JP2016128731A - 冷凍機 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮機の交換や真空引きなどの作業を容易に行うことのできる冷凍機を提供する。
【解決手段】二酸化炭素からなる冷媒を用いて冷却装置を冷却するための冷凍機において、冷却装置に接続するための三方弁からなる入口サービスバルブ３１および出口サービスバルブ３０を備え、入口サービスバルブ３１および出口サービスバルブ３０は、開状態で、圧縮機１１とサービスポート５４が連通した状態となり、中間状態で、圧縮機１１と冷却装置とサービスポート５４のすべてが連通した状態となり、閉状態で、圧縮機１１とサービスポート５４とが連通した状態となるように設置した。
【選択図】図２

Description

本発明は冷凍機に係り、特にスーパーマーケットなどで、複数のショーケースや冷蔵庫などの冷却装置を冷却するための冷凍機に関するものである。

従来、スーパーマーケットなどで使用される冷凍機と、冷凍・冷蔵用ショーケースやプレハブ冷蔵庫などの冷却装置と、からなる冷凍装置が知られている。
この種の冷凍装置においては、冷凍機に、冷凍機と冷却装置とを接続するためのサービスポートが設けられている。

このような冷凍機としては、従来、例えば、底板に立設された固定板にサービスバルブを装着し、サービスバルブは、背面パネルの隅部に形成した切り欠き口から機械室内に導いた冷媒配管に接続するようにした技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

実開昭６２−０３６３２５号公報

このような従来の技術においては、サービスバルブによりメンテナンスを容易に行うようにしているが、圧縮機の近傍にサービスバルブが配置されるため、スペースを大きくとり、コンパクト化が困難であるという問題を有している。さらに、圧縮機を交換する際にも配管の自由度が少なく、作業が困難であるという問題を有している。
特に、送風ファンによる送風をケーシングの側面で行う、いわゆるサイドフロー式の冷凍機において、冷媒として二酸化炭素を用いる場合には、圧縮機などを設置する機械室のスペースが多く必要であり、圧縮機の交換作業や真空引きなどの作業を容易に行えることが望まれている。
本発明は前記した点に鑑みてなされたものであり、圧縮機の交換や真空引きなどの作業を容易に行うことのできる冷凍機を提供することを目的とするものである。

前記目的を達成するため本発明に係る冷凍機は、二酸化炭素からなる冷媒を用いて冷却装置を冷却するための冷凍機において、前記冷却装置に接続するための三方弁からなるサービスバルブを備え、前記サービスバルブは、開状態で、圧縮機と冷却装置が連通した状態となり、中間状態で、前記圧縮機と前記冷却装置と前記サービスポートのすべてが連通した状態となり、閉状態で、前記圧縮機と前記サービスポートとが連通した状態となるように設置したことを特徴とする。

また、前記構成において、前記サービスバルブは、冷媒の入口側および出口側にそれぞれ設置されていることを特徴とする。

また、前記構成において、前記圧縮機にオイルを注入するためのオイルサービスバルブをさらに備えていることを特徴とする。

本発明によれば、開状態で、圧縮機と冷却装置が連通した状態となり、中間状態で、圧縮機と冷却装置とサービスポートのすべてが連通した状態となり、閉状態で、圧縮機とサービスポートとが連通した状態となるように設置したので、冷凍機の設置時における冷凍サイクルの真空引き、冷凍機のみの真空引き、圧縮機の交換、オイルの注入などの作業を極めて効率よく行うことができる。

本発明に係る冷凍機を適用した冷凍装置の実施形態を示す冷凍サイクルの回路図である。 本実施形態における冷凍機のカバーを外した状態の概略を示す斜視図である。 図２のサービスバルブ部分の拡大斜視図である。 本実施形態における冷凍機のカバーを外した状態の概略を示す正面図である。 本実施形態におけるサービスバルブを示す半断面正面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る冷凍機の実施形態を示す冷凍サイクルの回路図である。
冷凍機１０は、例えば、コンビニエンスストアやスーパーマーケットなどの施設に設置され、冷蔵・冷凍商品を陳列するショーケースなどの冷却装置（図示せず）を冷却するものである。また、本実施形態においては、冷媒として二酸化炭素冷媒を用いている。

また、冷凍機１０は、２段で圧縮動作される圧縮機１１を備えている。圧縮機１１には、冷凍用熱交換器１２が冷媒配管１３を介して接続されており、冷凍用熱交換器１２は、ガスクーラ１４と、インタクーラ１５と、送風ファン１６とから構成されている。

圧縮機１１には、それぞれ１段目の圧縮機構における第１吸入口２０および第１吐出口２１が設けられており、２段目の圧縮機構における第２吸入口２２および第２吐出口２３が設けられている。
圧縮機１１の第１吸入口２０は、冷却装置から送られる冷媒を吸入し、１段目の圧縮機構により、中間圧力に圧縮して第１吐出口２１から吐出するように構成されている。また、圧縮機１１の第１吐出口２１は、それぞれ冷媒配管１３を介してインタクーラ１５の入口側に接続されており、インタクーラ１５の出口側は、それぞれ冷媒配管１３を介して圧縮機１１の第２吸入口２２に接続されている。

圧縮機１１の第２吐出口２３は、それぞれ冷媒配管１３を介してオイルセパレータ２４に接続されており、オイルセパレータ２４は、冷媒配管１３を介してガスクーラ１４に接続されている。オイルセパレータは、冷媒中のオイルを分離するものであり、オイルセパレータ２４は、オイル管２５を介して圧縮機１１の中間段にそれぞれ接続されている。

そして、圧縮機１１の第１吐出口２１から吐出された冷媒は、冷媒配管１３を介してインタクーラ１５に流入し、インタクーラ１５において、送風ファン１６を動作させることにより外気と熱交換して冷却され、圧縮機１１の第２吸入口２２に戻されるように構成されている。そして、圧縮機１１で２段目の圧縮機構により、必要な圧力に圧縮して第２吐出口２３から吐出され、オイルセパレータ２４を介してガスクーラ１４に送られるように構成されている。
オイルセパレータ２４は、冷媒中のオイルを分離し、この分離したオイルは、オイル管２５を介して圧縮機１１にそれぞれ戻されるように構成されている。オイル管２５の中途部には、三方弁からなるオイルサービスバルブ２６が設けられている。さらに、圧縮機１１の第２吐出口２３に接続される冷媒配管１３の中途部には、逆止弁２７が設けられている。

また、ガスクーラ１４は、圧縮機１１から送られた冷媒を送風ファン１６を動作させることにより外気と熱交換させて冷却するものであるが、二酸化炭素冷媒は、凝縮しないので、超臨界状態で高圧の気体のまま送られるようになっている。
また、ガスクーラ１４には、冷媒配管１３を介して中間冷却器２８が接続されており、この冷媒配管１３の中途部には、ガスクーラ１４から送られる冷媒を減圧するための減圧電動弁２９が設けられている。
中間冷却器２８の出口側の冷媒配管１３には、冷却装置の蒸発器に冷媒を送るための出口サービスバルブ３０が接続されている。一方、圧縮機１１の第１吸入口２０に接続される冷媒配管１３には、冷却装置の蒸発器からの冷媒が戻るための入口サービスバルブ３１が接続されている。
また、中間冷却器２８には、ガス戻し電動弁３２および液戻し電動弁３３を介して冷媒戻し配管３４が接続されており、冷媒戻し配管３４は、インタクーラ１５の出口側に接続されている。

図２は冷凍機１０のカバーを外した状態の概略を示す斜視図、図３は図２のサービスバルブ部分の拡大斜視図、図４は冷凍機１０のカバーを外した状態の概略を示す正面図である。
図２から図４に示すように、冷凍機１０は、箱型のケーシング４０を備えており、ケーシング４０の内部には、ケーシング４０の一側面から背面に沿って平面略Ｌ字状のガスクーラ１４およびインタクーラ１５が配置されている。
また、ケーシング４０の一側は、熱交換室４１とされており、この熱交換室４１には、上下に位置する２つの送風ファン１６が設置されている。すなわち、本実施形態の冷凍機１０は、いわゆるサイドフロー式の冷凍機１０とされている。

また、ケーシング４０の他側の下方は、機械室４２とされており、機械室４２には、圧縮機１１などが収容されている。ケーシング４０の他側の上方には、電子回路基板などを備えた電装箱４３が配置されている。機械室４２の側方には、隔壁４４が設けられており、この隔壁４４の外側には、三方弁からなる入口サービスバルブ３１および出口サービスバルブ３０がそれぞれ設置されている。

図５は入口サービスバルブ３１の概略を示したものである。なお、出口サービスバルブ３０も同様の構成であるため、以下、入口サービスバルブ３１について説明する。
入口サービスバルブ３１は、主管５０を備えている。主管５０の内部には、弁体５１が収容されており、主管５０の一端部には、弁体５１を動作させるためのバルブ操作ねじ５２が設けられている。主管５０の他端部側面には、２つの分岐管５３ａ，５３ｂが主管５０の軸方向に位置をずらして接続されている。
また、主管５０の分岐管５３とバルブ操作ねじ５２との間の側面には、サービスポート５４が設けられており、このサービスポート５４には、サービスポート５４を閉塞する蓋部材５５が着脱自在に設けられている。

本実施形態においては、主管５０の最も端部に位置する分岐管５３ａは、冷却装置に接続される配管とされており、他方の分岐管５３ｂは、圧縮機１１に接続される配管とされている。
そのため、バルブ操作ねじ５２により弁体５１が引き上げられた開状態（弁体５１が最もバルブ操作ねじ５２側に位置する状態）では、２つの分岐管５３が連通し、圧縮機１１と冷却装置とが接続された状態となる。この状態では、サービスポート５４が閉じられた状態となり、通常の冷却運転時の状態となる。
また、バルブ操作ねじ５２により弁体５１がわずかに押し下げられ中間状態（弁体５１がサービスポート５４と分岐管５３ｂとの間に位置する状態）では、サービスポート５４が開状態となり、蓋部材５５を取り外すことにより、圧縮機１１と冷却装置とサービスポート５４のすべてが連通する状態となる。
さらに、バルブ操作ねじ５２により弁体５１が最も押し込まれた閉状態（弁体５１が最も端部の分岐管５３ａを塞ぐ状態）では、他方の分岐管５３ｂとサービスポート５４とが連通する状態となる。なお、図５は閉状態を示している。

次に、本実施形態の作用について説明する。
本実施形態においては、まず、圧縮機１１を動作させることにより、圧縮機１１の第１吸入口２０からショーケース４０から送られる冷媒を吸入し、この冷媒は、１段目の圧縮機構により、中間圧力に圧縮されて第１吐出口２１から吐出される。
また、圧縮機１１の第１吐出口２１から吐出された冷媒は、冷媒配管１３を介してインタクーラ１５に流入し、このインタクーラ１５で送風ファン１６により外気と熱交換して冷却され、圧縮機１１の第２吸入口２２に戻される。

インタクーラ１５から戻された冷媒は、圧縮機１１で２段目の圧縮機構により必要な圧力に圧縮して第２吐出口２３から吐出され、オイルセパレータ２４を介してガスクーラ１４に送られる。圧縮機１１から送られた冷媒は、ガスクーラ１４で送風ファン１６により外気と熱交換させて冷却して高圧冷媒として中間冷却器２８に送られる。
この冷媒は、中間冷却器２８で冷却された冷媒は、出口サービスバルブ３０を介してショーケース４０の蒸発器４１に送られ、この蒸発器４１において、庫内空気と熱交換して、庫内の冷却が行われる。蒸発器４１で熱交換した後の冷媒は、入口サービスバルブ３１および冷媒配管１３を介して圧縮機１１に戻される。

次に、冷凍サイクルの真空引きを行う場合について説明する。
通常、冷凍機１０を設置した場合には、冷凍サイクルの冷媒配管１３の真空引きを行っている。本実施形態においては、入口サービスバルブ３１および出口サービスバルブ３０のバルブ操作ねじ５２を操作することにより、入口サービスバルブ３１および出口サービスバルブ３０をそれぞれ中間状態にする。
この状態で、蓋部材５５を取り外し、サービスポート５４に真空ポンプなどを接続する。そして、真空ポンプを動作させることにより、サービスポート５４を介して冷凍機１０および冷却装置の冷媒配管１３の真空引きを行う。

また、冷凍機１０のみの真空引きを行う場合は、入口サービスバルブ３１および出口サービスバルブ３０のバルブ操作ねじ５２を操作することにより、入口サービスバルブ３１および出口サービスバルブ３０をそれぞれ閉状態にする。
この状態で、冷却装置側の分岐管５３ａは閉じられ、冷凍機１０とサービスポート５４とが連通した状態となる。そして、同様に、サービスポート５４に真空ポンプなどを接続して、真空ポンプを動作させることにより、サービスポート５４を介して冷凍機１０のみの冷媒配管１３の真空引きを行う。

次に、圧縮機１１の交換を行う場合について説明する。
この場合は、入口サービスバルブ３１および出口サービスバルブ３０のバルブ操作ねじ５２を操作することにより、入口サービスバルブ３１および出口サービスバルブ３０をそれぞれ閉状態にする。
この状態で、冷却装置側の分岐管５３ａは閉じられ、冷凍機１０とサービスポート５４とが連通した状態となり、冷凍機１０と冷却装置とを切り離すことが可能となる。そして、冷却装置を切り離すことで、冷凍機１０のみの冷媒配管１３の冷媒を抜き取ることができ、圧縮機１１の交換を容易に行うことが可能となる。
圧縮機１１を交換した後、入口サービスバルブ３１または出口サービスバルブ３０の一方のサービスポート５４から真空引きを行うとともに、他方のサービスポート５４から冷媒を注入することで、冷凍機１０の冷媒配管１３に冷媒を充填することができる。その後、入口サービスバルブ３１および出口サービスバルブ３０を開状態とすることで、冷凍機１０と冷却装置とを連通させることができる。

次に、冷凍機１０にオイルを追加注入する場合について説明する。
この場合は、入口サービスバルブ３１および出口サービスバルブ３０のバルブ操作ねじ５２を操作することにより、入口サービスバルブ３１および出口サービスバルブ３０をそれぞれ閉状態にする。
この状態で、サービスポート５４に真空ポンプなどを接続して、真空ポンプを動作させることにより、サービスポート５４を介して冷凍機１０のみの冷媒配管１３の真空引きを行う。これとともに、オイルサービスバルブ２６のサービスポート５４からオイルを注入することにより、圧縮機１１の内部にオイルを供給することができる。

以上説明したように、本発明を適用した実施の形態によれば、入口サービスバルブ３１および出口サービスバルブ３０が開状態で、圧縮機１１とサービスポート５４が連通した状態となり、中間状態で、圧縮機１１と冷却装置とサービスポート５４のすべてが連通した状態となり、閉状態で、圧縮機１１とサービスポート５４とが連通する状態となるように配置しているので、冷凍機１０の設置時における冷凍サイクルの真空引き、冷凍機１０のみの真空引き、圧縮機１１の交換、オイルの注入などの作業を極めて効率よく行うことができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々変更が可能である。

１０ 冷凍機
１１ 圧縮機
１２ 冷凍用熱交換器
１３ 冷媒配管
１４ ガスクーラ
１５ インタクーラ
１６ 送風ファン
２０ 第１吸入口
２１ 第１吐出口
２２ 第２吸入口
２３ 第２吐出口
２４ オイルセパレータ２４
２５ オイル管
２６ オイルサービスバルブ
２８ 中間冷却器
３０ 出口サービスバルブ
３１ 入口サービスバルブ
３４ 冷媒戻り配管
４０ ケーシング
５０ 主管
５１ 弁体
５２ バルブ操作ねじ
５３ａ，５３ｂ 分岐管
５４ サービスポート
５５ 蓋部材

Claims (3)

1. 二酸化炭素からなる冷媒を用いて冷却装置を冷却するための冷凍機において、
   前記冷却装置に接続するための三方弁からなるサービスバルブを備え、
   前記サービスバルブは、開状態で、圧縮機と冷却装置が連通した状態となり、中間状態で、前記圧縮機と前記冷却装置と前記サービスポートのすべてが連通した状態となり、閉状態で、前記圧縮機と前記サービスポートとが連通した状態となるように設置したことを特徴とする冷凍機。
2. 前記サービスバルブは、冷媒の入口側および出口側にそれぞれ設置されていることを特徴とする請求項１に記載の冷凍機。
3. 前記圧縮機にオイルを注入するためのオイルサービスバルブをさらに備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷凍機。

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