JP2002107002A

JP2002107002A - 冷凍装置

Info

Publication number: JP2002107002A
Application number: JP2000297825A
Authority: JP
Inventors: Hiromitsu Moriyama; 浩光森山; Tetsuya Yamashita; 哲也山下; Masaaki Sugawa; 昌晃須川; Hajime Fujimoto; 肇藤本; Yuji Sata; 裕士佐多; Koichi Azuma; 耕一東; Hideki Ishikawa; 英気石川; Hirobumi Haraigawa; 博文原井川; Masao Kawasaki; 雅夫川崎
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-09-29
Filing date: 2000-09-29
Publication date: 2002-04-10

Abstract

(57)【要約】【課題】コンデンシングユニットの省スペース化を図
り、熱源体である液溜による圧縮機周囲温度の上昇を抑
えると共に、低圧側のアキュームレータにて圧縮機周囲
温度を抑制し、圧縮機並びに冷凍機油の寿命を延ばす。【解決手段】低圧シェル式圧縮機１と、圧縮機から吐
出された冷媒を凝縮する凝縮器３と、凝縮器によって凝
縮された液冷媒を収容する液溜４と、液溜から供給され
る液冷媒を減圧する絞り装置と、減圧された冷媒を蒸発
させる蒸発器と、蒸発器によって気化した冷媒を収容
し、気液分離すると共に、気化冷媒を圧縮機に吸入させ
るアキュームレータ７とを有し、冷凍サイクルを構成す
る冷凍装置において、アキュームレータ７を圧縮機１と
同レベルの高さに配置すると共に、液溜４を圧縮機１の
吐出管１Ａより高い位置に配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、冷凍装置、特に
冷凍サイクルにおいて凝縮された液冷媒を収容する液溜
と、蒸発によって気化した冷媒の気液分離を行なうアキ
ュームレータの配置及び構造を改良し、スーパーショー
ケース、冷蔵庫、恒温槽等に使用される冷凍装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】図８は、従来の冷凍装置の構成を示す系
統図で、１台の圧縮機を搭載した例を示している。この
図において、１は圧縮機、２は油分離器で、圧縮機から
吐出される冷媒に混入している油を分離するものであ
る。３は凝縮器で、油分離器２を経て吐出された高温、
高圧の冷媒ガスを冷却して凝縮させ、液冷媒にするもの
である。４は液溜で、凝縮器３からの液冷媒を収容す
る。５は膨張弁で、液冷媒を蒸発しやすい気液２相状態
とするために減圧するものである。６は蒸発器で、気液
２相冷媒を蒸発させて周囲から熱をうばい、冷却を行な
うものである。７はアキュームレータで、蒸発器によっ
て気化した冷媒を収容し、気液分離を行なうと共に、気
化冷媒を圧縮機に吸入させることで冷凍サイクルを構成
している。

【０００３】また、コンデンシングユニットとしては、
図９に示すように構成されていた。この図において、８
は取り付け用の台枠で、この台枠上に膨張弁５と蒸発器
６とを除く各装置、即ち圧縮機１、油分離器２、凝縮器
３、液溜４、アキュームレータ７が図示のように配置さ
れていた。特に、液溜４は横長の容器が台枠８に沿うよ
うにして圧縮機吐出管１Ａよりも低い位置に設置され、
アキュームレータ７とも分離されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のコンデンシング
ユニットは以上のように構成され、高圧の液冷媒をその
容器内に収容していることで熱源体として作用する液溜
４が、圧縮機の吐出管１Ａより低い位置に配置されてい
るため、液溜４により暖められた空気がコンデンシング
ユニット上方に移動する際に圧縮機の周囲温度が上昇し
やすくなり、圧縮機が過熱運転気味となって、圧縮機の
寿命が縮みやすくなると共に、圧縮機内に潤滑のために
保持されている冷凍機油の温度も上昇し、熱劣化による
スラッジ等が発生しやすくなるという問題点があった。

【０００５】また、コンデンシングユニット内に液溜４
とアキュームレータ７とを分離して配置し、しかも液溜
４は横長容器を台枠８に沿うように設置しているため、
スペースがかさみ、コンデンシングユニットを小形化す
ることができないという問題点があった。更に、コンデ
ンシングユニットを長期停止する場合には、低圧シェル
である圧縮機１に多量の液冷媒が寝込み、その後の圧縮
機の起動時に液圧縮が発生して圧縮機１が破壊する恐れ
があった。また、コンデンシングユニットの運転中に外
気温度が上昇した場合、圧縮機１の吐出ガス温度が上昇
して圧縮機１の寿命を縮める恐れがあった。

【０００６】また、液溜４内には、凝縮器３から液冷媒
がかなりの流速で流れ込んでくるので、液溜４内の液面
が不均一になりやすい。また、液溜４からインジェクシ
ョン（図示せず）を取り出した場合のインジェクション
流量が圧力とヘッジ差の関係から、液溜の液面が乱れる
と不均一になりやすくなるという問題点があった。更
に、液溜内の液面が低い場合は、ガス冷媒が混入するこ
とがあり、インジェクションの役目をなさないこともあ
る。また、低圧容器であるアキュームレータ７は、気液
分離という目的に使用されているが、その吸入部には、
液冷媒とガス冷媒のミスト状態での流れ込みがあるの
で、分離効率を上げる意味でも直管で容器内に流し込む
のは問題がある。

【０００７】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、コンデンシングユニットの省
スペース化を図り、熱源体である液溜による圧縮機周囲
温度の上昇を抑えると共に、低圧側のアキュームレータ
にて圧縮機周囲を冷却し、圧縮機並びに冷凍機油の寿命
を延ばすことができる冷凍装置を提供することを第１の
目的とする。

【０００８】また、コンデンシングユニットの長期停止
時に、圧縮機への多量の冷媒寝こみを防止すると共に、
運転中に外気温度が上昇しても圧縮機の吐出ガス温度の
上昇を抑制することができる冷凍装置を提供することを
第２の目的とする。更に、液溜内での液面の不均一を防
止すると共に、アキュームレータの気液分離効率を上げ
ることのできる冷凍装置を提供することを第３の目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る冷凍装置
は、低圧シェル式圧縮機と、圧縮機から吐出された冷媒
を凝縮する凝縮器と、凝縮器によって凝縮された液冷媒
を収容する液溜と、液溜から供給される液冷媒を減圧す
る絞り装置と、減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器と、
蒸発器によって気化した冷媒を収容し、気液分離すると
共に、気化冷媒を圧縮機に吸入させるアキュームレータ
とを有し、冷凍サイクルを構成する冷凍装置において、
アキュームレータを圧縮機と同レベルの高さに配置する
と共に、液溜を圧縮機の吐出管より高い位置に配置した
ものである。

【００１０】この発明に係る冷凍装置は、また、アキュ
ームレータと液溜とを上下に一体化し、液溜を上部に配
置したものである。この発明に係る冷凍装置は、また、
アキュームレータの出口と圧縮機の入口とを接続する配
管から、圧縮機の入口よりも低い位置で枝管を取り出
し、アキュームレータと接続して均液管を構成するよう
にしたものである。この発明に係る冷凍装置は、また、
液溜の底部から枝管を取り出し、インジェクション回路
を経て圧縮機に接続したものである。

【００１１】この発明に係る冷凍装置は、また、液溜内
にバッフルプレートを設けたものである。この発明に係
る冷凍装置は、また、バッフルプレートがリング状に形
成されているものである。

【００１２】この発明に係る冷凍装置は、また、液溜を
構成する容器と、この容器内に端部が差し込まれた吸入
管とを有し、吸入管の端部を折曲して吸入管の開口部が
容器の内壁近傍に位置するようにしたものである。この
発明に係る冷凍装置は、また、アキュームレータを構成
する容器と、この容器内に端部が差し込まれた吸入管と
を有し、吸入管の端部を折曲して吸入管の開口部が容器
の内壁近傍に位置するようにしたものである。

【００１３】この発明に係る冷凍装置は、また、冷凍サ
イクルで使用される冷媒を、ＨＣＦＣ系またはＨＦＣ系
冷媒とするものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
実施の形態１を図にもとづいて説明する。図１は、実施
の形態１によるコンデンシングユニットの構成を示す概
略図である。この図において、８は取り付け用の台枠、
１は圧縮機で、１台のみが示されているが必要に応じて
複数台設置し、並列に配管接続して使用することもでき
る。１Ａは圧縮機の吐出管、２は油分離器、３は凝縮
器、４は液溜で、従来装置と同様に横長の容器とされて
いるが、支持台４Ａを背の高いものにして圧縮機１の吐
出管１Ａよりも上方に位置するようにされている。７は
アキュームレータで、圧縮機１と同レベルの高さとなる
よう台枠８に設置されている。

【００１５】実施の形態１は以上のように構成され、熱
源体である液溜４が圧縮機１の吐出管１Ａよりも上方に
設置されているため、圧縮機周囲温度の上昇が抑制さ
れ、圧縮機１が過熱気味になることも防止されるため、
圧縮機の寿命に対する悪影響もなくなる。

【００１６】実施の形態２．次に、この発明の実施の形
態２を図にもとづいて説明する。図２は、実施の形態２
によるコンデンシングユニットの一部の構成を示す概略
斜視図である。この図において、図１と同一または相当
部分には同一符号を付して説明を省略する。図１と異な
る点は、液溜４とアキュームレータ７とを上下に一体化
し、液溜４を上部に配置すると共に、圧縮機１の吐出管
１Ａよりも上方に設置させている点である。なお、アキ
ュームレータ７の配置レベルは図１の場合と同じであ
る。

【００１７】実施の形態２は以上のように構成され、液
溜４とアキュームレータ７とを上下に一体化して縦長の
構成となるようにしたため、大幅な省スペースを図るこ
とができ、かつ、液溜４及びアキュームレータ７と圧縮
機１との設置レベル関係は実施の形態１と変わらないた
め、圧縮機周囲温度の上昇についても効果的に抑制でき
る。

【００１８】実施の形態３．次に、この発明の実施の形
態３を図にもとづいて説明する。図３は、実施の形態３
の構成を示す概略斜視図である。この図において、図２
と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略
する。図２と異なる点は、アキュームレータ７の出口と
圧縮機１の入口とを接続する配管から、圧縮機の入口よ
りも低い位置で枝管を取り出し、アキュームレータ７と
接続して均液管を構成した点である。即ち、図３におい
て、７Ａはアキュームレータ７の出口、１Ｂは圧縮機１
の入口、１０はアキュームレータの出口と圧縮機の入口
とを接続する配管、７Ｂは均液管で、一端が圧縮機の入
口１Ｂより低い位置で配管１０に結合され、他端がアキ
ュームレータ７に接続されている。

【００１９】実施の形態３は以上のように構成され、均
液管７Ｂによってアキュームレータ７と圧縮機１とを接
続し、ヘッド差が生じた場合に液冷媒が移動し得るよう
にしたため、コンデンシングユニットを長期停止する場
合でも、圧縮機への多量の冷媒寝込みを防止することが
できる。

【００２０】実施の形態４．次に、この発明の実施の形
態４を図にもとづいて説明する。図４は、実施の形態４
の構成を示す概略図である。この実施の形態は、コンデ
ンシングユニットの運転中に外気温度が高くなった場
合、圧縮機の吐出ガス温度が上昇して圧縮機の寿命を縮
める恐れがあるので、このような場合に、圧縮機の異常
な吐出ガス温度の上昇を抑制するインジェクション回路
を設けるようにしたものである。即ち、図４において、
４Ｂは液溜４から導出された枝管、１１は上記枝管４Ｂ
に接続され、インジェクション回路を構成するインジェ
クションブロックで、液溜４からの液冷媒の流入をオ
ン、オフする電磁弁１１Ａと、キャピラリー１１Ｂと協
働して液冷媒の流量を制御する電磁弁１１Ｃと、流量制
御された液冷媒が流通し、圧縮機１に接続されたキャピ
ラリー１１Ｄとを有している。

【００２１】インジェクションブロック１１の電磁弁１
１Ａは、圧縮機１の運転中、常時開とされ、電磁弁１１
Ｃは圧縮機１の吐出温度が高い時に開となり、液冷媒を
キャピラリー１１Ｂを介さずにキャピラリー１１Ｄのみ
を経て大量に圧縮機１へ注入する。また、圧縮機１の吐
出温度が低い時は、電磁弁１１Ｃは閉となり、液冷媒は
キャピラリー１１Ｂ及び１１Ｄを経て電磁弁１１Ｃの開
の時よりは少ない量が圧縮機１に注入される。また、液
溜４をアキュームレータ７の上方に設置していることに
より、圧縮機と液溜との間にヘッド差がつくため、これ
によってインジェクション流量を確保することができ
る。更に、一体化された容器を介して低圧側のアキュー
ムレータ７と高圧側の液溜４とが熱交換して、液溜内の
液冷媒が冷やされるため、サブクールのついた液冷媒が
圧縮機にインジェクションされることになり、圧縮機の
吐出ガス温度の冷却効率を向上させることができる。

【００２２】実施の形態５．次に、この発明の実施の形
態５を図にもとづいて説明する。図５は、実施の形態５
の構成を示す概略図である。この図において、４は液溜
で、アキュームレータ７の上方に一体的に設けられてい
るものの一部を断面して示している。１２は液溜４内に
設けられたバッフルプレートで、リング状に形成され、
外周縁の数ヶ所で液溜４の内壁に溶接されて固定されて
いる。一方、液溜４には、上述したように、凝縮器３か
ら液冷媒がかなりの流速で流れ込んでくるため、液面が
不均一になりやすく、また、液面が不均一になるとイン
ジェクション流量も不均一となりやすいが、バッフルプ
レート１２を設けたことにより、液面を均一化すること
ができる。なお、バッフルプレートの形状は、リング状
に限られるものではなく、液面の不均一を防止できるも
のであれば、どのようなものでもよい。

【００２３】実施の形態６．次に、この発明の実施の形
態６を図にもとづいて説明する。図６は、実施の形態６
の構成を示す概略図である。この図において、４は液溜
で、アキュームレータ７の上方に一体的に設けられてい
るものの一部を断面して示している。４Ｃは液溜４の容
器、４Ｄは上記容器に差し込まれた吸入管で、図示のよ
うに、容器内で端部が折曲され、吸入管の開口部４Ｅが
容器の内壁近傍に位置するようにされている。このよう
な構成とすることにより、吸入管４Ｄから容器４Ｃ内に
流入する液冷媒は、吸入管の開口部４Ｅから容器の内壁
に向けて吹き出され、内壁面に沿って流れ落ちるため、
液溜内の液面の乱れを防止することができる。

【００２４】実施の形態７．次に、この発明の実施の形
態７を図にもとづいて説明する。図７は、実施の形態７
の構成を示す概略図である。この図において、７はアキ
ュームレータで、液溜４の下方に一体的に設けられてい
るものの一部を断面して示している。７Ｃはアキューム
レータの容器、７Ｄは上記容器に差し込まれた吸入管
で、図示のように、容器内で端部が折曲され、吸入管の
開口部７Ｅが容器の内壁近傍に位置するようにされてい
る。このような構成とすることにより、吸入管７Ｄから
容器７Ｃ内に流入するミスト状態の気液混合冷媒は、吸
入管の開口部７Ｅから容器の内壁に向けて吹き出され、
液冷媒が内壁面に沿って流れ落ちるため、気液分離効率
を向上することができる。

【００２５】

【発明の効果】この発明に係る冷凍装置は、低圧シェル
式圧縮機と、圧縮機から吐出された冷媒を凝縮する凝縮
器と、凝縮器によって凝縮された液冷媒を収容する液溜
と、液溜から供給される液冷媒を減圧する絞り装置と、
減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器と、蒸発器によって
気化した冷媒を収容し、気液分離すると共に、気化冷媒
を圧縮機に吸入させるアキュームレータとを有し、冷凍
サイクルを構成する冷凍装置において、アキュームレー
タを圧縮機と同レベルの高さに配置すると共に、液溜を
圧縮機の吐出管より高い位置に配置したため、圧縮機周
囲温度の上昇を抑制することができ、圧縮機並びに冷凍
機油の寿命を延ばすことができる。

【００２６】この発明に係る冷凍装置は、また、アキュ
ームレータと液溜とを上下に一体化し、液溜を上部に配
置したため、コンデンシングユニットのスペースを小さ
くすることができ、ユニットを小型化することができ
る。

【００２７】この発明に係る冷凍装置は、また、アキュ
ームレータの出口と圧縮機の入口とを接続する配管か
ら、圧縮機の入口よりも低い位置で枝管を取り出し、ア
キュームレータと接続して均液管を構成するようにした
ため、コンデンシングユニットを長期間停止する場合に
おける液冷媒の寝込み量を緩和し、圧縮機破壊を防止す
ることができる。

【００２８】この発明に係る冷凍装置は、また、液溜の
底部から枝管を取り出し、インジェクション回路を経て
圧縮機に接続したため、ヘッド差と圧力差によりインジ
ェクション流量を確保することができると共に、サブク
ールのついた液冷媒を圧縮機にインジェクションするこ
とができ、圧縮機の吐出ガス温度の上昇を抑制すること
ができる。

【００２９】この発明に係る冷凍装置は、また、液溜内
にバッフルプレートを設けたため、液溜内の液面の均一
化が図れ、安定したインジェクションを確保することが
できる。

【００３０】この発明に係る冷凍装置は、また、液溜を
構成する容器と、この容器内に端部が差し込まれた吸入
管とを有し、吸入管の端部を折曲して吸入管の開口部が
容器の内壁近傍に位置するようにしたため、液溜内の液
面の均一化が図れ、安定したインジェクションを確保す
ることができる。

【００３１】この発明に係る冷凍装置は、また、アキュ
ームレータを構成する容器と、この容器内に端部が差し
込まれた吸入管とを有し、吸入管の端部を折曲して吸入
管の開口部が容器の内壁近傍に位置するようにしたた
め、気液分離効率を上げることができる。

【００３２】この発明に係る冷凍装置の各実施の形態
は、ＨＣＦＣ系の冷媒の使用を前提として説明したが、
ＨＦＣ系の冷媒を使用しても同様の効果を期待すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１によるコンデンシン
グユニットの構成を示す概略図である。

【図２】この発明の実施の形態２によるコンデンシン
グユニットの一部の構成を示す概略斜視図である。

【図３】この発明の実施の形態３の構成を示す概略斜
視図である。

【図４】この発明の実施の形態４の構成を示す概略図
である。

【図５】この発明の実施の形態５の構成を示す概略図
である。

【図６】この発明の実施の形態６の構成を示す概略図
である。

【図７】この発明の実施の形態７の構成を示す概略図
である。

【図８】従来の冷凍装置の構成を示す系統図である。

【図９】従来のコンデンシングユニットの構成を示す
概略図である。

【符号の説明】

１圧縮機、１Ａ吐出管、１Ｂ圧縮機の入
口、２油分離器、３凝縮器、４液
溜、４Ａ支持台、４Ｂ枝管、７アキュ
ームレータ、７Ａアキュームレータの出口、
７Ｂ均液管、８台枠、１０配管、１１
インジェクションブロック、１１Ａ,１１Ｃ電磁
弁、１１Ｂ,１１Ｄキャピラリー、１２バ
ッフルプレート。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ２５Ｂ 43/00 Ｆ２５Ｂ 43/00 ＣＥ (72)発明者須川昌晃東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者藤本肇東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者佐多裕士東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者東耕一東京都千代田区大手町二丁目６番２号三菱電機エンジニアリング株式会社内 (72)発明者石川英気東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者原井川博文東京都千代田区大手町二丁目６番２号三菱電機エンジニアリング株式会社内 (72)発明者川崎雅夫東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】低圧シェル式圧縮機と、圧縮機から吐出
された冷媒を凝縮する凝縮器と、凝縮器によって凝縮さ
れた液冷媒を収容する液溜と、液溜から供給される液冷
媒を減圧する絞り装置と、減圧された冷媒を蒸発させる
蒸発器と、蒸発器によって気化した冷媒を収容し、気液
分離すると共に、気化冷媒を上記圧縮機に吸入させるア
キュームレータとを有し、冷凍サイクルを構成する冷凍
装置において、上記アキュームレータを上記圧縮機と同
レベルの高さに配置すると共に、上記液溜を上記圧縮機
の吐出管より高い位置に配置したことを特徴とする冷凍
装置。
【請求項２】アキュームレータと液溜とを上下に一体
化し、上記液溜を上部に配置したことを特徴とする請求
項１記載の冷凍装置。
【請求項３】アキュームレータの出口と圧縮機の入口
とを接続する配管から、上記圧縮機の入口よりも低い位
置で枝管を取り出し、上記アキュームレータと接続して
均液管を構成するようにしたことを特徴とする請求項１
または請求項２記載の冷凍装置。
【請求項４】液溜の底部から枝管を取り出し、インジ
ェクション回路を経て圧縮機に接続したことを特徴とす
る請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の冷凍装置。
【請求項５】液溜内にバッフルプレートを設けたこと
を特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項記載の
冷凍装置。
【請求項６】バッフルプレートはリング状に形成され
ていることを特徴とする請求項５記載の冷凍装置。
【請求項７】液溜を構成する容器と、この容器内に端
部が差し込まれた吸入管とを有し、上記吸入管の端部を
折曲して上記吸入管の開口部が上記容器の内壁近傍に位
置するようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項６
のいずれか１項記載の冷凍装置。
【請求項８】アキュームレータを構成する容器と、こ
の容器内に端部が差し込まれた吸入管とを有し、上記吸
入管の端部を折曲して上記吸入管の開口部が上記容器の
内壁近傍に位置するようにしたことを特徴とする請求項
１〜請求項７のいずれか１項記載の冷凍装置。
【請求項９】冷凍サイクルで使用される冷媒は、ＨＣ
ＦＣ系またはＨＦＣ系冷媒であることを特徴とする請求
項１〜請求項８のいずれか１項記載の冷凍装置。