JP2017211099A

JP2017211099A - 冷凍装置

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Publication number: JP2017211099A
Application number: JP2016102350A
Authority: JP
Inventors: 猪谷　多聞; Tamon Itani; 多聞猪谷; 正治松澤; Masaharu Matsuzawa
Original assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Current assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Priority date: 2016-05-23
Filing date: 2016-05-23
Publication date: 2017-11-30

Abstract

【課題】冷蔵ショーケース等の冷凍装置において、絞り手段３を安価に構成するとともに、蒸発器４に対する駆動の仕方に汎用性を持たせる。
【解決手段】制御手段Ｂの制御回路５の制御により、駆動素子６１，６２（ＳＳＲ等）をオン／オフし、電磁弁３１と電磁弁３２への通電／非通電を行い、パルス制御する。電磁弁３１と電磁弁３２とを同期駆動する。電磁弁３１と電磁弁３２とをタイミング（位相）をずらして同期駆動する。電磁弁３１と電磁弁３２とを一定の駆動期間毎に交互に駆動する。複数の蒸発器に対して複数の電磁弁を接続し、これらの非同期駆動する。
【選択図】図１

Description

本発明は、絞り手段を有する冷凍サイクルを備えた冷蔵ショーケース等の冷凍装置に関する。

従来、この種の冷凍装置として、例えば特開２０１５−２１８９１１号公報（特許文献１）及び特開２０００−２３０７６５号公報（特許文献２）に開示されたものがある。特許文献１及び２のものは、冷蔵ショーケース等の冷凍装置であり、特許文献１のものは蒸発器（４１）に対する絞り手段として電動膨張弁（３９）を用いている。特許文献２のものは、蒸発器（冷却器１６）に対する絞り手段として絞り装置（３５）を用いている。

特開２０１５−２１８９１１号公報特開２０００−２３０７６５号公報

冷蔵ショーケース等においては、庫内の物品の量や外気温度等に応じて冷凍装置としての冷凍能力を制御する必要がある。特許文献１のものでは、絞り手段が電動膨張弁（３９）であり、この電動膨張弁は弁開度を制御するコントロール弁である。したがって、冷凍装置の容量に応じたコントロール弁を用いる必要がある。また、庫内が広い場合には、コントロール弁の制御範囲に限界を生じるおそれも有る。なお、特許文献２における絞り装置（３５）の詳細は不明である。したがって、制御形態として汎用性にかけるという点で改良の余地がある。

本発明は、絞り手段を有する冷凍サイクルを備えた冷蔵ショーケース等の冷凍装置において、絞り手段を安価に構成するとともに、絞り手段と蒸発器の駆動の仕方に汎用性を持たせることを課題とする。

請求項１の冷凍装置は、圧縮機、凝縮器、絞り手段及び蒸発器を備え前記凝縮器からの冷媒を前記絞り手段で減圧して前記蒸発器に送り出すよう構成された冷凍サイクルと、前記絞り手段を駆動制御する制御手段と、を備えた冷凍装置であって、前記絞り手段は同特性の複数の電磁弁が並列に接続されて構成されており、前記蒸発器は前記複数の電磁弁に対して直接に接続されており、前記制御手段が、前記複数の電磁弁をパルス制御により駆動することを特徴とする。

請求項２の冷凍装置は、請求項１に記載の冷凍装置であって、前記制御手段が、前記複数の電磁弁をパルス制御により同期駆動することを特徴とする。

請求項３の冷凍装置は、請求項２に記載の冷凍装置であって、前記制御手段が、前記複数の電磁弁に対して前記パルス制御のタイミングをずらして制御することを特徴とする。

請求項４の冷凍装置は、請求項１に記載の冷凍装置であって、前記制御手段が、前記複数の電磁弁に対して間欠的な一定の駆動期間毎に前記パルス制御するとともに、前記複数の電磁弁毎に前記駆動期間を巡回的に設定していることを特徴とする。

請求項５の冷凍装置は、請求項１に記載の冷凍装置であって、前記蒸発器として、前記複数の電磁弁に対してそれぞれ直接に接続された複数の蒸発器を備えており、前記制御手段は、前記複数の電磁弁に対して、当該電磁弁に対応する前記蒸発器の特性に応じた周期で前記パルス制御を行うことを特徴とする。

請求項１の冷凍装置によれば、蒸発器に対する絞り手段が電磁弁で構成されているので安価に構成することができる。また、電磁弁ををパルス制御により駆動するので、駆動の仕方に汎用性を持たせることができる。

請求項２の冷凍装置によれば、請求項１の効果に加えて、複数の電磁弁をパルス制御により同期駆動するので、能力の小さな電磁弁で大容量の蒸発器に対応できる。

請求項３の冷凍装置によれば、請求項２の効果に加えて、複数の電磁弁に対して前記パルス制御のタイミングをずらして制御するので、冷凍サイクルの配管に掛かる冷媒による衝撃（ウォータハンマ）を軽減することができる。

請求項４の冷凍装置によれば、請求項１の効果に加えて、複数の電磁弁に対して間欠的な一定の駆動期間毎にパルス制御するとともに、複数の電磁弁毎に駆動期間を巡回的に設定しているので、電磁弁に遊休期間が設けられるので、電磁弁の耐久性を延ばすことができる。

請求項５の冷凍装置によれば、請求項１の効果に加えて、複数の電磁弁に対してそれぞれ直接に接続された複数の蒸発器を備えており、各電磁弁を蒸発器の特性に応じた周期でパルス制御するので、各蒸発器の能力をフルに発揮することができる。

本発明の第１実施形態の冷凍装置のブロック図である。第１実施形態の冷凍装置における駆動パルスの第１実施例を示す図である。第１実施形態の冷凍装置における駆動パルスの第２実施例を示す図である。第１実施形態の冷凍装置における駆動パルスの第３実施例を示す図である。本発明の第２実施形態の冷凍装置のブロック図である。第２実施形態の冷凍装置における駆動パルスの実施例を示す図である。

次に、本発明の冷凍装置の実施形態を図面を参照して説明する。図１は第１実施形態の冷凍装置のブロック図である。

この実施形態の冷凍装置は、冷凍サイクルＡ１と制御手段Ｂとを有している。冷凍サイクルＡ１は、圧縮機１と、凝縮器２と、絞り手段３と、蒸発器４とを有している。絞り手段３は、電磁弁３１と電磁弁３２とで構成されており、電磁弁３１と電磁弁３２は同じ特性を有し、互いに並列に接続されている。蒸発器４は、逆止弁ａ１，ａ２を介して電磁弁３１と電磁弁３２とに対して直列に接続されている。

圧縮機１で圧縮された冷媒は凝縮器２に供給され、この凝縮器２で冷却された冷媒は絞り手段３に送られる。絞り手段３は電磁弁３１または電磁弁３２により冷媒を膨張減圧して逆止弁ａ１，ａ２を介して蒸発器４に送る。そして、この蒸発器４により図示しない冷凍ケースの庫内が冷却され、冷凍の機能が得られる。蒸発器４で蒸発した冷媒は圧縮機１に循環される。

制御手段Ｂは、コンピュータ等で構成された制御回路５と、電磁弁３１を駆動するための駆動素子６１と電磁弁３２を駆動するための駆動素子６２とを備えている。駆動素子６１，６２は例えばソリッドステートリレー（ＳＳＲ）等で構成されており、制御回路５の制御により、駆動素子６１，６２がオン／オフし、電磁弁３１と電磁弁３２への通電／非通電が行われる。

図２は第１実施形態の冷凍装置における駆動パルスの第１実施例を示す図であり、図中の斜線の部分は駆動素子６１（または６２）がオンとなる状態である。このオンの状態では、電磁弁３１（または３２）に通電がなされ、この電磁弁３１（または３２）で膨張された冷媒が蒸発器４に供給される。この第１実施例では、電磁弁３１と電磁弁３２が一定の周期で同期駆動され、かつ、同じ位相（同位相）でパルス制御される。これにより、冷却装置の能力が大きい場合（大容量の冷却装置の場合）、電磁弁３１と電磁弁３２との個々の能力が小さくても、高負荷時に、大容量の蒸発器４を駆動することができる。

図３は第１実施形態の冷凍装置における駆動パルスの第２実施例を示す図である。この第２実施例では、電磁弁３１と電磁弁３２が一定の周期で、かつ、位相をずらしてパルス制御される。これにより、第１実施例と同様に、電磁弁３１と電磁弁３２との個々の能力が小さくても、高負荷時に、大容量の蒸発器４を駆動することができる。さらに、この第２実施例では、駆動のタイミング（位相）をずらすことにより、冷凍サイクルＡ１の配管に掛かる冷媒による衝撃（ウォータハンマ）を軽減することができる。

図４は第１実施形態の冷凍装置における駆動パルスの第３実施例を示す図である。この第３実施例では、電磁弁３１と電磁弁３２のそれぞれが、間欠的な一定の駆動期間毎にパルス制御している。さらに、電磁弁３１の駆動期間と、電磁弁３２の駆動期間とを交互に切り換えて駆動するようにしている。すなわち、電磁弁３１及び電磁弁３２毎に、駆動期間をローテーションさせて巡回的に設定している。これにより、電磁弁３１及び電磁弁３２毎に、通電されない遊休期間が設けられ、電磁弁３１，３２の耐久性が延びる。

図５は第２実施形態の冷凍装置のブロック図である。この実施形態の冷凍装置は、冷凍サイクルＡ２と制御手段Ｂとを有している。冷凍サイクルＡ２は、第１実施形態と同様に、圧縮機１と、凝縮器２と、絞り手段３とを有している。この第２実施形態では、さらに、蒸発器７１と蒸発器７２とを有している。絞り手段３は、電磁弁３１と電磁弁３２とで構成されており、電磁弁３１と電磁弁３２は同じ特性を有し、互いに並列に接続されている。また、蒸発器７１は電磁弁３１に直接に接続され、蒸発器７２はと電磁弁３２に直接に接続されている。すなわち、蒸発器７１と蒸発器７２は互いに並列に接続されている。さらに、蒸発器７１と蒸発器７２は逆止弁ａ１，ａ２を介して圧縮機１に直列に接続されている。

この第２実施形態では、蒸発器７１と蒸発器７２は種類の異なる蒸発器であり、蒸発器７２は蒸発器７１より冷凍能力が大きなものである。なお、制御手段Ｂは、制御の方法以外は第１実施形態と同様であり、制御回路５の制御により、駆動素子６１，６２がオン／オフし、電磁弁３１と電磁弁３２への通電／非通電が行われる。

図６は第２実施形態の冷凍装置における駆動パルスの実施例を示す図である。この実施例では、制御手段Ａ２は、１パルスのオンとなる時間が蒸発器７１に対する期間よりも蒸発器７２に対する期間の方が長くなっており、さらに、パルスの周期は、蒸発器７１に対する周期よりも蒸発器７２に対する周期の方が長くなっている。すなわち、蒸発器７１と蒸発器７２とを非同期駆動しており、蒸発器７１と蒸発器７２との、それぞれの特性に応じた周期でパルス制御を行っている。これにより、それぞれの電磁弁３１，３２が蒸発器７１，７２に最適となるように、駆動することができる。

以上の実施形態では、電磁弁が２つの場合について説明したが、電磁弁は３つ以上（複数）でもよい。また、第２実施形態では、蒸発器が２つの場合について説明したが、種類の異なるものを含めて蒸発器は３つ以上（複数）でもよい。

なお、第２実施形態では、電磁弁３１と電磁弁３２は同じ特性を有している例を示しているが、参考例としてこの第２実施形態において電磁弁３１と電磁弁３２とが同じ特性でなくてもよい。この場合、電磁弁３１と電磁弁３２のオン／オフのデューティ比をそれぞれの特性に応じたものにするのが好ましい。また、第２実施形態では、蒸発器７１と蒸発器７２は種類の異なる蒸発器である場合について説明したが、同種類のものでもよい。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。

Ａ１冷凍サイクル
Ｂ制御手段
１圧縮機
２凝縮器
３絞り手段
３１電磁弁
３２電磁弁
４蒸発器
５制御回路
６１駆動素子
６２駆動素子
Ａ２冷凍サイクル
７１蒸発器
７２蒸発器

Claims

圧縮機、凝縮器、絞り手段及び蒸発器を備え前記凝縮器からの冷媒を前記絞り手段で減圧して前記蒸発器に送り出すよう構成された冷凍サイクルと、前記絞り手段を駆動制御する制御手段と、を備えた冷凍装置であって、
前記絞り手段は同特性の複数の電磁弁が並列に接続されて構成されており、前記蒸発器は前記複数の電磁弁に対して直接に接続されており、
前記制御手段が、前記複数の電磁弁をパルス制御により駆動することを特徴とする冷凍装置。
前記制御手段が、前記複数の電磁弁をパルス制御により同期駆動することを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置。
前記制御手段が、前記複数の電磁弁に対して前記パルス制御のタイミングをずらして制御することを特徴とする請求項２に記載の冷凍装置。
前記制御手段が、前記複数の電磁弁に対して間欠的な一定の駆動期間毎に前記パルス制御するとともに、前記複数の電磁弁毎に前記駆動期間を巡回的に設定していることを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置。
前記蒸発器として、前記複数の電磁弁に対してそれぞれ直接に接続された複数の蒸発器を備えており、
前記制御手段は、前記複数の電磁弁に対して、当該電磁弁に対応する前記蒸発器の特性に応じた周期で前記パルス制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置。