JPH0960989A - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 感温部により動作する膨張弁を備えた冷凍装
置の冷却能力を向上させる。 【解決手段】 冷凍装置Ｒは、圧縮機１７、凝縮器１
８、膨張弁２１及び蒸発器１１を順次環状に配管接続し
て冷凍サイクルを構成して成り、膨張弁２１の入口配管
２３を蒸発器１１の出口配管２６と熱交換させることに
より、熱交換部２７を構成し、膨張弁２１の感温部２８
をこの熱交換部２７より下流側の出口配管２６に交熱的
に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮機、凝縮器、
膨張弁及び蒸発器を順次環状に配管接続して冷凍サイク
ルを構成して成る冷凍装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来よりこの種冷凍装置は、例えば特公
昭５３−４２８８４号公報（Ｆ０４Ｂ３９／００）に示
される如く、圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を順次
環状に配管接続して所定の冷凍サイクルを構成してい
る。そして、圧縮機から吐出された高温高圧のガス冷媒
は、凝縮器にて放熱して液化し、膨張弁にて減圧された
後、蒸発器に流入する。蒸発器に流入した冷媒はそこで
蒸発することによって周囲から熱を奪い、冷却作用を発
揮した後、圧縮機に再び吸い込まれるものであった。

【０００３】また、膨張弁が例えば温度式自動膨張弁で
あるとすると、膨張弁の感温部は蒸発器の出口付近の配
管に交熱的に添設され、この出口付近における過熱度を
一定にするように蒸発器への冷媒流入量を調整する。即
ち、出口付近の配管の温度が降下した場合には過熱度が
低い（液が多い）と見なして冷媒流入量を削減すると共
に、温度が上昇した場合には過熱度が高い（ガスが多
い）と見なして冷媒流入量を多くする。

【０００４】それによって、蒸発器での冷媒蒸発による
冷却能力を一定に保ちつつ、圧縮機への液バックを防止
し、液圧縮による損傷の発生を未然に防いでいた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように従来では膨
張弁の感温部が設置されている部分における過熱度を一
定とするよう膨張弁が動作していたため、蒸発器の熱交
換部分であって蒸発器の出口付近に存在する範囲は、係
る過熱度を得るためにだけ機能し、冷却には有効に関与
していないのが実状であった。

【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、感温部により動作する膨
張弁を備えた冷凍装置の冷却能力を向上させることを目
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、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を順次環状に
配管接続して冷凍サイクルを構成して成り、膨張弁の入
口配管を蒸発器の出口配管と熱交換させることにより、
熱交換部を構成し、膨張弁の感温部をこの熱交換部より
下流側の配管に交熱的に設けたものである。

【０００８】請求項２の発明の冷凍装置は、圧縮機、凝
縮器、膨張弁及び蒸発器を順次環状に配管接続して冷凍
サイクルを構成すると共に、蒸発器と熱交換した冷気を
被冷却空間に循環して成るものであって、蒸発器の出口
配管を、循環冷気の吸込部分に配置すると共に、膨張弁
の感温部を前記出口配管より下流側に交熱的に設けたも
のである。

【０００９】請求項３の発明の冷凍装置は、圧縮機、凝
縮器、膨張弁及び蒸発器を順次環状に配管接続して冷凍
サイクルを構成して成り、膨張弁の入口配管から分岐
し、蒸発器の出口配管に連通した分岐配管を設け、この
分岐配管を膨張弁の入口配管と熱交換させることによ
り、熱交換部を構成すると共に、この熱交換部の上流側
の分岐配管には絞り手段を設置し、膨張弁の感温部を分
岐配管との連通部分より上流側の蒸発器出口配管に交熱
的に設けたものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
形態を詳述する。図１は本発明の冷凍装置Ｒを適用した
実施例としての低温ショーケース１の斜視図、図２は低
温ショーケース１の正面透視図、図３は低温ショーケー
ス１の透視側面図、図４は低温ショーケース１の冷凍装
置Ｒの冷媒回路図である。

【００１１】低温ショーケース１は、断面コ字状の断熱
壁２とその両側に取り付けられた側板３、３により本体
を構成されている。断熱壁２の内側には間隔を存して仕
切板４が取り付けられ、この仕切板４の内側を前面に開
口（５）した貯蔵室６とし、仕切板４と断熱壁２間をダ
クト７としている。そして、前記貯蔵室６内には複数段
の棚８・・が架設される。

【００１２】貯蔵室６背方に位置する前記ダクト７内に
は、冷凍装置Ｒを構成するフィンチューブ型の蒸発器１
１が縦設されると共に、貯蔵室６下方のダクト７には送
風機１２が設けられる。また、貯蔵室６の前面開口５の
上下縁にはそれぞれダクト７に連通した吐出口１３及び
吸込口１４が形成されている。一方、断熱壁２の下方に
は機械室１６が構成されており、この機械室１６内に前
記冷凍装置Ｒを構成するロータリー式の圧縮機１７及び
フィンチューブ型の凝縮器１８が設置されている。

【００１３】次に、冷凍装置Ｒは、前記圧縮機１７、凝
縮器１８、膨張弁２１及び前記蒸発器１１を順次環状に
配管接続して冷凍サイクルが構成されている。即ち、圧
縮機１７の吐出側１７Ｄは吐出配管２２にて凝縮器１８
の入口に接続され、凝縮器１８の出口は膨張弁２１の入
口配管２３を経て膨張弁２１の入口に接続されている。
そして、膨張弁２１の出口は出口配管２４にて蒸発器１
１の入口に接続されると共に、蒸発器１１の出口は出口
配管２６にて圧縮機１７の吸込側１７Ｓに接続されてい
る。

【００１４】また、前記膨張弁２１の入口配管２３は蒸
発器１１から出た出口配管２６に交熱的に添設され、そ
こに熱交換部２７を構成している。他方、前記膨張弁２
１はキャピラリーチューブ２９にて接続されたガス封入
式の感温部２８を備えた温度式自動膨張弁であり、この
感温部２８は前記熱交換部２７より下流側の出口配管２
６に交熱的に取り付けられている。

【００１５】以上の構成で、圧縮機１７及び送風機１２
が運転されると、圧縮機１７の吐出側１７Ｄからは高温
高圧のガス冷媒が吐出される。このガス冷媒は吐出配管
２２を経て凝縮器１８に流入し、そこで放熱して凝縮液
化する。この凝縮器１８で液化した冷媒は入口配管２３
に流入し、熱交換部２７を経て膨張弁２１に至る。この
膨張弁２１で冷媒は絞られて減圧され、出口配管２４を
経て蒸発器１１に流入する。

【００１６】蒸発器１１に流入した冷媒はそこで蒸発
し、周囲から熱を奪って冷却作用を発揮する。蒸発器１
１で蒸発した冷媒（未蒸発の液冷媒を含む）は、出口か
ら出て出口配管２６に流入し、熱交換部２７を経て圧縮
機１７の吸込側１７Ｓから吸い込まれる循環を行う。前
記蒸発器１１には送風機１２によって下から上に通風さ
れており、蒸発器１１にて冷却された冷気はダクト７を
通って吐出口１３から開口５に向けて吐出される。吐出
口１３から吐出された冷気は開口５に冷気エアーカーテ
ンを形成すると共に、一部は貯蔵室６に循環して内部を
所定の温度（冷蔵／冷凍）に冷却する。そして、これら
エアーカーテン及び貯蔵室６内を循環した後の冷気（外
気を含む）は、吸込口１４からダクト７に帰還し、送風
機１２に再び吸引される。

【００１７】ここで、膨張弁２１は感温部２８が感知す
る出口配管２６の温度に基づき、その部分の冷媒の過熱
度を一定にするように蒸発器１１への冷媒流入量を調整
する。即ち、当該感温部２８が取り付けられた部分の出
口配管２６の温度が降下した場合には過熱度が低い（液
が多い）と見なして冷媒流入量を削減すると共に、温度
が上昇した場合には過熱度が高い（ガスが多い）と見な
して冷媒流入量を多くすることにより、蒸発器１１での
冷媒蒸発による冷却能力を一定に保ちつつ、圧縮機１７
への液バックを防止し、液圧縮による損傷の発生を防ぐ
ものであるが、本発明では膨張弁２１の入口配管２３を
熱交換部２７にて蒸発器１１の出口配管２６と熱交換さ
せ、且つ、感温部２８を前記熱交換部２７より下流側の
出口配管２６に交熱的に設けているので、熱交換部２７
において膨張弁２１の入口配管２３を流れる冷媒によ
り、蒸発器１１から出た冷媒は加熱され、その過熱度は
補われる。

【００１８】従って、膨張弁２１をこの補われた過熱度
に基づいて動作するようになるので、蒸発器１１の出口
までの熱交換部分は過熱度を得るために機能することが
無くなり、蒸発器１１の熱交換部分の略全体が有効に冷
却に寄与するようになる。一方で、膨張弁２１に流入す
る液冷媒は熱交換部２７において過冷却されるので、総
じて冷凍装置Ｒの冷却能力は著しく向上する。また、こ
のとき凝縮器１８から出た冷媒に未凝縮のガスが存在し
ていたとしても、熱交換部２７において液化されるの
で、凝縮器１８出口に受液器を設ける必要が無くなると
共に、それによって、封入冷媒の削減も図れるようにな
る。

【００１９】次に、図５乃至図７は請求項２の発明に係
る冷凍装置Ｒを備えた低温ショーケース１を示してい
る。尚、各図において図１乃至図４と同一符号は同一の
ものとする。この場合、前記熱交換部２７は形成されて
おらず、その代わりに蒸発器１１の出口配管２６が前方
に引き出され、吸込口１４の内側に挿通されてそこに挿
通部３１が構成されている。

【００２０】また、膨張弁２１の感温部２８はこの挿通
部３１よりも下流側の出口配管２６に交熱的に取り付け
られている。係る構成によれば、吸込口１４から吸い込
まれる循環冷気により、蒸発器１１から出た冷媒の温度
が上昇して過熱度が補われるので、膨張弁２１はこの補
われた過熱度に基づいて動作するようになるので、蒸発
器１１の出口までの熱交換部分の略全体を有効に冷却に
寄与させることができるようになる。

【００２１】一方で、吸込口１４から吸引される冷気中
の水分は露点温度以下の挿通部３１の周囲を通過する際
に凝結して出口配管２６の挿通部３１表面に付着するの
で、蒸発器１１の流入冷気は除湿される。それによっ
て、蒸発器１１への急激な着霜が削減され、熱伝導率の
悪化を防止することができるようになる。次に、図８及
び図９は請求項３の発明に係る冷凍装置Ｒを備えた低温
ショーケース１を示している。尚、各図において図１乃
至図７と同一符号は同一のものとする。この場合は膨張
弁２１の入口配管２３からは分岐点Ｐ１より分岐配管３
３が分岐しており、この分岐配管３３は合流点Ｐ２にて
蒸発器１１の出口配管２６に連通されている。

【００２２】この分岐配管３３は膨張弁２１の入口配管
２３に交熱的に添設され、そこに熱交換部３４を構成す
ると共に、この熱交換部３４の上流側（分岐点Ｐ１側）
の分岐配管３３には絞り手段としての絞り弁３６が介設
されている。また、前記膨張弁２１の感温部２８は合流
点Ｐ２より上流側の出口配管２６に交熱的に取り付けら
れると共に、合流点Ｐ２と圧縮機１７の吸込側１７Ｓの
間の出口配管２６には気液分離器３７が介設されてい
る。

【００２３】係る構成によれば、凝縮器１８を経た冷媒
の一部を分岐配管３３に流入させ、熱交換部３４におい
て蒸発させることによって、膨張弁２１への流入冷媒を
冷却することができるようになる。従って、膨張弁２１
に流入する冷媒を過冷却させ、ガス冷媒の液化を促して
冷却能力の向上を図ることができるようになる。また、
分岐配管３３を流れた冷媒は湿り蒸気の状態で膨張弁２
１の感温部２８下流において蒸発器１１からの冷媒と合
流し、気液分離器３７を経て圧縮機１７に帰還するよう
になるので、圧縮機１７に吸い込まれる冷媒の異常過熱
が防止される。それによって、圧縮機１７の吐出ガスの
異常過熱が防止され、成績係数の低下や摺動部品及び潤
滑油の劣化などを未然に回避することができるようにな
る。

【００２４】尚、実施例では低温ショーケースに本発明
を適用したが、それに限らず、冷蔵庫や空気調和機な
ど、冷凍装置を備えた各種冷凍機器に本発明は有効であ
る。

【００２５】

【発明の効果】以上詳述した如く、請求項１の発明によ
れば、膨張弁の入口配管を蒸発器の出口配管と熱交換さ
せることによって熱交換部を構成し、膨張弁の感温部を
この熱交換部より下流側の配管に交熱的に設けたので、
熱交換部において膨張弁の入口配管を流れる冷媒によ
り、蒸発器から出た冷媒を加熱して過熱度を補い、膨張
弁をこの補われた過熱度に基づいて動作させることがで
きるようになる。

【００２６】従って、蒸発器の出口までの熱交換部分を
有効に冷却に寄与させることができるようになる。一方
で、膨張弁に流入する液冷媒は熱交換部において過冷却
されるので、総じて冷凍装置の冷却能力を著しく向上さ
せることが可能となる。また、凝縮器から出た冷媒にガ
スが存在していたとしても熱交換部において液化される
ので、凝縮器出口に受液器を設ける必要が無くなると共
に、封入冷媒の削減も図れるものである。

【００２７】請求項２の発明によれば、蒸発器の出口配
管を、循環冷気の吸込部分に配置すると共に、膨張弁の
感温部を出口配管より下流側に交熱的に設けたので、吸
い込まれる循環冷気により、蒸発器から出た冷媒の温度
を上昇させて過熱度を補い、膨張弁をこの補われた過熱
度に基づいて動作させることができるようになる。従っ
て、蒸発器の出口までの熱交換部分を有効に冷却に寄与
させることができるようになる。一方で、吸込冷気中の
水分を凝結させて出口配管に付着させ、蒸発器の流入冷
気を除湿して、蒸発器への急激な着霜を削減し、熱伝導
率の悪化を防止することができるようになるので、総じ
て冷凍装置の冷却能力を著しく向上させることが可能と
なるものである。

【００２８】請求項３の発明によれば、膨張弁の入口配
管から分岐し、蒸発器の出口配管に連通した分岐配管を
設け、この分岐配管を膨張弁の入口配管と熱交換させる
ことにより、熱交換部を構成すると共に、この熱交換部
の上流側の分岐配管には絞り手段を設置し、膨張弁の感
温部を分岐配管との連通部分より上流側の蒸発器出口配
管に交熱的に設けたので、凝縮器を経た冷媒の一部を分
岐配管に流入させ、熱交換部において蒸発させて膨張弁
への流入冷媒を冷却することができるようになる。

【００２９】従って、膨張弁に流入する冷媒を過冷却さ
せ、ガス冷媒の液化を促して冷却能力の向上を図ること
ができるようになる。また、分岐配管を流れた冷媒は湿
り蒸気の状態で膨張弁の感温部下流において蒸発器から
の冷媒と合流するので、圧縮機に吸い込まれる冷媒の異
常過熱が防止される。それによって、圧縮機吐出ガスの
異常過熱が防止され、成績係数の低下や機器及び潤滑油
の劣化などを未然に回避することができるようになるも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の冷凍装置を適用した実施例としての低
温ショーケースの斜視図である。

【図２】低温ショーケースの正面透視図である。

【図３】低温ショーケースの透視側面図である。

【図４】低温ショーケースの冷凍装置の冷媒回路図であ
る。

【図５】もう一つの本発明の冷凍装置を適用した低温シ
ョーケースの正面透視図である。

【図６】図５の低温ショーケースの透視側面図である。

【図７】図５の低温ショーケースの冷凍装置の冷媒回路
図である。

【図８】更にもう一つの本発明の冷凍装置を適用した低
温ショーケースの正面透視図である。

【図９】図８の低温ショーケースの冷凍装置の冷媒回路
図である。

【符号の説明】

Ｒ 冷凍装置 １１ 蒸発器 １４ 吸込口 １７ 圧縮機 １８ 凝縮器 ２１ 膨張弁 ２３ 入口配管 ２６ 出口配管 ２７ 熱交換部 ２８ 感温部 ３１ 挿通部 ３３ 分岐配管 ３４ 熱交換部 ３６ 絞り弁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を順
   次環状に配管接続して冷凍サイクルを構成して成る冷凍
   装置において、 前記膨張弁の入口配管を前記蒸発器の出口配管と熱交換
   させることにより、熱交換部を構成し、前記膨張弁の感
   温部をこの熱交換部より下流側の配管に交熱的に設けた
   ことを特徴とする冷凍装置。
2. 【請求項２】 圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を順
   次環状に配管接続して冷凍サイクルを構成すると共に、
   前記蒸発器と熱交換した冷気を被冷却空間に循環して成
   る冷凍装置において、 前記蒸発器の出口配管を、前記循環冷気の吸込部分に配
   置すると共に、前記膨張弁の感温部を前記出口配管より
   下流側に交熱的に設けたことを特徴とする冷凍装置。
3. 【請求項３】 圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を順
   次環状に配管接続して冷凍サイクルを構成して成る冷凍
   装置において、 前記膨張弁の入口配管から分岐し、前記蒸発器の出口配
   管に連通した分岐配管を設け、この分岐配管を前記膨張
   弁の入口配管と熱交換させることにより、熱交換部を構
   成すると共に、この熱交換部の上流側の前記分岐配管に
   は絞り手段を設置し、前記膨張弁の感温部を前記分岐配
   管との連通部分より上流側の蒸発器出口配管に交熱的に
   設けたことを特徴とする冷凍装置。