JP2008075955A - Refrigerating device - Google Patents

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Takashi Tanaka
孝史 田中
Masakazu Kai
政和 甲斐
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a refrigerating device using an open type compressor capable of continuing operation by preventing intrusion of the atmosphere into a housing of the compressor even under such operating conditions as to have intake negative pressure. <P>SOLUTION: The refrigerating device has a refrigerant circuit 2 composed by connecting the compressor 3, a condenser 4, an expansion valve 9 and an evaporator 10 for cooling the inside of the cooling storage, sequentially by refrigerant piping 12, wherein the compressor 3 is constituted to project one end of a driving shaft to the outside of a housing and to be driven by an external drive source. The refrigerant circuit 2 is provided with by-pass circuits 15, 17 by-passing a part of a high pressure refrigerant which circulates through the refrigerant circuit, to the intake side of the compressor 3, and the by-pass circuits 15, 17 are provided with solenoid valves 16, 18 opened when the intake pressure of the compressor 3 is a set value or less. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、エンジン等の外部駆動源により駆動される構成の圧縮機を備えた冷凍装置に関し、特に冷凍車両に搭載されて好適な冷凍装置に関するものである。   The present invention relates to a refrigeration apparatus including a compressor configured to be driven by an external drive source such as an engine, and more particularly to a refrigeration apparatus suitable for being mounted on a refrigeration vehicle.

冷凍装置の中には、冷媒ガスを圧縮する冷媒圧縮機として、密閉型圧縮機を備えたものと、開放型圧縮機を備えたものとがある。密閉型圧縮機は、圧縮機構を内蔵する密閉構造のハウジング内に、圧縮機構を駆動するモータを内蔵した構成のものであり、一方、開放型圧縮機は、モータが内蔵されておらず、圧縮機構を駆動する駆動軸の一端がハウジングから外部に突出され、エンジン等の外部駆動源により駆動される構成のものである。後者の開放型圧縮機は、車両に搭載され、走行用エンジンやサブエンジンにより駆動されるタイプの冷凍装置や車両用空調装置、エンジン駆動式空気調和装置(GHP)等に用いられる場合が多い。   Among refrigeration apparatuses, there are a refrigerant compressor that compresses refrigerant gas and a compressor that includes a hermetic compressor and a compressor that includes an open compressor. A hermetic compressor has a structure in which a motor for driving the compression mechanism is built in a hermetically sealed housing with a built-in compression mechanism. On the other hand, an open-type compressor does not have a motor and is compressed. One end of a drive shaft that drives the mechanism protrudes outside from the housing and is driven by an external drive source such as an engine. The latter open-type compressor is often used in a refrigeration apparatus, a vehicle air conditioner, an engine-driven air conditioner (GHP), and the like that are mounted on a vehicle and driven by a traveling engine or a sub-engine.

これらの冷凍装置あるいは空気調和装置において、特に、車両の走行用エンジンにより駆動される、いわゆるエンジン直結式の車両用冷凍装置では、圧縮機の回転数は、冷凍負荷とは関係なく、車両走行用エンジンの回転数によって決まる。このため、例えば、冷却庫内の設定温度が極低温域で、圧縮機の回転数が高い場合等の条件下では、圧縮機の吸入圧力が低下し、大気圧以下(負圧)になることがある。   In these refrigeration apparatuses or air conditioning apparatuses, in particular, in a so-called engine direct-coupled vehicle refrigeration apparatus that is driven by a vehicle traveling engine, the rotation speed of the compressor is independent of the refrigeration load. It depends on the engine speed. For this reason, for example, under conditions such as when the set temperature in the refrigerator is in a very low temperature range and the rotational speed of the compressor is high, the suction pressure of the compressor is reduced to below atmospheric pressure (negative pressure). There is.

このような吸入負圧条件下での運転を継続すると、上記した開放型圧縮機では、ハウジングから突出する駆動軸の周囲をリップシールによりシールしているため、大気とハウジング内の圧力(負圧)との差圧により、リップシール部からハウジング内部に大気中の空気および水分が浸入するおそれが生じる。
圧縮機のハウジング内部に大気中の空気および水分が浸入すると、非凝縮性ガスの圧縮による吐出圧力の異常上昇、保護装置の作動による異常停止、圧縮性能の低下、圧縮機の故障、破損等の要因となる。また、時間の経過に伴い、冷媒および冷凍機油の性状劣化や異物の生成、あるいはサビの発生等を招き、やがて運転不能の状態に陥る。
If the operation under the suction negative pressure condition is continued, in the above-described open type compressor, the periphery of the drive shaft protruding from the housing is sealed with a lip seal. ) May cause air and moisture in the atmosphere to enter the housing from the lip seal portion.
If air and moisture in the atmosphere enter the housing of the compressor, abnormal discharge pressure increases due to compression of non-condensable gas, abnormal stop due to operation of the protective device, compression performance degradation, compressor failure, damage, etc. It becomes a factor. Moreover, with the passage of time, the deterioration of the properties of refrigerant and refrigerating machine oil, the generation of foreign matter, or the generation of rust, etc., will eventually lead to an inoperable state.

一方、省エネルギー化のため、冷却能力を、最大冷却能力に対して0〜100%の範囲で調節可能するため、温度コントローラにより電子膨張弁の開度を0〜100%の範囲で調節できるようにした冷凍装置が提案されている(特許文献1参照)。
この冷凍装置では、電子膨張弁の開度が0%まで絞られると、圧縮機の吸入圧力が負圧になる。そこで、特許文献1では、凝縮器の出口側と圧縮機の吸入側との間に、吸入圧力が負圧になると開く低圧膨張弁と、圧縮機からの吐出冷媒ガスと熱交換させる熱交換器とを備えたバイパス回路を設けている。これによって、高圧液冷媒の一部を低圧膨張弁で減圧し、それを熱交換器に導き吐出冷媒ガスとの熱交換によりガス化した後、圧縮機の吸入側にバイパスされ、吸入側圧力が負圧とならないようにしている。
特開2001−311567号公報
On the other hand, in order to save energy, the cooling capacity can be adjusted in the range of 0 to 100% with respect to the maximum cooling capacity, so that the opening degree of the electronic expansion valve can be adjusted in the range of 0 to 100% by the temperature controller. A refrigerating apparatus has been proposed (see Patent Document 1).
In this refrigeration system, when the opening of the electronic expansion valve is reduced to 0%, the suction pressure of the compressor becomes negative. Therefore, in Patent Document 1, a low-pressure expansion valve that opens when the suction pressure becomes negative, and a heat exchanger that exchanges heat with the refrigerant gas discharged from the compressor, between the outlet side of the condenser and the suction side of the compressor. The bypass circuit provided with these is provided. As a result, a part of the high-pressure liquid refrigerant is depressurized by the low-pressure expansion valve, led to the heat exchanger and gasified by heat exchange with the discharged refrigerant gas, and then bypassed to the suction side of the compressor. The negative pressure is avoided.
JP 2001-311567 A

しかしながら、特許文献1は、開放型圧縮機を用いた冷凍装置を示唆するものでも、その冷凍装置の吸入負圧時における圧縮機ハウジング内への大気浸入という課題を示唆するものでも、その解決手段を示唆するものでもない。このことは、特殊な低圧膨張弁を使用して高圧液冷媒を減圧し、熱交換器で吐出冷媒ガスと熱交換させてガス化し、低圧のガス冷媒として圧縮機の吸入側にバイパスさせていることからも明らかである。つまり、吸入負圧を回復させるためには、わざわざ減圧して低圧のガス冷媒とする必要はない。むしろ減圧することは、吸入負圧の回復感度を鈍くすることであり、好ましいとは云えない。また、高価な低圧膨張弁や熱交換器の使用は、吸入負圧の回復に何ら有益性をもたらすものではない。
以上のように、開放型圧縮機を用いた冷凍装置における吸入負圧運転の問題を解消し得る有用な手段は、未だ提供されていないというのが実情である。
However, Patent Document 1 suggests a refrigeration apparatus using an open-type compressor, or suggests a problem of air intrusion into the compressor housing at the time of suction negative pressure of the refrigeration apparatus. It does not suggest. This means that the pressure of the high-pressure liquid refrigerant is reduced using a special low-pressure expansion valve, the heat is exchanged with the discharged refrigerant gas in the heat exchanger, and gasified, and is bypassed to the suction side of the compressor as a low-pressure gas refrigerant. It is clear from that. In other words, in order to recover the negative suction pressure, it is not necessary to depressurize and use a low-pressure gas refrigerant. Rather, reducing the pressure is to reduce the recovery sensitivity of the suction negative pressure, which is not preferable. In addition, the use of an expensive low-pressure expansion valve or heat exchanger does not bring any benefit to the recovery of the suction negative pressure.
As described above, the actual situation is that no useful means for solving the problem of the suction negative pressure operation in the refrigeration apparatus using the open type compressor has yet been provided.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、吸入負圧となるような運転条件下でも、圧縮機のハウジング内部に大気が浸入するのを阻止して運転を継続することができる、開放型圧縮機を用いた冷凍装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and prevents the atmosphere from entering the housing of the compressor and continues the operation even under an operating condition that results in a negative suction pressure. An object of the present invention is to provide a refrigeration apparatus using an open type compressor.

上記課題を解決するために、本発明の冷凍装置は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる冷凍装置は、圧縮機と、コンデンサと、膨張弁と、冷却庫内を冷却するエバポレータとが順次冷媒配管により接続されて冷媒回路が構成され、前記圧縮機は、その駆動軸の一端がハウジングの外部に突出され、外部駆動源により駆動される構成とされている冷凍装置において、前記冷媒回路には、該冷媒回路を循環している高圧冷媒の一部を前記圧縮機の吸入側にバイパスさせるバイパス回路が設けられ、該バイパス回路には、前記圧縮機の吸入圧力が設定値以下のとき、開とされる電磁弁が設けられることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the refrigeration apparatus of the present invention employs the following means.
That is, in the refrigeration apparatus according to the present invention, a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator for cooling the inside of the refrigerator are sequentially connected by a refrigerant pipe to form a refrigerant circuit, and the compressor is driven by In the refrigerating apparatus in which one end of the shaft projects outside the housing and is driven by an external drive source, a part of the high-pressure refrigerant circulating in the refrigerant circuit is supplied to the compressor in the refrigerant circuit. A bypass circuit for bypassing is provided on the suction side, and the bypass circuit is provided with an electromagnetic valve that is opened when the suction pressure of the compressor is equal to or lower than a set value.

本発明によれば、冷媒回路には、該冷媒回路を循環している高圧冷媒の一部を圧縮機の吸入側にバイパスさせるバイパス回路が設けられ、該バイパス回路には、圧縮機の吸入圧力が設定値以下のとき、開とされる電磁弁が設けられているので、運転中に圧縮機の吸入圧力が設定値以下(大気圧以下)に低下したとき、電磁弁が開とされて高圧冷媒の一部がバイパス回路により圧縮機の吸入側にバイパスされることとなる。これにより、圧縮機の吸入圧力が大気圧以下に低下するのを阻止することができる。従って、圧縮機の吸入圧力が大気圧以下となる吸入負圧運転を回避し、駆動軸のシール部から圧縮機ハウジング内部に大気が浸入することにより惹起される諸問題を未然に解消することができ、冷凍装置の信頼性を向上させることができる。   According to the present invention, the refrigerant circuit is provided with a bypass circuit that bypasses a part of the high-pressure refrigerant circulating in the refrigerant circuit to the suction side of the compressor, and the bypass circuit includes a suction pressure of the compressor. Since a solenoid valve that is opened when is below the set value is provided, when the compressor suction pressure drops below the set value (below atmospheric pressure) during operation, the solenoid valve is opened and the high pressure A part of the refrigerant is bypassed to the suction side of the compressor by the bypass circuit. Thereby, it can prevent that the suction pressure of a compressor falls below atmospheric pressure. Accordingly, it is possible to avoid the suction negative pressure operation in which the suction pressure of the compressor is equal to or lower than the atmospheric pressure, and to solve various problems caused by the air entering the compressor housing from the seal portion of the drive shaft. It is possible to improve the reliability of the refrigeration apparatus.

さらに、本発明の冷凍装置は、上記の冷凍装置において、前記パイパス回路は、前記冷媒回路を循環している高圧液冷媒の一部を前記圧縮機の吸入側にバイパスさせる高圧液冷媒バイパス回路により構成されることを特徴とする。   Furthermore, in the refrigeration apparatus of the present invention, in the refrigeration apparatus, the bypass circuit includes a high-pressure liquid refrigerant bypass circuit that bypasses a part of the high-pressure liquid refrigerant circulating in the refrigerant circuit to the suction side of the compressor. It is characterized by being configured.

本発明によれば、パイパス回路が、冷媒回路を循環している高圧液冷媒の一部を圧縮機の吸入側にバイパスさせる高圧液冷媒バイパス回路により構成されるので、運転中に圧縮機の吸入圧力が設定値以下(大気圧以下)に低下したとき、電磁弁が開とされて高圧液冷媒の一部が高圧液冷媒バイパス回路により圧縮機の吸入側にバイパスされることとなる。これにより、圧縮機の吸入圧力が大気圧以下に低下するのを阻止し、吸入負圧運転を回避することができる。また、高圧液冷媒がバイパスされるため、比較的低温の液冷媒によりその蒸発潜熱を利用して圧縮機を冷却することができ、圧縮機の吐出温度を低下させることができる。   According to the present invention, the bypass circuit is constituted by the high-pressure liquid refrigerant bypass circuit that bypasses a part of the high-pressure liquid refrigerant circulating in the refrigerant circuit to the suction side of the compressor. When the pressure falls below a set value (below atmospheric pressure), the solenoid valve is opened and a part of the high-pressure liquid refrigerant is bypassed to the suction side of the compressor by the high-pressure liquid refrigerant bypass circuit. As a result, it is possible to prevent the suction pressure of the compressor from decreasing below the atmospheric pressure and to avoid the suction negative pressure operation. Further, since the high-pressure liquid refrigerant is bypassed, the compressor can be cooled using the latent heat of vaporization by the relatively low-temperature liquid refrigerant, and the discharge temperature of the compressor can be lowered.

さらに、本発明の冷凍装置は、上記の冷凍装置において、前記パイパス回路は、前記冷媒回路を循環している高圧ガス冷媒の一部を前記圧縮機の吸入側にバイパスさせるホットガスバイパス回路により構成されることを特徴とする。   Furthermore, in the refrigeration apparatus according to the present invention, in the above refrigeration apparatus, the bypass circuit includes a hot gas bypass circuit that bypasses a part of the high-pressure gas refrigerant circulating in the refrigerant circuit to the suction side of the compressor. It is characterized by being.

本発明によれば、パイパス回路が、冷媒回路を循環している高圧ガス冷媒の一部を圧縮機の吸入側にバイパスさせるホットガスバイパス回路により構成されるので、運転中に圧縮機の吸入圧力が設定値以下(大気圧以下)に低下したとき、電磁弁が開とされて高圧ガス冷媒の一部がホットガスバイパス回路により圧縮機の吸入側にバイパスされることとなる。これによって、圧縮機の吸入圧力が大気圧以下に低下するのを阻止し、吸入負圧運転を回避することができる。また、高圧ガス冷媒がバイパスされるため、吸入圧力の回復感度を高くし、速やかに吸入負圧を回復させて、冷却能力の低下を抑制することができる。   According to the present invention, the bypass circuit is constituted by a hot gas bypass circuit that bypasses a part of the high-pressure gas refrigerant circulating in the refrigerant circuit to the suction side of the compressor, so that the suction pressure of the compressor during operation When the pressure drops below the set value (below atmospheric pressure), the solenoid valve is opened and a part of the high-pressure gas refrigerant is bypassed to the suction side of the compressor by the hot gas bypass circuit. As a result, the suction pressure of the compressor can be prevented from decreasing below the atmospheric pressure, and the suction negative pressure operation can be avoided. Further, since the high-pressure gas refrigerant is bypassed, the suction pressure recovery sensitivity can be increased, and the suction negative pressure can be quickly recovered to suppress a decrease in cooling capacity.

また、本発明にかかる冷凍装置は、圧縮機と、コンデンサと、膨張弁と、冷却庫内を冷却するエバポレータとが順次冷媒配管により接続されて冷媒回路が構成され、前記圧縮機は、その駆動軸の一端がハウジングの外部に突出され、外部駆動源により駆動される構成とされている冷凍装置において、前記冷媒回路には、該冷媒回路を循環している高圧液冷媒の一部を前記圧縮機の吸入側にバイパスさせる高圧液冷媒バイパス回路と、前記冷媒回路を循環している高圧ガス冷媒の一部を前記圧縮機の吸入側にバイパスさせるホットガスバイパス回路と、が設けられ、前記高圧液冷媒バイパス回路には、前記圧縮機の吸入圧力が設定値以下で、かつ吐出圧力または吐出温度が設定値以上のとき、開とされる電磁弁が設けられ、前記ホットガスバイパス回路には、前記圧縮機の吸入圧力が設定値以下で、かつ吐出圧力または吐出温度が設定値未満のとき、開とされる電磁弁が設けられることを特徴とする。   In the refrigeration apparatus according to the present invention, a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator for cooling the inside of the refrigerator are sequentially connected by a refrigerant pipe to form a refrigerant circuit, and the compressor is driven In the refrigeration apparatus in which one end of the shaft projects outside the housing and is driven by an external drive source, the refrigerant circuit includes a part of the high-pressure liquid refrigerant circulating in the refrigerant circuit as the compression. A high-pressure liquid refrigerant bypass circuit for bypassing to the suction side of the machine, and a hot gas bypass circuit for bypassing a part of the high-pressure gas refrigerant circulating in the refrigerant circuit to the suction side of the compressor. The liquid refrigerant bypass circuit is provided with an electromagnetic valve that is opened when the suction pressure of the compressor is equal to or lower than a set value and the discharge pressure or discharge temperature is equal to or higher than the set value. The scan circuit, wherein the suction pressure of the compressor below the set value, and when the discharge pressure or discharge temperature is less than the set value, characterized in that the solenoid valve that is open is provided.

本発明によれば、冷媒回路には、該冷媒回路を循環している高圧液冷媒の一部を圧縮機の吸入側にバイパスさせる高圧液冷媒バイパス回路と、冷媒回路を循環している高圧ガス冷媒の一部を圧縮機の吸入側にバイパスさせるホットガスバイパス回路と、が設けられ、液冷媒バイパス回路には、圧縮機の吸入圧力が設定値以下で、かつ吐出圧力または吐出温度が設定値以上のとき、開とされる電磁弁が設けられ、ホットガスバイパス回路には、圧縮機の吸入圧力が設定値以下で、かつ吐出圧力または吐出温度が設定値未満のとき、開とされる電磁弁が設けられているので、運転中に圧縮機の吸入圧力が設定値以下(大気圧以下)に低下したとき、吐出圧力または吐出温度が設定値以上であれば、高圧液冷媒バイパス回路に設けられている電磁弁を開とさせることにより、高圧液冷媒の一部を圧縮機の吸入側にバイパスさせることができる。また、吐出圧力または吐出温度が設定値未満のときは、ホットガスバイパス回路に設けられている電磁弁を開とさせることにより、高圧ガス冷媒の一部を圧縮機の吸入側にバイパスさせることができる。これによって、圧縮機の吸入圧力が大気圧以下に低下するのを確実に阻止することができる。従って、吸入負圧運転を回避し、駆動軸のシール部から圧縮機ハウジング内に大気が浸入することにより惹起される諸問題を未然に解消することができる。
また、吸入圧力低下時の吐出圧力または吐出温度の状態により、高圧液冷媒または高圧ガス冷媒のいずれかを選択的に圧縮機の吸入側にバイパスさせることができるため、吐出圧力または吐出温度が高い場合は、高圧液冷媒をバイパスさせて比較的低温の液冷媒によりその蒸発潜熱を利用して圧縮機を冷却することにより、速やかに圧縮機の吐出温度を下げることができる。また、吐出圧力または吐出温度が低い場合は、高圧ガス冷媒をバイパスさせることにより、吸入圧力の回復感度を高くし、速やかに吸入負圧を回復させて、冷却能力の低下を抑制することができる。
According to the present invention, the refrigerant circuit includes a high-pressure liquid refrigerant bypass circuit that bypasses a part of the high-pressure liquid refrigerant circulating in the refrigerant circuit to the suction side of the compressor, and a high-pressure gas circulating in the refrigerant circuit. A hot gas bypass circuit that bypasses a part of the refrigerant to the suction side of the compressor, and the liquid refrigerant bypass circuit has a compressor suction pressure equal to or lower than a set value and a discharge pressure or a discharge temperature set to a set value. An electromagnetic valve that is opened at the above time is provided, and the hot gas bypass circuit has an electromagnetic valve that is opened when the suction pressure of the compressor is lower than the set value and the discharge pressure or discharge temperature is lower than the set value. Since the valve is provided, when the suction pressure of the compressor drops below the set value (below atmospheric pressure) during operation, if the discharge pressure or discharge temperature is above the set value, it is provided in the high-pressure liquid refrigerant bypass circuit. Solenoid valve By the open, it is possible to bypass some of the high-pressure liquid refrigerant to the suction side of the compressor. Further, when the discharge pressure or the discharge temperature is lower than the set value, a part of the high-pressure gas refrigerant can be bypassed to the suction side of the compressor by opening the solenoid valve provided in the hot gas bypass circuit. it can. As a result, it is possible to reliably prevent the suction pressure of the compressor from dropping below the atmospheric pressure. Therefore, the suction negative pressure operation can be avoided, and various problems caused by the air entering the compressor housing from the seal portion of the drive shaft can be solved.
Moreover, since either the high pressure liquid refrigerant or the high pressure gas refrigerant can be selectively bypassed to the suction side of the compressor depending on the state of the discharge pressure or the discharge temperature when the suction pressure is reduced, the discharge pressure or the discharge temperature is high. In this case, the discharge temperature of the compressor can be quickly lowered by bypassing the high-pressure liquid refrigerant and cooling the compressor using the latent heat of vaporization with a relatively low-temperature liquid refrigerant. Further, when the discharge pressure or the discharge temperature is low, by bypassing the high-pressure gas refrigerant, it is possible to increase the recovery sensitivity of the suction pressure and quickly recover the suction negative pressure, thereby suppressing a decrease in cooling capacity. .

本発明によると、冷凍装置の運転中に、圧縮機の吸入圧力が設定値以下(大気圧以下)に低下したとき、バイパス回路より高圧冷媒の一部が圧縮機の吸入側にバイパスされることにより、圧縮機の吸入圧力が大気圧以下に低下するのを阻止することができるため、圧縮機の吸入圧力が大気圧以下となる吸入負圧運転を回避して、駆動軸のシール部から圧縮機ハウジング内に大気が浸入することにより惹起される諸問題を未然に解消することができる。従って、冷凍装置の信頼性を向上させることができる。   According to the present invention, when the suction pressure of the compressor drops below a set value (below atmospheric pressure) during operation of the refrigeration system, a part of the high-pressure refrigerant is bypassed to the suction side of the compressor from the bypass circuit. Therefore, the suction pressure of the compressor can be prevented from dropping below the atmospheric pressure, so that the suction negative pressure operation where the suction pressure of the compressor is below the atmospheric pressure is avoided and the compressor is compressed from the seal portion of the drive shaft. Various problems caused by the air entering the machine housing can be solved. Therefore, the reliability of the refrigeration apparatus can be improved.

また、本発明によれば、吸入圧力低下時の吐出圧力または吐出温度の状態により、高圧液冷媒または高圧ガス冷媒のいずれかを選択的に圧縮機吸入側にバイパスさせることができるため、吐出圧力または吐出温度が高い場合は、高圧液冷媒をバイパスさせて圧縮機を冷却することにより、冷媒ガスの吐出温度を下げることができる。また、吐出圧力または吐出温度が低い場合は、高圧ガス冷媒をバイパスさせることにより、吸入圧力の回復感度を大きくし、速やかに吸入負圧を回避させて、冷却能力の低下を抑制することができる。   Further, according to the present invention, either the high-pressure liquid refrigerant or the high-pressure gas refrigerant can be selectively bypassed to the compressor suction side depending on the state of the discharge pressure or discharge temperature when the suction pressure is reduced. Alternatively, when the discharge temperature is high, the refrigerant gas discharge temperature can be lowered by bypassing the high-pressure liquid refrigerant and cooling the compressor. Further, when the discharge pressure or the discharge temperature is low, by bypassing the high-pressure gas refrigerant, the recovery sensitivity of the suction pressure can be increased, the suction negative pressure can be quickly avoided, and the decrease in the cooling capacity can be suppressed. .

以下に、本発明の一実施形態について、図1を用いて説明する。
図1には、本実施形態にかかる冷凍装置1の冷媒回路図が示されている。本実施形態では、冷凍車両に搭載され、車両の走行用エンジンによって駆動されるエンジン直結式の車両用冷凍装置1が示されている。
冷凍装置1の冷媒回路2は、冷媒ガスを圧縮する開放型圧縮機3と、開放型圧縮機3から吐出された高温高圧の冷媒ガスを外気との熱交換により放熱させて凝縮させるコンデンサ4と、コンデンサ4で凝縮された液冷媒を貯留するレシーバ5と、冷媒回路2中の水分を除去する乾燥剤が充填されたドライヤ6と、冷媒回路2中を循環する冷媒の状態を監視するサイトグラス7と、液冷媒とエバポレータ10で蒸発されたガス冷媒とを熱交換させる気液熱交換器8と、液冷媒を断熱膨張させる膨張弁9と、冷却庫内に配設され、断熱膨張された冷媒と庫内空気とを熱交換させて冷媒を蒸発させるエバポレータ10と、蒸発されたガス冷媒中の液分を分離してガス冷媒のみを圧縮機3に吸入させるアキュームレータ11と、をこの順に冷媒配管12で接続することによって構成される。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 1 shows a refrigerant circuit diagram of a refrigeration apparatus 1 according to the present embodiment. In the present embodiment, an engine direct-coupled vehicle refrigeration apparatus 1 mounted on a refrigerated vehicle and driven by a traveling engine of the vehicle is shown.
The refrigerant circuit 2 of the refrigeration apparatus 1 includes an open compressor 3 that compresses refrigerant gas, and a capacitor 4 that dissipates and condenses the high-temperature and high-pressure refrigerant gas discharged from the open compressor 3 by heat exchange with the outside air. , A receiver 5 that stores the liquid refrigerant condensed by the condenser 4, a dryer 6 filled with a desiccant that removes moisture in the refrigerant circuit 2, and a sight glass that monitors the state of the refrigerant circulating in the refrigerant circuit 2 7, a gas-liquid heat exchanger 8 for exchanging heat between the liquid refrigerant and the gas refrigerant evaporated by the evaporator 10, an expansion valve 9 for adiabatically expanding the liquid refrigerant, and the adiabatic expansion provided in the refrigerator. An evaporator 10 that evaporates the refrigerant by exchanging heat between the refrigerant and the internal air, and an accumulator 11 that separates liquid components in the evaporated gas refrigerant and sucks only the gas refrigerant into the compressor 3 in this order. Piping 1 In it constituted by connecting.

上記開放型圧縮機3には、モータが内蔵されておらず、圧縮機構を駆動する駆動軸の一端がハウジングから外部に突出されている構成の公知の開放型圧縮機3が用いられる。この開放型圧縮機3は、如何なる形式の圧縮機であってもよく、図示省略の走行用エンジンにより電磁クラッチを介して駆動軸が駆動されるものである。
コンデンサ4およびエバポレータ10には、それぞれコンデンサ4に対して外気を送風するコンデンサ用ファン13およびエバポレータ12に庫内空気を循環させるエバポレータ用ファン14が付設されている。
The open-type compressor 3 is a known open-type compressor 3 having a configuration in which a motor is not built in and one end of a drive shaft that drives the compression mechanism protrudes outside from the housing. This open type compressor 3 may be any type of compressor, and a drive shaft is driven via an electromagnetic clutch by a traveling engine (not shown).
The condenser 4 and the evaporator 10 are respectively provided with a condenser fan 13 that blows outside air to the condenser 4 and an evaporator fan 14 that circulates the internal air to the evaporator 12.

上記冷媒回路2には、一端が圧縮機3に接続された吐出配管12Aから分岐され、他端が開放型圧縮機3の吸入配管12Cに接続されて、開放型圧縮機3から吐出される高温高圧の冷媒ガスの一部を開放型圧縮機3の吸入側にバイパスさせるホットガスバイパス回路15が設けられる。ホットガスバイパス回路15には、電磁弁16が設けられる。
また、冷媒回路2には、一端がコンデンサ4と膨張弁9との間の高圧液冷媒配管12Bから分岐され、他端が開放型圧縮機3の吸入配管12Cに接続されて、高圧液冷媒の一部を開放型圧縮機3の吸入側にバイパスさせる高圧液冷媒バイパス回路17が設けられる。高圧液冷媒バイパス回路17には、電磁弁18と、流量調整用キャピラリチューブ19とが設けられる。
One end of the refrigerant circuit 2 is branched from a discharge pipe 12 </ b> A connected to the compressor 3, and the other end is connected to a suction pipe 12 </ b> C of the open compressor 3 to be discharged from the open compressor 3. A hot gas bypass circuit 15 for bypassing a part of the high-pressure refrigerant gas to the suction side of the open compressor 3 is provided. The hot gas bypass circuit 15 is provided with an electromagnetic valve 16.
Further, one end of the refrigerant circuit 2 is branched from the high-pressure liquid refrigerant pipe 12B between the condenser 4 and the expansion valve 9, and the other end is connected to the suction pipe 12C of the open compressor 3, so that the high-pressure liquid refrigerant A high-pressure liquid refrigerant bypass circuit 17 that bypasses a part of the refrigerant to the suction side of the open compressor 3 is provided. The high-pressure liquid refrigerant bypass circuit 17 is provided with an electromagnetic valve 18 and a flow rate adjusting capillary tube 19.

開放型圧縮機3の吐出配管12Aには、吐出冷媒ガスの圧力または温度を検出する吐出圧力または吐出温度センサ20が設けられる。また、開放型圧縮機3の吸入配管12Aには、吸入冷媒ガスの圧力を検出する吸入圧力センサ21が設けられる。これら吐出圧力または吐出温度センサ20、および吸入圧力センサ21の検出値はコントローラ22に入力されるようになっている。   A discharge pressure or discharge temperature sensor 20 that detects the pressure or temperature of the discharged refrigerant gas is provided in the discharge pipe 12 </ b> A of the open compressor 3. The suction pipe 12A of the open compressor 3 is provided with a suction pressure sensor 21 that detects the pressure of the sucked refrigerant gas. The detected values of the discharge pressure or discharge temperature sensor 20 and the suction pressure sensor 21 are input to the controller 22.

コントローラ22は、吸入圧力センサ21により検出される吸入圧力が大気圧以下の負圧になったとき、吐出圧力または吐出温度センサ20により検出される吐出圧力または吐出温度が設定値(例えば、圧力が15kg/cm)以上であれば、電磁弁18を開として高圧液冷媒の一部を、高圧液冷媒バイパス回路17を介して開放型圧縮機3の吸入配管12Cにバイパスさせる。また、上記吸入圧力が大気圧以下で、吐出圧力または吐出温度が設定値(例えば、圧力が15kg/cm)未満の場合は、電磁弁16を開として高温高圧のホットガスの一部を、ホットガスバイパス回路15を介して開放型圧縮機3の吸入配管12Cにバイパスさせる構成とされている。 When the suction pressure detected by the suction pressure sensor 21 becomes a negative pressure equal to or lower than the atmospheric pressure, the controller 22 sets the discharge pressure or discharge temperature detected by the discharge pressure or discharge temperature sensor 20 to a set value (for example, the pressure is If it is 15 kg / cm 2 ) or more, the solenoid valve 18 is opened and a part of the high-pressure liquid refrigerant is bypassed to the suction pipe 12C of the open compressor 3 via the high-pressure liquid refrigerant bypass circuit 17. Further, when the suction pressure is less than atmospheric pressure and the discharge pressure or discharge temperature is less than a set value (for example, the pressure is 15 kg / cm 2 ), the solenoid valve 16 is opened and a part of the high-temperature high-pressure hot gas is removed. The configuration is such that the suction pipe 12 </ b> C of the open compressor 3 is bypassed via the hot gas bypass circuit 15.

つぎに、本実施形態にかかる冷凍装置1の作用について説明する。
冷凍装置1は、図示省略の電磁クラッチがオンとされることによって、開放型圧縮機3が走行用エンジンにより駆動され、運転が開始される。開放型圧縮機3が駆動されることにより圧縮された冷媒は、吐出配管12Aを経てコンデンサ4に流入され、コンデンサ4においてコンデンサ用ファン13により送風される外気と熱交換されて凝縮液化される。この液冷媒は、液冷媒配管12Bを経てレシーバ5に一時貯留される。レシーバ5で貯留された冷媒は、ドライヤ6、サイトグラス7を経て、気液熱交換器8に流入され、ここでエバポレータ10からの低圧ガス冷媒と熱交換されて冷却される。気液熱交換器8で冷却された冷媒は、膨張弁9に至り、そこで断熱膨張され低温低圧の気液二相冷媒となり、エバポレータ10に流入される。
Next, the operation of the refrigeration apparatus 1 according to the present embodiment will be described.
When the electromagnetic clutch (not shown) is turned on, the refrigeration apparatus 1 is driven by the open-type compressor 3 by the traveling engine. The refrigerant compressed by driving the open-type compressor 3 flows into the condenser 4 through the discharge pipe 12A, and is heat-exchanged with the outside air blown by the condenser fan 13 in the condenser 4 to be condensed and liquefied. This liquid refrigerant is temporarily stored in the receiver 5 through the liquid refrigerant pipe 12B. The refrigerant stored in the receiver 5 passes through the dryer 6 and the sight glass 7 and flows into the gas-liquid heat exchanger 8, where it is heat-exchanged with the low-pressure gas refrigerant from the evaporator 10 and cooled. The refrigerant cooled by the gas-liquid heat exchanger 8 reaches the expansion valve 9, where it is adiabatically expanded to become a low-temperature and low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant and flows into the evaporator 10.

エバポレータ10に流入された冷媒は、エバポレータ用ファン14により循環される冷却庫内の空気と熱交換され、庫内空気を冷却して蒸発される。この冷却空気が庫内に循環されることによって、冷却庫内は所定の温度に冷却されることとなる。エバポレータ10において蒸発された冷媒は、吸入配管12C内を流通し、気液熱交換器8、アキュームレータ11を経て圧縮機3に吸入される。
以上のように、冷媒回路2内を冷媒が循環されることにより、冷却庫内を冷却する冷却運転が行われることとなる。
The refrigerant that has flowed into the evaporator 10 is heat-exchanged with the air in the refrigerator circulated by the evaporator fan 14, and cools and evaporates the air in the refrigerator. As the cooling air is circulated in the cabinet, the inside of the refrigerator is cooled to a predetermined temperature. The refrigerant evaporated in the evaporator 10 flows through the suction pipe 12 </ b> C, and is sucked into the compressor 3 through the gas-liquid heat exchanger 8 and the accumulator 11.
As described above, the cooling operation for cooling the inside of the refrigerator is performed by circulating the refrigerant in the refrigerant circuit 2.

上記の冷凍装置1において、開放型圧縮機3は、冷凍負荷には関係なく、車両の走行用エンジンの回転数に対応する回転数により駆動される。一方、冷却庫内は、積荷に対応して設定される温度に冷却される。
こうした状況下で、特に、庫内温度が極低温域に設定されている場合であって、開放型圧縮機3の回転数が高回転域となった場合に、開放型圧縮機3の吸入圧力が低下し、ときとして大気圧以下の負圧になることが起こり得る。この場合、開放型圧縮機3では、ハウジングから突出する駆動軸の周囲をリップシールによりシールしているため、このシール部を通して大気中の空気および水分がハウジング内部に浸入するおそれが生じる。
In the refrigeration apparatus 1 described above, the open compressor 3 is driven at a rotational speed corresponding to the rotational speed of the traveling engine of the vehicle regardless of the refrigeration load. On the other hand, the inside of the refrigerator is cooled to a temperature set corresponding to the load.
Under such circumstances, particularly when the internal temperature is set to a very low temperature range and the rotational speed of the open compressor 3 becomes a high rotation range, the suction pressure of the open compressor 3 is set. Can sometimes be reduced to negative pressures below atmospheric pressure. In this case, in the open type compressor 3, since the periphery of the drive shaft protruding from the housing is sealed by the lip seal, air and moisture in the atmosphere may enter the housing through the seal portion.

しかるに、本実施形態では、上記の状況において吸入圧力が大気圧以下の負圧になったとき、吸入圧力センサ21がそれを検出し、そのとき、吐出圧力または吐出温度センサ20の検出値が設定値以上の場合は、電磁弁18を開として高圧液冷媒の一部を、高圧液冷媒バイパス回路17を介して開放型圧縮機3の吸入配管12Cにバイパスさせることができる。これにより、吸入圧力が大気圧以下となる吸入負圧運転を回避することができる。また、冷媒の物性上、外気温度が高いと、圧縮機の吐出圧力、吐出温度が高くなる傾向にあるため、高圧液冷媒をバイパスさせることによって、比較的低温の液冷媒によりその蒸発潜熱を利用して開放型圧縮機3を冷却することができ、吐出温度が制限温度以上とならないように冷却することができる。   However, in the present embodiment, when the suction pressure becomes a negative pressure equal to or lower than the atmospheric pressure in the above situation, the suction pressure sensor 21 detects this, and at that time, the detection value of the discharge pressure or the discharge temperature sensor 20 is set. When the value is greater than or equal to the value, the solenoid valve 18 can be opened and a part of the high-pressure liquid refrigerant can be bypassed to the suction pipe 12C of the open compressor 3 via the high-pressure liquid refrigerant bypass circuit 17. Thereby, the suction negative pressure operation in which the suction pressure is equal to or lower than the atmospheric pressure can be avoided. In addition, due to the physical properties of the refrigerant, if the outside air temperature is high, the discharge pressure and discharge temperature of the compressor tend to increase. By bypassing the high-pressure liquid refrigerant, the latent heat of vaporization is utilized by the relatively low-temperature liquid refrigerant. Thus, the open type compressor 3 can be cooled, and the discharge temperature can be cooled so as not to exceed the limit temperature.

また、上記において、吐出圧力または吐出温度センサ20の検出値が設定値未満の場合は、電磁弁16を開として高圧ガス冷媒の一部を、ホットガスバイパス回路15を介して開放型圧縮機3の吸入配管12Cにバイパスさせることができる。これによって、吸入圧力が大気圧以下となる吸入負圧運転を回避することができる。また、冷媒の物性上、外気温度が低いと、圧縮機の吐出圧力、吐出温度も低くなるため、このように場合は、高圧ガス冷媒をバイパスさせることにより、吸入圧力の回復感度を高くし、速やかに吸入負圧を回避させて、冷却能力低下を抑制することができる。なお、この場合は、圧縮機の吐出圧力または吐出温度が比較的低いため、高温高圧のホットガスをバイパスさせても、吐出圧力または吐出温度が制限値以上になることはない。   Further, in the above, when the detected value of the discharge pressure or the discharge temperature sensor 20 is less than the set value, the solenoid valve 16 is opened and a part of the high-pressure gas refrigerant is opened via the hot gas bypass circuit 15. The suction pipe 12C can be bypassed. As a result, the suction negative pressure operation in which the suction pressure is equal to or lower than the atmospheric pressure can be avoided. In addition, if the outside air temperature is low due to the physical properties of the refrigerant, the discharge pressure and discharge temperature of the compressor also become low.In this case, by bypassing the high-pressure gas refrigerant, the suction pressure recovery sensitivity is increased, It is possible to quickly avoid the suction negative pressure and suppress the cooling capacity decrease. In this case, since the discharge pressure or discharge temperature of the compressor is relatively low, the discharge pressure or discharge temperature does not exceed the limit value even if high-temperature and high-pressure hot gas is bypassed.

しかして、本実施形態によると、以下の効果を奏する。
吸入負圧を確実に回避することができるため、吸入負圧運転で開放型圧縮機3のハウジング内部に大気中の空気および水分が浸入することにより惹起される諸問題、つまり、非凝縮性ガスの圧縮による吐出圧力の異常上昇、保護装置の作動による異常停止、圧縮性能の低下、圧縮機の故障や破損、あるいは冷媒および冷凍機油の性状劣化や異物の生成、サビの発生等により、冷凍装置1が運転不能の状態に陥るという問題を未然に解消することができ、冷凍装置の信頼性を確保することができる。
Thus, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
Since suction negative pressure can be surely avoided, various problems caused by air and moisture in the atmosphere entering the housing of the open compressor 3 during suction negative pressure operation, that is, non-condensable gas Refrigeration system due to abnormal increase in discharge pressure due to compression of the compressor, abnormal stop due to the activation of the protection device, deterioration in compression performance, failure or damage of the compressor, deterioration of properties of refrigerant and refrigerator oil, generation of foreign matter, generation of rust, etc. The problem that 1 falls into an inoperable state can be solved beforehand, and the reliability of the refrigeration apparatus can be ensured.

また、吸入圧力低下時の吐出圧力または吐出温度の状態により、高圧液冷媒または高圧ガス冷媒のいずれかを選択的に開放型圧縮機3の吸入配管12Cにバイパスさせることができるため、吐出圧力または吐出温度が高い場合は、高圧液冷媒をバイパスさせて開放型圧縮機3を冷却することにより、冷媒ガスの吐出温度を下げ、吐出温度が制限温度以上とならないようにすることができる。また、吐出圧力または吐出温度が低い場合は、高圧ガス冷媒をバイパスさせることにより、吸入圧力の回復感度を高くし、速やかに吸入負圧を回復させて、冷却能力低下を抑制することができる。   Further, since either the high-pressure liquid refrigerant or the high-pressure gas refrigerant can be selectively bypassed to the suction pipe 12C of the open compressor 3 depending on the state of the discharge pressure or the discharge temperature when the suction pressure is reduced, the discharge pressure or When the discharge temperature is high, by bypassing the high-pressure liquid refrigerant and cooling the open compressor 3, the refrigerant gas discharge temperature can be lowered so that the discharge temperature does not exceed the limit temperature. In addition, when the discharge pressure or the discharge temperature is low, by bypassing the high-pressure gas refrigerant, the recovery sensitivity of the suction pressure can be increased, the suction negative pressure can be quickly recovered, and the cooling capacity reduction can be suppressed.

なお、上記の実施形態において、吐出圧力または吐出温度センサ20や吸入圧力センサ21は、新たに設置する必要はなく、冷凍装置1に設置されている既設のセンサをそのまま利用することができる。   In the above embodiment, the discharge pressure or discharge temperature sensor 20 and the suction pressure sensor 21 do not need to be newly installed, and existing sensors installed in the refrigeration apparatus 1 can be used as they are.

本発明の一実施形態にかかる冷凍装置の冷媒回路図である。It is a refrigerant circuit figure of the refrigerating device concerning one embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 冷凍装置
2 冷媒回路
3 圧縮機
4 コンデンサ
9 膨張弁
10 エバポレータ
12 冷媒配管
15 ホットガスバイパス回路
16 電磁弁
17 高圧液冷媒バイパス回路
18 電磁弁
20 吐出圧力または吐出温度センサ
21 吸入圧力センサ
22 コントローラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Refrigerating device 2 Refrigerant circuit 3 Compressor 4 Capacitor 9 Expansion valve 10 Evaporator 12 Refrigerant piping 15 Hot gas bypass circuit 16 Solenoid valve 17 High pressure liquid refrigerant bypass circuit 18 Solenoid valve 20 Discharge pressure or discharge temperature sensor 21 Intake pressure sensor 22 Controller

Claims (4)

圧縮機と、コンデンサと、膨張弁と、冷却庫内を冷却するエバポレータとが順次冷媒配管により接続されて冷媒回路が構成され、
前記圧縮機は、その駆動軸の一端がハウジングの外部に突出され、外部駆動源により駆動される構成とされている冷凍装置において、
前記冷媒回路には、該冷媒回路を循環している高圧冷媒の一部を前記圧縮機の吸入側にバイパスさせるバイパス回路が設けられ、
該バイパス回路には、前記圧縮機の吸入圧力が設定値以下のとき、開放される電磁弁が設けられることを特徴とする冷凍装置。
A compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator for cooling the inside of the refrigerator are sequentially connected by a refrigerant pipe to form a refrigerant circuit,
In the refrigeration apparatus, the compressor has a configuration in which one end of a drive shaft projects outside the housing and is driven by an external drive source.
The refrigerant circuit is provided with a bypass circuit that bypasses a part of the high-pressure refrigerant circulating in the refrigerant circuit to the suction side of the compressor,
The bypass device is provided with a solenoid valve that is opened when a suction pressure of the compressor is equal to or lower than a set value.
前記パイパス回路は、前記冷媒回路を循環している高圧液冷媒の一部を前記圧縮機の吸入側にバイパスさせる高圧液冷媒バイパス回路により構成されることを特徴とする請求項1に記載の冷凍装置。   The refrigeration according to claim 1, wherein the bypass circuit is configured by a high-pressure liquid refrigerant bypass circuit that bypasses a part of the high-pressure liquid refrigerant circulating in the refrigerant circuit to the suction side of the compressor. apparatus. 前記パイパス回路は、前記冷媒回路を循環している高圧ガス冷媒の一部を前記圧縮機の吸入側にバイパスさせるホットガスバイパス回路により構成されることを特徴とする請求項1に記載の冷凍装置。   2. The refrigeration apparatus according to claim 1, wherein the bypass circuit includes a hot gas bypass circuit that bypasses a part of the high-pressure gas refrigerant circulating in the refrigerant circuit to a suction side of the compressor. . 圧縮機と、コンデンサと、膨張弁と、冷却庫内を冷却するエバポレータとが順次冷媒配管により接続されて冷媒回路が構成され、
前記圧縮機は、その駆動軸の一端がハウジングの外部に突出され、外部駆動源により駆動される構成とされている冷凍装置において、
前記冷媒回路には、該冷媒回路を循環している高圧液冷媒の一部を前記圧縮機の吸入側にバイパスさせる高圧液冷媒バイパス回路と、前記冷媒回路を循環している高圧ガス冷媒の一部を前記圧縮機の吸入側にバイパスさせるホットガスバイパス回路と、が設けられ、
前記高圧液冷媒バイパス回路には、前記圧縮機の吸入圧力が設定値以下で、かつ吐出圧力または吐出温度が設定値以上のとき、開とされる電磁弁が設けられ、
前記ホットガスバイパス回路には、前記圧縮機の吸入圧力が設定値以下で、かつ吐出圧力または吐出温度が設定値未満のとき、開とされる電磁弁が設けられることを特徴とする冷凍装置。

A compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator for cooling the inside of the refrigerator are sequentially connected by a refrigerant pipe to form a refrigerant circuit,
In the refrigeration apparatus, the compressor has a configuration in which one end of the drive shaft projects outside the housing and is driven by an external drive source.
The refrigerant circuit includes a high-pressure liquid refrigerant bypass circuit that bypasses a part of the high-pressure liquid refrigerant circulating in the refrigerant circuit to the suction side of the compressor, and one of the high-pressure gas refrigerant circulating in the refrigerant circuit. A hot gas bypass circuit for bypassing the section to the suction side of the compressor,
The high-pressure liquid refrigerant bypass circuit is provided with an electromagnetic valve that is opened when the suction pressure of the compressor is equal to or lower than a set value and the discharge pressure or discharge temperature is equal to or higher than a set value.
The refrigeration apparatus, wherein the hot gas bypass circuit is provided with an electromagnetic valve that is opened when the suction pressure of the compressor is equal to or lower than a set value and the discharge pressure or the discharge temperature is lower than the set value.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010214035A (en) * 2009-03-19 2010-09-30 Panasonic Corp Rice cooker
JP2018008607A (en) * 2016-07-13 2018-01-18 日野自動車株式会社 Vehicle control device

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