JPH0375453A - 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、スクリュー圧縮機、凝縮
器、減圧装置及び蒸発器を冷媒配管を介して接続すると
共に、圧縮機の吐出側に接続する凝縮器と減圧装置との
間の冷媒配管から、スクリューロータの圧縮過程部に接
続する分岐液管を分岐した冷凍装置に関する。

（従来の技術） 従来、この種冷凍装置として、感温膨張弁をもったバイ
パス配管によりスクリューロータの圧縮過程部に液冷媒
を噴射するようにしたものが、例えば特公昭８３−２５
２５５号公報に示されている通りすでに知られている。

以上のごとき冷凍装置は、第５図に示したように、スク
リュー圧縮機（Ａ）、凝縮器（Ｂ）、減圧装置（Ｃ）及
び蒸発器（Ｄ）を冷媒配管（Ｅ）を介して接続し、前記
蒸発器（Ｄ）の出口側から温度式自動膨張弁（Ｆ）を介
装したバイパス配管（Ｇ）を分岐して、スクリューロー
タ（）（）の圧縮過程部に接続し、前記バイパス配管（
Ｇ）から液冷媒を前記温度式自動膨張弁（Ｆ）の制御の
下にスクリューロータ（Ｈ）の圧縮過程部に噴射して、
吐出ガスの過熱度を一定にしながら吐出ガス温度の異常
な上昇を抑えるようにしている。

尚、（Ｋ）は外部均圧管、（Ｌ）は前記温度式自動膨張
弁（Ｆ）の感温筒である。

（発明が解決しようとする課題） ところで、以上のごとき冷凍装置においては、前記バイ
パス配管（Ｇ）に高価な温度式自動膨張弁（Ｆ）を設け
ているから、コストが高くなるし、又吐出ガス温度の過
熱度を一定にしているから、前記凝縮器（Ｂ）の凝縮温
度が高くなると、吐出ガスの温度が所定温度より高くな
ることや、吐出圧力等の急な変化に対し、感温膨張弁の
応答が遅れ、吐出ガスの温度が所定の温度より高くなる
問題があった。

本発明は以上のような問題に鑑みてなしたもので、その
目的は、高価な感温膨張弁を用いることなく、簡単な構
成により安価で、かつ、簡単に吐出ガス温度の一定温度
以上への上昇を確実に防ぐことのできる冷凍装置を提供
することである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明は、スクリュー圧縮
機（１）、凝縮器（２）、減圧装置（３）及び蒸発器（
４）を冷媒配管（５）を介して接続すると共に、圧縮機
（１）の吐出側に接続する凝縮器（２）と減圧装置（３
）との間の冷媒配管（５）から、スクリューロータ（６
）の圧縮過程部に接続する分岐液管（７）を分岐した冷
凍装置であって、前記圧縮機（１）の吐出側に、吐出圧
力が所定圧力以上のとき作動する高圧スイッチ（８）を
、また、前記圧縮機（１）の吸入側に、吸入圧力が所定
圧力以下のとき作動する低圧スイッチ（９）を設ける一
方、前記分岐液管（７）に、前記スクリューロータ（６
）の圧縮過程部に接続する第１支管（７ａ）と第２支管
（７ｂ）を設けて、第１支管（７ａ）を前記スクリュー
ロータ（６）の圧縮過程部の圧縮終了側に接続すると共
に、第２支管（７ｂ）に高圧スイッチ（８）又は低圧ス
イッチ（９）の作動により開く電磁弁（１０）を介装し
て、この第２支管（７ｂ）を、前記スクリューロータ（
６）の圧縮過程部に接続する前記第１支管（７ａ）より
吸入側にｔ妾続したのである。

（作用） 冷却用液冷媒をあまり必要としない吐出圧力が低い標準
圧力比運転（吸入圧力と吐出圧力との比が小さい運転）
時には、吐出圧力と、第１支管（７ａ）から液冷媒を噴
射するスクリューロータ（６）の圧縮過程部の圧縮終了
側における圧力との差圧が少なく、第１支管（７ａ）か
ら液冷媒の噴射は少量である。又、冷却用液冷媒を多量
に必要とする吐出圧力が高い高圧力比運転（吸入圧力と
吐出圧力との比が大きい運転）時には、吐出圧力と、前
記圧縮過程部の圧縮終了側における圧力との差圧が大き
く、かつ、吐出圧力の上昇につれて前記差圧が大きくな
り噴射液冷媒量が前記吐出圧力の上昇に対応して自動的
に増加することになり、吐出ガス温度の一定温度以上へ
の上昇を防止できる。

しかも、第１支管（７ａ）からの液冷媒噴射にも拘らず
、液冷媒の噴射量が不足して、吐出圧力が設定圧力以上
或は吸入圧力が設定圧力以下になると、高圧スイッチ（
８）或は低圧スイッチ（９）が作動して、第１支管（７
ａ）より差圧の大きい低圧側に液冷媒を噴射する第２支
管（７ｂ）から液冷媒がスクリューロータ（６）の圧縮
過程部に噴射され、第１支管（７ａ）からの冷媒流量不
足を補うことができ、吐出ガス温度の一定温度以上への
上昇を確実に防ぐことができる。

（実施例） 第１図に示した冷凍装置は、スクリュー圧縮機（１）の
吐出側から吸入側に順次、高圧のガス冷媒を液化する凝
縮器（２）、液冷媒を減圧する減圧装置（３）及び液冷
媒を蒸発させる蒸発器（４）を冷媒配管（５）を介して
直列に接続しており、圧縮機（１）の運転により、高圧
のガス冷媒を凝縮器（２）に供給して液化させ、次に前
記減圧装置（３）により減圧した液冷媒を前記蒸発器（
４）に供給し、該蒸発器（４）において熱を吸収して低
圧のガス冷媒となった冷媒を前記圧縮機（１）の吸入側
に循環するようにしている。

また凝縮器（２）と前記減圧装置（３）との間の冷媒配
管（５）から分岐液管（７）を分岐させて、この分岐液
管（７）をスクリューロータ（６）の圧縮過程部に接続
している。

しかして、このように構成した冷凍装置において、スク
リュー圧縮機（１）の吐出側に、吐出圧力が所定圧力以
上のとき作動する高圧スイッチ（８）を、また、前記圧
縮機（１）の吸入側に、吸入圧力が所定圧力以下のとき
作動する低圧スイッチ（９）を設ける一方、前記分岐液
管（７）に、前記スクリューロータ（６）の圧縮過程部
に接続する第１支管（７ａ）と第２支管（７ｂ）を設け
て、第１支管（７ａ）を前記スクリューロータ（６）の
圧縮過程部の圧縮終了側に接続すると共に、第２支管（
７ｂ）に高圧スイッチ（８）又は低圧スイッチ（９）の
作動により開く電磁弁（１０）を介装して、この第２支
管（７ｂ）を、前記スクリューロータ（６）の圧縮過程
部に接続する前記第１支管（７ａ）より吸入側に接続し
たのである。

即ち、前記分岐液管（７）に第１支管（７ａ）を接続し
て、この第１支管（７ａ）にキャビ５’Ｊ−（１１）を
介装して、前記スクリューロータ（６）の圧縮過程部の
圧縮終了側に接続するのである。

更に又、前記分岐液管（７）に第２支管（７ｂ）を接続
して、この第２支管（７ｂ）にキャピラリー（１２）と
電磁弁（１０）とを介装して、前記スクリューロータ（
６）の圧縮過程部における前記第１支管（７ａ）の接続
位置より吸入側に接続するのである。

又、一般に圧縮機（１）を出た吐出ガスの温度は、吸入
圧力（ＬＰ）が同じ場合には、吐出圧力（ＨＰ）が高い
ほど高くなるし、又、吐出圧力（ＨＰ）が同じ場合には
、吸入圧力（ＬＰ）が低いほど高くなるのであるから、
吐出ガス温度の上限と言われている１００”Ｃを越えな
いように、吐出圧力（ＨＰ）及び吸入圧力（ＬＰ）が第
２図にハツチングで示した領域にあるとき、前記電磁弁
（１０）を開動作させるようにするために、前記スクリ
ュー圧縮機（１）の吐出側には、吐出圧力が所定圧力以
上のとき作動する高圧スイッチ（８）を設けると共に、
吸入側には吸入圧力が所定圧力以下のとき作動する低圧
スイッチ（９）を設けている。

例えば、冷媒としてフロンＲ−２２を用いる場合、吐出
圧力（ＨＰ）が２０　ｋｇ　／　ｃ冒３以上のとき前記
高圧スイッチ（８）が作動するように設定すると共に、
吸入圧力（ＬＰ）が１　、０　ｋｇ／　ｃｗｓ”以下の
とき前記低圧スイッチ（９）が作動するように設定する
のである。従って、吐出圧力（ＨＰ）が２０　ｋｇ　／
　ｃｍ　”以上で、かつ、吸入圧力（ＬＰ）が１　、０
　ｋｇ／　（ｍｌ’以下になっても前記電磁弁（１０）
は開動作するのであり、吐出圧力（ＨＰ）が２０ｋｇ／
ｃｍ”以下で、かつ、吸入圧力（ＬＰ）が１−１−０ｋ
ｔ７”以上のときには、前記電磁弁（１０）は閉じてい
るのである。

このようにして、前記電磁弁（１０）の開動作時にのみ
第２支管（７ｂ）から冷媒を圧縮過程部における低圧側
に噴射するようにして、前記第１支管（７ａ）を冷媒噴
射の主系統にすると共に）第２支管（７ｂ）を副系統と
するのである。

即ち、前記第１支管（７ａ）に介装したキャピラリー（
１１）により吐出圧力が高くなる高圧力比運転、例えば
前記凝縮器（２）を空冷凝縮器とした場合、つまり水冷
凝縮器とした場合に比較して凝縮圧力（温度）が高くな
る空冷凝縮器を用いた場合、第１支管（７ａ）を流れる
液冷媒量が適正冷媒流量になるように設定しているので
あって、前記高圧力比運転時、スクリューロータ（６）
の圧縮過程部の圧縮終了側における圧力と吐出圧力との
差圧により適正流量の液冷媒が噴射されるようにし、こ
の液冷媒の噴射により吐出ガス温度の上昇を抑制するの
である。

また、前記第２支管（７ｂ）は、前記スクリューロータ
（６）の圧縮過程部における圧縮終了側に接続する第１
支管（７ａ）の接続部より低圧側に接続しており、吐出
圧力との差圧が圧縮終了側の圧力に比較して大きく、液
冷媒が流れ易くなっているから、前記第２支管（７ｂ）
には前記キャピラリー（１２）を介装すると共に、前記
電磁弁（１０）を介装するのであって、前記電磁弁（１
０）が開動作するとき大量の液冷媒がロータ（１）の圧
縮過程部に噴射しないように、前記キャピラリー（１２
）により第２支管（７ｂ）を流れる冷媒の流量を調整し
ている。

以上のように構成した冷凍装置を標準圧力比で運転する
ときは、第３図に示したように吐出圧力（Ｐ）はあまり
高くなく、従って吐出ガス温度もあまり上昇しなく、ロ
ータ（６）冷却用の冷媒量もあまり多く要しないから、
第１支管（７ａ）からの、冷媒の噴射が少量でもよいの
である。そして、第４図に示すように吸入圧力（Ｐｓ）
と吐出圧力（Ｐ）との比が標準圧力比運転より大きい高
圧力比運転を行うと、圧縮過程部の圧縮終了部における
圧力（ｐａｊ’ｃ出圧力（Ｐ）との差圧が標準圧力比運
転時の差圧より大きくなることにより前記キャピラリ　
−（１１）の冷媒流量は差圧に応じて増加し、吐出ガス
温度が設定温度より上昇するのを簡単な構成で、確実に
防ぐことができる。

従って、例えば、水熱交換器より一般に凝縮温度が高い
空気熱交換器を水熱交換器に代えて凝縮器（２）として
使用する場合でも、吐出ガス温度の上昇を防止できるの
である。

又、第１支管（７ａ）の冷媒流量が差圧に応じて増加し
てもなお吐出ガス温度の上昇を抑制することができない
場合、吐出圧力（ＨＰ）が２０ｋｇ　／　ｃｍ　　以上
或は吸入圧力（Ｌ　Ｐ　）が１．０ｋｇ／ｃｍ’以下に
なると、前記電磁弁（１０）が開動作して、第２支管（
７ｂ）を介してスクリューロータ（６）の圧縮過程部に
噴射でき、しかも、第２支管（７ｂ）を接続した圧縮過
程部における圧力（Ｐ、）は第１支管（７ａ）を接続し
た圧縮終了側の圧力（Ｐ２）より低圧であり、それだけ
吐出圧力（Ｐ）との差圧が大きいから、不足する冷媒量
を確実に補うことができ、吐出ガス温度の設定温度以上
への上昇を確実に阻止することができる。従ってスクリ
ュー圧縮機（１）のスクリューロータ（６）とケーシン
グとの熱膨張の差に起因する接触を避け、スクリュー圧
縮機（１）の破損を防ぐことができるのである。

尚、圧縮機（１）の吐出側には、高温検出スイッチ（１
３）を前記高圧スイッチ（８）と並設しており、吐出圧
力の上昇より早く急に吐出ガス温度が上昇するような場
合に対処するもので、高温検出スイッチ（１３）の作動
により前記電磁弁（１０）を開動作させるようにしてい
る。

又、（１４）は吐出圧力が２８　、５　ｋｇ／　ｃｍ”
ｔＬＬになった時、圧縮機（１）を停止させる高圧停止
スイッチであり、（１５）は吸入圧力が０．２ｋｇ／ｃ
ｍ’以下になった時圧縮機（１）を停止させる低圧停止
スイッチである。

（発明の効果） 以上のごとく、本発明によれば、前記圧縮機（１）の吐
出側に、吐出圧力が所定圧力以上のとき作動する高圧ス
イッチ（８）を、また、前記圧縮機（１）の吸入側に、
吸入圧力が所定圧力以下のとき作動する低圧スイッチ（
９）を設ける一方、前記分岐液管（７）に、前記スクリ
ューロータ（６）の圧縮過程部に接続する第１支管（７
ａ）と第２支管（７ｂ）を設けて、第１支管（７ａ）を
前記スクリューロータ（６）の圧縮過程部の圧縮終了側
に接続すると共に、第２支管（７ｂ）に高圧スイッチ（
８）又は低圧スイッチ（９）の作動により開く電磁弁（
１０）を介装して、この第２支管（７ｂ）を、前記スク
リューロータ（６）の圧縮過程部に接続する前記第１支
管（７ａ）より吸入側に接続したから、冷却用液冷媒を
あまり必要としない吐出圧力が低い標準圧力比運転時に
は、吐出圧力と、第１支管（７ａ）から液冷媒を噴射す
るスクリューロータ（６）の圧縮過程部の圧縮終了側に
おける圧力との差圧が少なく、第１支管（７ａ）から液
冷媒の噴射は少量である。又、冷却用液冷媒を多量に必
要とする吐出圧力が高い高圧力比運転時には、吐出圧力
と、前記圧縮過程部の圧縮終了側における圧力との差圧
が大きく、かつ、吐出圧力の上昇につれて前記差圧が大
きくなり噴射液冷媒量が前記吐出圧力の上昇に対応して
自動的に増加することになり、吐出ガス温度の一定温度
以上への上昇を防止できる。

しかも、第１支管（７ａ）からの液冷媒噴射にも拘らず
、液冷媒の噴射量が不足して、吐出圧力が設定圧力以上
或は吸入圧力が設定圧力以下になると、高圧スイッチ（
８）或は低圧スイッチ（９）が作動して、第１支管（７
ａ）より差圧の大きい低圧側に液冷媒を噴射する第２支
管（７ｂ）から液冷媒がスクリューロータ（６）の圧縮
過程部に噴射され、第１支管（７ａ）からの冷媒流量不
足を補うことができ、吐出ガス温度の一定温度以上への
上昇を確実に防ぐことができる。

従って、液冷媒の噴射量を制御し、吐出ガスの過熱度を
一定にする高価な感温膨張弁を用いることなく、簡単な
構成により安価で、かつ、吐出ガス温度の一定温度以上
への上昇を確実に防ぐことのできる冷凍装置を提供でき
るのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかる冷凍装置の配管図、第２図は
電磁弁の開閉領域を示すグラフ、第３図及び第４図は第
１支管と第２支管との圧縮過程部への接続位置と圧力と
の関係を示すグラフで、第３図は、標準圧力比運転にお
ける圧力のグラフ、第４図は高圧力比運転における圧力
のグラフ、第５図は従来例を示す説明図である。 （１）・・・・・・・・・・・・・・・・・・スクリュ
ー圧縮機（２）・・・・・・・・・・・・・・・・・・
凝縮器（３）・・・・・・・・・・・・・・・・・・減
圧装置（４）・・・・・・・・・・・・・・・・・・蒸
発器（５）・・・・・・・・・・・・・・・・・・冷媒
配管（６）・・・・・・・・・・・・・・・・・・スク
リューロータ（７）・・・・・・・・・・・・・・・・
・・分岐液管（７ａ）・・・・・・・・・・・・・・・
第１支管（７ｂ）・・・・・・・・・・・・・・・第２
支管（８）・・・・・・・・・・・・・・・・・・高圧
スイッチ（８）・・・・・・・・・・・・・・・・・・
低圧スイッチ（１０）・・・・・・・・・・・・・・・
電磁弁第１図 第２図 ＬＰ（にＳ／ｃ、、＋２） 第３図 第５図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）スクリュー圧縮機（１）、凝縮器（２）、減圧装置
   （３）及び蒸発器（４）を冷媒配管（５）を介して接続
   すると共に、圧縮機（１）の吐出側に接続する凝縮器（
   ２）と減圧装置（３）との間の冷媒配管（５）から、ス
   クリューロータ（６）の圧縮過程部に接続する分岐液管
   （７）を分岐した冷凍装置であって、前記圧縮機（１）
   の吐出側に、吐出圧力が所定圧力以上のとき作動する高
   圧スイッチ（８）を、また、前記圧縮機（１）の吸入側
   に、吸入圧力が所定圧力以下のとき作動する低圧スイッ
   チ（９）を設ける一方、前記分岐液管（７）に、前記ス
   クリューロータ（６）の圧縮過程部に接続する第１支管
   （７ａ）と第２支管（７ｂ）を設けて、第１支管（７ａ
   ）を前記スクリューロータ（６）の圧縮過程部の圧縮終
   了側に接続すると共に、第２支管（７ｂ）に高圧スイッ
   チ（８）又は低圧スイッチ（９）の作動により開く電磁
   弁（１０）を介装して、この第２支管（７ｂ）を、前記
   スクリューロータ（６）の圧縮過程部に接続する前記第
   １支管（７ａ）より吸入側に接続したことを特徴とする
   冷凍装置。