JPH0237271A - 冷温調装置 - 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】 （イ）産業上の利用分野 この発明は装置本体から離れた位置に設置されたプラス
チック成形用金型等の負荷を、冷温調きれたブライン（
水または液体）を用いて所定温度に維持するのに使用す
る冷温調装置に関する。

（ロ）従来の技術 出願人は、この種の冷温調装置として先に第５図に示す
ものを提案している（特願昭６２−２９３２３９号）。

第１図において、（Ａ）は圧縮機（１）、凝縮器（２）
、ドライヤー（３）、キャピラリーチューブク４）、蒸
発器（５）及びアキュームレータ（６）を順次環状に連
結してなる冷媒回路、（Ｂ）は液体タンク（７）のプラ
インを循環ポンプ（８）を介して金型等の負荷（９）に
循環供給するブライン循環路である。液体タンク（７）
は上部を開放したステンレス製で、タンク内部が通液孔
（１０）を有する仕切り板（１１）にて上部ブライン室
（７ａ）と下部ブライン室（７ｂ）とに上下に分割され
ている。そして、上部ブライン室（７ａ）のブライン中
に蒸発器（５）が浸漬され、下部ブライン室（７ｂ）に
はヒータ（１２）が挿入されている。ブライン循環路（
Ｂ）は負荷（９）と液体タンク（７）との間に往き流路
（１３）と戻り流路（１４）とを有し、戻り流路（１４
）は液体タンク（７）の流入口側で２つの分岐路（１４
ａ）（１４ｂ）に分岐されている。そして、一方の分岐
路（１４ａ）は上部ブライン室（７ａ）に接続され、他
方の分岐路（１４ｂ）は下部ブライン室（７ｂ）に接続
きれている。また、分岐路（１４ｂ）の管径を分岐路（
１４ａ）の管径より大きくし、かつ、分岐路（１４ｂ）
には抵抗体（１５）を設けることにより、上部ブライン
室（７ａ）及び下部ブライン室（７ｂ）に流入するブラ
イン量が適度に調整されている。また、これらの分岐路
（１４ａ）（１４ｂ）より上流側の戻り流路（１４〉に
は三方切換弁（１６）の流入口（１６ａ）と第１流出口
（１６ｂ）とが接続され、三方切換弁（１６）の第２流
入口（１６ｃ）と両分岐路（１４ａ）（１４ｂ）との間
には空冷式熱交換器（１８）を有する空冷式熱交換器用
流路（１９）が接続されている。また、（２０）は空冷
式熱交換器（１８）と並列接続され、かつ、抵抗体（２
１）を有するバイパス管、（２３）はファン、（２４）
は制御装置であり、ファン（２３）の空気通路には凝縮
器（２）と空冷式熱交換器（１８）とが並置されている
。

制御装置（２４）は戻り流路（１４）のブライン温度を
検知する温度センサ（２５）と、室温センサ（２６）と
を有し、圧縮機（１）、循環ポンプ（８）、ヒータ（１
２）、三方切換弁（１６）及びファン（２３）を制御す
るものである。

上述した従来装置では、ブライン温度を１５°Ｃから５
０°Ｃまでの所定温度に保つ場合、制御装置（２４）が
圧縮機（１）、循環ポンプ（８）及びファン（２３）を
運転させるとともに、三方切換弁（１６）を矢印イのよ
うに切換える。また、温度センサ（２５）の検出温度に
応じてヒータ（１２〉のオン、オフ通電時間をリニアに
制御する。このため、上部ブライン室（７ａ）で冷却さ
れたブラインと下部ブライン室（７ｂ）で加熱されたブ
ラインとは下部ブライン室（７ｂ）で合流して所定温度
のブラインとなり、往き流路（１３）を介して負荷（９
）へ送られる。また、負荷（９）のブラインは戻り流路
（１４）及び分岐路（１４ａ）（１４ｂ）を介して上部
ブライン室（７ａ）と下部ブライン室（７ｂ）とに戻る
。このようにして、液体タンク（７）のブラインが負荷
（９）に循環供給きれ、負荷温度が所定温度（１５〜５
０°Ｃ）近傍に維持される。

ブライン温度を５０’Ｃから９０’Ｃまでの所定温度に
保つ場合、制御装置（２４）は圧縮機（１）を停止させ
、循環ポンプ（８）及びファン（２３）を運転させると
ともに、三方切換弁（１６）を矢印口のように切換える
。また、温度センサ（２５）の検出温度に応じてヒータ
（１２）のオン、オフ通電時間をリニアに制御する。さ
らにまた、温度センサ（２５）及び室温センサ（２６）
の検出温度の差温に応じてファン（２３）の回転数を制
御し、差温か大きい時はファン（２３）の回転数を小き
くするとともに、差温か小さいときはファン（２３）の
回転数を大きくする。このため、液体タンク（７）から
流出したブラインは往き流路（１３）−負荷（９）−三
方切換弁（１６）−空冷熱交換器用流路（１９）及びバ
イパス管（２０）−分岐路（１４ａ）（１４ｂ）の順に
流れて液体タンク（７）に戻り、負荷（９）に供給され
るブラインの温度は空冷式熱交換器（１８）での放熱量
と、ヒータ（１２）の加熱量とによって所定温度（５０
〜９０″Ｃ）に維持される。

（ハ）発明が解決しようとする課題 上述した従来装置ではブライン温度が４０℃以上に設定
されると、冷媒圧縮機の吸入ガスの過熱度が過大となり
、高圧ガスの温度上昇やモータ巻線温度の温度上昇によ
って圧縮機が停止する危惧があった。また、５０℃以上
に設定きれると、圧縮機の運転ができなくなるため、ヒ
ータの加熱量と空冷式熱交換器での放熱量とによってブ
ライン温度を調節しなければならなかった。

この発明は上述した事実に鑑みてな祢れたものであり、
ブライン設定温度に対する冷凍サイクルの運転可能範囲
を拡大し、ブライン温度が例えば５０°Ｃを超える高温
域に設定された場合でも、蒸発器による冷却とヒータの
加熱とによって安定した冷温調運転が行えるようにする
ことを目的とする。

（ニ）課題を解決するための手段 この発明では、圧縮機、凝縮器、減圧装置及び蒸発器を
連結してなる冷媒回路と、その蒸発器をブライン中に浸
漬させた液体タンク、循環ポンプ及びヒータを有し、ブ
ラインを負荷に循環するブライン循環路とを備えたもの
において、蒸発器と圧縮機との間の冷媒回路にこの回路
部と熱交換する吸入ガス冷却器を設け、凝縮器と蒸発器
との間の冷媒回路を第１ｆｉ圧装置及び前記吸入ガス冷
却器を有する第２分岐路と、第２減圧装置を有する第２
分岐路とに分岐し、両分岐路には冷媒切換装置を設けた
構成である。

また、この発明では、圧縮機、凝縮器、減圧装置及び蒸
発器を連結してなる冷媒回路と、その蒸発器をブライン
中に浸漬させた液体タンク、循環ポンプ及びヒータを有
し、ブラインを負荷に循環するブライン循環路とを備え
たものにおいて、蒸発器と圧縮機の間の冷媒回路にこの
回路部と熱交換する吸入ガス冷却器を設け、減圧装置と
蒸発器との間の冷媒回路を前記吸入ガス冷却器を有する
第１分岐路と、この第１分岐路を側路する第２分岐路と
に分岐し、両分岐路には冷媒切換装置を設けた構成であ
る。

（＊）作用 ブライン温度が低目に設定された場合、減圧装置にて減
圧された冷媒を直接、蒸発−器に流し、蒸発器の冷却使
方を最大限発揮させる。また、ブライン温度が高目に設
定された場合、減圧装置にて減圧された冷媒を吸入ガス
冷却器を介して蒸発器に流し、蒸発器で過熱された冷媒
を冷却してから圧縮機に吸入させる。このようにすると
、冷凍サイクルの運転可能範囲が高温域において拡大さ
れ、安定した冷温調運転が可能になる。

くべ）実施例 以下、この発明を図面に示す実施例について説明する。

第１図において、第２図と共通する部分には同一符号を
付し、その説明を省略する。

第１図において、蒸発器（５）は３つのコイルからなる
第１蒸発器（５ａ）と第２蒸発器（５ｂ）と第３蒸発器
（５ｃ）とに分割され、これらが順次直列に接続されて
いる。そして、第１蒸発器（５ａ）及び第３蒸発器（５
Ｃ）は上部ブライン室（７ａ）に上下に収容され、第２
蒸発器（５ｂ）は下部ブライン室（７ｂ）に収容されて
いる。蒸発器（５）とアキュームレータ（６）との間の
冷媒回路（Ａ）にはこの回路部の管と熱交換する二重管
構成の吸入ガス冷却器（２７）が設けられている。また
、ドライヤー（３）と蒸発器（５）との間の冷媒回路（
Ａ）は冷媒切換装置としての冷媒開閉弁（２８）、キャ
ピラリーチューブよりなる第１減圧装置（２９）及び吸
入ガス冷却器（２７）を有する第１分岐路（３０）と、
冷媒切換装置としての冷媒開閉弁（３１）、及びキャピ
ラリーチューブよりなる第２減圧装置（３２）を有する
第２分岐路（３３）とに分岐きれている。循環ポンプ（
８）と負荷（９）との間の往き流路（１３）には第１開
閉弁（３４）を有する第１流路（３５）と、抵抗体等の
絞り装置（３６）によって流路抵抗が調整された第２流
路（３７）と、第２開閉弁（３８）及び空冷式熱交換器
（１８）を有する第３流路（４０）とよりなる並列流路
が介挿されている。また、ヒータ（１２）は戻り流路（
１４〉に介挿された加熱タンク（４１）内に挿入されて
いる。また、戻り流路（１４）のブラインは液体タンク
（７）の側面に取付けた箱状のヘッダー（４２〉によっ
て分岐された後、上部ブライン室（７ａ）と下部ブライ
ン室（７ｂ）とに流入する。

上述した実施例装置ではブライン温度を１５℃から６０
°Ｃまでの所定温度に保つ場合、制御装置（２４）が圧
縮機り１）、循環ポンプ（８）及びファン（２３）を運
転させるとともに、温度センサ（２５）の検出温度に応
じてヒータ（１２）のオン、オフ通電時間をリニアに制
御し、ブライン温度を所定温度に調節する。また、ブラ
イン循環路（Ａ）の第１開閉弁（３４）を開にするとと
もに、第２開閉弁を閉にする。このとき、ブライン循環
路（Ｂ）ではブラインが液体タンク（７）−循環ポンプ
（８）−第１流路（３５）及び第２流路（３７）−負荷
（９）−加熱タンク（４１）−ヘツダー（４２）−液体
タンク（７）の順に流れ、蒸発器（５）による冷却量と
、ヒータ（１２）の加熱量とにより、負荷（９）の温度
が所定温度近傍に維持きれる。

一方、冷媒回路（Ａ）では、ブライン温度を１５〜４０
°Ｃの低温域の所定温度に調節する場合と、４０〜６０
’Ｃの中温域の所定温度に調節する場合とで次のような
冷媒流制御が行われる。即ち、上述した低温域では冷媒
開閉弁（３１）を開にするとともに、冷媒開閉弁（２８
）に閉にし、ドライヤー（３）を通過した冷媒を第２分
岐路（３３）の減圧装置（３２）で減圧した後、蒸発器
（５）に供給して蒸発器（５）の冷却能力を極力大きく
する。また、上述した中温域では冷媒開閉弁（２８）を
開にするとともに、冷媒開閉弁（３１）を閉にし、ドラ
イヤー（３）を通過した冷媒を第１分岐路（３０）を介
して蒸発器（５）に供給する。このため、減圧装置（２
９）によって減圧された気液の冷媒と、ブラインとの熱
交換によって過熱蒸気になった蒸発器（５）の冷媒とが
吸入ガス冷却器（２７）内で熱交換され、圧縮機（１）
に吸入される冷媒は適当な温度の過熱蒸気に保たれる。

この結果、ブライン温度が４０〜６０℃の高温に保たれ
る条件下でも、冷媒回路（Ａ）による冷凍サイクル運転
が支障なく行われる。

次に、ブライン温度を６０℃から９０℃までの所定温度
に保つ場合について説明する。このような条件下では冷
凍サイクル運転が困難になるため、制御装置（２４）は
圧縮機（１）を停止させるとともに、循環ポンプ（８）
及びファン（２３）を運転させ、温度センサ（２５）の
検出温度に応じてヒータ（１２）のオン、オフ通電時間
をリニアに制御する。また、第１開閉弁（３４）を閉に
し、第２開閉弁（３８）を開にする。さらにまた、ブラ
イン温度と室温センサ（２６）との差温を検出し、差温
か大きいとき（ブライン温度が高目に調節されるとき）
はファン（２３）の回転数を大きくし、差温か小さいと
き（ブライン温度が低目に調整されるとき）はファン（
２３）の回転数を小きくする。このため、プラインは液
体タンク（７）−循環ポンプ（８）−第２流路（３７）
及び第３流路（４０）−負荷（９）−加熱タンクク４１
）−液体タンク（７〉の順に流れ、負荷（９）に供給さ
れるブラインの温度は空冷式熱交換器（１８）での放熱
量と、ヒータ（１２）の加熱量とにより所定温度に維持
される。

本実施例によれば、液体タンク（７）に浸漬された蒸発
器（５）の冷媒量とヒータ（１２）の加熱量とによって
ブライン温度を調節する場合、ブライン温度が低目（１
５〜４０℃）のときは第２分岐路（３３）で減圧された
冷媒を直接、蒸発器（５）に流し、ブライン温度が高目
（４０〜６０℃）のときは冷媒を第１分岐路（３０）で
減圧し、さらに吸入ガス冷却器（２７）で圧縮機（１）
の吸入ガスと熱交換させてから蒸発器（５）に流すよう
にしたので、第３図に示すように低温域での冷却能力を
十分に確保しながら、高温域では圧縮機（１）の吸入ガ
スの温度を低下させることができ、従来、不可能とされ
た５０〜６０°Ｃの温度でも冷凍サイクル運転が可能で
ある。

第４図はこの発明の他の実施例を示すものである。この
実施例では分岐路にそれぞれ減圧装置を設ける代わりに
、共通の減圧装置り４３）を使用し、この減圧装置（４
３）と蒸発器（５）との間に開閉弁く２８）及び吸入ガ
ス冷却器（２７）を有する第１分岐路（３０）と、開閉
弁（３１）を有する第２分岐路（３３）を並列に設けた
ものである。

（ト）発明の効果 この発明は以上のように構成されているので、プライン
設定温度に対する冷凍サイクルの運転可能範囲が高温域
（例えば４０〜６０″Ｃ）で大幅に拡大きれ、しかも、
低温域（例えば１５〜４０”Ｃ）での冷却能力を十分に
確保することができ、従来、不可能とされていた高温域
（例えば５０〜６０°Ｃ）のブライン温度を蒸発器によ
る冷却とヒータの加熱とによって調節できるなど、広範
囲にわたって安定した冷温調運転が期待できるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す冷温調装置の概略構
成図、第２図は液体タンクの正面図、第３図は冷温調装
置の動作特性説明図、第４図はこの発明の他の実施例を
示す冷温調装置の概略構成図、第５図は従来の冷温調装
置の概略構成図である。 （Ａ）・・・冷媒回路、　（１）・・・圧縮機、　（２
）・・・凝縮器、　（５）・・・蒸発器、　（Ｂ）・・
・ブライン循環路、（７）・・・液体タンク、　（８）
・・・循環ポンプ、　（２７）・・・吸入ガス冷却器、
　（２８）（３１）・・・冷媒開閉弁（冷媒切換装置）
、　（２９）（３２）　（４３＞・・・減圧装置、　（
３０）・・・第１分岐路、　（３３）・・・第２分岐路
。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧縮機、凝縮器、減圧装置及び蒸発器を連結して
   なる冷媒回路と、その蒸発器をブライン中に浸漬させた
   液体タンク、循環ポンプ及びヒータを有し、ブラインを
   負荷に循環するブライン循環路とを備えたものにおいて
   、蒸発器と圧縮機との間の冷媒回路にこの回路部と熱交
   換する吸入ガス冷却器を設け、凝縮器と蒸発器との間の
   冷媒回路を第１減圧装置及び前記吸入ガス冷却器を有す
   る第２分岐路と、第２減圧装置を有する第２分岐路とに
   分岐し、両分岐路には冷媒切換装置を設けたことを特徴
   とする冷温調装置。
2. （２）圧縮機、凝縮器、減圧装置及び蒸発器を連結して
   なる冷媒回路と、その蒸発器をブライン中に浸漬させた
   液体タンク、循環ポンプ及びヒータを有し、ブラインを
   負荷に循環するブライン循環路とを備えたものにおいて
   、蒸発器と圧縮機の間の冷媒回路にこの回路部と熱交換
   する吸入ガス冷却器を設け、減圧装置と蒸発器との間の
   冷媒回路を前記吸入ガス冷却器を有する第１分岐路と、
   この第１分岐路を側路する第２分岐路とに分岐し、両分
   岐路には冷媒切換装置を設けたことを特徴とする冷温調
   装置。