JP3133536B2 - 冷凍装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は、圧縮機から吐出さ
れた高温冷媒を用いて蒸発器の霜取を行う冷凍装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種冷凍装置は、例えばプレハブ冷凍
・冷蔵庫やショーケース等の各種冷凍・冷蔵システムに
おいて用いられており、図１にその冷媒回路図を示す。
図１において、圧縮機１の吐出側の配管２には三方弁Ｓ
Ｖ１が接続されており、この三方弁ＳＶ１の一方の出口
側の配管３には凝縮器４が接続されている。凝縮器４の
冷媒出口側の配管６は受液器７の上部に接続され、この
受液器７の下部から引き出された配管８は、逆止弁９を
介して電磁弁ＳＶ２に接続されている。前記逆止弁９は
電磁弁ＳＶ２方向が順方向とされている。

【０００３】電磁弁ＳＶ２の出口側は減圧装置としての
膨張弁１１に接続され、膨張弁１１は蒸発器１２に接続
されている。この電磁弁ＳＶ２及び膨張弁ＳＶ１１の直
列回路には、電磁弁ＳＶ３と逆止弁１３がそれぞれ並列
に配管接続されており、この逆止弁１３は逆止弁９方向
が順方向とされている。蒸発器１２の出口側の配管１４
は電磁弁ＳＶ４に接続され、電磁弁ＳＶ４の出口側の配
管１６は減圧弁１７の入口側１７Ａに接続されている。
また、前記電磁弁ＳＶ４には逆止弁１５が並列に接続さ
れると共に、この逆止弁１５は蒸発器１２の方向を順方
向とされている。

【０００４】前記減圧弁１７は圧縮機１の吸込側である
低圧圧力を調整し、その上昇を防止するために介設され
ており、減圧弁１７の出口側には直列に配管接続された
二個の気液分離器１８ａ、１８ｂが接続されている。そ
して、冷媒下流側の気液分離器１８ｂの出口側は圧縮機
１の吸込側の配管１９に接続されている。

【０００５】前記逆止弁９の下流側の配管８と配管３間
には配管２１が接続されており、この配管２１には配管
３の方向を順方向とされた逆止弁２２が介設されてい
る。また、前記配管１４には配管２３が接続されてお
り、この配管２３は逆止弁２４を介して三方弁ＳＶ１の
他方の出口に接続されている。そして、逆止弁２４は蒸
発器１２側を順方向とされている。更に、前記受液器７
の上部からは配管２６が引き出され、この配管２６には
電磁弁ＳＶ５が介設されると共に、配管２６は前記減圧
弁１７の入口側１７Ａに接続されている。上記三方弁Ｓ
Ｖ１と電磁弁ＳＶ２〜ＳＶ５とで流路切換装置が構成さ
れている。

【０００６】以上の構成で次に図６を参照しながら従来
のこの種冷凍装置の動作を説明する。図６は従来の冷凍
装置の圧縮機１及び三方弁ＳＶ１、電磁弁ＳＶ２〜ＳＶ
５の動作を運転モード別に示したものであり、例えばプ
レハブ冷蔵庫の庫内を冷却する冷却運転においては、図
示しない制御装置が圧縮機１を運転すると共に、三方弁
ＳＶ１の冷媒流路を図１中ａ方向とし、電磁弁ＳＶ２及
び電磁弁ＳＶ４を開いて（ＯＮ）、電磁弁ＳＶ３及び電
磁弁ＳＶ５は閉じる（ＯＦＦ）。

【０００７】係る状態で圧縮機１から吐出された高温高
圧のガス冷媒は、三方弁ＳＶ１を経て凝縮器４に流入
し、そこで放熱して凝縮される。凝縮器４を出た冷媒は
一旦受液器７に流入し、そこから液冷媒のみが逆止弁９
及び電磁弁ＳＶ２を経て膨張弁１１で減圧された後、蒸
発器１２に流入し、そこで蒸発することにより周囲から
吸熱して冷却作用を発揮する。蒸発器１２から出た冷媒
は電磁弁ＳＶ４を経て減圧弁１７に至り、気液分離器１
８ａ、１８ｂ内にて未蒸発冷媒が気液分離された後、ガ
ス冷媒のみが配管１９より圧縮機１に吸い込まれる。

【０００８】係る冷却運転によって図示しないプレハブ
冷蔵庫の庫内は冷却されるが、蒸発器１２には庫内の湿
気が霜となって成長する。そこで、図示しない制御装置
は所定のタイミング（定時刻、或いは圧縮機１の運転時
間積算後）で蒸発器１２の霜取を開始する。この霜取運
転は霜取１と霜取２とから構成され、霜取１で制御装置
は、圧縮機１を運転すると共に、三方弁ＳＶ１の冷媒流
路を図１中ａ方向とし、電磁弁ＳＶ２及び電磁弁ＳＶ４
を閉じて（ＯＦＦ）、電磁弁ＳＶ３及び電磁弁ＳＶ５を
開く（ＯＮ）。

【０００９】係る状態では圧縮機１から吐出された冷媒
は、三方弁ＳＶ１、凝縮器４及び受液器７を経て配管２
６を通り、減圧弁１７から気液分離器１８ａ、１８ｂに
入り、その後圧縮機１に吸い込まれる。係る霜取１が所
定期間行われた後、制御装置は霜取２に移行する。

【００１０】霜取２では前記制御装置は電磁弁ＳＶ２〜
電磁弁ＳＶ５を霜取１の状態のまま維持し、三方弁ＳＶ
１の冷媒流路を図１中ｂ方向に切り換える。係る状態で
圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、三方弁
ＳＶ１を経て配管２３を通り、配管１４から蒸発器１２
に流入する。係る高温冷媒の流入により蒸発器１２は加
熱され、その着霜が融解されると共に、ガス冷媒は凝縮
される。蒸発器１２から出た冷媒は電磁弁ＳＶ３を経て
配管２１より凝縮器４に流入し、そこで一部蒸発しなが
ら受液器７に流入する。冷媒は受液器７から配管２６に
流入し、減圧弁１７の入口側１７Ａに至り、気液分離器
１８ａ、１８ｂを経て圧縮機１に吸い込まれる。

【００１１】係る高温冷媒の流入による加熱により蒸発
器１２の霜取が進行し、所定の除霜終了温度まで蒸発器
１２の温度が上昇すると、前記制御装置は霜取運転（霜
取２）を終了し、直ちにポンプダウン運転を実行する。
このポンプダウン運転では、制御装置は電磁弁ＳＶ２、
電磁弁ＳＶ３及び電磁弁ＳＶ５を閉じ（ＯＦＦ）、電磁
弁ＳＶ４のみを開く（ＯＮ）。また、三方弁ＳＶ１の冷
媒流路を図１中ａ方向に切り換える。

【００１２】制御装置は係る状態で圧縮機１を運転し、
蒸発器１２内の冷媒を電磁弁ＳＶ４、減圧弁１７、気液
分離器１８ａ、１８ｂを介して吸引し、凝縮器４を経て
受液器７に回収する。そして、このポンプダウン運転を
所定期間実行した後、再び前記冷却運転に移行すること
になる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の冷
凍装置では霜取運転（霜取２）の終了直後にポンプダウ
ン運転に移行していたが、係る霜取運転中蒸発器１２に
は高温高圧ガス冷媒が供給されており、その温度及び圧
力も高くなっている。そのため、電磁弁ＳＶ４を開いて
ポンプダウン運転に移行した直後、この蒸発器１２内の
高圧力が衝撃波となって減圧弁１７の入口側１７Ａに加
わる。それによって、減圧弁１７の入口側１７Ａの圧力
が急激に上昇するため、減圧弁１７の耐久性が損なわれ
る問題があった。

【００１４】本発明は、係る従来の技術的課題を解決す
るために成されたものであり、減圧弁の入口側への衝撃
波の発生を解消し、その耐久性を向上させた冷凍装置を
提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の冷凍装置は、圧
縮機１、凝縮器４、減圧装置（膨張弁）１１及び蒸発器
１２などから冷媒回路が構成され、該冷媒回路内の冷媒
の流路を切り替える流路切換装置（弁）ＳＶ１〜ＳＶ５
により、圧縮機１から吐出された高温冷媒を凝縮器４、
減圧装置（膨張弁）１１及び蒸発器１２に順次流して冷
却運転を実行すると共に、蒸発器１２の霜取を行う際に
は高温冷媒を蒸発器１２に流入させて霜取運転を実行す
るものであって、圧縮機１と流路切換装置（弁）ＳＶ１
〜ＳＶ５を制御する制御装置３１（マイクロコンピュー
タ３２）と、圧縮機１に吸い込まれる冷媒が流れる配管
に挿入された減圧弁１７とを具備して成り、制御装置３
１（マイクロコンピュータ３２）は、霜取運転が終了し
た場合、所定時間流路切換装置（弁）ＳＶ１〜ＳＶ５を
制御して減圧弁１７への冷媒の流入を阻止し、且つ、圧
縮機１を停止させる遅延期間に入り、当該遅延期間の経
過後、流路切換装置（弁）ＳＶ１〜ＳＶ５により冷媒の
流路を切り換え、圧縮機１を運転することにより蒸発器
１２内の冷媒を回収するポンプダウン運転を実行するこ
とを特徴とする。

【００１６】本発明の冷凍装置では、制御装置３１（マ
イクロコンピュータ３２）が霜取運転とポンプダウン運
転の間に、所定時間減圧弁１７への冷媒流入を阻止し、
圧縮機１を停止する遅延期間に入るので、霜取運転中に
上昇した蒸発器１２内の圧力は、その後の遅延期間中に
一定の低い値まで低下する。従って、その後のポンプダ
ウン運転開始時に減圧弁１７の入口側１７Ａに加わる圧
力も低下し、前述の如き衝撃波の発生も解消される。

【００１７】

【発明の実施の形態】 次に図面に基づき本発明の実施例
を詳述する。尚、本発明の冷凍装置の冷媒回路は図１に
示された通りであるので説明を省略する。また、図２に
は本発明の冷凍装置の制御装置３１の電気回路図が示さ
れており、図２においてマイクロコンピュータ３２の入
力には例えば図示しないプレハブ冷蔵庫の庫内温度を検
出する庫内センサー３３の出力と、蒸発器１２の温度を
検出する蒸発器センサー３４の出力が接続されている。
また、マイクロコンピュータ３２の出力には、前記圧縮
機１、三方弁ＳＶ１、及び電磁弁ＳＶ２〜電磁弁ＳＶ５
がそれぞれ接続されている。

【００１８】以上の構成で次に図３〜図５を参照しなが
ら本発明の冷凍装置の動作を説明する。図３は本発明の
冷凍装置のマイクロコンピュータ３２の制御による圧縮
機１、三方弁ＳＶ１及び電磁弁ＳＶ２〜ＳＶ５の動作を
運転モード別に示したものであり、冷却運転においては
マイクロコンピュータ３２は圧縮機１を運転すると共
に、三方弁ＳＶ１の冷媒流路を図１中ａ方向とし、電磁
弁ＳＶ２及び電磁弁ＳＶ４を開いて（ＯＮ）、電磁弁Ｓ
Ｖ３及び電磁弁ＳＶ５は閉じる（ＯＦＦ）。

【００１９】係る状態で圧縮機１から吐出された高温高
圧のガス冷媒は、三方弁ＳＶ１を経て凝縮器４に流入
し、そこで放熱して凝縮される。凝縮器４を出た冷媒は
一旦受液器７に流入し、そこから液冷媒のみが逆止弁９
及び電磁弁ＳＶ２を経て膨張弁１１で減圧された後、蒸
発器１２に流入して、そこで蒸発することにより周囲か
ら吸熱し、庫内の冷却作用を発揮する。蒸発器１２から
出た冷媒は電磁弁ＳＶ４を経て減圧弁１７に至り、気液
分離器１８ａ、１８内ｂにて未蒸発冷媒が気液分離され
た後、ガス冷媒のみが配管１９より圧縮機１に吸い込ま
れる。

【００２０】マイクロコンピュータ３２は庫内センサー
３３の出力に基づき、図示しないプレハブ冷蔵庫の庫内
温度が所定の下限温度に降下したら圧縮機１を停止し、
所定の上限温度まで上昇したら圧縮機１を運転する。そ
れによって、庫内を所定の冷蔵、若しくは冷凍温度に冷
却維持する。

【００２１】係る冷却運転によって蒸発器１２には庫内
の湿気が霜となって成長する。そこで、マイクロコンピ
ュータ３２は所定のタイミング（定時刻、或いは圧縮機
１の運転積算時間後）で蒸発器１２の霜取を開始する。
この霜取運転は前述同様に霜取１と霜取２とから構成さ
れ、霜取１でマイクロコンピュータ３２は、圧縮機１を
運転すると共に、三方弁ＳＶ１の冷媒流路を図１中ａ方
向とし、電磁弁ＳＶ２及び電磁弁ＳＶ４を閉じて（ＯＦ
Ｆ）、電磁弁ＳＶ３及び電磁弁ＳＶ５を開く（ＯＮ）。

【００２２】係る状態では圧縮機１から吐出された冷媒
は、三方弁ＳＶ１、凝縮器４及び受液器７を経て配管２
６を通り、減圧弁１７から気液分離器１８ａ、１８ｂに
至り、圧縮機１に吸い込まれる。係る霜取１が所定期間
行われた後、マイクロコンピュータ３２は霜取２に移行
する。

【００２３】霜取２ではマイクロコンピュータ３２は電
磁弁ＳＶ２〜電磁弁ＳＶ５を霜取１の状態のまま維持
し、三方弁ＳＶ１の冷媒流路を図１中ｂ方向に切り換え
る。係る状態で圧縮機１から吐出された高温高圧のガス
冷媒は、図４に太線矢印で示す如く三方弁ＳＶ１を経て
配管２３を通り、配管１４から蒸発器１２に流入する。
係る高温冷媒の流入により蒸発器１２は加熱され、その
着霜が融解されると共に、ガス冷媒は凝縮される。蒸発
器１２から出た冷媒は電磁弁ＳＶ３を経て配管２１より
凝縮器４に流入し、そこで一部蒸発しながら受液器７に
流入する。冷媒は受液器７から配管２６に流入し、減圧
弁１７の入口側１７Ａに至り、気液分離器１８ａ、１８
ｂを経て圧縮機１に吸い込まれる。

【００２４】係る高温冷媒の流入による加熱により蒸発
器１２の霜取が進行し、所定の除霜終了温度まで蒸発器
１２の温度が上昇すると、マイクロコンピュータ３２は
蒸発器センサー３４の出力によりそれを感知し、霜取運
転（霜取２）を終了するが、従来の如く直ちにポンプダ
ウン運転に移行せず、所定の遅延期間に入る。

【００２５】この遅延期間中、マイクロコンピュータ３
２は所定時間圧縮機１を停止すると共に、三方弁ＳＶ１
の冷媒流路を図１中ａ方向に切り換え、全電磁弁ＳＶ２
〜ＳＶ５を閉じる（ＯＦＦ）。ここで、前記霜取運転に
よって蒸発器１２の温度は上昇し、その内部圧力も高く
なっているが、この圧力は遅延期間中に逆止弁１３、配
管８、２１、及び逆止弁２２を通って凝縮器４から受液
器７、或いは圧縮機１方向に逃げる。従って、この遅延
期間中に蒸発器１２内の圧力は一定の低い値まで低下す
る。また、電磁弁ＳＶ４及びＳＶ５が閉じていることに
より、減圧弁１７の入口側１７Ａへの冷媒流入は阻止さ
れているので、係る遅延期間中の入口側１７Ａの圧力上
昇も生じない。

【００２６】この遅延期間はマイクロコンピュータ３２
の具備する時計機能によって所定期間確保され、係る遅
延期間の経過後にポンプダウン運転に入る。このポンプ
ダウン運転では、マイクロコンピュータ３２は前述同様
に電磁弁ＳＶ２、電磁弁ＳＶ３及び電磁弁ＳＶ５を閉じ
（ＯＦＦ）、電磁弁ＳＶ４のみを開く（ＯＮ）。また、
三方弁ＳＶ１の冷媒流路は図１中ａ方向のままとする。

【００２７】マイクロコンピュータ３２は係る状態で圧
縮機１を運転し、図５に太線で示す如く蒸発器１２内の
冷媒を電磁弁ＳＶ４、減圧弁１７、気液分離器１８ａ、
１８ｂを介して吸引し、凝縮器４を経て受液器７に回収
する。そして、このポンプダウン運転を所定期間実行し
た後、再び前記冷却運転に移行することになる。

【００２８】ここで、前記ポンプダウン運転の開始と同
時に電磁弁ＳＶ４が開くため、蒸発器１２内の冷媒は配
管１６を通って減圧弁１７に流入し始めるが、このとき
蒸発器１２内の圧力は前述の如く一定の低い値まで低下
しているので、電磁弁ＳＶ４が開いても減圧弁１７の入
口側１７Ａに過大な圧力が加わることがない。従って、
前述の如きポンプダウン運転開始直後の衝撃波の発生が
防止され、減圧弁１７の耐久性も向上する。

【００２９】尚、実施例では霜取運転を霜取１と霜取２
とで構成したが、それに限られず、例えば霜取２のみで
あっても差し支えない。また、実施例における冷媒回路
はそれ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可能であることは云うまでもな
い。

【００３０】

【発明の効果】以上詳述した如く本発明によれば、霜取
運転が終了した後、ポンプダウン運転を行う前に所定時
間減圧弁への冷媒流入を阻止し、且つ、圧縮機を停止す
る遅延期間に入るので、霜取運転中に上昇した蒸発器内
の圧力を、ポンプダウン運転開始以前に一定の低い値ま
で低下させることができる。従って、ポンプダウン運転
開始時に減圧弁の入口側に加わる圧力を低下させること
ができるので、減圧弁への衝撃波の発生を防止し、減圧
弁の耐久性向上を達成することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の冷凍装置の冷媒回路図である。

【図２】本発明の冷凍装置の電気回路図である。

【図３】本発明の冷凍装置による各運転モードにおける
圧縮機と各弁の状態を示す図である。

【図４】霜取２中の冷媒の流れを示す本発明の冷凍装置
の冷媒回路図である。

【図５】ポンプダウン運転中の冷媒の流れを示す本発明
の冷凍装置の冷媒回路図である。

【図６】従来の冷凍装置による各運転モードにおける圧
縮機と各弁の状態を示す図である。

【符号の説明】

１ 圧縮機 ４ 凝縮器 ７ 受液器 １１ 膨張弁 １２ 蒸発器 １７ 減圧弁 ２１ 配管 ２３ 配管 ２６ 配管 ＳＶ１ 三方弁 ＳＶ２ 電磁弁 ＳＶ３ 電磁弁 ＳＶ４ 電磁弁 ＳＶ５ 電磁弁

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機、凝縮器、減圧装置及び蒸発器な
   どから冷媒回路が構成され、該冷媒回路内の冷媒の流路
   を切り替える流路切換装置により、前記圧縮機から吐出
   された高温冷媒を前記凝縮器、前記減圧装置及び前記蒸
   発器に順次流して冷却運転を実行すると共に、前記蒸発
   器の霜取を行う際には前記高温冷媒を前記蒸発器に流入
   させて霜取運転を実行する冷凍装置において、 前記圧縮機と前記流路切換装置を制御する制御装置と、
   前記圧縮機に吸い込まれる冷媒が流れる配管に挿入され
   た減圧弁とを具備して成り、前記制御装置は、前記霜取
   運転が終了した場合、所定時間前記流路切換装置を制御
   して前記減圧弁への冷媒の流入を阻止し、且つ、前記圧
   縮機を停止させる遅延期間に入り、当該遅延期間の経過
   後、前記流路切換装置により冷媒の流路を切り換え、前
   記圧縮機を運転することにより前記蒸発器内の冷媒を回
   収するポンプダウン運転を実行することを特徴とする冷
   凍装置。