JPH06221730A - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リキッドインジェクション回路によって圧縮
機を冷却する冷凍装置において、所謂ホットガス除霜を
行う場合にも、圧縮機を冷却するための液冷媒を確保す
る。 【構成】 圧縮機１、凝縮器３、受液器４、膨張弁８及
び蒸発器９を順次環状に接続する。受液器４から圧縮機
１に至るリキッドインジェクション回路１６を設ける。
圧縮機１から吐出された高温冷媒を蒸発器９に流入させ
る除霜回路１４と、蒸発器９の出口側と受液器４の入口
側とを連通するバイパス回路２１とを設ける。バイパス
回路２１には蒸発器９の出口側方向への冷媒流通を阻止
する逆止弁２２を介設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧縮機を冷却するため
のリキッドインジェクション回路を具備すると共に、高
温冷媒によって蒸発器の除霜を実行する冷凍装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年この種冷凍装置においては、フロン
によるオゾン層破壊の問題から、フロンＲ−１２等の所
謂特定冷媒の使用が規制されるに至り、代わってフロン
Ｒ−２２が使用されるようになって来ている。しかしな
がら、係る冷媒は蒸発温度が低く（−４０℃）、且つ、
圧縮機の吐出ガス温度が上昇する性質を有している。従
って、係る冷媒をそのまま使用すると、圧縮機の吐出ガ
ス温度が＋１５０℃等の高温度を越え、圧縮機巻線温度
も限界温度以上となり、焼損する危険性が出てくる。そ
こで、係る圧縮機の温度上昇を防止するため、この種冷
凍装置では例えば出願人が先に出願した特願平４−５６
１２号の如きリキッドインジェクション回路が設けられ
ている。

【０００３】即ち、前記出願では凝縮器からの液冷媒を
貯溜する受液器（レシーバ）の出口側から圧縮機に至る
リキッドインジェクション回路が設けられ、受液器内に
貯溜された液冷媒を圧縮機に戻して蒸発させることによ
って圧縮機を冷却し、その温度を低下させている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
如き冷凍装置において圧縮機から吐出された高温冷媒
を、凝縮器ではなく蒸発器に直接流入させて蒸発器の除
霜を行う所謂ホットガス除霜を行うと、受液器に冷媒が
貯溜されなくなるため、リキッドインジェクション回路
へ流す液冷媒が枯渇する。

【０００５】係る受液器内の冷媒枯渇によってリキッド
インジェクション回路に液冷媒が流れなくなると、圧縮
機の冷却が行われなくなって圧縮機の吐出ガス温度が上
昇する。よって、前述の如く故障を防止するために通常
圧縮機に設けられる保護装置（吐出ガスサーモ等）が働
いて、圧縮機が停止してしまう。圧縮機が停止すると当
然に蒸発器の除霜も行われなくなり、冷凍能力が著しく
低下してしまう問題があった。

【０００６】本発明は係る従来の技術的課題を解決する
ために成されたものであり、リキッドインジェクション
回路によって圧縮機を冷却するものにおいて、所謂ホッ
トガス除霜を行う場合にも、圧縮機を冷却するための液
冷媒を確保することができる冷凍装置を提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の冷凍装
置は、圧縮機１、凝縮器３、受液器４、減圧装置（膨張
弁）８及び蒸発器９を順次環状に接続すると共に、受液
器４から圧縮機１に液冷媒を供給するリキッドインジェ
クション回路１６を設けたものであって、圧縮機１から
吐出された高温冷媒を蒸発器９に流入させる除霜回路１
４と、圧縮機１へ供給するための液冷媒を蒸発器９の出
口側から受液器４の入口側へと導くバイパス回路２１と
を具備しており、バイパス回路２１には蒸発器９の出口
側方向への冷媒流通を阻止する弁（逆止弁）２２を介設
したことを特徴とする。

【０００８】また、請求項２の発明の冷凍装置は、圧縮
機１、凝縮器３、受液器４、減圧装置（膨張弁）８及び
蒸発器９を順次環状に接続すると共に、受液器４から圧
縮機１に液冷媒を供給するリキッドインジェクション回
路１６を設けたものであって、圧縮機１の吐出側と蒸発
器９の入口側を連通する除霜回路１４と、凝縮器３と除
霜回路１４への冷媒流通を制御する制御装置２３を設
け、この制御装置２３は蒸発器９の除霜開始から凝縮器
３への冷媒流通を阻止して除霜回路１４に冷媒を流通さ
せると共に、除霜開始から所定期間経過した場合は、除
霜回路１４と凝縮器３の双方に冷媒を流通させることを
特徴とする。

【０００９】

【作用】請求項１の発明の冷凍装置によれば、蒸発器９
の除霜時、除霜回路１４により圧縮機１から吐出された
高温冷媒が蒸発器９に流入されて蒸発器９の除霜が行わ
れる。蒸発器９に流入した高温冷媒は凝縮され、気液分
離されて圧縮機１に帰還する。係る除霜中、受液器４内
の圧力は蒸発器９の出口側の圧力よりも低くなり、これ
によって蒸発器９で凝縮液化した冷媒の一部はバイパス
回路２１を通り、弁（逆止弁）２２を経て受液器４に回
収される。受液器４に回収された液冷媒はリキッドイン
ジェクション回路１６によって圧縮機１に供給され、圧
縮機１は冷却される。

【００１０】また、請求項２の発明の冷凍装置によれ
ば、蒸発器９の除霜時、制御装置２３によって凝縮器３
への冷媒流通が阻止され、代わりに除霜回路１４により
圧縮機１から吐出された高温冷媒が蒸発器９に流入され
て蒸発器９の除霜が行われる。蒸発器９に流入した高温
冷媒は凝縮され、気液分離されて圧縮機１に帰還する。
係る除霜開始から所定期間が経過した場合、制御装置２
３は除霜回路１４と凝縮器３の双方に冷媒を流すので、
蒸発器９の除霜を行いつつ、受液器４へも液冷媒が貯溜
される。この受液器４に貯溜された液冷媒はリキッドイ
ンジェクション回路１６によって圧縮機１に供給され、
圧縮機１は冷却される。

【００１１】

【実施例】次に図面に基づき本発明の実施例を説明す
る。図１は本発明の冷凍装置の冷媒回路図を示してい
る。冷凍装置は、例えばスーパーショーケースや業務用
プレハブ冷蔵庫等の冷却のために用いられるものであ
り、ロータリーコンプレッサ、スクロールコンプレッサ
等にて構成された圧縮機１の吐出側の配管２は電磁弁Ｓ
Ｖ２を介して凝縮器３に接続され、凝縮器３の出口側は
受液器４に接続されている。受液器４の出口側の配管６
は液管電磁弁７を介して減圧装置としての膨張弁８に接
続され、膨張弁８は蒸発器９に接続されている。蒸発器
９の出口側は吸入圧力調整弁１１を介してアキュムレー
タ１２に接続され、アキュムレータ１２は圧縮機１の吸
込側の配管１３に接続されて環状の冷媒回路を構成して
いる。

【００１２】前記膨張弁８には並列に電磁弁ＳＶ３が接
続されると共に、電磁弁ＳＶ２の上流側の配管２には除
霜回路１４が接続され、この除霜回路１４は電磁弁ＳＶ
１を介して膨張弁８と蒸発器９の間に接続されている。
受液器４と液管電磁弁７の間の配管６にはリキッドイン
ジェクション回路１６が接続され、このリキッドインジ
ェクション回路１６は電磁弁１７及びキャピラリチュー
ブ１８を介して圧縮機１に接続されている。

【００１３】更に、蒸発器９と吸入圧力調整弁１１との
間にはバイパス回路２１が接続され、バイパス回路２１
は逆止弁２２を介して受液器４の入口側に接続されてい
る。そして、前記逆止弁２２は受液器４の方向が順方向
とされている。

【００１４】１９は例えばマイクロコンピュータによっ
て構成された制御装置であり、タイマーや前記ショーケ
ースの庫内温度及び蒸発器９の温度を検出するセンサー
等を具備しており、圧縮機１、電磁弁ＳＶ１、ＳＶ２及
びＳＶ３の開閉を制御する。尚、以下の説明では液管電
磁弁７及び電磁弁１７は開いているものとするが、電磁
弁１７については制御装置１９により、圧縮機１の温度
に基づいて、温度が上昇したら開き、降下したら閉じる
制御を行っても良い。また、制御装置１９は圧縮機１の
温度を検知し、例えば＋１５０℃等の高温度に上昇した
場合は、圧縮機１を停止させる保護機能を具備している
ものとする。

【００１５】次に、図１の冷凍装置の動作を説明する。
尚、図１の冷媒回路内には前記Ｒ−２２冷媒が所定量封
入されているものとする。制御装置１９は前記ショーケ
ースの庫内温度に基づいて圧縮機１の運転を制御し、冷
却運転時には電磁弁ＳＶ１及び電磁弁ＳＶ３を閉じ、電
磁弁ＳＶ２を開いている。これによって、圧縮機１から
吐出された高温高圧のガス冷媒は電磁弁ＳＶ２を経て凝
縮器３に流入し、冷媒はそこで放熱して凝縮液化された
後、受液器４に流入する。この受液器４に一旦貯溜され
た液冷媒は、配管６を経て膨張弁８に至り、そこで絞ら
れた後、蒸発器９に流入する。

【００１６】蒸発器９に流入した冷媒はそこで蒸発し、
その時に周囲から熱を吸収することにより冷却作用を発
揮する。蒸発器９を出た冷媒は吸入圧力調整弁１１を経
てアキュムレータ１２に入り、そこで未蒸発液冷媒を気
液分離された後、ガス冷媒のみが圧縮機１に吸い込まれ
る。また、係る冷却運転中は蒸発器９の出口側よりも受
液器４の入口側の方が高圧となるから、逆止弁２２によ
り蒸発器９からバイパス回路２１への冷媒流入は阻止さ
れる。

【００１７】一方、受液器４から出た液冷媒の一部はリ
キッドインジェクション回路１６にも流入し、電磁弁１
７を経てキャピラリチューブ１８にて絞られた後、圧縮
機１内に吐出される。液冷媒は圧縮機１内で蒸発し、吸
熱作用を発揮して圧縮機１を冷却する。これによって冷
却運転時、圧縮機１の温度上昇は防止されるので、制御
装置１９の前記保護機能によって圧縮機１が停止される
ことはなくなる。

【００１８】ここで、制御装置１９は前記タイマーによ
って例えば圧縮機１の運転時間を積算しており、所定の
時間となると蒸発器９の除霜運転に入る。この除霜運転
では、制御装置１９は圧縮機１を運転すると共に、当初
電磁弁ＳＶを開いて液冷媒をそのまま蒸発器９に導入
し、当該液冷媒の顕熱にて蒸発器９の除霜を開始する。
係る除霜を例えば３０秒実行した後、制御装置１９は電
磁弁ＳＶ２を閉じ、電磁弁ＳＶ１を開いて圧縮機１から
吐出された高温高圧ガス冷媒を除霜回路１４に流し、蒸
発器９に流入させる。

【００１９】蒸発器９は係る高温高圧ガス冷媒の流入に
よって加熱され、その着霜は融解される。蒸発器９内に
流入した冷媒はそこで凝縮液化され、蒸発器９を出て吸
入圧力調整弁１１にて減圧流量調整された後、アキュム
レータ１２に入り、そこで気液分離されてガス冷媒のみ
が圧縮機１に吸引される。

【００２０】一方、係る除霜運転中は蒸発器９の出口側
の方が受液器４の入口側よりも高圧となる。従って、こ
の圧力差により蒸発器９から出た液冷媒の一部は、バイ
パス回路２１に流入し、逆止弁２２を経て受液器４に回
収されて行くので、受液器４内の液冷媒が枯渇すること
がなくなる。この受液器４内に回収された液冷媒は、配
管６から出てリキッドインジェクション回路１６に流入
し、前述の説明同様に電磁弁１７を経てキャピラリチュ
ーブ１８にて絞られた後、圧縮機１内に吐出される。

【００２１】このように、除霜運転中にもリキッドイン
ジェクション回路１６への液冷媒は確保されるので、係
る除霜運転中の圧縮機１の温度上昇も確実に防止され、
制御装置１９の保護機能によって圧縮機１が停止される
ことはなくなる。従って、蒸発器９の除霜が確実に実行
されるようになり、霜残りによる冷却不良の発生も未然
に防止される。尚、制御装置１９は蒸発器９の温度が所
定の除霜終了温度に上昇した時点で前記除霜運転を終了
し、冷却運転に復帰する。

【００２２】次に、図２はもう一つの冷凍装置の冷媒回
路図を示している。尚、図中図１と同一符号のものは同
一の機能を奏するものとする。この場合、図１の電磁弁
ＳＶ３及び、バイパス回路２１、逆止弁２２は削除され
ている。そして、制御装置２３は、図１の制御装置１９
とその除霜制御プログラムが異なっている。

【００２３】以下、図２の冷凍装置の動作を説明する。
尚、図２の冷媒回路内にも前記Ｒ−２２冷媒が所定量封
入されているものとする。制御装置２３は前記ショーケ
ースの庫内温度に基づいて圧縮機１の運転を制御し、冷
却運転時には電磁弁ＳＶ１を閉じ、電磁弁ＳＶ２を開い
ている。これによって、圧縮機１から吐出された高温高
圧のガス冷媒は電磁弁ＳＶ２を経て凝縮器３に流入し、
そこで放熱して凝縮液化された後、受液器４に流入す
る。この受液器４に一旦貯溜された液冷媒は、配管６を
経て膨張弁８に至り、そこで絞られた後、蒸発器９に流
入する。

【００２４】蒸発器９に流入した冷媒はそこで蒸発し、
その時に周囲から熱を吸収することにより冷却作用を発
揮する。蒸発器９を出た冷媒は吸入圧力調整弁１１を経
てアキュムレータ１２に入り、そこで未蒸発液冷媒を気
液分離された後、圧縮機１に吸い込まれる。

【００２５】一方、受液器４から出た液冷媒の一部はリ
キッドインジェクション回路１６にも流入し、電磁弁１
７を経てキャピラリチューブ１８にて絞られた後、圧縮
機１内に吐出される。液冷媒は圧縮機１内で蒸発し、吸
熱作用を発揮して圧縮機１を冷却する。これによって冷
却運転時、圧縮機１の温度上昇は防止されるので、制御
装置２３の前述同様の保護機能によって圧縮機１が停止
されることはなくなる。

【００２６】ここで、制御装置２３は前述同様のタイマ
ーによって圧縮機１の運転時間を積算しており、所定の
時間となると蒸発器９の除霜運転を開始する。この除霜
運転では、制御装置２３は圧縮機１を運転すると共に、
電磁弁ＳＶ２を閉じ、電磁弁ＳＶ１を開いて圧縮機１か
ら吐出された高温高圧ガス冷媒を除霜回路１４に流し、
蒸発器９に流入させる。

【００２７】蒸発器９は係る高温高圧ガス冷媒の流入に
よって加熱され、その着霜は融解される。蒸発器９内に
流入した冷媒はそこで凝縮液化され、蒸発器９を出て吸
入圧力調整弁１１にて減圧流量調整された後、アキュム
レータ１２に入り、そこで気液分離されてガス冷媒のみ
が圧縮機１に吸引される。

【００２８】また、制御装置２３は係る除霜運転の開始
から所定期間経過した後、電磁弁ＳＶ２を開く。これに
よって圧縮機１から吐出された高温高圧ガス冷媒は、除
霜回路１４に加えて、凝縮器３にも流入するようにな
る。この凝縮器３に流入した冷媒は凝縮液化されて受液
器４に貯溜されて行くので、受液器４内の液冷媒が枯渇
することがなくなる。この受液器４内に貯溜された液冷
媒は、配管６から出てリキッドインジェクション回路１
６に流入し、前述の説明同様に電磁弁１７を経てキャピ
ラリチューブ１８にて絞られた後、圧縮機１内に吐出さ
れる。

【００２９】このように、除霜運転中にもリキッドイン
ジェクション回路１６への液冷媒は確保されるので、係
る除霜運転中の圧縮機１の温度上昇も確実に防止され、
制御装置２３の前記保護機能によって圧縮機１が停止さ
れることはなくなり、従って、蒸発器９の除霜が確実に
実行されるようになる。尚、制御装置２３は蒸発器９の
温度が所定の除霜終了温度に上昇した時点で前記除霜運
転を終了し、冷却運転に復帰するものとする。

【００３０】尚、実施例ではバイパス回路２１に逆止弁
２２を設けたが、それに限られず、電磁弁を設けて当該
電磁弁を冷却運転中は閉じ、除霜運転時に開いても良
い。また、実施例では制御装置をマイクロコンピュータ
にて構成し、当該マイクロコンピュータに圧縮機の保護
機能を具備させたが、圧縮機の温度を検出する吐出ガス
サーモ等を用いて圧縮機の保護を行っても差し支えな
い。更に、本発明の冷凍装置はショーケースに限らず、
他の種々の冷凍機器に対して有効であることは云うまで
もない。

【００３１】

【発明の効果】以上詳述した如く請求項１の発明によれ
ば、高温冷媒による蒸発器の除霜中にも、蒸発器で凝縮
液化した冷媒がバイパス回路を通り、受液器に回収され
るので、受液器内の液冷媒の枯渇が防止される。従っ
て、リキッドインジェクション回路への液冷媒が確保さ
れるので、蒸発器の除霜中にも圧縮機の冷却を行うこと
ができるようになり、圧縮機の故障発生と、霜残りによ
り冷却不良の発生を未然に防止することができるもので
ある。

【００３２】また、請求項２の発明によれば、高温冷媒
による蒸発器の除霜開始から所定期間が経過した場合
は、制御装置が除霜回路と凝縮器の双方に冷媒を流すの
で、蒸発器の除霜を行いつつ、受液器へも液冷媒が貯溜
され、受液器内の液冷媒の枯渇が防止される。従って、
リキッドインジェクション回路への液冷媒が確保される
ので、蒸発器の除霜中にも圧縮機の冷却を行うことがで
きるようになり、圧縮機の故障発生と、霜残りにより冷
却不良の発生を未然に防止することができるものであ
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】本発明のもう一つの冷凍装置の冷媒回路図であ
る。

【符号の説明】 １ 圧縮機 ３ 凝縮器 ４ 受液器 ８ 膨張弁 ９ 蒸発器 １４ 除霜回路 １６ リキッドインジェクション回路 １９ 制御装置 ２１ バイパス回路 ２２ 逆止弁 ２３ 制御装置 ＳＶ１ 電磁弁 ＳＶ２ 電磁弁 ＳＶ３ 電磁弁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機、凝縮器、受液器、減圧装置及び
   蒸発器を順次環状に接続すると共に、前記受液器から前
   記圧縮機に液冷媒を供給するリキッドインジェクション
   回路を設けた冷凍装置において、前記圧縮機から吐出さ
   れた高温冷媒を前記蒸発器に流入させる除霜回路と、圧
   縮機へ供給するための液冷媒を前記蒸発器の出口側から
   前記受液器の入口側へと導くバイパス回路とを具備して
   成り、該バイパス回路には前記蒸発器の出口側方向への
   冷媒流通を阻止する弁を介設したことを特徴とする冷凍
   装置。
2. 【請求項２】 圧縮機、凝縮器、受液器、減圧装置及び
   蒸発器を順次環状に接続すると共に、前記受液器から前
   記圧縮機に液冷媒を供給するリキッドインジェクション
   回路を設けた冷凍装置において、前記圧縮機の吐出側と
   前記蒸発器の入口側を連通する除霜回路と、前記凝縮器
   と除霜回路への冷媒流通を制御する制御装置を設け、該
   制御装置は前記蒸発器の除霜開始から前記凝縮器への冷
   媒流通を阻止して前記除霜回路に冷媒を流通させると共
   に、前記除霜開始から所定期間経過した場合は、前記除
   霜回路と凝縮器の双方に冷媒を流通させることを特徴と
   する冷凍装置。