JPS59225257A - 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Ｆｉ、キャビ２リーチュープを使用し、中広く
運転制御を行なう冷媒流量制御装置を備えた冷凍装置に
関するものである。

従来、この種の装置として、第１図に示すものが知られ
ている。同図において、（ＩＪは圧縮機、（２）は凝縮
器、（３）は蒸発器、（４）は受液器、（５）は主キャ
ピラリーチューブ、（６）は補助キャピラリーチューブ
、（７）は熱交換器である。そして、受液器（４）の上
部よシ、主キャピラリーチューブ（５）全バイパスする
ように補助キャピラリーチューブ力０ （６）を設ｎ＝、′捕助キャピラリーチューブ（６）を
出た冷媒と、主キャピラリーチューブ（５）とが熱交換
可能に配設されている。

次に上記冷凍装置の作用について第１図、および第２図
に基づいて説明する。冷媒流れ方向を実線矢印にて示す
。

圧縮機（１）よシ吐出された冷媒ガスは、凝縮器（２）
にて凝縮し、受液器（４）にて凝縮液と未凝縮冷媒ガス
とに分離され、液冷媒は主キャビ２リーチユープ（５）
にて減圧される。

また、バイパス経路に流入した冷媒は補助キャピラリー
チューブ（６）にて減圧され、熱交換器（７）ニて主キ
ャピラリーチューブ（５）内冷媒と熱交換し、主キャぐ
２リーチユープ（５）を出た冷媒と混合し、蒸発器（３
）にて蒸発し、圧縮機ｉｌ＋に戻る。

次に冷凍装置に負荷変動が生じた場合について説明する
。

通常、運転範囲（例えば高圧圧力１８％〜２４％。

低圧圧力８％〜５％）において、冷媒制御に最適な主キ
ャピラリーチューブ（５）の長さ、経を選定しているが
、運転初期等については高低圧力差が小さく、従って、
冷媒循環量が適正値よシ少なく、能力不足の生じやすい
条件時においては、液冷媒が低圧側に流れず、受液器（
４）に溜る。

この場合、受液器（４）上部のバイパス回路よシ補助キ
ャピラリーチューブ（６）を通り、冷媒を低圧側に流す
とともに、主キャピラリーチューブ（５）を冷却し、主
キャビ２リーチユープ（５）内冷媒を冷却して乾き度を
小さくシ、冷媒流通抵抗をも小さくして王キャピラリー
チューブｉｌｌ内を流れる冷媒量を増大させるようにし
ていた。従って運転初期の立上シスピードを早くし、ま
た負荷ｙ助時（特に高低圧力差小の時）においても十分
冷媒循環量ｋｍ保出来るように制御していた。

通常運転範囲においては、受液器（４）内の冷媒液面は
低く、バイパス回路入口部はガス状態となっており、補
助キャピラリーチューブ［６）　ＶＣは若干の冷媒ガス
しか流れず、はとんどが主キャピラリーチューブ（５）
によ多制御される。

次に上記冷凍サイクルの冷媒の状憩ヲモリエル線図で示
す。まず、通常運転時の場合を第２図に、負荷変動時（
高低圧力差小時）を第８図に示す。図中、Ａ−Ｇで示す
記号は第１図の冷凍サイクル図に示す位置における冷媒
状惑ヲ示している。

通常運転時においては、圧縮機（１）より吐出された冷
媒ガスはＡ点、凝縮器（２）によシ凝縮された冷媒はＢ
点、主キャピラリーチューブ（５）にて減圧された冷媒
は０点、Ｆ点にて示される。この場合、補助キャピラリ
ーチューブ（６）には、受液器（４）の上記がガス冷媒
であるため、はとんど冷媒は流れず、従ってＥ点、Ｇ点
は、０点、Ｆ点とほぼ同一となる。蒸発器（３）にて蒸
発した冷媒はＤ点となり、圧縮機（１）に戻る。次に負
荷変動時（高低圧力差小時）においては、圧縮機＋１１
よシ吐出された冷媒ガスはＡ点、凝縮器（２）によシ凝
縮された冷媒はＢ点である。また、この場合、受液器（
４）内は液冷媒にて満されているため、主キャピラリー
チューブ＋５１にて減圧される冷媒は補助キャピラリー
チューブ（６）にて減圧された冷媒にて冷却されるため
、Ｆ点となる。また、補助キャピラリーチューブ（６）
にて減圧された冷媒はＥ点、かつ、主キャピラリーチュ
ーブ（５）と熱交換し、自らは蒸発するため、熱交換後
はＧ点となる。従って、熱交換器（７）出口部において
は、Ｆ点の冷媒と、Ｇ点の冷媒が混合され０点となる。

その後蒸発器（３）にて蒸発した冷媒はＤ点となり、圧
縮機（１）に戻る。

従来の冷凍装置は以上のように構成されているので、負
荷変動時の冷媒制御に関してはすぐれていたが％凝縮器
（２）出口における過冷却度（凝縮器用ロ圧力Ｏ飽和温
度と液冷媒温度との差）が確保されず、（過冷却度０で
ある）冷凍装置の一箋力が小さかった。

また、起動時、冷媒が蒸発器（３）に梗込でいる場合、
受液器（４）に液冷媒が溜るまで、フラッシュ状態とな
シ、立上シが悪かった。

この発明は、上記従来の欠点を除去するためにきされた
もので、以下、この発明の一去施例を第４図に基づいて
説明するＯ Ｉｌ＋は圧縮機、（２）は凝縮器、（３）は蒸発器、（
５）は王キャピラリーチューブであり、　＋４１（８１
は主キャピラリーチューブ（５）と蒸灸器（３）との間
に、１１ｈ次設けられた気液分離器、およびオｌの補助
キャピラリーチューブである。（７）ハ主キャピラリー
チューブ（５）と熱交換可能に設けられた熱交換器、（
９）は気液分離器（４）の上部と熱交換器（７）の上流
部とを連通ずる第２の補助キャピラリーチューブ、（１
０）は熱交換器（７）の下流部とオｌの補助キャピラリ
ーチューブ（８）の出口とを連通する連通管である。

次に、以上のように構成されたこの発明の作用について
、第４因に基づいて説明する。冷媒流れ方向を実線矢印
にて示す。まず、通常運転範囲（例えば高圧圧力１１’
Ｍ〜ｇ４−９低圧圧力８輸〜５９／４）において、冷媒
制御に最適な主キャピラリーチューブ＋５１及び補助キ
ャピラリーチューブ（８）の長さ、経が選定されてｈる
。従って、圧縮機］１１よシ吐出された冷媒ガスは、凝
縮器（２）にて凝縮され、凝縮器（２）出口部において
所定の過冷却度（例えば６〜６　ｄｃＰ　）が確保され
ている。そして、主キャピラリーチューブ（５）にて減
圧され、気液分離器（４１に導かれ−る。１ＴＪＪ常の
運転範囲においては、気液分離器（４）の上部はガス冷
媒、下部は液冷媒となっている。従って、気液分離器（
４）の上部より、第２の補助キャピラリーチューブ（９
）には、ガス冷媒であるため、流通抵抗が大きくほとん
ど冷媒は流れない。気液分離器（４）下部の液冷媒は更
にオｌの補助キャピラリーチューブ（８）にて減圧され
、蒸発器（３１にて蒸発し、圧縮機＋１）に戻る。この
場合、第２の補助キャピラリーチューブ（９）にはほと
んど冷媒が流れないため、熱交換器（７）はほとんど不
作用であり、連通管を流れる冷媒もほとんどない。また
、主キャピラリーチューブｔｌｌ＋１にて凝縮器（２）
出口部の過冷却度が所定値となるように絞られているた
め、生キャピラリーチューブ（５）入口でフラッシュが
発生することもない。

次に負荷変蛎時、（例えば高低圧力差の小さい場合）に
ついて説明する。

圧縮機１１）より吐出さｎた冷媒カスは凝縮器（２）に
て凝、陥され、王キャピラリーチュー右５）にて減圧さ
れ、気液分離器（４）に導かれる。この場合、嶋低圧力
差が小さいため、冷媒が流れにくく、結果として、凝縮
器（２）出口部の過冷却度が犬きくなシ、とともに、主
キャピラリーチューブ（５）出口の気液分離器（４）内
も液冷媒で満される。従って、一部の冷媒は気液分離器
１４）上部より、第２の補助キャピラリーチューブを通
り、減圧され、熱交換器（１）にて、主キャピラリーチ
ューブ（ｓｒ冷却し、連通管ｔｌｏ）　’に通υ蒸発器
（３）に流れる。

従って、生キャピラリーチューブ（５）内の冷媒・は冷
却されるため、通過抵抗が小さくなシ、よシ流れやすく
なる。気液分離器（４）下部からは第１の補助キャピラ
リーチューブ（８）を通シ更に減圧されＡ発器ｉ：１１
　Ｋ導かれる。その後、蒸発器（８１にて蒸発し、圧縮
様（１）に戻る。すなわち、高低圧力差が小さいにもか
かわらず気液分離器１４）上部の液冷媒にて、主キャピ
ラリーチューブ（５）全冷却するため、通過抵抗を小さ
く出来、また第２の補助キャピラリーチューブ（９）に
て冷媒をバイパスするため、冷媒循環量を大きくするこ
とが出来る。従って所定の過冷却度をすみやかに確保す
る。

次に上記冷凍サイクルの冷媒の状Ｎａｋモリエル線図で
示す。まず通常運転時の場合を第５図に、負荷変動時（
高低圧力差小時）ｔ”、ｔ６図に示す。図中、Ａ、Ｂ’
、Ｃ’、Ｄ、Ｈ，Ｉ、、Ｔ、Ｋにて示す記号は第４図の
冷凍サイクル図に示す位置における冷媒状態金示し、ま
た、第５図及び第６図には従来例の冷媒状ａｔもＡ　、
　Ｂ　、　Ｏ。

Ｄにて示している。

通常運転時におｈては、圧縮機＋１１よシ吐出された冷
媒ガスはＡ点、凝縮器（２）にょ）凝縮された冷媒はＢ
′点、主キャピラリーチューブ（５）にて減圧された冷
媒はＨ点、更にオｌの補助キャビンリーチュープ（８）
にて減圧された冷媒はに点であシ、第２の補助キャピラ
リーチューブ（９）Ｋはほとんど冷媒が流れないため、
工点、Ｊ点、σ点はに点と同一となる。

また％蒸発器（３）にて蒸発した冷媒はＤ点となり、圧
＆１機…に戻る。

第５図においてＢ点、０点は従来例における凝幌器（２
）出口部、蒸発器ｔｅｌ入口部の冷媒状態を示している
。

次に負荷変動時（例えば高低圧力差の小さい場合）につ
いて説明する。

圧＆１機＋１１よシ吐出された冷媒ガスはＡ点、凝縮器
（２）によシ凝縮された冷媒はＢ′点である。この場合
、気液分離器（４）内には液冷媒にて満されているため
、熱交換器（７）にて主キャピラリーチュー７’＋５１
は第２の補助キャピラリーチューブ（９）にて減圧され
た冷媒と熱交換されるため、主キャピラリーチューブ（
５）出口では冷媒はＨ点となる。

更にオｌの補助キャピラリーチューブによシ減圧された
冷媒はに点となる。−万、第２の補助キャピラリーチュ
ーブにて減圧された冷媒は１点、丈に熱交換器（７）内
にて蒸発した冷媒は３点、蒸発器＋３１の入口部にて、
混合された冷媒はＣ′点蒸＠器（８１にて蒸発された冷
媒はＤ点となり、圧緬愼Ｉｌ＋に戻る。

第６図においてＢ点、０点は従来例における凝縮器（２
）出ロ部蒸発器ｔＢ＋入ロ部の冷媒状患を示している。

以上のように構成されているため、凝縮器（２）出口部
において、所定値の過冷却度ヲ侮保することが出来、従
って、蒸発器（３）出入口部のエンタルピー差を大きく
偏保することが出来（すなわち第５図才６図において、
本発１ｆｉＢ’Ｄ＞従来ＢＤ）、Ｌかも乾き度の小さい
部分を利用出来るため、蒸発器（３）能力を大きくする
ことが可能となる。

以上のようにこの発明では、安価なキャピラリーチュー
ブを使用して負荷変動時に対する立上シスピードを速め
、かつ、負荷菱切に対しても最適な冷媒制御が行なえ、
蒸発器能力を大きくすることが出来る効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のＮ？ｊ１１サイクル図、第２図及び第８
図は従来の通常運転及び負荷変動時の冷凍サイクルのモ
リエル線図、第４図はこの発明の一実施例を示す冷凍サ
イクル図、第６図及び第６図はこの発明の一実施例に基
づく通常運転及び負荷変動時の冷凍サイクルのモリエル
線図であるＯ 図中、ｉｌ＋は圧縮機、（２）は凝縮器、（３）は蒸発
器、（４）は気液分離器、（５）は主キャピラリーチュ
ーブ、（７）は熱交換器、（８）は第１の補助キャピラ
リーチューブ、（９）は第２の補助キャピラリーチュー
ブ、（１０１は連通管である。 なお、図中同一符号は同一または＋ＦＪ当部分を示す。 代理人　大暑　増雄 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６閃

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圧縮機、凝縮器、主キャビ２リーチユープ、蒸発器を接
   続してなる冷凍装置において、上記主キャピラリーチュ
   ーブと上部蒸発器との同に順次設けられた気液分離器お
   よびオｌの補助キャピラリーチューブと、上記主キャビ
   ２リーチユープと熱交換可能に設けられた熱交換器と、
   上記気液分離器の上部と上記熱交換器の上流部とを連通
   ずる第２の補助キャビ２リーチユープと、上記熱交換器
   と上記オｌの補助キャピラリーチューブの出口とを連通
   ずる連通管とを備えた冷凍装置。