JP5934931B2 - Tank for refrigeration cycle apparatus and refrigeration cycle apparatus including the same - Google Patents
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Description
本発明は、コンプレッサ、ガスクーラ(放熱器)、絞り手段、及び、蒸発器等から冷媒回路が構成された冷凍サイクル装置で使用される冷凍サイクル装置用タンク及びそれを備えた冷凍サイクル装置に関するものである。 The present invention relates to a tank for a refrigeration cycle apparatus used in a refrigeration cycle apparatus having a refrigerant circuit composed of a compressor, a gas cooler (heat radiator), a throttle means, an evaporator, and the like, and a refrigeration cycle apparatus including the same. is there.
従来よりこの種冷凍サイクル装置は、コンプレッサ、ガスクーラ、絞り手段、蒸発器等から冷媒回路が構成され、コンプレッサで圧縮された冷媒がガスクーラにて放熱し、絞り手段にて減圧された後、蒸発器にて冷媒を蒸発させて、このときの冷媒の蒸発により周囲の空気を冷却するものとされている。近年、この種冷凍サイクル装置では、自然環境問題などからフロン系冷媒が使用できなくなってきている。このため、フロン冷媒の代替品として自然冷媒である二酸化炭素を使用するものが開発されている。当該二酸化炭素冷媒は、高低圧差の激しい冷媒で、臨界圧力が低く、圧縮により冷媒サイクルの高圧側が超臨界状態となることが知られている。 Conventionally, this kind of refrigeration cycle apparatus has a refrigerant circuit composed of a compressor, a gas cooler, a throttle means, an evaporator, etc., and the refrigerant compressed by the compressor dissipates heat in the gas cooler and is depressurized by the throttle means, and then the evaporator Then, the refrigerant is evaporated and the ambient air is cooled by the evaporation of the refrigerant at this time. In recent years, in this type of refrigeration cycle apparatus, it has become impossible to use chlorofluorocarbon refrigerants due to natural environmental problems and the like. For this reason, the thing using the carbon dioxide which is a natural refrigerant | coolant is developed as a substitute of a fluorocarbon refrigerant | coolant. It is known that the carbon dioxide refrigerant is a refrigerant having a high and low pressure difference, has a low critical pressure, and a high pressure side of the refrigerant cycle is brought into a supercritical state by compression.
上述したようなフロン冷媒は、凝縮器から出た後、レシーバータンク内に入り、そこに一旦貯留されて気液が分離される。分離された液冷媒はレシーバータンクに貯留され、外気温度等に応じて冷媒量の調整に用いられる。 The chlorofluorocarbon refrigerant described above enters the receiver tank after exiting the condenser, and is temporarily stored therein to separate the gas and liquid. The separated liquid refrigerant is stored in the receiver tank, and is used for adjusting the refrigerant amount according to the outside air temperature and the like.
一方、高圧側が超臨界圧力となるような冷媒、例えば二酸化炭素を用いた場合は、外気温度が降下すると、飽和サイクルが行われるため、冷媒は液/ガス混合状態となり、低圧側に設けられるレシーバータンクによって気液分離され、ガス冷媒のみがコンプレッサに吸い込まれる。当該レシーバータンクによって冷媒回路中の循環冷媒量の調整も行える。しかし、外気温度が上昇し、例えば+25℃〜30℃以上となると、冷媒は液化せず、ガスサイクル運転が行われる。そのため、レシーバータンクによる循環冷媒量の調整を行うことができず、冷媒回路中の過剰なガス冷媒によって、高圧側圧力が異常上昇する問題がある。 On the other hand, when a refrigerant such as carbon dioxide that has a supercritical pressure on the high pressure side is used, a saturation cycle is performed when the outside air temperature falls, so that the refrigerant is in a liquid / gas mixed state and a receiver provided on the low pressure side. Gas and liquid are separated by the tank, and only the gas refrigerant is sucked into the compressor. The amount of circulating refrigerant in the refrigerant circuit can also be adjusted by the receiver tank. However, when the outside air temperature rises and becomes, for example, + 25 ° C. to 30 ° C. or more, the refrigerant is not liquefied and the gas cycle operation is performed. Therefore, the amount of circulating refrigerant cannot be adjusted by the receiver tank, and there is a problem that the high-pressure side pressure abnormally increases due to excessive gas refrigerant in the refrigerant circuit.
冷媒回路の高圧側に冷媒量調整タンクを取り付け、外気温度の上昇などで冷媒回路内における冷媒が余剰となった場合、高圧側の圧力上昇に応じて冷媒を冷媒量調整タンク内に回収すると共に、外気温度の低下で高圧側の圧力が低下した場合は、冷媒量調整タンクから冷媒回路内に冷媒を放出する方法が考えられている(例えば、特許文献1参照)。 When a refrigerant amount adjustment tank is installed on the high pressure side of the refrigerant circuit and the refrigerant in the refrigerant circuit becomes excessive due to an increase in the outside air temperature, etc., the refrigerant is collected in the refrigerant amount adjustment tank according to the increase in pressure on the high pressure side. When the pressure on the high pressure side decreases due to a decrease in the outside air temperature, a method of releasing the refrigerant from the refrigerant amount adjustment tank into the refrigerant circuit has been considered (for example, see Patent Document 1).
上述のような冷媒量調整タンクは、回収時に冷媒を流入させるための回収配管(流入配管)と、放出時に冷媒を流出させるための放出配管の他に、回収時に冷媒量調整タンク内の圧力(ガス冷媒)を冷媒回路内に逃がして回収を円滑に行うための流出配管をタンク本体に取り付けなければならない。 In addition to the recovery pipe (inflow pipe) for allowing the refrigerant to flow at the time of recovery and the discharge pipe for allowing the refrigerant to flow at the time of discharge, the refrigerant amount adjustment tank as described above can be used for the pressure ( An outflow pipe for allowing the gas refrigerant) to escape into the refrigerant circuit for smooth recovery must be attached to the tank body.
この場合、タンク本体内の液レベルを確保するために、回収配管はタンク本体の上部に取り付けられ、タンク本体内の圧力逃がしのために流出配管もガス冷媒を流出させるためにタンク本体の上部に取り付けられることになる。図4及び図5は係る従来の冷媒量調整タンク100の概略構造を示している。101は所定容量を有する前記タンク本体、102は前記回収配管(流入配管)、103は前記放出配管、104は前記流出配管である。何れもタンク本体101に穿設した取付孔に取り付けられ、溶接にて固定されている。回収配管102には液冷媒、又は、液/ガス混合冷媒が通過してタンク本体101内に流入する。流出配管104にはタンク本体101内上部のガス冷媒が通過して、タンク本体101内から流出する。放出配管103はタンク本体101の底面に取り付けられ、タンク本体101内の液冷媒が通過してタンク本体101内から流出する構成である。
In this case, in order to ensure the liquid level in the tank body, the recovery pipe is attached to the upper part of the tank body, and the outflow pipe is also connected to the upper part of the tank body to release the gas refrigerant for pressure relief in the tank body. Will be attached. 4 and 5 show a schematic structure of such a conventional refrigerant
図4の場合のように流出配管104のみタンク本体101の上壁に取り付け、回収配管102はタンク本体101の側壁に取り付けると、タンク本体101の強度が極端に低下してしまう。その他に、回収配管102の高さにタンク本体101内の液レベル(液冷媒)が規制されてしまうため、タンク本体101の高さ若しくは直径を拡大して容量を確保しなければならなくなる。
If only the
そこで、図5の如くタンク本体101の上壁に取付孔を二つ穿設し、流出配管104と回収配管102をそれぞれ溶接固定するようにすると、今度はタンク本体101の上部の強度が極端に低下してしまうため、特に冷媒回路内が極めて高い圧力となる二酸化炭素を使用した冷凍サイクル装置で使用する場合には、タンク本体101の肉厚を厚くする必要が出てくるという問題があった。
Therefore, as shown in FIG. 5, if two mounting holes are formed in the upper wall of the tank
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、タンク本体に冷媒の流入配管と流出配管を溶接固定して成り、冷凍サイクル装置で使用されるタンクの強度を、厚肉化等行うこと無く維持することができる構造を提供するものである。 The present invention has been made to solve the conventional technical problems, and is formed by welding and fixing a refrigerant inflow pipe and an outflow pipe to a tank body, and improves the strength of a tank used in a refrigeration cycle apparatus. The present invention provides a structure that can be maintained without increasing the thickness.
上記課題を解決するために、本発明の冷凍サイクル装置用タンクは、液状態、液/ガス混合状態またはガス状態の冷媒を貯留するため所定容量を有するタンク本体と、該タンク本体に流入する冷媒が通過する流入配管と、前記タンク本体から流出する冷媒が通過する流出配管とを備え、冷凍サイクル装置で使用されるタンクであって、 前記流入配管と前記流出配管とで二重管を構成し、該二重管を前記タンク本体の上壁に構成された取付孔に溶接固定し、前記流出配管の端部を前記取付孔に取り付け、前記流入配管の端部は前記取付孔と面一、若しくは、該取付孔より前記タンク本体内側に位置させ、前記流入配管と前記流出配管とは、タンク本体内の同一の空間に開口していることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a tank for a refrigeration cycle apparatus according to the present invention includes a tank body having a predetermined capacity for storing refrigerant in a liquid state, a liquid / gas mixed state, or a gas state , and a refrigerant flowing into the tank body. A tank used in a refrigeration cycle device, wherein the inflow pipe and the outflow pipe constitute a double pipe. The double pipe is welded and fixed to an attachment hole formed in the upper wall of the tank body, and the end of the outflow pipe is attached to the attachment hole, and the end of the inflow pipe is flush with the attachment hole, Alternatively, the inflow pipe and the outflow pipe are opened in the same space in the tank body, and are located inside the tank body from the mounting hole .
請求項2の発明の冷凍サイクル装置用タンクは、上記において流出配管の少なくとも一部をT字管にて構成し、流入配管を流出配管内に間隔を存して挿入配置することで二重管を構成したことを特徴とする。 A tank for a refrigeration cycle apparatus according to a second aspect of the present invention is a double pipe in which at least a part of the outflow pipe is constituted by a T-shaped pipe and the inflow pipe is inserted into the outflow pipe with a space therebetween. It is characterized by comprising.
請求項3の発明の冷凍サイクル装置は、請求項1または請求項2の冷凍サイクル装置用タンクを備えたことを特徴とする。 A refrigeration cycle apparatus according to a third aspect of the invention includes the tank for the refrigeration cycle apparatus according to the first or second aspect.
請求項4の発明の冷凍サイクル装置は、上記発明において二酸化炭素を冷媒として使用することを特徴とする。 A refrigeration cycle apparatus according to a fourth aspect of the invention is characterized in that in the above invention, carbon dioxide is used as a refrigerant.
本発明によれば、所定容量を有するタンク本体と、該タンク本体に流入する冷媒が通過する流入配管と、タンク本体から流出する冷媒が通過する流出配管とを備えて冷凍サイクル装置で使用される冷凍サイクル装置用タンクにおいて、流入配管と流出配管とで二重管を構成し、該二重管をタンク本体の上壁に構成された取付孔に溶接固定したので、タンク本体上壁に取付孔を複数形成する必要が無くなり、強度の低下を防止することが可能となる。 According to the present invention, a tank body having a predetermined capacity, an inflow pipe through which a refrigerant flowing into the tank body passes, and an outflow pipe through which a refrigerant flowing out of the tank body passes are used in a refrigeration cycle apparatus. In the tank for the refrigeration cycle, a double pipe is constituted by the inflow pipe and the outflow pipe, and the double pipe is welded and fixed to the mounting hole formed in the upper wall of the tank body. It is not necessary to form a plurality of layers, and it is possible to prevent a decrease in strength.
これにより、タンク本体の薄肉化を図ることができるようになると共に、容量拡大の必要も無くなる。また、部品点数も減ることにより、部品の共通化も容易となる。 This makes it possible to reduce the thickness of the tank body and eliminate the need for capacity expansion. Also, by reducing the number of parts, it is easy to share parts.
この場合、請求項2の発明の如く流出配管の少なくとも一部をT字管にて構成し、流入配管を流出配管内に間隔を存して挿入配置することで二重管を構成すれば、二重管の構成も簡素化される。 In this case, if at least a part of the outflow pipe is configured with a T-shaped pipe as in the invention of claim 2 and the double pipe is configured by inserting and arranging the inflow pipe with a space in the outflow pipe, The structure of the double pipe is also simplified.
また、請求項3の発明の如く流出配管の端部を取付孔に取り付け、流入配管の端部は取付孔と面一、若しくは、該取付孔よりタンク本体内側に位置させることにより、流入配管から流出配管に直接冷媒が流入する不都合も防止することができる。 Further, the end portion of the outflow pipe is attached to the mounting hole as in the invention of claim 3, and the end portion of the inflow pipe is flush with the mounting hole or inside the tank body from the mounting hole, thereby The inconvenience of the refrigerant flowing directly into the outflow pipe can also be prevented.
特に、請求項5の発明の如き二酸化炭素を冷媒として使用する請求項4の発明の冷凍サイクル装置では有効なものとなる。 In particular, the present invention is effective in the refrigeration cycle apparatus of the invention of claim 4 using carbon dioxide as the refrigerant of the invention of claim 5.
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図1は本発明を適用する対象の実施形態にかかる冷凍サイクル装置Rの冷媒回路図である。本実施例における冷凍サイクル装置Rは、冷凍機3と一台若しくは複数台のショーケース4とを備え、これら冷凍機3とショーケース4とが、ユニット出口6とユニット入口7を介して、冷媒配管8及び9により連結されて所定の冷媒回路1を構成している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram of a refrigeration cycle apparatus R according to an embodiment to which the present invention is applied. The refrigeration cycle apparatus R in this embodiment includes a refrigerator 3 and one or a plurality of showcases 4, and these refrigerators 3 and the showcase 4 are connected to a refrigerant through a unit outlet 6 and a
この冷媒回路1は、高圧側の冷媒圧力(高圧圧力)がその臨界圧力以上(超臨界)となる二酸化炭素を冷媒として用いる。この二酸化炭素冷媒は、地球環境に優しく、可燃性及び毒性等を考慮した自然冷媒である。また、潤滑油としてのオイルは、例えば鉱物油(ミネラルオイル)、アルキルベンゼン油、エーテル油、エステル油、PAG(ポリアルキルグリコール)等、既存のオイルが使用される。 The refrigerant circuit 1 uses, as a refrigerant, carbon dioxide whose refrigerant pressure (high pressure) on the high pressure side is equal to or higher than the critical pressure (supercritical). This carbon dioxide refrigerant is a natural refrigerant that is friendly to the global environment and takes into consideration flammability and toxicity. As the lubricating oil, existing oils such as mineral oil (mineral oil), alkylbenzene oil, ether oil, ester oil, and PAG (polyalkyl glycol) are used.
冷凍機3は、コンプレッサ11を備える。本実施例において、コンプレッサ11は、多段圧縮式ロータリコンプレッサであり、鋼板から成る円筒状の密閉容器12と、この密閉容器12の内部空間の上部に配置収納された駆動要素としての電動要素13及びこの電動要素13の下側に配置され、その回転軸により駆動される第1の(低段側)回転圧縮要素(第1の圧縮要素)14及び第2の(高段側)回転圧縮要素(第2の圧縮要素)16から成る回転圧縮機構部にて構成されている。
The refrigerator 3 includes a
コンプレッサ11の第1の回転圧縮要素14は、冷媒配管9を介して冷媒回路1の低圧側からコンプレッサ11に吸い込まれる低圧冷媒を圧縮して中間圧まで昇圧して吐出し、第2の回転圧縮要素16は、第1の回転圧縮要素14で圧縮されて吐出された中間圧の冷媒を更に吸い込み、圧縮して高圧まで昇圧し、冷媒回路1の高圧側に吐出する。コンプレッサ11は、周波数可変型のコンプレッサであり、電動要素13の運転周波数を変更することで、第1の回転圧縮要素14及び第2の回転圧縮要素16の回転数を制御可能とする。
The first
コンプレッサ11の密閉容器12の側面には、第1の回転圧縮要素14に連通する低段側吸込口17と、密閉容器12内に連通する低段側吐出口18と、第2の回転圧縮要素16に連通する高段側吸込口19及び高段側吐出口21が形成されている。コンプレッサ11の低段側吸込口17には、冷媒導入管22が接続され、冷媒配管9に接続される。
On the side surface of the sealed
低段側吸込口17により第1の回転圧縮要素14の低圧部に吸い込まれた低圧(LP:通常運転状態で4MPa程)の冷媒ガスは、当該第1の回転圧縮要素14により中間圧(MP:通常運転状態で8MPa程)に昇圧されて密閉容器12内に吐出される。これにより、密閉容器12内は中間圧(MP)となる。
The low pressure (LP: about 4 MPa in the normal operation state) refrigerant gas sucked into the low pressure portion of the first
そして、密閉容器12内の中間圧の冷媒ガスが吐出されるコンプレッサ11の低段側吐出口18には、中間圧吐出配管23が接続され、インタークーラ24の一端に接続される。このインタークーラ24は、第1の回転圧縮要素14から吐出された中間圧の冷媒を空冷するものであり、当該インタークーラ24の他端には、中間圧吸入管26が接続され、この中間圧吸入管26はコンプレッサ11の高段側吸込口19に接続される。
An intermediate pressure discharge pipe 23 is connected to the low-
高段側吸込口19により第2の回転圧縮要素16に吸い込まれた中圧(MP)の冷媒ガスは、当該第2の回転圧縮要素16により2段目の圧縮が行われて高温高圧(HP:通常運転状態で12MPa程の超臨界圧力)の冷媒ガスとなる。
The medium-pressure (MP) refrigerant gas sucked into the second
そして、コンプレッサ11の第2の回転圧縮要素16の高圧室側に設けられた高段側吐出口21には、高圧吐出配管27が接続され、ガスクーラ(放熱器)28、スプリットサイクルを構成するスプリット熱交換器(中間熱交換器)29等を介して、冷媒配管8に接続される。
A high-
ガスクーラ28は、コンプレッサ11から吐出された高圧の吐出冷媒を冷却するものであり、ガスクーラ28の近傍には当該ガスクーラ28を空冷するガスクーラ用送風機31が配設されている。本実施例では、ガスクーラ28は上述したインタークーラ24と並設されており、これらは同一の風路に配設されている。
The
一方、ショーケース4は、スーパーマーケットやコンビニエンスストア等の店舗内に設置され、冷媒配管8及び9に接続されている。ショーケース4には、絞り手段(電動膨張弁等)32と蒸発器33が設けられており、冷媒配管8と冷媒配管9との間に順次接続されている(絞り手段32が冷媒配管8側、蒸発器33が冷媒配管9側)。蒸発器33には、当該蒸発器33に送風する図示しない冷気循環用送風機が隣設されている。そして、冷媒配管9は、上述したように冷媒導入管22を介してコンプレッサ11の第1の回転圧縮要素14に連通する低段側吸込口17に接続されている。これにより、本実施例における冷凍サイクル装置Rの冷媒回路1が構成される。
On the other hand, the showcase 4 is installed in a store such as a supermarket or a convenience store, and is connected to the refrigerant pipes 8 and 9. The showcase 4 is provided with a throttle means (electric expansion valve or the like) 32 and an
冷凍サイクル装置Rは、汎用のマイクロコンピュータにより構成される図示しない制御装置(制御手段)を備えている。当該制御装置は、入力側に各種センサが接続されていると共に、出力側には、後述する各電動膨張弁や電磁弁を含む各種弁装置、コンプレッサ11、ガスクーラ用送風機31等が接続されているものとする。尚、図中34、36はストレーナである。また、37はコンプレッサ11側を順方向とされた逆止弁であり、冷媒導入管22に介設されている。
The refrigeration cycle apparatus R includes a control device (control means) (not shown) configured by a general-purpose microcomputer. In the control device, various sensors are connected to the input side, and various valve devices including electric expansion valves and electromagnetic valves described later, the
また、実施例の冷凍サイクル装置Rの冷媒回路1はスプリットサイクルであり、コンプレッサ11の第1の回転圧縮要素(低段側)14、インタークーラ24、2つの流体の流れを合流させる合流装置としての合流器41、コンプレッサ11の第2の回転圧縮要素(高段側)16、ガスクーラ28、スプリット熱交換器29、分流器42、補助絞り手段(補助電動膨張弁)43、主絞り手段(主電動膨張弁)32、蒸発器33とから構成される。
In addition, the refrigerant circuit 1 of the refrigeration cycle apparatus R of the embodiment is a split cycle, and serves as a merging apparatus that merges the first rotary compression element (low stage side) 14 of the
分流器42は、スプリット熱交換器29から出た冷媒を二つの流れに分岐させる分流装置である。即ち、本実施例の分流器42は、スプリット熱交換器29から出た冷媒を第1の冷媒流と第2の冷媒流とに分流し、第1の冷媒流を補助回路に流し、第2の冷媒流を主回路に流すように構成されている。
The
図1における主回路とは、第1の回転圧縮要素14、インタークーラ24、合流器41、第2の回転圧縮要素16、ガスクーラ28、スプリット熱交換器29の第2の流路29B、ストレーナ34、分流器42、主絞り手段32、蒸発器33、ストレーナ36、逆止弁37から成る環状の冷媒回路であり、補助回路とは、分流器42から補助絞り手段43、スプリット熱交換器29の第1の流路29Aを順次経て合流器41に至る回路である。
The main circuit in FIG. 1 includes the first
補助絞り手段43は、分流器42で分流され、補助回路を流れる第1の冷媒流を減圧するものである。スプリット熱交換器29は、補助絞り手段43で減圧された補助回路の第1の冷媒流とガスクーラ28から出た第2の冷媒流との熱交換を行う熱交換器である。当該スプリット熱交換器29には、第2の冷媒流が流れる第2の流路29Bと、上記第1の冷媒流が流れる第1の流路29Aとが熱交換可能な関係で設けられており、該スプリット熱交換器29の第2の流路29Bを通過することにより、第2の冷媒流は第1の流路29Aを流れる第1の冷媒流により冷却されるので、蒸発器33における比エンタルピを小さくすることができるように構成されている。これら主絞り手段32及び補助絞り手段43は前述した制御装置により弁開度が適正値に制御され、効率的な運転が実現される。
The auxiliary throttle means 43 is for diverting the first refrigerant flow that is diverted by the
また、冷媒回路1の超臨界圧力となる高圧側、本実施例では、冷凍機3のスプリット熱交換器29及び分流器42の下流側には、第1の連通回路51を介して本発明のタンクの実施例としての冷媒量調整タンク52が接続されている。当該冷媒量調整タンク52は、所定の容積を有するタンク本体53から構成されており、当該タンク本体53の上壁に第1の連通回路51が接続される流入配管としての回収配管54が取り付けられている。尚、この冷媒量調整タンク52の詳しい構造については後に詳述する。
Further, in the present embodiment, on the high pressure side, which is the supercritical pressure of the refrigerant circuit 1, on the downstream side of the
第1の連通回路51には、冷媒回収量を調整するために開度調整機能を有する第1の開閉手段である電動膨張弁56が介設されている。尚、開度調整機能を有する開閉手段は、これに限定されるものではなく、例えば、第1の連通回路51に絞り手段として例えばキャピラリーチューブと電磁弁(開閉弁)により構成しても良い。
The first communication circuit 51 is provided with an
また、この冷媒量調整タンク52には、タンク本体53の上壁に流出配管57が取り付けられている。そして、タンク本体53内上部と、冷媒回路1の中間圧領域とを連通する第2の連通回路58がこの流出配管57に接続されている。本実施例では、第2の連通回路58の他端は、中間圧領域の一例として冷媒回路1のインタークーラ24の出口側の中間圧吸入管26に連通させる。この第2の連通回路58には、第2の開閉手段としての電磁弁59が介設されている。
In addition, an
また、この冷媒量調整タンク52のタンク本体53の下面には放出配管61が取り付けられている。そして、この放出配管61には、タンク本体53内下部と、冷媒回路1の中間圧領域とを連通する第3の連通回路62が接続されている。本実施例では、第3の連通回路62の他端は、中間圧領域の一例として上記補助絞り手段43の下流側に接続され、最終的に冷媒回路1のインタークーラ24の出口側の中間圧吸入管26に連通させる。この第3の連通回路62には、第3の開閉手段としての電磁弁63とキャピラリチューブ(絞り手段)64が介設されている。
A
そして、上記制御装置は、ユニット出口6の圧力を検出するユニット出口側圧力センサ66を備えており、このセンサ66の検出圧力が所定の回収閾値を超えたか否か、又は、当該ユニット出口側圧力センサ66の検出圧力が先の回収閾値よりも低い所定の回収保護値を超え、且つ、上記ガスクーラ用送風機24の回転数が最大値となっているか否かを判断する。
The control device includes a unit outlet-
本実施例では、冷媒回路1の中間圧(MP)は、一例として8MPa程を適正値としているため、当該値を回収保護値として設定し、回収閾値は当該回収保護値よりも高い例えば)9MPaに設定する。また、本実施例におけるガスクーラ用送風機24の回転数の最大値は、一例として800rpmとする。また、ガスクーラ用送風機24の回転数が最大値となってから所定時間経過することを条件としても良い。
In this embodiment, the intermediate pressure (MP) of the refrigerant circuit 1 has an appropriate value of about 8 MPa as an example. Therefore, the value is set as a recovery protection value, and the recovery threshold is higher than the recovery protection value (for example, 9 MPa) Set to. Moreover, the maximum value of the rotation speed of the gas
これにより、制御装置は、ユニット出口側圧力センサ66の検出圧力が回収閾値である9MPaを超えた場合、若しくは、検出圧力が回収閾値以下であっても回収保護値である8MPaを超え、且つ、上記ガスクーラ用送風機24の回転数が最大値の800rpmとなっている場合には、冷媒回路1内に過剰のガス冷媒によって、高圧側圧力が異常上昇したものと判断し、冷媒回収動作を実行する。
Thereby, the control device exceeds the recovery protection value of 8 MPa when the detected pressure of the unit outlet
この冷媒回収動作では、制御装置は、電磁弁(第3の開閉手段)63を閉じた状態で、電動膨張弁(第1の開閉手段)56及び電磁弁(第2の開閉手段)59を開放する。これにより、コンプレッサ11の高段側吐出口21から吐出された高温高圧冷媒は、ガスクーラ28、スプリット熱交換器29にて冷却された後、その一部(液状態、又は、液/ガス混合状態、若しくは、ガス状態の冷媒)が開放されている電動膨張弁56が介設された第1の連通回路51、回収配管54を通過して冷媒量調整タンク52のタンク本体53内に流入する。
In this refrigerant recovery operation, the control device opens the electric expansion valve (first opening / closing means) 56 and the electromagnetic valve (second opening / closing means) 59 with the electromagnetic valve (third opening / closing means) 63 closed. To do. As a result, the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the high-
このとき、電磁弁59が開放されていることにより、冷媒量調整タンク52のタンク本体53内上部と冷媒回路1の中間圧領域とが第2の連通回路58を介して連通される。これにより、流出配管57、第2の連通回路58を通過してタンク本体52内上部にあるガス冷媒がタンク本体52内から流出するので、圧力をタンク本体52外に逃がすことができる。
At this time, since the
そのため、外気温度が高くなった場合など、冷媒回路1内の冷媒が液化しないガスサイクル運転している場合であっても、タンク本体53内の圧力が低下して当該タンク本体53内に流入した冷媒は液化してタンク本体53内に溜まる。即ち、冷媒量調整タンク52内の圧力は超臨界圧力以下に降下することによって、冷媒がガス領域から飽和領域となり、液面を確保することができる。
Therefore, even when the gas cycle operation in which the refrigerant in the refrigerant circuit 1 does not liquefy, such as when the outside air temperature becomes high, the pressure in the tank
これにより、迅速に、且つ、効率的に、冷媒回路1内の冷媒を冷媒量調整タンク52のタンク本体53内に回収することができる。従って、冷媒回路1内の高圧側が余剰となった冷媒によって異常高圧となる不都合を解消することができ、高圧異常によるコンプレッサ11の過負荷運転を防止することが可能となる。
As a result, the refrigerant in the refrigerant circuit 1 can be quickly and efficiently collected in the
特に、冷媒量調整タンク52のタンク本体53内上部と冷媒回路1の中間圧領域とを第2の連通回路58を介して連通させることにより、冷媒回路1の低圧側領域と連通させる場合と異なり、低圧側圧力が上昇されることによる冷却効率の低下を回避することが可能となる。
In particular, unlike the case where the upper part in the
一方、前記制御装置は、ユニット出口側圧力センサ66により検出された高圧側の圧力が回収保護値、本実施例では、8MPa以下となったか否かを判断し、回収保護値を下回った場合、冷媒回収動作を終了して冷媒保持動作に移行する。この冷媒保持動作では、制御装置は、電磁弁(第3の開閉手段)63を閉じた状態を維持し、電磁弁(第2の開閉手段)59を閉じ、電動膨張弁(第1の開閉手段)56の開度を先ほどの冷媒回収動作における開度を維持する。
On the other hand, the control device determines whether or not the pressure on the high pressure side detected by the unit outlet
尚、上記電動膨張弁562の開度を冷媒回収動作における開度よりも小さくしても良い。これにより、電磁弁59が閉じられることで、開放された電動膨張弁56を介し、冷媒回路1の高圧側領域による圧力にて冷媒量調整タンク52のタンク本体53内の液面を維持することが可能となる。そのため、冷媒量調整タンク52内における液封を回避でき、安全性を確保することができる。これにより、冷媒回路1内の循環冷媒量を適切に維持することが可能となる。
The opening degree of the electric expansion valve 562 may be smaller than the opening degree in the refrigerant recovery operation. As a result, the liquid level in the
また、制御装置は、当該冷媒保持動作における電動膨張弁56の開度を、冷媒回収動作における開度よりも小さくすることにより、冷媒保持動作において、冷媒量調整タンク52内に冷媒回路1内の冷媒が過剰に回収されることにより、冷媒回路1内の冷媒不足が生じてしまう不都合を効果的に解消することが可能となる。
In addition, the control device makes the opening of the
そして、制御装置は、ユニット出口側圧力センサ66の検出圧力が上記回収保護値(この場合8MPa程)より低い所定の放出閾値(本実施例では、7MPa程)を下回った場合、又は、当該ユニット出口側圧力センサ66の検出圧力が先の回収保護値以下となり、且つ、上記ガスクーラ用送風機24の回転数が最大値よりも低い所定の規定値以下となっているか否かを判断する。なお、当該所定の規定値とは、本実施例では、一例として最大値の3/8程度、即ち、最高値800rpmとした場合、300rpm程度とする。また、ガスクーラ用送風機24の回転数が所定の規定値以下となってから所定時間経過することを条件としても良い。
Then, the control device detects when the pressure detected by the unit outlet
これにより、制御装置は、ユニット出口側圧力センサ66の検出圧力が放出閾値である7MPaを下回った場合、若しくは、検出圧力が回収保護値である8MPa以下となり、且つ、上記ガスクーラ用送風機24の回転数が所定の規定値、この場合300rpm以下となっている場合には、冷媒回路1内の冷媒が不足してきたものと判断し、冷媒放出動作を実行する。
As a result, the control device detects that the detected pressure of the unit outlet
この冷媒放出動作では、制御装置は、電動膨張弁(第1の開閉手段)56及び電磁弁(第2の開閉手段)59を閉じ、電磁弁(第3の開閉手段)63を開放する。これにより、冷媒量調整タンク52のタンク本体53内に溜まった液冷媒は、当該タンク本体53の下部に接続された放出配管61を通過して流出し、電磁弁63が開放されている第3の連通回路62を介して冷媒回路1に放出する。そのため、冷媒量調整タンク52の上部からガス冷媒が混入した状態で冷媒回路1に放出する場合と異なり、迅速に冷媒量調整タンク52のタンク本体53内の冷媒を冷媒回路1に放出できる。これにより、冷凍装置を高い効率にて運転することが可能となる。
In this refrigerant discharge operation, the control device closes the electric expansion valve (first opening / closing means) 56 and the electromagnetic valve (second opening / closing means) 59 and opens the electromagnetic valve (third opening / closing means) 63. As a result, the liquid refrigerant accumulated in the
尚、冷凍サイクル装置Rのインタークーラ24の出口側の冷媒回路1の中間圧領域、本実施例では、当該インタークーラ24の出口側に接続される上記第2又は第3の連通回路58、52と、冷媒回路1の低圧側、本実施例では、冷媒導入管22とを連通するバイパス回路71が設けられている。そして、このバイパス回路71には、圧縮機11の起動時に開放して始動性を改善するための電磁弁72が介設されている。
Note that the second or
次に、図2、図3を参照しながら前記冷媒量調整タンク52の詳細構造について詳述する。図2は図1に模式的に示した冷媒量調整タンク52の具体的な構造を示す縦断断面図であり、図3は図2の冷媒量調整タンク52上部の拡大図を示している。前述した如く冷媒量調整タンク52のタンク本体53の上壁53Aには回収配管(流入配管)54と流出配管57が取り付けられているが、これら回収配管54と流出配管57は二重管を構成している。
Next, the detailed structure of the refrigerant
この場合、流出配管57が二重管の外管となり、回収配管54が二重管の内管となる。流出配管57は、上下接続管73、74と、これらの間に位置するT字管76と、横接続管77とから成る。T字管76はTの字の腕の部分の両端開口76A、76Bを上下方向とし、Tの字の足の部分の開口76Cを側方とした状態で使用され、開口76Aに上接続管73の下端部が差し込まれて溶接固定され、開口76Bに下接続管74の上端部が差し込まれて溶接固定されている。また、開口76Cには横接続管77が差し込まれて溶接固定されている。
In this case, the
また、回収配管54は上接続管73の上端部から流出配管57内に間隔を存して挿入され、T字管76、下接続管74内を通過してその下端は下接続管74の下端よりも下方に位置している。その状態で回収配管54の上端部は上接続管73上端部より上方に延在しており、上接続管73の上端部は絞られてその内面が回収配管54の外面に密着され、溶接固定されて封止されている。これにより、回収配管54は流出配管57内に間隔を存して保持され、二重管が構成されている。
The
このようにして二重管とされた回収配管54と流出配管57は、タンク本体53の上壁53Aに一つ穿設された取付孔78に差し込まれ、流出配管57の下接続管74とタンク本体53とが溶接されて固定される。これにより、冷媒量調整タンク52が完成する。
The
この状態で流出配管57の下接続管74の下端はタンク本体53の上壁53Aに形成された取付孔78の下縁と面一とされ、タンク本体53内に開放して連通すると共に、回収配管54はタンク本体53の取付孔78の下縁よりも所定寸法下方のタンク本体53内に延在し、タンク本体53内に開放して連通する。尚、回収配管54の下端もタンク本体53の取付孔78の下縁と面一でも良く、当該取付孔78下縁より上に位置しなければ良い。
In this state, the lower end of the
そして、回収配管54が第1の連通回路51に接続され、横接続管77が第2の連通回路58に接続され、放出配管61が第3の連通回路62に接続されることになる。そして、前述した冷媒回収動作において、液状態、又は、液/ガス混合状態、若しくは、ガス状態の冷媒が二重管の内管である回収配管54内(二重管の内管の内側)を通過し、その下端開口から冷媒量調整タンク52のタンク本体53内に流入する(図3中実線矢印)。
The
一方、タンク本体52内上部にあるガス冷媒は、二重管の外管である流出配管57の下接続管74の下端開口から下接続管74と回収配管54の間(二重管の内管の外側で外管の内側)に流入し、回収配管54と下接続管74及びT字管76との間を通過して横接続管77内に入り(上接続管73は封止されているため)、第2の連通回路58に流出していくことになる(図3中破線矢印)。
On the other hand, the gas refrigerant in the upper part of the
このように、冷媒量調整タンク52の回収配管(流入配管)54と流出配管57とで二重管を構成し、この二重管をタンク本体53の上壁53Aに構成された取付孔78に溶接固定したことにより、タンク本体53の上壁63Aに取付孔を複数形成する必要が無くなり、強度の低下を防止することが可能となる。これにより、タンク本体53の薄肉化を図ることができるようになると共に、容量拡大の必要も無くなる。これは特に二酸化炭素を冷媒として使用する冷凍サイクル装置Rでは有効なものとなる。また、部品点数も減ることにより、部品の共通化も容易となる。
In this way, the recovery pipe (inflow pipe) 54 and the
また、流出配管57を上下接続管73、74とT字管76にて構成し、回収配管54を流出配管57内に間隔を存して挿入配置することで二重管を構成しているので、二重管の構成も簡素化される。
Further, since the
更に、流出配管57の下接続管74の下端部を取付孔78に取り付け、回収配管54の下端を取付孔78と面一、若しくは、取付孔78よりタンク本体53内側に位置させたことにより、回収配管54から流出配管57の下接続管74内に直接冷媒が流入する不都合も防止することができる。
Furthermore, the lower end portion of the
尚、上記実施例では冷凍サイクル装置Rにおける冷媒量調整タンク52に本発明を適用したが、それに限らず、冷媒回路1の低圧側(コンプレッサ11の吸込側)に接続されて気液(冷媒)の分離を行うレシーバータンク等に本発明を適用しても有効である。
In the above-described embodiment, the present invention is applied to the refrigerant
その場合、図3の配管54が冷媒回路1の蒸発器33の出口側に接続され、配管57がコンプレッサ11の冷媒導入管22に接続されることになる。
In this case, the
R 冷凍サイクル装置
1 冷媒回路
3 冷凍機
3 ショーケース
8、9 冷媒配管
11 コンプレッサ
24 インタークーラ
28 ガスクーラ
31 ガスクーラ用送風機
33 蒸発器
51 第1の連通回路
52 冷媒量調整タンク
53 タンク本体
54 回収配管(流入配管)
57 流出配管
58 第2の連通回路
61 放出配管
62 第3の連通回路
73、74 上下接続管
76 T字管
78 取付孔
R Refrigeration cycle apparatus 1 Refrigerant circuit 3 Refrigerator 3 Showcase 8, 9 Refrigerant piping 11
57
Claims (4)
前記流入配管と前記流出配管とで二重管を構成し、該二重管を前記タンク本体の上壁に構成された取付孔に溶接固定し、
前記流出配管の端部を前記取付孔に取り付け、前記流入配管の端部は前記取付孔と面一、若しくは、該取付孔より前記タンク本体内側に位置させ、
前記流入配管と前記流出配管とは、タンク本体内の同一の空間に開口していることを特徴とする冷凍サイクル装置用タンク。 A tank body having a predetermined capacity for storing refrigerant in a liquid state, a liquid / gas mixed state or a gas state, an inflow pipe through which the refrigerant flowing into the tank body passes, and an outflow through which the refrigerant flowing out of the tank body passes A tank for use in a refrigeration cycle apparatus,
The inflow pipe and the outflow pipe constitute a double pipe, and the double pipe is welded and fixed to an attachment hole formed in the upper wall of the tank body,
Attach the end of the outflow pipe to the mounting hole, the end of the inflow pipe is flush with the mounting hole, or located inside the tank body from the mounting hole,
The tank for a refrigeration cycle apparatus, wherein the inflow pipe and the outflow pipe are open to the same space in the tank body .
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