JPH0575946B2 - - Google Patents

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、詳しくはホツトガスバイ
パス路７を備え、蒸発器へのホツトガス供給量を
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
に供給されるホツトガス量を制御することによつ
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、ホツ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、ホツトガ
スをバイパスさせないで吹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、前記ホツトガ
ス弁により循環する冷媒の全量をホツトガスバイ
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。かかる冷媒循環量の差は、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
かり過ぎる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つ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る如くな
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
因子によつ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がある。

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

即ち、空冷凝縮器用のフアンからの高温排風
が風向きによつては、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
かつ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もの）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。従つて、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、ほぼ線形を示すことを知
るに至り、かかる点に鑑み本発明をするに至つた
のである。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、
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つて、い
かなる条件下にあつ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もので
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
るホツトガスを、凝縮器２をバイパスして蒸発器
５に供給するホツトガスバイパス路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ツト
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ツトガ
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１１，１
２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
付設している。

（作用） 本発明では、上記手段によつて次のような作用
が得られる。

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、ホツトガス弁８の作動によ
りホツトガスバイパス路７を介して蒸発器５へホ
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１
０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に流出せ
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
められることとなるのである。従つて、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１から吐出されるホツ
トガスを、凝縮器２をバイパスして蒸発器５に供
給するホツトガスバイパス路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ツトガスバ
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ツトガス弁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前記定量流出装置１
１，１２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ユ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１、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の入口側とを
結ぶ高圧ガス管６ａと、前記膨張弁４と蒸発器５
とを結ぶ低圧液管６ｂとの間には、前記圧縮機１
から吐出されるホツトガスを、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
導くホツトガスバイパス路７が介設されており、
該ホツトガスバイパス路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ツトガ
ス弁８が介装されている。該ホツトガス弁８は、
圧縮機１の吐出側に接続される第１ポート８ａ
と、ホツトガスバイパス路７側に接続される第２
ポート８ｂと、凝縮器２の入口側に接続される第
３ポート８ｃとを備えており、電圧に比例して前
記ホツトガスバイパス路７への弁開度を０％〜
100％に制御可能とされ、前記蒸発器５へのホツ
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
ツトガスバイパス路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つている。

また、前記凝縮器２の下流側、本実施例では受
液器３の下流側であつて膨張弁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１、ホツトガス弁８、ホツトガスバイパス路
７および蒸発器５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１１，１２が直
列に設けられている。これらの定量流出装置１
１，１２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
らなつており、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１４の直上流側に接
続され、所定量（本実施例の場合、前記第１計量
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１
６とからなつている。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を開作動させることにより第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
られるようになつているのである。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
も可能である。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
になつている。上記した如く、本実施例において
は、液溜部１０は、凝縮器２、受液器３、第２計
量レシーバ１５、第１計量レシーバ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つているのである。

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１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１７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Ｔ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
間との関係が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１８が付設されている。符号
１９は低圧圧力スイツチである。

そして、前記温度センサー１７、フロスト検知
手段１８および低圧圧力スイツチ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２
０に入力され、該コントローラ２０からの指令に
より前記ホツトガス弁８および電磁開閉弁９，１
４，１６の作動制御が行なわれるようになつてい
る。

前記コントローラ２０は、マイクロコンピユー
タからなつており、前記圧縮機１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
なつている。

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図図示のフローチヤートを参照して詳
述する。

本実施例の冷凍装置は、ホツトガス弁８により
ホツトガスバイパス路７へのホツトガス流量を制
御することにより、蒸発器５の冷却能力を制御
し、以つ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２０の
指令により電磁開閉弁９が閉止され且つ電磁開閉
弁１４，１６が開放される（ステツプS₁および
S₂）。従つて、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、低圧圧力スイツチ１９がOFF
作動すると（ステツプS₃）、ホツトガス弁８が
ON作動して、第１ポート８ａと第２ポート８ｂ
とが連通せしめられ、圧縮機１の吐出側とホツト
ガスバイパス路７とが連通せしめられる（ステツ
プS₄）。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T₀以上であると（ステツプ
S₅）、電磁開閉弁１４が閉止されると同時に電磁
開閉弁９が開放される（ステツプS₆）。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、前記ステツプS₅において、
Ｔ＜T₀と判定された場合には、電磁開閉弁１６
が閉止された後電磁開閉弁９，１４が開放される
（ステツプS₇）。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と第２定量流出装
置１２を構成する第２計量レシーバ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量に
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１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ヤート、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。 １……圧縮機、２……凝縮器、５……蒸発器、
７……ホツトガスバイパス路、８……ホツトガス
弁、９……電磁開閉弁、１０……液溜部、１１，
１２……定量流出装置、２０……制御手段、Ｘ…
…デフロスト回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧縮機１から吐出されるホツトガスを、凝縮
   器２をバイパスして蒸発器５に供給するホツトガ
   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ツトガスバイパス路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ツトガス弁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。