JP3208925B2 - 冷凍装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、吐出ガス冷媒のバイパ
スによるデフロストを行うようにした冷凍装置に係り、
特に、デフロスト時間の短縮対策に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば特開昭５９−１７７６
４号公報に開示されるごとく、下記の構成を有する冷凍
装置は公知の技術である。すなわち、図８に示すよう
に、冷凍装置には、圧縮機（１）、凝縮器（２）、減圧
機構（４）、蒸発器（５）等を冷媒配管で順次接続して
構成される主冷媒回路（Ａ）と、この主冷媒回路の吐出
ラインと蒸発器の入口側とをバイパス接続する吐出ガス
バイパス路（１０）と、吐出冷媒の流れを主冷媒回路
（Ａ）の凝縮器（２）側と吐出ガスバイパス路（１０）
とに切換える三方切換弁（ＭＶ）とが設けられている。
また、主冷媒回路（Ａ）の液ラインには、２つの開閉弁
（ＳV1，ＳV2）に挟まれて一定容量の液冷媒を貯溜する
液溜め部（ＬST）が設けられている。そして、デフロス
ト指令があると、液溜め部（ＬST）の上流側の開閉弁
（ＳV2）を開き下流側の開閉弁（ＳV1）を閉じて、予め
この液溜め部（ＬST）に液冷媒を貯溜するようポンプダ
ウン運転を行ってから、液溜め部の（ＬST）よりも上流
側の開閉弁（ＳV2）を閉じかつ下流側の開閉弁（ＳV1）
を開くととともに、三方切換弁（ＭＶ）の接続を切換え
て、この一定容量の冷媒を吐出ガスバイパス路（１０）
に流し、いわゆる計量ポンプダウン式デフロストを行
う。この計量ポンプダウン式デフロストにより、蒸発器
の無駄な加熱を行うことなく効率のよいデフロスト運転
を行うようにしたものである。

【０００３】また、例えば特開平４−２４４７８号公報
に開示されるごとく、図９に示すように、圧縮機
（１）、凝縮器（２）、電動膨張弁（ＥＶ）及び蒸発器
（５）を冷媒配管で順次接続して構成される主冷媒回路
（Ａ）と、吐出ガスバイパス路（１０）及び三方切換弁
（ＭＶ）を設ける一方、吐出ガスバイパス路（１０）と
三方切換弁（ＭＶ）の下流側の高圧ガスラインとをリリ
ーフ弁（ＲＶ）を介してバイパス管で接続した構成を有
する冷凍装置がある。この場合、デフロスト指令がある
と、デフロスト運転前の計量ポンプダウン運転は行わず
に、電動膨張弁（ＥＶ）のみ閉じて、吐出ガスバイパス
路（１０）に吐出ガス冷媒をバイパスさせるデフロスト
のみ行う。そして、デフロスト中に、高圧が所定値より
も高くなると、リリーフ弁（ＲＶ）を開いて吐出ガス冷
媒の一部を凝縮器（２）側に戻すようにしている。さら
に、デフロスト中に、高圧が低下すると、主冷媒回路
（Ａ）の電動膨張弁（ＥＶ）を開いて液ラインの冷媒を
蒸発器（５）に補充することにより、デフロスト能力の
不足を補うようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のものでは、下記のような問題があった。

【０００５】２つの公報の技術のうち前者の公報に記載
された冷凍装置の場合、液溜め部の冷媒のみをデフロス
ト用に使用するために、外気温度が低いような条件下で
は、デフロスト能力が不足気味となって、デフロストに
要する時間が増大することがあった。

【０００６】一方、後者の公報に記載された冷凍装置で
は、吐出ガスバイパス路と主冷媒回路の凝縮器上流側と
の間のバイパス管にリリーフ弁を設けるが、吐出ガス冷
媒をバイパスさせるにはかなり容量の大きい弁が必要と
なるので、コストアップを招く。さらに、低圧側圧力の
低下に応じて蒸発器に冷媒を補充する場合、外気温度が
高い条件下では有効であるが、外気温度が低い条件下で
は、デフロスト中のレシーバ等の高圧液ラインの内圧が
蒸発器の内圧よりも高いかどうかを検出する手段（例え
ば図中の低圧スイッチ（ＬPS））と、判断する制御とが
必要であるという憾みがあった。

【０００７】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、デフロスト運転の進行中において、
蒸発器の着霜の融解状態によって必要な冷媒量が相違す
ることに着目し、高圧あるいは低圧の状態から必要な冷
媒量を把握し、簡素な構成で冷媒量の調整を行う手段を
講ずることにより、コストの増大を抑制しながら、デフ
ロスト運転時間の短縮と、信頼性の向上とを図ることに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明の講じた手段は、図１に示すよう
に、圧縮機（１）、凝縮器（２）、減圧機構（４）及び
蒸発器（５）を冷媒配管で順次接続してなる閉回路の主
冷媒回路（Ａ）を備えた冷凍装置を対象とする。

【０００９】そして、上記主冷媒回路（Ａ）の上記凝縮
器（２）−蒸発器（５）間の一部位に介設され、液ライ
ンの管路を開閉する液ライン開閉機構（ＬSV）と、上記
主冷媒回路（Ａ）の圧縮機（１）−凝縮器（２）間の一
部位と上記減圧機構（４）−蒸発器（５）間の一部位と
を冷媒配管でバイパス接続してなる吐出ガスバイパス路
（１０）と、吐出ガス冷媒の流れを、主冷媒回路（Ａ）
の凝縮器（２）側と吐出ガスバイパス路（１０）側とに
切換える接続切換機構（ＭＶ）と、上記主冷媒回路
（Ａ）の高圧液ラインと吸入ラインとを接続する冷媒補
充用バイパス路（１５）と、該冷媒補充用バイパス路
（１５）の通路の少なくとも開閉機能を有する開閉機構
（ＩSV）と、上記主冷媒回路（Ａ）のガス冷媒の圧力を
検出する冷媒圧力検出手段（ＨPT）と、上記凝縮器
（２）−減圧機構（５）間ににおいて液冷媒を貯溜する
液冷媒貯溜部（３）と、冷凍装置の運転中にデフロスト
指令を受けたとき、上記液ライン開閉機構（ＬSV）を閉
じるとともに、上記接続切換機構（ＭＶ）を切換えて、
吐出ガス冷媒を上記吐出ガスバイパス路（１０）に流通
させて、蒸発器（５）の着霜を融解するよう制御するデ
フロスト運転制御手段（５１）と、上記デフロスト指令
を受けたとき、上記デフロスト運転制御手段（５１）が
接続切換機構（ＭＶ）を切換えて着霜の融解制御を行う
前に、上記主冷媒回路（Ａ）の液ライン開閉機構（ＬS
V）を閉じて、上記液冷媒貯溜部（３）に冷媒を貯溜さ
せるよう制御するポンプダウン運転制御手段（５７）
と、上記デフロスト運転制御手段（５１）によるデフロ
スト運転中、上記冷媒圧力検出手段（ＨPT）の出力を受
け、ガス冷媒の圧力が下方設定値よりも低くなると、上
記開閉機構（ＩSV）を開いて、冷媒を吸入ラインに補充
するよう制御する冷媒補充制御手段（５４）と、上記冷
媒圧力検出手段（ＨPT）の出力を受け、ガス冷媒の圧力
が上方設定値になると、圧縮機（１）から吐出される吐
出ガス冷媒の一部を主冷媒回路（ Ａ）の凝縮器（２）側
に逃すよう制御するリリーフ制御手段（５２）とを設け
る構成としたものである。

【００１０】請求項２の発明の講じた手段は、上記請求
項１の発明において、図１の破線部分に示すように、上
記冷媒圧力検出手段（ＨPT）の出力を受け、ガス冷媒の
圧力が上記下方設定値よりも一定値だけ高くなると、冷
媒補充制御手段（５４）の制御を終了させるための冷媒
補充終了信号を出力する冷媒補充終了時検知手段（５
６）を設けたものである。

【００１１】請求項３の発明の講じた手段は、上記請求
項１又は２の発明において、上記冷媒補充用バイパス路
（１５）を、冷凍装置の圧縮機（１）の吐出管温度を制
御するためのインジェクションバイパス路（１５）を兼
用するように構成したものである。

【００１２】請求項４の発明の講じた手段は、上記請求
項１、２又は３の発明において、上記開閉機構（ＩSV）
を、開度が変更可能に設ける。そして、上記冷媒補充制
御手段（５４）は、ガス冷媒の圧力値が低いほど上記開
閉機構（ＩSV）の開度を大きくするよう制御する構成と
したものである。

【００１３】請求項５の発明の講じた手段は、上記請求
項１、２、３、４又は５の発明において、デフロスト運
転制御手段（５１）を、蒸発器ファン（ＥＦ）を運転し
ながらデフロストを行うヒーティング運転が可能に構成
したものである。

【００１４】

【作用】以上の構成により、請求項１の発明では、デフ
ロスト運転制御手段（５１）によるデフロスト運転中、
冷媒圧力検出手段（ＨPT）の検出値が下方設定値よりも
低くなると、冷媒補充制御手段（５４）により、冷媒補
充用バイパス路（１５）の開閉機構（５５）が開かれて
冷媒が吸入ラインに補充されるので、蒸発器（５）の着
霜が速やかに融解され、デフロスト運転時間が短縮され
ることになる。

【００１５】特に、デフロスト指令があったとき、デフ
ロスト運転を行う前に、ポンプダウン運転制御手段（５
７）により、ポンプダウン運転が行われ、液冷媒貯溜部
（３）に冷媒が貯溜されるので、デフロスト運転を行う
のに利用される冷媒量がデフロスト運転毎にほぼ一定と
なり、均一なデフロストが行われることになる。

【００１６】更に、リリーフ制御手段（５２）の制御に
より、冷媒圧力値が上方設定値になると、吐出ガス冷媒
の一部が主冷媒回路（Ａ）の凝縮器（２）側に逃される
ので、冷媒圧力の過上昇状態が解消され、冷媒圧力の上
昇に起因する異常停止等が回避される。

【００１７】請求項２の発明では、上記請求項１の発明
の作用において、冷媒圧力検出手段（ＨPT）の検出値が
下方設定値から上昇して一定値だけ高くなると、冷媒補
充終了時検知手段（５６）により、冷媒補充終了信号が
出力されるので、冷媒量が過剰になるのが回避される。

【００１８】請求項３の発明では、冷媒補充用バイパス
路（１５）が吐出管温度制御のためのインジェクション
バイパス路を兼用するので、既設の設備を利用して、デ
フロスト運転中の冷媒量の不足が解消され、コストの増
大が抑制されることになる。

【００１９】請求項４の発明では、冷媒補充制御手段
（５４）により、ガス冷媒の圧力が低いほど冷媒補充用
バイパス路（１５）の開閉機構（５５）の開度が大きく
なるよう制御されるので、冷媒の不足量に応じた適量の
冷媒が補充され、デフロスト能力が適正に維持されるこ
とになる。

【００２０】請求項５の発明では、庫内温度等の条件に
よっては、デフロスト運転制御手段（５１）によるデフ
ロスト運転時、蒸発器ファン（ＥＦ）が運転され、庫内
が加熱されるので、庫内温度の調節機能が向上すること
になる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図２以下の
図面に基づき説明する。

【００２２】図２は、本発明の実施例に係るコンテナ用
冷凍装置の冷媒配管系統を示す。主冷媒回路（Ａ）に
は、吸入した冷媒を高圧状態に圧縮して吐出する圧縮機
（１）と、庫外に配置され、圧縮機（１）から吐出され
た吐出ガス冷媒を凝縮、液化する空冷凝縮器（２）と、
該空冷凝縮器（２）で凝縮された液冷媒を貯溜するとと
もに水冷凝縮器としても機能可能なレシーバ（３）と、
主冷媒回路（Ａ）の液ラインの通路を開閉する液電磁弁
（ＬSV）と、吸入ガスラインに感温筒（４ａ）を配設し
てなる感温式膨張弁（４）と、庫内に配置され、庫内空
気との熱交換により液冷媒を蒸発させるための蒸発器
（５）とが配置され、上記各機器（１〜５）は、冷媒配
管で順次接続され、冷媒が循環する閉回路の主冷媒回路
（Ａ）を構成している。なお、空冷凝縮器（２）及び蒸
発器（５）には、それぞれ１対の凝縮器ファン（ＣＦ，
ＣＦ）及び蒸発器ファン（ＥＦ，ＥＦ）が付設されてい
る。すなわち、空冷凝縮器（２）で庫外空気との熱交換
により得た冷熱を、蒸発器（５）で庫内空気に付与する
ことにより、庫内を所定の低温状態まで冷却するように
なされている。

【００２３】また、上記主冷媒回路（Ａ）の圧縮機
（１）−凝縮器（２）間の一部位と、膨張弁（４）−蒸
発器（５）間の一部位（ここでは蒸発器（５）の入口配
管）との間は、冷媒配管によってバイパス接続されてお
り、吐出ガス冷媒を蒸発器（５）の入口側までバイパス
させる吐出ガスバイパス路であるホットガスバイパス路
（１０）が設けられている。そして、このホットガスバ
イパス路（１０）には、ドレンパンを加熱するためのド
レンパンヒ−タ（１１）が介設されているとともに、主
冷媒回路（Ａ）とホットガスバイパス路（１０）との分
岐点には、三方比例弁（ＭＶ）が配設されている。この
三方比例弁（ＭＶ）は、全閉状態ではすべての吐出ガス
冷媒を主冷媒回路（Ａ）の凝縮器（２）側にバイパスさ
せる一方、全開状態ではすべての吐出ガス冷媒をホット
ガスバイパス路（１０）側にバイパスさせるように構成
されている。そして、中間開度では、主冷媒回路（Ａ）
側とホットガスバイパス路（１０）側との流量比を可変
に調整するようになされている。

【００２４】さらに、主冷媒回路（Ａ）のレシーバ
（３）−液電磁弁（ＬSV）間の一部位（Ｐ）と、吸入ラ
インの一部位（Ｑ）との間は、冷媒配管によってバイパ
ス接続されていて、液ラインの冷媒を吸入ラインに注入
するためのインジェクションバイパス路（１５）が設け
られている。このインジェクションバイパス路（１５）
には、インジェクション電磁弁（ＩSV）が介設されてい
て、該インジェクション電磁弁（ＩSV）は、吐出管に取
付けられた吐出管温度センサ（Ｔhd）の信号に応じて開
閉されるものである。

【００２５】また、冷凍装置には、多くのセンサ類が配
置されている。（ＨPT）は、圧縮機（１）の吐出管に配
置され、冷媒回路（Ａ）の高圧Ｈpを検出する冷媒圧力
検出手段としての高圧センサである。（ＬPT）は、圧縮
機（１）の吸入管に配置され、冷媒回路（Ａ）の低圧Ｌ
pを検出する低圧センサである。（ＤCHS）は、圧縮機
（１）の吐出管に配置され、吐出管温度Ｔdを検出する
吐出管センサである。（ＥOS）は、蒸発器（５）の出口
側の冷媒配管に配置され、冷媒の蒸発器出口温度Ｔeoを
検出する出口蒸発器出口センサである。（ＳＳ）は、蒸
発器（５）の空気吹出口に配置され、庫内への吹出空気
温度Ｔssを検出する吹出空気センサである。（ＲＳ）
は、蒸発器（５）の空気吸込口に配置され、吸込空気温
度を検出する吸込空気センサである。（ＨPS）は、高圧
Ｈpが上限値以上なると作動して、圧縮機（１）を異常
停止させる高圧スイッチである。（ＡMBS）は、空冷凝
縮器（２）の空気吸込側に配置され、冷凍庫が配置され
る周囲の温度を検出する周囲温度センサである。また、
図示しないが、庫内には湿度を検出する湿度センサ（Ｈ
eS）と、庫内に収納される果物等の実際の内部温度を検
出するための３つの芯温センサ（ＵSDA1〜ＵSDA3）が配
置されている。

【００２６】ここで、冷凍装置の制御系統について説明
する。図３及び図４は冷凍装置の制御系統を示し、三相
交流の電源回路（１０１）に対し、三相配線を介して機
器作動回路（１０２）が接続される一方、第２変圧器
（Ｔr2））で２４Ｖの二相交流に変換されてなる二相配
線を介して制御回路（１０３）が接続されている。上記
電源回路（１０１）において、（Ｐ１）は三相交流の２
００Ｖ電源、（Ｐ２）は三相交流の４００Ｖ電源であっ
て、各々周波数が５０Ｈｚ又は６０Ｈｚに切換え可能に
なされている。そして、（ＶＳ-1，ＶＳ-2）は、電源電
圧を２００Ｖと４００Ｖとに交互に切換えるための電圧
切換スイッチである。

【００２７】また、上記機器作動回路（１０２）におい
て、（ＣＭ）は、上記圧縮機（１）のモータであって、
後述の電磁リレー（ＣＣ）の接点（ＣＣ-1）を介して上
記電源回路（１０１）に直接接続されるとともに、上記
電圧切換スイッチ（ＶＳ-1，ＶＳ-2）と連動する２つの
接点（ＶＳ-3，ＶＳ-4）を介して、４００Ｖ−２００Ｖ
に応じた特性切換を行うようになされている。そして、
電源電圧が４００Ｖのときにはそのまま４００Ｖに、電
源電圧が２００Ｖのときには第１変圧器（Ｔr1）により
４００Ｖに昇圧された回路に、上記２つの庫内ファン
（ＥF1，ＥF2）のファンモータ（ＥFM1，ＥFM2）が風量
切換用電磁リレーの接点（ＥFH-1，ＥFL-1）を介してそ
れぞれ接続されている。また、２個の庫外ファン（ＣF
1，ＣF2）の各ファンモータ（ＣFM1，ＣFM2）がそれぞ
れ電磁リレーの接点（ＣFC1-1，ＣFC2-1）を介して接続
されている。なお、（ＰCC1-1，ＰCC2-1）は、三相交流
電源の位相が誤っている場合に、正しい位相になるよう
接続関係を切換えるための位相補正用接触器（ＰCC1，
ＰCC2）の接点である。

【００２８】次に、上記制御回路（１０３）には、第１
〜第５プリント基板（ＥC1〜ＥC5）が配置されている。
第１プリント基板（ＥC1）には、コントロール機能を有
するＣＰＵが搭載されており（図示せず）、リモコン装
置（ＲCD）からの指令等に応じて、各プリント基板に配
設される機器の作動を制御するようになされている。

【００２９】第２プリント基板（ＥC2）は、電源Ｉ／Ｏ
ボードとして機能するものであり、この第２プリント基
板（ＥC2）には、上記第２変圧器（Ｔr2）を介して２４
Ｖと４８Ｖの２つの二相交流電源が接続されている。そ
して、後述の第３プリント基板（ＥC3）に搭載されてい
る各接触器等のオン・オフを制御する第１〜第１９リレ
ー（Ｒy1〜Ｒy19）と、後述の各スイッチ（ＷPS，ＨP
S，ＣTP）を作動させるための空水冷検出回路と及び２
つの保護装置検出回路とが配設されている。さらに、第
２プリント基板（ＥC2）には、三方比例弁（ＭＶ）、バ
ックアップ用バッテリー（ＢAT）、記録計（ＲCRD）等
が接続されている。

【００３０】また、第３プリント基板（ＥC3）は、出力
端子台ボードとして機能するものであり、上記各リレー
（Ｒy1〜Ｒy19）と接触器等の機器を接続するものであ
る。すなわち、図中左方から、オプション用の４つの接
触器（Ｘ，…）と、圧縮機（１）のアンローダ制御用開
閉弁の２つの接触器（ＵSV1，ＵSV2）と、インジェクシ
ョン電磁弁（ＩSV）の接触器と、液電磁弁（ＬSV）の接
触器と、コンテナ船のブリッジ上等で冷凍装置の運転状
況を監視する計器類に信号を接続するための遠隔モニタ
ー用レセプタブル（ＲＭ）と、圧縮機モータ（ＣＭ）の
発停を制御する電磁リレー（ＣＣ）と、空水冷検出回路
の出力を受けて開差動する空水冷切換スイッチ（ＷPS）
と、高圧が所定値以上になると開作動する高圧圧力スイ
ッチ（ＣPS）と、圧縮機（１）の内部温度が所定温度以
上になると開作動するサーマルスイッチ（ＣTP）と、圧
縮機発停用接触器（ＣＣ）と、高風量側庫内ファン接触
器（ＥFH）と、低風量側庫内ファン接触器（ＥFL）と、
第１、第２庫外ファン接触器（ＣFC1，ＣFC2）と、位相
補正用の第１、第２接触器（ＰCC1，ＰCC2）とが配設さ
れている。

【００３１】なお、上記各庫内ファン用接触器（ＥFH，
ＥFL）には互いに相手方の接触器の常閉接点（ＥFL-2，
ＥFH-2）がそれぞれ直列に接続されており、いずれか一
方の接触器しか作動しないようになされている。また、
上記位相補正用の第１、第２接触器（ＰCC1，ＰCC2）に
は、相手方の接触器の常閉接点（ＰCC2-2，ＰCC1-2）が
それぞれ直列に接続されている。すなわち、三相交流電
源の位相が逆である場合に、各ファンの回転方向が逆と
なるのを防止している。

【００３２】次に、第４プリント基板（ＥC4）は、セン
サ用端子台ボードとして機能するものであって、第４プ
リント基板（ＥC4）には、上記吸込空気センサ（ＳＳ）
と、吐出管センサ（ＤCHS）と、蒸発器出口センサ（ＥO
S）と、周囲温度センサ（ＡMBS）と、湿度センサ（Ｈu
s）と、低圧センサ（ＬPT）と、高圧センサ（ＨPT）
と、吹出空気センサ（ＲＳ）と、３つの芯温センサ（Ｕ
SDA1〜3）とが接続されている。なお、上記各センサの
うち吸込空気センサ（ＳＳ）と吹出空気センサ（ＲＳ）
とは、各々２本ずつ配設されており、他の１組は記録計
（ＲCRD）に接続され、その変化を記録するようになさ
れている。

【００３３】また、第５プリント基板（ＥC5）には、過
電流検出回路（ＯＣ）と、三相交流電源の位相検出装置
（ＰＦ）とが配設されている。

【００３４】ここで、冷凍装置の運転制御方法につい
て、図６のタイミングチャート図を参照しながら、図５
のフローチャート図に基づき説明する。

【００３５】まず、ステップＳＴ１で、通常運転を行っ
て庫内を冷却する。このとき、圧縮機（１）は通常は運
転され、三方比例弁（ＭＶ）は全閉あるいは必要に応じ
て部分的に開かれ（庫内のヒーティング時など）、庫内
ファン（ＥＦ）は運転され、液電磁弁（ＬSV）は開か
れ、インジェクションバイパス路（１５）のインジェク
ション電磁弁（ＩSV）は、吐出管温度に応じて制御され
ている（図６の時刻ｔ０〜ｔ１間での間）。

【００３６】なお、この通常運転の間、上記圧縮機吐出
管センサ（ＤCHS）の検出値に応じ、吐出管温度Ｔdが低
いとにはインジェクション電磁弁（ＩSV）を閉じる一
方、吐出管温度Ｔdが過上昇すると、インジェクション
電磁弁（ＩSV）を開いて、吐出管温度を適正範囲に維持
するようになされている。また、庫内温度を吹出センサ
（ＳＳ）又は吸込センサ（ＲＳ）で検知し、これらの信
号に応じて、圧縮機（１）をフルロード、アンロードに
切り換え、冷媒状態を適正に維持するようになされてい
る。さらに、冷凍モードの場合には、三方比例弁（Ｍ
Ｖ）は全閉となって吐出ガス冷媒の全てが主冷媒回路
（Ａ）を循環するが、冷蔵モードの場合には、三方比例
弁（ＭＶ）が少し開かれ、庫内の吹出空気温度を一定に
するよう吐出ガス冷媒の一部がホットガスバイパス路
（１０）にバイパスされる。

【００３７】ここで、マニュアルデフロストスイッチ
（ＭDS）又はＣＰＵからの指令信号によって、デフロス
ト指令が入力されると（図６の時刻ｔ１）、ステップＳ
Ｔ２で、ポンプダウン運転を行う。すなわち、圧縮機
（１）を運転しながら、庫内ファン（ＥＦ）を停止さ
せ、インジェクション電磁弁（ＩSV）を全閉に、三方比
例弁（ＭＶ）を全閉に、液電磁弁（ＬSV）を閉じるよう
制御して、レシーバ（３）に液冷媒を貯溜させる。そし
て、このポンプダウン運転を行っている間に、ステップ
ＳＴ３で、低圧センサ（ＬPT）で検出された低圧側圧力
Ｌpが所定値Ｌps（例えば−５０cmHg）よりも低いか否
かを判別し、吸入ラインの冷媒量が減小して低圧側圧力
Ｌpが低減して、所定値Ｌpsに達すると（図６の時刻ｔ
２）、ポンプダウン運転を終了する。この制御により、
ポンプダウン運転制御手段（５７）が構成されている。

【００３８】そして、ステップＳＴ４で、デフロスト運
転に突入する。すなわち、ポンプダウン運転時から圧縮
機（１）を停止させることなく、三方比例弁（ＭＶ）の
みを開いて、すべての吐出ガス冷媒をホットガスバイパ
ス路（１０）に流通させるとともに、冷媒補充制御用タ
イマ（ＣR-MT）のカウントを開始させる。そして、ステ
ップＳＴ５で、デフロスト完了サーモである蒸発器
（５）の出口センサ（ＥOS）の検出温度Ｔeoが３５℃以
上か否かを判別し、Ｔeo≧３５℃になるまで、下記の制
御を行う。

【００３９】まず、ステップＳＴ６で、上記高圧センサ
（ＨPT）で検出される高圧Ｈpが上方設定値１３（Kg/cm
²）よりも高いか否かを判別し、Ｈp＞１３（Kg/cm²）で
なければ、ステップＳＴ１０に進んで、タイマ（ＣR-M
T）がカウント中か否かを判別し、カウント中であれば
上記ステップＳＴ５の制御に戻る。一方、タイマ（ＣR-
MT）がカウント中であれば、さらに、ステップＳＴ１１
で、タイマ（ＣR-MT）がカウントアップしたか否かを判
別し、カウントアップしていればステップＳＴ１２でタ
イマ（ＣR-MT）のカウントを停止させクリアした後、カ
ウントアップしていなければそのままで、それぞれステ
ップＳＴ１３に進む。そして、ステップＳＴ１３で、高
圧Ｈpが下方設定値９（Kg/cm²）よりも低いか否かを判
別し、Ｈp＜９（Kg/cm²）でなければステップＳＴ５の
制御に戻って通常のデフロスト運転を繰り返す。

【００４０】一方、Ｈp＜９（Kg/cm²）であれば、デフ
ロストを迅速に終了させるには冷媒量が不足していると
判断し、ステップＳＴ１４に進んで、インジェクション
バイパス路（１５）のインジェクション電磁弁（ＩSV）
を開いて冷媒を吸入ライン側に補充する（図６の時刻ｔ
３）。そして、ステップＳＴ１５で、Ｈp≧１０（Kg/cm
²）か否かを判別し、Ｈp≧１０（Kg/cm²）になるまで冷
媒の補充を行って、Ｈp≧１０（Kg/cm²）になると、ス
テップＳＴ１６に進み、インジェクション電磁弁（ＩS
V）を閉じるとともに、冷媒補充制御用タイマ（ＣR-M
T）をスタートさせて、ステップＳＴ５の制御に戻る
（図６の時刻ｔ４）。上記ステップＳＴ１４の制御によ
り冷媒補充制御手段（５４）が構成され、上記ステップ
ＳＴ１５からＳＴ１６に移行する制御により冷媒補充終
了時検知手段（５６）が構成されている。

【００４１】一方、蒸発器（５）のフロストが融解して
くると、冷媒の凝縮能力が低減することで、高圧Ｈpが
上昇する。そこで、上記ステップＳＴ６の判別で、Ｈp
＞１３（Kg/cm²）のときには、冷媒量が多すぎると判断
し、ステップＳＴ７の制御に移行して、三方比例弁（Ｍ
Ｖ）の位置を中間位置に制御する（図６の時刻ｔ５）。
すなわち、吐出ガス冷媒の一部を主冷媒回路（Ａ）の凝
縮器（２）側に戻すことで、デフロスト能力を低減さ
せ、蒸発器（５）が均一に除霜され、かつ蒸発器（５）
の温度が上昇し過ぎてエネルギーの無駄を生じないよう
にする。この制御により、リリーフ制御手段（５２）が
構成されている。

【００４２】そして、ステップＳＴ８で、Ｈp≦１２（K
g/cm²）か否かを判別し、Ｈp≦１２（Kg/cm²）になるま
で、リリーフ制御を行った後、Ｈp≦１２（Kg/cm²）に
なると、ステップＳＴ９に進んで、三方比例弁（ＭＶ）
を全開にして、再び全ての吐出ガス冷媒をホットガスバ
イパス路（１０）に流通させ、ステップＳＴ１０の制御
に移行する（図６の時刻ｔ６）。上記ステップＳＴ８の
制御により、リリーフ終了時検知手段（５３）が構成さ
れている。

【００４３】上記制御を行って、ステップＳＴ５の判別
で、蒸発器出口センサ（ＥOS）の検出値Ｔeoが３５℃以
上になると、蒸発器（５）の着霜が融解したと判断し
て、デフロスト運転を終了し、ステップＳＴ１の通常運
転に復帰する（図６の時刻ｔ７）。上記ステップＳＴ４
及びＳＴ５の制御により、デフロスト運転制御手段（５
１）が構成されている。

【００４４】したがって、上記実施例では、デフロスト
運転中に高圧Ｈpが上方設定値（上記実施例では１３（K
g/cm²））よりも高くなると、リリーフ制御手段によ
り、ホットガスバイパス路（１０）から凝縮器（２）側
に一部の冷媒がリリーフされるので、高圧スイッチ（Ｈ
PS）の作動による圧縮機（１）の停止を防止しながら、
蒸発器（５）の着霜の融解を均一とでき、かつ蒸発器
（５）の過熱を招くことがなく、運転効率を高めうる。

【００４５】その場合、三方比例弁（ＭＶ）の開度を制
御して、デフロストに使用する冷媒と凝縮器（２）側に
リリーフさせる冷媒との比を適度に調節するようにして
いるので、三方弁とホットガスバイパス路（１０）から
凝縮器入口側へのバイパス管及び開閉弁との組合せでリ
リーフ制御を行うものに比べ、開閉弁を別途設ける必要
がないのでコストが安価となる。

【００４６】また、デフロスト運転中特にデフロスト運
転開始直後で蒸発器（５）が着霜しているために吐出ガ
ス冷媒に対する凝縮能力が大きい条件下等では、ホット
ガスバイパス路（１０）に流れる冷媒量が少ないと、デ
フロスト能力が小さくてデフロスト運転時間が長くなる
虞れがある。ここで、上記実施例のように、運転開始直
後あるいは高圧値Ｈpが低いときに、吸入側への冷媒の
補充を行うことにより、冷媒の不足状態が解消されるの
で、デフロスト運転時間の短縮を図ることができる。

【００４７】この冷媒補充制御は、上記実施例の方法に
限定されるものではなく、主冷媒回路（Ａ）の液電磁弁
（ＬSV）を開いて蒸発器（５）に冷媒を補充するように
してもよい。ただし、吐出管温度Ｔdの制御を行うため
のインジェクションバイパス路（１５）を利用して、吸
入ラインに冷媒を補充する制御を行うようにした場合、
液電磁弁（ＬSV）を開閉するものに比べ、液ラインと蒸
発器（５）の内圧との大小を比較するような圧力差を検
知する制御を付加する必要がないので、制御の簡素化を
図り得るという利点がある。

【００４８】なお、上記実施例では、冷媒補充用バイパ
ス路であるインジェクションバイパス路（１５）に、開
閉機構であるインジェクション電磁弁（ＩSV）を設けた
が、電磁弁の代わりに電動膨張弁（ＩEV）（図示せず）
を設けてもよい。その場合、図７に示すように、冷媒補
充制御を行う直前の高圧値Ｈpを検知し、高圧値Ｈpが低
いほど電動膨張弁（ＩEV）の開度を大きくするような制
御を行うことにより、デフロストを行う冷媒量を必要十
分な量に調節することができ、デフロスト運転時間の短
縮と、デフロスト効率の向上とを図ることができる。

【００４９】さらに、デフロスト運転前にポンプダウン
運転を行って一旦冷媒を液溜め部であるレシーバ（３）
に貯溜することにより、デフロストに使用する冷媒量を
ある程度均一化することができ、デフロスト前の条件の
相違に起因するバラツキを低減することができる。

【００５０】また、実施例は省略するが、デフロストを
行う際、庫内ファン（ＥF1，ＥF2）を運転し、庫内に温
風を送り込んで加熱することにより、低外気でも庫内を
加熱することができ、御制御機能の向上を図ることがで
きる。

【００５１】なお、上記実施例では、高圧センサ（ＨP
T）の検出値に対し、上方設定値や下方設定値を設け、
リリーフ制御あるいは冷媒補充制御を行うようにした
が、本発明はかかる実施例に限定されるものではなく、
１つの制御例えばリリーフ制御にに対し、突入指令と復
帰指令とを出力する２つの高圧スイッチを設けてもよい
ことはいうまでもない。

【００５２】また、上記実施例では、減圧弁である膨張
弁（４）とは別に液ライン開閉機構としての液電磁弁
（ＬSV）を設けたが、単一の電動膨張弁を配置して、減
圧弁と液ライン開閉機構とを同時に機能させるようにし
てもよい。

【００５３】なお、上記実施例では、冷媒回路（Ａ）の
ガス冷媒の圧力を検出する冷媒圧力検出手段として高圧
センサ（ＨPT）を使用したが、図６からもわかるよう
に、低圧センサ（ＬPT）を冷媒圧力検出手段として利用
してもよい。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、圧縮機、凝縮器、減圧機構及び蒸発器を順次接
続してなる主冷媒回路を備えた冷凍装置の構成として、
主冷媒回路液ラインの管路を開閉する液ライン開閉機構
と、圧縮機の吐出管と蒸発器入口とをバイパス接続する
吐出ガスバイパス路と、吐出ガスバイパス路を流れる冷
媒の熱により蒸発器を加熱する加熱器と、吐出ガス冷媒
の流れを、主冷媒回路の凝縮器側と吐出ガスバイパス路
側とに切換える接続切換機構と、主冷媒回路の高圧液ラ
インと吸入ラインとを開閉機構を介して接続する冷媒補
充用バイパス路とを設け、冷凍装置の運転中にデフロス
ト指令を受けたとき、液ライン開閉機構を閉じ、接続切
換機構を切換えて、吐出ガス冷媒の全てを吐出ガスバイ
パス路に流通させるホットガスデフロストを行うととも
に、デフロスト運転中、ガス冷媒の圧力が下方設定値よ
りも低くなると、開閉機構を開いて冷媒を吸入ラインに
補充するよう制御する冷媒補充制御を行うようにしたの
で、冷媒の不足状態を解消して蒸発器の着霜を速やかに
融解することができ、よって、デフロスト運転時間の短
縮を図ることができる。

【００５５】特に、主冷媒回路の液ラインに液冷媒貯溜
部を設け、デフロスト指令があったとき、デフロスト運
転を行う前に、液冷媒貯溜部に液冷媒を貯溜するポンプ
ダウン運転を行うようにしたので、デフロスト運転に利
用する冷媒量をデフロスト運転毎にほぼ一定することが
でき、よって、デフロストの均一化を図ることができ
る。

【００５６】また、ガス冷媒の圧力が上方設定値になる
と、吐出ガス冷媒の一部を主冷媒回路の凝縮器側に逃す
リリーフ制御を行うようにしたので、吐出ガスバイパス
路に流通する冷媒量の低減により冷媒圧力値を低下させ
て異常停止等を回避することができ、信頼性の向上を図
ることができる。

【００５７】請求項２の発明によれば、上記請求項１の
発明において、ガス冷媒の圧力が下方設定値から上昇し
て一定値だけ高くなると、冷媒補充終了信号を出力する
ようにしたので、冷媒量が過剰になるのを回避すること
ができ、よって、適正な冷媒の補充を行うことができ
る。

【００５８】請求項３の発明によれば、上記請求項１又
は２の発明における冷媒補充用バイパス路が、冷凍装置
の圧縮機の吐出管温度を制御するためのリキッドインジ
ェクションバイパス路を兼用するので、既設の設備を利
用して、デフロスト運転中の冷媒の不足を解消すること
ができ、よって、コストの増大を抑制することができ
る。

【００５９】請求項４の発明によれば、上記請求項、２
又は３の発明において、開閉機構の開度を変更可能に構
成し、冷媒補充制御を、ガス冷媒の圧力が低いほど開閉
機構の開度を大きくするよう制御する構成としたので、
冷媒の不足量に応じた適量の冷媒を補充することがで
き、よって、デフロスト能力を適正に維持することがで
きる。

【００６０】請求項５の発明によれば、上記請求項１、
２、３又は４の発明において、デフロスト運転を行う
際、蒸発器ファンを運転しながらヒーティング運転をも
可能な構成としたので、低外気等の条件下で庫内を加熱
する際、デフロストと同様の制御を行うことで、速やか
にヒーティングを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図である。

【図２】実施例に係る冷凍装置の配管系統図である。

【図３】実施例に係る冷凍装置の電源装置及び機器作動
回路の電気配線図である。

【図４】実施例に係る冷凍装置の機器制御回路の電気配
線図である。

【図５】実施例に係る冷凍装置のデフロスト運転制御の
内容を示すフローチャート図である。

【図６】実施例に係る冷凍装置のデフロスト運転中にお
ける各機器の作動状態等の時間変化を示すタイミングチ
ャートである。

【図７】冷媒補充制御を開度の変更可能な開閉機構で行
う場合の高圧と開度の関係を示す特性図である。

【図８】従来の冷凍装置の冷媒配管系統図である。

【図９】従来の冷凍装置の冷媒配管系統図である。

【符号の説明】

Ａ 主冷媒回路 １ 圧縮機 ２ 凝縮器 ３ レシーバ ４ 感温式膨張弁（減圧機構） ５ 蒸発器 １０ ホットガスバイパス路（吐出ガスバイパス路） １１ ドレンパンヒ−タ（加熱器） １５ インジェクションバイパス路 ５１ デフロスト運転制御手段 ５２ リリーフ制御手段 ５３ リリーフ終了時検知手段 ５４ 補充制御手段 ５６ 冷媒補充終了時検知手段 ５７ ポンプダウン運転制御手段 ＡMBS 周囲温度センサ ＨPT 高圧センサ（冷媒圧力検出手段） ＨPS 高圧スイッチ ＬPT 低圧センサ ＬPS 低圧スイッチ ＬSV 液電磁弁 ＭＶ 三方比例弁 ＩSV インジェクション電磁弁（開閉機構） ＩEV インジェクション電動膨張弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−49865（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−95554（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−49866（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−37460（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F25B 47/02 F25B 1/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機（１）、凝縮器（２）、減圧機構
   （４）及び蒸発器（５）を冷媒配管で順次接続してなる
   閉回路の主冷媒回路（Ａ）を備えた冷凍装置において、 上記主冷媒回路（Ａ）の上記凝縮器（２）−蒸発器
   （５）間の一部位に介設され、液ラインの管路を開閉す
   る液ライン開閉機構（ＬSV）と、 上記主冷媒回路（Ａ）の圧縮機（１）−凝縮器（２）間
   の一部位と上記減圧機構（４）−蒸発器（５）間の一部
   位とを冷媒配管でバイパス接続してなる吐出ガスバイパ
   ス路（１０）と、 吐出ガス冷媒の流れを、主冷媒回路（Ａ）の凝縮器
   （２）側と吐出ガスバイパス路（１０）側とに切換える
   接続切換機構（ＭＶ）と、 上記主冷媒回路（Ａ）の高圧液ラインと吸入ラインとを
   接続する冷媒補充用バイパス路（１５）と、 該冷媒補充用バイパス路（１５）の通路の少なくとも開
   閉機能を有する開閉機構（ＩSV）と、 上記主冷媒回路（Ａ）のガス冷媒の圧力を検出する冷媒
   圧力検出手段（ＨPT）と、上記凝縮器（２）−減圧機構（５）間ににおいて液冷媒
   を貯溜する液冷媒貯溜部（３）と、 冷凍装置の運転中にデフロスト指令を受けたとき、上記
   液ライン開閉機構（ＬSV）を閉じるとともに、上記接続
   切換機構（ＭＶ）を切換えて、吐出ガス冷媒を上記吐出
   ガスバイパス路（１０）に流通させて、蒸発器（５）の
   着霜を融解するよう制御するデフロスト運転制御手段
   （５１）と、上記デフロスト指令を受けたとき、上記デフロスト運転
   制御手段（５１）が接続切換機構（ＭＶ）を切換えて着
   霜の融解制御を行う前に、上記主冷媒回路（Ａ）の液ラ
   イン開閉機構（ＬSV）を閉じて、上記液冷媒貯溜部
   （３）に冷媒を貯溜させるよう制御するポンプダウン運
   転制御手段（５７）と、 上記デフロスト運転制御手段（５１）によるデフロスト
   運転中、上記冷媒圧力検出手段（ＨPT）の出力を受け、
   ガス冷媒の圧力が下方設定値よりも低くなると、上記開
   閉機構（ＩSV）を開いて、冷媒を吸入ラインに補充する
   よう制御する冷媒補充制御手段（５４）と、 上記冷媒圧力検出手段（ＨPT）の出力を受け、ガス冷媒
   の圧力が上方設定値になると、圧縮機（１）から吐出さ
   れる吐出ガス冷媒の一部を主冷媒回路（Ａ）の凝縮器
   （２）側に逃すよう制御するリリーフ制御手段（５２）
   と を備えたことを特徴とする冷凍装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の冷凍装置において、 上記冷媒圧力検出手段（ＨPT）の出力を受け、ガス冷媒
   の圧力が上記下方設定値よりも一定値だけ高くなると、
   冷媒補充制御手段（５４）の制御を終了させるための冷
   媒補充終了信号を出力する冷媒補充終了時検知手段（５
   ６）を備えたことを特徴とする冷凍装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の冷凍装置におい
   て、 上記冷媒補充用バイパス路（１５）は、冷凍装置の圧縮
   機（１）の吐出管温度を制御するためのインジェクショ
   ンバイパス路（１５）を兼用することを特徴とする冷凍
   装置。
4. 【請求項４】 請求項１、２又は３記載の冷凍装置にお
   いて、 上記開閉機構（ＩSV）は、開度が変更可能に設けられて
   いるとともに、 上記冷媒補充制御手段（５４）は、ガス冷媒の圧力が低
   いほど上記開閉機構（ＩSV）の開度を大きくするよう制
   御することを特徴とする冷凍装置。
5. 【請求項５】 請求項１、２、３又は４記載の冷凍装置
   において、 デフロスト運転制御手段（５１）は、蒸発器ファン（Ｅ
   Ｆ）を運転しながらデフロストを行うヒーティング運転
   が可能に構成されていることを特徴とする冷凍装置。