JPH0972619A - 冷凍機 - Google Patents

冷凍機

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JPH0972619A
JPH0972619A JP22787695A JP22787695A JPH0972619A JP H0972619 A JPH0972619 A JP H0972619A JP 22787695 A JP22787695 A JP 22787695A JP 22787695 A JP22787695 A JP 22787695A JP H0972619 A JPH0972619 A JP H0972619A
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中村  元
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    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2500/00Problems to be solved
    • F25B2500/28Means for preventing liquid refrigerant entering into the compressor

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  • Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 動力のロスを小さくするとともに液バック現
象の発生を防止し、さらに圧縮機が油冷式の場合には注
油不良現象の発生防止をも可能とした冷凍機を提供す
る。 【解決手段】 圧縮機11,凝縮器12,膨張弁13,
蒸発器14および流量調節弁15を含む冷媒の閉ループ
を備えた冷凍機において、圧縮機11の吸込み冷媒ガス
の圧力を検出する圧力検出器19と、圧縮機11の起動
前に流量調節弁15を制御可能な範囲で最小開度に保
ち、圧縮機11の起動後は圧力検出器19による検出圧
力が設定値よりも低い場合には流量調節弁15を漸開し
てゆき、他の場合には流量調節弁15の開度を保持する
機能を備えた制御手段1とを設けて形成してある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮機と蒸発器と
の間に流量調節弁を設けた冷凍機(本明細書ではヒート
ポンプも含むものとする)に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、図4に示す冷凍機が公知である
(特開平6−229631号公報)。この冷凍機は、圧
縮機11,凝縮器12,膨張弁13,蒸発器14および
吸込弁としての流量調節弁15を含む冷媒の閉ループ
と、開度調節可能なバイパス弁16を介して圧縮機11
の吐出側と吸込側とを連通させる容量調節用のバイパス
流路17とを備えている。
【0003】また、蒸発器14に温度検出器18が冷媒
温度検出可能に設けてあり、バイパス流路17および冷
媒の閉ループの合流部と圧縮器11との間に圧力検出器
19が冷媒圧力検出可能に設けてある。さらに、プログ
ラム可能な計算機である制御手段20が、温度検出器1
8からの温度信号と、圧力検出器19から圧力信号の入
力を受け、上記温度信号から蒸発器14内の第1の圧力
を算出し、この第1の圧力と上記圧力信号が示す第2の
圧力に基づいて、バイパス弁16に対して以下の制御を
行うように形成してある。
【0004】冷凍機の起動時、制御手段20により、流
量調節弁15を閉じた状態を保つとともに、バイパス弁
16を開の状態に保って、圧縮器11からの吐出冷媒ガ
スを、バイパス流路17を通して、直接圧縮器11の吸
込口に導くバイパス運転を行い、圧縮器11の吸込側の
圧力を上昇させる。なお、バイパス運転中における、圧
縮器11の吸込側の圧力は、バイパス弁16を開閉させ
ることにより調節できる。そして、制御手段20によ
り、第1の圧力と第2の圧力とを比較し、第1の圧力よ
りも第2の圧力の方が高い場合、蒸発器を流れる冷媒の
流速が遅いため、液バック現象が発生する可能性が極め
て低く、流量調節弁15を開とし、バイパス弁16を閉
とする。
【0005】逆に、第1の圧力よりも第2の圧力の方が
低い場合、液バック現象が発生し易いため、流量調節弁
15を閉の状態に保って、バイパス運転を続けるととも
に、バイパス弁16を開閉させることにより第2の圧力
を上昇させる。この運転状態において、第1の圧力がバ
イパス運転によって昇圧可能な第2の圧力の上限値を超
える場合は、流量調節弁15を微開にした状態で、バイ
パス運転を続け、第1の圧力を低下させ、第1の圧力が
第2の圧力よりも低いか、若しくは同等になったとき
に、流量調節弁14を徐々に、例えば約60秒かけて開
いてゆくとともに、バイパス弁16を徐々に閉じてゆ
く。
【0006】このように、蒸発器14から冷媒ガスとと
もに流れ出た冷媒液を圧縮機11が吸込まないように、
即ち液バック現象が起こらないように温度検出器18
(圧力検出器であってもよい),圧力検出器19および
制御手段20を設け、蒸発器14と流量調節弁15との
間の圧力と流量調節弁15と圧縮機11との間の圧力の
バランスを保つようになっている。流量調節弁15の蒸
発器14側の圧力が圧縮機11側の圧力よりも高くなれ
ばなる程、流量調節弁15を流れる冷媒の流速が速くな
り、冷媒の流速が速くなれば冷媒ガスに蒸発器14内の
冷媒液が混合することになる。即ち、流量調節弁15と
圧縮機11との間の圧力をバイパス弁16の開閉により
調節して、この圧力が蒸発器14と流量調節弁15との
間の圧力と同じかこれよりも高くなったとき、流量調節
弁15を開くことにより、流量調節弁15を流れる冷媒
の流速を遅くすることにより液バックを防止している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の冷凍機で
は、バイパス弁16の設置が不可欠であり、バイパス弁
16を開いた状態で運転状態となる。そして、バイパス
弁16を開いた状態で運転するということは、熱交換す
べき冷媒を蒸発器14を通さずに直接圧縮機11に戻す
こととなり、動力のロスを発生させるとともに、流量調
節弁15が開き冷凍機の能力を十分に発揮させる状態に
なる迄の時間が長くなる。また、圧縮機11が油冷式の
場合、流量調節弁15と圧縮機11との間の圧力を高く
することにより、この圧力が圧縮機11を潤滑或いは冷
却するための油の圧力よりも高くなり、圧縮機11に注
油できないという問題、即ち注油不良現象が生じる。本
発明は、斯る従来の問題の解決を課題としてなされたも
ので、動力のロスを小さくするとともに液バック現象の
発生を防止し、さらに圧縮機が油冷式の場合には注油不
良現象の発生防止をも可能とした冷凍機を提供しようと
するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、第1発明は、少なくとも圧縮機,凝縮器,膨張弁,
蒸発器および流量調節弁を含む冷媒の閉ループを備えた
冷凍機において、上記圧縮機の吸込み冷媒ガスの圧力を
検出する圧力検出器と、圧縮機の起動前に上記流量調節
弁を制御可能な範囲で最小開度に保ち、上記圧縮機の起
動後は上記圧力検出器による検出圧力が設定値よりも低
い場合には上記流量調節弁を漸開してゆき、他の場合に
は上記流量調節弁の開度を保持する機能を備えた制御手
段とを設けて形成した。
【0009】また、第2発明は、上記蒸発器と上記流量
調節弁との間の冷媒流路部分に温度或いは圧力検出器を
設けるとともに、上記制御手段を上記温度或いは圧力検
出器からの信号に基づいて求められた上記冷媒流路部分
の圧力と上記吸込み冷媒ガスの圧力と上記流量調節弁の
開度とから上記流量調節弁における冷媒流量値を算出
し、この冷媒流量値が許容値より小さい場合には、冷媒
流量値が許容値を超えない範囲で圧縮機起動直後に上記
流量調節弁の開度を増大させる機能をも備えたものとし
た。
【0010】さらに、第3発明は、上記蒸発器に内部の
冷媒液の液面レベルを検出する液面計を設けるととも
に、上記制御手段を上記液面計により検出された液面レ
ベルが高い場合には上記膨張弁の開度小さくする機能を
も備えたものとした。
【0011】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の一形態を図
面にしたがって説明する。図1は、第1発明に係る冷凍
機を示し、図4に示す冷凍機とはバイパス弁16,バイ
パス流路17および温度検出器18を省くとともに、制
御手段20に代えて圧力検出器19からの圧力信号を受
けて流量調節弁15の開度を調節する制御手段1を新た
に設けた点を除き他は実質的に同一であり、互いに対応
する部分には同一番号を付して説明を省略する。
【0012】この冷凍機の場合、制御手段1により流量
調節弁を閉じた状態より制御可能な範囲で最小開度だけ
開いた状態にして起動するようにしてある。圧縮機11
の起動後は、圧力検出器19による検出圧力が設定値よ
りも低い場合には、制御手段1により流量調節弁15を
漸開してゆき、他の場合には流量調節弁15の開度を保
持するように形成してある。したがって、圧縮機11の
起動時に蒸発器14内の圧力が高い場合でも、流量調節
弁15により、ここと圧縮機11との間の圧力を一定に
調節しており、また圧縮機11の吸込みガス量と流量調
節弁15を流れるガス量が等しいことから、蒸発器14
を流れるガスの流速も遅くなり液バック現象が発生する
可能性は著しく低くなる。さらに、この状態では、圧縮
機11が油冷式であっても、吸込圧力が圧縮機11の注
油不良現象を起こさない圧力で運転される。そして、こ
の状態で運転を継続すると蒸発器14の圧力が徐々に下
がってゆく。
【0013】これに伴い、蒸発器14の温度が下がって
ゆくため、流量調節弁15と圧縮機11との間の圧力を
蒸発器14と流量調節弁15との間の圧力よりも高くす
るための運転をしなくとも液バック現象の発生を防止で
きる。さらに、蒸発器14内の温度を早期に下げること
ができる。また、蒸発器14内に液が溜まり過ぎた場
合、液バック現象を回避するために、従来は液を抜く作
業が必要であったが、この例の場合、蒸発器14の圧力
を下げてゆく過程で蒸発器14内の液を蒸発させること
ができるため、液を抜くための作業も不要となる。次
に、蒸発器14内の圧力が流量調節弁15と圧縮機11
との間の圧力よりも低い場合は、流量調節弁15が一方
的に開いてゆくことになるが、流量調節弁15を流れる
ガスの方向は、流量調節弁15から蒸発器14に向かう
方向となるため、液バック現象は起こらない。
【0014】図2は、第2発明に係る冷凍機を示し、図
1に示す冷凍機とは、制御手段1に上述した機能を備え
させる他に、以下に説明するように新たに設けた圧力検
出器2からの信号によっても流量調節弁15の開度を調
節させるようにした点を除き他は実質的に同一であり、
互いに対応する部分には同一番号を付して説明を省略す
る。図2に示す冷凍機では、蒸発器14と流量調節弁1
5との間の冷媒流路部分に圧力検出器2が設けてある。
そして、上述した流量調節弁15に対する制御に加え
て、圧力検出器2および圧力検出器19による検出圧力
と流量調節弁15の開度とから、流量調節弁15におけ
る冷媒流量値を算出し、この冷媒流量値が許容値より小
さい場合には、冷媒流量値が許容値を超えない範囲で圧
縮機起動直後に流量調節弁15の開度を増大させるよう
に形成してある。これにより、液バック現象を起こすこ
となく、流量調節弁15の開度をより速く増大させるこ
とが可能となる。なお、圧力検出器2に代えて温度検出
器を設けてもよく、この場合、検出温度から上記冷媒流
路部分における圧力を算出することができ、上記同様に
して流量調整弁15の開度を調節することができる。
【0015】図3は、第3発明に係る冷凍機を示し、図
1に示す冷凍機とは、制御手段1に上述した機能を備え
させる他に、以下に説明するように新たに蒸発器14に
設けた蒸発器14内の冷媒液の液面レベルを検出する液
面計3からの信号によっても膨張弁13の開度を調節さ
せるようにした点を除き他は実質的に同一であり、互い
に対応する部分には同一番号を付して説明を省略する。
図3に示す冷凍機では、液面計3により検出された液面
レベルが高い場合には膨張弁13の開度小さくして、蒸
発器14内の冷媒液の蒸発を促進し、液面を低下させる
ように形成してある。この結果、より一層液バック現象
が発生しにくくなる。なお、図3において※印同志は連
続していることを示している。この図3に示す冷凍機
に、さらに図2に示す冷凍機における圧力検出器2を設
けて、図2に示す冷凍機と同様な流量調整弁15の調整
も行わせるようにしてもよく、この圧力検出器2に代え
て温度検出器を設けて上記同様の調節を行わせるように
してもよい。
【0016】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、第1発
明によれば、少なくとも圧縮機,凝縮器,膨張弁,蒸発
器および流量調節弁を含む冷媒の閉ループを備えた冷凍
機において、上記圧縮機の吸込み冷媒ガスの圧力を検出
する圧力検出器と、圧縮機の起動前に上記流量調節弁を
制御可能な範囲で最小開度に保ち、上記圧縮機の起動後
は上記圧力検出器による検出圧力が設定値よりも低い場
合には上記流量調節弁を漸開してゆき、他の場合には上
記流量調節弁の開度を保持する機能を備えた制御手段と
を設けて形成してある。このため、動力のロスを小さく
するとともに液バック現象の発生を防止し、さらに圧縮
機が油冷式の場合には注油不良現象の発生防止をも可能
になるという効果を奏する。
【0017】また、第2発明によれば、上記蒸発器と上
記流量調節弁との間の冷媒流路部分に温度或いは圧力検
出器を設けるとともに、上記制御手段を上記温度或いは
圧力検出器からの信号に基づいて求められた上記冷媒流
路部分の圧力と上記吸込み冷媒ガスの圧力と上記流量調
節弁の開度とから上記流量調節弁における冷媒流量値を
算出し、この冷媒流量値が許容値より小さい場合には、
冷媒流量値が許容値を超えない範囲で圧縮機起動直後に
上記流量調節弁の開度を増大させる機能をも備えたもの
としてある。このため、第1発明による効果に加えて、
液バック現象を起こすことなく、流量調節弁の開度をよ
り速く増大させることが可能となるという効果を奏す
る。
【0018】さらに、第3発明によれば、上記蒸発器に
内部の冷媒液の液面レベルを検出する液面計を設けると
ともに、上記制御手段を上記液面計により検出された液
面レベルが高い場合には上記膨張弁の開度小さくする機
能をも備えたものとしてある。このため、第1,第2発
明による効果に加えて、蒸発器内の冷媒液の液面レベル
を低下させる結果、より一層液バック現象を発生しにく
くするようになるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の形態に係る冷凍機の全体構成
を示す図である。
【図2】 本発明の第2の形態に係る冷凍機の全体構成
を示す図である。
【図3】 本発明の第3の形態に係る冷凍機の全体構成
を示す図である。
【図4】 従来の冷凍機の全体構成を示す図である。
【符号の説明】
1 制御手段 2 圧力検出器 3 液面計 11 圧縮機 12 凝縮器 13 膨張弁 14 蒸発器 15 流量調節弁 19 圧力検出器

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも圧縮機,凝縮器,膨張弁,蒸
    発器および流量調節弁を含む冷媒の閉ループを備えた冷
    凍機において、上記圧縮機の吸込み冷媒ガスの圧力を検
    出する圧力検出器と、圧縮機の起動前に上記流量調節弁
    を制御可能な範囲で最小開度に保ち、上記圧縮機の起動
    後は上記圧力検出器による検出圧力が設定値よりも低い
    場合には上記流量調節弁を漸開してゆき、他の場合には
    上記流量調節弁の開度を保持する機能を備えた制御手段
    とを設けて形成したことを特徴とする冷凍機。
  2. 【請求項2】 上記蒸発器と上記流量調節弁との間の冷
    媒流路部分に温度或いは圧力検出器を設けるとともに、
    上記制御手段を上記温度或いは圧力検出器からの信号に
    基づいて求められた上記冷媒流路部分の圧力と上記吸込
    み冷媒ガスの圧力と上記流量調節弁の開度とから上記流
    量調節弁における冷媒流量値を算出し、この冷媒流量値
    が許容値より小さい場合には、冷媒流量値が許容値を超
    えない範囲で圧縮機起動直後に上記流量調節弁の開度を
    増大させる機能をも備えたものとしたことを特徴とする
    請求項1に記載の冷凍機。
  3. 【請求項3】 上記蒸発器に内部の冷媒液の液面レベル
    を検出する液面計を設けるとともに、上記制御手段を上
    記液面計により検出された液面レベルが高い場合には上
    記膨張弁の開度小さくする機能をも備えたものとしたこ
    とを特徴とする請求項1または2に記載の冷凍機。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2938050A1 (fr) * 2008-11-06 2010-05-07 Valeo Systemes Thermiques Boucle de climatisation comprenant une vanne en entree du compresseur
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