JPH0237259A - ２段圧縮冷凍サイクル - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は２段圧ｍ機に高圧ガスを供給するためのインジ
ェクション回路が接続された冷凍サイクルにおいて、２
段圧縮機に液冷媒か供給されることを防止することので
きる２段圧縮冷凍サイクルに関する。

（従来の技術） 一般に、２段圧縮機を有する冷凍サイクルにおいては、
２段圧縮機に高圧ガスを供給するためにインジェクショ
ン回路が設けられる。

二の種の冷凍サイクルは第８図に示す如き構成が採用さ
れている。

図示するように、２膜圧１ｔｆｉａには下段圧縮部すと
上段圧縮部Ｃとが設けられ、その上段圧縮部Ｃには凝縮
器ｄおよび蒸発器ｅが順次接続される。これら′ａ縮器
ｄと蒸発器ｅとの間には第１減圧装置ｆと第２減圧装置
ｇとが介設され、これらの減圧装置ｆ、ｇ間には気液分
離器りが設けられ、この気液分離器りにはその高圧ガス
を２段圧縮機ａに供給するインジェクション回路ｉが接
続される。

したがって、蒸発器ｅから下段圧縮部すに供給されて圧
縮されたガスとインジェクション回路ｉを通って供給さ
れるガスとが併合されてこれら併合されたガスが上段圧
縮部Ｃで圧縮されることになる。

（発明が解決しようとする課題） ところで、外気が低下すると、冷凍サイクル内の冷媒の
液化が促進され、気液分離器り内の液冷媒量が増大する
ことになり、気液分離器りから溢れた液冷媒かインジェ
クション回路ｉに流れ込む二とになる。

二のため、従来は２段圧縮Ｎ　ａ、に液冷媒が過剰に供
給され、２膜圧ａ機ａが液圧縮をする問題があった。

本発明は上記問題点を有効に解決すべく創案されたらの
である。

本発明は圧縮機の液圧縮を未然に防止し７、圧縮機の信
頼性を向上させることのできる２段圧縮冷凍サイクルを
提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段と作用） 本発明は、２段圧縮機に接続される凝縮器と蒸発器との
間に気液分離器を介設すると共に、その気液分離器と上
記圧縮機とをインジェクション回路で接続した２段圧縮
冷凍サイクルにおいて、上記インジェクション回路に、
圧縮機始動時には閉成され圧ｍｔＲ始動始動室一定時間
経過後開成される制卸弁を設けたものであり、圧縮機始
動時にはインジェクション回路を閉じ、圧縮機始動後−
定時間経過後には圧縮機にガスのみ供給されるようにし
たものである９ （実施例） り正本発明の一実施例を添付図面に従って詳述する。

第１図は本発明に係る冷凍サイルクを示したものである
。

図示するように、この冷凍サイルクには中間圧部１を介
して直列に連結された下段圧縮部２と上段圧縮部３とを
有する２段圧縮ＦＲ４が設けられる９ この圧縮機４の上段圧縮部３には凝縮器５および蒸発器
６が介設され、これら凝縮器５と蒸発器６との闇には第
１減圧装置７と第２減圧装置８とが設けられ、これら減
圧装置７，８間には気液分離器９が設けられる。

二の気液分離器９にはインジェクション回路１０が接続
され、このインジェクション回路１０は気液分離器９内
のホットガスを２段圧縮機４の下段圧縮部２と上段圧縮
部３との間の中間圧部１を移送するようになっている。

特に、このインジェクション回路１０には圧縮機始動時
には閉成され、圧縮機始動後一定時間後には開成される
制御弁２０が設けられ、この制御弁２０は二方弁２１に
よって構成される９二の二方弁２１にはその開閉時期を
制御する制御手段２２が接続され、この制御手段２２に
は圧縮機４の運転時間をカウントするタイマ２３が設け
られる。

具体的には第２図に示すように、横軸に運転時間をとり
、縦軸に三方弁２１のＯＮ、ＯＦＦ動作をとると、制御
手段２２は２段圧縮機４が停止しているときにはタイマ
２３のカウントがＯであるため、二方弁２１を全閉する
ことになる。

一方、２段圧縮煎４が起動されると、その起動後の運転
時間ｔがタイマ２３でカウントされる。

二の運転時間ｔが一定時間Ｔよりも小さい場合には液冷
媒の液化が充分になされておらず、いまだにサイクルが
安定していないため、液バツクの虞れがある。

したがって、圧ｗｉ機始動一定時間経過するまで、二方
弁２１は全開状態に保持されインジェクション回路１０
が閉じられることになる。

そこで、圧縮機運転時間ｔが一定時間Ｔを越えたときに
はサイクルが安定し７、液バツクの虞れがないので、制
御手段２２は二方弁２１を全開にする９これにより、イ
ンジェクション回路１０が開放され、この開放されたイ
ンジェクション回路１０を通って気液分離器９内の高圧
ガスが２段圧縮機４に供給されることになり、２段圧縮
機４においては２段圧縮が可能となる。

二のように、インジェクション回路１０が圧縮機始動後
においてサイクルが安定した後に開放されるため、液バ
ツクが未然に防止され、圧縮機４が液圧縮する。ことは
ない。

なお、三方弁２１を開閉制御する場合、第１図に示すよ
うに、圧縮機温度あるいは圧縮機吐出ガス温度を検出す
る温度センサ２４で二方弁２１を開閉するようにしても
よい。

二の場合、温度センサ２４が圧縮機温度ないし吐出ガス
温度が一定値以下になったことを検出したときに三方弁
２１を閉じるように構成する。

このように、三方弁２１が閉止されているときには凝縮
器５を低温の冷媒が通過し１、その低温冷媒は二段圧縮
機４にインジェクションされることはない。このため、
冷媒サイクルのモリエル線図は第３図から第４図に示す
ようになり、２段圧縮機４から吐出されるカス温度が上
昇すると共に圧縮機４自身も温度上昇することになる。

したがって、２段圧縮機４にガスまたは液冷媒かインジ
ェクションされ、そのインジェクションされた冷媒によ
って下段圧縮部２から吐出された吐出ガスが冷却され、
圧縮機温度が低下することを防止できる。なお、本実施
例においては圧縮機温度と１１縮器温度とを検出し１、
これら温度差が一定値以下となったときに二方弁２１を
閉じるように構成することも可能であり、また圧、縮機
運転周波数の変化を検出し、その検出値に基づいて三方
弁２１の開閉制御することも有効である。

また、第１図において、インジェクション回路１０に、
二方弁２１の有無に拘らずヒータ２５を設けるように構
成り、てらよい。

すなわち、インジェクション回路１ｏにはにれを通過す
る冷媒を加熱するヒータ２５が設けられると共に、この
ヒータ２５には制御手段２６が接続され、この制御手段
２６には圧縮１４の吐出温度を検出する温度センサ２４
か設けられる。

特に、制御手段２６はヒータ２５の加熱量を調節し、圧
縮Ｒ４にインジェクションされる冷媒の状態を制御する
と共に、圧縮機吐出ガス温度を一定に保持するようにな
っている。また、室外温度が１５°Ｃ以下になった場合
等の一定条件のときにはインジェクション回路１０を通
過する冷媒が液バツク（液、力、ス混合インジェクショ
ン）するように、第１減圧装置７、第２減圧装置８の絞
り量が調節される９ そこで、外気温度が変動し２、サイクルのバランスがく
ずれ、インジェクション回路１０に多量の液冷媒が流入
すると、圧縮機吐出温度が低下することになり、この場
合には制御手段２６において圧縮機吐出温度が低下した
ことが検出され、その低下量に相当する分だけヒータ２
５の加熱量が増大する。二とになる８、二のため、イン
ジェクション回路１０内の液冷媒が加熱され、気化する
ために圧［１４が冷却されなくなり、圧＃ａ機吐出温度
を一定に保つことができる９ なお、第２減圧装置８は温度式膨張弁で構成されてもよ
い。

また、第５図は四方弁３０を有する２段圧縮冷凍サイク
ルを示すと共に圧縮機始動後一定時間の間に２膜圧ＷＩ
ｎ４に徐々に冷媒を供給するように構成したちのである
。

上記実施例と同様に、２段圧縮機４と気液分離器９とが
インジェクション回路１０を介し、て互いに接続されて
おり、このインジェクション回路１０には制御弁２０を
構成する電子膨張弁３１が介設され、この電子膨張弁３
１にはその開度を調節するための制御手段３２が接続さ
れ、この制御手段３２には圧縮ｔ１１１４の吐出温度を
検出する温度センサ３３が接続される９ 具体的には制御手段３２は第６図に示すように、インジ
ェクションがなされないときは電子膨張弁３１を全開に
し、インジェションが開始されるときには電子膨張弁３
１の開度を一定時間ｔ１の間、徐々に大きくシ１、イン
ジェクションが通常時に至ったときは電子膨張弁３１を
通常時の開度に設定するように構成される。

これを具体的に第７図に示すフローチャートで説明する
と、先ず、電子膨張弁３１がセットＯＮされたか否かが
判断され、これがＮＯの場合にはスタートに戻る。

電子膨張弁３１がセットＯＮされ、運転開始時等冷凍サ
イクルが不安定なときには、電子膨張弁３１が全開にさ
れ、インジェクション回路１０が閉じられ、圧縮行程の
圧ｉ機４に冷媒が供給されることはない９ 次いで、運転開始後の経過時間をｔとするとその経過時
間ｔが、冷凍サイルクが安定する時間ｊＱを越えたか否
かの判断がなされ、安定時間ｔｏ＞経過時間ｔの関係に
ある場合には電子膨張弁３１は全開の状態に保持される
。

経過時間ｔが安定時間ｔｏを超えたときには電子膨張弁
３１が開かれ、２段圧縮がなされる。

二の際、時間の経過αごとに弁開度をβずつ増大させて
電子膨張弁３１が徐々に開くように制御され、液冷媒が
一気に上段圧縮部３にインジェクションすることが防止
される。

次に、インジェクション開始後一定時間ｔ１を経過した
か否かの判断がなされ、一定時間ｔ１を経過し、ていな
い場合には前行程に戻り電子膨張弁３１の開度を徐々に
大きくする状態が継続される。

一方、一定時間ｔ１を経過したときはインジェクション
前にインジェクション回路１ｏに残留していた液冷媒も
なくなっており、通常のインジェクション制御に移行す
ることになる。すなわち、二の場合には温度センサ３３
から制御手段３２に吐出ガス温度が出力され、２膜圧Ｗ
Ｉ機４には圧縮機吐出温度に応じたインジェクション量
が供給され、２段圧縮サイクルがなされる。

二の後、電子膨張弁３１のセットがＯＦＦに移行し、な
い場合には通常のインジェクション制御がなされ、セッ
トＯＦＦになったときは全行程が終了する。

二のように、電子制御弁３１を介して運転開始等冷凍サ
イクルが不安定なときにはインジェクション回路１０を
閉じ、運転開始後には圧縮機４に徐々に冷媒が供給され
るため、大量の液冷媒が上段圧縮部３の圧縮行程に流入
することを防止できる。

なお、電子膨張弁３１の代りにインジェクション凹８１
０に複数のキャピラリチューブを介設して絞り制御する
ように構成してもよい。この場合には絞り度合の小さい
順に上流側から下流側に配列することになる。

［発明の効果］ 以上要するに本発明によれば、インジェクション回路に
制御弁を介設し、圧ｍ機始動時にはインジェクション回
路を閉じ、始動後一定時間経過した後には制御弁を介し
て圧縮機にガス冷媒を供給するので、液バツクがなくな
り、液圧縮を防止でき、圧縮機の信頼性を向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る２段圧縮冷凍サイクルを示す図、
第２図は二方弁の制御内容を示す図、第３図および第４
図はモリエル線図、第５図は本発明に係る２段圧縮冷凍
サイクルを示す図、第６図は電子膨張弁の制御内容を示
す図、第７図は電子膨張弁の制御内容を示すフローチャ
ート図、第８図は２段圧縮冷凍すイルクの従来例を示す
図である。 図中、４は２段圧縮機、５は凝縮器、９は気液分離器、
１０はインジェクション回路、２ｏは制御弁である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、２段圧縮機に接続される凝縮器と蒸発器との間に気
   液分離器を介設すると共に、該気液分離器と上記圧縮機
   とをインジェクション回路で接続した２段圧縮冷凍サイ
   クルにおいて、上記インジェクション回路に、圧縮機始
   動時には閉成され圧縮機始動後一定時間経過後には開成
   される制御弁を設けたことを特徴とする２段圧縮冷凍サ
   イクル。 ２、上記制御弁が、絞り弁で構成されると共に圧縮機運
   転始動後一定時間の間徐々に開度を大きくするように構
   成された請求項１記載の２段圧縮冷凍サイクル。