JPH0289971A - 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、詳しくはホットガスバイパス路を
備え、蒸発器へのホットガス供給量を制御することによ
りコンテナあるいは冷蔵庫の庫内温度を冷凍領域あるい
はチルド領域に制御できるようにした冷凍装置に関する
ものである。

（従来の技術） 上記の如き構成の冷凍装置においては、蒸発器に供給さ
れるホットガス量を制御することによって、庫内温度を
冷凍領域あるいはチルド領域とするようにしているが、
冷凍領域運転とチルド領域運転とでは、冷媒循環量に差
が生じることとなる。

即ち、ホットガスをバイパスさせて吹出空気温度をチル
ド領域に制御する冷蔵運転においては、吹出空気温度に
対応して冷媒の低圧が高くなり、それだけ冷媒循環量が
多くなるし、ポットガスをバイパスさせないで吸込空気
温度を冷凍領域に制御する冷凍運転においては、冷媒の
低圧が低くなり、それだけ冷媒循環量が少なくなる。

一方、このような構成の冷凍装置において、蒸発器への
フロストが進行した場合、前記ホットガス弁により循環
する冷媒の全量をホットガスバイパス路を介して蒸発器
に供給することによりデフロスト運転が行なわれるが、
上記した如く冷凍装置の運転状態により冷媒循環量に差
が生じることから、冷蔵運転時におけるデフロスト運転
と冷凍運転時におけるデフロスト運転とでは、デフロス
トに供される冷媒循環量に差が生ずることとなる。

かかる冷媒循環ｍの差は、デフロスト運転における種々
の問題発生、即ちデフロスト時間がかかり過ぎろことあ
るいは冷凍運転復帰時における高圧異常上昇等につなが
るところから、デフロスト運転においては、デフロスト
前の運転状態のいかんにかかわらず、所定量の冷媒を蒸
発器に供給し得るようにしたものが提案されている（特
開昭５９−１９７７６４号公報参照）。

（発明が解決しようとする課題） 上記公知例の冷凍装置においては、デフロスト運転開始
指令により凝縮器の下流側に設けられた開閉弁を閉止し
て、デフロスト運転開始と同時に、ポンプダウン運転に
よって凝縮器を含む液溜部に冷媒を閉じ込め、該液溜部
に閉じ込められた冷媒のうち所定量の冷媒をデフロスト
運転が行なわれているデフロスト回路に流出せしめろ如
くなしているが、蒸発器のデフロストに要する冷媒循環
量は、冷凍装置の運転状態の他に外気温度等の因子によ
っても左右されるため、液溜部に閉じ込められた冷媒の
うち所定量の冷媒によりデフロスト運転を行う場合にも
、最適なデフロスト運転が行えない場合が生ずるという
問題が残る。かかる問題に対処するために、外気温度の
高低に対応させて、デフロスト回路へ流出せしめる冷媒
量を変化させる如く制御する試みがなされているが、外
気温度を冷媒制御の指標とする場合、次のような問題が
起こるおそれかある。

（１）本発明が対象としている湯玉コンテナ等の場合、
外気温度の検出が困難な場合が多い。

即ち、空冷凝縮器用のファンからの高温排風が風向きに
よっては、外気温度検出手段にかかり、外気より高い温
度を検出してしまうことがあり、また、雨や海水が外気
温度検出手段にかかって外気より低い温度を検出してし
まうことがある。

（２）外気温度と、デフロスト時の吸入圧力（デフロス
ト能力を決定づける要因となるしの）およびデフロスト
時間との関係は、第４図図示の如く、あまり線形性を有
していない。従って、２０℃以下では段階的冷媒制御が
困難となる。

上記した如く、外気温度を制御指標とする場合には、な
お種々の問題が存在するところから、デフロスト運転に
おけるより適正な冷媒制御方法が模索されているのが現
状である。

本発明者は、デフロスト運転における冷媒制御指標を種
々模索した結果、圧縮機の油温が極めて安定した状態で
検出され、しかも油温と、デフロスト時の吸入圧力（デ
フロスト能力を決定づける要因となるもの）およびデフ
ロスト時間との関係が、第３図図示の如く、はぼ線形を
示すことを知るに至り、かかる点に鑑みて本発明をする
に至ったのである。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたしので、圧縮機の
油温変化を指標として、デフロスト運転時における循環
冷媒制御を行うことによって、いかなる条件下にあって
も常に適正なデフロスト運転を行い得るようにすること
を目的とするしのである。

（課題を解決するための手段） 本発明では、上記課題を解決するための手段として、図
面に示すように、圧縮機１から吐出されるホットガスを
、凝縮器２をバイパスして蒸発器５に供給するホットガ
スバイパス路７と、フロスト時においては循環する冷媒
の全量を前記ホットガスバイパス路７を介して前記蒸発
器５に循環させてデフロスト運転を行うべく作動するホ
ットガス弁８とを備えた冷凍装置において、前記凝縮器
２の下流側に、デフロスト運転の開始指令により閉止す
る開閉弁９を設けて、ポンプダウン運転により前記凝縮
器２を含む液溜部１０に冷媒を閉じ込め、ポンプダウン
運転終了後前記液溜部ＩＯに閉じ込められた冷媒のうち
所定量の冷媒をデフロスト運転が行なわれるデフロスト
回路Ｘに流出仕しめる如く作用する複数の定量流出装置
１１．１２を設けるとともに、前記圧縮機ｌの油温の低
下に応じて前記定量流出装置１１．１２の作動個数を順
次増加せしめる如く作用する制御手段２０を付設してい
る。

（作　用） 本発明では、上記手段によって次のような作用が得られ
ろ。

即ち、冷凍装置運転中において蒸発器５へのフロストが
進行すると、ホットガス弁８の作動によりホットガスバ
イパス路７を介して蒸発器５ヘホツトガスが供給される
デフロスト運転が開始されるが、該デフロスト運転開始
と同時に開閉弁９が閉止されてポンプダウン運転が開始
され、該ポンプダウン運転により前記凝縮器２を含む液
溜部１０に閉じ込められた冷媒のうち所定量の冷媒が複
数の定量流出装置１１．１２の作用によりデフロスト運
転が行なわれるデフロスト回路Ｘに流出けしめられるの
であるが、前記制御手段２０の作用により前記圧縮機ｌ
の油温の低下に応じて前記定量流出装置１１．１２の作
動個数を順次増加せしめられることとなるのである。従
って、高油温時（換言すれば、高外気温度時）あるいは
低油温時（換言すれば、低外気温度時）に対応した適正
な冷媒循環量によりデフロスト運転が行なわれることと
なるのである。

（発明の効果） 本発明によれば、圧縮機ｌから吐出されるホットガスを
、凝縮器２をバイパスして蒸発器５に供給するホットガ
スバイパス路７と、フロスト時においては循環する冷媒
の全量を前記ホットガスバイパス路７を介して前記蒸発
器５に循環させてデフロスト運転を行うべく作動するホ
ットガス弁８とを備え、前記凝縮器２の下流側に、デフ
ロスト運転の開始指令により閉止する開閉弁９を設けて
、ポンプダウン運転により前記凝縮器２を含む液溜部ｌ
Ｏに冷媒を閉じ込め、ポンプダウン運転終了後前記液溜
部１０に閉じ込められた冷媒のうち所定量の冷媒をデフ
ロスト運転が行なわれているデフロスト回路Ｘに流出せ
しめる如く作用する複数の定量流出装置１１．１２を設
けてなる冷凍装置において、デフロスト運転開始時にお
ける圧縮機１の油温の低下に応じて萌記定壜流出装置Ｉ
Ｉ。

Ｉ２の作動個数を順次増加せしめるようにしたので、高
油温時（換言すれば、高外気温度時）あるいは低油温時
（換言すれば、低外気温度時）に対応した適正な冷媒循
環量によりデフロスト運転が行なわれることとなり、低
外気温度条件下におけるデフロスト時間の短縮を図るこ
とができるという優れた効果がある。

また、低外気温度条件下におけるデフロスト運転での冷
媒循環量を適正に確保できるため、低外気温度時の圧縮
機のバキューム運転が防止されることとなり、圧縮機の
信頼性および耐久性の向上に大いに寄与する。

（実施例） 以下、添付の図面を参照して本発明の好適な実施例を説
明する。

本実施例の冷凍装置は、海上コンテナ用として使用され
るものであり、第１図図示の冷媒回路Ａを備えている。

該冷媒回路Ａは、圧縮機ｌ、凝縮器２、受液器３、減圧
機構として作用する膨張弁４および蒸発器５を冷媒配管
６により順次接続して構成されており、蒸発器４により
コンテナの庫内空気を冷却する冷凍サイクルを形成して
いる。

前記圧縮機１の吐出側と凝縮器２の人口側とを結ぶ高圧
ガス管６ａと、前記膨張弁４と蒸発５５とを結ぶ低圧液
管６ｂとの間には、前記圧縮機１から吐出されるホット
ガスを、前記凝縮器２、受液器３および膨張弁４をバイ
パスして蒸発器５へ導くホットガスバイパス路７が介設
されており、該ホットガスバイパス路７の前記高圧ガス
管６ａへの接続部位には、電動三方弁からなるホットガ
ス弁８が介装されている。該ホットガス弁８は、圧縮機
１の吐出側に接続される第１ボート８Ｂと、ホットガス
バイパス路７側に接続される第２ボート８ｂと、凝縮器
２の入口側に接続される第３ボート８ｃとを備えており
、電圧に比例して前記ホットガスバイパス路７への弁開
度を０％〜１００％に制御可能とされ、前記蒸発器５へ
のポットガスバイパス量を制御して能力調整を行うと同
時に、フロスト時に循環する冷媒の全量を前記ホットガ
スバイパス路７に流通させる如くなした比例制御弁とさ
れており、後述する制御手段２０により作動制御される
ようになっている。

また、前記凝縮器２の下流側、本実施例では受液器３の
下流側であって膨張弁４の直上流側には、冷凍運転又は
冷蔵運転の停止指令およびデフロスト運転の開始指令で
閉止する電磁開閉弁９が設けられており、該電磁開閉弁
９を閉止させた状態でのポンプダウン運転により前記凝
縮器２および受液器３を含む液溜部１０に冷媒を閉じ込
め得るように構成されている。

また、前記液溜部１０には、該液溜部１０に閉じ込めら
れている冷媒のうち、一定量の冷媒をデフロスト運転を
行うデフロスト回路Ｘ（即ち、圧縮機１１ホツトガス弁
８、ホットガスバイパス路７および蒸発４５からなる冷
媒循環回路）に流出させるための二つの定量流出装置１
１．１２が直列に設けられている。これらの定量流出装
置Ｉｔ。

１２のうち、下流側に位置する第１の定量流出装置１１
は、前記電磁開閉弁９の直上流側に接続され、所定量の
冷媒を貯溜し得る如く構成された第１計量レシーバ１３
と、該第１計量レシーバ１３の直上流側に設けられた電
磁開閉弁１４とからなっており、上流側に位置する第２
の定量流出装置１２は、前記電磁開閉弁■４の直上流側
に接続され、所定量（本実施例の場合、前記第１！１″
量レシーバ１３と同量）の冷媒を貯溜し得る如く構成さ
れた第２計量レシーバ１５と、該第２計量レシーバ１５
の直上流側に設けられた電磁開閉弁１６とからなってい
る。つまり、電磁開閉弁９の開作動時において、電磁開
閉弁１４の閉止状態を保持することにより第１計量レシ
ーバ１３に貯溜された一定量の冷媒がデフロスト回路Ｘ
へ流出せしめられ、電磁開閉弁１６を閉止させた後に電
磁開閉弁１４を開作動さけることにより第１計量レシー
バ１３および第２計量レシーバ１５に貯溜された２倍量
の冷媒がデフロスト回路Ｘへ流出せしめられるようにな
っているのである。ここで、第１計量レシーバ１３およ
び第２計量レシーバ１５に貯溜される冷媒の量は、高外
気温度条件下においてフロストした蒸発器５をデフロス
トするに足る冷媒量とされ、しかも二つ合わせた時低外
気温度条件下でフロストした蒸発器５をデフロストでき
る量とされる。なお、定量流出装置の設置個数は、本実
施例の二つに限定されるものではなく、デフロスト運転
時において必要とされる冷媒量を多段階制御したい場合
には、３個以上とすることら可能である。前記電磁開閉
弁９，１４．１６も後述する制御手段２０により作動制
御されるようになっている。

上記した如く、本実施例においては、液溜部ｌＯは、凝
縮器２、受液器３、第２計量レシーバ１５、第１計潰レ
シーバ１３およびこれらの機器を相互に接続している冷
媒配管により構成されることとなっているのである。

しかして、本実施例においては、圧縮機１の底部には、
該圧縮機ｌ内の油温を検出するための油温検出手段とし
て作用する温度センサーＩ７が設けられており、該温度
センサー１７により検出される油温′ｒを、デフロスト
運転時における冷媒制御の指標としている。このように
油温Ｔをデフロスト運転時における冷媒制御の指標とし
たのは、外気温度（従来の指標）に比べて、環境からの
影響を受けにくい点と、第３図図示の如く、油温と、デ
フロスト時の吸入圧力（デフロスト能力を決定づける要
因となるもの）およびデフロスト時間との関係かほぼ線
形を示すこととによる。

前記蒸発器５には、該蒸発器５へのフロストの進行度を
検出して、デフロスト開始指令を出力するフロスト検知
手段Ｉ８が付設されている。符号１９は低圧圧力スイッ
チである。

そして、前記温度センサー！７、フロスト検知手段１８
および低圧圧力スイッチ１９からの出力信号は、制御手
段として作用するコントローラ２０に入力され、該コン
トローラ２０からの指令により前記ホットガス弁８およ
び電磁開閉弁９．１４．１６の作動制御が行なわれるよ
うになっている。

前Ｓ己コントローラ２０は、マイクロコンピュータから
なっており、前記圧縮機ｌの油温Ｔの変化に対応して前
記定量流出装置１１．１２のうちの選ばれたものを作動
せしめる如く作用するようになっている。

ついで、図示の冷凍装置のデフロスト開始時の作用を第
２図図示のフローチャートを参照して詳述する。

本実施例の冷凍装置は、ホットガス弁８によりホットガ
スバイパス路７へのホットガス流量を制御することによ
り、蒸発器５の冷却能力を制御し、以って庫内温度を冷
凍領域あるいはチルド領域に制御しつつ運転されるが、
蒸発器５へのフロストが進行すると、フロスト検知手段
１８からのデフロスト開始信号を受けたコントローラ２
０の指令により電磁開閉弁９が閉止され且つ電磁開閉弁
Ｉ４．１６が開放される（ステップＳ１およびＳ、）。

従って、冷凍装置は、ポンプダウン運転されることとな
り、低圧が急激に降下せしめられる。該ポンプダウン運
転により循環冷媒のほぼ全量が、凝縮器２および受液器
３を含む液溜部１０に閉じ込められ、低圧圧力スイッチ
Ｉ９がＯＦ’Ｆ作動すると（ステップＳ、）、ホットガ
ス弁８がＯＮ作動して、第１ボート８ａと第２ボート８
ｂとが連通せしめられ、圧縮機ｌの吐出側とホットガス
バイパス路７とが連通せしめられる（ステップＳ、）。

この時、温度センサー１７により検出された油温Ｔが設
定値１０以上であると（ステップＳ、）、電磁開閉弁１
４が閉止されると同時に電磁開閉弁９が開放される（ス
テップｓｅ）。すると、第１定量流出装置１１を構成す
る第１計量レシーバ１３に貯溜されていた冷媒のみがデ
フロスト運転されているデフロスト回路Ｘへ流出せしめ
られることとなり、当該冷媒量によるデフロスト運転が
行なわれる。

一方、前記ステップＳＳにおいて、Ｔ　＜　Ｔ　ｏと判
定された場合には、電磁開閉弁！６が閉止された後電磁
開閉弁９．１４が開放される（ステップＳ、）。

すると、第１定量流出装置１１を構成する第１計量レン
ーバ１３と第２定量流出装置１２を構成する第２計虫レ
ンーバ１５とに貯溜されていた冷媒が前記デフロスト回
路Ｘへ流出せしめられることとなり、当該冷媒量による
デフロスト運転が行なわれる。

上記した如く、本実施例によれば、蒸発器５のフロスト
時の条件に対応した適正な冷媒循環機によるデフロスト
運転が行えることとなり、特に低外気温度条件下でのデ
フロスト時間の短縮が図れるのである。

本発明は、上記実施例の構成に限定されるものではなく
、発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜設計変更可
能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第菖図は本発明の実施例にかかる冷凍装置の冷媒回路図
、第２図は本発明の実施例にかかる冷凍装置のデフロス
ト運転開始時における作用を説明するためのフローチャ
ート、第３図は圧縮機の油温と、デフロスト運転時の吸
入圧力およびデフロスト時間との関係を示す特性図、第
４図は外気温度と、デフロスト運転時の吸入圧力および
デフロスト時間との関係を示す特性図である。 ！・・・・・・・圧縮機 ２・・・・・・・凝縮器 ５・・・・・・・蒸発器 ７・・・・・・・ポットガスバイパス路８・・・・・・
・ホットガス弁 ９・・・・・・・電磁開閉弁 ｌＯ・・・・・・液溜部 ＩＩ、１２　　・・・定量流出装置 ２０・・・・・・制御手段 Ｘ・・・・・・・デフロスト回路 第２図 油温Ｔ　（’Ｃ：） 第４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）をバイパスして蒸発器（５）に供給するホットガ
   スバイパス路（７）と、フロスト時においては循環する
   冷媒の全量を前記ホットガスバイパス路（７）を介して
   前記蒸発器（５）に循環させてデフロスト運転を行うべ
   く作動するホットガス弁（８）とを備えた冷凍装置にお
   いて、前記凝縮器（２）の下流側に、デフロスト運転の
   開始指令により閉止する開閉弁（９）を設けて、ポンプ
   ダウン運転により前記凝縮器（２）を含む液溜部（１０
   ）に冷媒を閉じ込め、ポンプダウン運転終了後前記液溜
   部（１０）に閉じ込められた冷媒のうち所定量の冷媒を
   デフロスト運転が行なわれるデフロスト回路（Ｘ）に流
   出せしめる如く作用する複数の定量流出装置（１１）、
   （１２）を設けるとともに、前記圧縮機（１）の油温の
   低下に応じて前記定量流出装置（１１）、（１２）の作
   動個数を順次増加せしめる如く作用する制御手段（２０
   ）を付設したことを特徴とする冷凍装置。