JPS6217569A - 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】 （イ）彦東上の利用分野 本発明は低温ショーケース、冷蔵庫、空気調和機に使用
される冷凍装置に関する。

（ロ）　従来の技術 特開昭５７−６７７７１号公報（Ｆ２５Ｄ２１１０６）
には、ケース本体の外箱と内箱との間に各独立形成した
内外２層のインナダクトおよびアムタダクトにそれぞれ
蒸発器およびファンを収設し、かつ前記両蒸発器を減圧
素子とともに直列にして凝縮ユニットへ接続するととも
に、凝縮ユニットから見て冷凍サイクルの上流側蒸発器
の減圧素子および下流側蒸発器にそれぞれバイパス弁付
きのバイパス回路を並列接続して成り、前記各バイパス
弁を交互に切換えることにより、上流側蒸発器の冷却運
転時に下流側蒸発器をオフサイクル除算し、下流側蒸発
器の冷却運転時には上流側蒸発器を液冷媒の顕熱で除霜
するようにしたことを特徴とする冷蔵ショーケースが開
示されている。

ｆ−Ｊ　　発明が解決しようとする問題点上記従来の技
術では、上流側、下流側蒸発器が直列に接続されている
ため、下流側蒸発器から上流側蒸発器て冷却運転を切り
替えた際には、上流側蒸発器内の残留液冷媒が圧縮機に
多量に戻り、所謂液バツクで圧縮機が破損する恐れがあ
る等の問題点が生じた。

に）問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するために、冷媒圧縮機α９
からのホットガスを凝縮器■に送る高圧ガス管（２４１
と、蒸発器Ｑｌ）からの低温ガスを前記冷媒圧縮機Ｈに
帰還させる低圧ガス管罰との間に、電磁弁（至）と容量
調整弁（４（］とを備え、蒸発器αυの除霜及びポンプ
ダウン両運転時にホットガスの１部を低圧ガス管（５）
に導く容量調整回路（至）を設けてなる冷凍装置０梯を
提供する。

（ホ）作用 蒸発器Ｑｌ）の除霜運転及びポンプダウン運転時電磁弁
Ｇ９が開き、低圧ガス管（５）を流れる冷媒圧力に圧力
低下が生じた際には、容量調整弁（４Ｇが開いて高圧ガ
ス管Ｃ４を流れているホットガスの１部を容量調整回路
（至）から低圧ガス背鰭に送り、低圧ガス管＠内の冷媒
圧力を上昇させ、且つ低圧ガス管（５）に気液混合冷媒
が流れている場合にはホットガスでもって液冷媒を蒸発
させる。

（へ）実施例 第９図に示す（１）は前面に商品の収納及び取出用の開
口（３）を形成した断熱壁（２）にて本体を構成１７て
なる開放形の低温ショーケースで、前記断熱壁の内壁よ
り適当間隔を存して後述する内層側に開く第１ダンパ（
４Ａ）　、後述する外層側に開く第２ダンパ（４Ｂ）及
びこの両ダンパには夫々閉塞される第１及び第２両窓（
４Ｃ）（４Ｄ）を備えた断熱性の第１区画板（４）を配
設してプレートフィン型の外層用蒸発器（５）と軸流型
の外層用送風機（６）とを配：ηする外ｌ釦７）と、前
記開口の上縁に沿って位置する外層用吹出口（８）と、
前記開口の下縁に沿って位置し、紡記外層用吹出口に相
対向する外層用吸込口（９）とを形成し、又前記第１区
画板の内ム簀より適当間隔を存して金１ｉｒｔｓの第２
区画板ａ１を配設してプレートフィン型の内層用蒸発器
（１１）と軸流型の内層用送風機Ｑ２１とを配電する内
層０鵠と、前記開口の上縁で且つ外層用吹出口（８）の
内方に並設された内層用吹出口α荀と、前記開口の下縁
で外層用吸込口（９）の内方に並設され、前記内層用吹
出口に相対向する内層用吸込口（１９と、複数段の棚Ｃ
ＩＧ＋を配置した貯菫室αηとを形成している。前記第
１．第２両ダンパは熱絶縁材、例えば樹脂からなる板状
のものであり、第１ダンパ（４Ａ）は第２ダンパ（４Ｂ
）から見て循環空気の流れ方向上流側に設けられており
、開放時その先端が第２区画板Ｏ１の外壁に当接するこ
とが好ましく、又第２ダンパ（４Ｂ）は開放時その先端
が断熱壁（２）の内壁に当接乃至近接することが好まし
い。前記外層用蒸発器はｆＪＥｌ、第２両ダンパ（４Ａ
）（４Ｂ）間に位置する様、外層（５）内に配置されて
おり、又内層用蒸発器（１１）は第１ダンパ（４人）か
らみて循環空気の流れ方向上流側となる位置に配電され
ている。尚、前記第１、第２両ダンパはギヤモータ、シ
リンダー等を利用した１個の駆動装置Ｍによって双方同
時に開閉されるものである。

第１図に示す（ＩＦｊは、前記低温ショーケースを冷却
するための冷凍装置で、冷媒圧縮機ａ９、空冷式の熱交
換器■、受液器Ｃυ、感温部（２２Ａ）を備えた膨張弁
等の減圧弁（社）、内層用蒸発器ａυ、気液分離器（至
）を高圧ガス管＠、高圧液管（ハ）、低圧液管（イ）及
び低圧ガス管＠でもって環状に接続して閉回路を構成し
ている。（ハ）は減圧弁翰に並列接続された逆止弁、（
ハ）は受液器（２υと減圧弁＠との間の高圧液管（至）
に配置された第１電磁弁、（至）は内層用蒸発器Ｑｌ）
と気液分離器（至）との間の低圧ガス背鰭に配置された
第２電磁弁、０１）は一端を前記受液器と第１電磁弁（
ハ）との間、他端を前記内層用蒸発器と第２電磁弁■と
の間に接続され、内層用蒸発４旧）の除霜時開放される
第３電磁弁Ｃ３２付バイパス回路である。

又、前記外層用蒸発器（５）は、内層用蒸発器Ｑ１１に
対し並列に配され、高圧液枝管（至）、低圧液枝管（ロ
）及び低圧ガス枝管（至）によって高圧液管のと、低圧
液背鰭とに接続されている。（至）は高圧液枝管儲に配
置された電動弁で、該弁は液冷媒を減圧する減圧機能と
、液冷媒を外層用蒸発器（５）に対して供給及び停止す
る開閉機能とを備えている。Ｇηは前記電動弁に対して
並列接続された第４電磁弁で、後述するポンプダウン運
転時に開放される。（至）は一端を高圧ガス管＠に、他
端を低圧ガス管＠に接続された容量調整回路で、除霜運
転時及びポンプダウン運転時に開放される第５電磁弁Ｇ
９と、低圧ガス背鰭内の冷媒圧力によって開閉される容
量調整弁（４０とを具備している。

上述した第１図の冷凍装置α町家低温ショーケース（１
）を１台又は２台に適応させた実施例で、水冷式の凝縮
器■を使用した場合には第２図に示す実施例となる。こ
の場合、ホットガスが熱交換されろ水の温度は、外気の
温度糧に四季を通じて変化しないので、受液器ＣＤを削
除することができる。

第３図は３台以上の低温ショーケース（１）に空冷式の
冷凍装（Ｉｆ　１ｌｌＯを使用した実施例を示し、この
場合、高圧液管（２！１９に冷却運転時に開、除霜運転
時及びポンプダウン運転時に閉となる第６電磁弁（４１
）’＆設けると共に、この第６電磁弁（４υと各第１電
磁弁（至）との間の高圧液管（ハ）に一端を、前記高圧
ガス管Ｑ４Ｖｃ他端を接続され、除霜運転時に開となる
第７電磁弁（４２を備えたホットガス管（４３を設けて
いる。

第４図は３台以上の低温ショーケース（１）に水冷式の
冷凍装置ａ樽を使用した実施例を示す。この場合も上記
第３図と同様に受液器シυは削除される。尚、低温ショ
ーケース（１）を複数台並列して冷却、除霜、ポンプダ
ウン各運転を行なう場合には、各低温ショーケース１１
１の各運転を同期させて行なうことが、循環気流の関係
から好ましい。

次に低温ショーケース（１１の運転を第１図に示した冷
凍装置ａ樟に基づいて説明する。

いま、第１ダンパ（４人）、第２ダンパ（４Ｂ）は第９
図実線の如く閉じており、内層０３）及び外Ｎ４を力は
夫々独立している。この時、第１．ｗｃ２両電磁弁（２
！１（７）が開、第３、第４、第５各電磁弁０２ＧηＧ
９及び電動弁（至）が閉となっており、か〜る状態で、
冷媒圧縮機口９を稼動させろと、冷媒はｆ４５図矢印で
示す如く圧縮機（１９−Ｑ縮器（イ）−受液器Ｑυ−電
磁弁磯舟減圧弁■−内層用蒸発器０１）−電磁弁（７）
−気液分離器（ハ）−圧縮機α値と流れる周知の第１の
サイクの冷却運転（例えば４時間）において、内層用送
風機０でもって、内層０３を通過中の循環空気は、内層
用蒸発器α１）を通過中の低圧液冷媒（例えば−１０℃
の蒸発温度）と熱交換されて一４℃の冷却空気となり、
第９図矢印に示す如く開口１３）に冷たいエアーカーテ
ン（ＣＡ）を形成して貯蔵室ａηの温度が一２℃に維持
される冷却を図る。この間第１、第２両電磁弁の（至）
は貯蔵室ａηの温度検出器によって同時に開閉を繰り返
し、貯蔵室αｎの温度を適温に維持する。一方、外層用
送風機（６）でもって外層（７）を通過中の循環空気は
、第９図矢印の如く開口（３）において冷たいエアーカ
ーテン（ＣＡ）の外側に沿って流れ、この冷たいエアー
カーテンの影響を受けて低温ショーケース（１）を包囲
する外気より漸低い温度となり、前記の冷たいエアーカ
ーテン（ＣＡ）と外気との接触を阻止する保護エアーカ
ーテン（ＧＡ）として作用する。

冷却運転の進行に伴ない内層用蒸発器０υへの着霜が多
くなると、電動弁（至）が開き、第１電磁弁■からの液
冷媒の１部は高圧液枝管（至）に分流される。

この分流された液冷媒は、電動弁缶で減圧され、外層用
蒸発器（５）で蒸発気化して低圧ガス枝管（ト）を通り
、低圧ガス背鰭に流れ、内層用蒸発器αυを通過した低
圧ガス冷媒と合流し圧縮機ｌに流れる第６図矢印で示す
第２のサイクルを形成する。この第２のサイクルは冷却
運転終了前、即ち冷却運転から除霜運転に切り替る直前
に数十秒乃至数分間にわたって行なわれ、この運転によ
って、内層用蒸発器αυと同様に外層用蒸発器（５）も
低温となり、外層（７）を通過中の循環空気は、外層用
蒸発器（５）を通過中の低圧液冷媒（例えば−１７℃の
蒸発温度）と熱交換され、内層０：１を循環中の冷却空
気と略同じ乃至は若干高い例えば−２℃の温度に維持さ
れる。尚、この冷却運転においては外層用送風機（６）
の運転を停止してもよい。

この冷却運転中、除霜開始信号が出力され第１、第２両
電磁弁２！Ｉ（７）が閉まり、第３及び第５両電磁弁Ｃ
３３Ｃ３９が開き、又第１、第２　両ｆ　７ハ（４ＡＸ
４Ｂ）が第９図鎖線の如く開くと、除霜運転に切り換わ
り、受液器Ｃυからの液冷媒は、バイパス管Ｇυ−内層
用蒸発器旧）−逆止弁（至）−第４電磁弁Ｃ３？）−電
動弁（至）−外層用蒸発器（５）−気液分離器（ハ）−
圧縮機ａ９と流れ、又、一方冷媒圧縮機Ｑ９から吐出さ
れるホットガスの１部は容量調整回路（至）から低圧ガ
ス背鰭に流れ゛る第１図矢印で示す第３のサイクルを形
成する。この第３のサイクルは例えば１０分乃至２０分
間行なわれる内層用蒸発器Ｕυの除霜運転サイクルであ
り、バイパス管（３１１からの液冷媒は内層用蒸発器ａ
υで熱交換されて過冷却液となりつ〜且つその顕熱でも
って内層用蒸発器０υの霜を徐々に解かす。又、この除
霜サイクルにおいて、低圧ガス管筒中の冷媒子方が所定
圧力より低下した場合には、容量調整弁（４１が開き、
ホットガスを低圧ガス管＠に導いて低圧圧力を所定圧力
に上昇させると共に低圧冷媒に含まれている液相をホッ
トガスの顕熱でもって蒸発させろ。一方、この内層用蒸
発器を通過した循環空気は第１ダンパ（４人）により内
層（１３における流れを中断されて第１窓（４Ｃ）から
外層＋７）Ｋ流れ、外層用蒸発器（５）を通過中の低圧
液冷媒と熱交換されて冷却される。この冷却された循環
空気は第２ダンパ（４Ｂ）Ｋより指向され、第２窓（４
Ｄ）から内層（１３に帰還し、内層用吹出口０４）から
開口（３区向けて吹き出され、冷却運転時と同様に冷た
いエアーカーテン（ＣＡ）を形成し、内層用吸込口ａ９
から内層Ｑ３に帰還する第９図鎖線矢印の循環を繰り返
す。

除霜運転の進行に伴ない内層用蒸発４旧）の霜が解ける
と、第１、第２両電磁弁■（７）の閉状態が継続したま
−で、第３電磁弁’３２が閉じると共に、第４′？を磯
舟Ｃ３７）が開くと、内層用蒸発器（＋１）に液冷媒が
供給されなくなり、内ＩＱ用薫蒸発器１）内の残留液冷
媒（１部飽和ガスを含む）を受液器’２＋）に回収する
所謂ポンプダウン運転となり、内層用蒸発器（１１１内
の液冷媒は第７図矢印で示す如く逆止弁（至）−第４電
磁弁０７）−外層用蒸発器（５）−気液分離器の一圧縮
磯り９−凝縮器（至）−受液器２１）と流れ、この受液
器Ｑυに高子液冷媒として貯えられる。一方、低圧ガス
管筒中の冷媒圧力が低い場合には、除霜運転と同様に容
量調整弁０１が開き、低圧々力を所定圧力に上昇させる
と共に、液バツクを防止する。このポンプダウン運転は
内層用蒸発器０１）の除霜運転の終了に伴ない数分乃至
士数分行なわれ、この間内層用蒸発器０υ内の冷媒のう
ち飽和ガス、液冷媒と順次外層用蒸発器（５）に吸引さ
れろことにより、内層用蒸発器０１）でその１部が蒸発
気化してこの蒸発潜熱でもって内層用蒸発器０υに冷却
作用を付与１−１且つ液冷媒のま＼で外層用蒸発器（５
）で流れた冷媒はこの外層用蒸発器を通過するうちに蒸
発気化してこの蒸発潜熱でへって外層用蒸発器（５）Ｋ
冷却作用を付与することになる。又、このポンプダウン
運転は内層用蒸発器０９に付着した露の水切り時間でも
ある。ポンプダウン運転の終了に伴ない、第４、第４電
磁弁０７）Ｃ３１が閉じると共に、第１、第４電磁弁０
７が開き、第５図に示す冷却運転に復帰する。

尚、上記第１、第２、第３の各サイクル、即ち内層用蒸
発器Ｑｌ）のみの冷却運転、内層用、外層用蒸発器０υ
（５）の両冷却運転、内層用蒸発器Ｑｌ）の除霜運転（
外層用蒸発器（５）は冷却運転）及びポンプダウン運転
の４つの運転モードＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄは第２図乃至第４図
で示した冷凍装置０秒でも同様に行なえる。

上記４つの運転モードは第８図に示すタイムチャートで
表わすことができる。

従ってかへる冷凍装置α印によれば、除霜運転時及びポ
ンプダウン運転時には容量調整回路（至）の電磁弁（至
）を開けているので、低圧ガス管（資）を通過中の低圧
ガス冷媒或いは低圧気液混合冷媒等の低圧冷媒の圧力が
所定圧力よりも低下したときには、容量調整弁（４（ｌ
Ｉを低圧冷媒の圧力損失により開放して高圧ガス管（２
４）からホットガスの１部を容量調整回路（至）を通し
て低圧ガス管筒に導くことができ、この結果、ホットガ
スにより低圧ガス管筒から冷媒圧縮機Ｃ１９に帰還する
低圧冷媒を所定圧力迄高めて冷媒圧縮機（１９の運転を
良好な状態に維持できると共に、低圧冷媒中に液相があ
る場合には、蒸発させて気相とするので冷媒圧縮機（１
９への液バツクを防止できる。

（ト）　　発明の効果 上述した本発明によれば下記に列挙する効果が生じる。

■　低圧ガス管内の圧力が低下したときには、容量調整
回路からのホットガスで低圧圧力を所定圧力迄上昇させ
ることができるので、冷媒圧縮機を効率良く運転できる
と共に、負荷変動に対しての追従性が良く安定した除霜
、ポンプダウン両運転が行なえる。

■　低圧ガス管中の低圧冷媒に液相がある場合には、こ
れをホットガスで蒸発させて気相とするので、冷媒圧縮
機への液バツクを阻止できる。

【図面の簡単な説明】

図面は何れも本発明冷凍装置の実施例を示し、第１図は
空冷式の冷凍装ｆｉＶＣ粘けろ除甥サイクル図、第２図
は第１図の冷凍装ｙ！ｔを水冷式て変更した場合の要部
回路図、第３図は多系統の空冷式冷凍装置の冷媒回路図
、第４図は第３図の冷凍装置を水冷式に変更した場合の
要部回路図、第５図乃至第７図は第１図の冷凍装置にお
ける１エバ冷却サイクル、２エバ冷却サイクル、ポンプ
ダウン運　　　８転各図、第８図は冷凍装置の各運転を
示すタイム　　　−チャート、第９図は冷凍装置を組込
んだ低温ショ　　　壕−ゲースの縦断面図である。 Ｃｌ１１・・・蒸発器、　α９・・・冷媒圧縮機、　■
・・・凝縮器、１２４）・・・高圧ガス管、　（５）・
・・低圧ガス管、　（至）・・・容竜調整回路、　０９
・・・電磁弁、　＜４０・・・容量調整弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．冷媒圧縮機からのホットガスを凝縮器に送る高圧ガ
   ス管と、蒸発器からの低温ガスを前記冷媒圧縮機に帰還
   させる低圧ガス管との間に、電磁弁と容量調整弁とを備
   え、蒸発器の除霜及びポンプダウン両運転時にホットガ
   スの１部を低圧ガス管に導く容量調整回路を設けてなる
   冷凍装置。