JPH07117325B2 - 冷凍装置における冷媒均圧分配装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、複数の蒸発器が並列に配設された冷凍装置に
関し、特に、それ等の蒸発器に冷媒を均等に配分供給す
る冷媒均圧分配装置に関するものである。

【従来の技術】

冷凍装置の冷媒回路に２つ以上の蒸発器を並列に配設
し、その蒸発器が置かれたそれぞれの部屋もしくは閉空
間を同時に冷却したり、暖めたりする場合がある。その
冷媒回路の１例を第５図に示すが、通常運転時に圧縮機
１を出た高温高圧の冷媒ガスは、凝縮器２に至って凝縮
され、高圧液体冷媒になる。この液体冷媒は、電磁弁
３、熱交換器４、膨張弁５を経てディストリビュータ
６′に至り、ここで２方向に分けられて蒸発器7a、7bに
至つて蒸発する。更に、蒸発器7a、7bから出てヘッダ10
で合流し、熱交換器４及びアキュムレータ８を経て圧縮
機１へ戻る。 一方、デフロスト時には、電磁弁11が開き、高温高圧の
冷媒ガス即ちホットガスが、ヘッダ９に流入し、ここで
分かれて蒸発器7a、7bに流入してデフロストを行う。デ
フロストの完了は、タイマによる所定時間の経過又は、
蒸発器7a、7bの出口に設けた温度検出器（図示せず）の
所定温度の検知により検出される。

【発明が解決しようとする課題】

上述した従来のものにおいては、次のような問題点があ
った。即ち、 ア．蒸発器が複数あるので、それぞれの圧力損失（流路
抵抗）の違いにより、冷媒の流れが左右される。つま
り、圧力損失の少ない方の蒸発器のホツトガス用ヘッダ
を通って冷媒が集中してしまい、蒸発器間で能力の不平
衡が生じ、液バツクや異常加熱を招来していた。 イ．ホットガス用ヘッダを用いているので、配管が複雑
になり、このため組立に時間を要し、また、ガス洩れの
危険性が大きかった。 ウ．冷媒ディストリビュータと蒸発器との間に、ホット
ガス用ヘッダを設けているので、ディストリビュータか
ら蒸発器までの配管距離が長くなる。このため、冷却運
転中におけるこの部分の氷の成長量が大きく、種々の不
具合を生じていた。デフロスト中に氷が除去できず、氷
がますます成長するとか、これを防ぐため、強固な断熱
材による被覆を要するとかの問題である。

【課題を解決するための手段】

本発明は、前述した問題点を解決するためになされたも
のであり、吐出口及び吸込口を有する冷媒圧縮機、同冷
媒圧縮機の前記吐出口に連絡した凝縮器及びホットガス
弁、前記凝縮器に連絡した膨張弁、並びに前記冷媒圧縮
機の前記吸込口に連絡して並置された複数の蒸発器を有
する冷凍装置において、前記蒸発器のそれぞれに各別に
連絡すると共に前記膨張弁と前記ホットガス弁とに連絡
する冷媒均圧分配装置を提供する。この冷媒均圧分配装
置は、本発明によると、弁室を画成する弁箱と、前記弁
室のほぼ筒状の上部壁に形成され、前記膨張弁を介して
前記冷媒圧縮機に連絡される液冷媒入口と、同液冷媒入
口に対向して前記弁室のほぼ筒状の下部壁に形成され、
前記ホットガス弁を介して前記冷媒圧縮機に連絡される
ホットガス入口と、前記弁箱に形成され、前記弁室に連
通すると共に前記蒸発器にそれぞれ接続される複数の冷
媒出口通路と、前記冷凍装置のデフロスト運転時には前
記液冷媒入口を閉止し前記冷凍装置の冷却運転時には前
記ホットガス入口を閉止するように前記弁室内に収納さ
れ、軸対称形状に形成された浮動弁体とを備えている。
そして、前記弁室の前記上部壁は、下方に向かって拡開
を開始する屈曲部を有し、前記弁室の前記下部壁は、前
記ホットガス入口の上部開口を画成する環状受部を有
し、前記浮動弁体の軸方向中心を通る水平断面を端部位
置が、前記液冷媒入口の閉止時には前記屈曲部の近傍に
あり、前記ホットガス入口の閉止時には前記環状受部の
上端の近傍にあるように設定されている。

【作用】

本発明によると、冷凍装置において、圧縮機からの冷媒
は、冷却時凝縮器・膨張弁を通って冷媒均圧分配装置に
入り、ここで均等に分配されて複数の蒸発器へ送給され
る。一方、デフロスト時には、ホツトガス（高温高圧の
冷媒ガス）も同じ冷媒均圧分配装置に入り、同様に分け
られて蒸発器に入り、デフロスト又は加熱を行う。 本発明の冷媒均圧分配装置においては、冷凍装置の冷却
運転時、液体冷媒が上部の液冷媒入口から弁室内に入る
が、浮動弁体の自重及び液体冷媒の圧力によってホット
ガス入口は閉じられるため、しかも、浮動弁体の軸方向
中心を通る水平端面の端部位置が、ホットガス入口の閉
止時にはその環状受部の上端の近傍にあるため、流入し
た液体冷媒は、浮動弁体の上半分によりガイドされて均
等に複数の冷媒出口通路からスムーズに流出する。 デフロスト運転時には、より高圧のホットガスが浮動弁
体を押し上げ、液体冷媒の入口を閉じ、ホツトガスは、
複数の冷媒出口通路に均等に分配される。この場合も、
浮動弁体の軸方向中心を通る水平断面の端部位置が、液
冷媒入口の閉止時には上部壁の屈曲部の近傍にあるた
め、ホットガスは浮動弁体の下半面によりガイドされ、
複数の冷媒出口通路への分配は均等且つスムーズであ
る。

【実施例】

次に、本発明の好適な実施例について添付図面を参照し
て詳細に説明するが、図中、同一符号は同一又は対応部
分を示すものとする。 第１図は、本発明による冷媒均圧分配装置を備えた冷凍
装置もしくは冷凍回路を示し、第２図は、第１図におけ
る冷媒均圧分配装置即ちディストリビュータの構造の要
部を拡大して示す。 第１図において、冷媒圧縮機１、凝縮器２、液冷媒用電
磁弁３は、順次連絡し、液冷媒を液ガス熱交換器４を介
して膨張弁５へ送る。膨張弁５は、デイストリビュータ
（冷媒均圧分配装置）６の液冷媒入口6cへ連絡している
が、そのホットガス入口6dは、ホットガス弁11を介して
圧縮機１の吐出口1aへ連絡している。 ディストリビュータ６の冷媒出口通路6e、6fは、並列に
配設された蒸発器7a、7bにそれぞれ連絡し、更に出口ヘ
ッダ10、アキュムレータ８を介して圧縮機１の吸入口1b
に連絡している。 前述のような構成において、冷凍装置の冷却運転中（製
氷機においては、製氷運転中）、浮動弁体即ち球弁6b
は、弁室6gのほぼ筒状の下部壁により画成されたホット
ガス入口6dを閉じ、開放された電磁弁３及び膨張弁５を
通った液冷媒は、液冷媒入口6cからオリフイス6aを通っ
てディストリビュータ６の弁室6g内に入る。ここで、２
個の冷媒出口通路6e、6fに分配され、分かれて蒸発器7
a、7bに入って蒸発する。ディストリビュータ６は、一
種の分配弁の構造をなし、第２図にその内部構造が拡大
されて示されている。球弁6bを収容した弁室6gは、本体
又はハウジング（弁箱）6h及びオリフィス6aで画成され
ており、オリフィス6aの下面には、球弁6bが接する弁座
6iが形成されている。ホットガス入口6dの上部には、縮
径部があり、同様に弁座6jが形成されている。 冷却運転時、ホットガス弁11は閉じられているが、球弁
6bは、自重により弁座6jの上に乗り、更に冷媒圧力によ
って押し付けられ、ホットガス入口6dを完全に閉じる。
従って、膨張弁５からの液冷媒は、冷媒出口通路6e、6f
に分けられる。 前述のように蒸発器7a、7bで蒸発する冷媒は、蒸発潜熱
として外部から熱を奪い冷却する。蒸発した冷媒は、液
ガス熱交換器４で熱交換を大き、アキュムレータ８を通
って、圧縮機１へ戻る。 冷却運転中、前述の冷媒循環は繰り返されるが、デフロ
スト運転時（製氷機では除氷運転時）には、ホットガス
弁11が開かれ、電磁弁３は閉じる。ホットガスの高圧に
より球弁6bは弁室6g内で押し上げられ、弁座6iに接し、
液冷媒入口6cを閉じる。これにより、膨張弁７からの冷
媒洩れは防止される。このようにして、弁室6gに入った
ホットガスは、冷媒出口通路6e、6fに均等に分けられ、
蒸発器7a、7bへ流入し、デフロストを行う。蒸発器7a、
7bを出たガスは、最終的には、アキユムレータ８から圧
縮機１へ戻る。 再び、第２図を参照するに、球弁6bは、冷凍装置の冷却
運転時に実線の位置を占め、デフロスト運転時に破線の
位置を占めるが、冷媒又はガスがスムーズに分配される
ように、球弁6bの中心水平断面の位置もしくはレベル
が、冷却運転時にはホットガス入口6dの環状受部6kの上
端に接近し、デフロスト運転時にはハウジング6hのほぼ
筒状の上部壁が下方に向かって拡開を開始する屈曲部6l
に接近して位置する。このように位置すると、冷却運転
時には球弁6bの上記中心水平断面より上方のほぼ半球面
が液冷媒のガイドとして機能し、デフロスト運転時には
球弁6bの上記中心水平断面より下方のほぼ半球面がホッ
トガスのガイドとして機能するため、液冷媒又はホット
ガスは複数の冷媒出口通路6e,6fに好適に分配される。 尚、前述した実施例においては、浮動弁体は球状の球弁
6bとしたが、第３図及び第４図に示すように、そろ盤玉
状の弁16b、26bとしてもよいことは勿論である。 更に、前記実施例においては、蒸発器7a、7bを２個並設
したが、３個以上を設けてもよいことは勿論で、その場
合冷媒均圧分配装置の冷媒出口通路も３個以上浮動体の
軸心を中心にして等間隔に形成して、均圧分配が確保さ
れる。また、実施例では、ディストリビュータ６はその
冷媒出口通路6e、6fを下に向けて配置されているが、上
に向けて配置されても同様の効果を奏することができ
る。

【発明の効果】

以上説明した本発明によれば、複数の蒸発器をもつ冷凍
装置において、液冷媒及びホットガスの均等分配を一つ
の冷媒均圧分配装置で行っているので、配管構造が著し
く簡素化されると共に、蒸発器入口部配管の氷の発生、
成長を効果的に防止できることは勿論のこと、液冷媒入
口とホットガス入口とを上下方向に対向して形成し、そ
れ等の間に位置する浮動弁体を重力と冷媒圧力とで切り
換えるようにしたので、構造が簡単で、作動が確実であ
る。 しかも、本発明によれば、浮動弁体の軸方向中心を通る
水平断面の端部位置が、液冷媒入口の閉止時には上部壁
の拡開基点にほぼ位置する屈曲部の近傍にあり、ホット
ガス入口の閉止時にはホットガス入口の上部開口を画成
する環状受部の上端の近傍にあるように設定されている
ため、冷却運転時には浮動弁体の上記中心水平断面より
上方のほぼ半面が液冷媒のガイドとして機能し、デフロ
スト運転時には浮動弁体の上記中心水平断面より下方の
ほぼ半面がホットガスのガイドとして機能するので、液
冷媒又はホットガスを複数の冷媒出口通路に均等且つス
ムーズに分配することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例に係る冷媒均圧分配装置を有
する冷凍装置の回路図、第２図は、第１図に含まれた冷
媒均圧分配装置の拡大断面図、第３図及び第４図は、変
形実施例の要部を示す部分図、第５図は、従来の装置の
冷凍回路を示す図である。 １……冷媒圧縮機、1a……吐出口、1b……吸込口、２…
…凝縮器、５……膨張弁、６……冷媒均圧分配装置（デ
ィストリビュータ）、6b……浮動弁体（球弁）、6c……
液冷媒入口、6d……ホットガス入口、6e,6f……冷媒出
口通路、6g……弁室、6h……弁箱（ハウジング）、6k…
…環状受部、6l……屈曲部、7a,7b……蒸発器、11……
ホットガス弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吐出口（1a）及び吸込口（1b）を有する冷
   媒圧縮機（１）、同冷媒圧縮機の前記吐出口（1a）に連
   絡した凝縮器（２）及びホットガス弁（11）、前記凝縮
   器（２）に連絡した膨張弁（５）、並びに前記冷媒圧縮
   機（１）の前記吸込口（1b）に連絡して並置された複数
   の蒸発器（7a,7b）を有する冷凍装置において、前記蒸
   発器（7a,7b）のそれぞれに各別に連絡すると共に前記
   膨張弁（５）と前記ホットガス弁（11）とに連絡する冷
   媒均圧分配装置（６）であって、弁室（6g）を画成する
   弁箱（6h）と、前記弁室（6g）のほぼ筒状の上部壁に形
   成され、前記膨張弁（５）を介して前記冷媒圧縮機
   （１）に連絡される液冷媒入口（6c）と、同液冷媒入口
   に対向して前記弁室（6g）のほぼ筒状の下部壁に形成さ
   れ、前記ホットガス弁（11）を介して前記冷媒圧縮機
   （１）に連絡されるホットガス入口（6d）と、前記弁箱
   （6h）に形成され、前記弁室（6g）に連通すると共に前
   記蒸発器（7a,7b）にそれぞれ接続される複数の冷媒出
   口通路（6e,6f）と、前記冷凍装置のデフロスト運転時
   には前記液冷媒入口（6c）を閉止し前記冷凍装置の冷却
   運転時には前記ホットガス入口（6d）を閉止するように
   前記弁室（6g）内に収納され、軸対称形状に形成された
   浮動弁体（6b）とを備え、前記弁室（6g）の前記上部壁
   は、下方に向かって拡開を開始する屈曲部（6l）を有
   し、前記弁室（6g）の前記下部壁は、前記ホットガス入
   口（6d）の上部開口を画成する環状受部（6k）を有し、
   前記浮動弁体（6b）の軸方向中心を通る水平断面の端部
   位置が、前記液冷媒入口（6c）の閉止時には前記屈曲部
   （6l）の近傍にあり、前記ホットガス入口（6d）の閉止
   時には前記環状受部（6k）の上端の近傍にあるように設
   定されている、冷凍装置における冷媒均圧分配装置。