JPH10197077A

JPH10197077A - 冷凍装置

Info

Publication number: JPH10197077A
Application number: JP32397A
Authority: JP
Inventors: Keiji Arii; 啓二有井
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1997-01-06
Filing date: 1997-01-06
Publication date: 1998-07-31

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】ホットガスバイパスによる容量制御機能を備
えた冷凍装置において、容量制御運転時にバイパスされ
るホットガスへの液冷媒インジェクション量の増減応答
を早めて吐出管温度の上昇や液バックを防止する。【解決手段】圧縮機１、凝縮器２、減圧機構３、蒸発
器４を順次冷媒配管５で接続してなる回路Ａを備え、容
量制御運転時に開通し、圧縮機１の吐出ガス（ホットガ
スＸｇ）の一部を圧縮機の吸入側へ短絡させるホットガ
スバイパス回路６と、回路６に対し凝縮器２の下流側か
ら液冷媒Ｘ_１をインジェクションする回路７とを付設し
てなる冷凍装置において、ホットガスバイパス回路６と
インジェクション回路７の合流部位に、回路６から供給
されるホットガスＸｇにより回路７から供給される液冷
媒Ｘ_１を吸引霧化するエジェクター１３を介設して、容
量制御運転時において、ホットガスバイパス量に即応し
て液インジェクション量が増減できるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、ホットガスバイ
パスによる容量制御機能を備えた冷凍装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】一般に、冷凍装置は、図４に示すよう
に、圧縮機１、凝縮器２、減圧機構として作用する膨張
弁３および蒸発器４を順次冷媒配管５で接続してなる冷
媒循環回路Ａを備えて構成されており、冷凍能力の制御
は、圧縮機１の吐出ガス冷媒の一部を該圧縮機１の吸入
側へ短絡することにより行うこととなっている。つま
り、前記冷媒循環回路Ａには、容量制御運転時に開通し
て前記圧縮機１の吐出ガス冷媒の一部を該圧縮機１の吸
入側へ短絡させるホットガスバイパス回路６と、該ホッ
トガスバイパス回路６に対して前記凝縮器２の下流側か
ら液冷媒をインジェクションするインジェクション回路
７とが付設されているのである。符号８はホットガスバ
イパス回路７を開閉する開閉弁、９はホットガス減圧用
のキャピラリチューブ、１０はインジェクション用膨張
弁、１１はインジェクション用膨張弁１０の開度制御を
行うための感温筒、１２はインジェクション用膨張弁１
０へ作動圧を導入するパイロット管である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
に構成された冷凍装置を容量制御運転すると、インジェ
クション用膨張弁１０の応答遅れにより、圧縮機１の吐
出管の温度上昇あるいは圧縮機１の吸入管への液バック
という不具合が生ずるおそれがある。

【０００４】即ち、容量制御運転時においては、開閉弁
８が開弁されて圧縮機１の吐出ガス冷媒（即ち、ホット
ガス）の一部がホットガスバイパス回路６を介して圧縮
機１の吸入側へ短絡されるが、該ホットガスバイパスに
より低圧（即ち、圧縮機１の吸入圧）が上昇すると、イ
ンジェクション用膨張弁１０の開度が絞られて液冷媒の
インジェクション量が低減される。その結果、ホットガ
スにより圧縮機１の吸入管温度が急上昇するので、該温
度上昇を感温筒１１により検知してインジェクション用
膨張弁１０の開度が広げられ（即ち、液冷媒のインジェ
クション量が増大され）、圧縮機１の吐出管温度が低下
されるという制御が繰り返されるが、感温筒１１による
温度検知からインジェクション用膨張弁１０が実際に開
度制御されるまでに時間がかかると、液冷媒のインジェ
クション量の増減が実際の吐出管温度の変化に対応しき
れないこととなり、吐出管温度の上昇あるいは圧縮機１
への液バックが生じるおそれがある。

【０００５】本願発明は、上記の点に鑑みてなされたも
ので、ホットガスバイパスによる容量制御機能を備えた
冷凍装置において、容量制御運転時においてバイパスさ
れるホットガスへの液冷媒インジェクション量の増減応
答を速めることにより、吐出管温度の上昇あるいは圧縮
機への液バックを防止し得るようにすることを目的とす
るものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本願発明の基本構成で
は、上記課題を解決するための手段として、圧縮機１、
凝縮器２、減圧機構３および蒸発器４を順次冷媒配管５
で接続してなる冷媒循環回路Ａを備え、容量制御運転時
に開通して前記圧縮機１の吐出ガス冷媒（即ち、ホット
ガスＸｇ）の一部を該圧縮機１の吸入側へ短絡させるホ
ットガスバイパス回路６と、該ホットガスバイパス回路
６に対して前記凝縮器２の下流側から液冷媒Ｘｌをイン
ジェクションするインジェクション回路７とを付設して
なる冷凍装置において、前記ホットガスバイパス回路６
とインジェクション回路７との合流部位に、該ホットガ
スバイパス回路６から供給されるホットガスＸｇにより
前記インジェクション回路７から供給される液冷媒を吸
引霧化するエジェクタ１３を介設している。

【０００７】上記のように構成したことにより、容量制
御運転時において、ホットガスバイパスと同時に液冷媒
Ｘｌのインジェクションが行われると、エジェクタ１３
においてホットガスＸｇにより液冷媒Ｘｌが吸引霧化さ
れることとなる。従って、液冷媒インジェクション量の
増減応答が速くなり、吐出管温度の上昇を効果的に防止
することができる。また、エジェクタ１３におけるホッ
トガスＸｇと液冷媒Ｘｌとの混合部の圧力が低くなって
いるので、インジェクションされた液冷媒Ｘｌをすばや
く気化できることとなり、圧縮機１への液バックをも効
果的に防止できる。

【０００８】本願発明の基本構成において、前記エジェ
クタ１３を、前記ホットガスバイパス回路６の途中に設
けられた絞り管１４と、該絞り管１４の中心部へ臨ませ
たインジェクションノズル１５とにより構成した場合、
部品点数が少なくてすみ、構造が簡略となる。

【０００９】また、前記エジェクタ１３を、前記ホット
ガスバイパス回路６の途中に設けられた直管状のエジェ
クタ本体１６と、該エジェクタ本体１６内に挿入されて
エジェクタ本体１６との間に絞り通路１８を形成すると
ともに該絞り通路１８に臨み且つ周方向等間隔で放射状
に形成された複数のインジェクションノズル１９，１９
・・を有するノズルヘッド１７とにより構成した場合、
インジェクションされる液冷媒Ｘｌがインジェクション
ノズル１９，１９・・から出る際に渦を発生させること
ができるので、気液混合が良好に進むとともに、気液の
混合比を変更する際にエジェクタ本体１６の形状を変更
する必要がなくなる。

【００１０】また、前記ノズルヘッド１７の外周を、前
記エジェクタ本体１６との間で絞り通路１８を形成する
大径部１７ａと、該大径部１７ａを挟むテーパ面１７
ｂ，１７ｃとにより構成した場合、絞り通路１８へのホ
ットガスＸｇの誘導および絞り通路１８からの気液混合
冷媒の導出を円滑に行うことができる。

【００１１】また、前記ノズルヘッド１７を、前記イン
ジェクション回路７に対して着脱自在とした場合、気液
混合比の変更およびセッティングがノズルヘッド１７の
交換のみで行える。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して、本
願発明の幾つかの好適な実施の形態について詳述する。

【００１３】第１の実施の形態図１には、本願発明の第１の実施の形態にかかる冷凍装
置が示されている。

【００１４】この冷凍装置は、従来技術の項において説
明したものとほぼ同構造となっており、圧縮機１、凝縮
器２、減圧機構として作用する膨張弁３および蒸発器４
を順次冷媒配管５で接続してなる冷媒循環回路Ａを備え
て構成されている。また、前記冷媒循環回路Ａには、容
量制御運転時に開通して前記圧縮機１の吐出ガス冷媒
（即ち、ホットガスＸｇ）の一部を該圧縮機１の吸入側
へ短絡させるホットガスバイパス回路６と、該ホットガ
スバイパス回路６に対して前記凝縮器２の下流側から液
冷媒Ｘｌをインジェクションするインジェクション回路
７とが付設されている。そして、冷凍能力の制御するた
めの容量制御運転は、圧縮機１の吐出ガス冷媒（即ち、
ホットガスＸｇ）の一部をホットガスバイパス回路６を
介して圧縮機１の吸入側へ短絡することにより行うこと
となっている。前記符号８はホットガスバイパス回路７
を開閉する開閉弁、１０はインジェクション用膨張弁、
１１はインジェクション用膨張弁１０の開度制御を行う
ための感温筒、１２はインジェクション用膨張弁１０へ
作動圧を導入するパイロット管である。

【００１５】そして、前記ホットガスバイパス回路６と
インジェクション回路７との合流部位には、該ホットガ
スバイパス回路６から供給されるホットガスＸｇにより
前記インジェクション回路７から供給される液冷媒Ｘｌ
を吸引霧化するエジェクタ１３が介設されている。

【００１６】前記エジェクタ１３は、前記ホットガスバ
イパス回路６の途中に設けられた絞り管１４と、該絞り
管１４の中心部へ臨ませたインジェクションノズル１５
とにより構成されている。

【００１７】上記のように構成された冷凍装置における
容量制御運転は次のようにして行われる。

【００１８】ホットガスバイパス回路６の開閉弁８が開
弁されて圧縮機１の吐出ガス冷媒（即ち、ホットガスＸ
ｇ）の一部がホットガスバイパス回路６を介して圧縮機
１の吸入側へ短絡されるが、該ホットガスバイパスによ
り低圧（即ち、圧縮機１の吸入圧）が上昇すると、イン
ジェクション用膨張弁１０の開度が絞られて液冷媒Ｘｌ
のインジェクション量が低減される。その結果、ホット
ガスＸｇにより圧縮機１の吸入管温度が急上昇する。該
温度上昇を感温筒１１により検知してインジェクション
用膨張弁１０の開度が広げられ（即ち、液冷媒Ｘｌのイ
ンジェクション量が増大され）、圧縮機１の吐出管温度
が低下されるという制御が繰り返される。

【００１９】ところで、ホットガスバイパス回路６を介
してのホットガスバイパス流量が増加すると、エジェク
タ１３における気液混合部（即ち、インジェクションノ
ズル１５の出口部）の圧力が低下することとなり、該圧
力低下により吸引される液冷媒インジェクション流量が
増加せしめられることとなる。従って、インジェクショ
ン用膨張弁１０の作動が遅れたとしても、ホットガスバ
イパス流量の増加に即応して液冷媒インジェクション流
量が増加することとなり、圧縮機１の吐出管温度上昇が
防止されることとなる。

【００２０】また、インジェクション用膨張弁１０の作
動遅れにより液冷媒インジェクション量が多くなったと
しても、エジェクタ１３における気液混合部の圧力が低
くなっているため、インジェクションされた液冷媒Ｘｌ
の気化がすばやく行われることとなり、圧縮機１への液
バックが防止できる。

【００２１】しかも、エジェクタ１３は、ホットガスバ
イパス回路６の途中に設けられた絞り管１４と、該絞り
管１４の中心部へ臨ませたインジェクションノズル１５
とにより構成されいるため、部品点数が少なくてすみ、
構造が簡略となる。

【００２２】さらに、エジェクタ１３における気液混合
部においてホットガスＸｇにより生ずる負圧により液冷
媒Ｘｌを吸引霧化するようにしているので、インジェク
ション回路７に設けられる膨張弁の小型化も図れる。

【００２３】第２の実施の形態図２および図３には、本願発明の第２の実施の形態にか
かる冷凍装置におけるエジェクタの構造が示されてい
る。

【００２４】この場合、エジェクタ１３は、前記ホット
ガスバイパス回路６の途中に設けられた直管状のエジェ
クタ本体１６と、該エジェクタ本体１６内に挿入されて
エジェクタ本体１６との間に絞り通路１８を形成するノ
ズルヘッド１７とにより構成されている。

【００２５】前記ノズルヘッド１７は、インジェクショ
ン回路７に対して着脱自在とされており、前記絞り通路
１８に臨み且つ周方向等間隔で放射状に形成された複数
（例えば、３個）のインジェクションノズル１９，１９
・・を有している。このように構成したことにより、イ
ンジェクションされる液冷媒がインジェクションノズル
１９，１９・・から出る際に渦を発生させることができ
るので、気液混合が良好に進むとともに、気液の混合比
を変更する際にエジェクタ本体１６の形状を変更する必
要がなく、ノズルヘッド１７の交換により行うことがで
きるし、気液混合比のセッティング時間も短縮できる。
なお、気液混合比は、ノズルヘッド１７の外径、テーパ
面１７ａ，１７ｂのテーパ角、インジェクションノズル
１９の内径、インジェクションノズル１９の数、インジ
ェクションノズル１９からの液冷媒噴出方向により決定
される。

【００２６】また、このノズルヘッド１７の外周は、前
記エジェクタ本体１６との間で絞り通路１８を形成する
大径部１７ａと、該大径部１７ａを挟むテーパ面１７
ｂ，１７ｃとにより構成されている。このようにする
と、絞り通路１８へのホットガスＸｇの誘導および絞り
通路１８からの気液混合冷媒の導出を円滑に行うことが
できる。

【００２７】その他の構成および作用効果は、第１の実
施の形態におけると同様なので説明を省略する。

【００２８】

【発明の効果】本願発明によれば、圧縮機１、凝縮器
２、減圧機構３および蒸発器４を順次冷媒配管５で接続
してなる冷媒循環回路Ａを備え、容量制御運転時に開通
して前記圧縮機１の吐出ガス冷媒（即ち、ホットガスＸ
ｇ）の一部を該圧縮機１の吸入側へ短絡させるホットガ
スバイパス回路６と、該ホットガスバイパス回路６に対
して前記凝縮器２の下流側から液冷媒Ｘｌをインジェク
ションするインジェクション回路７とを付設してなる冷
凍装置において、前記ホットガスバイパス回路６とイン
ジェクション回路７との合流部位に、該ホットガスバイ
パス回路６から供給されるホットガスＸｇにより前記イ
ンジェクション回路７から供給される液冷媒Ｘｌを吸引
霧化するエジェクタ１３を介設して、容量制御運転時に
おいて、エジェクタ１３における気液混合部でホットガ
スＸｇによる液冷媒Ｘｌの吸引霧化が行われるようにし
たので、液冷媒インジェクション量の増減応答が速くな
り、吐出管温度の上昇を効果的に防止することができる
という優れた効果がある。

【００２９】また、エジェクタ１３におけるホットガス
Ｘｇと液冷媒Ｘｌとの混合部の圧力が低くなっているの
で、インジェクションされた液冷媒Ｘｌをすばやく気化
できることとなり、圧縮機１への液バックをも効果的に
防止できるという効果もある。

【００３０】さらに、エジェクタ１３における気液混合
部においてホットガスＸｇにより生ずる負圧により液冷
媒Ｘｌを吸引霧化するようにしているので、インジェク
ション回路７に設けられる膨張弁の小型化も図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の第１の実施の形態にかかる冷凍装置
の冷媒回路図である。

【図２】本願発明の第２の実施の形態にかかる冷凍装置
におけるエジェクタの拡大断面図である。

【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。

【図４】従来公知の冷凍装置の冷媒回路図である。

【符号の説明】

１は圧縮機、２は凝縮器、３は減圧機構、４は蒸発器、
５は冷媒配管、６はホットガスバイパス回路、７はイン
ジェクション回路、８は開閉弁、１０はインジェクショ
ン用膨張弁、１３はエジェクタ、１４は絞り管、１５は
インジェクションノズル、１６はエジェクタ本体、１７
はノズルヘッド、１７ａは大径部、１７ｂ，１７ｃはテ
ーパ面、１８は絞り通路、１９はインジェクションノズ
ル、Ｘｇはホットガス、Ｘｌは液冷媒。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮機（１）、凝縮器（２）、減圧機構
（３）および蒸発器（４）を順次冷媒配管（５）で接続
してなる冷媒循環回路（Ａ）を備え、容量制御運転時に
開通して前記圧縮機（１）の吐出ガス冷媒の一部を該圧
縮機（１）の吸入側へ短絡させるホットガスバイパス回
路（６）と、該ホットガスバイパス回路（６）に対して
前記凝縮器（２）の下流側から液冷媒をインジェクショ
ンするインジェクション回路（７）とを付設してなる冷
凍装置であって、前記ホットガスバイパス回路（６）と
インジェクション回路（７）との合流部位には、該ホッ
トガスバイパス回路（６）から供給されるホットガスに
より前記インジェクション回路（７）から供給される液
冷媒を吸引霧化するエジェクタ（１３）を介設したこと
を特徴とする冷凍装置。
【請求項２】前記エジェクタ（１３）は、前記ホット
ガスバイパス回路（６）の途中に設けられた絞り管（１
４）と、該絞り管（１４）の中心部へ臨ませたインジェ
クションノズル（１５）とにより構成されていることを
特徴とする前記請求項１記載の冷凍装置。
【請求項３】前記エジェクタ（１３）は、前記ホット
ガスバイパス回路（６）の途中に設けられた直管状のエ
ジェクタ本体（１６）と、該エジェクタ本体（１６）内
に挿入されてエジェクタ本体（１６）との間に絞り通路
（１８）を形成するとともに該絞り通路（１８）に臨ま
せ且つ周方向等間隔で放射状に形成された複数のインジ
ェクションノズル（１９），（１９）・・を有するノズ
ルヘッド（１７）とにより構成されていることを特徴と
する前記請求項１記載の冷凍装置。
【請求項４】前記ノズルヘッド（１７）の外周は、前
記エジェクタ本体（１６）との間で絞り通路（１８）を
形成する大径部（１７ａ）と、該大径部（１７ａ）を挟
むテーパ面（１７ｂ），（１７ｃ）とにより構成されて
いることを特徴とする前記請求項３記載の冷凍装置。
【請求項５】前記ノズルヘッド（１７）は、前記イン
ジェクション回路（７）に対して着脱自在とされている
ことを特徴とする前記請求項３および請求項４のいずれ
か一項記載の冷凍装置。