JPS60175971A - 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】 〔発明の技術分野〕 この発明は運転条件が大幅に変動する蒸気圧縮式の冷凍
装置に関するものである。

〔従来技術〕

従来、圧縮機、凝縮器、絞シ装置および蒸発器を有する
冷凍サイクルを備えた蒸気圧縮式の冷凍装置が一般に用
いられており、この冷凍装置では、蒸発器で蒸発した冷
媒ガスを圧縮機が吸入し一吸入した冷媒ガスを圧縮機で
圧縮して凝縮器に送シ込んでいる。したがって、圧縮機
　。

への吸入冷媒ガスの比体積が小さくなるにつれて冷媒循
環量が増加する。吸入冷媒ガスの比体積は圧縮機の吸入
圧力が高くなると小さくなる。

このため、吸入圧力が高くなるにつれて冷媒循環量が増
加する。また、圧縮機を駆動する電動機の所要動力（以
下所要動力という）は冷媒循環量に比例して増加する。

そして、冷媒循環量と冷凍能力は比例関係にある。つま
り、蒸気圧縮式の冷凍装置は、第１図に示すように、圧
縮機の吸入圧力に比例して冷凍能力および所要動力が増
加する特性をもっている。

ところで、例えば急速凍結用冷凍装置では、運転開始か
ら凍結完了までの間に凍結室の温度や品温が大幅に変動
する。したがって、冷凍装置の冷媒の蒸発温度も大幅に
変動する。蒸発温度の高い場合を基準に考えると、冷凍
能力や所要動力が太きい。このため、圧縮機を駆動する
電動機として容量の大きい電動機が必要であシ、また凝
縮器も能力の大きいものが必要である。

さらに、冷凍装置の機械的強度１例えば圧縮機の吐出、
吸入弁−クランク軸、連接杆などの強度も高くしておか
なければならない。このような条件を満たした冷凍装置
を運転した場合如け。

冷却が進んで冷媒の蒸発温度が低下すると、蒸発温度と
吸入圧力とは比例関係にあるので、吸入圧力が低下する
。この状態になると、冷凍能力が低下し、所要動力が減
少するので、圧縮機。

電動機および凝縮器は軽負荷となり、これらが有してい
る能力のすべてを発揮しなく々る。したがって、その分
だけ凍結所要時間が長い。寸た。電動機は軽負荷になる
と効率が悪くなるので一成績係数も低下する。別の問題
として同一の冷凍装置を使用した場合に＋　６０Ｈｚ地
区よシも５０　ＴＩ　Ｚ地区では冷凍能力が低下すると
いう欠点があった。さらに、他の問題として、冷凍装置
の除霜直後の運転のように、冷媒の蒸発温度が一時的に
上昇した場合や、猛暑などで冷媒の凝縮温度が上昇した
場合などに、圧縮機用の電動機の運転電流が異常に大き
くなシ、過電流継電器が動作し運転が停止してしまうこ
とがあつ゛た。これは、電動機の保膿の面ではやむを得
ないが、常に冷却を続けなければならない冷凍装置の機
能の面では欠点であった。

〔発明の概要〕

この発明は、上述した従来の欠点を解決しようとするも
のであって、圧縮機を駆動する電動機の電６１［によっ
てこの電動機の回転数を制御することで一負荷変動が大
きい冷凍装置について冷凍能力を改善し、また過酷な運
転条件になっても運転が停止せず、さらに電動機などに
過負荷をかりずに安全に運転できるようにした冷凍装置
を提供することを目的としている。

〔発明の実施例〕

以下この発明の一実施例を第２図によって説明する。

第２図において、１は冷媒ガスを圧縮する圧縮機、２は
凝縮器、３は絞シ装置である膨張弁。

４は蒸発器であシーこれらが管路を介して閉ループに接
続されていることで、冷凍サイクルが構成されている。

５は商用電源の周波数を変えて出力するインバータ、６
は圧縮機１に設けられている電動機（図示せず）の電流
を検−出する電流検出装置７の出力に応じてインバータ
５を制御する制御部であり、インバータ５と制御部６と
で圧縮機１の電動機の回転数制御装置が構成されている
。８は電磁接触器、９はインバータ５と圧縮機１の電動
機の間に電磁接触器８を介して接続された上記電動機保
膿用の過電流継電器である。

以上のように構成された実施例の冷凍装置の動作につい
て説明する。図示しない電源スィッチを投入すると、電
磁接触器８が閉じインバータ５の出力が圧縮機１の電動
機へ供給されて圧縮機１が駆動される。これによって、
蒸発器４で冷媒液が蒸発されて冷却が行われる。冷却が
進むにつれて、蒸発器４での冷媒の蒸発温度が低下し、
圧縮機１の冷媒ガスの吸入圧力が低下する。この吸入圧
力の低下に伴って所要動力と圧縮機１の電動機へ供給さ
れる電流が減少する。

この電流の減少を電流検出器７が検出し、制御部６に与
えられる電流検出信号が低下する。制御部６は電流検出
信号を過電流継電器９の動作値よシ小さい所定の基準値
と比較し、電流検出信号が上記基準値よシ小さくなると
、インバータ５の出力周波数を高くして電動機の運転電
流を基準値まで高めるように制御する。したがって、吸
入圧力が低下するにつれて、インバータ５の出力周波数
が高くなり、圧縮機ｌの電動機の回転数が増加する。す
なわち、圧縮機ｌの吸入圧力の低下に伴う吸入冷媒ガス
の比体積増大によって冷媒循環量が減少するのを、圧縮
機１の電動機の回転数増加によって補い、冷凍能力の減
少を抑制できる。一方、除霜直後などのように吸入圧力
が上昇した場合には、圧縮機１の電動機へ供給される電
流の増加を電流検出装置７が検出し、制御部６への電流
検出信号が低下するので、インバータ５の出力周波数が
低くなリ、上記電動機の回転−数が減少して運転電流が
基準値に抑えられる。冷媒の凝縮温度が上昇し、電動機
へ供給される電流が増加した場合にも。

同様にインバータ５の出力周波数が低くなって運転電流
の増大が抑えられる。

この実施例の冷凍装置の運転特性は第３図に実線で示す
とおりである。なお、第３図中−破線は従来の冷凍装置
の運転特性を参考のために示したものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明の冷凍装置は、圧縮機を
駆動する電動機の電流を電流検出装置で検出して、検出
電流が大きい場合には上記電動機の回転数を減少させ、
検出電流が小さい場合には電動機の回転数を増加させる
制御を回転数制御装置で行うようにしたので、冷却が進
んで圧ｍ機の吸入圧力が低下するにつれて圧縮機の回転
数が増加し、所要動力や上記電動機への供給電流をほぼ
一定に保つことができ、冷凍能力の減少を抑制できる。

つまり、圧縮機の低吸入圧力域すなわち蒸発器の低蒸発
温度域での冷凍能力が向上する。したがって、この発明
の冷凍装置を急速凍結に使用した場合に凍結所要時間を
短縮できる。また、この発明の冷凍装置は。

運転条件がどのようであっても、圧縮機、凝縮器などが
もっている能力を常に１００％近く発揮するので効率が
よい。さらに、この発明の冷凍装置は、圧縮機の電動機
の回転数が商用電源の周波数に関係なく運転電流によっ
て決定されるので＋　５ＱＨｚ地区での能力低下が解消
され、この地区でも６０Ｈｚ地区と同様の能力が得られ
る。

またさらに、この発明の冷凍装置は、冷媒の蒸発温度や
凝縮温度が上昇しても圧縮機の電動機へ供給される電流
が増大しないので、上記電動機の過負荷が防止され、過
電流継電器の動作が未然に防がれる。したがって、過酷
な運転条件になっても、異常停止することがなく一冷却
運転が続行されるので、装置としての信頼性が高いとい
う効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の冷凍装置の運転特性図、第２、図はこの
発明の一実施例による冷凍装置の構成図、第３図は第２
図の冷凍装置の運転特性図である。 ｌ・・・圧縮機、２・・・凝縮器、３・・・膨張弁、４
・・・蒸発器−訃・・インバータ、６・・・制御部、７
・・・電流検出装置。 なお１図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人　大　岩　増雄（外２名） 第　ｌ　図 第２図 第３図 Ｗ偕− 手続補正書（自発） ５９７１９ 昭和　年　月　日 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　東京都千代ぽ１置火の内二丁目２番３号名　称
　（６０１）三菱電機株式会社 代表者片山仁八部 ４、代理人 ５、補正の対象 （１）明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 （１）明細書簡６頁１９行目［電流検出信号が低−１と
あるを「電流検出信号が上昇」と補正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 圧縮機、凝縮器、絞シ装置および蒸発器を有する冷凍サ
   イクルを備えた冷凍装置において。 上記圧縮機を駆動する電動機の電流を検出する電流検出
   装置と、この検出装置の検出電流が大きい場合には上記
   電動機の回転数を減少させ上記検出電流が小さい場合に
   は上記電動機の回転数を増加させる回転数制御装置とを
   具備させたことを特徴とする冷凍装置。