JPH0634209A - 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を用い、圧縮
機油及び圧縮機への吸込ガス冷媒を有効に冷却して吐出
冷媒の温度を低くすることのできる冷凍装置を提供す
る。 【構成】 レシーバータンク５で凝縮された液冷媒の一
部を減圧して圧縮機１のクランクケース２１内における
低圧側へ供給するリキッドインジェクション回路１６を
設ける。リキッドインジェクション回路１６はクランク
ケース２１の上下方向中心より下側に液冷媒を供給す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リキッドインジェクシ
ョン回路によって圧縮機内部の低圧側に液冷媒の一部を
減圧して供給し、圧縮機の冷却を行う冷凍装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来スーパーマーケット等の食品冷凍・
冷蔵設備として設置される冷凍・冷蔵ショーケースにお
いては、冷凍装置の冷媒回路内にＲ−５０２等の冷媒を
封入して用いていた。このＲ−５０２冷媒は冷凍装置を
構成する圧縮機の吐出冷媒温度を異常に高めることがな
く、また、圧縮機油との相溶性も良い等、使用上非常に
利点が多いが、オゾンを破壊する塩素分子を含むため、
地球環境問題として取り上げられているオゾン層破壊冷
媒の一つとして指定されるに至り、使用が困難となっ
た。

【０００３】そこで、近年では塩素分子を含むものの上
層に至るまでに破壊されることから、オゾン層を破壊す
る危険性の少ない冷媒とされているＲ−２２等の冷媒を
代替冷媒として使用するようになって来たが、Ｒ−２２
冷媒を使用した場合、圧縮機の吐出ガス温度が非常に高
くなってしまうため、圧縮機油の粘性劣化や圧縮機自体
の損傷を引き起こす問題がある。

【０００４】これを解決するために従来より凝縮器で凝
縮された液冷媒の一部を減圧させて圧縮機内部に供給
し、そこで蒸発させて圧縮機を冷却する所謂リキッドイ
ンジェクション方式が採用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のこの種冷凍装置
は、圧縮機として通常の半密閉型のものを用い、リキッ
ドインジェクション回路はクランクケース内のモータを
冷却するように、モータコア付近に減圧液冷媒を注入し
ていた。そのため、圧縮機のクランクケース内底部に溜
まっている圧縮機油、及び圧縮機が吸い込んだガス冷媒
を有効に冷却することができず、圧縮機油が温度上昇し
て粘性劣化を引き起こし、潤滑性能が低下する問題があ
った。また、圧縮機油及び吸込ガス冷媒温度が高いこと
により、吐出冷媒の温度を有効に低下させることができ
ず、結果的にスクロール圧縮機や二段圧縮ユニットへの
変更を余儀なくされていた。

【０００６】本発明は以上の如き従来の課題を解決する
ために成されたものであり、リキッドインジェクション
回路を用い、圧縮機油及び圧縮機への吸込ガス冷媒を有
効に冷却して吐出冷媒の温度を低くすることのできる冷
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】本発明の冷凍装置は冷媒
吐出側及び吸込側を有した圧縮機と、この圧縮機の吐出
側に接続された凝縮器と、この凝縮器の冷媒出口側と圧
縮機の吸込側との間に接続された蒸発器と、凝縮器で凝
縮された液冷媒の一部を減圧して圧縮機のクランクケー
ス内における低圧側へ供給するリキッドインジェクショ
ン回路とを具備しており、リキッドインジェクション回
路はクランクケースの上下方向中心より下側に液冷媒を
供給するよう圧縮機に接続されていることを特徴とす
る。

【０００８】

【作用】本発明の冷凍装置では、圧縮機から吐出されて
凝縮器にて凝縮された液冷媒の一部がリキッドインジェ
クション回路により減圧された後、圧縮機内の低圧側に
供給される。このとき、リキッドインジェクション回路
はクランクケースの上下方向中心より下側に液冷媒を供
給するので、液冷媒はクランクケース内の底部に溜まっ
ている圧縮機油内に直接、或いは油面近傍から圧縮機油
内に混入し、内部で蒸発する。また、一部の冷媒はクラ
ンクケース内の低圧側にて蒸発し、そこの吸込ガス冷媒
を冷却した後、吸込ガス冷媒と一緒に圧縮吐出されるこ
とになる。これらによって、圧縮機油及び吸込ガス冷媒
は有効に冷却されて圧縮機の吐出冷媒温度が低下する。

【０００９】

【実施例】次に、図面において本発明の実施例を説明す
る。図１は本発明の実施例としての冷凍装置の冷媒回路
図、図２は圧縮機１周辺の機器の実際の配置及び配管接
続を示す図である。半密閉型コンプレッサによって構成
された圧縮機１の冷媒吐出側１Ｄには吐出側配管２が接
続され、この吐出側配管２は本発明の凝縮器としての凝
縮器兼用のレシーバータンク５の冷媒入口側５Ａに接続
されている。このレシーバータンク５内には、内部に冷
却用の水が流通する水冷管路４が導入されている。レシ
ーバータンク５の冷媒出口側５Ｂに接続された出口側配
管６には直列にドライコア７及び電磁弁８が接続されて
おり、この電磁弁８の出口側が膨張弁９を介して蒸発器
１１に接続される。

【００１０】蒸発器１１は例えば図示しない冷凍・冷蔵
ショーケースの冷気通路に設置されるもので、その出口
側は低圧側配管１２によりアキュムレータ１３に接続さ
れている。このアキュムレータ１３の出口側に接続した
吸込側配管１４は圧縮機１の冷媒吸込側１Ｓに接続され
る。前記圧縮機１の冷媒吐出側１Ｄ及び冷媒吸込側１Ｓ
は図２の如く、圧縮機１のクランクケース２１上部両側
に形成されている。このクランクケース２１の内側は低
圧となっており、前記冷媒吸込側１Ｓはこの低圧側に連
通している。また、クランクケース２１内には図示しな
いピストンが存在する高圧室が構成されており、前記冷
媒吐出側１Ｄはこの高圧室に連通している。更に、圧縮
機１内の前記ピストン等の駆動部品を潤滑する圧縮機油
は前記クランクケース２１内の底部に溜まっており、所
定のポンプ機構によって各部品に散布される。尚、冷凍
装置内には前述のＲ−２２冷媒が所定量封入される。

【００１１】一方、レシーバータンク５の出口側配管６
からはリキッドインジェクション回路１６が分岐し、電
磁弁１７及びキャピラリチューブ１８を介して圧縮機１
のリキッドインジェクション入口１Ｒに接続されてい
る。このリキッドインジェクション入口１Ｒは図２の如
く、圧縮機１のクランクケース２１の上下方向の中心線
２１Ｃよりも下側に形成されており、前記低圧となって
いるクランクケース２１内に連通している。

【００１２】次に、動作を説明すると、圧縮機１から吐
出された高温高圧のガス冷媒はレシーバータンク５に流
入し、水冷管路４によって冷却されて凝縮される。この
水冷管路４への水の流通は圧縮機１の吐出圧力によって
制御され、圧力が上がると水が流され、下がると停止す
る構成となっている。このレシーバータンク５内では冷
媒が気液分離され、液冷媒は下方に溜まって出口側５Ｂ
から図１中実線矢印で示す如く出口側配管６を通り、電
磁弁８を通過して膨張弁９にて絞られた後，蒸発器１１
に流入する。蒸発器１１に流入した冷媒はそこで蒸発
し、低圧側配管１２を通り、アキュムレータ１３に流入
する。ここで未蒸発の液冷媒が分離されてガス冷媒だけ
が吸込側配管１４より圧縮機１に吸い込まれる。前記電
磁弁８は図示しない冷凍・冷蔵ショーケースの吐出冷気
温度を検出するセンサーによって開閉制御され、それに
よってショーケースの庫内は所定温度に維持される。圧
縮機１は電磁弁８の閉鎖による吐出圧力の上昇により停
止する構成となっている。

【００１３】前記レシーバータンク５より出口側配管６
に流入した液冷媒の一部は、電磁弁１７が開放している
状態において図１中破線矢印で示す如くリキッドインジ
ェクション回路１６からキャピラリチューブ１８にて絞
られ、減圧された後、圧縮機１のリキッドインジェクシ
ョン入口１Ｒからクランクケース２１内に流入する。こ
こで、クランクケース２１内底部には前述の如く圧縮機
油が溜まっており、リキッドインジェクション入口１Ｒ
はクランクケース２１の上下方向の中心２１Ｃより下側
に構成されているので、キャピラリチューブ１８にて減
圧された液冷媒はこのクランクケース２１底部の圧縮機
油中に直接、或いは油面の近傍から圧縮機油内に注入さ
れることになる。

【００１４】このようにして圧縮機油中に混入された冷
媒は蒸発気化して圧縮機油を冷却するので、圧縮機油の
温度が降下し、その粘性を維持することができるように
なる。また、圧縮機油の温度低下に伴ってそれが循環す
る圧縮機１各部品の温度をも低下させることができる。
また、リキッドインジェクション入口１Ｒよりクランク
ケース２１内に注入された減圧液冷媒は、圧縮機１の冷
媒吸込側１Ｓからクランクケース２１内に吸い込まれた
ガス冷媒に混じって蒸発し、この吸込ガス冷媒と共にク
ランクケース２１内の前記高圧室に吸い込まれるので、
圧縮機１の吸込ガス冷媒の温度を降下させることができ
る。これらの作用により総じて圧縮機１の吐出冷媒の温
度を有効に低下させ、且つ、圧縮機油の劣化を防止する
ことができるようになり、圧縮機１の焼き付き等の損傷
の発生を未然に防止することができるようになる。

【００１５】尚、前記電磁弁１７は圧縮機１の吐出側配
管２の温度により吐出冷媒の温度を検出する図示しない
制御装置によって制御され、吐出冷媒の温度が上昇して
例えば＋９０℃以上となると開放し、温度が降下して例
えば＋８９℃以下となると閉じる。吐出冷媒の温度が＋
１３０℃以上となると、圧縮機１は危険な状態に陥る
が、前記電磁弁１７の開閉動作によってリキッドインジ
ェクション回路１６により前述の如く減圧液冷媒が供給
されて冷却されるので、圧縮機１の吐出冷媒の温度は安
全な＋９０℃付近に維持されることになる。

【００１６】次に、図３はリキッドインジェクション回
路１６の他の実施例を示している。尚、図中において図
１と同一符号のものは同一であり説明を省略する。図３
と図１の相違点はリキッドインジェクション回路１６の
キャピラリチューブ１８の代わりにサーモバルブ２３が
設けられ、また、電磁弁１７の制御が変更されている点
である。サーモバルブ２３は圧縮機１の吐出側配管２の
温度より吐出冷媒の温度を自ら検知し、その開度を調節
するものであり、＋８０℃から＋１００℃の間で温度の
上昇に合わせて略リニアに弁開度を拡大し、＋１００℃
で全開となる。係る構成によれば電磁弁１７が開放され
ている状態において、リキッドインジェクション入口１
Ｒからクランクケース２１内に注入される液冷媒の絞り
度合い及び量を、吐出冷媒の温度に応じて適切に調整す
ることができ、圧縮機１の吐出冷媒温度の制御性能が更
に向上するものである。

【００１７】ここで、前記サーモバルブ２３は吐出冷媒
温度が＋８０℃以下となると弁開度が最小となるので、
前記電磁弁１７は圧縮機１の吐出側配管２の温度により
吐出冷媒の温度を検出する図示しない制御装置によって
制御され、吐出冷媒の温度が降下して＋８０℃以下とな
ると閉じるように動作する。尚、実施例では冷凍・冷蔵
ショーケースの冷凍装置を例に取り本発明を説明した
が、それに限らず、冷凍・冷蔵庫やプレハブ冷蔵庫のク
ーリングユニット等にも本発明は有効である。また、冷
媒もＲ−２２に限定されるものではなく、吐出冷媒温度
が上昇してしまう各種冷媒を使用した冷凍装置に対して
本発明は極めて有効である。

【００１８】

【発明の効果】以上本発明によれば、リキッドインジェ
クション回路が圧縮機のクランクケースの上下方向中心
より下側に減圧液冷媒を供給するので、液冷媒はクラン
クケース内の底部に溜まっている圧縮機油内に直接、或
いは油面近傍から圧縮機油内に混入し、内部で蒸発する
と共に、一部の冷媒は吸込ガス冷媒を冷却した後、吸込
ガス冷媒と共に圧縮吐出される。従って、圧縮機油及び
吸込ガス冷媒を有効に冷却して圧縮機油の温度上昇によ
る粘性劣化を防ぎ、圧縮機の吐出冷媒温度を効果的に低
下させ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】圧縮機及びその周辺の機器の実際の配置及び配
管接続を示す図である。

【図３】リキッドインジェクション回路の他の実施例を
示す冷凍装置の冷媒回路図である。

【符号の説明】

１ 圧縮機 １Ｒ リキッドインジェクション入口 ２ 吐出側配管 ５ レシーバータンク １１ 蒸発器 １６ リキッドインジェクション回路 １８ キャピラリチューブ ２１ クランクケース ２３ サーモバルブ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒吐出側及び冷媒吸込側を有した圧縮
   機と、該圧縮機の冷媒吐出側に接続された凝縮器と、該
   凝縮器の冷媒出口側と前記圧縮機の冷媒吸込側との間に
   接続された蒸発器と、前記凝縮器で凝縮された液冷媒の
   一部を減圧して前記圧縮機のクランクケース内における
   低圧側へ供給するリキッドインジェクション回路とを具
   備した冷凍装置において、前記リキッドインジェクショ
   ン回路は前記クランクケースの上下方向中心より下側に
   前記液冷媒を供給するよう前記圧縮機に接続されている
   ことを特徴とする冷凍装置。