JPH0534040A

JPH0534040A - 冷凍装置

Info

Publication number: JPH0534040A
Application number: JP19004891A
Authority: JP
Inventors: Toshio Sagara; 寿夫相良
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1991-07-30
Filing date: 1991-07-30
Publication date: 1993-02-09

Abstract

(57)【要約】【目的】ホットガスによる蒸発器の除霜中にも、圧縮
機の冷却を確実に達成する冷凍装置を提供する。【構成】圧縮機２、四方弁４、凝縮器６、膨張弁１０
及び蒸発器１１を順次環状に接続して主冷媒回路１を構
成する。蒸発器１１の除霜時に四方弁４の冷媒流通方向
を切り換えて圧縮機２からの吐出高温冷媒を蒸発器１１
に流す。四方弁４の上流側から分岐独立して圧縮機２に
帰還するリキッドインジェクション回路１７を設ける。
リキッドインジェクション回路１７に凝縮器１８とキャ
ピラリチューブ１９とを介設する。圧縮機２からの吐出
冷媒の一部をリキッドインジェクション１７に流入させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蒸発器の除霜時に冷媒
回路に設けた切換弁によって冷媒の流通方向を切り換
え、圧縮機から吐出された高温冷媒を蒸発器に流して除
霜を行う所謂ホットガス除霜方式の冷凍装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来この種冷凍装置は図４に示すよう
に、圧縮機１００、四方弁１０１、凝縮器１０２、膨張
弁１０３、レシーバタンク１０４、ドライヤ１０５、膨
張弁１０６、蒸発器１０７、アキュムレータ１０８及び
逆止弁１０９を順次環状に接続し、前記膨張弁１０３に
はレシーバタンク１０４方向を順方向とする逆止弁１１
０を並列接続すると共に、前記膨張弁１０６にはドライ
ヤ１０５方向を順方向とする逆止弁１１１を並列接続し
て冷媒回路を構成している。

【０００３】即ち、係る回路構成により、蒸発器１０７
による冷却時には圧縮機１００からの吐出高温高圧冷媒
を凝縮器１０２に流し、凝縮器１０２にて凝縮液化させ
た後、逆止弁１１０、レシーバタンク１０４、ドライヤ
１０５を介し、膨張弁１０６にて減圧して蒸発器１０７
にて蒸発させると共に、蒸発器１０７の除霜時には四方
弁１０１を切り換えて圧縮機１００からの吐出高温高圧
冷媒を蒸発器１０７に直接流入させ、それを加熱して付
着した霜を除去することができるように成されている。

【０００４】一方、従来冷凍装置において多用されてい
たＲ−１２等の特定フロンは、地球のオゾン層を破壊す
る問題があることから、その使用が禁止されることとな
って来ている。また、Ｒ−１２よりも低い冷却温度を得
る必要のある冷凍装置にあっては更に低い沸点の冷媒を
使用する必要がある。係る状況から冷凍装置の冷媒回路
内には前記規制枠外のＲ−２２冷媒が使用されている
が、このＲ−２２冷媒を使用した場合、圧縮機１００の
吐出ガス温度が非常に高くなる為、従来ではレシーバタ
ンク１０４から圧縮機１００に到るリキッドインジェク
ション回路１１２を設け、そこに電磁弁１１３とキャピ
ラリチューブ１１４を接続して、凝縮器１０２からの液
冷媒の一部をキャピラリチューブ１１４で減圧し、圧縮
機１００に戻して蒸発させることにより、圧縮機１００
を強制的に冷却する方式が採られていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、係る従
来の方式は以下に述べる欠点を有していた。即ち、蒸発
器１０７による冷却運転時にはレシーバタンク１０４内
の圧力は略圧縮機１００の吐出圧力、例えば１６ｋｇ／
ｃｍ²と同等であり、一方、圧縮機１００内の圧力は、
吸込圧力、例えば２ｋｇ／ｃｍ²との平均である９ｋｇ
／ｃｍ²であるから、レシーバタンク１０４内と圧縮機
１００内部の圧力差が充分にあり、リキッドインジェク
ション回路１１２には冷媒が充分供給される。

【０００６】ところが、冷媒の流通方向を切り換え、蒸
発器１０７に高温高圧冷媒を流して蒸発器１０７の除霜
を行う場合、蒸発器１０７の温度が低いため、内部の飽
和圧力が低下することによりレシーバタンク１０４内の
圧力も低下する。それによってレシーバタンク１０４内
と圧縮機１００内部の圧力差が充分に取れなくなって、
リキッドインジェクション回路１１２に流れる冷媒量が
減少し、圧縮機１００の冷却が不充分になる。特に、除
霜の終了時には圧縮機１００内部圧力とレシーバタンク
１０４内圧力との逆転が生じる危険性もあった。

【０００７】更に、従来では圧縮機１００の停止中にレ
シーバタンク１０４から液冷媒がリキッドインジェクシ
ョン回路１１２を通って圧縮機１００に流入し、圧縮機
１００内部に溜まり込む問題があるため、リキッドイン
ジェクション回路１１２の途中に電磁弁１１３を設けて
圧縮機１００の停止中はこれを閉じて置かなければなら
なかった。

【０００８】本発明は、係る技術的課題を解決し、所謂
ホットガスによる蒸発器の除霜中にも、圧縮機の冷却を
確実に達成する冷凍装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、圧縮機２、流
通方向切換弁（四方弁４）、凝縮器６、減圧器（膨張弁
１０）及び蒸発器１１を順次環状に接続して主冷媒回路
１を構成すると共に、蒸発器１１の除霜時に四方弁４の
冷媒流通方向を切り換えて圧縮機２からの吐出高温冷媒
を蒸発器１１に流通する冷凍装置において、前記四方弁
４の上流側から分岐独立して圧縮機２に帰還するリキッ
ドインジェクション回路１７を設けると共に、このリキ
ッドインジェクション回路１７に凝縮器１８と減圧器
（キャピラリチューブ１９或いは膨張弁２１）とを介設
し、更に圧縮機２からの吐出冷媒の一部が流入するよう
構成したものである。

【００１０】

【作用】本発明によれば、四方弁４の流通方向に係わら
ずリキッドインジェクション回路１７の上流側圧力は圧
縮機２の吐出圧力で保たれる。また、主冷媒回路１とは
独立しているため、圧縮機２の停止時に主冷媒回路１か
らの液冷媒が圧縮機２に流れ込む危険性も少ない。

【００１１】

【実施例】次に、図面において本発明の実施例を詳細に
説明する。図１は本発明の冷凍装置の冷媒回路図を示し
ている。冷却作用を発揮する主冷媒回路１は、回転式圧
縮機（ロータリー式、スクロール式等の圧縮機）から成
る圧縮機２、圧縮機２の吐出側配管３に接続された流通
方向切換弁としての四方弁４、凝縮装置５内を通過する
凝縮器６、電磁弁７、レシーバタンク８、ドライヤ９、
減圧器としての膨張弁１０、蒸発器１１、四方弁４、ア
キュムレータ１２及び逆止弁１３を順次環状に接続し、
前記電磁弁７、レシーバタンク８及びドライヤ９の直列
回路に、キャピラリチューブ１４を並列接続すると共
に、前記膨張弁１０にはドライヤ９方向を順方向とする
逆止弁１５を並列接続して内部に前記Ｒ−２２冷媒を封
入することにより構成されている。

【００１２】更に、圧縮機２の吐出側配管３からは主冷
媒回路１の配管内径よりも細い内径の配管から成るリキ
ッドインジェクション回路１７が分岐している。このリ
キッドインジェクション回路１７は主冷媒回路１から独
立しており、更に、前述同様に凝縮装置５内部を通過す
る凝縮器１８及びその下流側に減圧器としてのキャピラ
リチューブ１９が介設され、このキャピラリチューブ１
９の下流側が圧縮機２に帰還接続されている。蒸発器１
１による冷却運転中、前記圧縮機２の吐出側圧力は前述
同様１６ｋｇ／ｃｍ²程になり、吸込側圧力も２ｋｇ／
ｃｍ²程となって、内部の圧力はその平均の９ｋｇ／ｃ
ｍ²程となる。

【００１３】次に、動作を説明する。図１において破線
矢印は蒸発器１１による冷却時の冷媒の流れを示してお
り、圧縮機２から吐出された高温高圧のガス冷媒は吐出
側配管３から四方弁４を通って凝縮器６に流入する。凝
縮器６では凝縮装置５が図示しない送風機等によって強
制空冷されているので、ガス冷媒は放熱して凝縮液化
し、開状態の電磁弁７、レシーバタンク８及びドライヤ
９を通過して膨張弁１０に到る。ここでキャピラリチュ
ーブ１４の抵抗値により電磁弁７が開いているときには
キャピラリチューブ１４には冷媒が流れない。

【００１４】膨張弁１０で冷媒は減圧され、その状態で
蒸発器１１に流入する。蒸発器１１に流入した冷媒は蒸
発し、その時に周囲から潜熱を奪うことにより冷却能力
を発揮する。蒸発器１１を出た冷媒は四方弁４、アキュ
ムレータ１２、逆止弁１３を通過して圧縮機２の吸込側
に帰還する。このような冷却運転によって蒸発器１１に
は着霜が成長し、冷却作用を妨げるようになる。係る着
霜状態はタイマー或いはセンサーによって検知され、蒸
発器１１の除霜が開始される。

【００１５】図１において実線矢印は蒸発器１１の除霜
時の冷媒の流れを示している。この場合、電磁弁７は閉
じると共に、四方弁４はその冷媒流通方向を切り換え、
それによって圧縮機２から吐出された高温高圧のガス冷
媒は蒸発器１１に直接流入することになる。この高温冷
媒の流入によって蒸発器１１は加熱され、表面に付着し
た霜が融解除去される。また、この加熱によって蒸発器
１１内の冷媒は凝縮され、今度は電磁弁７が閉じている
ことにより、逆止弁１５及びキャピラリチューブ１４を
通って減圧されて凝縮器５に入り、そこで蒸発した後、
前述同様四方弁４、アキュムレータ１２、逆止弁１３を
通過して圧縮機２の内部に帰還する。

【００１６】一方、リキッドインジェクション回路１７
には、図１の破線及び実線矢印で示す如く、蒸発器１１
による冷却運転中か蒸発器１１の除霜運転中かに係わら
ず、圧縮機２が運転している限り、圧縮機２から吐出さ
れた冷媒の一部が流入する。この冷媒流入量はリキッド
インジェクション回路１７の配管の内径及びキャピラリ
チューブ１９の抵抗値によって適宜決定する。

【００１７】リキッドインジェクション回路１７に流入
した冷媒は凝縮器１８に流入する。凝縮器１８は前述の
主冷媒回路１の凝縮器６同様に空冷等されているため、
凝縮器１８に流入した冷媒はそこで凝縮液化し、次にキ
ャピラリチューブ１９にて減圧された後、圧縮機２に流
入する。圧縮機２に流入した冷媒は内部で蒸発し、その
時に圧縮機２から潜熱を奪うことによって圧縮機２を冷
却する。これによってＲ−２２冷媒等の吐出側温度が高
くなる冷媒を使用した場合にも、圧縮機２の焼付きやス
ラッジの発生を抑制できる。

【００１８】特に、リキッドインジェクション回路１７
は主冷媒回路１から独立しており、その冷媒流入側と出
口側の圧力差は、蒸発器１１による冷却運転中であると
蒸発器１１の除霜中であるとに係わらず、圧縮機２の吐
出側圧力と圧縮機２の内部圧力との差によって確保され
ているので、リキッドインジェクション回路１７には常
時安定的に冷媒が供給される。従って、圧縮機２の冷却
不足の発生を防止できる。また、リキッドインジェクシ
ョン回路１７はレシーバタンク８からも独立しているの
で、圧縮機２の停止中にレシーバタンク８内の液冷媒が
圧縮機２に溜まり込むこともなく、従って、従来のよう
な電磁弁をリキッドインジェクション回路１７に設ける
必要もなくなる。

【００１９】次に、図２は本発明の冷凍装置の他の実施
例の冷媒回路図を示している。尚、図中において図１と
同一符号は同一のものを示してるものとする。この場
合、リキッドインジェクション回路１７には、キャピラ
リチューブ１９の代わりに減圧器として電磁式圧力バラ
ンス型の膨張弁２１を介設し、圧縮機２の吐出側配管３
には、そこの温度を検出するセンサー２２を取り付け
る。このセンサー２２の出力を制御装置２３に入力し、
この制御装置２３によって膨張弁２１を制御する構成で
ある。

【００２０】膨張弁２１は図３に示すような制御装置２
３からの出力電圧によって一定の狭い通路を開閉する
（電圧発生時に閉じる）もので、このデューティー比に
よって圧縮機２への冷媒供給量を制御する。即ち、吐出
側配管３の温度Ｔｄが制御装置２３に設定されている設
定温度Ｔｓ以上になると制御装置２３はパルス状の出力
を発生して膨張弁２１を開閉し、圧縮機２内部に冷媒を
供給して圧縮機２を冷却する。逆に、温度Ｔｄが設定温
度Ｔｓより低い時は、制御装置２３は電圧を発生し続
け、膨張弁２１を閉じたままとして圧縮機２の冷却を行
わない。これによって、圧縮機２の冷却が必要な時のみ
リキッドインジェクション回路１７から冷媒を圧縮機２
に供給できるので、冷媒を主冷媒回路１の蒸発器１１に
よる冷却或いは蒸発器１１の除霜に有効に使えるように
なる。

【００２１】尚、この実施例の膨張弁２１は非通電時に
その通路を開くものであるので、万一膨張弁２１が故障
した場合にも冷媒を圧縮機２１に流入させることはでき
る。従って、膨張弁２１の故障時にも圧縮機２の冷却は
最低限確保される。また、各実施例は冷媒としてＲ−２
２を用いて説明したが、それに限られるものではなく、
圧縮機の冷却を必要とする所謂ホットガス除霜方式の各
種冷凍装置に本発明は有効である。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、蒸発器による冷却中か
蒸発器の除霜中かに係わらず、リキッドインジェクショ
ン回路には安定的に冷媒が供給されるので、異常温度上
昇による圧縮機の故障を確実に防止することができる。
また、圧縮機の停止中に主冷媒回路からの冷媒がリキッ
ドインジェクション回路を通って圧縮機に流入する危険
性も少なく、従って、従来必要とされていた電磁弁を削
除することが可能となる等、所謂ホットガス除霜方式の
冷凍装置において著しい作用効果を発揮するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の冷凍装置の冷媒回路図である。

【図２】本発明の他の実施例を示す冷媒回路図である。

【図３】リキッドインジェクション回路中の膨張弁制御
用の出力パルスを示す図である。

【図４】従来のホットガス除霜方式の冷凍装置の冷媒回
路図である。

【符号の説明】

１主冷媒回路２圧縮機３吐出側配管４四方弁６凝縮器１０膨張弁１１蒸発器１７リキッドインジェクション回路１８凝縮器１９キャピラリチューブ２１膨張弁

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】圧縮機、流通方向切換弁、凝縮器、減圧
器及び蒸発器を順次環状に接続して主冷媒回路を構成す
ると共に、前記蒸発器の除霜時には前記流通方向切換弁
の冷媒流通方向を切り換えて前記圧縮機からの吐出高温
冷媒を前記蒸発器に流通する冷凍装置において、凝縮器
と減圧器とを具備し、前記流通方向切換弁の上流側から
分岐独立して前記圧縮機に帰還するリキッドインジェク
ション回路を設け、該リキッドインジェクション回路に
前記圧縮機からの吐出冷媒の一部が流入するよう構成し
たことを特徴とする冷凍装置。