商品を扉６
１の商品取出口６６に導くシュート６５と、このシュー
ト６５の下方に配設され、収納庫６２内を冷却するため
の蒸発器４と、蒸発器４と雰囲気との熱交換を促進させ
るとともに、収納庫６２内で空気を循環させるための蒸
発器ファン６７と、減圧装置として作用する電子膨張弁
３とが構成されており、また、機械室６３から断熱材を
貫通して延びた冷媒配管５の一部が電子膨張弁３および
蒸発器４に接続されている。

【００２４】機械室６３には、圧縮機１と、凝縮器２
と、送風により凝縮器２と雰囲気との熱交換を促進させ
る凝縮器ファン６８とが配設されており、圧縮機１と凝
縮器２とは前述した収納庫６内に延びる冷媒配管５に接
続されている。

【００２５】図３は、冷却装置１０を制御する制御装置
７の構成を示すブロック図である。このように構成され
た自動販売機６の冷却装置１０は、制御装置７によっ
て、収納庫６２内に配設された庫内温度センサ６９にて
検出した温度に基づき圧縮機１の運転制御がなされ、収
納庫６２内が５℃程度の所定温度に維持されるように冷
却回路内で冷媒が循環するように構成されている。

【００２６】次に、このような自動販売機６に用いられ
た冷却装置１０の運転状態について説明する。図２に示
す庫内温度センサ６９によって収納庫６２内の温度が設
定上限値に達したことが検出されると、制御装置７によ
って圧縮機１が駆動され、この圧縮機１の動作によって
封入された冷媒が冷却回路内を図１に示す矢印方向に流
れる。すなわち、圧縮機１から送り出された冷媒は、凝
縮器２にて高圧状態となり、凝縮器ファン６８により送
風された外気と熱交換して液化する。液化した冷媒は減
圧装置３を通過することにより減圧し蒸発器４にて蒸発
器ファン６７により送風された庫内空気と熱交換して気
化する。そして、気化した冷媒は冷媒配管５を通り、再
び圧縮機１に戻るようになっている。

【００２７】一方、図２に示す庫内温度センサ６９によ
って収納庫６２内の温度が設定温度下限値に達したこと
が検出されると、制御装置７によって圧縮機１の駆動が
停止される。こうして圧縮機１の駆動が停止すると、圧
縮機１の温度が低下し圧縮機１内の気化冷媒の一部が凝
縮して液化し、これにより圧縮機１内の圧力が急激に低
下する。

【００２８】このとき、図４に示すような従来の冷却装
置では圧縮機１の急激な圧力低下によって、凝縮器２内
の冷媒が逆流して圧縮機１内に流れ込み液化する。特
に、周囲温度が低く圧縮機１の停止時間が長い場合に
は、冷媒の逆流量が増加するために圧縮機１の底部に多
量の液冷媒が溜まり不具合を生じるケースがあった。

【００２９】しかしながら、本発明は、図１に示すよう
に圧縮機１の冷媒出口側１ａと凝縮器２の冷媒入口側２
ａとの間に冷媒の逆流を防止する逆止弁９を配設して冷
却装置１０を構成しているため、圧縮機１の温度が下が
り内部圧力が低下しても凝縮器２から冷媒が逆流しない
ので、従来のように圧縮機１の底部に多量の液冷媒が溜
まることがない。

【００３０】したがって、圧縮機１が低温下で長時間停
止した後に、その駆動を再開した場合でも、液圧縮を生
じることがないとともに、圧縮機１の摺動部が液冷媒に
よって潤滑不良となることがない。

【００３１】さらに、圧縮機１内に多量の冷媒が溜まら
ないので、潤滑油と相溶性のない冷媒を用いても潤滑不
良をおこすことがない。

【００３２】なお、本実施の形態では、冷媒にＲ４０７
ｃを用いた例を示して説明したが、もちろん冷媒はＲ４
０７ｃに限られたものではなくＲ１３４ａ等、他のＨＦ
Ｃ系冷媒でも同様の効果を奏する。また、ＨＦＣ系冷媒
を主体としたＨＦＣ系冷媒を含む混合冷媒の場合も同様
である。

【００３３】また、圧縮機１の潤滑油は、実施の形態で
示したＨＡＢ油に限られたものではなく、ＨＦＣ系冷媒
と相溶性の無いまたは少ない鉱物油等を用いても同様の
効果が得られる。

【００３４】もちろん、従来のように、冷媒としてＣＦ
Ｃ系或いはＨＣＦＣ系冷媒を用い、、圧縮機の潤滑油と
してこの冷媒と相溶性を有する潤滑油とを用いた場合で
も同様の効果を有する。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、圧縮機の運転が停止
し、圧縮機の温度が低下しても凝縮器側から冷媒が逆流
することがないため、圧縮機内に多くの液冷媒が溜まる
ことがない。このため、運転を再開する際に、液圧縮や
潤滑不良による不具合が発生しない。

【００３６】また、ＨＦＣ系冷媒又はＨＦＣ系冷媒を含
む混合冷媒と、この冷媒と相互溶解性の無いまたは少な
い従来の潤滑油を用いても不具合を生じない。したがっ
て、オゾン層の保護、サービス性、コスト性に優れてい
る。、

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の冷却装置の冷却回路図である。

【図２】本発明の冷却装置を備えた自動販売機の側面断
面図である。

【図３】本発明の冷却装置の制御装置を示すブロック図
である。

【図４】従来の冷却装置の冷却回路図である。

【符号の説明】

１ 圧縮機 ２ 凝縮器 ３ 電子膨張弁（減圧装置） ４ 蒸発器 ５ 冷媒配管 ６ 自動販売機 ７ 制御装置 ９ 逆止弁 １０ 冷却装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀本 勝博 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 関口 亮 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 森 栄一 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 文野 喜代輝 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

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器等を
   冷媒配管等によって接続することにより冷却回路を形成
   し、当該冷却回路内に、冷媒と、前記圧縮機の潤滑油と
   を封入してなる冷却装置において、 前記圧縮機の冷媒出口側と前記凝縮器の冷媒入口側間の
   冷却回路に、該凝縮器から該圧縮機への冷媒の戻りを防
   止する逆止弁を設けたことを特徴とする冷却装置。
2. 【請求項２】 前記冷媒は、ＨＦＣ系冷媒又はＨＦＣ系
   冷媒を含む混合冷媒からなる冷媒であって、前記潤滑油
   は、当該冷媒と相互溶解性の無いまたは少ない潤滑油で
   あることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。