JPH01174868A - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は冷凍装置、詳しくはデフロスト時冷媒を計量し
て、デフロスト回路に流し、一定の冷媒量でデフロスト
運転を行なうようにした冷凍装置に関する。

（従来の技術） 従来、冷媒を計量してデフロスト回路に流し、一定の冷
媒口でデフロスト運転を可能にした冷凍装置は、特開昭
５９−１９７７８４号公報に見られるように知られてい
る。

この冷凍装Ｕは、第４図に示した通り、圧縮機（ＣＰ）
から吐出されるホットガスを凝縮器（ＣＤ）を側路して
蒸発器（Ｅ）にバイパスさせるホットガスバイパス路（
Ｈ）と蒸発器（Ｅ）へホットガスをバイパスするホット
ガス量を制御して能力制御を行なうホットガス弁（ＨＶ
）を備えると共に、前記凝縮器（ＣＤ）の下流側に、１
対の電磁弁（ＳＶ、）（ＳＶ２）とこれら電磁弁（ＳＶ
、）（ＳＶ２）間に介装される計量器（Ｔ）とで構成す
る冷媒計量部（Ａ）を設け、デフロスト運転時この計量
部（Ａ）で計量する一定の冷媒量を、前記ホットガスバ
イパス路（Ｈ）と蒸発Ｐ５　（Ｅ　）及び圧縮機（ＣＰ
）とで形成するデフロスト回路に流出させ、一定の冷媒
量でデフロストを行なうようにしたものである。

尚、第４図において（ＥＸ）は膨張弁、（Ｄ）は分流器
である。

（発明が解決しようとする問題点） しかして、以上の如く構成する冷凍装置における前記計
量部（Ａ）は、高圧液管に１対の電磁弁（ＳＶＩ）（Ｓ
Ｖ２）を設け、下流側電磁弁（Ｓ　Ｖ　、）を閉じた状
態でポンプダウン運転を行ない、このポンプダウン終了
後上流側電磁弁（ＳＶ２）を閉じることにより行なって
いるが、前記液管に二つの電磁弁（ＳＶ、）（ＳＶ２）
を設ける必要上、コスト高となるし、また、これら電磁
弁（ＳＶ、）（ＳＶ２）は通常通電開形の電磁弁が用い
られ、計量時のみならず運転停止時にも閉鎖されて液封
状態が生じ、この結果、外気温の上昇で液封された冷媒
液が状態変化を起こして体積膨張し、場合によっては液
管が破損したりする問題があった。

本発明は液管に感温膨張弁が用いられていて、この膨張
弁の均圧ラインに高圧を作用させることにより閉動作す
ることに告目し、前記膨張弁を計量器の上流側に用いる
開Ｃｌ４ｍ横として利用しようとするもので、従来の上
流側電磁弁をなくしてコストダウンを図りながら、液封
状態となる問題を解決し、しかも、計量部の大きさは、
従来例と変りなくすることができるようにすることを目
的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、圧縮機（１）から吐出されるホットガスを、
凝縮器（２，３）を側路して蒸発器（４）にバイパスさ
せるホットガスバイパス路（２０）と、前記蒸発器（４
）にバイパスさせるホットガス量を制御するホットガス
弁（２１）とを備え、かつ、高圧液管（６ｂ）に、感温
部（５ａ）をもつ感温膨張弁（５）を設けた冷凍装置に
おいて、前記膨張弁（５）に接続する均圧ライン（５ｂ
）に、切換機構（４１）を介して高圧ラインに連通ずる
高圧制御ライン（５Ｃ）を接続し、前記均圧ライン（５
ｂ）に高圧を作用させることにより前記膨張弁（５）を
閉じ、前記凝縮器（２，３）を含む液溜め部に冷媒を閉
じ込めるようにすると共に、前記膨張弁（５）の上流側
に、開閉機構（３２）を設けて前記膨張弁（５）と開閉
機構（３２）との間に、前記液溜め部に閉じ込めた冷媒
のうち、デフロスト回路に循環させる冷媒を計量する計
量部（３３）を形成したことを特徴とするものである。

（作用） フロスト時、前記切換機構（４１）により均圧ライン（
５ｂ）を、制御ライン（５Ｃ）に切換え、該制御ライン
（５ｃ）から前記膨張弁（５）に高圧を作用させること
により、前記膨張弁（５）は閉動作するのであって、こ
の状態でポンプダウン運転を行なった後、前記膨張弁（
５）の上流側に設ける開閉機構（３２）を閉じることに
より前記膨張弁（５）との間で、デフロスト運転に必要
な冷媒量を計量できるのである。しかも液管には、一つ
の開閉機構（３２）のみを用いるだけであるから、運転
停止時に計量部（３３）で液封状態が生ずることはない
のであって、液封による前記した従来の問題を解決でき
るのである。

また、前記開閉機構（３２）は前記膨張弁（５）の上流
側に設けたから、換言すると計量部（３３）を形成する
従来の電磁弁のうち、下流側に設ける電磁弁（３２）を
前記膨張弁（５）に代用したから、高圧液冷媒を計量で
きることになり、前記計量部（３３）の大きさを殊更に
大きくする必要もない。つまり、前記膨張弁（５）を従
来の上流側電磁弁（３２）に代用させ、前記膨張弁（５
）の下流側に計量部（３３）を形成した場合、液ガス混
合冷媒を計量することになり、それだけ計量部（３３）
の大きさ、例えば計量タンク（３１）を用いる場合、そ
のタンク（３１）の容積を大形にする必要があるが、前
記膨張弁（５）の上流側に計量部（３３）を設けたから
、前記計量部（３３）の大きさを大きくする必要がない
のである。

（実施例） 第１図に示したものはコンテナ用冷凍装置であって、圧
縮機（１）、空冷凝縮器（２）、水冷凝縮器（３）、蒸
発器（４）、感温部（５ａ）をもつ感温膨張弁（５）を
備え、これら各機器を冷媒配管（６）で連結し、前記蒸
発器（３）で庫内空気を冷却するようにしたものである
。

尚、第１図において（７）はドライヤ、（８）はリキッ
ドインジケータ、（９）はアキュムレータ、（１０）は
前記蒸発器（３）に付設するファン、（１１）は前記空
冷凝縮器（２）に付設するファンである。

′そして、以上の如く構成する冷凍装置において、高圧
ガス管（６ａ）に、前記圧縮機（１）から吐出されるホ
ットガスを、前記各凝縮器（２）（３）、感温膨張弁（
５）を側路して前記蒸発器（４）にバイパスするホット
ガスバイパス路（２０）を接続し、その出口側を前記蒸
発器（４）の入口側に設ける分流器（１２）に接続し、
そしてこのホットガスバイパス路（２０）の前記高圧ガ
ス管（６ａ）への接続部位に、比例制御弁から成るホッ
トガス弁（２１）を介装するのである。

そして、前記膨張弁（５）に接続する均圧ライン（５ｂ
）には、三方電磁弁から成る切換機構（４１）を介して
、低圧ガス管（６ｂ）に連絡する連絡管（５ｄ）および
ホットガスが流れる高圧ライン、第１図では前記高圧ガ
ス管（６ａ）に連通ずる制御ライン（５ｃ）を接続し、
前記均圧ライン（５ｂ）に高圧のホットガスを導入し、
このホットガスを前記Ｗ張弁（５）に作用させることに
より、前記膨張弁（５）を閉じて、前記凝縮器（２）（
３）を含む液溜め部に冷媒を閉じ込められるようにする
と共に、前記膨張弁（５）の上流側で、前記凝縮器（３
）の下流側に計量タンク（３１）を設け、この計量タン
ク（３１）の上流側、第１図では前記リキッドインジケ
ータ（８）と計量タンク（３１）との間に、電磁弁から
成る開閉機構（３２）（以下単に電磁弁という）を設け
、前記膨張弁（５）と電磁弁（３２）との間に前記液溜
め部に閉じ込めた冷媒のうち、デフロスト運転に必要な
一定ｍの冷媒を計量する計量部（３３）を形成するので
ある。

尚、第１図に示した実施例は前記計量部（３３）におけ
る計量タンク（３１）と電磁弁（３２）との間に、前記
ホットガスバイパス路（２０）の途中に三方電磁弁（３
４）を介して分岐し、前記バイパス路（２０）を流れる
ホットガスを導入する導入路（３５）を接続している。

この導入路（３５）を設けることにより計量後計量した
冷媒をデフロスト回路に移送する場合、前記ホットガス
により強制的に流出できるから、移送時間を短縮できる
利点があるが、この導入路（３５）を設けなくとも、計
量部（３３）とデフロスト回路（２０）との間には圧力
差があるので、この圧力差を利用してデフロスト回路へ
の移送が行なえるのでこの導入路（３５）は必らずしも
必要なものでない。

又、以上の構成において、導入路（３５）を設ける場合
、前記計量部（３３）で計量の強制移送を行なった後、
前記三方切換弁（３４）を切換えて前記導入路（３５）
からのホットガスの導入を中止してもよいし、デフロス
ト運転時前記導入路（３５）からのホットガスの導入を
継続させてもよい。

しかして、デフロスト運転時、冷媒を循環させるデフロ
スト回路は、前記ホットガス弁（２１）を圧縮機（１）
からのホットガスが全量前記ホットカスバイパス路（２
０）に流れるように切換えると共に、前記三方電磁弁（
３４）を、ホットガスバイパス路（２０）を流れるホッ
トガスが全量前記導入路（３５）に流れるように切換え
て形成するのであって、前記導入路（３５）からのホッ
トガスの導入を継続させる場合のデフロスト回路は、圧
縮機（１）、ホットガス弁（２１）、ホットガスバイパ
ス路（２０）　、三方電磁弁（３４）、導入路（３５）
、計量部（３３）、感温膨張弁（５）、蒸発器（４）、
アキュムレータ（９）により形成されるし、前記導入路
（３５）からのホットガスの導入を移送後中止する場合
のデフロスト回路は、前記デフロスト回路に対し、三方
電磁弁（３４）、導入路（３５）、計量部（３３）、感
温膨張弁（５）の回路がなくなり、三方電磁弁（３４）
からホットガスバイパス路（２０）を経て蒸発器（４）
に直接流れる回路に変更されることになる。又、第１図
に示したちのは、前記ホットガスバイパス路（２０）に
ドレンパンヒータ（３６）を接続しており、このドレン
パンヒータ（３６）も前記デフロスト回路の一部を形成
している。

尚、（３７）は前記ドレンパンヒータ（３６）を短絡す
る短絡路（３８）の分岐部に介装する三方切換弁である
。

又、前記ホットガス弁（２１）は、電圧に比例して前記
ホットガスバイパス路（２０）への弁開度を０〜１００
％に制御可能とし、前記蒸発器（４）へのホットガスバ
イパス量を制御することにより能力調整を行い、冷凍運
転及び冷蔵運転を可能にすると共に、デフロスト運転時
にはホットガスの全・量がホットガスバイパス路（２０
）に流れるようにするのであって、コンピュータを内蔵
するコントローラ（４０）によりＰＩＤ制御が行なわれ
るようになっている。

又、前記計量部（３３）は、計量タンク（３１）を用い
て形成しているが、この計量タンク（３１）は必らずし
も必要でないし、また、高圧液管（６ｂ）に形成したが
低圧液管（６Ｃ）に形成してもよいのであって、計量タ
ンク（３１）を用いない場合は液管を利用し、一定量の
冷媒が計量できるようにすればよい。

尚第１図において（ＨＰＳ）は高圧スイッチ、（ＨＰＯ
３）は高圧制御スイッチ、（ＬＰＳ）は低圧スイッチ、
（ＯＰＳ）は油圧保護スイッチ、（ＷＰＳ）は水圧スイ
ッチである。

また、デフロスト運転の開始指令は、主としてエアープ
レッシャスイッチ（ＡＰＳ）とデフロストタイマーによ
り行ない、デフロスト運転の終了は、主として低圧ガス
管（６ｄ）の温度を検出するサーモスタット（ＴＨ）に
より行ない、また、デフロスト運転の開始指令により行
なうポンプダウン運転の終了は、前記低圧スイッチ（Ｌ
ＰＳ）を用いて行なうのである。

しかして、以上の構成において冷凍又は冷蔵運転を行な
う場合、コントローラ（４０）のセットポイントセレク
ターにより設定温度を設定して行なうのであって、設定
温度が一５℃より低い冷凍運転においては、蒸発器（４
）の吸込側に設けるリターンセンサー（Ｒ８）をもとに
圧縮機（１）の発停制御により設定温度に調整し、また
、−５℃以上の冷蔵運転においては、吹出側に設けるサ
プライセンサー（８８）をもとに、前記ホットガス弁（
２１）を０〜１００％の開度に制御し、この開度に応じ
た流量でホットガスを蒸発器（４）にバイパスすること
により設定温度に調整するのである。

そして、以上の如く冷凍又は冷蔵運転を行なっている際
、前記蒸発器（４）がフロストして前記エアープレッシ
ャスイッチ（ＡＰＳ）が作動するか、又はデフロストタ
イマーが動作してデフロスト指令が出ると次の如くデフ
ロスト運転が行なわれる。

このデフロスト運転を第２図に示したフローチャートに
従って説明する。

先ず、デフロスト運転の開始指令が出ると、前記切換機
構（４１）が動作して均圧ライン（５ｂ）が高圧制御ラ
イン（５ｃ）に連通し、前記膨張弁（５）が閉じると共
に、前記ホットガス弁（２１）のホットガスバイパス！
（２０）へノ開度がある場合には０％に制御されてポン
プダウン運転が始まる。

このポンプダウン運転で液冷媒は凝縮器（２）（３）か
ら前記膨張弁（５）に至る部分に閉じ込められるのであ
って、液冷媒の閉じ込みの進行と共に低圧圧力が低下し
、この低圧圧力が前記低圧スイッチ（ＬＰＳ）の設定値
より低くなると、前記低圧スイッチ（ＬＰＳ）がオフ動
作し、ポンプダウン運転の終了が検出される。

このとき、前記低圧スイッチ（ＬＰＳ）がオフ動作する
と圧縮機（１）は通常停止するが、次に説明する計量後
の前記膨張弁（５）の開動作により低圧が上昇すると再
起することになる。しかし、デフロスト運転を行なう場
合のポンプダウン運転終了時前記圧縮機（１）を停止さ
せる必要はないし、むしろ停止させない方が好ましいか
ら、前記ポンプダウン運転の終了を検出する前記低圧ス
イッチ（ＬＰＳ）のオフ動作時には前記圧縮機（１）の
停止は行なわないようにするのである。

そして、前記低圧スイッチ（ＬＰＳ）によるポンプダウ
ン運転の終了が検出されると、前記ホットガス弁（２１
）が、ホットガスバイパス路（２０）に対し１００％開
度に切換えられると共に、前記三方切換弁（３４）も導
入路（３５）側に切換えられ、かつ、前記蒸発器（４）
に付設のファン（１０）が停止されると共にこれら動作
と同時に前記電磁弁（３２）が閉じると共に、前記切換
機構（４１）が切換えられ、均圧ライン（５ｂ）の高圧
制御ライン（５ｃ）との連通が遮断されて前記膨張弁（
５）が開くのである。

しかして、前記電磁弁（３２）の閉動作により、前記膨
張弁（５）の閉動作で閉じ込めた冷媒のうち、デフロス
ト運転に必要な冷媒量が前記計量部（３３）において計
量されるのであり、斯く計量された冷媒は、前記膨張弁
（５）の開動作により蒸発器（４）側へ流出すると共に
、前記ホットガス弁（２１）及び三方切換弁（３４）の
切換動作により、前記圧縮機（１）から吐出されるホッ
トガスの吐出圧力により強制的に前記デフロスト回路に
押し出されるのである。

所で、第２図に示したフローチャートでは、前記導入路
（３５）へのホットガス導入は、前記計量部（３３）で
計量した冷媒を押し出すだけに用いるものである。

この押し出し時間は、通常２０秒以内で完了するので、
予めその時間を計測してタイマーにより設定し、この設
定時間の経過後前記三方切換弁（３４）を切換えて、前
記導入路（３５）を閉じ、前記計量部（３３）へのホッ
トガスを中止するのであり、ポンプダウン運転終了後直
ちにデフロスト運転の開始ができるのである。

しかして、以上の如くポンプダウン運転からデフロスト
運転には圧縮機（１）を停止することな（直ちに移行で
きるし、また、計量部（３３）で計量した冷媒はデフロ
スト回路に短時間で移送でき、デフロスト運転の開始当
初がら冷媒量が不足することなく効率よくデフロストで
きるのである。

従って、以上の如くデフロスト運転への移行が早く、シ
かもデフロスト運転の開始当初に冷媒量が不足すること
はないので、それだけデフロスト時間を短かくできるし
、また、予め設定した一定量の冷媒でデフロスト運転を
行なえるから、このデフロスト運転の直前における運転
状態に関係なく常に最適なデフロストが可能となるので
ある。

そして、以上の如くデフロストの進行により低圧ガス管
（６ｄ）の温度が上昇し、この温度を検出するサーモス
タット（ＴＨ）の設定温度を越えると、前記サーモスタ
ット（Ｔ）（）の動作でデフロスト終了信号が出力し、
デフロスト運転が終了する。

このデフロスト運転の終了に伴ない前記開閉弁（３２）
が開き、冷凍運転に戻るときは、ホットガス弁（２１）
がホットガスバイパス路（２０）側の開度が０％に、ま
た、冷蔵運転に戻るときは、コントローラからの開度制
御に基づいた開度に制御されるのである。

次に第３図は、他の実施例を示したものであって、第１
図のものとの相違点は、高圧制御ライン（５ｃ）に三方
電磁弁（４２）を介装し、この三方電磁弁（４２）の一
端を配管（５ｅ）によりホットガスバイパス路（２０）
に接続した点である。

これにより、冷凍運転時は切換機＋ｉ　（４１）を均圧
ライン（５ｂ）と連絡官（５ｄ）が連通ずるように切換
えることにより、膨張弁（５）による過熱度制御がなさ
れる。また、冷蔵運転時には、切換機構（４１）及び三
方電磁弁（４２）を、均圧ライン（５ｂ）と高圧制御ラ
イン（５ｃ）（正確には切換機構（４１）と三方電磁弁
（４２）との間のライン）と前記配管（５ｅ）とを連通
ずるようにそれぞれ切換えることにより、ホットガスバ
イパス時ホットガス圧を膨張弁（５）に作用すせ、膨張
弁（５）を閉じ気味として液冷媒流ｎを少なりシ、ホッ
トガスバイパスによる経済的な能力制御運転を行うので
ある。そしてフロスト時には、切換機構（４１）および
三方電磁弁（４２）を、均圧ライン（５ｂ）および高圧
制御ライン（５ｃ）が高圧ガス管（６ａ）と連通ずるよ
うにそれぞれ切換えられて第１図の説明と同様の運転が
なされるのである。

以上説明した実施例において、導入路（３５）は三方電
磁弁（３４）を介してホットガスバイパス路（２０）の
途中に接続したが、高圧ガス管（６ａ）に接続してもよ
いし、三方電磁弁（３４）の代りに三方電磁弁を前記導
入路（３５）の途中に設けてもよい。

又、以上の構成において、凝縮器として空冷及び水冷凝
縮器（２）（３）を併用したが、単一の凝縮器（２）又
は（３）のみでもよいし、コンテナ冷凍装置に適用した
が、その他冷蔵庫にも適用できる。

（発明の効果） 以上の如く本発明は、一定量の冷媒を計量してデフロス
ト運転を行なうようにしたから、デフロスト運転は、そ
の運転の直前の運転状態に関係なく行なえるのであって
、デフロスト終了時冷媒の高圧圧力が異常に上昇したり
、圧縮機モータに過電流が流れたりして運転不能になる
ことなく定常運転に復帰できるのである。

しかも、前記計量部（３３）は感温膨張弁（５）を利用
して形成したから、液管に設けるサイズの大きい開閉機
構は一つでよく、前記膨張弁（５）の均圧ラインサイズ
の比較的小形の切換機構により前記膨張弁（５）を閉動
作させられるから、従来例に比較して全体としてコスト
ダウンになるし、また、前記膨張弁（５）の上流側に開
閉機構を設け、計量部（３３）を形成する前記膨張弁（
５）を前記開閉機構の下流側に設けたから、運転停止時
、前記計量部（３３）が液封状態になることはなく、従
って液封による問題点も解消できるし、しかも、計量部
（３３）の容量は従来例に比較して大きくする必要もな
いのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明冷凍装置の一実施例を示す冷媒配管系統
図、第２図はデフロスト運転のフローチャート図、第３
図は他の実施例を示す冷媒配管系統図、第４図は従来例
を示す概略図である。 （１）・・・・・・圧縮機 （２）（３）・・・・・・凝縮器 （４）・・・・・・蒸発器 （５）・・・・・・膨張弁 （５ａ）・・・・・・感温筒 （５ｂ）・・・・・・均圧ライン （５ｃ）・・・・・・高圧制御ライン （６ｂ）・・・・・・高圧液管 （２０）・・・・・・ホットガスバイパス路（２１）・
・・・・・ホットガス弁 （３２）・・・・・・開閉機構 （３３）・・・・・・計量部 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧縮機（１）から吐出されるホットガスを、凝縮
   器（２、３）を側路して蒸発器（４）にバイパスさせる
   ホットガスバイパス路（２０）と、前記蒸発器（４）に
   バイパスさせるホットガス量を制御するホットガス弁（
   ２１）とを備え、かつ、高圧液管（６ｂ）に、感温部（
   ５ａ）をもつ感温膨張弁（５）を設けた冷凍装置におい
   て、前記膨張弁（５）に接続する均圧ライン（５ｂ）に
   、切換機構（４１）を介して高圧ラインに連通する高圧
   制御ライン（５ｃ）を接続し、前記均圧ライン（５ｂ）
   に高圧を作用させることにより前記膨張弁（５）を閉じ
   、前記凝縮器（２、３）を含む液溜め部に冷媒を閉じ込
   めるようにすると共に、前記膨張弁（５）の上流側に、
   開閉機構（３２）を設けて前記膨張弁（５）と開閉機構
   （３２）との間に、前記液溜め部に閉じ込めた冷媒のう
   ち、デフロスト回路に循環させる冷媒を計量する計量部
   （３３）を形成したことを特徴とする冷凍装置。