JPH11230644A - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レシーバタンクの構造の簡素化、ほぼ確実な
エアパージを可能にした冷凍装置を提供する。 【解決手段】 圧縮機１、オイルセパレータ４、コンデ
ンサ６、レシーバタンク８を冷媒配管で接続し、このレ
シーバタンクから導出された液冷媒を過冷却器１５を経
てエバポレータに供給する主回路１０と、レシーバタン
クから導出された液冷媒を過冷却器１５を経て圧縮機１
に戻す過冷却回路３７と、レシーバタンク８から導出さ
れた液冷媒をオイルセパレータ４で分離されたオイルを
冷却するオイルクーラ２４を経て圧縮機１に戻すオイル
冷却回路２１とを備えた冷凍装置において、主回路１
０、オイル冷却回路２１、及び過冷却回路３７へのレシ
ーバタンク８からの導出口９を一箇所としたものであ
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、例えばコンデンシ
ングユニット等の冷凍装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、圧縮機、コンデンサ、レシーバ
タンクを備えると共に、このレシーバタンクからの冷媒
をエバポレータに送り出す主回路、オイルクーラを経て
前記圧縮機に戻すオイル冷却回路、及び過冷却器を経て
前記圧縮機に戻す過冷却回路、並びに冷却用冷媒として
前記圧縮機に戻すインジェクション回路等を備えたコン
デンシングユニット等の冷凍装置が知られている。

【０００３】この種のものでは、レシーバタンクからの
取出口が二箇所設けられ、一箇所には前記主回路が接続
され、別の一箇所にはオイル冷却回路、及び過冷却回
路、並びにインジェクション回路等が接続されている。

【０００４】一方、空冷式２段スクリュ圧縮機を使用し
た超低温用冷凍装置の場合、この冷凍装置に接続された
エバポレータでの蒸発温度が−５０℃〜−６０℃になる
ので、蒸発圧力が負圧となり、配管接続口から冷媒回路
内にエアが進入し、このエアが回路内を循環する。この
エアを逃がすため、従来、冷凍装置のコンデンサの冷媒
配管にエアパージ弁を設けるのが一般的である。

【０００５】更に、圧縮機を備えた冷凍装置において、
アナログ圧力スイッチを設けて、圧縮機の低圧側の圧力
を検出し、このアナログ圧力スイッチの検出圧力が所定
値になった時に圧縮機の運転を停止させる冷凍装置が提
案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
構成では、まずレシーバタンクからの取出口が二箇所設
けられるので、接続口からの冷媒漏れの可能性が増大す
ると共に、冷媒配管等の複雑さに伴ってレシーバタンク
の構造が複雑化するという問題がある。

【０００７】また、コンデンサの冷媒配管にエアパージ
弁を設けるにしても、従来、コンデンサにおける複数の
ヘッダーの連結管に設けているので、この連結管よりも
上位に位置する冷媒管内をエアパージできないという問
題がある。

【０００８】更に、アナログ圧力スイッチで圧縮機の低
圧側圧力を検出するようにしたものでは、２段スクリュ
圧縮機の場合に低圧側圧力がゲージ圧で負圧になるの
で、直接検出することができず、従来２段スクリュ圧縮
機の中間圧を検出して当該圧縮機の運転を停止させてい
る。しかしこの中間圧と低圧との間にはある程度の相関
関係があるものゝ圧縮機の低圧を正確に検出できないと
いう問題がある。

【０００９】本発明の目的は、従来技術が有する課題を
解消し、レシーバタンクの構造の簡素化が図れ、ほぼ確
実なエアパージが可能になり、更にほぼ正確に圧縮機の
低圧が検出される冷凍装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、圧縮機、オイルセパレータ、コンデンサ、レシーバ
タンクを冷媒配管で接続し、このレシーバタンクから導
出された液冷媒を過冷却器を経てエバポレータに供給す
る主回路と、前記レシーバタンクから導出された液冷媒
を前記過冷却器を経て前記圧縮機に戻す過冷却回路と、
前記レシーバタンクから導出された液冷媒を前記オイル
セパレータで分離されたオイルを冷却するオイルクーラ
を経て前記圧縮機に戻すオイル冷却回路とを備えた冷凍
装置において、前記主回路、前記オイル冷却回路、及び
前記過冷却回路への前記レシーバタンクからの導出口を
一箇所としたことを特徴とするものである。

【００１１】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のものにおいて、前記レシーバタンクには前記主回路が
接続され、前記オイル冷却回路、及び過冷却回路は前記
主回路から分岐されたことを特徴とするものである。

【００１２】これらの発明では、レシーバタンクからの
液冷媒導出口は一箇所であり、従来のように、レシーバ
タンクに複数の導出口を設ける必要がないので、当該接
続口からの冷媒漏れが抑制され、冷媒配管等の複雑さが
解消され、これに伴ってレシーバタンクの構造が単純化
される。

【００１３】請求項３に記載の発明は、圧縮機、及びエ
アパージ弁を有するコンデンサを備えた冷凍装置におい
て、前記コンデンサを構成する冷媒管の最上部に前記エ
アパージ弁を設けたことを特徴とする。

【００１４】請求項４に記載の発明は、圧縮機、及びエ
アパージ弁を有するコンデンサを備えた冷凍装置におい
て、前記コンデンサにおける複数のヘッダーの夫々の最
上部に前記エアパージ弁を設けたことを特徴とする。

【００１５】これらの発明では、エアパージ弁が冷媒管
の最上部に位置するので、エアがほぼ完全にパージされ
る。また、エアパージ弁が複数のヘッダーの夫々に設け
られているので、各ヘッダー毎個別にエアパージが可能
である。

【００１６】請求項５に記載の発明は、２段スクリュ圧
縮機を備えた冷凍装置において、前記２段スクリュ圧縮
機の低圧側の圧力を検出するデジタル圧力スイッチを設
け、このデジタル圧力スイッチの検出圧力が所定値にな
った時に前記２段スクリュ圧縮機の運転を停止させるこ
とを特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。

【００１８】図１において、１は空冷式２段スクリュ圧
縮機を示し、この圧縮機１は高圧部１ａ、中間圧部１
ｂ、低圧部１ｃを備えている。この低圧部１ｃに吸込管
２を介して吸入される冷媒は圧縮機１で圧縮されて高圧
部１ａから吐出される。吐出された冷媒は、吐出管３を
経てオイルセパレータ４に流入し、ここで冷媒中のオイ
ルが除去された後、管５を経て冷媒がコンデンサ６に流
入する。コンデンサ６で凝縮、液化した冷媒は、管７を
経てレシーバタンク８に流入する。

【００１９】このレシーバタンク８からの液冷媒の導出
口９は一箇所だけである。この導出口９には主回路１０
が接続されている。この主回路１０はフィルタドライヤ
１１、モイスチャインジケータ１２、チーズ１３、管１
４、過冷却器１５と連なった後に、管１６を経て図示を
省略したエバポレータに連通する。

【００２０】主回路１０のチーズ１３の下流にはチーズ
１７が設けられ、このチーズ１７にはオイル冷却回路２
１が接続されている。このオイル冷却回路２１はチーズ
２２で分岐し、管２３を経てオイルクーラ２４に連なっ
た後に、管２５、チーズ２６、並びに管２７を経て圧縮
機１の中間圧部１ｂに連通する。

【００２１】オイルクーラ２４には、オイルセパレータ
４で分離されたオイルが管２８を介して流入し、このオ
イルは管２３，２５を流れる冷媒で冷却された後、オイ
ルフィルタ２９、管３０を通して圧縮機１に戻される。

【００２２】オイル冷却回路２１のチーズ２２にはイン
ジェクション回路３１が接続されている。このインジェ
クション回路３１は管３２、膨張弁３３を経て圧縮機１
に連なり、温度センサ３３ａの検出温度が所定温度以上
に達した場合に、膨張弁３３が開かれ、インジェクショ
ン回路３１を介して圧縮機１に冷却用の冷媒が供給され
る。

【００２３】主回路１０のチーズ１７には管３４、膨張
弁３５、過冷却器１５、管３６を経て冷媒を圧縮機１の
中間圧部１ｂに戻す過冷却回路３７が接続されている。
過冷却器１５では管１４，１６（主回路１０）を流れる
冷媒が管３４，３６（過冷却回路３７）を流れる冷媒で
過冷却される。

【００２４】この実施形態では、レシーバタンク８から
の液冷媒の導出口９は一箇所だけであり、この導出口９
に主回路１０が接続され、この主回路１０にチーズ１３
を介してオイル冷却回路２１、及び過冷却回路３７が接
続されている。

【００２５】従って、従来のように、レシーバタンク８
に複数の導出口を設ける必要がないので、当該接続口か
らの冷媒漏れが抑制され、冷媒配管等の複雑さが解消さ
れ、これに伴ってレシーバタンク８の構造が単純化され
る。

【００２６】以上の冷媒回路を構成する圧縮機１、オイ
ルセパレータ４、コンデンサ６、レシーバタンク８等の
各種機器は、図２に示すように、ユニットケース４０に
収納されている。このユニットケース４０内は上下に仕
切られ、下部には機械室４１が形成され、上部には熱交
換室４２が形成されている。この熱交換室４２には、図
３に示すように、略Ｖ字状にコンデンサ６が配列され、
このコンデンサ６の間にコンデンサファンモータ４３が
収納されている。コンデンサ６は複数のヘッダー４５，
４６を備え、コンデンサ６への冷媒は、図１に示すよう
に、入口側ヘッダー４５を通じて流入し、出口側ヘッダ
４６を通じて流出する。

【００２７】前記の空冷式２段圧縮機を使用した場合に
は、当該冷凍装置に接続されたエバポレータでの蒸発温
度が−５０℃〜−６０℃になる。従って、蒸発圧力が負
圧となるので、配管接続口等から冷媒回路内にエアが進
入し、このエアが冷媒回路内を循環するおそれが発生す
る。

【００２８】この冷媒回路内のエアをパージするため
に、本実施形態では、各入口側ヘッダー４５の最上部に
エアパージ弁４７，４８が設けられている。このエアパ
ージ弁４７，４８は適宜に開放され、これによってエア
が大気開放される。この実施形態では、エアパージ弁４
７，４８が各入口側ヘッダー４５の最上部に位置するの
で、エアがほぼ完全にパージされる。また、エアパージ
弁４７，４８が各入口側ヘッダー４５の夫々に設けられ
ているので、各入口側ヘッダー４５毎に個別にエアパー
ジが可能になる。

【００２９】図４は別の実施形態を示す。

【００３０】図４において、１００は２段スクリュ圧縮
機を示している。この２段スクリュ圧縮機１００は高圧
部１００ａ、中間圧部１００ｂ、低圧部１００ｃを備え
ている。この低圧部１００ｃに吸込管１０２を介して吸
入される冷媒は圧縮機１００で圧縮されて高圧部１００
ａから吐出される。吐出された冷媒は、吐出管１０３を
経てコンデンサ１０４に流入し、このコンデンサ１０４
で凝縮、液化した後に、管１０５を経てレシーバタンク
１０６に流入する。このレシーバタンク１０６からの液
冷媒は電磁弁１０７、膨張弁１０８を経てエバポレータ
１０９に流入し、圧縮機１００の吸込管１０２に流入す
る。

【００３１】２段スクリュ圧縮機１００の低圧部１００
ｃには管１１０を経てゲージ圧で負圧を検出可能なデジ
タル圧力スイッチ１１１が接続されている。このデジタ
ル圧力スイッチ１１１は、図５に示すように、ピエゾ素
子等を用いた圧力センサ１１３と、８ビットマイクロコ
ンピュータ等により実現可能な制御部１１４と、半導体
スイッチング素子からなるスイッチ１１５とから構成さ
れ、このスイッチ１１５には２段スクリュ圧縮機１００
の駆動用電磁リレー１１６が接続されている。制御部１
１４は圧力センサ１１３からの圧力信号と予め設定され
た圧力値とに基づき、スイッチ１１５を開閉する。制御
部１１４を構成するマイクロコンピュータには、通常、
ＥＥＰＲＯＭ（不揮発性メモリ）が設けられ、当該メモ
リに上記圧力値が格納されている。１１７は電源スイッ
チである。

【００３２】一般に、図４に示すエバポレータ１０９は
クーリングコイル等に内蔵され、冷蔵庫の庫内温度が高
い時にはエバポレータ１０９での冷媒の温度上昇が大き
くなるため当該エバポレータ１０９の出口側の冷媒圧力
が高くなり、そのまゝ冷媒が吸込管１０２を介して圧縮
機１００の低圧部１００ｃに吸い込まれる。従って、圧
縮機１００の低圧側圧力を検出し、この低圧圧力が所定
値になった時に２段スクリュ圧縮機１００の運転を停止
させる制御を行えば、冷蔵庫内の温度制御が可能にな
る。

【００３３】要するに、２段スクリュ圧縮機１００の低
圧側圧力を検出するデジタル圧力スイッチ１１１は圧縮
機１００の「低圧カット」を司る。この２段スクリュ圧
縮機１００の運転を停止させる場合、電磁弁１０７を閉
じて、圧縮機１００の運転を一時的に継続させて、冷媒
をレシーバタンク１０６に回収（ポンプダウン運転）し
た後に、低圧側の圧力が所定値となったことを確認（冷
媒回収終了の確認）した上で、圧縮機１００の運転が停
止される。

【００３４】この実施形態では、従来のものに比べて、
圧縮機１００の低圧側圧力を検出する手段が、負圧を検
出可能なデジタル圧力スイッチ１１１で構成されるの
で、２段スクリュ圧縮機１００の場合に低圧部１００ｃ
の圧力がゲージ圧で負圧になったとしても当該低圧を直
接検出することができる。

【００３５】従って、従来のように、２段スクリュ圧縮
機１００の中間圧部１００ｂの圧力を検出して当該圧縮
機１００の運転を停止させる必要がない。

【００３６】ちなみに、圧縮機１００の低圧側圧力が低
すぎた場合には、圧縮機１００の潤滑オイル不足、オイ
ル変質の原因となり、圧縮機１００の低圧側圧力が高す
ぎた場合には、圧縮機１００による液圧縮の原因となる
が、このデジタル圧力スイッチ１１１の採用によって、
２段スクリュ圧縮機１００の低圧圧力がほぼ正確に検出
されるので、これらの問題が一遍に解消される。

【００３７】また、デジタル圧力スイッチ１１１の採用
によって、０．００５ＭＰａ毎の圧縮機１のカットオ
ン、カットオフ値の設定が可能になり、しかもデジタル
圧力スイッチ１１１の表示部１１１ａの圧力表示が０．
００５ＭＰａ毎に可能となり、更には、圧縮機１のオ
ン、オフ圧力差を最小で０．０１ＭＰａと細かく設定す
ることが可能になる。

【００３８】以上、一実施形態に基づいて本発明を説明
したが、本発明は、これに限定されるものでないことは
明らかである。前記の実施形態では、コンデンシングユ
ニット１について説明したが、これに限定されるもので
はなく、一部の発明は例えばエアコンの室外機などにも
適用が可能である。

【００３９】

【発明の効果】請求項１又は２に記載の発明では、レシ
ーバタンクからの液冷媒導出口は一箇所であり、従来の
ように、レシーバタンクに複数の導出口を設ける必要が
ないので、当該接続口からの冷媒漏れが抑制され、冷媒
配管等の複雑さが解消され、これに伴ってレシーバタン
クの構造が単純化される。

【００４０】請求項３又は４に記載の発明では、エアパ
ージ弁が冷媒管の最上部に位置するので、エアがほぼ完
全にパージされる。またエアパージ弁が複数のヘッダー
の夫々に設けられるので、各ヘッダー毎個別にエアパー
ジが可能になる。

【００４１】請求項５に記載の発明では、圧縮機の低圧
側圧力を検出する手段が、負圧を検出可能なデジタル圧
力スイッチで構成されるので、２段スクリュ圧縮機の場
合に、低圧圧力がゲージ圧で負圧になったとしても、当
該低圧圧力を直接、ほぼ正確に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す冷媒回路図である。

【図２】コンデンシングユニットの正面図である。

【図３】コンデンシングユニットの熱交換室の断面図で
ある。

【図４】別の実施形態を示す冷媒回路図である。

【図５】デジタル圧力スイッチを示す図である。

【符号の説明】

１ ２段スクリュ圧縮機 ４ オイルセパレータ ６ コンデンサ ８ レシーバタンク ９ 導出口 １０ 主回路 ２１ オイル冷却回路 ２４ オイルクーラ ３１ インジェクション回路 ３７ 過冷却回路 ４０ ユニットケース ４２ 熱交換室 ４３ コンデンサファンモータ ４５，４６ ヘッダー ４７，４８ エアパージ弁 １００ ２段スクリュ圧縮機 １００ｃ 低圧部 １１１ デジタル圧力スイッチ１１１

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塩見 朋之 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 大岩 晃 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 井田 芳夫 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 岡 健助 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機、オイルセパレータ、コンデン
   サ、レシーバタンクを冷媒配管で接続し、このレシーバ
   タンクから導出された液冷媒を過冷却器を経てエバポレ
   ータに供給する主回路と、前記レシーバタンクから導出
   された液冷媒を前記過冷却器を経て前記圧縮機に戻す過
   冷却回路と、前記レシーバタンクから導出された液冷媒
   を前記オイルセパレータで分離されたオイルを冷却する
   オイルクーラを経て前記圧縮機に戻すオイル冷却回路と
   を備えた冷凍装置において、 前記主回路、前記オイル冷却回路、及び前記過冷却回路
   への前記レシーバタンクからの導出口を一箇所としたこ
   とを特徴とする冷凍装置。
2. 【請求項２】 前記レシーバタンクには前記主回路が接
   続され、前記オイル冷却回路、及び過冷却回路は前記主
   回路から分岐されたことを特徴とする請求項１記載の冷
   凍装置。
3. 【請求項３】 圧縮機、及びエアパージ弁を有するコン
   デンサを備えた冷凍装置において、前記コンデンサを構
   成する冷媒管の最上部に前記エアパージ弁を設けたこと
   を特徴とする冷凍装置。
4. 【請求項４】 圧縮機、及びエアパージ弁を有するコン
   デンサを備えた冷凍装置において、前記コンデンサにお
   ける複数のヘッダーの夫々の最上部に前記エアパージ弁
   を設けたことを特徴とする冷凍装置。
5. 【請求項５】 ２段スクリュ圧縮機を備えた冷凍装置に
   おいて、前記２段スクリュ圧縮機の低圧側の圧力を検出
   するデジタル圧力スイッチを設け、このデジタル圧力ス
   イッチの検出圧力が所定値になった時に前記２段スクリ
   ュ圧縮機の運転を停止させることを特徴とする冷凍装
   置。