JPS5828961A - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、冷媒の潜熱を利用する蒸気圧縮式の冷凍装
置に係り、特にその冷媒の流量制御装置の改良に関する
ものである。

第１図は従来の冷凍装置の冷媒サイクルの一例縮器、（
８）は毛細管、（４）は蒸発器であシ、これらは順次連
通して、冷凍装置を構成している。また（６）は流量調
整弁、（６）は弁リフト調整装置、（））は熱交換部で
ある。第２図において、（８）は毛細管、（８）ｔｉパ
イプ、（９）ａ断熱材である。

このような従来の冷凍装置においては、圧縮機（１）で
高温高圧となった冷媒ガスは凝縮器（２）で冷却されて
液化し、毛細管による減圧装置（８）で低温低圧になっ
て蒸発器（４）に導かれる。そして、蒸発器（４）内で
は冷媒液がガス化する際に、周囲から吸熱して冷凍を行
う。この後、冷媒ガスは圧縮機（１）に吸入される。

このよう壜冷凍装置では、蒸発温度によって適正冷媒流
量が異なシ、通常は蒸発温度が高くなるにつれて大きな
冷媒流量が必要であることが知られている。そこでたと
えば、蒸発器出入口の温度を測定して、蒸発器の出口温
度が入口の温度より少し高くなるように、つｔシ蒸発器
出口で冷媒が完全にガス化してわずかに過熱度がつくよ
うに毛細管の冷却量を調整すれば、常に適正な冷媒流量
が維持される。

ところでこの冷却量と冷媒流量の関係は第８図に示すよ
うに、冷却量が大きくなるに従って冷媒流量が増大する
。これは、毛細管の中で発生している冷媒の２相流中の
ガス含有量が、冷却量が多くなるに従って少なくなるた
め流体抵抗が減少して冷媒流量が増加するためである。

この特性を利用して、従来の装置では、たとえば蒸発器
（４）出入口の温度をもとに弁リフト制御装置（６）に
よシ流量調整弁（６）の弁リフトを制御して凝縮器から
の冷媒の流量を調整し、低温となった冷媒が熱交換器部
（テ）で毛細管（８）内の冷媒を冷却するその冷却量を
増減することで、毛細管を通る冷媒の流量を制御してい
た。

従来の冷凍装置は以上のように構成されていたが、毛細
管（８）をコイル状に巻いてパイプ（８）に装着し、さ
らに凝縮器出口バイブ、蒸発器入口バイブへは異径管で
接続するため、パイプを絞るなどの手間もかかシ製作が
面倒であった。しかも毛細管（８）とパイプ（８）との
接触が不十分となって、十分な性能がでない場合もあら
た。また、毛細管の巻き径があまり小さくできないこと
や、毛細管が長いことから減圧装置が大きくなってしま
うなどの欠点があった。

この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、スバイラμ状の溝を有するインサ
ートを管内壁と密着するように挿入した減圧装置を用い
、その溝内を流れる冷媒を外部から冷却して流量の制御
が行なえる冷凍装置を提供することを目的としている。

以下この発明の実施例を図について説明する。

第４図はその一実施例の構成図、第５図はその減圧装置
の構造を示す図であり、これらの図において、第１図、
第２図と同一部分には同一符号を付してその説明を省略
する。

第４図において、（至）は第５図に示す構造をもつ減圧
装置、（ロ）は熱交換部である。また第５図において、
（ロ）は外周にスバイフル状の溝（ロ）を有するインサ
ートで、パイプ（８）の内壁に密着して挿入されている
。

以上のように構成された冷凍装置においては、凝縮器（
２）の出口からの液冷媒を流量調整弁（６）で低温低圧
にし、それを熱交換部（６）に導びき、減圧装９置（至
）の溝（ロ）を流れる冷媒を冷却することができる。

従って弁リフＦ制御装置（６）で流量制御弁（６）の弁
リフトを増減して熱交換部（ロ）に流れる低温冷媒の量
を制御すれば、減圧装置に）内の冷媒の冷却量が調整で
き、従って減圧装置−を流れる冷媒の流量を制御するこ
とができる。

これらの機能は従来の装置と同様であるが、本発明の装
置では、第５図に示す減圧装置で、溝（至）内を流れる
冷媒が直接パイプ（８）に接触しているため熱交換部０
１）での熱交換効率が良く、しかもパイプ（８）を凝出
器出口管、蒸発器入口管と同径にできるため接続が容易
であり、さらに小形化できる。

なお上記実施例では、流量制御弁の入口を凝縮器出口に
、また出口を蒸発器入口に接続していたが、低温冷媒の
取出口は、凝縮器の中間や、減圧装置中間、減圧装置出
口、さらには吸入管の一部をバイパスするなど、低温の
冷媒が得られるところならｋ”こても良い。またこの冷
媒の出口は、必ずしも蒸発器入口である必要はなく、圧
縮機吸入、蒸発器中間、減圧弁中間など、流量調整弁入
口よシ圧力が低い部分表らどこでも良い。

また上記実施例では、挿入したインサートに溝を有する
場合を示したが第６図のように管内壁にスパイフル状の
溝（ロ）を有する減圧装置を用いても同じ効果を奏する
。またインサート（ロ）内部に袋状の空洞に）をあけ、
内部に熱容量の小さい断熱材を挿入すれば、減圧装置■
の熱容量が減少して応答性の良い流量制御ができる。こ
れ拡第５図に示すスバイツμ状の溝（ロ）を有するイン
サート（ロ）の場合にも同様である。

また第７図に示すように、スパイラル溝（ロ）を有する
減圧装置α呻を包むように２重管形の流路に）を設け、
さらに２重管と減圧装置（ト）の出口とを連通ずる小孔
に）を設けて一体化し九装置においても、パイプ（ロ）
から導かれた低温冷媒と減圧装置に）のスパイラル溝（
ロ）中の冷媒を２重管部に）で熱交換することによシ、
同様の効果を奏する。なおこの装置で２重管部は必ずし
もスパイラル溝全部を包む必要はなく、一部でもよい。

また小孔（１６）　４減圧装置出口ではなくインサート
溝（ロ）の一部に開口しても良く、また複数個でも良い
。

さらに第８図に示すように、インサート内部に出入口を
貫通する貫通孔（財）をあけ、低温冷媒の流れるパイプ
（ロ）を減圧装置入口側から接続して低温冷媒を貫通孔
（財）に導き、スバイフ／Ｉ／ｊｌ＃４中の冷媒を冷却
してもよい。なおこの装置では、貫通孔（至）の形状は
どのようなものでも良く、また一様な断面形状でなくと
も良い。またこの貫通孔に第９図のようにフィン加工を
施すかスパイフルテープを装入するなどして熱伝達を促
進すればさらに性能またこのようにインサート内部に貫
通孔（ホ）を設けなくとも、減圧装置入口側からインサ
ート内部に袋状の空洞を設け、この空洞と溝の一部を連
通して、ここに低温冷媒を流出させるように構成しても
良い。

なお以上の例では簡単表冷凍装置について示したが、こ
の単純な冷凍装置以外に、と−トポンプ装置に適用して
も有効である。即ち第１ｏ図に示すように、四方切換弁
■、室内・室外熱交換器−に）、逆止弁（２）などを備
えた従来のヒートポンプの複雑な回路が、第７図の減圧
装置を用いた場合には、第１１図〜第１８図のように、
ｔｉ第８図の減圧装置を用いた場合には、第１４図〜第
１６図のような回路にて逆止弁（２）との組合せなどで
ょシ簡単に実現できるようになる。なお図中寮線矢印は
暖房回路、点線矢印は冷房回路を示す。尚この他、多段
冷凍サイクル、多段カスケードサイクルなど他の冷凍装
置でも適用でき、しかも油分離器、乾燥器などの補機を
備え九ものＫついても同様の効果を奏することはいうま
でもない。またこれらの減圧装置は必ずしも単独で用い
る必要はなく、他の減−圧装量と併用してさらに精度の
良い制御とすることができる。

また低温冷媒の流量は、弁リフトを変える方式の流量調
整弁のみではなく、第１７図に示すような構成で、第１
８図のような構造をもち、電気ヒータの入力を調整する
ことにょシ、流量又は液量を調整する装置など、流量が
制御できるものなら何でも良い。なお第１７図、第１８
図において、に）は流量調整装置、（２）は電気入力制
御装置、−は電源、に）は電気と−タを示す。

以上のようにこの発明によれば、スパイフル状の溝を有
するインサートを管内壁と密着するように挿入するか、
内壁にスバイフル状の溝を有する管に管内壁と密着する
ようなインサートを挿入した減圧装置を外部から低ｉ冷
謀にて冷却せしめ、その冷却量を調整することで、冷媒
の流量を制御するように構成したので、製作が容易で安
価になシしかも小形の冷凍装置が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の減圧装置を用いた冷凍装置のサイクル図
、第２図は、その減圧装置を示す断面図、第８図は減圧
装置を冷却した場合の冷却量に対する冷媒流量の特性を
示す図、第４図はこの発明の一実施例を示す構成図、第
５図はこの発明による減圧装置の断゛面図、第６図〜第
９図はこの発明の他の実施例を示す図、第１０図は従来
のヒートポンプ装置の構成を示す図であシ、第１１図〜
第１６図は本発明にかかるヒートポンプ装置の構成を示
す図、第１７図、第１８図は、本発明の他の実施例を示
す図である。 図中、（１）は圧縮機、（２）は凝縮器、（４）は蒸発
器、（５）は流量調整弁、（６）は弁リフト制御装置、
（７）は熱交換部、（８）はパイプ、（９）は断熱材、
に）は減圧装置、αυは熱交換部、（ロ）はインサート
、（ロ）は溝、（２）は空洞、に）は２重管部、αつは
小孔、（ロ）はパイプ、に）は貫通孔、（ロ）はフィン
、■は四方切換弁、（ロ）は室内熱交換器、■控室外熱
交換器、に）は逆止弁、に）は流量調整装置、に）は電
気入力制御装置、−は電源、（ロ）は電気ヒータである
。 尚図中同一符号は、同−又は相当部分を示す。 代理人　　葛　野　信　− 第１・４　　　　　２ ：４勧１１°　− 纂邊Ａ ″第δ図 　　　　− ミｌ。 賃− 第１υ１ｄ 第１１図 ２２　　　　　２０　　　２１ 第１２：４ □　−ツ 第１３図 第１４図 ２２　　　　２０　　　２１ １δＩＡ （−一〉 第１６図 ５１７図 第１０図 手続補正書（自発） ′４１・許庁艮官殿 １、・１１訃の表示　　　　　特願昭５６−１２７４８
５号２、発明の名称　　冷８１１！装欧 ３、　補正をする者 °１１件との関係　　　特許出願人 ５、補正の対象 図面 ６、朗正の内界 図面の第９図を添付の曲り訂１ビする。 以　　上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）圧縮機、凝縮器、減圧装置、凝縮器を順次環状に
   接続した冷凍装置において、上記減圧装置として、管の
   内壁面との間にスバイラ〃状の溝を形成するインサート
   を管内壁に密着して挿入したものｉ用い、かつ上記溝中
   を流れる冷媒を外部の低温冷媒によって冷却せしろよう
   に構成してこの低温冷媒の流量を制御するようＫしたこ
   とを特徴とする冷凍装置。 （２）減圧装置の出口に小孔を設け、かつこれを包むよ
   うに２重管形の流路管設け、その内部に低温冷媒を導く
   ように構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   劇載の冷凍装置。 （８）インサート内部に貫通孔をあけ、減圧装置入口側
   から貫通孔に低温冷媒を導くように構成した仁とを特徴
   とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の冷凍装置
   。