JP2007085705A - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インジェクション回路を設けて圧縮機の運転により温度上昇した圧縮機の冷却を行えるとともに、インジェクション回路を利用して圧縮機への吸入冷媒の温度を低下させるように構成した冷凍装置の提供。
【解決手段】圧縮機２、凝縮器４、受液器５、減圧装置７および蒸発器８を順次環状に接続した冷凍回路を備え、凝縮器４から減圧装置７までの冷凍回路に液冷媒の一部を圧縮機２に供給して冷却するための開閉弁１０および冷媒膨張調節手段９を備えた第１インジェクション回路Ｋ１０を設けた冷凍装置１において、開閉弁１０および冷媒膨張調節手段９の設置位置より後の第１インジェクション回路Ｋ１０の配管Ｈ５を蒸発器８の出口側の配管Ｈ４と熱交換させ、開閉弁１０および冷媒膨張調節手段９を制御して圧縮機２への吸入冷媒の温度を低下させるように構成することにより課題を解決できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えばリキッドインジェクション方式により圧縮機を冷却するように構成した冷凍装置に関するものである。

従来の冷凍装置６０は、例えば図８に示すように圧縮機５０より吐出された高温高圧の冷媒は、吐出側配管Ｈ１１を経て凝縮器５１に流入し、そこで凝縮された後、配管Ｈ１２を経て受液器（液溜）５２内に貯留される。受液器５２内に貯留された液冷媒は配管Ｈ１３から流出し、膨張弁５３で減圧された後、蒸発器５４に流入して蒸発する。このときに生ずる吸熱作用によって冷凍装置６０は冷却作用を発揮する。そして、蒸発器５４を出た冷媒は吸込側配管Ｈ１４より圧縮機５０に戻る循環を行う。

また、受液器５２内に貯留された液冷媒の一部は配管Ｈ１５によりインジェクション回路Ｋ１０に導かれ、電磁弁ＳＶ（電動式開閉弁）１０と流量制御弁Ｖ１０を経て減圧された後、圧縮機５０の中間圧力部に戻している。この場合、感温筒５５内に所定量の冷媒が封入されキャピラリチューブ５６を介して流量制御弁Ｖ１０に接続されている。流量制御弁Ｖ１０は感温筒５５が検出した圧縮機５０の吐出側の温度が上昇するに従ってその弁開度が制御される。そして、圧縮機５０内で蒸発させることによって運転により温度上昇した圧縮機５０の冷却を行っていた（特許文献１参照）。
特開平７−１２７９２５号公報

従来の冷凍装置６０の蒸発器５４を出た冷媒の温度は例えば約−１０℃程度であっても、吸込側配管Ｈ１４より圧縮機５０に戻るまでに外部から加熱されて約１０℃程度まで上昇してしまい、高温の冷媒を吸入する問題があった。圧縮機５０で高温の冷媒を吸入すると、吸入ガス密度が低下し、その分だけ吸入量が低下し、圧縮効率が低下するとともに冷凍能力が低下するという問題があった。

本発明の目的は、従来の問題を解決し、インジェクション回路を設けて圧縮機の運転により温度上昇した圧縮機の冷却を行えるとともに、インジェクション回路を蒸発器の出口側の配管と熱交換させて冷却して圧縮機への吸入冷媒の温度を低下させるように構成して、吸入ガス密度を向上させ、その分だけ吸入量を増加でき、圧縮効率および冷凍能力を向上した信頼性の高い冷凍装置を提供することである。

上記課題を解消するための本発明の請求項１記載の冷凍装置は、圧縮機、凝縮器、受液器、減圧装置および蒸発器を順次環状に接続した冷凍回路を備え、前記凝縮器から減圧装置までの冷凍回路に液冷媒の一部を前記圧縮機に供給して冷却するための開閉弁および冷媒膨張調節手段を備えた第１インジェクション回路を設けた冷凍装置において、
前記開閉弁および冷媒膨張調節手段の設置位置より後の前記第１インジェクション回路の配管を前記蒸発器の出口側の配管と熱交換させ、前記開閉弁および冷媒膨張調節手段を制御して前記圧縮機への吸入冷媒の温度を低下させるように構成したことを特徴とする。

本発明の請求項２記載の冷凍装置は、圧縮機、凝縮器、受液器、減圧装置および蒸発器を順次環状に接続した冷凍回路を備え、前記凝縮器から減圧装置までの冷凍回路に液冷媒の一部を前記圧縮機に供給して冷却するための開閉弁および冷媒膨張調節手段を備えた第１インジェクション回路を設けるとともに開閉弁および冷媒膨張調節手段を備えた第２インジェクション回路を前記第１インジェクション回路と並列に設けた冷凍装置において、
前記開閉弁および冷媒膨張調節手段の設置位置より後の前記第１インジェクション回路の配管あるいは前記第２インジェクション回路の配管を前記蒸発器の出口側の配管と熱交換させ、前記両開閉弁および両冷媒膨張調節手段を制御して前記圧縮機への吸入冷媒の温度を低下させるように構成したことを特徴とする。

本発明の請求項３記載の冷凍装置は請求項１あるいは請求項２記載の冷凍装置において、前記凝縮器から受液器までの配管あるいは、前記受液器内の液冷媒貯留部あるいは前記受液器から減圧装置までの配管に前記インジェクション回路の配管の一端を接続したことを特徴とする。

本発明の請求項４記載の冷凍装置は請求項１から請求項３のいずれかに記載の冷凍装置において、前記冷媒膨張調節手段が機械式冷媒膨張調節手段あるいは電動式冷媒膨張調節手段であることを特徴とする。

本発明の請求項５記載の冷凍装置は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の冷凍装置において、熱交換後の前記第１インジェクション回路あるいは前記第２インジェクション回路の冷媒温度あるいは冷媒過熱度により前記開閉弁および／または冷媒膨張調節手段を制御するように構成したことを特徴とする。

本発明の請求項６記載の冷凍装置は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の冷凍装置において、熱交換するインジェクション回路中の冷媒の流れ方向と前記蒸発器の出口側の配管中の冷媒の流れ方向とを対向流としたことを特徴とする。

本発明の請求項７記載の冷凍装置は、請求項１から請求項６のいずれかに記載の冷凍装置において、圧縮機吐出冷媒温度あるいは圧縮機吐出冷媒過熱度により前記開閉弁および／または冷媒膨張調節手段を制御するように構成したことを特徴とする。

本発明の請求項１記載の冷凍装置は、圧縮機、凝縮器、受液器、減圧装置および蒸発器を順次環状に接続した冷凍回路を備え、前記凝縮器から減圧装置までの冷凍回路に液冷媒の一部を前記圧縮機に供給して冷却するための開閉弁および冷媒膨張調節手段を備えた第１インジェクション回路を設けた冷凍装置において、 前記開閉弁および冷媒膨張調節手段の設置位置より後の前記第１インジェクション回路の配管を前記蒸発器の出口側の配管と熱交換させ、前記開閉弁および冷媒膨張調節手段を制御して前記圧縮機への吸入冷媒の温度を低下させるように構成したことを特徴とするものであり、
第１インジェクション回路を設けて、圧縮機の運転により温度上昇した圧縮機の冷却を行えるとともに、第１インジェクション回路の配管を蒸発器の出口側の配管と熱交換させて、蒸発器の出口側の配管中の冷媒を冷却して圧縮機への吸入冷媒の温度を低下させるように構成したので、吸入ガス密度を向上でき、その分だけ吸入量を増加でき、圧縮効率および冷凍能力を向上でき、また吸入冷媒の温度を低下したので圧縮機の駆動モータの温度を低下でき巻線抵抗も低下し、圧縮機への入力も低減でき、信頼性を向上できるという、顕著な効果を奏する。

本発明の請求項２記載の冷凍装置は、圧縮機、凝縮器、受液器、減圧装置および蒸発器を順次環状に接続した冷凍回路を備え、前記凝縮器から減圧装置までの冷凍回路に液冷媒の一部を前記圧縮機に供給して冷却するための開閉弁および冷媒膨張調節手段を備えた第１インジェクション回路を設けるとともに開閉弁および冷媒膨張調節手段を備えた第２インジェクション回路を前記第１インジェクション回路と並列に設けた冷凍装置において、
前記開閉弁および冷媒膨張調節手段の設置位置より後の前記第１インジェクション回路の配管あるいは前記第２インジェクション回路の配管を前記蒸発器の出口側の配管と熱交換させ、前記両開閉弁および両冷媒膨張調節手段を制御して前記圧縮機への吸入冷媒の温度を低下させるように構成したことを特徴とするものであり、
第１および第２インジェクション回路を設けて、圧縮機の運転により温度上昇した圧縮機の冷却を行えるとともに、第１インジェクション回路の配管あるいは第２インジェクション回路の配管を蒸発器の出口側の配管と熱交換させて、蒸発器の出口側の配管中の冷媒を冷却して圧縮機への吸入冷媒の温度を低下させるように構成したので、吸入ガス密度を向上でき、その分だけ吸入量を増加でき、圧縮効率および冷凍能力を向上でき、また吸入冷媒の温度を低下したので圧縮機の駆動モータの温度を低下でき巻線抵抗も低下できる上、圧縮機の負荷が大きいときは第１および第２インジェクション回路の開閉弁および／または冷媒膨張調節手段を制御し、圧縮機の冷却を優先して行い、負荷が小さいときは吸入ガスの冷却を優先することができ、信頼性を向上できるという、顕著な効果を奏する。

本発明の請求項３記載の冷凍装置は請求項１あるいは請求項２記載の冷凍装置において、前記凝縮器から受液器までの配管あるいは、前記受液器内の液冷媒貯留部あるいは前記受液器から減圧装置までの配管に前記インジェクション回路の配管の一端を接続したことを特徴とするものであり、
液冷媒の一部を容易にインジェクション回路に導入できるという、さらなる顕著な効果を奏する。

本発明の請求項４記載の冷凍装置は請求項１から請求項３のいずれかに記載の冷凍装置において、前記冷媒膨張調節手段が機械式冷媒膨張調節手段あるいは電動式冷媒膨張調節手段であることを特徴とするものであり、
機械式冷媒膨張調節手段あるいは電動式冷媒膨張調節手段は構造が簡単で信頼性が高い上、入手も容易で安価であるという、さらなる顕著な効果を奏する。

本発明の請求項５記載の冷凍装置は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の冷凍装置において、熱交換後の前記第１インジェクション回路あるいは前記第２インジェクション回路の冷媒温度あるいは冷媒過熱度により前記開閉弁および／または冷媒膨張調節手段を制御するように構成したことを特徴とするものであり、
圧縮機の運転による温度上昇に応じた前記冷媒温度あるいは冷媒過熱度の適切な制御値を設定して制御するなどすれば圧縮機の冷却を確実に行え、信頼性が向上するという、さらなる顕著な効果を奏する。

本発明の請求項６記載の冷凍装置は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の冷凍装置において、熱交換するインジェクション回路中の冷媒の流れ方向と前記蒸発器の出口側の配管中の冷媒の流れ方向とを対向流としたことを特徴とするものであり、
本発明においては熱交換するインジェクション回路中の冷媒の流れ方向と前記蒸発器の出口側の配管中の冷媒の流れ方向とは並向流であってもよいが、対向流とすることにより熱交換効率をより向上できるという、さらなる顕著な効果を奏する。

本発明の請求項７記載の冷凍装置は、請求項１から請求項６のいずれかに記載の冷凍装置において、圧縮機吐出冷媒温度あるいは圧縮機吐出冷媒過熱度により前記開閉弁および／または冷媒膨張調節手段を制御するように構成したことを特徴とするものであり、
圧縮機の運転による温度上昇に応じて適切な開閉弁のＯＮ／ＯＦＦ制御および冷媒膨張調節手段を用いた冷媒量の制御および冷媒膨張制御による冷媒温度や冷媒圧力制御を精密に確実に行え、信頼性が向上するという、さらなる顕著な効果を奏する。

以下、図面により本発明の実施の形態を詳細に説明する。
（１）第１実施形態：
図１は本発明の冷凍装置の冷凍回路および第１インジェクション回路の１実施の形態を示す説明図である。
図２は本発明の冷凍装置の圧縮機の拡大断面説明図である。
図１において、２はスクロールタイプの圧縮機、３はオイルセパレータ、４は凝縮器、５は受液器、６は電磁弁、７は減圧装置としての膨張弁、８は蒸発器であり、これらは配管Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４により順次環状に接続されて、冷凍装置１の冷凍回路を構成している。

図１に示した本発明の冷凍装置１は、圧縮機２より吐出された高温高圧の冷媒は、吐出側配管Ｈ１を経てオイルセパレータ３へ流入してオイルが分離された後凝縮器４に流入し、そこで凝縮された後、配管Ｈ２を経て受液器（液溜）５内に貯留される。受液器５内に貯留された液冷媒は配管Ｈ３から流出し、電磁弁６を経て膨張弁７で減圧された後、蒸発器８に流入して蒸発する。このときに生ずる吸熱作用によって冷凍装置１は冷却作用を発揮する。そして、蒸発器８を出た吸込側配管Ｈ４中の冷媒は、下記のように第１インジェクション回路Ｋ１０の配管Ｈ５と熱交換器１１において熱交換されて冷却された後、圧縮機２に戻り、循環して使用される。

すなわち、受液器５内に貯留された液冷媒の一部は配管Ｈ５により冷媒膨張調節手段９（例えば、キャピラリーチーブ、膨張弁など）および開閉弁１０（例えば、電磁弁など）を備えた第１インジェクション回路Ｋ１０に導かれ、冷媒膨張調節手段９を経て膨張して減圧され低温とされ、また流量制御される。そして冷媒膨張調節手段９および開閉弁１０の設置位置より後の第１インジェクション回路Ｋ１０の配管Ｈ５を蒸発器８の出口側の配管Ｈ４と熱交換器１１において熱交換させる。熱交換させた配管Ｈ５は図２に示した圧縮機２のスクロール圧縮部２１における冷媒圧縮室２３の中間圧力部２３Ａに連通しており、中間圧力部２３Ａにインジェクションされた冷媒により圧縮機２の冷却が行われる。

圧縮機２は図２に示す如く、密閉した円筒形の容器３０と駆動モータ２２とスクロール圧縮部２１とから構成されている。容器３０は、本体３０Ａと底蓋３０Ｃと上蓋３０Ｂにより構成されており、本体３０Ａと底蓋３０Ｃ、上蓋３０Ｂ間において、周縁部２６Ａ、２６Ｂをアルゴン溶接により固着して組み立てられている。

容器３０には冷媒吸入口Ｐ４と、冷媒吐出口Ｐ１と、インジェクション吸入口Ｐ５が設けられ、冷媒吸入口Ｐ４には蒸発器８の出口側の配管Ｈ４が接続されるとともに、冷媒吐出口Ｐ１に前記吐出側の配管Ｈ１が接続され、インジェクション吸入口Ｐ５には前記第１インジェクション回路Ｋ１０の配管Ｈ５がそれぞれ接続されている。

また、容器３０の底蓋３０Ｃには内部の図示しないオイル量を確認出来るように透明の窓２４にオイルレベルゲージ２４Ａが設けられている。更に容器３０の本体３０Ａには内部の駆動モータ２２の電源および、圧縮機２の温度の検出を行う図示しない温度検出装置等のターミナル２５が設けられ、そのターミナル２５にはターミナルカバー２６が図示しない取付バンドで取り付けられている。

また、容器３０の上蓋３０Ｂには固定スクロール２７が設けられ、周縁部２７Ａは焼きばめにより前述同様固着されている。固定スクロール２７には揺動スクロール２８が対向に配設され、固定スクロール２７と揺動スクロール２８の間に冷媒圧縮室２３が形成されると共に、駆動モータ２２のクランクシャフト２９に連動して揺動スクロール２８が公転を行う。

他方、凝縮器４からの配管Ｈ２は受液器５内上部に引き入れられてそこに開口しており、凝縮器４で凝縮した気液混合の冷媒は配管Ｈ２の開口から受液器５内に流入する。そして、受液器５内に流入した冷媒中の液冷媒は自重で受液器５内下部の液冷媒貯留部５−１に貯留され、それによって冷媒は気液分離される。

以上の構成で本発明の冷凍装置１の動作を説明する。図示しない電源スイッチを入れるとターミナル２５を介して駆動モータ２２に商用電源が供給される。そして、駆動モータ２２が回転を行いクランクシャフト２９と連動してスクロール圧縮部２１の揺動スクロール２８が公転を開始すると、スクロール圧縮部２１の周辺部に位置する吸入側から吸い込まれた冷媒は、両スクロール２７と２８とで作られる半月状の冷媒圧縮室２３に閉じこめられ、その容積が中心に向かって徐々に縮小されて行く。これにより冷媒は圧縮され、高温高圧となったガス冷媒が両スクロール２７、２８の中心部から冷媒吐出口Ｐ１より吐出側の配管Ｈ１に吐出される。

吐出された高温高圧のガス冷媒は配管Ｈ１を通って凝縮器４に入り、そこで凝縮液化された後、配管Ｈ２から受液器５に入り、受液器５の下部の液冷媒貯留部５−１に一旦貯溜される。そして、受液器５下部の液冷媒貯留部５−１に貯留された液冷媒は配管Ｈ３を通って電磁弁６を経て膨張弁７で減圧されてから蒸発器８に流入し、そこで蒸発して気化する。このときに生ずる吸熱作用により冷凍装置１は冷却能力を発揮する。
そして、蒸発器８の出口側の配管Ｈ４中の蒸発した低温ガス冷媒は第１インジェクション回路Ｋ１０の配管Ｈ５と熱交換器１１において熱交換されて配管Ｈ４中の冷媒は冷却された後、さらに配管Ｈ４を通って圧縮機２に吸い込まれる。

第１インジェクション回路Ｋ１０を設けて、圧縮機２の運転により温度上昇した圧縮機２の冷却を行えるとともに、第１インジェクション回路Ｋ１０の配管Ｈ５を蒸発器８の出口側の配管Ｈ４と熱交換させて、蒸発器８の出口側の配管Ｈ４中の冷媒を冷却して圧縮機２への吸入冷媒の温度を低下させるように構成したので、吸入ガス密度を向上でき、その分だけ吸入量を増加でき、圧縮効率および冷凍能力を向上でき、また吸入冷媒の温度を低下したので圧縮機２の駆動モータ２２の温度を低下でき巻線抵抗も低下し、圧縮機２への入力も低減でき、信頼性を向上できる。

例えば、第１インジェクション回路Ｋ１０の配管Ｈ５を蒸発器８の出口側の配管Ｈ４と熱交換しない場合は、圧縮機２への吸入冷媒の温度が約１０℃程度だったが、第１インジェクション回路Ｋ１０の配管Ｈ５を蒸発器８の出口側の配管Ｈ４と熱交換させて冷却すると、圧縮機２への吸入冷媒の温度は−１０℃程度に低下する。
その結果、吸入ガス密度が１０％程度上昇し、その分吸入量を増加でき、圧縮効率および冷凍能力を向上できた。

一方、圧縮機２の始動と同時にインジェクション回路Ｋ１０の開閉弁１０は開放する。そして圧縮機２から高温高圧のガス冷媒が吐出されると、吐出側の配管Ｈ１の温度が上昇し、これにより吐出側の配管Ｈ１に設置した図示しない感温筒５５内の冷媒圧力が上昇して図示しないキャピラリチューブ５６を介して冷媒膨張調節手段９における図示しない圧力室の圧力が上昇し、圧力室の圧力により冷媒膨張調節手段９の弁開度が制御され適切に弁開する。

受液器５内の液冷媒はインジェクション回路Ｋ１０の配管Ｈ５にも流入し、冷媒膨張調節手段９を経て膨張して減圧され低温となり、また流量制御される。そして、第１インジェクション回路Ｋ１０の配管Ｈ５を蒸発器８の出口側の配管Ｈ４と熱交換器１１において熱交換させ、配管Ｈ４中の冷媒を冷却する。
熱交換した後、第１インジェクション回路Ｋ１０の配管Ｈ５中の冷媒は圧縮機２のスクロール圧縮部２１における圧縮途中の中間圧力部２３Ａに供給されて、圧縮機２を冷却する。この場合、前記のように圧縮機２の吐出側配管Ｈ１の温度の変化により図示しない感温筒５５内の冷媒圧力が変化し、これにより開閉弁１０の弁開量が調整されて圧縮機２の温度が最適に調整される。

上記第１実施態様において、図１に示した熱交換後の第１インジェクション回路の配管Ｈ５のａ点の冷媒温度あるいは冷媒過熱度（冷媒温度−冷媒飽和温度）あるいは熱交換器１１において熱交換させた後の配管Ｈ４のｂ点の冷媒温度あるいは冷媒過熱度を検出し、それにより開閉弁１０および／または冷媒膨張調節手段９を制御するようにすれば、圧縮機の運転による温度上昇を容易に正確にとらえて、適切な圧縮機の冷却を行える。

また、圧縮機吐出冷媒温度あるいは圧縮機吐出冷媒過熱度を検出し、それにより開閉弁１０および／または冷媒膨張調節手段９を制御するようにすれば、冷媒量の制御および冷媒温度や冷媒圧力制御を精密に確実に行える。

上記第１実施態様においては、熱交換するインジェクション回路Ｋ１０の配管Ｈ５中の冷媒の流れ方向と蒸発器８の出口側の配管Ｈ４中の冷媒の流れ方向とを並向流とした例を示したが、図示しないが対向流とすることにより熱交換効率をより向上できる。

冷媒膨張調節手段９の例として、電動式冷媒膨張調節手段である電動弁の例を挙げたが、冷媒膨張調節手段９は前記のような機械式膨張弁を用いることができる。機械式膨張弁の例としては図８に示したような感温筒５５内に所定量の冷媒を封入してキャピラリチューブ５６を介して冷媒膨張調節手段９に接続する例を挙げることができる。感温筒５５が検出した圧縮機の吐出側の温度が上昇するに従って冷媒膨張調節手段９の弁開度などが制御されるように構成する。

上記第１実施態様においては、第１インジェクション回路における冷媒膨張調節手段９と開閉弁１０との設置順序を上流から冷媒膨張調節手段９、開閉弁１０の順序の例を示したが、順序はこれに限定されず、上流から開閉弁１０、冷媒膨張調節手段９の順序にしてもよい。

（２）第２実施形態：
図３は本発明の他の冷凍装置の冷凍回路および第１インジェクション回路を説明する説明図である。
本発明の他の冷凍装置１Ａは、凝縮器４から受液器５までの配管Ｈ２に第１インジェクション回路Ｋ１０の配管Ｈ５の一端を接続した以外は図１に示した本発明の冷凍装置１と同様になっている。配管Ｈ２から分岐させた第１インジェクション回路Ｋ１０の配管Ｈ５に液冷媒の一部を容易に導入できる他、図１に示した本発明の冷凍装置１と同様な作用効果を奏する。

（３）第３実施形態：
図４は本発明の他の冷凍装置の冷凍回路および第１インジェクション回路を説明する説明図である。
本発明の他の冷凍装置１Ｂは、受液器５から蒸発器８までの配管Ｈ３に第１インジェクション回路Ｋ１０の一端を接続した以外は図１に示した本発明の冷凍装置１と同様になっている。配管Ｈ３から分岐させた第１インジェクション回路Ｋ１０の配管Ｈ５に液冷媒の一部を容易に導入できる他、図１に示した本発明の冷凍装置１と同様な作用効果を奏する。

（４）第４実施形態：
図５は本発明の他の冷凍装置の冷凍回路および第１インジェクション回路と第２インジェクション回路を説明する説明図である。
図５に示したように、本発明の他の冷凍装置１Ｃは、受液器５の液冷媒貯留部５−１から液冷媒の一部を圧縮機２に供給して冷却するための開閉弁１０および冷媒膨張調節手段９を備えた第１インジェクション回路Ｋ１０−１を配管Ｈ５に設けるとともに配管Ｈ５から分岐させて開閉弁１０および冷媒膨張調節手段９を備えた第２インジェクション回路Ｋ１０−２を第１インジェクション回路Ｋ１０−１と並列に設け、開閉弁１０および冷媒膨張調節手段９の設置位置より後の第１インジェクション回路Ｋ１０−１の配管Ｈ５を蒸発器８の出口側の配管Ｈ４と熱交換させた後、両回路を合流させ、前記両開閉弁および両冷媒膨張調節手段を制御して圧縮機２への吸入冷媒の温度を低下させるように構成し、熱交換させた後の配管Ｈ５は図２に示した圧縮機２のスクロール圧縮部２１における冷媒圧縮室２３の中間圧力部２３Ａに連通して、中間圧力部２３Ａにインジェクションされた冷媒により圧縮機２の冷却が行われるようにした以外は図１に示した冷凍装置１と同様になっている。

第１インジェクション回路Ｋ１０−１の配管Ｈ５を蒸発器８の出口側の配管Ｈ４と熱交換させて配管Ｈ４中の冷媒を冷却して圧縮機２への吸入冷媒の温度を低下させるようにしたので、吸入ガス密度を向上でき、その分だけ吸入量を増加でき、圧縮効率および冷凍能力を向上でき、また吸入冷媒の温度を低下したので圧縮機２の駆動モータ２２の温度を低下でき巻線抵抗も低下できる。
そして圧縮機２の負荷が大きいときは第１インジェクション回路Ｋ１０−１および第２インジェクション回路Ｋ１０−２を優先して圧縮機２の冷却に使用し、圧縮機２の負荷が小さいときは優先して吸入ガスの冷却に用いることができ、圧縮機２の負荷に応じて適切に対応できる。

（５）第５実施形態：
図６は本発明の他の冷凍装置の冷凍回路および第１インジェクション回路と第２インジェクション回路を説明する説明図である。
本発明の他の冷凍装置１Ｄは、凝縮器４から受液器５までの配管Ｈ２に第１インジェクション回路Ｋ１０−１と第２インジェクション回路Ｋ１０−２に連結された配管Ｈ５の一端を接続した以外は図５に示した本発明の冷凍装置１Ｃと同様になっている。配管Ｈ２から分岐させた配管Ｈ５を経て第１インジェクション回路Ｋ１０−１と第２インジェクション回路Ｋ１０−２に液冷媒の一部を容易に導入できる他、図５に示した本発明の冷凍装置１Ｃと同様な作用効果を奏する。

（６）第６実施形態：
図７は本発明の他の冷凍装置の冷凍回路および第１インジェクション回路と第２インジェクション回路を説明する説明図である。
本発明の他の冷凍装置１Ｅは、受液器５から減圧装置６までの配管Ｈ３に第１インジェクション回路Ｋ１０−１と第２インジェクション回路Ｋ１０−２に連結された配管Ｈ５の一端を接続した以外は図５に示した本発明の冷凍装置１Ｃと同様になっている。配管Ｈ３から分岐させた配管Ｈ５を経て第１インジェクション回路Ｋ１０−１と第２インジェクション回路Ｋ１０−２に液冷媒の一部を容易に導入できる他、図５に示した本発明の冷凍装置１Ｃと同様な作用効果を奏する。

上記実施の形態の説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或は範囲を減縮するものではない。又、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。

本発明の冷凍装置は、圧縮機、凝縮器、受液器、減圧装置および蒸発器を順次環状に接続した冷凍回路を備え、前記凝縮器から減圧装置までの冷凍回路に液冷媒の一部を前記圧縮機に供給して冷却するための開閉弁および冷媒膨張調節手段を備えた第１インジェクション回路を設けた冷凍装置において、
前記開閉弁および冷媒膨張調節手段の設置位置より後の前記第１インジェクション回路の配管を前記蒸発器の出口側の配管と熱交換させ、前記開閉弁および冷媒膨張調節手段を制御して前記圧縮機への吸入冷媒の温度を低下させるように構成したことを特徴とするものであり、
第１インジェクション回路を設けて、圧縮機の運転により温度上昇した圧縮機の冷却を行えるとともに、第１インジェクション回路の配管を蒸発器の出口側の配管と熱交換させて、蒸発器の出口側の配管中の冷媒を冷却して圧縮機への吸入冷媒の温度を低下させるように構成したので、吸入ガス密度を向上でき、その分だけ吸入量を増加でき、圧縮効率および冷凍能力を向上でき、また吸入冷媒の温度を低下したので圧縮機の駆動モータの温度を低下でき巻線抵抗も低下し、圧縮機への入力も低減でき、信頼性を向上できるという、顕著な効果を奏するので、産業上の利用価値が高い。

本発明の冷凍装置の冷凍回路および第１インジェクション回路の１実施の形態を示す説明図である。 本発明の冷凍装置の圧縮機の拡大断面説明図である。 本発明の他の冷凍装置の冷凍回路および第１インジェクション回路を説明する説明図である。 本発明の他の冷凍装置の冷凍回路および第１インジェクション回路を説明する説明図である。 本発明の他の冷凍装置の冷凍回路および第１インジェクション回路と第２インジェクション回路を説明する説明図である。 本発明の他の冷凍装置の冷凍回路および第１インジェクション回路と第２インジェクション回路を説明する説明図である。 本発明の他の冷凍装置の冷凍回路および第１インジェクション回路と第２インジェクション回路を説明する説明図である。 従来の冷凍装置の冷凍回路およびリキッドインジェクション回路を説明する説明図である。

符号の説明

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ 冷凍装置
２ 圧縮機
３ オイルセパレータ
４ 凝縮器
５ 受液器
５−１ 液冷媒貯留部
６ 電磁弁
７ 膨張弁
８ 蒸発器
Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４、Ｈ５ 配管
９ 冷媒膨張調節手段
１０ 開閉弁
１１ 熱交換器
Ｋ１０、Ｋ１０−１ 第１インジェクション回路
Ｋ１０−２ 第２インジェクション回路
２３ 冷媒圧縮室
２３Ａ 中間圧力部

Claims (7)

1. 圧縮機、凝縮器、受液器、減圧装置および蒸発器を順次環状に接続した冷凍回路を備え、前記凝縮器から減圧装置までの冷凍回路に液冷媒の一部を前記圧縮機に供給して冷却するための開閉弁および冷媒膨張調節手段を備えた第１インジェクション回路を設けた冷凍装置において、
   前記開閉弁および冷媒膨張調節手段の設置位置より後の前記第１インジェクション回路の配管を前記蒸発器の出口側の配管と熱交換させ、前記開閉弁および冷媒膨張調節手段を制御して前記圧縮機への吸入冷媒の温度を低下させるように構成したことを特徴とする冷凍装置。
2. 圧縮機、凝縮器、受液器、減圧装置および蒸発器を順次環状に接続した冷凍回路を備え、前記凝縮器から減圧装置までの冷凍回路に液冷媒の一部を前記圧縮機に供給して冷却するための開閉弁および冷媒膨張調節手段を備えた第１インジェクション回路を設けるとともに開閉弁および冷媒膨張調節手段を備えた第２インジェクション回路を前記第１インジェクション回路と並列に設けた冷凍装置において、
   前記開閉弁および冷媒膨張調節手段の設置位置より後の前記第１インジェクション回路の配管あるいは前記第２インジェクション回路の配管を前記蒸発器の出口側の配管と熱交換させ、前記両開閉弁および両冷媒膨張調節手段を制御して前記圧縮機への吸入冷媒の温度を低下させるように構成したことを特徴とする冷凍装置。
3. 前記凝縮器から受液器までの配管あるいは、前記受液器内の液冷媒貯留部あるいは前記受液器から減圧装置までの配管に前記インジェクション回路の配管の一端を接続したことを特徴とする請求項１あるいは請求項２記載の冷凍装置。
4. 前記冷媒膨張調節手段が機械式冷媒膨張調節手段あるいは電動式冷媒膨張調節手段であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の冷凍装置。
5. 熱交換後の前記第１インジェクション回路あるいは前記第２インジェクション回路の冷媒温度あるいは冷媒過熱度により前記開閉弁および／または冷媒膨張調節手段を制御するように構成したことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の冷凍装置。
6. 熱交換するインジェクション回路中の冷媒の流れ方向と前記蒸発器の出口側の配管中の冷媒の流れ方向とを対向流としたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の冷凍装置。
7. 圧縮機吐出冷媒温度あるいは圧縮機吐出冷媒過熱度により前記開閉弁および／または冷媒膨張調節手段を制御するように構成したことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の冷凍装置。

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