JPH0345857A - 製氷機用圧縮機の過熱防止装置 - 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、オーガ式製氷機のような製氷機の冷凍回路に
関し、特に、同冷凍回路に含まれる圧縮機の過熱防止に
関するものである。

［従来の技術］及び［発明が解決しようとする課題ゴ従
来、圧縮機の過熱による不都合を無くすために、 ■製氷機の分野では、過熱が生じると圧縮機の運転を停
止させる方法が一般に採用されているが、このような方
法では、停止中に製氷を行うことができなくなり、 ■空調装置の分野では、圧縮機の過熱を検知したら、減
圧弁をバイパスするように冷媒を流す技術が例えば実開
昭５８−１２４７６０号公報に開示されているが、この
技術を単に製氷機に適用してみても、蒸発温度が高くな
り過ぎて製氷が行われなくなり、 ■また、インジェクション冷却方式のロータリコンプレ
ッサを含む冷凍装置においては、例えば実公昭５２−７
８１５７号公報に開示されているように、冷媒循環量の
一部を圧縮機の冷却に使用する技術があるが、空調装置
に比較して製氷機では冷媒循環量が少ないため、その一
部をキャピラリーを用いて圧縮機に流そうとすると、細
く長いキャピラリーが必要になり、キャピラリー詰まり
のような二次弊害を招来する。

従って、本発明の目的は、少なくとも上記の及び■のよ
うな問題のない製氷機用圧縮機の過熱防止装置１提供す
ることである。

［課題を解決するための手段］ この目的から、本発明によると、製氷機用圧縮機の過熱
防止装置は、冷媒入口及び出口を有する製氷機用圧縮機
と、該圧縮機の冷媒出口に凝縮器を介して一端で接続さ
れた膨張手段と、該膨張手段の他端及び前記圧縮機の冷
媒入口の間に接続された蒸発器を備える冷凍回路におい
て、前記製氷機用圧縮機の温度を検出する温度検出装置
と、前記膨張手段の一端及び他端に同膨張手段と並列に
接続されたバイパス管と、該バイパス管に設けられると
共に、前記温度検出装置に接続された電磁弁と、該電磁
弁と直列に前記バイパス管に設けられた減圧手段とを備
え、該減圧手段は、その低圧圧力が前記膨張手段よりも
高く設定されていることを特徴とするものである。

好適な実施例においては、温度検出装置はサーミスタで
あり、該サーミスタと電磁弁との間には、タイマ機能を
有する制御器が接続されている。

［作用コ 圧縮機の温度は温度検出装置により検出されている。こ
の温度検出装置が圧縮機の過熱状態を表す設定温度を検
出すると、電磁弁が開弁される。

電磁弁が開弁されると、冷媒が減圧弁に流れるが、減圧
弁の設定低圧圧力は膨張弁よりも高いため、冷媒は、蒸
発器に流入しても十分に蒸発せず、圧縮機へ部分的に液
相の状態で戻り、この液冷媒により圧縮機が冷却される
。

圧縮機が冷却されれば、温度検出装置を介して電磁弁が
閉弁される。温度検出装置がサーミスタの場合には、制
御器のタイマ機能により一定時間を経過すると、電磁弁
が閉弁される。

このようにして電磁弁がオン・オフされ、製氷を続けな
がら圧縮機の過熱を防止する。

［実施例コ 次に、本発明の好適な実施例について添付図面を参照し
て詳細に説明する。

第１図は、本発明によるオーガ式製氷機用冷凍回路の一
例を略図的に示すもので、圧縮機１の冷媒出口から冷媒
入口に延びる配管１ａには、冷媒の流れに関して上流側
から順に、凝縮器２と、膨張弁３と、蒸発器４とが直列
に設けられている。また、膨張弁３の両端にはバイパス
管１ｂが接続されており、このバイパス管１ｂに、電磁
弁６と、減圧弁７とが直列に設けられている。更に、実
施例では圧縮機１のケースに、ライン８ａを介して制御
器９に接続された温度検出装置ｆ８が設けられており、
電磁弁６の開閉はこの制御器９によりライン８ｂを介し
て制御される。５は、圧縮機１の冷媒入口側に接続され
た別の温度検出装置もしくは感温筒であって、これが膨
張弁３の開閉を制御する。

減圧弁７としては、キャピラリーチューブ又は定圧式膨
張弁を使用することができ、また、温度検出装置８とし
ては、サーモスタット又はサーミスタのような周知のも
のを使用することができる。

実施例では、圧縮機１のケースに唯一っの温度検出装置
８を設けたが、複数個の温度検出装置８を圧縮機ｌの冷
媒出口側配管に設けたり、圧縮機モータ（図示せず）の
巻線に設けたりしてもよい。尚、温度検出装置８は、圧
縮機１の温度を直接又は間接的に検出できればよいので
、その取付位置は上記の位置に限定されない、更に、膨
張弁３は感温筒による温度作動式としたが、定圧式でも
よい。

圧縮機１が過熱されていない通常の運転時には、電磁弁
６が閉弁しているため、減圧弁７に冷媒は流れない。し
かし、周囲温度の上昇や、凝縮器２の詰まり等の原因に
より圧縮機１が過負荷になり、圧縮機１の温度が徐々に
上昇して過熱状態を示す所定値に至ると、温度検出装置
８がこの所定値を検出して制御器９に検出信号を出力し
、電磁弁６が制御器９を介して開弁する。減圧弁７の設
定低圧圧力は、過熱が生じる前の膨張弁３の出口側低圧
圧力よりも若干高くなるように、設定されている。

過熱時にこのように電磁弁６を開くことにより冷媒を減
圧弁７に通すと、蒸発器４内を流れる冷媒は、同蒸発器
４で完全に蒸発しきれなくなるため、蒸発器４出口側の
温度が低下し、温度検出装置５がこれを検出して膨張弁
３を閉弁させようとする。前述のように、減圧弁７は膨
張弁３の低圧圧力より僅かに高く設定されているので、
膨張弁３は閉弁する。即ち、温度作動式Ｗ張弁では、あ
る一定の過熱度で低圧圧力、と感温筒５の温度とがバラ
ンスしているとすると、電磁弁６を開くことにより低圧
圧力が上昇し、蒸発器４では低圧圧力が高くなる。その
ため、冷媒の循環量が増大するので、冷媒が蒸発器４で
完全に蒸発しきれず、感温筒５の温度は低下する。この
ように過熱度が低くなるため、膨張弁３は閉じようとす
る。しかし、冷媒は減圧弁７より流れ込むため、低圧圧
力はバランス圧力よりも低くならず、膨張弁３は過熱度
の低下に対応してどんどん閉弁する。

定圧式膨張弁の場合も同様である。即ち、低圧圧力を一
定値に保とうとするのが定圧式膨張弁であるが、電磁弁
６を開き減圧弁７に冷媒が流れると、減圧弁７の設定圧
力は膨張弁３の低圧圧力よりも高く設定しであるために
、膨張弁３の低圧圧力が上昇し、その結果、膨張弁３は
、上昇した低圧圧力を一定値まで低下させるべく絞るよ
うに動作するので、閉弁することになる。

このように電磁弁６及び減圧弁７を冷媒が流れているサ
イクルでは、膨張弁３が開いているサイクルよりも低圧
圧力が高く、冷媒は、蒸発器４で完全に蒸発できないの
で、圧縮機１へ一部が液相で戻る。圧縮機１はこの液冷
媒で冷却され、その過熟が防止される。

一般に製氷機においては、低圧圧力が高くなると製氷能
力は低下するので、減圧弁７の設定圧力は、Ｉｉｊ張弁
３で制御するサイクルの低圧圧力よりも若干高くなる程
度であることが好ましく、例えば、０．３〜０．５Ｋｇ
／ａｍ”程度の差圧が好適である。このように設定すれ
ば、圧縮機１に戻る液冷媒の量も圧縮機の過熱を防止し
うる範囲内で最少になり、圧縮機で液圧縮を起こすこと
もなく、製氷能力の低下を最低限に抑えることができる
。

次に、圧縮機１が冷却されれば、製氷量を増すために、
膨張弁３が開弁される冷凍サイクルに戻す。温度検知装
置８がサーモスタットである場合には、そのオン・オフ
の温度ディファレンシャルが比較的に大きいので、ディ
ファレンシャルに依存して電磁弁６を閉弁させ、その結
果、膨張弁３を開弁させることができる。しかし、サー
ミスタである場合、検知温度にある一定のディファレン
シャルを持たせて２温度設定とし、電磁弁６をオン・オ
フ制御することができないので（ディファレンシャルが
小さいため、制御に使用すると電磁弁が頻繁にオン・オ
フし、電磁弁の故障になる）、制御！！９にタイマ機能
を持たせておくのが有利である。即ち、サーミスタが圧
縮機の過熱状態を示す設定温度を検出し、その検出信号
を制御器９に入力すると、同制御器９が開弁信号を電磁
弁６に出力すると共に、制御器９のタイマ回路（図示せ
ず）が動作して、例えば５〜８分というような一定時間
後に電磁弁６を閉弁させる。

このようにして、膨張弁３を使用する冷凍サイクルと減
圧弁７を使用する冷凍サイクルとが交互に繰り返され、
圧ｍ機１の温度、蒸発器４の入口温度、蒸発器４の出口
温度（圧縮機の吸込温度とほぼ同じ）が第２図に示すよ
うに変化する。即ち、第２図（ａ）において、製氷機の
運転が始まると圧縮機１の温度は曲線１１で示すように
徐々に上昇し、蒸発器４の入口温度及び出口温度はそれ
ぞれ曲線１２．１３で示すように低下する。圧縮機１の
温度が時間し、で過熱状態を表す設定上限温度に達する
と、第２図（ｂ）に示すように電磁弁６が開弁し、制御
器９のタイマ回路の設定時間ｔ２に至ると、電磁弁６が
再び開弁する。蒸発器４の入口温度は、曲線１２から分
かるように電磁弁６が開弁すると低圧圧力が高くなった
分だけ上昇し、閉弁すると低圧圧力が低くなった分だけ
低下する。また、蒸発器４の出口温度は、曲線１３から
分かるように電磁弁６が開弁すると低圧圧力が上昇した
分冷媒が蒸発できないため、入口温度とほぼ同じ程度ま
で低下し、閉弁すると上昇する。

［発明の効果コ 以上のように、本発明の過熱防止方法及び装置によれば
、圧縮機の過熱を検知したら、膨張弁に並列に設けられ
た、設定低圧圧力が該膨張弁より高い減圧弁を開くよう
にしているため、低圧圧力の増加分だけの最少の製氷能
力低下で圧縮機を冷却することができる。

また、本発明に従って上述のように減圧弁を使用すると
、冷媒を自由に選定できるために、オゾン層を破壊する
と言われているＲ−１２やＲ−５０２のような特定のフ
ロン系冷媒以外のものも使用できる。

その理由について以下に記載すると、例えばオーガ式の
ような製氷機においては、高圧縮比でも圧縮機が過熱し
ないように、フロン系冷媒であるＲ−１２や、Ｒ−２２
及びＲ−１１５の共沸混合体であるＲ−５０２が使用さ
れており、圧縮機を過熱させ易いフロン系冷媒のＲ−２
２は、製氷機では使用しない慣行であった。

即ち、比較的に飽和液ガス温度が似ているＲ−２２及び
Ｒ−５０２に例をとってモリエル線図上と、Ｒ−５０２
及びＲ−２２の冷凍サイクルは第３Ａ図のようになる。

第３＾図において、圧縮機の吸入ガスの状態を同程度の
過熱度とすると、圧縮機の吐出温度は、Ｒ−５０２では
Ａ点、Ｒ−２２では＾′点となり、へ′点の方が温度が
高く圧縮機を過熱させ易い。これは、等エントロピー線
がＲ−２２の方がＲ−５０２より傾いているためである
。

しかし、第３Ｂ図に示すように、蒸発温度が高い空調装
置の場合（第３Ｂ図において、Ｂ点はＲ−５０２を利用
した製氷機についてのモリエル線図上の蒸発温度、Ｂ′
点はＲ−２２を利用した空調装置についてのモリエル線
図上の蒸発温度をそれぞれ示す）、等エントロピー線が
Ｒ−２２の方がＲ−５０２より傾いていても、冷媒Ｒ−
２２の吐出温度＾′を比較的に低く抑えることができる
ので、冷媒Ｒ−２２は空調装置用として用いられてきた
。

従って、冷媒Ｒ−２２をＲ−５０２と同様に製氷機に使
いたい場合には、第３Ｃ図に示すように、吐出温度式°
、Ａを同程度とするため、冷媒Ｒ−２２については、過
熱度を低くして湿り蒸気の状態で冷媒を圧縮機に戻せば
よい。

本発明によると、圧１１＠が過熱状態となって電磁弁が
開弁じている時には、減圧弁の低圧圧力が上昇した分冷
媒が蒸発できないので、過熱度の低い湿り蒸気の状態の
冷媒が圧縮機に戻ることになり、Ｒ−２２のような冷媒
でも製氷機において使用可能となる。

更に、本発明の好適な実施例によれば、過熱時に電磁弁
６が開弁している間、冷媒は膨張弁３を流れないため、
減圧弁としてキャピラリーチューブを選定した場合でも
、冷媒循環量の一部を分けて圧縮機を冷却させるインジ
ェクション方式のものよりも太く又は／及び短いキャピ
ラリーチューブを使用できるため、詰まり等の現象の発
生は大幅に減少する。

【図面の簡単な説明】

第１Ｕｆ！ｉは、本発明による製氷機用圧縮機の過熱防
止方法を実施する装置を備えた製氷機の冷凍回路の概略
図、第２図（ａ）及び（ｂ）は、本発明に従って過熱防
止方法を実施した場合の圧縮機温度等と過熱防止装置の
電磁弁の開閉との関係を示すグラフ、第３八図、第３Ｂ
図及び第３Ｃ図は、本発明の作用、効果を説明するため
のグラフである。 １・・・圧縮機　　　　　　１ｂ・・・バイパス管２・
・・凝縮器　　　　　　３・・・膨張手段（膨張弁）４
・・・蒸発器　　　　　　６・・・電磁弁７・・・減圧
手段（減圧弁） ８・・・温度検出装置　　　９・・・制御器第 図 第２図 ｔ、　ｔ２ 晴間 第３Ａ図 第３Ｂ図 工）タルピー 第３Ｃ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）冷媒入口及び出口を有する製氷機用圧縮機と、該圧
   縮機の冷媒出口に凝縮器を介して一端で接続された膨張
   手段と、該膨張手段の他端及び前記圧縮機の冷媒入口の
   間に接続された蒸発器を備える冷凍回路において、前記
   製氷機用圧縮機の温度を検出する温度検出装置と、前記
   膨張手段の一端及び他端に同膨張手段と並列に接続され
   たバイパス管と、該バイパス管に設けられると共に、前
   記温度検出装置に接続された電磁弁と、該電磁弁と直列
   に前記バイパス管に設けられた減圧手段とを備え、該減
   圧手段は、その低圧圧力が前記膨張手段よりも高く設定
   されていることを特徴とする製氷機用圧縮機の過熱防止
   装置。 ２）前記温度検出装置はサーミスタであり、該サーミス
   タと前記電磁弁との間には、タイマ機能を有する制御器
   が接続されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の製氷機用圧縮機の過熱防止装置。